JPH0213960B2 - - Google Patents

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JPH0213960B2
JPH0213960B2 JP61060230A JP6023086A JPH0213960B2 JP H0213960 B2 JPH0213960 B2 JP H0213960B2 JP 61060230 A JP61060230 A JP 61060230A JP 6023086 A JP6023086 A JP 6023086A JP H0213960 B2 JPH0213960 B2 JP H0213960B2
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resin
molding
nonwoven fabric
layer
liquid
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Nobuhiro Oono
Hiroyuki Kitamura
Masaki Nishiura
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Inax Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 利用分野 本発明は、電磁波の均一な反射・遮へい性を有
する、導電性不織布樹脂複合体層を含む繊維強化
樹脂（以上にFRPということがある）成形板の
効果的な製法に関する。本発明によつて、例えば
電磁波の受信または送信用のアンテナ用反射器と
して有用なFRP成形板が、実質的に不良品を生
ずることなく有利にしかも能率的に製造できる。
従来の技術および問題点 従来、FRP板等に電磁波の反射および／また
は遮へい効果を附与するために、(イ)FRP板面上
に、導電性塗料の塗着、金属溶射、化学メツキ、
金属材料の蒸着、スパツタリング、またはイオン
プレーテイングを適用する方法、および(ロ)金属の
フイラー、短繊維、リボン、ホイル、フレーク等
をFRP材料に添加して成形する方法等がある。
これらはいずれも、性能、安定性、耐久性、コス
トおよび／または成形加工性等に問題があり、実
用性に乏しかつた。
導電性短繊維をFRP用樹脂に添加してプレス
成形すると、該繊維が不均一に配向または分散す
るので、非常に多量の該繊維および樹脂を用いる
必要があり、性能が不安定である上にコスト高で
あつた。インジエクシヨン方式による成形では、
一そう不満足であつた。また、該短繊維のかわり
に導電性不織布を用いて基層と共にプレス成形す
ると、成形時に該不織布が不均一に移動および分
散しそして更に破断するので、実質的に実施不可
能であつた。プレス成形のかわりにハンドレイア
ツプ方式にて成形すると、FRPの硬化収縮によ
る波打ち等が生じて変形するので、表面精度およ
び作業性の観点から実用性に乏しい。
本発明者らは先に、導電性不織布とFRP基層
の間に織布層を介在させてFRP用樹脂液を用い
てプレス成形する、電磁波の反射・遮へい性を有
する成形板およびその製法を提案した。この方法
によつて、一応実用的に満足な電磁波反射・遮へ
い性を有する成形板が得られるが、工業的および
商品的な観点から、厳密には代表的に下記のよう
な問題点が存在した。すなわち、(イ)電磁波の均一
な反射・遮へい用として導電性不織布の表面層を
採用するため、該表面層と金型表面との界面（す
なわち該不織布層の成形表面）に多数の気泡が形
成され、また該不織布層中および中間に介在する
織布層中にもかなりの気泡が成形される。従つて
外観上商品性が低下し、場合によつては性能が劣
化することもある。(ロ)上記の気泡の形成は、樹脂
の使用量を増加すると実用性に防止できることを
本発明者らは見出した。しかし、多量の樹脂を使
用すると、たとえ低収縮性の熱可塑性樹脂を添加
しても、成形収縮が大きいため歪が生じてアンテ
ナ性能等の均一反射精度が低下する。また、成形
中の樹脂移動量が多量となるため、不織布が乱れ
る傾向があり反射・遮へい性が劣化する結果を生
ずる。(ハ)上記の(ロ)において、主に樹脂の移動量を
少くするために該不織布層にあらかじめ樹脂液を
含浸した材料を使用すると、該材料の配置時に加
熱された金型表面に樹脂が附着するので配置の補
正が困難となる。更に、上記の補正に時間がかか
ると樹脂液がプレゲル化して、硬化むらが生じプ
レス成形による均一な反射・遮へい性表面の形成
が困難となる。
解決するための手段 本発明の主目的は、上記の問題点を解消した均
一な電磁波反射・遮へい性を有するFRP成形板
の製法を提供することである。本発明者らは、表
面層に用いる不織布層、液状熱硬化性樹脂および
加圧硬化成形の組合せからなる諸条件に着目し、
これらの好ましい条件を犠牲とすることなく、樹
脂液非含浸不織布層材料を使用しそして成形型内
にて成形板材料を減圧し引続き加圧硬化成形する
ことを主な特徴とする工程によつて、上記の諸問
題を効果的に解決した。
従つて本発明によつて、典型的には、所望の成
形面を有する加圧成形用成形型に、有効量の表面
層用導電性不織布および該不織布に接して約５メ
ツシユより細かい織目の中層用織布を配置し、こ
こに該不織布および織布の両者または少くも不織
布は実質的に液状樹脂非含浸の材料であり、そし
てコンパウンド粘度約１×109CPS以下そして通
常は約５×108CPS以下の液状樹脂成分と補強用
繊維を含む基層用材料を配置して本質的になる成
形材料を；約360mmHg以下の圧力に減圧処理し；
次いで約10（好ましくは約20）Kgｆ／平方cm以上
の成形圧および約300mm／分以下の加圧速度にて
加圧成形することを特徴とする、電磁波の均一な
反射・遮へい性を有する繊維樹脂複合体成形板の
製法が提供される。
上記の製法において、例えばポリエステル樹
脂、アクリル系樹脂、またはウレタン樹脂等から
なる樹脂材料を該成形板材料の配置前に金型の成
形面に固形状に適用し、次いで成形を実施するこ
とによつて化粧／保護用の樹脂表面層を有する該
成形板が容易に得られる。なお、成形後に導電性
不織布層上に該樹脂表面層を適用することも可能
である。
上記の減圧処理工程は、加圧成形工程前に該液
状樹脂成分が不織布層表面の加熱金型上へ流出し
てプレゲル化しない限り、特に限定されることな
く任意の態様で実施可能である。すなわち、前記
の「次いで……加圧成形する」とは、このような
樹脂液のゲル化を生ずる以前にそして好ましくは
所要の減圧に達した後に早めに、加圧成形を実施
するのが望ましいことを意味する。例えば該減圧
処理は、成形板材料を積層した後に、金型をゆる
く型締して該積層材料間の通気／通液性を保持し
た状態にて金型を密閉し、金型の脱気孔を系外の
バキユームタンクに接続して数秒〜十数秒間程度
にて実施できる。その後、直ちにプレス成形等の
加圧成形工程に移行できる。
作用および効果 本発明の予想外の効果は、導電性不織布層、織
布層およびFRP基層から本質的になる電磁波反
射・遮へい用FRP成形板の製法において、従来
のこのような成形板よりも好ましくは小量の樹脂
を使用して反射面の成形歪による変形を防止し、
かつ該不織布層の表面および内部における気泡の
形成を実質的に解消して、電磁波の反射表面に気
泡および歪のない性能および外観に優れた該成形
板を製造することによつて達成される。この効果
は、充分には解明されていないが、熱硬化性樹脂
系成形板の成形歪ならびに樹脂の流れによる不織
布の乱れの可能性を、相対的に小量の樹脂の使用
および上記の三層構造のFRP構成の採用によつ
て実質的に防止する作用、ならびに樹脂量の削減
によつて不織布層の反射表面および内部に形成さ
れる傾向のある気泡を、少くも樹脂液非含浸の不
織布材料を使用して加圧成形工程直前に減圧処理
する工程によつて実質的に解消する作用等からな
る、これらの作用の組合せによつて達成されるも
のと思考される。また、中層の織布層は、加圧成
形時に液状樹脂成分の流れを該織布の織目を通過
する方向に制御する作用を果し、該樹脂液の流れ
による不織布の不均一化、乱れおよび破損を防止
する効果を達成する。更に、本発明においては、
少くも導電性不織布層用に樹脂液非含浸の不織布
を使用するので、一般的に従来品と比較して樹脂
分の含量が少くなり；そしてまた加圧成形前の減
圧処理によつて樹脂液の流れが促進されるので、
従来品よりも相対的に小量の樹脂液を使用して加
圧成形することが可能となる。樹脂成分の硬化成
形にともなう成形歪等が、大幅に軽減される効果
も達成される。このようにして、同等以上の成形
効果を有する成形板を相対的に小量の樹脂成分
（一般に従来品の約90％以下、例えば約70％程度
の樹脂量）にて得ることが可能であり、寸法安定
性および歪等の観点からも極めて有利である。
発明の具体的な記述 本発明において、「電磁波の均一な反射・遮へ
い性を有する成形板」とは、該成形板が電磁波用
の実質的に平滑な反射表面を有し、電磁波のフエ
ーズラグ等のフエーズ差を形成することなく電磁
波を所定の方向に規則的に反射する特性を有し、
そしてまた電磁波を不規則に反射させることなく
電磁波の透過を遮断する特性等を意味する。従つ
て、本発明による該成形板は、その均一な反射特
性を利用して、アンテナ等の曲面または平面状の
電磁波反射板、ならびに電磁波を望ましくない方
向に不規則に反射させない曲面または平面状の遮
へい板として、有利に使用できる。本発明による
成形板は、VHFからEHFの範囲のそして特に約
100MHzから約100GHzの波長の電磁波に有用であ
るが、必ずしもこのような波長範囲に限定はされ
ない。
上記の導電性不織布とは、少くも約１×10、好
ましくは約１×102以上、そしてより好ましくは、
１×103オーム-1cm-1以上の導電性を有する、無
機系、金属系または有機系の繊維の不織布を一般
に意味する。該不織布の繊維には、一般に商業的
に入手し得る、金属繊維、炭素系繊維、金属にて
全体的もしくは部分的に被覆された（例えば約５
〜約50重量％量の金属にて）無機系または有機系
の繊維、導電性合成繊維、およびこれらの混合繊
維、等が含まれる。例えば、金属被覆したガラス
繊維が、有利に使用される。該導電性繊維の直径
は、電磁波の反射・遮へい性能のためには出来る
限り細いのが好ましく、そして一般に約30ミクロ
ン未満の繊維径である。上記の金属としては、ア
ルミニウム、ニツケル、銀、銅、亜鉛、これらの
合金、等が例示される。なお、該不織布は、導電
性が実質的にそこなわれない限り、若干の非導電
性繊維を含有していてもよい。
使用される導電性不織布の量は、電磁波の透過
を防止する程度に密であることが必要である。不
織布樹脂複合層は、少くも約0.005mmの有効厚さ
を有する。使用される量の上限は特に限定されな
いが、多量すぎると不経済である。本発明では不
織布層は前もつて樹脂液にて含浸されていないの
で該不織布の使用量は加圧成形中に該樹脂液が満
足に滲入できる量である。従つて、不織布−樹脂
複合層の厚さは、一般に約0.005〜約１mm程度で
あり、そして代表的には約0.01〜約0.2mm程度で
ある。すなわち、不織布材料の厚さとしては、約
0.01〜約３mm程度のものが使用される。このよう
な不織布の厚さは、金属繊維被覆ガラス繊維の不
織布の場合約25〜約900ｇ／平方ｍ、好ましくは
約50〜約300ｇ／平方ｍに相当する。炭素繊維不
織布の場合、約25〜約400ｇ／平方ｍ、好ましく
は約30〜約200ｇ／平方ｍに相当する。本明細書
では、これらを不織布の有効な厚さおよび有効量
という。
中層用の織布は、加圧成形工程における樹脂液
の不織布への流れを制御して、該不織布の不均一
な分散、波打ちおよび／または破損を防止するた
めのものである。すなわち、該織布によつて、該
液状樹脂の流れを織布の織目を通過する方向に制
御し、そして該液状樹脂が該織布にそつて実質的
に横方向に流れるのを防止する。従つて、該樹脂
液の流れを制御するために必要な厚さ（例えば成
形厚さとして約0.005mm以上）および強度（例え
ば約16Kgｆ／2.5cm以上の引張り強さ）を、該織
布が有することが一般に必要である。また該織布
の織目は、約５メツシユ、通常は約10メツシユそ
して好ましくは約16メツシユよりも細かいことが
望ましい。しかし、該織目は、該樹脂液の流れを
妨げる程に細くてはならない。更に該織布は、不
織布を均一に加圧するように、ある程度の柔軟性
を有することが望ましい。該織布材料の厚さは、
一般に約0.01〜約２mm程度であり、通常の織布の
場合には約25〜約400ｇ／平方ｍ（好ましくは約
60〜約200ｇ／平方ｍ）に相当する。本明細書で
は、これらを織布の有効な厚さおよび有効量とい
う。
前記の基層用には、液状熱硬化性樹脂組成物を
混合または含浸した無機系、有機系または金属系
の補強用繊維材料が使用できる。該繊維材料の形
状としては、短繊維、バルク状繊維、不織布、織
布、これらの混合物等が使用可能である。一般的
には、安価な短繊維を用いて、満足な結果が得ら
れる。通常は、いわゆるシートモールデイングコ
ンパウンドまたはバルクモールデイングコンパウ
ンド（以下にSMCまたはBMCと略称する）を有
利に使用することができる。液状樹脂組成物含有
繊維材料の使用量は、本発明の成形板に満足な強
度を与えそして混合または含浸されている該樹脂
液が成形中に不織布へ充分に滲入する量である。
一般に、該使用量は約１〜約10mm程度の基層の成
形厚さを得る量であるが、特にこの範囲に限定は
されない。
本発明にて使用される熱硬化性樹脂とは、熱
（例えば約80゜〜約200℃）、触媒（例えばラジカル
重合触媒等）および／または高エネルギ−イオン
化性放射線（例えばガンマ線、電子線等）の適用
によつて、硬化樹脂を形成する樹脂成分を意味す
る。該樹脂には、例えば(イ)エチレン性不飽和モノ
マーに実質的に可溶性である多数のエチレン系二
重結合を含むエチレン性不飽和樹脂、および(ロ)附
加重合性多官能樹脂および酸無水物、アルコー
ル、アミン、メルカプタン等の附加重合用化合
物、等が含まれる。
上記のエチレン性不飽和樹脂には、例えば、不
飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート重合
体等のアリル樹脂、ビニルエステル樹脂等のペン
ダント型不飽和樹脂、これらの混合物等が含まれ
る。これらの樹脂を実質的に溶解する反応性不飽
和モノマーには、例えば、スチレン、アクリロニ
トリル、酢酸ビニル、アクリル等のビニル系モノ
マー、ジアリルフタレート等のアリル系モノマ
ー、これらの混合物等が含まれる。該樹脂対該モ
ノマーの重量比は、一般に約80／20〜約40／60の
範囲である。
該附加重合性多官能樹脂には、例えばグリシジ
ルエポキシド等のエポキシ樹脂等が含まれ、これ
らは実質的に化学量論量の酸無水物等の附加重合
用化合物と共に使用される。
上記の架橋性樹脂、重合触媒、重合促進剤、附
加重合用化合物、放射線、等は当業者が容易に選
定可能である。加圧成形の時間は、一般に約３分
〜約20分程度である。
本発明による成形板には寸法安定性等が特に重
要である。本発明においては、従来の工程と比較
して相対的に樹脂量を低減できるので、成形歪お
よび寸法安定性等は大幅に改善される。しかし、
熱硬化性樹脂と混合して、溶液または懸濁液状の
熱可塑性樹脂を、収縮防止材料として使用するの
が望ましい。該液状熱可塑性樹脂対該液状熱硬化
性樹脂の重量比は、一般に約35／65〜約５／95の
範囲であるが、特に限定はされない。これらの熱
可塑性樹脂は、ビニル系モノマー等のエチレン性
不飽和モノマーの溶液、懸濁液等の形態にて、通
常使用される。
以下に、本発明の方法における数値等を要約す
る。
(1) 本発明にて使用する樹脂液、例えば補強用繊
維を含まない状態での液状樹脂組成物のコンパ
ウンド粘度は、約１×109CPS以下そして通常
は約５×108CPS以下であり、そして好ましく
は約５×107〜約１×103CPS程度であることが
望ましい。なお、「コンパウンド粘度」とは、
Ｂ型ヘリパス粘度計にて測定した該樹脂液の粘
度を意味する。
(2) 加圧硬化成形前に実施する減圧処理は、少く
も約360mmHg以下の圧力に減圧することが必要
である。好ましくは約260mm以下、更に好まし
くは約160mm以下、典型的には約60mmHg以下
に、成形型内にて減圧処理される。
(3) 加圧成形時の成形圧は、少くも約10Kgｆ／平
方cm以上であることが必要である。好ましくは
約20以上そして更に好ましくは約25〜約100Kg
ｆ／平方cm程度であり、典型的には約40〜約80
Kgｆ／平方cm程度である。
(4) 成形時の加圧速度は、約300mm／分以下そし
て好ましくは約240mm／分以下であり、典型的
には約40〜約200mm／分の範囲である。
第１図において、成形板Ａは、FRP基層１お
よび該基層１上に形成された織布樹脂複合体の中
層２および該中層２の上に接して形成された導電
性不織布複合体からなる導電性表面層３から構成
された、電磁波を均一に反射または遮へいするラ
ミネート構造の成形板を示す。第２図の成形板Ｂ
は、上記の成形板Ａの導電性表面層３の上に保護
もしくは装飾用の樹脂層４を形成した、同様な成
形板を示す。このような樹脂層４は、必要に応じ
て基層１にも適用することができる。該樹脂保護
層４の厚さは、一般に約0.02〜約0.3mm程度であ
り得る。なお、上記の織布複合体の中層２は、成
形時に液状樹脂の流れを効果的に制御するほか
に、成形板の構成において該導電層３にはつきり
とした層構造を与えると共に成形板に寸法安定性
等を提供する。従つて該織布複合体の中層も、本
発明によつて気泡等を含有しないことが極めて望
ましい。
実施例 以下の例において、量は特に指定しない限り重
量による。不飽和ポリエステル樹脂のスチレンモ
ノマー溶液を、液状架橋硬化性樹脂組成物の主成
分として使用した。この高反応性ポリエステル樹
脂は、１モルの無水イソフタル酸、３モルの無水
マレイン酸、および4.5モルのプロピレングリコ
ールから製造されたものであり、そして分子量約
300あたり１個の二重結合を有するものである。
同様な不飽和ポリエステル樹脂として、武田薬品
工業(株)のポリマール6819が例示される。上記の不
飽和ポリエステル樹脂約60％を約40％のスチレン
モノマーに溶解し、その粘度を約10ポイズ（25
℃）に調整した。収縮防止材料として、約30％の
ポリスチレン（三菱モンサント(株)のダイヤフレツ
クスHF−77）を約70％のスチレンモノマーに溶
解した溶液を使用した。
例 １（実施例） FRP基層用のSMCとして、約2.5cm長のガラス
樹脂50部および液状架橋性樹脂成分約200部の割
合からなるSMCを使用した。該液状樹脂成分は、
不飽和ポリエステル樹脂液75部、低収縮剤として
のポリスチレン樹脂液25部、炭酸カルシウム100
部、ｔ−ブチルパーベンゾエート１部、離型剤と
してのステアリン酸亜鉛６部および増粘剤として
の酸化マグネシウム２部の割合からなる、粘度約
４×103CPSのものであつた。
織布層用材料として、ガラス繊維を平織した
120ｇ／平方ｍ織布（樹脂液非含浸）を使用した。
導電層用材料として、40重量％の量のアルミニウ
ムを表面コートしたガラス繊維からなる、80ｇ／
平方ｍの不織布（樹脂液非含浸）を使用した。成
形用金型としては、不織布層との接触面が凸状パ
ラボラ回転面であり、減圧用の封止手段および脱
気孔を有する金型を使用した。
加熱した金型内に、上記の三材料を不織布層を
下方にそしてSMC層を上方にして積層した。ゆ
るく型締して封止状態としてから、金型の脱気孔
をバキユームタンクに接続し数秒間にて約30mm
Hgの圧力に減圧した。直ちに、加圧力40Kgｆ／
平方cmおよび加圧速度50mm／分にて型締しなが
ら、140℃で４分間成形加工した。
このようにして、直径600mm×厚さ約４mmであ
りそして式y2＋z2＝４×FD×ｘ（FD＝360mm）で
表わされる、凹状パラボラ回転体表面を有する成
形板を得た。得られた成形板は、均一な電波反
射・遮へい性表面を有し、そして周波数12×109
Hzの電磁波を用いて測定した利得は37dBであつ
た。上記の工程を繰返して20個のパラボラ状成形
板を製造したが、導電層成形に樹脂充填等の修正
が望ましい製品は存在せず、いずれも商品性に優
れたものであつた。
例 ２（実施例） 織布層用材料として120ｇ／m2の該ガラス繊維
織布に該液状架橋性樹脂を含浸させたプリプレグ
を使用したほかは、例１と同様に実施して、同様
なパラボラ状成形板を20個製造した。表面状態お
よびアンテナとしての利得は、例１の製品と同程
度に優れたものであつた。
例 ３（比較例） 導電層用の材料として、80ｇ／平方ｍの該アル
ミニウム被覆ガラス繊維の不織布に該液状架橋性
樹脂を含浸させたプリプレグを使用した。成形加
工時に金型を減圧処理せずに、その他は例１と同
条件にて成形加工して、20個のパラボラ状成形板
を得た。
該電磁波を用いて測定した利得は37dB弱で、
利得そのものは例１の製品と大差はなかつた。し
かしながら、該不織布層の成形表面に、１mmφ程
度の多数の気泡および気泡状のくぼみがパラボラ
状成形板の外周方向に放射状に点在していた。こ
のように、アンテナの利得性能としては大差はな
いが、商品価値が外観上劣る結果となる。なお、
20個の製品中で、外観を向上させるために導電層
表面に樹脂充填等の修正を要するものが２個、樹
脂充填等の修正が望ましいものが３個、そして修
正するまでもないが商品的に若干問題のあるもの
が５個存在した。なお、樹脂液含浸不織布を加熱
した金型表面に配置する際は、高度の注意力と熟
練を必要とした。
例 ４（比較例） 上記の例２と同じ材料を使用し、成形加工時に
金型を減圧処理せずに、その他は例１と同条件に
て成形加工した。結果は例３の比較例と同程度で
あり、更に該不織布層内部にも約0.5mm以下の気
泡がかなり存在していた。
例 ５（比較例） 上記の例１と同じ材料を使用し、成形加工時に
金型を減圧せずに、その他は例１と同条件にて成
形加工した。結果は例３の比較例と同程度であつ
たが、更に該不織布層内部および該織布層内部に
も約0.5mm以下の多数の気泡が存在していた。
例 ６（比較例） 上記の例３と同じ材料を使用し、例１と同条件
にて金型を減圧処理しそして成形加工した。結果
は例３の比較例の場合と大差はなく、成形時の減
圧処理の効果は実質的に認められなかつた。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による導電性表面層を有する
成形板Ａを例示する断面部分図である。第２図は
第１図に例示した成形板Ａに保護層を更に適用し
た成形板Ｂを例示する、断面部分図である。 １……FRP基層、２……織布系中層、３……
導電性不織布系表面層、４……保護樹脂層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 所望の成形面を有する加圧成形用成形型に、
    有効量の表面層用導電性不織布および該不織布に
    接して５メツシユより細かい織目の中層用織布お
    よび少くも液状樹脂成分と補強用繊維材料を含む
    基層用材料を配置して本質的になり、そして該不
    織布および該織布のうちで少くも不織布は実質的
    に液状樹脂非含浸の材料である成形材料を；該成
    形型内にて360mmHg以下の圧力に減圧処理し；次
    いで該成形材料を加圧硬化成形することを特徴と
    する、電磁波の実質的に均一な反射・遮へい性を
    有する繊維樹脂複合体成形板の製法。
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