JP2001146644A - 強磁性を有するコイル状炭素繊維、その製造方法、強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体及び電波吸収体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電波吸収用として電波を効率良く吸収するこ
とができ、また、強磁性を活用して電磁波シールド材や
磁気記録材料等の新規用途へ応用することができる強磁
性を有するコイル状炭素繊維、その製造方法、強磁性を
有するコイル状炭素繊維複合体及び電波吸収体を提供す
る。 【解決手段】 強磁性を有するコイル状炭素繊維は、ミ
クロなコイル状をなすコイル状炭素繊維の外周面にコバ
ルト、マンガン及び希土類元素から選ばれる少なくとも
一種（１）、それらの化合物（２）、それらの合金
（３）、ニッケル−ホウ素系合金（４）及びニッケル−
リン系合金（５）から選ばれる少なくとも一種よりなる
強磁性体の被覆層を形成したものである。被覆層は重量
割合がコイル状炭素繊維に対して、１〜５０重量％に設
定され、厚みが０．０１〜５μｍに設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電波吸収体、電
磁波シールド材、磁気記録材料、各種スイッチ、セン
サ、マイクロメカニカル素子、吸着材、フィルタ等に使
用される強磁性を有するコイル状炭素繊維、その製造方
法、強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体及び電波吸
収体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年になり、携帯電話、パソコン等が生
活の中に行き渡り電磁波、特に電波環境が確実に増えて
きている。その一方で、電波による医療機器の誤作動、
航空機、鉄道車両の運行障害、あるいは健康障害に対す
る危惧が大きな社会問題になっている。そのため、現在
多くの、電波吸収材、電磁波吸収材、遮蔽材等が提案、
実用化されている。

【０００３】電波には電界成分と磁界成分とが発生し、
それらの進行方向は電波の伝搬方向に対してそれぞれ垂
直になっている。また、電波吸収材としては、例えば炭
素が極めて微細な繊維状の形態をなすとともに、コイル
状をなすコイル状炭素繊維を合成樹脂やゴム等に分散さ
せたものが知られている。

【０００４】コイル状炭素繊維は電波が外部から照射さ
れると、ファラデーの法則に従いコイル内に誘電起動力
による誘導電流が流れてジュール熱が発生し、電波の一
部を吸収する。また、電波はコイル状炭素繊維により直
線偏向のほか円偏向を受け、その上、コイル状炭素繊維
が高導電性であるので反射、散乱損失なども受け、急激
に減衰する。従って、電波はコイル状炭素繊維により吸
収される。

【０００５】そして、特開平５−２１９８４号公報及び
特開平５−２２６８７６号公報には、上記コイル状炭素
繊維の導電性を活用し、そのコイル状炭素繊維を合成樹
脂やゴム等に分散させた電磁波シールド複合材料が提案
されている。さらに、コイル状炭素繊維は、各種スイッ
チ、マイクロメカニカル素子、吸着材、フィルタ、パッ
キン、三次元強化複合材等への幅広い応用が期待される
材料である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のコイ
ル状炭素繊維は炭素のみにより形成され、磁束密度と磁
界の比率を示す透磁率が小さい。そのため、コイル状炭
素繊維を電波吸収体に応用した際、その電波吸収特性が
低いという問題があった。また、コイル状炭素繊維を電
磁波シールド材に応用した際、電波の磁界成分に対する
シールド効果が低いという問題があった。

【０００７】この発明は、このような従来技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とす
るところは、電波吸収用として電波を効率良く吸収する
ことができ、また、強磁性を活用して電磁波シールド材
や磁気記録材料等の新規用途へ応用することができる強
磁性を有するコイル状炭素繊維、その製造方法、強磁性
を有するコイル状炭素繊維複合体及び電波吸収体を提供
することにある。

【０００８】

【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に記載の発明の強磁性を有するコイル状
炭素繊維は、炭素繊維によりミクロなコイル状に形成さ
れ、その外周面にコバルト、マンガン及び希土類元素か
ら選ばれる少なくとも一種（１）、それらの化合物
（２）、それらの合金（３）、ニッケル−ホウ素系合金
（４）及びニッケル−リン系合金（５）から選ばれる少
なくとも一種よりなる強磁性体の被覆層を形成したもの
である。

【０００９】請求項２に記載の発明の強磁性を有するコ
イル状炭素繊維の製造方法は、炭素繊維によりミクロな
コイル状に形成されたコイル状炭素繊維を製造し、その
外周面に、コバルト、マンガン及び希土類元素から選ば
れる少なくとも一種（１）、それらの化合物（２）、そ
れらの合金（３）、ニッケル−ホウ素系合金（４）及び
ニッケル−リン系合金（５）から選ばれる少なくとも一
種よりなる強磁性体の被覆層を形成させるものである。

【００１０】請求項３に記載の発明の強磁性を有するコ
イル状炭素繊維複合体は、請求項１に記載の強磁性を有
するコイル状炭素繊維を、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、
架橋ゴム及び熱可塑性エラストマーから選ばれる少なく
とも一種の高分子中に分散して形成される強磁性を有す
るものである。

【００１１】請求項４に記載の発明の電波吸収体は、請
求項３に記載の強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体
を所定形状に成形して形成されるものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を詳細
に説明する。強磁性を有するコイル状炭素繊維は、ミク
ロなコイル状に形成されたコイル状炭素繊維の外周面に
コバルト、マンガン及び希土類元素から選ばれる少なく
とも一種（１）、それらの化合物（２）、それらの合金
（３）、ニッケル−ホウ素系合金（４）及びニッケル−
リン系合金（５）から選ばれる少なくとも一種よりなる
強磁性体の被覆層を形成したものである。

【００１３】コイル状炭素繊維はその繊維の直径が０．
０１〜１μｍ、コイルの直径が０．１〜１５μｍ、コイ
ルピッチが０．０１〜５μｍ及びコイルの長さが１〜５
０００μｍであり、コイルが右巻きの二重螺旋構造を有
するものと、左巻きの二重螺旋構造を有するもの、又は
コイルが右巻きの一重螺旋構造を有するものと、左巻き
の一重螺旋構造を有するものとを含有するものである。
これらのコイル状炭素繊維を単独で又は二種以上を組み
合わせて使用しても良い。このコイル状炭素繊維はコイ
ル径が実質上マイクロメートルオーダーであり、電波を
吸収することができ、優れた弾性的性質と高い強度を有
するものである。

【００１４】前記コバルト、マンガン及び希土類元素か
ら選ばれる少なくとも一種（１）は、それぞれ単独で又
は２種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。希土類
元素としては、ネオジウム、ガドリニウム、テルビウ
ム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウ
ム、ユウロピウム等が挙げられる。

【００１５】前記コバルト、マンガン及び希土類元素か
ら選ばれる少なくとも一種の化合物（２）としては、例
えば、コバルト−フェライト化合物、酸化コバルト、二
酸化マンガン、酸化ユウロピウム等が挙げられる。

【００１６】前記コバルト、マンガン及び希土類元素か
ら選ばれる少なくとも一種の合金（３）のうち、コバル
トの合金としては、コバルト−ホウ素合金、コバルト−
リン合金、コバルト−鉄合金、コバルト−鉄−クロム合
金、コバルト−鉄−テルビウム合金、コバルト−鉄−ホ
ウ素合金、コバルト−鉄−リン合金、コバルト−サマリ
ウム合金、コバルト−タングステン−ホウ素合金、コバ
ルト−タングステン−リン合金、ニッケル−コバルト合
金、ニッケル−コバルト−ホウ素合金、ニッケル−コバ
ルト−リン合金が挙げられる。マンガンの合金として
は、コバルト−ニッケル−マンガン合金が挙げられる。

【００１７】ニッケルとホウ素を主体としたニッケル−
ホウ素系合金（４）としては、ニッケル−ホウ素合金、
ニッケル−鉄−ホウ素合金、ニッケル−タングステン−
ホウ素合金等が挙げられる。ニッケルとリンを主体とし
たニッケル−リン系合金（５）としては、ニッケル−リ
ン合金、ニッケル−鉄−リン合金、ニッケル−タングス
テン−リン合金等が挙げられる。

【００１８】前記（１）〜（５）の被覆層のなかでも、
コバルト、マンガン、ニッケル−ホウ素合金、ニッケル
−リン合金、コバルト−ホウ素合金、コバルト−リン合
金及び希土類元素から選ばれる少なくとも一種が、磁力
が強いとともに、透磁率が大きく、さらに、コイル状炭
素繊維の外周面に被覆層を形成しやすく、かつ安価であ
るという観点から好ましい。

【００１９】また、被覆層の表面に、鉄、フェライト、
クロム、銅、黄銅、金、銀、すず、及び亜鉛から選ばれ
る少なくとも一種（１）、それらの化合物（２）又はそ
れらの合金（３）から選ばれる少なくとも一種よりなる
薄膜を形成しても良い。この場合、被覆層と薄膜とによ
り強磁性体の磁力を強化して、透磁率を大きくさせるこ
とができ、電磁波吸収特性や電磁波の磁界成分のシール
ド効果等をより効果的に発揮させることができる。

【００２０】前記被覆層は、コイル状炭素繊維に対し
て、１〜５０重量％の重量割合で形成されるのが好まし
く、また、０．０１〜５μｍの厚みで形成されるのが好
ましく、０．０５〜２μｍの厚みで形成されるのが特に
好ましい。重量割合及び厚みが上記範囲外にあると、強
磁性体の透磁率が低下して、電波の吸収特性や電磁波の
磁界成分のシールド効果等が低下してしまい好ましくな
い。

【００２１】強磁性を有するコイル状炭素繊維は、例え
ば、電波が外部から照射されると、強磁性体の被覆層に
その電波の磁界成分が引き寄せられる。また、被覆層が
形成されていないコイル状炭素繊維と比較して透磁率が
大きくなる。そのため、電波吸収特性が高くなるととも
に、磁界成分に対するシールド効果が高くなる。

【００２２】さらに、電波が被覆層を通過してコイル状
炭素繊維にまで達すると、ファラデーの法則に従いコイ
ル内に誘電起動力による誘導電流が流れてジュール熱が
発生し、電波を吸収する。電界成分はコイル状炭素繊維
により直線偏向のほか円偏向を受け、その上、コイル状
炭素繊維が高導電性であるので反射、散乱損失なども受
け、急激に減衰する。さらに、コイル状炭素繊維中を通
過した磁界成分は、コイル状炭素繊維の裏面の被覆層に
より同様に吸収される。

【００２３】強磁性を有するコイル状炭素繊維に吸収さ
れる電磁波の周波数領域は、コイル径、コイルピッチ及
びコイル長さ及び被覆層の厚みに依存する。コイル長さ
が長く、コイル径が大きく形成されると低周波領域の電
波の吸収が可能である。そのため、これらを制御するこ
とにより、幅広い範囲の電波吸収材料、磁気シールド材
料、磁気記録材料、磁気抵抗材料、磁歪材料、磁性流
体、磁気弾性材料、磁気センサ、磁気スイッチとして適
用することができる。また、新規電極材料、エネルギー
変換素子、マイクロセンサ、マイクロメカニカル素子、
マイクロフィルタ、高温・高圧・耐蝕・弾力性パッキ
ン、抗菌材、吸着材などとしても適用することができ
る。

【００２４】上記強磁性を有するコイル状炭素繊維を高
分子中に分散させることにより、強磁性を有するコイル
状炭素繊維複合体が形成され、それを所定形状に成形す
ることにより、電波吸収体を製造することができる。

【００２５】前記高分子としては、熱可塑性樹脂、硬化
性樹脂、架橋ゴム及び熱可塑性エラストマーから選ばれ
る少なくとも一種が挙げられる。これらは、得られる電
波吸収体の硬さ、機械的強度、耐熱性、電気抵抗等の電
気的特性、耐久性等の要求に応じて、少なくとも一種が
適宜選択して使用される。

【００２６】熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体
等のエチレンα−オレフィン共重合体、ポリメチルペン
テン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸
ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルア
ルコール、ポリビニルアセタール、ポリフッ化ビニリデ
ンやポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系重合体、
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
ート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリ
アクリロニトリル、スチレン−アクリロニトリル共重合
体、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンエーテル、変性ＰＰＥ
樹脂、脂肪族ポリアミド類、芳香族ポリアミド類、ポリ
イミド、ポリアミドイミド、ポリメタクリル酸エステル
類、ポリアクリル酸類、ポリカーボネート、ポリフェニ
レンスルフィド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホ
ン、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルケトン、ポリ
ケトン、液晶ポリマー、シリコーン樹脂、アイオノマー
等が挙げられる。

【００２７】また、熱可塑性エラストマーとしては、ス
チレン−ブタジエン、スチレン−イソプレンブロック共
重合体とその水添共重合体、スチレン系熱可塑性エラス
トマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化
ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑
性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマ
ー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー等が挙げられ
る。

【００２８】架橋ゴムとしては、天然ゴム、ブタジエン
ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴ
ム、ニトリルゴム、水添ニトリルゴム、クロロプレンゴ
ム、エチレン−プロピレンゴム、塩素化ポリエチレン、
クロロスルホン化ポリエチレン、ブチルゴム、ハロゲン
化ブチルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコーン
ゴム等が挙げられる。硬化性樹脂としては、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、ジアリルフタレート樹脂等が挙げられる。架
橋性を有する高分子材料は、加熱硬化性に限らず、常温
硬化性、光硬化性、湿気硬化性等の架橋方法により得ら
れる樹脂やゴム等を使用しても良い。

【００２９】さらに、可塑剤、充填材、有機繊維（アラ
ミド繊維等）、炭素繊維、無機繊維（ガラス繊維等）、
セルロース、絹、木綿、羊毛等の天然高分子、安定剤、
着色剤を必要に応じて添加しても良い。また、コイル状
炭素繊維と高分子とよりなる組成物の粘度を低下させ
て、コイル状炭素繊維を高分子中に配合しやすくしたり
するために、有機溶剤や水を添加しても良い。

【００３０】上記高分子のうち、耐熱性、機械的強度、
電気的信頼性等の観点から、シリコーンゴム、塩素化ポ
リエチレン、エポキシ樹脂及びポリイミド樹脂から選ば
れる少なくとも一種を使用するのが好ましい。

【００３１】次に、強磁性を有するコイル状炭素繊維の
製造方法について説明する。まず、コイル状炭素繊維の
製造方法について説明する。コイル状炭素繊維は、触媒
活性化ＣＶＤ（化学気相成長）法等により得ることがで
きる。例えば、特開平３−１０４９２７号、特開平３−
２２７４１２号、特開平４−２２２２２８号、特開平１
０−３７０２４号、特開平１１−８１０５１号等の公報
に開示されている製造方法がある。

【００３２】横型熱化学気相合成装置内に金属触媒を担
持させた基材を配置し、周期律表の第１５族又は第１６
族の化合物よりなる触媒ガス、水素ガス及びシールガス
を注入し、さらに、熱分解して炭素を生成する原料ガス
を注入して所定温度で加熱分解したとき、金属触媒の結
晶面から成長するものである。

【００３３】前記金属触媒は、遷移金属の酸化物、炭化
物、硫化物、リン化物、炭酸化物及び炭硫化物から選択
される少なくとも一種の化合物であり、好ましくは、ニ
ッケル、チタン、タングステン等の金属又はそれらの酸
素との固溶体、酸化物、炭化物、硫化物、リン化物、炭
酸化物又は炭硫化物である。金属触媒の形態は、粉末、
金属板、粉末の焼結板のいずれでも良く、好ましくは平
均粒径が５μｍ程度の微粉末又は焼結板である。

【００３４】前記原料ガスは、熱分解して炭素を生成す
るアセチレン、メタン、プロパン等の炭素元素を含むガ
ス又は一酸化炭素ガスが使用される。触媒ガスは、周期
律表の第１５族及び第１６族元素を含むガスで、硫黄、
チオフェン、メチルメルカプタン、硫化水素等の硫黄原
子を含む化合物又は、リン、３塩化リン等のリン原子を
含む化合物が使用される。前記シールガスは窒素ガス、
ヘリウムガス等の化学的に不活性で、系の物質と反応し
ない不活性ガス又は水素ガスが使用される。加熱温度
は、６００〜９５０℃の範囲内に設定されるのが好まし
い。

【００３５】次に、コイル状炭素繊維の外周面に被覆層
を形成する方法について説明する。被覆層を形成する方
法としては、無電解メッキ法、電解メッキ法、真空蒸着
法やスパッタリング法等の物理的蒸着法、化学的蒸着
法、溶射法、塗装法、浸漬法、微細粒子を機械的に固着
させるメカノケミカル法から選ばれる一つの方法により
形成される。被覆層をコイル状炭素繊維の外周面に均一
に形成させるために無電解メッキ法を採用するのが好ま
しい。この実施形態では、無電解メッキ法によりコイル
状炭素繊維の外周面に被覆層を形成する場合について説
明する。

【００３６】まず、コイル状炭素繊維をトリクロロエチ
レンで洗浄した後、それを塩化第１スズの塩酸水溶液に
投入し、所定時間浸漬し、さらにそれを蒸留水で洗浄す
る。次いで、洗浄後のコイル状炭素繊維を塩化パラジウ
ム−塩酸水溶液に投入し、コイル状炭素繊維の外周面を
活性化させた後、蒸留水で洗浄する。

【００３７】次に、外周面が活性化されたコイル状炭素
繊維を所定濃度のメッキ液に投入し、攪拌しながら所定
温度まで加熱する。その結果、コイル状炭素繊維の外周
面に強磁性体の被覆層が形成される。

【００３８】次いで、強磁性を有するコイル状炭素繊維
複合体及び電波吸収体の製造方法を説明する。まず、強
磁性を有するコイル状炭素繊維を高分子材料中に添加し
て、それらにより組成物を調製する。このとき、強磁性
を有するコイル状炭素繊維による電波吸収特性や電磁波
の磁界成分に対するシールド効果等を効率良く発揮させ
るために、強磁性を有するコイル状炭素繊維を強磁性を
有するコイル状炭素繊維複合体又は電波吸収体中に０．
１〜５０重量％となるように添加するのが好ましい。添
加量は高分子の種類、得られる強磁性を有するコイル状
炭素繊維複合体又は電波吸収体の耐熱性、機械的強度、
電気的信頼性等に応じて適宜調整される。

【００３９】強磁性を有するコイル状炭素繊維と高分子
材料との濡れ性や接着性を向上させるために、強磁性を
有するコイル状炭素繊維の表面を予め脱脂処理、洗浄処
理、紫外線照射処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、
火炎処理、イオン注入処理等の活性化処理を施すのが好
ましい。さらに、活性化処理後に、シラン系、アルミニ
ウム系等のカップリング剤で処理することにより、多量
の強磁性を有するコイル状炭素繊維を高分子材料中に分
散しやすくなり、得られる強磁性を有するコイル状炭素
繊維複合体又は電波吸収体の電波吸収特性や磁界成分に
対するシールド効果等を向上させることができる。

【００４０】高分子が液状の場合、強磁性を有するコイ
ル状炭素繊維を添加した後、ミキサーやブレンダを使用
して混合して組成物を調製する。また、その組成物中の
空気を除去するために、真空又は加圧により脱泡するの
が好ましい。高分子が固体の場合、強磁性を有するコイ
ル状炭素繊維を添加した後、押出機、ニーダー、ローラ
等の混練機を使用して組成物を調製する。

【００４１】次に、組成物を金型成形法、プレス成形
法、押出成形法、トランスファー成形法、カレンダー成
形法等により、所定形状やシート状に成形して強磁性を
有するコイル状炭素繊維複合体が製造される。組成物を
塗装したり、印刷したりして薄膜状に加工しても良い。
さらに、強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体を、例
えば、携帯電話のボディの形状に成形して電波吸収体と
しても良い。

【００４２】前記の実施形態によって発揮される効果に
ついて、以下に記載する。 ・ 強磁性を有するコイル状炭素繊維はコイル状炭素繊
維の外周面に強磁性体の被覆層が形成されているため、
被覆層が形成されていないコイル状炭素繊維と比較して
その透磁率が大きくなる。その結果、電波吸収用とした
場合は、その電波吸収特性を向上させて電波を効率良く
吸収することができ、電磁波シールド用とした場合は、
電磁波の磁界成分に対するシールド効果を高くすること
ができる。また、透磁率の高い強磁性を活用して、電磁
波シールド材、磁気記録材料、各種スイッチ、マイクロ
メカニカル素子、吸着材、フィルタ、パッキン、三次元
強化複合材等に応用することができる。

【００４３】・ 被覆層はコイル状炭素繊維に対して、
１〜５０重量％の重量割合に設定され、０．０１〜５μ
ｍの厚みに設定されている。そのため、強磁性を有する
コイル状炭素繊維による電波吸収特性や電磁波の磁界成
分のシールド効果等を効率良く発揮することができる。

【００４４】・ 強磁性を有するコイル状炭素繊維は電
波吸収体又は強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体中
に０．１〜５０重量％含有される。そのため、電波吸収
体又は強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体の電波吸
収特性や磁界成分のシールド効果等を効率良く発揮させ
ることができる。また、電波吸収体又は強磁性を有する
コイル状炭素繊維複合体の耐熱性、機械的強度、電気的
信頼性等に適宜対応することができる。

【００４５】

【実施例】以下、実施例及び比較例により、前記実施形
態をさらに具体的に説明する。 （実施例１）実施例１ではコバルト−リン合金の被覆層
が形成された強磁性を有するコイル状炭素繊維を製造し
た。

【００４６】まず、コイル状炭素繊維の製造方法につい
て説明する。内径２３ｍｍ、長さ５００ｍｍの透明石英
管からなる横型熱化学気相合成装置の反応容器の中央部
に平均粒径５μｍのニッケル粉末を塗布したグラファイ
ト基板をセットした。反応容器の中央上部の流入口から
チオフェン不純物を１．５１モル％含有するアセチレン
を３０ミリリットル（ｍｌ）／分、水素ガスを７０ｍｌ
／分、アルゴンを４０ｍｌ／分で流入させ、注入口から
シールガスとして窒素ガスを導入した。そして、常圧、
７５０℃で１５分間反応を行った。

【００４７】その結果、二本のコイルが巻き合いながら
成長した二重螺旋のコイル状炭素繊維が得られた。その
コイルの外径は０．１〜１５μｍ、コイルピッチは０．
０１〜５μｍ、コイルの長さは１〜５０００μｍであっ
た。そして、そのコイル状炭素繊維を、アルゴン雰囲気
の反応容器内で、３０００℃で６時間熱処理した。その
結果、非晶質部分が全てグラファイト化した。コイル状
炭素繊維のコイル状は完全に保持されていた。

【００４８】次に、コイル状炭素繊維にコバルト−リン
合金の被覆層を形成する。コイル状炭素繊維をトリクロ
ロエチレンで洗浄した後、それを塩化第１スズの塩酸水
溶液に投入して約５分間浸漬し、さらにそれを蒸留水で
洗浄した。次いで、洗浄後のコイル状炭素繊維を塩化パ
ラジウム−塩酸水溶液に投入し、コイル状炭素繊維の外
周面を活性化させた後、蒸留水で洗浄した。

【００４９】次に、外周面が活性化されたコイル状炭素
繊維を所定濃度の硫酸コバルト−次亜リン酸ナトリウム
−酢酸ナトリウム−硫酸アンモニウム水溶液（メッキ
液）に投入し、攪拌しながら約９０℃まで加熱して、無
電解メッキ法によりコイル状炭素繊維の外周面にコバル
ト−リン合金の被覆層を形成した。得られた強磁性を有
するコイル状炭素繊維を電子顕微鏡で観察した結果、コ
バルト−リン合金の被覆層がコイル状炭素繊維の外周面
に均一に形成されていた。その厚さは約０．３μｍであ
った。

【００５０】（実施例２）実施例２ではニッケル−ホウ
素合金の被覆層が形成されたコイル状炭素繊維を製造し
た。

【００５１】実施例１と同様の方法でコイル状炭素繊維
の外周面を活性化させ、それを所定濃度の硫酸ニッケル
−ジメチルアミンボラン−クエン酸ナトリウム−エチレ
ンジアミン四酢酸水溶液（メッキ液）に投入し、攪拌し
ながら約８０℃まで加熱して、無電解メッキ法によりコ
イル状炭素繊維の外周面にニッケル−ホウ素合金の被覆
層を形成した。得られた強磁性を有するコイル状炭素繊
維を電子顕微鏡で観察した結果、ニッケル−ホウ素合金
の被覆層がコイル状炭素繊維の外周面に均一に形成され
ていた。その厚さは約０．３μｍであった。

【００５２】（実施例３〜５）実施例３〜５では実施例
１で得られた強磁性を有するコイル状炭素繊維を使用し
て電波吸収体を製造し、その反射減衰量を測定した。

【００５３】高分子としての熱硬化性シリコーンゴム
（ＧＥ東芝シリコーン製 商品名ＴＳＥ３０３３）に対
し、実施例１の強磁性を有するコイル状炭素繊維を実施
例３では１５重量％、実施例４では３０重量％、実施例
５では４５重量％となるようにそれぞれ添加して組成物
を調製した。次いで、各組成物をそれぞれ攪拌脱泡し、
それらを８５℃で１時間加熱して硬化させて電波吸収体
を製造した。さらに、この電波吸収体の５０ＭＨｚ〜２
０ＧＨｚの電波における反射減衰量（ｄＢ）をネットワ
ークアナライザ（ヒューレット・パッカード社製 ＨＰ
８７２０）にてそれぞれ測定した。その結果を表１に示
す。

【００５４】なお、反射減衰量（ｄＢ）は、電波を電波
吸収体に入射させ、電波吸収体の裏面から出てきたと
き、電波吸収体に反射又は吸収されて減衰された電波の
量を示す。

【００５５】（実施例６〜８）実施例６〜８では実施例
２で得られた強磁性を有するコイル状炭素繊維を使用し
て電波吸収体を製造し、その反射減衰量（ｄＢ）を測定
した。

【００５６】実施例３〜５で使用された熱硬化性シリコ
ーンゴムに対し、実施例２の強磁性を有するコイル状炭
素繊維を実施例６では１５重量％、実施例７では３０重
量％、実施例８では４５重量％それぞれ添加して組成物
を調製した。次いで、各組成物をそれぞれ攪拌脱泡し、
それらを８５℃で１時間加熱して硬化させて電波吸収体
を製造した。さらに、この電波吸収体の５０ＭＨｚ〜２
０ＧＨｚの電波における反射減衰量を実施例３〜５と同
様の方法でそれぞれ測定した。その結果を表１に示す。

【００５７】（比較例１〜３）比較例１〜３では被覆層
が形成されていないコイル状炭素繊維を使用して電波吸
収体を製造し、その反射減衰量（ｄＢ）を測定した。

【００５８】実施例３〜５で使用された熱硬化性シリコ
ーンゴムに対し、被覆層が形成されていないコイル状炭
素繊維を比較例１では１５重量％、比較例２では３０重
量％、比較例３では４５重量％それぞれ添加して組成物
を調製した。次いで、各組成物をそれぞれ攪拌脱泡し、
それらを８５℃で１時間加熱して硬化させて電波吸収体
を製造した。さらに、この電波吸収体の５０ＭＨｚ〜２
０ＧＨｚの電波における反射減衰量（ｄＢ）を実施例３
〜５と同様の方法でそれぞれ測定した。その結果を表１
に示す。

【００５９】

【表１】 表１に示すように、コバルト−リン合金又はニッケル−
ホウ素合金の被覆層が形成された強磁性を有するコイル
状炭素繊維は、被覆層が形成されていないコイル状炭素
繊維と比較して反射減衰量が多くなることが示された。

【００６０】さらに、前記実施形態より把握できる技術
的思想について以下に記載する。 ・ 前記被覆層は、その重量割合がコイル状炭素繊維に
対して、１〜５０重量％に設定され、厚みが０．０１〜
５μｍに設定されている請求項１に記載の強磁性を有す
るコイル状炭素繊維。

【００６１】このように構成した場合、強磁性を有する
コイル状炭素繊維による電波吸収特性や、電磁波の磁界
成分のシールド効果等を効率良く発揮することができ
る。 ・ 前記強磁性を有するコイル状炭素繊維の含有量は
０．１〜５０重量％である請求項４に記載の電波吸収
体。

【００６２】このように構成した場合、電波吸収体の電
波吸収特性を効率良く発揮させることができる。また、
電波吸収体の耐熱性、機械的強度、電気的信頼性等に適
宜対応することができる。

【００６３】・ 前記被覆層の表面に、鉄、フェライ
ト、クロム、銅、黄銅、金、銀、すず、及び亜鉛から選
ばれる少なくとも一種（１）、それらの化合物（２）又
はそれらの合金（３）から選ばれる少なくとの一種より
なる薄膜を形成した請求項１に記載の強磁性を有するコ
イル状炭素繊維。

【００６４】このように構成した場合、被覆層と薄膜と
により強磁性体の磁力を強化させることができるととも
に、その透磁率を大きくして電磁波の磁界成分の吸収特
性をより効果的に発揮させることができる。

【００６５】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発明の
強磁性を有するコイル状炭素繊維によれば、電波吸収用
として電波を効率良く吸収することができ、また、強磁
性を活用して電磁波シールド材や磁気記録材料等の新規
用途へ応用することができる。

【００６６】請求項２に記載の発明の強磁性を有するコ
イル状炭素繊維の製造方法によれば、電波吸収用として
電波を効率良く吸収することができ、また、強磁性を活
用して電磁波シールド材や磁気記録材料等の新規用途へ
応用することができる強磁性を有するコイル状炭素繊維
を容易に製造することができる。

【００６７】請求項３に記載の発明の強磁性を有するコ
イル状炭素繊維複合体によれば、電波吸収用として電波
を効率良く吸収することができ、また、強磁性を活用し
て電磁波シールド材や磁気記録材料等の新規用途へ応用
することができる。

【００６８】請求項４に記載の発明の電波吸収体によれ
ば、電波を効率良く吸収することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飛田 雅之 東京都北区田端５−10−５ ポリマテック 株式会社内 (72)発明者 西 謙悟 東京都北区田端５−10−５ ポリマテック 株式会社内 Ｆターム(参考） 4F070 AA04 AA60 AB09 AB10 AB16 AC04 AD02 AE01 AE21 FA03 FB06 FC03 4L038 AA28 BA02 BA03 BB10 DA20 5E049 AA04 AA07 AA09 BA06 BA16 BA27

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭素繊維によりミクロなコイル状に形成
   され、その外周面にコバルト、マンガン及び希土類元素
   から選ばれる少なくとも一種（１）、それらの化合物
   （２）、それらの合金（３）、ニッケル−ホウ素系合金
   （４）及びニッケル−リン系合金（５）から選ばれる少
   なくとも一種よりなる強磁性体の被覆層を形成した強磁
   性を有するコイル状炭素繊維。
2. 【請求項２】 炭素繊維によりミクロなコイル状に形成
   されたコイル状炭素繊維を製造し、その外周面に、コバ
   ルト、マンガン及び希土類元素から選ばれる少なくとも
   一種（１）、それらの化合物（２）、それらの合金
   （３）、ニッケル−ホウ素系合金（４）及びニッケル−
   リン系合金（５）から選ばれる少なくとも一種よりなる
   強磁性体の被覆層を形成させる強磁性を有するコイル状
   炭素繊維の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の強磁性を有するコイル
   状炭素繊維を、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、架橋ゴム及
   び熱可塑性エラストマーから選ばれる少なくとも一種の
   高分子中に分散して形成される強磁性を有するコイル状
   炭素繊維複合体。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の強磁性を有するコイル
   状炭素繊維複合体を所定形状に成形して形成される電波
   吸収体。