JP2002057485A - 電波吸収体組成物 - Google Patents

電波吸収体組成物

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JP2002057485A JP2001021070A JP2001021070A JP2002057485A JP 2002057485 A JP2002057485 A JP 2002057485A JP 2001021070 A JP2001021070 A JP 2001021070A JP 2001021070 A JP2001021070 A JP 2001021070A JP 2002057485 A JP2002057485 A JP 2002057485A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】マイクロ波帯域やミリ波帯域の電波を吸収する
ために反射板上に塗布又は設置する電波吸収体の組成物
を提供することにある。 【解決手段】 樹脂等の基材に導電性酸化チタンと所望
により導電性カ−ボンブラックを配合する。ここで、導
電性酸化チタンの配合割合は基材１００重量部に対して
５〜４０重量部とする。また、所望により配合する導電
性カ−ボンブラックの配合割合は基材１００重量部に対
して４重量部以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は船舶や航空機等に
広く用いられる電波吸収体に関し、さらに詳しくは金属
等の反射板の上に塗布、または設置する単層型電波吸収
体の組成物に関するものである。
【０００２】
【従来技術】近年、マイクロ波帯やミリ波帯の電波利用
に関する研究が各方面で活発に行われ、これに伴い電磁
波障害を防止するための電波吸収体が注目を集めてい
る。
【０００３】これらの中でも、特にミリ波帯の電波は波
長が１〜１０ｍｍ程度と非常に短いため、反射板表面に
設けた吸収体により電波を吸収するいわゆる「整合型吸
収」では、これらの電波に整合できる電波吸収体の厚さ
は１ｍｍ以下にしなければならないという命題があっ
た。
【０００４】これまでの電波吸収体の組成物は、広帯域
の電波に対して電波吸収性能を得ようとするとある程度
の電波吸収体の厚さを必要とし、逆に電波吸収体の厚さ
を薄くしようとすると電波吸収性能の広帯域化が図れな
いというジレンマがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、薄
い厚さの電波吸収体でありながら広帯域の電波を効率よ
く吸収することのできる電波吸収体の組成物を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するために、導電性酸化チタンを基材に配合したこと
を要旨とするものである。
【０００７】前記導電性酸化チタンの配合割合は、基材
１００重量部に対して５〜４０重量部であることが好ま
しく、また導電性カ−ボンブラックを基材１００重量部
に対して４重量部以下配合することが望ましい。
【０００８】この発明は、上記のように構成し、これを
金属等からなる反射板の上に塗布又は設置することによ
り、マイクロ波帯やミリ波帯域の任意の周波数に対応し
た電波吸収体をその厚さを変更することにより得ること
を可能にすると共に、薄い厚さの電波吸収体でありなが
ら広帯域の電波を効率よく吸収することを可能にしたも
のである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
を引用しながら詳細に説明する。
【００１０】この発明の電波吸収体組成物は、基材に導
電性酸化チタンと所望により導電性カ−ボンブラックを
配合して得る。
【００１１】前記基材としては、例えば、熱可塑性樹
脂、熱硬化性樹脂、各種ゴム、エラストマー等のうちか
ら選ばれた材料が使用される。
【００１２】前記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリ
エチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ナ
イロン６、ナイロン６６等のポリアミド樹脂、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等の
ポリエステル樹脂、またはこれらの混合物が使用され
る。
【００１３】また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エ
ポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フ
ェノ−ル樹脂、等の中から適宜選ばれる。また、硬化剤
は通常使用されるものを使用するため、その種類や量は
特に限定されない。
【００１４】最も理想的な電波吸収性能を得るための導
電性酸化チタンと導電性カ−ボンブラックの配合量は、
電波の周波数とこれに応じた吸収体の複素比誘電率によ
り決定される。
【００１５】これを実験に基づき説明すると、基材とし
てエポキシ樹脂と硬化剤を使用し、これに充填材として
基材１００重量部に対して〔表１〕に示す６通りの重量
割合で導電性酸化チタンと導電性カ−ボンブラックを添
加して攪拌した後、容器に流し込み１５０ｍｍ×１５０
ｍｍ×厚さ２ｍｍの樹脂板試料（試料１〜６）を作製
し、これらをＶＨＳ社製自由空間誘電率測定装置により
５０〜１１０ＧＨｚ（入射角：０°）における複素比誘
電率を測定した。
【００１６】ここで、試料を透過する電波をベクトルネ
ットワ−クアナライザで測定することにより誘電率を算
出した。その結果を図２に示した。
【００１７】図中点線で示す曲線は、無反射条件を示す
時の材料に求められる複素比誘電率を表す無反射曲線
で、無反射曲線上に複素比誘電率が存在する材料を使用
すれば、最も理想的な電波吸収体が得られることを示し
ている。
【００１８】また、無反射曲線上には、波長λ（mm）と
試料厚さｄ（mm）との比ｄ／λをプロットすることがで
き、試料の複素比誘電率によりｄ／λの値が決まる。従
って、対象となる電波の波長に応じて電波吸収体の厚さ
を決めることが出来る。
【００１９】
【表１】
【００２０】図２の結果より、以下のことが判明した。 ．試料１、２、３を比較すると、導電性カ−ボンブラ
ックの添加量を増加させるに従い複素比誘電率の実部、
虚部共に大きくなるが、その割合は実部の方が大きい。
従って、導電性カ−ボンブラックを添加することによ
り、無反射曲線上の（ｄ／λ）が小さくなる方へ近付
き、より薄い吸収体を得ることができる。 ．試料５と６は、複素比誘電率が無反射曲線上とな
り、理想的な吸収性能を有する配合である。特に試料５
は、吸収体の厚さと吸収する電波の波長との比（ｄ／
λ）が約０．０９であり、薄い吸収体とすることができ
る。 ．各試料とも、複素比誘電率が周波数と共に、ほぼ無
反射曲線と平行に変化するため、配合を変化させずに厚
さだけの変更により５０〜１１０ＧＨｚの任意の周波数
に対応した吸収体を得ることができる。
【００２１】上記の結果からこの発明の目的に最も適合
した試料５について、周波数域をマイクロ波域まで広げ
て、上記と同様に５〜５０ＧＨｚにおける複素比誘電率
を測定し、上記の結果と統合してその結果を図３に示し
た。
【００２２】これにより、試料５の複素比誘電率は５〜
５０ＧＨｚの周波数域でもほぼ無反射曲線に近接してお
り、試料５の組成物がマイクロ波やミリ波域の電波を効
率よく吸収することを確認した。
【００２３】以上のことから、電波吸収体の組成は、基
材の種類や導電性酸化チタン及び導電性カ−ボンブラッ
クの種類による変動要素を考慮して、導電性酸化チタン
の配合量は基材１００重量部に対して５〜４０重量部、
好ましくは１０〜３５重量部とし、導電性カ−ボンブラ
ックの配合量は基材１００重量部に対して４重量部以下
とするのが好ましい。また、電波吸収体の厚さは複素比
誘電率と吸収すべき電波の波長の関係により決まる。
【００２４】ここで、導電性酸化チタンは吸収性能の広
帯域化に効果があるが、その配合量が基材１００重量部
に対して５重量部未満であると材料の複素比誘電率が実
部、虚部共に低くなり過ぎてマイクロ波域帯やミリ波帯
域の電波に整合できなくなり、４０重量部超となると逆
に複素比誘電率の実部、虚部が共に高くなり過ぎてこれ
らの電波に整合できなくなる。
【００２５】また、導電性カ−ボンブラックは複素比誘
電率の実部及び虚部を高くして電波吸収性能に影響を及
ぼすことなく電波吸収体の厚さを薄くすることを可能に
するため、これを配合することが好ましいが、その配合
量が基材１００重量部に対して４重量部を超えると材料
の粘度が高くなり施工性が悪くなる。
【００２６】上記により得られた塗料を船舶等の金属部
分の上に塗布して硬化させるか、上記組成からなるフィ
ルムを船舶等の金属部分の上に設置することによりマイ
クロ波帯域やミリ波帯域の電波を効率よく吸収すること
ができる。
【００２７】一方、電波吸収体は被着体によってはその
重量が障害になる場合も多く、電波吸収体に軽量化が求
められる場合がある。かかる場合には、電波吸収体の組
成の中に気泡体を含有させる。
【００２８】気泡体を含有させると、電波吸収体の内部
に空気相が増加して誘電率が低下するため、誘電率を大
きくするために予め導電性酸化チタンの添加量を多くし
ておく配慮が必要となる。
【００２９】気泡体としては、マイクロバル−ンが好ま
しく使用される。マイクロバル−ンの含有量は、基材１
００重量部に対して３０重量部以下、好ましくは２０重
量部以下とする。３０重量部超では材料の誘電率が低下
し、所望の電波吸収性能が得られない。
【００３０】〔実施例〕 〔実施例１〕エポキシ樹脂と硬化剤の混合物を基材と
し、これに導電性酸化チタンと導電性カ−ボンブラック
を〔表２〕に示す割合で添加し、これに溶剤を加えてミ
ルの中で攪拌混合した。なお、溶剤の量は重量にして上
記の組成物８０に対して２０であった。
【００３１】これをアルミ板上に硬化後の厚さがそれぞ
れ３．６０ｍｍ（試料７）、０．７５ｍｍ（試料８）、
０．４０ｍｍ（試料９）、０．３５ｍｍ（試料１０）、
０．３１mm（試料１１）となるまでスプレー塗布して５
枚の平板（試料７〜１１）を得た。塗料が硬化した後、
これら平板上の塗布面に対して入射角４°でマイクロ波
帯域及びミリ波帯域の電波（周波数：１〜１１０ＧＨ
ｚ）を入射させて吸収性能を評価した。その結果を図１
に示した。
【００３２】
【表２】 （＊１）針状導電性酸化チタン ＦＴ２０００（石原産
業製商品名） （＊２）ケッチェンブラック（日本イ−シ−製商品名）
【００３３】図１より各試料は吸収性能の最大値が２５
ｄＢ以上あり、特に試料９、１０及び１１にあっては優
れた吸収性能の目安となる２０ｄＢ以上の吸収性能を示
す周波数の範囲が広い範囲の周波数域にわたり確認で
き、良好な電波吸収体であることが判明した。 〔実施例２〕エポキシ樹脂と硬化剤の混合物を基材と
し、これに導電性酸化チタンと導電性カ−ボンブラック
とマイクロバル−ンを〔表３〕に示す割合で添加し、こ
れに溶剤を加えてミルの中で攪拌混合した。なお、溶剤
の量は重量にして上記の組成物８０に対して２０であっ
た。
【００３４】これをアルミ板上に硬化後の厚さが２．４
ｍｍになるまでスプレー塗布した。塗料が硬化した後、
塗布面に対して入射角４°でマイクロ波帯域の電波（周
波数：８〜１２ＧＨｚ）を入射させて吸収性能を評価
し、その結果を図４に示した。
【００３５】
【表３】 （＊１）針状導電性酸化チタン ＦＴ２０００（石原産
業製商品名） （＊２）ケッチェンブラック（日本イ−シ−製商品名） （＊３）マイクロバル−ン ８０ＧＣＡ（松本樹脂製商
品名）
【００３６】図４より吸収性能は最大値が２５ｄＢ以上
あり、優れた吸収性能の目安となる２０ｄＢ以上の吸収
性能を示す周波数範囲がある程度の範囲にわたっている
ことを確認した。
【００３７】
【発明の効果】この発明は、上記のように導電性酸化チ
タンを樹脂等の基材に配合した組成物を電波吸収材料と
して使用することにより、マイクロ波帯域やミリ波帯域
の任意の周波数に対応した電波吸収体をその厚さを変更
することにより得ることを可能にし、薄い厚さの電波吸
収体でありながら広帯域の電波を効率よく吸収すること
ができる効果がある。
【００３８】さらに、上記の基材にマイクロバル−ンを
配合することにより電波吸収体の軽量化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例による塗料の電波吸収性能
評価の結果を示すグラフ説明図である。
【図２】この発明のエポキシ樹脂板試料の複素比誘電率
を測定した結果を示すグラフ説明図である。
【図３】この発明のエポキシ樹脂板試料の複素比誘電率
を測定した結果を示す他のグラフ説明図である。
【図４】この発明の他の実施例による塗料の電波吸収性
能評価の結果を示すグラフ説明図である。
フロントページの続き (72)発明者 田所 眞人 神奈川県平塚市追分２番１号 横浜ゴム株 式会社平塚製造所内 (72)発明者 橋本 修 神奈川県相模原市西橋本１−17−１−６ Ｆターム(参考） 5E321 AA41 BB32 BB60 CC30 GG11

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】導電性酸化チタンを基材に配合してなる電
    波吸収体組成物。
  2. 【請求項２】前記導電性酸化チタンの配合割合が、基材
    １００重量部に対して５〜４０重量部である請求項１に
    記載の電波吸収体組成物。
  3. 【請求項３】導電性カ−ボンブラックを、基材１００重
    量部に対して４重量部以下配合してなる請求項１又は２
    に記載の電波吸収体組成物。
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