WO2024029312A1 - 電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物および成形体 - Google Patents

電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物および成形体 Download PDF

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WO2024029312A1
WO2024029312A1 PCT/JP2023/025935 JP2023025935W WO2024029312A1 WO 2024029312 A1 WO2024029312 A1 WO 2024029312A1 JP 2023025935 W JP2023025935 W JP 2023025935W WO 2024029312 A1 WO2024029312 A1 WO 2024029312A1
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electromagnetic wave
mass
resin composition
carbon nanotubes
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悠太 小林
萌 大川
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東洋インキScホールディングス株式会社
トーヨーカラー株式会社
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
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    • HELECTRICITY
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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q17/00Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a thermoplastic resin composition for an electromagnetic wave absorber and a molded article.
  • plastic is easy to mold, it is used in a wide range of fields such as electrical and electronic equipment parts, automobile parts, medical parts, and food containers.
  • Plastic molded products are used to enhance decorativeness and add functionality. Coloring is being actively carried out. Particularly in the automobile field, colored molded bodies are on the market for purposes of absorbing electromagnetic waves, and have been imparted with functionality.
  • Electromagnetic waves are emitted from communication devices such as radios, televisions, and wireless communications, but in addition to these, electromagnetic waves are also emitted from electronic devices such as mobile phones and computers, which have increased rapidly due to recent advances in information technology.
  • electromagnetic wave absorbers that efficiently absorb electromagnetic waves and convert the absorbed electromagnetic waves into thermal energy have been installed near or far from the electromagnetic wave generation site. Installation is underway.
  • An example of the use of an electromagnetic wave absorber installed far from the electromagnetic wave generation site is, for example, the use of automatic toll collection systems (ETC) on expressways.
  • ETC uses microwaves with a frequency of 5.8 GHz to transmit billing information, etc. between the roadside device antenna installed at the tollgate and the onboard device antenna when a car passes through the tollgate exit of an expressway. It is a system to be replaced.
  • microwaves emitted from antennas are reflected by the tollgate roof, etc., and unnecessary electromagnetic waves leak from adjacent ETC lanes, causing communication abnormalities. be. Therefore, communication abnormalities are suppressed by installing electromagnetic wave absorbers on the roofs of toll gates and between ETC lanes.
  • millimeter wave radars have been used in the automobile field for the purpose of automatic vehicle driving and collision prevention, and in many cases, millimeter wave radar devices are installed inside automobiles.
  • Millimeter waves are electromagnetic waves with a wavelength of 1 to 10 mm and a frequency of 30 to 300 GHz.
  • they are used in in-vehicle radars, full-body scanners that see through underneath clothing as a security check at airports, and during one-man operation of trains. It is also used to transmit video from surveillance cameras on the platform.
  • Millimeter wave radar equipment is a device that can recognize obstacles by emitting millimeter waves and receiving waves that bounce back.It has a long detection range and is less susceptible to interference from sunlight, rain, and fog. Today, it is used in self-driving technology for automobiles, etc. In the case of automotive sensors, millimeter wave radar devices can detect relative distances and relative speeds to obstacles by transmitting and receiving millimeter waves from an antenna.
  • the transmitting/receiving antennas of these millimeter wave radar devices may receive reflected objects other than the target obstacle, such as road surfaces, which may reduce the detection accuracy of the device.
  • an electromagnetic wave absorber is provided between the antenna and the control circuit as a shielding member for shielding electromagnetic waves.
  • Carbon-based, metallic carbon-based, and magnetic materials are known as electromagnetic wave absorbing materials in the millimeter wave band that constitute such electromagnetic wave absorbers, and in recent years, due to their high conductivity and relatively light weight, Carbon nanotubes (CNTs) are attracting attention as a carbon-based material.
  • Resin compositions containing carbon nanotubes have high conductivity, so they are used in parts that require conductivity in the fields of automobiles, home appliances, and building materials (Patent Document 1), and as electromagnetic wave absorbers that take advantage of their electromagnetic properties. (Patent Documents 2 and 3).
  • molded bodies using these conventional resin compositions have poor electromagnetic wave absorption performance in terms of reflection loss and transmission loss, which is necessary to sufficiently protect the radar from the surrounding environment and to prevent interference with radar signal transmission. Not enough.
  • carbon nanotubes are materials with a relatively high aspect ratio, it is difficult to disperse them, and if the dispersion is insufficient, bumps and welds (a phenomenon in which a wavy pattern appears) may occur on the surface of the molded product. It may damage the appearance. Furthermore, angular dependence is a problem in that carbon nanotubes tend to be oriented in a particular direction during molding, and the electromagnetic wave absorption performance of the molded article varies depending on the incident angle of the electromagnetic wave.
  • an object of the present invention is to provide a thermoplastic resin composition for an electromagnetic wave absorber with excellent dispersibility, and to improve reflection loss and transmission loss. It is an object of the present invention to provide a molded article that exhibits excellent radio wave absorption performance with low levels in both cases and also has a small angle dependence of radio wave absorption performance. In particular, it is an object of the present invention to provide a molded body for a millimeter wave absorber that has excellent reflection loss and transmission loss in a specific frequency band of 60 to 90 GHz called millimeter waves.
  • the present invention includes the following embodiments.
  • One embodiment includes a thermoplastic resin (A), carbon nanotubes (B) having an average diameter of 1 to 15 nm, and carbon black (C) having an average primary particle size of 20 to 50 nm, Satisfies any of the following (i) to (iv), ⁇ RL expressed by the following formula (1) is 3 dB or less, and ⁇ TL expressed by the following formula (2) is 5 dB or less,
  • the present invention relates to a thermoplastic resin composition for electromagnetic wave absorbers.
  • the thermoplastic resin (A) contains a polyolefin resin (A1) having an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 230° C. and a load of 2.16 kgf.
  • the thermoplastic resin (A) includes a polyamide resin (A2) having an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 240° C. and a load of 2.16 kgf.
  • the thermoplastic resin (A) contains a polyester resin (A3) having an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 280° C. and a load of 1.2 kgf.
  • the thermoplastic resin (A) includes a polycarbonate resin (A4) having an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 280° C. and a load of 1.2 kgf.
  • Formula (1) ⁇ RL
  • Formula (2) ⁇ TL
  • (RL (MD) and RL (TD) are molded products made from thermoplastic resin compositions for electromagnetic wave absorbers using an injection molding machine, each measuring 90 mm in length, 110 mm in width, and 3 mm in thickness. After the molding, an electromagnetic wave with a frequency of 76.5 GHz was applied to the molded body in the thickness direction so that the electric field direction of the electromagnetic wave was parallel to the injection direction (MD direction) or perpendicular to the injection direction (TD direction). This is the actual transmission attenuation.
  • TL (MD) and TL (TD) are molded bodies of 90 mm in length, 110 mm in width, and 3 mm in thickness, each molded from a thermoplastic resin composition for an electromagnetic wave absorber using an injection molding machine, and left for one day. Later, when an electromagnetic wave with a frequency of 76.5 GHz is applied to the thickness direction of the molded body, the electric field direction of the electromagnetic wave is parallel to the injection direction (MD direction) or perpendicular to the injection direction (TD direction). is the return loss. Further, the length of the molded body is the injection direction.
  • Another embodiment relates to a molded article formed from the thermoplastic resin composition for an electromagnetic wave absorber.
  • thermoplastic resin composition for an electromagnetic wave absorber of the present invention has excellent dispersibility, and the electromagnetic wave absorber obtained thereby exhibits excellent radio wave absorption performance with low reflection loss and transmission loss. Angular dependence is small. Among these, it is excellent in reflection loss and transmission loss in a specific frequency band of 60 to 90 GHz called millimeter waves, so it can be suitably used as a molded body for a millimeter wave absorber.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of measurement of transmission attenuation and return attenuation by a millimeter wave transmitter.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of measurement of incident angle dependence by a millimeter wave transmitter.
  • carbon nanotubes are sometimes expressed as CNTs, such as “carbon nanotubes (B) with an average diameter of 1 to 15 nm,””carbon black (C) with an average primary particle diameter of 20 to 50 nm,” and "a temperature of 230°C.
  • the MFR in the embodiment of the present invention is based on JIS. This is a value measured using a melt mass flow rate value according to K7210.
  • thermoplastic resin composition for electromagnetic wave absorber.
  • the thermoplastic resin composition contains a thermoplastic resin (A), carbon nanotubes (B) having an average diameter of 1 to 15 nm, and carbon black (C) having an average primary particle diameter of 20 to 50 nm, and contains the following (i) ) to (iv).
  • the thermoplastic resin (A) contains a polyolefin resin (A1) having an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 230° C. and a load of 2.16 kgf.
  • the thermoplastic resin (A) includes a polyamide resin (A2) having an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 240° C. and a load of 2.16 kgf.
  • the thermoplastic resin (A) contains a polyester resin (A3) having an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 280° C. and a load of 1.2 kgf.
  • the thermoplastic resin (A) includes a polycarbonate resin (A4) having an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 280° C. and a load of 1.2 kgf.
  • thermoplastic resin (A) that satisfies any of (i) to (iv).
  • ⁇ RL expressed by the following formula (1) is 3 dB or less
  • ⁇ TL expressed by the following formula (2) is 5 dB or less.
  • Formula (1) ⁇ RL
  • Formula (2) ⁇ TL
  • (RL (MD) and RL (TD) are molded products made from thermoplastic resin compositions for electromagnetic wave absorbers using an injection molding machine, each measuring 90 mm in length, 110 mm in width, and 3 mm in thickness. After the molding, an electromagnetic wave with a frequency of 76.5 GHz was applied to the molded body in the thickness direction so that the electric field direction of the electromagnetic wave was parallel to the injection direction (MD direction) or perpendicular to the injection direction (TD direction).
  • TL (MD) and TL (TD) are molded bodies of 90 mm in length, 110 mm in width, and 3 mm in thickness, each molded from a thermoplastic resin composition for an electromagnetic wave absorber using an injection molding machine, and left for one day. Later, when an electromagnetic wave with a frequency of 76.5 GHz is applied to the thickness direction of the molded body, the electric field direction of the electromagnetic wave is parallel to the injection direction (MD direction) or perpendicular to the injection direction (TD direction). is the return loss. Further, the length of the molded body is the injection direction. )
  • the injection direction here is the direction in which the thermoplastic resin composition flows into the mold from the gate portion of the molding machine. That is, a molded product having a length of 90 mm, a width of 110 mm, and a thickness of 3 mm has a length in the injection direction of 90 mm x a length in a direction perpendicular to the injection direction of 110 mm, and a thickness of 3 mm.
  • the total content of carbon nanotubes (B) and carbon black (C) is 6 to 18% by mass based on the thermoplastic resin composition (100% by mass).
  • the amount is preferably 6% to 15% by mass, and more preferably 6% to 15% by mass. More preferably, it is 8 to 13% by mass.
  • ⁇ RL expressed by formula (1) is 3 dB or less and ⁇ TL expressed by formula (2) is 5 dB or less, but also carbon nanotubes (B) having a smaller average diameter, and a thermoplastic resin that satisfies any of (i), (ii), (iii), or (iv) in addition to carbon black (C) having a relatively small average primary particle size and within a specific particle size range.
  • A the orientation of carbon nanotubes and carbon black can be controlled by controlling the amount of each compounded as small as possible and within a specific range, and when electromagnetic waves are incident in a direction parallel to the injection direction of the molded body. In addition, even when electromagnetic waves are incident in the vertical direction, it is possible to exhibit sufficient radio wave absorbing properties, and the angular dependence of the electromagnetic wave absorber can be further suppressed.
  • the thermoplastic resin (A) is a resin that can be molded by heating and melting, and the thermoplastic resin composition according to the embodiment of the present invention satisfies any of the following (i) to (iii).
  • the thermoplastic resin (A) contains a polyolefin resin (A1) having an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 230° C. and a load of 2.16 kgf.
  • the thermoplastic resin (A) includes a polyamide resin (A2) having an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 240° C. and a load of 2.16 kgf.
  • thermoplastic resin (A) contains a polyester resin (A3) having an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 280° C. and a load of 1.2 kgf.
  • the thermoplastic resin (A) includes a polycarbonate resin (A4) having an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 280° C. and a load of 1.2 kgf.
  • Polyolefin resin (A1), polyamide resin (A2), polyester resin (A3), or polycarbonate resin (A4) has high fluidity when melted, and such thermoplastic resins are selected, and carbon black (C) and By using it in combination with carbon nanotubes (B), it becomes possible to suppress the orientation of carbon nanotubes when formed into a molded body, thereby obtaining a thermoplastic resin composition that has the effect of reducing the angle dependence of radio wave absorption. be able to.
  • a skin layer with a relatively low concentration of carbon nanotubes (B) and a core layer with a relatively high concentration of carbon nanotubes (B) form on the surface and inside of the molded body.
  • thermoplastic resin it is possible to obtain a molded article with a uniform concentration of carbon nanotubes, and there is an effect that the angular dependence of radio wave absorption is small.
  • polyolefin resin (A1), polyamide resin (A2), polyester resin (based on thermoplastic resin (A)) A3) or polycarbonate resin (A4) is preferably used alone, and at least one of polyolefin resin (A1), polyamide resin (A2), polyester resin (A3), and polycarbonate resin (A4) is Preferably, it is the main component.
  • main component refers to a component having the highest content among the thermoplastic resins constituting the thermoplastic resin (A).
  • the content of the polyolefin resin (A1), polyamide resin (A2), polyester resin (A3), or polycarbonate resin (A4) is based on the thermoplastic resin (A), It is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 100% by mass.
  • Polyolefin resin (A1) The polyolefin resin (A1) has an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 230° C. and a load of 2.16 kgf.
  • Polyolefin resin (A1) is a polymer composed of olefin (monomer, monomer), and specifically, high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (Polethylene resin (PE) such as LLDPE), polypropylene resin (PP), ethylene- ⁇ olefin copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene vinyl alcohol copolymer, ethylene ethyl acrylate copolymer, and cycloolefin Examples include polymers, cyclic olefin resins such as cycloolefin copolymers, and the like.
  • low density polyethylene LDPE
  • linear low density polyethylene LLDPE
  • polypropylene resin PP
  • polyolefin resins may be oxidized polyolefins in which polyolefins are partially oxidized.
  • the polyolefin resin (A1) can be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the polyolefin resin (A1) in the embodiment of the present invention has an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 230°C and a load of 2.16 kgf, and an MFR of 15 to 40 g/10 minutes. It is preferably within the range of 25 to 35 g/10 minutes, particularly preferably within the range of 25 to 35 g/10 minutes. It is preferable to fall within the above range from the viewpoint of incidence angle dependence.
  • Polyamide resin (A2) The polyamide resin (A2) has an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 240° C. and a load of 2.16 kgf.
  • Polyamide resin (A2) is a polycondensate having an amide bond, specifically, nylon 4,6, nylon 6, nylon 6,6, nylon 6,10, nylon 6,12, nylon 12, nylon 6. , T, nylon 9,T, aromatic nylon resin, and the like. From the standpoint of versatility and fluidity, nylon 6 and nylon 6,6 are preferred.
  • the polyamide resin (A2) can be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the polyamide resin (A2) in the embodiment of the present invention has an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 240°C and a load of 2.16 kgf, and an MFR of 15 to 40 g/10 minutes. It is preferably within the range of 25 to 35 g/10 minutes, particularly preferably within the range of 25 to 35 g/10 minutes. It is preferable to fall within the above range from the viewpoint of incidence angle dependence.
  • the polyester resin (A3) has an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 280° C. and a load of 1.2 kgf.
  • the polyester resin (A3) is a polycondensate having an ester bond, and specifically includes polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, amorphous copolyester resin, and the like. From the viewpoint of versatility and fluidity, polyethylene terephthalate resin or polybutylene terephthalate resin is preferred.
  • the polyester resin (A3) can be used alone or in combination of two or more kinds.
  • the polyester resin (A3) in the embodiment of the present invention has an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 280°C and a load of 1.2 kgf, and an MFR of 15 to 40 g/10 minutes. It is preferably within the range of 25 to 35 g/10 minutes, particularly preferably within the range of 25 to 35 g/10 minutes. It is preferable to fall within the above range from the viewpoint of incidence angle dependence.
  • the polycarbonate resin (A4) has an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 280° C. and a load of 1.2 kgf.
  • the polycarbonate resin (A4) is a polycondensate in which the joints between monomer units are carbonate groups. Specifically, a resin that is easily produced by reacting an aromatic dihydroxy compound with a carbonate precursor such as phosgene or carbonic diester can be used.
  • the resin can be produced, for example, by an interfacial method when using phosgene as a carbonate precursor, or by a transesterification method in which the resin is reacted in a molten state when a carbonic acid diester is used.
  • the polycarbonate resin (A4) in the embodiment of the present invention has an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 280°C and a load of 1.2 kgf, and an MFR of 15 to 40 g/10 minutes. It is preferably within the range of 25 to 35 g/10 minutes, particularly preferably within the range of 25 to 35 g/10 minutes. It is preferable to fall within the above range from the viewpoint of incidence angle dependence.
  • the content of the thermoplastic resin (A) is preferably 82% by mass or more, more preferably 84% by mass or more, and 85% by mass, based on the thermoplastic resin composition (100% by mass). The above is more preferable. Further, it is preferably 94% by mass or less, more preferably 92% by mass or less, and even more preferably 90% by mass or less.
  • the content of the thermoplastic resin (A) may be, for example, 82 to 94% by mass, 84 to 92% by mass, or 85 to 90% by mass.
  • the carbon nanotubes (B) have an average diameter of 1 to 15 nm as determined by a scanning electron microscope. Preferably, it is within the range of 1 to 10 nm. Within this range, the carbon nanotubes in the thermoplastic resin composition have high dispersibility, and the molded article has excellent electromagnetic wave absorption performance.
  • the average diameter of carbon nanotubes is specifically determined using, for example, a scanning electron microscope (eg, JSM-6700M manufactured by JEOL). The conditions were to observe carbon nanotubes at an accelerating voltage of 5 kV, take a 50,000x image (pixel count: 1024 x 1280), and then examine the short axis of each of the 20 arbitrary carbon nanotubes in the taken image. The length is measured, and the number average value of these short axis lengths is calculated as the average diameter of the carbon nanotube.
  • a scanning electron microscope eg, JSM-6700M manufactured by JEOL.
  • the conditions were to observe carbon nanotubes at an accelerating voltage of 5 kV, take a 50,000x image (pixel count: 1024 x 1280), and then examine the short axis of each of the 20 arbitrary carbon nanotubes in the taken image. The length is measured, and the number average value of these short axis lengths is calculated as the average diameter of the carbon nanotube.
  • the carbon nanotube (B) may be a single-walled carbon nanotube, a multi-walled carbon nanotube wound with two or more layers, or a mixture of these, but from the viewpoint of cost and strength, it is preferable to use a multi-walled carbon nanotube. preferable. Further, carbon nanotubes whose side walls have an amorphous structure instead of a graphite structure may be used.
  • Carbon nanotubes (B) can generally be produced by a laser ablation method, an arc discharge method, a chemical vapor deposition method (CVD), a combustion method, etc., but carbon nanotubes produced by any method may be used.
  • the CVD method usually uses a metal catalyst such as iron or nickel on a support such as silica, alumina, magnesium oxide, titanium oxide, silicate, diatomaceous earth, alumina-silica, silica-titania, and zeolite at a high temperature of 400 to 1000°C.
  • This is a method that allows carbon nanotubes to be produced inexpensively and in large quantities by bringing catalyst fine particles carrying carbon into contact with a raw material carbon-containing gas, and is also preferable as carbon nanotubes used in the embodiments of the present invention. .
  • the content of carbon nanotubes (B) is preferably 0.1% by mass or more, and preferably 0.5% by mass or more, based on the thermoplastic resin composition (100% by mass). It is more preferable that the amount is 1% by mass or more, and even more preferably 1% by mass or more. Moreover, it is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and even more preferably 2% by mass or less.
  • the content of carbon nanotubes (B) can be, for example, 0.1 to 5% by weight, 0.5 to 5% by weight, 1 to 3% by weight, or 1 to 2% by weight.
  • Carbon black (C) has an average primary particle diameter of 20 to 50 nm as determined by a scanning electron microscope.
  • the thickness is preferably 25 nm or more. Moreover, it is preferably 40 nm or less, more preferably 35 nm or less.
  • the average primary particle diameter of carbon black is specifically determined using, for example, a scanning electron microscope (eg, JSM-6700M manufactured by JEOL). The conditions were to observe carbon black at an accelerating voltage of 5 kV, take a 50,000x image (number of pixels 1024 x 1280), and then determine the particle size of each of 20 arbitrary carbon blacks in the taken image. are measured, and their number average value is calculated as the average primary particle diameter of carbon black.
  • a scanning electron microscope eg, JSM-6700M manufactured by JEOL.
  • the conditions were to observe carbon black at an accelerating voltage of 5 kV, take a 50,000x image (number of pixels 1024 x 1280), and then determine the particle size of each of 20 arbitrary carbon blacks in the taken image. are measured, and their number average value is calculated as the average primary particle diameter of carbon black.
  • thermoplastic resin composition containing only carbon nanotubes as a conductive material has high conductivity even when the carbon nanotubes are sufficiently dispersed in the composition when a molded article is manufactured by injection molding. difficult to express. The reason for this is thought to be that the abundance ratio of the resin increases and a layer (so-called "skin layer") with a low concentration of carbon nanotubes is formed on the surface of the molded product.
  • skin layer a layer with a low concentration of carbon nanotubes
  • the viscosity (melt viscosity) is different, for example, in extrusion molding, the part with a high abundance of resin with low viscosity and high fluidity will be extruded first during molding, and the surface of the molded object will be covered with a skin layer. It is presumed that the conductivity of the molded body decreases.
  • carbon black generally has a lower specific surface area and oil absorption than carbon nanotubes, so a thermoplastic resin composition containing carbon black has a lower melting rate than a thermoplastic resin composition containing only carbon nanotubes.
  • the viscosity is less likely to increase, and a skin layer is less likely to be formed on the surface of the molded product.
  • carbon black has good affinity with carbon nanotubes, even if carbon nanotubes are taken into the molded product, a conductive path can be formed between the carbon black existing on the surface of the molded product, and therefore, the present invention
  • the molded article according to the embodiment can exhibit high electrical conductivity.
  • the thermoplastic resin composition combines carbon nanotubes (B) with a small average diameter and carbon black (C) with a relatively small average primary particle size within a specific range.
  • the orientation of carbon nanotubes and carbon black in the molded body can be controlled, and sufficient strength can be obtained not only when electromagnetic waves are incident parallel to the injection direction of the molded body, but also when electromagnetic waves are incident perpendicularly to the injection direction of the molded body. It becomes possible to exhibit radio wave absorption properties.
  • Carbon black (C) is produced by continuously thermally decomposing gaseous or liquid raw materials in a reactor, especially Ketjen black made from ethylene heavy oil, and by burning the raw material gas and producing the flame.
  • Various types of black such as channel black that is rapidly cooled and precipitated on the bottom of channel steel, thermal black that is obtained by periodically repeating combustion and thermal decomposition using gas as a raw material, and acetylene black that is made from acetylene gas as a raw material, are used. They can be used alone or in combination of two or more. Further, commonly used oxidized carbon black, hollow carbon, etc. can also be used.
  • Carbon blacks include, for example, Nittetsu Carbon's furnace blacks such as Niteron #10, #200, and #300, and Tokai Carbon's furnace blacks such as Toka Black #4300, #4400, #4500, and #5500.
  • Black Degussa furnace black such as Printex L, Columbian furnace black such as Raven7000, 5750, 5250, 5000ULTRAIII, 5000ULTRA, Conductex SC ULTRA, 975 ULTRA, PUER BLACK100, 115, and 205, #30B , #45 Mitsubishi Chemical Furnace Black, MONARCH1400, 1300, 900, VulcanXC-72R, and Black Pearls 2000 etc.
  • Furnace black manufactured by Cabot Ensaco 250G, Ensaco 260G, Ensaco 350G, Furnace black manufactured by Imerys such as SuperP-Li, Ketjen black manufactured by Akzo such as Ketjen black EC-300J, and EC-600JD, Denka black HS-100 Examples include, but are not limited to, acetylene black manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., such as FX-35.
  • the content of carbon black (C) is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, based on the thermoplastic resin composition (100% by mass).
  • the content is preferably 7% by mass or more, and more preferably 7% by mass or more.
  • it is preferably 16% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and even more preferably 12% by mass or less.
  • the content of carbon black (C) can be, for example, 3 to 16% by weight, 5 to 15% by weight, or 7 to 12% by weight.
  • thermoplastic resin composition may contain other optional components such as an electromagnetic wave absorbing material, a weathering stabilizer, an antistatic agent, a dye, a pigment, a coupling agent, a crystal nucleating agent, a resin filler, etc., as necessary.
  • thermoplastic resin composition preferably does not contain volatile components.
  • the content of volatile components such as solvents and low molecular weight components is preferably 5% by mass or less, more preferably 1% by mass or less.
  • carbon nanotubes and carbon black other than carbon nanotubes (B) and carbon black (C) may be included as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the content of electromagnetic wave absorbing materials other than carbon nanotubes (B) and carbon black (C) is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, based on 100% by mass of the electromagnetic wave absorbing material.
  • the thermoplastic resin composition uses a combination of carbon nanotubes (B) having an average diameter of 1 to 15 nm and carbon black (C) having an average primary particle diameter of 20 to 50 nm, Furthermore, by having a specific relationship between reflection attenuation and transmission attenuation, the molded article can achieve high electromagnetic wave absorption performance and suppress angle dependence without adding a high amount of electromagnetic wave absorbing material.
  • thermoplastic resin composition that is an embodiment of the present invention is not particularly limited.
  • thermoplastic resin (A), carbon nanotubes (B), carbon black (C), and additives are added as needed, mixed in a Henschel mixer, tumbler, disper, etc., and then mixed in a kneader, roll mill, super mixer, etc.
  • twin screw extruders twin screw extruders, single screw extruders, such as Henschel mixers, Shugi mixers, vertical granulators, high speed mixers, fur matrix, ball mills, steel mills, sand mills, vibration mills, attritors, Banbury mixers,
  • a resin composition in the form of pellets, powder, granules, beads, or the like can be obtained.
  • the thermoplastic resin composition contains carbon nanotubes (B) and carbon black (C) at a relatively high concentration, and is used as a master batch diluted with the thermoplastic resin (A) during molding. It may be a compound in which the concentration of carbon nanotubes (B) and carbon black (C) is relatively low, and the compound may be used for molding as it is without being diluted with the thermoplastic resin (A). good. From the viewpoint of addition cost, inventory cost, etc., it is preferable to use a masterbatch that can be highly concentrated. The masterbatch is preferably in the form of pellets that are easy to handle.
  • the molded body is formed from a thermoplastic resin composition that is an embodiment of the present invention, and is used as an electromagnetic wave absorber.
  • the molded body can be obtained by melt-mixing a compound, which is a thermoplastic resin composition, or a masterbatch and a diluted resin in a molding machine usually set at 50°C to 350°C, then forming the shape of the molded body, and cooling. I can do it.
  • the temperature of the molding machine There is no problem with the temperature of the molding machine as long as it is a temperature at which the thermoplastic resin (A) softens, but it is a temperature that is 30° C. or more higher than the softening point of the thermoplastic resin that is the main component.
  • the shape of the molded object can be a plate, rod, fiber, tube, pipe, bottle, film, or the like.
  • the thermoplastic resin composition can highly control the orientation of carbon nanotubes (B), so that it can be used in injection molded products or extrusion molded products that are prone to orientation. It can exhibit high electromagnetic wave absorption performance and excellent effects in suppressing angle dependence.
  • the content of carbon nanotubes (B) in the molded body is preferably 0.1% by mass or more, based on the thermoplastic resin composition (100% by mass), and 0.5% by mass. % or more, more preferably 1% by mass or more. Moreover, it is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and even more preferably 2% by mass or less.
  • the content of carbon nanotubes (B) can be, for example, 0.1 to 5% by weight, 0.5 to 5% by weight, 1 to 3% by weight, or 1 to 2% by weight.
  • the content of carbon black (C) in the molded body is preferably 3% by mass or more, and 5% by mass or more, based on the thermoplastic resin composition (100% by mass). More preferably, it is 7% by mass or more. Moreover, it is preferably 16% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and even more preferably 12% by mass or less.
  • the content of carbon black (C) can be, for example, 3 to 16% by weight, 5 to 15% by weight, or 7 to 12% by weight.
  • An electromagnetic wave absorber converts the energy of incident electromagnetic waves into thermal energy inside the absorber and absorbs it. Unlike electromagnetic wave shielding materials, the purpose of electromagnetic wave absorbers is to absorb radio waves inside the molded body without reflecting the waves on the surface of the molded body. Electromagnetic wave absorbers are used in automatic toll collection systems (ETC) on expressways, in-vehicle radars, full-body scanners that see through underneath clothing as a crime prevention check at airports, etc., and video transmission from surveillance cameras on the platform during single-man operation of trains. It is used for millimeter wave radar equipment used in such applications, and for preventing radar false images on ship masts.
  • ETC automatic toll collection systems
  • the molded body formed from the thermoplastic resin composition according to the embodiment of the present invention has excellent electromagnetic wave absorption performance in the millimeter wave band with a frequency of 60 to 90 GHz, so it can be suitably used for millimeter wave radar devices. I can do it.
  • thermoplastic resin A
  • carbon nanotubes B
  • carbon black C
  • ⁇ RL expressed by the following formula (1)
  • ⁇ TL expressed by the following formula (2)
  • Thermoplastic resin composition for electromagnetic wave absorber (i):
  • the thermoplastic resin (A) contains a polyolefin resin (A1) having an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 230° C.
  • the thermoplastic resin (A) includes a polyamide resin (A2) having an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 240° C. and a load of 2.16 kgf.
  • the thermoplastic resin (A) contains a polyester resin (A3) having an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 280° C. and a load of 1.2 kgf.
  • the thermoplastic resin (A) includes a polycarbonate resin (A4) having an MFR of 5.0 to 50 g/10 minutes at a temperature of 280° C. and a load of 1.2 kgf.
  • Formula (1) ⁇ RL
  • Formula (2) ⁇ TL
  • (RL (MD) and RL (TD) are molded products made from thermoplastic resin compositions for electromagnetic wave absorbers using an injection molding machine, each measuring 90 mm in length, 110 mm in width, and 3 mm in thickness. After the molding, an electromagnetic wave with a frequency of 76.5 GHz was applied to the molded body in the thickness direction so that the electric field direction of the electromagnetic wave was parallel to the injection direction (MD direction) or perpendicular to the injection direction (TD direction). This is the actual transmission attenuation.
  • TL (MD) and TL (TD) are molded bodies of 90 mm in length, 110 mm in width, and 3 mm in thickness, each molded from a thermoplastic resin composition for an electromagnetic wave absorber using an injection molding machine, and left for one day. Later, when an electromagnetic wave with a frequency of 76.5 GHz is applied to the thickness direction of the molded body, the electric field direction of the electromagnetic wave is parallel to the injection direction (MD direction) or perpendicular to the injection direction (TD direction). is the return loss. Further, the length of the molded body is the injection direction.
  • thermoplastic resin composition for use.
  • the total content of carbon nanotubes (B) and carbon black (C) may be 6 to 15% by mass.
  • the content of the thermoplastic resin (A) may be 85 to 90% by mass.
  • thermoplastic resin composition for electromagnetic wave absorber Based on the thermoplastic resin composition for electromagnetic wave absorber, the content of thermoplastic resin (A) is 82 to 94% by mass, the content of carbon nanotubes (B) is 1 to 3% by mass, and carbon black.
  • the content of the thermoplastic resin (A) is 85 to 90% by mass
  • the content of carbon nanotubes (B) is 1 to 3% by mass
  • the content of carbon black (C) is 5 to 12% by mass. good.
  • thermoplastic resin (A) the average diameter of carbon nanotubes, the average primary particle diameter of carbon black, and the MFR of thermoplastic resin (A) were measured by the following method.
  • ⁇ Average diameter of carbon nanotubes The carbon nanotubes were observed using a scanning electron microscope (manufactured by JEOL, JSM-6700M) at an accelerating voltage of 5 kV, and a 50,000x image (pixel count: 1024 x 1280) was taken. Next, the short axis length of each of 20 arbitrary carbon nanotubes was measured in the photographed image, and the number average value of these short axis lengths was taken as the average diameter of the carbon nanotubes.
  • thermoplastic resin (A) ⁇ MFR (melt mass flow rate) of thermoplastic resin (A)>
  • the MFR of the thermoplastic resin (A) was measured using a melt indexer manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. according to JIS. Measurement was performed according to K7210. Measurements were conducted for polyolefin resin at a temperature of 230°C and a load of 2.16 kgf, for polyamide resin at a temperature of 240°C and a load of 2.16 kgf, for polyester resin at a temperature of 280°C and a load of 1.2 kgf, and for polycarbonate resin at a temperature of 280°C and a load of 1. It was determined by measuring under the condition of 2 kgf.
  • the materials used in the examples are as follows.
  • thermoplastic resin composition (Example 1) Thermoplastic resin (A1-1) 89% by mass, carbon nanotubes (B-1) 1% by mass, and carbon black (C-1) 10% by mass were mixed and melt-kneaded. The mixture was extruded and granulated at 230° C. (manufactured by Steel Works Co., Ltd.) to obtain a thermoplastic resin composition.
  • thermoplastic resin composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that the materials and blending amounts (% by mass) shown in Tables 2 and 3 were changed.
  • thermoplastic resin (A2-4) 89% by mass of thermoplastic resin (A2-4), 1% by mass of carbon nanotubes (B-1), and 10% by mass of carbon black (C-1) were mixed and melt-kneaded. The mixture was extruded and granulated at 280° C. (manufactured by Steel Works Co., Ltd.) to obtain a thermoplastic resin composition.
  • thermoplastic resin (A3-5), 1% by mass of carbon nanotubes (B-1), and 10% by mass of carbon black (C-1) were mixed and melt-kneaded.
  • the mixture was extruded and granulated at 260° C. (manufactured by Steel Works Co., Ltd.) to obtain a thermoplastic resin composition.
  • thermoplastic resin (A4-6), 1% by mass of carbon nanotubes (B-1), and 10% by mass of carbon black (C-1) were mixed and melt-kneaded.
  • the mixture was extruded and granulated at 280° C. (manufactured by Steel Works Co., Ltd.) to obtain a thermoplastic resin composition.
  • thermoplastic resin composition 89% by mass of thermoplastic resin (A5-7), 1% by mass of carbon nanotubes (B-1), and 10% by mass of carbon black (C-1) were mixed and melt-kneaded. The mixture was extruded and granulated at 230° C. (manufactured by Steel Works Co., Ltd.) to obtain a thermoplastic resin composition.
  • thermoplastic resin composition was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that the materials and amounts (% by mass) shown in Tables 3 and 4 were changed.
  • thermoplastic resin composition 89% by mass of thermoplastic resin (A5-9), 1% by mass of carbon nanotubes (B-1), and 10% by mass of carbon black (C-1) were mixed and melt-kneaded. The mixture was extruded and granulated at 280° C. (manufactured by Steel Works Co., Ltd.) to obtain a thermoplastic resin composition.
  • thermoplastic resin composition Physical property values and evaluation results of the obtained thermoplastic resin composition were determined by the following methods. The results are shown in Tables 2 to 4.
  • thermoplastic resin compositions obtained in Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 13 were injection molded using an injection molding machine (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.) with a cylinder temperature setting of 220°C and a mold temperature of 40°C. A molded body with a diameter of 90 mm (in the injection direction), a width of 110 mm (in the direction perpendicular to the injection direction), and a thickness of 3 mm was produced.
  • thermoplastic resin compositions obtained in Examples 15 and 17 were injection molded using an injection molding machine (manufactured by Toshiba Machinery Co., Ltd.) with a cylinder temperature setting of 280°C and a mold temperature of 80°C. A molded body with a width of 110 mm (in the direction perpendicular to the injection direction) and a thickness of 3 mm was produced.
  • thermoplastic resin composition obtained in Example 16 was injection molded using an injection molding machine (manufactured by Toshiba Machinery Co., Ltd.) with a cylinder temperature setting of 260°C and a mold temperature of 40°C. A molded body having a diameter of 110 mm (in a direction perpendicular to the injection direction) and a thickness of 3 mm was produced. Further, the length of the molded body is the injection direction.
  • the return loss RL in which the electric field direction of the electromagnetic wave is parallel to the injection direction of the molded body (MD direction) and perpendicular to the injection direction (TD direction) is determined by the following method.
  • (TD) and transmission attenuation TL (TD) were measured.
  • Figure 1 shows the irradiation direction (x) of the electromagnetic wave, the electric field direction (y), and The magnetic field direction (z) is 1. is the transmission attenuation TL (MD), 2. is the return loss RL (MD), 3. is the transmission attenuation RL (TD), 4. is a conceptual diagram of measurement of return loss RL (TD).
  • the electric field direction of the electromagnetic wave (y direction in the figure) is parallel to the injection direction (MD direction).
  • Attenuation RL (MD) and transmission attenuation TL (MD) were measured.
  • the electric field direction of the electromagnetic waves (y direction in the figure) was different from the injection direction and the electric field direction of the electromagnetic waves (y direction in the figure).
  • the return loss RL (TD) and the transmission loss TL (TD) were measured in a state in which the angle was in the vertical direction (TD direction).
  • E8257D+E8257DS12 (output: 4 dBm) was used as the millimeter wave transmitter, N9030A+M1970V was used as the millimeter wave receiver, and AAHR015 (WR15, AET, INC) (all manufactured by Keysight Technologies) was used as the horn antenna.
  • Reflection attenuation and transmission attenuation at a measurement frequency of 76.5 GHz were measured for the obtained molded body in an environment with a humidity of 48%.
  • the incidence at the return loss is The angle dependence ⁇ RL and the incident angle dependence ⁇ TL in transmission attenuation were calculated.
  • Formula (1) ⁇ RL
  • Formula (2) ⁇ TL
  • thermoplastic resin composition for an electromagnetic wave absorber was extrusion molded using a T-type molding machine (manufactured by Toyo Seiki) with a cylinder temperature setting of 220°C and a mold temperature of 40°C, to form a product having a width of 10 cm x length of 5 m x thickness of 100 ⁇ m.
  • a T-die film was produced.
  • the obtained T-die film was observed with an optical microscope (manufactured by Keyence), the number of particles of 100 ⁇ m or more was counted, and the dispersibility was evaluated according to the following criteria.
  • Return loss (dB) in the millimeter wave frequency band was measured by the following method. E8257D+E8257DS12 (output: 4 dBm) was used as the millimeter wave transmitter, N9030A+M1970V was used as the millimeter wave receiver, and AAHR015 (WR15, AET, INC) (all manufactured by Keysight Technologies) was used as the horn antenna, at a temperature of 24.8°C and relative humidity. For the molded bodies obtained in Examples and Comparative Examples under an environment of 48% The reflection loss was measured.
  • reflection loss RL (MD) was evaluated based on the following criteria. [Evaluation criteria] ⁇ (Good): Return loss is less than -6 dB ⁇ (Practical): Return loss is -6 dB or more, less than -5 dB ⁇ (Not practical): Return loss is -5 dB or more
  • transmission loss TL (Transmission loss TL (MD))
  • transmission loss (dB) in the millimeter wave frequency band was measured by the following method. E8257D+E8257DS12 (output: 4 dBm) was used as the millimeter wave transmitter, N9030A+M1970V was used as the millimeter wave receiver, and AAHR015 (WR15, AET, INC) (all manufactured by Keysight Technologies) was used as the horn antenna, at a temperature of 24.8°C and relative humidity. For the molded bodies obtained in Examples and Comparative Examples under an environment of 48% The transmission loss was measured. As electromagnetic wave absorption performance, transmission loss TL (MD) was evaluated based on the following criteria.
  • reflection loss RL (MD) was evaluated based on the following criteria. [Evaluation criteria] ⁇ (Good): Return loss is less than -5 dB ⁇ (Practical): Return loss is -5 dB or more, less than -3 dB ⁇ (Not practical): Return loss is -3 dB or more
  • transmission loss TL (MD) was evaluated based on the following criteria.
  • (Good): Transmission loss is less than -15 dB ⁇
  • (Practical): Transmission loss is -15 dB or more, less than -10 dB ⁇
  • Transmission loss is -10 dB or more
  • thermoplastic resin (A2-4), thermoplastic resin (A3-5), and thermoplastic resin (A4-1) were used instead of thermoplastic resin (A1-1), respectively.
  • the thermoplastic resin composition formed in place of 6) had the same evaluation results as when thermoplastic resin (A1-1) was used. That is, the effects of all forms (i) to (iv) were confirmed.
  • thermoplastic resin composition according to the embodiment of the present invention and the molded article using the same have excellent dispersibility as a resin composition, and the molded article has excellent low reflection loss and transmission loss. It has been confirmed that it exhibits radio wave absorption performance and is able to stably exhibit electromagnetic wave absorption performance even when electromagnetic waves are incident at different incident angles, demonstrating excellent results in suppressing angle dependence. did it. Among these, it is excellent in reflection loss and transmission loss in a specific frequency band of 60 to 90 GHz called millimeter waves, so it can be said that it can be suitably used as a molded article for a millimeter wave absorber.

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Abstract

一実施形態は、熱可塑性樹脂(A)、平均直径が1~15nmであるカーボンナノチューブ(B)、及び平均一次粒子径が20~50nmであるカーボンブラック(C)を含み、(i)~(iv)のいずれかを満たし、式(1)で表されるΔRLが3dB以下、かつ式(2)で表されるΔTLが5dB以下である、電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物に関する。

Description

電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物および成形体
 本発明の実施形態は、電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物、及び成形体に関する。
 プラスチックは成形加工が容易なことから電気・電子機器部品、自動車部品、医療用部品、食品容器などの幅広い分野で使用されており、装飾性を高めるためや機能性を付与させるためにプラスチック成形品の着色が盛んに行われている。特に自動車分野では、機能性を付与させたものとして、電磁波吸収用途を目的とする用途で着色された成形体が流通している。
 ラジオ、テレビ、無線通信などの通信機器からは電磁波が放射されているが、これに加え、最近の情報技術の進展により急増した携帯電話、パソコンなどの電子機器からも電磁波は放射されている。従来、電子機器、通信機器などの電磁波による誤作動を回避するための一手法として、効率よく電磁波を吸収し、吸収した電磁波を熱エネルギーに変換するという電磁波吸収体を電磁波発生部位近傍又は遠方に設置することが行われている。
 電磁波発生部位より遠方に電磁波吸収体を設置して用いられる例としては、例えば高速道路の自動料金収受システム(ETC)用途がある。ETCは、高速道路の料金所出口を自動車が通過する際に、料金所に備えられた路側機アンテナと車載器側アンテナとの間で周波数5.8GHzのマイクロ波を使用して課金情報等を交換するシステムである。このETCシステムが導入された料金所では、アンテナから放射されたマイクロ波が料金所屋根等にあたって反射され、隣接するETCレーンから不要な電磁波が漏洩する等の理由により、通信に異常を引き起こすことがある。そこで料金所屋根やETCレーンの間に電磁波吸収体を設置することによって、通信異常を抑制することが行われている。
 また、近年では自動車分野において、車両の自動運転や衝突防止を目的としてミリ波レーダーが利用されており、多くの場合はミリ波レーダー装置が自動車の内部に取り付けられている。
 ミリ波とは電磁波のうち、波長が1~10mm、周波数30~300GHzの電磁波であり、現在では車載レーダーや空港等で防犯チェックとして衣服の下を透視する全身スキャナー、列車のワンマン運転時において、プラットホーム上の監視カメラの映像伝送等にも使用されている。ミリ波レーダー装置は、ミリ波を飛ばして跳ね返ってくる波を受信し、障害物を認識できる装置であり、検出可能距離が大きいことや、太陽光、雨、霧による阻害を受けにくいこと等から、今日では自動車等の自動運転技術などに利用されている。自動車のセンサーの場合、ミリ波レーダー装置は、アンテナからミリ波を送受信して、障害物との相対距離や相対速度等を検出することができる。
 これらミリ波レーダー装置の送受信アンテナは、目的とする障害物以外の路面などに反射したものも受信することがあり、装置の検出精度が低下してしまう場合がある。このような問題を解決するため、ミリ波レーダー装置では、アンテナと制御回路との間に電磁波を遮蔽する遮蔽部材として、電磁波吸収体を設けている。
 このような電磁波吸収体を構成するミリ波帯域の電磁波吸収材料としては、炭素系、金属炭素系、磁性体系が知られており、近年では、その高い導電性や比較的軽量である点から、炭素系としてカーボンナノチューブ(CNT)が注目を集めている。
 カーボンナノチューブを含む樹脂組成物は高い導電性を有するため、自動車や家電製品、建築部材の分野で導電性が必要な部品(特許文献1)や、電磁波特性を生かした電磁波吸収体として使用されている(特許文献2、3)。
特開2016-108524号公報 特表2017-512847号公報 特表2016-504471号公報
 しかしながら、これら従来の樹脂組成物を用いた成形体では、周辺環境からレーダーを十分に保護するとともに、レーダーの信号伝達を阻害しないようにするための電磁波の反射損失及び透過損失について電磁波吸収性能が十分とはいえない。
 また、カーボンナノチューブは比較的高いアスペクト比を有する材料であることから分散が難しく、分散が不十分な場合、成形体表面にブツやウェルド(波打ったような模様が出る現象)が発生し、外観を損なうことがある。さらに、成形時にカーボンナノチューブが特定の方向に配向しやすく、電磁波の入射角度により成形体の電磁波吸収性能が異なるといった角度依存性も問題となる。
 このように、カーボンナノチューブの高い導電性と分散安定性を両立することは難しいことから、本発明の課題は、分散性の優れた電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物、および反射損失と透過損失のいずれも低い優れた電波吸収性能を示し、さらに電波吸収性能の角度依存性が小さい成形体を提供することである。
 なかでも、ミリ波と呼ばれる特定周波数60~90GHz帯の反射損失および透過損失に優れる、ミリ波吸収体用成形体を提供することである。
 本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、以下の態様において、本発明の課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち本発明は、以下の実施形態を含む。
 一実施形態は、熱可塑性樹脂(A)、平均直径が1~15nmであるカーボンナノチューブ(B)、及び平均一次粒子径が20~50nmであるカーボンブラック(C)を含み、
 下記(i)~(iv)のいずれかを満たし、
 下記式(1)で表されるΔRLが3dB以下、かつ下記式(2)で表されるΔTLが5dB以下である、
 電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物に関する。
 
 (i):熱可塑性樹脂(A)は、温度230℃、荷重2.16kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリオレフィン樹脂(A1)を含む。
 (ii):熱可塑性樹脂(A)は、温度240℃、荷重2.16kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリアミド樹脂(A2)を含む。
 (iii):熱可塑性樹脂(A)は、温度280℃、荷重1.2kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリエステル樹脂(A3)を含む。
 (iv):熱可塑性樹脂(A)は、温度280℃、荷重1.2kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリカーボネート樹脂(A4)を含む。
 
 式(1) ΔRL=|RL(MD)-RL(TD)|
 式(2) ΔTL=|TL(MD)-TL(TD)|
(なお、RL(MD)、RL(TD)は、それぞれ射出成形機により電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物から成形してなる、縦90mm、横110mm、厚さ3mmの成形体を1日静置後に、成形体の厚み方向に対して、周波数76.5GHzの電磁波を、電磁波の電界方向が、射出方向と平行方向(MD方向)、または射出方向と垂直方向(TD方向)に入射させた際の透過減衰量である。
 また、TL(MD)、TL(TD)は、それぞれ射出成形機により電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物から成形してなる、縦90mm、横110mm、厚さ3mmの成形体を1日静置後に、成形体の厚み方向に対して、周波数76.5GHzの電磁波を、電磁波の電界方向が、射出方向と平行方向(MD方向)、または射出方向と垂直方向(TD方向)に入射させた際の反射減衰量である。
 また、成形体の縦が射出方向である。)
 他の一実施形態は、前記電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物から形成してなる成形体に関する。
 本発明の電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物は分散性に優れ、これにより得られた電磁波吸収体は、反射損失と透過損失のいずれも低い優れた電波吸収性能を示し、さらに電波吸収性能の角度依存性が小さい。
 なかでも、ミリ波と呼ばれる特定周波数60~90GHz帯の反射損失および透過損失に優れるため、ミリ波吸収体用成形体としても、好適に用いることができる。
図1は、ミリ波送信装置による透過減衰量および反射減衰量の測定概念図である。 図2は、ミリ波送信装置による入射角度依存性の測定概念図である。
 以下、本発明について詳細に説明する。
 なお、本明細書において「~」を用いて特定される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値の範囲として含むものとする。
 また、カーボンナノチューブをCNTと表すことがあり、「平均直径が1~15nmであるカーボンナノチューブ(B)」、「平均一次粒子径が20~50nmであるカーボンブラック(C)」、「温度230℃、荷重2.16kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリオレフィン樹脂(A1)」、「温度240℃、荷重2.16kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリアミド樹脂(A2)」、「温度280℃、荷重1.2kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリエステル樹脂(A3)」、「温度280℃、荷重1.2kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリカーボネート樹脂(A4)」、および「電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物」を、それぞれ「カーボンナノチューブ(B)」、「カーボンブラック(C)」、「ポリオレフィン樹脂(A1)」、「ポリアミド樹脂(A2)」、「ポリエステル樹脂(A3)」、「ポリカーボネート樹脂(A4)」、および「熱可塑性樹脂組成物」と称することがある。
 また、本明細書中に出てくる各種成分は特に注釈しない限り、それぞれ独立に一種単独でも二種以上を併用してもよい。
 なお、本明細書において特定する数値は、実施形態または実施例に開示した方法により求められる値である。
 本発明の実施形態におけるMFRは、それぞれの熱可塑性樹脂を、JIS.K7210に準ずるメルトマスフローレイトの値で測定した値である。
《電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物》
 本発明の実施形態によれば、熱可塑性樹脂組成物は、電磁波吸収体を形成するために用いられる。
 熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂(A)、平均直径が1~15nmであるカーボンナノチューブ(B)、及び平均一次粒子径が20~50nmであるカーボンブラック(C)を含み、下記(i)~(iv)のいずれかを満たす。
 (i):熱可塑性樹脂(A)は、温度230℃、荷重2.16kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリオレフィン樹脂(A1)を含む。
 (ii):熱可塑性樹脂(A)は、温度240℃、荷重2.16kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリアミド樹脂(A2)を含む。
 (iii):熱可塑性樹脂(A)は、温度280℃、荷重1.2kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリエステル樹脂(A3)を含む。
 (iv):熱可塑性樹脂(A)は、温度280℃、荷重1.2kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリカーボネート樹脂(A4)を含む。
 このように、平均直径の小さいカーボンナノチューブと、平均一次粒子径が小さく、特定の範囲にあるカーボンブラックを使用し、これらと(i)~(iv)のいずれかを満たす熱可塑性樹脂(A)とを組み合わせて用いることにより、成形体中でのカーボンナノチューブの配向性を制御することができ、熱可塑性樹脂組成物中のカーボンナノチューブ安定性が優れ、成形体としたときの配向を抑えることができる。
 また、下記式(1)で表されるΔRLが3dB以下、かつ下記式(2)で表されるΔTLが5dB以下である。
 式(1) ΔRL=|RL(MD)-RL(TD)|
 式(2) ΔTL=|TL(MD)-TL(TD)|
(なお、RL(MD)、RL(TD)は、それぞれ射出成形機により電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物から成形してなる、縦90mm、横110mm、厚さ3mmの成形体を1日静置後に、成形体の厚み方向に対して、周波数76.5GHzの電磁波を、電磁波の電界方向が、射出方向と平行方向(MD方向)、または射出方向と垂直方向(TD方向)に入射させた際の透過減衰量である。
 また、TL(MD)、TL(TD)は、それぞれ射出成形機により電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物から成形してなる、縦90mm、横110mm、厚さ3mmの成形体を1日静置後に、成形体の厚み方向に対して、周波数76.5GHzの電磁波を、電磁波の電界方向が、射出方向と平行方向(MD方向)、または射出方向と垂直方向(TD方向)に入射させた際の反射減衰量である。
 また、成形体の縦が射出方向である。)
 また、ここでいう射出方向とは、熱可塑性樹脂組成物が、成形機のゲート部分から金型内に流入する方向である。
 すなわち、縦90mm、横110mm、厚さ3mmの成形体とは、射出方向の長さが90mm×射出方向と垂直方向の長さが110mmであり、厚さ3mmの成形体である。
 また、分散性、入射角度依存性の観点から、熱可塑性樹脂組成物を基準(100質量%)として、カーボンナノチューブ(B)、およびカーボンブラック(C)の合計含有率は6~18質量%であることが好ましく、6~15質量%であることがより好ましい。さらに好ましくは、8~13質量%である。
 本発明の実施形態では、式(1)で表されるΔRLが3dB以下、かつ式(2)で表されるΔTLが5dB以下とするだけでなく、さらに平均直径が小さいカーボンナノチューブ(B)、および平均一次粒子径が比較的小さく、特定の粒子径範囲であるカーボンブラック(C)に加えて、(i)、(ii)、(iii)、または(iv)のいずれかを満たす熱可塑性樹脂(A)とを組み合わせて使用することが重要である。これに加えて、さらにそれぞれの配合量を可能な限り少なく、特定の範囲とすることで、カーボンナノチューブとカーボンブラックの配向性を制御し、成形体の射出方向に平行方向で電磁波を入射した場合はもとより、垂直方向で電磁波を入射した場合にも、十分な電波吸収性を発現することが可能となり、電磁波吸収体の角度依存性を、より抑制することができるものとなっている。
<熱可塑性樹脂(A)>
 熱可塑性樹脂(A)は、加熱溶融により成形可能な樹脂であり、本発明の実施形態である熱可塑性樹脂組成物は、下記(i)~(iii)のいずれかを満たす。
 (i):熱可塑性樹脂(A)は、温度230℃、荷重2.16kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリオレフィン樹脂(A1)を含む。
 (ii):熱可塑性樹脂(A)は、温度240℃、荷重2.16kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリアミド樹脂(A2)を含む。
 (iii):熱可塑性樹脂(A)は、温度280℃、荷重1.2kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリエステル樹脂(A3)を含む。
 (iv):熱可塑性樹脂(A)は、温度280℃、荷重1.2kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリカーボネート樹脂(A4)を含む。
 ポリオレフィン樹脂(A1)、ポリアミド樹脂(A2)、ポリエステル樹脂(A3)、またはポリカーボネート樹脂(A4)は、溶融時の流動性が高く、このような熱可塑性樹脂を選択し、カーボンブラック(C)およびカーボンナノチューブ(B)と組み合わせて使用することで、成形体としたときのカーボンナノチューブの配向を抑制することが可能となり、電波吸収の角度依存性が小さいという効果を有する熱可塑性樹脂組成物を得ることができる。
 一方で、溶融時の流動性が一定以上高くなると、成形体表面と内部において、カーボンナノチューブ(B)の濃度が比較的低いスキン層と、カーボンナノチューブ(B)の濃度が比較的高いコア層が生じ、濃度勾配が発生する。そのため、上記熱可塑性樹脂を選択して用いることで、均一なカーボンナノチューブ濃度の成形体を得ることができ、電波吸収の角度依存性が小さいといった効果を奏する。
 なお、(i)、(ii)、(iii)または(iv)のそれぞれの実施形態において、熱可塑性樹脂(A)を基準とした、ポリオレフィン樹脂(A1)、ポリアミド樹脂(A2)、ポリエステル樹脂(A3)、またはポリカーボネート樹脂(A4)は、それぞれ単独で用いられることが好ましく、ポリオレフィン樹脂(A1)、ポリアミド樹脂(A2)、ポリエステル樹脂(A3)、およびポリカーボネート樹脂(A4)の少なくともいずれかが、主成分であることが好ましい。
 主成分とは、熱可塑性樹脂(A)を構成する熱可塑性樹脂のなかで、最も含有率が高い成分であることをいう。
 具体的には、ポリオレフィン樹脂(A1)、ポリアミド樹脂(A2)、ポリエステル樹脂(A3)、またはポリカーボネート樹脂(A4)の含有率は、それぞれの実施形態において、熱可塑性樹脂(A)を基準として、80質量%以上であることが好ましく、90%質量以上がさらに好ましく、100質量%が特に好ましい。
[ポリオレフィン樹脂(A1)]
 ポリオレフィン樹脂(A1)は、温度230℃、荷重2.16kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリオレフィン樹脂である。
 ポリオレフィン樹脂(A1)は、オレフィン(単量体、モノマー)より構成される重合体であり、具体的には、高密度ポリエチレン(HDPE)や低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)等のポリエチレン樹脂(PE)、ポリプロピレン樹脂(PP)、エチレン-αオレフィン共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレンビニルアルコール共重合体、エチレンアクリル酸エチル共重合体や、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー等の環状オレフィン樹脂等が挙げられる。汎用性や流動性の点から、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、もしくはポリプロピレン樹脂(PP)が好ましい。これらのポリオレフィン樹脂は、ポリオレフィンが部分的に酸化された酸化ポリオレフィンであっても構わない。また、ポリオレフィン樹脂(A1)は、単独または2種以上を併用できる。
 また、本発明の実施形態におけるポリオレフィン樹脂(A1)は、温度230℃、荷重2.16kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分の範囲内であり、15~40g/10分の範囲内であることが好ましく、25~35g/10分の範囲内であることが特に好ましい。上記範囲内であることが、入射角度依存性の点で好ましい。
[ポリアミド樹脂(A2)]
 ポリアミド樹脂(A2)は、温度240℃、荷重2.16kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリアミド樹脂である。
 ポリアミド樹脂(A2)は、アミド結合を有する重縮合体であり、具体的には、ナイロン4,6、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン6,10、ナイロン6,12、ナイロン12、ナイロン6,T、ナイロン9,T、芳香族ナイロン樹脂、等が挙げられる。汎用性や流動性の点から、ナイロン6、ナイロン6,6が好ましい。また、ポリアミド樹脂(A2)は、単独または2種以上を併用できる。
 また、本発明の実施形態におけるポリアミド樹脂(A2)は、温度240℃、荷重2.16kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分の範囲内であり、15~40g/10分の範囲内であることが好ましく、25~35g/10分の範囲内であることが特に好ましい。上記範囲内であることが、入射角度依存性の点で好ましい。
[ポリエステル樹脂(A3)]
 ポリエステル樹脂(A3)は、温度280℃、荷重1.2kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリエステル樹脂である。
 ポリエステル樹脂(A3)は、エステル結合を有する重縮合体であり、具体的には、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、非晶性コポリエステル樹脂等が挙げられる。汎用性や流動性の点から、ポリエチレンテレフタレート樹脂、またはポリブチレンテレフタレート樹脂が好ましい。また、ポリエステル樹脂(A3)は、単独または2種以上を併用できる。
 また、本発明の実施形態におけるポリエステル樹脂(A3)は、温度280℃、荷重1.2kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分の範囲内であり、15~40g/10分の範囲内であることが好ましく、25~35g/10分の範囲内であることが特に好ましい。上記範囲内であることが、入射角度依存性の点で好ましい。
[ポリカーボネート樹脂(A4)]
 ポリカーボネート樹脂(A4)は、温度280℃、荷重1.2kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリカーボネート樹脂である。
 ポリカーボネート樹脂(A4)は、モノマー単位同士の接合部がカーボネート基である重縮合体である。具体的には、芳香族ジヒドロキシ化合物とホスゲンあるいは炭酸ジエステル等のカーボネート前駆体とを反応させることにより容易に製造される樹脂を用いることができる。樹脂の製造としては例えば、カーボネート前駆体としてホスゲンを用いる場合は界面法により、炭酸ジエステルを用いる場合は溶融状態で反応させるエステル交換法等により得ることができる。
 また、本発明の実施形態におけるポリカーボネート樹脂(A4)は、温度280℃、荷重1.2kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分の範囲内であり、15~40g/10分の範囲内であることが好ましく、25~35g/10分の範囲内であることが特に好ましい。上記範囲内であることが、入射角度依存性の点で好ましい。
 熱可塑性樹脂(A)の含有率は、電磁波吸収性能の観点から、熱可塑性樹脂組成物を基準(100質量%)として、82質量%以上が好ましく、84質量%以上がより好ましく、85質量%以上がさらに好ましい。また、94質量%以下であることが好ましく、92質量%以下であることがより好ましく、90質量%以下であることがさらに好ましい。熱可塑性樹脂(A)の含有率は、例えば、82~94質量%、84~92質量%、又は85~90質量%であり得る。
<カーボンナノチューブ(B)>
 カーボンナノチューブ(B)は、走査型電子顕微鏡により求められる平均直径が1~15nmである。好ましくは、1~10nmの範囲内である。この範囲であることで、熱可塑性樹脂組成物中のカーボンナノチューブの分散性が高く、成形体の電磁波吸収性能に優れる。
 カーボンナノチューブの平均直径は、具体的には例えば、走査型電子顕微鏡(例えば、日本電子(JEOL)社製、JSM-6700M))を用いて求められる。条件は、加速電圧5kVにてカーボンナノチューブを観察し、5万倍の画像(画素数1024×1280)を撮影し、次いで、撮影された画像にて任意のカーボンナノチューブ20個について、各々の短軸長を測定し、それら短軸長の数平均値をカーボンナノチューブの平均直径として算出する。
 カーボンナノチューブ(B)は、単層カーボンナノチューブ、2層またはそれ以上で巻いた多層カーボンナノチューブでも、これらが混在するものであってもよいが、コスト面および強度面から多層カーボンナノチューブであることが好ましい。また、カーボンナノチューブの側壁がグラファイト構造ではなく、アモルファス構造を持ったカーボンナノチューブを用いても構わない。
 カーボンナノチューブ(B)は、一般にレーザーアブレーション法、アーク放電法、化学気相成長法(CVD)、燃焼法などで製造できるが、どのような方法で製造したカーボンナノチューブでも構わない。特にCVD法は、通常、400~1000℃の高温下において、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化チタン、珪酸塩、珪藻土、アルミナシリカ、シリカチタニア、およびゼオライトなどの担体に鉄やニッケルなどの金属触媒を担持した触媒微粒子と、原料の炭素含有ガスとを接触させることにより、カーボンナノチューブを安価に、かつ大量に生産することができる方法であり、本発明の実施形態に使用するカーボンナノチューブとしても好ましい。
 カーボンナノチューブ(B)の含有率は、電波吸収性能の観点から、熱可塑性樹脂組成物を基準(100質量%)として、0.1質量%以上であることが好ましく、0.5質量%以上であることがより好ましく、1質量%以上であることがさらに好ましい。また、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましく、2質量%以下であることがさらに好ましい。カーボンナノチューブ(B)の含有率は、例えば、0.1~5質量%、0.5~5質量%、1~3質量%、又は1~2質量%であり得る。
<カーボンブラック(C)>
 カーボンブラック(C)は、走査型電子顕微鏡により求められる平均一次粒子径が20~50nmである。25nm以上が好ましい。また、好ましくは40nm以下であり、より好ましくは35nm以下である。平均一次粒子径がこの範囲であるカーボンブラック(C)を用いることで、射出成形や押出成形後、成形体内部に取り込まれたカーボンナノチューブ(B)同士が有効に導電パスを形成することができ、安定して高い導電性と電磁波吸収性能を発現することが可能となる。
 カーボンブラックの平均一次粒子径は、具体的には例えば、走査型電子顕微鏡(例えば、日本電子(JEOL)社製、JSM-6700M))を用いて求められる。条件は、加速電圧5kVにてカーボンブラックを観察し、5万倍の画像(画素数1024×1280)を撮影し、次いで、撮影された画像にて任意のカーボンブラック20個について、各々の粒子径を測定し、それらの数平均値をカーボンブラックの平均一次粒子径として算出する。
 導電性材料としてカーボンナノチューブのみを配合した熱可塑性樹脂組成物では、射出成形をして成形体を製造した場合、組成物中に十分にカーボンナノチューブが分散された状態であっても、高い導電性を発現することが難しい。その理由としては、成形体表面に、樹脂の存在比率が高くなり、カーボンナノチューブが低濃度の層(いわゆる「スキン層」)が形成されてしまうことが要因と考えられている。つまり、熱可塑性樹脂組成物中に、樹脂の存在比率が高くカーボンナノチューブが低濃度の部分と、樹脂の存在比率が低くカーボンナノチューブが高濃度の部分とが共存すると、各々の部分で溶融時の粘度(溶融粘度)が異なるため、例えば押出成形する場合、粘度が低く流動性の高い樹脂の存在比率が高い部分が成形時に先に押し出されることとなり、成形体表面がスキン層に覆われて、成形体の導電性が低下するものと推定される。
 一方、カーボンブラックは、カーボンナノチューブと比較して、一般的に比表面積や吸油量が低いため、カーボンブラックを含む熱可塑性樹脂組成物は、カーボンナノチューブのみを含む熱可塑性樹脂組成物よりも、溶融粘度が高くなりにくく、成形体表面にスキン層が形成されにくい。また、カーボンブラックはカーボンナノチューブとの親和性も良好なため、カーボンナノチューブが成形体内部に取り込まれても、成形体表面に存在するカーボンブラックとの間に導電パスを形成できるため、本発明の実施形態である成形体は高い導電性を発現することができる。
 すなわち本発明の実施形態によれば、熱可塑性樹脂組成物では、平均直径の小さいカーボンナノチューブ(B)、および比較的平均一次粒子径の小さく、特定の範囲にあるカーボンブラック(C)を組み合わせて用いることで、成形体中のカーボンナノチューブとカーボンブラックの配向性を制御し、成形体の射出方向に平行方向で電磁波を入射した場合はもとより、垂直方向で電磁波を入射した場合にも、十分な電波吸収性を発現することが可能となる。
 カーボンブラック(C)としては、気体もしくは液体の原料を反応炉中で連続的に熱分解し製造するファーネスブラック、特にエチレン重油を原料としたケッチェンブラック、原料ガスを燃焼させて、その炎をチャンネル鋼底面にあて急冷し析出させたチャンネルブラック、ガスを原料とし燃焼と熱分解を周期的に繰り返すことにより得られるサーマルブラック、及び、特にアセチレンガスを原料とするアセチレンブラック等の各種のものを単独で、若しくは2種類以上併せて使用することができる。又、通常行われている酸化処理されたカーボンブラックや、中空カーボン等も使用できる。
 市販のカーボンブラックとしては、例えば、ニテロン#10、#200及び#300等の日鉄カーボン社製ファーネスブラックや、トーカブラック#4300、#4400、#4500、及び#5500等の東海カーボン社製ファーネスブラック、プリンテックスL等のデグサ社製ファーネスブラック、Raven7000、5750、5250、5000ULTRAIII、5000ULTRA、Conductex SC ULTRA、975 ULTRA、PUER BLACK100、115、及び205等のコロンビヤン社製ファーネスブラック、#30B、#45、#2350、#2400B、#2600B、#30050B、#3030B、#3230B、#3350B、#3400B、及び#5400B等の三菱ケミカル社製ファーネスブラック、MONARCH1400、1300、900、VulcanXC-72R、及びBlackPearls2000等のキャボット社製ファーネスブラック、Ensaco250G、Ensaco260G、Ensaco350G、及びSuperP-Li等のイメリス社製ファーネスブラック、ケッチェンブラックEC-300J、及びEC-600JD等のアクゾ社製ケッチェンブラック、デンカブラックHS-100、FX-35等の電気化学工業社製アセチレンブラック等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 カーボンブラック(C)の含有率は、電波吸収性能の観点から、熱可塑性樹脂組成物を基準(100質量%)として、3質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、7質量%以上であることがさらに好ましい。また、16質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、12質量%以下であることがさらに好ましい。カーボンブラック(C)の含有率は、例えば、3~16質量%、5~15質量%、又は7~12質量%であり得る。
 また、カーボンナノチューブ(B)およびカーボンブラック(C)の含有率比(質量(%)/質量(%))は、カーボンナノチューブ(B)/カーボンブラック(C)=1/2.5~1/20の範囲内であることが好ましく、1/5~1/15の範囲内であることがより好ましい。
<その他任意成分>
 熱可塑性樹脂組成物は、必要に応じて電磁波吸収材料、耐候安定剤、帯電防止剤、染料、顔料、カップリング剤、結晶造核剤、樹脂充填材等のその他任意成分を用いることができる。
 なお、熱可塑性樹脂組成物は、揮発成分を含まないことが好ましい。
 熱可塑性樹脂組成物100質量%中、溶剤や低分子量成分等の揮発成分は5質量%以下であることが好ましく、1質量%以下がより好ましい。
 電磁波吸収材料としては、本発明の効果を損なわない範囲で、カーボンナノチューブ(B)、およびカーボンブラック(C)以外のカーボンナノチューブやカーボンブラック等を含んでもよいが、電磁波吸収性能の点から、電磁波吸収材料100質量%中、カーボンナノチューブ(B)およびカーボンブラック(C)が多いほど好ましく、より好ましくは、50~100質量%、さらに好ましくは70~100質量%、特に好ましくは90~100質量%である。
 カーボンナノチューブ(B)およびカーボンブラック(C)以外の電磁波吸収材料の含有率は、電磁波吸収材料100質量%中、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。
 カーボンナノチューブの分散性が悪い状態であると、実用範囲内の電磁波吸収性能を達成しようとする際に、高添加量が必要となってしまう。しかし高添加になることで透過損失性能は向上するが、電磁波を反射してしまうため、電磁波吸収性能は低下する。
 また、カーボンナノチューブよりも導電性能の劣るカーボンブラックにより電磁波吸収性能を達成しようとする場合には、カーボンナノチューブ以上の高添加が必須となる。これら電磁波吸収材料が樹脂組成物中に高濃度となることで、樹脂組成物の流動性が低下し、分配不良によって成形品における均一な電磁波吸収性能が得られなくなる場合がある。
 しかし本発明の実施形態において、熱可塑性樹脂組成物は、平均直径が1~15nmであるカーボンナノチューブ(B)、及び平均一次粒子径が20~50nmであるカーボンブラック(C)を組み合わせて用い、さらに特定の反射減衰量および透過減衰量の関係を有することで、電磁波吸収材料を高添加量としなくても、成形体が、高い電磁波吸収性能と角度依存性の抑制が可能となった。
<熱可塑性樹脂組成物の製造方法>
 本発明の実施形態である熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、特に限定されるものではない。
 例えば、熱可塑性樹脂(A)と、カーボンナノチューブ(B)、カーボンブラック(C)、さらに必要に応じて添加剤等を加え、ヘンシェルミキサーやタンブラー、ディスパー等で混合しニーダー、ロールミル、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、シュギミキサー、バーティカルグラニュレーター、ハイスピードミキサー、ファーマトリックス、ボールミル、スチールミル、サンドミル、振動ミル、アトライター、バンバリーミキサーのような回分式混練機、二軸押出機、単軸押出機、ローター型二軸混練機等で混合や溶融混練し、ペレット状、粉体状、顆粒状あるいはビーズ状等の形状の樹脂組成物を得ることができる。
 本発明の実施形態では、溶融混練に二軸押出機を用いるのが好ましい。
 本発明の実施形態において、熱可塑性樹脂組成物は、カーボンナノチューブ(B)及びカーボンブラック(C)を比較的高濃度に含有し、成形時に熱可塑性樹脂(A)で希釈して用いられるマスターバッチであってもよいし、カーボンナノチューブ(B)及びカーボンブラック(C)の濃度が比較的低く、熱可塑性樹脂(A)で希釈せずにそのままの組成で成形に供されるコンパウンドであってもよい。添加コストや在庫コスト等の点から、高濃度化できるマスターバッチであることが好ましい。マスターバッチは、取り扱いが容易なペレット状が好ましい。
《成形体》
 成形体は、本発明の実施形態である熱可塑性樹脂組成物から形成され、電磁波吸収体に用いられる。
 成形体は、熱可塑性樹脂組成物であるコンパウンド、またはマスターバッチと希釈樹脂を、通常50℃~350℃に設定した成形機にて溶融混合後に成形体の形状を形成し冷却することで得ることができる。成形機の温度は、熱可塑性樹脂(A)が軟化する温度であれば問題ないが、主成分となる熱可塑性樹脂の軟化点より30℃以上高い温度である。
 成形体の形状は、板状、棒状、繊維、チューブ、パイプ、ボトル、フィルムなどを得ることができることが好ましい。
 成形方法は、例えば、押出成形、射出成形、ブロー成形、圧縮成形、トランスファー成形、T-ダイ成形やインフレーション成形のようなフィルム成形、カレンダー成形、紡糸等を用いることができる。
 本発明の実施形態によれば、熱可塑性樹脂組成物は、カーボンナノチューブ(B)の配向性を高度に制御することが可能であるため、配向性が生じやすい射出成形体や押出成形体であっても高い電磁波吸収性能および角度依存性の抑制に優れた効果を発揮できる。
 成形体のカーボンナノチューブ(B)の含有率は、電波吸収性能の観点から、熱可塑性樹脂組成物を基準(100質量%)として、0.1質量%以上であることが好ましく、0.5質量%以上であることがより好ましく、1質量%以上であることがさらに好ましい。また、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましく、2質量%以下であることがさらに好ましい。カーボンナノチューブ(B)の含有率は、例えば、0.1~5質量%、0.5~5質量%、1~3質量%、又は1~2質量%であり得る。
 また、成形体のカーボンブラック(C)の含有率は、電波吸収性能の観点から、熱可塑性樹脂組成物を基準(100質量%)として、3質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、7質量%以上であることがさらに好ましい。また、16質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、12質量%以下であることがさらに好ましい。カーボンブラック(C)の含有率は、例えば、3~16質量%、5~15質量%、又は7~12質量%であり得る。
 電磁波吸収体は、入射した電磁波のエネルギーを吸収体内部で熱エネルギーに変換し、吸収する。電磁波シールド材とは異なり、電磁波吸収体では、成形体表面で電波を反射することなく、成形体内部で電波を吸収することを目的とする。
 電磁波吸収体は、高速道路の自動料金収受システム(ETC)、または車載レーダーや空港等で防犯チェックとして衣服の下を透視する全身スキャナー、列車のワンマン運転時において、プラットホーム上の監視カメラの映像伝送等に用いられるミリ波レーダー装置、船舶マストのレーダー偽像防止等に用いられる。
 なかでも、本発明の実施形態における熱可塑性樹脂組成物により形成される成形体は、周波数60~90GHz帯のミリ波帯域の電磁波吸収性能にも優れるため、ミリ波レーダー装置にも好適に用いることができる。
 本発明の実施形態の例を以下に挙げる。本発明は、以下に限定されない。
 〔1〕熱可塑性樹脂(A)、平均直径が1~15nmであるカーボンナノチューブ(B)、及び平均一次粒子径が20~50nmであるカーボンブラック(C)を含み、
 下記(i)~(iv)のいずれかを満たし、
 下記式(1)で表されるΔRLが3dB以下、かつ下記式(2)で表されるΔTLが5dB以下である、
 電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物。
 
 (i):熱可塑性樹脂(A)は、温度230℃、荷重2.16kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリオレフィン樹脂(A1)を含む。
 (ii):熱可塑性樹脂(A)は、温度240℃、荷重2.16kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリアミド樹脂(A2)を含む。
 (iii):熱可塑性樹脂(A)は、温度280℃、荷重1.2kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリエステル樹脂(A3)を含む。
 (iv):熱可塑性樹脂(A)は、温度280℃、荷重1.2kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリカーボネート樹脂(A4)を含む。
 
 式(1) ΔRL=|RL(MD)-RL(TD)|
 式(2) ΔTL=|TL(MD)-TL(TD)|
(なお、RL(MD)、RL(TD)は、それぞれ射出成形機により電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物から成形してなる、縦90mm、横110mm、厚さ3mmの成形体を1日静置後に、成形体の厚み方向に対して、周波数76.5GHzの電磁波を、電磁波の電界方向が、射出方向と平行方向(MD方向)、または射出方向と垂直方向(TD方向)に入射させた際の透過減衰量である。
 また、TL(MD)、TL(TD)は、それぞれ射出成形機により電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物から成形してなる、縦90mm、横110mm、厚さ3mmの成形体を1日静置後に、成形体の厚み方向に対して、周波数76.5GHzの電磁波を、電磁波の電界方向が、射出方向と平行方向(MD方向)、または射出方向と垂直方向(TD方向)に入射させた際の反射減衰量である。
 また、成形体の縦が射出方向である。)
 〔2〕前記電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物を基準として、カーボンナノチューブ(B)、およびカーボンブラック(C)の合計含有率は6~18質量%である、〔1〕記載の電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物。例えば、カーボンナノチューブ(B)、およびカーボンブラック(C)の合計含有率は6~15質量%であってよい。
 〔3〕前記電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物を基準として、熱可塑性樹脂(A)の含有率は82~94質量%である、〔1〕又は〔2〕記載の電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物。例えば、熱可塑性樹脂(A)の含有率は85~90質量%であってよい。
 〔4〕前記電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物を基準として、熱可塑性樹脂(A)の含有率は82~94質量%、カーボンナノチューブ(B)の含有率は1~3質量%、カーボンブラック(C)の含有率は5~15質量%である、〔1〕~〔3〕いずれか記載の電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物。例えば、熱可塑性樹脂(A)の含有率は85~90質量%、カーボンナノチューブ(B)の含有率は1~3質量%、カーボンブラック(C)の含有率は5~12質量%であってよい。
 〔5〕〔1〕~〔4〕いずれか記載の電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物から形成してなる成形体。
 本願の開示は、2022年8月3日に出願された特願2022-124303号に記載の主題と関連しており、その全ての開示内容は参照によりここに援用される。
 以下に、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、以下の実施例は本発明を何ら制限するものではない。なお、実施例中の「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を表す。また、表中の配合量は質量%であり、表中の空欄は配合していないことを表す。
 なお、カーボンナノチューブの平均直径、及びカーボンブラックの平均一次粒子径、および熱可塑性樹脂(A)のMFRは次の方法で測定した。
<カーボンナノチューブの平均直径>
 走査型電子顕微鏡(日本電子(JEOL)社製、JSM-6700M))を用いて加速電圧5kVにてカーボンナノチューブを観察し、5万倍の画像(画素数1024×1280)を撮影した。次いで、撮影された画像にて任意のカーボンナノチューブ20個について、各々の短軸長を測定し、それら短軸長の数平均値をカーボンナノチューブの平均直径とした。
<カーボンブラックの平均一次粒子径>
 走査型電子顕微鏡(日本電子(JEOL)社製、JSM-6700M))を用いて加速電圧5kVにてカーボンブラックを観察し、5万倍の画像(画素数1024×1280)を撮影した。次いで、撮影された画像にて任意のカーボンブラック20個について、各々の粒径を測定し、それらの数平均値をカーボンブラックの平均一次粒子径とした。
<熱可塑性樹脂(A)のMFR(メルトマスフローレイト)>
 熱可塑性樹脂(A)のMFRは、東洋精機社製メルトインデクサーを用いて、JIS.K7210に準じ、測定を行った。
 測定は、ポリオレフィン樹脂については温度230℃、荷重2.16kgf、ポリアミド樹脂は温度240℃、荷重2.16kgf、ポリエステル樹脂は温度280℃、荷重1.2kgf、ポリカーボネート樹脂は温度280℃、荷重1.2kgfの条件で測定して求めた。
 実施例で使用した材料は以下のとおりである。
<熱可塑性樹脂(A)>
・(A1-1)プライムポリプロJ107G(プライムポリマー社製ポリプロピレン樹脂)
・(A1-2)プライムポリプロJ106G(プライムポリマー社製ポリプロピレン樹脂)
・(A1-3)サンアロマーPM802A(サンアロマー社製ポリプロピレン樹脂)
・(A2-4)アミランCM1017(東レ社製ナイロン6)
・(A3-5)ジュラネックス700FP(ポリプラスチックス社製ポリブチレンテレフタレート樹脂)
・(A4-6)ユーピロンH3000(三菱エンジニアリングプラスチックス社製ポリカーボネート樹脂)
・(A5-7)サンアロマーPMB60A(サンアロマー社製ポリプロピレン樹脂)
・(A5-8)サンアロマーPM472W(サンアロマー社製ポリプロピレン樹脂)
・(A5-9)結晶性ポリアミド樹脂(240℃×1.2kgfにおけるMFR0.1g/10分以下、300℃×10kgfにおけるMFR60g/10分)
 表1に熱可塑性樹脂(A)の、それぞれの条件におけるMFRをまとめて記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
<カーボンナノチューブ(B)等>
・(B-1)Flotube7000(CNano社製、平均直径6.0nm)
・(B-2)SMW210(SouthWest NanoTechnologies社製、平均直径9.0nm)
・(B-3)CM‐130(Hanhwa Chemical hanos社製、平均直径15.0nm)
・(B’-1)NTP3121(NTP社製、平均直径30.0nm)
<カーボンブラック(C)等>
・(C-1)三菱カーボン#30B(三菱ケミカル社製、平均一次粒子径30nm)
・(C-2)ニテロン#10(日鉄カーボン社製ファーネスブラック、平均一次粒子径39nm)
・(C-3)Ensaco250G(イメリス社製ファーネスブラック、平均一次粒子径45nm)
・(C’-1)三菱カーボン#3030B(三菱ケミカル社製、平均一次粒子径55nm)
・(C’-2)三菱カーボン#900B(三菱ケミカル社製、平均一次粒子径16nm)
(熱可塑性樹脂組成物の製造)
(実施例1)
 熱可塑性樹脂(A1-1)89質量%、カーボンナノチューブ(B-1)1質量%、カーボンブラック(C-1)10質量%となるように混合して溶融混練し、二軸押出機(日本製鋼所社製)にて230℃で押出し、造粒し、熱可塑性樹脂組成物を得た。
(実施例2~14)
 表2、3に示す材料と配合量(質量%)にそれぞれ変更した以外は、実施例1と同様の方法で熱可塑性樹脂組成物を得た。
(実施例15)
 熱可塑性樹脂(A2-4)89質量%、カーボンナノチューブ(B-1)1質量%、カーボンブラック(C-1)10質量%となるように混合して溶融混練し、二軸押出機(日本製鋼所社製)にて280℃で押出し、造粒し、熱可塑性樹脂組成物を得た。
(実施例16)
 熱可塑性樹脂(A3-5)89質量%、カーボンナノチューブ(B-1)1質量%、カーボンブラック(C-1)10質量%となるように混合して溶融混練し、二軸押出機(日本製鋼所社製)にて260℃で押出し、造粒し、熱可塑性樹脂組成物を得た。
(実施例17)
 熱可塑性樹脂(A4-6)89質量%、カーボンナノチューブ(B-1)1質量%、カーボンブラック(C-1)10質量%となるように混合して溶融混練し、二軸押出機(日本製鋼所社製)にて280℃で押出し、造粒し、熱可塑性樹脂組成物を得た。
(比較例1)
 熱可塑性樹脂(A5-7)89質量%、カーボンナノチューブ(B-1)1質量%、カーボンブラック(C-1)10質量%となるように混合して溶融混練し、単軸押出機(日本製鋼所社製)にて230℃で押出し、造粒し、熱可塑性樹脂組成物を得た。
(比較例2、比較例4~10)
 表3、4に示す材料と配合量(質量%)にそれぞれ変更した以外は、比較例1と同様の方法で熱可塑性樹脂組成物を得た。
(比較例3)
 熱可塑性樹脂(A5-9)89質量%、カーボンナノチューブ(B-1)1質量%、カーボンブラック(C-1)10質量%となるように混合して溶融混練し、単軸押出機(日本製鋼所社製)にて280℃で押出し、造粒し、熱可塑性樹脂組成物を得た。
≪熱可塑性樹脂組成物の物性値および評価≫
 得られた熱可塑性樹脂組成物の物性値および評価結果を下記の方法で求めた。結果を表2~4に示す。
<透過減衰量と反射減衰量の測定>
 実施例1~14、比較例1~13により得られた熱可塑性樹脂組成物は、シリンダー設定温度220℃、金型温度40℃の射出成形機(東芝機械社製)にて射出成形し、縦(射出方向)90mm、横(射出方向と垂直の方向)110mm、厚さ3mmの成形体を作製した。
 実施例15、17により得られた熱可塑性樹脂組成物は、シリンダー設定温度280℃、金型温度80℃の射出成形機(東芝機械社製)にて射出成形し、縦(射出方向)90mm、横(射出方向と垂直の方向)110mm、厚さ3mmの成形体を作製した。
 実施例16により得られた熱可塑性樹脂組成物は、シリンダー設定温度260℃、金型温度40℃の射出成形機(東芝機械社製)にて射出成形し、縦(射出方向)90mm、横(射出方向と垂直の方向)110mm、厚さ3mmの成形体を作製した。
 また、成形体の縦が射出方向である。
 得られた成形体を用いて、以下の方法で、電磁波の電界方向が、成形体の射出方向と平行の方向(MD方向)および射出方向と垂直の方向(TD方向)の、反射減衰量RL(TD)、及び透過減衰量TL(TD)を測定した。
 図1は、成形体の厚み方向に対して電磁波を入射させた際、すなわち、電磁波の射出方向に成形体の平面を静置した際、電磁波の照射方向(x)、電界方向(y)、磁界方向(z)であり、1.は透過減衰量TL(MD)、2.は反射減衰量RL(MD)、3.は透過減衰量RL(TD)、4.は反射減衰量RL(TD)の測定概念図である。
 図1の1、2に示すように、得られた成形体を1日静置後に、電磁波の電界方向(図中y方向)が、射出方向と平行方向(MD方向)となる状態での反射減衰量RL(MD)、及び透過減衰量TL(MD)を測定した。
 また、図1の3、4に示すように、得られた成形体を1日静置後に、電磁波の電界方向(図中y方向)が、射出方向と電磁波の電界方向(図中y方向)が垂直方向(TD方向)となる状態での反射減衰量RL(TD)、及び透過減衰量TL(TD)を測定した。
 ミリ波送信装置としては、E8257D+E8257DS12(出力:4dBm)、ミリ波受信装置としてN9030A+M1970V、ホーンアンテナとしてAAHR015(WR15、AET,INC)(すべてキーサイトテクノロジー社製)を用い、温度24.8℃、相対湿度48%の環境下で、得られた成形体について、測定周波数76.5GHzにおける反射減衰量、および透過減衰量を測定した。
 得られた反射減衰量RL(MD)、RL(TD)、及び透過減衰量TL(MD)、TL(TD)をもとに、下記式(1)、(2)より、反射減衰量における入射角度依存性ΔRL、及び透過減衰量における入射角度依存性ΔTLを算出した。
   式(1) ΔRL=|RL(MD)-RL(TD)|
   式(2) ΔTL=|TL(MD)-TL(TD)|
<分散性>
 得られた電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物を、シリンダー設定温度220℃、金型温度40℃のT型成形機(東洋精機製)にて押出成形し、幅10cm×長さ5m×厚み100μmのTダイフィルムを作製した。
 得られたTダイフィルムを光学顕微鏡(キーエンス製)で観察し、100μm以上のブツ個数をカウントし、下記基準で分散性の評価を行った。
[評価基準]
〇(良好):ブツ個数が30個未満
△(実用可):ブツ個数が30個以上、50個未満
×(実用不可):ブツ個数が50個以上
<電磁波吸収性能>
(反射損失RL(MD))
 電磁波吸収性能の指標として、ミリ波周波数帯の反射損失(dB)を以下の方法で測定した。
 ミリ波送信装置として、E8257D+E8257DS12(出力:4dBm)、ミリ波受信装置としてN9030A+M1970V、ホーンアンテナとしてAAHR015(WR15、AET,INC)(すべてキーサイトテクノロジー社製)を用い、温度24.8℃、相対湿度48%の環境下で、実施例及び比較例で得られた成形体について、測定周波数76.5GHzにおける射出方向(MD方向)と電磁波の電界方向(図中y方向)が平行方向となる状態での反射損失を測定した。
 電磁波吸収性能として、反射損失RL(MD)の評価は下記の基準で行った。
[評価基準]
〇(良好):反射損失が-6dB未満
△(実用可):反射損失が-6dB以上、-5dB未満
×(実用不可):反射損失が-5dB以上
(透過損失TL(MD))
 電磁波吸収性能の指標として、ミリ波周波数帯の透過損失(dB)を以下の方法で測定した。
 ミリ波送信装置として、E8257D+E8257DS12(出力:4dBm)、ミリ波受信装置としてN9030A+M1970V、ホーンアンテナとしてAAHR015(WR15、AET,INC)(すべてキーサイトテクノロジー社製)を用い、温度24.8℃、相対湿度48%の環境下で、実施例及び比較例で得られた成形体について、測定周波数76.5GHzにおける射出方向(MD方向)と電磁波の電界方向(図中y方向)が平行方向となる状態での透過損失を測定した。
 電磁波吸収性能として、透過損失TL(MD)の評価は下記の基準で行った。
[評価基準]
〇(良好):透過損失が-15dB未満
△(実用可):透過損失が-15dB以上、-10dB未満
×(実用不可):透過損失が-10dB以上
<入射角度依存性>
 角度依存性は、以下の方法で入射角度依存性により評価を行った。
 ミリ波送信装置として、E8257D+E8257DS12(出力:4dBm)、ミリ波受信装置としてN9030A+M1970V、ホーンアンテナとしてAAHR015(WR15、AET,INC)(すべてキーサイトテクノロジー社製)を用い、温度24.8℃、相対湿度48%の環境下で、実施例及び比較例で得られた成形体について、測定周波数76.5GHzにおける射出方向(MD方向)と電磁波の電界方向(図中y方向)が平行方向となる状態での反射損失、及び透過損失を測定した。
 また、本測定では、電磁波の照射方向に対し、角度が20°となるよう成形体を設置し、測定を行った(図2は透過損失の測定を例とした概念図である)。
入射角度依存性として、反射損失RL(MD)の評価は下記の基準で行った。
[評価基準]
〇(良好):反射損失が-5dB未満
△(実用可):反射損失が-5dB以上、-3dB未満
×(実用不可):反射損失が-3dB以上
 また、入射角度依存性として、透過損失TL(MD)の評価は下記の基準で行った。
[評価基準]
〇(良好):透過損失が-15dB未満
△(実用可):透過損失が-15dB以上、-10dB未満
×(実用不可):透過損失が-10dB以上
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 なお、実施例2~12の熱可塑性樹脂について、熱可塑性樹脂(A1-1)に代えて、それぞれ熱可塑性樹脂(A2-4)、熱可塑性樹脂(A3-5)、熱可塑性樹脂(A4-6)に置き換えて形成した熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂(A1-1)を用いた場合と同様の評価結果であった。
 すなわち、(i)~(iv)のすべての形態における効果が確認された。
 上記の評価結果より、本発明の実施形態による熱可塑性樹脂組成物ならびにそれを用いた成形体は、樹脂組成物としての分散性に優れ、成形体は反射損失と透過損失のいずれも低い優れた電波吸収性能を示し、かつ、入射角度を変えて電磁波を入射した場合においても、安定して電磁波吸収性能を発現することが可能であることより、角度依存性の抑制に優れている結果が確認できた。
 なかでも、ミリ波と呼ばれる特定周波数60~90GHz帯の反射損失および透過損失に優れるため、ミリ波吸収体用成形体としても、好適に用いることができるといえる。

Claims (4)

  1.  熱可塑性樹脂(A)、平均直径が1~15nmであるカーボンナノチューブ(B)、及び平均一次粒子径が20~50nmであるカーボンブラック(C)を含み、
     下記(i)~(iv)のいずれかを満たし、
     下記式(1)で表されるΔRLが3dB以下、かつ下記式(2)で表されるΔTLが5dB以下である、
     電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物。
     
     (i):熱可塑性樹脂(A)は、温度230℃、荷重2.16kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリオレフィン樹脂(A1)を含む。
     (ii):熱可塑性樹脂(A)は、温度240℃、荷重2.16kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリアミド樹脂(A2)を含む。
     (iii):熱可塑性樹脂(A)は、温度280℃、荷重1.2kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリエステル樹脂(A3)を含む。
     (iv):熱可塑性樹脂(A)は、温度280℃、荷重1.2kgfにおけるMFRが5.0~50g/10分である、ポリカーボネート樹脂(A4)を含む。
     
     式(1) ΔRL=|RL(MD)-RL(TD)|
     式(2) ΔTL=|TL(MD)-TL(TD)|
     
    (なお、RL(MD)、RL(TD)は、それぞれ射出成形機により電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物から成形してなる、縦90mm、横110mm、厚さ3mmの成形体を1日静置後に、成形体の厚み方向に対して、周波数76.5GHzの電磁波を、電磁波の電界方向が、射出方向と平行方向(MD方向)、または射出方向と垂直方向(TD方向)に入射させた際の透過減衰量である。
     また、TL(MD)、TL(TD)は、それぞれ射出成形機により電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物から成形してなる、縦90mm、横110mm、厚さ3mmの成形体を1日静置後に、成形体の厚み方向に対して、周波数76.5GHzの電磁波を、電磁波の電界方向が、射出方向と平行方向(MD方向)、または射出方向と垂直方向(TD方向)に入射させた際の反射減衰量である。
     また、成形体の縦が射出方向である。)
  2.  前記電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物を基準として、カーボンナノチューブ(B)、およびカーボンブラック(C)の合計含有率は6~18質量%である、請求項1記載の電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物。
  3.  前記電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物を基準として、熱可塑性樹脂(A)の含有率は82~94質量%、カーボンナノチューブ(B)の含有率は1~3質量%、カーボンブラック(C)の含有率は5~15質量%である、請求項1又は2記載の電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物。
  4.  請求項1~3いずれか1項記載の電磁波吸収体用熱可塑性樹脂組成物から形成してなる成形体。
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