JPH0760892A - 複合シート状物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】広範囲の磁界の強さにおいて、良好な磁気シ−
ルド効果を発揮する複合シ−ト状物を提供する。 【構成】厚さ５μｍ以下でアスペクト比が５以上で且つ
長軸径が２５μｍ以上の鱗片状または板状の軟質磁性体
粒子を、基材を構成する高分子系樹脂が可塑化状態に
あるときに該基材上に散布する工程、または基材上に
高分子系樹脂からなる接着剤層を設け、これが可塑化状
態にある時に、該接着剤層上に散布する工程、を経た
後、圧着により基材上に軟質磁性体粒子を隙間なく均一
に存在する層を形成することを特徴とする複合シート状
物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流及び交流の磁気お
よび磁界をシールド（以下、磁気シールドと呼ぶ）する
ことを目的とするシート状物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年電磁石や永久磁石による磁界が、周
辺の機器へ与える影響が深刻になってきている。例え
ば、病院のＭＲＩ（磁気共鳴断層写真撮影）における
ペースメーカー使用者への影響、車両内音響装置の大
音量使用時の電子装置の誤作動、ＩＨ（電磁誘導加
熱）式炊飯器の磁気漏洩によるステンレス製流し台での
過電流の発生、来たるべきリニアモーターカー時代の
磁気による影響等の問題が指摘されている。上記のよう
な諸問題の原因となる磁界を遮蔽する磁気シールド材料
として、パーマロイ、センダスト、珪素鋼など比透磁率
の高い軟質磁性体を板金加工したものが、従来より広く
使われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】軟質磁性体を板金加工
した製品としては、パーマロイや珪素鋼などが一般に使
用されているが、これらの製品には以下にあげるような
問題点がある。即ち折り曲げや穴空け加工等により歪
みが入ると、原子配列の乱れにより磁気シールド性能が
低減する。原子配列の乱れを解消するためには成形加
工後に高温（１１００℃）還元ガス中で焼鈍するといっ
た複雑な工程を必要とする。製品化しても振動や落下
等の衝撃による歪みにより磁気シールド性能が低減する
（運搬等の取り扱いに細心の注意が必要）。

【０００４】上記問題点を有する板金加工製品に代わる
磁気シールド材が望まれてきた。そこで、Ｍn −Ｚn フ
ェライト、Ｃu −Ｚn フェライト、パーマロイ、センダ
スト、珪素鋼、アモルファス合金など比透磁率が高く、
保磁率の低い軟質磁性体粉末を樹脂系バインダーと混練
し成形してなる磁気シールド材（以下、樹脂バインダー
系磁気シールド材と称する）が考案され使用されつつあ
る。しかし樹脂バインダー系磁気シールド材の場合、軟
質磁性体粉末を高充填しても粉末の間に樹脂壁が存在す
るため、１エルステッド以下の低い磁場で遮蔽する能力
が乏しいという問題点がある。

【０００５】１０エルステッド以上の磁界を遮蔽するた
めには、樹脂バインダー系磁気シールド材のごとく磁気
シールド材に樹脂壁が存在しても、さほどさしつかえな
い。強い磁界は単位面積あたりの磁力線の存在する密度
も高く、従って強い磁界では磁力線が軟質磁性体粒子に
衝突する確率が高くなり、大多数の磁力線が軟質磁性体
粒子に捕らえられる。捕らえられた磁力線は、樹脂壁を
通過して隣の磁性体粒子に伝搬される。磁気シールド材
中では磁力線の伝搬が繰返されて、ついには磁力線が磁
源に戻る。一方、磁性体粒子に捕らえられることなく通
過することのできる磁力線は確率的にごくわずかで、通
過した磁力線の数は磁気シールド材に対して磁源側に存
在する磁力線の数に対して大幅に減少する。こうして、
磁源に対して磁気シールド材によって隔てられた空間は
磁気遮蔽されるのである。

【０００６】一方、１エルステッド以下の低い磁場では
単位面積あたりの磁力線の存在する密度が低く、磁力線
が、該軟質磁性体粒子に衝突する確率は低い。その結
果、磁気シールド材を通過した磁力線の数は、磁気シー
ルド材に対して磁源側に存在する磁力線の数に対して余
り減少しない。従って、従来の樹脂バインダー系磁気シ
ールド材は１エルステッド以下の低い磁場での遮蔽には
優れていない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記諸問題を解
決することのできる複合シート状物である。即ち、本発
明は、特許請求の範囲の請求項１に記載しているよう
に、可塑化状態の高分子系樹脂製基材上に、厚さ５μｍ
以下好ましくは０．１μｍ〜５μｍ以下でアスペクト比
が５以上好ましくは１００，０００以下（厚さ、長軸径
の範囲により決まる）で且つ長軸径が２５μｍ以上好ま
しくは３０μｍ以下（これより大きいと粒子が骨格とな
り、得られる複合シート状物としての柔軟性が低下す
る）の鱗片状または板状の軟質磁性体粒子を、均一に散
布し、圧着し、基材と軟質磁性体粒子を一体化すること
により得られる複合シート状物を提供するものであり、
特には軟質磁性体粒子が基材上に設けられた接着剤層を
介して設けられたものである。また本発明は特許請求の
範囲の請求項２に記載しているように、高分子系樹脂製
基材が高分子系樹脂と軟質磁性体粒子とのマトリックス
よりなることを特徴とする請求項１記載の複合シート状
物を提供するものである。また本発明は、特許請求の範
囲の請求項３に記載しているように、請求項１または２
記載の複合シート状物を多段積層してなることを特徴と
する複合シート状物を提供するものである。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
基材や接着剤として使用する高分子系樹脂としては、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、ポリビ
ニルアルコール、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹
脂、ポリビニルブチラール、ポリスチレン、ポリメタク
リル酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポ
リカーボネート、ポリアセタール、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレ
ンエーテル、ポリサルホン、ポリアミドイミド、ポリエ
ーテルイミド、ポリエーテルサルホン、フッ素樹脂、セ
ルロース系樹脂等の熱可塑性プラスチック、天然ゴム、
ＩＲ、ＢＲ、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＣＲ、ＩＩＲ、ＥＶＡ、
ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリル
ゴム、塩素化ポリエチレン、エピクロルヒドリンゴム等
の架橋ゴム、スチレン系、ポリエステル系等の熱可塑性
エラストマー、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アニリ
ン樹脂、不飽和ポリエステル、ジアリルフタレート樹
脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂等の熱硬化性プラス
チック等が挙げられるが、これらは用途や成形法あるい
は風合いによって任意に選択することができる。また必
要に応じて、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂等の熱可
塑性プラスチックとジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、
ジイソノニルフタレート（ＤＩＮＰ）、トリメリット酸
系、ピロメリット酸系、ポリエステル系等の各種可塑剤
との混合物、異種の樹脂どうしの混合物、これらの混合
物または上記樹脂単体に安定剤、ゲル化剤、滑剤などを
添加してなる混合物から選択してもよい。

【０００９】軟質磁性体粒子としては、Ｆe ーＮi 系合
金（パーマロイ）粒子、Ｃo ーＦeアモルファス粒子、
Ｆe ーＳi ーＡl 系合金（センダスト）、各種軟質フェ
ライト等が上げられる。請求項２の複合シート状物は磁
気シールド性能を高めるもので、上で挙げた高分子系樹
脂と軟質磁性体粒子混合物を基材として使用する。高分
子系樹脂に対する軟質磁性体粒子の配合割合は、５〜５
０体積％の範囲とするのが望ましい。これは上記Ｆe ー
Ｓi 粒子、Ｃo ーＦe 粒子、Ｆe ーＳi ーＡl 粒子等の
比重が６〜８であるところから、高分子系樹脂の比重が
１．２〜１．４とすると、ほぼ２０〜８０重量％に相当
する。混合はヘンシエルミキサー、ニーダー、混練ロー
ル、押出機による方法が有効である。

【００１０】本発明の基材の形状は任意であるが、シー
ト状またはフィルム状が好ましく、その成形方法は、カ
レンダー、押し出し、コーテイングなどが挙げられる。
軟質磁性体粒子の中には、鱗片状または板状の粉末が商
品としてあり、特に請求項２の複合シート状物の場合こ
れらを使用して高分子系樹脂が可塑化状態にある混合物
を塑性変形させ、粒子の扁平面と成形体表面とがほぼ平
行となるように配向させると、磁気シールドが効率よく
おこなわれる。このようにすると、基材中に存在する鱗
片状または板状の軟質磁性体粒子の扁平面が磁力線を捕
らえやすくなる。鱗片状または板状の軟質磁性体粒子を
配向させてなる基材の製造には、可塑化状態にある混合
物を塑性変形させる方法が良い。

【００１１】粒子の扁平面と、成形体表面がほぼ平行に
なるように配向させるためには、二本のロール間隙を
通過させる。押し出し機の口金を通過させる。等の方
法が挙げられる。

【００１２】の方法では、二本ロールは混練用ロール
を用いてもよいが、量産的方法としては、複数のロール
からなるカレンダーロールを用い、最終段のロール間隙
が最も狭くなるように、シーテイング厚さを徐徐に薄く
するような方法が好ましい。この場合、高分子系樹脂の
種類によって、キャリアシートを用いる場合と用いない
場合とがある。またこの方法によって板状の磁気シール
ド材を得る場合には、最終製品が例えば厚さ２〜３ｍｍ
とするとロールシーテイングの厚さを０．３〜０．４ｍ
ｍ程度にして、これを数枚重ね合わせて一体化する方法
によれば、容易に粒子の扁平面と成形体表面とがほぼ平
行に且つ重なり合った状態になる。

【００１３】の押し出し機の口金を通過させて、粒子
の扁平面と成形体表面とがほぼ平行となるように配向さ
せる方法では、口金の形状は、円形ダイス、Ｔ形ダイス
その他が考えられる。例えばＴ形ダイスを用いて成形す
る場合には、粒子の扁平面と成形体表面とがすべての領
域で均一にほぼ平行となるように配向させることが可能
である。この方法においては、カレンダーロール法と同
様に薄めの押し出しシートを数枚重ねて所定の厚さを得
る方法が磁気シールド効果あげる点で望ましい。

【００１４】本発明に従って散布により磁性体粉末の扁
平面と基材あるいは基材上の接着剤層の成形体表面とを
容易にほぼ平行に形成させるには、軟質磁性体粉末を前
記形状にする必要がある。これはアスペクト比が５未満
であると基材上に散布しても、該磁性体粉末の扁平面と
基材あるいは基材上の接着剤層の成形体表面とをほぼ平
行にさせることが困難になるからである。アスペクト比
５以上の粉末は、水アトマイズ法などによって得られる
ほぼ球状の粒子を、ボールミル等の機械的手段で鱗片状
に加工するか、溶融金属を鱗片状に固化することで得ら
れる。

【００１５】該磁性体粉末の長軸径が２５μｍ未満であ
る場合には、その製法の特性状、粉末が鱗片状または板
状になりにくい。従って本発明で使用する磁性体粉末の
長軸径は２５μｍ以上である必要がある。また、長軸径
が２５μｍ程度の磁性体粉末を使用する場合に、アスペ
クト比を５以上にするためには粉末の厚さを５μｍ以下
とする必要がある。

【００１６】市販されている軟質磁性体粒子でその形状
が鱗片状または板状のものには、扁平状のＣo ーＦe ア
モルファス粒子〔三菱マテリアル（株）製品〕がある。
これはアスペクト比が５以上で、厚さが５μｍｍ以下と
いう条件を満たしており、且つ分級により長軸径が２５
μｍ以上である粉末を得ることができる。

【００１７】本発明は、高分子系樹脂からなる基材及び
基材上の接着剤層が可塑化状態にある時に、その上に鱗
片状または板状の軟質磁性体粒子を散布するものであ
る。ここで言う高分子系樹脂の可塑化状態とは、熱可
塑性樹脂やゴム系エラストマーが、軟化点または溶融点
に達し、可塑化している状態、熱可塑性樹脂、未架橋
状態の熱硬化性樹脂及びゴム系エラストマーが溶剤等に
溶解して可塑化している状態、高分子ペーストがプラ
スチゾルまたはラテックスとなり可塑化している状態、
液状または粘土状の高分子系樹脂または、液状または
粘土状で未架橋状態の熱硬化性樹脂等を云う。いずれも
可塑化状態のときは、接着能力があり、この性状を利用
して、軟質磁性体粒子を固定させるのである。

【００１８】可塑化状態がの場合、基材あるいは基材
上の接着剤層をヒーター、オーブンなどにより加熱し、
可塑化したら直ちに軟質磁性体粒子を散布する。可塑化
状態が、、の場合、高分子系樹脂が低粘度であれ
ば、ドクターによるコーテイング、グラビア印刷、スク
リーン印刷などにより基材または基材上の接着剤層を作
成し、固化させる前に軟質磁性体粒子を散布する。、
、の場合、高分子系樹脂が高粘度である場合は、ダ
イコート、カレンダーによる分出しなどによる基材また
は基材上の接着剤層を作成し、固化させる前に軟質磁性
体粒子を散布するのがよい。

【００１９】軟質磁性体粒子を散布する方法は、機械的
方法または手による方法などいずれの方法でも良い。散
布した後に、圧着により基材と軟質磁性体粒子を一体化
するには、エンボスロールとバックロールによる圧着や
プレス機による圧着などいずれの方法でも良い。基材ま
たは基材上の接着剤層上に軟質磁性体粒子が隙間なく存
在する層を形成させるためには、軟質磁性体粒子を過剰
に散布した後に余剰の軟質磁性体粒子を取り除くのが良
い。理想的な工程は、軟質磁性体粒子を過剰に散布し圧
着により基材または基材上の接着剤層と一体化した後、
余剰の磁性体粒子を取り除き回収する方法である。また
磁性体粒子を散布した層を多段に積層したものは磁気シ
ールド性能を著しく向上させることができる。本発明に
おいて散布により得られる層は、該粒子が均一で隙間な
く積層されるのが理想で、その単位面積あたりの散布重
量は粒子と同じ材質からなり且つ同じ厚さのフィルムの
同面積の重量に等しい。その重量は散布する粒子の比重
（ｇ／ｃｍ³ ）と粒子の５０％平均厚さ（ｃｍ）の積で
与えられ、これを目安の散布重量とすれば良い。しかし
実際には隙間なく散布するのは困難であり、少なくとも
全部の粒子が隣の粒子の一部に重なり合って存在するよ
うに積層する必要がある。隙間が存在しても、目標とす
る磁気シールド性能を発揮すれば問題はなく、また隙間
の存在により目標の磁気シールド性能に及ばない場合
は、請求項３記載のように多重積層とするのが良い。本
発明の複合シート状物の磁気シールド性能は、散布され
た軟質磁性体粒子の量によるものであり、シート状物の
信頼性のある性能値を保証するためには、軟質磁性体粒
子の散布を均一に行う必要がある。該粒子の散布の均一
性を管理するには、単位面積あたりの散布量を重量で確
認するのが最良である。また散布により均一に積層を行
うには、コーテイングやプリントなどによる積層と比較
して、精度を保つのが困難なため、単位面積あたりの散
布重量がその目標散布重量に対して、その較差が±５％
以内、好ましくは±２．５％以内の範囲に納めるのが良
い。

【００２０】

【実施例】本発明の実施態様を実施例により具体的に説
明する。

【００２１】（磁気シールド材の性能評価方法）紙箱の
底面中央に置いた幅１２０ｍｍ×長さ１２０ｍｍのシー
ト状磁気シ−ルド材に、該磁気シ−ルド材の垂直下方に
置かれた永久磁石により、１００エルステッド、５０エ
ルステッド、１０エルステッド、１エルステッドの磁界
を与え、永久磁石の直上１００ｍｍの位置（磁気シール
ド材の垂直上方）にセットした低磁場用ガウスメータ−
ＭーＤＧＭＬ５型〔マイテック（株）製商品名〕により
減衰された磁場の強さを測定する。この値をｒとし、ま
た磁気シ−ルド材のない状態での磁場の強さの測定値を
Ｒ（ブランク）として、次式により磁気シールド材の性
能値Ｆを算出し、この値により磁気シールド材の性能を
評価した。 ・・Ｆ＝（１−ｒ／Ｒ）×１００

【００２２】実施例１ 平均重合度１０００の懸濁重合による塩化ビニル樹脂Ｔ
Ｋ−１０００〔信越化学工業（株）製商品名〕１００重
量部、可塑剤としてジオクチルフタレート１００重量
部、Ｂa ーＳn 系安定剤９００Ｆ〔昭島化学工業（株）
製商品名〕３重量部をヘンシエルミキサーによりドライ
アップし、これを混練ロールとカレンダー工程を経て厚
さ０．３０ｍｍのシートとした。このシート上に平均重
合度７５０の乳化重合による塩化ビニル樹脂ＰＳＬー２
８０〔鐘淵化学工業（株）製商品名〕１００重量部、可
塑剤としてジオクチルフタレート５０重量部、安定剤Ａ
Ｃー２１２〔旭電化工業（株）製商品名〕をデイスパー
ミキサーにより攪拌して得たプラスゾル塗料をスクリー
ン印刷により平均５０ｇ／ｍ² 積層しこれを接着材層と
した。次いで、厚さ２．５〜３．０μｍ、２軸平均径の
５０％粒径が８５μｍである扁平状のＣo ーＦe 系アモ
ルファス粒子〔三菱マテリアル（株）製〕を容器に入
れ、これを手動により上下左右に運動させて、アモルフ
ァス粒子を接着剤層上に約２００ｇ／ｍ² 散布した。散
布後、クリアランスが０．２０ｍｍに設定されたエンボ
スロールとゴム製バックロールの間を通過させてアモル
ファス粒子を接着剤層に密着させてから、振動を与えて
接着剤層に密着していないアモルファス粒子を落下させ
た。この時該粒子は接着剤層上に約１５０ｇ／ｍ² 残留
していた。次いで、１４０℃に昇温したオーブンに６０
秒間封入し、プラスゾルからなる接着剤層をゲル化して
複合シート状物を得た。この複合シート状物を８分割
し、これをプレス機により８層の一体化されたシート状
物を得た。得られたシート状物はアモルファス粒子が隙
間なく（±１．０％以下）存在している８層からなるも
のであった。これを前記、磁気シールド性能評価方法に
従って測定し、表１に示す結果を得た。表１に示すよう
に、低磁場（１エルステッド）における磁気シールド性
能は、高磁場（１０〜１００エルステッド）における磁
気シールド性能と比較して劣らなかった。

【００２３】

【表１】

【００２４】実施例２ 平均重合度１０００の塩化ビニル樹脂ＴＫー１０００
〔信越化学工業（株）製商品名〕１００重量部、可塑剤
としてジオクチルフタレート１００重量部、ＢaーＳn
系安定剤９００Ｆ〔昭島化学工業（株）製商品名〕３重
量部からなる配合物１００重量部に厚さ０．５〜１．０
μｍ，２軸平均径の５０％粒径が８５μｍである扁平状
のＣo ーＦe 系アモルファス粒子〔三菱マテリアル
（株）製〕３００重量部をブレンドし、１５５℃の熱ロ
ールで混練し、Ｃo ーＦe 系アモルファス粒子が７５重
量％（３３容量％）の混合物を得た。次いで、この混合
物から混練ロールと、カレンダー工程を経て厚さ０．６
ｍｍの混合物シートを得た。得られた混合物シートをカ
ットして断面を観察したところ、シート面に対してアモ
ルファス粒子の扁平面がほぼ平行に配列して重なり合っ
ているのが観察された。この混合物シートを４層積層
し、プレス機により一体化し、厚さ２．０ｍｍのシート
状物を得た。これを本発明の実施例に対するする比較例
Ａシ−トとする。一方、前記混合物シートを、厚さ０．
１ｍｍのポリエチレンテレフタレ−ト製キャリアシート
上に置き遠赤外線ヒーターで加熱し、混合物シ−トを構
成する塩化ビニル樹脂を可塑化した。次いで、キヤリア
シ−トごと混合物シートを取り出し、前記扁平状のＣoー
Ｆe 系アモルファス粒子を２００ｇ／ｍ² の割合で散布
した。散布後、クリアランスが０．２０ｍｍに設定され
たエンボスロールとゴム製バックロールの間を通過させ
てアモルファス粒子を接着剤層に密着させ、次いで振動
を与えて、密着していない粒子を落下させた。その結
果、該粒子が接着剤層上に約１５０ｇ／ｍ² （±０．２
％）の割合で残留する複合シート状物を得た。この複合
シート状物を４分割し、分割した複合シート状物をプレ
ス機により４層に圧着し一体化されたシート状物を得
た。これを本発明の実施例Ｂシートとする。得られたＡ
シートとＢシートについて、前記磁気シールド性能評価
方法により測定、評価し表２の結果を得た。

【００２５】

【表２】

【００２６】表２に示すように本発明のＢシートは、低
磁場（１エルステッド）での磁気シールド性能が、高磁
場（１０〜１００エルステッド）での磁気シールド性能
に比較して劣っていなかった。一方、比較例のＡシート
は、低磁場（１エルステッド）での磁気シールド性能
が、高磁場（１０〜１００エルステッド）での磁気シー
ルド性能に比較してかなり低下する傾向にあった

【００２７】

【発明の効果】本発明で規定した条件を満たす鱗片状ま
たは板状の軟質磁性体粒子を、基材上または基材上の接
着剤層上に隙間なく均一に存在する層を形成することに
より、広範囲の磁界の強さにおいて良好な磁気シールド
効果を発揮する複合シ−ト状物を得ることができる。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年９月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記諸問題を解
決することのできる複合シート状物である。即ち、本発
明は、特許請求の範囲の請求項１に記載しているよう
に、可塑化状態の高分子系樹脂製基材上に、厚さ５μｍ
以下好ましくは０．１μｍ〜５μｍ以下でアスペクト比
が５以上好ましくは１００，０００以下（厚さ、長軸径
の範囲により決まる）で且つ長軸径が２５μｍ以上好ま
しくは３０ｍｍ以下（これより大きいと粒子が骨格とな
り、得られる複合シート状物としての柔軟性が低下す
る）の鱗片状または板状の軟質磁性体粒子を、均一に散
布し、圧着し、基材と軟質磁性体粒子を一体化すること
により得られる複合シート状物を提供するものであり、
特には軟質磁性体粒子が基材上に設けられた接着剤層を
介して設けられたものである。また本発明は特許請求の
範囲の請求項２に記載しているように、高分子系樹脂製
基材が高分子系樹脂と軟質磁性体粒子とのマトリックス
よりなることを特徴とする請求項１記載の複合シート状
物を提供するものである。また本発明は、特許請求の範
囲の請求項３に記載しているように、請求項１または２
記載の複合シート状物を多段積層してなることを特徴と
する複合シート状物を提供するものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可塑化状態の高分子系樹脂製基材上に、厚
   さ５μｍ以下でアスペクト比が５以上で且つ長軸径が２
   ５μｍ以上の鱗片状または板状の軟質磁性体粒子を、均
   一に散布し、圧着し、基材と軟質磁性体粒子を一体化し
   てなることを特徴とする複合シート状物。
2. 【請求項２】高分子系樹脂製基材が高分子樹脂と軟質磁
   性体粒子との混合物よりなる請求項１記載の複合シート
   状物。
3. 【請求項３】請求項１ないし２記載の複合シート状物を
   多段積層してなることを特徴とする複合シート状物。