JPH10273609A - 電磁波遮へい塗料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の磁気シールド方法としては、軟磁性粉末
を鱗片状、または扁平状にしたもので、且つその合金組
成を調整することによって磁気シールド効果を向上させ
る方法があったが、塗料中の軟磁性粉末の含有率を多く
することが出来ないため、塗膜になった場合の透磁率
（μ）は数％程度しか向上せず、磁気シールド効果の向
上は微微たるものになってしまっていた。 【解決手段】５０％平均粒子径が０．０１〜５０μｍの
範囲にある磁性体Ｘと、該磁性体Ｘの５０％平均粒子径
と異なる５０％平均粒子径をもった磁性体Ｙとを混合
し、見掛け密度（かさ密度）を向上させ、塗料中の磁性
粉の含有率を増加させ、これを塗膜化することで電磁波
遮へい効果を発揮させる。更に、磁性粉中の磁石成分を
磁化させることで、電磁波遮へいおよび磁気遮へい効果
をよりいっそう向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種電子機器を外部
と磁気的に遮へいするために用いられる塗料に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】電子
機器の市場の拡大に伴い、電磁波の障害対策が必要視さ
れている。このため電子機器あるいはその周辺の部品
や、構造物などに対する電磁波遮へい用として、たとえ
ば市販されているフロッピーディスケット等の磁気シー
ルドケースには、薄い珪素鋼板、鉄板等の薄帯をケース
の上下面に貼り付けたものがあった。

【０００３】しかしながら、横の面の磁気シールドはデ
ザイン上極めて困難であるためケース全表面の磁気シー
ルド即ち、磁束の漏洩を防ぐことは困難であった。ま
た、上記の問題点を解決するため各種の軟磁性粉末を鱗
片状、または扁平状にしたものを使い、有機バインダー
に分散したものの塗装により塗膜化した磁気シールド法
が試みられている（特開昭６３−２８７０９８、特開昭
６３−２８７０９８、特開平０６−２７５４１８、０６
−２７５４１９）。

【０００４】しかし、これらの軟磁性粉末の粒子径は数
μｍ〜数十μｍで且つ厚みが１μｍ以下の扁平状の微粉
末を用いているため、かさ密度が小さいことなどから塗
料中の軟磁性粉末の割合を多くすると塗料化が困難とな
り、軟磁性粉末の塗料中の含有率を相対的に減らさざる
を得ないために、十分な磁気シールド効果が得られない
でいた。

【０００５】また、軟磁性粉末を何らかの方法（磁場中
配向、ローラーによる機械配向）により１方向に配向さ
せ磁気シールド効果を向上させる試みがなされている
（特開平０６−１１１３０２）。この方法では板状の平
面に塗布された場合には、磁気シールド効果を向上させ
ることは可能であるが、立体形状物に塗布された有機バ
インダー中の軟磁性粉末を配向させ、磁気シールド効果
を向上させることは技術上極めて困難であり、従って磁
気シールド効果の大きな向上は望めないものであった。

【０００６】更に、軟磁性粉末を鱗片状、または扁平状
にしたもので、且つその合金組成を調整することによっ
て磁気シールド効果を向上させる試みもなされている
（特開平０８−２５０３１３、０８−２５０３１４、０
８−２５０３１５、０８−２５０３１６）。

【０００７】しかしながら、これらの方法も扁平状の微
粉末を用いているため、軟磁性粉末そのものの透磁率
（μ）をたとえ２倍に向上させたとしても、塗料中の軟
磁性粉末の含有率を多くすることが出来ないため、塗膜
になった場合の透磁率（μ）は数％程度しか向上せず、
従って磁気シールド効果の向上は微微たるものになって
しまっていた。

【０００８】また、熱可塑性樹脂と軟磁性粉末をコンパ
ウンド化し、射出成形する方法も試みられているが、こ
の方法も樹脂量を多くしなければ射出成形出来ないため
十分な磁気シールド効果が得られないばかりか、コスト
アップにつながるとともに、モールド体全体の重量が増
加してしまう欠点があった。

【０００９】以上のことから、これらの磁気シールド材
料の用途としては、膜厚を薄くしなければならない用途
（例えば、テレホンカード等の磁気シールド）に限ら
れ、更なる磁気シールド効果が必要な用途には不向きで
あった。

【００１０】尚、文献１）Ｔｓｕｎｅｊｉ Ｒｉｋｉｔ
ａｋｅ：“Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｂ
ｙ ａ Ｓｐｈｅｒｏｄｉａｌ Ｓｈｅｌｌ”，Ｊ．Ｇ
ｅｏｍａｇ．Ｇｅｏｅｌｅｃｔｒ．，４７，６３９−６
５１，（１９９５）及び ２）Ｖ．Ｏ．Ｋｅｌｈａ：“Ｄｅｓｉｇｎ， Ｃｏｎｓ
ｔｒｕｃｔｉｏｎ，ａｎｄ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
ｏｆ Ｌａｒｇｅ−Ｖｏｌｕｍｅ Ｍａｇｎｅｔｉｃ
Ｓｈｉｅｌｄｓ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇ
ｎ．，ｖｏｌ．Ｍａｇ−１８，Ｎｏ．１（Ｊａｎ．１９
８２）によれは゛磁気シールド膜の透磁率（μ）は１０
以上必要であり、且つ出来る限り球に近い形状であるこ
とが必要であるとの結果が報告されている。

【００１１】また、シールド効果には、磁界に関するも
のばかりでなく電界に関するものもあり、これらを総称
して電磁波シールドと呼ばれている。例えば、上述した
ように、磁性体であるニッケルや鉄は磁界の遮へいには
有効であるが、反面電界に対しては余り有効ではなかっ
た。

【００１２】一方、導電性フィラー（金属粉、カーボ
ン、グラファイト等）をバインダーである樹脂とともに
塗布或いは吹き付けにより塗膜を形成したものは、電磁
波のうち電界については、ある程度のシールドは可能だ
が低周波磁界（１００ＫＨｚ以下）のシールドには無力
である。このような低周波磁界をシールドするために
は、強磁性の材料が含まれていなければならない。

【００１３】さらに、本来、軟（ソフト）磁性材料と硬
（ハード）磁性材料を混合または複合化することは、軟
磁性の立場からすれば透磁率（μ）を下げる方向に働
き、また硬磁性の立場からすれば磁石としての重要特性
である保磁力（Ｈｃ）を下げる方向に働くため、両方の
立場からは避けるべきものとされてきていた。

【００１４】このような本質的意味から、軟磁性あるい
は硬磁性材料のいずれか一方のみからなるものに他方を
添加した場合に、透磁率（μ）または磁気シールド効果
の一方を全く減ずることなく、当該添加分だけの特性向
上があるとするのは疑問であった。

【００１５】

【目的】そこで、本願発明は上記の問題点を解決するた
め、主に導電性の強磁性材料を効率的に用いることによ
って電界波と磁界波の両方の高効率な遮へい（シール
ド）を達成することを目的としている。すなわち磁性粉
の粒度分布を調整し塗膜密度を上げることで、さらに強
磁性粉中の磁石成分を磁化させることで、磁気遮へいお
よび電界波遮へい効果を向上させた新規な電磁波遮へい
用塗料を提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願発明は５０％平均粒子径が０．０１〜５０μｍ
の範囲にある磁性体Ｘと、該磁性体Ｘの５０％平均粒子
径と異なる５０％平均粒子径をもった磁性体Ｙとを混合
させたことで、見掛け密度（かさ密度）を向上させ、塗
料中の磁性粉の含有率を増加させ、これを塗膜化するこ
とで電磁波遮へい効果を発揮させることを特徴とする。

【００１７】更に、磁性粉中の磁石成分を磁化させるこ
とで、電磁波遮へいおよび磁気遮へい効果をよりいっそ
う向上させることを特徴とするものである。以下に、こ
れらの詳細について説明する。 ［塗料用磁性体の調整、磁性付与］ 本願発明に係る電磁波遮へい用塗料に用いられる磁
性体は、０．０１〜５０μｍの５０％平均粒子径を有す
る磁性体Ｘと、磁性体Ｘと異なる５０％平均粒子径を有
する１または２以上の磁性体Ｙを含有することを特徴と
する。

【００１８】ここで５０％平均粒子径とは、粒度分布計
によって求められた粒子径の小さい方からの重量比が５
０％になったときの粒子径をいうものとする。まず５０
％平均粒子径の範囲を限定した理由について以下に説明
する。

【００１９】すなわち、一般に磁性体Ｘの５０％平均粒
子径が余り小さいと比表面積が増加して、見掛け密度が
低下することとなる。したがって、混合する磁性体Ｙの
５０％平均粒子径をある程度大きくしても、塗料化の際
のバインダー量を増加させる必要等の不具合が生じ、さ
らに塗布後の塗膜の密度の低下を招いて、電磁波遮へい
特性の低下につながることがあるからである。

【００２０】逆に磁性体Ｘの５０％平均粒子径が余り大
きいと、塗料化の際にバインダー及び溶剤中での分散性
が悪く、塗料溶液中で沈降を生じたり、塗布時において
は塗りムラとなったり、均一な塗膜が形成されないこと
があるので、電磁波遮へい特性上好ましくないからであ
る。

【００２１】次に５０％平均粒子径の異なる２以上の磁
性体Ｘ、Ｙを混合することについて説明する。すなわ
ち、５０％平均粒子径の異なる２以上の磁性体Ｘ、Ｙを
あらかじめ調整しておき、これを混合することで磁性体
粒子間にできるだけ空隙をなくすことで、電気導電率を
向上させ、従来よりも塗膜の電界遮へい効果を向上させ
ることが可能であるという研究結果を得るに至ったもの
である。

【００２２】なお、磁性体Ｘ、Ｙの適正な混合割合、お
よび５０％平均粒子径の比は、これら磁性体の物理的特
性の違い、例えば見掛け密度、密度比、混和性、塗料と
した際の塗布性、あるいは電磁波遮へい特性などを勘案
して定める必要があり、塗料化の際に用いるバインダー
の種類や添加量、あるいは用いる溶剤等によっても変化
することがある。

【００２３】したがって、磁性体Ｘと磁性体Ｙの割合
は、特に限定されるものではないが、Ｘ：Ｙ＝５：９５
〜９５：５であることが好ましい。 、 また、磁性体Ｘと磁性体Ｙとが同種類の磁性体
からなるものであってもよいし、磁性体Ｘおよび（また
は）Ｙは２種類以上の磁性体を含む磁性体でもよい。

【００２４】なお、磁性体磁性体ＸとＹの他に、これら
と５０％平均粒子径の異なる第３成分またはそれ以上の
磁性体を更に混合することもできる。 磁性体ＸとＹの混合後の見掛け密度を１．５（ｇ／
ｃｍ↑３）以上とすることで、塗膜の電磁波遮へい特性
をより向上させることが可能となる。見掛け密度が低い
場合には、単位重量あたりの表面積が大きくなって、塗
料化の際にバインダーを多量に必要とし、塗膜中に含ま
れる磁性体含有率が低下する結果として電磁波遮へい効
果の大きな向上が望めないからである。

【００２５】 なお、塗膜の密度を１．０（ｇ／ｃｍ
↑３）以上とすることが、電磁波遮へい特性上好まし
い。塗料化、塗装にはバインダーが必要であり、磁性体
の表面積やバインダーの種類によってバインダー必要量
は変化するものであるが、バインダー量が多いと塗膜中
の磁性体含有率が低下してしまい、電磁波遮へい効果の
大きな向上が期待できないからである。

【００２６】 さらに、磁性体Ｘおよび（または）Ｙ
には強磁性体を含有させてもよい。すなわち、磁性体は
軟磁性体のみとすることも可能であるが、本願発明では
硬磁性体を含有させることで、電磁波遮へい用塗料の特
性向上を図っている。

【００２７】 また、電磁波遮へい用塗料の磁性粉中
の磁石成分に磁性を付与することで、電界波遮へいおよ
び、磁気遮へい効果を更に向上させた新規な電磁波遮へ
い用塗料を提供することが可能となる。

【００２８】電磁波遮へい用塗料への磁性の付与によ
り、塗膜中に例えて言うなら自発磁界波の弾性ネットが
つくられ、本願発明に係る電磁波遮へい用塗料の電磁波
遮へい効果をさらに向上させることが可能となる。な
お、磁性付与は塗膜化した後に行うことが好ましいが、
これに限定されるものではなく、例えば磁性体ＸとＹを
混合する前の段階で磁性付与することもできる。

【００２９】［塗料化、塗装工程］塗料化工程では、原
料粉末と、バインダー、及びシンナーをかくはん混合等
して塗料化すればよく、従来の技術を用いることができ
る。

【００３０】塗装方法は吹き付け、ローラーコート、刷
毛塗り、静電塗装、磁場中塗装、シルクスクリーンの何
れの方法でも塗装可能であるが、立体形状物を塗装する
関係上吹き付け、或いは刷毛塗りが好ましい。乾燥は常
温乾燥、加熱乾燥、高周波乾燥、赤外線乾燥の何れでも
可能であるが、経済性の面から加熱乾燥が好ましい。

【００３１】［磁性体粉末の例］本発明に用いることが
できる強磁性体の例として、以下のものが挙げられる。
マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）、ヘマタイト（α−Ｆｅ２
Ｏ３）、水酸化鉄（ＦｅＯＯＨ）、バリウムフェライ
ト、ストロンチュームフェライト、等のハードフェライ
ト、及びイットリウムまたはランタノイド系希土類金属
Ｒと遷移金属ＴＭからなる合金で一般式としてＲＴＭｚ
（Ｚ＝４．６〜８．８）で表わされる合金粉末でＳｍ−
Ｃｏ系、Ｎｄ−Ｆｅ系、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系、Ｓｍ−Ｆｅ
−Ｔｉ系などの現在開発されているもの、及びアルニコ
等、また高透磁率粉としてはＦｅとＺｎ、Ｃｕ、Ｐｂ、
Ｓｎ、Ｍｎ、Ｐ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｇ等の金属酸化物から
なるソフトフェライト粉、カーボニル鉄粉、Ｆｅ−Ａｌ
−Ｓｉ合金センダスト粉、Ｎｉ−Ｆｅ合金パーマロイ
粉、還元鉄粉、電解鉄粉、珪素系鉄粉、Ｃｒ系鉄粉、ニ
ッケル粉、モリブデン粉、Ｆｅ系、Ｃｏ系、Ｎｉ系のア
モルファス合金粉等の粉末が挙げられる。

【００３２】［バインダーの例］上記強磁性粉末を塗料
化するバインダー（結着剤）の例としては、以下のもの
が挙げられる。

【００３３】熱可塑性アクリルラッカー系、２液型アク
リルウレタン樹脂系、酸化重合型アルキッド樹脂系、塩
化ビニル・酢酸ビニル強重合体系、酸硬化型アミノアル
キッド樹脂系、エポキシ樹脂系、ＰＰ（塩素化ポリプロ
ピレン）系、ＰＰＯ（ポリフェニレンオキサイド）系、
導電性高分子系等が挙げられる。本発明はこれらの樹脂
を単独あるいは２種類以上をシンナー（酢酸エステル
類、ケトン類、アルコール類、グリコールエーテル類、
脂肪族炭化水素類、アセトニトリル、キシレン、等の有
機溶媒）又は水と複合化して使用することも出来る。

【００３４】また、その他として各種の抗菌・防かび
剤、顔料・染料、帯電防止剤、安定剤、酸化防止剤、分
散剤、滑剤、難燃剤、界面活性剤、等の添加剤を必要に
応じて添加することも可能である。

【００３５】

【作用】上記構成により、本願発明は以下のように作用
する。すなわち、本願発明に係る電磁波遮へい用塗料
は、磁性粉の粒度分布を調整し、さらに磁性粉中に強磁
性体を含有する場合には、磁性付与によりこれを磁化す
ることで、電界波と磁界波の両方が高効率で遮へいされ
る。

【００３６】すなわち、立体形状物に塗布された磁性粉
末塗膜が電磁波を効果的に遮へいし、さらにこの磁性粉
末塗膜が強磁性体のうち、特に硬磁性体を含有する場合
には、磁性付与が容易になされる。

【００３７】

【発明の実施例】以下に、本願発明に係る電磁波遮へい
用塗料の実施例について説明する。表１に示す見掛け密
度および５０％平均粒子径を有する磁性体Ａ〜Ｄを、表
２に示す重量組成で組み合わせたものと、バインダーで
ある武蔵塗料（株）製のプラエ−ス（Ａ７１６０）１０
ｇ、及び同社製シンナー１０ｍＬを各々の塗料原料とし
た。

【００３８】

【表１】

【００３９】次に、この塗料原料をＳＭＴ社製のサンプ
ルミル（振動ミル）装置（ＴＩ−５００ＥＴ）の１５０
ｍＬのサンプルミル容器にセットし、さらに直径２．３
ｍｍスチールボール（ＳＵＪ−２）を同容器に５０ｍＬ
相当分セットし、本装置により２０分撹拌して塗料とし
た。

【００４０】このようにして得られた塗料を、テストピ
ース（６０ｍｍ×９０ｍｍ×２．５ｍｍ）上に塗布し、
乾燥することにより得られた塗膜の塗膜密度および塗膜
厚を表２に示す。

【００４１】

【表２】

【００４２】なお、比較例１はテストピースのみ（ブラ
ンク）とし、比較例２では塗装する代わりに０．１５ｍ
ｍ厚の珪素鋼板（７．６ｇ／ｃｍ↑３）をテストピース
に貼り付けた。また、比較例３では磁性体Ａ（２０ｇ）
のみとしたが、これは磁性体粉末総重量を実施例１〜７
と同一（２５ｇ）にすると塗料化に困難を来したためで
ある。比較例４では磁性体Ｂをのみ使用した。

【００４３】［磁性付与］強磁性体を含有する実施例６
〜８のテストピースについては、塗装後に着磁磁場強さ
１ＫＯｅで磁性付与を行った（表２）。

【００４４】［磁気遮へい特性測定法］上記テストピー
スの上面に表３に示す表面磁束を有する磁石１〜４を置
き、テストピース下面をホールセンサーでスキャンし
た。

【００４５】この際、ガウス・メーターの指示値の最大
値と磁石１〜４だけの場合の表面磁束を測定（ｎ＝３）
することにより、数１であらわされる磁気遮へい率
（％）を算出した。その結果の平均値を表４に示す。

【００４６】

【数１】（磁気遮へい率）＝｛（表面磁束）−（測定磁
束）｝／（表面磁束）×１００

【００４７】

【表３】

【００４８】

【表４】

【００４９】［電磁波（電界波）遮へい特性測定法］Ｅ
ＭＩ自動測定システム（東洋テクニカ製）を使用し、数
２により電磁波遮へい効果（ｄＢ）を測定（ｎ＝３）し
た。

【００５０】得られた測定結果の平均値を表５に示す。

【００５１】

【数２】ＳＥ＝−２０×ｌｏｇ（Ｅｔ／Ｅｉ） ここで、ＳＥは電磁波遮へい効果（単位：ｄＢ）であ
り、Ｅｉは入射電界、Ｅｔは透過電界である。

【００５２】

【表５】

【００５３】［測定結果の説明］磁気遮へい特性の測定
結果（表４）から、比較例に対して最大で４７．０％の
向上が見られた。特に、磁性付与を行った実施例６〜８
は比較例およびその他の実施例と比較して磁気遮へい率
が高かった。なお、比較例４は粒子径が粗いことから塗
膜が均一でないためか、測定部位によって測定値がばら
つくことがあった。

【００５４】また、表５から、実施例７、８においては
電界波遮へいの大きな向上がみられ、１００ＭＨｚにお
いて最大４１ｄＢの電磁波遮へい効果があった。

【００５５】

【効果】以上述べたように、本願発明に係る電磁波遮へ
い用塗料は、磁性粉の粒度分布を調整し塗膜密度を上げ
ることで、さらに磁性粉中に強磁性体を含有する場合に
はこれを磁化させることで、電界波と磁界波の両方を高
効率で遮へいすることが可能である。

【００５６】特に、立体形状物に本願発明に係る電磁波
遮へい用塗料を用いて塗布した場合には、磁性粉末塗膜
が電磁波を効果的に遮へいすることができる。さらに磁
性粉中に強磁性体のうち、特に硬磁性体を含有する場合
には、磁性付与を行うことで電磁波遮へい効果を一層向
上させることが可能であり、その産業的効果は顕著であ
る。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ５０％平均粒子径が０．０１〜５０μｍ
   の範囲にある磁性体Ｘと、 該磁性体Ｘの５０％平均粒子径と異なる５０％平均粒子
   径をもった磁性体Ｙと、を混合させたことを特徴とする
   電磁波遮へい用塗料。
2. 【請求項２】 磁性体Ｘと磁性体Ｙとが同種類の磁性体
   からなることを特徴とする請求項１記載の電磁波遮へい
   用塗料。
3. 【請求項３】 磁性体Ｙが複数種類の磁性体からなるこ
   とを特徴とする請求項１、又は２記載の電磁波遮へい用
   塗料。
4. 【請求項４】 磁性体ＸおよびＹの混合後の見掛け密度
   が１．５（ｇ／ｃｍ↑３）以上であることを特徴とする
   請求項１、２又は３記載の電磁波遮へい用塗料。
5. 【請求項５】 塗膜の密度が１．０（ｇ／ｃｍ↑３）以
   上であることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載
   の電磁波遮へい用塗料。
6. 【請求項６】 磁性体Ｘおよび（または）Ｙが強磁性体
   を含有することを特徴とする請求項１、２、３、４又は
   ５記載の電磁波遮へい用塗料。
7. 【請求項７】 電磁波遮へい用塗料に磁性を付与したこ
   とを特徴とする請求項６記載の電磁波遮へい用塗料。