JP4018268B2 - Radio wave absorbing plastic material or processing method using radio wave absorbing plastic material molding and radio wave absorbing plastic material molding used therefor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築施工の技術分野における接着、補修等の加工に適する電波吸収可塑性材料及びその成形体を用いた建築施工における加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
機械加工及び建築施工においては、従来、加工方法は主として機械的な方法に頼っている。建築施工においては、充填、接着等の加工に利用する材料がモルタルや鉄骨であるため、精密な加工精度を有する施工をすることが困難であり、これらの公知の建築用材料だけでは、例えば、真空を保ったり、水を漏洩させない建築物を構築する等の精度の高い加工は実施し難かった。
【0003】
接着加工を簡易に行うため、特開昭63−63773号には、熱硬化性或いは熱溶融性を有する被接着体の接着部に電磁波の吸収能を持たせ、電磁波を照射して接着部分近傍を加熱し、接着を行う方法が記載されている。この方法は、電磁波の照射により特定部分を選択的に加熱しうる利点を有するものの、被接着体が加熱により溶融或いは硬化するものに限られ、さらに、電磁波の吸収能を持たせた材料の配置位置も限定されることから、適用部位や形状に制限があり、精密加工分野には適さなかった。
【0004】
電磁波を照射して加熱する技術は広く知られているものの、機械加工及び建築施工分野においては、加工・施工方法として電磁波のエネルギーを用いることは、従来、静電加工、電気溶接、光硬化等に限られており、この分野における高精度の加工方法は未だ実用化されていないのが現状である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
即ち、本発明の目的は、機械加工及び建築施工の技術分野において精密な接着、成形、補修等の加工を簡易に行いうる電波吸収可塑性材料を提供することにある。また、本発明の他の目的は、前記電波吸収可塑性材料を加工に適する形状に予め成形した電波吸収可塑性材料成形体を提供することにある。
【0006】
本発明のさらなる目的は、機械加工及び建築施工の技術分野において精密な接着、成形、補修等の加工を簡易に行いうる加工方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討の結果、電磁波を吸収して発熱する材料を所定のマトリックス中に均一に分散することにより得られた、精密加工に適する材料を用いる加工方法を見いだし、本発明を完成した。
【0008】
即ち、本発明の加工方法は、熱可塑性材料マトリックス中に、電波のエネルギーを熱に変換しうる電波吸収性材料を分散・含有してなる電波吸収可塑性材料又はその成形体を用いることを特徴とする。
【0009】
ここで、前記電波吸収可塑性材料は、粒子状又は繊維状のカーボン、金属、フェライトから選択されることが好ましく、熱可塑性材料は加熱により溶融或いは軟化して変形しうる熱可塑性樹脂、熱可塑性無機材料から選択されることが好ましい。
【0010】
また、本発明の電波吸収可塑性材料成形体は、前記本発明の加工方法に用いる成形体であって、熱可塑性材料マトリックス中に、電波のエネルギーを熱に変換しうる電波吸収性材料を分散・含有してなり、電波の照射により軟化又は溶融し、電波の照射を停止することにより再硬化する電波吸収可塑性材料を所望の形状に成形してなることを特徴とする。
【0011】
前記電波吸収可塑性材料を用いた加工方法としては、加熱により軟化する熱可塑性材料マトリックス中に、電波のエネルギーを熱に変換しうる電波吸収性材料を分散・含有してなり、電波の照射により軟化又は溶融し、電波の照射を停止することにより再硬化する電波吸収可塑性材料を、被加工物の所定の空間或いは被加工物により形成される所定の空間に充填し、該充填部位に局所的に電磁波を照射する電磁波照射手段により、電磁波の収束位置を該空隙の深さ方向に連続的に変位させるように照射して、電波吸収可塑性材料を軟化又は溶融し、その後、再硬化する方法が挙げられる。
【0012】
本発明の加工方法では、クラックの補充、被加工物に発生した空隙の充填、複数の被加工物間の空隙の充填等を行うことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電波吸収可塑性材料は、加熱により軟化する熱可塑性材料マトリックス中に、電波のエネルギーを熱に変換しうる電波吸収性材料を分散・含有してなり、電波の照射により軟化又は溶融し、電波の照射を停止することにより再硬化する材料を指す。
その好ましい態様は、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルから選択される1種以上の熱可塑性樹脂類又は無機熱可塑性材料を含有し、加熱により軟化する熱可塑性材料を用い、長さ10mm以下の繊維状、或いは、平均粒子径0.1μm〜10mmの粒子状の形状を有し、電波のエネルギーを熱に変換しうる電波吸収性材料を熱可塑性材料に対して0.1〜10容量%、分散・含有してなる材料である。
【0014】
ここで、電波吸収性材料は熱可塑性材料を軟化、溶融するための熱源であり、熱可塑性材料を均一に、効率よく軟化、溶融させる観点から、体積の小さいものがマトリックス中に均一に分散されていることが好ましい。従って、電波吸収性材料は粒子状或いは繊維状の形状を有するものが好ましい。
【0015】
ここで、電波吸収材料とは、電波のエネルギーを熱に変換しうる物質であれば特に制限はないが、前記分散性、安全性及び入手の容易性の観点から、素材としては、カーボン、金属、フェライト等が好ましく例示され、形状としては、粒子状又は繊維状であることが好ましい。用いうる電波吸収材料の具体例としては、炭素繊維、カーボンブラック等の炭素質微粒子、メタルファイバーと称される金属繊維類、金属或いは金属酸化物、金属間化合物等の微粒子、繊維状フェライト、或いはフェライト微粒子等が挙げられる。
【0016】
繊維状のものとしては、分散性の観点から長さ10mm以下の短繊維が好ましく、微粒子状のものとしては、平均粒子径が0.1μm〜10mm程度のものが好ましい。粒子径が小さ過ぎると2次凝集を起こしやすくなり、均一分散が困難でハンドリング性が低下する。一方、粒子径が大き過ぎると沈殿しやすくなり、均一分散が困難になるし、熱の発生が局所的となりやすく、熱可塑性材料に均一に熱を付与し難い。
【0017】
マトリックス材料である熱可塑性材料としては、公知の熱可塑性樹脂、ガラス等の熱可塑性を有する無機材料等を目的に応じて使用することができるが、前記の電波吸収材料の発熱能との関連で、溶融温度或いは軟化点が、ガラスなどの無機材料においては1500℃以下のものが好ましく、樹脂などの有機材料においては150〜250℃程度のものが好ましい。軟化点又は溶融温度が高過ぎると加工に要するエネルギーが多量に必要となり、低過ぎると被加工品や加工された接着部分等の耐熱性が低下するため、いずれも好ましくない。
【0018】
熱可塑性材料の具体例としては、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂類及びこれらに公知の補強繊維などを混合した繊維強化樹脂(FRP)、ガラス等の無機熱可塑性材料等が挙げられる。ガラスはその種類にもよるが、溶融温度は高温であるものの、軟化温度が比較的低温の材料もあり、本発明に好適に使用しうる材料といえる。例えば、ソーダ石灰ガラスの場合、溶融温度は1400〜1500℃と高温であるものの、軟化点は500〜700℃であり、好適な材料である。
【0019】
熱可塑性材料と電波吸収材料との配合比については、所望の熱特性や接着強度などにより、適宜選択しうるが、一般的には、電磁波を照射した時の発熱量は、電波吸収材料の単位体積当たりの濃度に比例するため、所定の電磁波の強度に対して電波吸収材料が発生させるジュール熱を考慮して、熱可塑性材料中に配合する電波吸収材料の配合量を決定すればよい。例えば、熱可塑性材料の温度が暖まる程度で加工をなしうる場合には添加量は少なくて済むが、面接着のように熱可塑性材料が完全に溶融する必要がある場合には添加量も多くする必要がある。また、熱可塑性材料の軟化、溶融温度が低い場合には、少量でもよく、比較的高い場合には同様の加工性を達成する場合には、より多量の配合を必要とする。このように、配合比は目的や使用する材料より適宜決定されるが、一般的には、熱可塑性材料に対して0.1〜10容量%程度を配合すればよく、0.5〜3容量%程度であることが好ましい。
【0020】
例えば、熱可塑性材料としてアクリルを用い、電波吸収材料としてカーボンファイバーを配合する場合、その配合比は容量比で100:10〜100:0.1程度であることが好ましい。
【0021】
本発明の電波吸収可塑性材料は、熱可塑性材料中に微粒子状又は繊維状の電波吸収材料を均一に固体分散することにより製造される。この方法としては、公知の固体分散方法を適用すれば良く、例えば、メタルファイバーやカーボンファイバーを補強材として含有するFRPの製造等と同様にして、熱可塑性材料の混練時の最終段階において、繊維状又は粒子状の電波吸収材料を配合し、よく分散するまで混練を続ける方法や、熱可塑性材料に電波吸収材料を所定量添加して、熱可塑性材料の軟化点或いは溶融温度又はその温度以上になるまで加熱して攪拌混合する方法等が挙げられる。混練、攪拌、混合の処理は均一に分散するまで行う必要があり、通常は1〜10時間程度行われる。また、材料の安定性の観点から、配合を還元雰囲気下で行うことも好ましい態様である。
【0022】
この電波吸収可塑性材料は、溶融状態で所望の空隙に充填したり、溶剤に溶解して所望の部位に塗布するなどの方法で被加工物に適用することができる。
【0023】
また、この電波吸収可塑性材料は予め所望の形状に成形した成形体として使用することもできる。即ち、ペレット状、粒子状等の成形体とすればハンドリング性が向上するのがよい。さらには、電波を照射するまで2つの反応性材料間に隔壁を設けるような目的で本発明の電波吸収可塑性材料を用いる場合には、袋状、或いはマイクロカプセル状の成形体を形成すればよい。これらの成形体を得るには、通常の熱可塑性材料の成形方法をそのまま適用すればよい。
【0024】
本発明の建築施工における加工方法は、熱可塑性材料マトリックス中に電波のエネルギーを熱に変換しうる電波吸収性材料を分散・含有してなる電波吸収可塑性材料に電波を照射して軟化又は溶融状態とし、所望の空隙を充填することで実施できる。電波吸収可塑性材料を、加工を行おうとする所定の空隙に被加工体として、あるいは被加工体と接触するように充填し、充填箇所に局所的に電磁波を照射する電磁波照射手段により、電磁波の収束位置を該空隙の深さに対して連続的に変位させるように電波を照射して軟化、溶融させ、電波の照射を停止して再硬化させる方法に基づくものであり、これを種々の部位に適用して、補修、接着、充填等を精度高く行いうるという利点を有する。
【0025】
具体的には、例えば、電波吸収可塑性材料を被加工物の所定の空間に充填、配置し、充填部位に電波を照射すると、電波の照射により電波吸収性材料が発熱し、その熱で熱可塑性材料が軟化又は溶融して空間に密着するように変形し、電波の照射を停止することにより、熱可塑性材料が所定の空間の形状に適合した状態で再度硬化するため、空隙を精度高く充填することができる。壁面に形成されたクラックにこの方法を用いれば、充填した材料が一旦溶融状態になって、再硬化するため、クラックは隙間なく充填され、水分や空気を遮断しうるクラックの補修を簡単に行うことができる。この空間が貫通孔である場合には、電波吸収可塑性材料を充填する際に、反対側から吸引することにより、空隙への充填を効率よく行うことができる。また、2つの加工体の間に形成された空間に電波吸収可塑性材料を配置すれば、2つの物体の接着を同様の方法で行うことができる。
【0026】
次に、電波吸収可塑性材料の成形体を用いる加工方法について説明する。この方法においては、熱可塑性材料マトリックス中に電波のエネルギーを熱に変換しうる電波吸収性材料を分散・含有してなる電波吸収可塑性材料からなる成形体を、被接着物に接するように配置し、該成形体に電波を照射して該成形体を一旦軟化又は溶融し、再硬化させることにより、成形体と被接着物とが固着される。
【0028】
また、粒子状あるいはペレット状の電波吸収可塑性材料成形体を用いて、先に電波吸収可塑性材料を用いる場合に説明したような空間の充填等を同様に行うことができる。粒子状あるいはペレット状の電波吸収可塑性材料成形体は所定の空間に充填、配置する場合のハンドリング性にも優れている。この粒子状の電波吸収可塑性材料成形体をクラックに充填して電波を照射すると、成形体の見掛け上の体積が溶融により減少することがあるが、この場合には、さらに粒子状の電波吸収可塑性材料成形体を追加して、その後、電磁波の照射を行い、クラックを完全に充填することもできる。
【0031】
本発明の電波吸収可塑性材料の所定の位置へ電波を照射して該電波吸収可塑性材料を軟化、又は溶融して加工を行うものであるが、照射される電波は、該材料内に分散、含有される電波吸収性材料の発熱(ジュール熱の発生)を効率よく行いうるものが好ましく、例えば、波長1m〜1cm程度の電磁波、マイクロ波等が好適である。
【0032】
電波の照射は常法により行うことができるが、通常は、エネルギー効率の観点から、局所的な電波の放射手段が用いられ、例えば、図1(A)に示すように、円錐形電磁ホーンアンテナ10等を用いた電波放射器からの電波(図中に矢印で照射方向を示す)を電波吸収可塑性材料12の被加工部分に照射することが好ましく、図1(B)に示すように、該ホーンアンテナ10からの電波を電波吸収可塑性材料12を配置した被加工部分の反対側に位置させたパラボラアンテナ(回転パラボラ反射板)14によって収束させることがさらに好ましい。この円錐形電磁ホーンアンテナ10或いはパラボラ反射板14の位置を変位させることにより、収束点を変位させながら所望の位置に集中的に電波を照射する。
【0033】
加工部位の条件によって反対側に反射板を置くことが困難な場合には、ホーンアンテナ10に誘電体レンズ16等の電波収束手段を併用することにより、直接電磁波を収束させ、ホーンアンテナ10自体の位置を変位させることにより、誘電体レンズ16による収束点を変位させながら所望の位置に集中的に電波を照射する方法(図2参照)、あるいは、照射側に後方散乱してくる電磁波を遮蔽するとともに、エネルギーを効率的に被加工部位に集めるために、電波の放射器10側のみに平面状の反射板18またはパラボラ状の反射板14を置く方法(図3(A)、(B)参照)などを適用することができる。特に、図3(B)に示すように、電波放射器10側にパラボラ反射板14を用いる方法では、後方散乱してくるエネルギーを収束して反射させることが可能になる。反射板14、18の周辺部には、電波吸収体20を置いて遮蔽効率を高めることもできる。
【0034】
また、図4(A)、(B)に示すように、電波の照射側と反対側の両側に平面状の反射板18またはパラボラ状の反射板14を置き、両端間で反射させてさらにエネルギー効率の向上を図ることもできる。なお、組み合わせとしては、平板反射板同士(図4(A)参照)、パラボラ反射板同士(図4(B)参照)、あるいは平板反射板とパラボラ反射板を組み合わせてもよい。また、距離を正確に制御することができる場合には、ファブリペロー共振器を構成することが可能になり、さらに効率的にエネルギーを被加工部位に収束させることが可能になる。この場合には、厚さ方向全体で、中央部分にエネルギーが集まることになるが、この収束点を移動させることが好ましい。
【0035】
これらは、電磁波の効率的な照射方法であるが、他方、他の構造物や人体に対する電磁波の影響を軽減するために、該ホーンアンテナからの電波を被加工部分の反対側に位置させた反射板で反射させ、照射を所望する部分以外への電波の拡散を防止することもできる。
【0036】
本発明の電波吸収可塑性材料に含まれる金属ファイバーやカーボンファイバー等の導電性の電波吸収材料が電磁波の照射によって加熱されるのは、それ自体が電磁波に対して微少アンテナとして働き、この際にアンテナ上に流れる電流によるジュール熱を発生させるからである。この発熱により、マトリックスである熱可塑性材料を軟化、或いは溶融させて加工を行うものであるが、この発熱反応に伴って、金属やカーボンファイバー等のアンテナとして働く材料自体が溶融したり、酸化等による導電率の低下が起これば、材料全体が電波吸収性能を示さなくなることも起こり得る。本発明では、局所的に電磁波を照射する電磁波照射手段により、電磁波の収束位置を該空隙の深さ方向に連続的に変位させるように照射するため、空隙に充填された電波吸収可塑性材料の深部まで反応が進み、奥行きのある部材における精密な加工の実施が可能になる。
【0037】
この反応性を応用して、厚い熱可塑性材料を接合させる場合に、接合部の電波吸収材料の単位重量当たりの配合量を電波放射器近傍では少なく、反対側に離れるに従って多くするように、傾斜性を持たせることにより、ほぼ均一な温度で全体を加熱することが可能となり、均一な加工を行うことができる。
【0038】
さらに、被加工体が熱可塑性材料である場合、例えば、マトリックス材料と被加工体の材料として同じ熱可塑性材料を用いるなど、溶融によって電波吸収可塑性材料が被加工体である熱可塑性材料中に均一に拡散するような条件を設定することにより、接合部位の痕跡を残さない加工も可能になる。
【0039】
このように、電波吸収可塑性材料の温度は、電波放射源から遠くなるほど下がる傾向があるが、電磁波の収束位置を該空隙の深さに対して連続的に変位させるため、加熱による材料の熱膨張等があったとしても電波収束位置が変位するため、内部応力が一個所に集中することなく、クラックの補修や接合等の加工を行える利点がある。
【0040】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。
【0041】
(参考例1)
[電波吸収可塑性材料の調整]
熱可塑性材料マトリックスであるアクリルに対して、電波吸収材料である炭素繊維(平均繊維長6mm)を1.0容量%配合し、150〜200℃に加熱しながら、還元雰囲気中、溶融攪拌機で3時間、十分に混練して炭素繊維をマトリックス中に均一分散させて電波吸収可塑性材料を得た。この電波吸収可塑性材料を平均粒子径1mmの粒子状に成形し、電波吸収性可塑性材料成形体を作製した。
【0042】
[熱可塑性材料ブロックの接着加工]
2つの熱可塑性材料ブロックを接着加工する方法について説明する。
【0043】
図5(A)、(B)は、参考例1の熱可塑性材料ブロックの接着加工状態を示す概略図である。厚みが5cmである2つの熱可塑性材料ブロック22、24の間に粒子状の電波吸収可塑性材料成形体12を挟み込む(図5(A))。ホーンアンテナ10より電波吸収可塑性材料成形体12及びその近傍に電磁波(図中に矢印で示す:照射条件 2.45GHz 500W〜1kW)を照射する。電磁波を吸収した電波吸収可塑性材料成形体12は内在する電波吸収材料の発熱により溶融し、熱可塑性材料ブロック同士を溶融、接合する。被加工体である熱可塑性材料ブロック22、24自体は、電磁波を透過させるため、本体は電磁波により影響を受けない。
【0044】
電磁波の照射を止めると、電波吸収可塑性材料は自然冷却されて再硬化し、2つの熱可塑性材料ブロック22、24は強固に接着加工される。この接着部位は、ブロックの外側と完全に密着しており、水分や気体を遮断しうることが確認された。
【0045】
(参考例2)
[電波吸収可塑性材料の調整]
参考例1で用いたのと同じ電波吸収可塑性材料を、厚さ5mmの板状及び厚さ5mm、外径30mm、内径15mmのワッシャー状に成形し、電波吸収性可塑性材料成形体を作製した。
【0046】
[熱可塑性材料ブロックの接着加工]
図6(A)に示すようなコの字型の2つの熱可塑性材料ブロックを接着加工する。
【0047】
図6(A)、(B)は、参考例2の熱可塑性材料ブロックの接着加工状態を示す概略図である。厚みが5cmである2つのコの字型の熱可塑性材料ブロック26、28の間に板状の電波吸収可塑性材料成形体30を挟み込み、電波吸収可塑性材料からなるワッシャー32を挟んでボルト34で固定した(図6(A))。
【0048】
ホーンアンテナ10より板状の電波吸収可塑性材料成形体30、ワッシャー32及びその近傍に電磁波(図中に矢印で示す:照射条件は参考例1と同様)を照射する(図6(B))。電磁波を吸収した板状の電波吸収可塑性材料成形体30とワッシャー32は内在する電波吸収材料の発熱により溶融し、板状の電波吸収可塑性材料成形体30が熱可塑性材料ブロック26、28同士を溶融、接合するとともに、ワッシャー32がボルト34と熱可塑性材料ブロック26、28間を溶融、接合する。被加工体である熱可塑性材料ブロック26、28自体は、電磁波を透過させるため、本体は電磁波により影響を受けない。
【0049】
電磁波の照射を止めると、電波吸収可塑性材料成形体30及びワッシャー32は自然冷却されて再硬化し、2つの熱可塑性材料ブロック26、28及びそれらと、それらを固定するワッシャー32とボルト34が互いに強固に接着加工される。この接着部位は、ブロックの外側と完全に密着しており、水分や気体を遮断しうることが確認された。
【0050】
(参考例3)
[電波吸収可塑性材料の調整]
熱可塑性材料マトリックスであるガラス(軟化点700℃)に対して、電波吸収材料であるメタルファイバー(ステンレス製、平均繊維長10μm)を0.5容量%添加し、800〜900℃に加熱しながら、還元雰囲気中、溶融攪拌機で1時間、十分に混練してメタルファイバーをマトリックス中に均一分散させて電波吸収可塑性材料を得た。この電波吸収可塑性材料を平均粒子径1mmの粒子状に成形し、電波吸収性可塑性材料成形体を作製した。
【0051】
[熱可塑性材料クラックの補修加工]
図7(A)に示すようなクラックを有するガラス製ブロックのクラックを補修加工する。
【0052】
ガラス製ブロック36のクラック中に、前記粒子状の電波吸収性可塑性材料成形体38を充填した(図7(A))。
【0053】
ホーンアンテナ10より粒子状の電波吸収可塑性材料成形体38を充填したクラック及びその近傍に電磁波(図中に矢印で示す:照射条件 2.45GHz
10〜50kW)を照射する(図7(B))。
【0054】
電波吸収材料としてメタルファイバーを用い、熱可塑性材料としてガラスを用いた時には、メタルとガラスの融点が近接しているため、電磁波の照射によってガラスが溶融するとメタルファイバーがガラス中に溶融し、導電性を消失して、電波吸収性能が小さくなる。これにより、溶融して溶着した後には、メタルファイバーはガラスに融けて姿を消し、同時に発熱も停止する。
【0055】
ガラス自体は電波透過性であり、電磁波の影響を受けないが、発熱、軟化、溶融につれて発熱体であるメタルファイバーが消尽し、自動的に溶融部の発熱が止まってガラス部分が再硬化するとともに、メタルファイバーの痕跡が消えて補修部分が殆ど目立たなくなるという利点も有するものである。
【0056】
(参考例4)
[電波吸収可塑性材料の調整]
参考例3と同様にして、メタルファイバーをガラスマトリックス中に均一分散させた電波吸収可塑性材料を得て、この電波吸収可塑性材料を厚さ10mmの板状に成形し、電波吸収性可塑性材料成形体40を作製した。
【0057】
[熱可塑性材料のプレス加工]
図8(A)、(B)、(C)に板状のガラスをプレス加工する状態を概略図で示す。
【0058】
ガラスマトリックスを含む板状電波吸収性可塑性材料成形体40全体に、ホーンアンテナ10より電磁波を照射すると(照射条件は参考例3と同様)、板状電波吸収性可塑性材料成形体40が軟化する。電磁波の照射を継続しながら、互いに嵌合して所望の形状を空間を形成する一対のセラミック製型42を用いてプレス加工を行い、プレス加工が完了し、板状電波吸収性可塑性材料成形体40が所望の形状に型付けされた時点で電磁波の照射を終了する。板状電波吸収性可塑性材料が再硬化し、所望の形状に加工される(図8(A))。ここでは電波吸収性可塑性材料への電磁波の照射を阻害しない電波透過性のセラミック製型を用いる。
【0059】
同様に、図8(B)に示すように、板状電波吸収性可塑性材料成形体40全体に、ホーンアンテナ10より電磁波の照射を継続しながら、所望の形状のセラミック製型44を用い、真空吸引により、軟化した板状電波吸収性可塑性材料をセラミック製型に密着させ、所望の形状に型付けされた時点で電磁波の照射を終了し、再硬化させて、所望の形状に加工することもできる。
【0060】
同様に、図8(C)に示すように、板状電波吸収性可塑性材料成形体40全体に、ホーンアンテナ10より電磁波の照射を継続しながら、所望の形状のセラミック製型46を用い、ブローと真空吸引により、軟化した板状電波吸収性可塑性材料をセラミック製型に密着させ、所望の形状に型付けされた時点で電磁波の照射を終了し、再硬化させて、所望の形状に加工することもできる。
【0061】
また、型として金型(金属製型)を用い、ブロー、吸引用開口部からマイクロ波を照射させる形式で、前記図8(B)及び図8(C)に示したのと同様の加工を行ってもよい。
【0062】
このように、電波吸収可塑性材料に電磁波を照射しながら、型を用いてプレスしたり、真空吸引して型に密着させたり、加圧して型に密着させる。これにより、従来、2次加工が困難であったガラス板等の熱可塑性材料においても、それらに電波吸収性を持たせることにより、型を用いた加工を行うことが可能になる。この手法により、アクリル等の熱可塑性材料をマトリックスとした場合も同様の加工が可能になった。
【0063】
(実施例1)
[電波吸収可塑性材料の調整]
参考例1で用いたのと同じ電波吸収可塑性材料を、厚さ5mmの板状に成形し、電波吸収性可塑性材料成形体を作製した。
【0064】
[熱可塑性材料ブロックの接着加工]
図9は、実施例1の熱可塑性材料ブロックの接着加工状態を示す概略図である。厚みが15cmである2つの熱可塑性材料ブロック48、50の間に板状電波吸収性可塑性材料成形体を配置し、ホーンアンテナ10より電磁波の照射を行う。照射条件は参考例1の場合と同じである。この熱可塑性材料ブロック48、50は厚みが大きいため、電波を照射する際に、背面に金属板としてパラボラ状の反射板14を用意し、電磁エネルギーの照射効率を高める。このパラボラ状の反射板14を用いれば、電磁波を反射させ、特定の点に収束させて強く加熱することが可能になるため、パラボラ状の反射板14を上下させることにより、電磁波の収束点即ち、強い発熱が生じる点をスキャンニングさせて、同じ電磁波の強さで、厚い試料の均一な加熱、溶融による均一接合が可能になる。
【0065】
(参考例5)
[電波吸収可塑性材料の調整]
実施例1で用いたのと同じ電波吸収可塑性材料を、10cm×200cm×200cmのブロック形に成形し、電波吸収性可塑性材料成形体を作製した。
【0066】
[電波吸収可塑性材料ブロックの接着加工]
前記の電波吸収可塑性材料からなる2このブロック48、50を接合する。このとき、照射した電磁波が周囲に漏れると、作業者の健康や環境に望ましくない影響を与えることが懸念されるが、電波吸収可塑性材料同士を接合しようとする時、図10に概略図で示すように、接合個所を2枚の金属平板18、19で囲み、一方の金属平板18の所定の部分に、電磁波を照射するホーンアンテナ10を取付けて、ホーンアンテナ10を接合部に合わせて配置し、接合箇所に電波を照射する。このようにすれば、照射方向の電磁波は、接合部分の電波吸収材料に吸収され、吸収されなかった電磁波は反対側の金属板19で反射される。また、電波吸収可塑性材料中へ漏洩し、拡散される電磁波は、材料自体に電波吸収性能があるため材料内部で減衰し、金属平板間から外へ漏洩することがない。このような金属板18、19を両方とも同時にずらして順次溶融接合して行けば、電波吸収可塑性材料ブロックを複数個、接着加工して大きなブロックを形成することも可能である。
【0067】
【発明の効果】
本発明の電波吸収可塑性材料によれば、機械加工及び建築施工の技術分野において精密な接着、成形、補修等の加工を簡易に行いうる。また、該電波吸収可塑性材料を加工に適する形状に予め成形した本発明の電波吸収可塑性材料成形体によれば、さらに加工性、取り扱い性が向上するという効果を奏する。
【0068】
本発明の加工方法は、機械加工及び建築施工の技術分野において電波を照射することにより精密な接着、成形、補修等の加工を簡易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (A)は、本発明の電波吸収可塑性材料にホーンアンテナを用いて電波を照射する状態を示す概略図であり、(B)はさらに電磁波のパラボラ反射板を併用した状態を示す概略図である。
【図2】 ホーンアンテナに電波を収束させる誘電体レンズを備えた状態を示す概略図である。
【図3】 (A)は、ホーンアンテナ側に平板状の反射板を配置した状態を示す概略図であり、(B)は、ホーンアンテナ側にパラボラ状の反射板を配置した状態を示す概略図である。
【図4】 (A)は、被加工体の両側に平板状の反射板を配置した状態を示す概略図であり、(B)は、同様にパラボラ状の反射板を配置した状態を示す概略図である。
【図5】 (A)は、2つの熱可塑性材料ブロックの間に本発明の電波吸収可塑性材料を挟み込んだ状態を示す概略図であり、(B)は、その電波吸収可塑性材料にホーンアンテナで電磁波を照射している状態を示す概略図である。
【図6】 (A)は、2つのコの字型熱可塑性材料ブロックの間に本発明の電波吸収可塑性材料を挟み込んでボルトで固定した状態を示す概略図であり、(B)は、その電波吸収可塑性材料にホーンアンテナで電磁波を照射している状態を示す概略図である。
【図7】 (A)は、ガラスマトリックスを用いた熱可塑性材料ブロックのクラック内に粒子状の電波吸収可塑性材料を充填した状態を示す概略図であり、(B)は、その電波吸収可塑性材料にホーンアンテナで電磁波を照射している状態を示す概略図である。
【図8】 ガラスマトリックスを用いた。板状の電波吸収可塑性材料を2次加工する状態を示す概略図であり、(A)は、2つの電波透過性のセラミック製型間に配置してプレス加工を行う態様、(B)は、同様のセラミック製型に真空吸引により密着させる加工を行う態様、(C)は、同様のセラミック製型に加圧により密着させる加工を行う態様を示す。
【図9】 2つの厚みのある電波吸収可塑性材料ブロックを、ホーンアンテナで照射した電磁波をパラボラ反射板で収束させて溶融、接着加工している状態を示す概略図である。
【図10】 2つの電波吸収可塑性材料ブロックの接合個所を2枚の金属平板で囲み、電磁波の漏洩を防止しながら溶融、接着加工している状態を示す概略図である。
【符号の説明】
10 ホーンアンテナ(電波放射器)
12 電波吸収可塑性材料
14 パラボラ状反射板
16 誘電体レンズ
18、19 平板状反射板
22、24、26、28 熱可塑性材料ブロック
36 ガラスブロック(熱可塑性材料ブロック)
42 電波透過性のセラミック製型
48、50 電波吸収可塑性材料ブロック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present inventionEngineeringTechnical contactArrival, supplementRadio wave absorbing plastic material suitable for repairs and other processingas well asUsing the molded bodyProcessing method in building constructionAbout.
[0002]
[Prior art]
In machining and building construction, conventionally, processing methods mainly rely on mechanical methods. In building construction, since the material used for processing such as filling and bonding is mortar and steel frame, it is difficult to carry out construction with precise processing accuracy. With these known building materials alone, for example, It was difficult to carry out high-precision processing such as building a building that kept the vacuum and did not leak water.
[0003]
In order to perform the bonding process easily, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-63773 discloses that an adhesive portion of an adherend having thermosetting property or heat melting property has an electromagnetic wave absorbing ability and is irradiated with electromagnetic waves in the vicinity of the bonded portion. A method of heating and bonding is described. Although this method has the advantage that a specific part can be selectively heated by irradiation with electromagnetic waves, it is limited to those in which the adherend is melted or cured by heating, and further, the arrangement of materials having the ability to absorb electromagnetic waves Since the position is also limited, there are restrictions on the application site and shape, which is not suitable for the precision machining field.
[0004]
Although the technology of irradiating and heating electromagnetic waves is widely known, in the fields of machining and building construction, the use of electromagnetic energy as a processing / construction method has conventionally been performed by electrostatic machining, electric welding, photocuring, etc. However, at present, high-precision machining methods in this field have not yet been put into practical use.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
That is, an object of the present invention is to provide a radio wave absorbing plastic material that can easily perform precision bonding, forming, repairing, and the like in the technical fields of machining and building construction. Another object of the present invention is to provide a radio wave absorbing plastic material molded body obtained by previously molding the radio wave absorbing plastic material into a shape suitable for processing.
[0006]
A further object of the present invention is to provide a processing method capable of easily performing precise bonding, forming, repairing and the like in the technical fields of machining and building construction.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the present inventors have uniformly dispersed a material that generates heat by absorbing electromagnetic waves in a predetermined matrix.Obtained,Materials suitable for precision processingProcessing method usingFind,The present invention has been completed.
[0008]
That is, the present inventionProcessing method isAn electromagnetic wave absorbing plastic material in which a radio wave absorbing material capable of converting radio wave energy into heat is dispersed and contained in a thermoplastic material matrixOr use the molded bodyIt is characterized by that.
[0009]
Here, the radio wave absorbing plastic material is preferably selected from particulate or fibrous carbon, metal, and ferrite, and the thermoplastic material is melted or softened by heating.Can be deformedIt is preferably selected from a thermoplastic resin and a thermoplastic inorganic material.
[0010]
In addition, the radio wave absorbing plastic material molded body of the present invention,A molded body used in the processing method of the present invention,In the thermoplastic material matrix, a radio wave absorbing material that can convert radio wave energy into heat is dispersed and contained.Softened or melted by the irradiation of radio waves and re-cured by stopping the irradiation of radio wavesIt is characterized by being formed by molding a radio wave absorbing plastic material into a desired shape.
[0011]
As a processing method using the radio wave absorbing plastic material, a radio wave absorbing material capable of converting radio wave energy into heat is dispersed and contained in a thermoplastic material matrix that is softened by heating, and is softened by radio wave irradiation. Alternatively, an electromagnetic wave absorbing plastic material that is melted and re-cured by stopping radio wave irradiation is filled in a predetermined space of the workpiece or a predetermined space formed by the workpiece.PaddingThe chargeFillerIn placeBy electromagnetic wave irradiation means that irradiates electromagnetic waves locally, the convergence position of the electromagnetic waves is continuously displaced in the depth direction of the gap.Irradiation to soften or melt the radio wave absorbing plastic material and then re-hardenLawCan be mentioned.
[0012]
Processing of the present inventionMethod, refilling cracks,Occurred on the workpieceGap filling, multiple workpiecesGap filling betweenAnd so onwear.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present inventionPertaining toThe radio wave absorbing plastic materialSoftens by heatingIn the thermoplastic material matrix, a radio wave absorbing material that can convert radio wave energy into heat is dispersed and contained.Softened or melted by the irradiation of radio waves and re-cured by stopping the irradiation of radio wavesRefers to material.
The preferred embodiment contains at least one thermoplastic resin or inorganic thermoplastic material selected from acrylic resin, methacrylic resin, polyamide, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyimide, polystyrene, and polyvinyl chloride, and is softened by heating. A thermoplastic material is a radio-absorbing material that has a fibrous shape with a length of 10 mm or less or a particulate shape with an average particle size of 0.1 μm to 10 mm and that can convert radio wave energy into heat. 0.1 to 10% by volume with respect to the material.
[0014]
Here, the radio wave absorptive material is a heat source for softening and melting the thermoplastic material. From the viewpoint of uniformly softening and melting the thermoplastic material efficiently, a small volume is uniformly dispersed in the matrix. It is preferable. Accordingly, it is preferable that the radio wave absorbing material has a particulate or fibrous shape.
[0015]
Here, the radio wave absorbing material is not particularly limited as long as it is a substance that can convert radio wave energy into heat. However, from the viewpoint of dispersibility, safety, and availability, the material may be carbon, metal, or the like. Ferrite and the like are preferably exemplified, and the shape is preferably particulate or fibrous. Specific examples of the radio wave absorbing material that can be used include carbon fiber, carbon black fine particles such as carbon black, metal fibers called metal fibers, metal or metal oxide, fine particles such as intermetallic compounds, fibrous ferrite, or Examples thereof include ferrite fine particles.
[0016]
As the fibrous material, short fibers having a length of 10 mm or less are preferable from the viewpoint of dispersibility, and as the fine particles, those having an average particle diameter of about 0.1 μm to 10 mm are preferable. If the particle size is too small, secondary aggregation is likely to occur, uniform dispersion is difficult, and handling properties are reduced. On the other hand, if the particle size is too large, precipitation tends to occur, uniform dispersion becomes difficult, heat generation tends to be local, and it is difficult to uniformly apply heat to the thermoplastic material.
[0017]
As the thermoplastic material that is a matrix material, known thermoplastic resins, inorganic materials having thermoplastic properties such as glass can be used according to the purpose, but in relation to the heat generation capability of the radio wave absorbing material. In the case of an inorganic material such as glass, the melting temperature or softening point is preferably 1500 ° C. or less, and in the case of an organic material such as a resin, a temperature of about 150 to 250 ° C. is preferable. If the softening point or the melting temperature is too high, a large amount of energy is required for processing, and if it is too low, the heat resistance of the workpiece or the processed bonded portion is lowered, which is not preferable.
[0018]
Specific examples of thermoplastic materials include acrylic resins, methacrylic resins, polyamides, polyethylenes, polyethylene terephthalates, polyimides, polystyrenes, polyvinyl chlorides and other thermoplastic resins and fiber reinforced resins in which known reinforcing fibers are mixed ( FRP) and inorganic thermoplastic materials such as glass. Depending on the type of glass, although the melting temperature is high, some materials have a relatively low softening temperature and can be said to be a material that can be suitably used in the present invention. For example, in the case of soda-lime glass, although the melting temperature is as high as 1400 to 1500 ° C., the softening point is 500 to 700 ° C., which is a suitable material.
[0019]
The mixing ratio of the thermoplastic material and the radio wave absorbing material can be appropriately selected depending on the desired thermal characteristics, adhesive strength, etc. Generally, the amount of heat generated when an electromagnetic wave is irradiated is a unit of the radio wave absorbing material. Since it is proportional to the concentration per volume, the blending amount of the radio wave absorbing material to be blended in the thermoplastic material may be determined in consideration of Joule heat generated by the radio wave absorbing material with respect to a predetermined electromagnetic wave intensity. For example, the amount of addition may be small when processing can be performed with the temperature of the thermoplastic material warming, but the amount of addition is also increased when the thermoplastic material needs to be completely melted, such as surface bonding. There is a need. Further, when the thermoplastic material is softened or melted at a low temperature, a small amount may be used. When the thermoplastic material is relatively high, a larger amount is required to achieve the same processability. As described above, the blending ratio is appropriately determined depending on the purpose and the material to be used. Generally, it is sufficient to blend about 0.1 to 10% by volume with respect to the thermoplastic material, and 0.5 to 3 volume. % Is preferable.
[0020]
For example, when acrylic is used as the thermoplastic material and carbon fiber is blended as the radio wave absorbing material, the blending ratio is preferably about 100: 10 to 100: 0.1 in volume ratio.
[0021]
The radio wave absorbing plastic material of the present invention is produced by uniformly dispersing a particulate or fibrous radio wave absorbing material in a thermoplastic material. As this method, a known solid dispersion method may be applied. For example, in the same manner as in the production of FRP containing metal fiber or carbon fiber as a reinforcing material, in the final stage of kneading of the thermoplastic material, the fiber A mixture of solid or particulate electromagnetic wave absorbing material and kneading until well dispersed, or by adding a predetermined amount of the electromagnetic wave absorbing material to the thermoplastic material, the softening point of the thermoplastic material or the melting temperature or higher The method etc. which stir and mix until it heats are mentioned. The kneading, stirring, and mixing processes must be performed until they are uniformly dispersed, and are usually performed for about 1 to 10 hours. In addition, from the viewpoint of the stability of the material, it is also a preferred embodiment that the compounding is performed in a reducing atmosphere.
[0022]
This radio wave absorbing plastic material can be applied to a workpiece by a method such as filling a desired gap in a molten state, or dissolving in a solvent and applying to a desired site.
[0023]
The radio wave absorbing plastic material can also be used as a molded body that has been previously molded into a desired shape. In other words, handling properties can be improved by using pellets, particles, etc.RuIs good. furtherIs the electricWhen the radio wave absorbing plastic material of the present invention is used for the purpose of providing a partition wall between two reactive materials until the wave is irradiated, a bag-like or microcapsule-like molded body may be formed.. ThisIn order to obtain these molded products, a normal thermoplastic material molding method may be applied as it is.
[0024]
Of the present inventionIn constructionThe processing method is a radio wave absorbing plastic material in which a radio wave absorbing material capable of converting radio wave energy into heat is dispersed and contained in a thermoplastic material matrix.To chargeDesired or softened by irradiation with radio wavesFilling the voidCan be implemented. Specified radio wave absorbing plastic material is processedGapTo be in contact with the workpiecefillingAnd at the filling pointBy electromagnetic wave irradiation means that irradiates electromagnetic waves locally, the convergence position of the electromagnetic waves is continuously displaced with respect to the depth of the gap.It is based on the method of softening and melting by irradiating radio waves, stopping the irradiation of radio waves and re-hardening, and applying this to various parts, repairing, bonding, fillingFillingCan be performed with high accuracy.
[0025]
Specifically, for example, when a predetermined space of a workpiece is filled and placed with a radio wave absorbing plastic material and the filling site is irradiated with radio waves, the radio wave absorbing material generates heat due to radio wave irradiation, and the heat causes thermoplasticity. The material is softened or melted and deformed so as to be in close contact with the space, and by stopping the irradiation of radio waves, the thermoplastic material is cured again in a state suitable for the shape of the predetermined space, so that the gap is filled with high accuracy. be able to. If this method is used for cracks formed on the wall surface, the filled material once melts and re-hardens, so the cracks are filled without gaps, and repair of cracks that can block moisture and air is easily performed. be able to. When this space is a through-hole, when filling the radio wave absorbing plastic material, the space can be efficiently filled by suction from the opposite side. Further, if a radio wave absorbing plastic material is disposed in a space formed between two processed bodies, the two objects can be bonded in the same manner.
[0026]
Next, the processing method using the molded object of a radio wave absorption plastic material is demonstrated. In this method, a molded body made of a radio wave absorbing plastic material in which a radio wave absorbing material capable of converting radio wave energy into heat is dispersed and contained in a thermoplastic material matrix is placed in contact with an adherend. The molded body and the adherend are fixed by irradiating the molded body with radio waves to soften or melt the molded body and then re-harden it.
[0028]
In addition, using the molded article of the radio wave absorption plastic material in the form of particles or pellets, the filling of the space as described above when using the radio wave absorption plastic material can be similarly performed. Particulate or pellet shaped radio wave absorbing plastic material moldings are excellent in handling properties when filled and arranged in a predetermined space. When this particle-shaped wave-absorbing plastic material molded body is filled in cracks and irradiated with radio waves, the apparent volume of the molded body may decrease due to melting, but in this case, the particle-shaped wave-absorbing plastic material is further reduced. It is also possible to add a material molded body and then perform electromagnetic wave irradiation to completely fill the cracks.
[0031]
The radio wave absorbing plastic material of the present invention is processed by irradiating the radio wave with a predetermined position to soften or melt the radio wave absorbing plastic material, but the irradiated radio wave is dispersed and contained in the material. Those that can efficiently generate heat (generation of Joule heat) of the radio wave absorbing material to be used are preferable. For example, electromagnetic waves having a wavelength of about 1 m to 1 cm, microwaves, and the like are preferable.
[0032]
Irradiation of radio waves can be performed by a conventional method, but usually, from the viewpoint of energy efficiency, a local radio wave radiating means is used. For example, as shown in FIG. It is preferable to irradiate the processed part of the radio wave absorbing
[0033]
When it is difficult to place a reflector on the opposite side due to the conditions of the processing site, the
[0034]
Also, as shown in FIGS. 4A and 4B, a
[0035]
These are efficient electromagnetic wave irradiation methods. On the other hand, in order to reduce the influence of electromagnetic waves on other structures and human bodies, the reflection from the radio wave from the horn antenna located on the opposite side of the part to be processed. It is also possible to prevent the diffusion of the radio wave to other than the part that is desired to be irradiated by reflecting it with a plate.
[0036]
The conductive radio wave absorbing material such as metal fiber and carbon fiber contained in the radio wave absorbing plastic material of the present invention is heated by the irradiation of electromagnetic waves. This is because Joule heat is generated by the current flowing upward. Due to this heat generation, the thermoplastic material that is the matrix is softened or melted and processed, but with this heat generation reaction, the metal itself, the carbon fiber or other material that acts as an antenna melts or oxidizes, etc. If the electrical conductivity decreases due to, the entire material may not exhibit radio wave absorption performance. In the present invention,In order to irradiate the convergence position of the electromagnetic wave continuously in the depth direction of the gap by the electromagnetic wave irradiation means for locally radiating the electromagnetic wave, the gap was filled.The reaction proceeds to the depth of the radio wave absorbing plastic material, and the precision of the deep memberprocessingCan be implemented.
[0037]
Applying this reactivity, when joining thick thermoplastic materials, the blending amount per unit weight of the radio wave absorbing material of the joint is small in the vicinity of the radio wave radiator, and is inclined so as to increase as it moves away from the opposite side. By giving the property, it becomes possible to heat the whole at a substantially uniform temperature, and uniform processing can be performed.
[0038]
Furthermore, when the workpiece is a thermoplastic material, for example, the same thermoplastic material is used as the matrix material and the workpiece material, so that the electromagnetic wave absorbing plastic material is uniformly contained in the thermoplastic material that is the workpiece by melting. By setting the conditions for diffusing, it is possible to perform processing without leaving a trace of the joint portion.
[0039]
In this way, the temperature of the radio wave absorbing plastic material tends to decrease as the distance from the radio wave radiation source decreases.The electromagnetic wave convergence position is continuously displaced with respect to the depth of the gap.Therefore, even if there is thermal expansion of the material due to heatingDisplacement of radio wave convergence positionTherefore, there is an advantage that processing such as repair of a crack and joining can be performed without concentrating internal stress in one place.
[0040]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
[0041]
(Reference example1)
[Adjustment of radio wave absorbing plastic material]
Acrylic, which is a thermoplastic material matrix, is mixed with 1.0% by volume of carbon fiber (average fiber length: 6 mm), which is a radio wave absorbing material, and heated at 150-200 ° C. in a reducing atmosphere with a melt stirrer. By sufficiently kneading for a time, the carbon fiber was uniformly dispersed in the matrix to obtain a radio wave absorbing plastic material. The radio wave absorbing plastic material was molded into particles having an average particle diameter of 1 mm to produce a radio wave absorbing plastic material molded body.
[0042]
[Adhesion processing of thermoplastic material block]
A method for bonding two thermoplastic material blocks will be described.
[0043]
5 (A) and 5 (B)Reference exampleIt is the schematic which shows the adhesion processing state of the 1 thermoplastic material block. A particulate radio wave absorbing plastic material molded
[0044]
When the electromagnetic wave irradiation is stopped, the radio wave absorbing plastic material is naturally cooled and re-cured, and the two thermoplastic material blocks 22 and 24 are firmly bonded. It was confirmed that this adhesion site was completely in close contact with the outside of the block and could block moisture and gas.
[0045]
(Reference example2)
[Adjustment of radio wave absorbing plastic material]
Reference exampleThe same radio wave absorbing plastic material as used in 1 was molded into a plate shape having a thickness of 5 mm and a washer shape having a thickness of 5 mm, an outer diameter of 30 mm, and an inner diameter of 15 mm, thereby producing a radio wave absorbing plastic material molded body.
[0046]
[Adhesion processing of thermoplastic material block]
Two U-shaped thermoplastic material blocks as shown in FIG. 6A are bonded.
[0047]
6 (A) and 6 (B)Reference exampleIt is the schematic which shows the adhesion processing state of 2 thermoplastic material blocks. A plate-shaped wave-absorbing plastic material molded
[0048]
An electromagnetic wave (indicated by an arrow in the figure: irradiation conditions)Reference example1 is irradiated (FIG. 6B). The plate-shaped radio wave absorbing plastic material molded
[0049]
When the electromagnetic wave irradiation is stopped, the radio wave absorbing plastic material molded
[0050]
(Reference example3)
[Adjustment of radio wave absorbing plastic material]
Add 0.5% by volume of metal fiber (stainless steel,
[0051]
[Repair processing of thermoplastic material cracks]
Repair of the crack of the glass block having a crack as shown in FIG.
[0052]
The particulate radio wave absorbing plastic material molded
[0053]
Cracks filled with particulate radio-absorbing plastic material molded
10 to 50 kW) is irradiated (FIG. 7B).
[0054]
When metal fiber is used as a radio wave absorbing material and glass is used as a thermoplastic material, the melting point of the metal and glass are close to each other. Disappears and the electromagnetic wave absorption performance is reduced. Thereby, after melting and welding, the metal fiber melts into the glass and disappears, and at the same time, the heat generation stops.
[0055]
The glass itself is radio wave-transmitting and is not affected by electromagnetic waves, but as the heat generation, softening, and melting, the metal fiber that is a heating element is exhausted, and the heat of the melting part stops automatically, and the glass part re-hardens. The metal fiber trace disappears and the repaired portion is hardly noticeable.
[0056]
(Reference example4)
[Adjustment of radio wave absorbing plastic material]
Reference example3, a radio wave absorbing plastic material in which metal fibers are uniformly dispersed in a glass matrix is obtained, and the radio wave absorbing plastic material is molded into a plate shape having a thickness of 10 mm. Produced.
[0057]
[Press processing of thermoplastic materials]
FIGS. 8A, 8B, and 8C are schematic views showing a state in which plate glass is pressed.
[0058]
When electromagnetic waves are radiated from the
[0059]
Similarly, as shown in FIG. 8B, a
[0060]
Similarly, as shown in FIG. 8C, a
[0061]
In addition, a mold (metal mold) is used as a mold, and the same processing as shown in FIG. 8B and FIG. You may go.
[0062]
In this way, the electromagnetic wave-absorbing plastic material is pressed with a mold while being irradiated with electromagnetic waves, or is vacuum-sucked to be in close contact with the mold, or is pressed to be in close contact with the mold. As a result, even thermoplastic materials such as glass plates, which have conventionally been difficult to perform secondary processing, can be processed using a mold by providing them with radio wave absorptivity. By this method, the same processing is possible even when a thermoplastic material such as acrylic is used as a matrix.
[0063]
(Example 1)
[Adjustment of radio wave absorbing plastic material]
Reference exampleThe same radio wave absorbing plastic material as used in 1 was molded into a plate shape having a thickness of 5 mm to produce a radio wave absorbing plastic material molded body.
[0064]
[Adhesion processing of thermoplastic material block]
FIG. 9 shows an example.1It is the schematic which shows the adhesion processing state of the thermoplastic material block of. A plate-like radio wave absorbing plastic material molded body is disposed between two thermoplastic material blocks 48 and 50 having a thickness of 15 cm, and electromagnetic waves are irradiated from the
[0065]
(Reference Example 5)
[Adjustment of radio wave absorbing plastic material]
The same radio wave absorbing plastic material as used in Example 1 was molded into a block shape of 10 cm × 200 cm × 200 cm to produce a radio wave absorbing plastic material molded body.
[0066]
[Adhesion processing of radio wave absorbing plastic material block]
The two
[0067]
【The invention's effect】
According to the radio wave absorbing plastic material of the present invention, precise bonding, forming, repairing, and the like can be easily performed in the technical fields of machining and building construction. Moreover, according to the radio wave absorbing plastic material molded body of the present invention in which the radio wave absorbing plastic material is previously molded into a shape suitable for processing, there is an effect that the workability and the handleability are further improved.
[0068]
The processing method of the present invention can easily perform processing such as precise bonding, molding, and repair by irradiating radio waves in the technical fields of machining and building construction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic view showing a state in which a radio wave absorbing plastic material of the present invention is irradiated with radio waves using a horn antenna, and FIG. 1B shows a state in which a parabolic reflector for electromagnetic waves is further used. FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which a dielectric lens for converging radio waves is provided on a horn antenna.
3A is a schematic diagram showing a state in which a flat reflector is arranged on the horn antenna side, and FIG. 3B is a schematic diagram showing a state in which a parabolic reflector is arranged on the horn antenna side. FIG.
4A is a schematic view showing a state in which flat plate-like reflectors are arranged on both sides of a workpiece, and FIG. 4B is a schematic view showing a state in which a parabolic reflector is similarly arranged. FIG.
FIG. 5A is a schematic view showing a state in which the radio wave absorbing plastic material of the present invention is sandwiched between two thermoplastic material blocks, and FIG. 5B is a diagram showing a horn antenna attached to the radio wave absorbing plastic material. It is the schematic which shows the state which has irradiated the electromagnetic waves.
FIG. 6A is a schematic diagram showing a state in which the radio wave absorbing plastic material of the present invention is sandwiched between two U-shaped thermoplastic material blocks and fixed with bolts, and FIG. It is the schematic which shows the state which has irradiated the electromagnetic wave to the radio wave absorption plastic material with the horn antenna.
7A is a schematic view showing a state in which a particulate radio wave absorbing plastic material is filled in a crack of a thermoplastic material block using a glass matrix, and FIG. 7B is a radio wave absorbing plastic material thereof. It is the schematic which shows the state which is irradiating electromagnetic waves with a horn antenna.
FIG. 8 uses a glass matrix. It is the schematic which shows the state which carries out the secondary processing of the plate-shaped electromagnetic wave absorption plastic material, (A) is the aspect which arrange | positions between two electromagnetic wave-permeable ceramic molds, and (B) The aspect which performs the process which closely_contact | adheres to the same ceramic mold | die by vacuum suction, (C) shows the aspect which performs the process contact | adhered to the same ceramic mold | die by pressurization.
FIG. 9 is a schematic view showing a state where two thick wave-absorbing plastic material blocks are melted and bonded by converging electromagnetic waves irradiated by a horn antenna with a parabolic reflector.
FIG. 10 is a schematic view showing a state where two radio wave-absorbing plastic material block joints are surrounded by two metal flat plates and melted and bonded while preventing leakage of electromagnetic waves.
[Explanation of symbols]
10 Horn antenna (radio wave radiator)
12 Radio wave absorbing plastic material
14 Parabolic reflector
16 Dielectric lens
18, 19 Flat reflector
22, 24, 26, 28 Thermoplastic material block
36 Glass block (thermoplastic material block)
42 Radio wave permeable ceramic mold
48, 50 Electric wave absorbing plastic material block
Claims (4)
Priority Applications (1)
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