JPS5817495B2 - 金属被覆プラスチツク反射体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は繊維で補強し、型を使用することによって製造
した合成樹脂の彎曲頂部層の凸面側に金属層を設け、こ
の金属層には繊維材料で補強した合成樹脂の支持層を設
け、電磁放射線を集中するよう反射させる金属被覆プラ
スチック反射体の製造方法に関するものである。

このような方法については米国特許第３１５００３０号
に記載されている。

特に放物反射体またはレーダアンテナを製造するこの既
知の方法によれば先ず樹脂、例えば未飽和ポリエステル
樹脂の層を型の表面上に設け、次に十分樹脂を含浸させ
たグラスファイバの層を配置し、この組立体を数時間約
１２０°Ｃの温度で硬化させる。

硬化後砂吹き処理により表面を荒くする。

金属細条の生地を別個に製造し、また腐食させた後この
金属細条にフェノール接着剤の層を設ける。

次に型に配置したグラスファイバ樹脂マットの形状に基
づいて金属細条の生地を変形し、マットの荒くした表面
に接着させる。

次に樹脂を含浸させたグラスファイバ地の第２層を設け
る。

この組立体を空にし、硬化させ、最終的にこの積層を型
から機械的に取除く。

この既知の方法は作業が極めて煩雑であり、従って時間
がかかり、高価につき、特に反射体を大量生産するには
不適格であるという欠点がある。

更に金属細条の生地構体は最適な電気特性を得るため極
めて厳密でなければならず、このことは生地の変形およ
び正確な永久位置決めにとって障害となる。

金属生地が精密なことは特に高周波数電磁放射線、例え
ば周波数帯域が１〜２０ＧＨ２のＨＦおよびＳＨＦ波の
場合重要である。

更に型の凸状表面にグラスファイバ補強のポリエステル
の支持層を設け、硬化後型を取除き、砂吹きにより支持
層の凹状表面を荒くシ、この凹表面に金属層を吹き付け
、次に塗料でこの金属層を被覆することが提案されてい
る。

表面を荒くする必要があるため吹き付けた金属層の表面
も荒くなり、このことにより望ましくない電気的損失を
伴う。

この方法の他の欠点としては金属層の表面の形状を決定
する型を作業の途中で取除かねばならないということで
ある。

このことにより僅かではあるが変形を生じ、この変形は
金属層を形成する支持層の凹表面において生ずる。

更に米国特許第３５３６８００号において型の凸状表面
にポリビニルアルコールの薄膜を設け、この薄膜に金属
層を吹き付け、最後に例えばグラスファイバ補強のポリ
エステル支持層を設けることも提案されている。

前述の既知の方法と比べるとこの方法は金属層表面は荒
くなく、また型で決められる所要表面に正確に従う。

しかしこの方法の欠点は出来た反射体の金属層を周囲の
影響、例えば天候から保護することができないことにあ
る。

更に実際上ポリビニルアルコール薄膜を極めて滑らかに
型に従わせるのは煩雑であることがわかっている。

このことは型にポリビニルアルコール溶液を吹き付け、
次に溶液を蒸発させることにより成果を得ている。

しかしこの場合型からポリビニルアルコール薄膜を取除
くことに問題が生ずる。

更に金属を吹き付ける間ポリビニルアルコール薄膜は型
から部分的に剥がれ易いことがわかっている。

本発明は上述の欠点を示さない金属被覆プラスチック反
射体の製造方法に関するものである。

特に電磁放射線を集中させるよう反射する金属被覆プラ
スチック反射体の製造方法に関するものであり、この方
法においては型を使用することにより製造した繊維補強
の合成樹脂の彎曲頂部層の凸面側に金属層を設け、次に
この金属層に繊維材料で補強した合成樹脂の支持層を設
け、前記型の凸状表面状に設けた繊維材料の薄膜または
布地に熱硬化性合成樹脂を含浸させ、この合成樹脂の一
＝一部が硬化した後に吹き付は処理により形成した金属
層を設け、この金属層に繊維材料で補強した熱硬化合成
樹脂の支持層を設け、前記組立体が硬化した後に前記型
を取除くことを特徴とする金属被覆プラスチック反射体
の製造方法。

シート状の薄膜または布地を製造する繊維材料はグラス
ファイバで構成するとよい○他の繊維としては例えば炭
素繊維および合成樹脂繊維も使用できること勿論である
。

合成樹脂繊維に関しては微細な繊維を紡ぐことができ、
繊維上に設ける熱硬化合成樹脂により繊維が冒されない
よう化学的に不活性であり、また電気的に不活性でもあ
る合成樹脂を使用し、電磁放射線を散乱させることによ
り電気的損失も生じないことに注目すべきである。

合成樹脂の適切な繊維は例えば飽和ポリエステル繊維、
更にプラスチック繊維がある。

使用する繊維材料の薄膜あるいは布地が僅かに可撓性の
ないものである場合薄膜または布地を部分に区切って構
成し、それら部分を連続的にかつ滑らかに型に合わせる
ことが望ましい。

本発明方法の好適な実施例において熱硬化合成樹脂を含
浸させ型の凸状表面上に設けた繊維材料の薄膜または布
地の層の厚さを多くとも０．８ ｍｍとする。

この好適な実施例において頂部層における電磁放射線の
散乱の結果としての本発明方法による反射体のエネルギ
損失は低く、多くとも０．５ ｄＢとなる。

更に好適な実施例において層の厚さを０．２〜０．５朋
とする。

この場合散乱結果として生ずるエネルギ損失は特に低く
、低エネルギの電磁放射線を使用する場合にも最適な反
射体を得ることができる。

例えば実験によりポリエステル樹脂を含浸させたグラス
ファイバの薄膜または布地によって構成し、厚さが０．
２ｍｍの頂部層を使用し、溶融範囲が２４０〜３６０℃
のスズ−アンチモン合金の金属反射層の場合散乱による
エネルギ損失は０．１６ｄＢのみであることが示された
。

厚さが０．５ｍｍの場合このエネルギ損失は０．２８
ｄＢ となった。

反射層として吹き付はアルミニウム層を使用する場合エ
ネルギ損失は僅かに大きくなり、０．２朋以上の厚さの
頂部層では約０．２７ ｄＢ となり、０．５ ｍｍの
厚さの頂部層では約０．４１ ｄＢ となる。

薄膜に加工する繊維の直径は狭い範囲に制限はしない。

約７μの直径の微細な繊維でも、約１０μの直径の粗大
な繊維でも可能である。

従って薄膜または布地の構体は相当厚い例えば重さが２
２５ｇ／ｍ′の練紡マットとしてもよく、逆に極めて微
細な、例えば１００．９７ｍよりも軽い重量のマットで
もよい。

以下に説明するように微細な構体の薄膜または布地の方
が好適である。

型の凸状表面に薄膜または布地を設ける前に型の表面に
普通の分離剤を設ける。

分離剤の種類は薄膜または布地に使用する合成樹脂に基
づく・ポリエステル樹脂では例えばワックス、即ち天然
ろうまたは合成ろうを分離剤として使用する。

ポリビニルアルコールも使用することができる。

型の表面に薄膜または布地を注意深く、特に滑らかに配
置し、この後に薄膜または布地に熱硬化合成樹脂を含浸
させる。

この合成樹脂は不飽和ポリエステル樹脂が好適であるが
、他の既知の熱硬化合成樹脂 例えばエポキシ樹脂も代
案として使用することができる。

ポリエステル樹脂と比べるとエポキシ樹脂は幾分粘り気
があり、一般的に硬化時間が長く、処理が若干困難であ
るためポリエステル樹脂が好適である。

このような不飽和ポリエステル樹脂は硬化に必要な硬化
剤、例えばモノスチレンを、例えば有機アミン即ちジメ
チルアニリンなどの促進剤、また例えば有機過酸化物、
即ち過酸化ベンゾイルなどの強化剤とともに加える。

これに関連して酸素、例えば空気が硬化を妨害すること
に注意すべきである。

パラフィンを加えることにより樹脂を空気中の酸素から
密封し、硬化が完全になる。

本発明方法は樹脂を完全に硬化させないことを特徴とす
る。

このことは樹脂にパラフィンを加えることによって得る
ことができ、樹脂の最外層には空気が存在し、完全には
硬化せず 僅かに粘り気を有する。

更に本発明方法は薄膜または布地に樹脂を含浸させるこ
とを特徴とする。

このことは型から離間する側の薄膜または布地の表面を
樹脂の層で被覆せず、樹脂層には繊維が存在しないこと
を意味する。

本発明による好適な実施例においてはポリエステル樹脂
と含浸させたグラスファイバの薄膜または布地を使用し
、型から離間する側のグラスファイバが樹脂表面の真上
または真下にくるよう構成する。

このときファイバの最外層はこのとき樹脂に完全に被覆
されるかまたは樹脂を越えて露出する。

上述の方法において常温で樹脂を硬化させた後普通の吹
き付は方法により金属層を表面に吹き付ける。

この金属層は下層に極めて容易に接着し、長時間後にも
ひび割れを生じない。

本願人によって得られ、実験により裏付けされた認識に
よればこの好ましい特性は頂部層に位置する繊維、例え
ばグラスファイバにより吹き付は金属層を頂部層にロッ
クするよう作用する。

換言すれば吹き付ける表面に表われる繊維により金属に
付着するためのブリッジを構成する。

この目的のため吹き付は金属が繊維に到達することがで
き、従って頂部層の表面を越えて繊維が露出することが
できるようにすべきである。

繊維を樹脂で被覆したとき金属層の好適な良好な粘着性
が得られ、吹き付は金属が落ちるとき頂部層に生ずる圧
力負荷および温度負荷により表面の真下のファイバを部
分的に釈放し、この釈放された繊維部分を金属層が付着
するよう包囲する。

樹脂層を越えて突出する繊維に吹き付は金属は容易に達
するこ吉がてき、従って金属層に付着するためのブリッ
ジを形成することは合理的である。

ブリッジ間の樹脂は僅かに押戻され、金属層をロックす
るためのいわばブリッジ群を形成する。

特に本発明によれば頂部層を例えば砂吹きによって荒く
する必要がないことが指摘される。

更に例えばにかわなどの接着剤も使用しない。

金属層の吹き付けは既知の方法、例えばワイヤ吹き付け
（しばしばシューブ（５ｃｈｏｏｐ ）法と称される）
で行い、この方法では金属ワイヤを例えばアセチレン酸
素などの加熱炎で溶かし、圧縮空気により吹き付ける。

金属粉末吹き付は法も代案として可能であり、例えは金
属粉を加熱炎に供給し、この炎中で溶かし、炎によって
処理すべき表面に送る。

本発明方法では種々の金属を使用することができる。

雫−の金属層を考慮するとき融点が１５０〜７００℃の
同一成分の金属か、合金の層にするとよい。

好適な実施例において合成樹脂を含浸させたグラスファ
イバの薄膜または布地に火炎吹き付は法によりスズまた
はスズ合金の層を設ける。

スズ合金を使用すると極めて好適であり、特にススーア
ン千モン合金、例えばいわゆるバビット合金、即ち７５
％のアンチモン、３５％の銅および０，２５％の鉛を含
有するスズ合金がよく、２４０〜３６０’Ｃの溶融範囲
を示す。

火炎吹き付は法により設けた金属層は電磁放射線に対し
て高い反射率が得られる干渉性を示す。

これに関連してＳｎ／Ｓｂ合金層およびポリエステル含
浸ガラス薄膜またはガラス繊維の頂部層に関する上述の
実験を参照されたい。

他の有用な金属の例とじては融点が４２０°ＣのＺｎ、
融点が６６０℃のＡｌがある。

更に金属層を異なる成分の数種の層から構成することも
できる。

この場合低融点の金属、例えばＺｎを合成樹脂層に設け
、次にそれより高い融点の金属、例えばＣｕをＺｎ層に
吹き付ける。

本発明方法により設けた電磁放射線反射金属は極めて高
い精度を有する。

即ち所要の理論的表面例えば放物表面に対応する型の凸
状表面に極めて正確に従う。

更にこの反射金属層の表面の精度は高く、即ち表面の荒
さが少なく、このことは反射体の電気特性、特に入射電
磁放射線の散乱を最小にするのに極めて重要である。

このことに関連して本発明による反射体は周波数帯域が
１〜２０ＧＴｚのＨＦ （ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃ
ｙ ）およびＳＨＦ （ｓｕｐｅｒｈｉｇｈ ｆｒｅｑ
ｕｅｎｃｙ）電磁放射線を扱う装置に使用するのに特に
適格である。

更に例えば２００ワツトおよび約１２ＧＨｚの電磁放射
線のための衛星アンテナに使用するとよい。

この高周波は数センチメートルの波長を示しくマイクロ
波）、従って反射金属層表面の形状精度および表面精度
には厳格な条件が課せられる。

更にこの精度は相当大きな領域にわたり実現させねはな
らない。

例えば２００ワツトの衛星電力には約１．６ｍの直径の
反射体が必要である。

本発明方法により得られる金属層は上述の約１．６ｍの
直径に対して表面精度は０３〜０．５ ｍｍ程度である
。

この値は「平均自乗（ｒｏｏｔ ｍｅａｎｓｑｕａｒｅ
） ｌ法即ち公式 を使用して計算する。

但しこの場合ｉ ＝ １〜ｎ１Ｘｉは到定値、Ｘは理論
値である。

形状の精度は型に設けた薄膜または布地の厚さが小さい
場合に有利になる。

最適な形状精度を得るため極めて微細な繊維、例えはグ
ラスファイバの薄膜または布地を使用する吉有利である
。

更に微細な繊維を使用するのは金属層を頂部層に付着す
るのに有利である。

金属層を下層に付着するロック位置またはロックブリッ
ジの数は粗い繊維を使用するときより多くなる。

コスト、価格のことを考慮するため金属層の厚さは制限
される。

本発明方法の好適な実施例においても吹き付は処理によ
り設けた金属層の厚さは多くとも１００μとする。

本願人によれはこの好適な実施例において本発明により
吹き付けた金属層は液体浸透性の多孔構体とするとよい
ことがわかった。

この現象は金属層の厚さに基づくが、１００μの厚さの
場合でもこの現象は表われる。

金属層の好適な厚さは２０〜８０μの間であり、約３０
μを好適とする。

支持層を設ける際金属層の孔を経て支持層の液体樹脂が
頂部層の合成樹脂に付着する。

この結果頂部層と支持層との間に反射金属層を極めて容
易に包囲することができ、このことは金属層が変形する
恐れを最小にするという他の利点をもたらす。

支持層は製造した反射体の強度および硬度を規定する。

この支持層に繊維材料で補強した熱硬化性合成樹脂を設
ける。

強度とは別に構体が軽量であることが望ましい。

好適な繊維材料については頂部層に関連し、て既に述べ
た。

布地または薄膜の形状で使用するしないにかかわらずグ
ラスファイバを好適とする。

エポキシ樹脂またはポリエステル樹脂を熱硬化合成樹脂
として使用するとよい。

支持層の厚さは反射体の強度に関連して与えられる条件
に基つき、２〜１０朋が普通である。

１．６ｍの直径の反射体の厚さは３〜６ｍｍである。

金属層から離間する側において補強リブあるいはリング
を設け、支柱および例えばモータなとの必要装置を連結
するのに使用し、このモータにより反射体を支柱に対し
て移動することができる。

この補強部材は例えはグラスファイバ補強ポリエステル
で製造し、また普通の方法、例えば積層に対して設ける
。

補強部材とともに支持層を構成した後組立体を室温で硬
化させ、最終的に型から取除く。

図面につき本発明を説明する。

第１図に示す型１を木、合成樹脂、または金属で製造し
、直径１．６ｍの放物表面２にする。

この放物表向をきわめて滑らかに研磨する。

また縦形端縁４を何する水平リング３により放物表面２
を区切る。

この表面２にポリニスデル樹脂のための分離剤、この実
施例の場合ワックスを塗布し、次に厚さ０．３ ｍｍ、
重さ１００ｇ／ｍのグラスファイバ薄膜５を表１ｆｕ
２に極めて厳密に塗布する。

この薄膜にポリエステル樹脂溶液を含浸させ、このポリ
エステル樹脂溶液は未飽和ポリエステルの池にモノスチ
レン、ジメチルアニリンおよび過酸化ヘンヅイルを含有
する。

この溶液にはパラフィンは含ませない。

樹脂を加えた後薄膜５の構体は依然として見ることかで
き、薄膜５は樹脂表面の直ぐ真下に存在する。

この樹脂は常温で硬化し、この場合パ゛ラフインがあっ
ては樹脂の最外層が十分硬化せず、粘着性を有する。

このとき樹脂を含浸させた薄膜５にスズ−アンチモン合
金（溶融範囲２４０〜３５０°Ｃ）層６を火炎吹き付け
により形成する。

この層の厚さは３０μであり、肉眼では見えない有孔構
体である。

金属層６、リング３および端縁４にグラスファイバ補強
ポリエステル樹脂の支持層７を設け、この支持層は普通
の方法、例えはローリング（ｒｏｌｌｉｎｇ）で形成す
る。

このときポリエステル樹脂にパラフィンを含ませる。

支持層に使用したグラスファイバは重さ約２００ｇ／ｍ
の繊維構体に配置すると好適である。

金属層６を介して支持層７の樹脂は薄膜５の樹脂に連結
する。

グラスファイバ補強のポリエステルで構成した補強リン
グ８を厚さ４αの層７に設ける。

硬化後最終的に型１から組立体を取除く。

本発明により製造した反射体９（第２図参照）の放物表
面１０の直径を１．６ｍとする。

反射体の周縁の縦形端縁１１を１０ｃｒｒＬにし、また
中心に反射ホーン１３のための支持部材１２を設ける。

支持部材１２に安定部材１４を設ける。

更に反射体の支持部材１２から離間した側に補強節ｉｉ
＝部１５を設け、この実施列の場合この隆！１４部にモ
ータ１６を支柱１７とともに連結する。

【図面の簡単な説明】

第１図は型とこの型に形成した反射体の縦断面図、第２
図は本発明による反射体を有する衛星アンテナの斜視図
である。 １・・・・・・型、２，１０・・・・・・放物表向、３
・・・・・・水平リンク、４，１１・・・・・・縦形端
縁、５・・・・・・り′ウスファイバ薄膜、６・・・・
・・スズ−アンチモン合金層、７・・・・・・グラスフ
ァイバ補強ポリエステル樹脂支持層、８・・・・・・補
強リング、９・・・・・・反射体、１２・・・・・・支
持部材、１３・・・・・・反射ホーン、１４・・・・・
・安定部材、１５・・・・・・補強隆起部、１６・・・
・・モータ、１７・・・・・・支柱。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維で補強し、型を使用することによって製造した
   合成樹脂の彎曲頂部層の凸面側に金属層を設け、この金
   属層には繊維材料で補強した合成樹脂の支持層を設け、
   電磁放射線を集中するよう反射させる金属被覆プラスチ
   ック反射体の製造方法において、前記型の凸状表面上に
   設けた繊維材料の薄膜または布地に熱硬化性合成樹脂を
   含浸させこの合成樹脂の一部が硬化した後に吹き付は処
   理により形成した金属層を設け、この金属層に繊維材料
   で補強した熱硬化合成樹脂の支持層を設け、前記組立体
   が硬化した後に前記型を取除くことを特徴とする金属被
   覆プラスチック反射体の製造方法。 ２ 熱硬化性合成樹脂を含浸させ、前記型の凸状表面に
   設けた繊維材料の薄膜または布地の層の厚さを多くとも
   ０．８ ｍｍとすることを特徴とする特許請求の範囲１
   記載の金属被覆プラスチック反射体の製造方法。 ３ 前記層の厚さを０．２〜Ｑ、５ｍｍとすることを特
   徴とする特許請求の範囲２記載の金属被覆プラスチック
   反射体の製造方法。 ４ 前記型上に設けたグラスファイバの薄膜または布地
   にポリエステル樹脂を含浸させ、また前記型から離間す
   る側においてグラスファイバが前記樹脂の直ぐ上方にく
   るようあるいは真下にくるよう構成することを特徴とす
   る特許請求の範囲１記載の金属被覆プラスチック反射体
   の製造方法。 ５ 前記金属層の厚さが多くとも１００μとなるよう構
   成することを特徴とする特許請求の範囲１記載の金属被
   覆プラスチック反射体の製造方法。 ６ 前記合成樹脂を含浸させたグラスファイバの薄膜ま
   たは布地に火炎吹き付は処理によりスズまたはスズ合金
   の層を設けることを特徴とする特許請求の範囲１記載の
   金属被覆プラスチック反射体の製造方法。 ７ 合成樹脂で補強したグラスファイバの薄膜または布
   地に火炎吹き付は処理により溶融範囲が２４０〜３６０
   ℃のスズ−アンチモン合金の層を設けることを特徴とす
   る特許請求の範囲６記載の金属被覆プラスチック反射体
   の製造方法。