JP2021057591A - λ/4型電波吸収体 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、その一態様において、抵抗膜、フィラーを含有する誘電体層、及び反射層を含み、前記フィラーの数平均粒子径(α)に対する前記誘電体層の厚みの平均値(d)の比(d/α)が0.95〜1.2である、λ/4型電波吸収体(本明細書において、「本発明のλ/4型電波吸収体」と示すこともある。)、に関する。以下に、これについて説明する。
抵抗膜は、電波吸収体において抵抗層として機能し得る層を含む限り特に制限されない。
抵抗層の抵抗値は、本発明の特性を満たし得るものである限り特に制限されない。抵抗層の抵抗値は、例えば100〜800Ω/□である。該範囲の中でも、より好ましくは150〜750Ω/□、さらに好ましくは200〜600Ω/□である。
抵抗層としては、例えば酸化インジウム等の抵抗層材料を含有する抵抗層が挙げられる。好ましい一態様において、抵抗層材料としては、酸化インジウムに他の材料(ドーパント)がドープされてなる材料を含有することが好ましい。他の材料としては、特に制限されないが、例えば酸化スズ及び酸化亜鉛、並びにそれらの混合物等が挙げられる。
抵抗層としては、耐久性、シート抵抗の調整が容易である観点から、モリブデンを含有する抵抗層が好ましく用いられる。モリブデンの含有量の下限は特に限定されないが、より耐久性を高める観点から、5重量%が好ましく、7重量%がより好ましく、9重量%が更に好ましく、11重量%がより更に好ましく、13重量%が特に好ましく、15重量%が非常に好ましく、16重量%が最も好ましい。また、上記モリブデンの含有量の上限は、表面抵抗値の調整の容易化の観点から、30重量%が好ましく、25重量%がより好ましく、20重量%が更に好ましい。
耐久性の観点から、抵抗膜はバリア層を含むことが好ましい。バリア層は、抵抗層の少なくとも一方の表面上に配置される。バリア層について以下に詳述する。
<1−2−1.誘電体層A>
誘電体層は、電波吸収体において目的の波長に対して誘電体として機能し得るものであって、フィラーを含有し、且つフィラーの数平均粒子径(α)に対する誘電体層の厚みの平均値(d)の比(d/α)が0.95〜1.2である誘電体層(以下、「誘電体層A」と示すこともある。)である限り、特に制限されない。
(σ2は粒径の標準偏差を表し、Dn2は数平均粒子径を表す)
上記数平均粒子径は、レーザー回折法を測定原理とする粒度分布測定装置を用いて粒度分布を測定し、算出される値である。このようなレーザー回折式粒度分布測定装置としては、例えばHORIBA LA−300シリーズ、HORIBA LA−920シリーズ(以上、株式会社堀場製作所製)などを挙げることができる。なお、フィラーの数平均粒子径は、誘電体層を任意の有機溶媒に浸漬した後、遠心分離して粒子を沈降させた後、その上澄み液を除去し、沈降した粒子を上記の方法により測定することによっても測定することができる。
K=(3/√2)・F・S−3/2・R−1/2 (2)
〔ここに、F、Sはそれぞれフィラーの10%圧縮変形における荷重値(N)、圧縮変位(mm)であり、Rは該スペーサーの半径(mm)である〕で定義される。上記K値は、ランダウーリフシッツ理論物理学教程「弾性理論」(東京図書1972年発行)42頁に準拠して、以下のように求めることができる。半径がそれぞれR、R′の二つの弾性球体が接触した際、hは次式により与えられる。
h=F2/3[D2(1/R+1/R′)]1/3 …(1)
D=(3/4)[(1−σ2)/E+(1−σ′2)/E′] …(2)
ここに、hはR+R′と両球の中心間の距離の差、Fは圧縮力、E、E′は二つの弾性球体の弾性率、σ、σ′は弾性球のポアッソン比を表す。
一方、球を剛体の板の上に置いて、かつ両側から圧縮する場合、R′→∞、E》E′とすると、近似的に次式が得られる。
F=(21/2/3)(S3/2)(E・R1/2)(1−σ2) …(3)
ここに、Sは圧縮変形量を表す。この式を変形すると容易に次式が得られる。
K=E/(1−σ2) …(4)
よって、上記K値を表す式が得られる。
K値は、平滑表面を有する鋼板の上にフィラーを散布し、その中から1個のフィラーを選び、微小圧縮試験機を用いてダイヤモンド製の直径50μmの円柱の平滑な端面でフィラーを圧縮する。この際、圧縮荷重を電磁力として電気的に検出し、圧縮変位を作動トランスによる変位として電気的に検出する。そして、得られた圧縮変位−荷重の関係から10%圧縮変形における荷重値、圧縮変位をそれぞれ求める。得られた結果からK値を算出することができる。
また圧縮回復率は、上記K値の測定の場合と同様の手法によって圧縮変位を作動トランスによる変位として電気的に検出し、反転荷重値まで圧縮したのち荷重を減らしていき、この際、荷重と圧縮変位との関係を測定する。得られた測定結果から圧縮回復率を算出する。ただし、除荷重における終点は荷重値ゼロではなく、0.1g以上の原点荷重値とする。
誘電体層の層構成は特に制限されない。誘電体層は、1種単独の誘電体層から構成されるものであってもよいし、2種以上の誘電体層が複数組み合わされたものであってもよい。すなわち、本発明のλ/4型電波吸収体においては、誘電体層が誘電体層Aのみからなるものであってもよいし、誘電体層A以外の誘電体層を含むものであってもよい。例えば、誘電体層Aが粘着性を有する層である場合は、誘電体層が誘電体層Aのみからなるものであってもよいし、誘電体層Aと他の誘電体層との積層体を誘電体層として採用することができる。別の例として、誘電体層Aが粘着性を有しない層である場合は、誘電体層Aとその両面に配置された粘着剤層とからなる3層構造の誘電体層を採用することができる。
反射層は、電波吸収体において電波の反射層として機能し得るものである限り、特に制限されない。反射層としては、特に制限されないが、例えば金属膜が挙げられる。
本発明のλ/4型電波吸収体は、さらに支持体を有することが好ましい。これにより、抵抗膜を保護することができ、電波吸収体としての耐久性を高めることが可能である。支持体は、シート状のものである限り、特に制限されない。支持体としては、特に制限されないが、例えば樹脂基材が挙げられる。
本発明のλ/4型電波吸収体において、各層は、電波吸収性能を発揮することができる順に配置される。一例として、抵抗膜、誘電体層、及び反射層は、この順に配置される。
本発明のλ/4型電波吸収体は、その構成に応じて、様々な方法、例えば公知の製造方法に従って又は準じて得ることができる。例えば、支持体上に抵抗膜、誘電体層、及び反射層を順に積層させる工程を含む方法により、得ることができる。
本発明は、その一態様において、フィラーを含有する誘電体層を含み、前記フィラーの数平均粒子径(α)に対する前記誘電体層の厚みの平均値(d)の比(d/α)が0.95〜1.2である、λ/4型電波吸収体用部材、に関する。λ/4型電波吸収体用部材は好ましくはさらに抵抗膜を含み、より好ましくは抵抗膜及び支持体を含む。λ/4型電波吸収体用部材は、反射層として機能し得る被着体に接するように配置することによりλ/4型電波吸収体を形成するための部材である。支持体、抵抗膜、誘電体層、その他の構成については、本発明のλ/4型電波吸収体に関する説明と同様である。
本発明のλ/4型電波吸収体は、不要な電磁波を吸収する性能を有するため、例えば光トランシーバや、次世代移動通信システム(5G)、近距離無線転送技術等における電波対策部材として好適に利用できる。また、その他の用途として自動車、道路、人の相互間で情報通信を行う高度道路交通システム(ITS)や自動車衝突防止システムに用いるミリ波レーダーにおいても、電波干渉抑制やノイズ低減の目的で用いることができる。
以下の実施例及び比較例において、誘電体層の厚み平均値(d)を、次のようにして測定した。λ/4型電波吸収体の総厚みを任意の5か所で測定した。その後、支持体及び抵抗層と反射層とを剥がし、総厚みを測定した5か所におけるそれぞれの厚みを測定した。対応する5か所でのそれぞれの測定値について、λ/4型電波吸収体の総厚みから、支持体及び抵抗層と反射層との厚みを除くことにより誘電体層厚みを算出して、その算術平均値(d)を求めた。厚みの測定はDIGIMICRO MFC−101(NIKON社製)を用いた。
以下の実施例及び比較例において、フィラーの粘着テープにおける単位面積当たりの含有量(個/cm2)を、次のようにして測定した。反射層と誘電体層との界面で剥離して、誘電体層を露出させた。誘電体層の露出させた面の表面を対物レンズ5倍の光学顕微鏡(OLYMPUS社製、BX51)で観察した。1cm×1cm範囲におけるフィラーの数を数えた。同様にして5カ所でフィラーの数を測定し、その算術平均値より求めた。
(実施例1)
まず、誘電体層に使用する粘着テープ(両面粘着テープ)を、次のようにして製造した。無溶剤UV硬化型粘着剤(ファインタックRX−104、DIC社製)にフィラー(数平均粒子径425μm、CV値8%以下(約7%)(ミクロパールGS−L425、積水化学工業社製))が所定量配合されてなる粘着剤組成物を、PET製剥離フィルム上に塗工した後、粘着剤表面に別のPET製剥離フィルムを積層した。得られた積層体にUV照射(積算光量500mJ/cm2)を行い、厚み平均値(d)が508μmである粘着テープを得た。フィラーの粘着テープにおける単位面積当たりの含有量は4個/cm2であった。
無溶剤UV硬化型粘着剤(ファインタックRX−104、DIC社製)にフィラー(数平均粒子径475μm、CV値8%以下(約7%)(ミクロパールGS−L475、積水化学工業社製))が所定量配合されてなる粘着剤組成物を、PET製剥離フィルム上に塗工した後、粘着剤表面に別のPET製剥離フィルムを積層した。得られた積層体にUV照射(積算光量500mJ/cm2)を行い、厚み平均値(d)が484μmである粘着テープを得た。フィラーの粘着テープにおける単位面積当たりの含有量は4個/cm2であった。得られた粘着テープを誘電体層として用いて、実施例1と同様にして、λ/4型電波吸収体を得た。
無溶剤UV硬化型粘着剤(ファインタックRX−104、DIC社製)にフィラー(数平均粒子径500μm、CV値8%以下(約7%)(ミクロパールGS−L500、積水化学工業社製))が所定量配合されてなる粘着剤組成物を、PET製剥離フィルム上に塗工した後、粘着剤表面に別のPET製剥離フィルムを積層した。得られた積層体にUV照射積算光量500mJ/cm2)を行い、厚み平均値(d)が477μmである粘着テープを得た。フィラーの粘着テープにおける単位面積当たりの含有量は4個/cm2であった。得られた粘着テープを誘電体層として用いて、実施例1と同様にして、λ/4型電波吸収体を得た。
無溶剤UV硬化型粘着剤(ファインタックRX−104、DIC社製)にフィラー(数平均粒子径475μm、CV値8%以下(約7%)(ミクロパールGS−L475、積水化学工業社製))が所定量配合されてなる粘着剤組成物を、PET製剥離フィルム上に塗工した後、粘着剤表面に別のPET製剥離フィルムを積層した。得られた積層体にUV照射(積算光量500mJ/cm2)を行い、厚み平均値(d)が484μmである粘着テープを得た。フィラーの粘着テープにおける単位面積当たりの含有量は30個/cm2であった。得られた粘着テープを誘電体層として用いて、実施例1と同様にして、λ/4型電波吸収体を得た。
無溶剤UV硬化型粘着剤(ファインタックRX−104、DIC社製)にフィラー(数平均粒子径475μm、CV値8%以下(約7%)(ミクロパールGS−L475、積水化学工業社製))が所定量配合されてなる粘着剤組成物を、PET製剥離フィルム上に塗工した後、粘着剤表面に別のPET製剥離フィルムを積層した。得られた積層体にUV照射積算光量500mJ/cm2)を行い、厚み平均値(d)が489μmである粘着テープを得た。フィラーの粘着テープにおける単位面積当たりの含有量は20個/cm2であった。得られた粘着テープを誘電体層として用いて、実施例1と同様にして、λ/4型電波吸収体を得た。
無溶剤UV硬化型粘着剤(ファインタックRX−104、DIC社製)にフィラー(数平均粒子径475μm、CV値8%以下(約7%)(ミクロパールGS−L475、積水化学工業社製))が所定量配合されてなる粘着剤組成物を、PET製剥離フィルム上に塗工した後、粘着剤表面に別のPET製剥離フィルムを積層した。得られた積層体にUV照射積算光量500mJ/cm2)を行い、厚み平均値(d)が489μmである粘着テープを得た。フィラーの粘着テープにおける単位面積当たりの含有量は2個/cm2であった。得られた粘着テープを誘電体層として用いて、実施例1と同様にして、λ/4型電波吸収体を得た。
無溶剤UV硬化型粘着剤(ファインタックRX−104、DIC社製)にフィラー(数平均粒子径400μm、CV値8%以下(約7%)(ミクロパールGS−L400、積水化学工業社製))が所定量配合されてなる粘着剤組成物を、PET製剥離フィルム上に塗工した後、粘着剤表面に別のPET製剥離フィルムを積層した。得られた積層体にUV照射積算光量500mJ/cm2)を行い、厚み平均値(d)が498μmである粘着テープを得た。フィラーの粘着テープにおける単位面積当たりの含有量は4個/cm2であった。得られた粘着テープを誘電体層として用いて、実施例1と同様にして、λ/4型電波吸収体を得た。
無溶剤UV硬化型粘着剤(ファインタックRX−104、DIC社製)にフィラー(数平均粒子径550μm、CV値8%以下(約7%)(ミクロパールGS−L550、積水化学工業社製))が所定量配合されてなる粘着剤組成物を、PET製剥離フィルム上に塗工した後、粘着剤表面に別のPET製剥離フィルムを積層した。得られた積層体にUV照射積算光量500mJ/cm2)を行い、厚み平均値(d)が505μmである粘着テープを得た。フィラーの粘着テープにおける単位面積当たりの含有量は4個/cm2であった。得られた粘着テープを誘電体層として用いて、実施例1と同様にして、λ/4型電波吸収体を得た。
無溶剤UV硬化型粘着剤(ファインタックRX−104、DIC社製)をPET製剥離フィルム上に塗工した後、粘着剤表面に別のPET製剥離フィルムを積層した。得られた積層体にUV照射積算光量500mJ/cm2)を行い、厚み平均値(d)が497μmである粘着テープを得た。得られた粘着テープを誘電体層として用いて、実施例1と同様にして、λ/4型電波吸収体を得た。
(4−1)誘電体層の厚みの平均値からのばらつき
λ/4型電波吸収体の総厚みを任意の5か所で測定した。その後、支持体及び抵抗層と反射層とを剥がし、総厚みを測定した5か所におけるそれぞれの厚みを測定した。対応する5点での測定値について、λ/4型電波吸収体の総厚みから、支持体及び抵抗層と反射層との厚みを除くことにより誘電体層厚みをそれぞれ算出して、その平均値(d)を求めた。測定した5か所において、誘電体層の平均厚みの値と一番差の大きい5か所における誘電体層の厚みの値との差分をRとし、|R|/d×100を誘電体層厚みの平均値からのばらつきとして算出した。5%以下を〇とし、それよりばらつきが大きい場合は×とした。
誘電体層の密着性を、次のようにして測定した。得られた電波吸収体を10mm幅の短冊状に裁断して試験片を作製し、誘電体層の反射層に面する側とは反対側を露出させた。露出した面を、両面粘着テープ(9708、3M)により、測定装置の台座に固定した。この試験サンプルの反射層をJIS Z0237に準じて、剥離速度300mm/分で180°方向の引張試験を行い、180°粘着力(N/10mm)を測定した。誘電体層/反射層間の粘着力が5N/10mm以上を〇、5N/10mm未満を×とする。
結果を表1に示す。
Claims (9)
- 抵抗膜、フィラーを含有する誘電体層、及び反射層を含み、前記フィラーの数平均粒子径(α)に対する前記誘電体層の厚みの平均値(d)の比(d/α)が0.95〜1.2である、λ/4型電波吸収体。
- 前記フィラーの前記誘電体層における単位面積当たりの含有量が2〜20個/cm2である、請求項1に記載のλ/4型電波吸収体。
- 前記フィラーの数平均粒子径が100〜1000μmである、請求項1又は2に記載のλ/4型電波吸収体。
- 前記フィラーが樹脂微粒子である、請求項1〜3のいずれかに記載のλ/4型電波吸収体。
- 前記フィラーが球形である、請求項1〜4のいずれかに記載のλ/4型電波吸収体。
- 前記誘電体層がフィラーを含有する粘着剤層である、請求項1〜5のいずれかに記載のλ/4型電波吸収体。
- 成形品と、前記成形品に取り付けられた請求項1〜6のいずれかに記載のλ/4型電波吸収体とを備える、電波吸収体付成形品。
- ミリ波レーダーである、請求項7に記載の電波吸収体付成形品。
- フィラーを含有する誘電体層を含み、前記フィラーの数平均粒子径(α)に対する前記誘電体層の厚みの平均値(d)の比(d/α)が0.95〜1.2である、λ/4型電波吸収体用部材。
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