JP2003229691A

JP2003229691A - 電波吸収体

Info

Publication number: JP2003229691A
Application number: JP2002024381A
Authority: JP
Inventors: Toshikatsu Hayashi; 利勝林; Akira Kunimoto; 晃国元
Original assignee: Riken Corp; JSP Corp
Current assignee: Riken Corp; JSP Corp
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-08-15
Also published as: CN1290227C; US6771204B2; EP1333529A2; DE60302371D1; EP1333529B1; CN1436041A; US20030146866A1; EP1333529A3; DE60302371T2

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた電波吸収特性を示すととも
に、製造時や使用時に欠け等により破損することのない
耐衝撃性を有し、生産性の高い電波吸収体を開発する。【解決手段】電波吸収体（１）は、先端部のＲ
が０．５〜７．５mmのピラミッド形状あるいはウエッジ
形状である二つ以上の成形体（２）とベース台（３）と
からなり、隣接する成形体（２）との谷間のＲが７．５
mm以下となっている。成形体（２）とベース台（３）と
からなるユニット（１）はポリプロピレン系導電性発泡
ビーズにより一体成形され、隣り合うユニット（１）の
ベース台（３）は凹凸嵌合関係により連接される。発泡
ビーズ径は２〜１０mmであり、２種以上の異なるビーズ
径のものを用いる。中空体（２）は中空構造（６）とす
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電波吸収体に関し、
特に電波暗室用吸収体ユニットの構造（形状）に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＥＭＣ（電磁的両立性）におけるノイズ
測定やアンテナの評価測定を行う部屋として電波暗室が
ある。電波暗室は、外側をノイズの侵入や放射した電波
の漏洩を防ぐためにシールド壁とし、その内側には電波
の反響を防ぐための電波吸収体が貼り付けられている。
これらの電波吸収体としては、様々な形状や材質のもの
が実用化されている。中でもピラミッド形状やウェッジ
形状の成形体からなる電波吸収体は、優れた電波吸収性
能を有することが知られ、広く普及している（以降、
「ピラミッド形状やウェッジ形状」は「ピラミッド形状
等」と省略する）。

【０００３】これらの電波吸収体では、ピラミッド等の
形状とすることにより、入射波に対して密度勾配を形状
的に構成し、インピーダンス整合や広帯域化を図ると同
時に、高周波では形状よる散乱効果で、電波吸収特性を
さらに向上させている。従って、電波吸収特性を改善す
るためには、ピラミッド形状等を鋭角にすることが望ま
れる。ピラミッド形状等の成形体からなる電波吸収体の
製造方法としては、発泡ウレタンにカーボンを含浸させ
たブロック状の成形体を切断加工して得られるウレタン
吸収体が知られている。しかし、このような切断加工で
得られる先端の尖ったピラミッド形状等の成形体は欠け
やすいため、生産性が低く、運搬時の破損等の問題があ
る。この問題は、散乱効果を向上させるため、ピラミッ
ド形状等の角度をより小さくすることにより、さらに顕
著となる。

【０００４】また、ポリスチレン発泡ビーズを用いて型
内発泡により、ピラミッド形状等の成形体とベースとを
一体成形する方法も広く知られている。しかしながら、
この方法では、ピラミッドの先端が、鈍角あるいは、大
きくカットされた形状しか得られないため、電波吸収特
性が犠牲となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、優れ
た電波吸収特性と、欠け等により破損することのない耐
衝撃性とを併せ持つ電波吸収体を提供することである。
さらに本発明では、生産性が高く、しかも電波吸収特性
と耐衝撃性とを両立させた電波吸収体を提供することも
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、先端部
のＲが０．５〜７．５mmのピラミッド形状あるいはウェ
ッジ形状の成形体からなる電波吸収体により達成され
る。すなわちピラミッド形状等の先端部をＲが０．５〜
７．５mmとなるような曲面とすることにより、高い電波
吸収特性を維持したまま、先端部の欠け等の問題を大幅
に改善することができる。

【０００７】さらに、本発明のもう１つの目的は、二以
上のピラミッド形状あるいはウェッジ形状の成形体と、
それらの成形体を支えるベース台とからなり、ポリプロ
ピレン系導電性発泡ビーズにより一体成形された電波吸
収体ユニットにおいて、ピラミッド形状あるいはウェッ
ジ形状の成形体の先端部の１辺の長さを１５mm以下とす
ることにより達成される。ここで、先端が曲面である場
合には、１辺の長さとは曲面部を切り取って得られる面
の１辺の長さをいう。ポリプロピレン系導電性発泡ビー
ズを基体材料として用いることにより、複雑な形状を有
する本発明の電波吸収体ユニットを生産性良く、一体成
形できる。ポリプロピレンは柔軟性やねばりがあるた
め、得られた電波吸収体は耐衝撃性に優れ、また、その
電波吸収体のピラミッド形状等の先端部の1辺の長さを
１５mm以下とすることにより、良好な電波吸収特性が得
られる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明では、ピラミッド形状ある
いはウェッジ形状の成形体２からなる電波吸収体１の先
端部のＲを０．５〜７．５mmとする。ここで先端部のＲ
とは図３のピラミッド形状、或いは図５のウェッジ形状
の成形体２の先端部におけるＲ(r1)であり、図１に示す
ように先端部に接触する円の半径である。電波吸収体の
ピラミッド形状等の先端部のＲが０．５〜７．５mmとな
るような曲面とすることにより、高い電波吸収特性を維
持したまま、先端部の欠け等の問題を大幅に改善するこ
とができる。先端部のＲ(r1)は、好ましくは２〜５mmと
することが望ましい。先端部のＲを０．５mmより小さく
すると、欠け等の問題が生じ、一方、７．５mmより大き
くすると電波吸収特性が低下する。

【０００９】また、二以上のピラミッド形状あるいはウ
ェッジ形状の成形体２と、それらを支えるベース台３と
からなる電波吸収体ユニットにおいては、隣接するピラ
ミッド形状あるいはウェッジ形状成形体２との谷間のＲ
を７．５mm以下とすることが望ましい。ここで、谷間の
Ｒとは図３のピラミッド形状、或いは図５のウェッジ形
状等の谷間部におけるＲ(r2)であり、谷間の先端部に接
触する円の半径である。ピラミッド形状等の成形体の谷
間のＲ(r2)を７．５mm以下とすることにより、より散乱
効果が向上し、優れた電波吸収特性を得ることができ
る。ここで、谷間のＲ(r2)は好ましくは５mm以下、さら
に好ましくは４mm以下とすることが望ましい。下限は特
に限定されないが、後述するポリプロピレン系導電性発
泡体からなる電波吸収体ユニットでは製造上の理由から
１mm以上であることが望ましい。

【００１０】さらに、ピラミッド形状等の頂点角度及び
隣接するピラミッド等の間の谷間の角度(図４あるいは
図５におけるθ）を２５度以下の鋭角にすることで、よ
り散乱効果が向上し優れた電波吸収特性を得ることがで
きる。成形体の強度や生産性を考慮するとこれらの角度
を１５度以上とすることが望ましい。上述の電波吸収体
あるいは電波吸収体ユニット１の基体材料としては導電
損、誘電損等、電波吸収体に求められる物性を備える材
料であれば特に限定されない。たとえば、従来のウレタ
ン吸収体等、切削加工により切り出したピラミッド形状
等の先端を、研削加工等により上述の範囲のＲとなるよ
うに丸めることも可能である。しかし、生産性、材料強
度あるいは耐熱性等の観点からポリプロピレン系導電性
発泡ビーズを基体材料とすることが望ましい。特に特開
平７−３００５３６号公報で開示されているポリプロピ
レン系導電性発泡体の製造方法は、複雑形状で倍率の高
い発泡体を成形する方法として最適であり、電波吸収体
に適した抵抗率の低い発泡体を得ることができる。この
方法で得られる発泡体はクローズドセル構造であり、且
つポリプロピレン自身が吸湿しないため、耐湿性に優れ
た電波吸収体が得られる。また、ポリスチレンやポリエ
チレンなどと比較して、ポリプロピレンは軟化点が高い
ため、耐熱性の優れた電波吸収体が得られる。さらに、
ポリプロピレンは柔軟性やねばりがあるため、細く残っ
た先端部でも欠落することなく、生産性が良く、さらに
耐衝撃性も向上する。

【００１１】また、二つ以上のピラミッド形状あるいは
ウェッジ形状の成形体２と、それらの成形体を支えるベ
ース台３とからなり、ポリプロピレン系導電性発泡ビー
ズにより一体成形された電波吸収体ユニット１におい
て、ピラミッド形状あるいはウェッジ形状の成形体２の
先端部の１辺の長さを１５mm以下とすることが好まし
い。ここで、先端部の１辺の長さ（ａ）とは、先端部が
図２の（Ａ）に示すような平面状になっている場合に
は、その面の１辺の長さをいう。ピラミッド形状では一
般に先端部の面は正方形となるが、図５のウェッジ形状
においては、先端部の面は、長方形となる。この場合、
図５に示す通り、ａは短い方の１辺の長さをいう。すな
わち、先端部の面の短い方の１辺の長さを、１５mm以下
とすることが、本発明においては、必須要件となる。ま
た、図２の（Ｂ）に示すように、先端部に傾きを変えた
部材を連続させて、先端部の面積を小さくする場合に
は、傾きが変わる部位を平面上に切り取って得られる面
の１辺（図２の（Ｂ）では先端部の台形の下辺）の長さ
をａとする。さらに、図２の（Ｃ）のように先端部が面
取りされている場合には、面取りされない状態の面の１
辺の長さをａとする。一方、図２の（Ｄ）に示すよう
に、先端部を丸めて尖らせる場合には、曲面部分を切り
取って得られる面の１辺の長さをａとする。

【００１２】前述した通り、ポリプロピレン系導電性発
泡ビーズを基体材料として用いることにより、複雑な形
状を有する本発明の電波吸収体ユニット１を生産性良
く、一体成型できる。また、ポリプロピレンは柔軟性や
ねばりがあるため、得られた電波吸収体は耐衝撃性に優
れ、欠け等による破損の問題が改善される。そのため、
ピラミッド形状等の先端部は、曲面のみならず、平面で
あってもかまわない。ピラミッド形状等の先端部の面の
１辺の長さを１５mm以下とすることにより、良好な電波
吸収特性が得られる。また、先端部の面の１辺の長さを
１０mm以下とすることにより、さらに電波吸収特性は向
上する。

【００１３】この時の電波吸収体ユニットの隣接するピ
ラミッド形状あるいはウェッジ形状成形体２との谷間の
１辺の長さは１５mm以下とすることが望ましい。ここ
で、谷間の１辺の長さ（距離）とは図４のピラミッド形
状、或いは図５のウェッジ形状等の谷間部における１辺
の長さ（ｂ）であり、先端部の１辺の長さと同様、図２
に示す手法で得られる。ピラミッド形状等の成形体の谷
間の１辺の長さを１５mm以下とすることにより、より散
乱効果が向上し、優れた電波吸収特性を得ることができ
る。また、谷間部の面の１辺の長さを１０mm以下とする
ことにより、さらに電波吸収特性は向上する。下限は特
に限定されないが、前述したポリプロピレン系導電性発
泡体からなる電波吸収体ユニットでは製造上の理由から
２mm以上であることが望ましい。

【００１４】また、本発明の電波吸収体ユニット１にお
いては、そのベース台３に、同一方向上で互いに嵌合可
能な凹凸形状４，５を形成し、異なるユニット１の凹部
４と凸部５を嵌合させながら取り付け、複数のユニット
１を連結させることもできる（図６参照）。この場合、
成形体同士が互いに連結され、且つ、おのおのが機械的
に固定されるため、接着剤を全く使用することなく、確
実に固定することができ、施工性が大幅に向上する。図
３乃至６に示すように、ベース台３の対向側面部に段部
７，８を形成する。段部７は下向きに開放され、段部８
が上向きに開放される。図６に示すように、隣り合うユ
ニット１，１を連結したとき、一方のユニット１の段部
７が隣り合う段部８と重なり合い、この部分のベース台
３の厚みを残りの部分の厚みと一定とさせる。特に、前
述のポリプロピレン系導電性発泡ビーズを基体材料とし
た場合には、このような複雑形状でも一体成形でき、有
効である。さらにポリプロピレン系導電性発泡体は、強
靱なため、施工時の嵌合や機械的な固定における破損等
の問題がさらに改善される。

【００１５】さらに、これらの電波吸収体及び電波吸収
体ユニット１では、必要に応じてピラミッド形状等の成
形体を中空構造６（図７参照）にしてもよい。特にマイ
クロ波帯における電波は、吸収体内部６まで伝搬する前
に減衰してしまうため、中空化による性能の低下はな
い。加えて、中空化により材料の厚みが薄くなるため収
縮による変形が少なくなり、同時に軽量化も可能とな
る。このように中空構造６とする場合、その肉厚は、要
求性能と材料の体積抵抗率により、適切に設定すべきで
ある。

【００１６】マイクロ波帯（３G〜３００GHz）で使用さ
れる電波吸収体では、比較的、抵抗値が低い材料が適し
ており、体積抵抗率が１０²〜１０⁵Ω・cmのものが好ま
しく、より好ましくは１０²〜１０³Ω・cmが望ましい。
体積抵抗率が１０⁵Ω・cmを越えると、十分な電波吸収
特性は得られない。一方、１０²Ω・cm未満では反射が
多くなり電波吸収特性が低下し、さらには成形や発泡に
支障を生じる。

【００１７】発泡させる倍率としては、嵩密度が０．０
２〜０．１g/cm³となる範囲が適当である。嵩密度が大
きくなると、重量が重くなる上、材料コストが高価とな
るので、０．１g/cm³以下が望ましく、一方、０．０２g
/cm³未満では、形状を維持できず、成形が困難となる。

【００１８】導電性発泡ビーズを基体材料とする場合に
は、使用する発泡ビーズの粒径は、先細となる先端部へ
の充填性から１０mm以下のものが望ましく、また成型体
の収縮を抑えるために２mm以上であることが望ましい。
さらに必要に応じ、例えば、ピラミッドの先端角度をよ
り狭くする場合など、異なる粒度分布、あるいは比重を
有する２種類以上の発泡ビーズを用い、充填高効果を向
上させることも可能である。

【００１９】

【実施例】［実施例１］以下、本発明品の詳細につい
て、実施例により説明する。カーボンブラックの配合比
が１４〜１６重量％、嵩密度が０．０３７〜０．０４０
g/cm³、粒径が４〜６mmであるポリプロピレン−エチレ
ン共重合体の発泡ビーズを金型中に充填し、３〜４kg/c
m²Gの蒸気により加熱して、金型中で発泡、融着させ
た。これを冷却して金型から取り出し、６０℃中で２４
時間乾燥させ、嵩密度０．０４５g/cm³、体積抵抗率が
８×１０²〜１．２×１０³Ω・cmの発泡ピラミッド成形
体２を得た。尚、成形体２の形状を図３に示し、先端部
のＲ(r1)寸法を変えた時の成形結果および電波吸収測定
結果を表１に示す。この時の谷間部のＲ(r2)は７．５mm
とした。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１に示す結果より、実施例１〜４のr1が
０．５〜７．５mmでは、ピラミッド先端の成形性、電波
吸収特性において良好な結果が得られ、特に２〜５mmで
は両方の面で優れた結果が得られた。r1が０．３mmとな
り、実施例よりも小さくなる比較例1では、成形性に問
題が生じ、r1が大きくなる比較例２では、十分な電波吸
収特性が得られなくなる。さらに実施例１では、一部の
ピラミッドにおいて、ビーズの充填が不足気味の傾向
で、成形性に若干の問題があった。このため、粒径が２
〜３mmと小さいものを５０％の割合で混合し、再成形し
たところ、十分充填される様になり、先端部においても
良好な成形性が得られた。

【００２２】［実施例２］また、先端部のＲ(r1)を５mm
とし、谷間のＲ(r2)を変えた場合の電波吸収特性の測定
結果を表２に示す。r2を小さくするほど電波吸収特性が
向上する傾向が認められた。表２より、r2は７．５mm以
下が好ましく、５mm以下がさらに好ましいことがわかっ
た。

【００２３】

【表２】

【００２４】［実施例３］次に図４に示すように、ピラ
ミッド先端部と谷間の形状を平面形状として、先端部の
面の１辺の長さ（ａ）を変えた時の電波吸収特性を測定
した結果を表３に示す。ここで、隣接するピラミッド間
の谷間の１辺の距離（ｂ）は１０mmとした。ａが１５mm
以下で優れた特性が得られるが、１０mm以下では特に優
れた特性が得られる。先端寸法ａが２０mmの比較例３で
は、十分な性能が得られないことから、先端部の寸法は
１５mm以下にする必要がある。

【００２５】

【表３】

【００２６】以上の実施例はピラミッド形状に限定され
ているが、図５に示すようなウェッジ形状においてもそ
の効果は同様である。この場合のθ，r1，r2，ａ及びｂ
は、図５に示す通りである。

【００２７】［実施例４］また、図３や図４に示す電波
吸収体ユニットの取付施工例を図６に示す。各ユニット
１はビスなどにより固定され、且つ異なるユニット１の
凸部５と凹部４を嵌合させながら連結する。これによ
り、接着剤を使わずに、容易に取り付けることができ、
固定したビスの上には連結したユニットが被るので、電
波吸収体の表面上に露出することはない。尚、図３や図
４に示す嵌合形状は１例にすぎず、同様の嵌合機構を要
するものであれば本形状に限定されるものではない。

【００２８】［実施例５］実施例２の成形形状におい
て、各ピラミッドを図７に示すように中空構造とし、肉
厚を変えた場合の電波吸収特性を測定した。各肉厚寸法
によるユニット重量と電波吸収特性の測定結果を表４に
示す。表４より、中空構造にしても肉厚が２０mmであれ
ば、電波吸収特性の劣化はほとんどない。肉厚２０mmで
の中空化により、ユニット重量は３割近く軽量化してお
り、その分、材料コストの低減も可能である。

【００２９】

【表４】

【００３０】［実施例６］さらに実施例２の成形形状に
おいて、嵩密度（発泡倍率）を変えたものを成形し、体
積抵抗率、および電波吸収特性を測定した。結果を表５
に示す。電波吸収特性から成形体の体積抵抗率は、１０
²〜１０⁵Ω・cmが好ましく、１０²〜１０⁴Ω・cmが、さ
らに好ましいことがわかった。また、成形性及び電波吸
収特性から、成形体の嵩密度は０．０２g/cm³〜０．１g
/cm³が望ましい。

【００３１】

【表５】

【００３２】電波吸収による発熱試験として、図８に示
すようなジー・テム・セルによる装置を用い、ウレタン
吸収体１に電界をかけたときの温度上昇を測定した。測
定結果を図９に示すが、約６０分間で９０℃近くの温度
となった。また、嵩密度０．０４g/cm³の発泡ポリプロ
ピレン、発泡ポリスチレン、発泡ポリエチレンについ
て、JIS K6767に基づく試験方法により熱変形率を測定
した。測定結果を図１０に示すが、発泡ポリスチレンや
発泡ポリエチレンでは、９０℃以上になると変形が大き
くなるのに対し、発泡ポリプロピレンの変形率は僅かで
ある。すなわち、発泡ポリプロピレンを基材とした電波
吸収体は、優れた耐熱性を有しているといえる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電波吸収体特性に優れ、耐衝撃性の良好な電波吸収体あ
るいは電波吸収体ユニットが得られる。また、ポリプロ
ピレン系導電性発泡ビーズの一体成型を用いることによ
り、電波吸収特性及び耐衝撃性を向上させるとともに、
生産性を大幅に改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】先端部及び谷間部におけるＲ値の算出方法を示
す図である。

【図２】先端部及び谷間部における１辺の長さを算出方
法を示す図である。

【図３】本発明の一実施形態を示す電波吸収体ユニット
の構造図である。

【図４】本発明の他の実施形態を示す電波吸収体ユニッ
トの構造図である。

【図５】本発明の他の実施形態を示す電波吸収体ユニッ
トの構造図である。

【図６】本発明の他の実施形態を示す電波吸収体ユニッ
トの構造図である。

【図７】本発明の他の実施形態を示す電波吸収体の構造
図である。

【図８】Ｇテム・セルによる発熱試験装置の構造図であ
る。

【図９】発泡ウレタン吸収体の発熱試験結果を示す図で
ある。

【図１０】各種発泡体の熱変形特性を示す図である。

【符号の説明】

１電波吸収体（ユニット）２成形体３ベース台４凹部５凸部６中空部７，８段部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者国元晃埼玉県熊谷市末広４−14−１株式会社リケン熊谷事業所内Ｆターム(参考） 5E321 AA42 BB02 BB57 CC06 GG05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端部のＲが０．５〜７．５mmのピラミ
ッド形状あるいはウェッジ形状の成形体からなる電波吸
収体。
【請求項２】先端部のＲが０．５〜７．５mmのピラミ
ッド形状あるいはウェッジ形状である二以上の成形体
と、当該成形体を支えるベース台とからなり、隣接する
ピラミッド形状あるいはウェッジ形状成形体との谷間の
Ｒが７．５mm以下であることを特徴とする電波吸収体ユ
ニット。
【請求項３】ポリプロピレン系導電性発泡ビーズを基
体材料とすることを特徴とする請求項１あるいは２に記
載の電波吸収体あるいは電波吸収体ユニット。
【請求項４】二以上のピラミッド形状あるいはウェッ
ジ形状の成形体と、当該成形体を支えるベース台とから
なり、ポリプロピレン系導電性発泡ビーズにより一体成
形された電波吸収体ユニットにおいて、前記ピラミッド
形状あるいはウェッジ形状の成形体の先端部の１辺の長
さが１５mm以下であることを特徴とする電波吸収体ユニ
ット。
【請求項５】電波吸収体ユニットを構成するベース台
に他の電波吸収体ユニットと嵌合可能な凹凸形状を形成
したことを特徴とする請求項３あるいは４に記載の電波
吸収体ユニット。
【請求項６】電波吸収体あるいは電波吸収体ユニット
を構成するポリプロピレン系導電性発泡ビーズ径が２〜
１０mmであることを特徴とする請求項３乃至５のいずれ
かにに記載の電波吸収体あるいは電波吸収体ユニット。
【請求項７】電波吸収体あるいは電波吸収体ユニット
を構成するポリプロピレン系導電性発泡ビーズが異なる
粒径分布をもった２種類以上の発泡ビーズにより構成さ
れていることを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに
記載の電波吸収体あるいは電波吸収体ユニット。
【請求項８】電波吸収体あるいは電波吸収体ユニット
を構成するピラミッド形状あるいはウェッジ形状の成形
体が中空構造であることを特徴とする請求項１乃至７の
いずれかに記載の電波吸収体あるいは電波吸収体ユニッ
ト。