JP2021532279A - 天然繊維に化合物を適用する方法及びシステム並びにそれから得られる処理繊維 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、参照により本明細書に組み込まれる2018年5月31日に出願された米国仮特許出願第62/678,280号の非仮出願である。
ここで、本発明のシステム500の実施形態の概略図を示す図1を参照する。
好適なペーストを、ペーストの45重量%の水、ペーストの25重量%のナノセルロース、及びペーストの30重量%のCu2Oから作製した。成分を室温で混合及び使用した。
ペーストの粘度を、その試験結果がイスラエル保健省に認められているイスラエルの公認の研究所で測定した。ブルックフィールド回転粘度計を使用し、粘度の測定方法は、概して、以下に記載する通りである。
綿スライバー繊維を、図1に示したもののようなシステム上に置いた。スライバーを0.5から1.5m/秒の速度で、搬送した。
本明細書において論じられたシステムによって(試料の作製方法については実施例3を参照のこと)、及び同じ発明者による米国特許第9,995,002号に記載の旧システムによって作製した、平均4つの含浸繊維試料に対して、以下のXRF分析を行った。第一セットの試験を、洗浄、漂白及び蛍光増白の前に実施した。第二セットの試験は、上記の第一セットの試験と全く同様に、しかし繊維の洗浄、漂白及び蛍光増白後に、実施した。後者の手順は、含浸繊維が作製されたシステムとは無関係に、繊維の外側表面、すなわち表皮から、酸化銅のかなりの部分を除去したようであった。XRF及びICPデータについては以下を参照されたい。
少なくとも1種の不溶性粒子材料でスライバー繊維を表面処理する本発明の方法は、以下のステップを含む:
本出願は、少なくとも1つの予め選択された所望の特性を繊維に付与する不溶性粒子を繊維に含浸することを教示する。含浸された繊維、特にセルロース繊維は、繊維に付与された少なくとも1つの予め選択された特性を、長期間にわたり保持しなければならない。具体的には、本方法及びシステムの目標の1つは、100回の家庭での洗浄又は50回の工業的洗浄後に、1つ以上の付与された特性を保持する繊維を提供することである。
Claims (61)
- 含浸天然繊維であって、
表皮が内腔を取り囲んでいる、表皮及び内腔と、
繊維中に包埋された、予め選択された特性を有する不溶性粒子と
を含み、
前記粒子が、含浸繊維の0.1〜30w/w%を構成し、且つ前記包埋された粒子が、繊維に包埋された場合、その予め選択された特性を繊維に付与し、且つ粒子が繊維の表皮上及び内腔内の両方に包埋されている、含浸天然繊維。 - 含浸繊維が36g/tex超の引張強度を示す、請求項1に記載の含浸繊維。
- 含浸繊維が、含浸後に引張強度の増加を示し、引張強度が、含浸繊維の繊維と同一の繊維源から引き出された非処理繊維の平均引張強度より少なくとも15%大きい、請求項1又は2に記載の含浸繊維。
- 含浸繊維が、4.85超のマイクロネア値を示す、請求項1から3のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 含浸繊維が、含浸後に、含浸繊維の繊維と同一の繊維源から引き出された非処理繊維の平均マイクロネア値よりも少なくとも20%大きいマイクロネア値を示す、請求項1から3のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 含浸繊維から形成された糸が、100回の家庭での洗浄又は50回の工業的洗浄後に、予め選択された特性を依然として示す、請求項1から5のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 含浸繊維及びそれから製造された糸が、繊維が漂白及び蛍光増白された後に、予め選択された特性を依然として示す、請求項1から6のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 繊維及びそれから製造された糸が、漂白及び蛍光増白後に、繊維の表皮の外面からの粒子数が少なくとも95%低減されながら、その内腔中に粒子材料を依然として保持している、請求項1から7のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 含浸された粒子が、含浸繊維の少なくとも0.5〜20重量%を構成する、請求項1から8のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 不溶性粒子が、0.1から0.5ミクロンの間のナノサイズ粒子である、請求項1から9のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 繊維の含浸が音響キャビテーションによって行われる、請求項1から10のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 含浸繊維が、水を、非含浸繊維よりも早い速度及び多くの量で吸収する、請求項1から11のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 含浸繊維が、繊維の全長にわたって均一に水を吸収する、請求項1から12のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 繊維の含浸の間に、繊維の表皮中に細孔が形成される、請求項1から13のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 繊維が、セルロース繊維である、請求項1から14のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 不溶性粒子が、繊維に非着火性又は難着火性を付与するために予め選択され、且つハンタイト(Mg3Ca(CO3)4)、水酸化マグネシウム、アルミナ三水和物及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1から15のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 不溶性粒子が、繊維に、抗菌性及び/又は抗真菌性及び/又は抗ウイルス性を含む抗微生物性を付与するために予め選択され、且つ酸化銀、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、ゼオライト、セラミック化合物及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1から15のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 不溶性粒子が、繊維に殺虫性を付与するために予め選択され、且つ珪藻土、酸化銅、酸化銀、酸化亜鉛、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1から15のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 不溶性粒子が、繊維に防水性を付与するために予め選択され、且つ粉砕シリカ、ナノシリカ、ポリシロキサン及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1から15のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 不溶性粒子が、繊維に紫外線抑制性を付与するために予め選択され、且つ酸化亜鉛、二酸化チタン及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1から15のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 不溶性粒子が、経皮薬剤輸送又は皮膚処置のための繊維に薬効性を付与するために予め選択され、且つ酸化銅、酸化銀、種々の医薬を含有するカプセル化ナノ球体及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1から15のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 不溶性粒子が、皮膚処置のための繊維に美容特性を付与するために予め選択され、且つ酸化銅、酸化銀、過酸化ベンゾイル及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1から15のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 不溶性粒子が、繊維に電気伝導性を付与するために予め選択され、且つグラフェン粉末及び単層ナノカーボンチューブ並びにそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1から15のいずれか一項に記載の含浸繊維。
- 複数の含浸繊維から撚られた糸であって、前記含浸繊維が、請求項1から15のいずれか一項に記載の含浸繊維として含まれる、糸。
- 請求項1から23のいずれか一項に記載の含浸繊維を含む物品であって、以下の種類の物品からなる群:衣類、医療用品及び病院用品、制服、カーテン、スクラブ、シーツ、枕カバー、毛布、スリッパ、患者用ガウン、タオル、及び医療環境、高齢者介護施設、公共若しくは民間施設において使用されるか又は家庭において使用される家庭用製品として使用される任意の布地又は布地から製造された製品、から選択される、物品。
- 請求項1から23のいずれか一項に記載の含浸繊維から撚られた糸を含む物品であって、以下の種類の物品からなる群:衣類、医療用品及び病院用品、制服、カーテン、スクラブ、シーツ、枕カバー、毛布、スリッパ、患者用ガウン、タオル、及び医療環境、高齢者介護施設、公共若しくは民間施設において使用されるか又は家庭において使用される家庭用製品として使用される任意の布地又は布地から製造された製品、から選択される、物品。
- 請求項1から23のいずれか一項に記載の含浸繊維からなる不織布地を含む物品であって、以下の種類の物品からなる群:衣類、医療用品及び病院用品、制服、カーテン、スクラブ、シーツ、枕カバー、毛布、スリッパ、患者用ガウン、タオル、及び医療環境、高齢者介護施設、公共若しくは民間施設において使用されるか又は家庭において使用される家庭用製品として使用される任意の布地又は布地から製造された製品、から選択される、物品。
- 不溶性粒子を含浸させたスライバー繊維を製造するシステムであって、
少なくとも1つのスライバー繊維リボンを搬送するためのコンベアと、
i)少なくとも1つの予め選択された特性を有する少なくとも1種の不溶性粒子材料、ii)増粘剤、及びiii)水、を含むペーストを入れるためのディスペンサーであって、ディスペンサーからのペーストが少なくとも1つのスライバー繊維リボン上に分配される、ディスペンサーと、
前記分配されたペーストを通して少なくとも1つのスライバー繊維リボンへと伝えられる超音波を発生させるためのトランスデューサと超音波的に通じているソノトロードであって、超音波が、少なくとも1種の不溶性粒子材料を少なくとも1つのスライバー繊維中に包埋させる、ソノトロードと、
を含むシステム。 - 脱気溶液を入れるための、ソノトロードの上流に置かれた湿潤槽をさらに含み、脱気溶液を通して少なくとも1つのスライバー繊維リボンが搬送され且つ湿潤される、請求項28に記載のシステム。
- ソノトロードが、複数の孔を有する有孔ソノトロードである、請求項28から29のいずれか一項に記載のシステム。
- 複数の孔の各々が、4mmから20mmの直径、及び40mmから80mmの長さを有する、請求項28から30のいずれか一項に記載のシステム。
- 複数の孔の各々が、6mmから15mmの直径、及び50mmから70mmの長さを有する、請求項28から30のいずれか一項に記載のシステム。
- 少なくとも1つのスライバー繊維リボンを拘束するか又は折り畳むよう構成された拘束デバイスをさらに含む、請求項28から32のいずれか一項に記載のシステム。
- 拘束デバイスが、ソノトロードの上流に一連の拘束リングを含み、前記リングの各々が、本質的に円形であり、且つ、一連のリング中の隣接する上流のリングよりも小さい直径を有する、請求項33に記載のシステム。
- ソノトロードに最も近く、且つソノトロードの上流にある拘束デバイスのリングが、長円形を有する、請求項33に記載のシステム。
- 拘束された又は折り畳まれた少なくとも1つのスライバー繊維リボンを解放するよう構成された解放デバイスをさらに含む、請求項28から35のいずれか一項に記載のシステム。
- 解放デバイスが、ソノトロードの下流に一連のリングを含み、各リングが、本質的に円形であり、且つ、ソノトロードからさらに下流の一連のリング中の隣接するリングよりも大きな直径を有する、請求項36に記載のシステム。
- 前記コンベアが、一連の非連続性の間隔を空けたコンベアを含む、請求項28から37のいずれか一項に記載のシステム。
- 第一のペアの圧搾ローラーをさらに含み、
第一のペアの圧搾ローラーで圧搾された後の少なくとも1つのスライバー繊維リボンが、コンベアが存在しない領域にわたって第二のペアの圧搾ローラーによって牽引されるのに十分な一体強度を有する、請求項28から38のいずれか一項に記載のシステム。 - 少なくとも1種の不溶性粒子材料が、少なくとも1種の元素、化合物、組成物及び上記のものの任意の組み合わせを含む材料から選択される、請求項28から39のいずれか一項に記載のシステム。
- 少なくとも1つのスライバー繊維リボンが漂白される第一の容器をさらに含む、請求項28から40のいずれか一項に記載のシステム。
- 少なくとも1つのスライバー繊維リボンが蛍光増白される第二の容器をさらに含む、請求項28から41のいずれか一項に記載のシステム。
- スライバー繊維リボンからの残留増粘剤の除去のための少なくとも1つの水噴霧又は濯ぎ装置をさらに含む、請求項28から42のいずれか一項に記載のシステム。
- 少なくとも1つのスライバー繊維リボンが、請求項1〜27のいずれか一項に記載された繊維からなる、請求項28から43のいずれか一項に記載のシステム。
- 少なくとも1つのスライバー繊維リボンが、セルロース繊維からなる、請求項28から44のいずれか一項に記載のシステム。
- ペーストが、ペーストの27〜33重量%の不溶性粒子材料、ペーストの20〜36重量%の粘剤、及びペーストの31〜53重量%の水を含む、請求項28から45のいずれか一項に記載のシステム。
- 増粘剤が、ナノセルロース、フュームドシリカ、グアーガム、アルギン酸及びその塩、アガー、ローカストビーンガム、ペクチン、及びゼラチンからなる群から選択される、請求項28から46のいずれか一項に記載のシステム。
- 増粘剤が、ナノセルロースである、請求項28から46のいずれか一項に記載のシステム。
- ペーストが、室温で650〜1000センチポアズ(0.65〜1Pa・s)の粘度を有する、請求項28から48のいずれか一項に記載のシステム。
- ペーストの不溶性粒子材料が27〜33重量%の範囲内である場合、ペーストが、室温で740から806センチポアズ(0.74〜0.806Pa・s)の粘度を有する、請求項28から48のいずれか一項に記載のシステム。
- スライバー繊維に不溶性粒子を含浸させる方法であって、
a.i.予め選択された所望の特性を有する少なくとも1種の不溶性粒子材料、
ii.水、及び
iii.増粘剤
を含むペーストを得るステップと、
b.少なくとも1つのスライバー繊維リボンを供給するステップと、
c.少なくとも1つのスライバー繊維リボン上にペーストを分配するステップと、
d.超音波が少なくとも1つのスライバー繊維リボンを通して伝達されて、少なくとも1つのスライバー繊維リボン上のペースト中の少なくとも1種の不溶性粒子材料がリボン中に包埋されるように、ペーストで被覆された少なくとも1つのスライバー繊維リボンをソノトロードを通して搬送し、それにより、少なくとも1種の粒子材料の所望の特性をスライバー繊維に付与するステップと、
を含む、方法。 - ソノトロードが、複数の孔を有する有孔ソノトロードである、請求項51に記載の方法。
- 少なくとも1つのスライバー繊維リボンが圧縮されてリボンの繊維が分離及び分散することができないように、少なくとも1つのスライバー繊維リボンを拘束するか又は折り畳むステップをさらに含む、請求項51又は52に記載の方法。
- 拘束された又は折り畳まれた少なくとも1つのスライバー繊維リボンを解放するか又は広げるステップをさらに含む、請求項51から53のいずれか一項に記載の方法。
- 前記分配するステップの前に、脱気溶液を少なくとも1つのスライバー繊維リボンに接触させるステップをさらに含む、請求項51から54のいずれか一項に記載の方法。
- 余分なペーストをリボンから除去するために、少なくとも1つのスライバー繊維リボンを洗浄するステップをさらに含む、請求項51から55のいずれか一項に記載の方法。
- ソノトロードが、約500Wから約3000Wの間、且つ約15kHzから約30kHzの間で操作される、請求項51から56のいずれか一項に記載の方法。
- ソノトロードが、約1000Wから約2000Wの間、且つ約15kHzから約25kHzの間で操作される、請求項51から56のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも1つの含浸スライバー繊維リボンを漂白及び/又は蛍光増白するステップをさらに含む、請求項51から58のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも1種の不溶性粒子材料が、元素、化合物、組成物、及び上記のものの任意の組み合わせから選択される、請求項51から59のいずれか一項に記載の方法。
- 得られる含浸繊維スライバーが、第二のカーディング操作なしに、糸を製造するために直接使用可能である、請求項51から60のいずれか一項に記載の方法。
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