2019 Fiscal Year Research-status Report
においストレスのない生活空間創造のための消臭布の開発および機能の「見える化」
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19K14030
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| Research Institution | Ochanomizu University |
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Principal Investigator |
雨宮 敏子 お茶の水女子大学, 理系女性教育開発共同機構, 助教 (80750562)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 消臭布 / 見える化 / チオール / アンモニア / 酢酸 / 染料 / 銅 / 鉄 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，古来，色素の固着性向上や色相変化を目的として草木染などの天然染色において経験的に行われてきた金属処理の手法である媒染染色を応用し，銅塩をはじめとする遷移金属の酸化触媒作用を利用したチオール除去，酸塩基中和を利用したアンモニアおよび酢酸に対する除去機構を詳細に解明する．また，さらなる付加価値として，消臭前後で布色が変化する消臭布を開発し，消臭機能の可視化（見える化）を目指すものである．
初年度である2019年度は，種々の試料布を調製し，気体検知管法および炎光光度検出ガスクロマトグラフ法により，悪臭物質に対する除去機構を調べた．試料布側のモデル染料として，直接染料およびカチオン染料を使用した．特に，チオラートアニオンの吸着性が期待されるカチオン染料の構造依存性を調べるため，トリアリルメタン系，アジン系，アゾ系の構造をもつ染料各2種類について検討した．いずれのカチオン染料を用いた場合も吸着による除去が見られ，消臭実験開始24 h後におけるチオール除去量で比較すると，トリアリルメタン系＞アジン系＞アゾ系の順で除去能が高かった．
また，これまで綿布に対して銅を担持させる場合，担持サイトとなるカルボキシ基は綿高分子の末端にしか存在しないため，染料との配位形成により銅の担持サイトを得る必要があったが，このたび染料を使用せずに銅を十分に担持させる簡便かつ新たな手法を開発した．これは，クエン酸塩などの多価カルボン酸塩を用いて綿繊維にカルボキシ基を導入後，綿布を銅処理する方法で，チオール除去能を向上させる新たな手法として有効であることがわかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2019年度として計画していた通り，銅塩のみ，直接染料と銅塩，カチオン染料，カチオン染料と銅塩，クエン酸塩によるカルボキシ基導入，カルボキシ基導入後に銅処理を行った綿布を調製し，各々についてエタンチオール，アンモニア，酢酸に対する消臭特性を調べることができた．消臭の対象とするにおい物質の種類や用途に応じて，酸化分解による消臭と布への吸着による消臭機構との使い分けや併用，反応速度の制御が可能となることがわかった．繊維高分子への銅の担持方法について，クエン酸塩などの多価カルボン酸塩を用いる手法を見出したことは，銅の担持量を増大させチオール除去能を向上させることのみならず，結果的にアンモニアの中和による除去にも大きな有効性を示した点で意義深い成果である．また，一部の試料布については，鉄塩を用いた場合や複合臭に対する消臭特性についても検討を始めている．これらの成果について，日本家政学会，繊維学会，日本繊維製品消費科学会の各年次大会，Comfort and Smart Textile International Symposium 2019にて発表した．
2019年度の配分経費についてはほぼ当初の予定通り，物品購入や学会への発表登録費や旅費等に全額充てることができ，研究の遂行を円滑に行うことができた．なお，今年度に調製した試料布についても色データを取得する必要があると考え，2020年度に購入を予定していたカラー測定ソフトウェアを前倒しで2019年度中に購入した．以上より，おおむね順調な進捗状況であると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度は綿繊維への官能基の導入や新たな銅の担持様式を開発するなど，チオール，アンモニア，酢酸に対する種々の消臭布を調製することに成功した．2020年度は，2019年度に検討した手法をもとに，銅塩以外の遷移金属塩として鉄塩を用いて調製した媒染染色布の消臭特性について追究する．試料布調製時の浴のpHや鉄塩の価数についての検討も必要である．試料布の繊維または染料と鉄との結合状態は，紫外可視分光光度計や積分球付きの紫外可視分光光度計により，分析する．ガスクロマトグラフ法でチオールの酸化分解による消臭が認められた場合，測定初期における消臭挙動が不均一系触媒反応モデルへの適合性など，消臭速度に着目した解析を行う予定である．消臭前後の布色の測色による解析も行い，本研究の目標である消臭機能の可視化（見える化）の達成につなげ，最終的には，においストレスのない生活空間の創造へ寄与する．
なお，新型コロナウィルス感染対策のため，2020年度の4～5月は学内への立ち入りが制限され，実験を行うことが禁止されたが，研究計画の熟考や論文調査などに充てることで時間的損失は最小限にとどめられると考えている．今後も状況により実験できない期間が発生する可能性があるが，予定している研究は実行すべく，早めに研究を進めるなど計画的に行うこととする．
2020年度の研究成果の公表については，学会発表3件，報文投稿1件以上を予定している．配分経費については計画通り適切に過不足なく使用する．
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