JP2015172152A - 電磁波吸収コーティング剤、コーティング剤が塗布されたシート及びコーティング剤の作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁波吸収の性能をさらに向上させて、より広帯域で電磁波吸収機能を向上させた磁性体担持コイル状炭素繊維を含有した電磁波吸収コーティング剤を提供すること。
【解決手段】水と、シリコン、アクリル、ウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン及びバイオプラスチック等による水系エマルション若しくは増粘剤と、磁性体担持コイル状炭素繊維と、を含有する電磁波吸収コーティング剤とした。前記磁性体担持コイル状炭素繊維は、Ｎｉ_ｘＺｎ_１−ＸＦｅ_２Ｏ_４（Ｘは０より大きく１未満）の磁性酸化物が担持されたものである。
【選択図】なし

Description

本発明は、電磁波吸収コーティング剤、コーティング剤が塗布されたシート及びコーティング剤の作製方法に関する。

本発明者は、長さ０．５ｍｍ以上で３．０ｍｍ未満のマイクロコイル状カーボン繊維が誘電損失材のシ−ト中に混入され、そのマイクロコイル状カーボン繊維の混入量が誘電損失材１００重量部に対し１．０〜１．５重量部とされ、そのシート厚みが１．７〜２．０ｍｍとされていることを特徴とする電磁波吸収シ−トについて開示している（特許文献１）。

かかる発明は、シリコーンゴム等の誘電損失材にマイクロコイル状カ−ボン繊維を混入し、これをシ−ト状に成形することによって６０ＧＨｚ帯での電磁波吸収量が１５〜２２ｄＢの電磁波吸収シ−トを得ることができる点で非常に優れた発明である。

しかし、かかる発明の電磁波吸収特性は、電磁波吸収量は大きいものの、電磁波吸収域が非常に狭い上、狭帯域で急峻な減衰特性を有しているという問題点があった。

また、本発明者は、コイル状炭素繊維の表面に、磁性酸化物又は誘電体酸化物を、共沈法によって担持させ磁性体担持コイル状炭素繊維を開示している（特許文献２）。この磁性酸化物を担持したコイル状炭素繊維は超広帯域電波吸収体として機能する。

しかし、磁性体担持コイル状炭素繊維は、コイル状炭素繊維と比較して、比重が重たい上に、凝集性が高いため、コーティング剤として溶液の状態では、均一分散させることが困難である上、分散状態を保持することも困難であった。

特開２００１−７７５８３号公報 特開２０１２−１２７３６号公報

そこで、本発明は、広帯域で電波を吸収可能な磁性体担持コイル状炭素繊維を使用したコーティング剤を提供するとともに、さらに、広帯域電波吸収性能を有するコーティング剤を提供することを主目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するために、以下の手段を採った。

本発明にかかる電磁波吸収コーティング剤は、
水と、
シリコン、アクリル又はウレタンによる水系エマルション若しくは増粘剤と、
磁性体担持コイル状炭素繊維と、
を含有するものとした。

磁性体担持コイル状炭素繊維をエマルション化した状態で分散させたり、増粘剤で粘度を高くした状態で分散させたりすることによって、分散状態を維持しやすくさせることができる。

また、前記水系エマルションは、シリコン、アクリル、ウレタン、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレン及びバイオプラスチックから選択される１又は２以上の樹脂が分散されたものであることを特徴とするものであってもよい。

また、本発明にかかる電磁波吸収コーティング剤において、前記磁性体担持コイル状炭素繊維は、Ｎｉ_ｘＺｎ_１−ＸＦｅ_２Ｏ_４（Ｘは０より大きく１未満）の磁性酸化物が担持されたものであることを特徴とするものであってもよい。

さらに、本発明にかかる電磁波吸収コーティング剤において、フェライトを含むことを特徴とするものであってもよい。

さらに、本発明にかかる電磁波吸収コーティング剤において、増粘剤を含むことを特徴とするものであってもよい。

また、前述した記載の電磁波吸収コーティング剤がコーティングされたことを特徴とする布地であってもよい。

また、本発明にかかる電磁波吸収コーティング剤の作製方法は、シリコン、アクリル又はウレタンによる水系エマルション分散系に、前記磁性体担持コイル状炭素繊維を混合し、超音波分散によって磁性体担持コイル状炭素繊維を分散してなる。

さらに、本発明にかかる電磁波吸収コーティング剤の作製方法において、発泡剤を混合してなることを特徴とするものであってもよい。

図１は、実施例における反射減衰量の電磁波吸収測定方法を示す模式図である。 図２は、実施例１における電磁波吸収測定結果を示す。 図３は、実施例２における電磁波吸収測定結果を示す。 図４は、実施例３における電磁波吸収測定結果を示す。 図５は、実施例における透過減衰量の電磁波吸収測定方法を示す模式図である。 図６は、実施例４における電磁波吸収測定結果を示す。

本発明にかかる電磁波吸収コーティング剤について説明する。実施形態にかかる電磁波吸収コーティング剤は、主として、溶媒である水と、最終的にバインダーとして機能するシリコン、アクリル、ウレタン、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレン及びバイオプラスチック等が分散された水系エマルション若しくは／及び増粘剤と、水に分散している磁性体担持コイル状炭素繊維と、を含有している。

磁性体担持コイル状炭素繊維は、コイル状炭素繊維の表面に磁性材料として磁性酸化物又は誘導体酸化物を担持したものである。コイル状炭素繊維としては、一重巻きのコイル状炭素繊維は、例えば線径が１ｎｍ〜１μｍ、コイルの直径が１ｎｍ〜１００μｍ、コイルの螺旋ピッチが１ｎｍ〜１００μｍ及びコイルの長さが１μｍ〜１０ｍｍとなるものが使用される。製造の容易性等の観点から、コイルの直径は１ｎｍ〜１０μｍであることが好ましく、螺旋ピッチは１０ｎｍ〜１０μｍであることが好ましい。さらに、コイルの長さは、水系エマルション中における分散性を確保するために、１５０μｍ以下であることが好ましい。コイル状炭素繊維とは、炭素繊維が螺旋状に巻回された構造のものに加え、炭素繊維が捻れただけの構造のものも含む。なお、螺旋状に巻回されたコイル状炭素繊維の巻き方向は、コイルの軸線を中心として時計方向（右巻き）又は反時計方向（左巻き）のいずれであってもよい。また、捻れただけの構造のコイル状炭素繊維の捻れ方向は、軸線を中心として時計方向（右巻き）又は反時計方向（左巻き）のいずれであってもよい。コイル状炭素繊維としては、一重巻きのコイル状炭素繊維、二重巻きのコイル状炭素繊維、超弾性コイル又はそれらの混合物等が用いられる。一重巻きのコイル状炭素繊維は、一定の線径を有する炭素繊維によるコイルが一定のピッチ（間隔）をおいて一重巻きで螺旋状に延びるように形成されている。二重巻きのコイル状炭素繊維は、２本のコイルが交互に密接した状態で螺旋状に延び、全体としてほぼ円筒状をなし、中心には空洞が形成されている。超弾性コイルはコイルの直径が大きく、線径が小さいものをいい、弾力性がより大きいコイルのことをいう。

上述したコイル状炭素繊維の作製方法は特に限定するものではない。例えば、気相蒸着法（ＣＶＤ法）によって、アセチレン等の原料ガスがニッケル等の触媒の存在下で熱分解され、それにより、原料ガスからコイル状炭素繊維が製造される。

かかるコイル状炭素繊維に磁性酸化物又は誘導体酸化物を表面に担持するには、例えば、金属塩の水溶液に、コイル状炭素繊維を添加し、混合撹拌し、この撹拌した水溶液に、水酸化ナトリウム水溶液を添加し、ｐＨを１２以上とすることで、金属の水酸化物とコイル状炭素繊維とを共沈させることができる。そして、共沈物を５０℃以上で保持することによって、磁性酸化物又は誘導体酸化物の結晶構造がコイル状炭素繊維の表面に結晶構造として成長させることができる（詳細は、特開２０１２−１２７３６号参照。）。

この製造方法によって、コイル状炭素繊維が担持（吸着）することのできる磁性酸化物又は誘電体酸化物の原料となる金属は、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｃｏ，Ｂａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｙ，Ｃｕである。これらの金属に共通する第１の特徴は、酸化物、塩化物、硫酸塩、硝酸塩のいずれかの化合物の状態で、水、又は塩酸、硝酸、硫酸のいずれかの水溶液に溶解することである。第２の特徴は、強アルカリの条件下で水酸化物としてコイル状炭素繊維と共沈することである。

本発明で使用される磁性酸化物又は誘電体酸化物の原料となる化合物を列記する。塩化物では、ＦｅＣｌ_３，ＦｅＣｌ_２，ＮｉＣｌ_２，ＭｎＣｌ_２，ＺｎＣｌ_２，ＣｏＣｌ_２，ＢａＣｌ_２，ＴｉＣｌ_４，ＺｒＣｌ_４，ＳｒＣｌ_２，ＣａＣｌ_２，ＭｇＣｌ_２，ＹＣｌ_３，ＣｕＣｌ_２のいずれかを用いることができる。硫酸塩では、Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３，ＦｅＳＯ_４，ＮｉＳＯ_４，ＭｎＳＯ_４，ＣｏＳＯ_４，ＺｎＳＯ_４，ＢａＳＯ_４，ＴｉＯＳＯ_４，Ｔｉ（ＳＯ_４）_２，ＺｒＯＳＯ_４，ＳｒＳＯ_４，ＣａＳＯ_４，ＭｇＳＯ_４，Ｙ（ＳＯ_４）_３，Ｃｕ（ＳＯ_４）_２のいずれかを用いることができる。硝酸塩では、Ｆｅ（ＮＯ_３）_３，Ｆｅ（ＮＯ_３）_２，Ｎｉ（ＮＯ_３）_２，Ｍｎ（ＮＯ_３）_２，Ｍｎ（ＮＯ_３）_３，Ｚｎ（ＮＯ_３）_２，Ｃｏ（ＮＯ_３）_２、Ｃｏ（ＮＯ_３）_３，Ｂａ（ＮＯ_３）_２，Ｓｒ（ＮＯ_３）_２，Ｃａ（ＮＯ_３）_２，Ｔｉ（ＮＯ_３）_４，ＺｒＯ（ＮＯ_３）_２，Ｍｇ（ＮＯ_３）_２，Ｙ（ＮＯ_３）_３，Ｃｕ（ＮＯ_３）_２のいずれかを用いることができる。これに加えて、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｂａ，Ｔｉ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｚｒ，Ｍｇ，Ｙ，Ｃｕの酸化物のいずれかを用いることができる。

共沈した金属の水酸化物と、コイル状炭素繊維とは、所定の時間、ｐＨ１２以上の強アルカリ性に保持されることで、コイル状炭素繊維の表面に磁性酸化物又は誘電体の酸化物の結晶が形成される。形成される結晶構造は、スピネル型、ペロブスカイト型、ガーネット型、六方晶型のいずれかとなる。

強アルカリ性の条件下で結晶構造を成長させるために、磁性酸化物又は誘電体の水酸化物とコイル状炭素繊維の混合物を所定の時間保持する必要がある。５０℃で保持する場合には、１週間程度の保持期間が必要となる。１００℃〜２００℃で保持する場合には、数分以上保持することが必要である。こうして磁性酸化物又は誘導体酸化物を表面に担持した磁性体担持コイル状炭素繊維を作製することができる。

具体的な磁性体担持コイル状炭素繊維の担持物としては、Ｎｉ_ｘＺｎ_１−ＸＦｅ_２Ｏ_４（Ｘは０より大きく１未満）で表されるものが挙げられる。磁性体担持コイル状炭素繊維としては、例えば、Ｎｉ_０．８Ｚｎ_０．２Ｆｅ_２Ｏ_４の磁性酸化物が担持されたものが挙げられる。

電磁波吸収コーティング剤中の磁性体担持コイル状炭素繊維の含有量は、担持する磁性体の種類、担持量によって異なる。磁性体担持コイル状炭素繊維に含まれるコイル状炭素繊維のみの重量比として、シリコン、アクリル、ウレタン、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレン及びバイオプラスチック等の水系エマルション若しくは増粘剤の重量に対して１重量％以上４０重量％以下であることが好ましい。より好ましくは、１重量％以上２０重量％以下である。コイル状炭素繊維の含有量が１重量％未満の場合は、シリコン、アクリル、ウレタン、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレン及びバイオプラスチック等の水系エマルション若しくは増粘剤中におけるコイル炭素繊維の割合が少なく、電磁波吸収率が低下する。コイル状炭素繊維の含有量が４０重量％を超えるとシリコン、アクリル、ウレタン、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレン及びバイオプラスチック等の水系エマルション若しくは増粘剤中のコイル状炭素繊維同士が互いに接触してほとんどのコイル状炭素繊維が他のコイル状炭素繊維と電気的に独立しないおそれがある。シリコン、アクリル、ウレタン、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレン及びバイオプラスチック等の水系エマルション若しくは増粘剤中のコイル状炭素繊維が互いに電気的に独立していない場合、導電性が高まることに起因して電磁波を反射するが、個々のコイル状炭素繊維がソレノイドとして機能しないため、電磁波を吸収しない。それに対し、コイル状炭素繊維の含有量が４０重量％以下である場合には、コイル状炭素繊維の少なくとも一部は他のコイル状炭素繊維とは電気的に独立する。シリコン、アクリル、ウレタン、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレン及びバイオプラスチック等の水系エマルション若しくは増粘剤中のコイル状炭素繊維が互いに電気的に独立している場合には、コイル状炭素繊維がソレノイドとして機能して電磁波を吸収する。加えて、シリコン、アクリル、ウレタン、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレン及びバイオプラスチック等の水系エマルション若しくは増粘剤中ではコイル状炭素繊維がリアクタンスとして機能し、シリコン、アクリル、ウレタン、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレン及びバイオプラスチック等の水系エマルション若しくは増粘剤がキャパシタンスとして機能する。そのため、シリコン、アクリル、ウレタン、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレン及びバイオプラスチック等の水系エマルション若しくは増粘剤がキャパシタンスとして機能する。そのためシリコン、アクリル、ウレタン、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレン及びバイオプラスチック等の水系エマルション若しくは増粘剤中にはＬＣ回路が静電的に多数結合した構成が築かれる。その結果、シリコン、アクリル、ウレタン、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレン及びバイオプラスチック等の水系エマルション若しくは増粘剤は、そのＬＣ回路の共振周波数の電磁波を強く吸収する。

電磁波吸収材として磁性体を担持するコイル状炭素繊維の電磁波吸収特性は、コイル状炭素繊維と磁性体の相乗作用により改善される。コイル状炭素繊維に磁性材料を担持させることによって、コイルのインダクタンスをチューニングすることが可能となる。これにより、磁性体が吸収可能な電磁波の周波数帯域が拡大される。

さらに、任意に、第２の電磁波吸収材として、ニッケル等の導電体やマグネタイト（Ｆｅ_３Ｏ_４）、マンガン亜鉛フェライト、ニッケル亜鉛フェライト、銅亜鉛フェライト等のフェライト（磁性体）を混合してもよい。第２の電磁波吸収材の含有量は、重量比でコイル状炭素繊維の１０倍以下であることが好ましい。第２の電磁波吸収材料として、フェライト等の磁性体を含有することによって、電磁波吸収帯域が磁性体担持コイル状炭素繊維と異なるため、吸収可能な電磁波の周波数帯域が拡大される。

コイル状炭素繊維に加えて電磁波吸収材として導電体を含有する電磁波吸収コーティング剤の電磁波吸収特性は、コイル状炭素繊維と導電体の相乗作用により改善される。その電磁波吸収コーティング剤中では、コイル状炭素繊維がリアクタンスとして機能し、導電体がレジスタンスとして機能し、母材がキャパシタンスとして機能する。そのため、電磁波吸収コーティング剤中にはＬＣ回路、ＣＲ回路及びＬＣＲ回路が築かれる。その結果、電磁波吸収コーティング剤は、これらＬＣ回路、ＣＲ回路及びＬＣＲ回路の共振周波数の電磁波を強く吸収する。

磁性体担持コイル状炭素繊維に加えて電磁波吸収材として磁性体を含有する電磁波吸収コーティング剤の電磁波吸収特性は、磁性体担持コイル状炭素繊維と磁性体の相乗作用により改善される。その電磁波吸収コーティング剤中では、コイル状炭素繊維がリアクタンスとして機能し、母材がキャパシタンスとして機能する。そのため、電磁波吸収コーティング剤中にはＬＣ回路が築かれる。磁性体の磁気抵抗は、その磁性体の近傍に位置するＬＣ回路中のリアクタンスに誘導電流が発生したとき、それに基づく誘導磁界によって増大する。この磁気抵抗の増大により、磁性体の電磁波吸収能が増強されるとともに、磁性体が吸収可能な電磁波の周波数帯域が拡大される。

さらに、電磁波吸収コーティング剤を作製する際に、発泡剤を混合して作製してもよい。本発明者は、種々の実験により、多孔質樹脂に磁性体担持コイル状炭素繊維を含有することによって、多周波数吸収特性が検知され、広帯域で電磁波吸収性能を有することがわかった。かかる観点から磁性体担持コイル状炭素繊維を混合した電磁波吸収コーティング剤の作製時に、発泡剤を混合することによって、電磁波吸収コーティング剤に複数の空孔を有する発泡性のコーティング剤とすることができる。これにより、電磁波吸収コーティング剤が吸収可能な電磁波の周波数帯域が拡大される。

発泡剤としては、例えば、脂肪族炭化水素（発泡剤）をアクリル系可塑性樹脂で包み込んだ、いわゆるコア-シェル構造となった樹脂微粒子が例として挙げられる。加熱により外殻樹脂が軟化をはじめると同時に、内包された発泡剤の蒸気圧が上昇して粒子を変形させるのに十分な圧力となり、外郭樹脂が引き伸ばされることで膨張する。その後、加熱をやめると外殻樹脂が硬化し、中空のプラスチックバルーンとなる。コーティングしてから発泡させても良いし、発泡させてからコーティング剤に入れてもよい。例えば、外郭樹脂に発泡剤を内包したマイクロスフィアを使用するとよい。マイクロスフィアとしては、例えば、松本油脂株式会社製のマツモトマイクロスフェアー（登録商標）、日本フェライト社製のエクスパンセル（登録商標）等が好適に使用することができる。

発泡剤を使用した作製例としては、以下の方法が例として挙げられる。発泡剤をエマルションの樹脂中に分散してその樹脂を乾燥と同時又は乾燥後、再加熱で２次発泡を行なう。そして樹脂中にガスを膨張させることで体積を増加させ、磁性体担持コイル状炭素繊維を効率的に樹脂中に分散させることができる。マイクロスフィアと磁性体担持コイル状炭素繊維とのそれぞれが凝集して不均一に分散することが防止される程度まで、十分に撹拌を行い、十分に樹脂中に均一にマイクロスフィアと磁性体担持コイル状炭素繊維とが均一に分散させたコーティング剤とすることで、被コーティング剤、例えば、生布又は不織布等にコーティングし、乾燥発泡させることで乾燥したコーティング樹脂中に磁性体担持コイル状炭素繊維が均一に分散し、その内部に空間をもつバブル状の構造を有するものとできる。

以上のよう作製された電磁波吸収コーティング剤は、吸収可能な電磁波の周波数帯域が拡大されており、種々の部品や布地等にコーティングすることによって、種々の部品や布地等を電磁波吸収部材にすることができる。例えば、従来の電子機器では、ノイズ周波数あるいは設置部位などに適した仕様（特性、形状など）のノイズ対策材を選定し、適切に設置してＥＭＣ対策が行われている。それに対し、本発明による電磁波吸収コーティング剤は、広帯域の電磁波を近傍界及び遠方界の両方で吸収することができる上、種々のシート、機材その他の部品にコーティングすることで部品に電磁波吸収性能を付与することができる。そのため、電子機器の外装等にコーティングしたり、電磁波吸収コーティング剤をシートにコーティングすれば、シートを貼り付けたりすることによって、ほぼ全てのノイズ対策への対応が期待できる。

特に本発明のコーティング剤は、不織布等の布地に塗布又は含浸することによって、不織布の繊維間に空間が形成されるので、電磁波吸収性能より効果的に発揮する状態でコーティングすることができる。

以上説明した電磁波吸収コーティング剤は以下の方法により作製される。なお、以下の作製方法は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの方法に限定する目的に使用されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。

（作製方法１）
水とアルコール溶剤と界面活性剤とを混合した溶液に、磁性体担持コイル状炭素繊維を混入して、撹拌又は超音波分散をして磁性体担持コイル状炭素繊維を溶液内に均一に分散させる。アルコール系溶剤としては、無機・有機のいずれにも親和性が高く、かつ最終的に蒸発させやすいものが選択される。例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、イソプロピルアルコール、１−ブタノール、２−ブタノール、イソブチルアルコール、ｔｅｒ−ブチルアルコール、１−ペンタノール、２−ペンタノール及び３−ペンタノールの少なくともいずれかのＣ_ｎＨ_２ｎ＋１ＯＨの構造式で表されるアルコールを使用することができる。その他、適宜、二価のグリコール類、三価のグリセリン類、その他、多価アルコールを使用することができる。

界面活性剤としては、磁性体を保持しているため、無機粒子の分散剤としてナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物系の活性剤や無機に対しての表面の濡れ性を改善するためにアニオン系活性剤を使用するとよい。勿論非イオン系の界面活性剤を使用しても構わない。

次に、均一に分散された溶液に、増粘剤を混合して、溶液の粘度を上げて分散の凝集を遅らせる。この際に使用する増粘剤としては、バインダーとしても機能するアクリル系増粘剤を使用することが好ましい。増粘剤は、例えば、増粘剤ビスライザーＡＰ−２（三洋化成工業社製）を用いて、エマルションの増粘を行なうことにより、フェライトや磁性体担持コイル状炭素繊維が安定して分散したコーティング剤とすることができ、コーティング剤に最適な粘度を与えることができる。さらに、必要に応じて、分散保持のためナフタレンスルホン酸ソーダのホルマリン縮合物を混合してもよい。その他、分散保持のため、ナフタレンスルホン酸ソーダのホルマリン縮合物だけでなく、セルロース系、ウレタン系、アクリル系ポリアミド系又はベンチナイト系の材料を使用して、チクソ性や架橋構造を示すポリマーにて磁性体担持コイル状炭素繊維を分散保持することもできる。

さらに、必要に応じて、マグネタイト（Ｆｅ_３Ｏ_４）等のフェライト（磁性体）を混合してもよい。

その後、溶液のアルコール類を一部又は全部蒸発させ、電磁波吸収コーティング剤が完成する。

（作製方法２）
まず、シリコン、アクリル、ウレタン、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレン及びバイオプラスチック等を構成するモノマーと水、必要に応じて適切な界面活性剤を混合して、水系エマルション分散系を用意する。ウレタンに関しては、界面活性剤を乳化剤として使用した強制乳化型のエマルションであってもよいし、ウレタン樹脂中に親水基を導入した自己乳化型であってもよい。この際に、必要に応じて、分散性をよくするために、アルコール系溶剤を混合してもよい。アルコール系溶剤としては、前記と同様に無機・有機のいずれにも親和性が高く、かつ最終的に蒸発させやすいものが選択される。例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、イソプロピルアルコール、１−ブタノール、２−ブタノール、イソブチルアルコール、ｔｅｒ−ブチルアルコール、１−ペンタノール、２−ペンタノール及び３−ペンタノールの少なくともいずれかのＣ_ｎＨ_２ｎ＋１ＯＨの構造式で表されるアルコールを用いることができる。

作製された水系エマルション分散系に、前述した磁性体担持コイル状炭素繊維を混合し、撹拌又は超音波分散をして磁性体担持コイル状炭素繊維を溶液内に均一に分散させる。これにより、磁性体担持コイル状炭素繊維は各エマルションの間に分散し、凝集が妨げられる。さらに、必要に応じて、分散保持のためナフタレンスルホン酸ソーダのホルマリン縮合物を混合してもよい。また、さらに、必要に応じて、マグネタイト（Ｆｅ_３Ｏ_４）等のフェライト（磁性体）を混合してもよい。

その後、溶液のアルコール類を蒸発させ、電磁波吸収コーティング剤とされる。

なお、以上説明した作製方法１及び作製方法２において、発泡剤を混入して発泡させてもよい。

こうして作製された電磁波吸収コ−ティング剤をシ−トとして紙に塗布して電磁波吸収体を得ることができる。塗布される基材は、柔軟性のある繊維を絡ませたシ−ト状のものだけでなく板状のものでも構わない。アクリルやポリエチレン等の合成樹脂を板状にしたものや、天然物である木材に塗布することもできる。また、無機物であるガラスにも塗ることができる。また、フッ素樹脂シートや撥水発油シ−トにすることで、電磁波吸収体の樹脂シ−トを得ることができる。さらに、電磁波吸収コ−ティング剤を用いて、板状のものへのコ−ティングはフローコーターやナイフコーターを用いて塗布量を調整して塗布することができる。

（磁性体担持コイル状繊維の作製例）
磁性体担持コイル状炭素繊維として、長さが１０μｍ〜１０ｍｍのカーボンマイクロコイルを用意し、共沈した水酸化ニッケルと水酸化亜鉛と水酸化鉄（ＩＩＩ）と用意したコイル状炭素繊維とを、強アルカリ性の反応液の中に沈殿している状態の下、１００℃以上で１６時間保持した。これにより、結晶化工程によって上記３種の金属の水酸化物が重合した状態から水分子が除去されて安定なスピネル型結晶構造となった、組成比がＮｉ_ｘＺｎ_１−ＸＦｅ_２Ｏ_４（Ｘ＝０より大きく１未満）の磁性酸化物が担持された磁性体担持コイル状炭素繊維を得た。コイル状炭素繊維と、磁性酸化物との重量比は、５：７である。

（実施例１）
アクリル系エマルション１２０ｇと、上記で得られた磁性体担持コイル状炭素繊維１０．２４ｇ（エマルション固形分に対して磁性体担持コイル状炭素繊維が１０ｗｔ％となる質量）と、を撹拌機で３０分間、混合、撹拌し、電磁波吸収コーティング剤を得た。この電磁波吸収コーティング剤を１５０ｍｍ（縦）×１５０ｍｍ（横）×１ｍｍ（厚さ）のアクリル板の片面に５．８０ｇ塗布し、１００℃で乾燥、固化した（実施例１）。

比較例１として、何も塗布していない１５０ｍｍ（縦）×１５０ｍｍ（横）×１ｍｍ（厚さ）のアクリル板を用意した。

上記実施例１及び比較例１のアクリル板の反射減衰率を測定した。反射減衰率の測定方法は以下のとおりである。図１に示すように、被測定物（シート）の背後に金属反射板（アルミニウム板）を配置し、平面波（振幅Ｖ_０）を照射した場合の反射波の大きさ（振幅Ｖ_１）を測定し、その比を下記式により、デシベル（ｄＢ）として表した。

反射減衰＝２０×ｌｏｇ１０（Ｖ_１／Ｖ_０）

測定結果を図２に示す。この測定結果により、比較例１は減衰量のピークが見られないのに対し、実施例１は、ほぼ周波数範囲７０~１１０ＧＨｚ全体において反射波は減衰していることがわかる。特に９５ＧＨｚ〜１００ＧＨｚに減衰量のピークが見られることがわかる。

（実施例２）
アクリル系エマルション４０ｇと、上記で得られた磁性体担持コイル状炭素繊維８．０ｇ（エマルション固形分に対して磁性体担持コイル状炭素繊維が１６ｗｔ％となる質量）と、を撹拌機で３０分間、混合、撹拌し、電磁波吸収コーティング剤を得た。電磁波吸収コーティング剤をポリエステル不織布の両面に２０ｇ塗布し、１００℃で乾燥、固化した（実施例２−１）。アクリル系エマルション４５ｇと、上記で得られた磁性体担持コイル状炭素繊維７．８ｇ、フェライト１５．８ｇ（磁性体担持コイル状炭素繊維とフェライトが１：２の重量比になる比率）と、を撹拌機で３０分間、混合、撹拌し、電磁波吸収コーティング剤を得た。電磁波吸収コーティング剤をポリエステル不織布の両面に２０ｇ塗布し、１００℃で乾燥、固化した（実施例２−２）。測定結果を図３示す。この測定結果により、フェライトを混合した作製例２のコーティング剤を使用した実施例２−２において、２０ＧＨｚ近傍と、９５ＧＨｚ近傍の２箇所に減衰量のピークが見られることがわかる。

（実施例３）
アクリル系エマルション３５０ｇと、上記で得られた磁性体担持コイル状炭素繊維３０ｇ（エマルション固形分に対して磁性体担持コイル状炭素繊維が１０ｗｔ％となる質量）と、を撹拌機で３０分間、混合し、これを水で薄め、攪拌棒を使って、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×５ｍｍの石英板（厚さ３ｍｍ）上（片面）に厚く流し込んだ。その後、１００℃で乾燥、固化した（実施例３）。比較例２として、石英板（厚さ３ｍｍ）のみのものを用意した。測定結果を図４に示す。この測定結果により、比較例２においては、減衰ピークが見られないのに対し、実施例３において、７５ＧＨｚ近傍と、１００ＧＨｚ近傍の２箇所に減衰量のピークが見られることがわかる。

（実施例４）
アクリル系エマルション４０ｇと、上記で得られた磁性体担持コイル状炭素繊維５．１２ｇ（エマルション固形分に対して磁性体担持コイル状炭素繊維が１０ｗｔ％となる質量）と、を撹拌機で３０分間、混合、撹拌し、電磁波吸収コーティング剤を得た。電磁波吸収コーティング剤を自動車用生地にコーティング剤を用いて６．１ｇ、膜厚８１．１マイクロｍ塗布し、１００℃で乾燥、固化した（実施例４）。コーティング剤がコーティングされたシートの重ね合わせの効果を見るために、実施例４のコーティング膜が成膜された自動車用生地をｎ回重ねた場合（ｎ＝１~４）の電波吸収特性（透過減衰量）を測定した。比較例３として自動車用生地のみのものも測定した。測定方法は、図５に示すように、被測定物シートに平面波（振幅Ｖ_０）を入射させ、その透過波（振幅Ｖ_２）より下記式により透過減衰量を求めた。

透過減衰量＝２０×ｌｏｇ１０（Ｖ_２／Ｖ_０）

測定結果を図６に示す。
この測定結果により、複数枚重ねた方が電波吸収特性は優れており、特に複数枚重ねた場合に７０ＧＨｚ〜１００ＧＨｚにおいて減衰量の変化が大きいことがわかる。

（その他の実施例）
エポキシエマルション４０ｇと、上記で得られた磁性体担持コイル状炭素繊維７．９ｇと、を撹拌機で３０分間、混合、撹拌し、電磁波吸収コーティング剤を得た。電磁波吸収コーティング剤をコーターにより２５０ｍｍ×３００ｍｍ×１ｍｍ（厚さ）の不織布に６．３０ｇ塗布し、その後、１１０℃で乾燥、固化した。かかるエポキシエマルションにおいても、上記実施形態とほぼ同様の反射減衰量と透過減衰量を得られる。

ポリエチレンエマルション４０ｇと、上記で得られた磁性体担持コイル状炭素繊維７．９ｇと、を撹拌機で３０分間、混合、撹拌し、これにアクリル系増粘剤を添加して粘度調整を行い電磁波吸収コーティング剤を得た。電磁波吸収コーティング剤をコーターにより２５０ｍｍ×３００ｍｍ×１ｍｍ（厚さ）の不織布に６．６０ｇ塗布し、その後、１１０℃で乾燥、固化した。かかるポリエチレンエマルションにおいても、上記実施形態とほぼ同様の反射減衰量と透過減衰量を得られる。

シリコンエマルション４０ｇと、上記で得られた磁性体担持コイル状炭素繊維７．９ｇと、を撹拌機で３０分間、混合、撹拌し、これにアクリル系増粘剤を添加して粘度調整を行い、電磁波吸収コーティング剤を得た。電磁波吸収コーティング剤をコーターにより２５０ｍｍ×３００ｍｍ×１ｍｍ（厚さ）の不織布に７．１０ｇ塗布し、その後、１１０℃で乾燥、固化した。かかるポリエチレンエマルションにおいても、上記実施形態とほぼ同様の反射減衰量と透過減衰量を得られる。

なお、本発明は上述した各実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

上述した実施の形態で示すように、電磁波吸収体として産業上利用可能性がある。

Claims (8)

1. 水と、
   水系エマルション若しくは増粘剤と、
   磁性体担持コイル状炭素繊維と、
   を含有する電磁波吸収コーティング剤。
2. 前記水系エマルションは、シリコン、アクリル、ウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン及びバイオプラスチックから選択される１又は２以上の樹脂が分散されたものであることを特徴とする請求項１に記載の電磁波吸収コーティング剤。
3. 前記磁性体担持コイル状炭素繊維は、Ｎｉ_ｘＺｎ_１−ＸＦｅ_２Ｏ_４（Ｘは０より大きく１未満）の磁性酸化物が担持されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電磁波吸収コーティング剤。
4. さらに、フェライトを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁波吸収コーティング剤。
5. さらに、増粘剤を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電磁波吸収コーティング剤。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の電磁波吸収コーティング剤でコーティングされたことを特徴とするシート。
7. 水系エマルションは、シリコン、アクリル、ウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン及びバイオプラスチックによる水系エマルション分散系に、磁性体担持コイル状炭素繊維を混合し、
   超音波分散によってコイル状炭素繊維を分散してなることを特徴とする電磁波吸収コーティング剤の作製方法。
8. さらに、発泡剤を混合してなることを特徴とする請求項７に記載の電磁波吸収コーティング剤の作製方法。
   
   

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