CN115003761A - 复合材料和将其成形而成的电磁波吸收体 - Google Patents
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Abstract
为了提供能够发挥出优异的电磁波吸收功能且能够抑制电磁波吸收体自身的机械特性降低的复合材料和将其成形而成的电磁波吸收体，制成如下的复合材料，其含有1种热塑性树脂和以分散状态包含在上述热塑性树脂中的导电性填料，上述复合材料中混杂有导电性填料含有比例不同的部分A和部分B，上述部分A的导电性填料含有比例相对于上述部分B的导电性填料含有比例之比超过1.0，并且，制成将上述复合材料成形而成的电磁波吸收体。
Description
技术领域
本发明涉及用于防止电磁波干扰的电磁波吸收体中使用的复合材料和将其成形而成的电磁波吸收体。
背景技术
近年来，在汽车、家电、生命科学领域等领域中进行了以电磁波(尤其是毫米波)作为信息通信媒介的信息检测手段的研究。例如，在汽车的技术领域中，存在例如防碰撞系统，其通过使用了频率为28～81GHz的电波的雷达来检测障碍物并自动启动制动器，或者测定周围车辆的速度、车辆间距离来控制自家车辆的速度、车辆间距离。对于防碰撞系统等的正常工作而言，重要的是：为了防止误判而尽可能不接受无用的电磁波(噪音)。因而，提出了各种能够吸收并排除无用电磁波的电磁波吸收体。
例如，专利文献1中公开了一种由树脂组合物形成的电磁波吸收体，所述树脂组合物是导电性填料在分散至树脂(B)中的状态下孤立地分散至树脂(A)而得到的，所述树脂(A)与该树脂(B)没有相容性。该电磁波吸收体通过特意使导电性填料偏重存在于树脂(B)，从而能够以少量的导电性填料高效地形成导电网络。
但是，专利文献1的电磁波吸收体使用没有相容性的至少2种树脂，因此，根据各种树脂的特性差异而存在电磁波吸收体自身的机械特性降低的问题。
另一方面，已知的是通过增加树脂材料中含有的导电性填料的量也能够得到优异的电磁波吸收性能，但该情况下，不仅作为基质的树脂自身的物性会发生变化，所得电磁波吸收体自身的机械特性也有可能降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-179315号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于这种情况而进行的，其提供无需不必要地增加导电性填料的添加量即可发挥出优异的吸收功能，且能够抑制电磁波吸收体自身的机械特性降低，电磁波吸收功能的持久性和可靠性优异的复合材料以及将其成形而成的电磁波吸收体。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明提供以下的[1]～[4]。
[1]一种复合材料，其特征在于，其含有1种热塑性树脂和以分散状态包含在上述热塑性树脂中的导电性填料，上述复合材料中混杂有导电性填料含有比例不同的部分A和部分B，上述部分A的导电性填料含有比例相对于上述部分B的导电性填料含有比例之比超过1.0。
[2]根据[1]所述的复合材料，其中，在将上述复合材料成形而成的成形体截面中，上述部分A在该截面的每单位面积中所占的面积比例为0.1～50％。
[3]根据[1]或[2]所述的复合材料，其中，在将上述复合材料成形而成的成形体截面中，以岛状观察到多个上述部分A，在将扫描型电子显微镜的倍率设为50倍时的纵向960像素和横向1280像素的全部视野中，观察到5～2000个上述部分A。
[4]一种电磁波吸收体，其是将[1]～[3]中任一项所述的复合材料成形而成的。
本发明人等为了解决上述课题而反复进行了深入研究，结果发现：为了生成导电性填料的含有比例不同的第一部分(部分A)和第二部分(部分B)，不像以往那样地使用彼此没有相容性的多种树脂，而是使用单独的(一种)热塑性树脂，且控制该热塑性树脂中含有的导电性填料的分散状态，以上述部分A的导电性填料含有比例相对于上述部分B的导电性填料含有比例之比超过1.0的方式进行设定，由此能够抑制机械特性的降低，能够充分地发挥电磁波吸收功能。
发明的效果
根据本发明，由于使用单独的(一种)热塑性树脂作为树脂，且生成导电性填料含有比例不同的部分A和部分B，以上述部分A的导电性填料含有比例相对于上述部分B的导电性填料含有比例之比超过1.0的方式进行设定，因此，能够发挥出充分的电磁波吸收功能。另外，由于使用单独种类的树脂作为热塑性树脂，因此，将其成形而成的电磁波吸收体的机械特性不会受损，能够制成耐久性优异的产物。进而，将本发明的复合材料成形而成的电磁波吸收体是一体成形的，因此，能够防止导电性填料的脱落，电磁波吸收能的持久性和可靠性优异。
另外，一般来说，已知通过增加导电性填料的含量而能够提高电磁波吸收能力，但若增加导电性填料的含量，则产生机械特性降低的问题。本发明不是增加导电性填料的含有率来提高电磁波吸收能力的发明，因此，在这一点上，作为复合材料和将其成形而成的电磁波吸收体也优异。
附图说明
图1是利用扫描型电子显微镜(SEM)对由作为本申请的一个实施方式的复合材料形成的成形体截面进行拍摄而得到的图像。
图2是对图1的SEM图像进行二值化处理而得到的图像。
图3是对上述成形体截面中的导电性填料含有比例高的部分A进行放大而得到的SEM图像。
图4是对上述成形体截面中的导电性填料含有比例低的部分B进行放大而得到的SEM图像。
图5是对以高倍率观察上述部分A的局部而得到的SEM图像进行二值化处理的图像。
图6是对以高倍率观察上述部分B的局部而得到的SEM图像进行二值化处理的图像。
图7的(a)是利用SEM对实施例1的截面进行拍摄而得到的图像，(b)是对其进行二值化处理而得到的图像。
图8的(a)是利用SEM对实施例2的截面进行拍摄而得到的图像，(b)是对其进行二值化处理而得到的图像。
图9的(a)是利用SEM对实施例3的截面进行拍摄而得到的图像，(b)是对其进行二值化处理而得到的图像。
图10的(a)是以高倍率观察图7的(a)的部分A而得到的SEM图像，(b)是对其进行二值化处理而得到的图像。
图11的(a)是以高倍率观察图7的(a)的部分B而得到的SEM图像，(b)是对其进行二值化处理而得到的图像。
图12的(a)是以高倍率观察图8的(a)的部分A而得到的SEM图像，(b)是对其进行二值化处理而得到的图像。
图13的(a)是以高倍率观察图8的(a)的部分B而得到的SEM图像，(b)是对其进行二值化处理而得到的图像。
图14的(a)是以高倍率观察图9的(a)的部分A而得到的SEM图像，(b)是对其进行二值化处理而得到的图像。
图15的(a)是以高倍率观察图9的(a)的部分B而得到的SEM图像，(b)是对其进行二值化处理而得到的图像。
具体实施方式
在说明本发明时，列举出具体例来进行说明，但只要不超出本发明的主旨就不限定于以下的内容，可以适当变更来实施。
<复合材料>
作为本发明的一个方式的复合材料的特征在于，其含有热塑性树脂和导电性填料，且混杂有导电性填料含有比例不同的部分A和部分B，上述部分A中的导电性填料含有比例相对于上述部分B中的导电性填料含有比例之比超过1.0。
以下，针对与“复合材料”有关的“热塑性树脂”、“导电性填料”等内容进行详细说明。
作为上述复合材料中使用的热塑性树脂，没有特别限定，可列举出例如聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂、聚苯乙烯、丙烯腈苯乙烯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂、ASA树脂、AES树脂、PMMA等丙烯酸类树脂；MS树脂、MBS树脂、环烯烃树脂、聚缩醛树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚氨酯树脂、液晶聚合物、PPS、PEEK、PPE、聚砜系树脂、聚酰亚胺系树脂、氟系树脂、热塑性弹性体等，其中，优选使用聚丙烯、聚乙烯。
上述聚丙烯根据共聚单体的共聚结构而被分为均聚物、无规共聚物、嵌段共聚物这三种，其中，从容易将上述部分A和上述部分B中的导电性填料含有比例设定至期望范围的观点出发，优选使用被分类为均聚物的聚丙烯。另外，出于相同的理由，上述聚乙烯优选使用结晶度高的聚乙烯，其中，更优选结晶度为30％以上的聚乙烯，进一步优选结晶度为40％以上的聚乙烯。
上述复合材料中使用的热塑性树脂的熔体流动速率(MFR)例如优选处于0.1～80g/10min的范围，更优选为0.2～30g/10min，进一步优选为0.3～20g/10min。若上述热塑性树脂的MFR处于上述范围内，则可观察到容易将上述部分A和上述部分B中的导电性填料含有比例设定至期望范围的倾向。
上述热塑性树脂单独使用(一种)，而不组合使用多种(不使不同种类的树脂共存)是本发明的特征之一。即，为了设置导电性填料含有比例的差异等，也可以在仅使没有相容性的树脂中的一种树脂含有导电性填料后，再将它们混合，但如此操作时，会在局部含有不同性质的树脂，将其成形而成的电磁波吸收体的机械特性受损，因此，本发明中排除这种情况而制成耐久性、机械特性优异的产物。
作为上述复合材料中使用的导电性填料，没有特别限定，可列举出例如金属系颗粒、金属氧化物系颗粒、碳系颗粒、由导电性高分子形成的颗粒、金属覆盖颗粒等，其中，从质量轻而容易处理的观点出发，优选使用碳系颗粒。它们可以单独使用，或者组合使用多种。
上述导电性填料的形状没有特别限定，可列举出例如球状、棒状、平板状、纤维状、中空状、薄片状、块状、它们聚集而成的形状等，其中，从容易控制复合材料中的导电性填料含有比例的观点出发，优选使用球状颗粒经一次聚集而得到的形状。
作为上述金属系颗粒，可列举出例如由铜、铝、镍、铁、银、金、不锈钢和它们的合金等形成的颗粒。另外，作为上述金属氧化物系颗粒，可列举出例如由氧化锌、氧化铟、氧化锡、氧化钛、氧化锆等形成的颗粒。
作为上述碳系颗粒，可列举出例如炭黑、乙炔黑、科琴黑、石墨、碳纳米纤维、碳纳米管、石墨烯、富勒烯、碳纳米线圈、碳微线圈、碳珠、碳纤维等，其中，从成本低、容易获取的观点出发，优选使用炭黑。
作为上述炭黑，没有特别限定，优选使用例如粒径为50nm以下的炭黑、比表面积为50m2/100g以上的炭黑、DBP吸收量为100cm3/100g以上的炭黑等。作为这种炭黑，可列举出例如TOKABLACK#5500、#4500、Seast116HM(Tokai Carbon Co.,Ltd.)；#2600、#3400B(三菱化学公司)；VULCAN P、VULCAN XC72(Cabot公司)；旭AX-015、旭#200-GS、旭#60HN(AsahiCarbon公司)等。
作为上述炭黑，没有特别限定，优选使用未经表面处理的炭黑。另外，使用经表面处理的炭黑时，优选未对其表面赋予大量羧基等可能形成挥发成分的基团，例如，通过表面处理而赋予的物质的重量相对于炭黑重量优选为15重量％以下，更优选为3重量％以下。
作为上述炭黑，没有特别限定，优选使用多个颗粒结合而使颗粒彼此连接得到的炭黑，更优选其大小(结构)为0.02～1μm的范围的炭黑，进一步优选使用大小处于0.03～0.5μm这一范围的炭黑。
本发明的复合材料中混杂有导电性填料含有比例不同的部分A和部分B，但上述部分A和部分B例如如下那样地进行区分。首先，将复合材料成形为板状，制作板状的成形体(试验片)。利用精密高速切割机等对该试验片的流动方向的中央(对于没有流动方向的试验片而言，是对穿过俯视时的中心并将其面积二等分的线)附近进行切割，对于其截面，使用离子减薄装置等试样前处理装置对试验片的截面进行研磨、涂布等处理，从而容易利用SEM来观察试验片的截面。利用倍率为50倍的SEM来观察进行了该处理的试验片的截面，并对其截面进行拍摄(参照图1)。在上述拍摄图像(SEM图像)中，将白色且看上去为岛状的部位(密实含有导电性填料的部分)设为部分A，将除此之外的黑色且看上去为海状的部位(稀疏含有导电性填料的部分)设为部分B(在以下的图中是相同的)。在图3中示出将上述部分A的局部部分放大至100000倍并观察得到的图，在图4中示出将上述部分B的局部部分放大至100000倍并观察得到的图。在这些图中，符号α为导电性填料，可知部分A(图3)与部分B(图4)相比更密实地含有导电性填料α，其含有比例多。
需要说明的是，上述SEM图像可使用S-4800(日立制作所)的装置，在工作距离为8mm、照射电力为3kV的条件下，使用二次电子图像进行观察。另外，部分A与部分B的区分也可以根据上述得到的拍摄图像，通过目视来进行，通过使用图像分析软件(例如“ImageJ”)，根据色调进行二值化，从而能够容易地进行(参照图2)。进而，在利用倍率为50倍的SEM观察试验片的截面时观察不到部分A的情况下，观察该截面中的所有3mm×3mm见方，选择可观察到部分A的部位。
上述二值化例如可如下那样地进行。
即，将以试验片的截面占据SEM的整个画面的方式拍摄的倍率50倍的SEM图像导入至上述ImageJ中，准备分析图像。将上述分析图像转换成灰度图像，与上述图2的二值化同样地调整亮度值，以使得岛状的部分A的轮廓变得明显，进行二值化。
需要说明的是，在上述倍率50倍的SEM图像中，出于未清楚地体现出部分A与部分B的对比度、导电性填料之外的成分被识别为导电性填料等理由，通过上述步骤而无法进行二值化的情况下，可通过进行如下那样的前处理来确定部分A。即，在上述SEM图像中，将仅导电性填料发生聚集的部位着色为黑色，将除此之外的部位着色为白色。在进行该处理后，通过将其导入至上述ImageJ而能够进行二值化。
另一方面，后述倍率20000倍的SEM图像的二值化按照与倍率50倍的SEM图像的二值化相同的步骤来进行，将用0～255的256个阶段表示的亮度值的阈值设为151。假设无法用256个阶段来表示的装置的情况下，可以设为与上述同等的阈值。
在上述倍率50倍的SEM图像或其二值化处理图像中，通常，部分A多个呈现为岛状，部分A在上述SEM图像中所占的面积优选为0.1～50面积％，更优选为0.5～30面积％，进一步优选为1～20面积％。即，在本发明的复合材料中，在将其成形而成的成形体截面中，若上述部分A在该截面的每单位面积中所占的面积比例为上述范围内，则观察到电磁波吸收能力与机械特性的平衡优异的倾向。
另外，从电磁波吸收性能与机械特性的平衡优异的观点出发，上述部分A的各岛的面积优选为1～100000μm2、更优选为2～50000μm2、进一步优选为3～30000μm2。上述各岛的面积的平均是通过在上述倍率50倍的SEM图像的二值化处理图像中确认到的部分A的各岛的面积之和除以这些岛的个数而得到的值。需要说明的是，上述部分A的各岛为了排除测量误差而将岛面积小于3μm2的岛和超过30000μm2的岛排除。另外，它们通常也可通过使用上述图像分析软件来计算。
在上述SEM图像及其二值化处理图像中，如上所述，通常部分A多个呈现为岛状，因此，可以数出其个数。上述部分A的个数优选为5个以上，更优选为100以上，进一步优选为1000以上，更进一步优选为2000以上。
若上述个数过少，则因导电性降低而观察到透射衰减量降低的倾向，若过多，则因导电性变得过高而观察到反射衰减量降低的倾向。需要说明的是，上述部分A的岛的形状为圆状、椭圆状、多边形状、不规则形状等各种形状。另外，上述部分A的个数可通过使用上述二值化处理图像，并通常使用上述图像分析软件来算出。
上述部分A和部分B的导电性填料的含有比例例如可如下那样地计算。在如上得到的拍摄图像中，从被视作上述部分A或部分B的部分之中分别选择任意的多个部位(例如3～5个部位)，对它们以20000倍的倍率进行观察和图像拍摄。由此，可详细获知在倍率为50倍时无法确认的热塑性树脂与导电性填料的混炼状态，若对该拍摄图像进行二值化处理，则分别如图5(部分A)和图6(部分B)所示那样，得到混杂有白色和黑色的图像。在上述二值化处理图像中，为了更准确地计算导电性填料的含有比例，在SEM图像中，通常调换用白色表示的部位和用黑色表示的部位的色调。并且，算出各个图像中确认到导电性填料的部位(在图5和图6中是用黑色表示的部位)的面积在二值化处理图像整体的面积中所占的比例，作为各部分的导电性填料含有比例。这些值通常也可通过使用上述图像分析软件来计算。
上述部分A的导电性填料含有比例(面积％)例如设定为上述倍率20000倍的图像整体的30～80面积％的范围，优选为40～70面积％的范围，更优选处于50～65面积％的范围。另外，上述部分B的导电性填料含有比例例如设定为上述倍率20000倍的图像整体的5～70面积％的范围，优选为10～60面积％的范围，更优选处于15～50面积％的范围。即，在本发明中，部分A的导电性填料含有比例高于部分B的导电性填料含有比例，但在导电性填料含有比例低的部分B中也含有一定量以上的导电性填料是特征之一。
相对于上述部分B的导电性填料含有比例(面积％)而言的上述部分A的导电性填料含有比例如下计算：在上述部分A和部分B中，在任意的3～5个部位分别计算导电性填料含有比例，采用在部分A中得到的值之中的最小值，并采用在部分B中得到的值之中的最大值来计算。
另外，关于本发明的复合材料，将上述部分B的导电性填料含有比例(面积％)记作C，将上述部分A在将其成形而成的成形体截面的每单位面积中所占的面积比例(面积％)记作D，将上述部分A中的各岛的面积的平均(μm2)记作E时，用下述式(1)算出的值β优选处于0.1～500的范围，更优选处于0.2～300的范围，进一步优选处于0.3～200的范围。即，观察到如下倾向：在上述部分A中，每一个岛的面积大时，岛的个数少即可，反之，每一个岛的面积小时，岛的个数多即可。
C×D×E＝β…(1)
根据上述构成，在复合材料中混杂有导电性填料含有比例不同的部分A和部分B，且以上述部分A的导电性填料含有比例相对于上述部分B的导电性填料含有比例之比超过1.0的方式进行设定，因此，与使导电性填料均匀分散在树脂中的复合材料相比，能够制造具有更优异的电磁波吸收功能的电磁波吸收体。另外，由于使用单独种类的(一种)树脂作为热塑性树脂，因此，将其成形而成的电磁波吸收体整体的机械特性变得均匀。因此，能够防止由机械特性不均匀导致的局部破损，耐久性优异。另外，将上述复合材料成形而成的电磁波吸收体是一体成形的，因此，导电性填料不会从热塑性树脂脱落，电磁波吸收能力的持久性和可靠性优异。
这种复合材料可通过例如选择热塑性树脂与导电性填料的组合，并同时配混它们，且控制混合来获得。另外，也可以通过变更向热塑性树脂中添加的导电性填料量，准备多种导电性填料的含有比例不同的单独的(一种)热塑性树脂，并将它们同时或依次边控制边混合来获得。
顺便一提，作为本发明的复合材料，作为尤其优选的组合，可列举出使用聚丙烯和聚乙烯作为热塑性树脂，且使用炭黑作为导电性填料的复合材料；或者，使用聚丙烯和聚乙烯作为热塑性树脂，且使用碳纤维作为导电性填料的复合材料；或者，使用聚丙烯和聚乙烯作为热塑性树脂，且使用碳纳米管作为导电性填料的复合材料。
并且，观察热塑性树脂中的导电性填料的分散状态，控制热塑性树脂与导电性填料的混合条件(例如温度、剪切力等)。作为混合方法，可列举出利用单螺杆或多螺杆的混炼机、Labo Plastomill等间歇式搅拌器、辊混炼机等按照规定的配比进行混炼的方法；使用溶剂，在溶解或悬浮状态下进行混合的方法等，从生产率的观点出发，尤其优选利用混炼机、间歇式搅拌器进行混合的方法。
上述混合温度(混炼温度)只要是上述热塑性树脂与导电性填料能够混合(混炼)的温度即可，优选为比上述热塑性树脂的熔点高的温度，更优选比上述热塑性树脂的熔点高20℃以上，进一步优选比上述热塑性树脂的熔点高40℃以上，更进一步优选比上述热塑性树脂的熔点高60℃以上。
上述混炼中的混炼转速只要是上述热塑性树脂与导电性填料能够混合(混炼)的速度即可，优选尽可能低，例如优选为70rpm以下，更优选为50rpm以下，进一步优选为20rpm以下。另外，其混炼时间没有特别限定，例如优选为2～10分钟，更优选为3～7分钟，进一步优选为4～6分钟。
上述混合方法中，为了获得优选的导电性填料的分散状态，在复合材料整体的体积中，优选含有3～30体积％的导电性填料，更优选含有5～20体积％。
本发明的复合材料可以在不损害本发明目的的范围内含有除了上述热塑性树脂和导电性填料之外的添加剂。作为这种添加剂，可列举出例如阻燃剂、耐冲击性改善剂、增强剂、相容剂、耐候性改善剂、抗氧化剂、颜料、染料等。
<电磁波吸收体>
本发明的复合材料可通过加压成形、注射成形、挤出成形、压缩成形、吹塑成形等来成形，可以制成例如板状、片状、其它三维形状的电磁波吸收体。
本发明的电磁波吸收体例如优选其厚度处于0.5～10mm的范围，更优选处于1～5mm的范围，进一步优选处于2～4mm的范围。即，若厚度过薄则观察到强度不足的倾向，若厚度过厚则观察到重量变得过重的倾向。
本发明的电磁波吸收体的透射衰减量和反射衰减量通常分别处于3～75dB的范围。另外，本发明的电磁波吸收体的透射衰减量与反射衰减量的平衡优异，因此，上述透射衰减量和反射衰减量均优选处于4～50dB的范围，更优选处于5～30dB的范围。
进而，在本发明的电磁波吸收体中，单位导电性填料的透射衰减量[(透射衰减量(db)/导电性填料的含量(体积％)]优选处于0.6～15的范围，更优选处于0.7～12的范围，进一步优选处于0.8～10的范围。
实施例
以下，列举出实施例，更具体地说明本发明，但可以在不超出本发明主旨的范围内进行适当变更。因此，本发明的范围不受以下示出的具体例的限定性解释。
[实施例1]
使用聚丙烯(Novatec EA9HD、Japan Polypropylene公司)作为热塑性树脂，使用炭黑(TOKABLACK#5500、Tokai Carbon Co.,Ltd.)作为导电性填料，使用外部进料器，从投入口以聚丙烯为3kg/h、炭黑为0.5kg/h的速度同时全部投入后述表1所示的量，使用LABOPLASTOMILL(注册商标)(100C100、东洋精机制作)和双螺杆分段挤出机(2D30W2、东洋精机制作)，按照后述表1所示的条件进行熔融混炼，将挤出的股线加工成粒料状，得到作为目标的复合材料。
表1中示出的炭黑的含量(体积％)用相对于复合材料整体体积而言的体积％来表示。需要说明的是，在混炼中，若进行二次混炼(二次混炼是指：将利用上述方法暂时加工成粒料状的复合材料再一次从双螺杆挤出机的投入口投入，并利用相同的条件实施至粒料加工为止)，则相对于一次混炼的物质而言，热历程和剪切能量达到约2倍。
使用空气加压机(FCP-500、Fuji Controls公司)，将所得复合材料在热板温度为220℃、按压时间为3分钟的条件下进行加压成形，得到厚度3mm的板状电磁波吸收体。
[实施例2]
在混炼中，未经二次混炼地加工成所述粒料状，得到复合材料，并且，使用混合式注射成形机(FNX140、日精树脂工业公司：合模压力为140tf、螺杆直径为Φ40、全螺纹螺杆)，在成形温度为220℃、模具温度为50℃、注射速度为157mm/s、注射压力为111MPa、保压压力为120MPa的条件下，对所得复合材料进行注射成形，成形为150mm×150mm×3mm的尺寸，除此之外，与实施例1同样操作，得到电磁波吸收体。
[实施例3]
将炭黑的配混量变更为11体积％，除此之外，与实施例1同样操作，得到电磁波吸收体。
[比较例1]
使用向聚酰胺6中配混了20重量％玻璃纤维的热塑性树脂(T-401、东洋纺公司)，使用炭黑(TOKABLACK#5500、Tokai Carbon Co.,Ltd.)作为导电性填料，使用外部进料器从投入口以聚酰胺6(含有20重量％的玻璃纤维)为3kg/h、炭黑为0.66kg/h的速度同时投入后述表1所示的量，使用LABO PLASTOMILL(注册商标)(100C100、东洋精机制作)和双螺杆分段挤出机(东洋精机制作所、2D30W2)，按照后述表1所示的条件进行熔融混炼，将挤出的股线加工成粒料状，得到作为目标的复合材料。
使用混合式注射成形机(FNX140、日精树脂工业公司：合模压力为140tf、螺杆直径为Φ40、全螺纹螺杆)，在成形温度为260℃、模具温度为81℃、注射速度为158mm/s、注射压力为57MPa、保压压力为50MPa的条件下，对该复合材料进行注射成形，成形为150mm×150mm×3mm的尺寸，得到板状的电磁波吸收体。即，该电磁波吸收体中的炭黑均匀分散，不存在炭黑的含有比例不同的部分A和部分B。
<实施例1～3和比较例1>
针对实施例1～3和比较例1的电磁波吸收体，透射衰减量根据JIS R 1679，使用向量网络分析仪(Keysight Technologies公司)，以70～90GHz的频率，按照发射天线和接收天线与板状试样平面相对的方式设置在一条直线上，并进行测定。反射衰减量除了不设置基准金属板这一点之外，根据JIS R 1679进行测定。将测定值一并示于后述表2。需要说明的是，在表2中，透射衰减量和反射衰减量以绝对值的形式来表示。
<实施例1～3>
并且，将实施例1～3的截面的SEM图像(倍率50倍)和按照之前说明的步骤对它们进行二值化而得到的图像分别示于图7的(a)、(b)、图8的(a)、(b)、图9的(a)、(b)。另外，根据这些图像，计算部分A的各岛的面积之和(μm2)以及部分A所占的面积比例(部分A在整体面积中所占的面积比例：每单位面积的部分A所占的面积比例)，数出在纵向为960像素且横向为1280像素的全部视野中观察到的部分A的岛的个数，一并示于表2。需要说明的是，在实施例1～3中，对任意的3个部位进行上述SEM拍摄，针对各个部位计算并数出各值，采用其平均值。
<实施例1>
进而，将对图7的(a)中被视作部分A的部位进一步用高倍率观察得到的SEM图像(倍率20000倍)示于图10的(a)，将按照之前说明的步骤对其进行二值化而得到的图像示于图10的(b)。另外，将对图7的(a)中被视作部分B的部位进一步用高倍率观察得到的SEM图像(倍率20000倍)示于图11的(a)，将按照之前说明的步骤对其进行二值化而得到的图像示于图11的(b)。
根据这些图像，按照之前说明的步骤，计算部分A和部分B的炭黑含有比例(面积％)以及它们的比值(部分A的炭黑含有比例/部分B的炭黑含有比例)，一并示于下述表1。
需要说明的是，针对各部分的任意3个部位进行上述SEM拍摄，针对各个部位计算各值，按照上述方法来计算“部分A的炭黑含有比例/部分B的炭黑含有比例”。
<实施例2>
将对图8的(a)中被视作部分A的部位进一步用高倍率观察得到的SEM图像(倍率20000倍)示于图12的(a)，将按照之前说明的步骤对其进行二值化而得到的图像示于图12的(b)。并且，将对图8的(a)中被视作部分B的部位进一步用高倍率观察得到的SEM图像(倍率20000倍)示于图13的(a)，将按照之前说明的步骤对其进行二值化而得到的图像示于图13(b)。
根据这些图像，按照之前说明的步骤，计算部分A和部分B的炭黑含有比例(面积％)以及它们的比值(部分A的炭黑含有比例/部分B的炭黑含有比例)，一并示于下述表1。
需要说明的是，针对各部分的任意3个部位进行上述SEM拍摄，针对各个部位计算各值，按照上述方法来计算“部分A的炭黑含有比例/部分B的炭黑含有比例”。
<实施例3>
将对图9的(a)中被视作部分A的部位进一步用高倍率观察得到的SEM图像(倍率20000倍)示于图14的(a)，将按照之前说明的步骤对其进行二值化而得到的图像示于图14的(b)。并且，将对图9的(a)中被视作部分B的部位进一步用高倍率观察得到的SEM图像(倍率20000倍)示于图15的(a)，将按照之前说明的步骤对其进行二值化而得到的图像示于图15的(b)。
根据这些图像，按照之前说明的步骤，计算部分A和部分B的炭黑含有比例(面积％)以及它们的比值(部分A的炭黑含有比例/部分B的炭黑含有比例)，一并示于下述表1。
需要说明的是，针对各部分的任意3个部位进行上述SEM拍摄，针对各个部位计算各值，按照上述方法来计算“部分A的炭黑含有比例/部分B的炭黑含有比例”。
需要说明的是，实施例1和3是通过加压成形而成形的，因此，利用精密高速切割机，在穿过试验片的俯视时的中心并将其面积二等分的线处沿着垂直方向进行切割而制成截面。另外，实施例2和比较例1是通过注射成形而成形的，因此，能够明显地识别出流动方向。因此，利用精密高速切割机在试验片的流动方向的中央附近沿着垂直方向进行切割而制成截面。并且，针对这些截面，使用离子减薄装置，对试验片的截面进行研磨、涂布处理。另一方面，比较例1呈现炭黑均匀分散的状态，因此，未利用SEM进行拍摄。
[表1]
[表2]
由上述表1和表2所示的结果可知：实施例1～3均能够发挥出优异的电磁波吸收能力，尤其是透射衰减量优异。另外，如果根据技术常识，则炭黑含量多的比较例1的电磁波吸收能力优异，但本发明的电磁波吸收体以较少的炭黑含量即可获得优异的电磁波吸收能力，尤其是单位炭黑量的透射衰减量优异。
在上述实施例中，针对本发明的具体形态进行了例示，但上述实施例只不过是单纯的例示，不做限定性解释。应该认为本领域技术人员可明确的各种变形落入本发明的范围内。
产业上的可利用性
作为本发明的一个方式的复合材料能够长期发挥出吸收无用电磁波的性能，因此，可适合地用作在汽车防碰撞系统中使用的毫米波雷达的电磁波吸收体。另外，在使用毫米波的下一代移动通信系统(5G)、家电、生命科学领域中也可出于抑制电磁波干扰、降低噪音的目的而使用。
附图标记说明
A 导电性填料含有比例高的部分
B 导电性填料含有比例低的部分
Claims (4)
1.一种复合材料，其特征在于，其含有1种热塑性树脂和以分散状态包含在所述热塑性树脂中的导电性填料，
所述复合材料中混杂有导电性填料含有比例不同的部分A和部分B，
所述部分A的导电性填料含有比例相对于所述部分B的导电性填料含有比例之比超过1.0。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其中，在将所述复合材料成形而成的成形体截面中，所述部分A在该截面的每单位面积中所占的面积比例为0.1～50％。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其中，在将所述复合材料成形而成的成形体截面中，以岛状观察到多个所述部分A，在将扫描型电子显微镜的倍率设为50倍时的纵向960像素和横向1280像素的全部视野中，观察到5～2000个所述部分A。
4.一种电磁波吸收体，其是将权利要求1～3中任一项所述的复合材料成形而成的。
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