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2021 年度 実施状況報告書

セルロース利用促進のために飛躍的に生産速度を向上させる新規セルロース紡糸法

研究課題

研究課題/領域番号 20K12238
研究機関信州大学

研究代表者

後藤 康夫  信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (60262698)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードセルロース / 溶液紡糸 / イオン液体 / 高速化 / エアギャップ
研究実績の概要

本研究は、イオン液体 (IL) をセルロース溶媒としたリヨセル法に採用し、凝固液からの抵抗を低減することで、再生セルロース繊維の高速紡糸、具体的には紡糸速度を1000m/minに引き上げることを目的としている。溶媒として従来使用してきた1-butyl-3-methylimidazolium chloride (BmimCl) の他に、1-ethyl-3-methylimidazolium diethylphosphate (EmimDEP) を新たに溶媒として追加した。BmimClおよびEmimDEPのいずれの溶媒の場合においても、数マイクロメートルの微細な水霧を凝固に利用し、種々の紡糸条件(水霧噴霧位置、ノズル形状、セルロースの分子量や濃度、紡糸液温度など)を最適化することで、紡糸速度1000m/minを超える高速紡糸を達成できた。またセルロース分子の剛直性を反映し紡糸中に結晶配向が進行すること、得られた繊維は数マイクロメートル程度の極細径と高い結晶配向度 (0.9以上)を有していること、を確認した。さらに一軸配向状態で取得した極細繊維束の引張強度は400MPa程度と市販の衣料用再生セルロース繊維の強度を超えること、リヨセル法再生セルロース繊維で問題となる“フィブリル化”が起こりにくくなることも明らかにした。以上、再生セルロース繊維の高速紡糸を実現において極めて有用な知見が得られた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本課題の目標値として掲げた1000m/minの紡糸速度を達成できたためである。
また紡糸繊維の構造・物性評価についても、種々の紡糸条件で作製した繊維の物性を明らかにしており、予定通り進捗している。

今後の研究の推進方策

紡糸安定性を高めることに一層注力していく。また昨年度に引き続き、物性評価および構造解析を一層進めていくことで、学術的観点より繊維構造形成過程に関する有用な知見を収集していく。さらに本紡糸法により作製される繊維がどのような用途に適するか実用化へ向けた指針を得ていく。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] 溶液ブロー紡糸で作製したセルロース繊維の構造・物性2021

    • 著者名/発表者名
      東谷祐樹、後藤康夫
    • 学会等名
      2021年繊維学会年次大会 (6/9, 2021年, 東京)
  • [学会発表] 再生セルロース繊維の紡糸速度向上に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      篠崎光記,坂本敦、後藤康夫
    • 学会等名
      2021年繊維学会年次大会 (6/10, 2021年, 東京)
  • [学会発表] 溶液ブロー紡糸におけるセルロースの重合度・溶液濃度が繊維形態に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      東谷祐樹、後藤康夫
    • 学会等名
      2021年繊維学会年次大会 (6/10, 2021年, 東京)
  • [学会発表] 乾湿式紡糸時のエアギャップ雰囲気がセルロース/イオン液体溶液の紡糸性に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      坂本 敦、篠崎光記、後藤康夫
    • 学会等名
      2021年繊維学会年次大会 (6/10, 2021年, 東京)

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公開日: 2022-12-28  

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