(57)【要約】プラスチック−金属複合材料、特に電磁遮蔽または機械的補強ウィンドウに使用される、特に、極細ワイヤーから作られる細目金網を有する熱可塑性ポリマーベースの透明プラスチック−金属複合材料を記述している。【特許請求の範囲】
【請求項１】
極細ワイヤーからなる細目金網を有する熱可塑性ポリマーベースの、少なくとも部分的に光透過性であるプラスチック−金属複合材料。
【請求項２】
少なくとも一つのプラスチックフィルムを含むことを特徴とする、請求項１に記載のプラスチック−金属複合材料。
【請求項３】
該細目金網がポリマー中に埋め込まれるかまたはポリマー、特にプラスチックフィルムの表面に結合していることを特徴とする、請求項１または２に記載のプラスチック−金属複合材料。
【請求項４】
該プラスチック−金属複合材料が多層構造を有し、該細目金網が二つのプラスチックフィルムの間に囲まれ、特にラミネートされていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプラスチック−金属複合材料。
【請求項５】
該プラスチック−金属複合材料が一以上のプラスチックフィルムから形成され、熱成形され得ることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のプラスチック−金属複合材料。
【請求項６】
該プラスチック−金属複合材料が更に射出成形プラスチックからなる少なくとも一つのセクションを有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のプラスチック−金属複合材料。
【請求項７】
該プラスチック−金属複合材料が透明プラスチックおよび非透明プラスチックからなる射出成形セクションを有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のプラスチック−金属複合材料。
【請求項８】
該プラスチックフィルムおよび／または射出成形プラスチック用熱可塑性ポリマーとして、ポリマーがポリカーボネート、ポリアクリレート、特にポリメチルメタクリレート、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート、ポリアルキレン、特にポリプロピレンを含有するシリーズから選択されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のプラスチック−金属複合材料。
【請求項９】
鉄ワイヤー、特にスチールワイヤー、またはタングステンワイヤーが極細ワイヤーの材料として使用されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のプラスチック−金属複合材料。
【請求項１０】
該極細ワイヤーの直径が１００μｍ以下、好ましくは５〜５０μｍ、特に好ましくは１０〜３０μｍであることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のプラスチック−金属複合材料。
【請求項１１】
該細目金網のメッシュサイズが５０μｍ〜２０ｍｍ、好ましくは８０μｍ〜５ｍｍ、特に好ましくは８０μｍ〜１ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のプラスチック−金属複合材料。
【請求項１２】
光透過性電磁遮蔽物として、または電磁反射物としての、特に屋内電気器具およびパラボラアンテナへの、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のプラスチック−金属複合材料の使用。
【請求項１３】
機械的補強ウィンドウとしての、特に乗物用ウィンドウ、安全ヘルメットおよび遮蔽物への、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のプラスチック−金属複合材料の使用。
【請求項１４】
機械的補強挿入物としての、特に防護服への、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のプラスチック−金属複合材料の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に高い光学品質を有する電磁遮蔽物または部品の機械的補強への使用用の、極細ワイヤーから作られる細目金網を有する熱可塑性ポリマーベースのプラスチック−金属複合材料、特に、透明プラスチック−金属複合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
一方で機械的保護を提供し、他方で光透過性を可能にする部品を使用することが、日常生活の多くの領域において重要である。例としては、自動車または建物用の防弾または飛散防止ガラス、高い保護要求に関する防護眼鏡または現金自動預け払い機および中の商品が見えなければならず、同時に窃盗および破壊から保護されなければならない自動販売機が挙げられる。
【０００３】
従って、シートが壊れる場合に負傷のリスクを最小にするために、シートにより大きな破壊抵抗を与え、大きな縁の鋭い破片への粉砕を防ぐ、粗目金網を有する透明ガラスシート、例えば、安全ガラスシートの備え付けが原理的に知られている。そのような安全ガラスシートの欠点は、針金による透明性の減少と重い重量である。
【０００４】
従来利用可能な別の解決策は、厚い複合ガラス（透明プラスチックフィルムの中間層を有するガラスシートに取って代わるもの）からなり、従って、原則として非常に重く、材料の厚さのために光学歪がほぼ避けられない。これらの明白な不利益にもかかわらず、これらのシートは乗物が危機域において使用されることを意図している場合に自動車構造に使用される。
【０００５】
フリーかつできるだけはっきり見えるようにしなければならないそのような安全ガラスシートにおいて、アクシデントが生じた場合、壊れたガラスは埋め込まれたフィルムによって保持される。典型的な用途は、自動車ウィンドウ、列車ウィンドウおよび銀行におけるセキュリティーウィンドウである。特に、例えば、セイフティーバイザー等の用途において、重量を減らすために、プラスチックセイフティーシートが更に時折使用される。警察および軍隊の盾は、中度の安全効果で比較的重い。従って、改良された保護効果を有するより軽い盾への要求がある。本発明の新規開発の使用は、同時の改良された保護効果と共により薄くし、より軽く安全にすることを可能にするべきである。
【０００６】
しかしながら、セイフティーバイザーの機械的安定性は、しばしばまだ不充分であると見なされており、従って、機械的安定性、光透過性および減量を組み合わせる解決を発見する必要がある。
【０００７】
電磁遮蔽や反射の分野において、プラスチック部品は、その低い導電率のため、今まで使用され得なかった。伝導性材料（例えば、伝導性カーボンブラック）でドープされたプラスチックは、効果的な電磁遮蔽を可能にする大きさに対して数桁低い導電率を有する。それらは帯電を防ぐために使用される。電磁遮蔽または反射の目的は、一般に、光学途絶特性を有する金属グリッド、金属プレートまたは金属ペイントの使用によって達成される（言い換えれば、それらは部分的にしか透明でないかまたは完全に非透明である。）。電子レンジの分野において、穿孔金属シートが組み込まれたガラスかまたはその上にストライプもしくは別のパターンが伝導性ペーストで適用され、焼き付けられたガラスが現在広く使用されている。
【０００８】
電磁照射由来の干渉（例えば、近接強力交互電場による）に敏感に反応する電化製品のハウジングは、現在、金属から製造されるか、または導電性ペイントで塗装されなければならないが、それらはデザイン、重量および価格、並びに場合によっては更に環境保護の観点において対応する不利益を生じさせる。電磁照射の反射（例えば、電子レンジの視野部）も、従来、プラスチックでは達成されなかった。技術的利益を更にもたらし得るデザイン変更（ターンテーブルに照射を集中させるフロントウィンドウの湾曲など）は不可能であるかまたは達成が困難である。
【０００９】
例えば、ラジオおよびテレビに関するマイクロ波領域における送信および受信に関して使用されるパラボラアンテナ（家庭におけるものを含む）は、現在ほぼ間違いなく金属シートを用いて作られ、それらが適切な形態に曲げられ、プレスされている。シート金属の使用は、光学的不利益を伴う。据え付け衛星用パラボラアンテナは、それらが取り付けられた建物の外観を激しく害する。極めて高い透明度および傑出した機能性（マイクロ波の反射）と使用されるプラスチックによる高い耐衝撃性および良好な耐候性とを組み合わせることが可能でなければならない。パラボラ反射器の視界を遮る外観は、このように減少されなければならない。
【００１０】
プラスチックの表面を（防爆領域において必要であるように静電帯電を防ぐために）伝導性にするために、導電性材料（例えば、伝導性カーボンブラック）が、従来、常にプラスチックに添加されていた。低い導電率は、このように達成され、表面電荷を消散させるのに充分である。しかしながら、伝導性カーボンブラック充填材含量により、使用されるプラスチックは、常に非透明であり、概して黒色である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は、単純な方法で製造され、良好な機械的特性と低い重量および特に光透過性とを組み合わせる複合材料、特に反射器もしくは機械的補強ウィンドウ用複合材料、または光透過性部品の電磁遮蔽用複合材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、常套のプラスチック材料、特に透明プラスチックフィルム、プラスチック成形品またはフィルムラミネートを極細ワイヤーからつくられるほとんど目立たない細目金網と共に提供することによって達成される。
【００１３】
本発明は、極細ワイヤーからつくられる細目金網を有する熱可塑性ポリマーベースの、少なくとも部分的に光透過性であるプラスチック−金属複合材料を提供する。
【００１４】
細目金網は、極細ワイヤーからつくられる織物もしくは編み物または互いに平行に配置された極細ワイヤーの少なくとも二つの層を包含し、それらの層がワイヤーの交点において互いに接着されるか、溶接されるかもしくは焼結されている交差メッシュ（ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｎｇ  ｍｅｓｈ）であり得る。
【００１５】
重量の問題は、ガラスの代わりに、例えばポリカーボネートを使用することによって解決される。細かい、薄いクロス、例えば、金属または合金によって作られるもの、が機械的補強に使用される。メッシュサイズは、例えば、約１００μｍであり、ワイヤー厚は、例えば、約２０μｍである。これは、ほとんど肉眼で認識できず、ワイヤーの個々の構造が視覚的に認識されるようにせずに通過する光を単に減らすだけのクローズ−メッシュ細目金網を製造する。
【００１６】
細目金網は、例えば、グルーもしくはペイントで付着させることによってまたはポリカーボネートを部分的に溶解し得る溶媒を用いて基礎をなすＰＣフィルムを軟化することによってポリカーボネートフィルムに適用される。
【００１７】
プラスチック−金属複合材料は、好ましくは少なくとも一つのプラスチックフィルムを含む。
【００１８】
プラスチック−金属複合材料の好ましい変形において、細目金網は、ポリマーに埋め込まれるかまたはポリマーの表面、特にプラスチックフィルムに結合される。
【００１９】
細目金網は、例えば、二つのＰＣフィルム間の、昇温を含むラミネーションによって付着され得る。ワイヤーが付着された後、得られたフィルムは、ある限度内で更に機械的に成形され得る（例えば、熱成形による。）。
【００２０】
少なくとも二つのプラスチックフィルムを有する多層構造を有し、細目金網が二つのプラスチックフィルムの間に囲まれ、特にラミネートされていることを特徴とするプラスチック−金属複合材料が特に好ましい。
【００２１】
プラスチック−金属複合材料の別の変形は、プラスチック−金属複合材料が一以上のプラスチックフィルムによって形成され、全体として熱成形され得ることを特徴とする。
【００２２】
このように得られるフィルムは、好ましくはプラスチックフィルムの外側の面に、バック成形法（ｂａｃｋ−ｍｏｌｄｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）による別の処理を受け得る。好適な機械において、バック成形法は、フィルムに直接付着される細目金網がなくても行われ得る。
【００２３】
代わりに、押出法を用いてシートまたはプロファイルを同様に細目金網とラミネートしてもよい。
【００２４】
金属または合金で作られる細かい細目金網の使用およびそれらのプラスチック、例えば、ポリカーボネートまたは別の、好ましくは光透過性プラスチック、への組み込みによって、プラスチックは、機械的に補強され得る。この効果は、メッシュサイズおよびワイヤー厚に依存してより明確にまたはより不明確に示される。
【００２５】
別の好ましい態様において、従って、プラスチック−金属複合材料は、更に、射出成形プラスチックで作られる少なくとも一つのセクションを有する。
【００２６】
プラスチック−金属複合材料の別の好ましい態様は、透明プラスチックおよび非透明プラスチック両方から作られる射出成形セクションを示す。
【００２７】
プラスチックフィルムおよび／または射出成形プラスチック用の熱可塑性ポリマーとして、ポリマーは、好ましくは、ポリカーボネート、ポリアクリレート、特に、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート、ポリアルキレン、特にポリプロピレンを含有するシリーズから選択される。
【００２８】
鉄ワイヤー、特にスチールワイヤー、またはタングステンワイヤーが極細ワイヤー用材料として好ましく使用される。
【００２９】
極細ワイヤーは、好ましくは直径１００μｍ以下、好ましくは５〜５０μｍ、特に好ましくは１０〜３０μｍである。
【００３０】
細目金網のメッシュサイズは、好ましくは５０μｍ〜２０ｍｍ、特に好ましくは８０μｍ〜５ｍｍ、最も特に好ましくは８０μｍ〜１ｍｍである。
【００３１】
前記選択は、肉眼でほとんど認識され得ず、ワイヤーの各構造が視覚的に認識されるようにせずに単に通過する光を減少させる細目金網を生じさせる。
【００３２】
細目金網は、好ましくは、ポリマーに付着させる前に焼結される。
【００３３】
細目金網のテクスチャとして、既知の全てのテクスチャが好適であり、特に、既知の織り、好ましくは、バスケット織り（ｂａｓｋｅｔ  ｗｅａｖｅ）、平織り（ｓｉｎｇｌｅ  ｐｌａｉｎ  ｗｅａｖｅ）、逆平畳織り、綾織りおよび綾畳織りが好適である。
【００３４】
細目金網の光沢のある金属表面における光反射を最小化するために、組み込まれるワイヤーを最初に艶消しにしなければならない。これは、さまざまな方法、例えば、プラスチックへの実際の組み込みもしくは射出成形プロセスに先立つエッチングプロセスによって、または入射光を一方向ではなく広汎に拡散させる金属酸化物の薄層がワイヤー上に形成するように細目金網の大気下における熱処理によって達成され得る。
【００３５】
特に好適な、好ましい配置は、ワイヤーメッシュにおけるワイヤーの波形、特に、規則波形または方形波形配置である。この配置は、特別なプログラム化可能なワイヤー挿入マシーンを使用して達成され得る。
【００３６】
本発明は、更に、本発明によるプラスチック−金属複合材料の機械的補強ウィンドウ、特に、乗物ウィンドウ、安全ヘルメットおよび盾用の機械的補強ウィンドウとして、または機械的補強挿入物、特に防護服の装備用の機械的補強挿入物としての使用も提供する。
【００３７】
例えば、金属または合金からなる細かい導電性細目金網の使用、およびプラスチックへの組み込みによって、プラスチック−金属複合材料は、更に電磁照射の遮蔽および反射にも使用され得る。メッシュサイズに依存して、異なる波長が反射され得る。電磁照射の反射をできるだけ有効にするために、メッシュサイズは、所望の波長の桁の範囲内かまたはそれより小さくなければならない。金属または合金、好ましくはステンレス鋼またはタングステンからなる細かく薄い織りは、好ましくは電磁遮蔽に使用される。
【００３８】
本発明は、更に、本発明によるプラスチック−金属複合材料の光透過性の、特に、屋内電気機器、例えば、電子レンジ、およびパラボナアンテナ用の、電磁遮蔽物として、または電磁反射物としての使用も提供する。
【実施例】
【００３９】
実施例１
ワイヤー厚２０μｍかつメッシュサイズ１００μｍのステンレス鋼細目金網（ステンレス鋼グレード１．４３０６）を二つの３７５μｍ厚ポリカーボネートフィルム（Ｂａｙｅｒ  ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ  ＡＧ製のＭａｋｒｏｆｏｌ（登録商標））の間に挿入し、３００Ｎ／ｃｍ２圧のもと、１８５℃において１０分間ラミネートする。このようにして得られるフィルム複合物をポリカーボネートとバック成形して２ｍｍ圧シートを製造する。
【００４０】
シートは、同じ密度の非変性ＰＣシートと比較して破壊抵抗の改良を示す。
【００４１】
実施例２
タングステンワイヤー（直径２０μｍ）を３７５μｍ厚ポリカーボネートフィルム（Ｍａｋｒｏｆｏｌ（登録商標））上に二つの層において互いの上に垂直に配置する。フィルムの上に存在するワイヤーを、各ワイヤーの交点にジオキサラン（ｄｉｏｘａｌａｎｅ）の小滴を適用することによって、最初にフィルムに取り付ける。ジオキサランは、初めに、フィルムの表面のポリカーボネートを部分的に溶解するが、次に更に蒸発し、ポリカーボネートの薄層がワイヤー上に残り、フィルムとの充分に安定した結合を可能にする。
【００４２】
ＵＶ硬化ポリウレタンベースのペイントを使用してワイヤーをフィルムに取り付け、同時にワイヤーへの機械的保護を提供した。ワイヤーは、フィルムをバック射出成形金型（ｂａｃｋ−ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｍｏｕｌｄ）に導入し、ポリカーボネートとバック成形するのに充分な表面への良好な付着を示した。このようにして、ワイヤーはポリカーボネートに完全に囲まれ、このワークピースはのぞき込むと実質的にバックグラウンドひずみを示さない。バック成形は、更に事前のペイントなしでも行われ得る。
【００４３】
フィルムは、上記のように、ワイヤーが取り付けられる側またはワイヤーの反対側を向く側に直接バック成形されても、さまざまなペイントシステムで処理されてもよい。
【００４４】
別の試験において、ワイヤーを一つの層に直線状に配置せずに波形に配置する。なぜなら、このことは別の光学的利益をもたらすからである。この配置によって、ワイヤーはかろうじて見え、ほとんど肉眼で見られ得ない。この波形配置で、シートをのぞき込んだときに、細いワイヤーの使用に起因するほんのわずかにでも残る光学的ひずみがほぼ完全に見えなくなる。
【００４５】
実施例３
実施例１に記述されるような細目金網を有する二つのフィルムの複合物をその特性に関して試験し、ワイヤーなしのフィルムおよびより大きなメッシュの細目金網を有する複合物と比較した。
【００４６】
フィルムを導波管のセクションに組み込み、マイクロ波放射の材料依存性制動を決定した。
【００４７】
検討中の周波数範囲（周波数２．２〜２．７ＧＨｚのマイクロ波）において、フィルムを通過する透過は周波数に依存しない（測定精度＋／−５％において。）。
【００４８】
純粋なＰＣフィルムは、平均透過率９５％を生じた。
【００４９】
二つのフィルムとその間のタングステンワイヤー（２０μｍ）から作られる目の粗いメッシュ（メッシュサイズ５ｍｍ）を有する細目金網とからなるフィルムラミネートは、平均透過率２５％を示した。
【００５０】
タングステンワイヤー（２０μｍ）から作られる細かいメッシュ（メッシュサイズ１００μｍ）を有する細目金網を有するポリカーボネート（５ｍｍ）でバック成形されたフィルムは、透過率０％（＋ノイズ）を示した。
【００５１】
実施例４
実施例１によって製造され、次にバック成形された一つのサンプルおよび実施例２によって製造され、次にバック成形された二つのサンプルの反射特性を、商業衛星の透過周波数にほぼ対応する高いマイクロ波周波数において試験した。センサーとサンプルとの間の距離が変えられるとマイクロ波検出器からのシグナルを記録した（定常波走査）。
【００５２】
調査中のサンプルに関するシグナルフローグラフを金属および対照サンプルにおける反射と比較した。サンプルおよび対照サンプルを、最適測定条件を作るために吸収材料で裏面をシールした。
【００５３】
使用された周波数は１２．５ＧＨｚおよび１５ＧＨｚであった。
【００５４】
全てのサンプルに関して１５ＧＨｚにおいて再現性を分析した。
このために、１０の異なるランダムに選択された測定地点を比較した。このプロセスの間、測定位置およびマイクロ波の偏光方向を変えた。
【００５５】
全てのサンプルに関して、非常に良好な再現性が認められた。
【００５６】
メッシュサイズ２００μｍかつワイヤー厚２０μｍの挿入金網を有する第一のサンプルは、使用される波長領域において金属シートにおける反射とまさに同程度の反射を示した。
【００５７】
それぞれ実施例２によって製造され、メッシュサイズ１ｍｍおよびワイヤー厚１９μｍを有する第二および第三のサンプルを、上記プロセスに従って、同様に走査した。使用されるワイヤーは、ステンレス鋼から作られた。両方のサンプルが、透明衛星放送用パラボラアンテナにおける使用に関する出発原料としての適合性を示す非常に良好な反射特性を示した。
【国際調査報告】
2009511299.tif 000002
2009511299.tif 000003
2009511299.tif 000004
2009511299.tif 000005
2009511299.tif 000006
2009511299.tif 000007