JP2019079895A - 電磁波吸収性組成物および電磁波吸収体 - Google Patents
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Abstract
Description
また、液状のエポキシ変性ウレタンゴムにカーボンブラックを配合した整合型ミリ波吸収シートが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
また、特許文献2の整合型ミリ波吸収シートは、カーボンブラックを含有しているため、整合させる周波数に応じてカーボンブラックの添加量と電磁波吸収層の厚みを調整する必要がある。つまり、カーボンブラックを配合した電磁波吸収層は、同一処方において誘電率虚部に周波数依存性があるため整合させる周波数に合わせて添加量を調整する必要があった。
本発明(2)は、前記樹脂組成物が、アクリル系樹脂であって、ビニル基を有するエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、エステルアクリレート、ブタジエンアクリレート、シリコーンアクリレート、アミノ樹脂アクリレートから選ばれるいずれか1種を含むことを特徴とする前記発明(1)に記載の電磁波吸収性組成物である。
本発明(3)は、前記発明(1)または前記発明(2)に記載の電磁波吸収性組成物からなる電磁波吸収層と電磁波反射層とを積層してなることを特徴とする電磁波吸収体である。
本発明の電磁波吸収性組成物は、アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母又はアンチモンドープ酸化スズ被覆タルクと、樹脂組成物とを含有する。
樹脂組成物としては、ゴムを包含する広義の樹脂を含むものであり、その種類は特に制限されるものではなく、用途に応じた物性、例えば強度や耐熱性、成形性等を考慮して適宜選択される。例えば、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エチレン・α−オレフィンゴム、エチレン・プロピレンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム等のゴム類、以下に例示する熱可塑性樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、ウレタン系、アミド系、エステル系等の各種熱可塑性エラストマー等を使用することができる。また、必要に応じて、これらの2種以上を混合して使用することもできる。
アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母は、例えば、雲母粉末が懸濁した水溶液中に塩化錫の塩酸水溶液とアルカリ水溶液とを同時に添加し、加水分解により錫水和物を析出被覆させ、つづいてこの溶液中に塩化錫塩化アンチモンの混合塩酸水溶液とアルカリ水溶液とを同時に添加し、前記錫水和物で被覆された雲母粉末上に共沈したアンチモン水和物を含む錫水和物を加熱焼成し、酸化アンチモンドープ酸化錫層を形成することにより得ることができる。
また、アンチモンドープ酸化スズ被覆タルクについては、上記アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母の製造例において、雲母粉末の代わりにタルク粉末を使用することによりタルク粉末の表面に酸化アンチモンドープ酸化錫層を形成することにより得ることができる。
本発明におけるスズ被覆物は、雲母及びタルクの形状が扁平状であるので、従来用いられていた導電性針状酸化チタンに比べて電磁波吸収性能に異方性を生じることが少ない。
アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母とアンチモンドープ酸化スズ被覆タルクの両者を電磁波吸収性組成物に含有させる場合は、アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母とアンチモンドープ酸化スズ被覆タルクとの合計量中、アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母が15〜40質量%であることが好ましい。
このようなアンチモンドープ酸化スズ被覆雲母又はアンチモンドープ酸化スズ被覆タルクとしては、メルク社製の商品名:Iriotec(商標登録)7310、Iriotec(商標登録)7315、Iriotec(商標登録)7320、Iriotec(商標登録)7325、Iriotec(商標登録)7330、Iriotec(商標登録)7340等が市販されている。
本発明の電磁波吸収性組成物は、樹脂組成物にスズ被覆物を混合・攪拌して得ることができる。
本発明の電磁波吸収体は、前記の電磁波吸収性組成物からなる電磁波吸収層と電磁波反射層とを積層した構造を有する。
本発明の電磁波吸収体は、例えば、アルミ箔等の電磁波反射層の片面に、所定の複素比誘電率を持った電磁波吸収性組成物からなる電磁波吸収層を、対象周波数に応じて所定の厚みに設けたものであり、該電磁波吸収層表面で反射した電磁波と、積層された電磁波反射層と電磁波吸収層との界面で反射されて戻ってくる電磁波とが打ち消しあうよう、それらの振幅と位相をコントロールして設計されたものである。電磁波が垂直に入射する場合において、無反射となる場合の樹脂組成物層(電磁波吸収層)の複素比誘電率の実部と虚部の関係は、d/λ(d:樹脂組成物層の厚み、λ:電磁波の波長)に応じて変化し、図1に示す無反射曲線で表される。
電磁波吸収層の層形成工程は、従来公知の形成方法を用いて実施すればよく、例えば、電磁波反射層となるシートに、塗料を任意の厚さで塗工後、剥離性保護フィルムを積層し、これを硬化するものが挙げられる。塗工方法としては、バーコーター、コンマコーター、ダイコーター等を用いた方法が挙げられるが、これらに限定されるものではない
樹脂組成物:重量平均分子量2,500、粘度6,500mPa・s/25℃のポリウレタンアクリレート(荒川化学工業社製 商品名:ビームセット505A−6)100質量部、アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母(メルク社製 商品名:Iriotec(商標登録)7330)10質量部、重合開始剤:1,1,3,3−テトラメチルブチル−パーオキシ−2−エチルヘキサネート(日油社製 商品名:パーオクタO)1.0質量部を混合し、公知の方法で攪拌して、本発明の電磁波吸収性組成物を得た。
アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母(メルク社製 商品名:Iriotec(商標登録)7330)の含有量を20質量部とした以外は実施例1と同様にして本発明の電磁波吸収性組成物及び電磁波吸収体を得た。
アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母(メルク社製 商品名:Iriotec(商標登録)7330)の含有量を30質量部とした以外は実施例1と同様にして本発明の電磁波吸収性組成物及び電磁波吸収体を得た。
アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母(メルク社製 商品名:Iriotec(商標登録)7330)の含有量を40質量部とした以外は実施例1と同様にして本発明の電磁波吸収性組成物及び電磁波吸収体を得た。
アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母(メルク社製 商品名:Iriotec(商標登録)7330)の含有量を50質量部とした以外は実施例1と同様にして本発明の電磁波吸収性組成物及び電磁波吸収体を得た。
アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母(メルク社製 商品名:Iriotec(商標登録)7330)の含有量を60質量部とした以外は実施例1と同様にして本発明の電磁波吸収性組成物及び電磁波吸収体を得た。
電磁波吸収層の厚さを520μmとした以外は実施例3と同様にして本発明の電磁波吸収体を得た。
電磁波吸収層の厚さを780μmとした以外は実施例3と同様にして本発明の電磁波吸収体を得た。
電磁波吸収層の厚さを1100μmとした以外は実施例3と同様にして本発明の電磁波吸収体を得た。
アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母(メルク社製 商品名:Iriotec(商標登録)7330)の代わりにカーボンブラック(昭和電工社製 商品名:SCMG−AF)75質量部とした以外は実施例1と同様にして比較用の電磁波吸収性組成物及び電磁波吸収体を得た。
アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母(メルク社製 商品名:Iriotec(商標登録)7330)の代わりに平均径0.5μm、平均長10.0μmの導電性針状酸化チタン(石原産業社製 商品名:FT−4000)20質量部とした以外は実施例1と同様にして比較用の電磁波吸収性組成物及び電磁波吸収体を得た。
<複素比誘電率>
実施例1〜6及び比較例1〜2で得た電磁波吸収体をポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離して、各々の評価用電磁波吸収体を得た。次に、評価用電磁波吸収体を150mm長×150mm幅に断裁して、試験片とし、それぞれの試験片について、関東電子応用開発社製の「フリースペース型Sパラメータ測定装置」を用い、試験片を透過する24GHz〜79GHz周波数帯域における電磁波をキーサイトテクノロジー社製の「PNAネットワークアナライザーN5225A」で測定することにより、実施例及び比較例の電磁波吸収層の複素比誘電率を算出した。その評価結果を表1に示した。また、表1の各周波数帯における実項数(ε’)と虚数項(ε’’)との関係を図1及び図2にグラフ化した。複素比誘電率の実項数(ε’)と虚数項(ε’’)との関係が無反射曲線に近い電磁波吸収体ほど、吸収特性が良好な電磁波吸収体といえる。
また、図2から明らかなように、アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母の含有量が30質量部の実施例3及びアンチモンドープ酸化スズ被覆雲母の含有量が40質量部の実施例4は、無反射曲線に近似した曲線を有しており、吸収特性が良好な電磁波吸収体であった。これに対して、アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母の含有量が10質量部の実施例1、アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母の含有量が20質量部の実施例2、アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母の含有量が50質量部の実施例5及びアンチモンドープ酸化スズ被覆雲母の含有量が60質量部の実施例6は、実施例1及び実施例2の電磁波吸収体よりも無反射曲線から離れた曲線となっていた。このことから電磁波吸収性組成物において、アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母の含有量は、樹脂組成物100質量部に対して30〜40質量部が好ましいといえる。
実施例3及び実施例7〜9で得た電磁波吸収体をポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離して、各々の評価用電磁波吸収体を得た。次に、評価用電磁波吸収体を150mm長×150mm幅に断裁して、試験片とし、18GHz〜110GHz周波数帯域における電磁波の反射減衰量を測定した。測定は、電磁波吸収性組成物をアルミ箔(電磁波反射層)に塗工した進行方向(TD)と、該進行方向と垂直な方向(MD)とを測定した。測定には、関東電子応用開発社製の「フリースペース型Sパラメータ測定装置」を用い、キーサイトテクノロジー社製の「PNAネットワークアナライザーN5225A」で測定した。
その評価結果を表2に示した。また、反射減衰量のグラフを図3〜図6に示した。
このことからアンチモンドープ酸化スズ被覆雲母を用いた電磁波吸収体は、電波吸収性能に方向性(異方性)がなく、ほぼ全ての方向からの電磁波に対して十分な電波吸収性能を有する。
また、実施例3及び実施例7〜9は、アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母の含有量が同じで、電磁波吸収層の厚さが異なる。そして、図3〜図6では20GHz〜100GHzで反射減衰量が−20dB以上のピーク波長周波数を有している。このことから実施例3及び実施例7〜9で得た電磁波吸収体は、周波数依存性が少なく、同一処方で厚みを調整するだけで20GHz〜100GHzの広帯域に周波数を整合させることが可能である。
Claims (3)
- アンチモンドープ酸化スズ被覆雲母又はアンチモンドープ酸化スズ被覆タルクと、樹脂組成物とを含有することを特徴とする電磁波吸収性組成物。
- 前記樹脂組成物が、アクリル系樹脂であって、ビニル基を有するエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、エステルアクリレート、ブタジエンアクリレート、シリコーンアクリレート、アミノ樹脂アクリレートから選ばれるいずれか1種を含むことを特徴とする請求項1に記載の電磁波吸収性組成物。
- 請求項1または請求項2に記載の電磁波吸収性組成物からなる電磁波吸収層と電磁波反射層とを積層してなることを特徴とする電磁波吸収体。
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