KR102677227B1 - λ/4 형 전파 흡수체 - Google Patents

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세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
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Abstract

지지체, 저항 피막, 유전체층, 및 반사층을 갖고, 또한 보다 높은 전파 흡수 성능을 구비하는 λ/4 형 전파 흡수체를 제공하는 것을 과제로 한다. 그 과제를, 지지체, 저항 피막, 유전체층, 및 반사층을 갖고, 또한 식 (1) : -0.375x + 1086.9 < y < -0.375x + 1140 (식 중, x 는 저항 피막의 저항값, y 는, y = 지지체의 두께 × (지지체 비유전율)0.5 + 유전체층의 두께 × (유전체층의 비유전율)0.5 를 나타낸다) 을 만족하는, λ/4 형 전파 흡수체에 의해 해결한다.

Description

λ/4 형 전파 흡수체
본 발명은, λ/4 형 전파 흡수체 등에 관한 것이다.
최근, 휴대 전화나 스마트 폰 등의 휴대 통신 기기의 보급이 급속하게 진행되고 있고, 또 자동차 등에 있어서 많은 전자 기기가 탑재되게 되어, 이들로부터 발생하는 전파·노이즈를 원인으로 하는 전파 장해, 다른 전자 기기의 오동작 등의 문제가 다발하고 있다. 이와 같은 전파 장해, 오동작 등을 방지하는 방책으로서 각종 전파 흡수체가 검토되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 60 ∼ 90 GHz 의 주파수 대역에 있어서, 전자파 흡수량이 20 dB 이상인 주파수 대역의 대역폭이 2 GHz 이상인 전자파 흡수체가 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 제2018-098367호
종래 λ/4 형 전파 흡수체에 있어서는, 저항 피막의 저항값을 377 Ω 에 가깝게 하고, 유전체층의 두께를 특정한 값으로 하는 것이, 흡수 성능을 높이는 데 있어서 중요하게 여겨져 왔다. 그러나 본 발명자는 연구를 진행시키는 가운데, 지지체를 갖는 구성에 있어서는, 흡수체를 쌓아올렸을 때에 흡수 성능이 손상되는 경우가 있는 것, 요컨대, 유전체층의 두께 및 저항 피막의 저항값을 검토하는 것만으로는 충분한 흡수 성능이 얻어지지 않는 것을 알아내었다.
그래서 본 발명은, 지지체, 저항 피막, 유전체층, 및 반사층을 갖고, 또한 보다 높은 전파 흡수 성능을 구비하는 λ/4 형 전파 흡수체를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자는 연구를 진행시키는 가운데, 지지체의 두께와 비유전율도 흡수 특성에 영향을 주는 것을 알아내었다. 이 지견에 기초하여, 더욱 연구를 진행시켜, 지지체의 비유전율 및 두께와, 저항 피막과 반사층 간의 비유전율 및 거리에 따라, 바람직한 저항 피막의 저항값 범위가 상이한 것을 알아내었다.
이들 지견에 기초하여 예의 연구를 진행시킨 결과, 본 발명자는, 지지체, 저항 피막, 유전체층, 및 반사층을 갖고, 또한 식 (1) : -0.375x + 1086.9 < y < -0.375x + 1140 (식 중, x 는 저항 피막의 저항값, y 는, y = 지지체의 두께 × (지지체 비유전율)0.5 + 유전체층의 두께 × (유전체층의 비유전율)0.5 를 나타낸다) 을 만족하는, λ/4 형 전파 흡수체이면, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내었다. 본 발명자는 이 지견에 기초하여 더욱 연구를 진행시킨 결과, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은 하기의 양태를 포함한다.
항 1. 지지체, 저항 피막, 유전체층, 및 반사층을 갖고, 또한 하기 식 (1) 을 만족하는, λ/4 형 전파 흡수체.
식 (1) : -0.375x + 1086.9 < y < -0.375x + 1140
(식 중, x 는 저항 피막의 저항값, y 는, y = 지지체의 두께 × (지지체 비유전율)0.5 + 유전체층의 두께 × (유전체층의 비유전율)0.5 를 나타낸다.)
항 2. 상기 저항 피막의 저항값이 200 Ω/□ 이상 500 Ω/□ 이하인, 항 1 에 기재된 λ/4 형 전파 흡수체.
항 3. 상기 유전체층의 비유전율이 1 이상 10 이하인, 항 1 또는 2 에 기재된 λ/4 형 전파 흡수체.
항 4. 상기 지지체의 두께가 15 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인, 항 1 ∼ 3 중 어느 하나에 기재된 λ/4 형 전파 흡수체.
항 5. 상기 지지체의 비유전율이 1 이상 10 이하인, 항 1 ∼ 4 중 어느 하나에 기재된 λ/4 형 전파 흡수체.
항 6. 상기 저항 피막이, 몰리브덴을 함유하는, 항 1 ∼ 5 중 어느 하나에 기재된 λ/4 형 전파 흡수체.
항 7. 상기 저항 피막이, 추가로 니켈 및 크롬을 함유하는, 항 6 에 기재된 λ/4 형 전파 흡수체.
항 8. 상기 유전체층이, 점착제층을 포함하는, 항 1 ∼ 7 중 어느 하나에 기재된 λ/4 형 전파 흡수체.
항 9. 상기 저항 피막의 적어도 일방의 표면 상에, 추가로 배리어층을 갖는, 항 1 ∼ 8 중 어느 하나에 기재된 λ/4 형 전파 흡수체.
항 10. 상기 반사층의 유전체층측의 표면에 있어서의 표면 조도 (Rz) 가 1 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인, 항 1 ∼ 9 중 어느 하나에 기재된 λ/4 형 전파 흡수체.
항 11. 지지체, 저항 피막 및 유전체층을 갖고, 또한 하기 식 (1) 을 만족하는, λ/4 형 전파 흡수체용 부재.
[식 (1) : -0.375x + 1086.9 < y < -0.375x + 1140 (식 중, x 는 저항 피막의 저항값, y 는, y = 지지체의 두께 × (지지체 비유전율)0.5 + 유전체층의 두께 × (유전체층의 비유전율)0.5 를 나타낸다.)]
본 발명에 의하면, 지지체, 저항 피막, 유전체층, 및 반사층을 갖고, 또한 보다 높은 전파 흡수 성능을 구비하는 λ/4 형 전파 흡수체를 제공할 수 있다.
도 1 은 전파 흡수성의 평가 결과를 나타낸다. 세로축은 식 (1) 의 y 의 값을 나타내고, 가로축은 식 (1) 의 x 의 값을 나타낸다.
도 2 는 본 발명의 전파 흡수체의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3 의 상방의 도면은, 본 발명의 전파 흡수체용 부재의 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 하방은, 그 부재가 접하도록 배치되는, 반사층으로서 기능할 수 있는 피착체의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 전파 흡수체의 용도의 일례 (점착제를 개재하여 케이싱 위에 배치되어 이루어지는 형태의 일례) 를 나타내는 개략 단면도이다.
본 명세서 중에 있어서, 「함유」 및 「포함하는」이란 표현에 대해서는, 「함유」, 「포함하는」, 「실질적으로 이루어지는」 및 「만으로 이루어지는」이라는 개념을 포함한다.
본 발명은, 그 일 양태에 있어서, 지지체, 저항 피막, 유전체층, 및 반사층을 갖고, 또한 식 (1) : -0.375x + 1086.9 < y < -0.375x + 1140 (식 중, x 는 저항 피막의 저항값, y 는, y = 지지체의 두께 × (지지체 비유전율)0.5 + 유전체층의 두께 × (유전체층의 비유전율)0.5 를 나타낸다) 을 만족하는, λ/4 형 전파 흡수체 (본 명세서에 있어서, 「본 발명의 전파 흡수체」라고 나타내는 경우도 있다) 에 관한 것이다. 이하에, 이것에 대해 설명한다.
<1. 지지체>
지지체는, 시트상의 것인 한, 특별히 제한되지 않는다. 지지체로는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 수지 기재 (基材) 를 들 수 있다. 지지체에 의해, 저항 피막을 보호할 수 있고, 전파 흡수체로서의 내구성을 높이는 것이 가능하다.
수지 기재는, 수지를 소재로서 포함하는 기재로서, 시트상의 것인 한, 특별히 제한되지 않는다. 수지 기재는, 본 발명의 효과가 현저하게 손상되지 않는 한, 수지 이외의 성분이 함유되어 있어도 된다. 예를 들어, 비유전율을 조정하는 관점에서 산화티탄 등이 함유되어 있어도 된다.
그 경우, 수지 기재 중의 수지의 합계량은, 예를 들어 80 질량% 이상, 바람직하게는 90 질량% 이상, 보다 바람직하게는 95 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 99 질량% 이상이며, 통상 100 질량% 미만이다.
수지로는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌나프탈레이트, 변성 폴리에스테르 등의 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌 (PE) 수지, 폴리프로필렌 (PP) 수지, 폴리스티렌 수지, 고리형 올레핀계 수지 등의 폴리올레핀류 수지, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴 등의 비닐계 수지, 폴리비닐부티랄 (PVB) 등의 폴리비닐아세탈 수지, 폴리에테르에테르케톤 (PEEK) 수지, 폴리술폰 (PSF) 수지, 폴리에테르술폰 (PES) 수지, 폴리카보네이트 (PC) 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC) 수지 등을 들 수 있다. 이들은 1 종 단독으로 또는 2 종 이상의 조합으로 사용할 수 있다.
이들 중에서도, 생산성이나 강도의 관점에서, 바람직하게는 폴리에스테르계 수지, 보다 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 들 수 있다.
지지체의 비유전율은, 후술하는 식 (1) 을 만족할 수 있는 것인 한 특별히 제한되지 않는다. 지지체의 비유전율은, 예를 들어 1 이상 20 이하, 바람직하게는 1 이상 15 이하, 보다 바람직하게는 1 이상 10 이하이다.
지지체의 비유전율을 조정하고, 후술하는 식 (1) 을 만족하도록 조정하는 목적에서, 산화티탄, 실리카, 티탄산바륨, 알루민, 산화지르코늄 등의 첨가제를 함유하는 것이 바람직하다. 내후성의 관점에서, 산화티탄인 것이 바람직하다.
상기 첨가제의 지지체에 있어서의 함유량은, 특별히 제한되지 않지만 8 중량% 이상 20 중량% 이하인 것이 바람직하고, 9 중량% 이상 15 중량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 강도의 관점에서 20 % 이하인 것이 바람직하고, 내후성의 관점에서, 8 % 이상인 것이 바람직하다.
지지체의 두께는, 후술하는 식 (1) 을 만족할 수 있는 것인 한 특별히 제한되지 않는다. 지지체의 두께는, 예를 들어 5 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하, 바람직하게는 10 ㎛ 이상 300 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 20 ㎛ 이상 300 ㎛ 이하이다.
지지체의 층 구성은 특별히 제한되지 않는다. 지지체는, 1 종 단독의 지지체로 구성되는 것이어도 되고, 2 종 이상의 지지체가 복수 조합된 것이어도 된다.
<2. 저항 피막>
저항 피막은, 전파 흡수체에 있어서 저항층으로서 기능할 수 있는 것인 한 특별히 제한되지 않는다.
<2-1. ITO 함유 저항 피막>
저항 피막으로는, 예를 들어 산화인듐주석 (이하 「ITO」라고 한다) 이 사용된다. 그 중에서도, 비정질 구조가 매우 안정적이고, 고온 다습의 환경하에 있어서도 저항 피막의 시트 저항의 변동을 억제할 수 있는 점에서, 20 ∼ 40 중량% 의 SnO2, 보다 바람직하게는 25 ∼ 35 중량% 의 SnO2 를 함유하는 ITO 를 함유하는 (저항 피막 중, 예를 들어 50 질량% 이상, 바람직하게는 70 질량% 이상, 보다 바람직하게는 90 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 95 질량% 이상이며, 통상 100 질량% 미만이다) 것이 바람직하게 사용된다.
<2-2. 몰리브덴 함유 저항 피막>
저항 피막으로는, 내구성, 저항률의 조정이 용이한 관점에서, 몰리브덴을 함유하는 저항 피막이 바람직하게 사용된다. 몰리브덴의 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 보다 내구성을 높이는 관점에서, 5 중량% 가 바람직하고, 7 중량% 가 보다 바람직하고, 9 중량% 가 더욱 바람직하고, 11 중량% 가 보다 더 바람직하고, 13 중량% 가 특히 바람직하고, 15 중량% 가 매우 바람직하고, 16 중량% 가 가장 바람직하다. 또, 상기 몰리브덴의 함유량의 상한은, 표면 저항값의 조정의 용이화의 관점에서, 30 중량% 가 바람직하고, 25 중량% 가 보다 바람직하고, 20 중량% 가 더욱 바람직하다.
상기 저항 피막은, 몰리브덴을 함유하고 있는 경우, 추가로 니켈 및 크롬을 함유하는 것이 보다 바람직하다. 저항 피막에 몰리브덴에 추가하여 니켈 및 크롬을 함유함으로써 보다 내구성이 우수한 λ/4 형 전파 흡수체로 할 수 있다. 니켈, 크롬 및 몰리브덴을 함유하는 합금으로는, 예를 들어, 하스텔로이 B-2, B-3, C-4, C-2000, C-22, C-276, G-30, N, W, X 등의 각종 그레이드를 들 수 있다.
상기 저항 피막이 몰리브덴, 니켈 및 크롬을 함유하는 경우, 몰리브덴의 함유량이 5 중량% 이상, 니켈의 함유량이 40 중량% 이상, 크롬의 함유량이 1 중량% 이상인 것이 바람직하다. 몰리브덴, 니켈 및 크롬의 함유량이 상기 범위임으로써, 보다 내구성이 우수한 λ/4 형 전파 흡수체로 할 수 있다. 상기 몰리브덴, 니켈 및 크롬의 함유량은, 몰리브덴 함유량이 7 중량% 이상, 니켈 함유량이 45 중량% 이상, 크롬 함유량이 3 중량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 상기 몰리브덴, 니켈 및 크롬의 함유량은, 몰리브덴 함유량이 9 중량% 이상, 니켈 함유량이 47 중량% 이상, 크롬 함유량이 5 중량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 몰리브덴, 니켈 및 크롬의 함유량은, 몰리브덴 함유량이 11 중량% 이상, 니켈 함유량이 50 중량% 이상, 크롬 함유량이 10 중량% 이상인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 몰리브덴, 니켈 및 크롬의 함유량은, 몰리브덴 함유량이 13 중량% 이상, 니켈 함유량이 53 중량% 이상, 크롬 함유량이 12 중량% 이상인 것이 특히 바람직하다. 상기 몰리브덴, 니켈 및 크롬의 함유량은, 몰리브덴 함유량이 15 중량% 이상, 니켈 함유량이 55 중량% 이상, 크롬 함유량이 15 중량% 이상인 것이 매우 바람직하다. 상기 몰리브덴, 니켈 및 크롬의 함유량은, 몰리브덴 함유량이 16 중량% 이상, 니켈 함유량이 57 중량% 이상, 크롬 함유량이 16 중량% 이상인 것이 가장 바람직하다. 또, 상기 니켈의 함유량은, 80 중량% 이하인 것이 바람직하고, 70 중량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 65 중량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 크롬 함유량의 상한은, 50 중량% 이하인 것이 바람직하고, 40 중량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 35 중량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
상기 저항 피막은, 상기 몰리브덴, 니켈 및 크롬 이외의 금속을 함유해도 된다. 그러한 금속으로는, 예를 들어, 철, 코발트, 텅스텐, 망간, 티탄 등을 들 수 있다. 상기 저항 피막이 몰리브덴, 니켈 및 크롬을 함유하는 경우, 상기 몰리브덴, 니켈 및 크롬 이외의 금속의 합계 함유량의 상한은, 저항 피막의 내구성의 관점에서, 바람직하게는 45 중량%, 보다 바람직하게는 40 중량%, 더욱 바람직하게는 35 중량%, 보다 더 바람직하게는 30 중량%, 특히 바람직하게는 25 중량%, 매우 바람직하게는 23 중량% 이다. 상기 몰리브덴, 니켈 및 크롬 이외의 금속의 합계 함유량의 하한은, 예를 들어 1 중량% 이상이다.
상기 저항 피막이 철을 함유하는 경우, 저항 피막의 내구성의 관점에서, 함유량의 바람직한 상한은 25 중량%, 보다 바람직한 상한은 20 중량%, 더욱 바람직한 상한은 15 중량% 이며, 바람직한 하한은 1 중량% 이다. 상기 저항 피막이 코발트 및/또는 망간을 함유하는 경우, 저항 피막의 내구성의 관점에서, 각각 독립적으로, 함유량의 바람직한 상한은 5 중량%, 보다 바람직한 상한은 4 중량%, 더욱 바람직한 상한은 3 중량% 이며, 바람직한 하한은 0.1 중량% 이다. 상기 저항 피막이 텅스텐을 함유하는 경우, 저항 피막의 내구성의 관점에서, 함유량의 바람직한 상한은 8 중량%, 보다 바람직한 상한은 6 중량%, 더욱 바람직한 상한은 4 중량% 이며, 바람직한 하한은 1 중량% 이다.
상기 저항 피막은, 규소 및/또는 탄소를 함유해도 된다. 저항 피막이 규소 및/또는 탄소를 함유하는 경우, 상기 규소 및/또는 탄소의 함유량은, 각각 독립적으로, 1 중량% 이하인 것이 바람직하고 0.5 중량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 또, 저항 피막이 규소 및/또는 탄소를 함유하는 경우, 상기 규소 및/또는 탄소의 함유량은, 0.01 중량% 이상인 것이 바람직하다.
저항 피막의 저항값은, 후술하는 식 (1) 을 만족할 수 있는 것인 한 특별히 제한되지 않는다. 저항 피막의 저항값은, 예를 들어 100 Ω/□ 이상, 바람직하게는 150 Ω/□ 이상 1000 Ω/□ 이하, 보다 바람직하게는 200 Ω/□ 이상 600 Ω/□ 이하, 더욱 바람직하게는 250 Ω/□ 이상 450 Ω/□ 이하이다.
저항 피막의 두께는, 후술하는 식 (1) 을 만족할 수 있는 저항값이 되는 것인 한 특별히 제한되지 않는다. 저항 피막의 두께는, 예를 들어 1 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하, 바람직하게는 2 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 2 ㎚ 이상 50 ㎚ 이하이다.
저항 피막의 층 구성은 특별히 제한되지 않는다. 저항 피막은, 1 종 단독의 저항 피막으로 구성되는 것이어도 되고, 2 종 이상의 저항 피막이 복수 조합된 것이어도 된다.
<3. 유전체층>
유전체층은, 전파 흡수체에 있어서 목적하는 파장에 대해 유전체로서 기능할 수 있는 것인 한, 특별히 제한되지 않는다. 유전체층으로는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 수지 시트, 점착제 등을 들 수 있다.
수지 시트는, 수지를 소재로서 함유하는 시트상의 것인 한, 특별히 제한되지 않는다. 수지 시트는, 본 발명의 효과가 현저하게 손상되지 않는 한, 수지 이외의 성분이 함유되어 있어도 된다. 그 경우, 수지 시트 중의 수지의 합계량은, 예를 들어 50 질량% 이상, 바람직하게는 70 질량% 이상, 보다 바람직하게는 90 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 95 질량% 이상이며, 통상 100 질량% 미만이다.
수지로는, 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 에틸렌아세트산비닐 공중합체 (EVA), 염화비닐, 우레탄, 아크릴, 아크릴우레탄, 폴리올레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 실리콘, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 에폭시 등의 합성 수지나, 폴리이소프렌 고무, 폴리스티렌·부타디엔 고무, 폴리부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무, 부틸 고무, 아크릴 고무, 에틸렌·프로필렌 고무 및 실리콘 고무 등의 합성 고무 재료를 수지 성분으로서 사용하는 것이 바람직하다. 이들은 1 종 단독으로 또는 2 종 이상의 조합으로 사용할 수 있다.
유전체층은, 수지 시트, 발포체나 점착제여도 된다. 유전체층의 두께 정밀도의 관점에서, 수지 시트, 점착제인 것이 바람직하다.
유전체층은, 점착성을 구비하는 것이어도 된다. 이 때문에, 점착성을 갖지 않는 유전체를 점착제층에 의해서 다른 층에 적층시키는 경우, 그 유전체와 점착제층을 합한 것이 「유전체층」이 된다. 인접하는 층과 적층하기 쉽다는 관점에서, 유전체층은, 바람직하게는 점착제층을 포함한다.
유전체층의 비유전율은, 후술하는 식 (1) 을 만족할 수 있는 것인 한 특별히 제한되지 않는다. 유전체층의 비유전율은, 예를 들어 1 이상 20 이하, 바람직하게는 1 이상 15 이하, 보다 바람직하게는 1 이상 10 이하이다.
유전체층의 두께는, 후술하는 식 (1) 을 만족할 수 있는 것인 한 특별히 제한되지 않는다. 유전체층의 두께는, 예를 들어 10 ㎛ 이상 2000 ㎛ 이하, 바람직하게는 100 ㎛ 이상 1500 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 200 ㎛ 이상 800 ㎛ 이하이다.
유전체층의 층 구성은 특별히 제한되지 않는다. 유전체층은, 1 종 단독의 유전체층으로 구성되는 것이어도 되고, 2 종 이상의 유전체층이 복수 조합된 것이어도 된다. 예를 들어, 점착성을 갖지 않는 유전체와 그 양면에 배치된 점착제층으로 이루어지는 3 층 구조의 유전체층, 점착성을 갖는 유전체로 이루어지는 1 층 구조의 유전체층 등을 들 수 있다.
<4. 반사층>
반사층은, 전파 흡수체에 있어서 전파의 반사층으로서 기능할 수 있는 것인 한, 특별히 제한되지 않는다. 반사층으로는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 금속막을 들 수 있다.
금속막은, 금속을 소재로서 함유하는 층인 한, 특별히 제한되지 않는다. 금속막은, 본 발명의 효과가 현저하게 손상되지 않는 한, 금속 이외의 성분이 함유되어 있어도 된다. 그 경우, 금속막 중의 금속의 합계량은, 예를 들어 30 질량% 이상, 바람직하게는 50 질량% 이상, 보다 바람직하게는 75 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 80 질량% 이상, 보다 더 바람직하게는 90 질량% 이상, 특히 바람직하게는 95 질량% 이상, 매우 바람직하게는 99 질량% 이상이며, 통상 100 질량% 미만이다.
금속으로는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 알루미늄, 구리, 철, 은, 김, 크롬, 니켈, 몰리브덴, 갈륨, 아연, 주석, 니오브, 인듐 등을 들 수 있다. 또, 금속 화합물, 예를 들어 ITO 등도, 금속막의 소재로서 사용할 수 있다. 이들은 1 종 단독이어도 되고, 2 종 이상의 조합이어도 된다.
반사층의 두께는, 특별히 제한되지 않는다. 반사층의 두께는, 예를 들어 1 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하, 바람직하게는 2 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 5 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하이다.
본 발명의 바람직한 일 양태에 있어서는 반사층의 유전체층측의 표면에 있어서의 표면 조도 (Rz) 가 1 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이 범위임으로써, 유전체층과 반사층의 양호한 밀착성을 발휘하고, 또한, 보다 양호한 전파 흡수성을 발휘할 수 있다. 그 표면 조도 (Rz) 는, 바람직하게는 1 ㎛ 이상 8 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하이다.
본 발명의 바람직한 일 양태에 있어서는, 반사층의 유전체층측과는 반대측의 표면의 표면 조도 (Rz) 가 1 ㎛ 이상이다. 이로써, 반사층의 유전체층측과는 반대측에 적층되는 층 (예를 들어, 점착제층) 과의 양호한 밀착성을 발휘할 수 있어, 본 발명의 λ/4 형 전파 흡수체를, 다른 부재 (예를 들어, 자동차 내의 디바이스 등) 에 보다 용이하게 장착하는 것이 가능해진다. 그 표면 조도 (Rz) 는, 바람직하게는 30 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 2 ㎛ 이상 15 ㎛ 이하이다.
반사층의 표면 조도 (Rz) 는 다음과 같이 하여 측정할 수 있다. 컬러 3D 레이저 현미경 (VK8710 (키엔스사 제조) 또는 그 동등품) 에 의해 반사층 표면의 요철의 측정을 실시하여 표면 조도 (Rz) 를 추측할 수 있다. 구체적으로는, JIS B0601 : 2001 에 준하여, 대물 렌즈 50 배를 사용해서, 10 ㎛ × 10 ㎛ 범위에서의 Rz 를 반사층 표면의 임의의 5 군데에서 측정하고, 그 평균값으로부터 구할 수 있다.
반사층의 표면 조도 (Rz) 는, 표면 조도를 조정하는 공지된 조정 방법에 따라서 또는 준하여 조절하는 것이 가능하다. 예를 들어, 금속 도금 기술에 의한 미세한 금속 입자의 부여나 물리적·화학적 수법에 의해 표면을 깎는 방법 등에 의해 조정할 수 있다.
반사층의 층 구성은 특별히 제한되지 않는다. 반사층은, 1 종 단독의 반사층으로 구성되는 것이어도 되고, 2 종 이상의 반사층이 복수 조합된 것이어도 된다.
<5. 층 구성, 다른 층>
본 발명의 전파 흡수체에 있어서는, 각 층은, 전파 흡수 성능을 발휘할 수 있는 순서대로 배치된다. 일례로서, 지지체, 저항 피막, 유전체층, 및 반사층은, 이 순서대로 배치된다.
본 발명의 전파 흡수체에 있어서는, 지지체, 저항 피막, 유전체층, 및 반사층 이외에, 다른 층을 포함하는 것이어도 된다. 다른 층은, 지지체, 저항 피막, 유전체층, 및 반사층 각각의 층의, 어느 일방의 표면 상에 배치될 수 있다.
내구성의 관점에서, 본 발명의 전파 흡수체는, 저항 피막의 적어도 일방의 표면 상에, 추가로 배리어층을 갖는 것이 바람직하다. 배리어층에 대해서 이하에 상세히 서술한다.
<5-1. 배리어층>
배리어층은, 저항 피막을 보호하고, 그 열화를 억제할 수 있는 층인 한, 특별히 제한되지 않는다. 배리어층의 소재로는, 예를 들어 금속 화합물, 반금속 화합물, 바람직하게는 금속 또는 반금속의 산화물, 질화물, 질화 산화물 등을 들 수 있다. 배리어층은, 본 발명의 효과가 현저하게 손상되지 않는 한, 상기 소재 이외의 성분이 함유되어 있어도 된다. 그 경우, 배리어층 중의 상기 소재량은, 예를 들어 80 질량% 이상, 바람직하게는 90 질량% 이상, 보다 바람직하게는 95 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 99 질량% 이상이며, 통상 100 질량% 미만이다.
금속으로는, 예를 들어 티탄, 알루미늄, 니오브, 코발트, 니켈 등을 들 수 있다. 반금속으로는, 예를 들어 규소, 게르마늄, 안티몬, 비스무트 등을 들 수 있다.
상기 산화물로는, 예를 들어 MOX [식 중, X 는 식 : n/100 ≤ X ≤ n/2 (n 은 금속의 가수이다) 를 만족하는 수이고, M 은 금속 원소이다] 로 나타내는 화합물을 들 수 있다.
상기 질화물로는, 예를 들어 MNy [식 중, Y 는 식 : n/100 ≤ Y ≤ n/3 (n 은 금속의 가수이다) 을 만족하는 수이고, M 은 금속 원소이다] 로 나타내는 화합물을 들 수 있다.
상기 질화 산화물로는, 예를 들어 MOXNy [식 중, X 와 Y 는, n/100 ≤ X, n/100 ≤ Y, 그리고 X + Y < n/2 (n 은 금속의 가수이다) 이고, M 은 금속 원소이다] 로 나타내는 화합물을 들 수 있다.
상기 산화물 또는 질화 산화물의 산화수 X 에 관해서는, 예를 들어 MOx 또는 MOxNy 를 함유하는 층의 단면을, FE-TEM-EDX (예를 들어, 니혼 전자사 제조 「JEM-ARM200F」) 에 의해 원소 분석하여, MOx 또는 MOxNy 를 함유하는 층의 단면의 면적당 M 과 O 의 원소 비율로부터 X 를 산출함으로써, 산소 원자의 가수를 산출할 수 있다.
상기 질화물 또는 질화 산화물의 질소화수 Y 에 관해서는, 예를 들어 MNy 또는 MOxNy 를 함유하는 층의 단면을, FE-TEM-EDX (예를 들어, 니혼 전자사 제조 「JEM-ARM200F」) 에 의해 원소 분석하여, MNy 또는 MOxNy 를 함유하는 층의 단면의 면적당 M 과 N 의 원소 비율로부터 Y 를 산출함으로써, 질소 원자의 가수를 산출할 수 있다.
배리어층의 소재의 구체예로는, SiO2, SiOx, Al2O3, MgAl2O4, CuO, CuN, TiO2, TiN, AZO (알루미늄 도프 산화아연) 등을 들 수 있다.
배리어층의 두께는, 특별히 제한되지 않는다. 배리어층의 두께는, 예를 들어 1 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하, 바람직하게는 1 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 1 ㎚ 이상 20 ㎚ 이하이다.
배리어층의 층 구성은 특별히 제한되지 않는다. 배리어층은, 1 종 단독의 배리어층으로 구성되는 것이어도 되고, 2 종 이상의 배리어층이 복수 조합된 것이어도 된다.
<6. 식 (1)>
본 발명의 전파 흡수체는, 식 (1) : -0.375x + 1086.9 < y < -0.375x + 1140 (식 중, x 는 저항 피막의 저항값, y 는, y = 지지체의 두께 × (지지체 비유전율)0.5 + 유전체층의 두께 × (유전체층의 비유전율)0.5 를 나타낸다) 을 만족한다. 이로써, 지지체, 저항 피막, 유전체층, 및 반사층을 갖고, 또한 보다 높은 전파 흡수성을 발휘할 수 있다.
본 발명의 전파 흡수체는 바람직한 일 양태에 있어서, 식 (1') : -0.375x + 1105 < y < -0.375x + 1125 (식 중, x 는 저항 피막의 저항값, y 는, y = 지지체의 두께 × (지지체 비유전율)0.5 + 유전체층의 두께 × (유전체층의 비유전율)0.5 를 나타낸다) 를 만족한다. 이로써, 한층 더 높은 전파 흡수성을 발휘할 수 있다.
저항 피막의 저항값은, 표면 저항계 (MITSUBISHI CHEMICAL ANALYTECH 사 제조, 상품명 「Loresta-EP」) 를 사용하여, 4 단자법에 의해 측정할 수 있다.
지지체의 두께 및 유전체층의 두께는, Nikon DIGIMICRO STANDMS-11C + Nikon DIGIMICRO MFC-101 에 의해 측정할 수 있다.
지지체의 비유전율, 유전체층의 비유전율은, 네트워크 애널라이저, 공동 공진기 등을 사용하여 10 GHz 에 있어서의 비유전율을 공동 공진기 섭동법에 의해 측정할 수 있다.
「지지체의 두께 × (지지체 비유전율)0.5」 및 「유전체층의 두께 × (유전체층의 비유전율)0.5」는, 지지체, 유전체층이 복수의 층으로 이루어지는 경우에는, 각각의 층에 대한 값을 내고 합산하여 산출한다. 예를 들어, 유전체층이, 유전체층 1 및 유전체층 2 로 이루어지는 경우에는, 「유전체층의 두께 × (유전체층의 비유전율)0.5」는, 「유전체층 1 의 두께 × (유전체층 1 의 비유전율)0.5」 와 「유전체층 2 의 두께 × (유전체층 2 의 비유전율)0.5」를 합산하여 산출한다.
식 (1) 중에 있어서의 y 의 범위는, 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 800 이상 1200 이하, 보다 바람직하게는 900 이상 1100 이하, 더욱 바람직하게는 964 이상 1010 이하이다.
<7. 제조 방법>
본 발명의 전파 흡수체는, 예를 들어 지지체 상에 저항 피막, 유전체층, 및 반사층을 순서대로 적층시키는 공정을 포함하는 방법에 의해, 얻을 수 있다. 다른 방법으로는, 유전체층의 일방의 면에 저항 피막을 적층·형성하는 공정, 저항 피막의 유전체층과 접하는 면과는 타방의 면에 지지체를 적층시키는 공정, 유전체층의 저항 피막과 접하는 면과는 타방의 면에 반사층을 적층시키는 공정을 포함하는 방법에 의해 얻을 수 있다.
적층 방법은 특별히 제한되지 않는다.
저항 피막이나 배리어층은, 예를 들어, 스퍼터링법, 진공 증착법, 이온 플레이팅법, 화학 증착법, 펄스 레이저 디포지션법 등에 의해 실시할 수 있다. 이들 중에서도, 막두께 제어성의 관점에서, 스퍼터링법이 바람직하다. 스퍼터링법으로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 직류 마그네트론 스퍼터, 고주파 마그네트론 스퍼터 및 이온 빔 스퍼터 등을 들 수 있다. 또, 스퍼터 장치는, 배치 방식이어도 되고 롤·투·롤 방식이어도 된다.
유전체층이나 반사층은, 예를 들어 유전체층이 갖는 점착성을 이용하여, 적층할 수 있다.
<8. λ/4 형 전파 흡수체용 부재>
본 발명은, 그 일 양태에 있어서, 지지체, 저항 피막 및 유전체층을 갖고, 또한 하기 식 (1) 을 만족하는, λ/4 형 전파 흡수체용 부재 [식 (1) : -0.375x + 1086.9 < y < -0.375x + 1140 (식 중, x 는 저항 피막의 저항값, y 는, y = 지지체의 두께 × (지지체 비유전율)0.5 + 유전체층의 두께 × (유전체층의 비유전율)0.5 를 나타낸다)] 에 관한 것이다.
λ/4 형 전파 흡수체용 부재는, 유전체층을 금속 등의 반사층으로서 기능할 수 있는 피착체에 접하도록 배치함으로써 λ/4 형 전파 흡수체를 형성하기 위한 부재이다. 지지체, 저항 피막, 유전체층, 본 발명의 특성, 그 밖의 구성에 대해서는, 본 발명의 λ/4 형 전파 흡수체에 관한 설명과 동일하다.
<9. 용도>
본 발명의 전파 흡수체는, 불필요한 전자파를 흡수하는 성능을 갖기 때문에, 예를 들어 자동차 충돌 방지 시스템에 사용하는 밀리파 레이더의 전자파 흡수체에 바람직하게 이용할 수 있다. 또, 그 밖의 용도로서 자동차, 도로, 사람의 상호간에 정보 통신을 실시하는 고속도로 교통 시스템 (ITS) 이나 밀리파를 사용한 차세대 이동 통신 시스템 (5G) 에 있어서도, 전파 간섭 억제나 노이즈 저감의 목적으로 사용할 수 있다.
본 발명의 전파 흡수체가 대상으로 하는 전파의 주파수는, 예를 들어 20 GHz 이상 100 GHz 이하, 바람직하게는 50 GHz 이상 90 GHz 이하이다.
실시예
이하에, 실시예에 기초하여 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
(1) λ/4 형 전파 흡수체의 제조
(실시예 1)
지지체로서, 두께 25 ㎛ 의 산화티탄을 반죽한 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 필름 (TiO2 10 % 함유, 비유전율 3.2) 을 준비하였다. 상기 PET 필름 위에, DC 펄스 스퍼터링에 의해, 두께 10 ㎚ 이면서 저항값 380 Ω/□ 의 저항 피막을 형성하였다. 스퍼터링은 합금 (조성 : 몰리브덴 16.4 중량%, 니켈 55.2 중량%, 크롬 18.9 중량%, 철 5.5 중량%, 텅스텐 3.5 중량%, 실리카 0.5 중량%) 을 타깃으로 사용하고, 출력 0.4 kW, Ar 가스 유량 100 sccm 으로 도입하여 압력 0.12 Pa 가 되도록 조정해서 실시하였다. 이어서, 형성된 저항 피막 상에 점착 테이프 (아크릴 양면 점착 테이프, 두께 30 ㎛, 비유전율 2.6) 를 개재하여 두께 500 ㎛ 이면서 비유전율 2.7 의 폴리카보네이트로 이루어지는 유전체를 적층하고, 다시 유전체 상에 점착 테이프를 개재하여 두께 10 ㎛ 의 알루미늄으로 이루어지는 반사층 (유전체층측의 표면 조도 Rz = 3.2) 을 적층하여 λ/4 형 전파 흡수체를 얻었다.
또한, 저항 피막의 두께는, 형광 X 선 분석 장치에 의해 금속 박막 표면에 X 선을 조사했을 때에 발생하는 특성 X 선의 강도로부터 단위 면적당 Cr 함유량을 측정하고, 타깃의 조성비로부터 산출하여 구했다.
(실시예 2 ∼ 9, 비교예 1 ∼ 8)
지지체 비유전율, 지지체 두께, 저항 피막의 저항값, 유전체의 비유전율, 유전체의 두께 등을 표 1 및 표 2 와 같이 변경하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 λ/4 형 전파 흡수체를 얻었다.
(실시예 10)
유전체층을, 기재 (基材) 가 없는 아크릴 양면 점착 테이프 (두께 500 ㎛, 비유전율 2.4) 로 하고, 지지체 비유전율, 지지체 두께, 저항 피막의 저항값 등을 표 1 과 같이 변경하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 λ/4 형 전파 흡수체를 얻었다. 즉, 실시예 10 에 있어서는 「지지체/저항 피막/유전체층 (아크릴 점착 테이프)/반사층」의 구성을 갖는다.
(실시예 11 ∼ 15)
지지체 비유전율, 지지체 두께, 저항 피막의 저항값, 유전체의 비유전율, 유전체의 두께 등을 표 3 과 같이 변경하는 것 이외에는, 실시예 10 과 동일하게 하여 λ/4 형 전파 흡수체를 얻었다.
(실시예 16 ∼ 20)
반사층의 각각의 표면에 있어서의 표면 조도를 표 4 와 같이 변경하는 것 이외에는 실시예 2 와 동일하게 하여 λ/4 형 전파 흡수체를 얻었다.
(실시예 21)
지지체로서, 두께 25 ㎛ 의 산화티탄을 반죽한 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 필름 (TiO2 20 % 함유, 비유전율 3.4) 을 사용하고, 반사층의 각각의 표면에 있어서의 표면 조도를 표 4 와 같이 변경하는 것 이외에는 실시예 2 와 동일하게 하여, λ/4 형 전파 흡수체를 얻었다.
또한 반사층의 각각의 표면에 있어서의 표면 조도 Rz 는, 컬러 3D 레이저 현미경 (VK8710 (키엔스사 제조)) 에 의해 반사층 표면의 요철의 측정을 실시하고, 산출하였다. JIS B0601 : 2001 에 준하여, 반사층 표면의 임의의 5 군데를 대물 렌즈 50 배로 측정해서, 10 ㎛ × 10 ㎛ 범위에서의 Rz 를 측정하고, 그 평균값으로 하였다.
(2) 전파 흡수성의 평가
PNA 마이크로파 네트워크·애널라이저 N5227A (키사이트사 제조), PNA-X 시리즈 2 포트용 밀리파 컨트롤러 N5261A (키사이트사 제조), 호른 안테나 FSS-07 (HVS 사 제조) 을 사용하여 전파 흡수 측정 장치를 구성하였다. 이 전파 흡수 측정 장치를 사용해서, 얻어진 λ/4 형 전파 전자파 흡수체의 W 밴드 (75 ∼ 110 GHz) 에서의 전파 흡수량을 JIS R1679 에 기초하여 측정하였다. 또한, λ/4 형 전파 흡수체는, 전파 입사 방향이 수직이고 또한, 지지체측으로부터의 입사가 되도록 세팅하였다. 얻어진 흡수량에 대해, 이하의 평가 기준으로 전자파 흡수 성능을 평가하였다.
◎ : 흡수량이 30 dB 이상
○ : 흡수량이 30 dB 미만, 20 dB 이상
× : 흡수량이 20 dB 미만, 15 이상
×× : 흡수량이 15 dB 미만.
(3) 밀착성의 평가
(3-1) 점착력 (유전체층/반사층) 의 평가
얻어진 전파 흡수체를 10 ㎜ 폭의 단책상 (短冊狀) 으로 재단하여 시험편을 제조하고, 유전체층의 반사층에 면하는 측과는 반대측을 노출시켰다. 노출된 면을, 양면 점착 테이프 (9708, 3M 사 제조) 에 의해, 측정 장치의 받침대에 고정시켰다. 이 시험 샘플의 반사층을 JIS Z0237 에 준하여, 박리 속도 300 ㎜/분으로 180°방향의 인장 시험을 실시하여, 180°점착력 (N/10 ㎜) 을 측정하였다. 유전체층/반사층 간의 점착력이 5 N/10 ㎜ 이상을 ○, 5 N/10 ㎜ 미만을 × 로 한다.
(3-2) 점착력 (반사층/점착층) 의 평가
얻어진 전파 흡수체를 10 ㎜ 폭의 단책상으로 재단하여 시험편을 제조하고, 반사층의 유전체에 면하는 측을 노출시켰다. 다음으로 반사층의 유전체에 면하고 있던 측과는 반대의 면에, 10 ㎜ 폭의 단책상의 양면 점착 테이프 (9708, 3M 사 제조) 를 첩부하였다. 양면 점착 테이프의 타방의 면을 개재하여, 측정 장치의 받침대에 고정시켰다. 이 반사층을 JIS Z0237 에 준하여, 박리 속도 300 ㎜/분으로 180°방향의 인장 시험을 실시하여, 180°점착력 (N/10 ㎜) 을 측정하였다. 점착력이 5 N/10 ㎜ 이상을 ○, 5 N/10 ㎜ 미만을 × 로 한다.
실시예 1 ∼ 10 의 결과를 표 1 에 나타내고, 비교예의 결과를 표 2 에 나타내고, 실시예 11 ∼ 15 의 결과를 표 3 에 나타내고, 실시예 16 ∼ 21 의 결과를 실시예 2 의 결과와 함께 표 4 에 나타낸다. 또, 표 1 ∼ 표 3 의 결과를 그래프로 나타낸 것을 도 1 에 나타낸다. 표 1 ∼ 4 중, 「식 1 을 만족하는지 여부」는, 식 (1) : -0.375x + 1086.9 < y < -0.375x + 1137.5 (식 중, x 는 저항 피막의 저항값, y 는, y = 지지체의 두께 × (지지체 비유전율)0.5 + 유전체층의 두께 × (유전체층의 비유전율)0.5 를 나타낸다.) 를 만족하는 경우를 ○ 로 나타내고, 만족하지 않는 경우를 × 로 나타낸다. 또한, 식 (1) 에 대한 적용시에 있어서는, 점착 테이프도 유전체층을 구성하는 층으로서 판정하였다. 또, 표 1 ∼ 4 중, 두께의 단위는 ㎛ 이다.
Figure 112021028865815-pct00001
Figure 112021028865815-pct00002
Figure 112021028865815-pct00003
Figure 112021028865815-pct00004
1 : 지지체
2 : 저항 피막
3 : 유전체층
4 : 반사층
5 : 점착제층
6 : 케이싱

Claims (11)

  1. 지지체, 저항 피막, 유전체층, 및 반사층을 갖고, 또한 하기 식 (1) 을 만족하는, λ/4 형 전파 흡수체.
    식 (1) : -0.375x + 1086.9 < y < -0.375x + 1140
    (식 중, x 는 저항 피막의 저항값 (Ω/□), y 는, y = 지지체의 두께 (㎛) × (지지체 비유전율)0.5 + 유전체층의 두께 (㎛) × (유전체층의 비유전율)0.5 를 나타낸다.)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저항 피막의 저항값이 200 Ω/□ 이상 500 Ω/□ 이하인, λ/4 형 전파 흡수체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유전체층의 비유전율이 1 이상 10 이하인, λ/4 형 전파 흡수체.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 지지체의 두께가 15 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인, λ/4 형 전파 흡수체.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 지지체의 비유전율이 1 이상 10 이하인, λ/4 형 전파 흡수체.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저항 피막이, 몰리브덴을 함유하는, λ/4 형 전파 흡수체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 저항 피막이, 추가로 니켈 및 크롬을 함유하는, λ/4 형 전파 흡수체.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유전체층이, 점착제층을 포함하는, λ/4 형 전파 흡수체.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저항 피막의 적어도 일방의 표면 상에, 추가로 배리어층을 갖는, λ/4 형 전파 흡수체.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 반사층의 유전체층측의 표면에 있어서의 표면 조도 (Rz) 가 1 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하인, λ/4 형 전파 흡수체.
  11. 지지체, 저항 피막 및 유전체층을 갖고, 또한 하기 식 (1) 을 만족하는, λ/4 형 전파 흡수체용 부재.
    [식 (1) : -0.375x + 1086.9 < y < -0.375x + 1140 (식 중, x 는 저항 피막의 저항값 (Ω/□), y 는, y = 지지체의 두께 (㎛) × (지지체 비유전율)0.5 + 유전체층의 두께 (㎛) × (유전체층의 비유전율)0.5 를 나타낸다.)]
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