CN110088366B - 抗菌纤维 - Google Patents

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Abstract

一种抗菌纤维，具备产生电荷部件和耐水性部件。产生电荷部件利用来自外部的能量产生电荷。耐水性部件被覆产生电荷部件。该抗菌纤维的产生电荷部件由形成为纤维状的产生电荷纤维构成，利用对该产生电荷纤维施加能量时产生的电荷抑制菌的繁殖。

Description

抗菌纤维
技术领域
本发明涉及具有抗菌性的抗菌纤维。
背景技术
以往提出有很多具有抗菌性的纤维材料(参照专利文献1～专利文献7)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特愿第3281640号公报
专利文献2:日本特开平7－310284号公报
专利文献3:日本特愿第3165992号公报
专利文献4:日本特愿第1805853号公报
专利文献5:日本特开平8－226078号公报
专利文献6:日本特开平9－194304号公报
专利文献7:日本特开2004－300650号公报
发明内容
但是，具有抗菌性的材料均无法长期维持效果。
另外，具有抗菌性的材料有时也产生因药剂等引起的过敏反应。
因此，本发明的目的在于提供一种抗菌纤维，与现有的具有抗菌性的材料相比，其效果的持续时间更长且安全性比药剂等高。
本发明的抗菌纤维具备产生电荷部件和耐水性部件。产生电荷部件利用来自外部的能量产生电荷。耐水性部件被覆产生电荷部件。该抗菌纤维的产生电荷部件由形成为纤维状的产生电荷纤维构成，利用对该产生电荷纤维施加能量时产生的电荷而制菌的繁殖。
以往，已知能够通过电场抑制细菌、真菌的繁殖(例如，参照土户哲明、高丽宽纪、松岗英明、小泉淳一著，讲谈社：微生物控制－科学与工学。另外，例如，参照高木浩一，高电压·等离子体技术在农业·食品领域的应用，J.HTSJ，Vol.51，No.216)。另外，有时因生成该电场的电位，电流在由湿气等形成的电流路径或者因局部的微小放电现象等而形成的电路中流通。因该电流使菌弱化而抑制菌的繁殖。本发明的抗菌用产生电荷纱线因具备利用来自外部的能量产生电荷的产生电荷纤维，所以在纱线与纱线之间或者在接近人体等具有规定电位(包括接地电位)的物体时，产生电场。或者本发明的抗菌用产生电荷纱线介由汗等水分，在纱线与纱线之间或者在接近人体等具有规定电位(包括接地电位)的物体时，使电流流通。
因此，认为本发明的抗菌用产生电荷纱线因如下的理由而发挥抗菌效果(抑制菌产生的效果)或者杀菌效果(杀死菌的效果)。通过用在人体等具有规定电位的物体附近使用的物品(衣料、鞋类或口罩等医疗用品)时产生的电场或电流的直接作用，对菌的细胞膜、菌的生命维持所需的电子传递***形成阻碍，从而杀死菌或者使菌本身弱化。并且，有时利用电场或电流使水分中含有的氧转变成活性氧簇，或者通过因电场或电流的存在而产生的应激环境使菌的细胞内产生氧自由基，通过包含这些自由基类的活性氧簇的作用，死菌或者使菌弱化。另外，也有上述的理由叠加而产生抗菌效果·杀菌效果的情况。
此外，本发明的抗菌纤维具备被覆产生电荷纤维的耐水性部件。抗菌纤维例如有时被用于衣料。衣料被污渍(例如雨渍)附着的情况很多，而且经常与洗涤水接触。本发明的抗菌纤维因具备被覆产生电荷纤维的耐水性部件，所以能够防止污渍的附着，提高对洗涤时的水的耐性。
应予说明，作为利用来自外部的能量产生电荷的产生电荷纤维，例如可考虑使用了具有光电效应的物质、具有热电效应的物质或者压电体等的纤维。另外，芯纱使用导电体，将绝缘体卷绕于该导电体，对该导电体通电而产生电荷的构成也属于产生电荷纤维。
使用压电体的情况下，由于通过压电而产生电场，所以不需要电源，也不用担心触电。另外，相比于利用药剂等得到的抗菌效果，压电体的寿命持续性更长。另外，与药剂相比，产生过敏反应的可能性低。
根据本发明，能够实现与现有的具有抗菌性的材料相比效果持续更长且安全性比药剂等高的抗菌纤维。
附图说明
图1的(A)是表示压电纱1的结构的图，图1的(B)是压电膜10的俯视图，图1的(C)是压电膜10的截面图。
图2的(A)和图2的(B)是表示聚乳酸的单轴拉伸方向、电场方向与压电膜10的变形之间的关系的图。
图3是施加外力时的压电纱1的图。
图4是表示压电纱2的结构的图。
图5的(A)是布100的平面示意图，图5的(B)是表示各纱线配置的图。
图6是表示在各纱线之间产生的电场的图。
图7的(A)是表示将截面为圆形的压电纤维10A加捻而成的包芯纱1A的图，图7的(B)是压电纤维10A的截面图。
图8是表示更具弹力的抗菌纤维1B的结构的图。
图9是表示将截面为圆形的压电纤维10A和弹性体110加捻而成的包芯纱1C的图。
图10的(A)是布100A的平面示意图，图5的(B)是表示在各纱线之间产生的电场的图。
图11的(A)是表示由针织物构成的布100B的结构的图，图11的(B)是表示将压电纱1、压电纱2和导电纱5分别编织而构成针织物的布100C的图。
图12是兼具透气性和保温性的布100D的结构的图。
图13的(A)是表示在压电纱1和压电纱2产生的电荷的极性的图，图13的(B)是表示压电纱1彼此排斥、压电纱1与压电纱2相吸引的状态的图。
图14是表示配置有横纱和直纱的机织物的图。
图15的(A)是多个布层叠而成的层叠布100E的俯视图，图15的(B)是截面图。
图16的(A)是多个布层叠而成的层叠布100E的俯视图，图16的(B)是截面图。
图17的(A)是确保保温性的层叠布100F的立体分解图，图17的(B)是俯视图。
图18的(A)和图18的(B)是层叠布100F的截面图。
图19的(A)和图19的(B)是层叠布100G的截面图。
图20的(A)和图20的(B)是层叠布100H的截面图。
具体实施方式
图1的(A)是表示压电纱1的结构的局部分解图，图1的(B)是压电膜10的俯视图。图1的(C)是压电膜10的截面图(图1的(B)所示的沿A－A线的截面图)。压电纱1是利用来自外部的能量产生电荷的产生电荷纤维(产生电荷纱线)的一个例子。
压电纱1是在芯纱11上卷绕压电膜10而成的。压电膜10为压电体的一个例子。芯纱11从天然纤维或者化学纤维中适当地选择。天然纤维为植物纤维、动物纤维或者聚乳酸等。植物纤维例如为棉或者麻等。芯纱11使用聚乳酸时，芯纱11不必特别使用压电性的聚乳酸。如下所述，压电膜10使用聚乳酸时，由于成为与芯纱11相同的素材，所以亲和性变高。化学纤维例如为合成纤维、玻璃纤维或者碳纤维等。化学纤维比天然纤维更结实。
另外，芯纱11可以为具备导电性的导电纱。使芯纱11为导电纱的情况下，在检测压电纱1的压电性时，使用在压电纱1的外周的一部分形成的电极和芯纱11而能够测量在压电纱1产生的电荷。由此能够检查在压电纱1中使用的压电膜10的压电性能。另外，通过使导电纱彼此短路，可使各纱线彼此间明确地形成电路，在各纱线的表面间产生的电场明显变大。另外，芯纱11使用导电体时，如果使电流流过该芯纱11，则即便为在芯纱11上卷绕压电膜10以外的其它的绝缘体的结构，也能够实现利用来自外部的能量产生电荷的纱线。
应予说明，芯纱11不是必需的结构。可以没有芯纱11，可以将压电膜10旋转成螺旋状而制成压电纱(旋转纱)。没有芯纱11的情况下，旋转纱成为中空纱线，保温能力提高。另外，如果使粘接剂侵渗到旋转纱本身，则能够增大强度。
压电膜10例如由压电性聚合物构成。作为压电膜，存在具有热电性的压电膜和不具有热电性的压电膜。例如，PVDF(聚偏氟乙烯)具有热电性，随温度变化而也产生电荷。PVDF等具有热电性的压电体利用人体的热能而也可在表面产生电荷。具有热电性的压电体不仅在进行伸缩时产生电荷，随着温度变化而也产生电荷。
另外，聚乳酸(PLA)是不具有热电性的压电膜。聚乳酸通过单轴拉伸而产生压电性。作为聚乳酸，有L体单体聚合而成的PLLA以及D体单体聚合而成的PDLA。
聚乳酸是手性高分子，主链具有螺旋结构。聚乳酸被单轴拉伸而分子进行取向时，表达压电性。而且施加热处理而提高结晶度时，压电常数变高。由经过单轴拉伸的聚乳酸形成的压电膜10，在将厚度方向定义为第1轴、将拉伸方向900定义为第3轴、将与第1轴和第3轴这两者正交的方向定义为第2轴时，作为压电应变常数具有d14和d25的张量成分。因此，聚乳酸在相对于单轴拉伸的方向为45度的方向产生应变的情况下，产生电荷。
图2的(A)和图2的(B)是表示聚乳酸的单轴拉伸方向、电场方向与压电膜10的变形之间的关系的图。如图2的(A)所示，压电膜10沿第1对角线910A的方向收缩、沿与第1对角线910A正交的第2对角线910B的方向伸长时，在从纸面的背面侧向表面侧的方向产生电场。即，压电膜10在纸面表面侧产生负电荷。如图2的(B)所示，压电膜10在第1对角线910A的方向伸长、在第2对角线910B的方向收缩的情况下，也产生电荷，但极性相反，在从纸面的表面向背面侧的方向产生电场。即，压电膜10在纸面表面侧产生正电荷。
聚乳酸在拉伸的分子的取向处理中产生压电性，因此不需要像PVDF等其它的压电性聚合物或压电陶瓷那样进行极性(polling)处理。经过单轴拉伸的聚乳酸的压电常数为5～30pC/N左右，在高分子中，属于具有非常高的压电常数。并且，聚乳酸的压电常数不会经时变动，极其稳定。
压电膜10是通过将如上所述的经过单轴拉伸的聚乳酸的片材切成例如宽度0.5～2mm左右而生成的。如图1的(B)所示，压电膜10的长轴方向与拉伸方向900一致。如图1的(A)所示，压电膜10成为相对于芯纱11进行左旋加捻而成的左旋纱(以下称为S纱线)的压电纱1。拉伸方向900为相对于压电纱1的轴向向左倾斜45度的状态。
因此，如图3所示，对压电纱1施加外力时，压电膜10变成图2的(A)所示的状态，在表面产生负电荷。
由此，压电纱1在被施加外力时，在表面产生负电荷，在内侧产生正电荷。因此，压电纱1利用由该电荷产生的电位差而产生电场。该电场漏出到附近的空间，与其它的部分形成耦合电场。另外，压电纱1产生的电位在接近附近的规定电位，例如人体等具有规定电位(包括接地电位)的物体时，在压电纱1与该物体之间产生电场。
以往，已知通过电场能够抑制细菌、真菌的繁殖(例如，参照土户哲明、高丽宽纪、松岗英明、小泉淳一著，讲谈社：微生物控制－科学与工程。另外，例如，参照高木浩一，高电压·等离子体技术在农业·食品领域的应用，J.HTSJ，Vol.51，No.216)。另外，因产生该电场的电位，有时电流在由湿气等形成的电流路径或者因局部的微小放电现象等形成的电路中流通。通过该电流使菌弱化而抑制菌的繁殖。应予说明，本实施方式中提及的菌包括细菌、真菌以及螨虫、跳蚤等微生物。
因此，压电纱1利用在压电纱1附近形成的电场或者接近人体等具有规定电位的物体时产生的电场，直接发挥抗菌效果或者杀菌效果。或者，压电纱1介由汗等水分，在接近附近的其它的纤维或人体等具有规定电位的物体时使电流流动。有时因该电流而也能够直接发挥抗菌效果或者杀菌效果。或者有时通过利用电流、电压的作用使水分中含有的氧发生变化而得的活性氧簇、以及利用与纤维中含有的添加材料的相互作用或者催化剂作用产生的自由基类或其它的抗菌性化合物类(胺衍生物等)，间接地发挥抗菌效果或者杀菌效果。或者有时通过因电场、电流的存在而产生的应激环境使菌的细胞内生成氧自由基，由此间接地发挥抗菌效果或者杀菌效果。作为自由基，认为有超氧阴离子自由基(活性氧)或者羟基自由基的产生。
如上的具备利用来自外部的能量产生电荷的产生电荷纤维的产生电荷纱线可用于各种衣料、医疗部件等产品。例如，产生电荷纱线可用于下述物品：贴身衣物(尤其是袜子)、毛巾、鞋和长筒靴等的鞋垫、运动服整体、帽子、寝具(包括被褥、床垫、床单、枕头、枕头套等)、牙刷、牙线、各种过滤材料类(***、空调或者空气净化器的过滤材料等)、布偶玩具、宠物用品(宠物用垫、宠物用服、宠物用服的内衬)、各种垫品(脚垫、手垫、或者马桶座垫等)、帘子、厨房用品(海绵或抹布等)、座椅(车、电车或飞机等的座椅)、沙发、绷带、纱布、口罩、缝合线、医生和患者的服装、护具、卫生用品、运动用品(运动服和手套的内衬或者武术中使用的护具等)或者包装材料等。
衣料中尤其是袜子(或者护具)因为行走等动作，沿着关节必然产生伸缩，因此压电纱1以高频率产生电荷。另外，袜子吸收汗等水分，成为菌繁殖的温床，但由于压电纱1能够抑制菌的繁殖，所以作为抗菌用途，产生显著的效果。
而且，如图1的(C)所示，本实施方式的抗菌纤维中，压电膜10的主表面被耐水性部件101A被覆。耐水性部件101A例如由丙烯酸系树脂或者有机硅系树脂构成。因此，能够防止污渍(例如雨渍)对压电膜10的附着，提高对洗涤时的水的耐性。
在图1的(C)的例子中，将压电膜10的两个主表面进行被覆，但只要将至少配置于压电纱1的外侧的一侧的主表面用耐水性部件101A被覆即可。另外，耐水性部件101A的厚度优选为不阻碍压电膜10的变形且具有耐水功能的程度的薄厚(例如优选为5μm左右)。应予说明，在图1的(C)中被覆了两个主表面，但优选利用耐水性部件101A以覆盖包含侧面在内的压电膜的周围的方式进行被覆。另外，也可以是对压电膜10沿长边方向设置细孔而使被覆在压电膜10的两个主表面的耐水性部件101A介由细孔直接连接的形式。通过使用这样的结构，能够提高压电膜10与耐水性部件101A的密合性，并且通过设置细孔，从而使压电膜10中的伸缩的状态有局部不同(即，可使一部分成为电荷的产生强的位置，因此能够发挥抗菌效果)。
应予说明，作为压电纱，也可以使用如图4所示的右旋纱(以下称为Z纱线)的压电纱2。由于压电纱2为Z纱线，所以拉伸方向900成为相对于压电纱1的轴向向右倾斜45度的状态。因此，对压电纱2施加外力时，压电膜10变成图2的(B)所示的状态，在表面产生正电荷。因此，压电纱2在接近人体等具有规定电位(包括接地电位)的物体时也产生电场。或者，压电纱2介由汗等水分，在接近人体等具有规定电位(包括接地电位)的物体时，使电流流通。
应予说明，压电纱可利用所有公知的方法制造。不仅有使用切膜(slit film)的包芯纱，还可以采用下述方法：作为纤维，例如将压电性高分子进行挤出成型使其纤维化的方法；将压电性高分子进行熔融纺丝使其纤维化的方法(例如，包括：将纺丝工序和拉伸工序分开进行的纺丝·拉伸法，将纺丝工序和拉伸工序连起来的直拉伸法，还能同时进行假捻工序的POY-DTY法或者实现了高速化的超高速纺丝法等)；将压电性高分子通过干式或湿式纺丝(例如，包括：在溶剂中溶解作为原料的聚合物后从喷嘴挤出而实现纤维化这种相分离法或干湿纺丝法，均匀地纤维化成含有溶剂的凝胶状的这种液晶纺丝法、或者使用液晶溶液或融体进行纤维化的液晶纺丝法等)进行纤维化的方法；或者，将压电性高分子通过静电纺丝进行纤维化的方法等。
另外，很多菌具有负电荷。因此，具备压电纱2的布可利用产生的正电荷吸附很多菌。另外，具备压电纱2的布也能够利用产生的正电荷使具有负电荷的菌失活。如此，在表面使用产生正电荷的压电纱的布，作为抗菌用压电纱具有很高的效果。
应予说明，压电纱1或压电纱2(或者至少具备任一者的布)除用于抗菌用途以外，还具有如下的用途。
(1)生物体作用压电纱
构成生物体的组织大多具有压电性。例如，构成人体的胶原蛋白是蛋白质的一种，在血管、真皮、韧带、肌腱、骨骼或者软骨等中含有很多。胶原蛋白为压电体，胶原蛋白取向的组织有时显示非常大的压电性。关于骨骼的压电性，已经有很多的报告(例如，参照深田荣一，生物体高分子的压电气，高分子Vol.16(1967)No.9p795-800等)。因此，通过具备压电纱1或压电纱2的布来产生电场，该电场交变或者该电场的强度发生变化时，生物体的压电体因逆压电效应产生振动。由压电纱1和/或压电纱2产生的交变电场或者电场强度的变化，对生物体的一部分，例如毛细血管、真皮施加微小的振动，从而能够促进该部分的血液循环进行改善。由此有加快治愈皮肤疾病和伤等的可能性。因此，压电纱可作为生物体作用压电纱发挥功能。应予说明，在WO2015/159832中公开了使用多个压电纱和导电纱制成针织物或机织物，传感检测施加于该针织物或机织物的位移的传感器。这种情况下，导电纱全部与检测电路连接，相对于一根压电纱必然存在成对的导电纱。在WO2015/159832中，压电纱产生电荷时，电子在导电纱移动，立即中和产生的电荷。在WO2015/159832中，检测电路捕捉由该电子的移动形成的电流并输出为信号。因此这种情况下，产生的电位立即被消除，所以在压电纱与导电纱之间和压电纱与压电纱之间没有形成强电场，没有发挥治疗效果。
(2)物质吸附用压电纱
如上所述，压电纱1在被施加外力时产生负电荷。压电纱2在被施加外力时产生正电荷。因此，压电纱1具备吸附具有正电荷的物质(例如花粉等粒子)的性质，压电纱2吸附具有负电荷的物质(例如黄沙等有害物质等)。因此，具备压电纱1或压电纱2的布例如用于口罩等医疗用品时，能够吸附花粉或黄沙等微粒。在WO2015/159832中公开了使用多个压电纱和导电纱制成针织物或机织物，传感检测施加于该针织物或机织物的位移的传感器。这种情况下，导电纱全部与检测电路连接，相对于一根压电纱必然存在成对的导电纱。在WO2015/159832中，压电纱产生电荷时，电子在导电纱移动，立即中和产生的电荷。在WO2015/159832中，检测电路捕捉由该电子的移动形成的电流并输出为信号。因此这种情况下，产生的电位立即被消除，所以在压电纱与导电纱之间和压电纱与压电纱之间没有形成强电场，没有发挥吸附效果。
接下来，图5的(A)是布100的平面示意图，图5的(B)是表示在各纱线间产生的电场的图。布100是由压电纱(第1纱线)1、压电纱(第2纱线)2和普通纱3编织而成的。普通纱3是没有设置压电体的纱线，相当于电介质。但是，普通纱3在本发明中不是必需的结构。
在图4的(B)的例子中，压电纱1、压电纱2和普通纱3并列配置。压电纱1和压电纱2隔着相当于电介质的普通纱3，以规定的距离分离配置。在压电纱1和压电纱2产生的电荷的极性相互不同。各处的电位差由纱线彼此复杂缠绕而形成的电场耦合电路、或者由水分等在纱线中偶然形成的电流路径所形成的电路来定义。因此，对这些纱线施加外力的情况下，在产生正电荷的压电纱2与产生负电荷的压电纱1之间产生由图中的白色箭头表示的电场。但是，普通纱3不是必需的结构。即便没有普通纱3，也会在压电纱1与压电纱2之间产生电场。压电纱1(S纱线)和压电纱2(Z纱线)由PLLA形成时，压电纱1单独中，施加张力时表面为负电位，内部为正电位。压电纱2则相反，表面为正电位，内部为负电位。这些纱线接近时，靠近的部分(表面)欲变成相同的电位。这种情况下，压电纱1与压电纱2的接近部变成0V，为了保持原来的电位差，压电纱1的内部的正电位进一步变高，同样地，压电纱2的内部的负电位进一步变低。在压电纱1的截面上主要形成从中心向外的电场，在压电纱2的截面上主要形成从中心向内的电场。这些纱线的周围的空间形成泄漏电场，该泄漏电场相互耦合，从而在压电纱1与压电纱2之间形成强的电场。
由于压电纱1和压电纱2以极其接近的状态配置，所以距离几乎为0。电场的强度由E＝V/d表示，与产生电荷的物质间的距离成反比而变大，因此布100A产生的电场的强度成为非常大的值。这些电场由在压电纱1内产生的电场与在压电纱2内产生的电场相互耦合而形成。根据情况，也有利用汗等含有电解质的水分形成电路作为实际的电流路径的情况。在由纤维编织成的布中纤维复杂缠绕，因此有时在压电纱1的某个部分产生的电场与在压电纱1的其它部分产生的电场相互耦合。同样地，有时在压电纱2的某个部分产生的电场与在压电纱2的其它部分产生的电场相互耦合。即使从宏观上电场强度为零或非常弱的情况下，在微观上也存在成为矢量的方向相反的强电场的集合体的情况。关于这些现象，在仅由压电纱1形成的布、或者仅由压电纱2形成的布、或者在它们中同时编入普通纱、导电纱而形成的物体中也可以进行同样的说明。
由此，布100作为产生电场的布发挥功能。另外，布100有时介由汗等水分，在压电纱1和压电纱2之间流过电流。有时利用该电场或电流直接地发挥抗菌效果或者杀菌效果。或者有时通过利用电流、电压的作用使水分中含有的氧发生变化而得的活性氧簇、以及利用与纤维中含有的添加材料的相互作用或者催化剂作用产生的自由基类或其它的抗菌性化合物类(胺衍生物等)，间接地发挥抗菌效果或者杀菌效果。或者有时通过因电场或电流的存在而产生的应激环境使菌的细胞内生成氧自由基，由此间接地发挥抗菌效果或者杀菌效果。
应予说明，在该例中示出了在压电纱1和压电纱2产生的电荷的极性相互不同的例子，但即便为相同极性的压电纱，在压电纱1和压电纱2之间的空间存在电位差的情况下，也产生电场，或者通过导电性的媒介物，电流流动。
布100利用自身产生的电场和其强度的变化或者电流而发挥抗菌或者杀菌效果。或者利用因该电流或电压的作用而产生的自由基类等发挥抗菌或者杀菌效果。应予说明，在布100中可以进一步具备溶出金属离子的导电纤维。这种情况下，布100在由该电场产生的抗菌或者杀菌效果的基础上，利用导电纱中溶出的金属离子进一步提高抗菌或者杀菌效果。另外，布100在压电纱1中假设存在不产生电荷的位置时，因导电纱中溶出的金属离子，也可发挥抗菌或者杀菌效果。
使用布100制成的衣料或者使用该衣料的医疗部件也同样地发挥抗菌或者杀菌效果。在使用布100制成的衣料中，尤其是袜子(或者护具)如上所述作为抗菌用途，产生显著的效果。另外，布100与上述生物体作用压电纱或者物质吸附用压电纱同样地，也可作为生物体作用压电布发挥功能，或者作为物质吸附用压电布发挥功能。
应予说明，布100利用构成自身的压电纱1和压电纱2产生的电场或者电流发挥抗菌或者杀菌效果，因此对移动到布100上的菌，发挥抗菌或者杀菌效果。在人体的皮肤上存在为了使皮肤表面保持正常的状态而发挥必要作用的常居菌，而布100直接杀死这些常居菌的可能性小。因此，布100影响皮肤的常居菌的可能性小，安全性更高。
在人体的皮肤上存在为了使皮肤表面保持正常的状态而发挥必要作用的常居菌，而布100直接杀死这些常居菌的可能性小。因此，布100影响皮肤的常居菌的可能性小，安全性更高。
应予说明，如图6所示，布100即便为压电纱1、压电纱2和普通纱3交叉配置的方式，在压电纱1与压电纱2交叉的位置也会产生电场。
另外，在上述的例子中，示出了由含有产生电荷纱线的多个纱线编织而成的布(机织物)，但由针织物(由含有产生电荷纱线的多个纱线形成的环相互钩挂在一起而成的物品)构成的布也同样地在产生电位差的纱线之间产生电场或者电流流过，因此产生抗菌或者杀菌效果。
应予说明，作为在表面产生负电荷的纱线，可考虑使用PLLA的S纱线以及使用PDLA的Z纱线。另外，作为在表面产生正电荷的纱线，可考虑使用PLLA的Z纱线以及使用PDLA的S纱线。
在本实施方式中，作为压电体的例子，示出了压电膜，但压电体例如也可以是以纱线的形式从喷嘴喷出后被拉伸而成的物质(截面大致为圆形的压电纱或者异型截面形状的压电纱)。作为纺丝法，有湿式纺丝、干式纺丝或者熔融纺丝等。例如聚乳酸(PLLA)压电纱可通过熔融纺丝、高拉伸处理或者(用于结晶化的)热处理来制作。构成将多个这样的PLLA压电纱加捻而成的纱线(复丝纱)，对该纱线施加张力时，S纱线中，在表面产生负电荷，Z纱线中，在表面产生正电荷。这样的纱线中可以不使用芯纱，直接制成捻纱。这样的纱线能够以低成本制作。复丝纱的长丝数应该根据纱线的用途而设定。另外，加捻数也可适当地设定。在长丝中可以含有部分并非压电体的长丝。另外，各个长丝的粗细度可以不一样。由此，使在纱线的截面产生的电位分布产生不均，对称性被瓦解，从而容易形成S纱线与Z纱线之间的电场电路。图7的(A)是表示将截面为圆形的压电纤维10A加捻而成的包芯纱1A的图。构成图7的(A)所示的包芯纱1A的情况下，为S纱线时在表面产生负电荷，为Z纱线时在表面产生正电荷。另外，如图7的(B)所示，压电纤维10A的切断面的整周被耐水性部件105A被覆。耐水性部件105A例如也由丙烯酸系树脂或者有机硅系树脂构成。因此，能够防止污渍(例如雨渍)对压电纤维10A的附着，提高对洗涤时的水的耐性。
应予说明，耐水性部件101A或者耐水性部件105A可以具有导电性。为了使耐水性部件具有导电性，例如，可以考虑耐水性部件由导电性材料(例如金属)构成的方式。或者也可以通过使耐水性部件中混合碳等材料(粉)，使其具有导电性。
如上所述，电场的强度由E＝V/d表示，与产生电荷的物质间的距离成反比而变大。耐水性部件具有导电性时，在压电体的表面极化的电荷介由该耐水性部件到达表面。因此，与耐水性部件为绝缘体的情况相比，耐水性部件具有导电性的情况下，压电纱彼此的间隔变短，电场的强度成为更大的值。
另外，耐水性部件可以进一步具备耐热性。这种情况下，将本实施方式的抗菌纤维用于衣料类时，能够提高对干燥机和熨斗等的高热的耐性。
接下来，图8是表示更具弹力的抗菌纤维1B的结构的图。
以往，如日本特公平6－84561号所示，抗菌性的衣料例如使用附着了药剂的纤维或者含有银或铜等金属的纤维。
但是，使用药剂或金属的纤维的触感差，没有弹性，因此难以配合脚或胳膊的关节等复杂形状的位置。因此，现有的抗菌纤维中，在所希望的位置难以具有抗菌性。
因此，本实施方式的抗菌纤维1B的目的在于使脚或胳膊的关节等具有复杂形状的位置等所希望的位置，具有抗菌性。
如图8所示，本实施方式的抗菌纤维1B的芯纱使用了弹性体110。弹性体110例如由橡胶构成。因此，与棉或麻等弹性相对低的材料相比，抗菌纤维1B的弹性提高。应予说明，在图8中描绘了1根芯纱的样子，抗菌纤维可以为1根芯纱，也可以为将多根细的弹性体捆成束的方式。
由此，使用本实施方式的抗菌纤维1B的衣料能够配合脚或胳膊的关节等具有复杂形状的位置。这种情况下，即便脚等有微小动作的情况下，抗菌纤维1B也可配合身体，而且利用弹性体110伸缩，因此产生电荷的情况变多。特别是袜子，沿关节必然产生伸缩，因此以高频率产生电荷。
另外，对于芯纱使用弹性体110的结构，可以将抗菌纤维1B用于袜子等衣料整体，也可以仅用于脚的脚尖或脚后跟等伸缩频率高的位置。仅用于脚的脚尖或脚后跟等伸缩频率高的位置时，可以在其它的部分使用棉等触感好的材料，既能维持抗菌效果，又能提高袜子整体的舒服感。
但是，如图9所示，即便在构成将弹性体110和截面为圆形的压电纤维10A加捻而成的包芯纱1C的情况下，与棉或麻等弹性相对低的材料相比，抗菌纤维的弹性提高。
其次，图10的(A)是布100A的平面示意图，图5的(B)是表示在各纱线间产生的电场的图。布100A由压电纱(第1纱线)1、压电纱(第2纱线)2和导电纱5编织而成。导电纱5由导电体(导电纤维)构成。导电纤维例如由金属自身(细线)、窄丝带(slit ribbon)、对聚酯纤维的表面实施了非电解镀敷的物质或者将蒸镀有电极的聚酯膜进行窄丝带化而得的物质等构成，是比使用压电体的抗菌纤维更结实的纤维。
含有抗菌纤维的布有时被用于袜子等容易磨损或者容易破损的产品。在上述的布100中，普通纱3中使用人造丝等结实的纤维时，更耐磨损和破损。另外，使用人造丝等结实的纤维时，与金属纤维相比更容易进行针织/机织，而且能够使非金属纤维的产品的质地更结实。
另一方面，普通纱中使用导电纱时，由于导电纱5为导电体，所以具有规定的电位(包括接地电位)。因此，对压电纱1或者压电纱2施加外力时，利用具有规定电位的导电纱5与产生负电荷的压电纱1或者产生正电荷的压电纱2的电位差，在两者间产生电场。
压电纱1与导电纱5之间(以及压电纱2与导电纱5之间)以比隔着普通纱3的状态更接近的状态被配置。因此，布100A产生的电场的强度成为相对更大的值。
图11的(A)是表示由针织物构成的布100B的结构的图。如图11的(A)所示，布100B是在各纱线(压电纱1和压电纱2)中组合导电纱5而构成针织物。另外，如图11的(B)所示，也可以制成将压电纱1、压电纱2和导电纱5分别进行编织而构成针织物的布100C。
无论是机织物还是针织物，通过组合导电纱5，都能够构成相对结实且电场强度不会下降的布。应予说明，如果允许电场的强度可以稍微弱一些，则可以使用人造丝等结实的纤维代替导电纱。这种情况下，得到一定程度的抗菌效果的同时，与使用导电纱的情况相比能够使质感变均匀。另外，可以并用导电纱和人造丝等结实的纤维。
接下来，图12是表示兼具透气性和保温性的布100D的结构的图。
以往，对于衣料，例如提出有如日本特开2000－166606号公报和日本特开平10－248604号公报所示那样，通过设置贯通孔而提高透气性。
但是，通过设置贯通孔而出现保温性下降的问题。因此，本实施方式的布100D的目的在于兼具透气性和保温性。
如图12所示，布100D是将压电纱1与压电纱2并列配置而成的。其中，在某压电纱1的旁边配置有相同的压电纱1和压电纱2。同样，在压电纱2的旁边配置有相同的压电纱2和压电纱1。应予说明，该例中没有记载普通纱3，但可以在各压电纱之间配置普通纱3。另外，可以在各压电纱之间配置导电纱5。
如图13的(A)所示，在压电纱1和压电纱2之间产生的电荷的极性相互不同。因此，对这些纱线施加外力时，如图13的(B)所示，压电纱1彼此排斥，压电纱1与压电纱2相吸引。
由此，对纱线施加外力时，由于能够形成局部开口大的位置，其结果透气性相对提高。在排斥的位置间隔变宽，在吸引的位置间隔变窄。也就是说，在布100D，能够形成开口大的位置和开口小的位置。布100D通过使能够通过水蒸气或水滴的开口与不通过的开口混合存在而兼具透气性和保湿性。运动越激烈，施加于纱线的外力越强，对于布100D而言，运动越激烈，压电纱彼此的间隔越宽，透气性越大。另一方面，在不运动时，可确保保温性。在运动时，由于压电纱彼此为排斥或吸引的状态，所以对压电纱施加张力。不运动时，由于压电纱不产生电荷，所以不对压电纱施加张力，变成初始状态(压电纱为等间隔)。由此，布100D成为在运动时要求透气性时透气性提高的结构，同时成为在不运动时要求保温性时保温性高的结构，成为兼具透气性和保温性的结构。由于可根据运动的激烈程度而改变开口面积，所以对于使用者而言能够维持更舒服的良好状态。另外，可以将如图12那样的结构用于衣服整体，也可以仅用于例如腋下等容易出汗的关节部，这时，其它的部分可以使用棉等触感好的材料，即能够维持抗菌效果，又能够提高衣服整体的舒适感。
应予说明，在图13的(B)中示出了并列配置的压电纱，但即便像图14所示的机织物那样配置横纱和直纱的情况下，也可成为在横纱彼此和直纱彼此间形成排斥和吸引而兼具透气性和保温性的结构。当然，对于针织物而言，通过在某压电纱1的旁边配置相同的压电纱1和压电纱2，在压电纱2的旁边配置相同的压电纱2和压电纱1，也能够实现同样的结构。
接下来，图15的(A)是多个布层叠而成的层叠布100E的俯视图，图15的(B)是截面图。层叠布100E与图12所示的布100D同样地，是压电纱1与压电纱2并列配置而成的。在相邻的压电纱1与压电纱2之间层叠配置普通纱55。在相邻的压电纱1与压电纱1之间以及相邻的压电纱2与压电纱2之间未配置普通纱55。
如图16的(A)和图16的(B)所示，在压电纱1和压电纱2产生的电荷的极性相互不同，因此对这些纱线施加外力时，压电纱1彼此排斥，压电纱1与压电纱2相吸引。因此，俯视时压电纱1和压电纱2与普通纱55重叠。因此，透气性提高。即便在这样的层叠布100E中，也是运动越激烈，施加于纱线的外力越强，因此运动越激烈，透气性越大。另一方面，不运动时，可确保保温性。由此，层叠布100E也成为在运动时要求透气性时透气性提高的结构，同时成为不运动时要求保温性时保温性高的结构，成为兼具透气性和保温性的结构。
接下来，图17的(A)是确保保温性的层叠布100F的立体分解图，图17的(B)是俯视图。
以往，确保保温性的纤维已知有例如日本特开2006－307383号公报和日本特开平70－48709号公报所示的在纤维中混合金属粉末的结构。
但是，含有金属的纤维硬。因此，含有金属的纤维存在不易制造且触感和舒适感差的问题。另外，也有产生金属过敏反应的可能性。
因此，本实施方式提供制造容易、改善了触感和舒适感并且也没有产生金属过敏反应的可能性的布。
如图17的(A)所示，层叠布100F是由多个布101F重叠而成的。各布如图17的(B)所示，用纱线以规定的间隔缝纫。由此，层叠布100F如图18的(A)的截面图所示，形成规定的空气层。
布101F由压电纱1构成。因此，压电纱1伸缩时，布101F彼此排斥，空气层变大。通过使空气层变大而提高层叠布100F的保温效果。
如图19的(A)和图19的(B)所示，可以在空气层填充Cellular Teflon(注册商标)或者Cellular Polypropylene等的多孔体150G。由此，进一步提高保温效果。
应予说明，在上述的例子中示出了使产生负电荷的压电纱1彼此排斥的结构，当然，也可以是使产生正电荷的压电纱2彼此排斥的结构。
此外，压电纱可以仅配置在布的一部分。通过仅在布的一部分配置压电纱，可根据部位使保温性能产生差异。
图20的(A)和图20的(B)是表示层叠布100H的变形例的截面图。层叠布100H是在布101F的外侧进一步重叠布102F而形成的。布102F由压电纱2构成。因此，压电纱1和压电纱2伸缩时，布101F彼此排斥，并且布101F与布102F吸附，空气层变得更大。应予说明，优选与配置在外侧的布102F相比，配置在内侧的布101F的刚性更低，更容易变形。
在上述实施方式中，作为利用来自外部的能量产生电荷的纤维，示出了压电纱，但利用来自外部的能量产生电荷的纤维，此外还有例如具有光电效应的物质、或者具有热电效应的物质(例如PVDF)、通过化学变化而产生电荷的物质等。另外，芯纱使用导电体，将绝缘体卷绕于该导电体，使电通过该导电体而产生电荷的结构也是产生电荷的纤维。而压电体由于利用压电产生电场，所以不需要电源，不用担心触电。另外，与由药剂等产生的抗菌效果相比，压电体的寿命维持得更长。另外，与药剂相比，产生过敏反应的可能性低。
最后，本实施方式的说明应该被理解在所有方面只是例示，并不是限制条件。本发明的范围不限于上述的实施方式，而是由权利要求书表示。并且，本发明的范围中包含与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更。
符号说明
1、2…压电纱
1A、1C…包芯纱
1B…抗菌纤维
3…普通纱
5…导电纱
10…压电膜
10A…压电纤维
11…芯纱
55…普通纱
100、100A、100B、100C、100D、101F、102F…布
100E、100F、100G、100H…层叠布
101A、105A…耐水性部件
110…弹性体
150G…多孔体
900…拉伸方向
910A…第1对角线
910B…第2对角线

Claims (3)

1.一种抗菌纤维，具备产生电荷部件和耐水性部件，
所述产生电荷部件利用来自外部的能量产生电荷，
所述耐水性部件被覆所述产生电荷部件，
所述产生电荷部件为压电膜，
该抗菌纤维具备所述压电膜所卷绕的芯纱，
所述压电膜的主表面被所述耐水性部件被覆，
所述耐水性部件由丙烯酸系树脂或者有机硅系树脂构成。
2.一种抗菌纤维，具备产生电荷部件和耐水性部件，
所述产生电荷部件利用来自外部的能量产生电荷，
所述耐水性部件被覆所述产生电荷部件，
所述产生电荷部件由多个压电纱线构成，
所述多个压电纱线以切断面的整周被所述耐水性部件被覆的方式各自被所述耐水性部件被覆，
所述耐水性部件由丙烯酸系树脂或者有机硅系树脂构成。
3.根据权利要求1或2所述的抗菌纤维，其中，所述耐水性部件含有导电性材料。
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