【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電波吸収材料及び電波吸収体に関し、更に詳しくは、酸化第一鉄を含有し、数ＧＨｚ帯以上の波長域を吸収領域とする電波吸収材料及びこれを用いた電波吸収体に関する。
本発明の電波吸収材料及び電波吸収体は、ＩＴＳレーダや室内無線ＬＡＮ等の電波の虚像防止、及びパーソナルコンピュータ、携帯電話、バンパー筺体内機器等の種々の電子機器からの不要輻射低減のために、トンネル、ガードレール等の構造物の外壁、室内や乗物内の壁、バンパー筺体内部、電子機器筺体内外壁等に用いることができる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電波の利用周波数域が、ＦＭ、ＶＨＦ、ＵＨＦ等のＭＨｚ帯から、自動車のＩＴＳレーダ等のＧＨｚ帯へ広がりつつあり、ミリ波、即ち、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚのような高周波における電波吸収体の開発が進められている。
ＭＨｚ帯や数ＧＨｚ帯程度までの電波吸収体としては、スピネル型フェライトの焼結体あるいはその粉体を樹脂等に混練した複合磁性体が一般的に用いられている。一方、ミリ波帯の電波吸収体としては、抵抗被膜を使用したものや、例えば、特開２００１−７７５８３号公報及び特開２００１−７７５８４号公報に開示されるように、カーボン等の導電性材料を用いて誘電損失により電波吸収させる電波吸収体が提案されている。更に、例えば、特開平１１−３５４９７２号公報に開示されるように、六方晶フェライトを改良してミリ波帯に適用した電波吸収体が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、スピネル型フェライト等の磁性体からなる電波吸収体は、磁気共鳴周波数の関係上、吸収特性が得られる上限の周波数が数ＧＨｚまでと限られている。このため、ミリ波帯には適用できない。
また、ミリ波帯の電波吸収体として、抵抗被膜を用いた電波吸収体は、吸収性能は優れるが、その原理上、ある程度の厚さが必要であり、薄型化が困難である。更に、カーボン等の誘電損失材料も十分な吸収特性を得るためにはある程度の厚さが必要であり、やはり薄型化が困難である。このため、小型機器への利用が難しい場合がある。
更に、六方晶フェライトを用いた電波吸収体は、ミリ波帯でも使用できるが、その電波吸収特性は必ずしも十分ではない。
本発明は、上記課題を解決するものであり、数ＧＨｚ帯以上の波長域で使用でき、実用上、十分な（２０ｄＢ以上）吸収量を広い帯域で得られる電波吸収特性に優れた電波吸収材料及び電波吸収体を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、数ＧＨｚ帯以上の波長域の電波を吸収可能な誘電損失材料について種々検討した結果、酸化第一鉄を含有する電波吸収材料が優れた電波吸収特性を有するとの知見に基づきなされたものである。
本発明の電波吸収材料は、酸化第一鉄を含有することを特徴とする。
また、更に保持材を含有する電波吸収材料とすることができる。
本発明の電波吸収体は、上記電波吸収材料を用いてなることを特徴とする。
更に、他の本発明の電波吸収体は、上記電波吸収材料を用いてなる電波吸収層と、この電波吸収層の一面に配設された反射層とを備えることを特徴とする。
【０００５】
【発明の効果】
本発明の電波吸収材料によれば、数ＧＨｚ帯以上の波長域で使用でき、実用上、十分な（２０ｄＢ以上）吸収を広い帯域で得ることができる等の優れた電波吸収特性を有する電波吸収体を得ることができる。
また、保持材を含有する場合は、任意の形状の電波吸収体を容易に得ることができる。
本発明の電波吸収体によれば、数ＧＨｚ帯以上の波長域で使用でき、実用上、十分な（２０ｄＢ以上）吸収量を広い帯域で得ることができる。また、薄型化することもできる。
更に、反射層を備える場合は、電波の透過を確実に防ぐことが可能な電波吸収体とすることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
上記「酸化第一鉄」は、誘電損失が過大ではなく、且つ過小でもない物質であり、十分に誘電吸収材となり得るものである。この酸化第一鉄は、２価の鉄の酸化物であれば特に限定されず、また、その形状、大きさ等も特に限定されない。通常、粉体であるが、目的、用途等に応じて粒子状、小片状又は塊状であってもよい。粉体あるいは粒子状である場合には、その平均粒径は、好ましくは０．０１〜５００μｍ、より好ましくは０．０１〜１００μｍ、更に好ましくは０．０１〜５０μｍである。更に、この粉体あるいは粒子状の酸化第一鉄を含有する電波吸収体がシート状あるいは板状である場合は、酸化第一鉄の平均粒径は、その形状の安定性及び表面の平滑性等を考慮して、電波吸収体の厚さの１／５以下、特に１／１０以下であることが好ましい。
【０００７】
酸化第一鉄の含有量は、電波吸収材料の全量を１００質量％とした場合に、２０質量％以上、好ましくは４０質量％以上、より好ましくは５０質量％以上、更に好ましくは６０質量％以上であり、１００質量％でもよい。この含有量は、電波吸収体の使用目的及び用途等に応じて適宜調整することができる。尚、１００質量％でない場合の残部は、酸化第一鉄の誘電損失の効果を大きく損なわない物質であれば、特に限定されない。
【０００８】
本発明の電波吸収材料には、酸化第一鉄の他に、本発明の効果を損なわない範囲で、酸化第一鉄の誘電損失の効果を大きく損なわない他の無機成分、例えば金属、合金、及びその他の化合物が含有されていてもよい。
【０００９】
金属としては、例えば、鉄、亜鉛、ニッケル、銅、マンガン、カルシウム、アルミニウム、モリブデン、クロム等が挙げられる。また、合金としては、これらの金属及び更に他の金属を含む各種のものが挙げられる。更に、その他の化合物としては、アルミナ、シリカ、フェライト、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化チタン等が挙げられる。更に、カーボン、リン、硫黄等が含有されていてもよい。これらの無機成分は、１種含有されていてもよく、２種以上が含有されていてもよい。尚、無機成分の形状、大きさ等も特に限定されないが、電波吸収材料としての扱い易さ等を考慮すると、酸化第一鉄と同様の形態であることが好ましい。
【００１０】
酸化第一鉄等を含有する電波吸収材料は、それだけで電波吸収体とすることができるが、電波吸収体の形状を維持したり、電波吸収材料を保持あるいは結着する等の目的で、更に保持材を含有させることができる。上記「保持材」によって、酸化第一鉄を、大気や水分等による酸化あるいは変質等から保護することができ、目的、用途等に応じた形状とすることもできる。この保持材としては特に限定されず、誘電損失が大きなゴム、エラストマー、樹脂等の高分子材料を使用することができる。
【００１１】
ゴムとしては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、アクリルゴム、塩素化ポリエチレン、シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴム等が挙げられる。また、エラストマーとしては、ポリオレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、フッ素ゴム系エラストマー、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体等の熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。更に、樹脂としては、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂、及びフェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。また、アスファルト、セメント、粘土等の無機系バインダ等を保持材として用いることもできる。これらのうち、熱可塑性エラストマー及び熱可塑性樹脂が特に好ましい。
【００１２】
保持材の含有量は、酸化第一鉄の含有量が前記の好ましい範囲にあれば特に限定されないが、酸化第一鉄と保持材との合計量を１００質量部とした場合に、好ましくは１０〜８０質量部、より好ましくは１０〜５０質量部、更に好ましくは１０〜３０質量部である。保持材の含有量が過少であると、電波吸収体の形状を保持できなくなることがあり、一方、過多であると、電波吸収性が低下する傾向にある。
【００１３】
更に、本発明の電波吸収材料には、必要に応じて、老化防止剤、金属不活性剤、光安定剤、紫外線吸収剤、熱安定剤等の各種の安定剤、及び防菌・防黴剤、分散剤、軟化剤、可塑剤、架橋剤、共架橋剤、加硫剤、加硫助剤、着色剤等の各種の添加剤を含有させることができる。
【００１４】
本発明の電波吸収体は、電波吸収材料を用いてなるものである。酸化第一鉄のみからなる電波吸収材料、及び酸化第一鉄と、その他の無機成分とを含有する電波吸収材料を使用する場合は、プレス成形法等によって、所定形状の電波吸収体とすることができる。また、更に保持材を含有する電波吸収材料を用いる場合は、酸化第一鉄等が保持材に分散した組成物を圧縮成形、押出成形及びロール成形等の方法により成形することにより電波吸収体とすることができる。
【００１５】
この電波吸収体は、目的、用途等に応じて種々の形状、厚さ等とすることができる。形状としては、例えば、円盤状、楕円盤状、板状、球状、直方体状、円柱状、立方体状、半球状、シート状等が挙げられる。本発明の電波吸収材料を用いた場合は、いずれの形状の電波吸収体であっても、その厚さを薄くすることができ、例えば、０．１〜５０ｍｍ、特に０．１〜１０ｍｍ、更には０．１〜２ｍｍとすることができる。尚、電波吸収体の厚さは、安定した電波吸収性が得られるように、ばらつきのないように一定であることが好ましい。
【００１６】
酸化第一鉄等を含有する電波吸収体の設計にあたっては、通常、無反射曲線が利用される。酸化第一鉄等の無機成分を含む電波吸収材料を用いる場合、酸化第一鉄等の無機成分と保持材とを含む電波吸収材料を用いる場合、のいずれにおいても、この無反射曲線によって目的とする周波数における電波吸収体の最適な厚さを求めることが必要である。特に、酸化第一鉄と保持材とを含む電波吸収材料を使用する場合は、酸化第一鉄等と保持材との混合比を変化させて複数の電波吸収材料を調製する必要がある。そして、各々の電波吸収材料の複素比誘電率を、目的とする周波数において測定し、無反射曲線上にプロットし、最も無反射曲線に近い、あるいは無反射曲線と交差する厚さと波長との比ｄ／λを選択し、λ＝光速／周波数の関係を利用して電波吸収体の厚さｄを求めることができる。
【００１７】
本発明の電波吸収体では、図２のように、電波の一部は表面で反射され、入射した電波は、酸化第一鉄により電波吸収されて減衰し、減衰後の電波は電波吸収体を透過する。
この本発明の電波吸収体は、電子機器からの不要輻射低減、電子機器内での電磁干渉低減、又は異常発振の防止等に好適である。
【００１８】
他の本発明の電波吸収体は、電波吸収材料を用いてなる電波吸収層と、この電波吸収層に配設された反射層とを備えるものである。
上記「電波吸収層」としては、上記の本発明の電波吸収体をそのまま用いることができる。更に、上記「反射層」は、電波を十分に反射することができるものであれば、その材質、形状、厚さ等は特に限定されない。この反射層としては、アルミニウム板、ステンレス鋼板、銅板等の金属板、アルミニウム箔、ステンレス鋼箔、銅箔、金箔等の金属箔を使用することができる。また、金属粉末を含有する樹脂シートあるいは樹脂板、樹脂を含浸させた金属網、表面に金属が塗着又は蒸着された樹脂シートあるいは樹脂板、及びカーボンシート等を用いることもできる。
【００１９】
反射層の平面形状は特に限定されないが、電波吸収層と同じであることが好ましい。また、反射層の厚さも特に限定されず、用途に合わせて適宜調整することができる。本発明の電波吸収体では、反射層が薄くても十分な電波吸収性が得られるが、反射層の厚さは、０．０２〜５ｍｍ、特に０．０２〜２ｍｍ、更には０．０２〜１ｍｍとすることが好ましく、０．０５〜０．５ｍｍ、特に０．０５〜０．１ｍｍとすることがより好ましい。
【００２０】
本発明の電波吸収体では、この反射層を備えることにより、電波吸収性をより高めることができる。この電波吸収体では、酸化第一鉄により電波吸収され、減衰した電波は、反射層により反射され、多重反射で消滅させることができる。即ち、図３のように、入射電波は、酸化第一鉄を含有する電波吸収層を通過することにより、酸化第一鉄により電波吸収され、減衰するとともに、反射層により電波反射され、多重反射で消滅させることができる。
【００２１】
反射層を電波吸収層に配設する方法は特に限定されず、通常、これらを接着剤あるいは粘着剤等によって接合して配設することができる。この反射層を備える電波吸収体は、特に、電波が完全に吸収される必要がある用途に好適であり、例えば、自動車レーダの虚像防止や無線ＬＡＮ室用無反射壁等に最適である。
【００２２】
本発明の電波吸収材料は、電波吸収が必要な構造体を形成する原材料に配合して用いることができる。例えば、コンクリート、アスファルト、モルタル又は樹脂等に配合し、これらの原材料を用いて、電波吸収可能なトンネル、ガードレール、カーブしている道路の側壁、建造物の室内の床又は天井、及び乗物内の床、天井等の内装材等とすることができる。更に、テレビ、種々の電子機器、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、バンパー等の筺体等を形成する原材料に配合して、電波吸収性を有する電子機器やバンパー等とすることもできる。
【００２３】
また、薄くても電波吸収性に優れるため、塗料や表面仕上げ剤等に混合して、これを上記のそれぞれの構造体に吹き付け法等により塗布し、電波吸収させることもできる。更に、電波吸収材料を紙や不織布等に挟持あるいは内在させ、上記の各々の構造体内に配設することもできる。この場合、酸化第一鉄は、その表面が酸化されても、内部の酸化第一鉄がそのままであれば、電波吸収性は維持されるが、好ましくは、大気や水分等により酸化第一鉄が酸化や変質等することのないように保護されていることが好ましい。
【００２４】
本発明の電波吸収材料及び電波吸収体は、数ＧＨｚ以上のＧＨｚ帯域で用いることができ、例えば、３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ、特に５０ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚ、更には５０ＧＨｚ〜７５ＧＨｚ、とりわけ６０ＧＨｚ帯付近において優れた電波吸収性を有する。また、目的とする周波数において、特に２０ｄＢ以上、更には３０ｄＢ以上の吸収量が得られる。更に、比周波数帯域幅、即ち、２０ｄＢ以上の吸収周波数帯域幅／中心周波数も従来品と同等以上であり、十分に広い。また、厚さを薄くすることができ、特に２ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下とすることができる。
【００２５】
このため、ミリ波帯の電波の吸収が必要とされる種々の用途において広く利用することができ、例えば、ＩＴＳレーダや室内無線ＬＡＮ等の虚像防止、種々の電子機器、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、バンパー筺体内機器等からの不要輻射低減に好適である。特に、自動車用レーダの誤作動防止のためにトンネル内、ガードレール、カーブしている道路の側壁等の構造物に配置され、又は塗布、吹き付け、混合して用いることができる。また、室内や乗物内の壁、床、天井、レーダ近傍におけるバンパー筺体内部、電子機器筺体内外壁等にも同様に利用することができる。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
電波吸収特性は自由空間法により測定することができる。以下の実施例及び比較例においては、電波吸収測定装置として、ＨＶＳ社製のアンテナ部を使用し、測定部としては、アジレント・テクノロジー社製の型式「ネットワークアナライザーＨＰ８５１０Ｃ」を用いた。測定条件は、室温（２５℃）で、湿度は３９％である。
【００２７】
実施例１
平均粒径が５０μｍ以下の酸化第一鉄粉末６０〜７０質量部と、この酸化第一鉄粉末に対して質量比で８５：１５となるポリプロピレンとを、１７０℃で６０分間混練し、その後、圧縮成形機により、１７０℃で３分間熱プレス成形し、所定厚さの複数の電波吸収性シートを得た。次いで、これらの電波吸収性樹脂シートを用いて前記の無反射曲線を利用した方法によりｄ／λ＝０．０６を得、設計周波数を６０ＧＨｚとして、厚さを０．３ｍｍとした。
その後、上記と同様にして厚さ０．３ｍｍの電波吸収層を形成し、この電波吸収層を金めっきが施された厚さ０．５ｍｍのステンレス鋼板の一面に接合し、電波吸収体（図１参照）を作製した。
【００２８】
この電波吸収体の電波吸収特性を自由空間法により周波数５０ＧＨｚ〜７５ＧＨｚの範囲で測定した。その結果、図４のように、６０ＧＨｚで３９ｄＢの吸収量であった。また、比周波数帯域幅は７％であった。
このように、吸収量及び比周波数帯域幅ともに優れており、且つ厚さも０．３ｍｍと非常に薄型化でき、小型な用途にも多くの空間を必要とせず、好適である。
【００２９】
尚、ある波長における吸収量（ｄＢ）と吸収量（％）には、１０ｄＢで９０．０％、２０ｄＢで９９．０％、３０ｄＢで９９．９％の相関がみられるが、ほとんどの用途において、通常、２０ｄＢ以上の吸収量が必要とされており、２０ｄＢ以上であれば、電波吸収特性に優れているといえる。また、比周波数帯域幅は、２０ｄＢ以上の吸収周波数帯域幅／中心周波数であり、この幅が広いほど中心周波数付近のより広い周波数域において優れた電波吸収性を有する。
【００３０】
実施例２
平均粒径が５００μｍ以下の酸化第一鉄粉末６０〜７０質量部と、この酸化第一鉄粉末に対して質量比で４０：６０となる未加硫のスチレンブタジエンゴム及び加硫剤を配合し、混練した後、圧縮成形機により、１６０℃で１０分間熱プレスし、加硫させるとともに成形し、厚さ２ｍｍの電波吸収層を形成し、この電波吸収層を金めっきが施された厚さ０．５ｍｍのステンレス鋼板の一面に接合し、電波吸収体を作製した。
【００３１】
この電波吸収体の電波吸収特性を自由空間法により周波数５０ＧＨｚ〜１１０ＧＨｚの範囲で測定した。その結果、図５のように、７３ＧＨｚで２３ｄＢの吸収量であった。
【００３２】
実施例３
金めっきされたステンレス鋼板に接合しなかった他は、実施例２と同様にして電波吸収体を作製した。この電波吸収体について上記と同様にして電波吸収特性を測定した。周波数と吸収量との相関を示す図６によれば、金めっきされたステンレス鋼板に接合しなくても、６０〜１００ＧＨｚ付近において４０〜７０％もの優れた吸収量が得られていることが分かる。
【００３３】
参考例１
六方晶フェライトを用いて、厚さ０．３９ｍｍの電波吸収体を作製した。この電波吸収体の電波吸収特性を自由空間法により周波数５０〜７５ＧＨｚの範囲で測定した結果、周波数６０ＧＨｚで３５ｄＢの吸収量が得られた。また、比周波数帯域幅は３％であった。
このように、六方晶フェライトでは、厚さは薄く、目的とする６０ＧＨｚにおいて優れた吸収量を有するものの、比周波数帯域幅は３％と狭い。
【００３４】
尚、図７は、本発明の更に他の例の電波吸収材料であるが、この電波吸収材料と、六方晶フェライトを用いた場合との吸収量と比周波数帯域幅との関係を示す説明図である。この図７によれば、本発明の電波吸収材料と、六方晶フェライトとでは、例えば、６０ＧＨｚ付近の近似の周波数において同程度の吸収量となり得る。しかし、比周波数帯域幅は、本発明の電波吸収材料のほうが相当に広いことが分かる。
【００３５】
尚、本発明においては、これらの実施例に限定されず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。例えば、酸化第一鉄、保持材、及び反射層は、実施例のものに限られず、適宜選択することができる。また、酸化第一鉄と保持材との量比も種々変更することができる。また、中心周波数は、酸化第一鉄と保持材との量比及び厚さを変えることにより、適宜変更することができる。更に、直接、コンクリート等の構造体材料に混合し、構造体自体に電波吸収性を付与することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】反射層を有する電波吸収体の横断面を示す模式図である。
【図２】電波吸収体により電波が吸収され、反射される様子を表す模式図である。
【図３】反射層を備える電波吸収体により電波が吸収され、反射される様子を表す模式図である。
【図４】実施例１の電波吸収体の周波数と吸収量との相関を示すグラフである。
【図５】実施例２の電波吸収体の周波数と吸収量との相関を示すグラフである。
【図６】反射層を備えていない実施例３の電波吸収体の、周波数と吸収量との相関を広い周波数範囲に渡って示すグラフである。
【図７】本発明の更に他の例の電波吸収材料と、六方晶フェライトとの、比周波数帯域幅を比較して示すグラフである。
【符号の説明】
１；電波吸収体、２；反射層、３；電波吸収層。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a radio wave absorbing material and a radio wave absorber, and more particularly, to a radio wave absorbing material containing ferrous oxide and having an absorption region in a wavelength range of several GHz or more, and a radio wave absorber using the same.
The radio wave absorbing material and the radio wave absorber of the present invention are used to prevent virtual images of radio waves such as ITS radar and indoor wireless LAN, and to reduce unnecessary radiation from various electronic devices such as personal computers, mobile phones, and bumper housing devices. , Tunnels, guard rails, and other structures, walls in rooms and vehicles, bumper housings, electronic equipment housings, and the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the frequency range of use of radio waves has been expanding from the MHz band such as FM, VHF and UHF to the GHz band such as ITS radar of automobiles, and the radio wave absorber at high frequencies such as millimeter waves, that is, 30 GHz to 300 GHz. Development is underway.
As the electromagnetic wave absorber up to about the MHz band or several GHz band, a sintered body of spinel type ferrite or a composite magnetic body obtained by kneading a powder thereof with a resin or the like is generally used. On the other hand, as a radio wave absorber in the millimeter wave band, a material using a resistive coating or a conductive material such as carbon as disclosed in JP-A-2001-77583 and JP-A-2001-77584, for example, is used. There has been proposed a radio wave absorber for absorbing radio waves by using dielectric loss. Further, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-354972, a radio wave absorber in which a hexagonal ferrite is improved and applied to a millimeter wave band has been proposed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the radio wave absorber made of a magnetic material such as spinel ferrite, the upper limit frequency at which absorption characteristics can be obtained is limited to several GHz due to the magnetic resonance frequency. Therefore, it cannot be applied to the millimeter wave band.
As a radio wave absorber in the millimeter wave band, a radio wave absorber using a resistive film has excellent absorption performance, but requires a certain thickness in principle, and it is difficult to reduce the thickness. Further, a dielectric loss material such as carbon also needs a certain thickness in order to obtain sufficient absorption characteristics, and it is also difficult to reduce the thickness. For this reason, it may be difficult to use it for small devices.
Further, a radio wave absorber using hexagonal ferrite can be used even in the millimeter wave band, but its radio wave absorption characteristics are not always sufficient.
The present invention has been made to solve the above problems, and is a radio wave absorbing material which can be used in a wavelength range of several GHz or more and which has a practically sufficient (20 dB or more) absorption amount in a wide band and has excellent radio wave absorption characteristics. And an electromagnetic wave absorber.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made based on the finding that a radio wave absorbing material containing ferrous oxide has excellent radio wave absorbing properties as a result of various studies on a dielectric loss material capable of absorbing radio waves in a wavelength range of several GHz or more. It is a thing.
The radio wave absorbing material of the present invention is characterized by containing ferrous oxide.
Further, a radio wave absorbing material further containing a holding material can be used.
A radio wave absorber according to the present invention is characterized by using the above radio wave absorbing material.
Further, another radio wave absorber of the present invention includes a radio wave absorption layer using the above radio wave absorption material, and a reflection layer provided on one surface of the radio wave absorption layer.
[0005]
【The invention's effect】
According to the electromagnetic wave absorbing material of the present invention, it can be used in a wavelength range of several GHz or more, and has a practically sufficient (20 dB or more) absorption in a wide band. You can get the body.
When a holding material is contained, a radio wave absorber having an arbitrary shape can be easily obtained.
According to the radio wave absorber of the present invention, it can be used in a wavelength band of several GHz or more, and a practically sufficient (20 dB or more) absorption amount can be obtained in a wide band. Further, the thickness can be reduced.
Further, when a reflective layer is provided, a radio wave absorber capable of reliably preventing transmission of radio waves can be provided.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The above “ferrous oxide” is a substance whose dielectric loss is neither excessive nor excessive, and can sufficiently serve as a dielectric absorbing material. This ferrous oxide is not particularly limited as long as it is a divalent iron oxide, and its shape and size are not particularly limited. Usually, it is a powder, but it may be in the form of particles, small pieces or lumps depending on the purpose and application. When it is in the form of powder or particles, the average particle size is preferably 0.01 to 500 μm, more preferably 0.01 to 100 μm, and still more preferably 0.01 to 50 μm. Further, when the radio wave absorber containing the powdered or particulate ferrous oxide is in the form of a sheet or a plate, the average particle size of the ferrous oxide is determined by its shape stability and surface smoothness. In consideration of the above, the thickness is preferably 1/5 or less, particularly 1/10 or less of the thickness of the radio wave absorber.
[0007]
The content of ferrous oxide is 20% by mass or more, preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and still more preferably 60% by mass or more, when the total amount of the radio wave absorbing material is 100% by mass. And may be 100% by mass. This content can be appropriately adjusted according to the intended use and use of the radio wave absorber. In addition, the remainder when it is not 100% by mass is not particularly limited as long as it is a substance that does not significantly impair the effect of ferrous oxide on dielectric loss.
[0008]
In the radio wave absorbing material of the present invention, in addition to ferrous oxide, other inorganic components that do not significantly impair the effect of dielectric loss of ferrous oxide within a range that does not impair the effects of the present invention, such as metals and alloys, And other compounds may be contained.
[0009]
Examples of the metal include iron, zinc, nickel, copper, manganese, calcium, aluminum, molybdenum, chromium, and the like. In addition, examples of the alloy include various types including these metals and further other metals. Further, examples of other compounds include alumina, silica, ferrite, calcium sulfate, calcium carbonate, calcium silicate, aluminum silicate, antimony trioxide, magnesium oxide, and titanium oxide. Further, carbon, phosphorus, sulfur and the like may be contained. One of these inorganic components may be contained, or two or more thereof may be contained. The shape, size and the like of the inorganic component are not particularly limited. However, in consideration of the ease of handling as a radio wave absorbing material, the inorganic component is preferably in the same form as ferrous oxide.
[0010]
A radio wave absorbing material containing ferrous oxide or the like can be used as a radio wave absorber alone, but for the purpose of maintaining the shape of the radio wave absorber, holding or binding the radio wave absorbing material, etc. A holding material can be included. By the "holding material", ferrous oxide can be protected from oxidation or deterioration due to air, moisture, or the like, and can be formed into a shape according to the purpose, use, and the like. The holding material is not particularly limited, and a polymer material such as rubber, elastomer, or resin having a large dielectric loss can be used.
[0011]
Examples of the rubber include natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene / butadiene rubber, acrylonitrile / butadiene rubber, butyl rubber, ethylene / propylene rubber, acrylic rubber, chlorinated polyethylene, silicone rubber, and epichlorohydrin rubber. Examples of the elastomer include a thermoplastic elastomer such as a polyolefin elastomer, a polyester elastomer, a polyurethane elastomer, a polyamide elastomer, a fluoroelastomer, and a styrene-butadiene-styrene block copolymer. Further, as the resin, a polyolefin such as polymethylpentene, a polyvinyl chloride, a polyamide, a polyester, a polycarbonate, a polyarylate, a polyacetal, a thermoplastic resin such as a polyphenylene ether, a polyphenylene sulfide, a fluororesin, a phenol resin, an unsaturated polyester resin And a thermosetting resin such as an epoxy resin. In addition, inorganic binders such as asphalt, cement, clay and the like can be used as the holding material. Of these, thermoplastic elastomers and thermoplastic resins are particularly preferred.
[0012]
The content of the holding material is not particularly limited as long as the content of ferrous oxide is within the above preferable range. However, when the total amount of the ferrous oxide and the holding material is 100 parts by mass, it is preferably 10 parts by mass. The amount is from 80 to 80 parts by mass, more preferably from 10 to 50 parts by mass, and still more preferably from 10 to 30 parts by mass. If the content of the holding material is too small, it may not be possible to maintain the shape of the radio wave absorber, while if it is too large, the radio wave absorption tends to decrease.
[0013]
Further, the radio wave absorbing material of the present invention may contain various stabilizers such as anti-aging agents, metal deactivators, light stabilizers, ultraviolet absorbers, heat stabilizers, and the like, And various additives such as a dispersant, a softener, a plasticizer, a crosslinking agent, a co-crosslinking agent, a vulcanizing agent, a vulcanizing aid, and a coloring agent.
[0014]
The radio wave absorber of the present invention uses a radio wave absorbing material. When using a radio wave absorbing material consisting only of ferrous oxide or a radio wave absorbing material containing ferrous oxide and other inorganic components, use a radio wave absorber of a predetermined shape by press molding etc. Can be. When a radio wave absorbing material containing a holding material is further used, a composition in which ferrous oxide or the like is dispersed in the holding material is formed by a method such as compression molding, extrusion molding, and roll molding to form a radio wave absorber. can do.
[0015]
This radio wave absorber can be made into various shapes, thicknesses, and the like according to the purpose, application, and the like. Examples of the shape include a disk, an ellipsoid, a plate, a sphere, a rectangular parallelepiped, a column, a cube, a hemisphere, and a sheet. When the radio wave absorbing material of the present invention is used, any shape of the radio wave absorber can be reduced in thickness, for example, 0.1 to 50 mm, particularly 0.1 to 10 mm, and furthermore Can be 0.1 to 2 mm. It is preferable that the thickness of the radio wave absorber is constant so that there is no variation so as to obtain stable radio wave absorption.
[0016]
In designing a radio wave absorber containing ferrous oxide or the like, an antireflection curve is usually used. When using a radio wave absorbing material containing an inorganic component such as ferrous oxide, and when using a radio wave absorbing material containing an inorganic component such as ferrous oxide and a holding material, the purpose of this non-reflection curve is It is necessary to determine the optimal thickness of the radio wave absorber at the frequency of interest. In particular, when a radio wave absorbing material containing ferrous oxide and a holding material is used, it is necessary to prepare a plurality of radio wave absorbing materials by changing the mixing ratio of ferrous oxide or the like and the holding material. Then, the complex relative permittivity of each radio wave absorbing material is measured at a target frequency and plotted on a non-reflection curve, and the ratio between the thickness and the wavelength closest to the non-reflection curve or crossing the non-reflection curve. By selecting d / λ, the thickness d of the radio wave absorber can be obtained by using the relationship of λ = light speed / frequency.
[0017]
In the radio wave absorber of the present invention, as shown in FIG. 2, a part of the radio wave is reflected on the surface, the incident radio wave is absorbed by the ferrous oxide and attenuated, and the radio wave after the attenuation passes through the radio wave absorber. To Penetrate.
The radio wave absorber of the present invention is suitable for reducing unnecessary radiation from an electronic device, reducing electromagnetic interference in an electronic device, or preventing abnormal oscillation.
[0018]
Another radio wave absorber of the present invention includes a radio wave absorption layer using a radio wave absorption material and a reflection layer disposed on the radio wave absorption layer.
As the “radio wave absorbing layer”, the above-described radio wave absorber of the present invention can be used as it is. Further, the material, shape, thickness, and the like of the “reflection layer” are not particularly limited as long as they can sufficiently reflect radio waves. As the reflective layer, a metal plate such as an aluminum plate, a stainless steel plate, or a copper plate, or a metal foil such as an aluminum foil, a stainless steel foil, a copper foil, or a gold foil can be used. Further, a resin sheet or a resin plate containing a metal powder, a metal net impregnated with a resin, a resin sheet or a resin plate having a surface coated or vapor-deposited with a metal, a carbon sheet, or the like can also be used.
[0019]
The planar shape of the reflective layer is not particularly limited, but is preferably the same as that of the radio wave absorbing layer. Further, the thickness of the reflective layer is not particularly limited, and can be appropriately adjusted according to the application. In the radio wave absorber of the present invention, sufficient radio wave absorption can be obtained even if the reflection layer is thin, but the thickness of the reflection layer is 0.02 to 5 mm, particularly 0.02 to 2 mm, and more preferably 0.02 to 2 mm. It is preferably 1 mm, more preferably 0.05 to 0.5 mm, particularly preferably 0.05 to 0.1 mm.
[0020]
In the radio wave absorber of the present invention, by providing this reflection layer, the radio wave absorbability can be further improved. In this radio wave absorber, radio waves absorbed and attenuated by ferrous oxide are reflected by the reflection layer and can be eliminated by multiple reflection. That is, as shown in FIG. 3, the incident radio wave is absorbed by the ferrous oxide and attenuated by passing through the radio wave absorbing layer containing ferrous oxide, and is also reflected by the reflecting layer to be multi-reflected. Can be extinguished.
[0021]
The method for arranging the reflection layer on the radio wave absorption layer is not particularly limited. Usually, these can be arranged by bonding them with an adhesive or a pressure-sensitive adhesive. The radio wave absorber provided with this reflective layer is particularly suitable for applications in which radio waves need to be completely absorbed, and is most suitable, for example, for preventing a virtual image of an automobile radar and a non-reflective wall for a wireless LAN room.
[0022]
The radio wave absorbing material of the present invention can be used by being blended with a raw material forming a structure requiring radio wave absorption. For example, compounded in concrete, asphalt, mortar, resin, etc., and using these raw materials, radio-absorbable tunnels, guardrails, side walls of curved roads, floors or ceilings inside buildings, and inside vehicles Interior materials such as floors and ceilings can be used. Furthermore, it can be mixed with raw materials for forming a housing of a television, various electronic devices, for example, a personal computer, a mobile phone, a bumper or the like, to obtain an electronic device or a bumper having radio wave absorption.
[0023]
Further, since it is excellent in radio wave absorption even if it is thin, it can be mixed with a paint or a surface finishing agent and applied to each of the above structures by a spraying method or the like to absorb radio waves. Further, the radio wave absorbing material may be sandwiched or included in paper, nonwoven fabric, or the like, and disposed in each of the above structures. In this case, even if the surface of the ferrous oxide is oxidized, the radio wave absorbing property is maintained as long as the ferrous oxide inside remains, but it is preferable that the ferrous oxide be removed by air or moisture. Is preferably protected from oxidation and alteration.
[0024]
The radio wave absorbing material and the radio wave absorber of the present invention can be used in a GHz band of several GHz or more, for example, 30 GHz to 300 GHz, particularly 50 GHz to 110 GHz, furthermore, 50 GHz to 75 GHz, and particularly excellent radio wave absorption around the 60 GHz band. Has the property. In addition, at the target frequency, an absorption amount of 20 dB or more, particularly 30 dB or more is obtained. Further, the specific frequency bandwidth, that is, the absorption frequency bandwidth / center frequency of 20 dB or more is equal to or more than the conventional product, and is sufficiently wide. Further, the thickness can be reduced, particularly, 2 mm or less, preferably 1.5 mm or less, more preferably 1 mm or less.
[0025]
For this reason, it can be widely used in various applications requiring absorption of millimeter wave band radio waves. For example, ITS radar, indoor wireless LAN, etc., virtual image prevention, various electronic devices such as personal computers, mobile phones, etc. It is suitable for reducing unnecessary radiation from telephones, devices inside a bumper housing, and the like. In particular, it can be placed on a structure such as a tunnel, a guardrail, a side wall of a curved road or the like, or can be applied, sprayed or mixed to prevent malfunction of an automobile radar. Further, the present invention can be similarly used for a wall, a floor, a ceiling, the inside of a bumper housing near the radar, the outer wall of an electronic device housing, or the like in a room or a vehicle.
[0026]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples.
The radio wave absorption characteristics can be measured by a free space method. In the following Examples and Comparative Examples, an antenna unit manufactured by HVS was used as a radio wave absorption measuring device, and a model “Network Analyzer HP8510C” manufactured by Agilent Technologies was used as a measuring unit. Measurement conditions are room temperature (25 ° C.) and humidity is 39%.
[0027]
Example 1
60 to 70 parts by mass of ferrous oxide powder having an average particle size of 50 μm or less and polypropylene having a mass ratio of 85:15 to the ferrous oxide powder are kneaded at 170 ° C. for 60 minutes, Using a compression molding machine, hot press molding was performed at 170 ° C. for 3 minutes to obtain a plurality of radio wave absorbing sheets having a predetermined thickness. Next, d / λ = 0.06 was obtained by the method using the non-reflection curve using these radio wave absorbing resin sheets, the design frequency was 60 GHz, and the thickness was 0.3 mm.
Thereafter, a radio wave absorbing layer having a thickness of 0.3 mm is formed in the same manner as above, and this radio wave absorbing layer is joined to one surface of a gold-plated stainless steel sheet having a thickness of 0.5 mm to form a radio wave absorber (FIG. 1).
[0028]
The radio wave absorption characteristics of this radio wave absorber were measured by a free space method in a frequency range of 50 GHz to 75 GHz. As a result, as shown in FIG. 4, the absorption was 39 dB at 60 GHz. The specific frequency bandwidth was 7%.
As described above, both the amount of absorption and the specific frequency bandwidth are excellent, and the thickness can be extremely reduced to 0.3 mm, which is suitable without requiring much space for a small-sized application.
[0029]
The absorption (dB) and the absorption (%) at a certain wavelength show a correlation of 90.0% at 10 dB, 99.0% at 20 dB, and 99.9% at 30 dB, but in most applications. Usually, an absorption amount of 20 dB or more is required, and if it is 20 dB or more, it can be said that the radio wave absorption characteristics are excellent. Further, the specific frequency bandwidth is an absorption frequency bandwidth / center frequency of 20 dB or more, and the wider this width is, the more excellent the radio wave absorption is in a wider frequency range near the center frequency.
[0030]
Example 2
60 to 70 parts by mass of ferrous oxide powder having an average particle diameter of 500 μm or less, and an unvulcanized styrene-butadiene rubber and a vulcanizing agent having a mass ratio of 40:60 to this ferrous oxide powder are compounded. After kneading, the mixture was hot-pressed at 160 ° C. for 10 minutes by a compression molding machine, vulcanized and molded to form a radio wave absorbing layer having a thickness of 2 mm, and the radio wave absorbing layer was plated with gold. It was joined to one surface of a 0.5 mm stainless steel plate to produce a radio wave absorber.
[0031]
The radio wave absorption characteristics of the radio wave absorber were measured by a free space method in a frequency range of 50 GHz to 110 GHz. As a result, as shown in FIG. 5, the absorption amount was 23 dB at 73 GHz.
[0032]
Example 3
A radio wave absorber was produced in the same manner as in Example 2 except that the radio wave absorber was not joined to the gold-plated stainless steel plate. The radio wave absorption characteristics of this radio wave absorber were measured in the same manner as described above. According to FIG. 6 showing the correlation between the frequency and the absorption, it can be seen that an excellent absorption of as much as 40 to 70% is obtained around 60 to 100 GHz without joining to the gold-plated stainless steel plate. .
[0033]
Reference Example 1
A radio wave absorber having a thickness of 0.39 mm was produced using hexagonal ferrite. The radio wave absorption characteristics of this radio wave absorber were measured by a free space method in a frequency range of 50 to 75 GHz, and as a result, an absorption amount of 35 dB was obtained at a frequency of 60 GHz. The specific frequency bandwidth was 3%.
As described above, the hexagonal ferrite has a small thickness and has an excellent absorption amount at a target frequency of 60 GHz, but has a narrow specific frequency bandwidth of 3%.
[0034]
FIG. 7 is an explanatory view showing the relationship between the absorption amount and the specific frequency bandwidth when the radio wave absorbing material according to still another example of the present invention and the hexagonal ferrite are used. It is. According to FIG. 7, the radio wave absorbing material of the present invention and the hexagonal ferrite can have the same amount of absorption at an approximate frequency of, for example, around 60 GHz. However, it can be seen that the specific frequency bandwidth is considerably wider for the radio wave absorbing material of the present invention.
[0035]
It should be noted that the present invention is not limited to these embodiments, but can be variously modified within the scope of the present invention according to the purpose and application. For example, the ferrous oxide, the holding material, and the reflection layer are not limited to those of the embodiment, and can be appropriately selected. Further, the ratio between the ferrous oxide and the holding material can be variously changed. Further, the center frequency can be appropriately changed by changing the ratio of the amount of ferrous oxide to the holding material and the thickness thereof. Furthermore, it can be directly mixed with a structural material such as concrete to impart radio wave absorbing properties to the structural body itself.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a radio wave absorber having a reflection layer.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a state in which a radio wave is absorbed and reflected by a radio wave absorber.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a state in which a radio wave is absorbed and reflected by a radio wave absorber having a reflective layer.
FIG. 4 is a graph showing the correlation between the frequency and the amount of absorption of the radio wave absorber of Example 1.
FIG. 5 is a graph showing the correlation between the frequency and the amount of absorption of the radio wave absorber of Example 2.
FIG. 6 is a graph showing the correlation between the frequency and the absorption amount of the radio wave absorber of Example 3 having no reflection layer over a wide frequency range.
FIG. 7 is a graph showing a comparison between specific frequency bandwidths of a radio wave absorbing material of still another example of the present invention and hexagonal ferrite.
[Explanation of symbols]
1; radio wave absorber, 2; reflection layer, 3; radio wave absorption layer.
