JPH02118173A - 亜鉛被覆編織物 - 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、電磁波シールド材として、あるいは複合材料
の強化材として優れた特性を有する亜鉛被覆を施した編
織物に関するものである。

［従来の技術］ 近年マイクロコンピュータやワードプロセッサー等の電
子精密機器が普及し、上記機器類より発生する電磁波が
問題となりつつある。そこで、電磁波をシールドするた
めに例えば繊維表面に金属を付与した沖を電磁波シール
ド用カーテン等として利用することが行なわれている。

ところで１ａ１、葎を７ｊＥ　６Ｑ波シールド材として
用いる場合には、スパッタ法、蒸着法、もしくはラミネ
ート法等によって繊維表面に金属を付与しなければなら
ない。しかしながらこれらの方法で得られたものでは金
属と繊維間の結合力が小さいため、何らかの外力が少し
ずつ加えられている内に金属が繊維表面より脱落してし
まい、電磁波のシールド効果を長時間維持することがで
きない。

またこれらの方法では、！ａ維裏表面付与できる金属層
の厚みに限界があり、電磁波シールド効果も満足できる
ものにはならない。特にポリエチレン繊維のように表面
が化学的に極めて不活性なものでは金属を刺固に付着さ
せることは困難である。

他力、色々な材料を組合わせて夫々の特長を発揮させる
様に措成した複合材料の開発が盛んに行なわれており、
複合材料の補強用繊維としてさまざまな繊維が開発され
実際に使用されている。その中でも高強度・高弾性ポリ
エチレン繊維は他の繊維に比べて比強度・比弾性率が大
きく複合材料の補強用として大変価れた物性を有してい
る。しかしながら高強度・高弾性ポリエチレン繊維の表
面は前述の如く非常に不活性でありマトリックスとの親
和性乃至接着性が悪い。そこでマトリックスとの親和性
が高い樹脂をポリエチレン繊維の表面に付与することに
より接着性を改良することが行なわれてきたが、未だ良
好な接着性を有するものは得られていない。

［発明が解決しようとする課題］ そこで本発明においては、それ自身価れた電磁波シール
ド材料として有用であり、あるいはマトリックスとの親
和性乃至接着性において優れた特性を有し、複合材料に
おける補強材として有用である様に改質された編織物に
ついて検討した。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決することのできた本発明の改質編織物と
は高強度・高弾性ポリエチレン繊維よりなる編織物の少
なくとも片面に亜鉛を溶射したものであることを要旨と
するものであって、それ自身価れた電磁波シールド効果
を発揮する他、この亜鉛被覆編織物を複合材料の強化材
として用いたときはマトリックスとの間に優れた結合性
を発揮する。

［作用］ 本発明者等が鋭意検討した効果によれば、高強度・高弾
性ポリエチレン繊維表面に溶射法によって亜鉛を付与す
れば、■亜鉛は繊維に対して強固に付着し、長期間に亘
って脱落することがないので、安定した電磁波シールド
材として使用できること、■また、複合材料の補強材と
したときはマトリックスとの間で強い結合を形成し、優
れた特性の材料が得られることといった知見を得た。

即ち溶射法によって亜鉛を高強度・高弾性ポリエチレン
に付与したものは従来のスパッタ法、蒸着法、もしくは
ラミネート法等によって得たものに比べると、繊維表面
に対する亜鉛の結合強度がはるかに強くなるため、亜鉛
の脱落が生じにくい。また亜鉛被覆層を厚く形成できる
ので、電磁波シールド効果を強く、また長時間維持する
ことができる。

また、これを複合材料の補強材として利用する場合もマ
トリックスと補強材間の結合性が良好であり、特にマト
リックスがゴムの場合はゴムと高強度・高弾性ポリエチ
レン繊維間に強固な結合を形成することが可能となる。

さらに物性面では帯電防止性および電磁波シールド性を
付与することができる。

ここで繊維材料として高強度・高弾性ポリエチレン繊維
を用いる理由は、この繊維は他の繊維に比べて強度１弾
性率および耐ｆｆｌ性が優れているためである。特に引
張強度１５ｇ以上／デニール、引張弾性率５００ｇ以上
／デニールのものを使用すると高強度・高弾性率の亜鉛
被Ｎ編織物が得られ、これを複合材料の補強に用いると
高い強度と高い弾性率を有する複合材料が得られる。

また金属として亜鉛を選んだ理由は、溶射の際の亜鉛粒
子の熱容量が他の金属に比べて小さいため基材である高
強度・高弾性ポリエチレン繊維を損傷することが少なく
繊維表面に亜鉛の皮膜が安全に形成されやすいからであ
り、また亜鉛被覆は電磁波シールド効果に優れているた
めである。さらにこの亜鉛被Ｎ編織物を複合材料の強化
材として用いるとマトリックスとの結合性が良く、特に
マトリックスとしてゴムを用いた場合にはゴム中の硫黄
と亜鉛との間に強い結合を得ることができる。

次に亜鉛の溶射条件について述べる。亜鉛線材に投入す
る電気エネルギー密度は５〜２０にＪ／ｃｍ３、が好ま
しい。この際５にＪ／ｃｍ３に満たない場合は、溶射の
際に亜鉛の粒子化が生じにくく均一な亜鉛皮膜が形成さ
れず、好ましい電磁波シールド効果が得られないばかり
か、複合材料の補強材に用いた際には良好な接着性が得
られない。また２０にＪ／ｃｍ’を超えると溶射粒子が
高強度・高弾性ポリエチレン繊維の表面に衝突した際に
、繊維表面が熱分解し、ガスが発生して亜鉛粒子の付着
を阻害するため好ましくない。また溶射距顛は素材とす
る亜鉛線材直径の約８〜２０倍にとるのが好ましい。８
倍未満では繊維が亜鉛の爆発位置に近すぎるため、爆発
によって生じた衝撃波や爆発ガスによって繊維の表面が
熱分解しガス化するため好ましくない。また２０倍を超
えるとｉａ維までの距離が遠すぎるため亜鉛溶射粒子の
持つ運動エネルギー・熱エネルギーの減衰が大きく、繊
維表面への強固な付着が困難となるため好ましくない。

ｌａ維表面に形成する亜鉛被膜の厚みは１５〜５５μｍ
が好ましい６１５μｍ未満では亜鉛被膜が薄すぎるため
に、また均一な亜鉛被膜を形成することができないため
に、十分な電磁波シールド効果が得られず、また複合材
料の補強材として用いた場合のマトリックスとの結合性
不十分となる。また５５μｍを超えると、亜鉛被膜が厚
すぎるためハンドリング性が悪くなり、補強材に用いた
場合は界面層が脆化し、強い補強効果を得ることができ
ない。

亜鉛溶射の基材となる高強度・高弾性ポリエチレン繊維
の形態は編物、織物、不織布いずれでも良い。なぜなら
ば亜鉛溶射は平面に対して行なわれるため上記形態の方
がｉａ　ｔａ　単体のときよりも溶射効率をあげること
ができるからである。この際、織密度は１０本以上／イ
ンチが好ましい。織密度が１０本未満／インチでは繊維
間隔が空包すぎるため溶射により付与された亜鉛に対す
る支持が弱くなり亜鉛が脱落しやすくなる。

尚、繊維表面に不純物が存在すると亜鉛溶射粒子と繊維
表面との直接結合を阻害するので、溶射を施す前に脱脂
を行なうことにより、亜鉛と１ａ維間により強い結合を
形成することができる。

この様にして得られる材料を複合材料の補強用として利
用する場合における、マトリックス材料は特に限定され
ないが前述した様にゴムがもっとも好ましく、ここで言
うゴムとは天然ゴムの他。

クロロブレンゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジェン
ゴム、ブタジェンゴム、エチレンプロピレンターポリマ
ー、シリコーンゴム等の合成ゴムを非限定的に挙げるこ
とができる。また高強度・高弾性ポリエチレン繊維は他
の補強用繊維に比べて比重が小さいので複合材料を軽量
化することも可能となる。

［実施例および比較例］ （実施例１） 融点１４５℃（ＪＩＳ　　Ｋ−６７６０に基づいて求め
た）、平均分子量約２００万（ＡＳＴＭＤ２８５７に基
づいて求めた）、引張り強度３２ｇ／デニールおよび引
張り弾性率１ｔｏｏｇ／デニール（ＪＩＳ　　Ｌ−１０
１３に基づいて求めた）１合計縁度１６００デニール、
フィラメント数１５６０本であるポリエチレン繊維束を
用い、経糸及び緯糸各々２２木／１ｎｃｈの織り密度で
製織した後、−辺が１０ｃｍの正方形に切り出し亜鉛被
覆用の織布を得た。この亜鉛被覆用の織布に対して、直
径１ｍｍ　、長さ６０ｍｎ＋の亜鉛線を、１５ｍｍの溶
射距離にとって０．７にＪで５回線爆溶射し、走査電子
顕微鏡で観察したところ厚みが約２５μｍの亜鉛皮膜を
有する亜鉛被覆織布を得た。尚第１図の模式図に高強度
・高弾性ポリエチレン繊維を経糸２．緯糸２゛とじて織
った織布上に溶射により亜鉛被覆層１を形成した際の様
子を示す。

この様にして得た亜鉛被覆織布に対してＪＩＳＫ−６３
２８に基づいて揉試験を２０００回実施した。重量変化
により求めた亜鉛の脱落率は約５％であった。

またこの亜鉛被覆ポリエチレン織布の電磁波シールド効
果を、ＡＳＴＭ−１９８１，デュアルチャンバー法によ
り測定したところ、３０ＭＨｚ〜ＩＧＨｚ帯において、
３５〜３７ｄＢの減衰を示した。

（比較例１） 実施例１に記載した亜鉛被覆用織布に以下の条件からな
るスパッタ法によって亜鉛を付与し亜鉛被覆ポリエチレ
ン織布を得た。

Ａｒガス圧：　３０　ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒ電極間距
１！ｌ：１０ｃｒｎ 高周波比カニ１３．５６ＭＨｚ、２００Ｗ該亜鉛被覆ポ
リエチレン織布における亜鉛被膜の厚みを測ったところ
平均約２μｍであった。実施例１と同様の揉試験を実施
した結果、亜鉛の脱落率は約１５％であった。

またこの亜鉛被覆ポリエチレン織布の電磁波シールド効
果をＡＳＴＭ−１９８１，デュアルチャンバー法により
測定したところ３０ＭＨｚ−ＩＧＨｚ帯において、１０
〜２３ｄＢの減衰を示した。

（実施例２） 下記組成のＥＰＤＭゴムをマトリックスとし。

実施例１で得た金属被覆織布を補強材として下記の様に
して加硫を行い複合材料を得、その後下記の様にして剥
離試験を行い！ｌ１ｌｌｔｆｉ強度（接着性）を調べた
。

（１）ＥＰＤＭゴム組成 Ｅ５０１Ａ［ニスブレン、往友化学工業■製］・・・１
０（１，０重量部 ＺｎＯ・・・　　５．０重量部 ステアリン酸　　　　　　　・・・　　１．０重量部Ｆ
ＥＦブラック［カーボンブラック、東海カーボン■製］
　　　　　　　・・・　５０．０重量部サンパー２２８
０　［パラフィン系オイル、日本サンオイル鱈製］　　
　　　・・・　１０．０重量部ツクシノールＢＺ［ジブ
チルジチオカルバメート亜鉛塩、往友化学工業■製］ ・・・　１．０重量部 ツクシノールＴＴ［テトラメチルチウラムジサルファイ
ド、往友化学工業■製］ ・・・　１．０重量部 ツクシノールＭ［２−メルカプトベンゾチアゾール、往
友化学工業■製］・・・０．５重量部硫黄　　　　　　
　　　　　・・・　１．０重量部（２）加硫 前記組成のＥＰＤＭゴムを厚さＩＩＩＩｍのシートにし
た後、１辺が１０ｃｍの正方形に切り、該金属被覆織布
を２枚のＥＰＤＭゴムの間に挟んで１０ｋｇ／ｃｍ２．
　１３０℃×２０分間加硫を行った。

（３）剥離試験 引張り速度：５０ｍｍ／ｍｉｎ 環境温度、湿度：２０℃、６０％ＲＨ 剥離試験においては、上記の様にして加硫した（亜鉛被
覆織布補強）複合材料を２．５ｃｍ幅に切った後、テン
シロン（オリエンチック社製）を用し１てＴ−剥離によ
り剥離強度を測定した。剥離強度の平均値は１２．７ｋ
ｇ／ｃｍであった。

（比較例２） 比較例１に記載した亜鉛被覆ポリエチレン織布を強化材
とし用い、実施例２と同様に処理して複合材料を得た。

そして実施例２と同様にして剥離試験を実施した結果、
剥離強度の平均値は５．３ｋｇ／Ｃｌ１１であった。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されているので、本発明におけ
る亜鉛被覆編織物は高強度・高弾性ポリエチレン繊維よ
りなる編織物上に亜鉛被覆層が強固にしかも厚く形成さ
れている。従って優れた電磁波シールド性を有し、しか
も亜鉛の脱落が少ないので長時間に亘フてその効果を発
揮する。

そしてこの亜鉛被覆編織物を複合材料の補強材として用
いると、マトリックスに対し良好な結合性を示し、特に
マトリックスがゴムの場合強固な結合性を示す。また当
然のことながら繊維自体が軽くて高強度・高弾性である
ので軽量で高強度・高弾性の複合材料が得られ、亜鉛被
覆しであるので電磁波シールドや帯電防止機能を有す複
合材料と成る。

【図面の簡単な説明】

第１図は高強度・高弾性ポリエチレン繊維織布上に溶射
により亜鉛を被覆した状態を示す模式図である。 １・・・亜鉛被覆層　　　２・・・経糸２゛・・・緯糸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高強度・高弾性ポリエチレン繊維よりなる編織物
   の少なくとも片面に亜鉛を溶射したものであることを特
   徴とする亜鉛被覆編織物。
2. （２）請求項（１）の亜鉛被覆編織物を補強材として用
   いたものであることを特徴とする複合材料。