JP2903165B2 - Manufacturing method of incombustible radio wave absorber - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建築構造部材、電波無反射室の壁部材ある
いは電子機器のキャビネット部材等に有用な電波吸収
材、特に軽量で優れた不燃性と電波吸収性能を兼備する
不燃性電波吸収材の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a radio wave absorbing material useful for building structural members, wall members of a radio wave anechoic chamber, cabinet members of electronic equipment, etc. The present invention relates to a method for producing a non-combustible electromagnetic wave absorbing material having both electric wave absorbing performance and electric wave absorbing performance.

（従来の技術〕 近年、高度情報社会の実現に向けて、移動通信分野を
中心に電波の利用が急速に拡大している。また、今日の
マイクロエレクトロニクス技術の革新的進歩に伴って多
様な電子機器が普及している。(Prior art) In recent years, the use of radio waves has been rapidly expanding, mainly in the field of mobile communications, in order to realize an advanced information society, and with the advance of microelectronics technology today, various electronic devices have been developed. Equipment is widespread.

このような背景のもとに、各種の無線機器、電子機器
等から副次的に発生する不要電波によってもたらされる
電磁波障害は年々増大の傾向にあり、このため建造物、
電波暗室あるいは電磁シールド材として良好な電磁環境
（EMC）を付与するに必要な性能の良い電波吸収材の開
発が急がれている。Against this background, electromagnetic interference caused by unnecessary radio waves secondary to various wireless devices and electronic devices tends to increase year by year.
There is an urgent need to develop electromagnetic wave absorbers with good performance required for providing a good electromagnetic environment (EMC) as an anechoic chamber or electromagnetic shield material.

電波吸収材に用いられる材料は、電磁エネルギーを有
効に減衰させる電気損失、磁気損失の大きな物質で構成
することが重要で、従来からこの要件を満たす各種のオ
ーム損失材料、誘電体損失材料、磁気損失材料などが開
発、提供されている。It is important that the materials used for radio wave absorbers be composed of substances with large electrical and magnetic losses that effectively attenuate electromagnetic energy. Conventionally, various ohmic loss materials, dielectric loss materials, Loss materials have been developed and provided.

このうち最も代表的な電波吸収材として、カーボン系
の物質を発泡ウレタン、発泡スチロールのような絶縁性
樹脂材料に保持させたもの、あるいはカーボン材をゴム
やプラスチックに混合したものが知られている。Among these, the most typical radio wave absorbers are those in which a carbon-based material is held in an insulating resin material such as urethane foam or styrene foam, or those in which a carbon material is mixed with rubber or plastic.

しかしながら、上記の電波吸収材はカーボン系物質を
担持結合する材料が樹脂、ゴム等で構成されているた
め、極めて燃え易い材質上の欠点がある。そのうえ、発
泡樹脂材料を使用するタイプのものは、素材が脆弱であ
るためにそれ自体で建築構造部材を形成することができ
ない問題点がある。However, the above-mentioned radio wave absorbing material has a disadvantage in that it is extremely flammable because the material for supporting and bonding the carbon-based substance is made of resin, rubber, or the like. In addition, the type using a foamed resin material has a problem that the building structural member cannot be formed by itself because the material is fragile.

〔発明が解決しようとする課題） このような問題点を解消し、不燃性で強固な組織を有
する電波吸収体として、少なくとも電波吸収材が混入さ
れた発泡無機質素材からなる構造のものが本発明者らに
よって既に提案されている（特願昭63-177830号）。[Problems to be Solved by the Invention] As a radio wave absorber having a non-combustible and strong structure which solves such a problem, the present invention relates to a structure made of a foamed inorganic material mixed with at least a radio wave absorbing material. It has already been proposed by those (Japanese Patent Application No. 63-177830).

発明者らは、前記の先行技術をさらに発展させ、最良
の不燃性電波吸収材を得るための材料組成を解明して本
発明の開発に至ったものである。The inventors have further developed the above-mentioned prior art and clarified the material composition for obtaining the best non-combustible electromagnetic wave absorber, leading to the development of the present invention.

したがって、本発明の目的は、樹脂、ゴム等の可燃性
物質を含まず、軽量で強固な組織と優れた電波吸収性能
を備える不燃性電波吸収材の製造方法を提供するところ
にある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a non-combustible radio wave absorbing material which does not contain a flammable substance such as resin and rubber and has a light and strong structure and excellent radio wave absorbing performance.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は上記目的を達成するため、シリカゾル、セメ
ント系結合材、シリカ化合物、パーライト、アルミニウ
ム化合物からなる無機質発泡結合材と、長さ３〜4mmに
裁断したチョップとしての炭素繊維と、水とからな冬混
合物を主成分とする不燃性電波吸収材の製造方法であっ
て、１を基準量とした場合には、前記無機質発泡結合
材が粉体状のもの580gと、前記無機質発泡結合材を水で
液状にしたもの580ccと、炭素繊維160〜350gとを配合し
て混練機で均一に混練し、この混練物を所望の型中で発
泡させ、ついで、これを乾燥して成形体を得ることを要
旨とするものである。The present invention achieves the above object by using silica sol, cement-based binder, silica compound, perlite, an inorganic foamed binder composed of an aluminum compound, carbon fiber as a chop cut to a length of 3 to 4 mm, and water. A method for producing a non-combustible electromagnetic wave absorber having a winter mixture as a main component, wherein when the reference amount is 1, 580 g of the inorganic foamed binder in powder form and the inorganic foamed binder are used. 580 cc of a liquid made with water and 160 to 350 g of carbon fiber are blended and uniformly kneaded with a kneader, and the kneaded material is foamed in a desired mold, and then dried to obtain a molded body. The gist is that.

本発明に適用される無機質発泡結合材は、シリカおよ
びアルミナの粉末、ゾル等の成分を含む発泡性と不燃性
を備える結合材で、例えばシリカゾル31重量％、セメン
ト系結合材９重量％、シリカ化合物５重量％、パーライ
ト７重量％、アルミニウム化合物48重量％からなる組成
のものが有効に使用される。The inorganic foamed binder applied to the present invention is a foamable and nonflammable binder containing components such as silica and alumina powders and sols. For example, silica sol 31% by weight, cement-based binder 9% by weight, silica A composition composed of 5% by weight of a compound, 7% by weight of pearlite and 48% by weight of an aluminum compound is effectively used.

このうち、セメント系結合材とは、主としてポルトラ
ンドセメントを示し、この他にフライアッシュセメント
やアルミナセメント等が挙げられる。Among them, the cement-based binder mainly indicates Portland cement, and in addition, fly ash cement, alumina cement, and the like.

このうち、シリカ化合物とは、シリカ、珪砂、カオリ
ン、クルク、セリサイト等であり、アルミニウム化合物
とは、アルミナセメント系結合材と金属アルミニウム等
の発泡材の混合系を意味する。Among them, the silica compound is silica, silica sand, kaolin, kuruku, sericite, and the like, and the aluminum compound means a mixed system of an alumina cement-based binder and a foamed material such as metallic aluminum.

この組成においては、アルミニウム化合物成分の作用
により常温で発泡を開始し約１時間後には３〜４倍の体
積に膨潤する。In this composition, foaming starts at room temperature due to the action of the aluminum compound component, and swells to about 3 to 4 times the volume after about 1 hour.

無機質発泡結合材に混合される炭素繊維は導電材とし
て機能するもので、ポリアクリロニトリル系、レーヨン
系、ピッチ系など各種のものを使用することができる。
ただし、用いる炭素繊維は長さを３〜4mmに裁断したチ
ョップとして供するものとする。この理由は、長さがあ
まり短い炭素繊維を使用すると無機質発泡結合材の発泡
が不完全となるうえ、炭素繊維相互の格み合いが不足し
て良好な結合強度が得られなくなり、また長さがあまり
大となると分散混合性が滅為する結果を招くからであ
る。The carbon fiber mixed with the inorganic foamed binder functions as a conductive material, and various types such as polyacrylonitrile, rayon, and pitch can be used.
However, the carbon fiber used is provided as a chop cut to a length of 3 to 4 mm. The reason for this is that if carbon fibers having too short a length are used, the foaming of the inorganic foamed binder will be incomplete, and the carbon fibers will be insufficiently fitted to each other, preventing good bonding strength from being obtained. Is too large, the result is that the dispersion and mixing properties are destroyed.

本発明の不燃性電波吸収材は、液状および粉体の無機
質発泡結合材と炭素繊維とを例えばオムニミキサーのよ
うな混練機で均一に混練し、所望の型中で常温発泡させ
ることによって作成することができる。この際の無機質
発泡結合材と炭素繊維の配合量は、電波吸収特性および
組織強度との兼ね合いで適宜に設定されるが、１を基
準量とした場合には、粉体状の無機質発泡結合材580g
と、液状の無機質発泡結合材580ccと、長さ３〜4mmに裁
断した炭素繊維160〜350gとを配合する場合に最も良好
な特性が得られるのでこの範囲の割合とする。The non-combustible electromagnetic wave absorbing material of the present invention is prepared by uniformly kneading a liquid or powder inorganic foamed binder and carbon fiber with a kneading machine such as an omni mixer and foaming in a desired mold at room temperature. be able to. At this time, the blending amount of the inorganic foaming binder and the carbon fiber is appropriately set in consideration of the radio wave absorption characteristics and the tissue strength. 580g
When 580 cc of a liquid inorganic foamed binder and 160 to 350 g of carbon fiber cut to a length of 3 to 4 mm are blended, the best properties can be obtained.

なお、本発明の不燃性電波吸収材はそのままでも強固
な発泡骨格組織を有するが、同時にポルトランドセメン
ト等の建材成分と混合して一層建築構造部材としての適
性を付与することができる。The incombustible radio wave absorbing material of the present invention has a strong foamed skeleton structure as it is, but can be mixed with a building material component such as Portland cement at the same time to further enhance its suitability as a building structural member.

〔作用〕[Action]

本発明の組成によれば、シリカゾル、セメント系結合
材、シリカ化合物、パーライト、アルミニウム化合物か
らなる無機質発泡結合材が、不燃性で、軽量でありなが
ら剛性のある発泡組織を形成するために機能し、特定の
長さの炭素繊維が好適な電波吸収性能を格み合わせて作
用することにより、３次元的な混入による成形保持材と
しての機能を果たす。According to the composition of the present invention, a silica sol, a cement-based binder, a silica compound, a perlite, and an inorganic foamed binder composed of an aluminum compound function to form a non-combustible, lightweight, but rigid foamed structure. The carbon fiber of a specific length acts as a molding holding material by mixing three-dimensionally by acting on the suitable radio wave absorption performance.

これらの機能が相乗的に作用して、常に吸収する電波
の周波数に適した電波吸収性と不燃性で軽量強固な成形
組織として形成される。そのうえ、組成がシリカゾル、
セメント系結合材、シリカ化合物、パーライト、アルミ
ニウム化合物からなるセラミックス成分と炭素繊維によ
り構成されているから、耐候性が良好で建築構造部材と
して好適な電波吸収材となる。These functions act synergistically to form a non-combustible, lightweight, and strong molded structure that is suitable for the frequency of the radio wave to be absorbed. In addition, the composition is silica sol,
Since it is composed of a carbon fiber and a ceramic component composed of a cement-based binder, a silica compound, a pearlite, and an aluminum compound, it has good weather resistance and is a radio wave absorber suitable as a building structural member.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described in comparison with comparative examples.

実施例１ シリカゾル31重量％、セメント系結合材９重量％、シ
リカ化合物５重量％、パーライト７重量％、アルミニウ
ム化合物48重量％からなる粉体状の無機質発泡結合材58
0g、前記成分を水に懸濁させた液状の無機質発泡結合材
580cc、および直径14.5μm,長さ3.5mmの炭素繊維320g
を、１を基準量として組み合わせて配合し、これをオ
ムニミキサーで均一に混練し、常温で放置した。Example 1 A powdery inorganic foamed binder 58 composed of 31% by weight of silica sol, 9% by weight of cement-based binder, 5% by weight of silica compound, 7% by weight of pearlite, and 48% by weight of aluminum compound
0 g, a liquid inorganic foamed binder in which the above components are suspended in water
580cc, 320g carbon fiber 14.5μm in diameter and 3.5mm in length
Were combined and compounded using 1 as a reference amount, and this was uniformly kneaded with an omni mixer and allowed to stand at room temperature.

なお、セメント系結合材、シリカ化合物、アルミニウ
ム化合物の具体的な内容は前記発明を解決するための手
段の項で述べた通りである。The specific contents of the cement-based binder, the silica compound, and the aluminum compound are as described in the section of the means for solving the invention.

混練物は15分後から発泡を開始し、１時間後に約３倍
の体積に膨潤した。ついで、これを乾燥して成形体を得
た。The kneaded material started foaming after 15 minutes, and swelled to about 3 times the volume after 1 hour. Then, this was dried to obtain a molded body.

得られた成形体は軽量で剛性のある強固な不燃性の発
泡組織を呈するものであった。この成形体につき電波吸
収特性を測定し、第１図に誘電率の周波数特性を、また
第２図に試片の誘電率から電波吸収率を計算した結果
を、第３図にこの電波吸収材を高さ12.5cmのピラミット
状の電波吸収体とした場合の空間電波に対する電波吸収
の実験結果を示した。The obtained molded article had a lightweight, rigid, strong, non-combustible foam structure. FIG. 1 shows the frequency characteristics of the permittivity, FIG. 2 shows the result of calculation of the radio wave absorption rate from the dielectric constant of the test piece, and FIG. 3 shows the radio wave absorption material. The experimental results of radio wave absorption for spatial radio waves when is a pyramid-shaped radio wave absorber with a height of 12.5 cm are shown.

第１図および第２図の結果から、上記成形体は適正な
電波吸収性能を示すことが確認された。From the results shown in FIGS. 1 and 2, it was confirmed that the above-mentioned molded product exhibited proper radio wave absorption performance.

比較例１ 実施例１と同様に、粉体状の無機発泡結合材350g,液
状の無機発泡結合材350cc、および、直径14.5μm,長さ1
mmの炭素繊維145gを、１を基準量として組み合わせて
配合し、前記実施例１と同一条件で混練した。この混練
物を常温で放置したところ、発泡が不完全で正常な発泡
成形体が形成されなかった。Comparative Example 1 As in Example 1, powdery inorganic foamed binder 350 g, liquid inorganic foamed binder 350 cc, diameter 14.5 μm, length 1
145 g of carbon fibers having a length of 1 mm were combined and compounded using 1 as a reference amount and kneaded under the same conditions as in Example 1. When this kneaded material was left at room temperature, foaming was incomplete and a normal foamed molded article was not formed.

この成形体について各周波数における比誘電率（ε
ｒ）および誘電正接（tanδ）を測定し表１に示した。The dielectric constant (ε
r) and the dielectric loss tangent (tan δ) were measured and are shown in Table 1.

実施例２ 実施例１と同一性状の炭素繊維の配合量を160gとした
他は全て前記実施例１と同一条件により成形体を作成し
た。得られた成形体は軽量で剛性のある均一な発泡組織
を備えるものであった。この成形体の誘電率を測定した
ところ、表１に併載したように比較例１のものに比べて
良好な電波吸収特性を示した。Example 2 A molded body was prepared under the same conditions as in Example 1 except that the amount of the carbon fiber having the same properties as in Example 1 was 160 g. The obtained molded article had a lightweight, rigid and uniform foam structure. When the dielectric constant of this molded product was measured, as shown in Table 1, the molded product showed better radio wave absorption characteristics than that of Comparative Example 1.

比較例２ 比較例１の炭素繊維の配合量を85gにした他は全て比
較例１と同一の条件により成形体を作成した。得られた
成形体は発泡組織を備えていたが、その誘電率は表１に
併載したように実施例２に比べて劣るものであった。Comparative Example 2 A molded article was produced under the same conditions as in Comparative Example 1 except that the blending amount of the carbon fibers in Comparative Example 1 was changed to 85 g. Although the obtained molded article had a foamed structure, its dielectric constant was inferior to that of Example 2 as shown in Table 1.

〔発明の効果〕 以上のとおり、本発明により提供される電波吸収体
は、材質的に良好な不燃性、軽量性および剛性を有し、
かつ優れた電波吸収性能を兼備するものである。そのう
え、高価なフエライト成分が不要となるため安価に製造
することができる。 [Effects of the Invention] As described above, the radio wave absorber provided by the present invention has good nonflammability, light weight and rigidity in terms of material,
It also has excellent radio wave absorption performance. In addition, since an expensive ferrite component is not required, it can be manufactured at low cost.

したがって、各種の建築構造部材、電波無反射質の壁
部材、電子機器のキャビネット部材等の電波吸収材料と
して有用性が期待される。Therefore, it is expected to be useful as a radio wave absorbing material such as various building structural members, radio wave non-reflective wall members, and cabinet members of electronic devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

図は実施例１による不燃性電波吸収材の電波吸収特性を
示したもので、第１図は誘電率周波数特性図、第２図は
誘電率を基にした電波吸収体の周波数と反射損失の関係
図、第３図は実際の電波に対する電波吸収率の実験結果
の関係図である。FIG. 1 shows a radio wave absorption characteristic of the non-combustible radio wave absorber according to the first embodiment. FIG. 1 is a dielectric constant frequency characteristic diagram, and FIG. 2 is a graph showing the frequency and reflection loss of the radio wave absorber based on the dielectric constant. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the experimental results of the radio wave absorptivity for actual radio waves.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 壽 東京都調布市飛田給２丁目19番１号 鹿 島建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 鷹野 幹雄 東京都調布市飛田給２丁目19番１号 鹿 島建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 嶋津 忠廣 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 高坂 修一 東京都調布市飛田給２丁目19番１号 鹿 島建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 牟田 紀一郎 東京都調布市飛田給２丁目19番１号 鹿 島建設株式会社技術研究所内 (56)参考文献 特開 平１−298798（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 9/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hisashi Sato 2-9-1-1, Tobita-Shi, Chofu-shi, Tokyo Kashima Construction Co., Ltd. (72) Mikio Takano 2-191-1, Tobita-Shi, Chofu-shi, Tokyo No. Kashima Construction Co., Ltd. Technical Research Institute (72) Inventor Tadahiro Shimazu 1-2-7 Moto-Akasaka, Minato-ku, Tokyo Kashima Construction Co., Ltd. (72) Inventor Shuichi Takasaka 2-191 Tobita Pay, Chofu-shi, Tokyo No. Kashima Construction Co., Ltd. Technical Research Institute (72) Inventor Kiichiro Muta 2-9-1-1, Tobita-Shi, Chofu-shi, Tokyo Kashima Construction Co., Ltd. Technical Research Institute (56) References JP-A-1-298798 (JP, A (58) Fields surveyed (Int. Cl. ⁶ , DB name) H05K 9/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】シリカゾル、セメント系結合材、シリカ化
合物、パーライト、アルミニウム化合物からなる無機質
発泡結合材と、長さ３〜4mmに裁断したチョップとして
の炭素繊維と、水とからなる混合物を主成分とする不燃
性電波吸収材の製造方法であって、１を基準量とした
場合には、前記無機質発泡結合材が粉体状のもの580g
と、前記無機質発泡結合材を水で液状にしたもの580cc
と、炭素繊維160〜350gとを配合して混練機で均一に混
練し、この混練物を所望の型中で発泡させ、ついで、こ
れを乾燥して成形体を得ることを特徴とする不燃性電波
吸収材の製造方法。1. A mixture mainly composed of an inorganic foamed binder comprising silica sol, a cement-based binder, a silica compound, a pearlite, and an aluminum compound, carbon fibers as chops cut to a length of 3 to 4 mm, and water. A method for producing a non-combustible electromagnetic wave absorbing material, wherein when the reference amount is 1, 580 g of the inorganic foamed binder in powder form
And 580 cc of the inorganic foamed binder made liquid with water.
And 160 to 350 g of carbon fiber are blended and uniformly kneaded with a kneading machine, the kneaded product is foamed in a desired mold, and then dried to obtain a molded product. Manufacturing method of radio wave absorber.