(57)【要約】【課題】電波吸収特性及び軽量化に優れる膨張黒鉛を使用した電波吸収体を提供する。【解決手段】ゴム弾性を示す物質中に平均粒径が１００μｍ〜４００μｍの膨張黒鉛が分散してなる電波吸収体。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム弾性を示す物質中に平均粒径が１００μｍ〜４００μｍの膨張黒鉛が分散してなる電波吸収体。
【請求項２】
ゴム弾性を示す物質が、合成ゴムである請求項１記載の電波吸収体。
【請求項３】
膨張黒鉛が、膨張黒鉛シート粉砕粉である請求項１記載の電波吸収体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電波吸収体に関し、さらに詳しくは軽量化に優れる膨張黒鉛を使用した電波吸収体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＴ化社会の急速な発展に伴い、近年、携帯電話を代表とする移動型通信機器及びパーソナルコンピュターが一般的に普及し、電波の利用は拡大の一途を辿っる。これに伴い上記機器から発生する電磁波も必然的に多くなり、電波環境は多様化、複雑化しこれらの機器から発生する電磁波により、電子機器の誤作動やテレビ、ラジオ等のノイズ発生などの電波障害を引き起こすばかりでなく、人体への悪影響も懸念される。
【０００３】
上記状況の中、電磁波を発生する機器には電磁波を遮断する処理を行うことが義務付けられ、パソコンなどのハウジングに電磁波遮断材料が使用されている。また電磁波を嫌う精密機器等が設置された部屋では、電磁波の進入を遮断するため天井、床、壁等に電磁波遮断材料が使用されている。
【０００４】
電磁波遮断材料は、使用される条件により各種の材料が提案され市販されている。特に形状が複雑で大きな場所で使用される電磁波遮断部材としては、低コストで軽量、柔軟性、加工性に優れたものが要求されている。
【０００５】
通常の電波吸収体の吸収材としては、金属、無機物及び黒鉛の混合物が使用されるが、重量が大きくなりまた加工性も低下するため、前記の大型電磁波吸収体には適さない。また、特開平１０−２７９８６号公報などに示されるように、比重が軽く粒子の細かい黒鉛を使用することも考えられるが、得られる電波吸収体の吸収特性が悪い（低い）という問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、電波吸収特性及び軽量化に優れる膨張黒鉛を使用した電波吸収体を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ゴム弾性を示す物質中に平均粒径が１００μｍ〜４００μｍの膨張黒鉛が分散してなる電波吸収体に関する。
また、本発明は、ゴム弾性を示す物質が、合成ゴムである前記の電波吸収体に関する。
さらに、本発明は、膨張黒鉛が、膨張黒鉛シート粉砕粉である前記の電波吸収体に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる膨張黒鉛については特に制限はないが、コストを重視するならば、原料黒鉛として天然黒鉛、人造黒鉛を使用することが好ましい。使用する黒鉛の粒径に制限はなく、要求特性を考慮し粒径の異なる黒鉛を混合して使用することもできる。また使用する膨張黒鉛の形態には制限はなく、得られた膨張黒鉛をそのまま使用してもよく、また膨張黒鉛をシート状に加工した後、粉砕して得られる膨張黒鉛シート粉砕粉が使用できる。本発明においては使用するゴム弾性を示す物質との混合時における作業性及び混合時の膨張黒鉛の壊れにくさを考慮すると、膨張黒鉛シート粉砕粉を使用することが好ましい。
【０００９】
膨張黒鉛は、例えば原料黒鉛を、酸性物質及び酸化剤を含む溶液中に浸漬して黒鉛層間化合物を生成させる工程及び前記黒鉛層間化合物を加熱して黒鉛結晶のＣ軸方向を膨張させて膨張黒鉛とする工程により製造することができる。これにより膨張した黒鉛が虫状形となり方向性のない複雑に絡み合った形態となる。
【００１０】
膨張黒鉛の倍率は、特に制限はないが電磁波の吸収特性を考慮すると、１５０倍以上が好ましく、１５０倍〜３００倍であることがさらに好ましい。
この膨張黒鉛を粉砕することにより膨張黒鉛粉とすることができるが、粉砕の前に、得られた膨張黒鉛に圧力を加えシート状に圧縮成形して膨張黒鉛シートとすることが好ましい。また必要に応じて、得られた粉砕粉に含まれる酸性根を低減させるための処理（不活性ガス中で高温処理など）を施す。
【００１１】
前記の原料黒鉛としては特に制限はないが、天然黒鉛、キツシユ黒鉛、熱分解黒鉛等の高度に結晶が発達した黒鉛が好ましいものとして挙げられる。得られる特性と経済性のバランスを考慮すると天然黒鉛が好ましい。用いる天然黒鉛としては、特に制限はなく、Ｆ４８Ｃ（日本黒鉛（株）製、商品名）、Ｈ−５０（中越黒鉛（株）製、商品名）等の市販品を用いることができる。これらは、鱗片状の粉末の形態で使用することが好ましい。
【００１２】
原料黒鉛の処理に用いられる酸性物質は、一般に硫酸などの黒鉛の層間に進入して十分な膨張能力を有する酸性根（陰イオン）を発生することができるものが使用される。酸性物質の使用量については特に制限はなく、目的とする膨張倍率で決定され、例えば、黒鉛１００重量部に対して１００重量部〜１０００重量部使用するのが好ましい。
【００１３】
また、酸性物質と共に用いられる酸化剤としては、過酸化水素、過塩素酸カリウム、過マンガン酸カリウム、重クロム酸カリウム等の過酸化物、また硝酸などの酸化作用のある酸を用いることができ、良好な膨張黒鉛を得やすいという観点から過酸化水素が特に好ましい。酸化剤として過酸化水素を用いる場合、水溶液として用いることが好ましく、このとき、過酸化水素の濃度については特に制限はないが、２０重量％〜４０重量％が好ましい。その使用量についても特に制限はないが、黒鉛１００重量部に対して過酸化水素水として５重量部〜６０重量部配合することが好ましい。
【００１４】
酸性物質及び酸化剤は、水溶液の形態で使用することが好ましい。
酸性物質としての硫酸は、適宜の濃度で使用されるが、９５重量％以上の濃度のものが好ましく、濃硫酸を使用することが特に好ましい。
【００１５】
前記において、膨張黒鉛シートの製法についても特に制限はないが、一般的には上記で得た膨張黒鉛を、プレス、ロール等で圧力を加えてシート化することが好ましい。膨張黒鉛をシート化したときのシートの厚さ及び嵩密度については特に制限はないが、厚さが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲及び嵩密度が２００ｋｇ／ｍ３〜１７００ｋｇ／ｍ３の範囲のものが好ましい。厚さが０．５ｍｍ未満であると粉砕工程での作業性の低下（ハンドリング中にシートが脆く崩れる）を招く傾向があり、１．５ｍｍを超えると粉砕し難くなる傾向がある。
また、嵩密度が２００ｋｇ／ｍ３未満であると得られる電波吸収体の電波吸収特性が低下する傾向があり、１７００ｋｇ／ｍ３を超えると電波吸収体の柔軟性が低下する傾向がある。
なお、嵩密度の大きさは、加圧量、ロールギャップ等の調整により、調整することができる。また、膨張黒鉛シートの粉砕は、粗粉砕及び微粉砕により行うことが好ましく、この後、必要に応じて分級を行う。
【００１６】
本発明で好ましいものとして使用する膨張黒鉛シート粉砕粉の嵩密度については特に制限はないが、１００ｋｇ／ｍ３〜４００ｋｇ／ｍ３の範囲が好ましい。膨張黒鉛シート粉砕粉の嵩密度が小さすぎると、合成ゴムとの均一混合性が低下し、均一な電波吸収体が得られ難くなる傾向があり、また膨張黒鉛シート粉砕粉の嵩密度が大きすぎると目的とする、柔軟性や電波吸収特性の向上効果が低下する傾向がある。
【００１７】
膨張黒鉛シート粉砕粉の平均粒径は、数平均粒径で１００μｍ〜４００μｍ、好ましくは１５０μｍ〜３５０μｍの範囲とされ、数平均粒径が１００μｍ未満であると膨張黒鉛の絡み合いの効果が少なくなり、得られる電波吸収体の強度低下が起こり易くなる。一方、数平均粒径が４００μｍを超えると電波吸収特性が低下する。
【００１８】
一方、本発明で使用するゴム弾性を示す物質としては合成ゴムが好ましい。合成ゴムとしては、例えば常に柔軟性（弾性）を有する固形物で、温度を上げれば温度が低いときより多少は柔らかくはなるが、液状にはならないという性質を有し、最終製品にべた付き（製品に指が張りつく）が生じないものを使用することが好ましい。このような合成ゴムとしては、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、アクリルゴム、アクリルニトリルブタジエンゴム等の合成ゴムが使用できるが、総合的な特性を考慮すると室温で固形のアクリルニトリルブタジエンゴム（以下ＮＢＲとする）を用いることが好ましい。
【００１９】
ＮＢＲ中に含まれるアクリルニトリルの含有量については特に制限はないが、弾性及び加工性の向上を考慮すればＮＢＲに対してアクリルニトリルが３０重量％〜４２重量％含有するものが好ましい。
また、ＮＢＲの分子量も特に制限はないが、前記特性を考慮すれば数平均分子量で１０，０００〜４００，０００のものが好ましい。数平均分子量が１０，０００未満であると弾性率が低くなる傾向があり、一方、数平均分子量が４００，０００を超えると加工性が急激に低下する傾向がある。
なお、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて測定した値である。
【００２０】
好ましいものとして用いられるＮＢＲとしては、例えば、Ｎｉｐｏｌ−１０４２、Ｎｉｐｏｌ−１０４２、Ｎｉｐｏｌ−１０４３、Ｎｉｐｏｌ−１０４２ＡＬ、Ｎｉｐｏｌ−１０５２Ｊ、　ＤＮ−２０１、ＤＮ−２０２、ＤＮ−２０２Ｈ、ＤＮ−２０４、ＤＮ−２０６、ＤＮ−２０７、ＤＮ−２１１、ＤＮ−２１５、ＤＮ−２１９、ＤＮ−２２１、ＤＮ−２２３、ＤＮ−１０３、ＤＮ−１１５（以上、日本ゼオン（株）製、商品名）、クライナック８０１（ポリサー社製、商品名）、Ｎ２２０ＳＨ（日本合成ゴム（株）製、商品名）等が挙げられる。
【００２１】
本発明においては、必要に応じて、ＮＢＲは加硫して用いることができる。加硫する場合、硫黄及び加硫促進剤が用いられ、このうち硫黄としてはコロイドイオウ、沈降イオウ等が用いられる。
また、加硫促進剤としては、例えば大内新興化学（株）製の商品名、ノクセラーＭ、ノクセラーＤＭ等のチアゾール系、ノクセラーＴＴ、ノクセラーＴＥＴ、ノクセラーＴＳ、ノクセラーＴＲＡ等のチウラム系、ノクセラーＰＰＤ、ノクセ、ーＰ、ノクセラーＰＺ、ノクセラーＥＺ、ノクセラーＢＺ、ノクセラーＳＤＣ等のジチオカルバミン酸塩系のものが用いられ、通常上記分子構造の異なる促進剤を混合して使用する。また必要に応じ亜鉛華が用いられる。
【００２２】
上記、ＮＢＲなどの合成ゴムは、膨張黒鉛と均一に混合させるため、有機溶媒に溶解した性状で用いられる。有機溶媒は、コスト、溶解性を考慮すればメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサン等挙げられるがコスト及び作業性の点から、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、トルエンが好ましい。
【００２３】
合成ゴムと有機溶媒の混合割合は、合成ゴムの分子量、有機溶媒の溶解度、溶解方法等で異なるが、膨張黒鉛との均一混合を考慮すれば、合成ゴム／有機溶媒＝１０／９０〜５０／５０（重量％）の範囲が好ましく、１０／９０〜３０／７０（重量％）の範囲がさらに好ましい。配合するＮＢＲが有機溶媒に対して１０重量％未満であると、最終混合物に含まれる溶媒量が多くなり、その結果、脱溶（最終混合物から溶剤を除く）作業が長くなり、生産性が低下する傾向がある。一方、５０重量％を超えると、合成ゴム溶解液の粘度が高くなり、膨張黒鉛との混合が不均一となり、得られる電磁波吸収体の特性にバラツキが生じる傾向がある。
【００２４】
合成ゴムと有機溶媒の混合法に特に制限はないが、一般的には、還流装置及び攪拌羽根を備えた溶解層（フラスコ）に、溶媒と合成ゴム（細かく切断した方が溶解早い）を入れ、溶媒の沸点付近まで温度を上げ混合する。混合時間は、溶媒に対する合成ゴムの量及び合成ゴムの分子量等で変動するので適宜選定する。
【００２５】
また、得られた合成ゴム溶解液中の最終合成ゴム量を確認することは重要である。最終合成ゴム量を確認するには、金属シャーレなどに得られた溶解液数ｇを正確に計り取り、使用溶媒の沸点以上で数時間熱処理し、得られた合成ゴムの量から算出することができる。
【００２６】
得られた合成ゴム溶液と膨張黒鉛との混合方法に特に制限はないが、膨張黒鉛に与えるストレスの少なさ、混合時間、均一混合性を考慮するとライカイ機を用いることが好ましい。
合成ゴムと膨張黒鉛との配合割合は、電波吸収特性の点で、合成ゴム／膨張黒鉛＝９０／１０〜５０／５０（重量％）の範囲が好ましく、９０／１０〜７０／３０（重量％）の範囲がさらに好ましい。
【００２７】
電波吸収体の最終性状であるシート状にする方法についても特に制限はなく、例えば混合物貯蔵タンク、表面離型処理したベルトコンベア、ナイフコータ、乾燥機、巻き取り機等の部品から構成される設備を用い、貯蔵タンクから一定量の混合物を供給し、ナイフコータで混合物の厚みを一定化させることで、コスト低下が可能でさらに一定厚みを有し、残存溶剤の少ないシートを得ることができる。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。
実施例１
（１）ＮＢＲ溶解液の調整
ＮＢＲとしてＮ２２０ＳＨ（日本合成ゴム（株）製の商品名…数平均分子量　３００，０００）１００ｇをカッターで細かくサイコロ状に加工した。
このものを既にメチルエチルケトン２３３ｇが入っている１リットルのセパラブルフラスコに入れた（ＮＢＲ／ＭＥＫ＝３０／７０（重量％））。次いで、このフラスコをマントルヒータにセットし、フラスコに還流装置及び攪拌羽根を取り付け、攪拌羽根を回転させながら６０℃に昇温した。この状態で６時間攪拌しＮＢＲの均一溶解を行った。
【００２９】
（２）膨張黒鉛シート粉砕粉の作製
板厚が１．０ｍｍ及び嵩密度が１，０００ｋｇ／ｍ３の膨張黒鉛シート（日立化成工業（株）製、商品名カーボフィツトＨＧＰ―１０５）を粗粉砕機及び微粉砕機で粉砕し、数平均粒径が２３０μｍの膨張黒鉛シート粉砕粉を得た。
【００３０】
（３）電波吸収体（シート）の作製
（１）で得たＮＢＲ溶解液１００ｇをライカイ機用乳鉢に計り取り、その中に（２）で得た膨張黒鉛シート粉砕粉９ｇ（ＮＢＲ／膨張黒鉛シート粉砕粉＝７０／３０（重量％））を入れ、１０分間混合してペースト状にした。
【００３１】
次に、上記で得たペーストを、バット上に均一に広げ減圧乾燥機を用い７０℃／３０分の条件で処理し、溶媒であるＭＥＫを取り除いたシートを作製した。
得られたシートを、１２０℃に加熱した圧縮成形用金型（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）に挿設し、前記温度に加熱した圧縮成形機にセットし、面圧２０Ｍｐａの条件で１０分間成形し、厚さが１ｍｍの電波吸収体を得た。
【００３２】
実施例２
数平均粒径が、１５０μｍの膨張黒鉛シート粉砕粉を用いたこと以外は、実施例１と同様の工程を経て厚さが１ｍｍの電波吸収体を得た。
【００３３】
実施例３
数平均粒径が、３５０μｍの膨張黒鉛シート粉砕粉を用いたこと以外は、実施例１と同様の工程を経て厚さが１ｍｍの電波吸収体を得た。
【００３４】
比較例１
数平均粒径が、５３μｍの膨張黒鉛シート粉砕粉を用いたこと以外は、実施例１と同様の工程を経て厚さが１ｍｍの電波吸収体を得た。
【００３５】
比較例２
数平均粒径が、５１０μｍの膨張黒鉛シート粉砕粉を用いたこと以外は、実施例１と同様の工程を経て厚さが１ｍｍの電波吸収体を得た。
【００３６】
次に、各実施例及び各比較例で得た電波吸収体の電波吸収特性を下記に示す方法で測定した。その結果を表１に示す。
電波吸収特性の測定方法：ネットワークアナライザーを用いて周波数１００（ＭＨｚ）の条件で、電波吸収体の１〜１０ＧＨｚにおける反射減衰量を測定した。なお、吸収周波数は反射減衰量が最大になる周波数を示す。
【００３７】
【表１】
2004039798.tif 000002
【００３８】
【発明の効果】
本発明の電波吸収体は、電波吸収特性及び軽量化に優れ工業的に極めて好適である。