JP2011196012A - Composite material and production method thereof and apparatus using this composite material - Google Patents
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Abstract
【課題】 加工が容易で低コスト、耐衝撃性に優れ、高硬度で、電波透過性がよく、平滑な面を形成可能で、量産性のよい複合材を提供する事。
【解決手段】 強化材と、この強化材の少なくとも一方の面に形成した母材(マトリックス)とからなる複合材において、強化材は高張力繊維を用いた布からなり、マトリックスは、耐浸透性、耐剥離性、耐衝撃性、耐摩耗性を有する合成樹脂性の塗料を、吹き付け塗装を行うことにより形成した塗装膜である複合材である。塗装膜として使用する合成樹脂性の塗料は、エフレタンである。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite material that is easy to process, low cost, excellent in impact resistance, high hardness, good radio wave permeability, can form a smooth surface, and has good mass productivity.
SOLUTION: In a composite material composed of a reinforcing material and a base material (matrix) formed on at least one surface of the reinforcing material, the reinforcing material is made of a cloth using high-strength fibers, and the matrix is resistant to penetration. It is a composite material that is a coating film formed by spraying a synthetic resin paint having peeling resistance, impact resistance, and abrasion resistance. The synthetic resin paint used as the coating film is efletane.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、加工が容易、耐衝撃性に優れ、高硬度で、電波透過性がよく、平滑な面を形成可能な複合材及びその製造方法とこの複合材を用いた装置に関するものである。 The present invention relates to a composite material that is easy to process, excellent in impact resistance, high hardness, good radio wave permeability, and capable of forming a smooth surface, a manufacturing method thereof, and an apparatus using the composite material.
一般に、野外に設置される野営用テント、アンテナ等を保護するためのレドーム、電波を反射する反射板、電波を遮蔽するシールド材、気球、海上に設置されているブイ、排煙ダクト、タンク、ヘルメット、ヨット等の船舶、野外スポーツ用品、車両、住宅用材等は、風雨等の外的要因や衝撃により損傷、破損する場合が多い。
又、屋内で使用される住宅用材、商品につけるICタグ、防弾チョッキ、各種の実験に使用される人造人間、木工製品、金属製品、玩具等は、各種の衝撃等により損傷され、耐久性が悪い。
In general, camping tents installed outdoors, radomes for protecting antennas, reflectors that reflect radio waves, shielding materials that shield radio waves, balloons, buoys installed on the sea, smoke exhaust ducts, tanks, Helmets, yachts and other ships, outdoor sporting goods, vehicles, housing materials, and the like are often damaged or broken by external factors such as wind and rain or impact.
In addition, residential materials used indoors, IC tags attached to products, bulletproof vests, and Android, woodwork products, metal products, and toys used in various experiments are damaged by various impacts and have poor durability. .
これらの損傷、破損を防止して耐久性を良くするためには、それぞれに防護用の装置を付加するか、それぞれに耐久性の良い部材を使用しなければならず、いずれもコストの増加、重量の増加等の問題を避けることは出来なかった。このような問題を解決するために、FRP(Fiber
Reinforced Plastics:繊維強化プラスチック)をはじめとした各種の複合材が考案され、使用されてきた。
In order to prevent such damage and breakage and improve durability, it is necessary to add a protective device to each or use a durable member for each. Problems such as weight increase could not be avoided. To solve these problems, FRP (Fiber
Various composite materials have been devised and used, including Reinforced Plastics.
各種の複合材を使用したものとして、例えば、特許文献1に記載のように、フォークリフトの載台として使用されるパレットは、合成樹脂の発泡成型体からなる発泡体性パレットが使用されている。この発泡体性パレットの表面にウレタン樹脂皮膜を塗装したものがある。
As what uses various composite materials, for example, as described in
また、特許文献2に記載のように、フレキシブルな複合布材からなるレドームであって、複合布材はフレキシブルな樹脂マトリックス材中にポリエステル−ポリアリレート繊維を含んだものがある。
Moreover, as described in
上記特許文献1に記載の合成樹脂の発泡成型体からなる発泡体性パレットには、その表面にウレタン樹脂皮膜が塗装されているが、このウレタン樹脂皮膜は、発泡体性のパレットとは密着性が良く、硬度を強化することが出来る。
The foamed pallet made of the synthetic resin foam molded body described in
しかしながら、単に合成樹脂の発泡成型体にのみ塗装可能なものではなく、あらゆるものに対して、加工が容易で耐衝撃性に優れ、高硬度で、平滑な面を形成可能な複合材が求められていた。 However, composite materials that are easy to process, have excellent impact resistance, have high hardness, and can form a smooth surface are not required, but can be applied only to foamed moldings of synthetic resins. It was.
また、上記特許文献2に記載のフレキシブルな複合布材からなるレドームは、フレキシブルな樹脂マトリックスとしてポリエステルの代わりにポリウレタン樹脂としたものも開示されている。
Moreover, the radome which consists of a flexible composite cloth material of the said
しかしながら、フレキシブルな樹脂マトリックスとして使用されるポリエステル樹脂やポリウレタン樹脂は、主剤と硬化剤からなる2液反応型の樹脂を用いたとしても、硬化するのに時間を要し、複合布材の製造に際し、マトリックスの硬化、乾燥のための時間が必要となる。従って、複合材からなるレドームの製造に際し、加工する時間や手間、コストを要し、量産性が悪いという問題点があり、加工が容易で低コスト、耐衝撃性に優れ、高硬度で、電波透過性がよく、平滑な面を形成可能で、量産性もよい複合材が求められていた。 However, the polyester resin and polyurethane resin used as a flexible resin matrix take time to cure even when a two-component reaction type resin composed of a main agent and a curing agent is used. Time for curing and drying of the matrix is required. Therefore, when manufacturing a radome made of a composite material, there is a problem that it takes time, labor, and cost to process, and mass productivity is poor, which is easy to process, low cost, excellent impact resistance, high hardness, radio wave There has been a demand for a composite material that has good permeability, can form a smooth surface, and has good mass productivity.
請求項1に係る発明は、強化材と、この強化材の少なくとも一方の面に形成した母材(マトリックス)とからなる複合材において、強化材は布からなり、マトリックスは、耐浸透性、耐剥離性、耐衝撃性、耐摩耗性を有する合成樹脂性の塗料を、塗布することにより形成した塗装膜である複合材である。
The invention according to
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の発明において、塗装膜は主剤と硬化剤とからなる合成樹脂性の塗料を、それぞれ主剤用のノズルと硬化剤用のノズルとによる同時吹き付け塗装により形成した複合材である。
The invention according to
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の発明において、塗装膜は、エフレタン(登録商標)を用いた複合材である。
An invention according to claim 3 is the invention according to
請求項4に係る発明は、請求項1〜請求項3の何れかに記載の発明において、強化材の布は、高張力繊維を用いた複合材である。
The invention according to claim 4 is the invention according to any one of
請求項5に係る発明は、請求項1〜請求項4の何れかに記載の発明において、塗装膜は、電波の透過損失の小さい部材を用いた複合材である。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the coating film is a composite material using a member having a small radio wave transmission loss.
請求項6に係る発明は、強化材と、この強化材の少なくとも一方の面に形成した母材(マトリックス)とからなる複合材の製造方法において、布製の強化材の表面の汚れを除去した後、布製の強化材の一方の面に形成するマトリックスは、耐浸透性、耐剥離性、耐衝撃性、耐摩耗性を有する合成樹脂性の塗料を、塗布してなる塗装膜とした複合材の製造方法である。 The invention according to claim 6 is a method for producing a composite material comprising a reinforcing material and a base material (matrix) formed on at least one surface of the reinforcing material, after removing dirt on the surface of the cloth reinforcing material. The matrix formed on one side of the fabric reinforcement is a composite material made of a coating film formed by applying a synthetic resin paint having penetration resistance, peel resistance, impact resistance, and wear resistance. It is a manufacturing method.
請求項7に係る発明は、請求項6に記載の発明において、塗装膜は、主剤と硬化剤とからなる合成樹脂性の塗料を、それぞれ主剤用のノズルと硬化剤用のノズルとから同時に吹き付け塗布して前記塗装膜を形成した複合材の製造方法である。 The invention according to claim 7 is the invention according to claim 6, wherein the coating film is formed by simultaneously spraying a synthetic resinous paint composed of a main agent and a curing agent from a nozzle for the main agent and a nozzle for the curing agent, respectively. It is the manufacturing method of the composite material which apply | coated and formed the said coating film.
請求項8に係る発明は、請求項7に記載の発明において、塗装膜は、合成樹脂製の塗料としてエフレタンを用いて形成した複合材の製造方法である。 The invention according to claim 8 is the method for producing a composite material according to claim 7, wherein the coating film is formed using efletane as a synthetic resin paint.
請求項9に係る発明は、請求項6〜請求項8の何れかに記載の発明において、塗装膜の表面を、加熱するとともに、加圧した複合材の製造方法である。 The invention according to claim 9 is the method for producing a composite material in which, in the invention according to any one of claims 6 to 8, the surface of the coating film is heated and pressurized.
請求項10に係る発明は、強化材と、この強化材の少なくとも一方の面に形成した母材(マトリックス)とからなる複合材において、布材を、レドームの形状に形作ってなる強化材と、レドーム形状の布材の表面に、耐浸透性、耐剥離性、耐衝撃性、耐摩耗性を有する合成樹脂性の塗料を塗布して形成された塗装膜からなるマトリックスとする複合材を用いて形成したレドームである。 The invention according to claim 10 is a composite material composed of a reinforcing material and a base material (matrix) formed on at least one surface of the reinforcing material, and a reinforcing material obtained by forming a cloth material into the shape of a radome; Using a composite material made of a coating film formed by applying a synthetic resin paint having penetration resistance, peel resistance, impact resistance, and abrasion resistance to the surface of a radome-shaped cloth material It is the formed radome.
請求項11に係る発明は、請求項10に記載の発明において、塗装膜は、電波の透過損失の小さい部材を用いるとともに、主剤と硬化剤とからなる合成樹脂性の塗料を、それぞれ主剤用のノズルと硬化剤用のノズルとにより同時吹き付け塗布して形成した複合材を用いて形成したレドームである。 The invention according to claim 11 is the invention according to claim 10, wherein the coating film uses a member having a small radio wave transmission loss, and a synthetic resin paint composed of a main agent and a curing agent is used for each main agent. It is a radome formed by using a composite material formed by spraying and applying simultaneously with a nozzle and a nozzle for a curing agent.
請求項12に係る発明は、請求項11に記載の発明において、塗装膜は、エフレタンを用いた複合材を用いて形成したレドームである。 The invention according to claim 12 is the radome according to the invention according to claim 11, wherein the coating film is formed using a composite material using efletane.
請求項13に係る発明は、請求項10〜請求項12の何れかに記載の発明において、強化材の布材は、高張力繊維を用いた複合材を用いて形成したレドームである。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the tenth to twelfth aspects of the present invention, the reinforcing cloth material is a radome formed using a composite material using high-tensile fibers.
請求項1に係る発明は、上記のように構成したので、強化材として布を用いるとともに、マトリックスは、耐浸透性、耐剥離性、耐衝撃性、耐摩耗性を有する合成樹脂性の塗料を、塗布することにより形成した塗装膜であるので、耐浸透性、耐剥離性、耐衝撃性、耐摩耗性を有するとともに、軽量であり、いままでにない優れた複合材が得られる。
Since the invention according to
請求項2に係る発明は、上記のように構成したので、請求項1と同様な効果があるとともに、マトリックスである塗装膜は、それぞれ主剤用のノズルと硬化剤用のノズルとから同時吹き付け塗装により形成したので、塗装膜の硬化速度が早く、製造時間を短縮することが出来る。又、強化材の種類によれば可撓性があり、柔軟な布でも塗装膜により型を保持出来るので成型性が良い。又、比強度(重量と強度の比)が大であり、耐久性良好な複合材が得られる。
Since the invention according to
請求項3に係る発明は、上記のように構成したので、請求項2と同様な効果があるとともに、さらに、塗装膜は、速硬化性を有するので、加工が極めて容易で、マトリックスで使用する合成樹脂を硬化、乾燥するための製造工程を省くことができ、製造にかかる時間や手間及びコストを削減可能で、量産性も極めてよい。さらに、低粘度で速硬化性を有することから、目の粗い布であっても塗布可能であり、いかなる布製品にも塗装膜を形成可能である。
Since the invention according to claim 3 is configured as described above, it has the same effect as that of
請求項4に係る発明は、上記のように構成したので、請求項1〜請求項3と同様な効果があるとともに、さらに、強化材の布は、高張力繊維を用いたので、引っ張り強度の大きな複合材が得られる。
Since the invention according to claim 4 is configured as described above, it has the same effects as those of
請求項5に係る発明は、上記のように構成したので、請求項1〜請求項4と同様な効果があるとともに、さらに、塗装膜は、電波の透過損失の小さい部材を用いたので、無線通信の分野でも使用出来、その応用範囲の広い複合材が得られる。
Since the invention according to claim 5 is configured as described above, it has the same effects as those of
請求項6に係る発明は、上記のように構成したので、強化材として布を用いるとともに、マトリックスは、耐浸透性、耐剥離性、耐衝撃性、耐摩耗性を有する合成樹脂性の塗料を、塗布することにより形成した塗装膜であるので、耐浸透性、耐剥離性、耐衝撃性、耐摩耗性を有するとともに、軽量であり、いままでにない優れた複合材の製造方法が簡単である。その上、コストの安価な複合材が得られる。 Since the invention according to claim 6 is configured as described above, cloth is used as the reinforcing material, and the matrix is made of a synthetic resin paint having penetration resistance, peel resistance, impact resistance, and wear resistance. Because it is a coating film formed by coating, it has penetration resistance, peel resistance, impact resistance, wear resistance, light weight, and easy to manufacture an excellent composite material that has never been is there. In addition, an inexpensive composite material can be obtained.
請求項7に係る発明は、上記のように構成したので、請求項6と同様な効果を有するとともに、塗装膜は、主剤と硬化剤とからなる合成樹脂性の塗料を、それぞれ主剤用のノズルと硬化剤用のノズルとから同時に吹き付け塗布して塗装膜を形成したので、製造方法が簡単で、コストの安価な複合材が得られる。 Since the invention according to claim 7 is configured as described above, it has the same effect as that of claim 6, and the coating film is made of a synthetic resin paint composed of a main agent and a curing agent, respectively. Since the coating film was formed by spraying simultaneously from the nozzle for the curing agent and the coating agent, a composite material with a simple manufacturing method and low cost can be obtained.
請求項8に係る発明は、上記のように構成したので、請求項7と同様な効果を有するとともに、耐浸透性、耐剥離性、耐衝撃性、耐摩耗性があり、軽量で、その上、電波の透過損失の小さい部材を用いたので、無線通信の分野でも使用出来、その応用範囲の広い、いままでにない優れた複合材の製造方法が簡単であり、その上、コストの安価な複合材が得られる。また、塗装膜は、速硬化性を有するので、加工が極めて容易で、マトリックスで使用する合成樹脂を硬化、乾燥するための製造工程を省くことができ、製造にかかる時間や手間及びコストを削減可能で、量産性も極めてよい。さらに、低粘度で速硬化性を有することから、目の粗い布であっても塗布可能であり、いかなる布製品にも塗装膜を形成可能である。 Since the invention according to claim 8 is configured as described above, it has the same effect as that of claim 7, has penetration resistance, peel resistance, impact resistance, wear resistance, is lightweight, Because it uses a material with low transmission loss of radio waves, it can be used in the field of wireless communications, and it has a wide range of applications. A composite material is obtained. In addition, the coating film is fast-curing, so it is extremely easy to process, eliminates the manufacturing process for curing and drying the synthetic resin used in the matrix, and reduces manufacturing time, labor, and cost. It is possible and the mass productivity is very good. Furthermore, since it has a low viscosity and fast curability, it can be applied to even a coarse cloth, and a paint film can be formed on any cloth product.
請求項9に係る発明は、上記のように構成したので、請求項6〜請求項8と同様な効果を有するとともに、塗装膜の表面を、加熱するとともに、加圧したので、塗装膜の表面を平滑に形成する事が出来る。 Since the invention according to claim 9 is configured as described above, it has the same effects as those of claims 6 to 8, and the surface of the coating film is heated and pressurized, so that the surface of the coating film is Can be formed smoothly.
請求項10に係る発明は、上記のように構成したので、強化材として布を用いるとともに、マトリックスは、耐浸透性、耐剥離性、耐衝撃性、耐摩耗性を有する合成樹脂性の塗料を、塗布することにより形成した塗装膜であるので、耐浸透性、耐剥離性、耐衝撃性、耐摩耗性を有するとともに、軽量であり、いままでにない優れたレドームが得られる。 Since the invention according to claim 10 is configured as described above, a cloth is used as the reinforcing material, and the matrix is made of a synthetic resin paint having penetration resistance, peeling resistance, impact resistance, and abrasion resistance. Since it is a coating film formed by coating, it has penetration resistance, peel resistance, impact resistance, and abrasion resistance, and is light in weight, and an unprecedented superior radome can be obtained.
請求項11に係る発明は、上記のように構成したので、請求項10と同様な効果があるとともに、塗装膜は、電波の透過損失の小さい部材を用いるとともに、主剤と硬化剤とからなる合成樹脂性の塗料を、それぞれ主剤用のノズルと硬化剤用のノズルとにより同時吹き付け塗布して形成したので、レドームの製造方法が簡単で、その製造時間も短縮することが出来、レドームのコストを削減することが出来る。 Since the invention according to claim 11 is configured as described above, the effect similar to that of claim 10 is obtained, and the coating film uses a member having a small radio wave transmission loss and is composed of a main agent and a curing agent. Since the resin paint was formed by spraying and coating simultaneously with the main agent nozzle and the hardener nozzle respectively, the radome manufacturing method is simple, the manufacturing time can be shortened, and the radome cost can be reduced. It can be reduced.
請求項12に係る発明は、上記のように構成したので、請求項11と同様な効果があるとともに、耐浸透性、耐剥離性、耐衝撃性、耐摩耗性があり、軽量で、その上、電波の透過損失の小さい部材を用いたので、無線通信の分野でも使用出来、その応用範囲の広い、いままでにない優れた複合材の製造方法が簡単であり、その上、コストの安価なレドームが得られる。また、塗装膜は、速硬化性を有するので、加工が極めて容易で、マトリックスで使用する合成樹脂を硬化、乾燥するための製造工程を省くことができ、製造にかかる時間や手間及びコストを削減可能で、量産性も極めてよい。さらに、低粘度で速硬化性を有することから、目の粗い布であっても塗布可能であり、いかなる布製品にも塗装膜を形成可能である。 Since the invention according to claim 12 is configured as described above, it has the same effect as that of claim 11, and has penetration resistance, peel resistance, impact resistance, wear resistance, light weight, Because it uses a material with low transmission loss of radio waves, it can be used in the field of wireless communications, and it has a wide range of applications. A radome is obtained. In addition, the coating film is fast-curing, so it is extremely easy to process, eliminates the manufacturing process for curing and drying the synthetic resin used in the matrix, and reduces manufacturing time, labor, and cost. It is possible and the mass productivity is very good. Furthermore, since it has a low viscosity and fast curability, it can be applied to even a coarse cloth, and a paint film can be formed on any cloth product.
請求項13に係る発明は、上記のように構成したので、請求項10〜請求項12と同様な効果があるとともに、さらに、強化材の布は、高張力繊維を用いたので、引っ張り強度の大きな複合材が得られ、いままでにない優れたレドームが得られる。 Since the invention according to claim 13 is configured as described above, it has the same effects as those of claims 10 to 12, and the reinforcing material cloth is made of high-tensile fiber, so that the tensile strength is high. A large composite material is obtained, and an unprecedented superior radome is obtained.
強化材と、この強化材の少なくとも一方の面に形成した母材(マトリックス)とからなる複合材において、強化材は高張力繊維を用いた布からなり、マトリックスは、耐浸透性、耐剥離性、耐衝撃性、耐摩耗性を有する合成樹脂性の塗料を、塗布することにより形成した塗装膜である複合材である。塗装膜は主剤と硬化剤とからなる合成樹脂性の塗料を、それぞれ主剤用のノズルと硬化剤用のノズルとによる同時吹き付け塗装により形成したものであり、エフレタンを用いる。 In a composite material consisting of a reinforcing material and a base material (matrix) formed on at least one surface of this reinforcing material, the reinforcing material is made of a fabric using high-tensile fibers, and the matrix is resistant to penetration and peeling. The composite material is a coating film formed by applying a synthetic resin paint having impact resistance and wear resistance. The coating film is formed by simultaneously spraying a synthetic resin paint composed of a main agent and a curing agent with a nozzle for the main agent and a nozzle for the curing agent, and uses efletane.
この発明の第1の実施例を、図1に基づいて詳細に説明する。
図1は、この発明の実施例を示すもので、各種の高張力繊維に対してこの発明による複合材の製造方法を用いて形成した複合材の透過損失及び代表的なFRPの透過損失を示す図である。
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and shows the transmission loss of a composite material formed by using the composite material manufacturing method according to the present invention for various high-tensile fibers and the transmission loss of a typical FRP. FIG.
まず、発明者等は、この発明による複合材を用意するために、この複合材のマトリックス(母材)として使用する合成樹脂と布製の強化材を準備した。この発明の第1の実施例では、複合材のマトリックスとして使用する合成樹脂はウレタン樹脂の一種であるエフレタン(登録商標)を使用し、強化材は高張力繊維である超高分子量ポリエチレンのダイニーマ(登録商標)を布状に形成したものを使用した。エフレタンは、無溶剤ウレタン樹脂の一種であり、防水性があり、乾燥状態の硬度が高く、強靱で耐衝撃性、耐摩耗性に優れ、主に発泡スチロールのコーティング用の樹脂として使用される。また、エフレタンは主剤と硬化剤との2液反応型の低粘度液状ウレタン樹脂であり、この2液を反応させた場合、数秒で硬化するという速硬化性を有する。この発明による複合材では特に、エフレタンの速硬化の性質を利用している。一方、ダイニーマは、高強度、高弾性率、低伸度で軽量の繊維である。なお、この発明の第1の実施例では、強化材は高張力繊維を布状に形成したものを使用しているが、不織布を使用してもよい。 First, in order to prepare the composite material according to the present invention, the inventors prepared a synthetic resin and a cloth reinforcing material used as a matrix (base material) of the composite material. In the first embodiment of the present invention, Efretan (registered trademark), which is a kind of urethane resin, is used as the synthetic resin matrix, and the ultrahigh molecular weight polyethylene dynea (high-tensile fiber) is used as the reinforcing material. (Registered trademark) formed into a cloth shape was used. Efletane is a kind of solvent-free urethane resin, is waterproof, has high dry hardness, is tough, has excellent impact resistance and wear resistance, and is mainly used as a resin for coating polystyrene foam. Moreover, efletane is a two-component low-viscosity liquid urethane resin composed of a main agent and a curing agent, and has a fast curing property that cures in a few seconds when these two solutions are reacted. In particular, the composite material according to the present invention utilizes the rapid curing property of efletane. Dyneema, on the other hand, is a lightweight fiber with high strength, high elastic modulus, low elongation. In the first embodiment of the present invention, the reinforcing material is a high-tensile fiber formed in a cloth shape, but a non-woven fabric may be used.
次に、発明者等は、強化材であるダイニーマを布状に形成したものの表面にエフレタンの主剤と硬化剤とを同時に吹き付けて塗装を行った。この吹き付け塗装により、発明者等はマトリックスとしてエフレタンの塗装膜を強化材の一面に形成し、この発明による複合材を形成した。この実施例では、エフレタンを二度塗りし、それぞれ1mmの厚さとなるように塗装している。さらに、このようにして形成された複合材のマトリックスである塗装膜の表面を加熱及び加圧することで、塗装膜表面の平滑化や脱泡を行うようにしても良い。しかしながら、この発明による複合材の形成に際し、一般的なスプレーアップ成形のようなマトリックスを強化材に含浸させるためや成形のための加熱及び加圧処理は必要ない。エフレタンの速硬化性により即座に複合材が形成可能であるのに加え、この複合材を加熱及び加圧することにより、複合材の成形の再調整をすることも可能である。なお、この発明の第1の実施例では、布状に形成した強化材の一面にマトリックスである塗装膜を形成しているが、強化材の両面に塗装膜を形成してもよい。この発明による複合材を形成するには、布状に形成した強化材の少なくとも一面にマトリックスである塗装膜を形成すればよい。 Next, the inventors sprayed the main component of efletane and the curing agent simultaneously on the surface of the reinforcing material, Dyneema, which was formed into a cloth shape, and performed coating. By this spray coating, the inventors formed a coating film of efletane as a matrix on one side of the reinforcing material, and formed a composite material according to the present invention. In this embodiment, efletane is applied twice, and each is coated to a thickness of 1 mm. Furthermore, the coating film surface may be smoothed or defoamed by heating and pressurizing the surface of the coating film, which is a matrix of the composite material thus formed. However, when forming the composite material according to the present invention, it is not necessary to perform heating and pressurizing treatment for impregnating the reinforcing material with a matrix such as general spray-up molding or for molding. In addition to being able to form a composite immediately due to the fast curing properties of efletane, it is also possible to readjust the molding of the composite by heating and pressurizing the composite. In the first embodiment of the present invention, a coating film as a matrix is formed on one surface of a reinforcing material formed in a cloth shape, but a coating film may be formed on both surfaces of the reinforcing material. In order to form the composite material according to the present invention, a coating film as a matrix may be formed on at least one surface of the reinforcing material formed in a cloth shape.
さらに、発明者等は、強化材の違いによる特性の違いを検証する為に、ダイニーマ以外の高張力繊維を布状に形成したものを強化材として準備した。他の高張力繊維として、発明者等は、芳香族ポリアミド樹脂であるケブラー(登録商標)やポリアレート繊維であるベクトラン(登録商標)、ザイロン(登録商標)を準備した。これらの高張力繊維を布状に形成した強化材に対し、マトリックスとして使用する合成樹脂はエフレタンのままで、発明者等は、それぞれ上記の方法を用いてこの発明による複合材を形成し、用意した。また、発明者等は、この発明によるこれらの複合材と特性を比較するために、さらにいくつかの代表的なFRPを用意した。これらのFRPは、マトリックスをビニエステル樹脂、エポキシ樹脂とし、強化材をダイニーマ、ケブラー、ベクトラン、ザイロン、グラスとし、これらのマトリックス及び強化材を組み合わせた合計10種類の代表的なFRPである。 Furthermore, the inventors prepared as a reinforcing material what formed high-tensile fibers other than Dyneema in a cloth shape in order to verify the difference in characteristics due to the difference in reinforcing material. As other high-tensile fibers, the inventors prepared Kevlar (registered trademark), which is an aromatic polyamide resin, Vectran (registered trademark), and Zylon (registered trademark), which are polyarate fibers. The synthetic resin used as a matrix remains the eflet for the reinforcing material formed of these high-tensile fibers in the form of cloth, and the inventors have prepared the composite material according to the present invention by using the above-mentioned methods, respectively. did. In addition, the inventors prepared several representative FRPs in order to compare the properties with these composite materials according to the present invention. These FRPs are a total of 10 typical FRPs in which the matrix is a vinyl ester resin and an epoxy resin, the reinforcing material is Dyneema, Kevlar, Vectran, Zylon, and glass, and the matrix and the reinforcing material are combined.
このようにして用意したこの発明による複合材及び代表的なFRPによる透過損失の測定結果を図1に示す。 FIG. 1 shows the measurement results of transmission loss using the composite material according to the present invention thus prepared and a typical FRP.
図1において、縦軸はマトリックスとして使用する合成樹脂、横軸は布状に形成した強化材で使用されている高張力繊維を示し、測定周波数帯を75-110GHz帯としたときの透過損失(dB)を示している。この図1に示す結果より、この発明による複合材は、GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics:ガラス繊維強化プラスチック)をはじめとした代表的なFRPと比較して透過損失が低いことが判明した。 In FIG. 1, the vertical axis represents the synthetic resin used as the matrix, the horizontal axis represents the high-tensile fiber used in the reinforcing material formed in the cloth shape, and the transmission loss when the measurement frequency band is 75-110 GHz band ( dB). From the results shown in FIG. 1, it was found that the composite material according to the present invention has low transmission loss as compared with typical FRP including GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastics).
また、図1に示す結果より、同じ強化材を用いた時のこの発明による複合材とFRPとの透過損失を比較した場合、ザイロンを布状に形成したものを強化材とした場合を除いて、この発明による複合材の透過損失は、FRPの透過損失の約半分となり、透過損失の特性が改善されていることが判明した。 In addition, from the results shown in FIG. 1, when comparing the transmission loss of the composite material according to the present invention and FRP when using the same reinforcing material, except for the case where the reinforcing material is made of xylon in a cloth shape. The transmission loss of the composite material according to the present invention was about half that of the FRP, and it was found that the transmission loss characteristics were improved.
この実施例では、この発明による複合材のマトリックスとして使用する合成樹脂はエフレタンを使用しているが、速硬化性の性質を有し、電波に対する低い透過損失及びある程度の強度を有する樹脂であれば、どのような樹脂であっても良い。例えば、この発明の第1の実施例で使用したエフレタンの代わりに、ポリウレタン樹脂の一種であるフツ・ラッシュ(登録商標)を使用しても良い。 In this example, the synthetic resin used as the matrix of the composite material according to the present invention uses efletane, but it has a fast-curing property and has a low transmission loss to radio waves and a certain level of strength. Any resin may be used. For example, instead of the eflet used in the first embodiment of the present invention, foot lash (registered trademark) which is a kind of polyurethane resin may be used.
また、この実施例でマトリックスとして使用する合成樹脂であるエフレタンは、上述の通り2液反応型の樹脂であるので、エフレタンの主剤と硬化剤とを2本のノズルで同時に吹き付けて硬化させることにより塗装を行うことで塗装膜を形成しているが、マトリックスとして使用する合成樹脂を、例えば酸化することにより即座に硬化するような樹脂を用いることにより1本のノズルで塗装するようにしても良い。 In addition, since efletane, which is a synthetic resin used as a matrix in this embodiment, is a two-component reaction type resin as described above, the efletane main agent and the curing agent are simultaneously sprayed and cured by two nozzles. Although a coating film is formed by coating, a synthetic resin used as a matrix may be coated with a single nozzle by using a resin that hardens immediately when oxidized, for example. .
さらに、この発明による複合材の製造方法は、FRPの製造方法と違い、強化材にマトリックスを含浸させる必要はなく、また、接着剤などで接着する必要もない。エフレタンのような速硬化性の性質を有し、電波に対する低い透過損失及びある程度の強度を有する樹脂を強化材にただ塗布し塗装膜を形成するだけで良く、この発明による複合材の成形が極めて容易である。加えて、FRPは硬化時間が長いために量産性が悪いのに対し、この発明による複合材はマトリックスとして使用する合成樹脂であるエフレタンの速硬化性により硬化時間が極めて短いため量産性が極めてよい。 Furthermore, unlike the FRP manufacturing method, the composite material manufacturing method according to the present invention does not require the reinforcement to be impregnated with the matrix, and does not need to be bonded with an adhesive or the like. It is only necessary to form a coating film by simply applying a resin having a fast-curing property such as efletane, a low transmission loss to radio waves, and a certain level of strength to the reinforcing material. Easy. In addition, while FRP has a long curing time, it is poor in mass productivity, whereas the composite material according to the present invention has a very short curing time due to the rapid curing property of efletan, which is a synthetic resin used as a matrix. .
また、この発明による複合材のマトリックスとして使用する合成樹脂であるエフレタンは、布状に形成された強化材で使用する繊維や強化材の表面に離型剤や離型剤としての性質を有する物質が既に塗布されていなければ、いかなる材質の物にも塗装膜を形成可能であるので、強化材として使用可能な部材の選択の幅が広く、複合材としての応用範囲も広い。 Further, efletane, which is a synthetic resin used as a matrix of a composite material according to the present invention, is a substance having properties as a release agent or a release agent on the surface of fibers or reinforcements used in a reinforcing material formed in a cloth shape. Since the coating film can be formed on any material as long as it is not already applied, there is a wide range of selection of a member that can be used as a reinforcing material and a wide range of application as a composite material.
さらに、大きな部材を構成する際、金型等を用いて成形する必要がなく、この発明による複合材のマトリックスとして使用する合成樹脂であるエフレタンをただ塗布するだけで成形できるので便利である。 Furthermore, when forming a large member, it is not necessary to mold using a mold or the like, and it is convenient because it can be molded simply by applying ephretan, which is a synthetic resin used as a matrix of the composite material according to the present invention.
この発明の第2の実施例を図2に基づいて詳細に説明する。図2は、この発明の実施例を示すもので、この発明による複合材をレドームに応用した場合のレドームの断面図である。 A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 shows an embodiment of the present invention and is a cross-sectional view of a radome when the composite material according to the present invention is applied to the radome.
この発明の第2の実施例以降の実施例は、第1の実施例の複合材の応用例を説明した実施例である。なお、第1の実施例と同じ部分については、同一名称、同一番号を用い、その説明を省略する。 Examples after the second example of the present invention are examples describing application examples of the composite material of the first example. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same names and the same numbers, and the description thereof is omitted.
この発明の第2の実施例は、第1の実施例の複合材の電波に対する透過損失の性質を利用して、この複合材をレドームに用いた応用例である。以下、図2に基づいてこのレドーム1の製造方法について説明する。
The second embodiment of the present invention is an application example in which this composite material is used for a radome utilizing the property of transmission loss with respect to radio waves of the composite material of the first embodiment. Hereinafter, the manufacturing method of this
図2において、レドーム1は、強化材2とマトリックスである塗装膜3(3a、3b)とから構成されている。強化材2は、超高分子量ポリエチレンのダイニーマを布状に形成したものを使用し、マトリックスである塗装膜3で使用する合成樹脂は、ウレタン樹脂の一種であるエフレタンを使用している。
In FIG. 2, the
まず、発明者等は、図2に示すレドーム1の形状のような一般的なレドームの形状の型を用いて、図2に示すレドーム1の形状となるように布状の強化材2を成形するとともに、このように成形した強化材2を一時的に位置決めした。
First, the inventors form a cloth-like reinforcing
次に、発明者等は、このように一時的に位置決めした強化材2の表面にエフレタンの吹き付け塗装を行い、強化材2の一方の面に塗装膜3aを形成した。実施例1と同じように、エフレタンは二度塗りし、それぞれ1mmの厚さとなるように塗装することで塗装膜3を形成している。塗装膜3で使用しているエフレタンの乾燥状態における硬度の高さ及びその速硬化性により、強化材2の一方の面に塗装膜3aが即座に形成され、塗装膜3aを形成した後は、強化材2を一時的に位置決めするための型は不要となる。
Next, the inventors performed spray coating of efletane on the surface of the reinforcing
この型を取り除いた後、強化材2のもう一方の面にも同様にエフレタンの吹き付け塗装を行うことで塗装膜3bを形成し、発明者等は、この発明による複合材を形成するとともに、この複合材を用いたレドーム1を成形した。ここでさらに、塗装膜3a、3bの表面を加熱及び加圧することで、塗装膜3表面の平滑化や脱泡を行うようにしても良い。
After removing the mold, the other surface of the reinforcing
なお、この実施例では、強化材2の両面に塗装膜3を形成しているが、実施例1でも記載したように、強化材2の少なくとも一面に塗装膜3を形成すればよい。この場合、塗装膜3で使用しているエフレタンの耐候性を生かす観点から、レドーム1の外側の塗装膜3aを形成するようにするとよい。
In this embodiment, the coating film 3 is formed on both surfaces of the reinforcing
また、上述したように、この発明による複合材の製造方法を用いることにより、レドーム1を成形するための加工が極めて容易となる。従って、この発明による複合材の製造方法を用いることにより、図2に示すレドーム1の形状だけでなく、正二十面体で球面を近似し、そこに正三角形に組み合わせた構造材を多数並べることにより成形したドーム状の構造であるジオデシック構造をはじめとしたレドームの代表的な構造も全て容易に成形することができる。
Further, as described above, by using the composite material manufacturing method according to the present invention, the processing for forming the
この発明の第3の実施例を詳細に説明する。
この発明の第3の実施例は、第1の実施例の複合材の電波に対する透過損失の性質を利用して、いわゆるICタグ等の電波の発信源をこの発明による複合材の製造方法を用いて取り付ける応用例である。なお、第1の実施例〜第2の実施例と同じ部分については、同一名称、同一番号を用い、その説明を省略する。
A third embodiment of the present invention will be described in detail.
In the third embodiment of the present invention, the composite material manufacturing method according to the present invention is used as a radio wave source such as an IC tag utilizing the property of transmission loss with respect to radio waves of the composite material of the first embodiment. This is an application example. In addition, about the same part as 1st Example-2nd Example, the same name and the same number are used and the description is abbreviate | omitted.
この発明の第3の実施例では、複合材のマトリックスとして使用する合成樹脂はエフレタンを使用し、強化材は第1の実施例や第2の実施例とは違い、ダイニーマ等の高張力繊維を布状に形成したものは使用せず、一般に広く使用されている繊維を布状に形成したものを使用している。 In the third embodiment of the present invention, the synthetic resin used as the matrix of the composite material uses efretane, and the reinforcing material is made of high-strength fibers such as Dyneema, unlike the first and second embodiments. What formed in the shape of cloth is not used, but what used the fiber generally used in the shape of cloth is used.
上述したように、この複合材のマトリックスとして使用する合成樹脂であるエフレタンは、低粘度で速硬化性を有することから、目の粗い布であっても塗布可能であり、いかなる布製品にも塗装膜を形成可能である。 As mentioned above, efletane, a synthetic resin used as a matrix for this composite material, has a low viscosity and fast curing properties. A film can be formed.
まず、衣服をはじめとした布製品であってマークや模様などがプリントされるものに対してICタグを取り付ける場合について説明する。 First, a case where an IC tag is attached to a cloth product such as clothes on which a mark or a pattern is printed will be described.
最初に、布製品のプリントする側の表面にエフレタンの吹き付け塗装を行い、下地となる塗装膜を形成する。次に、この下地となる塗装膜の上にICタグを置き、下地となる塗装膜及びICタグの上からさらにエフレタンの吹き付け塗装を行う。この吹き付け塗装により、下地となる塗装膜及びICタグの上にさらに塗装膜が形成され、ICタグが塗装膜の中にしっかりと封入される。このようにエフレタンからなる塗装膜の中にICタグを封入することにより、エフレタンの硬度の高さ、強靱さ、優れた耐衝撃性、耐摩耗性によって封入されたICタグが保護される。また、エフレタンの防水性により、ICタグを取り付けた状態で洗濯などの水に浸けたりすることも可能となる。このようにしてICタグを封入後に塗装膜表面にマークや模様などをプリントすればよい。 First, efletan is sprayed onto the surface of the fabric product to be printed to form a base coating film. Next, an IC tag is placed on the coating film as the base, and efletane is sprayed onto the base coating film and the IC tag. By this spray coating, a coating film is further formed on the base coating film and the IC tag, and the IC tag is firmly enclosed in the coating film. By encapsulating the IC tag in the coating film made of efletane in this way, the encapsulated IC tag is protected by the high hardness, toughness, excellent impact resistance, and wear resistance of the efletane. In addition, the waterproofness of the eflet allows it to be soaked in water such as washing with the IC tag attached. In this way, after enclosing the IC tag, a mark or pattern may be printed on the surface of the coating film.
衣服に対して、ICタグの代わりに、測位を行うためのGPS受信機及びその測位データを送信するための送信機を上記の方法で塗装膜の中に封入することにより、その衣服を着用した人物の測位を行うことができ、例えば徘徊する人などの位置の把握に応用することができる。また、従業者の位置を把握する必要のある職業(例えば警備員など)の制服にこのようなGPS受信機などを封入してもよい。 Instead of the IC tag, the clothes were worn by enclosing the GPS receiver for positioning and the transmitter for transmitting the positioning data in the coating film by the above method. The positioning of a person can be performed, and for example, it can be applied to grasping the position of a person who hesitates. Further, such a GPS receiver or the like may be enclosed in a uniform of an occupation (for example, a guard) who needs to know the position of the employee.
この発明は、野外に設置される野営用テント、アンテナ等を保護するためのレドーム、電波を反射する反射板、電波を遮蔽するシールド材、気球、海上に設置されているブイ、排煙ダクト、タンク、ヘルメット、ヨット等の船舶、野外スポーツ用品、車両、住宅用材等、屋内で使用される住宅用材、商品につけるICタグ、防弾チョッキ、各種の実験に使用される人造人間、木工製品、金属製品、玩具等に利用可能である。 This invention is a field tent installed outdoors, a radome for protecting antennas, a reflector that reflects radio waves, a shielding material that shields radio waves, a balloon, a buoy installed on the sea, a smoke exhaust duct, Tanks, helmets, yachts and other ships, outdoor sports equipment, vehicles, housing materials, indoor housing materials, IC tags attached to products, bulletproof vests, androids used in various experiments, woodwork products, metal products It can be used for toys.
1 レドーム
2 強化材
3(3a、3b) 塗装膜(マトリックス)
1
Claims (13)
前記強化材は布からなり、
前記マトリックスは、耐浸透性、耐剥離性、耐衝撃性、耐摩耗性を有する合成樹脂性の塗料を、塗布することにより形成した塗装膜であること
を特徴とする複合材。 In a composite material composed of a reinforcing material and a base material (matrix) formed on at least one surface of the reinforcing material,
The reinforcement is made of cloth,
The composite is characterized in that the matrix is a coating film formed by applying a synthetic resin paint having permeation resistance, peel resistance, impact resistance, and abrasion resistance.
を特徴とする請求項1に記載の複合材。 2. The composite according to claim 1, wherein the coating film is formed by simultaneously spraying a synthetic resin paint composed of a main agent and a curing agent from a nozzle for the main agent and a nozzle for the curing agent, respectively. Wood.
を特徴とする請求項2に記載の複合材。 The composite material according to claim 2, wherein efletane is used for the coating film.
を特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載の複合材。 The composite material according to any one of claims 1 to 3, wherein high-strength fibers are used as the reinforcing material cloth.
を特徴とする請求項1〜請求項4の何れかに記載の複合材。 The composite material according to any one of claims 1 to 4, wherein the coating film is a member having a small radio wave transmission loss.
布製の強化材の表面の汚れを除去した後、
前記布製の強化材の一方の面に形成するマトリックスは、耐浸透性、耐剥離性、耐衝撃性、耐摩耗性を有する合成樹脂性の塗料を、塗布してなる塗装膜としたこと
を特徴とする複合材の製造方法。 In a method for producing a composite material comprising a reinforcing material and a base material (matrix) formed on at least one surface of the reinforcing material,
After removing the dirt on the surface of the fabric reinforcement,
The matrix formed on one surface of the cloth reinforcing material is a coating film formed by applying a synthetic resin paint having permeation resistance, peel resistance, impact resistance, and wear resistance. A method for producing a composite material.
を特徴とする請求項6に記載の複合材の製造方法。 The coating film is formed by simultaneously spraying and applying a synthetic resin paint composed of a main agent and a curing agent from a nozzle for a main agent and a nozzle for a curing agent, respectively. 6. A method for producing a composite material according to 6.
を特徴とする請求項7に記載の複合材の製造方法。 The method for manufacturing a composite material according to claim 7, wherein the coating film is formed using efletane as the synthetic resin coating.
を特徴とする請求項6〜請求項8の何れかに記載の複合材の製造方法。 The method for producing a composite material according to any one of claims 6 to 8, wherein the surface of the coating film is heated and pressurized.
布材を、レドームの形状に形作ってなる前記強化材と、
前記レドーム形状の布材の表面に、耐浸透性、耐剥離性、耐衝撃性、耐摩耗性を有する合成樹脂性の塗料を塗布して形成された塗装膜からなる前記マトリックスと
からなることを特徴とする複合材を用いて形成したレドーム。 In a composite material composed of a reinforcing material and a base material (matrix) formed on at least one surface of the reinforcing material,
The reinforcing material formed by forming a cloth material into the shape of a radome;
The matrix comprising the coating film formed by applying a synthetic resin paint having penetration resistance, peel resistance, impact resistance, and abrasion resistance to the surface of the radome-shaped cloth material. A radome formed using a characteristic composite material.
を特徴とする請求項10に記載の複合材を用いて形成したレドーム。 The coating film was formed by using a member having a small radio wave transmission loss and simultaneously spraying and applying a synthetic resin paint composed of a main agent and a curing agent using a nozzle for the main agent and a nozzle for the curing agent, respectively. A radome formed using the composite material according to claim 10.
を特徴とする請求項11に記載の複合材を用いて形成したレドーム。 The radome formed using the composite material according to claim 11, wherein the coating film is made of efletane.
を特徴とする請求項10〜請求項12の何れかに記載の複合材を用いて形成したレドーム。 The radome formed using the composite material according to any one of claims 10 to 12, wherein the reinforcing fabric material is high-strength fiber.
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