(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料からなり、その保磁力を越える交番磁界が印加されたときに、急峻な磁化反転、あるいは大バルクハウゼン不連続性、あるいはパルスが発生する感磁性ワイヤからなる磁気マーカーであって、
前記感磁性ワイヤが、直径φ７０μｍ〜１１０μｍ、長さ４０ｍｍ以下で、樹枝状晶の一次アームを有しかつ、Ｆｅを主成分とし、３〜５％のＳｉと１〜３％のＮｉを含有する合金、またはＦｅを主成分とし３〜６％のＳｉと１〜４％のＭｏを含有する合金、またはＦｅを主成分とし３〜５％のＳｉと１〜３％のＣｏを含有する合金、のいずれか１つから選択された磁性材料からなり、前記樹枝状晶の一次アームが、該ワイヤの軸線に対し１０度以内に配向した組織を有することを特徴とする磁気マーカー。
【請求項２】
前記感磁性ワイヤは、樹枝状晶の一次アームが、該ワイヤの軸線に対し、６度以内に配向した組織を有することを特徴とする請求項１記載の磁気マーカー。
【請求項３】
Ｆｅを主成分とし、３〜５％のＳｉと１〜３％のＮｉを含有する合金、またはＦｅを主成分とし、３〜６％のＳｉと１〜４％のＭｏを含有する合金、またはＦｅを主成分とし、３〜５％のＳｉと１〜３％のＣｏを含有する合金、のいずれか１つから選択された磁性材料を溶解し、この合金溶湯を、ノズルから噴射させつつ冷却ガス中にて冷却し凝固させるガス中溶融紡糸法によって、樹枝状晶の一次アームを有しかつ、直径φ７０μｍ〜１１０μｍの感磁性ワイヤを形成し、前記樹枝状晶の一次アームが、該ワイヤの軸線に対し１０度以内に配向した組織を有し、
該ワイヤを４０ｍｍ以下の長さに切断することにより、
該ワイヤの保磁力を越える交番磁界が印加されたときに磁化反転あるいは大バルクハウゼン不連続性あるいはパルスが発生する磁気マーカーを得ることを特徴とする磁気マーカーの製造方法。
【請求項４】
Ｆｅを主成分とし３〜５％のＳｉと１〜３％のＮｉを含有する合金、またはＦｅを主成分とし３〜６％のＳｉと１〜４％のＭｏを含有する合金、またはＦｅを主成分とし３〜５％のＳｉと１〜３％のＣｏを含有する合金、のいずれか１つから選択された磁性材料を溶解する合金溶解手段と、
溶解された前記合金の溶湯を落下させる形態で下方に噴出することにより溶湯ジェットを形成する紡糸ノズルと、
前記溶湯ジェットの落下経路を包囲する形態で配置されるガス整流筒と、
前記溶湯ジェットを凝固させる冷却ガスを前記ガス整流筒の内部に導入する冷却ガス導入手段と、
前記溶湯ジェットが凝固することによって得られるワイヤを前記ガス整流筒から外部に排出する排出部と、
を用いて、樹枝状晶の一次アームを有する磁気マーカー用感磁性ワイヤを製造し、前記樹枝状晶の一次アームが、該ワイヤの軸線に対し、１０度以内に配向した組織を有することを特徴とする磁気マーカーの製造方法。
【請求項５】
前記冷却ガスとして、酸素含有ガスを用いることを特徴とする請求項４記載の磁気マーカーの製造方法。
【請求項６】
前記冷却ガスは、前記ガス整流筒内の前記溶湯ジェットの落下方向に関し、前記紡糸ノズル寄りの第１の位置にて前記ガス整流筒内に導入される不活性ガスからなる第１のガス成分と、前記溶湯ジェットの落下方向に関し、前記紡糸ノズルから遠い側の第２の位置にて前記ガス整流筒内に導入される酸化性ガスからなる第２のガス成分とを含有することを特徴とする請求項４記載の磁気マーカーの製造方法。
【請求項７】
前記第１のガス成分が、アルゴンまたはヘリウム、前記第２のガス成分が、酸素または炭酸ガスであることを特徴とする請求項６記載の磁気マーカーの製造方法。
【請求項８】
磁性材料からなり、その保磁力を越える交番磁界が印加されたときに急峻な磁化反転を生じる感磁性ワイヤと、
磁気的に硬質または半硬質の磁性材料からなり、前記感磁性ワイヤを被いかつ前記感磁性ワイヤの磁化反転を阻止すべくバイアス磁界を発生する磁性外皮とを具備し、
前記磁性外皮の長手方向に、部分的に、熱処理によって磁気的性質を異ならせた熱処理部を有することを特徴とする磁気マーカー。
【請求項９】
前記感磁性ワイヤが、Ｆｅ−Ｓｉ，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｏ，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｏのうちのいずれか１つから選択される合金からなることを特徴とする請求項８記載の磁気マーカー。
【請求項１０】
前記感磁性ワイヤが、Ｆｅを主成分とし３〜５％のＳｉを含有する合金からなることを特徴とする請求項８記載の磁気マーカー。
【請求項１１】
前記感磁性ワイヤが、Ｆｅを主成分とし３〜５％のＳｉと１〜３％のＮｉを含有する合金からなることを特徴とする請求項８記載の磁気マーカー。
【請求項１２】
前記感磁性ワイヤが、Ｆｅを主成分とし３〜６％のＳｉと１〜４％のＭｏを含有する合金からなることを特徴とする請求項８記載の磁気マーカー。
【請求項１３】
前記感磁性ワイヤが、Ｆｅを主成分とし３〜５％のＳｉと１〜３％のＣｏを含有する合金からなることを特徴とする請求項８記載の磁気マーカー。
【請求項１４】
前記感磁性ワイヤが、直径φ７０μｍ以上、φ１１０μｍ以下、長さ４０ｍｍ以下で前記急峻な磁化反転を生じる磁性材料からなることを特徴とする請求項８ないし１３のうちいずれか１項に記載の磁気マーカー。
【請求項１５】
前記磁性外皮が、Ｆｅを主成分とし２５〜３５％のＣｒと５〜１５％のＣｏを含有する合金を時効熱処理した磁性材料からなることを特徴とする請求項８ないし１３のうちいずれか１項に記載の磁気マーカー。
【請求項１６】
前記感磁性ワイヤは、樹枝状晶の一次アームが該感磁性ワイヤの軸線に対し１０度以内に配向した組織を有することを特徴とする請求項８ないし１３のうちいずれか１項に記載の磁気マーカー。
【請求項１７】
複数の感磁性ワイヤと、これら感磁性ワイヤを包む前記磁性外皮とを備えていることを特徴とする請求項８ないし１３のうちいずれか１項に記載の磁気マーカー。
【請求項１８】
前記複数の感磁性ワイヤの保磁力が互いに異なることを特徴とする請求項１７に記載の磁気マーカー。
【請求項１９】
磁性材料からなり、その保磁力を越える交番磁界が印加されたときに急峻な磁化反転を生じる感磁性ワイヤと、
磁気的に硬質または半硬質の磁性材料からなり、前記感磁性ワイヤを被いかつ前記感磁性ワイヤの磁化反転を阻止すべくバイアス磁界を発生する磁性外皮とを具備し、
前記磁性外皮の長手方向に、部分的に、熱処理によって磁気的性質を異ならせた熱処理部を有する磁気マーカーにおいて、
前記感磁性ワイヤが、ガス中溶融紡糸法により製造されることを特徴とする磁気マーカーの製造方法。
【請求項２０】
前記ガス中溶融紡糸法における冷却ガスが、ヘリウムと酸素とを含有することを特徴とする請求項１９に記載の磁気マーカーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品監視システムなどに使用されるパルス発生用の磁気マーカーとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば商品の盗難防止システムに用いる磁気マーカー（タグとも言う）は、商品の外面に設けられていると、故意に外されるおそれがある。このため、商品あるいは包装容器類の製造段階で、内部にマーカーを予め装填（ソースタギング）しておくことが望まれる。
【０００３】
磁気マーカーに関する公知技術として、特開昭６２−２４３１９号公報あるいは特開平４−２２０８００号公報に記載されている低保磁力材料が知られている。また、米国特許第４６６００２５号に記載されている高透磁率・低保磁力材料や、磁化曲線において大バルクハウゼン不連続を示すストリップまたはワイヤが知られている。
【０００４】
これら公知の磁性材料からなる磁気マーカーは、その長さに関して、以下に述べるような検討事項が存在している。すなわち、検出ゲートで確実に検出可能な高レベルのパルス信号を発生するには、マーカーの「長さ／（横断面積または横断面積相当直径）」比と、横断面積に下限界があった。
【０００５】
例えば米国特許第４６６００２５号では、反磁界係数が、０．０００１２５を越えないこととしている。これはストリップまたはワイヤのような細長い磁性体を用いたマーカーの場合の「長さ／横断面積相当直径」比に関し、およそ２００を下回らないことを意味する。一方、米国特許第３７４７０８６号では、「長さ／横断面積相当直径の平方根」比がおよそ２００を越えている。しかしこれらの先行技術は、各々が規定している前記寸法条件を満足しても、特に検出ゲートの通路幅が９０ｃｍ以上の場合、精度良く検出するには、ストリップまたはワイヤの長さが５０ｍｍ以上必要であった。
【０００６】
これに対し、特開平４−１９５３８４号公報には、ストリップまたはワイヤの「長さ／（横断面積または横断面積相当直径）」比を低減可能な構成が記載されている。すなわち、ストリップあるいはワイヤの長さ方向の端部に、それらの保磁力よりもさらに保磁力の小さな軟磁性箔を設ける。このことにより、ストリップあるいはワイヤ単独の場合に長手方向に発生する反磁界を低減することをねらっている。
【０００７】
反磁界とは、磁性材料が外部からある特定の方向に磁界を与えられて磁化されたときに、この磁性材料が外部磁界方向に有限な場合に両端に磁極（片側がＮ極、他方がＳ極）が生ずることによって、磁性材料内部に外部磁界の方向とは逆向きに外部磁界を妨げる（すなわち材料の磁化を妨げる）ように同時発生する磁界のことである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平４−１９５３８４号公報に記載のマーカーは、それを構成する部品数が多いため、製造工数が多く、コストが増大するという問題がある。しかもこの公知技術は、磁性材料を切断するための加工や、低保磁力材料と軟磁性箔とを重ね合わせる工程における作業性の観点から、マーカーの小形化に限界があり、外観上、比較的目立ってしまう。また、マーカーを物品に設ける箇所に制約が有る。しかもマーカーを曲面に貼る場合に、軟磁性箔とストリップまたはワイヤの接触部が外れたり、マーカーの変形によって特性が悪化するなどの問題があり、ソースタギングに必ずしも好適ではなかった。
【０００９】
すなわちこの従来技術は、マーカーの製造性や外観・小形化（特に幅寸法を小さくすること）、曲面への貼付け性などの観点からは、前述の特開平４−２２０８００号公報のものと同様の問題があった。また、この特開平４−１９５３８４号公報のマーカーに不活性化機能を持たせるには、ストリップあるいはワイヤに沿って硬磁性材料を設ける必要があり、マーカーの部品構成がさらに複雑になってしまう。
【００１０】
このため生産性が高く、低コストで、しかもソースタキングに適した磁気マーカーが望まれた。
【００１１】
また、前記特開昭６２−２４３１９号公報、特開平４−２２０８００号公報、米国特許第４６６００２５号などに記載されている磁性材料や、磁化曲線において大バルクハウゼン不連続を示すストリップまたはワイヤは、「長さ／（横断面積あるいは横断面積相当直径）」比が小さくなるにつれ反磁界が激増するという問題がある。この反磁界の影響が、ストリップまたはワイヤの磁化の障害を引き起こすために、磁性材料本来の機能を果たせなくなっていた。すなわち、「長さ／横断面積あるいは横断面積相当直径」比に下限界があった。
【００１２】
上記反磁界は、磁性材料の両端に生じる磁極（磁化の強さ）が小さいか、両磁極の間隔が離れているほど小さくなる。このため、磁性材料の長手方向に交番磁界を印加してその方向に生ずる磁化反転に基づく信号をコイルで検出するワイヤおよびストリップの場合には、磁性材料を細長くすることによって、反磁界の影響を小さくすることができる。すなわち「長さ／（横断面積あるいは横断面積相当直径）」比が大きいほど、反磁界の影響を小さくすることができる。
【００１３】
換言すると、ストリップまたはワイヤ単独で反磁界を低減するには、「長さ／（横断面積あるいは横断面積相当直径）」比の下限界を維持しつつ、その長さを短くすればよい。このことは、横断面積も小さくすることを意味する。しかし、検出ゲートのコイルで検出可能な信号の大きさは、ワイヤあるいはストリップの磁化の強さと横断面積および磁化反転速度の積に比例する。このため横断面積を長さに比例して小さくしてしまうと、検出コイルがとらえる外乱ノイズとパルス信号とが区別できなくなる。このため横断面積にも下限界があった。一方、横断面積を小さくする分、材料の磁化の強さを大きくすることで補うことが考えられるが、このことは反磁界を増大する原因となる。
【００１４】
以上のことから、従来のワイヤあるいはストリップを用いた磁気マーカーの場合は、検出ゲートの間口（通路幅）が９０ｃｍ以上では、外乱ノイズとの区別が精度よく行なえる磁気マーカー長さは、少なくとも５０ｍｍ必要であった。しかし現実には、検出ゲートの通路幅が９０ｃｍ以上でも高精度に検知可能な、長さ４０ｍｍ以下の小寸法のワイヤ状のマーカーが望まれている。
【００１５】
また、商品あるいは包装容器類の製造段階で内部にマーカーを予め装填（ソースタギング）しておき、商品清算時に、レジ等のオペレータがマーカーの存在を意識することなくマーカーの不活性化、すなわちパルス発生機能をキャンセルできるようにすることが望まれる。マーカーの不活性化は、マーカーが内蔵された商品を不活性化装置の上に置くとか、不活性化装置上を通過させることによって行なわれるため、不活性化装置に対して非接触でマーカーを不活性化できることが望まれる。
【００１６】
従来、例えば特開昭６２−２４３１９号公報に示されるように、低保磁力材料と高保磁力材料を有するマーカーにおいて、所定の磁界パターンを有する不活性化装置の表面にマーカーを実質上接触させることによって、高保磁力材料に磁界パターンを転写することが提案されている。この場合の高保磁力材料は、一旦着磁されたのちは、不活性化装置から離れても、所定の磁界パターンが残留することになる。このように磁化パターンを残留させることを、以下パターン着磁と称す。
【００１７】
パターン着磁によって、磁気マーカーの低保磁力材料に静的バイアス磁界を与えることができる。この静的バイアス磁界により、検出ゲート中の交番磁界でマーカーの低保磁力材料が磁化反転することが阻止される。あるいは磁化反転する低保磁力材料の領域が小さくなり、検出コイルに誘起される信号が微小となる。これらのことにより、マーカーが不活性化されることになる。この場合、不活性化装置の磁界パターンを高保磁力材料へ転写することが必要なため、マーカーに対して非接触で不活性化させることが困難であった。
【００１８】
一方、特開平４−２２０８００号公報に記載されているように、マーカーを、一方向の静磁界や交番磁界を半波整流した磁界中に曝すことも提案されている。この場合、一方向の静磁界や半波整流した磁界からマーカーを遠ざけた後も高保磁力材料の端部にＮ極またはＳ極を残留させることができる。このため、高保磁力材料に磁界パターンを転写させなくても、所望の静的バイアス磁界を与えることができる。すなわちマーカーの不活性化を非接触で行なうことが可能である。
【００１９】
上記特開平４−２２０８００号公報に記載の技術は、マーカーを構成する部品数が多いため、製造工数が多く、コストが増大するという問題がある。しかもこの公報に記載されている高保磁力材料は、その材料を切断するための加工や、低保磁力材料と重ね合わせる工程における作業性の観点から、マーカーの小形化に限界があり、外観上、比較的目立ってしまう。また、マーカーを物品に設ける箇所に制約が有る。しかもマーカーを曲面に貼る場合に、低保磁力材料と高保磁力材料の重なり部のずれや、両材料の剛性の違いから、高保磁力材料の端部で低保磁力材料が折れ曲がったりして特性が悪化するなどの問題があるため、ソースタギングに必ずしも好適なものではなかった。
【００２０】
発明者らは、これらの問題点を解決するために、特開平１０−１８８１５１号公報に記載されているように、感磁性ワイヤをキャンセル用磁性外皮で被ったワイヤ状のマーカーを提案した。この先行技術には、キャンセル用磁性外皮に所定の間隔で孔あるいは切欠きを形成することにより、複数対の磁極ＮＳを交互に着磁することが開示されている。しかしさらに生産性が高く、低コストで、しかもソースタキングに適した磁気マーカーが望まれている。
【００２１】
従ってこの発明の第１の目的は、ゲートの通路幅が広くても高精度に検出可能で、寸法が小さく構造の簡単な磁気マーカーを提供することにある。さらにこの発明の第２の目的は、非接触で活性化と不活性化処理が可能な磁気マーカーを提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、従来の磁気マーカーよりもさらに構造が簡単で生産性の高いマーカーを得るべく鋭意研究を行なった。そして発明者らは、磁気マーカーの長さが短くても検出ゲートの間口が９０ｃｍ以上で実用上高精度で検出可能にするために、以下の点に着目した。
【００２３】
（ｉ）ある反磁界が、磁気マーカーの長手方向に、外部から与えた磁界と逆向きに作用しているとする。このとき、この反磁界に抵抗できるだけの磁気異方性エネルギーが、この磁気マーカーの長手方向に備わっていれば、磁気マーカーとしての本来の機能を果たす磁化特性は劣化しないと考えられる。ここで言う磁気異方性エネルギーとは、特定方向への磁化のされ易さを示す尺度である。すなわち磁気マーカーの磁気異方性エネルギーを高めれば、反磁界がより大きくなった場合でも磁化特性が劣化しないものと考えられる。
【００２４】
（ii）上記磁気異方性エネルギーを最大にするには、磁化容易方向を一方向に集中誘導させることのできる磁気材料を用いることにより、他の方向に磁界が作用しても磁化の方向が容易にずれない一軸磁気異方性を材料に付与することが有効である。
【００２５】
（iii）理想的な一軸磁気異方性材料の磁化曲線は、直方形ヒステリシスループを示し、磁化反転時に、従来からいわれている大バルクハウゼン不連続特性を示すと考えられる。このときに現れる抗磁力（保磁力ともいう）は、この磁性材料が一旦磁化された方向と逆向きに与えられた磁界（外部磁界＋反磁界）に対する抵抗力を示しているものと考えられる。従って、理想的な直方形ヒステリシスループを示さなくとも、それにできるだけ近いヒステリシスループを示し、かつ大バルクハウゼン不連続特性を示す材料であって、抗磁力が出来るだけ大きな材料を用いれば、より大きな反磁界に抵抗することができる。
【００２６】
（iv）検出ゲートが磁気マーカーに与える交番磁界振幅（外部磁界）は、ゲートに投入する電力が大いほど、大きくすることができる。しかし低消費電力化が望まれる昨今では、交番磁界振幅（外部磁界）を小さくすることが望まれる。例えば、間口９０〜１８０ｃｍのゲートにおいて、その磁界振幅は、ゲート内の最も弱い所で２４０Ａ／ｍ以上にしたものは、低消費電力化の観点からは採用されにくい。このため磁気マーカーの抗磁力は２４０Ａ／ｍ以下で出来るだけ大きくすべきである。
【００２７】
（Ｖ）反磁界を低減させるには磁化の強さを下げるべきであるが、検出ゲートでの検出信号を大きくするには、材料の磁化の強さと横断面積には適切な範囲がある。
【００２８】
これらのことにかんがみ、長さ４０ｍｍ以下でも反磁界による磁化特性の劣化を生じることがなく、ゲート間口が９０ｃｍ以上でも高精度に検出可能な磁気マーカーに用いる感磁性ワイヤ(magnetic switchable wire)を鋭意検討した結果、以下の材料を見い出した。
【００２９】
すなわち、直径がφ７０μｍ以上φ１１０μｍ以下のＦｅ−３〜５％Ｓｉ−１〜３％Ｎｉ，Ｆｅ−３〜６％Ｓｉ−１〜４％Ｍｏ，Ｆｅ−３〜５％Ｓｉ−１〜３％Ｃｏなどの磁性材料からなり、樹枝状晶の一次アームが軸線方向に関し１０度以内に配向整列した組織を有する感磁性ワイヤである。上記組成においてＦｅ以外の各成分の濃度が上記の範囲を上回ると、検出ゲート内で与えられる磁界における磁化の強さが低くなるか、磁気異方性が弱くなる。あるいは、大バルクハウゼン不連続を示さない結晶相が生じることとなり、上記の直径範囲では間口９０ｃｍ以上のゲートでの検出判定に十分な信号が得られない。
【００３０】
また、Ｆｅ以外の各成分の濃度が上記範囲未満になると、磁化の強さが大きくなり、反磁界の影響が強くなって磁化特性が劣化してしまう。そのためにワイヤ径をφ７０μｍ未満に小さくして反磁界の低減化を試みたが、検出ゲート内で満足な信号が検出されなかった。
【００３１】
従って本発明の磁気マーカーは、それに用いる感磁性ワイヤが、直径φ７０μｍ〜１１０μｍ、長さ４０ｍｍ以下で、樹枝状晶の一次アームを有しかつ、Ｆｅを主成分とし３〜５％のＳｉと１〜３％のＮｉを含有する合金、またはＦｅを主成分とし３〜６％のＳｉと１〜４％のＭｏを含有する合金、またはＦｅを主成分とし３〜５％のＳｉと１〜３％のＣｏを含有する合金、のいずれか１つから選択された磁性材料からなり、前記樹枝状晶の一次アームが、該ワイヤの軸線に対し１０度以内に配向した組織を有することを特徴とする。なお、この明細書では、特に断らない限り、化学成分は質量％(mass％)で表示する。
【００３２】
この発明によれば、検出ゲートの間口が例えば９０ｃｍ以上と広くかつ長さ４０ｍｍ以下の小さなマーカーであっても、高精度に検知可能な高レベルのパルス信号を発生することができる。この発明のマーカーは、部品点数が少なく構成が単純で小寸法であり、生産性が高く、ソースタギングにも適している。
【００３３】
この発明の感磁性ワイヤは、樹枝状晶の一次アームがこのワイヤの軸線に対し１０度以内に配向した組織を有している。この発明によれば、磁化曲線が角形性の良好なヒステリシスループを有しかつ大バルクハウゼン不連続特性を有する磁気マーカーを得ることができる。
【００３４】
次に、本発明の磁気マーカーの製造方法について述べる。
特公平７−３６９４２号公報に回転液中紡糸法が記載されている。この公報には、樹枝状晶の一次アームが、軸線方向に関して２０度以内に配向整列した鉄系フィラメントが記載されている。本発明の磁気マーカーに用いる感磁性ワイヤの前記組成において、一次アームが１０度以上に配向整列した組織では、軸線方向の磁気異方性および抗磁力が弱まり、角形性のないヒステリシスループとなり、大バルクハウゼン不連続を示さなくなる。すなわち、樹枝状晶の一次アームが、軸線に対して１０度以内に配向している必要があることが判った。なお、樹枝状晶の成長を促進させるなどの改質のために、本発明の合金組成に１％程度以下の微量添加元素を加えてもよい。
【００３５】
例えば特公平７−３６９４２号公報に記載されている回転液中紡糸法では、樹枝状晶の一次アームが２０度以内に整列した組織部分が得られる。しかしこの従来技術の場合、一次アームが１０度以内に整列した組織部分は、紡糸一回当たりに得られるワイヤ全長のうち約１０％以下の収率であり、実用上、生産性がきわめて低かった。
【００３６】
その原因について本発明者らが検討したところ、以下に述べることが考えられた。回転液中紡糸法では、溶融ジェットと冷却液体との漏れ性の影響のためか、冷却液体がジエットとの界面で沸騰現象を起こして沸騰ムラが発生し、ジェットの円周方向に対して均一に冷却されにくい。このために、ジェットの軸線方向に樹枝状晶が凝固成長しにくい。またジェットが回転液体冷媒層に進入して冷却液体に完全に接触する迄の過程において、一時的にジェットが液体冷媒層を押し退けることがある。このことにより、液体冷媒層の進行方向に対して、ジェットが液体層へ入射する点より下流側に、空隙が形成されることもある。
【００３７】
その結果、ジェットはその上流側と下流側で非対称な温度分布による冷却を受け易くなり、ジェットの軸線方向に樹枝状晶が凝固成長しにくいことも考えられる。さらに、回転液中紡糸法以外でも、液体冷媒による急激な冷却では、ジェットの表層部と内部との冷却差が極めて大きくなる。このため、樹枝状晶の一次アームは、軸線方向ではなく、半径方向に成長し易いと考えられる。
【００３８】
これらのことから、製造条件をさらに検討した結果、冷却速度は比較的小さいが、ジェットの外周方向に対して、比較的均一な冷却が可能なガス中溶融紡糸法を適用することを考えた。このガス中溶融紡糸法を、特に直径φ１１０μｍ以下の溶融合金ジェットに対して適用し、ガス中（空中）で溶融合金を凝固させることにより、樹枝状晶の一次アームが１０度以内に整列した組織を紡糸方向に連続的に製造可能であることが判明した。
【００３９】
従って本発明の磁気マーカーの製造方法は、前述のＦｅ−３〜５％Ｓｉ−１〜３％Ｎｉ、またはＦｅ−３〜６％Ｓｉ−１〜４％Ｍｏ、またはＦｅ−３〜５％のＳｉ−１〜３％のＣｏを含有する合金を溶解し、この合金の溶湯をノズルから噴射させつつ冷却ガス中にて冷却し凝固させるガス中溶融紡糸法によって、直径φ７０μｍ〜１１０μｍの感磁性ワイヤを形成し、このワイヤを４０ｍｍ以下の長さに切断することにより、この感磁性ワイヤの保磁力を越える交番磁界が印加されたときに磁化反転あるいは大バルクハウゼン不連続性あるいはパルスが発生する磁気マーカーを得ることを特徴とする。
【００４０】
この発明によれば、ガス中溶融紡糸法によって本発明の目的にかなう磁気マーカー用の感磁性ワイヤを得ることができる。本発明の製造方法によって得られる感磁性ワイヤは、その長手方向全域にわたって本発明の目的に沿う組織が得られる。この感磁性ワイヤの生産性向上、低コスト実現のためには、ガス中溶融紡糸法が特に適している。ガス中溶融紡糸法では、冷却ガスの条件にもよるが、ワイヤ径φ１１０μｍ前後でも、本発明の目的にかなう組織を実現することが可能であった。本発明の感磁性ワイヤは、必要によって熱処理してもよい。
【００４１】
また本発明の磁気マーカー用の感磁性ワイヤの製造装置は、前述のＦｅ−３〜５％Ｓｉ−１〜３％Ｎｉ、またはＦｅ−３〜６％Ｓｉ−１〜４％Ｍｏ、またはＦｅ−３〜５％のＳｉ−１〜３％のＣｏを含有する合金を溶解する合金溶解手段と、溶解された前記合金の溶湯を落下させる形態で下方に噴出することにより溶湯ジェットを形成する紡糸ノズルと、溶湯ジェットの落下経路を包囲する形態で配置されるガス整流筒と、溶湯ジェットを凝固させる冷却ガスをガス整流筒の内部に導入する冷却ガス導入手段と、溶湯ジェットが凝固することによって得られたワイヤをガス整流筒から外部に排出する排出部を用いて、磁気マーカー用感磁性ワイヤを製造することを特徴とする。この発明によれば、ガス中溶融紡糸法によって本発明の目的にかなう磁気マーカー用感磁性ワイヤを得ることができる。
【００４２】
前記冷却ガスとして酸素含有ガスを用いるとよい場合がある。この発明によれば、感磁性ワイヤの表面に薄い酸化膜からなる保護被膜が形成されることにより、さらに高品質の磁気マーカー用感磁性ワイヤを得ることができる。
【００４３】
また前記冷却ガスは、ガス整流筒内の溶湯ジェットの落下方向に関して、紡糸ノズル寄りの第１の位置にてガス整流筒内に導入される不活性ガスからなる第１のガス成分と、紡糸ノズルから遠い側の第２の位置にてガス整流筒内に導入される酸化性ガスからなる第２のガス成分とを含有してもよい。この発明によれば、冷却ガスに含まれる不活性ガス成分と酸化性ガス成分とによって、本発明の目的にかなう高品質の磁気マーカー用感磁性ワイヤを得ることができる。
【００４４】
前記第１のガス成分の例はアルゴンまたはヘリウム、前記第２のガス成分の例は酸素または炭酸ガスである。この発明によれば、不活性ガスとしてのアルゴンまたはヘリウムと、酸化性ガスとしての酸素または炭酸ガスを用いることによって、本発明の目的にかなう高品質の磁気マーカー用感磁性ワイヤを得ることができる。
【００４５】
本発明者らは、前記特開平１０−１８８１５１号公報に記載されている磁気マーカーよりもさらに構造が簡単で生産性の高いマーカーを得るべく鋭意研究を行なった。その結果、磁性外皮を構成する高保磁力材料の一部を熱処理することによって、結晶構造や組織、内部歪み等を部分的に変化させることに着目した。すなわち、高保磁力材料からなる磁性外皮の一部をこの高保磁力材料本来の磁気的性質とは異なる性質にすることにより、磁性外皮の一部を除去したものと同等の機能を発揮させることを考えた。
【００４６】
ここで、高保磁力材料と異なる性質とは、例えば、磁性外皮の一部を非磁性化または弱磁性化することが挙げられる。あるいは高透磁率・低保磁力材料や、磁化曲線において大バルクハウゼン不連続を示すストリップまたはワイヤほどの軟磁性特性ではない材料を用いることができる。例えば磁性外皮の一部を、比透磁率にして２０００以下、あるいは保磁力にして２４０〜２４００Ａ／ｍ程度で、磁化曲線において大バルクハウゼン不連続を示さない軟磁性材料に変化させてもよい。
【００４７】
ここで言う非磁性や弱磁性を示す材料とは、室温前後の通常の生活環境下で常磁性や反磁性、反強磁性を示す材料等が含まれる。また、フェロ磁性やフェリ磁性であっても、マクロ的に比透磁率１００程度以下、残留磁化が０．０１Ｔ前後の材料も含まれる。要するに高保磁力材料部分と磁気特性が異なれば、どのような内部構造的な変化があってもよい。
【００４８】
本発明において、熱処理によって部分的に軟磁性材料に変化させる場合、その部分は外部から与える磁界が比較的小さな磁界でも大きく磁化される。この磁化により発生する磁界が、固体として互いに完全に一体の高保磁力領域に作用し、パターン着磁と同様な機能を果たす。例えば、磁気マーカーを不活性化させるための装置が発する一方向の静的磁界や半波整流磁界に、磁気マーカーが非接触で曝されるとき、その軟磁性材料部分が磁化される程度の比較的小さな磁界を外部から与えるだけで、パターン着磁と同様な磁極が生じる。このため、この磁気マーカーを用いれば、不活性化装置とマーカーとの間の距離をより広くすることが可能である。
【００４９】
本発明において、前記熱処理部を得るために長手方向に部分的に熱処理する方法（以下パターン加熱とも称す）は、高保磁力材料の特性を変化させることができる方法であれば、特に制限されない。例えば、通電（直流、交流、パルス）加熱法、高周波（誘導、誘電、マイクロ波）加熱法、レーザー加熱法、バーナー加熱、プラズマトーチ加熱法等が適用できる。加熱温度は、歪み取り焼鈍温度（４００℃）以上が好ましく、さらには高保磁力材料の相変態温度以上に加熱するのがよい。
【００５０】
加熱する領域と、加熱されない領域との区分の態様、すなわち加熱パターンについては特に制限は無いが、磁性外皮の全長に対し２箇所以上加熱される領域があると効果的である。また加熱領域は、磁性外皮の長手方向に対しては磁性外皮の外径と同寸法以上１０ｍｍ以下、外周方向に対しては、四分の一円周以上、厚み方向（半径方向）は全厚みの三分の一以上が好ましい。加熱するタイミングは、この磁性外皮によって感磁性ワイヤを包む前でも、後でもよい。
【００５１】
この磁性外皮に用いる高保磁力材料としては、保磁力が２４００Ａ／ｍ以上の材料や、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｍｏ系の合金がよい。特に、加工性と高保磁力、高最大エネルギー積を兼ね備えたＦｅ−２０〜３５％Ｃｒ−５〜１５％Ｃｏを時効処理したものがよい。
【００５２】
従って本発明の活性／不活性を切換えることのできる磁気マーカーは、磁性材料からなりその保磁力を越える交番磁界が印加されたときに急峻な磁化反転を生じる感磁性ワイヤと、磁気的に硬質または半硬質の磁性材料からなり前記感磁性ワイヤを被いかつ前記感磁性ワイヤの磁化反転を阻止すべくバイアス磁界を発生する磁性外皮とを具備し、前記磁性外皮の長手方向に、部分的に、熱処理によって磁気的性質を異ならせた熱処理部を有している。
【００５３】
この発明によれば、物品監視システムにおいて、検出ゲートの間口が例えば９０ｃｍ以上と広くかつ長さ４０ｍｍ以下の小さなワイヤ状のマーカーを用いていても、高精度に検知可能な高レベルのパルス信号を発生することができる。この発明のマーカーは、マーカー自体に触れることなく不活性化が可能である。この発明のマーカーは、部品点数が少なく構成が単純であり、生産性が高く、ソースタギングにも適している。本発明の磁気マーカーの磁性外皮は、磁性外皮本来の性質である高保磁力領域と、熱処理によって磁気的性質を異ならせた熱処理部とが互いに連続していることにより、前記効果を充分発揮することができる。
【００５４】
本発明の磁気マーカーに用いる感磁性ワイヤは、Ｆｅ−Ｓｉ，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｏ，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｏのうちのいずれか１つから選択される合金を用いるとよい。この発明によれば、Ｆｅ−Ｓｉ，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｍｏ，Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｏ系の合金を用いて本発明の目的にかなう磁気マーカーを得ることができる。
【００５５】
またこの感磁性ワイヤは、Ｆｅを主成分とし３〜５％のＳｉを含有する合金を用いてもよいし、あるいはＦｅを主成分とし３〜５％のＳｉと１〜３％のＮｉを含有する合金を用いてもよい。
【００５６】
またこの感磁性ワイヤは、Ｆｅを主成分とし３〜６％のＳｉと１〜４％のＭｏを含有する合金を用いてもよいし、Ｆｅを主成分とし３〜５％のＳｉと１〜３％のＣｏを含有する合金を用いてもよい。
【００５７】
本発明の磁気マーカーに用いる感磁性ワイヤは、直径φ７０μｍ以上、φ１１０ｍｍ以下、長さ４０ｍｍ以下で急峻な磁化反転を生じるものが望ましい。
【００５８】
また本発明の磁気マーカーに用いる磁性外皮は、Ｆｅを主成分とし、２５〜３５％のＣｒと５〜１５％のＣｏを含有する合金を時効熱処理した磁性材料が適している。この発明によれば、前記合金を時効処理してなる磁性外皮を用いることにより、本発明の目的にかなう長さ４０ｍｍ以下の磁気マーカーを得ることができる。
【００５９】
本発明の活性／不活性を切換えることのできる磁気マーカーの製造方法は、前記感磁性ワイヤがガス中溶融紡糸法により製造されることを特徴とする。
【００６０】
本発明の製造方法によって得られた感磁性ワイヤは、その全域にわたって本発明の目的に沿う組織が得られる。この感磁性ワイヤの生産性向上、低コスト実現のためには、ガス中紡糸法（ガス中溶融紡糸法ともいう）が特に適している。ガス中紡糸法では、冷却ガスの条件にもよるが、ワイヤ径φ１１０μｍ前後でも、本発明の目的にかなう組織を実現することが可能であった。本発明の感磁性ワイヤは、必要によって熱処理してもよい。
【００６１】
本発明の製造方法において、冷却ガスがヘリウムと酸素とを含有してもよい。この発明によれば、冷却ガスとしてヘリウムと酸素を含有するガス中溶融紡糸法によって本発明の目的にかなう磁気マーカーを得ることができる。
【００６２】
【発明の実施の形態】
図１に示すように本発明に係わる磁気マーカー１は、感磁性ワイヤ(magnetic switchable wire)２を備えている。感磁性ワイヤ２は、下記実施例１，２，３に代表される磁性材料からなる。ここで言う磁性材料は、Ｆｅを主成分とし、Ｓｉを含み、かつ、Ｎｉ，Ｍｏ，Ｃｏのいずれかを含む合金である。この感磁性ワイヤ２は、その保磁力を越える交番磁界が印加されたときに、急峻な磁化反転を生じるものである。
【００６３】
この感磁性ワイヤ２の磁化反転を、例えばソレノイドコイルによって検出すると、図５に示すようなパルス状の出力Ｐが得られる。ここで感磁性ワイヤ２の正の保磁力をＨｐ、負の保磁力を−Ｈｐとした場合、交番磁界がこれらの保磁力Ｈｐ，−Ｈｐを越えた瞬間に感磁性ワイヤ２に磁化反転が生じ、この磁化反転に対応したパルス状の出力電圧Ｐが検出される。このパルスの幅はきわめて小さいため、出力電圧は数ＫＨｚ以上の高周波成分を多く含んでいる。前記磁化反転は、与える交番磁界の周波数にほとんど依存せず、周波数が低い場合でも同等のパルス状出力Ｐを得ることができる。
【００６４】
この感磁性ワイヤ２は、ガス中溶融紡糸法を適用することによって製造される。ガス中溶融紡糸法は、例えば図２と図３に模式的に示すガス中溶融紡糸装置１０によって実施される。ガス中溶融紡糸装置１０の一例は、高周波加熱コイル１１を備えた紡糸用るつぼ１２と、紡糸用るつぼ１２の下部に設けられたノズル孔１３ａを備えた紡糸ノズル１３と、ガス整流筒１４と、ガス整流筒１４の下方に配された巻取り用ドラム１５などを備えている。巻取り用ドラム１５はステンレス鋼などによって有底筒状に形成され、図示しない回転機構によって矢印Ｒで示す方向に回転させられる。紡糸ノズル１３のノズル孔１３ａから、溶湯ジェットＪが落下する形態で噴射される。ガス整流筒１４は、溶湯ジェットＪの落下経路の外周を取り囲む形態で配置されている。
【００６５】
紡糸用るつぼ１２の内部に、感磁性ワイヤ２の材料となる合金原料２０が収容される。高周波加熱コイル１１はこの合金原料２０を加熱して溶解する。高周波加熱コイル１１と紡糸用るつぼ１２は、この発明でいう合金溶解手段として機能する。紡糸用るつぼ１２には、溶解した合金原料２０の噴射圧力源としてのアルゴン等の不活性ガスを供給するためのガス導入管２１が、シール部材２２を介して接続されている。
【００６６】
ガス整流筒１４の上部に、ガス整流筒１４の内部に冷却ガスとしてのヘリウムガスを導入するためのヘリウムガス供給管２３と、ガス整流筒１４の内部に酸素ガスを導入するための酸素供給管２４が接続されている。これらのガス供給管２３，２４は、この発明でいう冷却ガス導入手段として機能する。
【００６７】
ノズル孔１３ａから、溶解した合金原料２０のジェットすなわち溶湯ジェットＪがガス整流筒１４の内部に噴射される。その溶湯ジェットＪが、ガス整流筒１４の内部で冷却され凝固することによって感磁性ワイヤ２が形成される。酸素供給管２４は、溶湯ジェットＪの落下方向に関して、ヘリウムガス供給管２３よりもガス整流筒１４の下流側（下段側）に設けられている。ガス整流筒１４の内部で凝固した感磁性ワイヤ２は、ガス整流筒１４の下端排出部１４ａから巻取り用ドラム１５に連続的に投入される。
【００６８】
このようなガス整流筒１４を用いることで、冷却ガスのガス流を溶湯ジェットＪの周囲に均一かつ効率よく集中できるので、本発明の目的にかなう均一な組織を有した感磁性ワイヤ２が得られる。
【００６９】
冷却ガスとしては、酸素含有ガスを使用することができる。酸素含有ガスを用いることにより、溶湯ジェットＪの表面に瞬時に酸化物の薄い保護被膜が形成される。この保護被膜によって溶湯ジェットＪが安定化するとともに、溶湯ジェットＪのそれ以上の酸化が抑制される。このため、感磁性ワイヤ２に酸化物が混入しにくくなり、高品質の感磁性ワイヤ２を製造することができる。
【００７０】
この実施例では合金原料２０中にＳｉ成分が含有されていることから、Ｓｉ成分が冷却ガス中の酸素と素早く反応し、膜厚１μｍ程度以下の酸化膜からなる保護被膜が形成される。このことにより、溶湯ジェットＪの内部の酸化進行が効果的に抑制され、高品質の感磁性ワイヤ２が得られる。
【００７１】
冷却ガスに用いる酸素含有ガスは、１００％酸素からなるガスの使用も可能であるが、混合ガスを使用することで、冷却ガスの冷却能をさらに高めることができる場合がある。具体的には、ヘリウムおよびアンモニア等の冷却能向上に寄与できる冷却促進ガス成分と、酸素および炭酸ガスから選ばれる１種以上の酸化性ガスとを含有する混合ガスを使用できる。
【００７２】
冷却能の観点からはヘリウムが特に好ましい。炭酸ガスは酸化能と冷却能を兼ね備えたガスであり、単独でも酸素含有ガスとして使用できる。すなわちこの明細書で言う酸素含有ガスは、酸素元素を含有していればよく、必ずしも酸素分子を含有するガスに限定されるものではない。
【００７３】
冷却ガスとして酸素含有ガスのみを用いると、ノズル孔１３ａにおいて溶湯ジェットＪの酸化による目詰まりが発生しやすくなることがある。ここでは直径が非常に小さい感磁性ワイヤ２を製造するため、ワイヤ２の表面に形成される前記酸化膜も、合金溶湯の保護機能が損なわれない範囲で可能な限り薄くする（例えば０．１〜１μｍ程度）とよい。その目的を果たすためには、ノズル孔１３ａ付近の雰囲気を、下流側よりも不活性ガスの濃度が相対的に高くなるようにしておくとよい。望ましくは、ノズル孔１３ａ付近を実質的に不活性ガスのみからなる雰囲気としておくとよい。
【００７４】
具体的には、冷却ガスは、ガス整流筒１４の内部にて、溶湯ジェットＪの落下方向に関して上流側の第１の位置にて供給管２３によってガス整流筒１４に導入される第１のガス成分（不活性ガス）と、溶湯ジェットＪの落下方向に関して下流側（ノズル孔１３ａから遠い側）の第２の位置にて供給管２４によってガス整流筒１４に導入される第２のガス成分（酸化性ガス）とを含有するものとする。ここで第１のガス成分は、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスから選ばれる１種以上の不活性ガスである。第２のガス成分は、酸素および炭酸ガス等から選ばれる１種以上の酸化性ガスである。
【００７５】
図２の例では、ガス整流筒１４の上端開口部１４ｂにおいて、ノズル孔１３ａが上端開口部１４ｂの内側に僅かに（例えば３ｍｍ程度）入り込んだ形で配置されている。ガス整流筒１４の上部には、ノズル孔１３ａに近い位置に不活性ガスの導入口２３ａが形成され、この不活性ガス導入口２３ａの下方に隣接して酸素の導入口２４ａが形成されている。
【００７６】
なお、溶湯ジェットＪの過度の酸化を抑制しつつ、さらに冷却効果を高めるために、アンモニアやヘリウムといった冷却促進ガス成分を、前記酸化性ガス成分と混合して、前記第２の位置からガス整流筒１４に導入してもよい。あるいは、前記第２の位置よりもさらに下流側に、冷却促進ガスをガス整流筒１４に導入するためのガス導入口を追加してもよい。
【００７７】
冷却ガス中で凝固した感磁性ワイヤ２は、回転している有底筒状の巻取りドラム１５の内周面にてスムーズに効率良く巻取られる。
【００７８】
図３に示すように、冷却ガス中で凝固した感磁性ワイヤ２を液体冷却媒Ｑと接触させることにより、感磁性ワイヤ２を強制冷却することができる。液体冷却媒Ｑは、例えば水あるいは冷却用オイルなどである。液体冷却媒Ｑによって凝固後の感磁性ワイヤ２が強制冷却されることにより、感磁性ワイヤ２に望まざる熱変形等が生じることを回避できる。この場合、巻取りドラム１５内に液体冷却媒Ｑを冷却媒導入管３０により導入し、凝固後の感磁性ワイヤ２を強制冷却すれば、冷却を一層スムーズにかつ速やかに行なうことができる。
【００７９】
冷却媒導入管３０から巻取りドラム１５に導入された液体冷却媒Ｑは、ドラム１５が回転することによる遠心力により、ドラム１５の内周壁面１５ａに冷却媒層Ｑ´を形成する。この冷却媒層Ｑ´によって、凝固後の感磁性ワイヤ２を連続的に強制冷却することができる。
【００８０】
感磁性ワイヤ２は、ガス整流筒１４を通過して巻取りドラム１５に到達する間に凝固がほぼ完了している。ドラム１５の内周壁面１５ａに形成された冷却媒層Ｑ´は、凝固後の感磁性ワイヤ２の温度を低下させる役割を果たす。つまりこの冷却媒層Ｑ´は、溶湯ジェットＪの凝固および組織形成等には実質的に寄与しない。
【００８１】
ノズル孔１３ａは、製造すべき感磁性ワイヤ２の径よりも、５％から１０％大きい径の円形のものを用いる。ただし、箔のように薄い感磁性ワイヤを製造する場合を除き、楕円あるいは長円形などのノズル孔を用いてもよい。例えば、ガス整流筒１４の内径を１０〜８０ｍｍ（一例として約３０ｍｍ）、ガス整流筒１４の長さを２００〜１０００ｍｍとする。また、冷却ガスの第１のガス成分としてのヘリウムを、０．５〜２０リットル／分、第２のガス成分としての酸素を０．５〜１０リットル／分程度で流通させる。さらに、ノズル孔１３ａ先端での溶湯噴出圧力を、約５×１０５〜２５×１０５Ｐａ程度に設定する。こうすることで、この発明の目的に沿う組織を有する感磁性ワイヤ２を得ることができる。
【００８２】
［実施例１］
上記ガス中溶融紡糸装置１０によって、Ｆｅ−４％Ｓｉ−２％Ｎｉからなる直径φ９０μｍの感磁性ワイヤ２を製造した。この場合、冷却ガスとしてヘリウム、酸化性ガスとして酸素を、それぞれガス供給管２３，２４からガス整流筒１４に導入した。得られた感磁性ワイヤ２の組織は、図４に模式的に示すように、樹枝状晶の一次アーム２ａが感磁性ワイヤ２の軸線Ｘに対し４度以内の角度θで配向整列していた。この感磁性ワイヤ２は外部磁界２４０Ａ／ｍのときの磁化の強さが１．１Ｔ、抗磁力が４８Ａ／ｍであった。この感磁性ワイヤ２を長さ３７ｍｍに切断した。この感磁性ワイヤ２からなる磁気マーカー１は、磁化曲線が角形性の良好なヒステリシスループを示し、大バルクハウゼン不連続特性を示した。この磁気マーカー１は、間口１４０ｃｍ、投入電力１００Ｗ、交番磁界周波数５００Ｈｚのゲートで良好に検知可能であった。
【００８３】
［実施例２］
ガス中溶融紡糸法を適用することにより、直径φ１０５μｍのＦｅ−５％Ｓｉ−２％Ｍｏからなる感磁性ワイヤ２を得た。ガス中溶融紡糸法を行なう装置は、図２に示した装置１０とほぼ同様であるが、紡糸ノズル１３の直下に配されたヘリウムガス供給管２３の後段側の酸素供給管２４のさらに後段に、ヘリウムガスを供給するための不活性ガス供給管を設けた。
【００８４】
得られた感磁性ワイヤ２の組織は、図４に模式的に示すように、樹枝状晶の一次アーム２ａが感磁性ワイヤ２の軸線Ｘに対し６度以内の角度θで配向整列していた。このワイヤ２を、９００℃で熱処理した。熱処理後の感磁性ワイヤ２は外部磁界２４０Ａ／ｍのときの磁化の強さが１．２Ｔ、抗磁力が１７５Ａ／ｍであった。この感磁性ワイヤ２を長さ２５ｍｍに切断した。この感磁性ワイヤ２からなる磁気マーカー１は、磁化曲線が角形性の良好なヒステリシスループを示し、大バルクハウゼン不連続特性を示した。この磁気マーカー１は、間口９０ｃｍ、投入電力１００Ｗ、交番磁界周波数５００Ｈｚのゲートで良好に検知可能であった。
【００８５】
［実施例３］
ガス中溶融紡糸法を適用することによって、直径φ８４μｍのＦｅ−５．５％Ｓｉ−１．５％Ｍｏからなる感磁性ワイヤ２を得た。ここで適用したガス中溶融紡糸法は、図２に示されたガス中溶融紡糸装置１０で、冷却ガスとしてヘリウムと酸素を、それぞれガス供給管２３，２４からガス整流筒１４に導入した。
【００８６】
得られた感磁性ワイヤ２の組織は、図４に模式的に示すように、樹枝状晶の一次アーム２ａが感磁性ワイヤ２の軸線Ｘに対し４度以内の角度θで配向整列していた。この感磁性ワイヤ２は、外部磁界２４０Ａ／ｍのときの磁化の強さが１．２Ｔ、抗磁力が４５Ａ／ｍであった。この感磁性ワイヤ２を長さ４０ｍｍに切断した。この感磁性ワイヤ２からなる磁気マーカー１は、磁化曲線が角形性の良好なヒステリシスループを示し、大バルクハウゼン不連続特性を示した。このようにして得られた磁気マーカー１は、間口１２０ｃｍ、投入電力１００Ｗ、交番磁界周波数５００Ｈｚのゲートで良好に検知可能であった。
【００８７】
［比較例１］
回転液中紡糸法によって直径１２０μｍのＦｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ系非晶質ワイヤを製造した。このワイヤは、外部磁界２４０Ａ／ｍのときの磁化の強さが０．９Ｔ前後、抗磁力が８Ａ／ｍ以下となり、軸線方向の磁気異方性が弱く、長さ４０ｍｍではバルクハウゼン不連続特性を示さなかった。また、ワイヤ径７０μｍ、長さ４０ｍｍの同ワイヤは、間ロ９０ｃｍ、投入電力１００Ｗ、交番磁界周波数５００Ｈｚのゲートではノイズとの判別が難しかった。
［比較例２］
ガス中溶融紡糸法によって、直径９０μｍのＦｅ−６．５％Ｓｉ質量のワイヤを得た。このワイヤは、外部磁界２４０Ａ／ｍのときの磁化の強さが１．４Ｔ、抗磁力が３２Ａ／ｍとなり、軸線方向の磁気異方性が不足で、長さ４０ｍｍではバルクハウゼン不連続特性を示さなかった。直径５０μｍ、長さ４０ｍｍの同ワイヤは大バルクハウゼン不連続特性を示したが、間口９０ｃｍ、投入電カ１００Ｗ、交番磁界周波数５００Ｈｚのゲートではノイズとの判別が難しかった。
【００８８】
［比較例３］
回転液中紡糸法によって、Ｆｅ−６％Ｓｉ−１％Ｍｏの磁性材料からなるワイヤを製造した。このワイヤのほとんどは、樹枝状晶の一次アームがワイヤの軸線方向に対し２０度の角度で整列した組織を有していたが、ワイヤ径にかかわらず大バルクハウゼン不連続特性を示さなかった。
【００８９】
以下に、本発明の他の実施形態として、活性／不活性を切換えることのできる磁気マーカーについて説明する。
【００９０】
図６に示す磁気マーカー１Ａは、感磁性ワイヤ(magnetic switchable wire)２と、この感磁性ワイヤ２の外周を被う筒状のキャンセル用磁性外皮(magnetic casing)３とを備えている。感磁性ワイヤ２は、前述した実施例のワイヤ２と同様の磁性材料からなり、その保磁力を越える交番磁界が印加されたときに、急峻な磁化反転を生じる。磁性外皮３は、磁気的に硬質または半硬質の磁性材料からなり、感磁性ワイヤ２の磁化反転を阻止すべくバイアス磁界を、感磁性ワイヤ２に与える機能を担っている。磁性外皮３の長手方向に、部分的な熱処理を行なうことによって、磁気的性質を磁性外皮３本来の性質（高保磁力）とは異ならせた熱処理部４と、その熱処理を行なわない高保磁力領域５とが、交互に形成されている。
【００９１】
上記マーカー１Ａは、図７に概略を示す製造工程によって製造される。
【００９２】
ワイヤ製造工程Ｓ１においては、ガス中紡糸法を適用することによって、直径φ９０μｍのＦｅ−４％Ｓｉ−２％Ｎｉからなる感磁性ワイヤ２を得た。ガス中紡糸法は、例えば図２に模式的に示したガス中紡糸装置１０によって実施される。ガス中紡糸装置１０の構造と作用は、前記実施例で説明した通りである。
【００９３】
ガス中紡糸装置１０を用いるワイヤ製造工程Ｓ１によって得られた感磁性ワイヤ２の組織は、図４に模式的に示すように、樹枝状晶の一次アーム２ａが感磁性ワイヤ２の軸線Ｘに対し４度以内の角度θで配向整列していた。この感磁性ワイヤ２は、外部磁界２４０Ａ／ｍのときの磁化の強さが１．１Ｔ、抗磁力が４８Ａ／ｍであった。長さ３７ｍｍに切断されたこの感磁性ワイヤ２は、磁化曲線が角形性の良好なヒステリシスループを示し、大バルクハウゼン不連続特性を示した。
【００９４】
一方、外皮製造工程Ｓ２において、板厚６０μｍのＦｅ−３０％Ｃｒ−１０％Ｃｏからなる磁性外皮３を得た。そしてクラッド工程Ｓ３において、感磁性ワイヤ２の外周を磁性外皮３によって包んだ。そののち時効処理工程Ｓ４において、時効処理を行なった。
【００９５】
焼鈍工程Ｓ５において、高周波誘導加熱によって、磁性外皮３をその長手方向（マーカー１Ａの軸線方向）に部分的に８００℃で焼鈍することにより、熱処理部４を形成した。各熱処理部４の長さは、ワイヤ２の軸線方向に例えば５ｍｍであり、外周の全周にわたって焼鈍を行なった。
【００９６】
上記時効処理工程Ｓ４と焼鈍工程Ｓ５を行なっても、感磁性ワイヤ２（Ｆｅ−４％Ｓｉ−２％Ｎｉ）の磁気特性はほとんど変化しなかった。このようにして得られた磁気マーカー１Ａは、間口１４０ｃｍ、投入電力１００Ｗ、交番磁界周波数５００Ｈｚのゲートで良好に検知可能であった。そして１６０ｋＡ／ｍ、５０Ｈｚの半波整流された磁界振幅を発生する不活性化装置の真上の８０ｍｍ離れた位置にて、この磁気マーカー１Ａの不活性化処理が可能であった。
【００９７】
前記検出ゲートにおいて、感磁性ワイヤ２の磁化反転を、例えばソレノイドコイルによって検出すると、図１０に示すようなパルス状の出力Ｐが得られた。ここで感磁性ワイヤ２の正の保磁力をＨｐ、負の保磁力を−Ｈｐとした場合、交番磁界がこれらの保磁力Ｈｐ，−Ｈｐを越えた瞬間に感磁性ワイヤ２に磁化反転が生じ、この磁化反転に対応したパルス状の出力電圧Ｐが検出される。このパルスの幅はきわめて小さいため、出力電圧は数ＫＨｚ以上の高周波成分を多く含んでいる。前記磁化反転は、与える交番磁界の周波数にほとんど依存せず、周波数が低い場合でも同等のパルス状出力Ｐを得ることができる。
【００９８】
不活性化装置によって磁性外皮３に着磁処理を行なうと、感磁性ワイヤ２にバイアス磁界を与えることができる。図１０中に２点鎖線Ｓで示すように、バイアス磁界を与えた場合、感磁性ワイヤ２に作用する交番磁界が保磁力（−Ｈｐ）の上方にシフトするため、交番磁界を与えても磁化反転が生じなくなり、パルス状の出力Ｐも発生しなくなる。すなわち感磁性ワイヤ２はその機能を失って不活性となる。感磁性ワイヤ２の機能を復活させる（活性にする）には、消磁手段によって磁性外皮３の消磁を行なえばよい。
【００９９】
磁気マーカー１Ａは、図８に示す製造工程によって製造することもできる。図８に示す製造工程では、ワイヤ製造工程Ｓ１０において、ガス中紡糸法を適用することにより、直径φ１０５μｍのＦｅ−５％Ｓｉ−２％Ｍｏからなる感磁性ワイヤ２を得た。ガス中紡糸法を行なう装置は、図２に示された装置１０とほぼ同様であるが、紡糸ノズル１３の直下に配されたヘリウムガス供給管２３とその後段側の酸素供給管２４のさらに後段に、ヘリウムガスを供給するための不活性ガス供給管を設けた。
【０１００】
得られた感磁性ワイヤ２の組織は、図４に模式的に示すように、樹枝状晶の一次アーム２ａが感磁性ワイヤ２の軸線Ｘに対し６度以内の角度θで配向整列していた。このワイヤ２を、熱処理工程Ｓ１１において９００℃で熱処理した。熱処理後の感磁性ワイヤ２は、外部磁界２４０Ａ／ｍのときの磁化の強さが１．２Ｔ、抗磁力が１７５Ａ／ｍであった。長さ２５ｍｍに切断されたこの感磁性ワイヤ２は、磁化曲線が角形性の良好なヒステリシスループを示し、大バルクハウゼン不連続特性を示した。
【０１０１】
一方、外皮製造工程Ｓ１２において、板厚４８μｍのＦｅ−１３％Ｃｒ−９％Ｃｏ−８％Ｎｉ−４％Ｍｏの磁性外皮３を製造した。そしてクラッド工程Ｓ１３において、感磁性ワイヤ２の外周を、磁性外皮３で包んだ。そののち、時効処理工程Ｓ１４において、時効処理を行なった。
【０１０２】
焼鈍工程Ｓ１５において、Ｃｏ２レーザ加熱により、磁性外皮３（Ｆｅ−１３％Ｃｒ−９％Ｃｏ−８％Ｎｉ−４％Ｍｏ）を、軸線方向に部分的に１２００℃で焼鈍し、熱処理部４を形成した。これらの熱処理部４は、磁気マーカー１Ａの長手方向（軸線方向）に関して長さ３ｍｍ、焼鈍しない高保磁力領域５の長さを７ｍｍとした。各熱処理部４の外周（側面）は、四分の一周を焼鈍した。
【０１０３】
時効処理工程Ｓ１４と焼鈍工程Ｓ１５を行なっても、感磁性ワイヤ２（Ｆｅ−５％Ｓｉ−２％Ｍｏ）の磁気特性はほとんど変化しなかった。このようにして得られた磁気マーカー１Ａは、間口９０ｃｍ、投入電力１００Ｗ、交番磁界周波数５００Ｈｚのゲートで良好に検知可能であった。さらに、１６０ｋＡ／ｍ、５０Ｈｚの半波整流された磁界振幅を発生する不活性化装置の直上の８０ｍｍ離れた位置において、この磁気マーカー１Ａの不活性化処理が可能であった。
【０１０４】
磁気マーカー１Ａは、図９に示す製造工程によって製造することもできる。図９に示す製造工程では、ワイヤ製造工程Ｓ２０において、ガス中紡糸法を適用することにより、直径φ８０μｍのＦｅ−４％Ｓｉからなる感磁性ワイヤ２を得た。ここで適用したガス中紡糸法は、図２に示されたガス中紡糸装置１０とほぼ同様の装置で行なうが、ヘリウムガス供給管２３の後段に、Ｃｏ２ガスを供給するためのガス供給管を配置した。
【０１０５】
得られた感磁性ワイヤ２の組織は、図４に模式的に示すように、樹枝状晶の一次アーム２ａが感磁性ワイヤ２の軸線Ｘに対し４度以内の角度θで配向整列していた。この感磁性ワイヤ２は、外部磁界２４０Ａ／ｍのときの磁化の強さが１．３Ｔ、抗磁力が４５Ａ／ｍであった。長さ４０ｍｍに切断されたこの感磁性ワイヤ２は、磁化曲線が角形性の良好なヒステリシスループを示し、大バルクハウゼン不連続特性を示した。
【０１０６】
外皮製造工程Ｓ２１において、板厚８０μｍ、幅６００μｍのＦｅ−２７％Ｃｒ−１０％Ｃｏからなる板状の磁性外皮３を製造した。そして時効処理工程Ｓ２２において、この磁性外皮３を時効処理した。時効処理後、焼鈍工程Ｓ２３において、磁性外皮３を通電加熱によって部分的に９００℃で焼鈍することにより、熱処理部４を形成した。各熱処理部４の長さは磁性外皮３の長手方向に５ｍｍとし、焼鈍しない高保磁力領域５の長さを１０ｍｍとした。板幅方向と厚み方向に関し、熱処理部４の全域を焼鈍した。
【０１０７】
クラッド工程Ｓ２４において、磁性外皮３（Ｆｅ−２７％Ｃｒ−１０％Ｃｏ）によって、感磁性ワイヤ２（Ｆｅ−４％Ｓｉ）の外周を包んだ。このようにして得られた磁気マーカー１Ａは、間口１２０ｃｍ、投入電力１００Ｗ、交番磁界周波数５００Ｈｚのゲートで良好に検知可能であった。さらに、１６０ｋＡ／ｍ、５０Ｈｚの半波整流された磁界振幅を発生させる不活性化装置の直上の８０ｍｍ離れた位置において、この磁気マーカー１Ａの不活性化処理が可能であった。
【０１０８】
図１１は本発明のさらに別の実施形態の磁気マーカー１Ｂを示している。この磁気マーカー１Ｂは、複数本の感磁性ワイヤ２ａ，２ｂ，２ｃと、これら感磁性ワイヤ２ａ，２ｂ，２ｃを覆う磁性外皮３を備えている。これら感磁性ワイヤ２ａ，２ｂ，２ｃは、前記感磁性ワイヤ２と同じ磁性材料からなり、前述のガス中紡糸装置１０を用いて製造される。この磁気マーカー１Ｂの場合、互いに保磁力が相違する感磁性ワイヤ２ａ，２ｂ，２ｃを用いることにより、交番磁界を与えたときに、さらに多様な磁気パルスを発生させることができる。感磁性ワイヤ２ａ，２ｂ，２ｃの数は２本でもよいし、あるいは４本以上であってもよい。
【０１０９】
本発明は、店舗等において商品の盗難を防ぐための監視システムをはじめとして、商品の入出庫管理や、物流の分野における商品管理等に利用することができる。それ以外にも、各種物品の管理を必要とする分野に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の一実施形態を示す磁気マーカーの斜視図。
【図２】  図２は図１に示された磁気マーカーに用いる感磁性ワイヤを製造するためのガス中溶融紡糸装置の概要を示す斜視図。
【図３】  図３は図２に示されたガス中溶融紡糸装置の一部の断面図。
【図４】  図４は図２に示された紡糸装置によって製造された感磁性ワイヤの樹枝状晶を模式的に示す側面図。
【図５】  図５は図１に示された磁気マーカーの励磁磁界とパルス出力との関係を示す図。
【図６】  図６は本発明の他の実施形態を示す活性／不活性を切換えることのできる磁気マーカーの斜視図。
【図７】  図７は図６に示された磁気マーカーを製造する方法の第１の例を示すフローチャート。
【図８】  図８は図６に示された磁気マーカーを製造する方法の第２の例を示すフローチャート。
【図９】  図９は図６に示された磁気マーカーを製造する方法の第３の例を示すフローチャート。
【図１０】  図１０は図６に示された磁気マーカーの励磁磁界とパルス出力との関係を示す図。
【図１１】  図１１は本発明のさらに別の実施形態を示す磁気マーカーの一部の斜視図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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