極細繊維の表面構造と力学特性・吸湿性

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11878016
• 研究機関: 実践女子大学
• 研究代表者: 城島 栄一郎 実践女子大学, 生活科学部, 教授 (80129767)
• 研究分担者: 小見山 二郎 実践女子大学, 生活科学部, 教授 (60016574) ; 牛腸 ヒロミ 聖徳栄養短期大学, 助教授 (80114916)
• キーワード: 極細繊維 / 表面層 / ポリアミド / 応力-歪曲線 / 吸湿 / インバースガスクロマトグラフ法 / BET式 / 等温吸着曲線

研究概要

直径2.5μm(超極細)〜75.0μmまでの太さの異なる4種のナイロン6繊維を試料として、繊維を引張り特性、吸湿挙動(重量法とナイロン6繊維を充填剤としたインバースガスクロマトグラフ-IGC-法の比較)、密度測定、DSC、複屈折などの測定によって特性と繊維構造の検討を行った。その結果、引っ張り特性において極細になると応力・ヤング率の低下が見られた。湿潤時では繊維径による差がほとんど見られなかった。平衡吸湿量を示す重量法では繊維径による差は見られないが、IGC法では極細繊維の吸着量が大きくなった。密度測定では極細繊維が少し大きく、DSCによる融解熱は極細繊維が若干小さい結果が得られた。表面層が疎な構造をとっていると考えると定性的に説明できると思われる。
IGC法は、試料を固定相、既知物質を移動相として、そのクロマトグラムの保持挙動から試料と既知物質の相互作用や試料の特性、構造などを測定する方法である。固定相に繊維を、移動相に水を使うことにより、ポリエステル極細繊維、ナイロン6極細繊維の吸湿等温線を測定し、その表面吸湿挙動を観測できる。吸湿測定では長時間の測定が必要であるが、カラム長を短くすることにより、短時間での測定が可能となる。ナイロン6極細繊維でカラム長を短くして等温吸着曲線を求め、BET式を適用しBETパラメータVmとCそして第一層の吸着エネルギーE1を算出してカラム長との相関を検討した結果、これらの値がカラム長に依存せずほぼ同じ値であった。カラム長を短くしても再現性のある吸湿量が得られることが分かった。

研究成果

• [文献書誌] 城島栄一郎,森島美佳,小林亜希子: "ナイロン6極細繊維の応力-歪曲線と内部構造"実践女子大学生活科学部紀要. 第36号. 125-128 (1999)
• [文献書誌] 森島美佳,城島栄一郎,牛腸ヒロミ: "ナイロン6極細繊維の力学特性と吸湿挙動"日本家政学会第51回大会 研究発表要旨集. 220-220 (1999)
• [文献書誌] 牛腸ヒロミ,高木史恵,城島栄一郎,小見山二郎: "ナイロン6極細繊維の吸湿量測定に及ぼすカラム長の影響"繊維学会予稿集1999(S). 1G17 (1999)
• [文献書誌] 牛腸ヒロミ,谷岡明彦,中島利誠: "酢酸セルロースの吸湿等温線に及ぼすアセチル基の影響"繊維学会予稿集1999(S). 1G22 (1999)
• [文献書誌] H.Gocho: "Effect of acetyl content on the sorption isoherm of water by cellulose acetate:comparison with the therma analysis results"Carbohydrate Polymers. 41. 83-86 (2000)
• [文献書誌] H.Gocho: "Effect of polymer chain end on sorption isoherm of water by chitosan"Carbohydrate Polymers. 41. 87-90 (2000)