膨潤機構の新規観察手法の確立と親水性繊維の捲縮、形態加工技術への応用

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13490033
• 研究機関: 県立新潟女子短期大学
• 研究代表者: 呑海 信雄 県立新潟女子短期大学, 生活科学科, 教授 (90237181)
• 研究分担者: 伊藤 啓 平安女学院短期大学, 生活学科, 教授 (20213077) ; 佐々木 博昭 県立新潟女子短期大学, 生活科学科, 教授 (20123218)
• キーワード: セルロース系繊維の膨潤 / 逆相クロマトグラフィー / 水酸化鉄コロイド / 細孔分布 / 繊維の体積膨潤度 / 酒石酸鉄ナトリューム塩 / 繊維半径方向の膨潤 / 繊維長方向の収縮

研究概要

本研究では、セルロース系繊維について水膨潤時の形態及びその変化を観察評価するため、先ず膨潤状態の繊維がもつ細孔分布の測定を行なった。糸状の試料を液体クロマトグラフィー用のカラムに詰めイオン交換水で安定化を行なった後、分子量の異なる各種ポリエチレングライコールをプローブとして溶出さし、その溶出位置より細孔分布を評価する、いわゆる逆相クロマトグラフィー法を確立した。さらにこの手法は、繊維の体積膨潤度の測定にも応用できることを明らかにし、各種セルロース系繊維についてその値を比較検討した。次いで上記クロマトグラフィー法では検出することの出来ない、膨潤状態にある繊維表面上のサブミクロン以上の孔あるいはクラッキング等を観察する手法の開発を行なった。その手法は水中で塩化鉄水溶液から加熱により水酸化鉄コロイド粒子を生成し繊維表面に付着さし、試料乾燥後にあってもその付着形態で膨潤時の構造を反映さすことにより走査型電子顕微鏡で観察を可能にするものである。その結果、フィブリル化しやすいポリノジックやリオセル繊維の表面に筋状の構造を見いだすことに成功した。
さらに繊維の内部構造を調べるためセルロースの溶媒を用いた膨潤の形態変化を詳細に観察した。本研究では室温で安定であり、かつ溶解性の調節も可能である酒石酸鉄(III)ナトリューム塩、いわゆるFeTNa溶液を用いて膨潤挙動を調べた結果、繊維の半径方向の膨潤による広がりと、繊維長方向の収縮についての経時変化を連続観察することに成功した。この挙動はビスコースレーヨン、ポリノジック、リオセルなど紡糸した繊維に特徴的であり、膨潤によるフィブリル部(結晶部)の配向変化が関与していると思われるので、偏光顕微鏡による複屈折の変化を検討中である。

研究成果

• [文献書誌] 佐々木博昭, 呑海信雄, 伊藤啓他: "水酸化鉄コロイド法による膨潤時の繊維表面構造の評価"繊維学会予稿集. 56巻1号. 204 (2001)
• [文献書誌] 伊藤啓, 呑海信雄, 佐々木博昭他: "超臨界水による絹繊維の可溶化"繊維学会予稿集. 56巻1号. 105 (2001)
• [文献書誌] H.Sasaki, N.Donkai, H.Ito et al.: "Characterization of Lyocel Fibers by Inversed Liquid Chromatography"The 6^<th> Asian Textile Conference Proceedings. (2001)
• [文献書誌] 呑海信雄, 佐々木博昭, 伊藤啓他: "セルロース系繊維の酒石酸ナトリューム塩溶液中での膨潤挙動"繊維学会予稿集. 56巻3号. 162 (2001)
• [文献書誌] 佐々木博昭, 呑海信雄, 伊藤啓他: "セルロース系繊維の膨潤状態の比較(II)"繊維学会予稿集. 56巻3号. 163 (2001)
• [文献書誌] 呑海信雄, 佐々木博昭, 伊藤啓他: "逆相液体クロマトグラフィーによる反応染色したリオセル糸の膨潤挙動"繊維学会 2002年次大会. (発表予定). (2002)