JPH04357900A

JPH04357900A - 電波吸収体

Info

Publication number: JPH04357900A
Application number: JP15961791A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Tokida; 常田　和義; Toru Taki; 徹多記; Yoshio Harakawa; 原川　義夫; Masahiro Oguchi; 小口　昌弘
Original assignee: Dai Nippon Toryo Co Ltd; Teikoku Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Toryo Co Ltd; TPR Co Ltd
Priority date: 1991-06-04
Filing date: 1991-06-04
Publication date: 1992-12-10

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、構築物、建造物等の表
面に、薄い層として塗布又は配設することができる電波
吸収体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーダーなどのマイクロ波、電信
用電波、ラジオ、テレビなどの放送用電波、その他の電
磁波等の電波の利用が増加してきた。それに伴って、こ
れらの電波がビル、橋梁等の構造物に反射、屈折して、
テレビ、レーダー等を混信させるという問題が増加して
きている。例えば、大型の船舶が航行する河川又は内海
に敷設された橋梁に起因するレーダーの混信は、船舶の
航行に混乱を生じさせ、衝突等の事故につながることも
ある。

【０００３】この問題を解決する方法の一つとして電波
吸収体を、構築物、建造物の外表面に塗装又は配設して
電波を吸収して、電波の反射を防止したり、あるいは屋
内の壁面に塗装又は配設して電波吸収壁として、電波が
屋外に漏出するのを制限する方法が知られている。

【０００４】このような電波吸収体としては、磁性酸化
鉄などの磁性材料、アルミナ、チタン酸バリウムなどの
高誘電率材料、及び金属粉末、カーボン粉末などの導電
材料等の固体粉末と、高分子とからなる複合材が知られ
ている。例えば、特開昭４８−１１５９５号には、高分
子合成樹脂液に、酸化第二鉄、酸化マグネシウムおよび
カーボンブラックの微粉末状混合物を分散含有させた電
磁波吸収剤組成物、特開昭５４−１００２０４　号には
、塗料高分子樹脂ビヒクルに、磁性酸化鉄粉末および導
電性物質の固体粉末を分散含有させた電波吸収塗料組成
物が開示されている。

【０００５】ところで、電波吸収体は以下に示す材料物
性を満足するものであることが要求される。

【０００６】電波吸収を起こす材料、すなわち電波損失
をもつ材料の誘電率と透磁率は、複素数で表わされ、そ
の複素比透磁率（外字１）、複素比誘電率（外字２）は
、それぞれ下記数式１、数式２で表わされる。

【０００７】

【外１】

【０００８】

【外２】

【０００９】

【数１】

【００１０】

【数２】

【００１１】ここで、虚数部は、電波損失項を表わして
いる。両者が共に零ならば無損失材料である。

【００１２】したがって、電波吸収体は、下記（外字３
）と（外字４）の少なくとも一方が零でないことが必要
である。

【００１３】

【外３】

【００１４】

【外４】

【００１５】このことを具体的な材料について説明する
と、磁性フェライトを使用した電波吸収体は、複素透磁
率の実数部が小さく、虚数部が大きくて、しかもこれが
周波数に逆比例して変わるような特性をもつ磁性材料を
利用して電波を吸収する。これはフェライト等の磁性酸
化物の磁性共鳴現象（磁性損失）を利用したものである
。このような磁気損失を利用したものとして、例えばフ
ェライトタイル、ゴムフェライト材料などがある。

【００１６】また、カーボン等をポリウレタンなどに混
合したものは、高周波領域で複素誘電率の虚数部が大き
い誘電性損失材料である。このような抵抗損失を利用し
たものとして、例えばカーボンゴム、カーボン含浸ウレ
タン材料などがある。しかしながら、このような電波吸
収体では、フェライトを用いた電波吸収体に比べて厚さ
が１０倍程度必要となる。

【００１７】また、電波吸収体には、広帯域電波吸収体
と狭帯域電波吸収体とがあり、産業上優れた電波吸収体
としては、■広帯域電波吸収体の場合、低い周波数領域
まで使用可能であること、■狭帯域電波吸収体の場合、
中心周波数ｆｏと、使用可能周波数帯域Ｂとの比である
比帯域Ｂ／ｆｏが大きいことが望まれる。しかし、それ
だけではなく、両者共通の課題として、移動通信体や、
構築物、建造物の表面等に用いる場合、いかに薄く、軽
くできるかという問題がある。更に、電波吸収体を配設
する場所は屋外が多いため、耐食性も兼ね備えているこ
とが望まれる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】電波吸収体を薄くする
ため、例えば前記特開昭４８−１１５９５号、特開昭５
４−１００２０４号に示されるように、磁性体、誘電体
、導電体などを複合させる研究が数多くなされてきた。しかしながら、いまだ満足できる薄さにすることができ
ないのが現状である。

【００１９】したがって、本発明の目的は、磁性体、誘
電体、導電体の基礎物性、形状を特定し、適切なマトリ
ックス中に分散含有させることにより、構築物、建造物
等の表面に塗布又は配設することができ、薄く、軽量で
、電波吸収効果に優れ、しかも安価な電波吸収体を提供
することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の電波吸収体は、マトリックス中に、非晶質金
属粉末５〜４０ｗｔ％と、フェライト粉末２０〜６０ｗ
ｔ％とを分散含有させたことを特徴とする。

【００２１】以下、本発明について更に詳細に説明する
。

【００２２】本発明は、非晶質金属粉末と、フェライト
粉末とを併用し、それらをマトリックス中に分散含有さ
せたことに特徴がある。

【００２３】本発明において、非晶質金属粉末は、非晶
質軟磁性材料であればよく、下記一般式（１）　で示さ
れるものが好ましい。ＸａＳｉｂＢｃ　　　　…（１）（式中Ｘは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒから選ばれた一種
又は二種以上であり、ａ，ｂ，ｃは、５０≦ａ≦９０、
５　≦ｂ≦２０、５　≦ｃ≦３０である。）

【００２４】一般式（１）　で示される非晶質金属とし
て具体的には、Ｃｏ６９．５−Ｆｅ４．５−Ｓｉ１０−
Ｂ１５−Ｃｒ１　、Ｆｅ５０−Ｎｉ２５−Ｓｉ１５−Ｂ
１０、Ｃｏ７５−Ｓｉ１０−Ｂ１３−Ｃｒ２　、Ｃｏ７
０−Ｓｉ８−Ｂ２０−Ｃｒ２、Ｆｅ７６−Ｓｉ１０−Ｂ
１２−Ｃｒ２　、Ｆｅ７３−Ｓｉ１０−Ｂ１５−Ｃｒ２
　等の組成のものが好ましく用いられる。

【００２５】非晶質金属粉末の形状は、通常の粉末形状
であってもよいが、扁平状であることが好ましく、厚さ
０．１　〜５．０　μｍ　、短径２０〜１５０　μｍ　
、長径／短径の比が１〜５、アスペクト比１０〜１００
０であることがより好ましく、短径２０〜９０μｍ、短
径／長径の比２〜３、アスペクト比４０〜８００　であ
ることが更に好ましい。このような扁平状非晶質金属粉
末は、例えば本出願人の１人が既に出願した特開平１−
２８７２０９号に記載された方法により製造することが
できる。

【００２６】非晶質金属粉末の配合量は、５〜４０ｗｔ
％が好ましく、１０〜３５ｗｔ％がより好ましい。配合
量が５ｗｔ％未満の場合は、誘電率を高めることができ
ず、４０ｗｔ％を超えると反射が大きく吸収が少なくな
る。

【００２７】また、本発明において、フェライトは、下
記一般式（２）　で示されるもので、透磁率の特性を電
波吸収周波数に合わせた材料であればよい。ＭＯ・Ｆｅ２　Ｏ３　　　　　…（２）（式中Ｍは、Ｍ
ｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕから選ばれた一種又は二種
以上の２価の金属である。）

【００２８】フェライト粉末の形状は、特に限定されな
いが、粒径０．１　〜５　μｍ　であるのが好ましい。

【００２９】また、フェライト粉末の配合量は、２０〜
６０ｗｔ％が好ましい。配合量が２０ｗｔ％未満の場合
は磁性損失の効果が不足し、６０ｗｔ％を超えると電波
吸収体の強度が低下する。

【００３０】マトリックスとしては、合成樹脂、紙、無
機材料、ゴムから選ばれた一種又は二種以上が好ましい
。合成樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニル
エステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、変性エポ
キシ樹脂等、塗料、ライニング材、成型材料などに用い
られるものを使用することができる。無機材料としては
、水ガラス等が好ましく用いられる。これらは単独で用
いることもできるし、用途によっては、二種以上を複合
して用いることもでき、例えば、紙に樹脂を含浸させた
り、紙の表面に樹脂をコーティングもしくはラミネート
したりして強度を向上させて用いることもできる。

【００３１】本発明の電波吸収体は、マトリックスに、
フェライト粉末と、非晶質金属粉末とを上記割合で配合
し、マトリックスの形態に応じて混練、成形したり、複
合化したりして製造することができる。

【００３２】

【作用】前述したように、磁性体は、共鳴現象により減
衰の効果がある。誘電体は、誘電損失を利用している。また、金属粉末は、吸収層にマイクロ波が入ってくると
双極子アンテナとして働き、金属粉末上に電流が流れる
。このことは、複合体の誘電率が大きくなったのと同様
な効果として見なされ、誘電損失として利用される。また、吸収層に入った電波は、金属粉末に導電性がある
ため入射した電波が吸収体の中で散乱され、抵抗体とし
ての金属粉末に吸収される割合が増加し、薄い材料でも
十分な効果が得られる。

【００３３】本発明の電波吸収体においては、磁性材料
であるフェライトと非晶質金属粉末とによって磁性損失
がもたらされ、マトリックスと非晶質金属粉末とによっ
て誘電損失がもたらされる。ここで、フェライトは、磁
性損失材料としては優れているが、絶縁物のため導電体
として作用しないので、複合体の見かけの誘電率を高め
る働きはない。一方、マトリックスは、誘電損失材料と
して作用するが、誘電率は１〜３と小さい。本発明は、
これらの材料に非晶質金属粉末を加えることにより、磁
性損失と誘電損失の両方の効果を高めたものである。す
なわち、非晶質金属粉末は、高周波では透磁率約１〜５
であり、フェライトよりは磁性損失が小さいが、金属の
導電体でしかも電気抵抗が高いので、複合体の見掛けの
誘電率を高めることができる。また、非晶質金属粉末は
、入射した電波を反射させ、電波吸収体の中で散乱させ
て、電波吸収効果を高める作用をもつ。

【００３４】また、本発明の好ましい態様において、非
晶質金属粉末の形状を扁平状にした場合には、入射した
電波を反射させて電波吸収体の中で散乱させる効果をよ
り高め、更に誘電率をより高めることができる。誘電率
を決定する因子としては、金属粉末の特性そのものと、
幾何形状係数とがあるが、幾何形状係数の値はアスペク
ト比に律則しているため、アスペクト比の高い扁平状と
することが好ましいのである。この場合、非晶質金属粉
末のアスペクト比を１０〜１０００、　更に好ましくは
４０〜８００　とすることにより、上記効果をより高め
ることができる。

【００３５】更に、非晶質金属粉末の形状は、マトリッ
クス中での分散性や、塗布したときの配向性などにも影
響し、厚さ０．１　〜５．０　μｍ　、短径２０〜１５
０　μｍ　、長径／短径の比が１〜５、アスペクト比１
０〜１０００の形状とすることにより、実用上より良い
結果が得られる。

【００３６】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。なお、以下の実施例及び比較例において、フェ
ライト粉末としては、粒径１μｍ　のＮｉ−Ｚｎ　系フ
ェライトを用い、非晶質金属粉末としては、厚さ１．５
　μｍ　、短径４５μｍ　、長径／短径の比が１．７　
、アスペクト比５１の（Ｃｏ６９．５Ｆｅ０．５Ｓｉ１
０Ｂ１５）９５Ｃｒ５　を用いた。

【００３７】実施例１〜５及び比較例１〜４表１に示す
割合（重量％）で、マトリックスとしての合成樹脂と、
フェライト粉末と、非晶質金属粉末とを配合して塗料組
成物を調製した。なお、比較例のものは、合成樹脂にフ
ェライト、カーボン、ステンレス繊維を単独で配合した
。合成樹脂の種類は、実施例１〜３及び比較例１〜４は
エポキシ樹脂、実施例４は不飽和ポリエステル樹脂、実
施例５はビニルエステル樹脂を用いた。これらの合成樹
脂は、主剤と硬化剤とで構成されている。

【００３８】こうして得られた塗料組成物について、図
１に示す装置により電波吸収性能を測定した。図１にお
いて、１はＳＳ４１鉄板、２は電波吸収体、３はアルミ
枠、Ａは電波発信器、Ｂは電波受信器である。

【００３９】測定方法は、まず、ＳＳ４１鉄板１の表面
に、上記塗料組成物を表１に示す厚さでそれぞれ塗布し
、硬化させて電波吸収体２を形成した。次に、ＳＳ４１
鉄板１の電波吸収体２の前方に、アルミ枠３を取付けて
電波発信器Ａ、電波受信器Ｂを設置した。そして、電波
発信器Ａから９ＧＨｚ　の電波を発振し、電波受信器Ｂ
でその反射波を受信して、その強度を以下に示す式によ
り評価した。

【００４０】減衰（ｄＢ）＝２０　ｌｏｇ　Ｈ１／Ｈ２
（式中、Ｈ１は反射波の強度であり、Ｈ２は入射波の強
度である。）

【００４１】

【表１】

【００４２】表１の結果から、フェライト粉末と非晶質
金属粉末とを配合した実施例１〜５の電波吸収体は、厚
さが３ｍｍでも、比較例１〜４のいずれのものより電波
吸収性能が優れていることがわかる。比較例１、３、４
の電波吸収体は、厚さが１０ｍｍであるにもかかわらず
、電波吸収性能は劣っていた。

【００４３】実施例６下記に示す割合（重量％）でクロロプレンゴムの原料を
配合し、双ロールで充分混練した後、表２に示す割合で
、非晶質金属粉末と、フェライト粉末とを加えて、更に
混練し、シート状に成形して、架橋、硬化させて、ゴム
複合材からなる厚さ３ｍｍの電波吸収体を得た。

【００４４】クロロプレンゴム原料の配合（重量部）原
料ゴム　　　　　　　　　　　　１００硫黄　　　　　
　　　　　　　　　　　　　２酸化マグネシウム　　　
　　　４亜鉛華　　　　　　　　　　　　　　　　５ステアリン
酸　　　　　　　　　　１有機促進剤　　　　　　　　　　　　１老化防止剤　　
　　　　　　　　　　１軟化剤　　　　　　　　　　　
　　　　　１

【００４５】実施例７表２に示す割合（重量％）で、水ガラス（乾燥後の固形
分）に、非晶質金属粉末と、フェライト粉末とを配合し
、水を添加した後、石膏鋳型に注入した。次いで、乾燥
し、２００　℃の炉内で２４時間焼成した後、鋳型から
取り出し、周囲のバリなどを除去して、厚さ３ｍｍの電
波吸収体を得た。

【００４６】実施例８下記に示すプラスチック原料に、表２に示す割合（重量
％）で非晶質金属粉末と、フェライト粉末とを配合し、
２軸混練機を用いて、１８０　℃で、３０分間混練した
後、２００　×２００　×３　（ｍｍ）の金型にセット
し、加圧して、プラスチック複合体からなる厚さ３ｍｍ
の電波吸収体を得た。

【００４７】プラスチック原料の配合（重量部）塩化ビ
ニル樹脂　　　　　　　　　　　　１００可塑剤　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０ジブチルス
ズラウレート　　　　　　２．０ステアリン酸バリウム
　　　　　　　　０．４

【００４８】実施例９下記に示す割合（重量％）で、木材パルプ、ポリエチレ
ン樹脂、合成ゴムラテックス、フェライト粉末及び非晶
質金属粉末を配合し、抄紙して、紙複合体からなる厚さ
３ｍｍの電波吸収体を得た。

【００４９】紙複合体原料の配合（重量％）木材パルプ
　　　　　　　　　　　　３０ポリエチレン樹脂　　　
　　　１０合成ゴムラテックス　　　　　　３フェライト粉末　　　　　　　　３０非晶質金属粉末　　　　　　　　２７

【００５０】比較例５〜８実施例６〜９の電波吸収体を製造する際に、非晶質金属
粉末は添加せず、マトリックスと、フェライト粉末とを
表２に示す割合で配合し、あとはそれぞれ実施例６〜９
と同様にして電波吸収体を製造した。

【００５１】実施例６〜９及び比較例５〜８で得られた
電波吸収体について、図１に示す装置を用いて前記と同
様な方法で、電波吸収性能を測定した。

【００５２】これらの結果を表２に示す

【００５３】

【表２】

【００５４】表２の結果から、マトリックス中に、非晶
質金属粉末とフェライト粉末を分散させた実施例６〜９
の電波吸収体は、非晶質金属粉末を加えず、フェライト
粉末のみを分散させた比較例５〜８の電波吸収体に比べ
て、電波吸収効果が優れていることがわかる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電波吸収
体は、マトリックス中に、フェライト粉末と、非晶質金
属粉末とを分散含有させたので、構築物、建造物等に薄
く塗布又は配設することができ、薄く塗布又は配設して
も十分な電波吸収効果を発揮する。したがって、本発明
によれば、薄く、軽量で、電波吸収効果に優れ、安価な
電波吸収体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電波吸収性能の測定に用いた装置を示す概略説
明図である。

【符号の説明】

１　　ＳＳ４１鉄板２　　電波吸収体３　　アルミ枠Ａ　　電波発信器Ｂ　　電波受信器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　マトリックス中に、非晶質金属粉末５
〜４０ｗｔ％と、フェライト粉末２０〜６０ｗｔ％とを
分散含有させたことを特徴とする電波吸収体。
【請求項２】　　前記マトリックスが合成樹脂、紙、無
機材料、ゴムから選ばれた一種又は二種以上である請求
項１に記載の電波吸収体。
【請求項３】　　前記非晶質金属粉末が、厚さ０．１　
〜５．０　μｍ、短径２０〜１５０μｍ　、長径／短径
の比が１〜５、アスペクト比１０〜１０００の形状を有
する請求項１又は２に記載の電波吸収体。