(57)【要約】【課題】主な目的は、複雑な形状であっても電磁波対策が可能であり、排熱効果が得られることにあり、副次的な目的は、集電材や磨耗材にも適用できること。【解決手段】無酸素銅と純鉄との成分比が２％〜９８％の合金からなり、合金の粒子の直径が数ｎｍ〜６０μｍであり、各粒子が酸化していない状態のパウダーであること。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無酸素銅と純鉄との成分比が２％〜９８％の合金からなり、前記合金の粒子の直径が数ｎｍ〜６０μｍであり、各粒子が酸化していない状態のパウダーであることを特徴とする銅鉄合金パウダー。
【請求項２】
前記粒子は球体であることを特徴とする請求項１記載の銅鉄合金パウダー。
【請求項３】
請求項１または２記載の銅鉄合金パウダーを練り込んだことを特徴とする樹脂製品。
【請求項４】
請求項１または２記載の銅鉄合金パウダーを混合したことを特徴とする金属製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅鉄合金パウダー、樹脂製品、及び金属製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
電線や通信ケーブル等で発生する電磁波を吸収もしくは遮蔽するフィルムが開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に記載の発明は、電磁波吸収および遮蔽用フィルムとその製造、電磁波吸収および遮蔽用フィルムとその製造、電磁波吸収および遮蔽用フィルムを採用した電線及びケーブルに関するものであり、具体的には、メタルパウダーまたはフェライトパウダーを板状のメタルフレーク形態に加工した後、これを結合剤溶液に分散させ、電磁波遮蔽が可能な支持体上に塗布して乾燥させ、フィルム形状に製造し、信線、電力線、アース線を巻いた状態で絶縁被覆内に内在され、電磁波遮蔽層が通信線、電力線、アース線側に配列され、電磁波吸収層が絶縁被覆側に配列されて巻かれるものである。
【０００３】
ところで、近年鉄道網の開発に伴い列車の本数や速度が向上しており、パンタグラフの磨耗の低減が業界から要求されている。また、自動車の台数も増加しており、ブレーキパッドの磨耗の低減が業界から要求されている。
これに対して種々の提案がなされている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２に記載の発明は、耐食性と耐摩耗性を有する被覆部材に関するものであり、具体的には、母材の表面に、Ｃ元素を不可避不純物として含有するNi基またはCo基の耐隙間腐食性に優れた合金組成からなる材料を被覆した第１の被膜と、硬度を発揮させるための炭化物と耐食性を発揮させるための金属成分を含有する硬質材料を被覆した第２の被膜を備え、第１の被膜が被覆施工時に生じる第２の被膜から母材へのＣ元素の拡散の障壁となり、母材への浸炭を防止するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−７１２６６号公報
【特許文献２】特開２００３−２４７０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の発明は、フィルム状に形成されているため、ケーブルに巻きつける必要があり、煩雑である。しかも特許文献１に記載の発明は、複雑な形状の筐体に張り付けにくいことが挙げられる。また、特許文献１に記載の発明は、電子機器に張り付けた場合には熱がこもってしまう。
また、特許文献１に記載の発明は、導電性を有するとはいえ、パンタブラフすり板等の集電材に適用したり、磨耗材としてブレーキパッドに用いたりすることはできない。
特許文献２に記載の発明は、パンタグラフやブレーキパッドの表面に形成するため、パンタグラフに用いた場合には導電性の低下による電圧降下やブレーキパッドの停止効果や制動効果に影響を及ぼすおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明の主な目的は、複雑な形状であっても電磁波対策が可能であり、排熱効果が得られることにあり、副次的な目的は、集電材や磨耗材にも適用できることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、無酸素銅と純鉄との成分比が２％〜９８％の合金からなり、前記合金の粒子の直径が数ｎｍ〜６０μｍであり、各粒子が酸化していない状態のパウダーであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複雑な形状であっても電磁波対策が可能であり、排熱効果が得られ、集電材や磨耗材にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る銅鉄合金パウダーと他の材質との熱伝導率を比較した図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る銅鉄合金パウダーを電磁波遮蔽に用いた場合の効果を説明するための説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る銅鉄合金パウダーを電磁波遮蔽に用いた場合の効果を説明するための他の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について述べる。
＜構成＞
本発明の実施の形態に係る銅鉄合金パウダーは、無酸素銅と純鉄からなり、成分比が２％〜９８％の合金であって、銅鉄合金の粒子の直径（サイズ）が数ｎｍ〜６０μｍであり、各粒子が酸化していない状態にあるパウダーである。但し、パウダーとしては、粒子の直径が揃っており、球体であることが好ましい。球体とすることで粒子が均等に配列しやすくなり、電磁波遮蔽のためのシート材に適用することにより電磁波遮蔽性能が向上する。
銅鉄合金パウダーは、無酸素銅と純鉄とをるつぼ内に収容し、１３００℃で溶解し、真空雰囲気中に放出して、冷却し、粉砕し、パウダー化後容器に梱包するようになっている。このため、酸化していない状態が保持される。
銅鉄合金パウダーの成分比及び粒子の直径は用途に応じて設定される。
銅の鉄に対する成分比が高いほど導電率が高くなり、成分比が低いほど抵抗率が高くなる。粒子の直径が小さい程、樹脂等に混合した場合の均一度が向上し、粒子の直径が大きい程、耐摩耗性が向上する。
【００１１】
この銅鉄合金パウダーは、樹脂製品に練り込まれていてもよい。樹脂としては、例えばエンジニアリングプラスチック、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリエステル等が挙げられる。樹脂に銅鉄合金パウダーを練り込んだ場合には、例えば、スマートホン等の携帯端末やＰＣ（Personal Computer）の筐体に用いることができる。
【００１２】
また、銅鉄合金パウダーは、金属製品に混合されていてもよい。金属製品としては、例えば、パンタグラフやブレーキパッドやブレーキライニングが挙げられる。パンタグラフの材料には、銅や鉄が挙げられる。ブレーキパッドやブレーキライニングの材料には、銅粉を主成分としてスズ粉やニッケル粉、カーボン、セラミック等を混ぜ、高温・高圧縮で「焼結」させた「シンタード」が挙げられる。
ここで、「金属製品」とは、軸受、工具、部品等を含み、「樹脂製品」とは、筐体、部品等を含む。
【００１３】
＜効果＞
図１は、本発明の実施の形態に係る銅鉄合金パウダーと他の材質との熱伝導率を比較した図である。
縦軸は材質を示し、横軸は熱伝導率を示す。図中、ＣＦＡは本発明の銅鉄合金パウダーを示し、１０〜９５は銅の鉄に対する比率を示す。
同図より、銅の熱伝導率が一番高く（３８０Ｗ／ｍｋ）、次にアルミニウム（２３０Ｗ／ｍｋ）となっている。グラファイトの熱伝導率が一番低く（２０Ｗ／ｍｋ）、次いでブリキ（Ｓｎメッキ：７０Ｗ／ｍｋ）、以下、ＣＦＡ１０（８２Ｗ／ｍｋ）、ＣＦＡ２０（９２Ｗ／ｍｋ）、…とＣＦＡの数字が増加するにつれて熱伝導率が増加しているのが分かる。これは、鉄より熱伝導率の高い銅が増加したためである。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態に係る銅鉄合金パウダーを電磁波遮蔽に用いた場合の効果を説明するための説明図である。図２において、横軸は周波数軸（対数軸：Ｈｚ）であり、縦軸はレベル（ｄＢ）である。実線は発明の実施の形態に係る銅鉄合金パウダーを電磁波遮蔽に用いた場合を示し、破線は比較のための銅箔を示す。
厚さ１０μｍの樹脂シートに銅９５％鉄５％の銅鉄合金パウダーを練り込んだものを用いて電磁波遮蔽特性を測定した。５０ＭＨｚ〜１ＧＨｚにおいて、レベルが５０ｄＢ以上得られたのが分かる。ハイブリッド自動車の高圧電源のシールドには７０ｄＢ以上／０．１〜１０ＭＨｚが要求されており、本銅鉄合金パウダーは１０ＭＨｚ以上に適用する場合には十分なＥＭＩ遮蔽性能を有することが分かる。
【００１５】
図３は、本発明の実施の形態に係る銅鉄合金パウダーを電磁波遮蔽に用いた場合の効果を説明するための他の説明図である。
厚さ１０μｍの樹脂シートに銅９０％鉄１０％の銅鉄合金パウダーを練り込んだものを用いて電磁波遮蔽特性を測定した。１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚにおいて、レベルが５０ｄＢ以上得られたのが分かる。
【００１６】
以下に、銅鉄合金パウダーの用途を述べる。
(1)ＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル密集箇所の集合プラスチックチューブへの銅鉄合金パウダーの充填。
(2)シールドケーブルのジャケットへの銅鉄合金パウダーの充填による電磁波対策。
(3)携帯電話のバッテリー放電熱やノイズ遮断用の溶着材。
(4)集電材として、パンタグラフすり板。架線への磨耗面から材料強度と耐摩耗性と電気伝導度を両立させた性能が得られる。
(5)磨耗材としてブレーキパッド、ブレーキライニング。磨耗材の充填材として使用され、熱の放射を助け、ブレーキ性能の向上と磨耗低減に寄与。
【００１７】
(6)ロウ付け接合用。複雑形状ステンレス鋼部品、ニッケル合金、鋼合金、ダイヤモンド等のロウ付け。
(7)焼結含油軸受（各種車載モーター用、各種電気製品軸受け）への利用。空孔に潤滑油を含浸させると無給油で使用可能となる。
(8)プレス加工焼結、機械部品への利用。自動車部品（エンジン系部品、トランスミッション系駆動部品、排気系部品、足回り、懸架装置及びブレーキ系部品）への利用。自動車部品以外（電動工具、コンプレッサー、事務・ＯＡ機器、建設・農業機械、園芸機具、医療機器、ポンプ類、鍵類）への利用。ネットシェイプまたはニアネットシェイプで部品ができるため、他の工法に比較して大幅なコスト低減と省資源が可能である。
(9)金属パウダー射出成型部品（自動車部品、電動工具部品、油圧機器部品、鍵、時計部品、ＯＡ機器、医療機器部品、電磁部品、分銅）への利用。樹脂と同様に射出成型するため三次元部品（３Ｄ部品）の製造が可能である。
(10)磁性材料（圧粉磁心部品、焼結金属磁石、ボンド磁石）への利用。圧粉磁心部品の場合、表面に絶縁被膜処理を施した金属粉をプレス加工・熱処理することにより磁気的に３次元等方な複雑形状品が得られる。焼結金属磁石やボンド磁石の場合、均質と微細組織で高性能が得られる。
【００１８】
(11)電気接点、電極への利用。車載用、家電用、電力用、電極への利用の場合、タングステン或いはタングステンカーバイト等の高融点金属にパウダー冶金法を利用して特殊複合合金をつくることができる。
(12)各種フィルターへの利用。紡糸用高温ポリマーフィルター、焼結フィルターへの利用。紡糸用高温ポリマーフィルターの場合、高温ポリマーに対して化学的に安定、ろ過中の強度確保が可能である。焼結フィルターの場合、プレス成型・焼結という工程で製造され、多孔性を保ちながら充分な強度を持ち、形状の多様化も可能である。
(13)熱間静水圧プレス部品への利用。工具鋼、金型材料、タービンディスク、ターゲット材料への利用。工具鋼等へ利用する場合、金属パウダーを熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）で真密度に固化成形するため、均質化が図れ、また水晶粒、炭化物が微細化可能である。
(14)化学及び溶解添加材に利用が可能である。溶解添加材（高純度溶解、合金用添加剤）に利用する場合は高純度が図れる。磁性塗料に利用する場合、塗料に磁性を付与できる。水質浄化剤に利用する場合、各種塩化鉄が利用可能である。土壌浄化剤に利用する場合、ＶＯＣ（Volatile Organic Compounds：揮発性有機化合物）除去が図れる。フレーム切断用添加剤に利用する場合、鉄粉が焼結してスラグが薄まり切断部融点を下げることが可能である。脱硝剤（ガラス化燃料、排気物）に利用する場合、硫黄分の除去が可能である。食品保護用脱酸素剤に利用する場合、酸素を吸着して、食品等の鮮度を保つことができる。防寒用携帯カイロに利用する場合、酸素との化学反応を調節して、発熱作用を利用できる。
(15)複写機及びプリンタのキャリアに利用する場合、トナーの供給・運搬に利用可能である。
【００１９】
(16)溶射表面処理への利用。プラズマ紛体肉盛（ＰＴＡ：PLASMATRANSFEREDARC）、レーザークラッディング、プラズマ溶射、高速フレーム溶射、紛体溶射、フレームスプレー等に利用する場合、母材への熱的影響を抑えながら表面被覆が可能なため、耐摩耗性、耐食性を付与できる。
(17)溶接棒の被覆材、コアードワイヤへの添加への利用。溶接作業の効率化、溶接性の改善、溶接材の品質向上が図れる。
(18)顔料への利用。自動車用塗料、船舶用塗料、防錆塗料への利用において、紛体塗装は溶剤を必要としない。
(19)鉄分補給への利用。食品（シリアル、パン、パスタ）添加物への利用において、鉄分の補給（現在の用途例は欧米に限られる）が可能である。
【００２０】
尚、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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