(57)【要約】【課題】改善された電磁波吸収特性を有する電磁波吸収体を提供する。【解決手段】電磁波吸収体は、母材としての樹脂又はセラミックスと、コイル状炭素繊維と、コイル状炭素繊維以外の電磁波吸収材とを含有する。電磁波吸収体は、前記電磁波吸収材として導電体又は磁性体を含有することが好ましく、導電体と磁性体の両方を含有することがより好ましい。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材としての樹脂又はセラミックスと、コイル状炭素繊維と、コイル状炭素繊維以外の電磁波吸収材とを含有する電磁波吸収体。
【請求項２】
前記電磁波吸収材として導電体又は磁性体を含有する請求項１に記載の電磁波吸収体。
【請求項３】
前記電磁波吸収材として導電体及び磁性体を含有する請求項２に記載の電磁波吸収体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コイル状炭素繊維を含有する電磁波吸収体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コイル状炭素繊維には電磁波を吸収して熱に変換する性質があることが知られている。この性質は、コイル状という特異な形状によるものである。コイル状炭素繊維に電磁波が照射されると、その電磁波は、コイル状炭素繊維において誘導起電力による誘導電流を発生してジュール熱として消費される。そのため、コイル状炭素繊維は、電磁波吸収体をはじめとする電磁波障害を防止する用途で利用されている。（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２１９８４号公報
【特許文献２】
特開２０００−１２４６５８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電磁波吸収体の電磁波吸収特性に関しては、まだ改善の余地がある。例えば、電磁波吸収体には、電磁波吸収量のさらなる増大が求められており、さらには吸収可能な電磁波の周波数帯域の拡大も求められている。
【０００５】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、改善された電磁波吸収特性を有する電磁波吸収体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、母材としての樹脂又はセラミックスと、コイル状炭素繊維と、コイル状炭素繊維以外の電磁波吸収材とを含有することを要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電磁波吸収体において、前記電磁波吸収材として導電体又は磁性体を含有することを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電磁波吸収体において、前記電磁波吸収材として導電体及び磁性体を含有することを要旨とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る電磁波吸収体である樹脂粒子は、母材としての樹脂と、コイル状炭素繊維と、コイル状炭素繊維以外の電磁波吸収材とを含有する。コイル状炭素繊維及び電磁波吸収材は樹脂中に分散している。樹脂粒子の粒子径は、好ましくは５μｍ〜１０ｍｍである。
【０００９】
樹脂粒子中のコイル状炭素繊維の含有量は、好ましくは１５重量％、より好ましくは１〜１０重量％以下、特に好ましくは１〜２重量％である。コイル状炭素繊維のコイル径は好ましくは１ｎｍ〜１００μｍであり、コイル状炭素繊維のコイル長は好ましくは１００ｎｍ〜１０ｍｍである。好ましいコイル状炭素繊維は、気相蒸着法（ＣＶＤ法）で製造されるコイル状炭素繊維である。気相蒸着法では、アセチレン等の原料ガスがニッケル等の触媒の存在下で熱分解され、それにより前記原料ガスからコイル状炭素繊維が製造される。
【００１０】
樹脂粒子中の電磁波吸収材の含有量は、重量比でコイル状炭素繊維の０．５〜１０倍量であることが好ましい。電磁波吸収材の形状やサイズは特に限定されない。電磁波吸収材の好ましい形状は、粒状及び短繊維状である。電磁波吸収材としては、例えば、ニッケル等の金属又は炭素からなる導電体、フェライトからなる磁性体が挙げられる。樹脂粒子は、電磁波吸収材として導電体又は磁性体を含有することが好ましく、導電体及び磁性体の両方を含有することがより好ましい。
【００１１】
前記樹脂としては、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、マレイミド系樹脂等のビニル系樹脂が挙げられる。樹脂粒子中に含まれる樹脂は、単一種類の樹脂のみから構成されてもよいし、二種以上の樹脂の混合物であってもよい。
【００１２】
樹脂粒子はそのままで、電磁波を吸収する用途で利用される。あるいは、樹脂粒子は、公知の成形法でもって所望の形状、例えば板状、フィルム状、ブロック状又は繊維状に成形された後、電磁波を吸収する用途で利用される。あるいは、樹脂粒子は、当該樹脂粒子を電磁波吸収性の充填剤として機能させるべく、基材中に分散させられた後、電磁波を吸収する用途で利用される。基材の形態は、例えば、ペースト状、ゲル状、液体状、固体状、粉末状である。基材は、樹脂粒子中に含まれる樹脂と同じ種類の樹脂製であってもよいし、樹脂粒子中に含まれる樹脂とは異なる種類の樹脂製であってもよいし、樹脂以外の材料製であってもよい。
【００１３】
本実施形態によって得られる効果について、以下に記載する。
・  樹脂粒子の電磁波吸収特性は、コイル状炭素繊維とコイル状炭素繊維以外の電磁波吸収材との相乗作用により改善される。改善された電磁波吸収特性を有する樹脂粒子は、幅広い周波数帯域の電磁波を吸収するか、あるいは特定の周波数の電磁波を強く吸収する。
【００１４】
コイル状炭素繊維に加えて電磁波吸収材として導電体を含有する樹脂粒子の電磁波吸収特性は、コイル状炭素繊維と導電体の相乗作用により改善される。その樹脂粒子中では、コイル状炭素繊維がリアクタンスとして機能し、導電体がレジスタンスとして機能し、母材がキャパシタンスとして機能する。そのため、樹脂粒子中にはＬＣ回路、ＣＲ回路及びＬＣＲ回路が築かれる。その結果、樹脂粒子は、これらＬＣ回路、ＣＲ回路及びＬＣＲ回路の共振周波数の電磁波を強く吸収する。
【００１５】
コイル状炭素繊維に加えて電磁波吸収材として磁性体を含有する樹脂粒子の電磁波吸収特性は、コイル状炭素繊維と磁性体の相乗作用により改善される。その樹脂粒子中では、コイル状炭素繊維がリアクタンスとして機能し、母材がキャパシタンスとして機能する。そのため、樹脂粒子中にはＬＣ回路が築かれる。磁性体の磁気抵抗は、その磁性体の近傍に位置するＬＣ回路中のリアクタンスに誘導電流が発生したとき、それに基づく誘導磁界によって増大する。この磁気抵抗の増大により、磁性体の電磁波吸収能が増強されるとともに、磁性体が吸収可能な電磁波の周波数帯域が拡大される。
【００１６】
コイル状炭素繊維に加えて電磁波吸収材として導電体と磁性体の両方を含有する樹脂粒子の電磁波吸収特性は、コイル状炭素繊維と導電体と磁性体の相乗作用により改善される。その樹脂粒子は、樹脂粒子中に築かれるＬＣ回路、ＣＲ回路及びＬＣＲ回路の共振周波数の電磁波を強く吸収する。加えて、ＬＣ回路及びＬＣＲ回路中のリアクタンスに誘導電流が発生することにより、磁性体の電磁波吸収能が増強されるとともに、磁性体が吸収可能な電磁波の周波数帯域が拡大される。
【００１７】
・  樹脂粒子中のコイル状炭素繊維の含有量が１〜２重量％である場合には、樹脂粒子の電磁波吸収特性がさらに改善される。
・  樹脂粒子中のコイル状炭素繊維が気相蒸着法で製造されるコイル状炭素繊維である場合には、樹脂粒子の電磁波吸収特性がさらに改善される。これは、気相蒸着法で製造されるコイル状炭素繊維が有する電磁波吸収能が、他のコイル状炭素繊維が有する電磁波吸収能に比べて高いためである、
・  樹脂粒子中のコイル状炭素繊維以外の電磁波吸収材の含有量が重量比でコイル状炭素繊維の０．５倍量以上である場合には、樹脂粒子の電磁波吸収特性がより確実に改善される。
【００１８】
・  樹脂粒子中のコイル状炭素繊維以外の電磁波吸収材の含有量が重量比でコイル状炭素繊維の１０倍量以下である場合には、その電磁波吸収材の含有量が過剰なことに起因する弊害が防止される。
【００１９】
・  樹脂粒子は、特に１〜１００ＧＨｚの電磁波を効果的に吸収する。そのため、各種電子機器で使用される電磁波がメガヘルツ領域からギガヘルツ領域へと移行している現在の趨勢に十分に応えることができる。
【００２０】
前記実施形態は、次のように変更されてもよい。
・  電磁波吸収体は、樹脂粒子でなく、母材としてのセラミックスとコイル状炭素繊維とコイル状炭素繊維以外の電磁波吸収材とを含有するセラミックス粒子であってもよい。
【００２１】
・  電磁波吸収体の形状は、必ずしも粒子状でなくてもよく、例えば板状、フィルム状、ブロック状又は繊維状であってもよい。
・  コイル状炭素繊維及びコイル状炭素繊維以外の電磁波吸収材は、必ずしも樹脂中に配置されなくてもよい。
【００２２】
・  樹脂粒子を所定の形状に成形するとき、および樹脂粒子を基材中に分散するとき、樹脂粒子以外の電磁波吸収体が樹脂粒子に混合されてもよい。この場合、混合する電磁波吸収体の量や種類を適宜変えることによって、電磁波吸収特性が様々に異なる製品が得られる。樹脂粒子以外の電磁波吸収体としては、例えば、コイル状炭素繊維、粉末状の導電体、粉末状の磁性体、樹脂とコイル状炭素繊維とを含有する粒子、樹脂と導電体とを含有する粒子、樹脂と磁性体とを含有する粒子、樹脂と導電体と磁性体とを含有する粒子が挙げられる。
【００２３】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
＜比較例１＞  メタクリル酸メチル及びコイル状炭素繊維を含有するビーズをＰＥＴ製の内厚８ｍｍの容器中に充填して供試体を作製した。コイル状炭素繊維のコイル長は１５０〜３００μｍである。ビーズ中のコイル状炭素繊維の含有量は１重量％である。
【００２４】
＜実施例１＞  メタクリル酸メチル及びコイル状炭素繊維を含有するビーズと炭素粉末との混合物をＰＥＴ製の内厚８ｍｍの容器中に充填して供試体を作製した。コイル状炭素繊維のコイル長は１５０〜３００μｍである。ビーズ中のコイル状炭素繊維の含有量は１重量％である。混合物中のビーズの含有量は９５重量％であり、混合物中の炭素粉末の含有量は５重量％である。
【００２５】
＜比較例２＞  メタクリル酸メチル及びコイル状炭素繊維を含有するビーズをＰＥＴ製の内厚１３ｍｍの容器中に充填して供試体を作製した。コイル状炭素繊維のコイル長は９０μｍ以下である。ビーズ中のコイル状炭素繊維の含有量は２重量％である。
【００２６】
＜実施例２＞  メタクリル酸メチル及びコイル状炭素繊維を含有するビーズとフェライト粉末との混合物をＰＥＴ製の内厚１３ｍｍの容器中に充填して供試体を作製した。コイル状炭素繊維のコイル長は９０μｍ以下である。ビーズ中のコイル状炭素繊維の含有量は２重量％である。混合物中のビーズの含有量は９５重量％であり、混合物中のフェライト粉末の含有量は５重量％である。
【００２７】
＜比較例３＞  メタクリル酸メチル及びコイル状炭素繊維を含有するビーズをＰＥＴ製の内厚５ｍｍの容器中に充填して供試体を作製した。コイル状炭素繊維のコイル長は１５０〜３００μｍである。ビーズ中のコイル状炭素繊維の含有量は２重量％である。
【００２８】
＜実施例３＞  メタクリル酸メチル及びコイル状炭素繊維を含有するビーズをＰＥＴ製の内厚５ｍｍの第１容器中に充填した。炭素粉末をＰＥＴ製の内厚８ｍｍの第２容器中に充填した。第１容器と第２容器とを重ね合わせて供試体を作製した。コイル状炭素繊維のコイル長は１５０〜３００μｍである。ビーズ中のコイル状炭素繊維の含有量は２重量％である。
【００２９】
＜実施例４＞  メタクリル酸メチル及びコイル状炭素繊維を含有するビーズをＰＥＴ製の内厚５ｍｍの第１容器中に充填した。フェライト粉末をＰＥＴ製の内厚３ｍｍの第２容器中に充填した。第１容器と第２容器とを重ね合わせて供試体を作製した。コイル状炭素繊維のコイル長は１５０〜３００μｍである。ビーズ中のコイル状炭素繊維の含有量は２重量％である。
【００３０】
＜実施例５＞  メタクリル酸メチル及びコイル状炭素繊維を含有するビーズをＰＥＴ製の内厚５ｍｍの第１容器中に充填した。フェライト粉末をＰＥＴ製の内厚８ｍｍの第２容器中に充填した。第１容器と第２容器とを重ね合わせて供試体を作製した。コイル状炭素繊維のコイル長は１５０〜３００μｍである。ビーズ中のコイル状炭素繊維の含有量は２重量％である。
【００３１】
＜比較例４＞  メタクリル酸メチル及びコイル状炭素繊維を含有するビーズをＰＥＴ製の内厚３ｍｍの容器中に充填して供試体を作製した。コイル状炭素繊維のコイル長は５００〜１０００μｍである。ビーズ中のコイル状炭素繊維の含有量は２重量％である。
【００３２】
＜比較例５＞  フェライト粉末をＰＥＴ製の内厚３ｍｍの容器中に充填して供試体を作製した。
＜実施例６＞  メタクリル酸メチル及びコイル状炭素繊維を含有するビーズとフェライト粉末との混合物をＰＥＴ製の内厚８ｍｍの容器中に充填して供試体を作製した。コイル状炭素繊維のコイル長は９０μｍ以下である。ビーズ中のコイル状炭素繊維の含有量は１０重量％である。混合物中のビーズの含有量は９５重量％であり、混合物中のフェライト粉末の含有量は５重量％である。
【００３３】
＜実施例７＞  実施例６で作製された供試体と比較例４で作製された供試体とを重ね合わせて供試体を作製した。
＜実施例８＞  実施例６で作製された供試体と比較例４で作製された供試体と比較例５で作製された供試体とを同順で重ね合わせて供試体を作製した。
【００３４】
実施例１〜８及び比較例１〜５で作製された供試体の電磁波吸収特性を評価するべく、各供試体に電磁波を照射したときの反射減衰量を自由空間法により測定した。その結果を図１〜図４に示す。
【００３５】
図１〜図４に示すように、コイル状炭素繊維に加えて炭素粉末又はフェライト粉末を含有する供試体では、炭素粉末又はフェライト粉末を含有しない供試体と比べて、特定の周波数帯域の電磁波に対する減衰量が大きくなる傾向、あるいは減衰量の大きい電磁波の周波数帯域が広くなる傾向が認められた。このことから、コイル状炭素繊維とコイル状炭素繊維以外の電磁波吸収材とを含有する電磁波吸収体が、改善された電磁波吸収特性を有することが示唆される。
【００３６】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
・  請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電磁波吸収体は粒子である。
【００３７】
・  請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電磁波吸収体において、前記コイル状炭素繊維及び前記電磁波吸収材は前記母材中に配置されている。
・  請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電磁波吸収体において、前記コイル状炭素繊維及び前記電磁波吸収材は前記母材中に分散している。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、改善された電磁波吸収特性を有する電磁波吸収体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１及び比較例１の供試体の入射電磁波に対する反射減衰量を表すグラフ。
【図２】実施例２及び比較例２の供試体の入射電磁波に対する反射減衰量を表すグラフ。
【図３】実施例３〜５及び比較例３の供試体の入射電磁波に対する反射減衰量を表すグラフ。
【図４】実施例６〜８及び比較例４，５の供試体の入射電磁波に対する反射減衰量を表すグラフ。
【図１】
2005033015.tif 000002
【図２】
2005033015.tif 000003
【図３】
2005033015.tif 000004
【図４】
2005033015.tif 000005