紡績衣料分野におけるナノテクノロジーの応用と安全性の分析

ナノテクノロジーはミクロ世界の科学技術に属し、それに関連する研究は一部の科学者に「21世紀の科学」と呼ばれ、その発展は次の産業革命をもたらすと予言されており、将来性が広い。前世紀末以来、ナノテクノロジー研究及び材料応用はハイエンド科学研究分野から徐々に民間分野に進出し始め、さらに応用範囲を拡大している。医療と美容はナノテクノロジーが現在最も広く応用されている2つの分野である。科学研究者はすでにアンチエイジングスキンケアクリームを開発し、ナノ粒子の光学特性を利用して診断ツール及びナノ技術知能療法などを製造し、ナノ粒子を使用して腫瘍を攻撃し、光を吸収したり、熱を放出したりして悪性細胞を破壊することができる。また、ナノテクノロジーは自動車製造、食品、建築、環境保護、軍事などの分野で特に紡績業界、広く応用されている。

　1・ナノテクノロジーによる織物に服を着せる革新開発の促進作用

紡績服装業界では、ナノテクノロジーの応用は、主にその極小な体積、体つき及び独特な物理特性を利用して、加工処理を通じて元の繊維或いは織物の生地、性能に相応の調整と変化を行い、それに新しい使用機能と効果を発生させることができて、以下を含む：製品の外観効果を変更して、例えば防縮抗しわなど、肌への親和性、きめ細かさ、滑らかさなど、製品使用時の体感快適性を高める、製品自身の汚れ防止、掃除しやすいなどの機能を強化する。紫外線遮断、撥水、抗菌、消炎など、製品の保護体や保健医療機能を際立たせる。現実の生活の中ですでに多くの例を見ることができます：例えばナノテクノロジーの発展はすべてのスポーツ選手がよく出会うことができますに服を着せるとくつ靴下の汗や臭いの問題は解決される。NanoHorizons社は、綿、ナイロンなどの繊維、さらにはプラスチック素材と混合できるナノ粒子を開発し、衣類の着用後の悪臭を避ける。その技術の鍵は繊維と混合可能なナノ銀粒子を用いたことにあり、この粒子は微生物や細菌に抵抗する特性があり、細菌や真菌の作用がなくなり、もちろんにおいも消えてしまう。日用衣類については、米Nano-Tex社はナノテクノロジーの応用空間で進展を遂げており、コーヒーやジュース、ワインの汚れに染まらず、シワにもならないように設計・開発されている。最新のナノ材料は「最もクールで快適」と呼ばれる生地で、湿気を防ぎ、急速に乾燥することができると同時に、合成生地をコットンのように見せることができ、着心地が非常に良い。このナノ材料で作られた服は急速に乾燥し、太陽の光の95%を防ぐことができます……カナダの科学者はナノ技術を使って最初の有機発光体材料（FOLED）を製造しています。それは薄い木の葉のように、巻くことができるスクリーンを製造するために使用することができて、服を作ってから上で映画を見ることができて、あるいは装飾壁紙として使用することができます。ゴッホやモネの主な作品を交互に表示することができます。軍服や作戦服のコーティングにナノ材料を加えることで、電磁波を大量に吸収し、戦場での兵士のステルス性能を高めることもできる。

2.ナノテクノロジーと紡績材料の結合方法

現在、ナノ技術を紡績及び服用材料に応用する主な方法は塗布法、混練法、被覆法などがある。コーティング法：即ち、ナノ粒子を含む接着剤又はフィルム材料を繊維又は織物表面に結合させ、ナノ織物を形成する。

米クレムソン大学の研究者が発明したように、銀色ナノ粒子と混合された高分子フィルムがコーティングされた新しいクリーニング生地。このナノフィルムが他の生地と複合すると、一連の微細な凹凸が生成され、水がある場合、これらの突起はほこりや他の物質をコーティング表面から「飛び出す」ことができ、それによって再びきれいになる。この生地で作られた服は何度も洗濯する必要はありません。上に水をスプレーしたり、湿った布で拭いたりするだけで、服はきれいに戻ります。ブレンド法：ナノ粒子を含む材料、またはナノ粒子を他の繊維と直接ブレンドして巻き、ナノ繊維を形成してナノメートルに織る布地。例えば、日本帝人社はナノ構造繊維とアラミド繊維を混紡した生地を開発し、この生地は主に消防服に応用され、軽量化を達成し、烈火ややけどを抑制する効果をもたらすことができる。「粒子分散方法」及び混練・紡糸技術を採用することにより、繊維中にナノサイズの炭素系超微粒子を均一に分散し、熱拡散機能の向上を図る。この繊維は通常のアラミド繊維よりも大幅な熱伝導率を備えており、それによって生地の断熱性、耐熱性を向上させるとともに、生地自体の重量を軽減し、この服装の着心地をより優れたものにした。

被覆法——ナノ粒子が繊維の中空部に埋め込まれたり、ナノ粒子を含む物質で他の繊維の外部に被覆されたりして、あるナノ特性を含む特殊な紡績材料を形成する。例えば、米国の左治亜理工学院の科学者グループが人体活動を利用してエネルギー発電を得ることができるナノ繊維織物を開発し、これはいつかiPodや他の携帯電子装置に電気エネルギーを提供する織物を開発するために道を舗装する。人体には心臓から生じる血液の流れ、肺の呼吸と歩行など、ナノ発電機を動かすエネルギー源がいくつかあり、コンピュータのキーボードを叩くことさえ潜在的なナノスケールのエネルギー源であり、ナノテクノロジーを利用してこれらのエネルギーを集め、変換を実施することで、電流を発生することができる。その研究開発方法は通常の繊維外パンに対をなす酸化亜鉛ナノチューブであり、ナノチューブが摩擦を受けると微小な電流パルスが発生する。研究者は「2本の繊維は互いに摩擦し合い、2本のブラシの毛が互いに触れ合うように、機械エネルギーを電気エネルギーに変換することができる」と述べた。上記のいずれの方法を採用しても、既存の紡績または服用材料の特性を変更し、新たな機能を追加することができる。言うまでもなく、今世紀の最初の10年間、紡績業界はナノテクノロジーを用いた研究開発の面で実質的な進展を遂げ、いくつかの新開発製品はすでに日常消費の分野に入っており、例えば撥水カシミアのウインドブレーカー、防汚ネクタイ及び長ズボン、抗菌消炎インナーパンツ、紫外線を遮断するコートなど、すべてこの方面の際立った代表である。{page_break}

3・ナノテキスタイル服装の安全性問題に対する考え方

科学技術の進歩に伴い、人々はナノ技術と材料の応用が人々の日常生活の中で二重性を持っていることを発見した。一方で、人々の生活の質を改善し、向上させ、日常生活に便利さと現代の科学技術の息吹をもたらすことができます。しかし同時に安全面に関する問題も発生し、人体の健康に悪影響を与え、さらには一定の危害性をもたらすこともある。最近の段階では、後者の状況が発生することに警戒すべきとの声が高まっているようで、ナノテクノロジーは社会と道徳面からの新たな疑問に直面している。例えば、大量の工業と商業の過程で使用されるいくつかのナノ粒子は比較的に高い毒性を持っており、ナノテクノロジーを使用して製造されたいくつかの製品は人体の健康と環境に危害を与える、ナノカーボンチューブは肺癌、胃癌を引き起こすが、ナノ銀粒子は人体アレルギーの確率などを大幅に高める。科学実験により、極小ナノ粒子は人体の皮膚と呼吸器系に容易に吸い込まれ、ナノメートルサイズのほこりのように簡単に人体の皮膚防御線を貫通して血液系に入り、それから各臓器と組織に直行できることが実証された。直径100ナノメートルの粒子は60秒以内に肺の防御線を貫通することに成功し、1時間以内に肝臓や他の臓器に現れることができる。長期的な接触は体内のこの物質の蓄積過多を招き、肺部の炎症と酸化損傷、DNA損傷、細胞の早期アポトーシス、心肺系およびその他の内臓組織の病変、発癌、胎児の発育遅延または異常など、人体の健康ひいては生命に危害を及ぼす可能性がある。ナノ粒子はタンパク質、細菌、ウイルスと相互作用することができ、いくつかの病態の奇妙な新しい病気を引き起こす可能性がある。

現代医学研究には、ナノ病理学（ナノ毒理学とも呼ばれる）という新しい名詞が誕生している。つまり、ミクロンまたはナノメートルサイズの粒子によるヒト疾患を深く研究する学科である。

米国、EU、日本は巨額の資金を投じてナノテクノロジーの安全性研究を展開しており、我が国もこれを国家973重点基礎研究計画プロジェクトに組み入れ、ナノテクノロジーの安全性と制御問題について積極的に模索している。ナノ安全性問題の深刻さは最終的には確認されていないが、人体と密接な関係にある化粧品や紡績衣料品の分野では、ナノ粒子を含む材料の使用は慎まなければならない。筆者の主張：7歳以下の乳幼児用品及びすべての肌着に使用される成人用織物服装はナノ粒子を含む原材料を慎重に使用して製造しなければならず、特に塗布法によって生産されたナノ織物の使用を避けることに注意しなければならない。この方法で開発されたナノ紡織材料は、使用後にそのナノ粒子が担体から離脱して人体に入る確率が、混練法、被覆法によって生成された紡績ナノ材料はもっと高くなった。

肌着使用織物とは、日常生活の中で人体と密接に関係し、皮膚に接触する面積が大きい織物の衣服を指す。例えば、シャツ、下着、パジャマ、部屋着、浴衣、各種の単着用タイプのコート及びタオル、バスタオル、枕カバー、枕カバー、シーツ、布団カバーなどの物品。肌着に織物を使用することは「直接皮膚に触れる織物」とも呼ばれている。「直接皮膚系織物に接触する」を使用するには、特にその使用する安全性能の問題を重視し、ナノ材料のような安全上の危険性を回避することに注意し、利益を追求して害を避けるように努力しなければならない。これにより、ナノ紡績製品の使用による不安全要素の発生確率を源から減らすことができる。ナノテクノロジーは新興で発展しつつある材料研究開発技術に属しているため、ナノ製品も確かに多くの新しいものを備えており、市場のニーズと人々の生活の質を高める機能に合致しているため、ナノテクノロジーの研究開発と製品応用に一定のリスクが存在する可能性が発見されたとしても、必ずしもこの技術がすぐに普及応用を制限されるとは限らない。しかし、ナノ製品を安全に使用する問題は、確かに早期に重視されるべきである。ナノ製品の使用を普及させる過程で、それとセットになった安全監督管理と制御措置の構築と実施に早急に着手しなければならない。

紡績服装専門の角度から考えて、筆者は、人体と密接な関係がある特徴を結合して、できるだけ早くナノ紡績服装の国家製品安全品質基準を制定すべきだと考えている。原材料から着手し、人体の適応性から出発し、ナノ粒子への付着、添加の堅牢性（水洗、ドライクリーニング、摩擦、引裂きなどの多種の方式に分けることができる）などの安全性指標を設定する。金属元素ナノ粒子の使用の安全性、ナノテクノロジーに由来する特定の機能（例えば、防汚、抗菌、撥水、しわ防止など）の有効性証明など多くの項目を制御する。同時に、新技術と新手段を用いて検査鑑定を実施でき、ナノ紡績服装の安全品質の優劣を合理的に判定できるように、確実で実行可能で効果的な検査方法基準を制定しなければならない。

要するに、厳格な安全監督管理と全面的な品質審査制度を確立することは、ナノテクノロジーとナノ材料の紡績服装分野への応用がさらに拡大する前提である。市場と消費者にとって、ナノ織物とナノ衣料は斬新で、シックで特殊な機能を持つ代名詞ではなく、名実ともに「安全、健康、環境保護、信頼できる」次世代の日常生活用品になるべきだ。