JP5986780B2 - Antiviral material - Google Patents

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Description

本発明は、エンベロープの有無に関わらず、様々なウイルスに高い効果を発揮する抗ウイルス性を有するナノファイバーに関する。   The present invention relates to nanofibers having antiviral properties that exert high effects on various viruses regardless of the presence or absence of an envelope.

近年、SARS(重症急性呼吸器症候群)やノロウイルス、鳥インフルエンザなどウイルス感染による死者が報告されている。特に、2009年、交通の発達やウイルスの突然変異によって、世界中にウイルス感染が広がる「パンデミック(感染爆発)」の危機に直面し、さらに口蹄疫などのウイルスによる大きな被害も出てきており、緊急の対策が必要とされている。このような事態に対応するために、ワクチンによる抗ウイルス剤の開発も急がれているが、ワクチンの場合、その特異性により、感染を防ぐことができるのは特定のウイルスに限定される。したがって、様々なウイルスに抗ウイルス効果を発揮することができる抗ウイルス剤の開発が強く望まれている。   In recent years, deaths due to viral infections such as SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome), Norovirus and avian influenza have been reported. In particular, in 2009, due to traffic development and virus mutations, we faced a “pandemic (infection explosion)” crisis that spreads virus infection all over the world, and there was also a major damage caused by viruses such as foot-and-mouth disease. Measures are needed. In order to cope with such a situation, development of antiviral agents using vaccines is urgently needed. However, in the case of vaccines, infection can be prevented only by specific viruses due to its specificity. Therefore, development of an antiviral agent capable of exerting an antiviral effect on various viruses is strongly desired.

ここで、抗ウイルス性を有する繊維としては、レーヨンビスコースに銅酸化物の粒子を添加し、押し出し成型により作成された抗ウイルス性レーヨン繊維や(特許文献1)、繊維中にウイルスに対して不活化効果を有する金属及び金属化合物が分散した抗ウイルス性繊維などがある(特許文献2)。   Here, as the fiber having antiviral properties, anti-viral rayon fibers prepared by extrusion molding by adding copper oxide particles to rayon viscose (Patent Document 1), against viruses in the fibers There are antiviral fibers in which metals and metal compounds having an inactivating effect are dispersed (Patent Document 2).

特表2010−522833号公報Special table 2010-522833 国際公開第2005/083171号パンフレットInternational Publication No. 2005/083171 Pamphlet

しかし、特許文献1のように、繊維中に抗ウイルス性粒子を添加、分散させる方法では、抗ウイルス性粒子を微粒子化する必要があり、微粒子設計が困難である。また、抗ウイルス性微粒子の粒径を小さくする場合、無機微粒子同士が凝集するため効率が悪くなったり、凝集体と基材との密着性が低下し剥離したりするなどの問題がある。さらに、抗ウイルス性微粒子の粒子径により、繊維径が制限される問題もある。また、特許文献2のように、繊維樹脂内で抗ウイルス性を有する金属微粒子を還元法などで析出する場合、金属微粒子の粒径は小さくなるが、析出量には限界があり、抗ウイルス性を向上させるために析出量を増やすと繊維物性が悪くなるなどの問題が起きる。   However, in the method of adding and dispersing antiviral particles in the fiber as in Patent Document 1, it is necessary to make the antiviral particles fine, and it is difficult to design fine particles. In addition, when the particle size of the antiviral fine particles is reduced, the inorganic fine particles aggregate with each other, resulting in problems such as inefficiency, and the adhesion between the aggregate and the substrate is lowered and peeled off. Furthermore, there is a problem that the fiber diameter is limited by the particle diameter of the antiviral fine particles. Further, as in Patent Document 2, when metal fine particles having antiviral properties are precipitated in the fiber resin by a reduction method or the like, the particle size of the metal fine particles is small, but the amount of precipitation is limited, and the antiviral properties are limited. If the amount of precipitation is increased to improve the fiber properties, problems such as poor fiber properties occur.

本発明は、使用目的に応じた繊維径、繊維長に自由に制御でき、かつ、ナノファイバー自身が抗ウイルス性を持つ、抗ウイルス性を有するナノファイバーを提供することを目的とする。なお、本明細書において、ウイルス不活化性と抗ウイルス性とは、同一の作用を称している。   An object of the present invention is to provide an antiviral nanofiber that can be freely controlled to have a fiber diameter and a fiber length according to the purpose of use, and that the nanofiber itself has antiviral properties. In the present specification, virus inactivation and antiviral properties refer to the same action.

第1の発明は、銅と銅の酸化物で構成されるナノファイバーからなる抗ウイルス材であって、少なくとも前記ナノファイバーの表面部に一価の酸化銅があることを特徴とする抗ウイルス材である。   1st invention is antiviral material which consists of nanofiber comprised by copper and the oxide of copper, Comprising: Monovalent copper oxide exists in the surface part of the said nanofiber at least, Antiviral material characterized by the above-mentioned It is.

第2の発明は、前記第1の発明において、抗ウイルス性ナノファイバーが、直径10nm以上、100nm以下であり、かつ、繊維長が、100nm以上、100μm以下で、アスペクト比が10以上であることを特徴とする抗ウイルス性を有するナノファイバーである。   According to a second invention, in the first invention, the antiviral nanofiber has a diameter of 10 nm or more and 100 nm or less, a fiber length of 100 nm or more and 100 μm or less, and an aspect ratio of 10 or more. It is the nanofiber which has antiviral property characterized by these.

第3の発明は、多孔質体の細孔内に銅を析出させた後、該多孔質体を除去することで得られた銅ナノファイバーを、還元剤を含む水溶液に浸漬し、銅ナノファイバーの少なくとも表面の一部を抗ウイルス効果を有する一価の銅化合物に還元することを特徴とする抗ウイルス性を有するナノファイバーの製造方法である。   According to a third aspect of the present invention, after copper is deposited in the pores of the porous body, the copper nanofibers obtained by removing the porous body are immersed in an aqueous solution containing a reducing agent. It is a method for producing nanofibers having antiviral properties, characterized in that at least a part of the surface is reduced to a monovalent copper compound having an antiviral effect.

本発明によれば、形状をファイバー状にすることで、微粒子で用いるよりも効果的に抗ウイルス性を発現する抗ウイルス性を有するナノファイバーを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a nanofiber having an antiviral property that exhibits an antiviral property more effectively than a fine particle by using a fiber shape.

実施形態の抗ウイルス性を有するナノファイバーの繊維断面の模式図である。It is a schematic diagram of the fiber cross section of the nanofiber which has antiviral property of embodiment. 実施形態の抗ウイルス性を有するナノファイバーのSEM写真である。It is a SEM photograph of the nanofiber which has antiviral property of an embodiment. 実施形態の抗ウイルス性を有するナノファイバーの広角X線回折装置による分析結果である。It is the analysis result by the wide-angle X-ray-diffraction apparatus of the nanofiber which has antiviral property of embodiment.

以下、抗ウイルス性を有するナノファイバーの実施形態について、図を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of nanofibers having antiviral properties will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態である抗ウイルス性を有するナノファイバー100の断面の一部を模式的に表した図である。抗ウイルス性を有するナノファイバー100は、表面に少なくとも一価の銅化合物10を含んで構成される。   FIG. 1 is a diagram schematically showing a part of a cross section of the nanofiber 100 having antiviral properties according to the present embodiment. The nanofiber 100 having antiviral properties includes at least a monovalent copper compound 10 on the surface.

抗ウイルス性を有するナノファイバー100のウイルスの不活化機構については現在のところ必ずしも明確ではないが、抗ウイルス性ナノファイバー100に含まれる一価の銅化合物10が、空気中あるいは飛沫中の水分と接触すると、その一部が、酸化還元反応したり、活性種を発生させ、このことにより、ウイルスに何らかのダメージを与え、ウイルスを不活化させるものと考えられる。   Although the virus inactivation mechanism of the nanofiber 100 having antiviral properties is not necessarily clear at present, the monovalent copper compound 10 contained in the antiviral nanofiber 100 is not capable of reacting with moisture in the air or in droplets. When contacted, a part thereof is considered to cause a redox reaction or generate active species, thereby causing some damage to the virus and inactivating the virus.

本実施形態である抗ウイルス性を有するナノファイバー100が不活性化できるウイルスについては特に限定されず、ゲノムの種類や、エンベロープの有無等に係ることなく、様々なウイルスを不活化することができる。例えば、ライノウイルス、ポリオウイルス、ロタウイルス、口蹄疫ウイルス、ノロウイルス、エンテロウイルス、ヘパトウイルス、アストロウイルス、サポウイルス、E型肝炎ウイルス、A型、B型、C型インフルエンザウイルス、パラインフルエンザウイルス、ムンプスウイルス(おたふくかぜ)、麻疹ウイルス、ヒトメタニューモウイルス、RSウイルス、ニパウイルス、ヘンドラウイルス、黄熱ウイルス、デングウイルス、日本脳炎ウイルス、ウエストナイルウイルス、B型、C型肝炎ウイルス、東部および西部馬脳炎ウイルス、オニョンニョンウイルス、風疹ウイルス、ラッサウイルス、フニンウイルス、マチュポウイルス、グアナリトウイルス、サビアウイルス、クリミアコンゴ出血熱ウイルス、スナバエ熱ウイルス、ハンタウイルス、シンノンブレウイルス、狂犬病ウイルス、エボラウイルス、マーブルグウイルス、コウモリリッサウイルス、ヒトT細胞白血病ウイルス、ヒト免疫不全ウイルス、ヒトコロナウイルス、SARSコロナウイルス、ヒトポルボウイルス、ポリオーマウイルス、ヒトパピローマウイルス、アデノウイルス、ヘルペスウイルス、水痘・帯状疱疹ウイルス、EBウイルス、サイトメガロウイルス、天然痘ウイルス、サル痘ウイルス、牛痘ウイルス、モラシポックスウイルス、パラポックスウイルスなどを挙げることができる。   The virus that can inactivate the nanofiber 100 having antiviral properties according to the present embodiment is not particularly limited, and various viruses can be inactivated regardless of the type of genome, the presence or absence of an envelope, and the like. . For example, rhinovirus, poliovirus, rotavirus, foot-and-mouth disease virus, norovirus, enterovirus, hepatovirus, astrovirus, sapovirus, hepatitis E virus, A, B, C influenza virus, parainfluenza virus, mumps virus (mumps) ), Measles virus, human metapneumovirus, RS virus, Nipah virus, Hendra virus, yellow fever virus, dengue virus, Japanese encephalitis virus, West Nile virus, type B, hepatitis C virus, eastern and western equine encephalitis virus, Onyon Nyon virus, rubella virus, Lassa virus, Junin virus, Machupo virus, Guanarito virus, Sabia virus, Crimea congo hemorrhagic fever virus, snubber fever virus, Hantawi , Sinnombre virus, rabies virus, Ebola virus, Marburg virus, bat lyssa virus, human T cell leukemia virus, human immunodeficiency virus, human coronavirus, SARS coronavirus, human porvovirus, polyoma virus, human papillomavirus , Adenovirus, herpes virus, varicella-zoster virus, EB virus, cytomegalovirus, smallpox virus, monkeypox virus, cowpox virus, molasipox virus, parapox virus and the like.

本実施形態の抗ウイルス性を有するナノファイバー100の繊維径は、使用環境により特に制限されるものではないが、10nm以上、100nm以下が好ましい。これは10nm未満は作成が困難であるからであり、100nmより太い場合は、鋳型となる多孔質は作成できるものの、鋳型への銅の析出が困難となるからである。また、繊維長は、100nm以上、100μm以下であることが好ましい。これは、100nm未満であると、鋳型からの分離回収が困難であるからであり、100μmより長くなると、鋳型の作成に時間がかかり、工業的に不向きであるからである。   The fiber diameter of the nanofiber 100 having antiviral properties of the present embodiment is not particularly limited depending on the use environment, but is preferably 10 nm or more and 100 nm or less. This is because when the thickness is less than 10 nm, it is difficult to produce. When the thickness is larger than 100 nm, it is difficult to deposit copper on the mold, although a porous material as a template can be produced. The fiber length is preferably 100 nm or more and 100 μm or less. This is because if it is less than 100 nm, it is difficult to separate and recover from the mold, and if it is longer than 100 μm, it takes time to produce the mold, which is industrially unsuitable.

なお、本実施形態においてナノファイバー100の繊維径は繊維径の平均値(平均繊維径)であり、繊維長は繊維長の平均値(平均繊維長)である。平均繊維径と平均繊維長は、本実施形態のナノファイバー100を顕微鏡により画像観察することで求められる。具体的には、ナノファイバー100を電子顕微鏡などで観察し、得られた画像においてランダムにナノファイバー100を選択し、画像処理ソフトによって各ナノファイバー100の繊維径あるいは繊維長を測定して、それらの数平均値により求めたものである。   In the present embodiment, the fiber diameter of the nanofiber 100 is an average value of fiber diameter (average fiber diameter), and the fiber length is an average value of fiber length (average fiber length). The average fiber diameter and the average fiber length are obtained by observing an image of the nanofiber 100 of the present embodiment with a microscope. Specifically, the nanofibers 100 are observed with an electron microscope or the like, the nanofibers 100 are randomly selected in the obtained image, and the fiber diameter or fiber length of each nanofiber 100 is measured by image processing software. It is obtained from the number average value of.

また、ナノファイバー100のアスペクト比が10以上であることが好ましい。ここで、ナノファイバー100のアスペクト比とは、繊維の長さをL、繊維長さ方向に直交する断面における直径をDとしたときにL/Dで表される値である。   Moreover, it is preferable that the aspect ratio of the nanofiber 100 is 10 or more. Here, the aspect ratio of the nanofiber 100 is a value represented by L / D, where L is the length of the fiber and D is a diameter in a cross section perpendicular to the fiber length direction.

上記抗ウイルス性を有するナノファイバー100のうち、100nm〜500nm程度の短繊維の抗ウイルス性ナノファイバー100は、樹脂などの高分子材料へ充填、混錬することにより、抗ウイルス性を付与した高分子材料を得ることができる。さらに、ファイバー状であるという特性から、高分子へ充填することで高強度の高分子材料を得ることができると共に、本発明は、容易にナノ形態が作成できるため、従来技術のように粒子を高分子に充填する際に粒子が凝集してしまい、うまく充填できないという問題も起きないため、高分子材料に対してナノファイバー100の少量の添加で効率よく抗ウイルス効果を発現することができる高分子材料を提供できる。また、1μm〜100μm程度の長繊維の抗ウイルス性を有するナノファイバー100は、一般的な不織布や織物、或いは、編物からなる繊維構造体に固定したり、ナノファイバー100自身を不織布形態にすることにより、抗ウイルス性を有するフィルターを得ることができる。   Among the above-described nanofibers 100 having antiviral properties, the antiviral nanofibers 100 having short fibers of about 100 nm to 500 nm have high antiviral properties by filling and kneading into a polymer material such as a resin. Molecular material can be obtained. Furthermore, from the property of being in the form of a fiber, it is possible to obtain a high-strength polymer material by filling the polymer, and the present invention can easily create a nano-form. Since the particles are aggregated when filled into the polymer and the problem that the particles cannot be filled well does not occur, the antiviral effect can be efficiently expressed by adding a small amount of the nanofiber 100 to the polymer material. Molecular materials can be provided. In addition, the nanofiber 100 having antiviral properties of long fibers of about 1 μm to 100 μm is fixed to a general nonwoven fabric, woven fabric, or fiber structure made of knitted fabric, or the nanofiber 100 itself is made into a nonwoven fabric form. Thus, a filter having antiviral properties can be obtained.

ここで、本実施形態の抗ウイルス性を有するナノファイバー100は、表面に少なくとも一価の酸化銅10が存在しているナノファイバーであることを特徴としている。ナノファイバー100の中心部20は特に限定されないが、二価の酸化銅や金属銅であってもよい。特に中心部20に金属銅を用いた場合は、二価の酸化銅を用いた場合に比べ展延性に優れるため、抗ウイルス性を有するナノファイバー100で不織布を形成するような場合に特に好適である。   Here, the nanofiber 100 having antiviral properties of the present embodiment is characterized in that it is a nanofiber in which at least monovalent copper oxide 10 is present on the surface. The central portion 20 of the nanofiber 100 is not particularly limited, but may be divalent copper oxide or metallic copper. In particular, when metallic copper is used for the central portion 20, it is excellent in spreadability as compared with the case where divalent copper oxide is used. is there.

以上のように、本実施形態の抗ウイルス性を有するナノファイバー100は、それ自身を繊維として用いて不織布の形態に加工したり、混抄紙などの紙類の形態に加工するなどして使用することが可能であるため、空気清浄機やエアコン、車両用空調機、換気扇、電気掃除機、扇風機などのフィルターの他、マスク、キャップ、シューズカバー、医療用ドレープ、防護服などの不織布製品または紙製品として用いることができる。   As described above, the nanofiber 100 having antiviral properties of the present embodiment is used by processing itself into a non-woven fabric form as a fiber or a paper form such as mixed paper. In addition to filters such as air purifiers, air conditioners, vehicle air conditioners, ventilation fans, vacuum cleaners, electric fans, non-woven products such as masks, caps, shoe covers, medical drapes, protective clothing, or paper It can be used as a product.

また、バインダー等を用い、本実施形態の抗ウイルス性を有するナノファイバー100を他の繊維に担持させてもよい。繊維としては、繊維形成能を有すれば、特に限定されるものではなく、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ナイロン、アクリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン四フッ化エチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルアルコール、ケブラー(登録商標)、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、レーヨン、キュプラ、テンセル(登録商標)、ポリノジック、アセテート、トリアセテートなどの高分子材料を用いることができる。   Moreover, you may carry | support the nanofiber 100 which has antiviral property of this embodiment on another fiber using a binder. The fiber is not particularly limited as long as it has fiber-forming ability, such as polyester, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytetramethylene terephthalate, nylon, acrylic, polyvinylidene fluoride, Polymer materials such as polyethylene tetrafluoride ethylene, polytetrafluoroethylene, polyvinyl alcohol, Kevlar (registered trademark), polyacrylic acid, polymethyl methacrylate, rayon, cupra, tencel (registered trademark), polynodic, acetate, triacetate Can be used.

ナノファイバー100を担持させたこれらの繊維は、衣類、寝具、寝装材、マスク、ハンカチ、タオル、絨毯、カーテンなどの織物、編物製品や、空気清浄機やエアコン、換気扇、電気掃除機、扇風機、車両用空調機などのフィルター、生簀や定置網などの漁網、水処理用のフィルター、飲料水用フィルター、バラスト水処理用のフィルター、防護衣類、防護ネット、防虫網など、様々な製品に使用することができる。また、ナノファイバー100を担持させた繊維によって不織布形態に加工してもよい。   These fibers carrying nanofibers 100 can be used for clothing, bedding, bedding, masks, handkerchiefs, towels, carpets, curtains and other textiles, knitted products, air cleaners, air conditioners, ventilators, vacuum cleaners, electric fans. Used for various products such as filters for vehicle air conditioners, fishing nets such as ginger and stationary nets, filters for water treatment, filters for drinking water, filters for ballast water treatment, protective clothing, protection nets, insect nets, etc. be able to. Moreover, you may process into a nonwoven fabric form with the fiber which carry | supported the nanofiber 100. FIG.

また、本実施形態のナノファイバー100は、上述のように、樹脂等に練りこむことができる。ナノファイバー100を練り込む樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、EVA樹脂、SBC樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアクリル酸メチル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂などの熱可塑性樹脂、シリコーン樹脂、ポリスチレンエラストマーなどのスチレン系エラストマー、ポリエチレンエラストマー、ポリプロピレンエラストマーなどのオレフィン系エラストマー、ポリウレタンエラストマーなどのポリウレタン系エラストマー、塩ビ系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ナイロン系エラストマーなどの熱可塑性エラストマーが挙げられる。   Moreover, the nanofiber 100 of this embodiment can be kneaded into resin etc. as mentioned above. The resin for kneading the nanofiber 100 is not particularly limited. For example, polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, ABS resin, AS resin, EVA resin, SBC resin, polymethylpentene resin, polyvinyl chloride resin, polychlorinated resin. Vinylidene resin, polymethyl acrylate resin, polyvinyl acetate resin, polyamide resin, polyimide resin, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polyacetal resin, polyarylate resin, polysulfate resin and other thermoplastic resins, silicone resin, Styrene elastomer such as polystyrene elastomer, olefin elastomer such as polyethylene elastomer and polypropylene elastomer, polyurethane elastomer etc. Polyurethane-based elastomers, vinyl chloride elastomers include thermoplastic elastomers such as polyester elastomer, nylon-based elastomer.

これらの樹脂部材は、ハウス用フィルム、トンネルハウス用フィルムなどのフィルム状の農業資材、クリアフォルダ、ラベルテープなどの文房具、キーボード、マウスなどのパソコン周辺機器や電子機器シート、椅子、ソファーなどの家具、外壁材、サッシ、ドア、ブラインド、天井板、床板、窓などの建装材、壁紙、カーペット、樹脂タイルなどの内装材、手すり、つり革などの施設設備、バス、トイレ、浄化槽などの住宅設備機器、車両用内装材、等へ応用ができる。   These resin materials include film-like agricultural materials such as house films and tunnel house films, stationery such as clear folders and label tapes, computer peripherals such as keyboards and mice, and furniture such as chairs and sofas. Building materials such as exterior wall materials, sashes, doors, blinds, ceiling boards, floor boards, windows, interior materials such as wallpaper, carpets and resin tiles, handrails, hanging leather and other facilities, houses such as baths, toilets and septic tanks It can be applied to equipment and interior materials for vehicles.

また、本実施形態のナノファイバー100は、塗料に混合することができる。塗料に混合して用いることで、塗膜の表面にファイバー形態で抗ウイルス材を存在させることができ、塗膜表面において効率よくウイルスに作用させて、抗ウイルス効果を発揮することができる。塗料としては、特に限定されないが、例えば、塗膜形成剤と必要に応じた溶剤とを含有する塗料とすることができる。具体的には、油性塗料、酒精塗料、セルロース塗料、合成樹脂塗料、水性塗料、ゴム系塗料などが挙げられる。   Moreover, the nanofiber 100 of this embodiment can be mixed with a coating material. By using it in a paint mixture, an antiviral material can be present in the form of a fiber on the surface of the coating film, and can effectively act on the surface of the coating film to exhibit an antiviral effect. Although it does not specifically limit as a coating material, For example, it can be set as the coating material containing a coating-film formation agent and the solvent as needed. Specific examples include oil-based paints, alcoholic paints, cellulose paints, synthetic resin paints, water-based paints, and rubber-based paints.

これらの塗料は、繊維構造体、フィルムやシート状、パネル状、成形体などの様々な形態の対象物の表面に塗布できる。また、その対象物の材料は、高分子、樹脂、金属、金属化合物等が挙げられる。   These paints can be applied to the surface of various forms of objects such as fiber structures, films and sheets, panels, and molded articles. Examples of the material of the object include polymers, resins, metals, metal compounds, and the like.

以上に説明した本実施形態のナノファイバー100は、粉末状のウイルス不活化粒子に比べて凝集しにくく分散性に優れるため、繊維や樹脂などの担体に担持させる場合にも、少量で効果的に抗ウイルス効果を付与することができる。また、繊維状であるため、ナノファイバー100単独でも、不織布などの繊維構造体に加工して用いることができるという優れた効果が得られる。   The nanofiber 100 of the present embodiment described above is less flocculated and excellent in dispersibility than powdered virus inactivated particles, so that even when supported on a carrier such as fiber or resin, it is effective in a small amount. An antiviral effect can be imparted. Moreover, since it is fibrous, even if the nanofiber 100 is used alone, an excellent effect that it can be used after being processed into a fiber structure such as a nonwoven fabric is obtained.

さらに、本実施形態のナノファイバー100は、たとえば同量のCuO粉末によって得られる抗ウイルス効果に比べて、きわめて高いウイルス不活化効果が得られるという、顕著な効果が得られる。 Furthermore, the nanofiber 100 of the present embodiment has a remarkable effect that an extremely high virus inactivating effect is obtained as compared with the antiviral effect obtained by, for example, the same amount of Cu 2 O powder.

続いて、本実施形態の抗ウイルス性を有するナノファイバー100の製造方法について、より具体的に説明する。   Then, the manufacturing method of the nanofiber 100 which has antiviral property of this embodiment is demonstrated more concretely.

本実施形態の抗ウイルス性ナノファイバー100の製造方法としては、表面に一価の酸化銅10が形成されたナノファイバーを形成できれば特に限定されないが、一例として、多孔質体を鋳型としてナノファイバー100を製造する方法を説明する。具体的には、まず、鋳型となる細孔を有する無機物や有機物からなる多孔質体の細孔に、金属銅を還元剤による処理や電気化学的な処理によって析出させた後、鋳型である多孔質体を除去し、得られた銅ナノファイバーを還元剤により還元処理することで表面に一価の酸化銅10を形成して、本実施形態のナノファイバー100を製造する方法である。以下、多孔質体を利用したナノファイバー100の製造方法を詳細に説明する。   The method for producing the antiviral nanofiber 100 of the present embodiment is not particularly limited as long as a nanofiber having a monovalent copper oxide 10 formed on the surface can be formed, but as an example, the nanofiber 100 using a porous body as a template. A method of manufacturing the will be described. Specifically, first, metallic copper is deposited on the pores of a porous body made of an inorganic or organic material having pores as a template by a treatment with a reducing agent or an electrochemical treatment, and then a porous material that is a template. This is a method for producing the nanofiber 100 of the present embodiment by removing the material and forming the monovalent copper oxide 10 on the surface by reducing the obtained copper nanofiber with a reducing agent. Hereinafter, the manufacturing method of the nanofiber 100 using a porous body will be described in detail.

なお、中心部20を二価の酸化銅で構成するような場合は、鋳型となる細孔を有する無機物や有機物からなる多孔質体の細孔に、金属銅を還元剤による処理や電気化学的な処理により析出させた後、鋳型である多孔質体を除去し、得られた銅ナノファイバーを酸化剤により酸化させてナノファイバー全体を二価の酸化銅にした後、還元剤により還元処理して表面に一価の酸化銅層を形成してもよい。   In the case where the central portion 20 is composed of divalent copper oxide, metallic copper is treated with a reducing agent or electrochemically in the pores of a porous body made of an inorganic or organic substance having pores as a template. After removing the porous material as a template, the obtained copper nanofibers are oxidized with an oxidizing agent to make the entire nanofibers into divalent copper oxide, and then reduced with a reducing agent. A monovalent copper oxide layer may be formed on the surface.

まず、鋳型となる多孔質体としては、陽極酸化皮膜が好適に用いられる。陽極酸化皮膜を形成できる材料としては、アルミニウムやチタニウム、及びそれらの合金が用いられる。好ましくは、アルミニウムまたはアルミニウムの合金である。アルミニウムまたはアルミニウムの合金を用いた場合、ナノスケールの構造を有する構造体を自己組織的に簡易に形成することができ、更には光や電子線を利用した露光技術などを上回る微細でシリンダー状のナノ構造を実現できるためである。   First, an anodic oxide film is suitably used as the porous body serving as a template. As a material capable of forming the anodized film, aluminum, titanium, and alloys thereof are used. Aluminum or an alloy of aluminum is preferable. When aluminum or an aluminum alloy is used, a structure having a nanoscale structure can be easily formed in a self-organized manner, and further, a fine and cylindrical shape that exceeds the exposure technology using light and electron beams. This is because a nanostructure can be realized.

基体となるアルミニウム(またはアルミニウムの合金、チタニウム、チタニウムの合金)を、硫酸や、燐酸、クロム酸や、フッ酸などの無機酸を含む水溶液や、シュウ酸、マレイン酸などのカルボン酸や、スルホフタル酸、スルホマレイン酸、スルホサリチル酸などのスルホン酸と少量の硫酸を含む水溶液中で陽極酸化することにより、シリンダー構造を有する多孔質酸化皮膜が形成される。この時、より良い垂直性、直線性、独立性を示す孔を有する多孔質皮膜を得るために、陽極酸化を行って形成した多孔質皮膜を、クロム酸などを使用したウェットエッチングで一旦除去した後に再び陽極酸化を行う、二段階陽極酸化を行ってもよいし、所望のパターンに高度に規則化して配列した孔を形成するために、突起を有したスタンパーをアルミニウム基板表面に押し付けて、スタンパーの突起をアルミニウム基板表面に窪みとして転写することで、陽極酸化の孔形成開始点を形成してもよい。   Aluminum (or an aluminum alloy, titanium, or titanium alloy) serving as a base is treated with an aqueous solution containing sulfuric acid, phosphoric acid, chromic acid, or hydrofluoric acid, carboxylic acid such as oxalic acid or maleic acid, or sulfophthalate. A porous oxide film having a cylinder structure is formed by anodizing in an aqueous solution containing a sulfonic acid such as acid, sulfomaleic acid, sulfosalicylic acid and a small amount of sulfuric acid. At this time, in order to obtain a porous film having pores showing better verticality, linearity, and independence, the porous film formed by anodizing was once removed by wet etching using chromic acid or the like. Later, anodization may be performed again, two-step anodization may be performed, or a stamper having protrusions may be pressed against the surface of the aluminum substrate to form highly ordered holes arranged in a desired pattern. These protrusions may be transferred to the surface of the aluminum substrate as depressions, thereby forming the anodic oxidation hole formation starting point.

上記の方法で多孔質酸化被膜を形成した後、銅イオンを含む水溶液中で交流や直流の電位を印加することで、多孔質酸化皮膜の細孔に銅を析出させる。または、多孔質酸化皮膜を形成したアルミニウムやチタニウムの細孔中に予めパラジウムまたはパラジウムコロイドなどの触媒を吸着させ、その後、還元剤と銅イオンを含む水溶液中で多孔質酸化皮膜の細孔に銅を析出させてもよい。   After forming the porous oxide film by the above method, copper is deposited in the pores of the porous oxide film by applying an AC or DC potential in an aqueous solution containing copper ions. Alternatively, a catalyst such as palladium or palladium colloid is previously adsorbed in the pores of aluminum or titanium on which the porous oxide film is formed, and then copper is added to the pores of the porous oxide film in an aqueous solution containing a reducing agent and copper ions. May be deposited.

そして、多孔質酸化皮膜を物理的、化学的に除去することで、銅ナノファイバーが得られるが、たとえば、多孔質酸化皮膜の除去方法としては、水酸化ナトリウム水溶液に多孔質酸化被膜を浸漬することで多孔質酸化皮膜を除去する方法が好ましい。なお、この銅ナノファイバーは、銅ナノファイバーとして分離後に、ファイバー表面に自然酸化皮膜(二価の酸化銅)が形成される。   Copper nanofibers can be obtained by physically and chemically removing the porous oxide film. For example, as a method for removing the porous oxide film, the porous oxide film is immersed in an aqueous sodium hydroxide solution. Thus, a method of removing the porous oxide film is preferable. In addition, after separating this copper nanofiber as a copper nanofiber, a natural oxide film (bivalent copper oxide) is formed on the fiber surface.

次に、得られた銅ナノファイバーの表面に一価の酸化銅10の層を形成する。一価の酸化銅10の層を形成する方法は、自然酸化皮膜を還元処理して一価の酸化銅の層を形成する方法や、銅ナノファイバーを二価の銅酸化物まで酸化し、二価の銅酸化物のナノファイバーの表面を還元処理して一価の銅酸化物の層を形成する方法などが挙げられる。   Next, a monovalent copper oxide 10 layer is formed on the surface of the obtained copper nanofibers. The monovalent copper oxide 10 layer can be formed by reducing the natural oxide film to form a monovalent copper oxide layer or by oxidizing copper nanofibers to divalent copper oxide. And a method of forming a monovalent copper oxide layer by reducing the surface of the nanofiber of the copper oxide.

得られた銅ナノファイバーを酸化して二価の酸化銅のナノファイバーを作成する場合は、例えば、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸カリウム、塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム、過硫酸カリウム、過塩素酸カリウム等の酸化剤と水酸化ナトリウムを含む水溶液に、銅ナノファイバーを浸漬して酸化処理を施すことで二価の酸化銅のナノファイバーを形成することができる。   When the obtained copper nanofiber is oxidized to produce a divalent copper oxide nanofiber, for example, sodium chlorite, potassium chlorite, sodium chlorate, potassium chlorate, potassium persulfate, perchlorine Bivalent copper oxide nanofibers can be formed by immersing copper nanofibers in an aqueous solution containing an oxidizing agent such as potassium acid and sodium hydroxide and subjecting it to an oxidation treatment.

自然酸化皮膜または二価の銅酸化物の還元処理工程は、抗ウイルス性ナノファイバーの表面に、少なくとも一価の酸化銅を形成することを目的とする。用いる還元剤は、水素化ホウ素ナトリウムや、次亜燐酸ナトリウムや、ヒドラジンや、2価の錫化合物や、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、コハク酸、アスコルビン酸などのオキシカルボン酸や、それらの塩などが挙げられる。また、還元糖であるアロース、アルトロース、グルコース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、タロース、フルクトース、マルトースなどでもよい。また、糖アルコール類として、例えば、ソルビトールなどでもよい。また、アルコール類として、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノールなどでもよい。還元処理は、これらの還元剤を含む水溶液に、表面に自然酸化皮膜が形成されている銅ナノファイバーあるいは二価の酸化銅のナノファイバーを浸漬すればよく、その後、洗浄、乾燥することで、抗ウイルス性を有するナノファイバー100が得られる。   The reduction treatment step of the natural oxide film or the divalent copper oxide is intended to form at least monovalent copper oxide on the surface of the antiviral nanofiber. The reducing agents used are sodium borohydride, sodium hypophosphite, hydrazine, divalent tin compounds, oxycarboxylic acids such as malic acid, tartaric acid, citric acid, succinic acid, ascorbic acid, and their salts. Etc. Further, reducing sugars such as allose, altrose, glucose, mannose, gulose, idose, galactose, talose, fructose, maltose and the like may be used. Moreover, as sugar alcohols, sorbitol etc. may be used, for example. Moreover, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, etc. may be used as alcohols. The reduction treatment may be performed by immersing a copper nanofiber or a divalent copper oxide nanofiber with a natural oxide film formed on the surface thereof in an aqueous solution containing these reducing agents, and then washing and drying. Nanofiber 100 having antiviral properties is obtained.

以上が本実施形態のナノファイバー100の製造方法の一例である。以上説明した本実施形態のナノファイバー100の製造法によれば、鋳型となる多孔質体の孔径や厚みを制御することで、細孔内部に析出させる銅ナノファイバーの繊維径や繊維長を簡単に制御できると共に、得られた銅ナノファイバーの表面の自然酸化皮膜を還元処理することにより、抗ウイルス性を有する一価の銅化合物をナノファイバーの表面部に効率よく析出させることができるので、優れた抗ウイルス性を発現するナノファイバーを安定的に効率よく製造することができる。   The above is an example of the manufacturing method of the nanofiber 100 of this embodiment. According to the manufacturing method of the nanofiber 100 of the present embodiment described above, the fiber diameter and the fiber length of the copper nanofiber deposited in the pores can be easily controlled by controlling the pore diameter and thickness of the porous body serving as a template. In addition, by reducing the natural oxide film on the surface of the obtained copper nanofibers, a monovalent copper compound having antiviral properties can be efficiently deposited on the surface portion of the nanofibers. Nanofibers that exhibit excellent antiviral properties can be stably and efficiently produced.

次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
(実施例1)
(抗ウイルス性を有するナノファイバーの作製)
アルミニウム板材(JISH1050材)を50℃に加温した5%水酸化ナトリウム水溶液に60秒浸漬した後、5%硝酸水溶液に浸漬してアルカリ分を中和し除去した。次に、1.5mol/Lの硫酸を含む20℃の電解液中で、対極に白金電極を用い、1.5A/dm2の電流密度で20分間陽極酸化することで、アルミニウム板材表面に厚さ約8μmの多孔質の陽極酸化被膜を形成した。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to only these examples.
Example 1
(Preparation of nanofibers with antiviral properties)
An aluminum plate (JISH1050) was immersed in a 5% aqueous sodium hydroxide solution heated to 50 ° C. for 60 seconds, and then immersed in a 5% nitric acid aqueous solution to neutralize and remove the alkali. Next, in a 20 ° C electrolyte containing 1.5 mol / L sulfuric acid, a platinum electrode is used as the counter electrode, and anodization is carried out for 20 minutes at a current density of 1.5 A / dm 2. An 8 μm porous anodic oxide film was formed.

次に、厚さ約8μmの多孔質の陽極酸化被膜を形成したアルミニウム板材を、硫酸銅40g/L、ホウ酸10g/Lを含む水溶液に浸漬し、対極に白金電極を用いて10Vの交流電圧を、10分間、印加することにより銅を陽極酸化被膜の細孔に析出させた。   Next, an aluminum plate with a porous anodic oxide coating with a thickness of about 8 μm is immersed in an aqueous solution containing 40 g / L copper sulfate and 10 g / L boric acid, and a 10 V AC voltage using a platinum electrode as the counter electrode. Was applied for 10 minutes to precipitate copper in the pores of the anodized film.

その後、40℃に加温した1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に銅を析出した陽極酸化皮膜を2分間浸漬させることにより、陽極酸化皮膜から銅ナノファイバーを分離した。0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液とメタノールが体積比で1:1の溶液に10分間浸漬後、メタノールで吸引濾過を行いながら洗浄を行い、銅ナノファイバーを得た。   Thereafter, the copper nanofibers were separated from the anodized film by immersing the anodized film in which copper was deposited in a 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution heated to 40 ° C. for 2 minutes. A 0.1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution and methanol were immersed in a 1: 1 solution by volume for 10 minutes, and then washed with suction filtration with methanol to obtain copper nanofibers.

その後、銅ナノファイバー20mgを還元剤としてのメタノール20ml中で、超音波をかけながら還元処理を10分間行った後、遠心分離により上清を取り除き、沈殿物を真空乾燥により乾燥し、抗ウイルス性を有するナノファイバーを作成した。この抗ウイルス性を有するナノファイバーの繊維径は13nmで、繊維長は3μmであった。得られた抗ウイルスを有するナノファイバーの走査型電子顕微鏡画像を図2に示す
(実施例2)
実施例1において、還元処理を60分間行った以外は、実施例1と同様の方法で抗ウイルス性を有するナノファイバーを作成した。
(実施例3)
実施例1において、0.05mol/Lクエン酸水溶液で還元処理を行った以外は、実施例1と同様の方法で抗ウイルス性を有するナノファイバーを作成した。
(実施例4)
実施例3において、還元処理を60分間行った以外は、実施例3と同様の方法で抗ウイルス性を有するナノファイバーを作成した。
(実施例5)
実施例1において、pH12に調整した0.1mol/Lグルコース水溶液で還元処理を行った以外は、実施例1と同様の方法で抗ウイルス性を有するナノファイバーを作成した。
(実施例6)
実施例5において、還元処理を60分間行った以外は、実施例5と同様の方法で抗ウイルス性を有するナノファイバーを作成した。
(実施例7)
アルミニウム板材(JISH1050材)を50℃に加温した5%水酸化ナトリウム水溶液に60秒浸漬した後、5%硝酸水溶液に浸漬してアルカリ分を中和し除去した。次に、1.5mol/Lの硫酸を含む20℃の電解液中で、対極に白金電極を用い、1.5A/dm2の電流密度で120分間陽極酸化することで、アルミニウム板材表面に厚さ約50μmの多孔質の陽極酸化被膜を形成した。
After that, reduction treatment was performed for 10 minutes while applying ultrasonic waves in 20 ml of methanol as a reducing agent in 20 ml of copper nanofibers, and then the supernatant was removed by centrifugation, and the precipitate was dried by vacuum drying, and antiviral Nanofibers having the following characteristics were prepared. The fiber diameter of the nanofiber having antiviral properties was 13 nm, and the fiber length was 3 μm. A scanning electron microscope image of the obtained nanofibers having antivirus is shown in FIG. 2 (Example 2).
In Example 1, nanofibers having antiviral properties were produced in the same manner as in Example 1 except that the reduction treatment was performed for 60 minutes.
(Example 3)
In Example 1, nanofibers having antiviral properties were prepared in the same manner as in Example 1 except that the reduction treatment was performed with 0.05 mol / L citric acid aqueous solution.
Example 4
In Example 3, nanofibers having antiviral properties were prepared in the same manner as in Example 3 except that the reduction treatment was performed for 60 minutes.
(Example 5)
Nanofibers having antiviral properties were produced in the same manner as in Example 1 except that the reduction treatment was performed with a 0.1 mol / L glucose aqueous solution adjusted to pH 12 in Example 1.
(Example 6)
In Example 5, nanofibers having antiviral properties were prepared in the same manner as in Example 5 except that the reduction treatment was performed for 60 minutes.
(Example 7)
An aluminum plate (JISH1050) was immersed in a 5% aqueous sodium hydroxide solution heated to 50 ° C. for 60 seconds, and then immersed in a 5% nitric acid aqueous solution to neutralize and remove the alkali. Next, in a 20 ° C electrolyte containing 1.5 mol / L sulfuric acid, a platinum electrode is used as the counter electrode, and anodization is performed for 120 minutes at a current density of 1.5 A / dm 2 , so that the thickness of the aluminum plate is approximately A 50 μm porous anodic oxide coating was formed.

次に、厚さ約50μmの多孔質の陽極酸化被膜を形成したアルミニウム板材を、硫酸銅40g/L、ホウ酸10g/Lを含む水溶液に浸漬し、対極に白金電極を用いて10Vの交流電圧を90分間印加することにより銅を陽極酸化被膜の細孔に析出させた。   Next, an aluminum plate with a porous anodized film with a thickness of about 50 μm is immersed in an aqueous solution containing 40 g / L of copper sulfate and 10 g / L of boric acid, and a 10 V AC voltage using a platinum electrode as the counter electrode. Was applied for 90 minutes to precipitate copper in the pores of the anodized film.

その後、40℃に加温した1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に銅を析出した陽極酸化皮膜を6分間浸漬させることにより、陽極酸化皮膜から銅ナノファイバーを分離した。0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液とメタノールが体積比で1:1の溶液に10分間浸漬後、メタノールで吸引濾過を行いながら洗浄を行い、銅ナノファイバーを得た。
その後、銅ナノファイバー20mgを還元剤としてのメタノール20ml中で、超音波をかけながら還元処理を60分間行った後、遠心分離により上清を取り除き、沈殿物を真空乾燥により乾燥し、抗ウイルス性を有するナノファイバーを作成した。このナノファイバーの繊維径は13nm、繊維長は30μmであった。
(実施例8)
アルミニウム板材(JISH1050材)を50℃に加温した5%水酸化ナトリウム水溶液に60秒浸漬した後、5%硝酸水溶液に浸漬してアルカリ分を中和し除去した。次に、1.5mol/Lの硫酸を含む20℃の電解液中で、対極に白金電極を用い、1.5A/dm2の電流密度で20分間陽極酸化することで、アルミニウム板材表面に厚さ約8μmの多孔質の陽極酸化被膜を形成した。
Thereafter, the copper nanofibers were separated from the anodized film by immersing the anodized film in which copper was deposited in a 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution heated to 40 ° C. for 6 minutes. A 0.1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution and methanol were immersed in a 1: 1 solution by volume for 10 minutes, and then washed with suction filtration with methanol to obtain copper nanofibers.
Then, after performing reduction treatment for 60 minutes while applying ultrasonic waves in 20 ml of methanol as the reducing agent in 20 ml of copper nanofibers, the supernatant was removed by centrifugation, and the precipitate was dried by vacuum drying, antiviral properties Nanofibers having the following characteristics were prepared. The nanofiber had a fiber diameter of 13 nm and a fiber length of 30 μm.
(Example 8)
An aluminum plate (JISH1050) was immersed in a 5% aqueous sodium hydroxide solution heated to 50 ° C. for 60 seconds, and then immersed in a 5% nitric acid aqueous solution to neutralize and remove the alkali. Next, in a 20 ° C electrolyte containing 1.5 mol / L sulfuric acid, a platinum electrode is used as the counter electrode, and anodization is carried out for 20 minutes at a current density of 1.5 A / dm 2. An 8 μm porous anodic oxide film was formed.

次に、厚さ約8μmの多孔質の陽極酸化被膜を形成したアルミニウム板材を、硫酸銅40g/L、ホウ酸10g/Lを含む水溶液に浸漬し、対極に白金電極を用いて10Vの交流電圧を1分間印加することにより銅を陽極酸化被膜の細孔に析出させた。   Next, an aluminum plate with a porous anodic oxide coating with a thickness of about 8 μm is immersed in an aqueous solution containing 40 g / L copper sulfate and 10 g / L boric acid, and a 10 V AC voltage using a platinum electrode as the counter electrode. Was applied for 1 minute to precipitate copper in the pores of the anodized film.

その後、40℃に加温した1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に銅を析出した陽極酸化皮膜を1分間浸漬させることにより、陽極酸化皮膜から銅ナノファイバーを分離した。0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液とメタノールが体積比で1:1の溶液に10分間浸漬後、メタノールで吸引濾過を行いながら洗浄を行い、銅ナノファイバーを得た。
その後、銅ナノファイバー20mgを還元剤としてのメタノール20ml中で、超音波をかけながら還元処理を60分間行った後、遠心分離により上清を取り除き、沈殿物を真空乾燥により乾燥し、抗ウイルス性を有するナノファイバーを作成した。このナノファイバーの繊維径は約13nm、繊維長は約0.2μmであった。
(実施例9)
アルミニウム板材(JISH1050材)を50℃に加温した5%水酸化ナトリウム水溶液に60秒浸漬した後、5%硝酸水溶液に浸漬してアルカリ分を中和し除去した。次に、3wt%のシュウ酸を含む20℃の電解液中で、対極に白金電極を用い、1.5A/dm2の電流密度で120分間陽極酸化することで、アルミニウム板材表面に厚さ約50μmの多孔質の陽極酸化被膜を形成した。
Thereafter, the copper nanofibers were separated from the anodized film by immersing the anodized film in which copper was deposited in a 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution heated to 40 ° C. for 1 minute. A 0.1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution and methanol were immersed in a 1: 1 solution by volume for 10 minutes, and then washed with suction filtration with methanol to obtain copper nanofibers.
Then, after performing reduction treatment for 60 minutes while applying ultrasonic waves in 20 ml of methanol as the reducing agent in 20 ml of copper nanofibers, the supernatant was removed by centrifugation, and the precipitate was dried by vacuum drying, antiviral properties Nanofibers having the following characteristics were prepared. The nanofiber had a fiber diameter of about 13 nm and a fiber length of about 0.2 μm.
Example 9
An aluminum plate (JISH1050) was immersed in a 5% aqueous sodium hydroxide solution heated to 50 ° C. for 60 seconds, and then immersed in a 5% nitric acid aqueous solution to neutralize and remove the alkali. Next, in a 20 ° C electrolyte containing 3wt% oxalic acid, a platinum electrode is used as the counter electrode, and anodization is performed for 120 minutes at a current density of 1.5A / dm 2 , resulting in a thickness of about 50μm on the aluminum plate surface. A porous anodic oxide coating was formed.

次に、1wt/vol%リン酸と4wt/vol%アミド硫酸を含む30℃の混合溶液に1時間浸漬させることにより、細孔径100nmの陽極酸化被膜を得た。その後、リン酸とアミド硫酸により一部溶解したバリア層(アルミナ部分)を再度形成するために、1.5mol/Lの硫酸を含む20℃の電解液中で、対極に白金電極を用い、1.5A/dm2の電流密度で3分間陽極酸化を行った。 Next, it was immersed in a mixed solution at 30 ° C. containing 1 wt / vol% phosphoric acid and 4 wt / vol% amidosulfuric acid for 1 hour to obtain an anodized film having a pore diameter of 100 nm. Then, in order to re-form a barrier layer (alumina part) partially dissolved with phosphoric acid and amide sulfuric acid, a platinum electrode was used as a counter electrode in a 20 ° C electrolyte solution containing 1.5 mol / L sulfuric acid and 1.5 A Anodization was performed at a current density of / dm 2 for 3 minutes.

次に、厚さ約50μmの多孔質の陽極酸化被膜を形成したアルミニウム板材を、硫酸銅40g/L、ホウ酸10g/Lを含む水溶液に浸漬し、対極に白金電極を用いて10Vの交流電圧を90分間印加することにより銅を陽極酸化被膜の細孔に析出させた。   Next, an aluminum plate with a porous anodized film with a thickness of about 50 μm is immersed in an aqueous solution containing 40 g / L of copper sulfate and 10 g / L of boric acid, and a 10 V AC voltage using a platinum electrode as the counter electrode. Was applied for 90 minutes to precipitate copper in the pores of the anodized film.

その後、40℃に加温した1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に銅を析出した陽極酸化皮膜を6分間浸漬させることにより、陽極酸化皮膜から銅ナノファイバーを分離した。0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液とメタノールが体積比で1:1の溶液に10分間浸漬後、メタノールで吸引濾過を行いながら洗浄を行い、銅ナノファイバーを得た。
その後、銅ナノファイバー20mgを還元剤としてのメタノール20ml中で、超音波をかけながら還元処理を60分間行った後、遠心分離により上清を取り除き、沈殿物を真空乾燥により乾燥し、抗ウイルス性を有するナノファイバーを作成した。このナノファイバーの繊維径は100nm、繊維長は30μmであった。
(実施例10)
アルミニウム板材(JISH1050材)を50℃に加温した5%水酸化ナトリウム水溶液に60秒浸漬した後、5%硝酸水溶液に浸漬してアルカリ分を中和し除去した。次に、3wt%のシュウ酸を含む20℃の電解液中で、対極に白金電極を用い、1.5A/dm2の電流密度で20分間陽極酸化することで、アルミニウム板材表面に厚さ約8μmの多孔質の陽極酸化被膜を形成した。
Thereafter, the copper nanofibers were separated from the anodized film by immersing the anodized film in which copper was deposited in a 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution heated to 40 ° C. for 6 minutes. A 0.1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution and methanol were immersed in a 1: 1 solution by volume for 10 minutes, and then washed with suction filtration with methanol to obtain copper nanofibers.
Then, after performing reduction treatment for 60 minutes while applying ultrasonic waves in 20 ml of methanol as the reducing agent in 20 ml of copper nanofibers, the supernatant was removed by centrifugation, and the precipitate was dried by vacuum drying, antiviral properties Nanofibers having the following characteristics were prepared. The nanofiber had a fiber diameter of 100 nm and a fiber length of 30 μm.
(Example 10)
An aluminum plate (JISH1050) was immersed in a 5% aqueous sodium hydroxide solution heated to 50 ° C. for 60 seconds, and then immersed in a 5% nitric acid aqueous solution to neutralize and remove the alkali. Next, a platinum electrode is used as the counter electrode in an electrolyte at 20 ° C containing 3wt% oxalic acid, and anodization is performed at a current density of 1.5A / dm 2 for 20 minutes. A porous anodic oxide coating was formed.

次に、1wt/vol%リン酸と4wt/vol%アミド硫酸を含む30℃の混合溶液に1時間浸漬させることにより、細孔径100nmの陽極酸化被膜を得た。その後、1.5mol/Lの硫酸を含む20℃の電解液中で、対極に白金電極を用い、1.5A/dm2の電流密度で3分間陽極酸化を行った。   Next, it was immersed in a mixed solution at 30 ° C. containing 1 wt / vol% phosphoric acid and 4 wt / vol% amidosulfuric acid for 1 hour to obtain an anodized film having a pore diameter of 100 nm. Thereafter, anodization was performed for 3 minutes at a current density of 1.5 A / dm 2 using a platinum electrode as a counter electrode in an electrolyte at 20 ° C. containing 1.5 mol / L sulfuric acid.

次に、厚さ約8μmの多孔質の陽極酸化被膜を形成したアルミニウム板材を、硫酸銅40g/L、ホウ酸10g/Lを含む水溶液に浸漬し、対極に白金電極を用いて10Vの交流電圧を3分間印加することにより銅を陽極酸化被膜の細孔に析出させた。   Next, an aluminum plate with a porous anodic oxide coating with a thickness of about 8 μm is immersed in an aqueous solution containing 40 g / L copper sulfate and 10 g / L boric acid, and a 10 V AC voltage using a platinum electrode as the counter electrode. Was applied for 3 minutes to precipitate copper in the pores of the anodized film.

その後、40℃に加温した1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に銅を析出した陽極酸化皮膜を1分間浸漬させることにより、陽極酸化皮膜から銅ナノファイバーを分離した。0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液とメタノールが体積比で1:1の溶液に10分間浸漬後、メタノールで吸引濾過を行いながら洗浄を行い、銅ナノファイバーを得た。
その後、銅ナノファイバー20mgを還元剤としてのメタノール20ml中で、超音波をかけながら還元処理を60分間行った後、遠心分離により上清を取り除き、沈殿物を真空乾燥により乾燥し、抗ウイルス性を有するナノファイバーを作成した。このナノファイバーの繊維径は約100nm、繊維長は約1μmであった。
(比較例1)
ナノファイバーの比較としてCu2O粉末(和光純薬工業株式会社製)(粒子径(d50):2.6μm)を用いた。
(走査型電子顕微鏡による抗ウイルス性を有するナノファイバーの観察)
実施例1の抗ウイルス性を有するナノファイバーを走査型電子顕微鏡(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)により、観察した。得られたSEM画像を図2に示した。この結果より、実施例1で得られた抗ウイルス性を有するナノファイバーは、繊維径が約13nm、繊維長が約3μmであることが確認できた。
(広角X線回折による抗ウイルス性を有するナノファイバーの分析)
実施例1で得られた抗ウイルス性を有するナノファイバーを広角X線回折装置(PANalytical社製)により、ナノファイバー全体の物質について分析した。その結果を図3に示した。図3の回析パターンより、実施例1で得られた抗ウイルス性を有するナノファイバーには、CuとCuOとCuOが存在することが確認できた。
(X線光電子分光装置による抗ウイルス性ナノファイバーの分析)
実施例1で得られた抗ウイルス性を有するナノファイバーを、X線光電子分光装置(ULVAC-PHI製)により、ナノファイバー表面の物質(元素)について分析した結果、酸素と銅の元素濃度比は38.7:61.3であった。これらの結果より、表面にはCuOとCu2Oは約1:2の割合で存在していることが確認できた。
X線光電子分光装置は表面数ナノの分析であることから、抗ウイルス性を有するナノファイバーは、少なくとも表面の一部にCu2Oが含まれていることが確認された。以上の結果より、抗ウイルス性を有するナノファイバーは、内部に金属Cu、少なくともその表面の一部にCu2Oが含まれていることが確認された。
(抗ウイルス性評価方法)
作成した抗ウイルス性を有するナノファイバーの実施例および比較例のウイルス不活化性の測定は、エンベロープウイルスとしてインフルエンザウイルス(influenza A/北九州/159/93(H3N2))を、非エンベロープウイルスとして、ノロウイルスの代替として一般的に使用されているネコカリシウイルス(feline calicivirus(F9株))を用いて実施した。用いた対象ウイルスは、インフルエンザウイルス((influenza A/北九州/159/93(H3N2))には、MDCK細胞にて培養し、ネコカリシウイルス(feline calicivirus(F9株))には、CrFK細胞を用いて培養した。
Thereafter, the copper nanofibers were separated from the anodized film by immersing the anodized film in which copper was deposited in a 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution heated to 40 ° C. for 1 minute. A 0.1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution and methanol were immersed in a 1: 1 solution by volume for 10 minutes, and then washed with suction filtration with methanol to obtain copper nanofibers.
Then, after performing reduction treatment for 60 minutes while applying ultrasonic waves in 20 ml of methanol as the reducing agent in 20 ml of copper nanofibers, the supernatant was removed by centrifugation, and the precipitate was dried by vacuum drying, antiviral properties Nanofibers having the following characteristics were prepared. The nanofiber had a fiber diameter of about 100 nm and a fiber length of about 1 μm.
(Comparative Example 1)
Cu 2 O powder (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (particle diameter (d50): 2.6 μm) was used for comparison with nanofibers.
(Observation of nanofibers with antiviral properties by scanning electron microscope)
The nanofibers having antiviral properties of Example 1 were observed with a scanning electron microscope (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). The obtained SEM image is shown in FIG. From this result, it was confirmed that the nanofibers having antiviral properties obtained in Example 1 had a fiber diameter of about 13 nm and a fiber length of about 3 μm.
(Analysis of nanofibers with antiviral properties by wide-angle X-ray diffraction)
The nanofibers having antiviral properties obtained in Example 1 were analyzed for the materials of the whole nanofibers using a wide angle X-ray diffractometer (manufactured by PANalytical). The results are shown in FIG. From the diffraction pattern of FIG. 3, it was confirmed that Cu, Cu 2 O, and CuO were present in the antiviral nanofiber obtained in Example 1.
(Analysis of antiviral nanofibers by X-ray photoelectron spectrometer)
As a result of analyzing the anti-viral nanofiber obtained in Example 1 for the substance (element) on the surface of the nanofiber using an X-ray photoelectron spectrometer (manufactured by ULVAC-PHI), the concentration ratio of oxygen and copper was 38.7: 61.3. From these results, it was confirmed that CuO and Cu 2 O were present on the surface in a ratio of about 1: 2.
Since the X-ray photoelectron spectrometer is an analysis of several nano surfaces, it was confirmed that the nanofibers having antiviral properties contain Cu 2 O at least in part of the surface. From the above results, it was confirmed that the nanofiber having antiviral properties contains metal Cu inside, and at least a part of the surface thereof containing Cu 2 O.
(Antiviral evaluation method)
Measurement of the virus inactivation of the nanofibers having antiviral properties in Examples and Comparative Examples was performed using influenza virus (influenza A / Kitakyushu / 159/93 (H3N2)) as an envelope virus and norovirus as a non-enveloped virus. The feline calicivirus (feline calicivirus (F9 strain)), which is commonly used as an alternative to the above, was used. The target viruses used are influenza virus ((influenza A / Kitakyushu / 159/93 (H3N2)) cultured on MDCK cells, and feline calicivirus (feline calicivirus (F9 strain)) using CrFK cells. And cultured.

各サンプル1mgをPBS(Phosphate buffered saline)1mlに分散させた分散液100μlとウイルス液100μlを滅菌済みの1.5mlチューブに入れ、室温で攪拌させながら、60分間感作させた。60分間の感作後、界面活性剤入り水溶液(レシチン・ポリソルベート80添加 ソイビーン・カゼインダイジェスト(SCDLP))800μlを添加し、ボルテックスによりウイルスを洗い出した。その後、遠心分離によりナノファイバーを分離後、上清を10-2〜10-5になるまでMEM希釈液にて希釈を行った(10倍段階希釈)。シャーレに培養したMDCK細胞、又はCrFK細胞にサンプル液100μLを接種した。60分間静置しウイルスを細胞へ吸着させた後、0.7%寒天培地を重層し、48時間、34℃、5%CO2インキュベータにて培養後、ホルマリン固定、メチレンブルー染色を行い、形成されたプラーク数をカウントして、ウイルスの感染価(PFU/0.1ml,Log10);(PFU:plaque-forming units)を算出した。コントロールには実施例のサンプルを用いずウイルス液を加えた場合の値を用いた。各実施例、比較例の形態についておよびウイルス評価の結果を表1に示す。 100 μl of a dispersion in which 1 mg of each sample was dispersed in 1 ml of PBS (Phosphate buffered saline) and 100 μl of virus solution were placed in a sterilized 1.5 ml tube and sensitized for 60 minutes while stirring at room temperature. After sensitization for 60 minutes, 800 μl of a surfactant-containing aqueous solution (lecithin polysorbate 80 added soy bean casein digest (SCDLP)) was added, and the virus was washed out by vortexing. Thereafter, the nanofibers were separated by centrifugation, and the supernatant was diluted with a MEM diluent until it became 10 −2 to 10 −5 (10-fold serial dilution). 100 μL of the sample solution was inoculated on MDCK cells or CrFK cells cultured in a petri dish. Plaque formed by adsorbing virus to cells by standing for 60 minutes, overlaying 0.7% agar medium, culturing in 34 ° C, 5% CO 2 incubator for 48 hours, fixing with formalin and staining with methylene blue The number was counted, and the virus infectivity titer (PFU / 0.1 ml, Log10); (PFU: plaque-forming units) was calculated. For the control, the value when the virus solution was added without using the sample of the example was used. Table 1 shows the results of virus evaluation for each example and comparative example.

上記の結果より、実施例ではいずれもウイルスのエンベロープの有無に関わらず、感染価が低下していることが確認された。その不活性率は、インフルエンザウイルスに対しては、ウイルス感作時間60分で、効果の高いもので99.9998%以上(検出限界値以下)、低いものでも99.9%以上という高い不活性化率であった。特に、ネコカリシウイルスに対しては、全ての実施例において99.9998%以上(検出限界値以下)という非常に効果の高い不活化率であった。一方、比較例1は、ナノファイバーに比べてウイルス不活化性能がインフルエンザウイルスに対して90%以上、ネコカリシウイルスに対して97.5%以上と、低かった。   From the above results, it was confirmed that in all the Examples, the infectivity titer was lowered regardless of the presence or absence of the virus envelope. The inactivation rate for influenza virus was a high inactivation rate of 99.9998% (less than detection limit value) for highly effective and 99.9% or less for highly effective virus sensitization time of 60 minutes. It was. In particular, for feline calicivirus, the inactivation rate was 99.9998% or more (detection limit value or less) in all the examples, which was very effective. On the other hand, the virus inactivation performance of Comparative Example 1 was lower than that of nanofibers, such as 90% or more against influenza virus and 97.5% or more against feline calicivirus.

10: 一価の酸化銅
20: 中心部
100: 本実施形態の抗ウイルス性を有するナノファイバー
10: Monovalent copper oxide 20: Center part 100: Nanofiber having antiviral properties of this embodiment

Claims (3)

銅と銅の酸化物で構成されるナノファイバーからなる抗ウイルス材であって、前記ナノファイバーの中心部が銅であり、少なくとも前記ナノファイバーの表面部に一価の酸化銅があることを特徴とする抗ウイルス材。 An antiviral material composed of nanofibers composed of copper and copper oxide, wherein the center of the nanofiber is copper, and at least the surface portion of the nanofiber has monovalent copper oxide Antiviral material. 前記ナノファイバーの繊維径が、10nm以上、100nm以下であり、かつ、繊維長が、100nm以上、100μm以下で、アスペクト比が10以上であることを特徴とする請求項1に記載の抗ウイルス材。   2. The antiviral material according to claim 1, wherein the nanofiber has a fiber diameter of 10 nm or more and 100 nm or less, a fiber length of 100 nm or more and 100 μm or less, and an aspect ratio of 10 or more. . 多孔質体の細孔内に銅を析出させた後、該多孔質体を除去することで得られる表面に自然酸化皮膜が形成された銅ナノファイバーを、還元剤を含む水溶液に浸漬し、銅ナノファイバーの少なくとも表面の一部を抗ウイルス効果を有する一価の銅化合物に還元することを特徴とする抗ウイルス材の製造方法。 After copper is deposited in the pores of the porous body, copper nanofibers having a natural oxide film formed on the surface obtained by removing the porous body are immersed in an aqueous solution containing a reducing agent, A method for producing an antiviral material, comprising reducing at least part of the surface of a nanofiber to a monovalent copper compound having an antiviral effect.
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