(57)【要約】  ミリ波帯域以上の高い周波数の電磁波を良好に吸収することができ、かつ、十分な可撓性を有した電磁波吸収シートを実現する。粒子状の電磁波吸収材料１ａとゴム製バインダー１ｂとを含む電磁波吸収層１と、前記電磁波吸収層の背面に配置された誘電体層２とを備え、前記電磁波吸収材料がミリ波帯域以上の周波数帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄であり、前記誘電体層は非磁性で、かつ、可撓性を有し、前記誘電体層の複素比誘電率の実部が２以上６以下であり、さらに、前記誘電体層の厚みが１０μｍ以上１００μｍ以下である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子状の電磁波吸収材料とゴム製バインダーとを含む電磁波吸収層と、
前記電磁波吸収層の背面に配置された誘電体層とを備え、
前記電磁波吸収材料がミリ波帯域以上の周波数帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄であり、
前記誘電体層は非磁性で、かつ、可撓性を有し、前記誘電体層の複素比誘電率の実部が２以上６以下であり、さらに、前記誘電体層の厚みが１０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする、電磁波吸収シート。
【請求項２】
前記誘電体層のさらに背面に前記電磁波吸収層と前記誘電体層とを透過した電磁波を反射する反射層が形成されている、請求項１に記載の電磁波吸収シート。
【請求項３】
前記電磁波吸収材料がイプシロン酸化鉄、または、ストロンチウムフェライトである、請求項１または２に記載の電磁波吸収シート。
【請求項４】
前記電磁波吸収材料がイプシロン酸化鉄であり、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１または２に記載の電磁波吸収シート。
【請求項５】
前記誘電体層が二層以上の積層体として形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の電磁波吸収シート。
【請求項６】
前記誘電体層が粘着性を備えている、請求項１〜５のいずれかに記載の電磁波吸収シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電磁波を吸収する電磁波吸収シートに関し、特に、磁気共鳴によって電磁波を吸収する電磁波吸収材料を有してミリ波帯域以上の高い周波数の電磁波を吸収し、可撓性を有した電磁波吸収シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気回路などから外部へと放出される漏洩電磁波や、不所望に反射した電磁波の影響を回避するために、電磁波を吸収する電磁波吸収シートが用いられている。【０００３】
近年は、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、数ギガヘルツ（ＧＨｚ）の周波数帯域を持つセンチメートル波、さらには、３０ギガヘルツから３００ギガヘルツの周波数を有するミリ波帯、ミリ波帯域を超えた高い周波数帯域の電磁波として、１テラヘルツ（ＴＨｚ）の周波数を有する電磁波を利用する技術の研究も進んでいる。【０００４】
このようなより高い周波数の電磁波を利用する技術トレンドに対応して、不要な電磁波を吸収する電磁波吸収体やシート状に形成された電磁波吸収シートにおいても、ギガヘルツ帯域からテラヘルツ帯域の電磁波を吸収可能とするものへの要望が高まっている。【０００５】
ミリ波帯以上の高い周波数帯域の電磁波を吸収する電磁波吸収体として、２５〜１００ギガヘルツの範囲で電磁波吸収性能を発揮するイプシロン酸化鉄（ε−Ｆｅ2Ｏ3）結晶を磁性相に持つ粒子の充填構造を有する電磁波吸収体が提案されている(特許文献１参照)。また、イプシロン酸化鉄の微細粒子をバインダーとともに混練し、バインダーの乾燥硬化時に外部から磁界を印加してイプシロン酸化鉄粒子の磁場配向性を高めた、シート状の配向体についての提案がなされている（特許文献２参照）。【０００６】
さらに、弾性を有する電磁波吸収シートとして、シリコンゴムにカーボンナノチューブを分散させたセンチメートル波を吸収可能な電磁波吸収シートが提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−  ６０４８４号公報
【特許文献２】特開２０１６−１３５７３７号公報
【特許文献３】特開２０１１−２３３８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電磁波を発生する発生源からの漏洩電磁波を遮蔽する場合、対象となる回路部品を覆う筐体などに電磁波吸収材を配置する必要があるが、特に、配置場所の形状が平面形状ではない場合には、固形体である電磁波吸収体を用いるよりも、可撓性を備えた電磁波吸収シートを用いる方が、利便性が高く好ましい。【０００９】
しかし、ミリ波帯域である数十ギガヘルツ以上の周波数の電磁波を吸収できる電磁波吸収部材として、十分な可撓性を有したシート状の電磁波吸収シートは実現されていない。【００１０】
本開示は、従来の課題を解決するために、ミリ波帯域以上の高い周波数の電磁波を良好に吸収することができ、かつ、十分な可撓性を有した電磁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】
【００１１】
上記課題を解決するため本願で開示する電磁波吸収シートは、粒子状の電磁波吸収材料とゴム製バインダーとを含む電磁波吸収層と、前記電磁波吸収層の背面に配置された誘電体層とを備え、前記電磁波吸収材料がミリ波帯域以上の周波数帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄であり、前記誘電体層は非磁性で、かつ、可撓性を有し、前記誘電体層の複素比誘電率の実部が２以上６以下であり、さらに、前記誘電体層の厚みが１０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本願で開示する電磁波吸収シートは、電磁波吸収層にミリ波帯域以上の高周波数帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄を電磁波吸収材料として備え、電磁波吸収層の背面に非磁性の誘電体層が配置されていることで、数十ギガヘルツ以上の高い周波数帯域の電磁波を熱に変換して吸収するとともに入力インピーダンスの高いレベルでの整合を実現できる。また、ゴム製バインダーが用いられた電磁波吸収層と可撓性を有する誘電体層とで構成されているため、シート全体として高い可撓性を備え、配置場所の形状対応性が高い電磁波吸収シートを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態にかかる電磁波吸収シートの第１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磁波吸収特性を説明する図である。
【図３】電磁波吸収層の背面に非磁性の誘電体層を備えた電磁波吸収シートの、電気的特性を説明するモデル図である。図３（ａ）は、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの第１の構成を説明するブロック図である。図３（ｂ）は、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの第１の構成を等価回路として示した図である。
【図４】実施形態にかかる電磁波吸収シートの第２の構成を説明する断面図である。
【図５】実施形態にかかる電磁波吸収シートにおける、誘電体層の誘電率の違いによる電磁波吸収特性の変化を示す図である。
【図６】実施形態にかかる電磁波吸収シートにおける、誘電体層の誘電率の違いによる電磁波吸収特性の変化を示す第２の図である。
【図７】実施形態にかかる電磁波吸収シートにおける、誘電体層の厚さの違いによる電磁波吸収特性の変化を示す図である。
【図８】実施形態にかかる電磁波吸収シートの第２の構成における、電磁波吸収特性の変化を示す図である。
【図９】実施形態にかかる電磁波吸収シートにおいて、磁性酸化鉄としてストロンチウムフェライトを用いた場合の誘電体層の厚さの違いによる電磁波吸収特性の変化を示す図である。
【図１０】実施形態にかかる電磁波吸収シートの第２の構成において、磁性酸化鉄としてストロンチウムフェライトを用いた場合の電磁波吸収特性の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本願で開示する電磁波吸収シートは、粒子状の電磁波吸収材料とゴム製バインダーとを含む電磁波吸収層と、前記電磁波吸収層の背面に配置された誘電体層とを備え、前記電磁波吸収材料がミリ波帯域以上の周波数帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄であり、前記誘電体層は非磁性で、かつ、可撓性を有し、前記誘電体層の複素比誘電率の実部が２以上６以下であり、さらに、前記誘電体層の厚みが１０μｍ以上１００μｍ以下である。
【００１５】
このようにすることで、本願で開示する電磁波吸収シートは、電磁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磁波を吸収することができ、電磁波吸収層の背面に形成された誘電体層で電磁波吸収シート全体の入力インピーダンスを、空気中のインピーダンスと容易に整合させることができる。また、ゴム製バインダーを用いた電磁波吸収層と誘電体層とが可撓性を有することで、電磁波吸収シート全体として可撓性を備えるため、電磁波吸収シートの取り扱いの容易性が向上し、特に、複雑に湾曲した面に電磁波吸収シートを配置することが容易となる。
【００１６】
本願で開示する電磁波吸収シートにおいて、前記誘電体層のさらに背面に前記電磁波吸収層と前記誘電体層とを透過した電磁波を反射す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、ミリ波帯域以上の高い周波数帯域の電磁波の遮蔽と吸収とを確実に行うことができる、いわゆる反射型でかつ可撓性を備えた電磁波吸収シートを実現することができる。
【００１７】
本願で開示する電磁波吸収シートにおいて、前記電磁波吸収材料がイプシロン酸化鉄、または、ストロンチウムフェライト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磁波を吸収する電磁波吸収体としてのイプシロン酸化鉄やストロンチウムフェライトを電磁波吸収材料として用いることで、高周波数の電磁波を吸収する電磁波吸収シートを実現することができる。
【００１８】
また、前記電磁波吸収材料がイプシロン酸化鉄であり、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。このようにすることで、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酸化鉄の特性を活かして、所望の周波数帯域の電磁波を吸収する電磁波吸収シートを実現することができる。
【００１９】
また、前記誘電体層が二層以上の積層体として形成されている構成を採用できる。このようにすることで、電磁波吸収シート全体の厚さと入力インピーダンスとの調整を容易に行うことができる。
【００２０】
さらに、前記誘電体層が粘着性を備えていることが好ましい。このようにすることで、誘電体層を電磁波吸収シートの接着に機能的に活用することができ、電磁波吸収層と誘電体層との積層体を、電磁波吸収シートの配置箇所である他基材の表面や、必要に応じて設けられる反射層と容易に接着することができる。
【００２１】
なお、「電波」は、より広義には電磁波の一種として把握することができるため、本明細書では、電波吸収シートを電磁波吸収シートと称するなど「電磁波」という用語を用いることとする。
【００２２】
以下、本願で開示する電磁波吸収シートについて、図面を参照して説明する。
【００２３】
（実施の形態）
［第１の構成例］
図１は、本願の実施形態にかかる電磁波吸収シートの第１の構成を示す断面図である。
【００２４】
図１に示す実施形態は、電磁波吸収シートの背面側に反射層を備えた、いわゆる反射型の電磁波吸収シートの構成例である。
【００２５】
なお、図１、および後述する透過型の電磁波吸収シートの構成例を示す図４は、ともに、本実施形態にかかる電磁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】
また、以下本明細書において、電磁波吸収シートに吸収対象の電磁波が入射する側の面を電磁波吸収シートの前面側と称する。さらに、前面側とは逆側の面、すなわち、電磁波吸収シートが透過型の場合に電磁波が放出される側の面を電磁波吸収シートの背面側と称することとする。
【００２７】
本実施形態の第１の構成例として説明する反射型の電磁波吸収シートは、図１に示すように、図１における上方側である電磁波吸収シートの前面側から、電磁波吸収層１、誘電体層としての粘着層２、反射層３が順次積層されて構成されている。
【００２８】
［電磁波吸収層］
電磁波吸収層１は、粒子状の電磁波吸収材料である磁性酸化鉄粉１ａとゴム製のバインダー１ｂとを含む電磁波吸収層１を備えている。
【００２９】
本実施形態の電磁波吸収シートは、電磁波吸収層１を構成するバインダー１ｂとして、各種のゴム材料が利用される。このため、特に、電磁波吸収シートの面内方向において、容易に伸び縮みする電磁波吸収シートを得ることができる。なお、本実施形態にかかる電磁波吸収シートは、ゴム製のバインダー１ｂに磁性酸化鉄粉１ａが含まれて電磁波吸収層が形成されているため、弾性が高い電磁波吸収シートであると同時に可撓性も高く、電磁波吸収シートの取り扱い時に電磁波吸収シートを丸めることができ、また、電磁波吸収シートを湾曲面に沿って容易に配置することができる。
【００３０】
本実施形態にかかる電磁波吸収シートでは、粒子状の電磁波吸収材料として、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磁波を吸収する効果が高いため、電磁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、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、電磁波吸収材料として用いられる場合に吸収する電磁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、吸収する電磁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、電磁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、吸収される電磁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、吸収する電磁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市販されているため容易に入手することができる。なお、イプシロン酸化鉄粉は、平均粒径が約３０ｎｍ程度で、略球形または短いロッド形状（棒状）をしている。
【００３８】
また、電磁波吸収材料としてストロンチウムフェライトの磁性粉を好適に用いることができる。ストロンチウムフェライト磁性粉としては、マグネトプランバイト型ストロンチウムフェライト磁性粉を用いることが好ましい。具体的には、組成式ＳｒＦｅ(12-x)ＡｌxＯ19（ｘ：１．０〜２．２）で表されるマグネトプランバイト型ストロンチウムフェライト磁性粉を用いると、７６ＧＨｚ±１０ＧＨｚの帯域において電磁波を有効に吸収することができる。特に電磁波吸収特性の観点から、レーザー回折散乱粒度分布のピーク粒径が１０μｍ以上のものを用いることが好ましい。
【００３９】
電磁波吸収層１を構成するゴム製のバインダー１ｂには、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロブレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＲ）、ウレタンゴム（ＰＵＲ）、シリコンゴム（Ｑ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、エチレン・酢酸ビニルゴム（ＥＶＡ）、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ）、多硫化ゴム（Ｔ）など、各種のゴム材料を利用することができる。
【００４０】
これらのゴム材料の中では、耐熱性が高いことから、アクリルゴム、シリコンゴムを好適に用いることができる。アクリルゴムの場合、高温環境下におかれても耐油性が優れるとともに、比較的廉価でコストパフォーマンスにも優れている。また、シリコンゴムの場合は、耐熱性に加え耐寒性も高い。さらに、物理的特性の温度に対する依存性が、合成ゴム中で一番少なく、耐溶剤性、耐オゾン性、耐候性にも優れている。さらに、電気絶縁性にもすぐれ、広い温度範囲、および、周波数領域にわたって物質的に安定している。
【００４１】
本実施形態にかかる電磁波吸収シートの電磁波吸収層１では、電磁波吸収材料１ａとして例えばイプシロン酸化鉄粉を用いた場合、イプシロン酸化鉄粉は上述のように粒径が数ｎｍから数十ｎｍの微細なナノ粒子であるため、電磁波吸収層１の形成時に、バインダー１ｂ内にイプシロン酸化鉄粉を良好に分散させることが重要となる。このため、高分子分散剤、シランカップリング剤を用いることが好ましい。より具体的には、信越化学工業株式会社製の「ＫＥＭ−３１０３」（商品名）などを使用することができる。
【００４２】
なお、電磁波吸収層１の組成としては、一例として、イプシロン酸化鉄粉１００部に対して、ゴム製バインダーが２〜５０部、分散剤の含有量が０．１〜１５部とすることができる。ゴム製バインダーが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。また電磁波吸収シートとしての形状を維持できなくなるとともに、電磁波吸収シートの伸びが得られ難くなる。５０部より多いと、電磁波吸収シートの伸びは得られるが、電磁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磁波吸収の効果が小さくなる。
【００４３】
分散剤の含有量が０．１部より少ないと、ゴム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。電磁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磁波吸収の効果が小さくなる。
【００４４】
［電磁波吸収層の製造方法］
ここで、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの電磁波吸収層１の製造方法について説明する。本実施形態の電磁波吸収シートでは、少なくとも磁性酸化鉄粉とゴム製バインダーとを含んだ磁性コンパウンドを作製して、これを所定の厚さで成型し、架橋させることによって電磁波吸収層１を形成する。
【００４５】
先ず、磁性コンパウンドを作製する。
【００４６】
磁性コンパウンドは、イプシロン酸化鉄粉と分散剤、ゴム製バインダーを混練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。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。
【００４７】
得られた磁性コンパウンドを、一例として油圧プレス機などを用いて１５０°（以下、温度はセ氏）の温度でシート状に架橋・成型する。
【００４８】
その後、恒温槽内において１７０°の温度で２次架橋処理を施し電磁波吸収層を形成できる。
【００４９】
［誘電体層］
図１に示すように、本実施形態にかかる電磁波吸収シートは、電磁波吸収層１の背面側に非磁性の誘電体層としての粘着層２が形成されている。
【００５０】
本実施形態にかかる電磁波吸収シートの第１の構成では、電磁波吸収層の背面側に誘電体層を介して反射層が配置される。この場合に、電磁波吸収シートとして所定の入力インピーダンスを実現するためには、所定厚さの電磁波吸収層と所定厚さの誘電体層、および、この誘電体層と反射層とを、それぞれ密着した状態で固着することが重要となる。各層の間に隙間があると、その隙間部分が誘電率を持ってしまい、電磁波吸収シート全体の入力インピーダンスが所定のものとならないからである。このため、誘電体層として接着機能を有するシート状の粘着層２を用いることで、電磁波吸収層１、誘電体層（粘着層２）、反射層３が互いに密着して構成された積層構造を容易に実現することができる。
【００５１】
本実施形態にかかる電磁波吸収シートでは、誘電体層は、誘電体層自身として可撓性を有し、複素比誘電率の実部ε’が２以上６以下、誘電体層の厚さが１０μｍ以上１００μｍ以下という条件を備える。
【００５２】
反射層が配置された電磁波吸収シートにおいて良好な電磁波吸収特性を得るためには、後述するように電磁波吸収シートの入力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必要がある。複素比誘電率の実部ε’が２以上６以下の範囲であっても、誘電体層の厚さが１０μｍより薄い場合、または、１００μmより厚い場合には、電磁波吸収層のインピーダンスと誘電体層のインピーダンスとの合成となる電磁波吸収シート全体の入力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ができないために、電磁波減衰量が大きくなる効果が得られない。また、誘電体層の厚さが１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲であっても、複素比誘電率の実部ε’が２より小さい場合、または、６より大きい場合は、同様に電磁波吸収シート全体の入力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ができないため、電磁波減衰量が大きくなる効果は得られない。
【００５３】
可撓性を有する粘着層２としては、例えば、ガラス点温度（Ｔｇ）が低いブチルゴム系粘着剤、アクリルゴム系粘着剤、シリコンゴム系粘着剤などゴム系の粘着剤や、ゴム系以外の各種粘着剤を用い、誘電率の調整のために、チタン酸バリウムや二酸化チタンなどの高誘電セラミック粉末、または、カーボンブラックや金属などの導電性粉末を配合して構成することができる。また一般の粘着剤層に、粘着力の調節のために用いられる、粘着付与剤や架橋剤を含んで構成することができる。
【００５４】
なお、上述のように、本実施形態にかかる電磁波吸収シートでは、電磁波吸収層１が粒子状の電磁波吸収材料を含んだ膜として形成されるため、電磁波吸収材料の含有量や、粒子の形状、大きさなどに制限されて、一定以上の大きさの可撓性を備えることができないことがある。これに対し、粘着層２は、上述のようなゴム系、または、樹脂系の接着剤層を主として用いることで、比較的容易に大きな可撓性を備えた層として実現することができる。このため、粘着層２を形成するに当たっては、その材料、形成状態などを工夫して、電磁波吸収層１の弾性変形を妨げない程度以上の可撓性を有する層として構成することとなる。
【００５５】
［反射層］
反射層３は、粘着層２の背面側に密着して形成された金属層であればよい。ただし、本実施形態の電磁波吸収シートは、電磁波吸収層１と粘着層２とがともに可撓性を有し、電磁波吸収シート全体として可撓性を有するものであるため、反射層３としては、金属箔、金属蒸着フィルム、メッシュ状の導電体や、銀ナノワイヤー（Ａｇ−ＮＷ）、導電性高分子膜などを用いて、電磁波吸収層１と粘着層２とが湾曲した場合にその形状変化に追従して変形し、表面抵抗値が上昇せずに１Ω／□程度の抵抗値を維持できる層として形成される。
【００５６】
なお、反射層３を構成する金属の種類には特に限定はなく、上述した銀の他にも、アルミニウムや銅、クロムなど、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できる。
【００５７】
図１に示した本実施形態にかかる電磁波吸収シートの第１の構成では、電磁波吸収層１と粘着層２の背面側に反射層３が設けられていることで、電磁波が電磁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る。このため、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磁波の漏洩を防止する電磁波吸収シートとして、好適に使用することができる。
【００５８】
［インピーダンス整合］
ここで、本実施形態にかかる電磁波吸収シートにおいて、電磁波吸収層の背面側に設けられた誘電体層の作用効果について説明する。
【００５９】
図３は、図１に示した、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの第１の構成例において、電磁波吸収層と反射層との間に誘電体層を配置したことによる、電磁波吸収シートの入力インピーダンスへの影響を説明する図である。
【００６０】
図３（ａ）に示すように、本実施形態にかかる電磁波吸収シートは、吸収対象の電磁波１１の入射側から、電磁波吸収層１、誘電体層としての粘着層２、反射層３が積層されて構成されている。なお、図３（ａ）に示すように、電磁波吸収層１の厚さをｄ１、粘着層２の厚さをｄ２とする。反射層３は粘着層２との境界面で電磁波を反射させるものであるため、反射層３の厚みは電磁波吸収シート全体の入力インピーダンスを検討する上で考慮する必要は無い。
【００６１】
図３（ａ）に示す電磁波吸収シートの等価回路は図３（ｂ）のように表すことができ、電磁波吸収シートでは、電磁波吸収層１のインピーダンスＺ1と粘着層２のインピーダンスＺ2とが直列接続された状態となる。なお、電磁波１１が電磁波吸収シートに入射する前の空気中のインピーダンスを、Ｚ0とする。
【００６２】
反射層３を見込んだ粘着層２の入力インピーダンス（Ｚin2）を計算し、これを負荷インピーダンスとして、電磁波吸収層１の前面からの入力インピーダンス（Ｚin1）を計算する。このＺin1が電磁波吸収シートの入力インピーダンスＺinとなる。
【００６３】
なお、後述するように電磁波吸収層と誘電体層は、いずれも複数層の積層構成とすることができる。例えば、電磁波吸収シートが電磁波１１の入射側からの各層のインピーダンスがＺ1、Ｚ2、Ｚ3、・・・、ＺNであるＮ個の層が反射層の前方に配置されている構成の場合には、上記手順を繰り返すことで全体の入力インピーダンスＺinを求めることができる。
【００６４】
このように、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの入力インピーダンスＺinは、下記の数式（１）として表される。
【００６５】
【数１】
2018168859.tif 000003
【００６６】
なお、上記の式（１）において、μrNはＮ層目の複素透磁率、εrNはＮ層目の複素誘電率、λは入射する電磁波の波長、ｄNはＮ層目の厚さである。  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、空気中と電磁波吸収層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磁波が電磁波吸収シートの電磁波吸収層１の表面で反射したり散乱したりすることなく電磁波吸収層１にそのまま入射させることができる。このように、電磁波吸収層１のインピーダンス整合を行って、電磁波吸収層１の表面において電磁波の反射を低減してそのまま入射させることで、電磁波吸収層１自体が有する電磁波吸収特性を最大限に発揮させることができる。
【００６７】
上記式（１）において、Ｚinの値をＺ0と等しくするためには、電磁波の波長λの値と、電磁波吸収層、および、誘電体層の材料とが定まれば、電磁波吸収層１の厚さｄ1と粘着層２の厚さｄ2の値を所定の値とすればよいことがわかる。
【００６８】
電磁波吸収層１は、粒子状の電磁波吸収材料である磁性酸化鉄粉１ａとゴム製のバインダー１ｂとを含んで構成されているが、所定の可撓性を有しつつ、一定以上の電磁波吸収特性を発揮するために必要な体積含率で磁性酸化鉄紛１ａを含まなくてはならないため、電磁波吸収層１のインピーダンスＺ1を必ずしも所望する値に合わせることができない場合がある。しかし、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの場合には、電磁波吸収層１の背面に誘電体層である粘着層２が形成されているため、電磁波吸収層１のインピーダンスに制限がある場合でも、上述のように粘着層２の厚さを調整することで電磁波吸収シートの入力インピーダンスＺinを調整して、空気中のインピーダンスＺ0＝３７７Ωと整合させることができる。
【００６９】
この結果、所望する可撓性と電磁波吸収特性とを備えた電磁波吸収シートを実現することができる。また、電磁波吸収層１の材料や厚さのみで電磁波吸収シートの入力インピーダンスＺinを空気中のインピーダンスＺ0と整合させる場合と比較して、所定厚さで所定のインピーダンスＺ2を有する粘着層２を備えることで、電磁波吸収層１の厚さを薄くすることが可能であり、磁性酸化鉄紛１ａを含むために重い電磁波吸収層１を少なくして電磁波吸収シート全体の軽量化を実現することや、高価な磁性酸化鉄紛１ａの使用量を減らして電磁波吸収シートの低コスト化を実現することができる。
【００７０】
［第２の構成］
次に、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの第２の構成について説明する。
【００７１】
図４は、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの第２の構成を説明する断面図である。
【００７２】
図４に示すように、第２の構成は、電磁波吸収層１と粘着層２とで構成されていて、第１の構成のように粘着層２の背面に反射層３を有していない。
【００７３】
本実施形態にかかる電磁波吸収シートは、電磁波吸収層１が電磁波吸収材料としての磁性酸化鉄紛１ａを含み、磁性酸化鉄粉１ａが磁気共鳴を起こすことで磁気損失によって電磁波である電磁波を熱エネルギーに変換して吸収する。このため、図４に示すように、電磁波吸収層１と粘着層２との積層構成の背面側に反射層を設けない形態でも、電磁波吸収層１を透過する電磁波を吸収するいわゆる透過型の電磁波吸収シートとして使用することができる。
【００７４】
なお、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの第２の構成において、電磁波吸収層１と粘着層２は、図１に示す第１の構成の電磁波吸収シートを構成するものと同じ材料を用いることができるため、図４でも同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７５】
図４に示す電磁波吸収シートの第２の構成においても、誘電体層として粘着層２を用いることができる。第２の構成の電磁波吸収シートでは、粘着層２の背面に反射層は配置されないが、電磁波吸収シートの背面側に粘着層２が形成されていることで、電磁波吸収シートを所定の場所に貼着する際に有益である。また、図４に示す電磁波吸収シートの第２の構成においても、電磁波吸収層１と粘着層２とは十分に密着して配置されることが重要であるため、誘電体層を、接着機能を有する粘着層２とすることが好ましいと考えられる。
【００７６】
なお、第２の構成である反射層を有さない電磁波吸収シートでも、複素比誘電率の実部ε’が２以上６以下の範囲で、かつ、誘電体層の厚さが１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲ではない場合は、電磁波減衰量が大きくなる効果は得られない。この理由は、電磁波吸収層と誘電体層とのインピーダンスに乖離（差）が生じ、電磁波吸収層と誘電体層との界面で電磁波の反射が発生することにより電磁波吸収効果が低下するためである。
【実施例】
【００７７】
以下、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの実施例を用いて、誘電体層として好ましい条件について検討する。【００７８】
まず、図４に示した反射層を備えていない透過型の形態での電磁波吸収シートを作成した。【００７９】
実施例の電磁波吸収シートは、電磁波吸収層として、平均粒径が３０ｎｍのイプシロン酸化鉄を電磁波吸収材料として備え、ゴム製バインダーとして信越化学工業株式会社製の「ＫＥ−５１０−Ｕ」（商品名）を、また、分散剤として信越化学工業株式会社製の「ＫＥＭ−３１０３」（商品名）を用いて、一辺が１２０ｍｍの正方形のものを準備した。【００８０】
なお、電磁波吸収層の厚さは、反射型の電磁波吸収シートでは０．９ｍｍ、透過型の電磁波吸収シートでは２．５ｍｍで統一した。【００８１】
誘電体層は、ブチルゴム系粘着剤に、高誘電セラミックスとして、平均粒子径が０．２１μｍの二酸化チタン（石原産業株式会社製の「ＣＲ−６０」（商品名））を加圧式ニーダによって、所定の割合で分散させた粘着性のある粘着層として形成し、電磁波吸収層の背面に貼付した。【００８２】
誘電体層の誘電率を変化させるために、二酸化チタンの添加量を変え、以下の各実施例、比較例において、誘電率が３．２の場合は、ブチルゴム系粘着剤１００部に対して３部、誘電率が５．８の場合は１０部、誘電率が７．７の場合は１５部で、ブチルゴム系粘着剤のみの場合の誘電率は２．１であった。また、誘電率が１．９の誘電体層は、ブチルゴム系粘着剤１００部に対してタルクを２０部配合することで作成した。【００８３】
反射型の電磁波吸収シートとしては、測定時に上記にて作成した電磁波吸収層と誘電体層とを備えた電磁波吸収層背面に、厚み７μｍのアルミ箔をラミネートして形成した。【００８４】
電磁波吸収量の測定は、フリースペース法で行った。具体的には、アジレント・テクノロジー株式会社製のミリ波ネットワークアナライザーＮ５２５０Ｃ（商品名）を用いて行い、一つのポートを使用して、送受信アンテナから誘電体レンズを介して電磁波吸収シートに所定周波数の入力波（ミリ波）を照射し、電磁波吸収シートからの反射波を計測して、入力波の強度と反射波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。【００８５】
なお、ＲＬは、以下の式（２）で計算した。【００８６】
【数２】
2018168859.tif 000004
【００８７】
また、透過型の電磁波吸収シートでは、電磁波吸収シートの背面に受信アンテナを配置して、送信アンテナから発射され電磁波吸収シートを透過した後の電磁波を測定した。【００８８】
なお、誘電体層の誘電率の測定も、上記と同様にフリースペース法で誘電体層に電磁波を照射して、電磁波の反射・透過特性（Ｓパラメータ）から誘電率を算出した。【００８９】
表１、および、図５は、反射型の電磁波吸収シートにおいて、誘電体層の誘電率の違いによる電磁波吸収効果の変化を測定した測定結果である。【００９０】
【表１】
2018168859.tif 000005
【００９１】
表１に示すように、誘電体層の厚さを２０μｍと一定に保ったまま、前述のように二酸化チタンの添加量を調整して誘電体層の誘電率を変化させた場合には、誘電率が最も高く５．８である実施例１（図５における符号５１）の電磁波吸収シートでの電磁波吸収特性が−３５．４ｄＢと最も大きく、誘電率が３．２である実施例２（符号５２）の電磁波吸収シートでの電磁波吸収特性が−２９．１ｄＢ、誘電率が２．１である実施例３（符号５３）の電磁波吸収シートでの電磁波吸収特性が−２６．５ｄＢと、誘電率が小さくなるにつれて電磁波吸収特性も低下する。しかし、実施例３の電磁波吸収シートの電磁波吸収特性である減衰量は、−２５ｄＢを大きく超えて減衰率に換算すると９９．９％に近い値となるため、十分な減衰特性を発揮していると言える。【００９２】
一方、比較例１（符号５４）として作成した誘電体層を有さずに電磁波吸収層だけの電磁波吸収シートの場合には、減衰量が−２５．４ｄＢとなり、誘電体層を有している各実施例の場合と比較すると十分な値とは言えないレベルにとどまっている。【００９３】
また、誘電体層を形成しても、その誘電率が１．９の比較例２（符号５５）の電磁波吸収シートの場合も、減衰量が−２５．４ｄＢとなり十分な減衰効果を発揮できないことが確認された。【００９４】
すなわち、比較例１の電磁波吸収シートでは、電磁波吸収層のインピーダンスＺin1が空気中のインピーダンスＺ0と十分なインピーダンス整合がとれていないのに対し、実施例１、実施例２、実施例３の電磁波吸収シートでは、電磁波吸収シートの入力インピーダンスＺinとして、電磁波吸収層のインピーダンスＺin1に誘電体層のインピーダンスＺin2が加わるため、空気中のインピーダンスＺ0との間でより良好にインピーダンス整合が行われていることがわかる。また、比較例２の電磁波吸収シートでは、誘電体層のインピーダンスＺin2と合成された電磁波吸収シートの入力インピーダンスＺinが空気中のインピーダンスＺ0と整合できていないことがわかる。【００９５】
なお、図５において、符号５１として示す実施例１の電磁波吸収特性では、吸収のピークが約７８ＧＨｚとなっているのに対し、実施例２、実施例３、比較例１、比較例２の電磁波吸収シートにおける吸収のピーク周波数が約７６ＧＨｚとなっているが、今回の測定目的である誘電体層を備えることの電磁波吸収特性に与える効果を検証する上では、大きな問題となるものではない。【００９６】
次に表２、および、図６に、反射型の電磁波吸収シートにおける、誘電体層２の誘電率の違いによる電磁波吸収効果の変化を測定した第２の測定結果を示す。【００９７】
【表２】
2018168859.tif 000006
【００９８】
第２の測定としては、誘電体層の厚さを５０μｍ、または、１００μｍと、表１、図５に示したものと比較して厚い誘電体層を備えた場合の、誘電体層の誘電率の違いによる電磁波吸収特性の変化を、減衰量として表している。表２に示すように、誘電体層の厚さが５０μｍの場合においても、誘電率が５．８の誘電体層を設けた実施例４（図６における符号６１）の電磁波吸収シートでは減衰量が−２８．７ｄＢ、誘電率が２．１の誘電体を設けた実施例５（符号６２）の電磁波吸収シートの減衰量が−２８．５ｄＢと、いずれも誘電体層を設けていない比較例１（符号６３）の減衰量−２５．４ｄＢよりも電磁波吸収特性が高いことがわかる。【００９９】
なお、誘電体層を形成した場合でも、誘電率が７．７の誘電体層の場合には、誘電体層の厚さが５０μｍの比較例３（符号６４）の場合の減衰量が−２３．８ｄｂ、厚さが１００μｍの比較例４（符号６５）の場合の減衰量が−１５．９ｄＢと、いずれも誘電体層を備えていない比較例１の電磁波吸収シートよりも電磁波吸収特性が低下している。【０１００】
これは、電磁波吸収層の誘電率に、比較例３、比較例４の誘電体層の誘電率を合成した電磁波吸収シート全体の入力インピーダンスＺinが、空気中のインピーダンスＺ0である３７７Ωからより大きくずれたためと考えられる。【０１０１】
なお、図６においても、実施例４、比較例３、比較例４の吸収周波数のピークが約７８ＧＨｚであるのに対し、実施例５の吸収周波数のピークが比較例１と同様７６ＧＨｚと異なっているが、今回の測定で重要視されるべきは吸収のピークにおける減衰量の大きさであり、実施例４と実施例５のグラフのピークが、比較例１、比較例３、比較例４のピークよりも下側に位置し、より大きな減衰効果が発揮されていることが明確に把握できる。【０１０２】
次に表３、および、図７に、反射型の電磁波吸収シートにおける、誘電体層２の厚みの違いによる電磁波吸収効果の変化を測定した測定結果を示す。【０１０３】
【表３】
2018168859.tif 000007
【０１０４】
ここでは、表３に示すとおり誘電体層の誘電率を３．２と一定にした場合に、誘電体層の厚さを変えることによる電磁波吸収シートの電磁波吸収特性を減衰量として比較している。【０１０５】
表３に示すように、誘電率を３．２で一定とした場合には、誘電体層の厚さを７０μｍとした実施例６（図７における符号７１）の減衰量が−３５．８ｄＢと最も大きい。これに対して、誘電体層の厚さが薄くなって厚さ２０μｍの場合の実施例２（符号７２）における減衰量が−２９．１ｄＢ、誘電体層が厚くなって１００μｍとなった実施例７（符号７３）における減衰量が−２７．３ｄＢと減少している。このことから、今回の測定で用いた電磁波吸収層との組み合わせで、誘電率が３．２の誘電体層を用いる場合には、誘電体層の厚さを７０μｍ前後に設定することが好ましいことがわかる。【０１０６】
なお、誘電体層がより薄くなって厚さ１０μｍである実施例８（符号７４）の場合でも、減衰量は−２６．９ｄＢと、誘電体層を設けていない比較例１（符号７５）の電磁波吸収シートの減衰量−２５．４ｄＢよりも大きな減衰効果を発揮している。【０１０７】
一方、誘電体層の厚みを厚くした場合には、厚さが１２０μｍと１００μｍを超えた比較例５（符号７６）の場合には、減衰量は−２．３７ｄＢと大きく低下する。このことから、誘電体層の厚さが１００μｍを超えた場合には、良好な電磁波吸収特性を備えた電磁波吸収シートを実現することは困難であることを示している。【０１０８】
また、反対に誘電体層の厚みが薄すぎる例として、厚さが８μｍと１０μｍよりも薄い比較例６（符号７７）の場合には、減衰量は−２５．４ｄＢと誘電体層が形成されていない比較例１の場合と同様のレベルにとどまっている。このことから、誘電体層の厚さが１０μｍに満たない場合にも良好な電磁波吸収特性を備えた電磁波吸収シートを実現することは困難であることがわかる。【０１０９】
さらに、電磁波吸収材料としてストロンチウムフェライトを用いた場合について、同様に誘電率が３．２の厚さの異なる誘電体層を設けた場合の、電磁波吸収特性を電磁波減衰量として測定した。【０１１０】
測定試料は、上述の各実施例、比較例として作成した試料において電磁波吸収材料をイプシロン酸化鉄粉からストロンチウムフェライト粉に代えて作製した。電磁波吸収材料として用いたストロンチウムフェライト粉は、組成（モル比）がＳｒＦｅ10.56Ａｌ1.44Ｏ19で平均粒径が１２．７μｍのものを用いた。【０１１１】
測定結果を表３と図９に示す。表３においては、中段の二重線から下側の部分が、ストロンチウムフェライトを用いた電磁波吸収シートの吸収特性である。【０１１２】
図９において符号９３として示す比較例７が、誘電体層を設けていない場合である。これに対し、厚さ７０μｍの誘電体層を設けた実施例９（図９の符号９１）、厚さ１０μmの誘電体層を設けた実施例１０（図９の符号９２）は、いずれも電磁波吸収特性が向上した。【０１１３】
一方、誘電率は同じ３．２であるが厚さが８μｍと、１０μｍ以上１００μｍ以下という好適な条件を満たさない比較例８（図９における符号９４）では、誘電体層を設けていない比較例７とほぼ同じ電磁波吸収特性しか得られず、誘電体層を設けた効果が認められなかった。【０１１４】
このように、電磁波吸収材料の種類が異なった場合でも、誘電体層の複素比誘電率の実部が２以上６以下であり、さらに、誘電体層の厚みが１０μｍ以上１００μｍ以下であるという条件が満たされることで、好適な電磁波吸収特性を有する電磁波吸収シートが得られることが確認できた。【０１１５】
次に、透過型の電磁波吸収シートにおける、電磁波吸収特性の測定結果を説明する。【０１１６】
表４、および、図８は、電磁波吸収材料としてイプシロン酸化鉄粉を用いた場合の、透過型の電磁波吸収シートにおける誘電体層の誘電率の違いによる電磁波吸収効果の変化を測定した第２の測定結果を示す。【０１１７】
【表４】
2018168859.tif 000008
【０１１８】
透過型の電磁波吸収シートの場合は、反射型の電磁波吸収シートと比較して全体的に電磁波吸収特性が低下する。表４に示すように、誘電率が５．８で厚さが１００μｍの誘電体層を備えた実施例１１（図８における符号８１）の電磁波吸収シートの減衰量が−１６．２ｄＢ、誘電率が３．２で厚さが１００μｍの誘電体層を備えた実施例１２（符号８２）の電磁波吸収シートの減衰量が−１５．５ｄＢ、誘電率が３．２で厚さが７０μｍの誘電体層を備えた実施例１３（符号８３）の電磁波吸収シートの減衰量が−１５．２ｄＢ、誘電率が２．１で厚さが１００μｍの誘電体層を備えた実施例１４（符号８４）の電磁波吸収シートの減衰量が−１５．０ｄＢとなる。【０１１９】
これに対して、誘電体層を形成していない比較例１１（符号８５）の電磁波吸収シートでは、減衰率が−１４．１ｄＢと低い。また、誘電体層の厚さは２０μｍであるが誘電率が１．９と小さい比較例１２（符号８６）の場合、さらに、誘電体層の厚さが９μｍと薄い比較例１３（符号８９）の場合は誘電率が実施例１４と同じく２．１であっても、いずれの場合も、誘電体層を形成していない比較例１１と同様の減衰率−１４．１ｄＢにとどまっている。【０１２０】
このように、透過型の電磁波吸収シートの場合でも、減衰量としては、減衰率約９０％以上に相当する減衰量−１５ｄＢを実現することが目安となるため、誘電率が２以上６以下で、厚さが７０μｍから１００μｍの誘電体層を備えることで、より電磁波吸収特性の高い電磁波吸収シートを実現できることがわかる。【０１２１】
透過型の電磁波吸収シートの場合においても、上記反射型の場合と同様に、電磁波吸収材料をストロンチウムフェライトに代えた電磁波吸収シートを作製して、その電磁波吸収特性を測定した。【０１２２】
測定試料として用いたストロンチウムフェライト粉は、上記反射型の場合の試料と同じく、組成（モル比）がＳｒＦｅ10.56Ａｌ1.44Ｏ19で平均粒径が１２．７μｍのものを用いた。【０１２３】
透過型の電磁波吸収シートにおける測定結果を表４と図１０に示す。表４においては、表３と同様に、中段の二重線から下側の部分がストロンチウムフェライトを用いた電磁波吸収シートの吸収特性である。【０１２４】
図１０において符号１０３として示す比較例１４が、誘電体層を設けていない場合である。これに対し、厚さ１００μｍ、誘電率が５．８の誘電体層を設けた実施例１５（図１０の符号１０１）、厚さ１００μｍ、誘電率が２．１の誘電体層を設けた実施例１６（図１０の符号１０２）は、いずれも電磁波吸収特性が向上した。【０１２５】
一方、誘電率は上記実施例１６と同じく２．１であるが誘電体層の厚さが９μｍと、１０μｍ以上１００μｍ以下という好適な条件を満たさない比較例１５（図１０における符号１０４）では、吸収される電磁波の波長が少しずれたものの、電磁波減衰量自体は誘電体層を設けていない比較例１４とほぼ同じ電磁波吸収特性しか得られず、誘電体層を設けた効果が認められなかった。【０１２６】
このように、透過型の電磁波吸収シートの場合においても、電磁波吸収材料の種類が異なることで好適な誘電体層の条件、すなわち、複素比誘電率の実部が２以上６以下であり、厚みが１０μｍ以上１００μｍ以下であるという条件が満たされることで、好適な電磁波吸収特性を有する電磁波吸収シートが得られることが確認できた。  以上説明したように、本実実施形態にかかる電磁波吸収シートでは、反射型の場合、透過型の場合を問わず、電磁波吸収層の背面に非磁性の誘電体層を備えることで、電磁波吸収層の電磁波吸収材料による電磁波吸収特性に影響を与えることなく、電磁波吸収シートの入力インピーダンスＺinを調整でき、空気中のインピーダンスＺ0との整合をとることで電磁波吸収特性を向上させることができる。【０１２７】
なお、誘電体層の誘電率と厚さの条件は、厳密には電磁波吸収層の材料や厚さによって定まる電磁波吸収層のインピーダンスとの兼ね合いで定まってくるものである。しかし、本願で開示する電磁波吸収シートでは、電磁波吸収層としてゴム製のバインダーを含んでいることや誘電体層が可撓性を有することなどによる具体的条件からの制約がある。このため、上記実施例の検討結果を示した表１から表４に示されるように、誘電体層の誘電率（この場合は電気的特性が考慮されるために複素比誘電率の実部となる）が２以上６以下、誘電体層の厚さが１０μｍ以上１００μｍ以下であることが必要となる。【０１２８】
なお、上記実施形態では、誘電体層として粘着性を備えた粘着層を用いた場合について説明した。しかし、本実施形態にかかる電磁波吸収シートにおいて、誘電体層が粘着層である必要は無く、誘電体層として他の特別な機能を備えた機能層として構成せずに所定の誘電率を有した層としてのみ形成することや、難燃性を備えた誘電材料を用いて難燃性という機能を備えた機能層として誘電体層を形成することなどができる。【０１２９】
また、例えば電磁波吸収層に積層して誘電体層を形成できる場合など、電磁波吸収層と誘電体層との密着性が確実に得られる場合には、誘電体層と反射層との間にのみ粘着層を形成することで電磁波吸収層、誘電体層、反射層が互いに密着して構成された電磁波吸収シートを構成することができる。この場合、誘電体層としては、電磁波吸収層側の粘着性を備えない誘電体層と反射層側の粘着性を備えた誘電体層の二層が積層された構成となり、誘電体層が備える誘電率や、誘電体層の厚さについては、二層構造の誘電体層全体としての数値として把握することとなる。また、粘着性を有しない誘電体層の両面を、粘着性を有する誘電体層で挟んだ三層構成の誘電体層、または、四層以上の積層構成の誘電体層を使用することができる。【０１３０】
また、粘着性を有しない誘電体層の背面側に反射層を形成する方法としては、銀ナノワイヤー、または、導電性高分子を、誘電体層の背面側に吹き付ける、または、塗布する方法を採用できる。また、誘電体層と同様の誘電材料を含んだバインダーに、銀ナノワイヤーや導電性高分子を分散した弾性を有する反射層を作製して、誘電体層の背面に熱圧着する方法、さらには、弾性を有する反射層を形成した後に、誘電体層と電磁波吸収層とを積層して電磁波吸収シートを作製、誘電体層を含んだゴム系バインダーと金属箔、導電性フィルム、導電性メッシュとを加硫接着する方法なども採用できる。【０１３１】
（その他の構成）
なお、上記実施形態にかかる電磁波吸収シートでは、反射型の第１の構成、および、透過型の第２の構成ともに、電磁波吸収層に含まれる電磁波吸収材料としてイプシロン酸化鉄を用いたものと、ストロンチウムフェライトを用いたものとの２種類について例示して説明した。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ギガヘルツの電磁波を吸収する電磁波吸収シートを形成することができる。また、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、電磁波として規定される最高周波数である１テラヘルツの電磁波を吸収する電磁波吸収シートを実現することができる。【０１３２】
また、電磁波吸収材料としてストロンチウムフェライトを用いた場合でも、周波数が７５ＧＨｚの電磁波を好適に吸収す電磁波吸収シートを得ることができた。【０１３３】
しかし、本願で開示する電磁波吸収シートにおいて、電磁波吸収層の電磁波吸収材料として用いられる磁性酸化鉄は、イプシロン酸化鉄とストロンチウムフェライトには限られない。【０１３４】
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ギガヘルツ帯で電磁波吸収特性を発揮する。このため、イプシロン酸化鉄やストロンチウム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磁波吸収特性を有する磁性酸化鉄の粒子と、ゴム製バインダーとを用いて電磁波吸収層を形成することで、ミリ波帯域の電磁波を吸収し可撓性を有する電磁波吸収シートを実現することができる。【０１３５】
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、ゴム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、電磁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。【０１３６】
上記の実施形態で説明した電磁波吸収シートは、電磁波吸収層を構成するバインダーとしてゴム製のものを用いることで、可撓性を備えた電磁波吸収シートを実現することができる。特に、電磁波吸収材料として、ミリ波帯域以上の高周波数帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄を備えることで、高い周波数の電磁波を吸収し、なおかつ、可撓性を有した電磁波吸収シートを実現できる。【０１３７】
なお、電磁波吸収材料として、磁気共鳴によって電磁波を吸収する磁性酸化鉄を用いた電磁波吸収シートの場合には、電磁波吸収シートにおける電磁波吸収材料の体積含率を高くすることで、より大きな電磁波吸収効果を実現することができる。しかし、一方でゴム製のバインダーと電磁波吸収材料とで構成された電磁波吸収層を備えた電磁波吸収シートにおいて、バインダーを用いていることによる可撓性を確保する上では、必然的に電磁波吸収材料の体積含率の上限が定まってくる。一方、磁性酸化鉄の電磁波吸収層における体積含率の下限は、３０％以上とすることで、必要レベルとされる反射減衰量を確保することができる。【０１３８】
また上記の説明において、電磁波吸収層を形成する方法として、磁性コンパウンドを作製してこれを架橋・成型する方法について説明した。本願で開示する電磁波吸収シートの作製方法としては、上記磁性コンパウンドを成型等する方法の他に、例えば押し出し成型法を用いることが考えられる。【０１３９】
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加圧式ニーダやエクストルーダー、ロールミルなどでブレンドし、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すことで所定の厚さの電磁波吸収層を得ることができる。【０１４０】
また、上記実施形態では、電磁波吸収層が一層で構成された電磁波吸収シートについて説明したが、電磁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。本実施形態にかかる電磁波吸収シートの第２の構成として示した透過型の電磁波吸収シートの場合には、電磁波吸収層としてある程度以上の厚さを備えた方が、電磁波吸収特性が向上する。また、第１の構成として示した反射型の電磁波吸収シートの場合でも、電磁波吸収層の厚みを調整することにより、入力インピーダンス値を空気中のインピーダンス値と整合させ易くなる。このため、電磁波吸収層を形成する電磁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磁波吸収層を形成できない場合には、電磁波吸収層を積層体として形成することが有効である。【０１４１】
その他、磁性コンパウンドの粘度に応じて、射出成型、カレンダ（ロール）成型方法を用いることができる。【０１４２】
また、磁性塗料を塗布することで電磁波吸収層を形成させることができる。【０１４３】
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、これを溶剤で希釈し、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。【０１４４】
得られた磁性塗料を、剥離性を有する支持体、一例としてシリコー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。【０１４５】
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と圧力でカレンダ処理を行って、支持体上に電磁波吸収層を形成できる。【０１４６】
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磁波吸収層の厚さを３００μｍとすることができる。【０１４７】
このようにして、特に、電磁波吸収材料としてｎｍオーダーの微細なイプシロン酸化鉄粉を用いた場合でも、イプシロン酸化鉄紛が樹脂製バインダー内に良好に分散された状態の電磁波吸収層を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本願で開示する電磁波吸収シートは、ミリ波帯域以上の高い周波数帯域の電磁波を吸収し、さらに、可撓性を有する電磁波吸収シートとして有用である。
【符号の説明】
【０１４９】
１      電磁波吸収層
１ａ    イプシロン酸化鉄（電磁波吸収材料）
１ｂ    バインダー
２      粘着層（誘電体層）
３      反射層
【図１】
2018168859.tif 000009
【図２】
2018168859.tif 000010
【図３】
2018168859.tif 000011
【図４】
2018168859.tif 000012
【図５】
2018168859.tif 000013
【図６】
2018168859.tif 000014
【図７】
2018168859.tif 000015
【図８】
2018168859.tif 000016
【図９】
2018168859.tif 000017
【図１０】
2018168859.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月2日(2019.9.2)
【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】
粒子状の電磁波吸収材料とゴム製バインダーとを含む電磁波吸収層と、
前記電磁波吸収層の背面に配置された誘電体層とを備え、
前記電磁波吸収材料がミリ波帯域以上の周波数帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄であり、
前記誘電体層は非磁性で、かつ、可撓性を有し、前記誘電体層の複素比誘電率の実部が２以上６以下であり、さらに、前記誘電体層の厚みが１０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする、電磁波吸収シート。
【請求項２】
前記誘電体層のさらに背面に前記電磁波吸収層と前記誘電体層とを透過した電磁波を反射する反射層が形成されている、請求項１に記載の電磁波吸収シート。
【請求項３】
前記電磁波吸収材料がイプシロン酸化鉄、または、ストロンチウムフェライトである、請求項１または２に記載の電磁波吸収シート。
【請求項４】
前記電磁波吸収材料がイプシロン酸化鉄であり、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１または２に記載の電磁波吸収シート。
【請求項５】
前記誘電体層が二層以上の積層体として形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の電磁波吸収シート。
【請求項６】
前記誘電体層が粘着性を備えている、請求項１〜５のいずれかに記載の電磁波吸収シート。
【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、電磁波を吸収する電磁波吸収シートに関し、特に、磁気共鳴によって電磁波を吸収する電磁波吸収材料を有してミリ波帯域以上の高い周波数の電磁波を吸収し、可撓性を有した電磁波吸収シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気回路などから外部へと放出される漏洩電磁波や、不所望に反射した電磁波の影響を回避するために、電磁波を吸収する電磁波吸収シートが用いられている。
【０００３】
近年は、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、数ギガヘルツ（ＧＨｚ）の周波数帯域を持つセンチメートル波、さらには、３０ギガヘルツから３００ギガヘルツの周波数を有するミリ波帯、ミリ波帯域を超えた高い周波数帯域の電磁波として、１テラヘルツ（ＴＨｚ）の周波数を有する電磁波を利用する技術の研究も進んでいる。
【０００４】
このようなより高い周波数の電磁波を利用する技術トレンドに対応して、不要な電磁波を吸収する電磁波吸収体やシート状に形成された電磁波吸収シートにおいても、ギガヘルツ帯域からテラヘルツ帯域の電磁波を吸収可能とするものへの要望が高まっている。
【０００５】
ミリ波帯以上の高い周波数帯域の電磁波を吸収する電磁波吸収体として、２５〜１００ギガヘルツの範囲で電磁波吸収性能を発揮するイプシロン酸化鉄（ε−Ｆｅ2Ｏ3）結晶を磁性相に持つ粒子の充填構造を有する電磁波吸収体が提案されている(特許文献１参照)。また、イプシロン酸化鉄の微細粒子をバインダーとともに混練し、バインダーの乾燥硬化時に外部から磁界を印加してイプシロン酸化鉄粒子の磁場配向性を高めた、シート状の配向体についての提案がなされている（特許文献２参照）。
【０００６】
さらに、弾性を有する電磁波吸収シートとして、シリコンゴムにカーボンナノチューブを分散させたセンチメートル波を吸収可能な電磁波吸収シートが提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−  ６０４８４号公報
【特許文献２】特開２０１６−１３５７３７号公報
【特許文献３】特開２０１１−２３３８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電磁波を発生する発生源からの漏洩電磁波を遮蔽する場合、対象となる回路部品を覆う筐体などに電磁波吸収材を配置する必要があるが、特に、配置場所の形状が平面形状ではない場合には、固形体である電磁波吸収体を用いるよりも、可撓性を備えた電磁波吸収シートを用いる方が、利便性が高く好ましい。
【０００９】
しかし、ミリ波帯域である数十ギガヘルツ以上の周波数の電磁波を吸収できる電磁波吸収部材として、十分な可撓性を有したシート状の電磁波吸収シートは実現されていない。
【００１０】
本開示は、従来の課題を解決するために、ミリ波帯域以上の高い周波数の電磁波を良好に吸収することができ、かつ、十分な可撓性を有した電磁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】
【００１１】
上記課題を解決するため本願で開示する電磁波吸収シートは、粒子状の電磁波吸収材料とゴム製バインダーとを含む電磁波吸収層と、前記電磁波吸収層の背面に配置された誘電体層とを備え、前記電磁波吸収材料がミリ波帯域以上の周波数帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄であり、前記誘電体層は非磁性で、かつ、可撓性を有し、前記誘電体層の複素比誘電率の実部が２以上６以下であり、さらに、前記誘電体層の厚みが１０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本願で開示する電磁波吸収シートは、電磁波吸収層にミリ波帯域以上の高周波数帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄を電磁波吸収材料として備え、電磁波吸収層の背面に非磁性の誘電体層が配置されていることで、数十ギガヘルツ以上の高い周波数帯域の電磁波を熱に変換して吸収するとともに入力インピーダンスの高いレベルでの整合を実現できる。また、ゴム製バインダーが用いられた電磁波吸収層と可撓性を有する誘電体層とで構成されているため、シート全体として高い可撓性を備え、配置場所の形状対応性が高い電磁波吸収シートを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態にかかる電磁波吸収シートの第１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磁波吸収特性を説明する図である。
【図３】電磁波吸収層の背面に非磁性の誘電体層を備えた電磁波吸収シートの、電気的特性を説明するモデル図である。図３（ａ）は、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの第１の構成を説明するブロック図である。図３（ｂ）は、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの第１の構成を等価回路として示した図である。
【図４】実施形態にかかる電磁波吸収シートの第２の構成を説明する断面図である。
【図５】実施形態にかかる電磁波吸収シートにおける、誘電体層の誘電率の違いによる電磁波吸収特性の変化を示す図である。
【図６】実施形態にかかる電磁波吸収シートにおける、誘電体層の誘電率の違いによる電磁波吸収特性の変化を示す第２の図である。
【図７】実施形態にかかる電磁波吸収シートにおける、誘電体層の厚さの違いによる電磁波吸収特性の変化を示す図である。
【図８】実施形態にかかる電磁波吸収シートの第２の構成における、電磁波吸収特性の変化を示す図である。
【図９】実施形態にかかる電磁波吸収シートにおいて、磁性酸化鉄としてストロンチウムフェライトを用いた場合の誘電体層の厚さの違いによる電磁波吸収特性の変化を示す図である。
【図１０】実施形態にかかる電磁波吸収シートの第２の構成において、磁性酸化鉄としてストロンチウムフェライトを用いた場合の電磁波吸収特性の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本願で開示する電磁波吸収シートは、粒子状の電磁波吸収材料とゴム製バインダーとを含む電磁波吸収層と、前記電磁波吸収層の背面に配置された誘電体層とを備え、前記電磁波吸収材料がミリ波帯域以上の周波数帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄であり、前記誘電体層は非磁性で、かつ、可撓性を有し、前記誘電体層の複素比誘電率の実部が２以上６以下であり、さらに、前記誘電体層の厚みが１０μｍ以上１００μｍ以下である。
【００１５】
このようにすることで、本願で開示する電磁波吸収シートは、電磁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磁波を吸収することができ、電磁波吸収層の背面に形成された誘電体層で電磁波吸収シート全体の入力インピーダンスを、空気中のインピーダンスと容易に整合させることができる。また、ゴム製バインダーを用いた電磁波吸収層と誘電体層とが可撓性を有することで、電磁波吸収シート全体として可撓性を備えるため、電磁波吸収シートの取り扱いの容易性が向上し、特に、複雑に湾曲した面に電磁波吸収シートを配置することが容易となる。
【００１６】
本願で開示する電磁波吸収シートにおいて、前記誘電体層のさらに背面に前記電磁波吸収層と前記誘電体層とを透過した電磁波を反射す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、ミリ波帯域以上の高い周波数帯域の電磁波の遮蔽と吸収とを確実に行うことができる、いわゆる反射型でかつ可撓性を備えた電磁波吸収シートを実現することができる。
【００１７】
本願で開示する電磁波吸収シートにおいて、前記電磁波吸収材料がイプシロン酸化鉄、または、ストロンチウムフェライト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磁波を吸収する電磁波吸収体としてのイプシロン酸化鉄やストロンチウムフェライトを電磁波吸収材料として用いることで、高周波数の電磁波を吸収する電磁波吸収シートを実現することができる。
【００１８】
また、前記電磁波吸収材料がイプシロン酸化鉄であり、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。このようにすることで、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酸化鉄の特性を活かして、所望の周波数帯域の電磁波を吸収する電磁波吸収シートを実現することができる。
【００１９】
また、前記誘電体層が二層以上の積層体として形成されている構成を採用できる。このようにすることで、電磁波吸収シート全体の厚さと入力インピーダンスとの調整を容易に行うことができる。
【００２０】
さらに、前記誘電体層が粘着性を備えていることが好ましい。このようにすることで、誘電体層を電磁波吸収シートの接着に機能的に活用することができ、電磁波吸収層と誘電体層との積層体を、電磁波吸収シートの配置箇所である他基材の表面や、必要に応じて設けられる反射層と容易に接着することができる。
【００２１】
なお、「電波」は、より広義には電磁波の一種として把握することができるため、本明細書では、電波吸収シートを電磁波吸収シートと称するなど「電磁波」という用語を用いることとする。
【００２２】
以下、本願で開示する電磁波吸収シートについて、図面を参照して説明する。
【００２３】
（実施の形態）
［第１の構成例］
図１は、本願の実施形態にかかる電磁波吸収シートの第１の構成を示す断面図である。
【００２４】
図１に示す実施形態は、電磁波吸収シートの背面側に反射層を備えた、いわゆる反射型の電磁波吸収シートの構成例である。
【００２５】
なお、図１、および後述する透過型の電磁波吸収シートの構成例を示す図４は、ともに、本実施形態にかかる電磁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】
また、以下本明細書において、電磁波吸収シートに吸収対象の電磁波が入射する側の面を電磁波吸収シートの前面側と称する。さらに、前面側とは逆側の面、すなわち、電磁波吸収シートが透過型の場合に電磁波が放出される側の面を電磁波吸収シートの背面側と称することとする。
【００２７】
本実施形態の第１の構成例として説明する反射型の電磁波吸収シートは、図１に示すように、図１における上方側である電磁波吸収シートの前面側から、電磁波吸収層１、誘電体層としての粘着層２、反射層３が順次積層されて構成されている。
【００２８】
［電磁波吸収層］
電磁波吸収層１は、粒子状の電磁波吸収材料である磁性酸化鉄粉１ａとゴム製のバインダー１ｂとを含む電磁波吸収層１を備えている。
【００２９】
本実施形態の電磁波吸収シートは、電磁波吸収層１を構成するバインダー１ｂとして、各種のゴム材料が利用される。このため、特に、電磁波吸収シートの面内方向において、容易に伸び縮みする電磁波吸収シートを得ることができる。なお、本実施形態にかかる電磁波吸収シートは、ゴム製のバインダー１ｂに磁性酸化鉄粉１ａが含まれて電磁波吸収層が形成されているため、弾性が高い電磁波吸収シートであると同時に可撓性も高く、電磁波吸収シートの取り扱い時に電磁波吸収シートを丸めることができ、また、電磁波吸収シートを湾曲面に沿って容易に配置することができる。
【００３０】
本実施形態にかかる電磁波吸収シートでは、粒子状の電磁波吸収材料として、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磁波を吸収する効果が高いため、電磁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、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、電磁波吸収材料として用いられる場合に吸収する電磁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、吸収する電磁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、電磁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、吸収される電磁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、吸収する電磁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市販されているため容易に入手することができる。なお、イプシロン酸化鉄粉は、平均粒径が約３０ｎｍ程度で、略球形または短いロッド形状（棒状）をしている。
【００３８】
また、電磁波吸収材料としてストロンチウムフェライトの磁性粉を好適に用いることができる。ストロンチウムフェライト磁性粉としては、マグネトプランバイト型ストロンチウムフェライト磁性粉を用いることが好ましい。具体的には、組成式ＳｒＦｅ(12-x)ＡｌxＯ19（ｘ：１．０〜２．２）で表されるマグネトプランバイト型ストロンチウムフェライト磁性粉を用いると、７６ＧＨｚ±１０ＧＨｚの帯域において電磁波を有効に吸収することができる。特に電磁波吸収特性の観点から、レーザー回折散乱粒度分布のピーク粒径が１０μｍ以上のものを用いることが好ましい。
【００３９】
電磁波吸収層１を構成するゴム製のバインダー１ｂには、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロブレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＲ）、ウレタンゴム（ＰＵＲ）、シリコンゴム（Ｑ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、エチレン・酢酸ビニルゴム（ＥＶＡ）、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ）、多硫化ゴム（Ｔ）など、各種のゴム材料を利用することができる。
【００４０】
これらのゴム材料の中では、耐熱性が高いことから、アクリルゴム、シリコンゴムを好適に用いることができる。アクリルゴムの場合、高温環境下におかれても耐油性が優れるとともに、比較的廉価でコストパフォーマンスにも優れている。また、シリコンゴムの場合は、耐熱性に加え耐寒性も高い。さらに、物理的特性の温度に対する依存性が、合成ゴム中で一番少なく、耐溶剤性、耐オゾン性、耐候性にも優れている。さらに、電気絶縁性にもすぐれ、広い温度範囲、および、周波数領域にわたって物質的に安定している。
【００４１】
本実施形態にかかる電磁波吸収シートの電磁波吸収層１では、電磁波吸収材料１ａとして例えばイプシロン酸化鉄粉を用いた場合、イプシロン酸化鉄粉は上述のように粒径が数ｎｍから数十ｎｍの微細なナノ粒子であるため、電磁波吸収層１の形成時に、バインダー１ｂ内にイプシロン酸化鉄粉を良好に分散させることが重要となる。このため、高分子分散剤、シランカップリング剤を用いることが好ましい。より具体的には、信越化学工業株式会社製の「ＫＥＭ−３１０３」（商品名）などを使用することができる。
【００４２】
なお、電磁波吸収層１の組成としては、一例として、イプシロン酸化鉄粉１００部に対して、ゴム製バインダーが２〜５０部、分散剤の含有量が０．１〜１５部とすることができる。ゴム製バインダーが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。また電磁波吸収シートとしての形状を維持できなくなるとともに、電磁波吸収シートの伸びが得られ難くなる。５０部より多いと、電磁波吸収シートの伸びは得られるが、電磁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磁波吸収の効果が小さくなる。
【００４３】
分散剤の含有量が０．１部より少ないと、ゴム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。電磁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磁波吸収の効果が小さくなる。
【００４４】
［電磁波吸収層の製造方法］
ここで、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの電磁波吸収層１の製造方法について説明する。本実施形態の電磁波吸収シートでは、少なくとも磁性酸化鉄粉とゴム製バインダーとを含んだ磁性コンパウンドを作製して、これを所定の厚さで成型し、架橋させることによって電磁波吸収層１を形成する。
【００４５】
先ず、磁性コンパウンドを作製する。
【００４６】
磁性コンパウンドは、イプシロン酸化鉄粉と分散剤、ゴム製バインダーを混練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。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。
【００４７】
得られた磁性コンパウンドを、一例として油圧プレス機などを用いて１５０°（以下、温度はセ氏）の温度でシート状に架橋・成型する。
【００４８】
その後、恒温槽内において１７０°の温度で２次架橋処理を施し電磁波吸収層を形成できる。
【００４９】
［誘電体層］
図１に示すように、本実施形態にかかる電磁波吸収シートは、電磁波吸収層１の背面側に非磁性の誘電体層としての粘着層２が形成されている。
【００５０】
本実施形態にかかる電磁波吸収シートの第１の構成では、電磁波吸収層の背面側に誘電体層を介して反射層が配置される。この場合に、電磁波吸収シートとして所定の入力インピーダンスを実現するためには、所定厚さの電磁波吸収層と所定厚さの誘電体層、および、この誘電体層と反射層とを、それぞれ密着した状態で固着することが重要となる。各層の間に隙間があると、その隙間部分が誘電率を持ってしまい、電磁波吸収シート全体の入力インピーダンスが所定のものとならないからである。このため、誘電体層として接着機能を有するシート状の粘着層２を用いることで、電磁波吸収層１、誘電体層（粘着層２）、反射層３が互いに密着して構成された積層構造を容易に実現することができる。
【００５１】
本実施形態にかかる電磁波吸収シートでは、誘電体層は、誘電体層自身として可撓性を有し、複素比誘電率の実部ε’が２以上６以下、誘電体層の厚さが１０μｍ以上１００μｍ以下という条件を備える。
【００５２】
反射層が配置された電磁波吸収シートにおいて良好な電磁波吸収特性を得るためには、後述するように電磁波吸収シートの入力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必要がある。複素比誘電率の実部ε’が２以上６以下の範囲であっても、誘電体層の厚さが１０μｍより薄い場合、または、１００μmより厚い場合には、電磁波吸収層のインピーダンスと誘電体層のインピーダンスとの合成となる電磁波吸収シート全体の入力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ができないために、電磁波減衰量が大きくなる効果が得られない。また、誘電体層の厚さが１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲であっても、複素比誘電率の実部ε’が２より小さい場合、または、６より大きい場合は、同様に電磁波吸収シート全体の入力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ができないため、電磁波減衰量が大きくなる効果は得られない。
【００５３】
可撓性を有する粘着層２としては、例えば、ガラス点温度（Ｔｇ）が低いブチルゴム系粘着剤、アクリルゴム系粘着剤、シリコンゴム系粘着剤などゴム系の粘着剤や、ゴム系以外の各種粘着剤を用い、誘電率の調整のために、チタン酸バリウムや二酸化チタンなどの高誘電セラミック粉末、または、カーボンブラックや金属などの導電性粉末を配合して構成することができる。また一般の粘着剤層に、粘着力の調節のために用いられる、粘着付与剤や架橋剤を含んで構成することができる。
【００５４】
なお、上述のように、本実施形態にかかる電磁波吸収シートでは、電磁波吸収層１が粒子状の電磁波吸収材料を含んだ膜として形成されるため、電磁波吸収材料の含有量や、粒子の形状、大きさなどに制限されて、一定以上の大きさの可撓性を備えることができないことがある。これに対し、粘着層２は、上述のようなゴム系、または、樹脂系の接着剤層を主として用いることで、比較的容易に大きな可撓性を備えた層として実現することができる。このため、粘着層２を形成するに当たっては、その材料、形成状態などを工夫して、電磁波吸収層１の弾性変形を妨げない程度以上の可撓性を有する層として構成することとなる。
【００５５】
［反射層］
反射層３は、粘着層２の背面側に密着して形成された金属層であればよい。ただし、本実施形態の電磁波吸収シートは、電磁波吸収層１と粘着層２とがともに可撓性を有し、電磁波吸収シート全体として可撓性を有するものであるため、反射層３としては、金属箔、金属蒸着フィルム、メッシュ状の導電体や、銀ナノワイヤー（Ａｇ−ＮＷ）、導電性高分子膜などを用いて、電磁波吸収層１と粘着層２とが湾曲した場合にその形状変化に追従して変形し、表面抵抗値が上昇せずに１Ω／□程度の抵抗値を維持できる層として形成される。
【００５６】
なお、反射層３を構成する金属の種類には特に限定はなく、上述した銀の他にも、アルミニウムや銅、クロムなど、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できる。
【００５７】
図１に示した本実施形態にかかる電磁波吸収シートの第１の構成では、電磁波吸収層１と粘着層２の背面側に反射層３が設けられていることで、電磁波が電磁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る。このため、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磁波の漏洩を防止する電磁波吸収シートとして、好適に使用することができる。
【００５８】
［インピーダンス整合］
ここで、本実施形態にかかる電磁波吸収シートにおいて、電磁波吸収層の背面側に設けられた誘電体層の作用効果について説明する。
【００５９】
図３は、図１に示した、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの第１の構成例において、電磁波吸収層と反射層との間に誘電体層を配置したことによる、電磁波吸収シートの入力インピーダンスへの影響を説明する図である。
【００６０】
図３（ａ）に示すように、本実施形態にかかる電磁波吸収シートは、吸収対象の電磁波１１の入射側から、電磁波吸収層１、誘電体層としての粘着層２、反射層３が積層されて構成されている。なお、図３（ａ）に示すように、電磁波吸収層１の厚さをｄ１、粘着層２の厚さをｄ２とする。反射層３は粘着層２との境界面で電磁波を反射させるものであるため、反射層３の厚みは電磁波吸収シート全体の入力インピーダンスを検討する上で考慮する必要は無い。
【００６１】
図３（ａ）に示す電磁波吸収シートの等価回路は図３（ｂ）のように表すことができ、電磁波吸収シートでは、電磁波吸収層１のインピーダンスＺ1と粘着層２のインピーダンスＺ2とが直列接続された状態となる。なお、電磁波１１が電磁波吸収シートに入射する前の空気中のインピーダンスを、Ｚ0とする。
【００６２】
反射層３を見込んだ粘着層２の入力インピーダンス（Ｚin2）を計算し、これを負荷インピーダンスとして、電磁波吸収層１の前面からの入力インピーダンス（Ｚin1）を計算する。このＺin1が電磁波吸収シートの入力インピーダンスＺinとなる。
【００６３】
なお、後述するように電磁波吸収層と誘電体層は、いずれも複数層の積層構成とすることができる。例えば、電磁波吸収シートが電磁波１１の入射側からの各層のインピーダンスがＺ1、Ｚ2、Ｚ3、・・・、ＺNであるＮ個の層が反射層の前方に配置されている構成の場合には、上記手順を繰り返すことで全体の入力インピーダンスＺinを求めることができる。
【００６４】
このように、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの入力インピーダンスＺinは、下記の数式（１）として表される。
【００６５】
【数１】
2018168859.tif 000019
【００６６】
なお、上記の式（１）において、μrNはＮ層目の複素透磁率、εrNはＮ層目の複素誘電率、λは入射する電磁波の波長、ｄNはＮ層目の厚さである。  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、空気中と電磁波吸収層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磁波が電磁波吸収シートの電磁波吸収層１の表面で反射したり散乱したりすることなく電磁波吸収層１にそのまま入射させることができる。このように、電磁波吸収層１のインピーダンス整合を行って、電磁波吸収層１の表面において電磁波の反射を低減してそのまま入射させることで、電磁波吸収層１自体が有する電磁波吸収特性を最大限に発揮させることができる。
【００６７】
上記式（１）において、Ｚinの値をＺ0と等しくするためには、電磁波の波長λの値と、電磁波吸収層、および、誘電体層の材料とが定まれば、電磁波吸収層１の厚さｄ1と粘着層２の厚さｄ2の値を所定の値とすればよいことがわかる。
【００６８】
電磁波吸収層１は、粒子状の電磁波吸収材料である磁性酸化鉄粉１ａとゴム製のバインダー１ｂとを含んで構成されているが、所定の可撓性を有しつつ、一定以上の電磁波吸収特性を発揮するために必要な体積含率で磁性酸化鉄紛１ａを含まなくてはならないため、電磁波吸収層１のインピーダンスＺ1を必ずしも所望する値に合わせることができない場合がある。しかし、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの場合には、電磁波吸収層１の背面に誘電体層である粘着層２が形成されているため、電磁波吸収層１のインピーダンスに制限がある場合でも、上述のように粘着層２の厚さを調整することで電磁波吸収シートの入力インピーダンスＺinを調整して、空気中のインピーダンスＺ0＝３７７Ωと整合させることができる。
【００６９】
この結果、所望する可撓性と電磁波吸収特性とを備えた電磁波吸収シートを実現することができる。また、電磁波吸収層１の材料や厚さのみで電磁波吸収シートの入力インピーダンスＺinを空気中のインピーダンスＺ0と整合させる場合と比較して、所定厚さで所定のインピーダンスＺ2を有する粘着層２を備えることで、電磁波吸収層１の厚さを薄くすることが可能であり、磁性酸化鉄紛１ａを含むために重い電磁波吸収層１を少なくして電磁波吸収シート全体の軽量化を実現することや、高価な磁性酸化鉄紛１ａの使用量を減らして電磁波吸収シートの低コスト化を実現することができる。
【００７０】
［第２の構成］
次に、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの第２の構成について説明する。
【００７１】
図４は、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの第２の構成を説明する断面図である。
【００７２】
図４に示すように、第２の構成は、電磁波吸収層１と粘着層２とで構成されていて、第１の構成のように粘着層２の背面に反射層３を有していない。
【００７３】
本実施形態にかかる電磁波吸収シートは、電磁波吸収層１が電磁波吸収材料としての磁性酸化鉄紛１ａを含み、磁性酸化鉄粉１ａが磁気共鳴を起こすことで磁気損失によって電磁波である電磁波を熱エネルギーに変換して吸収する。このため、図４に示すように、電磁波吸収層１と粘着層２との積層構成の背面側に反射層を設けない形態でも、電磁波吸収層１を透過する電磁波を吸収するいわゆる透過型の電磁波吸収シートとして使用することができる。
【００７４】
なお、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの第２の構成において、電磁波吸収層１と粘着層２は、図１に示す第１の構成の電磁波吸収シートを構成するものと同じ材料を用いることができるため、図４でも同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７５】
図４に示す電磁波吸収シートの第２の構成においても、誘電体層として粘着層２を用いることができる。第２の構成の電磁波吸収シートでは、粘着層２の背面に反射層は配置されないが、電磁波吸収シートの背面側に粘着層２が形成されていることで、電磁波吸収シートを所定の場所に貼着する際に有益である。また、図４に示す電磁波吸収シートの第２の構成においても、電磁波吸収層１と粘着層２とは十分に密着して配置されることが重要であるため、誘電体層を、接着機能を有する粘着層２とすることが好ましいと考えられる。
【００７６】
なお、第２の構成である反射層を有さない電磁波吸収シートでも、複素比誘電率の実部ε’が２以上６以下の範囲で、かつ、誘電体層の厚さが１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲ではない場合は、電磁波減衰量が大きくなる効果は得られない。この理由は、電磁波吸収層と誘電体層とのインピーダンスに乖離（差）が生じ、電磁波吸収層と誘電体層との界面で電磁波の反射が発生することにより電磁波吸収効果が低下するためである。
【実施例】
【００７７】
以下、本実施形態にかかる電磁波吸収シートの実施例を用いて、誘電体層として好ましい条件について検討する。
【００７８】
まず、図４に示した反射層を備えていない透過型の形態での電磁波吸収シートを作成した。
【００７９】
実施例の電磁波吸収シートは、電磁波吸収層として、平均粒径が３０ｎｍのイプシロン酸化鉄を電磁波吸収材料として備え、ゴム製バインダーとして信越化学工業株式会社製の「ＫＥ−５１０−Ｕ」（商品名）を、また、分散剤として信越化学工業株式会社製の「ＫＥＭ−３１０３」（商品名）を用いて、一辺が１２０ｍｍの正方形のものを準備した。
【００８０】
なお、電磁波吸収層の厚さは、反射型の電磁波吸収シートでは０．９ｍｍ、透過型の電磁波吸収シートでは２．５ｍｍで統一した。
【００８１】
誘電体層は、ブチルゴム系粘着剤に、高誘電セラミックスとして、平均粒子径が０．２１μｍの二酸化チタン（石原産業株式会社製の「ＣＲ−６０」（商品名））を加圧式ニーダによって、所定の割合で分散させた粘着性のある粘着層として形成し、電磁波吸収層の背面に貼付した。
【００８２】
誘電体層の誘電率を変化させるために、二酸化チタンの添加量を変え、以下の各実施例、比較例において、誘電率が３．２の場合は、ブチルゴム系粘着剤１００部に対して３部、誘電率が５．８の場合は１０部、誘電率が７．７の場合は１５部で、ブチルゴム系粘着剤のみの場合の誘電率は２．１であった。また、誘電率が１．９の誘電体層は、ブチルゴム系粘着剤１００部に対してタルクを２０部配合することで作成した。
【００８３】
反射型の電磁波吸収シートとしては、測定時に上記にて作成した電磁波吸収層と誘電体層とを備えた電磁波吸収層背面に、厚み７μｍのアルミ箔をラミネートして形成した。
【００８４】
電磁波吸収量の測定は、フリースペース法で行った。具体的には、アジレント・テクノロジー株式会社製のミリ波ネットワークアナライザーＮ５２５０Ｃ（商品名）を用いて行い、一つのポートを使用して、送受信アンテナから誘電体レンズを介して電磁波吸収シートに所定周波数の入力波（ミリ波）を照射し、電磁波吸収シートからの反射波を計測して、入力波の強度と反射波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。
【００８５】
なお、ＲＬは、以下の式（２）で計算した。
【００８６】
【数２】
2018168859.tif 000020
【００８７】
また、透過型の電磁波吸収シートでは、電磁波吸収シートの背面に受信アンテナを配置して、送信アンテナから発射され電磁波吸収シートを透過した後の電磁波を測定した。
【００８８】
なお、誘電体層の誘電率の測定も、上記と同様にフリースペース法で誘電体層に電磁波を照射して、電磁波の反射・透過特性（Ｓパラメータ）から誘電率を算出した。
【００８９】
表１、および、図５は、反射型の電磁波吸収シートにおいて、誘電体層の誘電率の違いによる電磁波吸収効果の変化を測定した測定結果である。
【００９０】
【表１】
2018168859.tif 000021
【００９１】
表１に示すように、誘電体層の厚さを２０μｍと一定に保ったまま、前述のように二酸化チタンの添加量を調整して誘電体層の誘電率を変化させた場合には、誘電率が最も高く５．８である実施例１（図５における符号５１）の電磁波吸収シートでの電磁波吸収特性が−３５．４ｄＢと最も大きく、誘電率が３．２である実施例２（符号５２）の電磁波吸収シートでの電磁波吸収特性が−２９．１ｄＢ、誘電率が２．１である実施例３（符号５３）の電磁波吸収シートでの電磁波吸収特性が−２６．５ｄＢと、誘電率が小さくなるにつれて電磁波吸収特性も低下する。しかし、実施例３の電磁波吸収シートの電磁波吸収特性である減衰量は、−２５ｄＢを大きく超えて減衰率に換算すると９９．９％に近い値となるため、十分な減衰特性を発揮していると言える。
【００９２】
一方、比較例１（符号５４）として作成した誘電体層を有さずに電磁波吸収層だけの電磁波吸収シートの場合には、減衰量が−２５．４ｄＢとなり、誘電体層を有している各実施例の場合と比較すると十分な値とは言えないレベルにとどまっている。
【００９３】
また、誘電体層を形成しても、その誘電率が１．９の比較例２（符号５５）の電磁波吸収シートの場合も、減衰量が−２５．４ｄＢとなり十分な減衰効果を発揮できないことが確認された。
【００９４】
すなわち、比較例１の電磁波吸収シートでは、電磁波吸収層のインピーダンスＺin1が空気中のインピーダンスＺ0と十分なインピーダンス整合がとれていないのに対し、実施例１、実施例２、実施例３の電磁波吸収シートでは、電磁波吸収シートの入力インピーダンスＺinとして、電磁波吸収層のインピーダンスＺin1に誘電体層のインピーダンスＺin2が加わるため、空気中のインピーダンスＺ0との間でより良好にインピーダンス整合が行われていることがわかる。また、比較例２の電磁波吸収シートでは、誘電体層のインピーダンスＺin2と合成された電磁波吸収シートの入力インピーダンスＺinが空気中のインピーダンスＺ0と整合できていないことがわかる。
【００９５】
なお、図５において、符号５１として示す実施例１の電磁波吸収特性では、吸収のピークが約７８ＧＨｚとなっているのに対し、実施例２、実施例３、比較例１、比較例２の電磁波吸収シートにおける吸収のピーク周波数が約７６ＧＨｚとなっているが、今回の測定目的である誘電体層を備えることの電磁波吸収特性に与える効果を検証する上では、大きな問題となるものではない。
【００９６】
次に表２、および、図６に、反射型の電磁波吸収シートにおける、誘電体層２の誘電率の違いによる電磁波吸収効果の変化を測定した第２の測定結果を示す。
【００９７】
【表２】
2018168859.tif 000022
【００９８】
第２の測定としては、誘電体層の厚さを５０μｍ、または、１００μｍと、表１、図５に示したものと比較して厚い誘電体層を備えた場合の、誘電体層の誘電率の違いによる電磁波吸収特性の変化を、減衰量として表している。表２に示すように、誘電体層の厚さが５０μｍの場合においても、誘電率が５．８の誘電体層を設けた実施例４（図６における符号６１）の電磁波吸収シートでは減衰量が−２８．７ｄＢ、誘電率が２．１の誘電体を設けた実施例５（符号６２）の電磁波吸収シートの減衰量が−２８．５ｄＢと、いずれも誘電体層を設けていない比較例１（符号６３）の減衰量−２５．４ｄＢよりも電磁波吸収特性が高いことがわかる。
【００９９】
なお、誘電体層を形成した場合でも、誘電率が７．７の誘電体層の場合には、誘電体層の厚さが５０μｍの比較例３（符号６４）の場合の減衰量が−２３．８ｄｂ、厚さが１００μｍの比較例４（符号６５）の場合の減衰量が−１５．９ｄＢと、いずれも誘電体層を備えていない比較例１の電磁波吸収シートよりも電磁波吸収特性が低下している。
【０１００】
これは、電磁波吸収層の誘電率に、比較例３、比較例４の誘電体層の誘電率を合成した電磁波吸収シート全体の入力インピーダンスＺinが、空気中のインピーダンスＺ0である３７７Ωからより大きくずれたためと考えられる。
【０１０１】
なお、図６においても、実施例４、比較例３、比較例４の吸収周波数のピークが約７８ＧＨｚであるのに対し、実施例５の吸収周波数のピークが比較例１と同様７６ＧＨｚと異なっているが、今回の測定で重要視されるべきは吸収のピークにおける減衰量の大きさであり、実施例４と実施例５のグラフのピークが、比較例１、比較例３、比較例４のピークよりも下側に位置し、より大きな減衰効果が発揮されていることが明確に把握できる。
【０１０２】
次に表３、および、図７に、反射型の電磁波吸収シートにおける、誘電体層２の厚みの違いによる電磁波吸収効果の変化を測定した測定結果を示す。
【０１０３】
【表３】
2018168859.tif 000023
【０１０４】
ここでは、表３に示すとおり誘電体層の誘電率を３．２と一定にした場合に、誘電体層の厚さを変えることによる電磁波吸収シートの電磁波吸収特性を減衰量として比較している。
【０１０５】
表３に示すように、誘電率を３．２で一定とした場合には、誘電体層の厚さを７０μｍとした実施例６（図７における符号７１）の減衰量が−３５．８ｄＢと最も大きい。これに対して、誘電体層の厚さが薄くなって厚さ２０μｍの場合の実施例２（符号７２）における減衰量が−２９．１ｄＢ、誘電体層が厚くなって１００μｍとなった実施例７（符号７３）における減衰量が−２７．３ｄＢと減少している。このことから、今回の測定で用いた電磁波吸収層との組み合わせで、誘電率が３．２の誘電体層を用いる場合には、誘電体層の厚さを７０μｍ前後に設定することが好ましいことがわかる。
【０１０６】
なお、誘電体層がより薄くなって厚さ１０μｍである実施例８（符号７４）の場合でも、減衰量は−２６．９ｄＢと、誘電体層を設けていない比較例１（符号７５）の電磁波吸収シートの減衰量−２５．４ｄＢよりも大きな減衰効果を発揮している。
【０１０７】
一方、誘電体層の厚みを厚くした場合には、厚さが１２０μｍと１００μｍを超えた比較例５（符号７６）の場合には、減衰量は−２．３７ｄＢと大きく低下する。このことから、誘電体層の厚さが１００μｍを超えた場合には、良好な電磁波吸収特性を備えた電磁波吸収シートを実現することは困難であることを示している。
【０１０８】
また、反対に誘電体層の厚みが薄すぎる例として、厚さが８μｍと１０μｍよりも薄い比較例６（符号７７）の場合には、減衰量は−２５．４ｄＢと誘電体層が形成されていない比較例１の場合と同様のレベルにとどまっている。このことから、誘電体層の厚さが１０μｍに満たない場合にも良好な電磁波吸収特性を備えた電磁波吸収シートを実現することは困難であることがわかる。
【０１０９】
さらに、電磁波吸収材料としてストロンチウムフェライトを用いた場合について、同様に誘電率が３．２の厚さの異なる誘電体層を設けた場合の、電磁波吸収特性を電磁波減衰量として測定した。
【０１１０】
測定試料は、上述の各実施例、比較例として作成した試料において電磁波吸収材料をイプシロン酸化鉄粉からストロンチウムフェライト粉に代えて作製した。電磁波吸収材料として用いたストロンチウムフェライト粉は、組成（モル比）がＳｒＦｅ10.56Ａｌ1.44Ｏ19で平均粒径が１２．７μｍのものを用いた。
【０１１１】
測定結果を表３と図９に示す。表３においては、中段の二重線から下側の部分が、ストロンチウムフェライトを用いた電磁波吸収シートの吸収特性である。
【０１１２】
図９において符号９３として示す比較例７が、誘電体層を設けていない場合である。これに対し、厚さ７０μｍの誘電体層を設けた実施例９（図９の符号９１）、厚さ１０μmの誘電体層を設けた実施例１０（図９の符号９２）は、いずれも電磁波吸収特性が向上した。
【０１１３】
一方、誘電率は同じ３．２であるが厚さが８μｍと、１０μｍ以上１００μｍ以下という好適な条件を満たさない比較例８（図９における符号９４）では、誘電体層を設けていない比較例７とほぼ同じ電磁波吸収特性しか得られず、誘電体層を設けた効果が認められなかった。
【０１１４】
このように、電磁波吸収材料の種類が異なった場合でも、誘電体層の複素比誘電率の実部が２以上６以下であり、さらに、誘電体層の厚みが１０μｍ以上１００μｍ以下であるという条件が満たされることで、好適な電磁波吸収特性を有する電磁波吸収シートが得られることが確認できた。
【０１１５】
次に、透過型の電磁波吸収シートにおける、電磁波吸収特性の測定結果を説明する。
【０１１６】
表４、および、図８は、電磁波吸収材料としてイプシロン酸化鉄粉を用いた場合の、透過型の電磁波吸収シートにおける誘電体層の誘電率の違いによる電磁波吸収効果の変化を測定した第２の測定結果を示す。
【０１１７】
【表４】
2018168859.tif 000024
【０１１８】
透過型の電磁波吸収シートの場合は、反射型の電磁波吸収シートと比較して全体的に電磁波吸収特性が低下する。表４に示すように、誘電率が５．８で厚さが１００μｍの誘電体層を備えた実施例１１（図８における符号８１）の電磁波吸収シートの減衰量が−１６．２ｄＢ、誘電率が３．２で厚さが１００μｍの誘電体層を備えた実施例１２（符号８２）の電磁波吸収シートの減衰量が−１５．５ｄＢ、誘電率が３．２で厚さが７０μｍの誘電体層を備えた実施例１３（符号８３）の電磁波吸収シートの減衰量が−１５．２ｄＢ、誘電率が２．１で厚さが１００μｍの誘電体層を備えた実施例１４（符号８４）の電磁波吸収シートの減衰量が−１５．０ｄＢとなる。
【０１１９】
これに対して、誘電体層を形成していない比較例１１（符号８５）の電磁波吸収シートでは、減衰率が−１４．１ｄＢと低い。また、誘電体層の厚さは２０μｍであるが誘電率が１．９と小さい比較例１２（符号８６）の場合、さらに、誘電体層の厚さが９μｍと薄い比較例１３（符号８９）の場合は誘電率が実施例１４と同じく２．１であっても、いずれの場合も、誘電体層を形成していない比較例１１と同様の減衰率−１４．１ｄＢにとどまっている。
【０１２０】
このように、透過型の電磁波吸収シートの場合でも、減衰量としては、減衰率約９０％以上に相当する減衰量−１５ｄＢを実現することが目安となるため、誘電率が２以上６以下で、厚さが７０μｍから１００μｍの誘電体層を備えることで、より電磁波吸収特性の高い電磁波吸収シートを実現できることがわかる。
【０１２１】
透過型の電磁波吸収シートの場合においても、上記反射型の場合と同様に、電磁波吸収材料をストロンチウムフェライトに代えた電磁波吸収シートを作製して、その電磁波吸収特性を測定した。
【０１２２】
測定試料として用いたストロンチウムフェライト粉は、上記反射型の場合の試料と同じく、組成（モル比）がＳｒＦｅ10.56Ａｌ1.44Ｏ19で平均粒径が１２．７μｍのものを用いた。
【０１２３】
透過型の電磁波吸収シートにおける測定結果を表４と図１０に示す。表４においては、表３と同様に、中段の二重線から下側の部分がストロンチウムフェライトを用いた電磁波吸収シートの吸収特性である。
【０１２４】
図１０において符号１０３として示す比較例１４が、誘電体層を設けていない場合である。これに対し、厚さ１００μｍ、誘電率が５．８の誘電体層を設けた実施例１５（図１０の符号１０１）、厚さ１００μｍ、誘電率が２．１の誘電体層を設けた実施例１６（図１０の符号１０２）は、いずれも電磁波吸収特性が向上した。
【０１２５】
一方、誘電率は上記実施例１６と同じく２．１であるが誘電体層の厚さが９μｍと、１０μｍ以上１００μｍ以下という好適な条件を満たさない比較例１５（図１０における符号１０４）では、吸収される電磁波の波長が少しずれたものの、電磁波減衰量自体は誘電体層を設けていない比較例１４とほぼ同じ電磁波吸収特性しか得られず、誘電体層を設けた効果が認められなかった。
【０１２６】
このように、透過型の電磁波吸収シートの場合においても、電磁波吸収材料の種類が異なることで好適な誘電体層の条件、すなわち、複素比誘電率の実部が２以上６以下であり、厚みが１０μｍ以上１００μｍ以下であるという条件が満たされることで、好適な電磁波吸収特性を有する電磁波吸収シートが得られることが確認できた。  以上説明したように、本実実施形態にかかる電磁波吸収シートでは、反射型の場合、透過型の場合を問わず、電磁波吸収層の背面に非磁性の誘電体層を備えることで、電磁波吸収層の電磁波吸収材料による電磁波吸収特性に影響を与えることなく、電磁波吸収シートの入力インピーダンスＺinを調整でき、空気中のインピーダンスＺ0との整合をとることで電磁波吸収特性を向上させることができる。
【０１２７】
なお、誘電体層の誘電率と厚さの条件は、厳密には電磁波吸収層の材料や厚さによって定まる電磁波吸収層のインピーダンスとの兼ね合いで定まってくるものである。しかし、本願で開示する電磁波吸収シートでは、電磁波吸収層としてゴム製のバインダーを含んでいることや誘電体層が可撓性を有することなどによる具体的条件からの制約がある。このため、上記実施例の検討結果を示した表１から表４に示されるように、誘電体層の誘電率（この場合は電気的特性が考慮されるために複素比誘電率の実部となる）が２以上６以下、誘電体層の厚さが１０μｍ以上１００μｍ以下であることが必要となる。
【０１２８】
なお、上記実施形態では、誘電体層として粘着性を備えた粘着層を用いた場合について説明した。しかし、本実施形態にかかる電磁波吸収シートにおいて、誘電体層が粘着層である必要は無く、誘電体層として他の特別な機能を備えた機能層として構成せずに所定の誘電率を有した層としてのみ形成することや、難燃性を備えた誘電材料を用いて難燃性という機能を備えた機能層として誘電体層を形成することなどができる。
【０１２９】
また、例えば電磁波吸収層に積層して誘電体層を形成できる場合など、電磁波吸収層と誘電体層との密着性が確実に得られる場合には、誘電体層と反射層との間にのみ粘着層を形成することで電磁波吸収層、誘電体層、反射層が互いに密着して構成された電磁波吸収シートを構成することができる。この場合、誘電体層としては、電磁波吸収層側の粘着性を備えない誘電体層と反射層側の粘着性を備えた誘電体層の二層が積層された構成となり、誘電体層が備える誘電率や、誘電体層の厚さについては、二層構造の誘電体層全体としての数値として把握することとなる。また、粘着性を有しない誘電体層の両面を、粘着性を有する誘電体層で挟んだ三層構成の誘電体層、または、四層以上の積層構成の誘電体層を使用することができる。
【０１３０】
また、粘着性を有しない誘電体層の背面側に反射層を形成する方法としては、銀ナノワイヤー、または、導電性高分子を、誘電体層の背面側に吹き付ける、または、塗布する方法を採用できる。また、誘電体層と同様の誘電材料を含んだバインダーに、銀ナノワイヤーや導電性高分子を分散した弾性を有する反射層を作製して、誘電体層の背面に熱圧着する方法、さらには、弾性を有する反射層を形成した後に、誘電体層と電磁波吸収層とを積層して電磁波吸収シートを作製、誘電体層を含んだゴム系バインダーと金属箔、導電性フィルム、導電性メッシュとを加硫接着する方法なども採用できる。
【０１３１】
（その他の構成）
なお、上記実施形態にかかる電磁波吸収シートでは、反射型の第１の構成、および、透過型の第２の構成ともに、電磁波吸収層に含まれる電磁波吸収材料としてイプシロン酸化鉄を用いたものと、ストロンチウムフェライトを用いたものとの２種類について例示して説明した。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ギガヘルツの電磁波を吸収する電磁波吸収シートを形成することができる。また、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、電磁波として規定される最高周波数である１テラヘルツの電磁波を吸収する電磁波吸収シートを実現することができる。
【０１３２】
また、電磁波吸収材料としてストロンチウムフェライトを用いた場合でも、周波数が７５ＧＨｚの電磁波を好適に吸収する電磁波吸収シートを得ることができた。
【０１３３】
しかし、本願で開示する電磁波吸収シートにおいて、電磁波吸収層の電磁波吸収材料として用いられる磁性酸化鉄は、イプシロン酸化鉄とストロンチウムフェライトには限られない。
【０１３４】
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ギガヘルツ帯で電磁波吸収特性を発揮する。このため、イプシロン酸化鉄やストロンチウム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磁波吸収特性を有する磁性酸化鉄の粒子と、ゴム製バインダーとを用いて電磁波吸収層を形成することで、ミリ波帯域の電磁波を吸収し可撓性を有する電磁波吸収シートを実現することができる。
【０１３５】
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、ゴム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、電磁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。
【０１３６】
上記の実施形態で説明した電磁波吸収シートは、電磁波吸収層を構成するバインダーとしてゴム製のものを用いることで、可撓性を備えた電磁波吸収シートを実現することができる。特に、電磁波吸収材料として、ミリ波帯域以上の高周波数帯域で磁気共鳴する磁性酸化鉄を備えることで、高い周波数の電磁波を吸収し、なおかつ、可撓性を有した電磁波吸収シートを実現できる。
【０１３７】
なお、電磁波吸収材料として、磁気共鳴によって電磁波を吸収する磁性酸化鉄を用いた電磁波吸収シートの場合には、電磁波吸収シートにおける電磁波吸収材料の体積含率を高くすることで、より大きな電磁波吸収効果を実現することができる。しかし、一方でゴム製のバインダーと電磁波吸収材料とで構成された電磁波吸収層を備えた電磁波吸収シートにおいて、バインダーを用いていることによる可撓性を確保する上では、必然的に電磁波吸収材料の体積含率の上限が定まってくる。一方、磁性酸化鉄の電磁波吸収層における体積含率の下限は、３０％以上とすることで、必要レベルとされる反射減衰量を確保することができる。
【０１３８】
また上記の説明において、電磁波吸収層を形成する方法として、磁性コンパウンドを作製してこれを架橋・成型する方法について説明した。本願で開示する電磁波吸収シートの作製方法としては、上記磁性コンパウンドを成型等する方法の他に、例えば押し出し成型法を用いることが考えられる。
【０１３９】
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加圧式ニーダやエクストルーダー、ロールミルなどでブレンドし、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すことで所定の厚さの電磁波吸収層を得ることができる。
【０１４０】
また、上記実施形態では、電磁波吸収層が一層で構成された電磁波吸収シートについて説明したが、電磁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。本実施形態にかかる電磁波吸収シートの第２の構成として示した透過型の電磁波吸収シートの場合には、電磁波吸収層としてある程度以上の厚さを備えた方が、電磁波吸収特性が向上する。また、第１の構成として示した反射型の電磁波吸収シートの場合でも、電磁波吸収層の厚みを調整することにより、入力インピーダンス値を空気中のインピーダンス値と整合させ易くなる。このため、電磁波吸収層を形成する電磁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磁波吸収層を形成できない場合には、電磁波吸収層を積層体として形成することが有効である。
【０１４１】
その他、磁性コンパウンドの粘度に応じて、射出成型、カレンダ（ロール）成型方法を用いることができる。
【０１４２】
また、磁性塗料を塗布することで電磁波吸収層を形成させることができる。
【０１４３】
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、これを溶剤で希釈し、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。
【０１４４】
得られた磁性塗料を、剥離性を有する支持体、一例としてシリコー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。
【０１４５】
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と圧力でカレンダ処理を行って、支持体上に電磁波吸収層を形成できる。
【０１４６】
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磁波吸収層の厚さを３００μｍとすることができる。
【０１４７】
このようにして、特に、電磁波吸収材料としてｎｍオーダーの微細なイプシロン酸化鉄粉を用いた場合でも、イプシロン酸化鉄紛が樹脂製バインダー内に良好に分散された状態の電磁波吸収層を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本願で開示する電磁波吸収シートは、ミリ波帯域以上の高い周波数帯域の電磁波を吸収し、さらに、可撓性を有する電磁波吸収シートとして有用である。
【符号の説明】
【０１４９】
１      電磁波吸収層
１ａ    イプシロン酸化鉄（電磁波吸収材料）
１ｂ    バインダー
２      粘着層（誘電体層）
３      反射層
【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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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