アラミド繊維の説明: 生地購入者向けの特性、織り構造、および調達チェック

パラアラミドの 12 ミクロンの単一フィラメントは、同じ直径の鋼線の約 5 倍の破断荷重を、重量の約 5 分の 1 で担います。この比率は、アラミド繊維がタイヤコード、耐切創手袋、消防士の出動シェル、船体のラミネート、産業用フィルターバッグの内側に使用されている理由を説明しています。生地の調達において、アラミドがメートル単位で購入されることはほとんどありません。メルトドリップ、切断、火炎、疲労、伸びなどの故障モードに応じて購入されるため、ファイバーをその故障モードに適合させることが、キログラムあたりの価格を比較することよりもはるかに重要です。

アラミド繊維とはそもそも何なのか

アラミド繊維は、アミド結合の少なくとも 85 パーセントが 2 つの芳香環に直接結合している合成ポリアミドです。この硬い棒状のバックボーンがナイロンと区別するものです。芳香環は回転に抵抗するため、ポリマー鎖はほぼ真っすぐに保たれ、しっかりと詰まって、高引張強度、高弾性率、通常の熱可塑性プラスチックの溶融範囲をはるかに超える分解点を備えたフィラメントが生成されます。

商業的には 2 つの構造上の分岐が重要です。化学的には PPTA として知られるパラアラミドは、液晶溶液から紡糸されるため、分子鎖は繊維軸に沿ってほぼ完全に整列します。メタアラミド (MPIA) は従来の溶液から紡糸され、ねじれたジグザグ鎖を維持します。チェーンの形状におけるこの 1 つの違いで、2 つのファイバーのデータシートにあるほぼすべての数値が説明され、認定製品で 2 つのファイバーが互いに置き換えられることがほとんどないのはこのためです。

どちらの繊維も、ほとんどの購入決定を促す 1 つの動作を共有しています。それは、繊維が溶けないということです。使用限界を超えて加熱されると、アラミド繊維は炭化し、滴下するのではなく、表面に炭化層が形成されます。防護服では、溶けた繊維が皮膚に接着して火傷を深めてしまうため、この区別が重要な点となります。どちらもほとんどの有機溶剤、燃料、潤滑剤に耐性がありますが、強酸や塩基はそれらを攻撃します。パラアラミドは紫外線に特に敏感であるため、屋外用アラミド製品は通常、コーティング、ラミネート、またはラップが施されます。

パラアラミドとメタアラミド

パラアラミドとメタアラミドの選択は、用途に機械的強度が必要か、それとも固有の難燃性が必要かによって決まりますが、両方を同時に必要とする用途はほとんどありません。障害モードから開始すると、通常はファイバの選択が自動的に決まります。

防護服を指定する場合は、メタアラミドから始めて、耐切創性や耐摩耗性が制限要因となる場合にのみパラアラミド混合物に移行してください。ゴム、樹脂、またはケーブルを補強している場合、パラアラミドが唯一の賢明な出発点です。この 2 つをブレンドすることは可能であり、作業服では実際に行われていますが、パラアラミドの割合が追加されるたびにコストが大幅に上昇する一方で、難燃性にはほとんど寄与しません。

アラミドは溶けずに炭化します。このカテゴリのほぼすべての仕様、テスト方法、認証は、その 1 つの特性に遡ります。

アラミド繊維が生地になるまで

アラミドは連続フィラメント糸またはステープル紡績糸として工場に届き、その織構造は繊維自体と同じくらい完成品の性能に大きな影響を与えます。フィラメント糸は構造補強材、ロープ、タイヤコードに使用され、そこで切れたフィラメントが滑ることは許されません。ステープル紡績糸は、手袋、難燃性衣類、混紡生地に使用される柔らかな手触りを生み出します。メタアラミドは、固有の難燃性を維持しながら単価を削減するために、綿、ビスコース、またはモダクリルと頻繁に混紡されます。

織り方の設計によって、布地が床上で実際にどのような作用をするかが決まります。

• 平織り 最高の交絡密度を実現するため、手触りが硬くなりますが、最高の耐切断性と耐摩耗性が得られます。
• ツイル より柔らかく、よりドレープ性があり、引き裂き強度が優れているため、難燃性の作業服シェルの主流となっています。
• サテン コーティングやラミネートに適した滑らかな表面を提供し、テクニカル ラミネートのベース クロスとしてよく使用されます。
• ニットとテリー構造 ハンドルグローブと肌の隣に着用するコンフォートレイヤー。

ほとんどのプロジェクトが問題に遭遇するのは仕上げです。アラミドは本当に染色が難しいのです。密に詰まった芳香族構造は水溶性染料に耐性があるため、繊維は紡糸原液に顔料を直接添加して溶液染色されるか、担体と特別に配合された分散系またはカチオン系を使用して高温高圧下で染色されます。 染料の化学的性質を繊維の種類に合わせる アラミド ロットが拒否される最も一般的な原因の 1 つです。

撥水性、難燃性向上剤、コーティング、帯電防止処理など、染色後に適用される仕上げも繊維と適合する必要があります。コーティングは化学的ではなく機械的にアラミド表面に結合するため、表面エネルギーと前処理が綿よりも重要になります。

アラミド繊維が価格を稼ぐ場所

アラミド繊維は、故障が重大な結果をもたらす場合や、同じ性能基準をクリアする経済的な代替品がない場合に使用されます。ファイバーが高価であるため、アプリケーションリストは短くなりますが、いずれの場合も代替品がより重い、厚い、または単純に安全ではないため、リストは長くなります。

• 人々の保護 耐切創手袋、難燃性作業服、消防士の出動シェル、軍用および警察用の生地、飛行服などをカバーします。
• 輸送 タイヤコード、ブレーキパッド補強、ベルトとホース補強、安全ハーネスウェビングにアラミドを使用しています。
• 産業 高温フィルターバッグ、コンベアベルト、ロープと係留ライン、ガスケットとシールに使用されます。
• 複合材料と構造 これには、ボートの船体、航空機の内装パネル、風力エネルギー部品、スポーツ用品、建物の構造強化生地などが含まれます。
• 電気的および光学的 用途では、光ケーブルや特殊ケーブル アセンブリの強度部材としてアラミドが使用されています。

アラミドが強度だけで勝つことはほとんどありません。ポリエステルが液体になってからずっと経っている温度でもその寸法と形状を維持できるため、この製品は優れています。

織られた濾過媒体では、アラミド布は、ホモポリマー繊維のようにクリープすることなく、パルスジェット洗浄サイクルの繰り返しの機械的衝撃を吸収します。そのため、セメント、アスファルト、および金属加工工場で使用できるのです。 工業用フィルターやスクリーンに使用される織物 寸法安定性と耐熱性の組み合わせによって決まります。

アラミドがオーバースペックの場合

用途に必要な難燃性が繊維自体ではなく仕上げによって実現できる場合、アラミドは間違った購入です。アラミドは綿の数倍のコストがかかり、染色と仕上げが難しく、標準的な装置では柔軟にできないことがよくあります。

アラミドを真に必要としないアパレル プログラムの場合、モダール コットン、ビスコース コットン、テンセル コットンなどの綿混紡の染色生地は、単位コストの数分の 1 で強力な手触り、ドレープ性、染色性を提供します。染色と仕上げを 1 つのチェーンで実行する工場は、通常、アラミド専門サプライヤーよりも早く同等の構造を見積もることができ、色合いの範囲ははるかに広いです。

アパレルプログラム向けの綿混染色生地 手触り、ドレープ性、染色性を必要とするアパレル プログラム向けに、テンセル、モダール、レーヨン綿のオプションを含む綿混紡の染色生地を検討します。 製品を見る→

産業面では、コットンでコーティングされた染色布は、織布ベースに耐摩耗性と撥水性を積層しており、1 メートルあたりのコストがはるかに低く、芳香織物と同じ程度の機能をカバーします。

コーティング染め布と綿コーティング布 防水性、耐油性、または耐紫外線性が必要な機能性繊維用途には、GS3170 コットン ツイル コーティングなどのコーティングされた染色布地をご覧ください。 製品を見る→

購入前にご確認いただきたいこと

アラミド繊維の調達はパラメータの短いリストによって決まるため、一般仕様書だけではそのどれも確認できません。順番に作業してください。

1. 最初に障害モードを定義します。 繊維を見る前に、火炎への暴露、切断の危険性、疲労サイクル、紫外線耐用年数など、繊維が生き残るために必要な条件を書き留めます。
2. 繊維の種類と混率を確認してください。 パラアラミドとメタアラミドは互換性がなく、近似値として引用されるパーセンテージは仕様ではありません。
3. 建設をロックします。 糸番手、目付、幅、織りを確認します。同じ重量の平織りアラミドとツイルアラミドとの間の性能差は、テスト結果を変えるほど大きい。
4. 着色ルートに同意します。 それぞれのルートで色合いや縮みの許容範囲が異なるため、サンプルを採取する前に原液染め、後染め、ガーメントダイのいずれかを決定してください。
5. 完成状態のデータが必要です。 生機や実験室の手サンプルではなく、最終仕上げ後に測定した強度、伸び、収縮、および可燃性を尋ねてください。

よくある質問

アラミド繊維はどのくらいの温度に耐えられますか?

パラ系アラミドは約 500℃、メタ系アラミドは約 400℃で分解が始まります。どちらの繊維も溶けません。どちらも炭化し、その後ろの生地を断熱する炭化層を形成します。これが、溶けたポリマーが皮膚に付着して火傷をさらに悪化させる防護服にアラミドが指定されている理由です。

アラミド繊維は染色できますか？

はい、でも難しいです。染料分子は高度に配向した芳香族構造に浸透するのが難しいため、製造業者は溶液染色、高温キャリア染色、または配合された分散系およびカチオン系に依存しています。溶液染色は、顔料が紡糸原液に混入され、色堅牢度がはるかに優れているため、大量の色の場合は通常の方法です。バルクにコミットする前に、必ずラボディップで染料と繊維の一致を確認してください。

なぜアラミドは屋外で劣化するのでしょうか？

芳香族ポリアミドは紫外線に敏感です。日光にさらされ続けると繊維の外表面が破壊され、強度が低下します。コーティング、フィルム、ラッピング、ラミネート加工はすべて損失を遅らせます。プログラムに長期間の屋外暴露が含まれる場合は、実験室のベースライン値に依存するのではなく、促進耐候性後の残留強度テストを指定してください。

アラミド繊維はリサイクルできますか?

ただ困難が伴います。熱可塑性繊維は溶融して再ペレット化できますが、アラミドは溶融しません。機械的リサイクルではパルプ、摩擦材、不織布フィラー用の短繊維に切断できますが、ケミカルリサイクルはまだ試験規模にとどまっています。アラミド廃棄物をダウングレードストリームとして扱い、それに応じて予算を立てます。