JPH11502973A

JPH11502973A - 電磁力吸収複合材

Info

Publication number: JPH11502973A
Application number: JP8529398A
Authority: JP
Inventors: ブルッゾーネ，チャールズ，エル．; ホイル，チャールズ，ディー．; ミクロス，リチャード，エル．
Original assignee: ミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー
Priority date: 1995-03-29
Filing date: 1996-02-26
Publication date: 1999-03-09
Also published as: CN1179875A; AR001400A1; WO1996031091A1; NO974474L; EP0818126A1; AU4998296A; EP0818126B1; MX9707239A; DK0818126T3; DE69607837T2; PT818126E; US5925455A; ZA961993B; GR3033607T3; TW321768B; ATE192013T1; KR19980703184A; DE69607837D1; NO974474D0; CN1098772C

Abstract

(57)【要約】結合剤（１４）と、前記結合剤中に分散された多数の多層フレーク（１２）とを含む電磁力吸収複合材(１０)。多層フレークは１層の薄膜誘電層（１８）に隣接する１層の薄膜結晶質強磁性金属層（１６）を含む少なくとも１種の層対を含む。多層フレークは、好ましくは複合材の０．１〜約１０体積％の範囲の量で存在する。この複合材は、熱を産生するために、５〜６０００ＭＨz の範囲の周波数を有する電磁力を吸収するのに有用である。

Description

【発明の詳細な説明】電磁力吸収複合材技術分野発明の分野本発明は電磁力吸収複合材に関し、さらに詳細には、このような熱発生用複合材に関する。背景技術発明の背景電磁力を吸収し、吸収したエネルギーをその場で熱に変換するための材料を、マイクロ波調理、パイプ接続、あるいはケーブルスプライシングなどのために使用することが可能である。このような材料は一般に誘電性材料と組み合わせられた１種以上のエネルギー散逸材料の複合材である。マイクロ波の範囲（約２０００ＭＨz より上）では、電磁力を誘電材料の電気的双極子にカップリングすることにより、効率のよい熱発生が起こり、そお結果、双極子が共鳴する。しかし、多くの応用分野では、これらの高周波数で電磁力を使用することは、安全性の理由で放射線を含む必要があるため、非実用的である。より低い電磁力周波数では、電気的双極子カップリングは効率のよい熱発生手段ではない。代わりに、磁気誘導や磁気共鳴などの方法によって加熱を行うことが可能である。磁気共鳴加熱の場合、振動磁場の形で無線周波数（ＲＦ）電力を、吸収複合材に含まれる磁気材料中の垂直に配向された磁気スピンにカップリングすることが可能である。フェライトは、若干の不都合があるものの、このようなＲＦ電力吸収複合材中の磁気材料として使用されてきた。たとえば、フェライトの最大透磁性は、金属合金と比較して限られている。さらに、磁場を粒子に効率良く透過させることができるように、フェライトを細い針やプレート様の形を有する粒子に形成することは難しい。その代わりに、フェライト粉末はおおよそ球形の粒子を含む。結果として、磁場はフェライト粒子内で脱分極し、その結果、吸収材料の体積透磁性およびエネルギーから熱への総体的変換効率が制限される傾向がある。発明の開示特に遠隔地、近づきがたい場所、あるいは偏狭な場所での経済的な熱発生の場合、多くの応用分野で、１）周波数の範囲が５〜６０００ＭＨz の周波数範囲で複合材によって吸収される電磁力とカップリングすることができ、且つ、２）吸収されたエネルギーを効率よく熱に変換することができる、複合材が必要であることを、筆者らは発見した。この広い範囲内で、広く様々な応用分野でこのような複合材を使用するのに適した電磁周波数を選択することが可能である。たとえば、約３０〜１０００ＭＨzの範囲の無線周波数（ＲＦ）電力を吸収する複合材は、一部のパイプ接続用途に有用と思われる。比較的低周波数を選択することによって、発電およびカップリングのための装置のサイズまたは費用を縮小することが可能である。本発明は、結合剤および結合剤中に分散された多数の多層フレークを含む電磁力吸収複合材を提供する。多層フレークは、少なくとも２対の層対を含み、各層対は１層の薄膜誘電層に隣接する１層の薄膜結晶質強磁性金属層を含む。強磁性金属は好ましくはＮiＦe合金を含む。多層フレークは、好ましくは複合材を約０・１〜約１０体積％含む。本発明の複合材は前述の周波数範囲の電磁力を吸収し、且つ吸収された電磁エネルギーを材料内で熱に効率よく変換するのに有用である。本願明細書で使用する「結晶質」は、薄膜強磁性金属層の粒子を含む原子が、同一とみなしうる構造を有する規則正しく並べられた配列で充填されていることを意味する。「効率よい」変換は、複合材が所望の期間内に明記された温度に達するために、電磁力吸収複合材に印加される電力のレベルが許容レベル以下であることを意味する。たとえば、容易に移動できる装置を使用する光ファイバー通信用ポリオレフィンダクトの遠隔接続またはスプライシングの場合、約１０００ＭＨz未満の望ましい周波数範囲で、本発明の複合材ほど効率がよい現在利用できる無線周波数（ＲＦ）電力吸収複合材を我々は知らない。「周波数」は、電力が含まれる電磁場の周波数を指す。本発明はさらに、次の工程を含む２個の物体を接続する方法を提供する。結合剤と結合剤中に分散された多数の多層フレークを含む電磁力吸収複合材であって、この多層フレークは少なくとも２対の層対を含み、各層対は１層の薄膜誘電層に隣接する１層の薄膜結晶質強磁性金属層を含む電磁力吸収複合材を提供する工程と、接続すべき２個の物体を互いに隣接させ、且つ各々をこの複合材と直接接触させて配置する工程と、振動磁場の形で５〜６０００ＭＨz の範囲の周波数を有する電磁力でありて、溶融、融合および接着硬化の１つを使用して、２個の物体を結合するために、複合材中で熱を発生するのに十分な時間、電磁場は複合材を横切る電磁力を提供する工程。この複合材は好ましくはテープまたは成形品の形であってもよい。本発明はさらに、次の工程を含む２個の物体を接続する方法を提供する。テープの形の電磁力吸収複合材であって、このテープは高密度ポリエチレン結合剤と、結合剤中に分散された多数の多層フレークとを含み、多層フレークは２０〜６０の層対を含み、各層対は１層の薄膜誘電層に隣接する１層の薄膜結品質Ｎi₈₀Ｆe₂₀層を含み、フレークは複合材の０．１〜１０体積％の範囲で存在する、電磁力吸収複合材を提供する工程と、接続すべき２個の物体を互いに隣接させ、且つ各々をテープと直接接触させて配置する工程と、２５〜２５０Ｗ、さらに好ましくは５０〜１５０Ｗの範囲の電力レベルと３０〜１０００ＭＨz の範囲の周波数を有する振動磁場であって、テープが物体に融合して２個の物体を接着するために、テープが１８０秒以内に２５５〜２７５℃の温度に加熱されるように、磁場がテープを横切る振動磁場を提供する工程。本発明の複合材は小断面積および接近可能性が限られた面積で有用であり、様々な作業領域幾何学に容易に適合することができる。この複合材はオープンヒーティング要素または望ましくない高周波電力源の必要性がない熱発生が望まれる用途、あるいはこの周波数範囲で電磁力を限局することが困難なため、極端な低周波誘導加熱（一般に１〜１０ＭＨz）が不適当な用途で使用することができる。本発明の複合材がエネルギーを効率よく吸収する広範囲の周波数で、より小さく、且つさほど高価ではない電力源の使用を可能にする比較的低い周波数を選択することが可能である。複合材のエネルギーから熱への高い変換効率は、所望の期間内に複合材内で明記された温度に到達するのに比較的低レベルの電力源を必要とすることを意味する。図面の簡単な説明Ｆigure１は、本発明の電磁力吸収複合材の略断面図である。Ｆigure２は、本発明の電磁力吸収複合材中に含まれる多層フレークの略断面図である。Ｆigure３は、実施例１に記載の複合材の昇温速度を示すグラフである。発明を実施するための最良の形態詳細な説明結合剤１４中に分散された多数の多層フレーク１２を含む電磁力吸収複合材１０をＦigure１に示す。結合剤１４は一般に、電磁力と多層フレークとの相互作用によって複合材内に発生した熱により、物理的および／または化学的に作用を受けるため、結合剤１４は特定の用途で適するように選択される。たとえば、パイプ接続または修理の場合、結合剤１４は７０〜３５０℃の範囲で可融性の熱可塑性ポリマーであってもよい。この結合剤は、結合剤に関して適切な温度に達したとき、パイプと融合するように選択される。この用途でポリエチレンパイプに好ましい結合剤１４は、ポリエチレンおよびそのコポリマーである。他の用途では、熱可塑性ポリマー、熱可塑性エラストマー、熱活性化硬化ポリマーまたは熱加速硬化ポリマーなど、様々なポリマーまたはポリマー配合物を使用することが可能である。結合剤はポリマー接着剤または非ポリマー接着剤であってもよい。結合剤は、加熱されると、形、体積、粘度、強度または他の特性が変化する可能性がある。フレーク１２は、各々少なくとも１種の層対を含み、各層対は１層の薄膜誘電層１８に隣接する１層の薄膜結晶質強磁性金属層１６を含む。Ｆigure２は、２層の層対を有するフレーク１２を示す。２対以上の層対を有するフレークの場合、層対は強磁性金属層１６と誘電層１８が交互に並ぶスタックを形成する。Ｆig ure２に示す通り、一般に、誘電層１８は、スタックの最外層を両者とも含む。フレークは結合剤中に不規則に分散されているが、多くの用途では、薄膜層の平面は実質的に材料の平面に平行であるように、フレークは好ましく配向される。フレークは、薄膜層の平面に主な最大寸法があり、好ましくは約２５〜約６０００μｍの範囲である。多数のフレークのフレークサイズは一般に、主な最大寸法から実質的にゼロまでの分布で現れる。フレークのサイズ分布は、フレークを結合剤中に分散させるのに使用される方法によって変化すると考えられる。フレークの厚さ、すなわち、薄膜層の平面に垂直な寸法は、特定の用途に適合するように選択することが可能である。フレークの厚さと主な最大寸法との比率は一般に１：６から１：１０００までであり、形は比較的平板用のフレークであることがわかる。この比率を使用すると、フレークの平面に配向され磁場が最小限の脱分極で強磁性金属を容易に透過することができる。この比率を使用すると、結合剤中のフレークの表面積と体積の比率も比較的高くなり、フレークから結合剤への効率よい熱移動が促進される。各フレーク中の層対の数は少なくとも２対であり、さらに好ましくは２から約１００までの範囲である。１０〜７５の層対を有するフレークが最も好ましい。層対が比較的少ないフレーク（結果としてより薄いフレークとなる）を使用すると、電磁エネルギーを熱に変換するために十分な強磁性金属を提供するために、より多数のフレークを複合材に加えることが必要である。より薄いフレークを使用することも、結合剤中のフレークの表面積と体積の比率を高める傾向があり、フレークから周囲の結合剤への熱移動の効率が改善される。本発明のフレークは、位相干渉よりむしろ磁気共鳴を介した熱への変換によって電磁力吸収を提供するため、他の既知の吸収複合材と違って、フレーク中の層対の数は、四分の一波長吸収スタックを提供するのに必要なものより少なくてもよい。強磁性金属層は、自由空間に関して少なくとも１００の内部直流（ＤＣ）透磁率を有する結晶質強磁性金属合金を含む。本発明に非晶質合金を使用することができるが、入手および加工により高い費用がかかるため、あまり望ましくない。合金は、好ましくは多くとも８０重量％のＦｅを含有するＮｉＦｅを含む。合金が磁性物質のままである限り、合金はＣｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｃｏなど、他の磁気元素または非磁気元素を含んでもよい。同一フレーク中の異なる強磁性金属層が異なる合金を含んでもよい。合金は、温度が臨界レベルまで上昇したとき、材料内の昇温速度が本質的にゼロになる材料（すなわち、昇温限定材料）を提供するように、合金を選択することが可能である。この方法で、材料の過剰加熱を防止することが可能である。臨界温度を超える熱の損失は、合金の透磁率の低下に起因する。層内での電磁力が磁気原子と効率よくカップリングするために電磁力を複合材に印加する場合、強磁性金属層１６は、その表皮深さより薄くなくてはならないが、特定の用途では、適当な電磁エネルギーが熱に変換されるように十分に厚くなくてはならない。材料の表皮深さは、印加された磁場の大きさが、その自由空間値の３７％に低下する材料内への距離と定義される。たとえば、強磁性金属層１６はＮi₈₀Ｆe₂₀を含み、電磁力周波数は５〜６０００ＭＨz の範囲内である場合、各強磁性材料層１６の厚さは約１０〜５００nm の範囲であり、好ましくは７５〜２５０nm の範囲である。表皮深さは印加された電磁場の周波数の逆関数である。したがって、上述の周波数範囲の下端の電磁力を印加すると、比較的厚い強磁性金属層を使用することが可能になる。フレーク中の層対の数を最小限に抑えるために、強磁性金属層の厚さを最適化することが可能であり、これは経済的に望ましい。誘電層１８は、特定の用途でフレークが到達すると予測される温度で安定な、比較的不伝導性の既知の任意の誘電材料で作製することができる。このような材料としては、ＳiＯ、ＳiＯ₂、ＭgＦ₂および他の耐熱性材料などがあり、ポリイミドなどのポリマー材料も含まれる。各誘電層１８の厚さは約５〜約１００nm の範囲であり、できる限り薄いが、それでも強磁性金属層の十分な磁気的絶縁および電気的絶縁が保証されるように作製されることが好ましい。フレークは、電子ビーム蒸発、熱蒸発、スパッター、あるいはメッキなど、既知の薄膜蒸着技術を使用して、基材上に強磁性金属と所望の材料の誘電層が交互に並ぶスタックを最初に蒸着することによって作製することが可能である。好ましい方法は、米国特許第５，０８３，１１２号（cols.4-5）に記載の、真空適合ウェブドライブアセンブリを組み込んで定型的に設計された真空システム内で電子ビーム蒸発を使用する。基材は、たとえば、ポリイミド、ポリエステル、あるいはポリオレフィンであってもよく、好ましくは軟質ウェブの形である。クロスウェブ方向に成長するフィルムに一直線に並んだ磁場を印加することによって、蒸着中に強磁性金属層を磁気的に配向すると考えられる。所望の層数を有するスタックの製造後、スタックを基材から取外してもよい。有効な取外し方法では、スタックはバーからそれ、バーはスタックが基材から離層するような十分に小さい半径を有するバーの周りを基材を通過させる。スタックが離層するにつれて、スタックは適当なサイズを有するフレークに破壊することが可能である。あるいは、適当なサイズのスクリーンを取付けたハンマーミル内ですりつぶすなどの方法によって、スタックは、所望の最大サイズを有するフレークに砕かれる。フレークを作製する別法で、層が交互に並ぶスタックを、使用される結合剤と同じであるか相溶性である基材に蒸着して、スタック全体（基材を含む）をフレークに壊すことも可能である。完成した電磁力吸収複合材を製造するために、配合などの適当な方法を使用して、フレークを結合剤中に分散させる。その後、この混合物をテープ、スリーブ、シート、ロープ、ペレット、あるいは押出、プレス、成形などの方法により特別に形づくられた部分など、ある形状に形成される。特定の用途に適合するように、形状を選択することが可能である。複合材中に分散されるフレークの量は、好ましくは約０．１〜１０体積％、さらに好ましくは約０．３〜５体積％である。所望の周波数で複合材中で熱発生のために十分な量の強磁性金属を提供するためには、十分な量の強磁性金属が存在しなければならない。たとえば、より薄い（すなわち、層対が比較的少ない）フレークを使用するのであれば、より多量のフレークが必要である。複合材の機械的特性はフレークの量やフレークの厚さ（すなわち、層対の数）により影響を受ける。周波数が変わると、それに応じてフレークの量を調節する必要がある。複合材中の渦電流を阻止し、且つフレークの電磁エネルギーを熱に変換できるために、フレークは、少なくとも部分的に互いに電磁的に絶縁されているように、複合材にフレークを添加しすぎないことが好ましい。一般に、フレークを完全に絶縁する必要はない。エネルギーから熱への最大変換効率を実現するために、電磁力吸収複合材の比透磁率の虚部、すなわち「損失のある」部分μ"は、所望の周波数で最大化されることが好ましい。シートなどの平面複合材の場合、複合材の平面に沿って測定されたμ"は（その厚さを貫くのとは対照的に）、５〜６０００ＭＨz の周波数範囲では一般に０．５〜５０の範囲であることが確認されている。μ"は、望ましくは電磁力吸収の周波数で少なくとも０．１である。本発明のため、次の参考文献、Ｒ.Ａ．Ｗaldron，"Ｔheory of Ｓtrip-Ｌine Ｃavity Ｍeasurements of Ｄielect ric Ｃonstants and Ｇyromagnetic-Ｒesonance Ｌinewidths",ＩＥＥＥＴr ansactions on Ｍicrowave Ｔheory and Ｔechniques，vol．12，1964，pp．123 -131.に記載のストリップラインキャビティを使用してμ"を測定した。平面複合材の厚さは一般に０．１〜１０nm の範囲である。特定の用途に合うように特定の厚さを選択することが可能である。熱への変換のため、印加された電磁場の一部が強磁性金属層によって吸収されるように、本発明の複合材は、十分に不伝導性でなければならない。伝導性に関して、複合材の誘電正接ε"/ε'は、印加された場の複合材の表皮深さ（先に定義した）が複合材そのものの厚さより大きいか同等であるように十分に小さいことが好ましい。しかし、この複合材は、伝搬する電磁波を吸収するように設計された遮蔽材料には必要と思われる、自由空間に匹敵するインピーダンスである必要はない。本発明の電磁力吸収複合材を使用するために、複合材に振動磁場を印加する。複合材は磁場に含まれる電磁力を吸収し、このようにして吸収されたエネルギーは熱に変換され、その結果として複合材の温度が上昇する。複合材中で所望の温度（たとえば、結合剤の融解温度）に達して所望の期間維持されたとき、磁場を除去する。印加される磁場の周波数や電磁力レベルなどのパラメータは、特定の用途の要求や所望の昇温速度に基づいて決定することができる。複合材の昇温速度は、上述の様式で電磁力が材料に吸収されるとき、複合材内の温度が上昇する速度と定義される。昇温速度は複合材に吸収される電磁力に比例する。磁気共鳴加熱の場合、吸収される電磁力Ｐ_absは、磁場の周波数ｆ、複合材の比透磁率の虚部μ"、および磁場の強さＨに、比例関係Ｐ_abs∝ｆ・μ"・Ｈ²．で比例する。Ｈは、磁場における電力レベルの平方根に比例し、電力源から複合材の位置までの距離が増すにつれて大きさが減少するすることは周知である。事実上、より多くの電力を使用すると、一般に昇温速度は増大するが、極端に大きい電源は不便であるか極端に高価である。 μ"は、複合材中のフレークの体積添加によりある程度決定され、またμ"は、周波数と共に変化する（ほぼ共鳴周波数でピーク値に達する）ため、フレークの体積％添加当たりのｆ・μ"の積を最大にするように、これらの３パラメータを一緒に選択することが可能である。そうする際に、複合材の原価を最小限に抑えるために、必要なフレークの体積添加を減少させることが望ましい。本発明の複合材で得られる、フレークの体積％添加当たりのμ"の値が比較的大きいと、以前に磁気共鳴加熱に適すると考えられたものより低い周波数および／または電力レベルを使用することが可能である。特定の用途の制限と一致する、５〜６０００ＭＨz の範囲内から磁場の周波数を選択することが可能である。３０〜１０００ＭＨz の範囲の周波数は、一部のパイプ接続用途に特に有用である。平面複合材の場合、振動磁場は、界磁線は（複合材の厚さを貫くよりむしろ）実質的に複合材の平面を通過するように配向されることが好ましい。この方向は、複合材中の強磁性金属とのカップリング効率を最大にし、その結果昇温速度が増大する。本発明は、後述の実施例によってさらに例証される。すべての測定値を近似化する。下記の実施例で作製される、強磁性金属層と誘電層が交互に並ぶスタックを、ウェブドライブアセンブリを含む真空蒸着システムを使用して蒸着させる。真空システムには、ウェブ巻出し用、巻返し用、および蒸着用の独立したチャンバが含まれている。温度制御ドラムの上を通過するウェブ基材上に、それぞれの層を蒸着させる。８１．４重量％のＮi と１８．６重量％のＦeという名目組成を有する電線がフィードされた市販のＥswards Ｔemescal電子ビームガンを使用する電子ビーム蒸発処理により、強磁性金属層を蒸着させた。サイズが約６ mmの市販のＳiＯチップを使用して、熱蒸発方法により誘電層を蒸着させた。必要な回数だけ、それぞれの蒸着ステーションを越してウェブを輸送することにより、所望の層数を有し、スタックの第１層および最終層は誘電層であるスタックを形成した。技術上周知の通り、ウェブ速度および蒸着速度を調節して異なる層厚さを得ることが可能である。下記の実施例で「比透磁率」を指す透磁率損失（ μ"）を、ストリップラインキャビティを使用して測定した。技術に関する詳細は、前述のＲ.Ａ．Ｗaldron による論文に記載されている。直径約０．５インチ（１２．７ｍｍ）の円形の複合材試料に電力レベル５０Ｗ、周波数９８ＭＨz の振動磁場を印加し、複合材の温度上昇を経時的に測定することにより、昇温速度を測定した。Ｌuxtron Ｍodel 790 Ｆluoroptic Ｔhermometer(Ｌuxtron Ｃorp. ，Ｓanta Ｃlara，ＣＡ)を使用して温度を測定し、１秒毎に１回記録した。産業上の利用可能性実施例１本発明に従って、下記の方法で２種の電磁力複合材（以降試料１Ａおよび試料１Ｂと呼ぶ）を作製した。両試料用に、上述の方式で、ドラム温度約３００℃、ウェブ速度約１６．８ｍ／分で、厚さ５０．８μｍのポリイミドウェブ基材上に５０層対のスタックを最初に蒸着することによって多層フレークを作製した。このようにして得られたスタックは、厚さ約１６５nm のＮi_81.4 Ｆe_18.6の薄膜と厚さ約４０nm のＳiＯ_x薄膜を交互に含む。ＮiＦe 層は、約６０Ｏeの平面内界磁による蒸着中に磁気的に配向される。結果として得られたスタックを前述の通りに基材から取外し、スターホイルおよび１mm スクリーンが付いたハンマーミルを使用してフレークに砕いた。フレークの最大サイズ、すなわち最大主要サイズは約１０００μｍであり、中央サイズは約３５０μｍであった。中央サイズは、フレークを様々なサイズの篩を通過させることによって推計した。試料１Ａおよび１Ｂを製造するために、二軸スクリュー押出機(ＡＰＶＣhemi cal Ｍachinery,Ｉnc.のＭodel ＭＰ-2030 ＴＣ)を使用して高密度ポリエチレン結合剤（Ｑuantum Ｃhemical Ｃo.，Ｃincinnati,ＯＨの５５６０樹脂）中にフレークを分散させ、厚さ約０．４mmのテープに形成した。試料１Ａの場合、約２．５体積％の添加率でフレークを結合剤中に分散させた。試料Ｂの場合、結合中のフレークの添加率は約５体積％であった。ＮｉＦｅ合金ではなくフェライトを含有する比較可能な複合材を作製して試料Ｃ−１および試料Ｃ−２と呼んだ。各試料用に、二軸スクリュー押出機を使用して、Ｃhevron Ｃhemical Ｃo.の９３０１高密度ポリエチレン結合剤中にフェライトを分散させ、厚さ約０．６mm のテープに形成した。試料Ｃ−１はＳteward #72802 フェライト(Ｓteｗard Ｃorp.，Ｃhattanooga，ＴＮ)を約５．８５体積％含有し、試料Ｃ−２はＳteward#73502フェライトを約１５．４９体積％含有していた。このようにして得られた複合材の比透磁率（μ"）および昇温速度を試験した。１５０ＭＨz での比透磁率を下表に示す。ストリップラインキャビティで極端に低い比透磁率を測定することは困難なため、試料Ｃ−１および試料Ｃ−２の値は近似値である。複合材４種の６０秒間の昇温速度をＦigure３に示す。試料１Ａでは、プロットした温度は２回の測定値の平均値であるが、試料１Ｂおよび試料Ｃ−１でプロットした温度は３回の測定値の平均値である。試料Ｃ−２の温度値は、最初の３７秒間は３回の測定値の平均であり、その後は２回の測定値の平均である。フェライトを含有する複合材（Ｃ−１およびＣ−２）の比透磁率は、本発明の多層フレークを含有する複合材（１Ａおよび１Ｂ）よりも明らかにはるかに低い。これは、多層フレークよりも高い体積添加率でフェライトが存在しても当てはまる。Ｆigure３を見ると、試料１Ａおよび１Ｂは、試料Ｃ−１およびＣ−２よりも有意に高い速度で、且つ高い温度まで昇温することも明白である。実施例２模擬ケーブルエンドシーリング適用で、上述の実施例の試料１Ａを評価した。高密度ポリエチレン外部鎧装のある３種のケーブル（ファイバーオプチックス２種、銅１種）を評価に使用した。それらはＳiecor Ｃorp.，Ｈickory ＮＣの６０ファイバーカウントケーブル、２１６ファイバーカウントケーブル（Ａmerican Ｔelephone and Ｔelegraph Ｃorp.，Ｂasking Ｒidge，ＮＪの４ＧＰＸ-ＢＸＤ）およびＡmerican Ｔelephone and Ｔelegraph Ｃorpの５０対銅空心ケーブルであった。さらに、ポリエチレンチュービング（Ｐyramid Ｉndustries，Ｉnc.，Ｅrie，ＰＡのＳpeed Ｄuct ＳＤＲ 13.5）を模擬エンドシールとして使用した。３種のケーブルの各々につて、長さ５〜８cm のチュービング片をケーブルの上に載せた。ケーブルとチュービングとの間の間隙をふさぐのに十分な回数、試料１Ａ複合材の幅２．７cm のストリップでケーブルの周りを巻いた。次に、複合材で巻いたケーブルにチュービングを軽く接触させてアセンブリを形成した。１３１．５ＭＨz における振動磁場を、電力レベル１００Ｗで９０秒間、このアセンブリに印可した。アセンブリを冷却して切り開き、横断面で結合品質を観察した。あらゆる場合に、良好な結合が形成された（すなわち、複合材のラップはすべて互いに結合し、内部ラップはケーブルの外部鎧装に結合し、外側ラップはチュービングの内側に接着していた。）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ホイル，チャールズ，ディー. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427, セントポール，ポストオフィスボックス 33427 (72)発明者ミクロス，リチャード，エル. アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427, セントポール，ポストオフィスボックス 33427

Claims

【特許請求の範囲】１．電磁力吸収複合材（１０）であって、結合剤（１４）と、前記結合剤中に分散された多数の多層フレーク（１２）とを含み、前記多層フレークは少なくとも２対の層対を含み、各層対は、１層の薄膜誘電層(１８)に隣接する１層の薄膜結晶質強磁性金属層(１６)を含む、電磁力吸収複合材。２．前記多層フレークは前記複合材の約０．１〜１０体積％の範囲の量で存在する、請求項１に記載の複合材。３．前記多層フレークは前記複合材の約０．３〜５体積％の範囲の量で存在する、請求項１に記載の複合材。４．各強磁性金属層は多くとも８０重量％のＦｅを含有するＮｉＦｅ合金を含む、請求項２に記載の複合材。５．各ＮｉＦｅ合金層はｄ＞ｔである表皮深さｄ、および厚さｔを有する、請求項４に記載の複合材。６．各強磁性金属層は約８０重量％のＮｉおよび約２０重量％のＦｅを含有するＮｉＦｅ合金を含む、請求項２に記載の複合材。７．多層フレーク中の層対の数は１０〜７５の範囲である、請求項４に記載の複合材。８．前記結合剤は熱可塑性ポリマー、高密度ポリエチレン、熱可塑性エラストマー、熱活性化硬化ポリマー、熱加速硬化ポリマー、およびそれらの配合物から成る群から選択される、請求項２に記載の複合材。９．前記結合剤は接着剤である、請求項２に記載の複合材。１０．前記複合材は、ｄ＞ｔであるように、誘電正接ε"/ε'が十分に小さい誘電正接ε"/ε'、表皮深さｄ、および厚さｔを有する、請求項２に記載の複合材。１１．前記複合材は、周波数ｆ_absを有する電磁力を吸収し、前記複合材はｆ_a _bs でμ"＞0.1 である虚部μ"を含む比透磁率を有する、請求項２に記載の複合材。１２．前記多層フレークは、熱を産生するために、前記複合材によって３０〜１０００ＭＨz の範囲の周波数を有する電磁力が吸収されるように、互いに電磁的に十分に絶縁されている、請求項２に記載の複合材。１３．２個の物体を接続する方法であって、結合剤（１４）と、前記結合剤中に分散された多数の多層フレーク（１２）とを含み、前記多層フレークは少なくとも２対の層対を含み、各層対は、１層の薄膜誘電層（１８）に隣接する１層の薄膜結晶質強磁性金属層（１６）を含む、電磁力吸収複合材（１０）を提供することと、接続すべき２個の物体を互いに隣接させ、且つ各々を前記複合材と直接接触させて配置することと、振動磁場の形で５〜６０００ＭＨz の範囲の周波数を有する電磁力であって、溶融、融合および接着硬化の１つを使用して、２個の物体を結合するために前記電磁場は複合材中で熱を発生するのに十分な時間、複合材を横切る電磁力を提供することを含む、方法。１４．前記２個の物体は前記結合剤と同じ材料を含む、請求項１３に記載の方法。１５．前記複合材はテープである、請求項１３に記載の方法。１６．前記複合材は成形品である、請求項１３に記載の方法。１７．テープの形の電磁力吸収複合材（１０）であって、前記テープは、高密度ポリエチレンを含む結合剤（１４）と、前記結合剤中に分散された多数の多層フレーク（１２）とを含み、前記多層フレークは２０〜６０の層対を含み、各層対は１層の薄膜誘電層（１８）に隣接する１層の薄膜結晶質Ｎi₈０Ｆe₂₀（１６）を含み、前記フレークは前記複合材の１〜１０体積％の範囲で存在する、電磁力吸収複合材を提供することと、接続すべき２個の物体を互いに隣接させ、且つ各々を前記テープと直接接触させて配置することと、２５〜２５０Ｗの範囲の電磁力レベルと３０〜１０００ＭＨz の範囲の周波数を有する振動磁場であって、前記磁場は、前記テープが前記物体に融合して２個の物体を接着するために、前記テープが１８０秒以内に２５５〜２７５℃の温度に加熱されるように、前記磁場が前記テープを横切る振動磁場を提供することと、を含む、２個の物体を接続する方法。１８．２個の物体はポリエチレンパイプである、請求項１７に記載の方法。