JP2004319603A

JP2004319603A - Radio wave absorber

Info

Publication number: JP2004319603A
Application number: JP2003108360A
Authority: JP
Inventors: Masaya Kaneko; 昌也金子; Toshikatsu Hayashi; 利勝林; Kazuo Shimada; 一夫島田; Akira Kamiyama; 亮神山
Original assignee: Riken Corp; JSP Corp
Current assignee: Riken Corp; JSP Corp
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2004-11-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an radio wave absorber that has excellent radio wave absorbing characteristics in a microwave band or milliwave band by reducing the radio wave reflecting amount of the absorber. <P>SOLUTION: This radio wave absorber is composed of a molded body 1 having planted short fibers 2b on its surface and at least either one of the short fibers 2b and molded body 1 has electrical conductivity. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電波吸収体に関し、特にマイクロ波帯域及びミリ波帯域における電磁波吸収特性に優れているとともに、機械的強度が大きな電波吸収体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の急速な普及や通信技術の発展及び多様化により、電磁波に関する様々な問題が報告されており、対策が検討されている。電磁波に関する対策としては、電子機器が「外部に強い電磁波を出さないようにする」エミッション対策と、「外部からの電磁波によって影響を受けない（誤作動しない）ようにする」イミュニティ対策が挙げられる。電磁波としては、電子機器が外部に発生する不要電磁波と、電子機器内部の干渉波がある。
【０００３】
電磁波問題として古くから知られているものに、高層ビル等の電磁波反射によるＴＶゴーストや大形橋梁によるレーダーゴースト発生がある。この問題に対しては、電波吸収体をビル外面や橋梁に取り付けるという不要電磁波対策が行われてきた。しかし近年においては不要電磁波の周波数が高周波数化の一途をたどっているばかりでなく、携帯電話、無線ＬＡＮといった様々な電子機器の出現により電磁波問題の種類も多様化し、不要電磁波へのさらなる対策が必要となっている。
【０００４】
電子機器が発生する不要な電磁波そのものを減少させることを目的とした電磁波対策が検討されている。しかしながら電磁波の発生抑制対策は完全ではなく、発生した電磁波に対する対策が必要とされている。発生した不要な電磁波の対策としては、電磁波を吸収する材料により、電子機器内部の部品や電子機器の外壁を被覆するという方法がある。このような電磁波対策の効果を十分に得るためには、電磁波吸収性能に優れた電波吸収体が不可欠である。また電子機器は屋外や、大電力の電磁波照射テストを行う電波暗室等の過酷な環境で使用されているため、十分な耐熱性や機械的強度を有し、過酷な使用条件においても耐性がある電波吸収体が望まれている。
【０００５】
電磁波問題が注目され、不要電磁波の吸収を目的とした種々の電波吸収体が開発されている一方、電子機器からの不要電磁波及び電子機器の電磁波耐性を測定するための設備として、電波暗室が建てられている。
【０００６】
電波暗室の壁面には電波吸収体が取り付けられており、電波吸収体としては、樹脂中に導電性材料又は磁性材料を分散させたものが主に使用されている。
【０００７】
ピラミッド状又はウェッジ状の突起を有する電波吸収体に関しては、特開平４−２６７５９６号（特許文献１）等、多くの報告がされている。ピラミッド状又はウェッジ状の突起を有する電波吸収体（導電材及び／又は磁性材からなる）は、その表面付近では空気に近い特性インピーダンスを有するが、内部に行くに従って誘電損失が大きくなるインピーダンスを有するので、不要電磁波を削減することができる。またピラミッド形状及びウェッジ形状には、電磁波が特定の方向に反射するのを抑制する効果がある。しかしながら電子機器の使用する電磁波が高周波数化している状況では、電磁波の特定の方向への反射を抑制するのみでは反射量の制御が充分とは言えず、特に高周波帯域においては不要電磁波の削減率が低下してしまうという問題がある。
【０００８】
特開平１０−０４１６７４号（特許文献２）は、熱可塑性有機高分子発泡体の表面に導電層を形成してなる第一発泡粒子と、熱可塑性有機高分子発泡体からなる第二発泡粒子とが互いに融着してなる構造を有する電波吸収体を開示している。導電層はカーボンブラック、グラファイト、金属粉などの導電性粉体により形成されている。この電波吸収体は、発泡粒子同士の一部あるいは大部分を互いに融着させることにより比較的大きな機械的強度を有している。しかしながら、電波暗室用の電波吸収体として一般的な形状であるピラミッド形状にすると、ピラミッドの先端が破損して電磁波吸収性能が悪化する場合があり、充分な強度を有しているとは言えない。
【０００９】
【特許文献１】
特開平４−２６７５９６号公報
【特許文献２】
特開平１０−０４１６７４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、電波吸収体の表面において電磁波を効率的に散乱させることにより、マイクロ波帯及びミリ波帯において優れた電磁波吸収特性を有する電波吸収体を提供することである。
【００１１】
本発明のもう一つの目的は、マイクロ波帯及びミリ波帯において優れた電磁波吸収特性を有するとともに、大きな機械的強度を有する電波吸収体を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、（ａ）少なくとも一方が導電性を有する成形体及び短繊維を使用し、成形体の表面に短繊維を植毛することにより、電磁波の反射量が減少した電波吸収体を得ることができること、（ｂ）短繊維の植毛により電波吸収体の機械的強度が増加することを発見し、本発明に想到した。
【００１３】
すなわち本発明の電波吸収体は、短繊維が表面に植毛された成形体からなり、前記短繊維及び前記成形体の少なくとも一方が導電性であることを特徴とする。
【００１４】
前記短繊維の長さは５００μｍ〜１０ｍｍであり、繊度は１ｄ〜２０ｄであるのが好ましい。前記成形体は特に限定されず、平板状であっても差し支えないが、表面にピラミッド状又はウェッジ状の突起を有する板状体であるのが好ましい。
【００１５】
前記成形体は導電性樹脂からなるのが好ましい。前記成形体が導電性樹脂からなることにより、大きな電磁波吸収効果が得られる。
【００１６】
前記短繊維は起毛状態で植毛されているのが好ましい。植毛された前記短繊維は導電性繊維層を形成しており、前記導電性繊維層の体積固有抵抗値は１０^１〜１０^６Ω・ｃｍであるのが好ましい。
【００１７】
前記短繊維はナイロン、ポリエステル、レーヨン、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリ塩化ビニルからなる群から選ばれた少なくとも１種の化学繊維からなるのが好ましい。前記短繊維は金属繊維、カーボン繊維及び金属被覆繊維からなる群から選ばれた少なくとも１種であっても良い。前記短繊維は、難燃性又は不燃性であるのが好ましい。
【００１８】
前記成形体は発泡樹脂からなるのが好ましい。前記発泡樹脂はポリオレフィン、ポリスチレン又はオレフィンとスチレンとの共重合体からなるのが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１及び２は、本発明の電波吸収体の一例を示す。図１（ａ）及び図２に示すように、この電波吸収体は、複数のピラミッド部１ａを有する成形体１と、その表面に形成された短繊維層２からなり、短繊維層２は、接着剤層２ａにより成形体１の表面に植毛された短繊維２ｂからなる。この例では、成形体１は導電性を有するが、成形体１自体は非導電性でも良く、その場合は短繊維が導電性を有さなければならない。尚、本明細書中、「導電性を有する」とは、体積固有抵抗値が１０^０〜１０^７Ω・ｃｍであることを意味する。以下、導電性の樹脂成形体１に非導電性の短繊維２ｂを植毛した場合について、詳細に説明する。
【００２０】
樹脂成形体１の各ピラミッド部１ａは、基板１ｂから一体的に突出している。図１（ｂ）に示すように、基板１ｂ上に各ピラミッド部１ａが同じ向きに隙間無く並んでいる。図示の例では、１６個のピラミッド部１ａ（縦４×横４）を有するが、１つの成形体１に設けるピラミッド部１ａの数は特に限定されない。ピラミッド部１ａの大きさは特に限定されず、例えば１００ｍｍ（底辺）×２５０ｍｍ（高さ）とする。ピラミッド部１ａを１００ｍｍ（底辺）×２５０ｍｍ（高さ）とした場合、基板１ｂの厚さは５０ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００２１】
図２に詳細に示すように、短繊維２ｂは起毛状態となるように接着剤層２ａにより植毛されている。接着剤層２ａの厚さは１００〜５００μｍとするのが好ましい。接着剤層２ａの厚さが１００μｍ未満であると、接着する短繊維２ｂとの接着強度が弱く短繊維２ｂが剥がれやすくなり、５００μｍ超であると接着強度は増すものの短繊維２ｂが接着剤層２ａ内に埋まってしまって起毛状態にならず、短繊維２ｂによる電波の反射抑制効果が得られない他、コスト高となる。
【００２２】
樹脂成形体１の原料を成形型に充填する。樹脂成形体１の原料としては、電波吸収に求められる物性を具備するものであれば特に限定されないが、成形体１の成形性、生産性、製造コスト及び電波吸収体の軽量化を考慮すると、カーボンブラック等の導電性材料を添加した樹脂が好ましい。成形体１用の樹脂としては、ポリオレフィン、ポリスチレン又はオレフィンとスチレンとの共重合体が好ましい。
【００２３】
樹脂成形体１は、発泡させた樹脂により形成するのが好ましく、ポリプロピレンの発泡体により形成するのが特に好ましい。成形体１が発泡樹脂からなることにより、コスト安となる他、電波吸収体を軽量化することができる。発泡体の見掛け密度は０．０２〜０．１ｇ／ｃｍ^３であるのが好ましい。発泡体の見掛け密度が０．０２ｇ／ｃｍ^３未満であると機械的強度が小さ過ぎ、０．１ｇ／ｃｍ^３以上であると電波吸収体の重量が大きすぎる上、原料コストが高価となる。一般的には、見掛け密度が０．０１５〜０．１ｇ／ｃｍ^３、直径０．５〜１０ｍｍ程度のビーズ状発泡体を使用する。
【００２４】
導電性の発泡ビーズを成形型に充填し、成形型を蒸気等により加熱することにより、発泡ビーズ同士が融着し、導電性の発泡成形体が得られる。導電性発泡ビーズが発泡形状をある程度維持したままで融着する。
【００２５】
得られた樹脂成形体１の表面にプライマー処理を施した後、スプレーガンによって接着剤を均一に塗布する。接着剤としては特に限定されず、酢酸ビニルエマルジョン系、アクリルエマルジョン系等の接着剤を使用できる。酢酸ビニルエマルジョン系の接着剤としては、例えば昭和高分子（株）製のポリゾールを用いるのが好ましい。
【００２６】
樹脂成形体１の表面に形成した接着剤層２ａに、短繊維２ｂを植毛する。短繊維２ｂを植毛する方法は特に限定されないが、静電吹き付け法が好ましい。静電吹き付け法にはアップメソッド法とダウンメソッド法があるが、ダウンメソッド法が好ましい。静電吹き付け装置としては被吹き付け物を陽極、繊維等の吹き付け物を陰極として両極間に高電位差を生じさせ、発生する静電気により繊維を陽極の表面に吹き付ける原理のものであれば、どのような装置を用いても特に問題はない。
【００２７】
短繊維２ｂは、長さ５００μｍ〜１０ｍｍ、繊度１ｄ〜２０ｄのものを使用する。例えば繊維長１ｍｍ、繊度１．７ｄのものを使用することができる。短繊維２ｂとしては特に限定されず、化学繊維等を使用することができる。化学繊維としては、ナイロン、アクリル、レーヨン、ポリプロピレン、ポリエステル及び塩化ビニルが挙げられる。樹脂成形体１がポリプロピレンからなる場合、ポリプロピレンからなる短繊維を使用すると、電波吸収体全体がポリプロピレン製となり、リサイクル面で有効である。短繊維２ｂの色は特に限定されず、任意の色のものを使用できる。このため樹脂成形体１の表面全体に着色した短繊維２ｂを隙間無く植毛することにより、所望の色の電波吸収体を作製することができる。これにより従来の黒を基調とした電波吸収体を使用する時に比べて、電波暗室の光量を減少させることができ、使用電力を削減できる。
【００２８】
図３に示すように、静電吹き付け装置は、吹き付けブース３０と、吹き付けブース３０内に設けられた吹き付け器３１と、吹き付け器３１に接続された吹き付け物供給器３２とを有している。吹き付け物供給器３２には、吹き付け器３１によって噴射する短繊維２ｂを入れるようになっている。また吹き付け器３１には、高電圧発生装置３３及び圧縮空気供給装置３４が接続されているので、吹き付け器３１と被吹き付け物との間に高電圧を印加するとともに、短繊維２ｂと圧縮空気を吹き付け器３１に供給し、短繊維２ｂを噴射することができる。
【００２９】
吹き付けブース３０内に表面に接着剤層２ａを積層した樹脂成形体１を設置し、吹き付け物供給器３２内に短繊維２ｂを入れる。次いで樹脂成形体１をアースし、吹き付け器３１が陰極となるように４０ｋＶ、２ｍＡ程度の電圧を印加すると、吹き付け器３１から短繊維２ｂが樹脂成形体１に向かって噴射される。吹き付け器３１から噴射される短繊維２ｂは帯電しているので、図２に示すように、大部分は接着剤層２ａに刺さって起毛状態になる。このように植毛された短繊維２ｂは、樹脂成形体１の表面に起毛した短繊維層２を形成する。
【００３０】
静電吹き付け法により接着剤層２ａに植毛した短繊維２ｂは完全に接着剤層２ａに固着していないので、乾燥工程により接着剤層２ａに十分に固着する。短繊維２ｂ付きの成形体１を６５〜７５℃程度の乾燥炉内で３０分程度乾燥させた後、乾燥炉から取り出して自然乾燥する。
【００３１】
樹脂成形体１の表面に短繊維２ｂを植毛することにより、成形体１の表面で起毛状態となっている短繊維２ｂにより、電磁波を効率的に散乱することができる。また短繊維層２を設けることにより、電波吸収体の機械的強度が増加する他、短繊維２ｂは任意の色とすることができるため、彩色した電波吸収体を作製することができる。
【００３２】
前述の例の他、非導電性の樹脂成形体１に導電性の短繊維２ｂを植毛しても良い。非導電性の成形体１用の樹脂としては、導電性材料を含有しない以外、前述の例と同じでよい。樹脂成形体１が非導電性樹脂からなる場合、発泡倍率の大きな発泡樹脂を原料とすることができるため、電波吸収体の軽量化及び原料コストの削減が可能となる。また電波吸収体表面で効率的に電波を散乱し、遮断することができるため、少量の導電性材料で良好な電磁波吸収特性を得られる。
【００３３】
導電性の樹脂成形体１に、導電性の短繊維２ｂを植毛しても良い。樹脂成形体１と短繊維２ｂの両方を導電性の樹脂とすることにより、導電性物質が二層構造となり、電波吸収体のインピーダンス整合を高めることができる。
【００３４】
導電性繊維としては、炭素繊維及び金属繊維の他に、ナイロン、ポリエステル等の繊維に金属被膜を施した金属被膜繊維等が挙げられる。なお、導電性繊維に着色樹脂を表面コーティングすれば、任意の色の短繊維を得ることができる。
【００３５】
短繊維２ｂとしては、耐熱性及び／又は導電性を有するものを使用しても良い。耐熱性を有する短繊維を用いると、耐熱性を要する電波吸収体を作製する場合にも、樹脂成形体１の原料となる樹脂に難燃剤を添加する必要が無い。耐熱性及び／又は導電性の繊維としては、炭素繊維、金属繊維、フッ素樹脂繊維、アラミド繊維等が挙げられる。
【００３６】
電波吸収体の形状としては、ピラミッド形状の突起を有する板状体に限定されるものではなく、ウェッジ状、波形の突起を有する板状体や、突起の無い板状体であっても良い。突起の無い板状の電波吸収体の場合、電波が電波吸収体内部に入るに従って誘電損失が大きくなるようなインピーダンスを有する多層構造とするのが好ましい。
【００３７】
【実施例】
本発明を以下の実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００３８】
実施例１
プロピレン−エチレン共重合体樹脂からなる発泡ビーズ（カーボンブラックの配合比１４〜１６質量％、嵩密度０．０３７〜０．０４０ｇ／ｃｍ^３、粒径４〜６ｍｍ）を金型に充填し、３〜４ｋｇ／ｃｍ^２Ｇの蒸気により加熱して、融着させた。この発泡成形体を冷却してから金型から取り出し、約６０℃で２４時間乾燥させることにより、ピラミッド状突起を有する樹脂成形体１を得た。この樹脂成形体１の見掛け密度は、０．０４５ｇ／ｃｍ^３、体積固有抵抗値は８×１０^２〜１．２〜１０^３Ω・ｃｍであった。
【００３９】
樹脂成形体１の表面にプライマー処理を施した後、接着剤（昭和高分子（株）製：ポリゾールＦ−４４５）をスプレーガンで均一に塗布し、形成した接着剤層２ａに繊維長さ１ｍｍ、繊度１．７ｄ、青色のナイロン短繊維２ｂを植毛した。植毛には、静電吹き付け装置を使用した。短繊維２ｂを植毛した成形体を、約７０℃の乾燥炉内に３０分間程度入れて乾燥させた後自然乾燥し、図１に示す構造の電波吸収体を得た。
【００４０】
実施例２
繊維長さ３．０ｍｍ、繊度３ｄの炭素繊維を短繊維２ｂとして使用した以外実施例１と同様にして電波吸収体を作製した。
【００４１】
実施例１〜２により得られた電波吸収体の電波吸収量を測定した。結果を表１に示す。また実施例１で作製した電波吸収体のピラミッド部１ａの先端強度を測定した。結果を表２に示す。
【００４２】
比較例１
短繊維２ｂを植毛しない以外実施例１と同様にして作製した発泡ピラミッド成形体の電波吸収量を測定した。結果を表１に示す。また実施例１で作製した樹脂成形体１のピラミッド部１ａの先端強度を測定した。結果を表２に示す。
【００４３】
【表１】

【００４４】
【表２】

注 ^＊サンプル１〜５は、実施例１の電波吸収体及び比較例１の成形体の各ピラミッド部１ａを表す。
【００４５】
表１より、導電性樹脂成形体の表面に非導電性ナイロン短繊維を植毛することにより、特に３０ＧＨｚ以上の高周波数域で電磁波吸収特性が向上することが確認できる。また導電性樹脂成形体の表面に導電性短繊維を植毛することにより、高周波領域のみならず低周波数領域においても電磁波吸収特性が向上することが分かる。
【００４６】
表２より、樹脂成形体の表面に短繊維層を形成することにより、短繊維層を形成しないものと比較してピラミッド先端部の強度が約２倍となり、電波吸収体の機械的強度が大幅に向上することが分かる。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の電波吸収体は、短繊維が表面に植毛された成形体からなるために、電波吸収体の表面で効率的に電磁波を散乱し、遮断することができる。このため、従来不要電磁波の削減が困難であった高周波数域においても、優れた電磁波吸収特性を有する。また短繊維を植毛することにより、電波吸収体の機械的強度が増加する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電波吸収体の一例を示し、（ａ）は電波吸収体の断面図であり、（ｂ）は上面図である。
【図２】図１のＡ部を示す拡大断面図である。
【図３】電波吸収体に短繊維を植毛する装置の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
１・・・樹脂成形体
１ａ・・・ピラミッド部
１ｂ・・・基板
２・・・短繊維層
２ａ・・・接着剤層
２ｂ・・・短繊維
３０・・・吹き付けブース
３１・・・吹き付け器
３２・・・吹き付け物供給器
３３・・・高電圧発生装置
３４・・・圧縮空気供給装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a radio wave absorber, and more particularly, to a radio wave absorber having excellent electromagnetic wave absorption characteristics in a microwave band and a millimeter wave band and having high mechanical strength.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the rapid spread of electronic devices and the development and diversification of communication technologies, various problems related to electromagnetic waves have been reported, and countermeasures have been studied. As measures against electromagnetic waves, there are emission measures for preventing electronic devices from emitting strong electromagnetic waves, and immunity measures for preventing electronic devices from being affected by external electromagnetic waves (to prevent malfunction). The electromagnetic wave includes an unnecessary electromagnetic wave generated outside the electronic device and an interference wave inside the electronic device.
[0003]
Electromagnetic wave problems that have long been known include TV ghosts due to electromagnetic wave reflection in high-rise buildings and radar ghosts caused by large bridges. In order to solve this problem, unnecessary electromagnetic wave countermeasures have been taken by attaching a radio wave absorber to the outer surface of a building or a bridge. However, in recent years, the frequency of unnecessary electromagnetic waves has not only continued to increase, but also with the advent of various electronic devices such as mobile phones and wireless LANs, the types of electromagnetic wave problems have diversified, and further measures against unnecessary electromagnetic waves have been taken. Is needed.
[0004]
Electromagnetic wave countermeasures aimed at reducing unnecessary electromagnetic waves generated by electronic devices have been studied. However, measures for suppressing the generation of electromagnetic waves are not perfect, and measures for the generated electromagnetic waves are required. As a countermeasure against the generated unnecessary electromagnetic waves, there is a method of covering components inside the electronic device and outer walls of the electronic device with a material that absorbs the electromagnetic wave. In order to sufficiently obtain the effect of such measures against electromagnetic waves, a radio wave absorber excellent in electromagnetic wave absorption performance is indispensable. In addition, since electronic devices are used outdoors or in harsh environments such as anechoic chambers that perform high-power electromagnetic wave irradiation tests, they have sufficient heat resistance and mechanical strength, and are resistant even under severe use conditions. A radio wave absorber is desired.
[0005]
The electromagnetic wave problem is attracting attention, and various electromagnetic wave absorbers for the purpose of absorbing unnecessary electromagnetic waves have been developed.On the other hand, an anechoic chamber has been built as a facility to measure the electromagnetic wave immunity of unnecessary electromagnetic waves from electronic devices and electronic devices. Have been.
[0006]
A radio wave absorber is attached to the wall surface of the anechoic chamber, and as the radio wave absorber, a material obtained by dispersing a conductive material or a magnetic material in a resin is mainly used.
[0007]
There are many reports on radio wave absorbers having pyramidal or wedge-shaped projections, such as Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-267596 (Patent Document 1). A radio wave absorber (formed of a conductive material and / or a magnetic material) having a pyramid-shaped or wedge-shaped projection has a characteristic impedance close to that of air near its surface, but has an impedance such that dielectric loss increases toward the inside. Therefore, unnecessary electromagnetic waves can be reduced. Further, the pyramid shape and the wedge shape have an effect of suppressing reflection of an electromagnetic wave in a specific direction. However, in the situation where the frequency of electromagnetic waves used by electronic devices is increasing, the control of the amount of reflection is not sufficient simply by suppressing the reflection of electromagnetic waves in a specific direction. Is reduced.
[0008]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-041674 (Patent Document 2) discloses a first foamed particle formed by forming a conductive layer on the surface of a thermoplastic organic polymer foam, and a second foamed particle composed of a thermoplastic organic polymer foam. Discloses a radio wave absorber having a structure formed by fusing each other. The conductive layer is formed of a conductive powder such as carbon black, graphite, and metal powder. This radio wave absorber has relatively large mechanical strength by fusing a part or most of the expanded particles to each other. However, when a pyramid shape, which is a general shape as a radio wave absorber for an anechoic chamber, is used, the tip of the pyramid may be damaged and electromagnetic wave absorption performance may be deteriorated, and it cannot be said that the pyramid has sufficient strength. .
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-4-267596 [Patent Document 2]
JP-A-10-041674
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a radio wave absorber having excellent electromagnetic wave absorption characteristics in a microwave band and a millimeter wave band by efficiently scattering electromagnetic waves on the surface of the radio wave absorber.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a radio wave absorber having excellent electromagnetic wave absorption characteristics in a microwave band and a millimeter wave band and having a large mechanical strength.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies in view of the above object, the present inventors have found that (a) using a molded article and a short fiber, at least one of which is conductive, and implanting the short fiber on the surface of the molded article to reflect electromagnetic waves; The present inventors have found that a radio wave absorber having a reduced amount can be obtained, and (b) that the mechanical strength of the radio wave absorber increases due to the implantation of short fibers.
[0013]
That is, the radio wave absorber of the present invention is formed of a molded body having short fibers planted on its surface, and at least one of the short fiber and the molded body is conductive.
[0014]
The short fibers preferably have a length of 500 μm to 10 mm and a fineness of 1 d to 20 d. The molded body is not particularly limited and may be a flat plate, but is preferably a plate having a pyramid-shaped or wedge-shaped projection on the surface.
[0015]
The molded body is preferably made of a conductive resin. When the molding is made of a conductive resin, a large electromagnetic wave absorbing effect can be obtained.
[0016]
The short fibers are preferably planted in a raised state. The planted short fibers form a conductive fiber layer, and the conductive fiber layer preferably has a volume resistivity of 10 ¹ to 10 ⁶ Ω · cm.
[0017]
The short fibers are preferably made of at least one chemical fiber selected from the group consisting of nylon, polyester, rayon, polyethylene, polypropylene and polyvinyl chloride. The short fibers may be at least one selected from the group consisting of metal fibers, carbon fibers, and metal-coated fibers. The short fibers are preferably flame-retardant or non-flammable.
[0018]
The molded body is preferably made of a foamed resin. The foamed resin is preferably made of polyolefin, polystyrene, or a copolymer of olefin and styrene.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 and 2 show an example of the radio wave absorber of the present invention. As shown in FIGS. 1A and 2, this radio wave absorber includes a molded body 1 having a plurality of pyramids 1 a and a short fiber layer 2 formed on the surface thereof. It consists of short fibers 2b planted on the surface of the molded body 1 by the adhesive layer 2a. In this example, the molded body 1 is conductive, but the molded body 1 itself may be non-conductive, in which case the short fibers must have conductivity. Incidentally, in this specification, "having conductivity" means that the volume resistivity is 10 ⁰ ~10 ⁷ Ω · cm. Hereinafter, the case where the non-conductive short fibers 2b are implanted in the conductive resin molded body 1 will be described in detail.
[0020]
Each pyramid portion 1a of the resin molded body 1 integrally projects from the substrate 1b. As shown in FIG. 1B, the pyramids 1a are arranged in the same direction on the substrate 1b without gaps. In the illustrated example, there are 16 pyramid portions 1a (4 × 4), but the number of pyramid portions 1a provided in one molded body 1 is not particularly limited. The size of the pyramid portion 1a is not particularly limited, and is, for example, 100 mm (bottom) × 250 mm (height). When the pyramid portion 1a is 100 mm (bottom side) × 250 mm (height), the thickness of the substrate 1b is preferably about 50 mm.
[0021]
As shown in detail in FIG. 2, the short fibers 2b are planted by the adhesive layer 2a so as to be in a raised state. The thickness of the adhesive layer 2a is preferably set to 100 to 500 μm. When the thickness of the adhesive layer 2a is less than 100 μm, the adhesive strength with the short fibers 2b to be bonded is weak and the short fibers 2b are easily peeled off. The short fibers 2b do not produce a raised state because they are buried in the 2a, so that the effect of suppressing the reflection of radio waves by the short fibers 2b cannot be obtained, and the cost increases.
[0022]
The raw material of the resin molded body 1 is filled in a molding die. The raw material of the resin molded article 1 is not particularly limited as long as it has the physical properties required for radio wave absorption, but in consideration of the moldability, productivity, production cost, and weight reduction of the radio wave absorber of the molded article 1, A resin to which a conductive material such as carbon black is added is preferable. As the resin for the molded article 1, polyolefin, polystyrene, or a copolymer of olefin and styrene is preferable.
[0023]
The resin molded body 1 is preferably formed of a foamed resin, and particularly preferably formed of a polypropylene foam. Since the molded body 1 is made of the foamed resin, the cost can be reduced and the electromagnetic wave absorber can be reduced in weight. The apparent density of the foam is preferably 0.02 to 0.1 g / cm ³ . If the apparent density of the foam is less than 0.02 g / cm ³ , the mechanical strength is too small, and if it is 0.1 g / cm ³ or more, the weight of the radio wave absorber is too large and the raw material cost is expensive. Become. Generally, a beaded foam having an apparent density of 0.015 to 0.1 g / cm ³ and a diameter of about 0.5 to 10 mm is used.
[0024]
By filling the conductive mold with the conductive foam beads and heating the mold with steam or the like, the foam beads are fused to each other to obtain a conductive foam molded article. The conductive foam beads fuse while maintaining the foam shape to some extent.
[0025]
After the surface of the obtained resin molded body 1 is subjected to a primer treatment, an adhesive is uniformly applied by a spray gun. The adhesive is not particularly limited, and an adhesive such as a vinyl acetate emulsion type or an acrylic emulsion type can be used. As the vinyl acetate emulsion-based adhesive, for example, it is preferable to use a polysol manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.
[0026]
Short fibers 2b are implanted in the adhesive layer 2a formed on the surface of the resin molded body 1. The method for implanting the short fibers 2b is not particularly limited, but an electrostatic spraying method is preferable. The electrostatic spraying method includes an up method and a down method, and the down method is preferable. Whatever the principle of the electrostatic spraying device, the sprayed material is an anode, the sprayed material such as fiber is the cathode, a high potential difference is generated between the two electrodes, and the fibers are sprayed on the surface of the anode by the generated static electricity. There is no particular problem using the device.
[0027]
The short fiber 2b has a length of 500 μm to 10 mm and a fineness of 1d to 20d. For example, a fiber having a fiber length of 1 mm and a fineness of 1.7 d can be used. The short fiber 2b is not particularly limited, and a chemical fiber or the like can be used. Chemical fibers include nylon, acrylic, rayon, polypropylene, polyester and vinyl chloride. When the resin molded article 1 is made of polypropylene, if short fibers made of polypropylene are used, the entire radio wave absorber is made of polypropylene, which is effective in terms of recycling. The color of the short fiber 2b is not particularly limited, and any color can be used. Therefore, by implanting the colored short fibers 2b on the entire surface of the resin molded body 1 without gaps, a radio wave absorber of a desired color can be produced. As a result, the amount of light in the anechoic chamber can be reduced, and the power consumption can be reduced, as compared with the case where a conventional electromagnetic wave absorber based on black is used.
[0028]
As shown in FIG. 3, the electrostatic spraying device includes a spray booth 30, a sprayer 31 provided in the spray booth 30, and a spray supply device 32 connected to the sprayer 31. The blasting material supply device 32 is configured to receive the short fibers 2b to be sprayed by the blasting device 31. Further, since the sprayer 31 is connected to the high voltage generator 33 and the compressed air supply device 34, a high voltage is applied between the sprayer 31 and the object to be sprayed, and the short fibers 2b and the compressed air are separated. The short fibers 2b can be supplied to the spraying device 31 and jetted.
[0029]
The resin molding 1 having the adhesive layer 2 a laminated on the surface thereof is installed in the spray booth 30, and the short fibers 2 b are put in the spray feeder 32. Next, when the resin molded body 1 is grounded and a voltage of about 40 kV and 2 mA is applied so that the sprayer 31 serves as a cathode, the short fibers 2 b are jetted from the sprayer 31 toward the resin molded body 1. Since the short fibers 2b ejected from the sprayer 31 are charged, most of the short fibers 2b are stuck in the adhesive layer 2a to be in a raised state as shown in FIG. The short fibers 2 b planted in this manner form the raised short fiber layer 2 on the surface of the resin molded body 1.
[0030]
Since the short fibers 2b planted in the adhesive layer 2a by the electrostatic spraying method are not completely fixed to the adhesive layer 2a, they are sufficiently fixed to the adhesive layer 2a by a drying process. After the compact 1 with the short fibers 2b is dried in a drying oven at about 65 to 75 ° C. for about 30 minutes, it is taken out of the drying oven and naturally dried.
[0031]
By implanting the short fibers 2b on the surface of the resin molded body 1, the electromagnetic waves can be efficiently scattered by the short fibers 2b raised on the surface of the molded body 1. In addition, by providing the short fiber layer 2, the mechanical strength of the radio wave absorber is increased, and the short fiber 2b can have any color, so that a colored radio wave absorber can be manufactured.
[0032]
In addition to the above-described example, the conductive short fibers 2 b may be implanted in the non-conductive resin molded body 1. The resin for the non-conductive molded body 1 may be the same as the above-mentioned example except that it does not contain a conductive material. When the resin molded body 1 is made of a nonconductive resin, a foamed resin having a large expansion ratio can be used as a raw material, so that the weight of the radio wave absorber and the cost of the raw material can be reduced. In addition, since radio waves can be efficiently scattered and cut off on the surface of the radio wave absorber, good electromagnetic wave absorption characteristics can be obtained with a small amount of conductive material.
[0033]
The conductive short fibers 2b may be implanted in the conductive resin molded body 1. By using both the resin molding 1 and the short fibers 2b as conductive resins, the conductive substance has a two-layer structure, and the impedance matching of the radio wave absorber can be improved.
[0034]
Examples of the conductive fiber include a metal-coated fiber obtained by applying a metal coating to a fiber such as nylon or polyester, in addition to carbon fiber and metal fiber. In addition, if the conductive fiber is surface-coated with a colored resin, short fibers of any color can be obtained.
[0035]
As the short fibers 2b, those having heat resistance and / or conductivity may be used. When short fibers having heat resistance are used, it is not necessary to add a flame retardant to the resin as a raw material of the resin molded article 1 even when producing a radio wave absorber requiring heat resistance. Examples of the heat-resistant and / or conductive fibers include carbon fibers, metal fibers, fluororesin fibers, and aramid fibers.
[0036]
The shape of the radio wave absorber is not limited to a plate-like body having pyramid-shaped protrusions, and may be a plate-like body having wedge-like or wavy protrusions, or a plate-like body without protrusions. In the case of a plate-shaped radio wave absorber without projections, it is preferable to use a multilayer structure having an impedance such that dielectric loss increases as radio waves enter the radio wave absorber.
[0037]
【Example】
The present invention will be described in more detail by the following examples, but the present invention is not limited thereto.
[0038]
Example 1
Filling a mold with foamed beads (compounding ratio of carbon black: 14 to 16% by mass, bulk density: 0.037 to 0.040 g / cm ³ , particle size: 4 to 6 mm) made of propylene-ethylene copolymer resin, It was heated and fused by steam of 3 to 4 kg / cm ² G. The foam molded body was cooled, taken out of the mold, and dried at about 60 ° C. for 24 hours to obtain a resin molded body 1 having pyramid-shaped projections. The apparent density of the resin molded product 1 was 0.045 g / cm ³ , and the volume resistivity was 8 × 10 ^{2 to} 1.2 to 10 ³ Ω · cm.
[0039]
After a primer treatment is performed on the surface of the resin molded body 1, an adhesive (Polysol F-445, manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.) is uniformly applied by a spray gun, and a fiber length of 1 mm is formed on the formed adhesive layer 2a. And a blue nylon short fiber 2b with a fineness of 1.7 d was planted. For the flocking, an electrostatic spraying device was used. The molded body in which the short fibers 2b were planted was placed in a drying oven at about 70 ° C. for about 30 minutes, dried, and then naturally dried to obtain a radio wave absorber having a structure shown in FIG.
[0040]
Example 2
A radio wave absorber was produced in the same manner as in Example 1 except that carbon fibers having a fiber length of 3.0 mm and a fineness of 3d were used as the short fibers 2b.
[0041]
The amount of radio wave absorption of the radio wave absorber obtained in Examples 1 and 2 was measured. Table 1 shows the results. Further, the tip strength of the pyramid portion 1a of the radio wave absorber manufactured in Example 1 was measured. Table 2 shows the results.
[0042]
Comparative Example 1
The amount of radio wave absorption of the foamed pyramid formed in the same manner as in Example 1 except that the short fibers 2b were not planted was measured. Table 1 shows the results. Further, the tip strength of the pyramid portion 1a of the resin molded product 1 produced in Example 1 was measured. Table 2 shows the results.
[0043]
[Table 1]

[0044]
[Table 2]

Note ^* Samples 1 to 5 represent the pyramid portions 1a of the radio wave absorber of Example 1 and the molded article of Comparative Example 1.
[0045]
From Table 1, it can be confirmed that by implanting non-conductive nylon short fibers on the surface of the conductive resin molded body, the electromagnetic wave absorption characteristics are improved particularly in a high frequency range of 30 GHz or more. In addition, it can be seen that by implanting the conductive short fibers on the surface of the conductive resin molded body, the electromagnetic wave absorption characteristics are improved not only in the high frequency region but also in the low frequency region.
[0046]
According to Table 2, the strength of the tip of the pyramid is approximately doubled by forming the short fiber layer on the surface of the resin molded product, compared to the case without the short fiber layer, and the mechanical strength of the radio wave absorber is greatly increased. It can be seen that it improves.
[0047]
【The invention's effect】
As described in detail above, since the radio wave absorber of the present invention is formed of a molded body having short fibers planted on its surface, it can efficiently scatter and block electromagnetic waves on the surface of the radio wave absorber. For this reason, it has excellent electromagnetic wave absorption characteristics even in a high frequency range where it has conventionally been difficult to reduce unnecessary electromagnetic waves. By implanting the short fibers, the mechanical strength of the radio wave absorber increases.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an example of a radio wave absorber of the present invention, wherein (a) is a cross-sectional view of the radio wave absorber and (b) is a top view.
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a portion A in FIG.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of an apparatus for implanting short fibers in a radio wave absorber.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Resin molding 1a ... Pyramid part 1b ... Substrate 2 ... Short fiber layer 2a ... Adhesive layer 2b ... Short fiber 30 ... Spray booth 31 ... Sprayer 32: Spray supply device 33: High voltage generator 34: Compressed air supply device

Claims

A radio wave absorber comprising a molded body having short fibers planted on its surface, wherein at least one of the short fiber and the molded body has conductivity.

The radio wave absorber according to claim 1, wherein the short fiber has a length of 500 µm to 10 mm and a fineness of 1d to 20d.

3. The radio wave absorber according to claim 1, wherein the molded body is a plate-shaped body having a pyramid-shaped or wedge-shaped projection on a surface. 4.

The radio wave absorber according to any one of claims 1 to 3, wherein the molded body is made of a conductive resin, and the short fibers are made of a material having conductivity.

5. The radio wave absorber according to claim 1, wherein the implanted short fibers form a conductive fiber layer, and the conductive fiber layer has a volume resistivity of 10 ¹ to 10 ⁶ Ω. -A radio wave absorber characterized by being cm.

The radio wave absorber according to any one of claims 1 to 5, wherein the short fibers are made of at least one chemical fiber selected from the group consisting of nylon, polyester, rayon, polyethylene, polypropylene, and polyvinyl chloride. Characteristic radio wave absorber.

The radio wave absorber according to any one of claims 1 to 5, wherein the short fibers are at least one selected from the group consisting of metal fibers, carbon fibers, and metal-coated fibers.

The radio wave absorber according to any one of claims 1 to 7, wherein the molded body is made of a foamed resin, and the foamed resin is made of a polyolefin, polystyrene, or a copolymer of olefin and styrene. body.