(57)【要約】  本発明は建造材料混合物に関し、これの乾燥質量は１０から９８ｗｔ％の炭素と２から７０ｗｔ％の結合材とを含み、建造材料混合物がさらに１から８０ｗｔ％のばらばらの粒子を含み、ばらばらの粒子の表面が電気伝導性材料によって少なくとも部分的にコーティングされることを特徴とする。
2020505306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建造材料混合物であって、
これの乾燥質量が１０から９８ｗｔ％の炭素と２から７０ｗｔ％の結合材とを含み、
前記建造材料混合物がさらに１から８０ｗｔ％のばらばらの粒子を含み、前記ばらばらの粒子の表面が電気伝導性材料によって少なくとも部分的にコーティングされることを特徴とする、
建造材料混合物。
【請求項２】
前記ばらばらの粒子が電気伝導性材料によってプレコーティングされることを特徴とする、請求項１に記載の建造材料混合物。
【請求項３】
前記ばらばらの粒子の表面のコーティングされた部分が平均で５０〜９０％であることを特徴とする、請求項２に記載の建造材料混合物。
【請求項４】
前記ばらばらの粒子がガラスまたはセラミック材料から作られることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の建造材料混合物。
【請求項５】
前記ばらばらの粒子が球体、特に中空球体を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の建造材料混合物。
【請求項６】
前記ばらばらの粒子のサイズが０．０１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の建造材料混合物。
【請求項７】
前記乾燥質量の炭素が黒鉛を含有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の建造材料混合物。
【請求項８】
前記電気伝導性材料がマグネタイト、黒鉛、およびグラフェンからなる群、またはその組み合わせから選択されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の建造材料混合物。
【請求項９】
前記黒鉛が黒鉛粉末、膨張黒鉛フレーク、フィルム状黒鉛、天然黒鉛、または合成黒鉛として存在することを特徴とする、請求項７または８に記載の建造材料混合物。
【請求項１０】
前記結合材が石灰、セメント、石膏、合成材料、特にアクリレートまたはポリウレアシリケート、有機結合材、水ガラス、水溶性接着剤、または、にかわを含有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の建造材料混合物。
【請求項１１】
前記建造材料混合物がさらに最高で５０ｗｔ％の機能性添加剤を含むことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の建造材料混合物。
【請求項１２】
前記機能性添加剤がトラス粉末、マイクロガラス中空球体（グラスバブルズ）、酸化アルミニウム、消泡剤、マグネタイト、重晶石、増粘剤、セルロース、合成添加剤、金属ナノ粒子、特に銀ナノ粒子、繊維、およびその組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１１に記載の建造材料混合物。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の建造材料混合物を含むプラスターコンパウンド。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の建造材料混合物を含む建造要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁放射に対するシールドのための建造材料混合物に、例えば、建造要素、特に乾燥建造要素の製造のためのプラスターコンパウンドとしてまたはベース材料として実装され得る建造材料混合物に関する。
【背景技術】
【０００２】
仕事および生活の全ての領域の発達して行くデジタル相互接続度、ならびにワイヤレスコミュニケーションおよびデータ伝送の膨張は、特に高周波数領域の電磁放射のいっそう多大な増大に至り、これはいわゆる「エレクトロスモッグ」と言われる。このエレクトロスモッグは労働者防護および健康の点で問題であるのみならず、むしろ、オーバーラップし合う電磁場もまた――特にセキュリティーの点で――産業、行政、および多くの領域のセキュリティーに関する施設にとって技術的問題となる。電磁放射に対する公知のシールド解決手段は電磁放射の反射に基づいており、これは、然るべくシールドされている空間に侵入する電磁放射を最小化するが、それを本質的には縮減しない。なぜなら、結局は、放射は単に他の領域へと反射されるだけだからである。
【０００３】
出願人の特許文献１においては、黒鉛を含有する建造材料混合物が記述されており、これは、その高い熱伝導性が原因で、フィラーまたはプラスターコンパウンドの形態で表面加熱システムまたは同類のために用いられ得る。それらの高い電気伝導性が原因で、公知の建造材料コンパウンドから製造されたフィラーコンパウンドは、電磁波、特に例えばモバイルラジオ放射またはレーダー放射などの高周波数電磁波の高い反射能力をもまた特徴とする。このフィラーコンパウンドは、入射する電磁放射を有効な様式で最小化することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０８７６７３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それゆえに、本発明の根底にある技術的課題は上で記述されている型の建造材料混合物を指定することであり、これは、電磁放射、特に高周波数電磁放射を反射するのみならず、大部分においてはそれを吸収し、その結果、電磁放射は障壁を通過することを妨げられるのみならず、総体的にかなり縮減される。
【０００６】
建造材料混合物は例えばプラスターコンパウンドとして用いられ得る。特に、硬化状態のプラスターコンパウンドは、主に吸収による極めて高い電磁シールドを見せるべきである。目的は、シールドの材料厚さ内において放射を熱に変換することと、それゆえにそれを消去することとである。反射による放射シールドは、可能な最も多大な程度まで縮減され、さらには全く回避されるべきである。表面加熱システムをサポートするために、プラスターコンパウンドは非常に高い熱伝導性を見せ続けるべきである。硬化した建造材料混合物に上塗りをすること、壁紙を貼ること、タイルおよび他の建造材料によってカバーすることが可能であるべきである。人手によってまたは機械によって、カバーされるべき表面に建造材料混合物を被着することが可能であるべきである。建造材料を成形型にインジェクション／キャスティングすることおよびそれを３Ｄ印刷機によって加工することもまた可能であるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この技術的課題は本請求項１の特徴を有する建造材料混合物によって解決される。従属請求項は、本発明に従う建造材料混合物の有利な実施形態を対象とする。
【０００８】
それゆえに、本発明は建造材料混合物を対象とし、これの乾燥質量は１０から９８ｗｔ％の炭素と２から７０ｗｔ％の結合材とを含み、本発明に従う建造材料混合物は、建造材料混合物がさらに１から８０ｗｔ％のばらばらの粒子を含み、ばらばらの粒子の表面が電気伝導性材料によって少なくとも部分的にコーティングされることを特徴とする。
【０００９】
建造材料混合物の構成成分が本明細書において指定されるときには、構成成分のかかる組み合わせのみが含まれるということは自明であり、これの構成成分の和は、製造条件によって引き起こされる不純物を除いては、１００ｗｔ％を与える。構成成分の割合は、乾燥質量に関すると常に理解されるべきであり、すなわち例えば水などの練混ぜ液なしである。
【００１０】
本発明に従う建造材料混合物の構成成分の濃度は、明確に指示されている全ての値を含むが、請求の範囲に属する明確に指示されていない全ての値をもまた含む。
【００１１】
例として、炭素のパーセンテージ区間の上限は９８、９５、９０、８５、または８０ｗｔ（％）である。例えば、下限については次の値が成り立つ：２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０ｗｔ（％）。本願の開示は、前述の上および下限の全ての可能な組み合わせによって定められる全ての区間のセットをもまた含む。
【００１２】
さらにその上、結合材のパーセンテージ区間の上限は例えば７０、６５、６０、５５、５０、または４５ｗｔ（％）である。例えば下限としては次の値が可能である：２、４、７、１０、１５、２０、２５、３０、３５、または４０ｗｔ（％）。本願の開示は、翻って、前述の上および下限の全ての可能な無矛盾の組み合わせによって定められる全ての区間のセットをもまた含む。
【００１３】
電気伝導性材料によってコーティングされたばらばらの粒子は、建造材料混合物に侵入する電磁放射の多重の反射を誘発し、その結果、建造材料混合物中の電磁放射の大部分は吸収され得、これは電磁放射の反射または透過される部分を縮減する。
【００１４】
特に炭素の大部分および電気伝導性コーティングの部分の個々の構成成分の濃度の調節／改変の手段によって、吸収および反射特性は幅広い範囲に渡って改変され得、最終製品のそれぞれ所望の特性に合わせて適合させられ得る。
【００１５】
ばらばらの粒子のコーティングは建造材料混合物の製造の間に起こり得る。例えば、建造材料混合物のコーティングされていないばらばらの粒子は、表面コーティングの形態で建造材料混合物中に含有される炭素の一部を吸着し得る。
【００１６】
しかしながら、本発明の好ましい実施形態に従うと、建造材料混合物は電気伝導性材料によってプレコーティングされたばらばらの粒子を含有する。本文脈における「プレコーティングされたばらばらの粒子」は、建造材料混合物へのそれらの追加前に電気伝導性材料が粒子表面に被着される粒子であると理解される。好ましくは、粒子表面への電気伝導性材料の接着を改善するために、接着剤、例えば、にかわがこのケースにおいて用いられる。
【００１７】
１つの実施形態において、ばらばらの粒子の表面は電気伝導性材料によって完全にコーティングされ得る。しかしながら、その表面が電気伝導性材料によって完全にはコーティングされていないばらばらの粒子の使用が特に好ましい。このケースにおいて、ばらばらの粒子の表面のコーティングされた部分は有利には平均で５０〜９０％である。この実施形態において、電磁放射の吸収の度合はさらに改善される。なぜなら、電磁放射はコーティングされていない領域から粒子に入り得、隣接するコーティングされた表面において繰り返し反射され、これは粒子内における放射の吸収を増大させるからである。
【００１８】
ばらばらの粒子は種々の材料からなり得る；しかしながら、好ましくは、粒子はガラスまたはセラミック材料から作られる。
【００１９】
ばらばらの粒子の幾何学もまたいかなる制約も受けない。しかしながら、特に有効な吸収を考慮して、ばらばらの粒子は好ましくは球体、特に中空球体、例えば、例えばガラス微小球体（ガラスマイクロバブルズ）などのガラスの中空球体である。可能性として好適なばらばらの粒子は、例えば、製品名称「Ｐｏｒａｖｅｒ」によって独国ポストバウアー・ヘングのＤｅｎｎｅｒｔ−Ｐｏｒａｖｅｒ−ＧｍｂＨ社によって種々のサイズおよびサイズ分布で販売されている膨張ガラス顆粒である。
【００２０】
ばらばらの粒子のサイズ、すなわち例えば球体のケースにおける球体の直径は、好ましくは０．０１ｍｍから１０ｍｍの範囲内に在る。
【００２１】
コーティングされたばらばらの粒子の、例えば建造材料混合物中のコーティングされた球体の体積パーセンテージは高くあり得、例えば５０ｖｏｌ．％よりも多くあり得、またはさらには７５ｖｏｌ．％よりも多くあり得る。
【００２２】
ある実施形態に従うと、乾燥コンパウンドの炭素は黒鉛を含み、すなわち乾燥コンパウンドの炭素は黒鉛から作られている。
【００２３】
本発明に従う建造材料混合物のさらなる実施形態に従うと、電気伝導性材料はマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）、黒鉛、およびグラフェンからなる群、またはこれらの材料の組み合わせから選択される。
【００２４】
すでに、マグネタイトは、建造産業においては、高い嵩密度（４．６５から４．８０ｋｇ／ｄｍ３）を有する天然に顆粒状の添加剤として、石灰砂煉瓦および重コンクリートにならびに建造の分野における放射防護に用いられている。ゆえに、本文脈においては、マグネタイトは、ばらばらの粒子のためのコーティングとしてのみならず、建造材料混合物のための添加剤としてもまた用いられ得る。
【００２５】
しかしながら、好ましくは、黒鉛またはグラフェンなどの炭素系コーティングが用いられる。すなわち、本発明に従う建造材料混合物の好ましい実施形態においては、炭素はバルク材料およびコーティング両方に見いだされる。
【００２６】
乾燥コンパウンドの構成成分としての黒鉛またはばらばらの粒子のコーティングとしての黒鉛は、黒鉛粉末として、膨張黒鉛フレークとして、フィルム状黒鉛、天然黒鉛、または合成黒鉛として存在し得る。本発明は黒鉛の数々の異なる変形によって実現され得、これは本発明の柔軟性の証拠である。ここで記述されているリストは網羅的ではなく、むしろ例示的であるのみである。
【００２７】
特に好ましくは、ばらばらの粒子はグラフェンによってコーティングされる。グラフェンは２次元構造を有する炭素の改変であり、どの炭素原子も３つのさらなる炭素原子によって１２０°の角度で囲まれ、その結果、黒鉛の層に似て、ハニカム形状の炭素構造が形成される。しかしながら、黒鉛とは違って、グラフェンは炭素の単層からなり、平面内の特に高い機械的安定性とこの平面内の高い電気伝導性とを特徴とする。
【００２８】
例えば石灰、セメント、石膏、合成材料、例えば特にアクリレートまたはポリウレアシリケート（ｐｏｌｙｕｒｅａ  ｓｉｌｉｃａｔｅｓ）、有機結合材、水ガラス、水溶性接着剤、およびにかわなどの種々の結合材が、本発明に従う建造材料混合物では実装され得る。
【００２９】
ガラス様の、すなわち溶融物から固化されたアモルファスな水溶性ケイ酸ナトリウム、カリウム、およびリチウムは、水ガラスと言われる。
【００３０】
鉱業産業のための２液型インジェクション樹脂としてポリウレアシリケートが開発された。これらの有機・無機システムは、特別に配合された水ガラス構成成分および加速剤との修飾ポリイソシアネートの反応に基づく。ポリウレアシリケート樹脂は従来のポリウレタン、アミノプラスチック、およびポリウレタン系の公知のケイ酸樹脂と比べて改善された技術的特性を特徴とする。
【００３１】
その上、本発明に従う建造材料は最高で５０ｗｔ％の機能性添加剤を含み得る。
【００３２】
本発明に従う建造材料混合物は、少なくとも３つの、好ましくは４つの構成成分のコンポジットを特徴とする。構成成分の割合は、上および下限によって定められる区間によって定められる。
【００３３】
例として、機能性添加剤のパーセンテージ区間の上限は５０、４５、４０、３５、３０、または２５ｗｔ（％）である。例えば下限として次の値が可能である：０、３、６、１０、１３、１６、または２０ｗｔ（％）。再び、本願の開示は、前述の上および下限の全ての可能な無矛盾の組み合わせによって定められる全ての区間のセットを含む。
【００３４】
あり得る機能性添加剤は、例えばトラス粉末、マイクロガラス中空球体（グラスバブルズ）、酸化アルミニウム、消泡剤、マグネタイト、重晶石、増粘剤、セルロース、合成添加剤、金属ナノ粒子、特に銀ナノ粒子、繊維、またはその組み合わせである。
【００３５】
マイクロガラス中空球体が機能性添加剤として用いられるときには、本発明に従う建造材料混合物は電気伝導性材料によってコーティングされたガラス球体およびコーティングされていない球体の両方からなり得る。
【００３６】
銀ナノ粒子などの金属ナノ粒子は、消毒または殺菌特性を材料に付与するために使用され得る。
【００３７】
繊維は例えば機械的安定化のために用いられ得る。例えば、ガラス繊維、バサルト繊維、および炭素繊維、または合成繊維はあり得る機能性添加剤である。建造材料混合物の電気、磁気、および熱特性の改変のために金属繊維を用いることもまた可能である。
【００３８】
あり得る機能性添加剤はバライト（重晶石）であり、これは特にＸ線放射に対する建造材料混合物のシールド特性の改善のために実装され得る。
【００３９】
さらなるあり得る機能性添加剤は：砂、砂利、ホウケイ酸、膨潤性増粘剤、会合性増粘剤、沈降防止剤、ベントン、酸化鉄、および当業者にとって一般的なさらなる補助的な添加剤である。
【００４０】
アルミニウム粉末、例えば独国ロートのＧＲＩＭＭ−Ｍｅｔａｌｌｐｕｌｖｅｒ−ＧｍｂＨ社によって商標名称「ＥＸＰＡＮＤＩＴ」で販売されているアルミニウム粉末もまた機能性添加剤として追加され得る。アルミニウムは膨張剤として働く。そこで、本発明に従う建造材料混合物は、一様に分布した細かいアルミニウム粒子を含有し得る。水と接触させられるときに、これらのアルミニウム粒子は混合物中に無数の小さい気泡の形態の水素ガスの形成を引き起こす。これは高度に多孔質のフォームを生じ、これは結合材に依存して速やかに固化し得る。
【００４１】
例えば、膨潤性増粘剤および速硬化性セメント、例えばアルミニウム溶融セメントを追加することによって、安定な速硬化性コンパウンドが生じ、これは３Ｄ印刷機によって印刷されるときに安定な様式で定着したままに留まり、滲まない。トラス粉末の使用は、形成されようとする層の表面の剛性に影響する、すなわち改善し得る。
【００４２】
マイクロペレットとして実装されるグラスバブルズの使用は、例えば黒鉛、グラフェン、ナノ金属粒子、およびここで挙げられていないさらなる添加剤などのシールド材料によって囲まれた一種の中空空間を混合物中に作り出す。放射は層内で反射され、それゆえに放射は可能な最も多大な程度までシールド（建造材料混合物）内で消去されるので、これらの「中空空間」は吸収を可能にする。他の非伝導性添加剤材料を「中空空間」の形成のために用いることもまた可能である。同じように、中空空間は膨張添加剤によってもまた作り出され得、これらもまたこの役目を果たす。合成添加剤の手段によって、基材への接着を妨げることが可能である。その上、分布もまたこのようにして制御され得る。
【００４３】
繊維を含有する建造材料混合物は例えば線材へと押出成形され得、これらは何らかの好ましい方向性を繊維に課す。そこで線材同士が十文字模様の様式で配置され、パネルへと圧縮されるときには、高度に安定なネットワークが本発明に従う建造材料混合物から生じ、これは、このようにして製造されるパネルに傑出した機械的強度値を授ける。
【００４４】
本発明は、上で記述されている型の建造材料混合物を含むプラスターコンパウンドにもまた関する。
【００４５】
本発明は、とりわけＨＦ領域の電磁放射の吸収によって標準的なプラスターシステムとは異なる。吸収のパーセンテージは反射と対比して５０％よりも多大である。
【００４６】
有利な実施形態においては、加工された建造材料混合物は、およそ１．０ｃｍの層厚さを有する層として被着され、４０％の吸収を達成するということが意図される。７２％の吸収が２ｃｍという層厚さによって確認され得る。この優良な吸収性能は市場において入手可能な全てのプラスターシステムとは異なる。
【００４７】
それゆえに、本発明は、建造材料混合物、または後者から製造された建造材料の、主に５０％超の吸収を有するシールド材料としての有利な使用をもまた含む。
【００４８】
（乾燥）建造材料混合物は本発明の商業的に入手可能な利用実施形態であるが、記述されている物理的特性は記述されている建造材料混合物から形成された層でのみ確立され得る。
【００４９】
それゆえに、一般的に、本発明は、上で記述されている建造材料混合物から少なくとも部分的に形成される建造材料をもまた含む。
【００５０】
好ましい実施形態においては、建造材料が５〜７０ｗｔ（％）の例えば水などの練混ぜ液を含有するということが意図される。ある区間が建造材料中の水分について指定され、区間は上および下限によって規定される。例えば、次の値が上限として考えられる：７０％、６５％、６０％、５５％、５０％。下限としては、例えば次の値が可能である：５％、１０％、１５％、２０％。本願の開示は、前述の上および下限の全ての可能な無矛盾の組み合わせによって定められる全ての区間のセットを含む。
【００５１】
有利な変形においては、建造材料または建造材料混合物が、特に、水和を改善するための１つのまたはいくつかの機能性添加剤を包含し、それゆえに建造材料の加工の水分をかなり縮減するということが意図される。
【００５２】
有利には、建造材料はそのまま加工可能に供給される。この変形においては、建造材料が一定の配合で維持されるということと、この不変の配合の手段によって、例えばモルタルインジェクションポンプなどの機械による建造材料の加工もまた確実に実行され得るということとが意図される。この手段によって、一定の吸収値が保証され続ける。
【００５３】
提案される建造材料混合物が高い熱伝導性を見せるということは本発明のさらなる利点である。プラスターコンパウンドのこの高い熱伝導性の帰結は、建築のカビの形成の縮減である。建築のカビ形成は主として部屋の角において起こり、これらの壁温は隣接する壁のものよりも低い。これらの温度差（＞＝３Ｋ）はプラスターコンパウンドの高い熱伝導性によって縮減され、この手段によってカビの形成もまた縮減される。
【００５４】
本発明に従う建造材料混合物に用いられる黒鉛はその電気伝導性をかなり増大させる。上で記述されているように、それは増大した温度伝導性を保有し続ける。これらの表面は接地もまたされ得るので、静電的引力がある表面が作り出されない。帰結として、フォギング効果（ブラック・ダスト）は縮減され得る。
【００５５】
さらに、本発明は、上で記述されている型の建造材料混合物を含む建造要素、特に乾燥建造要素、またはかかる建造材料混合物を用いて製造され得るかかる建造要素を含む。例えば、本発明は、電磁放射について５０％よりも多大でかつ最高で１００％までの吸収特性を有する建造要素、例えば外側パネル、外側クラッディング、換気要素をもまた含む。
【００５６】
用いられる結合材、補助的材料、および添加剤材料の型に依存して、本発明は種々の実用的な領域に実装され得る。
【００５７】
本発明に従う建造材料混合物が水ガラスなどの結合材およびメッシュ材によって加工される場合には、乾燥建造パネルなどのパネル形状の建造要素が製造され得る。水ガラスは、硬化が熱加速され得るようなやり方で設計されている硬化剤を備え得る。そこで、かかるパネルは、電磁放射、特に高周波数電磁放射、例えばモバイルラジオ放射およびレーダーの有利な吸収特性を有する。それらの構成に依存して、例えば音波について吸収性の様式で働くことによって、パネルは防音材としてもまた最適化され得る。例えば、マイクロガラス球体と結合材としての水ガラスとを含有するパネルがいわゆる「防音パネル」として公知であり、例えば独国ラウインゲンのＶｅｒｏｔｅｃ−ＧｍｂＨ社（シュトーグループ）によって名称「ＶｅｒｏＢｏａｒｄ−Ａｃｏｕｓｔｉｃ−Ｇ」で販売されている。
【００５８】
２液型ポリウレアシリケートシステム、例えば鉱業のグラウチングのために名称「Ｍａｓｔｅｒｒｏｃ」でＢＡＳＦ社によって製造されているものなどの材料もまた、結合材として実装され得る。かかるＭａｓｔｅｒｒｏｃ結合材（例えば「ＭａｓｔｅｒＲｏｃ−ＭＰ３６７フォーム」）が本発明に従う建造混合物と組み合わせられる場合には、電磁放射に対するシールドのためのパネルが製造され得、これらはその上、高い防火を特徴とする。ウレアシリケートはフォーム化可能なシステムとして入手可能であるので、かかるパネルは低い密度を特徴とし、その結果、それらは同等の石膏防火パネルよりも軽い。それゆえに、本発明のかかる実施形態は特に有利には防火パネルとして造船にまたは航空機建造に実装され得る。中空球体がばらばらの粒子として用いられる場合には、かかるパネルはそれらのかなりの防火特性に加えてかなりの吸音特性をもまた見せ得る。結合材として水ガラスを有する上で記述されている「ＶｅｒｏＢｏａｒｄ」パネルとは違って、本発明に従う結合材としてウレアシリケートを有するパネルは防水性でもまたある。
【００５９】
結合材の好適な選択の手段によって、本発明に従う建造材料混合物はエアレススプレー技術にもまた実装され得る。
【００６０】
防火材／防音材が製品名称「ＳｐｒｅＦｉｘ」によって公知であり、これらによって、軽くて不燃性の防音シールドスプレーコーティングが製造され得る。かかる材料は水系の不燃性２液型結合材を用い、これがスプレーノズル内で混合され、スプレーノズルから出された後に、ほんの一瞬で硬化し、その結果、接着性の層が壁および天井への衝突の際にすでに作り出される。かかるスプレー材は特に造船および石油プラットフォームに防音／防火絶縁として用いられる。そこで、絶縁は一般的にガラスまたは無機繊維をもまた含有する。本発明に従う建造材料混合物によって、かかるスプレー絶縁システムは電磁放射に対する好適なシールド機能をもまた備え得る。
【００６１】
エポキシまたは他の合成樹脂が本発明に従う建造材料混合物と組み合わせて用いられる場合には、結果は高強度の耐候性表面であり、これらはそこで電磁放射の高い吸収を見せる。そこで、かかるシステムはいわゆるステルス特性を特徴とし、特に軍事セクターにおいて乗り物、航空機、コンテナ、および他の施設の電子的カムフラージュのために実装され得る。そこで、かかる表面は機械的に非常に弾力的である。本発明に従う建造材料混合物によって、コンテナ、乗り物、航空機、および同類の外側表面の製造またはカバーのためのモールド成形されたフォーム部材が製造され得、絶縁は特に軽く、不燃性、耐候性、かつレーダー放射に関して吸収性である。
【００６２】
特にプラスターコンパウンド、キャスティングコンパウンド、人工石、換気ダクトの建造コンパウンド、吸収性の３Ｄ印刷可能な建造材料混合物、および同類として用いられ得る本発明に従う建造材料混合物の有利な特徴は、次のようにまとめられ得る：
・  λ≧１Ｗ／ｍＫ、特にλ≧３Ｗ／ｍＫの熱伝導性を有する黒鉛によって改変されたプラスターコンパウンド。
・  およそ２０ｍｍの層厚さにおいて７０％超の吸収による電磁放射の優良なシールド絶縁；層厚さを増大させることによって、９９．９９９％超の吸収が可能である。
・  Ｑ１〜Ｑ２の表面品質レベルが達成可能である；材料はフェルト状にされ得る。
・  材料は加工可能かつ圧送可能である。
・  超低電圧を印加することおよび電気伝導性ポールによってプラスターコンパウンド内に熱が生成され得、その結果、それは表面加熱として用いられ得る。
・  材料は寸法安定、速硬化性、圧送可能、かつ印刷可能にされ得る；それゆえに、６０〜８０ｍｍの厚さを有する壁が製造され得る。
・  建造材料混合物は、塗料、中厚手の／厚手の壁紙、タイル、およびセラミック壁装材、構造部プラスターの用途に、ならびに表面加熱システムの製造に非常に良く適する；それによって吸収性の換気システムを製造することは可能なままに留まる；それゆえに、電磁放射の侵入は妨げられながら、空気の交換は可能である。それゆえに、この製品は我々にとって建築を加熱およびシールドする領域において新たなビジネスセグメントをもたらす。
・  本発明に従う建造材料混合物は、主に吸収による高いシールド絶縁、高い熱伝導性、および高い電気伝導性を見せる。
・  高い熱伝導性およびシールド絶縁を得るために、機能性添加剤、例えば粉砕天然黒鉛、膨張黒鉛、粉砕フィルム状黒鉛、合成黒鉛、電気伝導性繊維、金属ナノ粒子が、個々の添加剤としてまたは互いと組み合わせて用いられる；混合比はそれぞれの要件に合わせて調節され得る。
・  好ましくは、建造材料混合物は、乾燥および含水混合物の形態で、プラスターコンパウンドとして建築テクノロジーのために、３Ｄ印刷可能なコンパウンドとして建造要素および建築構造の生産に、ならびにキャスティングコンパウンドとして建造フレームの製造のために用いられる。建造材料混合物の加工は、手作業的にならびにプラスターおよびポンプ／３Ｄ印刷機の手段によって両方で可能である。建造材料混合物は、例えば外側クラッディングパネル、化粧煉瓦、および換気建造などの非荷重支持建造要素の製造をもまた可能にする。建造材料混合物は相変化材料（ＰＣＭ）の追加によって潜熱蓄熱材としてもまた構成され得る。
・  それに用いられる結合材の手段によって、建造材料混合物はほとんど全ての基材に接着する。
【００６３】
本発明は添付の図面の参照によって下でより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に従う建造要素の断面の模式的表現の図である。
【図２】部分的にコーティングされたガラス球体が本発明に従う建造材料混合物に用いられるときの、放射のコースの模式的表現の図である。
【図３】本発明に従う建造要素の分析のための測定設備の模式的表現の図である。
【図４】本発明に従う建造材料混合物から作られた建造要素の吸収特徴の模式的表現の図である。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
本発明に従う建造材料混合物の機能原理が図１および２に例示されている。本発明に従う建造材料混合物から製造される建造要素１０は、結合材１１、結合材中の黒鉛部分１２、および黒鉛コーティングされた球体１３を含む。本質的に、結合材中の黒鉛部分１２は表面における入射する放射の部分的な反射と下層における反射および吸収とを引き起こす。加えて、追加の黒鉛コーティングされた球体１３は放射の多数の反射を可能にし、これは建造要素１０中の放射の経路を長くし、これは放射の吸収される部分を増大させる。結合材中の黒鉛含量が均一ではなくむしろ建造要素の表面に向かって減少するときに、建造要素の表面において反射される放射の部分はさらに最小化され得る。
【００６６】
黒鉛コーティングされた球体１３が黒鉛層１４によって完全にはコーティングされず、むしろ例示的に球体１３’上に示されているようにコーティングされていない領域１５を見せるときには、放射１６のより大きい一部が部分的にコーティングされた球体１３’の内側１７に入り得、球体１３’の内側１７のコーティングされた隣接する表面による繰り返しの反射によって有効に「消えて行き」得る。これは放射の吸収される部分をさらに増大させる。
【００６７】
図３は、典型的な試験セットアップを図示しており、これによって、パネル形状の試験体へと加工された本発明に従う建造材料混合物を分析した。図３はローデ・シュワルツ社からのＺＶＲＣ型のベクトル・ネットワーク・アナライザ２０を示しており、これによって３０ｋＨｚから８ＧＨｚの周波数範囲内の電磁波が生成され、測定され得る。ライン２１，２２は２つの同軸のＴＥＭ測定ヘッド２３，２４に至るかまたは導かれ得、これらの間に試験体２５が配置される（Ｗａｎｄｅｌ＆Ｇｏｌｔｅｒｍａｎｎ社からの周波数範囲１ＭＨｚ〜４ＧＨｚのＴＥＭ測定プローブ）。試験体２５への生成された初期の放射および試験体２５によって反射された放射がライン２１によって測定される。ライン２２によって、試験体２５を透過した放射がネットワーク・アナライザへとフィードされる。そこで、吸収される電力もまた放出、透過、および反射される電力から確認され得る。
【００６８】
この測定では、ＴＥＭ配置の電界強度は――同軸のラインでは普通であるように――全ての偏波の向きで試験体に入射する。それゆえに、所与の線偏波に対向した試験体の挙動についていずれかの個別の陳述をなすことはできない。それでも、任意の向きの偏波に対向したときにどのように試験体が挙動するであろうかという印象はつかまれる。試験体がこれらの測定において特に良くシールドする場合には、それは垂直および水平の線偏波両方に関して少なくとも同様に良くシールドするであろう。
【００６９】
一般的に、電磁波に対するシールドは、シールド表面における波の反射によっておよび／またはシールド材料内における電力の吸収によってのどちらかで起こり得る。反射のシールド部分はシールド表面の良好な伝導性に依存し、これはその表面抵抗によってもまた記述され得る。大部分の材料のシールドはこの原理に基づく。材料が非常に良好な伝導性を有する場合には、非常に薄い試験体でさえも８０ｄＢから最高で１００ｄＢ超までの優良なシールド値をもたらし得る。
【００７０】
吸収は、シールド材料内において、後者が「ロッシー（ｌоｓｓｙ）」であるときに起こる。ここでは、材料の厚さもまた必須の役割を演ずる。例えば電子レンジによって速やかに熱くなる全ての材料は高周波範囲の電磁エネルギーを良く吸収し、それゆえにシールド製品への使用にもまた好適であるということが確認され得る。
【００７１】
試験体の特徴のうち、反射によってもたらされる部分を吸収によって引き起こされるものから分離するためには、透過（Ｓ２１）に加えて、同じ測定セットアップによって閉鎖システムで反射測定（Ｓ１１）を実施することが必要である。透過および反射の測定されたｄＢ値をパーセンテージ値に変換する場合には、次の等式を用いて電力収支を表現することが可能である：
Ｐ透過＝Ｐ照射−（Ｐ反射＋Ｐ吸収）
これは：試験片上に照射される電力（１００％）のうち、反射または吸収されない電力の部分のみが試験片を通り抜ける（Ｐ透過）ということを意味する。
【実施例】
【００７２】
例１
試験混合物「ＧＫＢ１」では、石膏のベースを用いた（８００ｇの無水石膏および１３０ｇの消石灰）。５００ｇの粉砕天然黒鉛（黒鉛９９．５）および１２０ｇの黒鉛コーティングされたグラスバブルズ（直径１〜２ｍｍ）、１００ｇのマグネタイト１０ならびに機能性添加剤（２５０ｇの砂０．２〜１．５ｍｍ、８５ｇの炭酸カルシウム、０．１４ｇのＰａｎｇｅｌ−ＦＦレオロジー調整剤、０．０３ｇのＬｕｍｉｔｅｎ界面活性剤、０．２０ｇのＥＬＯＴＥＸ−ＭＰ２１００再分散性ポリマー粉末）を追加することと、水を追加することとによって、そのまま加工可能なコンパウンドを製造した。これは、手作業的に被着（荒塗り）されたときに垂直なＲｅｇｉｐｓ表面への優良な接着を見せた。およそ３ｃｍの厚さのコンパウンドが垂れ落ちなしに壁に接着し続けた。硬化していくコンパウンドは、ある待ち時間後にフェルト状にされ得た。硬化および完全に乾燥した後に、２ｃｍの厚さのパネルをＡＳＴＭのＤ−４９３５−２０１０に従って測定した。
【００７３】
１０ＭＨｚから４．５ＧＨｚの周波数範囲内の電磁波に対するシールド効果の測定が、吸収の確認と併せて、図３に示されている装置によって行われた。
【００７４】
試験体「ＧＫＢ１」に関するそれぞれの測定値が図４に図示されている（例では２４５０ＭＨｚ）。
【００７５】
矢印２６によって記号化されているように、１００％の電力を試験体２５上に照射したということが分かる。測定された反射は５．７ｄＢというｄＢによる反射損失をもたらした。前側においてもたらされた電力の反射は、２７％という反射された電力のパーセンテージとなった。これは矢印２７によって記号化されている。それゆえに、電力の７３％が試験体２５に侵入する（矢印２８）。矢印２９によって記号化されているように、電力の１％が透過される。それゆえに、試験体の吸収による損失は７３％−１％＝電力の７２％となる。
【００７６】
この試験体のケースにおいては、２０ｄＢというシールド効果が測定された。それゆえに、従来のシールド製品とは違って、本発明に従う製品は特に高い品質を見せる。なぜなら、電力の本質的により多大な一部が、反射または透過されるよりもむしろ吸収されるからである。
【００７７】
試験したパネルは次の寸法２００ｍｍ＊２００ｍｍ＊２０ｍｍを有する。吸収の場合におけるシールド効果はシールド材料内において起こるので、材料の厚さもまた必須の役割を演ずる。層厚さを増大させることおよび反射値を改変することによって、シールド内における吸収は、変化、すなわち増大し得る。
【００７８】
例２
試験混合物「ＫＺ１」では、石灰セメントのベースを用いた（８００ｇの白色セメント、１２０ｇの消石灰）。５００ｇの粉砕天然黒鉛（黒鉛９９．５）および１００ｇのグラスバブルズ（パーライト０〜１ｍｍ）ならびに機能性添加剤（５００ｇの砂０．２〜１．５ｍｍ、０．２ｇのＰａｎｇｅｌ−ＦＦレオロジー調整剤、０．０２ｇのＬｕｍｉｔｅｎ界面活性剤、０．４ｇのＥＬＯＴＥＸ−ＭＰ２１００、および０．５ｇのＥＬＯＴＥＸ−ＦＬ２２８０再分散性ポリマー粉末）を追加することと、水を追加することとによって、そのまま加工可能なコンパウンドを製造した。これは、手作業的に被着（荒塗り）されたときに垂直のＲｉｇｉｐｓ表面への優良な接着を見せた。およそ３ｃｍの厚さのコンパウンドが垂れ落ちなしに壁に接着し続けた。硬化していくコンパウンドは、ある待ち時間後にフェルト状にされ得た。硬化および完全に乾燥した後に、２ｃｍの厚さのパネルをＡＳＴＭのＤ−４９３５−２０１０に従って測定した。ここでは、６９．５％の吸収が確認され得た。ここでは、材料厚さを増大させることによって、吸収のさらなる増加もまた達成され得る。ここでは、放射の実質上の１００％無効化もまたおよそ３ｃｍの材料厚さによって達成され得る。３ｃｍの材料厚さは、機械テクノロジーによるインジェクションの手段によって、１つの生産ステップで達成可能であった。
【００７９】
例３
試験混合物「ＡＰ２」では、石灰セメントのベースを用いた（４００ｇのセメント、４００ｇの消石灰）。５００ｇの粉砕天然黒鉛（黒鉛９９．５）および４００ｇのグラスバブルズ（パーライト０〜１ｍｍ）ならびに機能性添加剤（２００ｇの砂０．２〜１．５ｍｍ、０．０２ｇのＬｕｍｉｔｅｎ界面活性剤、０．６ｇのＥＬＯＴＥＸ−ＭＰ２１００、および０．５ｇのＥＬＯＴＥＸ−ＦＬ２２８０再分散性ポリマー粉末）を追加することと、水を追加することによって、そのまま加工可能なコンパウンドを製造した。これは、手作業的に被着（荒塗り）されたときに垂直なＲｅｇｉｐｓ表面への優良な接着を見せた。およそ３ｃｍの厚さのコンパウンドが垂れ落ちなしに壁に接着し続けた。硬化していくコンパウンドは、ある待ち時間後にフェルト状にされ得た。硬化および完全に乾燥した後に、２ｃｍの厚さのパネルをＡＳＴＭのＤ−４９３５−２０１０に従って測定した。ここでは、６７．４％の吸収が確認され得た。再び、材料厚さを増大させることによって吸収のさらなる増加が達成可能であり、その結果、放射の実質上の１００％無効化がおよそ３ｃｍの材料厚さによって達成され得る。ここでもまた、３ｃｍの材料厚さが、機械テクノロジーによるインジェクションの手段によって、１つの生産ステップで達成可能であった。
【００８０】
実施した測定は例示的とみなされるべきである。煉瓦製品、人工石、または多孔質コンクリートなどの建造において一般的な他の基材へのプラスターの接着が技術的観点から非常に良好と考えられ得るということを確認することが一般的に可能であった。
【符号の説明】
【００８１】
１０  建造要素
１１  結合材
１２  黒鉛部分
１３  黒鉛コーティングされた球体
１３’  部分的に黒鉛コーティングされた球体
１４  黒鉛層
１５  コーティングされていない領域
１６  放射
１７  球体の内側
２０  ベクトル・ネットワーク・アナライザ
２１  ライン
２２  ライン
２３  ＴＥＭ測定ヘッド
２４  ＴＥＭ測定ヘッド
２５  試験体
２６  照射
２７  反射
２８  侵入
２９  透過
【図１】
2020505306.tif 000003
【図２】
2020505306.tif 000004
【図３】
2020505306.tif 000005
【図４】
2020505306.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月14日(2018.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建造材料混合物であって、
これの乾燥質量が１０から９５ｗｔ％の炭素と２から７０ｗｔ％の結合材とを含み、
前記建造材料混合物がさらに１から８０ｗｔ％のばらばらの粒子を含み、前記ばらばらの粒子の表面が電気伝導性材料によって少なくとも部分的にコーティングされ、
前記ばらばらの粒子の表面のコーティングされた部分が有利には平均で５０〜９０％であることを特徴とする、
建造材料混合物。
【請求項２】
前記ばらばらの粒子がガラスまたはセラミック材料から作られることを特徴とする、請求項１に記載の建造材料混合物。
【請求項３】
前記ばらばらの粒子が球体、特に中空球体を含むことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の建造材料混合物。
【請求項４】
前記ばらばらの粒子のサイズが０．０１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の建造材料混合物。
【請求項５】
前記乾燥質量の炭素が黒鉛を含有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の建造材料混合物。
【請求項６】
前記電気伝導性材料がマグネタイト、黒鉛、およびグラフェンからなる群、またはその組み合わせから選択されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の建造材料混合物。
【請求項７】
前記黒鉛が黒鉛粉末、膨張黒鉛フレーク、フィルム状黒鉛、天然黒鉛、または合成黒鉛として存在することを特徴とする、請求項５または６に記載の建造材料混合物。
【請求項８】
前記結合材が石灰、セメント、石膏、合成材料、特にアクリレートまたはポリウレアシリケート、有機結合材、水ガラス、水溶性接着剤、または、にかわを含有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の建造材料混合物。
【請求項９】
前記建造材料混合物がさらに最高で５０ｗｔ％の機能性添加剤を含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の建造材料混合物。
【請求項１０】
前記機能性添加剤がトラス粉末、マイクロガラス中空球体（グラスバブルズ）、酸化アルミニウム、消泡剤、マグネタイト、重晶石、増粘剤、セルロース、合成添加剤、金属ナノ粒子、特に銀ナノ粒子、繊維、およびその組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする、請求項９に記載の建造材料混合物。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の建造材料混合物を含むプラスターコンパウンド。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の建造材料混合物を含む建造要素。
【国際調査報告】
2020505306.tif 000007
2020505306.tif 000008
2020505306.tif 000009
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