(57)【要約】【課題】実用的な電波吸収性能を有し、火災発生時等にも有害ガスを発生させない電波吸収材を提供する。【解決手段】電波吸収材は、平均粒子径が１μｍ〜１００μｍで揮発分が０．５重量％以下であるカーボン粉末が２０重量％〜３０重量％、水硬性セメントが１５重量％〜４０重量％で、残部がシリカ質原料からなり、ＳバンドおよびＣバンドの周波数帯域で２０ｄＢ以上の電波吸収性能を有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒子径が１μｍ〜１００μｍで揮発分が０．５重量％以下であるカーボン粉末が２０重量％〜３０重量％、水硬性セメントが１５重量％〜４０重量％で、残部がシリカ質原料からなり、
ＳバンドおよびＣバンドの周波数帯域での電波吸収性能が２０ｄＢ以上であることを特徴とする電波吸収材。
【請求項２】
厚さが２ｍｍ〜５ｍｍ、比重が１〜２、曲げ強度が５ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１に記載の電波吸収材。
【請求項３】
前記カーボン粉末はグラファイト粉末であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電波吸収材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＴＳ（高度道路交通システム；Intelligent Transport System）や無線ＬＡＮ（Wireless Local Area Network）等に用いられるＳバンド帯域およびＣバンド帯域の電波を吸収する電波吸収材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、例えば、ＩＴＳの導入に伴い、ＤＳＲＣ（狭域通信システム；Dedicated Short Lange Communication）等の無線通信を利用したサービスの導入が進められている。またオフィスや家庭では、無線ＬＡＮによる複数の端末のネットワーク構築が主流になりつつある。
【０００３】
このようなＤＳＲＣや無線ＬＡＮ等を支障なく運転するためには、使用する電波の路面や車両ルーフ、建造物の壁面等での反射を抑制する必要がある。そこで、電波障害対策として、路面や建築物の壁面、間仕切り等に電波吸収材を充填する方法が用いられており、種々の電波吸収材が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００４】
例えば、建築物の屋内に使用する電波吸収材については、高い電波吸収特性を有していることは勿論のこと、火災を想定すると火災発生時に有害ガスを発生しないという特性を有していることが必要とされ、そのためには、熱分解により有毒ガスが発生しない無機材料のみで構成される必要がある。
【０００５】
これに対して、特許文献１，３に開示された電波吸収材は、実用的な２０ｄＢ以上の電波吸収性能が得られておらず、充分な電波吸収性能が得られていない。また、特許文献２に開示された電波吸収材は、バインダに実質的に塩素系有機物を使用するものであり、火災時に有害ガスが発生する恐れがある。
【特許文献１】再公表特許ＷＯ２００３／０６４７８０（表１等）
【特許文献２】特開２００２−３５３０１４号公報（段落［００１８］等）
【特許文献３】特開２００３−２１８５７９号公報（段落［０００７］、表１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、実用的な電波吸収性能を有し、火災発生時等にも有害ガスを発生させない電波吸収材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電波吸収材は、平均粒子径が１μｍ〜１００μｍで揮発分が０．５重量％以下であるカーボン粉末が２０重量％〜３０重量％、水硬性セメントが１５重量％〜４０重量％で、残部がシリカ質原料からなり、ＳバンドおよびＣバンドの周波数帯域での電波吸収性能が２０ｄＢ以上であることを特徴とする。
【０００８】
電波吸収材は、好ましくは、厚さを２ｍｍ〜５ｍｍ、比重を１〜２、曲げ強度を５ＭＰａ以上の成形体とする。これにより施工性を高めることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電波吸収材によれば、２０ｄＢ以上の電波吸収性能が得られ、火災発生時等にも有害ガスを発生させない。また、優れた施工性や耐久性を有する高強度の成形体を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
本発明の電波吸収材は、カーボン粉末が２０重量％〜３０重量％、水硬性セメントが１５重量％〜４０重量％で、残部がシリカ質原料からなる。電波吸収材はこのように無機材質で構成されており、仮に加熱環境に晒されても有害ガスを発生させるおそれのある塩素等の元素を含まないために、不燃性で安全性に優れている。
【００１２】
この電波吸収材は、（ａ）所定組成の原料粉末（カーボン粉末、水硬性セメント粉末、シリカ質原料粉末）に水を加え、これをミキサー等で混合してスラリー化し、（ｂ）このスラリーを成形型に流し込み、原料に含まれている水硬性結合材（水硬性セメント）の作用で固化させ、十分な強度になるまで硬化させ、（ｃ）脱型して硬化物を取り出して乾燥する、というプロセスにより製造することができる。
【００１３】
こうして製造された電波吸収材は、Ｓバンド（２ＧＨｚ〜４ＧＨｚ）およびＣバンド（４ＧＨｚ〜８ＧＨｚ）の周波数帯域で２０ｄＢ以上の電波吸収性能を示す。
【００１４】
カーボン粉末としては、平均粒子径は１μｍ〜１００μｍで、揮発分が０．５重量％以下のものを用いる。平均粒径が１μｍ未満の場合には、後述する電波吸収材の製造プロセスにおいてスラリーを製造する際に必要となる水量が著しく多くなり、結果として良好な成形体を得ることができなくなる。一方、平均粒径が１００μｍ超の場合には電波吸収性能が低下し、２０ｄＢという電波吸収性能を得ることができなくなる。
【００１５】
揮発分が０．５重量％以下のカーボン粉末を用いるのは、揮発分が多いと吸湿性（吸水性）が高くなって、成形体の形状維持特性が低下し、また、雨水に晒されるような環境下では使用できなくなるからである。換言すれば、揮発分が極めて少ないので吸水性が極めて小さく、雨水に晒されるような環境下での耐久性を高めて、電波吸収性能を長期間維持することができるようになる。
【００１６】
カーボン粉末の含有量を２０重量％〜３０重量％とするのは、２０重量％未満とすると、ＳバンドおよびＣバンドの周波数帯域の電波を２０ｄＢ以上吸収することができなくなり、３０重量％超とすると、スラリーを製造する際に必要となる水量が著しく多くなり、結果として良好な成形体を得ることができなくなる。
【００１７】
カーボン粉末として特に好適に用いられるのはグラファイト粉末であり、他のカーボン粉末を用いた場合よりも電波吸収性能が大きくなる。この原因は明らかではないが、グラファイト粉末は鱗片状の形状を有しており、成形体において各粉末の主面が平行となるようにして面状に配向することで、電波吸収性能が高められているものと推測される。
【００１８】
水硬性セメントは、電波吸収材の製造プロセスにおいて、原料粉末を成形する際に結合材として機能し、製造される電波吸収材（成形体）の強度を担う。水硬性セメントの含有量を１５重量％〜４０重量％とするのは、１５重量％未満では電波吸収材（成形体）の強度が小さくなり、４０重量％超では電波吸収材の強度は大きくなるが、シリカ質原料とカーボン粉末の含有量が小さくなるために、電波吸収性能や吸水防止性能が著しく低下し、また、粉末の量が多くなるため、亀裂が発生しやすく施工性が低下するからである。
【００１９】
なお、水硬性セメントとは、水との反応により硬化体を形成することができるセメントであり、例えば、ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、アルミナセメント、シリカセメント等である。
【００２０】
シリカ質原料は混和材として用いられるものである。シリカ質原料自体には水硬性はないが、スラリーを製造した際にその水に溶けている水酸化カルシウム（水硬性セメントに由来する）と常温で徐々に化合して不溶性の化合物を作るというポゾラン活性が期待できる。このシリカ質原料としては、シリカヒュームが好適に用いられるが、その他にも、フライアッシュ、珪砂、珪石粉、高炉スラグ、珪藻土等を用いることができる。
【００２１】
電波吸収材の厚さは２ｍｍ〜５ｍｍとすることが好ましく、厚さが２ｍｍ未満であると施工性が低下し、逆に５ｍｍ超になると施工空間が広くなり、また、電波吸収材自体の重量が大きくなるので、好ましくない。
【００２２】
電波吸収材の比重は１〜２とすることが好ましく、また曲げ強度は５ＭＰａ以上であることが好ましい。比重が１未満の電波吸収材の製造には、発泡等の特殊な製法が必要となり、また、曲げ強度が極めて小さいものとなってしまい、取り扱いが不便となる。一方、比重が２超の場合には、電波吸収材自体の重量が大きくなって、施工性が低下するという問題が生じる。このような厚さが２ｍｍ〜５ｍｍで比重が１〜２の電波吸収材では、良好な施工性を得る観点から、曲げ強度が５ＭＰａ以上となるように、原料粉末の種類と配合割合を調節することが好ましい。
【実施例】
【００２３】
カーボン粉末としてグラファイト粉末（日本黒鉛工業（株）製）を、水硬性セメントして（アルミナセメント、電気化学工業（株）製）を、シリカ質原料としてシリカヒューム（エルケムジャパン（株）製）とを、表１に示す組成となるように秤量してミキサーに投入し、さらに所定量の水を加えて混合することにより、スラリーを製造した。
【００２４】
このスラリーを成形型に流し込んで密閉状態で２４時間放置して固化させた。この固化物を脱型して室温で１２時間、１１０℃で１２時間乾燥した。こうして、表１に示す実施例１〜７および比較例１〜６の電波吸収材試料を製造した。
【００２５】
これらの試料について、その３点曲げ強度をＪＩＳ  Ｒ１６０１により測定した。また、これらの試料の比重はその形状を測定して体積を求め、また重量を測定することにより求めた。電波吸収特性は、３ｍｍ厚の電波吸収材試料の背面（一方の主面）を金属アルミ板で裏打ちし、周波数５．８ＧＨｚにて、直線偏波を垂直入射させたときの吸収率で評価した。
【００２６】
結果を表１に併記する。表１に示される通り、カーボン粉末が２０重量％〜３０重量％、水硬性セメントが１５重量％〜４０重量％で、残部がシリカ質原料からなり、カーボン粉末の平均粒子径が１μｍ〜１００μｍという条件を満たす実施例の試料では、２０ｄＢ以上の高い電波吸収性能が得られた。また、強度も６ＭＰａ以上という高い値を示している。比較例１でカーボン粉末の平均粒径が小さいために、比較例４ではカーボン粉末含有率が大きいために、共にスラリー作製に大量の水を要してしまい、そのために良好な成形体を得ることができなかった。また比較例５ではセメント量が少ないために充分な強度が得られず、良好な成形体を得ることができなかった。また、比較例６では粉体量が多いため、亀裂が発生し良好な成形体を得ることができなかった。このため比較例１，比較例４，比較例５，比較例６の試料については特性評価を行っていない。比較例２はカーボン粉末の平均粒径が大きいために、また比較例３はカーボン粉末含有率が小さいために、ともに２０ｄＢの電波吸収性能を得ることができなかった。
【表１】
2008016783.tif 000002