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2014 Fiscal Year Annual Research Report

合成繊維集合体の高強度化への革新的アプローチ

Research Project

Project/Area Number 25288102
Research InstitutionNara Medical University

Principal Investigator

大崎 茂芳  奈良県立医科大学, 医学部, その他 (90273911)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords合成繊維 / 加圧 / 紐 / 隙間 / 力学特性 / ポリエチレンテレフタレート
Outline of Annual Research Achievements

繊維は集合体で使用されるのが一般的であるため、繊維集合体の力学特性が非常に重要となっている。ところが、繊維の力学特性に関しては、古くから単繊維に焦点を当てて行われてきた経緯がある。その理由は、繊維の集合体となれば用途が多岐にわたることと、繊維集合体間に発生する隙間の多少によって特性が大幅に異なるため、共通の基準の特性を求めるのが難しいところにある。ここで重要なことは、実用的な繊維集合体の力学特性をいかに用途に応じて改善するかである。その一つには、力学応力を上げるには繊維間の隙間を軽減することにある。ところが、古くから繊維間の間隙は存在するのが当たり前で、隙間を軽減するという発想はあまり見られなかった。本研究では、捩じる度合いをコントロールすることによって隙間を軽減することに焦点を当てた。前年度は、ナイロンの力学特性を改善するために、繊維の変形を含めた観点から種々の実験を行った。
本年度は、ポリエチレンテレフタレート繊維をサンプルとして用い、その集合体に焦点を当てて実験を行うことにした。ポリエチレンテレフタレート繊維の集合体では、まずは繊維の本数を変えた。次に、ねじり度合いや処理温度も調整しながら繊維集合体の束から紐を作った。そして、繊維集合体から作った紐の張力ー伸び曲線を測定し、その強度および応力を求めた。その際、紐を切断してその断面の繊維間の隙間を電子顕微鏡にて観察し、紐の断面積および隙間の割合を計測した。
また、ポリエチレンテレフタレート繊維の軸方向の弾性率を計測するとともに、軸と垂直な方向の圧縮弾性率を計測し、紐における隙間を軽減する適正な方策に対するヒントを得た。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ポリエチレンテレフタレート(PET)における実験では、束にする繊維の本数、力学強度測定、紐の断面積の組織観察、高温処理実験などを行い、どの条件で隙間が軽減できるのかについてのヒントが得られ、研究はおおむね順調に推移している。また、PETの圧縮弾性率や繊維軸方向の弾性率を求めることができ、繊維集合体の隙間の軽減に関するヒントが得られてきた。

Strategy for Future Research Activity

ナイロンやポリエチレンテレフタレートにおける結果を参考にしながら、レーヨンなどの繊維集合体の力学特性をねじり方を調べて、力学特性を計測するとともに、断面を電子顕微鏡で調べて、繊維間の隙間を軽減する有効な方法を模索したい。また、クモの糸との比較を行いながら、どのようにすれば繊維集合体の隙間の軽減がさらにうまく遂行できるのかを調べる予定である。

Causes of Carryover

合成繊維集合体の研究をするために、クモの糸を比較サンプルとしている。クモの糸は一年のうち、糸取りに適した旬といわれる時期は限られている。また、台風などの気候によってもクモ採取は大いに影響を受ける。実際に、悪天候ならクモの採集はできなくなる。26年度は天候の影響を受けたため、クモの採集費用として次年度に繰り越すことにした。

Expenditure Plan for Carryover Budget

本年度は台風などの天候悪化のないことを期待し、クモの採集費用として繰越金を使用したい。

  • Research Products

    (11 results)

All 2015 2014

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Molecular weight of Nephila clavata spider silk2015

    • Author(s)
      Takashi Matsuhira & Shigeyoshi Osaki
    • Journal Title

      Polymer Journal

      Volume: 47 Pages: in press

    • DOI

      10.1038/pj.2015.10

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] クモの糸の紫外線耐性メカニズムとその活用の可能性2014

    • Author(s)
      大﨑茂芳
    • Journal Title

      生物規範工学

      Volume: なし Pages: 250-258

  • [Journal Article] 交響曲を生み出す蜘蛛の糸の科学2014

    • Author(s)
      大﨑茂芳
    • Journal Title

      科学と教育誌

      Volume: 62 Pages: 484-487

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 生体組織におけるコラーゲン線維の配向性と運動機能2014

    • Author(s)
      大﨑茂芳
    • Journal Title

      WEB Journal増刊号

      Volume: 155 Pages: 18-21

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] なぜ、 今クモの糸なのか?2014

    • Author(s)
      大﨑茂芳
    • Journal Title

      繊維学会誌

      Volume: 71 Pages: 129-133

    • DOI

      org/10.2115/fiber.71.p-129

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] クモの糸のミステリー2015

    • Author(s)
      大﨑茂芳
    • Organizer
      日本化学会
    • Place of Presentation
      千葉[日本大学)
    • Year and Date
      2015-03-28
    • Invited
  • [Presentation] A new method for increasing the mechanical stress of multi-filaments2014

    • Author(s)
      Shigeyoshi Osaki
    • Organizer
      10th SPSJ International Conference
    • Place of Presentation
      Tsukuba
    • Year and Date
      2014-12-03
  • [Presentation] Effects of UV rays upon spider silk2014

    • Author(s)
      Takashi Matsuhira & Shigeyoshi Osaki
    • Organizer
      10th SPSJ International Conference
    • Place of Presentation
      Tsukuba
    • Year and Date
      2014-12-03
  • [Presentation] 皮膚におけるコラーゲン線維の配向分布 -ラットからヒトへ -2014

    • Author(s)
      大崎茂芳、桑原理充、浅田秀夫
    • Organizer
      高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎[長崎大学)
    • Year and Date
      2014-09-25
  • [Presentation] 紫外線はクモの糸にどのような影響を与えるのか?2014

    • Author(s)
      松平崇、大﨑茂芳
    • Organizer
      高分子討論会
    • Place of Presentation
      長崎(長崎大学)
    • Year and Date
      2014-09-25
  • [Presentation] クモの糸の分子量の季節変化2014

    • Author(s)
      松平崇、山本恵三、大﨑茂芳
    • Organizer
      第60回高分子研究会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2014-07-05

URL: 

Published: 2016-06-01  

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