ケブラー®のすべて

7月 11, 2021admin

デュポン社のケブラー®繊維は、航空宇宙から法執行機関まで幅広い業界の人々の手に渡っていることは、誰もが耳にしたことがあるでしょう。この高強度、高耐久性の素材には多くの用途があり、個人用保護具 (その高い強度で機械工や軍人などを保護) から光ファイバーケーブル (その柔軟性と強度で光ファイバーケーブルを損傷から守る) に至るまで、理想的な繊維です。

ケブラーとは

Kevlar は驚くべき強度を持つ繊維です。鎖間結合 (ミクロのレベルで織られた繊維を想像してください) と、その鎖に付着する架橋水素結合 (織られた繊維の表面に広がる小さな繊維を想像してください。メッシュ状になります) を使用して繊維を製造する方法のおかげで、ケブラーは素晴らしい引張強度を持っているのです。実際、ケブラーは鋼鉄の10倍以上の引っ張り強度がある。

引張強度

引張強度とは、材料が引っ張られたときに、分離する前に処理できる最大応力のことです。ロープは、ロープが切れる前にどれだけの重量を運ぶことができるかを示すために、引張強度で評価されます。ケブラーの引張強度は測定値で約 3,620 メガパスカル、ナイロンの引張強度は約 75 メガパスカルです (ナイロンとケブラーの種類によって異なります)。

熱抵抗

ケブラーは極度の低温でもあまり強度が落ちず、極度の高温でなければ強度も落ちないという性質を持っています。この特徴のおかげで、ケブラーは手袋や作業着など、難燃性の衣服に理想的な素材となっています。

柔軟性

繊維状の材料として、ケブラーは、柔軟でありながら強い製品を作ることを可能にします。ケブラーは、体にフィットする形にカットしたりサイズを変えたりできるので、衣服の用途に理想的です。ケブラーPPEを着用することで、驚くほどの可動域を実現し、軽量でありながら高い保護力を持つこの素材に負担を感じることはありません。そのため、ケブラーは手袋や保護コートなどに最適です。

ケブラーは、その繊維が (やはりその引張強度のおかげで) 驚くほど壊れにくいので、理想的な防護服素材と言えます。ケブラーのリンクされたチェーン繊維は、弾道が材料を貫通することを可能にする代わりに、高速の衝撃を吸収します。この特性により、ケブラーは防護服やベストなど、軍事・警察用途に最適な素材となっています。デュポン社は現在、XPケブラーやXDケブラーなど、弾道弾用素材として特別に設計されたさまざまな種類のケブラーを製造しています。

カット/パンク耐性

ケブラーは、この材料の繊維を形成するチェーンリンクにより、簡単にカットしたり穴をあけたりすることができません。つまり、警察や軍隊の用途では、さらに保護が強化されます。さらに、ケブラーは、作業者が鋭利なものを扱うさまざまな手袋に理想的な素材となっています。

ケブラーはどのように製造されているか

ケブラーは、ポリパラフェニレンテレフタルアミドという化合物から作られる、プラスチック製の素材です。この化学物質は、窒素と水素を含む化学溶液と酸との間で化学反応を起こすことで作られます。その結果、水素、炭素、酸素、窒素で構成される化学鎖ができます。この鎖は、分子レベルでは自然に小さな真っ直ぐな「棒」を形成します。

化学合成が終わると、溶液がまだ湿っている、しかも粘性の高い状態で「紡ぐ」。

化合物を作ったら、その溶液を湿ったまま粘度の高い状態で「紡ぐ」のです。紡ぐことによって、鎖はすべて平行になり、鎖の両側の水素結合が接着剤のように作用して鎖を一つにまとめることができます。そのため、鎖の長さに沿った引張強度は非常に強く、水素結合は鎖の配向に垂直に信じられないほどの引張強度を形成します。

ケブラーベストにはいつ寿命がありますか

ほとんどのケブラーベストは、5 年の耐用年数があると評価されています。その後、材料の強度が低下し、ベストを保護するのに不十分な状態になることがあります。防弾チョッキや防弾素材は、常時使用、屋外での使用（紫外線にさらされる可能性がある）、清潔にしていない（ごみが浸透し、素材が弱くなる可能性がある）場合、より早く破損する可能性があります。弾道材料や防弾チョッキの耐用年数を必ず確認し、メーカーの推奨に合うように保管し、早期劣化しないようにしましょう。

また、ケブラーベストは、弾丸が当たると損なわれます。

さらに、ケブラーベストは、弾丸を受けた場合に劣化します。弾丸は、繊維を引き裂くのに十分な強度があるので (弾丸の口径と状況によって、材料を貫通するかどうかは異なりますが)、これらの繊維は修復できず、材料は劣化します。

ケブラーの再利用やリサイクルの方法

半世紀後には、弾道材料として十分に強くない場合もありますが、再生して他の目的に使用することは可能です。たとえば、ベストの材料は、タイヤや手袋などの材料として再生され、使用されるかもしれません。ファイバー・ブローカーズでは、防護服を分解し、有用な素材をできるだけ多く再生し、その素材をリサイクルして新しい製品として再利用することを専門としています。

ファイバーブローカーズでケブラー素材を責任を持ってリサイクルする

古くなったケブラーベストを持っていたり、生産ラインでケブラーを使っていて常にスクラップを残しているなら、責任を持って素材をリサイクルするファイバーブローカーズなら、頼りになる存在になれるでしょう。使用期限の切れた防護服や弾道弾の材料については、プロジェクト全体を通して材料を追跡し、材料がリサイクルされた時点で破壊証明書を提供することで、これらの材料が悪人の手に渡ることがないよう保証します。また、ケブラーのスクラップをメーカーから購入し、リサイクルして他の製品に再利用することも行っています。

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