(57)【要約】【課題】フェイスマスクに適用することで従来のフェイスマスクよりも保水力を大きくすることが可能なナノ繊維及び当該ナノ繊維の製造方法を提供する。また、従来のフェイスマスクよりも保水力が大きいフェイスマスクについても提供する。【解決手段】繊維材料の主成分が卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分であることを特徴とするナノ繊維。また、卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分を紡糸溶媒に溶解させて紡糸溶液を作製する紡糸溶液作製工程と、紡糸溶液を用いて電界紡糸を実施する電界紡糸工程とをこの順序で含むことを特徴とするナノ繊維の製造方法。さらに、繊維層と、繊維層の少なくとも一方の面に積層され、本発明に係るナノ繊維からなるナノ繊維層とを有することを特徴とするフェイスマスク。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維材料の主成分が卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分であることを特徴とするナノ繊維。
【請求項２】
請求項１に記載のナノ繊維において、
前記卵殻膜成分及び前記絹フィブロイン成分のうち、前記卵殻膜成分の含有率が５ｗｔ％〜６０ｗｔ％の範囲内にあることを特徴とするナノ繊維。
【請求項３】
卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分を紡糸溶媒に溶解させて紡糸溶液を作製する紡糸溶液作製工程と、
前記紡糸溶液を用いて電界紡糸を実施する電界紡糸工程とをこの順序で含むことを特徴とするナノ繊維の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のナノ繊維の製造方法において、
前記紡糸溶液作製工程では、前記卵殻膜成分及び前記絹フィブロイン成分のうち、前記卵殻膜成分の含有率が５ｗｔ％〜６０ｗｔ％の範囲内となるように紡糸溶液を作製することを特徴とするナノ繊維の製造方法。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のナノ繊維の製造方法において、
前記紡糸溶液作製工程は、
卵殻膜を前記紡糸溶媒に可溶化して前記卵殻膜成分である可溶化卵殻膜とする卵殻膜前処理工程と、
前記卵殻膜成分及び前記絹フィブロイン成分を前記紡糸溶媒に溶解させる溶解工程とをこの順序で含むことを特徴とするナノ繊維の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のナノ繊維の製造方法において、
前記卵殻膜前処理工程では、酢酸及び３−メルカプトプロピオン酸を含有する処理剤を用いて可溶化処理を行うことにより、前記卵殻膜を可溶化することを特徴とするナノ繊維の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のナノ繊維の製造方法において、
前記紡糸溶液作製工程は、前記溶解工程の前に、絹を溶解処理した後に再生して前記絹フィブロイン成分である再生絹フィブロインを得る絹フィブロイン前処理工程をさらに含むことを特徴とするナノ繊維の製造方法。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれかに記載のナノ繊維の製造方法において、
前記紡糸溶媒は、ギ酸であることを特徴とするナノ繊維の製造方法。
【請求項９】
繊維層と、
前記繊維層の少なくとも一方の面に積層され、繊維材料の主成分が卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分であるナノ繊維からなるナノ繊維層とを有することを特徴とするフェイスマスク。
【請求項１０】
請求項９に記載のフェイスマスクにおいて、
前記卵殻膜成分及び前記絹フィブロイン成分のうち、前記卵殻膜成分の含有率が５ｗｔ％〜６０ｗｔ％の範囲内にあることを特徴とするフェイスマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分を用いたナノ繊維、ナノ繊維の製造方法及びフェイスマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、従来のフェイスマスク９００の断面図である。
従来、図１０に示すように、基材層９１０と繊維層９２０とを備えるフェイスマスク９００が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
本明細書において「フェイスマスク」とは、主に美容用途又は医療用途に用いるシート状の物品であって、化粧液や薬剤を含有させた状態で肌に装着することで、美容上又は医療上の効果を得るために用いるもののことをいう。
【０００３】
従来のフェイスマスク９００は、いわゆるピールオフタイプのフェイスマスクであり、肌に装着してから一定時間を経過した後にフェイスマスクを肌から引き離すことで肌の表面の汚れを除去する。従来のフェイスマスク９００において、繊維層９２０は親水性を有し、化粧液が含有されている。従来のフェイスマスク９００においては、化粧液として皮脂吸収用化粧液や角栓除去用化粧液を用いる。
【０００４】
従来のフェイスマスク９００によれば、化粧液として、皮脂吸収用化粧液や角栓除去用化粧液を用いるため、フェイスマスク９００を装着しているときに肌の表面の汚れ（古くなった角質、皮脂等）を肌から遊離させることが可能となる。その結果、当該汚れがフェイスマスク９００と肌との間に形成された化粧液の被膜に滞留し、フェイスマスク９００を肌から引き離す際に、フェイスマスク９００とともに化粧液の被膜ごと当該汚れを肌から取り除くことが可能となる。
【０００５】
また、従来のフェイスマスク９００によれば、図１０に示すように、基材層９１０を有するため、フェイスマスク９００を肌から引き離す際に化粧液の被膜がちぎれて肌に残留することを防ぐことが可能となり、従って、被膜に滞留していた汚れが肌に残留することを防ぐことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４９４３３４号公報
【特許文献２】特開２００９−５２１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、フェイスマスクには化粧液や薬剤等の液体を含有させる必要がある。また、使用時（特にフェイスマスクの装着時）に液体が乾燥してしまうのは好ましくない。さらに、フェイスマスクに用いる化粧液や薬剤等は、多くは水性の液体である。このため、フェイスマスクの技術分野においては、フェイスマスクの保水力を大きくすることが希求されている。
【０００８】
そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、フェイスマスクに適用することで従来のフェイスマスクよりも保水力を大きくすることが可能なナノ繊維及び当該ナノ繊維の製造方法を提供することを目的とする。また、従来のフェイスマスクよりも保水力が大きいフェイスマスクについても提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］本発明のナノ繊維は、繊維材料の主成分が卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分であることを特徴とする。
【００１０】
［２］本発明のナノ繊維においては、前記卵殻膜成分及び前記絹フィブロイン成分のうち、前記卵殻膜成分の含有率が５ｗｔ％〜６０ｗｔ％の範囲内にあることが好ましい。
【００１１】
［３］本発明のナノ繊維の製造方法は、卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分を紡糸溶媒に溶解させて紡糸溶液を作製する紡糸溶液作製工程と、前記紡糸溶液を用いて電界紡糸を実施する電界紡糸工程とをこの順序で含むことを特徴とする。
【００１２】
［４］本発明のナノ繊維の製造方法においては、前記紡糸溶液作製工程では、前記卵殻膜成分及び前記絹フィブロイン成分のうち、前記卵殻膜成分の含有率が５ｗｔ％〜６０ｗｔ％の範囲内となるように紡糸溶液を作製することが好ましい。
【００１３】
［５］本発明のナノ繊維の製造方法においては、前記紡糸溶液作製工程は、卵殻膜を前記紡糸溶媒に可溶化して前記卵殻膜成分である可溶化卵殻膜とする卵殻膜前処理工程と、前記卵殻膜成分及び前記絹フィブロイン成分を前記紡糸溶液に溶解させる溶解工程とをこの順序で含むことが好ましい。
【００１４】
［６］本発明のナノ繊維の製造方法においては、前記卵殻膜前処理工程では、酢酸及び３−メルカプトプロピオン酸を含有する処理剤を用いて可溶化処理を行うことにより、前記卵殻膜を可溶化することが好ましい。
【００１５】
［７］本発明のナノ繊維の製造方法においては、前記紡糸溶液作製工程は、前記溶解工程の前に、絹を溶解処理した後に再生して前記絹フィブロイン成分である再生絹フィブロインを得る絹フィブロイン前処理工程をさらに含むことが好ましい。
【００１６】
［８］本発明のナノ繊維の製造方法においては、前記紡糸溶媒は、ギ酸であることが好ましい。
【００１７】
［９］本発明のフェイスマスクは、繊維層と、前記繊維層の少なくとも一方の面に積層され、繊維材料の主成分が卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分であるナノ繊維からなるナノ繊維層とを有することを特徴とする。
【００１８】
［１０］本発明のフェイスマスクにおいては、前記卵殻膜成分及び前記絹フィブロイン成分のうち、前記卵殻膜成分の含有率が５ｗｔ％〜６０ｗｔ％の範囲内にあることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のナノ繊維は、卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分を含有するため、例えば後述する実験例に示すように、フェイスマスクに用いる繊維層と接するように積層させたときに、従来のフェイスマスクよりもフェイスマスクの保水力を大きくすることが可能なナノ繊維となる。
【００２０】
本発明のナノ繊維の製造方法は、従来のフェイスマスクよりもフェイスマスクの保水力を大きくすることが可能なナノ繊維を製造可能なナノ繊維の製造方法となる。
【００２１】
本発明のフェイスマスクは、本発明のナノ繊維からなるナノ繊維層を用いるため、従来のフェイスマスクよりも保水力が大きいフェイスマスクとなる。
【００２２】
なお、本明細書において「従来のフェイスマスク」とは、上記したフェイスマスク９００のように、本発明のナノ繊維を用いていないフェイスマスクのことをいう。保水力の観点において「本発明のフェイスマスク」の比較対象となる「従来のフェイスマスク」は、本発明のナノ繊維を用いていないこと以外は「本発明のフェイスマスク」と同様の構成を有するものを想定している。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態に係るナノ繊維の製造方法のフローチャートである。
【図２】実施形態におけるナノ繊維製造装置１００の模式図である。
【図３】実施形態に係るフェイスマスク１の図である。
【図４】比較用ナノ繊維、実験例に係るナノ繊維Ａ及び実験例に係るナノ繊維ＢのＳＥＭ画像である。
【図５】実験例に係るナノ繊維Ｃ及び実験例に係るナノ繊維ＤのＳＥＭ画像である。
【図６】卵殻膜、比較用ナノ繊維及び実験例に係るナノ繊維のＦＴ−ＩＲによる分析結果を示すグラフである。
【図７】比較用ナノ繊維及び実験例に係るナノ繊維について水接触角の測定を行った結果を示す写真である。
【図８】比較用フェイスマスク及び実験例に係るフェイスマスクの保水力及び吸水力に関する実験を行った結果を示す写真である。
【図９】比較用フェイスマスク及び実験例に係るフェイスマスクの保水力及び吸水力に関する実験を行った結果を示す写真である。
【図１０】従来のフェイスマスク９００の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明のナノ繊維、ナノ繊維の製造方法及びフェイスマスクについて説明する。
【００２５】
［実施形態］
１．実施形態に係るナノ繊維
実施形態に係るナノ繊維は、繊維材料の主成分が卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分であるナノ繊維である。
【００２６】
本明細書において「ナノ繊維」とは、ナノメートルオーダーの繊維径（例えば、３０００ｎｍ以下の平均繊維径。好ましくは、１０００ｎｍ以下の平均繊維径。）を有する繊維のことをいう。ナノ繊維は、マイクロメートルオーダー以上の繊維径を有する通常の繊維とは異なる性質（例えば、極めて大きい比表面積）により、様々な分野で活用できると考えられている。
【００２７】
本明細書において「繊維材料」とは、ナノ繊維の繊維構造を構成する主材料のことをいう。当該主材料は、単独でナノ繊維の繊維構造を構成することが可能な物質である。本明細書における「繊維材料」には、単独ではナノ繊維の繊維構造を構成できない（ナノ繊維の形態をとることができない）物質は含まれない。実施形態に係るナノ繊維は、繊維としての形態を維持できる限りにおいて、繊維材料以外の物質を含有していてもよい。
実施形態に係るナノ繊維においては、繊維材料を構成する成分のうち卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分が占める割合が５０ｗｔ％以上であることが好ましく、８０ｗｔ％以上であることが一層好ましく、９５ｗｔ％以上であることがより一層好ましい。当然、繊維材料の全てが卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分であってもよい。
【００２８】
本明細書において「卵殻膜成分」とは、鳥類や爬虫類の卵（例えば、鶏卵）の卵殻膜由来の成分であって、紡糸溶媒に可溶とするための処理を実施したもののことをいう。
本明細書において「絹フィブロイン成分」とは、絹（絹糸）由来の成分であって、主に絹フィブロインからなるもの（絹フィブロイン以外の成分を除去又は低減したもの）のことをいう。
【００２９】
なお、「卵殻膜成分」のみからなるナノ繊維及び「絹フィブロイン成分」のみからなるナノ繊維は、少なくともそのアイディアについては公知である（例えば、特許文献２参照。）。
しかし、本発明のように繊維材料の主成分が卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分であるナノ繊維が、繊維層とともに用いることでフェイスマスクの保水力を大きくできるという顕著な効果を有することは全く知られていない。また、後述する実験例に示すように、絹フィブロインのみからなるナノ繊維の不織布はむしろ撥水性を有する。このため、繊維材料の主成分が卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分である本発明のナノ繊維を用いた場合にフェイスマスクの保水力を大きくできることは、「卵殻膜成分」のみからなるナノ繊維及び「絹フィブロイン成分」のみからなるナノ繊維から容易に想到できるものではない。
【００３０】
実施形態においては、卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分のうち、卵殻膜成分の含有率が５ｗｔ％〜６０ｗｔ％の範囲内にある。卵殻膜成分の含有率が５ｗｔ％以上であることにより、十分な保水力を確保することが可能となる。一層大きい保水力を確保するためには、卵殻膜成分の含有率が１０ｗｔ％以上であることが一層好ましい。また、卵殻膜成分には電界紡糸を実施する際の紡糸溶液の粘度を低下させる傾向があるため、卵殻膜成分の含有率が６０ｗｔ％以下であることにより、紡糸溶液の粘度を十分なものとすることが可能となる。紡糸溶液の粘度を一層高くするためには、卵殻膜成分の含有率が４０ｗｔ％以下であることが一層好ましい。
なお、紡糸溶液の粘度が低すぎると、電界紡糸時に紡糸溶液の吐出がうまく行われず、製造されるナノ繊維の繊維径にばらつきが生じる、ナノ繊維の製造そのものが困難となる等の不都合が発生する可能性がある。
【００３１】
２．実施形態に係るナノ繊維の製造方法
図１は、実施形態に係る複合ナノ繊維の製造方法のフローチャートである。
図２は、実施形態における複合ナノ繊維製造装置１００の模式図である。図２は電界紡糸を行っているときの様子を示している。
実施形態に係るナノ繊維の製造方法は、図１に示すように、紡糸溶液作成工程Ｓ１０と電界紡糸工程Ｓ２０とをこの順序で含む。以下、各工程について説明する。
【００３２】
紡糸溶液作製工程Ｓ１０は、卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分を紡糸溶媒に溶解させて紡糸溶液を作製する工程である。
紡糸溶液作製工程Ｓ１０においては、卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分のうち、卵殻膜成分の含有率が５ｗｔ％〜６０ｗｔ％の範囲内となるように紡糸溶液を作製する。卵殻膜成分の含有率が５ｗｔ％以上であることにより、製造するナノ繊維について十分な保水力を確保することが可能となる。製造するナノ繊維について一層大きい保水力を確保するためには、卵殻膜成分の含有率が１０ｗｔ％以上であることが一層好ましい。また、卵殻膜成分の含有率が６０ｗｔ％以下であることにより、紡糸溶液の粘度を十分なものとすることが可能となる。紡糸溶液の粘度を一層高くするためには、卵殻膜成分の含有率が４０ｗｔ％以下であることが一層好ましい。
【００３３】
紡糸溶液作製工程Ｓ１０は、卵殻膜前処理工程Ｓ１２と、絹フィブロイン前処理工程Ｓ１４と、溶解工程Ｓ１６とを含む。
卵殻膜前処理工程Ｓ１２は、卵殻膜を紡糸溶媒に可溶化して卵殻膜成分である可溶化卵殻膜とする工程である。
卵殻膜前処理工程Ｓ１２では、酢酸及び３−メルカプトプロピオン酸を含有する処理剤を用いて可溶化処理を行うことにより、卵殻膜を可溶化する。
また、卵殻膜前処理工程Ｓ１２では、可溶化処理の後、遠心分離により可溶化卵殻膜を分離する。
【００３４】
絹フィブロイン前処理工程Ｓ１４は、絹を溶解処理した後に再生して絹フィブロイン成分である再生絹フィブロインを得る工程である。溶解処理としては、絹を炭酸水素ナトリウム溶液に溶解させ、その後、水、エタノール、塩化カルシウムを含有する溶液と混合する処理（脱ガム化）を例示することができる。なお当該処理の後には、透析、ろ過、乾燥等を行うことで、再生絹フィブロインを得ることができる。処理等の具体例は、実験例の項目において記載する。
なお、絹フィブロイン前処理工程Ｓ１４は、溶解工程Ｓ１６の前に実施するのであれば、卵殻膜前処理工程Ｓ１２より前、卵殻膜前処理工程Ｓ１２より後、卵殻膜前処理工程Ｓ１２と同時のいずれのタイミングで実施してもよい。
【００３５】
溶解工程Ｓ１６は、卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分を紡糸溶媒に溶解させる工程である。実施形態においては、紡糸溶媒はギ酸である。
なお、紡糸溶液は卵殻膜成分及びフィブロイン成分を溶解可能なものであればよく、ギ酸以外のもの、例えば、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール（ＨＦＩＰ）等を用いることもできる。
【００３６】
電界紡糸工程Ｓ２０は、紡糸溶液を用いて電界紡糸を実施する工程である。
電界紡糸工程Ｓ２０は、例えば、図２に示すような装置を用いて実施することができる。
図２において符号１０１で示すのは紡糸溶液であり、符号１０２で示すのは紡糸溶液を入れる溶液タンクであり、符号１０４で示すのはバルブであり、符号１０６で示すのはノズルであり、符号１０８で示すのはコレクターであり、符号１１０で示すのは電源装置である。
実施形態においては、ナノ繊維はコレクター１０８上に堆積された不織布１０７として得ることができる。実施形態に係るナノ繊維は、フェイスマスク１（後述）に用いる繊維層１０と接するように電界紡糸することで、不織布状のナノ繊維層とすることが好ましい。
【００３７】
なお、図２においては、コレクター１０８として平板状のものが記載されているが、本発明はこれに限定されるものではない。コレクターとしては、ドラム状であって回転可能なものやベルトコンベア状であって回転可能なもの（つまり、不織布を連続的に製造可能なもの）を用いてもよい。
また、コレクターとしては、コレクター上にフェイスマスクに用いる繊維層を搭載した状態で電界紡糸が可能であるものを用いることが好ましい。
【００３８】
以上の工程により、実施形態に係るナノ繊維を製造することができる。
【００３９】
３．実施形態に係るフェイスマスク１
図３は、実施形態に係るフェイスマスク１の図である。図３（ａ）はフェイスマスク１の全体図であり、図３（ｂ）はフェイスマスク１の断面図である。
【００４０】
実施形態に係るフェイスマスク１は、いわゆるピールオフタイプのフェイスマスクであり、肌に装着してから一定時間を経過した後にフェイスマスクを肌から引き離すことで肌の表面の汚れを除去することができる。実施形態に係るフェイスマスク１は、図１（ａ）に示すように、目、鼻、口等を除いた顔全体を覆うタイプのフェイスマスクである。
【００４１】
実施形態に係るフェイスマスク１は、図３に示すように、繊維層１０と、繊維層１０の少なくとも一方の面に積層され、繊維材料の主成分が卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分であるナノ繊維からなるナノ繊維層２０とを有する。
なお、本発明のフェイスマスクは、繊維層及びナノ繊維層以外の構成要素（例えば、フェイスマスクを肌から引き離す際の破れを抑制するための基材層）を有していてもよい。
【００４２】
実施形態に係るフェイスマスク１においては、卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分のうち、卵殻膜成分の含有率が５ｗｔ％〜６０ｗｔ％の範囲内にある。卵殻膜成分の含有率が５ｗｔ％以上であることにより、フェイスマスク１において十分な保水力を確保することが可能となる。フェイスマスク１について一層大きい保水力を確保するためには、卵殻膜成分の含有率が１０ｗｔ％以上であることが一層好ましい。また、卵殻膜成分の含有率が６０ｗｔ％以下であることにより、電界紡糸を実施する際の紡糸溶液の粘度を十分なものとすることが可能となる。紡糸溶液の粘度を一層高くするためには、卵殻膜成分の含有率が４０ｗｔ％以下であることが一層好ましい。
【００４３】
繊維層１０は、不織布からなり、親水性を有する。繊維層１０の厚さは、例えば、２０μｍ以上である。繊維層１０の厚さが２０μｍ以下の場合には、フェイスマスク１を肌から引き離す際にフェイスマスク１を掴みにくいために引き剥がしにくく、フェイスマスク１がちぎれたり破けたりする恐れがある。また、繊維層１０の厚さは、例えば、２ｍｍ以下である。繊維層１０の厚さが２ｍｍ以上の場合には、フェイスマスク１を装着して化粧液を繊維層１０の上から含有させるときに化粧料が肌まで浸透するのに時間がかかりすぎる恐れがある。当該観点からは繊維層の厚さは５００μｍ以下であることが好ましい。
【００４４】
繊維層１０を構成する繊維の繊維径は、例えば、１μｍ〜１００μｍの範囲内にある。繊維層１０を構成する繊維の材料は適宜選択することができるが、例えば、コットンを好適に用いることができる。
【００４５】
ナノ繊維層２０は、実施形態においては、繊維層１０の一方の面に積層されている。なお、ナノ繊維層は、繊維層の両方の面に積層されていてもよい。
ナノ繊維層２０の厚さは、例えば、５μｍ〜１ｍｍの範囲内にあることが好ましい。ナノ繊維層２０の厚さが５μｍより小さい場合には、十分に保水力を大きくすることができない場合がある。また、ナノ繊維層２０の厚さが１ｍｍより大きい場合には、フェイスマスク１が厚くなりすぎてしまう場合がある。このような観点からは、ナノ繊維層２０の厚さは２００μｍ〜４００μｍの範囲内にあることが一層好ましい。
【００４６】
実施形態に係るフェイスマスクは、例えば、以下のようにして製造することができる。
まず、長尺シート状に形成された不織布からなる繊維層１０を準備する（基材層準備工程）。
次に、卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分を溶解させた紡糸溶液を用いて電界紡糸を実施し、繊維層１０の少なくとも一方の面に当該ナノ繊維からなるナノ繊維層２０を積層する（ナノ繊維層積層工程）。ナノ繊維２０の積層には、例えば、図２に示したような電界紡糸装置を用いることができる。
次に、繊維層１０とナノ繊維層２０とが積層された積層体を顔の輪郭や起伏、鼻や口等の開口部に合わせて切り取り（図３（ａ）参照。）、フェイスマスク１を製造する。
【００４７】
４．実施形態に係るナノ繊維、ナノ繊維の製造方法及びフェイスマスク１の効果
以下、実施形態に係るナノ繊維、ナノ繊維の製造方法及びフェイスマスク１の効果について記載する。
【００４８】
実施形態に係るナノ繊維は、繊維材料の主成分が卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分であるため、後述する実験例に示すように、フェイスマスクに用いる繊維層と接するように積層させたときに、従来のフェイスマスクよりもフェイスマスクの保水力を大きくすることが可能なナノ繊維となる。
【００４９】
また、実施形態に係るナノ繊維は、繊維材料の主成分が卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分であるため、肌との親和性が高い天然物由来の成分を用いた、人体にやさしいナノ繊維となる。
【００５０】
また、実施形態に係るナノ繊維によれば、卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分のうち、卵殻膜成分の含有率が５ｗｔ％〜６０ｗｔ％の範囲内にあるため、十分な保水力を確保することが可能となり、かつ、電界紡糸を実施する際の紡糸溶液の粘度を十分なものとすることが可能となる。
【００５１】
実施形態に係るナノ繊維の製造方法は、従来のフェイスマスクよりもフェイスマスクの保水力を大きくすることが可能な実施形態に係るナノ繊維を製造可能なナノ繊維の製造方法となる。
【００５２】
また、実施形態に係るナノ繊維の製造方法によれば、卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分を用いるため、肌との親和性が高い天然物由来の成分を用いた、人体にやさしいナノ繊維を製造することが可能となる。
【００５３】
また、実施形態に係るナノ繊維の製造方法によれば、紡糸溶液作製工程Ｓ１０においては、卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分のうち、卵殻膜成分の含有率が５ｗｔ％〜６０ｗｔ％の範囲内となるように紡糸溶液を作製するため、製造するナノ繊維について十分な保水力を確保することが可能となり、かつ、紡糸溶液の粘度を十分なものとすることが可能となる。
【００５４】
また、実施形態に係るナノ繊維の製造方法によれば、紡糸溶液作製工程Ｓ１０は、卵殻膜前処理工程Ｓ１２と、溶解工程Ｓ１６とをこの順序で含むため、卵殻膜を可溶化して電界紡糸法に適した形態とすることが可能となる。
【００５５】
また、実施形態に係るナノ繊維の製造方法によれば、卵殻膜前処理工程Ｓ１２では、酢酸及び３−メルカプトプロピオン酸を含有する処理剤を用いるため、可溶化処理を効率的に進めることが可能となる。
【００５６】
また、実施形態に係るナノ繊維の製造方法によれば、卵殻膜前処理工程Ｓ１２では、可溶化処理の後、遠心分離により可溶化卵殻膜を分離するため、卵殻膜成分の分子構造に与える影響を低減しながら卵殻膜成分を分離することが可能となる。
【００５７】
また、実施形態に係るナノ繊維の製造方法によれば、紡糸溶液作製工程Ｓ１０は、溶解工程Ｓ１６の前に、絹フィブロイン前処理工程Ｓ１４を含むため、電界紡糸の前に絹から絹フィブロイン成分を抽出し、高品質なナノ繊維を製造することが可能となる。
【００５８】
また、実施形態に係るナノ繊維の製造方法によれば、紡糸溶媒はギ酸であるため、卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分をよく溶解させ、安定してナノ繊維を製造することが可能となる。
【００５９】
実施形態に係るフェイスマスク１は、実施形態に係るナノ繊維からなるナノ繊維層を用いるため、従来のフェイスマスクよりも保水力が大きいフェイスマスクとなる。
【００６０】
実施形態に係るフェイスマスク１によれば、卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分のうち、卵殻膜成分の含有率が５ｗｔ％〜６０ｗｔ％の範囲内にあるため、フェイスマスク１において十分な保水力を確保することが可能となり、かつ、電界紡糸を実施する際の紡糸溶液の粘度を十分なものとすることが可能となる。
【００６１】
［実験例］
実験例においては、本発明のナノ繊維を本発明のナノ繊維の製造方法に従って実際に製造し、形態観察及び分析を行った。また、本発明のフェイスマスクも実際に製造し、保水力に関する実験を行った。
【００６２】
１．実験例で用いた原料等及び装置
まず、実験例で用いた原料等及び装置について説明する。なお、汎用の実験器具及び実験装置については、説明を省略する。
【００６３】
実験例で用いた原料、溶媒及び試薬は、特記しない限り、シグマアルドリッチジャパン合同会社を通じて購入したものをそのまま用いた。
卵殻膜は、スーパーマーケットで購入した食用の鶏卵から分離したものを用いた。
絹は、国立大学法人信州大学の繊維学部で製造したものを用いた。
【００６４】
電界紡糸における電源装置としては、松定プレシジョン株式会社のＨａｒ−１００＊１２を用いた。
電界紡糸に用いるコレクターとしては、ステンレス鋼製の平面コレクター（１０ｃｍ×１０ｃｍ）を用いた。
【００６５】
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）としては、日本電子株式会社（ＪＥＯＬ  Ｌｔｄ.）のＪＳＭ−６０１０ＬＡを用いた。
Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）としては、株式会社リガクのＲｏｔａｆｌｅｘ  ＲＴＰ３００を用いた。
フーリエ変換赤外分光分析装置（ＦＴ−ＩＲ）としては、株式会社島津製作所のＩＲＰｒｅｓｔｉｇｅ−２１を用いた。
水接触角（ＷＣＡ）の測定は、ドイツ連邦共和国の企業であるクルス（ＫＲＵＳＳ、ただしＵにはウムラウト記号が付く。）のＤＳＡ１００を用い、液滴法により行った。
繊維径を算出するための画像分析ソフトとしては、Ｉｍａｇｅ  Ｊ（ｖ．１．４．８)を用いた。なお、平均繊維径は、画像中の繊維１００本を無作為に抽出して算出した。
【００６６】
２．実験例に係るナノ繊維の製造方法
次に、実験例に係るナノ繊維の製造方法について説明する。
実験例に係るナノ繊維の製造方法は、実施形態に係るナノ繊維の製造方法と基本的に同様であり、紡糸溶液作製工程（卵殻膜前処理工程、絹フィブロイン前処理工程、溶解工程）と電界紡糸工程とをこの順序で含む。
【００６７】
（１）紡糸溶液作製工程
（１−１）卵殻膜前処理工程
まず、手作業で得た卵殻膜２．４ｇを、濃度１．２５ｍｏｌ／ｌの３−メルカプトプロピオン酸及び濃度１０％の酢酸を含有する処理剤８０ｍｌに添加して溶液とした。可溶化処理は、１２時間、９０℃の条件で行った。その後、溶液を室温まで冷却し、不溶成分を除くために遠心分離を行った。なお、ｐＨの調製には水酸化ナトリウムを用いた。得られた可溶化卵殻膜は、メタノールで洗浄した後、乾燥させた。
【００６８】
（１−２）絹フィブロイン前処理工程
まず、濃度０．５％の炭酸水素ナトリウム水溶液に絹を投入し、１００℃に加熱して溶液とした。当該溶液を塩化カルシウム：メタノール：水＝１：２：８（モル比）からなる溶液と混合し、６時間、７０℃の条件で処理（脱ガム化）を行った。その後、チューブ状セルロースメンブレンを用いて蒸留水中で３日間透析を行い、濾過の後フリーズドライ乾燥を実施して再生絹フィブロインを得た。
【００６９】
（１−３）溶解工程
上記のようにして得た再生絹フィブロインを濃度９８％のギ酸に溶解させ、３時間室温で撹拌して１０％溶液とした。その後、紡糸溶液において、卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分のうち、卵殻膜成分の含有率が所定の値となるように可溶化卵殻膜を再生絹フィブロインの１０％溶液に添加し、２４時間室温で撹拌を行って溶解させ、紡糸溶液を作製した。
当該溶解工程では、卵殻膜成分の含有率が０ｗｔ％，１０ｗｔ％，２０ｗｔ％，３０ｗｔ％，４０ｗｔ％である５種類の紡糸溶液を作製した。
【００７０】
（２）電界紡糸工程
電界紡糸工程で用いた電界紡糸装置は、図２に示した電界紡糸装置とほぼ同様の装置である。
電界紡糸工程は、キャピラリーチップを取り付けた５ｍＬプラスチックシリンジに紡糸溶液を注入し、アノードと接続した銅線を溶液内に差し込み、電界紡糸を行うことで実施した。チップ−コレクター間の距離は１３ｃｍとし、印加電圧は１４ｋＶとした。電界紡糸は室温で行った。
得られたナノ繊維について、２４時間、減圧条件下で乾燥を行った。
【００７１】
以上の工程により、実験例に係るナノ繊維を製造した。
なお、以下の記載においては、卵殻膜成分の含有率を０ｗｔ％とした紡糸溶液から製造したナノ繊維（つまり、絹フィブロイン成分のみからなるナノ繊維）を「比較用ナノ繊維」とし、卵殻膜成分の含有率を１０ｗｔ％とした紡糸溶液から製造したナノ繊維を「ナノ繊維Ａ」とし、卵殻膜成分の含有率を２０ｗｔ％とした紡糸溶液から製造したナノ繊維を「ナノ繊維Ｂ」とし、卵殻膜成分の含有率を３０ｗｔ％とした紡糸溶液から製造したナノ繊維を「ナノ繊維Ｃ」とし、卵殻膜成分の含有率を４０ｗｔ％とした紡糸溶液から製造したナノ繊維を「ナノ繊維Ｄ」とする。
各ナノ繊維は、不織布状のナノ繊維層として得られた。
【００７２】
３．実験例に係るフェイスマスクの製造方法
次に、実験例に係るフェイスマスクの製造方法について説明する。
実験例に係るフェイスマスクは、繊維層１０のみからなる市販のフェイスマスクを準備し、当該フェイスマスクにナノ繊維層を積層したものである。ナノ繊維層の積層は、コレクター上にフェイスマスクを配置した状態で電界紡糸を行うことにより行った。
なお、実験例に係るフェイスマスクの製造は、卵殻膜成分の含有率を３０ｗｔ％とした紡糸溶液から製造したナノ繊維である「ナノ繊維Ｃ」を用いて実施した。
【００７３】
４．観察及び分析の結果
４−１．ナノ繊維
まず、製造したナノ繊維にについて、ＳＥＭによる観察を行った。
図４は、比較用ナノ繊維、実験例に係るナノ繊維Ａ及び実験例に係るナノ繊維ＢのＳＥＭ画像である。図４（ａ）は比較用ナノ繊維のＳＥＭ画像であり、図４（ｂ）はナノ繊維ＡのＳＥＭ画像であり、図４（ｂ）はナノ繊維ＢのＳＥＭ画像である。
図５は、実験例に係るナノ繊維Ｃ及び実験例に係るナノ繊維ＤのＳＥＭ画像である。図５（ａ）はナノ繊維ＣのＳＥＭ画像であり、図５（ｂ）はナノ繊維ＤのＳＥＭ画像である。
【００７４】
ＳＥＭによる観察の結果、図４及び図５に示すように、ナノ繊維を製造できていることが確認できた。なお、ナノ繊維Ｂ及びナノ繊維Ｄでは、ビーズ状の構造が多少発生しているが、この程度であれば実際の使用における問題はないと考えられる。なお、当該ビーズ状の構造は、絹フィブロイン成分と卵殻膜成分とが十分に混ざっていない箇所に発生するものであると考えられる。
【００７５】
比較用ナノ繊維の平均繊維径は１９６ｎｍであった。また、ナノ繊維Ａの平均繊維径は２１２ｎｍであった。また、ナノ繊維Ｂの平均繊維径は２３４ｎｍであった。また、ナノ繊維Ｃの平均繊維径は２５６ｎｍであった。さらに、ナノ繊維Ｄの平均繊維径は２８４ｎｍであった。このように、卵殻膜成分が増加するに従ってナノ繊維の平均繊維径が増加する傾向があることが確認できた。
【００７６】
次に、製造したナノ繊維について、ＦＴ−ＩＲによる観察を行った。
図６は、卵殻膜、比較用ナノ繊維及び実験例に係るナノ繊維のＦＴ−ＩＲによる分析結果を示すグラフである。図６において符号（ａ）で示すのは卵殻膜のグラフであり、符号（ｂ）で示すのは比較用ナノ繊維（絹フィブロイン成分）のグラフであり、符号（ｃ）で示すのは実験例に係るナノ繊維Ｄのグラフであり、符号（ｄ）で示すのは実験例に係るナノ繊維Ｃのグラフであり、符号（ｅ）で示すのは実験例に係るナノ繊維Ｂのグラフであり、符号（ｆ）で示すのは実験例に係るナノ繊維Ａのグラフである。図６のグラフの縦軸は透過率（単位：任意単位）を表し、横軸は波数（単位：ｃｍ−１）を表す。なお、卵殻膜については、繊維ではなく、乾燥粉末についてＦＴ−ＩＲによる観察を行った。
【００７７】
ＦＴ−ＩＲによる分析の結果、図６に示すように、実験例に係るナノ繊維のグラフ（ｃ）〜（ｆ）は、全体としては比較用ナノ繊維（絹フィブロイン成分）のグラフ（ｂ）に近いものの、卵殻膜成分由来のピーク（例えば、８１０ｃｍ−１のＣ−Ｈ変角振動、９２０ｃｍ−１のＰ−ＯＲエステルの伸縮振動、１２３５ｃｍ−１の脂肪族アミンのＣ−Ｎ伸縮振動、１４００及び１４２５ｃｍ−１の硫酸塩の伸縮振動）も見られた。このため、実験例に係るナノ繊維は、卵殻膜成分及び絹フィブロイン成分からなることが確認できた。また、上記した卵殻膜成分由来のピークは、卵殻膜成分の含有量が増えるに従って大きくなる傾向にあることも確認できた。
なお、ナノ繊維Ｃのグラフ（ｄ）における２３００〜２４００ｃｍ−１に存在するピークは、測定時に混入した水や二酸化炭素に起因するピークであり、ナノ繊維Ｃに起因するピークではない。
【００７８】
次に、製造したナノ繊維Ｃについて、水接触角（ＷＣＡ）の測定を行った。
図７は、比較用ナノ繊維及び実験例に係るナノ繊維について水接触角の測定を行った結果を示す写真である。図７（ａ）は比較用ナノ繊維について水接触角の測定を行ったときの写真であり、図７（ｂ）は実験例に係るナノ繊維Ｃについて水接触角の測定を行ったときの写真である。
【００７９】
水接触角の測定を行った結果、図７に示すように、実験例に係るナノ繊維Ｃは比較用ナノ繊維と比較して親水性が大きく向上したことが確認できた。
【００８０】
４−２．フェイスマスク
フェイスマスクについては、保水力及び吸水力に関する実験を行った。
図８及び図９は、比較用フェイスマスク及び実験例に係るフェイスマスクの保水力及び吸水力に関する実験を行った結果を示す写真である。
図８（ａ）は比較用フェイスマスク（実験例に係るフェイスマスクを製造する際に用いた、繊維層のみからなるもの）に水を含ませる前の写真であり、図８（ｂ）は実験例に係るフェイスマスクに水を含ませる前の写真であり、図８（ｃ）は比較用フェイスマスクに水を含ませてから１分経過したときの写真であり、図８（ｄ）は実験例に係るフェイスマスクに水を含ませてから１分経過したときの写真である。
また、図９（ａ）は比較用フェイスマスクに水を含ませてから３分経過したときの写真であり、図９（ｂ）は実験例に係るフェイスマスクに水を含ませてから３分経過したときの写真であり、図９（ｃ）は比較用フェイスマスクに水を含ませてから４．５分経過したときの写真であり、図９（ｄ）は実験例に係るフェイスマスクに水を含ませてから４．５分経過したときの写真である。
【００８１】
保水力に関する実験においては、比較用フェイスマスク及び実験例に係るフェイスマスクに水を滴下し、観察した。当該実験は２５℃の温度条件で行った。
フェイスマスクについて保水力及び吸水力に関する実験を行った結果、図８に示すように、実験例に係るフェイスマスクに水を滴下すると、比較用フェイスマスクに水を滴下した場合よりも広い範囲に水が吸収拡散されることが確認できた。具体的には、水１滴を滴下したときに、比較用フェイスマスクでは水が吸収拡散されたことにより生じた変色部の平均直径が０．７０６ｃｍとなった（図８（ｃ）参照。）のに対し、実験例に係るフェイスマスクでは当該変色部の平均直径が１．７４ｃｍとなった（図８（ｄ）参照。）。つまり、実験例に係るフェイスマスクは、比較用フェイスマスクよりも吸水力が大きいことが確認できた。
【００８２】
また、図９に示すように、比較用フェイスマスクよりも実験例に係るフェイスマスクは乾燥が遅いことが確認できた。具体的には、比較用フェイスマスクでは水を滴下して３分経過すると水分を保持できずに乾燥しはじめ（図９（ａ）参照。）、４．５分経過すると目視上滴下した水に起因する水分が失われた（図９（ｃ）参照。）のに対し、実験例に係るフェイスマスクでは４．５分経過しても水分を保持していた（図９（ｄ）参照。）。つまり、実験例に係るフェイスマスクは、比較用フェイスマスクよりも保水力が大きいことが確認できた。
【００８３】
５．結論
以上の実験例により、本発明のナノ繊維の製造方法により本発明のナノ繊維を製造可能であることが確認できた。
また、本発明のナノ繊維は、フェイスマスクに用いる繊維層と接するように積層させたときに、従来のフェイスマスクよりもフェイスマスクの保水力及び吸水力を大きくすることが可能であることが確認できた。
また、本発明のフェイスマスクは、本発明のナノ繊維からなるナノ繊維層を用いるため、従来のフェイスマスクよりも保水力及び吸水力が大きいフェイスマスクとなることが確認できた。
【００８４】
以上、本発明のナノ繊維、当該ナノ繊維の製造方法及びフェイスマスクを、実施形態及び実験例に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
【００８５】
（１）本発明のナノ繊維は、フェイスマスク以外の衛生に関わる繊維素材や繊維製品に適用することも可能である。このような繊維素材や繊維製品としては、創傷被覆材、帽子、手袋、敷布、衣服等を挙げることができる。
【符号の説明】
【００８６】
１…フェイスマスク、１０…繊維層、２０…ナノ繊維層、１００…複合ナノ繊維製造装置、１０１…原料溶液、１０２…溶液タンク、１０４…バルブ、１０６…ノズル、１０７…不織布、１０８…コレクター、１１０…電源装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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