(57)【要約】【課題】従来の高周波領域で有効な電磁波吸収性を有した塗料や板材は特殊な工法で施工するものであったり、他の板材との組み合わせが必要だったり、さらに高価である等の問題が多く、一般的な建築用材料として扱えるものではなかったので、建築用材料としての基本的な性能を有し、容易に施工できる電磁波吸収体を得ることを目的とする。【解決手段】本発明では、主にグラファイトとマイクロバルーンとバインダとからなる層を組み合わせて複層化することにより、１ＧＨｚ以上の特定の高周波帯で効率が高く、電磁波吸収性を有し、安価な建築用材料としての性能も有した電磁波吸収体を得る。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、グラファイトとマイクロバルーンとバインダとから形成された層を複数層組み合わせたことを特徴とする電磁波吸収体。
【請求項２】
少なくとも、片側の面に面材を一体化させたことを特徴とする請求項１の電磁波吸収体。
【請求項３】
片側の面材が金属または金属を含む材料であることを特徴とする請求項２の電磁波吸収体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
携帯電話、ＰＨＳ、コンピューターの無線ネットワーク等による電磁波障害、ＥＴＣの誤作動等を防止する電磁波吸収体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピューターネットワークでの無線ＬＡＮ、携帯電話、及び、ＩＴＳ（高度道路交通システム）等の高容量の高速データ通信が普及しつつある。
【０００３】
しかしながら、電波の混線による電波伝送環境の悪化が避けられなくなり、通信速度の低下、ひどいときには通信不能に陥ることになる。さらに、ＩＴＳ化が進められており、例えば、高速道路の料金所で停車せずに決済できるＥＴＣ（ノンストップ自動料金収受システム）はすでに実用化されているが、ＥＴＣでは路側無線装置と車載器間の双方向無線通信は５．８ＧＨｚという高周波帯を利用しており、金属等の乱反射による誤作動がもたらす大きなトラブルの発生が懸念されている。それらを改善する目的で電磁波吸収材を施すことが有効な手段として提案されている。
【０００４】
しかし、携帯電話、ＰＨＳ、コンピューターの無線ネットワーク、ＩＴＳ等の各システムでは、双方向の情報を短時間に大量に処理することが求められるために高周波数帯域（１ＧＨｚから２０ＧＨｚ）を使用するようになってきたが、高周波数帯域での機器及び環境における対応はまだまだ追いついていない。
【０００５】
例えば、電磁波吸収体として主なものはフェライト等の磁性酸化物粉を利用したものが多いが、１ＧＨｚ以上の帯域では半分以下の吸収性能となり、他の導電性粉末や電磁波損失材料を利用した塗料や板材はある程度の高周波数帯域では有効だが、一般的な建築用材料として簡便に扱えるものではなかった。
【０００６】
高周波領域で有効な電磁波吸収材としては、導電層の上に絶縁層を形成し、さらに導電性粉末を混合した塗料をスプレーして抵抗層を形成するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、特に建築用板としては、電磁波損失材料を含有した石膏ボードや珪酸カルシウム板が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３２０１９１
【特許文献２】
特開平６−２０９１８０
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高周波領域で有効な電磁波吸収性を有した塗料や板材は特殊な工法で施工するものであったり、他の板材との組み合わせが必要だったり、さらに高価である等の問題が多く、一般的な建築用材料として扱えるものではなかったので、建築用材料としての基本的な性能を有し、容易に施工できる電磁波吸収体を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、主にグラファイトとマイクロバルーンとバインダとからなる層を組み合わせて複層化することにより、１ＧＨｚ以上の特定の高周波帯で効率が高く、電磁波吸収性を有し、安価な建築用材料としての性能も有した電磁波吸収体を得る。
【発明の属する技術分野】
携帯電話、ＰＨＳ、コンピューターの無線ネットワーク等による電磁波障害、ＥＴＣの誤作動等を防止する電磁波吸収体に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に用いるグラファイトは、形状としては粉状または粒状で、平均粒径４μｍのグレードから平均粒径３７μｍのグレードを用いる。
【００１１】
また、マイクロバルーンは中空体であり、塩化ビニリデンやアクリルなどの共重合体に代表される有機体からなるバルーン、シラスバルーンやパーライトに代表される無機体からなるバルーンがあるが、仕上がりの密度、物理性能、製造方法やバインダの種類等を考慮して選定すればよい。
【００１２】
バインダは有機系、無機系のいずれでもよく、グラファイトやマイクロバルーンとの相性、さらに面材を一体化させるのであれば、面材との相性を考慮して決定すればよい。
【００１３】
層の組み合わせ方は、反射側の層が入射側の層よりもグラファイト密度（濃度）が高く（濃く）なるように設定し、さらに、入射側の層を反射側の層より厚めに設定すると、より効率が良くなる。なお、ここでは複数層と表現しているが、湿式で重ね合わせたものでも、板材を重ね合わせたものでもかまわない。
【００１４】
電磁波吸収体の密度としては種々の設定が可能だが、建築用材料として必要な性能を考慮すれば、一般的には比重で０．１〜２．０が好ましい。
【００１５】
また、電磁波吸収体は種々の面材と一体化することが可能であるが、入射側の面材としては合板、化粧板、石膏ボード、クロス、樹脂板等で、反射側の面材としては金属板、金属箔、金属蒸着フィルム等の建築や建設に用いられる材料である。
【００１６】
（実施例）
グラファイトはアスペクト比が小さく、平均粒径８μｍ、最大粒径４４μｍのグレードを用い、マイクロバルーンはマツモトマイクロスフェアー（登録商標）Ｆ−５０Ｅを用いた、このマイクロバルーンは未膨張粒子で比較的低温で膨張するものである、バインダはフェノールを用いた。
【００１７】
先ずフェノールに水を加えて粘性を調整し、次にグラファイトを混ぜて十分に分散、攪拌し、次に触媒を加えて攪拌し、すぐにマイクロバルーンと混ぜ合わせて十分になじませ、型に入れるが、この時はできるだけ均一になるように型の中に敷き、上型で所定の厚さまでプレスし、約１００℃で加熱して硬化促進させた。次に型から取り出し、乾燥して残留水分を飛ばして一層のサンプルが得られる。
二層のサンプルを作製する場合は、一層のサンプルを型から取り出さず、その上に同じようにフェノール、水、グラファイトとマイクロバルーンを混ぜたものを載せ、上型を二層の位置にし、加熱した。次に型から取り出し、乾燥して残留水分を飛ばした。
二層の上に同じように一層を加えて三層のサンプルを作製した。
【００１８】
上記実施例で得られたサンプルの断面を観察すると、マイクロバルーンが膨張しているが、これは加熱前の未膨張のような球状ではなく、バインダの空隙をできるだけ塞ぐように変形しており、型の形状に合致したものが得られている。これは、サンプル作製時の加熱がバインダを硬化させただけでなく、マイクロバルーンの殻壁を軟化させたためであり、このことが、本発明の電磁波吸収体の種々の性能を良くしている。
【００１９】
上記実施例で用いたマイクロバルーンはアクリル共重合体を使用しているが、平滑な殻壁がバインダであるフェノールの濡れ特性に優れており、バインダ量を極力少なくできるために、電磁波吸収体にバインダの材質の影響を少なくすることやバインダの特性を多くすること等の選択が容易となり、さらにフレキシブルな吸収体が得られる。
【００２０】
つまり、表面が平滑で、特定の温度で膨張し、殻壁が軟化するマイクロバルーンを選択することで、多岐な設計ができるようになる。
【００２１】
しかし、殻壁軟化点の高いマイクロバルーンを使用して作製した電磁波吸収体、つまりマイクロバルーンの形状が球状のままであっても電磁波吸収体としての性能を示すので、例えば、特に耐火性能を必要とする場合等に有効である。
【００２２】
上記のサンプルについて、入射角を０°として、電磁波の吸収量、周波数等を測定した。各サンプルでの電磁波の吸収量（実測定値）と総カーボン密度との関係を示したグラフが図１である。なお、総カーボン密度とはサンプル（電磁波吸収体）全体でのカーボン密度である。
【００２３】
図１において、「１０／４」と表示したサンプルは、反射側の層の厚さが２０ｍｍ、中間層の厚さが１０ｍｍ、入射側の層の厚さが１０ｍｍで、入射側の層のカーボン密度が０．０４ｇ／ｃｍ３であり、「１０／５」は２０ｍｍ、１０ｍｍ、１０ｍｍ、０．０５ｇ／ｃｍ３、「２０／４」は１０ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、０．０４ｇ／ｃｍ３、「２０／５」は１０ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、０．０５ｇ／ｃｍ３である。
【００２４】
図１のグラフからは、入射側の層のカーボン密度が低いサンプルのほうが高いサンプルよりも低い総カーボン密度で高い吸収量を示す傾向、及び入射側の層の厚さが１０ｍｍよりも２０ｍｍのサンプルのほうが低い総カーボン密度で高い吸収量を示す傾向であることが読み取れる。
【００２５】
二層のサンプルの厚さを変化させて測定し、横軸に厚さと縦軸に最大吸収波長をとったのが図２（Ａ）、縦軸に吸収量をとったのが図２（Ｂ）である。なお、厚さはサンプル全体の厚さで、入射側の層の厚さを２０ｍｍに固定し、反射側の層の厚さだけを変化させている。
【００２６】
図２（Ａ）のピーク２、３、４とは、一定厚さのサンプルでの周波数と吸収量とからなる曲線のピークで、１ＧＨｚ以上で表れるピークの順番である。図２（Ａ）からはＥＴＣで使用する周波数である５．８ＧＨｚ周辺はピーク３がカバーしていることがわかる。
【００２７】
ピーク３について厚さと吸収量の関係を示したのが図２（Ｂ）であり、３４〜４０ｍｍの間では、ＥＴＣ電磁波吸収パネルの性能規格値である２０ｄＢ以上の値を満たしていることになり、最大の吸収量を示すのが３７．５ｍｍの厚さであることがわかる。
【００２８】
なお、図には示さないが、二層のサンプルも三層のサンプルと同じように、入射側の層のカーボン密度が低いサンプルのほうが高いサンプルよりも低い総カーボン密度で高い吸収量を示す傾向、及び入射側の層の厚さが１０ｍｍよりも２０ｍｍのサンプルのほうが低いカーボン密度で高い吸収量を示す傾向であることが確認できた。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、▲１▼グラファイト密度、マイクロバルーンの大きさや厚さの異なる層を組み合わせることにより、必要とされる特定の周波数帯域で効率の高い電磁波吸収体を容易に設定できる▲２▼マイクロバルーンを採用したので、軽量性に優れ、建築用材料としても使用でき、さらに、面材と一体化することにより電磁波吸収体としてだけでなく、建築用材料としても有用である、▲３▼バインダにグラファイトを混ぜ、次にマイクロバルーンと混ぜ合わせるので、容易に均一な分布マトリックスを得ることができる▲４▼平滑な殻壁のマイクロバルーンを採用すればバインダ量を極力少なくできるために、電磁波吸収体にバインダの材質の影響を少なくすることやバインダの特性を多くすること等の選択が容易となる、▲５▼加熱時に膨張や発泡し、軟化するマイクロバルーンを採用することで、得られた電磁波吸収体のマイクロバルーンが球状ではなく、バインダ間の空隙をできるだけ塞ぐような形状で、全体として空隙がきわめて少なく、電磁波吸収性に優れた電磁波吸収体となる、▲５▼モールド等を用いれば複雑な形状とすることが可能で、建物等の複雑な形状を満足する材料として提供できる、▲６▼室温でも軟らかいマイクロバルーンを採用すれば、フレキシブルな電磁波吸収体が得られる、▲７▼無機系のマイクロバルーンを採用すれば、耐火性にも優れた電磁波吸収体が得られる、▲８▼電磁波吸収体としてはきわめて廉価である、等の特徴、効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電磁波の吸収量と総カーボン密度との関係を示したグラフである。
【図２】図２（Ａ）は電磁波吸収体の最大吸収波長と厚さとの関係を示したグラフであり、図２（Ｂ）は吸収量と厚さとの関係を示したグラフである。
【図１】
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【図２】
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