(57)【要約】【課題】ミリ波帯の電波を遮蔽する誘電損失型のシールド材料の形成に用いられる電磁波遮蔽用組成物の提供。【解決手段】電磁波遮蔽用組成物は、樹脂と、固定炭素分が９０質量％以上の黒鉛粒子と、を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と、固定炭素分が９０質量％以上の黒鉛粒子と、を含む電磁波遮蔽用組成物。
【請求項２】
前記黒鉛粒子が、天然黒鉛及び人造黒鉛の少なくとも一方である請求項１に記載の電磁波遮蔽用組成物。
【請求項３】
前記黒鉛粒子の形状が、鱗片状、球状、楕円状、針状、紐状及び不定形のうちの少なくとも１種である請求項１又は請求項２に記載の電磁波遮蔽用組成物。
【請求項４】
前記黒鉛粒子の平均粒子径が、１μｍ〜２００μｍである請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電磁波遮蔽用組成物。
【請求項５】
前記樹脂が、少なくとも１種の熱可塑性樹脂を含む請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電磁波遮蔽用組成物。
【請求項６】
前記樹脂が、少なくとも１種の熱硬化性樹脂を含む請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電磁波遮蔽用組成物。
【請求項７】
前記樹脂と前記黒鉛粒子との質量基準の配合比率（樹脂／黒鉛粒子）が、２０／８０〜８０／２０である請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の電磁波遮蔽用組成物。
【請求項８】
離型剤、成形性向上剤及び黒鉛以外の粒子からなる群より選択される少なくとも１種をさらに含む請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の電磁波遮蔽用組成物。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の電磁波遮蔽用組成物を成形したシールド材料。
【請求項１０】
電子機器又はプリント配線板の少なくとも一部を覆い、ミリ波帯の電波から前記電子機器又は前記プリント配線板を遮蔽する請求項９に記載のシールド材料。
【請求項１１】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の電磁波遮蔽用組成物を用い、前記電磁波遮蔽用組成物を加熱する工程、前記電磁波遮蔽用組成物を加圧する工程、前記電磁波遮蔽用組成物を押出しする工程及び前記電磁波遮蔽用組成物を射出する工程からなる群より選択される少なくとも１つの工程を有するシールド材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波遮蔽用組成物、シールド材料及びシールド材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミリ波帯の電波は通信機能に優れるため、近年、高速道路における自動料金支払いシステム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｏｌｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ（ＥＴＣ）：５．８ＧＨｚ）、自動車の自動運転のための代表的な運転支援システムの一つである自動ブレーキシステム等に、ミリ波帯の電波が利用されている。
特に、自動ブレーキシステムは、車の標準装備品として各車に搭載され始め、今後さらなる需要の拡大が予想されている。
自動ブレーキシステムは、装置の信頼性、天候、路面状態、障害物の種類等の各種の環境変数に対応するブレーキ効果、小型化、低コスト化、保守性などの諸条件を満足する必要がある。現在代表的な自動ブレーキシステムとして、カメラ認識タイプ、ミリ波レーダータイプ及びレーザレーダータイプの３種類があり、必要に応じこれら３種類の自動ブレーキシステムを複合設置し使用される場合もある。
【０００３】
現在のところ、上述した諸条件を単独の自動ブレーキシステムで満たすことは困難である。一般的には、直線性があり短距離及び中距離の通信性に信頼性のあるミリ波レーダーを用いる自動ブレーキシステムが使用されている。
ミリ波レーダーを用いる自動ブレーキシステムは、車の前方、側方又は後方に取り付けられたレーダー装置から波長の短い電波であるミリ波帯の電波を障害物に照射し、その電波の送受信により障害物と車との距離を判断する機構となっている。
ミリ波レーダーを用いる自動ブレーキシステムに用いられるミリ波レーダーとしては、障害物と車との距離間の正確な情報を確保するため、通信距離に応じて波長の異なる電波（２４ＧＨｚ帯、６０ＧＨｚ帯及び７６．５ＧＨｚ帯）を利用して設計される。なお、一般的には７６．５ＧＨｚ帯の電波を利用したミリ波レーダーが主流となっている。
【０００４】
ミリ波レーダーの弱点としては、レーダーの送信装置と受信装置との間の電波干渉等の電波障害による通信機能の低下が挙げられる。
電波障害の発生する要因としては、外部から進入した電波が電子回路に悪影響を及ぼす場合、レーダー装置の小型化に伴い内部の電子部品の密度が増加することによって、各電子部品から発生する電磁波が干渉する場合等が挙げられる。
ミリ波レーダーの性能が低下するのを防止するための対策としては、色々な手法が考えられ、効果及びコストを考慮すると、通信機能の心臓部となる、電波障害を引き起こす可能性のある電子部品回路を電波遮蔽筐体に収める方法が好ましい。
【０００５】
電波遮蔽筐体（シールド材料）に使用される材料には、設計指標として、一般的なシールド効果である射損（電波がシールド材料表面で反射される損失）、減衰損（電波がシールド材料内部で減衰する損失）、多重反射効果（電波がシールド材料の表面と裏面で多重反射する効果）等が要求され、これら効果の最適化が必要とされる。
また、シールド材料の製造方法としては、量産性（低コスト化）、仕様内容（形状等）の変更への迅速な対応などを考慮すると、樹脂と導電性材料とを配合した組成物を成形する方法が好ましい。
【０００６】
ミリ波の遮蔽性能を有する成形材料として、熱可塑性樹脂と炭素長繊維とを含む樹脂組成物が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１では、炭素長繊維束に熱可塑性樹脂を含浸させ、得られた樹脂含浸炭素長繊維を所定寸法にて切断し、短繊維となった炭素長繊維と熱可塑性樹脂とを混合して、射出成形によりシールド材料（筐体）が製造されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１９２４７０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の成形材料を用いた製法の場合、シールド材料を得るまでの前工程が長く複雑であるため高コストとなりやすい。また、得られるシールド材料中の繊維の配向の問題から、シールド材料中の繊維の分布にムラが生じて安定した特性を得ることができない場合がある。
繊維の配向の問題から、導電材料として機能する炭素長繊維をフェライト等の金属粉に替えることも考えられるが、コスト、比重、経時変化に伴う金属粉の酸化による初期特性の変化、金属粉を使用することによる成形機の内部、金型等の磨耗劣化の促進などの問題が生ずることがあり、好ましくない。
【０００９】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであり、ミリ波帯の電波を遮蔽する誘電損失型のシールド材料の形成に用いられる電磁波遮蔽用組成物並びにミリ波帯の電波を遮蔽する誘電損失型のシールド材料及びこのシールド材料の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
＜１＞  樹脂と、固定炭素分が９０質量％以上の黒鉛粒子と、を含む電磁波遮蔽用組成物。
＜２＞  前記黒鉛粒子が、天然黒鉛及び人造黒鉛の少なくとも一方である＜１＞に記載の電磁波遮蔽用組成物。
＜３＞  前記黒鉛粒子の形状が、鱗片状、球状、楕円状、針状、紐状及び不定形のうちの少なくとも１種である＜１＞又は＜２＞に記載の電磁波遮蔽用組成物。
＜４＞  前記黒鉛粒子の平均粒子径が、１μｍ〜２００μｍである＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の電磁波遮蔽用組成物。
＜５＞  前記樹脂が、少なくとも１種の熱可塑性樹脂を含む＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の電磁波遮蔽用組成物。
＜６＞  前記樹脂が、少なくとも１種の熱硬化性樹脂を含む＜１＞〜＜５＞のいずれか１項に記載の電磁波遮蔽用組成物。
＜７＞  前記樹脂と前記黒鉛粒子との質量基準の配合比率（樹脂／黒鉛粒子）が、２０／８０〜８０／２０である＜１＞〜＜６＞のいずれか１項に記載の電磁波遮蔽用組成物。
＜８＞  離型剤、成形性向上剤及び黒鉛以外の粒子からなる群より選択される少なくとも１種をさらに含む＜１＞〜＜７＞のいずれか１項に記載の電磁波遮蔽用組成物。
＜９＞  ＜１＞〜＜８＞のいずれか１項に記載の電磁波遮蔽用組成物を成形したシールド材料。
＜１０＞  電子機器又はプリント配線板の少なくとも一部を覆い、ミリ波帯の電波から前記電子機器又は前記プリント配線板を遮蔽する＜９＞に記載のシールド材料。
＜１１＞  ＜１＞〜＜８＞のいずれか１項に記載の電磁波遮蔽用組成物を用い、前記電磁波遮蔽用組成物を加熱する工程、前記電磁波遮蔽用組成物を加圧する工程、前記電磁波遮蔽用組成物を押出しする工程及び前記電磁波遮蔽用組成物を射出する工程からなる群より選択される少なくとも１つの工程を有するシールド材料の製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ミリ波帯の電波を遮蔽する誘電損失型のシールド材料の形成に用いられる電磁波遮蔽用組成物並びにミリ波帯の電波を遮蔽する誘電損失型のシールド材料及びこのシールド材料の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】伝送ライン法に使用された測定用サンプルフォルダーの形状及び寸法を示す図である。
【図２】成形体の電気特性評価のための測定機の概要を示す図である。
【図３】シールド特性の測定装置を示す図である。
【図４】アイソレーション特性の測定装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。
本明細書において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。
本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲には、「〜」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において組成物中の各成分の含有率又は含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
本明細書において組成物中の各成分の粒子径は、組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
【００１４】
＜電磁波遮蔽用組成物＞
本実施形態の電磁波遮蔽用組成物は、樹脂と、固定炭素分が９０質量％以上の黒鉛粒子と、を含む。
電磁波遮蔽用組成物は、ミリ波帯の電波を遮蔽する誘電損失型のシールド材料の形成に好適に使用することが可能である。
【００１５】
以下に、電磁波遮蔽用組成物を構成する成分について説明する。
【００１６】
−樹脂−
電磁波遮蔽用組成物は、樹脂を含む。電磁波遮蔽用組成物に用いられる樹脂の状態は室温（２３℃）で液状でなければ特に限定されるものでなく、黒鉛粒子との乾式での混合性に優れる粉状タイプ及びペレット（造粒粉）タイプが好ましい。
さらに、上記樹脂は液状樹脂に比べ高分子量である場合が多く、電磁波遮蔽用組成物を用いてシールド材料を成形する際に発生する樹脂の硬化収縮（熱硬化性樹脂の場合）に伴う寸法変化が生じにくい傾向にある。
さらに、成形されたシールド材料に残留する内部応力による成形時及び時間経過によるクラックの発生が低分子量の液状樹脂に比較して少なく、また、生産性を左右する作業性も組成物のベタツキがないため良好となる傾向にある。
【００１７】
電磁波遮蔽用組成物に用いられる樹脂の種類には特に制限はなく、生産性、成形により得られるシールド材料の物性、リサイクル性等を考慮して、加熱成形に適した一般的な熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂を使用することができる。
熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との使い分けは以下の通りである。
シールド材料の量産性、リサイクル性等を重視した場合、シールド材料の製造には押出し成形機、射出成形機等を用いた成形方法が採用されることが多い。そのため、使用樹脂として、直鎖状の分子構造を有し、押出し成形機、射出成形機等を用いた成形方法に好適な熱可塑性樹脂が使用されることが好ましい。
【００１８】
熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、変性ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、変性ポリエチレンテレフタレート、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等が挙げられる。樹脂として熱可塑性樹脂が用いられる場合、少なくとも１種の熱可塑性樹脂が用いられ、熱可塑性樹脂を１種単独で用いてもよいし、成形性、特性等の向上を考慮し、２種以上の熱可塑性樹脂を併用することで、熱可塑性樹脂を複合（ポリマーブレンド）して使用することも可能である。
【００１９】
電子部品回路基板から発生する熱によるシールド材料の変形を考慮すると、耐熱性がある熱可塑性樹脂であることが好ましい。耐熱性の指標としては、荷重たわみ温度（ＨＤＴ：Ｈｅａｔ  Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）で６０℃以上が好ましい。本実施形態において、荷重たわみ温度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１９１−２：２００７（プラスチック−荷重たわみ温度の求め方−  第２部：プラスチック及びエボナイト）に基づいて測定された値をいう。
特に、量産性、成形性及び得られたシールド材料の物性値の安定性を考慮すると、熱可塑性樹脂としては、汎用タイプの熱可塑性樹脂であるポリプロピレン樹脂が好ましい。
【００２０】
ポリプロピレン樹脂の具体例としては、例えば、プライムポリプロＪ１０５Ｇ、Ｊ１０６Ｇ、Ｊ１０６ＭＧ及びＪ１０８Ｍ（商品名、プライムポリマー株式会社）、並びにノバテックＭＡ３、ＭＡ３Ｈ、ＭＡ１Ｂ、ＥＡ９、ＥＡ６Ａ及びＦＹ６Ｃ（商品名、日本ポリプロ株式会社）を挙げることができる。
【００２１】
一方、量産性よりも樹脂と混合して使用される黒鉛粒子の大きさ、黒鉛粒子の有する異方性等を生かしてシールド材料の特性を重視する場合、及びシールド材料中に含まれる黒鉛粒子の熱又は衝撃に対する安定性を考慮する場合には、シールド材料の製造には、黒鉛粒子の性状及び配向の変化の生じにくい圧縮成形法が採用されることが多い。そのため、樹脂としては、硬化により樹脂の分子構造が３次元化する熱硬化性樹脂が使用されることが好ましい。樹脂として熱硬化性樹脂が用いられる場合、少なくとも１種の熱硬化性樹脂が用いられ、熱硬化性樹脂を１種単独で用いても２種以上の熱硬化性樹脂を併用してもよい。
【００２２】
熱硬化性樹脂の具体例としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。
フェノール樹脂に関しては、加熱して自己重合するレゾール型及び触媒（ヘキサメチレンテトラミン等）を使用して加熱して反応するノボラック型が使用できる。
エポキシ樹脂は、硬化剤と併用して使用されるところ、エポキシ樹脂の成形性、耐熱性等を考慮すると、芳香族系のアミン、酸無水物等の使用が好ましい。またエポキシ樹脂に芳香族系のアミンを硬化剤として用いる場合、生産性と材料ライフを考慮して、硬化時間を調整する硬化促進剤（触媒）の種類を選択することが好ましい。
【００２３】
−黒鉛粒子−
電磁波遮蔽用組成物は、黒鉛粒子を含む。電磁波遮蔽用組成物に用いられる黒鉛粒子は、固定炭素分が９０質量％以上の黒鉛粒子であれば特に限定されるものではなく、天然黒鉛及び人造黒鉛の少なくとも一方が使用できる。低コスト化を望む場合、天然黒鉛粒子の単独での使用が好ましい。
固定炭素分が９０質量％未満の黒鉛粒子を使用した場合、黒鉛粒子に含有される不純物の影響により、得られるシールド材料の特性にバラツキが生じ易い傾向にある。
黒鉛粒子の少なくとも一部は、酸処理した黒鉛粉を高温処理して得られる紐状の膨張黒鉛粉及び膨張黒鉛粉をシート状に加工した後に粉砕して得られる粉砕粉の少なくとも一方であってもよい。
【００２４】
本実施形態において、黒鉛粒子の固定炭素分は、ＪＩＳ  Ｍ  ８５１１：２０１４（天然黒鉛の工業分析及び試験方法）に基づいて測定された値をいう。
また、本実施形態において固定炭素分の異なる２種以上の黒鉛粒子を併用する場合、「黒鉛粒子の固定炭素分」とは、２種以上の黒鉛粒子の混合物についての固定炭素分をいう。
【００２５】
天然黒鉛の粒子としては特に制限はなく、例えば、富士黒鉛工業株式会社のＵＦ−２（固定炭素分９９質量％、平均粒子径：５．２μｍ）、ＢＦ−３Ａ（固定炭素分９９質量％、平均粒子径：３．０μｍ）、ＢＦ−８Ａ（固定炭素分９９質量％、平均粒子径：８．０μｍ）及びＢＦ−２０Ａ（固定炭素分９９質量％、平均粒子径：２０μｍ）並びに伊藤黒鉛工業株式会社のＺ−５Ｆ（固定炭素分９８．８質量％、平均粒子径：５μｍ）、ＣＮＰ３５（固定炭素分９８．８質量％、平均粒子径：３５μｍ）、Ｚ−５０（固定炭素分９８．８質量％、平均粒子径：４５μｍ）及びＺ−１００（固定炭素分９８．８質量％、平均粒子径：６０μｍ）が挙げられる。
【００２６】
人造黒鉛の粒子に特に制限はなく、１０００℃以上の温度で焼成した不純物の少ないものが好ましい。人造黒鉛の粒子としては、例えば、昭和電工株式会社の、ＵＦ−Ｇ５（固定炭素分９８質量％、平均粒子径：３μｍ）、ＵＦ−Ｇ１０（固定炭素分９８．６質量％、平均粒子径：５μｍ）及びＵＦ−Ｇ３０（固定炭素分９９．４質量％、平均粒子径：１０μｍ）並びにＡＧＢ−５（固定炭素分９８．５質量％、平均粒子径：５μｍ）、ＡＧ．Ｂ（固定炭素分９８．５質量％、平均粒子径：１０μｍ）、ＡＧＢ−２０（固定炭素分９８．５質量％、平均粒子径：２０μｍ）及びＡＧＢ−６０４（固定炭素分９８．５質量％、平均粒子径：５０μｍ）が挙げられる。
本実施形態においては、成形性及び導電性の向上を目的に、黒鉛粒子と共に、カーボンブラック等のその他の炭素粒子を併用することも可能である。
黒鉛粒子と共にその他の炭素粒子を併用する場合、その他の炭素粒子の含有量は、黒鉛粒子１００質量部に対して０．１質量部〜２０質量部であることが好ましく、１．０質量部〜１０質量部であることがより好ましい。
【００２７】
黒鉛粒子の平均粒子径は特に制限されるものではなく、材料コスト及び樹脂との均一な混合性を考慮すると、１μｍ〜２００μｍであることが好ましく、３μｍ〜１００μｍであることがより好ましく、５μｍ〜７０μｍであることがさらに好ましい。
黒鉛粒子の平均粒子径が１μｍ以上であれば、電磁波遮蔽用組成物を用いて形成されるシールド材料のコストを低く抑えることができる傾向にある。また、電磁波遮蔽用組成物の溶融粘度が高くなりすぎることがなく、成形性の低下が抑制される傾向にある。黒鉛粒子の平均粒子径が２００μｍ以下であれば、黒鉛粒子と樹脂との混合が均一になりやすく、電磁波遮蔽用組成物を用いて形成されるシールド材料の物性のバラツキが生じにくい傾向にある。
【００２８】
また、黒鉛粒子の形状には特に制限はなく、鱗片状、球状、楕円状、針状、紐状及び不定形のうちの少なくとも１種が挙げられ、異なる形状の黒鉛粒子を組み合わせてもよい。また黒鉛粒子は、一次粒子の凝集体である二次粒子であってもよい。
【００２９】
−黒鉛粒子と樹脂との配合比率−
電磁波遮蔽用組成物に含まれる黒鉛粒子と樹脂との質量基準の配合比率（樹脂／黒鉛粒子）は、２０／８０〜８０／２０であることが好ましく、２５／７５〜７５／２５であることがより好ましく、３０／７０〜７０／３０であることがさらに好ましい。黒鉛粒子と樹脂との質量基準の配合比率において、樹脂の比率が２０／８０であるかそれよりも多ければ、電磁波遮蔽用組成物の溶融粘度を低く抑えることができる傾向にある。黒鉛粒子と樹脂との質量基準の配合比率において、樹脂の比率が８０／２０であるかそれよりも少なければ、電磁波遮蔽用組成物を用いて形成されるシールド材料のミリ波帯の電波を遮蔽する機能が十分に発揮される傾向にある。
【００３０】
−その他の成分−
電磁波遮蔽用組成物は、黒鉛粒子及び樹脂以外のその他の成分を含んでいてもよい。
その他の成分は、樹脂と黒鉛粒子との混合性の向上、成形性の向上、離型性の向上等を目的として使用される。添加材料に特に制限はなく、シールド材料の生産性、得られるシールド材料の物性の低下を招かない程度に使用することができる。
その他の成分としては、電磁波遮蔽用組成物に用いることのできる公知の各種成分を挙げることができる。その他の成分としては、離型剤、成形性向上剤、黒鉛以外の粒子等が挙げられる。電磁波遮蔽用組成物は、離型剤、成形性向上剤及び黒鉛以外の粒子からなる群より選択される少なくとも１種をさらに含んでいてもよい。
離型剤は、主として熱硬化性樹脂を使用する場合に配合し、成形品と成形金型との離型性を向上させる目的で使用され、ステアリン酸亜鉛等が挙げられる。
成形性向上剤としては、ペレット型の超高分子シリコーン等が挙げられる。
黒鉛以外の粒子としては、シリカ粒子、窒化ホウ素粒子等の無機粒子などが挙げられる。
【００３１】
＜シールド材料及びその製造方法＞
本実施形態のシールド材料は、本実施形態の電磁波遮蔽用組成物を成形して得られるものである。シールド材料の形状は特に限定されるものではなく、くさび形、平板型、円板状、枠状、格子状、箱状等が挙げられる。シールド材料は、電子機器又はプリント配線板の少なくとも一部を覆うことで、ミリ波帯の電波から電子機器又はプリント配線板を遮蔽することが可能となる。
本実施形態のシールド材料の製造方法は特に限定されるものではなく、本実施形態の電磁波遮蔽用組成物に従来から公知の成形方法を適用することで、電磁波遮蔽用組成物を望ましい形状に形成する方法を挙げることができる。
本実施形態のシールド材料の製造方法では、電磁波遮蔽用組成物を加熱する工程、電磁波遮蔽用組成物を加圧する工程、電磁波遮蔽用組成物を押出しする工程及び電磁波遮蔽用組成物を射出する工程からなる群より選択される少なくとも一つの工程を有するものであってもよい。
【００３２】
電磁波遮蔽用組成物を加熱する工程における加熱条件は、用いられる樹脂の種類、量、成形法等を勘案して適宜設定することができる。例えば、樹脂としてポリプロピレン樹脂（熱可塑性）を用い、射出成形にて製造する場合の加熱温度は１５０℃〜２８０℃であることが好ましく、１８０℃〜２５０℃であることがより好ましい。またこのときの射出成形圧力は、４９ＭＰａ〜１９６ＭＰａであることが好ましく、６８ＭＰａ〜１４７ＭＰａであることがより好ましい。
【実施例】
【００３３】
以下、本実施形態を実施例により具体的に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３４】
［実施例１］
（１）使用材料の混合物の作製（樹脂／黒鉛粒子：４０／６０（質量基準））
ポリプロピレン樹脂粒子（プライムポリプロＪ１０６ＭＧ：プライムポリマー株式会社製、直径４ｍｍ程度の楕円型ペレット）１．２Ｋｇ及び天然黒鉛粒子（ＣＮＰ３５／固定炭素分９８．８質量％、平均粒子径３５μｍ：伊藤黒鉛工業株式会社製）１．８Ｋｇを１０Ｌ容量の乾式混合用Ｖブレンダー（株式会社徳寿工作所製）を使用して１０分間混合し、樹脂と黒鉛粉の混合物を作製した。
（２）溶融混合物の作製
（１）で作製した混合物を用い、一軸型押出し機（ＦＳ４０−２５：株式会社池貝製）を使用し、シリンダー温度２２０℃、混合速度６０ｇ／１０分の条件で溶融混合物を作製した。
（３）射出成形用材料の作製
（２）で作製した溶融混合物を冷却後、粉砕機（奈良式自由粉砕機  Ｍ−４型：株式会社奈良機械製作所製）にて粉砕し、分級して平均粒子径が２ｍｍ〜３ｍｍの射出成形用材料を作製した。
（４）成形体（射出成形体）の作製
縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚み２．５ｍｍの成形体を得るための射出成形用金型を作製し、小型射出成形機（ＭＩＶ−２０：メイホー株式会社製）を使用し、射出材料温度２２０℃、金型温度６０℃、射出圧力９８．１ＭＰａ）で、（３）で作製した射出成形用材料の成形体を同一条件にて４個作製した。作製した４個の成形体の体積及び質量を測定し成形体密度のバラツキを求めた。
成形体の体積は、各成形体の縦、横及び高さをマイクロメータで測定して算出した。各成形体の質量は０．００１ｇスケールの電子天秤にて測定した。
各成形体の成形体密度は、１．１９ｇ／ｃｍ３〜１．２１ｇ／ｃｍ３の範囲（算術平均として１．２１ｇ／ｃｍ３）であり、射出成形法による黒鉛粒子の分散にバラツキは無かった。
【００３５】
［実施例２］
ポリプロピレン樹脂粒子を１．５Ｋｇとし、天然黒鉛粒子を１．５Ｋｇとした以外は、実施例１と同様の方法により混合物（樹脂／黒鉛粒子：５０／５０（質量基準））を作製した。
得られた混合物を用いた以外は実施例１と同様の方法により、溶融混合物を作製した。
得られた溶融混合物を用いた以外は実施例１と同様の方法により、射出成形用材料を作製した。
得られた射出成形用材料を用いた以外は実施例１と同様の方法により、成形体を作製した。得られた成形体について、実施例１と同様の方法により成形体密度を測定したところ、いずれも１．１０ｇ／ｃｍ３であり、射出成形法による黒鉛粒子の分散にバラツキは無かった。
【００３６】
［実施例３］
ポリプロピレン樹脂粒子を１．８Ｋｇとし、天然黒鉛粒子を１．２Ｋｇとした以外は、実施例１と同様の方法により混合物（樹脂／黒鉛粒子：６０／４０（質量基準））を作製した。
得られた混合物を用い、シリンダー温度を２００℃にした以外は実施例１と同様の方法により、溶融混合物を作製した。
得られた溶融混合物を用いた以外は実施例１と同様の方法により、射出成形用材料を作製した。
得られた射出成形用材料を用い、射出材料温度を２００℃とし、射出圧力を７８．５ＭＰａとした以外は実施例１と同様の方法により、成形体を作製した。得られた成形体について、実施例１と同様の方法により成形体密度を測定したところ、いずれも１．０３ｇ／ｃｍ３であり、射出成形法による黒鉛粒子の分散にバラツキは無かった。
【００３７】
［実施例４］
ポリプロピレン樹脂粒子を２．１Ｋｇとし、天然黒鉛粒子を０．９Ｋｇとした以外は、実施例１と同様の方法により混合物（樹脂／黒鉛粒子：７０／３０（質量基準））を作製した。
得られた混合物を用いた以外は実施例１と同様の方法により、溶融混合物を作製した。
得られた溶融混合物を用いた以外は実施例１と同様の方法により、射出成形用材料を作製した。
得られた射出成形用材料を用いた以外は実施例１と同様の方法により、成形体を作製した。得られた成形体について、実施例１と同様の方法により成形体密度を測定したところ、いずれも０．９８ｇ／ｃｍ３であり、射出成形法による黒鉛粒子の分散にバラツキは無かった。
【００３８】
［実施例５］
（１）使用材料の混合物の作製（樹脂／黒鉛粒子：５０／５０（質量基準））
使用樹脂をレゾール型フェノール樹脂粒子（ＢＲＰ−２４４４：アイカＳＤＫフェノール株式会社製、平均粒子径１５μｍ）に替えた以外は、実施例１と同様の方法により混合物（樹脂／黒鉛粒子：５０／５０（質量基準））を作製した。
（２）溶融混合物の作製
（１）で作製した混合物を用い、混合槽温度を６０℃に昇温した加圧ニーダー（ＤＳ１０−４０：株式会社モリヤマ製）に投入し、加圧蓋で押え込み１５分間混合しブロック状溶融混合物を作製した。
（３）圧縮成形用材料の作製
（２）で作製したブロック状溶融混合物を冷却後、粉砕機（奈良式自由粉砕機  Ｍ−４型：株式会社奈良機械製作所製）にて粉砕し、分級して平均粒子径が２ｍｍ〜３ｍｍの圧縮成形用材料を作製した。
（４）成形体（圧縮成形体）の作製
圧縮成形機（ＥＣ−１００：東芝機械株式会社製）の、上下の熱板を１７０℃に昇温し、成形体（縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚み２．５ｍｍ）を作製するための圧縮成形用金型を熱板で挟み１．５時間加熱した。
加熱した金型に（３）で作製した圧縮成形用材料を充填し、金型を圧縮成形機の熱板間に戻して１分間常圧にて放置後、２０．６ＭＰａの圧力にて、１５分間圧縮成形を行った。圧縮成型の間、２回のガス抜きを行った。この成形体をさらに２００℃で４時間熱処理し後硬化を行った。得られた成形体の密度は、１．４０ｇ／ｃｍ３であった。
【００３９】
［成形体電気特性評価］
得られた成形体について、以下の評価を行った。
＜Ｓパラメータの測定＞
Ｓパラメータは、伝送ライン法により測定した。
伝送ライン法に使用された測定用サンプルフォルダーの形状及び寸法を図１に示す。測定用試料は、実施例１〜５で作製した成形体を、サンプルフォルダーに合わせ機械加工して作製した。図２に成形体の電気特性評価のための測定機の概要を示す。
【００４０】
（測定方法の概要）
左右方向に正対させた１対のＷＲ−１０ミリ波テストポート（キーエンス株式会社製）の間（図２）に、測定対象となる試験片（成形体加工品：１．２８ｍｍ×２．５４ｍｍ×１．０ｍｍ）の個片を保有するサンプルフォルダー（図１）を配し、ネットワークアナライザ（アンリツ株式会社製）によりＳパラメータを測定した。サンプルフォルダの厚みは１．０ｍｍである。
得られたＳパラメータ（Ｓ２１及びＳ１１）に基づいて、透過特性（透過（ｄＢ））及び反射特性（反射（ｄＢ））を算出した。なお、Ｓ２１及びＳ１１は、下記式１及び下記式２で表すことができる。
【００４１】
Ｓ２１＝（透過電磁波の電力）０．５／（入射電磁波の電力）０．５  （式１）
Ｓ１１＝（反射電磁波の電力）０．５／（入射電磁波の電力）０．５  （式２）
【００４２】
得られたＳパラメータに基づいて、成形体の誘電率及びインピーダンスを求めた。なお、誘電率は、誘電体計測ソフト（８５０７１Ｅ；キーサイト社製）を用い算出した。
【００４３】
＜蓋漏洩特性＞
実施例１〜５で作製した成形体の筐体への応用を考慮して、蓋漏洩特性（シールド特性及びアイソレーション特性）の評価を行った。ネットワークアナライザとしては、アンリツ株式会社製のものを使用した。なお、本実施例で用いた測定装置では、０ｄＢ〜約１００ｄＢの範囲が測定可能である。
【００４４】
−シールド特性／空間減衰量−
図３にシールド特性の測定装置を示した。
（測定方法の概要）
図３に示すように、図中上下方向に正対させた１対のアンテナ（ＩＮ側ダイポールアンテナ、ＯＵＴ側Ｗ−Ｂａｎｄ帯標準ホーンアンテナ）の間に測定対象となる成形体（３５ｍｍ×１８ｍｍ×２ｍｍ）を配置した。なお、成形体と標準アンテナ間の距離は５ｃｍとした。成形体には、直径２ｍｍ、深さ１．５ｍｍの円柱状の空間であるアンテナ挿入溝を設け、１ｍｍの同軸ケーブルの中心導体をλ／４（０．７５ｍｍ）露出させたダイポールアンテナをアンテナ挿入溝に挿入した。さらに、円柱状の空間を閉空間とするため、成形体の下部にグランドプレートを配置し、同軸ケーブル外導体とグランドプレートとを接続した。
図３に示す測定装置を用いて、Ｓパラメータを求めた。得られたＳパラメータを用い、式３によりシールド特性を算出した。式３では、シールド特性（ｄＢ）を正の値で表すため、Ｓパラメータの逆数をとった。
【００４５】
シールド特性＝２０ｌｏｇ（１／Ｓ２１）  （式３）
【００４６】
−アイソレーション特性／電波信号の分離度合−
図４にアイソレーション特性の測定装置を示す。
（測定方法の概要）
図４に示すように、図中左右方向に１対のダイポールアンテナを設け、その間に測定対象の成形体（３５ｍｍ×１８ｍｍ×２ｍｍ）を配置した。ダイポールアンテナの間隔は１ｃｍとし、ダイポールアンテナ間の成形体の厚みは８ｍｍとした。
成形体に直径２ｍｍ、深さ１．５ｍｍの円柱状の空間であるアンテナ挿入溝を設け、１ｍｍ同軸ケーブルの中心導体をλ／４（０．７５ｍｍ）露出させたダイポールアンテナをアンテナ挿入溝に挿入し、円柱状の空間を閉空間とするため、成形体下部にグランドプレートを配置し、同軸ケーブル外導体とグランドプレートとを接続した。
図４に示す測定装置を用いて、Ｓパラメータを求めた。得られたＳパラメータを用い、式４によりアイソレーション特性を算出した。式４では、アイソレーション特性（ｄＢ）を正の値で表すため、Ｓパラメータの逆数をとった。
【００４７】
アイソレーション特性＝２０ｌｏｇ（１／Ｓ２１）  （式４）
【００４８】
成形体における電波の透過特性及び反射特性、蓋漏洩特性、誘電率及びインピーダンスの値を表１にまとめ示す。
【００４９】
【表１】
2018093078.tif 000002
【００５０】
表１の結果を説明する。
シールド材料の開発指標となるミリ波レーダーにおけるレーダー方程式は式（５）にて表される。
【００５１】
【数１】
2018093078.tif 000003
【００５２】
式５において、Ｐｒは受信電力を、Ｐｔは送信電力を、Ｇｔは送信アンテナ利得を、Ｇｒは受信アンテナ利得を、σはレーダー反射断面積（ＲＣＳ（Ｒａｄａｒ  Ｃｒｏｓｓ  Ｓｅｃｔｉｏｎ））を、λは電波の波長を、Ｒは検知距離を、各々示す。
【００５３】
例えば、送信電力Ｐｔを１０ｄＢｍとし、送信アンテナ利得（放射が最大となる放射角における電波エネルギーの強さ）Ｇｔを２２ｄＢｉとし、受信アンテナ利得Ｇｒを２２ｄＢｉとし、レーダー反射断面積σを１０ｄＢ／ｓｍとし、波長λを４ｍｍ（７６ＧＨｚ）とし、検知距離Ｒを２００ｍとした場合、受信電力は１１０ｄＢｍ程度となり、送信電力との対比では１２０ｄＢである。従って受信電力はクロストーク（伝送信号が他の伝送路に漏れる）による送信信号がスプリアス（目的外電波）として重畳し、微弱な信号は検知できない。
送信アンテナからミリ波回路へのサイドローブ（副ビーム）電力が３０ｄＢとした場合、クロストークを抑制するには９０ｄＢ程度の空間減衰量（シールド効果）が必要となり、ミリ波線路の漏洩電力比（空間結合係数）が２０ｄＢであれば、７０ｄＢ以上のアイソレーション量（電波信号の分離度合）が必要である。
従って、ミリ波レーダーに求められる蓋漏洩特性は、シールド特性として９０ｄＢ以上が、アイソレーション特性として７０ｄＢ以上が望まれる。
【００５４】
各実施例における成形体であるシールド材料のシールド特性の評価は、測定上、厚みが０．５ｍｍ（厚み（２．０ｍｍ）からアンテナ挿入溝（１．５ｍｍ）の深さを差し引いた値）での結果となるが、実施例１〜５においてシールド特性は８０ｄＢ〜８９ｄＢの範囲となった。なお、成形体の厚みを１ｍｍ程度にすることでシールド特性を９０ｄＢ以上にすることができる。
また、ダイポールアンテナ間に介在するシールド材料の厚みを８ｍｍとした場合に、アイソレーション特性は７０ｄＢ以上であった。
上記結果より、本発明のシールド材料は、検知距離２００ｍ以上のミリ波レーダー向けの仕様を十分満足することが可能である。
【図１】
2018093078.tif 000004
【図２】
2018093078.tif 000005
【図３】
2018093078.tif 000006
【図４】
2018093078.tif 000007