JP2016504471A - レーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明では、熱可塑性樹脂８５重量％から９５重量％、カーボンナノチューブ１重量％から５重量％及びカーボンブラック３重量％から１０重量％を含み、また前記カーボンナノチューブ及びカーボンブラックを３：７から１：７の重量比を含むことにより、優れた機械的物性とともにレーダー保護用として要求される電磁波の反射損失及び透過損失をバランス良く現わすレーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物が提供される。
Description
本発明は、周辺環境からレーダーを保護するとともに、レーダーの信号伝達を阻害しないレーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物に関する。
レーダー（ｒａｄａｒ）は、無線探知と距離測定（ｒａｄｉｏ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ａｎｄ ｒａｎｇｉｎｇ）の略語であって、高周波（１００ｃｍ 以下の波長）程度の電磁波を物体に発射させ、その物体から反射される電磁波を受信して物体との距離、方向、高度などを突き止める無線監視装置である。
レーダーは、初期に標的の探索、位置決め、航海、誘導、爆撃などの軍事用目的として用いられており、技術の発達とともに活用性が拡がり、航空宇宙工学産業で航空機の高度、速度及び位置に関する情報を探知するか、海洋産業で船舶の位置と物体の位置を探索する用途として用いられている。
また、最近、前方の車両を感知して前方車両の速度に合わせて車両速度を制御するＡＣＣ技術と前方車両と自車両の衝突が予測されれば、運転者に警報とともに自動ブレーキを動作させるＣＤＭ技術が普及されることによって、自動車産業にもレーダーが用いられている。
前記のようにレーダー適用産業が発達することによって、レーダーを長期間効果的に用いるためにレーダーの全面にレーダーカバーを装着して周囲環境及び水分からレーダーを保護している。しかし、レーダーの全面に装着しているレーダーカバーはカバー自体による電磁波の損失があり、特にレーダーカバーの表面での電磁波の反射損失（ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｌｏｓｓ）が非常に大きいとの問題がある。
したがって、レーダーカバーは、電磁波反射による損失が小さいながらも透過される電磁波を一定水準にのみ遮蔽できる性能を備えた素材でなければならない。すなわち、適切な電磁波遮蔽機能を有するとともに、反射による反射損失の小さい電磁波遮蔽素材であってこそ、レーダーカバーとして用いることができる。
しかし、一般的にアンテナ製作及び反射度測定、航空機及び船舶のレーダー追跡防止、電子装置の電磁波吸収などに用いられる電磁波遮蔽素材は、導電、誘電及び磁性損失を用いて入射された電磁波エネルギーを吸収して熱に変換することにより、電磁波の強さを効果的に減殺させることができる、すなわち透過損失（ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｌｏｓｓ）が大きい材料である。
したがって、電磁波が反射されて消失することを減少させるとともに、発射（透過）される電磁波の遮蔽率を適正水準に制御して、レーダーの信号伝達を阻害しないレーダーカバー用素材の開発が必要な実情である。
前記のような背景下で、本発明者らは外部環境からレーダーを保護しながらもレーダーの信号伝達を阻害しないレーダーカバー用素材の研究中、熱可塑性樹脂にカーボンナノチューブとカーボンブラックを最適の含量及び最適混合重量比で添加した熱可塑性樹脂組成物が、優れた機械的物性を維持しながらもレーダー信号を阻害しない程度の電磁波の反射損失及び透過損失の特性を有することを確認することによって本発明を完成した。
本発明の目的は、周辺環境からレーダーを保護するとともに、レーダーの信号伝達を阻害しないレーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物を提供することである。
本発明の他の目的は、前記熱可塑性樹脂組成物から製造されて優れた機械的物性とともに、レーダー保護用として要求される電磁波の反射損失及び透過損失を、バランス良く現わすレーダーカバー及びこれを含むレーダーを提供することである。
前記課題を解決するため、本発明の一実施形態によれば、ａ）熱可塑性樹脂８５重量％から９５重量％；ｂ）カーボンナノチューブ１重量％から５重量％；及びｃ）カーボンブラック３重量％から１０重量％を含み、前記カーボンナノチューブ及びカーボンブラックが３：７から１：７の重量比を有することを特徴とするレーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物を提供する。
本発明のまた他の一実施形態によれば、前記熱可塑性樹脂組成物から製造された樹脂を含むレーダーカバー及びこれを含むレーダーを提供する。
本発明のまた他の一実施形態によれば、前記熱可塑性樹脂組成物から製造された樹脂を含むレーダーカバー及びこれを含むレーダーを提供する。
本発明に係るレーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物によって優れた機械的物性とともに、レーダー保護用として要求される電磁波の反射損失及び透過損失をバランス良く現わして、レーダー信号を阻害しないレーダーカバーを製造することができる。
以下、本発明に対する理解を助けるために本発明をさらに詳しく説明する。
本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自分の発明を最良の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるとの原則に即して、本発明の技術的思想に符合する意味と概念に解釈されなければならない。
本発明は、優れた機械的物性とともにレーダーの電磁波信号伝達を阻害しない電磁波の反射損失及び透過損失特性を有するので、レーダーカバー用として有用な熱可塑性樹脂組成物を提供する。
具体的に、本発明の一実施形態による前記レーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物は、ａ）熱可塑性樹脂８５重量％から９５重量％；ｂ）カーボンナノチューブ１重量％から５重量％；及びｃ）カーボンブラック３重量％から１０重量％を含み、前記カーボンナノチューブ及びカーボンブラックが３：７から１：７の重量比を有することを特徴とする。
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
ａ）熱可塑性樹脂
本発明の一実施形態による前記レーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物において、前記熱可塑性樹脂は熱可塑性（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ）を有するものであれば特別な制限なく使用可能である。具体的に、前記熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアルキレンテレフタレート樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなど）、アクリル系樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリスチレン樹脂、シンジオタクチックポリスチレン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、液晶重合体樹脂などを挙げることができ、これらのうちいずれか一つであるか、または２種以上の共重合体または混合物が用いられ得る。
本発明の一実施形態による前記レーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物において、前記熱可塑性樹脂は熱可塑性（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ）を有するものであれば特別な制限なく使用可能である。具体的に、前記熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアルキレンテレフタレート樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなど）、アクリル系樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、ポリスチレン樹脂、シンジオタクチックポリスチレン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、液晶重合体樹脂などを挙げることができ、これらのうちいずれか一つであるか、または２種以上の共重合体または混合物が用いられ得る。
この中でも、前記熱可塑性樹脂はより具体的に機械的強度、耐摩耗、耐熱性及び耐薬品性に優れたポリアミド樹脂（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ ｒｅｓｉｎ）であり得る。
また、前記ポリアミド樹脂は、より具体的に３００℃温度及び１０ｋｇ荷重条件下で５０ｇ／ｍｉｎから６５ｇ／ｍｉｎの溶融指数（ＭＩ）を有するものであり得る。もし、前記ポリアミド樹脂が前記範囲内の溶融指数を有する場合、これを含む熱可塑性樹脂組成物の成形性が優れることがある。
また、前記熱可塑性樹脂は、特に限定されずに当業界に公知となった通常の方法によって製造して用いるか、市販される物質を購入して用いることができる。
また、前記熱可塑性樹脂は、特に限定されずに当業界に公知となった通常の方法によって製造して用いるか、市販される物質を購入して用いることができる。
一例として、前記熱可塑性樹脂としてポリアミド樹脂を製造して用いる場合にはこれに限定されるものではないが、例えば単量体で３員環以上の環状構造のラクタムまたはω−アミノ酸をそれぞれ単独縮重合するか、２種以上を縮重合して製造したものであってもよく、２価酸（ｄｉａｃｉｄｓ）及びジアミンを反応させて製造したものであってもよい。
また、前記ポリアミド樹脂は、ホモポリアミド（ｈｏｍｏｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、コポリアミド（ｃｏｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）またはこれらの混合物であってよく、結晶性、半結晶性、非結晶性またはこれらの混合であってよい。
具体的に、前記ポリアミド樹脂は、ポリアミド３、ポリアミド４、ポリアミド６、ポリアミド７、ポリアミド８、ポリアミド９、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６、６、ポリアミド６、１０のような結晶性脂肪族ポリアミド；テレフタル酸及びイソフタル酸とヘキサメチレンジアミンとの共重合体のような非結晶性コポリアミド；またはポリメタキシレンアジポアミドのような芳香族ポリアミドなどであり得るが、これに限定されるものではない。
一方、前記熱可塑性樹脂は、前記レーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物内に８５重量％から９５重量％で含まれ得る。もし、前記熱可塑性樹脂が８５重量％未満で含まれる場合、これを含む熱可塑性樹脂組成物の成形性及び機械的物性が低下することができ、また９５重量％を超過して含まれる場合には、相対的に後述するカーボンナノチューブ及びカーボンブラックの量が減って目的とする電磁波遮蔽の効果を得ることができないことがある。より具体的には、前記熱可塑性樹脂は、９０重量％から９５重量％で含まれ得る。
ｂ）カーボンナノチューブ
本発明の一実施形態による前記レーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物において、前記カーボンナノチューブ（ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ）は前記熱可塑性樹脂の衝撃強度及び引張強度を改善させるとともに、反射損失を低下させる役割を担う。また、前記カーボンナノチューブは、電磁波が加えられたとき、誘電損失（またはエネルギー変換損失）が向上するため、電磁波に対して優れた多重吸収性能を現わし得る。
本発明の一実施形態による前記レーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物において、前記カーボンナノチューブ（ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ）は前記熱可塑性樹脂の衝撃強度及び引張強度を改善させるとともに、反射損失を低下させる役割を担う。また、前記カーボンナノチューブは、電磁波が加えられたとき、誘電損失（またはエネルギー変換損失）が向上するため、電磁波に対して優れた多重吸収性能を現わし得る。
前記カーボンナノチューブは、炭素等が丸い円を成しながら長い円筒状に長く成長した微細な分子を意味するものであって、１個の炭素原子が３個の他の炭素原子と結合した六角形蜂の巣状の中が空いているチューブ型構造である。
また、前記カーボンナノチューブは、０．５ｎｍから１０ｎｍの平均内径を有するものであり得、好ましくは１ｎｍから５ｎｍの平均内径を有するものであり得る。
また、前記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブからなる群より選択される１種以上のものであり得るが、これに限定されるものではない。
一方、前記カーボンナノチューブは、熱可塑性樹脂組成物の反射損失を低下させる反面、その含量が多すぎる場合、透過損失を増加させる恐れがある。これによって、前記カーボンナノチューブの含量は、熱可塑性樹脂組成物の反射損失及び透過消失を考慮して適宜制御されるのが好ましい。具体的に、前記レーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物内に１重量％から５重量％で含まれ得、より具体的には１重量％から３重量％で含まれるものであり得る。もし、前記カーボンナノチューブが１重量％未満で含まれる場合、これを含む前記熱可塑性樹脂組成物の反射損失の減少効果が僅かであり得、カーボンナノチューブが５重量％を超過して含まれる場合には、電磁波の透過損失が過度に上昇するか、相対的に後述するカーボンブラックの量が減って目的とする程度の電磁波の透過損失を得られないことがある。
ｃ）カーボンブラック
本発明の一実施形態による前記レーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物において、前記カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ）は前記熱可塑性樹脂の衝撃強度及び引張強度を改善させるとともに、電磁波の透過損失を低下させる役割が可能である。
前記カーボンブラックは、微細な炭素粉末を意味するものであって、１０μｍから２００μｍの平均粒子の大きさ（Ｄ50）を有する球状の炭素粉末であり得る。
本発明の一実施形態による前記レーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物において、前記カーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ）は前記熱可塑性樹脂の衝撃強度及び引張強度を改善させるとともに、電磁波の透過損失を低下させる役割が可能である。
前記カーボンブラックは、微細な炭素粉末を意味するものであって、１０μｍから２００μｍの平均粒子の大きさ（Ｄ50）を有する球状の炭素粉末であり得る。
本発明において、カーボンブラックの平均粒子の大きさ（Ｄ50）は、粒子大きさ分布の５０％基準における粒子の大きさとして定義することができる。また、前記カーボンブラックの平均粒子の大きさ（Ｄ50）は、例えば、レーザー回折法（ｌａｓｅｒ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ）を用いて測定することができ、より具体的には、前記カーボンブラックを溶媒に分散させた後、市販されるレーザー回折粒度測定装置（例えば、Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ ３０００）に導入して約２８ｋＨｚの超音波を出力６０Ｗで照射した後、測定装置における粒子大きさ分布の５０％基準における平均粒子の大きさ（Ｄ50）を算出することができる。
一方、前記カーボンブラックは、前記レーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物内に３重量％から１０重量％で含まれ得る。もし、前記カーボンブラックが３重量％未満で含まれる場合、これを含む前記熱可塑性樹脂組成物の電磁波の透過損失の減少効果が僅かであり得、カーボンブラックが１０重量％を超過して含まれる場合には、反射損失が過度に上昇するか、相対的に前記カーボンナノチューブの量が減って目的とする程度の反射損失低下の効果を得られないことがある。より具体的には、前記カーボンブラックは、５重量％から７重量％で含まれ得る。
本発明の一実施形態による前記レーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物は、前記構成成分等をそれぞれの最適含量範囲で含むとともに、前記ｂ）カーボンナノチューブと、ｃ）カーボンブラックを３：７から１：７の混合重量比で含む。もし、前記ｂ）カーボンナノチューブと、ｃ）カーボンブラックの混合重量比が前記範囲を外れてカーボンナノチューブの含量が多すぎる場合、透過損失が増加する恐れがある。また、カーボンナノチューブとカーボンブラックとの混合重量比が前記範囲を外れてカーボンブラックの含量が多すぎる場合、反射損失が増加する恐れがある。このように前記混合重量比を満たさない場合、反射損失と透過損失が適切な均衡を維持することができず、いずれか一つにかたよることとなり、その結果、レーダーの信号伝達を阻害し得る。より具体的に、前記ｂ）カーボンナノチューブと、ｃ）カーボンブラックは、１：３から１：７の重量比を、よりさらに具体的には１：７の重量比を有するものであり得る。
また、本発明の一実施形態による前記レーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物は、前記ａ）ポリアミド樹脂１００重量部に対して、ｂ）カーボンナノチューブを１から５重量部、及びｃ）カーボンブラックを５から８重量部で含むものであり得る。より具体的には、前記ポリアミド樹脂：カーボンナノチューブ：カーボンブラックを０．９２：０．０１：０．０７の重量比で含むものであり得る。
本発明のまた他の一実施形態によれば、前記熱可塑性樹脂組成物を用いて製造された樹脂、またこれを含む成形品としてレーダーカバー、さらに前記レーダーカバーを含むレーダーをそれぞれ提供する。
本発明の一実施形態による熱可塑性樹脂組成物を用いて製造された樹脂及びこれを含むレーダーカバーは、２ｄＢから９ｄＢ範囲の反射損失及び３ｄＢから１２ｄＢ範囲の電磁波の透過損失（ＥＭＩ ＳＥ）を有するものであり得る。このように、レーダー保護用として要求される電磁波の反射損失及び透過損失をバランス良く現わすことにより、レーダーの信号伝達を阻害しないことができる。より具体的には、前記樹脂及びレーダーカバーは、３ｄＢから６ｄＢ範囲の反射損失特性及び３ｄＢから５ｄＢの電磁波の透過損失を有するものであり得る。
以下、下記実施例及び実験例によって本発明をより詳しく説明する。しかし、下記実施例及び実験例は、本発明を例示するためのものであって、これらだけに本発明の範囲が限定されるものではない。
以下、実施例及び比較例で用いた物質は次の通りである。
１）ポリアミド樹脂：３００℃温度及び１０ｋｇ荷重条件下で溶融指数（ＭＩ）が６０ｇ／ｍｉｎである結晶性ポリアミド
２）ポリカーボネート：重量平均分子量（Ｍｗ）＝２１,０００ｇ／ｍｏｌ、ガラス転移温度（Ｔｇ）＝１５０℃
３）ポリブチレンテレフタレート：Ｍｗ＝２４,０００ｇ／ｍｏｌ、Ｔｇ＝６５℃
４）ポリフェニレンスルフェート：Ｍｗ＝２１,０００ｇ／ｍｏｌ、Ｔｇ＝９０℃
５）カーボンナノチューブ：平均内径２ｎｍである二層カーボンナノチューブ
６）カーボンブラック：平均粒子の大きさ（Ｄ50）５０μｍ
１）ポリアミド樹脂：３００℃温度及び１０ｋｇ荷重条件下で溶融指数（ＭＩ）が６０ｇ／ｍｉｎである結晶性ポリアミド
２）ポリカーボネート：重量平均分子量（Ｍｗ）＝２１,０００ｇ／ｍｏｌ、ガラス転移温度（Ｔｇ）＝１５０℃
３）ポリブチレンテレフタレート：Ｍｗ＝２４,０００ｇ／ｍｏｌ、Ｔｇ＝６５℃
４）ポリフェニレンスルフェート：Ｍｗ＝２１,０００ｇ／ｍｏｌ、Ｔｇ＝９０℃
５）カーボンナノチューブ：平均内径２ｎｍである二層カーボンナノチューブ
６）カーボンブラック：平均粒子の大きさ（Ｄ50）５０μｍ
実施例１
ポリアミド樹脂９４ｇ、カーボンナノチューブ（多層カーボンナノチューブ）１ｇ及びカーボンブラック５ｇを均一に混合した後、二軸圧出機と射出機を用いて平板型のレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片（厚さ：３ｍｍ）を製造した。
ポリアミド樹脂９４ｇ、カーボンナノチューブ（多層カーボンナノチューブ）１ｇ及びカーボンブラック５ｇを均一に混合した後、二軸圧出機と射出機を用いて平板型のレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片（厚さ：３ｍｍ）を製造した。
実施例２
ポリアミド樹脂９２ｇ、カーボンナノチューブ１ｇ及びカーボンブラック７ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
ポリアミド樹脂９２ｇ、カーボンナノチューブ１ｇ及びカーボンブラック７ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
実施例３
ポリアミド樹脂９０ｇ、カーボンナノチューブ３ｇ及びカーボンブラック７ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
ポリアミド樹脂９０ｇ、カーボンナノチューブ３ｇ及びカーボンブラック７ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
比較例１
ポリアミド樹脂９４ｇ及びカーボンナノチューブ６ｇを用い、カーボンブラックを用いないことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
ポリアミド樹脂９４ｇ及びカーボンナノチューブ６ｇを用い、カーボンブラックを用いないことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
比較例２
ポリアミド樹脂９０ｇ及びカーボンナノチューブ１０ｇを用い、カーボンブラックを用いないことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
ポリアミド樹脂９０ｇ及びカーボンナノチューブ１０ｇを用い、カーボンブラックを用いないことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
比較例３
ポリアミド樹脂９４ｇ及びカーボンブラック６ｇを用い、カーボンナノチューブを用いないことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
ポリアミド樹脂９４ｇ及びカーボンブラック６ｇを用い、カーボンナノチューブを用いないことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
比較例４
ポリアミド樹脂９０ｇ及びカーボンブラック１０ｇを用い、カーボンナノチューブを用いないことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
ポリアミド樹脂９０ｇ及びカーボンブラック１０ｇを用い、カーボンナノチューブを用いないことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
比較例５
ポリアミド樹脂９１ｇ、カーボンナノチューブ（多層カーボンナノチューブ）３ｇ及びカーボンブラック６ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
ポリアミド樹脂９１ｇ、カーボンナノチューブ（多層カーボンナノチューブ）３ｇ及びカーボンブラック６ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
比較例６
ポリアミド樹脂９０ｇカーボンナノチューブ（多層カーボンナノチューブ）１ｇ及びカーボンブラック９ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
ポリアミド樹脂９０ｇカーボンナノチューブ（多層カーボンナノチューブ）１ｇ及びカーボンブラック９ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
比較例７
ポリアミド樹脂８６ｇ、カーボンナノチューブ（多層カーボンナノチューブ）２ｇ及びカーボンブラック１２ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
ポリアミド樹脂８６ｇ、カーボンナノチューブ（多層カーボンナノチューブ）２ｇ及びカーボンブラック１２ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
比較例８
ポリアミド樹脂９６ｇ、カーボンナノチューブ（多層カーボンナノチューブ）０．５ｇ及びカーボンブラック３．５ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
ポリアミド樹脂９６ｇ、カーボンナノチューブ（多層カーボンナノチューブ）０．５ｇ及びカーボンブラック３．５ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
比較例９
ポリアミド樹脂８７ｇ、カーボンナノチューブ（多層カーボンナノチューブ）１ｇ及びカーボンブラック１２ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
ポリアミド樹脂８７ｇ、カーボンナノチューブ（多層カーボンナノチューブ）１ｇ及びカーボンブラック１２ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
比較例１０
ポリアミド樹脂８７．５ｇ、カーボンナノチューブ（多層カーボンナノチューブ）０．５ｇ及びカーボンブラック１２ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
ポリアミド樹脂８７．５ｇ、カーボンナノチューブ（多層カーボンナノチューブ）０．５ｇ及びカーボンブラック１２ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
比較例１１
ポリアミド樹脂９２ｇ、カーボンナノチューブ（多層カーボンナノチューブ）７ｇ及びカーボンブラック１ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
ポリアミド樹脂９２ｇ、カーボンナノチューブ（多層カーボンナノチューブ）７ｇ及びカーボンブラック１ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
比較例１２
ポリアミド樹脂９５ｇ及びカーボンナノファイバー５ｇを用い、カーボンナノチューブ及びカーボンブラックを用いないことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
ポリアミド樹脂９５ｇ及びカーボンナノファイバー５ｇを用い、カーボンナノチューブ及びカーボンブラックを用いないことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
比較例１３
ポリアミド樹脂９２ｇ、カーボンナノチューブ１ｇ及びカーボンナノファイバー７ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
ポリアミド樹脂９２ｇ、カーボンナノチューブ１ｇ及びカーボンナノファイバー７ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
比較例１４
ポリアミド樹脂９２ｇ、カーボンブラック７ｇ及びカーボンナノファイバー１ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
ポリアミド樹脂９２ｇ、カーボンブラック７ｇ及びカーボンナノファイバー１ｇを用いたことを除いては、前記実施例１と同じ方法を介してレーダーカバー用熱可塑性樹脂試片を製造した。
下記表１で、前記実施例及び比較例の各試片を製造するために用いられた物質及び含量を示した。
実験例１
前記実施例及び比較例で製造した各試片の機械的物性、電磁波の反射損失及び透過損失を比較分析するため、下記の方法によって各特性を測定した。結果を下記表２で示した。
前記実施例及び比較例で製造した各試片の機械的物性、電磁波の反射損失及び透過損失を比較分析するため、下記の方法によって各特性を測定した。結果を下記表２で示した。
（１）反射損失及び透過損失：各試片をＡＳＴＭ Ｄ４９３５に基づいて電磁波の反射損失及び透過損失を測定した。
詳しくは、反射損失は前記実施例及び比較例で製造した各試片（厚さ３ｍｍ）に対して３０ＭＨｚから１５００ＭＨｚの電磁波を照射した後、試片の表面から反射されて出る信号強さと照射時の信号強さとの差から求めた。
また、透過損失は、前記実施例及び比較例で製造した各試片（厚さ３ｍｍ）に対して３０ＭＨｚから１５００ＭＨｚの電磁波を照射した後、試片を通過して出る信号強さと照射時の信号強さとの差から求めた。
（２）引張強度：各試片をＡＳＴＭ Ｄ６３８に基づいて引張強度を測定した。
（３）衝撃強度：各試片をＡＳＴＭ Ｄ２５６に基づいて衝撃強度を測定した。
（４）表面抵抗：各試片をＡＳＴＭ Ｄ２５７に基づいて表面抵抗を測定した。
詳しくは、反射損失は前記実施例及び比較例で製造した各試片（厚さ３ｍｍ）に対して３０ＭＨｚから１５００ＭＨｚの電磁波を照射した後、試片の表面から反射されて出る信号強さと照射時の信号強さとの差から求めた。
また、透過損失は、前記実施例及び比較例で製造した各試片（厚さ３ｍｍ）に対して３０ＭＨｚから１５００ＭＨｚの電磁波を照射した後、試片を通過して出る信号強さと照射時の信号強さとの差から求めた。
（２）引張強度：各試片をＡＳＴＭ Ｄ６３８に基づいて引張強度を測定した。
（３）衝撃強度：各試片をＡＳＴＭ Ｄ２５６に基づいて衝撃強度を測定した。
（４）表面抵抗：各試片をＡＳＴＭ Ｄ２５７に基づいて表面抵抗を測定した。
前記表２で示すように、本発明に係る熱可塑性樹脂組成物から製造された実施例１から３の熱可塑性樹脂は、比較例１から１４で製造した熱可塑性樹脂試片と比べて、同等水準の機械的特性及び表面抵抗特性を維持しながらも、レーダー保護用として要求される電磁波の反射損失及び透過損失をバランス良く現わした。
具体的に、本発明に係る熱可塑性樹脂組成物において熱可塑性樹脂とともにカーボンナノチューブ及びカーボンブラックをとともに含む実施例１から３の熱可塑性樹脂試片は、カーボンナノチューブとカーボンブラックのうちいずれか一つのみを含む熱可塑性樹脂試片（比較例１から４）と比べて、電磁波の反射損失または透過損失特性のうちいずれか一つにかたよらずに適切な均衡を維持する特性を現わすことを確認した。
また、本発明に係る熱可塑性樹脂組成物において、熱可塑性樹脂とともにカーボンナノチューブ及びカーボンブラックを含み、またそのそれぞれの含量条件を満たしても、カーボンナノチューブとカーボンブラックの混合重量比の条件を満たさない場合（比較例５及び６）には、電磁波の反射損失または透過損失特性のうち一方にかたよる効果を奏した。
また、本発明に係る熱可塑性樹脂組成物において、熱可塑性樹脂とともにカーボンナノチューブ及びカーボンブラックを含み、前記カーボンナノチューブとカーボンブラックを混合重量比の条件を満たす混合比で含んでいても、それぞれの含量条件を満たさない場合（比較例７及び８）にも電磁波の反射損失または透過損失特性のうち一方にかたよる効果を奏しており、各構成成分の含量範囲の条件及びカーボンナノチューブとカーボンブラックの混合重量比の条件を全て満たさない場合（比較例９、１０、１１）もまた、電磁波の反射損失または透過損失特性のうち一方にかたよる効果を奏した。
一方、本発明に係る熱可塑性樹脂組成物において、カーボンナノチューブまたはカーボンブラックの代わりに、カーボンナノファイバーのみを単独に用いる場合（比較例１２）、カーボンナノファイバーをカーボンナノチューブと７：１の混合重量比で混合して用いる場合（比較例１３）、そしてカーボンナノファイバーをカーボンブラックと１：７の混合重量比で混合して用いる場合（比較例１４）のいずれも電磁波の反射損失または透過損失特性のうち一方にかたよる効果を奏した。
このような結果から、本発明に係る熱可塑性樹脂、カーボンナノチューブ及びカーボンブラックを最適含量及び混合重量比で含む熱可塑性樹脂組成物から製造された熱可塑性樹脂は、優れた機械的物性を維持しながらもレーダーカバー用として要求される電磁波の反射損失及び透過損失条件をバランス良く現わすことによりレーダーカバー用として適用され、周辺環境からレーダーを保護するだけでなく、反射されて入ってくる電磁波信号を容易に受け入れることができ、透過される電磁波を一定水準のみ遮蔽してレーダーの信号伝達を阻害しないことが分かる。
実験例２
多様な熱可塑性樹脂における改善効果を観察するため、下記表３に記載された熱可塑性樹脂を用いることを除いては、前記実施例２と同じ方法で行って熱可塑性樹脂試片を製造した。製造した熱可塑性樹脂試片に対して前記実験例１と同じ方法で機械的物性、電磁波の反射損失及び透過損失を測定した。その結果を下記表３で示しており、効果の比較のために前記実施例２で製造した熱可塑性樹脂試片の測定結果を共に記載した。
多様な熱可塑性樹脂における改善効果を観察するため、下記表３に記載された熱可塑性樹脂を用いることを除いては、前記実施例２と同じ方法で行って熱可塑性樹脂試片を製造した。製造した熱可塑性樹脂試片に対して前記実験例１と同じ方法で機械的物性、電磁波の反射損失及び透過損失を測定した。その結果を下記表３で示しており、効果の比較のために前記実施例２で製造した熱可塑性樹脂試片の測定結果を共に記載した。
前記表３で示すように、多様な熱可塑性樹脂を用いた場合にも優れた機械的物性とともにレーダー保護用として要求される電磁波の反射損失及び透過損失をバランス良く現わすことを確認した。
本発明に係るレーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物は、優れた機械的物性とともに、レーダー保護用として要求される電磁波の反射損失及び透過損失をバランス良く現わしてレーダー信号を阻害しないレーダーカバーの製造に有用である。
Claims (12)
- レーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物であって、
ａ）８５重量％から９５重量％の熱可塑性樹脂と、
ｂ）１重量％から５重量％のカーボンナノチューブと、及び
ｃ）３重量％から１０重量％のカーボンブラックとを含んでなり、
前記ｂ）カーボンナノチューブと前記ｃ）カーボンブラックとの重量比が、３：７から１：７であることを特徴とする、レーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物。 - 前記ａ）熱可塑性樹脂が、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアルキレンテレフタレート樹脂、アクリル系樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンスルファイド、ポリオレフィン、ポリスチレン樹脂、シンジオタクチックポリスチレン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、液晶重合体樹脂及びこれらの共重合体からなる群より選択される何れか一種又は二種以上の混合物を含むことを特徴とする、請求項１に記載のレーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物。
- 前記ａ）熱可塑性樹脂が、３００℃の温度と、及び、１０ｋｇ荷重条件下で５０ｇ／ｍｉｎから６５ｇ／ｍｉｎの溶融指数とを有するポリアミド樹脂であることを特徴とする、請求項１に記載のレーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物。
- 前記ａ）熱可塑性樹脂が、結晶性ポリアミド、半結晶性ポリアミド、及び非結晶性ポリアミドからなる群より選択される何れか一種又は二種以上の混合物を含むことを特徴とする、請求項１に記載のレーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物。
- 前記ｂ）カーボンナノチューブが、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブからなる群より選択される何れか一種又は二種以上の混合物を含んでなることを特徴とする、請求項１に記載のレーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物。
- 前記ｂ）カーボンナノチューブが、０．５ｎｍから１０ｎｍの平均内径を有することを特徴とする、請求項１に記載のレーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物。
- 前記ｃ）カーボンブラックが、１０μｍから２００μｍの平均粒子の大きさ（Ｄ50）を有する球状の炭素粒子であることを特徴とする、請求項１に記載のレーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物。
- 前記ｂ）カーボンナノチューブと前記ｃ）カーボンブラックとの重量比が、１：３から１：７であることを特徴とする、請求項１に記載のレーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物。
- 前記熱可塑性樹脂組成物が、前記ａ）熱可塑性樹脂１００重量部に対して、１から５重量部の前記ｂ）カーボンナノチューブと、及び、５から８重量部の前記ｃ）カーボンブラックとを含むことを特徴とする、請求項１に記載のレーダーカバー用熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項１〜９の何れか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物を含んでなる樹脂を備えてなる、レーダーカバー。
- 前記樹脂が、２ｄＢから９ｄＢ範囲の電磁波の反射損失と、及び、
３ｄＢから１２ｄＢ範囲の電磁波の透過損失とを有することを特徴とする、請求項１０に記載のレーダーカバー。 - 請求項１０に記載のレーダーカバーを備えてなる、レーダー。
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