製造技術

ジェシカ・シュバリエ著

多くの場合、私たちは最新の床材のデザインがどのように作成されているかを確認するためにカーテンを引きます。いくつかの例を挙げると、カーペット タイルがどのように設計および構築されているか、広葉樹のテクスチャーがどのようにされているか、新しいセラミック タイルの外観がどのように高い光沢を実現しているかなどを検討します。製造技術によって床材デザイナーがこれらの新しい製品形式や美学をどのように作成できるのかを、もう一歩下がって検討することはあまりありません。もちろん、技術の進歩はビジュアルに関するものだけではありません。 コストを削減し、品質を向上させる効率の向上は、業界に革命を起こす上で同様に重要です。そのために、機械メーカーは、処理速度を向上させ、原材料とリソースを節約し、生産に関する問題を発見して解決し、生産性を向上させるために機械を継続的に設計する必要があります。修理が必要な場合にアクセスして修正するのが簡単です。 米国の床材市場にサービスを提供する機械メーカーは数社ありますが、その多くはジョージア州ダルトンから車ですぐの距離に本社を置いています。 不況で機械の販売は低迷しましたが、消費者の需要が増加している現在、床材メーカーは効率を最適化し、生産量を増やすために再び新しい設備に投資しています。 その結果、一部の機械メーカーは自社製品に対する大きな需要を抱えています。 たとえば、CMC は月に 5 ～ 6 台のカーペットタフティングマシンを製造しており、現在 8 か月分の受注残を抱えて稼働しています。 MACHINERY INNOVATIONSオランダにあるマトリックス ビジョンは、マイクロエレクトロニクス開発会社として 1978 年に設立されました。 数年間他社向けに製品を開発した後、Matrix は自社の名前で製品の作成と販売を開始しました。 1982 年に、同社は最初のラインスキャン カメラを開発しました。 1987 年に最初の杭探知システムを開発。 そして 1990 年には、最初のスレッド検出システム (TIS) が登場しました。 最近、Matrix は TIS の 2 番目のバージョンを導入しました。 TIS システムは、タフティングの最も基本的な問題の 1 つである端の紛失に対処します。 TIS は針先の下を調べて、糸が抜​​けていないかどうかを確認します。 TIS は、端が欠けている 3 つのステッチを検出すると、欠陥を修復できるようにタフティングマシンを停止します。 TIS は欠落端の 99% 以上を検出すると同社は主張しています。TIS の新バージョンは、ミラーとレンズのシステムを使用して、カメラアレイ (スキャナー) に針をより詳細に表示します。 さらに、タフティングマシンのプレッシャーフットは照明を提供する赤色ライトバーを備えたものに置き換えられ、スキャナーがコントラストによってすべての糸を確認できるようになりました。 このシステムは、カーペットの補修の必要性を最小限に抑えるのに役立ちます。カーペットの補修は時間のかかるプロセスであり、高価な商品ではうまく行うことができない場合もあります。 また、最終製品に欠陥がないかを個人でチェックする必要がなくなるため、人的資源の効率も向上します。 最終的には、これによりコストが削減されます。今後数年で、Matrix はパターン検証システム (PVS) テクノロジーを復活させ、改良する可能性があります。 PVS システムは数年前に同社によって発明されましたが、操作が複雑すぎるため廃止されました。 PVS は TIS と同じスキャナーを使用し、完成したカーペットの裏側のステッチのパターンを調べて、欠陥を示す乱れを検出します。 Card Monroe Corporation (CMC) はカーペットタフティング技術を専門としています。 同社は、コブル兄弟の甥であるルイス カード シニアとロイ カードによって 1981 年に設立され、1930 年代にシェニール ベッドカバー用のタフティング装置の製造を開始しました。 CMC は世界中で 2,000 台以上の機械が稼働していると主張し、2002 年以来 110,000 台以上の Infinity モーターを販売したと報告しています。2 年前、CMC は 2008 年に初めて導入された Colorpoint テクノロジーを基礎とする新製品を開発しました。 Two-Color Colorpoint は、Colorpoint テクノロジーと LCL テクノロジーを組み合わせた製品で、住宅およびホスピタリティ市場のスタイリングに新たな機会を提供します。 結果として得られる製品には、埋没端がなく、フェースがフルゲージでカバーされているため、耐久性が向上しています。 この機械を使用すると、デザイナーが望むあらゆるパターンにピンポイントで色を配置することができ、使用する 2 つの糸の色を組み合わせて 3 番目の色の効果を生み出すことができます。 以前は、ループ カーペットのパターンを作成する唯一の方法は、印刷するか、異なるループの高さのパターンを作成することでした。 2 色のカラーポイントを使用すると、さまざまな量のカットとループを使用して、すべてのカットパイルまたはパターンを作成できます。 同社はまもなく米国市場で6台の機械を稼働させる予定だ。 また、2 色カラーポイント マシンは下位互換性があり、従来の LCL パターンの製造にも使用できることを意味します。カラーポイント製品ファミリーは、2008 年にカラーポイント ループとカラーポイント カット アンド ループから始まりました。オリジナルのカラーポイント マシンでは、最大の使用が可能でした。 6色まで。 当初、この機械はタイルカーペット用に作られました。 現在、33 台の Colorpoint 機械が使用されており、そのうち約 22 台がカーペット タイルを生産しています。 他の Colorpoint マシンと同様に、Two-Color Colorpoint も CMC の Infinity Pattern Attachment を利用しています。CMC の報告によると、米国で使用されているカットパイルマシンの 95% 以上が CMC の製品です。 1960 年に Southern Machine Company として設立されたタフトコも、チャタヌーガに本拠を置き、カーペット業界向けのタフティング機械を設計および製造する装置メーカーです。 同社は 1960 年代後半に製品ラインを多様化し、拡張し、仕上げ装置や糸送りシステムを含めました。 現在、タフトコはカーペットメーカーにターンキーカーペット製造施設を提供できます。 つい最近、Tuftco は新しい iTuft 糸制御およびオペレーティング システムを開発しました。 iTuft は、一連のタフティングマシンパターンアタッチメントと、正確な糸制御システムとして機能する関連オペレーティングシステムです。 iTuft は、パターン ループ、パターン カット、またはパターン カットとループ構造のタフティング プロセスにおけるすべての糸を制御します。 高密度のカーペットとより緩やかなタフトのカーペットの両方に使用できます。 iTuft には、iTuft シングル エンド、iTuft 2e、iTuft 3e、iTuft 4e、および iTuft 5e の 5 つの異なる構成があります。 この数字は、タフティングマシンの幅方向の繰り返しの数を指します。 iTuft シングルエンドを使用すると、幅 12 フィートの商品を製造するメーカーは、たとえば、カジノで望まれるような、幅 12 フィートのロゴが付いたカーペットを作成できます。 機械の精度により、色と質感の重要なパターンの切れ目がより鮮明になり、パイルの高いタフトから低いパイルへの移行が速くなり、よりきつめのバックステッチによる糸の消費量が少なくなります。 iTuft フレームは、機械のすべての重要なコンポーネントに製造フロアからアクセスできるように構成されているため、技術者は何度も修理するために機械の上部に登る必要がありません。 さらに、このプラットフォームはリモート診断を提供するため、ユーザーは効率、毎日の生産量、将来のスケジュールなどの生産統計に他の場所からアクセスできます。 エリコン ニューマグはエリコン人造繊維の米国法人です。 Neumag 部門は中国とトルコ市場にもサービスを提供しています。 アジアでは、同社は Oerlikon Barmag として知られています。 エリコンは、人造繊維、テクスチャリングマシン、BCF システム、ステープルファイバー紡糸システム、および人工芝システムの製造に使用されるフィラメント紡糸システムを製造しています。 同社はスイスに本社を置いています。エリコン ニューマグは最近、エネルギー消費量の削減、効率の向上、廃棄率の低下、およびそのテクノロジーを使用する顧客のスループットの向上を目的としたいくつかの新テクノロジーを導入しました。 2012 年、エリコン ニューマグは、PET 用途向けの最新の BCF 紡糸ライン S+ をリリースしました。 この機械は、同社の S5 と Sytec システムの利点を組み合わせた 3 糸エンドラインです。 S+ は安定した回転性能と高い処理速度を提供します。 さらに、この機械はメンテナンスを容易にするように設計されています。 S+ は 99% の効率を実現し、以前のマシンに比べて速度が大幅に向上しました。 同社はまた、Rotac と呼ばれる新しい混合装置を開発しました。これは、シングルヤーンエンドライン Sytec One システムの性能向上をもたらします。 最後に、エリコンは、すべての Neumag BCF ラインに新しい複合紡糸技術を提供しています。チャタヌーガ郊外のテネシー州ソディ デイジーにある Hasko Inc. は、Hasko Inc.、Haskan Technologies、Mekanika の 3 つのグループで構成される戦略的提携です。 Hasko Inc. は、無垢材および加工木材の床材プラント用の機械を設計および構築し、単一の機械とシステムだけでなく、プラントのレイアウト、設計システムと機械の統合、実装を含むターンキー ソリューションも提供しています。 Haskan Technologies は、無垢材および人工木材の床材の欠陥切断と破れの最適化のための木材スキャン システムを開発し、Mekanika は無垢材および人工木材の床材業界のほぼすべての分野向けに自動マテリアル ハンドリング システムを設計しています。 Hasko Machines は 1930 年以来操業しています。Hasko ブランドの下で、同社は最近いくつかのイノベーションを導入しました。 まず、無垢材フローリング工場のフローリングブランクを引き裂くための移動式ギャングリップソーを開発しました。 このシステムは、今日の顧客が望む幅と種の幅広い組み合わせを生産するためのより高い柔軟性を工場に提供するとともに、ボードの収量を増加させることで原材料の利用率を高めます。 さらに、ハスコは、固体および設計済みの事前仕上げラインでのサンディング作業を改善する多段階プロセスを開発しました。 このシステムは、生産量を増やしながら、工程中の欠陥を減らし、仕上げラインの労働力を削減します。最後に、同社は Hasko ブランドの下で、ランダムな長さの無垢材の端にさねはぎのプロファイルを適用するための改良型機械である MPEM Wood Flooring End Matcher を導入しました。そして人工床材。 この機械は粉塵の除去を改善し、関連するプラントオートメーションと統合することでオペレーターを必要としません。Haskan の下で、同社は木材の内部欠陥をスキャンするシステムである Ultra Scan を開発しました。 Ultra Scan は過去 6 年間にわたって開発されてきました。 そして、同社は最近、Mekanika の名前で、測定、グレードごとの分類、および箱詰めやストラップ掛けのためのネスティングを行うシステムを開発しました。 これは、無垢床材と加工床材の両方のメーカーにとって労働力の削減に相当する。同社によれば、木製床材の総コストの65～75％は原材料費であるため、歩留まりがわずかでも向上するだけで大​​きな利益が得られるという。 Hasko Inc. の社長であるランディ・ブルックス氏は、「今日の床材メーカーは通常、従業員 1 人あたり年間 30,000 ドルを給与と福利厚生に費やしています。1,000,000 ドルの投資を 5 年で回収するには、通常、1 シフトあたり 6 ～ 8 人の従業員を削減する必要があります。」と述べています。は、旧名 Burtco で、サービス業向けのカスタム カーペットを作成しています。 同社は他のメーカーに機械を販売するビジネスを行っていませんが、B Carpet と CYP Technologies が開発した新しい Octacia 機械は業界でユニークです。Octacia は、同社の Tapistron コンピューター糸配置技術を基盤としており、以下を含む製品に拡張されています。 8 色の大きなパレットを備えており、これは世界中の他の CYP マシンでは実現できないと同社は主張しています。 CYP 製品は通常、市場で織物製品と競合します。 Axminsters (通常はウールとナイロンのブレンド) はカットパイル構造に限定されますが、CYP 製品はウールまたは原着ナイロンを使用して、カットパイル、ループパイル、またはカットアンドループのデザインにすることができます。 CYP が織物に及ばないのは、色のオプションです。 Octacia は B の CYP カラーパレットを 33% 拡張します。 この技術により、同社はさまざまな密度のタフトを作成し、1 平方インチあたり 100 ～ 200 のタフトを簡単に実行できるようになります。 同社は、この技術の次世代により、パイルの高さのコントラストレベルが深まり、より豊かな質感が得られると予想しています。 他のタフティング技術とは異なり、Octacia ではカーペットの裏側に糸が追加されないため、二次裏地を簡単に適用できます。B Carpet (当時は Burtco) は、1979 年にホスピタリティ市場向けにカスタムメイドのカーペットの生産を開始しました。セラミックタイル製造技術を生み出すイタリアのシステムグループの磁器タイル製造部門。 2001 年、システム グループは、大判セラミック タイルを製造する新しい方法であるラミナ テクノロジーを開発し、それを 4 つの異なるグループ (スペインに 2 つ、イタリアに 1 つ、トルコに 1 つ) に販売しました。 これら 4 社はこの技術を導入しましたが、タイルを大きなスラブで販売するのではなく、タイルを切断し始めました。 システム グループは、これが Lamina の適切な用途であるとは考えなかったため、2006 年にタイルの生産を掘り下げ、新しい取り組みを Laminam と名付け、大判磁器シートの生産を開始しました。 Lamina テクノロジーは、標準的なセラミックおよび磁器タイルの長年の課題に応えて生み出されました。 標準的な方法でタイルを製造する場合、粉末を型に流し込み、4,000～7,500トンの圧力で3秒間プレスします。 型の側面が空気の放出を妨げるため、得られた製品には気泡が多くなり、反り、もろさ、一貫性の欠如の原因となる可能性があります。 Laminam の北米事業開発マネージャーである Piergiorgio Mazzetta 氏は、これらの問題は小さいフォーマットでは制御可能であると報告していますが、サイズが 24 インチ x 24 インチを超えると、障害が発生する可能性があります。閉じ込められた空気によって引き起こされる問題を排除するために、同社は新しいシステムを作成しました。セラミックタイルの製造に。 ラミナは側面のある金型を使用するのではなく、エッジのないコンベアテープ上に粉末を分配し、30,000 トンの圧力で材料を 70 秒間プレスします。 空気がタイルから出ると、端が壊れてしまうため、タイルに釉薬をかけて焼成する前に端を切り落とす必要があります。 得られた製品は厚さ3mmで完全に平らです。 Crossville は Laminam の 3+ 製品を米国市場で販売しています。 この製品は床での使用は推奨されませんが、クラッディングまたは建築スキンとして推奨されます。 しかし、同社は10月に床材として使用できる厚さ5.6mmのラミナム5+を発売する予定だ。 効率 機械は効率的な製造プロセスを生み出す上で大きな役割を果たしますが、設備の構築方法によってさらに効率が向上します。 Engineered Floors と IVC はどちらもノースジョージア州に新しい工場を持っており、工場はゼロから建設されたため、製造効率のモデルとなっています。 大手カーペット工場の多くは、製造プロセスのさまざまな段階を買収する（たとえば、押出事業や支援事業を買収する）ことによって成長し、その後、事業が分散することが多く、場合によっては複数の州にまたがることもあります。 このような場合、企業は製造プロセスを通じて材料を移動させるために、高度な物流ネットワークを利用する必要があります。 場合によっては、1 つの製品の生産中に 4 回もの工場間の移動が行われることがあります。 もちろん、これには工数、燃料、機械などのコストがかかり、最終製品のコストに影響します。 しかし、Engineered Floors では、製造プロセスのすべての部分が 1 つの屋根の下で完了します。 「すべてが工場内を直接流れています」と、Engineered Floors の会長補佐である James Lesslie 氏は言います。 「私の知る限り、一方のドアからポリマーを取り込み、もう一方のドアから完成したカーペットを取り出す工場は当社だけです。」 現在、Engineered Floors には 2 つの工場があり、カルフーンに 650,000 平方フィートの施設、ダルトンに 850,000 平方フィートの施設があります。 同社はジョージア州ホイットフィールド郡に最初の 2 施設よりもさらに大きな 3 番目の施設を開設する予定です。可能な限り最も効率的な工場を構築する取り組みの中で、同社はレスリー氏の言うところの「最新かつ最高の技術」を模索しました。は、ヒートセットプロセスが同社が進歩できるプロセスであることを発見しました。 通常、ヒートセット機は一度に 48 エンドを実行しますが、Engineered Floors の Superba ヒートセットマシンは、60 または 72 エンドのいずれかにより多くのファイバーをトンネルに一度に通過させます。 これにより、エネルギー使用量が削減され、運用効率が向上します。 しかし、Engineered Floors が多くの工場に比べて効率を向上させた最大の利点は、染色ステップを完全に排除したことです。 Engineered Floors は 100% 原液染めの繊維を使用しており、これによりタフティング プロセスが合理化されるだけでなく、市場の動向に関係なく、企業が最初に選択した色に「結婚」することも意味します。 Engineered Floors は、そのプロセスに関するエネルギー節約量を定量化するための研究を大学に依頼しました。 レスリー氏によると、この研究は約99％完了しており、染色プロセスを使用する他のカーペット工場と比較して、エンジニアド・フロアズはエネルギーを30％節約し、水の使用量を87％削減し、温室効果ガスの発生量を42％削減していることが判明した。 エンジニアードフロアと同様に、IVC は工場に最新のテクノロジーを装備することに効率性を見出しています。 IVC USの共同最高経営責任者（CEO）であるポール・マーフィン氏は次のように述べています。「IVCの中核となる哲学の1つは、最新かつ最高の技術に専念することです。当社には3つのシートビニール工場と1つのLVT工場があります。私たちはそれらすべての最新技術を採用し、重点を置いています」 「人員よりも多くの設備を保有することです。多くの競合製品は人件費が安い極東から来ているため、競争力を得るにはテクノロジーを活用する必要があります。」IVC を競合他社と区別するプロセスの 1 つは、ベルギーの工場で最上層をどのように作成するかにあります。 LVTの場合。 ほとんどの LVT メーカーが行うように、デザインを販売するメーカーからデザインを購入するのではなく、IVC はシート ビニール ラインの最上層を製造します。 このプロセスでは、IVC に固有のビジュアルを作成できるだけでなく、他の利点も得られます。 まず、この製品には 1 層ではなく 2 層のガラス繊維があり、競合他社よりも寸法安定性が高いこと、そして第 2 に、最上層が 1 メートル×1 メートルのシートで作成されているため、リピートが長くなり、結果として最終フロアのより多様でリアルな外観。 マーフィン氏は、効率性に関する課題の 1 つは、急速に変化するテクノロジーに追いつくことであると述べています。 言い換えれば、今日新しくて効率的なものは、明日には時代遅れになる可能性が高いということです。 IVC は、ダルトン シート ビニール工場に 4 番目のシフトを追加し、同サイトに LVT 生産施設も開設する予定です。

メンテナンスと修理

製造機械は製品の製造効率を向上させるだけではありません。 いくつかのメーカーも、機械の修理を容易にすることに取り組んでいます。これにより、時間のロスや酸性物質の発生の可能性も削減されます。 以前は、タフティングマシンでの作業では、技術者がマシンの部品にアクセスするために登る必要があることがよくありましたが、タフトコは現在、すべての重要なコンポーネントが床から簡単に手の届くところにあるようにマシンを設計しています。技術者を必要とする修理に関しては、業界はある種の危機に直面しています。 業界の古い世代の技術者の多くは退職し、機械の修理方法の知識を引き継いでいます。 さらに、タフティングマシンは自動車と同様、以前よりもはるかに複雑になり、現在では単なる機械ではなくコンピューター化された機械が使用されており、全く新しい専門分野が必要とされています。 これらの要因により、床材メーカーは投資の修正と維持に関して空白を残しています。4 年前、このジレンマに対応して、CMC はタフティング大学と呼ばれるプログラムを開始しました。 同社は通常、一度に約 4 ～ 6 人の生徒が参加する少人数のクラスを主催し、タフティング機械の修理方法を指導します。 これまでに、タフティング大学は 525 名を超える学生を卒業しました。もちろん、CMC には技術者も常駐し、必要に応じて顧客の機械の修理を支援します。 同社には現場で働く技術者が合計約 15 名おり、半数が機械専門家、半数が電気専門家です。 他の機械メーカーも自社製品に対して同様のサービスを提供しています。

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関連トピック:国際表面イベント (TISE)、Tuftco、Crossville、Engineered Floors, LLC