JP2961171B1 - 広帯域シンタクチックフォーム電波吸収材料 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 屋外で使用される構造体に適用可能であると
共に、マイクロ波からミリ波帯で良好な電波吸収性能を
発揮することを可能にした電波吸収材料を提供する。 【解決手段】 バインダーに該バインダー１００重量部
に対して１０〜７０重量部のカーボンブラック又は黒鉛
類を含有し、無機質又は有機質からなるマイクロバルー
ンを体積百分率で２０〜８０％含有するシンタクチック
フォーム材１から電波吸収材料を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カーボンブラック
又は黒鉛類を含有するシンタクチックフォームからなる
電波吸収材料に関し、さらに詳しくは、屋外で使用され
る構造体に適用可能であると共に、マイクロ波からミリ
波帯で良好な電波吸収性能を発揮することを可能にした
電波吸収材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロ波からミリ波帯に至って優れた
電波吸収性能を得ることができる電波吸収体の代表例と
して電波暗室などに適用されるピラミッド型フォーム材
が知られている。しかしながら、ピラミッド型フォーム
材のように柔軟な吸収体では、強度及び剛性を兼ね備え
た構造体として活用することは不可能である。

【０００３】これ以外の電波吸収体としては、炭化珪素
繊維を使用した強化プラスチック系電波吸収体がある。
炭化珪素繊維による強化プラスチック系電波吸収体は、
炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）と同等な強度及
び剛性を有しているため一次構造体としても適用可能で
あり、かつミリ波帯に対しても有効であることが知られ
ている。しかし、この電波吸収体は、その電気的特性か
らいわゆる整合型吸収体を形成する場合に限定され、す
なわち吸収特性が広帯域型ではなく狭帯域のピークを有
するものとなる。しかも、ミリ波帯での吸収ピークを設
計周波数に適合させるとき、波長が短いミリ波帯では積
層板の厚さを高精度に調整する必要があるため、技術的
に実用化が困難である。

【０００４】また、表面抵抗皮膜を利用したミリ波帯用
電波吸収体の開発も進んでいる。この電波吸収体は、特
に薄く軽量であることと設計周波数帯での優れた性能を
特徴としているが、耐候性に劣っているため屋外で使用
される構造体に適用することができない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、屋外
で使用される構造体に適用可能であると共に、マイクロ
波からミリ波帯で良好な電波吸収性能を発揮することを
可能にした電波吸収材料を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の電波吸収材料は、バインダーに該バインダー
１００重量部に対して１０〜７０重量部のカーボンブラ
ック又は黒鉛類を含有し、無機質又は有機質からなるマ
イクロバルーンを体積百分率で２０〜８０％含有するシ
ンタクチックフォーム材から構成したことを特徴とする
ものである。

【０００７】このようにバインダーに特定量のカーボン
ブラック又は黒鉛類を含有し、無機質又は有機質からな
るマイクロバルーンを特定量含有するシンタクチックフ
ォーム材は、軽量であり、且つ機械的強度が高いため、
該シンタクチックフォーム材をコア材としてサンドイッ
チ構造などを構成することにより、屋外で使用可能な構
造体からなる電波吸収体を提供することが可能である。

【０００８】また、上記シンタクチックフォーム材は単
体でマイクロ波からミリ波帯で良好な電波吸収性能を発
揮することが可能である。特に、カーボンブラックや黒
鉛類の濃度を変化させた複数種類のシンタクチックフォ
ーム材を用意し、これらを適切に組み合わせて積層する
ことにより、さらに良好な広帯域性能を発揮することが
できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成について添付
の図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実
施形態からなる電波吸収材料を例示するものである。図
において、シンタクチックフォーム材１は、樹脂系バイ
ンダーに該バインダー１００重量部に対して１０〜７０
重量部のカーボンブラック又は黒鉛類を含有し、無機質
又は有機質からなるマイクロバルーンを体積百分率で２
０〜８０％含有して構成されている。

【００１０】上記樹脂系バインダーとしては、エポキシ
樹脂が取り扱いが容易であるため好ましいが、ポリエス
テル樹脂、フェノール樹脂、シアネートエステル樹脂、
ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂及びフラン樹脂等
を使用することが可能であり、用途に応じて耐熱性や難
燃性などを考慮して最適なものを選択するようにすれば
よい。また、バインダーとしては、樹脂系バインダーの
ほかに塗料系バインダーやゴム系バインダーを使用する
ことも可能である。

【００１１】マイクロバルーンを構成する無機質として
は、ガラスやシリカ等を使用することができる。また、
マイクロバルーンを構成する有機質としては、塩化ビニ
リデンとアクリルニトリルの共重合体やポリアクリロニ
トリルを主成分とする高分子等を使用することができ
る。このマイクロバルーンは内部が空洞になっており、
直径が１０〜１０００μｍのものである。

【００１２】図２は、本発明の他の実施形態からなる電
波吸収材料を例示するものである。図において、カーボ
ンブラック又は黒鉛類の濃度を変化させた複数種類のシ
ンタクチックフォーム材１，１，１を互いに積層して電
波吸収材料を構成している。即ち、本発明の電波吸収材
料は、上記実施形態のようにシンタクチックフォーム材
１を単層として用いるだけでなく、複数層に積層して用
いることができる。また、この積層構造において、電波
吸収性能を調整するためにカーボンブラックや黒鉛類を
含まないシンタクチックフォーム材を追加してもよい。

【００１３】上述のように構成されるシンタクチックフ
ォーム材１では、カーボンブラック又は黒鉛類の含有量
と無機質又は有機質からなるマイクロバルーンの含有量
を調整することにより、その誘電率を変化させて所望の
電波吸収性能を得ることができる。カーボンブラック又
は黒鉛類の含有量はバインダー１００重量部に対して１
０〜７０重量部、好ましくは１０〜５０重量部にする必
要がある。このカーボンブラック又は黒鉛類の含有量が
１０重量部未満であるとシンタクチックフォーム材１が
電波を透過しやすくなるため所望の電波吸収性能が得ら
れず、逆に７０重量部を超えると完全反射体に近づくた
め所望の電波吸収性能が得られなくなる。また、マイク
ロバルーンの含有量は体積百分率で２０〜８０％、好ま
しくは４０〜６０％にする必要がある。このマイクロバ
ルーンの含有量が２０％未満であると誘電率の低下が不
十分になるため所望の電波吸収性能が得られず、逆に８
０％を超えると結合力が低下するため構造体としての強
度が得られなくなる。

【００１４】上記シンタクチックフォーム材１は軽量で
あり、且つ機械的強度が高い。そのため、シンタクチッ
クフォーム材１をコア材としてスキン材等とのサンドイ
ッチ構造などを構成することにより、屋外で使用可能な
構造体からなる電波吸収体を提供することができる。但
し、シンタクチックフォーム材１を単独で電波吸収体と
して用いることも可能である。

【００１５】また、シンタクチックフォーム材１は単体
でマイクロ波からミリ波帯で良好な電波吸収性能を発揮
することが可能である。特に、図２のようにカーボンブ
ラックと黒鉛類の濃度を変化させた複数種類のシンタク
チックフォーム材１を用意し、これらを適切に組み合わ
せて積層することにより、さらに良好な広帯域性能を発
揮することができる。

【００１６】現在、マイクロ波からミリ波帯に対して屋
外で構造体として使用可能な電波吸収体としては、炭化
珪素繊維強化プラスチックが利用されているが、これと
比較して本発明の電波吸収材料は軽量であること、広帯
域性能に優れることが優位点として挙げられるが、更に
材料コスト及び成形コストが安価であることも優位点と
して挙げられる。

【００１７】次に、本発明の電波吸収材料を用いた電波
吸収体の製造方法について説明する。上述のようなシン
タクチックフォーム材１を成形するにはプレスを使用す
ると簡便であるが、一方でプレスであると平板以外の形
状では成形が困難であることが多い。このような場合に
は、予め設計厚さにスライスした非金属ハニカムコアの
中にコンパウンドを充填し、これを所望の形状に合わせ
てオートクレーブ等で加熱加圧成形してもよい。なお、
非金属ハニカムコアを予め適当な熱と圧力を利用して所
望の形状に適合するようにフォーミングしておくことも
可能である。

【００１８】上記非金属ハニカムコアの素材としては、
フェノール樹脂含浸アラミド（芳香族ポリアミド）紙、
フェノール樹脂含浸ガラス繊維織物、フェノール樹脂含
浸紙、プラスチック等を使用することができる。これら
の中では、目的形状への馴染み、質量、ハンドリングの
容易さなどでアラミド製が好適である。

【００１９】

【実施例】ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１００重量
部にジエチルアミノプロピルアミン（ＤＥＡＰＡ）６重
量部を配合し、これに鱗片状黒鉛を２０重量部投入し、
全体が滑らかになるまで十分に混合した。この混合物に
マイクロバルーンを体積分量で５０〜６０％になるよう
な分量で投入し、更に全体が滑らかになるまで混合し
た。この混合物を成形型に流し込み、空気を除去しなが
ら約８０℃で２時間プレス硬化させた。

【００２０】上述のようにして得られたシンタクチック
フォーム材からなる電波吸収材料は、屋外で使用される
構造体として十分な機械的強度を有し、しかもミリ波帯
（７５〜１１０ＧＨｚ）での吸収性能を示した。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
波吸収材料をバインダーに該バインダー１００重量部に
対して１０〜７０重量部のカーボンブラック又は黒鉛類
を含有し、無機質又は有機質からなるマイクロバルーン
を体積百分率で２０〜８０％含有するシンタクチックフ
ォーム材から構成したことにより、電波吸収材料を屋外
で使用される構造体に適用することができると共に、マ
イクロ波からミリ波帯で良好な電波吸収性能を発揮する
ことができる。

【００２２】また、本発明の電波吸収材料は、現在、マ
イクロ波からミリ波帯に対して屋外で使用される電波吸
収体を構成する炭化珪素繊維強化プラスチックに比べて
材料コスト及び成形コストが安価であるという利点もあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態からなる電波吸収材料を例示
する断面図である。

【図２】本発明の他の実施形態からなる電波吸収材料を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ シンタクチックフォーム材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田所 眞人 神奈川県平塚市追分２番１号 横浜ゴム 株式会社 平塚製造所内 (56)参考文献 特開 平８−67544（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−319368（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−8576（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−48287（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 9/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バインダーに該バインダー１００重量部
   に対して１０〜７０重量部のカーボンブラック又は黒鉛
   類を含有し、無機質又は有機質からなるマイクロバルー
   ンを体積百分率で２０〜８０％含有するシンタクチック
   フォーム材からなる電波吸収材料。
2. 【請求項２】 前記バインダーが樹脂系バインダー、塗
   料系バインダー及びゴム系バインダーから選ばれた少な
   くとも１種である請求項１に記載の電波吸収材料。
3. 【請求項３】 前記樹脂系バインダーが、エポキシ樹
   脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、シアネートエ
   ステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂及び
   フラン樹脂から選ばれた少なくとも１種である請求項２
   に記載の電波吸収材料。
4. 【請求項４】 前記無機質のマイクロバルーンが、ガラ
   ス及びシリカから選ばれた少なくとも１種である請求項
   １乃至３のいずれか１項に記載の電波吸収材料。
5. 【請求項５】 前記有機質のマイクロバルーンが、塩化
   ビニリデンとアクリルニトリルの共重合体及びポリアク
   リロニトリルを主成分とする高分子から選ばれた少なく
   とも１種である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
   電波吸収材料。