JP2011233834A

JP2011233834A - 電波吸収体

Info

Publication number: JP2011233834A
Application number: JP2010105426A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Ishikawa; 宏敏石川
Original assignee: Shachihata Inc
Current assignee: Shachihata Inc
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2011-11-17

Abstract

【課題】従来の電波吸収体は３〜３０ＧＨｚの周波数帯、特に、５．８ＧＨｚ等のセンチメートル波の周波数領域の電波吸収に関しては、ほとんど吸収することができず、そのため、この周波数領域を使用するＥＴＣなどの電子装置は、誤作動を起こしたり、他の電子機器や人体に影響を与えたりしていた。
【解決手段】同軸管法で測定した複素比誘電率の実数部（ε’）が１８．０＜ε’＜２４．０であり、虚数部（ε”）が３．０＜ε”＜８．０の範囲にある電波吸収シートと、同軸管法で測定した複素比誘電率の実数部（ε’）が２．０＜ε’＜３．０であり、虚数部（ε”）が０．２＜ε”＜０．４の範囲にあるシート材とを積層一体化した複合体である電波吸収体。前記電波吸収シートがシリコーンゴムにカーボンナノチューブを分散させたゴム状電波吸収シートである電波吸収体。
【選択図】なし

Description

本発明は電波吸収体に関するものである。特に、５．８ＧＨｚ等のセンチメートル波の周波数領域に好適に用いられる電波吸収体に関する。

近年、携帯電話をはじめ、様々な通信機器の普及に伴って、電磁波ノイズによる電気・電子機器の誤作動や情報の漏洩等の各種の電波障害の問題が深刻になってきており、不要な電波を吸収する電波吸収体への期待が高まっている。
マイクロ波ではＥＴＣ（料金自動収受システム）に用いられる５．８ＧＨｚや、無線ＬＡＮに用いられる５．２ＧＨｚの電波吸収体があり、既に種々の電波吸収体が実用化されている。
例えば、特開２００３−１５８３９５号では、樹脂にナノサイズ炭素材料を１〜１０重量部配合させた１〜２０ＧＨｚ付近の広い周波数領域において比較的高い電磁波吸収性能が得られる電磁波吸収体が開示されている。
特開２００５−２５１９１８号では、有機高分子及び導電性充填剤を含む基材と強磁性体を一体化させた１ＧＨｚ付近の周波数領域を吸収する電磁波ノイズ抑制体が開示されている。
再公表ＷＯ２００６／０６４７８２号では、シリコーンゴムを主材料とする基材中にカーボン類が偏在又はカーボン類同士が接触している誘電性素材が開示されている。

特開２００３−１５８３９５号公報特開２００５−２５１９１８号公報再公表ＷＯ２００６／０６４７８２号公報

しかしながら、これらの電波吸収体は３〜３０ＧＨｚの周波数帯、特に、５．８ＧＨｚ等のセンチメートル波の周波数領域の電波吸収に関しては、ほとんど吸収することができず、そのため、この周波数領域を使用するＥＴＣなどの電子装置は、誤作動を起こしたり、他の電子機器や人体に影響を与えたりしていた。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、電子装置内部への組み込みや、外装体表面への貼り付けが容易で、電磁波ノイズ吸収性能および電磁波遮蔽性能が良く、小型、軽量な電波吸収体を提供することを目的とする。

同軸管法で測定した複素比誘電率の実数部（ε’）が１８．０＜ε’＜２４．０であり、虚数部（ε”）が３．０＜ε”＜８．０の範囲にある電波吸収シートと、同軸管法で測定した複素比誘電率の実数部（ε’）が２．０＜ε’＜３．０であり、虚数部（ε”）が０．２＜ε”＜０．４の範囲にあるシート材とを積層一体化した複合体である電波吸収体。
前記電波吸収シートがシリコーンゴムにカーボンナノチューブを分散させたゴム状電波吸収シートである電波吸収体。
前記電波吸収シートがシリコーンゴムにカーボンナノチューブを０．５〜４．５重量％の割合で分散させたゴム状電波吸収シートである電波吸収体。
前記電波吸収シートの厚さが０．０１ｍｍ〜３０．００ｍｍである電波吸収体。
前記シート材が平面状ライナに波形状中芯を積層した構造を有する紙状シート材である電波吸収体。

本発明は、電子装置内部への組み込みや、外装体表面への貼り付けが容易で、電磁波ノイズ吸収性能および電磁波遮蔽性能が良く、小型、軽量な電波吸収体を提供することができた。

実施例１の空間データ実施例２の空間データ実施例３の空間データ

本発明の電波吸収体は、電波吸収シートとシート材とを積層一体化した複合体である。電波吸収シートとシート材は、電波吸収シートとシート材とを積層し、接着剤等による接着による方法、クリップ等による挟着による方法などの方法で一体化することにより得られる。
電波吸収シートは、同軸管法で測定した複素比誘電率の実数部（ε’）が１８．０＜ε’＜２４．０であり、虚数部（ε”）が３．０＜ε”＜８．０の範囲のものを用い、シート材は、同軸管法で測定した複素比誘電率の実数部（ε’）が２．０＜ε’＜３．０であり、虚数部（ε”）が０．２＜ε”＜０．４の範囲にあるものを用いる。
この範囲に設定することによって、５．８ＧＨｚの周波数領域の電波吸収を示す。

前記電波吸収シートとしては、シリコーンゴムにカーボンナノチューブを分散させたゴム状電波吸収シートが用いられる。具体的には、未架橋シリコーンゴム、カーボンナノチューブ、架橋剤、その他必要に応じて添加剤を加え、均一に分散した混合物を架橋させて製造される。
特に、カーボンナノチューブが０．５〜４．５重量％の割合でシリコーンゴム中に分散させてなるゴム状電波吸収シートが好ましい。また、前記電波吸収シートの厚さを０．０１ｍｍ〜３０．００ｍｍに設定すると電波吸収性能が更に向上する。

前記シート材としては、段ボールなどの平面状ライナに波形状中芯を積層した構造を有する紙状シート材が用いられる。

ここで、本発明の電波吸収シートに使用できる未架橋シリコーンは特に限定されないが、東芝シリコーン（株）社製ＴＳＥ２２１−５Ｕ・ＴＳＥ２２１−６Ｕ・ＴＳＥ２１２２−６Ｕ・ＴＳＥ２７０−６Ｕ・ＴＳＥ２６０−５Ｕ・ＴＳＥ２６１−５Ｕ・ＴＳＥ２３２３−５Ｕ等や、信越化学工業（株）社製ＫＥ９４１−Ｕ・ＫＥ９５１−Ｕ・ＫＥ９６１１−Ｕ・ＫＥ７６５−Ｕ・ＫＥ５４０−Ｕ・ＫＥ５５２−Ｕ等や、東レダウコーニングシリコーン（株）社製ＳＨ７４５Ｕ・ＳＨ３５Ｕ・ＳＨ５２Ｕ・ＳＨ８４１Ｕ・ＳＨ８５１Ｕ・ＳＨ８５２Ｕ・ＳＥ１１２０Ｕ・ＳＥ１６０２Ｕ・ＳＥ４７０６Ｕ等を例示することができる。
また、カーボンナノチューブは、チューブ径０．４〜１００ｎｍのものが好ましく用いられ、具体的には、チューブ径０．４〜１００ｎｍ・チューブ長１〜１００μｍ・チューブ層５〜５０の多層カーボンナノチューブ（ＭＷＮＴ）、又は、チューブ径０．４〜１００ｎｍ・チューブ長０．０１〜１００μｍの単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）を用いることができる。当該カーボンナノチューブは、０．５〜４．５重量％になるように前記未加硫シリコーンゴム等に対して配合される。
架橋剤は、公知のパーオキサイドが使用でき、例えばベンゾイルパーオキサイド、２，４ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジターシャリーブチルパーオキサイド、２，５ジメチル２，５ジターシャリーブチルパーオキシヘキサン、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、ターシャリーブチルクミルパーオキサイド、ターシャリーブチルパーベンゾエートなどを用いることができ、前記未架橋シリコーンゴムに対して、適量となる１〜５重量％程度配合できる。

本発明の電波吸収シートは、未架橋シリコーンゴム、カーボンナノチューブ、架橋剤、その他必要に応じて添加剤を加え、これを均一に分散した混合物をシート状に成形した後、金型に充填し一定の圧力下で加熱して架橋させて得る方法が一般的である。架橋時の圧力は１００〜２００ｋｇ／ｃｍ²、温度は１５０〜２００℃、加熱時間は５〜２０分が適当である。
本発明の電波吸収シートの厚さは、０．０１ｍｍ〜３０．００ｍｍにすることが好ましい。

前記シート材としては、段ボールなどの平面状ライナに波形状中芯を積層した構造を有する紙状シート材が用いられる。
前記紙状シート材は、コルゲート加工（波形に屈曲加工）した中芯を間に挟み、その両側に平面状のライナが積層されて段ボール構造に構成される。波形に屈曲加工された中芯の頂部と谷部とは、それぞれライナに接着剤を介して接着されている。また、中芯及びライナには、導電性繊維を含んだ電気的損失シートを使用してもよい。この紙状シート材は中空構造であるため軽量であると共に、波形の中芯を内在することで適度の剛性を具備し、良好な形態保持性を維持する。
段ボールの構造としては特に限定されるものではないが、出来るだけ薄く、軽く、強いシート材を得るためには、片面段ボール、両面段ボール、複両面段ボール又はトリプルウォールから選択することが好ましい。ここで、片面段ボールとは、１枚のライナに、コルゲート加工（波形加工）した中芯を張りあわせた段ボール構造をいい、両面段ボールとは、２枚のライナの間にコルゲート加工（波形加工）した中芯が接合された段ボール構造をいい、また複両面段ボールとは、両面段ボールの片面に片面段ボールが接合された段ボール構造をいう。また、トリプルウォールとは、複両面段ボールにさらに片面段ボールが接合されて３段になった段ボール構造をいう。中でも、両面段ボールは、薄さと適度な剛性を合わせ持つため、特に好ましい。
これらの段ボールの製造方法としては、高速で、かつ製造コストが安い周知の紙段ボールの製造方法を利用することができる。具体的にはコルゲータと呼ばれる機械で中芯に波形をつけ、表または裏のライナに糊付けすることにより、片面段ボールを作ることができる。さらに同機械ラインで、片面段ボールとライナを密着させつつ加熱し、両面または複両面段ボールにするとともに、常に安定した状態でカッタに送り込んで、所定寸法に裁断された段ボールシートとして多量生産する方法が利用できる。
上記段ボールの接着剤としては、デンプンのりなど周知の接着剤をいずれも使用することができる。
本発明に適用される紙状シート材の厚さは、１〜１０ｍｍにすることが好ましい。厚さｔが１ｍｍよりも薄いと重量アップを招き、また１０ｍｍよりも厚いと嵩高くなって、電波吸収体への組み立て施工性や搬送性が低下する。さらに、段ボール構造において、中芯のライナに対する段繰率が１．２〜２倍の範囲内にあり、隣り合う中芯の頂部間の間隔が１〜１５ｍｍの範囲内にあることが好ましい。ここで段繰率とは、ライナ長さに対して貼り合わされた中芯長さの比を意味し、貼り合わせ強度と貼り合わせ加工性の両方を考慮すると、この段繰率を上記の範囲にすることが好ましい。また、中芯の頂部間の間隔については、貼り合わせ工程に要する工数と強度の両方を考慮すると、上記の範囲にすることが好ましい。

以下に、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明は、これら実施例により何ら制限されるものではない。
＜実施例１＞
未架橋シリコーンゴム９７重量部と、チューブ径２〜５ｎｍの多層カーボンナノチューブ２．５重量部と、架橋剤として２，５ジメチル２，５ジターシャリーブチルパーオキシヘキサン０．５重量部とを加え、これを分散混練りしたカーボンナノチューブ混合物を、厚さ２．５ｍｍのシートにした。次に、凹状の金型に当該混合物入れ、１５０ｋｇ／ｃｍ²、１７０℃で１０分間加熱した。そして離型した後、さらに２００℃で４時間、オーブンでアフターキュアを行った。これによって、シリコーンゴム中にカーボンナノチューブが２．５重量％で分散され、厚さ２．５ｍｍであるゴム状電波吸収シートが得られた。これを同軸管法で測定したところ、複素比誘電率の実数部（ε’）が２０．３、虚数部（ε”）が５．５であった。
次に、シート材として厚さ１．２ｍｍの両面段ボールであって、同軸管法で測定した複素比誘電率の実数部（ε’）が２．４であり、虚数部（ε”）が０．３の紙状シート材を用意し、上記ゴム状電波吸収シートと重ねて接着剤で接着し、積層一体化した電波吸収体を得た。
次いで、得られた電波吸収体に、周波数５．０ＧＨｚ〜８．０ＧＨｚの電波を入射し、その反射減衰量（単位：ｄＢ）を測定した。結果を図１に示す。

実施例を表１にまとめて記載する。電波吸収シートの材料と製法は実施例１と同一である。カーボンナノチューブはＣＮＴと略す。紙状シート材は両面段ボールを用いた。結果を図に示す。

Claims

同軸管法で測定した複素比誘電率の実数部（ε’）が１８．０＜ε’＜２４．０であり、虚数部（ε”）が３．０＜ε”＜８．０の範囲にある電波吸収シートと、同軸管法で測定した複素比誘電率の実数部（ε’）が２．０＜ε’＜３．０であり、虚数部（ε”）が０．２＜ε”＜０．４の範囲にあるシート材とを積層一体化した複合体である電波吸収体。
前記電波吸収シートがシリコーンゴムにカーボンナノチューブを分散させたゴム状電波吸収シートである請求項１に記載の電波吸収体。
前記電波吸収シートがシリコーンゴムにカーボンナノチューブを０．５〜４．５重量％の割合で分散させたゴム状電波吸収シートである請求項１に記載の電波吸収体。
前記電波吸収シートの厚さが０．０１ｍｍ〜３０．００ｍｍである請求項１〜請求項３に記載の電波吸収体。
前記シート材が平面状ライナに波形状中芯を積層した構造を有する紙状シート材である請求項１〜請求項４に記載の電波吸収体。