JPH03203397A - Ｔｖ周波数帯域用電波吸収体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セメントと磁性粉粒物もしくは、セメントと
磁性粉粒物とカーボンファイバーを主原料とした、ＴＶ
周波数帯域用電波吸収体に関するものである。

（従来の技術） ＴＶ電波は、ｌｏＯＭＨｚ近傍、波長約３ｍを使用周波
数にもつ、１　ｃｈ　〜３　ｃｈ、　２００ＭＨｚ近傍
、波長約１．５ｍを使用周波数にもつ、４　ａｈ　−１
２ｃｈ、　８００ＭＨｚ近傍、波長として約０．５ｍを
使用周波数にもつ、１３ｅｈ〜６２ｃｈまで、実に最大
８倍強の異なる周波数（波長）の電波が使用されている
。

したがって、固有の厚みを有する電波吸収体で、広帯域
かつ波長差が２ｍを越えるＴＶ電波を吸収し、偽像（ゴ
ースト）を防止する手段は、使用周波数の高いつまり波
長の短い、例えばレーダ帯域（９，４ＧＨ２，波長約０
．３ｍ）の偽像対策に比べ、解決策としての電波吸収体
の種類は少ない。

現在知られている解決手段は、主に２つ存在し、焼結フ
ェライトタイル材を用いる方法と、カーボン粉と発泡ス
チロール複合体からなるピラミッド型ブロツク材を用い
る方法とがある。

しかしながら、焼結フェライトタイル材は、１０００℃
以上の高温で焼成する工程が不可避であるため、焼きむ
らや焼成中のタイルのそり等の変形が生ずる。この焼成
条件の不均一さを軽減する目的上、タイルの形状には大
きさに制約があり、その寸法は１０ｃｇｉＸ１０ｃｇｗ
程度となる。この値は、１００ＭＨｚの波長の約１／３
０であり、良好な吸収特性を獲得するためには、施工に
技術的また、特に経済的問題点が多く、広く一般建築物
に普及していない。

またピラミッド型ブロツク材の場合、現在知られている
ＴＶ吸収体の厚みは１〜２ｍであり、ビルの外壁に採用
するには、空間的な問題が多く、電波暗室等に使用する
場合にも、部屋の空間を大きく占有するといった問題点
がある。

また、コンクリートにカーボンファイバーカーボンビー
ズおよびスチールファイバーを混合した成形体（清水康
敬、ＥＭＣ１９８ｇ、８．６　　（胤２）８８頁）が知
られている。

しかしながら、上記成形体厚みの報告値は、２８．７９
ｃｍと厚く、また吸収周波数帯域の報告値も、１００〜
２０ＯＮＨｚ付近であることから全てのＴＶ用周波数帯
域に使用できないといった問題点がある。

さらに、セメント：フェライト：砂の体積比をに４：３
（このうちフェライト重量は全体の約６６％）とする電
波吸収建材について、透過減衰量（単位二ｄＢ／ａｍ）
が報告されている（特願昭４７−１１３９８０号公報）
。しかしながら、上記公報の中には反射減衰量（単位：
　ｄＢ）についての記載がなく、成形体内表面で直接反
射する電波の量が、まったく不明である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、既存電波吸収体の経済的・形状的・空間的欠
点を克服し、施工が容易で、しかも広帯域にわたるＴＶ
周波数帯域電波の吸収を可能とする、成形体の提供を目
的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、乾燥重量比でセメント１０〜２５％、磁性粉
粒物７５〜９０％を主原料とした成形体の厚みｄが、１
０≦ｄ≦５０關を満足するＴＶ周波数帯域用電波吸収体
、または、乾燥重量比でセメント１０〜２５％、磁性粉
粒物７５〜９０％、カーボンファイバー０．０１〜１％
を主原料とした成形体の厚みｄが、１０≦ｄ≦５０１ｍ
を満足するＴＶ周波数帯域用電波吸収体を要旨とするも
のであり、更に、上記ＴＶ周波数帯域用電波吸収体の少
なくとも一辺の長さが要求吸収波長以上の大きさに成形
することを特徴の一つとする。また磁性粉粒物としては
これに限定するものではないがＭｎ基フェライトが適し
ている。

（作　　用） 以下に本発明の詳細な説明する。

本発明でいうセメントとは、水硬性セメント（例えば、
ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、ア
ルミナセメント、ポゾランセメント、トラスセメント、
サントリンセメント、石灰スラグセメント、ポゾランポ
ルトランドセメント、シリカセメント、トラスポルトラ
ンドセメント、高炉セメント、鉄ポルトランドセメント
、フライアッシュセメント、ソリジットセメント、頁岩
床ポルトランドセメント）、気硬性セメント（マグネシ
アセメント）、特殊セメント（耐火セメント、耐酸セメ
ント、水ガラスセメント、高硫酸塩スラグセメント）等
、一般にセメントと呼ばれているセメント類であれば特
に限定されない。

その配合比は、乾燥重量比で全体の、ｌ　Ｏｖｔ％以上
より２５ｖｔ％以下の範囲であり、１０ｖｔ％未虜の範
囲では成形体が凝結しにくく、また、２５ｗｔ％を越え
る範囲では、電波吸収体としての本来の機能が劣る。

磁性粉粒物とは、酸化磁性体ならびに金属磁性体であり
、例えば（ＦｅＯ−Ｆｅ２Ｏ，。

γ−Ｆｅ２０ｉ、Ｍｎ０−Ｆｅ２Ｏ３，Ｍｎ０−ＺｎＯ
−Ｆｅ２Ｏ，、ＣｕＯ−ＺｎＯ−Ｆｅ２Ｏ，。

ＣｕＯ−Ｍｎ０−Ｆｅ２Ｏ，、Ｎ１Ｏ−ＺｎＯ−Ｆｅ２
０．、Ｎ１Ｏ−ＣｕＯ−ＺｎＯ−Ｆｅ２０．。

ＭｇＯ−Ｆｅ２０３．ＭｇＯ−ＺｎＯ−Ｆｅ２０ｓ　。

ＭｇＯ−Ｍｎ０−Ｆｅ、Ｏ，、Ｌｉ０−Ｚｎ０−Ｆ　ｅ
３０ｓ　ｒ等の酸化物磁性体と、鉄粉、ケイ素鋼粉、パ
ーマロイ粉、センダスト粉等の金属磁性体とがある。

なお、酸化物磁性体に限定すれば、磁気特性の改善、焼
結反応の促進、結晶粒内・粒界抵抗の制御等を目的とし
て微量元素（例えば、Ｃａｂ。

５ｉｎ２等）を焼成前に添加することが望ましい。

さらに、現在入手が比較的容易で、大量、安価に市場に
出回っている磁性体で、しかも吸収特性にも優れている
材料としては、Ｍｎ−Ｚｎ系ならびにＭｎ−Ｍｇ系等の
Ｍｎ基フェライトが適当である。

磁性粉粒物の大きさや粒径分布については、特に規定は
しないが、本発明の磁性粉粒物のセメントに対する混線
量がかなり多いという理由により、また、磁性粉粒物を
セメント骨材の代用と見做すことより、成形特の聞便さ
を粒径サイズの目安とすることが妥当と考えられる。

粉粒物の粒系分布については、例えば、Ｆｕｌｌｅｒお
よびＴｈｏｓｐｓｏｎによるフルイ分布曲線や、（ｉｒ
ａｆが提唱した細骨材のドイツ規格（Ｄ　Ｉ　Ｎ１０４
５）を参考にしても良いし、また上記提唱者の値を必ず
しも、完全に満足する必要もない。

磁性粉粒物の配合比は、乾燥重量比で全体の、７５％以
上ないし９０％以下の範囲であり、９０％を越える範囲
では成形体が焼結しにくく、また、７５％未満の範囲で
は電波吸収体としての本来の性能が劣る。

カーボンファイバーについては、レーヨン系、アクリロ
ニトリル系、リグニン・ポバール系、ピッチ系ならびに
タール系材料等を総称するものであり、コンクリート中
に１種類以上混練することにより成形体の電波吸収特性
を微調整する。その配合比率Ｙは、０もしくは、０．０
１≦Ｙ≦１であり、ｌｖｔ％を越える多量のカーボンフ
ァイバーの混線は、技術的に困難であるばかりでなく、
特に磁性粉粒物の配合比率の高い本発明においては、む
しろ好ましくない。また、微調整を必要としない場合に
は、配合する必要はない。

カーボンファイバーの形状について、カール状もしくは
ストレート状の長繊維または短繊維を使用すればよく、
強いて言えば混線・分散の容易さより短繊維の形状が望
ましい。

以上、本文で述べた材料すなわち、セメント、磁性粉粒
物、または、セメント、磁性粉粒物、カーボンファイバ
ーを本発明では主原料と呼び、成形にあたっては水分や
混和材料（例えば、ＡＥ材、分散材、凝結・硬化促進材
、防水材、防凍材、発泡材、着色材、混合材、耐火性促
進材等）を適宜添加する。

第１図には、本発明の概略図を示す。図において、ｄは
電波吸収体の厚みである。本発明で述べる電波吸収体の
裏面には、短絡板とよばれる導電体が施工される。この
板は、鉄板、銅板等の金属製板の他、金網や鉄筋等でも
代用が可能であり、本発明に述べる電波吸収体の厚みを
薄くするはたらきがある。

主原料の混合比率は、乾燥重量比でセメント１０ｗｔ％
以上ないし２５ｗｔ％以下、磁性粉粒物７５ｖｔ％以上
ないし９０ｖｔ％以下（第２図（ａ）・印）、またはセ
メント１０ｗｔ％以上ないし２５ｖｔ％以下、磁性粉粒
物７５ｗｔ％以上ないし９０ｖｔ％以下、カーボンファ
イバー０．０１ｗ１％以上ないし１ｗｔ％以下（第２図
（ｂ）・印）の範囲において、第２図（ａ）　、（ｂ）
に示すように、吸収体の厚みを１０Ｉｌ＠ｍ以上より５
０ｍｍ以下とすることで、広帯域の電波を効率よく吸収
可能とする。

詳細は実施例にて後述するが、電波吸収特性は、透磁率
の実数成分・複素成分ならびに、誘電率の実数成分・複
素成分および、波長、吸収体厚みの６つのパラメーター
に依存する。もし、要求吸収周波数が１００ＭＨｚ、　
２００ＭＨｚ、　６００ＭＨｚの３条件であれば、適宜
厚みも３条件成立する。これを第２図（ａ）の比較材（
０印）に例にして説明すると、１００ＭＨｚの８０ｍ、
　２００ＭＨｚの３５關ならびに６００ＭＨｚの２０關
がそれぞれの厚みに対応する。すなわち、配合条件が不
適切であれば、広帯域をカバーする電波吸収体の厚みは
定められない。

さらに本発明の特徴として、吸収体の少なくとも一辺の
長さが要求吸収波長の大きさの上記厚みパネル材を成形
することにより、パネルとパネルの隙間による電波吸収
性能の低下が軽減できる。

例えば、１０階建てのビルの４階以上の面積（１０００
ポと想定）が電波障害となる場合、１０ｃｇｅ角タイル
を３３％の空隙率で取り付けると、約６万７０００枚分
の作業が必要となる。しかも、パネルとパネルの隙間が
１ｍｍづつ存在すると電波（１００ＭＨｚ）の反射率は
約３３倍増加し、吸収特性は激減する（日本放送協会線
；電波吸収体による電波障害対策ガイドブック　昭和５
６年７月　６頁）。

ところが、本発明に述べる電波吸収体を、少なくとも一
辺の長さが要求吸収波長以上のパネル（例えば３ｍＸ１
ｍ）に成形することにより、取り付は総数は約３３０枚
分・工数は約１／　２００に簡素化でき、また隙間の問
題も解消可能となる。これは、第３図に示すように、面
積比で約１５０：１の本発明材と比較材（フェライト焼
結タイルと同じ大きさ）との吸収特性の違いからも明ら
かであり、大型電波吸収体を作成できる本発明の実質的
な効果は大きいと言える。

（実　施　例） 以下本発明を実施例に従って説明する。

実施例　１ 厚さ５ｎもしくは１０１ｍ１からなる本発明の成形体を
内径１ｆ３．９ｍｓ外径８８．８ｍｍに超音波加工機で
切断後、３９Ｄ同軸管に円筒上切断試料を装入し、ネッ
トワークアナライザーにて電波吸収特性の厚み依存性を
測定した。測定周波数は、ＴＶ電波のｌｃｈから３ｃｈ
の中心周波数にほぼ対応する１００ＭＨｚ、　４ａｈか
ら１２ｃｈの中心周波数にほぼ対応する２００ＭＨｚ。

ＵＨＦ帯（１３ｃｈから８２ｃｈ）の中心周波数にほぼ
対応する８００Ｍ）Ｉｚの３周波数とした。

測定に用いた成形体の、乾燥重量比における配合比は、
第２図（ａ）・印が、Ｍｎ　−Ｚ　ｎフェライト粉粒物
８７．５％（コンクリート重量の約７倍）、アクリロニ
トリル系カーボンファイバー０．１２５％（コンクリー
ト重量の約１％）、残部白色ポルトランドセメントであ
り、同図Ｏ印はＭｎ−Ｚｎフェライト粉粒物４０，０％
（コンクリート重量の約２／３倍）、アクリロニトリル
系カーボンファイバー０．６％（コンクリート重量の約
１％）、残部白色ポルトランドセメントとした。

また、第２図（ｂ）・印は、Ｍｎ−Ｚｎフェライト粉粒
物７０％にセンダスト（初透磁率的１０５）粉５％、残
部ポルトランドセメント、同図０印はＭｎ−Ｚｎフェラ
イト粉粒物７０％にセンダスト粉５％、アクリロニトリ
ル系カーボンファイバー１．５％、残部ポルトランドセ
メントとした。

第２図（ａ）において、本発明（・印）材の電波吸収測
定値は、例えば、厚みｌｍｍにおいて１２．０ｄＢ（１
００ＭＨｚ）であった。この値は、現在使用されている
フェライト焼結タイル材（厚み約７ｍ１ｍ前後）の電波
吸収量（２０ｄＢとして比較）の約９７．７に相当する
ＴＶ電波を吸収する。同様に２００ＭＨｚならびに５０
０ＭＨｚにおいても、それぞれ１１．２ｄＢ、　１０．
６ｄＢと、２０ｄＢ換算値の９３．４％、　９２．２％
に相当する電波を吸収できる。

この値は、実装状態（窓・サツシ枠・バルコニー等、電
波を反射し易い物質が表面に露呈される場合が多い）を
考慮すると、焼結フェライトタイル材と比較しても、十
分使用可能となる吸収特性と考えられる。

さらに厚み依存性に注目すると、ゴーストの発生が一般
に少ないとされるＵＨＦ帯を除く、他のＴＶ周波数域で
１０ｄＢ、ＵＨＦＷｒで８ｄＢを吸収量ｎとする範囲は
、１０１１１以上より５０１１以下の厚みにほぼ対応し
ていると言える（ここで、１０ｄＢとは、電波の９０％
を吸収することに相当し、８ｄＢとは８４％、２０ｄＢ
とは９９％の電波を吸収することに相当する）。

ところが、第２図（ａ）で示す比較材（Ｏ印）の電波吸
収測定値においては、各周波数域で、１０ｄＢ以上の吸
収特性が得られるものの、広い周波数を特定厚みで吸収
することは不可能となる。これは、本発明の電波吸収体
厚みの範囲が、請求項（１）ならびに（２）で示した、
磁性粉粒物の非常に多い配合条件において、初めて満足
されることを例示するものと言える。

また、カーボンファイバーの過剰割合は、かえって電波
吸収特性を悪化させる。例えば、第２図（ｂ）において
、本発明材（・印）と、比較材（０印）とを比べると、
カーボンファイバーを１．５％添加した比較材の電波吸
収特性は、５ｄＢ前後となり、カーボンファイバー無し
と比較すると、必ずしも吸収特性を改善するとは限らな
い。

実施例　２ 第１表には、乾燥重量比における主原料の配合比ならび
に、厚み、反射減衰量（ｄＢ値）の各周波数依存性を示
す。測定条件ならびにサンプルの切断条件は、実施例１
と同一条件とする。

実施例２においては、本発明材（Ａ−Ｎ）の他、比較例
として（０−Ｚ）を示す。磁性粉粒物の配合不足、なら
びにカーボンファイバーの過剰添加は、必ずしも満足な
電波吸収特性が得られず、また特定の吸収体厚みも存在
しない。

実施例　３ ｊｉｉＢ図は、Ｍｎ−Ｚｎフェライト８８．９％、カー
ボンファイバー０．３３％、残部フライアッシュセメン
トを主原料とする電波吸収材の電波吸収測定結果を示す
。なお、測定に際して、鉄板の反射率を１００％に換算
し、測定値の補正を行った。

図において、・印は１５０（ｈｍ　Ｘ　１０００ｍ１８
２０ｍｍ（厚）×２枚（裏面鉄板）のコンクリート成形
パネル材（本発明）、ｏ印は同じ主原料を用いて１００
＋ｕ　Ｘ　ＬＯＯｍｍ　Ｘ　２Ｏｎ＋　（厚）（裏面鉄
板）に成形したコンクリート成形材３００枚を、さらに
８０００ａｍ　Ｘ　１０００ｓｍｍの大きさに張り合わ
せた場合（裏面鉄板、比較材）を示す。この比較材（Ｑ
印）１枚の大きさは、ちょうどフェライト焼結タイル材
の大きさに対応する値である。

実施例３に示す測定結果においては、１００ｍｍ角の成
形体１枚づつの隙間（磁界方向）を、特に研削加工処理
する等、接合部の平坦性を確保しておらず、正確な吸収
特性の違いを断定することはできないが、本発明に用い
た成形パネル材程度の大きさを、電波吸収成形体１枚の
大きさとすることにより、特に低周波側の電波吸収特性
の低下が防止できる。

（発明の効果） 本発明の電波吸収体をパネル材に成形することにより、
形状の自由が与えられ、施工工程が簡素化できるばかり
でなく、パネル材として量産することが可能となる。従
って、従来の電波吸収タイル材（約ｌＯ（至）角）と比
較し、本発明の経済的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるＴＶ周波数帯域用電波吸収体の
概略図であり、第２図（ａ）ならびに（ｂ）は、１００
ＭＨｚ、　２００ＭＨｚ、　６００ＭＨｚにおける反射
減衰量（ｄＢ値）の吸収体厚み依存性を示す図、第３図
は、厚さ２０１！ｌの電波吸収体における、反射減衰量
（ｄＢ値）の周波数依存性を示す図である。 復代理人　弁理士　田村弘明 セメントならひ”取磁Ｊ吐ｙ７粒物　ミｒ；はセメント
、様Ｈ生粉岸ｆＬ６？、ｒらヒ゛１；カーオζンフ２イ
バ′−０ ０ ０４０ ｄ（洸筑） ０ ０ （ｂ） ・　調ＳＺａ月例 ０比較砂１ ０ ０ 刃　　ｄＯ ｄ（究７り ０ ０ （ｄ） ｆｃＭＨｚ’）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）乾燥重量比でセメント１０〜２５％、磁性粉粒物
   ７５〜９０％を主原料とした成形体の厚みｄが、１０≦
   ｄ≦５０ｍｍ を満足するＴＶ周波数帯域用電波吸収体。
2. （２）乾燥重量比でセメント１０〜２５％、磁性粉粒物
   ７５〜９０％、カーボンファイバー０．０１〜１％を主
   原料とした成形体の厚みｄが １０≦ｄ≦５０ｍｍ を満足するＴＶ周波数帯域用電波吸収体。
3. （３）少なくとも一辺の長さが要求吸収波長以上の大き
   さに成形することを特徴とする請求項（１）または（２
   ）記載のＴＶ周波数帯域用電波吸収体。
4. （４）磁性粉粒物がＭｎ基フェライトである請求項（１
   ）、（２）または（３）記載のＴＶ周波数帯域用電波吸
   収体。