機能性繊維の最新技術

機能性繊維の最新技術

Advanced Technologies about Highly-Functional Fibers and Textiles

  • 世界をリードする高機能・高性能繊維!その製造・加工技術、環境調和技術、そして応用技術を第一線の研究者・技術者によって詳述!
  • 用途拡大が期待される一方で、機能・性能を十分に活かす製品開発とは何か?特に注目の重要分野への応用を紹介!
  • 繊維技術開発においても必要不可欠な環境調和を志向する最新技術を掲載!
価格 65,000円+税 出版社 シーエムシー出版
編集 白井汪芳 発行日 2009年6月
体裁 B5判、273ページ ISBNコード ISBN 978-4-7813-0121-1
Cコード C3043 商品コード T0686

刊行にあたって

日本化学繊維協会によると1997年ごろ全繊維製品生産量の44%を占めていた衣料製品の生産は中国をはじめとする東アジア諸国に移行し、インテリア用製品や特に産業機能材料の生産比率が急増している。繊維といえば糸・織物と古く狭い分野のイメージが強かったが、このような展開を踏まえ、経済産業省産業構造審議会では主要産業技術戦略マップ25分野にファイバー技術を追加し、多種多様な高機能・高性能製品開発の可能性とその重要性を強調した。21世紀のイノベーション創出の一つの方向はナノテクノロジーと繊維技術との融合領域ともいわれている。平成18年度の第61回総合科学技術会議でも「ナノテクで紡ぐ高機能性繊維」が取り上げられた。

本書はこのように将来求められている多様な高機能繊維について製造・加工技術、環境調和技術、および応用技術について我が国の先端科学と技術に関する一線の研究者・技術者に課題と展望を執筆してもらった。

製造・加工技術の第2章では、まず紡糸技術による形態制御による高機能繊維の製造を、次に紡糸技術と自己組織化によるナノファイバー技術と天然・生体関連高分子のナノファイバーの製造を取り上げた。ファイバーの加工技術ではナノ複合化による高機能化、延伸過程でのレーザー加熱によるナノ化技術について、最新のテキスタイル加工技術として電子線、超臨界、インクジェット、開繊技術についての課題と展望を述べてもらった。

石油資源の枯渇に備えた環境調和技術は繊維技術開発においても必要不可欠であろう。生体のように高度の調整機能をもち、かつ再生可能な繊維は究極の開発目標である。

第3章ではこのような理想のバイオインテリジェントファイバーについて述べてもらい、セルロース、キチンの画期的ナノファイバー化技術およびヘミセルロースの繊維集合体化技術、さらに蚕によるクモ糸の生産と天然由来繊維の最先端技術を紹介した。次に天然に学び進化するポリエステル繊維とそのリサイクルシステムおよび地球の水問題に貢献する中空糸分離膜の課題を展望してもらった。

あらゆる分野に拡大する繊維の用途であるが、応用技術の第4章では最近特に注目される重要分野への応用について紹介した。エネルギー技術ではダイレクトメタノール燃料電池、湿式太陽電池、オプトエレクトロニクス繊維への応用を、医療・健康・ヘルスケア分野への応用では医療と高分子材料、繊維型DNAチップおよびヘルスケア用機能性繊維、スポーツ用繊維について述べてもらった。環境分野への応用としては空気浄化、水処理、自動車の軽量化、自動車の排ガス処理への応用を取り上げ、その他最近の注目課題としてe-Textileについての課題と展望を述べてもらった。

我が国は世界に誇れる繊維科学技術の蓄積を有し、これらを核にナノテクノロジーやITなどの最先端分野と融合することによって新たな経済的価値や社会的価値を生み出すイノベーションが生まれる可能性があるものと思われ、本書が必ずその参考になるものと確信している。

(「はじめに」より抜粋)
2009年6月  白井汪芳

著者一覧

白井汪芳
信州大学 理事
梶原莞爾
信州大学 ナノテク高機能ファイバーイノベーション連携センター 客員教授;京都工芸繊維大学 繊維科学センター 特任教授
鞠谷雄士
東京工業大学 大学院理工学研究科 有機・高分子物質専攻 教授
白鳥世明
慶應義塾大学 理工学部 物理情報工学科 准教授
大川浩作
信州大学 繊維学部 高分子工業研究施設 准教授
英 謙二
信州大学大学院 総合工学系研究科 教授
堀 照夫
福井大学 大学院工学研究科 教授
奥林里子
京都工芸繊維大学 大学院工芸科学研究科 准教授
久田研次
福井大学 大学院工学研究科 准教授
大越 豊
信州大学 繊維学部 教授
濱田州博
信州大学 繊維学部 化学・材料系 応用化学課程 教授
川邊和正
福井県工業技術センター 創造研究部 先端マテリアル研究グループ 主任研究員
宮本真敏
京都工芸繊維大学 生物資源フィールド科学教育研究センター 教授
磯貝 明
東京大学 大学院農学生命科学研究科 生物材料科学専攻 教授
齋藤継之
東京大学 大学院農学生命科学研究科 生物材料科学専攻 助教
范 一民
東京大学 大学院農学生命科学研究科 生物材料科学専攻 
大河原茂
帝人ファイバー(株) マーケティング部 部長
中垣雅雄
信州大学 繊維学部 教授
鈴木東義
帝人ファイバー(株) 研究開発部門 
松本陽一
信州大学 繊維学部 創造工学系 先進繊維工学課程 教授
有地章浩
東洋紡績(株) 総合研究所 機能膜開発研究所 リーダー
小山俊樹
信州大学 繊維学部 化学・材料系 機能高分子学課程 准教授
倉本憲幸
山形大学 大学院理工学研究科 生体センシング機能工学専攻 教授
谷口彬雄
信州大学 繊維学部 機能高分子学課程 教授
宇佐美久尚
信州大学 繊維学部 材料化学工学課程 准教授
松田晶二郎
グンゼ(株) 研究開発センター 第五研究室 室長
加藤功一
京都大学 再生医科学研究所 准教授
築城寿長
ダイワボウノイ(株) 国際開発部 
秋田 隆
三菱レイヨン(株) 中央技術研究所 研究企画推進室 室長
松﨑 健
ミズノ(株) 商品開発本部 技術開発部 ウエア開発課 課長
林 敏昭
東洋紡績(株) 機能材開発研究所 AC開発グループ 部長
辺見昌弘
東レ(株) 地球環境研究所 所長
遠藤 真
東レ(株) 複合材料研究所 主任研究員
阪本吉弘
三菱樹脂(株) アルミナ繊維事業部 技術グループマネージャー
山崎義一
(社)化学繊維技術改善研究委員会 非常勤相談役

目次

第1章 高機能・高性能繊維の課題と展望梶原莞爾

  • 1. はじめに
  • 2. 高性能繊維の開発状況
  • 3. 高機能繊維の開発状況
  • 4. 高機能・高性能繊維の展望

第2章 高機能・高性能繊維の製造・加工技術

  • 1. 高機能繊維と紡糸技術鞠谷雄士
  • 1.1 はじめに
  • 1.2 断面形態制御
  • 1.3 繊維長さ方向形態制御
  • 1.3.1 貼合型複合繊維の断面形態制御による捲縮挙動変化
  • 1.3.2 貼合型複合繊維の紡糸・延伸で生じる捲縮挙動
  • 1.4 繊維長さ方向太細制御
  • 1.4.1 ネッキングの利用
  • 1.4.2 ドローレゾナンスの利用
  • 1.4.3 外場変調の利用
  • 1.5 おわりに
  • 2. ナノフィブリル化技術鞠谷雄士
  • 2.1 はじめに
  • 2.2 単分子繊維
  • 2.3 自己組織化によるナノフィブリル化
  • 2.4 単成分溶融紡糸における極細化の限界
  • 2.5 溶液紡糸による極細繊維の製造
  • 2.6 ブレンド紡糸を利用した極細繊維の製造
  • 2.7 複合紡糸を利用した極細繊維の製造
  • 2.8 おわりに
  • 3. 高機能ナノ複合化技術白鳥世明
  • 3.1 はじめに
  • 3.2 酸化チタンナノファイバを用いた色素増感太陽電池
  • 3.3 ポリマーコンポジットナノファイバによる高撥水素材
  • 3.4 まとめ
  • 4. エレクトロスピニングによる天然・生体関連高分子微細繊維材料創出大川浩作
  • 4.1 はじめに
  • 4.2 天然・生体関連高分子のES研究
  • 4.3 合成ポリ(L-アミノ酸)
  • 4.3.1 天然タンパク質繊維研究との接点
  • 4.3.2 PBLGおよびPZLLのエレクトロスピニング
  • 4.4 セルロースおよびキトサン
  • 4.4.1 直接ES
  • 4.4.2 セルロースESNW
  • 4.4.3 キトサンESNW
  • 4.5 微細繊維材料の用途開発
  • 4.5.1 薬物徐放性担体としての天然多糖ESNW
  • 4.5.2 生体硬組織工学材料としてのゼラチン-リン酸化ポリペプチド複合ESNW
  • 4.6 おわりに
  • 5. 低分子の形成する自己組織化ファイバー英謙二、白井汪芳
  • 5.1 はじめに
  • 5.2 低分子ゲル化剤の特徴とゲル形成
  • 5.3 ゲル化と結晶化の類似性
  • 5.4 ゲル化剤の自己組織化
  • 5.4.1 シクロヘキサンジアミン誘導体
  • 5.4.2 アミノ酸誘導体
  • 5.4.3 二成分型ゲル化剤
  • 5.4.4 環状ジペプチド誘導体
  • 5.4.5 cis-1,3,5-シクロヘキサントリカルボキサミド誘導体
  • 5.5 おわりに
  • 6. 電子線照射技術による繊維の加工堀照夫、奥林里子
  • 6.1 はじめに
  • 6.2 電子線照射技術の繊維加工への応用
  • 6.3 電子線グラフト重合の原理
  • 6.4 撥水繊維
  • 6.5 光触媒担持繊維
  • 6.6 金属吸着繊維
  • 6.7 耐熱性ポリ乳酸繊維
  • 6.8 天然高分子固定化繊維
  • 6.9 おわりに
  • 7. 超臨界二酸化炭素流体を用いる繊維加工堀照夫、久田研次
  • 7.1 はじめに
  • 7.2 超臨界流体とこれを媒体とする染色法
  • 7.3 超臨界流体を用いる繊維・高分子の機能加工
  • 7.4 超臨界流体を用いる繊維・高分子表面の複合化
  • 7.5 超臨界流体を用いる繊維・プラスチックのめっき
  • 7.6 その他の研究
  • 8. レーザー加熱延伸大越豊
  • 8.1 レーザー加熱の特徴
  • 8.2 レーザー加熱延伸の利用
  • 8.3 まとめ
  • 9. インクジェット捺染濱田州博
  • 9.1 繊維の染色
  • 9.2 デジタルインクジェット捺染システム
  • 9.3 インクジェット捺染に使用される染料と前処理法
  • 9.4 インクジェット捺染布の染色堅ろう度
  • 9.5 インクジェット抜染
  • 9.6 インクジェット捺染への機能性インクの応用
  • 10. 開繊技術と複合材料川邊和正
  • 10.1 はじめに
  • 10.2 開繊加工方法とそのメカニズム
  • 10.3 開繊糸シート製造技術の開発
  • 10.4 薄層プリプレグシートによる擬似等方積層板の力学的特性
  • 10.4.1 引張特性
  • 10.4.2 圧縮特性
  • 10.5 まとめ

第3章 環境調和技術の開発と展望

  • 1. バイオインテリジェントファイバー宮本真敏
  • 1.1 バイオインテリジェントファイバーとは
  • 1.2 天然繊維の高機能化
  • 1.3 生分解性繊維の高機能化
  • 1.3.1 耐熱性の向上
  • 1.3.2 易分解性
  • 2. セルロースシングルナノファイバー磯貝明、齋藤継之
  • 2.1 はじめに
  • 2.2 天然セルロースのTEMPO触媒酸化
  • 2.3 TEMPO酸化セルロースのシングルナノファイバー化
  • 2.4 TEMPO酸化セルロースシングルナノファイバーの特性
  • 2.5 おわりに
  • 3. α・βキチンナノファイバー齋藤継之、范一民、磯貝明
  • 3.1 はじめに
  • 3.2 TEMPO触媒酸化によるキチンのナノファイバー化
  • 3.3 アミノ基のプロトン化によるキチンのナノファイバー化
  • 3.4 おわりに
  • 4. ポリエステル繊維の循環型リサイクルシステム大河原茂
  • 4.1 はじめに
  • 4.2 帝人グループの取組み
  • 4.2.1 リサイクル活動の歩み
  • 4.2.2 ポリエステルの特徴と、「新原料リサイクル技術」
  • 4.3 環境負荷低減評価結果
  • 4.4 「繊維to繊維(R)」リサイクル
  • 4.5 「エコサークル(R)」システム
  • 4.6 おわりに
  • 5. クモの糸を吐く蚕中垣雅雄
  • 5.1 はじめに
  • 5.2 クモの糸とは
  • 5.3 「クモの巣」を構成するクモ糸の種類
  • 5.4 「クモ糸」と他繊維との性能比較
  • 5.5 クモ糸の想定される用途
  • 5.6 クモ糸タンパク質の構造
  • 5.7 クモ糸の量産
  • 5.8 糸を吐く虫、カイコ
  • 5.9 カイコが吐く糸、絹タンパク質の構造
  • 5.10 クモ糸遺伝子のカイコへの導入
  • 5.11 スパイダーソックスの試作
  • 5.12 今後の展開
  • 6. 生体に学び進化する高機能繊維鈴木東義
  • 6.1 はじめに
  • 6.2 高機能繊維の歴史
  • 6.3 生体の構造・機能と高機能繊維
  • 6.4 生体に学ぶ高機能繊維の開発事例─主に帝人ファイバーを例にして
  • 6.4.1 多孔吸水性ポリエステル繊維「ウエルキィ(R)
  • 6.4.2 鮮明・深色性マイクロボイド構造ポリエステル繊維「シルフィル(R)
  • 6.4.3 半練絹調、柞蚕調ポリエステル繊維「シルドーム(R)
  • 6.4.4 高中空ポリエステル繊維「エアロカプセル(R)
  • 6.4.5 超撥水性ポリエステル繊維「マイクロフト(R) レクタス(R)」
  • 6.4.6 構造発色繊維「モルフォテックス(R)
  • 6.4.7 自己調節機能繊維「MRTファイバー」
  • 6.5 おわりに
  • 7. ヘミセルロース繊維集合体松本陽一
  • 7.1 はじめに
  • 7.2 コンニャク・グルコマンナン繊維
  • 7.3 葛根繊維集合体
  • 8. 中空糸型分離膜の開発有地章浩
  • 8.1 はじめに
  • 8.2 中空糸型分離膜の機能と構造
  • 8.3 相分離法による中空糸膜形成
  • 8.4 三酢酸セルロース製逆浸透膜
  • 8.5 ポリエーテルスルホン製限外ろ過膜
  • 8.6 ポリフッ化ビニリデン製精密ろ過膜
  • 8.7 中空糸型分離膜モジュールの適用と開発動向
  • 8.8 おわりに

第4章 応用技術

  • 1. ダイレクトメタノール燃料電池小山俊樹
  • 1.1 はじめに
  • 1.2 触媒担体
  • 1.3 拡散電極
  • 1.3.1 カーボンニット拡散電極を用いたDMFCの特性評価
  • 1.3.2 カーボンナノファブリック拡散電極を用いたDMFCの特性評価
  • 1.4 まとめ
  • 2. 導電性高分子ポリアニリンの湿式太陽電池への応用倉本憲幸
  • 2.1 湿式太陽電池と導電性高分子
  • 2.2 導電性高分子ポリアニリンの位置づけ
  • 2.2.1 ポリアニリンの二次電池への応用
  • 2.2.2 ポリアニリンの人工筋肉アクチュエーターとしての応用
  • 3. オプトエレクトロニクス繊維谷口彬雄、宇佐美久尚
  • 3.1 はじめに
  • 3.2 光通信用有機LED
  • 3.2.1 光通信用高速パルス駆動有機LED
  • 3.2.2 ファイバー型有機発光ダイオード
  • 3.3 漏光型光触媒ファイバー
  • 4. 再生医療と高分子材料松田晶二郎、加藤功一
  • 4.1 はじめに
  • 4.2 生体吸収性材料
  • 4.2.1 医療機器用途に使用される生体吸収性高分子
  • 4.2.2 生体吸収性高分子の再生医療への応用
  • 4.3 タンパク質性繊維材料
  • 4.3.1 繊維形成モチーフ
  • 4.3.2 コイルドコイルを利用した足場材料
  • 4.3.3 βシートからなるフィブリルを利用した足場材料
  • 4.3.4 遺伝子組換え型バイオマテリアルの課題
  • 5. ヘルスケア用機能性繊維築城寿長
  • 5.1 健康社会を目指して
  • 5.2 これまでのヘルスケア繊維
  • 5.3 薬事法上の制限
  • 5.4 一歩進んだヘルスケア用機能性繊維
  • 5.5 これからのヘルスケア用機能性繊維
  • 6. 繊維型DNAチップ秋田隆
  • 6.1 フォーカストアレイ
  • 6.2 DNAの高次構造形成
  • 6.3 ハイブリダイゼーション
  • 6.4 繊維型DNAチップ
  • 6.5 繊維型DNAチップの用途
  • 6.6 まとめ
  • 7. 競泳水着における新材料松﨑健
  • 7.1 競泳用水着の要求特性
  • 7.2 スイマーの受ける抵抗
  • 7.3 表面摩擦抵抗の削減
  • 7.4 形状抵抗の削減
  • 8. 繊維による空気浄化林敏昭
  • 8.1 はじめに
  • 8.2 濾過
  • 8.2.1 繊維層濾材の濾過原理
  • 8.2.2 エレクトレット濾材
  • 8.3 吸着
  • 8.3.1 吸着原理
  • 8.3.2 活性炭素繊維
  • 8.4 おわりに
  • 9. 膜利用水処理技術辺見昌弘
  • 9.1 はじめに
  • 9.2 RO膜・NF膜
  • 9.2.1 海水淡水化
  • 9.2.2 下水再利用
  • 9.3 UF膜・MF膜
  • 9.4 膜分離活性汚泥法
  • 9.5 統合型膜分離システム
  • 9.6 膜利用水処理技術の課題
  • 10. 炭素繊維による自動車軽量化遠藤真
  • 10.1 はじめに
  • 10.2 炭素繊維の特性・製造方法・成形加工方法
  • 10.2.1 炭素繊維の特性
  • 10.2.2 炭素繊維の製造方法
  • 10.2.3 炭素繊維の成形加工方法
  • 10.3 炭素繊維による自動車軽量化
  • 10.3.1 射出成形
  • 10.3.2 プレス成形
  • 10.3.3 フィラメントワインディング成形
  • 10.3.4 レジントランスファー成形
  • 10.3.5 最近の技術開発動向
  • 10.4 炭素繊維・複合材料のリサイクル
  • 10.5 おわりに
  • 11. 自動車用排ガス処理装置阪本吉弘
  • 11.1 はじめに
  • 11.2 自動車の排ガス規制動向
  • 11.3 排ガス処理装置
  • 11.3.1 排ガス処理機能
  • 11.3.2 排ガス処理装置の開発動向
  • 11.4 触媒コンバーター・DPFの構造と材料要求特性
  • 11.5 無機繊維の利用分野
  • 11.6 把持材
  • 11.6.1 把持材の種類
  • 11.6.2 把持材用繊維
  • 11.7 把持材の要求特性と材料選択
  • 11.8 まとめ
  • 12. e-Textile山崎義一
  • 12.1 e-Textile(エレクトロ・テキスタイル)
  • 12.2 ウェアラブルコンピュータ
  • 12.3 e-Textileの欧州の開発例
  • 12.4 e-Textileの消防服への適用
  • 12.5 e-Textileのメディカル用途への適用
  • 12.6 イギリスにおけるe-Textileの市場調査結果
  • 12.7 e-Textileによる知的作業服の開発
  • 12.8 e-Textileを用いた環境適応型衣服
  • 12.8.1 冷房服
  • 12.8.2 暖房服
  • 12.9 e-Textile用導電繊維