塗料のシールド効果を実験してみた

Amazonなどで、容易に入手できる塗料で、電波のシールド効果を実験してみました。

使用したリーダーとタグ

・BHT-1281QULWB-CE

・ALN-9654（Gタグ）

塗装した容器内にタグを入れ、リーダーのMANICA EXCEL TOOL で電波を最小の出力にして、読み取りの実験を行いました。

ネット検索すると、電磁波シールド効果のある塗料として導電塗料が出てくるのですが、導電塗料以外で、気になる塗料があったので、まずはその塗料で試してみました。

マグネットペイント（ターナー色彩株式会社）Amazon価格：2,090円（税込）

この塗料は、塗るだけで磁石がくっつく下地用塗料です。例えば、チョークボードペイントを上塗りすると、板や室内の壁などにオリジナルの黒板を作成ることができます。

成分には「顔料」としか記載されていませんが、磁石がくっつくという事なので金属性の成分を含んでいると思われます。また、導電塗料では塗れないような材質に塗装できます。

木に塗装できるとのことなので、以下のような、木箱の内側に塗り、タグを中に入れて実験しました。

この塗料は３回重ね塗りするのですが、１回塗る都度に読み取りしてみました。読み取り距離は以下のように変化しました。

未塗装　：　65cm

１回目　：　50cm

２回目　：　35cm

３回目　：　30cm

塗り重ねていくと、読み取りは悪くなっていくのですが、シールドとして使用するのは無理でした。

ちなみに、磁石はくっつきました。

次に、導電塗料で実験しました。

導電塗料は、電流が流れやすいカーボンや金属の粉末を溶かした塗料です。金属が含まれている事から電磁波シールドとしても使用できます。

使用した導電塗料は以下の３種類で、いずれもプラスコート株式会社の「ポリカーム（Polycalm）」という商品のスプレー缶（300ml）になります。

それぞれの塗料の導電性物質と価格は、写真右から以下のとおりです。

①カーボングラファイト　Amazon価格：1,870円（税込）

②ニッケル　Amazon価格：4,290円（税込）

③銀・銅　Amazon価格：4,620円（税込）

以下のような、材質がポリプロピレン（PP）の容器の外側に塗り、タグを中に入れて実験しました。（写真は銀銅の塗料で塗装）

なお、塗装に慣れてないのため、側面は塗りムラができるなど、うまく塗れなかったので、平で綺麗に塗装できたフタ側より読み取りました。

①カーボングラファイト

この塗料は、発泡スチロールの静電気対策用との事なので、発泡スチロールには直接塗れますが、実験で使用する容器はPPなので、プラスチック用のプライマーを下塗りしてから塗装しました。

読み取り距離は 0 cmでした。フタにリーダーを押し付けるようにしても読み取りませんでした。

しかし、出力を最小から１つ上げると、7 cm の距離で読み取りました。

高いシールド効果を必要としない用途であれば使用できるかもしれません。

②ニッケル

読み取り距離は 0 cmで、出力を最大にしても読み取れませんでした。

なお、抵抗値が小さいほど電磁波シールド性が高くなるとの事で、カーボンよりも効果がありました。

ただし、直接、容器に塗装したのですが、実験後にクラックが発生し、塗装が剥がれてしまいました。カーボンの実験のようにプライマーを下塗りすれば大丈夫かもしれませんが、塗装に関して不安を感じました。

③銀・銅

PPへの塗装は△ですが、直接、容器に塗装しました。

ニッケルと同様、読み取り距離は 0 cmで、出力を最大にしても読み取れませんでした。

塗装に関しては、ニッケルのように剥がれる事はありませんでした。

導電塗料が電磁波シールドの効果があるとの事ですが、実際に試してみると、導電性物質による効果の違いや、塗装の問題点も体感できました。

考察

３つの製品のシールド効果の実験結果は、

銀・銅　≒　ニッケル　＞　カーボングラファイト

でした。

カーボングラファイトはシールド効果が劣りますが、銀・銅とニッケルは十分な効果がりました。

また、ニッケルの抵抗値は約１Ωで、銀・銅は１Ω以下となっているので、銀・銅の方がシールド性が高いのかもしれません。

価格はカーボンが一番安く、半額以下なのですが、メーカー提示の塗布面積では他の２製品はスプレー缶１本で1㎡なのに対し、カーボンは1/4の0.25㎡（50cm×50cm）しか塗れません。

また、ニッケルより銀・銅の方が少し価格が高いですが、塗装の事を考えると、今回試した３製品の中では、銀・銅の塗料が１番お勧めです。

ちなみに、銀・銅の塗料は、１kg入りの缶も販売されており、Amazonで 20,162円（税込）です。

導電塗料の活用について

以前、周囲のタグを読み取らないよう、スチール製の郵便ポストや引出しの中にテーブルスキャナを取り付け、中に入れたタグのみを読み取るような工作物を作った事があります。電源ケーブルを通すための隙間や、その他の隙間などにアルミ箔やアルミテープを貼るなどしたのですが、耐久性の問題もあり、電波漏れを防ぐことに苦労しました。

導電塗料により、プラスチック製品なども使用できるようになるので、選択肢も広がります。また、プラスチック製品であれば、必要に応じて加工する事も可能と思います。

また、飛沫防止のアクリル製パーテーションに塗って、隣の作業机のタグ読み取りを防ぐなどの利用も考えられます。ただし、金属と同様、電波を反射するので、設置場所に注意が必要です。