JP6897009B2 - 電波吸収体 - Google Patents

Description

本発明は、電波吸収体に関し、不要な電波を吸収して遮蔽する電波吸収体に関するものである。

近年、高速道路に代表される有料道路の料金所において、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection)等のような自動に料金を徴収するシステムが採用されている。これらのシステムでは、道路側に設置された機器と、車両側に設置された機器との間で電波通信を行うことで当該料金が徴収されるように構成されている。

料金所には複数の車線が設けられていることも多く、その際には車線ごとに、車両に設置された機器に通信するための道路側の機器が配置されている。ところが、ある車線に設置された道路側の機器が、隣の車線を走行する車両の機器と通信してしまうと不具合が生じる。

これに対して、車線を越えて電波通信ができないように、車線間には電波を吸収する部材（電波吸収体）が配置されている（特許文献１、２参照）。これによれば、車線を越えて進行しようとする電波を吸収することができる。

特開２００４−３６３１３８号公報 特開２００６−７３０２４号公報

しかしながら、従来の電波吸収体では、屋外で使用されて風雨に晒される環境が考慮されておらず、又は、考慮されていても必ずしも十分とはいえず、電波吸収層の腐食による性能低下が問題となることがあった。

そこで本発明は、設置された場所の環境がよくない場合であっても、長期に亘ってその性能を維持することができる電波吸収体を提供することを課題とする。

以下本発明について説明する。ここでは理解容易のため図面の参照符号を付記するが、本発明はこれに限定されるものではない。

請求項１に記載の発明は、一方側から達した電波を吸収して他方側に透過させない、電波吸収体（１０）であって、一方側から、支持層（１１）、金属酸化物を含んでなるバリア層（１２）、金属メッシュからなり、所定の電波を吸収するように構成されている電波吸収層（１３）、接着層（１４）、及び基材層（１５）が配置されており、電気的損失材料を有するさらなる層は具備することなく構成されている、電波吸収体である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電波吸収体（１０）において、基材層（１４）のうち電波吸収層（１３）が配置されている側とは反対側に電波反射層（１６）が設けられている。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電波吸収体において、バリア層は金属酸化物をアモルファス化した薄膜からなる。

本発明によれば、屋外で使用され、風雨に晒される環境に設置しても、電波吸収層の腐食が抑えられ、長い期間に亘って性能を維持できる。

１つの形態に係る電波吸収体１０の層構成を説明する断面図である。 電波吸収体１０が使用される場面の一例を説明する図である。

以下本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら形態に限定されるものではない。なお、図面に表れる各部材は理解し易さの観点から大きさや形状を誇張、変形して表すことがある。

図１は、一つの形態にかかる電波吸収体１０の断面図であり、層構成を説明するための図である。図１からわかるように、電波吸収体１０は、複数の層からなる全体として板状であり、該複数の層として、支持層１１、バリア層１２、電波吸収層１３、接着層１４、基材層１５、及び電波反射層１６を有して構成されている。

支持層１１は、その一方の面にバリア層１２が積層され、ここにさらに積層される電波吸収層１３の基材となる非導電性の層である。支持層１１は樹脂により形成することができ、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の熱可塑性ポリエステル樹脂、プロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート樹脂などの合成樹脂フィルム、紙等を用いることができる。

バリア層１２は、支持層１１と電波吸収層１３との間に配置され、湿気に起因する水分で電波吸収層１３が腐食してしまうことを防止する層である。
さらに当該バリア層１２を設けることにより、支持層１１と電波吸収層１３との接着性、及び支持層１１と接着層１４との接着性が高まり、より強く安定した電波吸収体１０を作製することができる。

バリア層１２は、次のような金属酸化物から構成され、基本的には、金属の酸化物をアモルファス化した薄膜であれば使用可能であり、例えばケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、カリウム（Ｋ）、スズ（Ｓｎ）、ナトリウム（Ｎａ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、鉛（Ｐｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ） 等の金属の酸化物をアモルファス化した薄膜を使用できる。

なお、バリア層は、一層で構成することに限られることなく、二層以上の多層を積層してもよく、二層以上の場合の各層の各々は、同種の金属酸化物で構成されていても、異種の金属酸化物で構成されていてもよい。

バリア層の厚みとしては、使用する金属酸化膜の種類によって異なるが、例えば、５０Å〜５０００Å程度であることが好ましく、より好ましくは７００Å〜３０００Å 程度である。好ましい金属酸化物であるアルミニウム酸化物（代表的には酸化アルミニウム）やケイ素酸化物（代表的には酸化ケイ素）の薄膜の場合は、５０Å〜２５００Å程度であることが好ましく、より好ましくは１００Å〜２０００Å程度である。バリア層の厚みが上記の範囲よりも薄いと、水蒸気、もしくは酸素ガス等に対するガスバリア性が不十分であり、また、上記の範囲よりも厚いと、バリア層の形成後、その後の加工の工程が進むにつれ、バリア層のクラックなどにより、水蒸気、もしくは酸素ガス等に対するバリア性の低下の虞がある。

バリア層を形成する方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、もしくはイオンプレーティング法等の物理的気相成長法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、またはプラズマ化学気相成長法等の化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を挙げることができる。バリア層の成膜法としては、上記の金属もしくは金属酸化物を原料として用い、加熱して基材上に蒸着させる真空蒸着法、または、金属もしくは金属酸化物を原料として用い、酸素ガスを導入することにより酸化させて基材上に蒸着させる酸化反応蒸着法が好ましく、酸化ケイ素等の蒸着膜を成膜させる場合には、オルガノポリシロキサンを原料とするプラズマ化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖ ａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて成膜することが好ましい。

バリア層として好ましい酸化ケイ素の薄膜は、有機ケイ素化合物を原料として、低温プラズマ化学気相成長法を用いて形成することができる。有機ケイ素化合物としては、例えば、１，１，３，３，− テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、もしくはその他を使用することができ、取扱い性や得られる薄膜の特性等から、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、もしくはヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ） 等を用いることがより好ましい。

電波吸収層１３は、薄い金属膜、金属箔、金属網（金属メッシュ）、金属酸化物、金属窒化物、又はこれらの混合物により形成される層である。
電波吸収層１３を形成する方法は特に限定されることはないが、エッチング、めっき、蒸着などをその厚さに応じて適用することが可能である。
エッチングであれば材料としては例えばタングステン、モリブデン、ニッケル、クロム、コバルト、銅、金、銀、白金、錫、鉄、アルミニウム等の金属、或いはこれら金属を含むニッケル−クロム合金、青銅、真鍮等の合金をエッチングによりパターン形成してなす帯状部材を挙げることができる。

電波吸収層１３は、電波吸収の対象となる側（図１の紙面左側）から到来し、電波吸収体１０が対象としている側表面に達し、これに入射しようとする電波を十分吸収することにより該電波の反射及び透過を未然に防ぎ、以って該電波を遮蔽するための構造を備えている。具体的な形態は電波吸収体として存在する公知の通りであり、そのために必要な厚さ、表面抵抗、体積固有抵抗、誘電率、透磁率等が具備されるように構成されている。

接着層１４は、基材層１５の一方の面に電波吸収層１３、又は、電波吸収層１３および支持層１２を接着させて、基材層１５の一方の面に支持層１１、バリア層１２及び電波吸収層１３を保持する機能を有する。
接着剤としては特に限定されることはなく、被着体である基材層１５の材料、使用環境、要求性能（接着性、耐候性、耐熱性等）に応じて適宜材料を選択すれば良いが、前記例示の基材層に対しては、代表的な物として、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）等を挙げることができる。接着層１４の厚さは特に限定されることはないが、０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが一般的である。

基材層１５は、その両面に各層を積層させて保持する支持体としての機能と、誘電層としての機能とを備える。従って、高い抵抗を有して絶縁性の高い誘電性材料であれば、その材質は特に限定されることはなく、例えばガラス、セラミックス、紙、木材、有機高分子、及びこれらを複合した材料を用いることができる。

また基材層１５の厚さは支持体として強度及び誘電性層としての性能を具備するように形勢され、具体的には材料の誘電率や吸収する電波の周波数によって適宜に決定される。
また基材層１５は上記した機能を満たすものである限り、その形態は特に限定されることはない。例えば軽量化のために、一定の間隔で穴が設けられていたり、いわゆるハニカム構造とされていたりしてもよい。

電波反射層１６は、基材層１５のうち、電波吸収層１３が配置された側とは反対側の面に積層された層であり所定のパターンを有して形成された層である。接地されていない金属線に電波が入射したときにはその電波は、該電波の周波数が、その金属線の長さや形状により決まる特有の共振周波数と一致すると電磁界の共振現象によって再放射される。これにより見かけ上、電波が反射することになる。この電波反射層１６は、このような機能により電波を反射することができればその形態は特に限定されることなく、公知の形態を適用することができる。

以上説明した電波吸収体１０が、有料道路において、ＥＴＣシステムにより料金徴収が行われる料金所に設置される例によれば、電波吸収体１０は、車両が往来する道路側（図１の紙面左）に面するように支持層１１側が配置される。このとき、例えば図２に示したように２つの車線Ａ、Ｂがあった場合でも、対象とする車線の車両往来側に支持層１１が向くように配置される。

このような電波吸収体１０により、車線Ａ、Ｂ側から電波吸収体１０に入射したＥＴＣシステムの電波は、電波吸収層１３により吸収されて、反対側には達することがない。また、道路（車線）に対向する側とは反対側から電波吸収体１０に達した電波は、電波反射層１６にて反射される。
これら電波吸収層１３及び電波反射層１６の作用により、車線を越えて電波が隣の車線に届くことが大幅に減少し、隣の車線を走行する車両が、隣の車線のための電波を誤って受信してしまうことが防止される。

さらに電波吸収体１０では、バリア層１２が設けられており、電波吸収層１３が湿気等の水分から保護されているので、腐食が抑えられている。これにより電波吸収体１０の性能が損なわれることなく長期にわたって維持される。

１０ 電波吸収体
１１ 支持層
１２ バリア層
１３ 電波吸収層
１４ 接着層
１５ 基材層
１６ 電波反射層

Claims (3)

1. 一方側から達した電波を吸収して他方側に透過させない、電波吸収体であって、
   前記一方側から、
   支持層、
   金属酸化物を含んでなるバリア層、
   金属メッシュからなり、所定の電波を吸収するように構成されている電波吸収層、
   接着層、及び
   基材層が配置されており、
   電気的損失材料を有するさらなる層は具備することなく構成されている、
   電波吸収体。
2. 前記基材層のうち前記電波吸収層が配置されている側とは反対側に電波反射層が設けられている、請求項１に記載の電波吸収体。
3. 前記バリア層は金属酸化物をアモルファス化した薄膜からなる請求項１又は２に記載の電波吸収体。

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