CN110753765B - 长蓑蛾虫丝的生产方法及其生产装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于,开发生产不包含叶片、枝片等夹杂物的纯粹且长的蓑蛾虫丝的方法、及用于实现该生产方法的装置。提供长蓑蛾虫丝的生产方法,所述方法包括吐丝工序和回收工序,所述吐丝工序是使保持有巢的所述蓑蛾虫的足部系泊在线路上,并使所述蓑蛾虫沿着所述线路连续吐丝的工序,所述线路是宽度小于所使用的所述蓑蛾虫的左右足最大打开宽度、且能够系泊所述蓑蛾虫的足部的线路,所述回收工序是在所述吐丝工序之后从所述线路回收长丝的工序。

Description

长蓑蛾虫丝的生产方法及其生产装置
技术领域
本发明涉及属于蓑蛾科(Psychidae)的蛾的幼虫、即蓑蛾虫来源的长丝的生产方法、以及该长丝的生产装置等。
背景技术
构成昆虫的茧的丝、哺乳动物的毛自古以来作为动物纤维而在衣物等中被利用。特别作为蚕蛾(Bombyx mori)的幼虫的蚕来源的丝(本说明书中经常表述为“蚕丝”),吸放湿性、保湿性和保温性优异,而且具有独特的光泽和润滑的肌肤触感,现在也作为高级天然材料而被重视。
但是,自然界存在具有与蚕丝匹敌、或其以上的特性的动物纤维。近年来,为了有效利用具有这样优异的特性的动物纤维作为新的天然材料,其探索、研究发展起来。
作为其中之一受到瞩目的是蜘蛛来源的丝(本说明书中经常表述为“蜘蛛丝”)。蜘蛛丝具有柔软性、伸缩性、以及达到聚苯乙烯5~6倍的高弹力,可期待作为手术用缝合线等医疗材料、及防灾绳和防护服等特殊材料(非专利文献1和2)。但是,蜘蛛丝由于蜘蛛的大量饲养、从蜘蛛采集大量的丝困难而不能量产,另外存在生产成本也高的问题。现在正在尝试通过利用基因重组技术在蚕或大肠菌中生产蜘蛛丝来解决该问题(专利文献1和非专利文献2)。然而,由于生产蜘蛛丝所使用的蚕或大肠菌是基因重组体,因此仅能够在具有规定设备的设施内饲养或培养,存在维持管理的负担大的问题。另外,在大肠菌内表达的蜘蛛丝蛋白质是液状的,因此必须使其转换成纤维,相应地也存在工序数变多的问题。并且,由基因重组蚕吐丝的蜘蛛丝在现阶段只不过是以百分之几混在蚕丝中的状态,存在不能获得能够百分之百有效利用蜘蛛丝的特性的100%蜘蛛丝的问题。
然而,存在蓑蛾虫(basket worm,别名“bag worm”)这样的昆虫。已知蓑蛾虫是属于鳞翅目(Lepidoptera)蓑蛾科(Psychidae)的蛾的幼虫的总称,通常潜伏在将叶片、枝片用丝捆束而成的纺锤形或圆筒形的巢(bag nest)(图1)中,摄食时也连巢等移动,全幼虫期与巢共同生活。冬季,蓑蛾虫的巢吊挂在落叶的树枝头的景象成为了冬天的风景诗等,自古以来是人们熟悉的昆虫。
该蓑蛾虫来源的丝(本说明书经常表述为“蓑蛾虫丝”)具有力学上比蚕丝、蜘蛛丝更优异的特性。例如,关于弹性模量,茶大蓑蛾(Eumeta minuscula)的蓑蛾虫丝被夸耀为蚕丝的3.5倍、棒络新妇(Nephila clavata)的蜘蛛丝的2.5倍,并且具有非常强的强度(非专利文献1和3)。另外,蓑蛾虫丝的单纤维的剖面积仅为蚕丝的单纤维的1/7左右,能够制作纹理细腻、具有润滑的肌肤触感、薄且轻的布。并且,蓑蛾虫丝具备与蚕丝同等或其以上的光泽和艳丽。
在饲养方面蓑蛾虫也具有比蚕优异的点。例如蚕原则上仅以桑(是属于桑属(Morus)的种,包括例如鸡桑(M.bombycis)、桑(M.alba)、和鲁桑(M.lhou)等)的生叶为食物,因此饲养地域、饲养时期受到桑叶的供应地、桑的开叶期影响。另一方面,蓑蛾虫是多食性的,对叶饵的特异性低,许多种类可以以各种各样的树种的叶作为食物。因此容易取得叶饵,不挑选饲养地域。另外,根据种类有的常绿树的叶也能作叶饵,因而与落叶树的桑不同,能够全年供应叶饵。而且蓑蛾虫与蚕相比身材小,因而饲养空间与蚕同等以下就足够,大量饲养也容易。因此,与蚕相比能够大幅抑制饲养成本。
另外,在生产性方面蓑蛾虫也具有比蚕优异的点。例如蚕仅在结茧时大量吐丝,结茧是全部幼虫同时期进行。因而存在采丝时期重叠、劳动期集中的问题。另一方面,蓑蛾虫整个幼虫期在结巢时、移动时反复进行吐丝。因而具有能够通过人为地调节采丝时期来分散劳动期的优点。另外,蓑蛾虫丝也能够从野生型的蓑蛾虫直接采集,无须像生产蜘蛛丝那样制作基因重组体、维持管理。
综上蓑蛾虫丝具有超越以往的动物纤维的特性,另外生产上有利的点也多,因而可以成为极其有希望的新的天然材料。
然而,蓑蛾虫丝在实用化方面存在不可避免、且难以解决的几个大问题。最大的问题是无法从蓑蛾虫获得长单纤维这点。对于蚕,结茧通过连续吐丝进行,因而只要将茧煮练后缫丝,就能够比较容易地获得长纤维。另一方面,蓑蛾虫在幼虫期生活的巢中化蛹,因而在化蛹前不再进行结茧行动。另外,蓑蛾虫的巢原则上是从初龄时开始伴随着成长增设的,因而巢中混有新旧的丝。除此之外,在蓑蛾虫的巢的长轴的一端,蓑蛾虫露出一部分头部和胸部,存在进行移动、摄食用的开口部(图2A:粗箭头),在另一端也存在用于排泄粪等的排泄孔。即通常存在两个孔,因而丝在巢内片段化,变得不连续。这样蓑蛾虫的巢自身由比较短的丝相互缠绕而构成,因而通过通常的方法不能从巢中获得长纤维。并且,蓑蛾虫的巢由最外层、中间层、和最内层三层构成,在最外层和中间层包含大量粘接物质,反复煮练也难以完全除去。通过现有技术仅能从没有粘接物质的最内层纺织,而从最内层最多只会获得小于50cm的丝。
另外,蓑蛾虫为了防止从枝等落下,如图2A所示将成为挂足点的丝吐丝成之字形(箭头),一边将钩爪挂在丝上一边移动(细箭头)。该丝也可以作为蓑蛾虫丝成为利用对象,但蓑蛾虫的移动难以控制,全依赖于虫,因而采丝是困难的。另外,吐丝后在相同的地方再吐丝的结果如图2B所示,吐丝成之字形的丝多重重叠,复杂地相互缠绕而难于回收。
由于以上的理由,以单纤维获得长度为米级别的蓑蛾虫丝通过现有技术几乎是不可能的。所以,目前为止织入蓑蛾虫丝的纺织布尚未为人所知。实际上利用蓑蛾虫丝的钱包、草履等现有制品只不过是利用将从蓑蛾虫的巢除去叶片、枝片等夹杂物,展开,然后成型之后如拼布那样缝在一起得到的无纺布。
在蓑蛾虫丝的实用化中,另一个大问题是在蓑蛾虫的巢的表面必然附着叶片、枝片等这一点。为了将蓑蛾虫丝制品化,必须完全除去这些夹杂物。但是,除去操作需要庞大的工夫和成本,结果生产成本变高。另外,通过现有的技术完全除去夹杂物是困难的,不仅最终生产物中也混有少量的小叶片等,而且由于夹杂物来源的色素而丝被染成淡茶色等,不得不变成低品质的产品。
因此,为了将蓑蛾虫丝作为新的生物材料实用化,必须开发不包含夹杂物的纯粹且长的蓑蛾虫丝的生产方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2012/165477
非专利文献
非专利文献1:大崎茂芳,2002,繊維学会誌(繊維と工業),58:74-78
非专利文献2:Kuwana Y,et al.,2014,PLoS One,DOI:10.1371/journal.pone.0105325
非专利文献3:Gosline J.M.et al.,1999,202,3295-3303
发明内容
发明要解决的课题
本发明的课题在于,开发不包含叶片、枝片等夹杂物的长蓑蛾虫丝的生产方法、及用于实现该生产方法的装置。
用于解决课题的手段
本发明者们为了解决上述课题,在进行对于蓑蛾虫丝的研究过程中发现,在蓑蛾虫丝中存在构成巢的巢丝和作为移动用的挂足点的脚手架丝至少两种,这些丝的力学特性不同。即脚手架丝比巢丝粗并强韧。另外,脚手架丝在弹性模量、断裂强度、和韧性方面高于蚕丝、大腹园蛛丝的这些值。并且也弄清楚了脚手架丝与巢丝不同,能够不混有叶片、枝片等夹杂物地作为纯粹的蓑蛾虫丝采丝。
该脚手架丝如前所述,通常被吐丝成之字形难以回收,但本发明者们经过研究开发出通过在具有特定宽度的线状路上配置蓑蛾虫,使蓑蛾虫以与线状路基本并行的状态吐丝出脚手架丝的方法。于是,通过实施基于该认知的吐丝方法,成功生产出以往认为不可能的米级别的连续的纯粹的蓑蛾虫丝。本发明是基于该认知和成功例而完成的,提供以下(1)~(19)。
(1)使蓑蛾虫吐丝出长的丝的方法,所述方法包括:使保持有巢的所述蓑蛾虫的足部系泊在线路上,并使所述蓑蛾虫沿着所述线路连续吐丝的工序,
所述线路是宽度小于使用的所述蓑蛾虫的左右足最大打开宽度、且能够系泊所述蓑蛾虫的足部的线路。
(2)根据(1)所述的方法,所述线路是闭环状或具有一个以上所述蓑蛾虫能够跨过的间隙的开环状。
(3)根据(1)或(2)所述的方法,所述线路具有上方0度~70度或下方0度~70度的坡度。
(4)根据(1)~(3)中任一项所述的方法,连续吐丝的丝的长度是1m以上。
(5)长蓑蛾虫丝的生产方法,所述方法包括吐丝工序和回收工序,
所述吐丝工序是使保持有巢的所述蓑蛾虫的足部系泊在线路上,并使所述蓑蛾虫沿着所述线路连续吐丝的工序,所述线路是宽度小于使用的所述蓑蛾虫的左右足最大打开宽度、且能够系泊所述蓑蛾虫的足部的线路,
所述回收工序是在所述吐丝工序之后从所述线路回收长丝的工序。
(6)根据(5)所述的方法,进一步包括在所述回收工序的同时或回收工序之后对长丝进行煮练的煮练工序。
(7)根据(5)或(6)所述的方法,进一步包括对所述回收工序之后或煮练工序之后的丝进行搓捻的捻丝工序。
(8)根据(5)~(7)中任一项所述的方法,所述线路是闭环状或具有一个以上所述蓑蛾虫能够跨过的间隙的开环状。
(9)根据(6)~(8)中任一项所述的方法,所述线路具有上方0度~70度或下方0度~70度的坡度。
(10)根据(5)~(9)中任一项所述的方法,使用的所述蓑蛾虫是终龄。
(11)根据(5)~(10)中任一项所述的方法,连续吐丝的丝的长度是1m以上。
(12)蓑蛾虫来源的丝,具有连续的1m以上的长度。
(13)根据(12)所述的丝,是单纤维。
(14)丝或纺织布,所述丝通过(5)~(11)中任一项所述的长蓑蛾虫丝的生产方法生产,所述纺织布包含(12)或(13)所述的丝。
(15)长蓑蛾虫丝的生产装置,所述装置具备宽度小于使用的蓑蛾虫的左右足最大打开宽度、且能够系泊足部的线路。
(16)根据(15)所述的生产装置,所述线路由滑面材料构成。
(17)根据(15)或(16)所述的生产装置,所述线路由板状构件的缘部构成。
(18)根据(15)~(17)中任一项所述的生产装置,所述线路是闭环状或具有一个以上所述蓑蛾虫能够跨过的宽度的间隙的开环状。
(19)根据(15)~(18)中任一项所述的生产装置,所述线路具有上方0度~70度或下方0度~70度的坡度。
发明的效果
根据本发明的使蓑蛾虫吐丝出长的丝的方法,能够使蓑蛾虫吐丝出长脚手架丝。
根据本发明的长蓑蛾虫丝的生产方法,能够生产1m以上的纯粹的蓑蛾虫来源的长脚手架丝。
通过本发明的长蓑蛾虫丝的生产装置,能够容易地实施所述长蓑蛾虫丝的生产方法。
附图说明
图1:A是大蓑蛾的蓑蛾虫(大蓑蛾蓑蛾虫)的巢的外观图。B是显示将大蓑蛾蓑蛾虫的巢沿长轴方向切开而分成两部分时的巢的内部的图。位于中央的虫是大蓑蛾的幼虫、即大蓑蛾蓑蛾虫。
图2:A是显示大蓑蛾蓑蛾虫在移动时的吐丝行动的图。可知蓑蛾虫一边吐丝出脚手架丝一边前进的情况(箭头)、将钩爪挂在吐丝出来的脚手架丝上的情况(细箭头)、以及为了在移动时露出一部分身体而在巢的一端开孔的情况(粗箭头)。B是显示一只大蓑蛾蓑蛾虫以通常无法控制的状态吐丝出脚手架丝时的脚手架丝的状态的图。可知被吐丝成之字形的脚手架丝复杂地相互缠绕的情况。
图3:A是大蓑蛾蓑蛾虫的吐丝纤维(脚手架丝)的扫描型电子显微镜图。B是吐丝纤维在蓑蛾虫丝中的概念图。具有两条扁平形状的单纤维(微丝)(301)通过覆盖单纤维的粘接物质(未图示)连接而成的结构。
图4:是生产本发明的长蓑蛾虫丝的方法的基本工序流程图。
图5:A是本发明的线路的概念图。该图显示截面为圆形的线路。图中L表示线路的长轴的长度,另外
Figure BDA0002321016900000071
表示线路的截面直径。该线路中
Figure BDA0002321016900000072
相当于线路的宽度。B是向左右以最大宽度打开足部的蓑蛾虫的头部和胸部的背面图。图中FL表示前足(front leg),ML表示中足(middle leg),并且RL表示后足(rear leg)。另外,W1表示中足的最大打开宽度,并且W2表示后足的最大打开宽度。
图6:是显示将足部系泊在线路上的蓑蛾虫的状态的图。A是显示以用足部(箭头)夹入线路(细箭头)的方式系泊的状态的图。该图是从正上方拍摄水平线路而得的图,蓑蛾虫一边以悬挂在线路的下方的方式系泊,一边向粗箭头的方向移动。B是显示对线路(细箭头)以悬挂肩部的方式系泊足部(箭头)的状态的图。该图是从斜上方拍摄水平线路而得的图,蓑蛾虫一边以悬挂在线路的侧面的方式系泊,一边向粗箭头的方向移动。
图7:是用于说明能够系泊的线路的图。A~F是板状构件(702)与在其缘部具有的线路(701)的截面图。A~C显示线路朝向上方的状态,另外D~F显示线路朝向下方的状态。
图8:是显示本发明的长蓑蛾虫丝生产装置的一个实施方式的图。该图中显示作为板状构件(801)的缘部(802)而具有闭环线路的长蓑蛾虫丝生产装置。
图9:是显示本发明的长蓑蛾虫丝生产装置的一个实施方式的图。该图中显示线路(901)由螺旋状的线状构件构成的长蓑蛾虫丝生产装置。
图10:是显示本发明的长蓑蛾虫丝生产装置的一个实施方式的图。该图中显示由线状构件构成的两个闭环线路(1001、1002)由一条线路(1003)连结而成的长蓑蛾虫丝生产装置。
图11:是用于说明本发明的长蓑蛾虫丝生产装置中的线路的坡度的图。该图中以包含图8所示的板状构件(1102、1103)的丝生产装置为例,分别对于线路朝向上方的情况(A)和朝向下方的情况(B),显示线路(1101、1104)相对于水平面(h)的坡度(a和b)。
图12:是显示在本发明的长蓑蛾虫丝的生产方法中,将在回收工序之后得到的蓑蛾虫丝的束卷绕在绕线筒(a)或画笔的柄(b和c)上的状态的图。能够获得不包含夹杂物的纯粹并有光泽的长丝。
图13:是显示本发明的长蓑蛾虫丝的生产方法中各工序之后的蓑蛾虫丝和用蓑蛾虫丝制成的纺织布的放大图的图。A显示回收工序之后的蓑蛾虫丝的束,B显示煮练工序之后的蓑蛾虫丝的束,C显示捻丝工序之后的蓑蛾虫丝,并且D显示将捻丝后的蓑蛾虫丝编织制作成的纺织布。
具体实施方式
1.使蓑蛾虫吐丝出长丝的方法
1-1.概要
本发明的第1方式是使蓑蛾虫吐丝出长丝的方法。本发明的方法包括使保持有巢的所述蓑蛾虫的足部系泊在具有特定的宽度且能够系泊蓑蛾虫的足部的线状路上,并使其沿着所述线路连续吐丝的工序。根据本发明的方法,能够使蓑蛾虫自发地吐丝出以往认为不可能的米级别长度的丝。
1-2.定义
本说明书频繁使用的术语如下定义。
“蓑蛾虫”如前所述,是指属于鳞翅目(Lepidoptera)蓑蛾科(Psychidae)的蛾的幼虫的总称。蓑蛾科的蛾在世界中分布,任何幼虫(蓑蛾虫)均在整个全幼虫期用由自己吐丝出来的丝连缀叶片、枝片等自然材料,在由这些缠绕而成的巢中生活。巢是能够包裹全身的袋状,形成纺锤形、圆筒形、圆锥形等形态。蓑蛾虫通常潜伏在该巢中,在摄食时、移动时也常常与巢一起行动,化蛹原则上也在巢中进行。
只要本说明书中使用的蓑蛾虫只要是属于蓑蛾科的蛾的幼虫、且是制作所述巢的种,就不限制种类、虫龄和雌雄。例如蓑蛾科存在小蓑蛾属(Acanthopsyche)、Anatolopsyche、Bacotia、Bambalina、Canephora、Chalioides、Dahlica、Diplodoma、窠蓑蛾属(Eumeta)、Eumasia、Kozhantshikovia、Mahasena、Nipponopsyche、Paranarychia、Proutia、Psyche、Pteroma、Siederia、Striglocyrbasia、Taleporia、Theriodopteryx、Trigonodoma等属,本说明书中使用的蓑蛾虫可以是属于任一属的种。作为蓑蛾的种类的具体例,可以列举大蓑蛾(Eumeta japonica)、茶大蓑蛾(Eumeta minuscula)、和芝蓑蛾(Nipponopsyche fuscescens)。幼虫的虫龄可以是从初龄到终龄任一虫龄。其中,出于获得更粗、更长的蓑蛾虫丝的目的,优选大型的蓑蛾虫。例如,对于同种越终龄幼虫越优选,对于雌雄优选更为大型的雌性。另外,在蓑蛾科内越大型种越优选。因此,大蓑蛾和茶大蓑蛾是作为本发明中使用的蓑蛾虫优选的种。
本说明书中所谓“丝”,是昆虫来源的丝,是指昆虫的幼虫、成虫出于结巢、移动、固定、结茧、捕食等目的而吐丝的蛋白质制的丝。本说明书中,在仅表述为“丝”的情况下,只要没有特别说明,就指蓑蛾虫丝。
本说明书中所谓“蓑蛾虫丝”是指蓑蛾虫来源的丝。本说明书的蓑蛾虫丝包含单纤维、吐丝纤维、和聚集纤维。
本说明书中所谓“单纤维”,是构成纤维成分的最小单元的长丝,也称为单丝。单纤维以丝心蛋白样蛋白质为主成分。蓑蛾虫丝、蚕丝在自然状态吐丝成双丝,通常不作为单纤维存在。但是,通过经由后述第2方式记载的煮练工序,能够除去粘接物质获得单纤维。
本说明书中所谓“吐丝纤维”,对于蓑蛾虫、蚕等是指直接吐丝出来的状态的丝、对于蜘蛛是指直接分泌出来的状态的丝。蓑蛾虫的吐丝纤维如图3所示,由两条单纤维一组的双丝构成。该形态基于吐丝时基于从分别位于蓑蛾虫左右的吐丝口吐出来的两条单纤维通过丝胶蛋白样的粘接物质粘结而成的形状。另外,本说明书中像“吐丝出来的蓑蛾虫丝”、“吐丝出蓑蛾虫丝”这样与“吐丝”一起记载的情况下,原则上是指吐丝纤维。
本说明书中所谓“聚集纤维”,是由多个纤维束构成的纤维,也被称为复丝。是所谓的生丝,原则上由多条单纤维构成,但在本说明书中也包含由多条单纤维和吐丝纤维、或多条吐丝纤维构成的情况。本说明书的聚集纤维也可以将蚕丝等这样的除蓑蛾虫丝以外的纤维混合而成的混合纤维包含其范畴中,但在本说明书中只有没有特别说明,通常是指仅由蓑蛾虫丝构成的聚集纤维。聚集纤维通过经由后述的第2方式记载的捻丝工序而被加捻,成为更强韧的丝。但是,本说明书中的聚集纤维不仅包含加捻丝纤维,也包含柔软且显示润滑的肌肤触感的无捻丝纤维。
如前所述蓑蛾虫丝中存在脚手架丝和巢丝。所谓“脚手架丝”是蓑蛾虫在移动前吐丝出来的丝,具有作为用于防止在移动时从枝、叶等落下的脚手架的功能。蓑蛾虫通常以该脚手架丝作为挂足点,一边挂住两足的钩爪一边向行进方向移动。为了蓑蛾虫易于挂住左右的足,另外为了使丝的固定部、对丝负荷左右分散,脚手架丝被吐丝成之字形。另一方面,所谓“巢丝”,是构成巢的丝,为了连缀叶片、枝片,也为了将作为居住区的巢内壁制成舒适的环境而被吐丝。原则上脚手架丝比巢丝更粗,力学方面也更强韧。
所谓“长”,是指比该领域中通常的长度更长。在本说明书中尤其是指比能够通过现有技术从蓑蛾虫获得的吐丝丝的长度(小于1m)更长。具体而言是1m以上或1.5m以上,优选为2m以上,更优选为3m以上、4m以上、5m以上、6m以上、7m以上、8m以上、9m以上、或10m以上。上限没有特别限制,相当于蓑蛾虫能够通过本发明的方法连续吐丝出来的丝的长度。例如是1.5Km以下、1Km以下、900m以下、800m以下、700m以下、600m以下、500m以下、400m以下、300m以下、200m以下、或100m以下。蓑蛾虫丝的吐丝纤维的长度也是构成它的单纤维的长度,它相当于由蓑蛾虫连续吐丝出来的长度。因此,只要能够使蓑蛾虫连续吐丝,就能够获得更长的蓑蛾虫丝。即,本发明的方法也是使蓑蛾虫连续吐丝出来丝的方法。
1-3.方法
本发明的方法包括吐丝工序作为必须工序。
“吐丝工序”是在蓑蛾虫的活动条件下,使保持有巢的蓑蛾虫的足部系泊在线路上,并使其沿着该线路连续吐丝的工序。对于线路的构成,会在后述的第3方式“长蓑蛾虫丝的生产装置”中详述,因而省略在此的具体说明。
本说明书中所谓“活动条件”,是指伴随移动、摄食等日常动作的活动可以进行的条件。作为条件,可以列举气温、气压、湿度、明暗、氧量等,在本发明中最重要的条件是气温。由于昆虫是变温动物,因而随着气温降低停止活动进入休眠状态。因此,本发明中活动条件之中优选的气温的下限是蓑蛾虫不进入休眠的温度。根据种类具体的温度不同,大概可以为10℃以上,优选12℃以上,更优选13℃以上,进一步优选14℃以上,更进一步优选15℃以上。另一方面,气温的上限是蓑蛾虫能够生存的温度的上限。一般来说可以为40℃以下,优选35℃以下,更优选30℃以下,进一步优选27℃以下,更进一步优选25℃以下。对于气压、湿度、明暗、氧浓度等,作为例子,可以为与温带地区的平地的条件相同的程度。例如可以列举气压为1大气压左右、湿度为30~70%、明暗为24小时中明亮条件6小时~18小时、并且大气中的氧浓度为15~25%的范围。
本工序中使用的蓑蛾虫是保持有巢的蓑蛾虫。通常蓑蛾虫与巢一起行动,因而可以连同巢在本工序中使用。从巢中取出的蓑蛾虫失去了平稳,不能达到本发明的目的,因而不使用。另外,在此所说的巢只要是基本能够遮盖蓑蛾虫的全身的状态即可,可以不是完全的形态。构成巢的材料也不必须是自然界中看到的叶片、枝片,也可以是使用人工材料(例如纸片、木片、纤维片、金属片、塑料片等)构建而成的。
“系泊”一般是指挂住,但本说明书中是指蓑蛾虫通过将足部挂在线路上来支撑自重(包括自身与巢的重量),防止落下。其中,也可以是在移动的过程中将足部暂时地系泊在吐丝出来的脚手架丝上。系泊及其解除是蓑蛾虫的自由,并不意味着一旦系泊的足部就被固定在该位置。蓑蛾虫能够通过重复足部的系泊和解除,自由地在线路上移动。
本说明书中所谓“足部”,是指蓑蛾虫的足的全部或一部分。如图5B所示,在蓑蛾虫的胸部有被称为胸肢的足。该胸足由单侧3只(前足、中足和后足)、左右3对合计6只构成。系泊在线路上的足部可以是任一足的足部。另外,系泊的只数也可以1~6只中任一种,但从蓑蛾虫在线路上移动上考虑,优选系泊至少2只以上。例如左右任一的单侧3只之中任2只以上的足部,具体而言,例如可以列举左侧的前足与中足、前足与后足、中足与后足、以及前足、中足和后足的各足部。另外可以列举6只之中至少左右分别1只以上的足部。
本说明书中所谓“将足部系泊在线路上”,原则上是指诱导以使蓑蛾虫自发地将足部系泊在线路上。也可以包括使蓑蛾虫的足部人为地系泊,但即使用人的手强制地使其系泊,在通常的方法中也会使蓑蛾虫警戒而不能顺利系泊。诱导以使其系泊在线路上的方法没有特别限定。例如可以列举使用诱导路的方法。在此所说的“诱导路”,是指能够通过蓑蛾虫自发的移动向线路引导蓑蛾虫的辅助行走路。诱导路的形态没有特别限定,可以列举与线路同样的单一轨道、壁这样的平面为例。作为利用诱导路向线路诱导蓑蛾虫的例子,可以列举利用蓑蛾虫向更高的位置移动的性质的方法。具体而言,如果将蓑蛾虫配置在比线路更低位置,设置诱导路以连接该蓑蛾虫的配置地点与线路,则蓑蛾虫会自发地爬上诱导路到达线路。到达线路后,蓑蛾虫会自动地将足部系泊在线路的结构上。
通过在活动条件下使蓑蛾虫系泊在线路上,蓑蛾虫会自发地一边沿着线路移动一边连续吐丝。本说明书中所谓“连续吐丝”,是指不间断地吐丝。在从存在于幼虫口器的左右的吐丝口喷射出的丝中断的时间点,连续性丧失。
蓑蛾虫在线路上的移动方向能够通过线路的形状、坡度进行一定程度的控制。例如线路的坡度为0度、即水平的情况下,蓑蛾虫在线路上维持最初开始行进的方向连续移动。具体而言,线路是环状且在水平的时候,如果系泊了的蓑蛾虫沿顺时针开始移动,则原则上其后也维持顺时针。另一方面,如前所述,蓑蛾虫有从现在的位置向更高的位置移动的性质。因此,在线路不水平,具有坡度的情况下,通过使蓑蛾虫系泊在线路的最低位置,使其沿着线路向更高的位置的方向移动。利用这些性质,能够使线路上的蓑蛾虫向所希望的方向移动。
如前所述,蓑蛾虫本来在移动时向行进方向以之字形吐丝出脚手架丝。然而根据本发明的方法,蓑蛾虫相对于线路基本平行地吐丝出脚手架丝。这是基于线路的结构和蓑蛾虫的性质。本发明的方法中使用的线路能够系泊蓑蛾虫的足部,且具有第3方式中详述的特定宽度。在这样结构的线路上移动时,蓑蛾虫以之字形吐丝出脚手架丝变得困难,而会相对于线路基本并行地吐丝。平行地吐丝出的脚手架丝不能具有支撑自重足够的固定强度和适当的步幅间隔。但是,这种情况下,蓑蛾虫能够通过将足部系泊在线路自身而进行移动。即,认为通过本发明的方法吐丝出的脚手架丝没有实现用于移动的脚手架这个本来的功能,而是作为与移动行动相伴的本能行动而被吐丝。本发明的方法利用了该性质。
本工序中使用的蓑蛾虫可以是野外采集的个体,另外也可以是人工饲养下历代的个体。均优选不是饥饿状态的个体,更优选在使用前供与足够量饵食的个体。只要吐丝的个体不是饥饿状态,供与了足够食物的蓑蛾虫就会在上述条件下一边在线路上移动一边持续连续吐丝1小时~4天、3小时~3天、或6小时~2天的时间。为了使蓑蛾虫持续吐丝,优选线路的结构是没有终点即没有端部的闭环状、或具有一个以上使用的蓑蛾虫能够容易地跨过的间隙的开环状。
根据本发明的方法,能够获得连续的1m以上的蓑蛾虫的脚手架丝。
1-4.效果
根据本发明的使蓑蛾虫吐丝出长的丝的方法,能够使蓑蛾虫连续地吐丝。通过该方法,能够量产目前为止不可能生产的实用化水平的长的蓑蛾虫丝,并且是更强韧的脚手架丝。
2.长蓑蛾虫丝生产方法
2-1.概要
本发明的第2方式是生产长蓑蛾虫丝的方法。根据本发明的生产方法,能够容易且稳定、并且大量地生产以往难以获得的长的蓑蛾虫的脚手架丝。本发明的生产方法例如可以利用第3方式记载的长蓑蛾虫丝的生产装置来实施。
2-2.方法
将本发明的生产方法的流程示于图4。本发明的生产方法包括吐丝工序(S401)和回收工序(S402)作为必须工序。另外包括煮练工序(S403)和/或捻丝工序(S404)作为选择工序。图4显示在回收工序(S402)后进行煮练工序(S403)、其后经过捻丝工序(S404)的基本流程,关于选择工序不限定于基本流程。例如如后所述,煮练工序(S403)也可以与回收工序(S402)同时进行,另外捻丝工序(S404)也可以在回收工序(S402)后、煮练工序(S403)前进行。以下,对于各工序具体地进行说明。
(1)吐丝工序(S401)
“吐丝工序”是在蓑蛾虫的活动条件下使保持有巢的蓑蛾虫的足部系泊在具有特定的宽度且能够系泊使用的蓑蛾虫的足部的线路上,使其沿着线路连续吐丝的工序。
本工序的详细内容以上述第1方式记载的使蓑蛾虫吐丝出长丝的方法的吐丝工序为基准。因此,省略在此的具体的说明。本工序中使蓑蛾虫吐出1m以上的丝。
(2)回收工序(S402)
“回收工序”是从吐丝工序之后的线路回收、除去蓑蛾虫后,回收线路上附着的长的蓑蛾虫丝的束的工序。本工序中从蓑蛾虫获得的脚手架丝是通过丝胶蛋白样的粘接物质附着在线路上的吐丝纤维。回收方法只要是在回收时不使蓑蛾虫丝断裂的方法,就没有特别限定。例如可以利用剥离器等物理地将蓑蛾虫丝从线路剥离来回收。特别是如果线路表面是滑面,或预先在吐丝工序前的线路表面涂抹了剥离剂,则剥离是容易的。根据该方法,能够回收沿着线路的基本平行的蓑蛾虫丝的吐丝纤维。
另外,在线路表面为粗面的情况、或有复杂的凹凸的情况下,蓑蛾虫丝通过丝胶蛋白样的粘接物质牢固地附着在线路上,剥离、回收变得困难。在这种情况下,为了防止回收时蓑蛾虫丝断裂,也可以将本工序和下面讲述的煮练工序同时进行。对于该方法,由于通过煮练而粘接物质被分解除去,因而从线路回收蓑蛾虫丝变得容易。另外由于与回收同时进行煮练,因而能够获得与煮练工序之后同样地粘接物质被除去的单纤维。通过本工序,能够获得目前为止不能物理地获得的1m以上的蓑蛾虫的脚手架丝。
(3)煮练工序(S403)
“煮练工序”是对长丝进行煮练的工序。“煮练”是指由吐丝后的丝(吐丝纤维)除去丝胶蛋白样的粘接物质,获得单纤维。通常在所述回收工序之后进行,也可以如前所述地与回收工序同时进行。另外,如后所述,在本工序前、捻丝工序在回收工序之后进行的情况下,也可以在捻丝工序之后进行。本工序是选择工序,可以根据需要进行。
煮练方法只要是能够不造成蓑蛾虫丝的纤维成分的强度降低地除去粘接物质的方法,没有特别限定。例如可以应用蚕丝的煮练方法。具体而言,可以在0.01mol/L~0.1mol/L、0.03~0.08mol/L、或0.04~0.06mol/L的碳酸氢钠溶液中,将经回收工序回收的蓑蛾虫丝煮沸处理5分钟~1小时,优选10分钟~40分钟,更优选15分钟~30分钟。通过本工序能够获得1m以上的脚手架丝的单纤维。
(4)捻丝工序(S404)
“捻丝工序”是对在回收工序之后或煮练工序之后得到的蓑蛾虫丝进行搓捻的工序。“捻丝”是指对丝施加搓捻。本工序中,通过搓捻数根蓑蛾虫丝的吐丝纤维和/或单纤维来制造具有强韧性的蓑蛾虫生丝。
捻丝工序除了可以将在煮练工序之后得到的蓑蛾虫丝的单纤维加捻成束之外,还可以将在回收工序之后得到的蓑蛾虫丝的吐丝纤维加捻成束。在前者的情况下,获得除去了粘接物质的加捻蓑蛾虫丝。另一方面,在后者的情况下,获得由吐丝纤维构成的包含粘接物质的加捻蓑蛾虫丝。因此,可以不经过煮练工序直接作为包含粘接物质的丝利用,也可以根据需要进行煮练工序,制造除去了粘接物质的加捻蓑蛾虫丝。
本工序中,也可以与除蓑蛾虫丝以外的纤维、例如蚕丝等动物纤维、棉等植物纤维、聚酯等化学纤维、或人造丝等再生纤维等混合成束后搓捻。生产1根加捻蓑蛾虫丝的情况下,构成它的吐丝纤维和/或单纤维的根数没有特别限定。例如可以列举2~200条、4~150条、6~100条、8~50条、或10~30条的范围。
捻丝方法没有特别限定。可以通过该领域公知的捻丝方法进行。例如可以列举右捻(S捻)、左捻(Z捻)。捻的次数可以根据需要适当决定。在生产粗蓑蛾虫丝的情况下,也可以采用将加捻蓑蛾虫丝进一步多根合在一起的诸捻。捻丝作业除手工作业以外也可以利用捻丝机。
由本发明的生产方法得到的蓑蛾虫丝是长的,也可以将其纺成更长的蓑蛾虫丝。
2-3.效果
通过经由以上工序,能够将以往不可能生产的1m以上的长蓑蛾虫丝作为单纤维或作为聚集纤维生产。因此,也能够将本发明的长蓑蛾虫丝作为材料,单独或与其它纤维混合制造目前为止不可能的含有蓑蛾虫的脚手架丝的纺织布。蓑蛾虫丝的纺织布美观、润滑且抗拉强度优异。因此,长蓑蛾虫丝不仅有望制成衣服,而且与蜘蛛丝同样地有希望作为医疗材料、防护服等特殊材料,除此之外,也能够在高级布制品(例如常被施加强力摩擦的布艺的高级靠椅或沙发、帘或壁纸等)中利用。
根据本发明的长蓑蛾虫丝的生产方法,能够量产不包含叶片、枝片等夹杂物的1m以上的纯粹的蓑蛾虫来源的长脚手架丝。
3.长蓑蛾虫丝的生产装置
3-1.概要
本发明的第3方式是长蓑蛾虫丝的生产装置。本发明的生产装置的特征在于,具有为特定的宽度且能够系泊足部的线路作为必须构成要素。利用本发明的生产装置,能够容易地由蓑蛾虫获得长脚手架丝。
3-2.构成
本发明的生产装置具有线路作为必须构成要素。以下对于线路进行说明。
本说明书中所谓“线路”,是显示线状形态的蓑蛾虫用行走路。在此所说的“线状形态”是指具有相同或同程度的宽度的1条轨道状形态,其截面形状没有特别限定,可以列举圆形、近似圆形(包括椭圆形)、多变形(包括方形、近似方形)或它们的组合形状等。
线路的长度没有特别限定。由于蓑蛾虫沿着线路吐丝出脚手架丝,因而原则上线路越长能够采集越长的脚手架丝。但是,如果是本发明的第1方式的方法,即使使其以脚手架丝层叠在线路上的方式吐丝,也能够回收,因而也可以通过使其在线路上多次往返来采集线路的长度以上的脚手架丝。例如可以使线路形成闭环状、或具有使用的蓑蛾虫能够跨过的程度的间隙的开环状。这种情况下,蓑蛾虫围绕环状的线路旋转,因而即使线路是有限的长度,也能够获得长的丝。在此所说的闭环状或上述开环状,包括圆形形状、近似圆形形状、方形形状、近似方形形状、多边形形状、以及它们的组合。
在本说明书中线路不仅是蓑蛾虫系泊足部而支撑自重用的支撑构件,线状这样的形态与其宽度还是达到本发明的生产装置的目的的重要要件。即本发明的生产装置的线路以满足以下3个条件的方式构成。
第1条件是线状这样的形态。通过使蓑蛾虫的行走路为线状形态,从而蓑蛾虫向平面方向的自由移动受到限制,原则上仅能沿着线路的线方向移动。通过该线路的形态,能够一定程度控制蓑蛾虫的动作。
第2条件是线路的宽度与本发明的生产装置中应用的蓑蛾虫的足最大打开宽度相比更短。
本说明书中所谓“线路的宽度”,是指在线路中直接参与足部的系泊的部分的长度。这大概相当于线路的短轴长度。线路宽度的上限是小于本发明的生产装置中使用的蓑蛾虫的足最大打开宽度的长度。另一方面,下限只要蓑蛾虫能够系泊足部即可,没有特别限定。例如可以是厚度0.5mm左右的薄金属板的缘部。图5A中显示的线路中,截面的直径
Figure BDA0002321016900000171
相当于线路的宽度。
本说明书中所谓“蓑蛾虫的足最大打开宽度”,如图5B所示,是指蓑蛾虫将左右足部最大限地向左右展开时的宽度(W1和W2)。蓑蛾虫有左右3对足(前足、中足、后足),足最大打开宽度优选不是这其中最长的(宽的)足打开宽度,即优选为第二长的足打开宽度、或最短的足打开宽度。更优选为最短的(窄的)足打开宽度。图5B中,3对之中中足(ML)的足最大打开宽度(W1)最宽,后足的足最大打开宽度(W2)最短。因此,决定线路的宽度时蓑蛾虫的足最大打开宽度优选为前足或后足的足最大打开宽度,特别是作为后足的足最大打开宽度的W2。该足最大打开宽度根据蓑蛾的种类、雌雄、和蓑蛾虫的虫龄等而不同,但只要是同种的蓑蛾虫相同程度的虫龄,就大概在一定范围内。例如大蓑蛾的幼龄蓑蛾虫(约1~3龄)为2mm~4mm、或3mm~5mm、中龄蓑蛾虫(约4~5龄)为3mm~7mm、或4mm~8mm、以及近终龄或终龄蓑蛾虫为4mm~9mm、5mm~10mm、或6mm~12mm,另外茶大蓑蛾的幼龄蓑蛾虫(约1~3龄)为1.5mm~3.5mm、中龄蓑蛾虫为2.5mm~6mm、或3mm~7mm、以及近终龄或终龄蓑蛾虫为3.5mm~8mm、4mm~9mm、或5mm~10mm的范围内。因此,线路的宽度可以根据使用的蓑蛾虫的种类、虫龄或雌雄适当变更。由于与下面说明的足部的系泊的关系,因而线路的宽度优选比使用的蓑蛾虫种在各龄中的足最大打开宽度的范围之中最短的(窄的)长度更短。
另外,第3条件是蓑蛾虫能够将足部系泊在线路上。
作为“将足部系泊在线路上”的具体例,可以列举3对6只足部之中至少左右各1只以夹着线路的方式系泊的情况。例如图6A是从正上方拍摄拍摄由金属丝构成的线路(箭头)而得的图,蓑蛾虫用6只足部(箭头)夹入线路而系泊,沿粗箭头的方向移动。这种情况下,蓑蛾虫是相对于线路从下方悬挂的状态。本说明书中,将这样蓑蛾虫从下方悬挂的状态的情况,作为线路面朝向着下方。图6A中线路面是蓑蛾虫的腹部面对的面,从图中看不到。
另外,可以列举用左右任一侧的足部相对于线路以悬挂肩部的方式系泊的情况。例如图6B是从斜上方拍摄由金属板的缘部构成的线路(箭头)而得的图,蓑蛾虫将右侧3只足部(箭头)在线路上像钩那样悬挂并沿粗箭头的方向移动。这种情况下,蓑蛾虫是以悬挂肩部的方式相对于线路从侧方悬挂的状态。本说明书中,将这样蓑蛾虫从侧方悬挂的状态的情况,作为线路面朝向上方。图6B的情况下线路面相当于系泊蓑蛾虫的足部的面。
即使在线路的宽度比本发明的生产装置中应用的蓑蛾虫的足最大打开宽度更短的情况下,如果不能系泊蓑蛾虫,也不满足作为线路的要件。例如在线路作为滑面材料的板状构件的缘部构成的情况,例示出图7所示的A~F的形态等。作为前提A~F的线路的宽度均比蓑蛾虫的足最大打开宽度更短。其中A~C是线路面朝向上方的构成。A是板状构件与缘部(线路:701)没有凹凸的形态,B是线路在左右两面比板状构件的厚度更厚而形成凸部的形态,并且C是线路仅在一个面比板状构件的厚度更厚而形成凸部的形态。任一情况均能系泊蓑蛾虫。另一方面,D~F是线路面朝向下方的构成。D~F线路的构成分别以A~C的构成为基准。其中E和F由于线路构成凸部而能够系泊蓑蛾虫,但D中由于没有作为挂足点的凹凸,因而不能系泊。因此,在D这样构成的情况下,不满足能够系泊的要件。
线路的材料没有限定。例如可以利用金属、陶器(包括珐琅)、玻璃、石、树脂(包括合成树脂和天然树脂)、木质材料(包括枝、蔓、竹等)、纤维、骨、牙、或它们的组合。优选具有不会因蓑蛾虫的咬力而受到损伤的强度的材料。例如优选金属、陶器、玻璃、石等。另外,为了容易回收吐丝出的蓑蛾虫丝,优选蓑蛾虫丝所附着的部位是滑面材料。在此所说的“滑面材料”,是指像金属、玻璃、塑料这样通过加工而材料自身形成滑面的材料。另外,即使是像木质材料、纤维这样难以形成滑面的材料,能够通过用涂料等覆盖其表面形成滑面的材料也包含在本申请的线路的材料中。
含有线路的构件(线路构件)的形状没有限定。例如可以是像金属丝这样由线路的构件构成线路本身的线状或带状,或也可以是板状。在线路构件是板状的情况下,线路包含在其缘部。此时板状构件与缘部的材料可以相同,也可以不同。
对于线路的实施方式,用图8~10具体举例进行说明。图8是作为板状构件(801)的缘部构成的线路的例子。该图的线路(802)具有线路面朝向上方的闭环状形态。配置于该生产装置的线路的蓑蛾虫(803)原则上持续沿箭头方向移动。图9是由金属丝这样的线状构件构成的线路的例子。该图的线路(901)具有螺旋状形态。由于蓑蛾虫(902)有向上方移动的性质,因而如果在该装置的线路的下端配置蓑蛾虫,蓑蛾虫就会一边吐丝一边在向上方移动。在蓑蛾虫到达螺旋状线路的上端时,将装置上下翻转,蓑蛾虫的位置再次位于线状部的下端,因而蓑蛾虫能够持续连续吐丝。另外,图10是线路由环状线路与直线状线路的组合构成的例子。图10中,由金属丝这样的线状构件构成的两个闭环线路(1001、1002)由一条直线状的线路(1003)连接。蓑蛾虫(1004)沿箭头方向移动后,持续在装置内的线路往返和/或围绕装置内的线路旋转。
本发明的生产装置中的线路可以具有坡度。优选坡度是相对于水平面上方0度~70度或0度~50度、或者下方0度~70度或0度~50度的范围内。在此所说的上方和下方是线路面所朝向的方向。例如如图11所示,本发明的生产装置作为板状构件的缘部具有线路,在该线路面如图11A所示朝向上方的情况下,水平面与线路面的坡度(a)为0度~70度的范围。另外在线路面如图11B所示朝向下方的情况下,水平面与线路面的坡度(b)为0度~70度的范围。
3-3.效果
利用本发明的长蓑蛾虫丝的生产装置,能够容易地实施本发明的长蓑蛾虫丝的生产方法,通过使用该生产装置,能够容易地获得目前为止不能生产的1m以上的长蓑蛾虫的脚手架丝。
实施例
<实施例1:长蓑蛾虫丝的生产>
(目的)
通过本发明的长蓑蛾虫丝的生产方法,生产蓑蛾虫的脚手架丝。
(方法)
蓑蛾虫使用在茨城县筑波市内的果树园采集的大蓑蛾的终龄幼虫(n=50)。长蓑蛾虫丝的生产使用本发明的长蓑蛾虫丝的生产装置。生产装置使用近似方形的金属罐。在相当于该金属罐侧面的板状构件的上方,作为缘部,具有线路面朝向上方的宽度1.7mm、周长1.1m的闭环线路。在该金属罐的容器内底部配置1只蓑蛾虫。确认蓑蛾虫到达线路、一边在线路上吐丝一边围绕线路旋转后,直接放置2天(吐丝工序)。2天后,将蓑蛾虫从装置中回收、除去,用剥离器剥离在线路上层叠的蓑蛾虫丝(脚手架丝),回收近似方形环状的蓑蛾虫丝的束(丝束)(回收工序)。计算出构成得到的丝束的吐丝纤维的根数并且由线路的周长计算吐丝出来的脚手架丝的长度。接着,对附着于蓑蛾虫丝的粘接性物质进行煮练。煮练条件为在0.05mol/L的碳酸钠水溶液中煮沸15分钟后,与新的水溶液交换后,再次煮沸15分钟(煮练工序)。在合计30分钟的煮练处理后,用纯水充分洗涤蓑蛾虫丝后风干。将煮练后得到的150根以上蓑蛾虫丝(单纤维)用手搓捻,制作蓑蛾虫丝的生丝(捻丝工序)。使用该蓑蛾虫丝的生丝编成经丝和纬丝,制作由蓑蛾虫丝构成的纺织布。
(结果)
其后在容器内底部配置的蓑蛾虫自发地爬上壁面,在到达位于壁面上部的闭环线路后,一边沿着线路连续吐丝,一边按相同方向持续围绕线路旋转。蓑蛾虫一边吐丝一边绕1.1m的线路旋转一周所需要的时间约为5分30秒~约7分30秒。由该结果可明确,大蓑蛾的终龄幼虫能够以150mm~200mm/min(1100mm/7.5min~1100mm/5.5min)左右的速度吐丝。该吐丝速度可与蚕的吐丝速度(300~400mm/min)的约1/2匹敌(小松计一,1997,“シルクへの招待”,サイエンスハウス,p20)。
图12显示将在回收工序之后得到的蓑蛾虫丝的束卷绕在绕线筒(a)或画笔的柄(b和c)上的状态。通过以往技术甚至难以回收50cm的巢丝的吐丝纤维,但通过本发明的长蓑蛾虫丝的生产方法,能够由蓑蛾虫获得长的脚手架丝。
图13A是用体视显微镜观察回收工序之后得到的蓑蛾虫丝的束的图。通过该图可确认得到的蓑蛾虫的脚手架丝均在相同方向基本并行,没有彼此复杂地相互缠绕。另外,图的丝束是在回收工序之后从线路上剥离、回收后的状态。虽然难以正确地计算出构成丝束的吐丝纤维的根数,但估计最少由150根以上构成。该结果意味着蓑蛾虫一边吐丝一边围绕闭环线路旋转了最低150次。由于线路的全长为1.1m,因而通过本发明的长蓑蛾虫丝的生产方法,保守估计,也能够生产至少165m以上(1.1m×150)的蓑蛾虫的脚手架丝。鉴于通过以往技术稳定地获得1m以上的蓑蛾虫丝几乎是不可能的,该结果证实了本发明的长蓑蛾虫丝的生产方法的显著效果。通过将条件最优化,使蓑蛾虫吐丝更长时间,能够获得更加长的蓑蛾虫丝。
另外,由于本工序中得到的蓑蛾虫丝是从金属制的线路回收的脚手架丝,因而是完全不包含叶片、枝片的纯粹的蓑蛾虫丝。此外,由于该工序中得到的蓑蛾虫丝残留有丝胶蛋白样的粘接物质,因而形成一些起毛的状态。
图13B是用体视显微镜观察煮练工序之后的蓑蛾虫丝的束的图。可确认通过煮练粘接物质被完全除去,不再起毛,成为仅单纤维的状态。
图13C是观察捻丝工序之后的蓑蛾虫丝的图。可确认通过加捻制成与通常的蚕丝同样艳丽且强韧的生丝。
图13D是将捻丝后的蓑蛾虫丝编织制作成的纺织布的放大图。证实了通过本发明的长蓑蛾虫丝的生产方法,能够使用目前为止不可能的蓑蛾虫丝制作纺织布。
<实施例2:蓑蛾虫的连续吐丝行动的验证>
(目的)
蓑蛾虫在其性质上、至少移动时吐丝出脚手架丝。因此,只要在线路上移动,就会持续进行连续吐丝,这相当于本发明中得到的蓑蛾虫丝的单纤维的长度。于是,验证了通过本发明的长蓑蛾虫丝的生产装置蓑蛾虫能够连续吐丝几小时。
(方法)
蓑蛾虫使用从农业食品产业技术综合研究机构用地内的树木采集到的茶大蓑蛾的终龄幼虫(n=8)。生产装置使用具有宽度0.85mm、周长235mm的闭环线路的直径
Figure BDA0002321016900000232
的不锈钢培养皿。在该不锈钢培养皿的底部配置1只蓑蛾虫后,测量从蓑蛾虫开始在线路上移动的时间点到停止的时间。
(结果)
将测量的连续吐丝时间和吐丝长示于表1。
表1
Figure BDA0002321016900000231
可明确茶大蓑蛾的蓑蛾虫一边在线路上不间断地移动34小时~51小时,一边持续吐丝出脚手架丝。即可知,通过使用本发明的长蓑蛾虫的生产装置,不需要特别的条件、作业,即使没有摄食、休息地,也能够连续吐丝约1天半~约2天。
与实施例1同样地从吐丝工序之后的线路获得与线路基本平行的丝束。可明确由生产装置中的线路的周长计算出的蓑蛾虫丝的长度达306m~459m。
此外,由绕不锈钢培养皿的线路旋转一周所需要的时间,可明确茶大蓑蛾的终龄幼虫能够以与大蓑蛾的终龄幼虫基本相同的速度吐丝。
<实施例3:蓑蛾虫丝的力学特性的验证>
(目的)
验证蓑蛾虫丝的力学特性。
(方法)
蓑蛾虫丝使用煮练前的吐丝纤维(双丝)。脚手架丝使用在实施例1的回收工序之后得到的吐丝纤维的一部分(n=9)。另外巢丝使用从大蓑蛾的终龄幼虫的巢的最内层采丝而得的丝(n=5)。巢丝是切开大蓑蛾的巢,从最内层表面通过手工作业采丝了约30mm的试样。
使用各个蓑蛾虫丝进行拉伸试验,对于初始弹性模量、断裂强度、断裂伸长率、和韧性的四项力学特性进行评价。在此,初始弹性模量相当于在拉伸试样时满足力与变形量成比例的关系、即胡克定律的变形区域中的比例常数,作为应力应变曲线的初始坡度的斜率给出。一般数值越大,相对于拉伸应力的变形越小,越意味着更硬的性质。另外,断裂强度是指直到就要断裂之前的应力。一般数值越大,越意味着能耐受更强的应力。此外断裂伸长率是指到达断裂的伸长率。一般数值越大,越意味着更良好地伸长。并且,韧性意味着直到断裂所需要的功(能量),以应力应变曲线的面积给出。一般数值越大,越意味着更难切断。
测定通过拉伸试验机(SHIMADZU Co.,EZ Test)使用5N的称重传感器进行。测定条件为卡盘间距离(初始试样长):13mm,拉伸速度:10mm/min,测定环境:室温25℃、湿度30%。
通过转换成拉伸试验测得的值除以蓑蛾虫丝中的单纤维的剖面积而得的应力,制作应力应变曲线,对于上述四项进行评价。单纤维的剖面积按以下方式计算。从蓑蛾虫吐丝出来的脚手架丝和巢丝用扫描型电子显微镜(SEM)观察时,均显示如图3中所示的两根扁平单纤维(单丝)在纤维的长轴方向通过粘接物质而粘结的形态。如图3B中所示,单纤维的截面是椭圆形,评价该椭圆长轴的半径a与椭圆短轴的半径b之比的值(a/b)的结果是,脚手架丝和巢丝都没有区别,为a/b=1.67±0.12(n=15)。通过光学显微镜(KEYENCE,BZ-X700)对测定所使用的试样逐个测定构成蓑蛾虫丝的两根单纤维的椭圆长轴半径a,在假定都是a/b=1.67的椭圆状截面的前提下,根据椭圆面积的公式(A=πab)计算出各单纤维的剖面积。
(结果)
将计算出的各力学特性值示于表2。该表中显示了从参考文献中引用的茶大蓑蛾来源的蓑蛾虫丝、蚕蛾来源的蚕丝、以及大腹园蛛来源的蜘蛛丝中的力学特性值作为对照用。对照用的各力学特性值的计算方法与本实施方式的各力学特性值的计算条件相同。
表2
Figure BDA0002321016900000251
(参考文献)
*1:大崎茂芳,2002,繊維学会誌(繊維と工業),58:74-78
*2:Gosline J.M.et al.,1999,202,3295-3303
如表1所示,可明确大蓑蛾来源的蓑蛾虫丝至少存在脚手架丝和巢丝两种,各自的力学特性不同。另外可明确对于初始弹性模量、断裂强度、以及韧性的力学特性值,脚手架丝比巢丝更高。
另一方面,大蓑蛾的蓑蛾虫丝、特别是脚手架丝与蚕蛾来源的蚕丝、大腹园蛛来源的蜘蛛丝相比较,具有极其优异的力学特性。例如对于大蓑蛾蓑蛾虫的脚手架丝,弹性模量是蚕丝的约5倍、另外是蜘蛛丝的3倍以上,断裂强度是蚕丝的3倍以上、另外是蜘蛛丝的约2倍,韧性是蚕丝的4倍以上、另外是蜘蛛丝的1.7倍以上。另外,断裂伸长率是蚕丝的1.3倍以上、另外是与蜘蛛丝基本匹敌的值。
本说明书中引用的全部出版物、专利和专利申请均直接通过引用而纳入本说明书中。

Claims (21)

1.使蓑蛾虫吐丝出长的丝的方法,所述方法包括:使保持有巢的所述蓑蛾虫的足部系泊在线路上,并使所述蓑蛾虫沿着所述线路连续吐丝的工序,
所述线路是宽度小于使用的所述蓑蛾虫的左右足最大打开宽度、且能够系泊所述蓑蛾虫的足部的线路。
2.根据权利要求1所述的方法,所述线路是闭环状或具有一个以上所述蓑蛾虫能够跨过的间隙的开环状。
3.根据权利要求1或2所述的方法,所述线路具有上方0度~70度或下方0度~70度的坡度。
4.根据权利要求1或2所述的方法,连续吐丝的丝的长度是1m以上。
5.长蓑蛾虫丝的生产方法,所述方法包括吐丝工序和回收工序,
所述吐丝工序是使保持有巢的所述蓑蛾虫的足部系泊在线路上,并使所述蓑蛾虫沿着所述线路连续吐丝的工序,所述线路是宽度小于使用的所述蓑蛾虫的左右足最大打开宽度、且能够系泊所述蓑蛾虫的足部的线路,
所述回收工序是在所述吐丝工序之后从所述线路回收长丝的工序。
6.根据权利要求5所述的方法,进一步包括在所述回收工序的同时或回收工序之后对长丝进行煮练的煮练工序。
7.根据权利要求5所述的方法,进一步包括对所述回收工序之后的丝进行搓捻的捻丝工序。
8.根据权利要求6所述的方法,进一步包括对所述煮练工序之后的丝进行搓捻的捻丝工序。
9.根据权利要求5~8中任一项所述的方法,所述线路是闭环状或具有一个以上所述蓑蛾虫能够跨过的间隙的开环状。
10.根据权利要求5~8中任一项所述的方法,所述线路具有上方0度~70度或下方0度~70度的坡度。
11.根据权利要求5~8中任一项所述的方法,使用的所述蓑蛾虫是终龄。
12.根据权利要求5~8中任一项所述的方法,连续吐丝的丝的长度是1m以上。
13.由蓑蛾虫不间断地吐丝的、具有连续的1m以上的长度的蓑蛾虫的脚手架丝。
14.根据权利要求13所述的丝,是单纤维。
15.通过权利要求5~12中任一项所述的长蓑蛾虫丝的生产方法生产而得的丝。
16.包含权利要求13或14所述的丝的纺织布。
17.长蓑蛾虫丝的生产装置,所述装置具备宽度小于使用的蓑蛾虫的左右足最大打开宽度、且能够系泊所述蓑蛾虫的足部的线路。
18.根据权利要求17所述的生产装置,所述线路由滑面材料构成。
19.根据权利要求17或18所述的生产装置,所述线路由板状构件的缘部构成。
20.根据权利要求17或18所述的生产装置,所述线路是闭环状或具有一个以上所述蓑蛾虫能够跨过的宽度的间隙的开环状。
21.根据权利要求17或18所述的生产装置,所述线路具有上方0度~70度或下方0度~70度的坡度。
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