DE68924581T2

DE68924581T2 - Funkwellen absorbierendes Material.

Info

Publication number: DE68924581T2
Application number: DE68924581T
Authority: DE
Inventors: Eizo Asakura; Kouziro Matsuo; Hidenosuke Nakamura; Mitsumasa Oku; Minoru Yoshinaka
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-12-19
Filing date: 1989-12-18
Publication date: 1996-04-11
Anticipated expiration: 2009-12-19
Also published as: EP0374795A1; DE68924581D1; KR900011361A; CA2005743C; US5310598A; CA2005743A1; KR920007431B1; EP0374795B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Funkwellen absorbierendes Material. Insbesondere bezieht sie sich auf ein Funkwellen absorbierendes Material mit einer hohen Leistungsfähigkeit, das in der Lage ist Funkwellen wie VHF, UHF, Mikrowellen, Radarwellen, Halbmillimeter-Wellen und Millimeterwellen über ein breites Band zu absorbieren und abzuschwächen.

Beschreibung des Standes der Technik

Funkwellen absorbierendes Material enthält bis jetzt einen Ferritsinter oder ein Ferritpulver, eine Halbleiter- Kohlenstoffaser oder Pulver oder eine metallische Faser, die in einem Kautschuk oder Harz oder in einem schäumbaren Styrol oder Urethan oder in einem nichtgewebten Stoff, dispergiert ist. Demgemäß offenbart die JP-A-61-205627 die Verwendung von Mn-Zn-Ferritpartikeln und die US-A-3.526.896 offenbart die Verwendung von Mischkristallen, die aus zumindest einer Eisen(III)-oxid Komponente zusammengesetzt ist, zum Beispiel ZnO Fe&sub2;O&sub3;. Kürzlich wurde, wie die japanische Offenlegungsschrift Nr. JP-OS 62-123799 offenbart, auch ein Funkwellen absorbierendes Material vorgeschlagen, das eine elektrisch isolierende Kaliumtitan-Kurzfaser enthält, deren Oberfläche reduziert oder beschichtet worden ist, um sie halbleitend zu machen, (10&supmin;² bis 10² Ω cm; gepreßter Pulverzustand, 100 kg/cm²) und die in ein Harz gemischt wird. Dies kann jedoch nicht notwendigerweise eine befriedigende Leistungsfähigkeit in bezug auf die Funkwellenabsorption ergeben.
Wie die japanische Offenlegungsschrift Nr. 63-12198 offenbart, wird des weiteren Punkwellen absorbierendes elektromagnetisches Schutzabdeckmaterial vorgeschlagen, das ein ferromagnetisches Pulver enthält, dessen Teilchenoberflächen mit einem leitenden Material beschichtet sind, das eine Leitfähigkeit von 10&supmin;² bis 10² Ω cm hat. Dieses Material benötigt jedoch eine elektromagnetische Schutzabdeckung mit einer niedrigeren Funkwellen absorbierenden Leistungsfähigkeit und dies führt notwendigerweise zu einem Funkwellen absorbierenden Material mit einem engen Band.
Das übliche Funkwellen absorbierende Material hat sehr viele Probleme, wie es die folgenden verschiedenen Probleme hat.
Derartige Probleme schließen das Problem der Richtcharakteristik bei der Funkwellenabsorption in bezug auf die Richtung des Einfalls der Funkwellen oder der polarisierten Wellen und dem Problem der Breitband-Absorption ein. Es gibt zusätzliche Probleme, daß die Leistungsfähigkeit der Funkwellenabsorbtion durch die Wetterbeständigkeit oder Stabilitätseigenschaften sehr beeinflußt wird, wenn Funkwellen absorbierende Materialien tatsächlich entworfen, hergestellt und mittels Adhäsion an Reflexionsplatten (oder Materialien) oder ähnlichem in praktische Verwendung genommen werden oder der Flexibilität der Funkwellen absorbierenden Materialien, wenn sie bearbeitet werden oder des weiteren durch Deformierung, wie einer Wölbung, wenn sie tatsächlich verwendet werden und daß die Funkwellen absorbierenden Komponenten die Abnutzung der Maschinen beschleunigen, wenn die Funkwellen absorbierenden Materialien mittels eines Kneters, eines Rührers, einer Formmaschine oder ähnlichem hergestellt werden.
Daher wurde sehr gesucht ein Funkwellen absorbierendes Material zur Verfügung zu stellen, daß viele dieser Probleme beseitigt oder löst.
Die nachveröffentlichte EP-A-0 325 797, die ein älteres Recht für die Vertragsstaaten DE, FR, GB, NL und SE ist, beschreibt Zinkoxidwhisker, die einen zentralen Körper und vier Nadelkristallprojektionen haben, wobei die Länge der Nadelkristallprojektionen nicht weniger als 3 jim beträgt, wie vom Grundteil bis zu ihrer Spitze bestimmt wurde. Die Zinkoxidwhisker werden mit ABS-Harz vermischt, um die verstärkende Wirkung der Zinkoxidwhisker zu bestimmen. Es wird auch gesagt, daß die Zinkoxidwhisker auch für ein elektromagnetische Waver abschirmendes Material verwendbar sind.
Die vorliegende Erfindung wurde als Ergebnis intensiver Untersuchungen gemacht, um die obigen Probleme zu lösen, daher wird ein Funkwellen absorbierendes Material, das eine sehr hohe Leistungsfähigkeit hat, zur Verfügung gestellt.
Kurz ausgedrückt, handelt es sich bei der vorliegende Erfindung um ein Funkwellen absorbierendes Material, das Zinkoxid (im folgenden "ZnO") Whisker enthält.
Für die Vertragsstaaten DE, FR, GB, NL und SE wird das erfindungsgemäße Funkwellen absorbierende Material dadurch charakterisiert, daß (i) es nicht weniger als 1 Gew.% der Zinkoxidwhisker, die mit enthalten oder dispergiert in einem Funkwellen absorbierenden Material oder einem Funkwellen durchlässigen Haltematerial sind, worin jeder Zinkoxidwhisker zumindest eine Nadelkristallprojektion hat, die einen Grundteil und eine Spitze gegenüberliegend zum Grundteil einschließt, worin die Länge der Projektion von dem Grundteil zu der Spitze nicht weniger als 3 um beträgt und (ii) einen Reflektor enthält.
Die ZnO-Whisker sind nicht weniger als 3 um von der Basis bis zur Spitze lang. ZnO-Whisker enthalten vorzugsweise einen zentralen Teil und Nadelkristallprojektionen, die sich von diesem zentralen Teil in eine Mehrzahl verschiedener axialer Richtungen erstrecken. Die ZnO-Whisker haben auch vorzugsweise vier Achsen in bezug auf die Nadelkristallprojektionen, die sich in eine Mehrzahl axialer Richtungen erstrecken.
In einer anderen Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung ein Funkwellen absorbierendes Material, das jeden einzelnen oder eine Kombination von Teilchen oder Fasern aus Ferrit, Kohlenstoff, leitendem Kaliumtitanat, leitendem Siliciumcarbid und ein Metall enthält, in dem ZnO-Whisker in jeder gemischten Form, einer dispergierten Form oder einer laminierten Form oder in einer kombinierten Form von jeder dieser Formen verwendet werden.
In einer weiteren anderen Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung ein Funkwellen absorbierendes Material, das ZnO- Whisker enthält, deren Oberfläche mit einem magnetischen Material beschichtet sind.
In einer weiteren Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung ein Funkwellen absorbierendes Material, das jedes der obigen verschiedenen Funkwellen absorbierenden Materialien enthält, wobei jedes von diesen von einem Haltematerial gehalten oder in einem Haltematerial dispergiert oder vermischt wird. Harze, Kautschuke, beschichtete Materialien, Keramiken, Gläser, Betone, Mörtel, anorganische oder organische Fasern, Körner, Pulver oder Flocken, anorganische Bindemittel oder organische Bindemittel, Wachse, gelähnliche halbfeste Substanzen oder Schäume können als Haltematerial verwendet werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Figuren 1 und 2 sind elektronische Mikrographien, um die Kristallgestalt der erfindungsgemäßen Zinkoxidwhisker zu zeigen.
Figur 3, 4 und 5 sind Diagramme, um die Funkwellen absorbierenden Eigenschaften des Funkwellen absorbierenden Materials gemäß einigen Aus führungs formen der vorliegende Erfindung zu zeigen.
Figur 6 ist ein schematischer Teilquerschnitt der erfindungsgemäß verwendeten beschichteten ZnO-Whisker.
Figur 7 ist ein Diagramm, um die Funkwellen absorbierenden Eigenschaften des Funkwellen absorbierenden Materials gemäß einer Ausführungsform der vorliegende Erfindung zu zeigen.
Figur 8 ist eine Schnittansicht des Funkwellen absorbierenden Materials gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Figur 9 zeigt die Funkwellen absorbierenden Eigenschaften des Funkwellen absorbierenden Materials gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Obwohl noch in vielen Punkten unklar ist, wie der Mechanismus mittels dem erfindungsgemäßes Funkwellen absorbierendes Material Funkwellen absorbierende Eigenschaften mit einer weit höheren Leistungsfähigkeit als die von üblichen Materialien zeigt, wird folgendes angenommen:
Zuallererst hat das erfindungsgemäße Funkwellen absorbierende Material selbst die Wirkung Funkwellen wirksam zu der Innenseite des absorbierenden Materials zu lenken. Die Gründe dafür sind zuerst, daß sich dort weniger Reflexion der Funkwellen ereignet, weil die ZnO-Whisker selbst eine geeignete halbleitende und dielektrische Konstante zur Verfügung stellen; zweitens, daß die ZnO-Whisker eine dreidimensionmale tetrapode Struktur (Figur 1) haben, die ziemlich verschieden von den üblichen Whiskern der Kurzfaser- Form sind und sie können daher ohne weiteres eine dreidimensionale Gitterstruktur mit geeigneten Hohlräumen haben, wenn sie aggregiert werden; und weiter daß die ZnO- Whisker, völlig verschieden in der bildlichen Darstellung von üblichen Whiskern, vollständig aus rechten Einkristallen bestehen, die weniger Unregelmäßigkeiten auf ihren Oberflächen haben und farblose, transparente und glänzende Oberflächen haben, so daß sie eine geringere Reflexion der Funkwellen verursachen.
Zweitens hat das erfindungsgemäße Funkwellen absorbierende Material die Wirkung Funkwellen mit einer weit höheren Leistungsfähigkeit zu absorbieren, als die üblichen Materialien, was aufgrund der folgenden Gründe der Fall ist.
Ein erster Grund ist, daß die Funkwellen wirksam auf die Innenseite des absorbierenden Materials, wie oben erwähnt, geleitet werden können, um mehr Gelegenheiten zu haben in Kontakt mit den Funkwellen absorbierenden Komponenten zu kommen, so daß eine wirksame Funkwellen absorbierende Leistungsfähigkeit erhalten werden kann. Ein zweiter Grund ist, daß jeder der ZnO-Whisker die tetrapode Gestalt hat und zufällig am Durchschnitt orientiert ist, so daß sie unabhängig von der Richtung des Einfalls der Funkwellen leistungsfähig sind und auch leistungfähig gegenüber jeder Art von polarisierten Wellen. Ein weitere Grund ist, daß verschieden von üblich erhältlichen Kurzfaser-Whiskern, die ZnO-Whisker ohne weiters die dreidimensionale Gitterstruktur bilden können. Daher, wenn Funkwellen eingetroffen sind, erreichen sie eine Art kurze Schleifenantennen-Wirkung bei der elektromagnetischen Induktion, um eine hoch effiziente Absorption zu zeigen. Noch weitere Gründe sind, daß wenn tetrapodähnliche ZnO-Whisker in einer Matrix dipergiert werden, können sie in einen einheitlichen Zustand mit geeigneten Abständen zwischen den betreffenden Whiskern dispergiert werden, so daß ein hoch effizient absorbierendes Material erhalten werden kann; die Spitzen der Nadelkristalle der ZnO-Whisker sind so extrem scharf, daß ein sehr starkes elektrisches Feld an den Spitzen erhalten wird, so daß eine große Funkwellenabsorbtion an diesen Stellen erreicht werden kann; die ZnO-Whisker bestehen aus einheitlichen Einkristallen als Ganzes und verschieden von denen, die bloß oberflächenbehandelt sind, bilden die Whisker einen Halbleiter als Ganzes, um ein einheitliches Funkwellen absorbierendes Material zu ergeben, wobei dies zu einem Funkwellen absorbierenden Material mit einer guten Effizienz führt; sie sind ein Halbleiter, der ein so großes Längenverhältnis hat, so daß eine beträchtliche Polarisierung erwartet werden kann, folglich verspricht dies ein Funkwellen absorbierendes Material, das sowohl einen großens &epsi;' als auch &epsi;'' hat; verschieden von üblichen Funkwellen absorbierenden Materialien, ist das erfindungsgemäße Funkwellen absorbierende Material ein Material, das mit einer hohen Photoleitfähigkeit oder Varistoreigenschaften ausgestattet ist; und auch vom Gesichtspunkt der magnetischen Eigenschaften, ist ZnO ein diamagnetisches Material mit einer magnetischen Empfindlichkeit von 0,31 x 10&supmin;&sup6;/0ºC (c.g.s. unit (Einheit)), das bei Ferritmischungen verwendet worden ist, so daß eine spezielle Eigenschaft gezeigt werden kann und daher kann die magnetische Wirkung, die daraus resultiert als einer der Gründe für die gute Leistungsfähigkeit angenommen werden. So daß angenommen werden kann, daß gemeinsam mit den fast unparallelen und multifunktionellen Eigenschaften, die das ZnO-Material besitzt, die einheitlichen morphologischen, kristallinen, halbleitenden und magnetischen Eigenschaften der ZnO-Whisker bewirkt haben, das Funkwellen absorbierendes Material mit der hohen Leistungsfähigkeit zu erhalten.
Die ZnO-Whisker können die Verbesserung der Adhäsion wegen ihrer tetrapoden Gestalt und ihrer scharfen nadelähnlichen Formen und auch wegen ihrer Stärke oder ihrer Verstärkungswirkung, die den Whiskern inhärent ist, fördern.
Im Falle von Verbundmaterialien, kann verhindert werden, daß das Funkwellen absorbierende Material sich verzieht und seine Formbeständigkeit kann wegen seiner isotropen Orientierung, die auf die tetrapode Gestalt zurückgeführt werden kann, sichergestellt werden.
Zusätzlich, da das ZnO ein Metalloxid ist, setzt sich keine Oxidationsverschlechterung fort und da es auch mit ultraviolettem Absorptionsvermögen oder einem Drosselwiderstand (choking resistance) ausgestattet ist, kann eine überlegene Wetterbeständigkeit erhofft werden.
Die Whisker können einheitlich dispergiert werden und sind frei von jeder Oxidationsverschlechterung, wie oben erwähnt, so daß die Eigenschaften des einzelnen Funkwellen absorbierenden Materials sich nicht zersplittern. Folglich können auch Materialien erhalten werden, die zeitbeständig sind.
Die Zno-Whisker, die selbst eine Härte von 4 bis 4,5 haben und Spaltflächen im rechten Winkel zu den C-Achsen haben, sind auch sehr flexible Whisker und, können so ihren Zusammensetzungen Flexibilität zusammen mit der verstärkenden Wirkung verleihen.
Ein ZnO-Whisker ist ein relativ weiches Funkwellen absorbierendes Material, das verschieden vom Ferrit oder SiC ist, so daß bei Formmaschinen oder ähnlichem Verschleiß verhindert werden kann.
In einer anderen Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Funkwellen absorbierende Material als hoch effizientes Funkwellen absorbierendes Material dienen, das sich aus einer systhematischen Kombination von magnetischem Verlust und hohen Leitungsverlust zusammensetzt.
ZnO-Whisker, die zuerst leitende Einkristalle enthalten, die eine geeignete Widerstandsfähigkeit haben und einen hoch effizienten magnetischen Verlust auf den Oberflächen der ZnO- Whisker haben, können erwartet werden, wenn ihre Oberflächen
A mit einem magnetischen Material beschichtet sind. Dann, wenn die Funkwellen durch die so gebildete magnetische Schicht durchkommen, gelangen sie in die ZnO-Whisker, wo eine effiziente Absorption, wie oben beschrieben eintritt. Daher ist die Erfindung gemäß dieser Ausführungsform ein Funkwellen absorbierendes Material, das eine systematische und wirksame Kombination von magnetischem Verlust und Leitungsverlust umfaßt. In einer anderen Ausführungsform ist die Erfindung ein gemischtes Funkwellen absorbierendes Material, bei dem Teilchen oder Fasern aus Ferrit, Kohlenstoff, leitenden Kaliumtitanatwhiskern, Metallen oder ähnlichem und die ZnO- Whisker in einer gemischten Form verwendet werden. Die ZnO- Whisker sind mit verschiedenen Vorteilen, wie oben beschrieben, versehen und können die Leistungsfähigkeit der üblichen Funkwellen absorbierenden Materialien sehr verbessern.
Die ZnO-Whisker können nämlich Funkwellen zu der Innenseite des absorbierenden Material lenken und geben auch mehr Gelegenheit in Kontakt, sogar mit üblichen Funkwellen absorbierendem Materialien wie Ferrit und Kohlenstoff, zu kommen, so daß eine wirksame Funkwellen absorbierende Leistungsfähigkeit erhalten werden kann.
Zusätzlich zu der obigen Wirkung kann das Material, das in einer Mischung gebildet wird, die Adhäsion, die Verhinderung der Wölbungsverformung, die Formstabilität und die Wetterbeständigkeit des Funkwellen absorbierenden Materials verbessern.
Die vorliegende Erfindung soll nun unten unter Ausführung speziellerer Ausführungsformen beschrieben werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch durch keine Mittel auf diese beschränkt.
In der vorliegenden Erfindung werden völlig neue ZnO-Whisker bei dem Funkwellen absorbierenden Material verwendet. Unter diesen ZnO-Whisker sind die ZnO-Whisker mit der tetrapoden Gestalt (Figur 1) besonders bemerkenswert unter dem Gesichtspunkt ihrer Eigenschaften. Die ZnO-Whisker von dieser Art können gebildet werden, indem metallisches Zinkpulver, das eine Oxidschicht auf seiner Teilchen-Oberfläche hat, einer Wärmebehandlung in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre unterworfen wird. Die tetrapodähnlichen ZnO-Whisker, die so erhalten werden, haben eine scheinbare Schüttdichte von 0,02 bis 0,1 und können ohne weiteres in Massen mit einer Ausbeute von nicht weniger als 70 Gew.% produziert werden. Die Figuren 1 und 2 sind elektronische Mikrographien der Whisker, die ein Beispiel eines so gebildeten Produkts darstellen. Wie daraus gesehen werden kann, könne die morphologischen und dimensionalen Merkmale, wie zuvor beschrieben, klar erkannt werden (zum Beispiel die tetrapode Gestalt).
Identisch werden bei einigen tetrapodähnlichen ZnO-Whisker, die die Nadelkristallprojektionen von drei Achsen haben, zwei Achsen und auch eine Achse gemischt. Diese jedoch sind diese, bei denen ein Teil der ursprünglich vierachsigen Kristalie zerbrochen worden ist. Vorsicht muß auch vorgegangen werden, wenn die tetrapodähnlichen ZnO-Whisker in Kautschuk, Harz, Keramiken, Gläser oder ähnlichem gemischt werden. Andererseits kann es oft geschehen, daß die Whisker ihre tetrapode Gestalt verlieren, wenn sie vermischt oder geformt werden, was zu ihrer Änderung zu einfachen Nadelwhiskern führt.
Röntgendiagramme die von den vorliegenden tetrapodähnlichen ZnO-Whiskern gemacht werden, zeigen Peaks des ZnO in allen Fällen. Die Ergebnisse der Elektronenbeugung zeigen auch Monokristallinität mit geringerer Umwandlung und Gitterdefekten. Die Verunreinigungen hatten auch einen so geringen Gehalt, daß ZnO mit einem 99,98% Gehalt als Ergebnis der Atomabsorptionspektroskopie gefunden wurde.
Andererseits ist es auch möglich einfache Nadel-ZnO-Whisker zu bilden. Zum Beispiel metallisches Zinkpulver und Holzkohle können gleichzeitig eingebrannt werden, um die Whisker auf der Wand eines Schmelztiegels zu bilden, aber ohne jede Massenherstellung.
Ein System in dem ZnO-Whisker von weniger als 3 um in der Länge bei den Nadelkristallprojektionen einen größeren Anteil (zum Beispiel nicht weniger als 99 Gew.%) halten, ist nicht bevorzugt im Hinblick auf die Funkwellenabsorbtions- Leistungsfähigkeit.
Vorzugsweise ist es wünschenswert nicht weniger als 3 Gew.% der ZnO-Whisker von nicht weniger als 30 um in der Länge bei den Nadelkristallprojektionen und bevorzugter nicht weniger als 70 Gew.% der ZnO-Whisker von nicht weniger als 50 um in der Länge bei den Nadelkristallprojektionen zu verwenden.
Die ZnO-Whisker sollten bevorzugt ein Längenverhältnis von nicht weniger als 3 im Durchschnitt und bevorzugter von nicht weniger als 10 im Durchschnitt haben. Der Wert, der erhalten wird, indem der Durchmesser an der Spitze der Nadelkristallprojektion durch den Durchmesser an ihrer Basis geteilt wird, sollte nicht mehr als 0,8, vorzugsweise nicht mehr als 0,5 und bevorzugter nicht mehr als 0,1, wegen der Funkwellenabsorbtions-Leistungsfähigkeit, betragen.
Die erfindungsgemäß verwendeten ZnO-Whisker können einen Widerstand innerhalb des Bereichs von 10 bis 10&sup8; Ω cm in einem gepreßten Pulverzustand (0,2 mm dick; 5 kg/cm²; 50 VDC) haben, der aufgrund des Zwecks ausgewählt wird. Die ZnO-Whisker jedoch können vorzugsweise einen Widerstand von 6 x 10² bis 8 x 10&sup5; Ω cm im Hinblick auf die Funkwellenabsorbtions- Leistungsfähigkeit und insbesondere effektiv von 5 x 10³ bis 8 x 10&sup4; Ω cm haben, wenn die Produktionskosten in Betracht gezogen werden. Falls die tetrapodähnlichen ZnO-Whisker (1 x 10&sup4; Ω cm bei 5 Kg/cm², 0,2 mm dick), die unter den obigen Bereich fallen, verwendet werden, zeigt ihre gepreßte Pulvermasse (5 mm dick) bei 350 kg/cm² einen Widerstand von 1,2 x 10&sup7; Ω cm.
Der Widerstand der erfindungsgemäß verwendeten ZnO-Whisker kann auch in Abhängigkeit von den Einbrennbedingungen mittels Reduktionseinbrennens oder mittels Dotierens mit anderen Elementen, wie beispielsweise Al, Li und Cu gemäß einem geeigneten Verfahren verändert werden.
Das erfindungsgemäße Funkwellen absorbierende Material kann in verschiedenen Formen verwendet werden.
Spezieller es kann in dem Zustand eines Pulvers von ZnO- Whiskern, im Zustand ihrer Abscheidung und im Zustand ihres Sinters davon, genauso wie in dem Zustand, in dem die Whisker mit einem Haltematerial vom verschiedener Art in geeigneten Weisen und Formen gehalten werden, verwendet werden.
Die ZnO-Whisker im Zustand eine Pulvers können derart verwendet werden, daß sie in einen Behälter oder eine Tasche gestellt werden, die aus gewobenen Stoffen, nicht gewobenen Stoffen, Keramiken, Gläsern, Harzen, Kautschuken, Betonen, Mörteln, Wachsen gelähnlichen halbfesten Substanzen oder Schäumen gemacht sind oder sie sind mit diesen Materialien eingehüllt.
Die ZnO-Whisker in dem Zustand einer Abscheidung verweisen auf ZnO-Whisker, die in Whiskerpapieren mittels papiermachenden Verfahren gebildet sind oder ZnO-Whisker-Abscheidungen, die mittels Filtration gemäß der Naßfiltration (wie der Vakuumfiltration) gebildet werden. In diesem Fall können geeignete organische oder anorganische Bindemittel verwendet werden.
Die ZnO-Whisker in der Form eines Sinters können auch verwendet werden, der mittels Sinterns bei einer geeigneten Temperatur (von 500 bis 1600ºC) eines Aggregats aus ZnO- Whiskern, während es gepreßt oder nach dem Pressen, unter einem geeigneten Druck erhalten werden. In diesem Fall ist es wirksam eine geeignete Menge eines gewöhnlich verwendeten Sinterhilfsmittels zu verwenden. Es gibt keine besonderen Beschränkungen des Drucks zu Pressen, aber das Pressen kann innerhalb des Druckbereichs von 1 bis 2000 kg/cm² und insbesondere von 10 bis 400 kg/cm² durchgeführt werden, um gute Ergebnisse zu erzielen.
Das Haltematerial kann entweder Funkwellen absorbierend oder Funkwellen durchlässig sein. Alle Arten von Harzen können als Haltematerial für die ZnO-Whisker verwendet werden. Insbesondere können sowohl wärmehärtbare Harze als auch thermoplastische Harze verwendet werden.
Unter Betrachtung zuerst der wärmehärtbaren Harze, schließen verwendbare Harze Epoxyharze, ungesättigte Polyesterharze, Urethanharze, Siliconharze, Melamin-Harnstoffharze und Phenolharze ein, auf die sie jedoch nicht beschränkt sind.
Unter Betrachtung der thermoplastischen Harze, schließen verwendbare Harze Polyvinylchlorid, Polyethylen, chloriertes Polyethylen, Polypropylen&sub1; Polethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyamid, Polysulfon, Polyetherimid, Polyethersulfon, Polyphenylensulfid, Polyetherketon, Polyetheretherketon, ABS-Harz, Polystyrol, Polybutadien, Methylmethacrylat, Polyacrylonitril, Polyacetal, Polycarbonat, Polyphenylenoxid, ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, Polyvinylacetat, ein Ethylen/Tetrafluoroethylen-Copolymer, aromatische Polyester, Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid, Polyvinylidenchlorid und Teflon ein, auf diese sind sie jedoch nicht beschränkt.
In diesem Fall ist es für die tetrapodähnlichen Whisker oder nadelähnlichen ZnO-Whisker bevorzugt, mit dem Haltematerial in dem Zustand gehalten zu werden, daß sie nicht mehr als möglich gebrochen werden, insbesondere vom Gesichtspunkt der Funkwellenabsorptions-Leistungsfähigkeit. Daher ist es möglich verschiedene Verfahren anzuwenden, die bis jetzt für einen Zweck dieser Art ausgedacht wurden. Insbesondere ist es möglich, das Mischen, Kneten, Extrudieren oder Formen anzuwenden, bei dem die Beanspruchung oder Scherung auf die ZnO-Whisker minimiert wird. In dieser Hinsicht ist es bevorzugt ein Verfahren zu verwenden, das es umfaßt ZnO- Whisker in ein wärmehärtbares Harz, wie Epoxyharz, ungesättigtes Polyesterharz, Urethanharz und Siliconharz im Zustand einer flüssgen Phase mit relativ niedriger Viskosität zu mischen, gefolgt vom Formen und darauffolgendem Härten. Es ist auch möglich ein Verfahren zu verwenden, das es umfaßt ein Harz in einem geeigneten Lösungsmittel zu lösen, um einen Zustand einer niedrig-viskosen Lösung, unter Einmischen von ZnO-Whisker darin, zu erhalten und des Abdampfens des Lösungsmittels danach. Es ist auch bevorzugt, ein Verfahren zu verwenden, das es umfaßt ein feines Harzpulver von einigen um bis einigen 10 um Teilchengröße und ZnO-Whisker zu vermischen und danach die Harzkomponente, mittels des Einwirkens von Wärme oder einem Lösungsmittel, zu schmelzen, so daß die ZnO- Whisker gehalten werden.
Das Kautschukmaterial, das als Haltematerial verwendet wird, kann natürliche Kautschuke und synthetische Kautschuke einschließen, aber es schließt vorzugsweise Kautschukmaterialien ein, die nicht gegen ZnO-Whisker reagieren und eine ausgezeichnete Funkwellenabsorbtions- Leistungsfähigkeit haben. In dieser Hinsicht sind Polyurthankautschuke am meisten bevorzugt. Was als zweites bevorzugt ist sind acrylische Kautschuke, Silikon-Kautschuke, Butadien- Kautschuke, Isobutylen-Kautschuke, Polyether-Kautschuke, Isobutylen- Isopuren-Copolymere und Isocyanat-Kautschuke. Neben diesen können alle Arten von Elastomeren verwendet werden. Nitril-Kautschuke, Chloropren-Kautschuke, chlorsulfonierte Polyethylene, Polysulfid-Kautschuke und Fluor-Kautschuke können auch in Abhängigkeit vom Zweck verwendet werden. Es können auch Materialien verwendet werden, die einen Naturkautschuk gelöst in einem Lösungsmittel enthalten, die Polyethylen als feines Pulver in Wasser enthalten, Emulsionen von Polymeren und so weiter enthalten. Überflüssig zu sagen, auch wenn das Kautschukmaterial als Haltematerialien verwendet wird, ist es bevorzugter das übliche verfügbare Verfahren zu verwenden, daß das Zerbrechen der Whisker, so weit möglich, unterdrücken kann. Es ist auch überflüssig zu sagen, das verschiedene Additive, Füllstoffe etc., die gewöhnlich verwendet werden zur selben Zeit verwendet werden.
Es ist auch möglich ZnO-Whisker in verschiedenen Beschichtungsmaterialien zu dispergieren oder zu bewirken, daß Beschichtungsmaterialien als Haltematerialen dienen. Spezieller können die Beschichtungsmaterialien solche vom Epoxytyp, vom Acryltyp oder vom Urethantyp einschließen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sind und andere Arten von Beschichtungsmaterialien können auch verwendet werden. Insbesondere sind Beschichtungsmaterialien mit einer hohen thermischen Beständigkeit und Wetterbeständigkeit bevorzugter.
Verschiedene anorganische feste Materialien (pulverige, faserige, flockige, granulare oder feste) können auch als Haltematerial verwendet werden, in dem die ZnO-Whisker dispergiert werden können, so daß das Funkwellen absorbierende Material aufgebaut werden kann.
Speziell wird festgelegt, daß die ZnO-Whisker dispergiert sein können in oder auf Keramiken von verschiedenen Arten, Gläsern, Emaillen etc. gehalten werden, um das Funkwellen absorbierende Material zu ergeben. Die ZnO-Whisker können auch in gepulvertem Ton, Glasfaser, Asbest, Glimmer, Sand oder ähnlichem dispergiert werden und so das Funkwellen absorbierende Material oder ein Funkwellen absorbierendes faseriges Aggregat (in einem gewoben oder nicht gewobenen Zustand) ergeben.
Als anderes Beispiel können Betone, Mörtel etc. als Haltematerial verwendet werden.
Es ist auch möglich Wachse, wie Paraffinwachs, Polyethylenwachs, mikrokristallines Wachs als Haltematerial zu verwenden.
Es ist weiter möglich als Haltematerial gelähnliche halbfeste Substanzen wie Agar und Gelatine oder hoch viskose und haftende Substanzen, wie Pasten, Kautschukpasten und hoch viskoses Polybuten zu verwenden. Mle Arten von Schäumen oder ein Urethantyp sind ausgezeichnet im Hinblick auf ihre Eigenschaften. Die vom Epoxytyp sind an zweiter Stelle bevorzugt und die vom Styroltyp sind an dritter Stelle bevorzugt.
In dem Haltematerialsystem, wie es oben beschrieben wird, ist es möglich, die Funkwellenabsorbtions-Leistungsfähigkeit zu erkennen, wenn zumindest ungefähr 5 Gew.% der ZnO-Whisker dispergiert sind. Die Leistungsfähigkeit wird bemerkenswert, wenn ungefähr zumindest 10 Gew.% der ZnO-Whisker dispergiert sind. So daß eine große Absorbtionswirkung erreicht werden kann, selbst wenn sie in sehr geringen Mengen verwendet werden. Die Menge jedoch ist nicht auf die obige beschränkt, da die Wirkung sehr von der Intensität der Funkwellen, der Größe der ZnO-Whisker, dem Grad des Zerbrechens der Whisker, ihrer Gestalt, den Materialien für die Matrizen, den Arten des Haltematerials und den Halteformen abhängt.
In einigen Fällen gibt es überhaupt kein Problem, wenn andere teilchenförmige oder faserige Funkwellen absorbierenden Grundmaterialien vom Kohlenstofftyp, vom Siliciumcarbidtyp, vom Ferrittyp, vom Metalltyp oder vom leitenden Kaliumtitanattyp in Kombination oder gemischt verwendet werden. Eine wirksame Menge der zu mischenden ZnO-Whisker beträgt nicht weniger als 1 Gew.% und vorzugsweise nicht weniger als 5 Gew.% basierend auf den gesamten gemischten Komponenten.
Das magnetische Material, mit dem die Oberfläche der ZnO- Whisker beschichtet wird, schließt weiche magnetische Materialien oder harte magnetische Materialien ein; metallische magnetische Materialien wie Eisen, Kobalt, Nickel und Liegierungen davon; und magnetische Oxidmaterialien, wie Ferrit; genauso wie permanent magnetische Materialien, ferromagnetische Materialien, diamagnetische Materialien und ferrimagnetische Materialien; die in Abhängigkeit vom Zweck ausgewählt werden. Insbesondere sind magnetische Oxidmaterialien bevorzugt, die ein großes u bei den verwendeten Freguenzen zeigen.
Besonders festgesetzt, unter den keramischen ferrimagnetischen materialien, die durch die Formel MO Fe&sub2;O&sub3; wiedergegeben werden, ist ein polykristalliner Verbundferrit, der eine inverse Spinelstruktur hat und bei dem zwei oder mehrere Arten von zweiwertigen Ionen als M²&spplus; gemischt sind. Spezieller, M²&spplus; kann hauptsächlich aus (Ni, Zn), (Ni, Cu, Zn), (Ni, Mg, Zn), (Ni, Zn, Co), (Ni, Cu, Zn, Co), (Mn, Zn) oder (Cu, Zn) zusammengesetzt sein, diese können bevorzugte Ergebnisse ergeben.
Außerdem ist es auch möglich Materialien von einem Ferroxprena (Handelsname; ein Produkt des Philips Co., Niederlande) -Typ zu verwenden, die hexagonal sind und zum Ferrit gehören.
Die magnetischen Materialien könne aufgetragen werden, um eine Beschichtungsdicke im Bereich von 50 Å bis 200 um und besondere wirksam von 100 Å bis 5000 Å zu ergeben. Unter Berücksichtigung der Beschichtungsart können sie in der gesamten Beschichtung, Teilbeschichtung oder lokalen Beschichtung sein, um dadurch eine große Wirkung gemäß den entsprechenden Verwendungen zu erreichen.
Als Verfahren der Beschichtung der Oberfläche von ZnO-Whisker mit magnetischen Materialien, können verschiedene Verfahren verwendet werden. Insbesondere sind bevorzugte Verfahren das Überziehen, wie elektrolytisches Überziehen oder stromloses Überziehen, Bedampfung wie Vakuumbedampfung Emulsionsbeschichtung (eine Lösung, in der feine Teilchen dispergiert sind, wird auf die Whiskeroberflächen abgeschieden und dann getrocknet) und das Beschichtungsmaterial-Beschichten (feine Teilchen werden in einem Beschichtungsmaterial oder Zusammensetzung dispergiert und die resultierende Dispersionwird auf die Whiskeroberflächen abgeschieden, gefolgt von einem Trocknungsvorgang).
Bei dem Funkwellen absorbierenden Material dieses Systems ist es in einigen Fällen möglich, in Kombination oder in der Mischung mit anderen Funkwellen absorbierenden grundmaterialien (ZnO-Whisker, und Materialien vom Kohlenstofftyp, vom Siliciumcarbidtyp, Ferrittyp, Metalltyp oder leitendem Kaliumtitanattyp), dadurch die Leistungsfähigkeit weiter zu verbessern.
Bei dem erfindungsgemäßen Funkwellen absorbierenden Material gibt es keine Begrenzungen bezüglich der Freguenzen und der Intensität der Funkwellen, so lange sie die Freguenzen und Intensität haben, die ausreichend für ihre Funkwellen absorbiernde Wirkung ist, die praktisch erhalten wird. Insbesondere jedoch kann das Funkwellen absorbierende Material für VHF, UHF, Mikrowellen, Radarwellen, Halbmillimeter-Wellen und Millimeterwellen etc. verwendet werden. Vom Gesichtspunkt der Frequenzen kann es für ein Frequenzband von 100 MHz bis 100 GHz, vorzugsweise von 100 MHZ bis 20 GHz, bevorzugter von 1 GHz bis 15 GHz und besonders bevorzugt von 10 GHz bis 15 GHz verwendet werden. Deshalb kann das vorliegende Material als ein Funkwellen absorbierendes Material über ein breites Band und mit einer hohen Absorption dienen.

BEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird unten, detaillierter, unter Wiedergabe von Beispielen beschrieben.

Beispiel 1

Metallisches Zinkpulver, das Oxidschichten auf seiner Teilchenoberfläche hat, wurde in einer Atmosphäre erwärmt, die Sauerstoff enthielt, um tetrapodähnliche ZnO-Whisker zu bilden. Die resultierenden ZnO-Whisker hatten 100 um Durchschnittslänge von der Basis bis zur Spitze der Nadelkristallprojektion und 5 um als Durchschnittsdurchmesser an der Basis, wobei die meisten tetrapode Formen hatten. Der Widerstand betrug 2,5 x 10&sup4; Ω cm unter den Bedingungen von 5 kg/cm², 50 VDC, 200 um Dicke.
Als nächstes wurde ein zwei Komponenten niedrig viskoses epoxyharz, das als Hauptmittel Araldite CY205 (Nagase CIBA Ltd.) und als Härter CV5032 (MDH-4; Matsushita Electric Works Ltd.) enthält, hergestellt, in das die obigen ZnO-Whisker (16 Gew.%) manuell schonend eingearbeitet wurden. Die Mischung wurde bei 120 U/min 2 Minuten lang gemischt und dann auf 60ºC 15 Minuten vorgewärmt, gefolgt von einer Entlüftung unter vermindertem Druck (für 15 Minuten). Danach wurde die resultierende Epoxyharzzusammensetzung in eine Form gefüllt und auf 80ºC vorgewärmt und eine Entlüftung wurde des weiteren unter verminderten Druck für 15 Minuten durchgeführt, gefolgt von einem Härtungsvorgang unter den Bedingungen einer Härtungstemperatur von 90ºC und einer Härtungszeit von 5 Stunden.
Die so erhaltene Probe war plattenähnlich (4 mm dick) und 10 cm². Ein Querschnitt dieser Probe wurde mit einem Elektronenmikroskop beobachtet, um zu bestätigen, daß die tetrapoden Formen in den meisten Teilen der Whisker erhalten geblieben waren und derartige Whisker gleichmäßig durch das Harz verteilt waren, um eine einheitliche dreidimensionale Gitterstruktur zu ergeben. Diese Probe zeigte einen Widerstand von 1 x 10&sup6; Ω cm.
Unter Verwendung dieser Probe wurden Reflexionsabschwächungs- Eigenschaften relativ zu den Frequenzen gemessen. Ms Ergebnis wurde eine große Abschwächung über ein breites Band erhalten (von 10 bis 15 GHz) wie in Figur 3 gezeigt und auch bei der Probe wurde gefunden, daß sie auch leistungsfähig gegenüber polarisierten Wellen oder indirekt einfallende Wellen war.

Beispiel 2

Basierend auf 100 Gewichtsteile eines flüssigen Nitrilkautschuk (Nipol 1312; eine Marke für ein Produkt von Nippon Zeaon Co., Ltd), 25 Gewichtsteile der ZnO-Whisker, wie in Beispiel 1 verwendet, wurden langsam hinzugefügt und verschiedene Additive, ein Vulkanisierungsmittel S (2.0), ein Aktivierungsmittel ZnO (3,0), ein Beschleuniger Butyl 8 (1,0) und ein Alteriingsschutzmittel (1,0) (Gewichtsteil oder Gewichtsteile alle in Klammern) wurden des weiteren hinzugefügt. Diese wurden schonend gerührt und gründlich in der Weise gemischt, daß im wesentlichen keine Scherung auftritt. Die resultierende pastenartige Mischung wurde durch drei Rollen von gleicher Geschwindigkeit passiert, die einer Obflächentrennbehandlung unterworfen worden waren, um ein Blatt von vorgegeben Dicke zu ergeben. Dieses wurde unter Druck, unter Verwendung einer kolbenartigen Form, erwärmt, um ein vulkanisiertes Kautschukblatt (2 mm dick) zu ergeben.
Ein Querschnitt dieser Probe wurde mit einem Elektronenmikrospkop beobachtet, um zu finden, daß ungefähr 40 % der terapodähnlichen Whisker in einem gebrochenen Zustand sich befanden, aber die meisten ZnO-Whisker behielten die tetrapoden Formen.
Unter Verwendung dieser Probe wurden Reflexionsabschwächungs- Eigenschaften relativ zu den Frequenzen gemessen. Als Ergebnis wurde eine große Abschwächung von nicht mehr als -7 dB über ein breites Band (von 10 bis 15 GHz) erhalten. Bei diesem Kautschuk wurde auch gefunden, daß er eine sehr hohe Adhäsion auf allen Arten von Klebstoffen oder doppelseitigen Klebebändern hat.

Beispiel 3

100 Gewichtsteile eines feinen Polyethylenpulver von 3 bis 10 um Teilchendurchmesser und 40 Gewichtsteile an ZnO-Whisker, wie in Beispiel 1 verwendet, wurden schonend und gründlich vermischt. Das durchmischte Produkt wurde dann in eine Preßgerät eingeführt und auf 160 ºC 5 Minuten erwärmt, gefolgt von einem Preßformen, um eine plattenähnliche Probe von 4 mm Dicke und 10 cm² zu erhalten. Ein Querschnitt dieser Probe wurde mit einem Elektronenmikroskop beobachtet, um zu bestätigen, daß die meisten ZnO-Whisker die tetrapode Form hatten und einen porösen Querschnitt bildeten und in der das Polyethylen als Bindemittel dient.
In dieser Probe wurden auch sehr gute Eigenschaften der Funkwellenabsorbtion und polarisierten Wellen oder der indirekten Einfalls-Eigenschaften erhalten.

Beispiel 4

Tetrapodähnliche ZnO-Whisker wurden hergestellt, die 45 um Durchschnittslänge von der Basis bis zur Spitze hatten und 2 um Durchschnittsdurchmesser an der Basis. Basierend auf 100 Gewichtsteile an EPDM wurden 200 Gewichtsteilen an ZnO- Whiskern gemischt und die Mischung wurde geknetet, erwärmt, vulkanisiert und geformt. Die resultierende Probe war 2 mm dick und hatte 10 cm².
Ein Querschnitt diese Probe wurde mit einem Elektronenmikroskop beobachtet, um zu finden, daß die meisten ZnO-Whisker ihre tetrapoden Formen verloren hatten, um nadelähnliche oder stabähnliche ZnO-Whisker zu ergeben. Das Längenverhältnis(= Längs/Hauptachse) des vorliegenden ZnO- Whisker betrug 11 im Durchschnitt und das Verhältnis des Durchmessers an der Basis zu dem Durchmesser an der Spitze betrug 0,65 im Durchschnitt.
Unter Verwendung dieser Probe wurden Eigenschaften der Reflexionsabschwächung relativ zu den Frequenzen gemessen. Als Ergebnis wurden über ein breites Band (von 10 bis 15 GHz) hohe Abschwächungseigenschaften erhalten und wie in Figur 4 gezeigt, wurde gefunden, daß die Probe eine sehr viel höhere Leistungsfähigkeit hat als das bis jetzt käuflich erhältliche Funkwellen absorbierende Material vom Kautschukferrittyp. Der Kautschuk dieses Beispiels zeigte einen Widerstand von nicht weniger als 10¹&sup5; Ω cm

Beispiel 5

Dieselben ZnO-Whisker, wie in Beispiel 1, wurden hergestellt und langsam in ein geschmolzenes Pellet von Polypropylen (21,5 Gew.%) hinzugefügt. Die Mischung wurde geknetet und dann spritzgegossen, um eine 3 mm dicke und 10 cm² Probe zu ergeben.
Ein Querschnitt dieser Probe wurde mit einem Elektronenmikroskop beobachtet, um zu finden, daß die meisten ZnO-Whisker ihre tetrapode Form verloren hatten und sich in der Fließrichtung des Harzes orientierten. Im Laufe ihrer Herstellung jedoch war der Abnutzungsschaden, der am Kneter oder der Formmaschine verursacht wurde, gering, verglichen mit anderen vergleichbaren Materialien. Die geformten Proben selbst wurden als weich und flexibel, bei der Menge an vermischten ZnO-Whiskern, gegenüber Biegen oder ähnlichem gefunden. Das Längenverhältnis der ZnO-Whisker, das an einem Querschnitt beobachtet wurde, betrug nicht weniger als 15 im Durchschnitt.
Unter Verwendung dieser Probe wurden Eigenschaften der Reflexionsabschwächung relativ zu den Frequenzen gemessen. Als Ergebnis wurden hohe Abschwächungseigenschaften über ein weites Band (von 10 bis 15 GHz) erhalten. Die Ergebnisse davon werden in Figur 5 gezeigt.

Beispiel 6

Die ZnO-Whisker, wie in Beispiel 1 verwendet, SiC-Whisker (ein Produkt der Tokai Carbon Co., Ltd), Kaliumtitanat-Whisker wurden einer Reduktion unterworfen und leitend gemacht (1 bis 5 um im Durchmesser; Längenverhältnis 100 bis 600; 1 Ω cm), nichtleitende Kaliumtitanat-Whisker, Zinkweiß und Ruß wurden jedes in eine Polyethylentasche gestellt. in diesem Zustand wurden diese jedes mit einer Dicke von 30 mm geformt und die Eigenschaften der Reflexionsabschwächung relativ zu den Frequenzen wurde gemessen. Als Ergebnis wurde eine Abschwächungswirkung (von 10 bis 15 GHz) in der Reihenfolge errechnet: ZnO-Whisker » SiC-Whisker > leitende Kaliumtitanatwhisker » Zinkweiß > Ruß ≈ nichtleitende Kaliumtitanat-Whisker.
So wurde klar bestätigt, daß die ZnO-Whisker ein sehr gut geeignetes Material im Hinblick auf die Funkwellenabsorbtions- Leistungsfähigkeit sind.

Beispiel 7

Unter Verwendung der gleichen Proben (mit Ausnahme der Dicke) wie in den Beispielen 1 bis 6 wurde die Funkwellenabsorbtion bei einem Band von 100 MHZ bis 1 GHz beurteilt. Als Ergebnis wurden Eigenschaften einer große Funkwellenabsorbtion über ein breites Band erhalten.
In den obigen Beispielen wurde das Funkwellen absorbierende Materialien wie die eines Einschichttyps beurteilt. Ohne Beschränkung darauf ist es jedoch überflüssig zu sagen, daß das erfindungsgemäße Funkwellen absorbierende Material mit einer modifizierten Schicht kombiniert werden kann oder mit verschiedenen Arten von anderen Funkwellen absorbierenden Materialien kombiniert werden kann, so daß Vielfachschicht- Materialien die Funkwellen absorbieren mittels üblichen Verfahren hergestellt werden können.

Beispiel 8

Metallisches Zinkpulver, das Oxidschichten auf seiner Teilchenoberfläch hat, wurden in einer Atmosphäre erwärmt, die Sauerstoff enthält, um tetrapodähnliche ZnO-Whisker zu bilden. Die resultierenden ZnO-Whisker hatten 100 um Durchschnittslänge von der Basis bis zur Spitze der Nadelkristallprojektion und 6 um als Durchschnittsdurchmesser an der Basis, wobei die meisten tetrapode Formen hatten. Der Widerstand betrug 1,5 x 10&sup4; Ω cm unter den Bedingungen von 5 kg/cm², 50 VDC, 200 um Dicke.
Als nächstes wurde 1l einer Lösung eines Acrylatbeschichtungs- Materials (10%), die mit Toluol verdünnt wurde, hergestellt, in die 100 g MO Fe&sub2;O&sub3; (M²&spplus;: Ni, Zn) Ferritpulver (Teilchendurchmesser: 2 bis 5 um) und 100 g der obigen ZnO- Whisker schonend hinzugefügt wurden. Während die resultierende Mischung schonend völlig durchgerührt wurde, wurde sie bei einer Atmosphäre bei 50 ºC getrocknet. Ferritbeschichtete ZnO- Whisker wurden so erhalten (Figur 6).
Dieses Produkt wurde in ein Acrylatbeschichtungsmaterial (30 Gew.%) gemischt, um ein Beschichtungsmaterial zu erhalten, das ferritbeschichtete ZnO-Whisker (Beschichtungsdicke: 2 bis 100 um im Durchschnitt) enthält.
Diese Beschichtungsmaterial wurde einheitlich auf eine Aluminiumplatte (2 mm dick) mit einer Dicke von 3,5 mm aufgebracht und dann gut getrocknet, um eine Messprobe zu ergeben.
Die Eigenschaften der Reflexionsabschwächung von dieser Probe wurden gemessen, um die Ergebnisse, wie in Figur 7 gezeigt, zu erhalten und es wurde gefunden, daß die Probe eine große Funkwellenabsorbtions-Leistungsfähigkeit über ein breites Band zeigt.

Beispiel 9

Auf die Oberflächen der ZnO-Whisker, wie in Beispiel 1 verwendet, wurde Nickel mittels stromlosen Uberziehens abgeschieden, um Nickelmetall beschichtete ZnO-Whisker (Beschichtungsdicke: 100 Å im Durchschnitt) zu erhalten.
Die resultierenden Whisker (500 Gewichtsteile wurden in EPDM Kautschuk eingebracht, gefolgt von einer Preßformung, um eine 5 mm dicke Kautschukplatte zu ergeben.
Eine Aluminiumplatte (2 mm dick ) wurde auf der Rückseite dieser Probe aufgebracht und die Reflexionsabschwächung bei 1 GHz wurde gemessen, um zu finden, daß sie -14 dB betrug, wobei sie eine große Funkwellenabsorbtions-Leistunsgfähigkeit zeigt.
In diesen Beispielen wurde die Funkwellen absorbierenden Materialien wie die vom Einschichttyp beurteilt. Ohne eine Beschränkung darauf, ist es jedoch überflüssig zu sagen, daß das erfindungsgemäße Funkwellen absorbierende Material mit einer modifizierten Schicht kombiniert werden kann oder mit verschiedenen Arten von anderen Funkwellen absorbierenden Materialien kombiniert werden kann, so daß Mehrfachschicht- Materialien, die Funkwellen absorbieren mittels üblichen Verfahren hergestellt werden können.

Beispiel 10

Figur 8 stellt ein Verbund-Funkwellen absorbierendes Material dar, das mittels Mischens eines Pulvers von tetrapodähnlichen ZnO-Whisker 1 und Ferrit 2 gebildet wird.
Das Ferritpulver, wie in Beispiel 8 verwendet, wurde als der Ferrit verwendete und 6 Gew.% der tetrapodähnlichen ZnO- Whisker von 100 um Durchschnittslänge von der Basis bis zur Spitze, 4 um Durchschnittsdurchmesser an der Basis und 0,05 Durchmesserverhältnis, wurden dazu gemischt. Die resultierende Mischung (200 Gewichtsteile) wurden in einen flüssigen Silikonkautschuk hinzugefügt, der vollständig geknetet wurde und dann geformt wurde, um ein 3 mm dickes Blatt zu ergeben.
Als nächstes wurden die Eigenschaften der Reflexionsabschwächung gemessen, um aufzuzeigen, daß die Bandbreiten, die -15 dB oder weniger zeigen, das zweifache oder mehr verglichen mit einem üblichen Blatt, das nur Ferrit 2 enthält, wurden.

Beispiel 11

Tetrapodähliche ZnO-Whisker von 120 um Durchschnittslänge von der Basis bis zur Spitze und 6 um als Durchschnittsdurchmesser an der Basis und 0,01 Durchschnittsverhältnis wurden hergestellt (1 x 10&sup4; Ω cm, 5 kg/cm², 50 VDC, 200 um dick). Die Whisker (17 Gew%) wurden in flüssigen Silikonkautschuk (ein Produkt der Toshiba Silicone Co., Ltd.; Handelsname: YE 5822) gemischt und die Mischung wurde in eine Form gegoßen, gefolgt von einem Wärmehärten bei 100ºC 1 Stunde, um ein weißes Kautschukblatt (3,5 mm dick) zu ergeben.
Als nächstes wurden, unter Verwendung einer aus Aluminium gemachten Reflexionsplatte, die Eigenschaften der Reflexionsabschwächung des obigen Kautschukblatts gemessen, um zu bestätigen, daß dieses Blatt ein Funkwellen absorbierendes Material mit einer großen Abschwächung über ein breites Band ist (Figur 9)
Um den Grad der Orientierung der Whisker zu überprüfen, wurde das Kautschukblatt um 90 ºC gedreht, um die Eigenschaften der Reflexionsabschwächung zu überprüfen. Mier wurden jedoch überhaupt keine Anderungen beobachtet und es wurde gefunden, daß die Whisker zufällig in alle Richtungen orientiert waren, so daß ein Funkwellen absorbierendes Material erhalten wurde, das unabhängig von der Richtung des Einfalls der Funkwellen leistungsfähig ist und das auch leistungsfähig gegenüber polarisierten Wellen ist.
Wie es oben beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung ein wirklich neues Funkwellen absorbierendes Material, das bis jetzt nicht verfügbar war, das sehr wirksam Funkwellen absorbieren und abschwächen kann. In den jüngsten Jahren gab es eine schnell ansteigende Nachfrage nach EMI oder EMC, aufgrund der Probleme, die mit dem Beginn der Satellitenübertragung oder der Mikrowellenkommunikation, Satellitenkommunikation, Radar und Mikrowellenöfen und auch mit den Problemen der Schattenstreifen bei VHF- oder UHF- Fernsehen verbunden waren. In diesem Sinn ist diese epochemachende Erfindung eine sehr wichtige Erfindung mit einer großen Bedeutung, die es bewirken kann, breit Vorteile zu verleihen, nicht nur für die, die derartige Anlagen entwickeln, sondern auch denen, die in der Zukunft überall auf der Welt leben.
Ein Funkwellen absorbierendes Material enthält Zinkoxid- Whisker. In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die Zinkoxid-Whisker einen Zentralteil und Nadelkristallprojektionen, die sich von diesem Zentralteil in eine Mehrzahl verschiedener axialer Richtungen erstrecken.

Claims

1. Funkwellen absorbierendes Material, dadurch gekennzeichnet, daß es nicht weniger als 1 Gew.% der Zinkoxid-Whisker, die mit enthalten oder dispergiert in einem Funkwellen absorbierenden oder einem Funkwellen durchlässigen Haltematerial sind, worin jeder Zinkoxid-Whisker zumindest eine Nadelkristallprojektion hat, die einen Grundteil und eine Spitze gegenüberliegend zum Grundteil einschließt, worin die Länge der Projektion von dem Grundteil zu der Spitze nicht weniger als 3 um beträgt und einen Reflektor enthält.

2. Funkwellen absorbierendes Material gemäß Anspruch 1, worin das Haltematerial auf dem Reflektor haftet.

3. Funkwellen absorbierendes Material gemäß Anspruch 1, worin das Funkwellen absorbierende Material aus einer einzelnen Schicht oder Mehrfachschichten ist.

4. Funkwellen absorbierendes Material gemäß Anspruch 1, worin die Zinkoxid-Whisker ein Längenverhältnis von nicht weniger als 3 haben.

5. Funkwellen absorbierendes Material gemäß Anspruch 1, worin die Zinkoxid-Whisker einen Widerstand innerhalb des Bereichs von 10 bis 10&sup8; Ω.cm haben.

6. Funkwellen absorbierendes Material gemäß Anspruch 1, worin jeder Zinkoxid-Whisker einen Zentralkörper und eine Vielzahl von Nadelkristallprojektionen enthält, die sich radial von diesem Zentralkörper erstrecken.

7. Funkwellen absorbierendes Material gemäß Anspruch 6, worin die Vielzahl von Nadelkristallprojektionen aus vier Nadelkristallprojektionen besteht.

8. Funkwellen absorbierendes Material gemäß Anspruch 1, worin der Reflektor eine Platte ist.

9. Funkwellen absorbierendes Material gemäß Anspruch 1, worin der Reflektor aus einem Reflexionsmaterial gemacht ist.

10. Funkwellen absorbierendes Material gemäß Anspruch 9, worin das Reflexionsmaterial Aluminium ist.

11. Funkwellen absorbierendes Material gemäß Anspruch 1, worin Teilchen oder Fasern aus Ferrit, Kohlenstoff, leitendem Kaliumtitanat, leitendem Siliciumcarbid, einem Metall oder Mischungen davon zusätzlich mit enthalten oder dispergiert in diesem Funkwellen absorbierenden oder Funkwellen durchlässigen Haltematerial sind.

12. Funkwellen absorbierendes Material gemäß Anspruch 1, worin die Oberflächen dieser Zinkoxid-Whisker (1) mit einem magnetischen Material (2) beschichtet sind.

13. Funkwellen absorbierendes Material gemäß Anspruch 1, 11 oder 12, worin das Haltematerial ein synthetisches Harz, einen Kautschuk, ein Beschichtungsmaterial, eine Keramik, ein Glas, einen Beton, einen Mörtel, eine anorganische oder organische Faser, Korn, Pulver oder Flocke, ein anorganisches Bindemittel, ein organisches Bindemittel, ein Wachs, eine gelähnliche halbfeste Substanz oder einen Schaum oder Mischung davon, enthält.