(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を含浸状としたセルロース系繊維体が、活性雰囲気下、１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内での設定温度と添加液濃度とに応じて処理時間を制御して加熱処理され、セルロース系繊維体の炭化残渣を増加させた保形セルロール系炭化物からなるものとしたことを特徴とする電磁波吸収体。
【請求項２】
燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を含浸状としたセルロース系繊維体が、活性雰囲気下、１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内での設定温度と添加液濃度とに応じて処理時間を制御して加熱処理され、セルロース系繊維体の炭化残渣を増加させた保形セルロール系炭化物からなるものとし、５００ＭＨｚから４ＧＨｚまでの周波数帯の電磁波を吸収し得るようにしたことを特徴とする電磁波吸収体。
【請求項３】
燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を含浸状としたセルロース系繊維体が、活性雰囲気下、１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内での設定温度と添加液濃度とに応じて処理時間を制御して加熱処理され、セルロース系繊維体の炭化残渣を増加させて得られる、柔軟性または可撓性を維持した保形セルロール系炭化物からなるものとしたことを特徴とする電磁波吸収体。
【請求項４】
燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を含浸状としたセルロース系繊維シート体が、活性雰囲気下、１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内での設定温度と添加液濃度とに応じて処理時間を制御して加熱処理され、可燃性ガス発生を抑制しながら脱水、炭化を促進して炭化残渣を増加させ、少なくとも重量減少率４０％強に達しさせ、セルロースの脱水炭化途中の炭素チェーンを残して得られる、シート体形状で柔軟性または可撓性を維持したままの保形セルロール系炭化物となし、それらを単独でかまたは他の素材と組み合わせるかして単層または積層構造のものとしたことを特徴とする電磁波吸収体。
【請求項５】
燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を含浸状として乾燥させたセルロース系繊維シート体が、予め金属やガラス、陶器、無機系建材、耐熱樹脂からなる耐熱物に積層、一体化されたものとした上、活性雰囲気下、１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内での設定温度と添加液濃度とに応じて処理時間を制御して加熱処理され、可燃性ガス発生を抑制しながら脱水、炭化を促進して炭化残渣を増加させ、セルロースの脱水炭化途中の炭素チェーンを残してなる保形セルロール系炭化物として耐熱物に組み合わされてなるものとしたことを特徴とする電磁波吸収体。
【請求項６】
チルセルロースやぺクチン、キサンタン、ローカストビーンガム、グアガム、アカシアガム、でんぷん等のセルロース系多糖類の単体またはそれらの混合物、セルロース系粉末の混合、分散溶液に、燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を混入した混合液を、予め金属やガラス、陶器、無機系建材、耐熱樹脂からなる耐熱物表面に塗着、乾燥してなるセルロース系粉末塗膜層が、活性雰囲気下、１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内での設定温度と添加液濃度とに応じて処理時間を制御して加熱処理され、可燃性ガス発生を抑制しながら脱水、炭化を促進して炭化残渣を増加させ、セルロースの脱水炭化途中の炭素チェーンを残してなる保形セルロール系炭化物として耐熱物表面に積層、一体化されてなるものとしたことを特徴とする電磁波吸収体。
【請求項７】
セルロース系繊維体が、板紙やペーパータオル、段ボール、ハニカム構造、パルプモールドやウェッジ構造のものからなる特殊構造のセルロース系繊維シート状または板状体であって、処理前の特殊構造のままで保形セルロール系炭化物にしてなるものとした、請求項１ないし４何れか記載の電磁波吸収体。
【請求項８】
セルロース系繊維体が、籾殻や藁、樹皮等といった植物系廃棄物であって、処理前の形態のままで保形セルロール系炭化物にしてなるものとした、請求項１ないし６何れか記載の電磁波吸収体。
【請求項９】
セルロース系繊維体またはセルロース系粉末塗膜層を部分的に加熱処理したものとし、保形セルロール系炭化物が、点在状や線状、格子状、渦巻き状、重ね枡状、その他幾何学模様状等の部分配置に形成され、電磁波吸収特性に面内異方性を付与してなるものとした、請求項１ないし８何れか記載の電磁波吸収体。
【請求項１０】
保形セルロール系炭化物は、合成樹脂が含浸され、構造強度を付与または増加してなるものとした、請求項１ないし９何れか記載の電磁波吸収体。
【請求項１１】
保形セルロール系炭化物は、水洗および／または硼酸処理を施す等して最終的に残留添加液成分を除去してなるものとした、請求項１ないし１０何れか記載の電磁波吸収体。
【請求項１２】
燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液は、その濃度が１ないし２０％の範囲に規制して処理されてなるものとした、請求項１ないし１１何れか記載の電磁波吸収体。
【請求項１３】
セルロース系繊維体に、燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を含浸状とする工程、添加液を含浸させたセルロース系繊維体を、活性雰囲気下１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内であって、添加液濃度に応じた所要時間だけ加熱処理し、加熱または火炎による可燃性ガス発生を抑制しながら脱水、炭化を促進して炭化残渣を増加させる工程、加熱処理を停止する工程、以上の工程により、セルロースの脱水炭化途中の炭素チェーンを残したままの炭化素材を得るようにしたことを特徴とする、請求項１ないし１２何れか記載のための電磁波吸収体の製造方法。
【請求項１４】
セルロース系繊維体に、燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を含浸状とする工程、添加液を含浸させたセルロース系繊維体を、活性雰囲気下、１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内であって所要時間だけ加熱処理し、加熱または火炎による可燃性ガス発生を抑制しながら脱水、炭化を促進して炭化残渣を増加させる工程、炭化残渣が増加していき、少なくとも重量減少率が４０％強に達したところで加熱処理を停止する工程、炭化素材を水洗して残留添加液成分を除去する工程、残留添加液成分の除去された炭化素材を乾燥する工程、以上の工程により、セルロースの脱水炭化途中の炭素チェーンを残したままの炭化素材を得るようにしたことを特徴とする、請求項１ないし１２何れか記載の電磁波吸収体のための製造方法。
【請求項１５】
古新聞や古雑誌のような古紙その他の紙材を最大２ｃｍの厚さを限度に積層状としてなるセルロース系繊維シート体の平面全体に、平均化した配置で厚さ方向に貫通する無数の浸透孔を穿設する工程が、セルロース系繊維シート体に添加液を含浸状とする工程の前に組み込まれ、積層紙から厚板状で可撓性を維持したままの炭化シート積層体を得るようにしたことを特徴とする、請求項１３または１４何れか記載の電磁波吸収体の製造方法。
【請求項１６】
セルロース系繊維シート体に、燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を含浸状とする工程、添加液を含浸させたセルロース系繊維シート体を乾燥させた後、金属やガラス、陶器、無機系建材、耐熱樹脂からなる耐熱物に積層、一体化する工程、耐熱物に積層、一体化したセルロース系繊維シート体を、活性雰囲気下、１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内であって所要時間だけ加熱処理し、加熱または火炎による可燃性ガス発生を抑制しながら脱水、炭化を促進して炭化残渣を増加させる工程、加熱処理を停止する工程、以上の工程により、耐熱物にセルロースの脱水炭化途中の炭素チェーンを残したままの炭化素材層を形成するようにしたことを特徴とする、請求項６記載の電磁波吸収体のための製造方法。
【請求項１７】
添加液含浸のセルロース系繊維シート体を耐熱物に積層、一体化する工程、金属やガラス、陶器、無機系建材、耐熱樹脂からなる耐熱物に積層、一体化したセルロース系繊維シート体を、活性雰囲気下、１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内の中、１００°Ｃないし２５０°Ｃの低温域で加熱処理し、炭化残渣を増加させる工程、加熱処理を停止する工程を終えて第一層目の炭化素材層を耐熱物に形成した後に、前記第一層目の炭化素材層面に第二層目とする他の添加液含浸のセルロース系繊維シート体を積層、一体化する工程、第一層目の炭化素材層および第二層目のセルロース系繊維シート体共々、活性雰囲気下、１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内の中、低温域以上高温域以下の中温域、４５０°Ｃないし５００°Ｃで加熱処理し、第一層目および第二層目の炭化残渣を増加させる工程、加熱処理を停止する工程を終え、さらにそれら第一層目および第二層目の炭化素材層面に第三層目とする他の添加液含浸のセルロース系繊維シート体を積層、一体化する工程、第一層目と第二層目の炭化素材層および第三層目のセルロース系繊維シート体共々、活性雰囲気下、１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内の中、６００°Ｃないし７５０°Ｃの高温域で加熱処理し、第一層目ないし第三層目の炭化残渣を増加させる工程、加熱処理を停止する工程を加わえ、少なくとも第一層目ないし第三層目と炭化素材層を重ねて形成していき、炭化層が厚くなる度毎に加熱処理温度を上げていくようにすることにより、それら炭化層を断熱材層として耐熱物の耐熱温度以上の加熱処理による炭化層の形成を可能とするようにした、請求項１３または１４何れか記載の電磁波吸収体の製造方法。
【請求項１８】
燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液は、その濃度が１ないし２０％の範囲に規制して使用、処理されるようにした、請求項１３ないし１７何れか記載の電磁波吸収体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の目的】
この発明は、各種用途に使用可能とする電磁波吸収体に関するものであり、セルロース系繊維体、特に高度化した社会の一つの象徴ともいえる大量の廃棄物の中の古紙、あるいは廃材や樹皮、農産副次物である籾殻や藁等といった類いのセルロース系繊維体までも容易く原材料とすることが可能であって、しかも極めて安価且つ効率的に生産することができる新規な構造からなる電磁波吸収体、およびそのための新規な製造方法を提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話やＰＨＳなどの情報通信機器、あるいはその他の電子応用機器類の急速な普及拡大、高度化により、電磁波の放射による弊害は、一般家庭内にも及び始めてきており、必然的に一般住宅内における電磁波の発生および影響を防止するための対策も必要とすることになる等、我々を取り巻く電磁環境の問題は、より一層身近で深刻なものとなっている。
【０００３】
これまで電磁波の放出または進入を防止するための手段として広く採用されてきている物には、導電性金属材料から構成されるシールド材と電磁波吸収体とがあって、一方のシールド材によるものは、構造的に極めてシンプルであり、また安価な使用を可能にしてはいるものの、その装着、使用に際し、電子回路または電子部品の端子等との接触による短絡事故が想定される上、電磁波そのものを消滅させることができる訳ではなく、乱反射の繰り返しによるシールド作用であるために、微細な隙間から電磁波が漏洩する可能性が極めて高く、したがって、使用に際して細心の注意を払わなければならないという施工上での難点が伴うものとなってしまう。
【０００４】
また、他方の既に提案済みとなっている各種電磁波吸収体には、例えば、特開平１１−２６１２８２号「広帯域建材用電波吸収体」発明のように、電波吸収材料であるフェライト磁性体１１の前面に、空気層２１を含む複数層のコンクリート層２２を電波整合層２０として配置し、この空気層２１を到来電波の磁界方向に連続するよう設けると共に、その厚さは電波整合層２０を配して減衰量のピークがＵＨＦ帯となるように設定されたもの」や、特開２０００−１５１１７８号「電波吸収用フェライトユニット、及び電波吸収パネル」発明等に代表されるように「フェライト磁性体」を利用するものがある。
【０００５】
さらに、特開平１１−２８４３８７号「磁気および電磁波シールド部材ならびに、シールドパネルおよびシールドルーム」発明の磁気および電磁波シールド部材に見られるような「１層以上のナノ結晶合金薄板がロウ材を介してアルミニウム板に接合してなるもの」の外、特開２００１−２２３４９５号「電磁波シールド材、建材および電磁波シールド材の製造方法」発明のように「溶剤に溶解された有機接合剤と、廃棄物の熱分解工程により生成された熱分解カーボン残渣１７とが基材に含浸されて固化された電磁波シールド材」、あるいは特開２００１−３３９１９２号「電波遮蔽体、およびこの電波遮蔽体を用いた電磁波シールドルーム」発明における「抵抗体皮膜と遮蔽しようとする電波の周波数に対応した特定の長さを有する金属線素子が配設された電波反射面とを該電波波長の約４分の１（但し、該電波波長は誘電体中での波長）の厚さを持つ誘電体を挟んで配置したことを特徴とする周波数選択性を有する電波遮蔽体」、あるいはまた特開２００２−３８６２４号「電磁波シールド部材、電磁波シールド部材の製造方法」発明の電磁波シールド部材のように「電磁波シールド材料を用いて薄板を形成し、該薄板の表面側および裏面側に気密性のフィルムを接着する。その際に、表面側および裏面側だけでなく、薄板の端面もフィルムで覆うことにより、薄板全体を気密構造としてなるもの」等のような、「フェライト磁性体」以外の特異な構造によるもの等も散見される。
【０００６】
しかし、これらのタイプの各種電磁波吸収体の場合には、一般的な利用対象となるであろう住宅建材との融合を考慮すれば、従来から電磁波測定のために供されているシールドルーム等と同様の構造になってしまうようなものでは、かなり高価につくだけではなく、その構造上の特異性からして、とても住環境を造り出すための建材に適しているものとは言い難く、また、当然のことながら科学技術的な目的の測定空間において必要とされる程の高性能な特性までが、それら一般住宅建材に求められている訳でもないことからしても、極めて不具合なものという外はないものであった。
【０００７】
一方、高度経済社会では、その証でもあるかの如くに日々大量の物資が消費されていて、その過程で発生する様々な廃棄物の取扱いが社会問題化してきていて、例えば新聞紙や一部雑誌類では、現在どの社でも回収紙を利用した再生紙を使用してはいるものの、それら業界からの積極的な協力を以てしても、到底、古紙市場の要求を満たしきれないという実情があって、再利用の道のない余剰古紙や、回収されないまま廃棄処分されてしまう古紙は、他の可燃性ゴミ等と一緒に焼却炉で燃やされ、禁制品を含む紙類の燃焼によって有害なダイオキシンを大気中に放散して自然環境を破壊するため、高性能焼却場建設のために多額の社会資本投資を余儀無くされたり、最終処埋立場の確保のために様々な困難に嘖まれ、また、これら古紙以外にも、建築現場や製材所、木工加工所、木材陸揚げ埠頭等から大量に発生する廃材や木屑、あるいは稲作農家等からの籾殻や藁等々といった、その他のセルロース系繊維体全般についても、略同様の問題を抱えることとなっている。
【０００８】
セルロース系繊維体を、焼却処分以外の手段で処理、加工するようにした技術としては、例えば、（ａ）特開昭６２−１５６４５号「繊維状活性炭の製造法」（東邦レーヨン）、（ｂ）特開平４−２３１３１４号「高表面積活性炭の製法」（ユーカー・カーボン・テクノロジーＣｏ．：ＵＳＡ）、（ｃ）特開平６−５６４１６号「活性炭の製造法」（ウエストヴァコＣｏ．：ＵＳＡ）等に提案のある活性炭化してしまい、活性炭の有する秀れた化学処理機能、即ち脱臭機能や濾過機能、陰イオン発生機能等を必要とする分野への基礎資材としての活用を図るという技術が古くから既に確立している。
【０００９】
しかし、これら各種活性炭化する技術によって作り出される活性炭の場合には、その用途が極めて特殊な領域に係わるものであって、需要に見合う素材として高い品質と性能とが要求されるため、処理対象とする原材料の品質に制約を受けた上、高性能の設備機器整備のためにかなりの初期投資を覚悟しなければならないという事情に加え、例えば、上記した（ａ）の東邦レーヨン技術であれば、酸化処理工程の所要時間短縮化のため、酸化工程を２分割し、酸素含有量０．５〜５％の不活性雰囲気下、３００〜４００°Ｃでの予備酸化処理と、水蒸気、炭酸ガス雰囲気下、７００〜１０００°Ｃという高温域での本酸化処理という２段階に渡る酸化処理工程を必要としたり、（ｂ）のユーカー・カーボン・テクノロジーＣｏ．技術においては、セルロース系物質を燐酸等の添加液で処理した上、４５０〜１２００°Ｃの不活性雰囲気下で炭化し、更に、７００°Ｃ以上のスチーム等による酸化雰囲気下で活性化するというものであり、また、（ｃ）のウエストヴァコＣｏ．技術のように、木材（リグノセルロース）を対象と、それらを微粉砕して炭化してから、再度、炭化した粉末を成形するという具合に、何れも処理工程が煩雑且つ高度な操作性を伴う等の理由も存在していることから、日々大量に発生し、しかも品質にも大きなばらつきのある古紙や廃材等を、処理対象のセルロース系繊維体として扱うことは、品質的にも経済的にも殆ど不可能としなければならないものである。
【００１０】
一方、こうした高度な分野への活用ではなく、燃料や土壌改良材、防湿材、断熱材、吸音材等として利用するための伝統的な炭化手段による処理、即ち炭焼きして炭（スミ）としてしまう方法も考えられる。この炭焼き技術は、木質材等を高温で燃焼させ、その後、酸素を遮断し高温による脱水作用によって蒸し焼き状態となし、セルロースを分解、炭化させるようにした製造方法によるものであって、高温域において燃焼させる過程、その後、酸素を遮断し、不完全燃焼させる過程の何れもが不可欠な炭焼き処理では、何れもの過程において多量の二酸化炭素や一酸化炭素を発生させてしまうことから、直接大気汚染に繋がるという今日的に最も厄介な問題を抱えると共に、古紙や木屑のようなフィルム状あるいは粒状のセルロース系繊維体の炭化には全く不向きな処理手段であるという事実がある。
【００１１】
更に不都合なことには、この伝統的な手段で作り出される炭は、その組成中の炭素チェーンが切断された固体構造となってしまうため、当然に柔軟性や弾力性等といった性状は持ち合わせておらず、したがって、防湿材や断熱材、吸音材等として建築躯体や設備機器等の凹凸ある表面や湾曲面に添設使用しようとすれば、一旦、固形状の炭を粉砕した上、その炭素粉末を塗布、接着するようにしたり、樹脂等のバインダーの中に練り込んで成形し直すか、適宜繊維等に混入、付着させ、全体として柔軟性のあるものに成形するかして利用せざるを得ないものであり、利用に際しての二次処理加工が欠かせない上に、当該二次処理加工工程で発生する塵炭対策のために余計な配慮と経費とが必要になるという欠点も附随してくることから、したがって、これまでのところ、この伝統的な炭焼き式の炭化処理についても、日々大量に発生する古紙や廃材等セルロース系繊維体の処理技術として応用、実用化された事実を見い出すことはできない。
【００１２】
そこで、本願発明者は、廃棄物となるセルロース系繊維体にして建築資材等への応用の可能性を追求すべく、逸早く開発、研究に着手し、幾多の試作実験を試みる等の試行錯誤を繰り返してきた結果、高い燃焼性を有する古紙等のセルロース系繊維体を効率よく炭化させ、古紙のときのような柔軟性も維持し続け得るようにした新規な構造の建材等用炭化素材と、その建材等用炭化素材を確実且つ経済的に生産することを可能にする新規な建材等用炭化素材の製造方法との実現化に成功し、既に特開２００１−３４２６８８号「建材等用炭化素材、およびその製造方法」として公表済みとなっているが、その後、国立鶴岡工業高等専門学校講師安斎弘樹氏の協力を得て、専門的な検証を試みてきていたところ、既に解明済みとしていた断熱、防音や吸放湿や脱臭等を有する一般住宅建材としての利用の外に、電磁波の吸収、遮蔽効果があることを確認し、住環境における電磁波障害の防止に極めて効果的な電磁波吸収体としての利用が新たに見い出されたことから、以下では、その成果である電磁波吸収体、およびその製造方法について詳細な説明を加えていくことにする。
【００１３】
【発明の構成】
この発明の電磁波吸収体は、基本的に以下に説示するとおりの構成を要旨とするものである。
即ち、燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を含浸状としたセルロース系繊維体が、活性雰囲気下、略１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内での設定温度と添加液濃度とに応じて処理時間を制御して加熱処理され、セルロース系繊維体の炭化残渣を増加させた保形セルロール系炭化物からなるものとした電磁波吸収体である。
【００１４】
そして、この基本的な構成による電磁波吸収体を、他の記載表現によるものとして示せば、燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を含浸状としたセルロース系繊維体が、活性雰囲気下、略１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内での設定温度と添加液濃度とに応じて処理時間を制御して加熱処理され、セルロース系繊維体の炭化残渣を増加させた保形セルロール系炭化物からなるものとし、５００ＭＨｚから４ＧＨｚまでの周波数帯の電磁波を吸収し得るようにした構成を要旨とする電磁波吸収体であると言うことができる。
【００１５】
さらに他の表現によれば、燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を含浸状としたセルロース系繊維体が、活性雰囲気下、略１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内での設定温度と添加液濃度とに応じて処理時間を制御して加熱処理され、セルロース系繊維体の炭化残渣を増加させて得られる、柔軟性または可撓性を維持した保形セルロール系炭化物からなるものとした構成を要旨とする電磁波吸収体となる。
【００１６】
以上のとおりの構成を基本とする電磁波吸収体には、燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を含浸状としたセルロース系繊維シート体が、活性雰囲気下、略１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内での設定温度と添加液濃度とに応じて処理時間を制御して加熱処理され、可燃性ガス発生を抑制しながら脱水、炭化を促進して炭化残渣を増加させ、少なくとも重量減少率４０％強に達しさせ、セルロースの脱水炭化途中の炭素チェーンを残して得られる、シート体形状で柔軟性または可撓性を維持したままの保形セルロール系炭化物となし、それらを単独でかまたは他の素材と組み合わせるかして単層または積層構造のものとした構成の電磁波吸収体が包含される。
【００１７】
また、同様に、燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を含浸状として乾燥させたセルロース系繊維シート体が、予め金属やガラス、陶器、無機系建材、耐熱樹脂等の耐熱物に積層、一体化されたものとした上、活性雰囲気下、略１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内での設定温度と添加液濃度とに応じて処理時間を制御して加熱処理され、可燃性ガス発生を抑制しながら脱水、炭化を促進して炭化残渣を増加させ、セルロースの脱水炭化途中の炭素チェーンを残してなる保形セルロール系炭化物として耐熱物に組み合わされてなるものとした構成の電磁波吸収体が包含されている。
【００１８】
さらには、チルセルロースやペクチン、キサンタン、ローカストビーンガム、グアガム、アカシアガム、でんぷん等のセルロース系多糖類の単体またはそれらの混合物等、セルロース系粉末の混合、分散溶液に、燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を混入した混合液を、予め金属やガラス、陶器、無機系建材、耐熱樹脂等の耐熱物表面に塗着、乾燥してなるセルロース系粉末塗膜層が、活性雰囲気下、略１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内での設定温度と添加液濃度とに応じて処理時間を制御して加熱処理され、可燃性ガス発生を抑制しながら脱水、炭化を促進して炭化残渣を増加させ、セルロースの脱水炭化途中の炭素チェーンを残してなる保形セルロール系炭化物として耐熱物表面に積層、一体化されてなるものとした電磁波吸収体も含まれている。
【００１９】
セルロース系繊維体は、最も代表的なものとして新聞紙や雑誌類等の古紙や使い古しの段ボール紙や、ハニカム構造、パルプモールドやウェッジ構造のもの等といった特殊構造のセルロース系繊維シート状または板状体であって、処理前の特殊構造のままで保形セルロール系炭化物にすることを目的とするもの等もその対象とするものであるが、その他、建築現場や製材所、木工加工所、木材陸揚げ埠頭等から大量に発生する廃材や木屑、あるいは稲作農家等からの籾殻や藁等々といった、その他のセルロース系繊維体全般についても対象とし得る外、廃棄物ではなく、積極的に良質の電磁波吸収体の用に供するようにするための原材料として、例えばペーパータオルのような嵩高な構造に特別に抄紙してなるものや、ロール構造のトイレットペーパーでロール構造のままのもののように、他の用途用に供されているものをそのままか、適宜加工するかしてなるもの等も勿論対象とするものであり、性状についても、平板状のもの、シート状のもの、それらの積層構造のもの、ブロック状のもの、箱や筒等に成形されたもの、粒状あるいは粉末状のもの、ストロー状のもの、棒状のもの等、特に制約しなければならない格別の理由もなく、各種種類、性状のセルロース系繊維体を対象とするものである。
【００２０】
添加液は、セルロースの熱分解時の不燃ガスの発生、ガラス化による隠蔽作用、化学変化（エステル化）に依る可燃性ガス生成の何れについても抑制効果等を発揮し、セルロースの脱水、炭化を促進させ炭化残渣の量を増やすことができる機能を果たし得るものでなければならず、燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成るものとし得るが、経済的な理由から市販の燐酸液、例えばメッキ添加液や、硫安、燐安等の肥料を使用することも可能であり、どのような燐酸が結う液を採用するかは、処理後の炭化素材の使用目的等によって適宜選択、採用するようにすればよい。また、安価な硼酸や硼砂の併用も白蟻防除等に効果的であり、これらの混合剤の使用も有効である。
【００２１】
上記添加液を含浸状としたセルロース系繊維体を、活性雰囲気下で、略１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内での設定温度と添加液濃度とに応じて処理時間を制御して加熱処理を施し、重量減少率４０％強に達しさせることにより、炭化残渣を増加させて所定の炭化が終了してしまい、素材組成においてセルロースの脱水炭化途中の炭素チェーンを残したままの炭化素材からなる電磁波吸収体とするものである。
【００２２】
なお、比較的低温域の温度範囲内における所定加熱処理温度の過熱処理であっても、添加液の含浸量の少ないものの場合には、含浸量の多いものに比べて硬い炭化素材となって柔軟性に差を生じてしまう。これは、添加液の多寡に伴って処理セルロースにおける多糖類の炭素チェーンの残存割合に差が生じ、添加液含浸量の少なさにより、炭素単体まで分解していく結果、その可撓性、即ち柔軟性を無くしてしまうものと考えられ、したがって、添加液含浸量をコントロールすることにより、得られる炭化素材の可撓性の調整が可能になるといえる。
なお、セルロース系繊維体に含浸する燐酸濃度は、１％以下では炭化が殆ど進まず、また２０％を超えた濃度では、可撓性のある炭化素材を得る上で、温度コントロールが極めて微妙になって実用的ではなく、したがって、濃度１〜２０％、望ましくは１．５〜１５％以上にする好都合のものとなる。
【００２３】
このように可撓性を残したままの炭化が可能となるのは、通常の不活性ガス雰囲気中でセルロースを処理した供試体（炭）、および、添加液含浸処理した上、通常の空気中で加熱炭化したこの発明の供試体と、夫々の供試体の原材料としたバージンパルプ（キムタオル…紙）とのＸ線回折データを対比させてみると、図１１に示すとおり、通常の紙（バージンパルプ）は、１５°（２θ）のブロードなピークと２３°付近のピークを特徴とするものであり、これに対し、供試体（炭）の場合は、２０°から３０°の弱いブロードの山（ピークとは表現し難い。）としてしか現れていないにも拘わらず、この発明の供試体の場合には、バージンパルプ程のピークにはならないまでも、明らかなピークを現わすことから、添加液含浸処理して得られる炭化素材には、原材料である紙の特徴を少し残し、セルロースの炭化チェーンの一部が炭化素材内に残っており、これが原材料に近い可撓性残存に寄与していると考えられる。
【００２４】
こうして形成される保形セルロール系炭化物は、セルロース系繊維体またはセルロース系粉末塗膜層全体が面状のものとして得られるものだけに限定されている訳ではなく、セルロース系繊維体またはセルロース系粉末塗膜層全体に上記添加液が含浸されたものであれ、部分的に含浸されているものであれ、それら添加液含浸箇所を部分的に加熱処理したものとすることにより、保形セルロール系炭化物が、点在状や線状、格子状、渦巻き状、重ね枡状、その他幾何学模様状等の部分配置に形成され、電磁波吸収特性に面内異方性を付与するようにしてなる電磁波吸収体や、形成された保形セルロール系炭化物の構造強度を付与または増加するため、適量の合成樹脂を含浸、固化してなる電磁波吸収体等も、この発明に包含されている。
【００２５】
また、電磁波吸収体としての適用範囲によっては、特に添加液成分がそのまま残留していても差し支えのない場合も想定されるが、一般的には、水洗および／または硼酸処理を施す等して最終的に残留添加液成分を除去またはできるだけ除去してなるものとするのが望ましいと言える。
【００２６】
【関連する発明】
以上のとおりの構成からなるこの発明の電磁波吸収体に関連し、この発明には、次のとおりの構成からなる電磁波吸収体の製造方法を包含している。即ち、セルロース系繊維体に、燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を含浸状とする工程、
添加液を含浸させたセルロース系繊維体を、活性雰囲気下略１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内であって、添加液濃度に応じた所要時間だけ加熱処理し、加熱または火炎による可燃性ガス発生を抑制しながら脱水、炭化を促進して炭化残渣を増加させる工程、
加熱処理を停止する工程、
以上の工程により、セルロースの脱水炭化途中の炭素チェーンを残したままの炭化素材を得るようにした、この発明の電磁波吸収体の製造方法である。
【００２７】
この基本的な構成からなる上記製造方法を、より具体的且つ望ましい構成によるものとして示せば、
セルロース系繊維体に、燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を含浸状とする工程、
添加液を含浸させたセルロース系繊維体を、活性雰囲気下、略１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内であって、添加液濃度に応じた所要時間だけ加熱処理し、加熱または火炎による可燃性ガス発生を抑制しながら脱水、炭化を促進して炭化残渣を増加させる工程、
炭化残渣が増加していき、少なくとも重量減少率が４０％強に達したところで加熱処理を停止する工程、
炭化素材を水洗して残留添加液成分を除去するか、またはできるだけ除去してしまうようにする工程、
残留添加液成分の除去された炭化素材を乾燥する工程、
以上の工程により、セルロースの脱水炭化途中の炭素チェーンを残したままの炭化素材を得るようにした電磁波吸収体の製造方法となる。
【００２８】
なお、上記工程の中、最初の工程には、セルロース系繊維シート体に、燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成る添加液を含浸、乾燥させた後、当該セルロース系繊維シート体を、金属やガラス、陶器、無機系建材、耐熱樹脂等といった耐熱物に積層、一体化してしまうようにする工程を包含している。
【００２９】
さらに、この発明の電磁波吸収体の製造方法には、上記した製造方法に加えて、以下に示すとおりの構成からなる製造方法も含まれている。
即ち、添加液含浸のセルロース系繊維シート体を耐熱物に積層、一体化する工程、金属やガラス、陶器、無機系建材、耐熱樹脂からなる耐熱物に積層、一体化したセルロース系繊維シート体を、活性雰囲気下、１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内の中、１００°Ｃないし２５０°Ｃの低温域で加熱処理し、炭化残渣を増加させる工程、加熱処理を停止する工程を終えて第一層目の炭化素材層を耐熱物に形成した後に、前記第一層目の炭化素材層面に第二層目とする他の添加液含浸のセルロース系繊維シート体を積層、一体化する工程、第一層目の炭化素材層および第二層目のセルロース系繊維シート体共々、活性雰囲気下、１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内の中、低温域以上高温域以下の中温域、望ましくは４５０°Ｃないし５００°Ｃで加熱処理し、第一層目および第二層目の炭化残渣を増加させる工程、加熱処理を停止する工程を終える。
【００３０】
引き続き、さらにそれら第一層目および第二層目の炭化素材層面に第三層目とする他の添加液含浸のセルロース系繊維シート体を積層、一体化する工程、第一層目と第二層目の炭化素材層および第三層目のセルロース系繊維シート体共々、活性雰囲気下、１００°Ｃないし７５０°Ｃ程度の温度範囲内の中、６００°Ｃないし７５０°Ｃの高温域で加熱処理し、第一層目ないし第三層目の炭化残渣を増加させる工程、加熱処理を停止する工程を加わえ、必要があれば、以下も第四層目、第五層目……と同様に炭化素材層を重ねて形成していき、炭化層が厚くなる度毎に加熱処理温度を上げていくようにすることにより、それら炭化層を断熱材層として耐熱物の耐熱温度以上の加熱処理による炭化層の形成を可能とするようにした電磁波吸収体の製造方法である。
【００３１】
セルロース系繊維体は、前記したこの発明の基本を成す建材等用炭化素材において既述の如く、各種種類、性状のセルロース系繊維体を対象とするものであり、また、添加液も、セルロースの熱分解時の不燃ガスの発生、ガラス化による隠蔽作用、化学変化（エステル化）に依る可燃性ガス生成の何れについても抑制効果等を発揮し、セルロースの脱水、炭化を促進させ炭化残渣の量を増やすことができる機能を果たし得るものでなければならず、燐酸等の燐化合物か、燐化合物と硫酸、硫酸アンモニウム、硼酸、またはそれらの誘導体の何れか一つあるいは二つ以上との混合物かの何れかから成るものとし、適宜手段、例えば浸漬法や塗布あるいは噴霧等、セルロース系繊維体の表面だけではなく、厚み方向内部にまでできるだけ均質に含浸できる適宜手段によってセルロース系繊維体全体に添加液が含浸状となるようにする。
【００３２】
添加液処理は、スプレー塗布や浸漬等の手段による外、添加液粉末と解繊した繊維を乾式のまま混合した上、蒸気に依って馴染ませ、更に余熱を行うようにした方法や、湿式においては、起泡剤、発泡剤等を混入し、空気を連衝する方法も考えられる。また、上気した解繊工程における解繊時に、同時に水溶液スプレー等によって粉塵飛散防止兼添加液含浸処理を行うようにする方法もある。
【００３３】
なお、この添加液含浸工程は、対象となるセルロース系繊維体がシート体からなるものの場合には、複数枚を積層状となるように一まとめにして実施することも可能であり、その際には、添加液の浸透効率を高め、且つ厚み方向内部にまで均質な浸透状態が実現されるようにするため、積層状としたセルロース系繊維シート体の平面全体に、できるだけ平均化した配置で厚さ方向に貫通する無数の浸透孔を穿設する前処理工程を施してから、添加液含浸処理工程に入るようにすべきであり、更に、添加液含浸処理工程に続く加熱処理工程において、加熱温度が、積層状としたセルロース系繊維シート体の表面側から厚み方向奥部にまで短時間の中に均質に伝達されたものとなって、表面側および奥部とも均質な炭化が進行し、素材全体の品質を安定させるようにするため、積層厚の限度を略２ｃｍ程度に制限したものとするのが望ましい。
【００３４】
こうして添加液を均質に含浸状としたセルロース系繊維体は、そのまま湿潤な状態でか、一旦乾燥状とした上で加熱処理される。
通常のセルロースの熱分解は、約３００°Ｃ程度から始まり、図１で示される分子構造のセルロースが、熱分解によって、図２のレポグルコサン（β−グルコサン  Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）となり、更に可燃性ガス（フルフリルアルコールＣ５Ｈ６Ｏ２、フルフラール    Ｃ５Ｈ４Ｏ２、メタノール  ＣＨ４Ｏ、エタノールＣ２Ｈ６Ｏ、アセトアルデヒド  Ｃ２Ｈ６Ｏ、グリオキサール  Ｃ２Ｈ２Ｏ２等）に分解する経過を辿ることになる。
【００３５】
この発明の製造方法では、それら通常のセルロースの熱分解過程におけるレボグルコサンを生成させない熱分解を進行させ、そのことによってその後の可燃ガスへの分解を抑え込み、炭化残渣を増加させるようにするものである。
したがって、この発明の加熱工程では、対象とするセルロース系繊維体が、予め上記した添加液含浸工程を必須とし、セルロースの熱分解に際してもレボグルコサンを生成させないよう、燐酸や硫酸の強力な脱水作用や、燐酸等の酸によるエステル化反応を起こさせ、セルロースを急激に分解させず、ヘミセルロースから多糖類の燐酸エステルに分解していくことにより、タール分や可燃性ガスの生成を抑へ、効率よく炭化を行うものである。
【００３６】
この加熱工程における加熱処理時間は、添加液濃度（１．５〜１５％）と加熱温度（１００〜７５０°Ｃ）との相関関係で、上記した過程で所定の程度まで炭化が進行したことを確認する上での目安となる重量減少率４０％強に達するまで、少なくとも継続されなければならず、その間の加熱処理では、加熱または火炎による可燃性ガス発生を抑制しながら脱水、炭化を促進することになる。
【００３７】
また、加熱工程は、処理済みのセルロース系繊維体を脱水炭化するため、できる限り乾燥状態で行うようにするのが加熱エネルギーのロスに繋がる上、特に低温域での加熱処理では、この乾燥工程は必須の条件となる。加熱処理用の熱源は、硫安、燐安混合物や硫酸を使用すると低温域から炭化が起きるため、電気、ガス、石油等の他に廃熱の利用が容易であり、低い温度の場合、反応が緩やかに起きるため、セルロースの分解途中の材料の入手が可能であり、肥料その他への応用が可能である。また、火炎によって直接加熱しても添加液効果により、可燃性ガスを制御しながら炭化していくため、火災の心配が少なくなる。なお、添加液濃度が低濃度の場合や硫酸基を含まない配合によるものの場合には、高温においては着火する虞れも出てくるため、添加液の配合には十分な注意が必要となることは言うまでもない。
【００３８】
セルロースの燐酸によるエステル化からの脱水反応と脱水位置、生成組織が図３に示されている。
そして、エステル化からの脱水反応は、図３−１のヘミセルロースは、図３−２のように、燐酸処理によってエステル化した上、継続する加熱処理によって再度燐酸が分離する時に脱水を伴いながらセルロースを分解することになる。
このように、燐酸等の脱水反応により、セルロースは、レボグルコサンになることを阻害される結果、可燃性ガスの発生は抑えられ、火炎を伴うことなく効率的な脱水炭化が行われる。この反応は、通常セルロースの熱分解が起こるといわれる３００°Ｃ以下の低い温度においても実現することが確認されている。
【００３９】
セルロースに燐酸を添加し、加熱時のセルロースの吸発熱反応を示唆熱分析（ＤＴＡ）で測定すると、図４に示されているように、燐酸の添加量の増加と共に、セルロースの吸熱ピークが低温側にシフトしていくことが知られており、この事実から、セルロースの脱水反応は、レポグルコサン等の生成に優先して起こることが判明する。また、セルロースに燐酸化合物を添加して加熱すると、図５ように、リンの添加量の増加と共に発熱速度が遅くなっていくことから、セルロースの燃焼は緩やかに行われ、火炎を伴わない酸化反応に移行していくことも判明する。
【００４０】
図６から図８は、セルロースへの燐酸処理濃度と恒温乾燥機による加熱温度による減少重量を表し、図９から図１１は、その減少率を示すものである。
図６および図９からも判るように、１００°Ｃ設定の乾燥機においては、燐酸未処理のセルロース（キムタオル白）の重量変化は、付着水分と思われる１時間以内の重量変化後７２時間後も重量変化は見られない（微量変化は測定までの僅かな間の吸湿）。しかし、この発明の燐酸含浸で加熱処理したものでは、燐酸の処理濃度と共に重量減少が大きくなる。
【００４１】
したがって、通常のセルロースの分解温度（２５０°Ｃ）以下である１００°Ｃでも燐酸の濃度次第では十分脱水反応が起こるものであり、更に、硫酸アンモニウムを混合したものを添加液にすると、アンモニアの離脱温度である６５°Ｃ以降でも炭化が起こることが確認されている。
【００４２】
また、図７および図１０に示すように、１５０°Ｃ設定の乾燥機においては、１００°Ｃ以上に顕著な脱水炭化が起こり、低濃度の燐酸処理品においても大きな重量減少が見られ、８時間以内の重量減少が２３％から４０％発生しているが、添加液未処理品では、１時間以内の初期減量後は殆ど重量変化が見られない。即ち、通常、１５０°Ｃにおいてセルロースは分解しないものが、添加液含浸後の加熱処理によれば脱水炭化が起こっていることが判る。
【００４３】
２００°Ｃとなると、図８および図１１のように、脱水炭化作用は顕著に現れ、１時間以内の重量変化が最大であり、その後の重量変化は、添加液含浸処理量の少ないセルロースの方が大きくなっている。
また、添加液未処理のセルロースも、２４時間以降に分解が始まり、７２時間後には添加液含浸処理品と同等まで重量減少が見られたが、その表面状況は明らかに異なり、添加液未処理品は表面が褐色に近く、また、タール分の付着が見られたが、添加液含浸処理品は黒色で、１時間以降の表面の変化は見られなかったが、添加液含浸処理量の少ない（１．１％Ｐ）は、添加液含浸処理量の多いものに比べ、硬く柔軟性がない炭化シートとなった。
【００４４】
これは、セルロースの添加液含浸処理により、多糖類の炭素チェーンの残存による柔軟性が、添加液含浸処理量の少なさに応じ、炭素単体まで分解していく結果、無くなってきたと考えられる。この事実から、添加液含浸処理量を変えることよって、炭化素材の柔軟性を調整可能にするということが判る。
そして、通常の不活性ガス雰囲気中でセルロースを処理した供試体、およびこの発明による供試体と、原材料であるバージンパルプ（キムタオル…紙）とのＸ線回折データ結果（図１）から、添加液含浸処理して加熱処理したこの発明の炭化素材が、セルロースの炭化チェーンの一部が炭化シート内に残り、紙の特徴を少し残しているとする事実については既述したとおりである。
【００４５】
【実施例１】
セルロース系繊維（紙や布等）を燐酸溶液に含浸させ、約１００度から７５０度で熱処理を行った（ここでは熱処理のときの設定温度を加熱反応温度と呼ぶ）。この設定温度と反応時間とを制御することにより、セルロースの脱水炭化途中の炭素チェーンを一部残し、セルロースの柔軟性を残すことができる新しい保形セルロール系炭化物が得られる。この実験では、セルロースの代表として、容易に手に入れられ、しかもセルロースが１００％に近い素材として十条キンバリー製のキムタオル（商品名）を用いた。
【００４６】
図１３には、このタオルを使い、１０パーセント濃度の燐酸溶液を含浸させる化学処理を施し、活性雰囲気下、４５０℃で１分間の加熱処理を行った場合のものと、燐酸溶液を含浸させずに、同じ条件下で加熱処理した場合のものとの比較写真を示してあり、右の燐酸溶液未含浸によるものの場合に比べ、提案する化学処理を施した場合の方が炭素化を示す黒色が濃く写し出されている（モノトーンのため、その表現に限界があるが、原版カラー写真では、かなり明確に写し出されている。）ことが判明すると共に、さらに右の未処理のものは、過熱処理によって大きく変形した上、各所に破断、亀裂を生じているのに対し、この発明の添加液による化学処理を施したものでは、多少の収縮現象がみられるものの、全体形状は殆ど元のままであって、しかもタオルの柔軟性および強度がそのままに保たれている。
【００４７】
さらに、化学処理の有無による性状の変化を、条件を変えて加熱処理して比較してみたものが、図１４の比較写真（１）、（２）、（３）に示してあり、試料は、上記と同じタオルであり、化学処理もまた同様に、１０パーセント濃度の燐酸溶液を含浸させたものであり、加熱処理だけを、活性雰囲気下、２００℃で、（１）加熱開始時、（２）５分後、（３）１時間後として変化させたものの状況を示している。この結果では、加熱処理温度が低いため、未化学処理の右側のものには全く外観上の変化はないのに対し、左側のこの発明による化学処理を施したものには、明確な黒色変化を生じている状態が写し出されており、保形セルロール系炭化物が形成されていることを確認することができ、その保形セルロール系炭化物は、上記加熱処理後のものと同様にタオルの柔軟性および強度をそのまま維持している。
【００４８】
【実施例２】
この実施例では、電磁波吸収体として、はじめに加熱反応温度を４５０℃と設定し、化学処理として燐酸溶液１０％をペーパータオルに含浸処理を行い、加熱反応時間を２．５分から１２．５分の間で得られた保形セルロール系炭化物の特性の変化を観察、測定した事例を取り上げたものである。
【００４９】
測定法としては、図１５に示すベクトルネットワークアナライザーを用いて電磁波吸収体の吸収特性および反射特性を評価するものである。ネットワークアナライザーとは高周波回路、デバイスの高周波特性（インピーダンスなど）を測る計測器であって、回路や素子に高周波を入力し、回路からの反射、通過を測って回路や素子の高周波特性を測る。したがって、位相と振幅とを測れるタイプのベクトルネットワークアナライザーでは、回路や素子の入力、出力部の反射量と位相とから、Ｓパラメータを求めることができる。このタイプでは、通常スミスチャートも表示する。つまり、同軸管を通る電磁波の反射および透過の位相と振幅とを測る装置である。
【００５０】
まず、サンプルホルダーの中央に電磁波吸収体のサンプルを設置する。サンプルの大きさは、試料の作りやすさから直径２０ｍｍの同軸管を用いた。電磁波の測定周波数は、携帯電話、ＰＨＳの利用周波数９００ＭＨｚ、１．５ＧＨｚ、１．９ＧＨｚおよび電子レンジの利用周波数２．４５ＧＨｚを含むの周波数帯となる５００ＭＨｚから４ＧＨｚまで測定を行った。但し、今回の保形セルロール系炭化物は約０．２ｍｍと薄いシートのため、測定に際しては、試料を硬質ウレタンで挟み込む必要があること等、サンプルホルダー内での試料の挿入のための工夫が必要となった。その結果は、処理時間による影響は小さく、時間が短いほどペーパータオルの元の強度性質が残るため、以降の測定では、加熱反応時間を約２分程度とした。また、燐酸溶液については、周波数２．４ＧＨｚで最も遮蔽効果が高い時の濃度１０％を用いる．
【００５１】
図１６には、上記保形セルロール系炭化物の電磁波反射率の測定結果を、加熱反応温度に対する反射率の周波数特性としてまとめたものである。バラメータとしての加熱反応温度を４５０℃から１０００℃間隔で変化させ、１０００℃までの吸収体の特性を測定した。ここで、図中、４５０℃の特性において、３ＧＨｚ付近で特異な傾向を示したが、これは反射率が−３０ｄＢと非常に小さいため、サンプルホルダーのコネクターの影響によるエラーと考える。
この反射率の周波数特性の測定結果により、周波数と共に反射率も徐々に増加する傾向が観測できた。６００℃ないし７００℃の間において、特性の値が急激に変わっているが、７００℃以上の温度では、その特性の値に大きな変化が見られず、特性変化が略同じである。
このことから、反射率は吸収体の活性温度が７００℃以上であれば、電磁波は殆ど反射しているということが言える。
【００５２】
また、次の図１７には、上記と同様の試料によるものの透過率の測定結果をグラフにまとめて示してあり、縦軸が透過率、横軸が周波数を表している。
パラメータと加熱反応温度とをとった。ここで２．３ＧＨｚ付近での特異な特性が現れているが、これは上記反射率の場合と同様にコネクターによるエラーと考える。また、測定結果から、４５０℃と５００℃とでは、略０ｄＢ付近で特性に変化がなく、電磁波の殆どが透過している。一方、７００℃以上では、周波数の増加に従って透過率も大きく減少しており、その結果から、電磁波を遮蔽（従前までの金属素材等と同様の電磁波シールド）をしようとするならば、７００度以上の加熱反応温度が必要となることが解る。
【００５３】
【実施例３】
この実施例は、軽量で成形性が良くて建材向きの金属板で、融点６６０℃のアルミニウムを、電磁波反射材ではなく、この発明の電磁波吸収体としての基を成す保形セルロール系炭化物の基材に利用する場合の代表的な事例による製造方法について取り上げたものであり、以下に示すとおりの工程によって実施されるものである。
【００５４】
先ず、解繊工程として、原材料として運ばれてきた古紙や稲藁等を、シュレッダーや粗砕機等公知の手段によって細分化し、本や雑誌等の場合には、ホチキス等の止め金が破砕、混入してしまう外、回収段階に異物が紛れ込む虞れもあることから、併せて空気分級や磁選機によってそれら金属や石等の異物を除去する工程も平行して実施するようにする。
なお、解繊手段は、湿式、半乾式、乾式等公知の何れによるものとしても差し支えはない。
【００５５】
得られたセルロース系繊維粉砕物を、水溶液、望ましくは澱粉糊等の天然有機接着剤を溶解した水溶液中に混入して塗着し易い濃度のものとし、基材とするアルミニウム製の平板あるいは適宜成形体の表面に、できるだけ均質な状態になるよう塗布して乾燥させ、その後、添加液として経済的なメッキ添加液を、濃度１０パーセント程度に調整してそれらセルロース系繊維体層に十分噴霧、含浸させて乾かすことにより、基材上に第一層とするセルロース系繊維体層を設ける工程を施してから、アルミニウム製基材に積層、一体化したセルロース系繊維シート体を、まず、活性雰囲気下、略２００°Ｃ程度の温度範囲内の中で加熱処理して炭化残渣を増加させ、加熱処理を停止する工程を終え、第一層目の炭化素材層を耐熱物に形成してしまう。
【００５６】
第一層目の炭化素材層が常温程度まで下がったところで、前記第一層目の炭化素材層面に、第一層としたときと同様のセルロース系繊維粉砕物を混入した塗着液を第二層目とするために塗着、乾燥し、同様に添加液を噴霧、含浸させて乾燥し、第一層目の炭化素材層と未炭化のままのセルロース系繊維体層とを積層状としてから、第一層目の炭化素材層および第二層目のセルロース系繊維シート体共々、活性雰囲気下、略４５０°Ｃ辺りの温度で加熱処理し、第一層目炭化素材層の上に第二層目炭化素材層を形成することにより、アルミニウム製基材の炭化残渣を増加させると共に、炭化層の厚みを増して、それら炭化層がアルミニウム製基材上に断熱層として機能するようにする工程を施し、加熱処理を終えるようにし、再び常温域辺りまで冷却させる。
【００５７】
引き続き、さらにそれら第一層目および第二層目の炭化素材層面に第三層目とする他の添加液含浸のセルロース系繊維体を積層、一体化し、第一層目と第二層目の炭化素材層、および未炭化のままの第三層目のセルロース系繊維シート体共々、活性雰囲気下、略７００°Ｃ付近の温度で加熱処理し、第一層目ないし第三層目の炭化残渣を増加させるようにすることにより、本来、融点が６６０℃のアルミニウム基材面に、活性雰囲気下、略７００°Ｃ付近の温度帯で加熱処理したこの発明の電磁波吸収体を製造可能にするものである。
なお、この電磁波吸収体としての厚みを増すためには、第二層目の炭化素材層の後に第三層目の炭化素材層を形成したと同様の工程を順次繰り返すことによって所望の厚みのものまで増加させることができる。
【００５８】
【発明の作用】
以上のとおりの構成からなるこの発明の電磁は吸収体とし利用する場合、最適の加熱反応温度について実験的検討を行った。試料は薄いシート状であるため、測定に際しては材料を評価するためには工夫が必要であることがわかった。また、セルロース系炭化物の遮蔽効果は実験結果より、周波数２．４５ＧＨｚ以上の高周波敷帯域で透過率が−４ｄＢ以下すなわち電磁波のパワーの約６０％以上をこの材料で遮蔽する結果を得たことになる。そしてこれは７００度以上加熱反応温度で２分程度の短時間で遮蔽・吸収の効果が得られる結果となった。
【００５９】
【発明の効果】
以上のとおりの構成からなるこの発明の電磁波吸収体、およびその製造方法法は、以下のような特徴点を列挙することができる。
（１）資源の再利用（古紙や繊維クズ、稲藁、籾殻等のセルロース素材）に適しており、現代社会の有害電磁波の反射ではなく、吸収による人体への影響を防止する素材として、極めて応用範囲が広いものとなる。
【００６０】
（２）通常の炭化素材の製造は、７５０℃以上で不活性雰囲気中で処理するが、この発明では、活性雰囲気で略１００℃から７５０℃の温度帯での炭化を可能とし、その炭化過程でも、加熱または火炎による可燃性ガス発生を抑制しながら脱水、炭化を促進するようにしたことから、高温の空気中（不活性ガス雰囲気中や酸素遮断を行わない）においても、レボグルコサン（タール成分）を生成しないため、可燃性ガスの生成がなく、脱水炭化に火炎を伴わず（火災の危険が少なくなる。）、したがって、製造過程において、大気汚染を来す虞れは全くなく、また火災の発生を防止でき、作業の安全性が確保でき、効率よく炭素を生成することができるという大きな特徴を有している。
【００６１】
（３）略１００℃から２５０℃の炭化前処理を、時間をかけ変形を抑制しながらの炭化をすることも選択可能であり、その温度帯での加熱処理によるものでは、応用範囲に適した立体成型炭化品の形状保持が容易になる上、一旦、低温で炭化することにより、セルロース自体からの高温熱処理に比べ、高温での熱処理時の変形を少なくすることができる。
【００６２】
（４）セルロース素材の柔軟性を一部残したままの炭化、電磁波吸収素材の作成が可能であるため、作成した電磁波吸収炭化シート等を他の立体素材に接着、挟み込み、埋没等の処理が可能である。なお、この柔軟特性は、セルロース系繊維体が紙よりも布の方が高くて有望である。
（５）セルロース系繊維体に燐酸を主成分とする添加液を含浸処理した上、炭化が完了したことを確認するには、重量減少率４０％強に達するまでの加熱処理を目安とすれば略目的を達成可能にし、しかも、炭化処理で使用する燐酸等の薬品を洗浄、除去しても、電磁波吸収性能に影響を与えない。
【００６３】
（６）セルロース素材重量の１５％以上の燐酸で処理すると、柔軟性が低減していく替わりに、炭化物重量が増すことが判明していて、この相関関係から、利用法を適宜選択可能になる。（但し、加熱温度と薬品処理濃度によるが、通常２％を切ると、セルロースの燃焼抑制効果が減退するため、着火温度以上の熱処理時に発火する場合があり、発火によって素材温度を制御出来なくなるため、有効な電磁波吸収効果が得られない場合があることに注意を要する。
【００６４】
（７）通常、未化学処理のままのセルロース系繊維体では、低い温度域（１００℃程度）で炭化しないが、この発明の重要な構成要件の一つである燐酸アンモ、硫酸アンモ、その他の強酸等による化学処理して加熱するようにしたものでは、それら化学処理して乾燥したものを、その温度帯で加熱処理すると炭化することができるという大きな特徴を有しており、柔軟性を残すためには、添加液としては燐安と硫安との混合溶液が有効である。
【００６５】
（８）２５０℃以下でのセルロースの熱処理は、レポグルコサン（タール分）等に分解し、有効に炭化されないが、燐酸等の薬品で化学処理することにより、レポグルコサンからの可燃性ガス成分に分解させない炭化が可能になり、したがって、合成繊維等の場合に、液状化をしないようにした炭化を可能にする。
（９）セルロース系繊維（ヤーン）を薬品／炭化処理（柔軟性等を残した繊維ヤーン）してから合成樹脂でコーティングし、繊維化（ヤーン）するようにすれば、電磁波吸収繊維の製造も可能である。
【００６６】
（１０）フェライト系電磁波吸収体を始めとする従前からの各種電磁波吸収体に比べ、格段に安価で軽量且つ取扱い性に秀れたものとすることができ、住宅用を始め、各分野における電磁波吸収体としての活用が極めて容易になる。
（１１）炭素系電磁波シールド材料は、一般的に１０００℃以上の高温で焼成するため、性質は金属系の性質に近づき、反射が大きくなることは従前から知られるところであり、この発明の実施例２の図１５のグラフでもその特性を検証済みであるが、セルロースの炭化温度４７５℃辺りに電磁波吸収特性のピークがあることは、これまで全く知られておらず、その事実によってこの発明の上記までの顕著な作用効果が得られ、特に、この発明を代表する実施例として示した事例によるものでは、上記した特徴を確実に達成可能とするものであって極めて実用的なものとすることができる。
【００６７】
叙述の如く、この発明の新規な構成からなる電磁波吸収体、およびその製造方法は、所期の目的を普く達成可能にするものであり、現代病の一つにもなり兼ねない有害電磁波による被害を、電磁波吸収特性によって安価且つ確実に防止可能にするものとして、日夜大量に発生する古紙を始めとする廃棄物を、全くダイオキシン等の有害副産物の生成なしに簡便且つ確実に処理して有効活用するようにする手段として高い評価がなされ、関連部署から十分な信頼を得ることになって、広範に渡って採用、普及していくものになることが予想される。
【図面の簡単な説明】
【図１】原料であるセルロース（バージンパルプ）と燐酸処理し炭化した炭および通常の不活性雰囲気中で加熱処理した炭の３種類をＸ線回折により組成分析を行った対比グラフである。
【図２】セルロースの構造式である。
【図３】セルロースが通常の熱分解で生成するレボグルコサン（タール分）のの熱分解で生成される可燃性ガスの構造式である。
【図４】セルロースの燐酸脱水反応の構造式である。
【図４−１】セルロースの脱水による変化を示す構造式である。
【図４−２】燐酸によるエステル化からの脱水作用を説明する構造式である。
【図５】燐酸で処理したセルロースの加熱時の示差熱分析（吸熱、発熱の測定）データで濃度の違いによる吸発熱の変化を対比したグラフである。
【図６】燐酸化合物で処理したセルロース（木綿）の燃焼時の発熱速度の変化を表すグラフである。
【図７】セルロースの燐酸処理濃度の違いによる加熱温度１００°Ｃの重量変化を示すグラフである。
【図８】セルロースの燐酸処理濃度の違いによる加熱温度１５０°Ｃの重量変化を示すグラフである。
【図９】セルロースの燐酸処理濃度の違いによる加熱温度２００°Ｃの重量変化を示すグラフである。
【図１０】セルロースの燐酸処理濃度の違いによる加熱温度１００°Ｃの重量変化率を示すグラフである。
【図１１】セルロースの燐酸処理濃度の違いによる加熱温度１５０°Ｃの重量変化率を示すグラフである。
【図１２】セルロースの燐酸処理濃度の違いによる加熱温度２００°Ｃの重量変化率を示すグラフである。
【図１３】  化学処理済みのものと、未処理のものとの比較写真である。
【図１４】  化学処理の有無による性状の変化を、加熱処理時間を（１）、（２）、（３）に変えて示す比較写真に示してある。
【図１５】  ベクトルネットワークアナライザーを用いて電磁波吸収体の反射特性を計測したデーターに基づくグラフである。
【図１６】  ベクトルネットワークアナライザーを用いて電磁波吸収体の吸収特性を計測したデーターに基づくグラフである。
【図１７】  上記と同様の試料によるものの透過率の測定結果をグラフに示したものである。
【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４−１】
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【図４−２】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４−１】
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【図１４−２】
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【図１４−３】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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