專利名稱：電磁波屏蔽建材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于需要進(jìn)行電磁波屏蔽的建筑物，如會館，醫(yī)院，學(xué)校等公共設(shè)施以及企業(yè)大樓，工廠，住宅等的墻壁，地板，天花板的電磁波屏蔽建材。
另外，由于石膏板價格低，重量輕，易施工，已用于許多建筑物的墻壁。但是這一材料本身沒有電磁波屏蔽的性能，所以不能用于上述要求屏蔽電磁波的建筑物上。這樣在石膏板上疊層鐵，銅等導(dǎo)電性的金屬板或者是金屬箔，使其具有電磁波屏蔽性能。但是在石膏板上疊層金屬板或者金屬箔，價格比較高。另外，如在工廠預(yù)先疊層金屬板，又會增加重量，帶來運(yùn)輸上的困難。而在現(xiàn)場疊層金屬板時，則增加操作工序。總之，因為必須要進(jìn)行金屬加工，所以無法發(fā)揮石膏板的優(yōu)點。
過去也有具有電磁波屏蔽性能的電磁波屏蔽建材石膏板。圖7(A)是這種石膏板的局部剖視立體圖，圖7(B)為其斷面俯視圖。如圖所示，在石膏板20的矩形板狀的板部21的的內(nèi)表面埋設(shè)有和其內(nèi)表面大致平行且和該內(nèi)表面面積大致相等的導(dǎo)電性網(wǎng)狀板24。在板部21的表面貼有表紙22，在后面貼有內(nèi)紙23。又，圖7(A)(B)中的箭頭是表示電磁波的入射方向。
上述石膏板20可以用如下的方法制造。在帶式傳送機(jī)上被傳送的成型箱內(nèi)由卷有表紙22的滾筒提供表紙22，同時在表紙22上由卷有導(dǎo)電性網(wǎng)狀板24的滾筒提供導(dǎo)電性網(wǎng)板24，再在該表紙22和導(dǎo)電性網(wǎng)狀板24上提供由組成所述板部21的混合材料。在該混合料上，卷有內(nèi)紙23的滾筒供給內(nèi)紙23，這樣連續(xù)形成預(yù)定厚度的連續(xù)石膏板，由傳送機(jī)送來的長石膏板被切成長1820mm。這樣連續(xù)形成長1820mm，寬910mm，預(yù)定厚度為(9.5mm、12.5mm、15mm等)的矩形狀石膏板20。
上述混合材料，例如是在燒石膏，起泡劑，固化調(diào)整劑，粘接劑，黏土(礦物)等主要成分中，分別混入重量比為10wt％，粒度小于100μm的碳材和重量比為2wt％，長度小于6mm的碳纖維，再加水均勻攪拌而成。
另外，所述導(dǎo)電性網(wǎng)板24，例如可以用金，銀，銅，鋼，鋁，鋅，鎳，碳等導(dǎo)電性材料組成的線材，或者用在高分子纖維、玻璃纖維等表面涂覆所述導(dǎo)電性材料的線材等組成象圍棋盤式有開口的形狀而形成。
所述石膏板20是3層結(jié)構(gòu)，由從如圖7(B)所示的電磁波的入射方向看過去單位電阻在100Ω/以下且復(fù)數(shù)介電常數(shù)的絕對值為5～1200的介電體(表面?zhèn)鹊氖嘟M成部21a)，電抗在10Ω/cm以下的導(dǎo)電性網(wǎng)狀板24，單位阻抗在100Ω/以下且復(fù)數(shù)介電常數(shù)的絕對值為5～1200的介電體(內(nèi)面?zhèn)鹊氖嘟M成部21b)組成，在30MHz～10GHz的頻帶中至少發(fā)揮40dB的電磁波屏蔽性能。
還有，上述原來的電磁波屏蔽建材石膏板20因為板部21中夾有導(dǎo)電性網(wǎng)狀板24而制造困難，制造效率很低，制造價格很高。
再有，因為基材是纖維所以這樣的導(dǎo)電性網(wǎng)板24的強(qiáng)度很低，從斷線和扭曲的角度看，會產(chǎn)生各批制品的電磁波屏蔽性能波動。特別是上述導(dǎo)電性網(wǎng)狀體24埋設(shè)在混合材料的過程中，在型箱的兩側(cè)部分，很容易發(fā)生導(dǎo)電性網(wǎng)狀體24因為斷線和扭曲產(chǎn)生的不良部分。因此，有不能得到具有一定的電磁波屏蔽性能的穩(wěn)定石膏板。
本發(fā)明考慮上述問題，目的是提供價格低，效率高，能屏蔽電磁波的電磁波屏蔽建材和其制造方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的電磁波屏蔽建材的特征是在以板的主要成分和導(dǎo)電性物質(zhì)混合材料形成的板部的至少一面，由在基材薄板的一面上通過印刷導(dǎo)電性墨水層來形成的電磁波屏蔽薄板并呈接觸該導(dǎo)電性墨水層的多層結(jié)構(gòu)。
另外最好在電磁波屏蔽薄板中網(wǎng)狀地形成導(dǎo)電性墨水層，導(dǎo)電性墨水層的線寬在0.5mm以上，而且導(dǎo)電性墨水層的開口率在30％以上。
還有，電磁波屏蔽薄板的導(dǎo)電性墨水層的墨水載色劑中使用了以多元醇為主要成分的異氰酸酯化合物作為交聯(lián)劑的組成物。
上述電磁波屏蔽建材的制造方法，其特征是在板部的至少一面與導(dǎo)電性墨水層接觸狀態(tài)地疊層電磁波屏蔽薄板。
這種電磁波屏蔽建材的制造方法，最好是在導(dǎo)電性墨水層形成地墨水的載色劑中使用了以多元醇為主要成分的異氰酸酯化合物作為交聯(lián)劑的組成物，在板部和電磁波屏蔽薄板的疊層工程中由加熱使導(dǎo)電性墨水層固化。
還有，本發(fā)明的電磁波屏蔽建材的制造方法，其特征是從第一滾筒送出的第一薄板的同時，在該第一薄板的上面供給板的主要成分和導(dǎo)電性物質(zhì)的混合材料，在該混合材料上從第二滾筒提供第2薄板，由此形成在板部的上下面分別附著薄板的連續(xù)電磁波屏蔽建材，再用切斷得到所定的形狀的電磁波屏蔽建材，上述第1薄板和第2薄板中至少一塊薄板內(nèi)使用了由在基材薄板的一面上印刷導(dǎo)電性墨水層而形成的電磁波屏蔽薄板。
這種電磁波屏蔽建材的制造方法，最好是在電磁波屏蔽薄板中網(wǎng)狀地形成導(dǎo)電性墨水層。
圖2是導(dǎo)電性墨水層的模式示意說明圖。
圖3是一例和本發(fā)明有關(guān)的電磁波屏蔽建材的生產(chǎn)線的說明圖。
圖4表示按實施例制造的電磁波屏蔽石膏板的局部剖視立體圖和俯視圖。
圖5是實施例的石膏板和原來的石膏板對水平極化波的電磁波屏蔽性能的比較圖。
圖6是實施例的石膏板和原來的石膏板對垂直極化波的電磁波屏蔽性能的比較圖。
圖7是表示原來具有電磁波屏蔽性能的石膏板的局部剖視圖和俯視圖。
符號說明1-板部；2，3-板紙；4-導(dǎo)電性墨水層；5-帶式傳送機(jī)；6-成型箱；7-引導(dǎo)轉(zhuǎn)軸；8-槽桶容器；9-引導(dǎo)滾筒；10-石膏板；11-板部；12-電磁波屏蔽薄板；13-板紙；14-導(dǎo)電性墨水層。


圖1(A)的電磁波屏蔽石膏板是在板部1的外面?zhèn)扔杏∮袌D案的導(dǎo)電性墨水層4的板紙2構(gòu)成的電磁波屏蔽薄板，圖1(B)的電磁波屏蔽石膏板是在板部1的內(nèi)面?zhèn)扔杏∮袌D案的導(dǎo)電性墨水層4的板紙3構(gòu)成的電磁波屏蔽薄板。另外，圖1(C)的電磁波屏蔽石膏板是在板部1的內(nèi)、外面?zhèn)确謩e有印有圖案的導(dǎo)電性墨水層4的板紙2、3構(gòu)成的電磁波屏蔽薄板。而圖1(D)中的電磁波屏蔽石膏板是在板部1的內(nèi)，外面?zhèn)热坑∮袑?dǎo)電性墨水層4的板紙2、3構(gòu)成的電磁波屏蔽薄板。
對于任何一種電磁波屏蔽石膏板，只要導(dǎo)電性墨水層4如圖所示的那樣和板部1接觸就行。由于這樣的位置關(guān)系，導(dǎo)電性墨水層4的顏色和光澤(一般是黑色或者是金屬光澤)隱藏在板紙的內(nèi)面，很難影響石膏板的外觀設(shè)計。這樣導(dǎo)電性墨水層4還很難磨損，生銹。又，這樣在板紙的一面上印刷導(dǎo)電性墨水層4的電磁波屏蔽薄板可以隨便用在外側(cè)或者內(nèi)側(cè)，也可以用在兩側(cè)。
組成電磁波屏蔽石膏板的板部的主要成分的石膏用一般的石膏板使用的材質(zhì)。也就是，主要是熟石膏(CaSO4.1/2H2O)，另外使用了石膏(CaSO4.2H2O)或者是無水石膏(CaSO4)或者兩者皆有。因為在該石膏材料中添加了導(dǎo)電性物質(zhì)，使其具有導(dǎo)電性而加速了電磁波的衰減。而且，作為電介體，因為入射電磁波使電介質(zhì)極化發(fā)生電磁波反射，因此具有很高的電磁波屏蔽性。板部的厚度大致為6～20mm，表面電阻1～103Ω/，最好是10～100Ω/，板部的復(fù)數(shù)比介電常數(shù)的絕對值為10～1000。
考慮到價格和性能的平衡，在板部的主要成分內(nèi)混入的導(dǎo)電性物質(zhì)以石墨等導(dǎo)電性碳為好，也可以用鈀，鎳，金，鉑，銀等導(dǎo)電性金屬。也可以使用2種以上的混合物。鋁，銅會和石膏的堿性成分起化學(xué)反應(yīng)，降低導(dǎo)電性，不適合用于石膏板。粉末的形狀是鱗片狀，短纖維狀，多角形等，平均粒度為1～30μm，添加量大致為4～70質(zhì)量％，最好是20～70質(zhì)量％。
在石膏板的場合，板部最好至少混入重量比為1wt％以上的碳纖維材，以及重量比5wt％以上的粒度為100μm以下的碳材等導(dǎo)電性物質(zhì)。這里，板部的主要成分的重量比在30wt％以下時板部的強(qiáng)度明顯降低，因此，主要成分最好在上述重量比以上。另外，上述碳纖維最好是6mm以下的占重量比的3wt％。也就是，混入重量比在3wt％以上的6mm以上的碳纖維材料會增大膨脹，使得難以混合。
電磁波屏蔽薄板是在紙等基材薄片上的一面上印刷有導(dǎo)電墨水層。這樣比原來的電磁波屏蔽薄板有強(qiáng)度，也沒有性能波動，具有穩(wěn)定的均勻電磁波屏蔽性能的質(zhì)量。
組成電磁波屏蔽薄板的基材薄片也可以用除紙以外的薄片。該薄片如果如圖1所示的貼在板部作為電磁波屏蔽石膏板時，可以用一般的石膏板紙，該紙一般由廢紙再利用制成。內(nèi)面的板紙可以用重量大致為50～300g/m2的紙，電磁波入射側(cè)的外面板紙可以用重量大致為150～300g/m2的紙。另外，板紙最好以滾筒的方式供應(yīng)。
在基材薄片上形成的導(dǎo)電性墨水層的墨水只要具有導(dǎo)電性的物質(zhì)就行，所以使用在粘接劑樹脂內(nèi)添加導(dǎo)電性物質(zhì)粉末。
粘接劑樹脂用硝化綿，醋酸纖維素，醋酸丙酸纖維素等纖維素系樹脂，聚(甲基)甲基丙烯酸乙酯，聚(甲基)丙烯酸等丁酯等丙烯酸樹脂(這里，(甲基)丙烯酸指丙烯酸或者是甲基丙烯酸)，氯乙烯--醋酸乙烯共聚物，聚酯樹脂，聚乙烯醇縮丁醛，聚氨酯樹脂等中的一種或者兩種以上的混合物。
導(dǎo)電性物質(zhì)粉末和在板部內(nèi)添加的物質(zhì)相同，例如用金，銀，銅，不銹鋼，鋁，鋅，錫，鎳等導(dǎo)電性金屬，或者是石墨，碳等導(dǎo)電性材料顆粒，或者是混合5～70質(zhì)量％的這些導(dǎo)電性材料，最好是混合50～70質(zhì)量％。又，這些顆粒的形狀最好是鱗片狀或者是短纖維。
作為墨水的載色劑使用的聚氨基甲酸乙酯樹脂由多元醇(多價乙醇)為主要成分，異氰酸酯化合物為交聯(lián)劑(固化劑)組成。
多元醇的分子中有2個以上的羥基，一般含有單體二元醇、三元醇等以及主要對分子量有貢獻(xiàn)的包含了由亞烴基重復(fù)鏈的聚合物二元醇、三元醇。典型的聚合物多元醇聚醇實際是以羥基重復(fù)的直鏈或者支鏈組成，最好是含有2，3，4或者以上的羥基的單體多元醇。例如，含有乙二醇、丙二醇、丙三醇、三甲醇丙烷、1，2，6己三醇、丁烯二醇、蔗糖、葡萄糖、山梨糖醇、季戊四醇、甘露醇、三乙醇胺、n-甲基二甲醇胺以及環(huán)式芳香族、脂肪族和三元醇。再有，使用聚乙二醇，聚丙二醇，丙烯基多元醇，聚酯多元醇和聚醚多元醇等。
另外，作為異氰酸酯化合物，使用了在分子中有2個以上的異氰酸基的多元異氰酸酯化合物。例如，2，4-甲苯撐二異氰酸酯、2，6-甲苯撐二異氰酸鹽、二甲苯基甲烷-4、4′-二異氰酸酯、被稱為原MDI的聚基苯甲烷聚異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯等芳香族異氰酸酯化合物，異佛爾酮異氰酸酯、環(huán)己二異氰酸酯、二環(huán)己烷-4、4′-二異氰酸酯、三苯基甲烷三異氰酸酯等脂肪族以及脂環(huán)族異氰酸酯化合物，加氫的甲苯撐二異氰酸酯、加氫的二甲苯基二異氰酸酯等加氫異氰酸酯化合物，或者是聚異氰酸酯化合物和低分子量的二醇或者三元醇，例如二丙二醇、1，6-己烷二元醇、1，2，6己烷三元醇、三羥甲基丙烷反應(yīng)生成的、在異氰酸酯末端有低分子量加成物等的異氰酸酯附加物，或者是甲苯撐二異氰酸酯等異氰酸酯的聚合物。
用上述異氰酸酯單體也可以，可以使后面所述的封閉劑與異氰酸酯基中進(jìn)行加成反應(yīng)，交聯(lián)固化時兼用適當(dāng)?shù)慕怆x催化劑加熱解除封閉化的形式、使用作為封閉異氰酸酯也可以。另外，異氰酸酯單體可以用于常溫液體固化。由用封閉異氰酸酯，為了防止在電磁波屏蔽薄板上形成的導(dǎo)電性墨水層交聯(lián)固化，可以設(shè)計預(yù)備導(dǎo)電性墨水層，這樣和板部的粘接性可以長時間不下降。因此可以先制造電磁波屏蔽薄板，然后將板部移至疊層工程，在制造工程中非常有利，可以得到層問結(jié)合強(qiáng)度很好的電磁波屏蔽材料。
作為封閉劑，可以有苯酚、甲酚、二甲酚、對乙基苯酚、o-異丙基酚、p-tert-丁基酚、p-tert-辛基酚、麝香草酚、p-苯酚、p-硝基酚、p-氯酚等酚系封閉劑，甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、甲基溶纖劑、丁基溶纖劑、甲基二甘醇乙醚、芐醇、苯基溶纖劑、糠醇、環(huán)乙醇等乙醇系封閉劑，丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、乙烯乙酸乙酯等活性亞甲基系，丁硫醇、苯硫酚、terr-十二烷基硫醇等硫醇系封閉劑，乙酰苯胺、醋酸酰胺、苯甲酰胺等酰胺系封閉劑，琥珀酰亞胺、馬來酰亞胺等酰亞胺系封閉劑、二苯胺、苯基萘胺、苯胺、咔唑等胺系封閉劑，咪唑、2-乙基咪唑等咪唑系封閉劑，尿素、硫脲、乙撐尿等尿素系封閉劑，N-苯氨基甲酸苯酯、2-噁唑烷酮、等氨基甲酸鹽系封閉劑，乙抱亞胺等亞胺系封閉劑，甲醛肟，乙醛肟，甲基乙基甲酮肟、環(huán)己酮肟等肟系封閉劑，亞硫酸鈉、亞硫酸鉀等亞硫酸系封閉劑等。最好在電磁波屏蔽和板部加熱成型的溫度將異氰酸酯的封閉解除。
在基材薄板中形成導(dǎo)電性墨水的印刷方法是絲網(wǎng)法，可以大量涂覆而滲透少，最好用可以連續(xù)印刷的轉(zhuǎn)動絲網(wǎng)印刷法。另外，如果是高導(dǎo)電性墨水，只要很少的涂覆量就可以，這樣用照相凸板印刷也可以形成導(dǎo)電性墨水層。
上述電磁波屏蔽石膏板作為電磁波屏蔽薄板用了有導(dǎo)電性的板紙。但是如果僅在板部大量添加導(dǎo)電性物質(zhì)粉末來得到很好的電磁波屏蔽性能，就會降低板部的強(qiáng)度和成形性，提高價格。因此最好是板紙也具有導(dǎo)電性。
最好是導(dǎo)電性墨水的電阻值(用表面電阻或者體積電阻來評價)低于板部的電阻，以減輕對板部的導(dǎo)電性物質(zhì)的添加量的負(fù)擔(dān)。這樣僅用導(dǎo)電性碳粉末性能不夠好，只用銀價格又太高，最好是兩者配合。配比量的質(zhì)量比大致為銀粉末/導(dǎo)電性碳粉末＝1/2到30/1，涂覆厚度一般是3到30g/m2(dry)。又，可以使用鎳，但是涂覆量大于銀。另外，為了使板紙有導(dǎo)電性，可以混入有導(dǎo)電性物質(zhì)的纖維、將導(dǎo)電性物質(zhì)蒸發(fā)到板紙上。
如果想得到好的屏蔽性能(電磁波強(qiáng)度的衰減度)和寬的屏蔽電磁波頻帶，最好是如圖1(D)使用整面的導(dǎo)電性墨水層。但是如果考慮即使降低一點屏蔽性能也要降低導(dǎo)電性墨水的費用，或者想屏蔽特定的頻帶時，可以形成如圖2(A)～(F)的圖形。
導(dǎo)電性墨水是如圖2(A)、(B)所示的格子狀(或網(wǎng)格狀)圖形時，該導(dǎo)電性墨水層具有電磁波的低頻濾波器(Low cut filter)的功能。也即，存在根據(jù)開口部的尺寸決定的屏蔽頻率fc(Hz)，低于fc頻率的電磁波被屏蔽，超過fc的頻率的電磁波從該導(dǎo)電性墨水的開口處進(jìn)入并透射。該屏蔽頻率fc相當(dāng)于和該導(dǎo)電性墨水層的開口部有相同的形狀和尺寸剖面的導(dǎo)波管的屏蔽頻率f’c(Hz)。也即，fc≌f’c。該近似相當(dāng)于如圖2(A)、(B)的開口部但是長度很短(向里面)的波導(dǎo)管。
例如圖2(A)，(B)，在導(dǎo)電性墨水層的開口部的邊長為a(m)和b(m)時，該開口部的屏蔽頻率是fc，近似于具有斷面和該開口部同形狀同尺寸的波導(dǎo)管的屏蔽頻率f’c(Hz)，在a≥b時有fc≌f’c＝C/2a這里C＝2.998×108(m/sec)，是真空中(在空氣中光速也大概相同)的光速。例如，a＝b＝10mm＝1×10-2m的正方網(wǎng)格時fc≌1.5×1010Hz＝15GHz在這種情況，對15GHz以下頻率的電磁波有屏蔽功能。
又，例如室內(nèi)的家電制品使用傳輸波的頻率為3GHz＝3×1010Hz的電磁波控制時，組成墻壁，天花板，地面或者是全部的建材必須是不屏蔽3GHz的電磁波并使其通過，但是要求屏蔽除此以外的頻率，特別是在周圍環(huán)境中存在的、在各種各樣的家用電氣工作時被使用或者有影響的低于3GHz的低頻帶的電磁波(噪聲)。這時，可以將屏蔽頻率fc(Hz)設(shè)定為比3GHz稍低的頻率。這樣，正交網(wǎng)格的開口部的長度較長的邊a，在fc＝3GHz時從fc≌C/2a＝3×109Hz求出a＝5×10-2m＝50mm，設(shè)定的a比50mm小，大約40mm就可以了。
形成網(wǎng)格的網(wǎng)狀導(dǎo)電性墨水的開口寬度如果太大，有不能滿足需要屏蔽的電磁波頻帶的屏蔽性能的可能性。因此最好是盡可能小。但是太小了，板部和導(dǎo)電性墨水的附著力可能下降。因此，網(wǎng)格的網(wǎng)的開口寬度最好是最小設(shè)定為4mm角度，導(dǎo)電性墨水層的線寬變細(xì)(0.5mm左右)、開口率在30％以上到90％、如果能保證板部和導(dǎo)電性墨水層以及基材薄板的附著力，導(dǎo)電性墨水層的開口寬度也可以降低。另外，即使導(dǎo)電性墨水層的線寬變細(xì)，如果能保證板部和導(dǎo)電性墨水層的附著力，導(dǎo)電性墨水層的網(wǎng)的開口寬度也可以降低。但是，導(dǎo)電墨水層的線寬變細(xì)也會有印刷不均勻等問題，一般最好在0.5mm以上。
因此，導(dǎo)電性墨水層形成網(wǎng)格狀時，可以考慮其和板部的附著力，需要屏蔽的電磁波的頻帶，印刷不均勻等問題后設(shè)定該網(wǎng)線的寬，開口寬度，開口率。但是最好具體如前面所述，導(dǎo)電性墨水層的線寬度在0.5mm以上，導(dǎo)電性墨水層的網(wǎng)格開口率在30％以上到90％，網(wǎng)的開口寬度在4mm左右。
又，即使有一部分電磁波通過網(wǎng)的開口部，因為板部11具有導(dǎo)電性和電介質(zhì)性質(zhì)，也有電磁波屏蔽效果，所以可以確保石膏板整體的電磁波屏蔽性能。
又，如果在板紙的兩面薄板面上形成導(dǎo)電性墨水，再將沿電磁波入射方向的雙方開口部相互錯開的話，即使設(shè)定大的開口率，也能保證電磁波的屏蔽能力。
上述電磁波屏蔽石膏板的制造方法可以和通常的石膏板的制造方法相同。需要時可以在板紙的外面，內(nèi)面或者內(nèi)外的表面用公知的印刷方法用一般的墨水印刷所希望的圖案。
上述電磁波石膏板用如圖3所示的生產(chǎn)線生產(chǎn)。例如，用生產(chǎn)圖1(B)所示的電磁波屏蔽石膏板時，在帶式傳送機(jī)5上被傳送的成型箱6內(nèi)，通過引導(dǎo)轉(zhuǎn)軸7，由卷有電磁波屏蔽薄板3的轉(zhuǎn)軸Ra將導(dǎo)電性墨水的印刷面3a向上那樣地提供電磁波屏蔽薄板3，同時在該電磁波屏蔽薄板3的印刷面3a上，由槽桶容器8提供作為板部1組成材料的混合材料。這樣在電磁波屏蔽薄板3的導(dǎo)電性墨水層4上附著了被提供的混合材料，在板部1的內(nèi)面附著導(dǎo)電性墨水4。再在該混合料上從卷有板紙2的轉(zhuǎn)軸Rb提供內(nèi)面的板紙2。這樣，引導(dǎo)轉(zhuǎn)軸9引導(dǎo)的板紙2壓入混合材料的上側(cè)，形成所定厚度的連續(xù)石膏板，從被傳送帶送來的連續(xù)石膏板，例如可以連續(xù)得到長1820mm，寬910mm，預(yù)定厚度(9.5mm、12.5mm、15mm)的矩形石膏板。
本發(fā)明的作為電磁波屏蔽建材的電磁波屏蔽石膏板，如上述結(jié)構(gòu)，由吸收和反射從外部飛來的電磁波而屏蔽電磁波，防止電磁波透過石膏板侵入室內(nèi)。
本發(fā)明的作為電磁波屏蔽建材的電磁波屏蔽石膏板，可以用于建筑物的墻壁，地面，天花板，門，隔斷板等地方。
電磁波屏蔽薄板貼在板部的內(nèi)面(和電磁波入射方向相反)類型的電磁波屏蔽石膏板可以用于墻壁，天花板等內(nèi)裝建材。但是天花板內(nèi)裝用建材有時使用以硅酸鈣為主要成分的板。在使用以硅酸鈣為主要成分的板時，也可以在電磁波入射方向的對面貼上本發(fā)明的電磁波屏蔽薄板，使導(dǎo)電性墨水層和主要成分接觸，得到和上述石膏板有同樣電磁波屏蔽性能的天花板內(nèi)裝建材。
又，上述電磁波屏蔽薄板也同樣適用于尿烷，乙烯樹脂，合成橡膠等以合成樹脂為主要成分的地瓷磚，瓷磚式地毯，地膜，毛毯等地面建材中，得到和上述石膏板同樣的效果的地面內(nèi)裝建材。
另外，上述電磁波薄板也適用于外裝板等外裝用建材。也即，在用加水混合硅酸鈣或者是合成樹脂的主要成分和導(dǎo)電性材料配成混合材料作成板部的板面內(nèi)，電磁波屏蔽薄板的導(dǎo)電性墨水層和薄板接觸，可以得到和上述石膏板同樣效果的種種電磁波屏蔽建材。在這種情況下，只要在板部的任何一面板面內(nèi)裝有接觸了導(dǎo)電性墨水層的電磁波屏蔽薄板就可以。
又，用加水固化的上述石膏或者是硅酸鈣等水固化性無機(jī)物質(zhì)組成的板部時，因為含水使得板部的導(dǎo)電性增高，可以比合成樹脂的情況少混入碳纖維或者碳材等導(dǎo)電性材料。
又，如上所述在紙等基材薄板的一面上，由印刷網(wǎng)狀導(dǎo)電性墨水層形成電磁波屏蔽薄板。但是也可以在基材薄板面上貼上由導(dǎo)電性材料形成的網(wǎng)狀導(dǎo)電性墨水層、或者在基材薄板上埋入或者織入導(dǎo)電性墨水層組成電磁波屏蔽薄板。例如，在上述成型箱內(nèi)供給紙等薄板的同時，供應(yīng)原來說明過的導(dǎo)電性網(wǎng)狀板將其貼在薄板上，另外在板面內(nèi)埋入導(dǎo)電性網(wǎng)狀板，織入導(dǎo)電性網(wǎng)狀板都可以。
該石膏板10在板部11的一面貼有電磁波屏蔽薄板12，另一面上貼了板紙13。也即，如果將箭頭表示的電磁波的入射側(cè)作為外側(cè)，在板部11的外側(cè)貼有板紙13，而板部11的內(nèi)側(cè)貼有電磁波屏蔽薄板12。又，板部11是在以燒石膏，起泡劑，固化調(diào)整劑，粘接劑，黏土(礦物)為主要成分中混入了粒度在44μm以下、重量比為10wt％的碳材，長為6mm以下的、重量比在2wt％的碳纖維，再加水很好的攪拌制成的混合材料。
在電磁波屏蔽薄膜12的內(nèi)面印刷了網(wǎng)狀導(dǎo)電性墨水14層，該網(wǎng)狀層具有由導(dǎo)電性墨水組成的圍棋盤式的開口。具體來說，使用銀的鱗片狀顆粒和導(dǎo)電性碳混合成如下組成的導(dǎo)電性墨水在一面的板紙上印刷了網(wǎng)狀導(dǎo)電性墨水14層。導(dǎo)電性墨水中的粘合劑樹脂使用了聚酯多元醇、和由甲基乙基甲酮肟封閉化的己(六甲撐)二異氰酸酯作為固化劑。多元醇和封閉異氰化酸酯固化劑以10∶2的比例使用。該導(dǎo)電性墨水層14的厚度大約為10±5μm，線寬大約為2mm，網(wǎng)的開口率為44％，線的開口寬度大約4mm。
《導(dǎo)電性墨水的組成》銀粉末平均粒度10μm的鱗片狀 60質(zhì)量％石墨粉末平均粒度1μm的鱗片狀 4質(zhì)量％
粘接劑樹脂聚酯樹脂+封閉異氰酸酯固化劑15質(zhì)量％稀釋劑 21質(zhì)量％該石膏板10用如圖3所示的同樣生產(chǎn)線生產(chǎn)，以板部11的內(nèi)面和電磁波屏蔽薄板12的導(dǎo)電性墨水層14形成接觸狀態(tài)來制造。尺寸為1820×910mm。該石膏板具有從電磁波入射方向(圖4(B)的箭頭方向)看過來單位電阻100Ω/以下、復(fù)數(shù)比介電常數(shù)的絕對值為5～1200的電介體(板部11)和電阻10Ω/以下的導(dǎo)電性墨水層14的二層結(jié)構(gòu)，可以得到如圖7所示的原來的石膏板同樣的電磁波屏蔽性能的石膏板。
圖5、圖6和圖7表示有電磁波屏蔽性能的原來的石膏板20和本實施例的石膏板10的電磁波屏蔽性能的比較結(jié)果圖。圖5是對水平極化波的屏蔽性能結(jié)果，圖6是對垂直極化波的屏蔽性能結(jié)果。
從圖5和圖6可知，實施例的石膏板10和原來的石膏板20具有同樣的電磁波屏蔽性能。也即，得到了在30MHz到10GHz的寬頻帶中有40dB以上的優(yōu)秀電磁波屏蔽性能的石膏板。使用該石膏板作為內(nèi)裝建材，形成房間可以屏蔽室外的電磁波，同時可以防止從室內(nèi)的通信裝置發(fā)出的電磁波使通信裝置誤動作和信息傳送誤差。
本實施例的石膏板10不需要和如圖7所示的原來的石膏板20那樣在板部21中夾導(dǎo)電性網(wǎng)狀體24，只需要將印有導(dǎo)電性墨水層14的作為內(nèi)紙的電磁波屏蔽薄板12提供給成型箱就可以，因此可以容易地生產(chǎn)并且提高了生產(chǎn)效率。
又，導(dǎo)電性墨水層的印刷面在板部的內(nèi)接觸面，電磁波屏蔽薄板12不象原來的導(dǎo)電性網(wǎng)狀體13那樣埋設(shè)在混合材料中。又，作為電磁波屏蔽薄板12基材的紙和原來的纖維比強(qiáng)度高。因此電磁波屏蔽薄板12難以發(fā)生的斷線和扭曲的問題。又，導(dǎo)電性墨水層14是印刷的，很少有質(zhì)量的波動。因此得到了具有一定電磁波屏蔽性能且質(zhì)量穩(wěn)定的石膏板10。
也即，在寬的頻率具有很好的電磁波性能的同時，容易生產(chǎn)而且提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，并且可以得到質(zhì)量穩(wěn)定的石膏板。
又，因為導(dǎo)電性墨水層14的線寬大約是2mm，解除了印刷不穩(wěn)定和擦過的問題，因此確實能得到具有一定電磁波屏蔽性能且質(zhì)量穩(wěn)定的石膏板。
又，因為保證了導(dǎo)電性墨水層14的網(wǎng)的開口率大約為30％，網(wǎng)的開口寬度大約是4mm，至少除導(dǎo)電性墨水層14部分，紙和石膏的附著力和原來的石膏板一樣。因此，不需要選擇墨水的樹脂粘接劑和石膏有粘接力的墨水也可以保證板部11和導(dǎo)電性墨水層14的附著力，因此確實能生產(chǎn)具有一定電磁波屏蔽性能且質(zhì)量穩(wěn)定的石膏板10。
然后，在石膏中混入石墨的鱗片狀粉，預(yù)備表面電阻為50Ω/的石膏材料，該石膏材料流入上述得到的導(dǎo)電性板紙上，再在上面覆蓋160g/m2的室內(nèi)側(cè)板紙，熱壓(在80℃，用5Kg/cm2壓制)，得到尺寸為930×2100mm的電磁波屏蔽石膏板。比較例1將沒有形成導(dǎo)電性墨水層的上述實施例2的石膏板作為比較例1。比較例2制造除去沒有形成導(dǎo)電性墨水層、并且表面電阻為5Ω/cm的碳纖維織成大致為圍棋盤的纖維體在石膏板制造時封入外和上述實施例2相同制造的石膏板，作為比較例2。
測定這樣得到的實施例和比較例1、2的石膏板的電磁波屏蔽性能。具體是使用2.5GHz的電磁波，將各石膏板上橫豎均等分成3點，共得到9點，測定這些點的電磁波屏蔽性能。結(jié)果表示于表1。
表1

從表1可知，實施例2的石膏板有很好的電磁波屏蔽性能，而且隨測定位置很少波動。而沒有形成導(dǎo)電性墨水層的的比較例1的石膏板的電磁波屏蔽性能不好，使用了碳纖維的比較例2的石膏板的性能波動很大質(zhì)量不安定。
根據(jù)以上說明，本發(fā)明的電磁波屏蔽建材是至少在板部的一面內(nèi)電磁波屏蔽薄板接觸導(dǎo)電性墨水層組成的多層結(jié)構(gòu)，該板部是以板的主要成分和導(dǎo)電性物質(zhì)混合材料形成，電磁波屏蔽薄板是由在基材薄板的一面上印刷導(dǎo)電性墨水層而形成。所以板部本身的導(dǎo)電性即使不提高，也可以有效的屏蔽電磁波。而且可以得到性能波動很小的穩(wěn)定電磁波屏蔽性能。另外，因為可以用和原來的制造工序相同的制造工序來制造，所以容易制造并且提高能效率，降低制造成本。
權(quán)利要求
1.一種電磁波屏蔽建材，其特征在于在以板的主要成分和導(dǎo)電性物質(zhì)的混合材料形成的板部的至少一板面，由在基材薄板的一面上通過印刷導(dǎo)電性墨水層來形成的電磁波屏蔽薄板并呈接觸該導(dǎo)電性墨水層的多層結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波屏蔽建材，其特征在于在電磁波屏蔽薄板中網(wǎng)狀地形成導(dǎo)電性墨水層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁波屏蔽建材，其特征在于導(dǎo)電性墨水層的線寬在0.5mm以上，而且導(dǎo)電性墨水層的開口率在30％以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的電磁波屏蔽建材，其特征在于在形成電磁波屏蔽薄板的導(dǎo)電性墨水層的墨水載色劑中使用了以多元醇為主要成分的異氰酸酯化合物作為交聯(lián)劑的組成物。
5.一種電磁波屏蔽建材的制造方法，是根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一權(quán)利要求所述的電磁波屏蔽建材的制造方法，其特征在于在板部的至少一板面與導(dǎo)電性墨水層呈接觸狀態(tài)地疊層電磁波屏蔽薄板。
6.一種電磁波屏蔽建材的制造方法，是根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁波屏蔽建材的制造方法，其特征在于是在形成導(dǎo)電性墨水層的墨水的載色劑中，使用了以多元醇為主要成分的異氰酸酯化合物作為交聯(lián)劑的組成物，在板部和電磁波屏蔽薄板的疊層工程中由加熱使導(dǎo)電性墨水層固化。
7.一種電磁波屏蔽石膏建材的制造方法，其特征在于是從第一滾筒送出的第一薄板的同時，在該第一薄板的上面供給板的主要成分和導(dǎo)電性物質(zhì)的混合材料，在該混合材料上由第二滾筒提供第2薄板，由此形成在板部的上下面分別附著薄板的連續(xù)的電磁波屏蔽建材，再按一定的長度上切斷，得到所定的形狀的電磁波屏蔽建材的方法，所述第1薄板和第2薄板中至少一塊薄板內(nèi)使用了由在基材薄板的一面上印刷導(dǎo)電性墨水層而形成的電磁波屏蔽薄板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電磁波屏蔽建材的制造方法，其特征在于在電磁波屏蔽薄板中網(wǎng)狀地形成導(dǎo)電性墨水層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種成本低效率好的能屏蔽電磁波的電磁波屏蔽建材。本發(fā)明的電磁波屏蔽建材是至少在板部1的一板面,形成電磁波屏蔽薄板接觸其導(dǎo)電性墨水層4那樣的疊層結(jié)構(gòu),該板部是以板的主要成分和導(dǎo)電性物質(zhì)混合材料形成,電磁波屏蔽薄板是由在基材薄板的2,3的一面上印刷導(dǎo)電性墨水層4而形成。所以板部本身的導(dǎo)電性即使不提高,也能夠有效地屏蔽電磁波。而且可以得到性能波動很小的穩(wěn)定電磁波屏蔽性能。另外,因為可以用和原來的制造工序相同的制造工序來進(jìn)行制造,所以容易制造并且可提高效率,降低制造成本。
文檔編號E04B1/92GK1373268SQ0113498
公開日2002年10月9日 申請日期2001年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月2日
發(fā)明者須賀和宏, 上山弘德, 遠(yuǎn)藤哲夫, 長谷川清光, 野中英, 西美知男, 多田勝見 申請人:大日本印刷株式會社, 株式會社熊谷組, 吉野石膏株式會社