TW201948019A - 電磁波吸收薄片 - Google Patents
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Abstract
本發明係一種電磁波吸收薄片,其中,可良好地吸收毫米波區帶以上之高頻率的電磁波,且可實現對於面方向具有延伸之彈性的電磁波吸收薄片。具有包含在毫米波區帶以上的頻率區帶產生磁性共鳴之電磁波吸收材料的磁性氧化鐵(1a)與橡膠製結合料(1b)的電磁波吸收層(1)之電磁波吸收薄片,其中,在前述電磁波吸收薄片之面內的一方向之彈性域的最大延伸率為20~200%。
Description
本揭示係有關吸收電磁波之電磁波吸收薄片,特別是具有經由磁性共鳴而吸收電磁波之電磁波吸收材料,而吸收毫米波區帶以上之高頻率的電磁波,具有延伸於面內方向之彈性之電磁波吸收薄片。
為了迴避自電性電路等釋放外部之洩漏電磁波,或非期望所反射的電磁波之影響,而加以使用吸收電磁波之電磁波吸收薄片。
近年係在行動電話等之移動體通信或無線LAN,費用自動收受系統(ETC)等,作為具有數千兆赫(GHz)之頻率區帶的厘米波,更且具有30吉赫至300吉赫之頻率的毫米波區帶,超過毫米波區帶之高的頻率區帶的電磁波,利用具有1兆赫(THz)的頻率之電磁波的技術研究亦進展著。
對應於利用如此之更高頻率之電磁波的技術趨勢,在吸收不要的電磁波之電磁波吸收體或形成為薄片狀之電磁波吸收薄片中,亦對於可吸收千兆赫區帶至兆赫區帶之電磁波的構成之需求則增高。
作為吸收毫米波帶以上之高頻率區帶的電磁波之電磁波吸收體,加以提案有:具有在25~100千兆赫的範圍,磁變相位地具有發揮電磁波吸收性能之ε-氧化鐵(ε-Fe2
O3
)結晶之粒子的充填構造之電磁波吸收體(參照專利文獻1)。另外,作為將ε-氧化鐵之細微粒子,與結合劑同時進行混勻,在結合劑之乾燥硬化時,自外部施加磁場而提高ε-氧化鐵粒子之磁場配向性,對於薄片狀之配向體的提案(參照專利文獻2)。
更且,作為具有彈性之電磁波吸收薄片,提案有:可吸收使奈米碳管分散於矽橡膠之厘米波的電磁波吸收薄片(參照專利文獻3)。
另外,作為可吸收75~77GHz之頻率帶的電磁波,具備作為民生用途之收益性的低成本之電磁波吸收薄片,加以提案:於金屬體的表面,使碳化矽的粉末分散於橡膠製之矩陣樹脂中的構成(參照專利文獻4)。更且,作為接著於可撓式印刷配線板而遮蔽來自外部的電磁波之接著薄片,加以提案:由將層積含有導電性微粒子之導電層與絕緣層的薄片之反彈力保持為特定範圍者,與可撓式印刷配線板同時具備可彎曲之耐彎曲性與耐熱性的構成(參照專利文獻5)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本特開2008-60484號公報 專利文獻2:日本特開2016-135737號公報 專利文獻3:日本特開2011-233834號公報 專利文獻4:日本特開2005-57093號公報 專利文獻5:日本特開2013-4854號公報
發明欲解決之課題
遮蔽來自產生電磁波之產生源的洩漏電磁波之情況,對於被覆成為對象之電路構件的框體等,有必要配置電磁波吸收材,但,特別是對於配置場所的形狀並非平面形狀之情況,使用具備可撓性或延伸於面內方向之彈性之電磁波吸收薄片則較使用固形體的電磁波吸收體便利性為高。
但,例如記載於專利文獻3之電磁波吸收薄片係無法吸收毫米區帶之數十吉赫以上之頻率數的電磁波者。另外,記載於專利文獻4之電磁波吸收薄片係加以層積於無伸縮性的金屬體者,而記載於專利文獻5之接著薄片係熱壓著於可撓式印刷配線板之構成之故,均非為具有彈性之構成。
但,作為可吸收毫米波區帶之數十吉赫以上頻率之電磁波的電磁波吸收構件,具有彈性之薄片狀的電磁波吸收薄片係未被實現。
本揭示係為了解決以往的課題,其目的為可良好地吸收毫米波區帶以上之高頻率的電磁波,且實現具有延伸於面內方向之彈性之電磁波吸收薄片者。 [為了解決課題之手段]
為了解決上述課題,在本申請所揭示之電磁波吸收薄片係具有包含在毫米波區帶以上的頻率區帶產生磁性共鳴之電磁波吸收材料的磁性氧化鐵與橡膠製結合料的電磁波吸收層之電磁波吸收薄片,其特徵為在前述電磁波吸收薄片之面內的一方向之彈性域的最大延伸率為20~200%者。 發明效果
在本申請所揭示之電磁波吸收薄片係於電磁波吸收層,作為電磁波吸收材料而具備在毫米波區帶以上之高頻率區帶產生磁性共鳴之磁性氧化鐵之故,可將數十吉赫以上之高頻率區帶的電磁波,變換為熱而吸收者。另外,具備橡膠製之結合料,在對於面內方向之彈性域的最大延伸率為20~200%之故,對於所期望的部分之配置則成為容易,更且,可實現可被覆可動部分之電磁波吸收薄片。 【圖示簡單說明】
圖1係說明有關第1實施形態之電磁波吸收薄片的構成之剖面圖。 圖2係說明置換Fe位置之一部分的ε-氧化鐵之電磁波吸收特性的圖。 圖3係對於具備包含橡膠製之結合料的電磁波吸收層之電磁波吸收薄片,則自外部加上拉伸應力情況之延伸而加以說明的圖。圖3(a)係顯示當超過最大延伸率時,引起斷裂之電磁波吸收薄片的延伸率的變化。圖3(b)係顯示當超過最大延伸率時,引起塑性變形之電磁波吸收薄片的延伸率的變化。 圖4係顯示在實施例之電磁波吸收薄片中,自外部所施加之拉伸應力與延伸率的關係的圖。 圖5係顯示經由有關第1實施形態之電磁波吸收薄片之延伸的電磁波吸收特性之變化的圖。 圖6係顯示有關第1實施形態之電磁波吸收薄片之厚度與電磁波吸收量之關係的圖。 圖7係說明有關第2實施形態之電磁波吸收薄片的構成之剖面圖。 圖8係顯示在有關第2實施形態之電磁波吸收薄片中,電磁波吸收薄片的延伸率產生變化時之電磁波吸收特性的變化的圖。 圖9係顯示有關第2實施形態之電磁波吸收薄片之厚度與電磁波衰減量之關係的圖。
在本申請所揭示之電磁波吸收薄片係具有包含在毫米波區帶以上的頻率區帶產生磁性共鳴之電磁波吸收材料的磁性氧化鐵與橡膠製結合料的電磁波吸收層之電磁波吸收薄片,其中,在面內的一方向之彈性域的最大延伸率為20~200%者。
由如此作為者,在本申請所揭示之電磁波吸收薄片係可經由電磁波吸收材料之磁性氧化鐵的磁性共鳴,而吸收毫米波區帶之30吉赫以上之高頻率區帶的電磁波者。另外,使用電磁波吸收材料與橡膠製結合料,可實現具有在面內方向之最大延伸率為20~200%之高伸縮性的電磁波吸收薄片者。因此,對於配置電磁波吸收薄片於收容有成為遮蔽對象之電子電路的框體等之情況,電磁波吸收薄片之處理的容易性則提升,特別是於複雜彎曲的面,配置電磁波吸收薄片者則成為容易。更且,可被覆臂構件等關節部分等形狀產生變化的構件之可動部分,而防止不期望之電磁波的放射或進入者。
在本申請所揭示之電磁波吸收薄片中,前述磁性氧化鐵則為ε-氧化鐵者為佳。由作為電磁波吸收材料而使用吸收較30吉赫為高頻率的電磁波之ε-氧化鐵者,可實現吸收高頻率的電磁波之電磁波吸收薄片。
在此情況中,前述ε-氧化鐵的Fe位置之一部分則以3價的金屬原子而加以置換者為佳。由如此作為者,經由置換Fe位置之材料而發揮磁性共鳴頻率不同之ε-氧化鐵的特性,而可實現吸收所期望之頻率區帶的電磁波之電磁波吸收薄片者。
另外,在前述電磁波吸收層之前述磁性氧化鐵的體積含率為30%以上者為佳。由如此作為者,可增加電磁波吸收層之透磁率虛部(μ'')的值,而實現具備高電磁波吸收特性之電磁波吸收薄片者。
更且,作為前述橡膠製結合料係使用丙烯酸橡膠或聚矽氧橡膠之任一者為佳。由使用耐熱性高之橡膠材料者,可實現信賴性高之電磁波吸收薄片者。
更且,前述電磁波吸收層係在延長5~75%彈性域的最大的延伸率之狀態的輸入阻抗值,則與空氣中的阻抗值整合者為佳。由如此作為者,遍布於電磁波吸收薄片之延伸率的寬廣範圍,可將輸入阻抗值作為接近於空氣中的阻抗值,而可維持高電磁波吸收特性者。
另外,前述電磁波吸收層在彈性域的範圍內加以延長時之輸入阻抗值則為360Ω~450Ω者為佳。由如此作為者,即使在電磁波吸收薄片則在其彈性範圍內伸縮之情況,亦可迴避輸入阻抗值則與空氣中的阻抗值大大隔開,而發揮一定以上之電磁波吸收特性者。
又另外,在本申請所揭示之電磁波吸收薄片中,加以形成接觸於前述電磁波吸收層之一方的面,反射透過前述電磁波吸收層之電磁波的反射層者為佳。由如此作為者,可確實地進行毫米波區帶以上的高頻率區帶之電磁波的遮蔽與吸收,可實現以所謂反射型之電磁波吸收薄片者。
另外,更具備可貼著前述電磁波吸收薄片之接著層者為佳。由如此作為者,具備高電磁波吸收特性之同時,可實現可容易地配置於所期望的場所,對於處理容易性優越之電磁波吸收薄片者。
在本申請所揭示之第2電磁波吸收薄片係具備包含電磁波吸收材料與橡膠製結合料的電磁波吸收層,和接觸於前述電磁波吸收層之一方的面,反射透過前述電磁波吸收層之電磁波的反射層,前述電磁波吸收材料則對於特定的頻率之電磁波而言產生電性共鳴之磁性氧化鐵,而前述電磁波吸收層則在延長於面內的一方向之狀態的輸出阻抗值則與空氣中的阻抗值整合。
在本申請所揭示之第2電磁波吸收薄片係由作為如此之構成者,對於實際使用時係將電磁波吸收薄片則成為某種程度延長之狀態情況,作為前提,可在延伸率的寬範圍進行空氣中的阻抗值與輸入阻抗值之整合,而可使在具有彈性之電磁波吸收薄片之實際使用狀態的電磁波吸收特性提升者。
以下,對於在本申請所揭示之電磁波吸收薄片,參照圖面而加以說明。
然而,「電波」係更廣義而言,可作為電磁波的一種而把握之故,在本說明書中,作為使用將電磁波吸收體稱為電磁波吸收體等「電磁波」之用語。
(第1實施形態) 首先,作為在本申請所揭示之電磁波吸收薄片的第1實施形態,對於未具備反射入射至電磁波吸收薄片之電磁波的反射層,所謂透過型之電磁波吸收薄片而加以說明。
[薄片構成] 圖1係顯示有關本申請之第1實施形態之電磁波吸收薄片之構成的剖面圖。
然而,圖1係均為為了容易理解有關本實施形態之電磁波吸收薄片之構成所記載的圖,對於圖中所示之構件的尺寸與厚度係並非根據現實所表示之構成。
在本實施形態所例示之電磁波吸收薄片係具備含有粒子狀的電磁波吸收材料之磁性氧化鐵1a與橡膠製之結合料1b的電磁波吸收層1。然而,圖1所示之電磁波吸收薄片係於電磁波吸收層1之背面側(在圖1之下方側),加以形成為了作為可貼著電磁波吸收薄片於電子機器之框體的內表面,或外表面等之特定處的接著層2。
有關本實施形態之電磁波吸收薄片係由含於電磁波吸收層1之磁性氧化鐵1a引起磁性共鳴者,經由磁性損失而將電磁波變換為熱能量而吸收之構成之故,而可未設置反射層於電磁波吸收層1之一方的表面,而作為吸收透過電磁波吸收層1之電磁波之所謂透過型的電磁波吸收薄片而使用者。
另外,本實施形態之電磁波吸收薄片係作為構成電磁波吸收層1之結合料1b,加以利用各種之橡膠材料。因此,特別是在電磁波吸收薄片之面內方向中,可得到容易伸縮之電磁波吸收薄片者。然而,有關本實施形態之電磁波吸收薄片係於橡膠製之結合料1b,含有磁性氧化鐵1a而加以形成電磁波吸收層之故,為彈性高之電磁波吸收薄片之同時,可撓性亦為高,在電磁波吸收薄片之處理時,可彎曲電磁波吸收薄片,另外,可沿著彎曲面而容易地配置電磁波吸收薄片者。
更且,本實施形態之電磁波吸收薄片係呈容易貼著於配置在高頻率電磁波的產生源周圍之構件表面等之所期望處地,加以層積接著層2於電磁波吸收層1之一方的表面。然而,具有接著層2之情況係在有關本實施形態之電磁波吸收薄片中,並非必須之條件。
[電磁波吸收材料] 在有關本實施形態之電磁波吸收薄片中,作為電磁波吸收材料,可使用ε-氧化鐵磁性粉,鋇鐵氧磁體磁性粉,鍶鐵氧體磁性粉等之磁性氧化鐵的粉體者。此等之中,ε-氧化鐵係鐵原子之電子則進行旋轉運動時之歳差運動的頻率為高,吸收厘米區帶之30~300吉赫,或其以上之高頻率的電磁波之效果為高之故,作為電磁波吸收材料為特別適合。
ε-氧化鐵(ε-Fe2
O3
)係在氧化鐵(Fe2
O3
)中,出現於α相(α-Fe2
O3
)與γ相(γ-Fe2
O3
)之間的相,而成為呈經由逆微胞法與溶膠凝膠法的奈米微粒合成法,可以單相的狀態得到之磁性材料。
ε-氧化鐵係雖為數nm至數十nm的微細粒子,但作為在常溫約20kOe之金屬氧化物而具備最大的矯頑磁力,更且,經由依據歲差運動之旋磁效應的自然磁性共鳴則在數十吉赫以上之所謂厘米波帶的頻率區帶產生。
更且,ε-氧化鐵係由將結晶之Fe位置的一部分,作為置換為鋁(Al)、鎵(Ga)、銠(Rh)、銦(In)等之3價的金屬元素之結晶者,可使磁性共鳴頻率,即,於作為電磁波吸收材料所使用情況吸收之電磁波的頻率數,作為不同者。
圖2係顯示使置換為Fe位置之金屬元素作為不同情況之ε-氧化鐵的矯頑磁力Hc與自然共鳴頻率f之關係。然而,自然共鳴頻率f係與吸收之電磁波的頻率一致。
自圖2了解到,置換Fe位置之一部的ε-氧化鐵係經由置換為所置換之金屬元素的種類的量,自然共鳴頻率則為不同。另外,自然共鳴頻率的值越高,該ε-氧化鐵的矯頑磁力則變越大者。
更具體而言,對於鎵置換的ε-氧化鐵,即ε-Gax
Fe2-x
O3
之情況係由調整置換量「x」者,在30吉赫至150吉赫程度為止之頻率區帶,具有吸收的峰值,而對於鋁置換的ε-氧化鐵,即ε-Alx
Fe2-x
O3
之情況係由調整置換量「x」者,在100吉赫至190吉赫程度為止之頻率區帶,具有吸收的峰值。因此,呈成為欲由電磁波吸收薄片吸收之頻率的自然共鳴頻率地,決定置換為ε-氧化鐵之Fe位置的元素之種類,更且,由調整與Fe之置換量者,可將所吸收之電磁波的頻率作為所期望的值。更且,對於將置換的金屬作為銠之ε-氧化鐵,即ε-Rhx
Fe2-x
O3
之情況係自180吉赫至其以上時,可將所吸收之電磁波的頻率區帶,位移至更高之方向。
ε-氧化鐵係包含金屬置換一部分的Fe位置之構成而加以市售之故,可容易地取得。然而,ε-氧化鐵粉之理想的粒徑係作為平均粒徑為約5nm~50nm,作為略球形或短竿形狀(棒狀)。
鋇鐵氧磁體(BaFe12
O19
)、鍶鐵氧體(SrFe12
O19
)係均為六方晶鐵氧磁體,而從磁性異向性為大之情況而具有矯頑磁力。
鋇鐵氧磁體,或鍶鐵氧體之粉體係鐵(Fe)與鋇或鍶的氯化物(BaCl2
、SrCl2
)、因應必要而更加地作為原料而調配,混合,造粒含有Ba、Sr之金屬氧化物之後,將此燒成者而進行合成,再將燒成體粉碎而作為具有特定的粒度之粉體而可製造者。然而,燒成條件係作為一例,可作為溫度為1200~1300℃、燒成環境係為大氣,燒成時間係1~8h程度者。
所製作之粉體的尺寸係可經由在粉碎時所加上之負荷的大小而作調整,對於得到比較大的粉體之情況,係可利用將燒成體提供於經由鎚碎機之衝擊粉碎與濕式粉碎(研磨機,星式球磨機等)之方法等。另外亦可僅經由鎚碎機之衝擊粉碎而進行粒度調整者。鋇鐵氧磁體,或鍶鐵氧體之粉體的理想粒徑係在中號(D50)為1μm~5μm。
[電磁波吸收層] 對於構成電磁波吸收層1之橡膠製的結合料1b係可利用天然橡膠(NR)、異戊二烯橡膠(IR)、丁二烯橡膠(BR)、苯乙烯・丁二烯橡膠(SBR)、丁基橡膠(IIR)、丁腈橡膠(NBR)、乙烯・丙烯橡膠(EPDM)、氯丁二烯橡膠(CR)、丙烯酸橡膠(ACM)、氯磺化聚乙烯橡膠(CSR)、胺甲酸乙酯橡膠(PUR)、矽橡膠(Q)、氟橡膠(FKM)、乙烯・醋酸乙烯酯橡膠(EVA)、表氯醇橡膠(CO)、多硫化橡膠(T)等之各種的橡膠材料。
在此等橡膠材料之中,從耐熱性為高之情況,可適當地使用丙烯酸橡膠,矽橡膠者。丙烯酸橡膠之情況,即使放置於高溫環境下,耐油性為優異之同時,對於比較廉價,成本效率亦為優異。另外,矽橡膠之情況係加上於耐熱性,耐寒性也高。更且,對於物理特性的溫度而言之依存性則在合成橡膠中為最少,對於耐溶劑性,耐臭氧性,耐候性亦為優異。更且,對於電性絕緣性亦為優越,遍布於寬溫度範圍,及頻率範圍,物質性安定。
在有關本實施形態之電磁波吸收薄片的電磁波吸收層1中,作為電磁波吸收材料1a而例如使用ε-氧化鐵粉之情況,ε-氧化鐵粉係如上述,粒徑為數nm至數十nm之微細的奈米粒子之故,在電磁波吸收層1之形成時,於結合料1b內良好地使ε-氧化鐵粉分散者則成為重要。因此,在有關本實施形態之電磁波吸收薄片中,於電磁波吸收層1,含有苯基膦酸,苯基膦酸二氯化物等之芳基磺酸,甲基膦酸,乙基膦酸,辛基膦酸,丙基膦酸等之烷基膦酸,或者,羥基乙叉二膦酸,硝基三亞甲基膦酸等之多官能膦酸等之磷酸化合物。此等磷酸化合物係具有難燃性之同時,作為微細之磁性氧化鐵粉的分散劑而發揮機能之故,可使結合料內之ε-氧化鐵粒子良好地分散者。
更具體而言係作為分散劑,係可使用日本和光純藥工業股份有限公司製、或日本日產化學工業股份有限公司製之苯基膦酸(PPA)、日本城北化學工業股份有限公司製之氧化磷酸酯「JP-502」(製品名)等。
但在熱硬化性附加型之矽橡膠中,有著經由磷酸化合物之添加而引起加硫阻礙之情況。此時,使用磷酸化合物以外的高分子分散劑,矽烷,矽烷耦合劑者為佳。例如,最佳可使用癸基甲矽烷基矽烷「KBM-3103」(商品名:日本信越化學股份有限公司製)等。
然而,作為電磁波吸收層1之組成係作為一例,對於ε-氧化鐵粉(磁性氧化鐵)100份而言,可將橡膠製結合料作為2~50份,磷酸化合物的含有量作為0.1~15份者。當橡膠製結合料較2份少時,無法良好地使磁性氧化鐵分散者。另外,成為無法維持作為電磁波吸收薄片之形狀之同時,不易得到電磁波吸收薄片之延伸。當較50份為多時,可得到電磁波吸收薄片之延伸,但在電磁波吸收薄片之中,磁性氧化鐵的體積含率則變小,而透磁率變低之故,電磁波吸收效果則變小。
當磷酸化合物的含有量則較0.1份少時,無法使用橡膠製結合料而良好地使磁性氧化鐵分散者。當較15分為多時,良好地使磁性氧化鐵分散之效果則飽和。在電磁波吸收薄片之中,磁性氧化鐵的體積含率則變小,而透磁率變低之故,電磁波吸收的效果則變小。
[電磁波吸收層之製造方法] 在此,有關本實施形態之電磁波吸收薄片的電磁波吸收層1之製造方法加以說明。在本實施形態之電磁波吸收薄片中,製作至少含有磁性氧化鐵粉與橡膠製結合料之磁性塗料,經由以特定的厚度而將此進行塗佈,乾燥之後進行延壓處理之時,形成電磁波吸收層1。延壓處理係並非必須,但可減少電磁波吸收薄片中之空隙而使磁性氧化鐵粉的充填程度提升之故,進行延壓處理者為佳。
首先,製作磁性塗料。
磁性塗料係得到作為磁性氧化物之ε-氧化鐵粉與分散劑的磷酸化合物,橡膠製結合料之混勻物,以溶劑稀釋此等,在更加分散之後,可經由以過濾器過濾而得到。混勻物係作為一例,經由加壓式之分批式混勻機而進行混勻而得到。另外,混勻物之分散係作為一例而可使用充填鋯等之珠粒的砂磨,作為分散液而得到。然而,此時,可因應必要而調配交聯劑者。
將所得到之磁性塗料,於具有剝離性的支持體,作為一例,經由聚矽氧塗佈而於剝離處理之厚度38μm之聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)的薄片上,使用平台塗佈機或棒塗佈機等而塗佈。
之後,以80℃將wet狀態之磁性塗料進行乾燥,更且使用延壓裝置,以特定溫度與壓力進行延壓處理,可形成電磁波吸收層於支持體上。
作為一例,由將在塗佈支持體上之wet狀態的磁性塗料的厚度作為1mm者,可將乾燥後的厚度作為400μm、延壓處理後之電磁波吸收層之厚度作為300μm。
由如此作為,作為電磁波吸收材料1a而使用之nm級別之微細的ε-氧化鐵粉則可形成良好地分散於橡膠製結合料1b內之狀態的電磁波吸收層1者。
然而,作為製作磁性塗料之其他方法,作為磁性塗料成分,至少將磁性氧化鐵粉,和分散劑之磷酸化合物,和橡膠製結合料,以高速攪拌機進行高速混合而調製混合物,之後,即使將所得到之混合物,以砂磨進行分散處理,亦可得到磁性塗料。
[接著層] 如圖1所示,有關本實施形態之電磁波吸收薄片,係於電磁波吸收層1的背面,形成接著層2。
由設置接著層2者,可將電磁波吸收層1,貼合於收納電性電路之框體的內面,或電性機器之內面或外面之所期望的位置者。特別是,本實施形態之電磁波吸收薄片係電磁波吸收層1則具有彈性之構成之故,對於經由接著層2而彎曲的曲面上,亦可容易地貼合者,電磁波吸收薄片之處理容易性則提升。然而,講究接著層2的材料,形成厚度,形成狀態等,接著層2則呈未妨礙經由電磁波吸收層1之彈性變形的延伸地,例如使用玻璃點溫度(Tg)為低之丙烯酸系黏著劑或聚矽氧系黏著劑,橡膠系的黏著劑等者為佳。
作為接著層2,可使用作為黏著膠帶等之接著層所利用之公知的材料,丙烯酸系黏著劑,橡膠系黏著劑,聚矽氧系黏著劑等。特別是,作為橡膠製結合料而使用聚矽氧橡膠之情況係為了不使電磁波吸收層與接著層之密著力下降,作為接著層之材料而使用聚矽氧系黏著劑者為佳。
另外,為了對於被著體而言之黏著力的調節,糊殘留的減低,亦可使用黏著賦予劑或交聯劑者。對於被著體之黏著力係5N/10mm~12N/10mm為佳。黏著力較5N/10mm為小時,電磁波吸收薄片則容易自被著體剝離,以及偏移者。另外,黏著力則較12N/10mm為大時,不易自被著體剝離電磁波吸收薄片。
另外,接著層2之厚度係20μm~100μm為佳。當接著層的厚度較20μm為薄時,黏著力則變小,而電磁波吸收薄片則容易自被著體剝離,以及偏移者。當接著層的厚度較100μm為大時,電磁波吸收薄片全體的厚度則變厚之故,而有可撓性變小之虞。另外,當接著層2為厚時,不易自被著體剝離電磁波吸收薄片。另外,接著層2之凝集力為小之情況係剝離電磁波吸收薄片之情況,有著產生有糊殘留於被著體之情況。
然而,在本申請說明書中,接著層2係為不可剝離地貼著之接著層2之同時,進行可剝離之貼著的接著層2亦可。
另外,對於將電磁波吸收薄片貼著於特定的面時,即使電磁波吸收薄片未具備接著層2,亦可作為呈於配置有電磁波吸收薄片之構件側的表面,具備接著性而貼上僅形成在電磁波吸收層1之電磁波吸收薄片者。另外,由使用兩面膠帶或接著劑者,可貼著電磁波吸收薄片於特定的部位。在此點中,接著層2係並非在本實施形態所示之電磁波吸收薄片中必須的構成要件,但電磁波吸收薄片則具備接著層2之構成係未使用兩面膠帶或接著劑而可貼著電磁波吸收薄片於特定部位之故而為理想。
[電磁波吸收薄片之延伸] 接著,對於在有關本實施形態之電磁波吸收薄片的面內方向之延伸加以說明。
圖3係顯示在有關本實施形態之電磁波吸收薄片中,加上於面內方向的應力(拉伸應力)與電磁波吸收薄片延伸率的關係圖。圖3(a)則顯示當超過最大延伸率時,產生斷裂之電磁波吸收薄片的應力與延伸率的關係。另外,圖3(b)則顯示當超過最大延伸率時,引起塑性變形之電磁波吸收薄片中的應力與延伸率的關係。
在此,「延伸率」係指將經由加上應力於一方向情況而延伸之電磁波吸收薄片的延伸量,以%而顯示以原本之長度除上的數值者。即,將應力0時之長度作為L1、將施加特定應力時之長度作為L2時,加上此特定應力時之「延伸率」係作為(L2-L1)/L1×100而表示。然而,此「延伸率」係亦稱為「偏移」。
如圖3(a)所示,在超過最大延伸率時產生斷裂之電磁波吸收薄片中,至到達於最大延伸率之170%為止,自外部所加上之應力變大時,略直線狀地電磁波吸收薄片的延伸率則增加(符號11之部分)。之後,當超過最大延伸率之170%而加上應力時,電磁波吸收薄片則產生斷裂,延伸率的值係為自最大延伸率之170%變大(符號12之部分)。
另一方面,如圖3(b)所示,在超過最大延伸率時,引起塑性變形的電磁波吸收薄片中,到達至顯示最大應力之延伸率的延伸率30%為止,係所加上的應力變大時,比較緩和地延伸率則上升(符號13之部分)。之後,在到達至顯示最大應力之延伸率30%之後,更加地拉伸電磁波吸收薄片時,引起塑性變形而到達至延伸率230%為止,電磁波吸收薄片則延伸(符號14之部分)。因此,應力係徐緩地降低。然而,引起塑性變形之故,在符號14所示之狀態的電磁波吸收薄片係喪失彈性,即使解除拉伸電磁波吸收薄片的力,薄片的長度係亦未變短。
然而,作為結合料1b所使用之橡膠材料的彈性變形範圍係可由使用適宜選擇之加硫劑而進行調整者。另外,從使用用途等之關係,對於要求不能斷裂之電磁波吸收薄片的情況,係認為作為未斷裂而塑性變形之形態者亦為有效。
另外,作為電磁波吸收薄片之延伸大小之範圍係輸入阻抗值則自空氣中的阻抗值大大地偏移,無法取得阻抗整合之故,作為電磁波吸收能力降低之範圍,上限係作為200%。另外,電磁波吸收薄片之延伸則過大時,電磁波吸收薄片之厚度則變薄,而電磁波吸收材料的密度則降低之故,電磁波吸收能力亦下降。更且,在電磁波吸收薄片之延伸則超過200%之狀態中,電磁波吸收薄片之可撓性或彎曲性則降低。
另一方面,電磁波吸收薄片之延伸則較20%為小時,在貼著於曲面狀的被著體時,未充分使其延長,而作業性則降低。另外,無法對應對於形狀產生變化之可動部的貼著,而無法發揮具有彈性之有關本實施形態之電磁波吸收薄片的特徵者。
在此,對於有關本實施形態之電磁波吸收薄片,實際製作磁性氧化鐵與橡膠製結合料的種類不同之構成,測定來自外部的拉伸應力與電磁波吸收薄片之延伸率的關係。
第1電磁波吸收薄片(實施例1)係作為磁性氧化鐵而使用ε-氧化鐵,而作為橡膠製結合料,使用丙烯酸橡膠。於表1,顯示使用於第1電磁波吸收薄片之製作的材料與其比例。
第2電磁波吸收薄片(實施例2)係作為磁性氧化鐵而與第1電磁波吸收薄片同樣地使用ε-氧化鐵,而作為橡膠製結合料,使用矽橡膠。於表2,顯示使用於第2電磁波吸收薄片之製作的材料與其比例。
第3電磁波吸收薄片(實施例3)係作為磁性氧化鐵而使用鍶鐵氧體,而作為橡膠製結合料,與第2電磁波吸收薄片同樣地使用矽橡膠。於表3,顯示使用於第3電磁波吸收薄片之製作的材料與其比例。
以加壓式的分批式混勻機而混勻表1~表3所示之各組成之材料,再以甲基乙基甲酮170份而稀釋所得到之混勻物之後,使用充填氧化鋯珠粒的砂磨而製作分散液。
於經由聚矽氧塗層而進行剝離處理的厚度38μm之聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)薄片上,以枚葉式之塗佈器而進行塗佈上述表1所示之分散液。
另外,於經由非聚矽氧系剝離劑而進行剝離處理的厚度38μm之聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)薄片上,以枚葉式之塗佈器而進行塗佈上述表2與表3所示之分散液。
以80℃將wet狀態的塗料進行乾燥,經由延壓處理而延壓後的厚度則呈成為500μm地,形成電磁波吸收層。
將如此作為所製作之厚度500μm的電磁波吸收層,以5片重疊,經由延壓裝置而進行熱壓縮同時,製作2500μm之單膜的電磁波吸收層。然而,接著層係未形成而作成僅電磁波吸收層所成之電磁波吸收薄片。
作為所製作成之各電磁波吸收薄片而言,使用拉伸試驗機而測定延伸率。具體而言,作為Minebea股份有限公司製之TGE-1kN型試驗機(製品名),測壓元件而使用TT3E-200N,測定以拉伸速度10mm/min之條件而使作成20mm×50mm之薄片延伸時之延伸率。然而,延伸率測定係在溫度23℃、濕度50%Rh之環境下進行。
將如此作為而測定之3個電磁波吸收薄片的延伸率,示於圖4。
在圖4中,各以實線(符號15)而顯示第1電磁波吸收薄片的延伸率,以點線(符號16)而顯示第2電磁波吸收薄片的延伸率,以二點鏈線(符號17)而顯示第3電磁波吸收薄片的延伸率。
如圖4所示,作為實施例而製作之3個電磁波吸收薄片係均成為在超過作為圖3(a)所示之最大延伸率時產生斷裂形式的電磁波吸收薄片,而最大延伸率係成為195%~200%。如上述,在有關本實施形態之電磁波吸收薄片中,最大延伸率係作為200%者為佳,而所製作之3個電磁波吸收薄片係在電磁波吸收特性,可撓性,彎曲性中為理想之範圍者。
當比較3個電磁波吸收薄片時,為了成為相同延伸率而必要的應力係第1電磁波吸收薄片15則成為最大,而第3電磁波吸收薄片17則成為最小。此係認為所使用之丙烯酸橡膠則硬度較矽橡膠為高,另外,使用於第2電磁波吸收薄片之矽橡膠的硬度則較使用於第3電磁波吸收薄片之矽橡膠的硬度為高之故。另外,在第1電磁波吸收薄片中,與作為磁性氧化鐵而使用ε-氧化鐵做比較,於第3電磁波吸收薄片,作為磁性氧化鐵而使用鍶鐵氧體之粒子徑為大之故,而比表面積變小而分散性變高,認為可抑制電磁波吸收薄片之硬度。
接著,對於有關本實施形態之電磁波吸收薄片,測定施加應力於薄片而延伸時之電磁波吸收特性的變化。
測定係對於上述之第1電磁波吸收薄片而言,使用自由空間法而測定電磁波吸收量(電磁波衰減量)。具體而言,使用Agilent Technologies股份有限公司製之毫米波網路分析器ME7838AN5250C(商品名),自送訊天線,藉由介電體透鏡,照射特定頻率之輸入波(毫米波)於電磁波吸收薄片,計測以配置於電磁波吸收薄片的背側之收訊天線透過之電磁波。將所照射之電磁波的強度與所透過之電磁波的強度,各作為電壓值而把握,自其強度差以dB求取電磁波衰減量。
圖5係顯示在有關本實施形態之第1電磁波吸收薄片中,在未加上張力於電磁波吸收薄片之狀態的電磁波吸收特性,和施加張力於電磁波吸收薄片,於電磁波吸收薄片產生有延伸之同時,在減少其厚度之狀態的電磁波吸收特性的圖。
在圖5中,作為符號21而顯示之實線則未加上張力於電磁波吸收薄片之狀態,即延伸率為0%狀態的電磁波吸收特性。然而,此時之電磁波吸收薄片的厚度係製作時之2500μm。
如圖5所示,第1電磁波吸收薄片係在電磁波吸收物質之ε-氧化鐵的共鳴頻率之75.5GHz中,顯示電磁波吸收量(來自透過於背面側之電磁波的入射波之衰減量)為26dB之高電磁波吸收特性。
對此,加上張力於電磁波吸收薄片,呈成為延伸率75%地延長時之電磁波吸收特性係成為呈在圖5中作為符號22所示之點線。然而,此情況之電磁波吸收薄片的厚度係1950μm。
如於圖5作為符號22所示之點線,在延伸率75%狀態之電磁波吸收薄片中,在75.5GHz之電磁波吸收量為約19dB,而與延伸率為0%之情況(符號21)做比較時,了解到電磁波吸收收特性下降者。此係認為因電磁波吸收薄片則由拉伸於其面內方向者而厚度變薄,在電磁波吸收薄片內,在電磁波所透過之方向的電磁波吸收物質之含有量則實質上降低引起者。
即,如第1電磁波吸收薄片之透過型的電磁波吸收薄片之情況係由電磁波吸收薄片拉伸於其面內方向者,了解到電磁波吸收特性降低者。
因此,本發明者們係測定更加大電磁波吸收薄片之延伸率時之電磁波吸收特性,在由拉伸於面內方向者而厚度變薄之電磁波吸收薄片中,測定電磁波吸收薄片的厚度與電磁波吸收量之關係。將測定結果示於圖6。
圖6係顯示對於上述之第1電磁波吸收薄片與第3電磁波吸收薄片,將電磁波吸收薄片拉伸於面內之一方向時之薄片厚度與在其狀態中之頻率75.5GHz之電磁波吸收量(透過之電磁波的衰減量:透過衰減量)之關係者。
在圖6中,以黑圈與實線31所示者則為第1電磁波吸收薄片的電磁波吸收量之變化,而以黑四角與點線32所示者則為第3電磁波吸收薄片的電磁波吸收量之變化。
如圖6所示,在第1電磁波吸收薄片與第3電磁波吸收薄片中,頻率為75.5GHz之電磁波的吸收量(31、32)係可確認到均對於電磁波吸收薄片之厚度略成比例,而更強地拉伸電磁波吸收薄片而其厚度變越薄,電磁波吸收特性則越降低者。
如此,在本實施形態之電磁波吸收薄片中,對於加上拉伸力於薄片而延伸時,因應此時之延伸率的大小而電磁波吸收特性則直線性地降低。從此情況,在可得到所期望之電磁波吸收量的範圍內,且電磁波吸收薄片之最大延伸率的範圍內,只要位於彈性範圍中,可拉伸電磁波吸收薄片而使用者。
(第2實施形態) [反射型之電磁波吸收薄片] 接著,對於形成反射層於在本申請所揭示之電磁波吸收薄片之第2構成例的電磁波吸收層之背面,所謂反射型之電磁波吸收薄片,顯示具體的實施形態同時而加以說明。
於圖7,顯示第2實施形態之電磁波吸收薄片的剖面構成。
然而,圖7係與說明有關第1實施形態之電磁波吸收薄片的構成之圖1同樣地,為了容易理解其構成所記載的圖,對於圖中所示之構件的尺寸與厚度係並非根據現實所表示之構成。另外,對於與構成有關圖1所示之第1實施形態的電磁波吸收薄片者相同構件,係附上相同符號而省略詳細之說明。
在本申請所揭示之電磁波吸收薄片係作為電磁波吸收材料而與橡膠製之結合料同時,形成電磁波吸收層,經由ε-氧化鐵或鋇鐵氧磁體,鍶鐵氧體等之磁性氧化鐵的磁性共鳴而吸收電磁波之構成。因此,除了作為未具備作為第1實施形態所示之反射層的透過型之電磁波吸收薄片而構成之外,可採用於與電磁波吸收層之電磁波所入射側相反側的表面,具備反射電磁波之反射層,作為反射型之電磁波吸收薄片的構成者。
在第2實施形態所示之電磁波吸收薄片係於包含電磁波吸收材料之磁性氧化鐵1a,和橡膠製之結合料1b的電磁波吸收層1之背面側(在圖7中的下方側),接觸於電磁波吸收層1之表面而加以形成反射層3。
然而,在圖7所示之第2實施形態的電磁波吸收薄片中,於反射層3之又背面側,加以形成可貼著電磁波吸收薄片於特定處之接著層2。與有關上述第1實施形態之電磁波吸收薄片之情況同樣地,在有關第2實施形態之電磁波吸收薄片中,接著層2係並非必須之構成要件,而亦可形成未具備接著層2之電磁波吸收薄片者,但由電磁波吸收薄片作為具備接著層2之構成者,未使用兩面膠帶或接著劑而可貼著電磁波吸收薄片於特定部位之故而為理想。
反射層3係如為密著形成於電磁波吸收層1之背面的金屬層即可。但在本實施形態之電磁波吸收薄片中,由使用橡膠製之結合料1b者而電磁波吸收薄片則具有彈性之故,作為反射層3係作為使用網目狀之導電體,或銀奈米線(Ag-NW)、導電性高分子膜等,電磁波吸收層1則即使在延伸的情況,其表面阻抗值則未上升而作為呈可維持1Ω/□程度之阻抗值。
作為形成反射層於電磁波吸收層1之背面的方法,係可採用將銀奈米線,或導電性高分子,噴上或塗佈於電磁波吸收薄片之背面側的方法。另外,可採用於與反射層同樣的橡膠製結合料,製作分散銀奈米線或導電性高分子之反射層3,熱壓著具有彈性之反射層3於電磁波吸收層之方法,更且,於具有彈性之反射層3,塗佈為了製作電磁波吸收層1之塗料,形成電磁波吸收層1於反射層3上之方法。
然而,對於構成反射層3之金屬的種類係未特別限定,除了作為奈米線而使用的銀以外,亦可使用鋁或銅,鉻等電性阻抗盡可能為小,耐蝕性高之金屬者。
在圖7所示之有關第2實施形態之電磁波吸收薄片中,由設置反射層3於電磁波吸收層1之背面者,可確實地迴避電磁波貫通電磁波吸收薄片之事態。因此,特別作為防止自以高頻率所驅動之電性電路構件等釋放於外部之電磁波的洩漏之電磁波吸收薄片,可最佳地使用者。
[反射型之電磁波吸收薄片之延伸] 在有關第2實施形態之反射型的電磁波吸收薄片中,與第1實施形態之電磁波吸收薄片同樣地,於拉伸電磁波吸收層1而延伸之情況,根據經由電磁波吸收層1之厚度產生變化之輸入阻抗值的變化而產生,產生有經由阻抗整合之失配的電磁波吸收特性之變化,和經由電磁波吸收層1之電磁波所通過部分之電磁波吸收物質的量變少之電磁波吸收特性的變化。
更且,反射型之電磁波吸收薄片的情況,係存在有必須使電磁波吸收薄片之輸入阻抗值整合於空氣中的阻抗值之課題。電磁波吸收薄片之輸入阻抗值則自空氣中的阻抗值之377Ω(嚴格來說係真空中之阻抗值)大不同時,因在入射電磁波於電磁波吸收薄片時,產生有反射或散射,而成為損及作為反射型之電磁波吸收薄片的電磁波吸收特性,即,使入射之電磁波之反射波降低之特性的結果之故。
在此,在作為電磁波吸收材料而具備磁性氧化鐵之電磁波吸收薄片中,電磁波吸收層1之阻抗Zin
係作為下述的數式(1)而加以表示。
在上述的式(1)中,μr
係電磁波吸收層1之複透磁率,εr
係電磁波吸收層1之複介電率,λ係入射之電磁波的波長,d係電磁波吸收層1之厚度。因此,於電磁波吸收薄片延伸之情況,有電磁波吸收層1之厚度d則變小而電磁波吸收材料之磁性氧化鐵的含有量降低者,電磁波吸收層1之透磁率與介電率則同時產生變化。其結果,電磁波吸收薄片之輸入阻抗值(Zin)係成為由形成電磁波吸收層1結合料1b的厚度所左右,而意味伴隨電磁波吸收薄片之伸縮,其厚度產生變動時,電磁波吸收薄片的輸入阻抗值(Zin)則產生變動者。
根據此情況,本申請發明之發明者們,並非在電磁波吸收薄片的定常狀態,即,未加上來自外部的力而電磁波吸收薄片之延伸率為0%之狀態,而在電磁波吸收薄片則在以某種程度之延伸率而延伸之狀態,由使電磁波吸收薄片的輸入阻抗值,與空氣中之輸入阻抗值整合者,想到可在實用狀態中,實現最佳地吸收以更寬範圍的條件而入射之電磁波的電磁波薄片者。
因此,實際上製作反射型之電磁波吸收薄片,驗證對於在以一定的延伸率而延伸之狀態使電磁波吸收薄片之輸入阻抗值,與空氣中之阻抗值整合的效果。
首先,作為第4電磁波吸收薄片(實施例4),製作反射型之電磁波吸收薄片。
第4電磁波吸收薄片之反射型的電磁波吸收薄片係與上述之第1電磁波吸收薄片同樣,以加壓式的分批式混勻機而混勻表1所示組成之混合材料,在以甲基乙基酮170分而稀釋所得到之混勻物之後,使用充填氧化鋯珠粒的砂磨而製作分散液。
於經由聚矽氧塗層而進行剝離處理的厚度38μm之聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)薄片上,以枚葉式之塗佈器而進行塗佈上述之分散液。
以80℃將wet狀態的塗料進行乾燥,經由延壓處理而延壓後的厚度則作為呈成為410μm地,形成電磁波吸收層。
接著,於電磁波吸收層的背面,形成反射層。
反射層之形成係由塗佈銀奈米線於電磁波吸收層之背面側者而加以進行。
第4電磁波吸收層之電磁波吸收特性的測定係與在上述透過型之電磁波吸收薄片之電磁波吸收測定同樣地,使用自由空間法而進行。但為了測定反射型之電磁波吸收薄片之特性,將入射至電磁波吸收薄片之電磁波的輸出,和自電磁波吸收薄片所釋放之反射波的輸出,配置送訊天線與收訊天線於電磁波吸收薄片之前面側而加以測定。
然而,作為第4電磁波吸收薄片所製作,具備作為結合料而將丙烯酸橡膠作為主成分之電磁波吸收層之電磁波吸收薄片係作為圖3(b)而示,決定特定之最大延伸率(具體而言,第4電磁波吸收薄片之情況係30%),而對於超過此之情況,引起塑性變形之電磁波吸收薄片。
另外,在第4電磁波吸收薄片中,延伸率11%時,厚度則成為370μm,而在此厚度370μm之狀態的電磁波吸收薄片之輸入阻抗值則成為與空氣中之阻抗值整合之377Ω。
圖8係在第4電磁波吸收薄片中,顯示改變延伸率之狀態的電磁波吸收特性之變化。
在圖8中,以符號41所示之實線則顯示第4電磁波吸收薄片之定常狀態,即,延伸率為0%之狀態的電磁波吸收量(以反射之電磁波的衰減量)。此時,第4電磁波吸收薄片的厚度係410μm。另外,以符號42所示之點線則以延伸率3%而延伸第4電磁波吸收薄片之狀態,此時之電磁波吸收薄片的厚度係400μm。更且,以符號43所示之一點鎖鏈線則以延伸率11%而延伸第4電磁波吸收薄片之狀態,此時之電磁波吸收薄片的厚度係370μm,以符號44所示之二點鎖鏈線則以延伸率22%而延伸第4電磁波吸收薄片之狀態,此時之電磁波吸收薄片的厚度係335μm。
如圖8所示,在第4電磁波吸收薄片中,使輸入阻抗整合之狀態的電磁波吸收薄片則以延伸率11%延伸的狀態之電磁波吸收量,則成為最大之約23dB。對此,顯示延伸率為3%時之電磁波吸收量成為約18dB、延伸率為0%時之電磁波吸收量成為約15dB,經由電磁波吸收薄片延伸之時而電磁波吸收量則降低,成為與顯示在第1電磁波吸收薄片之電磁波吸收特性的圖5,圖6不同之結果。也就是,在第2實施形態中,當延伸率變高時,電磁波吸收量變高,成為與第1實施形態相反的結果。
此情況係在反射型的電磁波吸收薄片中,經由電磁波吸收薄片之延伸,較經由電磁波吸收層之電磁波所通過之部分的電磁波吸收物質的量變少者之電磁波吸收量的下降,經由電磁波吸收層之厚度產生變化之輸入阻抗值之變化而產生,經由阻抗整合之失配的電磁波吸收量之降低者則顯示更強的影響。
隨之,在反射型之電磁波吸收薄片中,考慮伴隨電磁波吸收薄片之延伸率的變化之電磁波吸收層之輸入的阻抗值的變化,進行電磁波吸收薄片之輸入阻抗值與空氣中之阻抗值的整合者為佳。
圖9係顯示在第4電磁波吸收薄片之電磁波吸收薄片的厚度與電磁波吸收量之關係的圖,而圖8所示,以其他的表現形式而顯示在第4電磁波吸收薄片之電磁波吸收特性的變化之圖。
自圖9中,符號51則顯示延伸率為0%之狀態(厚度410μm)、符號52則顯示延伸率為3%之狀態(厚度400μm)、符號53則顯示延伸率為11%之狀態(厚度370μm)、符號54則顯示延伸率為22%之狀態(厚度335μm)之電磁波吸收量的值。
如圖9所示,在第4電磁波吸收薄片中,由在電磁波吸收薄片則以延伸率11%延伸,厚度成為370μm之狀態而進行輸入阻抗之整合者,可將從延伸率為0%之狀態至延伸率成為22%狀態為止之間,電磁波吸收量,維持認為實用上理想之15dB以下,即,作為電磁波吸收量而可維持92%以上之特性。
如此,有關本實施形態之電磁波吸收薄片係具有彈性域的最大延伸率為20%~200%之延伸性的電磁波吸收薄片,而在此範圍延伸而加以使用,亦可維持電磁波吸收量的電磁波吸收薄片。更且,有關本實施形態之電磁波吸收薄片係彈性域的最大延伸率為20%~200%,且在彈性域的最大延伸率之5~75%延伸之情況,可維持特定之電磁波吸收量之電磁波吸收薄片。
如在上述的說明了解到,在將經由磁性共鳴而吸收電磁波之磁性構件,作為電磁波吸收材料而具備之電磁波吸收薄片中,對於薄片則具備彈性而其厚度產生變化之情況,在某程度伸長電磁波吸收薄片之狀態,將電磁波吸收層之輸入阻抗值,與空氣中之阻抗值整合者為佳。
此情況係作為第2實施形態而說明過,對於電磁波吸收材料則對於毫米波以上之高頻率區帶之電磁波而言產生磁性共鳴之構成係無加以限定。但以經由分散於橡膠製之結合料中的電磁波吸收材料之磁性共鳴而吸收電磁波,具有彈性之反射型的電磁波吸收薄片所有中,在某程度伸長電磁波吸收薄片之狀態,可將電磁波吸收層之輸入阻抗值,與空氣中之阻抗值整合者為佳者。
在第2實施形態中說明過具體例之第4電磁波吸收薄片中,在最大延伸率為30%之電磁波吸收薄片中,延伸率11%,即,在與最大延伸率之比較中係在約37%的延伸率之狀態,進行輸入阻抗值的整合。作為在以預先特定量之延伸率延伸之狀態,進行阻抗整合之基準,係作為結合料所使用之橡膠材料,經由特別延伸為最大延伸率以上時之變形的種類所左右,但對於最大延伸率而言由將5~75%延伸之狀態作為基準者,在實用上之廣泛範圍中,電磁波吸收薄片之輸入阻抗值與空氣中之阻抗值的差則變無,而可限制入射至電磁波吸收薄片之電磁波,因反射或散射引起之電磁波吸收特性的降低者。
另外,以相反的視點而言,由將電磁波吸收薄片的輸入阻抗值,在其彈性域的範圍維持接近於空氣中的阻抗值之377Ω的值者,在電磁波吸收薄片的實用範圍中,可得到一定以上之阻抗整合的項,而可迴避電磁波吸收薄片的電磁波吸收量之降低者。如根據發明者們之檢討,其數值範圍係360Ω~450Ω。電磁波吸收薄片的輸入阻抗值則對於較360Ω為小之情況,或較450Ω為大之情況,在電磁波吸收薄片的表面之空間與電磁波吸收薄片的邊界面中,入射至電磁波吸收薄片的電磁波則產生大散射,加以反射之故,而無法使電磁波吸收薄片本身所具有之電磁波吸收特性發揮者。
然而,使電磁波吸收薄片的輸入阻抗值,與空氣中之阻抗值整合之情況,並非未延伸有電磁波吸收薄片之延伸量0%之狀態,而經由將電磁波吸收薄片對於其最大延伸率而言為5~75%延伸之狀態作為基準之時,即使電磁波吸收薄片的延伸量產生變化之情況,亦可良好地吸收電磁波之情況係並非限定於作為第2實施形態所說明之反射型的電磁波吸收薄片,而在第1實施形態所說明之透過型的電磁波吸收薄片中亦為同樣。
在第1實施形態所示之透過型的電磁波吸收薄片中,與在第2實施形態所示之反射型的電磁波吸收薄片不同,而散射・反射於電磁波所入射的側之電磁波的強度則未直接影響於電磁波吸收特性(電磁波衰減量)之高低,但例如,抑制對於來自成為電磁波放射源之電性電路的電磁波之外部的洩漏同時,作為呈在電磁波吸收薄片表面之反射波則未對於該電性電路帶來不良影響之情況等,認為未降低在透過型之電磁波吸收薄片之電磁波入射側的反射波之情況。對於如此之情況係即使為透過型之電磁波吸收薄片,延伸率即使產生變化,亦將其輸入阻抗接近於空氣中的阻抗者為佳,將電磁波吸收薄片之最大延伸率而言為5~75%延伸之狀態作為基準,將其輸入阻抗設定為377Ω者為佳。
另外,如圖8所示,在第4電磁波吸收薄片中,即使延伸率產生變化而其厚度產生變化之情況,在各厚度之電磁波吸收特性中,顯示最大之吸收量的輸入電磁波的頻率係在75.5吉赫未有變化。此係與在第1實施形態所說明之第1電磁波吸收薄片同樣,在本申請所揭示之電磁波吸收薄片中,經由電磁波吸收材料之磁性氧化鐵的磁性共鳴而吸收入射之電磁波之故,顯示最大的吸收特性之電磁波之頻率係電磁波吸收材料如為相同,未有由電磁波吸收層之厚度所左右者之表示。
對此,可吸收毫米波區帶的電磁波,且作為具有彈性之構成而目前所市售的電磁波吸收薄片係經由介電體層與反射層之層積而加以形成,由將入射之電磁波之相位挪移1/2波長者而使反射波的強度衰減,所謂波長干涉型之電磁波吸收薄片。在波長干涉型之電磁波吸收薄片中,當介電體層之厚度產生變化時,所吸收之電磁波的波長產生變化之故,而電磁波吸收薄片具有彈性而以特定的延伸率延伸時,其厚度產生變化時,所吸收之電磁波的峰值頻率的值亦產生變化。其結果,例如為了吸收車載雷達等之特定波長的電磁波所配置之電磁波吸收薄片則具有彈性之故,而反而會有產生使所期望之頻率的電磁波的吸收特性降低之問題之虞。
對於在本申請所揭示之電磁波吸收薄片之情況,係最大所吸收的電磁波之頻率係未有變化之故,而未有產生如此之問題者。
(其他的構成) 然而,在上述第1及第2實施形態中,對於作為含於電磁波吸收層之電磁波吸收材料的磁性氧化鐵,主要例示使用ε-氧化鐵之構成而說明。如上述,由使用ε-氧化鐵者,可形成吸收毫米區帶之30吉赫至300吉赫的電磁波之電磁波吸收薄片者。另外,作為置換Fe位置之金屬材料,經由使用銠等之時,可實現吸收作為電磁波所規定之最高頻率的1兆赫之電磁波的電磁波吸收薄片。
但在本申請所揭示之電磁波吸收薄片中,作為電磁波吸收層之電磁波吸收材料所使用之磁性氧化鐵係不限於ε-氧化鐵。
作為鐵氧磁體系電磁吸收體的六方晶鐵氧磁體之鋇鐵氧磁體,以及作為一部分之實施例亦顯示之鍶鐵氧體係對於數吉赫至數十吉赫區帶的電磁波而言,發揮良好之電磁波吸收特性。因此,除了ε-氧化鐵以外,由使用在如此毫米區帶之30吉赫至300吉赫中具有電磁波吸收特性之磁性氧化鐵的粒子,和橡膠製結合料而形成電磁波吸收層者,可實現吸收毫米波區帶的電磁波而具有彈性之電磁波吸收薄片者。
然而,例如,六方晶鐵氧磁體之粒子係與在上述實施形態所例示之ε-氧化鐵的粒子做比較,粒子徑則為大的數μm程度,另外,粒子形狀亦並非略球狀而成為板狀或針狀的結晶。因此,在使用橡膠製結合料而形成磁性塗料時,在分散劑之使用,或調整與結合料的混勻條件,作為磁性塗料而塗布之狀態中,在盡可能均一地分散磁性氧化鐵粉於電磁波吸收層中的狀態,且空隙率則盡可能變小地進行調整者為佳。
在上述實施形態所說明之電磁波吸收薄片係由作為構成電磁波吸收層之結合料而使用橡膠製之構成者,可實現具備彈性之電磁波吸收薄片者。特別是,作為電磁波吸收材料,由具備在毫米區帶以上之高頻率區帶產生磁性共鳴的磁性氧化鐵者,吸收高頻率之電磁波,且可實現具有彈性之電磁波吸收薄片。
然而,對於作為電磁波吸收材料,使用經由磁性共鳴而吸收電磁波之磁性氧化鐵的電磁波吸收薄片之情況,係由提高在電磁波吸收薄片中之電磁波吸收材料的體積含有率者,可實現更大之電磁波吸收效果。但在另一方面,在具備由橡膠製之結合料與電磁波吸收材料而加以構成之電磁波吸收層的電磁波吸收薄片中,在確保經由使用結合料之彈性上,必然性地訂定有電磁波吸收材料之體積含有率的上限。在本申請所揭示之電磁波吸收薄片中,由將在電磁波吸收材料之磁性氧化鐵的電磁波吸收層之體積含有率作為30%以上者,特別是反射型之電磁波吸收薄片之情況,可確保-15dB以上之反射衰減量者。
另外,將在電磁波吸收層之橡膠製結合料的體積含有率,作為40%~70%者為佳。由將橡膠製結合料的體積含有率作為此範圍者,容易將在電磁波吸收薄片之面內的一方向之彈性域的最大延伸率,設定為所期望之20%~200%之範圍。
然而,在上述的說明中,作為形成電磁波吸收層之方法,對於製作磁性塗料而塗佈,乾燥此等之方法加以說明過。作為在本申請所揭示之電磁波吸收薄片的製作方法係除了塗佈上述磁性塗料的方法之外,例如考慮使用壓出成型法者。
更具體而言係將磁性氧化鐵粉,和橡膠製結合料,和因應必要,將分散劑等預先進行混合,將混合之此等材料,自壓出成型機的樹脂供給口,供給至可塑性汽缸內。然而,作為壓出成型機係可使用具備可塑性汽缸,和設置於可塑性汽缸前端之壓模,和旋轉自由地配設於可塑性汽缸內之推進器,和使推進器驅動之驅動機構的通常之壓出成型機。經由壓出成型機之帶式加熱器而可塑化的熔融材料則經由推進器的旋轉而傳送至前方,自前端壓出成薄片狀者。由將所壓出的材料,進行乾燥,加壓成形,延壓處理等者而可得到特定厚度之電磁波吸收薄片。
更且,作為形成電磁波吸收層之方法係可採用製作含有磁性氧化鐵粉與橡膠製結合料的磁性複合物,以特定厚度沖壓成型處理此磁性複合物之方法者。
具體而言係首先,製作電磁波吸收性組成物之磁性複合物。磁性複合物係混勻磁性氧化鐵粉,和橡膠製結合料,對於所得到之混勻物混合交聯劑而可調整黏度者。
將作為由如此作為所得到之電磁波吸收性組成物之磁性複合物,作為一例,使用油壓沖壓機而以溫度170℃,交聯・成型為薄片狀。之後,在恆溫槽內,例如以溫度170℃施以2次交聯處置,可作為特定形狀之電磁波吸收薄片者。
另外,在上述實施形態中,對於以一層而加以構成電磁波吸收層之電磁波吸收薄片已做過說明,但作為電磁波吸收層而可採用層積複數的層之構成者。對於作為第1實施形態所示之透過型之電磁波吸收薄片的情況,係作為電磁波吸收層而具備某種程度以上之厚度者,則電磁波吸收特性則提升。另外,在作為第2實施形態所示之反射型之電磁波吸收薄片中,由調整電磁波吸收層之厚度而使其輸入阻抗值,與空氣中的阻抗值調整者,更可使電磁波吸收特性提升。因此,對於經由形成電磁波吸收層之電磁波吸收材料或結合料的特性,無法以一層形成特定厚度之電磁波吸收層之情況,係將電磁波吸收層作為層積體而形成者則為有效。 產業上之利用可能性
在本申請所揭示之電磁波吸收薄片係吸收毫米區帶以上之高頻率區帶的電磁波,更且,作為具有彈性之電磁波吸收薄片而為有用。
1‧‧‧電磁波吸收層
1a‧‧‧ε-氧化鐵(磁性氧化鐵)
1b‧‧‧橡膠製結合料
2‧‧‧接著層
3‧‧‧反射層
Claims (10)
- 一種電磁波吸收薄片,係具有包含在毫米波區帶以上的頻率區帶產生磁性共鳴之電磁波吸收材料的磁性氧化鐵與橡膠製結合料的電磁波吸收層之電磁波吸收薄片,其特徵為 在前述電磁波吸收薄片之面內的一方向之彈性域的最大延伸率為20~200%者。
- 如申請專利範圍第1項記載之電磁波吸收薄片,其中,前述磁性氧化鐵為ε-氧化鐵。
- 如申請專利範圍第2項記載之電磁波吸收薄片,其中,前述ε-氧化鐵之Fe位置之一部分以3價的金屬原子而加以置換。
- 如申請專利範圍第1項至第3項任一項記載之電磁波吸收薄片,其中,在前述電磁波吸收層之前述磁性氧化鐵的體積含有率為30%以上。
- 如申請專利範圍第1項至第4項任一項記載之電磁波吸收薄片,其中,作為前述橡膠製結合料,使用丙烯酸橡膠或矽橡膠之任一。
- 如申請專利範圍第1項至第5項任一項記載之電磁波吸收薄片,其中,前述電磁波吸收層係在延長5~75%彈性域的最大的延伸率之狀態的輸入阻抗值與空氣中的阻抗值整合。
- 如申請專利範圍第1項至第6項任一項記載之電磁波吸收薄片,其中,前述電磁波吸收層則在彈性域的範圍內加以延長時之輸入阻抗值為360Ω~450Ω。
- 如申請專利範圍第1項至第7項任一項記載之電磁波吸收薄片,其中,接觸於前述電磁波吸收層之一方的面,形成反射透過前述電磁波吸收層之電磁波的反射層。
- 如申請專利範圍第1項至第8項任一項記載之電磁波吸收薄片,其中,更具備作為可貼著前述電磁波吸收薄片之接著層。
- 一種電磁波吸收薄片,其特徵為具備包含電磁波吸收材料與橡膠製結合料的電磁波吸收層,和接觸於前述電磁波吸收層之一方的面,反射透過前述電磁波吸收層之電磁波的反射層,前述電磁波吸收材料為對於特定的頻率之電磁波而言產生磁性共鳴之磁性氧化鐵,而前述電磁波吸收層則在延長於面內的一方向之狀態的輸入阻抗值則空氣中的阻抗值整合。
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