(57)【要約】【課題】  テレビ電波から通信システムに使用する電波まで性能を発揮し、電波吸収性能を低下させず、軽量で、構造体と電波吸収体さらに反射体を一体とし、安価で、取付工事が極めて容易でしかも、工期の短い施工が達成可能な優れた電波吸収パネルを提供する。【解決手段】  次の構成要素［Ａ］、［Ｂ］、［Ｃ］、［Ｄ］を含み、構成要素［Ｃ］からなる外枠の内部に、構成要素［Ａ］、［Ｂ］、［Ｄ］を内包して実質的に一体化してなることを特徴とするＦＲＰパネル。構成要素［Ａ］：電波吸収層、構成要素［Ｂ］：電波反射層、構成要素［Ｃ］：ＦＲＰ構造体、構成要素［Ｄ］：充填物【選択図】  図１
2006097304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の構成要素［Ａ］、［Ｂ］、［Ｃ］、［Ｄ］を含み、構成要素［Ｃ］からなる外枠の内部に、構成要素［Ａ］、［Ｂ］、［Ｄ］を内包して実質的に一体化してなることを特徴とするＦＲＰパネル。
構成要素［Ａ］：電波吸収層、構成要素［Ｂ］：電波反射層、構成要素［Ｃ］：ＦＲＰ構造体、構成要素［Ｄ］：充填物
【請求項２】
単位重量が、２０ｋｇ／ｍ２〜２００ｋｇ／ｍ２である請求項１に記載のＦＲＰパネル。
【請求項３】
２．０ｍ以上の支持スパンで１〜８ｋＮ／ｍ２の耐荷重を有する請求項１〜２のいずれかに記載のＦＲＰパネル。
【請求項４】
２．０ｍの支持スパンで１ｋＮ／ｍ２の荷重時の変形量が支持スパンの１／１０００００〜１／１００倍である請求項１〜３のいずれかに記載のＦＲＰパネル。
【請求項５】
構成要素［Ａ］が、９０〜１０００ＭＨｚの電波を吸収する構成要素［Ａ１］を含む請求項１〜４のいずれかに記載のＦＲＰパネル。
【請求項６】
構成要素［Ａ］が、１〜２０ＧＨｚの電波を吸収する構成要素［Ａ２］を含む請求項１〜５に記載のＦＲＰパネル。
【請求項７】
構成要素［Ａ１］が、フェライト板および／またはフェライト粒を含む請求項５に記載のＦＲＰパネル。
【請求項８】
構成要素［Ａ２］が、金属粉および／または導電性繊維の短繊維を含む請求項６に記載のＦＲＰパネル。
【請求項９】
構成要素［Ｂ］が、金属シートおよび／またはＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）を含む請求項１〜８のいずれかに記載のＦＲＰパネル。
【請求項１０】
構成要素［Ｃ］が、無機繊維および／または有機繊維からなる補強繊維を重量含有率で少なくとも５％〜７０％含んでいる強化繊維樹脂からなる請求項１〜９のいずれかに記載のＦＲＰパネル。
【請求項１１】
構成要素［Ｃ］に含まれる無機繊維が、ガラス繊維および／または炭素繊維である請求項１０に記載のＦＲＰパネル。
【請求項１２】
構成要素［Ｃ］に含まれる有機繊維が、アラミド繊維、ポリアミド繊維、および、ポリエステル繊維からなる群より選ばれた少なくとも１つである請求項１０に記載のＦＲＰパネル。
【請求項１３】
構成要素［Ｄ］が、無機質および／または有機質である請求項１〜１２のいずれかに記載のＦＲＰパネル。
【請求項１４】
構成要素［Ｃ］の厚みが、１〜２０ｍｍであって、ＦＲＰパネルの全厚みが１５〜３００ｍｍである請求項１〜１３のいずれかに記載のＦＲＰパネル。
【請求項１５】
構成要素［Ｃ］の内部にあって、十字または一方向に、１０〜６００ｍｍの間隔で、実質的に一体化してなる補強リブを有する請求項１〜１４のいずれかに記載のＦＲＰパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物に使用されるテレビ電波障害の対策用の外壁または、電波暗室の外壁および内壁、または、無線ＬＡＮ、高速道路のＥＴＣをはじめとするＤＳＲＣ（狭帯路車間通信）やＩＴＳ（高度交通情報システム）に関わる装置内外部およびシステム周辺の構造物に使用する電波吸収体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電波は放送・通信に広く利用されているが、コンクリート構造物での反射により様々な障害が生じることが知られている。
【０００３】
例えば、テレビ電波が反射されると、ゴーストと呼ばれる画像劣化が発生する。
また、近年進歩の目覚ましい無線ＬＡＮや個人用簡易無線電話システム（ＰＨＳ）等に代表される通信システムにおいても、反射による電磁波の相互干渉、遅延分散に伴う混信、誤動作といった問題が懸念されている。
【０００４】
近年、反射電波による影響が広範囲に及ぶ高層建築物が増加したため、様々な問題が顕在化してきた。
このような観点から、高層建築物の反射防止対策が求められている。反射防止対策としては、建築物の壁面を電波吸収体で構成する方法がもっとも一般的である。
【０００５】
従来、１ＧＨｚ以下の周波数ではコンクリートの外壁に、フェライト板を貼付、内部に反射体を設ける手段が、知られており、該方法によれば外部からの電波は貼付けたフェライト板によって吸収され、一部透過した電波はワイヤーメッシュ筋等の反射体により反射され、再度フェライトに吸収される。しかし、コンクリートを現場施工することは、高層では非常に危険性をい適用困難であるため、同様の構造のコンクリート製カーテンウォールなどが多く提案されている。
【０００６】
しかし、コンクリート製カーテンウォールでは、外装の磁器タイルでの反射があるため、吸収帯域幅が狭くなる。その為、特定周波数別に対応する電波吸収対策のコンクリート製カーテンウォールとなっており、対応周波数帯以外には効果が得られない。また、コンクリート製であるため、重量が重く、施工性が悪いといった欠点があった。
【０００７】
軽量化の観点から、繊維強化樹脂製遮音パネルの充填材のコンクリートにフェライト粒を混合することによって、電波吸収体機能を付加することが提案されている。（特許文献１）
また、平板状をなした電波吸収体を複数枚面状に配置し、それを繊維強化樹脂で包皮し、補強リブを配置したパネルが提案されている。（特許文献２）
しかし、これらは何れも別途反射体を設ける必要があり、また、外壁に適用するには強度が不足しており別途補強が必要であることから、施工性が悪かった。  
【０００８】
また、反射面となる建物内壁を電波吸収シートで覆うことも提案されている。（特許文献３）
電波吸収に用いる素材としては、通常１０ＭＨｚ〜１ＧＨｚの周波数帯では、主としてフェライト、１ＧＨｚ〜２０ＧＨｚの周波数帯では、金属粉やカーボン、金属等の導電性繊維の短繊維を用途に応じて用いている。
【０００９】
しかし、電波吸収シートを接着剤で壁面に貼り付ける必要があるため、壁面への接着剤全面塗布に手間がかかり、経年変化による剥がれが心配され、落下防止のために、さらに壁面に対してネジやアンカーなどを打ち込む必要があった。
【特許文献１】特開２００３−２３２０１４号公報
【特許文献２】特開２００３−３３６３３０号公報
【特許文献３】特開２００３−３０９３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、テレビ電波から通信システムに使用する電波まで性能を発揮し、電波吸収性能を低下させず、軽量で、構造体と電波吸収体さらに反射体を一体とし、安価で、取付工事が極めて容易でしかも、工期の短い施工が達成可能な優れた電波吸収パネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、以下の構成を採用する。
（１）次の構成要素［Ａ］、［Ｂ］、［Ｃ］、［Ｄ］を含み、構成要素［Ｃ］からなる外枠の内部に、構成要素［Ａ］、［Ｂ］、［Ｄ］を内包して実質的に一体化してなることを特徴とするＦＲＰパネル。
構成要素［Ａ］：電波吸収層、構成要素［Ｂ］：電波反射層、構成要素［Ｃ］：ＦＲＰ構造体、構成要素［Ｄ］：充填物
（２）単位重量が、２０〜２００ｋｇ／ｍ２である（１）に記載のＦＲＰパネル。
（３）２．０ｍ以上の支持スパンで１〜８ｋＮ／ｍ２の耐荷重を有する（１）〜（２）のいずれかに記載のＦＲＰパネル。
（４）２．０ｍ以上の支持スパンで１ｋＮ／ｍ２以上の荷重時に変形性能が支持スパンの１／１０００００〜１／１００倍である（１）〜（３）のいずれかに記載のＦＲＰパネル。
（５）構成要素［Ａ］が、９０〜１０００ＭＨｚの電波を吸収する構成要素［Ａ１］を含む（１）〜（４）のいずれかに記載のＦＲＰパネル。
（６）構成要素［Ａ］が、１〜２０ＧＨｚの電波を吸収する構成要素［Ａ２］を含む（１）〜（５）のいずれかに記載のＦＲＰパネル。
（７）構成要素［Ａ１］が、フェライト板および／またはフェライト粒を含む（５）に記載のＦＲＰパネル。
（８）構成要素［Ａ２］は、金属粉および／または導電性繊維の短繊維を含む（６）に記載のＦＲＰパネル。
（９）構成要素［Ｂ］が、金属シートおよび／またはＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）を含む（１）〜（８）のいずれかに記載のＦＲＰパネル。
（１０）構成要素［Ｃ］が、無機繊維および／または有機繊維からなる補強繊維を重量含有率で少なくとも５％〜７０％含んでいる強化繊維樹脂からなる（１）〜（９）のいずれかに記載のＦＲＰパネル。
（１１）構成要素［Ｃ］に含まれる無機繊維が、ガラス繊維および／または炭素繊維である（１０）に記載のＦＲＰパネル。
（１２）構成要素［Ｃ］に含まれる有機繊維が、アラミド繊維、ポリアミド繊維、および、ポリエステル繊維からなる群より選ばれた少なくとも１つである（１０）に記載のＦＲＰパネル。
（１３）構成要素［Ｄ］が、無機質および／または有機質である（１）〜（１２）のいずれかに記載のＦＲＰパネル。
（１４）構成要素［Ｃ］の厚みが、１〜２０ｍｍであって、ＦＲＰパネルの全厚みが１５〜３００ｍｍである（１）〜（１３）のいずれかに記載のＦＲＰパネル。
（１５）構成要素［Ｃ］の内部にあって、十字または一方向に、１０〜６００ｍｍの間隔で、実質的に一体化してなる補強リブを有することを特徴とする（１）〜（１４）のいずれかに記載のＦＲＰパネル。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下に説明するとおり、ＦＲＰ構造体および電波吸収層、電波反射層を一体化できるため、軽量で施工性に優れ、安価でかつ、耐久性、強度、剛性に優れたものが得られる。
【００１３】
また、ＦＲＰパネルを外枠構造としたため、その内部に様々な種類および形態の充填物を内包でき、要求される周波数域にあわせて、電波吸収体を選択することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の電波を吸収するＦＲＰパネルは、構成要素［Ａ］の電波を吸収する電波吸収層、および、一部通過した電波を再度電波吸収層に吸収させるため必要な構成要素［Ｂ］の電波反射層を、構成要素［Ｃ］のＦＲＰ構造体に構成要素［Ｄ］の充填物と共に内包したものである。ここで、構成要素［Ｃ］のＦＲＰ構造体は、風荷重などに耐えうる剛性と強度を担い、構成要素［Ｄ］の充填物は、剛性および強度の向上に有効な断面２次モーメントを向上させるため内包するものである。
【００１５】
建物外壁の重量は、高層になるほど揚重に手間がかるため、施工性を考慮すると軽量なものがよく、２０〜２００ｋｇ／ｍ２以下であれば、２．５ｍ×５．０ｍの大きさのパネルが２．５ｔ以下となり、一度に数枚の揚重も可能となることから好ましい。また、柱や梁の構造断面も壁荷重が従来のコンクリートの半分以下となるため経済的な設計が可能となる点からも好ましい。
【００１６】
建物外壁の耐荷重は、２．０ｍ以上の支持スパンで１〜８ｋＮ／ｍ２の耐荷重を有することが好ましい。階高に相当する２．０ｍ以上のスパンで１〜８ｋＮ／ｍ２の耐荷重があれば、暴風時を想定した場合でも胴縁や間柱を省力でき、コスト削減、重量低減、施工性の向上の効果が得られるからである。２．０ｍ以上の支持スパンで４〜８ｋＮ／ｍ２の耐荷重があれば、２０ｍ以上の建物を想定した場合でも同様の効果が得られるため好ましい。
上限については、高ければ高いに越したことはないが、現状、重量とのバランスを考慮した場合、８ｋＮ／ｍ２が限度であるためこれを上限とした。
【００１７】
また、前記耐荷重に加え、２．０ｍのスパンで１ｋＮ／ｍ２負荷時の変形性能が支持スパンに対して１／１０００００〜１／１００以下となる剛性を有していれば、建物内部の安全性や接合ボルトのゆるみなど接合部の安全性の観点からも好ましい。
【００１８】
構成要素［Ａ］の電波吸収層が、９０〜１０００ＭＨｚの電波を吸収するものであれば、テレビ電波の電波障害が防止できることから好ましい。
【００１９】
また、構成要素［Ａ］の電波吸収層が、１〜２０ＧＨｚの電波を吸収するものであれば、通信システムに利用される電波の電波障害が防止できることから好ましい。
【００２０】
構成要素［Ａ］を構成する電波吸収体としては、９０〜１０００ＭＨｚの電波を吸収するには、フェライト板および／またはフェライト粒が好ましく用いられるが。フェライト板を用いる場合は、ＦＲＰ外枠の内側に配置し、実質一体とできる。フェライト粒を用いる場合は、外枠の中に内包する充填材の中に混入し、実質一体とできる。
【００２１】
構成要素［Ａ］を構成する電波吸収体としては、１〜２０ＧＨｚの電波を吸収するには、金属粉および／または導電性繊維の短繊維が好ましく用いられる。金属粉を用いる場合は、外枠を形成するＦＲＰのマトリックス樹脂にフィラーとして混入することが可能である。また、外枠の中に内包する充填材の中に混入し、実質一体とできる。導電性繊維の短繊維を用いる場合は、不織布のマット状にし、外枠を形成する強化繊維の中に配置し、外枠の構造体を成形すると同時に樹脂を含浸させることが可能であり、実質一体とできる。
【００２２】
一部通過した電波を再度電波吸収層に吸収させるため必要な構成要素［Ｂ］の電波反射層は、金属シートおよび／またはＣＦＲＰが好ましく用いられる。金属シートを用いる場合は、ＦＲＰ外枠の内側に配置し、実質一体とできる。また、金属シートは、一部隙間があっても、電波の反射性能上問題がないため、例えばパンチング孔を設けたり、金属繊維クロスを用いると、外枠を形成する強化繊維の中に配置し、同時に樹脂を含浸させることが可能であり、実質一体とできる。ここで用いる金属シートは、アルミ、ステンレス、スチールなどを用いることができる。ＣＦＲＰを用いる場合は、炭素繊維をクロス状に織り、外枠を形成する強化繊維の中に配置でき、外枠の構造体を成形すると同時に樹脂を含浸させることが可能となり、実質一体とできる。
外枠を形成する構成要素［Ｃ］のＦＲＰ構造体は、無機繊維および／または有機繊維を補強繊維とし、樹脂を含浸したものである。補強繊維の形態としては、繊維長が１〜３ｍｍである短繊維やマット、連続繊維からなるクロス、ストランドなどを好適に用いることができる。繊維含有率は５〜７０重量％の範囲で選択すればよい。
【００２３】
構成要素［Ｃ］に含まれる無機繊維としては、電波透過性能のあるガラス繊維や電波反射性能のある炭素繊維が挙げられるが、これらを部位により選択して使うことが好ましい。ガラス繊維は、電波透過性能があるので、電波吸収層の前面部分に使うと好ましく、炭素繊維は電波反射性能があるので、電波吸収層の背面部分に使うと好ましい。炭素繊維としては、ポリアクリロニトリル系、レーヨン系、リグニン系、ピッチ系等、いかなる種類でもよいが、強度・弾性率のバランスに優れたポリアクリロニトリル系の炭素繊維が好ましい。中でも、炭素繊維束中のフィラメント数が１０，０００〜３０，０００本の範囲のものが好ましい。
【００２４】
構成要素［Ｃ］に含まれる有機繊維としては、アラミド繊維、ポリアミド繊維およびポリエステル繊維からなる群より選ばれた少なくとも１種を用いることが好ましい。これらは電波透過性があるので電波吸収層の前面の部位に好適に使用される。
【００２５】
次に、構成要素［Ｃ］に含まれるマトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリエステル等のポリエステルや、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等のポリオレフィンや、スチレン系樹脂、ウレタン樹脂の他、ポリオキシメチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ポリイミド）、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリアリレート、ポリエーテルニトリル、フェノール系樹脂、フェノキシ樹脂、これらの共重合体、変性体、および２種類以上ブレンドした樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいはエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、あるいは、これらを２種以上ブレンドした樹脂を用いることができる。
【００２６】
前記樹脂中に、例えば、無機充填材、難燃剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、着色防止剤、熱安定剤、帯電防止剤、着色剤、顔料、染料、など本発明の目的を損なわない範囲で他の充填材や添加剤を含有しても良い。とりわけ、臭素化合物や無機質粉等の添加により、難燃性を向上させたり、前述のような電波吸収性能のある金属粒をフィラーとして添加することが好ましい。
【００２７】
構成要素［D］は、無機質および／または有機質、からなる群より選ばれた少なくとも１つであることが好ましい。有機質の例としては、ウレタン、スチレン、フェノール樹脂が挙げられる。これらは、軽量性の観点から、発泡体であることが好ましい。無機質としては、ケイ石、ケイ藻土等のケイ酸質、アルミナ、マイカ、クレー等の礬土質類、グラファイト、カーボンブラック等の炭化物、炭酸カルシウム、石膏等の石灰質の他、汚泥乾燥物、焼却灰、コンクリート、モルタル等が選択できる。
【００２８】
ＦＲＰパネルは、マトリックス樹脂の種類、充填材の種類や添加量、あるいは補強繊維の形態や繊維含有率に合わせ、様々な成形方法を適用できる。例えば、真空成形、ブロー成形、射出成形、スタンピング成形、トランスファー成形、ＲＴＭ成形、ＢＭＣ・ＳＭＣを用いたプレス成形、引抜成形、ハンドレイアップ成形等の様々な成形方法を用いて、形成することができる。
【００２９】
また、ＦＲＰパネルは、構造的要求性能および電波吸収での要求性能により、外枠の厚みおよびＦＲＰパネルの全厚みを設定する。ただし、軽量性を考えると外枠に使用する構成要素［Ｃ］のＦＲＰの厚みは１〜２０ｍｍの範囲が好ましく、施工性や使用面積を考慮するとＦＲＰパネルの全厚みは、１５〜３００ｍｍの範囲が好ましい。
【００３０】
さらにパネルの強度を高めたい場合には、補強リブを十字または一方向に、１０〜６００ｍｍの間隔で、実質的に一体化し配置し、補強することも好ましい。このように、リブを配置することにより、外枠のＦＲＰの座屈を補剛する効果が得ることができる。
【実施例】
【００３１】
以上の電波吸収ＦＲＰパネルを、外部からのテレビ電波を吸収し内部の通信システムに利用される電波を吸収する建物の外壁に適用した場合を例にとって、図面を参照しながら説明する。
図１は、電波吸収ＦＲＰパネルの概略斜視図である。図２は、電波吸収ＦＲＰパネルの拡大断面図である。
パネルの外枠を形成する部分の建物の外部側は、電波透過性のある強化繊維であるアラミド繊維およびマトリックス樹脂からなる繊維強化樹脂で形成し、３に示す建物の内部側は、３ａに示す電波反射性のある強化繊維である炭素繊維を含み、３ｂに示す内側の最外層に通信システムに利用される電波を吸収する導電性繊維の短繊維を配置した繊維強化樹脂で形成され、前記繊維強化樹脂によって形成された外枠の内部に、５に示すテレビ電波を吸収するフェライト板を電波を吸収できるようタテに並べて配置する。また、構造的なかさ上げとして、４に示す発泡体等の充填物を内包する。なお、フェライト板の代わりに、フェライト粒を含む、発泡体等の充填物を内包することも可能である。
【００３２】
この構造によって、外からのテレビ電波は、外枠を透過し、内包したフェライト板で電波を吸収し、内部側の反射層で反射し、再度、内包したフェライト板で電波を吸収することができる。また、建物内部の通信システムに利用される電波は、内側の最外層に配置した導電性繊維などで電波を吸収し、その内側の反射層で反射し、再度、導電性繊維などで電波を吸収することができ、効率的に電波吸収することができる。
【００３３】
また、いずれの電波吸収材も構造体の内部に実質一体化されているため、経年変化による剥がれや落下の心配がない。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、外壁に限らず、内壁や床、屋根、外層、船舶航空機等の移動体などにも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係わるＦＲＰパネルの概略斜視図である。
【図２】本発明に係わるＦＲＰパネルの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１：電波吸収ＦＲＰパネル
２：建物の外部側の外枠
３：建物の内部側の外枠
３ａ：電波反射層
３ｂ：１〜２０ＧＨｚの電波吸収層
４：充填材
５：９０〜１０００ＭＨｚの電波吸収体
【図１】
2006097304.tif 000003
【図２】
2006097304.tif 000004