JP7334995B2 - 長尺ミノムシ絹糸の生産方法及びその生産装置 - Google Patents
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(2)前記線状路が閉環状又は前記ミノムシが横断可能な間隙を一以上有する開環状である、(1)に記載の方法。
(3)前記線状路が上方0度~70度又は下方0度~70度の勾配を有する、(1)又は(2)に記載の方法。
(4)連続して吐糸させる絹糸の長さが1m以上である、(1)~(3)のいずれかに記載の方法。
(5)長尺ミノムシ絹糸を生産する方法であって、使用するミノムシの左右最大開脚幅未満の幅で、かつ脚部を係止可能な線状路に、巣を保持した前記ミノムシの脚部を係止させて前記線状路に沿って連続して吐糸させる吐糸工程、及び前記吐糸工程後に前記線状路から長尺絹糸を回収する回収工程を含む前記方法。
(6)前記回収工程と同時に又は回収工程後に長尺絹糸を精練する精練工程をさらに含む、(5)に記載の方法。
(7)前記回収工程後又は精練工程後の絹糸を撚る撚糸工程をさらに含む、(5)又は(6)に記載の方法。
(8)前記線状路が閉環状又は前記ミノムシが横断可能な間隙を一以上有する開環状である、(5)~(7)のいずれかに記載の方法。
(9)前記線状路が上方0度~70度又は下方0度~70度の勾配を有する、(6)~(8)のいずれかに記載の方法。
(10)使用する前記ミノムシが終齢である、(5)~(9)のいずれかに記載の方法。(11)連続して吐糸させる絹糸の長さが1m以上である、(5)~(10)のいずれかに記載の方法。
(12)連続した1m以上の長さを有するミノムシ由来の絹糸。
(13)単繊維である、(12)に記載の絹糸。
(14)(5)~(11)のいずれかに記載の長尺ミノムシ絹糸を生産する方法で生産された絹糸、又は(12)又は(13)に記載の絹糸を含む織布。
(15)長尺ミノムシ絹糸の生産装置であって、使用するミノムシにおける左右最大開脚幅未満の幅で、かつ脚部を係止可能な線状路を備えた前記装置。
(16)前記線状路が滑面素材で構成される、(15)に記載の生産装置。
(17)前記線状路が板状部材の縁部で構成される、(15)又は(16)に記載の生産装置。
(18)前記線状路が閉環状又は前記ミノムシが横断可能な幅の間隙を一以上有する開環状である、(15)~(17)のいずれかに記載の生産装置。
(19)前記線状路が上方0度~70度又は下方0度~70度の勾配を有する、(15)~(18)のいずれかに記載の生産装置。
1-1.概要
本発明の第1の態様は、ミノムシに長尺絹糸を吐糸させる方法である。本発明の方法は、特定の幅を有し、かつミノムシの脚部を係止可能な線状路に、巣を保持したミノムシの脚部を係止させて、前記線状路に沿って連続して吐糸させる工程を含む。本発明の方法によれば、従来不可能と考えられていたメートル級の長さの絹糸をミノムシに自発的に吐糸させることができる。
本明細書で頻用する用語について、以下の通り定義する。
「ミノムシ」とは、前述のようにチョウ目(Lepidoptera)ミノガ科(Psychidae)に属する蛾の幼虫の総称をいう。ミノガ科の蛾は世界中に分布するが、いずれの幼虫(ミノムシ)も全幼虫期を通して、自ら吐糸した絹糸で葉片や枝片等の自然素材を綴り、それらを纏った巣の中で生活している。巣は全身を包むことのできる袋状で、紡錘形、円筒形、円錐形等の形態をなす。ミノムシは、通常、この巣の中に潜伏しており、摂食時や移動時も常に巣と共に行動し、蛹化も原則として巣の中で行われる。
本発明の方法は、吐糸工程を必須の工程として含む。
「吐糸工程」とは、ミノムシの活動条件下で、巣を保持したミノムシの脚部を線状路に係止させて、その線状路に沿って連続して吐糸させる工程である。線状路の構成については、後述する第3態様の「長尺ミノムシ絹糸の生産装置」で詳述するので、ここでの具体的な説明については省略する。
本発明のミノムシに長尺の絹糸を吐糸させる方法によれば、ミノムシに連続的に吐糸させることができる。この方法によって、これまで生産が不可能とされてきた実用化レベルの長尺なミノムシ絹糸で、かつより強靭な足場絹糸を量産することができる。
2-1.概要
本発明の第2の態様は、長尺ミノムシ絹糸を生産する方法である。本発明の生産方法によれば、従来取得が困難であった長尺のミノムシの足場絹糸を容易、かつ安定的に、そして大量に生産することができる。本発明の生産方法は、例えば、第3態様に記載の長尺ミノムシ絹糸の生産装置を用いて実施することができる。
本発明の生産方法のフローを図4に示す。本発明の生産方法は、必須工程として吐糸工程(S401)及び回収工程(S402)を含む。また選択工程として、精練工程(S403)及び/又は撚糸工程(S404)を含む。図4では、回収工程(S402)後に精練工程(S403)を行い、その後、撚糸工程(S404)を経る基本フローを示しているが、選択工程に関しては、基本フローに限定されない。例えば、後述するように、精練工程(S403)は回収工程(S402)と同時に行うこともでき、また撚糸工程(S404)は回収工程(S402)後、精練工程(S403)に先立ち行うこともできる。以下、各工程について具体的に説明をする。
「吐糸工程」は、ミノムシの活動条件下において、特定の幅を有し、かつ使用するミノムシの脚部を係止可能な線状路に、巣を保持したミノムシの脚部を係止させて線状路に沿って連続して吐糸させる工程である。
「回収工程」は、吐糸工程後の線状路からミノムシを回収、除去した後、線状路上に付着した長尺のミノムシ絹糸の束を回収する工程である。本工程でミノムシから取得する足場絹糸は、セリシン様の接着物質によって、線状路上に付着した吐糸繊維である。回収方法は、回収時にミノムシ絹糸を断裂させない方法であれば、特に限定しない。例えば、ミノムシ絹糸を線状路から剥離器等を用いて物理的に剥離することによって回収することができる。特に線状路表面が滑面の場合や、吐糸工程前の線状路表面に剥離剤が予め塗布されていれば、剥離は容易である。この方法によれば、線状路に沿ったほぼ平行なミノムシ絹糸の吐糸繊維を回収することができる。
「精練工程」は、長尺絹糸を精練する工程である。「精練」とは、吐糸後の絹糸(吐糸繊維)からセリシン様の接着物質を除去し、単繊維を得ることをいう。通常は、前記回収工程後に行われるが、前述のように回収工程と同時に行うこともできる。また、後述するように、本工程に先立ち、撚糸工程が回収工程後に行われた場合には、撚糸工程後に行うこともできる。本工程は、選択工程であり、必要に応じて行えばよい。
「撚糸工程」は、回収工程後、又は精練工程後に得られたミノムシ絹糸を撚る工程である。「撚糸」とは、糸に撚りをかけることをいう。本工程では、複数本のミノムシ絹糸の吐糸繊維及び/又は単繊維を撚ることで、強靭性を備えたミノムシ生糸を製造する。
以上の工程を経ることによって、従来生産が不可能とされてきた1m以上の長尺ミノムシ絹糸を単繊維として、又は集合繊維として、生産することができる。したがって、本発明の長尺ミノムシ絹糸を材料として、単独で、又は他の繊維と混合して、これまで不可能だったミノムシの足場絹糸を含む織布を製造することも可能となる。ミノムシ絹糸の織布は、美しく、滑らかで、かつ引っ張り強度に優れている。したがって、長尺ミノムシ絹糸は、衣服のみならず、クモ糸と同様に医療素材や防護服などの特殊素材として有望である他、高級布製品(例えば、強い摩擦が加わる布張りの高級座椅子やソファー、カーテン、又は壁紙等)にも利用することができる。
3-1.概要
本発明の第3の態様は、長尺ミノムシ絹糸の生産装置である。本発明の生産装置は、必須の構成要素として、特定の幅で、かつ脚部を係止可能な線状路を備えることを特徴とする。本発明の生産装置によれば、ミノムシから長尺足場絹糸を容易に得ることができる。
本発明の生産装置は、必須の構成要素として線状路を備える。以下、線状路について説明をする。
「線状路に脚部を係止」する具体例としては、3対6本の脚部のうち少なくとも左右1本ずつで線状路を挟み込むように係止する場合が挙げられる。例えば、図6Aは針金で構成された線状路(矢印)を真上から撮影した図であるが、ミノムシは線状路を下から6本の脚部(矢頭)で挟み込んで係止し、太矢印の方向に移動している。この場合、ミノムシは線状路に対して下方からぶら下がった状態となっている。本明細書では、このようにミノムシが下方からぶら下がる状態の場合、線状路面は下方を向いているとする。図6Aでは、線状路面はミノムシの腹部が面する面であり、図からは死角となっている。
本発明の長尺ミノムシ絹糸の生産装置によれば、本発明の長尺ミノムシ絹糸の生産方法を容易に実施することが可能であり、この生産装置を用いることで、これまでに生産することができなかった1m以上の長尺ミノムシの足場絹糸を容易に得ることができる。
(目的)
本発明の長尺ミノムシ絹糸の生産方法により、ミノムシの足場絹糸を生産する。
ミノムシは、茨城県つくば市内の果樹農園で採集したオオミノガの終齢幼虫を使用した(n=50)。長尺ミノムシ絹糸の生産には、本発明の長尺ミノムシ絹糸の生産装置を用いた。生産装置には、略方形の金属缶を使用した。この金属缶の側面に相当する板状部材の上方には、縁部として、線状路面が上方を向いた幅1.7mm、周長1.1mの閉環線状路を備えている。この金属缶の容器内底部にミノムシ1頭を配置した。ミノムシが線状路に達し、線状路上に吐糸しながら周回するのを確認した後、そのまま2日間放置した(吐糸工程)。2日後、ミノムシを装置から回収、除去し、線状路上に積層されたミノムシ絹糸(足場絹糸)を剥離器で剥離して、略方形環状のミノムシ絹糸の束(絹糸束)を回収した(回収工程)。得られた絹糸束を構成する吐糸繊維の本数と線状路の周長から吐糸された足場絹糸の長さを算出した。続いて、ミノムシ絹糸に付着する接着性物質を精練した。精練条件は、0.05mol/Lの炭酸ナトリウム水溶液で15分間煮沸した後、新たな水溶液と交換後、再度15分間煮沸した(精練工程)。合計30分の精練処理後に、ミノムシ絹糸を純水で十分に洗浄した後、風乾した。精練後に得られた150本以上のミノムシ絹糸(単繊維)を手で撚り、ミノムシ絹糸の生糸を作製した(撚糸工程)。このミノムシ絹糸の生糸を経糸及び緯糸に用いて編み、ミノムシ絹糸からなる織布を作製した。
容器内底部に配置したミノムシは、その後、自発的に壁面を登り、壁面上部に位置する閉環線状路に達した後には、線状路に沿って連続して吐糸しながら、同方向に周回し続けた。1.1mの線状路をミノムシが吐糸しながら1周するのに要した時間は、約5分30秒~約7分30秒であった。この結果から、オオミノムシの終齢幼虫は、150mm~200mm/min(1100mm/7.5min~1100mm/5.5min)程度の速度で吐糸できることが明らかになった。この吐糸速度は、カイコのそれ(300~400mm/min)の約1/2に匹敵する(小松計一, 1997,「シルクへの招待」, サイエンスハウス, p20)。
(目的)
ミノムシは、その性質上、少なくとも移動時には足場絹糸を吐糸する。したがって、線状路を移動している限り、連続して吐糸をし続けていることになり、それはまた、本発明で得られるミノムシ絹糸の単繊維の長さに相当する。そこで、本発明の長尺ミノムシ絹糸の生産装置でミノムシが連続して何時間吐糸できるかを検証した。
ミノムシは、農業・食品産業技術総合研究機構の敷地内の樹木から採集したチャミノガの終齢幼虫を使用した(n=8)。生産装置には、幅0.85mm、周長235mmの閉環線状路を備えた直径75mmφのステンレスシャーレを使用した。このステンレスシャーレの底部にミノムシ1頭を配置した後、ミノムシが線状路上を移動開始した時点から停止するまでの時間を計測した。
計測した連続吐糸時間と吐糸長を表1に示す。
(目的)
ミノムシ絹糸の力学的特性を検証する。
ミノムシ絹糸は、精練前の吐糸繊維(ジフィラメント)を用いた。足場絹糸には、実施例1の回収工程後に得られた吐糸繊維の一部を使用した(n=9)。また、巣絹糸には、オオミノガの終齢幼虫の巣の最内層から採糸した絹糸を使用した(n=5)。巣絹糸は、オオミノガの巣を切り開き、最内層表面より約30mmの試料を手作業で採糸した。
算出された各力学特性値を表2に示す。この表では、対照用として参考文献から引用したチャミノガ由来のミノムシ絹糸、カイコガ由来のカイコ絹糸、及びオニグモ由来のクモ糸における力学特性値を示している。対照用の各力学特性値の算出方法は、本実施形態の各力学特性値の算出条件と同じである。
Claims (10)
- 連続した1m以上の長さを有するミノムシ由来の単繊維からなる絹糸。
- 前記長さが1.5m以上である、請求項1に記載の絹糸。
- 前記長さが2m以上である、請求項1に記載の絹糸。
- 前記長さが3m以上である、請求項1に記載の絹糸。
- 前記長さが4m以上である、請求項1に記載の絹糸。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載の絹糸を含む織布。
- 使用するミノムシの左右最大開脚幅未満の幅で、かつ脚部を係止可能な線状路に、巣を保持した前記ミノムシの脚部を係止させて前記線状路に沿って連続して1m以上の長尺絹糸を吐糸させる吐糸工程、及び前記吐糸工程後に前記線状路から前記長尺絹糸を回収する回収工程を含む長尺ミノムシ絹糸を生産する方法で生産された絹糸を含む織布。
- 前記方法において、前記回収工程後の絹糸を撚る撚糸工程をさらに含む、請求項7に記載の織布。
- 前記線状路が閉環状又は前記ミノムシが横断可能な間隙を一以上有する開環状である、請求項7に記載の織布。
- 前記吐糸工程で使用するミノムシが終齢である、請求項7に記載の織布。
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