(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維と、炭素繊維を被覆する磁性体とを有し、炭素繊維は合成繊維糸を複数本撚りあわせ炭化焼成し、焼成進行初期で焼成を終了させ、繊維の撚りを解くことにより、体積抵抗率が２．０Ω・ｃｍ以上でコイル形状に形成される炭素繊維であると共に、磁性体は磁性粒子を混入する合成樹脂体で構成される電磁波吸収材。
【請求項２】
コイル形状の炭素繊維は吸収されるべき電磁波の波長の長さに切断されている請求項１記載の電磁波吸収材。
【請求項３】
コイル形状の炭素繊維は吸収されるべき電磁波の波長の長さの１／２に切断されている請求項１記載の電磁波吸収材。
【請求項４】
コイル形状の炭素繊維は吸収されるべき電磁波の波長の長さの１／４に切断されている請求項１記載の電磁波吸収材。
【請求項５】
磁性体の磁性粒子はフェライト粒子である請求項１記載の電磁波吸収材。
【請求項６】
炭素繊維と、炭素繊維に磁性体を被覆した電磁波吸収材の製造方法であって、炭素繊維は、合成繊維糸を複数本撚りあわせ炭化焼成し、焼成進行初期で焼成を終了させ、繊維の撚りを解くことにより、体積抵抗率が２．０Ω・ｃｍ以上でコイル形状に形成し、当該炭素繊維に磁性体を混入した合成樹脂を被覆する電磁波吸収材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、電磁波を吸収する電磁波吸収材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子機器が発生する電磁波を吸収する電磁波吸収材は種々実用化されている。
実用化されている電磁波吸収材の多くは、磁性粒体、あるいは磁性粉体に電波を導き、磁性粒体を磁化させると共に、電波が有する周波数で磁極方向を交互に変更させることを繰り返すことで、磁性粒体が有するヒステリシス損失を応用して、電波のもつエネルギーを熱エネルギーに変換する原理を利用している。
通常、磁性粒体を保持する為には発泡樹脂、固形樹脂、可撓性樹脂等に混入させて、板状の電磁波吸収板として用いられている。このようにして構成された板状電磁波吸収板に電波を通過させることにより上記原理により電磁波を磁性粒体に吸収させるものである。
しかし、電波はこの電磁波吸収板の表面で反射してしまったり、回折したり、あるいは通過途上吸収されることなく透過してしまうことが多かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、反射や透過することなく、空中に存在する微弱電波をも効果的に吸収できる電磁波吸収材を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁波吸収材は、炭素繊維と、炭素繊維を被覆する磁性体とを有し、炭素繊維は合成繊維糸を複数本撚りあわせ炭化焼成し、焼成進行初期で焼成を終了させ、繊維の撚りを解くことにより、体積抵抗率が２．０Ω・ｃｍ以上でコイル形状に形成される炭素繊維であると共に、磁性体は磁性粒子を混入する合成樹脂体で構成される。さらに本発明の電磁波吸収材は、コイル形状の炭素繊維は吸収されるべき電磁波の波長の長さに切断されている。さらに本発明の電磁波吸収材は、コイル形状の炭素繊維は吸収されるべき電磁波の波長の長さの１／２に切断されている。さらに本発明の電磁波吸収材は、コイル形状の炭素繊維は吸収されるべき電磁波の波長の長さの１／４に切断されている。また、本発明の電磁波吸収材の製造方法は、炭素繊維は、合成繊維糸を複数本撚りあわせ炭化焼成し、焼成進行初期で焼成を終了させ、繊維の撚りを解くことにより、体積抵抗率が２．０Ω・ｃｍ以上でコイル形状に形成し、当該炭素繊維に磁性体を混入した合成樹脂を被覆するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の電磁波吸収材の全体拡大図、図２は炭素繊維による撚糸の拡大図、図３はコイル状の炭素繊維の拡大図である。
電磁波吸収材１は炭素繊維をコイル状に形成し、このコイル状の炭素繊維糸１０を磁性体２０で被覆した構成となっている。
【０００６】
コイル状の炭素繊維１０の形成は、Ｚ撚りの合成繊維糸１１を複数本撚りあわせる。この複数本の合成繊維糸１１の撚りあわせをＺ撚りとすることにより、合成繊維のＺ−Ｚ撚り糸１３を形成する。合成繊維としてはピッチ繊維、フェノール繊維、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）繊維等を用いる。
次に、合成繊維糸のＺ−Ｚ撚り糸１３を焼成する。
焼成は焼成炉内で撚り糸１３を炭化焼成させる。焼成工程は、合成繊維を耐炎化、炭素化、そして、さらに焼成することにより、黒鉛化させる。
このように形成される炭素繊維は黒鉛（グラファイト）繊維とよばれ、金属のように平滑な表面と、低い体積抵抗率を有する素材となる。
しかし、この発明で用いるコイル状の炭素繊維１０は焼成工程において、黒鉛化の進行初期で焼成を終了させることにより、高い体積抵抗率を有する炭素繊維を得ている。
【０００７】
ここで、焼成の進行度合いと体積抵抗率との関係を図４に示す。
このグラフが示すように、焼成進行が進むに従って、体積抵抗率は下降している。この実施の形態では、焼成進行初期で、焼成を終了させることにより、体積抵抗率２．０Ω・ｃｍ、と、通常の炭素繊維（完全黒鉛繊維）の１，０００倍程度の体積抵抗率を持つ炭素繊維を得た。
高い体積抵抗率、例えば通常の炭素繊維の１，０００倍を有する炭素繊維とは、同じ強さの電波を、通常の黒鉛化繊維の１，０００倍の電波を吸収する特性を有することを意味している。
【０００８】
この特性を有する軽度に黒鉛化された繊維の撚りを解くことにより、コイル状の炭素繊維１０が形成される。
このように形成されるコイル状の炭素繊維糸１０は吸収すべき電波の波長λにあわせて、炭素繊維糸１０の長さＬを、コイル状の炭素繊維糸の長さＬ＝波長λ、あるいは、Ｌ＝１／２λ、Ｌ＝１／４λ、に切断して配設されている。
コイル状の炭素繊維糸１０を被覆する磁性体２０はフェライト粒子２を混入した合成樹脂で形成されている。
【０００９】
このように構成されている電磁波吸収材１は、コイル状炭素繊維の長さＬを電波の波長λ、１／２λ、１／４λとすることで、全体としてアンテナ効果を発揮し、周囲の電波は共振しながら吸引される。
また、コイル形状をなす炭素繊維１０は反響作用をもっているので、電流が流れるとき、共振現象が生じ、部位によっては強い電流が流れる。
【００１０】
このとき、コイル状炭素繊維１０を被覆する磁性材２０は、コイル状の炭素繊維１０の反響作用をフェライト粒子２の磁気特性により吸収する。
すなわち、コイル状炭素繊維１０の周辺は、コイルを流れる電流により磁場ができる。電磁波の場合は流れる電磁波の周波数に応じ、コイルに発電現象が発生し、発生した電流が交番磁場を形成する。この現象は電磁共振と呼ばれている。
【００１１】
この電磁共振現象は磁性材料２０のフェライト粒子２が有するヒステリシス損失、すなわち、磁気抵抗を熱損失に変化させることにより、共振現象を消滅させている。
このように、高い体積抵抗率を有する炭素繊維で形成されたコイル状炭素繊維１０は周辺を流れる電磁波を吸収すると共に、炭素繊維中を流れる電流を熱に変換させている。すなわち、この電磁波吸収材１を通過する電流は熱に変化されて吸収される。
【００１２】
以上のように、この電磁波吸収材１は内装されるコイル状の炭素繊維１０の長さＬを、電波の波長λと同じ、あるいは波長λの１／２、波長λの１／４の長さとしてアンテナ効果をもたせて周囲の電磁波を吸収する。そして、電磁波吸収材１はコイル状の炭素繊維１０を磁気抵抗値の高い磁性材、フェライト粒子２を有する磁性体２０で被覆して構成されているので、コイル状炭素繊維１０を流れる吸収された微弱電流は、流下途上電気抵抗値を高め、ジュール熱に変換される。さらに、コイル状炭素繊維１０を流れる高周波電流は、コイルの周辺に電波の周波数の交番磁場を形成するが、この交番磁場は磁性体２０の有するヒステリシス損失により電波のもつエネルギーを熱のエネルギーに変換させている。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の電磁波吸収材は、電磁波を反射、透過することなく、空中に存在する微弱電波を効果的に吸収すると共に、コイル状の炭素繊維を流れる電波を効率良く熱エネルギーに変換させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】電磁波吸収材の全体説明図。
【図２】合成繊維の撚糸の拡大図。
【図３】コイル状炭素繊維の拡大図。
【図４】炭素繊維の焼成の進行度合と体積抵抗率の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１  電磁波吸収材
２  フェライト粒子
１０  コイル状炭素繊維
１１  合成繊維糸
１３  撚り糸
２０  磁性体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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