| 研究課題/領域番号 |
20K02416
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| 研究機関 | 金城学院大学 |
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研究代表者 |
長嶋 直子 金城学院大学, 生活環境学部, 准教授 (30459599)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | ポリ乳酸繊維 / 天然染料 / 酵素 / 環境調和型 |
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| 研究実績の概要 |
初年度は、生分解性合成繊維ポリ乳酸繊維（PLA）に対する天然染料染色の可能性を探ることを目的として、アントラキノン系分散染料とよく似た構造を有する茜の色素、アリザリン、プルプリン、キニザリンを用いて、分散染料の染色方法でPLAの染色を行った。
分散浴調整のための助剤は、非イオン界面活性剤を用いた。染色条件は、染料3％o.w.f.、浴比1：100、染色温度60、70、80℃、染色時間10～180分とした。染色の表面反射率を分光色差計SA5500で測色し、表面色濃度K/S値を求め検討した。
アリザリンを用い、分散染色を行ったPLAの表面色濃度K/Sは、60℃染色に比べ、80℃染色の方が2倍増加した。PLAのガラス転移温度は53℃、実用染色温度は70～110℃である。80℃染色は実用染色温度に達していたため、非結晶領域にアリザリンが拡散しやすくなり、染着したと思われる。
色素構造の違いによるPLAの染色性を知るため、アリザリンと同じく1,2-位、4-位に水酸基を有するプルプリンと、1,4-位に水酸基を有するキニザリンを用いて、80℃でPLAを染色し、表面色濃度K/S値を求めた。その結果、アリザリンは短波長400nm付近に極大吸収が見られたが、プルプリンとキニザリンのそれは480nmに認められた。プルプリンとキニザリンの極大吸収波長におけるK/S値を比較すると、キニザリンの方が3倍大きく、濃色に染色されたことがわかった。プルプリンは1,4-位の水酸基以外に、2-位にも水酸基を有する。一方、キニザリンは1,4-位のみである。このような構造の違いがポリ乳酸繊維の非結晶領域への拡散に寄与した可能性が考えられる。
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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
コロナ禍における遠隔授業等の教育および校務などにより、実験にとりくめる時間の制約が生じ、エフォート率が低下したため、当初研究計画よりも遅れが生じた。
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| 今後の研究の推進方策 |
濃色で実用上十分な堅ろう性を有するPLA－天然色素染色布が得られる条件を検討するために、酸化還元酵素ラッカーゼで濃色な発色が得られた天然色素フラボノイド類、ピロール類を用い染色を行う。
まず、染色条件（色素濃度、染色温度、染色時間）を変えて染色し、染色布の表面反射率から表面色濃度K/S値を求め比較検討する。
PLA-天然色素染色布を用いて、JISが定める染色堅ろう度試験（洗濯、汗、摩擦、耐光）を行い、実用上求められる3級以上の堅ろう性を有する染色条件を明らかにする。
PLAは熱による物性変化が生じやすいため、染色後のPLAの強度（引張、摩耗など）をJISに準拠して調べ、染色条件と繊維強度について検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍において、実験に取り組む時間を十分にとることができず、当初計画していた試薬やガラス機器や解析用ソフトの購入を見送ったため、消耗品に関する次年度使用額が生じた。また、国内の学会において関連する研究の発表があまり見当たらず、学会参加を控えたため、旅費が生じなかったことも次年度使用額が生じた理由である。
次年度は、研究の遅れを取り戻すために、試薬やガラス器具、解析用のPCなどを購入し、酸化還元酵素ラッカーゼで発色した天然色素を用いたPLA染色の最適条件を明らかにする。濃色で良好な堅ろう性を有するか検討するため、主な堅ろう度試験を行うための試薬や消耗品購入のために使用する。また、得られた成果を公表するため、学会発表、論文投稿などに使用する予定である。
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