ザイロン

ザイロン
名前
	IUPAC名ポリ( p-フェニレン-2,6-ベンゾビスオキサゾール)
識別子
CompTox ダッシュボード ( EPA )	ＤＴＸＳＩＤ６０１０７８８７;
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。インフォボックス参照

ザイロン（IUPAC名：ポリ（p-フェニレン-2,6-ベンゾビスオキサゾール））は、熱硬化性液晶ポリオキサゾールの商標名です。この合成ポリマー材料は、1980年代にSRIインターナショナルによって発明・開発され、東洋紡によって製造されました。^[2]一般的な用法では、この繊維はPBOと呼ばれます。^[3]

ザイロンの引張強度は5.8GPaで^[4]、これはケブラーの1.6倍です。さらに、ザイロンは270GPaという高いヤング率を持ち、鋼鉄よりも硬いことを意味します。ケブラーと同様に、ザイロンは優れた熱安定性を備えた非常に高い強度を必要とする多くの用途に使用されています。テニスラケット、卓球のパドル、スノーボード、さまざまな医療用途、火星探査車の一部などが、よく知られた例です。

使用法

ボディアーマー

ザイロンは、1998 年にSecond Chance Body Armor, Inc.が「Ultima」および「Ultimax」防護ベストに導入して以来、米国警察官の防護用ボディーアーマーとして広く使用されるようになりました。2003 年後半、カリフォルニア州オーシャンサイドの警察官トニー・ゼペテラとペンシルベニア州フォレストヒルズの警察官エド・リンバッハの両名の防護ベストが破損し、ゼペテラが致命傷を受け、リンバッハが重傷を負ったことで、ザイロンを使用した防護ベストの信頼性が問われました。その後、ザイロン製ベストは時間とともに劣化し^[5]、着用者の防護効果が期待よりも低下する可能性があるという研究結果も出ています。Second Chance は最終的にザイロン製ベストをすべてリコールし、倒産に至りました。2005 年初頭、Armor Holdings, Inc. はザイロン製製品をリコールし、新品のベストの定格寿命保証を 60 か月から 30 か月に短縮しました。^[6] 2005年8月、AHIはザイロンを含むベストの製造を中止することを決定しました。これは主に、米国政府の国立司法研究所が、法執行機関向けの承認済み防弾ベストモデルでザイロンの使用を認可しなかったことによるものです。^[7]

米国司法省は、欠陥のあるベストに関する虚偽請求法違反の可能性について多数の調査を開始した。訴訟の過程で、ザイロンベストの製造と販売に関与した18の企業と総額1億3,600万ドル以上の和解が成立した。調査は20年近くを経て、2022年後半に材料サプライヤーのハネウェル・インターナショナルとの最終和解が成立したことで終了した。 ^[8]

宇宙エレベーターの研究

2006年10月20日〜21日、米国ニューメキシコ州ラスクルーセスでWirefly X Prize Cupの競技会が開催されました。ブリティッシュコロンビア大学のチームがザイロン繊維で作られた構造物を使用してテザーチャレンジに参加しました。2007年のSpacewardゲームで他のチームが50%の強度で上回らなければならなかったSpacewardが使用した家のテザー^[9]はザイロンで作られていました。

高高度気球科学

ザイロンはNASAの長期高高度データ収集に使用されています。編組ザイロンストランドはポリエチレン製超圧気球の構造を維持します。ザイロンは軽量、高引張強度、熱特性に優れているため、最適な素材です。^[10]

モータースポーツ

2001年以来、ザイロンテザーはF1でホイールをシャーシに固定するために使用されており、事故でホイールが空中に浮いた場合でも、ホイールが混雑したエリアに飛び出すのを防いでいます。2007年シーズンから、ドライバーのコックピットはザイロン製の特別な貫通防止パネルで覆われるようになりました。^{[11] 2011年には、フェリペ・マッサが}2009年に負傷した後、レーシングヘルメットのバイザーの上部を補強し、バイザーとヘルメットの間に重なりを持たせて保護を強化するためにザイロンストリップが導入されました。インディレーシングリーグは 2008年にザイロンを使い始めました。^[13^]

スタンディングリギング

現代のレーシングヨットでは、ザイロンはスタンディングリギングの部品に使用されています。シュラウドやステーとして使用されています。PBO（ポリベンゾオキサゾール）繊維は紫外線、海水、擦れ（ザイロンが警察の防護ベストで使用されなくなった原因はこの問題です（上図参照））により劣化するため、合成の溶融ジャケットで保護されています。従来のリギングより65％軽量で、ロッドリギングの110～130％の価格で提供されると言われています。^[14]実験室でのテストでは、優れた耐久性も主張されています。

パラシュート

SpaceXはMk3パラシュートのサスペンションラインにザイロンを使用しています。SpaceXの有人クルードラゴン宇宙船では、4つのMk3パラシュートがメインパラシュートとして使用されています。 ^[15]

導電性繊維

ザイロンは、ニッケル、銅、銀、または金でメッキされた導電性繊維のベース繊維として組み込まれています。導電性繊維は、電子繊維、織物または編み物のシートのEMIシールド、またはワイヤー上の編組、信号伝送または電流伝導に使用されます。この導電性繊維は、ザイロンの利点（強度、耐高温性、耐久性、軽量など）とさまざまな金属の電気的特性を兼ね備えています。導電性糸は、縫い付け、編み込み、編み込み、または裸線のように単に絶縁することができます。^[16]

構造改修

PBOは、外部接着複合システムにおけるコンクリートや石造構造物の修復や強化に使用される市販の繊維の中で最も強度と剛性が高い。^[17]このシステムでは、繊維は織物メッシュの形で製造され、セメントモルタルマトリックスがこれを既存の構造物に接着する。

スピーカー

ヤマハは最高級スピーカーNS-5000のスピーカーコーンの製造にザイロンを使用しています。 ^[18]

自転車と車椅子の車輪のスポーク

Spinergy社はPBOスポークを使用した自転車や車椅子用の車輪を製造している。同社は、PBO繊維スポークは振動や衝撃を緩和する効果があり、スチールスポークよりも軽量で強度が高いと主張している。^[19]

参照

参考文献

^ ポリマー用語および命名法の概要 - IUPAC勧告2008 (PDF) . 2018年8月28日閲覧。
^ ニールソン、ドナルド (2006)。イノベーションの遺産: SRI の最初の半世紀。カリフォルニア州メンロパーク: SRI インターナショナル。pp. 11–7–11–10。ISBN 978-0974520810。
^ Abegaz, Adane Z. (2013-12-18). RC柱の拘束システムとしての先進繊維強化複合材料 (論文). マイアミ大学学術リポジトリ. p. 7.
^ 東洋紡株式会社「ザイロン®（PBO繊維）」（無料ダウンロードPDF）（技術情報）。
^ 「Zylon」。Policeone.com 。 2014年3月20日閲覧。
^ “New Jersey News”. 2016年3月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年6月2日閲覧。
^ 「NIJジャーナル第254号：ボディアーマー安全イニシアチブ」。
^ 「ハネウェル、ザイロン製防弾チョッキの虚偽クレームで335万ドルを支払う」2022年10月26日。
^ Little, Brian (2007-10-19). 「Spaceward Games 2007 | GeekDad」. Wired . Wired.com . 2014年3月20日閲覧。
^ Said, MA; Dingwall, Brenda; Gupta, A.; Seyam, AM; Mock, G.; Theyson, T. (2006 年 12 月)。「高強度繊維の紫外線 (UV) 耐性の調査」。Advances in Space Research。37 ( 11)。Elsevier Ltd.: 2052–2058。Bibcode :2006AdSpR..37.2052S。doi :10.1016/j.asr.2005.04.098 。
^ フォーミュラワンのプレスリリース。「FIA Rules & Regulations Sporting Regulations 2007」。2007年1月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年1月29日閲覧。
^ 「スーパーバイザー - フォーミュラワンのヘルメットがさらに安全になる」Formula1.com 2011年3月30日。2013年8月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年3月30日閲覧。
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^ 「イーロン・マスクとNASA長官がSpaceXの宇宙飛行士宇宙船の最新情報を発表」YouTube 2019年10月10日。2021年12月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。
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^ Tumialan, Gustavo; De Luca, Antonio (2014 年 9 月)。「FRCM システム」。Structure Magazine。
^ 「NS-5000 テクノロジー」 yamaha.com . 2022年3月10日閲覧。
^ 「Spinergy PBO スポーク」. spinergy.com . 2023年6月28日閲覧。

外部リンク

ザイロン製造元東洋紡
防弾チョッキのザイロン

[1] ポリマー用語および命名法の概要 - IUPAC勧告2008 (PDF) . 2018年8月28日閲覧。

[2] ニールソン、ドナルド (2006)。イノベーションの遺産: SRI の最初の半世紀。カリフォルニア州メンロパーク: SRI インターナショナル。pp. 11–7–11–10。ISBN 978-0974520810。

[3] Abegaz, Adane Z. (2013-12-18). RC柱の拘束システムとしての先進繊維強化複合材料 (論文). マイアミ大学学術リポジトリ. p. 7.

[Toyobo_Co.,_Ltd.-4] 東洋紡株式会社「ザイロン®（PBO繊維）」（無料ダウンロードPDF）（技術情報）。

[5] 「Zylon」。Policeone.com 。 2014年3月20日閲覧。

[6] “New Jersey News”. 2016年3月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年6月2日閲覧。

[7] 「NIJジャーナル第254号：ボディアーマー安全イニシアチブ」。

[8] 「ハネウェル、ザイロン製防弾チョッキの虚偽クレームで335万ドルを支払う」2022年10月26日。

[9] Little, Brian (2007-10-19). 「Spaceward Games 2007 | GeekDad」. Wired . Wired.com . 2014年3月20日閲覧。

[10] Said, MA; Dingwall, Brenda; Gupta, A.; Seyam, AM; Mock, G.; Theyson, T. (2006 年 12 月)。「高強度繊維の紫外線 (UV) 耐性の調査」。Advances in Space Research。37 ( 11)。Elsevier Ltd.: 2052–2058。Bibcode :2006AdSpR..37.2052S。doi :10.1016/j.asr.2005.04.098 。

[11] フォーミュラワンのプレスリリース。「FIA Rules & Regulations Sporting Regulations 2007」。2007年1月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年1月29日閲覧。

[Super_Visor_-_Formula_One_helmets_become_even_safer-12] 「スーパーバイザー - フォーミュラワンのヘルメットがさらに安全になる」Formula1.com 2011年3月30日。2013年8月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年3月30日閲覧。

[Indy-Car_Upgrades_Planned_For_2008,_'09-13] 「2008年、2009年にインディカーのアップグレードが計画されている」。AutoWeek.com。2007年9月7日。 2007年9月17日閲覧。

[14] "powerliterigging.com". powerliterigging.com . 2014年3月20日閲覧。

[15] 「イーロン・マスクとNASA長官がSpaceXの宇宙飛行士宇宙船の最新情報を発表」YouTube 2019年10月10日。2021年12月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。

[16] 「メタルクラッドファイバー - AmberStrand®ファイバー」metalcladfibers.com . 2017年6月15日閲覧。

[17] Tumialan, Gustavo; De Luca, Antonio (2014 年 9 月)。「FRCM システム」。Structure Magazine。

[18] 「NS-5000 テクノロジー」 yamaha.com . 2022年3月10日閲覧。

[19] 「Spinergy PBO スポーク」. spinergy.com . 2023年6月28日閲覧。