Manufacturing method for window having electric wave stealth property and/or electromagnetic wave shielding property and window material having such properties |
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申请号 | JP2003340497 | 申请日 | 2003-09-30 | 公开(公告)号 | JP2005104310A | 公开(公告)日 | 2005-04-21 |
申请人 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd; 三菱重工業株式会社; | 发明人 | OGURI KAZUYUKI; | ||||
摘要 | PROBLEM TO BE SOLVED: To shield detrimental electromagnetic waves effectively and enhance the electric wave stealth property while the transmittance of visible rays is enhanced. SOLUTION: The manufacturing method for windows 4 having electric wave stealth property and/or electromagnetic wave shielding property consists of two steps, a step to form a thin film 2 made from an electric conductive material on the surface of a transparent window member 1 assuming a curved surface and a step to subject the thin film 2 to a processing to generate a mesh form. COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI |
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权利要求 | 曲面形状をなす透明な窓部材の表面に、導電性材料からなる薄膜を形成するステップと、該薄膜を処理してメッシュ形状に形成するステップとを備えることを特徴とする電波ステルス性および/または電磁波シールド性を有する窓の製造方法。 平面形状をなす透明な窓部材の表面に、導電性材料からなるメッシュ形状の薄膜を形成するステップと、窓部材および薄膜を一体的に湾曲させて曲面形状に形成するステップとを備えることを特徴とする電波ステルス性および/または電磁波シールド性を有する窓の製造方法。 単曲面形状をなす透明な窓部材の表面に、導電性材料からなるメッシュ形状の薄膜を形成するステップと、窓部材および薄膜を一体的に湾曲させて複曲面形状に形成するステップとを備えることを特徴とする電波ステルス性および/または電磁波シールド性を有する窓の製造方法。 前記メッシュ形状の薄膜を形成するステップが、その後の湾曲ステップにおける曲率の変化量の大きい領域に配される薄膜ほど、目の細かいメッシュ形状に形成することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の電波ステルス性および/または電磁波シールド性を有する窓の製造方法。 前記メッシュ形状の薄膜を形成するステップが、その後の湾曲ステップにおける曲率の変化量の大きい領域に配される薄膜ほど線幅の太いメッシュ形状に形成することを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の電波ステルス性および/または電磁波シールド性を有する窓の製造方法。 平面または単曲面形状をなす透明な窓部材の表面に、湾曲される際の曲率の変化量の大きい領域ほど、目の細かいメッシュ形状の導電性材料からなる薄膜を備えることを特徴とする電波ステルス性および/または電磁波シールド性を有する窓材。 平面または単曲面形状をなす透明な窓部材の表面に、湾曲される際の曲率の変化量の大きい領域ほど、線幅の太いメッシュ形状の導電性材料からなる薄膜を備えることを特徴とする電波ステルス性および/または電磁波シールド性を有する窓材。 |
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说明书全文 | 本発明は、例えば、航空機、特に、ステルス機に用いて好適な電波ステルス性および/または電磁波シールド性を有する窓の製造方法および電波ステルス性および/または電磁波シールド性を有する窓材に関するものである。 従来、航空機、特にステルス機の電磁波シールド窓としては、金やITO(インジウム錫酸化物)等の透明導電膜を透明樹脂や無機ガラスからなる窓部材の表面にコーティングしたものが知られている。 透明導電膜を採用することで、可視光線の透過性を維持しつつ、電波を均一に乱反射させてレーダーに探知されないようにする電波ステルス性や、可視光以外の有害な電磁波が航空機外から機内に侵入することを防ぐ電磁波シールド性を両立させることとしている。 しかしながら、航空機用の窓部材、特に風防やキャノピは、大きな曲率で湾曲するとともに、複数の曲率半径を有する複曲面形状を有しているものが多い。 このため、このような窓部材に透明導電膜をコーティングする場合には、ムラなく均一にコーティングすることが困難であるという問題がある。 また、電波ステルス性や電磁波シールド性を高めると、可視光線の透過性が低下するという問題がある。 特に、透明導電膜によって十分な電波ステルス性や電磁波シールド性を達成しようとすると、可視光線の透過率が70%以下に低下してしまい、機内における視界が暗くなるという不都合がある。 さらに、窓部材に透明導電膜をコーティングした電波ステルス性および/または電磁波シールド性を有する窓は、飛行中に圧力や外気温の大きな変動を受け、窓部材に変形が生ずることになる。 しかしながら、透明導電膜、特にITO等のセラミックス系の透明導電膜の場合には、この変形に追従することが困難であり、運用上起こり得る比較的小さな変形でも膜の破断が発生する恐れがある。 そのために、特にITO等のセラミックス系の透明導電膜の場合には、比較的変形が小さい窓の内側にコーティングを施すことが行われている。 一方、航空機用の窓とは全く異なる技術分野ではあるが、可視光線の透過を許容し、有害な電磁波の通過を防止する装置として、プラズマディスプレイパネルの前面フィルタがある(例えば、特許文献1参照)。 この前面フィルタは、プラズマディスプレイパネルの前面全体を覆うように、導電性メッシュを形成したPET等の樹脂性フィルムを貼付して一体化した構成のものである。 しかしながら、このような前面フィルタは、プラズマディスプレイパネルに用いられるものであるから、元来、平板状に構成されている。 したがって、これを複曲面形状からなる航空機のキャノピのような窓に適用することは困難であった。 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、可視光線の透過性を向上しつつ、電波を均一に乱反射させてレーダーに探知されないようにする電波ステルス性を有する窓や、可視光以外の有害な電磁波が航空機外から機内に侵入することを効果的に防ぐ電磁波シールド性を有する窓を低コストで製造可能な電波ステルス性および/または電磁波シールド性を有する窓の製造方法および電波ステルス性および/または電磁波シールド性を有する窓材を提供することを目的とする。 上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。 本発明によれば、予め曲面形状に形成された透明な窓部材の表面に、例えば、メッキや金属蒸着等のコーティング法を用いて導電性材料からなる薄膜を形成する。 この際、後工程でフォトエッチング法により微細なメッシュを形成することから、透明導電膜をコーティングする場合のように、コーティング後のムラ等の不均一性にはそれほど敏感ではない。 そして、窓部材の表面に密着状態に形成された導電性材料からなる薄膜を、例えば、フォトエッチング等の方法を用いてメッシュ状に構成するので、複雑な曲面形状にかかわらず、均一な密度のメッシュ形状に形成することができる。 また、本発明は、平面形状をなす透明な窓部材の表面に、導電性材料からなるメッシュ形状の薄膜を形成するステップと、窓部材および薄膜を一体的に湾曲させて曲面形状に形成するステップとを備える電波ステルス性および/または電磁波シールド性を有する窓の製造方法を提供する。 これらの発明によれば、平面形状または単曲面形状からなる透明な窓部材の表面に予め導電性材料からなるメッシュ形状の薄膜を形成する。 平面形状あるいは単曲面形状であれば、メッシュ形状の薄膜を形成した樹脂フィルムあるいは板材を窓部材の表面に沿わせるように配置して、皺なく接着することができる。 また、薄膜法により形成しても、その膜厚を比較的容易に均一化することができる。 そして、薄膜がメッシュ形状に形成されているので、湾曲時にはメッシュを構成する線が個別に延びるようにして網の目を拡大するように変形する。 これにより、薄膜は、湾曲される際における窓部材表面の伸びに追従して、窓部材との密着状態を維持するように変形される。 したがって、湾曲後も窓部材とその表面のメッシュ形状の薄膜とが一体的に密着状態に配された電波ステルス性および/または電磁波シールド性を有する窓を製造することができる。 この場合において、前記メッシュ形状の薄膜を形成するステップが、その後の湾曲ステップにおける曲率の変化量の大きい領域に配される薄膜ほど、目の細かいメッシュ形状に形成することとすれば効果的である。 また、前記メッシュ形状の薄膜を形成するステップが、その後の湾曲ステップにおける曲率の変化量の大きい領域に配される薄膜ほど線幅の太いメッシュ形状に形成することとしてもよい。 また、本発明は、平面または単曲面形状をなす透明な窓部材の表面に、湾曲される際の曲率の変化量の大きい領域ほど、目の細かいメッシュ形状の導電性材料からなる薄膜を備える電波ステルス性および/または電磁波シールド性を有する窓材を提供する。 これらの発明によれば、湾曲前の形態において、湾曲される際の曲率の変化量の大きい領域ほど、目の細かいメッシュ形状あるいは線幅の太いメッシュ形状の導電性材料からなる薄膜を設けておくことにより、湾曲させるだけで簡易に、窓全体にわたって均一な網目のメッシュ形状の導電性材料からなる薄膜を備えた電波ステルス性および/または電磁波シールド性を有する窓を構成することができる。 本発明によれば、明るい視界と高度の電波ステルス性および有害な電磁波のシールド性に優れる電磁波シールド窓を製造することができるという効果がある。 また、メッシュ形状に形成された薄膜は、その材料として金属を用いることにより、窓部材の変形に追従して容易に変形することができる。 以下に、本発明に係る電波ステルス性および/または電磁波シールド性を有する窓(以下、単に電磁波シールド窓という。)の製造方法の実施形態について、図面を参照して説明する。 窓部材成形ステップS1は、例えば、航空機用のストレッチアクリル製の平板状の窓材を加熱して金型間でプレス成形するステップである。 前記メッシュ形成ステップS3は、窓部材1の表面一面に形成された薄膜2を、図2(c)に示すように、メッシュ形状の薄膜3に形成する。 具体的には、薄膜2の表面にレジスト膜を形成し、次いで、レジスト膜にマスクパターンを露光した後に、現像することにより、薄膜2の表面にメッシュ形状のマスクを形成する。 この状態で、薬品によりエッチングすることにより、薄膜2をメッシュ形状の薄膜3に形成する。 その後、レジスト膜を除去することにより、窓部材1の表面にメッシュ形状の薄膜3が形成された電磁波シールド窓4が製造される。 形成されるメッシュ状の薄膜3は、厚さが10μm程度、メッシュを構成する各線の幅寸法が10μm程度であり、かつ、各線の間隔が200μm程度であることが好ましい。 このように構成することにより、90%程度の光線透過率を達成することができる。 また、薄膜3を銅のような良導体により構成することによって、電気抵抗値を数Ω/□以下に抑えることが可能となり、高い電磁波シールド性あるいは電波ステルス性を達成することができる。 このようなステップを含む本実施形態に係る電磁波シールド窓4の製造方法によれば、予め複曲面を有する形態に形成された窓部材1の表面に導電性材料からなる薄膜2を形成した後に、形成された薄膜2をメッシュ形状の薄膜3に再形成するので、複雑な曲面形状を有する窓部材1の全面にわたってメッシュ形状の薄膜3を均一に形成することができる。 したがって、薄膜3が不均一に形成されることによる電磁波の遮蔽ムラや視界の部分的な喪失を防止することができる。 その結果、航空機に適用した場合には、航空機内部からの視界を確保しつつ、航空機外部から飛来する電磁波を遮蔽可能な電磁波シールド窓4を製造することができる。 また、均一に形成されたメッシュ形状の薄膜3により、電磁波を均一に乱反射することが可能となり、外部のレーダーに対する電波ステルス性を向上した窓4を製造することができるという効果がある。 さらに、窓部材1の全面を隙間なく覆う従来の透明導電膜と比較すると、窓部材1の表面を覆う薄膜3が複数の網目を有するメッシュ形状に形成されているために、航空機外部の温度変化や圧力変化のような外部環境の変化が生じた場合においても、薄膜3を構成する材料として金属を用いることにより、窓部材の変形に追従して容易に変形することができる。 その結果、本実施形態に係る製造方法により製造された電波ステルス性および電磁波シールド性を有する電磁波シールド窓4は、外部環境の変化によってメッシュの破断や剥離が生ずることなく健全な状態に維持される。 なお、上記実施形態においては、薄膜形成ステップS1として、窓部材1の表面を金属材料によってめっき処理する方法を例示したが、これに限定されるものではなく、CVDやPVDのような導電性材料を蒸着させる方法、導電性塗料やペーストを塗布する方法等、任意の方法を採用してもよい。 [第2実施形態] 前期薄膜形成ステップS11は、第1実施形態と同様の方法により、平坦に配置した透明樹脂からなるフィルム10の表面一面に導電性材料からなる薄膜を形成する。 湾曲ステップS13は、まず、図5(a)に示すように、ステップS11,S12において形成されたメッシュフィルム12を平板状の窓部材13の表面に接着することにより、図5(b)に示されるように、窓部材13の表面にメッシュ形状の薄膜11を設ける。 本実施形態に係る電磁波シールド窓14の製造方法によれば、窓部材13を湾曲させる前の状態において、透明樹脂製のフィルム10上にメッシュ形状の薄膜11を形成したメッシュフィルム12を平板状の窓部材13に接着するので、接着時においては、メッシュフィルム12を窓部材11の全域にわたって容易に密着させることができる。 そして、その後に、一体に接着された状態のメッシュフィルム12と窓部材13とを一体的に湾曲させるので、曲面形状の窓部材に透明導電膜を接着する場合に生ずる皺の発生を抑えることができる。 このようにして本実施形態に係る製造方法により製造された電磁波シールド窓14も第1実施形態の方法により製造された電磁波シールド窓4と同様に、メッシュ形状の薄膜11が不均一に形成されることによる電磁波の遮蔽ムラや視界の部分的な喪失を防止して、航空機内部からの視界を確保しつつ、航空機外部から飛来する電磁波を遮蔽することができる。 また、均一に形成されたメッシュ形状の薄膜11により、電磁波を均一に乱反射することが可能となり、外部のレーダーに対する電波ステルス性を向上することができるという効果がある。 また、外部環境の変化による窓材の変形が生じた場合においても、メッシュ形状の金属薄膜11を用いることで、応力を吸収し、健全な状態を維持することができる。 なお、上記実施形態においては、平面形状の窓部材13に、メッシュフィルム12を接着することとしたが、これに代えて、単曲面形状の窓部材11にメッシュフィルム12を接着することにしてもよい。 単曲面形状であれば、メッシュフィルム12を単純に湾曲させるだけで皺なく窓部材13に密着させることができるので、上記実施形態と同様の効果がある。 また、メッシュフィルム12を窓部材11に接着する方法に代えて、図6に示される方法を採用してもよい。 すなわち、図6(a)に示される窓部材13に、図6(b)に示すように、薄膜法により導電性材料からなる薄膜15を形成した後に、図6(c)に示されるように、フォトエッチング等によりメッシュ形状の薄膜16を形成し、形成された薄膜16と窓部材13とを一体的に湾曲させる方法を採用してもよい。 [第3実施形態] 本実施形態に係る製造方法に使用されるメッシュフィルム20は、透明樹脂製のフィルム21上にメッシュ形状の薄膜22を形成したものであって、例えば、メッシュ形状の薄膜22が、図7に示されるように、位置によって網目の粗密が異なるメッシュ形状を有している。 図7に示す例では、領域Aにおいて網目が最も細かく形成され、領域Bにおいて網目が最も粗く形成され、それらの領域の間の領域Cにおいて、網目の大きさが徐々に変化するように構成されている。 網目の最も細かい領域Aは、湾曲ステップS13において湾曲されるときに、窓部材13が最も大きく曲率を変化させられる部分に接着される領域である。 網目の最も粗い領域Bは、窓部材13の曲率変化が最も少ない部分に接着される領域である。 本実施形態に係る電磁波シールド窓23の製造方法は、図8(a)に示されるように、メッシュフィルム20を平板状の窓部材13に接着し、図8(b)に示されるように、窓部材13の表面にメッシュフィルム20が密着した電磁波シールド窓材24を製造する。 そして、図8(c)に示されるように、窓部材13とメッシュフィルム20とからなる電磁波シールド窓材24を一体的に湾曲させる。 この場合において、本実施形態に係る製造方法によれば、窓部材13の表面の伸びが最も大きい領域Aに配されるメッシュ形状の薄膜22は、該メッシュ形状の薄膜22を構成している各線22aを伸ばして、網目が大きくなるように最も大きく変形させられる。 領域Aのメッシュフィルム20は、他の部分よりも細かい網目を有しているので、大きく変形させられることにより、変形の最も少ない領域Bと同等の網目の大きさになる。 また、領域Bにおいては、曲率の変化が少ないので、メッシュ形状の薄膜22の網目の大きさはあまり変化することなく、最初の細かさが維持される。 また、領域Aと領域Bとの間に配される領域Cにおいては、領域A,Bの中間程度の変形量で変形させられる。 その結果、湾曲ステップS12が終了すると、図8(c)に示されるように、窓部材11の全領域にわたって、同等の大きさの網目を有するメッシュ形状の薄膜22を有する電磁波シールド窓23が製造されることになる。 本実施形態に係る製造方法によれば、第1、第2実施形態と同様に、複雑な曲面形状をなす窓部材13の表面に、皺なく密着するメッシュ形状の薄膜22を設けた電磁波シールド窓23を製造することができる。 したがって、外部から飛来する電磁波を効果的に遮蔽することができる。 そのうえ、本実施形態に係る製造方法によれば、窓部材13の表面に形成されるメッシュ形状の薄膜22が、全領域に渡って同等の細かさの網目を有しているので、電波を均一に乱反射して高い電波ステルス性を発揮する電磁波シールド窓23を製造することができるという効果がある。 なお、本実施形態においては、メッシュフィルム20を、湾曲される窓部材13の曲率の変化の大小に合わせて、予め網目に粗密を有するものを採用したが、これとともに、図9に示されるように、メッシュ形状の薄膜22を構成する各線22aの太さにも変化をつけることが好ましい。 すなわち、窓部材13の曲率の変化が大きい領域Aに配されるメッシュ薄膜22の各線22aは、湾曲されることによる変化量が大きく、伸びる際にその太さが細くなっていくので、窓部材13の曲率の変化が小さい領域Bに配されるメッシュ薄膜22の各線22aより太く形成しておくことが好ましい。 これにより、湾曲ステップS13終了後に形成されるメッシュ形状は、網目の細かさのみならず、メッシュ形状の薄膜22を構成する各線22aの太さまで均一に形成されることになる。 したがって、電波ステルス性をより高めることができるという効果がある。 1,13 窓部材2,3,11,15,16,22 薄膜4,14,23 電磁波シールド窓10,20 メッシュフィルム(薄膜) |