快適性と汎用性で知られる柔軟な素材として、ニット生地繊維素材は、衣料品、インテリア、機能性保護服など幅広い分野で活用されています。しかし、従来の繊維素材は燃えやすく、柔らかさに欠け、断熱性も限られているため、普及が制限されています。繊維の難燃性と快適性を向上させることは、業界における重要な課題となっています。多機能ファブリックや多様なデザインの繊維への関心が高まるにつれ、学術界と産業界は、快適性、難燃性、保温性を兼ね備えた素材の開発に力を注いでいます。
現在、ほとんどの難燃性生地難燃コーティングまたは複合素材を用いて製造されます。コーティングされた生地は硬くなりやすく、洗濯後に難燃性が低下し、摩耗によって劣化することがよくあります。一方、複合素材の生地は難燃性がありますが、一般的に厚手で通気性が劣り、快適性が損なわれます。織物と比較すると、ニットは自然に柔らかく快適であるため、ベースレイヤーとしてもアウターとしても使用できます。本来難燃性を持つ繊維を使用して作られた難燃性ニット生地は、追加の後処理なしで耐久性のある難燃性を提供し、快適性を維持します。しかし、アラミドなどの高性能難燃性繊維は高価で扱いが難しいため、この種の生地の開発は複雑でコストがかかります。
最近の展開により難燃性織物主にアラミドなどの高性能糸を使用した難燃性生地が用いられています。これらの生地は優れた難燃性を備えていますが、特に肌に直接触れる場合、柔軟性や快適性に欠けることがよくあります。また、難燃性繊維の編み工程も難しく、難燃性繊維の高い剛性と引張強度によって、柔らかく快適なニット生地を作るのが困難になります。そのため、難燃性ニット生地は比較的希少です。
1. コアニット工程設計
このプロジェクトは、ファブリック難燃性、帯電防止性、保温性を兼ね備え、最適な快適さを提供する素材です。これらの目標を達成するために、両面フリース構造を採用しました。ベース糸は11.11 texの難燃性ポリエステルフィラメント、ループ糸は28.00 texのモダクリル、ビスコース、アラミドの混紡糸（50:35:15の比率）です。初期試験の後、表1に詳細を示す主要な編み仕様を決定しました。
2. プロセス最適化
2.1. ループ長とシンカー高さが生地特性に及ぼす影響
の耐火性ファブリック燃焼特性は、繊維の燃焼特性と、生地の構造、厚さ、空気含有量などの要因の両方に依存します。横編み生地では、ループの長さとシンカーの高さ（ループの高さ）を調整することで、難燃性と保温性に影響を与えることができます。本実験では、これらのパラメータを変化させて難燃性と断熱性を最適化する効果を検証します。
ループ長とシンカー高さの様々な組み合わせをテストした結果、ベース糸のループ長が648cm、シンカー高さが2.4mmの場合、生地の質量は385g/m²となり、プロジェクトの重量目標を上回りました。一方、ベース糸のループ長が698cm、シンカー高さが2.4mmの場合、生地の構造は緩くなり、安定性の偏差は-4.2%となり、目標仕様を満たしませんでした。この最適化により、選択したループ長とシンカー高さが、難燃性と保温性の両方を向上させることが確認されました。
2.2.生地の効果難燃性に関する解説
生地の被覆率は、特に基糸がポリエステル繊維の場合、燃焼時に溶融液滴を形成する可能性があるため、難燃性に影響を与える可能性があります。被覆率が不十分な場合、生地は難燃性基準を満たさない可能性があります。被覆率に影響を与える要因には、糸の撚り係数、糸の材質、シンカーカムの設定、針フックの形状、および生地の巻き取り張力などがあります。
糸の巻き取り張力は、生地の被覆率、ひいては難燃性に影響を与えます。巻き取り張力は、針フック内の糸の位置を制御するプルダウン機構のギア比を調整することで制御されます。この調整により、ベース糸に対するループ糸の被覆率を最適化し、難燃性を損なう可能性のある隙間を最小限に抑えました。
3. 清掃システムの改善
高速丸編み機多数の給糸ポイントを持つため、かなりの量の糸くずや粉塵が発生します。これらの汚染物質を速やかに除去しないと、生地の品質や機械の性能が損なわれる可能性があります。プロジェクトで使用されているループ糸は、28.00 texのモダクリル、ビスコース、アラミド短繊維の混紡であるため、糸くずが多く発生しやすく、給糸経路の詰まり、糸切れ、生地の欠陥につながる可能性があります。洗浄システムの改善により、丸編み機品質と効率を維持するために不可欠です。
ファンや圧縮空気ブロワーなどの従来の清掃装置は糸くずの除去には効果的ですが、糸くずの蓄積が頻繁な糸切れの原因となるため、短繊維糸には十分ではない場合があります。図2に示すように、ノズルの数を4つから8つに増やすことで気流システムを強化しました。この新しい構成により、重要な領域からほこりや糸くずを効果的に除去し、よりクリーンな作業を実現しました。この改善により、編み物の速度回転数を14回転/分から18回転/分に上げることで、生産能力を大幅に向上させた。
ループ長とシンカー高さを最適化して難燃性と保温性を向上させ、さらに被覆率を改善して難燃性基準を満たすことで、望ましい特性を支える安定した編み工程を実現しました。改良された洗浄システムにより、糸くずの蓄積による糸切れも大幅に減少し、操業の安定性が向上しました。生産速度の向上により、従来の生産能力が28%増加し、リードタイムの短縮と生産量の増加につながりました。
投稿日時：2024年12月9日