(57)【要約】【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。【選択図】図３
2011246849.tif 000002
【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。
【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）
【図３】
2011246849.tif 000003
【図４】
2011246849.tif 000004
【図５】
2011246849.tif 000005
【図７】
2011246849.tif 000006
【図８】
2011246849.tif 000007
【図１】
2011246849.tif 000008
【図２】
2011246849.tif 000009
【図６】
2011246849.tif 000010