WO2013073634A1 - 電磁波吸収板、そのための組成物と製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a composition for an electromagnetic wave absorbing plate, an electromagnetic wave absorbing plate using the composition, and a method for producing the electromagnetic wave absorbing plate.
- Electromagnetic waves generated from electronic devices can adversely affect other electronic devices. Therefore, an electromagnetic wave absorber for absorbing electromagnetic waves has been actively researched.
- Patent Documents 1 to 3 describe electromagnetic wave absorbers obtained from a composition containing plant charcoal, bamboo charcoal or a fired plant charcoal, and a resin.
- Patent Document 4 describes an electromagnetic wave absorber obtained from a composition containing carbonized powder obtained by carbonizing a mixture of a wood material and a thermosetting resin and an organic binder.
- Patent Documents 1 to 4 describes a technique for using a plurality of types of carbonized powders having different carbonization temperatures.
- JP 2002-368477 A Japanese Patent Laid-Open No. 2006-80502 International Publication No. 2010/03582 JP 2010-153833 A
- an ideal electromagnetic wave absorbing state that does not reflect an electromagnetic wave (this state, at the intersection of the curve of the graph showing the relationship between the real part and the imaginary part of the relative dielectric constant and the primary non-reflective curve (this state, In the present invention, this is referred to as a “non-reflection state”.
- this non-reflective state the value of d / ⁇ (where d is the thickness of the electromagnetic wave absorbing plate and ⁇ is the wavelength of the electromagnetic wave to be absorbed) is determined at one point. Therefore, ⁇ and d cannot be changed independently when trying to achieve the non-reflective state.
- the thickness d of the electromagnetic wave absorbing plate that achieves the non-reflection state is determined accordingly, and conversely, when the thickness d of the electromagnetic wave absorbing plate is changed, Accordingly, the wavelength ⁇ of the electromagnetic wave that achieves the non-reflection state is determined. Therefore, there is a problem that either ⁇ or d is restricted when trying to achieve the non-reflection state.
- An object of the present invention is to provide a composition for an electromagnetic wave absorbing plate and a method for producing the electromagnetic wave absorbing plate, wherein the value of d / ⁇ in the non-reflecting state of the electromagnetic wave absorbing plate can be adjusted within a predetermined range instead of one point. Is to provide.
- a composition for an electromagnetic wave absorbing plate containing carbonized powder and a resin A composition in which a plurality of types of carbonized powders obtained by carbonizing plant raw materials at different carbonization temperatures are dispersed in a resin.
- the thickness of the electromagnetic wave absorbing plate formed from the composition is d
- the wavelength of the electromagnetic wave to be absorbed by the electromagnetic wave absorbing plate is ⁇
- the plurality of types of carbonized powders are three types or four types of carbonized powders selected from four types of carbonized powders obtained by carbonizing a plant raw material at the carbonization temperatures of (a) to (d) below.
- the composition according to [1] or [2]. (A) 550 ° C. or higher and lower than 650 ° C. (B) 650 ° C. or higher and lower than 800 ° C. (C) 800 degreeC or more and less than 1000 degreeC. (D) 1000 degreeC or more and 1200 degrees C or less.
- the carbonization temperatures of the above (a) to (d) are respectively (A) 550 ° C or higher, 630 ° C or lower, (B) 650 ° C.
- composition according to [5] which is 1100 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower.
- [7] The composition according to any one of [1] to [6], wherein the plant material is human.
- [9] The electromagnetic wave absorbing plate according to [8], wherein a wavelength ⁇ of an electromagnetic wave to be absorbed by the electromagnetic wave absorbing plate is 100 ⁇ m to 1 m.
- a method of manufacturing an electromagnetic wave absorbing plate A mixing step of mixing a plurality of types of carbonized powder obtained by carbonizing plant raw materials at different carbonization temperatures and a resin, and obtaining a composition in which the plurality of types of carbonized powder are dispersed in the resin; Forming the composition to obtain an electromagnetic wave absorbing plate, The manufacturing method.
- the thickness of the obtained electromagnetic wave absorbing plate is d, the wavelength of the electromagnetic wave to be absorbed by the electromagnetic wave absorbing plate is ⁇ , and d / ⁇ in the non-reflecting state so that the electromagnetic wave absorbing plate is in the non-reflecting state.
- the production method according to [10] wherein the weight ratio of the plurality of types of carbonized powders is adjusted according to a value.
- the plurality of types of carbonized powders are three types or four types of carbonized powders selected from four types of carbonized powders obtained by carbonizing a plant raw material at carbonization temperatures of the following (a) to (d): The production method according to [10] or [11].
- D 1000 degreeC or more and 1200 degrees C or less.
- the carbonization temperatures of the above (a) to (d) are respectively (A) 550 ° C or higher, 630 ° C or lower, (B) 650 ° C.
- a thickness d of the electromagnetic wave absorbing plate is fixed to a predetermined value, By changing the respective weight ratios of the three kinds of carbonized powders, the wavelength ⁇ of the electromagnetic wave that becomes non-reflective with respect to the thickness d is changed.
- the “composition for an electromagnetic wave absorbing plate” means “a composition used for producing an electromagnetic wave absorbing plate”.
- the composition for an electromagnetic wave absorbing plate of the present invention and “the method for producing the electromagnetic wave absorbing plate of the present invention” are abbreviated as “the composition of the present invention” and “the manufacturing method of the present invention”, respectively.
- carbonized powder obtained by carbonizing a plant raw material at the carbonization temperature of (A)” or the like may be abbreviated as “carbonized powder (A)” or the like.
- the value of d / ⁇ in the non-reflection state of the electromagnetic wave absorbing plate can be adjusted within a predetermined range instead of one point.
- FIG. 1 is a graph for explaining a first-order non-reflection curve (cited from Nikkan Kogyo Shimbun, Osamu Hashimoto, “The story of a radio wave absorber” on page 46, page 3.3).
- FIG. 2 is a graph showing the relationship between d / ⁇ of the primary antireflection curve and the relative dielectric constant (real part).
- FIG. 3 is a graph showing the relationship between d / ⁇ of the primary antireflection curve and the relative dielectric constant (imaginary part).
- FIG. 4 is a graph showing the relationship between the weight ratio (%) of the carbonized powder (B) and the relative dielectric constant in the electromagnetic wave absorbing plate (II) containing the two types of carbonized powder (A) and (B). .
- FIG. 5 is a graph showing the relationship between the weight ratio (%) of the carbonized powder (C) and the relative dielectric constant in the electromagnetic wave absorbing plate (III) containing two types of carbonized powder (A) and (C).
- FIG. 6 is a graph showing the relationship between the real part and the imaginary part of the relative dielectric constant in an electromagnetic wave absorbing plate (carbonized powder content: 130 phr) using carbonized powder having different carbonization temperatures.
- FIG. 7 is a graph showing the relationship between the real part and the imaginary part of the relative permittivity of the electromagnetic wave absorbing plate (II) containing two kinds of carbonized powder (A) and (B), carbonized powder (A) and (C Is a graph showing the relationship between the real part and the imaginary part of the relative dielectric constant of the electromagnetic wave absorbing plate (III) containing (A), and a primary non-reflective curve (carbonization temperature of (A): 600 ° C., (B) Carbonization temperature: 900 ° C., (C) carbonization temperature: 1150 ° C., and the total amount of carbonized powder in the electromagnetic wave absorbing plates (II) and (III): 130 phr).
- FIG. 8 shows the weight ratio (%) of the carbonized powder (A) and the relative dielectric constant of the carbonized powder (A) in the electromagnetic wave absorbing plate (II) containing the two types of carbonized powder (A) and (B). It is a graph which shows the relationship.
- FIG. 9 shows the weight ratio (%) of the carbonized powder (B) and the relative permittivity of the carbonized powder (B) in the electromagnetic wave absorbing plate (II) containing the two types of carbonized powder (A) and (B). It is a graph which shows the relationship.
- FIG. 10 shows the weight ratio (%) of carbonized powder (C) and the relative permittivity of carbonized powder (C) in electromagnetic wave absorbing plate (III) containing two types of carbonized powder (A) and (C).
- FIG. 11 is a graph showing the relationship between the measured value of the relative dielectric constant (real part) and the calculated value in the electromagnetic wave absorbing plate (I) containing three types of carbonized powders (A) to (C).
- FIG. 12 is a graph showing the relationship between the measured value and the calculated value of the relative dielectric constant (imaginary part) in the electromagnetic wave absorbing plate (I) containing the three types of carbonized powders (A) to (C).
- FIG. 13 is a graph showing the relationship between the weight ratio (%) of carbonized powder (b) and the relative dielectric constant in an electromagnetic wave absorbing plate (II ⁇ ) containing two types of carbonized powder (a) and (b). .
- FIG. 11 is a graph showing the relationship between the measured value of the relative dielectric constant (real part) and the calculated value in the electromagnetic wave absorbing plate (I) containing three types of carbonized powders (A) to (C).
- FIG. 12 is a graph showing the relationship between the measured value and the calculated value of the relative dielectric constant
- FIG. 14 is a graph showing the relationship between the weight ratio (%) of carbonized powder (c) and the relative dielectric constant in an electromagnetic wave absorbing plate (III ⁇ ) containing two types of carbonized powder (a) and (c). .
- FIG. 15 is a graph showing the relationship between the real part and the imaginary part of the relative permittivity in an electromagnetic wave absorbing plate (carbonized powder content: 130 phr) using carbonized powder having different carbonization temperatures.
- FIG. 17 shows the weight ratio (%) of the carbonized powder (a) and the relative dielectric constant of the carbonized powder (a) in the electromagnetic wave absorbing plate (II ⁇ ) containing two types of carbonized powder (a) and (b). It is a graph which shows the relationship.
- FIG. 18 shows the weight ratio (%) of the carbonized powder (b) and the relative permittivity of the carbonized powder (b) in the electromagnetic wave absorbing plate (II ⁇ ) containing the two types of carbonized powder (a) and (b). It is a graph which shows the relationship.
- FIG. 19 shows the weight ratio (%) of the carbonized powder (c) and the relative dielectric constant of the carbonized powder (c) in the electromagnetic wave absorbing plate (III ⁇ ) containing the two types of carbonized powder (a) and (c). It is a graph which shows the relationship.
- FIG. 20 shows the relationship between the measured value of the dielectric constant (real part) and the calculated value in the electromagnetic wave absorbing plate (I ⁇ 1) containing the three types of carbonized powders (a), (b), and (c).
- FIG. 21 shows the relationship between the measured value of the dielectric constant (imaginary part) and the calculated value in the electromagnetic wave absorbing plate (I ⁇ 1) containing the three types of carbonized powders (a), (b), and (c). It is a graph to show.
- the present invention can be obtained according to the knowledge shown in Experimental Example 1 described later and FIGS. 6 and 7, that is, using carbonized powder obtained by carbonizing plant raw materials at different carbonization temperatures, depending on the carbonization temperature. This is based on the knowledge that the characteristics (relative permittivity) of the electromagnetic wave absorbing plate change greatly. Based on this knowledge, as a result of repeated further studies by the present inventors, using a plurality of types of carbonized powders obtained by carbonizing plant raw materials at different carbonization temperatures, each weight ratio of the plurality of types of carbonized powders It was found that the value of d / ⁇ in the non-reflective state can be adjusted not by a single point but by a range by adjusting (for details, see Experimental Examples 2 and 3 described later).
- the present invention is based on the above-mentioned knowledge, and its composition is characterized by containing a plurality of types of carbonized powders obtained by carbonizing plant raw materials at different carbonization temperatures.
- the carbonized powder is preferably three types of carbonized powder obtained by carbonizing plant raw materials at the carbonization temperatures of the following (A) to (C): (A) less than 850 ° C., (B) 850 ° C. or higher and lower than 950 ° C., (C) 950 ° C. or higher.
- More preferable ranges of the carbonization temperatures (A) to (C) are as follows: (A) 400 ° C. or higher, 800 ° C. or lower, (B) 850 ° C or higher, 930 ° C or lower, (C) 950 ° C. or higher and 3000 ° C. or lower.
- the difference in carbonization temperature between (A) and (B) is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher, and the difference in carbonization temperature between (B) and (C) is preferably 100 ° C. or higher. More preferably, it is 150 ° C. or higher.
- the three types of temperature ranges according to the above (A) to (C) are further subdivided. That is, the carbonized powder is three types or four types of carbonized powder selected from four types of carbonized powder obtained by carbonizing a plant raw material at the carbonization temperatures (a) to (d) below: (A) 550 ° C. or higher and lower than 650 ° C., (B) 650 ° C. or higher and lower than 800 ° C. (C) 800 ° C. or higher and lower than 1000 ° C. (D) 1000 degreeC or more and 1200 degrees C or less.
- More preferable ranges of the carbonization temperatures of the above (a) to (d) are as follows: (A) 550 ° C or higher, 630 ° C or lower, (B) 650 ° C. or higher, 730 ° C. or lower, (C) 850 ° C. or more and less than 1000 ° C., (D) 1100 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower.
- any plant material such as grass, wood, bamboo can be used as long as it can be carbonized.
- human is used as a plant material.
- the plant raw material is mainly composed of cellulose, it is considered that the carbonized powder derived from the plant raw material other than humus has the same characteristics as the carbonized powder derived from humus.
- the “human mass” means “a pomace obtained by decomposing soybean plant protein and extracting amino acids from the decomposition product”.
- the characteristic of the carbonized powder obtained can be changed only by changing carbonization temperature.
- a plurality of types of carbonized powders are obtained by carbonizing at one different carbonization temperature from one type of plant raw material, and each weight ratio of these carbonized powders is adjusted, so that in the reflection state of the electromagnetic wave absorbing plate
- the value of d / ⁇ can be changed. That is, the value of d / ⁇ can be adjusted by adjusting each weight ratio of the carbonized powder.
- the object of the present invention can be achieved only by changing the carbonization temperature without purchasing a plurality of plant raw materials, it is preferable to use one kind of plant raw material.
- the plant raw material is preferably squeezed from a plant from which ingredients (oil, fat, protein, amino acid, etc.) are taken out; waste or thinned wood such as wood or bamboo; More preferably, the plant material is human.
- this human is defatted soybean, the obtained defatted soybean is decomposed with an acid (for example, hydrochloric acid), then neutralized with a base (for example, sodium hydroxide), squeezed to extract an amino acid, Obtained by washing and dewatering the pomace.
- an acid for example, hydrochloric acid
- a base for example, sodium hydroxide
- Carbonization of the plant raw material can be performed using a known carbonization apparatus.
- the carbonization apparatus include a muffle furnace manufactured by Isuzu Seisakusho. Carbonization is preferably performed under an inert atmosphere (for example, under a nitrogen atmosphere). The carbonization time is usually 10 hours to 15 hours.
- the pulverization can be performed using a known pulverizer (for example, a ball mill or a rod mill).
- the particle size of the carbonized powder used in the present invention is not particularly limited, but is the same particle size as the carbonized powder used in conventionally known electromagnetic wave absorbers as described in Patent Documents 1 to 4 above. Good.
- the volume average particle size of the carbonized powder used in the present invention is preferably 1 to 100 ⁇ m, more preferably 10 to 40 ⁇ m, according to a measurement method based on JIS Z 8825-1 “Particle size analysis to laser diffraction method”. . This volume average particle diameter can be measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer “LA-950” manufactured by Horiba.
- the total amount of carbonized powder in the composition is preferably 50 to 200 parts by weight, more preferably 100 to 170 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin.
- the number of parts by weight of the carbonized powder with respect to 100 parts by weight of the resin may be expressed by phr (parts per hundred parts by weight of resin).
- the resin may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin.
- the “resin” in the present invention is a concept including rubber. Only one type of resin may be used, or two or more types may be used in combination. From the viewpoint of the strength of the obtained electromagnetic wave absorbing plate, the resin is preferably a thermosetting resin.
- thermosetting resin examples include phenol resin, urea resin, melamine resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, and urethane resin. Only one type of thermosetting resin may be used, or two or more types may be used in combination. Of these, phenol resins are preferred.
- the phenol resin may be any of a resol type phenol resin, a novolac type phenol resin, or a mixture thereof, and is preferably a novolac type phenol resin.
- composition of the present invention may contain components other than carbonized powder and resin (hereinafter abbreviated as “other components”) as long as the effects of the present invention are not impaired.
- other components include a dispersant for improving the dispersibility of the carbonized powder, a curing agent for a thermosetting resin, a crosslinking agent for rubber, and a thickener.
- the composition of this invention can be manufactured by mixing carbonized powder and resin, and another component as needed.
- This step corresponds to the mixing step in the method for manufacturing an electromagnetic wave absorbing plate according to the present invention.
- the mixing means there is no particular limitation on the mixing means, and a known mixing apparatus may be used. Examples of the known mixing apparatus include a mortar mixer and a planetary mixer.
- the mixing time There is no particular limitation on the mixing time, and it may be set as appropriate. For example, when a composition is prepared using a mortar mixer and the composition is formed into a sheet shape with a biaxial roller or the like, dispersion of carbides is promoted even by kneading with a biaxial roller or the like.
- the mixing time is usually about 3 to 10 minutes. In addition, since the temperature of a composition rises at the time of mixing, you may cool a composition at the time of mixing as needed.
- the electromagnetic wave absorbing plate of the present invention is obtained by molding the composition of the present invention.
- This step corresponds to a forming step in the method for manufacturing an electromagnetic wave absorbing plate according to the present invention.
- a known molding apparatus may be used.
- the “plate” in the present invention includes a sheet, a tape, a film and the like.
- Examples of the apparatus for molding the composition of the present invention into the electromagnetic wave absorbing plate of the present invention include a biaxial roller.
- the composition of the present invention is preferably passed through the biaxial roller a plurality of times and kneaded while being stretched into a plate shape. By such kneading, the dispersion of the carbide in the resin is promoted. Since the temperature of the composition rises during such kneading, the composition may be cooled during kneading, if necessary.
- thermosetting resin or rubber When a thermosetting resin or rubber is used as the resin, the electromagnetic wave absorbing plate obtained after molding is cured (curing step in the method for manufacturing the electromagnetic wave absorbing plate).
- the curing method include thermal curing and radiation curing, but simple thermal curing is preferable. Curing conditions (for example, thermosetting temperature or time) can be appropriately set according to the type of thermosetting resin or rubber to be used and the type of curing agent or crosslinking agent to be used as necessary.
- the wavelength of the electromagnetic wave to be absorbed is in the microwave and millimeter wave band, preferably 100 ⁇ m to 1 m, more preferably 1.5 mm to 0.06 m.
- the thickness of the obtained electromagnetic wave absorbing plate is determined by the wavelength of the electromagnetic wave to be absorbed.
- the thickness of the electromagnetic wave absorbing plate that can be taken for an electromagnetic wave wavelength of 100 ⁇ m is 6.2 to 7.4 ⁇ m.
- the thickness of the electromagnetic wave absorbing plate that can be taken for an electromagnetic wave wavelength of 1 m is 62 to 74 mm.
- the method for producing an electromagnetic wave absorbing plate of the present invention includes the mixing step and the molding step described above, and a curing step as necessary.
- the method for producing an electromagnetic wave absorbing plate of the present invention in the mixing step, Use of three types of carbonized powder obtained by carbonizing plant raw materials at the carbonization temperatures (A) to (C), and d / d in the non-reflective state so that the electromagnetic wave absorbing plate is in a non-reflective state.
- the weight ratios of the three kinds of carbonized powders are adjusted according to the value of ⁇ .
- the mixing step Use of three or four types of carbonized powder selected from the four types of carbonized powder obtained by carbonizing plant raw materials at the carbonization temperatures of (a) to (d) above, and the electromagnetic wave absorbing plate is in a non-reflective state
- the weight ratios of the three types or four types of carbonized powder selected from the four types are adjusted according to the value of d / ⁇ in a non-reflective state.
- the non-reflective state of the electromagnetic wave absorbing plate is achieved at the intersection of the curve of the graph showing the relationship between the real part and the imaginary part of the relative dielectric constant of the electromagnetic wave absorbing plate and the primary non-reflective curve.
- the relative dielectric constant of the electromagnetic wave absorbing plate can be measured as described in an experimental example described later. By plotting the values of the real part and the imaginary part, the real part and the imaginary part of the relative dielectric constant are plotted. A graph showing the relationship can be created.
- Equation 1 the primary non-reflection curve of an electromagnetic wave absorber using a dielectric absorber is expressed by Equation 1.
- ⁇ r is a relative dielectric constant
- d is the thickness of the absorbing plate
- ⁇ is the wavelength of the electromagnetic wave.
- ⁇ r is divided into ⁇ ′ r (real part) and ⁇ ′′ r (imaginary part) as shown in Equation 2.
- the thickness d / ⁇ of the absorber normalized by the wavelength ⁇ is changed to create a first-order antireflection curve. Can do.
- the first-order antireflection curve is described in, for example, Nikkan Kogyo Shimbun Co., Ltd., Osamu Hashimoto, “Hazard of the radio wave absorber”, page 45, 3.1.2, as shown in the graph of FIG. .
- d / ⁇ that is in a non-reflective state is the intersection of the curve of the graph showing the relationship between the real part and the imaginary part of the relative permittivity of the electromagnetic wave absorbing plate and the primary non-reflective curve.
- the value of d / ⁇ at the intersection (that is, the non-reflection state) between the curve of the graph showing the relationship between the real part and the imaginary part of the relative dielectric constant and the primary anti-reflection curve is: It can be determined and adjusted in the following manner.
- the weight ratio of the carbonized powder (B) in the case of containing the carbonized powder (A) and (B) is the ratio of the weight of (B) to the sum of the weights of (A) and (B), that is, [B / (A + B)] ⁇ 100 (%).
- “E-02”, “E-01”, and “E + 00” mean “10 ⁇ 2 ”, “10 ⁇ 1 ”, and “10 0 ”, respectively.
- the curve of the graph of the real part and the imaginary part of the dielectric constant, the intersection of the primary non-reflecting curve, the d / lambda and the weight ratio R B satisfy the following relationship .
- the relative dielectric constant at d / lambda of the primary non-reflective curve of formula 3 (the real part) epsilon 'and r, relative dielectric constant at a weight ratio R B of the electromagnetic wave absorbing plate of formula 5 (real part) epsilon' rAB are equal
- the relative dielectric constant at d / lambda of the primary non-reflective curve of formula 4 (imaginary part) epsilon "and r, relative dielectric constant at a weight ratio R B of the electromagnetic wave absorbing plate of formula 6 (imaginary part) epsilon" rAB are equal. This relationship is expressed by Equation 7 and Equation 8.
- Equation 9 the results shown in Equation 9 and Equation 10 are obtained.
- Equation 15 and Equation 16 are obtained.
- the electromagnetic wave absorbing plate (II) containing two types of carbonized powder (A) and (B), and the electromagnetic wave absorbing plate (III) containing two types of carbonized powder (A) and (C) takes different values (see also Experimental Example 2 and FIG. 7 described later).
- an electromagnetic wave absorbing plate (I) containing three kinds of carbonized powders (A) to (C) is formed, and the electromagnetic wave absorbing plate (I), the electromagnetic wave absorbing plate (II) and ( If the value of d / ⁇ in each non-reflective state of III) is C I to C III , the value C I of d / ⁇ is adjusted by adjusting the respective weight ratios of the carbonized powders (A) to (C). , C II to C III can be adjusted. In other words, as shown in FIG.
- each curve of the graph showing the relationship between the real part and the imaginary part of the relative permittivity of the electromagnetic wave absorbing plates (II) and (III) and each of the primary non-reflection curves The intersection is located at a distance from each other. Between these two intersections, the intersection of the curve of the graph showing the relationship between the real part and the imaginary part of the relative permittivity of the electromagnetic wave absorbing plate (I) and the primary non-reflection curve Can be set. For example, when it is desired to bring C I closer to C II , the weight ratio of the carbonized powder (B) in the electromagnetic wave absorbing plate (I) may be increased. Conversely, when C I is desired to be closer to C III , the electromagnetic wave absorbing plate What is necessary is just to increase the weight ratio of the carbonized powder (C) in (I).
- each weight of the carbonized powders (A) to (C) is used.
- the value of d / ⁇ in the non-reflection state of the electromagnetic wave absorbing plate can be adjusted. Therefore, for example, when the wavelength ⁇ of the electromagnetic wave is fixed to a predetermined value, the electromagnetic wave absorbing plate that becomes non-reflective with respect to the wavelength ⁇ by changing the weight ratio of the carbonized powders (A) to (C).
- the thickness d can be changed.
- the thickness d of the electromagnetic wave absorbing plate is fixed to a predetermined value
- the non-reflective state with respect to the thickness d is obtained by changing the weight ratio of the carbonized powders (A) to (C).
- the wavelength ⁇ of the electromagnetic wave can be changed.
- R b in Formula 5 ⁇ and Formula 6 ⁇ is the weight ratio (%) of the carbonized powder (b), and ⁇ ′ lab and ⁇ ′′ lab are the actual dielectric constants of the electromagnetic wave absorbing plate (II ⁇ ), respectively. Part and imaginary part.
- d / ⁇ and the weight ratio R b satisfy the following relation: .
- the relative dielectric constant (real part) ⁇ ′ r at d / ⁇ of the primary non-reflection curve of Equation 3 is equal to the relative dielectric constant (real part) ⁇ ′ lab at the weight ratio R b of the electromagnetic wave absorbing plate of Equation 5 ⁇
- the relative dielectric constant (imaginary part) ⁇ ′′ r at d / ⁇ of the primary non-reflective curve of Formula 4 is equal to the relative dielectric constant (imaginary part) ⁇ ′′ lab at the weight ratio R b of the electromagnetic wave absorbing plate of Formula 6 ⁇ .
- This relationship is expressed by Expression 7 ⁇ and Expression 8 ⁇ .
- Equation 9 ⁇ and Equation 10 ⁇ are obtained.
- RC in the formula 11 ⁇ and the formula 12 ⁇ is a weight ratio (%) of the carbonized powder (c), and ⁇ ′ rac and ⁇ ′′ rac are actual dielectric constants of the electromagnetic wave absorbing plate (III ⁇ ), respectively. Part and imaginary part.
- the relative dielectric constant (real part) ⁇ ′ r in d / ⁇ of the primary non-reflection curve of Equation 3 is equal to the relative dielectric constant (real part) ⁇ ′ rac in the weight ratio R c of the electromagnetic wave absorbing plate of Equation 11 ⁇
- the relative dielectric constant (imaginary part) ⁇ ′′ r at d / ⁇ of the primary non-reflection curve of Equation 4 is equal to the relative dielectric constant (imaginary part) ⁇ ′′ rac at the weight ratio R c of the electromagnetic wave absorbing plate of Equation 12 ⁇ . This relationship is expressed by Equation 13 ⁇ and Equation 14 ⁇ .
- R d in the formula 17 ⁇ and the formula 18 ⁇ is a weight ratio (%) of the carbonized powder (d), and ⁇ ′ rad and ⁇ ′′ rad are actual dielectric constants of the electromagnetic wave absorbing plate (IV ⁇ ), respectively. Part and imaginary part.
- the relative dielectric constant (real part) ⁇ ′ r at d / ⁇ of the primary non-reflective curve of Equation 3 is equal to the relative dielectric constant (real part) ⁇ ′ rad at the weight ratio R d of the electromagnetic wave absorbing plate of Equation 17 ⁇
- the relative dielectric constant (imaginary part) ⁇ ′′ r at d / ⁇ of the primary non-reflective curve of Formula 4 is equal to the relative dielectric constant (imaginary part) ⁇ ′′ rad at the weight ratio R d of the electromagnetic wave absorbing plate of Formula 18 ⁇ . This relationship is expressed by Equation 19 ⁇ and Equation 20 ⁇ .
- Equation 21 ⁇ and Equation 22 ⁇ are obtained.
- the curve of the graph showing the relationship between the real part and the imaginary part of the relative permittivity at pp and the primary antireflection curve intersect at R d about 32 (%), and d / ⁇ at the intersection is the graph of FIG. As shown in FIG.
- an electromagnetic wave absorbing plate (I ⁇ 1) containing three kinds of carbonized powders (a), (b), and (c) is formed, and the electromagnetic wave absorbing plate (I ⁇ 1) and the electromagnetic wave absorbing plate (II ⁇ ) And (III ⁇ ) where d / ⁇ in the non-reflection state is C I ⁇ to C III ⁇ , respectively, by adjusting the respective weight ratios of the carbonized powders (a), (b), and (c), the value C I beta of d / lambda can be adjusted between C II ⁇ ⁇ C III ⁇ .
- each curve of the graph showing the relationship between the real part and the imaginary part of the relative permittivity of the electromagnetic wave absorbing plates (II ⁇ ) and (III ⁇ ) and each of the primary non-reflection curves
- the intersections are located apart from each other, and between these two intersections, the intersection of the curve of the graph showing the relationship between the real part and the imaginary part of the relative permittivity of the electromagnetic wave absorber (I ⁇ 1) and the primary non-reflection curve Can be set.
- three types for example, (a), (b), (c) selected from four types of carbonized powders obtained by carbonizing plant raw materials at the carbonization temperatures of (a) to (d) above.
- the carbonized powder of () is used, the value of d / ⁇ in the non-reflective state of the electromagnetic wave absorbing plate is adjusted by adjusting the respective weight ratios of the carbonized powders (a), (b), and (c). can do.
- each weight ratio of the carbonized powders (a), (b), (c), and (d) By adjusting the value, the value of d / ⁇ in the non-reflection state of the electromagnetic wave absorbing plate can be adjusted.
- the value of d / ⁇ in the non-reflection state of the electromagnetic wave absorbing plate is adjusted from 0.087 to 0.00 by adjusting the respective weight ratios of the carbonized powders (a) to (d). Adjustment can be made in the range up to 062.
- Example 1 (1) Manufacture of carbonized powder The human mass was subjected to 600 ° C., 630 ° C., 650 ° C., 670 ° C., 700 ° C., 850 ° C., 900 ° C. in a nitrogen atmosphere using a muffle furnace (“EPDS-7.2P” manufactured by Isuzu Seisakusho). Nine kinds of carbonized powders were produced by carbonization at 1050 ° C. or 1150 ° C. for 12 hours.
- the obtained nine kinds of carbonized powders each had a volume average particle diameter of about 25 ⁇ m (20 to 28 ⁇ m) (measuring instrument: “LA-950” manufactured by Horiba, Ltd.), dispersion medium: H 2 O (refractive index 1.33), ultrasonic dispersion: 3 minutes).
- compositions The nine types of carbonized powder obtained above were separately mixed with a novolac-type phenol resin to form nine types of compositions.
- a novolac type phenolic resin (“Phenolite J-325” manufactured by DIC) are mixed for 5 minutes with a mortar mixer (“SS-C-413” manufactured by Shinohara Seisakusho).
- SS-C-413 a mortar mixer manufactured by Shinohara Seisakusho.
- the first 2 minutes were mixed under conditions of 140 rpm, and the subsequent 3 minutes were mixed under conditions of 280 rpm.
- the nine types of sheets obtained above were cut with a cutter into a size of length 100 mm ⁇ width 100 mm.
- Each of the cut sheets was heat-cured in an oven (“DOV-600P” manufactured by ASONE) in an air atmosphere to produce nine types of electromagnetic wave absorbing plates.
- the heating conditions are as follows: First, the temperature was raised from room temperature to 80 ° C. over 1 hour, and maintained at 80 ° C. for 2 hours. Next, the temperature was raised from 80 ° C. to 135 ° C. over 2 hours, and 135 ° C. was maintained for 3 hours. Next, the temperature was raised from 135 ° C. to 180 ° C. over 3 hours, and maintained at 180 ° C. for 14 hours. Then, with the oven closed, the power supply was turned off and allowed to cool slowly to room temperature. The thickness of each obtained electromagnetic wave absorbing plate was 1.4 mm.
- both the real part and the imaginary part of the relative dielectric constant are small.
- both the real part and the imaginary part of the dielectric constant are slightly increased.
- the imaginary part of relative permittivity does not change much as compared with the carbonized powder having a carbonization temperature of 670 ° C., but the real part increases.
- the imaginary part of the relative dielectric constant is remarkably increased as compared with the electromagnetic wave absorbing plate containing carbonized powder having a carbonizing temperature of 900 ° C.
- Example 2 (1) Production of carbonized powder In the same manner as in Experimental Example 1, three types of carbonized powder (A) to (C) having different carbonization temperatures were prepared.
- the carbonization temperatures of (A) to (C) are 600 ° C., 900 ° C., and 1150 ° C., respectively.
- Carbonized powders (A) and (B) are mixed, and a total of 130 parts by weight thereof and 100 parts by weight of novolac type phenolic resin (“Phenolite J-325” manufactured by DIC) Were mixed with a mortar mixer in the same manner as in Experimental Example 1, kneaded and molded with a biaxial roller, and heated and cured in an oven to produce an electromagnetic wave absorbing plate (II).
- Novolac type phenolic resin (“Phenolite J-325” manufactured by DIC)
- the primary non-reflection curve was calculated as described in the section of the embodiment for carrying out the invention.
- the primary non-reflection curve is shown in FIG.
- C II carbide powder (A) and an electromagnetic wave absorbing plate containing two (B) (II) is 0.062.
- C III of the electromagnetic wave absorbing plate (III) containing two kinds of carbonized powders (A) and (C) is 0.074. From this result, the value of d / ⁇ (that is, C I ) in the non-reflecting state of the electromagnetic wave absorbing plate (I) containing the three types of carbonized powders (A) to (C) is determined as follows. By adjusting each weight ratio of B), it can be adjusted between 0.062 and 0.074.
- the weight ratio of this carbonized powder is calculated
- Table 4 shows the relationship between the weight ratio of each carbonized powder of the electromagnetic wave absorbing plate (I) containing the three types of carbonized powders (A) to (C) and the relative dielectric constant. The value of C I and relative dielectric constant at nonreflective state are also shown in Table 4.
- Equation 5 and 6 are expressions for obtaining the relative dielectric constant of the electromagnetic wave absorbing plate (II) containing two types of carbonized powder (A) and (B) from the weight ratio of the carbonized powder (B).
- Equations 11 and 12 are equations for obtaining the relative dielectric constant of the electromagnetic wave absorbing plate (III) containing two types of carbonized powders (A) and (C) from the weight ratio of the carbonized powder (C). Therefore, apart from these equations, an equation showing the relationship between the weight ratio and the relative dielectric constant of the electromagnetic wave absorbing plate (I) containing three kinds of carbonized powders (A) to (C) was obtained as follows. .
- Expressions of the above linear function are shown in Expression 17 and Expression 18.
- R A is the weight ratio (%) of the carbonized powder (A)
- ⁇ ′ rA and ⁇ ′′ rA are the real part and the imaginary part of the relative dielectric constant of the carbonized powder (A), respectively.
- the relative dielectric constant that the carbonized powder (B) bears is the relative dielectric constant ( ⁇ ′ rA ) that the carbonized powder (A) bears from the overall relative dielectric constant ( ⁇ ′ rAB , ⁇ ′′ rAB ). It is a value obtained by subtracting ⁇ ′′ rA ).
- ⁇ ′ rB and ⁇ ′′ rB are a real part and an imaginary part of the relative permittivity of the carbonized powder (B) in the electromagnetic wave absorbing plate (II), respectively.
- the relative dielectric constant that the carbonized powder (C) bears is the relative dielectric constant ( ⁇ ) that the carbonized powder (A) bears from the total relative dielectric constant ( ⁇ ′ rAC , ⁇ ′′ rAC ). ' rA , ⁇ ′′ rA ).
- ⁇ ′ rC and ⁇ ′′ rC are a real part and an imaginary part of the relative dielectric constant of the carbonized powder (C) in the electromagnetic wave absorbing plate (III), respectively.
- Equation 29 and Equation 30 are measured values of the real part and the imaginary part of the relative dielectric constant, respectively.
- Expression 29 From Expression 29, Expression 30, and Expression 3, Expression 4, Expression 31 and Expression 32 are obtained.
- Formula 33 and Formula 34 are obtained from Formula 31, Formula 32, Formula 17, Formula 18, Formula 21, Formula 22, Formula 25, Formula 26, Formula 27, and Formula 28.
- the weight ratios R A , R B and R C of the carbonized powders (A) to (C) with respect to the target d / ⁇ are obtained by solving the simultaneous equations of Equations 33 to 35. Can do.
- Carbonized powders (a) and (b) are mixed, and a total of 130 parts by weight thereof and 100 parts by weight of novolac type phenolic resin (“Phenolite J-325” manufactured by DIC) Were mixed with a mortar mixer in the same manner as in Experimental Example 1, kneaded and molded with a biaxial roller, and heated and cured in an oven to produce an electromagnetic wave absorbing plate (II ⁇ ).
- novolac type phenolic resin (“Phenolite J-325” manufactured by DIC)
- the electromagnetic wave absorbing plates (II ⁇ ) and (III ⁇ ) were manufactured by changing the weight ratio (mixing ratio) of each carbonized powder while keeping the total amount of the carbonized powder at 130 phr.
- Tables 5 and 6 show the weight ratio of the carbonized powder.
- the primary non-reflection curve was calculated as described in the section of the embodiment for carrying out the invention.
- the primary antireflection curve is shown in the graph of FIG.
- C II ⁇ of the electromagnetic wave absorbing plate (II ⁇ ) containing two kinds of carbonized powders (a) and (b) is 0.087.
- C III ⁇ of the electromagnetic wave absorbing plate (III ⁇ ) containing two kinds of carbonized powders (b) and (c) is 0.062. From this result, the value of d / ⁇ in the non-reflecting state (ie, C I ⁇ 1 ) of the electromagnetic wave absorbing plate (I ⁇ 1) containing the three types of carbonized powders (a), (b), and (c) By adjusting the respective weight ratios of a), (b), and (c), it can be adjusted between 0.062 and 0.087.
- the value of d / ⁇ in the non-reflecting state (that is, C I ⁇ 2 ) of the electromagnetic wave absorbing plate (I ⁇ 2) containing the three types of carbonized powders (a), (c), and (d) is the carbonized powder (a ), (C), and (d) can be adjusted between 0.062 and 0.074 by adjusting the respective weight ratios.
- the weight ratio of this carbonized powder is calculated
- Table 7 shows the relationship between the weight ratio of each carbonized powder and the relative dielectric constant of the electromagnetic wave absorbing plate (I ⁇ 1) containing three kinds of carbonized powders (a) to (c). Table 7 also shows the values of C I ⁇ 1 and relative permittivity in the non-reflection state.
- An equation for obtaining the relative dielectric constant from the respective weight ratios of the carbonized powders (a) to (c) is derived as follows. From the weight ratio of the carbonized powder (b) or the carbonized powder (c), the above-mentioned formula 5 ⁇ , formula 6 ⁇ , and formula 5 and formula 6 are, respectively, an electromagnetic wave absorbing plate (II ⁇ ) containing two types of carbonized powder and It is a formula for obtaining the relative dielectric constant of (III ⁇ ). Therefore, apart from these equations, an equation showing the relationship between the weight ratio of the electromagnetic wave absorbing plate (I ⁇ 1) containing the three types of carbonized powders (a) to (c) and the relative dielectric constant is necessary.
- Expressions of the above linear function are shown in Expression 17 ⁇ and Expression 18 ⁇ .
- R a is a weight ratio (%) of the carbonized powder (a)
- ⁇ ′ ra and ⁇ ′′ ra are a real part and an imaginary part of the relative permittivity that the carbonized powder (a) bears, respectively.
- the relative permittivity of the carbonized powder (b) is changed from the overall relative permittivity ( ⁇ ′ lab , ⁇ ′′ lab ) to the relative permittivity ( ⁇ ′ ra ) of the carbonized powder (a). It is a value obtained by subtracting ⁇ ′′ ra ).
- This relationship can be expressed by Equation 19 ⁇ and Equation 20 ⁇ .
- ⁇ ′ rb and ⁇ ′′ rb are a real part and an imaginary part of the relative permittivity of the carbonized powder (b) in the electromagnetic wave absorbing plate (II ⁇ ), respectively.
- the relative permittivity of the carbonized powder (c) is the relative permittivity ( ⁇ ) of the carbonized powder (a) from the overall relative permittivity ( ⁇ ′ rac , ⁇ ′′ rac ). ' ra , ⁇ ” ra ).
- Equation 23 and Equation 24 ⁇ ′ rc and ⁇ ′′ rc are a real part and an imaginary part of the relative permittivity of the carbonized powder (c) in the electromagnetic wave absorbing plate (III ⁇ ), respectively.
- the relative permittivity of the carbonized powder (c) is changed from the overall relative permittivity ( ⁇ ′ rac , ⁇ ′′ rac ) to the relative permittivity ( ⁇ ) of the carbonized powder (a). ' ra , ⁇ ” ra ).
- This relationship can be expressed by Expression 23 ⁇ and Expression 24 ⁇ .
- ⁇ ′ rc and ⁇ ′′ rc are a real part and an imaginary part of the relative permittivity of the carbonized powder (c) in the electromagnetic wave absorbing plate (III ⁇ ), respectively.
- Equation 31 ⁇ and Equation 32 ⁇ are obtained from Equation 29 ⁇ and Equation 30 ⁇ and Equation 3 and Equation 4 above.
- the weight ratios R a , R b and R c of the carbonized powders (a) to (c) with respect to the target d / ⁇ are obtained by solving the simultaneous equations of the equations 33 ⁇ , 34 ⁇ and 35 ⁇ . Can be obtained.
- the value of d / ⁇ in the non-reflecting state (that is, C I ⁇ 1 )
- the respective weight ratios of the powders (a), (b), and (c) it can be adjusted between 0.062 and 0.087.
- the value of d / ⁇ in the non-reflection state of the electromagnetic wave absorbing plate can be adjusted within a predetermined range instead of one point.
- the respective weight ratios are Since the value of d / ⁇ in the reflection state of the electromagnetic wave absorbing plate can be changed only by adjusting, it is not necessary to store a plurality of types of plant raw materials as inventory, which is economical.
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Abstract
植物性原料を互いに異なる炭化温度にて炭化させてなる複数種類の炭化粉を、樹脂中に分散させ、電磁波吸収板用の組成物を形成する。該組成物を用いて電磁波吸収板を形成すれば、前記複数種類の炭化粉の各重量比を調整することによって、該電磁波吸収板の無反射状態におけるd/λの値を、1点ではなく、所定の範囲で調整できるようになる。
Description
本発明は、電磁波吸収板用の組成物、該組成物を用いた電磁波吸収板、および、該電磁波吸収板の製造方法に関するものである。
電子機器から生ずる電磁波は、他の電子機器に悪影響を及ぼし得る。そのため、電磁波を吸収するための電磁波吸収体が盛んに研究されている。
例えば、特許文献1~3には、植物炭、竹炭または植物焼成物と、樹脂とを含有する組成物から得られる電磁波吸収体が記載されている。また、特許文献4には、木質材料および熱硬化性樹脂の混合物を炭化することによって得られる炭化粉と、有機結合材とを含有する組成物から得られる電磁波吸収体が記載されている。しかし、特許文献1~4のいずれにも、炭化温度が異なる複数種類の炭化粉を併用する技術は記載されていない。
電磁波吸収板では、その比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線との交点において、電磁波を反射しない理想的な電磁波吸収の状態(この状態を、本発明では「無反射状態」と呼ぶ)が達成される。この無反射状態では、d/λの値(ここで、dは電磁波吸収板の厚さであり、λは吸収する電磁波の波長である。)が1点に定まる。
そのため、無反射状態を達成しようとすると、λおよびdをそれぞれ独立に変更することができない。言い換えると、吸収しようとする電磁波の波長λを変更すると、それに応じて、無反射状態が達成される電磁波吸収板の厚さdが定まり、逆に電磁波吸収板の厚さdを変更すると、それに応じて、無反射状態が達成される電磁波の波長λが定まる。そのため、無反射状態を達成しようとすると、λおよびdのいずれかが制約を受けるという問題がある。
そのため、無反射状態を達成しようとすると、λおよびdをそれぞれ独立に変更することができない。言い換えると、吸収しようとする電磁波の波長λを変更すると、それに応じて、無反射状態が達成される電磁波吸収板の厚さdが定まり、逆に電磁波吸収板の厚さdを変更すると、それに応じて、無反射状態が達成される電磁波の波長λが定まる。そのため、無反射状態を達成しようとすると、λおよびdのいずれかが制約を受けるという問題がある。
本発明の目的は、電磁波吸収板の無反射状態におけるd/λの値を、1点ではなく、所定の範囲で調整することができる、電磁波吸収板用の組成物および電磁波吸収板の製造方法を提供することにある。
前記目的を達成し得る本発明は、以下の通りである。
[1] 炭化粉および樹脂を含有する電磁波吸収板用の組成物であって、
植物性原料を互いに異なる炭化温度にて炭化させてなる複数種類の炭化粉が樹脂中に分散している、組成物。
[2] 前記組成物から成形されてなる電磁波吸収板の厚さをd、前記電磁波吸収板が吸収すべき電磁波の波長をλとして、
前記電磁波吸収板が無反射状態となるように、無反射状態におけるd/λの値に応じて前記複数種類の炭化粉の各重量比が調整されている、前記[1]に記載の組成物。
[3] 前記複数種類の炭化粉が、植物性原料を下記(A)~(C)の炭化温度にて炭化させてなる3種類の炭化粉である、前記[1]または[2]に記載の組成物。
(A)850℃未満。
(B)850℃以上、950℃未満。
(C)950℃以上。
[4] 前記(A)~(C)の炭化温度が、それぞれ、
(A)400℃以上、800℃以下、
(B)850℃以上、930℃以下、
(C)950℃以上、3000℃以下
である、前記[3]に記載の組成物。
[5] 前記複数種類の炭化粉が、植物性原料を下記(a)~(d)の炭化温度にて炭化させてなる4種類の炭化粉より選ばれる3種類又は4種類の炭化粉である、前記[1]または[2]に記載の組成物。
(a)550℃以上、650℃未満。
(b)650℃以上、800℃未満。
(c)800℃以上、1000℃未満。
(d)1000℃以上、1200℃以下。
[6] 前記(a)~(d)の炭化温度が、それぞれ、
(a)550℃以上、630℃以下、
(b)650℃以上、730℃以下、
(c)850℃以上、1000℃未満、
(d)1100℃以上、1200℃以下
である、前記[5]に記載の組成物。
[7] 前記植物性原料が、ヒューマスである前記[1]~[6]のいずれか一つに記載の組成物。
[8] 前記[1]~[7]のいずれか一つに記載の組成物から成形されてなる電磁波吸収板。
[9] 当該電磁波吸収板が吸収すべき電磁波の波長λが、100μm~1mである、前記[8]に記載の電磁波吸収板。
[10] 電磁波吸収板の製造方法であって、
植物性原料を互いに異なる炭化温度にて炭化させてなる複数種類の炭化粉と、樹脂とを混合し、該複数種類の炭化粉が樹脂中に分散している組成物を得る混合工程と、
前記組成物を成形して、電磁波吸収板を得る成形工程とを有する、
前記製造方法。
[11] 得られる電磁波吸収板の厚さをd、前記電磁波吸収板が吸収すべき電磁波の波長をλとして、前記電磁波吸収板が無反射状態となるように、無反射状態におけるd/λの値に応じて前記複数種類の炭化粉の各重量比を調整する、前記[10]に記載の製造方法。
[12] 前記複数種類の炭化粉が、植物性原料を下記(A)~(C)の炭化温度にて炭化させてなる3種類の炭化粉である、前記[10]または[11]に記載の製造方法。
(A)850℃未満。
(B)850℃以上、950℃未満。
(C)950℃以上。
[13] 前記(A)~(C)の炭化温度が、それぞれ、
(A)400℃以上、800℃以下、
(B)850℃以上、930℃以下、
(C)950℃以上、3000℃以下
である、[12]に記載の製造方法。
[14] 前記複数種類の炭化粉が、植物性原料を下記(a)~(d)の炭化温度にて炭化させてなる4種類の炭化粉より選ばれる3種類又は4種類の炭化粉である、前記[10]または[11]に記載の製造方法。
(a)550℃以上、650℃未満。
(b)650℃以上、800℃未満。
(c)800℃以上、1000℃未満。
(d)1000℃以上、1200℃以下。
[15] 前記(a)~(d)の炭化温度が、それぞれ、
(a)550℃以上、630℃以下、
(b)650℃以上、730℃以下、
(c)850℃以上、1000℃未満、
(d)1100℃以上、1200℃以下
である、前記[14]に記載の製造方法。
[16] 前記電磁波吸収板が吸収すべき電磁波の波長λが、100μm~1mである、前記[10]~[15]のいずれか一つに記載の製造方法。
[17] 前記電磁波の波長λを、所定の値に固定し、
前記3種類の炭化粉の各重量比を変化させることによって、前記波長λに対して無反射状態となる電磁波吸収板の厚さdを変化させる、
前記[10]~[16]のいずれか一つに記載の製造方法。
[18] 前記電磁波吸収板の厚さdを、所定の値に固定し、
前記3種類の炭化粉の各重量比を変化させることによって、前記厚さdに対して無反射状態となる前記電磁波の波長λを変化させる、
前記[10]~[16]のいずれか一つに記載の製造方法。
[19] 前記植物性原料が、ヒューマスである前記[10]~[18]のいずれか一つに記載の製造方法。
[1] 炭化粉および樹脂を含有する電磁波吸収板用の組成物であって、
植物性原料を互いに異なる炭化温度にて炭化させてなる複数種類の炭化粉が樹脂中に分散している、組成物。
[2] 前記組成物から成形されてなる電磁波吸収板の厚さをd、前記電磁波吸収板が吸収すべき電磁波の波長をλとして、
前記電磁波吸収板が無反射状態となるように、無反射状態におけるd/λの値に応じて前記複数種類の炭化粉の各重量比が調整されている、前記[1]に記載の組成物。
[3] 前記複数種類の炭化粉が、植物性原料を下記(A)~(C)の炭化温度にて炭化させてなる3種類の炭化粉である、前記[1]または[2]に記載の組成物。
(A)850℃未満。
(B)850℃以上、950℃未満。
(C)950℃以上。
[4] 前記(A)~(C)の炭化温度が、それぞれ、
(A)400℃以上、800℃以下、
(B)850℃以上、930℃以下、
(C)950℃以上、3000℃以下
である、前記[3]に記載の組成物。
[5] 前記複数種類の炭化粉が、植物性原料を下記(a)~(d)の炭化温度にて炭化させてなる4種類の炭化粉より選ばれる3種類又は4種類の炭化粉である、前記[1]または[2]に記載の組成物。
(a)550℃以上、650℃未満。
(b)650℃以上、800℃未満。
(c)800℃以上、1000℃未満。
(d)1000℃以上、1200℃以下。
[6] 前記(a)~(d)の炭化温度が、それぞれ、
(a)550℃以上、630℃以下、
(b)650℃以上、730℃以下、
(c)850℃以上、1000℃未満、
(d)1100℃以上、1200℃以下
である、前記[5]に記載の組成物。
[7] 前記植物性原料が、ヒューマスである前記[1]~[6]のいずれか一つに記載の組成物。
[8] 前記[1]~[7]のいずれか一つに記載の組成物から成形されてなる電磁波吸収板。
[9] 当該電磁波吸収板が吸収すべき電磁波の波長λが、100μm~1mである、前記[8]に記載の電磁波吸収板。
[10] 電磁波吸収板の製造方法であって、
植物性原料を互いに異なる炭化温度にて炭化させてなる複数種類の炭化粉と、樹脂とを混合し、該複数種類の炭化粉が樹脂中に分散している組成物を得る混合工程と、
前記組成物を成形して、電磁波吸収板を得る成形工程とを有する、
前記製造方法。
[11] 得られる電磁波吸収板の厚さをd、前記電磁波吸収板が吸収すべき電磁波の波長をλとして、前記電磁波吸収板が無反射状態となるように、無反射状態におけるd/λの値に応じて前記複数種類の炭化粉の各重量比を調整する、前記[10]に記載の製造方法。
[12] 前記複数種類の炭化粉が、植物性原料を下記(A)~(C)の炭化温度にて炭化させてなる3種類の炭化粉である、前記[10]または[11]に記載の製造方法。
(A)850℃未満。
(B)850℃以上、950℃未満。
(C)950℃以上。
[13] 前記(A)~(C)の炭化温度が、それぞれ、
(A)400℃以上、800℃以下、
(B)850℃以上、930℃以下、
(C)950℃以上、3000℃以下
である、[12]に記載の製造方法。
[14] 前記複数種類の炭化粉が、植物性原料を下記(a)~(d)の炭化温度にて炭化させてなる4種類の炭化粉より選ばれる3種類又は4種類の炭化粉である、前記[10]または[11]に記載の製造方法。
(a)550℃以上、650℃未満。
(b)650℃以上、800℃未満。
(c)800℃以上、1000℃未満。
(d)1000℃以上、1200℃以下。
[15] 前記(a)~(d)の炭化温度が、それぞれ、
(a)550℃以上、630℃以下、
(b)650℃以上、730℃以下、
(c)850℃以上、1000℃未満、
(d)1100℃以上、1200℃以下
である、前記[14]に記載の製造方法。
[16] 前記電磁波吸収板が吸収すべき電磁波の波長λが、100μm~1mである、前記[10]~[15]のいずれか一つに記載の製造方法。
[17] 前記電磁波の波長λを、所定の値に固定し、
前記3種類の炭化粉の各重量比を変化させることによって、前記波長λに対して無反射状態となる電磁波吸収板の厚さdを変化させる、
前記[10]~[16]のいずれか一つに記載の製造方法。
[18] 前記電磁波吸収板の厚さdを、所定の値に固定し、
前記3種類の炭化粉の各重量比を変化させることによって、前記厚さdに対して無反射状態となる前記電磁波の波長λを変化させる、
前記[10]~[16]のいずれか一つに記載の製造方法。
[19] 前記植物性原料が、ヒューマスである前記[10]~[18]のいずれか一つに記載の製造方法。
なお、本発明において「電磁波吸収板用の組成物」とは、「電磁波吸収板を製造するために用いられる組成物」を意味する。また以下では、「本発明の電磁波吸収板用の組成物」および「本発明の電磁波吸収板の製造方法」を、それぞれ、「本発明の組成物」および「本発明の製造方法」と略称することがあり、「植物性原料を(A)の炭化温度にて炭化させてなる炭化粉」等を「炭化粉(A)」等と略称することがある。
本発明によれば、電磁波吸収板の無反射状態におけるd/λの値を、1点ではなく、所定の範囲で調整することができる。
本発明は、後述の実験例1および図6、図7に示す知見、即ち、植物性原料を互いに異なる炭化温度にて炭化させてなる炭化粉を用いれば、その炭化温度に応じて、得られる電磁波吸収板の特性(比誘電率)が大きく変わるという知見に基づくものである。
この知見に基づき、本発明者らがさらに鋭意検討を重ねた結果、植物性原料を互いに異なる炭化温度にて炭化させてなる複数種類の炭化粉を用い、それら複数種類の炭化粉の各重量比を調整することによって、無反射状態におけるd/λの値を、一点ではなく範囲を以って調整できることを見出した(詳しくは、後述の実験例2、3参照)。
この知見に基づき、本発明者らがさらに鋭意検討を重ねた結果、植物性原料を互いに異なる炭化温度にて炭化させてなる複数種類の炭化粉を用い、それら複数種類の炭化粉の各重量比を調整することによって、無反射状態におけるd/λの値を、一点ではなく範囲を以って調整できることを見出した(詳しくは、後述の実験例2、3参照)。
本発明は上述の知見に基づくものであり、その組成物は、植物性原料を互いに異なる炭化温度にて炭化させてなる複数種類の炭化粉を含有することを特徴の一つとする。
前記炭化粉は、植物性原料を下記(A)~(C)の炭化温度にて炭化させてなる3種類の炭化粉であることが好ましい:
(A)850℃未満、
(B)850℃以上、950℃未満、
(C)950℃以上。
(A)850℃未満、
(B)850℃以上、950℃未満、
(C)950℃以上。
前記(A)~(C)の炭化温度のより好ましい各範囲は、以下の通りである:
(A)400℃以上、800℃以下、
(B)850℃以上、930℃以下、
(C)950℃以上、3000℃以下。
(A)400℃以上、800℃以下、
(B)850℃以上、930℃以下、
(C)950℃以上、3000℃以下。
前記(A)および(B)の炭化温度の差は、好ましくは100℃以上、より好ましくは200℃以上であり、前記(B)および(C)の炭化温度の差は、好ましくは100℃以上、より好ましくは150℃以上である。
本発明のより好ましい態様では、上記(A)~(C)による3種類の温度範囲の区分がさらに細分化される。即ち、前記炭化粉は、植物性原料を下記(a)~(d)の炭化温度にて炭化させてなる4種類の炭化粉より選ばれる、3種類又は4種類の炭化粉である:
(a)550℃以上、650℃未満、
(b)650℃以上、800℃未満、
(c)800℃以上、1000℃未満、
(d)1000℃以上、1200℃以下。
(a)550℃以上、650℃未満、
(b)650℃以上、800℃未満、
(c)800℃以上、1000℃未満、
(d)1000℃以上、1200℃以下。
前記(a)~(d)の炭化温度のより好ましい範囲は、以下の通りである:
(a)550℃以上、630℃以下、
(b)650℃以上、730℃以下、
(c)850℃以上、1000℃未満、
(d)1100℃以上、1200℃以下。
(a)550℃以上、630℃以下、
(b)650℃以上、730℃以下、
(c)850℃以上、1000℃未満、
(d)1100℃以上、1200℃以下。
前記(a)~(d)の炭化温度にて炭化させてなる4種類の炭化粉より3種類を選ぶ場合、{(a)、(b)、(c)}、{(a)、(b)、(d)}、{(a)、(c)、(d)}、{(b)、(c)、(d)}の組み合わせがあり、ここで、最も低い炭化温度と2番目に低い炭化温度の差は、好ましくは50℃以上、より好ましくは70℃以上であり、最も高い炭化温度と2番目に低い(高い)炭化温度の差は、好ましくは100℃以上、より好ましくは150℃以上である。
植物性原料としては、炭化できるものである限り、草、木、竹などのあらゆる植物性原料を使用することができる。なお、後述の実験例では、植物性原料としてヒューマスを使用している。この点、植物性原料はセルロースを主成分とするため、ヒューマス以外の植物性原料に由来する炭化粉も、ヒューマスに由来する炭化粉と同様の特性を有すると考えられる。ここで「ヒューマス」とは、「大豆の植物性タンパク質を分解し、その分解物からアミノ酸を抽出した搾りかす」を意味する。
植物性原料は、1種類のみを使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。なお、1種類の植物性原料を使用する場合も、炭化温度を変えるだけで、得られる炭化粉の特性を変更できる。その結果、1種類の植物性原料から、互いに異なる炭化温度にて炭化させて複数種類の炭化粉を得て、これらの炭化粉の各重量比を調整するだけで、電磁波吸収板の反射状態におけるd/λの値を変化させることができる。即ち、炭化粉の各重量比を調整することによって、d/λの値を調整できるようになる。以上のように、複数の植物性原料を購入せずとも、炭化温度を変えるだけで本発明の目的を達成できるので、1種類の植物性原料を使用することが好ましい。
植物性原料は、資源のリサイクルの観点から、成分(油脂、タンパク質、アミノ酸など)を取り出した植物の搾りかす;木材または竹などの廃材または間伐材;などが好ましい。植物性原料は、より好ましくはヒューマスである。このヒューマスは、例えば、大豆を脱脂し、得られた脱脂大豆を酸(例えば、塩酸)で分解し、次いで塩基(例えば、水酸化ナトリウム)で中和し、圧搾してアミノ酸を抽出し、その搾りかすを水洗および脱水することによって得られる。
植物性原料の炭化は、公知の炭化装置を用いて行うことができる。炭化装置としては、例えば、いすゞ製作所製マッフル炉などが挙げられる。炭化は、不活性雰囲気下(例えば、窒素雰囲気下)で行うことが好ましい。炭化時間は、通常、10時間~15時間である。
カーボナイザーなどによって得られた炭化物を、必要に応じて、粉砕し、ふるい分けすることによって、炭化粉が得られる。粉砕は、公知の粉砕装置(例えば、ボールミル、ロッドミル)を用いて行うことができる。
本発明で用いる炭化粉の粒子径は、特に限定はされないが、上記特許文献1~4に記載されたような従来公知の電磁波吸収体に用いられている炭化粉と同様の粒子径であってよい。本発明で用いる炭化粉の体積平均粒子径は、JIS Z 8825-1「粒子径解析~レーザー回折法」に準拠した測定方法によれば、好ましくは1~100μm、より好ましくは10~40μmである。この体積平均粒子径は、堀場製作所製レーザー回折型粒度分布計「LA-950」によって測定することができる。
組成物中の炭化粉の合計量は、樹脂100重量部に対して、好ましくは50~200重量部、より好ましくは100~170重量部である。なお本明細書では、樹脂100重量部に対する炭化粉の重量部数を、phr(parts per hundred parts by weight of resin)で表すことがある。
樹脂は、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれでもよい。なお、本発明における「樹脂」は、ゴムも含む概念である。樹脂は、1種類のみを使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。得られる電磁波吸収板の強度などの観点から、樹脂は、好ましくは熱硬化性樹脂である。
熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂は、1種類のみを使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの中で、フェノール樹脂が好ましい。フェノール樹脂は、レゾール型フェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂またはこれらの混合物のいずれでもよく、好ましくはノボラック型フェノール樹脂である。
本発明の組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、炭化粉および樹脂以外の成分(以下「他の成分」と略称する)を含有していてもよい。他の成分としては、炭化粉の分散性を向上させるための分散剤、熱硬化性樹脂のための硬化剤、ゴムのための架橋剤、増粘剤などが挙げられる。
本発明の組成物は、炭化粉および樹脂、並びに必要に応じて他の成分を混合することによって製造することができる。この工程は、本発明による電磁波吸収板の製造方法における混合工程に該当する。
混合の手段に特に限定は無く、公知の混合装置を使用して行えばよい。公知の混合装置としては、例えば、モルタルミキサー、プラネタリーミキサーなどが挙げられる。混合時間に特に限定は無く、適宜設定すればよい。例えば、モルタルミキサーを使用して組成物を調製し、その組成物を2軸ローラー等でシート状に成形する場合、2軸ローラー等での混練でも炭化物の分散が促進されるので、モルタルミキサーによる混合時間は、通常3~10分程度である。なお、混合時に組成物の温度が上昇するので、必要に応じて、混合時に組成物を冷却してもよい。
混合の手段に特に限定は無く、公知の混合装置を使用して行えばよい。公知の混合装置としては、例えば、モルタルミキサー、プラネタリーミキサーなどが挙げられる。混合時間に特に限定は無く、適宜設定すればよい。例えば、モルタルミキサーを使用して組成物を調製し、その組成物を2軸ローラー等でシート状に成形する場合、2軸ローラー等での混練でも炭化物の分散が促進されるので、モルタルミキサーによる混合時間は、通常3~10分程度である。なお、混合時に組成物の温度が上昇するので、必要に応じて、混合時に組成物を冷却してもよい。
本発明の組成物を成形することで、本発明の電磁波吸収板が得られる。この工程は、本発明による電磁波吸収板の製造方法における成形工程に該当する。該成形工程では、公知の成形装置を用いてよい。
本発明でいう「板」には、シート、テープ、フィルムなども包含される。
本発明の組成物を本発明の電磁波吸収板へと成形するための装置としては、例えば、2軸ローラーなどが挙げられる。2軸ローラーを使用する場合、本発明の組成物を2軸ローラーに複数回通過させて、板状に延伸しながら混練することが好ましい。このような混練によって、樹脂中への炭化物の分散が促進される。このような混練の際には組成物の温度が上昇するので、必要に応じて、混練時に組成物を冷却してもよい。
本発明でいう「板」には、シート、テープ、フィルムなども包含される。
本発明の組成物を本発明の電磁波吸収板へと成形するための装置としては、例えば、2軸ローラーなどが挙げられる。2軸ローラーを使用する場合、本発明の組成物を2軸ローラーに複数回通過させて、板状に延伸しながら混練することが好ましい。このような混練によって、樹脂中への炭化物の分散が促進される。このような混練の際には組成物の温度が上昇するので、必要に応じて、混練時に組成物を冷却してもよい。
樹脂として熱硬化性樹脂またはゴムを使用する場合、成形後に得られた電磁波吸収板を硬化させる(電磁波吸収板の製造方法における硬化工程)。硬化の方法としては、例えば熱硬化、放射線硬化などが挙げられるが、簡便な熱硬化が好ましい。硬化条件(例えば、熱硬化の温度または時間)は、用いる熱硬化性樹脂またはゴムの種類、および必要に応じて使用する硬化剤または架橋剤の種類に応じて適宜設定することができる。
吸収すべき電磁波の波長は、マイクロ波およびミリ波帯の範囲であり、好ましくは100μm~1m、より好ましくは1.5mm~0.06mである。得られる電磁波吸収板の厚さは、吸収すべき電磁波の波長によって決定される。例えば、電磁波の波長100μmに対してとり得る電磁波吸収板の厚さは6.2~7.4μmである。また、電磁波の波長1mに対してとり得る電磁波吸収板の厚さは62~74mmである。
本発明の電磁波吸収板の製造方法は、上述の混合工程および成形工程、並びに必要に応じて硬化工程を有する。
本発明の電磁波吸収板の製造方法は、前記混合工程において、
植物性原料を前記(A)~(C)の炭化温度にて炭化させてなる3種類の炭化粉を使用すること、および
電磁波吸収板が無反射状態となるように、無反射状態におけるd/λの値に応じて、前記3種類の炭化粉の各重量比を調整すること
を特徴とする。
本発明の電磁波吸収板の製造方法は、前記混合工程において、
植物性原料を前記(A)~(C)の炭化温度にて炭化させてなる3種類の炭化粉を使用すること、および
電磁波吸収板が無反射状態となるように、無反射状態におけるd/λの値に応じて、前記3種類の炭化粉の各重量比を調整すること
を特徴とする。
また、本発明の電磁波吸収板の製造方法のより好ましい態様では、前記混合工程において、
植物性原料を前記(a)~(d)の炭化温度にて炭化させてなる4種類の炭化粉より選ばれる3種類又は4種類の炭化粉を使用すること、および
電磁波吸収板が無反射状態となるように、無反射状態におけるd/λの値に応じて、前記4種類から選択される3種類又は4種類の炭化粉の各重量比を調整すること
を特徴とする。
植物性原料を前記(a)~(d)の炭化温度にて炭化させてなる4種類の炭化粉より選ばれる3種類又は4種類の炭化粉を使用すること、および
電磁波吸収板が無反射状態となるように、無反射状態におけるd/λの値に応じて、前記4種類から選択される3種類又は4種類の炭化粉の各重量比を調整すること
を特徴とする。
ここで、電磁波吸収板の無反射状態は、該電磁波吸収板の比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線との交点で達成される。電磁波吸収板の比誘電率は、後述する実験例に記載するようにして測定することができ、この実部および虚部の値をプロットすることによって、比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフを作成することができる。
一般に、誘電性吸収材を用いた電磁波吸収体の一次無反射曲線は、式1で表される。
ここで、εrは比誘電率であり、dは吸収板の厚さ、λは電磁波の波長である。
またεrは、式2に示すようにε’r(実部)およびε”r(虚部)に分けられる。
式1において、波長λで規格化した吸収板の厚さd/λ(即ち、吸収板の厚さdを、波長λで割った値)を変化させて、1次無反射曲線を作成することができる。
1次無反射曲線については、例えば、図1にグラフ図として示すように、日刊工業新聞社発行、橋本修著、「電波吸収板のはなし」第45頁3.1.2に説明されている。
またεrは、式2に示すようにε’r(実部)およびε”r(虚部)に分けられる。
式1において、波長λで規格化した吸収板の厚さd/λ(即ち、吸収板の厚さdを、波長λで割った値)を変化させて、1次無反射曲線を作成することができる。
1次無反射曲線については、例えば、図1にグラフ図として示すように、日刊工業新聞社発行、橋本修著、「電波吸収板のはなし」第45頁3.1.2に説明されている。
上記式1から、一次無反射曲線のd/λと比誘電率(実部)ε’rとの関係を示すグラフは図2に示す通りであり、その近似から式3が得られる。
同様に、上記式1から、一次無反射曲線のd/λと、比誘電率(虚部)ε”rとの関係を示すグラフは図3に示す通りであり、その近似から式4が得られる。
従来公知の電磁波吸収板では、無反射状態となるd/λは、該電磁波吸収板の比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線との交点に1つ存在する。
これに対して本発明では、前記比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線との交点(即ち、無反射状態)におけるd/λの値は、以下の方法で求められ、かつ、調節することができる。
これに対して本発明では、前記比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線との交点(即ち、無反射状態)におけるd/λの値は、以下の方法で求められ、かつ、調節することができる。
〔態様1:植物性原料を前記(A)~(C)の炭化温度にて炭化させてなる3種類の炭化粉を使用する場合の、d/λの調節方法〕
先ず、炭化粉(A)、(B)の重量比を種々変えることで、炭化粉(A)および(B)を含有する電磁波吸収板のサンプルを複数種類作製し、それぞれの比誘電率を測定する(例えば、後述する実験例の表2)。
そして、該測定結果(表2)から、炭化粉(A)および(B)の2種類を含有する電磁波吸収板(II)の、炭化粉(B)の重量比と比誘電率との関係を示すグラフ(図4)を作成する。ここで、炭化粉(A)および(B)を含有する場合における炭化粉(B)の重量比とは、(A)と(B)の重量の和に占める(B)の重量の割合、即ち〔B/(A+B)〕×100(%)である。(A)+(B)+(C)などの他の組み合わせの場合も同様である。
なお、図4の「E-02」、「E-01」および「E+00」は、それぞれ、「10-2」、「10-1」および「100」を意味する。他の図面でも同様である。
先ず、炭化粉(A)、(B)の重量比を種々変えることで、炭化粉(A)および(B)を含有する電磁波吸収板のサンプルを複数種類作製し、それぞれの比誘電率を測定する(例えば、後述する実験例の表2)。
そして、該測定結果(表2)から、炭化粉(A)および(B)の2種類を含有する電磁波吸収板(II)の、炭化粉(B)の重量比と比誘電率との関係を示すグラフ(図4)を作成する。ここで、炭化粉(A)および(B)を含有する場合における炭化粉(B)の重量比とは、(A)と(B)の重量の和に占める(B)の重量の割合、即ち〔B/(A+B)〕×100(%)である。(A)+(B)+(C)などの他の組み合わせの場合も同様である。
なお、図4の「E-02」、「E-01」および「E+00」は、それぞれ、「10-2」、「10-1」および「100」を意味する。他の図面でも同様である。
図4のグラフ中の2つの曲線(実部の曲線、虚部の曲線)から、それぞれに、炭化粉(B)の重量比と比誘電率の実部との関係を示す曲線の近似式(下記式5)と、炭化粉(B)の重量比と比誘電率の虚部との関係を示す曲線の近似式(下記式6)を求める。
ここで、式5および式6におけるRBは、炭化粉(B)の重量比(%)であり、ε’rABおよびε”rABは、それぞれ、電磁波吸収板(II)の比誘電率の実部および虚部である。
ここで、式5および式6におけるRBは、炭化粉(B)の重量比(%)であり、ε’rABおよびε”rABは、それぞれ、電磁波吸収板(II)の比誘電率の実部および虚部である。
この場合、比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線との交点においては、d/λと重量比RBとは、次の関係を満たしている。
式3の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(実部)ε’rと、式5の電磁波吸収板の重量比RBにおける比誘電率(実部)ε’rABとが等しく、且つ、
式4の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(虚部)ε”rと、式6の電磁波吸収板の重量比RBにおける比誘電率(虚部)ε”rABとが等しい。
この関係は、式7および式8で表される。
式3の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(実部)ε’rと、式5の電磁波吸収板の重量比RBにおける比誘電率(実部)ε’rABとが等しく、且つ、
式4の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(虚部)ε”rと、式6の電磁波吸収板の重量比RBにおける比誘電率(虚部)ε”rABとが等しい。
この関係は、式7および式8で表される。
式7と式8の連立方程式を解くことにより、式9と式10で示す結果が得られる。
即ち、表2の例では、炭化粉(A)および(B)の2種類を含有する電磁波吸収板(II)における比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線とは、RB=約52(%)で交わり、その交点のd/λは0.062である。
次に、炭化粉(A)、(C)の重量比を種々変えることで、炭化粉(A)および(C)を含有する電磁波吸収板のサンプルを複数種類作製し、それぞれの比誘電率を測定する(例えば、後述する実験例の表3)。
上記と同様に、該表3から、炭化粉(A)および(C)の2種類を含有する電磁波吸収板(III)の、炭化粉(C)の重量比と比誘電率との関係を示すグラフ(図5)を作成する。そして、図5のグラフ中の2つの曲線(実部の曲線、虚部の曲線)から、それぞれに、炭化粉(C)の重量比と比誘電率の実部との関係を示す曲線の近似式(下記式11)、および、炭化粉(C)の重量比と比誘電率の虚部との関係を示す曲線の近似式(下記式12)を求める。
ここで、式11と式12におけるRCは、炭化粉(C)の重量比(%)であり、ε’rACおよびε”rACは、それぞれ、電磁波吸収板(III)の比誘電率の実部および虚部である。
上記と同様に、該表3から、炭化粉(A)および(C)の2種類を含有する電磁波吸収板(III)の、炭化粉(C)の重量比と比誘電率との関係を示すグラフ(図5)を作成する。そして、図5のグラフ中の2つの曲線(実部の曲線、虚部の曲線)から、それぞれに、炭化粉(C)の重量比と比誘電率の実部との関係を示す曲線の近似式(下記式11)、および、炭化粉(C)の重量比と比誘電率の虚部との関係を示す曲線の近似式(下記式12)を求める。
ここで、式11と式12におけるRCは、炭化粉(C)の重量比(%)であり、ε’rACおよびε”rACは、それぞれ、電磁波吸収板(III)の比誘電率の実部および虚部である。
この場合、比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線との交点においては、d/λと重量比Rcとは、次の関係を満たしている。
式3の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(実部)ε’rと、式11の電磁波吸収板の重量比Rcにおける比誘電率(実部)ε’rACとが等しく、且つ、
式4の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(虚部)ε”rと、式12の電磁波吸収板の重量比Rcにおける比誘電率(虚部)ε”rACとが等しい。
この関係は、式13と式14で表される。
式3の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(実部)ε’rと、式11の電磁波吸収板の重量比Rcにおける比誘電率(実部)ε’rACとが等しく、且つ、
式4の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(虚部)ε”rと、式12の電磁波吸収板の重量比Rcにおける比誘電率(虚部)ε”rACとが等しい。
この関係は、式13と式14で表される。
式13および式14の連立方程式を解くことにより、式15と式16に示す結果が得られる。
即ち、表3の例では、炭化粉(A)および(C)の2種類を含有する電磁波吸収板(III)における比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線とは、RC=約32(%)で交わり、その交点のd/λは0.074である。
以上のように、炭化粉(A)、(B)の2種類を含有する電磁波吸収板(II)、および、炭化粉(A)、(C)の2種類を含有する電磁波吸収板(III)では、それぞれ、無反射状態におけるd/λは互いに異なる値をとる(後述の実験例2および図7も参照)。
本発明の知見によれば、炭化粉(A)~(C)の3種類を含有する電磁波吸収板(I)を形成し、該電磁波吸収板(I)、上記電磁波吸収板(II)および(III)のそれぞれの無反射状態におけるd/λの値をCI~CIIIとすると、炭化粉(A)~(C)の各重量比を調整することによって、d/λの値CIを、CII~CIIIの間で調整することができる。
言い換えると、図7に示すように、電磁波吸収板(II)および(III)の比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフのそれぞれの曲線と、一次無反射曲線とのそれぞれの交点は、互いに離れて位置し、これら2つの交点の間で、電磁波吸収板(I)の比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線との交点を設定することができる。
例えば、CIをCIIに近づけたい場合は、電磁波吸収板(I)中の炭化粉(B)の重量比を増やせばよく、逆にCIをCIIIに近づけたい場合は、電磁波吸収板(I)中の炭化粉(C)の重量比を増やせばよい。
本発明の知見によれば、炭化粉(A)~(C)の3種類を含有する電磁波吸収板(I)を形成し、該電磁波吸収板(I)、上記電磁波吸収板(II)および(III)のそれぞれの無反射状態におけるd/λの値をCI~CIIIとすると、炭化粉(A)~(C)の各重量比を調整することによって、d/λの値CIを、CII~CIIIの間で調整することができる。
言い換えると、図7に示すように、電磁波吸収板(II)および(III)の比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフのそれぞれの曲線と、一次無反射曲線とのそれぞれの交点は、互いに離れて位置し、これら2つの交点の間で、電磁波吸収板(I)の比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線との交点を設定することができる。
例えば、CIをCIIに近づけたい場合は、電磁波吸収板(I)中の炭化粉(B)の重量比を増やせばよく、逆にCIをCIIIに近づけたい場合は、電磁波吸収板(I)中の炭化粉(C)の重量比を増やせばよい。
上述のように、植物性原料を前記(A)~(C)の炭化温度にて炭化させてなる3種類の炭化粉を使用する場合には、炭化粉(A)~(C)の各重量比を調整することによって、電磁波吸収板の無反射状態におけるd/λの値を調整することができる。
よって、例えば前記電磁波の波長λを所定の値に固定した場合、炭化粉(A)~(C)の各重量比を変化させることによって、前記波長λに対して無反射状態となる電磁波吸収板の厚さdを変化させることができる。逆に、前記電磁波吸収板の厚さdを所定の値に固定した場合、炭化粉(A)~(C)の各重量比を変化させることによって、前記厚さdに対して無反射状態となる前記電磁波の波長λを変化させることができる。
よって、例えば前記電磁波の波長λを所定の値に固定した場合、炭化粉(A)~(C)の各重量比を変化させることによって、前記波長λに対して無反射状態となる電磁波吸収板の厚さdを変化させることができる。逆に、前記電磁波吸収板の厚さdを所定の値に固定した場合、炭化粉(A)~(C)の各重量比を変化させることによって、前記厚さdに対して無反射状態となる前記電磁波の波長λを変化させることができる。
〔態様2:植物性原料を前記(a)~(d)の炭化温度にて炭化させてなる4種類の炭化粉から選ばれる3種類または4種類の炭化粉を使用する場合の、d/λの調節方法〕
上記した(A)~(C)の3種類の炭化粉を使用する場合と同様に、〔炭化粉(a)、(b)〕の重量比を種々変えた電磁波吸収板〔(a)、(b)含有〕のサンプル、〔炭化粉(a)、(c)〕の重量比を種々変えた電磁波吸収板〔(a)、(c)含有〕のサンプル、〔炭化粉(a)、(d)〕の重量比を種々変えた電磁波吸収板〔(a)、(d)含有〕のサンプルを、それぞれ複数種類作製し、それぞれの比誘電率を測定する(例えば、後述する実験例3の表5、表6、表7、および、実験例2の表3)。
実験例2の表3は、〔炭化粉(A:600℃)、(C:1150℃)〕の重量比を種々変えた場合の電磁波吸収板に関する表であるが、該表3は、実験例3において〔炭化粉(a:600℃)、(d:1150℃)〕の重量比を種々変えた場合の電磁波吸収板に関する表でもある。
上記した(A)~(C)の3種類の炭化粉を使用する場合と同様に、〔炭化粉(a)、(b)〕の重量比を種々変えた電磁波吸収板〔(a)、(b)含有〕のサンプル、〔炭化粉(a)、(c)〕の重量比を種々変えた電磁波吸収板〔(a)、(c)含有〕のサンプル、〔炭化粉(a)、(d)〕の重量比を種々変えた電磁波吸収板〔(a)、(d)含有〕のサンプルを、それぞれ複数種類作製し、それぞれの比誘電率を測定する(例えば、後述する実験例3の表5、表6、表7、および、実験例2の表3)。
実験例2の表3は、〔炭化粉(A:600℃)、(C:1150℃)〕の重量比を種々変えた場合の電磁波吸収板に関する表であるが、該表3は、実験例3において〔炭化粉(a:600℃)、(d:1150℃)〕の重量比を種々変えた場合の電磁波吸収板に関する表でもある。
先ず、該測定結果のうちの表5から、炭化粉(a)および(b)の2種類を含有する電磁波吸収板(IIβ)の、炭化粉(b)の重量比と比誘電率との関係を示すグラフ(図13)を作成する。
上記の態様1と同様に、図13のグラフ中の2つの曲線(実部の曲線、虚部の曲線)から、それぞれに、炭化粉(b)の重量比と比誘電率の実部との関係を示す曲線の近似式(下記式5β)と、炭化粉(b)の重量比と比誘電率の虚部との関係を示す曲線の近似式(下記式6β)を求める。
ここで、式5βと式6βにおけるRbは、炭化粉(b)の重量比(%)であり、ε’rabおよびε”rabは、それぞれ、電磁波吸収板(IIβ)の比誘電率の実部と虚部である。
上記の態様1と同様に、図13のグラフ中の2つの曲線(実部の曲線、虚部の曲線)から、それぞれに、炭化粉(b)の重量比と比誘電率の実部との関係を示す曲線の近似式(下記式5β)と、炭化粉(b)の重量比と比誘電率の虚部との関係を示す曲線の近似式(下記式6β)を求める。
ここで、式5βと式6βにおけるRbは、炭化粉(b)の重量比(%)であり、ε’rabおよびε”rabは、それぞれ、電磁波吸収板(IIβ)の比誘電率の実部と虚部である。
この場合、比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線との交点においては、d/λと重量比Rbとは、次の関係を満たしている。
式3の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(実部)ε’rと、式5βの電磁波吸収板の重量比Rbにおける比誘電率(実部)ε’rabとが等しく、且つ、
式4の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(虚部)ε”rと、式6βの電磁波吸収板の重量比Rbにおける比誘電率(虚部)ε”rabとが等しい。
この関係は、式7βと式8βで表される。
式3の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(実部)ε’rと、式5βの電磁波吸収板の重量比Rbにおける比誘電率(実部)ε’rabとが等しく、且つ、
式4の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(虚部)ε”rと、式6βの電磁波吸収板の重量比Rbにおける比誘電率(虚部)ε”rabとが等しい。
この関係は、式7βと式8βで表される。
式7βと式8βの連立方程式を解くことにより、式9βと式10βで示す結果が得られる。
即ち、表5の例では、炭化粉(a)および(b)の2種類を含有する電磁波吸収板(IIβ)における比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線とは、Rb=約40(%)で交わり、その交点のd/λは0.087である。
上記と同様に、表6から、炭化粉(a)および(c)の2種類を含有する電磁波吸収板(IIIβ)の、炭化粉(c)の重量比と比誘電率との関係を示すグラフ(図14)を作成する。そして、該図14のグラフ中の2つの曲線(実部の曲線、虚部の曲線)から、それぞれに、炭化粉(c)の重量比と比誘電率の実部との関係を示す曲線の近似式(下記式11β)、および、炭化粉(c)の重量比と比誘電率の虚部との関係を示す曲線の近似式(下記式12β)を求める。
ここで、式11βおよび式12βにおけるRCは、炭化粉(c)の重量比(%)であり、ε’racおよびε”racは、それぞれ、電磁波吸収板(IIIβ)の比誘電率の実部および虚部である。
ここで、式11βおよび式12βにおけるRCは、炭化粉(c)の重量比(%)であり、ε’racおよびε”racは、それぞれ、電磁波吸収板(IIIβ)の比誘電率の実部および虚部である。
この場合、比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線との交点においては、d/λの値と重量比Rcとは、次の関係を満たしている。
式3の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(実部)ε’rと、式11βの電磁波吸収板の重量比Rcにおける比誘電率(実部)ε’racとが等しく、且つ、
式4の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(虚部)ε”rと、式12βの電磁波吸収板の重量比Rcにおける比誘電率(虚部)ε”racとが等しい。
この関係は、式13βおよび式14βで表される。
式3の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(実部)ε’rと、式11βの電磁波吸収板の重量比Rcにおける比誘電率(実部)ε’racとが等しく、且つ、
式4の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(虚部)ε”rと、式12βの電磁波吸収板の重量比Rcにおける比誘電率(虚部)ε”racとが等しい。
この関係は、式13βおよび式14βで表される。
式13βおよび式14βの連立方程式を解くことにより、式15βおよび式16βで示す結果が得られる。
即ち、表6の例では、炭化粉(a)および(c)の2種類を含有する電磁波吸収板(IIIβ)における比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線とは、Rc=約52(%)で交わり、その交点のd/λは0.062である。
上記と同様に、表3から、炭化粉(a)および(d)の2種類を含有する電磁波吸収板(IVβ)の、炭化粉(d)の重量比と比誘電率との関係を示すグラフ(図5と同じグラフ)を作成する。そして、該グラフ中の2つの曲線(実部の曲線、虚部の曲線)から、それぞれに、炭化粉(d)の重量比と比誘電率の実部との関係を示す曲線の近似式(下記式17β)、および、炭化粉(d)の重量比と比誘電率の虚部との関係を示す曲線の近似式(下記式18β)を求める。
ここで、式17βおよび式18βにおけるRdは、炭化粉(d)の重量比(%)であり、ε’radおよびε”radは、それぞれ、電磁波吸収板(IVβ)の比誘電率の実部および虚部である。
ここで、式17βおよび式18βにおけるRdは、炭化粉(d)の重量比(%)であり、ε’radおよびε”radは、それぞれ、電磁波吸収板(IVβ)の比誘電率の実部および虚部である。
この場合、比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線との交点においては、d/λの値と重量比Rdの関係は、次の関係を満たしている。
式3の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(実部)ε’rと、式17βの電磁波吸収板の重量比Rdにおける比誘電率(実部)ε’radとが等しく、且つ、
式4の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(虚部)ε”rと、式18βの電磁波吸収板の重量比Rdにおける比誘電率(虚部)ε”radとが等しい。
この関係は、式19βおよび式20βで表される。
式3の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(実部)ε’rと、式17βの電磁波吸収板の重量比Rdにおける比誘電率(実部)ε’radとが等しく、且つ、
式4の一次無反射曲線のd/λにおける比誘電率(虚部)ε”rと、式18βの電磁波吸収板の重量比Rdにおける比誘電率(虚部)ε”radとが等しい。
この関係は、式19βおよび式20βで表される。
式19βおよび式20βの連立方程式を解くことにより、式21βおよび式22βで示す結果が得られる。
即ち、炭化粉(A)および(C)の2種類を含有する電磁波吸収板(III)の場合と同様に、炭化粉(a)および(d)の2種類を含有する電磁波吸収板(IVβ)における比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線とは、Rd=約32(%)で交わり、その交点のd/λは、図16のグラフに示すとおり、0.074である。
炭化粉(a)、(b)の2種類を含有する電磁波吸収板(IIβ)、炭化粉(a)、(c)の2種類を含有する電磁波吸収板(IIIβ)、および、炭化粉(a)、(d)の2種類を含有する電磁波吸収板(IVβ)では、それぞれ、無反射状態におけるd/λは互いに異なる値をとる(後述の実験例3および図16も参照)。
上記態様1と同様に、炭化粉(a)、(b)、(c)の3種類を含有する電磁波吸収板(Iβ1)を形成し、該電磁波吸収板(Iβ1)、上記電磁波吸収板(IIβ)および(IIIβ)のそれぞれの無反射状態におけるd/λの値をそれぞれCIβ~CIIIβとすると、炭化粉(a)、(b)、(c)の各重量比を調整することによって、d/λの値CIβをCIIβ~CIIIβの間で調整することができる。
言い換えると、図16に示すように、電磁波吸収板(IIβ)および(IIIβ)の比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフのそれぞれの曲線と、一次無反射曲線とのそれぞれの交点は互いに離れて位置し、これら2つの交点の間で、電磁波吸収板(Iβ1)の比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線との交点を設定することができる。
例えば、CIβをCIIβに近づけたい場合は、電磁波吸収板(Iβ1)中の炭化粉(b)の重量比を増やせばよく、逆にCIβをCIIIβに近づけたい場合は、電磁波吸収板(Iβ1)中の炭化粉(c)の重量比を増やせばよい。
上記態様1と同様に、炭化粉(a)、(b)、(c)の3種類を含有する電磁波吸収板(Iβ1)を形成し、該電磁波吸収板(Iβ1)、上記電磁波吸収板(IIβ)および(IIIβ)のそれぞれの無反射状態におけるd/λの値をそれぞれCIβ~CIIIβとすると、炭化粉(a)、(b)、(c)の各重量比を調整することによって、d/λの値CIβをCIIβ~CIIIβの間で調整することができる。
言い換えると、図16に示すように、電磁波吸収板(IIβ)および(IIIβ)の比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフのそれぞれの曲線と、一次無反射曲線とのそれぞれの交点は互いに離れて位置し、これら2つの交点の間で、電磁波吸収板(Iβ1)の比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線との交点を設定することができる。
例えば、CIβをCIIβに近づけたい場合は、電磁波吸収板(Iβ1)中の炭化粉(b)の重量比を増やせばよく、逆にCIβをCIIIβに近づけたい場合は、電磁波吸収板(Iβ1)中の炭化粉(c)の重量比を増やせばよい。
上述のように、植物性原料を前記(a)~(d)の炭化温度にて炭化させてなる4種類の炭化粉から選ばれる3種類(例えば、(a),(b),(c))の炭化粉を使用する場合には、それら炭化粉(a)、(b)、(c)の各重量比を調整することによって、電磁波吸収板の無反射状態におけるd/λの値を調整することができる。
また、3種類の炭化粉を使用する場合と同様に、4種類の炭化粉全てを使用する場合にも、それら炭化粉(a)、(b)、(c)、(d)の各重量比を調整することによって、電磁波吸収板の無反射状態におけるd/λの値を調整することができる。
例えば、図16に示すグラフの例では、炭化粉(a)~(d)の各重量比を調整することによって電磁波吸収板の無反射状態におけるd/λの値を、0.087から0.062までの範囲で調整することができる。
また、3種類の炭化粉を使用する場合と同様に、4種類の炭化粉全てを使用する場合にも、それら炭化粉(a)、(b)、(c)、(d)の各重量比を調整することによって、電磁波吸収板の無反射状態におけるd/λの値を調整することができる。
例えば、図16に示すグラフの例では、炭化粉(a)~(d)の各重量比を調整することによって電磁波吸収板の無反射状態におけるd/λの値を、0.087から0.062までの範囲で調整することができる。
以下、実験例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実験例によって制限を受けるものではない。
[実験例1]
(1)炭化粉の製造
ヒューマスを、マッフル炉(いすゞ製作所製「EPDS-7.2P」)によって、窒素雰囲気下、600℃、630℃、650℃、670℃、700℃、850℃、900℃、1050℃、または、1150℃で12時間炭化して、9種類の炭化粉を製造した。
得られた9種類の炭化粉の体積平均粒子径は、いずれも、約25μm(20~28μm)であった(測定機器:堀場製作所製「LA-950」、分散媒:H2O(屈折率1.33)、超音波分散:3分)。
(1)炭化粉の製造
ヒューマスを、マッフル炉(いすゞ製作所製「EPDS-7.2P」)によって、窒素雰囲気下、600℃、630℃、650℃、670℃、700℃、850℃、900℃、1050℃、または、1150℃で12時間炭化して、9種類の炭化粉を製造した。
得られた9種類の炭化粉の体積平均粒子径は、いずれも、約25μm(20~28μm)であった(測定機器:堀場製作所製「LA-950」、分散媒:H2O(屈折率1.33)、超音波分散:3分)。
(2)組成物の製造
上記で得られた9種類の炭化粉を、それぞれ別個に、ノボラック型フェノール樹脂と混合し、9種類の組成物を形成した。
混合では、各炭化粉130重量部と、ノボラック型フェノール樹脂(DIC製「フェノライト J-325」)100重量部とを、モルタルミキサー(篠原製作所製「SS-C-413」)にて5分間混合した。なお、最初の2分間は140rpmの条件で混合し、その後の3分間は280rpmの条件で混合した。
上記で得られた9種類の炭化粉を、それぞれ別個に、ノボラック型フェノール樹脂と混合し、9種類の組成物を形成した。
混合では、各炭化粉130重量部と、ノボラック型フェノール樹脂(DIC製「フェノライト J-325」)100重量部とを、モルタルミキサー(篠原製作所製「SS-C-413」)にて5分間混合した。なお、最初の2分間は140rpmの条件で混合し、その後の3分間は280rpmの条件で混合した。
(3)電磁波吸収板の製造
上記で得られた9種類の組成物を、それぞれに、15rpmで回転する2軸ローラー(小平製作所製「R2-2」、ローラー間の距離:1.0mm)に合計30回通過させて混練することによって、各炭化粉がそれぞれ単独でノボラック型フェノール樹脂中に充分に分散した9種類のシート(電磁波吸収板)を製造した。なお、混練の際には組成物が発熱するため、ロールに冷却水を流して、組成物を冷却しながら混練した。
上記で得られた9種類の組成物を、それぞれに、15rpmで回転する2軸ローラー(小平製作所製「R2-2」、ローラー間の距離:1.0mm)に合計30回通過させて混練することによって、各炭化粉がそれぞれ単独でノボラック型フェノール樹脂中に充分に分散した9種類のシート(電磁波吸収板)を製造した。なお、混練の際には組成物が発熱するため、ロールに冷却水を流して、組成物を冷却しながら混練した。
上記で得られた9種類のシートを、長さ100mm×幅100mmの大きさにカッターで切断した。切断した各シートを、オーブン(アズワン製「DOV-600P」)中の空気雰囲気下で加熱硬化させて、9種類の電磁波吸収板を製造した。
加熱条件は、以下の通りである:
まず常温から80℃まで1時間で昇温させ、80℃を2時間維持した。次いで80℃から135℃まで2時間で昇温させ、135℃を3時間維持した。次いで135℃から180℃まで3時間で昇温させ、180℃を14時間維持した。その後、オーブンを閉じたまま、その電源をオフにし、常温までゆっくりと放冷させた。得られた各電磁波吸収板の厚さは、1.4mmであった。
加熱条件は、以下の通りである:
まず常温から80℃まで1時間で昇温させ、80℃を2時間維持した。次いで80℃から135℃まで2時間で昇温させ、135℃を3時間維持した。次いで135℃から180℃まで3時間で昇温させ、180℃を14時間維持した。その後、オーブンを閉じたまま、その電源をオフにし、常温までゆっくりと放冷させた。得られた各電磁波吸収板の厚さは、1.4mmであった。
(4)電磁波吸収板の比誘電率の測定
ベクトルネットワークアナライザー(Agilent Technologies製「E8364A 45MHz-50GHz」)をレンズ法にて、18.0~26.5GHzの条件で使用して、上記で得られた9種類の電磁波吸収板(厚さ1.4mm、炭化粉の含有量:130phr)のそれぞれの比誘電率を測定した。結果を、表1および図15に示す。
ベクトルネットワークアナライザー(Agilent Technologies製「E8364A 45MHz-50GHz」)をレンズ法にて、18.0~26.5GHzの条件で使用して、上記で得られた9種類の電磁波吸収板(厚さ1.4mm、炭化粉の含有量:130phr)のそれぞれの比誘電率を測定した。結果を、表1および図15に示す。
表1および図15に示すように、炭化温度600℃の炭化粉を含有する電磁波吸収板では、比誘電率の実部および虚部が共に小さい。
炭化温度670℃の炭化粉を含有する電磁波吸収板では、比誘電率の実部および虚部が共に少々大きくなる。
炭化温度900℃の炭化粉を含有する電磁波吸収板では、炭化温度670℃の炭化粉に比べて、比誘電率の虚部はあまり変化しないが、実部は増大する。
炭化温度1150℃の炭化粉を含有する電磁波吸収板では、炭化温度900℃の炭化粉を含有する電磁波吸収板に比べて、その比誘電率の虚部が著しく増大している。
このように、炭化温度の異なる炭化粉を用いると、得られる電磁波吸収板の比誘電率が互いに大きく異なることが分かった。
炭化温度670℃の炭化粉を含有する電磁波吸収板では、比誘電率の実部および虚部が共に少々大きくなる。
炭化温度900℃の炭化粉を含有する電磁波吸収板では、炭化温度670℃の炭化粉に比べて、比誘電率の虚部はあまり変化しないが、実部は増大する。
炭化温度1150℃の炭化粉を含有する電磁波吸収板では、炭化温度900℃の炭化粉を含有する電磁波吸収板に比べて、その比誘電率の虚部が著しく増大している。
このように、炭化温度の異なる炭化粉を用いると、得られる電磁波吸収板の比誘電率が互いに大きく異なることが分かった。
[実験例2]
(1)炭化粉の製造
実験例1と同様にして、炭化温度が互いに異なる3種類の炭化粉(A)~(C)を調製した。該(A)~(C)の炭化温度は、それぞれ、順に600℃、900℃、1150℃である。
(1)炭化粉の製造
実験例1と同様にして、炭化温度が互いに異なる3種類の炭化粉(A)~(C)を調製した。該(A)~(C)の炭化温度は、それぞれ、順に600℃、900℃、1150℃である。
(2)組成物および電磁波吸収板の製造
炭化粉(A)と(B)とを混合し、それらの合計130重量部とノボラック型フェノール樹脂(DIC製「フェノライトJ-325」)100重量部とを、実験例1と同様に、モルタルミキサーで混合し、2軸ローラーで混練および成形し、オーブンで加熱硬化させて、電磁波吸収板(II)を製造した。ここで、炭化粉(A)と(B)との混合比率を変えて、4種類のサンプルを得た。(A)と(B)の合計は常に130重量部である。
また、炭化粉(A)と(C)とを混合し、それらの合計130重量部とノボラック型フェノール樹脂100重量部とを混合したこと以外は電磁波吸収板(II)の製造と同様にして、電磁波吸収板(III)を製造した。ここでも、炭化粉(A)と(C)との混合比率を変えて、4種類のサンプルを得た。(A)と(C)の合計は常に130重量部である。
得られた電磁波吸収板(II)、(III)の厚さは、1.4mmであった。
上記のとおり、本実験例では、炭化粉の合計量を130phr(重量部)にしたままで、その混合比率(重量比)を変化させて、4種類の電磁波吸収板(II)および(III)を製造した。炭化粉の重量比を表2および表3に示す。
炭化粉(A)と(B)とを混合し、それらの合計130重量部とノボラック型フェノール樹脂(DIC製「フェノライトJ-325」)100重量部とを、実験例1と同様に、モルタルミキサーで混合し、2軸ローラーで混練および成形し、オーブンで加熱硬化させて、電磁波吸収板(II)を製造した。ここで、炭化粉(A)と(B)との混合比率を変えて、4種類のサンプルを得た。(A)と(B)の合計は常に130重量部である。
また、炭化粉(A)と(C)とを混合し、それらの合計130重量部とノボラック型フェノール樹脂100重量部とを混合したこと以外は電磁波吸収板(II)の製造と同様にして、電磁波吸収板(III)を製造した。ここでも、炭化粉(A)と(C)との混合比率を変えて、4種類のサンプルを得た。(A)と(C)の合計は常に130重量部である。
得られた電磁波吸収板(II)、(III)の厚さは、1.4mmであった。
上記のとおり、本実験例では、炭化粉の合計量を130phr(重量部)にしたままで、その混合比率(重量比)を変化させて、4種類の電磁波吸収板(II)および(III)を製造した。炭化粉の重量比を表2および表3に示す。
(3)電磁波吸収板の比誘電率の測定
実験例1と同様にして、得られた電磁波吸収板(厚さ1.4mm、炭化粉の合計量:130phr)の比誘電率を測定した。結果を、表2、表3、図7に示す。
実験例1と同様にして、得られた電磁波吸収板(厚さ1.4mm、炭化粉の合計量:130phr)の比誘電率を測定した。結果を、表2、表3、図7に示す。
(4)一次無反射曲線
発明を実施するための形態の欄で説明したようにして、一次無反射曲線を算出した。一次無反射曲線を図7に示す。
発明を実施するための形態の欄で説明したようにして、一次無反射曲線を算出した。一次無反射曲線を図7に示す。
(5)電磁波吸収板の比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフの曲線と、一次無反射曲線の交点
発明を実施するための形態の欄で説明したようにして、電磁波吸収板(II)および(III)のそれぞれの比誘電率の実部と虚部との関係を示す図7のグラフに基いて、電磁波吸収板(II)および(III)のそれぞれの比誘電率の曲線と、一次無反射曲線との交点におけるd/λの値(即ち、CIIおよびCIII)を算出した。
結果を表2および表3に「交点」として示す。
また、これらの交点での、炭化粉の重量比、電磁波吸収板の比誘電率も、表2および表3に示す。
発明を実施するための形態の欄で説明したようにして、電磁波吸収板(II)および(III)のそれぞれの比誘電率の実部と虚部との関係を示す図7のグラフに基いて、電磁波吸収板(II)および(III)のそれぞれの比誘電率の曲線と、一次無反射曲線との交点におけるd/λの値(即ち、CIIおよびCIII)を算出した。
結果を表2および表3に「交点」として示す。
また、これらの交点での、炭化粉の重量比、電磁波吸収板の比誘電率も、表2および表3に示す。
表2に示すように、炭化粉(A)および(B)の2種類を含有する電磁波吸収板(II)のCIIは0.062である。
表3に示すように、炭化粉(A)および(C)の2種類を含有する電磁波吸収板(III)のCIIIは0.074である。
この結果から、炭化粉(A)~(C)の3種類を含有する電磁波吸収板(I)の無反射状態におけるd/λの値(即ち、CI)は、炭化粉(A)~(B)の各重量比を調整することによって、0.062~0.074の間で調整することができる。
表3に示すように、炭化粉(A)および(C)の2種類を含有する電磁波吸収板(III)のCIIIは0.074である。
この結果から、炭化粉(A)~(C)の3種類を含有する電磁波吸収板(I)の無反射状態におけるd/λの値(即ち、CI)は、炭化粉(A)~(B)の各重量比を調整することによって、0.062~0.074の間で調整することができる。
例えばCI=0.065は、炭化粉(A):炭化粉(B):炭化粉(C)=36%:25%:39%に調整することによって実現することができる。なお、この炭化粉の重量比は、以下のように求められる。
炭化粉(A)~(C)の3種類を含有する電磁波吸収板(I)の各炭化粉の重量比と比誘電率との関係を表4に示す。また、無反射状態におけるCIおよび比誘電率の値も表4に示す。
炭化粉(A)~(C)の各重量比から比誘電率を求める式を、以下の通り導出する。
式5と式6は、(A)、(B)2種類の炭化粉を含有する電磁波吸収板(II)の比誘電率を、炭化粉(B)の重量比から求める式である。また、式11と式12は、(A)、(C)2種類の炭化粉を含有する電磁波吸収板(III)の比誘電率を、炭化粉(C)の重量比から求める式である。
よって、これらの式とは別に、炭化粉(A)~(C)の3種類を含有する電磁波吸収板(I)の重量比と比誘電率との関係を示す式を次のように求めた。
式5と式6は、(A)、(B)2種類の炭化粉を含有する電磁波吸収板(II)の比誘電率を、炭化粉(B)の重量比から求める式である。また、式11と式12は、(A)、(C)2種類の炭化粉を含有する電磁波吸収板(III)の比誘電率を、炭化粉(C)の重量比から求める式である。
よって、これらの式とは別に、炭化粉(A)~(C)の3種類を含有する電磁波吸収板(I)の重量比と比誘電率との関係を示す式を次のように求めた。
先ず、式5と式6から、RB=0(炭化粉(B)が0%)であるときの比誘電率(実部、虚部)を求め、これらの値を、炭化粉(A)が100(%)であるときの比誘電率と仮定した。これらの値を用いて、電磁波吸収板(II)における、炭化粉(A)の重量比(%)と炭化粉(A)が担う比誘電率(即ち、全比誘電率のうちの炭化粉(A)が関与する部分)との関係を求めた。
詳しくは、炭化粉(A)が0%であるときは、炭化粉(A)が担う比誘電率は0である。そして、炭化粉(A)が担う比誘電率と炭化粉(A)の重量比との関係が1次関数であると仮定し、炭化粉(A)が100%または0%であるときの比誘電率(実部、虚部)の値から、これらの1次関数の直線を求めた。これらの直線を図8に示す。
詳しくは、炭化粉(A)が0%であるときは、炭化粉(A)が担う比誘電率は0である。そして、炭化粉(A)が担う比誘電率と炭化粉(A)の重量比との関係が1次関数であると仮定し、炭化粉(A)が100%または0%であるときの比誘電率(実部、虚部)の値から、これらの1次関数の直線を求めた。これらの直線を図8に示す。
上述の一次関数の式を、式17と式18に示す。ここで、RAは炭化粉(A)の重量比(%)であり、ε’rAおよびε”rAは、それぞれ、炭化粉(A)が担う比誘電率の実部および虚部である。
電磁波吸収板(II)において、炭化粉(B)が担う比誘電率は、全体の比誘電率(ε’rAB、ε”rAB)から炭化粉(A)が担う比誘電率(ε’rA、ε”rA)を引いた値である。この関係は、式19と式20で示すことができる。ここで、ε’rBおよびε”rBは、それぞれ、電磁波吸収板(II)において炭化粉(B)が担う比誘電率の実部および虚部である。
また、図4のグラフから図8のグラフに示す炭化粉(A)が担う比誘電率(ε’rA、ε”rA)を引くことによって、電磁波吸収板(II)における炭化粉(B)の重量比(%)と炭化粉(B)が担う比誘電率との関係を示すグラフ(図9)を得ることができる。これらのグラフから、式19と式20は、それぞれ、RBを変数とする式21と式22で近似することができる。
同様に、電磁波吸収板(III)において、炭化粉(C)が担う比誘電率は、全体の比誘電率(ε’rAC、ε”rAC)から炭化粉(A)が担う比誘電率(ε’rA、ε”rA)を引いた値である。この関係は、式23と式24で示すことができる。ここで、ε’rCおよびε”rCは、それぞれ、電磁波吸収板(III)において炭化粉(C)が担う比誘電率の実部および虚部である。
また、図5のグラフから図8のグラフに示す炭化粉(A)が担う比誘電率(ε’rA、ε”rA)を引くことによって、電磁波吸収板(III)における炭化粉(C)の重量比(%)と炭化粉(C)が担う比誘電率との関係を示すグラフ(図10)を得ることができる。これらのグラフから式23と式24は、RCを変数とする式25と式26で近似することができる。
炭化粉(A)、(B)、(C)の3種類を含有する電磁波吸収板(I)の比誘電率の実部および虚部を、それぞれε’rABCおよびε”rABCとすると、これらは、それぞれ上述のε’rA、ε’rAおよびε’rAの合計、並びにε”rA、ε”rAおよびε”rAの合計として求めることができる(式27および式28)。
表4のNo.1~5の炭化粉(A)~(C)の重量比を、式27および式28に代入して、比誘電率の計算値を求めた。このようにして求めた電磁波吸収板(I)における比誘電率の計算値と、その実測値との関係を示すグラフを作成した(図11および図12)。
図11および図12のグラフから、比誘電率の実測値と、式27と式28から得られる比誘電率の計算値との間には、良好な相関関係が成り立つことがわかる。この関係は、式29および式30で示される。ここで、ε’rおよびε”rは、それぞれ、比誘電率の実部および虚部の実測値である。
式29、式30、および、式3、式4から、式31、式32が得られる。
式31、式32、式17、式18、式21、式22、式25、式26、式27、式28から、式33および式34が得られる。
また、電磁波吸収板(I)において炭化粉(A)~(C)の重量比の合計は100%であるから、式35が成り立つ。
電磁波吸収板(I)において、目的のd/λに対する炭化粉(A)~(C)の重量比RA、RBおよびRCは、式33~式35の連立方程式を解くことで求めることができる。
例えば、d/λ=0.065となる炭化粉(A)~(C)の重量比は、式33~式35の連立方程式から、表4に示すように、RA=36%、RC=25%、RD=39%となる。
[実験例3]
(1)炭化粉の製造
上記(a)~(d)の炭化温度の中から、(a)600℃、(b)670℃、(c)900℃を選択し、3種類の炭化粉(a)、(b)、(c)を調製した。
(1)炭化粉の製造
上記(a)~(d)の炭化温度の中から、(a)600℃、(b)670℃、(c)900℃を選択し、3種類の炭化粉(a)、(b)、(c)を調製した。
(2)組成物および電磁波吸収板の製造
炭化粉(a)と(b)とを混合し、それらの合計130重量部とノボラック型フェノール樹脂(DIC製「フェノライトJ-325」)100重量部とを、実験例1と同様に、モルタルミキサーで混合し、2軸ローラーで混練および成形し、オーブンで加熱硬化させて、電磁波吸収板(IIβ)を製造した。ここで、炭化粉(a)と(b)との混合比率を変えて、4種類のサンプルを得た。(a)と(b)の合計は常に130重量部である。
また、炭化粉(a)と(c)とを混合し、それらの合計130重量部とノボラック型フェノール樹脂100重量部とを混合したこと以外は電磁波吸収板(IIβ)の製造と同様にして、電磁波吸収板(IIIβ)を製造した。ここでも、炭化粉(a)と(c)との混合比率を変えて、4種類のサンプルを得た。(a)と(c)の合計は常に130重量部である。
得られた電磁波吸収板(IIβ)、(IIIβ)の厚さは、1.4mmであった。
本実験例では、炭化粉の合計量を130phrにしたままで、各炭化粉の重量比(混合比率)を変化させて、電磁波吸収板(IIβ)、(IIIβ)を製造した。炭化粉の重量比を表5、表6に示す。
炭化粉(a)と(b)とを混合し、それらの合計130重量部とノボラック型フェノール樹脂(DIC製「フェノライトJ-325」)100重量部とを、実験例1と同様に、モルタルミキサーで混合し、2軸ローラーで混練および成形し、オーブンで加熱硬化させて、電磁波吸収板(IIβ)を製造した。ここで、炭化粉(a)と(b)との混合比率を変えて、4種類のサンプルを得た。(a)と(b)の合計は常に130重量部である。
また、炭化粉(a)と(c)とを混合し、それらの合計130重量部とノボラック型フェノール樹脂100重量部とを混合したこと以外は電磁波吸収板(IIβ)の製造と同様にして、電磁波吸収板(IIIβ)を製造した。ここでも、炭化粉(a)と(c)との混合比率を変えて、4種類のサンプルを得た。(a)と(c)の合計は常に130重量部である。
得られた電磁波吸収板(IIβ)、(IIIβ)の厚さは、1.4mmであった。
本実験例では、炭化粉の合計量を130phrにしたままで、各炭化粉の重量比(混合比率)を変化させて、電磁波吸収板(IIβ)、(IIIβ)を製造した。炭化粉の重量比を表5、表6に示す。
(3)電磁波吸収板の比誘電率の測定
実験例1と同様にして、得られた電磁波吸収板(厚さ1.4mm、炭化粉の合計量:130phr)の比誘電率を測定した。結果を、表5、表6、図16のグラフに示す。
尚、図16のグラフには、参考として、上記実験例2において、炭化温度600℃の炭化粉(A)と、炭化温度1150℃の炭化粉(C)とを有する電磁波吸収板(III)の曲線を、電磁波吸収板(IVβ)の曲線として加えている。
実験例1と同様にして、得られた電磁波吸収板(厚さ1.4mm、炭化粉の合計量:130phr)の比誘電率を測定した。結果を、表5、表6、図16のグラフに示す。
尚、図16のグラフには、参考として、上記実験例2において、炭化温度600℃の炭化粉(A)と、炭化温度1150℃の炭化粉(C)とを有する電磁波吸収板(III)の曲線を、電磁波吸収板(IVβ)の曲線として加えている。
(4)一次無反射曲線
発明を実施するための形態の欄で説明したようにして、一次無反射曲線を算出した。一次無反射曲線を図16のグラフに示す。
発明を実施するための形態の欄で説明したようにして、一次無反射曲線を算出した。一次無反射曲線を図16のグラフに示す。
(5)電磁波吸収板の比誘電率の実部と虚部との関係を示すグラフと、一次無反射曲線の交点
発明を実施するための形態の欄で説明したようにして、電磁波吸収板(IIβ)、(IIIβ)のそれぞれの比誘電率の実部と虚部との関係を示す図16のグラフに基いて、電磁波吸収板(IIβ)、(IIIβ)のそれぞれの比誘電率の曲線と、一次無反射曲線との交点におけるd/λの値(即ち、CIIβおよびCIIIβ)を算出した。
結果を表5および表6に示す。また、これらの交点での、炭化粉の重量比、電磁波吸収板の比誘電率も表5および表6に示す。
発明を実施するための形態の欄で説明したようにして、電磁波吸収板(IIβ)、(IIIβ)のそれぞれの比誘電率の実部と虚部との関係を示す図16のグラフに基いて、電磁波吸収板(IIβ)、(IIIβ)のそれぞれの比誘電率の曲線と、一次無反射曲線との交点におけるd/λの値(即ち、CIIβおよびCIIIβ)を算出した。
結果を表5および表6に示す。また、これらの交点での、炭化粉の重量比、電磁波吸収板の比誘電率も表5および表6に示す。
表5に示すように、炭化粉(a)、(b)の2種類を含有する電磁波吸収板(IIβ)のCIIβは0.087である。
表6に示すように、炭化粉(b)、(c)の2種類を含有する電磁波吸収板(IIIβ)のCIIIβは0.062である。
この結果から、炭化粉(a)、(b)、(c)の3種類を含有する電磁波吸収板(Iβ1)の無反射状態におけるd/λの値(即ち、CIβ1)は、炭化粉(a)、(b)、(c)の各重量比を調整することによって、0.062~0.087の間で調整することができる。
同様に、炭化粉(a)、(c)、(d)の3種類を含有する電磁波吸収板(Iβ2)の無反射状態におけるd/λの値(即ち、CIβ2)は、炭化粉(a)、(c)、(d)の各重量比を調整することによって、0.062~0.074の間で調整することができる。
表6に示すように、炭化粉(b)、(c)の2種類を含有する電磁波吸収板(IIIβ)のCIIIβは0.062である。
この結果から、炭化粉(a)、(b)、(c)の3種類を含有する電磁波吸収板(Iβ1)の無反射状態におけるd/λの値(即ち、CIβ1)は、炭化粉(a)、(b)、(c)の各重量比を調整することによって、0.062~0.087の間で調整することができる。
同様に、炭化粉(a)、(c)、(d)の3種類を含有する電磁波吸収板(Iβ2)の無反射状態におけるd/λの値(即ち、CIβ2)は、炭化粉(a)、(c)、(d)の各重量比を調整することによって、0.062~0.074の間で調整することができる。
例えばCIβ1=0.08は、〔炭化粉(a):炭化粉(b):炭化粉(c)〕=〔68%:9%:23%〕に調整することによって実現することができる。なお、この炭化粉の重量比は、以下のように求められる。
炭化粉(a)~(c)の3種類を含有する電磁波吸収板(Iβ1)の各炭化粉の重量比と比誘電率との関係を表7に示す。また、無反射状態におけるCIβ1および比誘電率の値も表7に示す。
炭化粉(a)~(c)の各重量比から比誘電率を求める式を、以下の通り導出する。
上述の式5β、式6β、および、式5、式6は、それぞれ、炭化粉(b)または炭化粉(c)の重量比から、2種類の炭化粉を含有する電磁波吸収板(IIβ)および(IIIβ)の比誘電率を求める式である。
よって、これらの式とは別に、炭化粉(a)~(c)の3種類を含有する電磁波吸収板(Iβ1)の重量比と比誘電率との関係を示す式が必要である。
上述の式5β、式6β、および、式5、式6は、それぞれ、炭化粉(b)または炭化粉(c)の重量比から、2種類の炭化粉を含有する電磁波吸収板(IIβ)および(IIIβ)の比誘電率を求める式である。
よって、これらの式とは別に、炭化粉(a)~(c)の3種類を含有する電磁波吸収板(Iβ1)の重量比と比誘電率との関係を示す式が必要である。
まず、式5βと式6βから、Rb=0(炭化粉(b)が0%)であるときの比誘電率(実部、虚部)を求め、これらの値を、炭化粉(a)が100(%)であるときの比誘電率と仮定した。これらの値を用いて、電磁波吸収板(IIβ)における、炭化粉(a)の重量比(%)と炭化粉(a)が担う比誘電率との関係を求めた。
詳しくは、炭化粉(a)が0%であるときは、炭化粉(a)が担う比誘電率は0である。そして、炭化粉(a)が担う比誘電率と炭化粉(a)の重量比との関係が1次関数であると仮定し、炭化粉(a)が100%または0%であるときの比誘電率(実部、虚部)の値から、これらの1次関数を求めた。これらの直線を図17のグラフに示す。
詳しくは、炭化粉(a)が0%であるときは、炭化粉(a)が担う比誘電率は0である。そして、炭化粉(a)が担う比誘電率と炭化粉(a)の重量比との関係が1次関数であると仮定し、炭化粉(a)が100%または0%であるときの比誘電率(実部、虚部)の値から、これらの1次関数を求めた。これらの直線を図17のグラフに示す。
上述の一次関数の式を、式17βと式18βに示す。ここで、Raは炭化粉(a)の重量比(%)であり、ε’raおよびε”raは、それぞれ、炭化粉(a)が担う比誘電率の実部および虚部である。
電磁波吸収板(IIβ)において、炭化粉(b)が担う比誘電率は、全体の比誘電率(ε’rab、ε”rab)から炭化粉(a)が担う比誘電率(ε’ra、ε”ra)を引いた値である。この関係は、式19βと式20βで示すことができる。ここで、ε’rbおよびε”rbは、それぞれ、電磁波吸収板(IIβ)において炭化粉(b)が担う比誘電率の実部および虚部である。
また、図13のグラフに示す曲線から、図17のグラフに示す〔炭化粉(a)が担う比誘電率(ε’ra、ε”ra)〕を減じることによって、電磁波吸収板(IIβ)における炭化粉(b)の重量比(%)と炭化粉(b)が担う比誘電率との関係を示すグラフ(図18)の曲線を得ることができる。
これらのグラフから、式19βと式20βは、それぞれ、Rbを変数とする式21βと式22βで近似することができる。
これらのグラフから、式19βと式20βは、それぞれ、Rbを変数とする式21βと式22βで近似することができる。
同様に、電磁波吸収板(IIIβ)において、炭化粉(c)が担う比誘電率は、全体の比誘電率(ε’rac、ε”rac)から炭化粉(a)が担う比誘電率(ε’ra、ε”ra)を引いた値である。この関係は、式23と式24で示すことができる。ここで、ε’rcおよびε”rcは、それぞれ、電磁波吸収板(IIIβ)において炭化粉(c)が担う比誘電率の実部および虚部である。
同様に、電磁波吸収板(IIIβ)において、炭化粉(c)が担う比誘電率は、全体の比誘電率(ε’rac、ε”rac)から炭化粉(a)が担う比誘電率(ε’ra、ε”ra)を引いた値である。この関係は、式23βと式24βで示すことができる。ここで、ε’rcおよびε”rcは、それぞれ、電磁波吸収板(IIIβ)において炭化粉(c)が担う比誘電率の実部および虚部である。
また、図14のグラフに示す曲線から、図17のグラフに示す〔炭化粉(a)が担う比誘電率(ε’ra、ε”ra)〕を減じることによって、、電磁波吸収板(IIIβ)における炭化粉(c)の重量比(%)と炭化粉(c)が担う比誘電率との関係を示すグラフ(図19)の曲線を得ることができる。これらのグラフから式23βと式24βは、Rcを変数とする式25βと式26βで近似することができる。
炭化粉(a)、(b)、(c)の3種類を含有する電磁波吸収板(Iβ1)の比誘電率の実部および虚部を、それぞれε’rabcおよびε”rabcとすると、これらは、それぞれ、上述のε’raとε’rbとε’rcの合計、並びに、ε”raとε”rbとε”rcの合計として求めることができる(式27β、式28β)。
表7のNo.1~4の炭化粉(a)~(c)の重量比を、上記式27βと式28βに代入して、比誘電率の計算値を求めた。このようにして求めた電磁波吸収板(Iβ1)における比誘電率の計算値と、その実測値との関係を示すグラフを作成した(図20および図21)。
図20および図21のグラフから、比誘電率の実測値と、式27βと式28βから得られる比誘電率の計算値との間には、良好な相関関係が成り立つことがわかる。この関係は、式29βと式30βで示される。ここで、ε’rおよびε”rは、それぞれ、比誘電率の実部および虚部の実測値である。
上記の式29βと式30β、並びに、上記の式3と式4から、式31βと式32βが得られる。
上記の式31βと32β、式17βと18β、式21βと22β、式25βと26β、式27βと28βから、下記の式33βと式34βが得られる。
また、電磁波吸収板(Iβ1)において炭化粉(a)~(c)の重量比の合計は100%であるから、式35βが成り立つ。
電磁波吸収板(Iβ1)において、目的のd/λに対する炭化粉(a)~(c)の重量比Ra、RbおよびRcは、式33β、式34β、式35βの連立方程式を解くことで求めることができる。
例えば、d/λ=0.08となる炭化粉(a)~(c)の重量比は、式33β、式34β、式35βの連立方程式から、表7に示すように、Ra=68%、Rb=9%、Rc=23%となる。
上記説明のとおり、炭化粉(a)、(b)、(c)の3種類を含有する電磁波吸収板(Iβ1)では、無反射状態におけるd/λの値(即ち、CIβ1)は、炭化粉(a)、(b)、(c)の各重量比を調整することによって、0.062~0.087の間で調整することができる。
また、〔炭化粉(a)、炭化温度600℃〕、〔炭化粉(c)、炭化温度900℃〕、〔炭化粉(d)、炭化温度1150℃〕の3種類を含有する電磁波吸収板については、上記実験例2に示したとおりである。
〔炭化粉(a):炭化粉(c):炭化粉(d))=〔36%:25%:39%〕に調整することによって、例えばd/λ=0.065を実現することができる。
また、〔炭化粉(a)、炭化温度600℃〕、〔炭化粉(c)、炭化温度900℃〕、〔炭化粉(d)、炭化温度1150℃〕の3種類を含有する電磁波吸収板については、上記実験例2に示したとおりである。
〔炭化粉(a):炭化粉(c):炭化粉(d))=〔36%:25%:39%〕に調整することによって、例えばd/λ=0.065を実現することができる。
本発明によって、電磁波吸収板の無反射状態におけるd/λの値を、1点ではなく、所定の範囲で調整することができるようになった。特に、1種類の植物性原料を用い、それを異なる炭化温度で炭化させて複数種類の炭化粉を得、それらの炭化粉を混合して電磁波吸収板を形成する場合には、各重量比を調整するだけで、電磁波吸収板の反射状態におけるd/λの値を変化させることができるので、複数種類の植物性原料を在庫として保有する必要がなくなり、経済的である。
本出願は、日本で出願された特願2011-253309(出願日:2011年11月18日)を基礎としており、その内容は本明細書に全て包含される。
Claims (19)
- 炭化粉および樹脂を含有する電磁波吸収板用の組成物であって、
植物性原料を互いに異なる炭化温度にて炭化させてなる複数種類の炭化粉が樹脂中に分散している、組成物。 - 前記組成物から成形されてなる電磁波吸収板の厚さをd、前記電磁波吸収板が吸収すべき電磁波の波長をλとして、
前記電磁波吸収板が無反射状態となるように、無反射状態におけるd/λの値に応じて前記複数種類の炭化粉の各重量比が調整されている、請求項1に記載の組成物。 - 前記複数種類の炭化粉が、植物性原料を下記(A)~(C)の炭化温度にて炭化させてなる3種類の炭化粉である、請求項1または2に記載の組成物。
(A)850℃未満。
(B)850℃以上、950℃未満。
(C)950℃以上。 - 前記(A)~(C)の炭化温度が、それぞれ、
(A)400℃以上、800℃以下、
(B)850℃以上、930℃以下、
(C)950℃以上、3000℃以下
である、請求項3に記載の組成物。 - 前記複数種類の炭化粉が、植物性原料を下記(a)~(d)の炭化温度にて炭化させてなる4種類の炭化粉より選ばれる3種類又は4種類の炭化粉である、請求項1または2に記載の組成物。
(a)550℃以上、650℃未満。
(b)650℃以上、800℃未満。
(c)800℃以上、1000℃未満。
(d)1000℃以上、1200℃以下。 - 前記(a)~(d)の炭化温度が、それぞれ、
(a)550℃以上、630℃以下、
(b)650℃以上、730℃以下、
(c)850℃以上、1000℃未満、
(d)1100℃以上、1200℃以下
である、請求項5に記載の組成物。 - 前記植物性原料が、ヒューマスである請求項1~6のいずれか1項に記載の組成物。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の組成物から成形されてなる電磁波吸収板。
- 当該電磁波吸収板が吸収すべき電磁波の波長λが、100μm~1mである、請求項8に記載の電磁波吸収板。
- 電磁波吸収板の製造方法であって、
植物性原料を互いに異なる炭化温度にて炭化させてなる複数種類の炭化粉と、樹脂とを混合し、該複数種類の炭化粉が樹脂中に分散している組成物を得る混合工程と、
前記組成物を成形して、電磁波吸収板を得る成形工程とを有する、
前記製造方法。 - 得られる電磁波吸収板の厚さをd、前記電磁波吸収板が吸収すべき電磁波の波長をλとして、前記電磁波吸収板が無反射状態となるように、無反射状態におけるd/λの値に応じて前記複数種類の炭化粉の各重量比を調整する、請求項10に記載の製造方法。
- 前記複数種類の炭化粉が、植物性原料を下記(A)~(C)の炭化温度にて炭化させてなる3種類の炭化粉である、請求項10または11に記載の製造方法。
(A)850℃未満。
(B)850℃以上、950℃未満。
(C)950℃以上。 - 前記(A)~(C)の炭化温度が、それぞれ、
(A)400℃以上、800℃以下、
(B)850℃以上、930℃以下、
(C)950℃以上、3000℃以下
である、請求項12に記載の製造方法。 - 前記複数種類の炭化粉が、植物性原料を下記(a)~(d)の炭化温度にて炭化させてなる4種類の炭化粉より選ばれる3種類又は4種類の炭化粉である、請求項10または11に記載の製造方法。
(a)550℃以上、650℃未満。
(b)650℃以上、800℃未満。
(c)800℃以上、1000℃未満。
(d)1000℃以上、1200℃以下。 - 前記(a)~(d)の炭化温度が、それぞれ、
(a)550℃以上、630℃以下、
(b)650℃以上、730℃以下、
(c)850℃以上、1000℃未満、
(d)1100℃以上、1200℃以下
である、請求項14に記載の製造方法。 - 前記電磁波吸収板が吸収すべき電磁波の波長λが、100μm~1mである、請求項10~15のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記電磁波の波長λを、所定の値に固定し、
前記3種類の炭化粉の各重量比を変化させることによって、前記波長λに対して無反射状態となる電磁波吸収板の厚さdを変化させる、
請求項10~16のいずれか1項に記載の製造方法。 - 前記電磁波吸収板の厚さdを、所定の値に固定し、
前記3種類の炭化粉の各重量比を変化させることによって、前記厚さdに対して無反射状態となる前記電磁波の波長λを変化させる、
請求項10~16のいずれか1項に記載の製造方法。 - 前記植物性原料が、ヒューマスである請求項10~18のいずれか1項に記載の製造方法。
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