JPH088429B2 - 電波吸収方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、炭素繊維を含有して形
成した炭素繊維含有組成物である電波吸収体を用いて、
効率良くＴＶ電波や無線電波などを吸収する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】高層ビル、送電線の鉄塔、橋梁、新幹
線、高速道路、ゴルフ練習場などの各種の建造物とか航
空機などが、良質なＴＶ電波や無線電波などを遮蔽、反
射して広い地域でゴースト障害を発生させていることが
知られている。

【０００３】従来、このようなゴースト障害を防止する
ために、例えば、特開昭５８−１０８６０３号公報や特
開昭５８−１０８６０２号公報に開示されているよう
に、普通コンクリートやモルタルや軽量コンクリートと
いったコンクリートに炭素繊維（カーボンファイバ）を
含有して形成した電波吸収体を用いることが知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電波吸収体では、電波の吸収効率を向上させるには、炭
素繊維の含有率を多くするとか、電波吸収体を厚くする
といったことが必要であった。

【０００５】誘電体の複素誘電率εは次式で表される。 ε＝ε’−ｊε” 上式において、実数部ε’は通常の誘電率を、虚数部
ε”は損失率をそれぞれ示している。

【０００６】そして、この実数部ε’を横軸にとるとと
もに、虚数部ε”を縦軸にとり、試料の厚さｄと、その
試料に入射する電波の波長λ_０との関係値Ｄ（＝ｄ／λ
_０）における無反射条件の特性曲線を求めたときに、図
３のグラフに示す結果を得られることが知られている。
図３中の数値はＤの値である。

【０００７】例えば、２ｃｈのテレビ電波（割当周波
数：９６〜１０２ＭＨｚ、映像搬送周波数９７．２５Ｍ
Ｈｚ、音声搬送周波数１０１．７５ＭＨｚ）を厚みが１
０ｃｍの壁面で無反射で吸収する場合を考察すれば、長
波長となる映像搬送用の電波の波長λ_０は、 λ_０＝（３×１０^１０）÷（９７．２５×１０^６） ≒３０８．４８ｃｍ となり、関係値Ｄは、 Ｄ＝１０÷３０８．４８ ≒０．０３２ となり、この関係値Ｄを満たすときの実数部ε’および
虚数部ε”それぞれの値は、 ε’≒６１ ε”≒１０ となる。

【０００８】また、試料の厚みを５ｃｍにした場合で見
てみれば、 Ｄ≒０．０１６ となり、実数部ε’をより大きな値にする必要があるこ
とがわかる。

【０００９】ところが、従来の炭素繊維を含有した電波
吸収体では、このように大きな値の実数部ε’を得るこ
とが難しく、そのため電波の十分な吸収能力がないとい
う欠点があった。

【００１０】そこで、特開昭５８−１８８１９３号公報
に開示されるように、フェライト、高分子樹脂及びファ
イバーから吸収体を構成するとともに、各吸収体それぞ
れにおいて、ファイバーを一定方向に配列し、そして、
各層のファイバー配向方向が相互に異なるように吸収体
を積層させ、電波の方向に対して、一方の吸収体が有効
に働かなくても、他方の吸収体が有効に働き、電波吸収
体の貼り付け方向のいかんにかかわらず、全体として、
均一な電波吸収特性が得られるようにした電波吸収体が
あったが、吸収体を積層させるがために、厚みが大きく
なってしまう欠点があった。

【００１１】本発明の電波吸収方法は、このような事情
に鑑みてなされたものであって、その厚みが薄く、しか
も、炭素繊維の含有率が少ない炭素繊維含有組成物を用
いても電波を十分吸収できるようにすることを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の電波吸収方法
は、上述のような目的を達成するために、吸収しようと
する電波を炭素繊維含有組成物の任意の方向に照射した
ときの前記炭素繊維含有組成物の複素誘電率の実数部を
ε’、虚数部をε”とし、それらの最大値および最小値
を、ε _ｍａｘ ’，ε _ｍｉｎ ’、ε _ｍａｘ ”，ε _ｍｉｎ ”
とし、炭素繊維の配向度Ａをε _ｍａｘ ’−ε _ｍｉｎ ’、
配向度Ｂをε _ｍａｘ ”−ε _ｍｉｎ ”で定義する場合に、
炭素繊維の配向度Ａが２５以上、および／または、配向
度Ｂが５以上となるように炭素繊維を特定方向に配向し
て含有した炭素繊維含有組成物を用い、含有炭素繊維の
配向方向を吸収しようとする電波の電界方向と一致させ
るように前記炭素繊維含有組成物を配置し、前記炭素繊
維含有組成物により電波を吸収することを特徴としてい
る。

【００１３】含有炭素繊維の配向方向を吸収しようとす
る電波の電界方向と一致させるとは、炭素繊維の配向方
向を完全に電界方向に一致させて配置することは当然と
して、吸収しようとする電波を炭素繊維含有組成物の任
意の方向に照射したときの前記炭素繊維含有組成物の複
素誘電率の実数部をε’、虚数部をε”とし、それらの
最大値および最小値を、ε_ｍａｘ’，ε_ｍｉｎ’、ε
_ｍａｘ”，ε_ｍｉｎ”としたときに、 ε’≧ε_ｍｉｎ’＋（ε_ｍａｘ’−ε_ｍｉｎ’）×０．５ および／または、 ε”≧ε_ｍｉｎ”＋（ε_ｍａｘ”−ε_ｍｉｎ”）×０．５ になる範囲で配置することを含む。 配向度をＡ＝ε_ｍａｘ’−ε_ｍｉｎ’、Ｂ＝ε_ｍａｘ”
−ε_ｍｉｎ”で定義した。

【００１４】詳述すれば、図４の配向度の説明に供する
側面図に示すように、炭素繊維含有組成物の試験体を任
意の平面で切断し、その切断面において、中心Ｏを通っ
て直交する２本の軸をＸ−Ｘ’、Ｙ−Ｙ’とするとき、
Ｘ−Ｘ’を基準線として中心Ｏを通るカット線Ｐ−Ｐ’
との交角をθとし、その交角θを０°〜１８０°の範囲
で変化させた場合に最大となる複素誘電率の実数部ε’
および虚数部ε”それぞれをε_ｍａｘ’，ε_ｍａｘ”、
最小となる複素誘電率の実数部ε’および虚数部ε”そ
れぞれをε_ｍｉｎ’，ε_ｍｉｎ”として、（ε_ｍａｘ’
−ε_ｍｉｎ’）を配向度Ａ、（ε_ｍａｘ”−
ε_ｍｉｎ”）を配向度Ｂとする（ε’およびε”それぞ
れの測定は、カット線Ｐ−Ｐ’に平行に電界をかけて測
定する）。

【００１５】炭素繊維が全くランダムに配向していると
きは、ε_ｍａｘ’＝ε_ｍｉｎ’、ε_ｍａｘ”＝
ε_ｍｉｎ”となるのでＡ＝０、Ｂ＝０となる。Ａ、Ｂが
大きいほど配向している炭素繊維含有組成物である。Ａ
＜２５、Ｂ＜５では配向度が小さく、炭素繊維の含有率
を高くして炭素繊維を多く混入するか、吸収体の厚さを
大きくしなければならない。

【００１６】炭素繊維としては、レーヨン系、ポリアク
リロニトリル（ＰＡＮ）系、フェノール樹脂系、石炭ピ
ッチ系、石油ピッチ系など、各種の炭素繊維が使用で
き、そして、通常、繊維直径が２〜３０μｍ程度、平均
繊維長さが０．１〜１０ｍｍ程度、好ましくは、マトリ
ックスがモルタルまたはコンクリートのときは０．２〜
０．８ｍｍ、樹脂のときは０．２〜５ｍｍ程度のものを
使用するのが好ましい。

【００１７】ここに言う炭素繊維の長さは、炭素繊維含
有組成物を製造するときに入れる炭素繊維の長さでは無
く、炭素繊維含有組成物中に存在する状態での値であ
る。炭素繊維の長さは長い程好ましいが、炭素繊維含有
組成物を製造する場合、特にモルタルまたはコンクリー
ト製の炭素繊維含有組成物は、その製造時のミキシング
により炭素繊維が切断されるため、および、作業性の面
から長さが１０ｍｍを越えるものを得ることは難しい。
また、０．１ｍｍ未満では、炭素繊維の含有率を高くし
ても、複素誘電率εの実数部ε’および虚数部ε”とも
絶対値そのものが大きくならない（ε’≒１０、ε”≒
１〜２程度にしかならない）。

【００１８】電波吸収体を構成する母材としては、セメ
ントと細骨材と混和材と水とから成るモルタルとか、そ
のモルタルに粗骨材を混合したコンクリート等の水硬組
成物、石膏、エポキシ樹脂等の樹脂、セラミックス、ゴ
ムなどが適用できる。

【００１９】炭素繊維の含有率は、水硬組成物（例え
ば、モルタル）中の水硬成分（例えば、セメント）に対
して０．５〜１０重量％であるのが好ましい。０．５重
量％未満では、電波に対するマッチング条件が難しく、
一方、１０重量％を越えると、炭素繊維のマトリックス
中での均一分散が難しくなるからである。

【００２０】また、樹脂に含有する場合において、その
樹脂に対する炭素繊維の含有率は５〜２５重量％である
のが好ましい。５重量％未満では、電波に対するマッチ
ング条件が難しく、一方、２５重量％を越えると、炭素
繊維のマトリックス中での均一分散が難しくなるからで
ある。

【００２１】

【作用】本発明の電波吸収方法の構成によれば、吸収し
ようとする電波が水平偏波または垂直偏波のいずれにも
適用できる。例えば、水平偏波の電波であれば、それに
よって発生する電界の方向が水平方向であるため、揃え
た炭素繊維の向きが電波の進行方向に対して交差する水
平方向になるように、建物外壁を電波吸収体そのもので
構成するとか、電波吸収体を各種の建造物などに取り付
ける。こうすることによって、電波の電界方向に対し、
誘電率が大きくなり、図３のＤの値の小さいところでマ
ッチングがとれ、結果として、従来にない薄い電波吸収
体で電波を吸収することができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

【００２３】＜第１実施例＞ 普通ポルトランドセメントと、細骨材としての硅砂６号
と、混和材としてのメチルセルロースと、水と、繊維径
が１３μｍで平均繊維長さが３ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍの
炭素繊維（Ｓ−２３１、Ｓ−２３２、Ｓ−２３３：いず
れも株式会社ドナック製）とを表１に示す割合で配合
し、モルタルを母材とした電波吸収体の試験体を作成し
た。

【表１】

【００２４】作成手順としては、先ず、普通ポルトラン
ドセメントとメチルセルロースと炭素繊維とを、容量５
リットルのオムニミキサーによって６０秒間予備混練
し、その後に水を加えて１２０秒間混練し、しかる後
に、硅砂６号を加えて６０秒間混練し、炭素繊維入りの
モルタルを調整した。

【００２５】こうして得られたモルタルを、４０×４０
×１６０の大きさの型枠内に、炭素繊維の長手方向が型
枠の長手方向を向くように手で揃えながら打設し、２０
℃で８０％の恒温恒湿雰囲気下で１日間養生してから脱
型し、しかる後に、その硬化体を、２０℃の恒温水槽中
で養生し、恒温水槽から取り出した後に、更に、２０℃
で６０％の恒温恒湿雰囲気下で１日間養生した。

【００２６】こうして得た硬化体１を、図１の斜視図に
示すように、横断切断線Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ
５、および、縦断切断線Ｙ１，Ｙ２で切断し、その内の
型枠の中央部側に位置する大きさが約４０×４０×１０
のものを取り出して、図２の（ａ）の斜視図に示すよう
に、炭素繊維の長手方向の向きが厚み方向を向くように
揃った縦タイプの測定用の試験体Ａ１，Ａ２と、図２の
（ｂ）の斜視図に示すように、炭素繊維の長手方向の向
きが厚み方向に直交する方向を向くように揃った横タイ
プの測定用の試験体Ｂ１，Ｂ２とを得た。

【００２７】これらの各測定用の試験体Ａ１，Ａ２，Ｂ
１，Ｂ２それぞれに対して、厚みが１０ｍｍになるよう
にＡ６０の紙ヤスリで粗ケズリした後、Ａ２００の紙ヤ
スリで対向面が平行になるように仕上げる。

【００２８】静電容量Ｃｐと導電値Ｇとの測定に先立
ち、測定の前日に、乾燥機によって１００℃で７時間強
制乾燥し、その強制乾燥後にデシケーターにより真空冷
却し、室温まで完全に冷却した後、吸湿しない様にロッ
ト毎に乾燥剤（シリカゲル）を入れたチャック付のポリ
エチレン製袋内に収納した。

【００２９】そして、各試験体Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２
それぞれを、図５の測定装置の概略構成図に示すよう
に、インピーダンスアナライザ（４１９１Ａ：横河ヒュ
ーレットパッカード社製）２の電極用銅板３，３間に挟
み、厚み方向に電界をかけて静電容量Ｃｐと導電値Ｇと
を測定し、その測定された静電容量Ｃｐと導電値Ｇとに
基づいて、複素誘電率（比誘電率）の実数部の値ε’お
よび虚数部の値ε”それぞれを求めた。

【００３０】すなわち、静電容量Ｃｐと実数部の値ε’
との間には、次の関係式 Ｃｐ＝ε_０・ε’・Ｓ／ｄ ε’＝Ｃｐ・ｄ／（ε_０・Ｓ） が成り立つ。ここで、ε_０は真空中での誘電率で８．８
５４×１０^−１２であり、そして、Ｓは試験体の面積、
ｄは試験体の厚みであり、静電容量Ｃｐを求めることに
よって、実数部の値ε’を求めることができるのであ
る。

【００３１】また、導電値Ｇと虚数部の値ε”との間に
は、次の関係式 Ｇ＝σ・Ｓ／ｄ σ＝Ｇ・ｄ／Ｓ ε”＝σ／（ε_０・ω） ＝σ／（ε_０・２πｆ） ＝Ｇ・ｄ／（Ｓ・ε_０・２πｆ） が成り立つ。ここで、σは導電率、ε_０は真空中での誘
電率で８．８５４×１０^−１２であり、そして、Ｓは試
験体の面積、ｄは試験体の厚みであり、また、ｆは吸収
しようとする既知の電波の周波数であり、導電値Ｇを求
めることによって、虚数部の値ε”を求めることができ
る。

【００３２】このようにして、平均繊維長さが３ｍｍで
チョップ状の炭素繊維を、前述の表に示したように、モ
ルタルに対する含有率が１重量％、２重量％、３重量
％、４重量％、５重量％になるように含有したものと、
炭素繊維を含有するものと同様にして作成した炭素繊維
を含有しないものとによる縦タイプの試験体Ａ１，Ａ２
と横タイプの試験体Ｂ１，Ｂ２それぞれに付き、電波の
周波数を１００ＭＨｚに固定して複素誘電率（比誘電
率）の実数部の値ε’および虚数部の値ε”それぞれを
求めたところ、表２および図６のグラフそれぞれに示す
結果を得た。ミキシング中に切断されるため、試料中で
の炭素繊維の平均繊維長さは約０．２〜０．８ｍｍにな
っている。炭素繊維の含有率（重量％）が高い程、炭素
繊維が切断されて短くなる。すなわち、炭素繊維の含有
率が高い程粘度が大きくなって剪断を受けやすくなるた
めと考えられる。

【表２】

【００３３】また、平均繊維長さが６ｍｍでチョップ状
の炭素繊維についても同様にして複素誘電率（比誘電
率）の実数部の値ε’および虚数部の値ε”それぞれを
求めたところ、表３および図７のグラフそれぞれに示す
結果を得た。試料中の炭素繊維の平均繊維長さは約０．
６〜１．０ｍｍである。

【表３】

【００３４】平均繊維長さが６ｍｍでチョップ状の炭素
繊維を含有してモルタルを調整したときの残存繊維の平
均繊維長さ（ｍｍ）と炭素繊維の含有率（重量％）との
関係を測定したところ、図８のグラフに示す結果を得
た。

【００３５】ここでの炭素繊維の含有率はセメントに対
する重量比で示しており、骨材等を含めた場合には、そ
の含有率が約半分になる。

【００３６】上記結果において、炭素繊維の含有率が高
くなる程残存繊維の平均繊維長さが短くなっているの
は、炭素繊維の含有率が高くなる程粘度が大きくなって
剪断力がかかり、炭素繊維が切断されるためである。

【００３７】更に、平均繊維長さが３ｍｍの炭素繊維
（試料中では約０．９ｍｍ）を、モルタルに対する含有
率２重量％にして含有し、それらを一軸スクリュータイ
プの真空押出成形機によって押出成形し、炭素繊維の長
手方向が厚み方向に向かって並ぶように揃った縦タイプ
の試験体と、炭素繊維の長手方向が厚み方向に直交する
方向に向かって並ぶように揃った横タイプの試験体とを
作成し、それぞれに付いて電波の周波数と複素誘電率
（比誘電率）の実数部の値ε’および虚数部の値ε”そ
れぞれとの関係を求めたところ、図９および図１０それ
ぞれのグラフに示す結果を得た。

【００３８】上述の結果から次のことが明らかである。 炭素繊維の長手方向が厚み方向に向かって並ぶよう
に揃った縦タイプの試験体Ａ１，Ａ２の方が、炭素繊維
の長手方向が厚み方向に直交する方向に向かって並ぶよ
うに揃った横タイプの試験体Ｂ１，Ｂ２に比べ、複素誘
電率（比誘電率）の実数部の値ε’を大きくできる。

【００３９】 図６および図７からわかるように、炭
素繊維の長さが３ｍｍのものでは、含有率が４重量％で
複素誘電率（比誘電率）の実数部の値ε’が大きくなる
が、炭素繊維の長さが６ｍｍのものでは、含有率が２重
量％でも複素誘電率（比誘電率）の実数部の値ε’が大
きくなり、長い炭素繊維を含有するときには、その含有
率が少なくても、電波を良好に吸収できる。

【００４０】 真空押出成形機を利用することによ
り、手で揃える場合よりも、自ずと炭素繊維の向きを特
定方向（押出方向）に良好に揃えることができ、作業性
を向上できる。

【００４１】以上の構成により、例えば、水平偏波を対
象とする場合であれば、図１１の斜視図に示すように、
電波Ｗの入射方向に位置する側の建物外壁Ｔを、前述の
ようにして得られるモルタル、あるいは、それに粗骨材
を加えたコンクリートによって、炭素繊維の向き（ＣＦ
で示す）が壁面方向に沿った水平方向に向くように揃う
状態で構築し、ゴースト障害を防止できる。

【００４２】詳述すれば、図１２の作用説明図に示すよ
うに、電波Ｗの入射に伴って発生する電界Ｅにより炭素
繊維に電圧を誘起して電波Ｗを吸収する。このとき、電
波Ｗの入射方向が建物外壁Ｔに対して所定角度θ傾斜し
ていれば、その電界成分はＥｃｏｓθとなるが、その分
の電波Ｗだけでも吸収することでゴースト障害防止効果
が有る。

【００４３】垂直偏波を対象とする場合であれば、炭素
繊維の向きが壁面方向に沿った鉛直方向に向くように揃
う状態で建物外壁Ｔを構築すれば良い。

【００４４】＜第２実施例＞ 繊維径が１３μｍで平均繊維長さが０．７０ｍｍの炭素
繊維（Ｓ−２４４：株式会社ドナック製）を乾燥し、そ
の乾燥した炭素繊維を、図１３の概略構成図に示すよう
に、混合槽４内に溜められた主剤としての液状のエポキ
シ樹脂（エピコート８２７：油化シェル株式会社製）に
混合して撹拌する。

【００４５】次いで、真空引きにより脱泡してから、炭
素繊維を混合したエポキシ樹脂液を冷却し、そこに、副
剤としての硬化剤（ハードナーＨ４５１０：ＡＣＲ株式
会社製）を、主剤の５０重量％分混合して撹拌し、直径
が４０ｍｍで高さが３００ｍｍの円筒状型枠５を用いて
真空ポンプ６により吸引し、吸引完了後に円筒状型枠５
の下部開口をゴム栓７で塞ぎ、しかる後に取り出して水
槽内に２４時間入れ、常温まで冷却してから脱型する。

【００４６】その後、乾燥機により、８０℃で加熱乾燥
し、厚みが１０ｍｍ、直径が４０ｍｍで、炭素繊維の長
手方向が特定方向を向いて揃うように切断し、炭素繊維
の長手方向が厚み方向を向くように揃った縦タイプの試
験体Ａ３と、炭素繊維の長手方向が厚み方向に直交する
方向を向くように揃った横タイプの試験体Ｂ３とを得
た。ミキシングをしていないために、試料中の炭素繊維
の長さが混入前の値とほぼ同じであることを、試料を溶
剤で溶かして測定することにより確認した。

【００４７】そして、主剤と副剤と炭素繊維の合計重量
に対する炭素繊維の含有率を５重量％、１０重量％およ
び１５重量％それぞれにして、両試験体Ａ３，Ｂ３それ
ぞれを、前述第１実施例と同様に、インピーダンスアナ
ライザ（４１９１Ａ：横河ヒューレットパッカード社
製）２を用い（図５参照）、電極用銅板３，３間に挟
み、静電容量Ｃｐと導電値Ｇとを測定し、その測定され
た静電容量Ｃｐと導電値Ｇとに基づいて、複素誘電率
（比誘電率）の実数部の値ε’を求めたところ、図１４
のグラフに示す結果を得た。

【００４８】この結果、縦タイプの試験体Ａ３におい
て、横タイプの試験体Ｂ３に比べ、実数部の値ε’を極
めて大きな値にできるとともに、その値が炭素繊維の含
有率に比例して増大できることが明らかであった。

【００４９】＜第３実施例＞ 繊維径が１３μｍで平均繊維長さが０．６０ｍｍの炭素
繊維を乾燥し、その乾燥した炭素繊維を、前述第２実施
例と同様にして、エポキシ樹脂（エピコート８２７：油
化シェル株式会社製）をマトリックスとする炭素繊維含
有組成物を得、炭素繊維の長手方向が特定方向を向いて
揃うように切断し、図１５に示すように、炭素繊維の長
手方向が厚み方向を向くように揃ったタイプの試験体Ｃ
１と、炭素繊維の長手方向が厚み方向に対して３０°傾
斜した方向を向くように揃ったタイプの試験体Ｃ２と、
炭素繊維の長手方向が厚み方向に対して６０°傾斜した
方向を向くように揃ったタイプの試験体Ｃ３と、炭素繊
維の長手方向が厚み方向に直交する方向を向くように揃
ったタイプの試験体Ｃ４とを得た。ミキシングをしてい
ないために、試料中の炭素繊維の長さが混入前の値とほ
ぼ同じであることを、試料を溶剤で溶かして測定するこ
とにより確認した。

【００５０】そして、主剤と副剤と炭素繊維の合計重量
に対する炭素繊維の含有率を１０重量％にし、各試験体
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４それぞれを用い、測定周波数９
２．７５ＭＨｚとして、炭素繊維の長手方向に対する電
界方向（図１５では、Ｅにベクトル表示記号を付して表
示している）の角度を、０°、±３０°、±６０°、±
９０°となるようにして、前述第１実施例と同様に、イ
ンピーダンスアナライザ（４１９１Ａ：横河ヒューレッ
トパッカード社製）２を用い（図５参照）、電極用銅板
３，３間に挟み、静電容量Ｃｐと導電値Ｇとを測定し、
その測定された静電容量Ｃｐと導電値Ｇとに基づいて、
複素誘電率の実数部の値ε’および虚数部の値ε”それ
ぞれを求めたところ、表４および図１５のグラフに示す
結果を得た。

【表４】

【００５１】この結果から、炭素繊維の長手方向を吸収
しようとする電波の電界方向に向けて配置する程、複素
誘電率の実数部の値ε’および虚数部の値ε”のいずれ
をも高くできることが明らかであった。

【００５２】上述のようにして得られる、樹脂を母材と
した電波吸収体は、例えば、送電線の鉄塔、橋梁、新幹
線、高速道路、ゴルフ練習場などの各種の建造物とか航
空機の外面に、吸収しようとする電波によって発生する
電界の方向と同じ方向に炭素繊維の向きが揃う状態で貼
り付けて使用すれば良い。

【００５３】上述第１および第２実施例のいずれにおい
ても、複素誘電率（比誘電率）の測定において、周波数
を１００ＭＨｚに固定していながら、高い複素誘電率
（比誘電率）の実数部の値ε’を得ることができる。

【００５４】そして、電波吸収体は、通常、特定の周波
数の電波を吸収するように設計する。この場合、設計に
用いた吸収させたい周波数の電波だけでなく、その周波
数に近い周波数の電波をも吸収できる。複素誘電率（比
誘電率）の実数部の値ε’と虚数部の値ε”とのマッチ
ングが良い場合は、より広範囲の周波数の電波を吸収す
ることができる。

【００５５】例えば、２ｃＨの電波を吸収するように設
計した場合について考えて見れば、周波数と反射係数と
の間に、図１６に示すような関係があり、２ｃＨの周波
数に近い１ｃＨおよび３ｃＨの電波に対しても、反射係
数が−１４ｄＢ程度になり、それらの電波をも良好に吸
収できることが明らかである。また、４ｃＨから１２ｃ
Ｈの電波の周波数は、２００ＭＨｚの近辺に集中してお
り、２００ＭＨｚの電波を吸収するように設計すること
により、４ｃＨから１２ｃＨの電波を良好に吸収できる
ことになる。

【００５６】上述第１および第２実施例のいずれにおい
ても、吸収しようとする電波の周波数に応じ、それらに
必要な複素誘電率（比誘電率）の実数部の値ε’を、使
用した炭素繊維の平均繊維長さとの関係において、炭素
繊維の含有率を極力小さくして得るように設計する方が
好ましい。 ＜第４実施例＞ 普通ポルトランドセメント２０００ｇと、細骨材として
の硅砂６号１０００ｇと、混和材を１５ｇと、水１００
０ｇと、繊維径が１８μｍで繊維長さが０．５ｍｍの炭
素繊維（ドナカーボＳ−３４４：株式会社ドナック製）
１６０ｇとを混合し、炭素繊維入りのモルタルを得、こ
のモルタルを、押出機を用いて成形板を作成し、前述第
１実施例と同様にして養生して硬化体を得た。そして、
上記硬化体を厚さ２０ｃｍになるように切断して供試体
を作成し、その供試体を炭素繊維の方向（配向）が、電
波（平面波）の電界ベクトルに平行で、かつ、磁界ベク
トルおよびポインチングベクトルのいずれにも垂直とな
るように配置したものを第４実施例とした。一方、供試
体を炭素繊維の方向（配向）が、電波（平面波）の磁界
ベクトルに平行で、かつ、電界ベクトルおよびポインチ
ングベクトルのいずれにも垂直となるように配置したも
のを第１比較例とし、そして、供試体を炭素繊維の方向
（配向）が、電波（平面波）のポインチングベクトルに
平行で、かつ、電界ベクトルおよび磁界ベクトルのいず
れにも垂直となるように配置したものを第２比較例と
し、第４実施例、第１および第２比較例それぞれの電波
吸収能の物理量として電波減衰量を測定した。なお、電
波減衰量＝１０・ｌｏｇ（反射電波エネルギー／入射電
波エネルギー）として求めた。この測定の結果、第４実
施例の場合、図１７の周波数と電波減衰量との関係を示
すグラフに示されるように、４３２ＭＨｚで−１８ｄＢ
の電波の減衰があった。これに対して、第１比較例の場
合、図１８の周波数と電波減衰量との関係を示すグラフ
に示されるように、６５０ＭＨｚの付近で最大−５ｄＢ
程度の電波の減衰しか無く、また、第２比較例の場合、
図１９の周波数と電波減衰量との関係を示すグラフに示
されるように、４５ＭＨｚから１ＧＨｚの範囲内での電
波の減衰がほとんど無く、テレビ帯域の周波数に対して
は、炭素繊維の長手方向を電波の電界方向に向けて配置
することにより、電波を良好に吸収できることが明らか
であった。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の電波吸収方法によれば、吸収しようとする電波が水平
偏波または垂直偏波のいかんにかかわらず、電波吸収体
の取り付け姿勢を電波によって発生する電界の方向に対
応させ、揃えた炭素繊維の向きが電界の方向に一致する
ようにするから、炭素繊維の含有率が少なくても、ま
た、炭素繊維の量そのものが少なくても、電波を炭素繊
維に効率良く吸収して減衰することができる。しかも、
配向方向が異なるように吸収体を積層するといったこと
をせずに、炭素繊維をひとつの方向に配向した単層の吸
収体を用いるだけであるから、炭素繊維の含有率が低
く、厚みが薄くて軽量の電波吸収体を用いながら吸収効
率の高い状態で電波を吸収できた。このため、高層ビル
の外壁や、新幹線や高速道路の防音壁自体を電波吸収体
で構築するとか、あるいは、高層ビル、送電線、鉄塔、
橋梁、新幹線、高速道路、ゴルフ練習場などの各種の建
造物や航空機の外面に電波吸収体を貼るなどによって、
ゴースト障害を、取り扱い性良好に、かつ、安価にして
防止できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電波吸収方法に用いる電波吸収体の試
験体を得るための硬化体の斜視図である。

【図２】試験体の斜視図を示し、図２の（ａ）は、縦タ
イプの試験体の斜視図、図２の（ｂ）は、横タイプの試
験体の斜視図である。

【図３】無反射条件の特性曲線を示すグラフである。

【図４】配向度の説明に供する側面図である。

【図５】測定装置の概略構成図である。

【図６】炭素繊維の含有率と比誘電率との関係を示すグ
ラフである。

【図７】炭素繊維の含有率と比誘電率との関係を示すグ
ラフである。

【図８】平均繊維長さが６ｍｍでチョップ状の炭素繊維
を含有して調整したときの残存繊維の平均繊維長さと炭
素繊維の含有率との関係を示すグラフである。

【図９】周波数と比誘電率の実数部との関係を示すグラ
フである。

【図１０】周波数と比誘電率の虚数部との関係を示すグ
ラフである。

【図１１】建物への使用状態を示す概略斜視図である。

【図１２】電界発生状態の説明図である。

【図１３】樹脂を母材とした電波吸収体の作成装置の概
略構成図である。

【図１４】炭素繊維の含有率と比誘電率との関係を示す
グラフである。

【図１５】炭素繊維の方向と電界方向の角度に対する比
誘電率との関係を示すグラフである。

【図１６】周波数と反射係数との関係を示すグラフであ
る。

【図１７】第４実施例の周波数と電波減衰量との関係を
示すグラフである。

【図１８】第１比較例の周波数と電波減衰量との関係を
示すグラフである。

【図１９】第２比較例の周波数と電波減衰量との関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

ＣＦ…炭素繊維 Ｗ…電波

フロントページの続き (72)発明者 吉田 吉明 京都府京都市下京区中堂寺南町17 京都リ サーチパーク ＫＲＩインターナショナル 内 (56)参考文献 特開 昭58−188193（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−184799（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−108603（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸収しようとする電波を炭素繊維含有組
   成物の任意の方向に照射したときの前記炭素繊維含有組
   成物の複素誘電率の実数部をε’、虚数部をε”とし、
   それらの最大値および最小値を、ε _ｍａｘ ’，
   ε _ｍｉｎ ’、ε _ｍａｘ ”，ε _ｍｉｎ ”とし、炭素繊維の
   配向度Ａをε _ｍａｘ ’−ε _ｍｉｎ ’、配向度Ｂをε
   _ｍａｘ ”−ε _ｍｉｎ ”で定義する場合に、炭素繊維の配
   向度Ａが２５以上、および／または、配向度Ｂが５以上
   となるように炭素繊維を特定方向に配向して含有した炭
   素繊維含有組成物を用い、含有炭素繊維の配向方向を吸
   収しようとする電波の電界方向と一致させるように前記
   炭素繊維含有組成物を配置し、前記炭素繊維含有組成物
   により電波を吸収することを特徴とする電波吸収方法。
2. 【請求項２】 炭素繊維含有組成物のマトリックスがモ
   ルタルまたはコンクリート製の外壁であって、炭素繊維
   の含有率が０．５〜１０重量％である請求項１に記載の
   電波吸収方法。
3. 【請求項３】 炭素繊維含有組成物のマトリックスが樹
   脂であり、炭素繊維の含有率が５〜２５重量％である請
   求項１に記載の電波吸収方法。