| 研究課題/領域番号 |
15350135
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
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研究代表者 |
浦川 宏 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (10183211)
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| 研究分担者 |
梶原 完爾 大妻女子大学, 家政学部, 教授 (10133133)
安永 秀計 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助手 (80241298)
奈倉 正宣 信州大学, 繊維学部, 教授 (70021178)
大越 豊 信州大学, 繊維学部, 助教授 (40185236)
後藤 康夫 信州大学, 繊維学部, 助手 (60262698)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| キーワード | 繊維構造 / レーザー加熱延伸 / 広角X線回折 / 小角X線散乱 / 構造形成過程 / On line測定 / ポリエチレンテレフタレート / 配向結晶化 |
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| 研究概要 |
2次延伸工程中で合成繊維はネック延伸され、ほぼ繊維構造が形成・決定される。この過程を観察する目的で、X線散乱測定用のレーザー加熱延伸装置を設計・試作した。まず、試作機で連続延伸工程中の構造形成過程をX線散乱の手法でその場観察できることを示した。本装置ではネック変形点の位置変動を0.5mm以内に抑えることができ、これは数百μsオーダーの時間分解能に相当する。次に、SPring8のシンクロトロン放射光をX線源とし、ポリエチレンテレフタレート(PET)の繊維構造形成過程のその場観察を行った。具体的には、ネック変形後の経過時間をパラメータとしてX線広角回折像及び小角散乱像の変化を観察した。それらの延伸倍率依存性をも検討した。
ネック変形直後から小角散乱像に長周期構造に起因する4点散乱像が現れるが、広角回折像に結晶性回折ピークが現れるのはそれ以後である。結晶化以前に大きな密度揺らぎが出現することを示している。X線広角回折像の時間発展で特徴的なのは、子午線上の回折角5.4°に現れる(001')反射と赤道上のPET結晶からの回折ピークである。(001')反射は延伸点直後から明瞭に観察されるのに対して、結晶回折ピークは数ミリ秒後から現れる。この(001')反射の強度は、時間の経過とともに大きくなるが結晶回折ピークが明瞭になると消失してしまう。(001')反射がPET分子鎖の伸びきり鎖構造に由来するので、このX線回折像の変化は、まず繊維内部で伸びきり鎖がフィブリル状2次元秩序構造を形成し、次の過程で結晶となること示している。高次反射である(002'),(003')も観測され、これらの詳細な解析から、ネック変形後1ms以下の経過時間で直径4-5nm、長さ約100nmのフィブリル状2次元秩序構造が形成され、その後数ミリ秒のうちに結晶が成長し、ミクロフィブリルとなるとする構造形成モデルを提案した。
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