| 研究課題/領域番号 |
18550190
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
高分子・繊維材料
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 (2007)
福井大学 (2006) |
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研究代表者 |
奥林 里子 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (00284737)
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| 研究分担者 |
堀 照夫 福井大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90092832)
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| 研究期間 (年度) |
2006 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
2,210千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 210千円)
2007年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2006年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
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| キーワード | リヨセル / 超臨界二酸化炭素 / 有機塩基 / 繊維膨潤 / フィブリル化 / 広角X線散乱 / BET表面積 / 繊維 / 膨潤 |
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| 研究概要 |
本研究では、浸透力は大きいがセルロース繊維を膨潤しない超臨界二酸化炭素(scCO2)を用い、繊維にダメージを与えることなくミクロ構造をコントロールすることで、セルロース繊維の欠点であるフィブリル化を改善する方法を見いだすことを目的とした。有機塩基である水酸化ベンゼントリメチルの水あるいはメタノール溶液を含む、圧力25MPa,温度100℃以上のscCO2にて1時間処理したリヨセルの、2.5Mの水酸化ナトリウム水溶液中での繊維直径を繊維膨潤として評価したところ・いずれの条件で処理した繊維も膨潤が抑えられていることが分かった。しかし、所定の機械的摩擦力を与えた後にフィブリル化度を光学顕微鏡で観察したところ、第2成分としてメタノールを加えたscCO2で処理したリヨセルではフィブリル化は抑制されるが、水を添加した処理ではむしろフィブリル化が促進されることが確認された。この理由を明らかにするため、処理した繊維を繊維方向に引張ったときの破断面をFE-SEMで観察したところ、剥がれたマクロフィブリル径が未処理のそれよりも小さくなっていることが分かった。また、有機アルカリ/水・メタノール/scCO2処理により、繊維重量は減少したがBET比表面積は変わらず、結晶化度は高くなった(広角X線回折測定による)ことから、繊維膨潤の抑制機構を次のように考察した。すなわち、scCO2に溶解した有機アルカリ/水・メタノールがリヨセル繊維のフィブリル間に浸透し、適当量の非結晶領域セルロースを溶解することで、不均一であったマクロフィブリル間の接着性が向上した結果、繊維膨潤が抑制された。しかし、溶媒和効果によりセルロース分子間の水素結合を切断する水(メタノールは殆どない)を含むscCO2処理では、セルロース構造がより粗になることでフィブリル化は促進された。
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