JP2006339592A - 電磁波吸収建材 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の石膏建材を用いて所定の複数の周波数帯に対して通信障害を防止できる電磁波吸収性能を発揮するとともに、コストの低減を可能とする電磁波吸収建材を提供する。
【解決手段】標準厚さｄ１の第１の石膏ボード２ａの一方面に抵抗皮膜層４を、他方面に導体層３を積層し、抵抗皮膜層４の表面に標準厚さｄ１の第２の石膏ボード２ｂをさらに積層した構造とし、抵抗皮膜層４の抵抗値を８０Ω／□以上２８０Ω／□未満に設定した電磁波吸収建材１の第２の石膏ボード２ｂの表面側から２．４ＧＨｚおよび５．２ＧＨｚの両周波数帯の電磁波Ｗを入射すると通信障害が生じないレベルまで電磁波Ｗが吸収される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電磁波吸収建材に関し、さらに詳しくは既存の建材を用いて複数の所定周波数帯の電磁波に対して通信障害を防止できる電磁波吸収性能を発揮するとともに、コストの低減を可能とする電磁波吸収建材に関するものである。

近年、室内等において無線ＬＡＮ等が通信手段として多用されるようになり、それに伴う電磁波の漏洩による情報の流出などを防ぐために、壁面や天井に電磁波シールド性を有する建材を用いることが必要となっている。しかし、電磁波シールド性のある建材を用いると、シールドされた電磁波によって、通信障害が生じることがあるため、電磁波吸収体を設置して、この電磁波を吸収しなければならない。

このような、電磁波吸収性能を有する建材としては、所定厚さの石膏ボードの一面全体に、所定の抵抗を有する格子状抵抗体を備え、他面に反射体を備えたものが提案されている（特許文献１参照）。この提案では、吸収対象をある一つの周波数帯、具体的には、５．２ＧＨｚの周波数帯に対して良好な吸収性能を得るために、面抵抗値、格子状抵抗体の仕様、スペーサの厚み等を変えて対応するようにしており、抵抗皮膜の抵抗値の設定範囲を３８０±１００Ω／□にすることによって良好な吸収性能を得るようにしている。

通常、無線ＬＡＮ通信には２．４ＧＨｚおよび５．２ＧＨｚの両周波数帯の電磁波が使用されているため、一つの周波数帯に対して突出して優れた吸収性能を有するよりも、両周波数帯に対して通信障害を防止できる程度の吸収性能を有する電波吸収建材が望まれている。例えば、８ｄＢ程度の吸収性能があれば無線ＬＡＮ通信の通信障害を防止するには十分、効果があるといわれている（例えば、非特許文献１参照）。

この提案のように、抵抗皮膜の抵抗値を３８０±１００Ω／□に設定する仕様では、一つの周波数５．２ＧＨｚの電磁波に対しては、良好な吸収性能を得ることが可能であっても他の周波数２．４ＧＨｚの電磁波に対して良好な吸収性能を発揮することが困難であり、実用上求められる性能を得ることができないという問題があった。
特開２００４−２７３８３１号公報 前田裕二、高谷和宏，「電波吸収パーティションを用いた２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ伝搬特性改善効果の解析」，１９９９年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会，Ｂ−４−３９，ｐ２２３（１９９９）

本発明の目的は、既存の建材を用いて複数の所定周波数帯に対して通信障害を防止できる電磁波吸収性能を発揮するとともに、コストの低減を可能とする電磁波吸収建材を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の電磁波吸収建材は、所定厚さの建材と、該建材の一方面に積層した抵抗皮膜層と、該建材の他方面に積層した導体層とを備え、前記抵抗皮膜層の抵抗値を８０Ω／□以上２８０Ω／□未満としたことを特徴とするものである。

本発明の電磁波吸収建材によれば、所定厚さの建材と、建材の一方面に積層した抵抗皮膜層と、建材の他方面に積層した導体層とを備え、抵抗皮膜層の抵抗値を８０Ω／□以上２８０Ω／□未満としたので、所定厚さの既存の建材を利用して、複数の所定周波数帯の電磁波に対して、通信障害を防止できる良好な吸収性能を得ることが可能となる。

また、安価な既存の建材をそのまま利用でき、構造も簡易にできるので、低コスト化を図ることができる。

以下、本発明の電磁波吸収建材を図に示した実施形態に基づいて説明する。図１に側面を示すように、この電磁波吸収建材１は所定厚さｄの石膏ボード２と、石膏ボード２の一方面全体に積層した抵抗皮膜層４と、反対面となる他方面全体に導体層３を積層した構造となっている。電磁波Ｗの入射方向は抵抗皮膜層４の表面側となる。

石膏ボード２の所定厚さとは、いわゆる汎用の石膏ボードの標準厚さであり、厚さ９．５ｍｍ、１２．５ｍｍ等のものを使用することで低コスト化を図ることができる。この実施形態では石膏建材として石膏ボート２を用いているが、その他の建材として例えば、厚さ９．５ｍｍ、１２．５ｍｍまたは、その他所定厚さのロックウール建材や木材等の汎用建材を用いることもできる。

導体層３には、例えば、アルミニウム箔等の金属箔、亜鉛引き鋼板等を用い、接着等によって石膏ボード２に積層する。

抵抗皮膜層４は、例えば、導電性粒子として金属粒子やカーボン粒子等を混入させた導電性塗料を石膏ボード２の一方面にグラビア印刷、シルクスクリーン印刷等の一般的な印刷方法によって塗工または塗工した抵抗紙を積層して接着する。または、ＩＴＯ（酸化インジュームスズ）蒸着フィルム等を抵抗皮膜層４として用いる。ここで、抵抗皮膜層４の厚さや材質等を調整して抵抗値を８０Ω／□以上２８０Ω／□未満に設定する。

以上の構造にすることによって、単一の周波数の電磁波に対して突出した吸収性能を得るのではなく、複数の所定周波数、具体的には２．４ＧＨｚおよび５．２ＧＨｚの両周波数帯の電磁波Ｗに対して通信障害を防止するために十分な、例えば、８ｄＢ程度以上の電磁波吸収性能を得ることができる。

図２に電磁波吸収建材１の他の例の側面を示す。この電磁波吸収建材１は、所定厚さｄ１の第１の石膏ボード２ａの一方面全体に抵抗皮膜層４を積層し、反対面となる他方面全体に導体層３を積層し、さらに抵抗皮膜層４の表面に所定厚さｄ２の第２の石膏ボード２ｂを積層したものである。即ち、図１に示した電磁波吸収建材１の抵抗皮膜層４の表面に所定厚さの石膏ボードを追加したものである。電磁波Ｗの入射方向は第２の石膏ボード２ｂの表面側となる。

石膏ボード２の所定厚さは、標準厚さの９．５ｍｍ、１２．５ｍｍ等から選択することで低コスト化を図ることができる。尚、必要に応じて第２の石膏ボード２ｂの表面にさらに所定厚さの石膏ボード２を積層することもできる。
このように所定厚さの複数の石膏ボード２ａ、２ｂを用いることによって、電磁波吸収性能を維持したままで、建築基準等に基づいて不燃が要求される部分にも使用することが可能となり、利用範囲を広げることができる。

その他の建材を用いる場合には、その建材の標準厚さの汎用品を用いることで低コスト化を図ることができる。

図２に示すように、電磁波吸収建材１の構造を第１の石膏ボード２ａの一方面全体に抵抗皮膜層４を、他方面全体にアルミニウム箔の導体層３を積層し、抵抗皮膜層４の表面に第２の石膏ボード２ｂを積層したことを共通条件として、両石膏ボード２ａ、２ｂの所定厚みを表１のように組み合わせた実施例１〜４の４種類の電磁波吸収建材１に対して、抵抗皮膜層４の抵抗値の範囲を１０Ω／□〜１００００Ω／□として２．４ＧＨｚおよび５．２ＧＨｚの周波数の電磁波Ｗ（垂直入射）に対する電磁波吸収性能をモデル数値解析し、この結果を図３〜図６に示す。各図は、横軸を対数の抵抗値とし、縦軸を電磁波吸収性能とした片対数グラフである。図中のＸ曲線は２．４ＧＨｚ、Ｙ曲線は５．２ＧＨｚの電磁波Ｗに対する電波吸収性能を示している。

図３〜図６の結果から、すべての実施例において、抵抗皮膜層４の抵抗値を８０Ω／□以上２８０Ω／□未満にすることで、無線ＬＡＮ通信で使用される２．４ＧＨｚおよび５．２ＧＨｚの両周波帯の電磁波に対して、通信障害を防止できるレベル（例えば、８ｄＢ程度以上）の電磁波吸収性能が得られることが判明した。抵抗皮膜層４の抵抗値を２００Ω／□以上２８０Ω／□未満にすると、特に優れた電磁波吸収性能を得ることができる。

次に、電磁波吸収建材１の構造を図１に示すように、石膏ボード２の一方面全体に抵抗皮膜層４となる導電性塗料を塗工した抵抗紙を、他方面全体にアルミニウム箔の導体層３を積層し、サイズを縦３００ｍｍ、横３００ｍｍとし、石膏ボード２の厚みを９．５ｍｍ、抵抗皮膜層４の抵抗値を８０Ω／□としたことを共通条件として、抵抗皮膜層４の塗工面の表裏、抵抗皮膜層４と石膏ボード２との接着方法を表２に示すように変えた実施例Ａ〜Ｄの４種類の電磁波吸収建材１に対して、電磁波吸収性能を測定した。この抵抗皮膜層４の抵抗値は抵抗紙での代表測定値である。

測定条件は、ダブルリッジドガイドホーンを使用して、周波数１〜８ＧＨｚの範囲でＴＥ波を入射角１５°で抵抗皮膜層４側から入射させた。尚、表２において抵抗面の表とは、抵抗紙の塗工面を表面にして石膏ボード２に積層したことを意味し、抵抗面の裏とは、抵抗紙の塗工面を裏面にして石膏ボード２に積層したことを意味している。また、表２の接着温度のＮＡとは加熱していないことを意味する。

図７に実施例Ａ〜Ｄについての結果をそれぞれ曲線Ａ〜Ｄで示した。図中の縦軸は電波吸収性能、横軸は電磁波の周波数を表している。

図７の結果より、抵抗皮膜層４の抵抗値を本発明で規定した範囲にすることによって、抵抗皮膜層４の塗工面の表裏、抵抗皮膜層４と石膏ボード２との接着方法が異なっても無線ＬＡＮ通信で使用される２．４ＧＨｚおよび５．２ＧＨｚの両周波数帯に対して、通信障害を防止できる、例えば、８ｄＢ程度以上の吸収性能が得られることが確認できた。

本発明の電磁波吸収建材を例示する側面図である。 本発明の電磁波吸収建材の他の例を示す側面図である。 実施例１の電磁波吸収建材の電磁波吸収性能を解析した結果を示すグラフ図である。 実施例２の電磁波吸収建材の電磁波吸収性能を解析した結果を示すグラフ図である。 実施例３の電磁波吸収建材の電磁波吸収性能を解析した結果を示すグラフ図である。 実施例４の電磁波吸収建材の電磁波吸収性能を解析した結果を示すグラフ図である。 実施例Ａ〜Ｄの電磁波吸収建材を用いて電磁波吸収性能を測定した結果を示すグラフ図である。

符号の説明

１ 電磁波吸収建材
２ 石膏ボード ２ａ 第１の石膏ボード ２ｂ 第２の石膏ボード
３ 導体層
４ 抵抗皮膜層

Claims (3)

1. 所定厚さの建材と、該建材の一方面に積層した抵抗皮膜層と、該建材の他方面に積層した導体層とを備え、前記抵抗皮膜層の抵抗値を８０Ω／□以上２８０Ω／□未満としたことを特徴とする電磁波吸収建材。
2. 前記抵抗皮膜層の表面に所定厚さの建材を少なくとも１枚積層した請求項１に記載の電磁波吸収建材。
3. 前記建材を石膏建材、ロックウール建材、木材のいずれかとした請求項１または２に記載の電波吸収建材。

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