説明

抗菌・抗ウイルス性繊維の製造方法と装置

【課題】中空繊維の中空内へ薬剤を詰める方法と装置の提供。
【解決手段】真空容器13内に中空繊維を含む布11が置かれたトレイ12を配置し、前記真空容器13を真空ポンプ14で排気した上で薬剤16を前記トレイ12に導入し前記中空繊維内に薬剤が取り込まれる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、抗菌・抗ウイルス性繊維の製造方法と装置に関し、中空繊維への薬剤導入方法と装置に関する。
【背景技術】
【0002】
合成繊維の抗菌剤、抗ウイルス加工、洗濯耐久性向上を図る発明として、例えば特許文献1には、繊維の風合いの粗硬化を惹起することなく洗濯耐久性が改善され、且つ安全性が確保された抗菌性繊維として、断面が中実繊維または中空繊維、その横断面における外形や中空部の形状は円形であっても異形のポリエステル繊維を用いることが開示されている。
【0003】
本願と同一出願人、同一発明者による特許文献2には、使用する薬剤の量の増大を回避しながら、抗菌・抗ウイルス作用を安定化させ、洗濯耐久性の優れた抗菌・抗ウイルス性繊維の製造方法と装置、並びに抗菌・抗ウイルス繊維が提案されている。特許文献2によれば、中空繊維に、抗菌・抗ウイルス作用のある金属微粒子又は薬剤粒子を含む溶液を流し込み、前記中空繊維に、前記金属微粒子又は薬剤粒子を含む前記溶液を流し込んだ後、ローラーまたはプレス機等により、前記中空繊維の中空部を潰す、各工程を含む。前記金属微粒子又は薬剤粒子を含む溶液を加圧して、前記金属微粒子又は薬剤粒子を含む溶液を前記中空繊維に流し込む。
【0004】
さらに、本願と同一出願人、同一発明者による特許文献3では、薬剤の増量を抑止し、抗菌・抗ウイルス作用を安定させ、洗濯耐久性を向上するために、抗菌・抗ウイルス加工対象の布(繊維)にプラズマ処理を施し、表面活性化させた繊維に抗菌・抗ウイルス加工用の薬剤加工処理を行う製造方法と装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2000−34675号公報
【特許文献2】特開2007−277733号公報
【特許文献3】特開2010−065368号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献2においては、金属微粒子又は薬剤粒子を含む溶液を加圧して前記金属微粒子又は薬剤粒子を含む溶液を中空繊維に流し込んでいる。本発明者は鋭意研究を重ねた結果、中空繊維の中に薬剤を詰めるための、よりよい方法を創案した。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明によれば、中空繊維の中に薬剤を詰めるにあたり真空含浸法を用いる。本発明においては、真空容器内に、抗菌・抗ウイルス加工対象の中空繊維が置かれたトレイを配置し、前記真空容器を真空引きした上で薬剤を含む溶液を前記トレイに導入し前記中空繊維内に薬剤が取り込まれる、方法が提供される。
【0008】
本発明においては、前記真空容器を真空引きした上で、前記薬剤を含んだ溶液をスプレーで前記布に散布するようにしてもよい。
【0009】
本発明においては、前記真空容器を真空引きした上で、前記薬剤を含んだ溶液をスプレーで前記布に散布するとともに、前記布をプレスするようにしてもよい。
【0010】
本発明によれば、真空容器を備え、前記真空容器内に中空繊維を含む布が置かれたトレイを備え、前記真空容器を真空引きした上で薬剤を含んだ溶液を前記トレイに導入し、前記中空繊維内に薬剤が取り込まれる抗菌・抗ウイルス処理装置が提供される。
【0011】
本発明においては、前記真空容器内において、前記薬剤を含んだ溶液を前記布に散布するスプレー機構を備えた構成としてもよい。
【0012】
本発明においては、前記真空容器内において、前記薬剤を含んだ溶液をスプレーで前記布に散布するとともに、前記布をプレスする機構を備えた構成としてもよい。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、中空繊維の中空内部への薬剤粒子を詰めることができ、洗濯耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】中空繊維の断面を示す図である。
【図2】中空繊維の拡大顕微鏡写真を示す図である。
【図3】本発明の第1の実施例を説明する図である。
【図4】本発明の第2の実施例を説明する図である。
【図5】本発明の第3の実施例を説明する図である。
【図6】本発明の実施例の工程を説明する図である。
【図7】本発明の第4の実施例を説明する図である。
【図8】本発明の第5の実施例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
上記した本発明について更に詳細に説述すべく添付図面を参照して以下に説明する。図1に中空繊維(東レ「セボナーサムロン」)の断面を示す(http://www.jcfa.gr.jp/f12-topics/no22/topics/html)。繊維の中心には穴が空いている。図2に、三菱レーヨンの中空繊維の拡大顕微鏡写真を示す(三菱レーヨンのHP)。中空繊維のパイプを作る部分には微細な溝や穴などが数多く存在することが分かる。このため、中空繊維の内側と外側は僅かではあるが、物質移動が可能である。
【0016】
この性質(中空繊維における内側と外側間での物質移動可能性)を利用して、水の浄化や血液を漉す事が行われる。中空繊維の内側に薬剤を入れると、僅かに薬剤が沁み出てくるため、抗ウイルス作用が長続きする。更に、中空繊維内に薬剤があるため(中空部内に薬剤粒子が詰められる)、洗濯を行っても中空繊維内部の薬剤が完全に流出してしまう可能性はかなり低く抑えられ、洗濯耐久性を向上する。
【0017】
ここで、サイズが数ミクロンから10ミクロン程度の中空繊維のパイプ中に、抗菌、抗ウイルス加工用の薬剤粒子をどう詰めるかが問題になる。
【0018】
強度の強いポリエステル系繊維では、表面張力が強く、水を含んだ薬剤は弾かれるので、内部に薬剤を含んだ水溶液を入れることは困難である。
【0019】
このため、本願発明者は、プラズマ処理の研究開発を行った。病院等で用いる白衣を作るポリエステル系布帛のプラズマ処理を行い、繊維表面を活性化して抗ウイルス剤及び抗菌剤を強固に取り付ける開発をこの2年間ほど行った。その強固さは、工業用洗濯を10回行っても薬剤が流れ落ちないことを目標にしていた。同時に、抗ウイルス製剤の開発も目的であった。このために、薬剤チーム、プラズマ処理チームに医学系の研究者が加わり、効能の確認を行ってきた。その結果、抗ウイルス薬の開発は極めて順調に推移し、従来の100倍以上効果の高い薬剤を開発することができた。しかし、プラズマ処理を行うことによってある程度強固に薬剤を接合できることはできたが、当初の目標を達成することはできなかった。実験結果は、薬剤を添加した直後の効能が一番高く、洗濯回数を重ねるにしたがって、効能は低減した。これは、洗濯毎に薬剤を添加することが望ましいことを意味する。
【0020】
一方、抗ウイルス作用がある白衣などの需要は高いので、今後の研究をどの様に発展させるかについて検討が行われた。
【0021】
病院等で用いる白衣のクリーニングは専門のクリーニング業者で行われ、安全なクリーニングが行われている。しかしながら、プラスマ処理した布は10回程度の工業洗濯には耐えることができなかった。そこで、図6に示すように、白衣のクリーニングを行い乾燥後に、抗菌用薬剤の溶液を一定量白衣に散布し、その後、アイロンしてから出荷する(アイロン後にさらに抗菌用薬剤溶を散布してもよい)。あるいは、クリーニング工程の途中の、例えば濯ぎのプロセスで、薬剤を入れて白衣に薬剤を取り付ける。その後のクリーニング、及び出荷プロセスは同じである。以上の方法によれば、白衣のクリーニングを行う度に、薬剤が付加されることになり、薬剤が強固に白衣に取り付ける布のプラズマ処理の必要性は無くなる。但し、薬剤は、耐熱性に劣る(高温に弱い)ので、アイロン時の温度管理が必要になる。また、他の薬剤との反応にも注意が必要なことから、洗剤と一緒に薬剤を入れてクリーニングを行うことは避ける。
【0022】
上記した、クリーニング時の薬剤散布とは別に、洗濯耐久性を向上するための手法として、今回、真空含浸法を提供する。
【0023】
図3は、本発明の第1の実施例の構成を示す図である。図3において、11は抗菌・抗ウイルス加工対象の布(白布)(中空繊維)、12はトレイ、13は真空容器、14は真空容器13を排気(真空引き)する真空ポンプ、15は薬剤を真空容器13内に導入するためのバルブ、16は薬剤を含む溶液(「薬剤」ともいう)である。抗菌加工等の薬剤として、特に制限されるものでないが、例えば銀、チタン、銅、亜鉛などの金属のほか、該金属を含む化合物、光触媒としての酸化チタン等を用いてもよい。
【0024】
次に、図3を参照して、本実施例の処理手順を説明する。
【0025】
(A1)処理するべき中空繊維で作られた布(白衣)11を真空容器13内に設置されたトレイ12の中に設置する。
【0026】
(A2)次に、真空ポンプ14を稼働させて排気し(真空引き)、真空容器13内を真空にする。
【0027】
(A3)次に、バルブ15を開けて、薬剤粒子を含む溶液16を真空容器13内のトレイ12内に導入する。
【0028】
(A4)真空ポンプ14を稼働させて排気し(真空引き)、真空容器13内を真空にすると、布11の中空繊維の内部まで真空になることが期待される。
【0029】
(A5)中空繊維の内部は、真空のコンダクタンスが低いため(圧力差をΔp、気体流量(真空引きの気体流量)をQ、コンダクタンスをCとすると、Q=CΔp)、長時間の真空引きが必要になるが、最終的には真空状態になる。そこで、真空容器13内のトレイ12に薬剤16を導入すると、中空繊維内にも薬剤粒子が取り込まれる。以上が真空含浸法である。
【0030】
本実施例においては、特許文献2と同様、中空繊維に薬剤を詰めた後、ローラーまたはプレス機等により、中空繊維の中空部を押し潰すようにしてもよい。
【0031】
図4は、本発明の第2の実施例の構成を示す図である。真空中に、薬剤粒子を含んだ水溶液16を導入すると、例えば急激に沸騰が生じたり、導入パイプ部で凍結したりして、中空繊維で作った布全体に十分に薬剤が取り込まれない事態が発生する可能性もある。
【0032】
そこで、本実施例では、図4に示すように、スプレイ17によって布(白衣)11全体に同時に薬剤を散布する。この結果、均一に薬剤が布(白衣)11を構成する中空繊維内に導入される。
【0033】
上記した真空含浸プロセスを、複数回繰り返すことで、薬剤は中空繊維内に十分に取り込まれる。
【0034】
図5は、本発明の第3の実施例の構成を示す図である。本実施例においては、真空容器13内に、2つのトレイ12−1、12−2を備え、さらに、プレス・ヘッド18を備えている。プレス・ヘッド18は、薬剤の溶液を散布するスプレイ・ヘッドと、圧縮(プレス)機能を備え、薬剤を布(白衣)11にスプレイすると同時に、布(白衣)11をプレスする。布(白衣)11を支えているトレイ12−2には、小径の孔が多数開口されており、当該孔を薬剤が流れる。該装置の運転方法の一例は以下の通りである。
【0035】
(B1)真空容器13内のトレイ12−2の上に布(白衣)11を載せた後、真空ポンプ14で排気する(真空引き)。この時、プレス・ヘッド18は布11から離れている。真空コンダクタンスが大きくなり、真空引き時間が短縮できるとともに、高い真空度への到達を容易化する。
【0036】
(B2)真空度が十分な値に到達したら、布(白衣)11をトレイ12−2との間でプレスする。
【0037】
(B3)次に、プレス・ヘッド18から薬剤を含んだ水溶液を散布する。これは、プレス・ヘッド18には小さい孔が空いており、バルブ15を開けることによって薬剤がそこに導かれるようにする。
【0038】
(B4)すると、まわりが真空のため薬剤が布11を通ってトレイ12−2を抜け、トレイ12−1に到達する。これによって、薬剤が十分に布(白衣)11の中に取り込まれるようになる。
【0039】
本実施例において、2つのトレイ12−1、12−2のうち布11を保持しているトレイ12−2には小径の孔が数多く開けられており、プレス・ヘッド18から流れてくる薬剤が布11を通ってから薬剤を受けるトレイ12−1に貯まるようにしている。
【0040】
最終的には、処理(B1)から(B4)を、適宜、何回か繰り返すことになる。
【0041】
図7は、本発明のさらに別の実施例を説明する図である。抗菌・抗ウイルス用の薬剤23が入った容器22に入れた中空繊維の布(白衣)21をプレス・ヘッド24でプレスする。その際、容器22とゴム板(除振板)26の間に置かれたピエゾ振動板(圧電素子による振動板)25を所定周波数で振動させる。布21のプレスと振動の印加の状態を所定時間維持することによって、布21の中空繊維の中空部に薬剤を入れ込む。
【0042】
中空繊維の製造について説明する。図8に、中空繊維の製造の一例を示す。
【0043】
芯材繊維を用意する(図8(A))。
【0044】
芯材繊維にポリエステルを被覆する(図8(B))。
【0045】
溶剤を利用して芯材繊維を溶かし流すことで中空ポリエステル繊維を得る(図8(C))。
【0046】
本実施例では、図8(A)の芯材繊維として親水性の高い材料を用いる。図8(C)の工程で、芯材繊維を溶かし出しても僅かに残るようにすれば、水に溶かした薬剤は、中空繊維の中空部に付着しやすくなり、中空繊維の中空部への薬剤導入が容易になる。
【0047】
なお、上記各実施例を任意に組み合わせた構成も、本発明の実施例をなすものであることは勿論である。
【0048】
なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【符号の説明】
【0049】
11、21 布(白衣)
12、12−1、12−2 トレイ
13 真空容器
14 真空ポンプ
15 バルブ
16、23 薬剤
17 スプレイ
18、24 プレス・ヘッド
22 容器
25 ピエゾ振動板
26 ゴム板(除振板)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
真空容器内に、中空繊維を含む布が置かれたトレイを配置し、
前記真空容器を真空引きした上で抗菌・抗ウイルス用薬剤を含む溶液を前記トレイに導入し、
真空状態の前記布の中空繊維内に前記薬剤が取り込まれる、ことを特徴とする抗菌・抗ウイルス性繊維の製造方法。
【請求項2】
前記真空容器を真空引きした上で、前記薬剤を含んだ溶液をスプレーで前記布に散布する、ことを特徴とする請求項1記載の抗菌・抗ウイルス性繊維の製造方法。
【請求項3】
前記真空容器を真空引きした上で、前記薬剤を含んだ溶液をスプレーで前記布に散布するとともに、前記布をプレスする、ことを特徴とする請求項1記載の抗菌・抗ウイルス性繊維の製造方法。
【請求項4】
真空容器内に中空繊維を含む布が置かれたトレイを備え、
前記真空容器を真空引きした上で、抗菌・抗ウイルス用薬剤を含んだ溶液を、前記トレイに導入し、前記布の中空繊維内に薬剤が取り込まれる、ことを特徴とする抗菌・抗ウイルス処理装置。
【請求項5】
前記真空容器内において、前記薬剤を含んだ溶液を前記布に散布するスプレー機構を備えた、ことを特徴とする請求項4記載の抗菌・抗ウイルス処理装置。
【請求項6】
前記真空容器内において、前記薬剤を含んだ溶液をスプレーで前記布に散布するとともに、前記布をプレスする機構を備えた、ことを特徴とする請求項4記載の抗菌・抗ウイルス処理装置。
【請求項7】
クリーニングプロセスにおいて、アイロンの前又は後に、抗菌・抗ウイルス用薬剤を前記布に取り付ける、ことを特徴とする抗菌・抗ウイルス性繊維の製造方法。
【請求項8】
クリーニングした前記布の乾燥後に、前記布に前記薬剤を散布し、前記薬剤を布に取り付ける、ことを特徴とする請求項7記載の抗菌・抗ウイルス性繊維の製造方法。
【請求項9】
クリーニングプロセスの濯ぎの段階で、前記薬剤を布に取り付ける、ことを特徴とする請求項7又は8記載の抗菌・抗ウイルス性繊維の製造方法。
【請求項10】
抗菌・抗ウイルス用薬剤を含む容器に中空繊維を含む布を置き、
前記布をプレスするとともに、前記容器を載置した振動板を振動させ、前記布の中空繊維の中空部に薬剤を入れる、ことを特徴とする抗菌・抗ウイルス性繊維の製造方法。
【請求項11】
芯材繊維に樹脂繊維を被覆したあと溶剤で前記芯材繊維を溶かし流すことで中空部を有する前記中空繊維を製造するにあたり、
前記芯材繊維として親水性の材料を用い、抗菌・抗ウイルス用の薬剤の溶液が前記中空繊維の中空部に付着しやすくしてなる、請求項1−3、及び、請求項7−10のいずれか1項に記載の抗菌・抗ウイルス性繊維の製造方法。
【請求項12】
抗菌・抗ウイルス用の薬剤を含む容器と、
前記容器を載置する振動板と、
前記容器内の前記薬剤に浸した、中空繊維を含む布をプレスするプレス機構と、
を備え、前記容器を載置した前記振動板を振動させ、前記布をプレスし、前記布の中空繊維の中空部に薬剤を入れる、ことを特徴とする抗菌・抗ウイルス処理装置。
【請求項13】
芯材繊維に樹脂繊維を被覆したあと溶剤で前記芯材繊維を溶かし流すことで中空部を有する前記中空繊維を製造するにあたり、
前記芯材繊維として親水性の材料を用い、抗菌・抗ウイルス用の薬剤の溶液が前記中空繊維の中空部に付着しやすくしてなる、ことを特徴とする抗菌・抗ウイルス性繊維の製造方法。

【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図7】
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【図8】
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【図1】
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【図2】
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【図6】
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【公開番号】特開2011−246849(P2011−246849A)
【公開日】平成23年12月8日(2011.12.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−121695(P2010−121695)
【出願日】平成22年5月27日(2010.5.27)
【出願人】(597008728)株式会社ワイ・ワイ・エル (16)
【Fターム(参考)】