先進繊維技術科学に関する研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10CE2003
• 研究種目: COE形成基礎研究費
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 白井 汪芳 信州大学, 繊維学部, 教授 (80021153)
• 研究分担者: 八森 章 信州大学, 繊維学部, 教授 (30082811) ; 清水 義雄 信州大学, 繊維学部, 教授 (20150675) ; 鳥海 浩一郎 信州大学, 繊維学部, 教授 (40016374) ; 梶原 莞爾 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (10133133) ; 宮田 清蔵 東京農工大学, 大学院, 教授 (90015066) ; 東原 秀和 信州大学, 繊維学部, 教授 (40026141) ; 中沢 賢 信州大学, 繊維学部, 教授 (90021138)
• キーワード: 人工生体機能繊維 / 極限繊維生産システム / 超繊維材料 / 繊維材料の空間次元制御 / 感性・インテリジェント繊維 / 新複合繊維 / 新生物繊維 / 先進繊維技術科学

研究概要

先進繊維技術科学に関する研究が平成10年度に発足し、8グループによる研究が開始された。
1. ナノオーダーからミクロオーダーにわたる有機・無機ファイバーの創出では、キラルな有機低分子化合物を合成し、有機溶媒中でのナノ繊維の形成を確認した。このナノ繊維はオイルのゲル化剤として有用である。また、鋳型炭素化法によるカーボンナノチューブを作製した。このナノ繊維は裏面がフッ素アロイ化され、メソ孔(細孔)が分布する極めて特色ある構造をしており、これを正極とするリチウム電池へ応用し、その特性を測定した。
2. 高分子の高次構造制御研究においては、多糖高分子のゲル化の基礎研究、ポリビニルアルコール(PVA)と絹セリンのアロイフィルムから酸素透過性の優れた膜を作製した。また、部分ケン化PVAのアロイ化による多孔質フィルムを作製した。
3. 繊維の空間次元制御研究においては、繊維の女王といわれる天蚕・家蚕芯鞘構造複合生糸の作製を検討した。さらに、オープンエンド精紡機による新規複合糸の作製のための機械の改良等を行った。織物の表面構造制御と構造評価研究では、織物の表面構造と風合いを評価する装置の開発を行っている。その他、水分放出特性の傾斜機能を有する不織布素材、繊維集合体の接触状態の次元測定装置の開発を進めている。
4. 新複合材料研究においては、ポリエチレン繊維の高強力化を検討した。フィラメントの紡糸後、膨潤-延伸法を提案し、ポリエチレン繊維をポリエチレン溶液中で膨潤延伸させることにより、4GPaの強度、ヤング率140GPaの超高強力ポリエチレン繊維を開発した。感性繊維の研究では、体表面モデルを立体的に表現する手法を開発した。また、脳波の測定により人間の温冷感覚をより客観的に評価する手法の開発、およびヒューマンシートの快適性の評価法の開発を行った。
5. 超繊維材料に関する研究では、新しいプラスチック光ファイバーの創成を目的として、脂環構造とフッ素を含む可溶性透明なポリイミド樹脂の合成に成功した。また、YBaCuO型の高温超伝導体の繊維化については、有機バインダーとYBaCuO粉体を混合紡糸し焼成する方法が従来から試みられているが、アルギン酸ナトリウムとY、Ba、Cuイオンとの高分子錯体を紡糸し繊維化し焼成する方法を提案し、90Kで超伝導を示すことを見い出した。
6. 高次機能加工の研究では、2個の荷電基を有する有機電解質(ボラ型電解質)を染色助剤として検討した。その結果、酸性染料のナイロン6、絹への染色効率を著しく高め、かつ染色廃液の処理にも有効なことを見い出した。アレルギー性皮膚疾患の皮膚に生ずるヒスタミン等生体アミンを吸着分解する新しい繊維を開発し、試験管内及び動物実験によりその効果が確認され、臨床実験に入った。また、大気環境の浄化(内分泌かく乱物質、NOxなど)フィルターの開発が社会的にも急務となっていることから、ダイオキシン分解繊維の開発に着手し、10分で90%以上その前駆体を分解する高分子錯体を得た。また、空気浄化用の中空繊維を試作した。人工生体機能繊維研究では人工筋肉の研究で電場駆動型繊維状アクチュエーターの開発を行い、そのメカニズムを解明している。また、生体内P450を用いたホルモン診断用センサの開発、ポリイオン錯体からの新繊維の開発に成功した。
7. 新生物繊維に関する研究では、絹ナイロンハイブリッド繊維、クモの糸を蚕に吐かせる研究の基礎研究、絹タンパク質合成の分子機構解明の基礎研究を行った。
8. 繊維極限生産システムの研究では,蚕の吐糸営繭行動の三次元可視化システムの開発を行った。また、手紡ぎの感触を出す手紡ぎロボットを開発し,特殊糸およびクズ糸からのリサイクル糸の試作を行った。
これらの成果は、シンポジウム(3回)、成果報告会およびホームページで公表した。

研究成果

• [文献書誌] 英 謙二、白井汪芳: "オイルゲル化剤の開発 ; 油や溶剤を固めることのできる化合物" 表面. 36. 291-303 (1998)
• [文献書誌] 英 謙二、白井汪芳: "低分子オイルゲル化剤の合成とその物理ゲル" 高分子論文集. 55. 585-594 (1998)
• [文献書誌] K.Hanabusa,H.Shirai et al.: "Easy Preparation and Useful Character of Organogel Electrolytes Based on Low Molecular Weight Gelactor" Chemistry of Materials. 11(3). 649-655 (1999)
• [文献書誌] K.Hanabusa,H.Shirai et al.: "New gelators Based on 2-Amino-2-phyenylethanol:Close Gelator-Chiral Structure Relationship" Tetrahedron Letters. 40(12). 2385-2388 (1999)
• [文献書誌] K.Hanabusa,H.Shirai et al: "Low Molecular Weight Gelators for Organic Fluids:Gelation by a Family of Cyclo(dipeptide)s" Jornal of Chemical Society,Perkin Transactions 2.投稿中.
• [文献書誌] K.Hanabusa,H.Shirai et al: "Physical Gelation of Organic Solvents by Low Molecular Weight Gelators and Preparation of Organiogal Electroytes" Polymer Journal. 投稿中.
• [文献書誌] T.Tanigami et al: "High-strengh and High-modulus poly(vinly alcohol)by the Gel-ageing method,Part II The effect of the gel pressing temperate" Jurnal of Materials Scince. 33. 175-184 (1998)
• [文献書誌] K.Yamaura et al: "Phase Separation Structure in Poly(viny alcohol)Silk Fibroin Blend Films." Polymer Inernationl. 45. 175-184 (1998)
• [文献書誌] K.Yamaura et al: "Gelation of Poly(vinyl alcohol)/Water/Dimethyformamide Soutions and Properties of Dried Films" Journal of Applied Polymer Science. 70. 1661-1667 (1998)
• [文献書誌] T.Tanigami et al: "Melting of the blends between syndiotacticity-rich and atactic poly(vinyl alcohol)s" European Polymer. 印刷中.
• [文献書誌] K.Yamaura et al: "Phase Separation in Poly(vinyl alcohol)Gelatin Blend System" Polymer Intermational. Accepted for publication.
• [文献書誌] 清水義雄: "情報化社会と感性工学" 日本ファジィ学会誌. 10(5). 804-812 (1998)
• [文献書誌] 清水義雄 等: "脳波のカオス解析を用いた着脱衣における温冷感の評価" 繊維学会誌. 投稿中.
• [文献書誌] T.Koyama et al: "Specific Conductivity Dependence on Diameter of Submicro-Sized Polythiophene Fibrils" Molecular Crystals and Liquid Crystals. 322. 85-90 (1998)
• [文献書誌] 白井汪芳 等: "機能性繊維の新展開" 繊維機械学会誌. 52. 7-12 (1999)
• [文献書誌] M.Kimura,H.Shirai et al: "Fluorescence chemosensor for metal ion using conjugated polymers" Advanced Materials. 10. 459-462 (1998)
• [文献書誌] M.Kimura,H.Shirai et al: "Five-nuclear complexes of zinc(II)phthalocyanine with directly linked terpyridine ligands" Tetrahedron Letters. 39. 8471-8474 (1998)
• [文献書誌] M.Kimura,H.Shirai et al: "Synthesis and Characterization of a ligand-substituted poly(amidoamine)dendrimer with extenal terpyridine units and its iron(II)complexes" Marromolecular Rapid Communicatons. 印刷中.
• [文献書誌] M.Kimura,H.Shirai et al: "Well-defind polynuclear iron(II)complexes bridged by back-to-back ligands" Macromolecules. 投稿中.
• [文献書誌] T.Muto,H.Shirai et al: "Fibrous assemblies made of amphiphilic metallophthalocyanines" Advanced Materials. 投稿中.
• [文献書誌] T.Muto,H.Shirai et al: "Enhancement of photoinduced electron-transfer reaction via noncovalent bonding:Cooperative effect of a paraquat molecule and zinc(II) phthalocyanine having a macrocyclic ether void" Tetrahedron Letters. 投稿中.
• [文献書誌] M.Kimura,H.Shirai et al: "Photoreduction of methylviologen sensitized by amphiphilic phthalocyanatozinc(II) complexes" Journal of Porphyrins and Phthalocyanines. 投稿中.
• [文献書誌] T.Ichinohe,H.Shirai et al: "Functional metallomacrocycles and their polymers,Part 37 Oxidative decomposition of 2,4,6-trichlorophenol by polymer-bound phthalocyanines" Reactive & Functional Polymers. 投稿中.
• [文献書誌] H.Ukai,H.Shirai et al: "Bacterial Aciton of Cobalt(II) Phthalovyanine-modified Electrodes" Journal of Porphyrins and Phthalocyanines. 投稿中.
• [文献書誌] M.Suzuki,H.Shirai et al: "New Photogeneration System of Dihyroniconamide and viologen radical using Ru(bpy)^<2+>_3" Chemistry Letters. 印刷中.
• [文献書誌] M.Suzuki,H.Shirai et al: "Effects of L-tyrosine esters on quenching and photosensitized charge separation using ruthenium(II)complex-containing polymers" Journal of Polymer Science Part A:Polymer Chemistry. 投稿中.
• [文献書誌] M.Suzuki,H.Shirai et al: "Proton conduction in new polymer hydrogel films consisting of crosslinking partially phosphorylated poly(vinyl alcohol)s" Physical Chemistry Chemical Physics. 投稿中.
• [文献書誌] 八森 章 等: "カイコ絹糸腺リボソームの調製とその性質" 日本蚕糸学雑誌. 67. 311-318 (1998)
• [文献書誌] A.Hachimori et al: "Ineraction of the sarcin/ricin domain of 23S ribosomal RNA with protein L3 and L6" Journal of Biological Chemistry. 274. 681-686 (1999)
• [文献書誌] M.Nakazawa: "Handling of Flexible Object" Journal of the Roboties and Mechatronics. 10(3). 167-169 (1998)
• [文献書誌] M.Nakazawa: "Handling of Flexible Object" TECHNO JAPAN. 31(10). 30-35 (1998)
• [文献書誌] M.Nakazawa et al: "Study on Single Sheet Separation from Stacked Flexible Sheet" Journal of the Robotics and Mechatronics. 10(3). 211-218 (1998)
• [文献書誌] J.Wo,M.Nakazawa et al: "Study on Elastic Deformation Properties of the Blanket in Offset Printing" JSME International Journal. 投稿中.