JP2003051706A - 高誘電率の強化繊維プラスチックのレドームおよびその製造方法 - Google Patents
高誘電率の強化繊維プラスチックのレドームおよびその製造方法Info
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- JP2003051706A JP2003051706A JP2001237541A JP2001237541A JP2003051706A JP 2003051706 A JP2003051706 A JP 2003051706A JP 2001237541 A JP2001237541 A JP 2001237541A JP 2001237541 A JP2001237541 A JP 2001237541A JP 2003051706 A JP2003051706 A JP 2003051706A
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- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 薄肉、軽量で、且つ、所定の電波透過性を有
するレドームを効率よく製造する。 【解決手段】 強化繊維の扇状のクロスを逐次、コーン
状の雄金型に巻き付けて積層するに際し、強化繊維クロ
スを一層巻き付ける毎に、高誘電率フィラーを溶媒中に
分散させた混合溶液を、スプレーもしくはディスペンサ
ー等の塗布手段で塗布し、強化繊維のクロスの積層終了
後、溶媒を揮発乾燥させ、雌金型を被せ、両金型間に樹
脂を注入し、硬化させることにより、強化繊維プラスチ
ック層間に高誘電率のフィラー層が設けられている構造
とする。
するレドームを効率よく製造する。 【解決手段】 強化繊維の扇状のクロスを逐次、コーン
状の雄金型に巻き付けて積層するに際し、強化繊維クロ
スを一層巻き付ける毎に、高誘電率フィラーを溶媒中に
分散させた混合溶液を、スプレーもしくはディスペンサ
ー等の塗布手段で塗布し、強化繊維のクロスの積層終了
後、溶媒を揮発乾燥させ、雌金型を被せ、両金型間に樹
脂を注入し、硬化させることにより、強化繊維プラスチ
ック層間に高誘電率のフィラー層が設けられている構造
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強化繊維プラスチ
ック層間に高誘電率のフィラー層を形成することで、誘
電率を高くし、最適な電波透過厚さを薄くし、軽量化を
図った高誘電率強化繊維プラスチックのレドームおよび
その製造方法に関するものである。
ック層間に高誘電率のフィラー層を形成することで、誘
電率を高くし、最適な電波透過厚さを薄くし、軽量化を
図った高誘電率強化繊維プラスチックのレドームおよび
その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レドームの設計に於いて、最適な電波透
過厚さは、レドーム形状を平板として模擬して、次の式
を用いて決められている。 ｔ＝λ／２√ε ｔ：厚さ（ｍｍ） λ：波長 ε：誘電率 従って、同じ周波数領域で用いる場合、誘電率を大きく
すれば、厚さを薄くすることができる。
過厚さは、レドーム形状を平板として模擬して、次の式
を用いて決められている。 ｔ＝λ／２√ε ｔ：厚さ（ｍｍ） λ：波長 ε：誘電率 従って、同じ周波数領域で用いる場合、誘電率を大きく
すれば、厚さを薄くすることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高誘電率材料
であっても、アルミナのようなセラミックの場合、必要
な形状にするためには、研磨加工するしかなく、加工性
が悪く、研磨時に割れが生じたり、焼結時にミクロクラ
ックを生じるなどにより、歩留まりも悪い。その上、比
重が大きく、軽量化が必要な用途には不向きである。一
方、強化繊維プラスチックの場合は、加工性が優れてい
て、比重も小さいが、誘電率が３ないし４程度であり、
周波数１０ＧＨｚといった高周波の電波領域で使用する
場合、厚さ７〜８ｍｍの厚肉構造にせざるを得ない。な
お、強化繊維プラスチックで高誘電率のものを製造する
方法として、高誘電率フィラーをあらかじめ液状樹脂中
に分散させておき、これを強化繊維層中に注入するとい
う方法が考えられるが、高誘電率フィラーを分散させた
液状樹脂の粘度が高くなり、注入が困難になるため、こ
の方法では、高誘電率層を形成させることは難しい。こ
のような状況を踏まえた上で、本発明は、薄肉、軽量
で、且つ、所定の電波透過性を有するレドームを効率よ
く製造することを目的とするものである。
であっても、アルミナのようなセラミックの場合、必要
な形状にするためには、研磨加工するしかなく、加工性
が悪く、研磨時に割れが生じたり、焼結時にミクロクラ
ックを生じるなどにより、歩留まりも悪い。その上、比
重が大きく、軽量化が必要な用途には不向きである。一
方、強化繊維プラスチックの場合は、加工性が優れてい
て、比重も小さいが、誘電率が３ないし４程度であり、
周波数１０ＧＨｚといった高周波の電波領域で使用する
場合、厚さ７〜８ｍｍの厚肉構造にせざるを得ない。な
お、強化繊維プラスチックで高誘電率のものを製造する
方法として、高誘電率フィラーをあらかじめ液状樹脂中
に分散させておき、これを強化繊維層中に注入するとい
う方法が考えられるが、高誘電率フィラーを分散させた
液状樹脂の粘度が高くなり、注入が困難になるため、こ
の方法では、高誘電率層を形成させることは難しい。こ
のような状況を踏まえた上で、本発明は、薄肉、軽量
で、且つ、所定の電波透過性を有するレドームを効率よ
く製造することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のレドームは、強
化繊維プラスチック層間に高誘電率のフィラー層が設け
られていることを特徴とするものだが、本発明の構造の
レドームは、次のようにして形成される。すなわち、強
化繊維を雄金型に巻き付けて積層して複数層からなる強
化繊維層を形成するに際し、強化繊維を一層巻き付ける
毎に、高誘電率フィラーを溶媒中に分散させた混合溶液
をスプレーもしくはディスペンサー等の塗布手段を用い
て塗布し、強化繊維の積層終了後、溶媒を乾燥させ、雌
金型を被せ、両金型間に樹脂を注入し、硬化させる。本
発明のレドームは、強化繊維プラスチックが成形品に加
工しやすいという性質とセラミックの高誘電率性という
両者の長所が発揮された、薄肉、軽量で、且つ、所定の
電波透過性を有するレドームである。
化繊維プラスチック層間に高誘電率のフィラー層が設け
られていることを特徴とするものだが、本発明の構造の
レドームは、次のようにして形成される。すなわち、強
化繊維を雄金型に巻き付けて積層して複数層からなる強
化繊維層を形成するに際し、強化繊維を一層巻き付ける
毎に、高誘電率フィラーを溶媒中に分散させた混合溶液
をスプレーもしくはディスペンサー等の塗布手段を用い
て塗布し、強化繊維の積層終了後、溶媒を乾燥させ、雌
金型を被せ、両金型間に樹脂を注入し、硬化させる。本
発明のレドームは、強化繊維プラスチックが成形品に加
工しやすいという性質とセラミックの高誘電率性という
両者の長所が発揮された、薄肉、軽量で、且つ、所定の
電波透過性を有するレドームである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明に於いて、強化繊維の積層
用のクロスとしては、ポリアミド繊維、アラミド繊維、
ガラス繊維などによるものが使用できる。クロスの厚さ
は、使用領域の電波の波長の１０分の１以下とし、多層
積層することが好ましい。そうすることにより、クラッ
ク等の発生の防止ができ、また、構造体内での誘電率の
均一性を維持することができる。
用のクロスとしては、ポリアミド繊維、アラミド繊維、
ガラス繊維などによるものが使用できる。クロスの厚さ
は、使用領域の電波の波長の１０分の１以下とし、多層
積層することが好ましい。そうすることにより、クラッ
ク等の発生の防止ができ、また、構造体内での誘電率の
均一性を維持することができる。
【０００６】強化繊維プラスチック層間に設ける高誘電
率フィラー層に用いるフィラーとしては、ＴｉＯ２ 、
ＣａＴｉＯ２ 、ＳｒＴｉＯ２ などが使用でき、その形
状は、粒状でも、針状でも、板状でもよい。これらのフ
ィラーを、アルコール、ＭＥＫなどの溶媒中に分散さ
せ、この混合溶液を、スプレーあるいはディスペンサー
などの塗布手段により、雄金型上に巻きつけた強化繊維
上に塗布する。塗布厚さは、使用領域の電波の波長の１
０分の１以下が好ましい。そして、更に、その上に強化
繊維を巻き付けるものとし、以上の操作を繰り返して、
高誘電率フィラー層をサンドイッチ状に挟んだ多層の強
化繊維層を形成する。
率フィラー層に用いるフィラーとしては、ＴｉＯ２ 、
ＣａＴｉＯ２ 、ＳｒＴｉＯ２ などが使用でき、その形
状は、粒状でも、針状でも、板状でもよい。これらのフ
ィラーを、アルコール、ＭＥＫなどの溶媒中に分散さ
せ、この混合溶液を、スプレーあるいはディスペンサー
などの塗布手段により、雄金型上に巻きつけた強化繊維
上に塗布する。塗布厚さは、使用領域の電波の波長の１
０分の１以下が好ましい。そして、更に、その上に強化
繊維を巻き付けるものとし、以上の操作を繰り返して、
高誘電率フィラー層をサンドイッチ状に挟んだ多層の強
化繊維層を形成する。
【０００７】強化繊維層の形成終了後、溶媒を乾燥さ
せ、雌金型を被せ、雄金型と雌金型との間に、液状の樹
脂を注入し、樹脂を固化させる。こうすることにより、
強化繊維層内に樹脂が浸透し、強化繊維プラスチック層
が形成され、結果として、高誘電率フィラー層がその強
化繊維プラスチック層間に設けられることになり、合成
誘電率が８以上の強化繊維プラスチック成形体が得られ
る。このとき、液状樹脂としては、ポリエステル系樹
脂、エポキシ系樹脂、シアネートエステル系樹脂、ポリ
イミド系樹脂、シリコン系樹脂の他、ポリスチレン、ポ
リプロピレン、ポリエチレン等を加熱溶融させて液状化
したものが使用できる。
せ、雌金型を被せ、雄金型と雌金型との間に、液状の樹
脂を注入し、樹脂を固化させる。こうすることにより、
強化繊維層内に樹脂が浸透し、強化繊維プラスチック層
が形成され、結果として、高誘電率フィラー層がその強
化繊維プラスチック層間に設けられることになり、合成
誘電率が８以上の強化繊維プラスチック成形体が得られ
る。このとき、液状樹脂としては、ポリエステル系樹
脂、エポキシ系樹脂、シアネートエステル系樹脂、ポリ
イミド系樹脂、シリコン系樹脂の他、ポリスチレン、ポ
リプロピレン、ポリエチレン等を加熱溶融させて液状化
したものが使用できる。
【０００８】
【実施例】高純度のガラス繊維からなるクォーツクロス
を扇状に裁断して、図１に示したように、コーン状の雄
金型に、扇状のかなめにあたる部分が雄金型の先端側に
なるようにして巻き付けて、突き合わせ部を縫い合せ、
雄金型をコーン状の軸を中心にゆっくり回転させなが
ら、ＣａＴｉＯ２ をスプレー塗装できるようにＭＥＫ
に懸濁させた混合液を、巻き付けたクォーツクロスの上
に均一に塗布した。続いて、２層目となる扇状のクォー
ツクロスを、１層目のクォーツクロスを巻き付けた雄金
型に、突き合わせ部の位置が、１層目のクォーツクロス
の突き合わせ部の位置に対して、雄金型の円周方向に時
計回りに９０°ずらせるようにして巻き付けて、突き合
わせ部を縫い合せ、雄金型をコーン状の軸を中心にゆっ
くり回転させながら、ＣａＴｉＯ２ をスプレー塗装で
きるようにＭＥＫに懸濁させた混合液を、巻き付けたク
ォーツクロスの上に均一に塗布した。以上の操作を繰り
返し、断面を図２に示したように、クロス層８層、クロ
ス層間のフィラー層７層の積層構造とした。
を扇状に裁断して、図１に示したように、コーン状の雄
金型に、扇状のかなめにあたる部分が雄金型の先端側に
なるようにして巻き付けて、突き合わせ部を縫い合せ、
雄金型をコーン状の軸を中心にゆっくり回転させなが
ら、ＣａＴｉＯ２ をスプレー塗装できるようにＭＥＫ
に懸濁させた混合液を、巻き付けたクォーツクロスの上
に均一に塗布した。続いて、２層目となる扇状のクォー
ツクロスを、１層目のクォーツクロスを巻き付けた雄金
型に、突き合わせ部の位置が、１層目のクォーツクロス
の突き合わせ部の位置に対して、雄金型の円周方向に時
計回りに９０°ずらせるようにして巻き付けて、突き合
わせ部を縫い合せ、雄金型をコーン状の軸を中心にゆっ
くり回転させながら、ＣａＴｉＯ２ をスプレー塗装で
きるようにＭＥＫに懸濁させた混合液を、巻き付けたク
ォーツクロスの上に均一に塗布した。以上の操作を繰り
返し、断面を図２に示したように、クロス層８層、クロ
ス層間のフィラー層７層の積層構造とした。
【０００９】８０℃で２時間加熱して、溶媒のＭＥＫを
揮発させて、前記の積層構造のものを乾燥させた後、雌
金型を雄金型を覆うように組み付け、図３に示したよう
に、雌金型６の上方から真空引きしながら、樹脂容器１
０内で９０℃に余熱したポリイミド樹脂を、樹脂注入管
を通して、やはり９０℃に加熱された金型６の下方から
金型６内に、Ｎ２ボンベからの圧力によって注入した。
金型６上方に設けたオーバーフローチェック用ガラス管
９を監視して、樹脂のオーバーフローを確認して注入を
止める。続いて、１５０℃で２時間、一次硬化し、高温
硬化炉に移して、２５０℃で１２時間、二次硬化させ
た。冷却後、脱型した結果、厚さ６．２ｍｍ、合成誘電
率 １１．５のレドーム予備成型品が得られた。そし
て、旋盤等を用いて、前記のレドーム予備成型品を最適
な厚さに加工することで、レドームが得られた。
揮発させて、前記の積層構造のものを乾燥させた後、雌
金型を雄金型を覆うように組み付け、図３に示したよう
に、雌金型６の上方から真空引きしながら、樹脂容器１
０内で９０℃に余熱したポリイミド樹脂を、樹脂注入管
を通して、やはり９０℃に加熱された金型６の下方から
金型６内に、Ｎ２ボンベからの圧力によって注入した。
金型６上方に設けたオーバーフローチェック用ガラス管
９を監視して、樹脂のオーバーフローを確認して注入を
止める。続いて、１５０℃で２時間、一次硬化し、高温
硬化炉に移して、２５０℃で１２時間、二次硬化させ
た。冷却後、脱型した結果、厚さ６．２ｍｍ、合成誘電
率 １１．５のレドーム予備成型品が得られた。そし
て、旋盤等を用いて、前記のレドーム予備成型品を最適
な厚さに加工することで、レドームが得られた。
【００１０】
【発明の効果】以上に述べた通り、本発明によれば、薄
肉、軽量で、且つ、所定の電波透過性を有する高誘電率
のレドームを効率よく製造することができる。
肉、軽量で、且つ、所定の電波透過性を有する高誘電率
のレドームを効率よく製造することができる。
【図１】高誘電率フィラーを懸濁した混合溶液をスプレ
ーしているようすを示す概念図。
ーしているようすを示す概念図。
【図２】強化繊維層間にサンドイッチ状に高誘電率フィ
ラー層を形成させた積層体の断面図。
ラー層を形成させた積層体の断面図。
【図３】強化繊維層内に樹脂を注入するようすを示す概
念図。
念図。
１ 強化繊維層
２ 強化繊維層の突き合わせ部
３ スプレーガン
４ 強化繊維層
５ 高誘電率フィラー層
６ 雌金型
７ 樹脂
８ 樹脂の流れ監視用ガラス管
９ 樹脂のオーバーフローチェック用ガラス管
１０ 樹脂容器
１１ 樹脂注入管
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ６４Ｃ 1/36 Ｂ６４Ｃ 1/36
(72)発明者 澤田 公宏
大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電
気工業株式会社大阪製作所内
Ｆターム(参考） 4F100 AA33 AG00 AK49 BA03 BA04
BA05 BA06 BA10A BA10C
BA10E BA13 CA23B CA23D
DH02A DH02C DH02E JG05B
JG05D
4F204 AA24 AA39 AA40 AD05 AD16
AG03 AH81 EA03 EA04 EB01
EB12 EF27
5J046 AA13 RA02 RA03 RA05
Claims (3)
- 【請求項１】 強化繊維プラスチック層間に高誘電率の
フィラー層が設けられていて、合成誘電率が８以上であ
ることを特徴とする高誘電率強化繊維プラスチックのレ
ドーム。 - 【請求項２】 強化繊維プラスチック層、フィラー層、
それぞれ一層の厚さが、対象の電波の波長の１０分の１
以下であることを特徴とする請求項１に記載の高誘電率
強化繊維プラスチックのレドーム。 - 【請求項３】 強化繊維を雄金型に巻き付けて積層して
複数層からなる強化繊維層を形成するに際し、強化繊維
を一層巻き付ける毎に、高誘電率フィラーを溶媒中に分
散させた混合溶液を塗布手段を用いて塗布し、強化繊維
の積層終了後、溶媒を乾燥させ、雌金型を被せ、両金型
間に樹脂を注入し、硬化させることを特徴とする高誘電
率強化繊維プラスチックのレドームの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001237541A JP2003051706A (ja) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | 高誘電率の強化繊維プラスチックのレドームおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001237541A JP2003051706A (ja) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | 高誘電率の強化繊維プラスチックのレドームおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003051706A true JP2003051706A (ja) | 2003-02-21 |
Family
ID=19068611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001237541A Pending JP2003051706A (ja) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | 高誘電率の強化繊維プラスチックのレドームおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003051706A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011135223A (ja) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 飛行体用レドーム |
| KR101200718B1 (ko) | 2005-12-22 | 2012-11-13 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 슬립캐스팅 공법을 이용한 고밀도/고인성 실리카 레이돔의 제조방법 |
| CN115091662A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-09-23 | 哈尔滨哈玻拓普复合材料有限公司 | 一种整流天线罩生产模具、天线罩的加工方法及天线罩 |
| CN115091662B (zh) * | 2022-06-16 | 2024-05-31 | 哈尔滨哈玻拓普复合材料有限公司 | 一种整流天线罩生产模具、天线罩的加工方法及天线罩 |
-
2001
- 2001-08-06 JP JP2001237541A patent/JP2003051706A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101200718B1 (ko) | 2005-12-22 | 2012-11-13 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 슬립캐스팅 공법을 이용한 고밀도/고인성 실리카 레이돔의 제조방법 |
| JP2011135223A (ja) * | 2009-12-22 | 2011-07-07 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 飛行体用レドーム |
| CN115091662A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-09-23 | 哈尔滨哈玻拓普复合材料有限公司 | 一种整流天线罩生产模具、天线罩的加工方法及天线罩 |
| CN115091662B (zh) * | 2022-06-16 | 2024-05-31 | 哈尔滨哈玻拓普复合材料有限公司 | 一种整流天线罩生产模具、天线罩的加工方法及天线罩 |
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