UHMWPEファブリック

超高分子量ポリエチレン織物（略してUHMWPEファブリック）は、超高分子量ポリエチレン繊維（UHMWPE繊維）で作られた高性能ファブリックです。その優れた強度、軽量性、耐摩耗性、耐薬品腐食性により、防弾、防刃、海洋工学、航空宇宙、スポーツ用品などの分野で広く使用されています。

200D、400D、600D、800D、1000D、1500D、3000Dなどを原料とし、平織りまたは綾織りの製品。

UHMWPE材料の概要

超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）は、分子量150万以上の熱可塑性ポリエチレン材料である。分子量が非常に高いため、以下のような優れた物理的・機械的特性を示す：

• 極めて高い引張強度：同じ質量のスチールワイヤーより15倍以上強く、アラミド（ケブラーなど）より40%以上高い。
• 密度が低い：密度はわずか0.93～0.97g/cm³で、水よりも軽く、水に浮くことができる。
• 優れた耐摩耗性： UHMWPEは非常に高い耐摩耗性を持ち、多くの産業用途で優れた性能を発揮する。
• 優れた耐薬品性：ほとんどの酸、アルカリ、溶剤、海水、紫外線に対して優れた耐性がある。
• 摩擦係数が低い：摩擦係数が極めて低いため、抵抗の少ないスポーツシステムに適している。
• 優れた耐衝撃性：多くのエネルギーを吸収することができるので、プロテクションの分野で優れたパフォーマンスを発揮する。

UHMWPEクロスの特徴

• 高強度・軽量

UHMWPE繊維は、世界で最も強い合成繊維のひとつである。その引張強度は鋼線をはるかに上回り、密度は極めて低いため、UHMWPEクロスは超軽量の高強度素材となっている。

• 優れた耐摩耗性

UHMWPE生地は、通常のナイロン、ポリエステル、アラミド生地よりも耐摩耗性が高く、過酷な環境下でも良好な耐久性を維持できる。

• 防弾性と耐切創性

UHMWPEファブリックは非常に高い引張強度と耐衝撃性を持つため、防弾チョッキ、防刃手袋、防刃衣、防爆毛布、その他の安全保護具の製造に使用できる。

• 耐薬品腐食性

UHMWPEファイバーは酸、アルカリ、塩溶液にほとんど侵されないため、海洋工学、化学パイプライン、その他の分野で広く使用されている。

• 吸湿性が低い

UHMWPEファブリックは吸湿性が極めて低く、湿度の高い環境でも性能に影響はない。

• 耐紫外線性と耐老化性

UHMWPE繊維自体は紫外線に対して一定の耐性を持っているが、長期間紫外線にさらされると寿命に影響を及ぼす可能性がある。そのため、屋外で使用する場合は、通常、追加の保護処理が行われる。

UHMWPEファブリックの応用分野

安全保護

• 防弾チョッキ、防刃チョッキ、防爆毛布： UHMWPEファブリックは、弾丸やナイフのような高速の衝撃に効果的に抵抗することができ、広く軍や警察や個人安全保護の分野で使用されています。
• 耐切創手袋：UHMWPE繊維の高い強度と耐切創性は、高級耐切創手袋の素材として理想的である。
• 安全ロープとネット：UHMWPE繊維は、その高い強度と軽量のため、クライミングロープや安全ネットなどの製造に使用されている。

造船および海洋工学

• 船のケーブルUHMWPE 繊維で作られたケーブルは、従来のスチール・ケーブルよりも軽く、非常に高い強度と耐食性を備えている。船舶や掘削プラットフォームで広く使用されている。
• 漁網と底引き網：UHMWPE漁網は耐摩耗性、軽量、耐腐食性があり、漁具の耐久性を向上させる。

航空宇宙

UHMWPE繊維は、その高強度、耐衝撃性、軽量性から、宇宙船のシェル、パラシュート・ロープ、耐衝撃性構造部品の製造に使用されている。

スポーツ用品

• ロッククライミング用具：UHMWPE繊維は、クライミング・バックパック、クライミング・ロープ、安全ベルトなどの製造に使用されている。
• 高性能自転車アクセサリー：自転車用軽量タイヤ、パンク防止タイヤ、フレーム構造補強材などに使用。
• スキー用具： 高強度スキーやサーフボードなど。

医療機器

UHMWPEは、人工関節や整形外科用インプラントなどの医療製品の製造にも使用されている。摩擦が少なく生体適合性に優れているため、人体用インプラントにも広く使用されている。

複合材料の補強

UHMWPE繊維は、エポキシ樹脂やポリエステル樹脂などの複合材料と組み合わせることで、材料の強度や耐衝撃性を向上させることができ、ハイエンドの工業製造に使用されている。

UHMWPEクロスの製造工程

• UHMWPE繊維の調製

UHMWPE繊維は主にゲル紡糸技術によって製造される。まず、UHMWPE粒子を溶媒に溶解し、ゲル紡糸、延伸、熱処理などの工程を経て高強度繊維を製造する。

• 製織工程

UHMWPE繊維は、以下の方法で布に織り込むことができる：

• 一方向クロス（UDクロス）： 繊維は一方向に配列されており、防弾チョッキやヘルメットなどの防弾素材に適している。
• 平織、綾織、サテン織： 工業用補強材、防護服、高性能複合材に適している。
• 多軸織物： UHMWPE繊維は0°、90°、±45°で織り込まれており、高い衝撃保護と構造補強に適している。

樹脂含浸

一部の用途（複合補強材など）では、UHMWPE織物に樹脂を含浸させ、機械的特性と安定性を高めている。

UHMWPEクロスと他の高機能繊維との比較