电磁波吸收片材及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种电磁波吸收片材，其中，该片材包含导电性短纤维和绝缘材料，并且显示在一个方向特别强的电波吸收性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电磁波吸收片材及其制造方法
本专利技术涉及电磁波吸收片材。
技术介绍
随着高度信息化社会的发展、多媒体社会的到来，由电子设备产生的电磁波对其他设备以及人体产生不良影响的电磁波损害逐渐成为巨大的社会问题。电磁波环境不断恶化的情况下，提供了吸收分别与之对应的电磁波的各种电磁波吸收片材(参照日本特开2004-140335号公报)。例如，关于电磁波吸收，提出有使用铁氧体等的电磁波吸收体、使用炭黑等的电磁波吸收体等。然而，这些电磁波吸收体只不过仅在特定的吸收波长区域吸收，无法应对广阔的波长区域。例如，使用铁氧体等的电磁波吸收体吸收数GHz的频带，但对于数十GHz的频带无法吸收。另一方面，使用炭黑等的电磁波吸收体可在数十GHz吸收，但很难说适合于数GHz的频带的吸收。实际中，为了使电磁波吸收体满足所期望的吸收频率和该频率下的最大吸收量等条件，采用从多种电波吸收体适当选定的方法等，难以供于实用。此外，要求高效率和大容量的发电机、电动机、逆变器、变换器、印刷基板、电缆等高频设备不断小型化、轻量化，需要可耐受因流通高频大电流而导致的导线发热的耐热性高的电磁波吸收材料。特别是施加高电压的逆变器、电动机等电气/电子设备中，设备的温度上升也变大，因此要求耐热性高的材料。此外，高频设备不断小型化、轻量化，特别是在电磁波发生源附近，具有特定方向性发出辐射的电磁波增多，需要即使是小型、轻量也在特定方向显示强电磁波吸收性的电磁波吸收片材。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供耐热性高且更轻量的电磁波吸收片材，其可吸收高频且宽范围的电磁波。本专利技术人等为了解决上述课题而进行了认真探讨，结果发现，利用下述电磁波吸收片材和以使所述电磁波吸收片材非对称且沿不同方向重叠为特征的电磁波吸收多层片材，可解决上述的课题，从而完成了本专利技术；所述电磁波吸收片材包含导电性短纤维和绝缘材料且显示在一个方向特别强的(无线)电波吸收性。本专利技术的一个实施方式是电磁波吸收片材，其包含导电性短纤维和绝缘材料，且显示在一个方向特别强的电波吸收性。优选的是，关于电磁波吸收片材，频率范围为14～20GHz的电磁波的至少一个方向的电磁波吸收率为99%以上。此外，所述绝缘材料优选为聚间苯二甲酰间苯二胺。此外，优选的是，关于电磁波吸收片材，在300℃热处理30分钟后的频率5GHz下的电磁波吸收率相对于热处理前的电磁波吸收率的至少一个方向的变化率为10%以下，更优选为1%以下。此外，优选的是，所述包含导电性短纤维和绝缘材料的片材进行了取向。进而，本专利技术的另一实施方式是所述电磁波吸收片材的制造方法，其中，使包含导电性短纤维和绝缘材料的片材沿一个方向移动，同时降低空隙率。进而，本专利技术的另一实施方式是使所述电磁波吸收片材沿不同方向且非对称地重叠而成的电磁波吸收多层片材。优选的是，使所述电磁波吸收片材沿正交方向且非对称地重叠而成的电磁波吸收多层片材。优选的是，使所述电磁波吸收片材重叠后进行压制加工而成的电磁波吸收多层片材。优选的是，使所述电磁波吸收片材重叠后进行加热压制加工而成的电磁波吸收多层片材。此外，优选的是，关于电磁波吸收多层片材，频率范围为14～20GHz的电磁波的至少一个方向的电磁波吸收率为99%以上。进一步优选的是，频率范围为6～20GHz的电磁波的至少一个方向的电磁波吸收率为99%以上。此外，优选的是，关于电磁波吸收多层片材，在300℃热处理30分钟后的频率5GHz下的电磁波吸收率相对于热处理前的电磁波吸收率的至少一个方向的变化率为10%以下，更优选为1%以下。进而，本专利技术的另一实施方式是电气/电子线路，其中，安装有所述电磁波吸收片材或所述电磁波吸收多层片材。进而，本专利技术的另一实施方式是电缆，其中，安装有所述电磁波吸收片材或所述电磁波吸收多层片材。以下，对本专利技术进行详细说明。具体实施方式(导电性短纤维)作为本专利技术中使用的导电性短纤维，可列举为具有宽范围的导电性的纤维物（从具有约10-1Ω･cm以下的体积电阻率的导体至具有约10-1～108Ω･cm的体积电阻率的半导体）且纤维直径与纤维长度的关系以下式表示的导电性短纤维；100≤纤维长度/纤维直径≤20000。作为这样的导电性短纤维，可列举例如金属纤维、碳纤维等具有均质的导电性的材料、或者金属镀层纤维、金属粉末混合纤维、炭黑混合纤维等导电材料与非导电材料混合而作为整体显示导电性的材料，但并不仅限于这些例子。其中，本专利技术中优选使用碳纤维。本专利技术中使用的碳纤维优选为将纤维状有机物在惰性气氛中高温煅烧并碳化而得的材料。一般来说，碳纤维大致分为将聚丙烯腈(PAN)纤维煅烧而得的材料和将沥青纺纱后煅烧而得的材料，除此之外，还有将人造丝或苯酚等的树脂纺纱后煅烧而制造的材料，这些也可在本专利技术中使用。还可以在煅烧前用氧等进行氧化交联处理，防止煅烧时的熔断。本专利技术中使用的导电性短纤维的纤维长度选自1mm～20mm的范围。导电性短纤维的选择中，更优选使用导电性高且在后述的湿式抄造法中显示良好的分散的材料。此外，沿一个方向降低空隙率时，导电性短纤维变形、断裂，从而形成感应器，可获得吸收高频且宽范围的电磁波的电磁波吸收片材。电磁波吸收片材中的导电性短纤维的含量，优选为片材总重量的1wt%～40wt%，更优选为3wt%～20wt%。(绝缘材料)本专利技术中，绝缘材料是指体积电阻率为1×107Ω･cm以上的材料，为了运用绝缘材料自身的介质损耗来吸收电磁波，优选的是，在20℃、频率60Hz下的介质损耗角正切为0.01以上，并且在20℃、频率60Hz下的相对介电常数为4以下，但并不限定于此。介质损耗角正切为0.01以上的绝缘材料是指在20℃下照射60Hz的电磁波的条件下介质损耗角正切为0.01以上的物质。对于绝缘材料，一般来说，以下式表示的介质损耗越大，则电磁波的吸收量越多；P＝E2×tanδ×2πf×εr×ε0×S/d　(Ｗ)。式中，P是指介质损耗(W)，E是指电压(V)，tanδ是指绝缘材料的介质损耗角正切，f是指频率(Hz)，εr是指绝缘材料的相对介电常数，ε0是指真空的介电常数(8.85418782×10-12(m-3kg-1s4A2))，S是指导电性物质与绝缘材料的接触面积(m2)，d是指导电性物质间的距离(m)。关于绝缘材料的形状，如上式所示，“介质损耗”与“导电性物质与绝缘材料的接触面积”成比例，因此优选接触面积大的膜状微粒，但并不限定于此。如果绝缘材料在20℃、频率60Hz下的相对介电常数为4以下，则不易反射电磁波，被认为适合作为本专利技术的绝缘材料。作为绝缘材料，可列举例如在20℃、60Hz下介质损耗角正切为0.01以上的聚间苯二甲酰间苯二胺及其共聚物、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物、聚氯三氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯、尼龙6、尼龙66等，但并不仅限于这些例子。这些绝缘材料中，聚间苯二甲酰间苯二胺及其共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁波吸收片材，其中，该片材包含导电性短纤维和绝缘材料，并且显示在一个方向特别强的电波吸收性。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180330 JP 2018-067119;20180522 JP 2018-0976411.一种电磁波吸收片材，其中，该片材包含导电性短纤维和绝缘材料，并且显示在一个方向特别强的电波吸收性。


2.根据权利要求1所述的电磁波吸收片材，其中，频率范围为14～20GHz的电磁波的至少一个方向的电磁波吸收率为99%以上。


3.根据权利要求1或2所述的电磁波吸收片材，其中，所述绝缘材料为聚间苯二甲酰间苯二胺。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的电磁波吸收片材，其特征在于，在300℃热处理30分钟后的频率5GHz下的电磁波吸收率相对于热处理前的电磁波吸收率的至少一个方向的变化率为10%以下。


5.根据权利要求1～3中任一项所述的电磁波吸收片材，其特征在于，在300℃热处理30分钟后的频率5GHz下的电磁波吸收率相对于热处理前的电磁波吸收率的至少一个方向的变化率为1%以下。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的电磁波吸收片材，其中，所述包含导电性短纤维和绝缘材料的片材进行了取向。


7.权利要求1～6中任一项所述的电磁波吸收片材的制造方法，该方法包含：使包含导电性短纤维和绝缘材料的片材在一个方向移动，同时降低空隙率。


8.一种电磁波吸收多层片材，其是使权利要求1～6中任一项所述的电磁波吸收片材沿不同方向且非对称地重叠而成的电磁波吸收多层片材。


9.一种电磁波吸收多层片材，其是...

【专利技术属性】
技术研发人员：成濑新二，藤森龙士，浮谷孝一，田中康纪，
申请(专利权)人：杜邦帝人先进纸日本有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP