JPH08288684A

JPH08288684A - 電磁波吸収体

Info

Publication number: JPH08288684A
Application number: JP9540795A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Konishi; 良弘小西; Hideki Komori; 秀樹古森; Shoichi Iida; 正一飯田
Original assignee: K LAB KK; Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: K LAB KK; Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1995-04-20
Filing date: 1995-04-20
Publication date: 1996-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、準マイクロ波からミリ波まで、高
い吸収能を有し、しかもその構造体自体が薄型化を可能
にしうる電磁波吸収体を提供する。【構成】導電性材料１表面に１種または２種以上の磁
性損失層２を形成した電磁波吸収体Ａであって、該吸収
体が波形構造を有し、波形の高さが２０mm未満であるこ
とを特徴とする電磁波吸収体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁波吸収体に関し、
薄型で特に、準マイクロ波帯域、準ミリ波帯域およびミ
リ波帯域の電磁波を共に吸収する広帯域電磁波吸収体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】高度情報化社会に向けて技術革新は着実
に進んでいる。情報・通信技術は飛躍的な進歩をとげて
おり、マルチメディアに代表される個人的情報機器・そ
のシステムと同様、通信インフラの整備が次の大きな市
場として期待されている。

【０００３】通信システムに利用される周波数帯域とし
ては、１.９ＧＨz帯および２.４５ＧＨz帯の準マイクロ
波帯域、および１９ＧＨz帯の準ミリ波帯域での通信が
実用化されており、将来的には、６０ＧＨz帯のミリ波
帯域が注目されている。準マイクロ波帯域は、個人的簡
易無線電話システム(ＰＨＳ)と中速無線ＬＡＮの室内無
線機器に、そして準ミリ波帯域は高速無線ＬＡＮの室内
無線機器にあてられている。ミリ波帯域は、超高速無線
ＬＡＮや車両追突防止に利用が期待されている。それぞ
れの周波数帯域での需要が拡大するにつれて、電磁波の
相互干渉、遅延分散にともなう混信、誤作動や盗聴など
の問題が心配される。

【０００４】電磁波吸収体としては、フェライトと樹脂
との複合体をシート状に加工したものが知られており、
目的とする周波数に応じて複合体の磁気特性と誘電特性
をコントロールするとともに、厚さを精密にコントロー
ルすることによって大きな吸収を達成している。

【０００５】しかしながら、このような手法では準マイ
クロ波帯域と準ミリ波帯域、さらにミリ波帯域にまでお
よぶような大きく離れた周波数帯域を同等に吸収するこ
とはできない。上述のような準マイクロ波帯域と準ミリ
波帯域の使用の拡張、さらに将来のミリ波帯域の使用を
考えた場合、電磁波関連業界から準マイクロ波帯域およ
び準ミリ波帯域およびミリ波帯域を同等に吸収する電磁
波吸収材料の開発が求められている。

【０００６】特開昭５４−５８３０１号公報には導電体
とその表面に設けられる酸化物磁性体粉または抵抗体粉
と誘電体の混合物との重ね合わせ構造を有し、かつその
構造体が波形構造を有し、さらにその波形の高さが２０
mm〜５０mmを有する電波吸収体が記載されている。この
電波吸収体はその実施例などに記載するように最高１１
ＧＨz程度の周波数の領域では非常に高い吸収能を有す
るが、それよりも高い周波数、例えば４０ＧＨｚ帯ある
いは６０ＧＨｚ帯といった準ミリ波帯域あるいはミリ波
帯域において、高い吸収能は示唆されていない。また、
吸収体の波形の高さが２０mmを越えることを必須として
いるが、そのような構造体ではもう１つの要求事項であ
る薄型化が達成されない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、３０ＧＨz
を越えるミリ波領域でも、高い吸収能および散乱効果を
有し、しかもその構造が薄型化を可能にしうる電磁波吸
収体を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、導電性材料の
表面に磁性損失層を形成した電磁波吸収体であって、該
吸収体が波形構造を有し、波形の高さが２０mm未満であ
ることを特徴とする電磁波吸収体を提供する。

【０００９】本発明の吸収体の構造を図１に示す。図１
の導電性材料１の表面に磁性損失層２を形成した電磁波
吸収体Ａが記載されており、この吸収体は波形構造を有
し、波形の高さＨは２０mm未満である。さらに好ましく
は３mmから１６mmが良い。一方凹凸の繰り返し幅は３mm
〜５０mmである。３mm以下ならば吸収能が不足し、５０
mm以上ならば斜入射電波に対する吸収能が低下する。こ
の図面の波形の構造はこれに特定されることはなく、基
本的には均一な波形の高さの波が並んでいる構造が好ま
しいが、波形の高さにばらつきがあってもよく、また、
完全な波形ではなく他の形、例えば図２に示すごとき三
角形の波や図３に示すごとく断面が台形の波や図１０の
様に凸形の波、図１１の様に凹形の波、図１２のように
矩形の波、図１３の様に組み合せの波であってもよい。
もちろん、これらの特定の形状にこだわらず、いわゆる
異形を有する構造であってもよい。しかしながら、波形
であるために、基本的には図１のような一定した波が連
なっているものが好ましい。

【００１０】本発明で用いる導電性材料１は電波を反射
することにより、その透過を防ぐものであり、電磁波の
吸収性能を高めるために必須のものである。

【００１１】導電性材料は支持体としての役割を兼ねう
る。具体的には銅、アルミニウム、鋼、鉄、ニッケル、
ステンレス、シンチュウのような金属の板、金網、金属
布等が挙げられる。このような金属材料はプレコート鋼
板のような、層間密着性を向上させるための表面処理ま
たはプライマー処理を施したものでもよい。

【００１２】また、上記に例示した金属と結合剤とを含
む導電性塗膜および上記金属の液相または気相メッキ層
等も導電性材料として用い得る。例えば、プラスチック
材料のような非導電性材料上に上記金属の導電性塗膜を
設けるか、銅やＮiの無電解メッキ層、またはアルミニ
ウム等の蒸着層を形成した金属化材料も本発明に用い得
る。

【００１３】磁性損失層には金属または金属酸化物の微
粉末と結合剤から構成されるが、微粉末の種類によっ
て、次の３種類に分けられる：平均粒径０.０５〜２０μmの金属粉を含む磁性損失
層、平均粒径０.０５〜２０μmのガーネット型金属酸化物
またはマグネトプランバイト型金属酸化物を含む磁性損
失層、平均粒径１〜１００μmのスピネル型金属酸化物を含
有する磁性損失層。上記磁性損失層に用いる金属粉は基本的には鉄粉であ
り、カルボニル鉄法鉄粉、還元鉄粉、電解鉄粉、アトマ
イズ法鉄粉などが好適に用いられる。

【００１４】金属粉は上記鉄粉に限らず、Ni粉、Co系ア
モルファス、Ni系アモルファス磁性メタル粉などを用い
てもよい。金属粉の平均粒径は０.０５〜２０μm、好ま
しくは０.５〜８μmである。２０μmを越えると、ミリ
波での吸収能が低下する欠点を有し、０.０５μmより小
さいと、金属粉が酸化されやすくなり、電波吸収能の低
下が起き易いなどの欠点を有する。

【００１５】磁性損失層に用いるガーネット型金属酸
化物は組成式としてＭ₈Ｏ₁₂(Ｍは金属元素、Ｏは酸素を
示す)で表され、天然のザクロ石(Ｍg₃Ａl₂Ｓi₃Ｏ₁₂)と
同型の立方晶系に属す結晶構造であって、金属としては
マグネシウム、アルミニウム、シリコン、カルシウム、
鉄、イットリウムなどの希土類、コバルトなどが挙げら
れる。また、合成結晶であるＹＡＧ(イットリウム・ア
ルミニウム系ガーネット)、ＹＩＧ(イットリウム・鉄系
ガーネット)を含む。また、マグネトプランバイト型金
属酸化物は組成式としてＭ₁₃Ｏ₁₉と表され、天然のマグ
ネトプランバイト(ＰbＦe_7.5Ｍn_3.5Ａl_0.5Ｔi_0.5Ｏ₁₉)
と同型の六方晶系に属す結晶構造を持ち、磁気異方性を
示すものであって、ここで用いる金属はバリウム、鉛、
鉄、カルシウム、アルミニウム、チタン、コバルト、ナ
トリウム、ストロンチウムなどが挙げられる。このマグ
ネトプランバイト型金属酸化物はヘキサゴナルフェライ
トともいう。この両者の酸化物粒子の平均粒径は０.０
５〜２０μm、好ましくは０.５〜８μmである。２０μm
を越えると、ミリ波での吸収能が低下する欠点を有し、
０.０５μmより小さいと、電波を吸収するための磁気的
性質が弱くなる欠点を有する。

【００１６】磁性損失層で用いるスピネル型金属酸化
物は組成式としてＭ₃Ｏ₄として表され、天然鉱物スピネ
ル(ＭgＡl₂Ｏ₄)と同型の立方晶系、正方晶系あるいは斜
方晶系に属す結晶構造を有し、磁気異方性を示すもので
あって、ここで用いる金属はアルミニウム、マグネシウ
ム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、銅、チ
タン、リチウム、カルシウム、バリウムなどが挙げられ
る。スピネル型金属酸化物の平均粒径は０.５〜１００
μm、好ましくは５〜３０μmである。１００μmを越え
ると、均一な層を作成することが困難になる欠点を有
し、０.５μmより小さいと、製造コストが高くなる欠点
を有する。

【００１７】磁性損失層に用いる結合剤としては、熱可
塑性および熱硬化性の有機高分子材料、セメント系、ケ
イ酸カルシウム系およびセッコウ系のような無機窯業材
料を用いうる。本発明に好適に用いうる結合剤はエポキ
シ樹脂、ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合
体、ポリアクリル樹脂、フッ素含有重合体、ポリアミ
ド、ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹
脂、合成ゴム、フォスファジェン樹脂、発泡ポリスチロ
ールのような有機高分子材料である。無機窯業材料の具
体例には硫酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、水ガラ
ス、ポルトランドセメント、アルミナセメント、アルキ
ルシリケート、酸化カルシウム、粘土等が挙げられる。

【００１８】有機高分子材料を結合剤として用いる場合
は、押し出し成形および加圧成形などのような通常使用
されている方法、または適当量の希釈剤を加えて塗料化
し、厚膜塗装をする方法により層形成できる。無機窯業
材料を用いる場合は、抄造法、モールド法および押し出
し成形法などのような方法により層成形できる。結合剤
中への前記金属または金属酸化物粉の配合量は、金属ま
たは金属酸化物粉が７０〜９２重量％、好ましくは７６
〜９０重量％である。９２重量％を越えると、電磁波吸
収能は良好となるが、剛性、重量および耐久性などが劣
る欠点を有し、７０重量％より少ないと、吸収能が不足
する欠点を有する。

【００１９】それぞれの磁性損失層の厚さは０.１〜２
０mm、好ましくは０.３〜８mmである。０.１mmより薄い
と、この層の存在の意味がなくなる。２０mmを越えると
吸収能が不足する欠点を有する。

【００２０】上記磁性損失層は導電性材料の上にいずれ
か１つ、すなわち、〜のいずれか１つを形成するだ
けで、本発明の効果を発揮しうる。しかし、本発明には
そのような単一の磁性損失層を形成したばかりでなく、
上記３種類の磁性損失層を種々の組み合わせで導電性材
料１上に形成する方法も包含される。例えば、導電性材
料１上に磁性損失層あるいは磁性損失層を形成した
ものは、ミリ波帯および準ミリ波帯における吸収能が優
れている。また、磁性損失層は準マイクロ波帯におけ
る吸収能が優れている。特に、導電性材料１上に磁性損
失層を形成し、その上に、さらに磁性損失層を形成
したものは、ミリ波、準ミリ波、準マイクロ波帯におい
て吸収能が優れている。または、本発明の電磁波吸収体
を構成する層は、磁性損失を有するものだけには限らな
い。吸収体表面や、層間に非磁性損失材を用いる吸収体
も本発明に含まれる。

【００２１】電磁波吸収体の表面を保護するため、また
はこの表面に美匠性を付与するために、必要に応じて、
別の保護膜を設ける。表面保護には、半永久的保護と一
次的保護とがある。半永久的保護のためには、耐候性、
機械的強度がよく、電磁波に対して透明である。高分
子、例えばポリカーボナートおよびアクリル樹脂等を、
そして一次的保護のためには、可剥性フィルムおよび可
剥性塗料等を設ける。美匠性を付与するためには、プリ
ント模様などの二次元パターンから凹凸模様などの三次
元パターン等が保護層として形成されうる。

【００２２】本発明で得られる広帯域電磁波吸収体は断
熱、防音、防火、防せい、防水および意匠性などの機能
をもつ素材と複合させると、極めて付加価値の高い室内
用建材および外壁用建材を製作できる。また、磁性損失
層の厚さを調節することにより、特定の周波数を選択的
に吸収する吸収体を製造することができ、通信インフラ
の整備に有用である。

【００２３】以下、実施例をもって具体的に示す。

【００２４】

【実施例】本発明を実施例により更に詳細に説明する。
本発明はこれら実施例に限定されるものと解してはなら
ない。

【００２５】実施例において吸収体の吸収能の評価は近
傍電磁界アンテナ測定装置(アイコム(株)社製「ＮＦＡＭ
Ｓ」)を用いて測定した。測定試料の形状は縦２００mm、
横２００mmの正方形板をとした。吸収能はＴＥ入射時お
よびＴＭ入射時の値の平均値で表した。

【００２６】実施例１モル比３２：１４：５４でＭnＯとＺnＯとＦe₂Ｏ₃とを
含む平均粒径１５μmのフェライト粒子を、エチレン酢
酸ビニル共重合体(三井・デュポンケミカル(株)社製「Ｐ
−１９０７」)に固形分で９０重量％となる量で混練し、
熱圧プレスにより、厚さ２.５mmのシート状の第２層を
成形した。この第２層の片面に厚さ約５０μmのアルミ
箔(第１層)を密着させ第１層と第２層の積層体を得た。

【００２７】ついで、平均粒径３.５μmのカルボニル鉄
(ＢＡＳＦ社製、ＨＬグレード)を、上記エチレン酢酸ビ
ニル共重合体に固形分で８５重量％となる量で混練し、
熱圧プレスにより、厚さ０.５mmのシート状に成形し
た。この成形体(第３層)を第２層の上に乗せ、再度熱圧
プレスにより、一体化すると同時に頂角９０度の三角状
の繰り返しをもつ凹凸３層吸収体(図４)を得た。

【００２８】吸収特性の測定は、１.９、１９、４０、
６０ＧＨzかつ４５度入射でおこなった。結果を表１に
示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】実施例２凹凸形状は波形(図５)、２方向波形(図７)であり、凹凸
の高さを５mm、繰り返し幅１０mmとすること以外は実施
例１の凹凸３層吸収体と同様にして吸収体を得た。

【００３１】片側波形(図６)は凹凸の高さ５mm、繰り返
し幅１０mmであり、実施例１の２回目の熱圧プレスを片
側(カルボニル鉄を含む第３層側)からおこなって作成し
たこと以外は実施例１の凹凸３層吸収体と同様にして吸
収体を得た。

【００３２】吸収特性の測定は実施例１と同様におこな
った。結果を表２に示す。表２には比較のため、実施例
１の凹凸３層吸収体を熱圧プレスにより凹凸を平滑化し
た平板３層吸収体(図８)の結果も比較例１として示し
た。

【００３３】

【表２】

【００３４】実施例３実施例１に記述した平均粒径３.５μmのカルボニル鉄
(ＢＡＳＦ社製、ＨＬグレード)の代わりにＣo元素を有
する平均粒径２.０μmのマグネトプランバイト型鉄酸化
物を用いたこと以外は実施例１の凹凸３層吸収体と同様
にして吸収体を得た。ただし、凹凸の高さは５mm、その
繰り返し幅は１０mmとする。吸収特性の測定は実施例１
と同様におこなった。結果を表３に示す。

【００３５】

【表３】

【００３６】実施例４平均粒径３.５μmのカルボニル鉄(ＢＡＳＦ社製、ＨＬ
グレード)をエチレン酢酸ビニル共重合体(三井・デュポ
ンケミカル(株)社製「Ｐ−１９０７」)に固形分で８５重
量％となる量で混練し、熱圧プレスにより、厚さ０.５m
mのシート状に成形した。この成形体の片面に厚さ約５
０μmのアルミ箔を密着させ、再度熱圧プレスすること
により、頂角９０度の三角形を有し、凹凸の高さ５mm
(繰り返し幅１０mm)である凹凸２層吸収体(図９)を得
た。吸収特性の測定は実施例１と同様におこなった。結
果を表３に示す。

【００３７】実施例５平均粒径３.５μmのカルボニル鉄(ＢＡＳＦ社製、ＨＬ
グレード)を、エチレン酢酸ビニル共重合体(三井・デュ
ポンケミカル(株)社製「Ｐ−１９０７」)に固形分で１
０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０そして
８５重量％となる量で混練し、熱圧プレスにより、それ
ぞれ厚さ０.２mmのシート状に成形した。この鉄粉含有
量の異なる９種のシートを順次重ね、含有量の最も多い
シート側の片面に厚さ約５０μmのアルミ箔を密着さ
せ、再度熱圧プレスすることにより、頂角９０度の三角
形の繰り返しを有し、凹凸の高さ５mm(繰り返し幅１０m
m)である厚み方向に含有量が変化した凹凸１０層吸収体
を得た。吸収特性の測定は実施例１と同様におこなっ
た。結果を表３に示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の波形の電磁波吸収体の構造を示す断
面図。

【図２】本発明の三角形の断面形状を有する電磁波吸
収体の構造を示す断面図。

【図３】本発明の台形の断面形状を有する電磁波吸収
体の構造を示す断面図。

【図４】実施例１(あるいは実施例３)で得られた三角
状の繰り返しを有する凹凸３層吸収体の断面図。

【図５】実施例２で得られた波形の繰り返しを有する
凹凸３層吸収体の断面図。

【図６】実施例２で得られた片側波形の繰り返しを有
する３層吸収体の断面図。

【図７】実施例２で得られた２方向波形の繰り返しを
有する凹凸３層吸収体の断面図。

【図８】実施例２に記載した比較例１の平板３層吸収
体の断面図。

【図９】実施例４で得られた三角形の繰り返しを有す
る凹凸２層吸収体の断面図。

【図１０】本発明の凸形の断面形状を有する電磁波吸
収体の構造を示す断面図。

【図１１】本発明の凹形の断面形状を有する電磁波吸
収体の構造を示す断面図。

【図１２】本発明の矩形の断面形状を有する電磁波吸
収体の構造を示す断面図。

【図１３】本発明の波形と三角形を組み合せた断面形
状を有する電磁波吸収体の構造を示す断面図。

【符号の説明】

１…導電性材料、２…磁性損失層、Ａ…電磁波吸収体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者飯田正一大阪府寝屋川市池田中町19番17号日本ペイント株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性材料の表面に磁性損失層を形成し
た電磁波吸収体であって、該吸収体が波形構造を有し、
波形の高さが２０mm未満であることを特徴とする電磁波
吸収体。
【請求項２】波形構造の繰り返し幅が３mm〜５０mmで
ある請求項１記載の電磁波吸収体。
【請求項３】導電性材料が金属板である請求項１記載
の電磁波吸収体。
【請求項４】磁性損失層が金属微粉末と結合剤とを含
む請求項１記載の電磁波吸収体。
【請求項５】磁性損失層がガーネット型金属酸化物ま
たはマグネトプランバイト型金属酸化物の微粉末と結合
剤とを含む請求項１記載の電磁波吸収体。
【請求項６】磁性損失層がスピネル型金属酸化物と結
合剤とを含む請求項１記載の電磁波吸収体。
【請求項７】磁性損失層が金属微粉末と結合剤を含む
磁性損失層と、スピネル型金属酸化物と結合剤を含む磁
性損失層の、２層を含む請求項１記載の電磁波吸収体。
【請求項８】スピネル型金属酸化物と結合剤とを含
む、磁性損失層の上に金属微粉末と結合剤とを含む磁性
層を有する２層を含む請求項７の電磁波吸収体。
【請求項９】磁性損失層中の金属微粉末又は金属酸化
物の微粉末が厚み方向に含有量を変えて混入された請求
項１記載の電磁波吸収体。