JP3772187B2 - 電磁波吸収体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータやテレビなどの各種電子機器、通信機器などの電子・電気分野、シールドビルやシールド施設などの建築建材分野、人体保護用品の分野などの各分野において適用が可能な電磁波吸収体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種電子機器や通信機器などの性能が飛躍的に向上するにつれて、電磁波障害の対策が急務になっている。具体的には例えば、高層建築物の電波反射によるテレビのゴースト現象、自動車や列車などの運行に障害をきたすレーダーの鏡像現象、携帯電話などの移動通信機器から発せられる電波による医療機器の誤動作などの電磁波障害が挙げられる。
【０００３】
また、ＴＥＭＰＥＳＴ（パソコンなどからの漏洩電磁波を１００ｍ以上離れた場所で傍受可能な情報技術）に対して無防備であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電磁波吸収体には、発泡ウレタン樹脂などの基材に炭素材料を含浸またはコーティングしたものが多く用いられている。電磁波の吸収は、炭素材料などの電磁波吸収性物質が電磁波を吸収し、電磁波がもっている電磁波エネルギーを熱エネルギーに変換することによって行なわれる訳であるが、この際に電磁波吸収性物質が発熱する。そのため強力な電磁波を受けると、電磁波吸収性物質の発熱量が多くなり、前記基材である発泡ウレタン樹脂が熱変形したり、溶融したり発火し（６００℃以上で爆裂燃焼する）、有毒ガスが発生するなどの問題点を有している。
【０００５】
また、例えば電波暗室などに用いられる電磁波吸収体１００は、図４０に示すように基台１０１とその上に設けられた多数の尖端部１０２を有する、高さＨが数十ｃｍから数ｍのものである。そのため暗室内において電磁波吸収体１００の占めるスペースが大きく、室内の空間利用率が悪いうえ、厚くて重く、前述のように燃え易いなどの欠点を有している。
【０００６】
さらに電磁波吸収体を必要とする技術分野も近年極めて広い範囲にわたっており、キロヘルツ（ＫＨｚ）の周波数帯域からギガヘルツ（ＧＨｚ）のミリ波の周波数帯域までに及んでいる。
【０００７】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、電磁波の吸収性能が高く、薄型、軽量化が可能で、極めて広範囲にわたって電磁波吸収性能が発揮できる信頼性に優れた電磁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】
前記目的を達成するため本発明の第１の手段は、貫通した多数の透孔を有し、その透孔の軸方向が基体平面に対して傾斜している多孔質基体の前記透孔周面に、電磁波吸収性フィラーと電磁波吸収性高分子材の混合物からなる吸収被膜を形成し、その透孔が前記吸収被膜で塞がれていないで通気性を有することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第２の手段は、前記第１の手段において、前記多孔質基体が電磁波遮蔽材料または電磁波吸収材料で構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第３の手段は、前記第１の手段において、前記電磁波吸収性フィラーの含有率の異なる吸収被膜が重ねて複数層設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第４の手段は、前記第１の手段において、前記吸収被膜と重なるように、電磁波吸収性の金属あるいは炭素を含有する薄層が設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第５の手段は、前記第１の手段ないし第４の手段において、前記多孔質基体がハニカム構造体であることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第６の手段は、前記第１の手段において、前記電磁波吸収性高分子材がイソブチルメタアクリレートとブチルアクリレートとの共重合体からなる変性ポリエステル樹脂であることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の第７の手段は、前記第１の手段ないし第６の手段において、その電磁波吸収体がシート状で複数積層されていることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の第８の手段は、前記第７の手段において、前記複数積層される電磁波吸収体が、イソブチルメタアクリレートとブチルアクリレートとの共重合体からなる変性ポリエステル樹脂で一体に接着されていることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の第９の手段は、前記第１の手段ないし第６の手段において、その電磁波吸収体の表面に、細孔にフィラメント状炭素を被着した不燃性または難燃性粒子がコートされていることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の第１０の手段は、前記第１の手段ないし第６の手段において、その電磁波吸収体がシート状で複数積層され、その電磁波吸収体と電磁波吸収体の間に、細孔にフィラメント状炭素を被着した不燃性または難燃性粒子が介在されていることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の第１１の手段は、前記第１の手段ないし第６の手段において、その電磁波吸収体が立体的に加工され、その加工された電磁波吸収体の中空部に、細孔にフィラメント状炭素を被着した不燃性または難燃性粒子が装填されていることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の第１２の手段は、前記第１の手段ないし第１１の手段において、その電磁波吸収体が電子部品を搭載したプリント配線基板の周辺、または電子部品の周辺に設置されていることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の第１３の手段は、前記第１の手段ないし第１１の手段において、その電磁波吸収体を例えば側壁、天井壁、床壁、仕切り壁などの建築材に用いたことを特徴とするものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図とともに説明する。図１ないし図３は本発明で用いられる各種多孔質ブロック１の斜視図で、図１は開口部の正面形状が六角形のハニカム構造体の多孔質ブロック１、図２は開口部の正面形状が四角形または菱形の格子状構造体の多孔質ブロック１、図３は開口部の正面形状が円形または楕円形の多孔質ブロック１を示しており、いずれの多孔質ブロック１も多数（無数）の透孔２が図面の手前側から奥側に向けて平行に延びて貫通している。
【００２５】
この多孔質ブロック１はアルミニウム、銅、鉄、ニッケルあるいはそれらの合金など金属からなる電磁波遮蔽材料、または炭素、フェライトなどの電磁波吸収材料で構成されている。
【００２６】
図４と図５は多孔質ブロック１からシート状の多孔質基体３を得るときのカットの仕方を示す多孔質ブロック１の側面図で、図４は多孔質ブロック１の上面４に対して９０度以外の傾斜角度θ１でカットする状態を、図５は多孔質ブロック１の上面４に対して９０度の角度θ２でカットする状態を、それぞれ示している。
【００２７】
図６は図１に示すハニカム構造体の多孔質ブロック１からカットして得られたシート状多孔質基体３の横断面図、図７と図８は図６Ａ−Ａ線上の縦断面図で、図７は図４のカット方法で得られたシート状多孔質基体３の縦断面図、図８は図５のカット方法で得られたシート状多孔質基体３の縦断面図である。
【００２８】
本実施形態ではシート状多孔質基体３は導電性ならびに成形性などを考慮してアルミニウムあるいはその合金から構成され、図６に示すように透孔２の正面形状が六角形をしており、図７ならびに図８に示すようにシート状多孔質基体３の互いに平行な２つの平面４ａ，４ｂを貫通する多数（無数）の透孔２を有している。その透孔２のセルサイズＬ（図６参照）は約５０〜１０００μｍ（実施形態では９００μｍ）、透孔周壁５の厚さＴ（図６参照）は約１０〜３０μｍ（実施形態では１５μｍ）、シート状多孔質基体３の高さＨ（図７，図８参照）は約１〜２ｍｍ（実施形態では１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、１．８ｍｍ）である。
【００２９】
図４に示すように多孔質ブロック１の上面４に対して傾斜角度θ１（実施形態では４５度と７０度）でカットすると、図７に示すように透孔２の軸方向６が前記平面４ａ，４ｂに対して傾斜角度θ１（実施形態では４５度と７０度）で傾斜したシート状多孔質基体３が得られる。
【００３０】
一方、図５に示すように多孔質ブロック１の上面４に対して９０度の角度θ２でカットすると、図８に示すように透孔２の軸方向６が前記平面４ａ，４ｂに対して直交したシート状多孔質基体３が得られる。
【００３１】
図９は、多孔質ブロック１からシート状多孔質基体３を得る他のカット方法を示す多孔質ブロック１の上面図である。図４に示すカット法では多孔質ブロック１を斜めに削ぐようにカットしたが、この例は多孔質ブロック１の上面４上において、多孔質ブロック１の長辺に対してカット刃（図示せず）を傾斜角度θ３に配置・固定して、そのままカット刃を下方向に降ろすことにより、結果的には図７と同様なシート状多孔質基体３が得られる。このカット方法はカット刃を単に垂直方向に上下動すれば良いだけであり、図４の方法に比べて量産的である。
【００３２】
前述の例では多孔質ブロック１からシート状多孔質基体３を切り出したが、この他にエキスパンデットメタル、金属あるいは炭素繊維からなる網体を１層または複数層にしてシート状多孔質基体として用いることも可能である。
【００３３】
このシート状の多孔質基体３はフレキシブル性を有し折り曲が可能で、後述のように三角形以上の多角形の柱状、円柱状、円錐、角錐、台形など任意の形状に立体的に加工することが可能である。
【００３４】
図１０ないし図１２に示すようにシート状多孔質基体３の平面４ａ，４ｂならびに透孔周壁５の表面（壁面）に、電磁波の吸収機能を有する吸収被膜８がほぼ均一に形成される。吸収被膜８は電磁波吸収性フィラーと電磁波吸収性高分子材の混合物から構成されている。
【００３５】
電磁波吸収性フィラー（微粉末）としては、例えば銅、アルミニウム、銀、白金、亜鉛、マンガン、フェライト、グラファイト、グラファイトを担持したセラミックなどが用いられる。前記フェライトとしては、例えばマンガン−亜鉛系、ニッケル−亜鉛系、銅−亜鉛系、ニッケル−鉄系などのスピンネル型フェライトが用いられる。
【００３６】
前記グラファイトを担持するセラミックとしては、例えばアルミナ系、ムライト系、チタニア系、チタン酸塩系、ジルコニア系、ジルコン系、炭化珪素系などが用いられる。
【００３７】
不活性雰囲気において焼成した後に炭素が残ってその形状を保持する多孔質体（例えば段ボールなどの紙質）に、炭素源としての高分子材料（例えばフェノール樹脂）及びシリコン粉末を含んだスラリーを含浸させ、不活性雰囲気中で約９００〜１３００℃で焼成して炭化し、その炭化した多孔質体を減圧下あるいは不活性雰囲気中で約１４００℃以上で焼結することにより、微孔を有する炭化珪素を生成する。そしてこの多孔質体に減圧下あるいは不活性雰囲気中で約１３００〜１８００℃の温度でシリコンを溶融含浸させた炭化珪素系多孔質体は、軽量で優れた耐熱性、耐蝕性、熱衝撃性を有しているため賞用できる。
【００３８】
前記電磁波吸収性フィラーを単独あるは混合して用いられる。電磁波吸収性フィラーの粒径は３μｍ以下、好ましくは１μｍ以下である。
【００３９】
前記電磁波吸収性高分子材としては、例えばイソブチルメタアクリレートとブチルアクリレート（例えばα−メチルスチレン）との共重合体からなる変性ポリエステル樹脂が好適である。この変性ポリエステル樹脂中のイソブチルメタアクリレートとブチルアクリレートとの組成割合は、重量比で１／１〜３／１である。
【００４０】
この変性ポリエステル樹脂は分子量が約３０万〜１００万の縮重合体でＣＯＯＨ基をもつ長鎖化合物で、分子中にＯＨ基、二重結合、三重結合を有していないため、耐候性に優れ、銅、アルミニウム、銀などの金属からなる電磁波吸収性フィラーを酸化から長期間（１０年以上）護る。この変性ポリエステル樹脂はイソプロピルアルコール、ケロシン、アセトンなどの有機溶剤に可溶である。
【００４１】
具体的にはこの変性ポリエステル樹脂３０重量％をイソプロピルアルコールなどの有機溶剤に溶かし、銅を主成分とする銅とアルミニウムの混合物からなる超微粒子状の電磁波吸収性フィラーを２００〜５００重量％添加したものが用いられる。
【００４２】
この変性ポリエステル樹脂は糸鞠状のラダーポリマーで、その３次元構造中に電磁波吸収性フィラーの微粒子を均一に分散・担持して、酸化や劣化から長期間保護する。
【００４３】
電磁波吸収性フィラーと電磁波吸収性高分子材を含む塗布液をエアレススプレーで２００Ｋｇ／ｃｍ2 程度の高圧で噴射してシート状多孔質基体３に付着し、表面と孔内に吸収被膜８を形成する。
【００４４】
またこの他に、電磁波吸収性フィラーと電磁波吸収性高分子材を含む塗布液を、超音波振動子を備えた容器に満たし、シート状多孔質基体３をその容器に入れる。そして前記超音波振動子を可動させて、前記溶液をシート状多孔質基体３に万遍なく馴染ませる。
【００４５】
その後、シート状多孔質基体３を密閉容器内に移して高圧空気を送り、瞬間的にシート状多孔質基体３の内部にある余分な溶液を排出する。次に遠赤外線ランプまたはハロゲンランプで短時間（数十秒）加熱・乾燥してシート状多孔質基体３の表面と孔内に吸収被膜８を形成する方法もある。
【００４６】
吸収被膜８は固化するとポリマー内部の金属やグラファイトカーボンなどとのトンネル効果で、表面抵抗率が例えば０．３〜１Ωｃｍ程度の導電性となる。シート状多孔質基体３としてアルミニウムなどの金属あるいはカーボンを使用すると、多孔質基体３を介して全セルが導電性を有し、導電性のある電磁波吸収体となる。吸収被膜８の膜厚は３０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１００μｍである。吸収被膜８は、一層または多層構造であることが有効である。また多層構造の場合、各層の電磁波吸収性フィラーの含有率や必要に応じて含有率と膜厚を変えることも有効である。
【００４７】
吸収被膜８を形成しても図１０ないし図１２に示すようにシート状多孔質基体３の透孔２は塞がれず、従って透過性（シースルー）を有し、気体の流通が自由である。
【００４８】
図１３は、本実施形態に係る電磁波吸収体の吸収機能を説明するための原理図である。透孔（セル）２内に入った電磁波９は、
▲１▼．透孔（セル）２内における壁面での乱反射が繰り返えされる。多孔質基体３がハニカム構造体の場合は相対向する６つの壁面を有し、乱反射（疑似ブラウン運動〔分子振動〕）が効率的に繰り返えされる。
【００４９】
▲２▼．同図の円内に示しているように吸収被膜８の表面には微細な凹凸が無数形成され、フラットな面に比べて比表面積が数千倍〜数万倍に増加して、乱反射が生じ易い。
【００５０】
▲３▼．吸収被膜８中の電磁波吸収性高分子は３次元の糸鞠構造（ＣＯＯＨによる立体的なマトリックス構造）を有した炭素の塊でもあることから、電磁波の吸収が効率的に行なわれる。
【００５１】
▲４▼．吸収被膜８中に分散・保持されている微細フィラーにより電磁波の乱反射と吸収が効率的に行なわれる。
【００５２】
▲５▼．アルミニウムなどからなるシート状多孔質基体３と電磁波の共振が生じる。
▲６▼．アルミニウムなどからなるシート状多孔質基体３の内部での電磁波の乱反射による減衰が生じている。
【００５３】
そして図１３に模式的に示したようにブラウン運動のような乱反射と共振が生じながら、前記▲１▼〜▲６▼の相乗作用により電磁波エネルギーが効率良く吸収される。
【００５４】
図７，図１１に示すように透孔２の軸方向６が多孔質基体３の平面４ａ，４ｂに対して傾斜している多孔質基体３を使用すると、図８，図１２に示すように透孔２の軸方向６が多孔質基体３の平面４ａ，４ｂに対して直交する多孔質基体３よりも同じ厚さで透孔２（吸収被膜８）の長さが実質的に長くなり、透孔周壁５が斜めになるから電磁波の乱反射が生じ易く、電磁波を封じ込め易いなどの理由から賞用できる。
【００５５】
図１４はこの通気性を有する電磁波吸収体の適用例を示す図で、パソコンなどの電子機器１１に設けられている通気孔１２のケース内側にシート状の電磁波吸収体１０を固定している。電子機器１１は、電磁波ノイズの対策とリサイクルの容易性から金属筺体への転換が増加している。そして電子機器１１内の各種電子デバイスから熱を発生するため、放熱用の通気孔１２がケースの側面や後面などに形成されている。そのため通気孔１２を通して電磁波が電子機器１１内に入って電子デバイスに悪影響を及ぼしたり、あるいは電子機器１１内で発生した電磁波が通気孔１２を通して外部に洩れ、周辺機器などに悪影響を及ぼす。
【００５６】
本実施形態の電磁波吸収体１０は薄くて通気性を有するため、放熱は支障なく行なわれ、しかも電磁波吸収機能を備えているため、通気孔１２を通しての電磁波の出入りを有効に阻止することができる。
【００５７】
図１５と図１６はこのシースルー性を有する電磁波吸収体の適用例を示す図で、図１５は窓付近の断面図、図１６は室内から視た電磁波吸収体の正面図である。例えば高層インテリゼントビル、レーダ管制室、重役室、経理室、コンピユータ室、工場の生産コントロール室、列車の運行コントロール室、戦艦などの電磁波シールドが必要な部屋のガラス窓１３は窓枠１４に固定されている。このガラス窓１３の室内側には、シート状の電磁波吸収体１０ａ，１０ｂが配置されている。この電磁波吸収体１０ａ，１０ｂは導電性を有する格子状の金属枠１５に例えば障子のように張られた状態で保持され、必要に応じて矢印方向に開閉可能になっている。
【００５８】
図１１に示すように透孔２の軸方向６が平面４ａ，４ｂに対して傾斜した電磁波吸収体１０ａ，１０ｂを用いた場合、その傾斜方向によって、上方からの外光が室内に取り入れられて空が良く見えたり、下方からの外光が室内に取り入れられて下側の道路などが良く見えたり、左方からの外光が室内に取り入れられて左側の光景が良く見えたり、右方からの外光が室内に取り入れられて右側の光景が良く見えたりする。
【００５９】
電磁波吸収体１０ａ，１０ｂは写真や絵画などを印刷することも可能である。また電磁波吸収体１０ａ，１０ｂの形状は、四角形の他に円形、多角形、ハート形、星形、ダイヤ形など任意の形状にデザインすることも可能である。さらに透孔２の軸方向６を変えて、入光の濃淡差を設けてインテリア効果を上げることもできる。
【００６０】
図１７と図１８は本発明の第２の実施形態の係る電磁波吸収体を説明するための図で、図１７は電磁波吸収体の横断面図、図１８は電磁波吸収体の縦断面図である。
【００６１】
本実施形態で前記第１の実施形態と相違する点は、吸収被膜８の上にＣＶＤ、スパッタリング、イオンプレーティングなどの薄膜技術を用いて銅、アルミニウム、銀、白金、亜鉛、マンガンなどのアモルファス金属膜を形成するか、あるいは塗布法などで炭素（グラファイト）膜や炭素（グラファイト）を担持したセラミック微粒子膜などからなる薄層１９を形成した点である。
【００６２】
本実施形態では一層の薄層１９を形成したが、薄層１９を重ねて複数層形成して、例えば第１層の薄層１９をアモルファス金属膜で構成し、第２層の薄層１９を炭素膜で構成し、第３層の薄層１９を炭素を担持したセラミック微粒子膜で構成するように、異なった材料で複数層の薄層１９を設けることも可能である。
【００６３】
本実施形態では吸収被膜８の上に薄層１９を形成した構造であるが、その薄層１９の上にまた吸収被膜８を形成したり、さらにその上に薄層１９を形成した多層構造であってもよい。
【００６４】
図１９ないし図２１は本発明の第３の実施形態の係る電磁波吸収体を説明するための図で、図１９は電磁波吸収体の横断面図、図２０と図２１は電磁波吸収体の縦断面図である。
【００６５】
本実施形態においても図６ないし図８に示すシート状の多孔質体３を用い、それの透孔２内に不燃性または難燃性微粒子（以下、不燃性微粒子と略記する）１６を装填する。
【００６６】
この不燃性微粒子１６は、不燃性多孔質微粒子の表面と細孔内にフィラメント状炭素を被着したものである。不燃性多孔質微粒子としては粘土系多孔質体、アルミナ、シリカ・アルミナ、前述したシリコンを溶融含浸させた炭化珪素系多孔質体、シリカゲル、炭素系多孔質体、ゼオライト、ガラス繊維やシリカ・アルミナ繊維などの無機繊維の集合体などが用いられる。
【００６７】
この不燃性多孔質微粒子の細孔内に触媒微粒子を付着せしめ、ガス状の炭化水素またはそれを含む混合物と高温で接触させることにより、不燃性多孔質微粒子の表面と細孔内にフィラメント状炭素を生成・被着することができる。
【００６８】
前記触媒には、例えばニッケル、コバルト、鉄、銅、モリブデンあるいはこれらに白金、ロジウム、銀などの貴金属を添加したものが用いられる。前記炭化水素としては、例えばアルカン、アルケン、アルキンの鎖式炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素などが用いられる。または炭化水素を含む混合物としては、例えば天然ガスや石油ガスなどが用いられる。
【００６９】
細孔内に触媒微粒子を担持した不燃性多孔質微粒子をガス状の炭化水素またはそれを含む混合物と高温（例えば３００〜９００℃）で接触させることにより、中空フィラメント状炭素や螺旋構造のフィラメント状炭素が前記細孔内で生成して成長する。このフィラメント状炭素は、結晶質炭素と非晶質炭素の混合物である。
【００７０】
この細孔内にフィラメント状炭素を被着した不燃性微粒子１６を図１９ないし図２１に示すように多孔質体３の透孔２内に圧入してシート状の電磁波吸収体１０を得る。
【００７１】
図２２ないし図２４は本発明の第４の実施形態の係る電磁波吸収体を説明するための図で、前記第３の実施形態と相違する点は、図１０ないし図１２に示すように吸収被膜８を形成した多孔質体３の透孔２内に、細孔内にフィラメント状炭素を被着した不燃性微粒子１６を装填した点である。本実施形態では図１０ないし図１２に示す多孔質体３の透孔２内に不燃性微粒子１６を装填したが、図１７と図１８に示す多孔質体３の透孔２内に不燃性微粒子１６を装填することも可能である。
【００７２】
次に前記第１〜４の実施形態に係る電磁波吸収体の使用形態例を説明する。図２５の例は、シート状の電磁波吸収体１０を複数枚積層して用いる例で、層間接着剤１７で一体化されている。この例では所定の大きさにカットした電磁波吸収体１０を複数枚積層したが、長尺状の電磁波吸収体１０を折り畳みながら積層することもできる。層間接着剤１７としては例えばエポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、ビニル系樹脂、合成ゴムなどの通常の接着剤も使用できるが、前述の電磁波吸収性高分子材を層間接着剤１７として用いることもできる。
【００７３】
図２６の例は、シート状の電磁波吸収体１０を複数枚積層し、層間に不燃性微粒子１６を層状に介在した例である。
【００７４】
図２７の例は、シート状の電磁波吸収体１０の片面または両面に不燃性微粒子１６をコートした例である。コートする際の接着剤としては通常の接着剤も使用できるが、前述の電磁波吸収性高分子材を用いることもできる。
【００７５】
図２８の例は、シート状の電磁波吸収体１０を円錐状または角錐状などのように立体的に加工し、その中空部に不燃性微粒子１６を充填した例である。
【００７６】
図２９の例は、シート状の電磁波吸収体１０を断面形状が三角形以上の多角形あるいは円形または楕円形の柱状に加工し、その中空部に不燃性微粒子１６を充填した例で、この柱状のものを多数集合して使用する。
【００７７】
図３０の例は、シート状の電磁波吸収体１０を合成樹脂、ゴム、織布、フェルトなどの他の部材１８とモールドあるいは接着などで組み合わせて使用する例であり、例えばパット状、帽子状、前掛け状、サポータ状など任意の形状に成形できる。
【００７８】
図３１ないし図３３は、前述の通気性とシースルー性を有するシート状の電磁波吸収体１０を組み合わせて建築材として用いる例を示すものである。本例の場合、図３１に示すように任意のサイズの三角形のシート状電磁波吸収体１０を作り、これを６枚組み合わせて図３２に示すように六角形の板状の集合体２０を製作する。
【００７９】
この集合体２０を例えば図３３に示すようにフラードーム構造の建築材として用いる。この板状集合体２０は図示していないが、軽量フレームに組込んでいくか、同形の断熱板や補強板に貼り付けるなどして用いられる。この例ではフラードーム構造の建築材として用いたが、ビル、施設、工場などに電磁波シールド空間を形成するのに側壁、天井壁、床壁、仕切り壁などの建築材として用いることもできる。また、電磁波過敏症の人の住居空間を形成するために、前記集合体２０と断熱板を貼り合わせた複合体を建築材として用いて住居を構成することも可能である。本例では三角形の電磁波吸収体１０を組み合わせて六角形の集合体２０を製作したが、四角形あるいは六角形の電磁波吸収体１０を組み合わせて建築材として用いることもできる。
【００８０】
図３４は本発明に係る電磁波吸収体の１０ＭＨｚ，１００ＭＨｚ，１ＧＨｚでの電界シールド特性を示す図、図３５は同じ周波数での磁界シールド特性を示す図で、これらのデータはＫＥＣ法により測定された値である。ＫＥＣ法は、近傍電磁界での評価を対象としたもので、微小モノポール・アンテナまたはループ・アンテナの一組の微小アンテナを使用することで、電界シールド特性と磁界シールド特性の両方が測定できる。
【００８１】
図中に示す各試料の条件は次の通りである。
試料（ａ）：図１２に示すように平面４ａ，４ｂに対する透孔２の軸方向が９０°、厚さ２．０ｍｍ。
試料（ｂ）：図１１に示すように平面４ａ，４ｂに対する透孔２の傾斜角が７０°、厚さ１．０ｍｍ、電磁波面に対する透孔２の向きが平行。
試料（ｃ）：傾斜角が７０°、厚さ１．０ｍｍ、電磁波面に対する透孔２の向きが直角。
試料（ｄ）：傾斜角が７０°、厚さ１．５ｍｍ、電磁波面に対する透孔２の向きが平行。
試料（ｅ）：傾斜角が７０°、厚さ１．５ｍｍ、電磁波面に対する透孔２の向きが直角。
試料（ｆ）：傾斜角が４５°、厚さ１．０ｍｍ、電磁波面に対する透孔２の向きが平行。
試料（ｇ）：傾斜角が４５°、厚さ１．０ｍｍ、電磁波面に対する透孔２の向きが直角。
試料（ｈ）：傾斜角が４５°、厚さ１．５ｍｍ、電磁波面に対する透孔２の向きが平行。
試料（ｉ）：傾斜角が４５°、厚さ１．５ｍｍ、電磁波面に対する透孔２の向きが直角。
試料（ｊ）：傾斜角が７０°、厚さ１．５ｍｍと厚さ１．０ｍｍの２枚重ね、電磁波面に対する透孔２の向きが平行。
試料（ｋ）：傾斜角が７０°、厚さ１．５ｍｍと厚さ１．０ｍｍの２枚重ね、電磁波面に対する透孔２の向きが直角。
試料（ｌ）：傾斜角が４５°、厚さ１．５ｍｍと厚さ１．０ｍｍの２枚重ね、電磁波面に対する透孔２の向きが平行。
試料（ｍ）：傾斜角が４０°、厚さ１．５ｍｍと厚さ１．０ｍｍの２枚重ね、電磁波面に対する透孔２の向きが直角。
【００８２】
図３４ならびに図３５から明らかなように、いずれの試料も１０ＭＨｚから１ＧＨｚまでの広い周波数帯域にわたって高い電界シールド特性と磁界シールド特性を有している。特に平面に対して透孔の向きが傾斜している電磁波吸収体、さらにその中でも２枚重ねした電磁波吸収体は優れたシールド特性を有している。従来の電磁波吸収体は、電界シールド特性がやや高くても磁界シールド特性はほとんど期待できないものが多い。これに対して本発明の電磁波吸収体は電界シールド特性と磁界シールド特性の両方に優れており、マイクロ波帯域の電磁波シールドにも好適である。
【００８３】
図３６は図１０と図１１に示すハニカム構造を有し、厚さが１．８ｍｍ、大きさが２１．４ｃｍ×２６．６ｃｍのシート状電磁波吸収体を２枚重ねた場合、図３７は１枚使用した場合のシールド性能を示す特性図である。
【００８４】
シールド性能の測定方法は、ＭＩＬ−ＳＴＤ−２８５に準拠して行なった。図中の実線は水平偏波、点線は垂直偏波の特性曲線である。この図３６と図３７から明らかなように、本発明の電磁波吸収体は周波数が２０ＧＨｚを超えても良好なシールド性能を有し、特に図３６に示すように電磁波吸収体を複数枚重ねて使用すると優れたシールド性能を発揮する。
【００８５】
図３８は図１９と図２０に示すハニカム構造を有し、多孔質セラミックにグラファイトを担持した不燃性微粒子１６を装填した大きさが６０ｃｍ×６０ｃｍのシート状電磁波吸収体を１枚用い、高さが３ｃｍ、直径が５ｃｍの凸部を多数形成した電磁波吸収体の電磁波反射減衰量を示す特性図である。
【００８６】
特性の測定はアーチ法を用いた。前記多孔質セラミックの密度と凸部の形状のバラツキを考慮して、縦方向と横方向の両方向から反射減衰量を測定した。図中の実線が縦方向、点線が横方向から測定した反射減衰量である。
【００８７】
この図の場合、周波数が３０〜４０ＧＨｚの電磁波に対して優れたシールド効果が得られる。前記凸部の形状、大きさ、分布、多孔質セラミックの密度、電磁波吸収体の厚さなどを調整することにより、電磁波のシールドしようとする周波数帯域が特定できる。またこの例では不燃性微粒子１６を内部に装填しているから、１３００〜１８００℃の耐熱性を有している。
【００８８】
図３９は図１９と図２０に示すハニカム構造を有し、多孔質セラミックにグラファイトを担持した不燃性微粒子１６を装填した厚さが８ｍｍで、大きさが６０ｃｍ×６０ｃｍの１枚のシート状電磁波吸収体の電磁波反射減衰量を示す特性図である。
【００８９】
特性の測定はアーチ法を用いた。前記多孔質セラミックの密度のバラツキを考慮して、縦方向と横方向の両方向から反射減衰量を測定した。図中の実線が縦方向、点線が横方向から測定した反射減衰量である。
【００９０】
この図の場合、周波数が６０ＧＨｚの電磁波に対して優れた吸収効果が得られる。この電磁波吸収体は、自動車追突防止装置や企業ＬＡＮの６０ＧＨｚに対応する電磁波吸収体として好適である。前述のような凸部を形成しない場合、多孔質セラミックの粒度、密度、層の厚さなどを調整することにより、電磁波の吸収しようとする周波数帯域が特定できる。またこの例でも不燃性微粒子１６を内部に装填しているから、１３００℃以上の耐熱性を有している。
【００９１】
図３８ならびに図３９の結果から明らかなように、本発明の電磁波吸収体は電磁波を反射してシールドするだけでなく、吸収する機能も有している。本明細書では、電磁波を反射してシールドする機能を有するものも含めて電磁波吸収体と称している。
【００９２】
前記実施形態では図１に示すハニカム構造を有する多孔質ブロックからカットしたシート状多孔質体を使用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図２や図３などに示す他の構造の多孔質ブロックから得られるシート状多孔質体を使用しても同等の効果を有する。
【００９３】
本発明に係る電磁波吸収体は例えば、
▲１▼．電波暗室、高層インテリゼントビル、重役室、経理室、コンピユータ室、工場の生産コントロール室、列車の運行コントロール室などの建築材。
▲２▼．飛行機、列車、自動車、船舶などの乗物類。
▲３▼．通信機器、ＯＡ機器、家電機器、測定機器、電装機器、医療機器類などの各種機器。
▲４▼．レーダー管制施設などのシールド施設。
▲５▼．プリント配線基板や電子部品の保護。特に通気性の電磁波吸収体を使用した場合、ヒートシンク（放熱部材）と同等の機能も合わせて発揮できる。
▲６▼．通気性を利用したヒートシンク（放熱部材）。
▲７▼．人体などの保護用部材（ＯＡエプロン、電磁波過敏症対策用帽子、ヘルメット、ペースメーカなどの医療機器保護用カバー、作動中に覆う電子レンジカバー）。
など広範囲の技術分野に適用可能である。
【００９４】
【発明の効果】
本発明の第１の手段は、貫通した多数の透孔を有し、その透孔の軸方向が基体表面に対して傾斜している多孔質基体の前記透孔周面に、電磁波吸収性フィラーと電磁波吸収性高分子材の混合物からなる吸収被膜を形成し、その透孔が前記吸収被膜で塞がれていないで通気性を有することを特徴とするものである。
【００９５】
本発明の第２の手段は、前記第１の手段において、前記多孔質基体が電磁波遮蔽材料または電磁波吸収材料で構成されていることを特徴とするものである。
【００９６】
本発明の第３の手段は、前記第１の手段において、前記電磁波吸収性フィラーの含有率の異なる吸収被膜が重ねて複数層設けられていることを特徴とするものである。
【００９７】
このような構成の電磁波吸収体は電磁波の吸収性能が高く、薄型、軽量化が可能で、極めて広範囲にわたって電磁波吸収性能が発揮でき、信頼性に優れ、広い技術分野においての応用が可能である。
【００９８】
また前記第１の手段に係る電磁波吸収体は、通気性あるいは（ならびに）シースルー性を有しているから、通気性あるいは透過性が必要な個所での電磁波の吸収、遮断が可能である。さらに前記第２の手段ならびに第３の手段に係る電磁波吸収体は、優れた不燃性または難燃性をも兼ね備えているなどの特長を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に用いるハニカム構造の多孔質ブロックの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に用いる格子状構造体の多孔質ブロックの斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に用いる他の多孔質ブロックの斜視図である。
【図４】多孔質ブロックの斜めカットを説明するための側面図である。
【図５】多孔質ブロックの垂直カットを説明するための側面図である。
【図６】ハニカム構造を有する多孔質基体の横断面図である。
【図７】多孔質ブロックから斜めカットした多孔質基体の図６Ａ−Ａ線上の縦断面図である。
【図８】多孔質ブロックから垂直カットした多孔質基体の図６Ａ−Ａ線上の縦断面図である。
【図９】多孔質ブロックの斜めカットの他の例を説明するための上面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る電磁波吸収体の横断面図である。
【図１１】図７に示す多孔質基体を使用した第１の実施形態に係る電磁波吸収体の縦断面図である。
【図１２】図８に示す多孔質基体を使用した第１の実施形態に係る電磁波吸収体の縦断面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る電磁波吸収体の電磁波吸収原理を説明するための図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る通気性を有する電磁波吸収体を設置した電子機器の斜視図である。
【図１５】本発明の実施形態に係るシースルー性を有する電磁波吸収体を設置した窓付近の断面図である。
【図１６】室内側から視たその電磁波吸収体の正面図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態に係る電磁波吸収体の横断面図である。
【図１８】その第２の実施形態に係る電磁波吸収体の縦断面図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態に係る電磁波吸収体の縦断面図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態に係る電磁波吸収体の横断面図である。
【図２１】図８に示す多孔質基体を使用した第３の実施形態に係る電磁波吸収体の縦断面図である。
【図２２】本発明の第４の実施形態に係る電磁波吸収体の縦断面図である。
【図２３】本発明の第４の実施形態に係る電磁波吸収体の横断面図である。
【図２４】図８に示す多孔質基体を使用した第４の実施形態に係る電磁波吸収体の縦断面図である。
【図２５】本発明の電磁波吸収体の第１の使用形態を示す断面図である。
【図２６】本発明の電磁波吸収体の第２の使用形態を示す断面図である。
【図２７】本発明の電磁波吸収体の第３の使用形態を示す断面図である。
【図２８】本発明の電磁波吸収体の第４の使用形態を示す断面図である。
【図２９】本発明の電磁波吸収体の第５の使用形態を示す斜視図である。
【図３０】本発明の電磁波吸収体の第６の使用形態を示す断面図である。
【図３１】本発明の電磁波吸収体の第７の使用形態に用いられる電磁波吸収体の平面図である。
【図３２】その電磁波吸収体の集合体の平面図である。
【図３３】その集合体を用いて構成したフラードームの一部正面図である。
【図３４】本発明の電磁波吸収体の電界シールド特性を示す図である。
【図３５】本発明の電磁波吸収体の磁界シールド特性を示す図である。
【図３６】本発明の２枚重ねの電磁波吸収体のシールド特性を示す図である。
【図３７】本発明の１枚電磁波吸収体のシールド特性を示す図である。
【図３８】本発明の多孔質セラミックを使用した凸部を有する電磁波吸収体の反射減衰量特性を示す図である。
【図３９】本発明の多孔質セラミックを使用したシート状電磁波吸収体の反射減衰量特性を示す図である。
【図４０】従来の電磁波吸収体の斜視図である。
【符号の説明】
１ 多孔質ブロック
２ 透孔
３ 多孔質基体
４ａ，４ｂ 平面
５ 透孔周壁
６ 軸方向
７ 長辺
８ 吸収被膜
９ 電磁波
１０，１０ａ，１０ｂ 電磁波吸収体
１１ 電子機器
１２ 通気孔
１３ 窓
１４ 窓枠
１５ 金属枠
１６ 不燃性微粒子
１７ 層間接着剤
１８ 他の部材
１９ 薄層
２０ 集合体

Claims (13)

1. 貫通した多数の透孔を有し、その透孔の軸方向が基体平面に対して傾斜している多孔質基体の前記透孔周面に、電磁波吸収性フィラーと電磁波吸収性高分子材の混合物からなる吸収被膜を形成し、その透孔が前記吸収被膜で塞がれていないで通気性を有することを特徴とする電磁波吸収体。
2. 請求項１記載の電磁波吸収体において、前記多孔質基体が電磁波遮蔽材料または電磁波吸収材料で構成されていることを特徴とする電磁波吸収体。
3. 請求項１記載の電磁波吸収体において、前記電磁波吸収性フィラーの含有率の異なる吸収被膜が重ねて複数層設けられていることを特徴とする電磁波吸収体。
4. 請求項１記載の電磁波吸収体において、前記吸収被膜と重なるように、電磁波吸収性の金属あるいは炭素を含有する薄層が設けられていることを特徴とする電磁波吸収体。
5. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１項記載の電磁波吸収体において、前記多孔質基体がハニカム構造体であることを特徴とする電磁波吸収体。
6. 請求項１記載の電磁波吸収体において、前記電磁波吸収性高分子材がイソブチルメタアクリレートとブチルアクリレートとの共重合体からなる変性ポリエステル樹脂であることを特徴とする電磁波吸収体。
7. 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１項記載の電磁波吸収体において、その電磁波吸収体がシート状で複数積層されていることを特徴とする電磁波吸収体。
8. 請求項７記載の電磁波吸収体において、前記複数積層される電磁波吸収体が、イソブチルメタアクリレートとブチルアクリレートとの共重合体からなる変性ポリエステル樹脂で一体に接着されていることを特徴とする電磁波吸収体。
9. 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１項記載の電磁波吸収体において、その電磁波吸収体の表面に、細孔にフィラメント状炭素を被着した不燃性または難燃性粒子がコートされていることを特徴とする電磁波吸収体。
10. 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１項記載の電磁波吸収体において、その電磁波吸収体がシート状で複数積層され、その電磁波吸収体と電磁波吸収体の間に、細孔にフィラメント状炭素を被着した不燃性または難燃性粒子が介在されていることを特徴とする電磁波吸収体。
11. 請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１項記載の電磁波吸収体において、その電磁波吸収体が立体的に加工され、その加工された電磁波吸収体の中空部に、細孔にフィラメント状炭素を被着した不燃性または難燃性粒子が装填されていることを特徴とする電磁波吸収体。
12. 請求項１ないし請求項１１のうちのいずれか１項記載の電磁波吸収体において、その電磁波吸収体が電子部品を搭載したプリント配線基板の周辺、または電子部品の周辺に設置されていることを特徴とする電磁波吸収体。
13. 請求項１ないし請求項１１のうちのいずれか１項記載の電磁波吸収体において、その電磁波吸収体を建築材として用いることを特徴とする電磁波吸収体。

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