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2015 年度 実施状況報告書

極細天然繊維を用いた環境調和型機能性被服材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K12318
研究機関東京家政大学

研究代表者

濱田 仁美  東京家政大学, 家政学部, 准教授 (50748142)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード織物 / セルロースナノファイバー / 塗工 / 不織布 / 保温性
研究実績の概要

セルロースナノファイバー(CNF)を塗布する基材として、綿織物、キュプラレーヨン織物及びキュプラレーヨン製不織布を比較した。水中対向衝突法により作製した竹パルプ及び広葉樹パルプ由来のCNFを使用して、各基材にCNF水分散液をバーコーターで塗布し(塗布量:4.0 g/m2)、CNF塗布試料を作製した。作製した試料について、通気性、摩擦特性、曲げ特性、吸水性、保温性の測定を行った。さらに、CNF塗布試料にインクジェット印刷を施し、印刷適性を評価した。
どの基材に対してもCNFを塗布することで通気抵抗が大幅に向上し、特に不織布での向上は顕著であった。CNFの違いでは、広葉樹由来のCNFを塗布した試料で通気抵抗が最も向上した。細く均一な広葉樹由来CNFの方が、より均一なフィルム状の塗工膜を形成し、通気抵抗が高くなったと考えられる。CNFを織物や不織布に微量に塗布することで、エアバリア性が大幅に向上することがわかった。摩擦特性は、どの基材に対してもCNFを塗布することで摩擦係数がやや低下し、滑りやすくなった。CNF塗布により手触り感を変化させられる可能性が見出された。曲げ特性は、CNFを塗布することでやや曲げかたくなった。吸水性はCNF塗布によりやや低下した。CNFが基材中の毛細管を一部埋めてしまったためと考えられる。織物、不織布ともにCNFを塗布すると保温性が向上した。CNFが織物や不織布の対流を生じる大きな空隙は埋め、微小な空隙は残すことにより、熱を保てる静止空気層を保持したことによると考える。インクジェット印刷適性については、CNF塗布試料へ印刷すると、より高い色濃度が得られた。CNF塗工層がインク顔料を基材表面近傍に留めることにより、色濃度が向上したと考えられる。特に不織布にCNF塗布した試料では、印刷のにじみも解消した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究実施計画においては、平成27年度に「基材の種類による効果の違い」、平成28年度に「セルロースナノファイバーの種類による効果の違い」を検討することとしているが、セルロースナノファイバーの種類による違いを平成27年度に一部実施済みであり、基材への化学処理等を施す加工布への検討については、平成28年度に引き続き行う予定としている。全体としては、おおむね順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

「基材の種類による効果の違い」の引き続きの検討として、基材に前処理(化学処理)を行った場合の影響を調べ、良好な特性を得られる基材の種類を確定する。「セルロースナノファイバーの種類による効果の違い」は、原材料の違いを実施済みであるため、製造方法の違い(物理的処理、化学的処理)を検討し、効果の高いセルロースナノファイバーの種類を確定する。加工布の物性と風合いを引き続き評価する。
織物へ加工した場合、最も重要な特性の一つである洗濯堅牢度を評価する。洗濯堅牢度に問題がある場合には、解決法を検討する。
デジタルマイクロスコープを購入し、本装置を使用して、セルロースナノファイバーの定着状態の観察及び加工布の構造解析を行い、風合い発現機構を検討する。

次年度使用額が生じた理由

今年度研究に使用した消耗品が、一部既存の消耗品で賄えたことから、今年度の使用額が予算額よりもやや少なかった。

次年度使用額の使用計画

次年度購入予定の設備備品が、型番の変更等により予算額をやや超えることが予想されることから、これらの費用として使用したい。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Effect of cellulose nanofibers as a coating agent for woven and nonwoven fabrics2016

    • 著者名/発表者名
      Hitomi Hamada, Marina Mitsuhashi
    • 雑誌名

      Nordic Pulp & Paper Research Journal

      巻: 31(2) ページ: 255-260

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] セルロースナノファイバーのテキスタイルへの応用2016

    • 著者名/発表者名
      濱田仁美
    • 学会等名
      日本繊維製品消費科学会 2016年年次大会
    • 発表場所
      東京家政大学、東京
    • 年月日
      2016-06-25 – 2016-06-26
  • [学会発表] TEMPO酸化処理綿布へのセルロースナノファイバー塗工の効果2016

    • 著者名/発表者名
      白井菜月、飯塚堯介、濱田仁美
    • 学会等名
      平成28年度繊維学会年次大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀、東京
    • 年月日
      2016-06-08 – 2016-06-10
  • [学会発表] セルロースナノファイバーのテキスタイルへの応用2016

    • 著者名/発表者名
      濱田仁美
    • 学会等名
      Nanocellulose Symposium 2016
    • 発表場所
      京都テルサ、京都
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-22
  • [学会発表] Effect of cellulose nanofibers as a coating agent for woven and nonwoven fabrics2015

    • 著者名/発表者名
      Hitomi Hamada, Marina Mitsuhashi
    • 学会等名
      9th International Paper and Coating Chemistry Symposium
    • 発表場所
      University of Tokyo, Tokyo
    • 年月日
      2015-10-29 – 2015-11-01
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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