| 研究課題/領域番号 |
17K00796
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
衣・住生活学
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| 研究機関 | 共立女子大学 |
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研究代表者 |
村瀬 浩貴 共立女子大学, 家政学部, 教授 (60525509)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2017年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | バイオミメティック / Additive manufacturing / 3Dプリンティング / 綿 / 繊維構造 / 流動誘起構造 / 放射光 / SAXS / コットン / セルロース / 微細構造 / 3Dプリンタ / Additive Manufacturing / 複合紡糸 / 螺旋構造 / 階層構造 / 合成繊維 / 紡糸 / ３Dプリンタ / 被服材料 / 繊維工学 |
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| 研究成果の概要 |
綿の優れた機能に対する階層構造の寄与を明らかにし，綿繊維の内部構造を模倣する新しい紡糸方法を開発することを目的として研究を実施した。内部に異種高分子を螺旋状に配置したフィラメントを自作し、FDM（Fused Deposition Modeling）型3Dプリンタの吐出機構を利用して繊維化する新しい方法を考案し実践したところ、綿繊維の同心円状多層構造に類似した構造を合成高分子で再現することに成功した。さらに、ノズル内の樹脂流動を観察することにより、この構造の形成には温度勾配下でのせん断流動の作用が重要であることを明らかにした。合わせて、放射光小角X線散乱による綿繊維の微細構造の解析も実施した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
綿は最も多く衣類に用いられる天然繊維であるが，世界の人口増加のペースに生産が追いついておらず将来の不足が懸念されている。合成繊維で綿を代替するための多くの研究が行われてきたが，綿の良さを再現するには至っていない。その原因として，綿の持つ複雑な高次構造を合成繊維では再現できていないことがあげられる。本研究によって、簡便な方法で綿の同心円多層構造を再現する手法を開発できたことは、合成高分子を用いたバイオミメティック繊維の研究に大きな貢献を果たしたと言える。また、本技術は繊維の開発にとどまらず、新規な生産方法として発展している3Dプリンタの技術にも新しい知見を提供した。
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