JP2005288969A - 積層体および薄型建築材 - Google Patents

Abstract

【課題】 薄く、施工性のよい、電波吸収性能を有する積層体および薄型建築材を提供すること。
【解決手段】 薄型建築材１は、積層体１０と、導体パターン素子層１２側に装着される表面材１１とを備え、積層体１０は、導体パターン素子層１２、電波吸収材層１３、誘電体調整層１４、複数単板層１５、電波反射層１６をこの順序で積層し、接着装着したものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、構造物からの電磁波の散乱等の反射防止に用いられる電波吸収性能を有する積層体および薄型建築材に関する。

近年、ＩＴ（Information Technology）技術やブロードバンド化に象徴される情報通信のワイヤレス化が普及するなか、電波の利用が進むにつれて、電波障害、電波による誤動作等の問題がしばしば発生している。このような問題を解決する対策として、電波の反射、散乱等が大きい建築材に薄型電波吸収体を装着することが行われており、これによってその建築材からの電波散乱を抑える等して大きな効果を奏している。

この薄膜型電波吸収体は、例えばフェライト等の磁性損失材又はカーボン等のオーム損失材をゴム、樹脂等の保持材に混合させてなる電波吸収材の表面に、周期的な導体パターン素子層を設け、その裏面に金属等の電波反射体を配置して構成される（たとえば特許文献１参照）。

さらに、低コストで取り扱いが容易なニーズに応えるため、さらに薄くした薄膜型電波吸収体を建築材に装着することが行われており、これによってその建築材の取り扱い、施工が容易となり、大きな効果を奏している。

薄膜型電波吸収体は、たとえば表面に導体パターン素子層、フェライト等の磁性損失材又はカーボン等のオーム損失材をゴム、樹脂等の保持材に混合させてなる電波吸収材層、ゴム、樹脂等の誘電体層とその裏面に配置される金属等の電波反射層とから構成される。

このような薄膜型電波吸収体を建築材に装着する事が行われており、薄膜型電波吸収体はその厚みの薄さと重量が軽く、柔軟性がある特性から、施工しやすく、加工しやすいので、従来の建築材の施工方法に準じた施工が行え、これによってその建築材からの電波散乱を抑える等して大きな効果を奏している。

薄膜型電波吸収体は、その薄さのため、従来の建築材の内部に直接的に接着剤等により装着し、組み込まれて使用することが行われており、これによってその建築材からの電波散乱を抑える等して大きな効果を奏している。

一方、薄膜型電波吸収体は薄い吸収体であるため、建築材に装着前の状態では、環境温室度の変化により、反りが出やすく、その反りを小さくすることが要求される。また、薄膜型電波吸収体はゴム、樹脂等の保持材が大きな部分を占めており、その強度は、建築材の木材等の板材に比べかなり小さいので、強度が低下するが、その低下率を小さくする要求がある。

特開２００３−２４３８７６号公報

しかしながら、薄膜型電波吸収体の反りを小さくするためには、吸収体の片側に吸収体の剛性を補強する層を装着する必要があるが、単純に剛性を補強する層を片側に装着すると、その補強する層の厚みだけ、全体の厚みが厚くなり、薄い薄膜型吸収体の長所を損なうことになる。したがって、吸収体全体の厚さを制御して、反り対策をする必要があり、薄膜型電波吸収体の反り対策は容易ではない。

また、従来の建築材の内部に直接的に接着剤等により装着して薄膜型電波吸収体を組み込んだ電波吸収性能を有する建築材は、薄膜型電波吸収体を装着しない、同じ全体厚さの建築材に比べ、その強度が低下する。その低下の割合は、薄膜型電波吸収体部分の厚みに影響される。一方薄膜型電波吸収体部分の厚みは、要求される電波吸収性能により規定される。建築材の全体の厚みを増加させないで、電磁波吸収性能を保ちながら、薄膜型電波吸収体の部分の強度を制御する必要があり、強度低下防止策も容易ではない。

したがって本発明は、従来技術の上述の問題点を解決するためになされたものであり、薄く、施工性のよい、電波吸収性能を有する積層体および薄型建築材を提供することを目的としている。

本発明は、パターン導体素子型電波吸収体の内部に複数の単板を積層装着した積層体であり、複数の単板の繊維方向が相互に６０度から１２０度の角度で交差している。

パターン導体素子型電波吸収体は、パターン導体素子層、フェライト等の磁性損失材又はカーボン等のオーム損失材をゴム、樹脂等の保持材に混合させてなる電波吸収材層、誘電体層および裏面に配置される金属等の電波反射層から構成される。本発明は、誘電体層として複数の単板を積層装着して設け、さらには、各単板の繊維方向が相互に６０度〜１２０度の角度で交差するように積層することで薄く、施工性のよい、電波吸収性能を有する積層体が提供される。

また本発明は、上記の積層体を、全体厚みの中心に装着し、積層体の表面及び裏面に板材を接着装着した薄型建築材である。これにより、反りが小さく、強度の高い電波吸収性能を有する薄型建築材が提供される。

本発明によれば、パターン導体素子型電波吸収体の内部に十分に強度のある複数の単板を積層装着した積層体であり、この積層体を全体厚みの中心に装着し、表面材および裏面材が積層された薄型建築材である。

本発明の積層体および薄型建築材は、電波吸収特性を低下せることない複数単板を内部に装着したパターン導体素子型電波吸収体を用いることにより、電波吸収性能の非常に高い薄型建築材を構成することができる。また、十分に強度のある複数単板をパターン導体素子型電波吸収体内部に装着しているため、充分な反り防止特性と、強度保持率の向上特性とを有しており、厚みが薄く、優れた電波吸収特性を有する薄型建築材を構成できる。

以下図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

（実施例１）
図１は、本発明の実施例１である電波吸収性能を有する薄型建築材１の層構成を示す断面図である。図１において、薄型建築材１は、積層体１０と、導体パターン素子層１２側に装着される表面材１１とを備える。積層体１０は、導体パターン素子層１２、電波吸収材層１３、誘電体調整層１４、複数単板層１５、電波反射層１６をこの順序で積層し、接着装着したものである。

表面材１１は、厚み０．８ｍｍのメラミン板である。導体パターン素子層１２は、ＰＥＴ（poly ethylene terephthalate）樹脂フイルムに導体パターンを蒸着したものであり、厚み０．０２５ｍｍに形成されている。

図２は、導体パターン素子層１２に設けられた導体パターンの一例を示す図である。導体パターンは、十文字形状を有する十文字導体素子１２１と、方形形状を有する方形導体素子１２２とからなる。複数の十文字導体素子１２１が、所定の間隔をあけて周期的に配置され、複数の方形導体素子１２２が、十文字導体素子１２１から所定の間隔をあけて、この十文字導体素子１２１で囲まれる領域を塗りつぶすように配置される。十文字導体素子１２１および方形導体素子１２２の形状、寸法、配置などを適切に選択することで、積層体１０は、所望の周波数を有する電波を吸収することができる。

電波吸収材層１３は、フェライト等の磁性損失材又はカーボン等のオーム損失材をゴム、樹脂等の保持材に混合させたものであり、厚み０．５ｍｍに形成されている。誘電体調整層１４は、厚み０．２ｍｍのアクリル樹脂層である。複数単板層１５は、たとえばベニヤ板や不燃材（繊維混入無機質板など）などで実現され、３枚の単板１５ａ、１５ｂ、１５ｃからなり、３枚を合わせた厚みは、２．３ｍｍに形成されている。電波反射層１６は、ＰＥＴ樹脂フイルム全面にアルミニウムなどの金属導体を蒸着したものであり、厚み０．０２５ｍｍに形成されている。なお、電波反射層１６は、アルミニウムに限らず、銅を蒸着させたものでもよい。

複数単板層１５は、その木材繊維方向が相互に６０度から１２０度の角度で交差していることが望ましく、たとえば実施例では、単板１５ａの繊維方向と単板１５ｂの繊維方向とが９０度となり、単板１５ｂの繊維方向と単板１５ｃの繊維方向とが９０度となるように積層されている。

図３は、実施例１の薄型建築材１における周波数対吸収量の特性を示すグラフである。薄型建築材１の電波吸収量は、フリースペース法によって測定した。グラフの縦軸は吸収量［ｄＢ］を示し、横軸は周波数［ＧＨｚ］を示している。図からも明らかなように、実施例１の薄型建築材１は、特にほぼ２．４ＧＨｚ付近で約１６．５ｄＢと大きな吸収量を備えており、優れた電波吸収特性を有していることがわかる。

（比較例１）
図４は、従来の反り対策を施した比較例１の薄型建築材１００の層構成を示す断面図である。

比較例１の薄型建築材１００は、図１に示した薄型建築材１の誘電体調整層１４および複数単板層１５の代わりに誘電体層１７を設けたこと以外は、実施例１の構成と同様であるので、誘電体層１７のみを説明し、その他の構成については説明を省略する。なお、積層体に誘電体層１７を設けたものをパターン導体素子型電波吸収体と呼ぶ場合がある。
誘電体層１７は、厚み２．５ｍｍのアクリル樹脂層である。

実施例１と比較例１との反りを以下の手順により測定した。結果を表１に示す。
・試験体作製手順
（１）単板を予め４００ｍｍ×４００ｍｍの寸法に切断する。
（２）接着層毎に塗布量が２００ｇ／ｍ^２なるように使用する接着剤の重量（ｇ）を算出する。
（３）各単板の重量を電子天秤で測り、単板重量と接着剤重量を足したものを目標重量とする。
（４）単板の表面に接着剤を載せ、ロールで引き伸ばし表面全体に塗布する。電子天秤で接着剤を塗布した単板の重量を測り目標重量になるまでこの作業を繰り返す。
（５）実施例１の構成になるように、単板を順番に重ねる。
（６）重ね合わせた単板を冷圧用のプレス機に置き、面圧が５ｋｇｆ／ｃｍ^２になるようプレス圧力をコントロールし、加圧する。このときプレス内の温度は室温（２０±５℃）とし、特に温度コントロールは行わない。この加圧条件で２４時間放置後、室温で４８時間解圧養生を行う。
（７）積層体の４辺を精密鋸で切断し、３８０ｍｍ×３８０ｍｍの寸法に切断する。

・試験手順
（１）加熱前の試験体の重量と反りを測定する。重量は電子式天秤で測定し、反りは水平な金属台の上に試験体を置き、テーパーゲージ、又はノギスを用いて、試験体の４辺の中央部（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ：両端から１９０ｍｍの位置）で矢高を測定する。
（２）電気式加熱機を予め加熱し、加熱機内の温度が６５±５℃で一定となるようにし、試験体を加熱機内に２４時間放置する。
（３）試験体を加熱機から取り出し、（１）と同様の操作で加熱後の試験体の重量と反りを測定する。

表１に示すように、実施例１は、比較例１に比べて反りが小さく、本発明の効果を奏している。

（実施例２）
図５は、本発明の実施例２である電波吸収性能を有する薄型建築材２の層構成を示す断面図である。

実施例２の薄型建築材２は、強度対策のために、図１に示した薄型建築材１の表面材１１の変わりに、表面材１８を設け、表面材１８の反対側に裏面材１９をさらに設けたこと以外は、実施例１の構成と同様であるので、表面材１８および裏面材１９のみを説明し、その他の構成については説明を省略する。
表面材１８および裏面材１９は、厚み２．３ｍｍの合板である。

図６は、実施例２の薄型建築材２における周波数対吸収量の特性を示すグラフである。薄型建築材１の電波吸収量は、実施例１と同様の方法によって測定した。グラフの縦軸は吸収量［ｄＢ］を示し、横軸は周波数［ＧＨｚ］を示している。図からも明らかなように、実施例２の薄型建築材２は、特にほぼ２．４ＧＨｚ付近で約１６．５ｄＢと大きな吸収量を備えており、優れた電波吸収特性を有していることがわかる。

（比較例２）
図７は、従来の強度対策を施した比較例２の薄型建築材２００の層構成を示す断面図である。

比較例２の薄型建築材２００は、図５に示した薄型建築材２の誘電体調整層１４および複数単板層１５の代わりに誘電体層１７を設けたこと以外は、実施例２の構成と同様であるので、誘電体層１７のみを説明し、その他の構成については説明を省略する。
誘電体層１７は、厚み２．５ｍｍのアクリル樹脂層である。
実施例２と比較例２との強度を測定した。結果を表２に示す。

なお、強度保持率とは、（電波吸収能ありの構成における強度）／（電波吸収能なしの構成における強度）×１００で算出される。電波吸収能なしの構成とは、表面材１８および裏面材１９と同じ強度の板材で、実施例２および比較例２の全体厚みと同じ厚み７．６ｍｍのものである。

表２に示すように、実施例２は、比較例２に比べて強度保持率が大幅に向上できていることがわかる。

（実施例３）
図８は、本発明の実施例３である電波吸収性能を有する薄型建築材３の層構成を示す断面図である。

実施例３の薄型建築材３は、図１に示した薄型建築材１の表面材１１と、導体パターン素子層１２との間にさらに複数単板層１５を設けたこと以外は、実施例１の構成と同様である。実施例３の構成では、２つの複数単板層１５を、電波吸収材層１３を中心として厚み方向両側に設けることでさらに反りを小さく強度を向上させることができる。

（実施例４）
図９は、本発明の実施例４である電波吸収性能を有する薄型建築材４の層構成を示す断面図である。

実施例４の薄型建築材４は、図８に示した実施例３の構成と類似しており、２つの複数単板層１５がそれぞれ３枚ではなく２枚の単板１５ａ，１５ｂからなり、複数単板層１５と電波反射層１６との間に補助層２０を設けている。複数単板層１５は、単板１５ａの繊維方向と単板１５ｂの繊維方向とが９０度となるように積層され、単板１５ａ，１５ｂがそれぞれ厚み０．８ｍｍに形成されている。補助層２０は、表面材１１であるメラミン板の表層部分を除去した樹脂層である。実施例４の構成では、反りを小さく強度を向上させるとともに、実施例３よりも全体の厚みを薄くすることができる。

本発明の実施例１である電波吸収性能を有する薄型建築材１の層構成を示す断面図である。 導体パターン素子層１２に設けられた導体パターンの一例を示す図である。 実施例１の薄型建築材１における周波数対吸収量の特性を示すグラフである。 従来の反り対策を施した比較例１の薄型建築材１００の層構成を示す断面図である。 本発明の実施例２である電波吸収性能を有する薄型建築材２の層構成を示す断面図である。 実施例２の薄型建築材２における周波数対吸収量の特性を示すグラフである。 従来の強度対策を施した比較例２の薄型建築材２００の層構成を示す断面図である。 本発明の実施例３である電波吸収性能を有する薄型建築材３の層構成を示す断面図である。 本発明の実施例４である電波吸収性能を有する薄型建築材４の層構成を示す断面図である。

符号の説明

１，２，３，４，１００，２００ 薄型建築材
１０ 積層体
１１，１８ 表面材
１２ 導体パターン素子層
１３ 電波吸収材層
１４ 誘電体調整層
１５ 複数単板層
１６ 電波反射層
１７ 誘電体層
１９ 裏面材
２０ 補助層
１２１ 十文字導体素子
１２２ 方形導体素子

Claims (3)

1. 導体パターン素子型電波吸収体内部に複数の単板を積層装着したこと特徴とする積層体。
2. 複数の単板の繊維方向が相互に６０度から１２０度の角度で交差していることを特徴とする請求項１記載の積層体。
3. 請求項１または２記載の積層体を、全体厚みの中心に装着し、積層体の表面及び裏面に板材を接着装着したことを特徴とする薄型建築材。

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