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Establishment of a new design method for a spacer fabric with cushion properties

Research Project

Project/Area Number 19K14032
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 08030:Family and consumer sciences, and culture and living-related
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

ZHU CHUNHONG  信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (80773100)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords三次元テキスタイル / 中空ハニカム構造 / クッション性 / 圧縮特性 / 複合材料 / 三次元中空構造テキスタイル / ハニカム構造 / 三次元中空構造 / スペーサーファブリック / 成形方法
Outline of Research at the Start

高齢者転倒時の衝撃を軽減するため、クッション性を持った生地の開発が重要である。これまで研究代表者は三次元円形中空織物を設計し、樹脂と複合しクッション性を与えた。しかし、複合した材料は衣類としては適しない。本研究では、クッション性の三次元スペーサー織物を新規提案し、設計パラメータが力学特性に及ぼす影響を明らかにし、さらに衣類としての着用可能性を検討し、スペーサー織物の新規設計手法を確立する。
本研究によって、三次元織物の高齢社会等の衣生活分野への活用ができると考えられる。また環境にやさしい耐衝撃性のクッション材は、よりやさしいモノ作りができ、将来のテキスタイル産業の発展にも役立つと期待できる。

Outline of Final Research Achievements

Fractures caused by falls in the elderly can lead to bedridden, impaired cardiopulmonary function, and even death. Therefore, it is important to develop a fabric with cushioning properties in order to reduce the impact when falling. In previous research, we developed a design method for fabrics with a three-dimensional circular cross-section structure, but resin richness occurs in the structure, and it is thought that a better structural design is necessary.
Therefore, in this study, we proposed a design method for three-dimensional honeycomb cross-sectional structure fabrics that can be woven even with a general-purpose Jacquard loom. Focusing on the honeycomb structure, several types of samples were woven using parameters such as cell size, cell thickness as well as thread fineness, and after being composited and molded with resin, the compression characteristics were evaluated, and the effects of each parameter were clarified.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は高齢者等転倒時の衝撃を軽減するため、クッション性を持った生地の開発に関する研究である。現有のジャカード織機を用いて、断面がハニカム形状で、異なるセルサイズの三次元テキスタイルを設計、製織した。さらに、これらのテキスタイルを用いて、ポリウレタン樹脂と複合して複合材料を作製した。クッション保護性を評価するため、圧縮試験を行ない、セルサイズや厚みなどがクッション性に及ぼす影響を明らかにした。
本研究で提案したテキスタイルを着用すれば、高齢者等の転倒による衝撃を軽減することが考えられる。

Report

(4 results)
  • 2022 Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Compression Property of Three-dimensional Honeycomb-structured Fabric Composites2021

    • Author(s)
      Zhu Chunhong、Mori Tokio、Miyamoto Tatsuhiro、Osaki Sae、Shi Jian、Morikawa Hideaki
    • Journal Title

      Applied Composite Materials

      Volume: 29 Issue: 1 Pages: 373-385

    • DOI

      10.1007/s10443-021-09965-0

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Design of three dimensional hollow-structured fabric composites and their compression property2021

    • Author(s)
      Chunhong Zhu
    • Organizer
      2021 China-Japan Academic and Technical Exchange Conference on Composite Materials
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Compression property of 3D hollow-structured fabric composites2021

    • Author(s)
      Chunhong Zhu, Tokio Mori, Tatsuhiko Miyamoto, Sae Osaki, Hideaki Morikawa
    • Organizer
      The 9th World Conference in 3D Fabrics and Their Applications
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 格子型サンドイッチ構造の一体化製織方法の検討2020

    • Author(s)
      大﨑早恵、朱春紅、施建、森川英明、鮑力民
    • Organizer
      日本繊維機械学会第73回年次大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 格子型サンドイッチ構造CFRPの製作2020

    • Author(s)
      大﨑早恵、朱春紅、施建、森川英明、鮑力民
    • Organizer
      2020年繊維学会秋季研究発表会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ハニカム構造三次元織物複合材料の圧縮特性評価2019

    • Author(s)
      森斗輝夫、宮本竜光、朱春紅、森川英明
    • Organizer
      繊維学会秋季研究発表会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 三次元中空織物を用いた熱可塑性複合材料の成形方法の検討2019

    • Author(s)
      宮本竜光、森斗輝夫、朱春紅、森川英明
    • Organizer
      繊維学会秋季研究発表会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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