JP2010232247A - Electromagnetic wave control material - Google Patents

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Norihiro Yoshikawa
宣弘 吉川
Ichiro Nakamura
一郎 中村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electromagnetic wave control material with which high electromagnetic wave control effects can be obtained. <P>SOLUTION: In the electromagnetic wave control material 1, formed of a composite material where carbon powder 3, is distributed in a matrix 2 formed of resin, the carbon powder 3 is covered with a covering material 4 of electrical insulation properties. When the carbon powder 3 is covered with the covering material 4, carbon powders 3 are prevented from being brought into direct contact with each other. Thus, conductivity does not show itself in the composite material constituting the electromagnetic wave control material 1, even if the content of carbon powder 3 is made high. Consequently, a dielectric constant can be made high in the electromagnetic wave control material 1, in a state where non-conductivity is maintained, namely, in a state with an electric field formed. Thus, high electromagnetic wave control effects can be obtained. It is desirable that the covering material 4 have a comparatively high thermal conductivity of 20 W&times;m<SP>-1</SP>&times;K<SP>-1</SP>or more, for example. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は、電磁波抑制材料に関するもので、特に、樹脂からなるマトリックス中にカーボン粉末を分散させた複合材料からなる電磁波抑制材料に関するものである。   The present invention relates to an electromagnetic wave suppression material, and particularly to an electromagnetic wave suppression material made of a composite material in which carbon powder is dispersed in a matrix made of resin.

電磁波抑制のために、たとえばフェライトセラミックスが使用されている。しかし、フェライトセラミックスの場合、周波域が高くなるのに伴い、透磁率が減少するため、高周波域での電磁波抑制効果は小さい。このことは、Snoekの限界周波数の存在により説明されている。   For suppressing electromagnetic waves, for example, ferrite ceramics are used. However, in the case of ferrite ceramics, the magnetic permeability decreases as the frequency range increases, so that the electromagnetic wave suppression effect in the high frequency range is small. This is explained by the existence of Snoek's critical frequency.

そこで、高周波域で電磁波抑制を効果的に行なうために、磁性材料と樹脂とからなる複合材料がたとえば特開2002‐324863号公報(特許文献1)および特開2007‐258432号公報(特許文献2)において開示され、また、誘電体材料と樹脂とからなる複合材料がたとえば特開2004‐253640号公報(特許文献3)において開示され、さらに、導電材料(カーボン)と樹脂とからなる複合材料がたとえば特開2003‐124011号公報(特許文献4)において開示されている。   Therefore, in order to effectively suppress electromagnetic waves in a high frequency range, composite materials composed of a magnetic material and a resin are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-324863 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-258432 (Patent Document 2). In addition, a composite material composed of a dielectric material and a resin is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-253640 (Patent Document 3), and a composite material composed of a conductive material (carbon) and a resin is disclosed. For example, it is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-124011 (Patent Document 4).

しかしながら、上記特許文献1ないし4に記載の技術には、それぞれ解決されるべき課題がある。   However, the techniques described in Patent Documents 1 to 4 have problems to be solved.

まず、上記特許文献2に記載の磁性材料と樹脂とからなる複合材料において、磁性材料として球状の粉末を用いた場合、渦電流により粒界に発生する反磁性の影響により透磁率が低下するという問題がある。他方、特許文献1には、渦電流の影響を低減するため、扁平状の磁性材料粉末をシートの面方向に配向させる技術が開示されている。しかし、特許文献1に記載の複合材料の場合、上記のように配向させるための手段を講じる必要があり、複合材料の形成方法が煩雑となる。また、扁平状の粉末の配向の方向により、電磁波抑制の効果に指向性が生じるという問題もある。さらに、特許文献1および2に記載の複合材料のように、磁性材料を用いる場合、磁性材料の比重が大きい(フェライトで5程度、金属粉末で7程度)ため、複合材料の比重も4前後と大きくなり、この複合材料を電磁波抑制材料として用いられる機器の軽量化を阻害するという問題にも遭遇する。   First, in the composite material composed of the magnetic material and the resin described in Patent Document 2, when spherical powder is used as the magnetic material, the magnetic permeability decreases due to the influence of diamagnetism generated at the grain boundary due to eddy current. There's a problem. On the other hand, Patent Document 1 discloses a technique for orienting a flat magnetic material powder in the surface direction of a sheet in order to reduce the influence of eddy currents. However, in the case of the composite material described in Patent Document 1, it is necessary to take measures for the orientation as described above, and the method for forming the composite material becomes complicated. There is also a problem that directivity is generated in the effect of suppressing electromagnetic waves depending on the orientation direction of the flat powder. Further, when using a magnetic material like the composite materials described in Patent Documents 1 and 2, the specific gravity of the composite material is about 4 because the specific gravity of the magnetic material is large (about 5 for ferrite and about 7 for metal powder). The problem of increasing the weight and hindering the weight reduction of equipment using this composite material as an electromagnetic wave suppression material is also encountered.

次に、特許文献3は、より具体的には、ACu12(A:アルカリ土類金属またはアルカリ土類金属の混合体。B:Ti、Zr、Hf、Feまたはこれらの混合体。)で表わされる組成を有する誘電体材料粉末と樹脂とからなる複合材料を開示している。このような誘電体材料粉末と樹脂とからなる複合材料において、電磁波抑制を効果的に行なうためには、複合材料の誘電率を高くする必要がある。このためには、複合材料中のPVC(Pigment Volume Concentration:複合材料中での粉末の体積分率)を高くする必要があるが、PVCを高くするに従って、複合材料の可撓性ないしは柔軟性が低下し、また、複合材料の比重も高くなる。 Next, Patent Document 3 describes, more specifically, ACu 3 B 4 O 12 (A: alkaline earth metal or a mixture of alkaline earth metals. B: Ti, Zr, Hf, Fe, or a mixture thereof. The composite material which consists of dielectric material powder which has the composition represented by this, and resin is disclosed. In such a composite material made of dielectric material powder and resin, in order to effectively suppress electromagnetic waves, it is necessary to increase the dielectric constant of the composite material. For this purpose, it is necessary to increase the PVC (Pigment Volume Concentration) in the composite material, but as the PVC increases, the flexibility or flexibility of the composite material increases. And the specific gravity of the composite material increases.

次に、特許文献4には、前述のように、導電材料(カーボン)と樹脂とからなる複合材料が開示されているが、このような導電材料と樹脂とからなる複合材料においても、複合材料の誘電率を高くするためには複合材料中のPVCを高くする必要がある。ただし、PVCを高くするにつれて、導電材料としてのカーボン同士がより接触しやすくなる。そのため、電界が形成されず、電磁波抑制効果が低下するという問題に遭遇する。特許文献4では、少量のカーボンの添加であっても誘電率を高くし得る技術として、カーボンナノチューブを利用することが開示されている。しかしながら、カーボンナノチューブは通常のカーボン粉末に比べ高価であるという欠点を有している。また、カーボンナノチューブを用いると、その配向の方向により電磁波抑制の効果に指向性が生じるという問題も有している。   Next, as described above, Patent Document 4 discloses a composite material composed of a conductive material (carbon) and a resin. However, even in such a composite material composed of a conductive material and a resin, a composite material is disclosed. In order to increase the dielectric constant, it is necessary to increase the PVC in the composite material. However, as the PVC is increased, the carbons as the conductive material are more likely to come into contact with each other. Therefore, an electric field is not formed and the problem that the electromagnetic wave suppression effect falls is encountered. Patent Document 4 discloses the use of carbon nanotubes as a technique that can increase the dielectric constant even when a small amount of carbon is added. However, carbon nanotubes have the disadvantage that they are more expensive than ordinary carbon powder. In addition, when carbon nanotubes are used, there is a problem that directivity occurs in the effect of suppressing electromagnetic waves depending on the orientation direction.

特開2002‐324863号公報JP 2002-324863 A 特開2007‐258432号公報JP 2007-258432 A 特開2004‐253640号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-253640 特開2003‐124011号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-12401

そこで、この発明の目的は、上述したような問題を解決し得る電磁波抑制材料を提供しようとすることである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an electromagnetic wave suppressing material that can solve the above-described problems.

この発明は、樹脂からなるマトリックス中にカーボン粉末を分散させた複合材料からなる電磁波抑制材料に向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、カーボン粉末が電気絶縁性の被覆材料によって被覆されていることを特徴としている。   The present invention is directed to an electromagnetic wave suppression material made of a composite material in which carbon powder is dispersed in a matrix made of resin. In order to solve the above technical problem, the carbon powder is an electrically insulating coating material. It is characterized by being covered with.

上記被覆材料は、たとえば20W・m−1・K−1以上の熱伝導率というように、比較的高い熱伝導性を備えることが好ましい。 The coating material preferably has a relatively high thermal conductivity, such as a thermal conductivity of 20 W · m −1 · K −1 or higher.

また、カーボン粉末は球形粉末であることが好ましい。   The carbon powder is preferably a spherical powder.

また、この発明に係る電磁波抑制材料において、樹脂が30〜50容量%を占め、被覆材料で被覆されたカーボン粉末が50〜70容量%を占めることが好ましい。   In the electromagnetic wave suppression material according to the present invention, it is preferable that the resin occupies 30 to 50% by volume, and the carbon powder coated with the coating material occupies 50 to 70% by volume.

この発明に係る電磁波抑制材料によれば、カーボン粉末が電気絶縁性の被覆材料で被覆されるので、カーボン粉末同士が直接接触することがなくなる。そのため、カーボン粉末の含有率を高くしても、電磁波抑制材料を構成する複合材料には導電性が発現しないようにすることができる。したがって、この発明に係る電磁波抑制材料によれば、非導電性を維持した状態で、すなわち電界が形成される状態で誘電率を高くすることができ、その結果、高い電磁波抑制効果を得ることができる。   According to the electromagnetic wave suppressing material according to the present invention, since the carbon powder is coated with the electrically insulating coating material, the carbon powder is not directly in contact with each other. Therefore, even if the carbon powder content is increased, the composite material constituting the electromagnetic wave suppression material can be prevented from exhibiting electrical conductivity. Therefore, according to the electromagnetic wave suppression material according to the present invention, it is possible to increase the dielectric constant while maintaining non-conductivity, that is, in a state where an electric field is formed, and as a result, a high electromagnetic wave suppression effect can be obtained. it can.

また、この発明に係る電磁波抑制材料によれば、カーボン粉末の比重が2程度であるので、複合材料としての比重を小さくすることができる。そのため、この電磁波抑制材料を用いる機器の軽量化を図ることができる。   In addition, according to the electromagnetic wave suppressing material according to the present invention, the specific gravity of the carbon powder can be reduced because the specific gravity of the carbon powder is about 2. Therefore, weight reduction of the apparatus using this electromagnetic wave suppression material can be achieved.

この発明において、被覆材料として、比較的高い熱伝導性を備えるものを用いると、電磁波抑制材料の放熱性を向上させることができる。よって、電磁波抑制効果により発生した熱を効率的に放出することができる。   In the present invention, when a coating material having a relatively high thermal conductivity is used, the heat dissipation of the electromagnetic wave suppressing material can be improved. Therefore, the heat generated by the electromagnetic wave suppressing effect can be released efficiently.

この発明において、カーボン粉末として球形粉末を用いると、電磁波抑制材料が電磁波抑制効果に関して指向性を持たないようにすることができる。したがって、電磁波抑制材料をたとえば板状に成形する場合、その成形方法についての自由度が高い。また、樹脂の硬化前の段階で、電磁波抑制材料を塗料のようにして問題なく用いることができる。   In the present invention, when a spherical powder is used as the carbon powder, the electromagnetic wave suppressing material can be prevented from having directivity with respect to the electromagnetic wave suppressing effect. Therefore, when the electromagnetic wave suppressing material is formed into a plate shape, for example, the degree of freedom with respect to the forming method is high. In addition, the electromagnetic wave suppressing material can be used without any problem like a paint at the stage before the resin is cured.

この発明に係る電磁波抑制材料を拡大して図解的に示す図である。It is a figure which expands and shows the electromagnetic wave suppression material which concerns on this invention enlarged.

電磁波吸収の原理は、入射した電磁波エネルギーのほとんどを電磁波抑制体(「電磁波吸収体」と言うこともある。)の内部で熱エネルギーに変換するというものである。このため、電磁波抑制体では、前方へ反射するエネルギーと後方へ透過するエネルギーとの双方を小さくすることができる。熱エネルギーへの変換のメカニズムは、主に「導電損失」、「誘電損失」および「磁性損失」の3種に分類され、また、このときの単位体積あたりの電磁波吸収エネルギーPは、以下の式(1)で表わされる。   The principle of electromagnetic wave absorption is that most of incident electromagnetic wave energy is converted into thermal energy inside an electromagnetic wave suppressor (sometimes referred to as “electromagnetic wave absorber”). For this reason, in an electromagnetic wave suppression body, both the energy reflected forward and the energy permeate | transmitted back can be made small. The mechanism of conversion into thermal energy is mainly classified into three types of “conduction loss”, “dielectric loss”, and “magnetic loss”, and the electromagnetic wave absorption energy P per unit volume at this time is expressed by the following equation: It is represented by (1).

P=1/2・fμ″|H|+1/2・fε″|E|+1/2・σ|E| …(1)
ここで、P:電磁波吸収エネルギー、E:電界、H:磁界、f:周波数、σ:導電率である。
P = 1/2 · fμ ″ | H | 2 + 1/2 · fε ″ | E | 2 + 1/2 · σ | E | 2 (1)
Here, P: electromagnetic wave absorption energy, E: electric field, H: magnetic field, f: frequency, and σ: conductivity.

電場がある程度以上の速さで変化する場合、誘電率は、定数にはならず、電場の周波数の関数である誘電関数として示される。誘電関数には電気伝導やバンド間遷移による損失が発生するため、一般に、以下の式(2)に示すような複素関数となる。   If the electric field changes at a certain rate, the dielectric constant is not a constant, but is shown as a dielectric function that is a function of the frequency of the electric field. Since loss due to electrical conduction or interband transition occurs in the dielectric function, it is generally a complex function as shown in the following equation (2).

ε*=ε′+iε″ …(2)
ここで、ε*は複素誘電率と呼ばれ、ε′は複素誘電率の実数部、ε″はその虚数部である。
ε * = ε ′ + iε ″ (2)
Here, ε * is called a complex dielectric constant, ε ′ is a real part of the complex dielectric constant, and ε ″ is an imaginary part thereof.

磁性体においても同様に、磁場がある程度以上の速さで変化する場合、透磁率は、複素関数となり、次式(3)で示される。   Similarly, in the magnetic material, when the magnetic field changes at a speed of a certain level or more, the magnetic permeability becomes a complex function and is expressed by the following equation (3).

μ*=μ′+iμ″ …(3)
ここで、μ*は複素透磁率と呼ばれ、μ′は複素透磁率の実数部、μ″はその虚数部である。
μ * = μ ′ + iμ ″ (3)
Here, μ * is called a complex permeability, μ ′ is a real part of the complex permeability, and μ ″ is an imaginary part thereof.

上記式(2)および(3)において、実数部と虚数部の比、すなわち、tanδ=ε′/ε″(tanδ=μ′/μ″)は、誘電損失(磁気損失)と呼ばれる。   In the above formulas (2) and (3), the ratio of the real part to the imaginary part, that is, tan δ = ε ′ / ε ″ (tan δ = μ ′ / μ ″) is called dielectric loss (magnetic loss).

この発明に係る電磁波抑制材料は、上述した誘電損失に基づいて、電磁波を熱エネルギーに変えて、電磁波を抑制しようとするものである。より具体的には、1〜5GHz帯域で電子機器から発生する不要電磁波を誘電損失を利用して抑制し、このような電磁波による弊害を防ごうとするものである。   The electromagnetic wave suppression material according to the present invention intends to suppress an electromagnetic wave by changing the electromagnetic wave into thermal energy based on the above-described dielectric loss. More specifically, an unnecessary electromagnetic wave generated from an electronic device in a 1 to 5 GHz band is suppressed by using dielectric loss, and an adverse effect due to such an electromagnetic wave is to be prevented.

図1に示すように、この発明に係る電磁波抑制材料1は、樹脂からなるマトリックス2中にカーボン粉末3を分散させた複合材料からなるものであって、カーボン粉末3は電気絶縁性の被覆材料4によって被覆されていることを特徴としている。   As shown in FIG. 1, an electromagnetic wave suppressing material 1 according to the present invention is made of a composite material in which carbon powder 3 is dispersed in a matrix 2 made of resin, and the carbon powder 3 is an electrically insulating coating material. 4 is covered.

上記マトリックス2を構成する樹脂としては、たとえばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂などを用いることができる。   As the resin constituting the matrix 2, for example, an epoxy resin, a silicone resin, or the like can be used.

また、炭素粉末3としては、たとえば、平均粒径が6.0μm程度の球状黒鉛粉末を有利に用いることができる。このように、球状の炭素粉末3を用いることにより、薄片状やカーボンナノチューブなどの非球状の炭素粉末を用いた場合に遭遇し得る炭素粉末の配向の方向により電磁波抑制の効果に指向性が生じるといった問題を回避することができる。   Moreover, as the carbon powder 3, for example, a spherical graphite powder having an average particle diameter of about 6.0 μm can be advantageously used. Thus, by using the spherical carbon powder 3, directivity is produced in the effect of suppressing electromagnetic waves depending on the orientation direction of the carbon powder that can be encountered when using non-spherical carbon powder such as flakes or carbon nanotubes. Such a problem can be avoided.

電気絶縁性の被覆材料4としては、たとえば体積抵抗率が10Ω・cm以上の材料を用いることができる。また、被覆材料4は比較的高い熱伝導性を備えることが好ましい。このような被覆材料4として好適な熱伝導性材料としては、たとえば、窒化ホウ素、水酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、アルミナなどがある。参考のため、たとえばアルミナは、体積抵抗率が1015Ω・cm、熱伝導率が20W・m−1・K−1であり、窒化アルミニウムは、体積抵抗率が1014Ω・cm、熱伝導率が90W・m−1・K−1であり、窒化ホウ素は、体積抵抗率が1016Ω・cm、熱伝導率が40W・m−1・K−1である。 As the electrically insulating coating material 4, for example, a material having a volume resistivity of 10 8 Ω · cm or more can be used. The covering material 4 preferably has a relatively high thermal conductivity. Examples of the heat conductive material suitable as the coating material 4 include boron nitride, aluminum hydroxide, aluminum nitride, and alumina. For reference, for example, alumina has a volume resistivity of 10 15 Ω · cm and a thermal conductivity of 20 W · m −1 · K −1 , and aluminum nitride has a volume resistivity of 10 14 Ω · cm and a thermal conductivity. The rate is 90 W · m −1 · K −1 , and boron nitride has a volume resistivity of 10 16 Ω · cm and a thermal conductivity of 40 W · m −1 · K −1 .

カーボン粉末3の各粒子の表面を電気絶縁性の被覆材料4で被覆した状態を得るための方法として、たとえば機械的被覆法、ゾルゲル反応による被覆法などがある。なお、機械的被覆法とは、被覆される材料(ここではカーボン粉末)と被覆する材料(たとえばアルミナ粉末)とを混合し、これらに強い機械的エネルギーを与えてメカノケミカル的な反応を起こし、表面被覆する方法である。   Examples of a method for obtaining a state in which the surface of each particle of the carbon powder 3 is coated with the electrically insulating coating material 4 include a mechanical coating method and a sol-gel reaction coating method. The mechanical coating method is a method in which a material to be coated (here, carbon powder) and a material to be coated (for example, alumina powder) are mixed and given a strong mechanical energy to cause a mechanochemical reaction, This is a surface coating method.

電磁波抑制材料におけるマトリックス2を構成する樹脂の含有量は30〜50容量%であることが好ましい。当該含有量が30容量%未満では、成形が困難であり、可撓性ないしは柔軟性のある電磁波抑制材料が得られない。他方、含有量が50容量%を超えると、誘電率が小さくなりすぎ、電磁波抑制効果が不十分となる。   The content of the resin constituting the matrix 2 in the electromagnetic wave suppression material is preferably 30 to 50% by volume. When the content is less than 30% by volume, molding is difficult, and a flexible or flexible electromagnetic wave suppressing material cannot be obtained. On the other hand, when the content exceeds 50% by volume, the dielectric constant becomes too small, and the electromagnetic wave suppression effect becomes insufficient.

電磁波抑制材料における被覆材料4で被覆したカーボン粉末3の含有量は50〜70容量%であることが好ましい。当該含有量が70容量%を超えると、成形が困難であり、可撓性ないしは柔軟性のある電磁波抑制材料が得られない。他方、含有量が50容量%未満では、誘電率が小さくなりすぎ、電磁波抑制効果が不十分となる。   The content of the carbon powder 3 coated with the coating material 4 in the electromagnetic wave suppression material is preferably 50 to 70% by volume. If the content exceeds 70% by volume, molding is difficult and a flexible or flexible electromagnetic wave suppressing material cannot be obtained. On the other hand, if the content is less than 50% by volume, the dielectric constant becomes too small, and the electromagnetic wave suppression effect becomes insufficient.

また、被覆材料4は、カーボン粉末3の表面積の50%以上を被覆することが好ましい。被覆率が50%未満では、カーボン粉末同士が接触しやすくなり、電磁波抑制材料1が導電性を発現するようになることがあるからである。   Further, the coating material 4 preferably covers 50% or more of the surface area of the carbon powder 3. This is because if the coverage is less than 50%, the carbon powders are easily brought into contact with each other, and the electromagnetic wave suppressing material 1 may exhibit conductivity.

[実験例]
次に、この発明による効果を確認するために実施した実験例について説明する。
[Experimental example]
Next, experimental examples carried out to confirm the effects of the present invention will be described.

カーボン粉末100重量部に対し、アルミナ粉末を10重量部配合し、機械的被覆法により、カーボン粉末の表面にアルミナ粉末を被覆した。上記の配合比率の場合、理論上、カーボン粉末の表面積の50%をアルミナ粉末が被覆することになる。なお、この実験例では、上記カーボン粉末として、平均粒径が6.0μmの球状黒鉛粉末を用い、また、アルミナ粉末として、平均粒径が0.2μmのアルミナ粉末を用いた。   10 parts by weight of alumina powder was blended with 100 parts by weight of carbon powder, and the surface of the carbon powder was coated with alumina powder by a mechanical coating method. In the case of the above blending ratio, theoretically, the alumina powder covers 50% of the surface area of the carbon powder. In this experimental example, spherical graphite powder having an average particle diameter of 6.0 μm was used as the carbon powder, and alumina powder having an average particle diameter of 0.2 μm was used as the alumina powder.

なお、比較例となる試料の作製のため、上記のカーボン粉末およびアルミナ粉末の各々について、これらを互いに配合しない状態のままのものも残した。   In addition, in order to produce a sample serving as a comparative example, the carbon powder and the alumina powder were also left in a state where they were not blended with each other.

次に、上記のアルミナ粉末で被覆したカーボン粉末、カーボン粉末単独、およびアルミナ粉末とエポキシ樹脂との単なる混合の各々に対して、表1に示す重量比率で、エポキシ樹脂およびアミン硬化剤を加え、プラネタリーミキサで混合し、電磁波抑制材料ペーストを得た。なお、この実験例では、エポキシ樹脂として、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル型のエポキシ樹脂を用いた。   Next, an epoxy resin and an amine curing agent are added at a weight ratio shown in Table 1 to each of the carbon powder coated with the alumina powder, the carbon powder alone, and the simple mixture of the alumina powder and the epoxy resin, The mixture was mixed with a planetary mixer to obtain an electromagnetic wave suppressing material paste. In this experimental example, a polyethylene glycol diglycidyl ether type epoxy resin was used as the epoxy resin.

Figure 2010232247
Figure 2010232247

表1において、「PVC」は、複合材料中でのフィラー(ここでは、「アルミナ粉末で被覆したカーボン粉末」、「カーボン粉末」、または「カーボン粉末およびアルミナ粉末」)の体積分率のことである。PVC[%]の算出式は以下の式(4)のとおりである。   In Table 1, “PVC” refers to the volume fraction of the filler in the composite material (here, “carbon powder coated with alumina powder”, “carbon powder”, or “carbon powder and alumina powder”). is there. The calculation formula of PVC [%] is as the following formula (4).

PVC=(フィラーの体積)/(複合材料の体積)×100
=(フィラーの体積)/{(フィラーの体積)+(樹脂の体積)}×100 …(4)
フィラーの体積は、フィラーの重量をフィラーの密度で除することによって算出される。同様に、樹脂の体積は、樹脂の重量を樹脂の密度で除することによって算出される。
PVC = (volume of filler) / (volume of composite material) × 100
= (Filler volume) / {(Filler volume) + (Resin volume)} × 100 (4)
The volume of the filler is calculated by dividing the weight of the filler by the density of the filler. Similarly, the volume of the resin is calculated by dividing the weight of the resin by the density of the resin.

次に、前述のように混合して得られた電磁波抑制材料ペーストを、減圧脱泡した後、ドクターブレード法にてシート成形を行なった。その後、温度90℃および1時間の条件で熱処理を行ない、エポキシ樹脂とアミン硬化剤の硬化反応を進行させ、各試料に係る電磁波抑制材料シートを作製した。   Next, the electromagnetic wave suppressing material paste obtained by mixing as described above was degassed under reduced pressure, and then sheet-formed by a doctor blade method. Thereafter, heat treatment was performed under conditions of a temperature of 90 ° C. and 1 hour to advance the curing reaction between the epoxy resin and the amine curing agent, and an electromagnetic wave suppression material sheet according to each sample was produced.

このようにして得られた各試料に係る電磁波抑制材料について、1.1GHzおよび3.8GHzでの誘電率(ε′およびε″)を、Sパラメータ法により評価した。また、電磁波抑制材料の熱伝導率をレーザーフラッシュ法にて測定した。さらに、電磁波抑制材料を所定の寸法にカットし、その寸法と重量とを測定することによって、比重を算出した。   The dielectric constants (ε ′ and ε ″) at 1.1 GHz and 3.8 GHz were evaluated by the S-parameter method for the electromagnetic wave suppression material according to each sample thus obtained. The conductivity was measured by a laser flash method, and the specific gravity was calculated by cutting the electromagnetic wave suppressing material into a predetermined size and measuring the size and weight.

これらの結果が表2に示されている。なお、表2には、表1に示した「PVC」が再び示されている。   These results are shown in Table 2. In Table 2, “PVC” shown in Table 1 is shown again.

Figure 2010232247
Figure 2010232247

表1および表2において、試料7〜10は、この発明の範囲外の比較例である。   In Tables 1 and 2, Samples 7 to 10 are comparative examples outside the scope of the present invention.

この発明の範囲内にある試料1〜6のように、アルミナ粉末で被覆したカーボン粉末を用いた場合、PVCが高いほど、誘電率(ε′およびε″)が高くなった。   As in Samples 1 to 6 within the scope of the present invention, when carbon powder coated with alumina powder was used, the higher the PVC, the higher the dielectric constant (ε ′ and ε ″).

これに対し、試料7〜9のように、アルミナ粉末の被覆処理を行なわなかったカーボン粉末を用いた場合、高PVC領域では誘電率の測定ができなかった。同様に、試料10のように、アルミナ粉末とカーボン粉末とを単に混合しただけの場合、誘電率の測定ができなかった。これらは、複合材料中でカーボン粉末同士が接触して導電性が発現したためであると考えられる。   On the other hand, when the carbon powder not subjected to the alumina powder coating treatment was used as in Samples 7 to 9, the dielectric constant could not be measured in the high PVC region. Similarly, when the alumina powder and the carbon powder were simply mixed as in Sample 10, the dielectric constant could not be measured. These are considered to be because the carbon powders contacted each other in the composite material to develop conductivity.

以上のことから、電気絶縁性のアルミナ粉末で被覆したカーボン粉末を用いることにより、高PVC化を問題なく図ることができ、それによって、高誘電率化を有利に図ることができることがわかる。   From the above, it can be seen that by using a carbon powder coated with an electrically insulating alumina powder, a high PVC can be achieved without problems, and a high dielectric constant can be advantageously achieved.

また、熱伝導率について、この発明の範囲内にある試料1〜6と比較例としての試料7〜9とを比較すれば、アルミナ粉末で被覆したカーボン粉末は、アルミナ粉末の被覆処理を行なわなかったカーボン粉末に比べ、複合材料の熱伝導率を高めるのに寄与していることがわかった。これはアルミナが比較的高い熱伝導性を備えるためであり、このアルミナの比較的高い熱伝導性が、複合材料の熱伝導率を高めたものと考えることができる。なお、このアルミナの熱伝導率向上の効果は、アルミナ粉末とカーボン粉末とを単に混合しただけの試料10においても見られた。   Further, regarding the thermal conductivity, when comparing Samples 1 to 6 within the scope of the present invention with Samples 7 to 9 as comparative examples, the carbon powder coated with alumina powder is not subjected to the coating treatment of alumina powder. Compared with carbon powder, it was found that it contributed to increasing the thermal conductivity of the composite material. This is because alumina has a relatively high thermal conductivity, and it can be considered that the relatively high thermal conductivity of alumina increases the thermal conductivity of the composite material. The effect of improving the thermal conductivity of alumina was also observed in sample 10 in which alumina powder and carbon powder were simply mixed.

また、この実験例において作製した試料1〜10は、いずれも、フィラーの主材料として、比重が小さいカーボン粉末を用いているため、複合材料の比重を2以下とすることができた。たとえば、電磁波抑制に用いられるセラミックスや、金属粉末と樹脂との複合材料の場合には、その比重は概ね3以上であるが、このような比重より小さい比重を、上記試料1〜10によれば、実現できることが確認できた。   Moreover, since the samples 1-10 produced in this experimental example all use carbon powder having a small specific gravity as the main material of the filler, the specific gravity of the composite material could be 2 or less. For example, in the case of a ceramic used for electromagnetic wave suppression or a composite material of a metal powder and a resin, the specific gravity is approximately 3 or more. It was confirmed that it could be realized.

1 電磁波抑制材料
2 マトリックス
3 カーボン粉末
4 被覆材料
1 Electromagnetic wave suppression material 2 Matrix 3 Carbon powder 4 Coating material

Claims (5)

樹脂からなるマトリックス中にカーボン粉末を分散させた複合材料からなるものであって、前記カーボン粉末は電気絶縁性の被覆材料によって被覆されている、電磁波抑制材料。   An electromagnetic wave suppressing material comprising a composite material in which carbon powder is dispersed in a resin matrix, wherein the carbon powder is coated with an electrically insulating coating material. 前記被覆材料は比較的高い熱伝導性を備える、請求項1に記載の電磁波抑制材料。   The electromagnetic wave suppression material according to claim 1, wherein the coating material has a relatively high thermal conductivity. 前記被覆材料は20W・m−1・K−1以上の熱伝導率を有する、請求項2に記載の電磁波抑制材料。 The electromagnetic wave suppression material according to claim 2, wherein the coating material has a thermal conductivity of 20 W · m −1 · K −1 or more. 前記カーボン粉末は球形粉末である、請求項1ないし3のいずれかに記載の電磁波抑制材料。   The electromagnetic wave suppressing material according to claim 1, wherein the carbon powder is a spherical powder. 前記樹脂が30〜50容量%を占め、前記被覆材料で被覆された前記カーボン粉末が50〜70容量%を占める、請求項1ないし4のいずれかに記載の電磁波抑制材料。   The electromagnetic wave suppression material according to claim 1, wherein the resin accounts for 30 to 50% by volume, and the carbon powder coated with the coating material accounts for 50 to 70% by volume.
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