2017 Fiscal Year Research-status Report
高機能繊維を用いた防護服の経年劣化試験及び評価基準の確立
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16K12835
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
若月 薫 信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (60408755)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森川 英明 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (10230103)
鮑 力民 信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (10262700)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 機器・人間の信頼性 / 防護服 / 促進劣化 / 紫外線暴露 / 機械的特性 / 熱伝達 / 高機能繊維 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、実際の消防・警察等の活動現場における防護服の使用状況の実態調査を直接反映し、防護服の経年使用に対する強度・耐熱性の機能低下を評価する耐候性試験手法を確立し、現在使用されている防火服・防弾チョッキなどの個人防護服の機能性の劣化過程をモデル化するものである。現在、製品基準は防護服の性能は出荷時の性能だけ決められているが、経年劣化による余剰安全度を踏まえていない。ゆえに、本研究は今後の防護服設計に一石を投じる意義がある。H28年度は，高機能布地を使用した個人防護服の使用環境調査を実施し、紫外線波長・強度と各種高機能繊維の吸収波長帯の関係整理，経年使用による紫外線性能劣化の年間紫外線量を想定し， JIS D 0205「自動車部品の耐候性試験方法」を元にした条件設定を決定することができた．H29年度は，主として劣化試験片の作成方法を検討した．実際の防火服の性能劣化を再現するために，紫外線促進劣化させる試験片も防火服と同様に表地＋透湿防水層＋遮熱層の3層も重ねて行った． 試験片の大きさは，紫外線劣化試験片の評価試験別に異なり，本年度は機械的強度の性能劣化に重点を置き， JIS L 1096「織物及び編物の生地試験方法」を参考に引張試験用試験片を切り出した．特に本年度は，試験片の取り付け方法（＝ばく露領域の大きさ）が結果に影響を及ぼすか否かを検討した．引張試験用試験片の試験片ホルダーへの取付方法は生地をホルダーに縦１枚もしくは横２枚（上下に）の２種類考えられた．引張による破断は紫外線ばく露領域内で発生するため，破断強度には影響しないと考えられる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
H29年度は，防火服の劣化を再現・性能評価を行うために，紫外線促進劣化装置による紫外線劣化試験片の作成方法の検討を行った．促進劣化試験片作成には，太陽光と分光分布と近似している光源を搭載した，スーパーキセノンウェザーメーター（SX75，スガ試験機株式会社製）を使用し，促進劣化条件は，JIS K 7350-2:2008及びJIS D 0205を参考に決定した．今回の劣化試験片の作成にあたりランプの放射照度は180W/m2とした．防火服は一般的に長期間使用されるものであり，長期間の劣化を再現するためには多大な時間がかかるため促進性（加速性）を重視したためである．試験条件による実験結果の変動を防ぐため，ウェザーメーター槽内の湿度は50%一定，実際の防火服の性能劣化を再現するために，紫外線促進劣化させる試験片も防火服と同様に表地＋透湿防水層＋遮熱層の3層も重ねて行った． 試験片の大きさは，紫外線劣化試験片の評価試験別に異なり，本年度は機械的強度の性能劣化に重点を置き， JIS L 1096「織物及び編物の生地試験方法」を参考に引張試験用試験片を切り出した．特に本年度は，試験片の取り付け方法（＝ばく露領域の大きさ）が結果に影響を及ぼすか否かを検討した．引張試験用試験片の試験片ホルダーへの取付方法は生地をホルダーに縦１枚もしくは横２枚（上下に）の２種類考えられた．引張による破断は紫外線ばく露領域内で発生するため，破断強度には影響しないと考えられる．このため破断強度を測定する場合の試験片取付方法はウェザーメーターへの格納数が２倍多くとれる横方向の取付方法としても問題が無いことが確認できた．本年度は，確立されていない防火服の防護性能の紫外線劣化に関する評価法・条件を決定した．研究は計画通り順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度であるH30年度は、機械的強度の低下を検証する試験法を目的にあわせて検討を行い，促進劣化試験方法を利用し、得られる結果の傾向を明らかにする．また，その背景を①高機能繊維の化学構造変化②熱特性などからアプローチし，詳細な分析を行う。具体的な機械的強度の試験方法としては生地が引張られることにより破断する「引っ張り試験」・使用中に鋭利なものに引っかかり引き裂かれる「動的引き裂き試験」の二つからアプローチする．高機能繊維を用いた防護服の使用年数は、用途・活動における地域特性・使用頻度によって異なり、一概に何年と規定されていない。本研究では10 年を最大使用年数と想定し、初期劣化特性を3か月ごと、長期劣化特性を1 年ごとと分け設定し、促進劣化試験を実施する。これにより，H28年度から実施して来た３年間の研究目標である「試験条件の決定」「試験片作成」「試験方法の選定」「得られる結果の特徴化」という一連の高機能繊維からなる防護服の紫外線劣化評価手法のアプローチが明確となる．今後，このアプローチを元に防護服の長期使用における性能評価指針の決定，構造設計への考え方などに業界団体とともにガイドライン化を計画する予定である．
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は，消防研究センターへ出張（上田→東京）する回数・実験で使用する生地の購入量が減ったためである．H30年度は，実験内容が前年度より比較し多くなるため，前年度余剰金を旅費及び生地購入に使用する予定である．
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Research Products
(1 results)
