Funktionale Papiere für die Absorption von hochfrequenten elektrischen Feldern und Verfahren zu deren Herstellung

Die Erfindung betrifft Papiere zur Absorption elektromagnetischer Felder und Verfahren zu dessen Herstellung.

Hochfrequente elektromagnetische Felder im Mikrowellenbereich (500 MHz - 300GHz) sind als Folge notwendiger Kommunikationstechniken (Sattelitenfernsehen, Mobilfunk, WLAN-Technologien, Meßtechnik (Radar für Verkehr- und Luftüberwachung) und nicht verhinderbarer Abstrahlungen von Mikrowellentechniken (Mikrowellenerwärmung, Mikrowellenertrocknung, Mikrowellenersintem, Mikrowel- lenerkleben, bis hin zu medizinische Anwendungen) in unserer Umwelt mit unterschiedlicher Intensität und Frequenz vorhanden. Diesen Feldern sind alle biologischen Systeme (Menschen, Tiere und Pflanzen) ausgesetzt. Des weiteren hat die verbreitete Anwendung von Elektronik zum effizienten Betrieb (Steuerung/Regelung) industrieller Verfahren, von Medizintechnik, Bürotechnik, Kraftfahr-

zeugen bis zu Haushaltsgeräten deutlich zugenommen. Die Elektronik enthält Baugruppen (z. B. integrierte Schaltkreise), deren elektromagnetische Empfindlichkeit (EMV) mit zunehmender Leistungsfähigkeit und Miniaturisierung stark zunimmt und die infolge der hohen Datenübertragungsraten und/oder Schaltfrequenzen selbst HF-Leistungen abstrahlen.

Um einerseits die Emissionen hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf biologische Systeme einzugrenzen und andererseits einen hinreichend sicheren Betrieb der Elektronik zu gewährleisten wurden in vielen Industrieländern einzuhaltende Grenzwerte für maximale Leistungsdichten von Strahlungsquellen gesetzlich fixiert. Diese Festlegungen werden immer wieder überarbeitet, sobald neue wissenschaftliche Erkenntnisse zu negativen Wirkungen vorliegen.

Exemplarisch sind für die BRD die 26. BLMSCHW (Verordnung über elektromagnetische Felder) und die DIN VDE 0848 (Sicherheit in elektromagnetischen Feldern) zu nennen. Diese Verordnung bzw. Richtlinie stützen sich auf internationale Empfehlungen, wie z. B. die ICNIRP (Internationale Kommission für den Schutz vor nichtionisierbarer Strahlung) und der WHO (Weltgesundheitsorganisation).

Nutzbare physikalische Prinzipien für den Schutz vor hochfrequenten elektromagnetischen Feldern sind entweder die Reflexion und/oder die Absorption der elektromagnetischen Felder. Beide Prinzipien sind frequenzabhängig.

Für die Reflexion von HF-Felder sind elektrisch leitfähige Werkstoffe geeignet. Die Energiedissipation infolge Induktion (Wirbelstromverluste) und aufgrund der geringen Eindringtiefen ist unbedeutend. Die Absorption elektromagnetischer Energie ermöglichen dielektrische und magnetische Materialien. Die Energieabsorption basiert bei dielektrischen Materialien auf Polarisation und bei magnetischen Materialien auf ihren gyromagnetischen Eigenschaften (Ferromagnetische Resonanz). In beiden Fällen muss das elektromagnetische Feld allerdings hinreichend tief in das Volumen des Abschirmmaterials eindringen.

Für die Eindringtiefe δ gilt:

wobei f die Frequenz des elektromagnetischen Feldes, μ die Permeabilität und K elektrische Leitfähigkeit des Abschirmmaterials bezeichnen. Sie nimmt mit steigender Frequenz, Permeabilität und elektrischer Leitfähigkeit ab.

Im Frequenzbereich von Mikrowellen ( 500 MHz - 300 GHz) ist die Eindringtiefe elektrisch leitfähiger Metalle sehr gering. Sie beträgt z. B. für Kupfer 2,94 μm bei 500 MHz und 0,12 μm bei 300 GHz. Deshalb besteht das Problem darin, dass zwar oft mit elektrisch leitfähigen Materialien ausreichend abgeschirmt werden kann (Schirmdämpfungen bis 99,999%), sich aber die elektromagnetischen Felder nach wie vor ausbreiten und überlagern, weil sie infolge der unzureichenden Eindringtiefe kaum absorbiert werden.

Als elektrisch leitfähige Materialien werden im einfachsten Fall Drahtgewebe aus z. B. Kupferfeindrähten verwendet. Sie sollen eine Schirmdämpfung 34 - 40 dB bei 200 bis 10 GHz gewährleisten. Solche Gewebe sind allerdings relativ schwer (Flächenmasse 540 g/m ² ). Ebenfalls bekannt sind metallische Textilgewebe, die insbesondere als EMI-Abschirmdichtungen eingesetzt werden.

Eine weitere bekannte Lösung zur Schirmdämpfung elektromagnetischer Felder ist das Bestreichen mit metallgefüllten Lacken (Silber-Acrylharzsysteme). Ausgewiesen werden Schirmdämpfungen bis zu 97 dB bei 1 GHz. Mit preisgünstigeren Ersatzfüllstoffen (Kohlenstoff, Kupfer, Nickel) werden bis zu 57 dB erreicht. Vorteilhafter scheinen für Gehäuse von Anlagen und Geräten Zinkbeschichtungen, hergestellt mit dem Lichtbogenspritzverfahren, zu sein. Man erhält Abschirmwirkungen von 70 bis 90 dB bei 1 GHz.

Laminierte Metallfolien (AI, Cu) finden ebenfalls als Abschirmmaterialien Anwendungen (Auskleidungen von Passagierkabinen in der Luftfahrttechnik und Ummantelungen von Kabeln).

Extrem dünne Metallschichten weisen Kunststofffolien auf, die ein- oder zweiseitig mittels PVD-Verfahren mit einer sehr dünnen Metallschicht (AI, Cu, AG oder Au) von 0,02 bis 0,1 μm bedampft sind. Die Beschichtung kann zwischen 0,5 g/m ² und 10 g/m ² variiert werden. Der EMC-Schutzfaktor von Cu-beschichteten Folien beträgt bei 40 dB im Frequenzbereich 300 MHz bis 2,6 GHz. Die flexiblen Schutzfolien sind bestens einsetzbar, wo Drähte und Kabel in HF-belasteten elektronischen Anlagen abgeschirmt werden sollen. Die elektromagnetischen Felder in der elektronischen Anlage bleiben jedoch größtenteils erhalten. Es entstehen sogar neue Reflexionen und Interferenzen, da die Abschirmung der Drähte bzw. Kabel mit metallisierten Folien vorrangig auf Reflexionsdämpfung beruht.

Aus der EP 0 255 319 A2 sind Abschirmmaterialien bekannt, die Gemische von Kurzfasern (Stahlfasern/Glasfasern oder Aluminium gecoatete Glaskurzfasern/Glasfasern) in einer Polypropylenmatrix enthalten. Kommerziell verfügbar für elektromagnetische Abschirmungen im Gerätebau, wie Mobiltelefone, Computer oder medizinische Geräte bis hin zum Automobil- und Flugzeugbau sind leitfähige Klebebänder oder Stanzteile aus solchen Klebebändern. Die Produkte sind entweder Cu-Ni-Ph beschichtete Vliestextilien oder sie bestehen aus einem 35 μm dicken verzinkten Kupferträger und einer etwa 50 μm silikonisiereten PET-Abdeckung. Die Abschirmwirkung soll im Frequenzbereich 1 bis 18 GHz 95 bis 80 dB betragen.

Zur großflächigen Abschirmung elektromagnetischer Felder werden Abschirmtapeten angeboten. Es sind flexible, rollbare Faservliese mit metallischer, nicht ferroma- gnetischer Beschichtung. Sie sollen eine Schirmdämpfung von 34 - 25 dB bei 200 MHz bis 10 GHz aufweisen. Auch Glas- und Fensterflächen sind in eine Raumabschirmung einbeziehbar. Hierzu werden innenverlegbare Hochfrequenz- Abschirmfolien angeboten. Dies sind mit Edelmetallen beschichtete, selbstklebende

UV-beständige Spezialfolien (Materialstärke 37,5 μm). Für die Transmission im sichtbaren Bereich werden 22% angegeben.

Bekannt sind auch bereits elektrisch leitfähige Papiere, bei denen metallisierte Polyesterfasern (Ni-Cu-PET) in Papier eingelagert werden. Diese leitfähigen Papiere haben eine Flächenmasse von 80g/m ² und sollen eine Schirmdämpfung von 40 dB besitzen. Ein anderer Vorschlag bezieht sich auf die Beschichtung von Tapetenpapiere mit leitfähigen Polymeren (Polyanilin, Polypyrrol, Polythiophen oder deren Derivate), die leitfähigen Ruß enthalten können. Die Schichtdicken betragen insgesamt bis zu 70 μm. Für die ausgeführten Beispiele werden elektromagnetische Schirmwirkungen von bis zu (13 ± 5) dB angegeben.

Bei allen Auskleidungen von Räumen, Anlagen und Geräten müssen allerdings die elektrisch leitfähigen Abschirmmaterialien aus Sicherheitsgründen zum Potenzialausgleich immer zusätzlich geerdet werden und/oder einen Berührungsschutz besitzen.

Weiterhin wird die Schirmdämpfung mit elektrisch leitfähigen Materialien bei Gerätegehäusen weiterhin durch funktionsbedingte öffnungen zur Kühlung und/oder für heraus- bzw. hineinführende Kabel gemindert, da die elektromagnetischen Felder nicht durch Absorption reduziert werden.

Um im Zuge einer stetig steigenden Leistungsfähigkeit in Bereichen der Kommunikationstechnik und Computertechnik über verbesserte Dämpfungskomponenten zu verfügen, wurden auch Polymerfolien entwickelt, in die feine Ferritpartikel eingearbeitet sind. Die mit konventionellen Compoundiertechniken hergestellten Ferrit- Polymer-Verbunde ermöglichen Füllgrade bis zu 50 Massen-%. Weitere Lösungsansätze mit Foliengießverfahren, Beschichtungen der Ferritpartikel mit organischen Haftvermittlern und Einsatz maßgeschneiderter Prepolymere mit kurzkettigen Ausgangsverbindungen sollen Ferritpulverfüllgrade bis zu 75 Massen-% ermöglichen. Hiermit ist aber immer nur ein Kompromiß zwischen Verarbeitbarkeit, Dispersität der Ferritpartikel und Flexibilität der Folien realisierbar.

Um einen breiten Frequenzbereich (100 MHz bis 20 GHz) zu erfassen, wurde bereits vorgeschlagen, Ferritpulver (Mn-Zn-Ferrit oder Strontiumferrit) und elektrisch leitfähige Pulver (Ruß, Ni) in bestimmten Verhältnissen (10:1 bzw. umgekehrt 1 :6) in einem Bindemittel (Dispersionsgrundierung oder organische Polymere) zu mixen und weiterzuverarbeiten, so dass man einen Anstrich oder eine Folie erhält. Die Foliendicken betragen 0,2 bis 0,5 mm. Die Ferritpartikel sind relativ groß, < 45 μm - die Partikel der verwendeten Nickelpulver ebenfalls, < 100 μm, so dass vermutet werden kann, dass nur dicke Folien mit hinreichenden Oberflächeneigenschaften mit diesem Verfahren herstellbar sind. Diese sind zudem schwer. Die erreichten Dämpfungen betragen bei mit Mn-Zn-Ferriten gefüllten Folien 10 dB und bei mit Strontiumferrit gefüllten Folien bis zu 25 dB. Höhere Dämpfungen werden nicht erreicht, weil die elektrisch leitfähigen Anteile in der Folie das Eindringen im Folienvolumen verhindern. Der spezifische elektrische Widerstand der Abschirmfolie beträgt 1 ,5 ωcm.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Papier mit ausgeprägten mikrowellenabsorbierenden Eigenschaften im Hochfrequenzbereich - vorrangig 1 GHz bis 100 GHz - und Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen. Das Papier sollte an die Frequenz des zu absorbierenden elektromagnetischen Feldes angepaßte gyroma- gnetische und/oder dielektrische Eigenschaften und einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand besitzen. Die Materialverbundsysteme müssen hinreichend gut auf verschiedenen Untergründen auftragbar und befestigbar sein. Es sollen insbesondere die HF-Absorption bereits bei geringen Schichtstärken erreichbar sein. Gleichzeitig soll das Papier korrosionsbeständig und recycelbar sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Papier gemäß Anspruch 1 gelöst. Demnach weist das Papier an der Oberseite und/oder Unterseite eine oder mehrere funktionale Schichten auf, die verschiedenartige, anorganische, submikro- bis nanoskalige Partikel enthalten, wobei mindestens eine Schicht submikro- bis na- nometergroße, elektromagnetische Strahlung absorbierende Ferritpartikel enthält.

Erfindungsgemäß kann die Aufgabe auch durch ein Papier gemäß Anspruch 2 gelöst werden. Hier befinden sich die verschiedenartigen, anorganischen, feindispersen Partikel, wobei mindestens eine Art Ferritpartikel sind, bereits im Papier, weil sie bei der Papierherstellung eingebracht wurden.

In jedem Fall sind die Ferritpartikel vorrangig Hexaferrite, deren Eisenionen partiell substituiert wurden und dadurch deren Magnetisierungsrichtung in der Partikelebene liegt. Das sind zum Beispiel Hexaferrite mit der chemischen Zusammensetzung MeA ¹¹ _X B ¹ Ve _12- X-YO ₁₉ , MeA ¹¹ _U C ¹¹¹ Ve ₁₈ -U-VO ₂₇ , Me ₂ A ¹¹ RC ¹¹¹ SFe _12- R-SO ₂₂ oder Me ₃ A ¹ Oc ¹¹¹ _P Fe _24-O - _P O ₄₁ mit für Me vorzugsweise Ba ²⁺ , Sr ²⁺ oder Ca ²⁺ , für A" vorzugsweise Mn ²⁺ , Co ²⁺ , Ni ²⁺ oder Zn ²⁺ , für B ^ιv vorzugsweise Ti ⁴⁺ oder Ru ⁴⁺ sowie für C'" vorzugsweise Ga ³⁺ , In ³⁺ , Al ³⁺ oder Cr ³⁺ .

Diese absorbieren aus Mikrowellenfelder Energie durch Anregen der Spins zum Präzidieren, insbesondere in dem Frequenzbereich, wo die Frequenzen des elektromagnetischen Feldes mit den Spinwellenresonanzfrequenzen übereinstimmen. Der Frequenzbereich wird durch die Wahl und/oder eine Mischung der substituierten Hexaferrite eingestellt.

Die Größe der Dämpfung hängt entscheidend von der Art der Dotierungen des He- xaferrites und dem Volumenanteil der in Schicht befindlichen Hexaferrite ab.

Diese Hexaferrite können mit anderen bekannten, elektromagnetische Strahlung absorbierende Materialien, wie z. B. Carbonyleisen, Eisensilizide und/oder Titanate gemischt werden.

Besondere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 9.

Ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren ergibt sich aus Anspruch 10. Dabei handelt es sich in der Regel um wasserbasierende Pigmentaufschlämmungen, die als Dispersion entweder im überschuß aufgetragen und mittels Rakel, Klinge oder Luftbürste dosiert werden oder um vordosierende Auftragssysteme wie Filmpres-

sen, Spray- und Curtaincoater. Die dotierten Ferritfeinstpulver besitzen die HF- absorbierende Eigenschaft, vorzugsweise auf Basis ihrer gyromagnetischen Eigenschaften.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den sich an den Anspruch 10 anschließenden Unteransprüchen 11 bis 17.

Demnach kann die das dotierte Ferritfeinstpulver enthaltende Dispersion unmittelbar auf das Rohpapier aufgebracht werden.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann zunächst ein Vorstrich auf das Rohpapier aufgebracht werden und anschließend kann die das dotierte Ferritfeinstpulver enthaltende Dispersion auf die Vorstrichschicht aufgebracht werden.

Abschließend kann eine Deckschicht zur Fixierung und/oder optischen Abdeckung aufgebracht werden.

Erfindungsgemäß können sowohl die Vorder- und/oder Rückseite des Rohpapiers beschichtet werden.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren ergibt sich aus Anspruch 18. Hier werden die Ferritpartikel der Papiermasse direkt zugegeben und die Partikel an die Papierfasem mit Fixiermitteln fixiert.

Bei dem Ferritpulver handelt es sich vorteilhaft um Bariumhexaferritpulver, genauer gesagt um ferritmagnetische Feinstpartikel auf Basis von modifiziertem Bariumhe- xaferrit.

Das Bariumhexaferritpulver kann vorzugsweise nach der Glaskristallisationstechnik synthetisiert werden. Aufgrund dieser Synthetisierung erhält das dotierte Ferrit-

feinstpulver die gyromagnetischen Eigenschaften, die notwendig sind, um elektromagnetische Strahlung absorbieren zu können.

Die Glaskristallisationstechnik geht von der Möglichkeit aus, dass Einkristalle nicht nur aus übersättigten Lösungen, sondern auch aus geeigneten zusammengesetzten, unterkühlten Schmelzen entstehen können. Für die Synthese maßgeschneiderter Bariumhexaferrite werden Eisenoxid, Bariumkarbonat, Boroxid und die Dotierungen als Oxide in Pulverform in einem bestimmten Verhältnis gemischt und geschmolzen. Wichtig ist, dass die Schmelze beim Abkühlen zunächst nicht kristallisiert. Deswegen wird die Schmelze schnell gekühlt. Im Ergebnis des rapid queching liegen als Zwischenprodukte Glasflakes vor. Durch gezielte Temperung oberhalb der Transformationstemperatur entstehen in ihnen die gewünschten Kristalle. Nun kann man die umgebende, z. B. in Essigsäure lösliche Bariumboratphase entfernen. Es bleibt das BHF-Pulver übrig. Es wird nachgewaschen und getrocknet.

Der Prozeßablauf ist folgender:

Auswahl der Schmelzzusammensetzung,

Herstellung eines homogenen Gemenges,

Schmelze,

Hochgeschwindigkeitskühlung zur Herstellung amorpher Flakes,

Partielle Kristallisation durch Tempern der Flakes,

Zerkleinern der spröden Flakes,

Säurebehandlung,

Waschen, Zentrifugieren,

Trocknen des Superfeinpulvers.

Die Ausgangsmischung der Rohstoffe wird so zusammengesetzt, dass

sie einerseits bei technisch akzeptablen Temperaturen schmelzen, die maßgeschneiderten elektromagnetischen Eigenschaften entstehen, sich die BHF-Kristalle während der Kristallisation nicht behindern und

andererseits die die entstandenen Kristalle umgebende Matrix leicht weglösbar ist, so dass die gewünschten Kristalle als feinstes Pulver zurückbleiben.

Die Zusammensetzung des zunächst herstellenden Glases, die verfahrenstechnischen Parameter und die Struktur der angestrebten Kristalle bestimmen die Eigenschaften des Endprodukts.

Die Bariumhexaferritpartikel haben als besonderen Vorteil eine hohe Korrosionsbeständigkeit in Lösungsmitteln, Laugen und schwachen Säuren. Bei starken organischen und anorganischen Säuren, wie Oxal-, Salz-, Schwefel- oder Flußsäure ist die Beständigkeit von der Temperatur, der Konzentration und der Angriffszeit abhängig.

Recycelbare Bariumhexaferrite gehören zur Stoffklasse der Oxiden, bei denen aufgrund von Ladung, lonenradien der Kationen, Anionenkomplex, Kristallstruktur eine Zuordnung zu Salzen theoretisch ausgeschlossen werden kann und in denen Eisen nur als Fe ³⁺ auftritt und somit keine Ferritbildung (Salze) möglich ist.

Endliche Löslichkeiten des Erdalkalimetalls Ba aus den Bariumferritverbindungen wurden dagegen bei nassen Mahlprozessen festgestellt. Allerdings werden bei der Mahlung die Oberflächen der feinen Ferritpartikel (...< 1 μm) infolge der intensiven mechanischen Beanspruchungen durch Mahlkörper aktiviert (Störungen der Gitterstruktur). Solche Beanspruchungen finden hier bei der Synthese und Anwendung nicht statt.

Die so hergestellten Pulver werden in Wasser dispergiert und die Dispersion mit geeigneten Dispergiermitteln stabilisiert. Zur Dispergierung sind Rührwerksmühlen und Kugelmühlen mit anpaßbarer Beanspruchungsintensität und -häufigkeit geeignet.

Zur Erzielung eines besseren Deagglomerationsverhaltens der Ferritpulver ist es sinnvoll, die Ferritpartikel vor der Dispergierung organisch oder anorganisch zu

coaten. Damit werden die sonst bei der Dispierung zur Vereinzelung der Partikel notwendigen mechanischen Beanspruchungen reduziert und Echtzerkleinerungen und/oder mechanochemische Veränderungen der Partikel vermieden, die sonst zu unerwünschten Minderungen der elektromagnetischen Absorptionsfähigkeit führen. Ebenso wird der Energieaufwand für die Dispergierung gesenkt.

Bei mit der Glaskristallisationstechnik hergestellten Ferritpulvern erfolgt das Coating der Ferritpartikel zweckmäßig in-situ, das heißt während der Partikelsynthese. Beim organischen In-situ-Coating werden ausreichend stabile, langkettige Polymere oder Silane während der Löseprozedur in die Essigsäure eingebracht, die sich an die Oberflächen der vereinzelt vorliegenden Ferritpartikel anlagern, die anziehenden Partikelwechselwirkungskräfte abschirmen und die Bildung fester Partikel- agglomerate vermeiden.

Beim anorganischen In-situ-Coating wird bereits im Gemenge für die Schmelze ein Teil des glasbildenden Oxids (z.B. Boroxid) durch Siliziumoxid ersetzt. Dadurch bilden sich beim Tempern der Flakes an den Phasengrenzen der entstehenden Ferritkristalle schwerer lösliche SiO ₂ -haltige Phasen (Entmischungen), die beim Löseprozess nicht verschwinden. Diese anorganische Partikelumhüllung schirmt ebenfalls die anziehenden Partikelwechselwirkungskräfte ab. Sie verändert sogar die Polarität und die Größe des Zetapotentials. Abhängig von den Eigenschaften der Ferritpartikel infolge Dotierung und Temperparameter sind partielle Substitutionen von 1 - 3 Mol-% ausreichend.

Möglich ist es auch in die Ferritdispersion zusätzlich andere Streichpigmente einzubringen. Um allerdings die Absorptionseigenschaften durch Verringerung des Voiumenanteils an ferritischen Partikeln im Slurry nicht zu mindern und /oder andere Absorptionsfrequenzen zu realisieren bzw. das Frequenzband zu erweitern, ist es sinnvoll Pigmente mit dielektrischen Eigenschaften, wie zum Beispiel TiO ₂ , Ba- TiO _ß und andere Titanate mit ausreichend hohen Verlustfaktoren, zu verwenden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die beigefügten Figuren zeigen unterschiedliche Möglichkeiten der Verwirklichung des Materialverbundes von feindispersen, elektromagnetisch Strahlung absorbierenden Partikeln und Papier.

Figur 1 zeigt eine erste zur Erfindung gehörige grundsätzliche Möglichkeit, besonders feine (< 500 nm) elektromagnetische Strahlen absorbierende Partikel 2 als Füllstoff zur Masse des Papiers zuzugeben. Um ausreichend hohe Volumenanteile der Partikel im Papier zu erzielen und das Ausspülen der feinen Partikel bei der Entwässerung zu minimieren sind geeignete Chemikalien der Papiermasse zuzugeben, z. B. kationischer Fixiermittel, die die Partikel an den Fasern 1 fixieren.

Figur 2 zeigt eine weitere patentgemäße Möglichkeit. Hier wird ein Streichverfahren eingesetzt, bei dem die Pigmentzubereitung auf das fertige Rohpapier aufgebracht wird. Hierzu kann ein geeignetes Rohpapier direkt mit dem Material beschichtet werden. Allerdings ist bei dieser Variante die Rauhigkeit der Papieroberfläche problematisch für die Ausbildung einer homogenen geschlossenen Schicht des aufgetragenen Bariumhexaferrits. Mit 10 ist das Rohpapier bezeichnet, während mit 14 die Streichschicht, in der sich eine ausreichende Menge an Ferritpartikeln und/oder feindisperse dielektrische Partikel befinden, gezeigt ist. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schicht einfach - also einseitig - aufgetragen. Sie kann auch auf beiden Seiten des Papiers 10 aufgetragen werden. Möglich ist es auch, die Schicht bzw. Schichten mit weiteren Papieren abzudecken, so dass die absorbierende Schichten sandwitchartig zwischen den Papieren liegen.

In Figur 3 ist ein doppelt gestrichenes Papier gezeigt, wobei hier auf das Rohpapier 10 zunächst ein Vorstrich 11 aufgetragen ist, der eine egalisierende Wirkung hat und auf diese dann egalisierte und glatte Oberfläche des Vorstrichs wird die absorbierende Schicht 14appliziert.

Schließlich zeigt die Figur 4 einen weiteren Papieraufbau, bei dem zur Fixierung und/oder zur optischen Abdeckung eine dritte Schicht 16 über einer die elektroma-

gnetische Strahlung absorbierende Schicht 14 appliziert wird. Hier kommen hoch- lichtstreuende und lichtbrechende Substanzen wie z. B. Titandioxid zum Einsatz, um die bräunliche Ferritschicht für dekorative Anwendungen abzudecken.

Zur Herstellung des Schichtaufbaus werden Mehrstreichverfahren verwendet, die heute gängige Praxis für hochwertige Druckpapiere sind. Diese werden meist nacheinander mit Klingen, sogenannten Blades, im überschußverfahren bei Geschwindigkeiten bis zu 2300 m/min beschichtet, um eine optimale Egalisierung der Rohpapierrauhigkeit zu erreichen.

Es gibt auch Düsen für Vorhangstreichanlagen, die mehrere Schichten gleichzeitig applizieren können. Auch eine derartige Applikationstechnik ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar.

Zur Erhöhung der elektromagnetischen Dämpfungswerte besitzt das Papier mindestens eine hartmagnetische Schicht 13, die möglichst in der Nähe der absorbierenden Schicht 14 angeordnet ist. Figur 5 stellt eine beispielhafte Anordnung der Schichten 13 und 14 auf einem Papier 10 dar.

Die Ferritschicht 13 besteht aus vorzugsweise eindomänigen Hexaferritpartikeln, deren Magnetisierungsrichtung intrinsisch vorhanden ist und senkrecht zur Partikelebene steht. Dadurch wird ohne vorherige Aufmagnetisierung mikroskopisch ein Magnetfeld erzeugt, welches die absorbierende Ferritschicht 14 durchdringt und die dotierten Hexaferrite mehr oder weniger magnetisiert und somit deren Resonanzverluste erhöht, (s. Fig. 6). Hierzu eignen sich vor allem undotierte Barium- oder Strontiumhexaferritpartikel mit einem großem Aspektverhältnis (a/c > 3).

Zur besseren magnetischen Durchdringung der absorbierenden Ferritschicht 14 kann zusätzlich auf ihre Oberseite eine weitere hartmagnetische Schicht 15 angeordnet werden (vgl. Fig. 7). In diesem Fall ist es sinnvoll, entweder die Dicken der hartmagnetischen Schichten (13 und 15) auf die Hälfte zu reduzieren oder die Dik- ke der absorbierenden Schicht 14 bis auf das Doppelte zu erhöhen.

Die Schichten 13, 14 , 15 sowie auch 16) werden von den Mikrowellenfelder durchdrungen, da der spezifische elektrische Widerstand hinreichend groß ist (> 10 ⁶ ωcm) und somit die Eindringtiefen im Frequenzbereich bis 100 GHz immer noch größer als die Dicken dieser Schichten sind, s. Tab. 1.

Eine weitere Verdopplung der Dämpfungswerte wird mit Papieren erreicht, bei denen zuerst auf dem Papier (oder nach einem Vorstrich) eine elektrisch leitfähige Schicht 12 und danach die magnetfelderzeugte (13) bzw. die feldabsorbierende (14) Schicht aufgetragen wurde (s. Fig.7).

Der spezifische elektrische Widerstand der Schicht 12 sollte zweckmäßig wesentlich kleiner als 10 ⁴ ωcm betragen. Des Weiteren muss die Ausbreitungsrichtung des elektromagnetischen Feldes beachtet werden. Die Anordnung dieser Papiere muss so erfolgen, dass das elektromagnetische Feld die absorbierenden Schichten erst durchdringt und dann auf die elektrisch leitfähige Schicht 12 trifft.

Erst dann wird die absorbierende Schicht zweimal durchdrungen, weil das Mikrowellenfeld an der elektrisch leitfähigen Schicht reflektiert wird.

Darüber hinaus kann auch das Papier mit ausgeprägten mikrowellenabsorbierenden Eigenschaften weitere Schichten aufweisen, die einerseits als Grundschicht 11 die Oberfläche des Papiers egalisieren und somit ein Eindringen von Partikeln aus den darüber liegenden Schichten verhindern und/oder andererseits als Deckschicht (15) zur Fixierung der darunter liegenden Funktionsschichten und/oder zur optischen Abdeckung (s. Fig. 9).

Der spezifische Widerstand dieser Hilfsschichten sollte größer als 10 ⁴ ωcm betragen, um eine hinreichende elektromagnetische Durchdringung des Schichtsystems zu gewährleisten.

Mit den entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Papieren ist eine gute Dämpfung elektromagnetischer Strahlungen durch Absorption gegeben. Reflexionen und Interferenzen werden verringert. Weiterhin werden Expositionsintensitäten elektromagnetischer Strahlung auf Menschen und sonstigen biologischen Objekten durch Absorption verringert. Multipath-Effekte in Räumen, Anlagen und Geräten, die mit Tapeten auf Basis oben genannter Papiere ausgestattet sind, werden reduziert. Das führt zu besseren uns sichereren WLan- übertragungen. Weiterhin müssen Flächen, die mit diesem Material ausgestattet werden, nicht mehr geerdet werden. Entsprechend ausgebildete Räume werden abhörsicher.