KR102383930B1 - 장척 도롱이벌레 견사의 생산 방법 및 그 생산 장치 - Google Patents

Abstract

잎조각이나 가지조각 등의 협잡물을 포함하지 않는 순수하며 또한 장척인 도롱이벌레 견사를 생산하는 방법 및 그 생산 방법을 실현하기 위한 장치를 개발하는 것을 과제로 한다. 사용하는 도롱이벌레의 좌우 최대 개각 폭 미만의 폭이며 또한 다리부를 걸어 고정할 수 있는 선형로에, 둥지를 유지한 상기 도롱이벌레의 다리부를 걸어 고정하게 하여 상기 선형로를 따라 연속해서 토사하게 하는 토사 공정, 및 상기 토사 공정 후에 상기 선형로로부터 장척 견사를 회수하는 회수 공정을 포함하는 장척 도롱이벌레 견사의 생산 방법을 제공한다.

Description

장척 도롱이벌레 견사의 생산 방법 및 그 생산 장치

본 발명은, 주머니 나방과에 속하는 나방의 유충, 즉 도롱이벌레에 유래하는 장척 견사를 생산하는 방법 및 그 생산 장치 등에 관한 것이다.

곤충의 고치를 구성하는 실이나 포유동물의 털은, 옛날부터 동물섬유로서 의류 등에 이용되어 왔다. 특히 누에 나방(Bombyx mori)의 유충인 누에 유래의 견사(본 명세서에서는 종종 「누에 견사」라고 표기함)는, 흡방습성이나 보습성 및 보온성이 우수하고, 또한 독특한 광택과 매끄러운 촉감을 갖기 때문에 현재도 고급 천연 소재로서 귀하게 여겨지고 있다.

그러나, 자연계에는 누에 견사에 필적하거나 또는 그 이상의 특성을 갖는 동물섬유가 존재한다. 최근 그와 같은 우수한 특성을 갖는 동물섬유를 새로운 천연 소재로서 활용하기 위해서 그 탐색이나 연구가 진행되고 있다.

그 하나로서 주목을 받고 있는 것이 거미 유래의 실(본 명세서에서는 종종 「거미실」이라고 표기함)이다. 거미실은, 유연성이나 신축성 및 폴리스티렌의 5∼6배에 달하는 높은 탄성력을 갖고 있어, 수술용 봉합사 등의 의료 소재 및 방재 로프·방호복 등의 특수 소재로서 기대되고 있다(비특허문헌 1 및 2). 그러나, 거미실은, 거미의 대량 사육이나 거미로부터 대량의 실을 채취하기 어렵기 때문에 양산을 할 수 없고, 또 생산 비용도 높다고 하는 문제가 있었다. 현재, 이 문제는 유전자 재조합 기술을 이용하여, 누에나 대장균에게 거미실을 생산하게 함으로써 해결이 시도되고 있다(특허문헌 1 및 비특허문헌 2). 단, 거미실의 생산에 사용하는 누에나 대장균은 유전자 재조합체이므로, 소정의 설비를 갖춘 시설 내에서밖에 사육이나 배양을 할 수 없어, 유지 관리의 부담이 크다고 하는 문제를 동반한다. 또한, 대장균 내에서 발현시킨 거미실 단백질은 액상이기 때문에, 섬유로 변환시킬 필요가 있어, 그 만큼 공정수가 많아진다고 하는 문제도 있다. 더구나, 유전자 재조합 누에가 토사(吐絲)하는 거미실은, 현단계에서는 누에 견사에 수% 혼재된 상태에 지나지 않으며, 거미실의 특성을 100% 활용할 수 있는 100% 거미실로서 얻을 수 없다고 하는 문제가 있다.

그런데 도롱이벌레(basket worm, 별명 "bag worm")라는 곤충이 존재한다. 도롱이벌레는 나비목(Lepidoptera) 주머니 나방과(Psychidae)에 속하는 나방 유충의 총칭이며, 통상은 잎조각이나 가지조각을 실로 얽은 방추형 또는 원통형의 둥지(bag nest)(도 1) 속에 숨어 있고, 섭식 시에도 둥지와 함께 이동하는 등, 전체 유충기를 둥지와 함께 생활하는 것이 알려져 있다. 겨울철에 낙엽진 나무의 가지 끝에 도롱이벌레의 둥지가 매달려 있는 광경은, 겨울의 풍물시가 되는 등, 사람들에게도 옛부터 친숙한 곤충이다.

이 도롱이벌레 유래의 실(본 명세서에서는 종종 「도롱이벌레 견사」라고 표기함)은, 누에 견사나 거미실보다도 역학적으로 우수한 특성을 갖는다. 예컨대 탄성률에 관해서, 차주머니 나방(Eumeta minuscula)의 도롱이벌레 견사는, 누에 견사의 3.5배, 무당거미(Nephila clavata)의 거미실의 2.5배에나 이르러, 매우 강한 강도를 자랑한다(비특허문헌 1 및 3). 또한, 도롱이벌레 견사의 단섬유에 있어서의 단면적은, 누에 견사의 단섬유의 그것의 1/7 정도밖에 안되기 때문에, 섬세하고 매끄러운 촉감을 가져, 얇고 가벼운 천을 제작하는 것이 가능하다. 더구나, 도롱이벌레 견사는 누에 견사와 동등하거나 그 이상의 광택과 윤기를 구비한다.

사육면에서도 도롱이벌레는 누에보다도 우수한 점을 갖는다. 예컨대 누에는, 원칙으로서 뽕나무(뽕나무속(Morus)에 속하는 종이며, 예컨대 산상(M. bombycis), 백상(M. alba) 및 노상(M. lhou) 등을 포함함)의 생엽만을 식이로 하기 때문에, 사육 지역이나 사육 시기는 뽕나무 잎의 공급지나 뽕나무의 개엽기(開葉期)에 좌우된다. 한편, 도롱이벌레는 광식성이며, 먹이 잎에 대한 특이성이 낮고, 많은 종류가 다양한 수종의 잎을 식이로 할 수 있다. 따라서, 먹이 잎의 입수가 용이하고, 사육 지역을 가리지 않는다. 또한, 종류에 따라서는 상록수의 잎도 먹이 잎으로 할 수 있기 때문에, 낙엽수인 뽕나무와 달리 일년내내 먹이 잎의 공급이 가능하게 된다. 게다가, 도롱이벌레는 누에보다도 사이즈가 작기 때문에, 사육 공간이 누에와 동등 이하이면 충분하여, 대량 사육도 용이하다. 따라서, 누에와 비교하여 사육 비용을 대폭 억제할 수 있다.

또한, 생산성에 있어서도 도롱이벌레는 누에보다도 우수한 점을 갖는다. 예컨대 누에는 고치짓기(營繭) 시에만 대량으로 토사하며, 고치짓기는 전 유충에서 같은 시기에 이루어진다. 그 때문에 채사(採絲) 시기가 겹쳐, 노동기가 집중되어 버린다고 하는 문제가 있다. 한편, 도롱이벌레는 유충기 내내 둥지짓기(營巢) 시나 이동 시에 토사를 반복하고 있다. 그 때문에 채사 시기를 인위적으로 조정함으로써 노동기를 분산할 수 있다고 하는 이점이 있다. 또한, 도롱이벌레 견사는 야생형 도롱이벌레로부터의 직접 채취가 가능하고, 거미실의 생산과 같이 유전자 재조합체의 제작이나 유지 관리를 필요로 하지 않는다.

이상과 같이, 도롱이벌레 견사는 종래의 동물섬유를 넘는 특성을 가지며, 또한 생산 상에서도 유리한 점이 많기 때문에, 매우 유망한 신규 천연 소재가 될 수 있다.

그런데, 도롱이벌레 견사에는 실용화에 있어서, 불가피하며 또한 해결하기 어려운 몇 가지의 큰 문제가 있다. 가장 큰 문제는 도롱이벌레로부터는 장척 단섬유를 얻을 수 없다고 하는 점이다. 누에의 경우, 고치짓기는 연속 토사에 의해서 이루어지기 때문에, 고치를 정련하여 조사(繰絲)하면, 비교적 용이하게 장척 섬유를 얻을 수 있다. 한편, 도롱이벌레는 유충기에 생활하고 있었던 둥지 안에서 번데기화하기 때문에, 번데기화하기 전에 새롭게 고치짓기 행동을 하지 않는다. 또한, 도롱이벌레의 둥지는 원칙적으로 초령일 때부터 성장함에 따라 증설되기 때문에, 둥지에는 신구의 견사가 혼재되어 있다. 아울러, 도롱이벌레의 둥지의 장축에 있어서의 한쪽의 말단에는, 도롱이벌레가 머리 부분 및 가슴 부분의 일부를 노출시켜, 이동이나 섭식을 하기 위한 개구부가 존재하고(도 2의 A: 굵은 화살표), 다른 쪽의 말단에도 똥 등을 배설하기 위한 배설 구멍이 존재한다. 즉, 항상 2개의 구멍이 존재하기 때문에, 견사가 둥지 내에서 단편화되어 불연속으로 되어 있다. 이와 같이, 도롱이벌레의 둥지 자체가 비교적 짧은 견사가 서로 얽혀 구성되어 있기 때문에, 통상의 방법으로는 둥지로부터 장척 섬유를 얻을 수 없다. 또한, 도롱이벌레의 둥지는 최외층, 중간층 및 최내층의 3층으로 구성되는데, 최외층 및 중간층에는 다량의 접착 물질이 포함되어, 정련을 반복하더라도 완전히 제거하기가 어렵다. 기존의 기술로는 접착 물질이 없는 최내층으로부터만 방적할 수 있는데, 그 최내층으로부터도 겨우 50 cm 미만의 견사를 얻을 수 있는 것에 불과하다.

또한 도롱이벌레는, 가지 등으로부터의 낙하를 방지하기 위해, 도 2의 A에 도시하는 것과 같이 다리 걸개가 되는 실을 지그재그형으로 토사하여(화살머리), 발톱을 실에 걸면서 이동한다(얇은 화살표). 이 실도 도롱이벌레 견사로서 이용 대상이 될 수 있지만, 도롱이벌레의 이동은 제어가 곤란하고 벌레에게 맡겨야 하기 때문에 채사가 어렵다. 또한, 토사 후에 동일한 장소에 재토사하는 결과, 도 2의 B에서 도시하는 것과 같이 지그재그형으로 토사된 견사가 몇 겹이나 겹쳐, 복잡하게 서로 얽혀 회수가 곤란하게 된다.

이상과 같은 이유에서, 미터급의 도롱이벌레 견사를 단섬유로 얻는 것은 기존의 기술로는 거의 불가능하다고 여겨져 왔다. 그 때문에, 도롱이벌레 견사를 짜넣은 직포는 지금까지 알려져 있지 않다. 실제로, 도롱이벌레 견사를 이용한 지갑이나 짚신 등의 종래 제품은, 도롱이벌레의 둥지에서 잎조각이나 가지조각 등의 협잡물을 제거하고, 전개 후에 성형한 것을 패치 워크와 같이 맞붙인 부직포를 이용하고 있는 것에 불과하다.

도롱이벌레 견사의 실용화에 있어서 또 하나의 큰 문제는, 도롱이벌레 둥지의 표면에는 반드시 잎조각이나 가지조각 등이 부착되어 있다고 하는 점이다. 도롱이벌레 견사를 제품화하기 위해서는 이들 협잡물을 완전히 제거해야만 한다. 그러나, 제거 작업은 방대한 시간과 비용이 필요하기 때문에 결과적으로 생산 비용이 비싸진다. 또한, 기존의 기술로 협잡물을 완전히 제거하기는 어려워, 최종 생산물에도 약간의 작은 잎조각 등이 혼재하는 것 외에, 협잡물 유래의 색소로 견사가 옅은 갈색으로 물드는 등, 저품질인 것으로 되지 않을 수 없다.

따라서, 도롱이벌레 견사를 신규 생물 소재로서 실용화시키기 위해서는, 협잡물을 포함하지 않는 순수하고도 장척인 도롱이벌레 견사의 생산 방법의 개발이 필수였다.

특허문헌 1: WO2012/165477

비특허문헌 1: 오사키 시게요시(大崎茂芳), 2002, 섬유학회지(섬유와 공업), 58: 74-78 비특허문헌 2: Kuwana Y, et al., 2014, PLoS One, DOI: 10.1371/journal. pone. 0105325 비특허문헌 3: Gosline J. M. et al., 1999, 202, 3295-3303

본 발명은, 잎조각이나 가지조각 등의 협잡물을 포함하지 않는 장척 도롱이벌레 견사를 생산하는 방법 및 그 생산 방법을 실현하기 위한 장치를 개발하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 도롱이벌레 견사에 관해 연구하는 과정에서, 도롱이벌레 견사에는, 둥지를 구성하는 둥지 견사와 이동용의 발판이 되는 발판 견사의 적어도 2종류가 존재하며, 이들 견사는 역학적 특성이 다르다는 것을 알아냈다. 즉, 발판 견사 쪽이 둥지 견사보다도 굵고 강인하였다. 또한 발판 견사는, 탄성률, 파단 강도 및 터프니스(toughness)에 있어서, 누에 견사나 산왕거미실의 이들의 값을 능가하고 있었다. 또한, 발판 견사이면 둥지 견사와 달리 잎조각이나 가지조각 등의 협잡물을 혼재시키지 않고서 순수한 도롱이벌레 견사로서 채사할 수 있다는 것도 분명하게 되었다.

이 발판 견사는, 전술한 것과 같이, 통상은 지그재그형으로 토사되어 회수가 곤란했지만, 본 발명자들은 연구 끝에, 특정 폭을 갖는 선형로에 도롱이벌레를 배치함으로써, 선형로에 거의 병행한 상태에서 발판 견사를 도롱이벌레가 토사하게 하는 방법을 개발했다. 그리고, 이 지견에 기초한 토사 방법을 실시함으로써, 종래 불가능이라고 생각되어 온 미터급의 연속된 순수한 도롱이벌레 견사를 생산하는 데에 성공했다. 본 발명은 상기 지견 및 성공예에 기초하여 완성된 것으로, 이하를 제공한다.

(1) 도롱이벌레가 장척의 견사를 토사하게 하는 방법으로서, 사용하는 상기 도롱이벌레의 좌우 최대 개각(開脚) 폭 미만의 폭을 가지며 또한 상기 도롱이벌레의 다리부를 걸어 고정할 수 있는 선형로에, 둥지를 유지한 상기 도롱이벌레의 다리부를 걸어 고정하게 하여 상기 선형로를 따라 연속해서 토사하게 하는 공정을 포함하는 상기 방법.

(2) 상기 선형로가 폐환형이거나 또는 상기 도롱이벌레가 횡단할 수 있는 간극을 하나 이상 갖는 개환형인 (1)에 기재한 방법.

(3) 상기 선형로가 상방 0도∼70도 또는 하방 0도∼70도의 경사를 갖는 (1) 또는 (2)에 기재한 방법.

(4) 연속해서 토사하게 하는 견사의 길이가 1 m 이상인 (1)∼(3)의 어느 하나에 기재한 방법.

(5) 장척 도롱이벌레 견사를 생산하는 방법으로서, 사용하는 도롱이벌레의 좌우 최대 개각 폭 미만의 폭이며 또한 다리부를 걸어 고정할 수 있는 선형로에, 둥지를 유지한 상기 도롱이벌레의 다리부를 걸어 고정하게 하여 상기 선형로를 따라 연속해서 토사하게 하는 토사 공정 및 이 토사 공정 후에 상기 선형로로부터 장척 견사를 회수하는 회수 공정을 포함하는 상기 방법.

(6) 상기 회수 공정과 동시에 또는 회수 공정 후에 장척 견사를 정련하는 정련 공정을 더 포함하는 (5)에 기재한 방법.

(7) 상기 회수 공정 후 또는 정련 공정 후의 견사를 꼬는 연사 공정을 더 포함하는 (5) 또는 (6)에 기재한 방법.

(8) 상기 선형로가 폐환형이거나 또는 상기 도롱이벌레가 횡단할 수 있는 간극을 하나 이상 갖는 개환형인 (5)∼(7)의 어느 하나에 기재한 방법.

(9) 상기 선형로가 상방 0도∼70도 또는 하방 0도∼70도의 경사를 갖는 (6)∼(8)의 어느 하나에 기재한 방법.

(10) 사용하는 상기 도롱이벌레가 종령(終齡)인 (5)∼(9)의 어느 하나에 기재한 방법.

(11) 연속해서 토사하게 하는 견사의 길이가 1 m 이상인 (5)∼(10)의 어느 하나에 기재한 방법.

(12) 연속된 1 m 이상의 길이를 갖는 도롱이벌레 유래의 견사.

(13) 단섬유인 (12)에 기재한 견사.

(14) (5)∼(11)의 어느 하나에 기재한 장척 도롱이벌레 견사를 생산하는 방법으로 생산된 견사, 또는 (12) 또는 (13)에 기재한 견사를 포함하는 직포.

(15) 장척 도롱이벌레 견사의 생산 장치로서, 사용하는 도롱이벌레에게 있어서의 좌우 최대 개각 폭 미만의 폭이며 또한 다리부를 걸어 고정할 수 있는 선형로를 구비한 상기 장치.

(16) 상기 선형로가 활면(滑面) 소재로 구성된 (15)에 기재한 생산 장치.

(17) 상기 선형로가 판형 부재의 가장자리부로 구성되는 (15) 또는 (16)에 기재한 생산 장치.

(18) 상기 선형로가 폐환형이거나 또는 상기 도롱이벌레가 횡단할 수 있는 폭의 간극을 하나 이상 갖는 개환형인 (15)∼(17)의 어느 하나에 기재한 생산 장치.

(19) 상기 선형로가 상방 0도∼70도 또는 하방 0도∼70도의 경사를 갖는 (15)∼(18)의 어느 하나에 기재한 생산 장치.

본 발명의 도롱이벌레가 장척의 견사를 토사하게 하는 방법에 의하면, 장척발판 견사를 도롱이벌레가 토사하게 할 수 있다.

본 발명의 장척 도롱이벌레 견사를 생산하는 방법에 의하면, 1 m 이상의 순수한 도롱이벌레 유래의 장척 발판 견사를 생산할 수 있다.

본 발명의 장척 도롱이벌레 견사의 생산 장치에 의하면, 상기 장척 도롱이벌레 견사의 생산 방법을 용이하게 실시할 수 있다.

도 1 중, A: 남방 차주머니 나방의 도롱이벌레(남방 차주머니 나방 도롱이벌레)의 둥지의 외관도이다. B: 남방 차주머니 나방 도롱이벌레의 둥지를 장축 방향으로 절개하여 이분했을 때의 둥지의 내부를 도시하는 도면이다. 중앙에 있는 벌레가 남방 차주머니 나방의 유충, 즉 남방 차주머니 나방 도롱이벌레이다.
도 2 중, A: 남방 차주머니 나방 도롱이벌레의 이동 시에 있어서의 토사 행동을 도시하는 도면이다. 도롱이벌레가 발판 견사를 토사하면서 나아가는 모습(화살머리), 토사한 발판 견사에 발톱을 걸고 있는 모습(얇은 화살표) 및 이동 시에 몸의 일부를 노출하기 위해서 둥지의 일단에 구멍이 뚫려 있는 모습(굵은 화살표)을 알 수 있다. B: 한 마리의 남방 차주머니 나방 도롱이벌레가, 통상의 제어되지 않는 상태에서 발판 견사를 토사했을 때의 발판 견사의 상태를 도시하는 도면이다. 지그재그형으로 토사된 발판 견사가 복잡하게 서로 얽혀 있는 모습을 알 수 있다.
도 3 중, A: 남방 차주머니 나방 도롱이벌레의 토사 섬유(발판 견사)의 주사형 전자현미경 도면이다. B: 도롱이벌레 견사에 있어서의 토사 섬유의 개념도이다. 2 가닥의 편평 형상의 단섬유(마이크로필라멘트)(301)가 단섬유를 피복하는 접착 물질(도시하지 않음)에 의해서 접합된 구조를 갖는다.
도 4는 본 발명의 장척 도롱이벌레 견사를 생산하는 방법의 기본 공정 흐름도이다.
도 5 중, A: 본 발명의 선형로의 개념도이다. 이 도면에서는 단면이 원형인 선형로를 도시하고 있다. 도면에서, L은 선형로의 장축의 길이를, 또한 φ는 선형로의 단면 직경을 나타낸다. 이 선형로에서는 φ가 선형로의 폭에 상당한다. B: 좌우로 최대 폭으로 다리를 벌린 도롱이벌레의 머리 부분 및 가슴 부분의 배면도이다. 도면에서, FL은 앞다리(front leg)를, ML은 중간다리(middle leg)를, 그리고 RL은 뒷다리(rear leg)를 나타낸다. 또한, W1은 중간다리의, 그리고 W2는 뒷다리의 최대 개각 폭을 나타낸다.
도 6은 선형로에 다리부를 걸어 고정하는 도롱이벌레의 양태를 도시하는 도면이다. A: 선형로(얇은 화살표)를 다리부(화살머리) 사이에 끼워넣는 식으로 걸어 고정하는 양태를 도시하는 도면이다. 이 도면은 수평 선형로를 바로 위에서 촬영한 도면이며, 도롱이벌레는 선형로 아래로 매달리도록 걸어 고정하면서, 굵은 화살표 방향으로 이동하고 있다. B: 선형로(얇은 화살표)에 대하여 어깨를 걸치는 식으로 다리부(화살머리)를 걸어 고정하는 양태를 도시하는 도면이다. 이 도면은 수평 선형로를 비스듬히 위쪽에서 촬영한 도면이며, 도롱이벌레는 선형로의 측면으로 매달리도록 걸어 고정하면서, 굵은 화살표 방향으로 이동하고 있다.
도 7은 걸어 고정할 수 있는 선형로를 설명하기 위한 도면이다. A∼F는 판형 부재(702)와, 그 가장자리부에 구비된 선형로(701)의 단면도이다. A∼C는 선형로의 면이 위쪽을 향하고 있는 양태를, 또한 D∼F는 선형로의 면이 아래쪽을 향하고 있는 양태를 도시한다.
도 8은 본 발명의 장척 도롱이벌레 견사 생산 장치의 일 실시형태를 도시하는 도면이다. 이 도면에서는, 판형 부재(801)의 가장자리부(802)로서 폐환 선형로를 구비한 장척 도롱이벌레 견사 생산 장치를 도시하고 있다.
도 9는 본 발명의 장척 도롱이벌레 견사 생산 장치의 일 실시형태를 도시하는 도면이다. 이 도면에서는, 선형로(901)가 나선형의 선형 부재로 구성된 장척 도롱이벌레 견사 생산 장치를 도시하고 있다.
도 10은 본 발명의 장척 도롱이벌레 견사 생산 장치의 일 실시형태를 도시하는 도면이다. 이 도면에서는, 선형 부재로 구성된 2개의 폐환 선형로(1001, 1002)가 1개의 선형로(1003)로 연결된 장척 도롱이벌레 견사 생산 장치를 도시하고 있다.
도 11은 본 발명의 장척 도롱이벌레 견사 생산 장치에 있어서의 선형로의 경사를 설명하기 위한 도면이다. 이 도면에서는, 도 8에 도시한 판형 부재(1102, 1103)를 포함하는 견사 생산 장치를 예로 들어, 선형로의 면이 위쪽을 향하는 경우(A)와 아래쪽을 향하는 경우(B) 각각에 관해서, 수평면(h)에 대한 선형로(1101, 1104)의 경사(a 및 b)를 도시하고 있다.
도 12는 본 발명의 장척 도롱이벌레 견사의 생산 방법에 있어서, 회수 공정 후에 얻어진 도롱이벌레 견사의 다발을 보빈(a) 또는 붓 자루(b 및 c)에 감은 상태를 도시한 도면이다. 협잡물을 포함하지 않는 순수하고 광택이 있는 장척 견사를 얻을 수 있었다.
도 13은 본 발명의 장척 도롱이벌레 견사의 생산 방법에 있어서의 각 공정 후의 도롱이벌레 견사와 도롱이벌레 견사로 만든 직포의 확대도를 도시하는 도면이다. A는 회수 공정 후의 도롱이벌레 견사의 다발을, B는 정련 공정 후의 도롱이벌레 견사의 다발을, C는 연사 공정 후의 도롱이벌레 견사를, 그리고 D는 연사 후의 도롱이벌레 견사를 엮어 제작한 직포를 도시한다.

1. 도롱이벌레가 장척 견사를 토사하게 하는 방법

1-1. 개요

본 발명의 제1 양태는 도롱이벌레가 장척 견사를 토사하게 하는 방법이다. 본 발명의 방법은, 특정 폭을 가지며 또한 도롱이벌레의 다리부를 걸어 고정할 수 있는 선형로에, 둥지를 유지한 도롱이벌레의 다리부를 걸어 고정하게 하고, 상기 선형로를 따라 연속해서 토사하게 하는 공정을 포함한다. 본 발명의 방법에 의하면, 종래에 불가능이라고 생각되었던 미터급 길이의 견사를 도롱이벌레가 자발적으로 토사하게 할 수 있다.

1-2. 정의

본 명세서에서 자주 사용하는 용어에 관해서 다음과 같이 정의한다.

「도롱이벌레」란, 전술한 것과 같이 나비목(Lepidoptera) 주머니 나방과(Psychidae)에 속하는 나방의 유충의 총칭이다. 주머니 나방과의 나방은 온세계에 분포되지만, 어느 유충(도롱이벌레)이나 전체 유충기 내내 스스로 토사한 견사로 잎조각이나 가지조각 등의 자연 소재를 철하고, 그것을 휘감은 둥지 안에서 생활하고 있다. 둥지는 전신을 둘러쌀 수 있는 주머니형이며, 방추형, 원통형, 원추형 등의 형태를 이룬다. 도롱이벌레는 통상 이 둥지 안에 잠복해 있으며, 먹이를 먹을 때나 이동할 때도 항상 둥지와 함께 행동하고, 번데기화도 원칙적으로 둥지 안에서 이루어진다.

본 명세서에서 사용하는 도롱이벌레는, 주머니 나방과에 속하는 나방의 유충이며 또한 상기 둥지를 제작하는 종인 한, 종류, 나이 및 암수는 묻지 않는다. 예컨대 주머니 나방과에는, Acanthopsyche, Anatolopsyche, Bacotia, Bambalina, Canephora, Chalioides, Dahlica, Diplodoma, Eumeta, Eumasia, Kozhantshikovia, Mahasena, Nipponopsyche, Paranarychia, Proutia, Psyche, Pteroma, Siederia, Striglocyrbasia, Taleporia, Theriodopteryx, Trigonodoma 등의 속(屬)이 존재하지만, 본 명세서에서 사용하는 도롱이벌레는 어느 속에 속하는 종이라도 좋다. 주머니 나방의 종류의 구체예로서, 남방 차주머니 나방(Eumeta japonica), 차주머니 나방(Eumeta minuscula) 및 주머니 나방(Nipponopsyche fuscescens)을 들 수 있다. 유충의 나이는, 초령부터 종령에 이르기까지 어느 나이라도 좋다. 단, 보다 굵고 긴 도롱이벌레 견사를 얻을 목적이라면, 대형 도롱이벌레인 쪽이 바람직하다. 예컨대, 동종이라면 종령 유충일수록 바람직하고, 암수라면 대형으로 되는 암컷이 바람직하다. 또한, 주머니 나방과 내에서는 대형종일수록 바람직하다. 따라서, 남방 차주머니 나방 및 차주머니 나방은 본 발명에서 사용하는 도롱이벌레로서 적합한 종이다.

본 명세서에서 「견사」란, 곤충 유래의 실이며, 곤충의 유충이나 성충이 둥지짓기, 이동, 고정, 고치짓기, 먹이 포획 등의 목적으로 토사하는 단백질제의 실을 말한다. 본 명세서에서 단순히 견사라고 기재한 경우에는, 특별히 언급하지 않는 한 도롱이벌레 견사를 의미한다.

본 명세서에서 「도롱이벌레 견사」란, 도롱이벌레 유래의 견사를 말한다. 본 명세서의 도롱이벌레 견사는 단섬유, 토사 섬유 및 집합 섬유를 포함한다.

본 명세서에서 「단섬유」란, 섬유 성분을 구성하는 최소 단위의 필라멘트이며, 모노필라멘트라고도 불린다. 단섬유는, 피브로인 유사 단백질을 주성분으로 한다. 도롱이벌레 견사나 누에 견사는, 자연 상태에서는 디필라멘트로 토사되고, 통상 단섬유로서는 존재하지 않는다. 단, 후술하는 제2 양태에 기재한 정련 공정을 거침으로써 접착 물질이 제거되어, 단섬유를 얻을 수 있다.

본 명세서에서 「토사 섬유」란, 도롱이벌레나 누에 등이라면 토사된 상태 그대로의 견사, 거미라면 분비된 상태 그대로의 실을 말한다. 도롱이벌레의 토사 섬유는, 도 3에서 도시하는 것과 같이 단섬유 2가닥 1조의 디필라멘트로 구성된다. 이 형태는, 토사 시에, 도롱이벌레의 좌우 각각에 위치하는 토사구로부터 토출된 2가닥의 단섬유가 세리신 유사의 접착 물질에 의해서 결합한 형태에 기초한다. 또한, 본 명세서에서 「토사한 도롱이벌레 견사」나 「도롱이벌레 견사를 토사」와 같이 「토사」와 함께 기재한 경우에는, 원칙적으로 토사 섬유를 의미하는 것으로 한다.

본 명세서에서 「집합 섬유」란, 복수의 섬유 다발로 구성된 섬유이며, 멀티필라멘트라고도 불린다. 소위 생사이며, 원칙적으로 복수 가닥의 단섬유로 구성되지만, 본 명세서에서는 복수 가닥의 단섬유와 토사 섬유, 또는 복수 가닥의 토사 섬유로 구성되는 경우도 포함한다. 본 명세서의 집합 섬유는, 누에 견사 등과 같은 도롱이벌레 견사 이외의 섬유를 혼합하여 이루어지는 혼합 섬유도 그 범주에 포함할 수 있지만, 본 명세서에서는 특별히 언급하지 않는 한, 통상은 도롱이벌레 견사만으로 구성되는 집합 섬유를 의미하는 것으로 한다. 집합 섬유는, 후술하는 제2 양태에 기재한 연사 공정을 거침으로써 가연(加撚)되어, 보다 강인한 견사로 된다. 단, 본 명세서에서의 집합 섬유는, 가연사 섬유뿐만 아니라, 유연하고 매끄러운 촉감을 보이는 무연사 섬유도 포함한다.

도롱이벌레 견사에는 전술한 것과 같이 발판 견사와 둥지 견사가 존재한다. 「발판 견사」란, 도롱이벌레가 이동에 앞서 토사하는 견사이며, 이동할 때에 가지나 잎 등으로부터 낙하하는 것을 막기 위한 발판으로서의 기능을 갖는다. 도롱이벌레는 통상 이 발판 견사를 발판으로 하여, 양다리의 발톱을 걸면서 진행 방향으로 이동한다. 도롱이벌레가 좌우의 다리를 걸기 쉽도록, 또한 견사의 고정부나 견사에의 하중을 좌우로 분산시키기 위해서, 발판 견사는 지그재그형으로 토사된다. 한편, 「둥지 견사」란 둥지를 구성하는 견사이며, 잎조각이나 가지조각을 모으기 위해서 또는 거주구인 둥지 내벽을 쾌적한 환경으로 하기 위해서 토사된다. 원칙적으로 둥지 견사보다도 발판 견사 쪽이 굵고, 역학적으로도 강인이다.

「장척」이란, 이 분야에서의 통상의 길이보다도 긴 것을 말한다. 본 명세서에서는, 특히 기존 기술에서 도롱이벌레로부터 취득할 수 있는 토사 견사의 길이(1 m 미만)보다도 긴 것을 의미한다. 구체적으로는 1 m 이상 또는 1.5 m 이상, 바람직하게는 2 m 이상, 보다 바람직하게는 3 m 이상, 4 m 이상, 5 m 이상, 6 m 이상, 7 m 이상, 8 m 이상, 9 m 이상 또는 10 m 이상이다. 상한은, 특별히 제한하지 않지만, 본 발명의 방법으로 도롱이벌레가 연속해서 토사할 수 있는 견사의 길이에 상당한다. 예컨대 1.5 Km 이하, 1 Km 이하, 900 m 이하, 800 m 이하, 700 m 이하, 600 m 이하, 500 m 이하, 400 m 이하, 300 m 이하, 200 m 이하 또는 100 m 이하이다. 도롱이벌레 견사의 토사 섬유의 길이는, 그것을 구성하는 단섬유의 길이기도 하며, 그것은 도롱이벌레가 연속해서 토사한 길이에 상당한다. 따라서, 도롱이벌레가 연속해서 토사하게 할 수 있으면, 보다 장척의 도롱이벌레 견사를 얻을 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 방법이란, 도롱이벌레가 연속해서 견사를 토사하게 하는 방법이기도 하다.

1-3. 방법

본 발명의 방법은 토사 공정을 필수 공정으로서 포함한다.

「토사 공정」이란, 도롱이벌레의 활동 조건 하에서, 둥지를 유지한 도롱이벌레의 다리부를 선형로에 걸어 고정하게 하고, 그 선형로를 따라서 연속해서 토사하게 하는 공정이다. 선형로의 구성에 관해서는, 후술하는 제3 양태의 「장척 도롱이벌레 견사의 생산 장치」에서 상세히 설명하기 때문에, 여기서의 구체적인 설명에 관해서는 생략한다.

본 명세서에서 「활동 조건」이란, 이동이나 섭식 등의 일상적인 움직임을 동반하는 활동을 할 수 있는 조건을 말한다. 조건으로서, 기온, 기압, 습도, 명암, 산소량 등을 들 수 있지만, 본 발명에서 가장 중요한 조건은 기온이다. 곤충은 변온동물이기 때문에, 기온의 저하와 함께 활동을 정지하여 휴면 상태에 들어간다. 따라서, 본 발명에 있어서의 활동 조건 중 적합한 기온의 하한은 도롱이벌레가 휴면에 들어가지 않는 온도이다. 종류에 따라 구체적인 온도는 다르지만, 대략 10℃ 이상, 바람직하게는 12℃ 이상, 보다 바람직하게는 13℃ 이상, 더욱 바람직하게는 14℃ 이상, 한층 더 바람직하게는 15℃ 이상이면 된다. 한편, 기온의 상한은 도롱이벌레가 생존할 수 있는 온도의 상한이다. 일반적으로는 40℃ 이하, 바람직하게는 35℃ 이하, 보다 바람직하게는 30℃ 이하, 더욱 바람직하게는 27℃ 이하, 한층 더 바람직하게는 25℃ 이하이면 된다. 기압, 습도, 명암, 산소 농도 등에 관해서는, 예컨대 온대 지역의 평지에서의 조건과 같은 정도이면 된다. 예컨대, 기압은 1기압 전후, 습도는 30∼70%, 명암은 24시간 중 밝은 조건 6시간∼18시간, 그리고 대기 중의 산소 농도는 15∼25%의 범위를 들 수 있다.

본 공정에서 사용하는 도롱이벌레는 둥지를 유지한 도롱이벌레이다. 통상 도롱이벌레는 둥지와 함께 행동하기 때문에, 둥지와 함께 본 공정에 사용하면 된다. 둥지에서 꺼낸 도롱이벌레는 침착성을 잃어, 본 발명의 목적을 달성할 수 없기 때문에 사용하지 않는다. 또한, 여기서 말하는 둥지는, 도롱이벌레의 거의 전신을 덮어 숨길 수 있는 상태이면 완전한 형태가 아니라도 좋다. 둥지를 구성하는 소재도 자연계에서 볼 수 있는 잎조각이나 가지조각일 필요는 없고, 인공 소재(예컨대 종이조각, 나무조각, 섬유조각, 금속조각, 플라스틱조각 등)를 사용하여 구축된 것이라도 좋다.

「걸어 고정(係止)」이란, 일반적으로는 걸어서 고정하는 것을 말하지만, 본 명세서에서는 도롱이벌레가 선형로에 다리부를 거는 것에 의해, 자중(自重)(자신과 둥지의 중량을 포함함)을 지지하고, 낙하를 방지하는 것을 말한다. 단, 이동 과정에서, 토사한 발판 견사에 일시적으로 다리부를 걸어 고정하는 경우가 있더라도 좋다. 걸어 고정과 그 해제는 도롱이벌레의 자유이며, 일단 걸어 고정한 다리부가 그 위치에서 고정된다고 하는 의미가 아니다. 도롱이벌레는, 다리부의 걸어 고정과 해제를 반복함으로써 선형로 위를 자유롭게 이동할 수 있다.

본 명세서에서 「다리부」란, 도롱이벌레의 다리 전부 또는 일부를 말한다. 도롱이벌레의 가슴부에는, 도 5의 B에서 도시하는 것과 같이 흉지(胸肢)라고 불리는 다리가 있다. 이 가슴다리는 한쪽 3개(앞다리, 중간다리 및 뒷다리), 좌우 3쌍의 합계 6개로 이루어진다. 선형로에 걸어 고정하게 하는 다리부는, 어느 다리의 다리부인지는 상관없다. 또한, 걸어 고정하게 하는 개수도 1∼6개의 어느 것이라도 좋지만, 도롱이벌레가 선형로 위를 이동함에 있어서는, 적어도 2개 이상 걸어 고정되어 있는 것이 바람직하다. 예컨대 좌우 어느 한쪽 3개 중 어느 2개 이상의 다리부, 구체적으로는 예컨대 좌측의 앞다리와 중간다리, 앞다리와 뒷다리, 중간다리와 뒷다리, 그리고 앞다리, 중간다리 및 뒷다리의 각 다리부를 들 수 있다. 또한, 6개 중 적어도 좌우 각각 1개 이상의 다리부를 들 수 있다.

본 명세서에서 「다리부를 선형로에 걸어 고정하게」한다란, 원칙적으로 도롱이벌레가 자발적으로 다리부를 선형로에 걸어 고정하도록 유도하는 것을 말한다. 도롱이벌레의 다리부를 인위적으로 걸어 고정하게 하는 것도 포함할 수 있지만, 사람 손으로 강제적으로 걸어 고정하려고 해도 통상의 방법으로는 도롱이벌레가 경계하여 잘 걸어 고정할 수 없다. 선형로에 걸어 고정하도록 유도하는 방법은 특별히 한정하지 않는다. 예컨대 유도로를 이용하는 방법을 들 수 있다. 여기서 말하는 「유도로」란, 도롱이벌레의 자발적 이동에 의해서 도롱이벌레를 선형로로 유도할 수 있는 보조 보행로를 말한다. 유도로의 형태는 특별히 한정하지 않지만, 예컨대 선형로와 같은 단일 레일이나 벽과 같은 평면을 들 수 있다. 유도로를 이용하여 도롱이벌레를 선형로로 유도하는 예로서, 도롱이벌레는 보다 높은 위치로 이동한다고 하는 성질을 이용하는 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 도롱이벌레를 선형로보다도 낮은 위치에 배치하고, 그 도롱이벌레의 배치 장소와 선형로를 잇도록 유도로를 설치하면, 도롱이벌레는 자발적으로 유도로를 올라 선형로에 도달한다. 선형로에 도달한 후에는, 선형로의 구조상 도롱이벌레는 자동적으로 다리부를 걸어 고정하게 된다.

활동 조건 하에서 도롱이벌레를 선형로에 걸어 고정하게 함으로써, 도롱이벌레는 자발적으로 선형로를 따라 이동하면서 연속해서 토사하게 된다. 본 명세서에서 「연속해서 토사한다」란, 끊김없이 토사하는 것을 말한다. 유충의 주둥이부에 존재하는 좌우의 토사구로부터 사출되는 견사가 도중에 끊긴 시점에서 연속성은 잃게 된다.

선형로 상에서 도롱이벌레가 이동하는 방향은, 선형로의 형상이나 경사에 따라서 어느 정도 제어할 수 있다. 예컨대 선형로의 경사가 0도, 즉 수평인 경우, 도롱이벌레는 선형로 상에서 맨처음 진행하기 시작한 방향을 유지하여 계속해서 이동한다. 구체적으로는, 선형로가 환상이면서 또한 수평일 때에, 걸어 고정시킨 도롱이벌레가 시계 방향으로 이동하기 시작하면, 그 후에도 원칙적으로 시계 방향을 유지한다. 한편, 전술한 것과 같이 도롱이벌레에게는 현재의 위치로부터 보다 높은 위치로 이동하는 성질이 있다. 따라서, 선형로가 수평이 아니라 경사를 갖는 경우에는, 선형로의 가장 낮은 위치에 도롱이벌레를 걸어 고정시킴으로써, 선형로를 따라 보다 높은 위치의 방향으로 향하여 이동한다. 이들 성질을 이용하여, 선형로 상의 도롱이벌레를 원하는 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 된다.

전술한 것과 같이 도롱이벌레는, 원래는 이동할 때에 진행 방향으로 향하여 지그재그형으로 발판 견사를 토사한다. 그런데, 본 발명의 방법에 의하면, 도롱이벌레는 발판 견사를 선형로에 대하여 거의 평행하게 토사하게 된다. 이것은 선형로의 구조와 도롱이벌레의 성질에 기초한 것이다. 본 발명의 방법에서 사용하는 선형로는, 도롱이벌레의 다리부를 걸어 고정할 수 있으며, 또한 제3 양태에서 상세히 설명하는 특정 폭을 갖는다. 이러한 구조의 선형로 위를 이동하는 경우, 도롱이벌레는 발판 견사를 지그재그형으로 토사하기가 어렵게 되고, 선형로에 대하여 거의 평행하게 토사하게 된다. 평행하게 토사된 발판 견사는, 자중을 지탱하는 데에 있어서 충분한 고정 강도와 적절한 보폭 간격을 갖출 수 없다. 그러나, 이 경우, 도롱이벌레는 선형로 자체에 다리부를 걸어 고정함으로써 이동이 가능하게 된다. 즉, 본 발명의 방법에서 토사되는 발판 견사는, 이동을 위한 발판이라고 하는 본래의 기능을 하지 않고 이동 행동에 따른 본능적 행동으로서 토사되고 있다고 생각된다. 본 발명의 방법은 그 성질을 이용하고 있다.

본 공정에서 사용하는 도롱이벌레는, 야외에서 채집한 개체라도, 또한 인공 사육 하에서 누대(累代)한 개체라도 좋다. 모두 기아 상태가 아닌 개체가 바람직하고, 사용 전에 충분량의 식이를 준 개체가 보다 바람직하다. 토사하게 하는 개체가 기아 상태가 아니면, 충분한 먹이가 주어진 도롱이벌레는, 상기 조건 하에서 1시간∼4일간, 3시간∼3일간 또는 6시간∼2일간의 기간, 선형로 위를 이동하면서 연속해서 토사를 계속한다. 도롱이벌레가 계속해서 토사하게 하기 위해서는, 선형로의 구조가 종점이 없는, 즉 단부 없는 폐환형이거나, 사용하는 도롱이벌레가 용이하게 횡단할 수 있는 간극을 하나 이상 갖는 개환형인 것이 바람직하다.

본 발명의 방법에 의해서, 연속되는 1 m 이상의 도롱이벌레의 발판 견사를 취득할 수 있다.

1-4. 효과

본 발명의 도롱이벌레가 장척의 견사를 토사하게 하는 방법에 의하면, 도롱이벌레가 연속적으로 토사하게 할 수 있다. 이 방법에 의해서, 지금까지 생산이 불가능하다고 여져겨 온 실용화 레벨의 장척의 도롱이벌레 견사이면서 보다 강인한 발판 견사를 양산할 수 있다.

2. 장척 도롱이벌레 견사 생산 방법

2-1. 개요

본 발명의 제2 양태는 장척 도롱이벌레 견사를 생산하는 방법이다. 본 발명의 생산 방법에 의하면, 종래 취득이 곤란했던 장척의 도롱이벌레의 발판 견사를 용이하면서 또한 안정적으로 그리고 대량으로 생산할 수 있다. 본 발명의 생산 방법은, 예컨대 제3 양태에 기재한 장척 도롱이벌레 견사의 생산 장치를 이용하여 실시할 수 있다.

2-2. 방법

본 발명의 생산 방법의 플로우를 도 4에 도시한다. 본 발명의 생산 방법은, 필수 공정으로서 토사 공정(S401) 및 회수 공정(S402)을 포함한다. 또한, 선택 공정으로서 정련 공정(S403) 및/또는 연사 공정(S404)을 포함한다. 도 4에서는, 회수 공정(S402) 후에 정련 공정(S403)을 행하고, 그 후, 연사 공정(S404)을 거치는 기본 플로우를 도시하고 있지만, 선택 공정에 관해서는 기본 플로우에 한정되지 않는다. 예컨대 후술하는 것과 같이, 정련 공정(S403)은 회수 공정(S402)과 동시에 행할 수도 있고, 또한 연사 공정(S404)은 회수 공정(S402) 후, 정련 공정(S403)에 앞서서 행할 수도 있다. 이하, 각 공정에 관해서 구체적으로 설명한다.

(1) 토사 공정(S401)

「토사 공정」은, 도롱이벌레의 활동 조건 하에 있어서 특정 폭을 가지며 또한 사용하는 도롱이벌레의 다리부를 걸어 고정할 수 있는 선형로에, 둥지를 유지한 도롱이벌레의 다리부를 걸어 고정하게 하여 선형로를 따라 연속해서 토사하게 하는 공정이다.

본 공정의 상세한 것은, 상기 제1 양태에 기재한 도롱이벌레가 장척 견사를 토사하게 하는 방법의 토사 공정에 준한다. 따라서, 여기서의 구체적인 설명은 생략한다. 본 공정에서는 도롱이벌레가 1 m 이상 토사하게 한다.

(2) 회수 공정(S402)

「회수 공정」은, 토사 공정 후의 선형로로부터 도롱이벌레를 회수, 제거한 후, 선형로 상에 부착된 장척의 도롱이벌레 견사의 다발을 회수하는 공정이다. 본 공정에서 도롱이벌레로부터 취득하는 발판 견사는, 세리신 유사의 접착 물질에 의해 선형로 상에 부착된 토사 섬유이다. 회수 방법은, 회수 시에 도롱이벌레 견사를 단열(斷裂)시키지 않는 방법이라면 특별히 한정하지 않는다. 예컨대, 도롱이벌레 견사를 선형로로부터 박리기 등을 이용하여 물리적으로 박리함으로써 회수할 수 있다. 특히 선형로 표면이 활면인 경우나, 토사 공정 전의 선형로 표면에 박리제가 미리 도포되어 있으면 박리는 용이하다. 이 방법에 의하면, 선형로를 따른 거의 평행한 도롱이벌레 견사의 토사 섬유를 회수할 수 있다.

또한, 선형로 표면이 조면(粗面)인 경우나 복잡한 요철이 있는 경우에는, 도롱이벌레 견사는 세리신 유사의 접착 물질에 의해서 선형로 상에 강고하게 부착되어 있어, 박리나 회수가 곤란하게 된다. 이러한 경우에는, 회수 시의 도롱이벌레 견사의 단열을 막기 위해서 본 공정과 이어서 설명하는 정련 공정을 동시에 행하여도 좋다. 이 방법이라면 정련에 의해서 접착 물질이 분해 제거되므로 선형로로부터의 도롱이벌레 견사의 회수가 용이하게 된다. 또한 회수와 동시에 정련하기 때문에, 정련 공정 후와 마찬가지로 접착 물질이 제거된 단섬유로서 얻을 수 있다. 본 공정에 의해서, 지금까지 물리적으로 취득할 수 없었던 1 m 이상의 도롱이벌레의 발판 견사를 얻는 것이 가능하게 된다.

(3) 정련 공정(S403)

「정련 공정」은 장척 견사를 정련하는 공정이다. 「정련」이란, 토사 후의 견사(토사 섬유)로부터 세리신 유사의 접착 물질을 제거하여 단섬유를 얻는 것을 말한다. 통상은 상기 회수 공정 후에 이루어지지만, 전술한 것과 같이 회수 공정과 동시에 행할 수도 있다. 또한, 후술하는 것과 같이, 본 공정에 앞서서 연사 공정이 회수 공정 후에 이루어진 경우에는, 연사 공정 후에 행할 수도 있다. 본 공정은 선택 공정이며, 필요에 따라서 행하면 된다.

정련 방법은, 도롱이벌레 견사의 섬유 성분의 강도 저하를 주지 않고서 접착 물질을 제거할 수 있는 방법이라면 특별히 한정하지는 않는다. 예컨대 누에 견사의 정련 방법을 적용하여도 좋다. 구체적으로는 0.01 mol/L∼0.1 mol/L, 0.03∼0.08 mol/L 또는 0.04∼0.06 mol/L의 탄산수소나트륨 용액 중에, 회수 공정에서 회수한 도롱이벌레 견사를 5분∼1시간, 바람직하게는 10분∼40분간, 보다 바람직하게는 15분∼30분간 자비(煮沸) 처리 하면 된다. 본 공정에 의해서 1 m 이상의 발판 견사의 단섬유를 얻을 수 있다.

(4) 연사 공정(S404)

「연사 공정」은, 회수 공정 후에 또는 정련 공정 후에 얻어진 도롱이벌레 견사를 꼬는 공정이다. 「연사」란, 실을 꼬는 것을 말한다. 본 공정에서는, 복수 가닥의 도롱이벌레 견사의 토사 섬유 및/또는 단섬유를 꼼으로써, 강인성을 갖춘 도롱이벌레 생사를 제조한다.

연사 공정은, 정련 공정 후에 얻어지는 도롱이벌레 견사의 단섬유를 다발로 하여 가연하는 것 외에, 회수 공정 후에 얻어지는 도롱이벌레 견사의 토사 섬유를 다발로 하여 가연할 수도 있다. 전자의 경우에는, 접착 물질이 제거된 가연 도롱이벌레 견사를 얻을 수 있다. 한편, 후자의 경우에는, 토사 섬유로 구성된 접착 물질을 포함하는 가연 도롱이벌레 견사를 얻을 수 있다. 따라서, 정련 공정을 거치지 않고서 접착 물질을 포함하는 그대로의 견사로서 이용하여도 좋고, 필요에 따라서 정련 공정을 행하여, 접착 물질이 제거된 가연 도롱이벌레 견사를 제조하여도 좋다.

본 공정에서는, 도롱이벌레 견사 이외의 섬유, 예컨대 누에 견사 등의 동물섬유, 면 등의 식물섬유, 폴리에스테르 등의 화학섬유 또는 레이온 등의 재생섬유 등과 혼합하여 다발로 한 후, 꼴 수도 있다. 1가닥의 가연 도롱이벌레 견사를 생산하는 경우, 그것을 구성하는 토사 섬유 및/또는 단섬유의 가닥수는 특별히 한정하지는 않는다. 예컨대 2∼200가닥, 4∼150가닥, 6∼100가닥, 8∼50가닥 또는 10∼30가닥의 범위를 들 수 있다.

연사 방법은 특별히 한정하지는 않는다. 이 분야에서 공지된 연사 방법으로 행하면 된다. 예컨대 우측 꼬기(S 트위스트)나 좌측 꼬기(Z 트위스트)를 들 수 있다. 꼬기 횟수는 필요에 따라서 적절하게 정하면 된다. 굵은 도롱이벌레 견사를 생산하는 경우에는, 가연 도롱이벌레 견사를 추가로 복수 가닥을 꼬아 합치는 다양한 꼬기를 채용할 수도 있다. 연사 작업은, 수작업 외에 연사기를 이용하여도 좋다.

본 발명의 생산 방법으로 얻어지는 도롱이벌레 견사는 장척이지만, 이들을 실을 뽑아, 보다 긴 도롱이벌레 견사로 할 수도 있다.

2-3. 효과

이상의 공정을 거침으로써, 종래 생산이 불가능하다고 여겨져 왔던 1 m 이상의 장척 도롱이벌레 견사를 단섬유로서 또는 집합섬유로서 생산할 수 있다. 따라서, 본 발명의 장척 도롱이벌레 견사를 재료로 하여, 단독으로 또는 다른 섬유와 혼합하여, 지금까지 불가능했던 도롱이벌레의 발판 견사를 포함하는 직포를 제조하는 것도 가능하게 된다. 도롱이벌레 견사의 직포는 아름답고 매끄러우며 또한 인장 강도도 우수하다. 따라서, 장척 도롱이벌레 견사는, 의복뿐만 아니라, 거미실과 같이 의료 소재나 방호복 등의 특수 소재로서 유망한 것 외에, 고급 천 제품(예컨대, 강한 마찰이 가해지는 천이 씌워진 고급 좌식의자나 소파, 커튼 또는 벽지 등)에도 이용할 수 있다.

본 발명의 장척 도롱이벌레 견사의 생산 방법에 의하면, 잎조각이나 가지조각 등의 협잡물을 포함하지 않는 1 m 이상의 순수한 도롱이벌레 유래의 장척 발판 견사를 양산할 수 있다.

3. 장척 도롱이벌레 견사의 생산 장치

3-1. 개요

본 발명의 제3 양태는 장척 도롱이벌레 견사의 생산 장치이다. 본 발명의 생산 장치는, 필수적인 구성 요소로서, 특정 폭이며 또한 다리부를 걸어 고정할 수 있는 선형로를 갖춘 것을 특징으로 한다. 본 발명의 생산 장치에 의하면, 도롱이벌레로부터 장척 발판 견사를 용이하게 얻을 수 있다.

3-2. 구성

본 발명의 생산 장치는 필수적인 구성 요소로서 선형로를 구비한다. 이하, 선형로에 관해서 설명한다.

본 명세서에서 「선형로」란, 선형 형태를 보이는 도롱이벌레용 보행로이다. 여기서 말하는 「선형 형태」란, 동일하거나 또는 같은 정도의 폭을 갖는 1라인의 레일형 형태를 말하며, 그 단면 형상은 특별히 한정하지 않지만, 원형, 대략 원형(타원형을 포함함), 다각형(사각형, 대략 사각형을 포함함) 또는 이들의 조합 형상 등을 들 수 있다.

선형로의 길이는 특별히 한정하지는 않는다. 도롱이벌레는 선형로를 따라 발판 견사를 토사하므로, 원칙적으로 선형로가 길수록 긴 발판 견사를 채취할 수 있다. 단, 본 발명의 제1 양태의 방법이라면, 선형로 상에 발판 견사가 적층되도록 토사시키더라도 회수가 가능하므로, 선형로 위를 몇 번이나 왕래시킴으로써 선형로 길이 이상의 발판 견사를 채취할 수도 있다. 예컨대 선형로를, 폐환형이나, 사용하는 도롱이벌레가 횡단할 수 있을 정도의 간극을 갖는 개환형으로 하면 된다. 이 경우, 도롱이벌레는 환상의 선형로를 빙빙 돌기 때문에, 선형로가 한정된 길이라도 장척의 견사를 얻을 수 있다. 여기서 말하는 폐환형 또는 상기 개환형이란, 원형 형상, 대략 원형 형상, 사각형 형상, 대략 사각형 형상, 다각형 형상 및 이들의 조합을 포함한다.

본 명세서에 있어서 선형로는, 도롱이벌레가 다리부를 걸어 고정하게 하여 자중을 지탱하기 위한 지지 부재가 될 뿐만 아니라, 선형이라는 형태와 그 폭이, 본 발명의 생산 장치의 목적 달성상 중요한 요건이 된다. 즉, 본 발명의 생산 장치의 선형로는 이하의 3개의 조건을 만족하도록 구성되어 있다.

제1 조건은 선형이라는 형태이다. 도롱이벌레의 보행로를 선형 형태로 함으로써, 도롱이벌레는 평면 방향으로의 자유 이동이 제한되어, 원칙적으로 선형로를 따른 선 방향의 이동밖에 할 수 없게 되어 버린다. 이 선형로 형태에 의해서 도롱이벌레의 움직임을 어느 정도 제어하는 것이 가능하게 된다.

제2 조건은, 선형로의 폭이 본 발명의 생산 장치에 적용하는 도롱이벌레의 최대 개각 폭보다도 짧은 것이다.

본 명세서에서 「선형로의 폭」이란, 선형로에 있어서, 다리부의 걸어 고정에 직접 관여하는 부분의 길이를 말한다. 이것은, 대략 선형로의 단축의 길이에 상당한다. 선형로의 폭의 상한은, 본 발명의 생산 장치에 사용하는 도롱이벌레의 최대 개각 폭 미만의 길이이다. 한편, 하한은 도롱이벌레가 다리부를 걸어 고정할 수 있는 한, 특별히 한정하지는 않는다. 예컨대 두께가 0.5 mm 정도로 얇은 판금의 가장자리부라도 좋다. 도 5의 A에서 도시하는 선형로에서는 단면의 직경(φ)이 선형로의 폭에 상당한다.

본 명세서에서 「도롱이벌레의 최대 개각 폭」이란, 도 5의 B에서 도시하는 것과 같이 도롱이벌레가 좌우의 다리부를 좌우로 최대한 벌렸을 때의 폭(W1 및 W2)을 말한다. 도롱이벌레에게는 좌우 3쌍(앞다리, 중간다리, 뒷다리)이 있지만, 최대 개각 폭은, 이 중 가장 긴(넓은) 개각 폭 이외, 즉 2번째로 긴 개각 폭이나 가장 짧은 개각 폭으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 가장 짧은(좁은) 개각 폭이다. 도 5의 B에서는, 3쌍 중에서 중간다리(ML)의 최대 개각 폭(W1)이 가장 넓고, 뒷다리의 최대 개각 폭(W2)이 가장 짧다. 따라서, 선형로의 폭을 결정할 때의 도롱이벌레의 최대 개각 폭은, 앞다리 또는 뒷다리의 최대 개각 폭, 특히 뒷다리의 최대 개각 폭인 W2로 하는 것이 바람직하다. 이 최대 개각 폭은, 주머니 나방의 종류, 암수 및 도롱이벌레의 나이 등에 따라 다르지만, 동종의 도롱이벌레로서 같은 정도의 나이라면 대략 일정한 범위 내에 들어간다. 예컨대, 남방 차주머니 나방의 약령(若齡) 도롱이벌레(약 1∼3령)라면 2 mm∼4 mm 또는 3 mm∼5 mm, 중령(中齡) 도롱이벌레(약 4∼5령)라면 3 mm∼7 mm 또는 4 mm∼8 mm 및 아종령(亞終齡) 또는 종령(終齡) 도롱이벌레라면 4 mm∼9 mm, 5 mm∼10 mm 또는 6 mm∼12 mm, 또한 차주머니 나방의 약령 도롱이벌레(약 1∼3령)라면 1.5 mm∼3.5 mm, 중령 도롱이벌레라면 2.5 mm∼6 mm 또는 3 mm∼7 mm 및 아종령 또는 종령 도롱이벌레라면 3.5 mm∼8 mm, 4 mm∼9 mm 또는 5 mm∼10 mm의 범위 내가 된다. 따라서 선형로의 폭은, 사용하는 도롱이벌레의 종류나 나이 또는 암수에 따라서 적절하게 변경하면 된다. 선형로의 폭은, 이어서 설명하는 다리부의 걸어 고정과의 관계로부터, 사용하는 도롱이벌레의 종의 각 나이에 있어서의 최대 개각 폭의 범위 중 가장 짧은(좁은) 길이보다도 짧게 하는 것이 바람직하다.

또한, 제3 조건은 도롱이벌레가 선형로에 다리부를 걸어 고정할 수 있는 것이다.

「선형로에 다리부를 걸어 고정」하는 구체예로서는, 3쌍 6개의 다리부 중 적어도 좌우 1개씩으로 선형로를 사이에 끼우는 식으로 걸어 고정하는 경우를 들 수 있다. 예컨대 도 6의 A는 철사로 구성된 선형로(화살표)를 바로 위에서 촬영한 도면인데, 도롱이벌레는 선형로를 아래에서부터 6개의 다리부(화살머리)로 끼워 걸어 고정하여, 굵은 화살표 방향으로 이동하고 있다. 이 경우, 도롱이벌레는 선형로에 대하여 아래쪽에서 매달린 상태로 되어 있다. 본 명세서에서는, 이와 같이 도롱이벌레가 아래측에서 매달린 상태인 경우, 선형로의 면은 아래쪽을 향하고 있다고 한다. 도 6의 A에서는, 선형로의 면은 도롱이벌레의 복부가 면하는 면이며, 도면에서는 사각(死角)으로 되어 있다.

또한, 좌우 어느 한쪽의 다리부에서, 선형로에 대하여 어깨를 걸치는 식으로 걸어 고정하는 경우를 들 수 있다. 예컨대 도 6의 B에서는, 판금의 가장자리부로 구성되는 선형로(화살표)를 비스듬히 위쪽에서 촬영한 도면인데, 도롱이벌레는 우측 3개의 다리부(화살머리)를 선형로 위에 훅과 같이 걸고서 굵은 화살표 방향으로 이동하고 있다. 이 경우, 도롱이벌레는 어깨걸침 하는 식으로 선형로에 대하여 측방에서 매달린 상태로 되어 있다. 본 명세서에서는, 이와 같이 도롱이벌레가 측방에서 매달린 상태인 경우, 선형로의 면은 상방을 향하고 있다고 한다. 도 6의 B의 경우, 선형로의 면은 도롱이벌레의 다리부가 걸어 고정된 면이 해당된다.

선형로의 폭이 본 발명의 생산 장치에 적용하는 도롱이벌레의 최대 개각 폭보다도 짧은 경우라도, 도롱이벌레가 걸어 고정할 수 없는 경우에는 선형로로서의 요건을 만족하지 않는다. 예컨대 선형로가 활면 소재의 판형 부재에 있어서의 가장자리부로서 구성되는 경우, 도 7에 도시하는 A∼F의 형태 등이 예시된다. 전제로서 A∼F 모두 선형로의 폭은 도롱이벌레의 최대 개각 폭보다도 짧은 것으로 한다. 이 중 A∼C는 선형로의 면이 상방을 향한 구성이다. A는 판형 부재와 가장자리부(선형로: 701)에 요철이 없는 형태이고, B는 선형로가 판형 부재의 두께보다도 좌우 양면에서 두껍게 되어, 볼록부를 형성한 형태이며, 그리고 C는 선형로가 판형 부재의 두께보다도 한쪽의 면에서만 두껍게 되어, 볼록부를 형성한 형태이다. 어느 경우에나 도롱이벌레는 걸어 고정 가능하다. 한편, D∼F는 선형로의 면이 하방을 향한 구성이다. D∼F의 선형로의 구성은 각각 A∼C의 그것에 준한다. 이 중 E 및 F는 선형로가 볼록부를 구성하고 있기 때문에 도롱이벌레는 걸어 고정 가능하지만, D에는 발판이 되는 요철이 없기 때문에 걸어 고정할 수 없다. 따라서, D와 같은 구성인 경우에는, 걸어 고정 가능한 요건을 만족하지 않게 된다.

선형로의 소재는 한정하지는 않는다. 예컨대 금속, 도기(법랑을 포함함), 유리, 돌, 수지(합성수지 및 천연수지를 포함함), 나무질 재료(가지, 덩굴, 대나무 등을 포함함), 섬유, 뼈나 이 또는 이들의 조합을 이용할 수 있다. 도롱이벌레의 무는 힘(咬力)에 의해서 흠이 가지 않는 강도를 갖는 소재가 바람직하다. 예컨대 금속, 도기, 유리, 돌 등은 적합하다. 또한, 토사된 도롱이벌레 견사의 회수를 쉽게 하기 위해서, 도롱이벌레 견사가 부착되는 부위는 활면 소재인 것이 바람직하다. 여기서 말하는 「활면 소재」란, 금속, 유리, 플라스틱과 같이 가공에 의해서 소재 자체가 활면으로 마무리되는 소재를 말한다. 또한, 나무질 재료나 섬유와 같이, 활면 마무리가 곤란한 소재라도, 그 표면을 도료 등으로 피복함으로써 활면으로 한 소재도 포함된다.

선형로를 포함하는 부재(선형로 부재)의 형상은 한정하지 않는다. 예컨대 철사와 같이 선형로의 부재가 선형로 그 자체를 구성하는 선형 또는 끈형이라도 좋고, 또는 판형이라도 좋다. 선형로 부재가 판형인 경우, 선형로는 그 가장자리부에 포함된다. 이 때 판형 부재와 가장자리부의 소재는 동일하더라도 좋고, 다르더라도 좋다.

선형로의 실시형태에 관해서 도 8∼도 10에서 구체적으로 예를 들어 설명한다. 도 8은 판형 부재(801)의 가장자리부로서 구성된 선형로의 예이다. 이 도면의 선형로(802)는, 선형로의 면이 상방을 향한 폐환형 형태를 갖는다. 이 생산 장치의 선형로에 배치된 도롱이벌레(803)는, 원칙적으로 화살표 방향으로 계속해서 이동한다. 도 9는 철사와 같은 선형 부재로 구성된 선형로의 예이다. 이 도면의 선형로(901)는 나선형 형태를 갖는다. 도롱이벌레(902)는 상방향으로 이동하는 성질이 있으므로, 이 장치의 선형로의 하단에 도롱이벌레를 배치하면, 도롱이벌레는 토사하면서 상방향으로 이동한다. 도롱이벌레가 나선형 선형로의 상단에 달했을 때에 장치를 상하 반전하면, 도롱이벌레의 위치는 다시 선형부의 하단에 위치하기 때문에, 도롱이벌레는 연속하여 계속해서 토사할 수 있다. 또한, 도 10은 선형로가 순환 선형로와 직선형 선형로의 조합으로 구성된 예이다. 도 10에서는, 철사와 같은 선형 부재로 구성된 2개의 폐환 선형로(1001, 1002)가 1라인의 직선형 선형로(1003)로 연결되어 있다. 도롱이벌레(1004)는, 화살표 방향으로 이동한 후, 장치 내의 선형로를 왕복 및/또는 계속해서 빙빙 돈다.

본 발명의 생산 장치에 있어서의 선형로는 경사를 갖고 있어도 좋다. 경사는 수평면에 대하여, 상방 0도∼70도 혹은 0도∼50도, 또는 하방 0도∼70도 혹은 0도∼50도의 범위 내인 것이 바람직하다. 여기서 말하는 상방 및 하방은 선형로의 면이 향하는 방향이다. 예컨대 도 11에 도시하는 것과 같이, 본 발명의 생산 장치가 판형 부재의 가장자리부로서 선형로를 구비하고, 그 선형로의 면이 도 11의 A에서 도시하는 것과 같이 상방을 향하는 경우, 수평면과 선형로의 면과의 경사(a)가 0도∼70도의 범위가 되게 한다. 또한, 선형로의 면이 도 11의 B에서 도시하는 것과 같이 하방을 향하는 경우, 수평면과 선형로의 면과의 경사(b)가 0도∼70도의 범위가 되게 한다.

3-3. 효과

본 발명의 장척 도롱이벌레 견사의 생산 장치에 의하면, 본 발명의 장척 도롱이벌레 견사의 생산 방법을 용이하게 실시할 수 있고, 이 생산 장치를 이용함으로써, 지금까지 생산할 수 없었던 1 m 이상의 장척 도롱이벌레의 발판 견사를 용이하게 얻을 수 있다.

[실시예]

<실시예 1: 장척 도롱이벌레 견사의 생산>

(목적)

본 발명의 장척 도롱이벌레 견사의 생산 방법에 의해 도롱이벌레의 발판 견사를 생산한다.

(방법)

도롱이벌레는, 이바라키켄 츠쿠바시 내의 과수농원에서 채집한 남방 차주머니 나방의 종령 유충을 사용했다(n=50). 장척 도롱이벌레 견사의 생산에는 본 발명의 장척 도롱이벌레 견사의 생산 장치를 이용했다. 생산 장치에는 대략 사각형의 금속 캔을 사용했다. 이 금속 캔의 측면에 상당하는 판형 부재의 상방에는, 가장자리부로서, 선형로의 면이 상방을 향한 폭 1.7 mm, 둘레 길이 1.1 m의 폐환 선형로를 구비하고 있다. 이 금속 캔의 용기 내 바닥부에 도롱이벌레 한 마리를 배치했다. 도롱이벌레가 선형로에 이르러, 선형로 상에 토사하면서 빙빙 도는 것을 확인한 후, 그대로 2일간 방치했다(토사 공정). 2일 후, 도롱이벌레를 장치로부터 회수, 제거하고, 선형로 상에 적층된 도롱이벌레 견사(발판 견사)를 박리기로 박리하여, 대략 사각형 환형의 도롱이벌레 견사의 다발(견사 다발)을 회수했다(회수 공정). 얻어진 견사 다발을 구성하는 토사 섬유의 가닥수와 선형로의 둘레 길이로부터 토사된 발판 견사의 길이를 산출했다. 이어서, 도롱이벌레 견사에 부착되는 접착성 물질을 정련했다. 정련 조건은, 0.05 mol/L의 탄산나트륨 수용액으로 15분간 자비한 후, 새로운 수용액과 교환한 후, 재차 15분간 자비를 했다(정련 공정). 합계 30분의 정련 처리 후에, 도롱이벌레 견사를 순수로 충분히 세정한 후, 풍건(風乾)했다. 정련 후에 얻어진 150가닥 이상의 도롱이벌레 견사(단섬유)를 손으로 꼬아, 도롱이벌레 견사의 생사를 제작했다(연사 공정). 이 도롱이벌레 견사의 생사를 경사 및 위사에 이용하여 엮어, 도롱이벌레 견사로 이루어지는 직포를 제작했다.

(결과)

용기 내 바닥부에 배치한 도롱이벌레는, 그 후 자발적으로 벽면을 올라, 벽면 상부에 위치하는 폐환 선형로에 도달한 후에는, 선형로를 따라 연속해서 토사하면서 같은 방향으로 계속해서 빙빙 돌았다. 1.1 m의 선형로를 도롱이벌레가 토사하면서 1주하는 데 걸린 시간은 약 5분30초∼약 7분30초였다. 이 결과로부터, 남방 차주머니 나방의 종령 유충은, 150 mm∼200 mm/min(1100 mm/7.5 min∼1100 mm/5.5 min) 정도의 속도로 토사할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이 토사 속도는, 누에의 그것(300∼400 mm/min)의 약 1/2에 필적한다(고마츠 케이이치, 1997, 「실크로의 초대」, 사이언스하우스, p 20).

도 12는 회수 공정 후에 얻어진 도롱이벌레 견사의 다발을 보빈(a) 또는 붓 자루(b 및 c)에 감은 상태를 도시하고 있다. 종래 기술에서는 둥지 견사의 토사 섬유를 50 cm 회수하는 것조차 곤란했지만, 본 발명의 장척 도롱이벌레 견사의 생산 방법에 의해, 장척의 발판 견사를 도롱이벌레로부터 얻을 수 있게 되었다.

도 13의 A는 회수 공정 후에 얻어진 도롱이벌레 견사의 다발을 실체 현미경으로 관찰한 도면이다. 이 도면에서 얻어진 도롱이벌레의 발판 견사는, 모두 같은 방향으로 거의 병행이고, 상호 복잡하게 얽혀 있지 않음을 확인할 수 있었다. 또한, 도면의 견사 다발은, 회수 공정 후에 선형로 상에서 박리, 회수된 상태의 것이다. 견사 다발을 구성하는 토사 섬유의 가닥수를 정확하게 산출하기는 곤란했지만, 가장 적게 어림하여 150가닥 이상으로 구성되어 있었다. 이 결과는, 도롱이벌레가 토사하면서 폐환 선형로를 최저 150회 빙빙 돌았음을 의미하고 있다. 선형로의 전체 길이가 1.1 m이므로, 본 발명의 장척 도롱이벌레 견사의 생산 방법에 의해, 아무리 적게 어림하더라도 165 m 이상(1.1 m×150)의 도롱이벌레의 발판 견사를 생산할 수 있었던 것이 된다. 종래 기술에서는 1 m 이상의 도롱이벌레 견사를 안정적으로 얻기가 거의 불가능했던 것을 감안하면, 이 결과는 본 발명의 장척 도롱이벌레 견사의 생산 방법의 현저한 효과를 실증하고 있다. 조건을 최적화하여, 보다 장시간 도롱이벌레가 토사하게 하게 함으로써 더욱 긴 도롱이벌레 견사를 얻을 수 있다.

또한, 본 공정에서 얻어지는 도롱이벌레 견사는, 금속제 선형로로부터 회수한 발판 견사이기 때문에, 잎조각이나 가지조각을 일절 포함하지 않는 순수한 도롱이벌레 견사이다. 또한, 이 공정에서 얻어진 도롱이벌레 견사는, 세리신 유사 접착 물질이 남아 있기 때문에 약간 보풀이 일어난 상태로 되어 있다.

도 13의 B는 정련 공정 후의 도롱이벌레 견사의 다발을 실체 현미경으로 관찰한 도면이다. 정련에 의해서 접착 물질이 완전히 제거되고, 보풀도 없어져, 단섬유만의 상태로 되었음을 확인할 수 있었다.

도 13의 C는 연사 공정 후의 도롱이벌레 견사를 관찰한 도면이다. 가연함으로써, 통상의 누에 견사와 마찬가지로 반들반들하고 강인한 생사가 되는 것을 확인할 수 있었다.

도 13의 D는 연사 후의 도롱이벌레 견사를 엮어 제작한 직포의 확대도이다. 본 발명의 장척 도롱이벌레 견사의 생산 방법에 의해서, 지금까지 불가능했던 도롱이벌레 견사를 이용하여 직포를 제작할 수 있다는 것이 입증되었다.

<실시예 2: 도롱이벌레의 연속 토사 행동의 검증>

(목적)

도롱이벌레는, 그 성질상 적어도 이동 시에는 발판 견사를 토사한다. 따라서, 선형로를 이동하고 있는 한, 연속해서 토사를 계속하고 있게 되고, 그것은 또한 본 발명에서 얻을 수 있는 도롱이벌레 견사의 단섬유의 길이에 상당한다. 그래서, 본 발명의 장척 도롱이벌레 견사의 생산 장치로 도롱이벌레가 연속해서 몇 시간이나 토사할 수 있는지를 검증했다.

(방법)

도롱이벌레는, 농업·식품산업기술종합연구기구의 부지 내의 수목으로부터 채집한 차주머니 나방의 종령 유충을 사용했다(n=8). 생산 장치에는, 폭 0.85 mm, 둘레 길이 235 mm의 폐환 선형로를 구비한 직경 75 mmφ의 스테인리스 샤알레를 사용했다. 이 스테인리스 샤알레의 바닥부에 도롱이벌레 한 마리를 배치한 후, 도롱이벌레가 선형로 위를 이동하기 시작한 시점에서부터 정지할 때까지의 시간을 계측했다.

(결과)

계측한 연속 토사 시간과 토사 길이를 표 1에 나타낸다.

차주머니 나방의 도롱이벌레는, 선형로 위를 34시간∼51시간이나 끊김없이 이동하면서 발판 견사를 계속해서 토사하는 것이 밝혀졌다. 즉, 본 발명의 장척 도롱이벌레의 생산 장치를 이용함으로써, 특별한 조건이나 조작을 필요로 하지 않고서, 또한 섭식이나 휴식이 없더라도, 약 하루 반부터 약 2일간은 연속 토사가 가능하다는 것이 판명되었다.

토사 공정 후의 선형로로부터는, 실시예 1과 마찬가지로, 선형로에 거의 평행한 견사 다발을 얻을 수 있었다. 생산 장치에 있어서의 선형로의 둘레 길이로부터 산출한 도롱이벌레 견사의 길이는 306 m∼459 m에 달하는 것이 밝혀졌다.

또한, 스테인리스 샤알레의 선형로를 1주하는 데 걸린 시간으로부터, 차주머니 나방의 종령 유충은 남방 차주머니 나방의 종령 유충과 거의 동일한 속도로 토사할 수 있다는 것이 밝혀졌다.

<실시예 3: 도롱이벌레 견사의 역학적 특성의 검증>

(목적)

도롱이벌레 견사의 역학적 특성을 검증한다.

(방법)

도롱이벌레 견사는 정련 전의 토사 섬유(디필라멘트)를 이용했다. 발판 견사에는, 실시예 1의 회수 공정 후에 얻어진 토사 섬유의 일부를 사용했다(n=9). 또한, 둥지 견사에는, 남방 차주머니 나방의 종령 유충의 둥지의 최내층으로부터 채사한 견사를 사용했다(n=5). 둥지 견사는, 남방 차주머니 나방의 둥지를 절개하여, 최내층 표면으로부터 약 30 mm의 시료를 수작업으로 채사했다.

각각의 도롱이벌레 견사를 이용하여 인장 시험을 행하고, 초기 탄성률, 파단 강도, 파단 신도 및 터프니스의 4 항목의 역학 특성에 관해서 평가했다. 여기서, 초기 탄성률이란, 시료를 잡아당겼을 때에 힘과 변형량이 비례하는 관계, 즉 훅의 법칙을 만족하는 변형 영역에서의 비례상수에 상당하며, 응력 변형 곡선의 초기 경사의 기울기로서 주어진다. 일반적으로 수치가 클수록 인장 응력에 대한 변형이 작고, 딱딱한 성질임을 의미한다. 또한, 파단 강도란 파단에 이르기 직전의 응력을 말한다. 일반적으로 수치가 클수록 강한 응력에 견딜 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 파단 신도란 파단에 이르기까지의 신장을 말한다. 일반적으로 수치가 클수록 잘 신장하는 것을 의미한다. 그리고, 터프니스란 파단에 이를 때까지 필요한 일(에너지)을 의미하며, 응력 변형 곡선의 면적으로 주어진다. 일반적으로 수치가 클수록 끊어지기 어렵다는 것을 의미한다.

측정은, 인장시험기(SHIMADZU Co., EZ Test)에 의해, 5 N의 로드셀을 이용하여 측정했다. 측정 조건은, 척 사이 거리(초기 시료 길이): 13 mm, 인장 속도: 10 mm/min, 측정 환경: 실온 25℃, 습도 30%로 했다.

인장 시험에 의해 측정한 값을 도롱이벌레 견사에 있어서의 단섬유의 단면적으로 나눈 응력으로 변환함으로써 응력 변형 곡선을 작성하고, 상기 4 항목에 관한 평가를 했다. 단섬유의 단면적은 다음과 같이 산출했다. 도롱이벌레로부터 토사된 발판 견사 및 둥지 견사는, 주사형 전자현미경(SEM)으로 관찰하면, 모두 도 3에서 도시하는 것과 같은 편평 단섬유(모노필라멘트) 2가닥이 섬유의 장축 방향에서 접착 물질에 의해 결합한 형태를 보인다. 도 3의 B에서 도시하는 것과 같이, 단섬유의 단면은 타원형이며, 그 타원 장축의 반경 a와 타원 단축의 반경 b의 비의 값(a/b)을 평가한 결과, 발판 견사 및 둥지 견사 모두 구별 없이 a/b=1.67±0.12(n=15)였다. 측정에 사용하는 시료마다 도롱이벌레 견사를 구성하는 2가닥의 단섬유의 타원 장축 반경 a를 광학현미경(KEYENCE, BZ-X700)에 의해 측정하고, 모두 a/b=1.67의 타원형 단면을 가정한 다음에, 타원 면적의 공식(A=πab)에 따라서 각 단섬유의 단면적을 산출했다.

(결과)

산출된 각 역학 특성치를 표 2에 나타낸다. 이 표에서는, 대조용으로서 참고 문헌으로부터 인용한 차주머니 나방 유래의 도롱이벌레 견사, 누에 나방 유래의 누에 견사 및 산왕거미 유래의 거미실에 있어서의 역학 특성치를 보여주고 있다. 대조용의 각 역학 특성치의 산출 방법은 본 실시형태의 각 역학 특성치의 산출 조건과 동일하다.

(참고 문헌)

*1: 오사키 시게요시, 2002, 섬유학회지(섬유와 공업), 58: 74-78

* 2: Gosline J. M. et al., 1999, 202, 3295-3303

표 1에 나타내는 것과 같이, 남방 차주머니 나방 유래의 도롱이벌레 견사는, 발판 견사와 둥지 견사의 적어도 2 종류가 존재하고, 각각의 역학적 특성이 다르다는 것이 밝혀졌다. 또한, 초기 탄성률, 파단 강도 및 터프니스의 역학 특성치는, 발판 견사 쪽이 둥지 견사보다도 높다는 것이 밝혀졌다.

한편, 남방 차주머니 나방의 도롱이벌레 견사, 특히 발판 견사는, 누에 나방 유래의 누에 견사나 산왕거미 유래의 거미실과 비교하더라도 매우 우수한 역학적 특성을 갖고 있었다. 예컨대 남방 차주머니 나방 도롱이벌레의 발판 견사의 탄성률은, 누에 견사의 약 5배, 또한 거미실의 3배 이상, 파단 강도는 누에 견사의 3배 이상, 또한 거미실의 약 2배, 터프니스는 누에 견사의 4배 이상, 또한 거미실의 1.7배 이상이었다. 또한, 파단 신도는 누에 견사의 1.3배 이상, 또한 거미실에 거의 필적하는 값이었다.

본 명세서에서 인용한 모든 간행물, 특허 및 특허출원은 그대로 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 것으로 한다.

Claims (19)

1. 도롱이벌레에게 장척의 견사를 토사하게 하는 방법으로서,
   사용하는 상기 도롱이벌레의 좌우 최대 개각(開脚) 폭 미만의 폭을 가지며 또한 상기 도롱이벌레의 다리부를 걸어 고정할 수 있는 선형로에, 둥지를 유지한 상기 도롱이벌레의 다리부를 걸어 고정하게 하여 상기 선형로를 따라 연속해서 토사하게 하는 공정을 포함하는 상기 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 선형로가 폐환형이거나 또는 상기 도롱이벌레가 횡단할 수 있는 간극을 하나 이상 갖는 개환형인 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 선형로가 상방 0도∼70도 또는 하방 0도∼70도의 경사를 갖는 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 연속해서 토사하게 하는 견사의 길이가 1 m 이상인 방법.
5. 장척 도롱이벌레 견사를 생산하는 방법으로서,
   사용하는 도롱이벌레의 좌우 최대 개각 폭 미만의 폭이며 또한 다리부를 걸어 고정할 수 있는 선형로에, 둥지를 유지한 상기 도롱이벌레의 다리부를 걸어 고정하게 하여 상기 선형로를 따라 연속해서 토사하게 하는 토사 공정 및
   상기 토사 공정 후에 상기 선형로로부터 장척 견사를 회수하는 회수 공정을 포함하는 상기 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 회수 공정과 동시에 또는 회수 공정 후에 장척 견사를 정련하는 정련 공정을 더 포함하는 방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 회수 공정 후 또는 정련 공정 후의 견사를 꼬는 연사 공정을 더 포함하는 방법.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 선형로가 폐환형이거나 또는 상기 도롱이벌레가 횡단할 수 있는 간극을 하나 이상 갖는 개환형인 방법.
9. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 선형로가 상방 0도∼70도 또는 하방 0도∼70도의 경사를 갖는 방법.
10. 제5항 또는 제6항에 있어서, 사용하는 상기 도롱이벌레가 종령인 방법.
11. 제5항 또는 제6항에 있어서, 연속해서 토사하게 하는 견사의 길이가 1 m 이상인 방법.
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15. 장척 도롱이벌레 견사의 생산 장치로서,
    사용하는 도롱이벌레에게 있어서의 좌우 최대 개각 폭 미만의 폭이며 또한 다리부를 걸어 고정할 수 있는 선형로를 구비한 상기 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 선형로가 활면 소재로 구성되는 생산 장치.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 선형로가 판형 부재의 가장자리부로 구성되는 생산 장치.
18. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 선형로가 폐환형이거나 또는 상기 도롱이벌레가 횡단할 수 있는 폭의 간극을 하나 이상 갖는 개환형인 생산 장치.
19. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 선형로가 상방 0도∼70도 또는 하방 0도∼70도의 경사를 갖는 생산 장치.

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