| 研究課題/領域番号 |
19K02388
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| 研究機関 | 福岡県工業技術センター |
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研究代表者 |
堂ノ脇 靖已 福岡県工業技術センター, その他部局等, 専門研究員 (80416528)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 繊維加工 / ドライプロセス / プラズマ |
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| 研究実績の概要 |
「ドライプロセスを用いて両方の高分子材料を改質することにより固着・接着を制御できる」成果に着眼し、繊維加工浴中における化学繊維‐蛋白質相互作用においても最適なドライプロセス処理があり、これらの条件によって相互作用が制御できると考えた。そこで、この仮説の実証と、無添加で相互作用制御を行い、効率の良い架橋反応を行う低環境負荷な繊維加工技術の開発を目的として3つのサブテーマのもと、実施している。初年度に実施したサブテーマ1および2の成果を以下に記す。
「サブテーマ1．ドライプロセスによる蛋白質の改質と浴中の分散・拡散制御」 ガス導入型真空プラズマ装置を導入し、コラーゲン粉体をプラズマ照射した。空気と窒素ガスの2種類で検討したところ、1%未処理コラーゲン水溶液中での粒子サイズ平均が940 nmから空気ガスでは250 nm、窒素ガスでは460 nmと粒径が減少した。今後、表面電位測定、pHなどの影響も調査する予定である。
「サブテーマ2．ドライプロセスによる化学繊維‐蛋白質の浴中相互作用制御」 ポリプロピレン（PP）を用いて空気と窒素ガスでプラズマ処理を行った。プラズマ処理時間を長くしたところ、空気ガスではカチオン染料であるメチレンブルーの濃染化が観られ、窒素ガスでは染色できなかった。このことからPP表面がアニオン性に改質されたと考察した。一方、窒素ガスではアニオン性染料であるインジゴカルミンの濃染化が観られ、空気ガスでは染色できなかったことから、PP表面のカチオン化と考察した。このように表面改質条件で全く異なった染着挙動が示された。現在、PP‐コラーゲンの相互作用挙動を調査しているが、コラーゲンの検出方法を検討中であり、今後、上記プラズマ処理条件および浴中条件による相互作用状態を明らかとする予定である。
「サブテーマ3．相互作用制御による堅牢性の調査」 初年度の実施はなし。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究の基礎となるプラズマ装置の導入が10月となり、実質5か月間の研究実施であったため（3）を選択した。導入が遅れた理由は、当初、粉体を均一に処理できるように回転式プラズマ装置を予定していたが、予算削減のため仕様変更を行い、粉体処理ができるか検証を行っていたためである。しかし、現在のところ計画通り成果が得られており、今後、条件内容や範囲を広げて最適な条件を見出す予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
上記したように「やや遅れている」ものの、現在のところ計画通り実施、成果が得られている。今後、処理条件の調査範囲を広げ、計画通り実施する予定である。各サブテーマについては以下のように実施する予定である。
「サブテーマ1．ドライプロセスによる蛋白質の改質と浴中の分散・拡散制御」 一般的に化学繊維の表面電位はマイナスであるため、コラーゲン粉体のカチオン化処理条件を広げて検討する。具体的にはガス種を窒素ガスに加えて水素/窒素ガスも検討し、プラズマ照射時の真空圧、時間などを変化させ、浴中における粒径、表面ゼータ電位測定、pHなどの影響も調査する予定である。
「サブテーマ2．ドライプロセスによる化学繊維‐蛋白質の浴中相互作用制御」 PPおよびポリエチレンテレフタレート（PET）についてもカチオン化処理条件を広げて検討する。サブテーマ1と同様にガス種、プラズマ照射時の真空圧、時間などを変化させ、表面ゼータ電位の情報を収集する。サブテーマ1の情報も組み込み、化学繊維‐コラーゲンの相互作用状態を繊維加工後にコラーゲン固着量の定量で評価し、最適な加工条件を見出す。
「サブテーマ3．相互作用制御による堅牢性の調査」 サブテーマ2で得られた条件で相互作用を行った後、架橋剤を添加して化学繊維‐コラーゲンを化学結合させる。ここでもコラーゲン加工率を明らかとし、洗濯堅牢度をコラーゲン保持率で評価する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本研究の基礎となるプラズマ処理装置の納入が10月となり、実質5か月間の研究期間であった。このため当初の予定よりも消耗品（ガス、化学繊維、蛋白質）購入が少なかったためである。本年度は、昨年度の計画も盛り込み、計画通りに実施する予定であり、問題なく予算執行できる。
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