織物の革新

製織技術メーカーは、インダストリー 4.0 対応機械の開発に取り組んでいます。

技術編集者、Abdel-Fatah M. Seyam 博士

ITMA は常に新しいテクノロジーを意味します。 最新版では、開発は革新的なテクノロジー、生地や衣類のデジタル形成、デジタル印刷、持続可能性への懸念への対処、e-テキスタイル、3D、スポーツウェアなどの革新的な製品の形成、およびソフトウェアによって特徴づけられました。

ITMA期間中、織物スタンドには多くの来場者が集まりました。 大手機械メーカーは、アパレル、ホームテキスタイル、テクニカルテキスタイル用途向けの織物製品を形成するための多様な機械をデモンストレーションしました。 そして自社のテクノロジーをインダストリー 4.0 対応として宣伝しました。

競争力を高め、新製品の多様性に対する需要を満たすには、サンプル製造と製造前の評価のためのラピッドプロトタイピングマシンが必要です。 生産整経機、サイジング機、織機を使用して小さなサンプルを生産すると、生産量の大幅な損失と材料の無駄につながります。

CCIテック株式会社 、台湾は、サンプル整経機、サイジングワインダー、サンプル織機を専門としています。 同社は、可動整経リングにクリールが組み込まれた新しい Lutan.com サンプル整経機を展示しました。これにより、以前の Lutan v5.0 および v3.6 バージョンと比較してスペースが節約されます。

Lutan.com は、2.6 メートルの作業幅、15 ～ 500 メートルの整経長範囲、14,400 メートル/分 (m/min) の整経速度、24 個のクリール容量、5 メートルのパターンドラム円周、10 本のリースロッドを備えています。 この機械は、狭い幅のサンプルや中程度の生産量で複雑なカラー シーケンスを作成することができます。 Lutan.com には、カラーシーケンス、リースの数と位置、その他のワープ仕様を設定するためのユーザーフレンドリーなインターフェイスを備えた、内蔵の Lutronic および SE-edit ソフトウェアが装備されています。 ユーザーの入力に従って、機械は自動的に希望の仕様の経糸を形成します。 ビーム イベントでは、ワープをパターン ドラムからワープ ビームに転送するためにオペレーターの介入が必要です。

CCI Tech は、サンプル整経機用のサイジング糸パッケージを作成するための最も簡単なルートを提供する機械であるサイジング ワインダーも提供しています。 同社は最近、最大 4 モジュールまたは 16 スピンドルに対応する 2 スピンドルおよび 4 スピンドルのモジュラー バージョンで提供される 2 スピンドル サイジング ワインダー Taroko を導入しました。 各スピンドルは専用の駆動システム、サイズボックス、加熱ゾーンを使用して個別に制御され、これにより機械は異なるサイズ配合、サイズ濃度、またはサイズウェットピックアップの異なる糸を実行できます。 機械は最大 500 m/min のサイジング速度で動作します。 太魯閣には産業用 PC/Windows OS と WiFi/イーサネット経由のインターネット アクセスが装備されており、各位置の遠隔制御と監視が可能です。

ITMA 期間中、CCI Tech はまた、エバーグリーン II とケバランという 2 台のシングル レピア サンプル織機を導入しました。 Evergreen II は、以前のバージョンの Evergreen I と同じ機能を備えていますが、よりコンパクトではるかに高速です。 50 センチメートル (cm) または 90 cm の織り幅で利用でき、最大 100 ピック/分 (ppm) の織り速度で実行できます。 Kebalan はまだ試作段階にありますが、サンプル製織の記録である 300 ppm という高い製織速度を実現します。 開口動作には 8 本または 16 本のハーネスが使用され、サーボモーターを使用した個別のハーネス制御、緯糸切れ検出、およびオプションの経糸停止動作が特徴です。 8本の緯糸送り装置を装備し、高速製織に対応します。

ドイツを拠点とするKarl Mayer Textile Machine Factory GmbH ITMA 2019 でサンプル整経機 Multi-Matic®32 を展示しました。32 はクリールの容量を示し、32 色の異なる糸の使用が可能になります。 マルチマチックには、クリール容量 32、64、および 128 巻のパッケージを備えた 3 つのバージョンが用意されており、織工が必要とするスペースや用途に応じて、クリール容量の点で柔軟性を提供します。 の 3 つのマルチマチック バージョンの比較を表 1 に示します。この機械は、32 モデルでは 35 ～ 1,050 メートル、64 および 128 バージョンでは 35 ～ 1,500 メートルの範囲の経糸を生産できます。 このような範囲の経糸の長さと幅により、機械はサンプル製織用の幅が狭くて短い経糸だけでなく、製品製織用の幅広で長い経糸も生産できます。 さらに、セクション整経機では色の繰り返しサイズが制限されているのに比べ、機械では色の繰り返しサイズに制限がありません。 その他の機能には、自動カラー変更、カラー シーケンスのセットアップ時間の短縮、フレンドリーなユーザー インターフェイス CAD システムによる希望のリース数などがあります。 事前のプログラミングとクリール上のパッケージの設定に続いて、引き込みとサイズロッドの分離のためのリースを含む、残りの整経プロセスが自動的に行われます。 整経が完了した後、ビーム加工プロセスでは、整経糸をパターンドラムからワープビームに移すためにオペレーターの介入が必要です。

ヴァンデウィーレ ネバダ州ベルギーは、マトリックスとして行と列に配置されたセルで構成されるスマート クリールを ITMA 2019 で発表しました。 大きなパッケージからロボットによりヤーンフィーダーを介して糸が各セルに巻き取られます。 ショーでは、Smart Creel が VSi32 Velvet Smart Innovator ジャカードに給餌していました。 各セルのたて糸の長さは、カーペットのデザインに応じて事前にプログラムされています。 整経プロセスを加速するために、いくつかのクリールとロボットが使用される場合があります。 Smart Creel にはいくつかの利点があります。

スマート クリールは、短期間の実行や連続して実行されるサンプルを対象としていますが、ビンのサイズを大きくすることで、このコンセプトを中期および長期の実行にも拡張できます。 スマート クリールは、セクションおよびサンプル整経機の従来のクリールを置き換えることができます。

Vandewiele は、新しい RCE2+ ラグおよびカーペット織り機とセットアップされた Fast Creel も展示しました。 ファストクリールは、カーペットのデザインごとに必要なパイルの長さに応じて各糸の送りと張力を調整するサーボモーターを使用して、各パイル糸を個別に制御します。 サーボモーターは、トルクをスマートに感知して糸が下がったときに停止動作としても機能します。 これにより、従来の停止動作を経ることなくパイル糸を機械に直接供給できるため、時間が節約され、素早いクリーリングが可能になります。

さらに、Vandewiele は、各パイル糸の消費量、張力、糸通しに関するデータを取得するカーペット織り生産用の TEXconnect システムを開発しました。 このシステムは予知保全も提供します。 Smart Creel、Fast Creel、TEXconnect システムを組み合わせることで、自己学習型カーペット織り機が可能になります。

グロツベッケルト KG 、ドイツは、新しい自動描画機、WarpMasterPlus を展示しました。 この機械は、たて糸が単糸パッケージから引き込まれるという、同社が確立した引き込みコンセプトの最新世代を表しています。 ただし、WarpMasterPlus には、プロセスの両面制御のための 2 つのタッチスクリーン モニター、事前仕分けなしの Duomix 綜絖の引き込み、自動綜絖タイプ設定、および簡単なメンテナンスと修理サービスなどの機能が追加されています。 引き込み幅が 4 メートルを超える場合、Groz-Beckert は必要に応じて個別の機械の長さを提供できます。

Groz-Beckert はまた、さまざまなバージョンの KnotMaster 自動タイイングイン マシン (AS/3、TS/3、XS/3Q、RS/3、RSD/3、2s/3、および TS/3 TapeMaster) を幅広い用途に向けて展示しました。天然および合成、モノフィラメント、テクスチャード、スパンデックス、スチールワイヤー、ファンシーヤーン、ガラスヤーン、高機能ヤーン、およびポリプロピレンおよびポリエステルテープを含む縦糸の製品です。 この機械は、リースされた経糸またはリースされていない経糸の両端検出が可能であり、糸切れ検出機能が装備されています。

スイスを拠点とするストウブリ インターナショナル AG同社は、おなじみの自動引込機「SAFIR 60」に加え、新型の引込機「TIEPRO」を展示した。 この機械の最大の特徴は糸の分離方法にあります。 従来、糸は針を使用して分離されており、さまざまな糸の種類やサイズの分離を処理するには、さまざまな針が必要です。 TIEPROは小さな円錐形の糸分離機構を採用しているため、針は必要ありません。

ドイツを拠点とするリンダウアー ドルニエ GmbH ITMA 2019では、アパレル、ホームテキスタイル、産業用テキスタイル向けの多様な生地を生産するA1エアジェット織機3台とP2レピア織機2台を展示しました。P2タイプTKN 8/S G24/190cm機は室内装飾用生地とP2タイプTKNを織っていました。 4/E D8/360 cm は、それぞれ 925 および 1,134 m/分の充填挿入速度 (FIR) でコーティング生地を製織しました。 幅 210 cm の A1 タイプ AWS 6/S G16 は 2,010 FIR で自動車内装生地を織っており、幅 340 cm の A1 ServoTerry タイプ ATSF 8/JG は 2,184 FIR でジャカード テリー生地を織っていました。ワイド A1 タイプ AWS 6/JG は 2,147 FIR で婦人服用のジャカード生地を織っていました。

アイテムSpAイタリアは、2 台の A9500-2 エアジェットと 4 台の R9500-2 レピア織機を 1 つのブースと別のブースで展示しました。 また、Itematech ブースには、R9500-2 1 台、Hercules 2 台、UniRap マシン 1 台が展示されていました。 イテマテックは、イテマが最近買収した元パンター社です。 イテマブースでは、エアジェットA9500-2/340cmでベッドシーツの製織、A9500-2/190cmでアパレル生地の製織を行っていました。 幅 190 cm から 340 cm までの 4 台の R9500 -2 レピア機が、デニム、シャツ、ジャカード布張り、ジャカード ビーチタオルを織っていました。

イテマテックのブースでは、フィルターファブリック、ジオテキスタイル、厚手のフィルターファブリック、ファニシングファブリックを織る機械が展示されていました。 UniRap マシンは、イテマに参加する前にパンターによって展示されていた、単一のポジティブ レイピアです。 ITMA 2019 では、UniRap はリネンの縦糸と横糸を撚りのないスプレッドトウの形で家具用生地を織っていました。 経糸および緯糸の線密度は１０００テックスであり、経糸および緯糸の密度は０．６７本／ｃｍであった。 たて糸の方向をフラットに保つため、フラットアイの特殊な綜絖線を使用しました。 回転パッケージを備えた緯糸フィーダーも使用され、ねじれを加えることなく充填方向を平らに保つことができました。 この機械は、ケブラー、カーボン、ザイロンなどの高性能繊維からスプレッドトウを織るのに使用できます。 経糸は、広げられたトウのパッケージを保持するクリールによって供給されたことに留意すべきである。 この設定ではトウの総本数が多くないため整経加工が不要です。

イテマはまた、ショーの主要な織物アトラクションの 1 つであるディスカバリーを紹介しました。 同社は緯糸挿入技術を「ポジティブ・フライング・シャトル」と呼んでいますが、この機械はシャトルレス製織の特徴である固定緯糸パッケージと充填ヤーン・フィーダーを使用するシャトルレスです。 したがって、この機械はグリッパーを備えたシャトルのない発射体機械に似ています。 イテマは、1 日に 2 回のデモを主催し、マシンのそばのモニターで YouTube ビデオを再生すること以外、プロトタイプに関する多くの情報を提供しませんでした。 充填物挿入手段として発射体が使用されるが、その加速は全く異なる機構によって行われる。 ビデオで実証されているように、発射体は溝内を水平に移動する「ピッキング バー」と呼ばれるバーによって加速されます。 バーは発射体に接触し、発射体を一定の距離移動させて十分な加速を提供し、次にその動きを反転させて発射体を充填糸とともに残して挿入を完了する。 一定の距離と時間にわたってピッキングバーと発射体が接触することで、従来の発射体マシンで見られるような突然の衝撃ではなく、緩やかな加速でよりスムーズな動作が得られる可能性があります。 従来の発射体と同様に、Discovery はいくつかの発射体を備えており、挿入はマシンの左側から実行されます。 ITMAで展示されていたプロトタイプは、2枚の並んだデニム生地を350ppmの速度で織っていたが、イテマ氏はディスカバリーは400ppmで実行可能であり、これは従来の発射体機械の速度範囲と同様であると述べた。

ベルギーに拠点を置く同社のブースでは、ピカノール織機を10台展示しました。 これらの機械のうち 5 台はエアジェット機械で、2 台は OmniPlus-i-4-D-190 機械で、1 台はカーシート生地を織り、もう 1 台はポプリン生地を織っていました。 1 台の OmniPlus-i-4-R-190 はパラシュート生地を織っています。 1 台の OmniPlus-i-4-P-280 はシーチング生地を織ります。 もう 1 つはボトムウェイトの生地を織った OmniPlus-i-4-P-190 です。 展示されていた他の 5 台はレピア機で、デニム生地を織る OptiMax-i-4-R-220 でした。 アグロテキスタイル生地を織るOptiMax-i-4-P-540。 ジャカード織の室内装飾生地を織ったOptiMax-i-12-J-190。 ジャカードテリータオルを織ったTerryMax-i-8-J-260。 そしてコーティング生地を織るOptiMax-i-4-R-460。 エアジェット機の充填挿入速度の範囲は 1,914 ～ 2,535 m/min でした。 レピア機については、ジャカード テリーと室内装飾品を織る 2 台の機械を除き、設計と中綿糸の指示に従って可変速度で稼働し、速度は 1,456 ～ 1,485 m/分でした。

ナイジェリアに本拠を置く民間企業であるナイス コーポレート サービスは、繰り上げから最終生地までを網羅する、垂直統合された大規模な繊維製造施設を建設中です。 このプロジェクトは、さまざまな段階で毎日 400,000 メートルの生地を生産するという目標を達成します。 同社は、OmniPlus-i エアジェット織機のさまざまなモデルについて Picanol と契約を締結しました。

Picanol は、ほぼ完全にデジタル化された中綿挿入機能を備えたデニム生地を製織する OptiMax-i を構築しました。 プリワインダーには、挿入中に中綿糸の張力を制御するためのブレーキのデジタル設定を備えたプログラマブル張力表示 (TED) が装備されています。 この設計により、ユーザーは将来の再現性のために、特定のよこ糸の理想的な張力を保存および監視することができます。 この機械には電子右グリッパー オープナー (ERGO) も装備されており、電子的に制御されてグリッパーの開口部をデジタル的に設定し、生地の右耳の詰め物の無駄の長さを最小限に抑えます。 さらに、この機械には、充填プレゼンテーション、挿入、休止のさまざまなタイミングをデジタルでプログラムできる QuickStep 充填プレゼンターが装備されています。 これらの機能は、既に確立されているデジタル化された製織効率と停止 (整経、充填、その他の停止) データ収集に加えて、ビッグデータ分析と人工知能を追加してマシンをインダストリー 4.0 に準拠させることができれば、自己学習マシンが可能になります。

イタリアを拠点とするスミット Srl 5台のマシンを展示しました。 ブースには4台のマシンが展示され、ヴァンデヴィールブースには1台のマシンが展示されていました。 後者の機械は、190 cm のリード幅とフリー フライト システムを備えたシングル レピア ONE で、緯糸の挿入中にレピアをサポートするためのガイドは必要ありません。複雑な室内装飾生地を 380 ppm、または 722 m/min FIR で織ります。

他の 4 台のマシンは次のとおりです。

ITMA 2019にて、日本を拠点とする株式会社豊田自動織機は、ITMA 2015 で展示された JAT 810 エアジェット機を展示しました。3 台のデモンストレーションが行われました。JAT810 8T-280ES-ET は、3 枚のバスタオルを並べて織っていました。 JAT810 6SF-340DE-EF 織りカーテン生地。 室内装飾生地を形成する JAT810 4F-190EC-EF 機械。 さらに同社は、エアジェット織機「JAT New Concept」として導入した新型機も展示した。 同社は、これが自動化、スマートファクトリー、エコテクノロジーの先を見据えた次世代のエアジェットマシンであることを示しました。

日本を拠点とする株式会社ツダコマ ITMA 2019 で 3 台の ZAX9200i マスター エアジェット織機を展示しました。そのうちの 1 台である ZAX9200i-190-2C-C6 は、細い 33dtex ポリエチレン モノフィラメントを使用して、縦糸と横糸の両方向に 1,200 ppm または 1,872 m/分の FIR で工業用ファブリックを織っていました。 。 通常、細いモノフィラメントの充填挿入にはウォータージェットウィービングが使用されます。

2 台目のマシンである ZAX9200i-190-4C-D16 は、1,300 ppm、つまり 2,219 m/分の FIR で室内装飾生地を製織していました。 3 台目の機械である ZAX9200i-Terry-280-8C-J は、テリー セクションでは 1,000 ppm、ボーダー セクションでは 750 ppm、つまり 2,596 m/min と 1,947 m/min の FIR で 3 つの並列ジャカード テリー生地を織っていました。 。

最近の ITMA では、製織速度と FIR は以前の ITMA ショーと比べてあまり変化がなく、潜在的に上限に達しているという事実が確認されました。 これまでの展示会で見られたように、織機メーカーは自社製品の多様性に焦点を当てていました。 さまざまな織機が利用可能であるため、メーカーは、アパレル、ホームテキスタイル、テクニカルテキスタイルの 3 つの市場向けに織る機械の能力を実証しました。

ITMA 2019にて、スイスを拠点とするヤコブ・ミュラーAGは、多方向織り（MDW®）機能と効果の糸配置装置を備えた狭幅織機NFM®を展示しました。

この機械は、ポリエステルと銅/銀の電子糸 (e-yarn) のブレンドからなる 2 本の導電性糸を含む生地を織っていました。 2 本の糸は、それぞれガイドの助けを借りて、主な脱落動作とは独立して動いていました。 戦略的な動作を事前にプログラムして、糸を葦 (開いた葦または櫛) から持ち上げて、どちらかの側に指定された距離とピックに移動し、下降させて横糸と交絡させることができます。 糸ガイドの計算された動きにより、所望のパターンで布地表面上に分布した導電性糸で覆われた領域が形成されます。 銅と銀は抗菌性と導電性を備えた素材であり、このような機能を備えた製品は暖房用の靴のライナーとして使用されることがあります。 導電性回路を備えたファブリックは、幅広い用途を持つ電子テキスタイル内のデバイスを接続するために使用できます。

最近の ITMA では、これまでのショーよりも多くの企業が 3D ウィービングの分野に貢献しました。VÚTS a.s 、チェコ共和国の工学研究開発センターは、上部と下部のグラウンドファブリック間の距離が一定または可変の 3D ディスタンスファブリックを織ることに特化した新しいエアジェット織機を展示しました。 2 つのワープ ビームが使用されます。1 つは上下のグランド生地の経糸シートを送り、もう 1 つはパイル経糸シートを送ります。 ディスタンスファブリックの潜在的な用途には、さまざまなタイプのインフレータブルボート、ドック、マット、洪水防止、リフティングバッグなどが含まれます。 現在、インフレータブルボート業界では、ドロップステッチ技術を使用して、ドロップステッチ後にラミネートされる 2 枚の生地の間隔をあけています。 2枚の基布を接合するために無数の針が使用されます。 ドロップステッチミシンと設定手順は複雑で時間がかかり、針の取り外しと交換には20日以上かかる場合があります。 VÚTS 製織プロセスを使用して製造されたディスタンス ファブリックは、希望の形状での設計と成形がはるかに速く、簡単です。

イングランドを拠点とするオプティマ3D株式会社は、2018 年に設立された新しい会社で、複合産業向けのプリフォーム形成用のさまざまな 3D 織機を設計および開発しました。 オプティマ 500/150 は、緯糸挿入にシャトル システムを使用し、プリフォーム設計の柔軟性を提供する構造パラメーター入力用の電子ユーザー インターフェイスを備えたジャカード開口システムを使用しています。

Dornier は、複合用途向けの多層プリフォームの 3D ウィービングを含む複合システムも提供しています。 この機械の機能には、織り構造をプログラムする CAD システム、剛性レピア充填挿入システム、個別の縦糸制御ジャカード開口システム、巻かれたパッケージから縦糸を供給するためのクリール、およびオプションの厚いプリフォーム用の水平巻き取りシステムが含まれます。 。

3D テキスタイルを作成するには、通常、3D ファブリックの形状を深く理解している、非常に熟練した織物デザイナーが必要です。 3D ファブリックを開発するために直感的で使いやすい CAD システムの必要性が切実に求められています。 ドイツを拠点とするEAT GmbHは最近、3D Weave Composite ソフトウェアを導入しました。 たて糸またはよこ糸の断面は、ユーザー インターフェイスを介して各たて糸層のたて糸とよこ糸のサイズと色の情報とともに正方形の紙にデジタルで描画されます。 次に、システムは色付きの構造の 3D 視覚化を提供します。 次に、ソフトウェアはデザインを各たて糸の従来の上下運動に変換し、織機で一度に 1 つの杼で織ります。

織機メーカーはインダストリー 4.0 対応のデジタル機械の生産に向けて進歩を遂げていますが、まだやるべきことはたくさんあります。 機織り業者は、経糸切れを自動修復する機械を探しています。 オペレーターの介入を必要としない、完全に自動化されたスタートマーク防止メカニズム。 完全に自動化されたスタイル変更。 スマート電子テキスタイル用のフレキシブル集積回路の自動形成。 ドビー織およびジャカード織用の多相織機。 単相織機の現在の速度制限を克服する可変幅/経糸密度ジャカード織り。

インダストリー 4.0 への道には、大量のデジタル データを収集して保存するシステム、機械メーカーが AI と分析を使用してビッグ データにアクセスして処理できるようにする IoT の使用、破壊的な問題を診断および予測するためのシステム、完全な自動化のためのロボット工学の開発なども必要です。すべてのデータは繊維から始まり市場で終わるため、上流の糸製造と下流（生地の仕上げ、製品への変換、マーケティング）を織物と統合する必要があることを指摘する必要があります。 メーカーが懸念している大きな問題の 1 つは、インダストリー 4.0 への道の障害となるデータと知的財産 (IP) の侵害です。 繊維産業はグローバルで多様化しているため、メーカーのデータと知的財産をハッカーから保護するための世界的な法律が必要です。

編集者注: この記事は、ノースカロライナ州立ウィルソン繊維大学の繊維アパレル技術管理ジャーナル (JTATM) に掲載された Seyam 博士の論文を Textile World 向けに編集したものです。 元の論文はここで閲覧できます: http://bit.ly/2020weaving

2020年3月・4月