JPH118489A

JPH118489A - 電波吸収体

Info

Publication number: JPH118489A
Application number: JP7495498A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Futagawa; 佳央二川; Masaru Chino; 勝千野; Shinichi Kitahata; 慎一北畑; Keiko Kurata; 桂子倉田
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 1997-03-14
Filing date: 1998-03-09
Publication date: 1999-01-12

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量で柔軟性を有し、マイクロ波帯域で電波
吸収特性に優れた電波吸収体を提供する。【解決手段】絶縁性マトリックス中に、結晶質のグラ
ファイトと非晶質のカーボンブラックから成る複合カー
ボンブラック粒子を分散させてなる電波吸収体におい
て、直流で測定した体積電気抵抗率Ｒと、30、100、500
kHzの各周波数で測定した体積電気抵抗率ρの比（ρ／
Ｒ）が一定範囲内に収まるように、複合カーボンブラッ
ク粒子の分散を調整し、１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内
の粒径を有する複合カーボンブラック粒子の全複合カー
ボンブラック粒子に対する体積割合を５％〜９５％の範
囲内にすることによって、吸収特性の優れた電波吸収体
を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器の電磁波
放射特性評価あるいは電磁波障害防止等に用いる軽量で
柔軟な電波吸収体に関する。更に詳細には、本発明は、
絶縁性マトリックス中に複合カーボンブラック粒子より
成る一次粒子を分散させたことを特徴とする電波吸収体
に関する。

【０００２】

【従来の技術】エレクトロニクスを応用した機器の増加
に伴い、これらの機器より発せられる電磁ノイズによる
障害の報告が近年急増しており、これらの機器の発する
電磁波を正確に評価するために使用する電波暗箱として
や、電子機器からの不用な輻射電磁波を減衰させる目的
で電磁波吸収パネルが開発されている。

【０００３】良く知られている例としては、テレビのゴ
ースト防止を目的とした高層ビルの壁面に施行されてい
る電波吸収能を有するフェライトタイルを挙げることが
できる。また、室内で無線によるデータのやりとりを行
う無線LANでのエラー低減および盗聴防止を目的として
電波吸収ボードが開発されている。さらに、無線機器の
発する電磁波を評価するための電波暗室用として、カー
ボンブラックを発泡ウレタンに含浸させた電波吸収体等
が使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フェラ
イトタイルや電波吸収ボードは、いずれも比重が大き
く、折り曲げることができないため、建材等の用途にし
か適用できない。また、パネル状で開発されている、フ
ェライトあるいはカルボニル鉄を、ゴムあるいは合成樹
脂に分散したタイプのものは、フェライトおよびカルボ
ニル鉄の比重が大きいため重く、また基材となるゴムあ
るいは合成樹脂中に多量に充填しているために割れやす
いといった問題があり、曲面や電子機器内部への使用に
は適さない。

【０００５】一方、カーボンブラックをゴムあるいは合
成樹脂に分散したものはフェライトやカルボニル鉄など
を用いたものに比べ軽量で柔軟性を有しているが、適用
できる周波数帯は、Ｘ帯（８〜１２.５GHz）が中心であ
る。このため、近年急速に普及している移動体通信など
に用いられているＬ帯（１〜２GHz）やＳ帯（２〜４GH
z）においては十分な特性が得られていないのが現状で
ある。

【０００６】従って、本発明の目的は軽量で柔軟性を有
し、広帯域で優れた電磁波吸収特性を有する電波吸収体
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題は、絶縁性マト
リックス中に、結晶質のグラファイトと非晶質のカーボ
ンブラックから成る複合カーボンブラック粒子を分散さ
せてなる電波吸収体において、直流で測定した体積電気
抵抗率Ｒが1×10²Ω・cmから1×10⁵Ω・cmの範囲であり
かつ、30kHzあるいは100kHzあるいは500kHzの各周波数
で測定した体積電気抵抗率ρ₃₀、ρ₁₀₀、ρ₅₀₀のＲに対
する割合（ρ／Ｒ）を特定の範囲に制御した電波吸収体
により解決される。更に、絶縁性マトリックス中に、結
晶質のグラファイトと非晶質のカーボンブラックから成
る複合カーボンブラック粒子を分散させてなる電波吸収
体において、前記複合カーボンブラック粒子の粒径をＸ
線小角散乱法により測定した場合、１０ｎｍ〜２００ｎ
ｍの範囲内の粒径を有する複合カーボンブラック粒子の
全複合カーボンブラック粒子に対する体積比率が５％〜
９５％の範囲内であることが好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明により、マイクロ波帯にお
いて優れた電波吸収性能を発揮する、軽量で柔軟性を有
する電波吸収体が提供される。

【０００９】本発明の電波吸収体は、カーボンブラック
を絶縁性マトリックス中に分散した構造を特徴としてい
る。絶縁性マトリックスとしては、用途に応じた強度、
耐熱性、成形性などの特性を有する有機高分子が主に用
いられる。例えば、クロロプレンゴム、アクリロニトリ
ルーブタジエンゴム、スチレンーブタジエンゴム、天然
ゴム、ポリイソプレンゴムなどの各種エラストマー、ポ
リオレフィン樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリエーテルケトン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエ
ステル樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ
樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、
セルロース系樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリカーボネート
樹脂などがあげられ、これらは必要に応じて混合して使
用してもよい。また、必要であれば溶剤、分散剤、可塑
剤、架橋剤、老化防止剤、加硫促進剤などを添加しても
よい。

【００１０】本発明で言う絶縁性マトリックスとは、目
的とする電磁波の周波数において、複素比誘電率の実数
部および虚数部をそれぞれεｒ’、εｒ”とした場合の
εｒ”が小さく絶縁体として好ましく使用される物質と
いう意味である。上に述べたような有機高分子が代表的
であるが、上に述べた以外の有機物質、無機物質、ある
いはこれらの複合体であっても全く差し支えなく使用で
きる。

【００１１】次に、カーボンブラックの分散形態につい
て述べる。一般にカーボンブラックは、導電性とその比
表面積の大きい特長を生かしてゴム、プラスチック等に
電気伝導性を付与する目的で添加されることが多く、こ
のような目的で作製された帯電防止シートや電気的シー
ルドを目的とした導電性シートが広く使用されているの
は周知である。

【００１２】このようなシートにおいては、絶縁性のマ
トリックス中においてカーボンブラック粒子がその電気
伝導性を失わないように分散している。このようなシー
トに電磁波を照射した場合について考えてみると、電磁
波に対しては金属板と同じように振る舞い、電磁波を反
射することとなる。一方、電波吸収体を目的とする場合
について言えば、絶縁性マトリックス中にカーボンブラ
ックを分散した場合において、目的とする周波数につい
てｔａｎδ（ｔａｎδ＝εｒ”／εｒ’）の値が適正で
ある場合に限り電波吸収体となる。

【００１３】絶縁性マトリックス中に、同一種類のカー
ボンブラックを同一量含有させたとしても、その作製方
法の違いにより大きく特性が異なることに本発明者は着
目した。これは、カーボンブラックの絶縁性マトリック
ス中における分散状態が異なり、これが電磁波に対する
応答特性の差として現れているのである。このために、
電波吸収体としての特性を使用している材料および含有
量等のみで特性づけるのは困難であり、その分散形態を
明らかにしておかなければ十分その特性を把握したこと
にはならない。

【００１４】さて、カーボンブラック粒子の分散形態を
調べる手段であるが、SEM観察等により調べる方法では
粒子の重なりの影響を取り除くことが困難であるため、
カーボンブラックの分散形態を定量的に評価することは
困難である。そこで本発明者らは、試料の体積電気抵抗
率による評価を行った。単に直流での測定だけではな
く、交流での測定も行い、数多くの試料に対する体積電
気抵抗率と、電波吸収特性との関係を調べた結果、電波
吸収特性を直流で測定した体積電気抵抗率Ｒ、および30
kHz、100kHz、500kHzの各周波数で測定した体積電気抵
抗率ρ₃₀、ρ₁₀₀、ρ₅₀₀それぞれのＲに対する割合（ρ
／Ｒ）で表すことができることを見いだした。

【００１５】すなわち、Ｒが1×10²Ω・cmから1×10⁵Ω
・cmの範囲でありかつ、ρ₃₀のＲに対する割合(ρ₃₀/
Ｒ)が0.2から0.8である場合、あるいは、Ｒが1×10²Ω
・cmから1×10⁵Ω・cmの範囲でありかつ、ρ₁₀₀のＲに
対する割合(ρ₁₀₀/Ｒ)が0.05から0.4である場合、ある
いは、Ｒが1×10²Ω・cmから1×10⁵Ω・cmの範囲であり
かつ、ρ₅₀₀のＲに対する割合(ρ₅₀₀/Ｒ)が0.03から0.3
である場合に優れた電波吸収体を得られることを見いだ
し本発明をなすに到った。

【００１６】カーボンブラックの分散形態と電気抵抗と
の関係に関しては、一般に、カーボンブラックのサイズ
が大きくその存在がマトリックス中でまばらな場合には
電気抵抗が高く、カーボンブラックを微細にすれば電気
抵抗は減少し、さらに微細にすると電気抵抗は逆に増加
する傾向を示すことが知られている。体積電気抵抗率で
直接カーボンブラックの分散形態を確定できるわけでは
なく、また、カーボンブラックを用いた電波吸収体にお
いてその電波吸収メカニズムを完全に明らかにするには
到っていないが、そのマイクロ波領域における誘電体と
しての性質には低い周波数で測定した導電体としての性
質が影響していると考えられる。このため、本発明で行
ったような体積電気抵抗率をマイクロ波帯における電波
吸収特性に関連づけられたものと考えている。

【００１７】更に、電気抵抗以外の分散形態に関する評
価手段として、Ｘ線小角散乱法が知られている。Ｘ線小
角散乱法では、固体又は液体中に分散した数百オングス
トローム以下の異種の微細粒子について、粒子の大きさ
や形、分散、凝集の状態を知ることができる。この方法
によれば、本発明の電波吸収体の場合、電波吸収体試料
にＸ線を照射し、試料により散乱されたＸ線を解析する
ことでＸ線に対する試料の密度分布、すなわち、試料中
における特定の複合カーボンブラック粒子の粒径及び体
積割合を定量的に評価できるという特徴を有する。一般
的に、Ｘ線小角散乱法により検出できる粒径範囲は約２
ｎｍ〜３００ｎｍ程度である。

【００１８】本発明の電波吸収体では、Ｘ線小角散乱法
により測定される粒径が１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内
である複合カーボンブラック粒子の全複合カーボンブラ
ック粒子に対する体積比率が５〜９５％の範囲内である
場合に、優れた電波吸収特性を示すことが確認された。
粒径が１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内である複合カーボ
ンブラック粒子は、単独粒子の状態と複数の粒子が凝集
した凝集体状粒子の両方を含む。これ以外の範囲では電
波吸収体として好ましい誘電率の範囲内にすることがで
きない。Ｘ線小角散乱法により測定される粒径が１０ｎ
ｍ〜２００ｎｍの範囲内である複合カーボンブラック粒
子の全複合カーボンブラック粒子に対する体積比率が２
０〜７０％の範囲内であることが好ましく、４０〜６０
％の範囲内であることが一層好ましい。

【００１９】次に、本発明で用いたカーボンブラックに
ついて述べる。本発明で用いたカーボンブラックは、結
晶質のグラファイトと非晶質のカーボンブラックから成
る複合カーボンブラック粒子である。この複合カーボン
ブラック粒子は、カーボンブラックを高温で処理し、粒
子表面から徐々にグラファイトへと結晶化させることに
よって得られる。そのため、非晶質から結晶質への結晶
化の過程で体積減少が生じ、一般的に粒子の中心部に空
隙が存在するのが特徴である。

【００２０】この複合カーボンブラック粒子を特長づけ
る値として、エックス線回折図における（００２）面の
ピーク面積より算出した結晶質のグラファイトの存在比
率（グラファイト化率）を用いるが、本発明において
は、グラファイト化率が１０％〜７０％であることが好
ましい。グラファイト化率をこの範囲内に規定したカー
ボンブラックを使用した場合には、吸収特性に優れた電
波吸収体が得られた。現在のところ明確に理由を説明す
ることはできないが、１０％〜７０％範囲外のグラファ
イト化率では、電波吸収体を特性づけるtanδの値に、
使用しているカーボンブラック粒子の構造、およびこの
カーボンブラック粒子よりなるカーボンブラックの絶縁
性マトリックス中での分散状態の双方の特性が影響を及
ぼしているため、電波吸収体として好ましいtanδの値
にならなかったと推察される。

【００２１】本発明に用いる複合カーボンブラック粒子
の粒径は１０nmから１０μｍの間にあるのが望ましい。
粒径を１０nm以上にすれば、現用の混練、分散機等を使
用して容易に本発明の分散状態にすることができる。ま
た粒径を１０μｍ以下にすれば、粉砕又は凝集させるこ
とで、これを好ましいサイズのカーボンブラックにする
ことができる。

【００２２】次に、前記樹脂にカーボンブラックとなる
複合カーボンブラック粒子を分散する方法について述べ
る。

【００２３】一般に、カーボンブラックをゴムあるいは
合成樹脂に分散させる方法としては、揮発溶剤成分を含
まない場合にはロールミル等が一般的であり、溶剤成分
を含む場合にはボールミル、サンドミル等を用いる場合
が多い。ロールミル等を用いる場合には、ゴムあるいは
合成樹脂をあらかじめ混練しておき、ここへカーボンブ
ラック成分を添加し、分散を行う。

【００２４】このような方法ではカーボンブラックに強
力なせん断力を作用させようとしても、ゴムあるいは合
成樹脂成分の粘性により強いせん断力を作用させること
ができず、十分な分散を行えない。また、溶剤成分を含
有させボールミル、サンドミル等により分散させる場合
では、溶剤成分を最終的に揮発させる際にこれを制御す
ることは不可能に近くカーボンブラックの均質な分散状
態を実現することは困難である。

【００２５】本発明で用いた分散機の一例は、ニーダー
と呼ばれるタイプの装置であり、強力な圧縮、せん断力
等を作用させることを特長とする装置である。あらかじ
め、カーボンブラック成分を仕込み、数分間解砕を行
う。この後、樹脂成分を、カーボンブラック成分が均一
ペーストとなるのに必要な最低限の重量部のみ添加し初
期混練を行う。この方法により極めて高い圧縮、せん断
力等を作用させることができる。３０分から２時間この
ような混練を行う。初期混練において必要以上の樹脂成
分を添加するとペーストの粘度が低下し必要な圧縮、せ
ん断力等を作用させられない。また、樹脂成分が少なす
ぎる場合には、ペースト全体に均一な圧縮、せん断力等
を作用させられないため均質なペーストとすることがで
きない。初期混練の終了したペーストはこの後、ニーダ
ー、ミキサー等の任意の手段により、追加の樹脂成分を
添加し所定の組成のペーストを作製する。樹脂の追加の
目的には、高いせん断力等は必要ではないので汎用のミ
キサー等を使用できる。

【００２６】さらに、硬化剤等が必要であれば、初期混
練の終了した状態で添加し、圧延ロールあるいはプレス
成形器等を用いてシート状に成形する。

【００２７】本発明の電波吸収体における複合カーボン
ブラック粒子の含有量であるが、これは目標とする吸収
特性に合わせて適宜設定できるが、２重量％から２０重
量％であるのが適している。２重量％以上にすれば電波
吸収体を適切な厚さに設定できる。また、２０重量％以
下であれば、カーボンブラックの分散を適切な状態に制
御できる。

【００２８】本発明の電波吸収体では、複合カーボンブ
ラック粒子のグラファイト化率、含有量、成形体の厚さ
等を制御することで電波吸収特性における中心周波数、
反射減衰量および吸収帯域を調整することができる。

【００２９】本発明の電波吸収体の形態としては、各種
成形体、シート状、塗料などがあげられるが特に限定す
るものではなく、必要に応じて各種形態に加工すること
ができる。さらに、２層以上積層したり、他の電波吸収
体や金属板抵抗体などと積層して用いることもできる。

【００３０】

【実施例】本発明の電波吸収体の電波吸収能を下記の実
施例により例証する。

【００３１】下記の実施例において、体積電気抵抗率の
測定には市販のインピーダンスアナライザーを用いて測
定した。本発明においては、HEWLETT PACKARD社製4192A
LFIMPEDANCE ANALYZER(16047A TEST FIXTURE使用)を使
用した。厚さ１mm、一辺1cm×1cmの形状に試料を成形
し、両面に電極を取り付け各周波数における電気抵抗を
測定し、これから体積電気抵抗率を求めた。

【００３２】更に、試料中における複合カーボンブラッ
ク粒子（単独粒子又は凝集体状粒子の両方を含む）の粒
径及び体積割合の測定を、理学電気製Ｘ線回折装置(RIN
TI 500)に小角散乱アタッチメントを取付け、ターゲッ
トをＣｕとし、加速電圧５０ｋＶ、電流１００ｍＡで２
θを０．０３゜から５゜まで変化させてＸ線小角散乱測
定を行うことにより行った。

【００３３】カーボンブラックのグラファイト化率は、
理学電機製エックス線回折装置RINT１５００を用い、タ
ーゲットをCuとし、加速電圧50kV、電流100mAで2θを10
゜から100゜まで変化させてエックス線回折測定を行
い、得られた回折図における（００２）面に対応するピ
ーク面積より結晶質のグラファイトの存在比率（グラフ
ァイト化率）を算出した。

【００３４】実施例１電波吸収体の作製を各工程に分けて述べる。 1.解砕複合カーボンブラック粒子（グラファイト化率３１％、
平均粒径３０nm）6.6gをニーダー（入江商会製卓上ニー
ダーPBV-01型）に投入し１０分間運転し解砕を行う。 2.初期混練これにシリコン樹脂（東芝シリコン製TSE3032、主剤）2
3.4gを添加しニーダーを水冷しながら初期混練を２時間
行う。 3.二次混練得られた初期混練物から8.9gを取り分け、シリコン樹脂
（東芝シリコン製TSE3032、主剤）50.4gを添加し、ニー
ダーを用いて、３０分間混合する。 4.硬化剤添加次に、得られた二次混練物から45.5gを取り分け、これ
にシリコン樹脂（東芝シリコン製TSE3032、硬化剤）4.4
1gを添加し、脱泡ミキサーを用いて5分間混合する。 5.成形得られた混練物をテストプレスを用いて１２０℃で１分
加熱し、所定の厚さの電波吸収体シートを得た。以上の
工程を経て、カーボンブラック含有量が3.0重量％の電
波吸収体を作製した。

【００３５】実施例２実施例１における、二次混練に使用する初期混練物量8.
9gにかえて10.3gにすること、二次混練おけるシリコン
樹脂添加量50.4gにかえて49.0gにすること、硬化剤添加
に使用する二次混練物量45.5gにかえて45.6gにするこ
と、シリコン樹脂（硬化剤）添加量4.41gにかえて4.39g
にすること、以外は同様にしてカーボンブラック含有量
が3.5重量％の電波吸収体を作製した。

【００３６】実施例３実施例１における、二次混練に使用する初期混練物量8.
9gにかえて13.3gにすること、二次混練おけるシリコン
樹脂添加量50.4gにかえて46.10gにすること、硬化剤添
加に使用する二次混練物量45.5gにかえて45.7gにするこ
と、シリコン樹脂（硬化剤）添加量4.41gにかえて4.31g
にすること、以外は同様にしてカーボンブラック含有量
が4.5重量％の電波吸収体を作製した。

【００３７】実施例４実施例１における、二次混練に使用する初期混練物量8.
9gにかえて14.83gにすること、二次混練おけるシリコン
樹脂添加量50.4gにかえて44.6gにすること、硬化剤添加
に使用する二次混練物量45.5gにかえて45.7gにするこ
と、シリコン樹脂（硬化剤）添加量4.41gにかえて4.32g
にすること、以外は同様にしてカーボンブラック含有量
が5.0重量％の電波吸収体を作製した。

【００３８】実施例５実施例１における、二次混練に使用する初期混練物量8.
9gにかえて23.6gにすること、二次混練おけるシリコン
樹脂添加量50.4gにかえて35.9gにすること、硬化剤添加
に使用する二次混練物量45.5gにかえて45.8gにするこ
と、シリコン樹脂（硬化剤）添加量4.41gにかえて4.18g
にすること、以外は同様にしてカーボンブラック含有量
が8.0重量％の電波吸収体を作製した。

【００３９】実施例６実施例１で用いたカーボンブラックにかえて複合カーボ
ンブラック粒子（グラファイト化率４０％、平均粒径３
５nm）を使用し、実施例１における、解砕時に使用する
カーボンブラック量6.6gにかえて7.2gにすること、初期
混練時に使用するシリコン樹脂量23.4gにかえて22.8gに
すること、二次混練に使用する初期混練物量8.9gにかえ
て40.6gにすること、二次混練おけるシリコン樹脂添加
量50.4gにかえて19.4gにすること、硬化剤添加に使用す
る二次混練物量45.5gにかえて46.1gにすること、シリコ
ン樹脂（硬化剤）添加量4.41gにかえて3.86gにするこ
と、以外は同様にしてカーボンブラック含有量が15.0重
量％の電波吸収体を作製した。

【００４０】比較例１実施例１における、二次混練に使用する初期混練物量8.
9gにかえて3.0gにすること、二次混練おけるシリコン樹
脂添加量50.4gにかえて56.2gにすること、硬化剤添加に
おけるシリコン樹脂（硬化剤）添加量4.41gにかえて4.5
0gにすること、以外は同様にしてカーボンブラック含有
量が1.0重量％の電波吸収体を作製した。

【００４１】比較例２実施例１における、解砕時に使用するカーボンブラック
量6.6gにかえて7.5gにすること、初期混練時に使用する
シリコン樹脂量23.4gにかえて20.5gにすること以外は同
様にして初期混練を行った。この初期混練を２回行っ
た。次に、初期混練物46.6gを取り分け、シリコン樹脂
（硬化剤）3.41gをニーダーを用いて添加混合した。得
られた混練物を用いて実施例1と同様の成形を行い、カ
ーボンブラック含有量が25.0重量％の電波吸収体を作製
した。

【００４２】比較例３カーボンブラックの分散をロールミル（入江商会製卓上
型３本ロール式ミルRMH-1型）を用いて行い、電波吸収
体を作製した。まず、シリコンゴム（東芝シリコン製TS
E221-3U）56.7gをロールミルを用いて30分間練る。

【００４３】次に、複合カーボンブラック粒子（グラフ
ァイト化率３１％、平均粒径３０nm）3.0gをロールミル
に添加し８0℃の温度で混練を２時間行う。硬化剤（東
芝シリコン製TC-8）0.28gを添加しさらに20分間混練を
行う。得られた混練物をテストプレスを用いて１７０℃
１０分加熱し、さらに２００℃で４時間加熱しカーボン
ブラック含有量が5.0重量％の電波吸収体を作製した。

【００４４】比較例４カーボンブラックの分散をニーダーで行う際、シリコン
樹脂を投入後、カーボンブラックを添加し混練を行っ
た。すなわち、シリコン樹脂（東芝シリコン製TSE303
2、主剤）43.2gをニーダーに投入し、１０分間運転を行
う。次に、複合カーボンブラック粒子（グラファイト化
率３１％、平均粒径３０nm）2.5gを添加し混練を２時間
行う。

【００４５】次に、得られた混練物45.7gにシリコン樹
脂（東芝シリコン製TSE3032、硬化剤）4.32gを添加し、
これを脱泡ミキサーを用いて混合する。さらに、実施例
１と同様に得られた混練物をテストプレスを用いて１２
０℃１分加熱し、カーボンブラック含有量が5.0重量％
の電波吸収体を作製した。

【００４６】比較例５実施例１における、カーボンブラックの種類を、複合カ
ーボンブラック粒子（グラファイト化率３１％、平均粒
径３０nm）にかえてグラファイト化率１００％、平均粒
径３０nmのカーボンブラック粒子に代えたこと、解砕時
に使用するカーボンブラック量6.6gにかえて9.6gにする
こと、初期混練時に使用するシリコン樹脂量23.4gにか
えて20.4gにすること、二次混練に使用する初期混練物
量8.9gにかえて10.2gにすること、二次混練おけるシリ
コン樹脂添加量50.4gにかえて49.2gにすること、硬化剤
添加に使用する二次混練物量45.5gにかえて45.7gにする
こと、シリコン樹脂（硬化剤）添加量4.41gにかえて4.3
2gにすること、以外は同様にしてカーボンブラック含有
量が5.0重量％の電波吸収体を作製した。

【００４７】比較例６実施例１における、カーボンブラックの種類を、複合カ
ーボンブラック粒子（グラファイト化率３１％、平均粒
径３０nm）にかえてグラファイト化率０％、平均粒径３
0nm （Valkan XC-72）のカーボンブラック粒子に代えた
こと、解砕時に使用するカーボンブラック量6.6gにかえ
て5.4gにすること、初期混練時に使用するシリコン樹脂
量23.4gにかえて24.6gにすること、二次混練に使用する
初期混練物量8.9gにかえて18.1gにすること、二次混練
におけるシリコン樹脂添加量50.4gにかえて41.3gにする
こと、硬化剤添加に使用する二次混練物量45.5gにかえ
て45.7gにすること、シリコン樹脂（硬化剤）添加量4.4
1gにかえて4.32gにすること、以外は同様にしてカーボ
ンブラック含有量が5.0重量％の電波吸収体を作製し
た。

【００４８】上記実施例および比較例で作製した試料の
０．０５GHz〜２０GHzにおける反射減衰量をHEWLETT PA
CKARD社製HP8720Cネットワークアナライザーを用いて測
定した。

【００４９】以上、実施例、比較例で得られた各試料の
反射減衰特性一覧を表１に示す。また、表２には、実施
例、比較例で得られた各試料の体積電気抵抗率の測定結
果を示す。更に、表３には、実施例、比較例で得られた
各試料中の複合カーボンブラック粒子の粒径測定結果及
び体積割合を示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【表２】（注）（１）前記表２において、「実」は実施例を、「比」は比較例をそれぞれ示す。（２）前記表２において、「ニーダー＊」は樹脂を先入れし、ニーダーで混練したことを意味する。

【００５２】

【表３】

【００５３】表２に示された結果から明らかなように、
本発明による試料はいずれもマイクロ波の領域で20dB以
上の反射減衰量があり、優れた電波吸収特性を示す。一
方、比較例１の試料は、カーボンブラック含有量が１％
の例であり、電波吸収特性を示すものの中心周波数2.4G
Hzの場合、厚さが60mmと厚く実用には適さない。比較例
２の試料は、カーボンブラック含有量が２５％の例であ
り、測定周波数範囲において電波吸収特性を示さなかっ
た。比較例３の試料は、実施例４の試料と同一組成であ
るが、分散にロールミルを用いたため直流での体積電気
抵抗率Ｒは178Ω・cmであるものの体積電気抵抗率の周
波数依存性において本発明の範囲を逸脱しており、電波
吸収体としても、測定周波数範囲において電波吸収特性
を示さなかった。比較例４の試料は、実施例４の試料と
同一組成であるが、分散時のカーボンブラックとシリコ
ン樹脂の投入順序を逆にした場合であり、直流での測定
値は71Ω・cmと低く、測定周波数範囲において電波吸収
特性を示さなかった。比較例５の試料は、実施例４の試
料とカーボンブラックの含有量は同一であるが、グラフ
ァイト化率が１００％のカーボンブラックを使用した場
合であり、直流での測定値が2×10⁷Ω・cm以上と高く、
測定周波数範囲において電波吸収特性を示さなかった。
比較例６の試料は、実施例４の試料とカーボンブラック
の含有量は同一であるが、グラファイト化率が０％のカ
ーボンブラックを使用した場合であり、直流での体積電
気抵抗率Ｒが2×10⁷Ω・cm以上と高く、測定周波数範囲
において電波吸収特性を示さなかった。

【００５４】粒径及び体積割合の観点からは、各実施例
の試料は、何れも１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内の粒径
を有する粒子の体積割合が５％以上である。これに対
し、比較例１の試料は、粒径及び体積割合の点からは条
件を満たすが、カーボンブラック含有量が１重量％しか
なく、電波吸収特性は示すものの、中心周波数２．４Ｇ
Ｈｚの場合、厚さが６０ｍｍと厚くなりすぎ、実用には
適さない。比較例２〜４の試料では、１０ｎｍ〜２００
ｎｍの範囲内の粒径を有する粒子の体積割合が５％未満
であり、電波吸収特性を示さなかった。更に、比較例５
及び６の試料は、粒径及び体積割合の点からは条件を満
たすが、グラファイト化率が１０％及び０％のカーボン
ブラックを使用した場合であり、測定周波数範囲におい
て電波吸収特性を示さなかった。

【００５５】図１は、実施例４で作製した電波吸収体の
複素比誘電率の周波数特性を示す。作製したシートが電
波吸収体となる条件は、テレビジョン学会技術報告，千
野ら，ITEJ Technical Report, Vol. 12, No. 31, pp.
13 - 18, RE '88-26 (AUG. 1988)に記載された以下の
式、Ｚ_in＝｛１／√（ε_r’−ｊε_r”）｝ｔａｎｈ｛ｊ（２
πｌ／λ₀）√（ε_r’−ｊε_r”）｝（ここで、ｌは吸収体の厚さ、λ₀は入射電波の波長、
ε_r’及びε_r”は複素比誘電率の実部と虚部をそれぞれ
示す）で表される吸収体の入力インピーダンスがＺ_in＝
１を満たすことである。上式に図１から得られたε_r’
及びε_r”は及び周波数の値を代入し、Ｚ_in＝１となり
得る電波吸収体の最適厚みを算出する。この結果に基づ
き、試料の厚さを変えた試料を作製した。厚さの異なる
試料について測定した反射減衰量の周波数依存性を図２
に示す。図２に示された結果から、それぞれの試料につ
いて最大20dB以上の優れた減衰特性を示すことが理解で
きる。

【００５６】以上、実施例に示したような柔軟な樹脂を
配合することにより、本発明の構成によれば、柔軟性に
優れ、曲面など従来品では設置できなかった場所にも設
置可能な軽量な電波吸収体を作製することができる。

【００５７】

【発明の効果】本発明の電波吸収体は、絶縁性マトリッ
クス中に、結晶質のグラファイトと非晶質のカーボンブ
ラックから成る複合カーボンブラック粒子を分散させた
ことを特長とするものであり、体積電気抵抗率を特定の
範囲に制御することにより、マイクロ波の周波数帯で使
用できる柔軟で軽量な電波吸収体を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例４で得られた電波吸収体試料の0.5GHzか
ら12GHzにおける、複素誘電率の周波数特性を示すグラ
フ図である。

【図２】実施例４で得られた電波吸収体試料の電波吸収
能の例を示すグラフ図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者二川佳央神奈川県横浜市戸塚区上倉田町884番地１戸塚ハイライズ229 (72)発明者千野勝神奈川県横須賀市林１丁目２番３号 (72)発明者北畑慎一大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内 (72)発明者倉田桂子大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性マトリックス中に、結晶質のグラ
ファイトと非晶質のカーボンブラックから成る複合カー
ボンブラック粒子を分散させてなる電波吸収体におい
て、直流で測定した体積電気抵抗率Ｒが1×10²Ω・cmか
ら1×10⁵Ω・cmの範囲にありかつ、30kHzの周波数で測
定した体積電気抵抗率ρ₃₀のＲに対する割合(ρ₃₀ /
Ｒ)が0.2から0.8であることを特徴とする電波吸収体。
【請求項２】絶縁性マトリックス中に、結晶質のグラ
ファイトと非晶質のカーボンブラックから成る複合カー
ボンブラック粒子を分散させてなる電波吸収体におい
て、直流で測定した体積電気抵抗率Ｒが1×10²Ω・cmか
ら1×10⁵Ω・cmの範囲にありかつ、100kHzの周波数で測
定した体積電気抵抗率ρ₁₀₀のＲに対する割合(ρ₁₀₀ /
Ｒ)が0.05から0.4であることを特徴とする電波吸収体。
【請求項３】絶縁性マトリックス中に、結晶質のグラ
ファイトと非晶質のカーボンブラックから成る複合カー
ボンブラック粒子を分散させてなる電波吸収体におい
て、直流で測定した体積電気抵抗率Ｒが1×10²Ω・cmか
ら1×10⁵Ω・cmの範囲にありかつ、500kHzの周波数で測
定した体積電気抵抗率ρ₅₀₀のＲに対する割合(ρ₅₀₀ /
Ｒ)が0.03から0.3であることを特徴とする電波吸収体。
【請求項４】絶縁性マトリックス中に、結晶質のグラ
ファイトと非晶質のカーボンブラックから成る複合カー
ボンブラック粒子を分散させてなる電波吸収体におい
て、前記複合カーボンブラック粒子の粒径は１０ｎｍ〜
１０μｍの範囲内であり、Ｘ線小角散乱法により測定さ
れる粒径が１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内である複合カ
ーボンブラック粒子の全複合カーボンブラック粒子に対
する体積比率が５〜９５％の範囲内であることを特徴と
する請求項１、２又は３に記載の電波吸収体。
【請求項５】前記複合カーボンブラック粒子としてエ
ックス線回折法における（００２）面のピーク面積割合
から求めたグラファイト化率が１０％から７０％のもの
を使用し、かつ絶縁性マトリックス中に前記複合カーボ
ンブラック粒子を２重量％から２０重量％含有すること
を特徴とする請求項１、２、３又は４記載の電波吸収
体。