JP6328450B2 - Electromagnetic wave absorbing coating agent, sheet coated with coating agent, and method for producing coating agent - Google Patents

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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。   The present invention relates to an electromagnetic wave absorbing coating agent, a sheet coated with the coating agent, and a method for producing the coating agent.

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)。   The inventor of the present invention mixed a microcoiled carbon fiber having a length of 0.5 mm or more and less than 3.0 mm in a sheet of dielectric loss material, and the amount of the mixed microcoiled carbon fiber was 100 weight of dielectric loss material. An electromagnetic wave absorbing sheet characterized by 1.0 to 1.5 parts by weight with respect to the part and a sheet thickness of 1.7 to 2.0 mm is disclosed (Patent Document 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。   In this invention, a microcoiled carbon fiber is mixed in a dielectric loss material such as silicone rubber, and this is molded into a sheet shape, whereby an electromagnetic wave absorption sheet having an electromagnetic wave absorption amount in the 60 GHz band of 15 to 22 dB. This is an excellent invention in that it can be obtained.

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。   However, the electromagnetic wave absorption characteristics of the invention have a problem that although the electromagnetic wave absorption amount is large, the electromagnetic wave absorption area is very narrow and the band has a sharp attenuation characteristic in a narrow band.

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。   The inventor discloses a magnetic material-supported coiled carbon fiber in which a magnetic oxide or a dielectric oxide is supported on the surface of the coiled carbon fiber by a coprecipitation method (Patent Document 2). The coiled carbon fiber carrying the magnetic oxide functions as an ultra-wideband wave absorber.

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。   However, since the magnetic material-supported coiled carbon fiber has a higher specific gravity than the coiled carbon fiber and has high cohesiveness, it is difficult to uniformly disperse in a solution state as a coating agent. It was also difficult to maintain a dispersed state.

特開2001−77583号公報JP 2001-77583 A 特開2012−12736号公報JP 2012-12736 A

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。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is a primary object of the present invention to provide a coating agent using a magnetic material-supported coiled carbon fiber capable of absorbing radio waves in a wide band and further providing a coating agent having broadband radio wave absorption performance.

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。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention employs the following means.

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。
The electromagnetic wave absorbing coating agent according to the present invention is
water and,
An aqueous emulsion or thickener with silicone, acrylic or urethane;
Magnetic material-supported coiled carbon fiber;
It was supposed to contain.

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。   By dispersing the magnetic material-supported coiled carbon fiber in an emulsified state or by dispersing the magnetic material-carrying carbon fiber in a state of increasing the viscosity with a thickener, the dispersed state can be easily maintained.

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。   The aqueous emulsion may be characterized in that one or more resins selected from silicon, acrylic, urethane, epoxy, polyethylene, polypropylene, and bioplastic are dispersed.

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、NiZn1−XFe(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。 In the electromagnetic wave absorbing coating agent according to the present invention, the magnetic material-supported coiled carbon fiber is supported by a magnetic oxide of Ni x Zn 1-X Fe 2 O 4 (X is greater than 0 and less than 1). It may be characterized by being.

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。   Furthermore, the electromagnetic wave absorbing coating agent according to the present invention may be characterized by containing ferrite.

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。   Furthermore, the electromagnetic wave absorbing coating agent according to the present invention may include a thickener.

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。   Moreover, the fabric characterized by the coating of the electromagnetic wave absorbing coating agent described above may be used.

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。   In addition, the method for producing an electromagnetic wave absorbing coating agent according to the present invention comprises mixing the magnetic material-supported coiled carbon fiber in an aqueous emulsion dispersion system of silicon, acrylic or urethane, and ultrasonically dispersing the magnetic material-supported coiled carbon fiber. Is distributed.

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。   Furthermore, in the method for producing an electromagnetic wave absorbing coating agent according to the present invention, a foaming agent may be mixed.

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。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an electromagnetic wave absorption measurement method for return loss in an embodiment. 図2は、実施例1における電磁波吸収測定結果を示す。FIG. 2 shows the results of electromagnetic wave absorption measurement in Example 1. 図3は、実施例2における電磁波吸収測定結果を示す。FIG. 3 shows the electromagnetic wave absorption measurement results in Example 2. 図4は、実施例3における電磁波吸収測定結果を示す。FIG. 4 shows the results of electromagnetic wave absorption measurement in Example 3. 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。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an electromagnetic wave absorption measurement method for transmission attenuation in the example. 図6は、実施例4における電磁波吸収測定結果を示す。FIG. 6 shows the results of electromagnetic wave absorption measurement in Example 4.

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。   The electromagnetic wave absorbing coating agent according to the present invention will be described. The electromagnetic wave absorbing coating agent according to the embodiment mainly includes a water-based emulsion in which water as a solvent and silicon, acrylic, urethane, epoxy, polyethylene, polypropylene, bioplastic, and the like that finally function as a binder are dispersed. It contains a viscous agent and a magnetic material-supported coiled carbon fiber dispersed in water.

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。   The magnetic material-supported coiled carbon fiber is obtained by supporting a magnetic oxide or derivative oxide as a magnetic material on the surface of the coiled carbon fiber. As the coiled carbon fiber, a single wound coiled carbon fiber has a wire diameter of 1 nm to 1 μm, a coil diameter of 1 nm to 100 μm, a coil helical pitch of 1 nm to 100 μm, and a coil length of 1 μm to 10 mm, for example. Will be used. From the viewpoint of ease of manufacture and the like, the diameter of the coil is preferably 1 nm to 10 μm, and the helical pitch is preferably 10 nm to 10 μm. Further, the length of the coil is preferably 150 μm or less in order to ensure dispersibility in the aqueous emulsion. The coiled carbon fiber includes a structure in which the carbon fiber is only twisted in addition to a structure in which the carbon fiber is spirally wound. In addition, the winding direction of the coiled carbon fiber wound spirally may be either clockwise (right-handed) or counterclockwise (left-handed) around the axis of the coil. In addition, the twisted direction of the coiled carbon fiber having a twisted structure may be either clockwise (right-handed) or counterclockwise (left-handed) about the axis. As the coiled carbon fiber, a single coiled carbon fiber, a double coiled carbon fiber, a superelastic coil, or a mixture thereof is used. The single-winding coiled carbon fiber is formed such that a coil of carbon fiber having a constant wire diameter extends in a spiral manner with a single winding at a constant pitch (interval). The double-wound coiled carbon fiber extends in a spiral shape with two coils alternately in close contact with each other, has a substantially cylindrical shape as a whole, and has a cavity formed at the center. A superelastic coil refers to a coil having a large coil diameter and a small wire diameter, and having a higher elasticity.

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。   The method for producing the above-described coiled carbon fiber is not particularly limited. For example, a raw material gas such as acetylene is thermally decomposed in the presence of a catalyst such as nickel by a vapor deposition method (CVD method), whereby a coiled carbon fiber is produced from the raw material gas.

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。)。   In order to carry a magnetic oxide or derivative oxide on the surface of such a coiled carbon fiber, for example, the coiled carbon fiber is added to an aqueous solution of a metal salt, mixed and stirred, and sodium hydroxide is added to the stirred aqueous solution. By adding an aqueous solution and setting the pH to 12 or more, the metal hydroxide and the coiled carbon fiber can be co-precipitated. By holding the coprecipitate at 50 ° C. or higher, the crystal structure of the magnetic oxide or derivative oxide can be grown as a crystal structure on the surface of the coiled carbon fiber (for details, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-12736). No.).

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。   The metal used as a raw material of the magnetic oxide or dielectric oxide that can be supported (adsorbed) by the coiled carbon fiber by this manufacturing method is Fe, Ni, Mn, Zn, Co, Ba, Ti, Zr, Sr. , Ca, Mg, Y, Cu. The first feature common to these metals is that they are dissolved in water or an aqueous solution of hydrochloric acid, nitric acid, or sulfuric acid in the state of any compound of oxide, chloride, sulfate, and nitrate. . The second feature is that it coprecipitates with the coiled carbon fiber as a hydroxide under strong alkali conditions.

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,FeCl,NiCl,MnCl,ZnCl,CoCl,BaCl,TiCl,ZrCl,SrCl,CaCl,MgCl,YCl,CuClのいずれかを用いることができる。硫酸塩では、Fe(SO,FeSO,NiSO,MnSO,CoSO,ZnSO,BaSO,TiOSO,Ti(SO,ZrOSO,SrSO,CaSO,MgSO,Y(SO,Cu(SOのいずれかを用いることができる。硝酸塩では、Fe(NO,Fe(NO,Ni(NO,Mn(NO,Mn(NO,Zn(NO,Co(NO、Co(NO,Ba(NO,Sr(NO,Ca(NO,Ti(NO,ZrO(NO,Mg(NO,Y(NO,Cu(NO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。 The compounds used as raw materials for the magnetic oxide or dielectric oxide used in the present invention are listed. As the chloride, one of 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 is used. be able to. For sulfate, 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 , or Cu (SO 4 ) 2 can be used. In nitrates, 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 , or Cu (NO 3 ) 2 can be used. In addition, any of oxides of Fe, Ni, Mn, Co, Zn, Ba, Ti, Sr, Ca, Zr, Mg, Y, and Cu can be used.

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。   The coprecipitated metal hydroxide and the coiled carbon fiber are kept at a strong alkalinity of pH 12 or more for a predetermined time, so that the surface of the coiled carbon fiber has a magnetic oxide or dielectric oxide. Crystals are formed. The formed crystal structure is one of spinel type, perovskite type, garnet type, and hexagonal type.

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。   In order to grow a crystal structure under strongly alkaline conditions, it is necessary to hold a mixture of magnetic oxide or dielectric hydroxide and coiled carbon fiber for a predetermined time. In the case of holding at 50 ° C., a holding period of about one week is required. In the case of holding at 100 ° C. to 200 ° C., it is necessary to hold for several minutes or more. Thus, a magnetic material-supported coiled carbon fiber having a magnetic oxide or derivative oxide supported on the surface can be produced.

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、NiZn1−XFe(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、Ni0.8Zn0.2Feの磁性酸化物が担持されたものが挙げられる。 Specific examples of the support of the magnetic material-supported coiled carbon fiber include Ni x Zn 1-X Fe 2 O 4 (X is greater than 0 and less than 1). Examples of the magnetic material-supported coiled carbon fibers include those in which a magnetic oxide of Ni 0.8 Zn 0.2 Fe 2 O 4 is supported.

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。   The content of the magnetic material-supported coiled carbon fiber in the electromagnetic wave absorbing coating agent varies depending on the type and amount of the magnetic material to be supported. The weight ratio of only the coiled carbon fiber contained in the magnetic material-supported coiled carbon fiber is 1% by weight with respect to the weight of the aqueous emulsion or thickener such as silicon, acrylic, urethane, epoxy, polyethylene, polypropylene and bioplastic. The content is preferably 40% by weight or less. More preferably, they are 1 weight% or more and 20 weight% or less. When the content of coiled carbon fiber is less than 1% by weight, the proportion of coiled carbon fiber in water-based emulsions or thickeners such as silicon, acrylic, urethane, epoxy, polyethylene, polypropylene and bioplastic is small, and electromagnetic wave absorption The rate drops. When the content of the coiled carbon fiber exceeds 40% by weight, the coiled carbon fibers in the water-based emulsion or thickener such as silicon, acrylic, urethane, epoxy, polyethylene, polypropylene and bioplastic are in contact with each other, and almost all There is a possibility that the coiled carbon fiber is not electrically independent of other coiled carbon fibers. When coiled carbon fibers in water-based emulsions or thickeners such as silicon, acrylic, urethane, epoxy, polyethylene, polypropylene and bioplastics are not electrically independent of each other, electromagnetic waves are generated due to increased conductivity. Reflects but does not absorb electromagnetic waves because individual coiled carbon fibers do not function as solenoids. On the other hand, when the content of the coiled carbon fiber is 40% by weight or less, at least a part of the coiled carbon fiber is electrically independent from other coiled carbon fibers. When coiled carbon fibers in water-based emulsions or thickeners such as silicon, acrylic, urethane, epoxy, polyethylene, polypropylene and bioplastics are electrically independent from each other, the coiled carbon fibers function as a solenoid. Absorbs electromagnetic waves. In addition, coiled carbon fibers function as reactance in water-based emulsions or thickeners such as silicon, acrylic, urethane, epoxy, polyethylene, polypropylene, and bioplastics, and silicon, acrylic, urethane, epoxy, polyethylene, polypropylene, and bio A water-based emulsion such as plastic or a thickener functions as a capacitance. Therefore, water-based emulsions or thickeners such as silicon, acrylic, urethane, epoxy, polyethylene, polypropylene, and bioplastic function as capacitance. Therefore, a structure in which a large number of LC circuits are electrostatically bonded to each other in a water-based emulsion or thickener such as silicon, acrylic, urethane, epoxy, polyethylene, polypropylene, and bioplastic can be constructed. As a result, water-based emulsions or thickeners such as silicon, acrylic, urethane, epoxy, polyethylene, polypropylene, and bioplastic strongly absorb electromagnetic waves at the resonance frequency of the LC circuit.

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。   The electromagnetic wave absorption characteristic of the coiled carbon fiber carrying the magnetic material as the electromagnetic wave absorbing material is improved by the synergistic action of the coiled carbon fiber and the magnetic material. By supporting a magnetic material on the coiled carbon fiber, the inductance of the coil can be tuned. Thereby, the frequency band of the electromagnetic wave which a magnetic body can absorb is expanded.

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)、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。 Furthermore, optionally, as a second electromagnetic wave absorber, a conductor such as nickel or a ferrite (magnetic material) such as magnetite (Fe 3 O 4 ), manganese zinc ferrite, nickel zinc ferrite, or copper zinc ferrite may be mixed. Good. The content of the second electromagnetic wave absorbing material is preferably 10 times or less that of the coiled carbon fiber in weight ratio. By containing a magnetic material such as ferrite as the second electromagnetic wave absorbing material, the electromagnetic wave absorption band is different from that of the magnetic material-supported coiled carbon fiber, and therefore the frequency band of the electromagnetic wave that can be absorbed is expanded.

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。   The electromagnetic wave absorption characteristics of the electromagnetic wave absorbing coating agent containing a conductor as an electromagnetic wave absorbing material in addition to the coiled carbon fiber is improved by the synergistic action of the coiled carbon fiber and the conductor. In the electromagnetic wave absorbing coating agent, the coiled carbon fiber functions as reactance, the conductor functions as resistance, and the base material functions as capacitance. Therefore, an LC circuit, a CR circuit, and an LCR circuit are built in the electromagnetic wave absorbing coating agent. As a result, the electromagnetic wave absorbing coating agent strongly absorbs electromagnetic waves having resonance frequencies of these LC circuit, CR circuit and LCR circuit.

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。   The electromagnetic wave absorption characteristics of the electromagnetic wave absorbing coating agent containing a magnetic material as an electromagnetic wave absorbing material in addition to the magnetic material-supported coiled carbon fiber is improved by the synergistic action of the magnetic material-supported coiled carbon fiber and the magnetic material. In the electromagnetic wave absorbing coating agent, the coiled carbon fiber functions as reactance, and the base material functions as capacitance. Therefore, an LC circuit is built in the electromagnetic wave absorbing coating agent. When an induced current is generated in the reactance in the LC circuit located in the vicinity of the magnetic material, the magnetic resistance of the magnetic material is increased by an induced magnetic field based on the induced current. The increase in the magnetic resistance enhances the electromagnetic wave absorbing ability of the magnetic material and expands the frequency band of the electromagnetic wave that can be absorbed by the magnetic material.

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。   Furthermore, when producing the electromagnetic wave absorbing coating agent, it may be produced by mixing a foaming agent. Through various experiments, the present inventor has found that the multi-frequency absorption characteristics are detected by including the magnetic material-supported coiled carbon fiber in the porous resin, and has an electromagnetic wave absorption performance in a wide band. From this point of view, the foamable coating agent having a plurality of pores in the electromagnetic wave absorbing coating agent can be obtained by mixing the foaming agent when preparing the electromagnetic wave absorbing coating agent mixed with the magnetic material-supported coiled carbon fiber. . Thereby, the frequency band of electromagnetic waves that can be absorbed by the electromagnetic wave absorbing coating agent is expanded.

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。   Examples of the foaming agent include resin fine particles having a so-called core-shell structure in which an aliphatic hydrocarbon (foaming agent) is wrapped with an acrylic plastic resin. The outer shell resin begins to soften by heating, and at the same time, the vapor pressure of the encapsulated foaming agent rises to a pressure sufficient to deform the particles, and expands when the outer resin is stretched. Thereafter, when the heating is stopped, the outer shell resin is hardened to form a hollow plastic balloon. It may be foamed after coating, or may be foamed and placed in a coating agent. For example, a microsphere in which a foaming agent is included in an outer resin may be used. As the microsphere, for example, Matsumoto Microsphere (registered trademark) manufactured by Matsumoto Yushi Co., Ltd., Expancel (registered trademark) manufactured by Nippon Ferrite Co., Ltd. can be preferably used.

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。   The following method is mentioned as an example as a preparation example using a foaming agent. The foaming agent is dispersed in the resin of the emulsion, and the resin is subjected to secondary foaming by reheating at the same time as or after drying. Then, the volume is increased by expanding the gas in the resin, and the magnetic material-supported coiled carbon fiber can be efficiently dispersed in the resin. The microspheres and the magnetic material-supported coil are sufficiently agitated and sufficiently uniformly in the resin until the microspheres and the magnetic material-supported coiled carbon fiber are prevented from aggregating and non-uniformly dispersing. Magnetic material-supported coiled carbon fiber in a coating resin dried by coating on a coating agent, for example, raw cloth or nonwoven fabric, and drying by foaming Can be dispersed uniformly and have a bubble-like structure with a space inside.

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。   The electromagnetic wave absorbing coating agent produced as described above has an expanded frequency band of electromagnetic waves that can be absorbed. By coating various parts, fabrics, etc., various parts, fabrics, etc. can be made into electromagnetic wave absorbing members. Can do. For example, in a conventional electronic device, a noise countermeasure material having specifications (characteristics, shape, etc.) suitable for a noise frequency or an installation site is selected and properly installed to take EMC countermeasures. On the other hand, the electromagnetic wave absorbing coating agent according to the present invention can absorb broadband electromagnetic waves in both the near field and the far field, and can also be used to coat various sheets, equipment and other parts to provide electromagnetic wave absorbing performance to the parts. Can be granted. For this reason, if the sheet is coated on the exterior of an electronic device or an electromagnetic wave absorbing coating agent is coated on the sheet, it can be expected to cope with almost all noise countermeasures.

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。   In particular, the coating agent of the present invention is coated or impregnated on a fabric such as a nonwoven fabric, so that a space is formed between the fibers of the nonwoven fabric.

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。   The electromagnetic wave absorbing coating agent described above is produced by the following method. In addition, the following manufacturing methods illustrate some of the embodiments of the present invention, and are not used for the purpose of limiting to these methods, and may be modified as appropriate without departing from the scope of the present invention. be able to.

(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C2n+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。
(Production Method 1)
A magnetic material-supported coiled carbon fiber is mixed in a mixed solution of water, an alcohol solvent, and a surfactant, and the magnetic material-supported coiled carbon fiber is uniformly dispersed in the solution by stirring or ultrasonic dispersion. . As the alcohol solvent, a solvent having high affinity to both inorganic and organic materials and finally easily evaporated is selected. For example, C n of at least one of methanol, ethanol, 1-propanol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, ter-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol and 3-pentanol Alcohols represented by the structural formula of H 2n + 1 OH can be used. In addition, divalent glycols, trivalent glycerols, and other polyhydric alcohols can be used as appropriate.

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。   As a surfactant, a magnetic substance is retained, so that an activator of naphthalene sulfonic acid formalin condensate as a dispersant for inorganic particles and an anionic activator for improving surface wettability to inorganics Should be used. Of course, a nonionic surfactant may be used.

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。   Next, a thickener is mixed into the uniformly dispersed solution to increase the viscosity of the solution and delay the aggregation of the dispersion. As the thickener used in this case, it is preferable to use an acrylic thickener that also functions as a binder. As for the thickener, for example, the viscosity of the emulsion is stably dispersed by thickening the emulsion using the thickener Visiser AP-2 (manufactured by Sanyo Chemical Industries), so that the coiled carbon fiber carrying the ferrite and the magnetic material is stably dispersed. It can be set as a coating agent and can give the optimal viscosity to a coating agent. Further, if necessary, a formalin condensate of sodium naphthalene sulfonate may be mixed to maintain dispersion. In addition, in order to maintain dispersion, not only formalin condensate of sodium naphthalene sulfonate but also cellulose, urethane, acrylic polyamide, or bentonite materials can be used for polymers that exhibit thixotropy or a crosslinked structure. The magnetic material-supported coiled carbon fiber can be dispersed and held.

さらに、必要に応じて、マグネタイト(Fe)等のフェライト(磁性体)を混合してもよい。 Further, if necessary, magnetite (Fe 3 O 4) etc. of the ferrite (magnetic body) may be mixed.

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。   Thereafter, some or all of the alcohol in the solution is evaporated to complete the electromagnetic wave absorbing coating agent.

(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C2n+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。
(Production method 2)
First, a monomer constituting silicon, acrylic, urethane, epoxy, polyethylene, polypropylene, bioplastic, and the like, water, and an appropriate surfactant as necessary are mixed to prepare an aqueous emulsion dispersion. The urethane may be a forced emulsification type emulsion using a surfactant as an emulsifier, or a self-emulsification type in which a hydrophilic group is introduced into a urethane resin. At this time, if necessary, an alcohol solvent may be mixed in order to improve dispersibility. As the alcohol solvent, a solvent having a high affinity for both inorganic and organic materials as described above and finally easily evaporated is selected. For example, C n of at least one of methanol, ethanol, 1-propanol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, ter-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol and 3-pentanol Alcohol represented by the structural formula of H 2n + 1 OH can be used.

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)等のフェライト(磁性体)を混合してもよい。 The magnetic substance-supported coiled carbon fiber described above is mixed into the prepared aqueous emulsion dispersion system, and stirred or ultrasonically dispersed to uniformly disperse the magnetic substance-supported coiled carbon fiber in the solution. As a result, the magnetic material-supported coiled carbon fibers are dispersed between the emulsions, and aggregation is prevented. Further, if necessary, a formalin condensate of sodium naphthalene sulfonate may be mixed to maintain dispersion. Further, if necessary, ferrite (magnetic material) such as magnetite (Fe 3 O 4 ) may be mixed.

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。   Thereafter, the alcohol in the solution is evaporated to obtain an electromagnetic wave absorbing coating agent.

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。   In addition, in the production method 1 and the production method 2 described above, a foaming agent may be mixed and foamed.

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。   An electromagnetic wave absorber can be obtained by applying the electromagnetic wave absorbing coating agent thus prepared to paper as a sheet. The substrate to be applied may be not only a sheet having a flexible fiber entangled but also a plate. It can be applied to a plate made of a synthetic resin such as acrylic or polyethylene, or to natural wood. It can also be applied to inorganic glass. Moreover, the resin sheet of an electromagnetic wave absorber can be obtained by using a fluororesin sheet or a water-repellent and oil-repellent sheet. Furthermore, the coating to the plate-like material can be performed by adjusting the coating amount using a flow coater or a knife coater using an electromagnetic wave absorbing coating agent.

(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NiZn1−XFe(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。
(Example of production of magnetic material-supported coiled fiber)
As the magnetic material-supported coiled carbon fiber, a carbon microcoil having a length of 10 μm to 10 mm is prepared, and the coprecipitated nickel hydroxide, zinc hydroxide, iron hydroxide (III), and the prepared coiled carbon fiber, The solution was kept at 100 ° C. or higher for 16 hours while being precipitated in a strongly alkaline reaction solution. Thus, water molecules were removed from the state in which the above three metal hydroxides were polymerized by the crystallization step, and a stable spinel crystal structure was obtained. The composition ratio was Ni x Zn 1-X Fe 2 O 4. A magnetic material-supported coiled carbon fiber supporting a magnetic oxide (X = 0 and less than 1) was obtained. The weight ratio between the coiled carbon fiber and the magnetic oxide is 5: 7.

(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)。
Example 1
120 g of an acrylic emulsion and 10.24 g of the magnetic material-supported coiled carbon fiber obtained above (mass in which the magnetic material-supported coiled carbon fiber is 10 wt% with respect to the solid content of the emulsion) are stirred for 30 minutes. , Mixed and stirred to obtain an electromagnetic wave absorbing coating agent. 5.80 g of this electromagnetic wave absorbing coating agent was applied to one side of an acrylic plate of 150 mm (length) × 150 mm (width) × 1 mm (thickness), dried and solidified at 100 ° C. (Example 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。   As Comparative Example 1, a 150 mm (vertical) × 150 mm (horizontal) × 1 mm (thickness) acrylic plate to which nothing was applied was prepared.

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)を照射した場合の反射波の大きさ(振幅V)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/V

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。
The reflection attenuation factors of the acrylic plates of Example 1 and Comparative Example 1 were measured. The method of measuring the return loss rate is as follows. As shown in FIG. 1, a metal reflector (aluminum plate) is placed behind the object to be measured (sheet), and the magnitude of the reflected wave (amplitude V 1 ) is measured when a plane wave (amplitude V 0 ) is irradiated. The ratio was expressed as decibel (dB) by the following formula.

Return loss = 20 × log 10 (V 1 / V 0 )

The measurement results are shown in FIG. From this measurement result, it can be seen that the peak of attenuation is not observed in Comparative Example 1, whereas in Example 1, the reflected wave is attenuated in almost the entire frequency range of 70 to 110 GHz. In particular, it can be seen that a peak of attenuation is observed at 95 GHz to 100 GHz.

(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。
(Example 2)
40 g of the acrylic emulsion and 8.0 g of the magnetic material-supported coiled carbon fiber obtained above (mass in which the magnetic material-supported coiled carbon fiber is 16 wt% with respect to the solid content of the emulsion) are mixed with a stirrer for 30 minutes. , Mixed and stirred to obtain an electromagnetic wave absorbing coating agent. 20 g of the electromagnetic wave absorbing coating agent was applied on both sides of the polyester nonwoven fabric, dried and solidified at 100 ° C. (Example 2-1). 45 g of an acrylic emulsion, 7.8 g of the magnetic material-supported coiled carbon fiber obtained above and 15.8 g of ferrite (ratio in which the weight ratio of the magnetic material-supported coiled carbon fiber and ferrite is 1: 2). Mixing and stirring were performed for 30 minutes with a stirrer to obtain an electromagnetic wave absorbing coating agent. 20 g of the electromagnetic wave absorbing coating agent was applied to both sides of the polyester nonwoven fabric, dried and solidified at 100 ° C. (Example 2-2). The measurement results are shown in FIG. From this measurement result, it can be seen that in Example 2-2 using the coating agent of Preparation Example 2 mixed with ferrite, attenuation peaks are observed at two locations near 20 GHz and near 95 GHz.

(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。
(Example 3)
350 g of acrylic emulsion and 30 g of the magnetic material-supported coiled carbon fiber obtained above (mass in which the magnetic material-supported coiled carbon fiber is 10 wt% with respect to the solid content of the emulsion) are mixed with a stirrer for 30 minutes. Then, it was diluted with water and poured into a thick (on one side) 250 mm × 250 mm × 5 mm quartz plate (thickness 3 mm) using a stirring bar. Then, it dried and solidified at 100 degreeC (Example 3). As Comparative Example 2, a quartz plate (thickness 3 mm) only was prepared. The measurement results are shown in FIG. From this measurement result, it can be seen that in Comparative Example 2, no attenuation peak is observed, whereas in Example 3, attenuation peaks are observed at two locations near 75 GHz and 100 GHz.

(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)を入射させ、その透過波(振幅V)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/V

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。
Example 4
40 g of the acrylic emulsion and 5.12 g of the magnetic material-supported coiled carbon fiber obtained above (mass in which the magnetic material-supported coiled carbon fiber is 10 wt% with respect to the solid content of the emulsion) are mixed with a stirrer for 30 minutes. , Mixed and stirred to obtain an electromagnetic wave absorbing coating agent. The electromagnetic wave absorbing coating agent was applied to an automobile fabric using the coating agent in an amount of 6.1 g and a film thickness of 81.1 μm, dried at 100 ° C., and solidified (Example 4). In order to see the effect of superposition of the sheets coated with the coating agent, the radio wave absorption characteristics (transmission) in the case where the automotive fabric on which the coating film of Example 4 is formed n times (n = 1 to 4) Attenuation) was measured. As Comparative Example 3, only a material for automobiles was also measured. As shown in FIG. 5, the measurement method was such that a plane wave (amplitude V 0 ) was incident on the object sheet, and the transmission attenuation was determined from the transmitted wave (amplitude V 2 ) by the following equation.

Transmission attenuation = 20 × log 10 (V 2 / V 0 )

The measurement results are shown in FIG.
From this measurement result, it can be seen that the radio wave absorption characteristics are superior when a plurality of sheets are stacked, and the attenuation change is particularly large at 70 GHz to 100 GHz when a plurality of sheets are stacked.

(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。
(Other examples)
40 g of the epoxy emulsion and 7.9 g of the magnetic material-supported coiled carbon fiber obtained above were mixed and stirred with a stirrer for 30 minutes to obtain an electromagnetic wave absorbing coating agent. 6.30 g of the electromagnetic wave absorbing coating agent was applied to a 250 mm × 300 mm × 1 mm (thickness) nonwoven fabric by a coater, and then dried and solidified at 110 ° C. Even in such an epoxy emulsion, a reflection attenuation amount and a transmission attenuation amount substantially similar to those in the above embodiment can be obtained.

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。   40 g of the polyethylene emulsion and 7.9 g of the magnetic material-supported coiled carbon fiber obtained above were mixed and stirred with a stirrer for 30 minutes, and an acrylic thickener was added to this to adjust the viscosity and electromagnetic waves. An absorbent coating was obtained. 6.60 g of the electromagnetic wave absorbing coating agent was applied to a non-woven fabric of 250 mm × 300 mm × 1 mm (thickness) with a coater, and then dried and solidified at 110 ° C. Even in such a polyethylene emulsion, almost the same amount of reflection attenuation and transmission attenuation can be obtained as in the above embodiment.

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。   40 g of the silicon emulsion and 7.9 g of the magnetic material-supported coiled carbon fiber obtained above were mixed and stirred with a stirrer for 30 minutes, and an acrylic thickener was added thereto to adjust the viscosity. An electromagnetic wave absorbing coating agent was obtained. 7.10 g of the electromagnetic wave absorbing coating agent was applied to a non-woven fabric of 250 mm × 300 mm × 1 mm (thickness) using a coater, and then dried and solidified at 110 ° C. Even in such a polyethylene emulsion, almost the same amount of reflection attenuation and transmission attenuation can be obtained as in the above embodiment.

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。   In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, and it cannot be overemphasized that it can implement with a various aspect, as long as it belongs to the technical scope of this invention.

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。



As shown in the above-described embodiment, there is industrial applicability as an electromagnetic wave absorber.



Claims (4)

水と、
アクリル樹脂が分散された水系エマルションと、
NixZn 1−X Fe (Xは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と、
を含有する電磁波吸収コーティング剤。
water and,
An aqueous emulsion in which an acrylic resin is dispersed ;
A magnetic material-supported coiled carbon fiber on which a magnetic oxide of NixZn 1-X Fe 2 O 4 (X is greater than 0 and less than 1) is supported ;
Containing electromagnetic wave absorbing coating agent.
さらに、フェライトを含む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。   The electromagnetic wave absorbing coating agent according to claim 1, further comprising ferrite. さらに、発泡剤を混合してな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。   The electromagnetic wave absorbing coating agent according to claim 1 or 2, further comprising a foaming agent. 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でコーティングされたことを特徴とするシート。
A sheet coated with the electromagnetic wave absorbing coating agent according to any one of claims 1 to 3.
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