機能性評価試験による「効果あり」とは

先日、カケンの研究発表会を聞き、遮熱試験、防蚊試験などの機能性試験について最新の情報を得てきました。

この様な機能性試験での「効果あり」については、二通りの考え方があります。①未加工と加工した試料を評価試験して、その差が一定以上あれば「効果あり」とする。②評価試験の測定値が、一定の条件を満たしていれば「効果あり」とする。
　技術屋の立場から言うと、未加工と加工の差を評価してみたい。加工場所が国内であれば、加工前に未加工分を少し残しておけば、それほど難しいことではない様に思えます。しかし、海外で生産し、加工後の製品を国内で販売するのであれば、未加工の生地は手に入りません。
　さらに、消費者とっては、未加工か加工かは問題でなく、試験の測定値が、一定の条件を満たしていれば「効果あり」と考えた方が理解しやすい。
　時代の要請からか、消費者に「わかりやすく」が主流になっているのだと思います。
 　紫外線遮蔽の評価の場合、加工薬剤を入れて加熱します。そのときに生地が収縮し、目が詰まり、その効果で紫外線遮蔽の効果が上昇する。加工薬剤の影響はほとんどなかったというケースも見たことがあります。これは、特殊な事例かもしれませんが、本当に加工の影響か、もともと生地に遮蔽の効果があるのか、この様な事例で「効果あり」とうたっていいものか疑問です。試験としては、未加工の生地でなく、加工薬剤が未使用で他は薬剤と同じ様に熱を加えた試料が必要です。しかし、これをわざわざ作るとなると大変です。
　やはり、加工剤の効果の証明よりも、測定値が、一定の条件を満たしていれば「効果あり」とした方が、消費者にわかりやすくていいのでしょう。 
　これとは別に、消費者へのわかりやすさと判定の精度についてはどうでしょうか？
　これについては、以前書きました。もう少し考えたい問題です。（https://sen-i.blog.so-net.ne.jp/archive/c2304872654-1）

 

 

 

「Dr.STONE」での織機について

 「Dr.STONE」という漫画をご存知でしょうか？ ネタバレになるから、詳しいことはかけませんが、一度、文明がなくなり、主人公たちが工夫して再度、文明品を作り上げていきます。この漫画でとりあげられたのは「織機」。

　まず、経糸を一定間隔で並べて、１本おきにすくって緯糸を通す。この作業の省力化のために、「筬綜絖」を作ります。この「筬綜絖」は筬（経糸を一定間隔に並べる）と綜絖（糸を通し、開口装置をつながる部分）｛この開口方法に、ドビーとかジャガードがあります｝の両方の役目をします。現代の織機では、筬と綜絖は別のものですが、今でも一部の簡易手機では、筬綜絖を使っています。（手機の解説書によって、「筬」と言ったり、「綜絖」と言ったりしていますが、正しくは、「筬綜絖」というべきもの）

（余談：また、タテ編みでも、「筬」と言っていますが、「筬」を動かして、柄を作っていますので、「綜絖」としての役目を担っています）

　次に「織機」を作り出します。ここで織機の「デザイン」を今の技術系列につながる実存した織機を書くのか、天才が思いついた別の技術系列の織機とするのか、作者の手腕が問われます。前者は無難ですが、後者の方が漫画家としてのチャレンジです。さて、どんなデザインでしょうか？

：：：：：：：：：：：：：：：画像参照：：：：：：：：：：：：：：： 『Dr.STONE』（ドクターストーン）原作：稲垣理一郎、作画：Boichi（集英社）　87話より「研究目的のための引用」

 

 　さて、このデザインからいろいろ考えてみます。真ん中に見えるのが経糸。手前側が織るところで、座ってペダルを踏むのでしょう。中心から垂直方向に伸びているのは経糸の制御装置でしょうか？　後ろにビーム（経糸を巻いた円柱状のもの）が見れます。

 特徴としては、

①織り幅が極端に変わっている。

②緯糸を入れる機構が確認されない

　作者はチャレンジしています。既存の手機と異なったデザインにしています。現状の技術系列とは別のものですね。

　手前の織るところで、糸が並んでいる部分の幅が半分ぐらいになっています。となると、中心と端の糸の長さが違う。後方にある（と思われる）糸を巻いたビームでは同じ長さなので、中心部の糸が余ってくる。これだと「織　れ」ないでしょう。さらに、緯糸を入れる機構がないのだから、織機でないことを考えてみましょう。

　ストーリィとしては、多量の布が必要。この布は手編みでつくられる編地よりも密度のあるものが欲しい。となると「織機」にこだわる必要はないし、きれいな柄を織り上げる必要もない。つまり、短時間で糸から布にする機構（「織り」以外に「編み」や「組み」）を考えてみます。

　後ろのビームは1本でなく、複数のビームが並んでいると仮定。タテに長い部分で、後ろの糸の一部を鎖編みにしていく。さらに、別の部分の糸をその鎖編みの間を左右に通していく。このことで「面」を作っていく。（タテ編みと同じ）これらを前に移動させる時に幅を縮めて、密度を高くしていくという機構はと見るのはどうでしょうか？（実際にできるかは別として）

 さて、私ならどう考えるか？

　今回は○○のために（ネタバレ防止の為、書けない）、薄くて（目付けが軽く）空気の通りが極めて悪い（＝通気性の低い）布が必要。それならば、「編み物」で補強した「不織布」を提案してみたい。

仮定条件は以下の通り

①：糸は、植物繊維から作る技術が確立されている

②：羊が家畜化され、ウールを刈り取る技術は確立されている

③：石鹸を作る技術が確立されている

　この世界にある糸で編み物を作る。このとき密度は甘くてよい。それを広げ、ウールを広げ、石鹸水を注ぎ、揉むことでウールをフェルト化させる。このことで、薄いフェルトを作成さる。中に編物があることで、薄いわりには強度があり、通気性が少ない布が作れる。古く遊牧民は、ウールからフェルトを作っていましたが、彼らは保温のために厚いものを作ってきた。薄いものを作ろうとはしていない。フェルトだけで薄いものを作ろうとすると弱くなってしまう。薄いまま強度を出すには、不織布の中に編物を入れておく。こう考えると複合材料ですね。

 

毛羽の脱落試験について

毛羽の脱落試験について

 パイル生地や起毛（別珍やコール天）やフロック加工を行った生地や、糸では、モール糸、甘撚りの紡績糸などを使用した生地などでは、毛羽の脱落がクレームになることがあります。

 これらの評価方法としては、以下の方法があります。

 １）QTECセロハンテープ法　（QTECの読みは「キューテック」）

概要：セロハンテープを生地につけておもりを乗せる。所定時間後、はがし、テープにどのくらいの毛羽がつくかを比較。

おもりや毛羽付着試験判定用スケールはQTECで販売しています。

 　試験方法や基準について、詳しくはここ

https://www.qtec.or.jp/work/20160519_2414.html

 

２）パイル保持率JIS L 1075 C法

概要：摩耗試験Ⅱ型（学振型）に生地を置く、摩擦試験の時に使用する白布の代わりに、耐水研磨紙として、摩擦する。摩擦後、生地が削れているので、残った質量を測定し、次式から「パイル保持率」を計算します。

 パイル保持率＝［試験後に試験片aを試験片bの大きさに切り取ったもののパイルの残留質量（ｇ）］／［試験片bのバイル質量（ｇ）］×１００

 試験片a：比較のための元の生地。切り出し後、試験片bと同じ大きさに切りそろえる

試験片b：実際に試験を行う試料片

 条件（研磨紙が粗すぎるか、回数が多い場合）によっては、パイル以外の基布も紙やすりが削り取ってしまう場合もあります。この場合、正確な意味で、「パイルの保持率」ではなくなるので、条件を変えたほうがいいと思います。

基準値：試験条件 摩擦回数 :500回、耐水研磨紙 :P800C―Cwで、パイル保持率60%以上

 

３）タオルの洗濯による脱綿率試験方法（TRI 法）

概要：タオル１枚を洗濯し、排水箇所にフィルターを置き、それがとらえた毛羽の量を測定する。

洗濯は、全自動洗濯機を標準コースで使用。フィルターは、150μm メッシュを用いて脱落物（＝脱綿量）を回収する。

脱綿率の算出：標準状態における試料質量(g)と脱綿量(g)を秤量し、次式から「洗濯による脱綿率」を算出する。

脱綿率(%)＝(脱綿量/試料質量)×100

 

４）外観変化

既存の試験機で試験をおこない外観を観察、再現試験の一種とみなします。人でなく、試験機を使用する理由は、摩擦する動作が一定になることです。

生地と摩擦布

試験機としては、以下の試験機が多く使われます。

TO形ピリング試験機（試験布と羽根を摩擦）

http://www.daieikagakuseiki.co.jp/products/product.php?item_no=71&selected_category_no=7

 

ICI形ピリング試験機（試験布と試験布を摩擦)

https://www.ipros.jp/product/detail/243917143/

 

マーチンデール磨耗試験機（試験布と摩擦布を摩擦)

http://www.intec-instruments.co.jp/doc/ar-4.pdf

 

５）指でなぞる

原始的だが、商品を指でなぞり、毛羽が落ちないか確認する。

 

その他、生地と別の生地が擦れて、毛羽が脱落する場合がある。この場合、どちらかの生地、または両方の生地から毛羽が脱落している。毛羽立ちが多そうでも、毛羽が脱落していない生地もある。脱落した毛羽を顕微鏡で観察し、色・素材を観察し、どちらの生地が原因になっているかの確認も必要である。

リング糸と空紡糸

先日、「空紡糸」を見ました。日本ではあまり、みかけません。いつもなら、紡績糸を解いて、繊維そのものを光学顕微鏡で観察し、素材を判別します。今回は、糸をそのまま、実体顕微鏡で観察したので、気が付きました。ひょっとすると、今までは気が付かなかっただけかもしれません。空紡糸の方が新しく開発され、生産コストが安いのですが、細番手が作れないので、リング糸と共存です。また、Ｔシャツやジーンズの世界では、風合いが異なるため、使い分けられているそうです。

オープンエンド紡績糸：スライバー（繊維の束）の繊維を一度ばらばらにして、高速で回転するローターの中で、その遠心力で繊維をローラーに内側に並べ、ローターの回転で撚りをかけてつくった糸［繊維素材辞典／一見輝彦］

両者の違い

	【リング糸】	【空紡糸】 オープンエンド紡績糸とも
糸の状態	糸の繊維が均一で、糸全体に均一の撚りがかかっている	糸の繊維が不均一で糸の外側に強い撚りがかかっているが、内側には撚りがかかってない
糸の形状	糸に締まりがある	糸に膨らみ（デコボコ）がある →ゴアゴア感、ドライ感
生産コスト	高い こちらが古く、コストを安くするための方法の一つがオープンエンド紡績糸	安い 最近は、コストよりも風合いの差別化
生産される番手	太番手から細番手まであり	太番手のみ（一般には10番から20番が主流、40番程度まで） 最近は改良されており60番も可能
強力	強い	リング糸に比べると弱い
好み	日本で好まれる	アメリカで好まれる

 

引張試験の工夫（湿潤状態での試験など）

引張試験の工夫（湿潤状態での試験など）

　ビニール袋に試料を入れた状態で、引張試験をしたことがあります。濡れた状態で試験をしたい場合に、この方法を用いました。

 一方、JISでは、この方法を使っていません。試料を濡らした状態（湿潤状態）で行う引張試験としては、JISL1096：2010　8.14.1　引張強さ伸び率試験　JIS法　として、A法、B法、C法、D法が存在します。

ストリップ法で、標準状態時（湿潤していない）の試験がA法、湿潤状態時の試験がC法です。

また、グラブ法で、標準状態時（湿潤していない）の試験がB法、湿潤状態時の試験がD法です。

湿潤の方法は、C法、D法、共通で、「試験片を１時間以上水中に沈めておく。水から出し、１分以内に測定」となっています。水としか書いていませんが、時には、蒸留水やイオン交換水を使っています。

このJIS法では、破断時に水が飛び散ることがあり、前述のビニール袋を用いた方法が適していると思います。

JIS法では、試験後、チャックでは金属部分を取り外し、水で洗浄、よく拭いて、油を吹き付けて乾燥させます。試験機の周辺では、キムワイフ等で拭き取ります。これらを怠ると錆びる危険があります。

どうしても、JIS法にこだわりたい場合は、「JISを参考」として、水分をキムワイフなどで拭き取り、水が飛び散るのを抑える方法が現実的かもしれません。

 また、破断時に細かい粉体が飛び出す試料にもこの方法は有効です。例えば、試料がフィルターなどで、細かな物質が吸着されている場合や、試料が伝導性をもち、破断時に細かく割れてしまう場合などです。特に伝導性の細かい試料が飛び散ると、電子機器ではショートが起きる可能性があります。（例：炭素繊維）

試験機のそばに掃除機を置いて、試験中から作動させる方法もいいですが、飛び散る物質の大きさによっては、排気からでてしまい、撒き散らしている結果になってしまいます。

 引張試験は、基本的な試験ですが、試料によっては、様々な工夫が必要な試験です。

 

補足：

１）広い意味での「湿潤試験」は、水だけでなく、薄い酸やアルカリ溶液に浸漬を含むこともあります。

２）試料を水に浸漬して引張試験ができる様にするオプションもあります。

安定した織物組織について１

安定した織物組織について　

織物組織によっては、生地がカールすることがあります。この状態をカーリングといいます。カーリングは、綾組織やその変形組織でよく生じます。

図の①に綾組織の例を示します。（正式には【２／２綾】｛読み方：にいにいのあや｝、赤い線で囲んだところが基本組織）

この場合、生地概念図のＡの角とＤの角が丸まります（綾の方向によってはＢの角とＣの角、要は対角線上に丸まる） 

この場合の対応を考えると、

②は①を左右反転させた組織。この場合、逆方向に丸まるはずです。

③は①の左半分と②の右半分を組み合わせた組織。こうすればカーリングが打ち消し合います。ただ、意匠的には、④のように組織を少しずらします。これが【杉綾】です。（ヘリンボーンとも言います） 

次に裏表のバランスが悪い場合、生地概念図のＡＢの辺が内側に丸まる場合。

これは表面との裏面とのバランスが悪い。

 この時の対応策は、昼夜組織　以下次回

組成の表示方法が変更

「家庭用品品質表示法」がH29年４月１日より改正されました。このため、組成の表示方法が変更されます。今回はこの問題を考えます。ただ、消費者庁に確認したわけでなないので、私の“解釈”です。

 １）竹繊維

竹繊維には、①爆砕という方法で竹の繊維を取り出し、それを紡績した糸と②竹を原料としてレーヨンを作るものがあります。 

①爆砕したもの（爆砕竹）：【植物繊維（竹）　●％】 ②溶解したもの（レーヨン）：【レーヨン　　　●％】

 

レーヨンの原料は木材パルプが普通ですが、竹を原料に使う理由は、竹は生育が早く、環境負荷が少ないためとされています。

今回の改正では、「植物繊維」と「動物繊維」という分け方になっています。JISによる「動物繊維」の定義を見ると、①蚕の仲間、②バイサス（見たことがない…）、③獣毛となっています。素材判別する側からいうと、「植物繊維」と「動物繊維」ではなく、「セルロース系」と「タンパク質系」の方が良かったのではないかと思います。すべての動植物を同定することは極めて難しいものです。

例えば、「植物繊維」については、燃やした時の燃え方、匂いからセルロース系と判断し、繊維の直径が不揃いなどの特徴から天然繊維と判断。比較写真と比較して、綿、麻でなければ、IRでセルロースの確証を得た後に、種類は不明であるものの「セルロース系」と判断することができます。

実際に綿だとわかっていても、標準写真と比較しても、綿と異なって見える繊維も観察されます。別の植物繊維を５％程度綿に入れられると混紡なのか綿１００％なのかの判断はつかないと思います。

また、綿はシルケット加工を行うと形状が異なってしまいますが、シルケット綿を知っており、図、写真などが出回っているので、判断することができます。シルケット加工ありと言っても、その加工の程度で綿の形状がそのまま残っている場合もありますが、それでもこれらは経験で判断できます。 

また、「動物繊維」については、燃やした時の燃え方、匂いからタンパク質系と判断し、繊維の直径が不揃いなどの特徴から天然繊維と判断。比較写真と比較して、毛、絹でなければ、キサントプロテイン反応で確証を得た後に、種類は不明であるものの「タンパク質系」と判断することができます。

これらの様に分析は簡単な方が良いと思いますが、その一方で、消費者にとっての「わかりやすさ」の面ではどうでしょうか？　「植物繊維」と「動物繊維」の方がわかりやすいかもしれません。ただ、素材を第３者が判定できないと組成を示す意味がないのではと思います。

 ２）研究中の新しい絹

　レーヨンはセルロースを溶かして糸にしています。同様に絹を溶かして、再び糸にする研究が行われていました。その当時、絹は貴重なものであり、レーヨンが商業化できたので、絹でも可能と考えていたと思われます。文献を調べてみると、方法は書いていませんでしたが、新聞記事にその旨が書かれていたのを見たことがあります。その後、実用化はできなかったのでしょう。

絹を溶かす薬品はいくつか知られていますが、糸に再生した時の強度が著しく弱いか、薬品のコストが高く実用化できなかったのでしょう。しかし、今はバイオの時代。遺伝子を取り出し、特定の生物に絹タンパク質を培養させることは可能です。この場合、天然繊維ではないので、動物繊維にあたりません。レーヨンと同様に再生繊維となるはずです。セルロース系では「再生繊維」の他に「精製繊維（JISの指定用語ではない）」があります。「再生繊維」は、セルロースをセルロース誘導体に変質させて溶解させ、糸にします。一方、「精製繊維」は、セルロースのまま溶解させ、糸にしています。そのため、以下の様になると思います。

①絹タンパクの誘導体を経て糸にするもの：【再生繊維（商標）　　　　●％】 ②絹タンパクの誘導体を経ないで糸にするもの：【分類外繊維（商標）　●％】

 

３）熱可塑性セルロース繊維

　セルロースを溶融紡糸（熱で溶かし、糸にする）できる技術が開発されました。（東レ：フォレッセ）これは、どうか考えるべきでしょうか？　まず、「植物繊維」は“植物から得る天然繊維の総称（L0204）”なので、「植物繊維」ではありません。次に「再生繊維」は“セルロースやたんぱく質を溶解して再生した繊維（L0204）”と書かれています。となると、製造方法が「再生」か「精製」かが、別れ目になるでしょう。調べてみると、セルロースを誘導体にしており、これで水素結合を少なくし熱可塑性に変えています。となると「再生」と考えることができます。「再生」ではあるけれどレーヨン、ポリノジック、キュプラいずれでもありません。そのため、以下の様になると思います。 

【再生繊維（商標）　　　●％】

 

４）プロミックス

プロミックスは牛乳由来のタンパク質から作られています。タンパク質を溶かして作られる繊維も「再生繊維」であるから、「再生繊維」と思いましたが、牛乳由来のタンパク質だけではなく、アクリロニトリルを加えて作られており、タンパク質を再生しているのではありませんので、合成繊維になります。（現在は生産されていないと聞いております。） 

【合成繊維（プロミックス）　●％】 　　または 【合成繊維（商標）　　　　　●％】

 

他に大豆タンパクから作られたい繊維も聞いたことがありますが、今は見ませんね。

 

５）ソロテックッス

ソロテックス（商品名）は、PTTですが、表示だとポリエステルになってしまいます。

①ソロテックス１００％の糸 

【ポリエステル　　●％】

 

②ソロテックスと綿の混紡 

【ポリエステル　●％】 【綿　　　　　　●％】

いずれも、PTTがポリエステルと表示されます。ただ、PTTの方がポリエステルよりも耐熱温度が低いので、アイロンの指示は、ポリエステルより低めのほうが望ましい。

 ③PTTとポリエステルのコンジュゲート糸 

【複合繊維（ポリエステル）　●％】

　このように複合繊維の規定を使い表示すると思いますが、複合と言いながら一種類しか書いていません。むしろ、【複合繊維（ソロテックス）　●％】と商標表示の方がわかりやすいのではないでしょうか？

 ６）複合繊維　ポリエステルを芯に綿を紡績した糸

混用率の試験で綿を溶かして、その比率を出せるので、

【綿　　　　　　●％】 【ポリエステル　●％】

 でもいいですが、複合繊維の規定を使用すれば、この糸が１００％の時は、混用率の試験を行わず、【複合繊維（綿、ポリエステル）100％】と表記ができるのでないでしょうか。

白い生地の染色堅ろう度 その２

 

以前、「白い生地（染めていない生地）に対する堅牢度試験は、耐光試験と水滴下だけで十分だと思います。」とブログで書きました。（http://sen-i.blog.so-net.ne.jp/archive/c2304872652-1） 

それが通じたか、最近、見た試験項目一覧では、

洗濯堅牢度、ドライ堅牢度のところが、「染色してないものは試験不要」と注釈が入るようになっていました。

このブログで、改善されたなら、こんなにいい事はありません。

表示を適正に変えなくてはなりません。

家庭用品品質表示法施行規則等の改正が4月1日から行われます

猶予期間はありますが、表示を適正に変えなくてはなりません。

主な改正点は

１）マフラー、ストール及びショール　洗濯表示の義務つけ

２）「指定外繊維」という言葉がなくなり、繊維の名称を示す用語の改正

指定用語の一部廃止、改正された（別表6に従う）

「指定外繊維」 という代わりに

新たに、「植物繊維」、「動物繊維」、「再生繊維」、「半合成繊維」、 「合成繊維」、「無機繊維 」、「分類外繊維」が加わりました。

実例　こんな感じになると思います。

　植物繊維（イラクサ）

　再生繊維（リヨセル）

　合成繊維（バサルト繊維）

　合成繊維（テフロン）・・・・商標記載の例

　分類外繊維（紙）

私にもよくわからないものもあります。

微生物に絹タンパク質を合成させ、それを液体にし、紡糸する　これは動物繊維か再生繊維か？

綿を改質し、熱溶融できるようにし、紡糸する　これは植物繊維か再生繊維か？　後日、考えてみました　ここ　http://sen-i.blog.so-net.ne.jp/archive/201706-1

なお、家庭用品品質表示法の規制対象外である帽子を規制対象とし、繊維の組成と洗濯表示の義務つけも計画されています。

洗濯の表示方法が変わりました。

 洗濯の表示方法が変わりました。しかし、まだ、新しい記号にお目にかかっていません。少しずつ変わっているのでしょうか？

さて、この写真は、以前に購入したユニクロの製品です。洗濯表示のタグがたくさんついています。

多分、海外でも販売しているため、JISの古い記号とISOの記号を併記する方針だったのだと思います。

 このような洗濯タグを一本化できるのですから、海外に売っている企業は、今回の洗濯表示の改正は良かったのかもしれません。

 日本国内だけを考えると、昔の記号の方が、馴染み良いです。特に「漢字」を記号にしていますので、分かりやすかったと思います。