(57)【要約】【課題】優れた音波吸収性能と電波吸収性能を有する吸音電波吸収体を得ること。【解決手段】誘電損失材料１４を含有したメラミン系樹脂発泡体の吸収材１を備え、音波と電波を共に吸収する、吸音電波吸収体。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電損失材料を含有したメラミン系樹脂発泡体の吸収材を備え、音波と電波を共に吸収することを特徴とする、吸音電波吸収体。
【請求項２】
請求項１に記載の吸音電波吸収体において、吸収材は、単層又は複層のシート型形状を有することを特徴とする、吸音電波吸収体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の吸音電波吸収体において、電波を反射する遮音性の背面材に、吸収材を直接又は間隙をおいて取り付けることを特徴とする、吸音電波吸収体。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の吸音電波吸収体において、吸収材は、厚みが１０〜２００ｍｍであり、４００〜２０００Ｈｚで５０％以上の吸音特性を有することを特徴とする、吸音電波吸収体。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の吸音電波吸収体において、吸収材は、０．５〜２０ｇ／ｌの範囲の誘電損失材料を含有することを特徴とする、吸音電波吸収体。
【請求項６】
請求項１、請求項２又は請求項５に記載の吸音電波吸収体において、吸収材は、特定の周波数に対して強い吸収特性を示すことを特徴とする、吸音電波吸収体。
【請求項７】
誘電損失材料を含有したメラミン系樹脂発泡体の吸収材の製造方法において、誘電損失材料を分散させた水溶液に増粘性のあるバインダ、又は、増粘剤とバインダを加えた液体をメラミン系樹脂発泡体内に入れて誘電損失材料を内部に含浸させることを特徴とする、吸音電波吸収体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音波吸収性能と電波吸収性能とを有する吸音電波吸収体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年又は将来、ＥＴＣなど電波を利用した車輌管理システムが普及するため、道路周辺に音（音波）だけでなく、電波（電磁波）の影響を低減する必要が生じる。そこで、施工に適し、効率の良い吸音電波吸収体が求められている。
【０００３】
従来、樹脂発泡体に誘電損失材料を分散させ、ピラミッド型や楔型に加工した電波吸収体が広く使用されている。電波吸収体に用いられている最も一般的な樹脂は、発泡ポリウレタン、発泡ポリスチレン、発泡ポリエチレンであり、主に電波暗室で用いられている。
【０００４】
従来、電波吸収並びに防音性能に対して、主に別々の材料を用いて対応しており、高コストなどの問題を有している。また、電波吸収体は、電波を熱エネルギーに変換して吸収するため、可燃性乃至難燃性の樹脂を使用すると、発煙、発火、燃焼の危険性を伴う問題を有している。そこで、音波の吸収を併せ持つ電波吸収体としてはグラスウールに代表されるカーボン含有無機短繊維板を使用した電波吸収体が提案されている。グラスウールなどの無機短繊維板を使用すると、燃焼の危険性は排除できるが、マイクロ波やミリ波用の吸収体として、大量かつ均一に誘電損失材料を含有させて誘電率を上げることは困難であり、良好な吸収特性を得ることが難しい問題を有している。
【０００５】
メラミン系樹脂発泡体を使用した電波吸収特性を有する電波吸収体は、特許文献１に示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−５１１８０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
＜イ＞本発明は、優れた音波吸収性能と電波吸収性能を有する吸音電波吸収体を提供することにある。
＜ロ＞また、本発明は、施工性に優れた吸音電波吸収体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、誘電損失材料を含有したメラミン系樹脂発泡体の吸収材を備え、音波と電波を共に吸収することを特徴とする、吸音電波吸収体にある。
本発明は、また、前記吸音電波吸収体において、吸収材は、単層又は複層のシート型形状を有することを特徴とする、吸音電波吸収体にある。
本発明は、また、前記吸音電波吸収体において、電波を反射する遮音性の背面材に、吸収材を直接又は間隙をおいて取り付けることを特徴とする、吸音電波吸収体にある。
本発明は、また、前記吸音電波吸収体において、吸収材は、厚みが１０〜２００ｍｍであり、４００〜２０００Ｈｚで５０％以上の吸音特性を有することを特徴とする、吸音電波吸収体にある。
本発明は、また、前記吸音電波吸収体において、吸収材は、０．５〜２０ｇ／ｌの範囲の誘電損失材料を含有することを特徴とする、吸音電波吸収体にある。本発明は、また、前記吸音電波吸収体において吸収材は、特定の周波数に対して強い吸収特性を示すことを特徴とする、吸音電波吸収体にある。
本発明は、また、誘電損失材料を含有したメラミン系樹脂発泡体の吸収材の製造方法において、誘電損失材料を分散させた水溶液に増粘性のあるバインダ、又は、増粘剤とバインダを加えた液体をメラミン系樹脂発泡体内に入れて誘電損失材料を内部に含浸させることを特徴とする、吸音電波吸収体の製造方法にある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
＜イ＞吸音電波吸収体
吸音電波吸収体は、音波を吸収すると共に電波を吸収する吸収材を有している。また、吸音電波吸収体は、必要に応じて、音波を遮断（遮音）し電波を反射する背面材を吸収材と共に設ける。吸音電波吸収体は、音波と電波を吸収する個所や場所に使用され、例えば、高速道路、有料道路などの道路や鉄道の周辺に配置される。
【００１１】
＜ロ＞吸収材
吸収材は、メラミン系樹脂発泡体に誘電損失材料を含有させたものである。吸収材は、例えば、誘電損失材料の含有量が一定のメラミン系樹脂発泡体を単層に形成し、又は、誘電損失材料の含有量が異なるメラミン系樹脂発泡体を複層に形成してなる。
【００１２】
吸収材は、シート型形状として使用する。シート型形状とは、薄いものから厚いものもあり、板状のもの、フィルム状のもの、又はブロックを組み合わせて板状にしたものでもよい。
【００１３】
複層にするには、１つのメラミン系樹脂発泡体に誘電損失材料の含有量に分布を持たせてもよく、又は、誘電損失材料の含有量が異なる複数のシート型形状のメラミン系樹脂発泡体を重ね合わせてもよい。
【００１４】
吸収材１は、例えば図１に示すように、誘電損失材料１４の含有量の異なるメラミン系樹脂発泡体のシート型形状を複数枚重ね合わせて板状体にする。吸収すべき電波や音波３が入射する面を表面層１３とし、反対面を背面層１１とする。背面側の誘電損失材料の含有量を大きくし、表面側の含有量を小さくする。背面層１１と表面層１３の間に中間層１２を設ける場合、中間層１２は誘電損失材料の含有量を背面層１１と表面層１３の間の含有量とする。表面層１３は、誘電損失材料を含有させずに、含有量をゼロにしてもよい。この場合の表面層１３は、吸音特性の改善のみに寄与する。
【００１５】
メラミン系樹脂発泡体に誘電損失材料を含有させる方法として、例えば、先ず、カーボン粒子などの誘電損失材料を分散させた水溶液にバインダを加えた液体を槽に満たす。この液体にメラミン系樹脂発泡体を浸し誘電損失材料を内部に含浸させる。メラミン系樹脂発泡体は、セル径が非常に細かいので、毛細管現象で誘電損失材料を容易に内部まで吸い込むことができる。反面、乾燥工程において、毛細管現象で誘電損失材料はメラミン系樹脂発泡体の表面に引き寄せられ、表面付近で含有量が高くなり、内部では含有量が薄くなる。そこで、バインダとして増粘効果のあるものを使用するか、又は、ネオプレンゴムのような一般的なバインダを使用する場合、増粘剤を添加すると良い。
【００１６】
誘電損失材料の含有量は、０．５ｇ／ｌ〜２０ｇ／ｌの範囲にする。誘電損失材料の含有量がこの範囲を下回る時は、材料の複素比誘電率が低くなり過ぎて、十分な電波吸収効果が発揮できない。また、上回る時は、逆に吸収材表面における電磁波の反射が起こり、吸収特性が低下する。含有量の範囲は、更に好ましくは、２ｇ／ｌ〜１２ｇ／ｌにするとよい。含浸方法は、含浸機を使用し、含浸と圧縮開放を繰り返し行う。これらのメラミン系樹脂発泡体を組み合わせてシート型形状とする。シート型形状を３層とする複層型の場合、背面層の含有量を大きくし、中間層をその半分程度に小さくし、表面層を更に小さく或いは０とすると、特性が優れた吸音電波吸収体となる。
【００１７】
次に、メラミン系樹脂発泡体を含浸機から取り出し、過剰の液体を自然落下させたり、ローラ、プレスなどを用いて均一に絞り、乾燥させる。必要に応じて、樹脂発泡体の加工に用いられる切断加工機やカッターナイフ、鋸などで切断加工する。複層型の吸音電波吸収体の場合、切断加工に先立ち各層を接着剤或いは両面テープで貼り合わせておくと良い。
【００１８】
吸収材の厚さは、合計で１０ｍｍ〜２００ｍｍとし、４００Ｈｚ〜２０００Ｈｚで５０％以上の吸音特性を持たせると良い。この数値は施工性を考慮して決められ、吸収体の形状はシート型形状で、薄型、軽量であることが望ましく、しかしながら、薄くし過ぎると十分な吸音特性が発揮できない。このように、吸収材は、メラミン系樹脂発泡体の一種類の材料で吸音と電波吸収という２つの機能を持ち合わせ、しかも、９〜１２ｋｇ／ｍ３と非常に軽量である特徴を有している。
【００１９】
＜ハ＞メラミン系樹脂発泡体
メラミン系樹脂発泡体は、メラミンホルムアルデヒド縮合物及び発泡剤を主成分とする樹脂組成物を発泡させて得られるものである。メラミン系樹脂発泡体の製造において用いられる成分は、メラミンホルムアルデヒド樹脂或いはその発泡体を製造する際に使用されるものとして知られている各種の成分を用いることができる。尚、メラミン系樹脂発泡体の製造方法は、例えば特開昭５５−１４２６２８号公報や特開昭５６−１５２８４８号公報に記載されており、又、本発明ではイソシアネートで変性されたメラミン系樹脂発泡体を用いることもでき、このような発泡体の製造方法は、特開平７−１５７５９０号公報に記載されている。
【００２０】
＜ニ＞誘電損失材料
誘電損失材料は、導電性を有するもので、メラミン系樹脂発泡体に含有させた際、吸収材の複素比誘電率が適当であり、吸収材表面での入力インピーダンスの値を自由空間の特性インピーダンスに近いものにできるものが望ましい。このような誘電損失材料として、カーボンブラック、グラファイトなどが上げられる。
【００２１】
＜ホ＞背面材
背面材は、電波の反射板となると同時に音波に対して遮音性能を持つものである。背面材として、亜鉛メッキ鋼板、すずメッキ鋼板やアルミ板、ステンレス板などの金属板、又は、コンクリート、木材、プラスチックなど遮音性能の高い遮音板に導電材を付着したものなどがある。
【００２２】
背面材２は、例えば図１のように、吸収材１の背面に直接取り付けて、又は間隙を開けて取り付ける。直接取り付ける場合、背面材と吸収材とを接着剤や両面テープなどで貼り付け、又は、突起物などの固定具で固定する。間隙を開けて取り付ける場合、プラスチックなどの非金属性の串状の取付具の一端を背面材に固定し、串状の取付具の他端を吸収材に間隔を開けて取り付る。この間隙は、背面材と吸収材の間の空気層を形成し、背面材と吸収材とが一体になって、電波や音波の吸収特性を向上する。
【００２３】
＜ヘ＞吸音電波吸収体の取り付け
吸収材は、フッ素系フィルムなど耐候性フィルムで包装するとよい。また、吸収材は、表面に多数の穴を開けた樹脂製、木製の箱などの外装に入れる。吸収材は、外装して、屋外に設置し、自動料金収受システム、或いは、ＥＴＣ以外の道路上における狭帯域通信（ＤＳＲＣ）で電波の不要反射抑制に使用することが可能となる。吸音電波吸収体は、例えば、吸収材に背面材を取り付け、包装や外装をし、パネル型にして、取り付け下地の上にボルトや接着剤で取り付ける。
【００２４】
メラミン系樹脂発泡体を金属板上に層状に取り付け、パネル化すると、自己消化性、電波吸収性、吸音性、遮音性の優れた効果を併せ持つことができる。従来、別々の材料を用いていたのに比較して、構造や施工などの種々の点で効果が大きい。また、軽量であるので、取り付け下地上に接着やボルトなどで簡単に設置でき、施工性にも優れている。
【００２５】
以下に、図面を用いて吸音電波吸収体の製造方法を説明する。
【００２６】
＜イ＞吸音電波吸収体の製造
連続気泡を有するメラミン系樹脂発泡体（商品名「バソテクト」、独ＢＡＳＦ社製）を厚さ２９ｍｍのシート状に切断加工する。このシートにカーボンブラック溶液を含浸させ、８０℃、１２時間で乾燥させる。カーボン含有量３ｇ／ｌと５．８ｇ／ｌの異なる２種類のカーボン含有量からなるカーボン含有メラミン系樹脂発泡体のシートを製造する。ここで、バインダとしてネオプレンゴムを使用し、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を使用する。
【００２７】
このシートを音波や電波の入射面より順に、低含有量カーボン層、高含有量カーボン層となるようにシートを接着する。更に、カーボンを含有しない厚さ２９ｍｍのメラミン系樹脂発泡体シートを低含有量カーボン層側に接着して３層構造として、吸収材とする。吸収材の厚さは、３層で合計８７ｍｍとなる。
【００２８】
最終的に、吸収材の高含有量カーボン層側の背面に厚さ１．６ｍｍの亜鉛めっき鋼板の背面材を接着して、吸音電波吸収体のパネルを作製する。
【００２９】
＜ロ＞吸収材の特性
吸収材の音波吸収特性について、ＪＩＳ１４１２管内法により、周波数と吸音率の関係を求めた。測定結果を図２のグラフと表１に示す。この測定値から、周波数が２００Ｈｚ程度で約５０％の吸音率となり、周波数が６００Ｈｚ以上で約９０％から１００％の吸音率となり、良い特性が得られることを示している。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
吸収材の電波吸収について、６０ｃｍ×６０ｃｍの大きさの試料を作成し、反射電力法（アーチテスト）により、自由空間を伝搬する平面波について周波数と反射減衰量の関係を求めた。測定結果を図３のグラフに示す。この測定値から、周波数が５．８ＧＨｚで約３０ｄＢ弱の反射減衰量となり、特定の周波数に対して吸収特性の良い吸収材が得られることを示している。なお、誘電損失材料の含有量分布を選択することにより、特定の周波数に対する電波吸収特性、又はブロードバンドの電波吸収特性など種々変えることができる。
【発明の効果】
本発明は、次のような効果を得ることができる。
＜イ＞本発明は、優れた音波吸収性能と電波吸収性能を有する吸音電波吸収体を得ることができる。
＜ロ＞また、本発明は、施工性に優れた吸音電波吸収体を得ることができる。
＜ハ＞また、本発明は、自己消火性に優れた吸音電波吸収体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸音電波吸収体の説明図
【図２】吸収材の吸音率の特性の説明図
【図３】吸収材の電波吸収特性の説明図
【符号の説明】
１・・・吸収材
１１・・背面層
１２・・中間層
１３・・表面層
１４・・誘電損失材料
２・・・背面材
２１・・固定具
３・・・電波・音波
【図１】
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【図２】
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【図３】
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