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

2003 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・生活科学専攻, 教授 (90237181)
• 研究分担者: 酒井 洋 平安女学院大学, 生活環境学部, 助教授 (90310648) ; 佐々木 博昭 県立新潟女子短期大学, 生活科学科・生活科学専攻, 教授 (20123218)
• キーワード: リオセル繊維 / 膨潤と捲縮 / 酒石酸鉄(III)ナトリューム塩溶液 / NaOH溶液 / 反応染色 / 繊維加工処理 / フィブリル化 / 細孔分布

研究概要

平成13,14年度の研究で、セルロース系繊維の水膨潤による形態変化、特に膨潤体積と繊維中の細孔分布を液体クロマトグラフィーによって測定する手法を確立し、また繊維表面に生じるクラッキングの新規観察法を提案した。平成15年度はこれら研究結果に基づいて、リオセル繊維のフィブリル化、捲縮性、形態加工性について総合的に検討した。
フィブリル化抑制に関しては、反応染色に加え、液体アンモニア処理、高圧水蒸気処理、超臨界二酸化炭素流体処理等を行い、その効果を調べた。その結果、処理した繊維の水膨潤度を抑制することがフィブリル抑制に影響を与えることを見出した。即ち、繊維中のミクロフィブリル間の非晶部には密度差があり、その部分の膨潤度の差がフィブリル化の程度を左右していることが示唆された。このことより、セルロースに対して水よりもさらに溶解性の高い溶媒中で膨潤を行えば、適当な膨潤状態で、ミクロフィブリルは溶解しないまま非晶部分のみでの大きな膨潤により、ミクロフィブリルの配向や配列を変えることが出来る可能性を示している。NaOH溶液や酒石酸鉄(III)ナトリューム錯体溶液はこの目的に適した溶媒系であり、熱可塑性を有しないリオセル繊維に捲縮と形態加工を施すため、これら溶液中での適切な処理条件を検討した。NaOH溶液については濃度4wt%でリオセル繊維は最大の膨潤度を示すことを見出し、さらにその膨潤は偏光顕微鏡下で異方相を示すことより、フィブリルが完全溶解をしない状態で配向の乱れを生じていることを確認できた。この膨潤状態でリオセル繊維に形状変化、或いは捲縮を施し、中和することによりその形状の固定を行うことに成功した。酒石酸鉄(III)ナトリューム錯体溶液でも同様に、膨潤によって生じた捲縮を中和することによって形態固定を行えることを見出した。

研究成果

• [文献書誌] 笠原勝次, 佐々木博昭, 呑海信雄他: "膨潤リオセル繊維のフィブリル化に及ぼす反応染色及び各種処理の影響"日本繊維製品消費科学会誌. 44巻. 480-486 (2003)
• [文献書誌] 佐々木博昭, 呑海信雄, 笠原勝次: "膨潤リオセル繊維の膨潤及び細孔分布に及ぼす各種処理の影響"日本学術振興会繊維・高分子加工大120委員会年次報告. 54巻. 47-50 (2003)
• [文献書誌] S.Sasaki, N.Donkai, K.Kasahara: "Effect of processing and reactive dyeing on swelling and pore structure of Lyocell fibers"Proceedings of The Korea-Japan Joint Symposium. 33-34 (2003)
• [文献書誌] N.Donkai, H.Sasaki, K.Kasahara: "Swelling and shrinking behavior of Lyocell fibers"Proceedings of The Korea-Japan Join Symposium. 17-18 (2003)
• [文献書誌] 笠原勝次, 佐々木博昭, 呑海信雄他: "酒石酸鉄(III)ナトリューム錯体溶液によるテンセルの改質"繊維学会誌. 60巻2号. 65-69 (2004)
• [文献書誌] K.Kasahara, H.Sasaki, N.Donkai et al.: "Effect of processing and reactive dyeing on swelling and pore structure of Lyocell fibers"Textile Research Journal. 74(印刷中). (2004)