JP6328450B2 - 電磁波吸収コーティング剤、コーティング剤が塗布されたシート及びコーティング剤の作製方法 - Google Patents
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Description
水と、
シリコン、アクリル又はウレタンによる水系エマルション若しくは増粘剤と、
磁性体担持コイル状炭素繊維と、
を含有するものとした。
水とアルコール溶剤と界面活性剤とを混合した溶液に、磁性体担持コイル状炭素繊維を混入して、撹拌又は超音波分散をして磁性体担持コイル状炭素繊維を溶液内に均一に分散させる。アルコール系溶剤としては、無機・有機のいずれにも親和性が高く、かつ最終的に蒸発させやすいものが選択される。例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、ter−ブチルアルコール、1−ペンタノール、2−ペンタノール及び3−ペンタノールの少なくともいずれかのCnH2n+1OHの構造式で表されるアルコールを使用することができる。その他、適宜、二価のグリコール類、三価のグリセリン類、その他、多価アルコールを使用することができる。
まず、シリコン、アクリル、ウレタン、エポキシ、ポリエチレン、ポリプロピレン及びバイオプラスチック等を構成するモノマーと水、必要に応じて適切な界面活性剤を混合して、水系エマルション分散系を用意する。ウレタンに関しては、界面活性剤を乳化剤として使用した強制乳化型のエマルションであってもよいし、ウレタン樹脂中に親水基を導入した自己乳化型であってもよい。この際に、必要に応じて、分散性をよくするために、アルコール系溶剤を混合してもよい。アルコール系溶剤としては、前記と同様に無機・有機のいずれにも親和性が高く、かつ最終的に蒸発させやすいものが選択される。例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、ter−ブチルアルコール、1−ペンタノール、2−ペンタノール及び3−ペンタノールの少なくともいずれかのCnH2n+1OHの構造式で表されるアルコールを用いることができる。
磁性体担持コイル状炭素繊維として、長さが10μm〜10mmのカーボンマイクロコイルを用意し、共沈した水酸化ニッケルと水酸化亜鉛と水酸化鉄(III)と用意したコイル状炭素繊維とを、強アルカリ性の反応液の中に沈殿している状態の下、100℃以上で16時間保持した。これにより、結晶化工程によって上記3種の金属の水酸化物が重合した状態から水分子が除去されて安定なスピネル型結晶構造となった、組成比がNixZn1−XFe2O4(X=0より大きく1未満)の磁性酸化物が担持された磁性体担持コイル状炭素繊維を得た。コイル状炭素繊維と、磁性酸化物との重量比は、5:7である。
アクリル系エマルション120gと、上記で得られた磁性体担持コイル状炭素繊維10.24g(エマルション固形分に対して磁性体担持コイル状炭素繊維が10wt%となる質量)と、を撹拌機で30分間、混合、撹拌し、電磁波吸収コーティング剤を得た。この電磁波吸収コーティング剤を150mm(縦)×150mm(横)×1mm(厚さ)のアクリル板の片面に5.80g塗布し、100℃で乾燥、固化した(実施例1)。
反射減衰=20×log10(V1/V0)
測定結果を図2に示す。この測定結果により、比較例1は減衰量のピークが見られないのに対し、実施例1は、ほぼ周波数範囲70~110GHz全体において反射波は減衰していることがわかる。特に95GHz〜100GHzに減衰量のピークが見られることがわかる。
アクリル系エマルション40gと、上記で得られた磁性体担持コイル状炭素繊維8.0g(エマルション固形分に対して磁性体担持コイル状炭素繊維が16wt%となる質量)と、を撹拌機で30分間、混合、撹拌し、電磁波吸収コーティング剤を得た。電磁波吸収コーティング剤をポリエステル不織布の両面に20g塗布し、100℃で乾燥、固化した(実施例2−1)。アクリル系エマルション45gと、上記で得られた磁性体担持コイル状炭素繊維7.8g、フェライト15.8g(磁性体担持コイル状炭素繊維とフェライトが1:2の重量比になる比率)と、を撹拌機で30分間、混合、撹拌し、電磁波吸収コーティング剤を得た。電磁波吸収コーティング剤をポリエステル不織布の両面に20g塗布し、100℃で乾燥、固化した(実施例2−2)。測定結果を図3示す。この測定結果により、フェライトを混合した作製例2のコーティング剤を使用した実施例2−2において、20GHz近傍と、95GHz近傍の2箇所に減衰量のピークが見られることがわかる。
アクリル系エマルション350gと、上記で得られた磁性体担持コイル状炭素繊維30g(エマルション固形分に対して磁性体担持コイル状炭素繊維が10wt%となる質量)と、を撹拌機で30分間、混合し、これを水で薄め、攪拌棒を使って、250mm×250mm×5mmの石英板(厚さ3mm)上(片面)に厚く流し込んだ。その後、100℃で乾燥、固化した(実施例3)。比較例2として、石英板(厚さ3mm)のみのものを用意した。測定結果を図4に示す。この測定結果により、比較例2においては、減衰ピークが見られないのに対し、実施例3において、75GHz近傍と、100GHz近傍の2箇所に減衰量のピークが見られることがわかる。
アクリル系エマルション40gと、上記で得られた磁性体担持コイル状炭素繊維5.12g(エマルション固形分に対して磁性体担持コイル状炭素繊維が10wt%となる質量)と、を撹拌機で30分間、混合、撹拌し、電磁波吸収コーティング剤を得た。電磁波吸収コーティング剤を自動車用生地にコーティング剤を用いて6.1g、膜厚81.1マイクロm塗布し、100℃で乾燥、固化した(実施例4)。コーティング剤がコーティングされたシートの重ね合わせの効果を見るために、実施例4のコーティング膜が成膜された自動車用生地をn回重ねた場合(n=1~4)の電波吸収特性(透過減衰量)を測定した。比較例3として自動車用生地のみのものも測定した。測定方法は、図5に示すように、被測定物シートに平面波(振幅V0)を入射させ、その透過波(振幅V2)より下記式により透過減衰量を求めた。
透過減衰量=20×log10(V2/V0)
測定結果を図6に示す。
この測定結果により、複数枚重ねた方が電波吸収特性は優れており、特に複数枚重ねた場合に70GHz〜100GHzにおいて減衰量の変化が大きいことがわかる。
エポキシエマルション40gと、上記で得られた磁性体担持コイル状炭素繊維7.9gと、を撹拌機で30分間、混合、撹拌し、電磁波吸収コーティング剤を得た。電磁波吸収コーティング剤をコーターにより250mm×300mm×1mm(厚さ)の不織布に6.30g塗布し、その後、110℃で乾燥、固化した。かかるエポキシエマルションにおいても、上記実施形態とほぼ同様の反射減衰量と透過減衰量を得られる。
Claims (4)
- 水と、
アクリル樹脂が分散された水系エマルションと、
NixZn 1−X Fe 2 O 4 (Xは0より大きく1未満)の磁性酸化物が担持された磁性体担持コイル状炭素繊維と、
を含有する電磁波吸収コーティング剤。 - さらに、フェライトを含むことを特徴とする請求項1に記載の電磁波吸収コーティング剤。
- さらに、発泡剤を混合してなることを特徴とする請求項1又は2に記載の電磁波吸収コーティング剤。
- 請求項1から3のいずれか1項に記載の電磁波吸収コーティング剤でコーティングされたことを特徴とするシート。
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