| 研究課題/領域番号 |
20K13828
|
|---|
| 研究機関 | 実践女子大学 |
|---|
研究代表者 |
加藤木 秀章 実践女子大学, 生活科学部, 講師 (00625296)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
|
| キーワード | 天然繊維 / 疲労 / 吸水 |
|---|
| 研究実績の概要 |
世界の衣服市場は，2025年で約300兆円規模になることが予想されており，繊維生産量は同様に増加傾向を示している．天然繊維を用いた繊維製品の疲労に関する研究においては，繰返し変形後の羊毛の織物および編布の風合い劣化やくたびれ現象について明らかにされている．また，繰返し負荷により天然繊維表面には損傷が生じることも明らかにされており，その改善が必要となる．さらに，持続可能な開発目標(SDGs)としての繊維製品の設計・開発も必要となる．そこで本研究では，繊維製品の構成材料としての天然繊維（植物繊維や動物繊維）の疲労特性を解明した上で，吸水性を利用した疲労特性の向上をはかることにある．当該年度においては，まず天然繊維や織物の静的引張試験や疲労試験結果を比較検討し，疲労特性を明らかにする必要がある．そこで当該等年度の研究活動においては，単繊維および織物の疲労特性を明らかにするため，単繊維や織物の静的引張試験および疲労試験を実施した．疲労試験は試験片が破断するまで実施するため，1回の試験に長時間かかる．疲労試験では，試験片の数が多く必要であるため，次年度も疲労試験を継続実施する．また，疲労メカニズムを明らかにするため，繊維および織物の静的引張試験および疲労試験後では，走査型電子顕微鏡を用いて単繊維の破面観察も行った．糸密度がたて方向およびよこ方向で異なる布の疲労試験した場合，布を構成する糸密度によって摩擦が生じることを示唆できた．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究では，コロナ禍によって学内での研究活動制限が生じたため，やや遅れることになった．しかし，各種の天然繊維および布の一軸方向の疲労試験を実施し，疲労強度および疲労寿命について調べた．まず単繊維の静的引張試験では，各種の布から取り出した単繊維を取り，繊維長が20㎜の試料を作製し、電磁力式微小試験機を用いた．その後，静的引張試験結果をもとに，単繊維の疲労試験の条件を決定した．単繊維の疲労試験の条件として，最大応力は静的引張強度の90%，80%とし，最大サイクル数は100万回とした．応力比は0.1，環境温度は室温とした．
たて方向およびよこ方向の布を用いて疲労試験も行った．静的引張試験結果をもとに静的引張強度を求め，その結果をもとに疲労試験条件を決定した．最大応力は静的引張強度の50%，40%とし，最大サイクル数は100万回，応力比0.5とした．環境温度は室温とした．その後，走査型電子顕微鏡を用いて単繊維の破面観察も実施した．
その結果，以下のことがわかった．疲労試験を行うことで，布および単繊維の時間強度は破断までの繰返し数が増加するに伴い，低下することがわかった．布の破断までの繰返し数および時間強度においては，単繊維の場合に比べて小さくなることがわかった．また，単繊維の破断までの繰返し数は布に比べ長く，疲労破断しにくいこともわかった．さらに，たて方向およびよこ方向で異なる糸密度を用いた布の疲労試験においては，布を構成する糸密度によって摩擦が生じた可能性があることを示唆することができた．
|
| 今後の研究の推進方策 |
疲労メカニズムの解明および疲労特性を向上させるため，織物および単繊維の疲労解析で検討する．また，前年度に引き続き未浸漬の各種材料の疲労試験および水に浸漬中の単繊維，紡績糸，織物の疲労試験も行う．繊維や紡績糸の摩耗もしくは，疲労破壊が比較・検討しやすいよう，織物の摩耗試験を実施する．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍において学内での研究活動制限および国内外の学会中止および延期等が生じた．次年度で継続活動に必要な消耗品や対面による国内外の学会等出張費などの繰り越しが必要であり，次年度での使用を計画している．
|
