WO2012133419A1

WO2012133419A1 - 電磁波吸収体及び電磁波吸収体の製造方法

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Publication number: WO2012133419A1
Application number: PCT/JP2012/057954
Authority: WO
Inventors: 佑紀福田; 隆司和野; 雅孝多田; 修橋本; 之憲松下; 靖之松田
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: JP2012209515A; JP5831921B2

Abstract

　５～７ＧＨｚの周波数帯域において、軽量で加工性に優れ、バラツキのない高性能な電磁波吸収性能を有する電磁波吸収体及び電磁波吸収体の製造方法を提供する。　電磁波吸収シート１は、ＤＣＦ２と、誘電体層３と、電磁波反射層４とから構成され、５～７ＧＨｚの周波数帯域における電磁波吸収体であって、誘電体層３は、カーボン材料を含むマトリックスからなり、同軸管法で測定した複素比誘電率は、実部（ε_ｒ'）が２０～１２０の範囲を満たし、虚部（ε_ｒ"）が２～１６の範囲を満たし、誘電正接（Ｔａｎδ＝ε_ｒ"／ε_ｒ'）が０．０５～０．５の範囲を満たすように構成する。

Description

電磁波吸収体及び電磁波吸収体の製造方法

　本発明は、通信機器等から発せられる電磁波を吸収する電磁波吸収体及び電磁波吸収体の製造方法に関する。

　近年、携帯電話をはじめ、様々な通信機器の普及に伴って、電磁波ノイズによる電気・電子機器の誤作動や情報の漏洩等の各種の電波障害の問題が深刻になってきている。また、電磁波が人体に悪影響を与える虞もあった。そこで、従来より電磁波を吸収する電磁波吸収体を用いることによって、電磁波による悪影響を防止する方法が行われていた。具体的には、電磁波を発する電子機器の周囲の壁部に対して電磁波吸収体を配置したり、建物の壁に対して電磁波吸収体を配置することにより、電子機器から発せされる電磁波を吸収していた。

　そして、上記のような電磁波吸収体は薄膜化及び軽量化が望まれていた。例えば、高速道路の料金所において利用されているノンストップ自動料金収受システム（ＥＴＣ）では、隣接レーン間での電磁波干渉による車載器の誤作動を防止する為に、料金所の天井や側壁に電磁波吸収体を張り付ける必要があり、電磁波吸収体の薄膜化及び軽量化が必要である。

　ここで、電磁波を吸収する為には吸収対象となる電磁波の周波数帯に対応した電磁波吸収体を用いる必要がある。例えば、通信機器から発せられるマイクロ波としては、無線ＬＡＮに用いられる２．４ＧＨｚ、５．２ＧＨｚの周波数の電磁波、ＥＴＣに用いられる５．８ＧＨｚの周波数の電磁波があり、それらのマイクロ波を吸収する為にはその周波数帯に対応した電磁波吸収体を用いる必要がある。

　例えば、特開２００３－１５８３９５号公報では、樹脂にナノサイズ炭素材料を１～１０重量部配合させた１～２０ＧＨｚ付近の広い周波数領域において比較的高い電磁波吸収性能が得られる電磁波吸収体が開示されている。また、特開２００４－３１１５８６号公報では、所定の樹脂成分と特定の窒素吸着比表面積を持つ粉末のカーボンブラックとからなり、密度が０．３ｇ／ｃｍ^３以下に設定されている発泡体の電磁波吸収体であり、８～１２．５ＧＨｚにおいて電磁波を８ｄＢ以上減衰させる電磁波吸収性能が得られる電磁波吸収体が開示されている。

　ところで、特開２００４－３１１５８６号公報にも記載の通り、電磁波吸収特性は、反射を低減する電磁波帯域および該帯域における減衰率は、基本的に電磁波吸収体内に含まれる電磁波を吸収する物質の種類および量と、吸収体の厚さによって決定される。電磁波を吸収する物質の種類としては磁性材料と導電性材料（誘電性材料）があるが、前者は重いことから、導電性材料の方が電磁波吸収体として用いるのに好ましい。また、導電性（誘電性）物質の種類は複素比誘電率により表され、電磁波吸収体の反射が理論上無くなる無反射曲線が算出される。また、ある波長λの反射を効率的に低減させ得る電磁波吸収体の厚さｄは、複素比誘電率によって決定される。換言すれば、複素比誘電率は電磁波吸収体の厚さｄによって決定されるともいえる。

　また、複素比誘電率の実数部は大きいほど吸収効果が最大になる周波数における吸収体の厚さを薄くできる。また複素比誘電率の虚数部は大きいほど電磁波をよく吸収する。そして、電磁波が吸収されるためには、電磁波が吸収体内部に入らなければならない。そのためには、複素比誘電率、電磁波の波長、吸収体の厚さが、無反射条件とよばれる一定の条件に近づく必要がある。三者が一定の関係を満たすことが重要である。

特開２００３－１５８３９５号公報特開２００４－３１１５８６号公報

　ここで、上記特許文献１、２のような電磁波吸収材料としてカーボン材料を含む電磁波吸収体では、金属を用いる場合と比べて比重が小さく、軽くすることが可能であるが、吸収効果の良い電磁波吸収体を作製することはできなかった。それは、上述したように誘電率を大きくしなければ吸収性能が良くならないが、誘電率を大きくするためには高充填が必要となるので、成形性が悪くなり、シートがもろくなるなどの問題が発生する。更に、誘電率は高ければよいというものではなく、上述したように無反射条件を満たす為に複素誘電率の実部、虚部の値が一定の関係を有することが重要となる。

　そして、上記特許文献１の電磁波吸収体では、複素比誘電率の実部（ε_ｒ’）が大きく、虚部（ε_ｒ”）が小さいため、電磁波吸収性能を表すパラメータである誘電正接（Ｔａｎδ＝虚部（ε_ｒ”）／実部（ε_ｒ’））が小さくなり、十分な電磁波吸収性能を得ることができなかった。また、上記特許文献１の電磁波吸収体では、比重が高く、加工性も悪いという問題があった。

　一方、上記特許文献２の電磁波吸収体では、特定の窒素吸着比表面積を持つ粉末のカーボンブラックを使用しており、複素比誘電率の実部（ε_ｒ’）が小さいことから、多量のカーボンブラックを使用しないと電磁波吸収性能が不十分となる。従って、特許文献２の電磁波吸収体は、多量のカーボンブラックを含むことやカーボンブラックの分散不良のために、電磁波吸収体としては外観が悪いうえ、内部にボイドが発生しやすく、電磁波吸収性能にバラツキが生じるという問題があった。

　本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、５～７ＧＨｚの周波数帯域において、軽量で加工性に優れ、バラツキのない高性能な電磁波吸収性能を有する電磁波吸収体及び電磁波吸収体の製造方法を提供することを目的とする。

　前記目的を達成するため本発明に係る電磁波吸収体は、誘電体層と、前記誘電体層の一方の面に積層された分割導電膜層と、前記誘電体層の他方の面に積層された電磁波反射層と、を有し、５～７ＧＨｚの周波数帯域における電磁波吸収体であって、前記誘電体層は、カーボン材料を含むマトリックスからなり、同軸管法で測定した複素比誘電率は、実部（ε_ｒ’）が２０～１２０の範囲を満たし、虚部（ε_ｒ”）が２～１６の範囲を満たし、誘電正接（Ｔａｎδ＝ε_ｒ”／ε_ｒ’）が０．０５～０．５の範囲を満たすことを特徴とする。

　また、本発明に係る電磁波吸収体は、前記カーボン材料が、前記マトリックス１００重量部に対して５０～１４０重量部の割合で含まれていることを特徴とする。

　また、本発明に係る電磁波吸収体は、前記カーボン材料が鱗片状黒鉛であることを特徴とする。

　また、本発明に係る電磁波吸収体は、前記誘電体層は、前記マトリックスに対して前記鱗片状黒鉛を電磁波の入射方向に対して垂直方向に配列させた状態で分散させた層からなることを特徴とする。

　また、本発明に係る電磁波吸収体は、５～７ＧＨｚの周波数帯域において電磁波吸収量が１５ｄＢ以上のピーク周波数を有することを特徴とする。

　また、本発明に係る電磁波吸収体は、前記誘電体層は、同軸管法で測定した複素比誘電率が、実部が同値の無反射条件を満たす虚部の値と比較した場合に、無反射条件を満たす虚部の値よりも低い虚部の値となることを特徴とする。

　また、本発明に係る電磁波吸収体は、電磁波吸収体の厚さｄと吸収される電磁波の波長λとの比が、ｄ／λ＝０．０１～０．０５を満たし、単位面積当たりの重量が１０００ｇ／ｍ^２～２０００ｇ／ｍ^２の範囲にあることを特徴とする。

　また、本発明に係る電磁波吸収体は、前記分割導電膜層は、四角形状の複数の導電膜が所定間隔で配置された構造を備え、前記導電膜の一辺のサイズが３．０ｍｍ～８．０ｍｍであって、前記導電膜が０．１ｍｍ～０．５ｍｍの間隔で配置されていることを特徴とする。

　また、本発明に係る電磁波吸収体の製造方法は、上記特徴を有する電磁波吸収体を製造する電磁波吸収体の製造方法であることを特徴とする。

　前記構成を有する本発明に係る電磁波吸収体によれば、電磁波吸収材料としてカーボン材料を用いた電磁波吸収体において、ＤＣＦ構造を用いることによって、カーボン材料の割合を高くすることなく十分な電磁波吸収性能を得ることができる。即ち、誘電体層の実効誘電率を上昇させ、且つ分割導電膜層及び誘電体層を含めた電磁波吸収体が無反射条件を満たすように設計することが可能となる。それによって、電磁波吸収体に進入した電磁波を大きく減衰させることが可能となる。従って、５～７ＧＨｚの周波数帯域において、軽量で加工性に優れ、バラツキのない高性能な電磁波吸収性能を有する電磁波吸収体を提供することができる。

　また、本発明に係る電磁波吸収体によれば、カーボン材料が、マトリックス１００重量部に対して５０～１４０重量部の割合で含まれているので、多量のカーボン材料を含むことによる弊害が生じることが無い。多量のカーボン材料を含むことによる弊害としては、例えば、カーボン材料の分散不良のために、外観が悪くなったり、内部にボイドが発生しやすくなり、電磁波吸収性能にバラツキが生じるといったものがある。

　また、本発明に係る電磁波吸収体によれば、誘電体層は、マトリックスに対して鱗片状黒鉛を分散させた層からなるので、誘電体層の実効誘電率を上昇させることができる。その結果、誘電体層の薄膜化及び軽量化の実現が可能となる。

　また、本発明に係る電磁波吸収体によれば、誘電体層は、マトリックスに対して鱗片状黒鉛を電磁波の入射方向に対して垂直方向に配列させた状態で分散させた層からなるので、電磁波の入射方向に対して鱗片状黒鉛の面を垂直にすることができ、誘電体層の複素比誘電率の虚部の値を大きく上昇させることなく、実部の値を上昇させることができる。その結果、電磁波吸収体の複素比誘電率を高誘電率側へ移行させるとともに無反射条件を満たすことが可能となり、電磁波吸収体の薄膜化及び軽量化の実現が可能となる。

　また、本発明に係る電磁波吸収体によれば、５～７ＧＨｚの周波数帯域において電磁波吸収量が１５ｄＢ以上のピーク周波数を有するので、５～７ＧＨｚの周波数帯域の電磁波を吸収する際に十分な電磁波吸収性能を実現することが可能となる。

　また、本発明に係る電磁波吸収体によれば、誘電体層の複素比誘電率の実部が同値の無反射条件を満たす虚部の値と比較した場合に、無反射条件を満たす虚部の値よりも低い虚部の値となるので、ＤＣＦ及び誘電体層を含めた電磁波吸収シートが無反射条件を満たすように設計することが可能となる。それによって、電磁波吸収シートに進入した電磁波を減衰させることが可能となる。

　また、本発明に係る電磁波吸収体によれば、ＤＣＦを用いた電磁波吸収体において、十分な電磁波吸収特性を有した状態で誘電体層及びＤＣＦの薄膜化及び軽量化を図ることが可能となる。従って、側壁や天井に対して電磁波吸収体を貼り付けることも容易に可能となり、電磁波吸収体の利用の幅を大きく広げることが可能となる。また、電磁波吸収体の薄膜化に伴って、整合周波数について低周波数側へシフトすることも可能となる。

　また、本発明に係る電磁波吸収体によれば、ＤＣＦのパラメータである導電膜の一辺の長さ及び導電膜の配置間隔の値をそれぞれ適切な値とすることによって、十分な電磁波吸収特性を有した状態で誘電体層及びＤＣＦの薄膜化及び軽量化を図ることが可能となる。

　更に、本発明に係る電磁波吸収体の製造方法によれば、上記効果を有する電磁波吸収体を製造することが可能となる。

図１は、本発明に係る電磁波吸収シートについて示した説明図である。図２は、本発明に係る電磁波吸収シートに形成されたＤＣＦの構造を示した模式図である。図３は、無反射条件を満たす無反射曲線と本実施形態で用いる誘電体層の複素比誘電率ε_ｒの一覧を示した図である。図４は、ＤＣＦの導電膜の一辺の長さａと導電膜の配置間隔ｂをそれぞれ所定値に設定した場合の電磁波吸収特性を示したグラフである。図５は、ＤＣＦの導電膜の一辺の長さａと導電膜の配置間隔ｂをそれぞれ所定値に設定した場合の電磁波吸収特性を示したグラフである。図６は、実施例１の電磁波吸収シートについて、周波数に対する電磁波吸収量を示したグラフである。図７は、実施例２の電磁波吸収シートについて、周波数に対する電磁波吸収量を示したグラフである。

　以下、本発明に係る電磁波吸収体について具体化した実施形態について以下に図面を参照しつつ詳細に説明する。

　先ず、本発明に係る電磁波吸収体である電磁波吸収シート１の構成について図１に基づき説明する。図１は本発明に係る電磁波吸収シート１について示した説明図である。

　図１に示すように、本発明に係る電磁波吸収シート１は、基本的に分割導電膜層（以下、ＤＣＦという）２と、誘電体層３と、電磁波反射層４とから構成される。また、電磁波の入射方向に対してＤＣＦ２、誘電体層３、電磁波反射層４の順に積層されている。また、図１では電磁波吸収シート１が壁等の被着体５に対して接着層６を介して貼着されている例を示す。更に、ＤＣＦ２の前面は、耐候性、耐熱性の優れたフッ素系ポリマー膜等の保護膜７によって被覆されている。

　ここで、ＤＣＦ２は、導電材料（例えば銅箔）により構成された正方形の導電膜１１を等間隔で配置した周期構造を有する。図２はＤＣＦ２の構造を示した模式図である。
　図２に示すように、本発明のＤＣＦ２ではＰＩ（ポリイミド）フィルム１２に対して一辺の長さａの銅箔の導電膜１１を間隔ｂで配置することにより構成される。また、導電膜１１の一辺の長さａは３．０ｍｍ～８．０ｍｍであって、導電膜１１の配置間隔ｂは０．１ｍｍ～０．５ｍｍとすることが望ましい。上記数値範囲とすることによって、後述のように従来のλ／４型電波吸収体と比較して薄膜化及び軽量化の実現が可能となる。

　そして、ＤＣＦ２に対して電磁波が垂直に入射すると、導電膜１１のエッジ部に電流が流れ、導電膜１１のギャップ部（隣り合う導電膜１１の間）に電界が蓄積される。即ち、位相が遅延し、電磁波吸収シート１の実効誘電率を大きく上昇させる（複素比誘電率の実部と虚部を共に上昇させる）ことができる。従って、ＤＣＦ２を用いた電磁波吸収シート１では、従来のλ／４型電波吸収体と比較して薄膜化及び軽量化の実現が可能となる。また、電磁波吸収シート１の薄膜化に伴って、整合周波数について低周波数側へシフトすることが可能となる。

　尚、ＤＣＦ２の導電膜１１を構成する材料は銅箔に限られることなく、アルミニウム、金、銀、導電フィルム等でも良い。また、ＰＩフィルム１２を用いずに導電膜１１を誘電体層３に直接配置する構成としても良い。

　一方、誘電体層３は、電磁波吸収材料が分散されたマトリックスにより形成される。尚、誘電体層３に用いられるマトリックスとしては、ゴム系材料、樹脂、無機バインダー、無機・有機ハイブリッドバインダ等がある。また、ゴム系材料としては、例えば、シリコンゴム系、フッ素ゴム系、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンモノマ）ゴム系などを挙げることができるが、特にＥＰＤＭゴム系を用いることが望ましい。

　ＥＰＤＭゴム系は耐候性、耐薬品性に優れ、またシリコンゴム、フッ素ゴムと比較して安価であることから汎用的に使用されている。また、ＥＰＤＭゴム系の架橋剤としては、有機過酸化物を用いることを特徴とする。用いる有機過酸化物の種類については特に限定はなく、例えばジ－ｔ－ブチルパーオキサイドやジクミルパーオキサイド、α，α´－ビス（ｔ－ブチルパーオキシ）－ｐ－ジイソプロピルベンゼンや２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）へキサン、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）へキシン－３、や２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ベンゾイルパーオキシ）へキサン、ジ－ｔ－ブチルパーオキシ－３，３，５－トリメチルシクロヘキサンやｔ－ブチルヒドロパーオキシドなどの適宜なものを１種又は２種以上を用いうる。また、本発明においては、有機過酸化物として１分半減期が１６０℃以下の物を少なくとも用いることが好ましい。

　また、本発明において、有機過酸化物の使用量は用いるゴム系ポリマーの種類や目的とする発泡体物性などに応じて適宜決定することができるが、通常ゴム系ポリマー１００重量部あたり１～４０重量部、好ましくは５～３０重量部である。また、本発明においては、例えばエチレンジメタクリレートやエチレングリコールアクリレート、トリアリルイソシアヌレートやトリメチロールプロパントリメタクリレート、Ｎ，Ｎ´－ｍ－フェニレンビスマレイミドなどの適宜な架橋助剤を併用することもできる。

　また、本発明のＥＰＤＭゴム系においては、ジシクロペンタジエンを有するＥＰＤＭゴム、有機過酸化物もしくは硫黄を少なくとも成分とする混和物からなるが、上記特性を損なわない範囲で上記必須成分以外の物を添加しても良い。

　特に本発明においては、老化防止剤として２－メルカプトベンゾイミダゾールを用いることが好ましい。２－メルカプトベンゾイミダゾールを添加することで、有機過酸化物によるＥＰＤＭゴムのプロピレン部分の分解による低分子量化を防ぐ効果が有る。また、これ以外の老化防止剤、例えば２，２，４－トリメチル－１，２－ジヒドロキノリンや４，４´－ビス（α,α´－ジメチルベンジル）ジフェニルアミン等を併用することもできる。

　その他、本発明のＥＰＤＭゴム系混和物には、成形性の調整などを目的に軟化剤として、例えば塩素化パラフィンなどのパラフィン類やワックス類、ナフテン類、アロマ類、アスファルト類、アマニ油などの乾性油類、動植物油類、石油系オイル類、各種低分子量ポリマー類、フタル酸エステル類、リン酸エステル類、ステアリン酸やそのエステル類、アルキルスルホン酸エステル類、粘着付与剤などを添加することもできる。尚、ステアリン酸やそのエステル類は、滑剤としても有用で、従って各種の滑剤も配合しうる成分の例として挙げられる。

　更に上記混和物には、タルクや炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸やその塩類、クレー、雲母紛、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、亜鉛華、ベントナイン、カーボンブラック、シリカ、アルミナ、アルミニウムシリケート、アセチレンブラック、アルミニウム粉、酸化カルシウムなどの充填剤、その他、可塑剤や酸化防止剤、顔料、着色剤、防カビ剤などの適宜な配合剤を必要に応じて添加することができる。尚、前記の酸化カルシウムは吸湿剤として、亜鉛華は安定剤として有用で、従って各種の安定剤や補強剤も配合しうる成分の例として挙げられる。

　本発明におけるＥＰＤＭゴム系は、上記した混和物を加熱して架橋処理することにより行いうるが、その形成に際しては必要に応じ混和物を例えばシート等の所定の形態に形成して、その成形体を加熱処理して架橋体とすることもできる。その場合、成形体は適宜な方式にて任意な形態に成形したものであってよく、その形態について特に限定はない。

　従って、加硫処理の対象物は、混和物を例えばミキシングロールやカレンダーロール、バンバリーミキサー、押出成形等による適宜な方式でシート状やその他の形態に形成したものであってもよいし、所定の型を介して射出成形やプレス成形等による適宜な方式で凹凸等を有する所定の形態に成形したものなどであってもよい。

　よって形成体の寸法は任意であり、目的とする架橋体の形態などに応じて適宜に決定することができる。シート等の場合、その厚さは１００ｍｍ以下、好ましくは１～５０ｍｍ、さらに好ましくは３～３０ｍｍが一般的である。

　上記した架橋処理は、用いた有機過酸化物の分解温度などにより、従来に準じた適宜な条件で行うことができる。一般的な架橋温度は、２００℃以下、好ましくは１４０℃～１８０℃程度である。

　また、電磁波吸収材料としては、カーボン材料が用いられる（カーボン材料としてはカーボンブラックや黒鉛、カーボンファイバー等が挙げられるがそれらに限定されるものではない）。そして、本実施形態では、カーボン材料が、マトリックス１００重量部に対して５０～１４０重量部の割合で含まれていることが望ましい。カーボン材料の割合が多くなり過ぎると、成形性が悪くなり、シートがもろくなるなどの問題が発生する。一方、カーボン材料の割合が少なすぎると、誘電率を高くすることができない。尚、本発明では後述のように電磁波吸収材料として特に異方性の鱗片状黒鉛を用いる。また、誘電体層３に用いられるマトリックスとしては、電磁波反射層４及びＰＩフィルム１２に対してそれぞれ接着可能な材料を用いる。

　また、本発明に係る誘電体層３には、マトリックスに対して鱗片状黒鉛を電磁波の入射方向に対して垂直方向に配列させた状態で分散させる。従って、電磁波の入射方向に対して鱗片状黒鉛の面を垂直にすることができ、電磁波吸収シート１の複素比誘電率の虚部の値を大きく上昇させることなく、実部の値を上昇させることができる。その結果、電磁波吸収シート１の複素比誘電率を高誘電率側へ移行させるとともに無反射条件を満たすことが可能となり、電磁波吸収シート１の薄膜化及び軽量化の実現が可能となる。

　また、誘電体層３の同軸管法で測定した複素比誘電率は、実部（ε_ｒ’）が２０～１２０の範囲を満たし、虚部（ε_ｒ”）が２～１６の範囲を満たし、誘電正接（Ｔａｎδ＝ε_ｒ”／ε_ｒ’）が０．０５～０．５の範囲を満たし、特に、実部が同値の無反射条件を満たす虚部の値と比較した場合に、無反射条件を満たす虚部の値よりも低い虚部の値となることが望ましい。これは、上述したＤＣＦ２を配置することによって実効誘電率が上昇する（複素比誘電率の実部と虚部が共に上昇する）ので、ＤＣＦ２及び誘電体層３を含めた電磁波吸収シート１が無反射条件を満たすように、誘電体層３単体では予め実効誘電率を低く（複素比誘電率の実部と虚部を共に無反射条件を満たす値よりも低く）しておく必要がある為である。

　例えば、本発明では誘電体層３の複素比誘電率ε_ｒを、ε_ｒ＝３０－ｊ４、ε_ｒ＝４０－ｊ８、ε_ｒ＝５０－ｊ５、ε_ｒ＝７０－ｊ７のいずれかとする。ここで、図３は、無反射条件を満たす無反射曲線と、本発明で用いる誘電体層３の複素比誘電率ε_ｒの一覧を示した図である。図３に示すように、本発明で用いる誘電体層３の複素比誘電率ε_ｒは、無反射曲線に対して下方に位置する。即ち、実部が同値の無反射条件を満たす虚部の値と比較した場合に、無反射条件を満たす虚部の値よりも低い虚部の値となる。そして、ＤＣＦ２及び誘電体層３を含めた電磁波吸収シート１全体では複素比誘電率ε_ｒが無反射曲線上へと移動することとなる。

　一方、電磁波反射層４は、入射された電磁波を反射する反射手段として用いられる層であり、アルミニウム、銅、鉄やステンレス等の金属板や、高分子フィルムに真空蒸着やめっきで上記金属の薄膜を形成したもの、炭素繊維等の導電材で樹脂等を補強したものなどにより成形される。尚、誘電体層３と電磁波反射層４との積層方法は、例えば、直接熱接着する方法、電磁波吸収特性に影響を与えない程度の薄い接着剤で接着する方法等がある。また、電磁波吸収シート１に対して入射する電磁波の入射方向は、電磁波反射層４が積層されている面と反対側の面から入射するように設計する。但し、図１では電磁波の入射方向は、電磁波反射層４に対して垂直となっているが、入射方向は電磁波反射層４に対して垂直でなくても良い。

　また、本発明に係る電磁波吸収シート１には、必要に応じて被着体５に取り付けるための接着層６を設けることができる。その接着層６は、適宜な接着剤にて形成しうるが、接着作業の簡便性などの点より、粘着層であることが好ましい。尚、粘着層の形成には、適宜な粘着性物質を用いることができる。一般には、例えば、ゴム系粘着剤やアクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤やビニルアルキルエーテル系粘着剤、ポリビニルアルコール系粘着剤やポリビニルピロリドン系粘着剤、ポリアクリルアミド系粘着剤やセルロース系粘着剤などの有機系のものが用いられる。

　また、接着層６は、電磁波吸収シート１を被着体５に取り付けるまでの適宜な段階で設けることができる。従って電磁波吸収シート１に予め設けることもできるし、電磁波吸収シート１とした後に設けることもできる。

　電磁波吸収シート１への接着層６の付設は、カレンダーロール法等の圧延方式、ドクターブレード法やグラビアロールコータ法等のシート形成方式などの適宜な方式で粘着性物質を電磁波吸収シート１に付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に接着層６を形成してそれを電磁波吸収シートに移着する方法などの適宜な方式で行ってよい。

　また、付設する接着層６の厚さは、使用目的に応じて決定でき一般には１～５００μｍとされる。尚、設けた接着層６が表面に露出する場合には、それを被着体５に接着するまでの間、必要に応じてセパレータ等にて被覆して汚染等を防止することもできる。

　また、保護膜７は、フッ素系樹脂、より具体的にはフッ素系ポリマーにより形成されたフィルム、塗布層、含浸膜などからなる。尚、保護膜７を形成するフッ素系ポリマーとしては、適宜なものを用いることができ、特に限定されることはない。例えば、ポリテトラフルオロエチレンやテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体やエチレン・テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）やエチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフロリド（ＰＶＤＦ）やポリビニルフロリド（ＰＶＦ）などがあげられる。これらのフッ素系ポリマーは耐オゾン性、耐候性、耐熱性等の耐環境性に優れた材料である。また、上記のフッ素系ポリマーの内、複数種類のフッ素系ポリマーを用いてもよい。更に、保護膜７には、必要に応じて繊維等の補強基材を混入させても良い。

　また、保護膜７は、物性の改良などを目的にフッ素系ポリマー以外の適宜なポリマーを併用して形成しても良い。但し、その併用量は、耐候性の維持などの点よりフッ素系ポリマーの８０重量％以下、好ましくは５０重量％以下、更に好ましくは２０重量％以下とする。

　また、保護膜７の厚さは、強度や耐候性などの点より、０．１μｍ以上とすることが好ましい。例えば２０μｍとする。

　上記構成を有する本発明に係る電磁波吸収シート１は、例えばＥＴＣ料金所やガソリンスタンド等の建造物、その他のガードレールなどの車両用防護柵、高層ビルのような建造物などの電磁波対策の目的に好ましく用いうる。特に保護膜７を設けることによって耐候性と耐擦過性に優れることより、電磁波吸収シートを取り付けた状態で屋外等に暴露される物品に好ましく用いうる。

　また、本発明に係る電磁波吸収シート１は、上述したようにＤＣＦ２を備え、更にＤＣＦ２のパラメータである導電膜１１の一辺の長さａ及び導電膜１１の配置間隔ｂの値をそれぞれ適切な値とすることによって、薄膜化及び軽量化の実現が可能となる。そして、壁面や天井に貼り付ける用途から、ＤＣＦ２、誘電体層３及び電磁波反射層４を含む電磁波吸収シート１の厚さｄを吸収される電磁波の波長λに対して、ｄ／λ＝０．０１～０．０５を満たす範囲とすることが望ましい。従って、例えば設計周波数５．８ＧＨｚではｄ＝０．８６２ｍｍ～１．７２ｍｍとすることが望ましい。また、電磁波吸収シート１の単位面積当たりの重量が１０００ｇ／ｍ^２～２０００ｇ／ｍ^２の範囲とすることが望ましい。

　次に、電磁波吸収シート１に用いられるＤＣＦ２の導電膜１１の一辺の長さａ及び導電膜１１の配置間隔ｂの値と、電磁波吸収体の厚さｄと吸収される電磁波の波長λとの比と、電磁波吸収特性との関係について説明する。

　例えば、図４は、厚さを１．０４ｍｍとし、ＤＣＦ２の導電膜１１の一辺の長さａを６．０ｍｍ、導電膜１１の配置間隔ｂを０．４ｍｍにそれぞれ設定した電磁波吸収シート１の電磁波吸収特性を示したグラフである。また、図５は、厚さを１．０２ｍｍとし、ＤＣＦ２の導電膜１１の一辺の長さａを６．０ｍｍ、導電膜１１の配置間隔ｂを０．４ｍｍにそれぞれ設定した電磁波吸収シート１の電磁波吸収特性を示したグラフである。尚、図４及び図５では、シートへの電磁波の入射角度を５度～６０度の間で４段階に変化させ、入射角毎の周波数に対する電磁波吸収量を示す。

　図４に示すように、厚さを１．０４ｍｍとし、ＤＣＦ２の導電膜１１の一辺の長さａを６．０ｍｍ、導電膜１１の配置間隔ｂを０．４ｍｍに設定した電磁波吸収シート１については、５～７ＧＨｚの周波数帯域において電磁波吸収量が１５ｄＢ以上のピーク周波数を有する。特に、入射角度が６０度であっても、１５ｄＢ以上のピーク周波数を有する。また、図５に示すように、厚さを１．０２ｍｍとし、ＤＣＦ２の導電膜１１の一辺の長さａを６．０ｍｍ、導電膜１１の配置間隔ｂを０．４ｍｍに設定した電磁波吸収シート１についても、５～７ＧＨｚの周波数帯域において電磁波吸収量が１５ｄＢ以上のピーク周波数を有する。

　即ち、図４及び図５からは、電磁波吸収シート１の厚さｄ（即ちｄ／λ）と、導電膜１１の一辺の長さａと導電膜１１の配置間隔ｂの値とをそれぞれ適切な範囲（ｄ／λ＝０．０１～０．０５、ａ＝３．０ｍｍ～８．０ｍｍ、ｂ＝０．１ｍｍ～０．５ｍｍ）とすることによって、十分な電磁波吸収量である１５ｄＢ以上を達成することが可能であることが分かる。特に、本発明では、電磁波吸収シート１の厚さｄをｄ＝０．８６２ｍｍ～１．７２ｍｍの範囲にある極めて薄い値に設定したとしても、十分な電磁波吸収量である１５ｄＢ以上を達成することが可能であることが分かる。従って、本発明に係る電磁波吸収シート１は、ＤＣＦ２を備え、更にＤＣＦ２のパラメータである導電膜１１の一辺の長さａ及び導電膜１１の配置間隔ｂの値をそれぞれ適切な値とすることによって、十分な電磁波吸収量を保った状態で薄膜化及び軽量化が可能となる。

　以下に、本発明の実施例について説明する。
　先ず、本実施例の電磁波吸収シート１の製造工程について説明する。

（実施例１の製造工程）
　ジシクロペンタジエンを第三成分として５重量％含むＥＰＤＭ（ムーニー粘度ＭＬ1+4（１００℃）３８、ヨウ素価１２）１００重量部、有機過酸化物としてジクミルパーオキサイド（４０ｗｔ％希釈物）（１分半減期１７１℃）１０重量部、及びジ－ｔ－ブチルパーオキシ－３，３，５－トリメチルシクロヘキサン（４０ｗｔ％希釈物）（１分半減期１４８℃）１０重量部、鱗片状黒鉛（Ｄ５０・５μｍ）１４０重量部、その他、酸化亜鉛、ステアリン酸、充填剤、軟化剤、架橋助剤、スコーチ補助剤等の添加物を加圧ニーダーとミキシングロールで混練して混和物を得、それを押出し機で成形して厚み約１．４ｍｍの誘電体層３を作製した。

　一方、ＰＩフィルム１２に対して蒸着、エッチング、印刷のいずれかの方法により銅箔からなる導電膜１１のパターンを配置することによりＤＣＦ２を作製する。
　そして、導電膜１１の配置されたＰＩフィルム１２（ＤＣＦ２）を誘電体層３の一方の面に熱圧着した。また、誘電体層３の他方の面にはアルミニウム箔（電磁波反射層４）を接着剤等で接着した。更に、アルミニウム箔面にセパレータ上に設けた厚さ３０μmのアクリル系粘着層を付設して電磁波吸収シートを作製した。また、ＤＣＦ２の上面には厚さ２０μｍのフッ素系ポリマー膜を保護膜７として熱圧着した。

　上記工程により、誘電体層３の同軸管法で測定した複素比誘電率ε_ｒが、ε_ｒ＝７０－ｊ７となる電磁波吸収シート１を作製した。更に、実施例１の電磁波吸収シート１に対しては、一辺の長さ３．２ｍｍの導電膜１１を配置間隔０．５ｍｍで配置した。尚、導電膜１１は銅箔により形成した。

（実施例２の製造工程）
　ジシクロペンタジエンを第三成分として５重量％含むＥＰＤＭ（ムーニー粘度ＭＬ1+4（１００℃）３８、ヨウ素価１２）１００重量部、有機過酸化物としてジクミルパーオキサイド（４０ｗｔ％希釈物）（１分半減期１７１℃）１０重量部、及びジ－ｔ－ブチルパーオキシ－３，３，５－トリメチルシクロヘキサン（４０ｗｔ％希釈物）（１分半減期１４８℃）１０重量部、鱗片状黒鉛（Ｄ５０・５μｍ）を５７重量部、カーボンブラックを６重量部、その他、酸化亜鉛、ステアリン酸、充填剤、軟化剤、架橋助剤、スコーチ補助剤等の添加物を加圧ニーダーとミキシングロールで混練して混和物を得、それを押出し機で成形して厚み約１．０ｍｍの誘電体層３を作製した。

　他の作製条件は実施例１と同様である。そして、作製された誘電体層３を用いて、誘電体層３の同軸管法で測定した複素比誘電率ε_ｒが、ε_ｒ＝５０－ｊ５となる電磁波吸収シート１を作製した。更に、実施例２の電磁波吸収シート１に対して、一辺の長さ８ｍｍの導電膜１１を配置間隔０．５ｍｍで配置した。尚、導電膜１１は銅箔により形成した。

（比較例の製造工程）
　　ジシクロペンタジエンを第三成分として５重量％含むＥＰＤＭ（ムーニー粘度ＭＬ1+4（１００℃）３８、ヨウ素価１２）１００重量部、有機過酸化物としてジクミルパーオキサイド（４０ｗｔ％希釈物）（１分半減期１７１℃）１０重量部、及びジ－ｔ－ブチルパーオキシ－３，３，５－トリメチルシクロヘキサン（４０ｗｔ％希釈物）（１分半減期１４８℃）１０重量部、黒鉛５０重量部、その他、酸化亜鉛、ステアリン酸、充填剤、軟化剤、架橋助剤、スコーチ補助剤等の添加物を加圧ニーダーとミキシングロールで混練して混和物を得、それを押出し機で成形して厚み約１．４ｍｍの誘電体層３を作製した。　　　

　他の作製条件は実施例１と同様である。そして、作製された誘電体層３を用いて、誘電体層３の同軸管法で測定した複素比誘電率ε_ｒが、ε_ｒ＝２５－ｊ１となる電磁波吸収シート１を作製した。更に、比較例の電磁波吸収シート１に対して、一辺の長さ８ｍｍの導電膜１１を配置間隔０．５ｍｍで配置した。尚、導電膜１１は銅箔により形成した。

（実施例１の評価結果）
　上記実施例で得た実施例１の電磁波吸収シートについて、シートへの電磁波の入射角度を５度～６０の間で４段階に変化させ、入射角毎の周波数に対する電磁波吸収量を測定した。測定結果を図６に示す。

　図６に示すように誘電体層３の複素比誘電率ε_ｒがε_ｒ＝７０－ｊ７を満たす実施例１の電磁波吸収シート１については、５～７ＧＨｚの周波数帯域において電磁波吸収量が１５ｄＢ以上のピーク周波数を有することが分かる。また、ピーク周波数における電磁波吸収量は、電磁波がシートに対して垂直に近い角度で進入する程、大きくなることが分かる。そして、実施例３の電磁波吸収シート１では、電磁波がシートに対して６０度の角度で入射した場合であっても、ピーク周波数における電磁波吸収量は２５ｄＢとなり、高い吸収特性を示す。

（実施例２の評価結果）
　上記実施例で得た実施例２の電磁波吸収シートについて、シートへの電磁波の入射角度を５度～６０の間で４段階に変化させ、入射角毎の周波数に対する電磁波吸収量を測定した。測定結果を図７に示す。

　図７に示すように誘電体層３の複素比誘電率ε_ｒがε_ｒ＝５０－ｊ５を満たす実施例４の電磁波吸収シート１については、５～７ＧＨｚの周波数帯域において電磁波吸収量が１５ｄＢ以上のピーク周波数を有することが分かる。

（比較例の評価結果）
　比較例の電磁波吸収シートについて、シートへの電磁波の入射角度を５度～６０の間で４段階に変化させ、入射角毎の周波数に対する電磁波吸収量を測定した。しかしながら、誘電体層の複素比誘電率ε_ｒがε_ｒ＝２５－ｊ１を満たす比較例の電磁波吸収シートでは、５～７ＧＨｚの周波数帯域において吸収量のピークは確認できなかった。

　以上の実施例１、２及び比較例の評価結果を参照すると、誘電体層３の複素比誘電率の実部（ε_ｒ’）が２０～１２０の範囲を満たし、虚部（ε_ｒ”）が２～１６の範囲を満たし、誘電正接（Ｔａｎδ＝ε_ｒ”／ε_ｒ’）が０．０５～０．５の範囲を満たし、更に、電磁波吸収材料として鱗片状黒鉛がＥＰＤＭ１００重量部に対して５０～１４０重量部の割合で含まれることによって、５～７ＧＨｚの周波数帯域において電磁波吸収量が十分な吸収量である１５ｄＢ以上のピーク周波数を有する電磁波吸収量を達成することが可能である。

　以上説明したように、本実施形態に係る電磁波吸収シート１は、ＤＣＦ２と、誘電体層３と、電磁波反射層４とから構成され、５～７ＧＨｚの周波数帯域における電磁波吸収体であって、誘電体層３は、カーボン材料を含むマトリックスからなり、同軸管法で測定した複素比誘電率は、実部（ε_ｒ’）が２０～１２０の範囲を満たし、虚部（ε_ｒ”）が２～１６の範囲を満たし、誘電正接（Ｔａｎδ＝ε_ｒ”／ε_ｒ’）が０．０５～０．５の範囲を満たすので、電磁波吸収材料としてカーボン材料を用いた電磁波吸収体において、ＤＣＦ構造を用いることによって、カーボン材料の割合を高くすることなく十分な電磁波吸収性能を得ることができる。即ち、誘電体層３の実効誘電率を上昇させ、且つ分割導電膜層及び誘電体層３を含めた電磁波吸収体が無反射条件を満たすように設計することが可能となる。それによって、電磁波吸収体に進入した電磁波を大きく減衰させることが可能となる。従って、５～７ＧＨｚの周波数帯域において、軽量で加工性に優れ、バラツキのない高性能な電磁波吸収性能を有する電磁波吸収体を提供することができる。
　また、カーボン材料が、マトリックス１００重量部に対して５０～１４０重量部の割合で含まれているので、多量のカーボン材料を含むことによる弊害が生じることが無い。多量のカーボン材料を含むことによる弊害としては、例えば、カーボン材料の分散不良のために、外観が悪くなったり、内部にボイドが発生しやすくなり、電磁波吸収性能にバラツキが生じるといったものがある。
　また、誘電体層３は、マトリックスに対して鱗片状黒鉛を分散させた層からなるので、誘電体層３の実効誘電率を上昇させることができる。その結果、誘電体層３の薄膜化及び軽量化の実現が可能となる。
　また、誘電体層３は、マトリックスに対して鱗片状黒鉛を電磁波の入射方向に対して垂直方向に配列させた状態で分散させた層からなるので、電磁波の入射方向に対して鱗片状黒鉛の面を垂直にすることができ、誘電体層３の複素比誘電率の虚部の値を大きく上昇させることなく、実部の値を上昇させることができる。その結果、電磁波吸収体の複素比誘電率を高誘電率側へ移行させるとともに無反射条件を満たすことが可能となり、電磁波吸収体の薄膜化及び軽量化の実現が可能となる。
　また、５～７ＧＨｚの周波数帯域において電磁波吸収量が１５ｄＢ以上のピーク周波数を有するので、５～７ＧＨｚの周波数帯域の電磁波を吸収する際に十分な電磁波吸収性能を実現することが可能となる。
　また、厚さｄと波長λとの比が、ｄ／λ＝０．０１～０．０５を満たし、単位面積当たりの重量が１０００ｇ／ｍ^２～２０００ｇ／ｍ^２の範囲にあるので、ＤＣＦ２を用いた電磁波吸収シート１において、十分な電磁波吸収特性を有した状態で誘電体層３及びＤＣＦ２の薄膜化及び軽量化を図ることが可能となる。従って、側壁や天井に対して電磁波吸収シート１を貼り付けることも容易に可能となり、電磁波吸収シート１の利用の幅を大きく広げることが可能となる。また、電磁波吸収シート１の薄膜化に伴って、整合周波数について低周波数側へシフトすることも可能となる。
　また、ＤＣＦ２では、導電膜１１の一辺のサイズが３．０ｍｍ～８．０ｍｍであって、０．１ｍｍ～０．５ｍｍの間隔で配置されているので、十分な電磁波吸収特性を有した状態で誘電体層３及びＤＣＦ２の薄膜化及び軽量化を図ることが可能となる。
　また、誘電体層３は、同軸管法で測定した複素比誘電率が、実部が同値の無反射条件を満たす虚部の値と比較した場合に、無反射条件を満たす虚部の値よりも低い虚部の値となるので、ＤＣＦ２及び誘電体層３を含めた電磁波吸収シート１が無反射条件を満たすように設計することが可能となる。それによって、電磁波吸収シート１に進入した電磁波を減衰させることが可能となる。

　尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
　例えば、ＤＣＦ２に配置される導電膜１１は正方形状としているが、他の形状（例えば、長方形状）を有していても良い。

　また、本実施形態では誘電体層３に分散させる電磁波吸収材料として鱗片状黒鉛を用いているが、他のカーボン材料を用いても良い。

　　１　　　　　電磁波吸収シート
　　２　　　　　ＤＣＦ
　　３　　　　　誘電体層
　　４　　　　　電磁波反射層
　　７　　　　　保護膜
　　１１　　　　導電膜
　　１２　　　　ＰＩフィルム

Claims

　誘電体層と、
　前記誘電体層の一方の面に積層された分割導電膜層と、
　前記誘電体層の他方の面に積層された電磁波反射層と、を有し、
　５～７ＧＨｚの周波数帯域における電磁波吸収体であって、
　前記誘電体層は、
　　　カーボン材料を含むマトリックスからなり、
　　　同軸管法で測定した複素比誘電率は、
　　　　　実部（ε_ｒ’）が２０～１２０の範囲を満たし、
　　　　　虚部（ε_ｒ”）が２～１６の範囲を満たし、
　　　　　誘電正接（Ｔａｎδ＝ε_ｒ”／ε_ｒ’）が０．０５～０．５の範囲を満たすことを特徴とする電磁波吸収体。
　前記カーボン材料が、前記マトリックス１００重量部に対して５０～１４０重量部の割合で含まれていることを特徴とする請求項１に記載の電磁波吸収体。
　前記カーボン材料が鱗片状黒鉛であることを特徴とする請求項１に記載の電磁波吸収体。
　前記誘電体層は、前記マトリックスに対して前記鱗片状黒鉛を電磁波の入射方向に対して垂直方向に配列させた状態で分散させた層からなることを特徴とする請求項３に記載の電磁波吸収体。
　５～７ＧＨｚの周波数帯域において電磁波吸収量が１５ｄＢ以上のピーク周波数を有することを特徴とする請求項１に記載の電磁波吸収体。
　前記誘電体層は、同軸管法で測定した複素比誘電率が、実部が同値の無反射条件を満たす虚部の値と比較した場合に、無反射条件を満たす虚部の値よりも低い虚部の値となることを特徴とする請求項１に記載の電磁波吸収体。
　電磁波吸収体の厚さｄと吸収される電磁波の波長λとの比が、ｄ／λ＝０．０１～０．０５を満たし、
　単位面積当たりの重量が１０００ｇ／ｍ^２～２０００ｇ／ｍ^２の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の電磁波吸収体。
　前記分割導電膜層は、四角形状の複数の導電膜が所定間隔で配置された構造を備え、
　前記導電膜の一辺のサイズが３．０ｍｍ～８．０ｍｍであって、
　前記導電膜が０．１ｍｍ～０．５ｍｍの間隔で配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の電磁波吸収体。
　誘電体層と、前記誘電体層の一方の面に積層された分割導電膜層と、前記誘電体層の他方の面に積層された電磁波反射層と、からなる５～７ＧＨｚの周波数帯域における電磁波吸収体の製造方法であって、
　前記誘電体層は、
　　　カーボン材料を含むマトリックスにより製造され、
　　　同軸管法で測定した複素比誘電率は、
　　　　　実部（ε_ｒ’）が２０～１２０の範囲を満たし、
　　　　　虚部（ε_ｒ”）が２～１６の範囲を満たし、
　　　　　誘電正接（Ｔａｎδ＝ε_ｒ”／ε_ｒ’）が０．０５～０．５の範囲を満たすことを特徴とする電磁波吸収体の製造方法。
　前記カーボン材料が、前記マトリックス１００重量部に対して５０～１４０重量部の割合で含まれていることを特徴とする請求項９に記載の電磁波吸収体の製造方法。
　前記カーボン材料が鱗片状黒鉛であることを特徴とする請求項９に記載の電磁波吸収体の製造方法。
　前記マトリックスに対して前記鱗片状黒鉛を電磁波の入射方向に対して垂直方向に配列させた状態で分散させることにより前記誘電体層を製造することを特徴とする請求項１１に記載の電磁波吸収体の製造方法。
　５～７ＧＨｚの周波数帯域において電磁波吸収量が１５ｄＢ以上のピーク周波数を有することを特徴とする請求項９に記載の電磁波吸収体の製造方法。
　前記誘電体層は、同軸管法で測定した複素比誘電率が、実部が同値の無反射条件を満たす虚部の値と比較した場合に、無反射条件を満たす虚部の値よりも低い虚部の値となることを特徴とする請求項９に記載の電磁波吸収体の製造方法。
　電磁波吸収体の厚さｄと吸収される電磁波の波長λとの比が、ｄ／λ＝０．０１～０．０５を満たし、
　単位面積当たりの重量が１０００ｇ／ｍ^２～２０００ｇ／ｍ^２の範囲にあることを特徴とする請求項９に記載の電磁波吸収体の製造方法。
　四角形状の複数の導電膜を所定間隔で配置することにより前記分割導電膜層を製造し、
　前記導電膜の一辺のサイズが３．０ｍｍ～８．０ｍｍであって、
　前記導電膜が０．１ｍｍ～０．５ｍｍの間隔で配置されていることを特徴とする請求項９乃至請求項１５のいずれかに記載の電磁波吸収体の製造方法。