シケンジョテキ: 7月 2021

2021年7月20日火曜日

デザインの力

　国内初の工業化レベルで実用化（開発期間2018～継続中）された「VANAWARM^®（バナウォーム）[1]」。この山梨県有特許権の実施許諾商品（特許第6792108号）である機能性ウール糸は、国内の民間検査機関による11項目にも及ぶ色安定性に関する厳しい検査及び高い光吸収発熱保温機能性検査をクリアしています。

VANAWARM^®は、陽光が差したときの高い近赤外線光吸収発熱機能（温熱機能と速乾性）を備えています。さらにVANAWARM^®は、機能性粒子を練り込んだアクリルやポリエステル等（＝従来の高機能性合成繊維）では、曇ったとき（＝光消灯時）に冷めやすい（＝熱伝導率が高い）という課題がありますが、VANAWARM^®は風合いを損ねないウール100%で高い保温性を実現し、2021年2月のジャパン・ヤーン・フェア（JYF、愛知県一宮市）等で話題となっています[2]-[7]。

　　　　　　　　　　引用元[2]

製品をPRするためには、その価値を分かり易く伝えるイメージ画が必要となってきます。産業技術センターの研究員の中にはデザインを専門とする職員がいます。その１人に自分が描いた原画（写真1）を見せてコンセプトや技術内容を伝え、POP等宣伝媒体用のイメージ画を作成してもらったところ、（図1）のように変身しました。

写真1

図1

[1] フジチギラ（株）

[2] 山梨県産業技術センターニュース, Vol.12,p5 (2021) https://www.pref.yamanashi.jp/yitc/documents/news-012.pdf

[3] 富士吉田・繊維メーカー　県特許活用　温か新ウール　防寒具に使用見込む, 読売新聞 (2021/1/21)

[4] スゴろく「新開発　光で発熱するウール　県の特許技術×郡内織物商社」, UTY テレビ山梨 (2021/2/10)

[5] ウール糸に発熱機能　商社開発　バナジウム染料使用, 山梨日日新聞 (2021/2/19)

[6] フジチギラ/光で発熱のウール糸開発/バナジウムの染料を活用, 繊維ニュース (2021/2/19)

[7] フジチギラ/発熱・蓄熱ウール開発/汎用・高機能の2種で色糸販売, 繊研新聞(2021/3/5)

（繊維技術部製品開発科上垣、宮澤、望月）

（デザイン技術部　鈴木）

2021年7月13日火曜日

バナジウムの新しい機能を発見　ウールをさらなる難燃化素材にできる可能性 / 限界酸素指数(LOI値)からみる燃えにくい繊維

昨今、生活スタイルの変化から、キャンプ等におけるアウトドア製品が人気です。クラウドファンディングでも、ウールそのものが持つ温度・湿度の調節機能に加えて、難燃性を付与した新製品が話題となっています[1]。

防火・防炎性能が求められる消防服に限らず、繊維自体が難燃性であることは、通常衣服だけでなく、家具やインテリアなどの内装をはじめ、火の燃え広がりを防ぐ重要な性能です。近年の大規模な火災等も、難燃性素材を使用することで被害を最小に食い止めることができる可能性があると言われています[2]。

繊維素材は、燃えやすいものが多い印象があります。繊維の燃えやすさを考えるにあたっては参考となる指標があります。LOI値（Limiting oxygen index）は、燃え続けるのに必要な最少酸素量を示した限界酸素指数値です。この値が大きいほど、より多くの酸素を必要とします。すなわち空気中では燃えにくい素材である、と判断されています。試験条件によって数値は変わってきますが、参考表によると、綿の18.4に対して、羊毛(ウール)は25.2です[2]。一般的に、22以下であれば可燃性と言われ、23から27であれば自己消火性をもち、27以上であれば難燃性と判断されている[2]ので、ウールは消防服等にも採用される自己消火性素材と言えます。

出典元[2]

ウールに微量の金属チタンやジルコニウムを付着させて、火に対する炭化促進効果を高める＜ザプロ加工＞という加工方法があります[3] [4]。ザプロ加工はカーペットや絨毯等に適用されていて、ウールの難燃性を向上させることができる加工方法です。

産業技術センターでは、ウール等の天然素材に、近年の冬季寒さ対策として、近赤外線光を熱に変換する保温性の高い技術を開発し、特許を取得しました(特許：第6792108号)。現在、洗える防縮ウール糸「VANAWARM^®plus、9色、フジチギラ(株)」を中心に製品化されています。このウール糸のニットサンプルは、洗濯脱水後のサンプルに光を照射したときの乾燥時間が、加工しない素材よりも約2倍速く、製品を衛生的に保つ効果も期待されています[5]。

バナジウムを付与したウール(V-WOOL)に難燃機能があるのではないか？と考え(山梨のマフラー等製造企業[6]の方の指摘により)、まずは、45°メセナミン法により、着火剤(メセナミン)の燃え広がり具合を検討しました。その結果をグラフ（図1）と写真(1,2,3)で示します。

図1

写真1

写真2

写真3

メセナミン法での実験結果では、通常のWOOL(JIS L 0803準拠　染色堅ろう度試験用添付白布毛1-1号)の炭化長平均52.4 mmに対して、V-WOOL(通常のWOOLをバナジウム溶液処理したもの)の炭化長は30.2 mmでした。毛布の防炎製品性能試験基準値は平均で100 mmであることを考えると、この結果はV-WOOLが難燃機能を持つことを示唆しています。これは、WOOLの自己消化性の高さに加え、バナジウム溶液処理により、さらに難燃性がプラスされたからだと考えられます。