CN113519092B - 电磁波吸收膜、电磁波吸收片 - Google Patents
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Abstract
本发明的一个方案为提供一种不易受周围环境影响的电磁波吸收膜。电磁波吸收膜10具有平板状的基材20、形成在基材20上的第一电磁波吸收图案1、形成在基材20上的第二电磁波吸收图案2、形成在基材20上的第三电磁波吸收图案3,第一电磁波吸收图案1吸收的电磁波的吸收量在20~110GHz范围内表现出极大值的频率为A[GHz],第二电磁波吸收图案2吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值满足下述式(1)的B[GHz],第三电磁波吸收图案3吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值满足下述式(2)的C[GHz]。1.037×A≤B≤1.30×A···式(1)0.60×A≤C≤0.963×A···式(2)。
Description
技术领域
本发明涉及一种电磁波吸收膜、电磁波吸收片。
本申请基于2019年3月1日于日本提出申请的日本特愿2019-037839号、以及2019年5月20日于日本提出申请的日本特愿2019-094552号主张优先权,并将其内容援用于此。
背景技术
已知有一种选择性吸收规定频率的电磁波的电磁波吸收膜(例如,专利文献1等)。专利文献1中记载了一种具备第一频率选择屏蔽层与第二频率选择屏蔽层的电磁波吸收体。在专利文献1中记载的电磁波吸收体中,通过形成在第一及第二频率选择屏蔽层上的FSS(Frequency Selective Surfaces、频率选择表面)元件的细线图案,各层吸收规定频率的电磁波,作为一个整体来选择性屏蔽两种不同频率的电磁波。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:专利第5162424号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
然而,专利文献1中记载的电磁波吸收体存在容易受到配置在电磁波吸收体的周围环境中的构件的电容率、周围环境的温度的影响的问题。例如,存在因配置在周围环境中的构件的电容率的影响而引起波长缩短现象,进而导致电磁波吸收体的吸收频率发生变化的情况。
专利文献1中记载的电磁波吸收体通过第一及第二频率选择屏蔽层各层分别选择性吸收规定频率的电磁波。因此,若作为吸收对象的电磁波的频率受到周围环境的构件的影响,由规定的频率发生变化,则专利文献1中记载的电磁波吸收体可能会无法充分吸收在设计时作为吸收对象而预定的频率的电磁波。
本发明的一个方案的目的在于提供一种不易受到周围环境的影响的电磁波吸收膜。
解决技术问题的技术手段
本发明具有下述的方案。
[1]一种电磁波吸收膜,其具有平板状的基材、形成在所述基材上的第一电磁波吸收图案、形成在所述基材上的第二电磁波吸收图案、及形成在所述基材上的第三电磁波吸收图案,
所述第一电磁波吸收图案所吸收的电磁波的吸收量在20~110GHz的范围内表现出极大值的频率为A[GHz],
所述第二电磁波吸收图案所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率为B[GHz],所述B[GHz]满足下述式(1),
所述第三电磁波吸收图案所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率为C[GHz],所述C[GHz]满足下述式(2)。
1.037×A≤B≤1.30×A···式(1)
0.60×A≤C≤0.963×A···式(2)
[2]根据[1]所述的电磁波吸收膜,其中,所述A为50~110[GHz]。
[3]根据[1]所述的电磁波吸收膜,其中,所述A为60~100[GHz]。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的电磁波吸收膜,其中,所述第一电磁波吸收图案具有多个第一阵列,该第一阵列中排列有多个形状为相互相同的图形的第一单元,所述第二电磁波吸收图案具有多个第二阵列,该第二阵列中排列有多个形状为相互相同的图形的第二单元,所述第三电磁波吸收图案具有多个第三阵列,该第三阵列中排列有多个形状为相互相同的图形的第三单元,所述第一阵列、所述第二阵列、所述第三阵列以相互邻接的方式配置在所述基材上。
[5]一种电磁波吸收片,其具有[1]~[4]中任一项所述的电磁波吸收膜、与设置在所述电磁波吸收膜的一个表面上的分隔膜。
[6]根据[5]所述的电磁波吸收片,其中,所述分隔膜为发泡片。
[7]根据[5]或[6]所述的电磁波吸收片,其进一步具有设置在所述分隔膜的表面上的反射膜。
发明效果
根据本发明的一个方案,可提供一种不易受到周围环境的影响的电磁波吸收膜。
附图说明
图1为表示本发明的电磁波吸收膜的一个例子的俯视图。
图2为表示图1的电磁波吸收膜所具有的第一电磁波吸收图案的俯视图。
图3为表示构成图2的第一电磁波吸收图案的第一单元的俯视图。
图4为表示图1的电磁波吸收膜所具有的第二电磁波吸收图案的俯视图。
图5为表示构成图4的第二电磁波吸收图案的第二单元的俯视图。
图6为表示图1的电磁波吸收膜所具有的第三电磁波吸收图案的俯视图。
图7为表示构成图6的第三电磁波吸收图案的第三单元的俯视图。
图8为图1的电磁波吸收膜的VIII-VIII剖面图。
图9为表示本发明的电磁波吸收片的一个例子的剖面图。
图10为由实施例1的电磁波吸收膜的电磁波的测定结果推测出的吸收谱的预测图。
图11为由实施例2的电磁波吸收膜的电磁波的测定结果推测出的吸收谱的预测图。
图12为由实施例3的电磁波吸收膜的电磁波的测定结果推测出的吸收谱的预测图。
图13为由实施例4的电磁波吸收片的电磁波的测定结果推测出的吸收谱的预测图。
图14为由实施例5的电磁波吸收片的电磁波的测定结果推测出的吸收谱的预测图。
图15为由比较例1的电磁波吸收膜的电磁波的测定结果推测出的吸收谱的预测图。
图16为由比较例2的电磁波吸收片的电磁波的测定结果推测出的吸收谱的预测图。
图17为由比较例3的电磁波吸收膜的电磁波的测定结果推测出的吸收谱的预测图。
图18为由比较例4的电磁波吸收膜的电磁波的测定结果推测出的吸收谱的预测图。
具体实施方式
在本说明书中,“电磁波吸收图案”为几何图形的单元的集合体,是指选择性吸收某频率的电磁波的物体。即,“电磁波吸收图案”具有与所谓天线相同的功能。
在本说明书中,“毫米波区域的电磁波”是指波长为1~15[mm]的电磁波。即,“毫米波区域的电磁波”是频率为20~300[GHz]的电磁波。
在本说明书中,表示数值范围的“~”表示包含其前后所记载的数值作为下限值及上限值。
<电磁波吸收膜>
以下,对适用本发明的一个实施方案进行说明。为了容易理解本发明的特征,且为了方便,有时会扩大显示以下说明中所使用的图的主要部分,各构成要素的尺寸比率等并不限于与实际相同的值。
图1为表示本发明的电磁波吸收膜的一个例子的俯视图。如图1所示,电磁波吸收膜10具有平板状的基材20、形成在基材20上的第一电磁波吸收图案1、形成在基材20上的第二电磁波吸收图案2、及形成在基材20上的第三电磁波吸收图案3。第一电磁波吸收图案1、第二电磁波吸收图案2及第三电磁波吸收图案3形成在基材20的表面。
(第一电磁波吸收图案)
图2为表示第一电磁波吸收图案1的俯视图。
如图2所示,第一电磁波吸收图案1由多个第一单元u1构成。第一单元u1各自为几何图形。即,第一电磁波吸收图案1为作为几何图形的第一单元u1的集合体。
第一单元u1各自作为一个天线而发挥功能。第一电磁波吸收图案1例如可以为FSS元件的细线图案。
第一电磁波吸收图案1中形成有多个第一阵列R1,所述第一阵列R1中沿着图2中的双箭头P所示的方向排列有多个第一单元u1。即,第一电磁波吸收图案1具有多个第一阵列R1。第一电磁波吸收图案1可通过以规定的间隔在基材20上沿着双箭头P所示的方向形成多个第一阵列R1而构成。
多个第一阵列R1之间的间隔没有特别限制。第一阵列R1之间的间隔可以是规则的,也可以是不规则的。
图3为表示第一单元u1的俯视图。
图3为表示构成第一电磁波吸收图案1的第一单元u1的俯视图。
如图3所示,第一单元u1的形状为上下左右对称的十字状。具体而言,第一单元u1具有1个十字部分S1与4个端部T1。十字部分S1由与图3中的x轴方向平行的直线部分和与y轴方向平行的直线部分构成。直线状的各端部T1以与各直线部分相互垂直的方式同与x轴方向平行的直线部分的两端和与y轴方向平行的直线部分的两端分别相接。
可以通过分别调整第一单元u1的x轴方向的长度L1、4个端部T1各自的x轴方向的长度W1,来调节作为一个天线而发挥功能的第一单元u1带来的电磁波的吸收特性。在y轴方向上也能够同样地调节电磁波的吸收特性。
其中,第一单元的形状不限于十字状。只要为第一电磁波吸收图案所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值为A[GHz]的方式,则对第一单元的形状没有特别限定。例如,作为第一单元的图形的形状,可列举出圆形、环状、直线状、矩形、多边形、H字状、Y字状、V字状等。
在电磁波吸收膜10中,多个第一单元u1的形状相互相同。然而,多个第一单元u1的形状也可不为相互相同的图形。在本发明的其他例子中,只要在可获得本发明效果的范围内,则多个第一单元的形状可以相互相同,也可以相互不同。
第一电磁波吸收图案1选择性吸收频率为A[GHz]的电磁波。频率的值A[GHz]为第一电磁波吸收图案1所吸收的电磁波的吸收量在20~110GHz的范围内表现出极大值时的频率的值。
第一电磁波吸收图案1所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值A[GHz]例如可通过下述的方法X、方法Y确定。
方法X:使频率在20~110[GHz]的范围内变化并对后文所述的标准膜照射电磁波,将标准膜所吸收的电磁波的吸收量取得最大值时的电磁波的频率作为A[GHz]。
方法Y:以在具有基材与多个形成在所述基材上的电磁波吸收图案的电磁波吸收膜上仅留下单一电磁波吸收图案的方式,从基材上去除电磁波吸收图案。然后,使频率在20~110[GHz]的范围内变化并对仅具有单一电磁波吸收图案的膜照射电磁波,将该膜的电磁波的吸收量取得最大值时的电磁波的频率作为A[GHz]。
标准膜具有平板状的标准基材和形成在标准基材上的标准图案。
标准基材的详细情况可设为与基材20相同的内容。因此,标准基材的详细情况将在后文所述的基材20的说明中进行详细说明。
标准图案仅由形状为相互相同的图形的多个标准单元构成。即,在标准膜中,在标准基材上形成仅由形状相同的一种图形构成的标准图案。标准图案可以通过通常的FSS元件的细线图案形成。通常,标准图案为与第一电磁波吸收图案1相同的电磁波吸收图案。
在标准图案中,只要形状为相互相同的图形,则对多个标准单元的形状没有特别限定。作为标准单元的图形的形状,可列举出圆形、环状、直线状、矩形、多边形、十字状、H字状、Y字状、V字状等。通常,标准单元的形状与第一单元u1相同。
在标准膜中,多个标准单元以图形的端部之间的间隔为1[mm]的方式配置在标准基材上。例如,在标准单元的图形为十字形状时,十字的交差部分为图形的中心,图形的端部为分别沿着构成十字的两个直线部分的方向且距离中心最远的部分。
只要是在使频率在20~110[GHz]的范围内变化并对标准膜照射电磁波时,标准膜所吸收的电磁波的吸收量能够取得最大值的方式,则对构成标准图案的标准单元的材质没有特别限定。
标准单元的材质的详细情况可设为与第一单元相同的内容。
标准膜所吸收的电磁波的吸收量可通过下述式(3)计算。
吸收量=输入信号-反射特性(S11)-透射特性(S21)···式(3)
输入信号为对标准膜照射电磁波时的照射源的电磁波强度的指标。
反射特性(S11)为在由照射源对标准膜照射电磁波时标准膜所反射的电磁波强度的指标。反射特性(S11)例如可使用矢量网络分析仪(vector network analyzer)通过自由空间(free space)法进行测定。
透射特性(S21)为在由照射源对标准膜照射电磁波时透射标准膜的电磁波强度的指标。透射特性(S21)例如可使用矢量网络分析仪通过自由空间法进行测定。
频率A[GHz]例如可使用下述的方法确定。
首先,使频率在20~110[GHz]的范围内变化并对标准膜照射电磁波,通过上述式(3)计算的标准膜所吸收的电磁波的吸收量。
然后,制成在横轴上绘制了变化的频率、在纵轴上绘制了通过上述式(3)计算出的吸收量的吸收谱图。通常,在该吸收谱图中,在横轴上存在一个吸收量达到最大值的频率的值。因此,在谱图中,形成电磁波的吸收量达到极大值的单一的峰。由此,可将电磁波的吸收量取得最大值时的电磁波的频率作为A[GHz]。
在方法X中,在能够预先预测频率A的数值时,也可以使照射于标准膜的电磁波的频率在窄于20~110[GHz]的范围内变化。例如,可使照射于标准膜的电磁波的频率在50~110[GHz]的范围内变化。
第一电磁波吸收图案1吸收通过上述的方法X确定的频率为A[GHz]的电磁波。
在本发明的电磁波吸收膜中,频率的值A优选为50~110[GHz],更优选为60~100[GHz],进一步优选为65~95[GHz],特别优选为70~90[GHz]。若频率的值A在所述数值范围内,则电磁吸收膜能够吸收毫米波区域的电磁波,容易应用于汽车用零件、道路周边构件、建筑外墙相关材料、窗户、通信设备、射电望远镜等中。
在方法Y中,能够以与方法X相同的方式测定膜的电磁波的吸收量。即,使频率在20~110[GHz]的范围内变化并对膜照射电磁波,通过上述式(3)计算膜所吸收的电磁波的吸收量。
然后,制成在横轴上绘制了频率、在纵轴上绘制了通过上述式(3)计算出的吸收量的吸收谱图。通常,在该吸收谱图中,在横轴上存在一个吸收量达到最大值的频率的值。因此,在谱图中,形成电磁波的吸收量达到极大值的单一的峰。由此,可将电磁波的吸收量取得最大值时的电磁波的频率作为A[GHz]。
只要在能够得到本发明的效果的范围内,则对第一单元u1的材质没有特别限定。
作为第一单元的材质,例如可列举出金属的细线、导电性薄膜、导电膏的固定物。
作为金属的材质,可列举出铜、铝、钨、铁、钼、镍、钛、银、金或含有两种以上这些金属的合金(例如,不锈钢、碳钢等钢、黄铜、磷青铜、锆铜合金、铍铜、铁镍、镍铬合金(nichrome)、镍钛、康泰尔(铁铬铝合金、KANTHAL)、哈氏合金(hastelloy)、铼钨等)。
作为导电性薄膜的材质,可列举出金属颗粒、碳纳米颗粒、碳纤维等。
只要在能够获得本发明的效果的范围内,则对作为第一单元u1的图形的端部之间的间隔没有特别限定。
例如,作为第一单元u1的图形的端部之间的间隔可以全部相同,也可相互不同。其中,从容易设计不易受到周围环境的影响的电磁波吸收膜、在制造时提高被吸收的电磁波的频带的精度出发,优选作为第一单元u1的图形的端部之间的间隔相互相同。
(第二电磁波吸收图案)
图4为表示第二电磁波吸收图案2的俯视图。
如图4所示,第二电磁波吸收图案2由多个第二单元u2构成。第二单元u2各自为几何图形。即,第二电磁波吸收图案2为作为几何图形的第二单元u2的集合体。
第二单元u2各自作为一个天线而发挥功能。第二电磁波吸收图案2例如可以为FSS元件的细线图案。
第二电磁波吸收图案2中形成有第二阵列R2,所述第二阵列R2中沿着图4中的双箭头P所示的方向排列有多个第二单元u2。即,第二电磁波吸收图案2具有多个第二阵列R2。第二电磁波吸收图案2可通过以规定的间隔在基材20上沿着双箭头P所示的方向形成第二阵列R2而构成。
多个第二阵列R2之间的间隔没有特别限制。第二阵列R2之间的间隔可以是规则的,也可以是不规则的。
图5为表示第二单元u2的俯视图。
如图5所示,第二单元u2的形状为上下左右对称的十字状。具体而言,第二单元u2具有1个十字部分S2与4个端部T2。十字部分S2由与图5中的x轴方向平行的直线部分和与y轴方向平行的直线部分构成。直线状的各端部T2以与各直线部分垂直的方式同与x轴方向平行的直线部分的两端和与y轴方向平行的直线部分的两端分别相接。
在电磁波吸收膜10中,第二单元u2的x轴方向的长度L2比第一单元u1的x轴方向的长度L1短。并且,4个端部T2各自的x轴方向或y轴方向的长度W2比第一单元u1的4个端部T1各自的长度W1短。
可以通过分别调整第二单元u2的x轴方向的长度L2、4个端部T2各自的x轴方向的长度W2,来调节作为一个天线而发挥功能的第二单元u2带来的电磁波的吸收特性。在y轴方向上也能够同样地调节电磁波的吸收特性。
在电磁波吸收膜10中,多个第二单元u2的形状相互相同。然而,多个第二单元u2的形状也可以不为相互相同的图形。在本发明的其他例子中,只要在可获得本发明效果的范围内,则多个第二单元的形状可以相互相同,也可以相互不同。
第二电磁波吸收图案2选择性吸收频率为B[GHz]的电磁波,所述B[GHz]满足下述式(1)。频率的值B[GHz]为第二电磁波吸收图案2所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值时的频率的值。频率的值B[GHz]满足下述式(1)。
1.037×A≤B≤1.30×A···式(1)
如式(1)所示,第二电磁波吸收图案2吸收频率为1.037×A~1.30×A[GHz]的电磁波。第二电磁波吸收图案2优选吸收频率为1.17×A~1.30×A[GHz]的电磁波。
由于第二电磁波吸收图案2吸收1.037×A[GHz]以上的频率的电磁波,因此在频率高于A[GHz]的频带中,第二电磁波吸收图案2产生的电磁波的吸收量的峰与第一电磁波吸收图案1产生的电磁波的吸收量的峰充分地重叠。其结果,与单独具有第一电磁波吸收图案1的膜相比,电磁波吸收膜整体能够吸收的电磁波的频带扩大到频率高于A[GHz]的一侧的频带。
由于第二电磁波吸收图案2吸收1.30×A[GHz]以下的频率的电磁波,因此在频率高于A[GHz]的频带中,第二电磁波吸收图案2产生的电磁波的吸收量的峰与第一电磁波吸收图案1产生的电磁波的吸收量的峰的频率之差变小。其结果,形成电磁波吸收膜整体所吸收的电磁波的吸收量达到极大值的单一的峰。
根据以上,由于第二电磁波吸收图案2吸收频率为1.037×A~1.30×A[GHz]的电磁波,因此电磁波吸收膜整体所吸收的电磁波的吸收量扩大到高频率侧的频带。
其中,第二单元的形状不限定于十字状。只要在能够获得本发明效果的范围内,则对第二单元的形状没有特别限定。例如,作为第二单元的图形的形状,可列举出圆形、环状、直线状、矩形、多边形、H字状、Y字状、V字状等。
只要为能够吸收B[GHz]的电磁波的方式,则对构成第二电磁波吸收图案2的第二单元的材质没有特别限定,只要在能够获得本发明效果的范围内,则没有特别限定。
作为第二单元的材质,其内容与对第一单元u1的材质进行说明的内容相同。
只要在能够获得本发明效果的范围内,则对作为第二单元u2的图形的端部之间的间隔没有特别限定。
例如,作为第二单元u2的图形的端部之间的间隔可以全部相同,也可以相互不同。其中,从容易设计不易受到周围环境影响的电磁波吸收膜、在制造时提高所吸收的电磁波的频带的精度出发,优选作为第二单元u2的图形的端部之间的间隔相互相同。
(第三电磁波吸收图案)
图6为表示第三电磁波吸收图案3的俯视图。
如图6所示,第三电磁波吸收图案3由多个第三单元u3构成。第三单元u3各自为几何图形。即,第三电磁波吸收图案3为作为几何图形的第三单元u3的集合体。
第三单元u3各自作为一个天线而发挥功能。第三电磁波吸收图案3例如可以为FSS元件的细线图案。
第三电磁波吸收图案3中形成有第三阵列R3,所述第三阵列R3中沿着图6中的双箭头P所示的方向排列有多个第三单元u3。即,第三电磁波吸收图案3具有多个第三阵列R3。第三电磁波吸收图案3可通过以规定的间隔在基材20上沿着双箭头P所示的方向形成第三阵列R3而构成。
多个第三阵列R3之间的间隔没有特别限制。第三阵列R3之间的间隔可以是规则的,也可以是不规则的。
图7为表示第三单元u3的俯视图。
如图7所示,第三单元u3的形状为上下左右对称的十字状。具体而言,第三单元u3具有1个十字部分S3与4个端部T3。十字部分S3由与图7中的x轴方向平行的直线部分和与y轴方向平行的直线部分构成。直线状的各端部T3以与各直线部分相互垂直的方式同与x轴方向平行的直线部分的两端和与y轴方向平行的直线部分的两端分别相接。
在电磁波吸收膜10中,第三单元u3的x轴方向的长度L3比第一单元u1的x轴方向的长度L1长。并且,4个端部T3各自的x轴方向或y轴方向的长度W3比第一单元u1的4个端部T1各自的长度W1长。
可以通过分别调整第三单元u3的x轴方向的长度L3、4个端部T3各自的x轴方向的长度W3,来调节作为一个天线而发挥功能的第三单元u3带来的电磁波的吸收特性。在y轴方向上也能够同样地调节电磁波的吸收特性。
在电磁波吸收膜10中,多个第三单元u3的形状相互相同。然而,多个第三单元u3的形状也可以不为相互相同的图形。在本发明的其他例子中,只要在可获得本发明效果的范围内,则多个第三单元的形状可以相互相同,也可以相互不同。
第三电磁波吸收图案3选择性吸收频率为C[GHz]的电磁波,所述C[GHz]满足下述式(2)。频率的值C[GHz]为第三电磁波吸收图案3所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值时的频率的值。频率的值C[GHz]满足下述式(2)。
0.60×A≤C≤0.963×A···式(2)
如式(2)所示,第三电磁波吸收图案3吸收频率为0.60×A~0.963×A[GHz]的电磁波。第三电磁波吸收图案3优选吸收频率为0.60×A~0.83×A[GHz]的电磁波。
由于第三电磁波吸收图案3吸收0.60×A[GHz]以上的频率的电磁波,因此在频率低于A[GHz]的频带中,第三电磁波吸收图案3产生的电磁波的吸收量的峰与第一电磁波吸收图案1产生的电磁波的吸收量的峰的频率之差变小。其结果,形成电磁波吸收膜整体所吸收的电磁波的吸收量达到极大值的单一的峰。
由于第三电磁波吸收图案3吸收0.963×A[GHz]以下的频率的电磁波,因此在频率低于A[GHz]的频带中,第三电磁波吸收图案3产生的电磁波的吸收量的峰与第一电磁波吸收图案1产生的电磁波的吸收量的峰充分重叠。其结果,与单独具有第一电磁波吸收图案1的膜相比,电磁波吸收膜整体能够吸收的电磁波的频带扩大到频率低于A[GHz]的一侧的频带。
根据以上,由于第三电磁波吸收图案3吸收频率为0.60×A~0.963×A[GHz]的电磁波,因此电磁波吸收膜整体所吸收的电磁波的吸收量扩大到低频率侧的频带。
其中,第三单元u3的形状不限于十字状。只要在能够获得本发明效果的范围内,则第三单元u3的形状没有特别限定。例如,作为第三单元的图形的形状,可列举出圆形、环状、直线状、矩形、多边形、H字状、Y字状、V字状等。
只要为能够吸收C[GHz]的电磁波的方式,则对构成第三电磁波吸收图案3的第三单元u3的材质没有特别限定,只要在能够获得本发明效果的范围内,则没有特别限定。
作为第三单元u3的材质,其内容与对第一单元u1的材质进行说明的内容相同。
只要在能够获得本发明效果的范围内,则对作为第三单元u3的图形的端部之间的间隔没有特别限定。
例如,作为第三单元u3的图形的端部之间的间隔可以全部相同,也可以相互不同。其中,从容易设计不易受到周围环境影响的电磁波吸收膜、在制造时提高所吸收的电磁波的频带的精度出发,优选作为第三单元u3的图形的端部之间的间隔相互相同。
在图1所示的电磁波吸收膜10中,第一阵列R1、第二阵列R2、第三阵列R3以相互相邻的方式沿着双箭头P所示的方向排列。如此,由于第一阵列R1、第二阵列R2、第三阵列R3以相互相邻的方式配置在基材20上,因此以第一电磁波吸收图案1选择性吸收的电磁波的峰位置的频率的值A[GHz]为基准,第二电磁波吸收图案选择性吸收的电磁波的频带与第三电磁波吸收图案选择性吸收的电磁波的频带相互重叠。其结果,电磁波吸收膜10整体所吸收的电磁波的吸收范围,容易以峰位置的频率的值A[GHz]为基准而向高频率侧和低频率侧这两侧扩大。
图1中分别示出的第一单元u1与第二单元u2之间的间隔d1、第二单元u2与第三单元u3之间的间隔d2、第三单元u3与第一单元u1之间的间隔d3可以相互相同,也可以相互不同。
间隔d1例如可以为0.2~4[mm],也可以为0.3~2[mm],还可以为0.5~1[mm]。
间隔d2例如可以为0.2~4[mm],也可以为0.3~2[mm],还可以为0.5~1[mm]。
间隔d3例如可以为0.2~4[mm],也可以为0.3~2[mm],还可以为0.5~1[mm]。
若间隔d1、间隔d2、间隔d3分别在所述数值范围内,则电磁波吸收膜10整体所吸收的电磁波的吸收范围容易以峰位置的频率的值A[GHz]为基准进一步扩大。
在电磁波吸收膜10中,第一单元u1、第二单元u2、第三单元u3的形状相互相同。然而,第一单元u1、第二单元u2、第三单元u3的形状也可以不为相互相同的图形。即,在本发明的其他例子中,第一单元u1、第二单元u2、第三单元u3的形状可以相互相同,也可以相互不同。
电磁波吸收膜10可具有多个第二电磁波吸收图案。例如,除了第二电磁波吸收图案2以外,电磁波吸收膜10还可以进一步具有下述电磁波吸收图案2a、电磁波吸收图案2b。
·电磁波吸收图案2a:所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值为D[GHz]的电磁波吸收图案,所述D[GHz]满足下述式(4)。
·电磁波吸收图案2b:所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值为E[GHz]的电磁波吸收图案,所述E[GHz]满足下述式(5)。
1.037×A≤D<1.09×A···式(4)
1.09×A≤E<1.17×A···式(5)
在式(4)、式(5)中,A为通过上述的方法X或方法Y确定的频率[GHz]。
在除了第二电磁波吸收图案2以外,电磁波吸收膜10还进一步具有电磁波吸收图案2a和电磁波吸收图案2b时,第二电磁波吸收图案2所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值优选为1.17×A~1.30×A[GHz]。此时,电磁波吸收膜整体能够吸收的电磁波的频带向高频率侧扩大的效果进一步显著,可进一步显著地获得本发明的效果。
电磁波吸收膜10也可以具有多个第三电磁波吸收图案。例如,除了第三电磁波吸收图案3以外,电磁波吸收膜10还可以进一步具有下述的电磁波吸收图案3a与电磁波吸收图案3b。
·电磁波吸收图案3a:所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值为F[GHz]的电磁波吸收图案,所述F[GHz]满足下述式(6)。
·电磁波吸收图案3b:所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值为G[GHz]的电磁波吸收图案,所述G[GHz]满足下述式(7)。
0.91×A<F≤0.963×A···式(6)
0.83×A<G≤0.91×A···式(7)
在式(6)、式(7)中,A为通过上述的方法X或方法Y确定的频率[GHz]。
在除了第三电磁波吸收图案3以外,电磁波吸收膜10还进一步具有电磁波吸收图案3a、电磁波吸收图案3b时,第三电磁波吸收图案3所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值优选为0.60×A~0.83×A[GHz]。此时,电磁波吸收膜整体能够吸收的电磁波的频带向低频率侧扩大的效果进一步显著,可进一步显著地获得本发明的效果。
图8为图1的电磁波吸收膜10的VIII-VIII剖面图。
基材20具有彼此相对的两个面20a、20b。并且,在基材20的一个面20a上形成有第一电磁波吸收图案1、第二电磁波吸收图案2、第三电磁波吸收图案3。如图8所示,在基材20的一个面20a上分别设有多个第一单元u1、多个第二单元u2、多个第三单元u3。
只要基材20为平板状、且为能够在一个面20a上形成第一电磁波吸收图案1、第二电磁波吸收图案2及第三电磁波吸收图案3的形态,则没有特别限定。基材20可以为单层结构,也可以为多层结构。
基材20的厚度K例如可以为5~500[μm],也可以为15~200[μm],还可以为25~100[μm]。
第一电磁波吸收图案1的厚度H1、第二电磁波吸收图案2的厚度H2、第三电磁波吸收图案3的厚度H3没有特别限定。厚度H1、厚度H2、厚度H3可根据所需的特性任意变更。此外,厚度H1、厚度H2、厚度H3可以相互相同,也可以相互不同。
厚度H1、厚度H2、厚度H3例如可以为1~100[μm],也可以为5~50[μm],还可以为10~30[μm]。厚度H1、厚度H2、厚度H3各自越厚,则电磁波吸收性越好,但制造成本也越高。考虑到这一点,可以分别设定厚度H1、厚度H2、厚度H3。
基材20的材料可根据电磁波吸收膜的用途进行适当选择。例如,为了使电磁波吸收膜具备透明性,可使用透明的材料构成基材20。除此以外,为了使电磁波吸收膜具备对曲面的追随性,可使用具有柔软性的材料构成基材20。为了提高电磁波吸收膜的透明性、立体成型性,可对基材20的表面进行平滑化。
例如,可使用树脂构成基材20。树脂可以为热塑性树脂,也可以为热固性树脂。其中,在考虑到电磁波吸收膜10的立体成型性时,基材20优选含有热塑性树脂。
作为热塑性树脂,例如可列举出聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚芳酯树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、氨基甲酸酯(urethane)树脂、有机硅树脂、氟树脂。
作为聚烯烃树脂的具体例,可列举出聚丙烯、聚乙烯等。作为聚酯树脂的具体例,可列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等。
作为热固性树脂,例如可使用环氧树脂组合物、通过氨基甲酸酯反应而固化的树脂组合物、通过自由基聚合反应而固化的树脂组合物。这些成分可单独使用一种,也可同时使用两种以上。
环氧树脂组合物为含有环氧树脂与固化剂的组合物。作为环氧树脂的具体例,可列举出多官能度类环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、联苯型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂等。
作为固化剂的具体例,可列举出胺化合物、酚类固化剂等。
作为通过氨基甲酸酯反应而固化的树脂组合物,例如可列举出含有多元醇(甲基)丙烯酸酯与多异氰酸酯化合物的树脂组合物。
作为通过自由基聚合反应而固化的树脂组合物,例如可列举出在侧链上具有自由基聚合性基团的(甲基)丙烯酸树脂、不饱和聚酯等。
作为(甲基)丙烯酸树脂,可列举出使具有反应性基团的乙烯基单体的聚合物、与具有能够与来自乙烯基单体的反应性基团反应的基团且具有自由基聚合性基团的单体进行反应而得到的树脂;使(甲基)丙烯酸等与环氧树脂的末端进行反应而得到的具有(甲基)丙烯酸基的环氧丙烯酸酯。
作为具有反应性基团的乙烯基单体的具体例,例如可列举出(甲基)丙烯酸羟基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等丙烯酸类单体。
作为具有能够与来自乙烯基单体的反应性基团反应的基团且具有自由基聚合性基团的单体的具体例,可列举出(甲基)丙烯酸、含异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯等。
作为不饱和聚酯,可列举出将具有不饱和基团的羧酸(富马酸等)与二元醇进行缩合而成的不饱和聚酯。
在不损害本发明效果的范围内,基材20可含有任意成分。作为任意成分的例子,例如可列举出无机填充材料、着色剂、固化剂、抗老化剂、光稳定剂、阻燃剂、导电剂、抗静电剂、增塑剂等。
作为无机填充材料,可列举出金属颗粒、金属氧化物颗粒、金属氢氧化物颗粒、金属氮化物类颗粒等。更具体而言,可列举出银颗粒、铜颗粒、铝颗粒、镍颗粒、氧化锌颗粒、氧化铝颗粒、氮化铝颗粒、氧化硅颗粒、氧化镁颗粒、氮化铝颗粒、钛颗粒、氮化硼颗粒、氮化硅颗粒、炭化硅颗粒、金刚石颗粒、石墨颗粒、碳纳米管颗粒、金属硅颗粒、碳纤维颗粒、富勒烯颗粒、玻璃颗粒等。
作为着色剂的具体例,可列举出无机颜料、有机颜料、染料等。
这些成分可单独使用一种,也可同时使用两种以上。
考虑进一步改良电磁波吸收膜10的电磁波的吸收性能,可适当设定基材20的厚度、电容率、导电率、磁导率。
在考虑作为吸收对象的电磁波的电气特性时,基材20可以为高电容率的层。若基材20为高电容率的层,则能够相对地薄化电磁波吸收膜10的厚度。
为了将电磁波吸收膜10应用于各种物品的表面,可使基材20的一个面20b具有粘合性。在使基材20的一个面20b具有粘合性时,可设置覆盖面20b的剥离膜。在使用电磁波吸收膜10时去除剥离膜。通过使剥离膜覆盖粘合面,流通时的操作性变得良好。
例如,通过采用基材20的一个面20b为含有粘合剂的粘合层的多层结构,能够使基材20的一个面20b具有粘合性。
作为粘合剂,可列举出通过热而进行粘合的热封型粘合剂;使其湿润而表现出贴附性的粘合剂;通过压力进行粘合的压敏性粘合剂(粘着剂)等。在这些粘合剂中,从简便性的角度出发,优选粘着剂(压敏性粘合剂)。
作为粘着剂的具体例,例如可列举出丙烯酸类粘着剂、氨基甲酸酯类粘着剂、橡胶类粘着剂、聚酯类粘着剂、硅酮类粘着剂、聚乙烯醚类粘着剂等。在这些粘着剂中,优选选自由丙烯酸类粘着剂、氨基甲酸酯类粘着剂及橡胶类粘着剂组成的组中的至少任意一种,更优选丙烯酸类粘着剂。
作为丙烯酸类粘着剂,例如可列举出下述的丙烯酸类聚合物。
·含有来自具有直链烷基或支链烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元的丙烯酸类聚合物(1)(即,至少以(甲基)丙烯酸烷基酯为单体进行聚合而得到的聚合物)。
·含有来自具有环状结构的(甲基)丙烯酸酯的结构单元的丙烯酸类聚合物(2)(即,至少使具有环状结构的(甲基)丙烯酸酯进行聚合而得到的聚合物)。
丙烯酸类聚合物可以为均聚物,也可以为共聚物。在丙烯酸类聚合物为共聚物时,共聚的形态没有特别限定。丙烯酸类共聚物可以为嵌段共聚物,也可以为无规共聚物,还可以为接枝共聚物。
作为丙烯酸类粘着剂,优选为下述的丙烯酸类共聚物(Q)。
·丙烯酸类共聚物(Q):含有来自具有碳原子数为1~20的链状烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(以下,记载为“单体成分(q1’)”)的结构单元(q1)与来自含官能团单体(以下,记载为“单体成分(q2’)”)的结构单元(q2)的共聚物。
丙烯酸类共聚物(Q)可进一步含有除了结构单元(q1)及结构单元(q2)以外的其他结构单元(q3)。结构单元(q3)为来自除了单体成分(q1’)及单体成分(q2’)以外的其他单体成分(q3’)的结构单元。
从提高粘着特性的角度出发,作为单体成分(q1’)所具有的链状烷基的碳原子数,优选为1~12,更优选为4~8,进一步优选为4~6。作为单体成分(q1’)的具体例,例如可列举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酸酯等。在这些单体成分中,优选(甲基)丙烯酸丁酯及(甲基)丙烯酸2-乙基己酯,更优选(甲基)丙烯酸丁酯。
这些单体成分可单独使用一种,也可同时使用两种以上。
作为单体成分(q2’),例如可列举出含羟基单体、含羧基单体、含环氧基单体、含氨基单体、含氰基单体、含酮基单体、含烷氧基甲硅烷基单体等。在这些单体成分中,优选含羟基单体、含羧基单体。
作为含羟基单体的具体例,例如可列举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸酯4-羟基丁酯等。在这些含羟基单体中,优选(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯。
作为含羧基单体的具体例,例如可列举出(甲基)丙烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸等,优选(甲基)丙烯酸。
作为含环氧基单体的具体例,例如可列举出(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等。
作为含氨基单体的具体例,例如可列举出(甲基)丙烯酸二氨基乙酯等。
作为含氰基单体的具体例,例如可列举出丙烯腈等。
这些单体成分可单独使用一种,也可同时使用两种以上。
作为单体成分(q3’),例如可列举出(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基氧基乙酯、(甲基)丙烯酸酰亚胺酯、丙烯酰吗啉等具有环状结构的(甲基)丙烯酸酯;乙酸乙烯酯;苯乙烯等。
这些单体成分可单独使用一种,也可同时使用两种以上。
相对于丙烯酸类共聚物(Q)的所有结构单元100质量%,结构单元(q1)的含量优选为50~99.5质量%,更优选为55质量%~99质量%,进一步优选为60~97质量%,特别优选为65~95质量%。
相对于丙烯酸类共聚物(Q)的所有结构单元100质量%,结构单元(q2)的含量优选为0.1~50质量%,更优选为0.5~40质量%,进一步优选为1.0~30质量%,特别优选为1.5~20质量%。
相对于丙烯酸类共聚物(Q)的所有结构单元100质量%,结构单元(q3)的含量优选为0~40质量%,更优选为0~30质量%,进一步优选为0~25质量%,特别优选为0~20质量%。
丙烯酸类共聚物可利用交联剂而进行交联。作为交联剂,例如可列举出环氧类交联剂、异氰酸酯类交联剂、氮丙啶类交联剂、金属螯合物类交联剂等。在对丙烯酸类共聚物进行交联时,可利用来自单体成分(q2’)的官能团将其作为与交联剂进行反应的交联点。
为了提高抗冲击性等,粘合层可由使用紫外线、可见能量射线、红外线、电子束等能量射线进行固化的材质构成。此时,粘合层含有能量射线固化性的成分。
作为能量射线固化性的成分,例如在能量射线为紫外线时,可列举出在一分子中具有2个以上紫外线聚合性官能团的化合物等。作为在一分子中具有2个以上紫外线聚合性官能团的化合物的具体例,可列举出三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、二环戊二烯二甲氧基二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、低聚酯(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、环氧改性(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯等。这些成分可单独使用一种,也可同时使用两种以上。
在粘合层为能量射线固化性时,优选同时使用光聚合引发剂。固化速度因光聚合引发剂而变高。
作为光聚合引发剂的具体例,例如可列举出二苯甲酮、苯乙酮、苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、苯偶姻异丁醚、苯偶姻苯甲酸、苯偶姻苯甲酸甲酯、苯偶姻二甲基缩酮、2,4-二乙基噻吨酮、1-羟基环己基苯基甲酮、苄基二苯基硫醚、一硫化四甲基秋兰姆、偶氮二异丁腈、苯偶酰、二苯偶酰、双乙酰、2-氯蒽醌、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、二乙基二硫代氨基甲酸2-苯并噻唑酯、寡{2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-丙烯基)苯基]丙酮}等。
电磁波吸收膜10例如可通过下述的方法制造。
首先,准备基材20。然后,在基材20的一个面20a上形成第一电磁波吸收图案1、第二电磁波吸收图案2及第三电磁波吸收图案3。
其中,在形成第一电磁波吸收图案1时,以使第一电磁波吸收图案1所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值为A[GHz]的方式形成。
在形成第二电磁波吸收图案2时,以使第二电磁波吸收图案2所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值为B[GHz]的方式形成。
在形成第三电磁波吸收图案3时,以使第三电磁波吸收图案3所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值为C[GHz]的方式形成。
形成第一电磁波吸收图案1、第二电磁波吸收图案2及第三电磁波吸收图案3的顺序没有特别限定。第一电磁波吸收图案1、第二电磁波吸收图案2及第三电磁波吸收图案3可在同一工序内形成,也可分别在不同的工序中形成。
只要为能够形成规定的频率的方式,则各电磁波吸收图案的形成方法没有特别限定。作为各电磁波吸收图案的形成方法的例子,例如有下述的方法。
·使用导电膏,在基材20的一个面20a上印刷各电磁波吸收图案的印刷方法。
·在基材20的一个面20a上对各电磁波吸收图案进行显影的显影方法。
·通过溅射法、真空蒸镀或层叠金属箔而在基材20的一个面20a上设置金属薄膜,通过光刻在基材20的一个面20a上形成金属薄膜的图案的方法。
·在基材20的一个面20a上配置金属丝的方法。
在印刷方法中,在基材20的一个面20a上印刷各电磁波吸收图案,形成作为图形的各单元u1、u2、u3。印刷方法没有特别限定。例如可列举出丝网印刷、凹版印刷、喷墨方式等方法。
作为在印刷中使用的导电膏,例如可列举出含有选自由金属颗粒、碳纳米颗粒及碳纤维组成的组中的至少一种以上和粘结剂树脂成分的膏状组合物。作为金属颗粒,可列举出铜、银、镍、铝等金属的颗粒。作为粘结剂树脂成分,例如可列举出聚酯树脂、(甲基)丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺树脂等热塑性树脂;环氧树脂、氨基树脂、聚酰亚胺树脂等热固性树脂。但金属颗粒及粘结剂树脂成分不限于这些例示。
导电膏可进一步含有炭黑等黑色颜料。若导电膏进一步含有黑色颜料,则能够抑制构成所印刷的电磁波吸收图案的金属粉末的金属光泽,抑制外部光的反射。
在显影方法中,在基材20的一个面20a上对电磁波吸收图案进行显影,形成作为图形的各单元u1、u2、u3。
作为显影方法,有如下方法:不覆盖曝光掩膜,在曝光部分显现出显影物的负型显影方法;覆盖曝光掩膜,在未曝光部分显现出显影物的正型显影方法。即,在负型显影方法中,以与曝光掩膜相反的形状形成作为显影物的各单元u1、u2、u3。另一方面,在正型显影方法中,以与曝光掩膜相同的形状形成作为显影物的各单元u1、u2、u3。作为在显影物中使用的金属,通常使用银。
作为基于光刻的电磁波吸收图案的形成方法的一个例子,例如有下述的方法。
首先,在基材20的表面上涂布抗蚀剂,进行热处理,然后从抗蚀剂中去除溶剂。然后,在抗蚀剂上曝光所需的图案,使抗蚀图案显影从而形成由抗蚀图案构成的层。然后,在基材和由抗蚀图案构成的层的整个面上形成蒸镀膜,使用抗蚀剂剥离剂,同时去除由抗蚀图案构成的层和置于该层上的蒸镀膜。由此,可在基材的表面上形成电磁波吸收图案。
作为另一个例子,在基材20上设置金属薄膜,在金属薄膜的表面的一部分上涂布抗蚀剂,进行热处理。然后,通过蚀刻处理去除未涂布抗蚀剂的部分的金属薄膜。然后,根据需要去除抗蚀剂,形成电磁波吸收图案。可进一步在构成各电磁波吸收图案的各单元u1、u2、u3的表面上设置图中省略的金属镀层。
作为构成金属丝的金属的具体例,可列举出与作为各单元u1、u2、u3的材质而在上文中进行过说明的金属相同的金属。此外,可使用锡、锌、银、镍、铬、镍铬合金、焊锡等对金属丝进行电镀,也可使用碳材料、聚合物等覆盖表面。作为覆盖金属丝的表面的碳材料,可列举出炭黑、活性碳、硬碳、软碳、介孔碳、碳纤维等无定形碳;石墨;富勒烯;石墨烯;碳纳米管等。
(作用效果)
如以上说明所述,本发明的电磁波吸收膜具有:所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值为A[GHz]的第一电磁波吸收图案、所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值为B[GHz]的第二电磁波吸收图案、及所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值为C[GHz]的第三电磁波吸收图案。第一电磁波吸收图案、第二电磁波吸收图案及第三电磁波吸收图案形成在同一平板状的基材上。
因此,各电磁波吸收图案所吸收的电磁波相互充分重叠,电磁波吸收膜整体能够吸收的电磁波的频带变宽。其结果,即使在电磁波吸收膜的吸收特性受到周围环境的构件的影响而由规定频率发生变化时,与以往相比,变化后的频率在电磁波吸收膜整体能够吸收的频带的范围内的概率仍有飞跃性提高。
如此,本发明的电磁波吸收膜不易受到配置在周围环境的构件、周围环境的温度等周围环境的影响,能够充分地吸收在设计时作为吸收对象而预定的频率的电磁波。
<电磁波吸收片>
以下,对本发明的电磁波吸收片进行说明。
图9为表示本发明的电磁波吸收片的一个例子的剖面图。
如图9所示,电磁波吸收片50具有本发明的电磁波吸收膜10、分隔膜30及反射膜40。
(分隔膜)
分隔膜30设置在电磁波吸收膜10所具有的基材20的一个面20b上。
分隔膜30具有两个面30a、30b。分隔膜30的一个面30a与基材20的一个面20b相接。在分隔膜30的一个面30b上设有反射膜40。
分隔膜30可以为单层结构,也可以为多层结构。
分隔膜30的材料可根据电磁波吸收膜的用途进行适当选择。例如,为了使电磁波吸收膜具备透明性,可使用透明的材料构成分隔膜30。除此以外,为了使电磁波吸收膜具备对曲面的追随性,可使用具有柔软性的材料构成分隔膜30。
作为具有柔软性的材料,可列举出塑料膜、橡胶、纸、布、无纺布、发泡片、橡胶片等。在这些材料中,从电磁波吸收片50对曲面的追随性的点出发,优选发泡片。
作为构成塑料膜的树脂的具体例,例如可使用与对上述基材20进行说明的热塑性树脂相同的树脂。
作为发泡片,例如可使用使所述构成塑料膜的树脂发泡从而形成成片状的发泡片。作为发泡片的具体例,可列举出聚乙烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚氨酯泡沫等。
在考虑到分隔膜30带来的波长缩短效果时,分隔膜30的厚度可配合作为吸收对象的电磁波的波长及分隔膜30的相对电容率进行适当变更。
在考虑到分隔膜30带来的波长缩短效果时,分隔膜30的z轴方向的厚度优选满足下述式(8)。
(分隔膜30的z轴方向的厚度)=(λ)×(1/4)/(ε)1/2···式(8)
在式(8)中,λ为传来的电磁波的波长,ε为分隔膜30的相对电容率。
在分隔膜30的z轴方向的厚度与波长λ的关系满足式(8)时,电磁波吸收片50形成所谓的λ/4结构。由此,电磁波吸收片50的电磁波的吸收量的极大值进一步变高。
分隔膜30的厚度可根据作为吸收对象的电磁波的波长λ进行适当设定。分隔膜30的厚度例如可以为25~5000[μm],也可以为50~4500[μm],还可以为100~4000[μm]。
分隔膜30可由高电容率的材质构成。若分隔膜30为高电容率的层,则能够相对地薄化分隔膜30的厚度。
在考虑到分隔膜30的电容率时,分隔膜30优选含有选自由钛酸钡、氧化钛、钛酸锶组成的组中的至少一种以上。
分隔膜30优选含有选自由塑料膜、发泡片、橡胶片组成的组中的至少一种以上,其中更优选含有发泡片。若分隔膜30为选自由塑料膜、发泡片、橡胶片组成的组中的至少一种以上,则电磁波吸收片50对曲面的追随性提高。
分隔膜30可以为由单一的片构成的单层结构,也可以为作为多个片的层叠物的多层结构。构成分隔膜30的片的材质及结构可根据电磁波吸收片的用途进行适当选择。
分隔膜30的两个面30a、30b优选具有粘合性。由此,可在两个面30a、30b上分别贴合电磁波吸收膜10及反射膜40。例如,通过采用两个面30a、30b为含有粘合剂的粘合层的多层结构,可使两个面30a、30b具有粘合性。
对于粘合层的详细情况及优选形态,其内容可与对基材20的粘合层进行说明的内容相同。
(反射膜)
反射膜40设置在分隔膜30的一个面30b上。
反射膜40具有两个面40a、40b。反射膜40的一个面40a与分隔膜30的一个面30b相接。
只要为能够反射传至电磁波吸收膜10的表面且透射了电磁波吸收膜10的电磁波的形态,则对反射膜40没有特别限定。传至电磁波吸收片50的电磁波中,一部分被电磁波吸收膜10反射或被电磁波吸收膜10吸收。另一方面,未被电磁波吸收膜10反射或吸收的电磁波透射电磁波吸收膜10。透射了电磁波吸收膜10的电磁波被反射膜40反射向电磁波吸收膜10。
例如,若反射膜40为在两个面40a、40b的面方向上具备导电性的形态,则能够反射透射了电磁波吸收膜10的电磁波。具体而言,可将在聚对苯二甲酸乙二醇酯等树脂膜上贴合铜箔等金属箔而成的材料用作反射膜40。可使用ITO等透明导电膜、由金属丝等形成的网片(mesh sheet)代替金属箔。
考虑反射膜40的反射特性,可在反射膜40的一个面40b的表面上设置金属丝、导电纱线、含有金属丝及导电纱线的捻线、导电薄膜。导电薄膜例如可通过丝网印刷、凹版印刷、喷墨方式等印刷方法、溅射法或真空蒸镀、光刻而设置在面40b上。
在将分隔膜30贴附在金属等具备导电性的物体上时,由于金属等具备导电性的物体发挥反射膜40的作用,因此可省略反射膜40。
以上说明的本发明的电磁波吸收片50由于具有本发明的电磁波吸收膜10,因此不易受到配置在周围环境的构件、周围环境的温度等周围环境的影响,即使是频率发生变化后的电磁波也能够被充分吸收。
并且,由于电磁波吸收片50进一步具有分隔膜30和反射膜40,因此能够通过反射膜40有效地反射传至电磁波吸收膜10的表面且透射了电磁波吸收膜10的电磁波。然后,反射膜40所反射的电磁波再次被电磁波吸收膜10吸收或反射,因此电磁波吸收片50整体的电磁波的吸收量变高。
实施例
以下,使用实施例对本发明进行进一步详细说明,但本发明不受以下记载的限定。
<测定方法>
(吸收率的峰值)
对于制成的电磁波吸收膜或电磁波吸收片,通过自由空间型S参数法,使用矢量网络分析仪(Keysight Technologies制造的“N5290A”)测定电磁波的反射特性(S11)及透射特性(S21)。然后,通过下述式(9)计算吸收率,由吸收率的波形求出表现出极大值的频率的值,作为吸收率的峰值。在本实施例及比较例中,在50~110[GHz]的频带测定反射特性(S11)及透射特性(S21)。
吸收率[%]=100-反射率(S11)-透射率(S21)···式(9)
(吸收量的峰宽)
对于制成的电磁波吸收膜或电磁波吸收片,通过自由空间型S参数法,使用矢量网络分析仪(Keysight Technologies制造的“N5290A”),在50~110GHz的频带内测定电磁波的反射特性(S11)及透射特性(S21),通过式(9)计算吸收率。然后,制作在横轴上绘制了频率、在纵轴上绘制了计算出的吸收率的吸收谱图。
在该吸收谱图中,将吸收率达到最大值的峰的半峰全宽作为吸收量的峰宽。即,在该峰中,将峰的纵轴方向的高度为最大值的50%时的、峰的横轴方向的宽度(半峰全宽)作为吸收量的峰宽。
<实施例1>
在含有聚对苯二甲酸乙二醇酯的厚度为50[μm]的PET膜上,形成第一电磁波吸收图案、第二电磁波吸收图案及第三电磁波吸收图案,制成如图1所示的实施例1的电磁波吸收膜。图1所示的各图案的间隔d1、d2、d3均设为1[mm]。
第一电磁波吸收图案、第二电磁波吸收图案及第三电磁波吸收图案的形状分别设为图3、图5、图7所示的十字状。第一电磁波吸收图案、第二电磁波吸收图案及第三电磁波吸收图案的厚度均设为18[μm]。此外,作为第一电磁波吸收图案、第二电磁波吸收图案及第三电磁波吸收图案的材质,均使用了铜。
其中,如表1所示,将图3所示的L1设为1.3[mm],将图5所示的L2设为1.2[mm],将图7所示的L3设为1.4[mm]。此时,如表2所示,由第一单元u1构成的第一电磁波吸收图案吸收频率A为79[GHz]的电磁波。即,第一电磁波吸收图案产生的电磁波的吸收量的峰位于79[GHz]的频带。
此外,由第二单元u2构成的第二电磁波吸收图案吸收频率B为86[GHz]的电磁波。即,第二电磁波吸收图案产生的电磁波的吸收量的峰位于86[GHz]的频带。
另外,由第三单元u3构成的第三电磁波吸收图案吸收频率C为76[GHz]的电磁波。即,第三电磁波吸收图案产生的电磁波的吸收量的峰位于76[GHz]的频带。
在实施例1中,制成在基材上形成有以上三种电磁波吸收图案的电磁波吸收膜。
另外,通过上述的方法X测定各电磁波吸收图案所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率。
<实施例2>
除了如表1所示地变更L2、L3的长度以外,以与实施例1相同的方式制成实施例2的电磁波吸收膜。
此时,各电磁波吸收图案选择性吸收的电磁波的频率A、B、C如表2所示。
在实施例2中,制成在基材上形成有对表2所示的频率A、B、C的三种电磁波进行选择性吸收的各电磁波吸收图案的电磁波吸收膜。
<实施例3>
除了在PET膜上形成第一电磁波吸收图案、第二电磁波吸收图案及第三电磁波吸收图案以外,还在PET膜上形成下述的电磁波吸收图案2a、电磁波吸收图案2b、电磁波吸收图案3a、电磁波吸收图案3b,进一步,如表1所示地变更L2、L3的长度,除此以外,以与实施例1相同的方式制成实施例3的电磁波吸收膜。
·电磁波吸收图案2a:所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值为D[GHz]的电磁波吸收图案,所述D[GHz]满足下述式(4)。
·电磁波吸收图案2b:所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值为E[GHz]的电磁波吸收图案,所述E[GHz]满足下述式(5)。
·电磁波吸收图案3a:所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值为F[GHz]的电磁波吸收图案,所述F[GHz]满足下述式(6)。
·电磁波吸收图案3b:所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率的值为G[GHz]的电磁波吸收图案,所述G[GHz]满足下述式(7)。
1.037×A≤D<1.09×A···式(4)
1.09×A≤E<1.17×A···式(5)
0.91×A<F≤0.963×A···式(6)
0.83×A<G≤0.91×A···式(7)
其中,电磁波吸收图案2a由第二单元u2a构成。同样地,电磁波吸收图案2b、电磁波吸收图案3a、电磁波吸收图案3b分别由第二单元u2b、第三单元u3a、第三单元u3b构成。
第二单元u2a、第二单元u2b、第三单元u3a、第三单元u3b的形状均设为与第一单元u1相同的十字状。
第二单元u2a的x轴方向的长度L4、第二单元u2b的x轴方向的长度L5、第三单元u3a的x轴方向的长度L6、第三单元u3b的x轴方向的长度L7分别设为表1所示的值。此外,各电磁波吸收图案的间隔均设为1[mm]。
此时,各电磁波吸收图案选择性吸收的电磁波的频率如表2所示。如此,在实施例3中,制成在基材上形成有对表2所示的七种频率进行选择性吸收的电磁波吸收图案的电磁波吸收膜。
<实施例4>
在实施例2中制成的电磁波吸收膜的背面上,设置厚度为2.2[mm]的丙烯酸膜作为分隔膜。进一步,在丙烯酸膜的表面上设置厚度为18[μm]的铜箔,制成具有分隔膜和反射膜的电磁波吸收片。其中,实施例4的电磁波吸收片以具有所谓的λ/4结构的方式进行制作。
<实施例5>
在实施例2中制成的电磁波吸收膜的背面上,贴合4片将厚度为0.71[mm]的聚乙烯泡沫作为芯材的双面胶带(Lintec Corporation制造的“TackLiner TL-54-06”),设置厚度为2.84[mm]的多层结构的分隔膜。进一步,在分隔膜的表面设置厚度为18[μm]的铜箔,制成具有分隔膜和反射膜的电磁波吸收片。其中,实施例5的电磁波吸收片以具有所谓的λ/4结构的方式进行制作。
<比较例1>
除了在PET膜上以1[mm]间隔仅设置构成第一电磁波吸收图案的第一单元u1以外,以与实施例1相同的方式制成比较例1的电磁波吸收膜。
<比较例2>
在比较例1中制成的电磁波吸收膜的背面上,设置厚度为2.2[mm]的丙烯酸膜作为分隔膜。进一步,在丙烯酸膜的表面上设置厚度为18[μm]的铜箔,制成具有分隔膜和反射膜的电磁波吸收片。其中,比较例2的电磁波吸收片以具有所谓的λ/4结构的方式进行制作。
<比较例3、比较例4>
除了如表1所示地变更L2、L3的长度以外,以与实施例1相同的方式制成比较例3、比较例4的电磁波吸收膜。
此时,各电磁波吸收图案选择性吸收的电磁波的频率如表2所示。
在比较例3、比较例4中,制成在基材上形成有对表2所示的三种频率进行选择性吸收的电磁波吸收图案的电磁波吸收膜。
[表1]
- | L1[mm] | L2[mm] | L3[mm] | L4[mm] | L5[mm] | L6[mm] | L7[mm] |
实施例1 | 1.3 | 1.2 | 1.4 | - | - | - | - |
实施例2 | 1.3 | 1.0 | 1.6 | - | - | - | - |
实施例3 | 1.3 | 1.0 | 1.6 | 1.2 | 1.1 | 1.4 | 1.5 |
实施例4 | 1.3 | 1.0 | 1.6 | - | - | - | - |
实施例5 | 1.3 | 1.0 | 1.6 | - | - | - | - |
比较例1 | 1.3 | - | - | - | - | - | - |
比较例2 | 1.3 | - | - | - | - | - | - |
比较例3 | 1.3 | 1.25 | 1.35 | - | - | - | - |
比较例4 | 1.3 | 0.8 | 1.8 | - | - | - | - |
[表2]
A[GHz] | B[GHz] | C[GHz] | D[GHz] | E[GHz] | F[GHz] | G[GHz] | |
实施例1 | 79 | 86 | 76 | - | - | - | - |
实施例2 | 79 | 98 | 64 | - | - | - | - |
实施例3 | 79 | 98 | 64 | 86 | 92 | 76 | 70 |
实施例4 | 79 | 98 | 64 | - | - | - | - |
实施例5 | 79 | 98 | 64 | - | - | - | - |
比较例1 | 79 | - | - | - | - | - | - |
比较例2 | 79 | - | - | - | - | - | - |
比较例3 | 79 | 81 | 78 | - | - | - | - |
比较例4 | 79 | 105 | 53 | - | - | - | - |
根据表2所示的各频率,用各例中的各电磁波吸收图案的吸收量表现出极大值的频率除以A[GHz],以使用了A的数学式表示各例中的各电磁波吸收图案的吸收量表现出极大值的频率。将结果示于表3。
[表3]
A[GHz] | B[GHz] | C[GHz] | D[GHz] | E[GHz] | F[GHz] | G[GHz] | |
实施例1 | 79 | 1.088×A | 0.962×A | - | - | - | - |
实施例2 | 79 | 1.240×A | 0.810×A | - | - | - | - |
实施例3 | 79 | 1.240×A | 0.810×A | 1.088×A | 1.164×A | 0.962×A | 0.886×A |
实施例4 | 79 | 1.240×A | 0.810×A | - | - | - | - |
实施例5 | 79 | 1.240×A | 0.810×A | - | - | - | - |
比较例1 | 79 | - | - | - | - | - | - |
比较例2 | 79 | - | - | - | - | - | - |
比较例3 | 79 | 1.025×A | 0.987×A | - | - | - | - |
比较例4 | 79 | 1.329×A | 0.582×A | - | - | - | - |
对于在各例中制成的电磁波吸收膜或电磁波吸收片,按照上述的测定方法,分别测定电磁波吸收膜或电磁波吸收片整体的吸收率表现出极大值的“吸收量的峰的频率”、极大值时的“吸收率的峰值”、“吸收量的峰宽”。将结果示于表4。
[表4]
在实施例1~5中,相对于第一电磁波吸收图案所吸收的电磁波表现出极大值的频率A[GHz],第二电磁波吸收图案所吸收的电磁波表现出极大值的频率B[GHz]、第三电磁波吸收图案所吸收的电磁波表现出极大值的频率C[GHz]在本发明规定的范围内。此时,如表4所示,电磁波吸收膜或电磁波吸收片整体所吸收的电磁波的吸收率达到极大值时的吸收量的峰宽,均为高于比较例1~3的值。由该结果确认到,电磁波吸收膜或电磁波吸收片整体所吸收的电磁波的吸收量达到极大值的单一的峰的宽度向低频率侧频带及高频率侧频带扩大。
如表2、3所示,在实施例3的电磁波吸收膜中,在基材上形成有对7种频率进行选择性吸收的电磁波吸收图案。如表4中的结果所示,与实施例1、2相比,实施例3的吸收量的峰宽的值更大,电磁波吸收膜或电磁波吸收片整体所吸收的电磁波的吸收量达到极大值的单一的峰的宽度的扩张效果更显著。
实施例4、5的电磁波吸收片具有实施例2的电磁波吸收膜、分隔膜及反射膜。此时,如表4所示,与实施例2相比,电磁波的吸收率的峰值得到飞跃性提高。
如表4所示,与实施例1~5相比,比较例1、2的吸收量的峰宽度更小,无法确认到吸收峰的宽度扩大。认为比较例1、2的电磁波吸收膜或电磁波吸收片容易受到配置在周围环境中的构件的影响,未充分吸收频率发生变化后的电磁波。
在比较例3中,B[GHz]小于本发明中规定的范围的下限值,C[GHz]超过了本发明中规定的范围的上限值。此时,第一电磁波吸收图案的峰与第二电磁波吸收图案的峰的距离、第一电磁波吸收图案的峰与第三电磁波吸收图案的峰的距离均较小,无法确认到峰宽扩大。
在比较例4中,B[GHz]超过了本发明中规定的范围的上限值,C[GHz]小于本发明中规定的范围的下限值。此时,第一电磁波吸收图案的峰与第二电磁波吸收图案的峰的距离、第一电磁波吸收图案的峰与第三电磁波吸收图案的峰的距离均较大,未形成单一的峰。
图10~14为由本实施例的测定结果推测出的电磁波的吸收谱的预测图。如图10~14所示,认为在实施例1~5中形成了电磁波吸收膜或电磁波吸收片整体所吸收的电磁波的吸收量达到极大值的单一的峰。
图15~18为由各比较例的测定结果所预计的电磁波的吸收谱的预测图。
如图15~17所示,在比较例1~3中,所形成的单一峰的宽度窄,认为未确认到峰的宽度扩大。如图18所示,认为在比较例4中未形成单一的峰。
由以上的实施例的结果确认到,电磁波吸收膜或电磁波吸收片能够吸收的电磁波的频带变宽。可期待通过本发明提供一种不易受到配置在周围环境中的构件的影响的电磁波吸收膜。
工业实用性
本发明的电磁波吸收膜、电磁波吸收片可用于汽车用零件、道路周边构件、建筑外墙相关材料、窗户、通信设备、射电望远镜等。
附图标记说明
1:第一电磁波吸收图案;2:第二电磁波吸收图案;3:第三电磁波吸收图案;10:电磁波吸收膜;20:基材;30:分隔膜;40:反射膜;50:电磁波吸收片。
Claims (6)
1.一种电磁波吸收膜,其具有平板状的基材、形成在所述基材上的第一电磁波吸收图案、形成在所述基材上的第二电磁波吸收图案、及形成在所述基材上的第三电磁波吸收图案,
所述第一电磁波吸收图案、所述第二电磁波吸收图案及所述第三电磁波吸收图案形成在所述基材的表面,
所述第一电磁波吸收图案具有多个第一阵列,该第一阵列中排列有多个形状为相互相同的图形的第一单元,
所述第二电磁波吸收图案具有多个第二阵列,该第二阵列中排列有多个形状为相互相同的图形的第二单元,
所述第三电磁波吸收图案具有多个第三阵列,该第三阵列中排列有多个形状为相互相同的图形的第三单元,
所述第一阵列、所述第二阵列、所述第三阵列以相互邻接的方式配置在所述基材上,
所述第一电磁波吸收图案所吸收的电磁波的吸收量在20~110GHz的范围内表现出极大值的频率为A[GHz],
所述第二电磁波吸收图案所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率为B[GHz],所述B[GHz]满足下述式(1),
所述第三电磁波吸收图案所吸收的电磁波的吸收量表现出极大值的频率为C[GHz],所述C[GHz]满足下述式(2),
1.037×A≤B≤1.30×A···式(1),
0.60×A≤C≤0.963×A···式(2)。
2.根据权利要求1所述的电磁波吸收膜,其中,所述A为50~110[GHz]。
3.根据权利要求1所述的电磁波吸收膜,其中,所述A为60~100[GHz]。
4.一种电磁波吸收片,其具有权利要求1~3中任一项所述的电磁波吸收膜、与设置在所述电磁波吸收膜的一个表面上的分隔膜。
5.根据权利要求4所述的电磁波吸收片,其中,所述分隔膜为发泡片。
6.根据权利要求4或5所述的电磁波吸收片,其进一步具有设置在所述分隔膜的表面上的反射膜。
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