JPH10261516A

JPH10261516A - 電磁波及び磁気遮蔽用軟磁性粉末並びに遮蔽用シート

Info

Publication number: JPH10261516A
Application number: JP25014397A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Saito; 章彦齋藤
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1997-01-20
Filing date: 1997-09-01
Publication date: 1998-09-29
Anticipated expiration: 2017-09-01
Also published as: JP4069480B2

Abstract

(57)【要約】【課題】偏平化が容易な電磁波及び磁気遮蔽用軟磁性
粉末並びに遮蔽効果が高く、かつ安価な遮蔽用シートを
提供すること。【解決手段】重量％で（以下同じ）、Ｃｒ：０．５〜
２０％、Ｓｉ：０．０１〜０．５未満％、Ａｌ：０．０
１〜２０％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる軟磁
性粉末。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁波及び磁気遮
蔽材に適した軟磁性粉末並びにこの軟磁性粉末を含有す
るた電磁波及び磁気遮蔽用シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パソコン、ワープロ、ファックシ
ミリ、携帯電話などの電子機器が急速に発達している。
これらの機器に使用されているＩＣ、ＬＳＩから発生す
る電磁波がノイズとなって、コンピュータなどの誤動
作、無線通信への障害、人体の健康への影響などが問題
視され、磁気シールドが一部に実用化されている。ま
た、電源用の導電ケーブル、モータ、超伝導磁石などか
ら発生する強力な磁場が、測定機器、センサー、電気回
路などに影響を与えるため、磁気シールドが行われてい
る。

【０００３】これらの電磁波及び磁気を遮蔽するには、
透磁率及び飽和磁束密度の高いパーマロイ合金などの金
属板でシールドするのが望ましい。しかし、パーマロイ
合金などの圧延板により磁気の影響を排除すべき各種機
器の電子回路やコンピュータなどが設置された空間や室
内を覆うと、出来上がる遮蔽材自体の重量も嵩むととも
に、空間や室内を覆うためには、板を切断、折り曲、場
合によっては溶接を必要とするなど多大の工数を必要と
しているため、コストが高くなるという欠点がある。ま
た、透磁率及び飽和磁束密度の高い合金は、高価であ
り、且つ上記の各種の加工を施すために加工部分の金属
組織が歪み、そのために遮蔽特性が低下するので、磁気
遮蔽材としてあまり使用されていない。

【０００４】そこで、被覆したり、加工したりするのが
容易な磁気遮蔽材として、透磁率及び飽和磁束密度の高
い偏平な磁性粉末を有機結合材に分散して塗料にした
り、有機結合材中に分散して固化あるいは適当な可撓性
支持体などに塗布してシールド板としたものが使用され
るようになった。この高透磁率の粉末を用いた磁気シー
ルド材として、軟磁性アモルファス合金を粉砕した偏平
粉末を高分子化合物の結合材中に混合した磁気遮蔽用塗
料が特開昭５９─２０１４９３号公報に開示されてお
り、また高透磁率合金の偏平粉末を高分子化合物の結合
材中に混合した磁気遮蔽用塗料が特開昭５８─５９２６
８号公報に開示されている。

【０００５】さらに、ＦｅーＮｉ系合金、ＦｅーＮｉー
Ｃｏ系合金、ＦｅーＳｉーＡｌ系合金、ＦｅーＮｉーＭ
ｏ系合金、すなわち、パーマロイ合金、モリブデンパー
マロイ合金あるいはセンダスト合金などの偏平な不定形
状の粒子を、高分子化合物の結合材中に混合した磁気遮
蔽用塗料が特公昭６２ー５８６３１号公報に開示されて
いる。また、パーマロイの磁気遮蔽膜が特公昭６２ー５
８６３１号公報に開示されており、またＣｒ＝０．５〜
２０重量％、Ｓｉ＝０．５〜９重量％（原子百分率に換
算して１〜１６．５atm)、Ａｌ＝０．５〜１５重量％の
いずれか１種を含む偏平磁性鉄粉の塗布膜を磁気遮蔽用
の保護膜として用いることが特開平１─２２３６２７号
公報に開示されている。

【０００６】また、Ｆｅ、ＳｉおよびＣｒの３元組成図
（原子比）において、Ａ：Ｆｅ₇₈Ｓｉ₂₂Ｃｒ₀ Ｂ：Ｆｅ₇₀Ｓｉ₃₀Ｃｒ₀ Ｃ：Ｆｅ₆₀Ｓｉ₃₀Ｃｒ₁₀ Ｄ：Ｆｅ₆₃Ｓｉ₁₈Ｃｒ₁₉ Ｅ：Ｆｅ₇₆Ｓｉ₁₈Ｃｒ₆ としたとき、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを順に結んで得られる
５角形の内側の領域で表される組成を有する偏平状軟磁
性粒子から構成される磁気遮蔽用軟磁性粉末及びその製
造方法並びにこの磁気遮蔽用軟磁性粉末と結合材とから
なる磁気遮蔽用材が特開平３─２９５２０６号公報に開
示されている。また、導電性支持体の片面または両面
に、有機結合剤にＦｅーＡｌーＳｉ合金などの偏平状軟
磁性体微粉末を混合した絶縁性軟磁性体層を塗工した電
磁波干渉抑制体が特開平７─２１２０７９号公報に開示
されている。

【０００７】しかし、軟磁性アモルファス合金、パーマ
ロイ合金、モリブデンパーマロイ合金の粉末は、偏平化
を圧延で行っているので、偏平化に要する時間が長くな
るため、生産性が低く、また偏平化に要する時間が長い
ことにより加工歪みが大きくなるため、高い磁気シール
ド特性が得られないという欠点がある。さらに、フレー
ク状のセンダスト合金は、センダスト合金の飽和磁歪定
数が約０．３×１０^-6以下であるが、０以下にならない
ため、磁気シールド材に適用した場合、偏平化工程での
応力や使用時の応力印加により磁気特性が劣化してしま
い、設計通りの磁気シールド特性が得られないという欠
点がある。

【０００８】また、上記ＦｅーＳｉーＣｒ合金の磁気シ
ールド用軟磁性粉末は、耐食性が十分でないとともに、
変形抵抗が高いために偏平化に時間がかかり、また図６
に示すように偏平化中に含有するＯ₂量が増加し、この
Ｏ₂量の増加が図７に示すように直流の保磁力（Ｈｃ）
を高くして透磁率を低下し、その結果として電磁波及び
磁気を遮蔽する効果を低下するという欠点がある。ま
た、導電性支持体の片面または両面に、有機結合剤にＦ
ｅーＡｌーＳｉ合金の偏平状軟磁性微粉末を混合した絶
縁性軟磁性体層を塗工したものは、ＦｅーＡｌーＳｉ合
金が偏平し難いため、その結果として上記のように電磁
波の遮蔽効果が十分でないという欠点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、偏平化が容
易な電磁波及び磁気遮蔽用軟磁性粉末を提供することを
目的とし、またこの軟磁性粉末を用いることにより電磁
波及び磁気の遮蔽効果が高く、しかも安価な遮蔽シート
を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者は、ＦｅーＣｒ系合金について研究してい
たところ、ＦｅーＣｒにＳｉとＡｌを複合添加した合金
は、変形抵抗がＦｅーＣｒーＳｉ合金より低く、Ｆｅー
ＣｒーＡｌ合金とほぼ同等であり、またこの合金を粉末
にした場合に耐食性がＦｅーＣｒーＳｉ合金より優れて
いるとの知見を得て本発明をなしたものである。すなわ
ち、本発明の電磁波及び磁気遮蔽用軟磁性粉末（以下
「遮蔽用軟磁性粉末」という。）は、その成分組成をＣ
ｒ：０．５〜２０％、Ｓｉ：０．００１〜０．５未満
％、Ａｌ：０．０１〜２０％、残部Ｆｅ及び不可避不純
物からなるものとしたことである。

【００１１】上記目的を達成するため、本発明の軟磁性
粉末は、前記粉末のアスペクト比、すなわち平均粒径を
平均厚さで割ったものを２以上にしたことである。ま
た、上記目的を達成するため、本発明の電磁波及び磁気
遮蔽用シート（以下「遮蔽用シート」という。）は、Ｃ
ｒ：０．５〜２０％、Ｓｉ：０．００１〜０．５未満
％、Ａｌ：０．０１〜２０％、残部Ｆｅ及び不可避不純
物からなる遮蔽用軟磁性粉末をゴムまたはプラスチック
などの柔軟な絶縁材の中に分散して埋設したことであ
る。

【００１２】上記目的を達成するため、本発明の遮蔽用
シートは、上記遮蔽用シートの一表面の一部あるいは全
面に接着剤層を設けたことである。また、上記目的を達
成するため、本発明の遮蔽用シートは、上記遮蔽用シー
トの一表面の一部あるいは全面に複数の突起あるいは突
条を設けたことである。

【００１３】次に、本発明の軟磁性粉末の各成分の添加
目的、含有量などの限定理由について説明する。Ｃｒ
は、耐食性を改善するために添加する元素で、０．５よ
り少ないと耐食性が改善されず、また２０％を超える
と、飽和磁束密度が低下するので、その含有範囲を０．
５〜２０％とした。好ましくは、５．０〜１４％であ
る。さらに、Ｓｉは、電気抵抗を高くするために添加す
る元素で、そのためには０．００１％以上必要であり、
０．５％以上になると、扁平加工性が悪くなるので、そ
の含有量を０．０１〜０．５未満％にした。好ましく
は、０．０５〜０．４％である。また、Ａｌは、偏平加
工性、電気抵抗及び耐食性を高めるとともに、磁気特性
に悪影響を及ぼす酸素を下げるために添加する元素で、
０．０１％より少ないと、その効果がなく、また２０％
を超えると偏平加工性が低下するので、その含有範囲を
０．０１〜２０％とした。好ましくは、０．５〜６．０
％である。

【００１４】次に、本発明の遮蔽用軟磁性粉末の不可避
不純物について説明する。Ｃは、０．０３％より多くな
ると飽和磁束密度が低下するので、０．０３％以下が好
ましい。Ｍｎは、脱酸剤として必要な元素であるが、
０．３０％より多くなると飽和磁束密度が低下するの
で、０．３０％以下が好ましい。ＰおよびＳは、０．０
３％より多くなると、偏平加工性または耐食性を低下す
るので、０．０３％以下が好ましい。Ｃｕ、Ｎｉ及びＭ
ｏは、０．０５％より多くなると、飽和磁束密度が低下
するので、０．０５％以下が好ましい。

【００１５】本発明の遮蔽用軟磁性粉末は、アスペクト
比が２以上、好ましくはアスペクト比が１０以上、更に
好ましくはアスペクト比が２５以上で、平均粒径が１０
０μｍ以下、平均短径が６０μｍ以下、平均厚さが３μ
ｍのものであるが、本発明の遮蔽用軟磁性粉末のアスペ
クト比を２以上にしたのは、遮蔽用軟磁性粉末はアスペ
クト比が大きいほど遮蔽効果が高くなり、また本発明の
遮蔽用軟磁性粉末はアスペクト比を２以上にすることが
容易にできるからである。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の遮蔽用軟磁性粉末は、原
料を溶解してＣｒ：０．５〜２０％、Ｓｉ：０．００１
〜０．５未満％、Ａｌ：０．０１〜２０％、残部Ｆｅか
らなる成分組成の溶湯にした後、水噴霧法、ガス噴霧、
真空噴霧法などで粉末にし、この粉末をアトライターな
どで偏平化し、その後熱処理、例えば５００〜１１００
℃で１０分〜１００分程度加熱して製造することができ
る。

【００１７】本発明の遮蔽用シートは、上記遮蔽用軟磁
性体粉末、例えば、容量％で５０％以上、重量で７０％
以上（例えば８０％）を柔軟な絶縁材及び硬質の絶縁材
の中に分散して埋設したもので、図１〜図４に示した形
状をしているものである。図１は、本発明の磁気遮蔽用
シートの断面を模式的に示した断面図で、本発明の遮蔽
用軟磁性粉末２を柔軟な絶縁材３の中にほぼ均一に分散
して埋没した遮蔽用シート１を示している。この遮蔽用
シート１は、ロール成形、押出成形、射出成形などによ
って製造することができる。図２は、本発明の応用例
で、遮蔽用シート１の一表面に有機系の接着剤層４を被
覆したものを示す。この接着剤層を予め被覆すること
で、シート１を遮蔽対象物の表面に対して容易に接着で
きるとともに、遮蔽用シート１自体もテープ状やラップ
状に巻き付けて保管や運搬することもできる。なお、有
機系の接着剤層は、両表面に設けることもできるし、等
間隔、周囲などに部分的に設けることもできる。

【００１８】図３、図４は、本発明の他の応用例を示す
もので、コンピュータルーム、シールドルームなどの床
面上に敷設するのに適した遮蔽用シート１の断面図であ
る。このうちの図３に示すものは、遮蔽用シート１の一
表面に滑り止め用の突起５を散点状に設けたプラスチッ
クまたはゴム製の薄いシート７を貼り合わせたものであ
り、図４に示すものは、遮蔽用シート１の一表面に押出
成形と同時に突条６群を一体的に形成したものである。
なお、図３、４に示したものの裏面の全体または一部に
接着剤層を被覆することもできる。また、図４に示した
遮蔽用シート１は、その長手方向と直角に等間隔に切断
しておけば、床などに敷設するときに突条６群の方向を
変えることにより種々の模様が形成することができる。

【００１９】本発明の遮蔽用シートに適した柔軟若しく
は硬質の絶縁材としては、例えば天然ゴム、クロロプレ
ンゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、エ
チレンプロピレンゴム、ブタジエンアクリロニトリゴ
ム、イソブチレンイソプレンゴム、スチレンブタジエン
ゴムなどの合成ゴム、フエノール樹脂、エポキシ樹脂、
各種ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリ酢酸ビニー
ル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ
ウレタン及びポリカーボネイト樹脂などの柔軟若しくは
硬質のプラスチック、塩素化ポリエチレンなどを用いる
ことができる。

【００２０】本発明の遮蔽用軟磁性粉末は、上記のよう
に柔軟若しくは硬質の絶縁材に混入して遮蔽用シートと
する他、各種塗料に混入して電磁波及び磁気遮蔽用塗料
としても使用することができる。

【００２１】

【実施例】

実施例１下記表１に記載した成分組成の本発明材及び現在使用さ
れている比較材を溶解した後、水噴霧法により粉末化
し、内径５ｍｍで深さ５ｍｍのプラスチック容器に入れ
ＶＳＭ（振動試料磁力計）にて磁束密度及び透磁率を測
定した。その結果を下記表２に示した。

【００２２】

【表１】

【００２３】さらに、温度１５℃、湿度４０％の恒温室
に粉末を入れて１００Ｈｒ放置し、粉末の発錆を目視
し、耐食性の評価を行った。また、上記表１に記載した
成分組成の本発明材及び比較材を溶解して水噴霧法で平
均径１０μｍの粉末を製造した。この粉末をアトライタ
ーに入れてアスペクト比が２５以上になるまでの時間を
測定した。その結果を下記表２の偏平化時間として示し
た。

【００２４】また、このようにして製造したフレーク粉
末を不活性ガス雰囲気中で８００℃、１２０分間の焼鈍
処理を行った。これらの粉末（平均粒径が１０μｍ、平
均短径が１μｍ、平均厚さが１μｍ、アスペクト比１０
以上）を６５体積％（８０重量％）を塩素化ポリエチレ
ン３５体積％中に均一に分散させて厚さ１ｍｍ、巾１５
０ｍｍ、長さ２００ｍｍの遮蔽用シートを製造した。こ
の遮蔽用シートを１回巻いて直径５０ｍｍ、高さ１５０
ｍｍの円筒形にし、これを一対の対向するホルムヘルツ
コイル間に挿入した後、前記ホルムヘルツコイル間に交
番磁界が１ガウスになるように５０Ｈｚの交流電流を流
して、前記円筒形の遮蔽用シートの中にガウスメータを
挿入して磁界を測定して減衰率を求めた。この結果を下
記表２のシールド効果の欄に示した。

【００２５】

【表２】

【００２６】これらの結果、本発明材は、磁束密度が比
較材より僅に高いだけであるが、透磁率が比較材より大
幅に高くなっていた。また本発明材の耐食性にはバラツ
キがあるが、すべてのものが比較材より優れており、ま
たシールド効果（遮蔽効果）には比較材と同等のものも
１例あるが、他のものは比較材より高くなっていた。ま
た偏平化時間は、全てのものが比較材の約２分の１以下
で、大幅に短縮されていた。これらより、本発明の軟磁
性体粉末は、いずれの性質も比較材と同等またはそれよ
り優れているので、遮蔽用軟磁性粉末として優れている
ことが分かる。

【００２７】実施例２上記実施例１と同様な方法で本発明材Ｎo.７の軟磁性粉
末を用いて製造した遮蔽用シートを上記実施例１と同様
に１回巻いて直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円筒形に
し、これを一対の対向するホルムヘルツコイル間に挿入
し、この円筒形の遮蔽用シートの中にガウスメータを挿
入し、前記ホルムヘルツコイルに交流電流を流し、周波
数を０．１〜１０００Ｍｚの間で変化させながら電磁波
の遮蔽効率を求めた。

【００２８】また、比較例として、Ｆｅー5%Ａｌー9%Ｓ
ｉ合金からなる平均粒径１０μｍ、アスペクト比５以上
の偏平状軟質磁性粉末：９０重量％、ポリウレタン樹脂
８重量％、硬化剤（イソシアネート化合物）：２重量％
に溶剤を加えた軟磁性ペーストをＯＨＰシートに塗工
し、乾燥、硬化させて厚さ１．２ｍｍ、巾１５０ｍｍ、
長さ２００ｍｍ遮蔽用シートを製造した。これを巻いて
直径５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円筒形にして本発明の
遮蔽用シートと同じ方法で電磁波の遮蔽効率を求めた。
これらの結果を図５に記載する。

【００２９】この結果より、本発明の遮蔽用軟磁性粉末
を使用した遮蔽用シートは、減衰率が約１６０ＭＨｚま
で１１dBで、比較例の遮蔽用シートの５dBの２倍以上の
遮蔽効率があった。また比較例の遮蔽用シートは遮蔽効
率が約８０ＭＨｚから低下し、約５００ＭＨｚで０にな
って遮蔽効果がなくなったが、本発明の遮蔽用シートは
遮蔽効率が約１６０ＭＨｚまでほとんど変わらず、約６
００ＭＨｚで５dBとなり、約１０００ＭＨｚで２になっ
て遮蔽効果はわずかに残る程度となった。これより、本
発明の遮蔽用軟磁性粉末及びこの粉末を用いた遮蔽用シ
ートは電磁波に対しても遮蔽効果が高いことが分かる。

【００３０】実施例３上記表１の本発明材Ｎo.１及び比較材Ｎo.９並びにＦｅ
─13.12%Ｃｒ─0.48%Ｓｉからなる比較材（以下、「比
較材Ｎo.11」という。）を溶解して水噴霧法で平均径１
０μｍの粉末を製造した。この粉末をアトライターに入
れて偏平化し、偏平化時間と偏平化した粉末のＯ₂含有
量との関係を求めた。その結果を図６に示した。この結
果より、本発明材は、比較材Ｎo.９及びＮo.11の比較材
より酸素含有量が少なく、また偏平化時間が長くなって
もその増加傾向が小さかった。

【００３１】また、上記本発明材Ｎo.１、比較材Ｎo.９
及びＮo.11について偏平する前の原粉及び偏平化した粉
末のＯ₂含有量と保磁力（Ｈｃ）の関係を求めた。その
結果を図７に示す。なお、保磁力（Ｈｃ）は、振動試料
磁力計（ＶＳＭ）によって求めた。この結果より、本発
明材は、比較材Ｎo.９及びＮo.11の比較材より酸素含有
量が同じ場合においても保磁力（Ｈｃ）が低く、また酸
素含有量が多くなっても保磁力（Ｈｃ）の増加傾向が小
さかった。

【００３２】これらの結果より、本発明材は、比較材よ
り上記実施例１で述べたように偏平化時間が短くてよ
く、また偏平化時間が同じでも酸素含有量が少なく、更
に酸素含有量が同じでも保磁力（Ｈｃ）も低いので、同
じアスペクト比の粉末では保磁力（Ｈｃ）が非常に低く
（透磁率が非常に高く）なり、遮蔽用軟磁性粉末として
優れていることが分かる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の軟磁性粉末並びに遮蔽用シート
の製造方法は、上記構成にしたことにより次のような優
れた効果を奏する。（１）本発明の遮蔽用軟磁性体粉末は、電磁波及び磁気
遮蔽用に必要な透磁率が高く、また耐食性も優れてい
る。（２）本発明の遮蔽用軟磁性体粉末は、偏平化が容易で
あり、アクペスト比が２０以上のものが容易に得られ
る。（３）本発明の遮蔽用軟磁性体粉末は、酸素含有量が少
なく、かつ偏平化しても酸素含有量の増加が小さいため
に保磁力（Ｈｃ）があまり高くならず、その結果として
電磁波及び磁気遮蔽用に必要な透磁率の低下がわずかで
ある。

【００３４】（４）本発明の遮蔽用シート材は、上記軟
磁性粉末を使用しており、電磁波及び磁気の遮蔽効果が
高く、安価である。（５）また、本発明の遮蔽用シート材には、柔軟性があ
るものもあるので、適用する電磁波及び磁気の発生源や
防護対象の形状、寸法、周囲の空間などに応じて巻付
け、被覆、敷設、貼り付けなどにより容易に作業でき、
現場作業も低コストで遮蔽を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の遮蔽用シートを模式的に示した断面図
である。

【図２】本発明の遮蔽用シートの応用例を模式的に示し
た断面図である。

【図３】本発明の遮蔽用シートの他の応用例を模式的に
示した断面図である。

【図４】本発明の遮蔽用シートの他の応用例を模式的に
示した断面図である。

【図５】実施例２に示した本発明の軟磁性体粉末を使用
した遮蔽用シート及び比較例の遮蔽用シートの電磁波の
遮蔽効率を示すグラフである。

【図６】本発明材及び比較材の偏平化時間と酸素含有量
との関係を示すグラフである。

【図７】本発明材及び比較材の酸素含有量と保磁力（Ｈ
ｃ）との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１遮蔽用シート２軟磁性粉末３柔軟な絶縁材４接着剤層５突起６突条７薄いシート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で（以下同じ）、Ｃｒ：０．５〜
２０％、Ｓｉ：０．００１〜０．５未満％、Ａｌ：０．
０１〜２０％、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなること
を特徴とする電磁波及び磁気遮蔽用軟磁性粉末。
【請求項２】前記粉末のアスペクト比が２以上である
ことを特徴とする請求項１記載の電磁波及び磁気遮蔽用
軟磁性粉末。
【請求項３】Ｃｒ：０．５〜２０％、Ｓｉ：０．００
１〜０．５未満％、Ａｌ：０．０１〜２０％、残部Ｆｅ
及び不可避不純物からなる電磁波及び磁気遮蔽用軟磁性
粉末を柔軟な絶縁材の中に分散して埋設したことを特徴
とする電磁波及び磁気遮蔽用シート。
【請求項４】前記絶縁材が、ゴムまたはプラスチック
であることを特徴とする請求項３記載の電磁波及び磁気
遮蔽用シート。
【請求項５】前記電磁波及び磁気遮蔽用シートの一表
面の一部あるいは全面に接着剤層を設けたことを特徴と
する請求項３または請求項４記載の電磁波及び磁気遮蔽
用シート。
【請求項６】前記電磁波及び磁気遮蔽用シートの一表
面に複数の突起あるいは突条を設けたことを特徴とする
請求項３、請求項４または請求項５記載の電磁波及び磁
気遮蔽用シート。