(57)【要約】【課題】ＧＨｚ帯、特にミリ波帯における電波吸収性能が高く、薄型のシート状で、経済性に優れた電波吸収シートを提供する。【解決手段】ポリオレフィン系、ポリスチレン系、ポリウレタン系あるいはポリエステル系の熱可塑性エラストマーからなる合成樹脂に、平均粒径が１０〜１５０μｍ、比表面積が０．０５ｍ２／ｇ以上の海綿状鉄粉を７０〜８５重量％分散混合し、厚みを０．０５〜１．５ｍｍとしたものか、あるいはこの片面に金属板、金属箔あるいは表面処理鋼板を積層した電波吸収シート。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂に平均粒径が１０〜１５０μｍ、比表面積が０．０５ｍ２／ｇ以上の海綿状鉄粉を分散混合してなる電波吸収シート。
【請求項２】
前記海綿状鉄粉を７０〜８５重量％分散混合し、厚みが０．０５〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の電波吸収シート。
【請求項３】
前記海綿状鉄粉が、その表面を金属又は樹脂でコーティングした粉末であることを特徴とする請求項１、２に記載の電波吸収シート。
【請求項４】
前記合成樹脂がポリオレフィン系、ポリスチレン系、ポリウレタン系あるいはポリエステル系の熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項１〜３に記載の電波吸収シート。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の電波吸収シートにおいて、その片面に金属板、金属箔あるいは表面処理鋼板を積層することを特徴とする電波吸収シート。
【請求項６】
４０〜８０ＧＨｚのミリ波帯の電波に対する反射減衰量が２０ｄＢ以上であることを特徴とする請求項５に記載の電波吸収シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂に海綿状鉄粉を分散混合してなるシート状の電波吸収体（電波吸収シート）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動体通信や無線ＬＡＮなど、ＧＨｚ帯の電波を使用する電気、電子機器が広く普及しつつある。高速道路自動料金収受システム（ＥＴＣ）は、５．８ＧＨｚ付近のマイクロ波帯を利用したものであるが、新たな分野としてミリ波等の高周波数帯を利用した技術開発が活発に進められている。ミリ波帯とは３０〜３００ＧＨｚの領域を指すが、特に６０〜８０ＧＨｚ付近の周波数は、自動車の車間レーダーや車間通信等の高度道路交通システム（ＩＴＳ）関連などへの応用が検討されており、電波ノイズ（不要電波）を効率良く吸収できる電波吸収体が必要とされている。
【０００３】
電波吸収体は、入射した電波を吸収して、電波エネルギーを熱エネルギー等に変換するもので、電気・電子機器およびその周囲等において、不要電波の反射、散乱、干渉が生じる箇所に装着することにより、種々のトラブルを抑制する。従来、電波吸収体はウレタン発泡材、ゴム、樹脂、プラスチック等の絶縁体中にフェライト粉、カーボン粉、カーボニル鉄粉等が混練されたものが一般的であるが、高価格であり十分な適用が進んでいない。
【０００４】
従来、３層からなる構成のもの（例えば特許文献１参照）、カップリング材を用いたもの（例えば特許文献２）、繊維強化プラスチックを用いたもの（特許文献３参照）、炭素を用いたもの（例えば特許文献４参照）、Ｆｅ−Ｃｒ合金を用いたもの（例えば特許文献５参照）、更に軟磁性金属粉末を用いたもの（例えば特許文献６参照）が開示されている。
しかし、これらはいずれも高価である。
今後は、電子機器・通信装置等の高性能・高機能化、数量の増加や利用周波数帯域の拡大により、不要電波による機器の誤作動等の電波障害問題がますます厳しくなる。このためＧＨｚ帯、特にミリ波の高周波帯において、高い電波吸収性能を有し、経済性に優れた電波吸収体が望まれている。
【０００５】
この出願の発明に関する先行技術文献情報として例えば次のものがある。
【特許文献１】
特開平９−５１１９０号公報
【特許文献２】
特開平１１−４５８０４号公報
【特許文献３】
特開２０００−３１６８５号公報
【特許文献４】
特開２０００−１６５０８７号公報
【特許文献５】
特開２０００−２００９９０号公報
【特許文献６】
特開２００２−１１８００８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような電波に対する社会の情勢に応じ、本発明は、ＧＨｚ帯、特に電波吸収体に対する技術開発の要望が強いミリ波帯において、薄型で高い電波吸収性能を有するシート状の経済性に優れた電波吸収体（電波吸収シート）を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を達成するために、フェライトなどの合金粉末に比べ安価な鉄粉を選択し、粒径、純度等の異なる種々の鉄粉にて試作検討を繰り返した結果、鉄粉の平均粒径と比表面積を限定すること等により、ＧＨｚ帯にて高い電波吸収性能を得ることができ、本発明に至ったものである。
【０００８】
本発明は、合成樹脂に海綿状鉄粉を分散混合してなる電波吸収シートである。平均粒径が１０〜１５０μｍ、比表面積が０．０５ｍ２／ｇ以上の海綿状鉄粉を用いることが特徴である。合成樹脂にはポリオレフィン系、ポリスチレン系、ポリウレタン系あるいはポリエステル系の熱可塑性エラストマーを用いることが望ましい。また、耐熱性や強度等から、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂あるいはポリエステル樹脂を一定量添加しても良い。
【０００９】
本発明の電波吸収シートは、海綿状鉄粉を７０〜８５重量％分散混合し、厚みが０．０５〜１．５ｍｍであることが望ましい。耐食性等を考慮して、表面を金属や樹脂でコーティングした海綿状鉄粉を使用することも好ましい。
【００１０】
また、本発明の電波吸収シートは、電波反射板として、片面（背面となる側）に金属板、金属箔あるいは表面処理鋼板を積層することが望ましい。これにより、４０〜８０ＧＨｚのミリ波帯の電波に対する反射減衰量を２０ｄＢ以上得ることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
一般に電波吸収体において、使用する粉末の種類、形状、粒径やその含有量等が異なると、それに応じて電波吸収性能も異なってくる。本発明者らは、フェライトなどの合金粉末に比べると安価な鉄粉を使用し、目標のＧＨｚ帯にて高い電波吸収性能を有する電波吸収シートの開発を行った。
【００１３】
本発明の電波吸収シートは、平均粒径および比表面積を限定し、海綿状鉄粉を用いることが特徴である。ここで言う海綿状鉄粉とは、酸化鉄などの酸化されている鉄粉から、気体あるいは固体の還元剤によって還元して製造される気孔を多く含んだ多孔質の鉄粉（例えば海綿鉄粉など）のこと全般を指すものである。この鉄粉は数μｍ程度の単一粒子が連結したスポンジ状の凝集粒子をなしたもので、通常のアトマイズ鉄粉やカーボニル鉄粉に比べると比表面積が大きいことが特徴である。合成樹脂に分散混合する海綿状鉄粉の平均粒径を１０〜１５０μｍ、比表面積を０．０５ｍ２／ｇ以上と限定することにより、電波吸収性能の高い電波吸収シートを得ることができる。
【００１４】
次に本発明の電波吸収シートでは、海綿状鉄粉を７０〜８５重量％分散混合し、厚さを０．０５〜１．５ｍｍの範囲とする。含有量については、シート成型時の作業性やシートの耐久性や柔軟性等を考慮すると、７０〜８５重量％の範囲が実用的であり好ましい。海綿状鉄粉の添加量が少なすぎると十分な電波吸収性能が得られず、多すぎると粒子同士が接触し電波を反射しやすくなり、電波吸収性能は低下するうえ、また経済性も損なう。海綿状鉄粉の平均粒径、比表面積、シート中の含有量やシート厚さと電波吸収性能とは相関があり、これらを適切にコントロールすることにより、目的の周波数や用途に叶った優れた電波吸収性能を得ることが可能である。目的の周波数、電波吸収量に応じて、主にシート中の海綿状鉄粉の含有量およびシート厚さを選定する。
【００１５】
ここで、耐食性等が要求される用途には、使用する海綿状鉄粉の表面に金属又は樹脂のコーティングを行う。金属コーティングの場合は、海綿状鉄粉の表面に電気Ｎｉメッキもしくは無電解Ｎｉ−Ｐメッキ等を行うことが好ましい。また、樹脂コーティングの場合は、海綿状鉄粉の表面にポリエチレン、ポリエステル、ナイロン、エポキシ、フッ素等の樹脂をコーティングすることが好ましい。
【００１６】
次に本発明に用いられる合成樹脂に関しては、柔軟性、耐薬品性、耐熱性や経時安定性等に優れるポリエチレン−ブテン共重合体エラストマー、ポリプロピレン−ポリエチレン共重合体エラストマー等のポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン−ブタジエン共重合体エラストマー等のポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーあるいはポリブチレンテレフタレート−ポリブタジオール共重合体エラストマー等のポリエステル系熱可塑性エラストマーが適する。これらの熱可塑性エラストマーを用いることにより、７０〜８５％海綿状鉄粉を分散混合した後も可撓性を有する。
【００１７】
さらに、本発明の電波吸収シートは、電波反射板として、片面（背面となる側）に、亜鉛，亜鉛−ニッケル合金、亜鉛−コバルト−モリブデンあるいはニッケルなどのメッキを施した表面処理鋼板、、鉄板、鋼板、銅板、ステンレス板やアルミニウム等の公知金属板を積層するのが望ましい。また、亜鉛メッキ、ニッケルメッキ、錫メッキや電解クロム酸処理などの公知表面処理を行った電解鉄箔、ニッケル箔、銅箔、ステンレス箔などの公知の金属箔を積層しても良い。これにより、電波吸収性能が向上し、４０〜８０ＧＨｚのミリ波帯の電波に対する反射減衰量が２０ｄＢ以上と優れた電波吸収性能を安定して保つことが可能となり、またシートの支持の役割も兼ね備えることができる。
【００１８】
【実施例】
平均粒径および比表面積の異なる数種類の海面状鉄粉を使用した。ここで使用粉末の比表面積は、固体表面に吸着した分子の数から表面積を算出する方法である気相吸着法（ＢＥＴ法）で行い、３回測定による平均値を用いた。試料Ｎｏ１〜２２の熱可塑性樹脂（合成樹脂）としては、混練容易性より、ポリオレフィン系エラストマーであるポリプロピレン−ポリエチレン共重合体エラストマーを使用した。これらの鉄粉と合成樹脂とを所定の割合で配合し、ゾル形成後、ロール混練機により厚さが０．０５〜１．５ｍｍ、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの電波吸収シートを作製した。そして、これらシートの片面に、電波反射板として厚さ３０μｍの鉄箔を接着し、評価に用いた。
【００１９】
〔試料Ｎｏ．１〜６〕
表１に示すように、実施例として、平均粒径が１００μｍ、比表面積が０．０７２ｍ２／ｇ、嵩密度が１．７２ｇ／ｃｍ３の海面状鉄粉を使用した。表１の試料Ｎｏ．１〜６に海面状鉄粉の含有量が７０、８０、８５重量％の場合の測定結果を示す。
【００２０】
〔試料Ｎｏ．７〜１２〕
表１に示すように実施例として、平均粒径が４５μｍ、比表面積が０．０８５ｍ２／ｇ、嵩密度が２．９７ｇ／ｃｍ３の海面状鉄粉を使用した。表１の試料Ｎｏ．７〜１２に海面状鉄粉の含有量が７０、８０、８５重量％の場合の測定結果を示す。
【００２１】
〔試料Ｎｏ．１３〜１８〕
表１に示すように、実施例として、平均粒径が７５μｍ、比表面積が０．２７２ｍ２／ｇ、嵩密度が１．９４ｇ／ｃｍ３の海面状鉄粉を使用した。表１の試料Ｎｏ．１３〜１８に海面状鉄粉の含有量が７０、８０、８５重量％の場合の測定結果を示す。
【００２２】
〔比較例〕
表１に示すように、比較例には、粉末冶金にてアトマイズ法で製造される球状のアトマイズ鉄粉を使用した。平均粒径１００μｍ、比表面積０．０４３ｍ２／ｇ、嵩密度３．２１ｇ／ｃｍ３のアトマイズ鉄粉を使用した。表１の試料Ｎｏ．１９〜２２に比較例としてアトマイズ鉄粉の含有量が７０、８０重量％の場合の測定結果を示す。
【００２３】
〔電波吸収性能の測定方法〕
以上の試料の電波吸収性能については、測定範囲をミリ波帯とし、ネットワークアナライザーを用い、各周波数における反射減衰量（ｄＢ）を測定した。表１に、４０〜８０ＧＨｚの範囲において、最大となる反射減衰量（ｄＢ）の値、すなわち最大反射減衰量（ｄＢ）とそのときの周波数を記す。また、図１には、４０〜８０ＧＨｚの範囲における、試料Ｎｏ．４、Ｎｏ．１０、Ｎｏ．２２の反射減衰曲線の結果を示すグラフの例を示す。
【００２４】
表１および図１に示す結果より、試料Ｎｏ．１〜１８に用いた海面状鉄粉は、４０〜８０ＧＨｚのミリ波帯において、反射減衰量のピークを有し、その値は２０ｄＢ以上と優れた電波吸収性能を示した。比較例として用いたアトマイズ鉄粉は、平均粒径は試料Ｎｏ．１〜６の海綿状鉄粉と同じではあるが、最大反射減衰量は小さなものとなり、良好な電波吸収性能が得られない。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
【発明の効果】
本発明の電波吸収シートは、合成樹脂に、平均粒径が１０〜１５０μｍ以下、比表面積が０．０５ｍ２／ｇ以上の海綿状鉄粉を分散混合してなることを特徴とする。海綿状鉄粉の含有量を７０〜８５重量％、厚さを０．０５〜１．５ｍｍとし、必要に応じ、その片面（背面となる側）に反射板として金属板や金属箔あるいは表面処理鋼板を積層した構造とすることにより、ミリ波の高周波数帯域（４０〜８０ＧＨｚ）で、薄型でかつ減衰量２０ｄＢ以上（９９％以上吸収）の高い電波吸収性能を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例と比較例におけるミリ波帯（４０〜８０ＧＨｚ）での電波吸収性能を示すグラフ。
【図１】
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