JP6063631B2 - 電磁波吸収体及び電磁波吸収体の製造方法 - Google Patents

Description

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。

特開２００３−１５８３９５号公報（第３−４頁） 特開２００４−３１１５８６号公報（第５−６頁）

ところで、上記特許文献１にも記載の通り、電磁波吸収特性である反射を低減する電磁波帯域（ピーク周波数）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（以下、電磁波吸収材料という）の種類および量と、電磁波吸収層（即ち誘電体層）の厚さによって決定される。

具体的には、ある波長λの反射を効率的に低減させ得る電磁波吸収層の厚さは、電磁波吸収層の複素比誘電率によって決定される。そして、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（整合周波数）における電磁波吸収層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。また、複素比誘電率が固定であれば、整合周波数に対応する電磁波吸収層の厚さは、整合周波数が低周波数側へシフトするほど厚くする必要がある。

即ち、低周波帯域（例えば４．９〜７．０５ＧＨｚ）で高い吸収量を有する電磁波吸収体は、電磁波吸収層の厚さを厚くするか誘電率を大きくする為に電磁波吸収材料を高密度で充電することが必要であった。しかし、電磁波吸収層の厚さを厚くすると、電磁波吸収体の薄膜化及び軽量化を図ることができない。また、電磁波吸収材料を高密度で充電すると、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。更に、多量の電磁波吸収材料を含有させた場合に、電磁波吸収材料の分散不良によって、内部にボイドが発生したり、電磁波吸収性能にバラツキが生じるという問題もあった。

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、分割導電膜層を誘電体層に積層するとともに、誘電体層と分割導電膜層とを接合する樹脂層の厚さを規定することによって、軽量で加工性に優れ、且つ低周波帯域で高い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願の請求項１に係る電磁波吸収体は、電磁波吸収材料を含むマトリックスからなる誘電体層と、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、前記誘電体層と前記分割導電膜層の間にあって、前記誘電体層と前記分割導電膜層の対向する面を互いに接合する樹脂層と、を有し、前記樹脂層の厚さが５μｍ〜３００μｍであって、前記誘電体層の厚さが１０００μｍ以下であって、前記誘電体層に含まれる前記電磁波吸収材料が、前記マトリックス１００重量部に対して１３０重量部以下であって、ピーク周波数が６．４ＧＨｚ以下であって、厚さが１００５μｍ〜１３００μｍのシート形状を有することを特徴とする。

また、請求項２に係る電磁波吸収体は、請求項１に記載の電磁波吸収体において、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２．０ｍｍ〜１０．０ｍｍであって、前記導電膜が０．１ｍｍ〜１．５ｍｍの間隔で配置されていることを特徴とする。

また、請求項３に係る電磁波吸収体は、請求項１又は請求項２に記載の電磁波吸収体において、前記誘電体層は、炭素系材料を含むマトリックスからなり、導波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の範囲を満たすことを特徴とする。

また、請求項４に係る電磁波吸収体は、請求項３に記載の電磁波吸収体において、前記電磁波吸収材料は鱗片状黒鉛であることを特徴とする。

また、請求項５に係る電磁波吸収体は、請求項３又は請求項４に記載の電磁波吸収体において、前記誘電体層は前記電磁波吸収材料を含む加硫ゴムからなることを特徴とする。

また、請求項６に係る電磁波吸収体は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電磁波吸収体において、前記誘電体層は、導波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、請求項７に係る電磁波吸収体は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電磁波吸収体において、４．９〜７．０５ＧＨｚの周波数帯域において電磁波吸収量が２０ｄＢ以上のピーク周波数を有することを特徴とする。

更に、請求項８に係る電磁波吸収体の製造方法は、前記請求項１乃至請求項７のいずれかに記載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。

前記構成を有する請求項１に記載の電磁波吸収体によれば、誘電体層の一方の面に積層された分割導電膜層を備え、更に誘電体層と分割導電膜層の間にあって、誘電体層と分割導電膜層の対向する面を互いに接合する樹脂層の厚さを５μｍ〜３００μｍとすることによって、誘電体層の厚さが１０００μｍ以下であって、誘電体層に含まれる電磁波吸収材料がマトリックス１００重量部に対して１３０重量部以下であっても、ピーク周波数が６．４ＧＨｚ以下とすることができるので、誘電体層に含有させる電磁波吸収材料の含有量を抑えつつ低周波帯域で高い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可能となる。例えば、厚さが１００５μｍ〜１３００μｍの薄膜状の電磁波吸収体であっても、６．４ＧＨｚ以下の周波数帯域において反射減衰量（電磁波吸収量）が十分な吸収量を達成することが可能である。
また、誘電体層に含有させる電磁波吸収材料の含有量を抑えることによっ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可能となる。
一方で、ＤＣＦ構造を用いることによって、更に誘電率を上昇させることが可能となる。そして、誘電率を上昇させることによって、更なる電磁波吸収体の薄膜化及び軽量化を実現することが可能となる。

また、請求項２に記載の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。

また、請求項３に記載の電磁波吸収体によれば、電磁波吸収材料として炭素系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、炭素系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。

また、請求項４に記載の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、請求項５に記載の電磁波吸収体によれば、電磁波吸収材料を含む加硫ゴムにより誘電体層を形成するので、加硫を行わない他のゴム系材料や、樹脂、無機バインダー、無機・有機ハイブリッドバインダ等を誘電体層に用いる場合と比較して、誘電体層に含有させる電磁波吸収材料の含有量を抑えつつ誘電率を上昇させることが可能となる。更に、耐候性及び耐熱性についても向上させることが可能となる。

また、請求項６に記載の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、請求項７に記載の電磁波吸収体によれば、４．９〜７．０５ＧＨｚの周波数帯域において電磁波吸収量が２０ｄＢ以上のピーク周波数を有するので、４．９〜７．０５ＧＨｚ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。

更に、請求項８に記載の電磁波吸収体の製造方法によれば、誘電体層に含有させる電磁波吸収材料の含有量を抑えつつ低周波帯域で高い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可能となる。

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。 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。 実施例１〜４と比較例１の電磁波吸収シートにおける第１樹脂層の厚さと整合周波数との関係を示した図である。

以下、本発明に係る電磁波吸収体及び電磁波吸収体の製造方法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、ＤＣＦ２と誘電体層３との間には、ＤＣＦ２と誘電体層３の対向する面を互いに接合する第１樹脂層５が設けられている。同じく、誘電体層３と電磁波反射層４との間には、誘電体層３と電磁波反射層４の対向する面を互いに接合する第２樹脂層６が設けられている。また、図１では電磁波吸収シート１が壁等の被着体７に対して接着層８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９によって被覆されている。尚、第１樹脂層５の厚さＤは、後述するように５μｍ〜３００μｍ、好ましくは５μｍ〜１００μｍ、より好ましくは５μｍ〜５０μｍとする。

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２．０ｍｍ〜１０．０ｍｍであって、導電膜１１の配置間隔ｂは０．１ｍｍ〜１．５ｍｍとすることが望ましい。ａ及びｂをそれぞれ適切な数値範囲とすることによって、後述のように電磁波吸収シート１の実効誘電率を大きく上昇させることが可能となる。

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の薄膜化とともに、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。

また、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＝０．５１ｍｍ〜２．５９ｍｍ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。

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が、例えば電磁波吸収材料が分散された加硫ゴムにより形成される。尚、誘電体層３に用いられる加硫ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等のゴム系材料を、硫黄又は有機過酸化物を加硫剤として加硫したものを用いるが、特にＥＰＤＭゴムを加硫した加硫ゴムを用いることが望ましい。尚、加硫剤として硫黄又は有機過酸化物のいずれを用いるかは、ゴム系材料の種類によって適宜選択される。また、誘電体層３に用いられる加硫ゴムとしては、第１樹脂層５及び第２樹脂層６に対してそれぞれ接着可能な材料を用いることが望ましい。

ＥＰＤＭゴムは耐候性、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ゴムの加硫剤としては、硫黄又は有機過酸化物を用いることを特徴とする。用いる硫黄又は有機過酸化物の種類については特に限定はなく、例えば硫黄、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）、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、加硫剤の使用量は用いるゴム系材料の種類などに応じて適宜決定することができるが、例えばゴム系材料１００重量部あたり０．１〜２０重量部、好ましくは０．５〜１０重量部、更に好ましくは１〜５重量部とする。また、本発明においては、加硫促進剤としてスルフェンアミド系、チウラム系、チオウレア系、チアゾール系等を、促進助剤として酸化亜鉛、ステアリン酸等を、ゴム薬品としてオイル、軟化剤、老化防止剤等をそれぞれ併用することもできる。尚、加硫促進剤の種類や使用量は、用いる加硫剤の種類などに応じて適宜決定することができるが、例えばゴム系材料１００重量部あたり０．１〜２０重量部、好ましくは０．５〜１０重量部、更に好ましくは１〜５重量部とする。

また、本発明の加硫ゴムにおいては、ＥＰＤＭゴム、有機過酸化物又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。

更に本発明のＥＰＤＭゴムには、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。

また、本発明における誘電体層３は、後述のようにゴム系材料に上記した加硫剤等の添加物を加えた後に、その混合物を加熱して加硫反応処理することにより形成する。但し、その形成に際しては、混合物を例えばシート等の所定の形態に成形した後に、その成形体を加熱処理することにより形成することも可能である。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、混合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成形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。尚、本発明では特にシート状に成形した後に加熱処理を行う。

また、加熱前の混合物の成形体の寸法は任意であり、目的とする誘電体層３の形態などに応じて適宜に決定することができる。例えば本発明では厚さ約１．０〜１．３ｍｍのシート状に形成する。

上記した加硫反応処理は、用いた硫黄や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。一般的な加熱温度は、２００℃以下、好ましくは１４０℃〜１８０℃程度である。また、加熱方法としては熱プレスや加熱したローラ表面にシートを搬送させること等により行う。

一方、誘電体層３に含まれる電磁波吸収材料としては、炭素系材料が用いられる。尚、炭素系材料としてはカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブ、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。本発明では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、炭素系材料は、ゴム系材料１００重量部に対して９０〜１６０重量部、好ましくは１１０〜１３０重量部の割合で含まれていることが望ましい。炭素系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、炭素系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。但し、本発明ではＤＣＦ２を積層するとともに誘電体層３として加硫ゴムを用いることによって誘電率を上昇させることができるので、従来の電磁波吸収シートと比較して、同じ厚み且つ同じ誘電率の誘電体層３を作成する際の炭素系材料の含有量を削減することが可能となる。例えば、従来の電磁波吸収シートにおいては、一般的に炭素系材料がゴム系材料１００重量部に対して１６０重量部以上の割合で含まれているのに対して、本発明ではゴム系材料１００重量部に対して９０〜１６０重量部、好ましくは１１０〜１３０重量部の割合まで減少させることが可能となる。

また、本発明に係る誘電体層３には、加硫ゴム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ことが望ましい。そして、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によって、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の導波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。

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、ＤＣＦ２と誘電体層３の対向する面を互いに接合する第１樹脂層５及び誘電体層３と電磁波反射層４の対向する面を互いに接合する第２樹脂層６は、適宜な樹脂材料にて形成しうるが、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、特にＤＣＦ２と誘電体層３との間に配置される第１樹脂層５の厚さＤは、電磁波吸収シート１の整合周波数に影響を与える。具体的には、後述するように基本的に第１樹脂層５の厚さＤが薄い程、整合周波数が低周波数側へシフトする。そこで、低周波帯域（例えば４．９〜７．０５ＧＨｚ）で高い吸収量を有する電磁波吸収シート１を実現する為には、第１樹脂層５の厚さＤを薄くすることが重要である。但し、第１樹脂層５の厚さＤが薄すぎるとＤＣＦ２と誘電体層３とを適切に接合できないことから、第１樹脂層５の厚さＤは、５μｍ〜３００μｍ、好ましくは５μｍ〜１００μｍ、より好ましくは５μｍ〜５０μｍとする。

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７に取り付けるための接着層８を設けることができる。その接着層８は、第１樹脂層５や第２樹脂層６と同様に適宜な樹脂材料にて形成しうる。また、接着層８は、電磁波吸収シート１を被着体７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。また、付設する接着層８の厚さは、使用目的に応じて決定でき一般には５〜５００μｍとされる。尚、設けた接着層８が表面に露出する場合には、それを被着体７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、第１樹脂層５、第２樹脂層６及び接着層８の形成は、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樹脂材料をシート面に付設する方式、あるいは前記に準じセパレータ上に第１樹脂層５、第２樹脂層６及び接着層８を形成してそれをシート面に移着する方法などの適宜な方式で行ってよい。また、市販の粘着テープを用いても良い。

また、保護膜９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９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９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９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９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。尚、保護膜９については省略しても良い。

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。また、本発明に係る電磁波吸収シート１は、誘電体層３に加硫ゴムを用いるので、加硫を行わない他のゴム系材料や、樹脂、無機バインダー、無機・有機ハイブリッドバインダ等を用いる場合と比較して、耐候性及び耐熱性を向上させることが可能となる。また、保護膜９を設けることとすれば、より耐候性と耐擦過性を向上させることができ、屋外等に使用される場合に好ましく用いうる。

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）
先ず、ＥＰＤＭゴム（エチレンプロピレンターポリマー、三井化学株式会社EPT＃4021）、鱗片状黒鉛（伊藤黒鉛W-5）、酸化亜鉛、ステアリン酸をバンバリーミキサーで混練した。尚、ＥＰＤＭゴム１００重量部に対して、鱗片状黒鉛の添加量は１２０重量部とした。
次に、得られた混合物に対して、硫黄系の加硫剤（（株）東知 アルファグランS-50EN）、加硫促進剤（大内振興化学工業（株） ノクセラーCZ、ノクセラーDM）を加えて再び混練を行った。尚、ＥＰＤＭゴム１００重量部に対して、加硫剤の添加量は０．２５重量部とし、加硫促進剤の添加量は１重量部とした。
その後、得られた混合物を押出機によって、厚み約１．０ｍｍのシート状に加工し、熱プレス（１８５℃、０．２ＭＰａ）により５分間加熱し、加硫反応処理を行わせ、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。尚、ＤＣＦ２では、導電膜１１の一辺の長さａを５．０ｍｍとし、導電膜１１の配置間隔ｂを０．４ｍｍとした。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３００μｍの厚みを有する粘着テープ（第１樹脂層５）により貼り合わせた。また、誘電体層３の他方の面にはアルミ箔（東洋アルミ（株） アルミニウム箔＃80)を同じく粘着テープ（第２樹脂層６）により貼り合わせた。尚、粘着テープとしては（メタ）アクリル酸Ｃ1-20アルキルエステルを単量体主成分とするアクリル系ポリマーを含有するアクリル系粘着剤を用いる。
貼り合わせ後は定尺で切断し、３００ｍｍ×３００ｍｍのシートに加工して電磁波吸収シート１を作製した。

（実施例２〜４の製造工程）
ＤＣＦ２と誘電体層３とを貼り合わせる粘着テープ（第１樹脂層５）の厚みをそれぞれ変更して電磁波吸収シート１を作製した。尚、各実施例の粘着テープの厚み等の各条件については後述の表１に記載する。

（比較例１〜５の製造工程）
ＤＣＦ２と誘電体層３とを貼り合わせる粘着テープ（第１樹脂層５）の厚みをそれぞれ変更して電磁波吸収シート１を作製した。更に、比較例２では誘電体層３の厚みを変更した。また、比較例３では鱗片状黒鉛の添加量を１４０重量部とした。更に、比較例５ではＤＣＦ２を設けることなく電磁波吸収シートを製造した。尚、各比較例の粘着テープの厚み等の各条件については後述の表１に記載する。

（実施例及び比較例の評価結果［誘電率測定］）
上記実施例で得た実施例１〜４及び比較例１〜５の電磁波吸収シートについて、アジレント・テクノロジー株式会社 ネットワークアナライザと関東電子Ｃバンド導波管を用いて、周波数４．９〜７．０５ＧＨｚで誘電率の測定を行った。各測定対象物の製造条件及び測定結果を表１に示す。また、特に実施例１〜４及び比較例１について、ＤＣＦ２と誘電体層３とを貼り合わせる粘着テープ（第１樹脂層５）の厚みと整合周波数との対応関係をグラフ化したものを図３に示す。

表１及び図３に示すように、実施例１〜４及び比較例１を比較すると、ＤＣＦ２と誘電体層３とを貼り合わせる粘着テープ（以下、第１樹脂層５とする）の厚さが薄い程、整合周波数が低周波数側へシフトすることが分かる。但し、第１樹脂層５の厚さを３μｍとした比較例４では、ＤＣＦ２と誘電体層３を適切に接合することができず、測定結果を得ることができなかった。従って、第１樹脂層５の厚さを５μｍ〜３００μｍ、好ましくは５μｍ〜１００μｍ、より好ましくは５μｍ〜５０μｍとすれば、低周波帯域（例えば４．９〜７．０５ＧＨｚ）で高い吸収量を有する電磁波吸収シートを実現することが可能となることが分かる。具体的には、４．９〜７．０５ＧＨｚ（より具体的には６．４ＧＨｚ以下）の周波数帯域において電磁波吸収量が２０ｄＢ以上の整合周波数を有する電磁波吸収シートを実現することが可能となる。特に、第１樹脂層５の厚さを５μｍ〜５０μｍとした実施例３、４では、ＥＴＣに用いられる５．８ＧＨｚ前後の周波数にピーク周波数を位置させることも可能である。また、第１樹脂層５を薄くすれば、電磁波吸収シート全体の厚みについても薄くすることができ、電磁波吸収シートの薄膜化及び軽量化を図ることも可能となる。

また、比較例２では実施例１〜４や比較例１と比べて誘電体層３の厚みを薄くした。その結果、第１樹脂層５の厚さを３００μｍより厚くしても電磁波吸収シート全体の厚みや重量については実施例１〜４と同レベルにすることが可能である。しかしながら、誘電体層３の厚みを薄くしたことによって整合周波数が高周波数側へシフトする結果となる。従って、比較例２の電磁波吸収シートでは、４．９〜７．０５ＧＨｚの周波数帯域において電磁波吸収量が２０ｄＢ以上の整合周波数を実現することできない（整合周波数が７．０５ＧＨｚ以上となる）。

また、比較例３では比較例１と比べて電磁波吸収材料である鱗状黒鉛の密度を高くすることによって誘電体層３の誘電率が上昇していることが分かる。そして、それに伴って整合周波数についても低周波数側へシフトするので、第１樹脂層５の厚さを３００μｍより厚くしても、３００μｍ以下の実施例１〜４と同レベルまで整合周波数を低周波数帯（例えば６．４ＧＨｚ）へシフトすることができる。しかしながら、比較例３では鱗状黒鉛の密度が高くなることによって加工性が悪くなり、例えばシート外観や形状に問題が生じる。また、内部にボイドが発生したり、電磁波吸収性能にバラツキが生じる虞もある。尚、電磁波吸収材料である鱗状黒鉛の添加量は、ＥＰＤＭゴム１００重量部に対して１３０重量部以下とすることが望ましい。

また、比較例５では実施例１〜４と比べてＤＣＦ２を設けていないので、ＤＣＦ２による誘電率上昇の効果が得られない。従って、ＤＣＦ２を設けた実施例１〜４と同レベルまで整合周波数を低周波数帯（例えば５．９ＧＨｚ）へシフトする為には、誘電体層３の厚みを１．６５ｍｍまで厚くする必要があることが分かる。その結果、電磁波吸収シートの軽量化、薄膜化が困難となる。

以上より、第１樹脂層５の厚みを５μｍ〜３００μｍ、好ましくは５μｍ〜１００μｍ、より好ましくは５μｍ〜５０μｍとした実施例１〜４の電磁波吸収シート１では、誘電体層３の厚さが１０００μｍ以下（即ち、電磁波吸収シート１の厚さが１３００μｍ以下）であって、誘電体層３に含まれる電磁波吸収材料がマトリックス１００重量部に対して１３０重量部以下であっても、６．４ＧＨｚ以下の周波数帯域において反射減衰量（電磁波吸収量）が十分な吸収量である２０ｄＢ以上の整合周波数を有する反射減衰量（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、４．９〜７．０５ＧＨｚ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とＤＣＦ２の間にあって、誘電体層３とＤＣＦ２の対向する面を互いに接合する第１樹脂層５の厚さを５μｍ〜３００μｍとするので、誘電体層３に含有させる電磁波吸収材料（例えば鱗状黒鉛）の含有量を抑えつつ低周波帯域で高い電磁波吸収性能を有する電磁波吸収シート１を提供することが可能となる。例えば、約１．０〜１．３ｍｍの薄膜状の電磁波吸収シート１であっても、４．９〜７．０５ＧＨｚの周波数帯域において反射減衰量（電磁波吸収量）が十分な吸収量を達成することが可能である。
また、誘電体層３に含有させる電磁波吸収材料（例えば鱗状黒鉛）の含有量を抑えることによっ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シート１を提供することが可能となる。
一方で、ＤＣＦ構造を用いることによって、更に誘電率を上昇させることが可能となる。そして、誘電率を上昇させることによって、更なる電磁波吸収シート１の薄膜化及び軽量化を実現することが可能となる。
また、誘電体層３は、炭素系材料を含むマトリックスからなり、導波管法で測定した複素比誘電率の測定値は、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炭素系材料を用いた電磁波吸収シート１において、ＤＣＦ構造を用いることによって、炭素系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大きく減衰させることが可能となる。
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、炭素系材料を含む加硫ゴムから誘電体層３を構成するので、加硫を行わない他のゴム系材料や、樹脂、無機バインダー、無機・有機ハイブリッドバインダ等を誘電体層に用いる場合と比較して、誘電体層３に含有させる炭素系材料（例えば鱗片状黒鉛）の含有量を抑えつつ誘電率を上昇させることが可能となる。また、誘電体層３の形状変化を小さくすることができ、吸収性能の変化について小さくすることが可能となる。従って、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シート１を提供することが可能となる。更に、耐候性及び耐熱性についても向上させることが可能となる。
また、４．９〜７．０５ＧＨｚの周波数帯域において電磁波吸収量が２０ｄＢ以上の整合周波数（ピーク周波数）を有するので、４．９〜７．０５ＧＨｚ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、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の配置間隔の値ｂ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、ＤＣＦ２及び誘電体層３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。

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、電磁波吸収シート１を製造する際の、混合条件、加硫条件、シートの成形条件、加熱条件等は上記実施例に記載した条件に限られるものではない。例えば、添加量、加熱温度、加熱時間等は適宜変更することが可能である。

また、本実施形態では誘電体層３とＤＣＦ２の対向する面を互いに接合する第１樹脂層５として粘着テープ等の粘着剤を用いているが、他の樹脂材料を用いても良い。

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、他の炭素系材料やフェライト等の磁性材料を用いても良い。

また、本実施形態では誘電体層３を構成する加硫ゴムとしてＥＰＤＭゴムを加硫したものを用いているが、他のゴム系材料を用いても良い。また、加硫ゴム以外のマトリックスによって誘電体層３を構成しても良い。

また、本実施形態では有機過酸化物系の加硫剤としてジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）を用いているが、他の加硫剤を用いても良い。

また、本実施形態では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。

１ 電磁波吸収シート
２ ＤＣＦ
３ 誘電体層
４ 電磁波反射層
５ 第１樹脂層
６ 第２樹脂層
９ 保護膜

Claims (8)

1. 電磁波吸収材料を含むマトリックスからなる誘電体層と、
   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、
   前記誘電体層と前記分割導電膜層の間にあって、前記誘電体層と前記分割導電膜層の対向する面を互いに接合する樹脂層と、を有し、
   前記樹脂層の厚さが５μｍ〜３００μｍであって、
   前記誘電体層の厚さが１０００μｍ以下であって、
   前記誘電体層に含まれる前記電磁波吸収材料が、前記マトリックス１００重量部に対して１３０重量部以下であって、
   ピーク周波数が６．４ＧＨｚ以下であって、
   厚さが１００５μｍ〜１３００μｍのシート形状を有することを特徴とする電磁波吸収体。
2. 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２．０ｍｍ〜１０．０ｍｍであって、
   前記導電膜が０．１ｍｍ〜１．５ｍｍの間隔で配置さ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。
3. 前記誘電体層は、
   導波管法で測定した複素比誘電率は、
   実部（εｒ’）が２０〜１２０の範囲を満たし、
   虚部（εｒ”）が２〜１６の範囲を満たすことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電磁波吸収体。
4. 前記電磁波吸収材料は鱗片状黒鉛であることを特徴とする請求項３に記載の電磁波吸収体。
5. 前記誘電体層は前記電磁波吸収材料を含む加硫ゴムからなることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電磁波吸収体。
6. 前記誘電体層は、導波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乃至請求項５のいずれかに記載の電磁波吸収体。
7. ４．９〜７．０５ＧＨｚの周波数帯域において電磁波吸収量が２０ｄＢ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乃至請求項６のいずれかに記載の電磁波吸収体。
8. 前記請求項１乃至請求項７のいずれかに記載する電磁波吸収体を製造する電磁波吸収体の製造方法。

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