JP2005109174A

JP2005109174A - 電波吸収体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2005109174A
Application number: JP2003341046A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Horikoshi; 稔之堀越; Ryo Matsui; 量松井; Takao Ichikawa; 貴朗市川; Hiromitsu Kuroda; 洋光黒田
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2005-04-21

Abstract

【課題】電磁波吸収効率に優れた電波吸収体及びその製造方法を提供するものである。
【解決手段】本発明に係る電波吸収体３０は、高透磁率材料で構成される粉末状、扁平状、又は針状の多数の微小体１１の内、全部又は一部の微小体１１の磁化容易軸を所定の方向Ｂに配向させた状態で膜体３３に分散させ、その膜体３３を基材１４の表面に一体に設けたものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、電波吸収体及びその製造方法に係り、特に、不要な電磁波による障害を抑える電磁波吸収体及びその製造方法に関するものである。

近年、電子機器及び無線機器の普及により、電磁波の干渉などによる各機器の誤動作及び故障などといった電磁波障害が著しく増加しており、問題となっている。このため、不要な電磁波による障害を抑制すべく、不要電磁波の発生源に電磁波吸収体を装着したり、不要電磁波の発生源を電磁波吸収体で覆うなどといった対策が講じられている。

ここで、一般に、電磁波の吸収効率は、電磁波吸収体の透磁率が高いほどよいことから、フェライトや軟磁性金属などの高透磁率材料が使用されている。また、透磁率は、電磁波吸収体の形状に依存するため、電磁波吸収体の透磁率をより高くすべく、粉末状、扁平状、又は針状の微小体が使用されている。

従来の電磁波吸収体の製造方法は、高透磁率材料で構成される微小体と、ウレタンゴムやエポキシ樹脂のバインダーとを混合し、その混合物をペイントロール等を用いて板状又は膜状に成形し、その成形体にホットプレス又は冷間プレスを施すというものであった。

また、別の電磁波吸収体の製造方法として、フェライトにバインダーを配合したものを加熱成形する際、磁場を印加してフェライトのスピン配向を制御し、電波吸収周波数帯域を増大させたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−６１６７８号公報

ところで、電磁波吸収体の透磁率を更に高くするには、高透磁率材料で構成される微小体自体の配向（微小体における形状の方向性）を、ある一定の規則に従って揃える必要がある。前述した特許文献１記載の製造方法では、フェライトのスピン配向を制御することはできるものの、フェライト自体の配向を制御することはできない。

よって、従来の製造方法では、微小体自体の配向を、ある一定の規則に従って完全に揃えることは困難であることから、電磁波吸収体の透磁率、つまり電磁波吸収効率の向上には限界があった。

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、電磁波吸収効率に優れた電波吸収体及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成すべく本発明に係る電波吸収体は、高透磁率材料で構成される粉末状、扁平状、又は針状の多数の微小体の内、全部又は一部の微小体の磁化容易軸を所定の方向に配向させた状態で膜体に分散させたものである。

また、本発明に係る電波吸収体は、高透磁率材料で構成される粉末状、扁平状、又は針状の多数の微小体の内、全部又は一部の微小体の磁化容易軸を所定の方向に配向させた状態で膜体に分散させ、その膜体を基材の表面に一体に設けたものである。

以上によれば、全部又は一部の微小体の磁化容易軸が所定の方向に配向されているため、電磁波吸収体の透磁率が更に高くなり、電磁波吸収効率に優れた電波吸収体となる。

一方、本発明に係る電波吸収体の製造方法は、高透磁率材料で構成される粉末状、扁平状、又は針状の多数の微小体とバインダーとを混合した後、その混合物を板状又は膜状の成形体に形成し、混合物が硬化する前に成形体の全体又は一部に磁場を印加して、全部又は一部の微小体の磁化容易軸を所定の方向に配向させるものである。

また、本発明に係る電波吸収体の製造方法は、高透磁率材料で構成される粉末状、扁平状、又は針状の多数の微小体とバインダーとを混合した後、その混合物を板状又は膜状の基材に塗布し、混合物が硬化する前に基材の全体又は一部に磁場を印加して、全部又は一部の微小体の磁化容易軸を所定の方向に配向させるものである。

さらに、本発明に係る電波吸収体の製造方法は、高透磁率材料で構成される粉末状、扁平状、又は針状の多数の微小体とバインダーとを混合した後、その混合物を線状の基材に塗布し、混合物が固化する前に基材の全体又は一部に電流を通電して、全部又は一部の微小体の磁化容易軸を所定の方向に配向させるものである。

以上によれば、磁場の印加又は電流の通電によって、全部又は一部の微小体の磁化容易軸を所定の方向に配向させることができるため、電磁波吸収効率に優れた電波吸収体を得ることができる。

本発明によれば、全部又は一部の微小体を、ある一定の規則に従って揃えて配向させた電波吸収体を得ることができるという優れた効果を発揮する。

以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

本発明の好適一実施の形態に係る電波吸収体の製造方法を説明するための斜視図を図１〜図３に示す。

本実施の形態に係る電波吸収体の製造方法は、図１に示すように、高透磁率材料で構成される針状（ウィスカ状）の多数の微小体１１とバインダー１２とを混合してなる混合物１３を、プラスチックや金属の膜体、シート体、又は板体などで構成される基材１４の表面に塗布する。この段階では、微小体１１はランダムに分散しており、無配向となっている。また、混合物１３の塗布厚さは、非常に薄くて十分であり、例えば、０．０５〜０．５ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ前後である。

その後、混合物１３が硬化する前に基材１４の全体に磁場を印加する。磁場の印加は、図１に示した磁力線Ｍ１の磁石１５を、図２に示すように、基材１４の裏面（混合物１３を塗布していない面）から接近させ、矢印Ａの方向に動かす。尚、磁石１５を動かす際、基材１４の裏面ではなく、基材１４の表面（混合物１３を塗布した面）を動かすようにしてもよい。

この磁場の印加によって、磁場の方向（磁力線Ｍ１の方向）と微小体１１の磁化容易軸とが同じ向きに揃う。また、微小体１１は、磁化容易軸と長軸とが一致するように構成されており、このため、磁力線Ｍ１の方向、微小体１１の磁化容易軸、及び微小体１１の長軸が全て同じ向きに揃う。

その後、混合物１３が硬化することで、図３に示すように、基材１４の表面に、全ての微小体１１の長軸及び磁化容易軸が基材１４の長手方向Ｂに配向された膜体３３を一体に有する電波吸収体３０が得られる。

高透磁率材料としては、フェライトや軟磁性金属等が用いられ、例えば、ケイ素鋼板（電磁鋼板）が挙げられ、好ましくは結晶の磁化容易軸を圧延方向に揃えた方向性電磁鋼帯（オリエントコア（登録商標））が挙げられる。

微小体１１は、粉末状、扁平状（リボン状）、又は針状（短繊維状、ウィスカ状）のいずれであってもよいが、扁平状又は針状の微小体１１を用いる場合、微小体１１の長軸と磁化容易軸とが一致するように製造することが好ましい。針状の微小体１１としては、例えば、直径が１０〜２０μｍ、長さが０．５〜２．０ｍｍのウィスカ状のケイ素鋼繊維が挙げられる。ここで、前述した方向性電磁鋼帯を用いることで、微小体１１の長軸と磁化容易軸とを容易に一致させることができる。

膜体３３を構成するバインダー１２としては、高誘電率で、かつ、高誘電損失の誘電体で構成されること、又は高誘電率で、かつ、高誘電損失の誘電材料で構成される粒体を含んでいることが好ましい。また、バインダー１２としては、電波吸収体のバインダーとして慣用的に用いられているものであれば全て適用可能であり、特に限定するものではなく、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、例えば、エポキシ樹脂やウレタンゴムなどが挙げられる。

磁場を印加する磁石１５としては、永久磁石又は電磁石のいずれであってもよい。ここで、電磁石は磁場の強度調整が容易であることから、永久磁石と比較して、より精度良く微小体１１の配向を調整することができる。

尚、本実施の形態においては、混合物１３からなる膜体３３と基材１４とを一体に設けた場合について説明を行ったが、これに限定するものではない。例えば、混合物１３を用いて膜体３３の単体を形成し、この膜体３３を既設の基材（電子機器、無線機器など）に貼り付けるようにしてもよい。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

本実施の形態に係る電波吸収体の製造方法によれば、バインダー１２が硬化する前に、基材１４の全体に磁場を印加することで、全ての微小体１１の磁化容易軸と、磁場の方向とが同じ方向に揃う。ここで、微小体１１は、磁化容易軸と長軸とを一致させて構成しているため、磁場の印加により、磁場の方向、微小体１１の磁化容易軸、及び微小体１１の長軸が全て同じ向きに揃う。

これらの結果、得られた電波吸収体３０は、膜体３３の全体に亘って透磁率の異方性を有するようになり、膜体中に微小体がランダムに配向された電波吸収体と比較して透磁率が高くなる。その結果、従来と比較して、電磁波吸収効率が更に優れた電波吸収体３０が得られる。

また、電磁波の発生源を基材１４とし、その表面に、微小体１１の長軸及び磁化容易軸が基材１４の長手方向Ｂに配向された膜体３３を一体に設ける、又は電磁波の発生源に膜体３３を貼り付けることで、電磁波発生源からの電磁波の発生を著しく抑制することができる。その結果、電磁波の発生源の周辺部において、電磁波の干渉などによる各機器の誤動作及び破損などといった電磁波障害を大幅に低減することができる。

次に、本発明の他の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

本発明の別の好適一実施の形態に係る電波吸収体の製造方法を説明するための斜視図を図４，図５に示す。尚、図１〜図３と同様の部材については同じ符号を付し、これらの部材については新たな説明を省略する。

本実施の形態に係る電波吸収体の製造方法は、図４に示すように、高透磁率材料で構成される針状（ウィスカ状）の多数の微小体１１とバインダー１２とを混合してなる混合物１３を、電線４４（線状の基材）の表面に塗布する。この段階では、微小体１１はランダムに分散しており、無配向となっている。

その後、混合物１３が硬化する前に、図５に示すように、電線４４に電流Ｉを流す。この電流Ｉの通電によって、電線４４の周りに磁界が発生して磁力線Ｍ２が生じ、磁力線Ｍ２の方向と微小体１１の磁化容易軸とが同じ向きに揃う。また、微小体１１は、磁化容易軸と長軸とが一致するように構成されており、このため、磁力線Ｍ２の方向、微小体１１の磁化容易軸、及び微小体１１の長軸が全て同じ向きに揃う。

その後、混合物１３が硬化することで、電線４４の表面に、微小体１１の長軸及び磁化容易軸が電線４４の周方向に配向された膜体４３を一体に有する電波吸収体５０が得られる。

本実施の形態に係る電波吸収体５０の製造方法においても、前実施の形態に係る電波吸収体３０の製造方法と同様の作用効果を得ることができる。

また、電磁波の発生源の一つである高周波同軸ケーブルを電線４４とし、このケーブルの周りに微小体１１の長軸及び磁化容易軸がケーブルの周方向に配向された膜体４３を設けることで、高周波同軸ケーブルからの電磁波の発生を著しく抑制することができる。その結果、高周波同軸ケーブルの周辺部において、電磁波の干渉などによる各機器の誤動作及び破損などといった電磁波障害を大幅に低減することができる。

また、本発明の更に別の好適一実施の形態に係る電波吸収体の製造方法を説明するための斜視図を図６，図７に示す。尚、図１〜図３と同様の部材については同じ符号を付し、これらの部材については新たな説明を省略する。

図２に示した前実施の形態に係る電波吸収体の製造方法においては、微小体１１の全体に磁場を印加するものであった。

これに対して、本実施の形態に係る電波吸収体の製造方法は、図６に示すように、高透磁率材料で構成される針状（ウィスカ状）の多数の微小体１１とバインダー１２とを混合してなる混合物１３を、プラスチックや金属の膜体、シート体、又は板体などで構成される基材６４の表面に塗布する。この段階では、微小体１１はランダムに分散しており、無配向となっている。

その後、混合物１３が硬化する前に基材６４の一部に磁場を印加する。磁場の印加は、図６に示すように、磁力線Ｍ３の微小な磁石６５を、基材６４の表面（混合物１３を塗布した面）上を、ある経路Ｒ１に沿って動かす。この時、磁石６５の進行方向と磁力線Ｍ３の方向とが一致するように、経路Ｒ１に沿って磁石６５を動かす。尚、磁石６５を動かす際、基材６４の表面ではなく、基材６４の裏面（混合物１３を塗布していない面）を動かすようにしてもよい。

この磁場の印加によって、磁場の方向（磁力線Ｍ３の方向）と微小体１１の磁化容易軸とが同じ向きに揃う。また、微小体１１は、磁化容易軸と長軸とが一致するように構成されており、このため、磁力線Ｍ３の方向、微小体１１の磁化容易軸、及び微小体１１の長軸が全て同じ向きに揃う。

その後、混合物１３が硬化することで、図７に示すように、基材６４の表面に、一部の微小体１１の長軸及び磁化容易軸が経路Ｒ１に沿って配向された膜体６３を一体に有する電波吸収体７０が得られる。

本実施の形態に係る電波吸収体７０の製造方法においても、前実施の形態に係る電波吸収体３０の製造方法と同様の作用効果を得ることができる。

また、本実施の形態に係る電波吸収体７０の製造方法によれば、膜体６３の、経路Ｒ１に沿って配向された一部の微小体１１は、磁気回路の役割を果たすことから、基板上に磁気回路を形成する方法、例えば、高周波用平面アンテナの磁気回路の形成方法として応用することができる。

また、得られた電波吸収体７０は、膜体６３において、配向された微小体１１の部分と無配向の微小体１１の部分とでは、磁気特性が傾斜していることから、本実施の形態に係る電波吸収体７０及びその製造方法は、磁気特性傾斜材及びその製造方法としても応用することができる。

以上、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。

本発明の好適一実施の形態に係る電波吸収体の製造方法を説明するための斜視図であり、磁場印加前の状態を示している。本発明の好適一実施の形態に係る電波吸収体の製造方法を説明するための斜視図であり、磁場印加中の状態を示している。本発明の好適一実施の形態に係る電波吸収体の製造方法を説明するための斜視図であり、磁場印加後の状態を示している。本発明の別の好適一実施の形態に係る電波吸収体の製造方法を説明するための斜視図であり、通電前の状態を示している。本発明の別の好適一実施の形態に係る電波吸収体の製造方法を説明するための斜視図であり、通電中の状態を示している。本発明の更に別の好適一実施の形態に係る電波吸収体の製造方法を説明するための斜視図であり、磁場印加前の状態を示している。本発明の更に別の好適一実施の形態に係る電波吸収体の製造方法を説明するための斜視図であり、磁場印加後の状態を示している。

符号の説明

１１微小体
１４基材
３０電波吸収体
３３膜体
Ｂ基材の長手方向（所定の方向）

Claims

高透磁率材料で構成される粉末状、扁平状、又は針状の多数の微小体の内、全部又は一部の微小体の磁化容易軸を所定の方向に配向させた状態で膜体に分散させたことを特徴とする電波吸収体。
高透磁率材料で構成される粉末状、扁平状、又は針状の多数の微小体の内、全部又は一部の微小体の磁化容易軸を所定の方向に配向させた状態で膜体に分散させ、その膜体を基材の表面に一体に設けたことを特徴とする電波吸収体。
上記微小体の長軸と磁化容易軸とを一致させて設けた請求項１又は２記載の電波吸収体。
上記膜体が、その全体又は一部に透磁率の異方性を有する請求項１から３いずれかに記載の電波吸収体。
上記膜体が、高誘電率で、かつ、高誘電損失の誘電体で構成される請求項１から４いずれかに記載の電波吸収体。
上記膜体が、高誘電率で、かつ、高誘電損失の誘電材料で構成される粒体を含む請求項１から４いずれかに記載の電波吸収体。
高透磁率材料で構成される粉末状、扁平状、又は針状の多数の微小体とバインダーとを混合した後、その混合物を板状又は膜状の成形体に形成し、混合物が硬化する前に成形体の全体又は一部に磁場を印加して、全部又は一部の微小体の磁化容易軸を所定の方向に配向させることを特徴とする電波吸収体の製造方法。
高透磁率材料で構成される粉末状、扁平状、又は針状の多数の微小体とバインダーとを混合した後、その混合物を板状又は膜状の基材に塗布し、混合物が硬化する前に基材の全体又は一部に磁場を印加して、全部又は一部の微小体の磁化容易軸を所定の方向に配向させることを特徴とする電波吸収体の製造方法。
高透磁率材料で構成される粉末状、扁平状、又は針状の多数の微小体とバインダーとを混合した後、その混合物を線状の基材に塗布し、混合物が固化する前に基材の全体又は一部に電流を通電して、全部又は一部の微小体の磁化容易軸を所定の方向に配向させることを特徴とする電波吸収体の製造方法。