JP2009105387A - Electromagnetic wave shielding material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁波遮蔽材に関する。 The present invention relates to an electromagnetic wave shielding material.
従来の電磁波遮蔽材は、シート状の基材の表面に所定パターン状のアンテナ素子を接着したものがあり、アンテナ素子のパターンを変更することによって、所望の周波数の電磁波(電波)だけを選択して反射するように構成されている(例えば、特許文献1参照)。
近年、携帯電話や無線等の通信システムの発達により、情報の漏洩及び通信混線の問題が生じている。しかし、金属製の壁材や厚いコンクリート材等で電磁波を広い範囲の周波数で遮断(電波を遮断)してしまうと、無線LAN等による情報の漏洩は防止できるものの、携帯電話が使用できなくなる等の不具合が発生していた。逆に、携帯電話やテレビの電波の受信を優先すると、情報漏洩の危険や、通信混線の問題があった。特に、マンション等では居住者同士の無線LANが混信してしまうといった問題があった。
つまり、必要な電磁波は透過させ、不必要な電磁波(遮蔽すべき電磁波)をより高度に遮蔽できる電磁波遮蔽材が望まれていた。例えば、透過減衰量の絶対値が30bB以上の電磁遮蔽材が望まれていた。
In recent years, with the development of communication systems such as mobile phones and radio, problems of information leakage and communication crosstalk have occurred. However, if electromagnetic waves are blocked at a wide range of frequencies (blocking radio waves) with metal wall materials, thick concrete materials, etc., leakage of information by wireless LAN etc. can be prevented, but mobile phones cannot be used, etc. The problem occurred. Conversely, prioritizing reception of radio waves from mobile phones and televisions has a risk of information leakage and communication crosstalk. In particular, in a condominium or the like, there is a problem that the wireless LAN between residents may interfere.
That is, an electromagnetic wave shielding material that transmits necessary electromagnetic waves and shields unnecessary electromagnetic waves (electromagnetic waves to be shielded) to a higher degree has been desired. For example, an electromagnetic shielding material having an absolute value of transmission attenuation of 30 bB or more has been desired.
そこで、本発明は、良好な電磁波遮蔽特性を発揮する電磁波遮蔽材を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the electromagnetic wave shielding material which exhibits a favorable electromagnetic wave shielding characteristic.
上記目的を達成するために、本発明に係る電磁波遮蔽材は、同一平面状に配設された多数個のアンテナ素子を有する複数の反射層を誘電体から成るスペーサ層を介して積層し、上記アンテナ素子の積層方向の間隔寸法を、遮蔽すべき電磁波の波長をλとすると、電気長で0. 31λ以下に設定したものである。 In order to achieve the above object, an electromagnetic wave shielding material according to the present invention is formed by laminating a plurality of reflective layers having a plurality of antenna elements arranged in the same plane via a spacer layer made of a dielectric, The distance between the antenna elements in the stacking direction is set to an electrical length of 0.31λ or less, where λ is the wavelength of the electromagnetic wave to be shielded.
また、上記スペーサ層の両外面側の上記反射層にそれぞれ誘電体から成る保護層を重ね合わせたものである。 In addition, a protective layer made of a dielectric is superimposed on the reflective layer on both outer surfaces of the spacer layer.
また、上記スペーサ層の誘電率を1以上2以下にしたものである。
また、上記保護層の誘電率を1以上2以下にしたものである。
The spacer layer has a dielectric constant of 1 or more and 2 or less.
The protective layer has a dielectric constant of 1 or more and 2 or less.
また、上記スペーサ層の両外面側に上記アンテナ素子を直接に付着させて、上記反射層と上記スペーサ層とを一体化したものである。 Further, the antenna element is directly attached to both outer surface sides of the spacer layer, and the reflection layer and the spacer layer are integrated.
本発明は、次のような著大な効果を奏する。
本発明に係る電磁波遮蔽材によれば、特定周波数の電磁波を遮蔽(シールド)することができ、安全かつ快適に通信を行うことができる。
The present invention has the following remarkable effects.
According to the electromagnetic wave shielding material according to the present invention, it is possible to shield (shield) an electromagnetic wave having a specific frequency, and to perform communication safely and comfortably.
以下、実施の形態を示す図面に基づき本発明を詳説する。
図1は本発明に係る電磁波遮蔽材の第1の実施の形態を示す拡大断面図であり、図2は反射層1の一例を示す平面図である。
図1に示すように、本発明の電磁波遮蔽材は、同一平面状に配設された多数個のアンテナ素子10を有する反射層1と、2つの反射層1に挟まれた誘電体から成るスペーサ層2とを、有する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments.
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing a first embodiment of an electromagnetic wave shielding material according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing an example of a
As shown in FIG. 1, the electromagnetic wave shielding material of the present invention includes a
反射層1は、シート状又はフィルム状の基材3と、基材3の表面3aに付着した極薄のアンテナ素子10とから成っている。アンテナ素子10は周波数選択性を有するものであり、言い換えれば、アンテナ素子10は特定周波数の電磁波(電波)を選択的に反射するものである。この場合、アンテナ素子10は、略Y字形に形成され(図2参照)、基材3上に等間隔に配設されている。また、反射層1とスペーサ層2とは粘着層4を介して接着されている。
なお、アンテナ素子10としては、略Y字形に限らず、円形,三角形,四角形,エルサレムクロス等、種々選択可能である。
The
The
また、スペーサ層2は、誘電体であれば特に制限はないが、好ましくは、誘電率の低い部材から形成され、例えば、炭酸カルシウム(発泡体も含む)、発泡スチロール、紙等が挙げられる。
スペーサ層2の誘電率は1以上2以下に設定され、好ましくは誘電率が1に近い値がよい。
The
The dielectric constant of the
また、アンテナ素子10は導電材料で形成され、導電材料としては、アルミニウム、銀、銅、金、白金、鉄、カーボン、黒鉛、酸化インジウムスズ(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、これらの混合物又は合金等が挙げられる。
また、基材3の材料として、例えば、樹脂、紙、布等が挙げられる。
The
Moreover, as a material of the
また、平行に隣合って配設された平面状のアンテナ素子10,10の間隔寸法T1 を、遮蔽すべき電磁波の波長をλとすると、電気長で0. 31λ以下となるように設定する。つまり、スペーサ層2の厚さ寸法T3 を、間隔寸法T1 が0. 31λ以下となるように設定する。
Further, the interval dimension T 1 between the
ここで、図1に示す積層構造として、スペーサ層2を含み上下の隣合うアンテナ素子10,10の間隔寸法T1 内の介在層の誘電率を1として、透過減衰量(dB)を実測した。なお、遮蔽電磁波周波数を無線LAN(IEEE 802.11b/g)の2. 45GHzとした。
表1は、間隔寸法T1 の変化による透過減衰量を実測した結果である。また、図8に、横軸を間隔寸法T1 とし、縦軸を透過減衰量として示した実測グラフ図である。
間隔寸法T1 が、0. 31λ以下の範囲で、透過減衰量の絶対値が大きく、十分な遮蔽効果を発揮している。特に、T1 =0. 31λにて透過減衰量(dB)が−30dBに急に到達し、急激に遮蔽効果が増大していることが判る(表1と図8参照)。
なお、遮蔽すべき電磁波の周波数を2.45GHzであれば、間隔寸法T1 は電気長で約38mm以下に相当する。
Here, as the laminated structure shown in FIG. 1, the transmission attenuation (dB) was measured with the dielectric constant of the intervening layer within the interval dimension T 1 between the upper and lower
Table 1 shows the results of actual measurement of transmission attenuation due to the change in the interval dimension T 1 . FIG. 8 is an actual measurement graph in which the horizontal axis is the interval dimension T 1 and the vertical axis is the transmission attenuation.
When the interval dimension T 1 is within a range of 0.31λ or less, the absolute value of the transmission attenuation amount is large, and a sufficient shielding effect is exhibited. In particular, it can be seen that the transmission attenuation amount (dB) suddenly reaches −30 dB at T 1 = 0.31λ, and the shielding effect is rapidly increased (see Table 1 and FIG. 8).
If the frequency of the electromagnetic wave to be shielded is 2.45 GHz, the distance dimension T 1 corresponds to an electrical length of about 38 mm or less.
本発明の第1の実施の形態の電磁波遮蔽材の製造方法は、図3に示すように、導電材料を含ませた導電塗料を、基材3の表面3aに所定パターン(略Y字形)に塗布(スクリーン印刷)し、その後、乾燥させて反射層1を作製する。そして、基材3の裏面3b又はスペーサ層2の表側面2aに粘着剤を塗布し、基材3とスペーサ層2とを接着して完成する。さらに、別の反射層1の基材3の表面3a又はスペーサ層2の裏側面2bに粘着材を塗布し、接着して完成する。
また、アンテナ素子10は、上記方法以外に、エッチング法、パターン圧着法、スパッタ法、蒸着法等によって基材3の表面3aに形成してもよい。
As shown in FIG. 3, the manufacturing method of the electromagnetic wave shielding material according to the first embodiment of the present invention applies a conductive paint containing a conductive material to a
In addition to the above method, the
図4に示す本発明の第2の実施の形態に於て、アンテナ素子10はスペーサ層2の両外面側(表側面2aと裏側面2b)に直接付着し、図1で示した第1実施形態の基材3と粘着層4とが省略されている。即ち、第2実施形態では、反射層1とスペーサ層2とが一体化している。つまり、アンテナ素子10の間隔寸法T1 は、スペーサ層2の厚さ寸法T3 でもある。また、スペーサ層2が炭酸カルシウム発泡ボードや発泡スチロールボードである場合は、スペーサ層2の一面を研磨して凹凸をなくしてから、その研磨面に上記導電塗料を塗布しアンテナ素子10を形成するとよい。
なお、図4に於て、図1と同一の符号は図1と同様の構成であるので説明を省略する。
In the second embodiment of the present invention shown in FIG. 4, the
In FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same configurations as those in FIG.
図5に示す本発明の第3の実施の形態に於て、(第1の実施の形態と同様の)2枚の反射層1に挟まれた誘電体から成るスペーサ層2の、両外側の反射層1,1に、誘電体から成る保護層20,20を接着している。
In the third embodiment of the present invention shown in FIG. 5, both outer sides of a
保護層20の厚さ寸法T2 は、1mm以上50mm以下に形成されている。この厚さ寸法T2 が1mm未満であると、アンテナ素子10が、保護層20 に当接して配設される相手部材の影響を受ける可能性があり、厚さ寸法T2 が50mmを越えると不必要に厚くなって床や壁等に付設するのに必要なスペースが大きくなるからである。
Thickness T 2 of the
また、保護層20は、誘電体であれば制限がないが、特に、誘電率の低い部材が望ましく、例えば、炭酸カルシウム(発泡体も含む)、発泡スチロール、紙等が挙げられる。
保護層20の誘電率は1以上2以下に設定するのが良く、好ましくは誘電率が1に近い値がよい。
つまり、保護層20は、スペーサ層2と同様の材質を用いても良い。また、図5において、アンテナ素子10の間隔寸法T1 が0. 31λ以下を満たすのであれば、スペーサ層2の厚さ寸法T3 と保護層20の厚さ寸法T2 を同じ厚み寸法としても良い。つまり、同材質、同形状の材料を使用しても良い。
なお、図5に於て、図1と同一の符号は図1と同様の構成であるので説明を省略する。
The
The dielectric constant of the
That is, the
In FIG. 5, the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same configurations as those in FIG.
図6に示す本発明の第4の実施の形態に於て、反射層1の両外側面に保護層20を接着し、保護層20に挟まれた反射層1を有する中間部材30を形成している。そして、2つの中間部材30,30を重ね合わせて接着したものである。つまり、第3の実施の形態のスペーサ層2を2つの保護層20,20を接着して形成したものとも言える。この際、アンテナ素子10の間隔寸法T1 は、0. 31λ以下である。また、スペーサ層2の厚さ寸法T3 は、2つの反射層1,1に挟まれる保護層20,20の各々の厚さ寸法T2 を含んでいる。
なお、図6に於て、図1と同一の符号は図1と同様の構成であるので説明を省略する。
In the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 6, a
In FIG. 6, the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same configurations as those in FIG.
次に、図9に於て、第5の実施の形態を示す。この図9に示すように、中間保護層20A及び粘着層4が、第4の実施の形態(図6)のものよりも、付加されている。この中間保護層20Aの厚さ寸法T4 は、他の保護層20と同一としても、相違させても、自由である。 図9に於て、アンテナ素子10,10の間隔寸法T1 は、0. 31λ以下である点は、前述の実施の形態と同じである。また、スペーサ層2の厚さ寸法T3 は、2つの反射層1,1に挟まれる保護層20,20A,20の厚さ寸法T2 ,T4 ,T2 を含んでいる。その他の構成は、既述の実施の形態と同様であり、同一符号は同様の構成であるので、説明を省略する。なお、中間保護層20Aは、既述の保護層20と同一の材質とするのが望ましい。
Next, FIG. 9 shows a fifth embodiment. As shown in FIG. 9, the intermediate
また、本発明の電磁波遮蔽材は設計変更自由であり、スペーサ層2に、反射層1を接着させる際に、基材3の表面3a(つまり、アンテナ素子10のある面側)を向かい合うようにし、スペーサ層2を挟むようにして、両外面側2a,2bにそれぞれ基材3の表面3aを接着しても良い。
また、スペーサ層2に反射層1を接着させる際に、基材3の裏面3b(つまり、アンテナ素子10のない面側)を向かい合うようにし、スペーサ層2を挟むようにして、両外面側2a,2bにそれぞれ基材3の裏面3bを接着しても良い。
また、図5と図6において、アンテナ素子10を直接スペーサ層2に付着してもよい(図4参照)。
The electromagnetic wave shielding material of the present invention can be freely changed in design, and when the
Further, when the
5 and 6, the
また、上述したアンテナ素子10の形状・配置以外の形状・配置にしても自由である。つまり、アンテナ素子10の形状や配置の仕方を遮蔽(反射)する電磁波の周波数に応じて変更自由である。また、積層された隣り合う平行なアンテナ素子10,10は、積層面に直交する方向から見て、完全に一致させるか、又は、相互にずらしたものとする。
Further, the
本発明の電磁波遮蔽材の作用について説明する
積層方向のアンテナ素子10の間隔寸法T1 を、電気長で0. 31λ以下に設定しているので、表1及び図8に示すように、電磁波の透過を確実に防止できる。よって、特定周波数の電磁波を高度に遮蔽(シールド)することができ、安全かつ快適に通信を行うことができる。
The operation of the electromagnetic wave shielding material of the present invention will be described. Since the interval dimension T 1 of the
また、本発明の電磁波遮蔽材の具体的な使用例を、図7に於て説明する。
例えば、第3の実施の形態(図5)の電磁波遮蔽材を使用する場合は、室内の壁・天井・間仕切り(パーティション)等の第1相手部材5と、他の壁パネル又は壁紙等の第2相手部材6との間に介装する。
つまり、図7に於て、5が第1相手部材、6が第2相手部材であり、相手部材5の表面に、第3の実施の形態の電磁波遮蔽材のどちらか一方の保護層20を重ね合わせる(貼着する)。そして、他方の保護層20に第2相手部材6を重ね合わせる(貼着する)。
また、第1相手部材5に貼り付けた第3の実施の形態の電磁波遮蔽材に、第2相手部材6を貼り付けない場合は、他方の保護層20はアンテナ素子10の保護壁としての役割を果たす。
なお、本発明に於て、多数個のアンテナ素子10を「同一平面状に配設」するとは、基材3の表面3a・裏面3bの両方に配設する場合も包含するものと定義する。
また、図示の実施の形態では、反射層1,1は2枚の場合を示したが、これを3枚以上とするも好ましい場合がある。
A specific use example of the electromagnetic wave shielding material of the present invention will be described with reference to FIG.
For example, when the electromagnetic shielding material of the third embodiment (FIG. 5) is used, the
That is, in FIG. 7, 5 is a first mating member, 6 is a second mating member, and one of the
When the
In the present invention, “arranging a plurality of
In the illustrated embodiment, the number of the reflection layers 1 and 1 is two. However, it may be preferable to set the number of the reflection layers to three or more.
以上のように、本発明の電磁波遮蔽材は、同一平面状に配設された多数個のアンテナ素子10を有する複数の反射層1,1を誘電体から成るスペーサ層2を介して積層し、アンテナ素子10の積層方向の間隔寸法T1 を、遮蔽すべき電磁波の波長をλとすると、電気長で0. 31λ以下に設定したので、良好な電磁波遮蔽特性を得ることができる。
As described above, the electromagnetic wave shielding material of the present invention is formed by laminating a plurality of reflecting
また、スペーサ層2の両外面側2a,2bの反射層1,1にそれぞれ誘電体から成る保護層20,20を重ね合わせたので、本発明の電磁波遮蔽材を壁面や天井面等に付設(貼着)すれば、特定周波数の電磁波を遮蔽(シールド)するシールドルームを簡単に作製することができ、安全かつ快適に通信を行うことができる。また、表裏両面に保護層20,20を有しているので、2枚の壁パネルの間や、壁面と壁紙との間等に本発明の電磁波遮蔽材を内装して良好な電磁波遮蔽特性を発揮することができる。
即ち、2つの相手部材(第1相手部材と第2相手部材)と、両外面側のアンテナ素子10,10との間に、それぞれ保護層20が介在しているので、アンテナ素子10の周波数選択性が相手部材の影響を受けて悪化するのを高度に抑止することができ、良好な電磁波遮蔽特性を維持することができる。
Further, since the
That is, since the
また、スペーサ層2の誘電率を1以上2以下にしたので、スペーサ層2のアンテナ素子10の周波数選択性への影響を一層少なくすることができ、良好な電磁波遮蔽特性を維持することができる。
また、保護層20の誘電率を1以上2以下にしたので、良好な電磁波遮蔽特性を維持することができる。
Further, since the dielectric constant of the
Moreover, since the dielectric constant of the
また、スペーサ層2の両外面側2a,2bにアンテナ素子10を直接に付着させて、反射層1,1とスペーサ層2とを一体化したので、簡易な構成となり生産工程の短縮化と生産コストの軽減が図れる。
In addition, since the
1 反射層
2 スペーサ層
2a,2b 両外面側
10 アンテナ素子
20 保護層
T1 間隔寸法
1
10 Antenna element
20 Protective layer T 1 Dimension
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