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技術 抗菌性不織部材、抗菌性不織布、および抗菌性緩衝材

出願人 株式会社村田製作所
発明者 安藤正道石野聡
出願日 2017年10月26日 (1年2ヶ月経過) 出願番号 2018-535905
公開日 2018年11月8日 (2ヶ月経過) 公開番号 WO2018-084055
状態 特許登録済
技術分野 不織物 織物
主要キーワード リボン状フィルム オートバイ用ヘルメット カビ対策 糸単体 保温能力 ペット用マット 圧電性高分子 布切れ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年11月8日)のものです。
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図面 (20)

課題・解決手段

不織部材(101)は、複数の圧電繊維(11)(圧電体)を備える。不織部材(101)は、複数の圧電繊維(11)を絡み合わせて布状にしたものである。不織部材(101)は、圧電繊維(11)(圧電体)に外力が加えられた時に発生する電荷によって菌の増殖を抑制する。

概要

背景

従来から、抗菌性を有する不織布およびクッション材(以下、緩衝材。)については、多数の提案がなされている(特許文献1乃至特許文献4を参照)。

概要

不織部材(101)は、複数の圧電繊維(11)(圧電体)を備える。不織部材(101)は、複数の圧電繊維(11)を絡み合わせて布状にしたものである。不織部材(101)は、圧電繊維(11)(圧電体)に外力が加えられた時に発生する電荷によって菌の増殖を抑制する。

目的

本発明の目的は、従来の抗菌性を有する材料よりも効果が長く持続し、かつ薬剤等よりも安全性の高い抗菌性不織部材、抗菌性不織布、および抗菌性緩衝材を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数の圧電体を備え、前記圧電体に外力が加えられた時に発生する電荷によって菌の増殖を抑制する、抗菌性不織部材

請求項2

前記複数の圧電体は、圧電性ポリマーである、請求項1に記載の抗菌性不織部材。

請求項3

前記圧電性ポリマーは、ポリ乳酸を含む、請求項2に記載の抗菌性不織部材。

請求項4

圧電体を含む塊を備え、前記圧電体に外力が加えられた時に発生する電荷によって菌の増殖を抑制する、抗菌性不織部材。

請求項5

前記塊は、前記圧電体からなるリボン状フィルム、または前記圧電体からなる糸を有する、請求項4に記載の抗菌性不織部材。

請求項6

前記塊は、複数の前記リボン状フィルムを有し、前記複数のリボン状フィルムのうち一のリボン状フィルムの分子配向方向は、他のリボン状フィルムの分子配向方向と異なる、請求項5に記載の抗菌性不織部材。

請求項7

前記塊は、複数の前記リボン状フィルム、または複数の前記糸が織り込まれてなる布を一部に有する、請求項5または6に記載の抗菌性不織部材。

請求項8

前記塊は、前記複数の糸が織り込まれてなる布を一部に有し、前記圧電体は、第1の圧電体と、第2の圧電体と、を有し、前記複数の糸は、前記第1の圧電体からなる第1の糸と、前記第2の圧電体からなる第2の糸と、を有し、前記布は、前記第1の糸と、前記第2の糸と、が織り込まれてなる布であって、前記第1の糸は、外力が加えられた時に正の電荷を発生し、前記第2の糸は、外力が加えられた時に負の電荷を発生する、請求項7に記載の抗菌性不織部材。

請求項9

前記第1の糸と、前記第2の糸と、は、並列して配置されている、請求項8に記載の抗菌性不織部材。

請求項10

前記第1の糸と、前記第2の糸と、は、交差して配置されている、請求項8または9に記載の抗菌性不織部材。

請求項11

前記複数の糸は、前記第1の糸と、前記第2の糸とが、組紐として組まれてなる第3の糸を有する、請求項8から10のいずれかに記載の抗菌性不織部材。

請求項12

前記圧電体は、圧電性ポリマーである、請求項4から11のいずれかに記載の抗菌性不織部材。

請求項13

前記圧電体は、圧電性ポリマーであり、前記糸は、前記圧電性ポリマーが撚られてなる、請求項5から11のいずれかに記載の抗菌性不織部材。

請求項14

前記圧電性ポリマーは、ポリ乳酸を含む、請求項12または13に記載の抗菌性不織部材。

請求項15

布状に形成された、請求項1から3のいずれかに記載の抗菌性不織部材によって構成される、抗菌性不織布。

請求項16

請求項4から14のいずれかに記載の抗菌性不織部材によって構成される、抗菌性緩衝材

技術分野

0001

本発明は、抗菌性を有する不織部材、当該不織部材を用いた不織布、および当該不織部材を用いた緩衝材に関する。

背景技術

0002

従来から、抗菌性を有する不織布およびクッション材(以下、緩衝材。)については、多数の提案がなされている(特許文献1乃至特許文献4を参照)。

先行技術

0003

特開2003−27371号公報
登録実用新案第3025272号公報
特開2001−254270号公報
特開2011−200295号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、不織布等に使用される抗菌性を有する材料は、高い抗菌作用を長時間持続できないことがあった。

0005

また、抗菌性を有する材料は、薬剤等によるアレルギー反応が生じる場合もある。

0006

本発明の目的は、従来の抗菌性を有する材料よりも効果が長く持続し、かつ薬剤等よりも安全性の高い抗菌性不織部材、抗菌性不織布、および抗菌性緩衝材を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

(1)本発明の抗菌性不織部材は、
複数の圧電体を備え、
前記圧電体に外力が加えられた時に発生する電荷によって菌の増殖を抑制することを特徴とする。

0008

従来から、電場により菌の増殖を抑制することができる旨が知られている(例えば、土戸哲明,高麗紀,岡英明,小淳一著、講談社:微生物制御−科学と工学を参照。また、例えば、高木浩一,高電圧プラズマ技術農業食品分野への応用,J.HTSJ,Vol.51,No.216を参照)。また、この電場を生じさせている電位により、湿気等で形成された電流経路や、局部的なミクロ放電現象等で形成された回路電流が流れることがある。この電流により菌の細胞膜が部分的に破壊されて菌の増殖を抑制することが考えられる。本発明の抗菌性不織部材は、外力が加えられたときに圧電体が発生する電荷により、不織部材内部に局所的に電場を生じさせる。また、人体等の所定の電位(グランド電位を含む。)を有する物に近接した場合に、不織部材との間に電場を生じさせる。あるいは、本発明の抗菌性不織部材は、等の水分を介して、不織部材内部に局所的に電流を流す。人体等の所定の電位(グランド電位を含む。)を有する物に近接した場合に、不織部材との間に電流を流す。したがって、本発明の抗菌性不織部材は、その部材内部に局所的に発生する電場や電流の直接的な作用によって、或いは人体等の所定の電位を有する物に近接して用いられる物(衣類衛生材料、クッション材等)に適用した場合に発生する電場または電流の直接的な作用によって、菌の細胞膜や菌の生命維持のための電子伝達系に支障を生じさせ、菌を死滅させる、或いは菌自体を弱体化する。さらに、電場もしくは電流によって水分中に含まれる酸素活性酸素種に変化する場合がある、または、電場もしくは電流の存在によるストレス環境により菌の細胞内に酸素ラジカルが生成される場合がある。これらのラジカル類を含む活性酸素種の作用によって、菌を死滅させる、または菌自体が弱体化する。また、上記の理由が複合して抗菌効果(菌の増殖を抑制する効果)・殺菌効果を生じている場合もある。

0009

また、本発明における不織部材は、圧電により電場を生じさせるため、電源が不要であるし、感電のおそれもない。また、圧電体の寿命は、薬剤等による抗菌効果よりも長く持続する。また、薬剤よりもアレルギー反応が生じるおそれは低い。

0010

(2)上記(1)において、前記複数の圧電体は、圧電性ポリマーであってもよい。

0011

(3)上記(2)において、前記圧電性ポリマーは、ポリ乳酸を含んでいてもよい。

0012

(4)本発明の抗菌性不織部材は、
圧電体を含む塊を備え、
前記圧電体に外力が加えられた時に発生する電荷によって菌の増殖を抑制することを特徴とする。

0013

本発明の抗菌性不織部材は、外力が加えられたときに圧電体が発生する電荷により、圧電体同士の間に電場を生じさせる。或いは、本発明の抗菌性不織部材は、人体等の所定の電位(グランド電位を含む。)を有する物に近接した場合に、電場を生じさせる。したがって、本発明の抗菌性不織部材は、衣類、衛生材料、各種マット類、各種クッション材等に適用した場合に発生する電場により、或いは局部的に流れる電流により、抗菌効果(菌の増殖を抑制する効果)を発揮する。

0014

また、本発明における不織部材は、圧電により電場を生じさせるため、電源が不要であるし、感電のおそれもない。また、圧電体の寿命は、薬剤等による抗菌効果よりも長く持続する。また、薬剤よりもアレルギー反応が生じるおそれは低い。また、耐性菌が生じる可能性も極めて低い。

0015

(5)上記(4)において、前記塊は、前記圧電体からなるリボン状フィルム、または前記圧電体からなる糸を有していてもよい。

0016

(6)上記(5)において、前記塊は、複数の前記リボン状フィルムを有し、前記複数のリボン状フィルムのうち一のリボン状フィルムの分子配向方向は、長軸方向に対してランダムな角度である他のリボン状フィルムの分子配向方向と異なることが好ましい。この構成により、外部から加えられるあらゆる方向の外力に対して、満遍なく抗菌効果・殺菌効果を発揮させることができる。

0017

(7)上記(5)または(6)において、前記塊は、複数の前記リボン状フィルム、または複数の前記糸が織り込まれてなる布を一部に有していてもよい。

0018

(8)上記(7)において、前記塊は、前記複数の糸が織り込まれてなる布を一部に有し、前記圧電体は、第1の圧電体と、第2の圧電体と、を有し、前記複数の糸は、前記第1の圧電体からなる第1の糸と、前記第2の圧電体からなる第2の糸と、を有し、前記布は、前記第1の糸と、前記第2の糸と、が織り込まれてなる布であって、前記第1の糸は、外力が加えられた時に正の電荷を発生し、前記第2の糸は、外力が加えられた時に負の電荷を発生することが好ましい。この構成により、布が単体で電場を生じさせ、抗菌効果を生じさせることができる。

0019

(9)上記(8)において、前記第1の糸と、前記第2の糸と、は、並列して配置されていてもよい。電場の強度は、電荷を生じる物質間の距離に反比例して大きくなる。この構成により、第1の糸と第2の糸との間の距離を小さくできるため、布が生じる電場の強度を非常に大きな値とできる。したがって、布に高い抗菌作用を生じさせることができる。

0020

(10)上記(8)または(9)において、前記第1の糸と、前記第2の糸と、は、交差して配置されていてもよい。

0021

(11)上記(8)から(10)のいずれかにおいて、前記複数の糸は、前記第1の糸と、前記第2の糸とが、組紐として組まれてなる第3の糸を有していてもよい。

0022

(12)上記(4)から(11)のいずれかにおいて、前記圧電体は、圧電性ポリマーであってもよい。

0023

(13)上記(5)から(11)のいずれかにおいて、前記圧電体は、圧電性ポリマーであり、前記糸は、前記圧電性ポリマーが撚られていてもよい。

0024

(14)上記(12)または(13)において、前記圧電性ポリマーは、ポリ乳酸を含んでいてもよい。

0025

(15)本発明の不織布は、布状に形成された、上記(1)から(3)のいずれかの抗菌性不織部材によって構成される。

0026

(16)本発明の緩衝材は、上記(4)から(14)のいずれかの抗菌性不織部材によって構成される。

発明の効果

0027

本発明によれば、従来の抗菌性を有する材料よりも効果が長く持続し、かつ薬剤等よりも安全性の高い抗菌性不織部材、抗菌性不織布、および抗菌性緩衝材を実現できる。

図面の簡単な説明

0028

図1(A)は、第1の実施形態に係る不織部材101の概略平面図であり、図1(B)は、不織部材101を構成する圧電繊維11の平面図である。
図2(A)および図2(B)は、ポリ乳酸の一軸延伸方向と、電場方向と、圧電フィルム10の変形と、の関係を示す図である。
図3は、不織部材101を備えるマスク201の外観図である。
図4(A)は、第2の実施形態に係る不織部材102の外観図であり、図4(B)は、図4(A)におけるDP1部分の拡大図である。
図5(A)は、圧電糸1の構成を示す一部分解図であり、図5(B)は、圧電糸2の構成を示す一部分解図である。
図6は、圧電フィルム10の平面図である。
図7(A)は、外力が加えられた時の圧電糸1を示す図であり、図7(B)は、外力が加えられた時の圧電糸2を示す図である。
図8は、不織部材102を備えるクッション202の外観図である。
図9(A)は、第3の実施形態に係る不織部材103の外観図であり、図9(B)は、不織部材103が備える塊23の拡大図である。
図10は、第4の実施形態に係る不織部材104の外観図である。
図11(A)は、不織部材104が備える布100の平面概略図であり、図11(B)は、布100に外力が加えられた場合に、各糸間で生じる電場を示す図である。
図12(A)は、第4の実施形態に係る別の布100Aの平面概略図であり、図12(B)は、各糸の間で生じる電場を示す図である。
図13は、第5の実施形態に係る不織部材105の外観図である。
図14(A)は、塊25Aを構成する圧電糸1の外観図であり、図14(B)は、塊25Bを構成する圧電糸1の外観図である。
図15(A)は、第6の実施形態に係る不織部材106の外観図であり、図15(B)は、図15(A)におけるDP2部分の拡大図である。
図16(A)は、圧電糸31の構成を示す一部分解図であり、図16(B)は、圧電糸32の構成を示す一部分解図である。
図17(A)は、圧電糸33の構成を示す一部分解図であり、図17(B)は、圧電糸34の構成を示す一部分解図である。
図18は、圧電糸33における圧電フィルム10の隙間を誇張して示した図である。
図19は、圧電糸35の構成を示す一部分解図である。
図20は、圧電糸36の構成を示す図である。

実施例

0029

以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。第2の実施形態以降では第1の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。

0030

以降の各実施形態でいくつかの例を示すが、本発明における「不織部材」は、圧電体を備える不織部材であり、例えば不織布または緩衝材(中綿、クッション材、ペレットマット等)等である。

0031

また、本発明における「不織部材」は、不織布または緩衝材等として抗菌性・抗カビ性が求められる全ての用途に利用できる。本発明における「不織部材」は、例えば衣類(服、肌着帽子およびブーツ等のインナーまたは中敷き)、スポーツ用品ウェアおよびグローブのインナー、武道で使用する手)、台所用品スポンジ布巾)、衛生材料(マスク、包帯ガーゼサポーター)、日用品(カーテン便座シート)、サニタリー用品、各種フィルタ類浄水器エアコン空気清浄器)、各種マット類(足用トイレ用)、クッション材(車、電車または飛行機等のシートオートバイ用ヘルメットの緩衝材およびその外装材ソファ布団マットレス、ぬいぐるみ)、ペット用品ペット用マットペット用服のインナー)、包装資材梱包用ペレット、梱包用マット)等に利用できる。

0032

《第1の実施形態》
図1(A)は、第1の実施形態に係る不織部材101の概略平面図であり、図1(B)は、不織部材101を構成する圧電繊維11の平面図である。不織部材101は不織布である。不織布は、本発明における「不織部材」の一例である。

0033

不織部材101は、複数の圧電繊維11を備える。本実施形態に係る不織部材101は、複数の圧電繊維11を絡み合わせて布状(シート状)にしたものである。圧電繊維11は、本発明における「圧電体」の一例である。

0034

圧電繊維11は、例えば圧電性ポリマーからなる。圧電繊維11は、焦電性を有するものと、焦電性を有していないものがある。例えば、PVDFポリフッ化ビニリデン)は、焦電性を有しており、温度変化によっても電荷が発生する。また、ポリ乳酸(PLA)は、焦電性を有していない圧電体である。ポリ乳酸は、一軸延伸されることで圧電性が生じる。ポリ乳酸には、L体モノマー重合したPLLAと、D体モノマーが重合したPDLAと、がある。

0035

ポリ乳酸のようなキラル高分子は、主鎖が螺旋構造を有する。キラル高分子は、一軸延伸されて分子配向すると、圧電性を有する。一軸延伸されたポリ乳酸からなる圧電繊維11は、厚み方向を第1軸、延伸方向900を第3軸、第1軸および第3軸の両方に直交する方向を第2軸と定義したとき、圧電歪み定数としてd14およびd25のテンソル成分を有する。したがって、ポリ乳酸は、一軸延伸された方向に対して45度の方向に歪みが生じた場合に、電荷を発生する。

0036

図2(A)および図2(B)は、ポリ乳酸の一軸延伸方向と、電場方向と、圧電フィルム10の変形と、の関係を示す図である。

0037

図2(A)に示すように、圧電フィルム10は、第1対角線910Aの方向に縮み、第1対角線910Aに直交する第2対角線910Bの方向に伸びると、紙面の裏側から表側に向く方向に電場を生じる。すなわち、圧電フィルム10は、紙面表側では、負の電荷が発生する。圧電フィルム10は、図2(B)に示すように、第1対角線910Aの方向に伸び、第2対角線910Bの方向に縮む場合も、電荷を発生するが、極性が逆になり、紙面の表面から裏側に向く方向に電場を生じる。すなわち、圧電フィルム10は、紙面表側では、正の電荷が発生する。

0038

ポリ乳酸は、延伸による分子の配向処理で圧電性が生じるため、PVDF等の他の圧電性ポリマーまたは圧電セラミックスのように、ポーリング処理を行う必要がない。一軸延伸されたポリ乳酸の圧電定数は、5〜30pC/N程度であり、高分子の中では非常に高い圧電定数を有する。さらに、ポリ乳酸の圧電定数は経時的に変動することがなく、極めて安定している。

0039

圧電繊維11は、平坦細長い形状をしたポリ乳酸からなるリボン状フィルムである。図1(B)に示すように、圧電繊維11の延伸方向900は、長軸方向と同じ向きになっている。したがって、圧電繊維11の長軸方向に対してせん断応力が掛かると、図2(A)または図2(B)に示した状態のようになり、表面の変形に対応した極性の電荷が生じる。そのため、複数の圧電繊維11を絡み合わせてシート状にした不織部材101に外部から張力等が加わった場合には、圧電繊維11(複数の圧電繊維11のうち、上記張力等の方向に対し延伸方向が0°または90°である圧電繊維11以外の圧電繊維11)にせん断応力によるずり変形が生じ、電圧が生じる。このように発生した電圧によって、複数の圧電繊維11間に電場が生じる。また、複数の圧電繊維11が、人体等の所定の電位(グランド電位を含む)を有する物に近接した場合に、上記物との間に電場が生じる。

0040

図3は、不織部材101を備えるマスク201の外観図である。図3に示すように、マスク201は、不織部材101と、ストラップ50と、を備える。

0041

不織部材101の中には、複数の圧電繊維11の長軸方向がランダムな角度となるように、所定の長さの複数の圧電繊維11が入れられている。不織部材101の中では、複数の箇所で複数の圧電繊維11同士が近接し合い、または重なりあっている。圧電繊維11の幅は例えば0.01mm〜1mm程度であり、厚みは例えば0.005〜0.1mm程度である。また、圧電繊維11の長さは例えば0.5mm〜100mm程度である。これらの寸法は、圧電繊維11の製造方法等により決定される設計的事項であり、この範囲に限定されるものではない。圧電繊維11は、延伸して作成されたフィルムからスリット工程を経て作成される。圧電性ポリ乳酸フィルムは、一般的に縦一軸延伸、または横一軸延伸により作成される。圧電性ポリ乳酸フィルムの分子は延伸方向に沿って配向している。スリット工程にて原反フィルムから個々のフィルムを切り出す際に、分子が配向した方向(延伸方向)ではなく、分子が配向した方向に対して0°より大きく90°より小さな角度(好ましくは、分子が配向した方向に対して45°の角度)でリボン状に切り出すと、切り出されたリボン状フィルムは長軸方向の伸縮に対して電荷を生じる。圧電繊維11は、このようなリボン状フィルムであってもよい。また、分子が配向した方向に対して0°および90°を含んだあらゆる角度で切り出された複数のリボン状フィルムを、圧電繊維11に用いてもよい。すなわち、複数の圧電繊維11の分子配向方向は、長軸方向に対してランダムな角度であってもよい。この場合、不織部材101の中では、分子が配向した方向に対してあらゆる角度で切り出された圧電繊維11が存在する。そのため、複数の圧電繊維11のうち、外部から加えられる外力によってずり変形が生じる圧電繊維11が有効に電荷を発生する。したがって、この構成によれば、外部から加えられるあらゆる方向の外力に対して、満遍なく以下に示す効果を発揮させることができる。

0042

従来から、電場により菌の増殖を抑制することができる旨が知られている(例えば、土戸哲明,高麗寛紀,松岡英明,小泉淳一著、講談社:微生物制御−科学と工学を参照。また、例えば、高木浩一,高電圧・プラズマ技術の農業・食品分野への応用,J.HTSJ,Vol.51,No.216を参照)。また、この電場を生じさせている電位により、湿気等で形成された電流経路や、局部的なミクロな放電現象等で形成された回路を電流が流れることがある。電場もしくは電流によって水分中に含まれる酸素が活性酸素種に変化する場合がある、または、電場もしくは電流の存在によるストレス環境により菌の細胞内に酸素ラジカルが生成される場合がある。これらのラジカル類を含む活性酸素種の作用により菌が死滅する、または弱体化する。また、上記理由が複合して抗菌効果(菌の増殖を抑制する効果)・殺菌効果を生じている場合もある。この電流により菌の細胞膜が部分的に破壊されて菌の増殖を抑制することが考えられる。なお、本実施形態で言う菌とは、細菌、真菌、またはダニノミ等の微生物を含む。

0043

マスク201を装着すると、呼吸および会話等の動きによってマスク201が高頻度屈曲し、この屈曲により不織部材101が伸縮する。これにより不織部材101の中の複数の圧電繊維11に電圧が生じ、複数の圧電繊維11間に電場が生じる。また、マスク201は、人体(皮膚)に近接して配置されるため、マスク201の不織部材101に外力が係ると、人体と不織部材101との間に電場が発生する。したがって、不織部材101の内部に発生する電場、または人体と不織部材101との間に発生する電場よって、直接的に抗菌効果・抗カビ効果を発揮する。また、マスクは、呼吸や汗、空気中の水分を吸い取り、菌の増殖の温床となるが、不織部材101は、菌の増殖を抑制できるため、抗菌対策防臭対策用途として顕著な効果を生じる。

0044

また、上述したように、圧電繊維11は、外力が係った場合に、正の電荷、または負の電荷を生じる。そのため、圧電繊維11は、正の電荷を有する物質(例えば花粉等の粒子)、または負の電荷を有する物質(例えば黄砂等の有害物質等)を吸着する。したがって、マスク201は、圧電繊維11を備える不織部材101によって、花粉または黄砂等の微粒子を吸着することができる。

0045

《第2の実施形態》
第2の実施形態では、本発明における不織部材が、緩衝材である例を示す。

0046

図4(A)は、第2の実施形態に係る不織部材102の外観図であり、図4(B)は、図4(A)におけるDP1部分の拡大図である。

0047

不織部材102は、圧電体を含む塊22を備える。塊22は、圧電糸1と、圧電糸2と、綿30と、で構成される。塊22は、図4(B)に示すように、圧電糸1および圧電糸2を綿30に混ぜたクッション材である。本実施形態に係る不織部材102は、例えばクッションに使用されるクッション材である。

0048

図5(A)は、圧電糸1の構成を示す一部分解図であり、図5(B)は、圧電糸2の構成を示す一部分解図である。図6は、圧電フィルム10の平面図である。

0049

圧電糸1および圧電糸2は、芯糸12に圧電フィルム10が巻かれてなる。圧電フィルム10は、本発明における「圧電体」の一例である。芯糸12は、綿、、または一般的な合成繊維等の中から適宜選択される。芯糸12は、導電性を備えた導電糸であってもよい。芯糸12を導電糸とした場合、圧電糸の圧電性を検査する際に、圧電糸1(または圧電糸2)の外周の一部に形成した電極と、芯糸12とを用いて圧電糸1(または圧電糸2)に生じる電荷を計測することができる。これにより圧電糸1および圧電糸2に用いられた圧電フィルム10の圧電性能を検査することができる。また、導電糸同士を短絡させることにより、各糸同士に明確に回路が形成され、各糸の表面間に生じる電場は飛躍的に大きくなる。圧電フィルム10は、例えば一軸延伸されたポリ乳酸からなる。

0050

図7(A)は、外力が加えられた時の圧電糸1を示す図であり、図7(B)は、外力が加えられた時の圧電糸2を示す図である。

0051

図5(A)に示すように、圧電糸1は、圧電フィルム10が芯糸12に対して左旋回して撚られた左旋回糸(以下、S糸と称する。)である。延伸方向900は、圧電糸1の軸方向に対して、左45度に傾いた状態となる。そのため、図7(A)に示すように、圧電糸1に外力が係ると、圧電フィルム10は、図2(A)に示した状態のようになり、表面に負の電荷を生じる。これにより、圧電糸1は、外力が加えられた場合に、表面に負の電荷を生じる。

0052

また、図5(B)に示すように、圧電糸2は、圧電フィルム10が芯糸12に対して右旋回して撚られた右旋回糸(以下、Z糸と称する。)である。延伸方向900は、圧電糸2の軸方向に対して、右45度に傾いた状態となる。そのため、図7(B)に示すように、圧電糸2に外力が係ると、圧電フィルム10は、図2(B)に示した状態のようになり、表面に正の電荷を生じる。これにより、圧電糸2は、外力が加えられた場合に、表面に負の電荷を生じる。

0053

図8は、不織部材102を備えるクッション202の外観図である。クッション202の内部には不織部材102が充填されている。

0054

不織部材102は、圧電により電場を生じさせるため、電源が不要であるし、感電のおそれもない。また、圧電体の寿命は、薬剤等による抗菌効果よりも長く持続する。また、薬剤よりもアレルギー反応が生じるおそれは著しく低い。また、不織部材102は、自身を構成する圧電糸1および圧電糸2によって、その糸の絡み合い偶発的に回路が形成され、単体で電場を生じさせる、或いは湿気の存在により電流経路が形成され電流が流れる。そのため、クッション202(不織部材102)に移ってくる菌に対して抗菌作用・抗カビ作用を発揮する。特にクッションは、寄りかかる等の動きによって、必ず伸縮が生じるため、クッション内部に充填された不織部材102は、高頻度で電荷を発生する。また、クッションは、汗などの水分を吸い取り、菌の増殖の温床となるが、不織部材102は、菌(細菌・真菌等)の増殖を抑制できるため、抗菌対策・防臭対策用途として顕著な効果を生じる。

0055

なお、本実施形態では、圧電体の例として、圧電フィルムを示したが、圧電体は、例えば糸としてノズルから吐出されて延伸されたもの(断面が略円形状の圧電糸、或いは異型断面形状の圧電糸)であってもよい。例えば、ポリ乳酸(PLLA)圧電糸は、溶融紡糸、高延伸処理、または(結晶化のための)熱処理を通じて作成されうる。このような、PLLA圧電糸を複数撚ってなる糸(マルチフィラメント糸)を構成してもよい。このようなマルチフィラメント糸に張力を掛けた場合にも、S糸では表面に負の電荷が発生し、Z糸では表面に正の電荷が発生する。このような糸では、芯糸を用いず、単に撚糸とすることができる。このような糸は低コストで製造することができる。マルチフィラメント糸のフィラメント数は、糸の用途を鑑みて設定される。また、撚り数についても適宜設定される。複数のフィラメントの中に部分的に圧電体でないフィラメントが含まれていてもよい。また、それぞれのフィラメントの太さも一様でなくてもよい。複数のフィラメントの太さを一様としないことにより、糸の断面に生じる電位分布偏りが生じ、対称性崩れるため、S糸とZ糸との間の電場回路が形成されやすくなる。

0056

また、本実施形態では、圧電フィルム10が芯糸12に撚られてなる糸の例を示したが、S糸およびZ糸いずれの場合も、芯糸12は必ずしも必要ではない。芯糸12が無くても、圧電フィルム10を螺旋状に旋回して圧電糸(旋回糸)とすることは可能である。芯糸12が無い場合には、旋回糸は、中空糸となり、保温能力が向上する。また、旋回糸そのものに接着剤含侵させると強度を増すことができる。

0057

また、圧電糸は、エネルギーが加えられた際に電荷が発生するものであればよく、例えば上述のPVDFなども有用である。PVDF等の焦電性を有する圧電体は、動物体表面の熱エネルギーによって表面に電荷が生じる。これにより、PVDF等の焦電性を有する圧電体は、抗菌効果を発揮する。PVDFを用いた場合には、糸の伸縮がなくても気温体温の変化があれば抗菌効果を発揮する。すなわち、本発明の圧電糸は、糸の伸縮だけに限らず外力が加えられた時に電荷を生じる圧電体であれば、どの様な圧電体であってもよい。なお、圧電糸の替わりに、第1の実施形態で示した圧電繊維11を用いてもよい。

0058

また、S糸とZ糸との配合比率は1:1でもよいが、この比率から逸脱しても上述したような効果は得られる。物質吸着効果を発揮するという意味では、S糸またはZ糸のいずれか一方の種類だけで不織部材を構成してもよい。

0059

さらに、圧電糸の製造方法としては、あらゆる公知の方法を、採用してもよい。例えば、圧電性高分子押し出し成型して繊維化する手法、圧電性高分子を溶融紡糸して繊維化する手法、圧電性高分子を乾式あるいは湿式紡糸により繊維化する手法、または圧電性高分子を静電紡糸により繊維化する手法等を採用することができる。

0060

《第3の実施形態》
第3の実施形態では、不織部材が包装資材用のペレットである例を示す。

0061

図9(A)は、第3の実施形態に係る不織部材103の外観図であり、図9(B)は、不織部材103が備える塊23の拡大図である。

0062

不織部材103は、圧電体を含む塊23を備える。塊23は、圧電糸1と、圧電糸2と、発泡材41と、で構成される。塊23は、図9(B)に示すように、圧電糸1および圧電糸2をそれぞれ短く切ったものを、発泡材41に混ぜたクッション材である。圧電糸1および圧電糸2は、第2の実施形態で示したものと同じである。上記圧電糸の替わりに、第1の実施形態で示した圧電体からなるリボン状フィルムを備えていてもよい。発泡材41は、例えば発泡したポリプロピレンである。本実施形態に係る不織部材103は、例えば包装資材用の緩衝材(ペレット)である。

0063

不織部材103は、自身を構成する圧電糸1および圧電糸2によって、単体で電場を生じさせる。そのため、不織部材102に移ってくる菌に対して抗菌作用・抗カビ作用を発揮する。特に包装資材用の緩衝材は、保護する物品の移動時の動きによって、必ず伸縮が生じるため、不織部材103は、高頻度で電荷を発生する。そのため、抗菌対策・抗カビ対策用途として顕著な効果を生じる。

0064

《第4の実施形態》
第4の実施形態では、第3の実施形態に示した緩衝材(不織部材)とは異なる例を示す。

0065

図10は、第4の実施形態に係る不織部材104の外観図である。図11(A)は、不織部材104が備える布100の平面概略図であり、図11(B)は、布100に外力が加えられた場合に、各糸間で生じる電場を示す図である。

0066

不織部材104は、圧電体を含む塊24を備える。本実施形態に係る不織部材104は、例えば包装資材用の緩衝材(ペレット)である。

0067

塊24は、図11(A)に示す布100を球状に丸めたものである。布100は、圧電体からなる圧電糸1と、圧電体からなる圧電糸2と、普通糸3と、が織り込まれてなる。普通糸3は、圧電体が設けられていない糸であり、誘電体に相当する。圧電糸1および圧電糸2は、第2の実施形態で示したものと同じである。

0068

図11(B)に示すように、圧電糸1、圧電糸2、および普通糸3は、並列して配置されている。圧電糸1と圧電糸2は、誘電体に相当する普通糸3を介して、所定の距離だけ離間して配置されている。

0069

圧電糸1(S糸)は、外力が係ると(軸方向に引っ張られると)、表面に負の電荷が生じる。また、圧電糸2(Z糸)は、外力が係ると(軸方向に引っ張られると)、表面に正の電荷が生じる。圧電糸1と圧電糸2とが近接すると、近接する部分(圧電糸の表面)は同電位になろうとする。一方、これらの圧電糸の芯に相当する部分は、元々の電位差を保ったまま圧電糸の表面とは逆の電位が現れる。そのため、圧電糸1の近傍(周りの空間)では、糸の芯から糸の外側へ向かう電場が形成され、圧電糸2の近傍(周りの空間)では、糸の外側から糸の芯に向かう電場が形成される。これらの電場が結合した結果、圧電糸1と圧電糸2との間には、圧電糸1から圧電糸2に向かうような電場が形成される。

0070

圧電糸1、圧電糸2、および普通糸3は、極めて近接した状態で配置されているため、距離はほぼ0である。糸同士は複雑に絡み合い、局部で回路を形成し、圧電により糸同士の間で電場を生じる。電場の強度は、E=V/dで表されるように、電荷を生じる物質間の距離に反比例して大きくなるため、布100が生じる電場の強度は、非常に大きな値となる。この電場は、圧電糸1内外で発生する電場と、圧電糸2内外で発生する電場とが相互的に結合して形成される。場合によっては、汗などの電解質を含んだ水分により、実際の電流経路として回路が形成される場合もある。繊維が編まれた布では繊維が複雑に絡み合うため、圧電糸1のある部分で発生する電場と、圧電糸1の他の部分で発生する電場とが相互的に結合している場合もある。同様に、圧電糸2のある部分で発生する電場と、圧電糸2の他の部分で発生する電場とが相互的に結合している場合もある。マクロ的に見て電場強度がゼロもしくは非常に弱い場合でも、ミクロ的にはベクトルの方向が相反する強い電場の集合体となっている場合がある。これらの現象は、圧電糸1のみで形成された布、あるいは圧電糸2のみで形成された布、あるいはこれらに普通糸や導電糸が同時に編み込まれたものでも同様の説明ができる。

0071

但し、以下のような例では電場が形成されない。国際公開第2015/159832号では、複数の圧電糸と導電糸とを用いて編み物または織物とし、これに加わった変位センシングするトランスデューサが示されている。上記トランスデューサでは、導電糸が全て検知回路に接続されており、一本の圧電糸に対して対となる導電糸が必ず存在している。この圧電糸に電荷が発生した場合、導電糸から電子が移動して、圧電糸に生じた電荷を即座に中和する。上記トランスデューサでは、この電子の移動による電流を検知回路が捉えて信号として出力する。したがって、上記トランスデューサでは、発生した電位が即座にキャンセルされるため、圧電糸と導電糸との間、および圧電糸と圧電糸との間には強い電場が形成されることがない。

0072

上述したように、従来から、電場により菌の増殖を抑制することができる旨が知られている。そのため、布100は、自身が発生する電場とその強度の変化によって、抗菌効果を発揮すると考えられる。または、その電流や電圧の作用により生じるラジカル種等により、抗菌または殺菌効果を発揮する。また、布100は、自身を構成する圧電糸1および圧電糸2によって、単体で電場を生じるため、不織部材104に移ってくる菌に対して抗菌作用・抗カビ作用を発揮する。

0073

上述したように、圧電糸1は、外力が係った場合に、負の電荷を生じる。圧電糸2は、外力が係った場合に、正の電荷を生じる。そのため、圧電糸1は、正の電荷を有する物質(例えば花粉等の粒子)を吸着する性質を有し、圧電糸2は、負の電荷を有する物質(例えば黄砂等の有害物質等)を吸着する。したがって、圧電糸1または圧電糸2を備えた布100は、花粉または黄砂等の微粒子を吸着することができる。

0074

また、本発明における塊を構成する布は、次のような構成であってもよい。図12(A)は、第4の実施形態に係る別の布100Aの平面概略図であり、図12(B)は、各糸の間で生じる電場を示す図である。

0075

図12(B)に示すように、布100Aは、圧電糸1、圧電糸2、および普通糸3が、交差して配置されている。このような構成でも、圧電糸1および圧電糸2が交差する位置において電場が生じ易い。

0076

なお、本実施形態では、塊24が、布100を球状に丸めたものである例を示したが、この構成のみに限定されるものではない。本発明における塊は、例えば、単純に布100を細かく裁断しただけの布切れでもよく、球状である必要はない。

0077

また、本実施形態では、布100で塊24が構成される例を示したが、これに限定されるものではない。本発明の塊を構成する布は、例えば、圧電繊維を織らずに絡み合わせてシート状にした不織布であってもよい。

0078

なお、多くの菌は、負の電荷を有する。そのため、圧電糸2は、外力が加わったときに発生する正の電荷により、多くの菌を吸着することができる。また、圧電糸2のみを織り込んだ布を、本発明における塊に使用することで、負の電荷を有する菌を不活化することもできる。

0079

なお、本実施形態では、布100が、同じポリ乳酸(例えばPLLA)からなるS糸とZ糸とを組み合わせてなる例を示したが、例えばPLLAからなるS糸と、PDLAからなるS糸を組み合わせる場合にも、同じ効果を発揮する。また、PLLAからなるZ糸と、PDLAからなるZ糸を組み合わせる場合にも、同じ効果を発揮する。

0080

《第5の実施形態》
第5の実施形態では、第2・第3・第4の実施形態とは異なる緩衝材の例を示す。

0081

図13は、第5の実施形態に係る不織部材105の外観図である。図14(A)は、塊25Aを構成する圧電糸1の外観図であり、図14(B)は、塊25Bを構成する圧電糸1の外観図である。

0082

不織部材105は、圧電体を含む塊25Aと、圧電体を含む塊25Bと、を備える。本実施形態に係る不織部材105は、例えば包装資材用の緩衝材(ペレット)である。

0083

塊25Aは、図14(A)に示す圧電糸1を球状に丸めたものである。塊25Bは、図14(B)に示す圧電糸2を球状に丸めたものである。圧電糸1および圧電糸2は、第2の実施形態で示したものと同じである。

0084

圧電糸1は、外力が係ると(軸方向に引っ張られると)、表面に負の電荷が生じる。また、圧電糸2は、外力が係ると(軸方向に引っ張られると)、表面に正の電荷が生じる。そのため、これら糸に外力が加えられた場合、正の電荷を発生する塊25B(圧電糸2)と負の電荷を発生する塊25A(圧電糸1)との間に、電場が生じる。上述したように、圧電糸1と圧電糸2とが近接する部分の電場は、同電位になろうとし、圧電糸1から圧電糸2に向かうような電場が主に形成される。すなわち、不織部材105は、自身を構成する塊25A(圧電糸1)および塊25B(圧電糸2)によって、電場を生じさせる。そのため、不織部材105に移ってくる菌に対して抗菌作用・抗カビ作用を発揮する。

0085

なお、本実施形態では、圧電糸1を球状に丸めた塊25Aと、圧電糸2を球状に丸めた塊25Bと、を備える不織部材105を示したが、この構成に限定されるものではない。本発明における塊は、例えば、圧電糸1と圧電糸2とを互いに絡ませて球状にしたものでもよい。また、不織部材は、単純に圧電糸1および圧電糸2を短く切っただけの糸屑でもよく、球状である必要はない。また、不織部材は、圧電糸1および圧電糸2を単純に短く切った糸屑と、第5の実施形態で示した布100を細かく裁断した布切れと、の混合物であってもよい。また、圧電糸の替わりに、第1の実施形態で示した圧電繊維11(リボン状フィルム)を用いてもよい。

0086

《第6の実施形態》
第6の実施形態では、以上の各実施形態とは、塊の形状が異なる不織部材の例を示す。

0087

図15(A)は、第6の実施形態に係る不織部材106の外観図であり、図15(B)は、図15(A)におけるDP2部分の拡大図である。

0088

不織部材106は、圧電体を含む塊26を備える。塊26は、圧電繊維11と、樹脂繊維13と、で構成される。塊26は、図15(B)に示すように、圧電繊維11および樹脂繊維13を互いに絡ませて固めた緩衝材である。圧電繊維11は、第1の実施形態で示したものと同じである。樹脂繊維13は、例えばポリエステル製の繊維である。本実施形態に係る不織部材106は、例えばベッド用のマットレス材である。

0089

不織部材106は、外力が加えられたときに、自身を構成する圧電繊維11によって、人体との間に電場を生じさせる。そのため、不織部材106に移ってくる菌に対して抗菌作用・抗カビ作用を発揮する。特にベッド用のマットレスは、就寝時等の人体の動きによって、必ず伸縮が生じるため、圧電繊維11は、高頻度で電荷を発生する。また、ベッド用のマットレスは、汗などの水分に触れ、菌の増殖の温床となるが、不織部材106は、菌の増殖を抑制できるため、抗菌対策・抗カビ対策・防臭対策用途として顕著な効果を生じる。

0090

また、上記マットレスを備えるベッドに人間が横たわると、不織部材106は、人の皮膚に近接して配置されるため、不織部材106に外力が係ることで、人の皮膚と不織部材106との間に電場が発生する。したがって、ベッドに人間が横たわった場合に、人の皮膚と不織部材106との間に電場が発生するため、人間と不織部材106との間に位置する物(例えば、シーツ等)に対しても抗菌効果・防カビ効果が発揮される。

0091

なお、本実施形態では、圧電繊維と樹脂繊維とを絡ませて固めた構成された塊の例を示したが、本発明の塊は、この構成に限定されるものではない。本発明における塊は、圧電糸と、樹脂繊維と、を絡ませて固めて構成してもよい。また、本発明における塊は、圧電繊維(または、圧電糸)を発泡材に混ぜて構成してもよい。

0092

《第7の実施形態》
第7の実施形態では、これまでの実施形態で示した糸とは異なる例を示す。

0093

図16(A)は、圧電糸31の構成を示す一部分解図であり、図16(B)は、圧電糸32の構成を示す一部分解図である。

0094

圧電糸31は、S糸である圧電カバリング糸1Aの上にさらに圧電フィルム10が巻かれてなる。圧電糸32は、Z糸である圧電カバリング糸2Aの上にさらに圧電フィルム10が巻かれてなる。

0095

図16(A)に示すように、圧電糸31は、圧電カバリング糸1Aに対して圧電フィルム10が左旋回してカバーされた左旋回糸(S糸)である。延伸方向900は、圧電糸31の軸方向に対して、左45度に傾いた状態となる。延伸方向900は、圧電カバリング糸1Aの延伸方向900Aと一致している。

0096

圧電糸31が軸方向に引っ張られると(外力が係ると)、圧電カバリング糸1Aの表面には負の電荷が生じる。一方、圧電カバリング糸1Aの表面に対向する圧電フィルム10の裏面には、正の電荷が生じる。これら圧電カバリング糸1Aの表面と圧電フィルム10の裏面とが完全に密着したとき、この部分は同電位となる。しかし、糸の伸縮等により偶発的に生じた隙間等において、電位差が定義されたときにこの隙間に電場が生じる。各所の電位差は、糸同士が複雑に絡み合うことにより形成される電場結合回路、或いは水分等で糸の中に偶発的に形成される電流パスで形成される回路により定義される。回路が形成された時、電場の強度は、電荷を生じる物質間の距離に反比例して大きくなるため、圧電カバリング糸1Aの表面と、圧電フィルム10の裏面との間に生じる電場の強度は、極めて高くなる場合がある。すなわち、この構成により、糸自体の抗菌効果または殺菌効果はさらに高まる。なお、圧電糸31が軸方向に引っ張られると(外力が係ると)、圧電糸31の表面(圧電フィルム10の表面)には、負の電荷が生じる。したがって、表面に正の電荷が生じる糸(後述する圧電糸32)と組み合わせることにより、さらに糸同士の間で電場を生じさせることもできる。

0097

一方、図16(B)に示すように、圧電糸32は、圧電カバリング糸2Aに対して圧電フィルム10右旋回してカバーされた右旋回糸(Z糸)である。延伸方向900は、圧電糸32の軸方向に対して、右45度に傾いた状態となる。延伸方向900は、圧電カバリング糸2Aの延伸方向900Aと一致している。

0098

圧電糸32が軸方向に引っ張られると(外力が係ると)、圧電カバリング糸2Aの表面(圧電フィルム10の表面)には正の電荷が生じる。一方、圧電カバリング糸2Aの表面に対向する圧電フィルム10の裏面には、負の電荷が生じる。これら圧電カバリング糸2Aの表面と圧電フィルム10の裏面とが完全に密着したとき、この部分は同電位となる。しかし、糸の伸縮等により偶発的に生じた隙間等において、電位差が定義されたときにこの隙間に電場が生じる。各所の電位差は、糸同士が複雑に絡み合うことにより形成される電場結合回路、或いは水分等で糸の中に偶発的に形成される電流パスで形成される回路により定義される。回路が形成された時、電場の強度は、電荷を生じる物質間の距離に反比例して大きくなるため、圧電カバリング糸2Aの表面と、圧電フィルム10の裏面との間に生じる電場の強度は、極めて高くなる場合がある。すなわち、この構成により、圧電糸31の場合と同様に、糸自体の抗菌効果または殺菌効果はさらに高まる。なお、圧電糸32が軸方向に引っ張られると(外力が係ると)、圧電糸32の表面(圧電フィルム10の表面)には、正の電荷が生じる。したがって、圧電糸31のように表面に負の電荷が生じる糸と組み合わせることにより、糸同士の間で電場を生じさせることもできる。

0099

また、本発明における糸は、次に示すような構成であってもよい。図17(A)は、圧電糸33の構成を示す一部分解図であり、図17(B)は、圧電糸34の構成を示す一部分解図である。

0100

圧電糸33は、圧電カバリング糸1Aの上に圧電フィルム10が巻かれてなる。圧電糸34は、圧電カバリング糸2Aに圧電フィルム10が巻かれてなる。

0101

図17(A)に示すように、圧電糸33は、圧電カバリング糸1Aに対して圧電フィルム10が右旋回してカバーされた右旋回糸(Z糸)である。延伸方向900は、圧電糸33の軸方向に対して、右45度に傾いた状態となる。延伸方向900は、圧電カバリング糸1Aの延伸方向900Aと異なっている。

0102

また、図17(B)に示すように、圧電糸34は、圧電カバリング糸2Aに対して圧電フィルム10が左旋回してカバーされた左旋回糸(S糸)である。延伸方向900は、圧電糸34の軸方向に対して、左45度に傾いた状態となる。延伸方向900は、圧電カバリング糸2Aの延伸方向900Aと異なっている。

0103

図18は、圧電糸33における圧電フィルム10の隙間を誇張して示した図である。圧電糸33は、圧電フィルム10をカバリング糸に巻く場合、ある程度の隙間Dが生じる。この隙間Dにより、圧電糸33が軸方向に引っ張られた場合、圧電カバリング糸1Aの表面と、圧電フィルム10の表面との間に、電場が生じる。したがって、この構成により、糸自体の抗菌作用・抗カビ作用はさらに高まる。圧電糸34も同様である。

0104

なお、圧電糸33において、圧電カバリング糸1Aまたは圧電フィルム10のいずれか一方にPDLAを用いた場合、圧電カバリング糸1Aの表面に生じる電荷と圧電フィルム10の裏面に生じる電荷の極性が異なるため、圧電糸31と同様の構成となり、圧電カバリング糸1Aの表面と、圧電フィルム10の裏面との間に強い電場が生じる。圧電糸34において、圧電カバリング糸2Aまたは圧電フィルム10のいずれか一方にPDLAを用いた場合も同様である。

0105

さらに、本発明における糸は、次に示すような構成であってもよい。図19は、圧電糸35の構成を示す一部分解図である。

0106

圧電糸35は、圧電糸1および圧電糸2が互いに左旋回して撚られた糸(S糸)である。圧電糸35は、表面に負の電荷を生じる圧電糸1と、表面に正の電荷を生じる圧電糸2とが交差してなるため、糸単体で電場を生じさせることができる。上述したように、圧電糸1の表面と圧電糸2の表面とにそれぞれ生じた電位は、圧電糸1の表面と圧電糸2の表面とが近接する部分で同電位になろうとする。それに応じて、糸の内部の電位が変化して、糸の表面と内部との電位差を保とうとする。それぞれの糸において、糸の内部と表面との間に形成される電場が空気中に漏れ出て、結合し、圧電糸1と圧電糸2とが近接する部分には強い電場が形成される。撚糸の構造は複雑であり、圧電糸1と圧電糸2とが近接する部分は一様ではない。また、圧電糸1および圧電糸2に張力が加わると、圧電糸1と圧電糸2とが近接する部分も変化する。これにより、それぞれの部分での電場の強度には変化があり、対称形が崩された電場回路が生じることとなる。なお、圧電糸1および圧電糸2が互いに右旋回して撚られた糸(Z糸)も、表面に負の電荷を生じる圧電糸1と、表面に正の電荷を生じる圧電糸2とが交差してなるため、糸単体で電場を生じさせることができる。圧電糸1の撚り数、圧電糸2の撚り数、またはこれらの糸を撚り合わせた圧電にと35の撚り数は、抗菌効果を鑑みて決定される。これまでに示してきた応用例の全ては、圧電糸35を用いて構成することができる。なお、圧電糸1および圧電糸2が互いに右旋回して撚られた糸(Z糸)も、表面に負の電荷を生じる圧電糸1と、表面に正の電荷を生じる圧電糸2とが交差してなるため、糸単体で電場を生じさせることができる。

0107

また、他にも、S糸(またはZ糸)の側面に普通糸を撚り、さらに側面にZ糸(またはS糸)を撚った、3重のカバリング糸であっても、糸単体で電場を生じさせることができる。

0108

また、本発明における糸は、図20に示す圧電糸36のように、普通糸の表面に右旋回させる圧電糸1と左旋回させる圧電糸2とを同時に構成する組紐からなる糸(第3の糸)であってもよい。図20は、圧電糸36の構成を示す図である。このような構成であっても、図20に示すように、圧電糸1と圧電糸2が交差する位置において電場が生じるため、糸単体で電場を生じさせることができる。

0109

なお、表面に負の電荷を生じる糸としては、PLLAを用いたS糸の他にも、PDLAを用いたZ糸も考えられる。また、表面に正の電荷を生じる糸としては、PLLAを用いたZ糸の他にも、PDLAを用いたS糸も考えられる。したがって、例えば、図14に示した構成において、PLLAを用いたS糸と、PDLAを用いたZ糸を互いに左旋回して撚られた糸(S糸)または右旋回して撚られた糸(Z糸)からなる圧電糸も、糸単体で電場を生じさせることができる。

0110

次に、圧電体からなる糸の抗菌効果を説明する。本発明の発明者は、圧電体からなる糸が織り込まれた布の菌抑制効果を評価するため、以下の(1)(2)に示す定量試験を行った。

0111

(1)圧電体からなる糸が織り込まれた布の抗菌性評価
a)試験方法菌液吸収法(JIS L1902)
b)試験菌黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus NBRC12732)
c)接種菌液濃度: 1.4×105(CFU/mL)
d)標準布 :綿糸で織られた布、および綿糸で編まれた布
e)試験試料抗菌加工試料): S糸(圧電糸1)とZ糸(圧電糸2)とを左旋回して撚られたS糸(圧電糸35)で編まれた布。

0112

計算式
・増殖値 : G=Mb−Ma
抗菌活性値: A=(Mb−Ma)−(Mc−Mo)
通常の抗菌加工製品は、抗菌活性値A≧2.0〜2.2とされる。

0113

・Ma :試験菌接種直後における標準布の3検体生菌数(またはATP量)の算術平均常用対数
・Mb :18〜24時間培養後における標準布の3検体の生菌数(またはATP量)の算術平均常用対数
・Mo :試験菌接種直後における試験試料(抗菌加工試料)の3検体の生菌数(またはATP量)の算術平均常用対数
・Mc :18〜24時間培養後における試験試料(抗菌加工試料)の3検体の生菌数(またはATP量)の算術平均常用対数

0114

0115

表1から明らかなように、試験試料(圧電体からなる糸が織り込まれた布)は、細菌に対して、標準布に比べて高い抗菌作用を有する。また、試験試料を静置した状態に比べて、試験試料を振動させているほうが、抗菌作用が高いことが分かる。特に、試験試料を振動させて電場が生じている場合には、試験菌(細菌)接種から18時間後に正菌がほとんど観測されず、高い抗菌作用を発揮する。

0116

(2)圧電体からなる糸が織り込まれた布の抗カビ性評価
a)試験方法:抗かび性定量試験法(一般社団法人繊維評価技術評議会が定める方法)
b)試験菌:クロコウジカビ(Aspergillus niger NBRC105649)
c)接種菌液濃度: 1.1×105(CFU/mL)
d)標準布 :綿糸で織られた布、および綿糸で編まれた布
e)試験試料(抗菌加工試料): S糸(圧電糸1)とZ糸(圧電糸2)とを左旋回して撚られたS糸(圧電糸35)で編まれた布。

0117

[計算式]
発育値 : F=Fb−Fa
・抗かび活性値FS=(Fb−Fa)−(Fc−Fo)
・Fa :試験菌接種直後における標準布の3検体の生菌数(またはATP量)の算術平均常用対数
・Fb :42時間培養後における標準布の3検体の生菌数(またはATP量)の算術平均常用対数
・Fo :試験菌接種直後における試験試料(抗菌加工試料)の3検体の生菌数(またはATP量)の算術平均常用対数
・Fc :42時間培養後における試験試料(抗菌加工試料)の3検体の生菌数(またはATP量)の算術平均常用対数

0118

0119

表2から明らかなように、試験試料(圧電体からなる糸が織り込まれた布)は、真菌(カビ等)に対しても、標準布に比べて高い抗菌作用を有する。また、試験試料を静置した状態に比べて、試験試料を振動させているほうが、抗カビ作用が高いことが分かる。すなわち、試験試料を振動させて電場を生じさせている場合に、高い抗カビ作用を発揮する。

0120

以上の結果から、圧電体からなる糸が織り込まれた布100は抗菌性および抗カビ性を有することが明らかとなった。

0121

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

0122

D…隙間
1,2…圧電糸
1A,2A…圧電カバリング糸
3…普通糸
10…圧電フィルム
11…圧電繊維
12…芯糸
13…樹脂繊維
22,23,24,25A,25B,26…塊
30…綿
31,32,33,34,35,36…圧電糸
41…発泡材
50…ストラップ
100,100A…布
101,102,103,104,105,106…不織部材
201…マスク
202…クッション
900,900A…延伸方向
910A…第1対角線
910B…第2対角線

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