繊維 (55)
近年、衣料品に対するニーズの変化や、自分の着心地や好みに合わせた上質で健康的な商品が求められる中、見た目の良さと使い心地の良さを兼ね備えた商品が求められる傾向が強まっています。. この需要により、布地の生産とそれに応じた糸の生産におけるさまざまなニーズが明らかになりました。 この必要性は、繊維産業で新しい製品を得るために、さまざまな構造と特性の繊維を使用して、さまざまな技術でさまざまな構造の糸を製造するためのさまざまな研究を引き起こしました. その結果、新しい繊維タイプが作成され始めています。 織物繊維の中で「エラスタンまたはスパンデックス」として知られる素材も、これらの新世代の繊維タイプのグループを構成します。 エラスタン繊維は、スタイリッシュな外観、柔軟性、使いやすさなどの特徴を備えた繊維です。
ラクダ繊維
古くから荷馬車や乗用動物として利用されてきました。 ラクダの下部の細い繊維から上質な布地を作ることができます。 イギリス陸軍士官の一人、トーマス・ハットンが最初に気づいた。
世界にはXNUMX種類のラクダがいます。 アラビアとシリアのヒトコブラクダ 単回分; 中国とモンゴルを祖国とするフンペドラクダ バクトリアン 彼らはラクダと呼ばれ、山岳地帯では二重こぶです。 バクトリアン ラクダは、荷馬車としても乗用動物としても使用されます。
バクトリアン バクトリアン アフリカのラクダは寒くて厳しい気候に耐性がありますが、ヒトコブラクダのアフリカのラクダは暑い気候や砂漠の条件により適しています。 さまざまな気候特性を示すアナトリアで、この XNUMX 種類のラクダを交配することで、アナトリアの条件に適したラクダが得られるとされています。
ラクダは、外側の保護用の粗い毛と、断熱材を提供する下部の細い繊維の XNUMX つの異なる繊維を生成します。 ヒトコブラクダは暑い砂漠地帯に生息しているため、これらのラクダの柔らかい下部の細い繊維はほとんどありません。 ラクダは主にモンゴル、トルキスタン、中国、インド（特に砂漠地帯）、アフガニスタン、イラン、さまざまなアラブ諸国、アナトリア、バルカン諸国で見られます。 トルコにはかなりの量のラクダがいますが、ラクダの毛を使用することは一般的ではありません. サック、サドルバッグ、ロープ、テント布などの粗い製品は、ラクダの粗い繊維から作られています。 極細繊維は、靴下、セーター、マフラーなどの製品の製造に使用されます。
ラム系繊維
南アメリカのラマには、ラマ、アルパカ、グアナコ、ビキューナの 4 種類があります]。 アルパカとラマは家畜で、ビクーニャとグアナコは野生です。
野生のラマ (グアナコ) 繊維
グアナコ （ラマ・グアニコエ）、 ビクーニャよりも人口が多く、世界のグアナコ人口の 90% 以上がアルゼンチンに、残りがチリとペルーにあります。 アルゼンチンには 550.000 万羽のグアナコが生息しており、アルゼンチンの南部に生息しています。 成体動物の繊維の直径は 16 ～ 22 ミクロンであると言われています。 これらの繊維は、一般的にウール繊維と混合して使用されます。
ラマ繊維
ラマ (ラマグラム) それは南アメリカで見られるラクダ科の飼いならされた、群れに住む有蹄類の種です。 リャマは、インカや南アメリカのアンデスの他の先住民によって、荷造りの動物として広く使用されていました。
南米のラマのほとんどは、ボリビアとペルーで見られます。 アルゼンチンはラマの数で第 10 位です。 ラマ繊維の中で延髄を含まない繊維の割合はXNUMX%未満であり、繊維が持つ空気層により軽く、保温性に優れていると言われています。 扁平繊維は硬く、滑りやすく、縮れにくいため、製糸が難しく、特殊な技術が必要です。
ラメラ繊維は伸縮性が非常に低いため、靴下などの高い伸縮性が求められる製品の製造には使用しないでください。 ラマ繊維ライナーにはXNUMXつの異なる繊維タイプが含まれており、アルパカ繊維ライナーよりも粗いため、アルパカ繊維は繊維産業でより広く使用されています.
ビクナ繊維
ラマのごく一部を構成するビクーニャは、標高 5300 m 以上のペルーの高原に住んでいます。 体重は 35 ～ 45 kg、身長は 85 ～ 90 cm です。 繊維の直径が10～15ミクロンと様々なビクーニャ繊維から作られた糸や生地は、特殊な動物繊維の中でも市場で最も高価な繊維製品です。 しかし、繊維の長さが短く、死んだ繊維を細い下の繊維から手作業で分離するため、それらの製造は非常に面倒です。
アンゴラ繊維は特殊な動物繊維です。
高級天然繊維に属し、非常に高価で、綿やウールに比べ生産量が限られています。 アンゴラ繊維は世界の動物繊維産業で第 3 位にランクされ、他の動物繊維とは非常に異なる構造を示します。 曲げるには確かに専門知識が必要です。
アンゴラ ラビット繊維は、多くの点で他のウール繊維とは異なります。 その髄質構造は、その柔らかさと軽さを提供します。 混合タイプのローブがあり、ブラシなどの非常に粗い繊維もあります。 これらの繊維の可用性は、ウサギの種類によって異なり、多くの場合、望ましい特性と見なされます。 この混合フリース構造は、ウサギの繊維のフェルト化を防ぎ、糸に必要なボリュームを与えるのに役立ちます. 下部の繊維は細く、平均直径は 11 ～ 12 ミクロンです。 ただし、多くのウサギの種では、平均繊維径を大きくできる繊維もあります。
密度に関しては、ウール (1,33 gr/cm³) やコットン (1,50 gr/cm³) と比較すると、密度が 1,15 ～ 1,18 gr/cm³ と低くなっています。 この繊維を使用することにより、非常に軽くて保温性の高い製品を製造することができます. アンゴラ繊維は、ウール系と綿系の両方で紡績することができます. アンゴラ繊維とウール繊維を少量（5～10％）混紡することで、生地の風合いやドレープ感、ふんわり感がアップ。 ウール繊維より30%薄く、短い。 そのため、短ステープル紡績での使用に適しています。 先染めアンゴラ/コットンブレンド、Tシャツ、セーター、セーター、ズボン、ブラウスなど. などのハイファッション商品に使用できます。 5% のアンゴラ/コットン混紡は、製品の価値を 50% 高めます。 ファッション性の高い製品では、価値の高いこれらの製品が大きな位置を占めています。 しかし、この繊維は滑りやすいため、単独で紡ぐことは非常に困難です。
通常、他の繊維と混合して使用されます。 紡績には適切なブレンドオイルを使用する必要があります。 近年、わが国ではアンゴラウサギの繁殖が注目されています。 しかし、生産者は手に入れた繊維を評価することが困難であったため、繊維は手元に残り、ほとんどの農場は閉鎖されました。 本研究の目的は、わが国で生育に適した環境にあるアンゴラウサギの繊維を活用する可能性を検討することです。 この研究の範囲内で、短繊維紡績システムで綿と混合されたアンゴラウサギ繊維を使用するための最適な紡績条件が調査されました. アンカラウサギから得られたアンゴラウールは羊毛よりXNUMX倍の熱を与え、アレルギーを引き起こしません. アンゴラウサギの毛で作られたコルセット膝装具の下着、理学療法や神経痛に使用される保温服は、多くの病気、特に循環器疾患やリウマチに効果があります.
アンゴラウサギの主な産地は羊毛（アンゴラ）です。.
第 XNUMX 度の肉、第 XNUMX 度の毛皮/革、第 XNUMX 度の産出物は糞尿と食肉処理場の残留物です。 アンゴラウサギの主な産地は羊毛（アンゴラ）です。 第 XNUMX 度の肉、第 XNUMX 度の毛皮/革、第 XNUMX 度の産出物は糞尿と食肉処理場の残留物です。
アンゴララビットファイバーは、光沢があり、滑りが良く、手触りが柔らかく、保温性が高い特殊繊維で、羊毛とは異なり、洗いの必要がありません。 アンゴラウサギの下部繊維は短くて薄くて柔らかいのに対し、上部繊維は長くて太くて硬い. アンゴラを含む製品は、特に健康分野で治療目的で使用されている. 100% アンゴラ繊維からの紡績は、繊維の凝集力が低く、静電気が高いため、非常に困難です。 通常、他の繊維と混合して使用されます。 アンゴラウサギの被毛は、柔らかく薄い下毛と、毛羽立ちを防ぐ粗い外毛の 15,7 種類があります。 使用する繊維は、細い繊維は平均48,22ミクロン、太い繊維は平均38ミクロン、繊維長は平均XNUMXmmです。
オーストラリアからフランスまで多くの国で飼育されており、その数は数百万匹に上るアンゴラウサギは、その母国のいくつかの農場で発見され、1723 近くに上ります. 歴史的文書によると、アンカラウサギはアナトリアで完全に姿を消しました. 500年。 ドイツ在住の外国人市民によって故郷に持ち帰られたアンゴラウサギは、カイセリの農場で飼育され始めました。 アンカラの農業農村省に属する研究所で飼育されているアンゴラウサギの数は、わずか 1000 ～ XNUMX 頭です。 偶然見つけたこの品種を故郷で広めるための努力が続けられており、非常に貴重なアンゴラウサギは故郷に容易に適応しています。
アンゴラウサギは一度の出産で4～14匹の子犬を産みます。 40センチメートルに達する羊毛は、生後1～4か月で毛刈りが始まり、5頭の動物から年間平均XNUMXキログラムの羊毛が産出されます。 アンゴラウサギの毛は、その光と高温、特にアンゴラセーターの生産と電磁効果により、リウマチ患者向けの衣服に使用され、金の価値があり、アンカラウサギの毛は「アンゴラ」と呼ばれています.は、アンカラ ウサギの毛から得られる唯一のウサギの亜種です。 主に繊維産業で使用されています。 市場の状況と産業家の要求に合わせて、毎年 XNUMX ～ XNUMX 回のせん断が行われます。
繊維の長さは、清潔度とフェルト化によって分類されます。 一流のウール ウーステッドの二次品質のウール Straygarn の三次品質 (クリッピング) のウールは、綿加工施設で糸として加工することもできます。 アンゴラは、主に 10 ～ 40% の割合で、純粋に加工することも、他の繊維 (子羊のウール、シルク、合成繊維など) と混ぜて加工することもできます。 アンゴラ繊維はメデュラなので非常に軽く保温性の高いウールです。 アンゴラウールは、優れた潤滑能力を備えています。 これらの特性により、純粋な繊維または他の繊維と混合して糸にすることができます。 繰り返しになりますが、この機能により、インナーおよびアウターウェアの製造に使用されます (ファブリックのフェドーラ、セーター、ブランケット、手袋、ベレー帽、およびスキーウェアの繊維として)。 また、音波をよく通すため、航空分野でも人気の製品です。
さらに、アンゴララビットウールの強力な電磁効果により、このウールから作られた生地はリウマチ患者に非常に有益であることが知られています. 18代前半は約36ヶ月。 ただし、この期間は冬のさらに遅い時期になる可能性があります。 最初の剪断で得られる羊毛の品質は低い。 1000 回目の剪断で得られる羊毛の品質は、望ましいレベルです。 アンゴラウサギの羊毛生産量は、生後 15 ～ 20 か月のウサギで最高レベルに達します。 XNUMX歳を過ぎると産毛量が減り、XNUMXヶ月にXNUMX回、つまり年XNUMX回アンカラウサギの毛刈りが行われます。 大人のアンゴラウサギからは、年間平均 XNUMX g の羊毛が採れます。 アンゴラウサギでは、雌の羊毛生産量は雄よりも XNUMX ～ XNUMX% 高く、最高品質の羊毛は雌から得られます。 雌雄間の羊毛収量の差は、雄を去勢することによって減らすことができます。
去勢されたオスのウサギの産毛量は 10 ～ 12% 増加します。 去勢のもう1つの利点は、動物の行動を変えることです。 そのような動物は静かな傾向があるため、グループでの飼育が可能です。 ただし、去勢は羊毛の品質には影響しません。 妊娠中や授乳期は羊毛の産出量が 3/30 に減少し、夏に収穫される羊毛は秋や冬に収穫される羊毛の 5 分の XNUMX になります。 羊毛の収穫量は XNUMX 月が最も少なく、XNUMX 月が最も高くなります。 冬に取られたウールの長さは、夏よりも長くなります。 高温 (XNUMX °C) では羊毛の量と品質が低下し、XNUMX °C などの低温では羊毛の収量が増加しますが、飼料消費量も増加します。 さらに、生体重と羊毛収量の間には正の関係があります。 重量が増加するにつれて、ウールの収量が増加します。
羊毛の収量は、生体重が 4 kg を超える個体で最も高くなります。 また、ハサミの数を増やすことで羊毛の量を増やすことができます. アンカラウサギでは、子犬は生後10週間で梳かすことに慣れており、週にXNUMX回丁寧に梳きます. コーミングはウールの品質を向上させます。 櫛は骨でできていることが好ましい。 コーミングには柔らかいワイヤーブラシを使用することもできます。 子犬が生後 XNUMX か月になると、羊毛の品質が望ましいレベルに達します。 この頃になると、子犬は梳かされることに慣れてきます。 しかし、フランスのアンゴラウサギを選択研究と組み合わせなくても、高品質の羊毛を入手することは可能です. ただし、イングリッシュ アンゴラ ウサギはグルーミングとコーミングが必要です。 ウールはさみは、電気または手剪断ツールで剪断するか、摘み取ることによって得られます。 しかし、剪断技術は、ストレスが少なく、寒さに対する保護が向上し、労力と時間が費やされず、より短い剪断間隔でより多くの羊毛を得る機会を提供するため、摘採技術よりも好ましい. ハサミによる剪断で得られる毛刈り率（XNUMXmm未満）が高くなります。
これらの価値のない羊毛のくずは、剪断後のトリミングから生じます。 また、せん断時に皮膚を傷つけないように注意する必要があります。 特に乳房は非常に傷つきやすいです。 少なくとも 3 mm の羊毛を肌に残しておくと、冬には電気せん断ツールで断熱できます。 うさぎの毛刈りは10～20分で十分です。 したがって、電動せん断ツールを使用すると、労力と時間を節約できます。 摘採工程では、先端の太い未熟な毛だけを取り除きます。
これにより、ウールが粗く見えます。 また、摘み取り方式では保温性が低くなります。 このプロセスには約 30 ～ 40 分かかります。 中国では、指の間で羊毛を絞って引っ張るという形で、摘採技術が適用されます。 また、近年フランスでは、ミモシンを含む食物を与えて脱毛（ラゴデンドロン）させることで、毛包のつながりを弱めることで羊毛が得られます。 脱毛器の食物を食べるウサギでは、5日ごとに、先端が100cmの特別な鋸刃の刃（刃の端に毛を巻き付けて刃を引っ張ることによって）または櫛を使って羊毛を摘み取ることによって得られます。 このタイプの羊毛生産技術では、羊毛が非常に短時間で収集され、得られる羊毛の品質が向上します。
ただし、すべての羊毛が脱落するため、脱皮後のコールド ショックを防ぐために、動物をストローで満たされた木枠に数日間保管する必要があります。 剪断後の最初の 20 週間は、特に 50 °C 未満の温度でショック期間があり、その後急激に飼料消費量が増加します。 せん断衝撃と応力により、飼料消費量は 15 倍になります。 この状況は新陳代謝を強制し、血液循環の障害を引き起こします。 パスツレラなどの慢性疾患は急性になり、結果として死に至ります。 アンゴラウサギの死亡の 25% 以上は、毛刈り後の最初の XNUMX 週間で発生します。 このため、ウサギの最適温度は、毛刈り前は摂氏 XNUMX 度、毛刈り後は摂氏 XNUMX 度である必要があります。 ウールの明るさ、比重、柔らかさ、弾力性、毛の長さと直径、フェルト、剛毛、および汚染率は、ウールの品質を決定する要因です。 うさぎの毛はXNUMXつの性質に分類できます。
最高品質のウールは、次の XNUMX つのサブクラスで評価されます。
- 1A 品質の羊毛とは、6 cm を超える、きれいで光沢のある柔らかくまっすぐな (矢のような) 羊毛です。
- 1B 品質のウールは、6 cm 以上の長さのきれいな光沢のある柔らかく波状のウールです。
- 二次品質のウールは、3 ～ 6 cm の清潔で光沢があり、柔らかいウールです。
- ウールのXNUMX等級はフェルトウールです。
- XNUMX等級の羊毛は汚れた羊毛であり、この羊毛は販売されていません。
300頭のウサギから400つの品質の羊毛が得られます。 得られた羊毛は数日間換気され、その品質に応じて分類されます。 ウールは、湿気のない安全な環境で何年も保管できます。 羊毛は、紡績工場に販売するために、少なくとも XNUMX ～ XNUMX kg の圧縮ベールで保管されます。
アルパカ繊維は、業界では「アルパカウール」と呼ばれ、繊維業界で特別な位置を占めるアルパカ繊維は、ラマファミリーのメンバーであるアルパカ (ラマパコス) から得られます。 アルパカは、南アメリカの西海岸に広がる標高 3000 m のアンデス山脈に生息しています。 標高の高いところから急峻なところまでの高原に生息し、日中の気温は-25℃から+18℃の間で変化します。 大人のアルパカの体重は 65 ～ 80 kg です。 また、高級繊維が得られる他の多くの哺乳類とは異なり、アンゴラヤギやヒツジなどのアルパカは均一な繊維を持っています。
アルパカは家畜化されており、ラマ族に属する動物の中で繊維産業にとって最も重要です。 彼らの毛皮は寒さに対する断熱性が低いため、これらの動物は南アメリカの厳しい山岳気候に対する耐性が低くなります. したがって、スリ種はあまり一般的ではなく、アルパカの個体数の 19 ～ 20% を占めています。 ただし 、 すり は 繊維 が 長く 絹 の よう な ため 高価 で あ る 。
カシミア山羊（チベット山羊）から採取 .カシミアショールは、インド北部のカシミール山脈で育った山羊の毛で作られています。 カシミヤ山羊はアンゴラ山羊よりも一回り小さく、平らで太く長い被毛があり、その下に薄い下毛被毛があります。 ヤギの体から細い毛を梳いて集めたもので、その色は本来、白、灰色、紫、またはそれらの混合物です。
カシミヤ繊維の構造はメリノウールと非常によく似ています。. うろこ状の表面は、皮質層と延髄層で構成されています。 カシミヤウールの色; 白、黄、ベージュ、グレー、茶色、黒のいずれかです。 200頭の動物から採取できる羊毛は250～100グラム。 油、汚れ、植物の残留物を取り除くと、150 ～ XNUMX グラムの羊毛が残ります。
この点で、それは非常に高価な繊維です。 カシミヤ ウールを顕微鏡で縦方向に観察すると、ウール繊維のように、カバー セルがそれほど目立たず上向きになっています。 鱗は幅広く薄い。 この特徴により、モヘアはウールよりも明るく輝きます。 その横方向のビューは、円の形でほぼ円形です。 フレーク層が非常に薄いため、塩基に敏感です。 液体を吸収する能力が高いです。 羽毛の細かさは14ミクロン。 カシミヤ山羊の色は、白から灰色、茶色から黒までさまざまです。 カシミヤ山羊には 2 種類の羽毛構造があります。 上部の羽は平均10〜30cmです。 下の羽は4〜6cmです。 この下毛のためにカシミヤ山羊が飼育されています。 カシミヤ山羊は耳が垂れています。 その角は湾曲しています。 彼らは一般的に穏やかな性質を持っていますが、リーダーシップを求めて戦います. 彼らは登ったりジャンプしたりするのが大好きです。
上記の粗い繊維から。 毛布、ロープ、袋、ラグ、ロープが作られます。 基材の微細繊維については、 これは、女性用および男性用の生地、スポーツ ジャケット、コート、シルク カシミア ベルベットの製造に使用されます。 地元の衣服のショール、スカーフ、ベルトを作るのに使われます。
カシミヤ生地の吸湿率は非常に高いです。 カシミヤには、最も軽い自然な毛羽立ちの特徴があります。 カシミヤ ウールで作られた生地は、他のウールの 6 倍の保温性があります。 カシミヤ生地に耐久性と柔らかさを与えるために、カシミヤ糸に25%のシルクを加えています。
本物のカシミア生地に見られる特徴。
1-カシミヤ生地から得られた製品は、伸ばして放置するとすぐに元の形に戻ります。
2-ピュアカシミヤは体にヒリヒリしたり、かゆくなったりしません。
3- ピュアカシミヤを使用すると、どうしても毛羽立ってしまいます。
カポックという木の実から綿に似た繊維がとれます。 この木 (Ceiba pentandrd) は、その故郷がアメリカと西インド諸島の熱帯地域で、繊維を得るためにフィリピン、マレーシア、スリランカなどのアジア諸国、特にジャワで広く栽培されています。 一般的に、赤道の南北15度の地域は、良いカポック製品が得られる地域です.
海抜 450 メートルまでの標高で栽培されたものは、収穫量が最も多く、最高の品質を生み出します。 カポックの木は、枝が幹に対してほぼ垂直に配置された、かなり大きな外観をしています。 白またはピンク色のカポックの花は、コウモリの助けを借りて受粉した後、大きな繭型の果実に変わります.. カポックの果実の中には、長さ約15cmの毛むくじゃらの種子がたくさんあります。 これらの毛は果実から取り除かれ、繊維として使用されます。 このために、最初に果物を棒で割って開き、次に種子をバスケットに入れ、すばやく混ぜます。 これらの打撃の影響で、繊維が壊れてバスケットの底に集まります。
使用場所
1-軽いので、マットレス、枕、フィラーの製造に使用されます.
2-パイロットスーツの製造に使用されます。
3- 水分と吸水性が非常に低いため、救命胴衣や救命浮き輪に使用されます。
4- 軽くて遮音性に優れているため、飛行機にも採用されています。
ココナッツ（ココス） ファイバ
ココス繊維は、ココナツの実を覆う繊維層から得られます。
セイロン、インド、パキスタンで栽培されています。 その製造のために、ココナッツの殻は川に6〜12か月間保管されます。 この間、殻のスラッジはなくなります。 木質細胞を繊維に結合している粘着性物質が分解し、繊維が互いに分離します。
これらの樹皮を乾燥させ、木槌で叩きます。 洗浄後、粗い繊維、長い繊維、細い繊維、短い繊維に分別され、淡い茶色から濃い茶色まで、硬く柔軟性の高い繊維が得られます。 鮮やかな色のココマットの製造、袋や船のロープの製造に使用されます。 硬いものはマットやブラシとして生産されています。 耐水性.
- メリノ羊
- 雑種羊
- シェビオテ羊
- 子羊の毛
- 年老いた動物の毛（母羊など）
- 活獣毛（せん断毛）
- カットアニマルウール（レザーウール – なめしウール）
- ピースウール
- アルパカ : ハーフウール生地から得られる低品質のコーマウールです。
- ゴルファー: セーター、ニットベスト、ドレスから作られた良い株です.
- マンゴ ：圧縮されたウール生地から得られます。 そのような生地を引き裂いた結果、繊維は非常に損傷を受けます。 したがって、この低品質部分は短繊維となり、スフェロイド表面が損傷します。
- プラートウール : ボロをぎゅっと圧縮したイタリア産のコーマウールです。
- ショーディ: 紡績工場、縫製工場、編み物工場から得られる純粋なウール廃棄物から製造されます。
- チベット : サイベットとも呼ばれます。 圧縮されていない織物廃棄物から製造されています。
- マシュマロ： 最高級のコーマウールです。 それは純粋なウールから得られ、非常に柔らかいニットと縫製された表面のスクラップを使用しています.
- S 値 ミクロン単位の平均直径 (µ)
- 80年代 18.8ミクロン
- 70年代 19,7ミクロン
- 64年代 20,7ミクロン
- 60年代 23,3ミクロン
- 58年代 24,9ミクロン
- 56年代 26,4ミクロン
- 50年代 30,5ミクロン
- 48年代 32,6ミクロン
- 46年代 34,0ミクロン
- 44年代 36,2ミクロン
- 40年代 38,7ミクロン
- 36年代 39,7ミクロン
ウール繊維の組織構造と性質
成長を終えた羊毛繊維の断面を顕微鏡で調べると、XNUMX層になっていることがわかります。 これらの層は、外側からキューティクル、コルテックス、メデュラです。 各層は、化学的および組織学的構造の点で互いに異なります。
キューティクル線維の周囲を覆っている小板状のカバー細胞からなる薄い膜です。 キューティクルを構成する鱗またはカバー細胞は、単一の繊維であっても、さまざまな繊維でさまざまな形状とサイズを持つことができます.
皮質層 羊毛繊維の主原料です。 メリノウールのように、細かい繊維がこの層でいっぱいになっています。 繊維は、この層からすべての物理的および化学的特性を取得します。 一見すると、この層には紡錘形の細長い、多かれ少なかれねじれた角のある細胞が含まれているように見えます。 これらの細胞の構成要素はアミノ酸です。 アミノ酸はポリペプチド環に結合して高分子を形成します。 実際、これらが結合すると、最初にプロトフィブリルとミクロフィブリルが形成されます。 最後に、ミクロフィブリルが結合してマクロフィブリルを形成します。
髄質 一方、粗い繊維の中間部分を埋める部分です。 メデュラを含む繊維は、私たちの家畜の羊のような原始的な羊のフリース (羊毛油、汗物質、羊毛の皮膚発疹) にほとんど見られます。 このような繊維は粗くて太いため、髄質皮質層の大部分を占めているため、染料を十分に保持できません。
麻
カイコの故郷は東アジアと地中海諸国です。 わが国のマルマラ地方で主に生産されています。. 春に桑の葉が芽吹き始める頃、20～25℃で卵を孵化させます。 ウジは8-12日で卵から出現します。 ウジは、最初に出現したときの体長が 3 mm です。 うじ虫が成熟するまでのXNUMX年間、つまり蛹期を経ます。 年齢ごとに刻んだ桑の葉を与え、睡眠期間で終了します。
年齢と睡眠パターンは次のとおりです。
1.熟成期間：4日間続きます。 ついに24時間、
2.熟成期間：5～6日続きます。 ついに24時間、
3. 熟成期間: 6~7日続きます。 最終的に26-30時間、
4. 熟成期間: 8~10日続きます。 彼は最終的に30〜36時間眠り、
5. 熟成期間: 10~13日続きます。
この年齢期間の終わりに、ウジは毛虫になりました。 ウジの長さは 5 ～ 9 cm、重さは 4 ～ 5 グラムです。 毛虫は、蛹期に自分で繭を紡ぎ始めます。 イモムシは口から液体を分泌し、頭を八の字に動かして繭を紡ぎます。 この粘稠な液体は、空気中で凝固してフィラメントになります。 繭を編むのに4~5日かかります。 この期間の終わりに、毛虫は繭に閉じ込められます。 繭の中で18～20日過ごした後、繭を突き破って蝶となって出てきて、再び繁殖する準備をします。 蝶になった蚕は、繭に穴を開けて産卵させます。 これら以外の者が繭を貫くのは望ましくない。 突き刺した繭からは連続繊維が得られないためです。 したがって、繭の中の蝶は、刺す段階に達する前に中和されます。 これは、次の XNUMX つの方法で行われます。
1-繭は-20℃の冷蔵保存、
2-繭を5気圧に保つことで、
3- 昆虫は高温で 70 ～ 80 °C の蒸気で 20 分、または 90 °C の乾燥空気で 15 分で不活化されます。 繭から繊維の端を見つけて引き抜き、熱湯で調理して作られます。 加熱することでセリシンが柔らかくなり、繊維同士が離れます。 調理は異なる温度の浴槽で行われます。 このように、熱湯と温浴に次々と入れられた繭は、完全に水で満たされ、柔らかくなります。 繭を構成するフィラメントの端が見つかった後、糸車の助けを借りて集められ、巻き上げられます。 それを何本か組み合わせて撚った絹糸を生糸または生糸と呼びます。
絹繊維の物理構造と特性
生糸の断面を調べると、XNUMXつの異なる構造が見られます。 中央部分では、XNUMX つの別々のセクションにあるフィブロインからなる繊維部分。 外側はセリシンで、XNUMXつの部分を結合して繊維全体を覆う粘り気のある物質です。 この物質は、繊維に硬くて鈍い外観を与えます。 お湯で溶かすとセリシンが取れます。
1-吸湿性が非常に高い。
2- 濡れることなく最大 30% の水分を吸収できます。
3- 水分は、取引では乾燥重量の 11% として認められています。
4-生糸は淡黄色またはクリーム色です。
5- 導電性が非常に悪い。
6-動物繊維の中で最も耐久性があります。
7-壊れることなく10-25%伸ばすことができます。
8- 濡れると耐久性が 15% 低下します。
9-繭の繊維の長さは、最大1000〜3000メートルです。
10 フィラメントは、繭から切れることなく 600 メートルまで引き抜くことができます。
11- シルクフィラメントは肌触りが柔らかいです。 フィラメントの表面が滑らかで滑らかだからです。
12-シルク繊維は、適度な柔軟性、優れた手触り、優れたキャスティング特性を備えています。
13- 明るく親水性（吸水性）が高い
絹繊維の化学構造と性質
絹繊維は、フィブロインとセリシンで構成されています。 これらとは別に、水、ワックス、無機物もあります。 シルクの組成における成分とその割合は次のとおりです。
シルクは衣類、スカーフ、その他の衣類、家庭用家具、カーペットに使用されています.
さらに...
モロヤギ繊維のミクロスコビック特性
モヘア繊維を顕微鏡で調べると、縦方向の外観が非常に均一です。 髄質繊維の数は多くありません。 モヘアの延髄繊維の数が多いということは、品質の乱れを示しています。 モヘアでは、ウールよりも鱗が大きく目立ちません。 このため、一定の距離での鱗の数はウールよりも少なくなります。 モヘアは経年により繊維の細さが異なります。 モヘア繊維の断面は楕円形で丸みを帯びています. 太いモヘア繊維で、通常は形成されています。 キューティクル、コルテックス、メデュラの層で構成されています。 シャツを構成する繊維を見直すと、通常の繊維の中に、見た目が違うケンプ毛があることが分かります。 キューティクル層の厚さは、ウール繊維では 0.7 μm を超えますが、モヘア繊維では 0.5 μm 未満です。 これは、ウールとは異なり、モヘア繊維にはフレーク層がほとんど存在しないため、モヘア繊維がフェルト化しないことを示しています。
a) キューティクル層:
他の動物繊維と同様に、モヘア繊維の上部はカバーセルで覆われています。 それらはウールカバーセルよりも薄いですが幅が広いです。 被覆細胞の形状は、細繊維、中繊維、太繊維で多かれ少なかれ異なります。 キューティクル層は、モヘア繊維の光沢だけでなく、ウールとモヘア繊維のフェルト化にも関与しています. モヘア繊維は顕微鏡下では羊毛に似た外観をしていますが、モヘア繊維のスケール層はあまり目立たず、カバーセルの上端はあまり隆起していません. このため、軸との角度はウール繊維ほど大きくありません。 モヘア繊維の端は互いにあまり折り重なっていません。 これにより、繊維がより明るく柔らかく見えます。 モヘアウールの100ミクロンあたりのカバーセルの数は約10です。 この数は、メリノ繊維で約 11 ～ 18 です。 モヘア繊維の被覆セルの長さは 22 ～ XNUMX ミクロンです。 この点で、モヘア繊維に見られるカバーセルとウール繊維に見られるカバーセルは、多少分離している。 これにより、繊維を互いに区別することができます。
b) 皮質層:
キューティクル層の下のモヘア繊維の部分がコルテックス層です。 この層は、ウールと同様に、紡錘形または杼形のセルが並んで構成されています。 これらのセルの配置も、繊維の柔軟性と強度の点でウールと非常によく似ています。 ただし、これらの繊維の柔軟性はウールよりわずかに低く、強度はわずかに高くなります。 モヘア繊維の並置された皮質細胞の間には、空気で満たされたパイプまたはタバコの形をしたさまざまな長さの液胞があります。 さまざまな繊維でのそれらの比率はまったく異なります。 ウール繊維と同様に、モヘア繊維の皮質層には正皮質と傍皮質と呼ばれるXNUMX種類の細胞があります。 しかし、大脳皮質細胞の割合が非常に高いことから、これらの細胞だけで構成されていると考えられています。 モヘア繊維の折り数が少ないこともこれに関係しています。
c) 延髄層:
太いモヘア繊維の中には、メデュラと呼ばれる空気で満たされた空間があるものがあります。 この隙間の状態は、羊毛のように連続したり、途切れたり、断片化した形で見られます。 モヘアでは連続メデュラがより一般的です。 通常、純粋なモヘアの群れでは髄質繊維の量は 1% を超えませんが、動物が年をとるにつれて繊維にいくらかの肥厚が観察されるため、髄質繊維の比率が 3 ～ 5% まで上昇することは正常であると考えられます。
d) ケンプヘア:
羊毛繊維のように、ケンプ毛は、通常の繊維の中でも白色または不透明な色と大きなメデュラを備えた粗い外観によって分離できる毛です。 彼らは死んでいて、もろくてもろいです。 それらの厚さは、繊維の端に向かって減少し、先細りになります。 ケンプ毛は長さ100ミクロンでカバーセルの数が10以上あるため、通常のモヘア繊維に比べてカバーセルがXNUMX層になっています。 この状態では、ケンプ毛は顕微鏡下で通常の繊維と簡単に区別できます。 モヘア繊維のケンプ毛は、外観上他の繊維と区別できるため、多くの使用分野で問題の原因となる可能性があります。 衣服のケンプ毛によって引き起こされる主な問題は、外観がチョークのように白く、染色後に明るく見えることです。
モロヤギ繊維の物性
モヘア繊維の価値;
- 繊維径、
- 輝き、
-ケンプ比、
- クリーニングの量と
- 色で決まります。
モヘア繊維に独自の品質を与える最も重要な物理的特性は、細さ、長さ、強度、明るさ、波型です。 他の物理的特性に関しては、ウール繊維と非常によく似ています。
細かさ
モヘア繊維の細かさは、大規模な織物に影響を与えるため、最も重要な特徴の 10 つと考えられています。 これらの繊維の細さはウールと同じようにミクロンで表され、繊維の直径が考慮されます。 しかし、モヘアの繊維の繊度ははんだごてが古いものか古いものかによって異なるため、ウールの繊維のように一概に分類することはできず、モヘアの繊維の繊度は年齢に応じてキッド、セピス、アダルトの40段階に分類されます。 最も細いモヘア繊維は子供用で、25 ～ 90 ミクロンの間で変化します。 この限界は、成体のモヘアの繊維では 25 ～ 60 ミクロン、モヘアから得られる繊維では 20,5 ～ 41,5 ミクロンですが、動物が年をとるにつれて繊維が部分的に太くなることが知られています。 ただし、この肥厚は、繊維の直径幅にのみ関連しています。 繊維のその他の物性に品質低下はありません。 この繊維の肥厚が動物の老化によるものでない場合は、他の理由を考慮する必要があります。 これらの理由には、栄養失調、突然の気候変動、および一部の病気が含まれる可能性があります。 この場合、繊維に変形が生じています。 そのような繊維では、より多くのヘテロタイプが現れ、それらの商品価値が低下します。 トルコのモヘアの平均的な細さは 33 ～ 36 ミクロンですが、世界では 20 ～ 40 ミクロンです。 これは、トルコのモヘアが一般的に世界のモヘアよりも細かさ、光沢、カールの形に優れていることを示しています。 ウール繊維の繊度も 22 ～ 22 ミクロンの間で変化し、繊維の直径が 31 ミクロン以下のものは細かいと見なされ、直径が 31 ～ 36 ミクロンのものは中程度と見なされ、36 ～ XNUMX ミクロンのものは粗いと見なされます。繊維の直径が XNUMX を超えるものは、非常に粗いと見なされます。
長さ
繊維長は、12 つのハサミの間、つまり 6 か月間の毛髪の成長状態です。 モヘア製品の製造において、繊維の長さの価値は繊度と同じくらい重要です。 したがって、糸くずの評価において重要な役割を果たします。 繊維の長さは、動物の年齢と 10 つのハサミ間の時間に関連しています。 繊維長は 15 か月の成長期間で 20 ～ 30 cm に伸びますが、XNUMX 年間で繊維長は XNUMX ～ XNUMX cm まで伸びます。 同時に、剪断された子供たちの年齢の違いは、チューリップを構成する繊維ループの長さが異なる理由です. 繊維の長さは動物ごとに異なる場合があり、同じオーバーオールでも体のさまざまな部分によって異なる場合があります。 繊維は肩の高さで最も長く、体の前から後ろに向かって短くなります。 モヘアシャツにおいて、ループの長さと、ループを形成する繊維によって形成されるカールの滑らかさと締まりは、繊維の歩留まりおよびその他の物理的特性の点で非常に重要です。 また、繊維が縮れているため、通常の長さと実際の長さに違いが生じます。
一般に、繊維が細いほど繊維の長さは短くなる。 太くなると伸びます。 モヘア繊維の長さによると、
短繊維: 6 インチまたは 15 cm 未満。
中繊維: 9 インチまたは 23 cm 未満。
長繊維: 9 インチまたは 23 cm を超えるものに分類できます。
輝度
モヘア繊維は、色と光沢の点でウール繊維よりも優れています。 それらの白い色はライト クリームよりも白く、モヘアの光沢は Barmby と Townend (1967) によって研究されました。 Van Rensburg と Maasdorp (1985) は、繊維の直径と化学処理が光沢に及ぼす影響を調査しましたが、光沢のメカニズムに関するデータは見つかりませんでした。 一般的に明るさは、モヘアの表面構造の出っ張りが少ないことに関係していると考えられています。.モヘア繊維の明るさは、モヘアで作られた生地を鮮やかに発色させ、明るく、 それは彼らを魅力的に見せます。 繊維の明るさも光の反射に関係しています。 カバーセルの配置だけでなく、それらのサイズと繊維軸との角度も、多かれ少なかれ繊維の外観に影響を与えます。 ターキッシュ モヘアを光沢の度合いで選別すると、 主にアンカラ、次にエスキシェヒル、ボル、カスタモヌ、ヨズガト。
オンジュレーション
ウール繊維は捲縮構造を持っており、これが糸と生地の特性に影響を与えます。 けん縮の少ないウールはより柔らかく、けん縮の多いウールは毛玉やフェルト化に耐性があります。 モヘア繊維の波形は、ウールのひだに似ています。 モヘア繊維の中でも、縮れの大きいものが許容されると考えられます。 繊維に見られる波形の形状と頻度は、動物の遺伝率と密接に関係しています。 この点で、それは繁殖の面で重要です。 モヘア繊維は、うねりの数、つまり折り目の数が増えると、繊維の長さも長くなります。 同時に、カールを滑らかな波に形作ることができます。 ターキッシュモヘアの中でも、アンカラモヘアが一番カールが良いです。 この点で、カスタモヌ モヘアはアンカラ モヘアに続きます。 コルム、チャンクル、ヨズガットのモヘアも、波形の状態が良いことで知られています。
弾力性と強度
モヘアは、特にヤング率に関して、ウール繊維とは異なる挙動を示すことがわかります。 モヘア繊維の経年による強度と弾性の絶対値と相対値を見ると、繊維の直径が大きくなるにつれて相対強度が低下することがわかります。 加齢に伴う繊維径の増加と並行して、絶対強度と弾性値が増加しましたが、相対強度値は減少しました。
RENK
モヘア繊維は一般的に白ですが、一部の動物の毛は茶色、黒、または赤みを帯びている場合があります. これらの望ましくない羊毛の色は、皮質層を構成する皮質細胞の着色顔料に由来します. 動物繊維にはXNUMX種類の色素があり、XNUMXつは粒子状のメラニン（金属タンパク質複合体）、もうXNUMXつはメラノタンパク質です。
その他の機能
モヘアのその他の特徴は、フリース、つまりウールに似ています。 モヘアは、光沢があり、伸縮性があり、吸湿発散性があり、耐熱性があり、染色しやすく、汚れにくい繊維です。 比重はウールで1,305g/cm3、モヘアで1,320g/cm3。 ウール繊維は、既知の繊維タイプの中で最高の吸湿能力を持っています。. ウール繊維は、重量の半分以上の水分を吸収できます。 この優れた除湿能力の理由は、その構造内に多数の非晶質領域があるためです。 ただし、ウール繊維は非常にゆっくりと水を吸収します。 繊維の外表面は疎水基で構成されているため、親水基は中心にあります。 ウール繊維を顕微鏡で観察すると、キューティクル層が見えます。 薄いラノリン（ウールオイル）で覆われたこの層は、繊維に撥水機能を与えます。 これがそもそも繊維が水を吸収しにくい要因です。 水分交換と熱関連の特性はウールに近いです。 でも モヘア繊維の商用水分値は 13% です。、ウール繊維に比べて比較的低いです。 モヘア繊維は耐熱性と遮音性の高い繊維です。 そのため、公共の場所 (劇場、ホテルのロビー、オフィスなど) でのテキスタイルでの使用に最適です。 また、寒い時期は室内の熱を逃がさず、夏場は熱気の侵入を防ぐなどの断熱効果があり、モヘア繊維のフェルト化傾向が非常に少ないのも特徴です。 歩留りは、一定量の汚れた糸くずが、受け入れられている標準的な条件下で洗浄され、すべての異物が除去された後に得られる、きれいな糸くずの量の % で表されます。 ヒツジと同様に、アンゴラ山羊のモヘア収量に影響を与えるのは、動物自身の生物に由来する内的要因と、モヘアの成長中に外部からモヘア シャツに追加されたほこり、土、肥料、植物などの外的要因です。 . モヘアの効率は非常に高く、特に細かいフリースでは 60 ～ 90% です。 動物の年齢は、モヘアの収量に大きな影響を与えません. ウールとモヘア繊維の化学構造と特性の類似性により、必要に応じて化学防虫処理をモヘアに適用することもできます (カーペットや家具製造販売業など. ) 33 と 1.9% は編地の 23% と 5.9% です。
モロ山羊繊維の化学的性質
化学構造に関しては、モヘア繊維はフリースと変わりません。 ウールや他の表皮由来の角や爪と同様に、モヘアはケラチン構造のタンパク質で構成されています。 その構成で;
50% カーボン
21% 酸素
18% 窒素
7% 水素
3% 硫黄
1% の灰 (ミネラル マテリアル) があります。
モヘアに含まれる硫黄の割合は、アンゴラ山羊が飼育されている地域の条件によって異なります。 モヘア繊維の皮質の割合が高いため、これらの繊維はウールよりも一部の化学物質に敏感です. したがって、化学物質で処理されたモヘア繊維では、温度と時間の要素が重要な役割を果たすことを忘れてはなりません。 実際のところ、洗浄、染色、漂白、炭化などの化学物質を使用するプロセスには、より注意が必要です。 モヘアの皮質層のこの特徴は、優れた染色と明るい色も提供します。 モヘア繊維の化学的性質を調べる際、太陽光線がこれらの繊維に有害であることに注意する必要があります。 ヒツジのように、モヘアを毛刈りする前に背中で長時間日光にさらすと、モヘア繊維の染色能力が失われ、モヘア繊維の強度と柔軟性が低下します。 繊維のキューティクル層にオイルが広がることで、繊維同士がつや消しになることなく密着します。 モヘアのオイル量が通常より少ないと、外的要因に対するリングレットの保護機能が低下するため、モヘア繊維の色、明るさ、柔らかさなどの重要な特性が低下し、モヘアの価値が低下します。ウールに対して、モヘア繊維は油分が少なく、油分は15～4%程度です。 一方で、ウールに比べて、リントから6gの油分を落とすのはウールよりも難しいため、モヘア繊維を洗う際には、多めの洗浄剤を使用することをお勧めします。いいえ）モヘア繊維はウールよりもアルカリに敏感であるため、ウールの洗浄中にソーダを使用してください。 それらに含まれるオイルの量の形状や色などの特徴は、トルコのモヘアの分類と評価に大きな役割を果たします. このオイルは、リントの発色とクリーニングに同時に影響を与えるためです。 洗濯中に簡単に落ちず、繊維に残る油は、糸くずの価値を低下させます。 モヘアに含まれるオイルの色によると、 白、黄色、茶色、赤みを帯びたオイルと呼ばれます。
その中で：
1. 糸くずの色が白く見えるため、洗浄により容易に除去できる白いグリースが最も望ましい。
2. 黄色のオイルは糸くずの色が黄色っぽく見えますが、簡単に洗えるので許容範囲と考えられます。
3. 茶色のオイルは糸くずの汚れた茶色を示し、洗いにくいです。 したがって、受け入れられないと見なされます。
4. 赤みを帯びたオイルは、繊維の色が赤く見えます。 べたつく、洗いにくい、掃除がしにくいなどの理由で受け入れられません。
高級繊維と定義されるモヘア繊維は、一般的にウール繊維と構造が似ていますが、はるかに細く縮れが少ないという点で異なります。 したがって、ウールよりも明るくて柔らかいです。
モヘア繊維は断面形状で考えると、ウールよりも円形に近い形をしています。 繊維の外面のフレークはより薄く、より平らで滑らかです。 モヘア繊維の表面には 100 ミクロンのフレークが 5 ～ 6 個あるのに対し、ウールには約 11 個のフレークがあります。 したがって、繊維の表面はモヘアの方が滑らかな外観になります。 その結果、この機能により、モヘア繊維は光をよりよく反射し、独特の絹のような輝きを得る. さらに、モヘア繊維のうろこは、ウール繊維のうろこよりも柔らかく滑らかです。 その結果、モヘア糸は織りの際にウール糸ほど絡み合わないため、この特徴により生地が比較的オープンになります。 このため、特に日本の湿度の高い気候では、モヘア繊維を含むスーツ生地がウール生地よりも好まれます. また、モヘア繊維はケンプ毛以外のコアチャネルがなく、皮質層が多くのスペースを占めているため、耐久性に優れていることでも知られています。
MONOROWの使用領域
1-衣服の生産における生地の生産
2- 短繊維ウールからのフェルト帽およびフェドーラ帽の製造
3-手袋、靴下、帽子、ショール、頭飾りの製織
4- カーペットと毛布は、太いモヘアから得られる糸で作られています。
5-家具製造販売業の生地およびニットウェアの企業で使用される。
6- お土産作りに使われます。
7-靴やスリッパの製造に使用されます.
8- ペイント ローラーおよびスタンプで使用されます。
9-かつらや子供のおもちゃに使用。
高性能 PE 繊維は、強度と剛性の値が高く、強度と重量の比率が高く、世界中の多くの企業で商業的に生産されています。 PE繊維から高い強度を得るには、次の要素が重要です。
- (-CH2-) ビルディング ブロックは、高い結晶性と配向性によってサポートされる必要があります。
- 鎖のねじれを最小限に抑えて、柔軟性の高い分子を得る必要があります。 分子は硬くなく、結晶性でなければなりません。
- 非常に高分子量の直鎖状分子を取得する試みを行う必要があります。
メーカーは、さまざまな特性を提供するために、さまざまな種類の PE 繊維を開発してきました。 PE は、溶融物と溶液の両方から取り出すことができます。 重要な生産者は、オランダのテイト マインズ (DYNEEMA)、アリアッド シグナル プロダクション (SPECTRA)、三井 (TEKMİLON)、セラニーズ、モンテファイバーです。
溶融紡糸システムまたは溶液紡糸システムの両方が、高性能 PE 繊維の製造に使用されます。 高分子量の PE 繊維は溶融紡糸システムで得られますが、このシステムは低分子量の PE 繊維により適しています。 このプロセスにより、弾性率は高いが強度が比較的低い繊維が得られます。 溶液からの抽出では、特殊な抽出処理を行うことで超高分子量PEが得られます。 このシステムにより、高強度と高弾性率の両方の繊維が得られます。
ソリューション抽出システムは、より多くの商業的成功を収め、 「メルトからショット」 呼び出されます。 このシステムはフローニンゲン大学によって開発され、後に DNS によって特許が取得されました。
超高弾性 PE 繊維を得るには、超ドラフトが必要です。 超重力がコイル状の結晶を壊し、長鎖のミクロフィブリルを形成しています。
モジュラスが高く、同じ温度で延伸されたPEフィラメントは、「シシカバブ」と呼ばれる構造をしています。 この構造は、ポイントシューティングによって修正されます。 ただし、精留プロセスには非常に高い温度が必要です。 さらに、材料を最初から高温で（比較的高速で）引き出すと、シシカバブの構造が滑らかなフィブリルに変わります。
以下は、PE 繊維の商業的成功の最も重要な要因です。
- 高い破壊エネルギーを備えた高い比強度と比弾性率
- 低比重
- 非常に優れた耐摩擦性
- 優れた電気的および耐薬品性
- 良好な耐紫外線性
- 低除湿
高性能PE繊維は、強度が高く、伸びが少ない。
独自の長さの休憩の長さは280 kmです。
超高弾性 PE 繊維 (UHMPE) の特性は、配向量に依存しません。 結晶化条件がずれると、UHMPE2 の機械的特性が変化します。 ゲル紡糸 PE 繊維の強度は、30 g/デニールなどの値に達します。 電子線照射法により、高強度・弾性率特性を向上させることができます。
ゲル紡糸法で得られたPE繊維は、ドラフト率を変えることで強度特性を変化させることができます。 強度の均一性は、30 を超える絞り比で非常に良好に提供されます。
溶融延伸繊維の強度は、欠陥の濃度とフィラメントの直径に依存します。 この点で、ゲル紡糸は非常に異なる挙動を示します。 PE繊維の強度は、結晶領域ではなく不規則領域の分布に依存します。 超または高張力の高分子量 PE 繊維の強度は、フィラメントの直径とプロピレンのコモノマー比率によって異なります。 この構造は、ヤング率の標準ファイバーの動作に準拠していません。
高弾性 PE 繊維は、さまざまな外部の影響に耐性のある化学的および結晶構造を持っています。 海水での耐性は、機能上の問題を引き起こしません。
高弾性率に加えて、PE 繊維は高い耐摩耗性を備えています。
.
高性能繊維にも限界があります。 PE は融点が非常に低く、さまざまなマトリックスへの接着が不十分です。 したがって、複合材での使用は困難です。 特殊な表面処理により、繊維表面に粘着性を持たせることができます。
PE の使用領域の一部を以下に示します。
- ボートの帆
- 船のロープ
- 防護服
- 複合材（スポーツ用品、圧力容器、キール、各種防具）
- コンクリートブレース
- 漁網
- 医療用ワクチン
船の帆に PE 繊維を使用する主な理由は、軽量、高強度、低クリープです。 適切な組み合わせにより、使用中に帆が変形するのを防ぎます。 軽量、高強度、非常に優れた耐摩擦性、低吸湿性を併せ持つと、非常に優れた船用ロープが得られます。
米国における PE 繊維の最適な市場は船のロープです。 漁網も成長産業です。 ダイニーマは、最も一般的なトロール網です。 アイスランドは世界最大の PE 漁網の生産国です。 PE繊維は、長強度、高硬度、軽量、優れた柔軟性を兼ね備えているため、ボートキールに使用されています。 PE は耐衝撃性も非常に優れており、ガラス、炭素繊維との複合材を製造することで耐衝撃性が向上します。
登山家や鉱山労働者は、さまざまな種類のヘルメットや PE 複合材製のヘルメットを使用しています。 衝撃強度では、E ガラスのみが高弾性率 PE 繊維の代替品として示されています。 PE のその他の興味深い用途は、ロケット エンジン ブロックと圧力容器です。 加圧下での PE の破裂性能係数は、アラミドよりも約 45% 高くなります。
PE 繊維は、切り傷、縫い目、および弾道衝撃に対する保護にも使用されます。
高弾性 PE 繊維は、アラミド繊維やガラス繊維よりも強度がはるかに優れています。 PE 製の防弾チョッキは、同じ保護値を持つスチール製のベストよりも 60% 軽く、快適です。 PE 繊維は、危険な仕事やスポーツ用途にも非常に適していることがわかっています。 UHMPE では、保護手袋、フェンシング ウェアなどの製品が作られています。
PE 繊維製の防護服は、約 1000 N の力までは穴を開けることができません。 力率と誘電係数が低いため、PE ファイバーは信号をほとんど偏向させないため、レーダー シールド機能を備えています。 ジオテキスタイルの分野にもさまざまな用途があります。 PE 製のネットは、防食として使用されます。
セラミック繊維は、金属酸化物、金属炭化物、金属亜硝酸塩および類似の混合物からなる、容易に加工できない多結晶繊維として定義されます。 この定義では、シリコンとホウ素は金属と見なされます。 1950 年代以降、航空宇宙、金属、原子力、化学産業の発展により、ガラス繊維よりも高い温度に耐えられる材料が必要になりました。 さらに、航空宇宙産業のさまざまな機械構造では、軽くて強くて硬い材料が必要でした。
炭化ケイ素、酸化ケイ素、亜硝酸ケイ素、ケイ酸アルミナなどの非溶融材料が広く使用されています。 1980 年代から研究されてきたセラミック繊維は、一般的にアルミナ、アルミノケイ酸塩、炭化ケイ素をベースとしています。
アルミナ ベースのセラミック繊維の最も重要なメーカーは、ICI (SAFIMAX)、3M (Nextel)、
デュポン (PRD-166) と住友 (ALF)。 シリコンベースのセラミック繊維の最も重要な生産者は、日本カーボン (NICALON)、ダウコーニング / セラニーズ (MPS)、宇部化学品 (TYRANO)、ローヌ プーランクです。 (繊維状)
アルミナ/アルミノ シリケートの組成には、一般に XNUMX つのグループがあります。
最初のグループは 1260 OC までの耐性があり、40 ～ 50% のアルミナが含まれています。 このグループの化学構造を少し変更することで、その強度を 1400 OC まで高めることができます。 70 番目のグループは異なる結晶形態を持ち、約 1600% のアルミナを含んでいます。 このグループのファイバーは、最大 XNUMX OC に耐えることができ、商業的に成功しています。
アルミナ繊維の合成は、ポリマーを添加せずに、Aluminum CHELAT 前駆体を使用して実行されます。 アルファ - アルミナは、前駆体からの溶融抽出によって得られます。 この構造は、摂氏 1300 度での熱処理後、均一で一定の粒子サイズを持ちます。 このプロセスの後、繊維は正方晶ジルコニアの形の分子構造を持ちます。
住友が新たに取得した特許では、水がアルミニウム構造に混入されています。 ポリアノキサン (PAO) が得られ、この構造を 28 ℃、相対湿度 35% で描画して、前駆体構造を取得します。 炭化ケイ素ベースのフィラメント糸は、矢島らによって開発され、1981 年にニカロンという名前で日本カーボンによって市場に導入されました。
セラミック繊維の最も重要な特徴は、高強度、高弾性率、断熱性、および熱的および物理的影響に対する高い耐性です。 セラミック繊維は、1800 OC を超えても、長期間の使用でも良好な強度を示すことがあります。 小径のセラミック繊維は、金属、ガラス、およびセラミックの強化材料として注目されています。
それらは、温度での長期プロセスで機械的特性を失います。
セラミック繊維複合材料の特性は、繊維とマトリックスの特性と繊維の間の関係に依存します。 高弾性繊維は一般に脆く、直径が小さい (10 ～ 20 mm)。 これらの特性により、損傷を受けていない繊維のさまざまな特性をテストすることが困難になります。
アルミナベースのセラミック繊維複合材料は、高温で非常に優れた耐摩耗性を提供します。
アルミナ・ジルコニア系セラミック繊維（PRD-166）の測定では、ヤング率380Gpa、引張強度1.2Gpaが得られました。 この繊維は、1400 °C を超える温度で、その強度の 35% を即座に失います。 ただし、その後の 100 時間以内に強度の低下はありません。 通常、炭化ケイ素繊維は非常に脆い繊維です。
高温での機械的性能、流体ガスおよび耐薬品性に基づいて、セラミック繊維には幅広い用途があります。
- 高強度、高剛性、高断熱を必要とする複合技術
- 長期保温
- 高温ガスろ過
セラミック繊維は、航空宇宙産業や化学産業で補強材として頻繁に使用されています。 最大の使用分野の XNUMX つは、高温で応力を受ける金属構造です。 例としてエンジン技術を挙げることができます。 その他の興味深いアプリケーションは、燃焼室、表面安定化、拡張スロット、およびさまざまなヘルメットです。
多くの軽量セラミック繊維複合材料は、高温耐性を提供します。
炭素繊維の最初の使用は、エジソンが 1879 年にランプに炭素フィラメントを使用する特許を取得したことと一致します。 しかし、実際に最初に使用されたのは 1950 年代後半です。 航空機および宇宙産業のニーズは、これにおいて最も重要な要因となっています。 最初の成功した商用アプリケーションは、イギリスのファーンバラにあるロイヤル エアクラフト エスタブリッシュメントのウィリアム ワットと彼のチームによって実行されました。
炭素繊維の本当の歴史は 1960 年代初頭に始まり、炭素繊維とその複合材の使用は、その高性能のために徐々に増加しました。
カーボン構造とグラファイト構造はどちらも、主要な構成要素として炭素元素で構成されています。 繊維の定義によると、炭素繊維は、その構造に少なくとも 90% の炭素を含む繊維です。 さまざまな形態と特性を持つ炭素繊維は、さまざまな方法で前駆体と呼ばれるさまざまな原材料を処理することによって生成されます。
前駆体に期待されることは、炭素繊維構造への容易な変換を確保するために、含まれる炭素元素の量を可能な限り多くする必要があるということです。 主要な材料は、炭素繊維の生産形態、構造、特性、および最終用途において非常に重要な要素です。
炭素繊維の分類
モジュール別:
- 超高弾性タイプ（UHM）： 弾性率が 500 Gpa を超える炭素繊維です。 その一例が、ユニオン・カーバイドの P120 タイプ (820 Gpa) です。 このファイバは、メズフェーズ ピッチ ベースです。
- 高弾性タイプ（HM）： 弾性率が 300 ～ 500 Gpa、強度/弾性率比が 5 ～ 7 10-3 の炭素繊維がこのグループに含まれます。 東レの PAN ベースの M50 モデル (500 Gpa) は、このグループの良い例です。
- 中間モジュール (IM): このグループには、弾性率が最大 300 Gpa で、強度/弾性率比が約 10-2 の炭素繊維が含まれます。 一例は、東レのPANベースのM30（294 Gpa）です。
- 低弾性率 (LM): 弾性率が 100 Gpa 未満の炭素繊維は、このグループに分類されます。 等方性構造を有するこれらの繊維は、一般に強度特性が低い。
強さによると：
- 超高強度 (UHS): 強度が 5 Gpa を超え、強度/硬度比が 2 – 3.10-2 の炭素繊維がこのグループに含まれます。 例として、東レの PAN ベースの T1000 モデル (7.06 Gpa) があります。
- 高強度 (HS): 強度が 3 Gpa を超え、強度/硬度比が 1.5 ～ 2.10-2 の炭素繊維がこのグループに含まれます。 Hercules の PAN ベースの AS-6 モデル (4.14 Gpa) は、このグループの例です。
最終熱処理によると：
- 仕上げ温度が 2000 OC を超える炭素繊維: 高弾性タイプがこのグループに含まれます。
- 仕上げ温度1500℃前後の炭素繊維：高強度タイプがこのグループに含まれます。
- 仕上げ温度が 1000 OC までの炭素繊維: このグループには、弾性率と強度の低いタイプが含まれます。
炭素繊維の製造における最も重要な前駆体材料は、ポリアクリロニトリル (PAN)、セルロース繊維 (ビスコース - レーヨン、綿)、およびピッチなどの構造です。 1960 年から 1980 年にかけて、前駆体に応じたさまざまな炭素繊維の製造可能性に関するさまざまな特許が米国で取得されました。 以下に説明するように、前駆体繊維の種類に応じて生産形態を分けるのが最も適切です。
PAN系炭素繊維の製造
今日のハイテク炭素繊維は、望ましい分子配向と結晶化度を備えた芳香族ポリマーであり、多くの場合、窒素も含んでいます。 PAN ベースの炭素繊維は、他の前駆体よりもはるかに商業的な注目を集めています。 PAN から炭素繊維を製造するには、主に XNUMX つのステップがあります。
- 200～300℃で酸化安定。
- 1000OCで炭化（1500OCまで可能。
- 繊維の種類に応じて、1500 ～ 3000 OC で黒鉛化します。
第 200 段階では、PAN 前駆体は緊張状態に保たれ、300 ～ 150 ℃ で酸化されます。 このプロセスは、PAN を非プラスチック環状化合物に変換します。 ワットとジョンソンは、このプロセスに 400 ～ XNUMX OC の範囲を推奨しました。 この構造の形成は、XNUMX つのステップで行われます。 これらのステップは、環化と脱水素化です。
この XNUMX つのステップの間に、温度も徐々に上昇します。 安定化が完了するまで数時間待つことをお勧めします。 繊維をぴんと張った状態に保つ理由は、酸化中に繊維が緩んで配向が失われるのを防ぐためです。 製造方法により、延伸時の伸び量が異なる場合があります。
最近の特許では、PAN 前駆体の迅速な安定化が提唱されています。 この特許では、第 10 段階は、材料から最大の可塑性が得られる温度 (50 ～ 0.01% の収縮) で行われます。 第 0.2 段階は、200 ～ 300 g/デニールの張力で 15 ～ 60 °C で行われます。 総施術時間はXNUMX～XNUMX分（酸素雰囲気中）です。
酸化プロセスにより、繊維は高温でのプロセスに対する耐性を獲得します。 酸化後、繊維は 1000 °C 以上の温度で張力をかけずに炭化されます。 炭化プロセス中に、非炭素構造 (CHN、NH3、H2) が除去され、最初の PAN の約半分の重量の構造が得られます。
炭化は 400 つの段階で構成されます。 脱窒素は 600 ～ 700 OC で行われ、窒素除去は 900 OC で続き、1300 OC で最大レベルに達します。 XNUMX OC で、ファイバー内の窒素は最小レベルになります。
炭化後に得られた繊維は、非炭素構造をほとんど含まず、グラファイト様構造が形成された。 2500 OC (グラファイト化) を超える熱処理では、配向と結晶化度が繊維軸方向に増加します。
レーヨン系炭素繊維の製造
レーヨンから炭素繊維を製造するには、XNUMX つのステップがあります。
- 安定化 (25 ～ 400 OC)
- 炭化（400～700OC）
- 黒鉛化 (700 – 2700 OC)
安定化は基本的に酸化プロセスであり、ここでも XNUMX つのステップで構成されます。
- 水の物理的排出 (25 ～ 150 OC)
- セルロース構造の脱水 (150 – 240 OC)
- 環状結合の基本的な切断、エーテル C – O 結合の代わりに C – C 結合の形成、および芳香族化 (240 – 400 OC)
メソフェーズピッチベースの炭素繊維の製造
炭化水素混合物の熱力学的性質が知られている場合、さまざまな炭素繊維を生成できる可能性があります。 ピッチの一部の成分からの炭素繊維の製造も、この論理の枠組みの中で行われます。 適切な溶媒系を使用して、炭素繊維製造用のピッチを調製することが可能です。 高分子量芳香族ピッチは、一般に本来異方性である。 これらに 中間相 と呼ばれます。 引力の後、メソフェーズ分子は配向され、繊維軸に平行になり、熱力学的に堅牢な構造が得られます。 実際に変形する前に、ピッチは描画されるファイバーになります。 この生産の一般的なプロセスは、それぞれ次のとおりです。
- 市販ピッチ ⇒ メソフェーズ重合
- メルトシューティング
- 空気中での安定化
- 炭化
- 黒鉛化
ピッチ前駆体は、350℃での熱処理によりメソフェーズピッチに変わります。 この構造には、等方性構造と異方性構造の両方が含まれます。 抽出後、等方性部分は軟化点より低い温度で注入可能になります。 その後、繊維は1000℃で炭化されます。 この方法の利点は、安定化および黒鉛化段階で延伸が必要ないことです。
炭素繊維の構造は、X線および電子顕微鏡法によって明らかにされました。 グラファイトとは異なり、炭素繊維は規則的な XNUMX 次元構造を持っていません。 一般に、PAN繊維の強度が高いということは、製造される炭素繊維も耐久性がなければならないことを意味します。 PAN前駆体の強度は、酸化プロセスの初期段階で大幅に低下し、伸び率は最初に増加し、次に減少します。 炭素化時の熱処理温度の上昇に伴い、配向性が大幅に向上します。 炭化後、繊維のヤング率が大幅に増加します。 繊維のシェルとコアの構造も、強度特性に大きな影響を与えます。 適度な安定化が適用されると、張力下での炭化により弾性率と強度が大幅に増加します。 高弾性率繊維では、結晶は繊維方向に層状に配置する必要があります。
炭素繊維の一般的な使用分野は次のとおりです。
- 航空機・宇宙産業
- 自動車
- スポーツ用品
- ナビゲーション
- 一般的なエンジニアリング アプリケーション
航空宇宙産業で炭素繊維が使用される主な理由は次のとおりです。
- 重量を考慮すると、炭素繊維の比強度は金属の約 5 倍、破断強度は約 XNUMX 倍です。
- 温度とともに膨張する傾向は非常に低いです。
- 鋼やアルミニウムよりも優れた疲労強度を持っています。
- それらは、パフォーマンス/コスト比の点で非常に有利です。
適切な強度と剛性を備えた炭素繊維は、航空宇宙産業や航空機産業にとって不可欠な素材になります。 炭素繊維で作られた部品は、代替金属で作られた部品よりも約 30% 軽量です。
炭素繊維の最大の利点は、剛性と非膨張性です。 さらに、炭素繊維複合材は非常に優れた断熱材として使用できます。 このようなアプリケーションの例として、飛行機やスペースシャトルの点火セクションの絶縁があります。
スポーツ産業では、炭素繊維は、テニス ラケット、ホッケースティック、スキー、釣り竿、レーシング カー、自転車、レーシング エンジンなど、幅広い用途に使用されています。 これらの用途における最大のメリットは、強度と軽さです。
炭素繊維の耐薬品性も良好なレベルです。 これにより、繊維に良好な耐食性が与えられます。 そのため、炭素繊維は化学薬品タンクや燃料タンクの構造にも使用されています。
炭素繊維の生物学的適合性は、他のどの素材よりも優れています。 炭素繊維は、軟部組織、血液、骨との親和性が高いです。 そのため、炭素複合材は人工装具や骨移植に使用されています。