JP2001146645A - Coiled carbon fiber composite having ferromagnetism, method for producing the same and electric wave absorber - Google Patents

Coiled carbon fiber composite having ferromagnetism, method for producing the same and electric wave absorber

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JP2001146645A
JP2001146645A JP32960599A JP32960599A JP2001146645A JP 2001146645 A JP2001146645 A JP 2001146645A JP 32960599 A JP32960599 A JP 32960599A JP 32960599 A JP32960599 A JP 32960599A JP 2001146645 A JP2001146645 A JP 2001146645A
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JP
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carbon fiber
coiled carbon
ferromagnetism
fiber composite
coiled
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JP32960599A
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Japanese (ja)
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Seiji Motojima
栖二 元島
Masayuki Hida
雅之 飛田
Kengo Nishi
謙悟 西
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Polymatech Co Ltd
CMC Technology Development Co Ltd
Original Assignee
Polymatech Co Ltd
CMC Technology Development Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a coiled carbon fiber composite having ferromagnetism and capable of efficiently absorbing required electric waves propagating only in a prescribed direction or efficiently shielding electromagnetic waves and preventing the production cost thereof from increasing without increasing the amount of the coiled carbon fibers used, to provide a method for producing the carbon fiber composite and to obtain an electric wave absorber. SOLUTION: This coiled carbon fiber composite having the ferromagnetism is obtained by arranging and forming carbon fibers into a micro coiled shape and having a coating layer of a ferromagnetic substance comprising (a) at least one kind selected from nickel, cobalt, chromium, iron, manganese and a rare earth element, (2) a compound thereof or (3) an alloy and having the ferromagnetism in a matrix so as to face a prescribed direction. The content of the coiled carbon fibers having the ferromagnetism is 0.1-50 wt.%.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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複合体、その
製造方法及び電波吸収体に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coiled carbon fiber composite having ferromagnetism used for radio wave absorbers, electromagnetic wave shielding materials, magnetic recording materials, various switches, sensors, micromechanical elements, adsorbents, filters and the like. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a body, a method for manufacturing the same, and a radio wave absorber.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art In recent years, portable telephones, personal computers, and the like have spread throughout daily life, and the radio wave environment has been steadily increasing. On the other hand, malfunctions of medical equipment due to radio waves, operational obstacles of aircraft and railway vehicles, or concerns about health problems have become major social problems. Therefore, many radio wave absorbing materials, electromagnetic wave absorbing materials, shielding materials, and the like have been proposed and put to practical use.

【0003】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の母材中に分散させ
たコイル状炭素繊維複合体が知られている。
[0003] As a radio wave absorber, for example, a coiled carbon fiber composite obtained by dispersing a coiled carbon fiber in a base material such as synthetic resin or rubber while forming carbon in an extremely fine fibrous form. The body is known.

【0004】また、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。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-21984 and 226876 disclose that the coiled carbon fiber is dispersed in synthetic resin, rubber or the like by utilizing the conductivity of the coiled carbon fiber. Electromagnetic shielding composites have been proposed. Furthermore, the coiled carbon fiber is a material that is expected to be widely applied to various switches, micromechanical elements, adsorbents, filters, packings, three-dimensional reinforced composite materials, and the like.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のコイ
ル状炭素繊維複合体又は電磁波シールド複合材料は、コ
イル状炭素繊維がその延びる方向がランダムな状態で母
材中に分散されているため、例えばその電波吸収特性、
電磁波シールド性、電磁気的性質、熱的性質、機械的性
質は等方性を有している。その結果、コイル状炭素繊維
複合体に電波を照射した場合、その電波はランダムな方
向からコイル状炭素繊維に少量ずつ吸収される。又は電
磁波シールド複合材料に電磁波を照射した場合、その電
磁波はランダムな方向からコイル状炭素繊維に少量ずつ
シールドされる。その結果、一定の方向のみに伝搬する
所要量の電波を吸収又は電磁波をシールドさせようとし
たとき、コイル状炭素繊維を多量に必要とし、コイル状
炭素繊維複合体の製造コストが嵩むという問題があっ
た。
However, in the conventional coiled carbon fiber composite or electromagnetic wave shielding composite material, the direction in which the coiled carbon fibers extend is dispersed in the base material in a random state. Its radio wave absorption characteristics,
Electromagnetic wave shielding properties, electromagnetic properties, thermal properties, and mechanical properties are isotropic. As a result, when a radio wave is applied to the coiled carbon fiber composite, the radio wave is absorbed little by little into the coiled carbon fiber from a random direction. Alternatively, when an electromagnetic wave is applied to the electromagnetic wave shielding composite material, the electromagnetic wave is shielded little by little by the coiled carbon fiber from random directions. As a result, when trying to absorb or shield electromagnetic waves of a required amount of radio waves propagating only in a certain direction, a large amount of coiled carbon fiber is required, and the production cost of the coiled carbon fiber composite increases. there were.

【0006】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、一定方向のみに伝搬する所要の電波を効率
良く吸収したり、電磁波を効率良くシールドしたりする
ことができるとともに、コイル状炭素繊維の使用量を増
大させることなく、その製造コストが嵩むのを防止する
ことができる強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体、
その製造方法及び電波吸収体を提供することにある。そ
の他の目的とするところは、電波吸収特性、電磁波シー
ルド性、電磁気的性質、熱的性質、機械的性質等に異方
性を発現させることができる強磁性を有するコイル状炭
素繊維複合体、その製造方法及び電波吸収体を提供する
ことにある。
The present invention has been made by paying attention to such problems existing in the prior art. The purpose is to efficiently absorb the required radio wave propagating only in a certain direction or to shield the electromagnetic wave efficiently, without increasing the amount of coiled carbon fiber used. A coiled carbon fiber composite having ferromagnetism that can prevent the production cost from increasing,
An object of the present invention is to provide a manufacturing method and a radio wave absorber. Other objects include a coiled carbon fiber composite having a ferromagnetic property capable of expressing anisotropy in radio wave absorption properties, electromagnetic wave shielding properties, electromagnetic properties, thermal properties, mechanical properties, etc. It is to provide a manufacturing method and a radio wave absorber.

【0007】[0007]

【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
炭素繊維複合体は、炭素繊維によりミクロなコイル状に
形成され、その外周面にニッケル、コバルト、クロム、
鉄、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)又は合金(3)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
炭素繊維が一定方向を向くように母材中に配列して形成
されるものである。
In order to achieve the above object, the ferromagnetic coiled carbon fiber composite according to the first aspect of the present invention is formed by a carbon fiber into a micro coil shape. Nickel, cobalt, chrome,
A ferromagnetic coiled carbon fiber having a ferromagnetic coating layer formed of at least one selected from iron, manganese, and rare earth elements (1), a compound (2) or an alloy (3) thereof is oriented in a certain direction. As described above.

【0008】請求項2に記載の発明の強磁性を有するコ
イル状炭素繊維複合体の製造方法は、外周面に、ニッケ
ル、コバルト、クロム、鉄、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)又は合金(3)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を母材に添加して
組成物を調製し、その組成物に磁場を印加して、強磁性
を有するコイル状炭素繊維が一定方向を向くように母材
中に配列させるものである。
According to a second aspect of the present invention, in the method for producing a coiled carbon fiber composite having ferromagnetism, at least one type selected from the group consisting of nickel, cobalt, chromium, iron, manganese, and a rare earth element is provided on the outer peripheral surface. A ferromagnetic coiled carbon fiber having a ferromagnetic coating layer made of the compound (2) or alloy (3) is added to a base material to prepare a composition, and a magnetic field is applied to the composition. When applied, the coiled carbon fibers having ferromagnetism are arranged in the base material so as to be oriented in a certain direction.

【0009】請求項3に記載の発明の電波吸収体は、請
求項1に記載の強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体
が所定形状に形成されているものである。
According to a third aspect of the invention, there is provided a radio wave absorber, wherein the ferromagnetic coiled carbon fiber composite according to the first aspect is formed in a predetermined shape.

【0010】[0010]

【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複合体
は、炭素繊維によりミクロなコイル状に形成され、その
外周面にニッケル、コバルト、クロム、鉄、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)又は合金(3)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が一定
方向を向くように母材中に配列して形成されたものであ
る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. The coiled carbon fiber composite having ferromagnetism is formed in a micro coil shape by carbon fiber, and has at least one kind (1) selected from nickel, cobalt, chromium, iron, manganese, and rare earth elements on the outer peripheral surface thereof, It is formed by arranging ferromagnetic coiled carbon fibers having a ferromagnetic coating layer made of the compound (2) or the alloy (3) in a base material so as to face a certain direction.

【0011】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。
なお、これらのコイル状炭素繊維は、一種を単独で又は
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。
The coiled carbon fiber has a fiber diameter of 0.1.
01-1 μm, coil diameter 0.1-15 μm, coil pitch 0.01-5 μm, and coil length 1-5
000 μm, the coil having a right-handed double helix structure, the left-handed double helix structure, or the coil having a right-handed single helix structure and a left-handed single helix structure And
In addition, you may use these coiled carbon fibers individually by 1 type or in combination of 2 or more types. The coiled carbon fiber has a coil diameter substantially on the order of micrometers, is capable of absorbing radio waves, and has excellent elastic properties and high strength.

【0012】前記強磁性体の被覆層としては、ニッケ
ル、コバルト、クロム、鉄、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)又は合金(3)が挙げられる。
The ferromagnetic coating layer includes at least one kind (1) selected from nickel, cobalt, chromium, iron, manganese and rare earth elements, a compound (2) or an alloy (3) thereof.

【0013】前記ニッケル、コバルト、クロム、鉄、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種以上を適宜組合わせ
て使用しても良い。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。前記ニッケル、コバルト、クロム、鉄、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、フェライト、マンガン−フェ
ライト化合物、バリウム−フェライト化合物、ストロン
チウム−フェライト化合物、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。
At least one kind (1) selected from nickel, cobalt, chromium, iron, manganese and rare earth elements may be used alone or in combination of two or more. As rare earth elements, neodymium,
Gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, europium and the like can be mentioned. Examples of the at least one compound (2) selected from nickel, cobalt, chromium, iron, manganese and rare earth elements include, for example, ferrite, manganese-ferrite compound, barium-ferrite compound, strontium-ferrite compound, cobalt-ferrite compound, Cobalt oxide, manganese dioxide, europium oxide and the like can be mentioned.

【0014】前記ニッケル、コバルト、クロム、鉄、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)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、鉄−アルミニウム−ニッケル合金、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、コ
バルト−ニッケル−マンガン合金、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、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。
The at least one alloy (3) selected from the group consisting of nickel, cobalt, chromium, iron, manganese and rare earth elements includes a cobalt-boron alloy, a cobalt-boron alloy.
Phosphorus alloy, cobalt-iron alloy, cobalt-iron-chromium alloy, iron-aluminum-nickel alloy, cobalt-iron-
Terbium alloy, cobalt-iron-boron alloy, cobalt-iron-phosphorus alloy, cobalt-samarium alloy, cobalt-tungsten-boron alloy, cobalt-tungsten-phosphorus alloy, nickel-cobalt alloy, nickel-cobalt-boron alloy, nickel- Cobalt-phosphorus alloy, cobalt-nickel-manganese alloy, nickel-boron alloy, nickel-iron-boron alloy, nickel-tungsten-boron alloy, nickel-phosphorus alloy, nickel-iron-
Phosphorus alloys, nickel-tungsten-phosphorus alloys and the like can be mentioned.

【0015】前記(1)〜(3)の被覆層のなかでも、
鉄、フェライト、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。
Among the coating layers (1) to (3),
Iron, ferrite, cobalt, manganese, nickel-boron alloy, nickel-phosphorus alloy, cobalt-boron alloy,
At least one selected from a cobalt-phosphorus alloy and a rare earth element is preferable from the viewpoint that the magnetic force is strong, the coating layer is easily formed on the outer peripheral surface of the coiled carbon fiber, and the cost is low.

【0016】前記被覆層の重量割合はコイル状炭素繊維
に対して、1〜50重量%に設定されるのが好ましく、
厚みとしては0.01〜5μmに設定されるのが好まし
く、0.05〜2μmに設定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、コイル状炭素
繊維による電波の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ず好ましくな
い。
The weight ratio of the coating layer is preferably set to 1 to 50% by weight with respect to the coiled carbon fiber.
The thickness is preferably set to 0.01 to 5 μm, and particularly preferably set to 0.05 to 2 μm.
If the weight ratio and the thickness are out of the above-mentioned ranges, it is not preferable because the electromagnetic wave absorption characteristics of the coiled carbon fiber and the shielding effect of the magnetic field component of the electromagnetic wave cannot be efficiently exhibited.

【0017】外周面に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、例えば、電波が外部から照射さ
れ、その電波の磁界成分の進行方向と、強磁性体の磁界
成分の進行方向とが一致すると電波の磁界成分が引き寄
せられる。さらに、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、被覆層により磁束密度と磁界の比
率を示す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等
が高くなる。
A ferromagnetic coiled carbon fiber having a coating layer formed on the outer peripheral surface thereof is irradiated with radio waves from the outside, for example, the traveling direction of the magnetic field component of the radio waves and the traveling direction of the magnetic field component of the ferromagnetic material. When they match, the magnetic field component of the radio wave is attracted. Further, compared with the coiled carbon fiber having no coating layer formed thereon, the coating layer increases the magnetic permeability indicating the ratio between the magnetic flux density and the magnetic field. For this reason, the radio wave absorption characteristics are improved, and the shielding effect against the magnetic field component is improved.

【0018】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
より吸収される。従って、電波は外周面に被覆層が形成
されたコイル状炭素繊維により吸収される。
Further, when the radio wave passes through the coating layer and reaches the coiled carbon fiber, an induced current due to a dielectric starting force flows in the coil according to Faraday's law, generating Joule heat and absorbing the radio wave. The electric field component is circularly deflected as well as linearly deflected by the coiled carbon fiber. In addition, since the coiled carbon fiber is highly conductive, the coiled carbon fiber is also subjected to reflection, scattering loss, etc., and is rapidly attenuated. Further, the magnetic field component passed through the coiled carbon fiber is absorbed by the coating layer on the back surface of the coiled carbon fiber. Therefore, the radio wave is absorbed by the coiled carbon fiber having the coating layer formed on the outer peripheral surface.

【0019】前記母材としては、例えば熱可塑性の高分
子材料(熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー)、硬化
性の高分子材料、接着剤、塗料、インキ、金属、合金、
セラミックス、セメント、ゲル状物、紙、繊維、織布、
不織布等が挙げられる。これらは、強磁性を有するコイ
ル状炭素繊維複合体を使用した電波吸収体の硬さ、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。これらの中でも、成形加工が容易な熱可塑性の高分
子材料(熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー)、硬化
性の高分子材料を使用するのが好ましい。
Examples of the base material include thermoplastic polymer materials (thermoplastic resins and thermoplastic elastomers), curable polymer materials, adhesives, paints, inks, metals, alloys, and the like.
Ceramics, cement, gel, paper, fiber, woven fabric,
Nonwoven fabrics and the like can be mentioned. These are at least one of them in accordance with the requirements of electric characteristics such as hardness, mechanical strength, heat resistance, electric resistance, etc., of a radio wave absorber using a coiled carbon fiber composite having ferromagnetism. It is appropriately selected and used. Among these, it is preferable to use a thermoplastic polymer material (thermoplastic resin, thermoplastic elastomer) and a curable polymer material that are easily formed.

【0020】熱可塑性の高分子材料としては、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
オノマー等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
As the thermoplastic polymer material, for example,
Polyethylene, polypropylene, ethylene-α olefin copolymer such as ethylene-propylene copolymer, polymethylpentene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride,
Polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, fluorine polymers such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polystyrene, polyacrylonitrile, styrene -Acrylonitrile copolymer, ABS resin, polyphenylene ether, modified PPE resin, aliphatic polyamides, aromatic polyamides, polyimide, polyamideimide, polymethacrylic esters, polyacrylic acids, polycarbonate, polyphenylene sulfide, polysulfone, polyether Thermoplastics such as sulfone, polyether nitrile, polyether ketone, polyketone, liquid crystal polymer, silicone resin, ionomer, etc. Resins.

【0021】また、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、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。
Further, styrene-butadiene, styrene-
Isoprene block copolymer and its hydrogenated copolymer, styrene-based thermoplastic elastomer, olefin-based thermoplastic elastomer, vinyl chloride-based thermoplastic elastomer, polyester-based thermoplastic elastomer, polyurethane-based thermoplastic elastomer, polyamide-based thermoplastic elastomer, etc. Is mentioned.

【0022】硬化性の高分子材料のうち、加熱硬化性の
ものとしては、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、シリコーンゴム等の架橋ゴ
ム、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。
Among the curable polymer materials, heat-curable materials include natural rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, chloroprene rubber, ethylene-
Propylene rubber, chlorinated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, butyl rubber, halogenated butyl rubber,
Crosslinked rubber such as fluoro rubber, urethane rubber, silicone rubber, epoxy resin, phenol resin, polyimide resin,
Unsaturated polyester resin, diallyl phthalate resin and the like can be mentioned.

【0023】その他に、セルロース類、木綿、絹、羊毛
等も使用することができる。さらに、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。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)、安定剤、着色剤を必要に応じて添加しても良
い。また、被覆層が形成された強磁性を有するコイル状
炭素繊維と母材とよりなる組成物の粘度を低下させて、
強磁性を有するコイル状炭素繊維を母材中に配合しやす
くしたり、磁場を印加した際に、強磁性を有するコイル
状炭素繊維が配列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。
In addition, celluloses, cotton, silk, wool and the like can also be used. Further, the polymer material having a cross-linking property is not limited to a heat-curing property, but may be a resin, a rubber, or the like obtained by a cross-linking method such as a normal-temperature curability, a photo-curability, and a moisture-curability. Further, a plasticizer, a filler, an organic fiber (such as aramid fiber), a carbon fiber, an inorganic fiber (such as glass fiber), a stabilizer, and a coloring agent may be added as necessary. Further, by lowering the viscosity of the composition comprising the coiled carbon fiber having a ferromagnetic coating layer and the base material,
Organic solvents and water are added to facilitate the incorporation of ferromagnetic coiled carbon fibers into the base material and to facilitate the alignment of ferromagnetic coiled carbon fibers when a magnetic field is applied. You may.

【0024】上記母材のうち、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。
From the viewpoint of heat resistance, mechanical strength, electrical reliability and the like, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of silicone rubber, chlorinated polyethylene, epoxy resin and polyimide resin.

【0025】そして、強磁性を有するコイル状炭素繊維
複合体は、外周面に強磁性体よりなる被覆層が形成され
た強磁性を有するコイル状炭素繊維が一定方向へ延びて
母材中に配列されて製造される。電波は、その電界成分
と磁界成分とが電波の伝搬方向に対してそれぞれ垂直に
なっている。そのため、強磁性を有するコイル状炭素繊
維複合体を、その被覆層の磁界成分の進行方向と電波の
磁界成分の進行方向とを同じ方向となるように配置する
ことにより、一定方向の電波のみを選択的にしかも効率
良く吸収される。
In the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism, the ferromagnetic coiled carbon fibers having a coating layer made of a ferromagnetic material formed on the outer peripheral surface extend in a predetermined direction and are arranged in the base material. Being manufactured. In the radio wave, the electric field component and the magnetic field component are each perpendicular to the propagation direction of the radio wave. Therefore, by arranging the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism so that the traveling direction of the magnetic field component of the coating layer and the traveling direction of the magnetic field component of the radio wave are the same direction, only the radio wave in a certain direction can be obtained. It is selectively and efficiently absorbed.

【0026】強磁性を有するコイル状炭素繊維の繊維方
向への熱伝導率は、繊維方向に直交する方向への熱伝導
率より大きい。そのため、例えば、強磁性を有するコイ
ル状炭素繊維複合体を板状に成形し、その厚み方向へ強
磁性を有するコイル状炭素繊維が延びるように配列させ
た場合、強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体の厚み
方向への熱伝導率は、厚み方向に対して直交する方向へ
の熱伝導率より大きくなる。従って、強磁性を有するコ
イル状炭素繊維複合体において、厚み方向とそれに直交
する方向との間に熱伝導率の異方性が発現される。
The heat conductivity of the coiled carbon fiber having ferromagnetism in the fiber direction is larger than the heat conductivity in the direction perpendicular to the fiber direction. Therefore, for example, when the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism is formed into a plate shape and arranged so that the coiled carbon fiber having ferromagnetism extends in the thickness direction, the coiled carbon fiber having ferromagnetism is used. The thermal conductivity in the thickness direction of the composite is higher than the thermal conductivity in a direction orthogonal to the thickness direction. Therefore, in the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism, anisotropy of thermal conductivity is developed between the thickness direction and the direction perpendicular thereto.

【0027】加えて、強磁性を有するコイル状炭素繊維
を母材中にランダムに分散させた場合のように、隣接す
る強磁性を有するコイル状炭素繊維同士の接触面積が減
少する。また、それらの間に母材が介在する。そのた
め、強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体の厚み方向
への電気抵抗値は、厚み方向に対してほぼ直交する方向
への電気抵抗値より小さくなる。従って、強磁性を有す
るコイル状炭素繊維複合体において、厚み方向とそれに
直交する方向との間に電気抵抗値の異方性が発現され
る。
In addition, as in the case where ferromagnetic coiled carbon fibers are randomly dispersed in a base material, the contact area between adjacent ferromagnetic coiled carbon fibers is reduced. In addition, a base material is interposed between them. Therefore, the electric resistance in the thickness direction of the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism is smaller than the electric resistance in the direction substantially orthogonal to the thickness direction. Therefore, in the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism, anisotropy of the electric resistance value is developed between the thickness direction and the direction perpendicular thereto.

【0028】さらに、強磁性を有するコイル状炭素繊維
複合体の厚み方向へのみに弾性的性質が発現され、厚み
方向に対して直交する方向へは弾性的性質は発現されな
い。従って、強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体に
おいて、厚み方向とそれに直交する方向との間に弾性的
性質の異方性が発現される。その結果、電気抵抗値の異
方性と、弾性的性質の異方性を利用して、強磁性を有す
るコイル状炭素繊維複合体を感圧センサやスイッチ素子
に使用することができる。
Further, the elastic property is exhibited only in the thickness direction of the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism, and is not exhibited in the direction perpendicular to the thickness direction. Therefore, in the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism, anisotropy of elastic properties is developed between the thickness direction and the direction perpendicular thereto. As a result, the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism can be used for a pressure-sensitive sensor or a switching element by utilizing the anisotropy of the electric resistance value and the anisotropy of the elastic property.

【0029】強磁性を有するコイル状炭素繊維により吸
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磁波の吸収が
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が可能となる。
The frequency range of the electromagnetic wave absorbed by the coiled carbon fiber having ferromagnetism depends on the coil diameter, coil pitch and coil length. If the coil length is long and the coil diameter is large, it is possible to absorb electromagnetic waves in a low frequency range. Therefore, by controlling these,
It can be applied to a wide range of radio wave absorbing materials, magnetic shielding materials, magnetic recording materials, magnetoresistive materials, magnetostrictive materials, magnetic fluids, magnetoelastic materials, magnetic sensors, and magnetic switches. It can also be used as a new electrode material, energy conversion element, microsensor, micromechanical element, microfilter, high temperature / high pressure / corrosion resistant / elastic packing, antibacterial material, adsorbent, etc.

【0030】次に、強磁性を有するコイル状炭素繊維複
合体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10−37024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。
Next, a method for producing a coiled carbon fiber composite having ferromagnetism will be described. First, a method for producing the coiled carbon fiber will be described. The coiled carbon fiber can be obtained by a catalyst activated CVD (chemical vapor deposition) method or the like. For example, JP-A-3-104927, JP-A-3-227412, JP-A-4-222228,
There are manufacturing methods disclosed in JP-A-10-37024, JP-A-11-81051, and the like.

【0031】具体的には、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。
Specifically, a substrate supporting a metal catalyst is placed in a horizontal thermochemical vapor synthesis apparatus, and the fifteenth table of the periodic table is placed.
When a catalyst gas composed of a compound of Group 16 or Group 16, a hydrogen gas and a sealing gas are injected, and a raw material gas for generating carbon by thermal decomposition is injected and thermally decomposed at a predetermined temperature,
It grows from the crystal plane of the metal catalyst.

【0032】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。
The metal catalyst is at least one compound selected from oxides, carbides, sulfides, phosphides, carbonates and carbosulfides of transition metals, and is preferably a metal such as nickel, titanium or tungsten. Or a solid solution thereof, an oxide, a carbide, a sulfide, a phosphide, a carbonate or a carbon sulfide with oxygen. The form of the metal catalyst is powder,
Either a metal plate or a powdered sintered plate may be used, and preferably a fine powder or a sintered plate having an average particle size of about 5 μm.

【0033】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。
As the raw material gas, a gas containing a carbon element such as acetylene, methane, propane or the like, which is thermally decomposed to generate carbon, or a carbon monoxide gas is used. The catalyst gas is a gas containing an element of Groups 15 and 16 of the periodic table, and sulfur,
A compound containing a sulfur atom such as thiophene, methyl mercaptan, or hydrogen sulfide, or a compound containing a phosphorus atom such as phosphorus or phosphorus trichloride is used.

【0034】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、600〜9
50℃の範囲内に設定されるのが好ましい。
As the sealing gas, an inert gas such as a nitrogen gas and a helium gas or a hydrogen gas which does not react with a substance in the system is used. Heating temperature is 600-9
Preferably, the temperature is set within the range of 50 ° C.

【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。
Next, a method of forming a coating layer on the outer peripheral surface of the coiled carbon fiber will be described. The coating layer is made of a physical vapor deposition method such as an electroless plating method, an electrolytic plating method, a vacuum vapor deposition method or a sputtering method, a chemical vapor deposition method, a thermal spraying method, a coating method, a dipping method, and a mechanochemical for mechanically fixing fine particles. It is formed by one method selected from methods. In order to uniformly form the coating layer on the outer peripheral surface of the coiled carbon fiber, it is preferable to employ an electroless plating method. In this embodiment, a case where a coating layer is formed on the outer peripheral surface of a coiled carbon fiber by an electroless plating method will be described.

【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
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。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被覆層が形成される。
First, the coiled carbon fiber is washed with trichlorethylene, then immersed in a stannous chloride aqueous hydrochloric acid solution for a predetermined time, and further washed with distilled water. Next, the coiled carbon fiber after washing is poured into a palladium chloride-hydrochloric acid aqueous solution to activate the outer peripheral surface of the coiled carbon fiber, and then washed with distilled water. Next, the coiled carbon fibers having the activated outer peripheral surface are put into a plating solution having a predetermined concentration, and heated to a predetermined temperature while stirring. As a result, a coating layer is formed on the outer peripheral surface of the coiled carbon fiber.

【0037】強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体の
製造方法について説明する。まず、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母材中に添加する。
このとき、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させるために、強磁性を有するコ
イル状炭素繊維複合体中に、強磁性を有するコイル状炭
素繊維を0.1〜50重量%添加するのが好ましい。な
お、添加量は母材の種類、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。
A method for producing a coiled carbon fiber composite having ferromagnetism will be described. First, ferromagnetic coiled carbon fibers having a coating layer formed thereon are added to a base material.
At this time, in order to efficiently exhibit a radio wave absorption characteristic, a shielding effect of a magnetic field component of an electromagnetic wave, and the like, a ferromagnetic coiled carbon fiber is added to the ferromagnetic coiled carbon fiber composite in an amount of 0.1 to 50. It is preferred to add by weight. The addition amount is appropriately adjusted according to the type of the base material, the heat resistance, mechanical strength, electrical reliability, and the like of the obtained ferromagnetic coiled carbon fiber composite.

【0038】母材が液状高分子の場合、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、組成物を調製する。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。母材が固体高分子の場合、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。
When the base material is a liquid polymer, the composition is prepared by adding a ferromagnetic coiled carbon fiber, followed by mixing using a mixer or a blender. In order to remove air in the composition, it is preferable to degas by vacuum or pressure. When the base material is a solid polymer, the composition is prepared using a kneader such as an extruder, a kneader, a roller or the like after adding the ferromagnetic coiled carbon fiber.

【0039】強磁性を有するコイル状炭素繊維と母材と
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母材中に分散しやすく
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。
In order to improve the wettability and adhesion between the ferromagnetic coiled carbon fiber and the base material, the surface of the ferromagnetic coiled carbon fiber is previously degreased, washed, irradiated with ultraviolet light, corona-treated. It is preferable to perform an activation treatment such as a discharge treatment, a plasma treatment, a flame treatment, and an ion implantation treatment. Further, after the activation treatment, by treating with a silane-based or aluminum-based coupling agent, a large amount of ferromagnetic coiled carbon fiber can be easily dispersed in the base material, and the resulting ferromagnetic coil is obtained. It is possible to improve the radio wave absorption characteristics of the carbon fiber composite or the radio wave absorber, the shielding effect against magnetic field components, and the like.

【0040】次に、磁場の影響を受けにくい金属、セラ
ミックス、樹脂等で形成された金型中に前記組成物を充
填する。続いて、金型の外部から磁場を印加する。磁場
の発生手段としては、永久磁石、電磁石、コイル等を使
用することができる。そして、強磁性を有するコイル状
炭素繊維の延びる方向が所望する方向を向くように、磁
力線の向きを調整して磁場発生手段を配置する。なお、
磁場発生手段として磁石を使用する場合、磁石をN極と
S極とを対極させたり、N極とN極とを対向させたり、
磁石を片側のみに配置しても良い。また、磁力線は必ず
しも一方向の直線状ではなく、二方向以上の直線状や曲
線状になるように磁場雰囲気を構成しても良い。
Next, the above-described composition is filled in a mold made of metal, ceramics, resin or the like which is hardly affected by a magnetic field. Subsequently, a magnetic field is applied from outside the mold. As a means for generating a magnetic field, a permanent magnet, an electromagnet, a coil, or the like can be used. Then, the direction of the lines of magnetic force is adjusted so that the extending direction of the ferromagnetic coiled carbon fiber is oriented in a desired direction, and the magnetic field generating means is arranged. In addition,
When a magnet is used as the magnetic field generating means, the magnet may be configured so that the N pole and the S pole are opposite, the N pole and the N pole are opposed,
The magnet may be arranged only on one side. Further, the magnetic field atmosphere may be configured such that the magnetic lines of force are not necessarily linear in one direction but linear or curved in two or more directions.

【0041】このとき、強磁性を有するコイル状炭素繊
維を所望する方向へ確実に配列させるために、印加され
る磁場は磁束密度として0.05〜30テスラが好まし
く、0.1〜2テスラがより好ましい。そして、磁場が
印加された組成物を所定温度、所定時間加熱して硬化さ
せることにより又は冷却して硬化させることにより、強
磁性を有するコイル状炭素繊維複合体を得ることができ
る。さらに、得られた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
電波吸収体として使用しても良い。
At this time, the applied magnetic field is preferably from 0.05 to 30 Tesla, and preferably from 0.1 to 2 Tesla in terms of magnetic flux density in order to arrange the ferromagnetic coiled carbon fibers in a desired direction without fail. More preferred. Then, by heating and curing the composition to which the magnetic field is applied at a predetermined temperature and for a predetermined time or by cooling and curing, a coiled carbon fiber composite having ferromagnetism can be obtained. Furthermore, the obtained coiled carbon fiber composite having ferromagnetism may be molded into, for example, a body of a mobile phone and used as a radio wave absorber.

【0042】以上のように、この実施形態によれば、次
のような効果が発揮される。 ・ 強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体は、外周面
に透磁率が高い強磁性体よりなる被覆層が形成された強
磁性を有するコイル状炭素繊維が任意の一定方向を向く
ように母材中に配列されて製造される。そのため、強磁
性を有するコイル状炭素繊維複合体を、その被覆層の磁
界成分の進行方向を電波の磁界成分の進行方向と同じ方
向となるように配置することにより、一定方向の電波の
みを選択的にしかも効率良く吸収することができる。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
してその透磁率が大きくなる。その結果、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。
As described above, according to this embodiment, the following effects are exhibited. The ferromagnetic coiled carbon fiber composite has a base material such that the ferromagnetic coiled carbon fiber having a coating layer made of a ferromagnetic material having a high magnetic permeability formed on the outer peripheral surface is oriented in an arbitrary direction. Manufactured in an array. Therefore, by arranging the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism so that the traveling direction of the magnetic field component of the coating layer is the same as the traveling direction of the magnetic field component of the radio wave, only radio waves in a certain direction are selected. It can be efficiently and efficiently absorbed. Further, the magnetic permeability is higher than that of the coiled carbon fiber having no coating layer. As a result, when used for electromagnetic wave shielding, the effect of shielding against magnetic field components of electromagnetic waves can be enhanced.

【0043】・ 強磁性を有するコイル状炭素繊維の延
びる方向がランダムに母材中に分散されている場合で
は、ランダムな方向からの電波が吸収又は電磁波がシー
ルドされる。しかしながら、特定方向の所要量の電波を
吸収又は電磁波をシールドさせる場合には、従来のコイ
ル状炭素繊維と比較して強磁性を有するコイル状炭素繊
維を少量にすることができ、その製造コストの低減を図
ることができる。
When the extending directions of the ferromagnetic coiled carbon fibers are randomly dispersed in the base material, radio waves from random directions are absorbed or electromagnetic waves are shielded. However, when a required amount of radio waves in a specific direction is absorbed or electromagnetic waves are shielded, the coiled carbon fiber having ferromagnetism can be reduced in a small amount as compared with the conventional coiled carbon fiber, and the manufacturing cost is reduced. Reduction can be achieved.

【0044】・ 強磁性を有するコイル状炭素繊維複合
体を板状に成形し、その厚み方向へ強磁性を有するコイ
ル状炭素繊維を配列させた場合、厚み方向とそれに直交
する方向との間に電気抵抗値の異方性が発現される。従
って、電波吸収体のようにその表面での電波の反射を抑
制する場合に好ましくなり、強磁性を有するコイル状炭
素繊維複合体を電気絶縁性を必要とするプリント基板の
近傍に設置して使用することができる。
When the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism is formed into a plate shape and the coiled carbon fibers having ferromagnetism are arranged in the thickness direction, the coiled carbon fiber composite is disposed between the thickness direction and a direction perpendicular thereto. Anisotropy in electric resistance is exhibited. Therefore, it is preferable to suppress the reflection of radio waves on the surface like a radio wave absorber, and a coiled carbon fiber composite having ferromagnetism is used by installing it near a printed circuit board that requires electrical insulation. can do.

【0045】・ 強磁性を有するコイル状炭素繊維複合
体を板状に成形し、その厚み方向へ強磁性を有するコイ
ル状炭素繊維を配列させた場合、強磁性を有するコイル
状炭素繊維複合体の厚み方向とそれに直交する方向との
間に熱伝導率及び弾性的性質の異方性が発現される。そ
の結果、電気抵抗値の異方性と、弾性的性質の異方性を
利用して、強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体を感
圧センサやスイッチ素子に使用することができる。
When the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism is formed into a plate shape and the coiled carbon fibers having ferromagnetism are arranged in the thickness direction, the coiled carbon fiber composite Anisotropy of thermal conductivity and elastic properties is developed between the thickness direction and the direction perpendicular thereto. As a result, the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism can be used for a pressure-sensitive sensor or a switching element by utilizing the anisotropy of the electric resistance value and the anisotropy of the elastic property.

【0046】・ 強磁性を有するコイル状炭素繊維複合
体に対して、強磁性を有するコイル状炭素繊維は0.1
〜50重量%で含有されるように設定されている。その
ため、電波吸収特性を効率良く発揮させることができ
る。
The coiled carbon fiber having ferromagnetism is 0.1% compared to the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism.
It is set so as to be contained at 5050% by weight. Therefore, the radio wave absorption characteristics can be efficiently exhibited.

【0047】[0047]

【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2、比較例1及び比較例2)実施例
1及び実施例2ではコバルト−リン合金の被覆層が形成
されたコイル状炭素繊維を使用して強磁性を有するコイ
ル状炭素繊維複合体を製造した。
The above embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. (Example 1, Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2) In Example 1 and Example 2, a coil-shaped carbon fiber having a ferromagnetic property using a coiled carbon fiber on which a coating layer of a cobalt-phosphorus alloy was formed was used. A carbon fiber composite was manufactured.

【0048】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
下、750℃、15分間反応を行った。
First, a method for producing a coiled carbon fiber will be described. A graphite substrate coated with nickel powder having an average particle size of 5 μm was set at the center of a reaction vessel of a horizontal thermochemical vapor phase synthesis device comprising a transparent quartz tube having an inner diameter of 23 mm and a length of 500 mm. 30 ml (min) / min of acetylene containing 1.51 mol% of thiophene impurities and 70 ml of hydrogen gas from the inlet at the upper center of the reaction vessel
/ Minute, argon was introduced at a rate of 40 ml / minute, and nitrogen gas was introduced as a seal gas from the inlet. Then, the reaction was performed at 750 ° C. for 15 minutes under normal pressure.

【0049】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。炭素繊維
のコイル状は完全に保持されていた。
As a result, a double-helical coiled carbon fiber was obtained, in which two coils grew while being wound. The outer diameter of the coil is 0.1 to 15 μm, and the coil pitch is 0.1 μm.
01 to 5 μm, and the coil length was 1 to 5000 μm. Then, the coiled carbon fiber was heat-treated at 3000 ° C. for 6 hours in a reaction vessel in an argon atmosphere. As a result, all the amorphous portions were graphitized. The coiled shape of the carbon fiber was completely retained.

【0050】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した。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、約15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。
Next, a coating layer of a cobalt-phosphorus alloy was formed on the coiled carbon fiber. After washing the coiled carbon fiber with trichlorethylene, it was poured into a stannous chloride aqueous hydrochloric acid solution, immersed for about 15 minutes, and further washed with distilled water. Next, the washed coiled carbon fiber was poured into a palladium chloride-hydrochloric acid aqueous solution to activate the outer peripheral surface of the coiled carbon fiber, and then washed with distilled water.

【0051】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させた。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、その厚さは約0.3μmであった。
Next, the coiled carbon fiber whose outer peripheral surface has been activated is put into a predetermined concentration of an aqueous solution of cobalt sulfate-sodium hypophosphite-sodium acetate-ammonium sulfate (plating solution), and stirred to about 90 ° C. By heating, a coating layer of a cobalt-phosphorus alloy was formed on the outer peripheral surface of the coiled carbon fiber by an electroless plating method. The coating layer of the cobalt-phosphorus alloy was formed uniformly on the outer peripheral surface of the coiled carbon fiber, and its thickness was about 0.3 μm.

【0052】続いて、強磁性を有するコイル状炭素繊維
複合体を製造した。母材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、コバルト−リン合金の被覆層が形成されたコイル
状炭素繊維を実施例1では10重量%、実施例2では1
5重量%添加した。次いで、攪拌脱泡して組成物を調製
し、その組成物をテフロンコーティングしたアルミニウ
ム製の金型に充填し、薄板状に成形した。次に、磁力線
が成形物の長さ方向へ一方向に延びるように磁束密度2
テスラの磁場を印加し、85℃で1時間加熱して組成物
を硬化させて強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体を
製造した。得られた強磁性を有するコイル状炭素繊維複
合体は、その長さ方向に強磁性を有するコイル状炭素繊
維が向いて配列していた。さらに、この強磁性を有する
コイル状炭素繊維複合体の50MHz〜20GHzの電
波における反射減衰量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 HP8720)にて測定し
た。その結果を表1に示す。
Subsequently, a coiled carbon fiber composite having ferromagnetism was produced. In Example 1, 10% by weight of a coiled carbon fiber having a coating layer of a cobalt-phosphorus alloy was added to a thermosetting silicone rubber (trade name: TSE3033, manufactured by GE Toshiba Silicone) as a base material, and 1% in Example 2.
5% by weight was added. Next, the composition was prepared by stirring and defoaming, and the composition was filled in a Teflon-coated aluminum mold and formed into a thin plate. Next, the magnetic flux density 2 is set so that the magnetic field lines extend in one direction in the length direction of the molded product.
A magnetic field of Tesla was applied and the composition was cured by heating at 85 ° C. for 1 hour to produce a ferromagnetic coiled carbon fiber composite. The resulting ferromagnetic coiled carbon fiber composite had the ferromagnetic coiled carbon fibers oriented in the longitudinal direction. Further, the return loss of the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism in radio waves of 50 MHz to 20 GHz was measured by a network analyzer (HP8720 manufactured by Hewlett-Packard Company). Table 1 shows the results.

【0053】なお、反射減衰量は、電波を強磁性を有す
るコイル状炭素繊維複合体に入射させ、その裏面から出
てきたとき、強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体に
反射又は吸収されて減衰された電波の量を示す。
The return loss is determined by making a radio wave incident on the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism and coming out from the back surface of the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism. Indicates the amount of attenuated radio waves.

【0054】比較例1では実施例1において、比較例2
では実施例2において、それぞれ磁場を印加せずに成形
物を硬化させて強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体
を製造した。そして、その50MHz〜20GHzの電
波における反射減衰量を実施例1と同様の方法で測定し
た。その結果を表1に示す。
In Comparative Example 1, Comparative Example 2 differs from Example 1.
In Example 2, the molded product was cured without applying a magnetic field to produce a coiled carbon fiber composite having ferromagnetism. Then, the return loss in the radio wave of 50 MHz to 20 GHz was measured in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

【0055】[0055]

【表1】 表1に示すように、実施例1及び実施例2は比較例1及
び比較例2と比較してその反射減衰量が多いことが示さ
れた。また、強磁性を有するコイル状炭素繊維の添加量
が実施例1より多い実施例2の方が反射減衰量が多いこ
とが示された。
[Table 1] As shown in Table 1, it was shown that Examples 1 and 2 had a larger return loss than Comparative Examples 1 and 2. Further, it was shown that Example 2 in which the amount of the coiled carbon fiber having ferromagnetism was larger than that in Example 1 had a larger return loss.

【0056】(実施例3、実施例4、比較例3及び比較
例4)実施例3及び実施例4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使用して強磁
性を有するコイル状炭素繊維複合体を製造した。
(Example 3, Example 4, Comparative Example 3 and Comparative Example 4) In Examples 3 and 4, ferromagnetic properties were obtained by using a coiled carbon fiber on which a nickel-boron alloy coating layer was formed. To produce a coiled carbon fiber composite.

【0057】実施例1及び実施例2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させた。被覆層の厚さは約0.3
μmであった。さらに、アルゴン雰囲気中で、400℃
で20分間熱処理を行いニッケルを磁性化させた。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、その厚さは約0.3μmであった。
The outer peripheral surface of the coiled carbon fiber was activated in the same manner as in Examples 1 and 2, and the activated carbon fiber was treated with a predetermined concentration of nickel sulfate-dimethylamine borane-sodium citrate-ethylenediaminetetraacetic acid aqueous solution (plating solution). ), And heated to about 80 ° C. with stirring to form a nickel-boron alloy coating layer on the outer peripheral surface of the coiled carbon fiber by an electroless plating method. The thickness of the coating layer is about 0.3
μm. Further, at 400 ° C. in an argon atmosphere.
For 20 minutes to magnetize the nickel. A coating layer of a nickel-boron alloy was uniformly formed on the outer peripheral surface of the coiled carbon fiber, and its thickness was about 0.3 μm.

【0058】母材としての熱硬化性シリコーンゴム(G
E東芝シリコーン製 商品名TSE3033)に対し、
ニッケル−ホウ素合金の被覆層が形成されたコイル状炭
素繊維を実施例3では10重量%、実施例4では15重
量%添加した。次いで、攪拌脱泡して組成物を調製し、
その組成物を実施例1及び実施例2と同様の方法で磁束
密度2テスラの磁場を印加し、85℃で1時間加熱して
組成物を硬化させて強磁性を有するコイル状炭素繊維複
合体を製造した。得られた強磁性を有するコイル状炭素
繊維複合体は、その長さ方向に強磁性を有するコイル状
炭素繊維が向いて配列していた。さらに、この強磁性を
有するコイル状炭素繊維複合体の50MHz〜20GH
zの電波における反射減衰量を実施例1及び実施例2と
同様の方法で測定した。その結果を表1に示す。
The thermosetting silicone rubber (G
E Toshiba Silicone product name TSE3033)
In Example 3, 10% by weight and in Example 4 15% by weight of the coiled carbon fiber on which the nickel-boron alloy coating layer was formed were added. Next, a composition is prepared by stirring and defoaming,
The composition was cured by applying a magnetic field having a magnetic flux density of 2 Tesla and heating at 85 ° C. for 1 hour in the same manner as in Examples 1 and 2 to cure the composition and to provide a ferromagnetic coiled carbon fiber composite. Was manufactured. The resulting ferromagnetic coiled carbon fiber composite had the ferromagnetic coiled carbon fibers oriented in the longitudinal direction. Further, the coiled carbon fiber composite having the ferromagnetism of 50 MHz to 20 GH
The return loss in the radio wave of z was measured in the same manner as in Examples 1 and 2. Table 1 shows the results.

【0059】比較例3では実施例3において、比較例4
では実施例4において、それぞれ磁場を印加せずに成形
物を硬化させて強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体
を製造した。そして、その50MHz〜20GHzの電
波における反射減衰量を実施例1と同様の方法で測定し
た。その結果を表1に示す。
Comparative Example 3 differs from Example 3 in that Comparative Example 4
In Example 4, the molded product was cured without applying a magnetic field to produce a coiled carbon fiber composite having ferromagnetism. Then, the return loss in the radio wave of 50 MHz to 20 GHz was measured in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

【0060】表1に示すように、実施例3及び実施例4
は比較例3及び比較例4と比較してその反射減衰量が多
いことが示された。また、被覆層がニッケル−ホウ素合
金よりコバルト−リン合金の方が反射減衰量が多いこと
が示された。
As shown in Table 1, Examples 3 and 4
Indicates that the return loss is larger than that of Comparative Examples 3 and 4. It was also shown that the coating layer of the cobalt-phosphorus alloy had a larger return loss than the nickel-boron alloy.

【0061】(実施例5及び比較例5)熱硬化性エポキ
シ樹脂{米国エポキシテクノロジー社(EPOXY−T
ECHNOLOGY,INC.) 商品名エポテック3
10)に対し、実施例1で得られたコバルト−リン合金
の被覆層が形成されたコイル状炭素繊維を30重量%添
加した。次いで、攪拌脱泡して組成物を調製し、実施例
1で使用した金型に充填して成形し、磁束が一方向に延
びるように磁束密度2テスラの磁場を印加した。そし
て、70℃で1時間加熱して成形物を硬化させて強磁性
を有するコイル状炭素繊維複合体を製造した。
(Example 5 and Comparative Example 5) Thermosetting epoxy resin (EPOXY-T, USA)
ECHNOLOGY, INC. ) Product name EPOTECH 3
To 10), 30% by weight of the coiled carbon fiber on which the coating layer of the cobalt-phosphorus alloy obtained in Example 1 was formed was added. Next, a composition was prepared by stirring and defoaming, filled in the mold used in Example 1, molded, and a magnetic field having a magnetic flux density of 2 Tesla was applied so that the magnetic flux extended in one direction. Then, the molded product was cured by heating at 70 ° C. for 1 hour to produce a coiled carbon fiber composite having ferromagnetism.

【0062】得られた強磁性を有するコイル状炭素繊維
複合体において、強磁性を有するコイル状炭素繊維の配
列方向に平行な方向と垂直な方向における電気抵抗値を
測定した。その結果を表2に示す。
In the obtained coiled carbon fiber composite having ferromagnetism, the electric resistance in the direction parallel to the direction parallel to the arrangement direction of the coiled carbon fibers having ferromagnetism and the direction perpendicular thereto were measured. Table 2 shows the results.

【0063】比較例5では実施例5において、磁場を印
加せずに成形物を硬化させて強磁性を有するコイル状炭
素繊維複合体を製造し、実施例5と同様に電気抵抗値を
測定した。その結果を表2に示す。
In Comparative Example 5, the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism was produced by curing the molded product in Example 5 without applying a magnetic field, and the electrical resistance was measured in the same manner as in Example 5. . Table 2 shows the results.

【0064】[0064]

【表2】 表2に示すように、比較例5の強磁性を有するコイル状
炭素繊維がランダムに配列している場合と比較して、実
施例5では強磁性を有するコイル状炭素繊維の延びる方
向に垂直な方向における電気抵抗値が非常に大きくなる
ことが示された。また、強磁性を有するコイル状炭素繊
維の配列方向に平行な方向と垂直な方向との間に電気抵
抗値の異方性が発現することが示された。
[Table 2] As shown in Table 2, as compared with the case where the coiled carbon fibers having ferromagnetism of Comparative Example 5 are randomly arranged, in Example 5, the direction perpendicular to the extending direction of the coiled carbon fibers having ferromagnetism is shown. It was shown that the electrical resistance in the direction became very large. In addition, it was shown that anisotropy of the electric resistance value was exhibited between the direction parallel to the arrangement direction of the coiled carbon fibers having ferromagnetism and the direction perpendicular to the arrangement direction.

【0065】(実施例6及び比較例6)実施例5及び比
較例5で使用した熱硬化性エポキシ樹脂に対し、実施例
2で得られたニッケル−ホウ素合金の被覆層が形成され
たコイル状炭素繊維を30重量%添加した。次いで、実
施例5と同様の方法で強磁性を有するコイル状炭素繊維
複合体を製造した。得られた強磁性を有するコイル状炭
素繊維複合体において、実施例5と同様にその電気抵抗
値を測定した。その結果を表2に示す。
Example 6 and Comparative Example 6 The thermosetting epoxy resin used in Example 5 and Comparative Example 5 was coated with the nickel-boron alloy coating layer obtained in Example 2 in the form of a coil. 30% by weight of carbon fiber was added. Next, a coiled carbon fiber composite having ferromagnetism was produced in the same manner as in Example 5. The electrical resistance of the obtained coiled carbon fiber composite having ferromagnetism was measured in the same manner as in Example 5. Table 2 shows the results.

【0066】比較例6では実施例6において、磁場を印
加せずに組成物を硬化させて強磁性を有するコイル状炭
素繊維複合体を製造し、実施例6と同様に電気抵抗値を
測定した。その結果を表2に示す。
In Comparative Example 6, in Example 6, the composition was cured without applying a magnetic field to produce a coiled carbon fiber composite having ferromagnetism, and the electric resistance was measured in the same manner as in Example 6. . Table 2 shows the results.

【0067】表2に示すように、比較例6の強磁性を有
するコイル状炭素繊維がランダムに配列している場合と
比較して、実施例6では強磁性を有するコイル状炭素繊
維の配列方向に垂直な方向における電気抵抗値が非常に
大きくなることが示された。また、強磁性を有するコイ
ル状炭素繊維の配列方向に平行な方向と垂直な方向との
間に電気抵抗値の異方性が発現することが示された。
As shown in Table 2, the arrangement direction of the coiled carbon fibers having ferromagnetism in Example 6 is different from that in Comparative Example 6 in which the coiled carbon fibers having ferromagnetism are randomly arranged. It was shown that the electric resistance in the direction perpendicular to the direction became extremely large. In addition, it was shown that anisotropy of the electric resistance value was exhibited between the direction parallel to the arrangement direction of the coiled carbon fibers having ferromagnetism and the direction perpendicular to the arrangement direction.

【0068】(実施例7及び比較例7)実施例1で使用
した熱硬化性シリコーンゴムに対し、実施例1で得られ
たコバルト−リン合金の被覆層が形成されたコイル状炭
素繊維を20重量%添加した。次いで、攪拌脱泡して組
成物を調製し、実施例1で使用した金型に充填して成形
した。次に、磁束が成形物の厚さ方向へ延びるように磁
束密度2テスラの磁場を印加し、85℃で1時間加熱し
て成形物を硬化させて強磁性を有するコイル状炭素繊維
複合体を製造した。
(Example 7 and Comparative Example 7) The thermosetting silicone rubber used in Example 1 was replaced with a coil-shaped carbon fiber having a coating layer of the cobalt-phosphorus alloy obtained in Example 1 for 20 times. % By weight. Next, the composition was prepared by stirring and defoaming, and filled into the mold used in Example 1 to be molded. Next, a magnetic field having a magnetic flux density of 2 Tesla is applied so that the magnetic flux extends in the thickness direction of the molded product, and the molded product is cured by heating at 85 ° C. for 1 hour to form a coiled carbon fiber composite having ferromagnetism. Manufactured.

【0069】得られた強磁性を有するコイル状炭素繊維
複合体において、強磁性を有するコイル状炭素繊維の配
列方向に平行な方向、つまり厚さ方向における熱伝導率
をレーザーフラッシュ法で測定した。
In the obtained coiled carbon fiber composite having ferromagnetism, the thermal conductivity in the direction parallel to the arrangement direction of the coiled carbon fibers having ferromagnetism, that is, the thickness direction was measured by a laser flash method.

【0070】比較例7では実施例7において、磁場を印
加せずに成形物を硬化させて強磁性を有するコイル状炭
素繊維複合体を製造し、実施例7と同様に熱伝導率を測
定した。
In Comparative Example 7, a coiled carbon fiber composite having ferromagnetism was produced by curing the molded product in Example 7 without applying a magnetic field, and the thermal conductivity was measured in the same manner as in Example 7. .

【0071】その結果、実施例7では熱伝導率が0.6
1W/(m・K)で、比較例7では熱伝導率が0.37
W/(m・K)であった。従って、強磁性を有するコイ
ル状炭素繊維が一定方向へ配列していると、ランダムに
分散している場合と比較して熱伝導率が大きくなること
が示された。
As a result, in Example 7, the thermal conductivity was 0.6
1 W / (m · K), and the thermal conductivity was 0.37 in Comparative Example 7.
W / (m · K). Therefore, it was shown that when the coiled carbon fibers having ferromagnetism are arranged in a certain direction, the thermal conductivity becomes larger as compared with the case where they are randomly dispersed.

【0072】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。・ 前記強磁性体の被
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
ている請求項1に記載の強磁性を有するコイル状炭素繊
維複合体。
Further, a technical idea which can be grasped from the above embodiment will be described below. The weight ratio of the ferromagnetic coating layer to the coiled carbon fiber is 1 to 50.
The ferromagnetic coiled carbon fiber composite according to claim 1, wherein the carbon fiber composite has a ferromagnetic property and is set to 0.01% to 5 μm by weight.

【0073】このように構成した場合、一定方向のみに
伝搬する所要の電波を効率良く吸収したり、電磁波を効
率良くシールドしたりすることができる。・ 前記強磁
性を有するコイル状炭素繊維は0.1〜50重量%含有
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
素繊維複合体。
With this configuration, it is possible to efficiently absorb a required radio wave propagating only in a certain direction or to shield an electromagnetic wave efficiently. The ferromagnetic coiled carbon fiber composite according to claim 1, wherein the ferromagnetic coiled carbon fiber is contained in an amount of 0.1 to 50% by weight.

【0074】このように構成した場合、強磁性を有する
コイル状炭素繊維複合体の電波吸収特性、電磁波シール
ド効果等を効率良く発揮させることができる。・ 前記
組成物に0.05〜30テスラの磁束密度の磁場を印加
する請求項2に記載の強磁性を有するコイル状炭素繊維
複合体の製造方法。
With this configuration, the coil-like carbon fiber composite having ferromagnetism can efficiently exhibit the radio wave absorption characteristics, the electromagnetic wave shielding effect, and the like. The method according to claim 2, wherein a magnetic field having a magnetic flux density of 0.05 to 30 Tesla is applied to the composition.

【0075】このように構成した場合、強磁性を有する
コイル状炭素繊維を母材中に一定方向を向いて配列させ
ることができる。
With this configuration, the coiled carbon fibers having ferromagnetism can be arranged in the base material in a certain direction.

【0076】[0076]

【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複合体によれば、一定
方向のみに伝搬する所要の電波を効率良く吸収したり、
電磁波を効率良くシールドしたりすることができるとと
もに、コイル状炭素繊維の使用量を増大させることな
く、その製造コストが嵩むのを防止することができる。
また、電波吸収特性、電磁波シールド性、電磁気的性
質、熱的性質、機械的性質等に異方性を発現させること
ができる。
As described above in detail, according to the present invention, the following effects can be obtained. According to the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism of the invention according to claim 1, a required radio wave propagating only in a certain direction can be efficiently absorbed,
Electromagnetic waves can be efficiently shielded, and the production cost of the coiled carbon fiber can be prevented from increasing without increasing the usage of the coiled carbon fiber.
Further, anisotropy can be expressed in radio wave absorption characteristics, electromagnetic wave shielding properties, electromagnetic properties, thermal properties, mechanical properties, and the like.

【0077】請求項2に記載の発明の強磁性を有するコ
イル状炭素繊維複合体の製造方法によれば、強磁性を有
するコイル状炭素繊維を所望する方向に配列させること
ができ、強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体を効率
良く製造することができる。
According to the method for manufacturing a coiled carbon fiber composite having ferromagnetism according to the second aspect of the invention, the coiled carbon fibers having ferromagnetism can be arranged in a desired direction. It is possible to efficiently produce a coiled carbon fiber composite having the same.

【0078】請求項3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。
According to the radio wave absorber of the third aspect of the present invention, radio waves can be efficiently absorbed.

───────────────────────────────────────────────────── 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) 4K030 BA01 BA06 BA07 BA14 BA35 BA59 CA05 CA13 HA08 LA11 4L038 AA28 AA29 AB20 BA02 BB01 CA20 DA04 DA20 5E049 AA01 AA04 AA07 AA09 BA16 BA27 CB10 CC01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masayuki Tobita 5-10-5 Tabata, Kita-ku, Tokyo Within Polytec Corporation (72) Inventor Kengo Nishi 5-10-5 Tabata, Kita-ku, Tokyo Polymertec Inc. F Term (reference) 4K030 BA01 BA06 BA07 BA14 BA35 BA59 CA05 CA13 HA08 LA11 4L038 AA28 AA29 AB20 BA02 BB01 CA20 DA04 DA20 5E049 AA01 AA04 AA07 AA09 BA16 BA27 CB10 CC01

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭素繊維によりミクロなコイル状に形成
され、その外周面にニッケル、コバルト、クロム、鉄、
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)又は合金(3)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
素繊維が一定方向を向くように母材中に配列して形成さ
れる強磁性を有するコイル状炭素繊維複合体。
1. A micro-coil formed from carbon fiber, and nickel, cobalt, chromium, iron,
A ferromagnetic coiled carbon fiber having a ferromagnetic coating layer made of at least one selected from manganese and rare earth elements (1), a compound (2) or an alloy (3) thereof is oriented in a certain direction. A ferromagnetic coiled carbon fiber composite formed in a matrix.
【請求項2】 外周面に、ニッケル、コバルト、クロ
ム、鉄、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)又は合金(3)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
ル状炭素繊維を母材に添加して組成物を調製し、その組
成物に磁場を印加して、強磁性を有するコイル状炭素繊
維が一定方向を向くように母材中に配列させる強磁性を
有するコイル状炭素繊維複合体の製造方法。
2. A ferromagnetic coating layer comprising at least one selected from nickel, cobalt, chromium, iron, manganese, and rare earth elements, and a compound (2) or alloy (3) thereof, on the outer peripheral surface. A composition is prepared by adding the formed ferromagnetic coiled carbon fiber to the base material, and a magnetic field is applied to the composition so that the ferromagnetic coiled carbon fiber is oriented in a certain direction. A method for producing a coiled carbon fiber composite having ferromagnetism arranged therein.
【請求項3】 請求項1に記載の強磁性を有するコイル
状炭素繊維複合体が所定形状に形成されている電波吸収
体。
3. A radio wave absorber in which the coiled carbon fiber composite having ferromagnetism according to claim 1 is formed in a predetermined shape.
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