本发明涉及对特定波长的电磁波的屏蔽性和吸收性高的电磁波屏蔽吸收性成型体。
背景技术：
已知有以车辆的自动驾驶、防止碰撞为目的的毫米波雷达装置。毫米波雷达装置被安装于汽车的前方中央、两侧方、后方两侧方等各部，且具备安装有发射-接收电波的天线的高频模块、控制该电波的控制电路、收纳天线及控制电路的外壳、覆盖天线的电波的发射-接收的天线罩(日本特开2007-74662号公报的背景技术)。如此构成的毫米波雷达装置可以从天线发射-接收毫米波，从而检测出与障碍物的相对距离、相对速度等。天线有时也会接收到除目标障碍物以外的路面等所反射的电波，因此，存在导致装置的检测精度降低的隐患。为了解决这样的问题，在日本特开2007-74662号公报的毫米波雷达装置中，在天线与控制电路之间设置了屏蔽电波的屏蔽构件。
作为解决日本特开2007-74662号公报的发明的课题的方案，已提出了包含纤维长度3～30mm的碳长纤维的热塑性树脂组合物、以及由该组合物得到的具有毫米波屏蔽性能的成型体的发明(日本特开2015-7216号公报)。此外，已提出了包含平均长度0.5～15mm的碳纤维的热塑性树脂成型品的电磁波屏蔽性良好的发明(日本专利第6123502号公报)。
技术实现要素：
本发明的课题在于提供对特定频率的电磁波的屏蔽性和吸收性优异的电磁波屏蔽吸收性成型体。
本发明提供一种电磁波屏蔽吸收性成型体，其由包含不锈钢纤维的热塑性树脂组合物形成，其中，
上述成型体中的上述不锈钢纤维的含有比例为0.5～20质量％，
上述电磁波屏蔽吸收性成型体的厚度为0.5mm～5mm，对59ghz～100ghz的频率范围的任意频率下的电磁波的屏蔽性为10db以上，对上述频率的电磁波的吸收性为25％以上。
本发明的电磁波屏蔽性为兼具电磁波的吸收性及反射性这两者的性能。
本发明的电磁波屏蔽吸收性成型体通过使用不锈钢纤维，从而可以提高对59ghz～100ghz频率的电磁波的屏蔽性和吸收性这两者。
附图说明
[图1]实施例中使用的电磁波屏蔽性的测定装置的示意图。
具体实施方式
＜包含不锈钢纤维的热塑性树脂组合物＞
本发明中使用的热塑性树脂组合物含有不锈钢纤维，就不锈钢纤维而言，不仅可以直接使用不锈钢纤维，也可以以包含不锈钢纤维和热塑性树脂的母料的形态使用。
不锈钢纤维的外径优选为5～20μm。作为不锈钢纤维的材质，可列举sus302、sus304、sus316等，但不限定于此。
热塑性树脂可以使用选自聚丙烯、包含丙烯单元的共聚物及它们的改性物、苯乙烯类树脂、聚苯硫醚、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯及聚碳酸酯中的1种或2种以上，优选为选自聚丙烯、以及包含丙烯单元的共聚物及它们的改性物中的1种或2种以上，更优选为聚丙烯。
苯乙烯类树脂可以使用聚苯乙烯、包含苯乙烯单元的共聚物(as树脂、abs树脂、asa树脂、aes树脂、mas树脂等)。
以包含不锈钢纤维和热塑性树脂的母料的形态使用时，可以以长度1～30mm的附着有热塑性树脂的不锈钢纤维束(附着有热塑性树脂的纤维束)的形态使用，该附着有热塑性树脂的不锈钢纤维束是使热塑性树脂附着于将不锈钢纤维沿长度方向对齐并捆扎而成的纤维束并经一体化而成的。
附着有热塑性树脂的纤维束根据热塑性树脂的附着状态包括下述三种形态的纤维束。
(i)树脂浸透(浸渗)至不锈钢纤维束的中心部、且树脂进入到构成纤维束的中心部的纤维间的状态的纤维束(以下称为“浸渗有热塑性树脂的纤维束”)。
(ii)仅不锈钢纤维束的表面被树脂覆盖的状态的纤维束(以下称为“表面包覆有热塑性树脂的纤维束”)。
(iii)上述(i)和(ii)的中间形态的纤维束(不锈钢纤维束的表面被树脂覆盖、树脂仅浸渗于表面附近、且树脂未进入中心部的纤维束)(以下称为“部分浸渗有热塑性树脂的纤维束”)。
本发明中使用的附着有热塑性树脂的纤维束优选为浸渗有热塑性树脂的纤维束和表面包覆有热塑性树脂的纤维束，更优选为浸渗有热塑性树脂的纤维束。(i)～(iii)形态的附着有树脂的纤维束可以通过日本特开2013-107979号公报中记载的方法来制造。
附着有热塑性树脂的纤维束的外径优选为1.5～6.0mm、更优选为1.8～5.0mm、进一步优选为2.0～4.0mm，长度优选为1～30mm、更优选为1～20mm、进一步优选为3～15mm。
附着有热塑性树脂的纤维束中的不锈钢纤维的含有比例优选为20～80质量％、更优选为20～60质量％、进一步优选为20～50质量％。
对于附着有热塑性树脂的纤维束而言，上述附着纤维束中的不锈钢纤维根数优选为1000～10000根、更优选为2000～8000根、进一步优选为3000～7000根。附着有热塑性树脂的纤维束优选为宽度方向的剖面形状为圆形或与圆形类似的形状的纤维束，但也可以为椭圆形或与椭圆形类似的形状、多边形或与多边形类似的形状这样的形状。
本发明中使用的热塑性树脂组合物可以是单独的由不锈钢纤维和热塑性树脂形成的母料(附着有热塑性树脂的纤维束)，也可以是包含上述母料和热塑性树脂的组合物。
本发明中使用的热塑性树脂组合物在可解决本发明的课题的范围内可以含有公知的树脂添加剂。作为公知的树脂添加剂，可列举针对热、光、紫外线等的稳定剂、润滑剂、成核剂、增塑剂、公知的无机及有机填充材料(其中碳纤维和炭黑除外)、抗静电剂、脱模剂、阻燃剂、软化剂、分散剂、抗氧剂等。上述组合物(上述电磁波屏蔽吸收性成型体)中的上述公知的树脂添加剂的合计含有比例优选为5质量％以下，更优选为3质量％以下，进一步优选为1质量％以下。
本发明中使用的热塑性树脂组合物(电磁波屏蔽吸收性成型体)中的不锈钢纤维的含有比例为0.5～20质量％，优选为1～15质量％，更优选为1～12质量％，进一步优选为2～10质量％。
本发明中使用的热塑性树脂组合物(电磁波屏蔽吸收性成型体)为包含由不锈钢纤维和热塑性树脂形成的母料(附着有热塑性树脂的纤维束)和热塑性树脂的组合物的情况下，从不锈钢纤维的分散性的观点考虑，本发明中使用的热塑性树脂组合物(电磁波屏蔽吸收性成型体)中的母料(附着有热塑性树脂的纤维束)的含有比例优选为1～60质量％，更优选为1～50质量％，进一步优选为1～40质量％。
＜电磁波屏蔽吸收性成型体＞
本发明的电磁波屏蔽吸收性成型体是采用注塑成型等公知的树脂成型法将上述的热塑性树脂组合物成型而得到的。本发明的电磁波屏蔽吸收性成型体的大小、形状可以在满足下述厚度的范围内根据用途而适当调整。
本发明的电磁波屏蔽吸收性成型体中的不锈钢纤维的长度优选为1～30mm，更优选为1～20mm，进一步优选为3～15mm，更进一步优选为5～10mm。需要说明的是，不锈钢纤维在成型过程中不易发生折曲，因此，组合物中的不锈钢纤维的长度与电磁波屏蔽吸收性成型体中的不锈钢纤维的长度基本上是相同的。
本发明的电磁波屏蔽吸收性成型体的厚度为0.5mm～5mm、优选为1mm～5mm、更优选为1mm～4mm。厚度可通过实施例中记载的方法来测定。
可以使本发明的电磁波屏蔽吸收性成型体在59ghz～100ghz的频率范围的任意频率下的电磁波的屏蔽性为10db以上、优选为20db以上、更优选为30db以上、进一步优选为40db以上。上述屏蔽性优选为在76ghz～100ghz的整个频率范围的屏蔽性。
另外，可以使本发明的电磁波屏蔽吸收性成型体在59ghz～100ghz的频率范围的任意频率下的电磁波的吸收性为25％以上、优选为30％以上。上述吸收性优选为在76ghz～100ghz的整个频率范围的吸收性。
对于本发明的电磁波屏蔽吸收性成型体，可以通过调整不锈钢纤维的含有比例(r)和厚度(t)，从而调整电磁波屏蔽性和电磁波吸收性。
本发明的电磁波屏蔽吸收性成型体(组合物)中的碳纤维的含有比例(r)与成型体的厚度(t)之积(r·t)的范围优选为0.5以上且小于6时，可以使在频率70ghz～100ghz的整个范围内的电磁波屏蔽性为10db以上，并可以使电磁波吸收性为40％以上。
本发明的电磁波屏蔽吸收性成型体(组合物)中的碳纤维的含有比例(r)与成型体的厚度(t)之积(r·t)的范围为6以上、优选为6～70时，可以使在频率70ghz～100ghz的整个范围内的电磁波屏蔽性为50db以上，并可以使电磁波吸收性为20％以上。
实施例
制造例1
使由不锈钢纤维(直径11～12μm、集束有约7000根)形成的纤维束经过利用预加热装置进行的150℃的加热后，通向十字模头。此时，从双螺杆挤出机(气缸温度300℃)向十字模头供给熔融状态的聚丙烯(sunallomerpmb60a[sunallomer公司制嵌段pp]和modicp908[三菱化学株式会社制酸改性pp]的97:3(重量比)混合物)，使聚丙烯浸渗于纤维束。然后，利用十字模头出口的赋形喷嘴进行赋形，利用整形辊调整形状后，通过造粒机切断成给定长度，得到了长度长度7mm的粒料(圆柱状成型体)。不锈钢纤维长度与上述粒料长度相同。如此得到的粒料的不锈钢纤维在长度方向上基本上是平行的。
实施例和比较例
将pp1(制造例1中得到的含有不锈钢纤维50质量％的粒料)、和pp2(pmb60a，sunallomer公司制)的各粒料进行干混，通过注塑成型机(α-150ia；fanuc株式会社制)以成型温度230℃、模具温度50℃进行成型，得到了本发明的平板状的电磁波屏蔽吸收性成型体(150×150mm)。使用得到的电磁波屏蔽吸收性成型体，实施了表1中示出的各测定。
(1)厚度(mm)
测定了平板状的电磁波屏蔽吸收性成型体(150×150mm)的中心部分(对角线相交的部分)的厚度。
(2)电磁波屏蔽性和电磁波吸收性
使用了图1中示出的测定装置(网络分析仪)。
在水平方向上对置的1对天线(波纹喇叭天线)11、12之间保持了成为测定对象的成型体10(纵150mm、横150mm、表中所示的厚度)。天线12与成型体10的间隔为0mm、成型体10与天线11的间隔为0mm。在该状态下，从下侧的天线12放射电磁波(65～110ghz)，用上侧的天线11接收透过了成为测定对象的成型体10后的电磁波，根据下述式1、式2求出了电磁波屏蔽性(放射波的透射阻碍性)，根据下述式3～6求出了电磁波吸收性。
电磁波屏蔽性(db)＝20log(1/|s21|)(式1)
s21＝(透射电场强度)/(入射电场强度)(式2)
式1的s21是表示透射电场强度与入射电场强度之比的s参数(式2)，可以利用网络分析仪20进行测定。
在式1中，用正的值表示电磁波屏蔽性(db)，因此，取s参数的倒数的对数。在图1的测定装置中，可以测定0～约100db的范围。在电磁波屏蔽性超过80db的情况下，在表1中记载为“＞80(db)”。
s11＝(反射电场强度)/(入射电场强度)(式3)
式3的s11是表示反射电场强度与入射电场强度之比的s参数，与s21同样，可以利用网络分析仪进行测定。
吸收率以电力基准计，如下式所示那样，以百分率进行了记载。将吸收率作为电磁波吸收性，示于表1中。
透射率(％)＝s212×100(式4)
反射率(％)＝s112×100(式5)
吸收率(％)＝100－透射率－反射率(式6)
根据表1的实施例和比较例的对比可以明确，通过含有给定量的不锈钢纤维，对70ghz～100ghz的频率范围的电磁波的屏蔽性和对76ghz～100ghz的频率范围的电磁波的吸收性这两者均是优异的。而且，电磁波的屏蔽性在不锈钢含有比例多的情况下良好，但电磁波的吸收性在不锈钢含有比例少的情况下良好。
工业实用性
本发明的电磁波屏蔽吸收性成型体可以出于车辆的自动驾驶、防止碰撞的目的而用于搭载于车辆的毫米波雷达装置用途，例如除了可用于在与毫米波雷达的发射-接收天线控制电路之间屏蔽电波的屏蔽构件(发射-接收天线用保护构件)、毫米波雷达装置的外壳、毫米波雷达装置的安装用构件等以外，还可以用于车辆用或除车辆以外的电气/电子设备的外壳等。另外，本发明的电磁波屏蔽吸收性成型体可以用作无线lan、宽频带无线接入系统、通信卫星、简易无线、车载雷达、位置识别系统等的保护构件，更具体而言，可以用作基站天线、rrh(无线发射-接收装置)、bbu(基带装置)、适用于基地的gan功率放大器、光收发器等屏蔽电波的保护构件。
1.一种电磁波屏蔽吸收性成型体，其由包含不锈钢纤维的热塑性树脂组合物形成，其中，
所述成型体中的所述不锈钢纤维的含有比例为0.5～20质量％，
所述电磁波屏蔽吸收性成型体的厚度为0.5mm～5mm，对59ghz～100ghz的频率范围的任意频率下的电磁波的屏蔽性为10db以上，对所述频率的电磁波的吸收性为25％以上。
2.根据权利要求1所述的电磁波屏蔽吸收性成型体，其中，
所述热塑性树脂组合物中包含的不锈钢纤维的纤维长度为1～30mm。
3.根据权利要求1或2所述的电磁波屏蔽吸收性成型体，其中，
所述热塑性树脂组合物包含长度1～30mm的附着有热塑性树脂的纤维束，该附着有热塑性树脂的纤维束是使热塑性树脂附着于将不锈钢纤维沿长度方向对齐并捆扎而成的纤维束并一体化而成的，该附着有热塑性树脂的纤维束中的不锈钢纤维的含有比例为20～80质量％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电磁波屏蔽吸收性成型体，其是通过使所述电磁波屏蔽吸收性成型体中的碳纤维的含有比例(r)与所述电磁波屏蔽吸收性成型体的厚度(t)之积(r·t)的范围为0.5以上且小于6、或为6以上从而调整了电磁波屏蔽性和电磁波吸收性的成型体。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电磁波屏蔽吸收性成型体，其中，
所述电磁波屏蔽吸收性成型体的屏蔽性和吸收性是在频率76ghz～100ghz整个范围的屏蔽性和吸收性。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电磁波屏蔽吸收性成型体，其中，
所述热塑性树脂为选自聚丙烯、包含丙烯单元的共聚物及它们的改性物、苯乙烯类树脂、聚苯硫醚、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯及聚碳酸酯中的1种或2种以上。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的电磁波屏蔽吸收性成型体，其为发射-接收天线用保护构件。
技术总结