(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光反射布地材料を形成する方法であって、
布地基材を提供すること、及び
前記布地基材上に逆オパール構造体を形成することを含み、
前記逆オパール構造体を形成することは、
前記布地基材上に複数の粒子を集合させて結晶構造を形成することであって、前記複数の粒子の大きさは、形成される前記光反射布地材料の少なくとも１つの所望の反射光波長に基づいて選択されること、
絹フィブロインを含む結合材料を前記結晶構造体に付与して、少なくとも部分的に前記粒子を囲む空隙が前記結合材料で少なくとも部分的に充填され、前記結晶構造体が前記布地基材に実質的に結合されるようにすること、及び
前記複数の粒子をエッチングして、前記絹フィブロインを含む前記逆オパール構造体を形成することを含み、
前記逆オパール構造体が、前記絹フィブロインを含む前記結合材料により少なくとも部分的に囲まれる前記複数の粒子を除去した後に残される空気間隙を含む前記結合材料を備える、
方法。
【請求項２】
前記絹フィブロインがセリシンが除去された絹フィブロインである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記布地基材が絹を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記提供することの後かつ前記形成することの前に前記布地基材を処理して、前記布地基材の親水性を高めること、又は前記布地基材を親水性にすることをさらに含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記布地基材を処理することが、前記布地基材を紫外光、Ｘ線放射、又は両方に露出することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記複数の粒子の大きさが、前記結合材料の屈折率に基づいてさらに選択される、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
第２の結合材料を前記結晶構造体上に付与することをさらに含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記結晶構造体が、面心立方格子（ＦＣＣ）構造体、六方最密構造体（「ＨＣＰ」）、体心立方構造体、及び単純な立方構造体からなるグループから選択される周期構造体を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記複数の粒子を集合させることが、対流自己集合に基づく、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の粒子が、ポリスチレン球、生分解性コロイド球、シリカコロイド球、チタニアコロイド球、及びタンパク質コロイド球からなるグループのうちの１つを含む、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記所望の反射光波長が、少なくとも１つの可視光波長、少なくとも１つの紫外光波長、少なくとも１つの赤外光波長、又はこれらの組み合わせである、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数の粒子の大きさが、形成される前記光反射布地材料の少なくとも２つの所望の反射光波長に基づいて選択される、請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
布地基材と、
前記布地基材上に結合している、絹フィブロインを含む逆オパール構造体と、
を備え、
前記逆オパール構造体が、前記絹フィブロインを含む結合材料により少なくとも部分的に囲まれる複数の粒子を除去した後に残される空気間隙を含む結合材料を備える、
光反射布地材料。
【請求項１４】
前記絹フィブロインがセリシンが除去された絹フィブロインである、請求項１３に記載の光反射布地材料。
【請求項１５】
前記布地基材が絹を含む、請求項１３又は１４に記載の光反射布地材料。
【請求項１６】
前記複数の粒子が、前記布地基材上で集合して結晶構造体を形成し、
前記複数の粒子の大きさが、当該光反射布地材料の所望の反射光波長を生成するように選択される、
請求項１３ないし１５のいずれか１項に記載の光反射布地材料。
【請求項１７】
前記複数の粒子の大きさが、前記結合材料の屈折率に基づいてさらに選択される、請求項１６に記載の光反射布地材料。
【請求項１８】
前記逆オパール構造体を完全に又は部分的に被覆する被覆層をさらに備える、請求項１３ないし１７のいずれか１項に記載の光反射布地材料。
【請求項１９】
前記結晶構造体が、面心立方格子（ＦＣＣ）構造体、六方最密構造体（「ＨＣＰ」）、体心立方構造体、及び単純な立方構造体からなるグループから選択される周期構造体を有する、請求項１６に記載の光反射布地材料。
【請求項２０】
前記複数の粒子が、ポリスチレン球、生分解性コロイド球、シリカコロイド球、チタニアコロイド球、及びタンパク質コロイド球からなるグループのうちの１つを含む、請求項１６に記載の光反射布地材料。
【請求項２１】
前記所望の反射光波長が、少なくとも１つの可視光波長、少なくとも１つの紫外光波長、少なくとも１つの赤外光波長、又はこれらの組み合わせである、請求項１６に記載の光反射布地材料。
【請求項２２】
前記複数の粒子の大きさが、当該光反射布地材料の少なくとも２つの所望の反射光波長を生成するように選択される、請求項１６に記載の光反射布地材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、光反射構造体ならびにその製造方法および使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトニック結晶（ＰＣ）は、屈折率が周期的に変化した材料である。フォトニック結晶のバンドギャップが可視波長であると、フォトニック結晶は「構造色」を呈する。本分野における現在の研究は、無機材料と有機材料の両方を用いた、構造色およびそれに関する特性（例えば紫外（ＵＶ）光、可視光、赤外（ＩＲ）光等の波長域に現れる特性）を対象としている。このように、例えば生体親和性および／または生分解性でありうるフォトニック結晶が必要とされている。
【０００３】
さらに、繊維産業では、布地、特に絹地の着色や染色が困難であることが知られている。さらに、浸出や酸化／漂白による退色は、本産業における典型的な問題である。布地に構造色を付すことも、重要な課題である。１つの問題は、構造色が通常、布地上にうまく広がらないことである。別の問題は、構造色が通常、布地に付着しないことである。
【発明の概要】
【０００４】
先の概要は、説明のためだけのものであり、あらゆる意味において限定を意図するものではない。さらに、上述の説明的側面、実施形態および特徴に加え、図面および以下の詳細な説明を参照することにより、さらなる態様、実施形態および特徴が明らかになるであろう。
【０００５】
一態様では、光反射材料について説明する。材料は、固体基材と、基材上の結晶構造体内に集合した複数の粒子または空隙とを含んでもよい。粒子の大きさは、光反射材料の少なくとも１つの所望の反射光波長に基づいて選択されてもよい。また、光反射材料は、少なくとも１つの結合材料や少なくとも１つの被覆材料等の他の様々な材料を含んでもよい。光反射材料は、オパール構造体または逆オパール構造体を含んでもよい。
【０００６】
代替の一態様では、光反射材料の作製方法について説明する。本方法は、固体基材を提供すること、および基材上の結晶構造体内に複数の粒子を集合させることを含んでもよい。粒子の大きさは、光反射材料の少なくとも１つの所望の反射光波長に基づいて選択されてもよい。本方法は、材料の親水性を向上させること、結合材料を付与すること、および被覆材料を付与することなど、追加の工程をさらに含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】例示的な一実施形態における、絹フィブロインオパール構造体の作製を示す概略流れ図である。
【図２】例示的な一実施形態における、繊維に被覆したオパールまたは逆オパール構造体を示す概略図である。
【図３】例示的な一実施形態における、絹フィブロイン中の２つの空気球を示す概略図である。
【図４（ａ）】例示的な一実施形態における、２４０ｎｍ粒子を用いて形成した面心立方格子（ＦＣＣ）コロイド結晶の走査型電子顕微鏡画像である。
【図４（ｂ）】図４（ａ）からの２４０ｎｍコロイド結晶を用いて作製した絹フィブロイン逆オパールの走査型電子顕微鏡画像である。
【図４（ｃ）】例示的な一実施形態における、７００ｎｍコロイド粒子を用いて作製した絹フィブロイン逆オパールの走査型電子顕微鏡画像である。
【図４（ｄ）】例示的な一実施形態における、７００ｎｍコロイド粒子を用いて作製した絹フィブロイン逆オパールの別の走査型電子顕微鏡画像である。
【図４（ｅ）】例示的な一実施形態における、６００ｎｍコロイド粒子を用いて作製した絹フィブロイン逆オパールの走査型電子顕微鏡画像である。
【図４（ｆ）】例示的な一実施形態における、５００ｎｍコロイド粒子を用いて形成した絹フィブロイン逆オパールの走査型電子顕微鏡画像である。
【図５（ａ）】例示的な一実施形態における、２４０ｎｍコロイド粒子を用いて作製したコロイド結晶およびコロイド結晶を用いて作製した絹フィブロイン逆オパールの、垂直光入射での光反射スペクトルを示すグラフである。
【図５（ｂ）】例示的な一実施形態における、５００ｎｍ、６００ｎｍおよび７００ｎｍコロイド粒子を用いて作製した絹フィブロイン逆オパールの垂直光入射での光反射スペクトルを示すグラフである。
【図６（ａ）】例示的な一実施形態における、ＦＣＣブリルアンゾーン内の高対称性方向に沿ったコロイド結晶のバンド構造を示すグラフである。
【図６（ｂ）】例示的な一実施形態における、絹フィブロイン逆オパールのバンド構造を示すグラフである。
【図７（ａ）】例示的な一実施形態における、絹地の表面上に結晶化したコロイド粒子の走査型電子顕微鏡画像を示す図である。
【図７（ｂ）】例示的な実施形態における、コロイド結晶上に再生被覆した絹フィブロインの走査型電子顕微鏡画像を示す図である。
【図８】例示的な実施形態における、構造色が付された絹地の垂直入射光での反射スペクトルを示すグラフである。
【図９（ａ）】例示的な実施形態における、構造色が付された絹地の異なる倍率での明視野光学顕微鏡画像を示す図である。
【図９（ｂ）】例示的な実施形態における、構造色が付された絹地の異なる倍率での明視野光学顕微鏡画像を示す図である。
【図１０】例示的な一実施形態における、２４０ｎｍコロイド粒子を用いて作製したコロイド結晶、絹地／絹繊維に埋め込まれた２４０ｎｍコロイド結晶、および絹地／絹繊維に埋め込まれた２４０ｎｍ逆オパール構造体のそれぞれの、垂直光入射による光反射スペクトルを示すグラフである。
【図１１（ａ）】例示的な一実施形態における、絹に埋め込まれたコロイド粒子の走査型電子顕微鏡画像を示す図である。
【図１１（ｂ）】例示的な一実施形態における、絹に埋め込まれた逆オパール構造体の走査型電子顕微鏡画像を示す図である。
【図１２】例示的な一実施形態における、絹地に集合したフォトニック結晶の反射スペクトルを示すグラフである。
【図１３】例示的な一実施形態における、光反射構造体を形成する方法を示す概略フローチャートである。
【図１４】例示的な一実施形態における、５００ｎｍ逆オパール構造体を用いて形成した、構造色を付した絹材料の反射スペクトルを示すグラフである。
【図１５】絹フィブロイン溶液を得る手順を示す概略流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の詳細な説明において、添付の図面を参照する。図面は説明の一部を構成する。図において、通例、同様の符号は、文脈上他のものを示すのでない限り、同様の構成要素を示す。詳細な説明、図面および特許請求の範囲において説明する実施例としての実施形態は、限定を意図するものではない。本明細書に示す主題の精神および範囲から逸脱することなく、他の実施形態が用いられてもよく、また他の変更がなされてもよい。本明細書に一般的に説明され、図に示された本開示の態様は、そのすべてが本明細書おいて明示的に企図されている様々な異なる構成で配列、置換、結合、分離および設計可能であることが容易に理解されるであろう。
【０００９】
「構造色」という用語は、赤外、可視または紫外域における少なくとも１つの波長の光または電磁放射を含む。
【００１０】
「オパール構造体」という用語は、適度に大きさの揃った球が最密面に格納されて、数百ナノメートルの特徴的な寸法に積層されたものを示す。「逆オパール構造体」という用語は、配列要素が取り除かれてその場所に球状空隙、穴または空気球を残したオパール構造体を示す。球状空隙は、最密格納されて固体壁で囲まれている。
【００１１】
構成
本発明の様々な実施形態は、光反射材料を対象とする。材料は、固体基材、および固体基材に接する結晶構造体内に集合した複数の粒子を備えてよい。材料は、結晶構造体における複数の粒子間の空間内に配置された結合材料をさらに備えてよい。材料は、結晶構造体を被覆または部分的に被覆する被覆層をさらに備えていていもよい。材料は、オパール構造体または逆オパール構造体を備えてもよい。逆オパール構造体を備える材料では、複数の粒子はもはや材料内に存在しない。すなわち、光反射材料は、固体基材、および固体基材に接する結晶構造体内に集合した複数の空間、穴、または空気球を備えてもよい。
【００１２】
光反射材料は、従来の染料や顔料を含まないので、優れた耐久性および退色耐性を示す。また、光反射材料の製造では、従来の染色方法で通常使用される有毒化学物質または大量の水を必要としない。したがって、このような光反射材料は無毒である。さらに、このような光反射材料による構造色は、従来の顔料による通例の色よりも明るく、またより深くまで浸透する。さらに、このような光反射材料による構造色には、偏光、虹色、および角度に応じた可視性等、さらなる独特の視覚特性を伴うことが多い。
【００１３】
一般に、固体基材は、どのような固体基材であってもよい。一般に、固体基材は、任意の大きさおよび形状であってもよい。固体基材の形状の例には、フィルム、泡、被膜スポンジまたは繊維がある。一般に、固体基材は、一次元形状、２次元形状、または３次元形状であってもよい。固体基材は、繊維や糸等の一次元形状であってもよい。固体基材は、シート、平面または布地等、２次元であってもよい。固体基材は、網等の３次元であってもよい。固体基材は、繊維や布地であってもよい。布地は、１本または複数本の繊維でできていてもよい。繊維や布地は、生物型、自然型、または合成型、すなわち、綿、ポリエステル、ナイロン、ダクロン、スパンデックス、絹等を含んでもよいし、それら自体であってもよい。
【００１４】
固体基材は、疎水面または親水面を有していてもよい。固体基材と複数の粒子との特定の組み合わせによるいくつかの実施形態では、親水面により、結晶構造体の集合が容易になる。
【００１５】
複数の粒子は、一般に球状であるが、どのような形状であってもよい。複数の粒子は、大きさおよび形状が一様である。複数の粒子の直径は、約１００ｎｍないし約１，０００ｎｍであってもよい。直径の具体的な例として、約１００ｎｍ、約２００ｎｍ、約３００ｎｍ、約４００ｎｍ、約５００ｎｍ、約６００ｎｍ、約７００ｎｍ、約８００ｎｍ、約９００ｎｍ、約１，０００ｎｍ、およびこれらの値のいずれか２つの間の範囲がある。
【００１６】
光反射材料は、１または複数の波長の光を反射することができる。例えば、所望の反射光波長は、少なくとも１つの可視光波長、少なくとも１つの紫外光波長、少なくとも１つの赤外光波長、または、これらの組み合わせであってもよい。
【００１７】
複数の粒子の直径は、光反射材料に影響を与えうるか、または光反射材料に特定の光反射特性を伝えるように、選択されうる。例えば、ある大きさの複数の粒子からなる光反射材料が、第１の色の可視光を反射し、第２の大きさの複数の粒子からなる他の光反射材料が、第２の色の可視光を反射してもよい。第３の大きさの複数の粒子からなる光反射材料が、赤外光または紫外光を反射してもよい。光反射材料は、色付きに見えることがある。例えば、光反射材料は、赤、オレンジ、黄、緑、青、藍、またはバイオレット色に見えることがある。光反射材料は、複数の角度から見て一様に見えることがあり、または複数の角度から見て異なる色やパターンに見えることがある。
【００１８】
一般に、複数の粒子は、任意の物質から形成されていてもよい。例えば、複数の粒子は、有機であっても無機であってもよい。逆オパール構造体の物質について、複数の粒子は、逆オパール構造体を作製するために、オパール構造体から容易に除去可能な物質からなることが望ましい。複数の粒子は、少なくとも１つの重合体からなるものとしてもよい。重合体の例としては、ポリスチレン、タンパク質、およびポリスチレン−ｂ−ポリ（２−ビニルピリジン）（ＰＳ−Ｐ２ＶＰ）溶液、エポキシ樹脂等の重合体溶液から得られる他の重合体がある。複数の粒子は、シリカ、チタニア、酸化亜鉛等からなるものであってもよい。ある実施形態において、複数の粒子は、生分解性物質からなるか、あるいは、生分解性物質を含んでいてもよい。ある実施形態において、複数の粒子は、少なくとも１つまたは複数の溶媒に可溶であってもよい。
【００１９】
一般に、複数の粒子は、任意の結晶構造体内に配列されてもよい。結晶構造体は、２次元または３次元であって、複数の粒子の２つ以上の層を含んでもよい。結晶構造体の例として、面心立方格子構造体（「ＦＣＣ」）、六方最密構造体（「ＨＣＰ」）、体心立方構造体、単純な立方構造体または任意の他の周期構造体がある。
【００２０】
結合材料は、複数の粒子の周囲の空間、空隙、穴または空気球を完全に、あるいは少なくとも部分的に充填するものであってもよい。結合材料は、構造体の構造的完全性（the structural integrity）を向上させることができる。結合材料は、実質的に結晶構造体を基材に結合することができる。一般に、結合材料は、どのような物質であってもよい。例えば、結合材料は、少なくとも１つの重合体を含むものであってもよい。結合材料は、１つのタンパク質または複数のタンパク質を含んでいてもよい。結合材料は、１または複数の重合体と１つまたは複数のタンパク質との混合物であってもよい。結合材料の例として、絹フィブロインがある。ある実施例において、結合材料は水溶性である。他の溶液は、ＳＵ−８フォトレジスト（エポキシベースのネガ型フォトレジスト）、紫外（ＵＶ）硬化樹脂等を含んでいてもよい。
【００２１】
ある実施形態において、被覆層は、被覆層のない同一物質に比べて、退色を減少させ、かつ／または、オパールもしくは逆オパール構造体を、物理的損傷から保護することができる。一般に、被覆層は、どのような物質からなるものであってもよい。被覆層は、有機または無機であってよい。被覆層は、少なくとも１つの重合体からなるものであってもよい。ある実施形態において、被覆層および固体基材は、同一の物質からなるものであってもよい。例えば、被覆層および固体基材は、双方とも絹であってもよく、双方ともポリエステルであってもよい。また、被覆層は、シリカ、チタニア、ＰＭＭＡ（ポリ−メタクリル酸メチル）等からなる材料を含んでもよい。ある実施形態において、被覆層および結合材料は、同一物質からなるものであってもよい。例えば、被覆層および結合材料は、いずれも絹フィブロインであってもよい。ある実施例においては、被覆層材料は水溶性である。他の溶液は、ポリスチレン−ｂ−ポリ（２−ビニルピリジン）（ＰＳ−Ｐ２ＶＰ）溶液、エポキシ樹脂等を含んでよい。あるいは、化学反応またはゾル−ゲルプロセスにより、チタニアまたはシリカ逆オパールを合成することもできる。
【００２２】
製造方法
本発明の追加の実施形態は、光反射材料の製造方法についてのものである。本方法は、固体基材を提供すること、および固体基材と複数の粒子を接触させ、固定基材上の結晶構造体中に粒子を集合させることを含んでもよい。本方法は、固体基材を処理して、接触することに先立ち、固体基材の親水性を向上させることをさらに含んでもよい。他の実施例において、その処理により、基材が親水性を帯びる結果となってもよい。
【００２３】
本方法は、光反射材料の所望の反射光波長に基づき、複数の粒子の大きさを選択することを、さらに含んでもよい。所望の反射光波長は、少なくとも１つの可視光波長、少なくとも１つの紫外光波長、少なくとも１つの赤外光波長、あるいはそれらの組み合わせであってもよい。さらに、本方法は、結合材料の屈折率に基づき、複数の粒子の大きさを選択することを含んでもよい。これにより、反射光波長（バンドギャップ）は、格子定数（複数の粒子の直径に関する）および結合材料の屈折率に関係する。所望の反射光波長が与えられれば、粒子の直径が決定可能である。例えば、ポリスチレン（屈折率ｎ＝１．５９）コロイド結晶について、λ＝ａ／０．６、かつ
【００２４】
【数１】
0005905033.tif 000002
であり、ここで、λは反射光波長、ｄは粒径である。得られた絹フィブロイン逆オパールには、２つのストップバンドがあり、結果として２つの反射光波長がある。
【００２５】
接触することは、複数の粒子を溶液中に分散または懸濁させ、分散体、懸濁体またはコロイドを形成すること、分散体、懸濁体またはコロイドを固体基材に付与すること、および溶液を気化させることを含んでもよい。ある実施形態において、溶液を気化させることは、溶液を過熱すること、溶液を真空下におくこと、またはこれらの双方を含んでもよい。形成された結晶構造体は、面心立方（「ＦＣＣ」）構造体、六方最密構造体（「ＨＣＰ」）、体心立方構造体、単純な立方構造体または他の任意の周期構造体であってもよい。形成された結晶構造体は、対流自己集合（convective self-assembly）に基づいて形成されてもよい。
【００２６】
本方法は、結合材料を結晶構造体に付与して、オパール構造体を形成することをさらに含んでもよい。結合材料が、結晶構造体内の複数の粒子を囲む空隙を部分的にあるいは完全に充填するように付与されてよい。結合材料が付与されて、複数の粒子が実質的に固体基材に結合されてもよい。
【００２７】
本方法は、結晶構造体上に第２の結合材料を付与することをさらに含んでもよい。第２の結合材料は、第１の結合材料と同一あるいは第１の結合材料と異なるものであってもよい。第２の結合材料は、第１の結合材料の付与後に、付与されてもよい。
【００２８】
本方法は、複数の粒子をオパール構造体から除去して、逆オパール構造体を形成することをさらに含んでもよい。ある場合においては、除去することは、「エッチング」と呼ばれることがある。複数の粒子は、一般的に任意の方法により除去可能である。除去方法は、加熱すること、あるいは溶液を付与することを含む。特定の１つまたは複数の溶液の選択は、複数の粒子を形成する材料に基づくものであってもよい。例えば、ポリスチレンまたはＰＭＭＡ（ポリ−メタクリル酸メチル）からなる複数の粒子は、テトラヒドロフラン溶液を付与することにより除去されてもよい。シリカおよびチタニアからなる複数の粒子については、複数の粒子はフッ化水素酸を付与することにより除去可能である。酸化亜鉛製の複数の粒子については、複数の粒子は塩酸または硫酸を付与することにより除去可能である。
【００２９】
本方法は、オパール構造体または逆オパール構造体上に、被覆層を部分的または完全に付与することをさらに含んでもよい。本方法は、被覆層を重合させることをさらに含んでもよい。ある実施例においては、被覆層は、固体基材と同じ材料を含んでいる。
【００３０】
固体基材は、固体基材の親水性を向上させるために、一般的に任意の方法で処理可能である。固体基材は、処理前の最初の親水性、および処理後の最終的な親水性を有し、最終的な親水性は最初の親水性よりも高い。ある実施例においては、最初の親水性が負であり（すなわち、固体基材が疎水性）、最終的な親水性が正である（すなわち、固体基材が親水性）。このような処理例としては、紫外光への露出、Ｘ線放射への露出、またはその双方がある。露出は、一般的に任意の継続時間の間実行されてよい。継続時間の例として、約５分、約１０分、約２０分、約３０分、約４０分、約５０分、約６０分、およびこれらの値の任意の２つの間の範囲がある。
【００３１】
光反射材料は、物理的形状を変更するようにさらに処理されてもよい。例えば、繊維を織って布地としてもよい。
【実施例】
【００３２】
以下の実施例は、本発明の様々な実施形態を説明するために提供される。以下の本実施例において開示された技法は、本発明の実施においてうまく機能すると発明者（ら）が見出した技法を表すことが、当業者には正しく理解されるであろう。ただし、本開示に照らして、開示された特定の実施形態を様々に変更して、本発明の精神および範囲から逸脱することなく同様または類似の結果が得られることが、当業者には正しく理解されるであろう。
【００３３】
実施例１：再生絹フィブロイン溶液の調製
図１５は、絹フィブロイン溶液を得るための手順を示す概略流れ図である。本手順は、収穫された繭１５０２を浄化することから始まる。繭は、セリシンを含んでいる。セリシンは、絹フィブロイン繊維を結合している。作業１５０４では、５重量％炭酸ナトリウム水溶液で繭１５０２を約４５分煮ることにより、繭のフィブロイン糸からセリシンが除去された。そして、得られたフィブロイン束は、脱イオン水で複数回徹底的に洗浄され、一晩乾燥させて絹繊維／フィブロイン１５０６を形成した。乾燥された絹フィブロイン１５０６は、約４０℃の臭化リチウム（約９．３Ｍ）の飽和溶液中に約１時間溶解され、絹フィブロイン溶液１５０８が形成された。そして、作業１５１０では、絹フィブロイン溶液１５０８より臭化リチウム塩が、水ベースの透析カセットで約３日間抽出された。残った粒子は、遠心分離で除去された（約１０，０００ｒｐｍで約１５分）。本手順により、優れた品質と安定性を備えた４％ｗ／ｖ絹フィブロイン溶液が作製された。希釈された約１％ｗ／ｖ絹フィブロイン溶液１５１２は、４％ｗ／ｖ絹フィブロイン溶液を希釈することにより得られた。
【００３４】
実施例２：絹フィブロインオパール構造体の作製
布地基材が用意され、紫外光を約１時間照射して、布地の親水性を向上させた。コロイド懸濁液内の市販の単分散ポリスチレンラテックス球が、布地上に配置されて沈殿した。懸濁液は、２〜４時間、約４０Ｃに加熱されて溶液が除去され、布地上にコロイド結晶構造体が得られた。本方法は、対流自己集合によって、布地の広範な表面にわたり粒子が良好に整って密集した層を形成するのに有効であった。図１３に本方法を図示する。
【００３５】
実施例１の再生絹フィブロイン溶液が布地上に注がれ、絹フィブロインがコロイド微小球粒子間の空隙に染み込み、絹フィブロインオパール構造体１０６を形成した。
【００３６】
図１に、最初の基材、集合した結晶構造体、およびオパール構造体を示す。
【００３７】
実施例３：絹フィブロイン逆オパール構造体の作製
実施例２の絹フィブロインオパール構造体は、「エッチングマスク」として絹フィブロイン溶液を有効に用いてさらに処理された。ポリスチレンコロイド粒子は、エッチングされ、テトラヒドロフラン処理で除去されて、布地上に絹フィブロイン逆オパール構造体１０８が形成された。図１に、オパール構造体から逆オパール構造体への転換について示す。布地を絹フィブロインでさらに被覆して、逆オパール構造体上面の被覆層を形成した。
【００３８】
図２に、オパールまたは逆オパール構造体を有するとともに被覆層２０４に被覆された、繊維２０２の立体図を示す。
【００３９】
実施例４：異なる大きさのコロイド粒子を用いた逆オパール構造体の形成
直径２４０ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍおよび７００ｎｍの市販の粒子を用いて、異なる内部穴寸法の絹フィブロイン逆オパール構造体が作製された。
【００４０】
４種の異なる大きさの材料が、走査型電子顕微鏡を用いて分析された。内部球状穴径の大きさが、コロイド粒子の元の大きさと比べて、約２０％から３０％縮小したことが分かった。例えば、直径２４０ｎｍのコロイド粒子を用いて、結果的に、内部穴径約２１０ｎｍの逆オパール構造体が得られた。さらに、絹フィブロイン逆オパールは、内部空気球および絹フィブロイン殻を含む外球を具備した３次元集合構造による絹フィブロイン殻の重なりとして、うまく説明できることが分かった。
【００４１】
図３は、絹フィブロイン３０６内の２つの球３０２および３０４の球状穴の様々な大きさを示す。図面の左側に示された球体３０２について、３０８は絹フィブロイン殻を示し、３１０は内球の直径（「ｄ」）、３１２は外球の直径（「Ｄ」）を示す。逆オパール構造体の格子定数は、ａ＝ｓｑｒｔ（２）×Ｄとして算出される。格子定数は、逆オパール構造体の結晶格子における隣接した空気球間の距離である。表１は、様々なコロイド粒子で形成された逆オパール構造体の走査型電子顕微鏡画像から得られる直径の実測値を示す。
【００４２】
【表１】
0005905033.tif 000003
【００４３】
これらの結果から、最初の重合体球の粒子の大きさを変えることにより、絹地上に様々な逆オパール構造体を容易に作製可能であることが分かる。
【００４４】
実施例５：走査型電子顕微鏡画像
図４（ａ）は、２４０ｎｍ粒子を用いて絹地上に形成された面心立方（ＦＣＣ）コロイド結晶の走査型電子顕微鏡画像４０２である。電子ビームエネルギを約１０ｋＶ、倍率を約３０，０００倍に設定した。画像４０２について算出された格子定数は、ａ＝ｓｑｒｔ（２）×ｄ＝ｓｑｒｔ（２）×２４０ｎｍ＝３４０ｎｍである。挿入画像４０４は、画像４０２のＦＣＣコロイド結晶の高速フーリエ変換を示す。挿入画像４０４により、長距離秩序化ＦＣＣ構造体が高品質であることが確認される。
【００４５】
図４（ｂ）は、２４０ｎｍコロイド粒子を用いて作製した絹フィブロイン逆オパール構造体の走査型電子顕微鏡画像４０６である。本作成方法は、図１を参照して述べた方法と実質的に同一であった。電子ビームエネルギを約５ｋＶ、倍率を約４０，０００倍に設定した。
【００４６】
図４（ｃ）および（ｄ）は、７００ｎｍコロイド粒子を用いて作製した絹フィブロイン逆オパール構造体の、別の倍率での走査型電子顕微鏡画像４０８、４１０をそれぞれ示す。電子ビームエネルギを約５ｋＶとした。画像４０８を倍率３，０００倍で示し、画像４１０を倍率１０，０００倍で示す。挿入画像４１２は、図４（ｃ）の構造体の高速フーリエ変換を示す。挿入画像４１２により、絹フィブロイン逆オパールが高品質であることが確認される。
【００４７】
図４（ｅ）は、６００ｎｍコロイド粒子を用いて形成した、絹フィブロイン逆オパール構造体の走査型電子顕微鏡画像４１４である。本作成方法は、図１を参照して説明した方法と実質的に同一であった。電子ビームエネルギを約５ｋＶ、倍率を約１０，０００倍に設定した。
【００４８】
図４（ｆ）は、５００ｎｍコロイド粒子を用いて形成した、絹フィブロイン逆オパールの走査型電子顕微鏡画像４１６を示す。本作成方法は、図１を参照して説明した方法と実質的に同一であった。電子ビームエネルギを約５ｋＶ、倍率を約１０，０００倍に設定した。
【００４９】
実施例６：逆オパール構造体によって作製された様々な色
２４０ｎｍコロイド結晶の明視野光学顕微鏡法では、緑光反射が見られた。２４０ｎｍコロイドテンプレートを用いて作製した絹フィブロイン逆オパール構造体の光学顕微鏡画像では、紫光反射が見られた。絹フィブロイン逆オパール構造体の光学顕微鏡画像は、以下の色の反射を示した。
【００５０】
【表２】
0005905033.tif 000004
【００５１】
これらの結果から、最初の重合体球体の粒径を変えることにより、様々な可視色の布地が容易に作成可能であることが分かる。２４０ｎｍ絹フィブロイン逆オパール構造体について観測された紫色が第１バンドギャップから生じ、５００ｎｍ絹フィブロイン逆オパール構造体について観測された紫色が第２バンドギャップから生じることが、発明者により認識されている。
【００５２】
実施例７：光学反射スペクトル
図５（ａ）に、垂直光での光学反射スペクトル５０２、５０４、５０５を示す。スペクトルは、オーシャンオプティクス社製の２０００分光計を用いて測定された。Ｙ軸は、反射した光の百分率である。スペクトル５０２は２４０ｎｍコロイド結晶について、スペクトル５０４は２４０ｎｍ絹フィブロイン逆オパール構造体について、スペクトル５０５は２４０ｎｍ絹フィブロインオパール構造体についてのものである。コロイド結晶スペクトル５０２の反射ピークが、緑色が観測されることになる約５６０ｎｍであることが観測された。絹フィブロイン逆オパール構造体スペクトル５０４につき、可視観測される紫色に対応して、反射ピークの位置は約４３０ｎｍである。絹フィブロインオパール構造体スペクトル５０５につき、反射ピークの位置は約５８０ｎｍである。したがって、例えば、同じ大きさのコロイド粒子を用いて形成した絹フィブロインオパール構造体および絹フィブロイン逆オパール構造体間で構造色を調整できることを観測できる。２４０ｎｍコロイド結晶により、約５６０ｎｍ（緑色）の反射スペクトルのピークが得られる。絹フィブロインを用いて２４０ｎｍコロイド結晶の空隙に染み込ませることにより、得られた絹フィブロインオパール構造体は、約５８０ｎｍ（赤色）にずれた反射ピークとなる。コロイド粒子をエッチングして空気球を得ることにより、得られた絹フィブロイン逆オパール構造体は、約４３０ｎｍ（青色）にずれた反射ピークとなる。
【００５３】
図５（ｂ）は、垂直光入射での光学反射スペクトル５０６、５０８、５１０を示す。スペクトル５０６、５０８、５１０は、それぞれ５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍのコロイド粒子を用いて作製した絹フィブロイン逆オパール構造体である。反射スペクトル５０６、５０８、５１０のピークはそれぞれ約４３０ｎｍ、５２０ｎｍ、および６１０ｎｍであり、そのような逆オパール構造体の視認される紫色、緑色、赤色に一致していることが観測可能であった。したがって、構造色は、例えば絹フィブロイン逆オパール構造体を作製する際に、コロイド粒子の大きさを変えることにより調整可能であることが観測できる。コロイド粒子の色と大きさとの相関は、図５（ｂ）のスペクトルで観測可能である。
【００５４】
図５（ｂ）のスペクトル５０６、５０８、５１０を図５（ａ）のスペクトル５０２、５０４、５０５と比較することにより、反射強度／反射率値が、図５（ｂ）のスペクトルよりも図５（ａ）のスペクトル５０２、５０４、５０５において強いことが、観測された。例えば、スペクトル５０８の反射率値が約５０％であるのに対し、スペクトル５０４の反射率値は約８０％である。理論に縛られる意図ではないが、発明者は、図５（ａ）におけるスペクトル５０２、５０４、５０５の反射ピークが、ＦＣＣ構造体／オパールの一次バンドギャップに関係するとともにその結果である可能性があり、一方図５（ｂ）では、スペクトル５０６、５０８、５１０の反射ピークが、絹フィブロイン逆オパールの二次バンドギャップに関係するとともにその結果である可能性があると推論した。
【００５５】
実施例８：フォトニックバンド構造
コロイド結晶および絹フィブロイン逆オパール構造体のフォトニックバンド構造が、平面波拡張法を用いて算出された。平面波拡張法（ＰＷＥ）は、マックスウェルの方程式を方程式から固有値問題を構築することによって解く、電磁気学の計算技術に関係する。本方法は、特定のフォトニック結晶形状のバンド構造（分散関係）の解法として、一般に用いられている。数値シミュレーションは、商用ソフトウェア（ＲＳｏｆｔ  Ｄｅｓｉｇｎ）を用いて実行された。最初の２０バンドは、コロイド結晶および絹フィブロイン逆オパールの双方について算出された。コロイド結晶については、コロイド粒子は、最密充填とみなされた。絹フィブロイン逆オパールについては、ＦＣＣ結晶は、最密充填球半径を単位として、内側半径が１．０（最密充填空気球に接する）で外側半径が１．１の絹フィブロイン殻を重ね合わせたものとしてうまく表される。
【００５６】
図６（ａ）に、ＦＣＣブリルアンゾーンにおける高対称性方向に沿ったコロイド結晶のバンド構造を示す。ｙ軸は入射光周波数、ｘ軸はフォトニック結晶のＦＣＣブリルアンゾーンにおける高対称性方向である。結晶のコロイド粒子の屈折率は、約１．５９とする。図６（ａ）のバンド構造から、立体ＦＣＣコロイド結晶は、完全なフォトニックバンドギャップにはならない。ただし、部分的フォトニックバンドギャップ６０２がΓ−Ｌ方向（１１１）に沿って存在し、そのバンドギャップは、ａ／λ＝０．６（ここで０．６は１／（１．５９））から得られる周波数に位置している。
【００５７】
図６（ｂ）に、絹フィブロイン逆オパールのバンド構造を示す。絹フィブロインの屈折率は、約１．４９７とする。ΓからＬへの方向に沿って２つのバンドギャップ６０４、６０６が存在することが見出された。すなわち、Γ点とＬ点との間の一次ストップギャップ（ａ／λ＝０．７、０．７は１／（１．４９７）から得られる）を超えて、より高周波数のストップバンド（ａ／λ＝１．４６）があり、これを二次バンドギャップと称する。二次バンドギャップの値である１．４６は、バンド構造のシミュレーションから、商用ソフトウェアＲＳｏｆｔを用いて求められた。これらのギャップは、垂直光入射での反射率のピークと、直接的に比較される。
【００５８】
表２は、２４０ｎｍコロイド結晶構造体および様々な逆絹オパールについての理論バンドギャップ値および測定された反射ピーク値を表にしたものである。
【００５９】
【表３】
0005905033.tif 000005
【００６０】
数値シミュレーションの理論的結果と実測値とを比較することにより、２４０ｎｍコロイド結晶構造体の緑色および２４０ｎｍ絹フィブロイン逆オパール構造体の紫色が、ＦＣＣ構造体の第１バンドギャップにより生じるとともに、ＦＣＣ構造の二次バンドギャップから５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ絹フィブロイン逆オパール構造体の紫色、緑色、赤色がそれぞれ現れることが、発明者によって認知された。これは、不可視域である赤外（ＩＲ）域にそれらの一次バンドギャップ波長があることが明らかに分かるためである。
【００６１】
したがって、反射強度は、図５（ａ）のスペクトル５０２、５０４において、図５（ｂ）のスペクトル５０６、５０８、５１０よりも強い。
【００６２】
上述のことから、発明者は、絹フィブロイン逆オパール構造体が他のフォトニックバンドギャップ（例えば、ある方向に沿った２つのフォトニックバンドギャップ）を有することを認知した。このように、絹フィブロイン逆オパール構造体について２つの反射ピークが得られる。これにより、紫外および赤外波長域の色を含む混合構造色を生成するのに役立つ。例えば、絹フィブロイン逆オパール構造体は、第１の色のための一次バンドギャップ波長および第２の色のための二次バンドギャップ波長を有してもよく、これにより、混合構造色を生じうる。一次および二次バンドギャップの位置は、フォトニック結晶のパラメータにより制御される（例えば、屈折率、格子定数）。
【００６３】
図１４に、５００ｎｍ絹フィブロイン逆オパール構造体を用いて形成した、構造色のある絹材料の反射スペクトル１４０２を示す。観測される可視色は紫であるが、反射スペクトル内に２つのピーク１４０４、１４０６がある。ピーク１４０４は約４５０ｎｍ（紫光）に位置し、ピーク１４０６は約８５０ｎｍに位置している（近赤外域）。また、発明者は、絹地内に異なる大きさのオパール／逆オパール構造体を作製することにより、複数の反射も得られることも認知した。例えば、５００ｎｍコロイド粒子を用いた絹フィブロイン逆オパール構造体と、７００ｎｍコロイド粒子を用いた絹フィブロイン逆オパール構造体とを共に絹地内に作製することにより、紫光反射および赤色光反射が得られる。
【００６４】
実施例９：保護被覆層を有する色付きの絹地の作製
他の実施例として、構造色が付された絹地が作製された。デガミングされた（degummed）一片の絹地が布地基材として与えられた。デガミング手順は、図１５の作業１５０４と実質的に同一である。通例、絹地は疎水性であるため、絹地は、より親水性を得るように処理された。この他に、絹地は、より親水性を得るまで、紫外光またはＸ線処理されてもよい。水接触角（water contact angle）測定値が６０度以下であれば、布地は親水性とみなすことができる。処理は約１時間行われた。発明者は、布地を親水性にすると、絹地表面においてコロイド粒子が自己集合しやすくなることを認知した。前処理は、既に親水性の布地に対しては省略してもよい。
【００６５】
約３００ｎｍ径のコロイド粒子が、デガミングしてＵＶ処理した絹地の表面上に結晶化した。再生絹フィブロインは、結合材料として用いられ、コロイド粒子間の空隙に染み込み、絹フィブロインオパール構造体を形成した。絹フィブロインは、絹フィブロインオパール構造体または絹フィブロイン逆オパール構造体を布地基材に結合／接着するための結合溶液として機能する。絹フィブロイン逆オパール構造体が選択肢として望ましい場合、コロイド粒子がエッチングされて、空気球を形成可能である。さらにもう一層の再生絹フィブロインを、絹地上の絹フィブロインオパール構造体または絹フィブロイン逆オパール構造体上に、被覆層として付与してもよい。再生絹フィブロインを構造体上に注ぐことは、容易である。被覆層には、退色を低減させるここと、構造体を物理的損傷から保護すること等、複数の役割があってもよい。
【００６６】
発明者は、絹地／繊維の疎水性が布地／繊維上のコロイド粒子の集合を妨げるように見えることを認知した。したがって、布地／繊維を処理してより親水化することは有益である。また、発明者は、構造色が布地／繊維に強くは結合せず、したがって色が退色することを認知した。このように、ある実施形態においては、絹フィブロイン溶液の被覆層は、絹地上のコロイド結晶上に付与され、または絹フィブロインオパール／逆オパール構造体上に追加の層として付与されて、固化されてもよい。追加された絹フィブロイン層は、絹地／絹繊維に強く結合し、これにより絹地または絹フィブロインオパール／逆オパール構造体上のコロイド結晶が布地上に実質的に永久に残るとともに、時間がたっても退色しないようにすることが可能になる。また、生成された色は、他の色付与の形態よりも比較的光沢に富むことも観測される。
【００６７】
実施例１０：２５５ｎｍポリスチレン球を用いて作成される色付きの絹地の作製
２５５ｎｍ径のコロイドポリスチレン球が用いられ、絹地上にＦＣＣ構造格子を形成した。図７（ａ）に、絹地上のコロイド粒子の走査型電子顕微鏡画像７０２を示す。電子ビームエネルギは約１０ｋＶであり、倍率は約３０，０００倍である。画像７０２は、コロイド結晶（１１１）面を示し、結晶の格子定数は、約ａ＝ｓｑｒｔ（２）×ｄ＝ｓｑｒｔ（２）×２４０ｎｍ＝３４０ｎｍである。図７（ｂ）に、コロイド結晶上の再生絹フィブロイン被覆の走査型電子顕微鏡画像７０４を示す。結果的に得られた構造体は、絹地上の絹フィブロインオパール構造体である。電子ビームエネルギは約５ｋＶであり、倍率は約１０，０００倍である。内部コロイド結晶は、絹フィブロイン層に囲まれており、これにより構造色が布地上にしっかりと残る。布地は、可視のオレンジ色になった。
【００６８】
実施例１１：２４０ｎｍポリスチレン球を用いて作成される色付きの絹地の作製
２４０ｎｍ径のコロイドポリスチレン球が用いられて、絹地上にＦＣＣ構造格子を形成した。図１１（ａ）は、オパール構造体の走査型電子顕微鏡画像１１０２である。図１１（ｂ）は、コロイド粒子間の空隙に絹フィブロイン溶液を染み込ませ、コロイド粒子をテトラヒドロフランでエッチング処理し、空気球穴を形成することにより形成した、逆オパール構造体の走査型電子顕微鏡画像１１０４である。
【００６９】
実施例１２：２５５ｎｍポリスチレン球を用いて作成される色付きの絹地の作製
２５５ｎｍ径のコロイドポリスチレン球が用いられて、絹地上にＦＣＣ構造格子を形成した。図８は、垂直入射光での、絹地基材上の絹フィブロインオパール構造体の構造色が付された絹地の反射スペクトルである。８０２に示す反射ピークは、約５８０ｎｍである。コロイド結晶のバンド構造から、（１１１）方向に沿って計算された反射ピークの位置は、λ＝ａ／０．６＝２５５×ｓｑｒｔ（２）／０．６＝約６００ｎｍである。ここで、０．６は１／（１．５９）から得られ、１．５９は、コロイド結晶の屈折率である。観測および測定によれば、現れた構造色は少し量だけずれた青であり、この量は、測定値である約５８０ｎｍと算出値である約６００ｎｍとの差分となる２０ｎｍである。任意の理論に限定される意図ではないが、発明者は、これは絹地の非平坦性による可能性があると推論している。ほとんどの布地と同様、現れた色は、見る角度の変化に応じて変わることがある。
【００７０】
図９（ａ）および図９（ｂ）に、構造色が付された絹地の異なる倍率における明視野光学顕微鏡画像を示す。約５８０ｎｍの測定値に応じて、絹フィブロインオパール構造体の絹地は、オレンジ色を反射する。
【００７１】
実施例１３：様々な製造段階における絹材料の分析
粒径２４０ｎｍのコロイドポリスチレンビーズが、まず絹繊維上に結晶構造体を形成するために用いられた。次いで絹フィブロインが加えられて、オパール構造体が形成された。その後、この構造体は、ポリスチレンをテトラヒドロフランで溶解することにより、逆オパール構造体へと転換された。
【００７２】
図１０に、例示的な実施形態における垂直光入射での光学反射スペクトル１００２、１００４、１００６を示す。スペクトル１００２は、シリコン基材上に形成された従来の２４０ｎｍコロイド結晶のものである。スペクトル１００４は、絹地／絹繊維上の２４０ｎｍコロイド結晶のものである。スペクトル１００６は、絹地／絹繊維上の２４０ｎｍ逆オパール構造体のものである。コロイド結晶スペクトル１００２の反射ピークは、可視の緑色となる約５６０ｎｍとなることが、観測された。絹地／絹繊維上のコロイド結晶のスペクトル１００４について、反射ピークの位置は約５８０ｎｍである。絹地／絹繊維に埋め込まれた逆オパール構造体のスペクトル１００６について、反射ピークの位置は約４３０ｎｍである。
【００７３】
コロイド結晶構造体を有する絹（ポリスチレン粒子間の空隙に追加の絹フィブロインを加えていない）は、反射ピークが５６０ｎｍである。絹フィブロインが結晶の空隙に追加されると、反射ピークは約５８０ｎｍへとずれる。ポリスチレンが除去されて逆オパール構造体が生成されると、ピークは約４３０ｎｍへとずれる。
【００７４】
実施例１４：赤外または紫外反射布地材料の作製
フォトニック結晶を絹地上に集合させた。フォトニック結晶のフォトニックバンドギャップを紫外（ＵＶ）または赤外波長域に配置することにより、結果として得られた構造色付きの絹地は、ＵＶまたは赤外反射／遮断布作製用の材料として有用となる。フォトニック結晶は、１５５ｎｍコロイドポリスチレン粒子および絹フィブロインを用いて作製され、オパール構造体をとる。
【００７５】
図１２は、絹地基材に集合したフォトニック結晶の反射スペクトル１２０２を示す。反射最小点（reflective minimum point）１２０４がＵＶ域内の波長である約３００ｎｍとなることが観測された。したがって、絹地上に集合したフォトニック結晶は、コロイド粒子の大きさを選択することにより、ＵＶ光を遮断するよう機能するように調整可能である。
【００７６】
同様に、フォトニックバンドギャップが赤外波長域内となるように、コロイド粒子を選択してもよい。すなわち、微小球の大きさを適切に選択することにより、フォトニック結晶のバンドギャップは、赤外波長域（約７００ｎｍよりも高い）内に調整可能である。例えば、ポリスチレン球からなるコロイド粒子については、バンドギャップλ＝ａ／０．６であり、ここで、ａは格子定数、
【００７７】
【数２】
0005905033.tif 000006
であり、ｄはコロイド粒子の直径である。
【００７８】
本開示は、本願記載の特定の実施形態に限定されるものではない。実施形態は様々な態様を説明するためのものである。当業者には明らかであるように、様々な修正および変更が、その精神および範囲から逸脱することなく可能である。本明細書に列挙されたものの他に、本開示の範囲内の機能的に等価な方法および装置が、上記内容から当業者に明らかである。このような修正および変更は、添付の特許請求の範囲内となるように意図されている。本開示は、各請求項にとって等価と認められるものの全範囲とともに、添付の特許請求の範囲の用語によってのみ限定されるべきものである。本開示は、特定の方法、試薬、化合物、組成、生物系に限定されるものではないことが、理解されるであろう。これらは当然変化することがある。また、ここで用いられている用語は、特定の実施形態を記述する目的のみのものであり、限定を意図するものではないことが、理解されるであろう。
【００７９】
本明細書における実質的にすべての複数形および／または単数形の用語の使用に対して、当業者は、状況および／または用途に適切なように、複数形から単数形に、および／または単数形から複数形に変換することができる。様々な単数形／複数形の置き換えは、理解しやすいように、本明細書で明確に説明することができる。
【００８０】
通常、本明細書において、特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本体部）において使用される用語は、全体を通じて「オープンな（ｏｐｅｎ）」用語として意図されていることが、当業者には理解されよう（例えば、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」と解釈されるべきであり、用語「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、「少なくとも有する（ｈａｖｉｎｇ  ａｔ  ｌｅａｓｔ）」と解釈されるべきであり、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｅｓ  ｂｕｔ  ｉｓ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ）」と解釈されるべきである、など）。導入される請求項で具体的な数の記載が意図される場合、そのような意図は、当該請求項において明示的に記載されることになり、そのような記載がない場合、そのような意図は存在しないことが、当業者にはさらに理解されよう。例えば、理解の一助として、添付の特許請求の範囲は、導入句「少なくとも１つの（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」および「１つまたは複数の（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」を使用して請求項の記載を導くことを含む場合がある。しかし、そのような句の使用は、同一の請求項が、導入句「１つまたは複数の」または「少なくとも１つの」および「ａ」または「ａｎ」などの不定冠詞を含む場合であっても、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」による請求項の記載の導入が、そのように導入される請求項の記載を含む任意の特定の請求項を、単に１つのそのような記載を含む実施形態に限定する、ということを示唆していると解釈されるべきではない（例えば、「ａ」および／または「ａｎ」は、「少なくとも１つの」または「１つまたは複数の」を意味すると解釈されるべきである）。同じことが、請求項の記載を導入するのに使用される定冠詞の使用にも当てはまる。また、導入される請求項の記載で具体的な数が明示的に記載されている場合でも、そのような記載は、少なくとも記載された数を意味すると解釈されるべきであることが、当業者には理解されよう（例えば、他の修飾語なしでの「２つの記載（ｔｗｏ  ｒｅｃｉｔａｔｉｏｎｓ）」の単なる記載は、少なくとも２つの記載、または２つ以上の記載を意味する）。さらに、「Ａ、ＢおよびＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステムを含むが、それに限定されない）。「Ａ、Ｂ、またはＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステムを含むが、そ���に限定されない）。２つ以上の代替用語を提示する事実上いかなる離接する語および／または句も、明細書、特許請求の範囲、または図面のどこにあっても、当該用語の一方（ｏｎｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｔｅｒｍｓ）、当該用語のいずれか（ｅｉｔｈｅｒ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｔｅｒｍｓ）、または両方の用語（ｂｏｔｈ  ｔｅｒｍｓ）を含む可能性を企図すると理解されるべきであることが、当業者にはさらに理解されよう。例えば、句「ＡまたはＢ」は、「Ａ」または「Ｂ」あるいは「ＡおよびＢ」の可能性を含むことが理解されよう。
【００８１】
さらに、本開示の特徴または態様が、マーカッシュグループによって記述されている場合、当業者は、それによって、本開示は、マーカッシュグループの任意の個々の要素または要素のサブグループによっても記述されることを、認識するであろう。
【００８２】
当業者により理解されるように、書面による説明を提供する観点等、任意すべての目的について、本明細書に開示されたすべての範囲はまた、それらの任意すべてのありうる下位範囲および下位範囲の組み合わせを包含する。任意のリストアップされた範囲が、少なくとも２等分、３等分、４等分、５等分、１０等分等に分割した同範囲を実質的に記述および実現するものとして、容易に認識されうる。非限定的な例として、ここで考察した各範囲は、三分割の下位、中位、上位部分等に容易に分割されうる。当業者により理解されるように、「まで（ｕｐ  ｔｏ）」、「少なくとも（ａｔ  ｌｅａｓｔ）」等のすべての言語は、その列挙された数を含み、上述したように下位範囲へと分割可能な範囲を参照する。最後に、当業者に理解されるように、ある範囲は個々の要素を含む。このように、例えば、１〜３個のセルを有するグループは、１個、２個または３個のセルを有するグループを表す。同様に、１〜５個のセルを有するグループは、１個、２個、３個、４個または５個のセルを有するグループを表し、以下同様である。
【００８３】
上述の内容から、本開示の様々な実施形態は説明のために本明細書に記述されていること、および本開示の範囲および精神から逸脱することなく様々な修正がなされうることが理解されるであろう。したがって、本明細書に開示された様々な実施形態は、限定を意図したものではなく、本来の範囲および精神は、以下の特許請求の範囲に示される。
【図１】
0005905033.tif 000007
【図２】
0005905033.tif 000008
【図３】
0005905033.tif 000009
【図４（ａ）】
0005905033.tif 000010
【図４（ｂ）】
0005905033.tif 000011
【図４（ｃ）】
0005905033.tif 000012
【図４（ｄ）】
0005905033.tif 000013
【図４（ｅ）】
0005905033.tif 000014
【図４（ｆ）】
0005905033.tif 000015
【図５（ａ）】
0005905033.tif 000016
【図５（ｂ）】
0005905033.tif 000017
【図６（ａ）】
0005905033.tif 000018
【図６（ｂ）】
0005905033.tif 000019
【図７（ａ）】
0005905033.tif 000020
【図７（ｂ）】
0005905033.tif 000021
【図８】
0005905033.tif 000022
【図９（ａ）】
0005905033.tif 000023
【図９（ｂ）】
0005905033.tif 000024
【図１０】
0005905033.tif 000025
【図１１（ａ）】
0005905033.tif 000026
【図１１（ｂ）】
0005905033.tif 000027
【図１２】
0005905033.tif 000028
【図１３】
0005905033.tif 000029
【図１４】
0005905033.tif 000030
【図１５】
0005905033.tif 000031