(57)【要約】  ミリ波帯域以上の高い周波数の電波を良好に吸収することができ、かつ、取り扱いの容易な電波吸収シートを実現する。粒子状の電波吸収材料１ａと樹脂製バインダー１ｂとを含む可撓性を有する電波吸収層１を備えた電波吸収シートであって、前記電波吸収材料がミリ波帯域以上の周波帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄である。
2017221992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子状の電波吸収材料と樹脂製バインダーとを含む可撓性を有する電波吸収層を備えた電波吸収シートであって、
前記電波吸収材料がミリ波帯域以上の周波帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄であることを特徴とする、電波吸収シート。
【請求項２】
前記電波吸収層に前記電波吸収材料を分散させる分散剤をさらに含む、請求項１に記載の電波吸収シート。
【請求項３】
前記分散剤がリン酸化合物である、請求項２に記載の電波吸収シート。
【請求項４】
前記電波吸収材料がイプシロン酸化鉄である、請求項１〜３のいずれかに記載の電波吸収シート。
【請求項５】
前記イプシロン酸化鉄のＦｅサイトの一部が３価の金属原子で置換されている、請求項４に記載の電波吸収シート。
【請求項６】
前記電波吸収層における前記磁性酸化鉄の体積含率が３０％以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の電波吸収シート。
【請求項７】
前記樹脂製バインダーがスルホン酸基およびカルボキシル基の少なくともいずれか一方を含み、かつ、ハロゲンフリーである、請求項１〜６のいずれかに記載の電波吸収シート。
【請求項８】
前記電波吸収層の厚みが１ｍｍ以下である、請求項１〜７のいずれかに記載の電波吸収シート。
【請求項９】
前記電波吸収層の一方の面に接して、金属板、金属箔、または、金属蒸着膜からなる反射層が形成されている、請求項１〜８のいずれかに記載の電波吸収シート。
【請求項１０】
樹脂製の基材上に、
前記反射層と前記電波吸収層が順次積層されるとともに、
前記基材の前記電波吸収層が配置されている側とは反対側の面に接着層が形成されている、請求項１〜９のいずれかに記載の電波吸収シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電波を吸収する電波吸収シートに関し、特に、数十ギガヘルツ（ＧＨｚ）から数百ギガヘルツ（ＧＨｚ）のいわゆるミリ波帯域から、３テラヘルツ（ＴＨｚ）までの周波数の電波を吸収可能な電波吸収シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの移動体通信や無線ＬＡＮ、料金自動収受システム（ＥＴＣ）などでは、数ギガヘルツ（ＧＨｚ）の周波数帯域を持つセンチメートル波と呼ばれる電波が用いられている。【０００３】
このようなセンチメール波を吸収する電波吸収シートとして、ゴム状電波吸収シートと段ボールなどの紙状シート材とを積層した積層体シートが提案されている（特許文献１参照）。また、異方性黒鉛とバインダーとを含む薄型シートを、Ｈ方向およびＹ方向に交互に積層してその厚さを調整することで、電波入射方向に関係なく電波吸収特性を安定させた電波吸収シートが提案されている（特許文献２参照）。【０００４】
さらに、より高い周波数帯域の電波を吸収できるようにすることを目的として、偏平状の軟磁性粒子の長手方向をシートの面方向に揃えることで、２０ギガヘルツ以上の周波数帯域の電波を吸収可能な電波吸収シートが提案されている（特許文献３参照）。【０００５】
また、イプシロン酸化鉄（ε−Ｆｅ2Ｏ3）結晶を磁性相に持つ粒子の充填構造を有する電波吸収体が、２５〜１００ギガヘルツの範囲で電波吸収性能を発揮することが知られている(特許文献４参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２３３８３４号公報
【特許文献２】特開２００６−  ８０３５２号公報
【特許文献３】特開２０１５−１９８１６３号公報
【特許文献４】特開２００８−  ６０４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年では、送信するデータのさらなる大容量化を可能とするために、６０ギガヘルツの周波数を用いた無線通信が計画され、また、極めて狭い指向性を活用する車載レーダー機器として数十ギガヘルツ以上のいわゆるミリ波帯域（３０〜３００ギガヘルツ）の周波数を有するミリ波レーザーの利用が進められている。さらに、ミリ波帯域を超えた高い周波数帯域の電波として、３テラヘルツ（ＴＨｚ）までのテラヘルツ帯域の周波数を有する電波を利用する技術の研究も進んでいる。【０００８】
しかし、電波利用技術の一つとして漏洩電波を防止するためなどに不可欠な電波吸収シートは、現時点では２０ギガヘルツから最大でも数十ギガヘルツ程度の周波数に対応するものが限界であり、３０ギガヘルツから３００ギガヘルツのミリ波帯域全体、または、３テラヘルツまでのより高周波数の帯域の電波を吸収できるような電波吸収シートは実現されていない。【０００９】
本開示は、上記従来の課題を解決し、ミリ波帯域以上の高い周波数の電波を良好に吸収することができ、かつ、取り扱いの容易な電波吸収シートを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため本願で開示する電波吸収シートは、粒子状の電波吸収材料と樹脂製バインダーとを含む可撓性を有する電波吸収層を備えた電波吸収シートであって、前記電波吸収材料がミリ波帯域以上の周波帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本願で開示する電波吸収シートは、ミリ波以上の高周波帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄を電波吸収材料として電波吸収層に備えるため、磁気損失によって数十ギガヘルツ以上の高い周波数帯域の電波を熱に変換することができる。また、電波吸収層が樹脂製のバインダーを含むため、高周波数帯域の電波を吸収する可撓性を有する電波吸収シートとして実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態にかかる電波吸収シートの構成を説明する断面図である。
【図２】Ｆｅサイトの一部を置換したイプシロン酸化鉄の電波吸収特性を説明する図である。
【図３】シートを湾曲させた際に、シートに加えられた加重の大きさから可撓性特性値Ｆを測定する方法を説明するモデル図である。
【図４】本実施形態にかかる電波吸収シートにおけるインピーダンス整合について説明する図である。
【図５】電波吸収シートの電波吸収特性を測定するフリースペース法を説明するためのモデル図である。
【図６】本実施形態にかかる電波吸収シートの電波吸収層の厚さと電波吸収特性との関係を示す図である。
【図７】本実施形態にかかる電波吸収シートにおける電波吸収材料の体積含量の変化と透磁率との関係についてのシミュレーション結果を示す図である。
【図８】電波吸収材料の体積含量の変化と透磁率との関係についてのシミュレーションに用いた磁性体粒子と樹脂製バインダーのモデルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本願で開示する電波吸収シートは、粒子状の電波吸収材料と樹脂製バインダーとを含む可撓性を有する電波吸収層を備えた電波吸収シートであって、前記電波吸収材料がミリ波帯域以上の周波帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄である。
【００１４】
このようにすることで、本願で開示する電波吸収シートは、電波吸収材料の磁気共鳴によってミリ波帯域である３０ギガヘルツ以上の高周波帯域の電波を吸収することができる。また、粒子状の電波吸収材料と樹脂製バインダーを用いて可撓性を有する電波吸収シートを実現することができる。このため、ミリ波レーダーや数十ギガヘルツ以上の高周波数での通信など、これからの高周波電波利用に対応した取り扱いの容易な電波吸収シートを提供することができる。
【００１５】
本願で開示する電波吸収シートにおいて、前記電波吸収層に前記電波吸収材料を分散させる分散剤をさらに含むことが好ましい。さらに、前記分散剤がリン酸化合物であることが好ましい。このようにすることで、平均粒子径が数十ｎｍの微細な粒子状の磁性酸化鉄を、樹脂製バインダーを用いて良好に分散させることができ、高い電波吸収特性を備えた電波吸収シートを実現することができる。
【００１６】
また、前記電波吸収材料がイプシロン酸化鉄であることが好ましい。３０ギガヘルツより高い周波数の電波を吸収する電波吸収体としてのイプシロン酸化鉄を電波吸収材料として用いることで、高周波数の電波を吸収する電波吸収シートを実現することができる。
【００１７】
この場合において、前記イプシロン酸化鉄のＦｅサイトの一部が３価の金属原子で置換されていることが好ましい。Ｆｅサイトを置換する材料によって磁気共鳴周波数が異なるイプシロン磁性酸化鉄の特性を活かして、所望の周波数帯域の電波を吸収する電波吸収シートを実現することができる。
【００１８】
さらに、本開示にかかる電波吸収シートにおいて、前記電波吸収層における前記磁性酸化鉄の体積含率が３０％以上であることが好ましい。このようにすることで、電波吸収層の透磁率虚部（μ''）の値を大きくすることができ、高い電波吸収特性を備えた電波吸収シートを実現することができる。
【００１９】
また、前記樹脂製バインダーがスルホン酸基およびカルボキシル基の少なくともいずれか一方を含み、かつ、ハロゲンフリーであることが好ましい。このようにすることで、可撓性を有する電波吸収層を備えた、環境に悪影響を与える懸念がない電波吸収シートを実現することができる。
【００２０】
本願で開示する電波吸収シートは、前記電波吸収層の厚みが１ｍｍ以下とすることができる。
【００２１】
さらにまた、前記電波吸収層の一方の面に接して、金属板、金属箔、または、金属蒸着膜からなる反射層が形成されていることが好ましい。このようにすることで、ミリ波以上の周波数帯域の電波の遮蔽と吸収とを確実に行うことができる電波吸収シートを実現することができる。
【００２２】
この場合において、樹脂製の基材上に、前記反射層と前記電波吸収層が順次積層されるとともに、前記基材の前記電波吸収層が配置されている側とは反対側の面に接着層が形成されていることが好ましい。このようにすることで、高い電波吸収特性を備えるとともに、所望する場所に容易に配置することができる取り扱い性に優れた電波吸収シートを実現することができる。
【００２３】
以下、本願で開示する電波吸収シートについて、図面を参照して説明する。
【００２４】
（実施の形態）
［シート構成］
図１は、本実施形態にかかる電波吸収シートの構成を示す断面図である。
【００２５】
なお、図１は、本実施形態にかかる電波吸収シートの構成を理解しやすくするために記載された図であり、図中に示された部材の大きさや厚みについて現実に即して表されたものではない。
【００２６】
本実施形態で例示する電波吸収シートは、粒子状の電波吸収材料１ａと樹脂製のバインダー１ｂとを含む電波吸収層１を備えている。なお、図１に示す電波吸収シートは、電波吸収層１の背面側（図１における下方側）に金属材料からなる反射層２が形成され、電波吸収層１と反射層２との積層体が、樹脂製の基材であるベースフィルム３上に配置されている。また、ベースフィルム３の電波吸収層１が配置されている側（図１中の上方側）とは反対側（図１中の下方側）には、接着層４が形成されている。
【００２７】
本実施形態にかかる電波吸収シートは、電波吸収層１に含まれる電波吸収材料１ａが磁気共鳴を起こすことで電磁波である電波を磁気損失によって熱エネルギーに変換して吸収するものであるため、電波吸収層１のみで電波の吸収が可能である。このため、電波吸収層１のみを備えた非共振型（透過型）の電波吸収シートとして、透過する電波を吸収する形態とすることも可能である。また、本実施形態にかかる電波吸収シートとしては、電波吸収層１の一方から電波が入射し、電波吸収層１の他方の側、すなわち電波の入射側に対する背面側に金属層である反射層２を設けた共振型（反射型）の電波吸収シートとして構成することで、電波吸収層１に入射した電波を確実にシールドするとともに、電波吸収層１で電波を吸収して反射波として放出される電波の強度を低減することができる。
【００２８】
また、後述するように、本実施形態の電波吸収シートでは、吸収する電波の周波数に基づいて電波吸収層１の厚さを調整するインピーダンス整合を行って、電波吸収層１により確実に電波が入射するように調整するが、例えば、７５ギガヘルツの電波を吸収する電波吸収シートの場合、電波吸収層１は、反射層を備えない非共振型の場合で厚みが３ｍｍ以下、反射層２を備えた共振型の場合で厚みが１ｍｍ以下の薄いシート状のものとなる。このため、電波吸収層１、または、電波吸収層１と反射層２との積層体を所定厚みの樹脂製基材であるベースフィルム３に積層することで、電波吸収シートとしての取り扱い容易性を向上させることができる。なお、電波吸収層１、または、電波吸収層１と反射層２との積層体のみで自立性が確保でき、取り扱い容易である場合には、ベースフィルム３を設ける必要はない。
【００２９】
さらに、本実施形態にかかる電波吸収シートは、高周波電波の発生源の周囲の部材の表面に貼着して用いられることが多いため、ベースフィルム３に接着層４を積層することによって、さらに電波吸収シートの取り扱い容易性を向上させている。ベースフィルム３を設けない場合には、接着層４を電波吸収層１反射層２に積層することができる。
【００３０】
［電波吸収材料］
本実施形態にかかる電波吸収シートでは、粒子状の電波吸収材料として、イプシロン酸化鉄磁性粉、バリウムフェライト磁性粉、ストロンチウムフェライト磁性粉などの磁性酸化鉄の粉体を使用することができる。これらの中でもイプシロン酸化鉄は、鉄原子の電子がスピン運動する時の歳差運動の周波数が高く、ミリ波帯域である３０〜３００ギガヘルツ、またはそれ以上の高周波数の電波を吸収する効果が高いため、電波吸収材料として特に好適である。
【００３１】
イプシロン酸化鉄（ε−Ｆｅ2Ｏ3）は、酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）において、アルファ相（α−Ｆｅ2Ｏ3）とガンマ相（γ−Ｆｅ2Ｏ3）との間に現れる相であり、逆ミセル法とゾルーゲル法とを組み合わせたナノ微粒子合成方法によって単相の状態で得られるようになった磁性材料である。
【００３２】
イプシロン酸化鉄は、平均粒子径が数ｎｍから数十ｎｍの微細粒子でありながら常温で約２０ｋＯｅという金属酸化物として最大の保磁力を備え、さらに、歳差運動に基づくジャイロ磁気効果による自然磁気共鳴が数十ギガヘルツ以上のいわゆるミリ波帯の周波数帯域で生じる。
【００３３】
さらに、イプシロン酸化鉄は、結晶のＦｅサイトの一部をアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、ロジウム（Ｒｈ）、インジウム（Ｉｎ）などの３価の金属元素と置換された結晶とすることで、磁気共鳴周波数、すなわち、電波吸収材料として用いられる場合に吸収する電波の周波数を異ならせることができる。
【００３４】
図２は、Ｆｅサイトと置換する金属元素を異ならせた場合の、イプシロン酸化鉄の保磁力Ｈｃと自然共鳴周波数ｆとの関係を示している。なお、自然共鳴周波数ｆは、吸収する電波の周波数と一致する。
【００３５】
図２から、Ｆｅサイトの一部が置換されたイプシロン酸化鉄は、置換された金属元素の種類と置換された量によって、自然共鳴周波数が異なる。また、自然共鳴周波数の値が高くなるほど、当該イプシロン酸化鉄の保磁力が大きくなっていることがわかる。
【００３６】
より具体的には、ガリウム置換のイプシロン酸化鉄、すなわちε−ＧａxＦｅ2-xＯ3の場合には、置換量「ｘ」を調整することで３０ギガヘルツから１５０ギガヘルツ程度までの周波数帯域で吸収のピークを有し、アルミニウム置換のイプシロン酸化鉄、すなわちε−ＡｌxＦｅ2-xＯ3の場合には、置換量「ｘ」を調整することで１００ギガヘルツから１９０ギガヘルツ程度の周波数帯域で吸収のピークを有する。このため、電波吸収シートで吸収したい周波数の自然共鳴周波数となるように、イプシロン酸化鉄のＦｅサイトと置換する元素の種類を決め、さらに、Ｆｅとの置換量を調整することで、吸収される電波の周波数を所望の値とすることができる。さらに、置換する金属をロジウムとしたイプシロン酸化鉄、すなわちε−ＲｈxＦｅ2-xＯ3の場合には、１８０ギガヘルツからそれ以上と、吸収する電波の周波数帯域をより高い方向にシフトすることが可能である。
【００３７】
イプシロン酸化鉄は、一部のＦｅサイトが金属置換されたものを含めて購入することが可能で、本実施形態にかかる電波吸収シートを形成するに当たっては、電波吸収材料１ａとして、平均粒径が約３０ｎｍ程度の略球形または短いロッド形状（棒状）をしたε−ＡｌxＦｅ2-xＯ3粒子を入手した。
【００３８】
［電波吸収層（バインダー）］
電波吸収層１に用いられる樹脂製のバインダー１ｂとしては、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、ゴム系樹脂などの樹脂材料を用いることができる。
【００３９】
より具体的には、エポキシ系樹脂として、ビスフェノールＡの両末端の水酸基をエポキシ化した化合物を用いることができる。ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートなどを用いることができる。
【００４０】
また、ポリウレタン系樹脂として、ポリエステル系ウレタン樹脂、ポリエーテル系ウレタン樹脂、ポリカーボネート系ウレタン樹脂、エポキシ系ウレタン樹脂などを用いることができる。アクリル系の樹脂としては、メタアクリル系樹脂で、アルキル基の炭素数が２〜１８の範囲にあるアクリル酸アルキルエステルおよび／またはメタクリル酸アルキルエステルと、官能基含有モノマーと、必要に応じてこれらと共重合可能な他の改質用モノマーとを共重合させることにより得られる官能基含有メタアクリルポリマーなどを用いることができる。
【００４１】
さらに、ゴム系樹脂として、スチレン系の熱可塑性エラストマーであるＳＩＳ（スチレン−イソブレンブロック共重合体）やＳＢＳ（スチレン−ブタジエンブロック共重合体）、石油系合成ゴムであるＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン・ゴム）、その他アクリルゴムやシリコンゴムなどのゴム系材料をバインダーとして利用することができる。
【００４２】
なお、環境に配慮する観点から、バインダーとして用いられる樹脂としては、ハロゲンを含まないハロゲンフリーのものを用いることが好ましい。これらの樹脂材料は、樹脂シートのバインダーの材料として一般的なものであるため容易に入手することができる。
【００４３】
電波吸収体１ａである粒子状の磁性酸化鉄と樹脂製のバインダー１ｂとで構成しているため、本実施形態にかかる電波吸収シートの電波吸収層１は、可撓性を有するシート状のものとすることができる。なお、本明細書において可撓性を有するとは、電波吸収層１が一定程度湾曲させることができる状態を示している。例えば、バインダーとして東洋紡株式会社製のポリエステルウレタン樹脂である「バイロンＵＲ８７００」（商品名、なお、バイロンは登録商標）を用いた厚さが数百μｍの電波吸収層の場合には、直径が数ｍｍ〜１０ｍｍ程度の筒状となるようにシートを丸めた場合でも、湾曲状態を解除した際に破断などの塑性変形が生じずに平面状のシートに復帰する。
【００４４】
［電波吸収層（分散剤）］
本実施形態にかかる電波吸収シートの電波吸収層１では、電波吸収材料１ａとしてイプシロン酸化鉄を用いるが、イプシロン酸化鉄は上述のように平均粒子径が数ｎｍから数十ｎｍの微細なナノ粒子であるため、電波吸収層１の形成時にバインダー１ｂ内に良好に分散させることが重要となる。
【００４５】
このため、本実施形態にかかる電波吸収シートでは、電波吸収層１に分散剤を含ませることが好ましい。
【００４６】
この分散剤としては、リン酸基、スルホン酸基、カルボキシ基等の極性基を有する化合物を用いることができる。これらの中でも分子内にリン酸基を有するリン酸化合物を分散剤として用いることが好ましい。
【００４７】
リン酸化合物としては、フェニルホスホン酸、フェニルホスホン酸ジクロリド等のアリールスルホン酸、メチルホスホン酸、エチルホスホン酸、オクチルホスホン酸、プロピルホスホン酸などのアルキルホスホン酸、あるいは、ヒドロキシエタンジホスホン酸、ニトロトリスメチレンホスホン酸などの多官能ホスホン酸などのリン酸化合物を含んでいる。これらのリン酸化合物は、難燃性を有するとともに、微細な磁性酸化鉄粉の分散剤として機能するため、バインダー内のイプシロン酸化鉄粒子を、良好に分散させることができる。
【００４８】
具体的には、分散剤としては、和光純薬工業株式会社製、または、日産化学工業株式会社製のフェニルホスホン酸（ＰＰＡ）城北化学工業株式会社製の酸化リン酸エステル「ＪＰ−５０２」（製品名）などを使用することができる。
【００４９】
なお、電波吸収層１の組成としては、一例として、イプシロン酸化鉄粉１００部（質量部）に対して、樹脂製バインダーが２〜５０部、リン酸化合物の含有量が０．１〜１５部とすることができる。樹脂製バインダーが２部より少ないと、磁性酸化鉄を良好に分散させることができない。また電波吸収シートとしての形状を維持できなくなる。５０部より多いと、電波吸収シートの中で磁性酸化鉄の体積含率が小さくなり、透磁率が低くなるため電波吸収の効果が小さくなる。
【００５０】
リン酸化合物の含有量が０．１部より少ないと、樹脂製バインダーを用いて磁性酸化鉄を良好に分散させることができない。１５部より多いと、磁性酸化鉄を良好に分散させる効果が飽和する。電波吸収シートの中で磁性酸化鉄の体積含率が小さくなり、透磁率が低くなるため電波吸収の効果が小さくなる。
【００５１】
なお、本実施形態にかかる電波吸収シートの電波吸収層に含ませる分散剤としては、上記したリン酸化合物の他にも、例えば、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、ステアロール酸などの炭素数１２〜１８の脂肪酸〔ＲＣＯＯＨ（Ｒは炭素数１１〜１７のアルキル基またはアルケニル基）〕、また、上記脂肪酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属からなる金属石けん、上記脂肪酸エステルのフッ素を含有した化合物、上記脂肪酸のアミド；ポリアルキレンオキサイドアルキルリン酸エステル、レシチン、トリアルキルポリオレフィンオキシ第四級アンモニウム塩（アルキルは炭素数１〜５、オレフィンはエチレン、プロピレン等）銅フタロシアニンなどを使用することができる。さらに、分散剤としてシランカップリング剤などを使用することができる。これら分散剤は、単独でも組み合わせて使用してもよい。
【００５２】
このように本実施形態にかかる電波吸収シートでは、電波吸収層１に分散剤を含ませることで、電波吸収材料１ａ表面の濡れ性が改良されて、樹脂製バインダー１ｂの電波吸収材料１ａ表面への吸着を制御することができる。この結果、電波吸収材料として平均粒子経が数nmから数十nmの微細粒子であるイプシロン酸化鉄磁性粉を用いた場合であっても、電波吸収材料を均一に分散することができるため、可撓性を有した電波吸収シートを形成することができる。
【００５３】
ここで、本実施形態にかかる電波吸収シートに用いられる電波吸収層について、分散剤の有無や含まれる分散剤の種類による可撓性の変化を測定した。なお、可撓性の大きさを評価するに当たっては、以下に説明する可撓性評価値Ｆを用いた。
【００５４】
図３は、本実施形態の電波吸収シートが備える可撓性の大小を条件付ける、電波吸収シートの可撓性評価値Ｆを測定する状態を説明する図である。
【００５５】
測定には、長さ１００ｍｍ、幅２０ｍｍのリボン状の電波吸収シートを用いる。なお、ここでは、反射層を備えない非共振型の電波吸収シートにも適用されることを考慮して、電波吸収層のみの可撓性を評価している。そして、図３に示すように、リボン状の電波吸収層の長手方向における中間部分を中心として長さ方向の両端部分が重なるように湾曲させ、この状態を維持する外力を求める。さらに、得られた外力を電波吸収層の断面積で除することで、測定対象の電磁波吸収シートの可撓性評価値Ｆを得ることができる。
【００５６】
例えば、図３に示すように、電子天秤の測定台３１上に測定対象の電波吸収層を配置し、外力を加えていない状態での電波吸収層１の自重を測定する。その後、外力を加えて変形させた状態における電子天秤に加わる重さを測定し、得られた測定結果から電波吸収層１の自重分の重さを除去することで、電波吸収シート（電波吸収層）を湾曲させた状態で維持するために必要な加重量が判明する。
【００５７】
電波吸収層１を所定の湾曲状態で維持するために、電波吸収層１の上方側には、図３に示すようなプレート部材３２を配置して、このプレート部材３２に対して、鉛直下方側に向けて図３中に白矢印３３として示す外力を加える。このとき、電波吸収層１の湾曲部分における外側の端部からの距離Ｌが、Ｌ＝１０ｍｍである部分において、湾曲されている電波吸収層１の内側面同士の間隔ｄが、ｄ＝１０ｍｍ、および、２０ｍｍとなるときの、外力１３の大きさを重量として測定し、これを電波吸収層１の断面積Ｄ（単位：ｍｍ2）で除した数値を、可撓性評価値Ｆ（ｇ／ｍｍ2）とする。
【００５８】
例えば、厚さ１００μｍ（＝０．１ｍｍ）の電波吸収層に対し、図３のような状態となった際に加えられた外力１３が、電子天秤により６グラム重として表示される場合は、電波吸収層１の断面積Ｄが２０（ｍｍ）×０．１（ｍｍ）＝２（ｍｍ2）であるから、求める可撓性評価値Ｆは、６÷２＝３ｇ／ｍｍ2となる。この可撓性評価値Ｆの値が、０より大きく、５以下である場合には、電波吸収シートとして良好な可撓性を有していると言うことができる。また、この数値が、１．０以上３．５以下の範囲であれば、自立性と可撓性とを両立して備えているという点でさらに好ましい特性を備えた電波吸収シートということができる。
【００５９】
なお、可撓性評価値Ｆの値が０より大きいものとする理由は、Ｆ＝０の電波吸収シートの場合は、自重のみによってシートが湾曲している状態であり、図３に示すような折り曲げ部から両端部へ向かう部分が平行に維持される形状を形成することができない。このような電波吸収シートでは、柔らかすぎて自立性がなくなり、ユーザが持ち運ぶ場合や所定の場所に貼着する際の取り扱いが困難となる。また、Ｆ＝５を超えた場合は電波吸収シートを湾曲させる際に大きな力が必要となり、作業性が低下する。
【００６０】
なお、図３に示した可撓性評価値Ｆの測定において、測定対象の電波吸収シートが弾性変形領域にあることが前提となる。すなわち、上記可撓性評価値Ｆを測定した後にシート上のプレート部材１２を取り除くと、電波吸収シートが初期の形状に戻ることが重要である。プレート部材１２を取り除いても、加えられた外力によって塑性変形が生じてシートが初期の形状に戻らなかったり、シートの湾曲部分の外側部分にひび割れなどの外見上の異常が生じたりする場合は、当該電波吸収シートは所定の可撓性評価値を備えないものと判断される。
【００６１】
可撓性評価値Ｆの測定に当たり、以下の３種類の電波吸収層を作製した。
［実施例１］
磁性酸化鉄粉      イプシロン酸化鉄磁性粉          １００部
樹脂製バインダー  ポリウレタン                      ２９部
分散剤            フェニルホスホン酸（ＰＰＡ）        ３部
溶媒              メチルエチルケトン（ＭＥＫ）      ７１部
［実施例２］
磁性酸化鉄粉      イプシロン酸化鉄磁性粉          １００部
樹脂製バインダー  ポリウレタン                      ２９部
分散剤            ステアリン酸（ＳＡ）                ３部
溶媒              メチルエチルケトン（ＭＥＫ）      ７１部
［実施例３］
磁性酸化鉄粉      イプシロン酸化鉄磁性粉          １００部
樹脂製バインダー  ポリウレタン                      ２９部
溶媒              メチルエチルケトン（ＭＥＫ）      ７０部
なお、いずれの実施例の場合も、樹脂製バインダーは、東洋紡株式会社製のポリエステルウレタン樹脂である「バイロンＵＲ８７００」（商品名、なお、バイロンは登録商標）を用いた。また、イプシロン酸化鉄の平均粒径は、いずれも３０ｎｍであった。
【００６２】
このときの可撓性評価値Ｆの測定結果を、表１に示す。
【００６３】
【表１】
2017221992.tif 000003
【００６４】
表１に示すように、分散剤を用いていない実施例３の電波吸収層と比較して、フェニルホスホン酸の分散剤を用いた実施例１の電波吸収層、ステアリン酸の分散剤を用いた実施例２の電波吸収層は、ともに、可撓性評価値Ｆの値が小さくなって、より高い可撓性を有していることがわかる。
【００６５】
また、折り曲げた電波吸収層の内側面同士の間隔ｄをｄ＝２０ｍｍとした場合には、分散剤を用いていない実施例３の電波吸収層の場合も含めて、可撓性評価値Ｆが１〜３．５の範囲内に入るため、いずれも可撓性と共に良好な自立性を備えた電波吸収層であると評価できる。
【００６６】
一方、分散剤を含んでいない実施例３の電波吸収層では、電波吸収層の内面同士の間隔ｄをｄ＝１０ｍｍとする測定を行おうとした際、湾曲部分で塑性変形してしまい可撓性評価値Ｆの値を測定することができなかった。実際に電波吸収シートを使用するに当たっては、例えば、電波吸収シートを所定の位置に貼り付けて使用するような場合に、一旦貼着した電波吸収シートを張り直しのために剥がす場合には、電波吸収シートが強く湾曲されてｄ＝１０ｍｍの場合と同じような条件が生じる可能性がある。このため、このように電波吸収シートを強く折り曲げることが想定される場合には、電波吸収層に分散剤を含ませて、より良好な可撓性を有する電波吸収シートとすることが好ましい。
【００６７】
［電波吸収層の製造方法］
ここで、本実施形態にかかる電波吸収シートの電波吸収層１の製造方法について説明する。本実施形態の電波吸収シートでは、少なくとも磁性酸化鉄粉と樹脂製バインダーとを含んだ磁性塗料を作製してこれを所定の厚さで塗布し、乾燥させた後にカレンダ処理することによって電波吸収層１を形成する。
【００６８】
先ず、磁性塗料を作製する。
【００６９】
磁性塗料は、イプシロン酸化鉄粉と分散剤であるリン酸化合物、樹脂製バインダーの混練物を得て、これを希釈し、さらに分散した後に、フィルタで濾過することによって得ることができる。混練物は、一例として、加圧式の回分式ニーダで混練することにより得られる。また、混練物の分散は、一例としてジルコニアなどのビーズを充填したサンドミルを用いて分散液として得ることができる。なお、このとき、必要に応じて架橋剤を配合することができる。
【００７０】
得られた磁性塗料を、剥離性を有する支持体、一例としてシリコンコートにより剥離処理された厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のシート上に、テーブルコータやバーコータなどを用いて塗布する。
【００７１】
その後、ｗｅｔ状態の磁性塗料を８０℃で乾燥し、さらにカレンダ装置を用いて所定温度でカレンダ処理を行って、支持体上に電波吸収層を形成できる。
【００７２】
一例として、支持体上に塗布したｗｅｔ状態での磁性塗料の厚さを１ｍｍとすることで、乾燥後の厚さを４００μｍ、カレンダ処理後の電波吸収層の厚さを３００μｍとすることができた。
【００７３】
このようにして、電波吸収材料１ａとして用いたｎｍオーダーの微細なイプシロン酸化鉄が樹脂製バインダー１ｂ内に良好に分散された状態の電波吸収層１を形成することができた。
【００７４】
なお、磁性塗料を作製する他の方法として、磁性塗料成分として、少なくとも磁性酸化鉄粉と、分散剤であるリン酸化合物と、バインダー樹脂とを高速攪拌機で高速混合して混合物を調製し、その後、得られた混合物をサンドミルで分散処理することでも磁性塗料を得ることができる。
【００７５】
この製造方法の場合、得られる磁性塗料中の磁性酸化鉄粉の表面に必ずしも分散剤が均一に吸着していない場合があり、塗布後に、乾燥、カレンダ処理をした電波吸収層１中の電波吸収材料１ａの分散度合いは、上述の磁性酸化鉄粉の混練物を得る場合よりも劣る。しかし、電波吸収材料としての磁性酸化鉄の種類、大きさ、形状その他の条件によって、得られた電波吸収層が所定の電波吸収特性を発揮することができる場合には、簡易な製造方法を採用することでより簡便に電波吸収層を形成することができる。
【００７６】
さらに、電波吸収材料として、磁性酸化鉄粉の平均粒子径がそれほど小さくない場合は、分散剤としてのリン酸化合物を用いずに電波吸収層を形成することもできる。
【００７７】
なお、本実施形態にかかる電波吸収シートにおいて、電波吸収層の厚みは電波吸収特性を左右する大きな要因となる。電波吸収層の厚みについては、後に詳述する。
【００７８】
［反射層］
本実施形態の電波吸収シートでは、図１に示すように、電波吸収層１の背面側に反射層２が形成されている。
【００７９】
反射層２は、電波吸収層１の背面（図１における下側の面）に密着して形成された金属層であればよい。具体的には、反射層２は、電波吸収層１の背面側に密着して配置された金属板として、また、電波吸収層１の背面側に密着して配置された金属箔として構成することができる。さらには、反射層２は、電波吸収層１の背面に蒸着された金属蒸着膜として、または、電波吸収層１の背面側に配置された非金属製のシートや板状部材の電波吸収層１側の表面に形成された金属蒸着膜として、実現することができる。
【００８０】
なお、反射層２を構成する金属の種類には特に限定はなく、アルミニウムや銅、クロムなどの電子部品等で通常用いられる金属材料をはじめ、各種の金属材料を用いることができるが、電気抵抗ができるだけ小さく、耐食性の高い金属を用いることがより好ましい。
【００８１】
本実施形態にかかる電波吸収シートでは、電波吸収層１の背面に反射層２を設けることで、電波が電波吸収シートを貫通する事態を確実に回避することができ、特に、高周波で駆動される電気回路部品などから外部へと放出される電波の漏洩を防止する電波吸収シートを実現することができる。
【００８２】
なお、電波吸収シートとしては、電波吸収層１の背面に反射層２を形成して、電波の透過を確実に防止する使用形態の他に、例えば、電波を減衰させるものの一部を貫通させることを前提とするアイソレータとして電波吸収シートを用いるなどの使用形態が考えられる。このような使用形態の場合を含め、本実施形態にかかる電波吸収シートにおいて、電波吸収層１の背面側に金属膜からなる反射層２を設けることは、必須の事項ではなく、上述したように、電波吸収層１の背面側に反射層２を設けた共振型の電波吸収シートと、電波吸収シートの背面側に反射層を設けない非共振型の電波吸収シートとのいずれの形態の電波吸収シートとしても実現することができる。
【００８３】
［ベースフィルム、接着層］
図１に示すように、本実施形態にかかる電波吸収シートは、電波吸収層１と反射層２との積層体が、ベースフィルム３上に形成されている。
【００８４】
上述したように本実施形態の電波吸収シートでは、電波吸収層１の厚みを調整することでより高い電波吸収特性を付与することができる。このため、電波吸収シートとしての強度や取り扱いの容易性などの観点からのみ、電波吸収層１の厚みを決定することができない場合がある。電波吸収層１に積層して反射層２を設けた場合でも、全体としての厚みが薄く電波吸収シートとしての所定の強度が得られない場合や、自立性が不十分な場合には、図１に示すように、反射層２のさらに背面側に樹脂製の基材であるベースフィルム３を積層することが好ましい。
【００８５】
ベースフィルム３は、ＰＥＴフィルムなどの各種の樹脂製フィルム、ゴム、和紙などの紙部材を用いて構成することができる。ベースフィルム３の材料や厚みは、本実施形態にかかる電波吸収シートにおいて電波吸収特性には影響を与えないため、電波吸収シートの実用的な観点から、適切な材料で、かつ、適切な厚みを有するベースフィルム３を選択することができる。
【００８６】
さらに、図１に示す本実施形態にかかる電波吸収シートでは、ベースフィルム３の電波吸収層１が形成されている側とは反対側の表面に、接着層４が形成されている。
【００８７】
接着層４を設けることで、ベースフィルム３上に積層された反射層２と電波吸収層１とからなる積層体を、電気回路を収納する筐体の内面や、電気機器の内面または外面の所望の位置に貼着することができる。特に、本実施形態の電波吸収シートは電波吸収層１が可撓性を有するものであるため、湾曲した曲面上にも容易に貼着することができ、電波吸収シートの取り扱い容易性が向上する。
【００８８】
接着層４としては、粘着テープなどの粘着層として利用される公知の材料、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等を用いることができる。また被着体に対する粘着力の調節、糊残りの低減のために、粘着付与剤や架橋剤を用いることもできる。被着体に対する粘着力は５Ｎ／１０ｍｍ〜１２Ｎ／１０ｍｍが好ましい。粘着力が５Ｎ／１０ｍｍより小さいと、電波吸収シートが被着体から容易に剥がれてしまったり、ずれてしまったりすることがある。また、粘着力が１２Ｎ／１０ｍｍより大きいと、電波吸収シートを被着体から剥離しにくくなる。
【００８９】
また粘着層の厚さは２０μｍ〜１００μｍが好ましい。粘着層の厚さが２０μｍより薄いと、粘着力が小さくなり、電波吸収シートが被着体から容易に剥がれたり、ずれたりすることがある。粘着層の厚さが１００μｍより大きいと、電波吸収シートを被着体から剥離しにくくなる。また粘着層の凝集力が小さい場合は、電波吸収シートを剥離した場合、被着体に糊残りが生じる場合がある。
【００９０】
なお、本願明細書において接着層とは、剥離不可能に貼着する接着層であるとともに、剥離可能な貼着を行う粘着層であってもよい。
【００９１】
なお、電波吸収シートを所定の面に貼着するにあたって、電波吸収シートが接着層４を備えていることが必須の要件ではないことは言うまでもなく、電波吸収シートが配置される部材の側の表面に粘着性を備えることや、両面テープや接着剤を用いて所定の部位に電波吸収シートを貼着することができる。この点において、接着層４は、本実施形態に示す電波吸収シートにおける必須の構成要件でないことは明らかである。
【００９２】
また、本実施形態にかかる電波吸収シートは、電波吸収層１のみ、または、電波吸収層１と反射層２との積層体としてのみ実現することができるが、これらの電波吸収シートに接着層を備えた形態を採用することができる。
【００９３】
［インピーダンス整合］
本実施形態にかかる電波吸収シートにおいて、より確実に入射する電波の吸収を行うためには、電波吸収層の有する入力インピーダンスと空気中（真空）におけるインピーダンスとを整合させることが重要となる。
【００９４】
図４は、電波吸収層のインピーダンス整合について説明する図である。
【００９５】
なお、図４では、電波吸収層１の背面に反射層２を備えた電波吸収シートを記載している。これは、背面に反射層２を備えた構成の電波吸収シートであれば、電波吸収層１で吸収されなかった電波が電波の入射側である前面側に反射して放出されるため、測定を行う上で容易だからである。したがって、インピーダンス整合を考える上では、電波吸収層１のみを考えれば足り、反射層２は必須の構成とはならない。また、図１に示したように、本実施形態の電波吸収シートは、反射層２の背面側にベースフィルム３と接着層４とを備えているが、これらベースフィルム３と接着層４は、インピーダンス整合を考える上では無関係であるため図４での記載を省略している。
【００９６】
図４に示すように、電波吸収シートで吸収される電波１１は、空気中を伝わって電波吸収層１に垂直入射する。電波吸収層１に入射した電波は、図４では図示しない電波吸収層３中の電波吸収材料であるイプシロン酸化鉄の磁気共鳴によって吸収され、大幅に減衰した電波が背面の反射層２で反射して反射波１２として前方へと放射される。この反射された反射波１２の強度を測定して入射させた電波１１と比較することで、電波吸収シートにおける電波の吸収度合いを把握することができる。
【００９７】
ここで、電波吸収シートの電波吸収層１のインピーダンスＺinは、下記の数式（１）として表される。
【００９８】
【数１】
2017221992.tif 000004
【００９９】
なお、上記の式（１）において、μrは電波吸収層１の複素透磁率、εrは電波吸収層１の複素誘電率、λは入射する電波の波長、ｄは電波吸収層１の厚さである。
【０１００】
ここで、Ｚ0は真空状態のインピーダンス値であって、約３７７Ωであり、空気中のインピーダンスとほほ同等の値である。このため、Ｚinの値をＺ0と等しくすることで、空気中と電波吸収層１との間でのインピーダンスが整合して、空気中を伝わってきた電波が電波吸収シートの電波吸収層１の表面で反射したり散乱したりすることなく電波吸収層１にそのまま入射させることができる。このように、電波吸収層１のインピーダンス整合を行って、電波吸収層１の表面において電波の反射を低減してそのまま入射させることで、電波吸収層１自体が有する電波吸収特性を最大限に発揮させることができる。
【０１０１】
上記式（１）において、Ｚinの値をＺ0と等しくするためには、電波の波長λの値が定まれば電波吸収層１の厚さｄの値を所定の値とすればよいことがわかる。すなわち、電波吸収層１で吸収される電波の周波数が定まれば、電波吸収層１としての最適な厚さｄが定まることとなる。
【０１０２】
このことを、実際に作製した電波吸収シートを用いてフリースペース法によって測定した。
【０１０３】
図５に、フリースペース法に基づく測定状態を模式的に示す。
【０１０４】
測定に用いた電波吸収シートは、電波吸収層として、平均粒径が３０ｎｍのイプシロン酸化鉄を電波吸収材料として備え、バインダーとして東洋紡株式会社製の「バイロンＵＲ８７００」（商品名）を、また、分散剤として日産化学工業株式会社製のＰＰＡを用いて、一辺が１２０ｍｍの正方形のものを準備した。この電波吸収層を、背面に配置された厚さ５ｍｍのアルミ板と、前方側に配置された直径１００ｍｍの開口を有するアルミ板とによって挟み込んで固定した。
【０１０５】
測定は、アンリツ株式会社製のベクトルネットワークアナライザＭＳ４６４７Ｂｂｏｒ（ＭＥ７８３８Ａ）２１を用いて行い、一つのポートを使用して、送受信アンテナ２２から誘電体レンズ２３を介して電波吸収シートに所定周波数の入力波１１（ミリ波）を垂直照射し、電波吸収シートからの反射波１２を計測して、入力波１１の強度と反射波１２の強度とを比較してその減衰度合いである反射減衰率ＲＬ（Return Loss）をｄＢで求めた。
【０１０６】
なお、ＲＬは、以下の式（２）で計算した。
【０１０７】
【数２】
2017221992.tif 000005
【０１０８】
図６は、異なる厚さに形成した電波吸収層からの反射波における減衰度合いを示す図である。
【０１０９】
図６において、符号５１が電波吸収層の厚さｄが５０μｍの場合のＲＬを、以下、符号５２が厚さｄが１９６μｍのＲＬを、符号５３が厚さｄが２５１μｍのＲＬを、符号５４が厚さｄが３２６μｍのＲＬを、符号５５が厚さｄが４０４μｍのＲＬを、符号５６が厚さｄが５１９μｍのＲＬを、符号５７が厚さｄが６０３μｍのＲＬを、それぞれ示している。
【０１１０】
図６の結果から明らかなように、いずれの場合の反射減衰量ＲＬも周波数が７７．５ＧＨｚのときに反射減衰量の値が最も大きくなり、電波吸収層の厚さｄによって吸収される電波の周波数には差異が生じないことが確認できる。これは、本実施形態の電波吸収シートが、電波吸収材料１ａとして用いたイプシロン酸化鉄の磁気共鳴による電波吸収を利用していることから、当然の結果である。
【０１１１】
一方、電波吸収層の厚みｄについては、厚みｄが厚くなるほど電波のＲＬが大きくなっていくが、符号５６として示した厚さｄ＝５１９μｍのときが、ＲＬ＝−１５ｄＢとなってのＲＬの値が最も大きくなって最も大きな電波の吸収が起こり、電波吸収層の厚さｄが６０３μｍとより厚くなった符号５７の場合において、ＲＬは−１１ｄＢと小さな値となっている。このことから、実験で用いた電波吸収層では、その厚さｄが５２０μｍ前後の場合に、Ｚinの値がＺ0の値とほぼ等しくなってインピーダンスが整合され、電波吸収層としての最大の電波吸収特性を発揮していることが分かる。
【０１１２】
なお、ｄの値が５２０μｍ近傍でインピーダンス整合がなされることは、別途行ったシミュレーションによっても確認された。
【０１１３】
このように、本実施形態で説明する電波吸収シートでは、吸収する電波の周波数に対応して電波吸収層の厚さｄを選択して、入力インピーダンスＺinが空気のインピーダンスＺ0と整合するように設定することでより高い電波吸収特性を得ることができる。特に、電波吸収層の入力インピーダンス（Ｚin）を空気中のインピーダンス（Ｚ0）と整合させていない場合には、電波吸収層の表面で多くの電波が反射してしまって電波吸収層に入力しないため、高い電波吸収能率を有するイプシロン酸化鉄を用いて電波吸収層を構成していても、その効果が十分に発揮されない。逆の言い方をすれば、電波吸収層の吸収率が９０％以上となっている場合、すなわち、減衰率ＲＬが−１５ｄＢよりも大きくなっている場合は、インピーダンス整合が行われている状態であると考えることができる。
【０１１４】
次に、本実施形態にかかる電波吸収シートにおいて、より高い電波吸収特性を得る条件について検討した。
【０１１５】
本実施形態にかかる電波吸収シートでは、電波吸収層の電波吸収材料の磁気共鳴によって電波を吸収するものであるため、電波吸収層の透磁率が高くなれば電波を吸収する特性が向上する。ここで、電波吸収材料の透磁率はその材料自体によって定まるが、電波吸収層が電波吸収材料と樹脂製のバインダーとによって構成されているため、電波吸収層の電波吸収材料の含有度合いが変化すれば、電波吸収層の透磁率が変化して電波吸収特性に影響を与えることとなる。すなわち、電波吸収層における電波吸収材料の体積含率が大きいほど、電波吸収層の透磁率が高くなり、より効率よく電波を吸収することができる。
【０１１６】
図７は、電波吸収層における磁性酸化鉄粉の体積含率の変化に対する、透磁率実部μ'（符号６１）と透磁率虚部μ''（符号６２）、さらに、透磁率実部μ'と透磁率虚部μ''とのなす角度であるｔａｎδ（符号６３）の値の変化を示す図である。図７は、電波吸収材料としてイプシロン酸化鉄を用いた場合についてのシミュレーション結果を示している。
【０１１７】
図８に、図７で結果を示したシミュレーションを行ったモデルを示す。
【０１１８】
シミュレーションでは、粒状の磁性体とバインダー樹脂とについて、図７に示すように透磁率μrがμrBである直径Ｄの磁性体粉を、厚さδ／２の樹脂層（透磁率μr＝１）が取り囲んでいるとして計算した。
【０１１９】
このとき、電波吸収層全体の透磁率μrは、下記式（３）のように表すことができる。
【０１２０】
【数３】
2017221992.tif 000006
【０１２１】
ここで、図８に示したモデルから、電波吸収層に示す磁性体粉の体積含率は、直径Ｄとδとの関係から、上記式（４）として表すことができる。
【０１２２】
式（３）と式（４）とから、式（５）を導くことができるので、式（５）を用いて、それぞれ透磁率実部μ'と透磁率虚部μ''とを求め、図示したものが図６である。
【０１２３】
図７に示すように、イプシロン酸化鉄の体積含率φが大きくなるほど、透磁率虚部μ''（符号６２）の値が大きくなり、ｔａｎδ（符号６３）の値も大きくなっていく。このことから、電波吸収層に占めるイプシロン酸化鉄の体積含率φが大きいほど、より効率よく電波を吸収することが確認できる。一方で、電波吸収層におけるイプシロン酸化鉄の体積含率が大きくなることは、電波吸収層におけるバインダーの割合が減少することであり、一定以上の体積含率の場合には電波吸収層が脆くなってシートとしての形状を維持できない状態となってしまう。
【０１２４】
発明者らの検討の結果、電波吸収度合いとして減衰率−１５ｄＢ以上、電波吸収割合として９０％以上を実現するためには、イプシロン酸化鉄の体積含率としては３０％以上が好ましいことが分かった。また、イプシロン酸化鉄の体積含率が、４０％以上であれば電波吸収性能の観点から好ましく、さらに、イプシロン酸化鉄の体積含率が、５０％以上であればより好ましいことがわかった。
【０１２５】
本実施形態の電波吸収層は、上記説明したように磁性塗料を作製してこれを塗布、乾燥した後に、カレンダ処理を行って形成する。この場合、磁性塗料の作製時の磁性酸化物の組成上の体積含率を６３．８％としたとき、塗布、乾燥した状態のカレンダ処理前での空隙率が２７．５％程度であり、電波吸収層としての空隙部分を含んだ実際の磁性酸化鉄の体積含率は４６．３％となった。この状態で上述した製造条件でのカレンダ処理を行うことで、空隙率が１８．６％となり、空隙を含んだ実際の磁性酸化鉄の体積含率が５１．９％となった。  このように、空隙を考慮した磁性酸化鉄の体積含率が５０％を超える状態であれば、磁気共鳴による極めて高い電波吸収度合いの電波吸収層を形成することができる。
【０１２６】
なお、電波吸収シートとして実用可能であるレベルとしては、電波吸収率−１０ｄＢ以上であることが好ましいと考えられ、磁性酸化物の体積含率が３０％以上であれば、確実に、実用的な電波吸収率を備えた電波吸収シートを実現することができる。また、一般的な材料のバインダーを用いた場合には、磁性酸化鉄の体積含率が８０％を超えてしまうと、電波吸収シートとしての可撓性が確保できない状態なってしまう。
【０１２７】
これらのことから、電波吸収層における磁性酸化物の体積含率としては、３０％以上が好ましく上限は８０％程度であるということができる。また、電波吸収層における磁性酸化物の体積含率は、５０％以上であることがより好ましいと言うことができる。
【０１２８】
なお、電波吸収層を形成するに当たっては、上記のような溶剤を用いた方法に限られず、溶剤を用いずに電波吸収材料をバインダー中に分散配合して形成する方法が考えられる。この場合は、溶媒を用いて作製された電波吸収層として比較して電波吸収層の空隙が少なくなるため、電波吸収層に含まれる電波吸収材料の体積含率が小さくても良好な電波吸収特性が担保されると考えられる。
【０１２９】
以上説明したように、本実施形態にかかる電波吸収シートでは、電波吸収材料としてミリ波帯域以上の高い周波数帯域で磁気共鳴を行うイプシロン酸化鉄を用いることで、ミリ波帯域から１テラヘルツまでの周波数帯域の電波を吸収する、電波吸収シートを実現することができる。
【０１３０】
なお、上記実施形態では、電波吸収層に含まれる電波吸収材料として、イプシロン酸化鉄を用いたものを例示して説明した。上述のように、イプシロン酸化鉄を用いることで、ミリ波帯域である３０ギガヘルツから３００ギガヘルツの電波を吸収する電波吸収シートを形成することかでき、さらに、Ｆｅサイトを置換する金属材料として、ロジウムなどを用いることによって、電波として規定される最高周波数である１テラヘルツの電波を吸収する電波吸収シートを実現することができる。
【０１３１】
しかし、本願で開示する電波吸収シートにおいて、電波吸収層の電波吸収材料として用いられる磁性酸化鉄は、イプシロン酸化鉄には限られない。
【０１３２】
フェライト系電磁吸収体としての六方晶フェライトは、７６ギガヘルツ帯で電波吸収特性を発揮し、さらにストロンチウムフェライトも数十ギガヘルツ帯域に電波吸収特性を発揮する。このため、イプシロン酸化鉄以外にもこのようなミリ波帯域である３０ギガヘルツから３００ギガヘルツにおいて電波吸収特性を有する磁性酸化鉄の粒子と、樹脂製バインダーとを用いて電波吸収層を形成することで、ミリ波帯域の電波を吸収する電波吸収シートを実現することができる。
【０１３３】
なお、例えば、六方晶フェライトの粒子は、上記実施形態で例示したイプシロン酸化鉄の粒子と比較して平均粒子径が十数μｍ程度と大きく、また、粒子形状も略球状ではなく板状や針状の結晶となる。このため、樹脂製バインダーを用いて磁性塗料を形成する際に、分散剤の使用や、バインダーとの混練条件を調整して、磁性塗料として塗布した状態において、電波吸収層中になるべく均一に磁性酸化鉄粉が分散された状態で、なおかつ、空隙率がなるべく小さくなるように調整することが好ましい。
【０１３４】
また上記の説明において、電波吸収層を形成する方法として、磁性塗料を作製してこれを塗布、乾燥する方法について説明した。本願で開示する電波吸収シートの作製方法としては、上記磁性塗料を塗布する方法の他に、例えば押し出し成型法を用いることが考えられる。
【０１３５】
より具体的には、磁性酸化鉄粉と、バインダーと、必要に応じて分散剤などを予めブレンドし、ブレンドされたこれら材料を押出成型機の樹脂供給口から可塑性シリンダ内に供給する。なお、押出成型機としては、可塑性シリンダと、可塑性シリンダの先端に設けられたダイと、可塑性シリンダ内に回転自在に配設されたスクリューと、スクリューを駆動させる駆動機構とを備えた通常の押出成型機を用いることができる。押出成型機のバンドヒータによって可塑化された溶融材料が、スクリューの回転によって前方に送られて先端からシート状に押し出される。押し出された材料を、乾燥、加圧成形、カレンダ処理等を行うことで所定の厚さの電波吸収層を得ることができる。
【０１３６】
また、上記実施形態では、電波吸収層が一層で構成された電波吸収シートについて説明したが、電波吸収層として複数の層が積層したものを採用することができる。上述のように本実施形態にかかる電波吸収シートでは、電波吸収層の厚みを調整してそのインピーダンスを空気中のインピーダンスと整合させることで電波吸収特性をより向上させることができる。一方で、電波吸収層を形成する電波吸収材料やバインダーの特性によって、一層では所定の厚さの電波吸収層を形成できない場合には、電波吸収層を積層体として形成することが有効である。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本願で開示する電波吸収シートは、ミリ波帯域以上の高い周波数帯域の電波を吸収する電波吸収シートとして有用である。
【符号の説明】
【０１３８】
１      電波吸収層
１ａ    イプシロン酸化鉄（電波吸収材料）
１ｂ    バインダー
２      反射層
３      ベースフィルム（基材）
４      接着層
【図１】
2017221992.tif 000007
【図２】
2017221992.tif 000008
【図３】
2017221992.tif 000009
【図４】
2017221992.tif 000010
【図５】
2017221992.tif 000011
【図６】
2017221992.tif 000012
【図７】
2017221992.tif 000013
【図８】
2017221992.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月30日(2018.7.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子状の電波吸収材料と樹脂製バインダーとを含む可撓性を有する電波吸収層を備えた電波吸収シートであって、
前記電波吸収材料がミリ波帯域以上の周波帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄であることを特徴とする、電波吸収シート。
【請求項２】
前記電波吸収層に前記電波吸収材料を分散させる分散剤をさらに含む、請求項１に記載の電波吸収シート。
【請求項３】
前記分散剤がリン酸化合物である、請求項２に記載の電波吸収シート。
【請求項４】
前記電波吸収材料がイプシロン酸化鉄である、請求項１〜３のいずれかに記載の電波吸収シート。
【請求項５】
前記イプシロン酸化鉄のＦｅサイトの一部が３価の金属原子で置換されている、請求項４に記載の電波吸収シート。
【請求項６】
前記電波吸収層における前記磁性酸化鉄の体積含率が３０％以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の電波吸収シート。
【請求項７】
前記樹脂製バインダーがスルホン酸基およびカルボキシル基の少なくともいずれか一方を含み、かつ、ハロゲンフリーである、請求項１〜６のいずれかに記載の電波吸収シート。
【請求項８】
前記電波吸収層の厚みが１ｍｍ以下である、請求項１〜７のいずれかに記載の電波吸収シート。
【請求項９】
前記電波吸収層の一方の面に接して、金属板、金属箔、または、金属蒸着膜からなる反射層が形成されている、請求項１〜８のいずれかに記載の電波吸収シート。
【請求項１０】
樹脂製の基材上に、
前記反射層と前記電波吸収層が順次積層されるとともに、
前記基材の前記電波吸収層が配置されている側とは反対側の面に接着層が形成されている、請求項１〜９のいずれかに記載の電波吸収シート。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電波を吸収する電波吸収シートに関し、特に、数十ギガヘルツ（ＧＨｚ）から数百ギガヘルツ（ＧＨｚ）のいわゆるミリ波帯域から、３テラヘルツ（ＴＨｚ）までの周波数の電波を吸収可能な電波吸収シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの移動体通信や無線ＬＡＮ、料金自動収受システム（ＥＴＣ）などでは、数ギガヘルツ（ＧＨｚ）の周波数帯域を持つセンチメートル波と呼ばれる電波が用いられている。
【０００３】
このようなセンチメール波を吸収する電波吸収シートとして、ゴム状電波吸収シートと段ボールなどの紙状シート材とを積層した積層体シートが提案されている（特許文献１参照）。また、異方性黒鉛とバインダーとを含む薄型シートを、Ｈ方向およびＹ方向に交互に積層してその厚さを調整することで、電波入射方向に関係なく電波吸収特性を安定させた電波吸収シートが提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、より高い周波数帯域の電波を吸収できるようにすることを目的として、偏平状の軟磁性粒子の長手方向をシートの面方向に揃えることで、２０ギガヘルツ以上の周波数帯域の電波を吸収可能な電波吸収シートが提案されている（特許文献３参照）。
【０００５】
また、イプシロン酸化鉄（ε−Ｆｅ2Ｏ3）結晶を磁性相に持つ粒子の充填構造を有する電波吸収体が、２５〜１００ギガヘルツの範囲で電波吸収性能を発揮することが知られている(特許文献４参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２３３８３４号公報
【特許文献２】特開２００６−  ８０３５２号公報
【特許文献３】特開２０１５−１９８１６３号公報
【特許文献４】特開２００８−  ６０４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年では、送信するデータのさらなる大容量化を可能とするために、６０ギガヘルツの周波数を用いた無線通信が計画され、また、極めて狭い指向性を活用する車載レーダー機器として数十ギガヘルツ以上のいわゆるミリ波帯域（３０〜３００ギガヘルツ）の周波数を有するミリ波レーザーの利用が進められている。さらに、ミリ波帯域を超えた高い周波数帯域の電波として、３テラヘルツ（ＴＨｚ）までのテラヘルツ帯域の周波数を有する電波を利用する技術の研究も進んでいる。
【０００８】
しかし、電波利用技術の一つとして漏洩電波を防止するためなどに不可欠な電波吸収シートは、現時点では２０ギガヘルツから最大でも数十ギガヘルツ程度の周波数に対応するものが限界であり、３０ギガヘルツから３００ギガヘルツのミリ波帯域全体、または、３テラヘルツまでのより高周波数の帯域の電波を吸収できるような電波吸収シートは実現されていない。
【０００９】
本開示は、上記従来の課題を解決し、ミリ波帯域以上の高い周波数の電波を良好に吸収することができ、かつ、取り扱いの容易な電波吸収シートを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため本願で開示する電波吸収シートは、粒子状の電波吸収材料と樹脂製バインダーとを含む可撓性を有する電波吸収層を備えた電波吸収シートであって、前記電波吸収材料がミリ波帯域以上の周波帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本願で開示する電波吸収シートは、ミリ波以上の高周波帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄を電波吸収材料として電波吸収層に備えるため、磁気損失によって数十ギガヘルツ以上の高い周波数帯域の電波を熱に変換することができる。また、電波吸収層が樹脂製のバインダーを含むため、高周波数帯域の電波を吸収する可撓性を有する電波吸収シートとして実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態にかかる電波吸収シートの構成を説明する断面図である。
【図２】Ｆｅサイトの一部を置換したイプシロン酸化鉄の電波吸収特性を説明する図である。
【図３】シートを湾曲させた際に、シートに加えられた加重の大きさから可撓性特性値Ｆを測定する方法を説明するモデル図である。
【図４】本実施形態にかかる電波吸収シートにおけるインピーダンス整合について説明する図である。
【図５】電波吸収シートの電波吸収特性を測定するフリースペース法を説明するためのモデル図である。
【図６】本実施形態にかかる電波吸収シートの電波吸収層の厚さと電波吸収特性との関係を示す図である。
【図７】本実施形態にかかる電波吸収シートにおける電波吸収材料の体積含量の変化と透磁率との関係についてのシミュレーション結果を示す図である。
【図８】電波吸収材料の体積含量の変化と透磁率との関係についてのシミュレーションに用いた磁性体粒子と樹脂製バインダーのモデルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本願で開示する電波吸収シートは、粒子状の電波吸収材料と樹脂製バインダーとを含む可撓性を有する電波吸収層を備えた電波吸収シートであって、前記電波吸収材料がミリ波帯域以上の周波帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄である。
【００１４】
このようにすることで、本願で開示する電波吸収シートは、電波吸収材料の磁気共鳴によってミリ波帯域である３０ギガヘルツ以上の高周波帯域の電波を吸収することができる。また、粒子状の電波吸収材料と樹脂製バインダーを用いて可撓性を有する電波吸収シートを実現することができる。このため、ミリ波レーダーや数十ギガヘルツ以上の高周波数での通信など、これからの高周波電波利用に対応した取り扱いの容易な電波吸収シートを提供することができる。
【００１５】
本願で開示する電波吸収シートにおいて、前記電波吸収層に前記電波吸収材料を分散させる分散剤をさらに含むことが好ましい。さらに、前記分散剤がリン酸化合物であることが好ましい。このようにすることで、平均粒子径が数十ｎｍの微細な粒子状の磁性酸化鉄を、樹脂製バインダーを用いて良好に分散させることができ、高い電波吸収特性を備えた電波吸収シートを実現することができる。
【００１６】
また、前記電波吸収材料がイプシロン酸化鉄であることが好ましい。３０ギガヘルツより高い周波数の電波を吸収する電波吸収体としてのイプシロン酸化鉄を電波吸収材料として用いることで、高周波数の電波を吸収する電波吸収シートを実現することができる。
【００１７】
この場合において、前記イプシロン酸化鉄のＦｅサイトの一部が３価の金属原子で置換されていることが好ましい。Ｆｅサイトを置換する材料によって磁気共鳴周波数が異なるイプシロン磁性酸化鉄の特性を活かして、所望の周波数帯域の電波を吸収する電波吸収シートを実現することができる。
【００１８】
さらに、本開示にかかる電波吸収シートにおいて、前記電波吸収層における前記磁性酸化鉄の体積含率が３０％以上であることが好ましい。このようにすることで、電波吸収層の透磁率虚部（μ''）の値を大きくすることができ、高い電波吸収特性を備えた電波吸収シートを実現することができる。
【００１９】
また、前記樹脂製バインダーがスルホン酸基およびカルボキシル基の少なくともいずれか一方を含み、かつ、ハロゲンフリーであることが好ましい。このようにすることで、可撓性を有する電波吸収層を備えた、環境に悪影響を与える懸念がない電波吸収シートを実現することができる。
【００２０】
本願で開示する電波吸収シートは、前記電波吸収層の厚みが１ｍｍ以下とすることができる。
【００２１】
さらにまた、前記電波吸収層の一方の面に接して、金属板、金属箔、または、金属蒸着膜からなる反射層が形成されていることが好ましい。このようにすることで、ミリ波以上の周波数帯域の電波の遮蔽と吸収とを確実に行うことができる電波吸収シートを実現することができる。
【００２２】
この場合において、樹脂製の基材上に、前記反射層と前記電波吸収層が順次積層されるとともに、前記基材の前記電波吸収層が配置されている側とは反対側の面に接着層が形成されていることが好ましい。このようにすることで、高い電波吸収特性を備えるとともに、所望する場所に容易に配置することができる取り扱い性に優れた電波吸収シートを実現することができる。
【００２３】
以下、本願で開示する電波吸収シートについて、図面を参照して説明する。
【００２４】
（実施の形態）
［シート構成］
図１は、本実施形態にかかる電波吸収シートの構成を示す断面図である。
【００２５】
なお、図１は、本実施形態にかかる電波吸収シートの構成を理解しやすくするために記載された図であり、図中に示された部材の大きさや厚みについて現実に即して表されたものではない。
【００２６】
本実施形態で例示する電波吸収シートは、粒子状の電波吸収材料１ａと樹脂製のバインダー１ｂとを含む電波吸収層１を備えている。なお、図１に示す電波吸収シートは、電波吸収層１の背面側（図１における下方側）に金属材料からなる反射層２が形成され、電波吸収層１と反射層２との積層体が、樹脂製の基材であるベースフィルム３上に配置されている。また、ベースフィルム３の電波吸収層１が配置されている側（図１中の上方側）とは反対側（図１中の下方側）には、接着層４が形成されている。
【００２７】
本実施形態にかかる電波吸収シートは、電波吸収層１に含まれる電波吸収材料１ａが磁気共鳴を起こすことで電磁波である電波を磁気損失によって熱エネルギーに変換して吸収するものであるため、電波吸収層１のみで電波の吸収が可能である。このため、電波吸収層１のみを備えた非共振型（透過型）の電波吸収シートとして、透過する電波を吸収する形態とすることも可能である。また、本実施形態にかかる電波吸収シートとしては、電波吸収層１の一方から電波が入射し、電波吸収層１の他方の側、すなわち電波の入射側に対する背面側に金属層である反射層２を設けた共振型（反射型）の電波吸収シートとして構成することで、電波吸収層１に入射した電波を確実にシールドするとともに、電波吸収層１で電波を吸収して反射波として放出される電波の強度を低減することができる。
【００２８】
また、後述するように、本実施形態の電波吸収シートでは、吸収する電波の周波数に基づいて電波吸収層１の厚さを調整するインピーダンス整合を行って、電波吸収層１により確実に電波が入射するように調整するが、例えば、７５ギガヘルツの電波を吸収する電波吸収シートの場合、電波吸収層１は、反射層を備えない非共振型の場合で厚みが３ｍｍ以下、反射層２を備えた共振型の場合で厚みが１ｍｍ以下の薄いシート状のものとなる。このため、電波吸収層１、または、電波吸収層１と反射層２との積層体を所定厚みの樹脂製基材であるベースフィルム３に積層することで、電波吸収シートとしての取り扱い容易性を向上させることができる。なお、電波吸収層１、または、電波吸収層１と反射層２との積層体のみで自立性が確保でき、取り扱い容易である場合には、ベースフィルム３を設ける必要はない。
【００２９】
さらに、本実施形態にかかる電波吸収シートは、高周波電波の発生源の周囲の部材の表面に貼着して用いられることが多いため、ベースフィルム３に接着層４を積層することによって、さらに電波吸収シートの取り扱い容易性を向上させている。ベースフィルム３を設けない場合には、接着層４を電波吸収層１反射層２に積層することができる。
【００３０】
［電波吸収材料］
本実施形態にかかる電波吸収シートでは、粒子状の電波吸収材料として、イプシロン酸化鉄磁性粉、バリウムフェライト磁性粉、ストロンチウムフェライト磁性粉などの磁性酸化鉄の粉体を使用することができる。これらの中でもイプシロン酸化鉄は、鉄原子の電子がスピン運動する時の歳差運動の周波数が高く、ミリ波帯域である３０〜３００ギガヘルツ、またはそれ以上の高周波数の電波を吸収する効果が高いため、電波吸収材料として特に好適である。
【００３１】
イプシロン酸化鉄（ε−Ｆｅ2Ｏ3）は、酸化第二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）において、アルファ相（α−Ｆｅ2Ｏ3）とガンマ相（γ−Ｆｅ2Ｏ3）との間に現れる相であり、逆ミセル法とゾルーゲル法とを組み合わせたナノ微粒子合成方法によって単相の状態で得られるようになった磁性材料である。
【００３２】
イプシロン酸化鉄は、平均粒子径が数ｎｍから数十ｎｍの微細粒子でありながら常温で約２０ｋＯｅという金属酸化物として最大の保磁力を備え、さらに、歳差運動に基づくジャイロ磁気効果による自然磁気共鳴が数十ギガヘルツ以上のいわゆるミリ波帯の周波数帯域で生じる。
【００３３】
さらに、イプシロン酸化鉄は、結晶のＦｅサイトの一部をアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、ロジウム（Ｒｈ）、インジウム（Ｉｎ）などの３価の金属元素と置換された結晶とすることで、磁気共鳴周波数、すなわち、電波吸収材料として用いられる場合に吸収する電波の周波数を異ならせることができる。
【００３４】
図２は、Ｆｅサイトと置換する金属元素を異ならせた場合の、イプシロン酸化鉄の保磁力Ｈｃと自然共鳴周波数ｆとの関係を示している。なお、自然共鳴周波数ｆは、吸収する電波の周波数と一致する。
【００３５】
図２から、Ｆｅサイトの一部が置換されたイプシロン酸化鉄は、置換された金属元素の種類と置換された量によって、自然共鳴周波数が異なる。また、自然共鳴周波数の値が高くなるほど、当該イプシロン酸化鉄の保磁力が大きくなっていることがわかる。
【００３６】
より具体的には、ガリウム置換のイプシロン酸化鉄、すなわちε−ＧａxＦｅ2-xＯ3の場合には、置換量「ｘ」を調整することで３０ギガヘルツから１５０ギガヘルツ程度までの周波数帯域で吸収のピークを有し、アルミニウム置換のイプシロン酸化鉄、すなわちε−ＡｌxＦｅ2-xＯ3の場合には、置換量「ｘ」を調整することで１００ギガヘルツから１９０ギガヘルツ程度の周波数帯域で吸収のピークを有する。このため、電波吸収シートで吸収したい周波数の自然共鳴周波数となるように、イプシロン酸化鉄のＦｅサイトと置換する元素の種類を決め、さらに、Ｆｅとの置換量を調整することで、吸収される電波の周波数を所望の値とすることができる。さらに、置換する金属をロジウムとしたイプシロン酸化鉄、すなわちε−ＲｈxＦｅ2-xＯ3の場合には、１８０ギガヘルツからそれ以上と、吸収する電波の周波数帯域をより高い方向にシフトすることが可能である。
【００３７】
イプシロン酸化鉄は、一部のＦｅサイトが金属置換されたものを含めて購入することが可能で、本実施形態にかかる電波吸収シートを形成するに当たっては、電波吸収材料１ａとして、平均粒径が約３０ｎｍ程度の略球形または短いロッド形状（棒状）をしたε−ＡｌxＦｅ2-xＯ3粒子を入手した。
【００３８】
［電波吸収層（バインダー）］
電波吸収層１に用いられる樹脂製のバインダー１ｂとしては、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、ゴム系樹脂などの樹脂材料を用いることができる。
【００３９】
より具体的には、エポキシ系樹脂として、ビスフェノールＡの両末端の水酸基をエポキシ化した化合物を用いることができる。ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートなどを用いることができる。
【００４０】
また、ポリウレタン系樹脂として、ポリエステル系ウレタン樹脂、ポリエーテル系ウレタン樹脂、ポリカーボネート系ウレタン樹脂、エポキシ系ウレタン樹脂などを用いることができる。アクリル系の樹脂としては、メタアクリル系樹脂で、アルキル基の炭素数が２〜１８の範囲にあるアクリル酸アルキルエステルおよび／またはメタクリル酸アルキルエステルと、官能基含有モノマーと、必要に応じてこれらと共重合可能な他の改質用モノマーとを共重合させることにより得られる官能基含有メタアクリルポリマーなどを用いることができる。
【００４１】
さらに、ゴム系樹脂として、スチレン系の熱可塑性エラストマーであるＳＩＳ（スチレン−イソブレンブロック共重合体）やＳＢＳ（スチレン−ブタジエンブロック共重合体）、石油系合成ゴムであるＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン・ゴム）、その他アクリルゴムやシリコンゴムなどのゴム系材料をバインダーとして利用することができる。
【００４２】
なお、環境に配慮する観点から、バインダーとして用いられる樹脂としては、ハロゲンを含まないハロゲンフリーのものを用いることが好ましい。これらの樹脂材料は、樹脂シートのバインダーの材料として一般的なものであるため容易に入手することができる。
【００４３】
電波吸収体１ａである粒子状の磁性酸化鉄と樹脂製のバインダー１ｂとで構成しているため、本実施形態にかかる電波吸収シートの電波吸収層１は、可撓性を有するシート状のものとすることができる。なお、本明細書において可撓性を有するとは、電波吸収層１が一定程度湾曲させることができる状態を示している。例えば、バインダーとして東洋紡株式会社製のポリエステルウレタン樹脂である「バイロンＵＲ８７００」（商品名、なお、バイロンは登録商標）を用いた厚さが数百μｍの電波吸収層の場合には、直径が数ｍｍ〜１０ｍｍ程度の筒状となるようにシートを丸めた場合でも、湾曲状態を解除した際に破断などの塑性変形が生じずに平面状のシートに復帰する。
【００４４】
［電波吸収層（分散剤）］
本実施形態にかかる電波吸収シートの電波吸収層１では、電波吸収材料１ａとしてイプシロン酸化鉄を用いるが、イプシロン酸化鉄は上述のように平均粒子径が数ｎｍから数十ｎｍの微細なナノ粒子であるため、電波吸収層１の形成時にバインダー１ｂ内に良好に分散させることが重要となる。
【００４５】
このため、本実施形態にかかる電波吸収シートでは、電波吸収層１に分散剤を含ませることが好ましい。
【００４６】
この分散剤としては、リン酸基、スルホン酸基、カルボキシ基等の極性基を有する化合物を用いることができる。これらの中でも分子内にリン酸基を有するリン酸化合物を分散剤として用いることが好ましい。
【００４７】
リン酸化合物としては、フェニルホスホン酸、フェニルホスホン酸ジクロリド等のアリールスルホン酸、メチルホスホン酸、エチルホスホン酸、オクチルホスホン酸、プロピルホスホン酸などのアルキルホスホン酸、あるいは、ヒドロキシエタンジホスホン酸、ニトロトリスメチレンホスホン酸などの多官能ホスホン酸などのリン酸化合物を含んでいる。これらのリン酸化合物は、難燃性を有するとともに、微細な磁性酸化鉄粉の分散剤として機能するため、バインダー内のイプシロン酸化鉄粒子を、良好に分散させることができる。
【００４８】
具体的には、分散剤としては、和光純薬工業株式会社製、または、日産化学工業株式会社製のフェニルホスホン酸（ＰＰＡ）城北化学工業株式会社製の酸化リン酸エステル「ＪＰ−５０２」（製品名）などを使用することができる。
【００４９】
なお、電波吸収層１の組成としては、一例として、イプシロン酸化鉄粉１００部（質量部）に対して、樹脂製バインダーが２〜５０部、リン酸化合物の含有量が０．１〜１５部とすることができる。樹脂製バインダーが２部より少ないと、磁性酸化鉄を良好に分散させることができない。また電波吸収シートとしての形状を維持できなくなる。５０部より多いと、電波吸収シートの中で磁性酸化鉄の体積含率が小さくなり、透磁率が低くなるため電波吸収の効果が小さくなる。
【００５０】
リン酸化合物の含有量が０．１部より少ないと、樹脂製バインダーを用いて磁性酸化鉄を良好に分散させることができない。１５部より多いと、磁性酸化鉄を良好に分散させる効果が飽和する。電波吸収シートの中で磁性酸化鉄の体積含率が小さくなり、透磁率が低くなるため電波吸収の効果が小さくなる。
【００５１】
なお、本実施形態にかかる電波吸収シートの電波吸収層に含ませる分散剤としては、上記したリン酸化合物の他にも、例えば、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、ステアロール酸などの炭素数１２〜１８の脂肪酸〔ＲＣＯＯＨ（Ｒは炭素数１１〜１７のアルキル基またはアルケニル基）〕、また、上記脂肪酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属からなる金属石けん、上記脂肪酸エステルのフッ素を含有した化合物、上記脂肪酸のアミド；ポリアルキレンオキサイドアルキルリン酸エステル、レシチン、トリアルキルポリオレフィンオキシ第四級アンモニウム塩（アルキルは炭素数１〜５、オレフィンはエチレン、プロピレン等）銅フタロシアニンなどを使用することができる。さらに、分散剤としてシランカップリング剤などを使用することができる。これら分散剤は、単独でも組み合わせて使用してもよい。
【００５２】
このように本実施形態にかかる電波吸収シートでは、電波吸収層１に分散剤を含ませることで、電波吸収材料１ａ表面の濡れ性が改良されて、樹脂製バインダー１ｂの電波吸収材料１ａ表面への吸着を制御することができる。この結果、電波吸収材料として平均粒子経が数nmから数十nmの微細粒子であるイプシロン酸化鉄磁性粉を用いた場合であっても、電波吸収材料を均一に分散することができるため、可撓性を有した電波吸収シートを形成することができる。
【００５３】
ここで、本実施形態にかかる電波吸収シートに用いられる電波吸収層について、分散剤の有無や含まれる分散剤の種類による可撓性の変化を測定した。なお、可撓性の大きさを評価するに当たっては、以下に説明する可撓性評価値Ｆを用いた。
【００５４】
図３は、本実施形態の電波吸収シートが備える可撓性の大小を条件付ける、電波吸収シートの可撓性評価値Ｆを測定する状態を説明する図である。
【００５５】
測定には、長さ１００ｍｍ、幅２０ｍｍのリボン状の電波吸収シートを用いる。なお、ここでは、反射層を備えない非共振型の電波吸収シートにも適用されることを考慮して、電波吸収層のみの可撓性を評価している。そして、図３に示すように、リボン状の電波吸収層の長手方向における中間部分を中心として長さ方向の両端部分が重なるように湾曲させ、この状態を維持する外力を求める。さらに、得られた外力を電波吸収層の断面積で除することで、測定対象の電磁波吸収シートの可撓性評価値Ｆを得ることができる。
【００５６】
例えば、図３に示すように、電子天秤の測定台３１上に測定対象の電波吸収層を配置し、外力を加えていない状態での電波吸収層１の自重を測定する。その後、外力を加えて変形させた状態における電子天秤に加わる重さを測定し、得られた測定結果から電波吸収層１の自重分の重さを除去することで、電波吸収シート（電波吸収層）を湾曲させた状態で維持するために必要な加重量が判明する。
【００５７】
電波吸収層１を所定の湾曲状態で維持するために、電波吸収層１の上方側には、図３に示すようなプレート部材３２を配置して、このプレート部材３２に対して、鉛直下方側に向けて図３中に白矢印３３として示す外力を加える。このとき、電波吸収層１の湾曲部分における外側の端部からの距離Ｌが、Ｌ＝１０ｍｍである部分において、湾曲されている電波吸収層１の内側面同士の間隔ｄが、ｄ＝１０ｍｍ、および、２０ｍｍとなるときの、外力１３の大きさを重量として測定し、これを電波吸収層１の断面積Ｄ（単位：ｍｍ2）で除した数値を、可撓性評価値Ｆ（ｇ／ｍｍ2）とする。
【００５８】
例えば、厚さ１００μｍ（＝０．１ｍｍ）の電波吸収層に対し、図３のような状態となった際に加えられた外力１３が、電子天秤により６グラム重として表示される場合は、電波吸収層１の断面積Ｄが２０（ｍｍ）×０．１（ｍｍ）＝２（ｍｍ2）であるから、求める可撓性評価値Ｆは、６÷２＝３ｇ／ｍｍ2となる。この可撓性評価値Ｆの値が、０より大きく、５以下である場合には、電波吸収シートとして良好な可撓性を有していると言うことができる。また、この数値が、１．０以上３．５以下の範囲であれば、自立性と可撓性とを両立して備えているという点でさらに好ましい特性を備えた電波吸収シートということができる。
【００５９】
なお、可撓性評価値Ｆの値が０より大きいものとする理由は、Ｆ＝０の電波吸収シートの場合は、自重のみによってシートが湾曲している状態であり、図３に示すような折り曲げ部から両端部へ向かう部分が平行に維持される形状を形成することができない。このような電波吸収シートでは、柔らかすぎて自立性がなくなり、ユーザが持ち運ぶ場合や所定の場所に貼着する際の取り扱いが困難となる。また、Ｆ＝５を超えた場合は電波吸収シートを湾曲させる際に大きな力が必要となり、作業性が低下する。
【００６０】
なお、図３に示した可撓性評価値Ｆの測定において、測定対象の電波吸収シートが弾性変形領域にあることが前提となる。すなわち、上記可撓性評価値Ｆを測定した後にシート上のプレート部材１２を取り除くと、電波吸収シートが初期の形状に戻ることが重要である。プレート部材１２を取り除いても、加えられた外力によって塑性変形が生じてシートが初期の形状に戻らなかったり、シートの湾曲部分の外側部分にひび割れなどの外見上の異常が生じたりする場合は、当該電波吸収シートは所定の可撓性評価値を備えないものと判断される。
【００６１】
可撓性評価値Ｆの測定に当たり、以下の３種類の電波吸収層を作製した。
［実施例１］
磁性酸化鉄粉      イプシロン酸化鉄磁性粉          １００部
樹脂製バインダー  ポリウレタン                      ２９部
分散剤            フェニルホスホン酸（ＰＰＡ）        ３部
溶媒              メチルエチルケトン（ＭＥＫ）      ７１部
［実施例２］
磁性酸化鉄粉      イプシロン酸化鉄磁性粉          １００部
樹脂製バインダー  ポリウレタン                      ２９部
分散剤            ステアリン酸（ＳＡ）                ３部
溶媒              メチルエチルケトン（ＭＥＫ）      ７１部
［実施例３］
磁性酸化鉄粉      イプシロン酸化鉄磁性粉          １００部
樹脂製バインダー  ポリウレタン                      ２９部
溶媒              メチルエチルケトン（ＭＥＫ）      ７０部
なお、いずれの実施例の場合も、樹脂製バインダーは、東洋紡株式会社製のポリエステルウレタン樹脂である「バイロンＵＲ８７００」（商品名、なお、バイロンは登録商標）を用いた。また、イプシロン酸化鉄の平均粒径は、いずれも３０ｎｍであった。
【００６２】
このときの可撓性評価値Ｆの測定結果を、表１に示す。
【００６３】
【表１】
2017221992.tif 000015
【００６４】
表１に示すように、分散剤を用いていない実施例３の電波吸収層と比較して、フェニルホスホン酸の分散剤を用いた実施例１の電波吸収層、ステアリン酸の分散剤を用いた実施例２の電波吸収層は、ともに、可撓性評価値Ｆの値が小さくなって、より高い可撓性を有していることがわかる。
【００６５】
また、折り曲げた電波吸収層の内側面同士の間隔ｄをｄ＝２０ｍｍとした場合には、分散剤を用いていない実施例３の電波吸収層の場合も含めて、可撓性評価値Ｆが１〜３．５の範囲内に入るため、いずれも可撓性と共に良好な自立性を備えた電波吸収層であると評価できる。
【００６６】
一方、分散剤を含んでいない実施例３の電波吸収層では、電波吸収層の内面同士の間隔ｄをｄ＝１０ｍｍとする測定を行おうとした際、湾曲部分で塑性変形してしまい可撓性評価値Ｆの値を測定することができなかった。実際に電波吸収シートを使用するに当たっては、例えば、電波吸収シートを所定の位置に貼り付けて使用するような場合に、一旦貼着した電波吸収シートを張り直しのために剥がす場合には、電波吸収シートが強く湾曲されてｄ＝１０ｍｍの場合と同じような条件が生じる可能性がある。このため、このように電波吸収シートを強く折り曲げることが想定される場合には、電波吸収層に分散剤を含ませて、より良好な可撓性を有する電波吸収シートとすることが好ましい。
【００６７】
［電波吸収層の製造方法］
ここで、本実施形態にかかる電波吸収シートの電波吸収層１の製造方法について説明する。本実施形態の電波吸収シートでは、少なくとも磁性酸化鉄粉と樹脂製バインダーとを含んだ磁性塗料を作製してこれを所定の厚さで塗布し、乾燥させた後にカレンダ処理することによって電波吸収層１を形成する。
【００６８】
先ず、磁性塗料を作製する。
【００６９】
磁性塗料は、イプシロン酸化鉄粉と分散剤であるリン酸化合物、樹脂製バインダーの混練物を得て、これを希釈し、さらに分散した後に、フィルタで濾過することによって得ることができる。混練物は、一例として、加圧式の回分式ニーダで混練することにより得られる。また、混練物の分散は、一例としてジルコニアなどのビーズを充填したサンドミルを用いて分散液として得ることができる。なお、このとき、必要に応じて架橋剤を配合することができる。
【００７０】
得られた磁性塗料を、剥離性を有する支持体、一例としてシリコンコートにより剥離処理された厚さ３８μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のシート上に、テーブルコータやバーコータなどを用いて塗布する。
【００７１】
その後、ｗｅｔ状態の磁性塗料を８０℃で乾燥し、さらにカレンダ装置を用いて所定温度でカレンダ処理を行って、支持体上に電波吸収層を形成できる。
【００７２】
一例として、支持体上に塗布したｗｅｔ状態での磁性塗料の厚さを１ｍｍとすることで、乾燥後の厚さを４００μｍ、カレンダ処理後の電波吸収層の厚さを３００μｍとすることができた。
【００７３】
このようにして、電波吸収材料１ａとして用いたｎｍオーダーの微細なイプシロン酸化鉄が樹脂製バインダー１ｂ内に良好に分散された状態の電波吸収層１を形成することができた。
【００７４】
なお、磁性塗料を作製する他の方法として、磁性塗料成分として、少なくとも磁性酸化鉄粉と、分散剤であるリン酸化合物と、バインダー樹脂とを高速攪拌機で高速混合して混合物を調製し、その後、得られた混合物をサンドミルで分散処理することでも磁性塗料を得ることができる。
【００７５】
この製造方法の場合、得られる磁性塗料中の磁性酸化鉄粉の表面に必ずしも分散剤が均一に吸着していない場合があり、塗布後に、乾燥、カレンダ処理をした電波吸収層１中の電波吸収材料１ａの分散度合いは、上述の磁性酸化鉄粉の混練物を得る場合よりも劣る。しかし、電波吸収材料としての磁性酸化鉄の種類、大きさ、形状その他の条件によって、得られた電波吸収層が所定の電波吸収特性を発揮することができる場合には、簡易な製造方法を採用することでより簡便に電波吸収層を形成することができる。
【００７６】
さらに、電波吸収材料として、磁性酸化鉄粉の平均粒子径がそれほど小さくない場合は、分散剤としてのリン酸化合物を用いずに電波吸収層を形成することもできる。
【００７７】
なお、本実施形態にかかる電波吸収シートにおいて、電波吸収層の厚みは電波吸収特性を左右する大きな要因となる。電波吸収層の厚みについては、後に詳述する。
【００７８】
［反射層］
本実施形態の電波吸収シートでは、図１に示すように、電波吸収層１の背面側に反射層２が形成されている。
【００７９】
反射層２は、電波吸収層１の背面（図１における下側の面）に密着して形成された金属層であればよい。具体的には、反射層２は、電波吸収層１の背面側に密着して配置された金属板として、また、電波吸収層１の背面側に密着して配置された金属箔として構成することができる。さらには、反射層２は、電波吸収層１の背面に蒸着された金属蒸着膜として、または、電波吸収層１の背面側に配置された非金属製のシートや板状部材の電波吸収層１側の表面に形成された金属蒸着膜として、実現することができる。
【００８０】
なお、反射層２を構成する金属の種類には特に限定はなく、アルミニウムや銅、クロムなどの電子部品等で通常用いられる金属材料をはじめ、各種の金属材料を用いることができるが、電気抵抗ができるだけ小さく、耐食性の高い金属を用いることがより好ましい。
【００８１】
本実施形態にかかる電波吸収シートでは、電波吸収層１の背面に反射層２を設けることで、電波が電波吸収シートを貫通する事態を確実に回避することができ、特に、高周波で駆動される電気回路部品などから外部へと放出される電波の漏洩を防止する電波吸収シートを実現することができる。
【００８２】
なお、電波吸収シートとしては、電波吸収層１の背面に反射層２を形成して、電波の透過を確実に防止する使用形態の他に、例えば、電波を減衰させるものの一部を貫通させることを前提とするアイソレータとして電波吸収シートを用いるなどの使用形態が考えられる。このような使用形態の場合を含め、本実施形態にかかる電波吸収シートにおいて、電波吸収層１の背面側に金属膜からなる反射層２を設けることは、必須の事項ではなく、上述したように、電波吸収層１の背面側に反射層２を設けた共振型の電波吸収シートと、電波吸収シートの背面側に反射層を設けない非共振型の電波吸収シートとのいずれの形態の電波吸収シートとしても実現することができる。
【００８３】
［ベースフィルム、接着層］
図１に示すように、本実施形態にかかる電波吸収シートは、電波吸収層１と反射層２との積層体が、ベースフィルム３上に形成されている。
【００８４】
上述したように本実施形態の電波吸収シートでは、電波吸収層１の厚みを調整することでより高い電波吸収特性を付与することができる。このため、電波吸収シートとしての強度や取り扱いの容易性などの観点からのみ、電波吸収層１の厚みを決定することができない場合がある。電波吸収層１に積層して反射層２を設けた場合でも、全体としての厚みが薄く電波吸収シートとしての所定の強度が得られない場合や、自立性が不十分な場合には、図１に示すように、反射層２のさらに背面側に樹脂製の基材であるベースフィルム３を積層することが好ましい。
【００８５】
ベースフィルム３は、ＰＥＴフィルムなどの各種の樹脂製フィルム、ゴム、和紙などの紙部材を用いて構成することができる。ベースフィルム３の材料や厚みは、本実施形態にかかる電波吸収シートにおいて電波吸収特性には影響を与えないため、電波吸収シートの実用的な観点から、適切な材料で、かつ、適切な厚みを有するベースフィルム３を選択することができる。
【００８６】
さらに、図１に示す本実施形態にかかる電波吸収シートでは、ベースフィルム３の電波吸収層１が形成されている側とは反対側の表面に、接着層４が形成されている。
【００８７】
接着層４を設けることで、ベースフィルム３上に積層された反射層２と電波吸収層１とからなる積層体を、電気回路を収納する筐体の内面や、電気機器の内面または外面の所望の位置に貼着することができる。特に、本実施形態の電波吸収シートは電波吸収層１が可撓性を有するものであるため、湾曲した曲面上にも容易に貼着することができ、電波吸収シートの取り扱い容易性が向上する。
【００８８】
接着層４としては、粘着テープなどの粘着層として利用される公知の材料、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等を用いることができる。また被着体に対する粘着力の調節、糊残りの低減のために、粘着付与剤や架橋剤を用いることもできる。被着体に対する粘着力は５Ｎ／１０ｍｍ〜１２Ｎ／１０ｍｍが好ましい。粘着力が５Ｎ／１０ｍｍより小さいと、電波吸収シートが被着体から容易に剥がれてしまったり、ずれてしまったりすることがある。また、粘着力が１２Ｎ／１０ｍｍより大きいと、電波吸収シートを被着体から剥離しにくくなる。
【００８９】
また粘着層の厚さは２０μｍ〜１００μｍが好ましい。粘着層の厚さが２０μｍより薄いと、粘着力が小さくなり、電波吸収シートが被着体から容易に剥がれたり、ずれたりすることがある。粘着層の厚さが１００μｍより大きいと、電波吸収シートを被着体から剥離しにくくなる。また粘着層の凝集力が小さい場合は、電波吸収シートを剥離した場合、被着体に糊残りが生じる場合がある。
【００９０】
なお、本願明細書において接着層とは、剥離不可能に貼着する接着層であるとともに、剥離可能な貼着を行う粘着層であってもよい。
【００９１】
なお、電波吸収シートを所定の面に貼着するにあたって、電波吸収シートが接着層４を備えていることが必須の要件ではないことは言うまでもなく、電波吸収シートが配置される部材の側の表面に粘着性を備えることや、両面テープや接着剤を用いて所定の部位に電波吸収シートを貼着することができる。この点において、接着層４は、本実施形態に示す電波吸収シートにおける必須の構成要件でないことは明らかである。
【００９２】
また、本実施形態にかかる電波吸収シートは、電波吸収層１のみ、または、電波吸収層１と反射層２との積層体としてのみ実現することができるが、これらの電波吸収シートに接着層を備えた形態を採用することができる。
【００９３】
［インピーダンス整合］
本実施形態にかかる電波吸収シートにおいて、より確実に入射する電波の吸収を行うためには、電波吸収層の有する入力インピーダンスと空気中（真空）におけるインピーダンスとを整合させることが重要となる。
【００９４】
図４は、電波吸収層のインピーダンス整合について説明する図である。
【００９５】
なお、図４では、電波吸収層１の背面に反射層２を備えた電波吸収シートを記載している。これは、背面に反射層２を備えた構成の電波吸収シートであれば、電波吸収層１で吸収されなかった電波が電波の入射側である前面側に反射して放出されるため、測定を行う上で容易だからである。したがって、インピーダンス整合を考える上では、電波吸収層１のみを考えれば足り、反射層２は必須の構成とはならない。また、図１に示したように、本実施形態の電波吸収シートは、反射層２の背面側にベースフィルム３と接着層４とを備えているが、これらベースフィルム３と接着層４は、インピーダンス整合を考える上では無関係であるため図４での記載を省略している。
【００９６】
図４に示すように、電波吸収シートで吸収される電波１１は、空気中を伝わって電波吸収層１に垂直入射する。電波吸収層１に入射した電波は、図４では図示しない電波吸収層３中の電波吸収材料であるイプシロン酸化鉄の磁気共鳴によって吸収され、大幅に減衰した電波が背面の反射層２で反射して反射波１２として前方へと放射される。この反射された反射波１２の強度を測定して入射させた電波１１と比較することで、電波吸収シートにおける電波の吸収度合いを把握することができる。
【００９７】
ここで、電波吸収シートの電波吸収層１のインピーダンスＺinは、下記の数式（１）として表される。
【００９８】
【数１】
2017221992.tif 000016
【００９９】
なお、上記の式（１）において、μrは電波吸収層１の複素透磁率、εrは電波吸収層１の複素誘電率、λは入射する電波の波長、ｄは電波吸収層１の厚さである。
【０１００】
ここで、Ｚ0は真空状態のインピーダンス値であって、約３７７Ωであり、空気中のインピーダンスとほほ同等の値である。このため、Ｚinの値をＺ0と等しくすることで、空気中と電波吸収層１との間でのインピーダンスが整合して、空気中を伝わってきた電波が電波吸収シートの電波吸収層１の表面で反射したり散乱したりすることなく電波吸収層１にそのまま入射させることができる。このように、電波吸収層１のインピーダンス整合を行って、電波吸収層１の表面において電波の反射を低減してそのまま入射させることで、電波吸収層１自体が有する電波吸収特性を最大限に発揮させることができる。
【０１０１】
上記式（１）において、Ｚinの値をＺ0と等しくするためには、電波の波長λの値が定まれば電波吸収層１の厚さｄの値を所定の値とすればよいことがわかる。すなわち、電波吸収層１で吸収される電波の周波数が定まれば、電波吸収層１としての最適な厚さｄが定まることとなる。
【０１０２】
このことを、実際に作製した電波吸収シートを用いてフリースペース法によって測定した。
【０１０３】
図５に、フリースペース法に基づく測定状態を模式的に示す。
【０１０４】
測定に用いた電波吸収シートは、電波吸収層として、平均粒径が３０ｎｍのイプシロン酸化鉄を電波吸収材料として備え、バインダーとして東洋紡株式会社製の「バイロンＵＲ８７００」（商品名）を、また、分散剤として日産化学工業株式会社製のＰＰＡを用いて、一辺が１２０ｍｍの正方形のものを準備した。この電波吸収層を、背面に配置された厚さ５ｍｍのアルミ板と、前方側に配置された直径１００ｍｍの開口を有するアルミ板とによって挟み込んで固定した。
【０１０５】
測定は、アンリツ株式会社製のベクトルネットワークアナライザＭＳ４６４７Ｂｂｏｒ（ＭＥ７８３８Ａ）２１を用いて行い、一つのポートを使用して、送受信アンテナ２２から誘電体レンズ２３を介して電波吸収シートに所定周波数の入力波１１（ミリ波）を垂直照射し、電波吸収シートからの反射波１２を計測して、入力波１１の強度と反射波１２の強度とを比較してその減衰度合いである反射減衰率ＲＬ（Return Loss）をｄＢで求めた。
【０１０６】
なお、ＲＬは、以下の式（２）で計算した。
【０１０７】
【数２】
2017221992.tif 000017
【０１０８】
図６は、異なる厚さに形成した電波吸収層からの反射波における減衰度合いを示す図である。
【０１０９】
図６において、符号５１が電波吸収層の厚さｄが５０μｍの場合のＲＬを、以下、符号５２が厚さｄが１９６μｍのＲＬを、符号５３が厚さｄが２５１μｍのＲＬを、符号５４が厚さｄが３２６μｍのＲＬを、符号５５が厚さｄが４０４μｍのＲＬを、符号５６が厚さｄが５１９μｍのＲＬを、符号５７が厚さｄが６０３μｍのＲＬを、それぞれ示している。
【０１１０】
図６の結果から明らかなように、いずれの場合の反射減衰量ＲＬも周波数が７７．５ＧＨｚのときに反射減衰量の値が最も大きくなり、電波吸収層の厚さｄによって吸収される電波の周波数には差異が生じないことが確認できる。これは、本実施形態の電波吸収シートが、電波吸収材料１ａとして用いたイプシロン酸化鉄の磁気共鳴による電波吸収を利用していることから、当然の結果である。
【０１１１】
一方、電波吸収層の厚みｄについては、厚みｄが厚くなるほど電波のＲＬが大きくなっていくが、符号５６として示した厚さｄ＝５１９μｍのときが、ＲＬ＝−１５ｄＢとなってのＲＬの値が最も大きくなって最も大きな電波の吸収が起こり、電波吸収層の厚さｄが６０３μｍとより厚くなった符号５７の場合において、ＲＬは−１１ｄＢと小さな値となっている。このことから、実験で用いた電波吸収層では、その厚さｄが５２０μｍ前後の場合に、Ｚinの値がＺ0の値とほぼ等しくなってインピーダンスが整合され、電波吸収層としての最大の電波吸収特性を発揮していることが分かる。
【０１１２】
なお、ｄの値が５２０μｍ近傍でインピーダンス整合がなされることは、別途行ったシミュレーションによっても確認された。
【０１１３】
このように、本実施形態で説明する電波吸収シートでは、吸収する電波の周波数に対応して電波吸収層の厚さｄを選択して、入力インピーダンスＺinが空気のインピーダンスＺ0と整合するように設定することでより高い電波吸収特性を得ることができる。特に、電波吸収層の入力インピーダンス（Ｚin）を空気中のインピーダンス（Ｚ0）と整合させていない場合には、電波吸収層の表面で多くの電波が反射してしまって電波吸収層に入力しないため、高い電波吸収能率を有するイプシロン酸化鉄を用いて電波吸収層を構成していても、その効果が十分に発揮されない。逆の言い方をすれば、電波吸収層の吸収率が９０％以上となっている場合、すなわち、減衰率ＲＬが−１５ｄＢよりも大きくなっている場合は、インピーダンス整合が行われている状態であると考えることができる。
【０１１４】
次に、本実施形態にかかる電波吸収シートにおいて、より高い電波吸収特性を得る条件について検討した。
【０１１５】
本実施形態にかかる電波吸収シートでは、電波吸収層の電波吸収材料の磁気共鳴によって電波を吸収するものであるため、電波吸収層の透磁率が高くなれば電波を吸収する特性が向上する。ここで、電波吸収材料の透磁率はその材料自体によって定まるが、電波吸収層が電波吸収材料と樹脂製のバインダーとによって構成されているため、電波吸収層の電波吸収材料の含有度合いが変化すれば、電波吸収層の透磁率が変化して電波吸収特性に影響を与えることとなる。すなわち、電波吸収層における電波吸収材料の体積含率が大きいほど、電波吸収層の透磁率が高くなり、より効率よく電波を吸収することができる。
【０１１６】
図７は、電波吸収層における磁性酸化鉄粉の体積含率の変化に対する、透磁率実部μ'（符号６１）と透磁率虚部μ''（符号６２）、さらに、透磁率実部μ'と透磁率虚部μ''とのなす角度であるｔａｎδ（符号６３）の値の変化を示す図である。図７は、電波吸収材料としてイプシロン酸化鉄を用いた場合についてのシミュレーション結果を示している。
【０１１７】
図８に、図７で結果を示したシミュレーションを行ったモデルを示す。
【０１１８】
シミュレーションでは、粒状の磁性体とバインダー樹脂とについて、図７に示すように透磁率μrがμrBである直径Ｄの磁性体粉を、厚さδ／２の樹脂層（透磁率μr＝１）が取り囲んでいるとして計算した。
【０１１９】
このとき、電波吸収層全体の透磁率μrは、下記式（３）のように表すことができる。
【０１２０】
【数３】
2017221992.tif 000018
【０１２１】
ここで、図８に示したモデルから、電波吸収層に示す磁性体粉の体積含率は、直径Ｄとδとの関係から、上記式（４）として表すことができる。
【０１２２】
式（３）と式（４）とから、式（５）を導くことができるので、式（５）を用いて、それぞれ透磁率実部μ'と透磁率虚部μ''とを求め、図示したものが図６である。
【０１２３】
図７に示すように、イプシロン酸化鉄の体積含率φが大きくなるほど、透磁率虚部μ''（符号６２）の値が大きくなり、ｔａｎδ（符号６３）の値も大きくなっていく。このことから、電波吸収層に占めるイプシロン酸化鉄の体積含率φが大きいほど、より効率よく電波を吸収することが確認できる。一方で、電波吸収層におけるイプシロン酸化鉄の体積含率が大きくなることは、電波吸収層におけるバインダーの割合が減少することであり、一定以上の体積含率の場合には電波吸収層が脆くなってシートとしての形状を維持できない状態となってしまう。
【０１２４】
発明者らの検討の結果、電波吸収度合いとして減衰率−１５ｄＢ以上、電波吸収割合として９０％以上を実現するためには、イプシロン酸化鉄の体積含率としては３０％以上が好ましいことが分かった。また、イプシロン酸化鉄の体積含率が、４０％以上であれば電波吸収性能の観点から好ましく、さらに、イプシロン酸化鉄の体積含率が、５０％以上であればより好ましいことがわかった。
【０１２５】
本実施形態の電波吸収層は、上記説明したように磁性塗料を作製してこれを塗布、乾燥した後に、カレンダ処理を行って形成する。この場合、磁性塗料の作製時の磁性酸化物の組成上の体積含率を６３．８％としたとき、塗布、乾燥した状態のカレンダ処理前での空隙率が２７．５％程度であり、電波吸収層としての空隙部分を含んだ実際の磁性酸化鉄の体積含率は４６．３％となった。この状態で上述した製造条件でのカレンダ処理を行うことで、空隙率が１８．６％となり、空隙を含んだ実際の磁性酸化鉄の体積含率が５１．９％となった。  このように、空隙を考慮した磁性酸化鉄の体積含率が５０％を超える状態であれば、磁気共鳴による極めて高い電波吸収度合いの電波吸収層を形成することができる。
【０１２６】
なお、電波吸収シートとして実用可能であるレベルとしては、電波吸収率−１０ｄＢ以上であることが好ましいと考えられ、磁性酸化物の体積含率が３０％以上であれば、確実に、実用的な電波吸収率を備えた電波吸収シートを実現することができる。また、一般的な材料のバインダーを用いた場合には、磁性酸化鉄の体積含率が８０％を超えてしまうと、電波吸収シートとしての可撓性が確保できない状態なってしまう。
【０１２７】
これらのことから、電波吸収層における磁性酸化物の体積含率としては、３０％以上が好ましく上限は８０％程度であるということができる。また、電波吸収層における磁性酸化物の体積含率は、５０％以上であることがより好ましいと言うことができる。
【０１２８】
なお、電波吸収層を形成するに当たっては、上記のような溶剤を用いた方法に限られず、溶剤を用いずに電波吸収材料をバインダー中に分散配合して形成する方法が考えられる。この場合は、溶媒を用いて作製された電波吸収層として比較して電波吸収層の空隙が少なくなるため、電波吸収層に含まれる電波吸収材料の体積含率が小さくても良好な電波吸収特性が担保されると考えられる。
【０１２９】
以上説明したように、本実施形態にかかる電波吸収シートでは、電波吸収材料としてミリ波帯域以上の高い周波数帯域で磁気共鳴を行うイプシロン酸化鉄を用いることで、ミリ波帯域から１テラヘルツまでの周波数帯域の電波を吸収する、電波吸収シートを実現することができる。
【０１３０】
なお、上記実施形態では、電波吸収層に含まれる電波吸収材料として、イプシロン酸化鉄を用いたものを例示して説明した。上述のように、イプシロン酸化鉄を用いることで、ミリ波帯域である３０ギガヘルツから３００ギガヘルツの電波を吸収する電波吸収シートを形成することかでき、さらに、Ｆｅサイトを置換する金属材料として、ロジウムなどを用いることによって、電波として規定される最高周波数である１テラヘルツの電波を吸収する電波吸収シートを実現することができる。
【０１３１】
しかし、本願で開示する電波吸収シートにおいて、電波吸収層の電波吸収材料として用いられる磁性酸化鉄は、イプシロン酸化鉄には限られない。
【０１３２】
フェライト系電磁吸収体としての六方晶フェライトは、７６ギガヘルツ帯で電波吸収特性を発揮し、さらにストロンチウムフェライトも数十ギガヘルツ帯域に電波吸収特性を発揮する。このため、イプシロン酸化鉄以外にもこのようなミリ波帯域である３０ギガヘルツから３００ギガヘルツにおいて電波吸収特性を有する磁性酸化鉄の粒子と、樹脂製バインダーとを用いて電波吸収層を形成することで、ミリ波帯域の電波を吸収する電波吸収シートを実現することができる。
【０１３３】
なお、例えば、六方晶フェライトの粒子は、上記実施形態で例示したイプシロン酸化鉄の粒子と比較して平均粒子径が十数μｍ程度と大きく、また、粒子形状も略球状ではなく板状や針状の結晶となる。このため、樹脂製バインダーを用いて磁性塗料を形成する際に、分散剤の使用や、バインダーとの混練条件を調整して、磁性塗料として塗布した状態において、電波吸収層中になるべく均一に磁性酸化鉄粉が分散された状態で、なおかつ、空隙率がなるべく小さくなるように調整することが好ましい。
【０１３４】
また上記の説明において、電波吸収層を形成する方法として、磁性塗料を作製してこれを塗布、乾燥する方法について説明した。本願で開示する電波吸収シートの作製方法としては、上記磁性塗料を塗布する方法の他に、例えば押し出し成型法を用いることが考えられる。
【０１３５】
より具体的には、磁性酸化鉄粉と、バインダーと、必要に応じて分散剤などを予めブレンドし、ブレンドされたこれら材料を押出成型機の樹脂供給口から可塑性シリンダ内に供給する。なお、押出成型機としては、可塑性シリンダと、可塑性シリンダの先端に設けられたダイと、可塑性シリンダ内に回転自在に配設されたスクリューと、スクリューを駆動させる駆動機構とを備えた通常の押出成型機を用いることができる。押出成型機のバンドヒータによって可塑化された溶融材料が、スクリューの回転によって前方に送られて先端からシート状に押し出される。押し出された材料を、乾燥、加圧成形、カレンダ処理等を行うことで所定の厚さの電波吸収層を得ることができる。
【０１３６】
また、上記実施形態では、電波吸収層が一層で構成された電波吸収シートについて説明したが、電波吸収層として複数の層が積層したものを採用することができる。上述のように本実施形態にかかる電波吸収シートでは、電波吸収層の厚みを調整してそのインピーダンスを空気中のインピーダンスと整合させることで電波吸収特性をより向上させることができる。一方で、電波吸収層を形成する電波吸収材料やバインダーの特性によって、一層では所定の厚さの電波吸収層を形成できない場合には、電波吸収層を積層体として形成することが有効である。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本願で開示する電波吸収シートは、ミリ波帯域以上の高い周波数帯域の電波を吸収する電波吸収シートとして有用である。
【符号の説明】
【０１３８】
１      電波吸収層
１ａ    イプシロン酸化鉄（電波吸収材料）
１ｂ    バインダー
２      反射層
３      ベースフィルム（基材）
４      接着層
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2017221992.tif 000019
【図２】
2017221992.tif 000020
【図３】
2017221992.tif 000021
【図４】
2017221992.tif 000022
【図５】
2017221992.tif 000023
【図６】
2017221992.tif 000024
【図７】
2017221992.tif 000025
【図８】
2017221992.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月9日(2018.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子状の電波吸収材料と樹脂製バインダーとを含む可撓性を有する電波吸収層を備え、シートを透過する電波を吸収する非共振型の電波吸収シートであって、
前記電波吸収材料がミリ波帯域以上の周波帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄であることを特徴とする、電波吸収シート。
【請求項２】
前記電波吸収層に前記電波吸収材料を分散させる分散剤をさらに含む、請求項１に記載の電波吸収シート。
【請求項３】
前記分散剤がリン酸化合物である、請求項２に記載の電波吸収シート。
【請求項４】
前記電波吸収材料がイプシロン酸化鉄である、請求項１〜３のいずれかに記載の電波吸収シート。
【請求項５】
前記イプシロン酸化鉄のＦｅサイトの一部が３価の金属原子で置換されている、請求項４に記載の電波吸収シート。
【請求項６】
前記電波吸収層における前記磁性酸化鉄の体積含率が３０％以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の電波吸収シート。
【請求項７】
前記樹脂製バインダーがスルホン酸基およびカルボキシル基の少なくともいずれか一方を含み、かつ、ハロゲンフリーである、請求項１〜６のいずれかに記載の電波吸収シート。
【請求項８】
前記電波吸収層の厚みが１ｍｍ以下である、請求項１〜７のいずれかに記載の電波吸収シート。
【請求項９】
一方の表面に接着層を備えた、請求項１〜８のいずれかに記載の電波吸収シート。
【請求項１０】
粒子状の電波吸収材料と樹脂製バインダーとを含む可撓性を有する電波吸収層と、
前記電波吸収層の一方の面に接して形成された、金属板、金属箔、または、金属蒸着膜からなる反射層と、
粘着剤を含む接着層とを備え、
前記電波吸収材料がミリ波帯域以上の周波帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄であることを特徴とする、電波吸収シート。
【国際調査報告】
2017221992.tif 000027
2017221992.tif 000028
2017221992.tif 000029
2017221992.tif 000030