JP4149133B2 - 電磁界から保護する絶縁板 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、電磁界による有害な環境影響から保護する絶縁板に関する。
【０００２】
低周波帯域と同様に高周波における、例えば、高周波伝達装置（放送，レーダ，自動車の無線電話のネットワーク，産業的な無線電信），高電圧導線又は多種多様なアンテナのような電磁波の発生源は、例えば、非常に敏感な測定装置や制御装置のある部屋内にいると分かるように電子システムに悪影響を及ぼすだけでなく、生命体の健康にも有害になりうる。電磁界が増大しつつあるという事実は、人体の健康に有害な影響を及ぼす可能性の一部になっている（いわゆる電子スモッグ(electrosmog) ）。この電子スモッグは、有名な研究所やその他の機関の絶え間ない議論や試験によって指摘されているだけでなく、放射電磁波から保護する法律に関連した規則で次第に明示されるようになった。これらの規則は、限界値を規定する。これらの限界値は、これらの局所的に固定されて作動している電流供給手段や電波伝達システムを、これらのシステムの放射電磁波，電磁界又はこれらの双方に関して規制する。
【０００３】
これらの規則では、高周波システムと低周波システムとの間で違いがある。一方のシステムは、周波数帯域が、例えば、10 MHzから 300,000 MHzまでの局所的に固定された電波伝達システムに関する。他方のシステムは、周波数が、例えば、50 Hz で電圧が、例えば、1000 V以上の空中線や地下ケーブルに関する。さらに、周波数が、例えば、16 2/3 Hz 又は 50 Hzで、変圧器と切換え変電所を伴う高架線路を走る電車用の長距離電線、及び、周波数が、例えば、50 Hz で一次電圧が、例えば、1000 V以上の変電所が電磁界の発生源である。
【０００４】
連邦放射電磁波規正法によると、磁界と電界の発生時間が合計で一日の期間の5 ％以内であるならば、その電界と磁界の強さは、高周波システムがパルス作動した場合にその高周波システムの（１日分に対する）限界値の 32 倍に達し、低周波システムがパルス作動した場合にその低周波システムの（１日分に対する）限界値の２倍に達するおそれがある。このことは、規則が存在するにもかかわらず、工場や設備の近くに住んでいる人たちが、現時点でも電界と磁界の比較的強い電磁界に曝され得ることを端的に示している。したがって、有害になりうる電磁界の過剰な発生から保護するための固有な手段の要求が、人々に次第に広まりつつある。
【０００５】
電磁気学的に見た適正値が専門化の間でも議論中であり、このときに、現在規定されている限界値が高すぎるという意見が一部にあるという事実によって、この要求は増大される。
【０００６】
欧州ＥＭＶ規則(electromagnetic compatibility regulations) 用のより厳しい欧州基準ＥＮＶ 50166/1及びＥＮＶ 50166/2が既に存在するが、これらはまだ施行されていない。
【０００７】
高周波帯域と低周波帯域との間で放射電磁波のスペクトルに違いがある。人間の器官への高周波帯域と低周波帯域の影響は異なる。したがって、例えば、高架線／地下ケーブル（低周波装置）の近くに居る敏感な人は、良く眠れなかったという不平をしきりに言う。
【０００８】
しかし、一定の状況下で電磁波を放射する、例えば、局所的に不動な電波伝達システムや自動車の無線電話装置（例えば、携帯電話）のような高周波装置も、健康に対して有害になりうる。したがって、例えば、Australian Telecom a.o. の研究は、携帯電話の頻繁な使用による癌の危険な増大を避けることはできないと、発表している。さらに、高周波の電磁界の生物学的な影響に関する重要な特徴が人体によって取込まれるエネルギー量である点に注目すべきである。この高周波の電磁界の主な影響は、組織の加熱である。何故なら、吸収されたエネルギーの大部分は、熱（いわゆる熱運動）に変換されるからである。したがって、限界値の決定は、基準の大きさとしてのエネルギー吸収に基づく。
【０００９】
時間が人の組織の放射電磁波に関する被爆の重要な要素であるのと同様に、人々が継続して滞在するような場所、例えば、住居建築物，病院，学校，幼稚園，職場，行楽地，庭園その他の人々がよく滞在する場所も、重要な要素である。したがって、このような場所に滞在している人の関心事は、各々の建物が電磁波発生源−すなわち電子スモッグの有害な環境的影響から保護されていることである。
【００１０】
電子スモッグから保護するシステムが、外壁の内壁面に関連して既に公知である（ドイツ連邦共和国特許第 297 00 422 号明細書）。このシステムでは、一方が他方の表面に置かれ、全体の厚さが少なくとも 10 から 15 cmになる２枚又は３枚の金属製マットが保護用に使用される。この場合、これらのマットは、覆われるべき壁に対して直接設けられるか、又は粘着性のモルタル層によって固定されるか、又は、外壁が断熱されている場合は、これらのマットが、このときに使用される断熱板上に敷かれ、この断熱板面に塗られた補強用の接着剤によって固着され、その後に、プラスタ（しっくい）製の内壁がさらに設けられる。少なくとも 10 cmの厚さを有するこのような保護システムには、建物の壁に確実に固定 するために特別な固定手段が要求される。この固定手段が固定材である場合は、熱を伝達させる。さらに、頻繁に発生する電磁波のためにマットに複数のリブを適切にかつ確実に取付けることは、多くの場合において困難である。
【００１１】
部屋を放射電磁波から保護する方法が、欧州特許第 0 776 153明細書中に説明されている。この方法では、部屋が、厚さ 2 mm 以下の石膏から成るプラスタの薄い層で張付けられている。このプラスタ層は、重量で少なくとも 0.8％の炭素繊維を含んでいる。この固められた薄いプラスタ層は、接地（アース）されている。しかしながら、この方法では、石膏に混ぜられた炭素繊維の各々がはっきりした整合／方向を呈さないために、覆われるべき壁が同時に断熱構造になっていない。この場合、放射電磁波から保護する限定された効果だけが可能である。
【００１２】
本発明の課題は、絶縁技術の簡単な手段を用いて電磁界から効果的に保護することにある。さらに、本発明の課題は、速く、安全にかつ簡単に組立てやすい壁の内壁面を提供することにある。
【００１３】
この課題は、請求項１の特徴部分によって解決される。本発明のさらに改良した点は、従属請求項に記載されている。
【００１４】
本発明によれば、本発明の絶縁板と電気伝導層とから構成された一体的な複合材料が、邪魔な電磁界から保護する。この電気伝導層は、例えば、金属繊維，ミシン目を入れられた若しくは穿孔された薄い金属フィルム，金属製の補強部材又は編んで作られた金属製のワイヤークロス若しくはカーボンフリース、又はこれらの少なくとも１つから成るフリースとして形成される。この場合、この電気伝導層には、分散した複数の孔が、すなわち絶縁板の断熱技術上の理由のために設けられている。
【００１５】
さらに好ましい改良によれば、金属繊維，編んで作られた金属製のワイヤークロス又はこれらの双方が、それぞれ孔の口径 1mm以下，ワイヤ／繊維の直径 0.1〜 1mmに統一されている。
【００１６】
本発明のさらなる改良点では、反磁性物質及び強磁性物質のほかに常磁性物質も、金属繊維，薄い金属フィルム，編んで作られた金属製のワイヤークロス及び金属製の補強部材を形成するために使用され得る。
【００１７】
接合させた状態にある本発明の複数の絶縁板は、張付け接合部分内でアルミニウム製の粘着テープを用いて伝導的に互いに結合され得る。その結果、閉ざされた伝導性の層のシェルが、壁の内壁面全体にわたって形成される。このシェルは、電磁界に対するファラデー遮蔽として働く。このファラデー遮蔽を効果的なものにするため、電気伝導層が隔離手段によって接地される。
【００１８】
例えば、金属繊維，ミシン目を入れられた若しくは穿孔された薄い金属フィルム又は編んで作られた金属製のワイヤークロスから成るフリースを使用することによって、所望の分散した複数の孔が鉱さい綿から成る絶縁板上に確実に形成される。さらに、この絶縁板上に固着された層が、この絶縁板を挟持する構造体として機能する。この絶縁層に対する、例えば、粘着層つまりプラスタ層の粘着特性が、一定の条件下で向上され得る。
【００１９】
個々の絶縁板を電気接続させることは、使用される電気伝導層が絶縁層の縁部領域内にはみ出ることによって、好ましくは頂点である角の領域内にはみ出ることによっても実現され得る。その結果、これらのはみ出た縁部領域は、隣の絶縁板の層と重なり合う。
【００２０】
例えば、周波数範囲が 3kHz 〜 40GHzの有害な電磁波から保護する絶縁板を作るためには、この周波数範囲に応じて個々の金属線，金属繊維又は金属ストリップの間隔を 1 mm にすればよいことが分かった。何故なら、この間隔は、300 GHz 以下の電磁波の波長に一致するからである。しかしながら、遮蔽効果の効率に関しては、個々の金属線，金属繊維又はこれらの双方の直径もそれぞれ考慮する必要がある。この直径は、好ましくは 0.1〜 1mmであることが分かった。
【００２１】
多くの場合において編んで作られた金属製のワイヤークロスの製造は、非常に高価であり、かつ鉱さい綿の板材に比べて比較的柔軟性に欠けるので、カーボンフリース又はミシン目を入れられた若しくは穿孔された薄いアルミニウムフィルムを使用するのが好ましい。その代わりに、このシステムには、金属製の補強部材によって電磁遮蔽を実現する可能性がある。しかしながら、この場合にも、保護効果を保証し、かつこの遮蔽物の内部、すなわち、建物の室内を電波妨害から保護するために、遮蔽物、すなわち、閉ざされた層状のシェルが設けられる必要がある。
【００２２】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、鉱さい綿から成る実施の形態における電子スモッグを遮蔽する１枚の絶縁板１を斜視図で示す。この絶縁板１の広い面の片方には、電気伝導層２が、電磁放射を遮蔽するために設けられている。この電気伝導層２は、その端に沿って側面方向にはみ出たストリップ状の縁部３を有する。これらの縁部３は、専ら接合して一体化された隣の複数の絶縁板に対する接触領域として働く。
【００２４】
この場合、電気伝導層２として、穿孔されたアルミニウムフィルムのほかに、金属繊維を含んだガラスフリース，カーボンフリース又は編んで作られた金属製のワイヤークロスも使用され得る。しかしながら、その代わりに、電気伝導層と絶縁板との間を機械的に接合することもできる。
【００２５】
電気伝導層の材料は、強磁性体，常磁性体，反磁性体その他の好ましくは電気伝導性の物質、例えば、カーボンを使用する必要がある。
【００２６】
3kHz〜 40GHzの周波数範囲内で電磁界を効果的に遮蔽することを保証するため、ワイヤ／繊維の直径 0.1〜 1mm，間隔 1mmの特定の金属線，金属繊維又は金属ストリップが、周波数範囲に応じて配置される。
【００２７】
図２は、建物内部で断熱と併せて電子スモッグの効果的な遮蔽を実現するために、どのようにして本発明の幾つかの絶縁板が、外壁４の壁面に隣合わせて並べて配置されているかを示す。この場合、これらの絶縁板は、電気伝導層２と共に外壁面に位置決めされている。この電気伝導層２には、複数のストリップ状の縁部３が、それぞれ隣の複数の絶縁板の下面で重なり合う位置に存在する。その結果、個々の電気伝導層２が必然的に重なり合って、電子スモッグを遮蔽する。それと同時に、閉ざされた遮蔽シェルが、建物全体にわたって形成される。さらに、このとき、この遮蔽シェルは接地もされる。
【００２８】
図３中では、拡張した実施形における家の壁の絶縁体の断面図が、断熱複合材料機構を示す。この断熱複合材料機構では、電気伝導層２、例えば、金属繊維を含んだガラスフリース２が、絶縁板の表面に設けられている。このフリースが開構造であるために、絶縁板１を全体にわたって張り付けることが保証される。このフリース２が外観の壁に面していることがこの図中に示されているものの、このフリースをこの絶縁板の外面、すなわちプラスタ層（５，６）と絶縁板との間に配置することも可能である。この場合、このプラスタ層は、補強材を含んだ基礎プラスタ５と仕上がりプラスタ６とから構成される。
【００２９】
図４は、勾配が急な屋根の一部の斜視図である。この場合、本発明の絶縁板が、複数の梁８の間の内側で使用される。この実施の形態では、電気伝導層が部屋の内側に面し、個々の絶縁板１間の電気伝導が、隣合った絶縁板のこれらの電気伝導層をこれらの梁８をまたいて電気伝導性の粘着テープ７でつなぎ合せることによって実現される。この図から分かるように、この場合は、側面方向にはみ出たストリップ状の縁部３なしで済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 はみ出た縁領域が見える電気伝導層を設けた、電子スモッグから保護するための１枚の絶縁板の斜視図である。
【図２】 隣合わせて並べて壁の内壁面に普通に配置された幾つかの絶縁板の斜視図である。
【図３】 本発明の絶縁板と一体になっている断熱複合材料機構の典型的な構造を分解したときの外観断面図である。
【図４】 本発明の絶縁板を使用し得る勾配が急な屋根の一部の斜視図である。
【符号の説明】
１ 絶縁板
２ 電気伝導層
３ 電気伝導層
４ 外壁
５ プラスタ層
６ プラスタ層
７ 粘着テープ
８ 梁

Claims (10)

1. 電磁界による有害な影響から保護する一体的な遮蔽物を伴う断熱板において、一体的な合成材料が、鉱さい綿から形成された１枚の絶縁板（１）とこの絶縁板（１）上に設けられた少なくとも１枚の電気伝導層（２）とから構成されていて、この電気伝導層（２）上には、分散した複数の孔が開構造に形成され、この電気伝導層（２）は、電気伝導性を呈する編んで作られ、 300 GHz 以下の波長に一致する隙間サイズを有する金属製のワイヤークロス，ミシン目を入れられた若しくは穿孔された金属フィルム，金属製の補強部材又はフリースから成ることを特徴とする断熱板。
2. 電気伝導層（２）は、常磁性物質，反磁性物質又は強磁性物質から成ることを特徴とする請求項１に記載の絶縁板。
3. 複数の絶縁板（１）が電気伝導性の接触面（３，７）を介して互いに一体的に接続されて、これらの絶縁板（１）から閉ざされた遮蔽シェルを形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の絶縁板。
4. 電気伝導性の接触面は、絶縁板（１) 上に設けられた側面方向にはみ出たストリップ状の縁部（３）として形成されていることを特徴とする請求項３に記載の絶縁板。
5. アルミニウム製の粘着テープ（７）が、隣の絶縁板（１）を電気接続させる電気伝導性の接触面であることを特徴とする請求項３に記載の絶縁板。
6. フリースの電気伝導性が一体的な金属繊維によって得られることを特徴とする請求項１に記載の絶縁板。
7. フリースの電気伝導性が、例えば、カーボンのような物質によって得られることを特徴とする請求項１に記載の絶縁板。
8. 金属フィルムは、アルミニウムフィルム製であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁板。
9. フリースを構成する編んで作られた金属製のワイヤークロス又は金属繊維は、1mm の隙間サイズと 0.1〜 1mmのワイヤ／繊維の直径をなすことを特徴とする請求項１又は請求項６に記載の絶縁板。
10. 電気伝導層（２) は、接地手段を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の絶縁板。

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