JP4387117B2

JP4387117B2 - 石膏ボード

Info

Publication number: JP4387117B2
Application number: JP2003063687A
Authority: JP
Inventors: 哲夫遠藤; 清光長谷川; 和宏須賀; 祐司桑原; 勝見多田
Original assignee: Yoshino Gypsum Co Ltd; Dai Nippon Printing Co Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Yoshino Gypsum Co Ltd; Dai Nippon Printing Co Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2023-03-10
Also published as: JP2004273831A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の内壁等に使用する石膏ボードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
石膏ボード内に複数の導電性メッシュを備えた石膏ボードが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、アンテナ素子を備えた石膏ボードが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１２７２９７号公報
【特許文献２】
特開２００１−３４８９７５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の石膏ボードでは、優れた電磁波遮蔽性能が得られるが優れた電磁波吸収性能は得られない。また、特許文献２の石膏ボードでは、アンテナ素子を形成しなくてはならず、製造が大変であった。
本発明は、製造が容易で、かつ電磁波吸収性能の優れた石膏ボードを得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る石膏ボードは、厚さ９．５ｍｍのスペーサを構成する石膏または石膏芯を石膏ボード用原紙で被覆した石膏ボードの表面及び裏面にシート材を貼り付け、上記表面側シート材の全体に渡って設けられた格子状抵抗皮膜と、上記裏面側シート材の全体に設けられた反射体とを備え、上記格子状抵抗皮膜の幅が２ｍｍ、上記格子状抵抗皮膜の抵抗皮膜間の間隔が４ｍｍ、上記格子状抵抗皮膜の抵抗が８０Ω〜１６０Ωであり、上記格子状抵抗皮膜は、上記表面側シート材の面全体に渡って印刷されて形成され、当該シート材の格子状抵抗皮膜側が上記石膏または石膏ボードの表面に貼り付けられたことを特徴とする。
【０００６】
【参考例】
以下、図１に基づいて参考例による石膏ボードを説明する。図１（ａ）は参考例による石膏ボードの一部断面斜視図、図１（ｂ）は断面図を示す。尚、図１中の矢印は、電波到来方向を示す。
【０００７】
参考例
参考例による石膏ボード１は、スペーサを構成する石膏または石膏芯を石膏ボード用原紙で被覆した石膏ボード（以下、両方を単に「石膏２」という）の表面及び裏面に紙やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のシート材３Ａ，３Ｂが接着剤等により貼り付けられ、このシート材３Ａの表面の全面には抵抗皮膜４が印刷されており、シート材３Ｂの裏面の全面には反射体５が貼り付けられている。
【０００８】
上記抵抗皮膜４は導電性材料として、金属粒子等の導電性を持つ導電性粒子を分散させたインキを使用すれば良い。上記金属粒子としては、金、銀、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル等が使用できる。また導電性粒子として、必要に応じカーボンブラック、黒鉛等の非金属粒子を添加、分散したインキを使用することもできる。インキのバインダー樹脂としては、基材の材質、要求物性等に応じた公知の樹脂を適宜選択使用すれば良い。例えば、バインダー樹脂としては、２液硬化型ウレタン樹脂等のウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、或いは紫外線や電子線で硬化させる電離放射線硬化性樹脂等を一種又は二種以上の混合樹脂として用いる。特に、バインダー樹脂として、電離放射線硬化性樹脂は無溶剤型インキも可能であり、この為、導電性粒子が高含有率のインキも可能である点で好ましい。なお、インキ中には、導電性粒子及びバインダー樹脂の他、必要に応じその他公知の添加剤、また溶剤乾燥型インキとする場合には、イソプロピルアルコール等の適宜な溶剤を含ませる。
印刷方法としては上述した様な樹脂を含むインキ或いは塗液を用いて、公知の印刷法あるいは塗工法で形成すれば良い。例えば、ロールコート、スプレーコート等の塗工法、グラビア印刷、シルクスクリーン印刷等の印刷法で形成する。
抵抗皮膜４の面抵抗は３８０±１００Ω□（単位面当たり抵抗）、即ち、２８０Ω□〜４８０Ω□の範囲に設定する。
反射体５は例えば金属箔、具体的にはアルミ箔、銅箔等を用いる。
【０００９】
抵抗皮膜４、反射体５の厚さｄ（スキンデプス）は下記式（１）にて求まるｄを基準にして設定した。
例えば、反射体５として銅箔を用いる場合は、
銅の抵抗率ρ＝１．７２×１０^−８（Ωｍ）、これを式（１）に代人すると、
スキンデプスｄ＝１．５×１０^−６（ｍ）＝１．５（μｍ）となる。
従って、１．５μｍ以上の厚みがあれば反射体となる。
このとき、面抵抗Ｒ_０は、

よって、反射体５として銅箔を用いる場合は、厚さ１．５μｍ以上、面抵抗０．０１２（Ω□）以下とする。反射体５としてアルミ箔を用いる場合は、同様な計算により、厚さ１．９μｍ以上、面抵抗０．０１５（Ω□）以下とする。
【００１０】

【００１１】
スペーサの厚さＤは下記式（２）で求まるＤを基準に設定した。
【００１２】

【００１３】
即ち、反射体５の厚さｄは上記式（１）で算出されるｄ以上の厚さにして対象電磁波を反射する厚さに設定し、抵抗皮膜４の印刷厚みｄは上記式（１）で算出されるｄ以下の厚さにして対象電磁波が通過する厚さに設定する。
また、スペーサの厚さＤは上記（２）式により対象電磁波の波長に応じて決める。
【００１４】
抵抗皮膜４の面抵抗は理論上空気の特性インピーダンスである３７６．７Ω□と一致すれば電磁波は波のピークで抵抗皮膜４に入射したとき見た目上短絡するのでこの場合抵抗皮膜４は完全吸収体となる。そして、スペーサの厚さＤを対象電磁波の１／４波長に設定すれば、抵抗皮膜４を通過した対象電磁波が反射体５で反射されて抵抗皮膜４にピークで入射して吸収されるのでλ／４型吸収体が構成される。例えば、対象電磁波がＩＥＥＥ８０２．ａに準拠した５．２ＧＨｚ帯の場合、λ_０＝０．０５７６９２ｍ≒５８ｍｍであり、λ_０／４＝１４．４ｍｍとなるので、スペーサが空気であれば、スペーサの厚さＤ≒１５ｍｍにすれば、λ／４型吸収体が構成される。
【００１５】
スペーサとして石膏２を用いて、石膏２の厚さＤ＝９．５ｍｍとし、抵抗皮膜４の面抵抗を１９５Ω□、２８０Ω□、３４０Ω□、３８０Ω□、４２０Ω□、６５０Ω□に設定した場合の吸収性能結果を図２に示す。図２から抵抗皮膜４の面抵抗が１９５Ω□、６５０Ω□の場合以外は５．２ＧＨｚ帯で１５ｄＢ程度の吸収性能が得られていることが判る。つまり、実験結果から抵抗皮膜４の面抵抗を２８０Ω□〜４２０Ω□に設定すれば５．２ＧＨｚ帯で１５ｄＢ程度の吸収性能が得られことが判る。また、３８０−１００＝２８０Ω□の場合に５．２ＧＨｚ帯で１５ｄＢ程度の吸収性能が得られることから、３８０＋１００＝４８０Ω□の場合にも同様な性能が得られると推測できる。よって、参考例では抵抗皮膜４の面抵抗を２８０Ω□〜４８０Ω□の範囲に定めた。
尚、石膏２の複素比誘電率

の実数部を２〜３、虚数部を０．１以下に調整し、Ｄ＝９．５ｍｍで５．２ＧＨｚを対象電磁波とした吸収性能のピークが得られるようにした。即ち、空気は、

なので、式（２）により、Ｄ＝１４．４ｍｍで５．２ＧＨｚのλ_０／４となる。一方、石膏２は、

なので、式（２）により、Ｄ＝８．３ｍｍ〜１０．２ｍｍで５．２ＧＨｚのλ_０／４となる。そこで、施工性を考慮して規格厚みの石膏の厚さを９．５ｍｍとした場合に５．２ＧＨｚのλ_０／４に概ね一致するため石膏２の厚さＤを規格厚さ９．５ｍｍに設定した。
【００１６】
参考例では、抵抗皮膜４の面抵抗を３７６．７Ω□に近い値３８０±１００Ω□とすれば、完全吸収体とまでにはならずとも、高い電磁波吸収性能が得られることが判った。つまり、面抵抗を２８０Ω□〜４８０Ω□とした抵抗皮膜４が印刷されたシート材３Ａだけでも、電磁波が波のピークで抵抗皮膜４に入射したとき図２に示すような吸収性能が得られる。尚、抵抗皮膜４の面抵抗の値を、２８０Ω□以上で３７６．７Ω□未満の間や、３７６．７Ω□より大きくて４８０Ω□までの間に設定してもよい。
また、反射体５と、厚さ及び複素誘電率を調整したスペーサとしての石膏２を備えたことにより、電磁波が波のピークで抵抗皮膜４に入射しなくても抵抗皮膜４を通過した対象電磁波が反射体５で反射されて抵抗皮膜４にピークで入射して吸収されるので図２に示す吸収性能が得られる。これにより、電波発振源と吸収体の位置関係によらず、一定の吸収性能が得られる。
また、上記式により求まるｄ以上の厚さｄに設定された反射体５を壁体等に貼り付けて、この反射体５から１５ｍｍの間隔（つまり空気によるスペーサの厚さＤ＝１５ｍｍ）を隔てて抵抗皮膜４が印刷されたシート材３Ａをカーテンのように設けるようにしてもよい。この場合においても５．２ＧＨｚの電磁波が波のピークで抵抗皮膜４に入射しなくても抵抗皮膜４を通過した対象電磁波が反射体５で反射されて抵抗皮膜４にピークで入射して吸収されるので図２に示すような吸収性能が得られる。
また、シート材３Ａの表面の全面には抵抗皮膜４を印刷し、シート材３Ｂの裏面の全面に反射体５を貼り付け、これらを石膏２に貼り付けるだけなので、製造が容易となる。
また、抵抗体を印刷による抵抗皮膜４で形成したので、抵抗皮膜４の厚さを調整して面抵抗を調整することが容易となる。
【００１７】
また、吸収性能としては１０ｄＢ以上の性能が得られれば、マルチパスフェージングによる反射波が直接波信号（搬送波）に影響を与えるフェージング環境を回避できるので、受信機側での信号解析処理速度が落ちず、マルチパスフェージングによる反射障害を少なくできる。従って、参考例では建物内の壁、床、天井等に用いた場合に、建物内で無線ＬＡＮ等を使用している場合にマルチパスフェージングによる反射障害を少なくできる石膏ボードが得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
参考例ではシート材３Ａの全面に抵抗皮膜４を印刷したが、図３に示すように、シート材３Ａの面全体に渡って１００±６０Ωの格子状抵抗皮膜４０を印刷してもよい。格子状抵抗皮膜４０の幅Ｄは２ｍｍ、抵抗皮膜４０間の間隔Ｓは４ｍｍとした。この場合、格子状抵抗皮膜４０間のインピーダンスＺにより面全体の抵抗が増えるので、格子状抵抗皮膜４０自体の抵抗値を下げて面全体で上記と同じ面抵抗（２８０Ω□〜４８０Ω□）となるよう設定した。例えば、カーボンインクを用いる場合、カーボンインクを高温で養生して抵抗を下げたものを用いる。
参考例のように全面にカーボンインクによる抵抗皮膜を印刷した場合、カーボンインクは接着剤を用いても石膏２に対して接着性が悪いので、印刷面でない方を石膏２に貼り付けなくてはならない。この場合、カーボンインクは黒いので部屋の見栄えが悪くなる。一方、格子状抵抗皮膜４０を印刷し、抵抗皮膜４０間の間隔Ｓを４ｍｍとすれば、図４に示すように、接着剤６によりシート材３Ａと石膏２とを接着できて抵抗皮膜４０側を石膏２に貼り付けることができ、抵抗皮膜４０を石膏ボードの内側に位置させることができるので、部屋の見栄えを悪くしない。なお、上記接着剤６は石膏であってもよく、この場合シート材３Ａは石膏ボード用原紙の代替物として使用される。また、格子状抵抗皮膜４０の幅は印刷かすれ等を防止するために少なくとも２ｍｍ幅で印刷した。
【００１９】
石膏の厚さＤ＝９．５ｍｍとし、格子状抵抗皮膜４０の抵抗を８０Ω、１００Ω、１１５Ω、１６０Ω、１６５Ω、２００Ωに設定した場合の吸収性能結果を図５に示す。図５から２００Ωと１６５Ω以外では５．２ＧＨｚ帯で１０ｄＢ以上の吸収性能が得られることが判る。つまり、実験結果から格子状抵抗皮膜４０の抵抗を８０Ω〜１６０Ωに設定した場合に５．２ＧＨｚ帯で１０ｄＢ以上の吸収性能が得られることが判る。また、図５によれば、５．２ＧＨｚ帯での吸収性能のピークは格子状抵抗皮膜４０の抵抗を１００Ωにした場合に得られており、１００＋６０＝１６０Ωの場合に５．２ＧＨｚ帯で１０ｄＢ以上の吸収性能が得られることから、１００−６０＝４０Ωの場合にも同様な性能が得られると推測できる。よって、本発明では抵抗皮膜４０の抵抗を４０Ω〜１６０Ωの範囲に定めた。これにより、参考例と同様な効果を奏する石膏ボードが得られる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の石膏ボードによれば、厚さ９．５ｍｍのスペーサを構成する石膏または石膏芯を石膏ボード用原紙で被覆した石膏ボードの表面及び裏面にシート材を貼り付け、上記表面側シート材の全体に渡って設けられた格子状抵抗皮膜と、上記裏面側シート材の全体に設けられた反射体とを備え、上記格子状抵抗皮膜の幅が２ｍｍ、上記格子状抵抗皮膜の抵抗皮膜間の間隔が４ｍｍ、上記格子状抵抗皮膜の抵抗が８０Ω〜１６０Ωであり、上記格子状抵抗皮膜は、上記表面側シート材の面全体に渡って印刷されて形成され、当該シート材の格子状抵抗皮膜側が上記石膏または石膏ボードの表面に貼り付けられたので、５．２ＧＨｚ帯で１０ｄＢ以上の吸収性能が得られ、また、抵抗皮膜を石膏ボードの内側に位置させることができるので、部屋の見栄えを悪くしないという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例の石膏ボードの一部断面斜視図及び断面図である。
【図２】参考例の石膏ボードの電磁波吸収性能結果を示す図。
【図３】実施形態１の石膏ボードにおける紙に印刷された格子状抵抗皮膜を示す図。
【図４】実施形態１の石膏ボードの断面図である。
【図５】実施形態１の石膏ボードの電磁波吸収性能結果を示す図。

Claims

厚さ９．５ｍｍのスペーサを構成する石膏または石膏芯を石膏ボード用原紙で被覆した石膏ボードの表面及び裏面にシート材を貼り付け、上記表面側シート材の全体に渡って設けられた格子状抵抗皮膜と、上記裏面側シート材の全体に設けられた反射体とを備え、上記格子状抵抗皮膜の幅が２ｍｍ、上記格子状抵抗皮膜の抵抗皮膜間の間隔が４ｍｍ、上記格子状抵抗皮膜の抵抗が８０Ω〜１６０Ωであり、上記格子状抵抗皮膜は、上記表面側シート材の面全体に渡って印刷されて形成され、当該シート材の格子状抵抗皮膜側が上記石膏または石膏ボードの表面に貼り付けられたことを特徴とする石膏ボード。