JP2009212189A - Radiowave absorber using fine carbon fiber-containing resistance coating having capacitive susceptance - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微細炭素繊維を用いた容量性サセプタンスを有する抵抗皮膜を用いたGHz帯用電波吸収体、特にミリ波帯領域に有用な電波吸収体に関するものである。 The present invention relates to a radio wave absorber for GHz band using a resistive film having a capacitive susceptance using fine carbon fibers, and particularly to a radio wave absorber useful in the millimeter wave band region.
近年、電子機器の高速処理化が加速的に進んでおり、LSIやマイクロプロセッサなどのICの動作周波数は急速に上昇しており、他の電子機器に影響を与える電波が放射されやすい環境にある。また一方では、高速大容量通信の普及に伴い、電子機器がこれら通信用電波又はその反射波の影響を受け、誤作動を起こしやすい環境になっている。 In recent years, high-speed processing of electronic devices is accelerating, and the operating frequency of ICs such as LSIs and microprocessors is rapidly increasing, and radio waves that affect other electronic devices are likely to be emitted. . On the other hand, with the spread of high-speed and large-capacity communication, electronic devices are susceptible to malfunctions due to the influence of these communication radio waves or their reflected waves.
通信分野では、1.5GHz及び2.0GHzの電波を利用したマルチメディア移動通信、2.4GHz及び5.2〜5.8GHzの電波を利用した室内無線LAN通信、22GHz、26GHzまたは38GHzの電波を利用したFWA無線LAN通信、光ファイバを用いた高速通信網等が急速に普及又は普及が期待されている。 In the communication field, multimedia mobile communication using 1.5 GHz and 2.0 GHz radio waves, indoor wireless LAN communication using 2.4 GHz and 5.2 to 5.8 GHz radio waves, 22 GHz, 26 GHz or 38 GHz radio waves The use of FWA wireless LAN communication, high-speed communication networks using optical fibers, etc. is expected to be rapidly spread or spread.
ITS(Inteligent Transport System)分野では、5.8GHzの電波を利用したETCシステム(Electric Toll Collection、自動料金収受システム)が導入され、今後は60GHz及び76GHzの電波を利用したAHS(走行支援道路システム)の本格導入が期待されている。 In the ITS (Intelligent Transport System) field, an ETC system (electric toll collection, automatic toll collection system) using 5.8 GHz radio waves was introduced, and in the future AHS (driving support road system) using 60 GHz and 76 GHz radio waves. Is expected to be introduced in earnest.
このように、様々な分野でGHz帯領域の電波の利用が進み、今後は特にミリ波帯領域の電波が活発に利用される環境が想定されるため、これらの電波に対してEMC(Electro−Magnetic Compatibility、電磁的両立性)、つまり個々の機器からは他に影響するような電波を放出しない(エミッション問題)、電子機器が外部電波に影響されずに正常に動作する(イミュニティ問題)ような電磁環境整備が強く求められている。 In this way, the use of radio waves in the GHz band region has progressed in various fields, and in the future, an environment in which radio waves in the millimeter wave band region are particularly actively used is assumed. Therefore, EMC (Electro- Magnetic compatibility (electromagnetic compatibility), that is, individual devices do not emit radio waves that affect others (emission issues), and electronic devices operate normally without being affected by external radio waves (immunity issues) There is a strong demand for an electromagnetic environment.
EMCに適した電磁環境を構築するためには、不要な電波を吸収し、反射波を極力低減する事が可能な材料(電波吸収体)の存在が必須であるため、電波吸収体の研究が盛んに行われ報告されている。 In order to construct an electromagnetic environment suitable for EMC, the existence of a material (radio wave absorber) that can absorb unnecessary radio waves and reduce reflected waves as much as possible is essential. It has been actively conducted and reported.
電波吸収体とは、入射した電波のエネルギーのほとんどを電波吸収体の内部で熱エネルギーに変換する材料の事をいう。電波吸収体の種類には、用いられる吸収材料により、磁性電波吸収体、誘電性電波吸収体、抵抗皮膜を用いた電波吸収体に大別される。 A radio wave absorber refers to a material that converts most of the energy of an incident radio wave into heat energy inside the radio wave absorber. The types of radio wave absorbers are roughly classified into magnetic radio wave absorbers, dielectric radio wave absorbers, and radio wave absorbers using resistance films, depending on the absorbing material used.
磁性電波吸収体に用いられる代表的な吸収材料には、フェライトがある。フェライトのように磁性を有する材料は、内部の電子がスピンしており、またこの電子は電荷を有しているため、小さなコイルに電流が流れている状態と同じである。コイルに電流が流れると、電磁石が存在する事に相当するため、吸収材料の中に多くの微小磁石が存在する事になる。このような状態の材料に、外部より交流磁界が加わると、外部に大きな別の電磁石を置いた状態と同じ状態になる。そのため、磁性材料の内部の微小磁石は、加えられた外部磁石の方向に向きを変える。この場合、低い周波数の外部磁界では、磁性材料内部の微小磁石の磁気モーメントも、加えられた磁界の方向に向きを変えるため、外部磁界の変化に抵抗することがないため、電気的な抵抗は生じない。しかし、次第に周波数を上げていくと、微小磁石の変化には時間的な遅れが生じ、外部磁石の方向と同じ方向に微小磁石の磁気モーメントの方向が変わらなくなる。これらが、等価的に電気抵抗として現れる事になり、磁性電波吸収体は電波を吸収する。これが磁性電波吸収体の電波吸収原理である。更に周波数を上げていくと、もはや微小磁石は外部磁界の方向に追従しなくなり、このような状態では、電気的な抵抗は現れなくなる。そのため磁性材料を吸収材料として用いた電波吸収体は、周波数特性が大きいため、適用できる周波数範囲に制限があるという欠点がある。 A typical absorbing material used for the magnetic wave absorber is ferrite. A material having magnetism such as ferrite is the same as a state in which an electric current flows through a small coil because the internal electrons are spinning and the electrons have electric charges. When a current flows through the coil, it corresponds to the presence of an electromagnet, so that a lot of micromagnets exist in the absorbing material. When an AC magnetic field is applied to the material in such a state from the outside, the state is the same as a state in which another large electromagnet is placed outside. Therefore, the micromagnet inside the magnetic material changes direction in the direction of the added external magnet. In this case, in the low frequency external magnetic field, the magnetic moment of the micro magnet inside the magnetic material also changes its direction in the direction of the applied magnetic field, so it does not resist the change of the external magnetic field. Does not occur. However, as the frequency is gradually increased, a time delay occurs in the change of the minute magnet, and the direction of the magnetic moment of the minute magnet does not change in the same direction as the direction of the external magnet. These appear as electrical resistance equivalently, and the magnetic wave absorber absorbs radio waves. This is the radio wave absorption principle of the magnetic radio wave absorber. As the frequency is further increased, the micro magnet no longer follows the direction of the external magnetic field, and in this state, no electrical resistance appears. For this reason, a radio wave absorber using a magnetic material as an absorbing material has a drawback in that there is a limit to the applicable frequency range because of its large frequency characteristics.
例えば、GHz帯領域の電波吸収体として磁性電波吸収体を利用した場合、ゴムや樹脂などに電気的絶縁性有機物とスピネル結晶構造の軟磁性金属材料または炭素材料などの損失材料とを複合化してシート状にしたものが検討されている。しかしながら、スピネル結晶構造の軟磁性金属酸化物材料の比透磁率は、スネークの限界則に従い、GHz帯では急速に減少してしまう。そのため、電波吸収体としての限界周波数は数GHzである。また軟磁性金属材料については、粒子の厚さを表皮深さ以下の扁平形状とすることによる渦電流の抑制効果及び形状磁性異方性の効果によって電波吸収特性を10GHz程度までは伸ばす事ができるが、それ以上の高周波GHz帯領域、特にミリ波帯領域には適用できない。またこれら磁性材料を用いた電波吸収体は、吸収材料として比重が大きい材料を使用しているため、軽量な電波吸収体を作製する事が困難であり、電子機器内に用いた場合、機器の軽量化という要求に応えられない。 For example, when a magnetic wave absorber is used as a wave absorber in the GHz band region, an electrically insulating organic substance and a loss material such as a spinel crystal structure soft magnetic metal material or carbon material are combined with rubber or resin. Sheets are being considered. However, the relative permeability of the soft magnetic metal oxide material having a spinel crystal structure rapidly decreases in the GHz band according to Snake's limit law. Therefore, the limit frequency as a radio wave absorber is several GHz. For soft magnetic metal materials, the radio wave absorption characteristics can be extended up to about 10 GHz by the effect of suppressing eddy current and the effect of shape magnetic anisotropy by making the particle thickness flattened below the skin depth. However, it cannot be applied to a higher frequency GHz band region, particularly a millimeter wave band region. In addition, radio wave absorbers using these magnetic materials use materials with a large specific gravity as the absorbing material, making it difficult to produce lightweight radio wave absorbers. It cannot meet the demand for weight reduction.
GHz帯領域に対応する電波吸収体の試みとしては、グラファイト、カーボンブラック、カーボンファイバー、カーボンナノコイル等のカーボン系材料を、ゴムや樹脂等の電気的絶縁性有機物に分散させた誘電性電波吸収体がある。 Dielectric wave absorption in which carbon-based materials such as graphite, carbon black, carbon fiber, and carbon nanocoil are dispersed in electrically insulating organic materials such as rubber and resin There is a body.
誘電性電波吸収体とは、無損失な誘電体に抵抗性材料が分散した誘電材料である。誘電性電波吸収体は、誘電材料を電気的な等価回路で表す事で、伝送線理論を用いて設計する事ができる。伝送線理論では、抵抗性材料が無損失な誘電体に分散した誘電材料を、抵抗性材料自体が有する抵抗と抵抗性材料間の静電容量とが複雑に結合した回路として考える。この材料に電界を加えると、低い周波数では電流が流れないため、抵抗による熱の発生はほとんどない。しかし、周波数が高くなると、周波数に反比例してコンデンサのインピーダンスが低くなるため、抵抗にも電流が流れるようになり、誘電材料内部において熱の発生が生じる。この現象が誘電性電波吸収体における電波吸収の原理であり、結果として電波エネルギーが熱エネルギーに変換されるため、電波吸収が可能となる。しかしながら、抵抗性材料としてグラファイト粉末、カーボンブラック、カーボンファイバー、コイル状炭素繊維(カーボンナノコイル)等のカーボン材料を用いた場合、吸収材料のアスペクト比が小さく、導電性が低いため、要求される誘電性を発現させるためには、多量の吸収材料と、ある程度の厚みが必要となるが、それでもGHz帯領域、特にミリ波帯領域における電波吸収性能としては十分とは言えない。 A dielectric wave absorber is a dielectric material in which a resistive material is dispersed in a lossless dielectric. A dielectric wave absorber can be designed using transmission line theory by representing a dielectric material with an electrical equivalent circuit. In transmission line theory, a dielectric material in which a resistive material is dispersed in a lossless dielectric is considered as a circuit in which the resistance of the resistive material itself and the capacitance between the resistive materials are combined in a complex manner. When an electric field is applied to this material, current does not flow at low frequencies, so there is almost no heat generation due to resistance. However, as the frequency increases, the impedance of the capacitor decreases in inverse proportion to the frequency, so that a current also flows through the resistor, and heat is generated inside the dielectric material. This phenomenon is the principle of radio wave absorption in the dielectric radio wave absorber, and as a result, radio wave energy is converted into heat energy, so that radio wave absorption is possible. However, when a carbon material such as graphite powder, carbon black, carbon fiber, or coiled carbon fiber (carbon nanocoil) is used as the resistive material, the absorption material has a small aspect ratio and is required to have low conductivity. In order to develop dielectric properties, a large amount of absorbing material and a certain amount of thickness are required. However, it is still not sufficient as a radio wave absorbing performance in the GHz band region, particularly in the millimeter wave band region.
抵抗皮膜を用いた電波吸収体とは、金属板からλ/4(λはスペーサ内の波長)離れた位置に平面波の波動インピーダンスである376.7Ω(真空中、空気中では367.6Ω)の抵抗皮膜を配置した電波吸収体であり、λ/4型電波吸収体と呼ばれている(例えば、特許文献1参照)。 A wave absorber using a resistive film is 376.7Ω (367.6Ω in vacuum and in air), which is a plane wave wave impedance at a position away from a metal plate by λ / 4 (λ is the wavelength in the spacer). It is a radio wave absorber in which a resistive film is disposed, and is called a λ / 4 type radio wave absorber (see, for example, Patent Document 1).
λ/4型電波吸収体に用いられる抵抗皮膜の表面抵抗率が376.7Ω(真空中、空気中では367.6Ω)であり、スペーサの厚みがλ/4に限定される理由を以下に示す。つまり、λ/4型電波吸収体とは、金属板の前面にd=λ/4の間隔でε・γのスペーサを介して抵抗皮膜を配置した電波吸収体であり、これを伝送線波理論で表すと、抵抗皮膜のわずか金属板側から金属板を見込んだ入力インピーダンスZ・L’は、Z・L’=Z0・tanh(j・(2πd/λ)・(ε・γμ・γ)1/2)で表せる。このことから、抵抗皮膜も考慮して吸収体前面から見込んだ入力インピーダンスZ・Lは、Z・L’と抵抗皮膜の面抵抗値Rの並列回路となるため、Z・L=Z・L’R/(Z・L’+R)となる。従って反射係数R・は、このZ・Lを用いてΓ・=(Z・L−Z0)/(Z・L+Z0)として計算できる。そのためΓ・=0、すなわちZ・L=Z0から導入されるd及びRについて解くことにより、スペーサの誘電率ε・γをパラメータとしてλ/4型電波吸収体が設計する事ができる。スペーサが空気の場合は、この解がR≒367.6Ω、d=λ/4となるためである。 The reason why the surface resistivity of the resistive film used for the λ / 4 type wave absorber is 376.7Ω (367.6Ω in vacuum and in air) and the thickness of the spacer is limited to λ / 4 is shown below. . In other words, the λ / 4 type wave absorber is a wave absorber in which a resistive film is disposed on the front surface of a metal plate through an ε · γ spacer at an interval of d = λ / 4. This is a transmission line wave theory. In this case, the input impedance Z · L ′ in which the metal plate is expected from the slightly metal plate side of the resistance film is Z · L ′ = Z0 · tanh (j · (2πd / λ) · (ε · γμ · γ) 1 / 2). Therefore, the input impedance Z · L estimated from the front surface of the absorber in consideration of the resistance film is a parallel circuit of Z · L ′ and the surface resistance value R of the resistance film, so that Z · L = Z · L ′. R / (Z · L ′ + R). Therefore, the reflection coefficient R · can be calculated as Γ · = (Z · L−Z0) / (Z · L + Z0) using this Z · L. Therefore, by solving for d and R introduced from Γ · = 0, that is, Z · L = Z0, a λ / 4 type wave absorber can be designed using the dielectric constant ε · γ of the spacer as a parameter. This is because when the spacer is air, this solution is R≈367.6Ω and d = λ / 4.
抵抗皮膜を用いた電波吸収体は、1940年代に実用化されており、当初の抵抗皮膜は、油煙(lampblack)を注入した紙が使用された。その後、導電性繊維とポリエステル糸で織った抵抗布及びカーボンファイバー抵抗体を使用した電波吸収体が開発される等、数多く実用化されている。近年では、透明タッチパネル、エレクトロルミネッセンス素子などの表示素子の発展に伴い、透明性と導電性を併せ持つ透明導電膜が開発されたため、その技術が電波吸収体に応用され、透明な電波吸収体が実用化されている(例えば、特許文献2参照)。 A radio wave absorber using a resistance film was put into practical use in the 1940s, and the original resistance film was made of paper into which oil black was injected. Since then, many wave absorbers have been put into practical use, such as the development of resistance fabrics woven with conductive fibers and polyester yarns, and carbon fiber resistors. In recent years, along with the development of display elements such as transparent touch panels and electroluminescence elements, transparent conductive films having both transparency and conductivity have been developed, so that technology has been applied to radio wave absorbers, and transparent radio wave absorbers are practical. (For example, refer to Patent Document 2).
透明な抵抗皮膜を用いたλ/4型電波吸収体に用いられる吸収材料として、最も高性能な吸収材料は酸化インジウム(以下、ITOと記す。)である。このλ/4型電波吸収体は、基材にポリエチレンテレフタレート(以下、PETと記す。)を用い、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等によりPET製シート上にITO膜を作製する。 As an absorbing material used in a λ / 4 type wave absorber using a transparent resistance film, indium oxide (hereinafter referred to as ITO) is the most efficient absorbing material. In this λ / 4 type wave absorber, polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET) is used as a base material, and an ITO film is formed on a PET sheet by vacuum deposition, sputtering, ion plating, or the like.
しかしながら、抵抗皮膜の電気的な特性は、誘導性または容量性サセプタンスを有しない抵抗皮膜である。そのため、抵抗皮膜の表面抵抗率は367.6Ω/□であり、スペーサの厚みはλ/4であるため、設計自由度がない。また吸収材料であるITOは、材料の枯渇による供給不安があり、製造法も真空蒸着法であるため、高価な電波吸収体となる。またミリ波帯領域における電波吸収性能としては十分ではない。 However, the electrical properties of the resistive film are resistive films that do not have inductive or capacitive susceptance. Therefore, the surface resistivity of the resistance film is 367.6 Ω / □, and the thickness of the spacer is λ / 4, so there is no design freedom. In addition, ITO, which is an absorbing material, is insecure due to material depletion, and the manufacturing method is also a vacuum deposition method, so that it becomes an expensive radio wave absorber. Further, the electromagnetic wave absorption performance in the millimeter wave band region is not sufficient.
そのためGHz帯領域、特にミリ波帯領域に良好な吸収特性を有する電波吸収体を作製するための吸収材料として、比重が小さく、アスペクト比が大きく、高い導電性を示す微細炭素繊維の利用が考案され、この微細炭素繊維を吸収材料として用いた電波吸収体の検討が活発に行われている。 Therefore, the use of fine carbon fibers with low specific gravity, high aspect ratio, and high conductivity as an absorbing material for producing radio wave absorbers having good absorption characteristics in the GHz band region, particularly the millimeter wave band region, has been devised. In addition, studies on radio wave absorbers using this fine carbon fiber as an absorbing material have been actively conducted.
微細炭素繊維は、樹脂等に混合して均一に分散複合化する事が難しい材料であるが、分散状態を制御する事で、誘電性電波吸収体とした報告がなされている(例えば、特許文献3〜6参照)。 Although fine carbon fiber is a material that is difficult to be uniformly dispersed and mixed by mixing with a resin or the like, it has been reported as a dielectric wave absorber by controlling the dispersion state (for example, patent document) 3-6).
微細炭素繊維を吸収材料として用いた電波吸収体の例を示す。特許文献3は、直径1〜100nm、長さ50μm以下のカーボンナノチューブを1〜10重量部含有する樹脂複合体を電波吸収体としており、37dB(9.5GHz、厚み1mm)、27dB(2.7GHz、厚み0.8mm)、30dB(2.1GHz、厚み0.8mm)の反射減衰量が得られたとの報告がなされている。特許文献4は、3次元ネットワーク状の微細繊維構造体を含有した電波吸収体が開示され、その添加量により22.2dB(7.7GHz、厚み11.4mm)、23dB(5.1GHz、厚み3.5mm)、29.7dB(5GHz、厚み3.7mm)、23.7dB(6.4GHz、厚み3.5mm)の反射減衰量が得られたとの報告がなされている。特許文献5は、3次元ネットワーク状の微細炭素繊維構造体を含有した電波吸収体が開示され、その添加量により21dB(2GHz、厚み4.8mm)、24dB(8GHz、厚み4.8mm)、38dB(10GHz、厚み4.8mm)、36dB(15GHz、厚み4.8mm)、55dB(20GHz、厚み4.8mm)の反射減衰量が得られたとの報告がなされている。特許文献6は、アルカリ、アルカリ土類金属、希土類、VIII族金属を担時、もしくは内包したカーボンナノチューブまたは鉄内包カーボンナノチューブを20重量部含有したポリエステル等の樹脂複合体を電波吸収体としており、28dB(16GHz、厚み1mm)、34dB(10GHz、厚み1.5mm)、27dB(7GHz、厚み2mm)の反射減衰量が得られたとの報告がなされている。
The example of the electromagnetic wave absorber which used the fine carbon fiber as an absorption material is shown. In
特許文献3に記載の誘電性電波吸収体は、直径1〜100nm、長さ50μm以下のカーボンナノチューブを用いているが、吸収体の厚みも1mmであり、また限界周波数は10GHzである。また容量性サセプタンスを有する抵抗皮膜を用いた電波吸収体ではない。
The dielectric wave absorber described in
特許文献4及び5に記載の誘電性電波吸収体は、吸収特性の高い3次元ネットワーク状の微細炭素繊維構造体を用いており、少量添加で高い吸収特性を示している。しかしその限界周波数は20GHzである。また容量性サセプタンスを有する抵抗皮膜を用いた電波吸収体ではない。
The dielectric wave absorbers described in
特許文献6に記載の電波吸収体に用いられる担持技術は極めて困難であり、脱離した担持物質とカーボンナノチューブがそれぞれ凝集し、電波吸収性能が低下する。特に金属類は微小であるがゆえに酸化されやすく、それに伴い電波吸収性能が低下する。これらの脱離、酸化はカーボンナノチューブに当該担持物質を内包させる事で解決できるが、その収率は極めて低いものである。 The supporting technique used for the radio wave absorber described in Patent Document 6 is extremely difficult, and the detached supporting material and the carbon nanotubes are aggregated, and the radio wave absorption performance is deteriorated. In particular, metals are very small and thus are easily oxidized, and the radio wave absorption performance is reduced accordingly. These desorption and oxidation can be solved by encapsulating the support material in carbon nanotubes, but the yield is extremely low.
微細炭素繊維を用いた電波吸収体の報告としては、微細炭素繊維を含有した抵抗皮膜を用いた電波吸収体の報告もなされている(例えば、特許文献7参照)。 As a report of a radio wave absorber using fine carbon fibers, a report of a radio wave absorber using a resistance film containing fine carbon fibers has also been made (see, for example, Patent Document 7).
微細炭素繊維を含有した抵抗皮膜を用いた電波吸収体が記載されている特許文献7は、カーボンナノチューブ、樹脂及び溶剤を含有する電磁波吸収塗料組成物を、絶縁層(スペーサ)であるPET製シート、アラミドペーパー、アルミナ添加アクリル樹脂製シートまたはチタン酸バリウム添加アクリル樹脂性シートの片面または両面に塗布して作製したλ/4型電波吸収体であり、8dB(42GHz、抵抗皮膜の厚み40μm、スペーサの両面に抵抗皮膜を形成、スペーサの種類:PET製シート、スペーサの厚み0.075mm)、8.2dB(48GHz、抵抗皮膜の厚み40μm、スペーサの両面に抵抗皮膜を形成、スペーサの種類:アラミドペーパー、スペーサの厚み0.05mm)、27.5dB(10GHz、抵抗皮膜の厚み40μm、スペーサの片面に抵抗皮膜を形成、スペーサの種類:アルミナ添加アクリル樹脂製シート、スペーサの厚み0.5mm、反射層なし)、23dB(17GHz、抵抗皮膜の厚み40μm、スペーサの両面に抵抗皮膜を形成、スペーサの種類アルミナ添加アクリル樹脂製シート、スペーサの厚み0.5mm)、36dB(20GHz、抵抗皮膜の厚み15μm、スペーサの片面に抵抗皮膜を形成、スペーサの種類:チタン酸バリウム30容積%添加アクリル樹脂製シート、スペーサの厚み0.5mm、反射層銅箔)、21dB(42GHz、抵抗皮膜の厚み10μm、スペーサの両面に抵抗皮膜を形成、スペーサの種類:アルミナ添加アクリル樹脂製シート、スペーサの厚み0.5mm)の反射減衰量が得られたという報告がなされている。しかしながら、この電波吸収体は、一般的なスペーサであるPET製シートまたはアラミドペーパーを用いた場合は、高い電波吸収特性を示していない。スペーサにアルミナ及びチタン酸バリウム等無機成分が含有したアクリル樹脂性シートを用いた場合においては、抵抗皮膜を片面または両面に形成する事で電波吸収特性は得られているが、比重の大きい無機成分が含有するシートを使用しているため軽量な電波吸収体を得られない。また両面に抵抗皮膜を形成する場合においては、製造上困難を要する。さらにこの電波吸収体はλ/4型であり、容量性サセプタンスを有する抵抗皮膜ではないため、抵抗皮膜の表面抵抗率も376.7Ω/□でなければならず、電波吸収体の厚みについてもλ/4に限定される。 Patent Document 7, which describes a radio wave absorber using a resistance film containing fine carbon fibers, describes an electromagnetic wave absorbing coating composition containing carbon nanotubes, a resin and a solvent as a PET sheet which is an insulating layer (spacer). Λ / 4 type wave absorber prepared by applying to one or both sides of aramid paper, alumina-added acrylic resin sheet or barium titanate-added acrylic resin sheet, 8 dB (42 GHz, resistance film thickness 40 μm, spacer Resistive film is formed on both sides, spacer type: PET sheet, spacer thickness 0.075 mm), 8.2 dB (48 GHz, resistive film thickness 40 μm, resistive film is formed on both sides of spacer, spacer type: aramid Paper, spacer thickness 0.05 mm), 27.5 dB (10 GHz, resistance film thickness 4 μm, resistance film is formed on one side of spacer, spacer type: Alumina-added acrylic resin sheet, spacer thickness 0.5 mm, no reflection layer, 23 dB (17 GHz, resistance film thickness 40 μm, resistance film on both sides of spacer , Spacer type Alumina-added acrylic resin sheet, spacer thickness 0.5 mm), 36 dB (20 GHz, resistance film thickness 15 μm, resistance film formed on one side of spacer, spacer type: barium titanate 30% by volume Addition acrylic resin sheet, spacer thickness 0.5 mm, reflective layer copper foil), 21 dB (42 GHz, resistance film thickness 10 μm, forming a resistance film on both sides of the spacer, type of spacer: alumina-added acrylic resin sheet, spacer Has been reported that a return loss of 0.5 mm was obtained. . However, this radio wave absorber does not show high radio wave absorption characteristics when a PET sheet or aramid paper, which is a general spacer, is used. When an acrylic resin sheet containing inorganic components such as alumina and barium titanate is used for the spacer, radio wave absorption characteristics are obtained by forming a resistive film on one or both sides, but an inorganic component with a large specific gravity. Since the sheet | seat which contains is used, a lightweight electromagnetic wave absorber cannot be obtained. Moreover, when forming a resistive film on both surfaces, manufacturing difficulty is required. Furthermore, since this wave absorber is a λ / 4 type and is not a resistive film having a capacitive susceptance, the surface resistivity of the resistive film must be 376.7Ω / □, and the thickness of the wave absorber is also λ. Limited to / 4.
一般的に電波吸収体は、吸収体が有する磁性、誘電性、抵抗性のいずれかの特性を利用する事で電波吸収性能を発現する。しかしながら、吸収材料のいずれかの特性を利用するだけでは、昨今のニーズを満足する電波吸収体になり得ない事がある。そのため昨今では抵抗皮膜を用いた電波吸収体の改良検討が行われ、抵抗皮膜に誘電性(容量性又は誘導性)を付与した電波吸収体が開発され報告さている、(例えば、特許文献8、9、10参照)
In general, a radio wave absorber exhibits radio wave absorption performance by utilizing any of magnetic, dielectric, and resistive properties of the absorber. However, it may not be possible to become a radio wave absorber that satisfies recent needs by only using any of the characteristics of the absorbing material. Therefore, in recent years, studies have been made on improvement of a radio wave absorber using a resistance film, and a radio wave absorber having a dielectric film (capacitive or inductive) added to the resistance film has been developed and reported (for example,
つまり抵抗皮膜を用いた電波吸収体において、抵抗皮膜の面抵抗値の複素量(実部と虚部)を制御する事で、電波吸収体の厚みをλ/4より厚くまたは薄くすることができる。つまり面抵抗値の実部と虚部を正の値にする事で、誘導性を有する抵抗皮膜を用いた電波吸収体とする事ができ、λ/4型電波吸収体より厚い電波吸収体とする事ができる。また面抵抗値の実部を正の値、虚部を負の値にする事で、容量性を有する抵抗皮膜を用いた電波吸収体となり、λ/4型電波吸収体より薄い電波吸収体とする事ができる。 That is, in a radio wave absorber using a resistive film, the thickness of the radio wave absorber can be made thicker or thinner than λ / 4 by controlling the complex amount (real part and imaginary part) of the surface resistance value of the resistive film. . In other words, by setting the real part and imaginary part of the sheet resistance value to positive values, it is possible to obtain a radio wave absorber using an inductive resistance film, and a radio wave absorber that is thicker than a λ / 4 type radio wave absorber. I can do it. In addition, by setting the real part of the sheet resistance value to a positive value and the imaginary part to a negative value, it becomes a radio wave absorber using a resistive resistive film, and is thinner than the λ / 4 type radio wave absorber. I can do it.
特許文献8では、外装材の内側にフェライトをパターン配置し、前記外装材と前記フェライトとの間に低周波領域で容量性を、また高周波領域で誘導性を示すインピーダンス調整部材を配置した電波吸収体(電波吸収壁)の報告がある。しかしながら吸収材料としてフェライトを使用しており、低周波領域では容量性を有し、高周波領域では誘導性を有することが記載されているが、比重の大きいフェライトを使用しているため、軽量化する事はできない。またTV電波に使用されているVHF帯(90〜222MHz)、UHF帯(470〜770MHz)の周波数帯で十分な電波吸収性能を有した電波吸収壁であるため、GHz帯領域の電波を吸収する電波吸収体ではない。
In
また特許文献9に記載の電波吸収体は、吸収材料として燐片状黒鉛と土状黒鉛を用いて容量性サセプタンスを有する抵抗皮膜を用いた電波吸収体であり、周波数5.8GHzを抵抗成分のみを有する抵抗皮膜より45%薄い、厚み4.3mmで29dB(面抵抗値405Ω/□)の反射減衰量が得られたとの報告がなされている。特許文献8に記載の電波吸収体は、吸収材料として比重の小さい燐片状黒鉛と土状黒鉛を紙に塗着しているため、軽量化は可能であるが、添加比率の異なる二種類の黒鉛を混合して使用しているため、均一分散する事が難しく、製造上困難を要する。また報告されている最大吸収周波数は、5.8GHzであり、ミリ波領域の吸収特性は得られていない。これら最大吸収周波数は、吸収材料の特性に依存する所が大きく、燐片状黒鉛と土状黒鉛を吸収材料として用いた容量性サセプタンスを有する抵抗性電波吸収体では、高周波GHz帯領域、特にミリ波領域を吸収する事は難しい。
The radio wave absorber described in
特許文献10に記載の電波吸収体は、吸収材料として比重の小さいフレーク状導電粉末を用いて容量性サセプタンスを有する抵抗皮膜を用いた電波吸収体であり、25dB(7.8GHz、抵抗皮膜の厚み12μm、表面抵抗率275Ω/□)、28dB(9.4GHz、抵抗皮膜の厚み12μm、表面抵抗率275Ω/□)、12dB(11.4GHz、抵抗皮膜の厚み33μm、表面抵抗率60Ω/□)、13.3dB(14.8GHz、抵抗皮膜の厚み65μm、表面抵抗率380Ω/□)の反射減衰量が得られたとの報告がなされている。しかしながら、吸収材料として比重の小さいフレーク状導電粉末を用いているため、軽量化は可能であるが、良好な吸収特性を有する周波数は10GHz程度であり、それ以上の周波数領域では、電波吸収特性として満足する性能を有していない。そのため報告された容量性サセプタンスを有する抵抗皮膜を用いた電波吸収体は、高周波GHz帯領域、特にミリ波領域の電波を吸収する事は難しい。
The radio wave absorber described in
電波吸収体の最大吸収周波数は、吸収材料の特性に依存する所が大きく、グラファイト粉末、カーボンブラック、カーボンファイバー、コイル状炭素繊維(カーボンナノコイル)燐片状黒鉛と土状黒鉛等のカーボン材料を吸収材料として用いた容量性サセプタンスを有する抵抗皮膜を用いた電波吸収体では、GHz帯領域、特にミリ波領域の電波を吸収する事は難しい。 The maximum absorption frequency of radio wave absorbers depends largely on the characteristics of the absorbing material. Carbon materials such as graphite powder, carbon black, carbon fiber, coiled carbon fiber (carbon nanocoil) flake graphite and earth graphite It is difficult to absorb radio waves in the GHz band region, particularly in the millimeter wave region, with a radio wave absorber using a resistive film having a capacitive susceptance that uses as a absorbing material.
以上のように、誘導性又は容量性サセプタンスを有した抵抗皮膜を用いた電波吸収体についは様々な検討が行われているが、微細炭素繊維を用いて容量性サセプタンスを有する抵抗皮膜を用いた電波吸収体の報告はなく、また容量性サセプタンスを有する抵抗皮膜を用いて、GHz帯領域、高周波GHz帯領域、特にミリ波領域まで電波を吸収する事ができる電波吸収体について報告された例はない。 As described above, various studies have been made on a radio wave absorber using a resistive film having an inductive or capacitive susceptance, but a resistive film having a capacitive susceptance using fine carbon fibers was used. There are no reports of radio wave absorbers, and examples of radio wave absorbers that can absorb radio waves in the GHz band region, high-frequency GHz band region, particularly the millimeter wave region using a resistive film having capacitive susceptance Absent.
従って本発明は、上述したような従来技術における問題点を鑑み、吸収材料として比重の小さい微細炭素繊維を用い、容量性サセプタンスを有した抵抗皮膜を用いた電波吸収体を作製する事で、λ/4型電波吸収体より吸収体の厚みを薄くする事ができ、またGHz帯領域、特にミリ波領域において良好な吸収特性を有する電波吸収体を提供することを課題とする。 Therefore, in view of the problems in the prior art as described above, the present invention uses a fine carbon fiber having a small specific gravity as an absorbing material and produces a radio wave absorber using a resistive film having a capacitive susceptance. It is an object of the present invention to provide a radio wave absorber that can be made thinner than a / 4 type radio wave absorber and that has good absorption characteristics in the GHz band region, particularly in the millimeter wave region.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、電波吸収塗料組成物を基材に塗布した容量性サセプタンスを有する抵抗皮膜を用いた電波吸収体とすることで、λ/4型電波吸収体より吸収体の厚みを薄くする事ができ、またGHz帯領域、特にミリ波領域において良好な吸収特性を有する電波吸収体を見出したため、本発明の完成に至った。即ち、本発明は、以下の内容で構成されている。 As a result of intensive research in order to solve the above problems, the present inventor obtained a wave absorber using a resistive film having a capacitive susceptance coated with a radio wave absorbing coating composition on a base material. The thickness of the absorber can be made thinner than that of the type 4 wave absorber, and a wave absorber having good absorption characteristics in the GHz band region, particularly in the millimeter wave region has been found, and the present invention has been completed. That is, the present invention has the following contents.
微細炭素繊維と樹脂材料からなり、容量性サセプタンスを有する抵抗皮膜を用いた電波吸収体。 An electromagnetic wave absorber using a resistive film made of fine carbon fiber and a resin material and having a capacitive susceptance.
微細炭素繊維、樹脂材料及び溶剤を含有する電波吸収塗料組成物を塗布してなる電波吸収体。 An electromagnetic wave absorber formed by applying an electromagnetic wave absorbing coating composition containing fine carbon fibers, a resin material, and a solvent.
前記抵抗皮膜中の微細炭素繊維含有率が、1〜15質量%の範囲である電波吸収体。 The electromagnetic wave absorber whose fine carbon fiber content rate in the said resistance film is the range of 1-15 mass%.
電波吸収塗料組成物を基材に塗布して得られた抵抗皮膜の表面抵抗率が950〜3000Ω/□である電波吸収体。 A radio wave absorber in which a surface resistivity of a resistance film obtained by applying a radio wave absorbing coating composition on a substrate is 950 to 3000 Ω / □.
電波吸収塗料組成物を基材に塗布して得られた抵抗皮膜の膜厚が0.001〜0.2mmである電波吸収体。 A radio wave absorber in which the film thickness of a resistance film obtained by applying a radio wave absorbing coating composition to a substrate is 0.001 to 0.2 mm.
微細炭素繊維、樹脂材料、溶剤及び分散剤を含有する電波吸収塗料組成物を塗布してなる電波吸収体。 An electromagnetic wave absorber formed by applying an electromagnetic wave absorbing coating composition containing fine carbon fibers, a resin material, a solvent, and a dispersant.
前記分散剤が、水酸基を有する有機化合物または水酸基を有する有機化合物の混合物である電波吸収体。 The radio wave absorber, wherein the dispersant is an organic compound having a hydroxyl group or a mixture of organic compounds having a hydroxyl group.
前記微細炭素繊維が、外径15〜100nmの微細炭素繊維から構成される3次元ネットワーク状の微細炭素繊維構造体であって、前記微細炭素繊維構造体は、前記微細炭素繊維が複数延出する態様で、当該微細炭素繊維を互いに結合する粒状部を有しており、かつ当該粒状物は前記微細炭素繊維の成長過程において成形されてなるものである電波吸収体。 The fine carbon fiber is a three-dimensional network-like fine carbon fiber structure composed of fine carbon fibers having an outer diameter of 15 to 100 nm, and the fine carbon fiber structure includes a plurality of the fine carbon fibers extending. In an aspect, the radio wave absorber has a granular portion for bonding the fine carbon fibers to each other, and the granular material is formed during the growth process of the fine carbon fibers.
前記微細炭素繊維は、ラマン分光分析法で測定されるID/IGが、0.2以下である電波吸収体。 The fine carbon fiber is an electromagnetic wave absorber whose ID / IG measured by Raman spectroscopy is 0.2 or less.
前記電波吸収塗料組成物に用いられる樹脂材料が、熱可塑性樹脂である電波吸収体。 A radio wave absorber, wherein the resin material used in the radio wave absorbing coating composition is a thermoplastic resin.
前記熱可塑性樹脂が、スチレン共重合体、熱可塑性ポリウレタン樹脂、塩素化ポリプロピレン、酢酸ビニル樹脂、または環状ポリオレフィン樹脂から選択される1種類以上である電波吸収体。 The radio wave absorber, wherein the thermoplastic resin is at least one selected from a styrene copolymer, a thermoplastic polyurethane resin, a chlorinated polypropylene, a vinyl acetate resin, or a cyclic polyolefin resin.
前記電波吸収塗料組成物に用いられる樹脂材料が、熱硬化性樹脂である電波吸収体。 A radio wave absorber, wherein the resin material used in the radio wave absorbing coating composition is a thermosetting resin.
前記熱硬化性樹脂が熱硬化性ポリウレタン樹脂またはエポキシ樹脂である電波吸収体。 A radio wave absorber in which the thermosetting resin is a thermosetting polyurethane resin or an epoxy resin.
前記電波吸収塗料組成物に用いられる溶剤が、メタノール、エタノール、2−プロパノール、2−ブタノン、トルエンまたはキシレンのいずれか1つ以上である電波吸収体。 The electromagnetic wave absorber whose solvent used for the said electromagnetic wave absorption coating composition is any one or more of methanol, ethanol, 2-propanol, 2-butanone, toluene, or xylene.
前記電波吸収塗料組成物が塗布される基材が、紙、樹脂シートまたは樹脂板であること電波吸収体。 The radio wave absorber, wherein the base material to which the radio wave absorbing coating composition is applied is paper, a resin sheet or a resin plate.
容量性サセプタンスを有する抵抗皮膜が塗布された基材の裏面に反射層を設けてなる電波吸収体。 An electromagnetic wave absorber comprising a reflective layer provided on the back surface of a base material coated with a resistive film having capacitive susceptance.
前記電波吸収塗料組成物を基材に塗布し、その裏面に設ける反射層が、アルミニウム箔、銅箔またはステンレス箔である電波吸収体。 A radio wave absorber in which the radio wave absorbing coating composition is applied to a substrate, and a reflective layer provided on the back surface thereof is an aluminum foil, a copper foil, or a stainless steel foil.
本発明の容量性サセプタンスを有する微細炭素繊維含有抵抗皮膜を用いた電波吸収体は、λ/4型電波吸収体より吸収体の厚みを薄くする事ができ、またGHz帯、特にミリ波帯領域の電波に対して高い吸収特性を示すため、コンピュータ、通信機器、電磁波利用機器、ETS、AHS、建築用途の電波吸収体として好適に用いることができる。 The wave absorber using the fine carbon fiber-containing resistive film having capacitive susceptance according to the present invention can be made thinner than the λ / 4 type wave absorber, and the GHz band, particularly the millimeter wave band region. Therefore, it can be suitably used as a radio wave absorber for computers, communication equipment, electromagnetic wave equipment, ETS, AHS, and building applications.
本発明の電波吸収体は、裏面に反射層を設けた基材の表面に、微細炭素繊維含有電波吸収塗料組成物を塗布して得られる、容量性サセプタンスを有する抵抗皮膜が形成された電波吸収体であって、吸収材料として微細炭素繊維を用いるため軽量であり、吸収体の厚みをλ/4型電波吸収体より薄くする事ができ、GHz帯領域、高周波GHz帯領域、特にミリ波領域の電波に対して高い吸収特性を示すことができる事を特徴とするものである。 The radio wave absorber of the present invention is a radio wave absorber in which a resistive film having a capacitive susceptance is formed by applying a fine carbon fiber-containing radio wave absorbing coating composition on the surface of a substrate having a reflective layer provided on the back surface. It is lightweight because it uses fine carbon fiber as an absorbing material, and the thickness of the absorber can be made thinner than the λ / 4 type wave absorber, and the GHz band region, the high frequency GHz band region, particularly the millimeter wave region. It is characterized by being able to exhibit high absorption characteristics with respect to radio waves.
以下、本発明を実施形態に基づき、詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
本発明の電波吸収体の吸収材料に使用する微細炭素繊維としては、単層、二層及び多層の微細炭素繊維であり、それぞれ目的に応じて用いる事が出来る。本発明においては、より好ましくは、多層の微細炭素繊維が用いられる。微細炭素繊維の製造方法に関しては、特に制限されるものではなく、触媒を用いる気相成長法、アーク放電法、レーザー蒸発法及びHiPco法(High−pressure carbon monoxide process)等、従来公知のいずれの製造方法でもよい。 The fine carbon fibers used for the absorbing material of the radio wave absorber of the present invention are single-layer, double-layer, and multilayer fine carbon fibers, which can be used according to the purpose. In the present invention, more preferably, multi-layered fine carbon fibers are used. The method for producing the fine carbon fiber is not particularly limited, and any conventionally known method such as a vapor phase growth method using a catalyst, an arc discharge method, a laser evaporation method, and a HiPco method (High-pressure carbon monoxide process). A manufacturing method may be used.
例えば、レーザー蒸着法により単層の微細炭素繊維を作製する方法を以下に示す。原料としてグラファイトパウダーと、ニッケル及びコバルト微粉末混合ロットを用意した。この混合ロットを665hPa(500Torr)のアルゴン雰囲気下、電気炉により1250℃に加熱し、そこに350mJ/PulseのNd:YAGレーザーの第二高調波パルスを照射し、炭素と金属微粒子を蒸発させることにより、単層の微細炭素繊維を作製することができる。 For example, a method for producing a single-layer fine carbon fiber by laser vapor deposition is shown below. As a raw material, graphite powder and a mixed lot of nickel and cobalt fine powder were prepared. This mixed lot is heated to 1250 ° C. in an electric furnace under an argon atmosphere of 665 hPa (500 Torr), and irradiated with a second harmonic pulse of 350 mJ / Pulse Nd: YAG laser to evaporate carbon and metal fine particles. Thus, a fine carbon fiber having a single layer can be produced.
以上の作製方法は、あくまで典型例であり、金属の種類、ガスの種類、電気炉の温度、レーザーの波長等を変更してもよい。また、レーザー蒸着法以外の作製法、例えばHiPco法、気相成長法、アーク放電法、一酸化炭素の熱分解法、微細な空孔中に有機分子を挿入して熱分解するテンプレート法、フラーレン・金属共蒸着法等、他の手法によって作製された単層の微細炭素繊維を使用してもよい。 The above manufacturing method is merely a typical example, and the metal type, gas type, electric furnace temperature, laser wavelength, and the like may be changed. In addition, other than laser deposition methods, for example, HiPco method, vapor phase growth method, arc discharge method, carbon monoxide thermal decomposition method, template method in which organic molecules are inserted into fine pores, thermal decomposition, fullerene -You may use the single layer fine carbon fiber produced by other methods, such as a metal co-evaporation method.
例えば、定温アーク放電法により二層の微細炭素繊維を作製する方法を以下に示す。基板は表面処理されたSi基板を用い、処理方法としては触媒金属及び触媒助剤金属を溶解した溶液中に、アルミナ粉末を30分間浸し、さらに3時間超音波処理により分散させて得られた溶液をSi基板に塗布し、空気中において120℃で維持間乾燥させた。微細炭素繊維製造装置の反応室に基板を設置し、反応ガスとして水素とメタンの混合ガスを用い、ガスの供給量は水素を500sccm、メタンを10sccmとし、反応室の圧力を70Torrとした。陰極部はTaよりなる棒状の放電部を用いた。次に陽極部と陰極部及び陽極部と基板との間に直流電圧を印加し、放電電流が2.5Aで一定になるように放電電圧を制御した。放電により陰極部の温度が2300℃になると正規グロー放電状態から異常グロー放電状態になり、放電電流が2.5A、放電電圧が700V、反応ガス温度が3000℃の状態を10分間行うことで、基板全体に単層及び2層の微細炭素繊維を作製することができる。 For example, a method for producing a two-layer fine carbon fiber by a constant temperature arc discharge method is shown below. The substrate was a surface-treated Si substrate, and the treatment method was a solution obtained by immersing alumina powder in a solution in which the catalyst metal and the catalyst auxiliary metal were dissolved for 30 minutes, and then dispersing by ultrasonic treatment for 3 hours. Was applied to a Si substrate and dried in air at 120 ° C. for maintenance. A substrate was installed in the reaction chamber of the fine carbon fiber production apparatus, a mixed gas of hydrogen and methane was used as a reaction gas, the supply amount of gas was 500 sccm for hydrogen, 10 sccm for methane, and the pressure in the reaction chamber was 70 Torr. As the cathode part, a rod-like discharge part made of Ta was used. Next, a DC voltage was applied between the anode part and the cathode part, and between the anode part and the substrate, and the discharge voltage was controlled so that the discharge current was constant at 2.5A. When the temperature of the cathode part is 2300 ° C. due to discharge, the normal glow discharge state is changed to an abnormal glow discharge state, and the discharge current is 2.5 A, the discharge voltage is 700 V, and the reaction gas temperature is 3000 ° C. for 10 minutes. Single-layer and double-layer fine carbon fibers can be produced on the entire substrate.
以上の作製方法は、あくまで一例であり、金属の種類、ガスの種類等、諸条件を変更してもよい。また、アーク放電法以外の作製法によって作製された単層の微細炭素繊維を使用してもよい。 The above manufacturing method is merely an example, and various conditions such as the type of metal and the type of gas may be changed. Moreover, you may use the single layer fine carbon fiber produced by production methods other than the arc discharge method.
例えば、気相成長法により三次元構造を有した多層の微細炭素繊維を作製する方法を以下に示す。基本的には、遷移金属超微粒子を触媒として炭化水素等の有機化合物をCVD法で化学熱分解して繊維構造体(以下、中間体)を得、これをさらに高温熱処理することで多層の微細炭素繊維を作製することができる。 For example, a method for producing a multi-layered fine carbon fiber having a three-dimensional structure by a vapor deposition method is shown below. Basically, an organic compound such as a hydrocarbon is chemically pyrolyzed by CVD using transition metal ultrafine particles as a catalyst to obtain a fiber structure (hereinafter referred to as an intermediate), which is further subjected to high-temperature heat treatment to produce multilayer fine particles. Carbon fibers can be made.
原料有機化合物としては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素、一酸化炭素、エタノール等のアルコール類が使用されるが、炭素源として分解温度の異なる少なくとも2つ以上の炭素化合物を用いることが好ましい。なお、少なくとも2つ以上の炭素化合物とは、必ずしも原料有機化合物として2種以上のものを使用するというものではなく、原料有機化合物としては1種のものを使用した場合であっても、繊維構造体の合成過程においては、例えば、トルエンやキシレンの水素脱アルキル化などのような反応を生じて、その後の熱分解反応系においては分解温度の異なる2つ以上の炭素化合物となっているような態様を含むものである。雰囲気ガスには、アルゴン、ヘリウム、キセノン等の不活性ガスや水素を用い、触媒としては鉄、コバルト、モリブデンなどの遷移金属あるいはフェロセン、酢酸金属塩などの遷移金属化合物と硫黄あるいはチオフェン、硫化鉄などの硫黄化合物の混合物を使用する。 As the raw material organic compound, hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, and alcohols such as carbon monoxide and ethanol are used, but it is preferable to use at least two or more carbon compounds having different decomposition temperatures as the carbon source. . Note that at least two or more carbon compounds do not necessarily use two or more types of raw material organic compounds, and even when one type of raw material organic compound is used, the fiber structure In the body synthesis process, for example, a reaction such as hydrogen dealkylation of toluene or xylene occurs, and in the subsequent thermal decomposition reaction system, it becomes two or more carbon compounds having different decomposition temperatures. Including embodiments. The atmosphere gas is an inert gas such as argon, helium, xenon or hydrogen, and the catalyst is a transition metal such as iron, cobalt or molybdenum, or a transition metal compound such as ferrocene or metal acetate, and sulfur or thiophene or iron sulfide. Use a mixture of sulfur compounds such as
中間体の合成は、通常行われている炭化水素などのCVD法を用い、原料となる炭化水素及び触媒の混合液を蒸発させ、水素ガス等をキャリアガスとして反応炉内に導入し、800〜1300℃の温度で熱分解する。これにより、外径が15〜100nmの繊維相互が、前記触媒の粒子を核として成長した粒状体によって結合した疎な三次元構造を有する微細炭素繊維構造体(中間体)が複数集まった数センチから数十センチの大きさの集合体を合成する。 The synthesis of the intermediate is carried out by using a CVD method such as hydrocarbon, which is usually performed, by evaporating the mixture of hydrocarbon and catalyst as raw materials, introducing hydrogen gas or the like into the reaction furnace as a carrier gas, Pyrolysis at a temperature of 1300 ° C. As a result, several centimeters in which a plurality of fine carbon fiber structures (intermediates) having a sparse three-dimensional structure in which fibers having an outer diameter of 15 to 100 nm are bonded together by granular materials grown using the catalyst particles as nuclei are collected. To synthesize an aggregate of several tens of centimeters.
原料となる炭化水素の熱分解反応は、主として触媒粒子ないしこれを核として成長した粒状体表面において生じ、分解によって生じた炭素の再結晶化が当該触媒粒子ないし粒状体より一定方向に進むことで、繊維状に成長する。しかしこの熱分解速度と成長速度とのバランスを意図的に変化させる、例えば上記したように炭素源として分解温度の異なる少なくとも2つ以上の炭素化合物を用いることで、一次元的方向にのみ炭素物質を成長させることなく、粒状体を中心として三次元的に炭素物質を成長させる。もちろん、このような三次元的な微細炭素繊維の成長は、熱分解速度と成長速度とのバランスにのみ依存するものではなく、触媒粒子の結晶面選択性、反応炉内における滞留時間、炉内温度分布等によっても影響を受けるが、概して、上記したような熱分解速度よりも成長速度の方が速いと、炭素物質は繊維状に成長し、一方、成長速度よりも熱分解速度の方が速いと、炭素物質は触媒粒子の周面方向に成長する。従って、熱分解速度と成長速度とのバランスを意図的に変化させることで、上記したような炭素物質の成長を一定方向とすることなく、制御下に他方向として、三次元構造を形成することが出来るものである。なお、生成する中間体においては、繊維相互が粒状体により結合された前記したような三次元構造を容易に形成させる上では、触媒等の組成、反応炉内における滞留時間、反応温度及びガス温度等を最適化することが好ましい。 The thermal cracking reaction of the hydrocarbon as a raw material mainly occurs on the surface of the granular particles grown using the catalyst particles or the core, and the recrystallization of carbon generated by the decomposition proceeds in a certain direction from the catalytic particles or granular materials. Grows in a fibrous form. However, by intentionally changing the balance between the thermal decomposition rate and the growth rate, for example, by using at least two or more carbon compounds having different decomposition temperatures as a carbon source as described above, the carbon material is only in a one-dimensional direction. The carbon material is grown three-dimensionally around the granular material without growing the material. Of course, the growth of such three-dimensional fine carbon fibers does not depend only on the balance between the thermal decomposition rate and the growth rate, but the crystal face selectivity of the catalyst particles, the residence time in the reactor, Although it is affected by the temperature distribution, etc., in general, when the growth rate is faster than the thermal decomposition rate as described above, the carbon material grows in a fibrous form, while the thermal decomposition rate is higher than the growth rate. When fast, the carbon material grows in the circumferential direction of the catalyst particles. Therefore, by intentionally changing the balance between the pyrolysis rate and the growth rate, the growth of the carbon material as described above can be formed in a certain direction, and a three-dimensional structure can be formed in the other direction under control. Is something you can do. In the intermediate to be produced, the composition of the catalyst, the residence time in the reaction furnace, the reaction temperature, and the gas temperature are used to easily form the three-dimensional structure as described above in which the fibers are bonded together by the granular material. Etc. are preferably optimized.
触媒及び炭化水素の混合ガスを800〜1300℃の範囲の一定温度で加熱生成して得られた中間体は、炭素原子からなるパッチ状のシート片を貼り合わせたような構造を有し、ラマン分光分析をすると、Dバンドが非常に大きく、欠陥が多い。また、生成した中間体は、未反応原料、非繊維状炭素物、タール分及び触媒金属を含んでいる。 An intermediate obtained by heating and generating a mixed gas of catalyst and hydrocarbon at a constant temperature in the range of 800 to 1300 ° C. has a structure in which patch-like sheet pieces made of carbon atoms are bonded together, and Raman When spectroscopic analysis is performed, the D band is very large and there are many defects. Moreover, the produced | generated intermediate body contains the unreacted raw material, non-fibrous carbon material, a tar content, and a catalyst metal.
従って、このような中間体からこれら残留物を除去し、欠陥が少ない所期の微細炭素繊維構造体を得るためには、適切な方法で2400〜3000℃の高温熱処理を行う。 Therefore, in order to remove these residues from such an intermediate and obtain the desired fine carbon fiber structure with few defects, high-temperature heat treatment at 2400 to 3000 ° C. is performed by an appropriate method.
すなわち、例えば、この中間体を800〜1200℃で加熱して未反応原料やタール分などの揮発分を除去した後、2400〜3000℃の高温でアニール処理することによって所期の構造体を調製し、同時に繊維に含まれる触媒金属を蒸発させて除去する。なお、この際、物質構造を保護するために不活性ガス雰囲気中に還元ガス又は微量の一酸化炭素ガスを添加してもよい。 That is, for example, the intermediate is heated at 800 to 1200 ° C. to remove volatile components such as unreacted raw materials and tars, and then annealed at a high temperature of 2400 to 3000 ° C. to prepare the desired structure. At the same time, the catalyst metal contained in the fiber is removed by evaporation. At this time, in order to protect the substance structure, a reducing gas or a small amount of carbon monoxide gas may be added to the inert gas atmosphere.
前記中間体を2400〜3000℃の範囲の温度でアニール処理すると、炭素原子からなるパッチ状のシート片は、それぞれ結合して複数のグラフェンシート状の層を形成する。 When the intermediate is annealed at a temperature in the range of 2400 to 3000 ° C., the patch-like sheet pieces made of carbon atoms are bonded to each other to form a plurality of graphene sheet-like layers.
また、このような高温熱処理前もしくは処理後において、微細炭素繊維構造体の円相当平均径を数センチに解砕処理する工程と、解砕処理された微細炭素繊維構造体の円相当平均径を50〜100μmに粉砕処理する工程とを経ることで、所望の円相当平均径を有する微細炭素繊維を作製する。 Further, before or after such high-temperature heat treatment, the step of crushing the equivalent circle average diameter of the fine carbon fiber structure to several centimeters, and the equivalent circle average diameter of the fine carbon fiber structure subjected to the crush treatment The fine carbon fiber which has a desired circle equivalent average diameter is produced through the process of grind | pulverizing to 50-100 micrometers.
以上の作製方法は、あくまで一例であり、金属の種類、ガスの種類等、諸条件を変更してもよい。また、気相成長法以外の作製法によって作製された多層の微細炭素繊維を使用してもよい。 The above manufacturing method is merely an example, and various conditions such as the type of metal and the type of gas may be changed. Moreover, you may use the multilayer fine carbon fiber produced by production methods other than a vapor phase growth method.
本発明の微細炭素繊維の添加量については、樹脂材料100質量%に対し1〜15質量%の範囲であり、好ましくは2〜13質量%であり、より好ましくは3〜12質量%である。このように微細炭素繊維が1質量%より少ない場合は、所望の導電性が得られない。また微細炭素繊維が15質量%以上である場合は、微細炭素繊維が嵩高いため、良好な樹脂膜が作製できなくなる。 About the addition amount of the fine carbon fiber of this invention, it is the range of 1-15 mass% with respect to 100 mass% of resin materials, Preferably it is 2-13 mass%, More preferably, it is 3-12 mass%. Thus, when there are few fine carbon fibers than 1 mass%, desired electroconductivity cannot be obtained. Moreover, when the fine carbon fiber is 15% by mass or more, the fine carbon fiber is bulky, so that a good resin film cannot be produced.
本発明の熱可塑性樹脂として、特に限定されるものではないが、例えば、塩素化ポリエチレン樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、塩素化エチレン−プロピレン共重合体、塩素化エチレン−酢酸ビニル共重合体等の塩素化ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合体、スチレン−アセトニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−マレイミド共重合体、ASA樹脂、AES樹脂、ACS樹脂、PC−ABSアロイ、PC−AESアロイ等のスチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエステル樹脂、酢酸ビニル樹脂、環状ポリオレフィン共重合体、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、アクリル樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、酢酸セルロース、硝酸セルロースおよびこれらを変性した樹脂等が挙げられる。またエチレン−プロピレン−ターポリマーゴム(EPT)、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エチレン−α−オレフィンゴム、エチレン−プロピレンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム等の各種エラストマー等も挙げられる。 The thermoplastic resin of the present invention is not particularly limited. For example, chlorine such as chlorinated polyethylene resin, chlorinated polypropylene resin, chlorinated ethylene-propylene copolymer, chlorinated ethylene-vinyl acetate copolymer, etc. Polyolefin resin, polystyrene resin, styrene-acrylic copolymer, styrene-acetonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, styrene-maleimide copolymer, ASA resin, AES resin, Styrene resin such as ACS resin, PC-ABS alloy, PC-AES alloy, polyethylene terephthalate resin, polyester resin, vinyl acetate resin, cyclic polyolefin copolymer, polyamideimide resin, polyetherimide resin, polyvinyl formal resin, polyvinyl butyler Resins, polyphenylene ether resins, acrylic resins, thermoplastic polyurethane resins, silicone resins, cellulose acetate, and the like cellulose nitrate and these were modified resin. Also, ethylene-propylene-terpolymer rubber (EPT), chloroprene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, natural rubber, polyisoprene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, chlorinated polyethylene rubber, ethylene-α-olefin rubber, Examples include various elastomers such as ethylene-propylene rubber, silicone rubber, acrylic rubber, and fluorine rubber.
本発明の熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、ユリア系樹脂、メラミン系樹脂、シリコン系樹脂、ポリイミド系樹脂およびこれらを変性した樹脂等が挙げられる。 Examples of the thermosetting resin of the present invention include epoxy resins, acrylic resins, urethane resins, phenol resins, polyester resins, urea resins, melamine resins, silicon resins, polyimide resins, and the like. Examples thereof include modified resins.
本発明で使用する有機溶剤を以下に挙げるが、特にこれらに限定されるものではない。例えば、水、アルコール類(メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、シクロヘキサノール)、グリコール類(エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノアリルエーテル、ポリプロピレングリコールモノアリルエーテル、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カービトール、ブチルカービトール、メトキシブタノール)及びエステルエーテル類(酢酸セロソルブ、酢酸ブチルセロソルブ、酢酸カービトール、酢酸メトキシブチル)、エーテル類(テトラヒドロフラン、ジオキサン)、脂肪族炭化水素類(ミネラルスピリット)、脂環族炭化水素(テレビン油)、混合炭化水素(HAWS、ソルベット100、ソルベット150)、芳香族炭化水素(トルエン、キシレン、エチルベンゼン、)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホン)、エステル類(酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル)、シリコーンオイル類(ポリジメチルシロキサン、部分オクチル置換ポリジメチルシロキサン、部分フェニル置換ポリジメチルシロキサン)、ハロゲン化炭化水素(クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロホルム、ブロモベンゼン)、フッ素化物類等が挙げられる。またこれらを2種以上混合してもよい。さらに溶剤の量は、塗料として使用するときの粘度が塗装できる適当な範囲になるように選定すればよい。
Although the organic solvent used by this invention is mentioned below, it is not specifically limited to these. For example, water, alcohols (methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, cyclohexanol), glycols (ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, diethylene glycol monoethyl ether, polypropylene glycol monoethyl ether) , Polyethylene glycol monoallyl ether, polypropylene glycol monoallyl ether, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, carbitol, butyl carbitol, methoxybutanol) and ester ethers (cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, carbitol acetate, methoxybutyl acetate), ethers (tetrahydrofuran) , Dioxane), fat Hydrocarbons (mineral spirits), alicyclic hydrocarbons (turpentine oil), mixed hydrocarbons (HAWS,
本発明の微細炭素繊維を分散させるための分散剤においては、下記表に具体例を示すが、これらに限定されるものではない。 Specific examples of the dispersant for dispersing the fine carbon fibers of the present invention are shown in the following table, but are not limited thereto.
本発明の微細炭素繊維用分散剤の平均重合度は、200〜8000の範囲であり、好ましくは300〜5000であり、特に好ましくは400〜3000である。このように微細炭素繊維用分散剤の平均重合度が200より少ない場合は、所望の性能が得られず、また微細炭素繊維用分散剤の平均重合度が8000以上の場合は、使用されている樹脂との相溶性が低下するため、特性を低下させる場合がある。 The average degree of polymerization of the dispersant for fine carbon fibers of the present invention is in the range of 200 to 8000, preferably 300 to 5000, and particularly preferably 400 to 3000. Thus, when the average degree of polymerization of the dispersant for fine carbon fibers is less than 200, the desired performance cannot be obtained, and when the average degree of polymerization of the dispersant for fine carbon fibers is 8000 or more, it is used. Since the compatibility with the resin is lowered, the characteristics may be lowered.
本発明の微細炭素繊維用分散剤の組成比(X:Y:Z)については、65〜90:5〜30:0〜10の範囲が採用でき、好ましくは70〜85:10〜25:0〜8であり、特に好ましくは75〜85:15〜20:1〜5である。このように微細炭素繊維用分散剤においてXの組成比が65より少ない場合は、微細炭素繊維用分散剤の分散解繊性能が得られず、また微細炭素繊維用分散剤においてXの組成比が90以上の場合は、使用されている樹脂との相溶性が低下するため、特性を低下させる場合がある。 About the composition ratio (X: Y: Z) of the dispersing agent for fine carbon fibers of this invention, the range of 65-90: 5-30: 0-10 is employable, Preferably it is 70-85: 10-25: 0. It is -8, Most preferably, it is 75-85: 15-20: 1-5. Thus, when the composition ratio of X is less than 65 in the dispersant for fine carbon fibers, the dispersion and defibration performance of the dispersant for fine carbon fibers cannot be obtained, and the composition ratio of X in the dispersant for fine carbon fibers is In the case of 90 or more, the compatibility with the resin being used is lowered, so that the characteristics may be lowered.
本発明の微細炭素繊維用分散剤の添加量については、微細炭素繊維100質量%に対して0.0005〜500質量%の範囲であり、好ましくは0.015〜250質量%であり、特に好ましくは0.025〜100質量%である。このように微細炭素繊維用分散剤が0.0005質量%より少ない場合は、所望の性能が得られない。また微細炭素繊維用分散剤が500質量%以上である場合は、使用されている樹脂の特性を低下させる場合がある。 About the addition amount of the dispersing agent for fine carbon fibers of this invention, it is the range of 0.0005-500 mass% with respect to 100 mass% of fine carbon fibers, Preferably it is 0.015-250 mass%, Especially preferably. Is 0.025-100 mass%. Thus, when there are few dispersing agents for fine carbon fibers than 0.0005 mass%, desired performance cannot be obtained. Moreover, when the dispersing agent for fine carbon fibers is 500 mass% or more, the characteristic of resin currently used may be reduced.
本発明に用いられる電波吸収塗料組成物には、その他の用途に応じて添加剤を加えてもよい。例えば、無機顔料、有機顔料、フィラー、ウィスカ、増粘剤、沈降防止剤、紫外線防止剤、湿潤剤、乳化剤、皮張り防止剤、重合防止剤、たれ防止剤、消泡剤、色分れ防止剤、レベリング剤、乾燥剤、硬化剤、硬化促進剤、可塑剤、耐火・防止剤、防カビ・防藻剤、抗菌剤、殺虫剤、海中防汚剤、金属表面処理剤、脱さび剤、脱脂剤、皮膜化成剤、漂白剤、着色剤、ウッドシーラー、目止め剤、サンディングシーラー、シーラー、セメントフィラー又は樹脂入りセメントペースト等が挙げられる。 Additives may be added to the radio wave absorbing coating composition used in the present invention according to other applications. For example, inorganic pigments, organic pigments, fillers, whiskers, thickeners, anti-settling agents, UV inhibitors, wetting agents, emulsifiers, anti-skinning agents, polymerization inhibitors, anti-sagging agents, antifoaming agents, color separation prevention Agent, leveling agent, drying agent, curing agent, curing accelerator, plasticizer, fireproofing / preventing agent, fungicide / algaeproofing agent, antibacterial agent, insecticide, marine antifouling agent, metal surface treatment agent, derusting agent, Examples include degreasing agents, film forming agents, bleaching agents, colorants, wood sealers, sealants, sanding sealers, sealers, cement fillers, and resin-containing cement pastes.
本発明で用いられる電波吸収塗料組成物を作製するための分散機においては、一般的な分散機が用いられる。例えば、遊星ミル、ボールミル、三本ロール、ニーダー、ヘンシェルミキサー、オープンロールミキサー、バンバリー混合機、ビーズミル(ダイノーミル、(株)シンマルエンタープライズ)TKラボディスパー、TKフィルミックス、TKパイプラインミクサー、TKホモミックラインミル、TKホモジェッター、TKユニミキサー、TKホモミックラインフロー、TKアジホモディスパー(以上、特殊機化工業(株))、ホモジナイザー・ポリトロン((株)セントラル科学貿易)、ホモジナイザー・ヒストロン((株)日音医理科機器製作所)、バイオミキサー((株)日本精機製作所)、ターボ型攪拌機((株)小平製作所)、ウルトラディスパー(浅田鉄鋼(株))、エバラマイルザー(荏原製作所(株))、超音波装置又は超音波洗浄機(アズワン(株))等が挙げられる。 In the disperser for producing the radio wave absorbing coating composition used in the present invention, a general disperser is used. For example, planetary mill, ball mill, triple roll, kneader, Henschel mixer, open roll mixer, Banbury mixer, bead mill (Dyno Mill, Shinmaru Enterprise Co., Ltd.), TK Lab Disper, TK Philmix, TK Pipeline Mixer, TK Homo Mickline Mill, TK Homojetter, TK Unimixer, TK Homomic Line Flow, TK Aji Homo Dispers (Special Machine Industries Co., Ltd.), Homogenizer Polytron (Central Science Trade Co., Ltd.), Homogenizer Histron ( Nihon Medical Science Equipment Co., Ltd.), Biomixer (Nihon Seiki Seisakusho Co., Ltd.), Turbo-type stirrer (Kodaira Seisakusho Co., Ltd.), Ultra Disper (Asada Steel Co., Ltd.), Ebara Mileser (Ebara Seisakusho Co., Ltd.) Co.)), ultrasonic equipment or supersonic Washing machine (manufactured by AS ONE Corporation), and the like.
本発明の電波吸収塗料組成物を基材に塗装する方法は、一般的な塗装方法を以下に挙げるが、特にこれらに限定するものではない。例えば、エアースプレー塗装、エアレススプレー塗装、低圧霧化スプレー塗装、バーコーダー法による塗装、スピンコーターを用いた塗装等が挙げられる。塗膜の厚さにも特に制限はないが、抵抗皮膜が0.001〜0.2mmであることが好ましく、より好ましくは0.002〜0.1mmであり、特に好ましくは0.003〜0.05mmである。 The method for coating the radio wave absorbing coating composition of the present invention on a substrate includes the following general coating methods, but is not particularly limited thereto. Examples thereof include air spray coating, airless spray coating, low-pressure atomizing spray coating, coating by a bar coder method, and coating using a spin coater. Although there is no restriction | limiting in particular also in the thickness of a coating film, it is preferable that a resistance film is 0.001-0.2 mm, More preferably, it is 0.002-0.1 mm, Most preferably, it is 0.003-0. .05 mm.
本発明の電波吸収塗料組成物において、樹脂材料として熱可塑性樹脂を用いた場合、上記の方法で基材に塗装して得られた微細炭素繊維含有抵抗皮膜は、常温で塗膜を乾燥させることもできる。しかし、塗膜を十分に乾燥させるためには、乾燥温度が10〜200℃に加熱することが好ましく、より好ましくは30〜150℃であり、特に好ましくは60〜120℃である。乾燥温度が10℃未満であると乾燥が十分に進まないおそれがあり、200℃を超えると、素材の変形、塗膜の黄変、膜物性低下等をまねくおそれがある。乾燥時間は、有機溶剤可溶性樹脂、溶剤および基材の種類等で考慮される。 In the radio wave absorption coating composition of the present invention, when a thermoplastic resin is used as a resin material, the fine carbon fiber-containing resistance film obtained by coating the base material by the above method should be dried at room temperature. You can also. However, in order to sufficiently dry the coating film, the drying temperature is preferably heated to 10 to 200 ° C, more preferably 30 to 150 ° C, and particularly preferably 60 to 120 ° C. If the drying temperature is less than 10 ° C, the drying may not proceed sufficiently. If the drying temperature exceeds 200 ° C, the material may be deformed, the coating film may turn yellow, or the film properties may deteriorate. The drying time is considered depending on the type of the organic solvent-soluble resin, the solvent, and the base material.
本発明の電波吸収塗料組成物において、樹脂材料として熱硬化性樹脂を用いた場合、上記の方法で基材に塗装して得られた微細炭素繊維含有抵抗皮膜は、常温で塗膜を乾燥及び硬化させることもできる。しかし、塗膜を十分に乾燥及び硬化させるためには、乾燥温度が10〜400℃に加熱することが好ましく、より好ましくは30〜350℃であり、特に好ましくは60〜300℃である。乾燥温度が10℃未満であると乾燥が十分に進まないおそれがあり、400℃を超えると、素材の変形、塗膜の黄変、膜物性低下等をまねくおそれがある。乾燥及び硬化時間は、熱硬化性樹脂、溶剤および基材の種類等で考慮される。 In the radio wave absorbing coating composition of the present invention, when a thermosetting resin is used as the resin material, the fine carbon fiber-containing resistive film obtained by coating the base material by the above method is dried at room temperature. It can also be cured. However, in order to sufficiently dry and cure the coating film, the drying temperature is preferably heated to 10 to 400 ° C, more preferably 30 to 350 ° C, and particularly preferably 60 to 300 ° C. If the drying temperature is less than 10 ° C, the drying may not proceed sufficiently. If the drying temperature exceeds 400 ° C, the material may be deformed, the coating film may turn yellow, or the film properties may deteriorate. The drying and curing time is considered depending on the type of thermosetting resin, solvent, and substrate.
本発明の電波吸収塗料組成物を塗布する基材については、特に限定されるものではないが、例えば、紙、ガラス、樹脂、不織布、金属等が挙げられ、形状についても、フィルム、シート、板、立体など様々な形状が挙げられる。 The substrate to which the radio wave absorbing coating composition of the present invention is applied is not particularly limited, and examples thereof include paper, glass, resin, nonwoven fabric, metal, etc., and the shape is also a film, sheet, plate. And various shapes such as a solid.
基材には用途に応じた特性を満足するように、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、離型剤、帯電防止剤、着色剤、難燃剤、ガラス繊維等の繊維補強剤、無機充填材等を1種又は2種以上含有することができる。 For the base material, for example, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a release agent, an antistatic agent, a colorant, a flame retardant, a fiber reinforcing agent such as glass fiber, an inorganic filler, etc. 1 type, or 2 or more types can be contained.
反射層には導電性の薄膜であれば、特に限定されず、例えば、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス箔等の金属箔、金属繊維又は金属めっきを施した繊維により、織られた導電性布又は導電性不織布、蒸着めっき、無電界めっき等のめっき、その他導電性塗料(金属系又は炭素系の塗料又はめっき)などや導電性シートなどが挙げられる。このように容量性を有する抵抗性皮膜が塗布された基材の裏面に金属箔等の反射層を設けることで、金属面に本電波吸収体を貼り付けるだけでなく、それ例外に貼り付けた場合においても、所望の電波吸収特性を発現する事ができる。 The reflective layer is not particularly limited as long as it is a conductive thin film, for example, a metal foil such as an aluminum foil, a copper foil, or a stainless steel foil, a conductive cloth woven with a metal fiber or a metal-plated fiber, or Examples thereof include conductive non-woven fabric, plating such as vapor deposition plating and electroless plating, other conductive paints (metal-based or carbon-based paints or plating), and conductive sheets. By providing a reflective layer such as a metal foil on the back surface of the base material coated with a capacitive film in this way, the electromagnetic wave absorber is not only attached to the metal surface but also an exception. Even in the case, desired radio wave absorption characteristics can be exhibited.
λ/4型電波吸収体は、基材に成形される抵抗皮膜の表面抵抗率は、367.6Ω/□で限定されているが、本報告の容量性を有する抵抗皮膜を用いた電波吸収体は、950〜3000Ω/□の範囲が好ましく、より好ましくは1000〜2500Ω/□であり、特に好ましくは1200〜2000Ω/□である。このように抵抗皮膜の表面抵抗率がλ/4型電波吸収体より高い表面抵抗率において良好な電波吸収特性が得られるため、抵抗皮膜内の吸収材料の添加量を低減する事が可能である。容量性を有する抵抗皮膜の表面抵抗率が950Ω/□より小さい場合、電波の反射減衰量が所望する値にならづらく、また3000Ω/□より大きい場合においても、電波の反射減衰量が所望する値になりづらい。つまり、電波吸収体としての性能を満足する電波反射量が20dBに到達しない事がある。 In the λ / 4 type wave absorber, the surface resistivity of the resistance film formed on the base material is limited to 367.6 Ω / □, but the wave absorber using the resistive film having the capacitance described in this report. Is preferably in the range of 950 to 3000 Ω / □, more preferably 1000 to 2500 Ω / □, and particularly preferably 1200 to 2000 Ω / □. As described above, since a favorable radio wave absorption characteristic can be obtained at a surface resistivity where the surface resistivity of the resistance film is higher than that of the λ / 4 type wave absorber, it is possible to reduce the amount of the absorbing material added in the resistance film. . When the surface resistivity of the capacitive resistive film is less than 950Ω / □, the return loss of radio waves is difficult to achieve the desired value, and even when it is greater than 3000Ω / □, the return loss of radio waves is the desired value. It is hard to become. That is, the amount of radio wave reflection that satisfies the performance as a radio wave absorber may not reach 20 dB.
また基材に成形される抵抗皮膜の膜厚は、限りなく薄いほうが好ましいが、0.001〜0.2mmがよく、好ましくは0.002mm〜0.1mm、さらに好ましくは0.003〜0.05mmである。このように0.001mm以下では、所望する表面抵抗率を有する抵抗皮膜を得る事が難しく、0.2mm以上は電波吸収塗料組成物を用いた製造が難しい。 The thickness of the resistance film formed on the substrate is preferably as thin as possible, but is preferably 0.001 to 0.2 mm, preferably 0.002 mm to 0.1 mm, and more preferably 0.003 to 0.3 mm. 05 mm. Thus, if it is 0.001 mm or less, it is difficult to obtain a resistance film having a desired surface resistivity, and if it is 0.2 mm or more, it is difficult to produce using a radio wave absorbing paint composition.
本発明の電磁波吸収体の吸収周波数を調整するために、前記電波吸収塗料組成物が塗布される基材の厚みを調節することが望ましい。低い周波数の電磁波を吸収させるためには、基材をより厚くするのが望ましく、高い周波数を吸収するには基材を薄くすればよい。 In order to adjust the absorption frequency of the electromagnetic wave absorber of the present invention, it is desirable to adjust the thickness of the substrate on which the radio wave absorbing coating composition is applied. In order to absorb low-frequency electromagnetic waves, it is desirable to make the substrate thicker. To absorb high frequencies, the substrate may be made thinner.
つまり、本発明の容量性サセプタンスを有する微細炭素繊維含有抵抗皮膜を用いた電波吸収体がGHz帯領域を吸収するためのスペーサの厚みは、λ/4型電波吸収体より薄くする事ができるため、例えば、1GHzの電波ではλ/4である75mmより薄くする事ができ、2.4GHzの電波ではλ/4である31.45mmより薄くする事ができ、10GHzの電波ではλ/4である7.5mmより薄くする事ができ、38GHzの電波ではλ/4である1.62mmより薄くする事ができ、60GHzではλ/4である1.25mmより薄くする事ができ、76GHzの電波ではλ/4である1.0mmより薄くする事ができ、94GHzの電波ではλ/4である0.8mmより薄くする事ができる。 In other words, the thickness of the spacer for the radio wave absorber using the fine carbon fiber-containing resistive film having the capacitive susceptance of the present invention to absorb the GHz band region can be made thinner than the λ / 4 type radio wave absorber. For example, for a 1 GHz radio wave, it can be thinner than 75 mm, which is λ / 4, for a 2.4 GHz radio wave, it can be thinner than 31.45 mm, which is λ / 4, and for a 10 GHz radio wave, it is λ / 4. It can be made thinner than 7.5 mm, can be made thinner than 1.62 mm, which is λ / 4 at 38 GHz radio wave, can be made thinner than 1.25 mm, which is λ / 4 at 60 GHz, and can be made thinner than 1.25 mm at 60 GHz. It can be made thinner than 1.0 mm which is λ / 4, and it can be made thinner than 0.8 mm which is λ / 4 for a radio wave of 94 GHz.
本発明の抵抗皮膜の面抵抗値の複素量は、実部が正の値であり、虚部は負の値でなくてはならない。また、実部の値の絶対値は虚部の値の絶対値に比べ小さい値であることが望ましい。 In the complex amount of the surface resistance value of the resistance film of the present invention, the real part must be a positive value and the imaginary part must be a negative value. The absolute value of the real part value is preferably smaller than the absolute value of the imaginary part value.
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
<電波吸収塗料組成物の調製法>
〔実施番号1〜12〕
アクリロニトリル−スチレン樹脂 [ダイセルポリマー(株)セビアンN] 53gを、2−ブタノン224g及びトルエン224gの混合溶媒に溶解させて10.8質量%樹脂溶液を501g調整した。この樹脂溶液に微細炭素繊維(ナノカーボンテクノロジーズ株式会社製、外径40〜90nm、長さ数十μm)を5.91g及び炭素繊維用分散剤として表1に示した化合物1を0.591g入れ、1時間攪拌して微細炭素繊維含有樹脂液を調製した。
<Method for preparing radio wave absorbing coating composition>
[Operation number 1-12]
Acrylonitrile-styrene resin [Daicel Polymer Co., Ltd. Sebian N] 53 g was dissolved in a mixed solvent of 224 g of 2-butanone and 224 g of toluene to prepare 501 g of a 10.8% by mass resin solution. In this resin solution, 5.91 g of fine carbon fibers (manufactured by Nano Carbon Technologies, outer diameter of 40 to 90 nm, length of several tens of μm) and 0.591 g of
調製した微細炭素繊維含有樹脂液をビーズミル粉砕機((株)シンマルエンタープライズ製、ビーズ径0.6mm)にて分散処理を行うことにより、微細炭素繊維が均一に分散、解繊した電波吸収塗料組成物を調製した。 The prepared fine carbon fiber-containing resin solution is dispersed in a bead mill grinder (made by Shinmaru Enterprise Co., Ltd., bead diameter 0.6 mm) to uniformly disperse and defibrate the fine carbon fibers. A composition was prepared.
<抵抗皮膜の作製法>
調製した電波吸収塗料組成物を、ポリプロピレン樹脂基材(160x160x3mm)上にバーコータ法にて塗布、室温にて60分放置乾燥する事で微細炭素繊維含有抵抗皮膜を作製した。
<Preparation method of resistance film>
The prepared radio wave absorbing coating composition was applied onto a polypropylene resin substrate (160 × 160 × 3 mm) by a bar coater method, and allowed to dry at room temperature for 60 minutes to prepare a resistive film containing fine carbon fibers.
電波吸収塗料組成物の微細炭素繊維の濃度を低くするためには、10.8質量%アクリロニトリル−スチレン樹脂溶液を加える事で希釈を行う。希釈するためのアクリロニトリル−スチレン樹脂溶液は、アクリロニトリル−スチレン樹脂53g[ダイセルポリマー(株)セビアンN]を、2−ブタノン224g及びトルエン224gの混合溶媒に溶解させて10.8質量%樹脂溶液を501g調製した。 In order to reduce the concentration of the fine carbon fibers of the radio wave absorbing coating composition, dilution is performed by adding a 10.8% by mass acrylonitrile-styrene resin solution. The acrylonitrile-styrene resin solution for dilution was prepared by dissolving 53 g of acrylonitrile-styrene resin [Cebian N, Daicel Polymer Co., Ltd.] in a mixed solvent of 224 g of 2-butanone and 224 g of toluene, and 501 g of a 10.8% by mass resin solution. Prepared.
〔実施番号13〕
上記で調製した電波吸収塗料組成物中に、10.8質量%アクリロニトリル−スチレン樹脂溶液を加え、抵抗皮膜内の微細炭素繊維含有量を樹脂に対して10質量%にした電波吸収塗料組成物を用い、バーコータの種類を変更した以外は、実施例1に準じた。
[Implementation number 13]
A radio wave absorbing coating composition in which a 10.8% by mass acrylonitrile-styrene resin solution is added to the radio wave absorbing coating composition prepared above, and the content of fine carbon fibers in the resistance film is 10% by mass with respect to the resin. The method was the same as in Example 1 except that the type of bar coater was changed.
〔実施番号14、20、21〕
上記で調製した電波吸収塗料組成物中に、10.8質量%アクリロニトリル−スチレン樹脂溶液を加え、抵抗皮膜内の微細炭素繊維含有量を樹脂に対して9.0質量%にした電波吸収塗料組成物を用い、バーコータの種類を変更した以外は、実施例1に準じた。
[
A radio wave absorbing coating composition in which a 10.8% by mass acrylonitrile-styrene resin solution is added to the radio wave absorbing coating composition prepared above, and the content of fine carbon fibers in the resistance film is 9.0% by mass with respect to the resin. Example 1 was followed except that the type of bar coater was changed.
〔実施番号15、16〕
上記で調製した電波吸収塗料組成物中に、10.8質量%アクリロニトリル−スチレン樹脂溶液を加え、抵抗皮膜内の微細炭素繊維含有量を樹脂に対して10.5質量%にした電波吸収塗料組成物を用い、バーコータの種類を変更した以外は、実施例1に準じた。
[
A radio wave absorbing coating composition in which a 10.8% by mass acrylonitrile-styrene resin solution is added to the radio wave absorbing coating composition prepared above, and the content of fine carbon fibers in the resistance film is 10.5% by mass with respect to the resin. Example 1 was followed except that the type of bar coater was changed.
〔実施番号17、22〕
上記で調製した電波吸収塗料組成物中に、10.8質量%アクリロニトリル−スチレン樹脂溶液を加え、抵抗皮膜内の微細炭素繊維含有量を樹脂に対して8.5質量%にした電波吸収塗料組成物を用い、バーコータの種類を変更した以外は、実施例1に準じた。
[No. 17, 22]
A radio wave absorbing coating composition in which a 10.8% by mass acrylonitrile-styrene resin solution is added to the radio wave absorbing coating composition prepared above, and the content of fine carbon fibers in the resistance film is 8.5% by mass with respect to the resin. Example 1 was followed except that the type of bar coater was changed.
〔実施番号18、19〕
上記で調製した電波吸収塗料組成物中に、10.8質量%アクリロニトリル−スチレン樹脂溶液を加え、抵抗皮膜内の微細炭素繊維含有量を樹脂に対して8.0質量%にした電波吸収塗料組成物を用い、バーコータの種類を変更した以外は、実施例1に準じた。
[Operation numbers 18, 19]
A radio wave absorbing coating composition in which a 10.8% by mass acrylonitrile-styrene resin solution is added to the radio wave absorbing coating composition prepared above, and the content of fine carbon fibers in the resistance film is 8.0% by mass with respect to the resin. Example 1 was followed except that the type of bar coater was changed.
<表面抵抗率の測定>
ポリプロピレン樹脂基板に作製した抵抗皮膜を、四端針式抵抗率計(三菱化学(株)製Loresta AP MCP−T400)を用いて塗膜表面9箇所の抵抗(Ω)を測定した。同抵抗計により表面抵抗率(Ω/□)に換算し、平均値を算出した。その結果は表2に示したとおりである。
<Measurement of surface resistivity>
The resistance film produced on the polypropylene resin substrate was measured for the resistance (Ω) at nine places on the coating film surface using a four-end needle type resistivity meter (Loresta AP MCP-T400 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). The surface resistivity (Ω / □) was converted with the same resistance meter, and the average value was calculated. The results are as shown in Table 2.
<反射減衰量及び複素比誘電率の測定>
反射減衰量及び複素比誘電率の測定は、ベクトルネットワークアナライザ(E8364A)を用い、1対1のレンズアンテナ間を伝送路とみなし、さらには、誘電体レンズを用いる事により電波を収束させ、電波の透過係数及び反射係数を測定するレンズ法を用いて行った。反射減衰量の測定は、初めにVNAの初期設定を行い、TRL校正を行う事によりVNAの伝送特性を正規化した。次に測定に必要な時間のみ測定を行うように、タイムゲート処理も行った。反射減衰量の測定においては、金属板の反射係数を基準として、電波吸収体サンプルに金属板を裏打ちした状態の反射係数を導入する事により算出した。また複素比誘電率については振幅と位相情報よりアジデントテクノジー(株)製85071を用いて推定した。なお、測定周波数領域は、34〜54GHz帯領域における垂直入射時について測定を行い、その結果を表2及び図1〜7に示した。
<Measurement of return loss and complex dielectric constant>
The measurement of the return loss and the complex relative dielectric constant is performed by using a vector network analyzer (E8364A), regarding the one-to-one lens antenna as a transmission path, and further using a dielectric lens to converge the radio wave. The lens method was used to measure the transmission coefficient and reflection coefficient. For the measurement of the return loss, the initial setting of the VNA was performed, and the transmission characteristics of the VNA were normalized by performing TRL calibration. Next, a time gate process was also performed so that only the time required for the measurement was measured. In the measurement of the return loss, it was calculated by introducing the reflection coefficient in a state where the metal plate was lined into the radio wave absorber sample with reference to the reflection coefficient of the metal plate. The complex dielectric constant was estimated from the amplitude and phase information using 85071 manufactured by Agilent Technologies. In addition, the measurement frequency area | region measured about the time of perpendicular incidence in a 34-54 GHz band area | region, and the result was shown in Table 2 and FIGS.
〔比較例1〕
スペーサであるポリプロピレン樹脂(160x160x3mm)について、表面抵抗率、複素比誘電率及び電波吸収特性の測定を、上記の方法に準じて行った。スペーサのポリプロピレン樹脂の複素比誘電率ε・γはレンズ法による複素比誘電率測定により、2.29−j0であった。
[Comparative Example 1]
With respect to the polypropylene resin (160 × 160 × 3 mm) as a spacer, the surface resistivity, complex relative permittivity, and radio wave absorption characteristics were measured according to the above method. The complex relative dielectric constant ε · γ of the polypropylene resin of the spacer was 2.29-j0 according to the complex relative dielectric constant measured by the lens method.
<抵抗皮膜における面抵抗値の複素量の算出>
抵抗皮膜の表面抵抗率、電波吸収特性結果を用いて、抵抗皮膜の任意の面抵抗値の複素量を以下に示す吸収量算出の理論式に代入し、面抵抗値の複素量を推定した。つまり、抵抗皮膜における面抵抗値の複素量R・s、スペーサの厚みd、吸収体前面より内部を見込んだインピーダンスZ・in2を用いた反射係数Γ・は下記式で表せる。
Γ・=(Z・in2−Z0)/(Z・in2+Z0)
Z・in2=(R・s・Z・in1)/(R・s+Z・in1)
Z・in1=Z・c・tanh(γ・d)
Z・c=Z0/(ε・γ)1/2
γ・=2π・(ε・γ)1/2/λ
Z0=376.7
このR・を用いて電波吸収量S[dB]は次式で求める事ができる。 S=−20log|Γ・| 抵抗皮膜の表面抵抗率、電波吸収特性結果を用いて、抵抗皮膜の任意の面抵抗値の複素量(実部、虚部)を推定した結果を表3に示し、図8に抵抗皮膜の面抵抗値の複素量の分布図を示す。また抵抗皮膜の面抵抗値の複素量と直流の面抵抗値との関係を図9に示す。実施例の微細炭素繊維を含有する抵抗皮膜が容量性サセプタンスを有すると仮定して、計算により算出した電波吸収特性については、実測値と同様の図1〜7に示した。
<Calculation of complex amount of surface resistance value in resistive film>
Using the surface resistivity of the resistive film and the results of radio wave absorption characteristics, the complex quantity of the surface resistance value of the resistive film was substituted into the following theoretical formula for calculating the absorbed quantity to estimate the complex quantity of the surface resistance value. In other words, the complex amount R · s of the surface resistance value in the resistive film, the thickness d of the spacer, and the reflection coefficient Γ · using the impedance Z · in2 with the inside viewed from the front of the absorber can be expressed by the following equation.
Γ · = (Z · in2−Z0) / (Z · in2 + Z0)
Z · in2 = (R · s · Z · in1) / (R · s + Z · in1)
Z · in1 = Z · c · tanh (γ · d)
Z · c = Z0 / (ε · γ) 1/2
γ · = 2π · (ε · γ) 1/2 / λ
Z0 = 376.7
Using this R ·, the radio wave absorption amount S [dB] can be obtained by the following equation. S = −20log | Γ · | Table 3 shows the results of estimating the complex quantity (real part, imaginary part) of any surface resistance value of the resistive film using the surface resistivity and radio wave absorption characteristics of the resistive film. FIG. 8 shows a distribution diagram of the complex amount of the surface resistance value of the resistance film. FIG. 9 shows the relationship between the complex amount of the sheet resistance value of the resistance film and the DC sheet resistance value. Assuming that the resistive film containing the fine carbon fiber of the example has capacitive susceptance, the radio wave absorption characteristics calculated by calculation are shown in FIGS.
実施例の抵抗皮膜を有する電波吸収体の電波吸収特性の実測値と、抵抗皮膜を有する電波吸収体の抵抗皮膜に容量性サセプタンスを有すると仮定して算出した電波吸収特性は、良好な一致を示した。そのため、実施例で得られる容量性サセプタンスを有する抵抗皮膜を用いた電波吸収体は、上記式で計算を行う事で電波吸収体の設計が可能である事が示された。 The measured value of the radio wave absorption characteristics of the wave absorber having the resistance film of the example and the radio wave absorption characteristics calculated on the assumption that the resistance film of the wave absorber having the resistance film has capacitive susceptance are in good agreement. Indicated. Therefore, it was shown that the radio wave absorber using the resistive film having the capacitive susceptance obtained in the example can be designed by performing the above calculation.
<電波吸収体の設計>
面抵抗値の複素量と直流の面抵抗値との関係を図9に示したが、その結果、抵抗皮膜の面抵抗値が1590Ω/□の時、Γ・=(Z・in2−Z0)/(Z・in2+Z0)の式を用いて導出を行った無反射曲線に最も近いため、このときの面抵抗値の複素量を用いて、38GHzの電波を利用するFWA固定無線LANに対する電波吸収体の設計を行った。38GHzの電波を最大限吸収できるスペーサの膜厚を図10に示し、吸収ピークを図11に示す。図10により、スペーサの厚みは0.73mmにする事が算出され、λ/4型電波吸収体のスペーサの厚み(1.62mm)より、55%短縮する事が可能である。
<Design of electromagnetic wave absorber>
FIG. 9 shows the relationship between the complex amount of the sheet resistance value and the DC sheet resistance value. As a result, when the sheet resistance value of the resistance film is 1590 Ω / □, Γ · = (Z · in2−Z0) / Since it is closest to the non-reflection curve derived using the equation (Z · in2 + Z0), the complex amount of the surface resistance value at this time is used, and the radio wave absorber for the FWA fixed wireless LAN that uses the radio wave of 38 GHz is used. Designed. FIG. 10 shows the thickness of the spacer that can absorb the maximum 38 GHz radio wave, and FIG. 11 shows the absorption peak. From FIG. 10, it is calculated that the thickness of the spacer is 0.73 mm, which can be 55% shorter than the spacer thickness (1.62 mm) of the λ / 4 type wave absorber.
実施例1〜5により、微細炭素繊維を吸収材料として用いた抵抗皮膜は容量性サセプタンスを有している事は明白である。また比重の小さい微細炭素繊維を用いているため、軽量な電波吸収体を作製する事ができる。 According to Examples 1 to 5, it is clear that the resistive film using fine carbon fibers as the absorbent material has a capacitive susceptance. In addition, since a fine carbon fiber having a small specific gravity is used, a lightweight radio wave absorber can be manufactured.
実施例1〜5により、本報告の微細炭素繊維を吸収材料として用い、容量性サセプタンスを有する抵抗皮膜を基材に形成させた電波吸収体は、GHz帯領域、特にミリ波領域に電波吸収特性を示す事は明白であり、特に抵抗皮膜の表面抵抗率が950〜3000Ω/□の範囲であると、GHz帯領域、特にミリ波領域において、高い電波吸収特性を示す事ができる。 According to Examples 1 to 5, a radio wave absorber using the fine carbon fiber of this report as an absorbent material and having a resistive film having a capacitive susceptance formed on a base material has radio wave absorption characteristics in the GHz band region, particularly in the millimeter wave region. In particular, when the surface resistivity of the resistive film is in the range of 950 to 3000 Ω / □, high radio wave absorption characteristics can be exhibited in the GHz band region, particularly in the millimeter wave region.
実施例6により、容量性サセプタンスを有する抵抗皮膜を用いる事で、λ/4型電波吸収体より、吸収体の厚みを大きく短縮する事ができる。 According to the sixth embodiment, by using a resistive film having a capacitive susceptance, the thickness of the absorber can be greatly reduced as compared with the λ / 4 type wave absorber.
本発明の微細炭素繊維を吸収材料とした、容量性を有する抵抗皮膜を用いた電波吸収体は、吸収材料として無機材料を使用した電波吸収体に比べ軽量であり、λ/4型電波吸収体より吸収体の厚みを薄くする事ができ、またGHz帯、特にミリ波帯領域の電波に対して良好な電波吸収特性を示すため、コンピュータ、通信機器、電磁波利用機器、ETS、AHS、建築用途の電波吸収体として利用する事ができる。 The radio wave absorber using a resistive film having a capacitive property using the fine carbon fiber of the present invention as an absorbing material is lighter than a radio wave absorber using an inorganic material as the absorbing material, and is a λ / 4 type radio wave absorber. Since the thickness of the absorber can be made thinner, and it exhibits good radio wave absorption characteristics for radio waves in the GHz band, particularly in the millimeter wave band, it is used for computers, communication equipment, electromagnetic wave equipment, ETS, AHS, and architectural applications. It can be used as a radio wave absorber.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015172152A (en) * | 2014-03-12 | 2015-10-01 | 株式会社西澤 | Electromagnetic wave-absorbing coating agent, sheet coated with the same, and method for producing the same |
KR20160013870A (en) * | 2013-05-30 | 2016-02-05 | 다이셀폴리머 주식회사 | Thermoplastic resin composition for moulded article exhibiting millimetre-wave shielding ability |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001320191A (en) * | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Nippon Paint Co Ltd | Electromagnetic wave absorbing material |
JP2006114877A (en) * | 2004-09-15 | 2006-04-27 | Suzuki Sogyo Co Ltd | Electromagnetic wave absorption sheet, lamination thereof, and electromagnetic wave absorptivity housing using these |
JP2007115854A (en) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Bussan Nanotech Research Institute Inc | Electromagnetic wave absorber |
JP2007182363A (en) * | 2005-03-24 | 2007-07-19 | Hokkaido Technology Licence Office Co Ltd | Fine carbon dispersion |
-
2008
- 2008-03-03 JP JP2008051738A patent/JP2009212189A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001320191A (en) * | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Nippon Paint Co Ltd | Electromagnetic wave absorbing material |
JP2006114877A (en) * | 2004-09-15 | 2006-04-27 | Suzuki Sogyo Co Ltd | Electromagnetic wave absorption sheet, lamination thereof, and electromagnetic wave absorptivity housing using these |
JP2007182363A (en) * | 2005-03-24 | 2007-07-19 | Hokkaido Technology Licence Office Co Ltd | Fine carbon dispersion |
JP2007115854A (en) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Bussan Nanotech Research Institute Inc | Electromagnetic wave absorber |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160013870A (en) * | 2013-05-30 | 2016-02-05 | 다이셀폴리머 주식회사 | Thermoplastic resin composition for moulded article exhibiting millimetre-wave shielding ability |
KR102243852B1 (en) | 2013-05-30 | 2021-04-23 | 다이셀폴리머 주식회사 | Thermoplastic resin composition for moulded article exhibiting millimetre-wave shielding ability |
JP2015172152A (en) * | 2014-03-12 | 2015-10-01 | 株式会社西澤 | Electromagnetic wave-absorbing coating agent, sheet coated with the same, and method for producing the same |
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