国内初 シルクのナノファイバー水分散体を富山県と共同開発
～化粧品、医療用基材等への活用を見込み、「nano tech 2018」で展示～
2017年12月27日
スギノマシン（富山県魚津市、代表取締役社長：杉野太加良）は、富山県工業技術センター（富山県高岡市、所長：鳥山素弘）と共同で、新たな繊維素材「シルクナノファイバー水分散体」（シルクＮＦ）とその製造方法を開発しました。
シルクＮＦは、原料が持つ保湿性や細胞活性化効果等の特性を保持したまま、水に均一に分散した状態で微細化しているため2次利用しやすく、化粧品や医療分野等で活用の幅が広がります。
当社と同センターは、2018年2月14日から東京ビッグサイトで開催される「nano tech 2018」で、当社と富山県新世紀産業機構の各ブースに、シルクＮＦ開発品および化粧品試作サンプル等を初展示します。
背景
シルクは蚕（カイコ）の繭から作られる繊維質を豊富に含む天然素材で、「セリシン」（*1）と「フィブロイン」（*2）という2つのタンパク質から構成されています。保湿効果、細胞活性化効果、紫外線(ＵＶ)カット、生体親和性等の特性を持ち、化粧品や創傷被覆材、人工血管の素材等に利用されています。
しかし、シルクは強固な結晶構造のため、1µm（ミクロン：1mmの1000分の1）以下のサイズへの微細化が困難で、利用形態に制限がありました。また、シルクは難溶性のため、粒径がミクロンサイズの市販粉末原料を、均一に分散や塗布する際に薬品使用が不可欠といった課題がありました。
一方で、当社は2011年から「BiNFi-s（ビンフィス）」の商標でバイオマスナノファイバーを製造・販売しており、セルロースやキチン、キトサン等を原料とする品種を多数ラインアップしています。
製造方法
当社と同センターは、ウォータージェット（超高圧水）技術を応用した当社製の湿式微細化装置（スターバースト（*3） ）の専用機を用いて、原料のシルクを一旦弱アルカリ性の液中に分散させることで、効率よくナノファイバー化（ＮＦ化）する製造方法を、共同研究で開発しました。（共同で特許出願済み）。その特長は以下の通りです。
- 機械解繊のため、化学解繊で用いるような薬液が不要
- コンタミレス（不純物が入らない）
- 高効率で大量に連続処理できる
- 処理条件で物性の制御が可能（繊維サイズ、粘度、触感等を調整できる）
開発品
開発したシルクＮＦは、以下の代表的な仕様でサンプル提供予定です。
提供開始は2018年4月以降の見込みで、正式販売時期や価格は現時点では未定です。
- 名 称： BiNFi-s（ビンフィス）シルク
- 提供形態： 5wt.%水分散体
- 色・性状： 淡黄色のゲル状物質
- 繊維サイズ：直径 約100 nm（ナノメートル）（*4）、長さ 数µm
シルクＮＦは、セルロースＮＦ（ＣＮＦ）等と同様に、分散安定性、粘性、チキソ性、高比表面積、保形性、成膜性、成膜時の透明性、素材としての安全性等の特長の他に、生体適合性を有します。
特に化粧品分野では、動物実験代替法による安全性試験や皮膚アレルギー試験（パッチテスト）の実施が求められており、本開発品はいずれの試験でも有害性の反応は見られていません。また、薬品を使用せずに成形性が上がることで、医療用基材分野にも応用が可能です｡
化粧品添加効果の研究例
（１）保湿効果・塗布性向上
乳液にシルクＮＦを添加した化粧品サンプルを試作し、人の肌に塗ったときの保湿機能を確認したところ、未添加品よりも長く水分が保持されました（図３）。
ＮＦ化処理によって、シルク内に包括されていた保湿性を持つセリシンが、乳液中に拡散し、繊維形状のフィブロインの周囲に絡み合い、それが均一に塗布できるようになったことで、より肌上の保湿効果が向上すると考えます。
図３．シルクNF添加化粧品の保湿効果
（２）触感改良
シルクＮＦが持つ適度な粘性により、肌への塗り心地を柔らかくし、ストレスの少ない触感に変化させる可能性を確認しました。シルク本来の機能性を保持しつつ､従来とは異なる触感を得ることで､新たな価値創造が期待されます。
用語紹介・補足
（*1） セリシン
シルクを構成するタンパク質の一つ。
保湿性・細胞の活性化効果があり、肌環境へ良好な影響を与える。化粧品分野で利用される。
（*2） フィブロイン
シルクを構成するタンパク質の一つ。
生体との親和性が高いことから創傷被覆材や人工血管の素材に利用される。
また、薬品を徐放させる性質があることからドラッグデリバリーシステム等にも利用される。
(*3) スターバースト
当社商品である湿式微細化装置。
原料を水に混ぜ、約2500気圧の超高圧で向かい合ったノズルから噴射し、衝突させた際の衝撃力等でほぐす。
（*4） nm（ナノメートル）
1ナノメートルは100万分の1ミリメートル。
■関連リンク
- nano tech 2018 公式ホームページ （※新規ウィンドウが開きます）
- 商品情報：バイオマスナノファイバーBiNFi-s
―本件に関するお問い合わせ先―
■株式会社スギノマシン■
経営企画本部 新規開発部 開発プロジェクト一課
TEL：（0765）24-5118 E-mail：binfis@sugino.com
■富山県工業技術センター■
ものづくり研究開発センター
TEL：（0766）21-2121
