JPS63245002A - 電磁波反射体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は通信・放送分野における衛星放送受信用装置に
供するのに適した電磁波反射用構造体の製造方法に関し
、さらに詳しくは、成形性、電磁波反射性１機械的強度
、耐久性等に優れた電磁波反射体の経済的な製造方法に
関する。

従来の技術 通信・放送分野における衛星放送受信用装置に供する電
磁波反射板としていわゆるパラボラアンテナが広く用い
られている。

近年、発達の著しいニューメディアの一つとして衛星放
送が実現したが、衛星から送られる電波を各戸で受信す
るための電磁波反射板、同調器。

増幅器等からなる放送受信装置が普及しつつある。この
中でパラボラアンテナは衛星より送信される微弱な電波
をその焦点に設置した検出部へと収束させる役割を有す
る。また、パラボラアンテナは通常屋外に設置されるた
め、厳しい自然環境に長期間耐えながら前記性能を発揮
する必要がある。さらに各戸別に設置できるよう経済性
も重要な要件となる。

従って、このような要求を直接満たすためアルミニウム
製のダイキャスト品またはプレス成形品が一般的に用い
られている。また最近ではアルミニウム等の金属または
カーボン繊維等からなる導電性箔またはシートと合成樹
脂とを積層し熱プレス成形したものや、反射材を前置し
た金型内に合成樹脂を射出成形した複合製品も用いられ
ている。なお、機械的補強のために適宜リブ等を付設す
ることや、複合量では樹脂中への補強繊維等の充填がな
される場合が多い。

発明が解決しようとする問題点 パラボラアンテナは衛星より送信される微弱な電波を焦
点に設置した検出部へと収束させる役割ヲ有スる。従っ
て、パラボラアンテナに要求される基本的機能は、■反
射面での電磁波の反射性が高いこと、■反射面の形状が
、設計された放物面または球面の曲率分布、面精度を有
すること。

■これらが受信しようとする周波数範囲に十分適合する
ことである。

一方、パラボラアンテナは通常屋外に設置されるため（
４！’）　！ｌ　ｍ・小型で屋外への設置が容易なこと
、■機械的強度が高いことが必要であり、また、最後に
、特に重要な点は、■安価なことである。

しかしながら、この様な要求を総合的に高度に実現させ
ることは容易でなく１例えば、従来の方法ではそれぞれ
以下のような問題点があった。

アルミニウム製ニ一般的に、高精度な加工が難しく、耐
衝撃性が低く変形し易い、また補強用リブの付設等が困
難である。特にこれらが互いに足かせとなり価格も高く
なる。さらに比較的重量が大きい。

合成樹脂複合品二基本的には一体成形が可能だが、リブ
等の補強構造を含め構造が複雑化した場合には成形が難
しくなり、また出来ても非常に手間が掛かる。成形時の
温度や圧力が高いため使用材料および構造上の制約が多
い、また射出成形による場合、樹脂の粘性が大きいため
金型内に前置した反射部材の適性位置を確保することが
困難である。金型の価格が高く、多品種少量生産が出来
ない。

問題点を解決するための手段 このように、アルミニウム製のものに対し合成樹脂複合
量は、軽量化や低価格化を進めたものではあるが、まだ
不十分であると同時に成形上のいくつかの問題点を新た
に抱えている。その主な原因は、熱プレス成形の場合で
も射出成形の場合であっても、成形時に高温高圧を必要
とすること。

また、これに加えて射出成形の場合にあっては。

樹脂の流動時の粘性が高いことである。

本発明者は、上記問題を効果的に吹善する方法について
鋭意研究した結果、七ツマー状態の重合性溶液を含む原
液を、予め金型内の上部または下部に電磁波反射材を装
填した金型内に導入し、低温低圧下で重合と成形を同時
に行う方法を見出し、この知見に基づいて本発明を完成
させた。

すなわち１本発明の要旨は、ノルボルネン系モノマーを
、予め金型の上部または下部に電磁波反射材を装填した
金型内で、メタセシス触媒の存在下に塊状重合せしめる
ことを特徴とする電磁波反射体の製造法、にある。

以下本発明の構成要素について詳述する。

（ノルボルネン系モノマー） 本発明において用いられるノルボルネン系モノマーとは
ノルボルネン単位を構造中に含有するモノマーであって
、下記の一般式（１）または（２）で示される七ツマ−
である。

（式中Ｒ１〜Ｒ４は水素または置換基を表し、ＲとＲ，
Ｒ３とＲ４は飽和または不飽和の環を形成してもよい、
） 具体的には２−ノルボルネン、５−メチル−２ノルボル
ネン、５，６−シメチルー２−ノルボルネン、５−エチ
ル−２−ノルボルネン、ジシクロペンタジェン、トリシ
クロペンタジェン、メチルシクロドデセン、ジヒドロジ
シクロペンタジェン、メチルテトラシクロドデセンなど
、およびこれらの混合物が挙げられる。またこれらの七
ツマ−のＩＷｉ以上と共に開環共重合し得るシクロドデ
セン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロオクテン
などのモノおよびジシクロオレフィンなどを併用するこ
とができる。

（メタセシス触媒） 本願発明で用いる触媒は、ノルボルネン系モノマーの塊
状重合用触媒として公知のメタセシス触媒系であればい
ずれでもよく（例えば、特開昭５８−１２７７２８号、
同５８−１２９０１３号、同５９−５１９１１号、同６
０−７９０３５号、同６０−１８６５１１号、同６１−
１２６１１５号など）、特に制限はない。

メタセシス触媒としては、タングステン、モリブデン、
タンタルなどのハロゲン化物、オキシハロゲン化物１、
酸化物、有機アンモニウム塩などが挙げられるが、適当
な例としては、六塩化タングステン、オキシ四塩化タン
グステン、酸化タングステン、トリドデシルアンモニウ
ムタングステート、メチルトリカプリルアンモニウムタ
ングステート、トリ（トリデシル）アンモニウムタング
ステート、トリオクチルアンモニウムタングステートな
どのタングステン化合物二五塩化モリブデン、オキシ三
塩化モリブデン、トリドデシルアンモニウムモリブデー
ト、メチルトリカプリルアンモニウムモリプデート、ト
リ（トリデシル）アンモニウムモリプデート、トリオク
チルアンモニウムモリブデートなどのモリブデン化合物
：五塩化タンタルなどのごときタンタル化合物などがあ
る。なかでもノルボルネン系モノマーに可Ｗ性の触媒を
用いることが好ましく、その見地から有機アンモニウム
塩が賞月される。触媒がハロゲン化物の場合には、アル
コール系化合物やフェノール系化合物で事前に処理する
ことにより、触媒を可溶化することができる。また、必
要によりベンゾニトリルやテトラヒドロフランなどのご
ときルイス塩基やアセチルアセトン、アセト酢酸アルキ
ルエステルなどのごときキレート化剤を併用することが
でき、それにより早期重合を予防することがでＳる。

活性剤（共触媒）としては、アルキルアルミニウムハラ
イド、アルコキシフルキルアルミニウムハライド、アリ
ールオキシアルキルアルミニウムハライド、有機スズ化
合物などが挙げられるが、適当な例としては、エチルア
ルミニウムジクロリド、ジエチルアルミニウムモノクロ
リド、エチルアルミニウムセスキクロリド、ジエチルア
ルミニウムイオダイド、エチルアルミニウムジイオダイ
ド、プロピルアルミニウムジクロリド、プロビルアルミ
ニラふジアイオダイド、イソブチルアルミニウムジクロ
リド、エチルアルミニウムジクロリド、メチルアルミニ
ウムセスキクロリド、メチルアルミニウムセス牛プロミ
ド、テトラブチルスズ、アルキルアルミニウムハライド
とアルコールとの予備反応生成物などがある。

これらの活性剤のなかでアルコキシフルキルアルミニウ
ムハライドやアリールオキシアルキルアルミニウムハラ
イドは、触媒成分を混合した場合でも室温では適度なポ
ットライフを有するので、操作上有利である（例えば、
特開昭５９−５１９１１号）、アルキルアルミニウムハ
ライドの場合は、触媒を混合すると即座に重合を開始す
るという問題があるが、その場合には活性剤とエーテル
類、エステル類、ケトン類、ニトリル類、アルコール類
などの調節剤を併用することにより重合の開始を遅らせ
ることができる（例えば、特開昭５８−１２９０１３号
、同６１−１２０８１４号）、もし、これらの調節剤を
使用しない場合には、短いポットライフのものでも使用
できるようにＷｉｔ上、操作上の配慮をする必要がある
。また、触媒、活性剤に加えてクロロホルム、四塩化炭
素、ヘキサクロロシクロペンタジェンなどのごときハロ
ゲン化炭化水素を併用してもよい（例えば特開昭６０−
７９０３５号）。

メタセシス触媒は、ノルボルネン系モノマー１モル対し
１通常、約０．０１〜５０ミリモル、好ましくは０．１
〜１０ミリモルの範囲で用いられる。活性剤（共触媒）
は、触媒成分に対して、通常、０．１〜２００（モル比
）、好ましくは２〜１０（モル比）の範囲で用いられる
。

メタセシス触媒および活性剤は、いずれもモノマーに溶
解して用いる方が好ましいが、生成物の性質を本質的に
損なわない範囲であれば少量の溶剤に懸濁または溶解さ
せて用いてもよい。

（電磁波反射材） ”ｔｍ波反射材としては、銅、鉄、アルミニウム等の電
気伝導性に優れる各種金属ならびにその合金などの箔ま
たは板を用いることができるが、形状付与性、電波反射
性、価格等からアルミニウムが最も優れている。材料の
厚さは、電磁波反射性能に関し、電磁波浸透深さの数倍
以上の厚さであれば特に厚さによる性能上の差異は無い
０価格および加工性の面から金属箔が優れている。この
電磁波反射材は所定の形状にプレス加工等によって成形
された後、反応射出成形用金型内の上部または下部に装
填される。

反射材は成形物の反射側表面に成形されるように金型内
の最下部または最上部に装填しても良い、あるいは、反
射材の表面に薄い樹脂層を形成させるべく、金型面から
若干離して装填しても良い、この場合、反射材と金型面
との間にスペーサーを介在させると、七ツマー原液の粘
度が低いためスペーサーにより生じた空隙に原液が充填
され、反射材の表面にスペーサーの厚さの樹脂層が形成
される。スペーサーは、反射材の所定形状を維持しつつ
保持できるものであって、成形後電磁波反射性七本質的
に損なわないものであればよい、そして、モノマー原液
が容易に浸透し得るものであること、適度の弾力性があ
り、反射材との接着も可能なものであることが好ましい
、したがって、スペーサーとしては、導電性がなく、で
きれば誘電率が樹脂に近く、樹脂が浸透し得るポーラス
なものが良い、このようなスペーサーの例として天然繊
維１合成繊維またはガラス繊維等の無機繊維などで作ら
れたフェルト状材料、連通性を有する発泡ポリウレタン
などがある。スペーサーによる反射材の支持は、多数の
小片状スペーサーによる点支持、帯状スペーサーによる
線状支持あるいは反射材のほぼ全面にわたる面支持など
がある。

更に、反射材の表裏両面の樹脂層を連結し１強度を向上
させる目的で、当該反射材に小さなスリット状あるいは
円形等の開口（孔）を１ないし複数個設けてもよい。

また、金属箔や金属板などの代わりに、ステンレススチ
ール繊維、銅繊維、アルミニウム繊維、表面にアルミニ
ウムあるいはニッケル等を被覆したガラス繊維、炭素繊
ｍ等の導電性ｗａｇｓ製のシート状成形物、例えばクロ
ス、シート、マットなどを用いることも構造体全体の強
度を向上させる点で好ましい。

（反応射出成形） 本発明においては、ノルボルネン系モノマーを予め金型
の上部または下部に電磁波反射材を装填した金型内で、
メタセシス触媒の存在下に塊状重合せしめる重合方法に
より、電磁波反射体を製造する。実質的に塊状重合であ
ればよく、少量の不活性溶剤が存在していてもかまわな
い。

好ましい製造法では、例えば、使用するノルボルネン系
モノマー液を二分して別の容器に入れ、一方にはメタセ
シス触媒を、他方には活性剤を添加し、二種類の安定な
反応溶液を調製する。この二種類の反応溶液を混合し、
次いで高温下に保持され、電磁波反射材が装填された成
形金型中に注入し、そこで塊状による開環重合を開始し
、′ＫｒＬ磁波反射体を得る。

本発明においては従来からウレタンＲＩＭ成形装置とし
て公知の衝突混合装置を、二種類の反応溶液を混合する
ために使用することができる。この場合、二種類の反応
溶液を納めた容器は別々の流れの供給源となる。二種類
の流れをＲＩＭ機のミキシング・ヘッドで瞬間的に混合
させ１次いで、高温の成形金型中に注入し、そこで即座
に塊状重合させ、重合と成形が同時に実施される。

このように、衝突混合装置を使用できるが、本発明はそ
のような混合手段に限定されるわけではない、室温にお
けるポットライフが１時間もあるような場合には、ミキ
サー中で二種類の反応溶液の混合が完了してから、予備
加熱した金型中へ１回もしくは数回にわたって射出ある
いは注入してもよい（例えば特開昭５９−５１９１１号
参照）、この方式の場合には、衝突混合装置に比較して
、装置を小型化することができ、また低圧で操作可能と
いう利点を有する。このように１本発明ではウレタンＲ
ＩＭ方式で用いられている衝突混合装置を用いることも
できるが、ウレタンＲＩＭに比較してはるかに低粘度の
ノルボルネン系モノマーを使用するので、わずか１０Ｋ
ｇ／ｃゴ以下の低圧であっても目的物を金型に注入でき
、かつ金型内で迅速に重合させて目的とする成形体を得
ることができる。

成形用樹脂材料としてジシクロペンタジェンなどのフル
ボルネン系七ツマ−は１反応射出成形において、 （１）その重合条件が、一般の熱可塑性樹脂の射出成形
等に比べて、低温・低圧の極めて緩いものであること、 （２）原液の粘性が低く流動性が十分高く複雑な形状に
対しても精度の高い成形物が得られること、 （３）成形後の諸物性が優れること、 などの相乗的効果を奏するので好適である・そして、低
圧注入が可能であることから、得られた電磁波反射体は
、成形品内部の残留歪み発生等による形状的精度の低下
を来さない。

また１本発明では二種類の反応溶液を使用する場合に限
定されない、当業者であれば容易に理解しうるように１
例えば、第三番目の容器に反応液と添加剤を入れて第三
の流れとして使用するなど各種の変形が可能である。

金型温度は、通常、４０〜１３０℃、好ましくは６Ｏ−
１００℃である。金型圧力は通常０．１〜１００Ｋｇ／
ｃｍ”の範囲内である。

重合時間は適宜選択すればよいが、通常は約２０分より
短かく、好ましくは５分以下であるが、それより長くて
もよい。

なお、重合反応成分類は窒素ガスなどの不活性ガス雰囲
気下で貯蔵し、また操作しなければならない、成形金型
は不活性ガスでシールしてもよいが、しなくてもかまわ
ない。

なお、耐衝撃性などの機械的強度を一層高めるためスチ
レン−イソプレン−スチレンブロック共重合体コム、エ
チレンープロピレンージエンターボリマー、天然ゴムな
どのエラストマー、ガラス短繊維、シリカ粉等の充填材
や可塑剤を原液中に混入することも好ましく用いられる
。また難燃剤および酸化防止剤などを反応液中に混合さ
せることが出来る。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によって種々の効果が期待
できるが、その効果は主として低温低圧下で、液体を直
接の原料としてＩＩｔにできるという反応射出成形法の
優れた特徴を活用した側面と。

ジシクロペンタジェンモノマーなどノルボルネン単位含
有モノマーをその樹脂原料としたことにより得られる物
性舎性能上の効果の側面とがある。

すなわち、成形重合条件が低温低圧で緩いため。

強固な金型が不用となり、安価な成形機あるいは樹脂型
やゴム型の如き簡易型を使用できることから経済性およ
び作業性が著しく向上する。また。

特に低温成形であるために仕上げ材や保護・化粧層など
の材料選定が容易となる。この結果、例えば、化粧層を
積層したアルミ箔等を直接使用できる。一方、流動性の
高い成形原液を使えるため、極めて複雑な形状の成形も
可能となり、例えば、補強用リブの最適な形状・配置が
実現でき、軽量で剛性の高い構造の成形体を作袈できる
。これにより、不用な変形が生ぜず優れた電磁波反射性
が実現できる。また１反射材の表面に非常に蓚い樹脂の
被ｍ層を構成することができる。ノルボルネン単位含有
モノマーを用いた成形品は表面に対する塗装性も良いの
で、保護・化粧加工も任意に行うことが可能である。こ
のような特性を有する本材料を用いて、薄い表面側被覆
層を構成すると、電磁波反射体の耐久性が改善され、し
かも樹脂の誘電性が適度のため電磁波反射性能に悪い影
響を与えることが無い。

なお１本発明による電磁波反射板は、電磁波工学上の基
本的原理から明らかなように、受信の場合のみならず送
信の場合にも全く同様の作用効果を有することは言うま
でもない。

実施例 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
。なお、実施例中の部および％は特に断りの無い限り重
量基準である。

実施例１ 所望量のジシクロペンタジェンを二つの容器に入れ、一
方の容器にはジエチルアルミニウムクロライドを該単１
体１モルに対し４８ミリモルの濃度になるように調製し
た。他方の容器には同様に７ミリモル濃度となるように
六塩化タングステンを添加した。また厚さ２００ＪＬｍ
のアルミニウム箔を放物面状にプレス成形したものを反
射材として、スペーサーを介して金型内の下位部分にセ
ットした。スペーサーとして、高密度グラスウール（９
６Ｋ　ｇ　／　ｃゴ）の小片（２０Ｘ２０Ｘ２ｍｍ）約
３０個を使用し、これらを金型内下部の中心から放射・
同心円状に配置した。アルミニウム箔は、２０ｍｍ間隔
で約２ｍｍφの多数の穿孔を有する、いわゆるパンチン
グプレートを使用した。しかる後に、前記の２液の反応
液を１：１の割合で混合し、５０℃に加温した金型内に
直接注入し２分間重合反応を行って成形体を得た。これ
ら一連の操作は乾煙窒素雰囲気下で行った。成形物の形
状は長径的８５ｃｍ、短径的７５ｃｍであり１反射面は
オフセット型といわれる回転放物面状とした。

この成形体の電磁波工学上の焦点部分に検出器（ＢＳコ
ンバーター）を設置した。固定は高剛性アームを用い成
形体と強固に連結した。これによりオフセラＩｆのパラ
ボラアンテナが構成された。（図１参照） この構造体をオープンサイトにおいて１２ＧＨ２の電磁
波を用いてその反射性能を測定した。この結果、反射板
の利得は３７．２ｄＢ、電力半値幅は２．ｌｏであり、
極めて高いアンテナ性能を有することが認められた。ま
た耐衝撃性について落球衝撃試験により評価した０重量
ＩＫｇの鋼球をｉｎの高さから落下させ、反射面中央部
分に衝突させた。この時、アルミ箔に僅かなマイクロク
ラックが走り、最大０．５ｍｍ程度の凹みが生じたが、
反射性能に影響は無かった。従って・十分な衝撃強度を
有することが確認された。

実施例２ ジシクロペンタジェンをメチルテトラシクロドデセンに
代える以外は実施例１と全く同様にして成形体を得た後
、同じくパラボラアンテナを構成し、その電磁波反射性
能を測定した。その結果は表１に示した通りであった。

いずれも実施例１と大差無くその優秀性が示されている
。

実施例３ ジシクロペンタジェンをジシクロペンタジェン／メチル
テトラシクロドデセン（５０１５０）に代え、またアル
ミニウム箔を炭素繊維マット（東し一社製、商品名トレ
カ）に代えスペーサーを使用しない以外は実施例１と全
く同様にして成形体を得た後、同じくパラボラアンテナ
を構成し、その電磁波反射性能を測定した。その結果に
ついても表１中に示した通りであり、いずれも実施例１
と大差無くその優秀性が示された。

表１ 以上、いずれもアンテナとしての高い性能を有すること
が確認されたが、これらは前述の通り低温Φ低圧下で成
形できるため比較的小さいアルミニウム製の安価な金型
で済み、経済性および作業性に優れたシステムによって
製造された。勿論樹脂型等で更に経済的に実施すること
も可能である。また、リブ構造およびアーム固定部分な
どの精密構造も忠実に成形された。

【図面の簡単な説明】

図１は、本発明によるオフセット型パラボラアンテナの
断面略図である。 ｌは樹脂層、２は反射材層、３はアーム、４は検出器（
ＢＳコンバーター）、 ５は固定用ポールである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ノルボルネン系モノマーを、予め金型の上部また
   は下部に電磁波反射材を装填した金型内で、メタセシス
   重合触媒の存在下に塊状重合せしめることを特徴とする
   電磁波反射体の製造方法。
2. （２）電磁波反射材がスペーサーを介して金型の上部ま
   たは下部に装填されている特許請求の範囲第（１）項に
   記載の電磁波反射体の製造法。
3. （３）電磁波反射材が１または複数個の孔を有する金属
   箔または金属板である特許請求の範囲第（１）項に記載
   の電磁波反射体の製造法。
4. （４）電磁波反射材が導電性繊維のシート状成形物であ
   る特許請求の範囲第（１）項または第（２）項に記載の
   電磁波反射体の製造法。