JP2004296758A

JP2004296758A - Millimeter wave absorber

Info

Publication number: JP2004296758A
Application number: JP2003086678A
Authority: JP
Inventors: Yoshika Takechi; 義加武智; Masamichi Uko; 政道宇高; Kentaro Horiuchi; 健太郎堀内
Original assignee: Takechi Kogyo Gomu Co Ltd
Current assignee: Takechi Kogyo Gomu Co Ltd
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a millimeter wave absorber having excellent absorbing performance in a desired frequency in a millimeter wave region and excellent in durability/weatherability. <P>SOLUTION: In the plate type millimeter wave absorber wherein an absorbing layer 1 is laminated on a reflection layer 2, the thickness of the absorbing layer 1 is 1.0mm-5.0mm, and carbon black 1-30 wt.pt is contained in 100 wt.pt of polymer of resin or rubber. In the carbon black, the average grain size of secondary particles consisting of gathered primary particles of carbon atom is not longer than 50nm, the oil absorption value of aggregate consisting of aggregated secondary particles is set so as to be not less than 50mL/100g and the real number of dielectric constant of the absorbing layer 1 in the frequency of 50GHz-90GHz is not less than 3.0. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ミリ波帯の電波を吸収する電波吸収体に関するものであり、特に５０〜９０ＧＨｚの高周波数帯域において優れた吸収特性を有する電波吸収体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
３０ＧＨｚまでの周波数帯（センチ波）においては、主として、軟質磁性体粉末が電波吸収材料として用いられる。このような電波吸収体は、従来、多数開発されている。また、３０ＧＨｚ以上の周波数帯（ミリ波）においても、六方晶フェライトなどの特殊な材料を用いた電波吸収体の開発が行われている。
【０００３】
しかし、ミリ波帯では吸収体の電波吸収機構が
（１）無反射条件式と呼ばれる関係式に従うこと、
（２）周波数が高い帯域では磁気損失効果が発現しにくいこと、
（３）電波の波長が短いため、電波伝搬経路となる吸収体の厚みが重要となることなどから、吸収体の電波吸収特性は、吸収体として用いる複合体の誘電率および物理的寸法（厚み）に強い依存性がある。
複合体の厚みは、基体となるポリマーの生産工程および使用状態における公差を常識的範囲（±０．１ｍｍ程度）に制御しなけれはならないことを考慮すると、複合体の誘電率を調整することが安定的な電波吸収体を構成するための要件となる。この要件を満たす誘電体の１つとして、炭素系材料を樹脂またはゴムのポリマーに配合した電波吸収体が知られている（たとえば、特許文献１、２参照）。また、炭素系材料のなかでも、特に炭素繊維を用いた電波吸収体が知られている（たとえば、特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２６４８７０２号公報（第２−３頁）
【特許文献２】
特開２００１−７７５８４号公報（第２−４頁）
【特許文献３】
特開平５−２７５８８０号公報（第２−５頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の発明では、吸収層の厚みが１．０ｍｍ以下でしか優れた吸収性能を示さないので、屋外の使用においては、耐久性・耐候性に問題がある。
特許文献２の発明では、吸収層の厚みが３．０ｍｍを超えると、ミリ波帯の電波を有効に吸収することができない。また、エポキシ変成ウレタンゴム１００重量部に対して、カーボンブラックの添加量が１〜３重量部という狭い範囲に限られるため、電波吸収量のピークを調整するための自由度が少ない。
特許文献３の発明では、ミリ波帯における電波吸収体として何ら有用な効果を発揮し得ない。
【０００６】
したがって、本発明は、ミリ波帯域の所望の周波数において、優れた吸収性能を有し、かつ、耐久性・耐候性に優れたミリ波電波吸収体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本第１発明は、反射層の上に吸収層を積層した板状のミリ波電波吸収体に関する。前記吸収層は厚さが１．０ｍｍ〜５．０ｍｍで、樹脂またはゴムのポリマー１００重量部に対し（以下、“ＰＨＲ”で表記する）カーボンブラック（以下、“ＣＢ”という）を１〜３０重量部含み、前記ＣＢは、炭素原子の一次粒子が集まった二次粒子の平均粒子径が５０ｎｍ以下で、かつ、該二次粒子が凝集した凝集体の吸油量が５０ｍＬ／１００ｇ以上に設定され、周波数５０ＧＨｚ〜９０ＧＨｚにおける前記吸収層の誘電率の実数部が３．０以上であることを特徴とする。
【０００８】
電波吸収体の電波吸収特性は、吸収体の誘電率の実数部に大きく依存している。つまり、誘電率の実数部の値が大きい程、入射する電波のエネルギー損失を大きくすることができる。本第１発明では、ストラクチャが大きい炭素粉末を所定量混入することで、吸収体全体の誘電率の実数部を大きくすることができる。そのため、ミリ波の周波数帯域において有効な電波吸収体を構成することができる。
【０００９】
第１発明においては、前記ＣＢの添加量を５．０〜１５．０ＰＨＲに設定し、かつ、前記吸収層の厚さを３．１ｍｍ〜５．０ｍｍに設定するのが更に好ましい。かかる構成により、自動車用レーダなどに用いられる７６ＧＨｚ帯の周波数に対して、最適な吸収特性を有する電波吸収体を得ることができる。
【００１０】
また、本第２発明は、反射層の上に吸収層を積層した板状のミリ波電波吸収体に関する。前記吸収層は厚さが１．０ｍｍ〜５．０ｍｍで、樹脂またはゴムのポリマー１００重量部に対しカーボンファイバ（以下、“ＣＦ”という）を１〜３０重量部含み、前記ＣＦは、長さが２０μｍ〜４９μｍで、直径が１．０ μｍ〜１０μｍで、かつ、長さ／直径比が３．０〜２０に設定され、周波数５０ＧＨｚ〜９０ＧＨｚにおける前記吸収層の誘電率の実数部が３．０以上であることを特徴とする。
【００１１】
ＣＦをミリ波帯域に使用できる理由は、ＣＦもストラクチャが大きいので、吸収体全体の誘電率の実数部が大きくなるからである。
【００１２】
第２発明においては、前記ＣＦの添加量を５．０〜１５．０ＰＨＲに設定し、かつ、前記吸収層の厚さを１．５ｍｍ〜３．０ｍｍに設定するのが更に好ましい。かかる構成により、自動車用レーダなどに用いられる６０ＧＨｚ帯の周波数に対して、最適な吸収特性を有する電波吸収体を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。
図１（ａ）は第１実施形態にかかるミリ波電波吸収体を示す断面図である。この図１（ａ）において、反射層２の上には吸収層１が積層されている。前記反射層２と前記吸収層１とは一体となっている。本電波吸収体は、電波Ｅが前記吸収層１側から入射するように用いる。
【００１４】
前記吸収層１は、樹脂またはゴムのポリマーにＣＢの粉末を分散配合したものが使用される。ＣＢとしては、炭素原子の一次粒子が集まった二次粒子の平均粒子径が小さく、かつ、吸油量の大きなもの、すなわち、ストラクチャが大きいものを用いる。具体的には、図２に示すＣＢ♯１のように、炭素原子の一次粒子が集まった二次粒子の平均粒子径が５０ｎｍ以下で、かつ、二次粒子が凝集した凝集体の吸油量が５０ｍＬ／１００ｇ以上のものを用いる。その理由は、図２に示すＣＢ♯２のように、前記二次粒子の平均粒子径が５０ｎｍを超え、前記吸油量が５０ｍＬ／１００ｇに満たないＣＢを用いると、電波吸収性能が低下するからである。
【００１５】
前記吸収層１の基体となるポリマーの主成分としては、種々の樹脂またはエラストマーを採用することができるが、屋外で使用する場合の耐候性を考慮すると、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）またはシリコーンゴムを採用するのが最も好ましい。なお、前記反射層２は、金属板（薄膜）や金属を含有させた樹脂板（薄膜）などで形成されており、前記吸収層１を減衰しながら透過し反射層２に達した電波Ｅを、その表面で（完全）反射させるものである。
【００１６】
前記吸収層１の厚さｔおよびＣＢの添加量は、使用する周波数により異なるが、５０ＧＨｚ〜９０ＧＨｚのミリ波帯域の電波を吸収するようにするためには、前記ＣＢの添加量を樹脂またはゴムのポリマー１００重量部に対し１〜３０重量部（以後、ポリマー１００重量部に対するＣＢの重量比を「ＰＨＲ」で示す。）に設定し、かつ、前記吸収層の厚さｔを１．０ｍｍ〜５．０ｍｍに設定する必要がある。ＣＢの添加量が１ＰＨＲに満たないと、誘電損失が小さくなり、周波数５０ＧＨｚ〜９０ＧＨｚにおいて有効な電波吸収体を構成できない。一方、ＣＢの添加量が３０ＰＨＲを超えると、ポリマーへの混合分散が困難になり、また、吸収層の厚さｔも厚くなってしまう。
【００１７】
また、前記吸収層１の厚さｔは、１．０ｍｍ未満では吸収する周波数帯域が高くなり、ミリ波帯の電波に対して前記反射層２で反射された反射波が整合できなくなる上、耐久性に問題がある。逆に、前記吸収層の厚さｔが、５．０ｍｍを超えると、吸収する周波数帯域が低くなり、ミリ波帯の電波に対して前記反射層２で反射された反射波が整合できなくなる上、電波吸収体の重量が増大してしまう。
【００１８】
図３は、前記ＣＢ♯１（図２）を５ＰＨＲ、１０ＰＨＲ混合した吸収層１の各周波数における誘電率の実数部の変化を示すグラフである。図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較すると分かるように、ＣＢ♯１の混合率を５ＰＨＲから１０ＰＨＲに増やすと、各周波数における吸収層１の誘電率の実数部が大きくなる。すなわち、ＣＢ♯１の混入率が多い程、吸収層１の誘電率の実数部が大きくなり、誘電損失も大きくなる。したがって、電波の吸収量が大きくなる。
【００１９】
図１（ｂ）は、第２実施形態にかかる電波吸収体を示す断面図である。
第２実施形態では、吸収層１にＣＦが分散配合されている。該ＣＦは、長さが２０μｍ〜４９μｍで、直径が１．０ μｍ〜１０μｍで、かつ、長さ／直径比が３．０〜２０のものを用いる。前記ＣＦを上記サイズに設定することで、周波数５０ＧＨｚ〜９０ＧＨｚにおける前記ＣＦの誘電率の実数部を３．０以上に設定することができる。
【００２０】
図４は、長さが３０μｍで、直径が概ね３．０ μｍ〜７．０ μｍで、かつ、長さ／直径比が４〜１０程度のＣＦを１０ＰＨＲ混合した吸収層１の各周波数における誘電率の実数部の変化を示すグラフである。
この図４から分かるように、ＣＦを混合した場合の吸収層１の誘電率の実数部の値は、同じ割合でＣＢを混合した場合の吸収層１の誘電率の実数部の値（図３参照）よりも、大きな値をとる。したがって、第１実施形態と同様に、ミリ波帯の電波吸収体として優れた吸収特性を有する。
【００２１】
なお、前記ＣＦは、ポリマー中にランダムに（方向性なく）分散させてもよいし、また、特定の方向に揃えて、あるいは、格子状に編組して、吸収特性の異方性を現出させるようにしてもよい。
【００２２】
以下、本発明の効果を明瞭にするため、実施例および比較例を示す。
実施例１：
シリコーンゴム１００重量部に対し、ＣＢ（平均粒子径３１ｎｍ、比表面積７９ｍ^２／ｇ、吸油量１０５ｍＬ／１００ｇ）を１０重量部混合したゴムシートにアルミ箔を圧着した電波吸収体についてシュミレーションを行った。この際、吸収層１の厚さｔのみを３．２ｍｍ〜３．７ｍｍの間で０．１ｍｍ間隔で変化させたときの電波吸収性能を計算した。得られた計算結果を図５（ａ）に示す。この図５（ａ）において、ふたこぶ山の吸収ピークは、周期的に現れ、厚みｔが厚くなると低周波方向に、厚みｔが薄くなると高周波方向にシフトしていることが分かる。しかし、どの厚みｔのものでも減衰量が２０ｄＢに達していないため、更に吸収率の高い条件を探る必要がある。
【００２３】
実施例２：
実施例１と同様に、シリコーンゴム１００重量部に対し、ＣＢ（平均粒子径３１ｎｍ、比表面積７９ｍ^２／ｇ、吸油量１０５ｍＬ／１００ｇ）を１０重量部混合したゴムシートにアルミ箔を圧着した電波吸収体についてシュミレーションを行った。吸収層１の厚さｔを３．８ｍｍ〜４．３ｍｍの間で０．１ｍｍ間隔で変化させたときの電波吸収性能を計算した。得られた計算結果を図５（ｂ）に示す。この図５（ｂ）において、厚みｔを厚くするにしたがって、吸収ピークが低周波方向にシフトしていき、新たな吸収ピークが７６ＧＨｚ付近に現れている。この新たな吸収ピークは、これまでの吸収ピークよりも減衰量が大きく、３０ｄＢ以上の減衰量が見込める。
【００２４】
実施例３：
実施例２の吸収体の厚みｔを更に変化させたときの電波吸収性能を検証した。吸収層１の厚さｔは４．３ｍｍ〜４．７ｍｍの間で０．１ｍｍ間隔で変化させた。得られた計算結果を図５（ｃ）に示す。この図５（ｃ）において、厚みｔを厚くするにしたがって、吸収ピークが低周波方向にシフトしていくと共に、吸収ピークの高さが低く、つまり、減衰量が小さくなっていくのが分かる。したがって、最も強度の大きい（減衰量の大きい）ピークは、厚さｔが４．２ｍｍ〜４．３ｍｍの間にあると推定される。
【００２５】
実施例４：
シリコーンゴム１００重量部に対し、ＣＢ（平均粒子径３１ｎｍ、比表面積７９ｍ^２／ｇ、吸油量１０５ｍＬ／１００ｇ）を１０重量部混合したゴムシートにアルミ箔を圧着した電波吸収体についてシュミレーションを行った。吸収層１の厚さｔは４．２３ｍｍに設定した。この吸収体の電波吸収性能を計算したところ、７６ＧＨｚにおいて減衰量は３５ｄＢ以上の値を示した。得られた計算結果を図６に示す。なお、上記条件の下で構成された吸収層１の７６ＧＨｚにおける誘電率の実数部の値は、図３（ｂ）に示すように、概ね４．５である。
【００２６】
実施例５：
シリコーンゴム１００重量部に対し、ＣＦ（長さ３０μｍ、直径４．０ μｍ、長さ／直径比７．５）を１０重量部混合したゴムシートにアルミ箔を圧着した吸収体についてシュミレーションを行った。吸収層１の厚さｔを１．７ｍｍ〜２．１ｍｍの間において０．１ｍｍ間隔で変化させたときの電波吸収性能を計算した。得られた計算結果を図７（ａ）に示す。ＣＢを混合した場合と同様に、厚みｔが厚くなると低周波方向に、厚みｔが薄くなると高周波方向にシフトしていることが分かる。
【００２７】
実施例６：
実施例５と同様に、シリコーンゴム１００重量部に対し、ＣＦ（長さ３０μｍ、直径４．０ μｍ、長さ／直径比７．５）を１０重量部混合したゴムシートにアルミ箔を圧着した吸収体についてシュミレーションを行った。吸収層１の厚さｔを２．１１ｍｍに設定した。この吸収体の電波吸収性能を計算したところ、６０ＧＨｚにおいて吸収率は２０ｄＢ以上の値を示した。得られた計算結果を図８に示す。なお、上記条件の下で構成された吸収層１の６０ＧＨｚにおける誘電率の実数部の値は、図４に示すように、概ね８．７である。
【００２８】
比較例１：
シリコーンゴム１００重量部に対し、ＣＦ（長さ３０μｍ、直径４．０ μｍ、長さ／直径比７．５）を２１．３重量部混合したゴムシートにアルミ箔を圧着した吸収体についてシュミレーションを行った。吸収層１の厚さｔを１．３ｍｍ〜１．７ｍｍの間において０．１ｍｍ間隔で変化させたときの電波吸収性能を計算した。得られた計算結果を図７（ｂ）に示す。この場合、吸収ピークの高さが２０ｄＢに達しておらず、若干吸収性能の劣る電波吸収体であることがわかる。
【００２９】
比較例２：
シリコーンゴム１００重量部に対し、ＣＦ（長さ３０μｍ、直径４．０ μｍ、長さ／直径比７．５）を３４．１重量部混合したゴムシートにアルミ箔を圧着した吸収体についてシュミレーションを行った。吸収層１の厚さｔを０．８ｍｍ〜１．２ｍｍの間において０．１ｍｍ間隔で変化させたときの電波吸収性能を計算した。得られた計算結果を図７（ｃ）に示す。この場合、厚みｔの変化に対して、吸収ピークのシフトが大きく、厚みのバラツキによってその吸収性能に大きなバラツキが生じるから、安定的に量産することができない。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電波吸収体は、ＣＢまたはＣＦの凝集状態・サイズを適切に設定し、混合体である吸収層の誘電率の実数部を大きく設定することで、６０ＧＨｚまたは７６ＧＨｚ等の高い周波数帯域において２０ｄＢ以上の電波吸収性能を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態にかかる電波吸収体を示す断面図、（ｂ）は第２実施形態にかかる電波吸収体を示す断面図である。
【図２】カーボンブラックの特性の一例を示す図表である。
【図３】カーボンブラックを混合した吸収体の誘電率の実数部の変化を示すグラフである。
【図４】カーボンファイバを混合した吸収体の誘電率の実数部の変化を示すグラフである。
【図５】実施例１〜３の電波吸収性能を示すグラフである。
【図６】実施例４の電波吸収性能を示すグラフである。
【図７】実施例５および比較例１、２の電波吸収性能を示すグラフである。
【図８】実施例６の電波吸収性能を示すグラフである。
【符号の説明】
１：吸収層
２：反射層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a radio wave absorber that absorbs a millimeter wave band radio wave, and more particularly to a radio wave absorber having excellent absorption characteristics in a high frequency band of 50 to 90 GHz.
[0002]
[Prior art]
In a frequency band (centimeter wave) up to 30 GHz, soft magnetic powder is mainly used as a radio wave absorbing material. Conventionally, many such radio wave absorbers have been developed. Also in the frequency band of 30 GHz or more (millimeter wave), a radio wave absorber using a special material such as hexagonal ferrite has been developed.
[0003]
However, in the millimeter wave band, the radio wave absorption mechanism of the absorber follows (1) a relational expression called a non-reflection condition,
(2) that the magnetic loss effect is unlikely to appear in the high frequency band;
(3) Since the wavelength of a radio wave is short, the thickness of the absorber serving as a radio wave propagation path is important, and the radio wave absorption characteristics of the absorber depend on the dielectric constant and physical dimensions (thickness) of the composite used as the absorber. ) Has a strong dependency.
The dielectric constant of the composite should be adjusted in consideration of the fact that the tolerance in the production process and use condition of the base polymer must be controlled within a common sense range (about ± 0.1 mm). Is a requirement for forming a stable radio wave absorber. As one of dielectrics satisfying this requirement, a radio wave absorber in which a carbon-based material is blended with a resin or rubber polymer is known (for example, see Patent Documents 1 and 2). In addition, among carbon-based materials, a radio wave absorber using carbon fibers is particularly known (for example, see Patent Document 3).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2648702 (pages 2-3)
[Patent Document 2]
JP 2001-77584 A (pages 2-4)
[Patent Document 3]
JP-A-5-275880 (pages 2-5)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the invention of Patent Literature 1, excellent absorption performance is exhibited only when the thickness of the absorption layer is 1.0 mm or less. Therefore, there is a problem in durability and weather resistance in outdoor use.
In the invention of Patent Literature 2, when the thickness of the absorbing layer exceeds 3.0 mm, the radio wave in the millimeter wave band cannot be effectively absorbed. Further, since the amount of carbon black added is limited to a narrow range of 1 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the epoxy-modified urethane rubber, the degree of freedom for adjusting the peak of the radio wave absorption is small.
In the invention of Patent Document 3, no useful effect can be exhibited as a radio wave absorber in a millimeter wave band.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a millimeter wave absorber having excellent absorption performance at a desired frequency in a millimeter wave band and having excellent durability and weather resistance.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the first invention relates to a plate-shaped millimeter wave radio wave absorber in which an absorption layer is laminated on a reflection layer. The absorption layer has a thickness of 1.0 mm to 5.0 mm, and carbon black (hereinafter, referred to as “CB”) of 1 to 30 parts per 100 parts by weight of a resin or rubber polymer (hereinafter, referred to as “PHR”). In the CB, the average particle diameter of the secondary particles in which the primary particles of carbon atoms are collected is 50 nm or less, and the oil absorption of the aggregate obtained by aggregating the secondary particles is set to 50 mL / 100 g or more. The real part of the dielectric constant of the absorption layer at a frequency of 50 GHz to 90 GHz is 3.0 or more.
[0008]
The radio wave absorption characteristics of the radio wave absorber greatly depend on the real part of the dielectric constant of the absorber. That is, as the value of the real part of the dielectric constant increases, the energy loss of the incident radio wave can be increased. In the first aspect of the present invention, by mixing a predetermined amount of carbon powder having a large structure, the real part of the dielectric constant of the entire absorber can be increased. Therefore, a radio wave absorber effective in the millimeter wave frequency band can be configured.
[0009]
In the first invention, it is more preferable that the amount of the CB added is set to 5.0 to 15.0 PHR, and the thickness of the absorbing layer is set to 3.1 mm to 5.0 mm. With this configuration, it is possible to obtain a radio wave absorber having an optimum absorption characteristic for a frequency in the 76 GHz band used for an automobile radar or the like.
[0010]
Further, the second invention relates to a plate-like millimeter wave electromagnetic wave absorber in which an absorption layer is laminated on a reflection layer. The absorbing layer has a thickness of 1.0 mm to 5.0 mm, and contains 1 to 30 parts by weight of carbon fiber (hereinafter, referred to as “CF”) with respect to 100 parts by weight of a resin or rubber polymer. Is 20 μm to 49 μm, the diameter is 1.0 μm to 10 μm, the length / diameter ratio is set to 3.0 to 20, and the real part of the dielectric constant of the absorption layer at a frequency of 50 GHz to 90 GHz is 3. 0 or more.
[0011]
The reason why CF can be used in the millimeter wave band is that the real part of the dielectric constant of the entire absorber increases because the CF also has a large structure.
[0012]
In the second invention, it is more preferable that the amount of the CF added is set to 5.0 to 15.0 PHR, and the thickness of the absorbing layer is set to 1.5 mm to 3.0 mm. With this configuration, it is possible to obtain a radio wave absorber having optimal absorption characteristics for a frequency in the 60 GHz band used for an automotive radar or the like.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating the millimeter wave radio wave absorber according to the first embodiment. In FIG. 1A, an absorption layer 1 is laminated on a reflection layer 2. The reflection layer 2 and the absorption layer 1 are integrated. The present wave absorber is used so that the wave E is incident from the absorption layer 1 side.
[0014]
The absorption layer 1 is made of a resin or rubber polymer in which CB powder is dispersed and blended. As CB, those having a small average particle diameter of secondary particles in which primary particles of carbon atoms are collected and having a large oil absorption amount, that is, those having a large structure are used. Specifically, as in CBＣ1 shown in FIG. 2, the average particle diameter of the secondary particles in which the primary particles of carbon atoms are collected is 50 nm or less, and the oil absorption of the aggregate in which the secondary particles are aggregated is Use 50 mL / 100 g or more. The reason for this is that, as in CB # 2 shown in FIG. 2, when the average particle diameter of the secondary particles exceeds 50 nm and the oil absorption is less than 50 mL / 100 g, the radio wave absorption performance decreases. It is.
[0015]
Various resins or elastomers can be used as the main component of the polymer serving as the base of the absorption layer 1. However, considering the weather resistance when used outdoors, EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer) is used. Alternatively, it is most preferable to employ silicone rubber. The reflection layer 2 is formed of a metal plate (thin film) or a metal-containing resin plate (thin film), and transmits the radio wave E transmitted through the absorption layer 1 while being attenuated and reaching the reflection layer 2. , Which are (completely) reflected by the surface.
[0016]
The thickness t of the absorbing layer 1 and the amount of CB added vary depending on the frequency used. However, in order to absorb radio waves in the millimeter wave band of 50 GHz to 90 GHz, the amount of the CB added must be resin or rubber. Is set to 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer (hereinafter, the weight ratio of CB to 100 parts by weight of polymer is indicated by “PHR”), and the thickness t of the absorbing layer is set to 1.0 mm 2 to It must be set to 5.0 mm. If the added amount of CB is less than 1 PHR, the dielectric loss becomes small, and an effective radio wave absorber cannot be formed at a frequency of 50 GHz to 90 GHz. On the other hand, if the added amount of CB exceeds 30 PHR, it becomes difficult to mix and disperse the CB in the polymer, and the thickness t of the absorbing layer also increases.
[0017]
If the thickness t of the absorbing layer 1 is less than 1.0 mm, the frequency band to be absorbed becomes high, and the reflected wave reflected by the reflecting layer 2 cannot be matched with the radio wave in the millimeter wave band. There is a problem with sex. Conversely, when the thickness t of the absorbing layer exceeds 5.0 mm, the frequency band to be absorbed becomes low, and the reflected wave reflected by the reflecting layer 2 cannot be matched with the millimeter wave band radio wave. However, the weight of the radio wave absorber increases.
[0018]
FIG. 3 is a graph showing a change in the real part of the dielectric constant at each frequency of the absorption layer 1 obtained by mixing CB♯1 (FIG. 2) at 5 PHR and 10 PHR. As can be seen by comparing FIGS. 3A and 3B, when the mixing ratio of CBＣ1 is increased from 5 PHR to 10 PHR, the real part of the dielectric constant of the absorption layer 1 at each frequency increases. That is, as the mixing ratio of CB # 1 increases, the real part of the dielectric constant of the absorption layer 1 increases, and the dielectric loss also increases. Therefore, the amount of radio wave absorption increases.
[0019]
FIG. 1B is a cross-sectional view illustrating a radio wave absorber according to the second embodiment.
In the second embodiment, CF is dispersed and blended in the absorption layer 1. The CF having a length of 20 μm to 49 μm, a diameter of 1.0 μm to 10 μm, and a length / diameter ratio of 3.0 to 20 is used. By setting the CF to the above size, the real part of the dielectric constant of the CF at a frequency of 50 GHz to 90 GHz can be set to 3.0 or more.
[0020]
FIG. 4 shows the dielectric layer at each frequency of the absorption layer 1 obtained by mixing 10 PHR of CF having a length of 30 μm, a diameter of approximately 3.0 μm to 7.0 μm, and a length / diameter ratio of about 4 to 10 at 10 PHR. 6 is a graph showing a change in a real part of a rate.
As can be seen from FIG. 4, the value of the real part of the dielectric constant of the absorbing layer 1 when CF is mixed is the value of the real part of the dielectric constant of the absorbing layer 1 when CB is mixed at the same ratio (see FIG. 3). (See reference). Therefore, similarly to the first embodiment, it has excellent absorption characteristics as a millimeter wave band radio wave absorber.
[0021]
The CF may be dispersed randomly (without directionality) in the polymer, or may be aligned in a specific direction or braided in a lattice to exhibit anisotropy in absorption characteristics. You may make it do.
[0022]
Hereinafter, in order to clarify the effects of the present invention, examples and comparative examples will be described.
Example 1
A radio wave absorber obtained by crimping an aluminum foil to a rubber sheet obtained by mixing 10 parts by weight of CB (average particle diameter 31 nm, specific surface area 79 m ² / g, oil absorption amount 105 mL / 100 g) with 100 parts by weight of silicone rubber was simulated. . At this time, the radio wave absorption performance when only the thickness t of the absorption layer 1 was changed at intervals of 0.1 mm between 3.2 mm and 3.7 mm was calculated. The obtained calculation result is shown in FIG. In FIG. 5 (a), it can be seen that the absorption peak of the two-fold peak appears periodically and shifts to the low frequency direction when the thickness t increases, and shifts to the high frequency direction when the thickness t decreases. However, since the attenuation amount does not reach 20 dB at any thickness t, it is necessary to search for a condition having a higher absorption rate.
[0023]
Example 2:
In the same manner as in Example 1, radio waves obtained by pressing an aluminum foil on a rubber sheet obtained by mixing 10 parts by weight of CB (average particle diameter 31 nm, specific surface area 79 m ² / g, oil absorption amount 105 mL / 100 g) with respect to 100 parts by weight of silicone rubber. A simulation was performed on the absorber. The radio wave absorption performance when the thickness t of the absorption layer 1 was changed at intervals of 0.1 mm between 3.8 mm and 4.3 mm was calculated. FIG. 5B shows the obtained calculation results. In FIG. 5B, as the thickness t increases, the absorption peak shifts in the low frequency direction, and a new absorption peak appears near 76 GHz. The new absorption peak has a larger attenuation than the previous absorption peak, and an attenuation of 30 dB or more can be expected.
[0024]
Example 3
The radio wave absorption performance when the thickness t of the absorber of Example 2 was further changed was verified. The thickness t of the absorbing layer 1 was changed at intervals of 0.1 mm between 4.3 mm and 4.7 mm. The obtained calculation result is shown in FIG. In FIG. 5 (c), it can be seen that as the thickness t is increased, the absorption peak shifts in the low frequency direction, and the height of the absorption peak decreases, that is, the attenuation decreases. Therefore, it is presumed that the peak with the highest intensity (the highest attenuation) has a thickness t between 4.2 mm and 4.3 mm.
[0025]
Example 4:
A radio wave absorber obtained by crimping an aluminum foil to a rubber sheet obtained by mixing 10 parts by weight of CB (average particle diameter 31 nm, specific surface area 79 m ² / g, oil absorption amount 105 mL / 100 g) with 100 parts by weight of silicone rubber was simulated. . The thickness t of the absorption layer 1 was set to 4.23 mm. When the electromagnetic wave absorption performance of this absorber was calculated, the amount of attenuation showed a value of 35 dB or more at 76 GHz. FIG. 6 shows the obtained calculation results. The value of the real part of the dielectric constant at 76 GHz of the absorption layer 1 configured under the above conditions is approximately 4.5 as shown in FIG. 3B.
[0026]
Example 5:
Simulation was performed on an absorber obtained by pressing an aluminum foil on a rubber sheet in which 10 parts by weight of CF (length 30 μm, diameter 4.0 μm, length / diameter ratio 7.5) was mixed with 100 parts by weight of silicone rubber. . The radio wave absorption performance when the thickness t of the absorption layer 1 was changed at intervals of 0.1 mm between 1.7 mm and 2.1 mm was calculated. FIG. 7A shows the obtained calculation result. As in the case where CB is mixed, it can be seen that the shift is in the low frequency direction when the thickness t is large, and in the high frequency direction when the thickness t is small.
[0027]
Example 6:
As in Example 5, aluminum foil was crimped on a rubber sheet in which 10 parts by weight of CF (length 30 μm, diameter 4.0 μm, length / diameter ratio 7.5) was mixed with 100 parts by weight of silicone rubber. A simulation was performed on the absorber. The thickness t of the absorbing layer 1 was set to 2.11 mm. When the electromagnetic wave absorption performance of this absorber was calculated, the absorptance showed a value of 20 dB or more at 60 GHz. FIG. 8 shows the obtained calculation results. In addition, the value of the real part of the dielectric constant at 60 GHz of the absorption layer 1 configured under the above conditions is approximately 8.7 as shown in FIG.
[0028]
Comparative Example 1:
A simulation was performed on an absorber obtained by pressing an aluminum foil on a rubber sheet obtained by mixing 21.3 parts by weight of CF (length 30 μm, diameter 4.0 μm, length / diameter ratio 7.5) with respect to 100 parts by weight of silicone rubber. went. The radio wave absorption performance when the thickness t of the absorbing layer 1 was changed at intervals of 0.1 mm between 1.3 mm and 1.7 mm was calculated. The obtained calculation result is shown in FIG. In this case, the height of the absorption peak did not reach 20 dB, indicating that the radio wave absorber was slightly inferior in absorption performance.
[0029]
Comparative Example 2:
A simulation was performed on an absorber obtained by pressing an aluminum foil on a rubber sheet in which 34.1 parts by weight of CF (length 30 μm, diameter 4.0 μm, length / diameter ratio 7.5) was mixed with 100 parts by weight of silicone rubber. went. The radio wave absorption performance when the thickness t of the absorbing layer 1 was changed at intervals of 0.1 mm between 0.8 mm and 1.2 mm was calculated. The obtained calculation result is shown in FIG. In this case, the shift of the absorption peak is large with respect to the change in the thickness t, and a large variation occurs in the absorption performance due to the variation in the thickness, so that mass production cannot be performed stably.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, the radio wave absorber according to the present invention is capable of appropriately setting the aggregation state and size of CB or CF and setting the real part of the dielectric constant of the absorption layer, which is a mixture, to be 60 GHz or 76 GHz. , Etc., can have a radio wave absorption performance of 20 dB or more in a high frequency band.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a radio wave absorber according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view illustrating a radio wave absorber according to a second embodiment.
FIG. 2 is a chart showing an example of characteristics of carbon black.
FIG. 3 is a graph showing a change in a real part of a dielectric constant of an absorber mixed with carbon black.
FIG. 4 is a graph showing a change in the real part of the dielectric constant of an absorber mixed with carbon fibers.
FIG. 5 is a graph showing the radio wave absorption performance of Examples 1 to 3.
FIG. 6 is a graph showing the radio wave absorption performance of Example 4.
FIG. 7 is a graph showing the radio wave absorption performance of Example 5 and Comparative Examples 1 and 2.
FIG. 8 is a graph showing the radio wave absorption performance of Example 6.
[Explanation of symbols]
1: absorption layer 2: reflection layer

Claims

In a plate-like millimeter wave radio wave absorber with an absorption layer laminated on a reflective layer,
The absorption layer has a thickness of 1.0 mm to 5.0 mm, and contains 1 to 30 parts by weight of carbon black based on 100 parts by weight of a resin or rubber polymer,
In the carbon black, the average particle diameter of secondary particles in which primary particles of carbon atoms are collected is 50 nm or less, and the oil absorption of the aggregate in which the secondary particles are aggregated is set to 50 mL / 100 g or more,
A millimeter wave electromagnetic absorber, wherein the real part of the dielectric constant of the absorption layer at a frequency of 50 GHz to 90 GHz is 3.0 or more.

In claim 1,
The absorbent layer has a thickness of 3.1 mm to 5.0 mm, and contains 5.0 to 15.0 parts by weight of carbon black with respect to 100 parts by weight of a resin or rubber polymer.
A millimeter wave absorber in which the real part of the dielectric constant of the absorbing layer at a frequency of 76 GHz is 4.0 or more.

In a plate-like millimeter wave radio wave absorber with an absorption layer laminated on a reflective layer,
The absorption layer has a thickness of 1.0 mm to 5.0 mm, and contains 1 to 30 parts by weight of carbon fiber with respect to 100 parts by weight of a resin or rubber polymer,
The carbon fiber has a length of 20 μm to 49 μm, a diameter of 1.0 μm to 10 μm, and a length / diameter ratio of 3.0 to 20,
A millimeter wave electromagnetic absorber, wherein the real part of the dielectric constant of the absorption layer at a frequency of 50 GHz to 90 GHz is 3.0 or more.

In claim 3,
The absorption layer has a thickness of 1.5 mm to 3.0 mm, and contains 5.0 to 15.0 parts by weight of carbon fiber with respect to 100 parts by weight of a resin or rubber polymer.
A millimeter wave absorber having a real part of a dielectric constant of the absorption layer at a frequency of 60 GHz of 5.0 or more.

In any one of claims 1 to 4,
A millimeter wave absorber in which the main component of the polymer is EVA or silicone rubber.