JPS59110199A

JPS59110199A - 電波吸収体の形成方法

Info

Publication number: JPS59110199A
Application number: JP21844082A
Authority: JP
Inventors: 進武田
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1982-12-15
Filing date: 1982-12-15
Publication date: 1984-06-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、電波吸収体の形成方法に関するものであって
、特に電波を反射する障害物にその障害物の存在する現
場で均一かつ肉厚の電波吸収体を形成できるようにした
方法に関する。

最近、高層建造物にかこまれた地域では、この建造物に
反射した電波によりテレビジョンにゴーストが見られる
ことが知られているが、船や飛行機に備えたレーダーに
おいても、その使用する雷。

波のマイクロ波が例えば船の場合マストや海上の建造物
のような障害物により反射すると、目標物を正確にとら
えることができないことがある。この現象を改善するた
めに、電波障害となる障害物に電波を吸収する吸収体を
設けろことが知ら尤７いる。この吸収体には、従来、電
波を吸収できる材料から主唱して構成される液状塗料を
障害物に塗布し、これをくり返して層状構造にしたもの
や、あるいはこの同じ材料を主として用いた成形物を積
み亀ねることにより層状構造にしたものが知られている
。

ところで、船や飛行機のレーダに使用されるマイクロ波
を吸収してその反射を少くするためには、和尚する波長
に応じて少くとも数ミリメートルの厚さを必要とする。

そのためこのような肉厚の被覆体を上記塗料により形成
しようとすると、塗料に含ｔｉ、る粒子の粒径が大きい
と吹付は塗装の場合ノズルにつ１す、刷毛塗りの場合流
動性が悪いの７゛その流径は１μ以下であるため、１回
の塗装で得られる塗膜の膜厚け２０μ以下になる。その
ためそのくり返し塗装回数が多くなり作業性が極めて悪
い。また、塗料ははけ塗りあるいは吹付けのいずれによ
り塗布するにしても、その流動性を有していなければな
らないので、被塗装面が垂直面や曲面である場合には、
塗料が低い方に垂れ流れ、膜厚の塗膜を得られないのみ
ならず、膜厚を均一にすることも期し難い。このように
膜厚の一定しない塗膜を積層して電波吸収体を構成（２
、厚みに不均一な部分が生じると、肉厚の薄いところで
は周波数によっては急に吸収の減少する電波があるので
、電波吸収体の肉厚を一定にすることは極めて重要であ
る。

特に、波長が数ミリメートルのマイクロ波になると、塗
装が例えば刷毛塗りにより行われるとき、塗膜に刷毛目
が生じるように数ミＩＪメートル程度の凹凸が′生じる
ことがあるので、その吸収性に著しい相違と生じること
になる。これは電波吸収体の肉厚が薄いものほど効果に
大きな相違が生じることになり、このためにも電波吸収
体の肉厚を厚くする必要もあった。

一方、上記成形物を積層する構造のものは、例えばゴム
に電波を吸収できる材料を練り込んで成形物を作製し、
これを積層するようにすれば、成形物は工場生産が可能
であるので、肉厚の均一かつ厚い成形物ができる。した
がって、これらの積層体も肉厚の厚い均一なものができ
る。しかし、成形物単体を障害物の具体的曲面や形状に
沿って並べることは、規定された平面や曲面に対しては
容易であっても任意の曲面や形状に対しては完全に覆い
尽せないところが生じるのを避けることができない。

本発明は、以上のように、従来の塗装法や成形物によっ
ては構造物の具体的曲面やその他の形状に沿って均一か
つ肉厚の電波吸収体を簡単な方法により得られなかった
点を改善するために、接着剤に誘電体、磁性体、導電体
の電波吸収用微細体を散布して固着させ、これにより肉
厚の厚くかつ均一な″＄覆層の形成を可能にし、かつこ
の被覆層に使用する誘電体、磁性体、導電体の選択組合
せとこの被覆層の積層配列により製造容易で効果的な電
波吸収体の形成方法を提供するものである。

そのために本発明の電波吸収体の形成方法は電波を反射
する障害物に電波を吸収する材料を被覆して電波吸収体
を形成する方法において、上記障害物の被覆される面に
少くとも一定時間粘着性を有する接着剤を塗布し、この
塗布した接着剤に誘電体、磁性体、導電体、微細体のう
ち少くとも誘電体及び／又は磁性体の微細体を散布し、
この散布した微細体のうち遊離している微細体をとり除
いて被覆層を形成し、この被覆層の単層を上記電波吸収
体とするか又はこの被覆層にこの被覆層と同様に上記接
着剤及び微細体により形成した他の１又は２以上の被覆
層を積層して上記電波吸収体とし、この電波吸収体の電
波吸収を上記誘電体、磁性体、導電体により形成される
各被覆層の複素誘電率、複素透磁率の選択組合せ及びこ
の被覆層の積層配列により制御する電波吸収体の形成方
法を提供するものである。

次に本発明を詳述するに先立ち、上記被覆体の設計原理
を第１図にもとづいて簡単に説明する。

いま、第１図に示すように、導体板１′にＮ個の層が積
層され、各層の複素誘電率をεｉ−ε、′＋ｊε、′複
素透磁率をμｍ＝μ：＋ｊμ【とし、周波数ｆ、角周波
数ω＝２πｆとすると、第１番目の層の伝搬定数γ、は７．＝　ＱＪＪ６．−ｐ、−ωＪ　（εｉ＋　ｊ　ｅｉ
　Ｘμｍ′＋　ｊ　ｔＬ、＃　）　　（１）となる。甘
た、この１層の波動インピーダンスはである。

一方、電波の垂直入射の場合を分布定数線路理論により
扱うと、ｉ層のｉ−１層側のここから導体板１側を見た
入力インピーダンスは、各層の厚みをｄｉとすれば、として与えられる。但しＮ＋１層は導体であるから、ｚ
Ｎ＋１−〇（４）である。（３）式から電波入射面である第１層の入力イ
ンピーダンスは、となり、この入射面の反射係数は、となる。但し、Ｚｏは自由空間波動インピーダンスであ
り、で与えられる定数である。

上記において、Ｆｌの絶対値ＩＦ１１の最小値を求めれ
ば、電波の反射は最小になり、第１層〜第Ｎ層で吸収さ
れる電力量は最大になる。このＩＦｌｌを求めるには、
（６）式、・のパ第１層の入力インピーダンスＺ１を（
５）式より求め、つづいて（５）式の第２層の入力イン
ピーダンス為を（３）式により求め、以下順次（３）式
にしたがって、第３層、第４層・・・・・・第Ｎ層９人
カインピーダンスを求める。この際各層の入力インピー
ダンス２．を求めるとき、その層の波動インピーダンス
Ｚ。ｌは（２）式により求められ、伝搬定数γＩは（１
）式により求められるので、上記ＩＦ１１を求めるには
、各層のε２．μ、、ｄ１を定めれば良いことになる。

ここで、ε、はその実数部ε１′が誘電率をあられし、
虚数部εｉ′は導電率に比例する。μｍも同様に犬数部
μｍ′が透磁率をあられし、虚数部μ、ＩＩは導電率に
比例する。

次に本発明を第２図ないし第３図にもとづいて詳細に説
明する。

＠２図において、（１）例えば金属板からなる基材１に
接着剤２を塗布し、（２）この接着剤２が粘着性を有す
る間に上記電波吸収用微細体３を散布する。

ついで、接着剤２に付着しないで遊離している微細体を
例えば基材１を反転させて振り落すか、電気掃除器のよ
うな吸引器により吸引してと９除く。

このようにして、（３）第１層の被覆層が形成される。

（４）この第１層に上記（１）と同様に接着剤２を塗布
し、（５）上記（２）と同様に電波吸収用微細体３を散
布して上記（３）と同様に接着剤２に付着しない微細体
をとり除き、第２層の被覆層を形成する。（６）以下同
様のことをくり返すと、第１層、第２層・・・・・・第
Ｎ層の被覆層を積層した電波吸収体が形成される。この
後、（力量上層の表面に上塗り塗料を塗布する。

この上塗りをするのは上記電波吸収体を保護するためと
美装化するためである。世し２この上塗り塗装はしない
こともある。

本発明に用いる電波吸収用微細体は、上記複素誘電率を
有する誘電体、上記複素透磁率を有する磁性体で構成さ
れる。

上記誘電体の微細体には、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、テフロンのような合成樹脂の粒状体、酸化チタン、
チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチューム、リン酸
カルシウムの如き無機塩のような粒状体、さらには繊維
、カーボン、り°ラファイトのような粒状体、又はこれ
らのチョツプドストランド（繊維状のものを細切れにし
たもの）が例示される。また、上記接着剤のような樹脂
層も自まれる。

一ヒ記磁性体の微細体には、ＭＢＺｎ系あるいはＮ、　
−Ｚη−〇〇系フェライト、Ｆ、−８，合金のケイ素鋼
、Ｆ＠−＃合金のアルパーム、Ｆ、−８，−Ａ１合金の
センダス）　、Ｆ、−Ｎ、合金のパーマロイ、純鉄、ニ
ッケルのような粒状体が例示される。

上記各誘電体、磁性体は、上述のように、それ自体で導
電率に比例する虚数部εｒ１μｍ′を有するものでも良
いが、これらの６７、μｍ′がほぼ０であって、誘電率
６１′、透磁率μｍ′のみを有するものでもよい。

この後者の場合、吸収された電波の電力は熱となって消
失式しる必要があるので、上記電波吸収体のいずれかの
層、少くとも基材１に近い層には導電体を含有させる。

この導体としては、鉄、銅。

黄銅、ニッケル、アルミニウム、ステンレススチールの
ような金属粒状体が例示される。

上記誘電体、磁性体、導電体の微細体の大きさ＋ｉ、ｖ
波吸収能力に直接関係しないが、これらが層をなすとき
含まれる空気の割合が変るので、これによりこの層の複
素誘電率、複素透磁率に影響を与える。また、これらの
機箱１体の大きさは、第２図に示す各被籾層の厚みに影
磐を与え、均一で大きいものほど被覆層は厚く、均一に
なる。例えば、上記粒状体を篩分けして１８メツシユパ
スのものを選択すると、粒径は最大９８０μとなるから
、この粒状体をしき詰めた１層のみで約１間の厚みとな
り、塗料の塗布でｉｄ得ら力、ない肉厚の被覆層が一挙
に得られる。このことから上記粒状体の粒径ば０．１層
以上を使用し１１、上記誘電体のチョツプドストランド
は、断面径１ないし１００μ。

長さがその５ないし３００倍のものが好しい。上記粒状
体及びチョツプドストランドは、チューブミル、ハンマ
ーミル、ボールミル、ロットミルのような機械粉砕機、
あるいは化学粉砕法により粉砕され、一定ので７径のも
のが篩分けして使用される。

本発明に用いる接着剤は、エポキシ樹脂系、フェノール
ｍ脂系、ポリウレタン系、不飽和ポリエステル系のよう
な熱硬化性接着剤や、ビニル樹脂系、アクリル樹脂系の
ような熱可塑性樹脂、さらには合成ゴムが使用されるが
、これに限らず上記電波吸収用微細体を固着できるもの
は全て金線れる。このうち、上記熱硬化性樹脂は、−熱
硬化させれば溶剤により溶解しないので、被＆屑が積み
重ねられていく過程で、後の層の接着剤に含ｉｉ′Ｌる
溶剤による溶解を防止できる。この接着剤層は、上記電
波吸収用微細体を散布し余分なものを除去したのち一層
毎に加熱固化しても良いが、接着剤が溶剤や反応生成物
を揮散しないときは未硬化のまま十貫己被覆層を積層す
るようにしても良い。上記接着剤の塗布方法は、刷毛塗
り、スプレー塗装、１ｉａｉ、ロールコート、フローコ
ートのような通常の接着剤塗布方法が用いられる。

上ＷＦ［のように［７て電波吸収用微細体は接着剤によ
り固着さハて被覆層が形成され、この単層でも用いらｔ
Ｌるが、通常この被覆層が複数ＮＦ＃層されてπ１波吸
収体が形成される。この場合どの層にどの誘電体及び磁
性体を用いるか、いくつの層にするかは上記＋ｒ＋を小
さくする観点から選択される。

次に本発明の実施例を比較例とともに説明する。

実施例１、厚さ０８羽、大きさ３００隨×３００朋の冷延ｆＪ［に
、エピコート８２８（シェル化学製エポキシ樹脂の商品
名）１００部、ラッカマイトＷＨ−０３６−Ｓ　（犬日
本インキ化学工業ψ５１５ポリアミド樹脂の商品名）５
０部、トルエン１５部からなる均一溶液のエポキシ系接
着剤を刷毛で均一に塗布する、この上にＭｎ　−Ｚｎ系
フェライト３１００Ｂ（東北金居■製フェライトの商品
名）（ボールミルで２４時間粉砕した後の１６〜４２メ
ツシユ、真比重４．８のもの）を篩で散布１７た後、接
着剤に付着し々いフェライトを真空掃除器で軽く吸引し
てとり除き、ついで熱風乾燥器で７０℃、３０分間加熱
乾燥する。これにより被覆層が形成される。

同様に上記のことをさらに２回くり返して、３層からな
る被覆５者を形成する。そして、さらに上記エポキシ系
接着剤を上塗り塗装し電波吸収体を得る。

実施例２゜実施例１において、第１被覆層及び第２被覆層にフェラ
イト３１００　Ｂの代りにフェライト３１００Ｂ（１６
〜４２メツシユ）１００部と黒鉛５ＡＤ−２（日本カー
ボン偕）製黒鉛粉末の商品名）（２８〜１００メツシュ
篩分級品、粒径１４０〜５７０μ、真比重２１）１００
部の混合′吻を用い、真空掃除器を用いる代りに基板を
反転させて上記フェライト、黒鉛の遊離しているものを
とり除くが、その外は実施例１と同様に操作する。

実施例３実施例１において、第１被覆層にフェライト３１００Ｂ
１６〜４２メツシュ粒状体７０部と黒鉛５ＡＤ−２、：
３０部との混合物を用い、その外は実施例１と同様に操
作するが、上塗り塗装を行ゎ乃いで、上記フェライト８
０部とフローセンＧ４０１（製鉄化学（ｌ！１９製低密
製水密度ポリエチレン名）（粒度５０〜７５メツシユ、
粒径１８０〜２７９μ）２０部の混合物を上記フェライ
トと黒鉛の混合物の場合と同様に３回くり返して積層し
、合計３層の被覆層を形成し、最後に上塗り塗装する。

比較例１゜フェライト３１００Ｂ（ボールミルで２４時間粉砕した
後の３２５メツシュ篩通過分、粒子径４５μ以下の粒状
体で、真比重４．８のもの）６６部、エピコート８２８
．７．３部、ラッカマイトＷＨＯ−０３６−８３，７部
、セロソルブアセテート１２部をボールミルに仕込み、
２４時間運転する。この後セロソルブアセテート１１部
をさらに加え均一になるまで攪拌して塗料を得る。上記
実施例で用いた基板と同じ基板にバーコータ＋７０（７
０線）を用いて上記塗料を塗布し、熱風乾燥器で７０℃
、３０分乾燥する。これをさらに２回くり返し７．３つ
の被覆層からなる電波吸収体にする。

比較例２゜上記比較例１で用いたフェライト６５部、ケッチェンブ
ラックＥＣ（ライオン・アクゾ社製カーボン、粒子径３
０μ以下、見掛比重０．１５）１音臥エピコート８２８
．７．３部、ラッカマイトＷＨＯ−０３６−３３，７部
、セロソルブアセテート１２部から方る塗料を比較例１
と同様に塗布して３層の被覆層を形成し、さらに比較例
１の方法により３層のフェライト被覆層を形成した電波
吸収体を得る。

比較例３比較例１で用いたフェライト５３部、フローセンＵＦ−
４，（製鉄化学（４１製低密度ポリエチレンの商品名）
（微粉末で粒径４０μ以下）１３部、エピコート８２８
．７．３部、ラッカマイトＷＨＯ−０３６−８３，７部
セロソルブアセテート１２部からなる塗料を得る。比較
例２の方法により３層の被覆層を形１及し、この後上記
塗料を用いて比較例２と同様に操作し、さらに３層の被
覆層を形成しまた雷、仮吸収体を得る。

これらのことを表に示す。表１では使用した電波吸収用
微細体の種類及びその関係、表２（イ）、（ロ）では各
被覆層、電波吸収体の構造を示す。表１で○と１コはそ
れぞれ２個のとき該当する物の混合物を示［−１○は口
より先に形成された被覆層に含まれることを示す。また
、「○被覆回数」は○印に該当するものからなる被覆層
の被覆回数を示す。

「口被覆回数」についても同様である。表２（イ）。

（ロ）で層は（ｎＪ番目の被覆層かを示し、接は接着剤
、−上塗は上塗り塗装嗅、）はフェライト、フ・黒はフ
ェライトと黒鉛の混合物、フ・ポはフェライトとポリエ
チレンの混合物、樹は塗料中の樹脂を示す。

上記のようにして作製された電波吸収体について、第３
図に示す装置により電波の吸収性能をしらべる。これを
行うには、マイクロ波掃引発振器１１により６ＧＨｚか
ら１２ＧＥ’ｌｚまでの電波を発振し、これをマイクロ
波ホーン１２よシ放射する。この電波を、はじめ金属板
１３に反射させる。つぎに、これをマイクロ波ホーン１
４により受信してマイクロ波電力測定器１５により電力
を測定する。この電力値は記憶処理装置１６で各周波数
毎に校正されて各周波数毎に一定値となって記憶される
。

つぎに上記実施例１〜３、比較例１〜３により電波吸収
体を形成した基板をそれぞれ試験片とし、それぞれの試
験片を上記金属板の代りに用いる。

このようにすると、上記と同様の動作により、各周波数
毎の反射波の電力値が校正されて記憶処理装置１６に記
憶される。つぎにこの記憶した値と上記金属板のときの
一定値との比がこの記憶処理装置１６により求められ、
ディジベル（ｄＢ）に変換される。そしてこのディジベ
ルがＸ−Ｙ記録計重たにディスプレイ装置１７に各周波
数に対応して記録又は表示される。この結果を表２（イ
）、（ロ）に示す。表２の数字１ｄ　］　ＯＧＦＩｚか
ら１．２ＧＦｌｚの平均値である。

表１９表２（イ）、（ロ）から、同種の材料を使用し、
同数の被覆層を形成し７ても積層された被覆層全体では
各実施例のものは対応する比較例に対して数倍の厚みを
有し、この厚みが２　ｍＷに近似できることがわかる。

これは粒径の相違によるものであり、との粒径を均一に
すれば、被覆層の厚みも均一に形成でき、したがって電
波吸収体の厚みも均一にできる。このように肉厚で厚み
の均一な電波吸収体が形成される結果、電波吸収性能は
比較例に比べ顕著な相違を示している。

（之の員メ下奮白）表１表２（伺表２（ロ）なお、上記実施例では微細体を自然落下により散布した
が、この微細体を空気により吹と付けて散布しても良く
、また、上記実施例のように接光剤を塗布することなく
、この接着剤と微細体を同時１　ｆｌは少し時間をおい
て吹付けるようにＬ７ても良し１゜こｒＬらの吹付けの
方法は垂直面に電波吸収体を形成しやすくする。

なおまた、上記実施例では電波吸収用微細体の大きさは
均一であったが、これらの微細体の粒度（チョツプドス
トランドの場合には径の長さ）は異なったものと混合し
ても良く、また電波吸収用微細体ｂＺこれらより電気的
、磁気的性質の少い粒子を混合し、積層する被覆層に順
次複素誘電率、複素透磁率の濃度勾配を設けることによ
り上記ｌｒｌ’ｃ最小にさせるようにして電波吸収効果
を向上させ、あるいは広帯域化させることができる。

賛だ、同一の被覆層であっても、磁性体、誘電体、導電
体を局部的に密度をかえて含有させたり、これらの粒子
径やチョツプドストランドの径又は長さを局部的に変え
ることにより、電波吸収に適［７た平面パターンあるい
は著しい凹凸面を作ることにより電波吸収効果に特徴を
持７ｂせることかできる。

以上説明（〜たように、結局、本発明によれば、接着剤
に電波吸収用微細体を散布し、遊離状態の微細体をとり
除いて被覆層を形成（〜だから、微細体の大きさを適宜
選択すれば、西宮の塗料の塗布では得られないような肉
厚の被覆層を形成できるとともにこの厚みを均一化する
こともできる。そして、この被覆層は電波を反射する障
害物の曲面やその他の形状に沿って簡単に形成されるの
で、僑や建物の建造物における現場施工も容易であるー
このようにして形成された被覆層を積層して電波吸収体
にすると、この電波吸収体の肉厚は厚く、均一であるた
め、電波は広い周波数にわたって極端に差を生じるよう
近ことなく吸収される。さらに、この電波の吸収性は、
被覆層の複素誘電率、複素透磁率を選択、組合せ及びこ
の被覆層の積層配列により最大にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電波吸収体の構成を示す図、第２図は本発明の
電波吸収体の形成方法を示す概略説明図、第３図Ｉ″ｉ
電波の吸収を測定する装置である。し１中、］は基材、２は接着材、３は微細体である。昭牙ロ５７年１２月　１５日発　　明　　者　　　武　　１）　　　　進第１図７′ 第、２図１３図７

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電波を反射する障害物に電波を吸収する材料を被
ｍ　ｔ、て電波吸収体を形成する方法において、上記障
害物の被覆される面に少くとも一定時間粘着性を有する
接着剤を塗布し、この塗布した接着剤に誘電体、磁性体
、導電体の微細体のうち少くとも誘電体及び／又は磁性
体の微細体を散布し、この散布した微細体のうち遊離し
ている微細体をとり除いて被覆層を形成し、この被覆層
の単層を上記電波吸収体とするか又はこの被覆層にこの
被覆層と同様に上記接着剤及び微細体により形成した他
の１又は２以上の被覆層を積層して上記電波吸収体とし
、この電波吸収体の電波吸収を上記誘電体、磁性体、導
電体により形成される各被覆層の複素誘電率、複素透磁
率の選択組合せ及びこの被覆層の積層配列によシ制御す
ることを特徴とする電波吸収体の形成方法。
（２）微細体の大きさを一定にしたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の電波吸収体の形成方法。
（３）接着剤は微細体の散布時に粘着性を有し、散布後
に硬化することを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
第２項記−載の電波吸収体の形成方法。