糸の脆化を防ぐ紫外線安定剤配合と押出ライン遮光管理

はじめに — 製造現場における糸の脆化課題

製造業の現場では、糸やフィラメント素材の品質維持に頭を悩ませている方が多く存在します。
特にナイロンやポリエステルなどの合成繊維は、生産や保管、輸送の各工程で紫外線（UV）による劣化、いわゆる「脆化」が顕著に現れる素材です。
脆化が進むことで、製品は本来の性能を保てなくなり、お客様からのクレームやリコール対応コスト増加へと繋がりかねません。

そのため、紫外線のダメージを防ぐための技術や管理ノウハウは、品質管理や生産管理において極めて重要になっています。
この記事では、「糸の脆化を防ぐ紫外線安定剤配合と押出ライン遮光管理」というテーマで、実践的かつ現場目線に立った業界動向と対応策をご紹介します。

紫外線による糸の脆化メカニズム

紫外線が糸に与える具体的なダメージ

紫外線（UV）は波長が短く高いエネルギーを持つため、ポリマー分子の結合を切断します。
ポリエステルやナイロンなど有機高分子で構成される合成繊維は、特に紫外線の影響を受けやすく、分子鎖の切断によって素材がもろくなり、強度や伸度が著しく低下します。
また、変色、表面のクラック（ひび割れ）、外観不良などの二次的な問題も発生しやすくなります。

昭和のアナログ管理から抜け出せない現状

多くの工場現場では、「経験と勘」に頼る品質対応がいまだ根強く残っています。
一部の現場では、糸や繊維が黄変・劣化して出荷できない事態が生じた際、原因不明のまま改善されず、現場スタッフの手作業強化や保管方法の見直しで対応を済ませてしまう例が後を絶ちません。
熟練者の経験に依存する現場文化は一時的なトラブル対策にはなりますが、グローバルコスト競争が激化する中、安定した品質を求めるには構造的な対策が不可欠です。

糸脆化対策の王道：紫外線安定剤（UV stabilizer）配合設計

紫外線安定剤とは何か？

紫外線安定剤とは、ポリマーの分解を防ぐために樹脂や糸の原材料に練りこむ添加剤です。
主な種類には以下が挙げられます。

– 光安定剤（Hindered Amine Light Stabilizers：HALS）
– 紫外線吸収剤（UV Absorber）
– 酸化防止剤（Antioxidant）

これらの安定剤は、紫外線を吸収・散乱したり、ラジカル捕捉作用を発揮することで、素材の分子鎖切断や酸化を抑える働きをします。

配合設計時のポイント

現場での配合設計には以下の観点が重要です。

1. 用途や暴露条件に合わせ適切な安定剤を選定すること
2. 配合量と分散性に注意し、ムラのない安定化を図ること
3. 他の添加剤や着色剤との相溶性・副作用（物性変化など）も考慮すること

たとえばアウトドア製品、農業用糸、防護用途などでは、高濃度の紫外線暴露が想定されるため、HALSとUV吸収剤の併用を推奨します。
また、コストとのトレードオフも無視できないため、最適なバランス設計が重要です。

配合設計のトレンドと業界動向

高耐久性製品やリサイクル材料使用が近年大きなトレンドです。
リサイクル原料はバージン材に比べ分子の切断が進行しており、追加の安定剤投入が不可欠。
メーカー各社はサステナブル製品対応を加速しており、独自配合や多機能安定剤の開発が進んでいます。

昭和型の「とにかく添加剤をたくさん入れればいい」という発想から、実験データにもとづいた科学的配合へ、業界の目は着実に向いています。

脆化防止のもう一つのカギ：押出ラインでの遮光管理

なぜ生産ラインでの遮光管理が重要か

多くの工場担当者が見落としがちなのが、「押出（エクストルージョン）工程中の糸・繊維が紫外線に晒されている」という事実です。
樹脂ペレットから糸を造る押出工程、延伸、巻き取り、梱包といった一連の流れの中で、作業場の窓や照明からの紫外線がじわじわと糸を脆化させています。

現場の押出ラインは、明るい作業環境、美観重視によるガラス張りの窓、LEDや蛍光灯の紫外線漏れなど、遮光対策が甘い工場がいまだ多く存在します。
これが、見えない品質トラブルの種となるのです。

遮光管理の実際のポイント

現場で即実践できる遮光管理の方法を挙げます。

1. 窓際押出機の配置見直し
→ 自然光に直接さらさないよう押出機や巻き取り装置を配置。
2. 遮光カーテンやフィルムの設置
→ 作業場の窓全体にUVカットフィルムを貼る。
3. UVカット照明への変更
→ 紫外線放出の少ない照明器具（LEDやフィルム付蛍光灯）を導入。
4. 巻き出し後の自動早巻き&速やかな梱包
→ 露出時間を最小にできる自動化システム設計。
5. ライン全体の定期的なUV照度測定
→ 現場スタッフによるルーチン点検と数値管理。

現場実例：私の現職時代、窓からの紫外線で年に数回、不良率が突如上昇した経験があります。
遮光フィルムの設置と照明の交換、巻き取りから梱包までの手順自動化で、脆化不良が「ほぼゼロ」に改善しました。

自動化・DXでの最新動向

従来の遮光管理は人の注意力に頼る部分が大きく、現場負荷・人的ミスがつきものです。
現在はIoTセンサーで紫外線強度をモニタリングし、異常時に押出ライン速度や自動巻き取りを自動補正する仕組みも増えています。
生産管理システムにUVセンサー値を組み込むことで、不良の原因究明・対策を科学的に進めるDX事例も登場しています。

脆化対策のDX・品質管理イノベーション

製造現場でのラテラルシンキング発想のすすめ

従来の昭和型管理法だけでは、サプライチェーン全体の最適化やSDGs時代のトレーサビリティ要求には対応しきれません。
以下のような「横断的」かつ「未来志向」の発想が重要です。

– 製糸工程だけでなく保管・輸送でも遮光包装を徹底する
– サプライヤーと連携し、原料段階からのUV安定剤添加状況を可視化
– AI画像解析による糸表面変質のリアルタイム監視
– 紫外線影響をシミュレーションしたライン設計や生産計画のDX化
– バイヤー向けには「UV耐性を保証する独自ラベル」などサプライヤー差別化策

ラテラルシンキング（水平思考）を駆使し、「UV対策×省力化×高付加価値化」を同時に追求することで、昭和時代から抜け出した“次世代の工場”へと進化できます。