(57)【要約】      （修正有）【課題】不活性化されていない活性粒子を含む布帛最終製品を創製するためのシステム、布帛及び繊維の提供。【解決手段】１又は２個以上の活性粒子１１０に化学的に結合させた材料（ポリマーアンカー）１２０を繊維製品の一部であることができる繊維１３０にカップリングさせ、臭気吸着、水分管理、湿分の捕獲及び放出、紫外線保護、赤外線吸収、化学薬品保護特性、バイオハザード保護特性、難燃性、抗菌保護特性、抗ウイルス保護特性、抗真菌保護特性、抗微生物保護特性、乾燥特性などの活性粒子の性能増強特性を付与する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材；
複数の活性粒子；及び
前記活性粒子に化学的に結合した材料；
を含む活性粒子結合システムであって、
前記基材が、複数のポリマー鎖を含む予め膨潤した基材を含み、
前記活性粒子に化学的に結合した前記材料が、前記基材中に拡散されており、前記複数のポリマー鎖の少なくとも一部に微視的な絡み合いにより付着している、
活性粒子結合システム。
【請求項２】
さらに、前記基材中に存在する前記複数のポリマー鎖内に自由容積を含む、請求項１に記載の活性粒子結合システム。
【請求項３】
前記複数のポリマー鎖間の容積が、前記基材が膨潤状態から非膨潤状態に移る際に減少する、請求項２に記載の活性粒子結合システム。
【請求項４】
前記活性粒子に化学的に結合した前記材料が、前記予め膨潤した基材と混和性である、請求項１に記載の活性粒子結合システム。
【請求項５】
染色プロセス中に、前記予め膨潤した基材が、前記複数の活性粒子及び前記材料のうちの少なくとも１つに付着した、請求項１に記載の活性粒子結合システム。
【請求項６】
１又は２個以上の活性粒子に材料を化学的に結合させる工程；
繊維を膨潤させる工程；
前記１又は２個以上の活性粒子に化学的に結合した材料を、膨潤した前記繊維中に拡散させる工程；
膨潤した前記繊維の容積を非膨潤基材に減少させる工程；及び
前記１又は２個以上の活性粒子に化学的に結合した前記材料を前記繊維に機能的にカップリングさせて、非膨潤基材及び１又は２個以上の活性粒子に化学的に結合した前記材料を有する繊維を形成する工程；
を含む方法であって、
前記非膨潤基材が複数のポリマー鎖を含み、
前記１又は２個以上の活性粒子に化学的に結合した前記材料が、前記非膨潤基材中に拡散されており、前記複数のポリマー鎖の少なくとも一部に微視的な絡み合いにより付着している、
方法。
【請求項７】
前記１又は２個以上の活性粒子に材料を化学的に結合させる工程が、
前記繊維を膨潤させる前に前記１又は２個以上の活性粒子に前記材料を化学的に結合させること；及び
前記繊維の膨潤中に前記１又は２個以上の活性粒子に前記材料を化学的に結合させること；
のうちの一方を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記繊維を膨潤させる工程が、前記繊維を染色するための超臨界ＣＯ２プロセス中に起こる、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記繊維を膨潤させる工程が、前記繊維を染色するための分散プロセス中に起こる、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記１又は２個以上の活性粒子に化学的に結合された前記材料が、１又は２個以上の長鎖基を含み、
前記１又は２個以上の活性粒子に化学的に結合された前記材料を前記膨潤した繊維中に拡散させる工程が、前記膨潤した繊維中への拡散のための前記１又は２個以上の活性粒子及び前記１又は２個以上の長鎖基を前記１又は２個以上の活性粒子及び前記１又は２個以上の長鎖基のサイズにより自動的に選択することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記膨潤した繊維中への拡散のための前記１又は２個以上の長鎖基を前記１又は２個以上の長鎖基のサイズにより自動的に選択することが、前記膨潤した繊維中の１又は２つ以上の領域にフィットするのに適合したサイズの前記１又は２個以上の活性粒子を受容することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記膨潤した繊維中の前記１又は２つ以上の領域が、前記１又は２個以上の活性粒子及び前記１又は２個以上の長鎖基を受容するのに適合する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記膨潤した繊維の容積を減少させる工程が、複数の繊維粒子間の空間を減少させることを含み、
前記繊維がポリエステルを含み、
前記１又は２個以上の活性粒子に化学的に結合した前記材料が、セルロース、ポリエーテル、変性ポリアクリル、末端官能性アミン基、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリプロピレン、ポリウレタン（脂肪族及び芳香族）、アラミド及びポリアミドのうちの１又は２以上に関連する少なくとも１つの末端官能性長鎖基を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
前記１又は２個以上の活性粒子に化学的に結合した前記材料が、ポリエーテルに関連する少なくとも１つの末端官能性長鎖基を含み、
さらに、
前記１又は２個以上の活性粒子に化学的に結合した前記材料を使用して前記ポリエーテルを前記繊維に付着させる工程、
を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記１又は２個以上の活性粒子が第１の活性粒子及び第２の活性粒子を含み、
前記第１の活性粒子が、前記繊維中への前記１又は２個以上の活性粒子に化学的に結合した前記材料の拡散を経て前記繊維にカップリングした活性粒子を含み、
前記第２の活性粒子が、前記繊維中への前記第２の活性粒子の拡散を経て前記繊維にカップリングした活性粒子を含み、
前記第１の活性粒子が、周囲環境に曝される第１の表面領域を含み、
前記第２の活性粒子が、前記周囲環境に曝される第２の表面領域を含み、
前記第１の表面領域が前記第２の表面領域よりも大きい、請求項６に記載の方法。
【請求項１６】
１又は２以上の繊維を含む繊維材料であって、前記１又は２以上の繊維が、
基材を有する繊維、
複数の活性粒子、
前記複数の活性粒子に化学的に結合した材料、
を含み、
前記基材が、複数のポリマー鎖を含む予め膨潤した基材を含み、
前記複数の活性粒子に化学的に結合した前記材料が、前記基材中に拡散されており、前記複数のポリマー鎖の少なくとも一部に微視的な絡み合いにより付着している、繊維材料。
【請求項１７】
前記複数の活性粒子及び前記複数の活性粒子に化学的に結合した前記材料のうちの少なくとも１つが繊維材料染色プロセス中の前記基材の膨潤の際の拡散を経て前記基材にカップリングされており、
前記複数の活性粒子に化学的に結合した前記材料が反応性基を含む、請求項１６に記載の繊維材料。
【請求項１８】
前記染色プロセスが超臨界ＣＯ２染色プロセスを含み、前記繊維がポリマー材料を含む、請求項１７に記載の繊維材料。
【請求項１９】
前記反応性基が、セルロース、ポリエーテル、変性ポリアクリル、末端官能性アミン基、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリプロピレン、ポリウレタン（脂肪族及び芳香族）、アラミド及びポリアミドのうちの１又は２以上に関連する末端官能性長鎖基のうちの少なくとも１つを含む、請求項１７に記載の繊維材料。
【請求項２０】
前記末端官能性アミン基が複数の長鎖基を含み；
前記長鎖基の少なくとも１つが前記複数の活性粒子に化学的に結合しており；及び
前記基材中への前記長鎖基の少なくとも１つの拡散が起こる、請求項１９に記載の繊維材料。
【請求項２１】
前記活性粒子が前記基材にカップリングされている、請求項１６に記載の繊維材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性粒子を含む材料に関する。具体的には、限定するものではないが、本発明は、染色プロセスを使用して繊維材料（textiles）及びポリマーに活性粒子を組み込むことに関する。
【背景技術】
【０００２】
活性粒子は、広範囲にわたる方法を使用して布帛に組み込まれてきた。これらの方法は、膜上に印刷することから、繊維材料自体の上に活性粒子を組み込むことや、ヤーンが生成されるマスターバッチを経てヤーンに活性粒子を組み込むことまでに及ぶ。これらの方法の全てにおいて、最終製品の作製時に活性粒子に由来する利点を最大限に実現するために、活性粒子が不活性化される、コートされる又は被覆されるのを防止すべきである。さらに、活性粒子の添加の利点を最大限に実現するために、これらの方法の全ては、活性粒子の利点が最終製品に備えられるには、外部環境と活性粒子表面との間の相互作用を必要とする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
不活性化されていない活性粒子を含む布帛最終製品を創製するために、システム、布帛及び繊維を開発した。１つのかかる実施形態は活性粒子結合システムを含む。１つの活性粒子結合システムは、活性粒子、当該活性粒子に化学的に結合した材料（すなわち、ポリマーアンカー）、及び活性粒子又はポリマーアンカーのいずれかが埋め込まれる基材を含む。活性粒子及び／又はポリマーアンカーの埋め込みは繊維材料染色プロセス中に起こる。
【０００４】
別の実施形態は、繊維製品の一部であることができる繊維に１又は２個以上の活性粒子をカップリングさせる方法を含む。１つのかかる方法は、１又は２個以上の活性粒子に材料（ポリマーアンカー）を化学的に結合させること、及び繊維を膨潤させることを含む。上記１又は２個以上の活性粒子及び上記材料の少なくとも１つの繊維への拡散が起こる。この時点で、繊維容積が減少し、その時点で、上記１又は２個以上の活性粒子が繊維に機能的にカップリングされる又は埋め込まれる。
【０００５】
本発明のさらに別の実施形態は繊維を含む。１つのかかる繊維は、活性粒子に機能的にカップリングされた基材及び活性粒子に化学的に結合した材料を含む。かかる実施形態の１つでは、材料は基材と混和性であり、活性粒子及び材料のうちの少なくとも１つは化学的拡散を通じて基材にカップリングされている。
添付の図面と併せて、以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲を参照することによって、本発明の種々の目的及び利点並びにより完全な理解は明らかであり、より容易に理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に従う活性粒子結合システムを示す。
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の一実施形態に従う膨潤状態にある、図１の部分１４０の拡大図を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の一実施形態に従う非膨潤状態にある、図１の部分１４０の拡大図を示す。
【図２】図２は、本明細書に記載の実施形態で実施することができる方法を示す。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に従う繊維を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
次の段落で引用符（「」）内に位置する用語や語句に対して定義を与える。これらの定義は、文脈上明らかに他に示さない限り、特許請求の範囲を含め、本明細書を通して用語及び語句に適用されることを意図する。また、適用できる場合、記載した定義は、単語又は語句にかかわらず、時制や、定義した単語又は語句の任意の単数又は複数の変形例に適用される。
【０００８】
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される場合に、用語「又は」は排他的であることを意味せず、むしろ、この用語は、包括的な意味「いずれか又は両方」である。本明細書における「一実施形態」、「実施形態」、「好ましい実施形態」、「代替実施形態」、「変形例」、「１つの変形例」及び同様の語句への言及は、その実施形態に関連して記載した特定の特徴、構造又は特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。明細書の様々な箇所における「一実施形態において」、「実施形態において」、又は「変形例において」のような語句の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態又は変形例を指すことを意味するものではない。
【０００９】
次に図１を参照すると、図１には、製品の中でも特に布帛及び繊維材料の創製に使用される活性粒子結合システム１００の一実施形態が示されている。１つの活性粒子結合システム１００は、活性粒子１１０、材料１２０及び基材１３０を含む。活性粒子１１０は、固相、液相及び／又は気相、及び／又はそれらの組み合わせの物質を吸着し脱着する能力を有する細孔又はトラップを有する粒子である。これらの細孔は、使用される活性粒子１１０の種類に応じて、サイズ、形状、及び量を変えることができる。例えば、例えば火山岩などの幾つかの活性粒子１１０は、生来、細孔を有し、及び例えばカーボンなどの他の活性粒子１１０は細孔を生成させるために極端な温度及び例えば酸素などの活性化剤で処理することができる。
【００１０】
活性粒子１１０は、それらが中に含まれる物品に性能増強特性を付与することができる。かかる性能増強特性としては、臭気吸着、水分管理、湿分の捕獲及び放出、紫外線保護、赤外線吸収、化学薬品保護特性、バイオハザード保護特性、難燃性、抗菌保護特性、抗ウイルス保護特性、抗真菌保護特性、抗微生物保護特性、乾燥特性、及びこれらの組み合わせが挙げられる。活性粒子１１０としては、活性炭、カーボンナノチューブ、カルベン、グラファイト、酸化アルミニウム（活性アルミナ）、シリカゲル、ソーダ灰、アルミニウム三水和物、重曹、ｐ−メトキシ−２−エトキシエチルエステル桂皮酸（シノキセート）、酸化亜鉛、ゼオライト、二酸化チタン、二酸化ケイ素、分子フィルター型材料、及び他の適切な材料が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１１】
一実施形態において、材料１２０は、活性粒子１１０に化学的に結合される。例えば、活性粒子１００は、化学結合を生成させるために、最初に材料１２０により処理されても、あるいは、材料１２０と反応してもよい。活性粒子１００と化学的に結合する任意の材料１２０を使用することができ、任意の材料１２０は基材１３０と混和性でもある。例えば、以下に示すように、材料の一部が活性粒子に結合するとともに、その材料の別の部分が基材１３０にカップリングされてもよい。材料１２０は、末端官能性長鎖基を含むことができ、長鎖基、官能基、反応性基、アミン基、アンカー又はアンカー基と呼ぶことができる。他の材料１２０の種類は、セルロース、ポリエーテル、末端官能性アミン基、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリアクリル、変性ポリアクリル、ポリプロピレン、ポリウレタン（脂肪族及び芳香族）、アラミド及びポリアミドのうちの１又は２以上に関連する長鎖基を含む。
【００１２】
基材１３０は、ポリマー、ポリマーブレンド又は天然繊維を含むことができる。さらに、基材１３０は、ポリマー、ポリマー繊維、天然繊維、又は繊維と呼ぶことができる。一実施形態において、基材１３０は、１又は２以上のポリエステル又は天然繊維基を含むことができる。かかる実施形態において、材料１２０は、末端官能性アミン基を有するポリエーテルを含むことができる。かかる実施形態における活性粒子１１０は、最初に、末端官能性アミン基の第１の部分と反応することができる。１つの第１の部分は、末端官能性アミン基の第１の端部を含むことができる。第２の部分（例えば末端官能性アミン基の第２の端部）は、以下に説明するように、基材１３０にカップリングされてもよい。したがって、各末端官能性アミン基は、活性粒子１１０に化学的に結合して基材１３０にカップリングされてもよい。
【００１３】
例えば、活性粒子１１０への化学結合の際に、材料１２０（及び又は活性粒子１１０）が、基材１３０に組み込まれる。かかる一実施形態において、染色プロセス中に繊維に活性な粒子１１０を付着させるアンカーとして長鎖基が使用される。当該技術分野で知られている種々の染色プロセスは、繊維（すなわち基材１３０）を膨潤させ、これによりかかるアンカーが基材１３０にカップリングすることが可能になる。図１Ａを参照すると、図１Ａには、繊維の膨潤時の、図１の部分１４０の拡大図が示されている。図示されているように、繊維１３０のかかる膨潤時に、繊維粒子１２５間の空間１３５又は容積は、長鎖基１２０が繊維粒子１２５間にフィットするのに十分に大きい。かかる容積を、本明細書では「自由容積（free volume）」と呼ぶことがある。繊維粒子１２５は、本明細書において、繊維分子と呼ぶこともできる。空間１３５は、材料１２０を受容するのに十分な大きさであることができるが、膨張時であっても、空間１３５は、活性粒子１１０が粒子１２５間にフィットすることを可能にするのに十分に大きくないことがある。
【００１４】
次に図１Ｂを参照すると、図１Ｂには、繊維の膨潤がおさまった後の、図１の部分１４０の拡大図が示されている。図示されているように、図１Ｂにおける繊維粒子１２５間の空間１３５は、図１Ａに示されているような繊維の膨潤時の繊維粒子１２５間の空間１３５よりも小さい。基材１３０中の容積のこの減少のために、長鎖基は繊維中で微視的に絡み合い、図１に示されているように、材料１２０及び付着している活性粒子１１０を繊維に固定する。材料１２０と基材１３０の絡み合いは、材料１２０が基材１３０と混和性である場合、すなわち、基材１３０及び材料１２０が類似の又は一致する溶解性を成す場合に起こる。図１Ａ〜１Ｂに示されていないが、空間１３５は、図１に示す活性粒子が基材１３０のポリマー鎖中で絡み合って、それにより基材１３０のポリマー鎖中に微視的に固定又はつなぎ止められるのに十分に大きい場合も考えられる。
【００１５】
膨潤時に、空間１３５は、約１〜約１００ｎｍの粒子サイズ１４５を成す長鎖粒子が基材１３０中で絡み合うことを可能にするサイズのものである。さらなる膨潤によって、空間１３５は、約１００ｎｍ〜約１ミクロンの粒子サイズ１４５を成す長鎖粒子が基材１３０中で絡み合うことを可能にするサイズを成すことができ、さらなる膨潤によって、空間１３５は、約１ミクロン〜約５ミクロンの粒子サイズ１４５を成す長鎖粒子が基材１３０中で絡まることを可能にするサイズを成すことができる。
【００１６】
基材１３０は、布帛、意図又は任意の他の製品の製造に使用される以下の材料のうちの１又は２種以上を含むことができる：ポリエステル、ポリアミド、アラミド（Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）及びＮｏｍｅｘ（登録商標））、綿、ウール、ポリウレタン、変性アクリル、ポリアクリル、レーヨン、ポリプロピレン、当該技術分野で知られている他の紡織繊維又は任意の他の材料。図１に示す基材１３０が、材料１２０にカップリングした基材を含む、図１Ｂに示したように予め膨潤した基材１３０を含むことが考えられる。しかしながら、基材１３０は、代わりに、活性粒子１１０に付着していてもよい。図１に示したように、活性粒子１１０を基材１３０にカップリングさせるためのアンカーとして長鎖基を使用することによって、活性粒子１１０’が繊維に直接カップリングした場合と比べて、活性粒子１１０のより大きな表面積が周囲環境に曝される。活性粒子１１０は、本明細書において第１の活性粒子１１０と呼ぶことができ、活性粒子１１０’は、本明細書において第２の活性粒子１１０’と呼ぶことができる。
【００１７】
次に図２を参照すると、図２には、繊維に１又は２個以上の活性粒子をカップリングさせる方法が示されている。例えば、１又は２個以上の活性粒子は、図１に示したような活性粒子１１０を含んでもよく、繊維は図１に示したような基材１３０を含んでよい。１つのかかる方法は、２５５で開始し、そして、２６０において、１又は２個以上の活性粒子１１０に材料を化学的に結合させることを含み。例えば、本明細書で説明するように、図１に示す材料１２０は活性粒子１１０に化学的に結合していてよい。２６５において、当該方法２５０は、繊維を膨潤させることを含む。例えば、当該技術分野で知られている繊維の着色又は染色プロセス中に繊維を膨潤させることができる。しかしながら、繊維を膨潤させるための当該技術分野で知られている他の方法も考えられる。２７０において、当該方法２５０は、１又は２個以上の活性粒子１１０及び材料１２０のうちの少なくとも１つを繊維中に拡散させることを含む。例えば、図１Ａ及び１Ｂを参照して上述したように、繊維の膨潤中に、空間１３５は、繊維中への１又は２個以上の活性粒子１１０及び材料１２０の拡散を可能にすることができ、長鎖粒子１２０と繊維粒子１２５との絡み合いが起こりうる。例えば、絡み合いは、繊維容積を減少させることを含むステップ２７５で起こることがある。図１Ａ及び１Ｂを参照して説明したように、繊維容積の減少は、繊維粒子１２５間の空間１３５が、図１Ａに示すような膨潤状態から図１Ｂに示すような非膨潤状態に移る際に減少するときに起こりうる。１又は２個以上の活性粒子１１０を繊維に機能的にカップリングさせる２８５のステップも、図１Ａ及び１Ｂを参照し、長鎖材料１２０及び／又は活性粒子１１０（図１に示す）と繊維粒子１２５の微視的な絡み合いについての付随する開示で上述したとおりである。
【００１８】
２６５で繊維を膨潤させることと同様に、２７０で１又は２個以上の活性粒子及び材料のうちの少なくとも１つを繊維に拡散させること、２７５で繊維容積を減少させること、及び２８５で１又は２個以上の活性粒子を繊維に機能的にカップリングさせることは、染色プロセス中に起こってもよい。繊維を染色することは、従来法、分散法、又は超臨界二酸化炭素（ＣＯ２）染色法の１つ以上により実施できる。したがって、一実施形態では、方法２５０のステップ２６５、２７０、２７５及び２８５を実行し、材料１２０の使用により繊維１１０中に活性粒子を組み込むことを促進するために、超臨界ＣＯ２染色プロセスを使用することができる。１つのかかる材料１２０は、かかるプロセスの間に存在するＣＯ２であることができる。したがって、超臨界ＣＯ２を使用することの１つの利点は、かかるプロセスが、繊維１１０に対する活性粒子１００の結合を生成させるためにＣＯ２以外のさらなる化学薬品を必要としないということである。かかる実施形態では、ＣＯ２は、本明細書に記載の材料１２０として作用することができる。さらに、ＣＯ２のみを使用することによって、他の化学薬品が当該プロセスに存在しないために、染色プロセス中に活性粒子１００が不活性化されることをより防止しやすい。
【００１９】
活性粒子の不活性化は、活性粒子の細孔又は他の表面領域に材料がカップリングしてそれらが物質を吸収、吸着及び脱着する能力を妨げる場合に起こる。活性粒子は、物質を吸収、吸着及び脱着することができる細孔又は他の表面領域特性を含む粒子である。活性粒子は、活性粒子の細孔及び／又は表面領域が特定の分子サイズの物質を吸着することを阻止又は阻害されている場合、不活性化状態で存在することができる。しかし、これは、これらの細孔／表面領域がその物質を吸着することを永久的に妨げられていることを常に意味するものではない。活性粒子の細孔／表面領域は、再活性化又は再生により閉塞されていない（unblocked）又は阻害されていない（uninhibited）（すなわち、一般的に又は実質的にそれらの元の状態に戻される）ものであることができる。再活性化又は再生は、それらの活性を妨げる、活性粒子の細孔中に捕捉された物質を除去する。しかしながら、もし有害な物質が活性粒子により吸着された場合には、再活性化又は再生により活性粒子の吸着能力を回復しにくい。
【００２０】
一実施形態において、活性粒子は、活性粒子の永久的な不活性化を防止するための保護層を用いて又は用いずに布帛染色プロセス中に基材に適用することができる。１つのかかる保護層は、封入剤（encapsulant）を含むことができる。封入剤は、早期の不活性化を防止する（例えば、有害な又は意図しない物質が吸着されることを防止するか又は他の悪条件により不活性化されることを防止する）ことによって、活性粒子に関連する特性を保つ除去可能な物質である。封入剤は、所定の時間で、又は１又は２つ以上の所定の条件（例えば、熱、時間など）又は物質（例えば、水、光、分散剤、溶剤など）に曝された場合に、活性粒子から除去することができる。封入剤としては、水溶性の界面活性剤、他の界面活性剤の種類、塩（例えば、塩化ナトリウム、塩化カルシウム）、ポリマー塩、ポリビニルアルコール、ワックス（例えば、パラフィン、カルナウバ）、光反応性材料、生分解性材料、生分解性材料以外の分解性材料、エトキシル化アセチレンジアール、及び任意の他の適切な物質が挙げられるが、これらに限定されない。しかしながら、有害物質が当該プロセス中に存在しないので、ＣＯ２染色プロセスを使用することによって、かかる封入剤は必要でないかもしれない。
【００２１】
化学的に１又は２個以上の活性粒子に材料１２０を化学的に結合する工程２６０は、繊維を膨潤させる前に１又は２個以上の活性粒子１１０に材料１２０を化学的に結合させること、繊維の膨潤時に１又は２個以上の活性粒子１１０に材料１２０を化学的に結合させること、又はそれらの両方を含むことができる。例えば、繊維の膨潤に先立って（例えば染色プロセス、例えば限定するわけではないが超臨界ＣＯ２染色プロセスを開始する前）、別の化学結合プロセスにより上記材料１２０のうちの１又は２以上に活性粒子１２０を化学的に結合させることができる。活性粒子１１０と材料１２０の結合が起こった後、染色プロセスが始まる前又は当該プロセスの任意の時点で、活性粒子／材料の組み合わせを染色プロセスに導入することができる。
【００２２】
前述のとおり、材料１２０は、１又は２個以上の長鎖基を含むことができる。かかる実施形態では、１又は２個以上の活性粒子１１０及び材料１２０のうちの少なくとも１つを繊維中に拡散させるステップ２７０は、繊維中への拡散のための１又は２個以上の活性粒子１１０及び１又は２個以上の長鎖基を１又は２個以上の活性粒子１１０及び１又は２個以上の長鎖基のサイズにより自動的に選択することを含む。例えば、図１Ａ及び１Ｂに示し、図１Ａ及び１Ｂを参照して上述したように、拡散は、空間１３５のサイズ、及び繊維粒子１２５間の容積に基づいて起こりうる。もし上記空間／容積が繊維の膨潤時に十分に広がっており大きい場合には、活性粒子１１０は基材１３中を拡散することができる。しかしながら、もし活性粒子１１０が上記容積／空間よりも大きい場合には、活性粒子１１０は基材１３０中を拡散しない。したがって、活性粒子がより大きいほど、活性粒子は拡散するのがより困難である。同様に、繊維の膨潤時に、上記空間／容積は、長鎖基と基材１３０の拡散が起こるのに十分に大きいことができる。しかしながら、繊維が膨潤されていない場合、上記空間／容積は、長鎖基が繊維粒子１２５と絡み合うのに不十分であろうために、長鎖基と基材１３０との間の拡散は起こりにくい。したがって、長鎖基及び活性粒子１１０の大きさは、活性粒子１１０及び／又は長鎖基が基材１３０とカップリングするか否かを決定し、適切なサイズの長鎖基及び活性粒子１１０（絡まるもの）はアンカーとして自動的に選択される。そのため、繊維中への拡散のための１又は２個以上の活性粒子及び１又は２個以上の長鎖基を１又は２個以上の活性粒子及び１又は２個以上の長鎖基のサイズにより自動的に選択することは、基材１３０中の空間１３５（すなわち容積）に基づいて、膨潤した繊維中の１又は２つ以上の領域にフィットするのに適合したサイズに基づいて１又は２個以上の活性粒子及び１又は２個以上の長鎖基を受容することを含む。繊維容積を減少させることは、複数の繊維粒子１２５間の空間を減少させることを含む。１つのかかる実施形態において、基材１３０はポリエステルを含むことができ、材料１２０は、繊維にポリエーテルを付着させるために使用される末端官能性アミン基を有するポリエーテルを含んでよい。
【００２３】
図１に示すように、繊維中への材料１２０の拡散により繊維にカップリングした第１の活性粒子１１０の周囲環境（システム１００を取り囲む領域）に曝される表面領域は、繊維中への第２の活性粒子１１０’の拡散により繊維にカップリングした第２の活性粒子１１０’の周囲環境に曝される表面領域よりも大きい。当該方法２５０は２９０で終了する。
【００２４】
本発明の別の実施形態は、本明細書において繊維として呼ぶことができる。図３に示す繊維３０５は、図１に関して上述したシステム１００と同様であり、システム１００に関する本明細書の記載をここで援用し、図３における繊維３０５についての全説明に適用する。同様に、繊維３０５についての以下の説明を図１に示したシステム１００に適用することができる。
【００２５】
一実施形態において、繊維３０５は、基材３３０及び少なくとも１つの活性粒子３１０を有するポリマー材料を含む。材料３２０は、活性粒子３１０に化学的に結合していてもよい。上記のとおり、材料３２０は、基材３３０と混和性（相互に可溶）であるべきであり、活性粒子３１０と化学的に結合する反応性基を含み、活性粒子３１０及び材料３２０のうちの少なくとも１つ拡散を経て基材にカップリングされている。例えば、図３に見られる活性粒子は、基材３３０にカップリングされている。さらに、反応性基は、末端官能性アミン基を有するポリエーテルを含んでもよい。上記のとおり、活性粒子３１０及び／又は材料３２０は、例えば限定するわけではないが超臨界ＣＯ２染色プロセスなどの染色プロセス中の基材３３０の膨潤時の拡散を経て基材３３０にカップリングさせることができる。末端官能性アミン基は複数の長鎖基を含んでよいこと、及び長鎖基のうちの少なくとも１つが活性粒子に化学的に結合することが考えられる。かかる実施形態において、長鎖基のうちの少なくとも１つの基材中への拡散が起こりうる。
【００２６】
１つのアンカー基は、活性粒子１００に化学的に結合する反応性部分又は部位を含むことができる。かかるアンカー基は、染色プロセスが開始される前に含められるか、あるいは、長鎖基１２０は、染色プロセス中に活性粒子１００に付着してよい。１つの長鎖基１２０は、繊維１１０に対し相溶性及び混和性であることができる。さらに、染色法は、繊維１１０中への活性粒子１００又はアンカー基の拡散が可能であるように繊維１１０を十分に膨潤させる。粒子サイズの事前分級（preclassification）は必要でない。当該プロセス自体、膨潤した繊維中に拡散することにできる粒子をサイズ選択する。染色後の超臨界ＣＯ２プロセスが起こった場合に、未使用の活性粒子が回収される。
【００２７】
当業者は、多くの変形及び置換を本発明ですることができ、本明細書に記載の実施形態により達成されるのと実質的に同じ結果を達成するその使用及びその構成を容易に理解することができる。したがって、開示された例示的な実施形態に本発明を限定する意図はない。多くの変形、変更及び代替構成は、特許請求の範囲に表したとおりの開示した発明の範囲及び精神に属する。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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