(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の台部と、台部の厚み方向一方側に形成される複数個の凸部とを備えた電波音波吸収体であって、
各凸部が、台部の厚み方向一方側に略規則的に配列された錐体台形であり、かつ、
台部および凸部が、連続気孔を有する多孔質無機粒子と、電波損失材と、珪酸アルカリ水溶液とを少なくとも含有する混合物に炭酸ガスを接触させ固化することによって形成されたものであることを特徴とする電波音波吸収体。
【請求項２】
各凸部が、行列状に配列された正四角錐台形である、請求項１に記載の電波音波吸収体。
【請求項３】
各凸部が、最密状に配列されたものである、請求項１に記載の電波音波吸収体。
【請求項４】
各凸部が、正四角錐台形である、請求項３に記載の電波音波吸収体。
【請求項５】
各凸部が、ハニカム構造を有するように配列された正六角錐台形である、請求項３に記載の電波音波吸収体。
【請求項６】
連続気孔を有する多孔質無機粒子が軽石である、請求項１〜５のいずれかに記載の電波音波吸収体。
【請求項７】
高度道路交通システムにおいて、電波吸収体と吸音壁との役割を兼ね備えた部材として用いられるものである、請求項１〜６のいずれかに記載の電波音波吸収体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電波音波吸収体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
道路交通の発達に伴い、車両の走行などによる騒音が社会問題の一つとなっている。このため、音波を吸収して吸音性能を有する吸音壁を道路脇などに設け、騒音を抑制する試みが従来よりなされている。吸音壁は、グラスウールやロックウールをパネル状（板状）に成形したものなどで実現されている。
【０００３】
また近年、ＩＴＳ（Intelligent Transport Systems；高度道路交通システム）に代表される交通インフラの情報化に伴い、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection；ノンストップ自動料金収受）システムやＡＨＳ（Advanced cruise-assist Highway System；走行支援道路システム）、レーダ、双方向道路情報システムなどによるＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication；狭域通信）、ミリ波、マイクロ波などの電波の使用による無線通信技術を応用したシステムの導入が拡大している。これらのシステムでは、路面や上記吸音壁などで使用電波が反射することによる通信領域内での電波の乱反射が、システムの誤作動を引き起こす原因となっており問題とされている。この問題を解決すべく、当該システム近傍の路側、吸音壁、高架、料金所の天井などに、電波吸収特性を有する電波吸収体を、設置する試みが従来よりなされてきた。電波吸収体は、たとえば、ゴムやプラスチックなどのバインダーに導電性カーボンの粉末やフェライトの粉末などの電波損失材を混合し、これをシート状（板状）に成形したものなどにて実現されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、道路脇に吸音壁と電波吸収体を併設すると、道路近傍の設置空間を有効に利用できなかったり、吸音壁の音波吸収特性および電波吸収体の電波吸収特性を有効に活用できないといった問題があり、電波吸収特性と音波吸収特性とを同時に兼ね備える電波音波吸収体の開発が求められている。
【０００５】
また通常、通信によるアンテナの指向軸角度を大きくとると、通信領域が拡大する傾向にある。この場合、アンテナの配置などにもよるが、電波が５０°以上の高角度域から電波吸収体へ入射することも想定される。従来、ＥＴＣシステムなどでは、平板型の電波吸収体が一般的に使用されていたが、このような平板型では、その構造上、高角度から入射する電波を効率よく吸収することは困難であった。したがって、上記電波音波吸収体の開発においては、あらゆる角度からの入射電波を効率よく吸収できる性能を有することも望まれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、電波吸収特性と騒音低減性能とを同時に兼ね備え、さらには電波吸収特性があらゆる角度からの入射電波を効率よく吸収できる電波音波吸収体を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は以下のとおりである。
（１）平板状の台部と、台部の厚み方向一方側に形成される複数個の凸部とを備えた電波音波吸収体であって、
各凸部が、台部の厚み方向一方側に略規則的に配列された錐体台形であり、かつ、
台部および凸部が、連続気孔を有する多孔質無機粒子と、電波損失材と、珪酸アルカリ水溶液とを少なくとも含有する混合物に炭酸ガスを接触させ固化することによって形成されたものであることを特徴とする電波音波吸収体。
（２）各凸部が、行列状に配列された正四角錐台形である、上記（１）に記載の電波音波吸収体。
（３）各凸部が、最密状に配列されたものである、上記（１）に記載の電波音波吸収体。
（４）各凸部が、正四角錐台形である、上記（３）に記載の電波音波吸収体。
（５）各凸部が、ハニカム構造を有するように配列された正六角錐台形である、上記（３）に記載の電波音波吸収体。
（６）連続気孔を有する多孔質無機粒子が軽石である、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の電波音波吸収体。
（７）高度道路交通システムにおいて、電波吸収体と吸音壁との役割を兼ね備えた部材として用いられるものである、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の電波音波吸収体。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の電波音波吸収体は、平板状の台部と、台部の厚み方向一方側に形成される複数個の凸部とを備える。ここで、上記「電波音波吸収体」は、電波吸収特性と音波吸収特性とを同時に兼ね備える構造体をいう。なお本明細書中でいう「電波」とは、ＩＴＳに代表される交通インフラに使用される「ＧＨｚ」の周波帯域の電波を指し、特には５．８ＧＨｚ帯の周波数のものをいう。また本明細書中でいう「音波」とは、自動車から発生する音（騒音）、具体的には１００Ｈｚ〜４０００Ｈｚの周波数の音をいう。
【０００９】
本発明の電波音波吸収体において、該凸部は略規則的に配列された複数個の錐体および／または錐体台形で実現される。錐体の具体例としては、四角錐、三角錐、多角錐（五角錐、六角錐、八角錐など）、円錐などが挙げられる。錐体台形の具体例としては、上記錐体の具体例として挙げたものと同様の底面形状を有する錐体台形（四角錐台形、三角錐台形、多角錐台形（五角錐台形、六角錐台形、八角錐台形など）、円錐台形など）が挙げられる。
複数個の凸部は、これらの錐体、錐体台形のうち、同じ形状および同じ高さのものであっても、互いに異なる形状および同じ高さのものであっても、同じ形状および互いに異なる高さのものであっても、またいずれもが互いに異なる形状および異なる大きさのものであってもよい。凸部の配列の仕方としては、概ね規則性をもって配列されていれば特に制限はない。たとえば、後述するような行列状や最密状（ハニカム構造を含む）の配列が例示される。
【００１０】
凸部が錐体および／または錐体台形で実現されることによって、電波および音波、特には電波、の入射を意図する電波音波吸収体に表面に凹凸が形成され、様々な角度の面が存在することになり、広範囲の角度から入射される電波および音波、特には電波を吸収することができる。また、音波に対しても凹凸を設けることで表面積が平面の場合より大きくなるので、吸音効果の向上がある。これにより、表面がフラットな電波音波吸収体と比較して、様々な角度にて入射する電波および音波、特には電波、に対して略垂直に存在し得る面が多く形成され、電波音波吸収体によって好適に吸収し得る電波の入射角度の範囲が広く、より優れた電波吸収特性と音波吸収特性とを同時に兼ね備える電波音波吸収体を実現することができる。これにより、従来は効率的な吸収が困難であった５０°以上の高角度域から入射する電波も含めて、様々な入射角度の電波を効率的に吸収することができる。このような電波音波吸収体は、ＥＴＣシステムをはじめとしたＩＴＳなどにおける電波吸収体と吸音壁との役割を兼ね備えた電波音波吸収体として、非常に有用である。なお、上記電波の入射角度は、電波音波吸収体台部の厚み方向に対して入射電波の成す角度を指す。すなわち、仮に電波音波吸収体の表面が当該厚み方向に対し垂直な平面であると仮定した場合、電波は、上記入射角度が高角度であればあるほど当該平面に対し小さな角度を成して入射する。
【００１１】
また複数個の凸部のうち少なくとも一部が錐体台形で形成されることによって、錐体の場合に考えられる凸部の尖端の不所望な欠け落ちを確実に防止することができる。なお上記電波音波吸収体は通常、上述したシステムが実現された料金所などの屋根に設けられるが、錐体のみで実現される場合と比較して、電波音波吸収体が迫ってくるような圧迫感が軽減される利点がある。
【００１２】
各凸部の高さ（底面と、頂点または上面との間の直線距離）は、特に制限はないが、吸収すべき電波の波長と同程度の大きさ、あるいはそれ以上の大きさであることが好ましい。凸部の高さがこのように選ばれることで、広角度から入射する電波を良好に吸収する、という効果を有する電波音波吸収体を実現することができる。
【００１３】
本発明の電波音波吸収体の好ましい一態様としては、各凸部が行列状に配置された正四角錐および／または正四角錐台形である場合が挙げられる。ここで「行列状」とは、略合同な底面形状を有する複数個の凸部が、全体として方形状（矩形状、正方形状）となるように略等間隔で配置された状態をいう。このように実現された各凸部を有する電波音波吸収体は、容易に製造が可能である。
【００１４】
図１は、本発明の好ましい第一の例の電波音波吸収体１を簡略化して示す図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は上面図である。図１に示す電波音波吸収体１は、平板状の台部２と、該台部２の厚み方向一方側に行列状に配列された略合同な正四角錐（ピラミッド状）で実現される複数個の凸部３を備える。図１に示す態様において、正四角錐で形成される各凸部３の大きさは、対象とする電波の波長によって異なるが、たとえば５．８ＧＨｚ帯の電波の場合、波長は約５０ｍｍであるので、底面が一辺５０ｍｍ〜１０００ｍｍの正方形であるのが好ましく、一辺１００ｍｍ〜３００ｍｍの正方形であるのがより好ましい。一辺が５０ｍｍ未満であると、電波吸収特性が好ましくない傾向にあるためであり、また一辺が１０００ｍｍを超えると、電波吸収を充分に行うことができるための充分な布設空間が必要となり、現実的ではない傾向にあるためである。
【００１５】
また各正四角錐の高さ（台部２の表面から凸部３の頂点までの距離）は、吸収すべき電波の波長程度であるのが好ましく、したがって吸収しようとする電波に応じて適宜選ばれるが、たとえば５．８ＧＨｚ帯の電波の吸収が要求されるＤＳＲＣシステムにおいては、５０ｍｍ〜５００ｍｍであるのが好ましく、１００ｍｍ〜２００ｍｍであるのがより好ましい。該正四角錐の高さが目的とする電波の波長未満であると、電波音波吸収特性が良好でなくなる傾向にあるため好ましくない。また該正四角錐の高さが５００ｍｍを超えると、凸部自体の重さや不所望な外力の作用によって壊れ易くなる傾向にあるため好ましくない。
【００１６】
たとえば、５．８ＧＨｚ帯の電波（波長：５１．７ｍｍ）、ならびに４００Ｈｚ、１０００Ｈｚの音波の吸収を意図する場合、正四角錐体である各凸部の高さおよびピッチを、それぞれ５０ｍｍ以上にすることで、両者を効率よく吸収できる電波音波吸収体を実現できる。
【００１７】
また台部２の厚みは、吸収すべき音波の周波数に合わせて適宜選択すればよく、特に制限はないが、３０ｍｍ〜３００ｍｍであるのが好ましく、５０ｍｍ〜１００ｍｍであるのがより好ましい。該台部２の厚みが３０ｍｍ未満であると、電波吸収性能が良好でなくなる傾向にあるため好ましくなく、また該台部２の厚みが３００ｍｍを超えると、電波音波吸収体の重量が大きくなり、布設が容易でなくなる傾向にあるため好ましくない。
【００１８】
また図２は、本発明の好ましい第二の例の電波音波吸収体６を簡略化して示す図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は上面図である。図２に示す電波音波吸収体６は、平板状の台部７と、該台部７の厚み方向一方側に行列状に配列された略合同な正四角錐台形で実現される複数個の凸部８を備える。図２に示す電波音波吸収体６は、各凸部８が四角錐台形で実現されることを除いては、図１に示した電波音波吸収体と同様であればよい。このように実現された各凸部を有する電波音波吸収体は、上記図１の電波音波吸収体１が有する効果に加え、上述した錐体台形であることに起因する利点をさらに兼ね備える。
【００１９】
なお本発明には、各凸部が正四角錐、正四角錐台形で実現される場合だけでなく、上述した円錐、円錐台形、三角錐、三角錐台形、多角錐、多角錐台形から選ばれるいずれかが行列状に配列されて実現されても勿論よい。
【００２０】
また本発明の電波音波吸収体の好ましい他の態様として、各凸部が最密状に配列された場合が挙げられる。ここで「最密状」とは、略合同または略相似な底面形状を有する凸部が、上記行列状以外の形態にて、互いに隣接するように二次元的に充填されて配置された状態をいう。各凸部は、互いに略合同または略相似な底面形状を有するならば、上述した四角錐、三角錐、円錐、多角錐、ならびにこれらの錐体台形のいずれで実現されてもよい。このように最密状に配列された各凸部を有する電波音波吸収体は、上記行列状に配列された凸部の場合と比較して、各凸部間に形成される隙間が直線状に連続して形成されず、電波がこの隙間をすり抜けてしまうようなことが抑制される。このため、電波音波吸収体へと向かう電波および音波をより漏れなく吸収することができる。
【００２１】
図３は、本発明の好ましい第三の例の電波音波吸収体１１を簡略化して示す図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は上面図である。図３に示す電波音波吸収体１１は、たとえば平板状の台部１２と、該台部１２の厚み方向一方側に最密状に配列された略合同な正四角錐台形で実現される複数個の凸部１３を備える。電波音波吸収体１１は、各凸部１３が最密状に配列されてなることを除いては、図１に示した電波音波吸収体と同様である。図３に示す例では、略合同な正四角錐台形である各凸部が、列ごとに底辺の半分の長さだけずれた形で二次元的に充填されるようにして、最密状に配列されてなる。
このように実現された各凸部１３を有する電波音波吸収体１１は、上記図１の電波音波吸収体１が有する効果に加え、各凸部１３間に連続的な直線状の隙間（図１に示す二点鎖線で囲まれた斜線を施してなる領域Ｒ）が形成されず、電波がこの隙間をすり抜けてしまうようなことが抑制されるという利点も有する。
【００２２】
図４は、本発明の好ましい第四の例の電波音波吸収体１６を簡略化して示す図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は上面図である。図４に示す電波音波吸収体１６は、たとえば平板状の台部１７と、該台部１７の厚み方向一方側に最密状に配列された略合同な真円錐台形で実現される複数個の凸部１８を備える。図４に示す電波音波吸収体１６は、各凸部１８が真円錐台形であり、かつ最密状に配列されてなることを除いては、図１に示した電波音波吸収体と同様であればよい。図４に示す場合の電波音波吸収体１６における各凸部１８の大きさも、上記図１の正四角錐における底面の正方形と同程度の底面積を有する真円を有するように実現されればよい。このような例の電波音波吸収体においては、製造が容易であることに加え、凸部が錐体台形であることによる上述の効果、ならびに凸部が最密状に配列されてなることによる上述の効果を兼ね備えるものである。
【００２３】
図５は、本発明の好ましい第五の例の電波音波吸収体２１を簡略化して示す図であり、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は上面図である。本発明における凸部の最密状の配列は、互いに略相似な底面形状を有する複数種（図５の例においては、二種）の錐体および／または錐体台形が、二次元的に充填されるように実現されてもよい。図５に示す電波音波吸収体２１は、たとえば平板状の台部２２と、該台部２２の厚み方向一方側に最密状に配列されてなる正四角錐台形である各凸部を備える。
図５に示す場合の凸部は、たとえば、互いに略相似な底面形状を有する二種類の四角錐台形（以下、大きな側の凸部を「第一の凸部２３」、小さな側の凸部を「第二の凸部２４」という。）に分けられる。図５において、第二の凸部２４は第一の凸部２３の各底辺の約半分の大きさの各底辺を有するように形成される。凸部をこのように実現する場合、これらを最密状に配列させるためには、互いに略相似な底面形状を有する第一の凸部２３と第二の凸部２４とが、第二の凸部２４の四方にそれぞれ１個ずつの第一の凸部２３が、第二の凸部２４を中心として、時計回りまたは反時計回り（図５の例においては時計回り）ににずれるように配置すればよい。このように配列された凸部を有する電波音波吸収体では、図３に示した最密状配列の場合よりも、各凸部間に連続的な直線状の隙間がさらに形成されにくく、より高い電波のすり抜け防止の効果を得ることができる。
【００２４】
図５に、第一の凸部２３と第二の凸部２４とは、ほぼ同じ高さ（図１に示した場合の凸部３と同程度の高さ）を有するように形成された場合を示したが、上記高さに特に制限はなく、第一の凸部２３と第二の凸部２４とで高さが互いに異なっていてもよいし、各凸部が高さの異なるものであってもよい。
【００２５】
本発明においては、各凸部が、ハニカム構造を有するように配列された正六角錐および／または正六角錐台形で実現されると、特に好ましい。上記「ハニカム構造」とは、上面からみて、複数個の略合同の正六角形が蜂の巣状に配列された状態をいい、上述した最密状に包含される。
【００２６】
図６は、本発明の好ましい第六の例の電波音波吸収体２６を簡略化して示す図であり、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は上面図である。図６に示す電波音波吸収体２６は、たとえば平板状の台部２７と、該台部２７の厚み方向一方側にハニカム構造を有するように配列された略合同な正六角錐で実現される複数個の凸部２８を備える。図６に示す場合の電波音波吸収体２６における各凸部２８の大きさも、上記図１の正四角錐における底面の正方形と同程度の底面積を有する正六角形を有し、かつ上記正四角錐と同程度の高さを有するように実現されればよい。また各凸部２８間のピッチは、３０ｍｍ〜３００ｍｍ程度であるのが好ましい。台部２７は、上述の図１に示した台部２と同程度の大きさであればよい。
このようなハニカム構造を有するように配列された凸部を有する電波音波吸収体では、図３に示した最密状配列の場合よりも、各凸部間に連続的な直線状の隙間がさらに形成されにくく、より高い電波のすり抜け防止の効果を得ることができる。
また図７に簡略化して示すように、各凸部が正六角錐台形であって、ハニカム構造を有するように配列された電波音波吸収体３１においては、図６の構成の上記効果に加えて、凸部が錐体台形であることによる凸部の尖端の不所望な欠け落ちおよび圧迫感の軽減の効果を得ることができる。
【００２７】
なお本発明の電波音波吸収体において、設置場所や用途、製造のスケールなどに応じて適当な幅および長さとなるように設計すればよく、端部で凸部の配列の略規則性が失われてもよい。図３〜図７に示したような凸部が最密状に配列された場合などは、特に、端部において凸部が一部完全な形状、大きさとならない（たとえば、二等分体などとなる）が、このようなものも本発明に包含される。
【００２８】
本発明の電波音波吸収体は、電波吸収特性および音波吸収特性を同時に兼ね備えるものであれば、有機系、無機系などいずれの材料で形成されたものであってよいが、特に優れた電波吸収特性および音波吸収特性を付与し得る観点から、後述するような、連続気孔を有する多孔質無機材料と、電波損失材と、珪酸アルカリ水溶液とを少なくとも含有する混合物に炭酸ガスを接触し、固化してなるものであることが好ましい。ここで、上記「優れた電波吸収特性」は、たとえば、５．８ＧＨｚ帯の電波を２０ｄＢ以上減衰できる性質をいう。また「優れた音波吸収特性」は、たとえば、ＪＩＳ  Ａ  １４０９に規定された残響室法にて測定された４００Ｈｚの吸音率が０．７以上、１０００Ｈｚの吸音率が０．８以上であることをいう。
【００２９】
上述のように、本発明の電波音波吸収体は、連続気孔を有する多孔質無機材料と、電波損失材と、珪酸アルカリ水溶液とを少なくとも含有する混合物に炭酸ガスを接触し、固化してなるものであることが好ましい。以下、これらの本発明の電波音波吸収体を形成するのに好適な各材料、およびこれらを用いた場合の電波音波吸収体の製造方法について詳述する。
【００３０】
〔１〕連続気孔を有する多孔質無機粒子
本発明に使用される「連続気孔を有する多孔質無機粒子」は、図８、図９に示す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による断面写真に示すように、互いに連なった複数個の気孔を有する内部構造を有する多孔質の無機粒子を指す。なお図８（ａ）は、連続気孔を有する多孔質無機粒子の一つである軽石の第一のサンプルのＳＥＭ断面写真であり、図８（ｂ）は図８（ａ）を１０倍拡大したＳＥＭ断面写真である。また図９（ａ）は、連続気孔を有する多孔質無機粒子の一つである軽石の第二のサンプルのＳＥＭ断面写真であり、図９（ｂ）は図９（ａ）を４倍拡大したＳＥＭ断面写真である。電波音波吸収体に、連続気孔を有する多孔質無機粒子が含有されているか否かは、たとえば、連続気孔を有する多孔質無機粒子を樹脂に埋め込んで、樹脂ごと研磨して、前記多孔質無機粒子の断面を作成し、その断面を、走査型電子顕微鏡で拡大観察することで確認できる。
本発明において使用できる連続気孔を有する多孔質無機粒子としては、具体的には、軽石、バーミキュライト、パーライトが挙げられる。
【００３１】
軽石は、火山噴出物の一種であって、火山から噴き出した溶岩が急速に冷えてできた岩石をいう。軽石は、火山噴出により空中に飛ばされた際、圧力の急激な減少によって溶岩中のガスが逸出することで、上記のような連続気孔を有する内部構造が形成される。本発明で使用する軽石は、天然のものであっても、また従来公知のように天然鉱物の焼成によって人工的に得たものであってもよい。形成された電波音波吸収体に軽石が含まれていることは、たとえば走査型顕微鏡による観察やＸ線回折の解析により確認することができる。
【００３２】
バーミキュライトは、マグネシア（ＭｇＯ）の多い輝岩が、熱水の影響でアルカリ分逸脱して水分が加わり、雲母の性質を帯びた鉱物である蛭石を、約８００℃〜１０００℃で焼成させたものをいう。上記焼成により、蛭石は、雲母の層が、アコーディオン状に剥離膨張し（連続気孔を形成し）、容積を増加させる。またバーミキュライトは、化学成分としてシリカ（ＳｉＯ2）やアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、マグネシア（ＭｇＯ）を含有する。本発明においてバーミキュライトは、天然のものであっても、また従来公知のように天然鉱物の焼成によって人工的に得たものであってもよい。形成された電波音波吸収体にバーミキュライトが含まれていることは、たとえば走査型顕微鏡による断面観察やＸ線回折の解析により確認することができる。
【００３３】
パーライトは、真珠岩という鉱物を８００℃〜１０００℃で膨張させたものであって、ＳｉＯ2を主成分とし、ＳｉＯ2の他にＡｌ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣａＯ、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏなどを含有する。本発明においてパーライトは、天然のものであっても、また従来公知のように天然鉱物の焼成によって人工的に得たものであってもよい。形成された電波音波吸収体にパーライトが含まれていることは、たとえば走査型顕微鏡による断面観察やＸ線回折の解析により確認することができる。
【００３４】
本発明において用いる連続気孔を有する多孔質無機粒子は、上記軽石、バーミキュライト、パーライトを単独で用いてもよいし、これらの混合物（２種の混合物、３種の混合物）であってよい。
【００３５】
本発明に使用される連続多孔を有する多孔質無機粒子は、良好な音波吸収特性を付与し得る最適な空隙率が得られる観点から、その粒径が５ｍｍ以下であるのが好ましく、３ｍｍ以下であるのがより好ましい。用いる前記多孔質無機粒子の粒径が５ｍｍを超えると、得られた電波音波吸収体の音波吸収特性が低下する傾向にあるため好ましくない。なお５ｍｍ以下の粒径の前記多孔質無機粒子は、５ｍｍ角メッシュを通過させることで得ることができる。
また低周波数域（３００Ｈｚ〜５００Ｈｚ）および高周波数域（９００Ｈｚ〜１１００Ｈｚ）の音の吸収の観点から、上記粒径は、１ｍｍ〜２ｍｍであるのが好ましい。１ｍｍ〜２ｍｍの粒径の規定は、２ｍｍ角メッシュを通過し、１ｍｍ角メッシュを通過しない多孔質無機粒子を指す。
【００３６】
〔２〕珪酸アルカリ水溶液
本発明に使用される「珪酸アルカリ水溶液」は、上記多孔質無機粒子間を結合する結合材（バインダー）として機能する。本発明において好適に使用される珪酸アルカリとしては、珪酸カリウム、珪酸ソーダ、珪酸リチウムが例示される。また本発明における混合物に使用する珪酸アルカリ水溶液としては、珪酸カリウム、珪酸ソーダおよび珪酸リチウムのうちの２種以上を含むものであってもよい。
【００３７】
上記混合物における珪酸アルカリ水溶液の含有率は、形成しようとする電波音波吸収体の吸収対象とする電波の波長や要求される電波吸収特性に併せて適宜設定すればよく特に制限はないが、上記多孔質無機粒子１００重量部に対して２０重量部〜２００重量部配合されるのが好ましく、１００重量部〜１５０重量部配合されるのがより好ましい。上記珪酸アルカリ水溶液の含有率が多孔質無機粒子１００重量部に対して２０重量部未満であると、得られた電波音波吸収体の強度が充分に付与されずに脆くなってしまう傾向にあるため好ましくない。また珪酸アルカリ水溶液の含有率が上記多孔質無機粒子１００重量部に対して２００重量部を超えると、上記混合物の粘度が大きくなりすぎて常温での成形性が悪くなったり、あるいは炭酸ガスの注入後、電波音波吸収体に充分な強度を付与できなくなる傾向にあるため好ましくない。
【００３８】
上記混合物中における珪酸アルカリ水溶液は、アルカリ珪酸塩の濃度（２種以上の珪酸アルカリを含有する場合には、それらの総濃度）が３０重量％〜５０重量％であるのが好ましく、３５重量％〜４５重量％であるのがより好ましい。上記アルカリ珪酸塩の濃度が３０重量％未満であると、電波音波吸収体が脆くなる傾向にあるため好ましくない。また上記アルカリ珪酸塩の濃度が５０重量％を超えると、電波音波吸収体が重くなってしまい布設が困難となる傾向にあるため好ましくない。
【００３９】
珪酸アルカリが珪酸カリウムの場合の珪酸アルカリ水溶液としては、たとえばＳｉＯ2濃度が２５．５重量％〜２７．５重量％、Ｋ2Ｏ濃度が１２．５重量％〜１４．５重量％の水溶液やＳｉＯ2濃度が２７重量％〜２９重量％、Ｋ2Ｏ濃度が２１重量％〜２３重量％の水溶液などが例示される。
【００４０】
また珪酸アルカリが珪酸ソーダの場合の珪酸アルカリ水溶液としては、たとえば濃度が２８重量％〜４８重量％、特には３６重量％〜３８重量％のアルカリケイ酸塩の濃厚水溶液が例示され、とりわけ、市販されているＮＯ．１号〜ＮＯ．４号の水ガラスが好ましく用いられる。水ガラスの主成分は一般式Ｎａ2Ｏ・ｎＳｉＯ2（ｎ＝２〜４）で表される。なお、一般にＮＯ．１号の水ガラスは比重が３８ボーメ〜５９ボーメ、組成がＳｉＯ2分２１重量％〜３８重量％、Ｎａ2Ｏ分１０重量％〜１８重量％である。ＮＯ．２号の水ガラスは比重が４２ボーメ〜４９ボーメ、組成がＳｉＯ2分２６．５重量％〜３２重量％、Ｎａ2Ｏ分１０．５重量％〜１２．７重量％である。ＮＯ．３号の水ガラスは比重が４０ボーメ以上、組成がＳｉＯ2分２８重量％〜３０重量％、Ｎａ2Ｏ分９重量％〜１０重量％である。ＮＯ．４号の水ガラスは比重が３０ボーメ以上、組成がＳｉＯ2分２３重量％〜２５重量％、Ｎａ2Ｏ分６重量％〜７重量％である。
【００４１】
また珪酸アルカリが珪酸リチウムの場合の珪酸アルカリ水溶液としては、たとえばＳｉＯ2濃度が１５重量％〜２５重量％、Ｌｉ2Ｏ濃度が１重量％〜１．５重量％の水溶液やＳｉＯ2濃度が１５重量％〜２５重量％、Ｌｉ2Ｏ濃度が２重量％〜３．５重量％の水溶液などが例示される。
【００４２】
〔３〕電波損失材
本発明に使用される「電波損失材」としては、粒状でありかつ誘電損失、導電損失、磁性損失など吸収すべき電波に損失を与え減衰させ得る作用を有するものであれば特には限定されない。このような電波損失材としては、導電性カーボン、磁性体粉（例えば、フェライト）、金属粉（例えば、鉄粉）など、従来公知の種々のものが挙げられる。電波損失材は、上記のものを単独で用いてもよく、またこれらを適宜組み合わせて用いてもよい。中でも、適度な導電率（抵抗率）を有するとともに、導電率を幅広く選択することが可能な導電損失を与えるという観点から、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック、黒鉛、膨脹黒鉛などの導電性カーボンを使用するのが好ましい。
【００４３】
上記混合物における電波損失材の含有率は、得られた電波音波吸収体の吸収対象とする電波の波長や要求される電波吸収特性に併せて適宜設定すればよいが、上記多孔質無機粒子１００重量部に対して０．５重量部〜７００重量部配合されるのが好ましい。上記混合物における電波損失材の含有率が多孔質無機粒子１００重量部に対して０．５重量部未満であると、電波音波吸収体として充分な誘電損失が得られず、電波吸収特性が低下する傾向にあるため好ましくない。また上記混合物中における電波損失材の含有率が多孔質無機粒子１００重量部に対して７００重量部を超えると、電波音波吸収体の強度が低下し、その結果、電波音波吸収体が割れ易くなる傾向にあるため好ましくない。
【００４４】
電波損失材の好ましい配合量は、その種類によって上記範囲内で異なり、例えば電波損失材が導電性カーボンである場合、前記多孔質無機粒子１００重量部に対して０．５重量部〜２０重量部配合されるのが好ましく、１重量部〜５重量部配合されるのがより好ましい。導電性カーボンが前記多孔質無機粒子１００重量部に対して０．５重量部未満であると、得られた電波音波吸収体において良好な電波吸収特性を得ることができなくなる傾向になるためであり、また導電性カーボンが前記多孔質無機粒子１００重量部に対して２０重量部を超えると、得られた電波音波吸収体が脆くなってしまう傾向にあるためである。
また例えば、電波損失材がフェライトの場合、前記多孔質無機粒子１００重量部に対して２０重量部〜７００重量部配合されるのが好ましく、５０重量部〜２００重量部配合されるのがより好ましい。
【００４５】
本発明において使用される電波損失材の大きさ（粒径）は、吸収すべき電波の周波数帯にもよるが、電波損失材が導電性カーボンの場合、その粒径が２０ｎｍ〜４０ｎｍであるのが好ましく、２５ｎｍ〜３５ｎｍであるのがより好ましい。電波損失材の粒径が２０ｎｍ未満であると、電波損失材を電波音波吸収体中に均一に分散させるのが困難な傾向にあるため好ましくない。また電波損失材の粒径が４０ｎｍを超えると、良好な電波吸収特性を得ることが困難となる傾向にあるため好ましくない。
なお、電波音波吸収体中における導電性カーボンの粒径は、たとえば、走査型電子顕微鏡を使って、高倍率で粉末そのものの写真を撮影し、写真に撮られた粉末の形状の面積と同等の円を想定して、その円の直径を粒径とする、顕微鏡法によって測定できる。走査型電子顕微鏡としては、具体的には、ＪＳＭ−５６１０ＬＶ（日本電子（株）社製）が好適に使用でき、たとえば、倍率が１０００００倍である。なお本発明で使用される導電性カーボンは、たとえば測定粒子数が１００（ｎ＝１００）で測定された平均粒径が、３０ｎｍ前後であるのが好ましい。
【００４６】
〔４〕その他の添加物
（１）アルミナセメント
本発明の電波音波吸収体を形成する上記混合物は、強度を向上させる点で、前記多孔質無機粒子１００重量部に対して１０重量部〜８０重量部のアルミナセメントをさらに含有するものであることが好ましい。アルミナセメントは、溶融セメント、バン土セメントなどとも呼ばれる、アルミン酸カルシウムを主鉱物とするセメントを指す。本発明で用いられるアルミナセメントとしては、Ａｌ2Ｏ3とＣａＯとを主成分とし、これにＳｉＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＭｇＯなどを添加したものが挙げられる。アルミナセメントを含有することで、強度がより向上され割れにくい電波音波吸収体を実現することができる。
【００４７】
アルミナセメントの含有率が前記多孔質無機粒子１００重量部に対して１０重量部未満であると、電波音波吸収体に充分な強度が得られなくなる傾向にあるため好ましくない。またアルミナセメントの含有率が前記多孔質無機粒子１００重量部に対して８０重量部を超えると、得られる電波音波吸収体に対する顕著な強度の向上がない。
【００４８】
（２）補強材
また上記混合物は、さらに補強材が混合されてなるものであることが好ましい。上記補強材としては、具体的には、カーボンファイバ、ガラスファイバ、スチールファイバ、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール樹脂）繊維など繊維形状物が例示される。本発明の製造方法において、補強材としてはこれらのうちから選ばれる少なくとも１種を使用すればよいが、上記混合物中との濡れ性が良好であるという点から、ガラスファイバを使用するのが特に好ましい。上記補強材の繊維形状としては線径１０μｍ〜７００μｍであり、かつ長さが５ｍｍ〜２０ｍｍの比較的短尺のものを用いるのが、得られる電波音波吸収体の強度の点から、好ましい。
【００４９】
上記補強材は、前記多孔質無機粒子１００重量部に対し、１重量部〜２０重量部混合するのが好ましく、５重量部〜１０重量部混合するのがより好ましい。補強材が前記多孔質無機粒子１００重量部に対し１重量部未満であると、得られた電波音波吸収体に十分な強度を付与できない傾向にあるため好ましくない。また補強材が前記多孔質無機粒子１００重量部に対し２０重量部を超えて混合しても、顕著な強度向上を得ることができないため好ましくない。
【００５０】
上記補強材をさらに混合することで、得られた電波音波吸収体において、強度が向上され、割れなどが生じにくくなって電波音波吸収体が不所望に破損してしまうことによる飛散を防止するとともに、仮に飛散が生じたとしても、ガラス繊維が含有されない場合と比較して小さな塊が飛散するため、安全性が向上される。
【００５１】
上述したような材料を使用した場合、本発明の電波音波吸収体は、たとえば、以下の(i)〜(iii)の工程を含有する製造方法によって製造できる。
まず(i)の工程において、上記の多孔質無機材料、珪酸アルカリ水溶液、電波損失材を各々上述した割合で混合させる。この際、必要に応じ、後述するような他の添加物（アルミナセメント、補強材など）を、適宜混合する。混合する手順としては、特に制限はないが、電波損失材を出来るだけ均一にバインダー中に分散させた方がミリ波等の極めて短波長の電波に対する吸収性能を図ることができる点から、まず電波損失材を珪酸アルカリ水溶液中に混入させた状態で、上記多孔質無機粒子を添加すると、電波損失材を極めて均一にバインダー中に分散できる、という利点がある。
この(i)の工程の混合は、たとえばプロペラ式攪拌機を用いて、常温で行えばよい。
【００５２】
続く(ii)の工程では、まず、たとえば一方向にのみ開口し、底部に、製造する電波音波吸収体に形成したい表面形状に応じた凹部３８が形成された型枠３７内に混合物３６を注入し（図１０（ａ））、プレス板３９によりプレス成形を行う（図１０（ｂ））。図１０には、たとえば上述の図１に示した凸部が正四角錐で形成される場合を示す。上記プレス成形は、当分野において通常行われているプレス条件、すなわち０℃〜５０℃の温度条件かつ０．１ＭＰａ〜０．５ＭＰａの圧力条件で行えばよい。
【００５３】
(iii)の工程では、プレス成形後の混合物を、炭酸ガスに接触させる。
好ましい態様としては、図１０（ｃ）に簡略化して示すように、外径が１ｍｍ〜３ｍｍ程度の棒材を混合物内部の中心まで達するように刺し込み、これによってできた孔に細管４０（炭酸ガス注入ノズル）を挿入し、該細管４０から混合物３６の内部に炭酸ガスを供給する態様が挙げられる。なお細管４０の管壁に多数の孔を設けておけば、炭酸ガスが更に均一に混合物３６と接触するのでより好ましい態様となる。また、棒材の代わりに細管を直接混合物に刺し込んで炭酸ガスを供給するようにしても良い。炭酸ガスの供給圧力は２ｋｇ／ｃｍ２〜５ｋｇ／ｃｍ２程度とするのが好ましい。
上記混合物と炭酸ガスとの接触は、混合物が十分に固化するように行えば良いが、混合物全体が均一に固化するように行うのが好ましい。
なお混合物の表面が炭酸ガスとの接触の前に空気に触れると、空気中の炭酸ガスによって表面が固化し、棒材や細管による刺し込みが行えなくなる場合がある。そのため、混合物の表面には、樹脂または金属のフィルムを貼付するか、塗膜を設けるなどしておき、これらの上から棒材や細管を刺し込むようにするのが好ましい。なお棒材や細管の刺し込みによって生じた孔は、そのままでも問題はないが、固化後、火山噴出物の発泡粒子と結合材（ＣＭＣなどの有機バインダーや水ガラスなどの無機バインダー）との混合物を充填して埋めるのが、強度を維持する上で好ましい。
【００５４】
上述したような(i)〜(iii)の工程を含有する製造方法においては、上述のように前記多孔質無機粒子、電波損失材ならびに珪酸アルカリ水溶液を少なくとも含有する混合物に、炭酸ガスを接触させ、当該混合物を固化する。炭酸ガスが接触すると、珪酸ゲルと炭酸アルカリが生成（例えば、珪酸アルカリ水溶液が珪酸ソーダ水溶液である場合には、珪酸ゲルと炭酸ソーダが生成）され、上記混合物が固化される。このようにして得られた電波音波吸収体は、優れた電波吸収能と音波吸収能とを同時に兼ね備える。
このような製造方法で得られた電波音波吸収体が、何故優れた電波吸収特性および音波吸収特性を兼ね備えるのか、その詳細は不明であるが、配合される電波損失材に起因して電波吸収特性が付与され、さらに連続気孔が形成された内部構造を有する多孔質無機粒子を有することによって吸音特性が付与されるものと考えられる。
【００５５】
このように本発明においては、従来別体であった電波吸収体と音波吸収体（吸音壁）とを、電波音波吸収体として一体のものとして実現できる。これによって、設置空間の限られた場所でも布設が可能であるというような効果がある。
【００５６】
また本発明の電波音波吸収体は、上記の構成材料を用いて形成されてなることによって、火災が起きたときにも煙が発生しにくいという利点もある。
【００５７】
また本発明の電波音波吸収体は、少なくとも凸部が露出するように、筐体にてその背後側から覆われて実現されるのが好ましい。本明細書においては、この電波音波吸収体と筐体とを備える構成体を、「電波音波吸収構造物」と呼ぶことにする。筐体は、上記のように電波音波吸収体を、少なくとも凸部が露出するように覆い得るならば、その形状および大きさに特に制限はない。たとえば、筐体が一方側で開口した直方状の箱状物で実現され、電波音波吸収体をその背面側から覆い、各凸部のみが外部に露出するようにして電波音波吸収構造物を形成すればよい。
このような筐体を備える電波音波吸収構造物は、上述した電波音波吸収体単独の場合と比較して、さらに構造全体としての強度が向上されるので、運搬時や布設時の破損が抑制できる。また、筐体自体が遮音効果を有するので、吸音特性が向上するというような利点を有する。
【００５８】
筐体を形成する材料としては、特に制限はなく、たとえば鉄、鉄合金など一般構造物に使用されているものであればよく、表面を防食処理したものを使用すればなおよい。防食処理としては、めっき、コーティング、ペンキなどの塗布などが挙げられる。
【００５９】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、これらは単なる例示であって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
実施例１
２ｍｍ角のメッシュを通過し、１ｍｍ角のメッシュを通過しなかった軽石（粒径：１ｍｍ〜２ｍｍ）１００重量部に、電波損失材として平均粒径３０ｎｍ（顕微鏡法にて測定）のファーネスブラック（導電性カーボン）を５重量部、珪酸アルカリ水溶液（Ｎｏ．１号の水ガラス）を１００重量部、アルミナセメントを３０重量部、およびガラスファイバ（線径：６６０μｍ、長さ：１２ｍｍ）を５重量部を混合し、プロペラ式攪拌機中で攪拌し、混合物を調製した。
調製した混合物を、型枠（幅：５００ｍｍ、長さ：５００ｍｍ、底面に２５個の正四角錐に対応する形状の凹部が行列状（５個×５個）に配列されてなる）に注入し、３０℃、１．４ＭＰａの条件でプレス成形を施した。続いてプレス成形後の混合物を、空気と接触しないように樹脂シートで覆い、この樹脂シートの上から炭酸ガスを注入する細管を差込み、細管より炭酸ガスを６０秒間供給（ガス供給圧力：２ｋｇ／ｃｍ2〜５ｋｇ／ｃｍ2）して、前記混合物を固化させた。固化後、樹脂シートを剥がして、幅が５００ｍｍ、長さが５００ｍｍ、厚みが７０ｍｍの台部２を有し、該台部２の厚み方向一方側に、底辺が１００ｍｍ×１００ｍｍ、高さが１００ｍｍの正四角錐が５個×５個の計２５個、互いに隣接するように行列状に配置されてなる、図１に示したような電波音波吸収体１を得た。
【００６０】
実施例２
対応する型枠を用いた以外は実施例１と同様にして、幅が５００ｍｍ、長さが５００ｍｍ、厚みが７０ｍｍの台部７を有し、該台部７の厚み方向一方側に、底辺が１００ｍｍ×１００ｍｍ、高さが７０ｍｍの正四角錐台形が５個×５個の計２５個、互いに隣接するように行列状に配置されてなる、図２に示したような電波音波吸収体６を得た。
【００６１】
実施例３
対応する型枠を用いた以外は実施例１と同様にして、幅が５００ｍｍ、長さが５００ｍｍ、厚みが７０ｍｍの台部１２を有し、該台部１２の厚み方向一方側に、底辺が１００ｍｍ×１００ｍｍ、高さが７０ｍｍの正四角錐台形が５個×５個の計２５個、底辺の長さの半分ずつずれて最密状に配置されてなる、図３に示したような電波音波吸収体１１を得た。
【００６２】
実施例４
対応する型枠を用いた以外は実施例１と同様にして、幅が５００ｍｍ、長さが５００ｍｍ、厚みが７０ｍｍの台部２７を有し、該台部２７の厚み方向一方側に、底面積が６５００ｍｍ2、高さが１００ｍｍの正六角錐が（端部においては、二等分体となったものを含む。）ハニカム構造を有するように配列されてなる、図６に示したような電波音波吸収体２６を得た。
【００６３】
実施例５
対応する型枠を用いた以外は実施例１と同様にして、幅が５００ｍｍ、長さが５００ｍｍ、厚みが７０ｍｍの台部を有し、該台部の厚み方向一方側に、底面積が６５００ｍｍ2、高さが７０ｍｍの正六角錐台形が（端部においては、二等分体となったものを含む。）ハニカム構造を有するように配列されてなる、図７に示したような電波音波吸収体３１を得た。
【００６４】
比較例１
対応する型枠を用いた以外は実施例１と同様にして、幅が５００ｍｍ、長さが５００ｍｍ、厚みが２２ｍｍの台部のみからなる、電波音波吸収体を得た。
【００６５】
（電波吸収特性）
得られた電波音波吸収体のサンプルを、アーチ法（反射電力法）によって、入射角（入射電波が電波音波吸収体台部の厚み方向に対し成す角度）６５°で、周波数５．８ＧＨｚの電波吸収量を測定した。減衰量が２０ｄＢ以上であったものを○、２０ｄＢ未満であったものを×と評価した。
結果を表１に示す。
【００６６】
（音波吸収特性）
得られた電波音波吸収体のサンプルを、ＪＩＳ  Ａ  １４０９に基づく残響室法にて４００Ｈｚ、１０００Ｈｚにおける吸音率を測定した。４００Ｈｚにおける吸音率が０．７以上であり、かつ１０００Ｈｚにおける吸音率が０．８以上であったものを○、それ以外のものを×と評価した。
結果を表１に示す。
【００６７】
【表１】
0003708885.tif 000002
【００６８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、電波吸収特性と騒音低減性能とを同時に兼ね備え、さらには電波吸収特性があらゆる角度からの入射電波を効率よく吸収できる電波音波吸収体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい第一の例の電波音波吸収体１を簡略化して示す図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は上面図である。
【図２】本発明の好ましい第二の例の電波音波吸収体６を簡略化して示す図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は上面図である。
【図３】本発明の好ましい第三の例の電波音波吸収体１１を簡略化して示す図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は上面図である。
【図４】本発明の好ましい第四の例の電波音波吸収体１６を簡略化して示す図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は上面図である。
【図５】本発明の好ましい第五の例の電波音波吸収体２１を簡略化して示す図であり、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は上面図である。
【図６】本発明の好ましい第六の例の電波音波吸収体２６を簡略化して示す図であり、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は上面図である。
【図７】本発明の好ましい第七の例の電波音波吸収体３１を簡略化して示す図であり、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は上面図である。
【図８】図８（ａ）は、連続気孔を有する多孔質無機粒子の一つである軽石の第一のサンプルのＳＥＭ断面写真であり、図８（ｂ）は図８（ａ）を１０倍拡大したＳＥＭ断面写真である。
【図９】図９（ａ）は、連続気孔を有する多孔質無機粒子の一つである軽石の第二のサンプルのＳＥＭ断面写真であり、図９（ｂ）は図９（ａ）を４倍拡大したＳＥＭ断面写真である。
【図１０】本発明の電波音波吸収体の製造方法の好ましい一例を、段階的に簡略化して示す図である。
【符号の説明】
１        電波音波吸収体
２        台部
３        凸部
【図１】
0003708885.tif 000003
【図２】
0003708885.tif 000004
【図３】
0003708885.tif 000005
【図４】
0003708885.tif 000006
【図５】
0003708885.tif 000007
【図６】
0003708885.tif 000008
【図７】
0003708885.tif 000009
【図８】
0003708885.tif 000010
【図９】
0003708885.tif 000011
【図１０】
0003708885.tif 000012