JPH01205404A - 磁気シールド用軟磁性紛末および磁気シールド材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ■　発明の背景 技術分野 本発明は磁気シールド用軟磁性粉末とそれを用いた磁気
シールド制に関し、特に特定方向の磁界に対して大きい
シールド効果を有する扁平なアモルファス合金軟磁性粒
子からなる磁気シールド用軟磁性粉末およびそれを用い
た６１１気シールド材に関する。

従来技術とその問題点 磁化物体その他の磁界発生源か他の物体や電気回路等に
影響を生しないようにするために６１１気シール］・材
か用いられ°Ｃいる。　磁気シールド材には高透磁率の
金属板かシールド特性からは望ましいが、用途が著しく
制限される。　粉末月料の場合には、これを有機バイン
ターに分散して塗料の形でシールドの必要な個所に塗布
したり、あるいは適当な可撓性支持体などに塗布してシ
ールド板としたり、様々な利用か可能なので都合か良い
。

高透磁率の粉末を用いた磁気シールド材には各種の提案
かなされている。　例えは特開昭５８−５９２６８号に
は高透磁率合金の扁平粒を高分子化合物結合剤中に混合
した磁気シールド塗布が、また特開昭５９−２０１４９
３号には軟磁性アモルファス合金を粉砕した扁平粒を高
分子化合物結合剤中に混合した磁気シールド塗才４か示
されている。

これらの扁平粒を用いた６Ｊ１気シールド材は厚さ方向
に垂直な平面間で等方向なシールド特性を有している。

　　また特開昭５９−２０１４９３号に示されるような
合金扁平粒は、遷移金属−半金属（メタロイト）系の合
金を高温溶融状態から冷ロール表面に接触さセて高速急
冷した薄帯を粉砕して得た粉末を用いるけれとも、薄帯
の厚さの下限は１０μｍであり、通常１０〜５０μｍ程
度のものしか得られず、これを粉砕して鱗ハ状の粉末に
しても粉末の厚さは変らないから、この粉末から磁気シ
ールド塗膜を製造してもシールド特性が非常に悪い。　
アモルファス合金自体の磁気特性は非常に良いけれども
、このような鱗片状の粉末てはその６ｊ、１気特性は充
分に生かされない。

高速急冷した合金を粉砕して鱗片状にする方法は特開昭
５８−１９７２０５号にその１例が示されている。　し
かしその粉砕方法は従来公知のスタンプミル、乾式ボー
ルミル、湿式ボールミル、アトライター、振動ミルのい
ずれかを用いるものである。　また特開昭６０−４０１
号にはシート、リボン、テープ、ワイヤ状の高速急冷ア
モルファス合金をガラス転穆点以下の温度で脆化し、次
いて粉砕する方法を示しているが、用いられる手段はロ
ットミル、ボールミル、衝撃ミル、ディスクミル、スタ
ンプミル、クラッシャーロールである。　　しかし、こ
れらの粉砕手段てはシート、リボン等の最小厚さ以下に
粉砕することはてきないし、また等方性の鱗片粉か得ら
れるに過ぎないのである。　このような比較的大きい粉
末は塗料化しても均一塗布か離しく、また塗布して得た
磁気シールドは磁気的な均一性に欠り、磁界の犬き／Ｊ
洲れを生しる。

磁気シールドにより遮蔽すべき６１１界は等方性の場合
もあるか特定の方向に強いことも多く、このような場合
にはこの特定方向への磁気遮蔽効果を特に犬ぎく設計し
たいが、従来の鱗片状粉末を用いて塗布時に磁気配向し
てもほとんど効果かない。

このような問題点を解決するために、木発明者等は、特
願昭６２−２１５８５７号で粉末の平均厚さおよび平均
外径／平均厚さ比を規定し、シールド効果か高く、しか
も均一な磁気シールド材を提案している。　このものは
従来の粉末に比へ、磁気シールド効果は向上しているが
、磁気シールドに対する要求は厳しく、さらに効果の高
い磁気シール］・材か要求されている。

＋＋　　発明の目的 本発明の目的は、磁気シール）・性の良い磁気シールＦ
　４Ｊと、そのための扁平軟！ｉｎ性粉末を提供するこ
とにある。

本発明の他の目的は、扁平軟磁性粉末を均一に分散した
磁気シールド材とそのための扁平軟磁性粉末を提供する
ことにある。

Ｉｌｌ　　発明の開示 このような目的は、以下の本発明によって達成される。

すなわち、第１の発明は、平均厚さ０．０１〜１μｍの
アモルファス合金軟磁性粒子からなり、このアモルファ
ス合金軟磁性才立子のうち、粒径が１０〜５０μｍであ
るアモルファス合金軟磁性粒子か３５ｗｔ％以上であり
、かつ粒径か８８μｍを超えるアモルファス合金軟磁性
粒子か０．５ｖ＋ｔ％以下であり、粒径か３μｍ未満で
あるアモルファス合金軟磁性粒子か１０ｗｔ％以下であ
ることを特徴とする磁気シールド用軟磁性粉末である。

また第２の発明は、磁気シール］・用軟磁性粉末と結合
剤とを含有する磁気シールド材であって、 磁気シールド用軟磁性粉末と結合剤とを含有する磁気シ
ールド材であって、 前記磁気シールド用軟磁性粉末が、平均厚さ００１〜１
μｍのアモルファス合金軟磁性粒子からなり、このアモ
ルファス合金軟磁性粒子のうち、粒径か１０〜５０μｍ
であるアモルファス合金軟磁性粒子か３５ｗｔ％以上で
あり、かつ粒径か８８μｍを超えるアモルファス合金軟
磁性粒子か０．５ｗｔ％以下であり、粒径か３μｍ未満
であるアモルファス合金軟磁性粒子か１０ｗｔ％以下で
あることを特徴とする磁気シール１−月である。

ＴＶ　　発明の具体的構成 本発明の６１１気シールド用軟磁性粉末は、アモルファ
ス合金軟磁性粒子からなる。

本発明では、このアモルファス合金軟磁性粒子のうち粒
径か１０〜５０μｍであるものか軟磁性粉末全体の３５
ｗｔ％以上であり、かつ粒径か８８μｍを超えるものが
０．５ｗｔ％以下、３μｍ未満のもの１０ｗｔ％以下と
される。

この場合の粒径とは、光散乱法を用いた粒度分析計で測
定した平均粒径である。

より具体的には、光散乱法を用いた粒度分析削は、試料
を例えは循環しながらレーサー光やへロケンランブ等を
光源としてフランホーファ回折あるいはミイ散乱の散乱
角を測定し、粒度分布を測定するものである。　この詳
細は、例えは「粉体と工業４　ＶＯＬ、１９Ｎｏ、７（
＋９８７）に記載されている。

このように測定される粒度分布において、粒径か１０〜
５０μｍであるものか軟磁性粉末全体の３５ｗｔ％未満
であると、結合剤中に分散して磁気シールド旧とした場
合に分散性か低く、磁気シールド効果に位置的ムラを生
したり、あるいは透磁率か減少するため、磁気シールド
効果か不十分となる。

このような場合、１０〜５０μｍの粒径のものか４０ｗ
ｔ％、特に５０ｗｔ％以上とノぼると、より好ましい結
果を得る。

なお、１０〜５０μｍの粒径のものは、通常、９０ｗｔ
％以下である。

また、粒径か８８　（１ｍを超えるものが０５ｗｔ％を
超えると、成形むらを生し磁気シールド特性の位置的む
らを生しやすい。

このような場合、８８μｍを超える粒径のものか０〜０
．３ｗｔ％となると、より好ましい結果を得る。

さらに、粒径か３μｍ未満であるものか１０ｗｔ％以下
であることか好ましい。

１０ｗｔ％を超えると、結合剤中に分散して磁気シール
ド材とした場合に透磁率か低下し、磁気シールド効果か
不十分となる。

このような場合、３μｍ未満の粒径のものか０〜７ｗｔ
％となると、より好ましい結果を得る。

Ｚ７お、上記のような粒度分布を有するものであれは、
他の粒度分布プロファイルについては制限はない。

本発明に用いるアモルファス合金軟磁性粒子は一般に扁
平形状であり、平均厚さは０．０１〜１μｍとされる。

平均厚さが００１μｍ未満となると、磁気シール）〜ｔ
、Ｉとする場合に結合剤への分散性か低下し、透磁率等
の磁気特性か劣化し、シールド特性か低下する。

一方、１μｍを超えると、磁気シール］・材の厚さか薄
い場合には均一に分散した塗膜が形成できず、また、磁
気シールド材のＪ７さ方向の磁性粒子数か少なく、シー
ルド特性が不十分とノよる。

このような場合、平均厚さか０．０１〜０６μｍとなる
と、より好ましい結果な得る。

なお、平均厚さは、分析型走査型電子顕微鏡で測定ずれ
はよい。

さらに、このようなアモルファス合金軟磁性粒子は、り
下の物性を有することか好ましい。

平均アスペクト比（平均外径／平均厚さ）は１０〜１０
０００を用いることか好ましい。　平均アスペクト比か
１０未満ては扁平粒子に対する反磁界の影響か大きくな
り、透磁率なと実効の磁気特性が低下し、シールド特性
か低下する。

一方１０１１Ｆ１０以上では平均外径の小さな粉末の製
造か困難となり、そのため成形性が劣化する。　なお、
平均アスペクト比は、１０〜５００であるとより好まし
い結果を得る。

この場合の平均外径とは、上記した粒度分布側によって
求められた粒径を、粒径の小さい方から重量を累計して
５０％になったときの粒径であり、これはＤ５゜とじて
知られている。

このような扁平状粒子の主面形状において、その長軸（
最大径）をａ、短軸（最小径）をｂとしたとぎ、軸比の
平均ａ　／　ｂは、磁気シールドに方向性が要求される
場合には１２以上のできるたり大きい値が望ましい。　
磁界源が方向性を有する場合には、その方向へ配向磁場
を作用させながら磁性塗料を硬化させればその方向の透
磁率の向上かでき、磁気シールド効果を犬きくすること
かてきる。　この場合、ａ　／　ｂか１２〜５となると
、より好ましい結果を得る。

粒子の長軸および短軸は、分析型透過型電子顕微鏡によ
り測定すればよい。

このようなアモルファス合金軟磁性粒子は高速急冷法に
より製造されるリボン、鱗片、シー１〜その他の形状の
ものから粉砕して得られるものである。　本発明て使用
するアモルファス合金の組成としては強磁性遷移金属と
半金属より成るもの、あるいはこれらにさらに少量の他
元素を添加したものなど任意の合金組成を使用できる。

　強磁性遷移金属としてはＦｅ、Ｃｏ、Ｎ１など、特に
Ｆｅを主体としたもの、半金属としてはＢ、Ｓｉ、Ｃ，
Ｐ、Ｇｅ、特にＢ、Ｓｌを主体としたものであり、好ま
しいものはＦｅ−Ｂ−Ｓｉ３元系である。　またこれら
の成分に１ｏａｔ％以下のＣｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ａ
１．Ｔｉ、■、Ｓｎ、Ｚｎ、、Ｃｕなどの少なくとも１
ｆｆｆｉを添加しても良い。

特にＦｅ−Ｂ−Ｓｉ系合金の場合には、第１図に○で示
したものはアモルファス軟磁性合金となるもので、これ
らを含む領域にある組成を用いることかできる。

なお、第１図は、（Ｆｅ十Ｍ）−Ｓｉ−８３元組成図で
あり、Ｍについては後述する。

この場合の合金組成は、下記式て表わされるものである
ことか好ましい。

弐　　　　Ｆ　　ｅｔ＋　　ＭＸ　　（Ｓ　　Ｌ　　、
　　Ｂ）　　ｗたたし、上記式において、ａｔ％て表わ
して、Ｘ＝Ｏ〜１０、好ましくはｘ＝２〜８、Ｗ−１５
〜３７、好ましくはＷ−１８〜３０、ｕ＝１００−　（
ｘ＋ｗ）である。

そして、Ｍは、Ｔｉ、ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ
、Ｍｎ、ＣｏおよびＮ　ｉから選択される少なくとも１
種であり、これらのうち耐食性の点てＣｒのみあるいは
Ｃｒを必須とし他の１挿置」−を含むものであることか
好ましい。

Ｍは、合金の耐食性や脆さを向上させるために添加され
るが、Ｍの含有量、すなわちＸか１０を超えると飽和磁
束密度か低下する。

さらに詳述すると、Ｃｒか添加される場合、その添加量
は２〜１０ａｔ％か好ましく、Ｎ　ｌ）、ＭＯｌＷ、Ｔ
ａ、Ｖ、Ｔ１、Ｃｏ、Ｎｉ特にＮ　ｌ）、Ｍｏ、Ｎｉの
１種以上か添加される場合、その添加量は１〜１０　ａ
　ｔ、％か好ましい。

このような範囲の添加量とすることにより、耐食性と脆
さか向上し、しかも飽和磁束密度は低下しない。　　ま
た、Ｗ−１５〜３７、は非晶質形成域である。

このような組成範囲のうち、第１図に示す、専Ｅ、Ｆ、
Ｇ、Ｈを順に結んだ線より上側の部分け、高速急冷法に
より機械的に強靭なアモルファス合金か生成される領域
であるから、本発明のように粉砕を必要とする用途では
粉砕コス［−か高くなる。

本発明者等はこの３元合金及び上記したような置換型合
金について広範囲な試験を行ったところ、このような領
域外の点Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈを結ぶ線と点Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを
鯖ふ線との間の領域のアモルファス合金は、脆く粉砕し
易いことか分）た。

これを数値で示すと、第１図の３角組成図のＦｅ＋Ｍ、
Ｂ、Ｓｉの座標点（Ｆｅ＋Ｍ、Ｂ。

Ｓｉ）で表わして好ましい範囲はＡ（６３，３２，５）
、Ｂ　　（６２，２３，１５）、Ｃ（６３，１５，２２
）、Ｄ　（６８，５，２７）、Ｅ　（８０，５，１５）
、Ｆ（７７，７，１，６）、Ｇ（７５，１３，１２）、
及びＨ（７７，１８，５）を順に結んた範囲内となる。

　たたし数値はａｔ％である。　この領域から得た合金
の磁気シールド特性は申し分のないことか分った。

また、この領域から得られる合金は、脆さも十分である
。　脆さはアモルファス薄帯を一定厚に形成し、それを
直径ｒの棒の周りに曲げたときに薄帯か折れるときのｒ
で表わした場合、第１図の線Ｅ−Ｆ−Ｇ−Ｈの部分てＯ
ｍｍに近く、また線Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄのところで約５ｍｍ
程度である。

このようなアモルファス合金は従来公知の任意の高速急
冷法によって製造しつる。　このような製造方法の例は
特公昭６１−４３０２号などに記載されている。　例え
は所定の合金組成のインボッ１−を高温で溶融し、それ
を回転している鋼製単ロールなどに吹きつけて高速冷却
し、得られた薄帯または鱗片状体を粗粉砕して粗大粒子
とする。

粗粉砕は公知の任意の方法で行って良く、平均粒径数μ
ｍ〜約５０μｍ直径の粒状粉あるいは水アトマイズ法等
公知の粉末製造法により作った同様寸法の粉末を用いる
。

高速急冷合金は次いて粉砕処理にかけられる。

粉砕は、ピン型ミル（またはビーズミル）等の媒体攪拌
ミル、特にピン型ミルを使用することか好ましい。　ピ
ン型ミルについては、例えは特開昭６１−２５９７３９
号などに記載かある。　ピン型ミルは内外円筒の対向面
に多数のピンが植立しであり、媒体としてビーズか充填
され、内外円筒か相対的に高速回転されるものである。

アモルファス合金をピン型ミルて粉砕すると、前記した
ような粒度分布か容易に得られる。　しかもピン型ミル
による強力なせん新作用によりアモルファス合金薄帯の
平均厚さを００１〜１μｍ程度に減じることかできる。

従って、得られる合金粒子の形状は扁平体である。　こ
うした扁平粒子を面の方向から見ると、不定形ではなく
て長軸を有する粒子形を示す。　ピンミルによる粉砕に
より、長軸をａ、短軸をｂとするときａ　／　ｂの平均
を１２以上とすることができる。

このようにして得られたアモルファス合金軟磁性粒子か
らなる軟磁性粉末は、結合剤中に分散さね、磁気シール
ド材とされる。

結合剤としては、特に制限はなく、熱可塑性樹脂、熱硬
化性樹脂等公知のものを適当に選択することかできる。

軟６７１性粉末と結合剤との量比は、体積比で一般に２
８〜８２程度である。

なお、磁気シールド材は、軟磁性粉末と結合剤との他に
、分散剤、安定剤、カップリング剤等を含有してもよい
。

このような磁気シールド材は、通常、必要な溶媒を用い
て成形ないし塗布用組成物とされたのちに、所要の形状
に成形されて用いられる。

本発明の磁気シール１−旧を、原状あるいは薄板状に成
形して磁気シールｌ−用に用いる場合、磁気シールド羽
の厚さは５〜２００μｍであることか好ましい。

これは、本発明の６ｎ気シール］・材は前記したような
粒度分布および厚さの軟磁性粉末を含有するため、５μ
ｍの厚さでも均一な磁気シールド効果を示し、シールド
材か磁気飽和しない程度の強度の磁界のシールドには、
２００μｍを超える厚さに形成しても磁気シールド効果
は顕著には向上せず、２００μｍ以下とずれはコスト的
にも有利であるからである。

なお、本発明の磁気シールド材を所要の形状に成形ある
いは塗布する際に、配向磁界をかけたりあるいは機械的
に配向することにより、方向性の高い磁気シールド材と
することができる。

■　発明の具体的効果 本発明の磁気シールド用軟磁性粉末は、所定の厚さと粒
度分布とを有する。

このため、本発明の軟６１１性粉末は結合剤中に高密度
かつ均一に分散て鮒る。

従って、本発明の軟磁性粉末を用いた６１ｉ気シ一ル１
〜月は、磁気シール［・効果か高く、しかもその場所的
なバラツキもない。

このため、磁気シールトイＡを板状あるいは膜状とした
ときに５〜２００μｍ程度の厚さで所期の効果を得るこ
とかでき、スピーカ、ＣＲＴ等の磁気シールドの他、極
めて適用範囲か広く、また、コストも低くてきる。

Ｖｌ　　発明の具体的実施例 以下、本発明を実施例を挙げて詳細に説明する。

［実施例１］ 下記表１に示す組成のアモルファス軟磁性合金を振動ボ
ールミルで粉砕して平均粒径２゜μｍの粗粒粉を得、こ
れをビン型ミルで粉砕して磁気シールド用軟磁性粉末サ
ンプルＮｏ、１〜３を作製した。

なお、ビン型ミルでの粉砕条件を表１に示す。

また、表１に各サンプルの性状を示す。

たたし、表１において、 Ａ　粒径１０〜５０μｍの粉末量 Ｂ　粒径８８μｍを超える粉末量 Ｃ粒径３μｍ未満の粉末量 である。

なお、Ａ、Ｂ、Ｃおよび平均外径は粒度分析計により測
定し、平均厚さおよび長軸／短軸比は、分析型走査型顕
微鏡により測定した。

［実施例２コ 実施例１に準し下記表１に示す組成の軟磁性粉末サンプ
ルＮｏ、４〜６を得た。

ビン型ミルでの粉砕条件を表１に示す。

［比較例１コ ビン型ミルの粉砕条件を、表１に示されるものとし、そ
の他は実施例１と同様にして比較サンプルＮｏ、７〜１
０を得た。

このものの組成および性状を表１に併記する。

なお、サンプルＮｏ、９は、本発明者等による特願昭６
２−２１５８５７号の実施例に記載されているサンプル
と同等のものである。

実施例１．２および比較例１て得られた軟磁性粉サンプ
ルをエポキシ樹脂中に分散し、磁気シールド材サンプル
を作製した。

サンプル中の含有量比は、体積比で、 軟１ｉｉｉ性粉　エポキシ樹脂＝１１とした。

これらの磁気シールド材を、厚さ７５μｍのＰＥＴ基板
に１００μｍ厚に塗布し、シールド板サンプルとした。

これらのシールＩ・板サンプルについて、シールド比を
測定した。

結果を表１に示す。

なお、シールド比は、シールド板サンプルを磁石上に設
置し、シールド板サンプルから０．５ｃｍの位置ての漏
れ磁束φを測定し、これとシールド板がない場合の磁束
φ０と比較した比φ／φＤであり、これをサンプルＮｏ
、９を１とした相対値で表示した。

の■■■ト なお、ザンブルＮｏ、８ては、シールド板のシールＩ・
効果に、位置的なムラかみられた。

以−トの実施例から本発明の効果か明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図はアモルファス合金組成を示す３元図である。 特許出願人　ティーデイ−ケイ株式会社同　　　東京磁
気印刷株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均厚さ０．０１〜１μｍのアモルファス合金軟
   磁性粒子からなり、このアモルファス合金軟磁性粒子の
   うち、粒径が１０〜５０μｍであるアモルファス合金軟
   磁性粒子が３５ｗｔ％以上であり、かつ粒径が８８μｍ
   を超えるアモルファス合金軟磁性粒子が０．５ｗｔ％以
   下であり、粒径が３μｍ未満であるアモルファス合金軟
   磁性粒子が１０ｗｔ％以下であることを特徴とする磁気
   シールド用軟磁性粉末。
2. （２）アモルファス合金軟磁性粒子の長軸／短軸比の平
   均が１．２以上である特許請求の範囲第１項に記載の磁
   気シールド用軟磁性粉末。
3. （３）磁気シールド用軟磁性粉末と結合剤とを含有する
   磁気シールド材であって、 前記磁気シールド用軟磁性粉末が、平均厚さ０．０１〜
   １μｍのアモルファス合金軟磁性粒子からなり、このア
   モルファス合金軟磁性粒子のうち、粒径が１０〜５０μ
   ｍであるアモルファス合金軟磁性粒子が３５ｗｔ％以上
   であり、かつ粒径が８８μｍを超えるアモルファス合金
   軟磁性粒子が０．５ｗｔ％以下であり、粒径が３μｍ未
   満であるアモルファス合金軟磁性粒子が１０ｗｔ％以下
   であることを特徴とする磁気シールド材。
4. （４）アモルファス合金軟磁性粒子の長軸／短軸比の平
   均が１．２以上である特許請求の範囲第３項に記載の磁
   気シールド材。