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ポリ乳酸繊維の活用で、衣服の環境負荷低減へ!

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花田朋美
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繊維学会年次大会での口頭発表報告

6月8日~10日に繊維学会の年次大会がハイブリットで開催されました。今回は年次大会実行委員でもあったため、8日、9日の担当セッション開催の期間は会場でオンサイトとオンラインの対応をしました。
私自身も「混合溶媒法により収縮加工したポリ乳酸繊維布の染色性に及ぼす良溶媒種の影響」というテーマで口頭発表をしました。3種の良溶媒と貧溶媒の混合溶液で収縮加工したポリ乳酸繊維布を3種類の分子構造の異なる分散染料で染色した結果、染着量は良溶媒種と染料の分子構造の影響を受けることが明らかとなりました。現象を整理するため、収縮現象と染色現象を分けて考察しました。収縮現象については、良・貧溶媒の分子混合体が繊維分子と接触することから始まると考えられることから、繊維側から見た時の良溶媒の見え方を良溶媒の表面積分率という値で定義して考察したところ、収縮率と良溶媒表面積分率は直線的な関係となりました。即ち、収縮には繊維側から良溶媒がどのように見えているのかということが密接に関係していると考えられます。染色性については、分子鎖配列が乱れた方が染着量が増大するという考え方を支持する結果となりましたが、なぜそうなるかについては、現時点では明確な回答が得られず、更に検討の余地が残されています。

花田朋美 / June 11, 2022
日本家政学会年次大会での発表報告

 5月28日、29日に日本家政学会の年次大会がオンラインで開催されました。今回は、家庭科教員志望の学生が地域連携活動「さがみはら環境まつり」(神奈川県相模原市で開催)に関わり、環境教育について取り組んだ成果を報告しました。1・2年次の活動と3・4年次の活動を2段階の問題解決型学習(PBL)として、各々PBLの6つのステップに沿って整理しました。第1段階(1・2年次のPBL)のテーマは『生分解性ポリ乳酸繊維(PLA)を環境負荷低減素材として一般の方(特に子供たち)に認知してもらうには…』でした。この取り組みで、プラスチック問題を簡潔に伝えるためのパネル制作や実際に繊維に触ることを目的にしたコサージュ作りの体験教室を企画しました。第2段階(3・4年次のPBL)のテーマは『家庭科教育における環境教育の検討』でした。現場の先生方へのインタビューや学習指導要領の変遷、家庭科教科書について調査しました。新たに獲得した知識の活用として、地域連携のオンライン講座でのミニ講義とポリ乳酸繊維を使ったコサージュ作りの体験学習の実施、そのためのテキストや音声付資料を作成しました。終了後に社会人基礎力評価の指標を活用して、学生の自己評価を行ったところ、前に踏み出す力、考え抜く力、チームで働く力のいずれも大きく向上したと自己評価し、教員になることへの自覚の高まりを確認できました。この学生は4月から中学校の教員になり、夢への第一歩を歩きだしました。
 学生への環境教育と子どもたちへの環境教育はいずれも大事な活動だと思っています。
 現在、この活動を引継ぎ、本学生活デザイン学科1年生が6月19日開催の「さがみはら環境まつり」に向けて準備を進めています。

花田朋美 / June 01, 2022
Art workに特化したinstagramを開始

本日5月5日から作品制作(Art work)に特化したinstagramを開始しました。
まずは今まで制作したポリ乳酸繊維布を使った作品の紹介から始めます。なるべく易しい言葉で説明します。URLは以下の通りです。フォローよろしくお願いいたします。
今回の作品は、第25回日本の美術展で桂由美賞を頂いた「Flower」です。

https://www.instagram.com/artwork_tomohana

花田朋美 / May 05, 2022
ラジオ番組の収録

本日「ポリ乳酸繊維の活用で、衣服の環境負荷低下へ!」について、CBCラジオ「燃えよ!研究の志士たち」(小堀勝啓のトークジャンボリー)の収録がありました。
オンエアは、2週にわたり、3月6日(日)、13日(日)いずれも午前11:40~11:55です。

花田朋美 / February 18, 2022
研究の紹介⑦作品制作その2

衣服用のテキスタイルを制作した一例です。収縮率を変化させると染着量が変化し、その変化の挙動は染料によって異なることを応用したテキスタイルです。円型の板で挟んで収縮液が浸透しないようにした布帛を収縮率10%になるよう収縮加工した布帛(ブラウスに使用)と収縮率20%になるように収縮加工した布帛(スカートに使用)を赤と青の染料を混合した染料液で一度に染色すると、板で挟まれていた収縮率0%の部分と併せて4色に色に染色することができます(0%&10%は微妙な差ですが…)。染色中の寸胴の中でも、色の違いが分かります。面白いでしょ…(^^)

花田朋美 / February 17, 2022
研究の紹介⑥作品制作その1

既にSNSに掲載した写真ですが、SNSをご活用されていない方もいらっしゃるので、こちらにも写真を掲載します。作品制作の方法が少し変わっています。
京都市立美術館別館、マルギャラリー(ロンドン)で展示された『THE GERM-萌芽-』の制作過程の写真です。染色したポリ乳酸繊維を収縮と同時に抜染して、再度染色して制作しました。

花田朋美 / February 17, 2022
研究の紹介⑤混合溶媒法による染色性の変化

混合溶媒法で収縮した布を染色すると濃色化します。当初は、布の織り目が詰まるので、それで色が濃く見えると考えていました。しかし、研究が進むうちに、収縮する割合に比べて、色が濃くなる割合の方が多いことが分かりました。なぜか?布に染色される染料自体が多くなるのでは…?と考え、布に染色された染料の量を測定することにしました。通常の水に可溶な染料では、染色後の残液を測定すれば、布にどのくらいの染料が染色されたか計測することができますが、ポリ乳酸繊維を染色するための分散染料は、水に溶けずに分散する染料ですので、残液では染着量を簡単に計測することができません。染色された布から染料を抽出して、その抽出液の濃度を測定して、染着した染料の量を算出します。その抽出方法が図に示したソックスレー抽出法といいます。抽出液を分光光度計で測定したところ、収縮率の増大に伴い、染着量が増加する結果が得られました。更に、収縮率と染着量の関係は、染料が変わると異なること、同じ染料でも収縮する時の良溶媒の種類が変わると異なることが分かりました。

花田朋美 / February 16, 2022
研究の紹介④ポリ乳酸繊維の生分解性

研究の紹介④ポリ乳酸繊維の生分解性
ポリ乳酸繊維の生分解性は、2段階で進行し、第一段階では加水分解が進行して強度が低下して、第二段階では微生物分解が進行して重量減少が生じるといわれています。汎用合成繊維の混合溶媒法の実験を進めていたことから、ポリ乳酸繊維においても、良/貧溶媒混合溶液で収縮加工をすることによって、分子鎖の配列が乱れるとすれば、生分解性にも影響があるのでは…と考え、収縮加工を施したポリ乳酸繊維を用いて、生分解性についての実験行いました。当初は試料を土に埋める実験も行いましたが、学生の卒業研究の期間内である程度の結果を求めるには時間的な問題があり、小さな実験室で評価実験を行うには、家庭用生ごみ処理機を用いることにしました。形態もかわいらしくて、犬の糞も処理できるというニューサムTBK-210を入手し実験を進めました。実験の結果、収縮加工布は、未収縮布に比べて、強度低下、重量減少ともに顕著な結果となり、混合溶媒法による収縮加工により初期生分解性が促進されること、さらに、強度低下と重量減少の処理時間変化は、良溶媒の種類により異なることがわかりました。

花田朋美 / February 15, 2022
研究の紹介③ポリ乳酸繊維について

(*紹介する順番が前後したため、再度投稿し直しました。)
ポリ乳酸繊維は、トウモロコシなど植物由来のでんぷんを乳酸発酵させて製造される合成繊維です。石油由来の合成繊維とは異なり、土やコンポスト中で生分解性を示し、最終的に水と二酸化炭素に分解されます。植物の育成中に二酸化炭素を吸収するため、トータルの二酸化炭素排出量が少ないことから、カーボンニュートラルな素材といわれます。また、石油などの化石資源を使用しないため持続可能な素材であり、環境配慮型繊維といわれています。身近なところでは、三角ティーバック、ボディタオル、ごみ袋などの生活用品、畑で使用するマルチなど農業資材、土木資材や食品容器、3Dプリンタ用の素材など、繊維、不織布、フィルム、樹脂あらゆる形態で製品化が進んでいます。更に、ポリ乳酸繊維を製造する企業も増え、従来のポリ乳酸繊維の欠点を改善したものも製造され始めているようです。

花田朋美 / February 15, 2022
研究の紹介②混合溶媒法について

汎用合成繊維は、紡糸・延伸という工程を経て製造されています。紡糸は、シャワーや如雨露をイメージすると分かりやすいと思います。シャワーは、口金から液体の水が糸状になって出てきます。繊維の場合には、薬品に溶かす「溶解」や熱で溶かす「溶融」など、何らかの方法で液体にした材料を口金から押し出して繊維化します。(湿式紡糸、乾式紡糸、溶融紡糸に大別できます)紡糸の後、延伸することにより、繊維の分子鎖の向きがそろって配向して実用的な繊維になります。混合溶媒法による繊維の収縮は、繊維と親和性のある良溶媒により、配向した分子鎖を緩めることで生じると考えています。良溶媒だけでは、繊維がバラバラになって溶けてしまうので、貧溶媒と混合して、繊維と溶媒の親和性を変化させます。従って、混合溶液中の良溶媒の割合の変化に伴い収縮率が変化します。

花田朋美 / February 07, 2022
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