hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有機ＥＬ素子作製用低ダメージ高速スパッタ成膜プロセスの開発

その結果、(1)対向ターゲット式スパッタ源を用いる場合にも、スパッタ中にターゲット端から放出されるわずかな2次電子の基板への入射が、素子特性を著しく劣化させており、成膜中の高エネルギー電子の入射を抑制することで、顕著な改善効果があること、(2)低ガス圧中でスパッタ堆積すると高エネルギースパッタ放出粒子の入射によって、有機膜中にダメージが発生して、漏れ電流が増加してしまうこと、(3)2次電子衝撃の抑制や、スパッタ堆積中のガス圧を増加させることによって、漏れ電流の抑制や、発光特性は改善されるものの、蒸着法で堆積する場合に比べて、まだ大きなキャリア注入障壁は大きな素子となっており、さらなる検討が必要であることを明らかにすることができた。しかし、有機EL素子の特性を改善するためには、スパッタ中に発生する高エネルギーの電子や、原子などの粒子が有機膜表面をに入射することを抑制することが有効であることは確認できたものの、蒸着法と同等なキャリア注入障壁の素子を実現するまでには至っておらず、今後、この原因を探っていく予定である。(理由)有機EL素子の上部電極をスパッタ法で作製する技術を実現するために、プラズマフリーで高エネルギー粒子が基板を衝撃しないために有機EL膜にダメージを与えない対向ターゲット式スパッタ源を装着した成膜装置を構築してそれを用いて素子の作製を進めたにもかかわらず、蒸着法で電極膜を作製した場合に比べると動作電圧がやや高い素子しか作製できていない。この原因について、様々な実験を通して検討し、その解決方法を模索してきたが、不明の状況が続いてきた。しかし、電極膜成膜時に基板表面付近にメッシュ電極を挿入することで著しく特性が改善される現象を見出し、ようやく、解決の目処がつけられるようになってきた。当初考慮していなかったメカニズムで上部電極から有機層へのキャリア注入特性が劣化してしまっていたことから、少し足踏みしてしまったが、目的とした有機EL素子の電極作製に用いることができる低ダメージスパッタ成膜法を実現することは可能と考えているが、予定していたフィルム基板への素子作製に関する検討がまだできていない。概ね当初予定していた研究計画通り以下のように研究は進められている。1)対向ターゲット式スパッタ源を、計画を前倒しにして導入し、マグネトロンスパッタ源1個および対向ターゲット式スパッタ源3個を持つスパッタ槽を製作し、これを用いることでSiON封止を含めて、様々な種類の電極構造を持つ有機EL素子の作製プロセスの検討を行うことができるようにした。2)有機EL素子の発光特性が、スパッタ法で上部AL陰極膜を堆積した場合に、陰極からの電子注入特性および、陽極からの正孔注入特性がどのように変化するか調べ、スパッタ中の2次電子衝撃の完全な抑制が特性改善に必要なことを示すとともに、スパッタ堆積条件による影響についても明らかにすることができた。3)スパッタ中のプラズマから放出される紫外線の影響を、石英ガラス窓を使って調べた結果、あまり影響が無いことが明らかになったものの、石英ガラスに吸収されてしまうさらに短波長の紫外線による影響も考えられ、さらなる検討が必要である。4)封止用SiON膜の検討に関しては、プラズマCVD法による検討を共同研究者の小林の方で進めており、良好なバリア特性を持つSiON膜の作製条件が明らかになってきた。スパッタ法による検討の方は、SiON膜作製のための対向ターゲット式スパッタ源は設置できたものの、保護膜の作製とそのバリア特性を評価するところまで検討は進んでいない。
団粒化による土の浸透特性を制御した減災・環境対策技術の開発

本研究は、都市の洪水やヒートアイランド対策技術の開発を目的に、土を団粒構造に改良してマクロポア及びミクロポア構造を作り出すことで透水特性(保水性,透水性)を向上させる技術の適用を勘案し、観測および解析的研究を遂行した。その結果、団粒構造を有する土の浸透特性の新たな評価と特性、雨水貯留タンクや透水性舗装の路盤材への適用性、また、交通シミュレーションへの適用といったリアルタイムの浸水予測を行うという数値解析モデルの新たな活用が提示を行った。初年度の研究成果をまとめると以下の3つである。(1)二重間隙構造を持つ団粒化された土の透水特性団粒化を施した土の間隙径分布を水分特性曲線から評価するとともに透水性に寄与するマクロポア、保水性に寄与するミクロポアが形成されることを明らかにした。一般に水銀圧入法で求める場合が多い間隙径分布を水分特性曲線から水分法によって求めている。なお、団粒構造土では水分特性曲線が階段状になることから、団粒構造の保水性モデル考案し、フィッティングに成功し、その結果、間隙径分布を求めることに成功している。なお、団粒化した場合の不飽和透水係数をDual Porosityモデルを使って求めたが、まだ実験値として得られていないが、次年度の目標として検討する予定である。(2)原位置での透水特性試験原位置での不飽和透水特性(透水性と保水性)の推定を行うことを目標に、地中に埋設したテンシオメーターによって測られる1点の圧力水頭と時間ごとに浸透する流入量の情報から土中の水分分布の推定を情報が多い数値実験のもとで検討を行い、形成される水分分布を台形断面として考えることで、水分分布及び水分特性曲線の推定を行ったまた、水分分布の推定を正確に行ったことで、概ね水分特性曲線の推定を行うことが出来た。(3)蒸発による水分・温度計測室内で赤外線を利用した熱を加えた場合の団粒構造と単粒構造の地盤の温度変化と水分量変化を計測した結果、地表から近くの温度の空気温度は単粒構造・団粒構造の変化は少ないが、単粒構造では加熱時では大きく温度が高くなることが分かった。地中での温度差はほぼないが、水分勾配が団粒構造の方が大きいことがみられ蒸発散による温度低下につながっているものと推察された。近年の都市部においてヒートアイランド現象による気温の上昇,アスファルト舗装,コンクリート舗装による透水性,保水性の低下など様々な問題が発生している。このような問題を解決する一つの方法として雨水浸透貯留循環システムの設置が挙げられる。雨水浸透貯留循環システムとは団粒構造を有した土の層と貯水タンクを組み合わせた構造を示しており,通常の土よりも透水性および保水性が高いく,気温上昇の抑制,浸透能の向上,土地の有効活用など設置には多くの利点がある。しかし,これまで実用化が先行して降雨量(降水量)に対してどれだけの貯水が可能か,また気温上昇を抑えられるかといったその機構や定量的な検証については行われていなかった。そこで、本年度は、学内に雨水浸透貯留循環システムを設置し、水位、気象情報の観測を行い、降雨とタンク内の水位の関係を調べた。これにより、団粒化層内に貯水される水分も把握することができる。さらに、得られたデータをもとに不飽和浸透解析ソフトで貯水タンク上部を再現し、気象庁から得た過去の降雨データについてシミュレーション4を行って、貯水タンクへの浸透について調べることとした。その結果、降雨量の約66%が貯水タンクに貯水されることがわかり、30%程度が団粒化層に保水されることが明らかになった。また、時間雨量で30mm以上の降雨がある場合に雨水貯留タンクの水位が上がることが得られ、それ以下の場合には、表層の団粒化層に保水され蒸発していくことが推察された。さらに逆解析による雨水貯留タンクシステムの浸透パラメーターを同定し、降雨パターンを変えてシミュレーションを行った結果、タンク内への流出は総降雨量の3割から4割程度であり、降雨が短時間に集中して降る雨、つまり側方への流出が最も多いと思われる雨について最低でも3割から4割の降雨をタンク内に貯水できることが今回のシミュレーションからわかった。土を団粒構造に改良してマクロポア及びミクロポア構造を作り出すことで透水特性(保水性,透水性)を向上させる技術を、近年の洪水対策やヒートアイランドの防止への適用性に検討することを考えて実験、観測および解析的研究を遂行してきた。得られた主な結果をまとめると大きく3つとなる。1.団粒構造を有する土の浸透特性の評価:通常の単粒構造と団粒構造の違いを水分特性曲線を求め、新たなモデル化を行い、間隙径分布構造の違いを定量的に評価することで明らかにすることができた。また、炎天下の地盤を想定した室内での照射による暴露試験により、単粒構造と団粒構造の土の蒸発速度と表面温度を計測した。

その結果、団粒構造の土の方が、蒸発速度が緩慢であることに加えて表面ひび割れも発生しにくいことが得られた。2.透水性舗装路盤への適用:「透水性舗装」の効果をより高めるとともに,保水性をも期待できるように路盤を団粒化させることを試みた.大学内に施工された透水性アスファルト舗装の路盤として通常の単粒構造及び団粒構造の2面を施工し、水分センサー及び内部の吸引圧(負の圧力水頭またはサクション)を計測するテンシオメータを設置,降水量および気温を約4か月間計測した.その結果、降雨時及び無降雨時において団粒化によって改良した路盤の方が透水性は高いことがいえ,さらに無降雨時に水分を維持している期間が長いため,舗装上面の温度の抑制にも効果が高いことが得られた.3.内水氾濫予測と浸水時の交通シミュレーション:歩道、公園などの地盤を団粒化することにより、都市内水が制御できる。合流式下水道が整備されている名古屋市では、降雨時における汚水の直接流出が低下するために、河川の環境保全機能が期待され、内水氾濫予測システムの開発と浸水時の交通シミュレーションを行った。その結果、リアルタイムの浸水予測を行うという数値解析モデルの新たな活用が提示できた。2年目に入った研究では、特に、団粒化層の下に設けた雨水地下貯留タンクの貯水量と降雨量の関係を調べ、時間雨量30mm程度の降雨があった場合にタンク内に貯水し、降雨パターンによって異なるが少なくとも雨量の30-40%が団粒化層を通過してくることが観測とシミュレーションから得ることができ、順調に進んでいると判断できる。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度は、1.団粒化材料の浸透能のデータベース構築、2.大学キャンパス内における団粒化材用いた透水性舗装路盤の試験施工、3.将来予測される豪雨に対する浸透能改良地の面積の算定と簡易地下貯留ダムの年間貯留量の推定を実施、本研究のまとめを行うこととする。特に、透水性舗装路盤については、タイの洪水のような都市の浸透能を高めるだけでなく、アスファルトの温度上昇の低下にも寄与できるかを、従来の透水性舗装との比較検討していく。
ウナギを実験モデルとした内分泌かく乱物質の精子形成に及ぼす影響の分子機構解析

雌性ホルモン様の作用を示す内分泌かく乱物質の精子形成に与える影響を解析するために、先ず雌性ホルモン:エストラジオール-17β(E2)の精子形成に与える影響をウナギを用いて解析した。その結果、E2は精原幹細胞の再生分裂を制御するステロイドホルモンであることが明らかとなった。E2以降の制御機構を調べる目的で、E2の刺激により精巣での発現が変化する遺伝子のクローニングを遺伝子発現差解析法(RDA法)により行った。その結果、E2の刺激によって精巣での発現が誘導されるウナギ精子形成関連因子(eSRS)34のcDNAクローニングに成功した。eSRS34の組換え体タンパク(r-eSRS34)をバキュロウイルスの発現系により作製し、その作用を精巣器官培養で調べたところ、r-eSRS34は、E2と同様精原幹細胞の再生増殖分裂を誘導した。以上より、精原幹細胞の再生分裂は、E2の刺激によって発現が誘導されるeSRS34によって制御されているものと考えられた。雌性ホルモン様に作用すると考えられる内分泌かく乱物質のうちジェチルスチルベストロール(DES)、ノニルフェノール(NP)およびビスフェノールA(BA)の精子形成に与える影響を、ウナギの精巣器官培養系を用いて解析した。DES、NP、およびBAは、それぞれ精原幹細胞の再生増殖分裂を誘導したが、これらの化学物質の単独処理では、E2様の効果以外には精巣組織に与える顕著な作用は認められなかった。しかし、精子形成誘起雄性ホルモン:11-ケトテストステロン(11-KT)の存在下で、これらの化学物質を作用させると、DESおよびNPでは、セルトリ細胞の食細胞化を思わせる著しい肥大化が観察され、その結果として精巣片中に含まれる生殖細胞の割合が、著しく減少した。雌性ホルモン様の作用を示す内分泌かく乱物質の精子形成に与える影響を解析するために、先ず雌性ホルモンの精子形成に与える影響をウナギを用いて解析した。雄ウナギの血液中の雌性ホルモン:エストラダイオール17β(E2)量を測定したところ、精子形成の何れの時期でもE2が200pg/ml前後の濃度で認められた。また、ウナギ精巣でのエストロジェンレセプター(ER)mRNAの発現の有無を、ノーザンおよびin situハイブリダイゼーションにより調べたところ、ERmRNAは生殖細胞に接する体細胞であるセルトリ細胞に発現していた。これらのことから、E2が精子形成の制御に関わる可能性が考えられた。そこで、雄ウナギに対し、E2またはエストロジェンの競争阻害剤であるタモキシフェンを投与し、E2の精子形成に与える影響を観察した、その結果E2は精原細胞の増殖を誘導することが明らかとなった。この結果は、生体外精巣器官培養系による実験でも再現された。しかし、E2によって増殖した精原細胞のほとんどは、後期B型精原細胞にはならないこと、血中のE2の存在時期が、11KTによって引き起こされる精子形成開始前からであることから考えて、E2の精子形成への作用は、いわゆる精原幹細胞の増殖誘導であることが予想された。上述のように、E2がセルトリ細胞を介して精原細胞に作用することが明らかになったので、mRNAの発現量の違いからcDNAクローンをクローニングする手法であるリプレゼンテーショナル・ディフェレンス・アナリシス(RDA)法により、E2の刺激により精巣で発現が誘導されるcDNAクローンのクローニングを開始した。雌性ホルモンがレセプターを介して精巣に作用する場合、必ずmRNAの発現誘導を介したタンパク質の産生を伴う。この、新たに産生されるタンパク質の構造が明らかとなれば、雌性ホルモンの精子形成に対する作用機序を解明するための大きな手がかりとなる。

そこで、mRNAの発現量の違いによりcDNAクローンをクローニングする手法であるリプレゼンテーショナル・ディフェレンシス・アナリシス(RDA)法を用い、雌性ホルモンによって精巣での発現が誘導される遺伝子の特定を試みた。その結果、雌性ホルモンエストラジオール17β(E2)の刺激によってのみ精巣での発現が誘導されるウナギ精子形成関連因子(eSRS)34cDNAのクローニングに成功した。このcDNAクローンは全長1711ベースで、アミノ酸にして456残基の予想されるオープンリーディングフレームを有していた。この予想されるアミノ酸配列を基にデータベースによる相同性検索を行ったところ、eSRS34は、ヒトのPD-ECGFに対し56%と比較的高い相同性を示した。タンパクレベルでのeSRS34の発現解析を行うためにeSRS34の特異抗体の作製を試みたところ、比較的抗体価の高い抗eSRS34抗体を得ることに成功した。eSRS34がE2の下流で精原幹細胞の再生分裂を制御しているかどうかを予想するために、ヒトの組み換え体(hr)PD-ECGFを培養液に添加し、ウナギの精巣を培養したところrhPD-ECGFは有意に精原幹細胞の再生分裂を誘導した。ジエチルスチルベストロール(DES)、ノニルフェノール(NP)及びビスフェノールA(BA)の精子形成に与える影響を、ウナギの精巣器官培養系を用いて解析した。DES、NP、およびBAを添加して15日間培養し、各化学物質の精原幹細胞増殖能の有無を形態学的に調べた。その結果、3種の化学物質ともエストラジオール17β(E2)と同様の精原幹細胞の再生増殖分裂誘導能を示した。これら化学物質のE2に対する再生分裂誘導に関する比活性は、DESでは1/10、NPでは1/1,000,000、およびBAでは1/100であることが明らかになった。しかしながら、これらの化学物質の単独処理では、E2様の効果以外には精巣組織に与える顕著な作用は認められなかった。魚類では、精子形成は、雄性ホルモンである11-ケトテストステロン(11-KT)によって制御されており、精子形成の進行過程中常に一定量の11-KTが血液中に存在している。そこで、DES、NPおよびBAの11-KT存在下での精子形成への作用機序を解析した。精子形成の進行自体に関しては、各物質とも大きな影響を与えていないようであったが、DESおよびNPに関しては、11-KTと供に培養液中に添加すると、リソソームや滑面小胞体などの細胞内小器官の増大を伴う、いわゆる食細胞化を思わせるセルトリ細胞の著しい肥大化が観察され、その結果として、精巣片中に含まれる生殖細胞の割合は、著しく減少した。以上より、内分泌かく乱化学物質であるDES、NPおよびBAは、内因性の雌性ホルモンであるE2と同様の精原幹細胞再生増殖分裂誘導能を有していることが明らかとなった。また、DESとNPは、雄性ホルモン:11-KTと共存することで、セルトリ細胞の食細胞化と考えられる形質転換を誘導し、生殖細胞数の著しい減少を引き起こすものと考えられた。
交感神経節のシナプス伝達機構に対する麻酔薬の作用

本年度は交付申請書に記載した研究実施計画のうち、実験1:麻酔薬の神経型ニコチン性アセチルコリン受容体に対する効果に関して研究を行った。ラット褐色細胞腫に由来するPC12細胞は、交感神経節節後ニューロンと類似した神経型ニコチン受容体を発現している。本研究では,培養したPC12細胞を用いて、神経型ニコチン受容体の応答電流に対するバルビツレート、プロポフォールとケタミンの作用をパッチクランプ法を用いて検討した。【方法】未分化の培養PC12細胞を用い,Whole oell voltage clamp methodにより,ニコチンに対する応答電流を測定,記録した。Y-チューブ法によって,アゴニストとしてニコチン(30μM)を投与し,各種濃度のサイオペンタール、プロポフォール,ケタミン存在下の反応と比較した。【結果】サイトペンタール、プロポフォール及びケタミン3者共保持電位-60mVにおいて,ニコチン応答電流を濃度依存性に可逆的に抑制した。この作用は2者ともにピーク電流よりも脱感作後の定常電流に強く,ピーク電流と定常電流に対するIC_<50>は,サイオペンタールが49.2μMと6.1μM、プロポフォールが53.2μMと5.6μM、ケタミンは25.7μMと2.1μMであった。またこの3腫の静脈麻酔薬のニコチン応答電流の抑制は膜電位に依存せず,平衡電位の変化も認められなかった。【考察及び結論】サイオペンタール及びケタミンは、PC12細胞における神経型ニコチン受容体を介する応答電流のうち、定常電流を臨床使用濃度で強く抑制したが,プロポフォールによる抑制は、臨床使用濃度により若干高い濃度で観察された。本研究により、臨床使用時にサイオペンタール及びケタミンは交感神経節におけるシナプス伝達の抑制をもたらすが、プロポフォールのシナプス伝達抑制作用は少ないことが示唆された。このことは、臨床で観察される3種の静脈麻酔薬の自律神経系への効果とは異なる。すなわちin vivoでは,節前ニューロンを含む中枢神経系に対する作用など他の要因によることが大きいと考えられる。
金属内包フラーレンの化学修飾による機能開拓

本研究では、最も特異な構造と電子的特性を有するナノカーボンの一つである金属内包フラーレンに着目し、元素化学に基づく選択的化学修飾による構造、電子的特性、さらには磁性の制御を行う。得られた金属内包フラーレン誘導体の集積化を試み、革新的バルク機能を有する新たなナノカーボン材料の創製とその機能開拓を目的とする。金属内包フラーレンを集中的に合成し、得られた常磁性および反磁性の金属内包フラーレンについてその電子的特性および化学反応性の解明を行うと共に元素化学に基づく化学修飾により種々の誘導体を合成し機能開拓を行った。用いた金属内包フラーレンには常磁性と反磁性の2つの種類があるが、反磁性金属内包フラーレンの化学修飾による常磁性金属内包フラーレンの創製に挑戦した。得られた化学修飾による誘導体並びに自己集積化による集合体の特異な磁気的、電気的特性の解明にチャレンジした。ラジカル付加によりスピンが閉じ込められた常磁性金属内包フラーレンの創製が期待される。反磁性金属内包フラーレンのラジカル付加を検討した。得られる常磁性誘導体の電子的特性やさらなる反応性を解明し、新たなラジカル分子の創製とその機能開拓を試みた。具体的には、La2@C80等の反磁性金属内包フラーレンの一電子還元体は、電子が2個の内包金属原子種に局在化し、安定なラジカル種を生成することが理論予測されている。反応系内で発生させたラジカル付加反応を利用し、フラーレンケージ上に単結合を有する誘導体の生成による新しい安定ラジカル種の合成にチャレンジした。すなわち、スピンがケージ内の2個La原子上に局在化した安定なラジカルとして単離および結晶化を検討した。常磁性内包フラーレン誘導体のナノロッドおよび薄膜の作成を試みる。最近幾つかの常磁性金属内包フラーレン誘導体においてナノサイズの針状結晶(ナノロッド)を得ることに成功している。興味深いことに誘導体でないものに対し同じ反応条件で結晶化を行ってもナノロッドは生成しない。集積化金属内包フラーレンの機能評価として、導電性測定や磁場による配向制御を試みる。常磁性金属内包フラーレンナノロッドおよび薄膜に対して導電特性や磁気特性を系統的に調べ、組織体全体に及ぶ電子的・磁気的な性質を明らかにすることに挑戦する。具体的には、金属内包フラーレンを集中的に合成し、得られた常磁性および反磁性の金属内包フラーレンについてその電子的特性および化学反応性の解明を行うと共に元素化学に基づく化学修飾により種々の誘導体を合成し機能開拓を行った。常磁性金属内包フラーレンの1,3-双極子環化付加、カルベン付加やケイ素化、ゲルミル化反応などによる化学修飾を検討した。さらに、高反応性のmissing fullerene類のフェニル化による安定化・単離を試みた。合成・単離した金属内包フラーレンについて、その反応性の予測を行い、効率よく誘導体化することによる機能化を図った。選択的光ケイ素化反応およびカルベン付加反応に加え、光ゲルミル化反応などの新たな反応を用いた機能性置換基の導入を検討した。アダマンタン基を導入することにより質の高い結晶を得た。さらに金属内包フラーレン自身の電子供与能の向上など、電子的チューニングを行うことを目指した。反磁性金属内包フラーレンのラジカル付加を検討し、得られる常磁性誘導体の電子的特性やさらなる反応性を解明し、新たなラジカル分子の創製とその機能開拓を試みる。

具体的には、La2@C80等の反磁性金属内包フラーレンの一電子還元体は、電子が2個の内包金属原子種に局在化し、安定なラジカル種を生成することが理論予測されている。ラジカル付加反応を利用し、新しい安定ラジカル種の合成にチャレンジする。常磁性内包フラーレン誘導体のナノロッドおよび薄膜の作成を試みる。最近幾つかの常磁性金属内包フラーレン誘導体においてナノサイズの針状結晶(ナノロッド)を得ることに成功している。興味深いことに誘導体でないものに対し同じ反応条件で結晶化を行ってもナノロッドは生成しない。集積化金属内包フラーレンの機能評価として、導電性測定や磁場による配向制御を試みる。常磁性金属内包フラーレンナノロッドおよび薄膜に対して導電特性や磁気特性を系統的に調べ、組織体全体に及ぶ電子的・磁気的な性質を明らかにすることに挑戦する。予算と見積額・予算執行額に1円の差額が生じました。平成30年度に差額を使用する予定です。
ライフコースアプローチに基づく学校事務職員の職務と専門的力量に関する実態調査研究

我々の研究は、小・中学校における学校事務職員の職能発達の解明を目的としている。そのために、次の3つの問題に関して究明している。1.学校事務職員は、どのような職務を、どのように遂行しており、どのような職務態度を有しているか。2.学校事務職員は、どのような専門的力量を有し、どのようにそれを形成しているか。3.現在の学校事務・学校事務職員制度の問題点と改善策は、どのようなものであろうか。その解明のために、小学校及び中学校における学校事務職員を対象として、と面接調査と質問紙調査(全体:574名、男性:111名、女性:463名、)を実施した。結論としては、次の点が重要である。1.学校事務職員は、多くの場合、十分な教育訓練制度、支援制度が無いままで、単独で各学校に配属されており、孤立した状況で職務を遂行している。そのため、彼らは、先輩職員の仕事をみる機会、事務担当の指導主事の助言、そして研修機会の整備充実を望んでいる。2.学校事務職員は、非常に幅広い範囲の仕事を遂行していており、自分たちの権限と責任の明確化を望んでいる。しかし、学校教員にはない知識や視点として、行政官としての視点、保護者や住民の視点などを、自覚している。3.学校事務職員は、学校間の連携・協力による学校事務の高度化・効率化の動向に対して、男性職員は肯定的であるが、女性職員は必ずしも肯定的ではない。しかし、両者とも、教員に対する学校事務の重要性に関する意識の喚起を強く望んでいる。平成14年度の中心研究作業は、質問紙調査の実施と、それに向けての基礎の資料収集・整理であった。現在、静岡県下の小・中学校に勤務する学校事務職員851名を対象にして、彼(女)らの職務生活と専門的力量形成のプロセスに焦点を合わせながらライフコース調査(郵送法・質問紙による悉皆調査)を、平成15年2月に実施した(実施時期が当初の予定より年度末にずれ込んでしまったが、これは質問紙調査票の設計に時間がかかったためと、調査協力をお願いしていた「静岡県公立小中学校事務研究会」との打ち合わせ調整に時間がかかってしまったためである)。しかしながら調査は、対象者588名から有効回答票を得ることができ、69.1%という郵送法調査にしては高い回収率を上げることができた。回答者の属性構成は、性別では、男性111名(18.9%)、女性463名(78.7%)であり、勤務校別では、小学校376名(63.9%)、中学校206名(35.0%)であり、勤続年数別では、3年未満32名(5.4%)、310年未満93名(15.8%)、1020年未満117名(19.9%)、2030年未満206名(35.0%)、30年以上126名(21.4%)であった(いずれも無回答者の数字を省く)。実施時期が年度末にずれ込んでしまったため、現在もなおデータ入力・基本統計作業を進行中である。詳しい分析は次年度の報告書において公表していく計画である。今年度はまた、高校事務職員についての実態調査本格実施に向けての予備調査も行い、山崎・藤原の所属校である静岡大学教育学部附属教育実践総合センターの紀要に報告することができた。研究2年目の本格実施に向けての準備を整えることができた。

3.現在の学校事務・学校事務職員制度の問題点と改善策は、どのようなものであろうか。その解明のために、小学校及び中学校における学校事務職員を対象として、面接調査と質問紙調査(全体:574名、男性:111名、女性:463名、)を実施した。結論としては、次の点が重要である。1.学校事務職員は、多くの場合、十分な教育訓練制度、支援制度が無いままで、単独で各学校に配属されており、孤立した状況で職務を遂行している。そのため、彼らは、先輩職員の仕事をみる機会、事務担当の指導主事の助言、そして研修機会の整備充実を望んでいる。2.学校事務職員は、非常に幅広い範囲の仕事を遂行しており、自分たちの権限と責任の明確化を望んでいる。しかし、学校教員にはない知識や視点として、行政官としての視点、保護者や住民の視点などを、自覚している。3.学校事務職員は、学校間の連携・協力による学校事務の高度化・効率化の動向に対して、男性職員は肯定的であるが、女性職員は必ずしも肯定的ではない。しかし、両者とも、教員に対する学校事務の重要性に関する意識の喚起を強く望んでいる。
河口域生態系における窒素循環プロセスの定量化と人為起源窒素の影響評価

河口・沿岸域における窒素動態に人間活動が及ぼす影響を評価することを目的とし、流入負荷特性の異なる淀川-大阪湾水系と北川-小浜湾水系において、安定同位体比解析を実施した。その結果、人間の生活圏に密接する淀川-大阪湾水系では、陸域からの流入負荷だけでなく,水中で再生産される窒素も大きな影響を及ぼしていた。また、北川-小浜湾水系では、人間生活圏からの影響はほとんど認められなかったものの,越境大気を起源とする硝酸汚染の影響が認められた。人為起源窒素が河口域および沿岸海洋生態系に及ぼす影響を明らかにするために、本年度は大都市圏を流れる淀川と水田地帯を流れる北川・南川において現地調査を行った。1.淀川河口域においては、2010年5月と7月に硝酸態窒素の濃度および窒素安定同位体比(δ^<15>N)を測定した。濃度変化を塩分を保存成分とした混合モデルから解析したところ、保存的混合では説明がつかず、河口域内で硝酸態窒素が新たに供給されていることが分かった。δ^<15>Nの変化を濃度で重みづけした混合モデルから予測したδ^<15>Nと観測値を比較したところ、観測値は理論値よりも低い傾向にあった。特に観測されたδ^<15>Nは溶存酸素濃度および溶存態無機窒素に占めるアンモニア態窒素の割合が低下するにつれて減少する傾向があり、これは硝化反応に伴う同位体効果を強く反映したものと考えられた。そこで、レイリーモデルを用いて再生産されるδ^<15>Nを概算したところ、高塩分域の下層水(貧酸素水塊)中のδ^<15>Nの変動はほぼ硝化反応で説明可能であった。河川水に含まれるδ^<15>Nの高い人為起源NO_3^-は、海水との混合によって希釈されると供に、再生産されたNO_3^-による供給過程の影響を受けていたことが明らかになった。2.福井県嶺南地方を流れる北川と南川の上流域から河口域において、2010年12月から表層水の採水および多項目水質計による物理・化学パラメータの測定を行った。蛍光法を用いた高感度アンモニア態窒素分析の結果によると、北川と南川では人為的に供給されるアンモニア態窒素の影響が明瞭に異なることが示された。南川では、中流域に負荷源が存在するものの、その影響は流下に伴い消失する。しかしながら、北川では人間活動が活発化する中下流域で、急激な濃度上昇があり、その影響は河口域まで続き、海域への負荷源となっていることが明らかになった。本研究の目的は、陸域から負荷される窒素化合物の河口域生態系内における動態を明らかにし、海域への影響を評価することである。本年度は、北川・南川の上流から小浜湾湾口部にかけて、さらに都市に隣接する淀川河口域において現地調査を実施した。北川と南川では集水域の土地利用形態が大きく異なっており、小浜湾への栄養塩供給に対しても大きな影響を与えていた。つまり、水田利用期に河川水中の窒素濃度が減少し、リン濃度が増加する。この濃度変化は河川間で大きく異なり、集水域内に多くの水田を有する北川ほど変化率が大きかった。また、硝酸イオンの同位体比から、北川・南川における硝酸イオンの起源は人為由来のものはほとんど認められず、冬季には降水・降雪、夏季には森林土壌に由来するものが多いことが分かった。しかしながら、水田利用期には、硝酸の窒素同位体比が著しく上昇し、水田内での生物化学的作用の影響を強く受けている可能性がある。一方、小浜湾においては河口から湾口までの縦断観測を2011年3月から11月まで行った。その結果、春季には小浜平野で沈み込んだ地下水が河口から約2kmほど沖合の水深15mあたりで湧出していること、それに伴って植物プランクトンが急増し、一次生産力が非常に高くなっていることを見出した。このことは、河川由来の窒素に加え、海底湧水として小浜湾へ流出する窒素も生物生産を支える重要な栄養源であることを示唆する。感潮域の発達する淀川では、陸域から海域へ流入する栄養塩は、単純に海域へ供給されているのではなく、塩水侵入の影響を受けながら、希釈・植物プランクトンの取り込みの効果を受けながら、海域へと流出していることを明らかにした。また、河口域に形成される貧酸素水塊中では栄養塩が新たに生成されており、これがエスチュアリー循環により有光層へ持ち上げられ、海域への新たな栄養塩負荷源となっていることが明らかになった。24年度は陸域からの流入負荷の影響を強く受ける海域側に焦点を絞り、現地調査を実施した。成層期の大阪湾では、湾奥部の浅海域に貧酸素水塊が形成され、高濃度の溶存態無機窒素(DIN)が蓄積している。

このDINの主形態はアンモニア態窒素であり,硝酸態窒素が占める割合はわずかであった。形態ごとに安定同位体比を測定した結果、硝酸イオンの酸素同位体比は0‰と小さく、硝化反応によって生成されたものであることが確認された。しかしながら,硝化反応に伴う窒素同位体比の分別係数を見積もったところ、伊勢湾に比べるとその値(15‰程度)は著しく小さかった。また、大阪湾奥部の底層水中では相対照度が1%を頻繁に上回ることも明らかになり、硝化細菌の活性が光などの環境要因によって制限されていたことが示唆される。貧酸素水塊中で生じる硝化反応は、脱窒反応に必要な硝酸イオンを供給する重要なプロセスであるため、大阪湾では硝化・脱窒系の連続的な駆動が生じていない可能性が考えられた。そこで、レッドフィールド比とDOの関係から、貧酸素水塊中で生じている脱窒量を推定し、硝化・脱窒系が連続的に駆動している伊勢湾と比較したところ、アンモニア態窒素が最終形態として貧酸素水塊中に蓄積する大阪湾における脱窒量は、伊勢湾に比べて小さい可能性が示された。当初の予定通り現地観測をすべて実施し、十分量のサンプルを得た。年度末まで調査を実施したため、分析・解析が遅れている感は否めないが、現在鋭意分析を行っているところである。24年度が最終年度であるため、記入しない。北川・南川および小浜湾における現地調査を今後も実施する。特に、本年度見出された小浜湾の海底湧水現象は、河口域の窒素循環を考える上では無視することはできないため、従来の観測に加え、地下水トレーサー(ラドン)も組み込みながら、河口域が陸域から供給される窒素化合物に及ぼす影響を評価していく。一方、人為的インパクトの強い淀川におけるサンプリングは、十分実施できたため、今後はモデル化による定量化を試みる。
川崎病におけるTNF receptorの動態

川崎病48例,対照疾患として麻疹12例および健常小児30例の血清sTNF receptor値を測定した。川崎病および麻疹は急性期と回復期でペアでサンプリングした。川崎病急性期はいずれも治療前にサンプリングし、全例にヒト免疫グロブリン製剤を投与した。川崎病急性期のsTNF receptor値は高値を示し、回復期に正常範囲内まで低下した。また冠動脈病変併発例では非合併例に比しより高値だった。麻疹では上昇はみられなかった。さらに、血清CRP値と正の相関がみられたが、冠動脈病変併発の示標としてはsTNF receptor値がすぐれていた。sTNF receptorの高値はヒト免疫グロブリン製剤による治療を行なっても、冠動脈病変の併発を予知しうる因子と考えられた。ついでMagneticcell separator (MACS)でCD14陽性マクロファージ/モノサイトの分離を行い,その形態像を電子顕微鏡で検討した。対象は川崎病の患児5例(年齢3ヶ月3歳5ヶ月,平均年齢1歳8ヶ月,平均病日5日),細菌性股関節炎(年齢10ヶ月),伝染性単核症(年齢1歳)を疾患コントロールした。分離したCD14陽性単球/マクロファージをグルタール固定,オスミウム後固定,エポン包埋などの処理をほどこし電子顕微鏡で観察した。川崎病の患児のCD14陽性単球/マクロファージは,疾患コントロールに比べて核の構造が複雑に分葉し,核小体が明瞭なものが多く認められ,核小体が2つ認められるものもあった。また細胞質内においては,疾患コントロールに比べ非常に多くの顆粒が認められた。densityの高いものや低いものなど様々な顆粒を認めたが,特異的な封入体は認められなかった。これらの所見は重症例ほど強く,特に冠動脈病変合併例で強く認められた。このような形態的変化はTNFαなどのサイトカインの分泌との関連が予想され,現在TNF receptor遺伝子mRNAの定量を試みている。サイトカインのなかで腫瘍壊死因子(tumor necrosis factor α.TNFα)は凝固促進、白血球付着能の亢進、インターロイキン1および6の産生促進などの作用を有し、免疫応答・炎症・血管炎などの場では極めて重要なサイトカインである。TNF-αはいくつかの疾患でその血清レベルでの上昇が報告されていたが、その活性については疑問視されていた。それはTNF-αの産生に伴ってその活性を抑制するinhibitorが存在したからである。その後TNF-αinhibitorはTNF receptor(TNF-R)の細胞外部分が血清中に可溶化したものと同一であることが明らかになった。血清中にsheddingしたTNF-Rのsoluble formであるp60 soluble TNF-R(sTNF-R,分子量55,00060,000)を川崎病で測定した。川崎病の血清中sTNF-R値は高値を示し、さらに冠動脈病変合併例では非合併例に比しより高値を示した。このsTNF-Rの高値はsTNF-α活性を反映していることになる。血清中sTNF-R値はCRP値と正の相関を示すが、冠動脈病変の発症を予知しうる因子としてはsTNF-R値が良い。また、これらの症例は全例ヒト免疫グロブリン製剤を使用している。すなわちsTNF-Rの高値はヒト

免疫グロブリン製剤を投与しても冠動脈病変併発を予知しうる因子であることがわかった。磁気を帯びたマイクロビーズのついたCD14モノクローナル抗体を末梢血免疫担当細胞と反応させた後、強力な磁場の中においたカラムを通しCD14陽性単球/マクロファージを分離した。対象は川崎病の患児5例(年齢3ヶ月3歳5ヶ月,平均年齢1歳8ヶ月,平均病日5日),細菌性股関節炎(年齢10ヶ月),伝染性単核症(年齢1歳)を疾患コントロールした。分離したCD14陽性単球/マクロファージをグルタール固定,オスミウム後固定,エポン包埋などの処理をほどこし電子顕微鏡で観察した。MACSによって分離した陽性細胞をエポン包埋したものをトルイジンブルー染色してみると単球/マクロファージの形態を持った細胞が採取された。川崎病の患児のCD14陽性単球/マクロファージは,疾患コントロールに比べて核の構造が複雑に分葉し,核小体が明瞭なものが多く認められ,核小体が2つ認められるものもあった。また細胞質内においては,疾患コントロールに比べ非常に多くの顆粒が認められた。densityの高いものや低いものなど様々な顆粒を認めたが,特異的な封入体は認められなかった。これらの所見は重症例ほど強く,特に冠動脈病変合併例で強く認められた。このような形態的変化はTNFαなどのサイトカインの分泌との関連が予想され,現在TNF receptor遺伝子mRNAの定量を試みている。
反社会的傾向をもつ生徒の「学校へのつながり」を強める環境づくりに関する実践的研究

将来の犯罪抑止のため、少年が学校とのつながりをもつことは重要とされるが、それはどのように成し遂げられているのだろうか?。本研究では、いわゆる「荒れ」た中学校に関わりつつ、入学当初から校内暴力などの問題をひきおこした生徒たちが、3年間という時間のなかで、どのように教師や一般生徒たちとのつながりを築いていくのかを観察した。その結果、「荒れ」の収束には、問題行動をおこす生徒自身への介入もさることながら、一般生徒に働きかけることで校内に豊かな人間関係を築くことが重要なこと、問題行動をおこす生徒を規範でしばるのではなく、むしろ、信頼関係をもとに「ついていきながら支援」することが重要なことがわかった。本研究課題では、入学当初より対教師暴力、授業エスケープなどの「荒れ」をみせつつ収束にむかった、ある中学校の1学年を対象とした実践関与型観察をおこなってきた。今年度は第3学年の終了までの観察、および、その後の教師へのフォローアップインタビューを終了したうえで3学年を通した分析を行なった。これまでの分析では、荒れの収束に1教師の一般生徒への関わり、2学級集団のまとまりがもたらした効果について報告した。今年度は、こうした関わりが、問題生徒たちの学校生活にもたらすネガティブな効果についてもとりあげて考察した。すなわち、ネガティブな効果として、学級集団のまとまりが増すことで、教室に居場所を見いだせず、孤独感を深めた生徒がいたことを指す。こうした生徒は、第3学年では他校生との交友が増え、学校外での活動が増えた。これに対して、学校側は他校生とのつきあいを抑制するのではなく、むしろ教師もこれに交わるという(「管理する指導」に対して)「問題についていく指導」を行なった。こうした指導は、問題行動を結果的に黙認・放置することになるリスクをはらむが、少なくとも今回の事例では、そのことが生徒の生涯発達という観点からポジティブな効果をもたらした。こうした指導の成功は、直接的には、生徒指導教員の指導力が大きな意味をもったが、と同時に、学年教師集団が3年間培ってきた問題生徒との信頼関係が基盤となったと考察できた。本年度は以上のような知見をもとに、本年は教育心理学会、心理学会、発達心理学会の3学会においてポスター発表を行ない、非行問題、あるいは社会的養護問題を共有する実践者や研究者と意見交換をおこなった。入学当初から対教師暴力、授業エスケープなどの「荒れ」をみせつつも収束にむかった、ある中学校の1学年を対象とした実践関与型観察のうち第2学年終了までの分析を行った。同時に、第3学年の観察を継続した。分析では虐待的養育環境、発達障害などの個的な課題をもつ課題生徒(これ以後、R)と、一般生徒(これ以後、N)との関係性、教員との関係性に特に注目した。その結果、第1学年の4月当初の「荒れ」はRを起点として開始されていたが、それに追従する生徒(これ以後、F)がおり、RとFが互いに刺激しあうことで拡大・維持されていると考えられた。Nには、この状況に不満をもちつつも、主張せず、回避的戦略をとる生徒も多かった。教師はRの逸脱行動に対して廊下に常駐して指導する他、積極的に生徒の情報共有につとめた。また、正しい対応をNに繰り返し訴え、クラス作りにつとめた。その結果、Fは追従することが徐々に少なくなり、Rも教師と落ち着いた関係がもてるようになってきた。教師側でも、Rに対する理解の進展にともない衝突回数自体が減少した。上述の対応策はNとの信頼関係の構築にもつながり、2年目には、これまで目立たなかったNのなかで学年リーダーとなる生徒が現れた他、集団としてのまとまりができたクラスも増えた。なかにはNとつながって教室に入る頻度が増えたRもあらわれた。もっとも、その一方で孤独感を感じたり、周囲と自らの能力のギャップを感じたりして学校から遠ざかりかけるRもいた。総合すると(1)「荒れ」はRの個的な課題が無媒介に現れたものというより、逸脱を拡大させる一般生徒との関係性が重要な意味をもつこと、(2)教師がNとの関係作り、集団作りをすすめることは、長期的にはクラスのまとまりや、規範の維持に役立っており、Rを学校に包含する力になりえることもわかった。これらの結果は、2つの国内学会でポスター発表された。最終年度は、これまでの研究知見を総合して考察した。本研究では反社会的問題行動をおこす中学生と学校教師、一般生徒との関係性が3年間でどのように形成・変容するのか探ることを目的に、「荒れ」たと評価されていた1つの中学校(A中学校)の1学年を対象にして、3年間の実践関与的なフィールドワークをおこなった。

その結果、(1)「荒れ」状況に対しては、教師の「一般生徒を育てる」ことを目標として関わる機会を増やすと同時に、問題生徒を集団のルールにあてはめるのではなく、個別ニーズにあわせた関わりのの結果、問題生徒の暴力行為は減少し、一般生徒も学級のまとまりを意識しはじめたことで、全体として落ち着いてきたこと、(2) 2年生の後半から3年生にかけて、問題生徒のなかには、学級集団のまとまりを基盤として、学級に居場所をみつける生徒がでた一方、さらに疎外感をつのらせ、次第に校外の非行生徒とのつながりを強める生徒もいたこと、(3)教師は、こうした問題生徒に対して、他校生とのつきあいを抑制するよりむしろ、何でも自由に話せる雰囲気を作ることでモニターしつつ関ったり、学習活動以外の活動への関与させる機会を多くした結果、問題生徒も学校とのつながりを意識し、将来展望をえがくことができはじめたことがわかった。まとめれば、問題生徒の個的な行動改善よりも、集団を育てることによって抱える環境を創ったことや、教師の見方・関わり方が、規範に生徒をあてはめるものから、問題生徒の軌跡に「ついていきながらの支援」に変わるなど、全体的布置が創造的に変化したことが、中学生の反社会的問題行動の抑止にもつながることがわかった。以上の結果を国内学会や、シドニーで開催された第4回ISCARで発表し、意見交流をおこなったほか、著書(翻訳『リジリアンスを育てよう』の解説)、あるいは学会誌(家族療法研究,30巻)でその一部を発表した。臨床心理学昨年度も報告したとおり、当初、研究計画として挙げていた学校での観察は、計画よりも1年先行して開始できている。このため、今年度は3学年を通したまとめの作成をすることに注力することができている。ただし、取得されたデータは多様なテーマにわたっているため、ひとつの研究発表や、論文などで報告するためのまとめ方に工夫をする必要があり、また、複数のテーマについてひとつひとつ発表していく必要がある。本年は、第3学年のまとめを組み入れた全体像についての総論について主に発表したが、今後、各論にわたって理論枠組みとてらしあわせつつ、焦点をしぼったまとめを作成していく必要がある。さしあたって今年度は、リジリアンスという枠組みに注目した。リジリアンス研究の世界的リーダーの一人であるMichael Ungarの枠組みをわが国に紹介するとともに、彼の枠組みのなかで、本研究の成果の一端を紹介することを試みた。当初、研究計画として挙げていた学校での実践関与型観察は、計画よりも1年間先行して開始することができたため、調査対象となった中学校の当該学年は今年度で3年生を迎えた。したがって、当初の計画よりもデータ収集は早めにおこなうことができている。分析については、これまで2年生終了時までのデータについて行なってきたが、どのような事象がおこったのかについての記述が主であり、それらの事象を統合的に説明する理論的考察については、まだまだ途上にある。したがって課題をもった生徒や、一般生徒の発達や、心身の健康にどのような意味をもつのかといったことについては不透明であった。今後はテーマを細かく絞り議論を展開していく必要がある。継続的に調査してきた中学校での観察は昨年度末で終了した。今年度は、まず、この中学校で得られた3年間を通した変化を記述する。昨年度までに2年間分の観察結果に基づく学会発表を行っており、それらの結果をふまえつつデータを追加して考察する予定である。
セルロース系ナノファイバーの紙資料保存への応用

酸性紙対策では、一般的には紙資料に対する劣化抑制処理(脱酸性化処理)と強化処理が行われる。脱酸性化処理では、紙の劣化を抑制できても、紙の強度は復元できない。一方、既存の紙強化法は、処理後、紙が硬くなる、文字情報が見にくくなる、紙の厚みが増すなどの欠点があった。本研究では、セルロース系ナノファイバーに代表される微細セルロースファイバー(FCF)塗工による強化処理と、日本で実用化されている脱酸性化処理を併用することで、新たな強化処理技術の実用化が期待できることを明らかにした。この手法の特長は、紙の劣化抑制および補強効果を付与できるだけでなく、従来の強化法のもつ欠点を克服しているところである。酸性紙対策では、脱酸性化処理で紙の劣化が抑制できても、紙の強度は復元できない。一方、既存の紙強化法は、処理後、紙が硬くなる、文字情報が見にくくなる、紙の厚みが増すなどの欠点をもつ。本研究では、セルロース系ナノファイバーという新材料に着目し、既存の劣化紙強化法がもつ欠点を克服した、新しい強化法を提示する。そのため、本研究では、劣化紙の上からセルロース系ナノファイバーを効果的に塗工する手法を技術的に確立するために実験室レベルで基礎的及び実用的な検討を行う。初年度は、劣化紙強化法としてはフリース法とエレクトロスピニング法を対象に、市販のセルロース系ナノファイバーを用いて、最適塗工条件の検討をおこなった。フリース法では、従来の繊維を用いたフリース層を、セルロース系ナノファイバーに置き換える実験を、塗工量、片面加工・両面加工、脱酸性化処理の有無、これらの条件から検討した。結果、片面加工では水分による寸法変化から紙がカールする現象が確認されたが、両面加工により改善が見られた。また、脱酸性化処理を併用すると紙の強度向上が期待できることが判明した。エレクトロスピニング法においては、助剤の濃度を変えて検討した結果、エレクトロスピニング処理によるセルロース系ナノファイバー強化処理が可能であることが確認できた。また、同手法で用いるアルカリ助剤としては炭酸マグネシウムよりも炭酸ナトリウムの方が適していることが判明した。フリース法、エレクトロスピニング法、いずれの手法においても、強化処理後の劣化紙に硬さはなく、また文字情報が容易に読めることが確認でき、図書・文書資料など文化財への適用が期待できる結果となった。今後の課題は補強効果の向上である。そのために、独自のセルロース系ナノファイバーの製造という材料面での改良とともに、脱酸性化処理の併用の可能性を含め、劣化紙強化法の塗工条件の改良に取り組む。本研究では、研究目的を達成するために、a.材料:紙強化に適したセルロース系ナノファイバーの製造開発、b.手法:セルロース系ナノファイバーを紙に塗布し(付着させ)強化する手法の開発、c.開発した強化法の補強効果と劣化抑制効果、ならびに保存図書・文書資料など文化財への適用性の評価、これらを組み合わせて遂行している。初年度は、劣化紙の上からセルロース系ナノファイバーを効果的に塗工する手法を技術的に確立することを優先課題とした。そのため材料としては、容易に入手できる市販のセルロース系ナノファイバーを用いて塗工実験を行った。結果、フリース法とエレクトロスピニング法、いずれにおいても塗工条件を精査することができた。精査した塗工条件で処理後の試験紙には、既存の紙強化法のもつ欠点(処理後、紙が硬くなる、文字情報が見にくくなる、紙の厚みが増す)がなく、図書・文書資料など文化財への適用が期待できることが判明した。同時に、今後解決すべき課題も明確になった。フリース法とエレクトロスピニング法、それぞれにおいて補強効果の向上をはかることである。そこで、材料と手法開発の両面から、下記の研究推進方策にしたがい、検討を進める。本研究では、セルロース系ナノファイバーという新素材を用いて、新しい劣化紙強化法を提示することを目的としており、a.材料:紙強化に適したセルロース系ナノファイバーの製造開発、b.手法:セルロース系ナノファイバーを紙に塗布し(付着させ)強化する手法の開発、c.評価:開発した強化法の強度向上効果と劣化抑制効果、ならびに保存図書・文書資料など文化財への適用評価、これらを組み合わせて行っている。まずは、劣化紙の上からセルロース系ナノファイバーを効果的に塗工する手法の技術的確立を優先し、材料としては容易に入手できる市販のセルロース系ナノファイバーを用い、手法としてはフリース法とエレクトロスピニング法の応用の可能性を追究したところ、保存図書・文書資料など文化財への適用が期待できることが判明したが、補強効果の向上が課題となっていた。そこで、平成28年度は、セルロース系ナノファイバーを独自に調製し、劣化紙強化法の確立を目指した。フリース法においては、最適塗工条件を見いだすにあたって、塗工前の湿潤処理効果の影響、セルロース系ナノファイバーの塗工量、セルロース系ナノファイバーの原料、および乾燥温度について検討した。その結果、湿潤効果が有効であること、原料としては広葉樹晒クラフトパルプが適していること、塗工量が2.0g/m24.0g/m2、乾燥温度が80°C90°Cの条件上で、強度向上効果があることなどが分かった。エレクトロスピニング法においては、紡糸助剤として用いた薬剤が経年劣化により酸性物質を放出する可能性があることが判明したため、代替薬剤の検討を始めた。19世紀半ばから20世紀初頭に造られた紙の大半は酸性紙であり、世界の図書館・文書館では紙の保存が危機に瀕している。

しかしながら既存の劣化紙強化法では、処理後、紙が硬くなる、文字情報が見にくくなる、紙の厚みが増すなどの欠点をもつ。本研究では、セルロース系ナノファイバーという新素材に着目し、これら既存の劣化紙強化法がもつ欠点を克服した、新しい強化法を提示することを目的としている。セルロース系ナノファイバーを用いた劣化紙強化法としては、フリース法とエレクトロスピニング法の可能性を検証している。フリース法は、紙表面に薄く均一な強化繊維層(フリース層)を貼り付けることで紙を物理的に強化する手法である。エレクトロスピニング法は、溶液に溶かした高分子溶液をシリンジに入れ、目標物との間に高電圧をかけ、シリンジから押し出された電荷を帯びた溶液を細かく目標物の上に降り積もらせ、クモの糸状のシートを構成する紡糸法である。これまでの2年間の研究を通じて、劣化紙強化に適したセルロース系ナノファイバーの絞りこみが進むとともに、フリース法およびエレクトロスピニング法それぞれの最適塗工条件が分かってきた。最終年度は、引き続き、独自にセルロース系ナノファイバーを調製し、それぞれの手法の補強効果および経年劣化抑制効果の向上を目的に、下記の研究推進方策にしたがい、検討を進める。なお、エレクトロスピニング法に関しては、高知県立紙産業技術センターの研究協力者と協力のもと、開発研究を進める。19世紀半ばから20世紀初頭の紙の大半は酸性紙であり、世界の図書館・文書館では紙資料の保存が危機に瀕している。紙の保存を行うために、一般的には紙資料に対する劣化抑制処理(脱酸性化処理)及び強化処理が行われる。しかしながら、既存の紙強化法は、処理後、紙が硬くなる、文字情報が見にくくなる、紙の厚みが増すなどの欠点をもち、実用化にいたる大量強化技術の開発が求められている。本研究では、劣化紙の上からセルロース系ナノファイバーを効果的に塗工する手法を技術的に確立するために、実験室レベルでの基礎的及び実用的な検討を行った。具体的には、a.材料:紙強化に適したセルロース系ナノファイバーの製造開発、b.手法:セルロース系ナノファイバーを紙に塗布し(付着させ)強化する手法の開発、c.評価:開発した強化法の強度向上効果と劣化抑制効果、ならびに保存図書・文書資料など文化財への適用評価、これらを組み合わせて研究を進めた。平成29年度は、前年度にひきつづき、セルロース系ナノファイバーを広葉樹晒クラフトパルプを原料とし、研究者チームで独自に調整し、実験に供した。セルロース系ナノファイバーを紙に塗布し(付着させ)強化する手法としては、前年度に効果がみられたフリース法に比重をおいて検討を進めた。これまでの実験結果から、フリース法における最適塗工条件は明らかになっているが、課題として残っていたのが乾燥温度であった。そこで、本年度は乾燥法として、凍結乾燥、真空乾燥、熱による回転乾燥を比較検討した。その結果、真空乾燥は外観に変化を与えず、また強化処理の効果も得られることから、保存図書・文書資料など文化財へも適応できることが実験的に証明でき、強化処理法の実用化が期待できる結果を得ることができた。この成果をもとに、現在、「紙の強化方法」を特許出願中である。