JPH1027986A - 電波吸収体 - Google Patents

電波吸収体

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JPH1027986A
JPH1027986A JP19985696A JP19985696A JPH1027986A JP H1027986 A JPH1027986 A JP H1027986A JP 19985696 A JP19985696 A JP 19985696A JP 19985696 A JP19985696 A JP 19985696A JP H1027986 A JPH1027986 A JP H1027986A
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JP
Japan
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radio wave
wave absorber
carbon black
weight
resin
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Withdrawn
Application number
JP19985696A
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English (en)
Inventor
Keiko Kurata
桂子 倉田
Shinichi Kitahata
慎一 北畑
Shigeo Aoyama
青山  茂夫
Yoshihisa Futagawa
佳央 二川
Masaru Chino
勝 千野
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Maxell Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 L帯やS帯においても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】 カーボンブラック及び炭素繊維を樹脂に
配合した組成物から電波吸収体を作製する。前記カーボ
ンブラックは非晶質のカーボンブラックと結晶質のグラ
ファイトからなる複合粒子であることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電波吸収体に関わ
り、更に詳しくは結晶質のグラファイトと非晶質のカー
ボンブラックからなる複合粒子と炭素繊維を含有するこ
とを特徴とする電波吸収体に関する。
【0002】
【従来の技術】高度情報化社会の進展に歩調を合わせ
て、近年、携帯電話をはじめとする移動体通信分野を中
心に電波の利用が急増している。既に実用化が開始され
たPHS(パーソナル・ハンディホン・システム)や無
線LANなどが更に一層普及すれば、この流れはますま
す加速するものと予想される。
【0003】一方、パーソナルコンピュータやマイコン
搭載の民生機器などは既に広く普及しており、無線機器
による電磁波にこれらの機器から発生する電磁波が加わ
り、これからの電波環境は多様化、複雑化、さらには高
周波帯域化の一途をたどるものと予想される。
【0004】そのため、上記機器に起因する電子機器の
誤動作、情報の漏洩、テレビやラジオのノイズなどのい
わゆる電磁波障害は年々増加しており、今後さらに増大
することが懸念されている。
【0005】電波障害対策には、通常、電磁波シールド
や電波吸収体が用いられる。電磁波シールドは反射によ
り電磁波の内部への侵入及び外部への放射を防止するも
ので、金属で被覆あるいは導電性塗料を塗布するなどが
行われている。しかし、閉じこめられた電磁波が機器内
部で干渉を起こし易く、また、少しの間隙で効果が低減
するため継ぎ目や接合部分からの漏洩が効果に大きな影
響をもたらすといった欠点がある。そのため、吸収を伴
って反射波及び透過波を低減させる効果を有する電波吸
収体が注目されている。
【0006】電波吸収体は入射電波を熱エネルギーに変
換し、反射波及び透過波を低減させるものである。一般
に、電波吸収体としてはフェライトの焼結体、フェライ
トなどの磁性粉やカーボンブラック、誘電体などの電波
吸収材料を合成樹脂やゴムなどに分散したものが知られ
ている。現在汎用されているフェライト焼結体は重いた
め、施工性及び作業性に問題があり、またマイクロ波領
域において電波吸収特性が著しく低下するため使用範囲
が限定されている。そのため、船舶レーダ(主に9.4
GHzの電波を使用)などのマイクロ波を使用したもの
の電磁波障害対策用としては、一般にカーボンブラック
あるいはカルボニル鉄をゴムや合成樹脂に分散したもの
が用いられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カルボ
ニル鉄をゴムあるいは合成樹脂に分散したものはカルボ
ニル鉄の比重が大きいため重く、また多量に充填するた
めに割れやすいといった問題があり、曲面や電子機器内
部への使用には適さない。一方、カーボンブラックをゴ
ムあるいは樹脂に分散したものはフェライトやカルボニ
ル鉄などを用いたものに比べ軽量で柔軟性を有している
が、一般に狭帯域であり、吸収帯域もX帯(8〜12.
5GHz)が中心である。そのため、移動体通信などの
用いられているL帯(1〜2GHz)やS帯(2〜4G
Hz)においては十分な特性が得られていない。
【0008】従って、本発明の目的はL帯やS帯におい
ても優れた電波吸収特性を有する電波吸収体を提供する
ことである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために検討を行った結果、カーボンブラック
を樹脂に配合した組成物に炭素繊維を添加して作製した
電波吸収体は、炭素繊維の添加量、形状あるいは電気抵
抗などの電気的特性を変えることにより、誘電率の実数
部εr’と虚数部εr”の比、tanδ(=εr”/ε
r’)を調節可能で、移動体通信に用いられているL帯
やS帯で十分な特性を発揮することを見出し、本発明を
完成するに至った。更に、カーボンブラックに結晶質の
グラファイトと非晶質のカーボンブラックからなる複合
粒子を用いることにより、低充填で高い複素誘電率を有
するようになり、薄型化および軽量化が実現できた。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の電波吸収体はカーボンブ
ラック及び炭素繊維を樹脂に配合したもので、前記樹脂
としては、用途に応じた強度、耐熱性、成形性などの特
性を有する樹脂が用いられる。例えば、クロロプレンゴ
ム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、スチレン・ブ
タジエンゴム、天然ゴム、ポリイソプレンゴムなどの各
種エラストマー、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニリデン
樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、塩化
ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、フェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹
脂、シリコーン樹脂、セルロース樹脂、酢酸ビニル樹
脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられ、これらは必
要に応じて混合して使用してもよい。また、必要であれ
ば溶剤、分散剤、可塑剤、架橋剤、老化防止剤、加硫促
進剤などを添加しても良い。
【0011】前記樹脂にカーボンブラック及び炭素繊維
を配合する際の分散方法としてはニーダー、ボールミ
ル、サンドミル、ロールミル、ジェットミル、ホモジナ
イザーなどが用いられるが、これに限定するものではな
く、その場に応じて適宜決定することができる。また、
必要に応じて分散剤、溶媒などを添加しても良い。
【0012】本発明の電波吸収体に用いられるカーボン
ブラックとしては、結晶質のグラファイトと非晶質のカ
ーボンブラックからなる複合粒子が好ましい。前記複合
粒子は、カーボンブラックを高温で処理し、粒子表面か
ら徐々にグラファイトへと結晶化させることによって得
られる。そのため、非晶質から結晶質への結晶化の過程
で体積減少が生じ、一般的に粒子の中心部に空隙が存在
する。、また、前記結晶質のグラファイトと非晶質のカ
ーボンブラックからなる複合粒子においては、X線回折
パターンにおける(002)面のピーク面積より算出し
た結晶質のグラファイトの存在比率(グラファイト化
率)が5〜90%であることが好ましい。
【0013】また、本発明に用いるカーボンブラックの
粒径は10nmから10μmの間にあるのが望ましい。
粒径が10nm以上であると樹脂への分散が容易であ
り、また、粒径が10μm以下であると単位体積あたり
に含有される粒子の数が少ないために生じる吸収特性の
ムラや低下が見られなくなる。
【0014】カーボンブラックと共に配合する炭素繊維
は、目標とする吸収特性に合わせて各種使用可能である
が、繊維長が1μm〜5mm、繊維径が0.1〜50μ
mの範囲内であることが望ましい。繊維長を1μm以上
にすると吸収特性に及ぼす効果が大きく、また、繊維長
を5mm以下にすると凝集し難くなり、分散が容易にな
る。一方、繊維径を0.1μm以上にすると炭素繊維の
強度が増し、樹脂への分散中に折れることが少なくな
り、また、繊維径が50μm以下であるとロールなどを
用いて作製すると生じるとされている吸収特性の異方性
が起こりにくくなる。
【0015】本発明の電波吸収体におけるカーボンブラ
ックおよび炭素繊維の含有量は目標とする吸収特性に合
わせて適宜設定できるが、各々1〜50重量%であるの
が適しており、カーボンブラックと炭素繊維を合わせた
総含有量は80重量%以下であることが望ましい。カー
ボンブラック及び炭素繊維の含有量が1重量%であれば
吸収特性のムラや低下が見られず、またカーボンブラッ
ク及び炭素繊維の含有量が50重量%以下あるいは総含
有量が80重量%以下であれば柔軟性の低下、成形体に
割れなどが生じるなどの問題は見られなくなる。
【0016】本発明の電波吸収体は、カーボンブラック
と炭素繊維の比率、含有量などの配合条件を変えること
で電波吸収特性における中心周波数、反射減衰量及び吸
収帯域を調整することができる。
【0017】本発明の電波吸収体の形態としては、各種
成形体、シート状、塗料などが挙げられるが、特に限定
するものではなく、必要に応じて各種形態に加工するこ
とができる。更に、2層以上積層したり、他の電波吸収
体や金属板抵抗体などと積層して用いることもできる。
【0018】
【実施例】本発明の効果を実施例を用いて説明する。
【0019】実施例1 以下の組成物をボールミルで均一に混合、分散させて分
散体を作製した。 結晶質のグラファイトと非晶質のカーボンブラック からなる複合粒子(グラファイト化率30%、粒子径25nm) 10重量部 炭素繊維(繊維長0.5mm、繊維径15μm) 10重量部 ニトリルゴム系バインダ樹脂(日立化成ホ゜リマー社製、ハイホ゛ン2047) 70重量部 分散剤(味の素社製,PB711) 5重量部 トルエン 300重量部 メチルエチルケトン 50重量部 得られた分散体中の溶媒を蒸発させて、厚さ3mmのシ
ート状電波吸収体を作製した。
【0020】実施例2 以下の組成物をニーダで均一に混合、分散させて分散体
を作製した。 結晶質のグラファイトと非晶質のカーボンブラック からなる複合粒子(グラファイト化率40%、粒子径35nm) 40重量部 炭素繊維(繊維長1mm、繊維径9μm) 5重量部 シリコーン樹脂(信越化学社製,KE1630) 70重量部 得られた分散体を型に入れ、真空中で脱泡した後室温中
で硬化して厚さ6mmのシート状電波吸収体を作製し
た。
【0021】実施例3 以下の組成物をボールミルで均一に混合、分散体を作製
した。 結晶質のグラファイトと非晶質のカーボンブラック からなる複合粒子(グラファイト化率15%、粒子径20nm) 8重量部 炭素繊維(繊維長3mm、繊維径9μm) 10重量部 ニトリルゴム系バインダ樹脂(日立化成ホ゜リマー社製、ハイホ゛ン2047) 70重量部 トルエン 200重量部 メチルエチルケトン 30重量部 得られた分散体中の溶剤を蒸発させて、暑さ0.8mm
のシート状電波吸収体を作製した。
【0022】比較例1 以下の組成物をバンバリーミキサーで混合、分散して分
散体を作製した。 カーボンブラック (VakanXCー72、グラファイト化率0%、粒子径30nm) 50重量部 クロロプレンゴム 100重量部 配合剤(加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤など) 30重量部 得られた分散体をロールにて成形し、厚さ3mmのシー
ト状電波吸収体を作製した。
【0023】比較例2 以下の組成物をボールミルで混合、分散して分散体を作
製した。 カーボンブラック (三菱#3600、グラファイト化率0%、粒子径20nm) 10重量部 炭素繊維(繊維長0.5mm、繊維径15μm) 10重量部 ニトリルゴム系バインダ(日立化成ホ゜リマー社製、ハイホ゛ン2047) 70重量部 分散剤(味の素社製、PB711) 5重量部 トルエン 300重量部 メチルエチルケトン 50重量部 得られた分散体中の溶媒を蒸発させて、厚さ8mmのシ
ート状電波吸収体を作製した。
【0024】比較例3 以下の組成物をボールミルで均一に混合、分散させて分
散体を作製した。 結晶質のグラファイトと非晶質のカーボンブラック からなる複合粒子(グラファイト化率30%、粒子径25nm) 10重量部 ニトリルゴム系バインダ樹脂(日立化成ホ゜リマー社製、ハイホ゛ン2047) 70重量部 分散剤(味の素社製、プレンアクトKR9SA) 3重量部 トルエン 200重量部 メチルエチルケトン 100重量部 得られた分散体中の溶媒を蒸発させて、厚さ7mmのシ
ート状電波吸収体を作製した。
【0025】上記実施例および比較例で作製した電波吸
収体の1〜15GHzにおける反射減衰量をネットワー
クアナライザーを用いて測定した。実施例1の電波吸収
体の測定結果を図1に、実施例2の電波吸収体の測定結
果を図2に、実施例3の電波吸収体の測定結果を図3
に、比較例1の電波吸収体の測定結果を図4に、比較例
2の電波吸収体の測定結果を図5に、比較例3の電波吸
収体の測定結果を図6に示す。
【0026】また、各実施例および各比較例で作製した
資料の特性を下記の表1にまとめて示す。
【0027】
【表1】 (注)上記表中において、“中心周波数”は反射減衰量が最大になる周波数を意 味し、“電波吸収能”は中心周波数における反射減衰量を意味する。
【0028】これらの結果から明らかなように、結晶質
のグラファイトと非晶質のカーボンブラックからなる複
合粒子および炭素繊維を樹脂に配合した組成物から成る
本発明の電波吸収体は、比較例1に示したような従来よ
り用いられている電波吸収体では充分な特性が得られて
いないL帯やS帯においても優れた吸収特性を示した。
また、実施例1と比較例3を比較してもわかるように、
本発明の電波吸収体は炭素繊維を添加したことにより、
炭素繊維を含まない結晶質のグラファイトと非晶質のカ
ーボンブラックからなる複合粒子を樹脂に配合して成る
電波吸収体に比べ薄型化が実現できた。本発明の電波吸
収体は従来品に比べ低充填であるため形成体や塗膜の物
性を低下させることはなく、実施例に示したような柔軟
な樹脂に配合することにより、柔軟性に優れ、曲面など
従来品では設置できなかった場所にも設置可能な電波吸
収体を作製することができる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電波吸収
体は、カーボンブラックと炭素繊維を樹脂に配合したこ
とにより、誘電率が上昇し、従来品より薄型で同等以上
の電波吸収特性を得ることができた。さらに、カーボン
ブラックに高い誘電損失を有する結晶質のグラファイト
と非晶質のカーボンブラックから成る複合粒子を用いる
ことにより、低充填で高い吸収特性が得られ、より軽量
化を実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られた電波吸収体の1〜15GH
zにおける反射減衰量を示す特性図である。
【図2】実施例2で得られた電波吸収体の1〜15GH
zにおける反射減衰量を示す特性図である。
【図3】実施例3で得られた電波吸収体の1〜15GH
zにおける反射減衰量を示す特性図である。
【図4】比較例1で得られた電波吸収体の1〜15GH
zにおける反射減衰量を示す特性図である。
【図5】比較例2で得られた電波吸収体の1〜15GH
zにおける反射減衰量を示す特性図である。
【図6】比較例3で得られた電波吸収体の1〜15GH
zにおける反射減衰量を示す特性図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二川 佳央 神奈川県横須賀市坂本町1丁目45番地24 (72)発明者 千野 勝 神奈川県横須賀市林1丁目2番3号

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カーボンブラック及び炭素繊維を樹脂に
    配合した組成物からなることを特徴とする電波吸収体。
  2. 【請求項2】 前記カーボンブラックが非晶質のカーボ
    ンブラックと結晶質のグラファイトからなる複合粒子で
    あることを特徴とする請求項1記載の電波吸収体。
  3. 【請求項3】 前記炭素繊維が繊維長1μm〜5mm、
    繊維径0.1〜50μmであることを特徴とする請求項
    1記載の電波吸収体。
  4. 【請求項4】 前記カーボンブラック及び炭素繊維を各
    々1〜50重量%含有し、カーボンブラックと炭素繊維
    を合わせた総含有量が80重量%以下であることを特徴
    とする請求項1記載の電波吸収体。
JP19985696A 1996-07-10 1996-07-10 電波吸収体 Withdrawn JPH1027986A (ja)

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JP19985696A JPH1027986A (ja) 1996-07-10 1996-07-10 電波吸収体

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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ES2392422A1 (es) * 2010-06-30 2012-12-10 Alberto MORENO SIMÓN Atenuador de radiación electromagnética integrado.
JP2014078698A (ja) * 2012-09-20 2014-05-01 Jsr Corp 電磁波吸収性組成物および電磁波吸収体
KR101434656B1 (ko) * 2012-09-26 2014-08-26 현대비에스앤씨 (주) 풍력 발전 장치
US9756718B2 (en) 2013-01-22 2017-09-05 Murata Manufacturing Co., Ltd. Module board

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