(57)【要約】【課題】電波の反射量を減少させることにより、マイクロ波帯及びミリ波帯において優れた電波吸収特性を有する電波吸収体を提供する。【解決手段】短繊維２ｂが表面に植毛された成形体１からなり、短繊維２ｂ及び前記成形体１の少なくとも一方が導電性である電波吸収体。【選択図】  図１
2004319603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
短繊維が表面に植毛された成形体からなり、前記短繊維及び前記成形体の少なくとも一方が導電性を有することを特徴とする電波吸収体。
【請求項２】
請求項１に記載の電波吸収体において、前記短繊維の長さは５００μｍ〜１０  ｍｍであり、繊度は１ｄ〜２０  ｄであることを特徴とする電波吸収体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電波吸収体において、前記成形体が表面にピラミッド状又はウェッジ状の突起を有する板状体であることを特徴とする電波吸収体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の電波吸収体において、前記成形体が導電性樹脂からなり、前記短繊維が導電性を有する材料からなることを特徴とする電波吸収体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の電波吸収体において、植毛された前記短繊維は導電性繊維層を形成しており、前記導電性繊維層の体積固有抵抗値は１０１〜１０６Ω・ｃｍであることを特徴とする電波吸収体。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の電波吸収体において、前記短繊維がナイロン、ポリエステル、レーヨン、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリ塩化ビニルからなる群から選ばれた少なくとも１種の化学繊維からなることを特徴とする電波吸収体。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の電波吸収体において、前記短繊維が金属繊維、カーボン繊維及び金属被覆繊維からなる群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする電波吸収体。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の電波吸収体において、前記成形体が発泡樹脂からなり、前記発泡樹脂がポリオレフィン、ポリスチレン又はオレフィンとスチレンとの共重合体からなることを特徴とする電波吸収体。
【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、特にマイクロ波帯域及びミリ波帯域における電磁波吸収特性に優れているとともに、機械的強度が大きな電波吸収体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の急速な普及や通信技術の発展及び多様化により、電磁波に関する様々な問題が報告されており、対策が検討されている。電磁波に関する対策としては、電子機器が「外部に強い電磁波を出さないようにする」エミッション対策と、「外部からの電磁波によって影響を受けない（誤作動しない）ようにする」イミュニティ対策が挙げられる。電磁波としては、電子機器が外部に発生する不要電磁波と、電子機器内部の干渉波がある。
【０００３】
電磁波問題として古くから知られているものに、高層ビル等の電磁波反射によるＴＶゴーストや大形橋梁によるレーダーゴースト発生がある。この問題に対しては、電波吸収体をビル外面や橋梁に取り付けるという不要電磁波対策が行われてきた。しかし近年においては不要電磁波の周波数が高周波数化の一途をたどっているばかりでなく、携帯電話、無線ＬＡＮといった様々な電子機器の出現により電磁波問題の種類も多様化し、不要電磁波へのさらなる対策が必要となっている。
【０００４】
電子機器が発生する不要な電磁波そのものを減少させることを目的とした電磁波対策が検討されている。しかしながら電磁波の発生抑制対策は完全ではなく、発生した電磁波に対する対策が必要とされている。発生した不要な電磁波の対策としては、電磁波を吸収する材料により、電子機器内部の部品や電子機器の外壁を被覆するという方法がある。このような電磁波対策の効果を十分に得るためには、電磁波吸収性能に優れた電波吸収体が不可欠である。また電子機器は屋外や、大電力の電磁波照射テストを行う電波暗室等の過酷な環境で使用されているため、十分な耐熱性や機械的強度を有し、過酷な使用条件においても耐性がある電波吸収体が望まれている。
【０００５】
電磁波問題が注目され、不要電磁波の吸収を目的とした種々の電波吸収体が開発されている一方、電子機器からの不要電磁波及び電子機器の電磁波耐性を測定するための設備として、電波暗室が建てられている。
【０００６】
電波暗室の壁面には電波吸収体が取り付けられており、電波吸収体としては、樹脂中に導電性材料又は磁性材料を分散させたものが主に使用されている。
【０００７】
ピラミッド状又はウェッジ状の突起を有する電波吸収体に関しては、特開平４−２６７５９６号（特許文献１）等、多くの報告がされている。ピラミッド状又はウェッジ状の突起を有する電波吸収体（導電材及び／又は磁性材からなる）は、その表面付近では空気に近い特性インピーダンスを有するが、内部に行くに従って誘電損失が大きくなるインピーダンスを有するので、不要電磁波を削減することができる。またピラミッド形状及びウェッジ形状には、電磁波が特定の方向に反射するのを抑制する効果がある。しかしながら電子機器の使用する電磁波が高周波数化している状況では、電磁波の特定の方向への反射を抑制するのみでは反射量の制御が充分とは言えず、特に高周波帯域においては不要電磁波の削減率が低下してしまうという問題がある。
【０００８】
特開平１０−０４１６７４号（特許文献２）は、熱可塑性有機高分子発泡体の表面に導電層を形成してなる第一発泡粒子と、熱可塑性有機高分子発泡体からなる第二発泡粒子とが互いに融着してなる構造を有する電波吸収体を開示している。導電層はカーボンブラック、グラファイト、金属粉などの導電性粉体により形成されている。この電波吸収体は、発泡粒子同士の一部あるいは大部分を互いに融着させることにより比較的大きな機械的強度を有している。しかしながら、電波暗室用の電波吸収体として一般的な形状であるピラミッド形状にすると、ピラミッドの先端が破損して電磁波吸収性能が悪化する場合があり、充分な強度を有しているとは言えない。
【０００９】
【特許文献１】
特開平４−２６７５９６号公報
【特許文献２】
特開平１０−０４１６７４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、電波吸収体の表面において電磁波を効率的に散乱させることにより、マイクロ波帯及びミリ波帯において優れた電磁波吸収特性を有する電波吸収体を提供することである。
【００１１】
本発明のもう一つの目的は、マイクロ波帯及びミリ波帯において優れた電磁波吸収特性を有するとともに、大きな機械的強度を有する電波吸収体を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、（ａ）  少なくとも一方が導電性を有する成形体及び短繊維を使用し、成形体の表面に短繊維を植毛することにより、電磁波の反射量が減少した電波吸収体を得ることができること、（ｂ）短繊維の植毛により電波吸収体の機械的強度が増加することを発見し、本発明に想到した。
【００１３】
すなわち本発明の電波吸収体は、短繊維が表面に植毛された成形体からなり、前記短繊維及び前記成形体の少なくとも一方が導電性であることを特徴とする。
【００１４】
前記短繊維の長さは５００μｍ〜１０  ｍｍであり、繊度は１ｄ〜２０  ｄであるのが好ましい。前記成形体は特に限定されず、平板状であっても差し支えないが、表面にピラミッド状又はウェッジ状の突起を有する板状体であるのが好ましい。
【００１５】
前記成形体は導電性樹脂からなるのが好ましい。前記成形体が導電性樹脂からなることにより、大きな電磁波吸収効果が得られる。
【００１６】
前記短繊維は起毛状態で植毛されているのが好ましい。植毛された前記短繊維は導電性繊維層を形成しており、前記導電性繊維層の体積固有抵抗値は１０１〜１０６Ω・ｃｍであるのが好ましい。
【００１７】
前記短繊維はナイロン、ポリエステル、レーヨン、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリ塩化ビニルからなる群から選ばれた少なくとも１種の化学繊維からなるのが好ましい。前記短繊維は金属繊維、カーボン繊維及び金属被覆繊維からなる群から選ばれた少なくとも１種であっても良い。前記短繊維は、難燃性又は不燃性であるのが好ましい。
【００１８】
前記成形体は発泡樹脂からなるのが好ましい。前記発泡樹脂はポリオレフィン、ポリスチレン又はオレフィンとスチレンとの共重合体からなるのが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１及び２は、本発明の電波吸収体の一例を示す。図１（ａ）及び図２に示すように、この電波吸収体は、複数のピラミッド部１ａを有する成形体１と、その表面に形成された短繊維層２からなり、短繊維層２は、接着剤層２ａにより成形体１の表面に植毛された短繊維２ｂからなる。この例では、成形体１は導電性を有するが、成形体１自体は非導電性でも良く、その場合は短繊維が導電性を有さなければならない。尚、本明細書中、「導電性を有する」とは、体積固有抵抗値が１００〜１０７Ω・ｃｍであることを意味する。以下、導電性の樹脂成形体１に非導電性の短繊維２ｂを植毛した場合について、詳細に説明する。
【００２０】
樹脂成形体１の各ピラミッド部１ａは、基板１ｂから一体的に突出している。図１（ｂ）に示すように、基板１ｂ上に各ピラミッド部１ａが同じ向きに隙間無く並んでいる。図示の例では、１６個のピラミッド部１ａ（縦４×横４）を有するが、１つの成形体１に設けるピラミッド部１ａの数は特に限定されない。ピラミッド部１ａの大きさは特に限定されず、例えば１００  ｍｍ（底辺）×２５０  ｍｍ（高さ）とする。ピラミッド部１ａを１００  ｍｍ（底辺）×２５０  ｍｍ（高さ）とした場合、基板１ｂの厚さは５０  ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００２１】
図２に詳細に示すように、短繊維２ｂは起毛状態となるように接着剤層２ａにより植毛されている。接着剤層２ａの厚さは１００〜５００μｍとするのが好ましい。接着剤層２ａの厚さが１００μｍ未満であると、接着する短繊維２ｂとの接着強度が弱く短繊維２ｂが剥がれやすくなり、５００μｍ超であると接着強度は増すものの短繊維２ｂが接着剤層２ａ内に埋まってしまって起毛状態にならず、短繊維２ｂによる電波の反射抑制効果が得られない他、コスト高となる。
【００２２】
樹脂成形体１の原料を成形型に充填する。樹脂成形体１の原料としては、電波吸収に求められる物性を具備するものであれば特に限定されないが、成形体１の成形性、生産性、製造コスト及び電波吸収体の軽量化を考慮すると、カーボンブラック等の導電性材料を添加した樹脂が好ましい。成形体１用の樹脂としては、ポリオレフィン、ポリスチレン又はオレフィンとスチレンとの共重合体が好ましい。
【００２３】
樹脂成形体１は、発泡させた樹脂により形成するのが好ましく、ポリプロピレンの発泡体により形成するのが特に好ましい。成形体１が発泡樹脂からなることにより、コスト安となる他、電波吸収体を軽量化することができる。発泡体の見掛け密度は０．０２〜０．１  ｇ／ｃｍ３であるのが好ましい。発泡体の見掛け密度が０．０２  ｇ／ｃｍ３未満であると機械的強度が小さ過ぎ、０．１  ｇ／ｃｍ３以上であると電波吸収体の重量が大きすぎる上、原料コストが高価となる。一般的には、見掛け密度が０．０１５〜０．１  ｇ／ｃｍ３、直径０．５〜１０  ｍｍ程度のビーズ状発泡体を使用する。
【００２４】
導電性の発泡ビーズを成形型に充填し、成形型を蒸気等により加熱することにより、発泡ビーズ同士が融着し、導電性の発泡成形体が得られる。導電性発泡ビーズが発泡形状をある程度維持したままで融着する。
【００２５】
得られた樹脂成形体１の表面にプライマー処理を施した後、スプレーガンによって接着剤を均一に塗布する。接着剤としては特に限定されず、酢酸ビニルエマルジョン系、アクリルエマルジョン系等の接着剤を使用できる。酢酸ビニルエマルジョン系の接着剤としては、例えば昭和高分子（株）製のポリゾールを用いるのが好ましい。
【００２６】
樹脂成形体１の表面に形成した接着剤層２ａに、短繊維２ｂを植毛する。短繊維２ｂを植毛する方法は特に限定されないが、静電吹き付け法が好ましい。静電吹き付け法にはアップメソッド法とダウンメソッド法があるが、ダウンメソッド法が好ましい。静電吹き付け装置としては被吹き付け物を陽極、繊維等の吹き付け物を陰極として両極間に高電位差を生じさせ、発生する静電気により繊維を陽極の表面に吹き付ける原理のものであれば、どのような装置を用いても特に問題はない。
【００２７】
短繊維２ｂは、長さ５００μｍ〜１０  ｍｍ、繊度１ｄ〜２０  ｄのものを使用する。例えば繊維長１ｍｍ、繊度１．７  ｄのものを使用することができる。短繊維２ｂとしては特に限定されず、化学繊維等を使用することができる。化学繊維としては、ナイロン、アクリル、レーヨン、ポリプロピレン、ポリエステル及び塩化ビニルが挙げられる。樹脂成形体１がポリプロピレンからなる場合、ポリプロピレンからなる短繊維を使用すると、電波吸収体全体がポリプロピレン製となり、リサイクル面で有効である。短繊維２ｂの色は特に限定されず、任意の色のものを使用できる。このため樹脂成形体１の表面全体に着色した短繊維２ｂを隙間無く植毛することにより、所望の色の電波吸収体を作製することができる。これにより従来の黒を基調とした電波吸収体を使用する時に比べて、電波暗室の光量を減少させることができ、使用電力を削減できる。
【００２８】
図３に示すように、静電吹き付け装置は、吹き付けブース３０と、吹き付けブース３０内に設けられた吹き付け器３１と、吹き付け器３１に接続された吹き付け物供給器３２とを有している。吹き付け物供給器３２には、吹き付け器３１によって噴射する短繊維２ｂを入れるようになっている。また吹き付け器３１には、高電圧発生装置３３及び圧縮空気供給装置３４が接続されているので、吹き付け器３１と被吹き付け物との間に高電圧を印加するとともに、短繊維２ｂと圧縮空気を吹き付け器３１に供給し、短繊維２ｂを噴射することができる。
【００２９】
吹き付けブース３０内に表面に接着剤層２ａを積層した樹脂成形体１を設置し、吹き付け物供給器３２内に短繊維２ｂを入れる。次いで樹脂成形体１をアースし、吹き付け器３１が陰極となるように４０  ｋＶ、２ｍＡ程度の電圧を印加すると、吹き付け器３１から短繊維２ｂが樹脂成形体１に向かって噴射される。吹き付け器３１から噴射される短繊維２ｂは帯電しているので、図２に示すように、大部分は接着剤層２ａに刺さって起毛状態になる。このように植毛された短繊維２ｂは、樹脂成形体１の表面に起毛した短繊維層２を形成する。
【００３０】
静電吹き付け法により接着剤層２ａに植毛した短繊維２ｂは完全に接着剤層２ａに固着していないので、乾燥工程により接着剤層２ａに十分に固着する。短繊維２ｂ付きの成形体１を６５〜７５℃程度の乾燥炉内で３０分程度乾燥させた後、乾燥炉から取り出して自然乾燥する。
【００３１】
樹脂成形体１の表面に短繊維２ｂを植毛することにより、成形体１の表面で起毛状態となっている短繊維２ｂにより、電磁波を効率的に散乱することができる。また短繊維層２を設けることにより、電波吸収体の機械的強度が増加する他、短繊維２ｂは任意の色とすることができるため、彩色した電波吸収体を作製することができる。
【００３２】
前述の例の他、非導電性の樹脂成形体１に導電性の短繊維２ｂを植毛しても良い。非導電性の成形体１用の樹脂としては、導電性材料を含有しない以外、前述の例と同じでよい。樹脂成形体１が非導電性樹脂からなる場合、発泡倍率の大きな発泡樹脂を原料とすることができるため、電波吸収体の軽量化及び原料コストの削減が可能となる。また電波吸収体表面で効率的に電波を散乱し、遮断することができるため、少量の導電性材料で良好な電磁波吸収特性を得られる。
【００３３】
導電性の樹脂成形体１に、導電性の短繊維２ｂを植毛しても良い。樹脂成形体１と短繊維２ｂの両方を導電性の樹脂とすることにより、導電性物質が二層構造となり、電波吸収体のインピーダンス整合を高めることができる。
【００３４】
導電性繊維としては、炭素繊維及び金属繊維の他に、ナイロン、ポリエステル等の繊維に金属被膜を施した金属被膜繊維等が挙げられる。なお、導電性繊維に着色樹脂を表面コーティングすれば、任意の色の短繊維を得ることができる。
【００３５】
短繊維２ｂとしては、耐熱性及び／又は導電性を有するものを使用しても良い。耐熱性を有する短繊維を用いると、耐熱性を要する電波吸収体を作製する場合にも、樹脂成形体１の原料となる樹脂に難燃剤を添加する必要が無い。耐熱性及び／又は導電性の繊維としては、炭素繊維、金属繊維、フッ素樹脂繊維、アラミド繊維等が挙げられる。
【００３６】
電波吸収体の形状としては、ピラミッド形状の突起を有する板状体に限定されるものではなく、ウェッジ状、波形の突起を有する板状体や、突起の無い板状体であっても良い。突起の無い板状の電波吸収体の場合、電波が電波吸収体内部に入るに従って誘電損失が大きくなるようなインピーダンスを有する多層構造とするのが好ましい。
【００３７】
【実施例】
本発明を以下の実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００３８】
実施例１
プロピレン−エチレン共重合体樹脂からなる発泡ビーズ（カーボンブラックの配合比１４〜１６質量％、嵩密度０．０３７〜０．０４０  ｇ／ｃｍ３、粒径４〜６ｍｍ）を金型に充填し、３〜４ｋｇ／ｃｍ２Ｇの蒸気により加熱して、融着させた。この発泡成形体を冷却してから金型から取り出し、約６０℃で２４時間乾燥させることにより、ピラミッド状突起を有する樹脂成形体１を得た。この樹脂成形体１の見掛け密度は、０．０４５  ｇ／ｃｍ３、体積固有抵抗値は８×１０２〜１．２〜１０３Ω・ｃｍであった。
【００３９】
樹脂成形体１の表面にプライマー処理を施した後、接着剤（昭和高分子（株）製：ポリゾールＦ−４４５）をスプレーガンで均一に塗布し、形成した接着剤層２ａに繊維長さ１ｍｍ、繊度１．７  ｄ、青色のナイロン短繊維２ｂを植毛した。植毛には、静電吹き付け装置を使用した。短繊維２ｂを植毛した成形体を、約７０℃の乾燥炉内に３０分間程度入れて乾燥させた後自然乾燥し、図１に示す構造の電波吸収体を得た。
【００４０】
実施例２
繊維長さ３．０  ｍｍ、繊度３ｄの炭素繊維を短繊維２ｂとして使用した以外実施例１と同様にして電波吸収体を作製した。
【００４１】
実施例１〜２により得られた電波吸収体の電波吸収量を測定した。結果を表１に示す。また実施例１で作製した電波吸収体のピラミッド部１ａの先端強度を測定した。結果を表２に示す。
【００４２】
比較例１
短繊維２ｂを植毛しない以外実施例１と同様にして作製した発泡ピラミッド成形体の電波吸収量を測定した。結果を表１に示す。また実施例１で作製した樹脂成形体１のピラミッド部１ａの先端強度を測定した。結果を表２に示す。
【００４３】
【表１】
2004319603.tif 000003
【００４４】
【表２】
2004319603.tif 000004
注  ＊サンプル１〜５は、実施例１の電波吸収体及び比較例１の成形体の各ピラミッド部１ａを表す。
【００４５】
表１より、導電性樹脂成形体の表面に非導電性ナイロン短繊維を植毛することにより、特に３０  ＧＨｚ以上の高周波数域で電磁波吸収特性が向上することが確認できる。また導電性樹脂成形体の表面に導電性短繊維を植毛することにより、高周波領域のみならず低周波数領域においても電磁波吸収特性が向上することが分かる。
【００４６】
表２より、樹脂成形体の表面に短繊維層を形成することにより、短繊維層を形成しないものと比較してピラミッド先端部の強度が約２倍となり、電波吸収体の機械的強度が大幅に向上することが分かる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の電波吸収体は、短繊維が表面に植毛された成形体からなるために、電波吸収体の表面で効率的に電磁波を散乱し、遮断することができる。このため、従来不要電磁波の削減が困難であった高周波数域においても、優れた電磁波吸収特性を有する。また短繊維を植毛することにより、電波吸収体の機械的強度が増加する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電波吸収体の一例を示し、（ａ）  は電波吸収体の断面図であり、（ｂ）  は上面図である。
【図２】図１のＡ部を示す拡大断面図である。
【図３】電波吸収体に短繊維を植毛する装置の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
１・・・樹脂成形体
１ａ・・・ピラミッド部
１ｂ・・・基板
２・・・短繊維層
２ａ・・・接着剤層
２ｂ・・・短繊維
３０・・・吹き付けブース
３１・・・吹き付け器
３２・・・吹き付け物供給器
３３・・・高電圧発生装置
３４・・・圧縮空気供給装置
【図１】
2004319603.tif 000005
【図２】
2004319603.tif 000006
【図３】
2004319603.tif 000007