湿式紡糸によるコア／シース構造を持つ機能性ファイバー製造技術の基盤確立

1. 芯鞘繊維紡糸技術の確立(1)芯に強度の高いセルロースを、鞘に生体適合性に優れるシルクフィブロインを、それぞれイオン液体に溶解させ、芯鞘ノズルを用いて乾湿式紡糸にて芯鞘繊維を作製した。いずれのポリマーも溶解可能なイオン液体として1-エチル-3-メチルイミダゾリウムアセテートや1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムクロリドを、また凝固液にはメタノールを用いることで目的の構造を有する繊維を作製できた。(2)2種類のポリマー溶液の吐出量比や凝固液温度を適切に制御することで、様々な断面積比を有し概ね鞘部の厚みが均一なセルロース/シルクフィブロイン芯鞘繊維を得る技術を習得できた。(3)紡糸試験の手順を整理し、以後の実験に使用できるようマニュアル化した。2. 物性評価および結果のまとめ(1)電子顕微鏡観察より芯鞘繊維は円状で側面は平滑な表面を有していた。一方、セルロースとフィブロインの界面は力学作用により剥離しやすく、両ポリマー同士の相互作用は大きくないことが示唆された。界面での剥離は力学強度低下につながることからポリマーの組合せが重要であると考えられた。(2)引張試験の結果、力学強度の大きなセルロースの割合が高くなるにつれて、芯鞘繊維の強度が増加した。破断伸度は、どのサンプルもあまり大きくなかった。このことは電子顕微鏡で見られた界面剥離の影響によるものと推定した。以上、イオン液体の優れた溶解性を利用し、芯部に強度を担う高強度ポリマーを、鞘部に機能を有する生体適合性ポリマーを配した芯鞘繊維の製造技術を確立した。

1. 芯鞘繊維紡糸技術の確立(1)芯に強度の高いセルロースを、鞘に生体適合性に優れるシルクフィブロインを、それぞれイオン液体に溶解させ、芯鞘ノズルを用いて乾湿式紡糸にて芯鞘繊維を作製した。いずれのポリマーも溶解可能なイオン液体として1-エチル-3-メチルイミダゾリウムアセテートや1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムクロリドを、また凝固液にはメタノールを用いることで目的の構造を有する繊維を作製できた。(2)2種類のポリマー溶液の吐出量比や凝固液温度を適切に制御することで、様々な断面積比を有し概ね鞘部の厚みが均一なセルロース/シルクフィブロイン芯鞘繊維を得る技術を習得できた。(3)紡糸試験の手順を整理し、以後の実験に使用できるようマニュアル化した。2. 物性評価および結果のまとめ(1)電子顕微鏡観察より芯鞘繊維は円状で側面は平滑な表面を有していた。一方、セルロースとフィブロインの界面は力学作用により剥離しやすく、両ポリマー同士の相互作用は大きくないことが示唆された。界面での剥離は力学強度低下につながることからポリマーの組合せが重要であると考えられた。(2)引張試験の結果、力学強度の大きなセルロースの割合が高くなるにつれて、芯鞘繊維の強度が増加した。破断伸度は、どのサンプルもあまり大きくなかった。このことは電子顕微鏡で見られた界面剥離の影響によるものと推定した。以上、イオン液体の優れた溶解性を利用し、芯部に強度を担う高強度ポリマーを、鞘部に機能を有する生体適合性ポリマーを配した芯鞘繊維の製造技術を確立した。