CN110382079B - 过滤件和空调装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的特征在于：具备通过伸缩来产生电荷的多个压电纤维，形成有第1主面(21)和位于第1主面(21)的相反侧的第2主面(22)，至少在第1主面(21)侧配置有通过伸缩来产生负电荷的多个第1压电纤维(31)。

Description

过滤件和空调装置
技术领域
本发明的一个实施方式涉及过滤件和空调装置。
背景技术
以往，对于具有抗菌性的过滤件，完成有多个提案(参照专利文献1)。在专利文献1中记载的口罩用过滤件将具有粘性的药剂涂覆于设置有在厚度方向上开口的网眼的网状面料，从而在网状面料附加粘着力，并使活性炭粒子附着于附加了粘着力的网状面料而完成。
专利文献1:日本特开2006-320491号公报
在专利文献1记载的口罩用过滤件中，在尘、菌等微粒子的去除的方面尚有改善的余地。
发明内容
因此，本发明的一个实施方式的目的在于提供一种能够高效地去除微粒子的过滤件和空调装置。
本发明的一个实施方式所涉及的过滤件的特征在于：具备通过伸缩来产生电荷的多个压电纤维，形成有第1主面和位于该第1主面的相反侧的第2主面，至少在上述第1主面侧配置有通过伸缩来产生负电荷的多个第1压电纤维。
在本发明的一个实施方式所涉及的过滤件中，若在使用时使之伸缩，则在第1主面侧产生负电荷。一般细菌和真菌等带负电。因此能够反弹接近第1主面侧的细菌和真菌等。另外，能够吸附并捕集带正电的微粒子。由此，能够防止细菌和真菌等向过滤件的内部侵入。此外，本发明的一个实施方式所涉及的压电纤维是包括产生负电荷的多个第1压电纤维和产生正电荷的多个第2压电纤维中的至少任一者在内的概念。
另外，以往，公知有能够通过电场抑制细菌和真菌等的增殖(例如，参照土户哲明、高丽宽纪、松冈英明、小泉淳一著，讲谈社：微生物控制－科学和工学。另外，例如，参照高木浩一，高电压/等离子体技术向农业/食品领域的应用，J.HTSJ，Vol.51，No.216)。另外，存在因产生该电场的电位，使电流在由湿气等形成的电流路径、或由局部的微观放电现象等形成的电路中流动的情况。可以考虑利用该电流将菌弱化从而抑制菌的增殖。在本发明的一个实施方式所涉及的过滤件中，具备通过伸缩来产生负电荷的多个第1压电纤维，因此在纤维与纤维之间、或在接近人体等具有规定电位(包括接地电位)的物体的情况下，产生电场。或者，多个第1压电纤维经由汗等水分，使电流在纤维与纤维之间、或在接近人体等具有规定电位(包括接地电位)的物体的情况下流动。
因此，在本发明的一个实施方式所涉及的过滤件中多个第1压电纤维因以下那样的理由发挥抗菌效果。在应用于接近人体等具有规定电位的物体来使用的物体(衣料、鞋类、或口罩等医疗用品)的情况下，通过产生的电场或电流的直接的作用，在用于菌的细胞膜、菌的生命维持的电子传递系统中发生障碍，从而灭杀菌，或将菌本身弱化。并且，存在利用电场或电流水分中所包含的氧变化为活性氧簇的情况，或存在因由电场或电流的存在所引起的应激环境而在菌的细胞内生成氧自由基的情况，通过上述情况下的经历这些自由基类的活性氧簇的作用，将菌灭杀或弱化。另外，也存在综合上述的理由产生抗菌效果的情况。此外，在本发明中所说的“抗菌”是包括抑制菌的产生的效果和灭杀菌的效果双方在内的概念。
另外，由于使用压电体，因此通过压电产生电场，所以不需要电源，也不会触电。另外，压电体的寿命比由药剂等形成的抗菌效果持续得长。并且，与药剂相比，产生过敏反应的可能性较低。
本发明的一个实施方式所涉及的过滤件的特征在于：具备通过伸缩来产生电荷的多个压电纤维，形成有第1主面和位于该第1主面相反侧的第2主面，至少在上述第2主面侧配置有通过伸缩来产生正电荷的多个第2压电纤维。
在本发明的一个实施方式所涉及的过滤件中，若在使用时使之伸缩，则在第2主面侧产生正电荷。因此能够吸附接近第2主面侧的细菌和真菌等。另外，能够反弹带正电的微粒子。由此，能够防止细菌和真菌等向过滤件的内部侵入。
本发明的一个实施方式所涉及的空调装置的特征在于：具备上述过滤件、吸气口、排气口以及使上述吸气口与上述排气口连通的连通路，上述过滤件配置于上述连通路。
在本发明的一个实施方式所涉及的空调装置中，由于具备上述过滤件，因此能够吸附花粉和黄砂等微粒子。
根据该发明，能够实现可以高效地去除微粒子的过滤件和空调装置。
附图说明
图1的(A)是表示第1压电纤维的结构的图，图1的(B)是图1的(A)的A-A线处的剖视图，图1的(C)是表示第2压电纤维的结构的图，图1的(D)是图1的(C)的B-B线处的剖视图。
图2的(A)和图2的(B)是表示聚乳酸的单轴拉伸方向、电场方向以及压电纱线的变形之间的关系的图。
图3的(A)是图示在向第1压电纤维施加了张力时在各压电纤维产生的剪应力(剪切应力)的图，图3的(B)是图示在向第2压电纤维施加了张力时在各压电纤维产生的剪应力(剪切应力)的图。
图4的(A)是表示第1压电纤维和第2压电纤维上的电位的图，图4的(B)是表示电场的图。
图5的(A)是第1实施方式所涉及的抗菌口罩的构造的示意图，图5的(B)是第2实施方式所涉及的抗菌口罩的构造的示意图。
图6是第3实施方式所涉及的抗菌口罩的构造的示意图。
图7的(A)是第4实施方式所涉及的抗菌口罩的构造的示意图，图7的(B)是第5实施方式所涉及的抗菌口罩的构造的示意图。
图8是第6实施方式所涉及的抗菌口罩的构造的示意图。
图9的(A)是第7实施方式所涉及的抗菌纱布的构造的示意图，图9的(B)是第8实施方式所涉及的抗菌纱布的构造的示意图，图9的(C)是第9实施方式所涉及的抗菌纱布的构造的示意图。
图10的(A)是第10实施方式所涉及的过滤件的示意图，图10的(B)和图10的(C)是图10的(A)的C-C线处的切断部端面图。
图11的(A)～11的(D)是第10实施方式所涉及的过滤件的构造的示意图。
图12的(A)是第10实施方式所涉及的过滤件的变形例1的示意图，图12的(B)和图12的(C)是图12的(A)的D-D线处的切断部端面图。
图13的(A)是第10实施方式所涉及的过滤件的变形例2的示意图，图13的(B)和图13的(C)是图13的(A)的E-E线处的切断部端面图。
图14的(A)是第10实施方式所涉及的过滤件的变形例3的示意图，图14的(B)和图14的(C)是图14的(A)的F-F线处的切断部端面图。
图15是在空调装置中使用过滤件的情况的示意图。
具体实施方式
图1的(A)是表示第1压电纤维的结构的图，图1的(B)是图1的(A)的A-A线处的剖视图，图1的(C)是表示第2压电纤维的结构的图，图1的(D)是图1的(C)的B-B线处的剖视图。此外，在图1的(A)～图1的(D)中，作为一个例子示出有将7根压电纱线100捻成的压电纤维，但压电纱线100的根数并不局限于此，实际上，可鉴于用途等适当地进行设定。另外，压电纤维并不局限于将多个压电纱线捻合而成的纤维，也可以是在成为芯纱或轴芯的空间卷绕上压电薄膜的包芯纱。并且，为了便于说明，先对构成过滤件的压电纤维和构成压电纤维的压电纤维进行说明后，再对过滤件进行说明。
压电纱线100是通过伸缩来产生电荷的压电纤维(电荷产生纱线)的一个例子。压电纱线100由功能性高分子、例如压电性聚合物构成。作为压电性聚合物例如能够举出聚乳酸(PLA)。另外，聚乳酸(PLA)是不具有热电性的压电性聚合物。聚乳酸通过被单轴拉伸而产生压电性。在聚乳酸中有L型单体聚合的PLLA和D型单体聚合的PDLA。此外，压电纱线100只要不阻碍功能性高分子的功能还可以包含功能性高分子以外的物质。
聚乳酸是手性高分子，主链具有螺旋构造。若被单轴拉伸并且分子取向，则聚乳酸表现出压电性。并且若在热处理的基础上提高结晶化度，则压电常数变高。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轴的双方正交的方向定义为第2轴后，由被单轴拉伸的聚乳酸构成的压电纱线100作为压电应变常数而具有d14和d25的张量成分。因此，聚乳酸在相对于被单轴拉伸的方向成45度的方向上产生了应变的情况下最高效地产生电荷。
图2的(A)和图2的(B)是表示聚乳酸的单轴拉伸方向、电场方向以及压电纱线100的变形之间的关系的图。如图2的(A)所示，压电纱线100若在第1对角线910A的方向上收缩，并在与第1对角线910A正交的第2对角线910B的方向上伸长，则在从纸面的背面侧朝向表面侧的方向上产生电场。即，压电纱线100在纸面表面侧产生负电荷。如图2的(B)所示，压电纱线100在第1对角线910A的方向上伸长，并在第2对角线910B的方向上收缩的情况下，也产生电荷，但极性为相反，在从纸面的表面朝向背面侧的方向上产生电场。即，压电纱线100在纸面表面侧产生正电荷。
聚乳酸因由拉伸引起的分子的取向处理而产生压电性，因此无需如PVDF等其他的压电性聚合物或压电陶瓷那样进行极化处理。被单轴拉伸的聚乳酸的压电常数为5～30pC/N程度，在高分子中具有非常高的压电常数。并且，聚乳酸的压电常数不会随时间推移而变动，极其稳定。
压电纱线100是剖面为圆形状的纤维。压电纱线100例如通过以下手法来制造：将压电性高分子挤出成型而纤维化的手法；将压电性高分子熔融纺丝而纤维化的手法(例如包括将纺丝工序与拉伸工序分开进行的纺丝/拉伸法、连结纺丝工序与拉伸工序的直拉伸法、假捻工序也能够同时进行的POY-DTY法、或谋求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，包括将成为原料的聚合物溶解于溶剂并从喷嘴挤出而纤维化那样的相分离法或干湿纺丝法、保持含有溶剂的状态呈凝胶状地均匀地纤维化那样的凝胶纺丝法、或使用液晶溶液或熔体从而纤维化的液晶纺丝法等)而纤维化的手法；或将压电性高分子通过静电纺丝纤维化的手法等。此外，压电纱线100的剖面形状并不局限于圆形。
这样，第1压电纤维31和第2压电纤维32构成将多个PLLA的压电纱线100捻成的纱线(复丝纱线)。第1压电纤维31是将压电纱线100向右旋转来加捻而成的右旋转纱线(以下，称为S纱线)。另一方面，第2压电纤维32是将压电纱线100向左旋转来加捻而成的左旋转纱线(以下，称为Z纱线)。
各压电纱线100的拉伸方向900与各自的压电纱线100的轴向一致。对于第1压电纤维31而言，压电纱线100的拉伸方向900为相对于第1压电纤维31的轴向向左倾斜的状态。另一方面，对于第2压电纤维32而言，压电纱线100的拉伸方向900为相对于第2压电纤维32的轴向向右倾斜的状态。拉伸方向900相对于第1压电纤维31或第2压电纤维32的轴向的倾斜的角度取决于第1压电纤维31或第2压电纤维32的捻绕次数。因此，第1压电纤维31和第2压电纤维32通过调整捻绕次数，能够调整压电纱线100相对于第1压电纤维31和第2压电纤维32的轴向的倾斜的角度。
图3的(A)图示了在第1压电纤维施加了张力时在各压电纤维产生的剪应力(剪切应力)，图3的(B)图示了在第2压电纤维施加了张力时在各压电纤维产生的剪应力(剪切应力)。
如图3的(A)所示，在向S纱线的第1压电纤维31施与了张力的情况下，第1压电纤维31的表面为图2的(A)所示的那样的状态。因此，在第1压电纤维31的表面产生负电荷，在内侧产生正电荷。另一方面，如图3的(B)所示，在向Z纱线的第2压电纤维32施与了张力的情况下，第2压电纤维32的表面为图2的(B)所示的那样的状态。因此，在第2压电纤维32的表面产生正电荷，在内侧产生负电荷。
第1压电纤维31和第2压电纤维32因由该电荷产生的电位差而产生电场。该电场也泄漏到附近的空间并与其他的部分形成耦合电场。另外，在第1压电纤维31或第2压电纤维32产生的电位在与具有接近的规定的电位的物体、例如人体等具有规定的电位(包括接地电位)的物体接近的情况下，使第1压电纤维31或第2压电纤维32与该物体之间产生电场。
以往，公知有能够利用电场来抑制细菌和真菌的增殖这一情况(例如，参照土户哲明、高丽宽纪、松冈英明、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/等离子体技术向农业/食品领域的应用，J.HTSJ，Vol.51，No.216)。另外，存在因产生该电场的电位，电流在由湿气等形成的电流路径、或由局部的微观放电现象等形成的电路中流动的情况。可以考虑利用该电流将菌弱化从而抑制菌的增殖。此外，在本实施方式中所说的菌包括细菌、真菌或螨虫、跳蚤等微生物在内。
因此，第1压电纤维31利用在第1压电纤维31的附近形成的电场，或利用自身在与人体等具有规定的电位的物体接近的情况下产生的电场，直接发挥抗菌效果。或者，第1压电纤维31在经由汗等水分而与接近的其他的纤维或人体等具有规定的电位的物体接近的情况下使电流流动。存在利用该电流直接地发挥抗菌效果的情况。或存在利用通过电流或电压的作用水分所包含的氧变化而成的活性氧簇、还通过与纤维中所包含的添加材料的相互作用或催化剂作用产生的自由基簇、或者其他的抗菌性化学种(胺衍生物等)间接地发挥抗菌效果的情况。或者，存在因由电场或电流的存在引起的应激环境在菌的细胞内生成氧自由基的情况，由此存在第1压电纤维31间接地发挥抗菌效果的情况。另外，与第1压电纤维31相同，第2压电纤维32也能够直接地或间接地发挥抗菌效果。作为自由基，可以考虑超氧阴离子自由基(活性氧)或羟基自由基的产生。此外，在本实施方式中所说的“抗菌”是包含抑制菌的产生的效果与灭杀菌的效果的双方在内的概念。
图4的(A)是表示第1压电纤维和第2压电纤维中的电位的图，图4的(B)是表示电场的图。此外，在图4的(A)和图4的(B)中，作为一个例子示出有将7根压电纱线捻成的压电纤维。
在第1压电纤维31(S纱线)和第2压电纤维32(Z纱线)由PLLA形成的情况下，单独对第1压电纤维31而言，在施加了张力时表面为负的电位，第1压电纤维31的内部为正的电位。单独对第2压电纤维32而言，在施加了张力时表面为正的电位，第2压电纤维32的内部为负的电位。
这里，若使作为S纱线的第1压电纤维31与作为Z纱线的第2压电纤维32接近，则能够在第1压电纤维31与第2压电纤维32之间产生比较强的电场。例如Z纱线的中心部为负的电位，S纱线的中心部为正的电位，并使接近的部分(表面)为同电位。在该情况下，第1压电纤维31与第2压电纤维32的接近部为0V，第1压电纤维31的内部的正的电位变得更高，以保持原来的电位差。相同地，第2压电纤维32的内部的负的电位变得更低。
在第1压电纤维31的剖面中，主要形成从中心朝向外的电场，在第2压电纤维32的剖面中，主要形成从中心朝向内的电场。在使第1压电纤维31与第2压电纤维32接近的情况下，这些电场向空气中漏出并耦合，从而在第1压电纤维31与第2压电纤维32之间形成电场电路。即，各个位置的电位差由通过纤维彼此复杂地缠绕而形成的电场耦合电路、或由通过水分等在纱线中偶然形成的电流路径形成的电路来定义。
图5的(A)是第1实施方式所涉及的抗菌口罩的构造的示意图，图5的(B)是第2实施方式所涉及的抗菌口罩的构造的示意图。
如图5的(A)所示，第1实施方式所涉及的抗菌口罩51具备过滤件101。此外，在图中，在抗菌口罩中仅示出过滤件，省略后面的部分。以下，在从第2实施方式到第6实施方式的说明中也一样。
过滤件101例如形成为长方形的形状，用以覆盖人的嘴、鼻子。过滤件101形成有第1主面21和位于第1主面21相反侧的第2主面22。在抗菌口罩51中，第2主面22位于使用者U侧。此外，过滤件101的形状并不局限于长方形，也可以是菱形、多边形、圆形、椭圆形。
过滤件101具备外层11和内层12。外层11配置于在第1主面21侧，内层12配置于第2主面22侧。在第1主面21侧的外层11，配置有多个第1压电纤维31。例如，外层11包括将第1压电纤维31作为编织线使用所编织成的编织物、具备第1压电纤维31的无纺布、或将第1压电纤维31织入的织物等在内。
构成过滤件101的纱线也可以具备在表面产生负电荷的除了第1压电纤维31以外的纱线。通过调节第1压电纤维31的使用量，能够根据用途调节所产生的电荷的极性的所占比例等。通常，与棉纱等相比，压电纤维的肌肤触感较差，因此存在若用户穿着则刺激皮肤的情况。因此，通过在过滤件101使用一部分不产生电荷的纱线(棉纱等)，过滤件101的肌肤触感会变好，从而会缓和对皮肤的刺激。
在过滤件101上使用压电体，因此能够通过压电来产生电场。因此，在过滤件101上不需要电源，从而不会触电。另外，压电体的寿命持续得比药剂等的抗菌效果长。另外，与药剂相比，产生过敏反应的可能性较低。
若在使用时拉伸过滤件101，则在外层11中的第1压电纤维31的表面产生负电荷。若带负电的细菌和真菌等81接近第1主面21侧，则利用第1压电纤维31产生的负电荷反弹细菌和真菌等81。由此，能够防止细菌和真菌等81向过滤件101的内部侵入。
此外，过滤件101也可以全部由第1压电纤维31构成。另外，过滤件101也可以在由普通布构成的过滤件的四周以框状附加于由第1压电纤维31构成的过滤件。在以框状设置由第1压电纤维31构成的过滤件的情况下，位于中央部的普通布容易吸附细菌和真菌等81。由此，没能被第1压电纤维31反弹出去的细菌和真菌等81吸附于普通布，由此能够防止向体内导入。
此外，过滤件101也可以不是整体均匀地形成。例如构成为：使过滤件101的面料的孔眼的粗细为，在中央部较粗，并且随着朝向端部而变致密。另外，也可以是，过滤件101通过将普通布与第1压电纤维31组合成拼接状从而局部地配置第1压电纤维31。
在过滤件101中组合了普通布的情况下，与全部由第1压电纤维31构成的情况相比，从过滤件101整体产生的负电荷变小，因此反弹细菌和真菌等81的效果变弱。然而，也存在第1压电纤维31使细菌和真菌等81在普通布处形成附着之前被反弹的情况，因此能够起到一定程度的抗菌效果。另外，在过滤件101中组合了普通布的情况下，普通布的吸湿性优异，因此不仅能够确保抗菌效果，还能够确保通气性。
在过滤件101中组合了普通布的情况下，优选普通布与第1压电纤维31的比例是，以面积比计，为2：8～8：2之间。通过过滤件101包含规定的比例的普通布，能够一定程度地吸附细菌和真菌等81，并且能够确保通气性。另外，通过过滤件101包含规定的比例的第1压电纤维31，能够充分地反弹细菌和真菌等81。
此外，抗菌口罩51并不局限于覆盖人的嘴、鼻子那样的一般的口罩的形状，例如也可以是仅覆盖人的嘴那样的形状。防止细菌和真菌等81向嘴侵入。另外，过滤件101反弹周围的细菌和真菌等81，因此防止鼻子的周围的细菌和真菌等81向鼻子侵入。由此，在使用了这样的形状的抗菌口罩51的情况下，不仅防止细菌和真菌等81向嘴、鼻子的侵入，还由于鼻子向外部露出，因此令使用者容易呼吸。
此外，用于过滤件101的第1压电纤维31也可以包含所产生的电荷的大小不同的纱线。在细菌和真菌等81附着于过滤件101的情况下，在过滤件101中产生电位差，从而能够获得基于产生的电位差的抗菌效果。产生的电荷的大小不同的纱线，可以是将捻绕次数不同的纱线组合而得的纱线，可以是将在1根纱线中捻绕次数局部不同的纱线组合而得的纱线，还也可以是将其双方组合而得的纱线。
以下，对第2实施方式所涉及的抗菌口罩进行说明。在第2实施方式所涉及的抗菌口罩的说明中，仅对与第1实施方式不同的点进行说明，对于相同的点省略说明。
如图5的(B)所示，第2实施方式所涉及的抗菌口罩52具备过滤件102。过滤件102具备外层11和内层12。在第2主面22侧的内层12配置有多个第2压电纤维32。
若在使用时拉伸过滤件102，则在内层12中的第2压电纤维32的表面产生正电荷。若从使用者U排出的带负电的细菌和真菌等81接近第2主面22侧，则利用第2压电纤维32产生的正电荷将细菌和真菌等81吸附于内层12。由此，能够防止从使用者U排出的细菌和真菌等81通过呼吸等再次向使用者U吸入或附着这种情况。另外，使细菌和真菌等81向过滤件102吸附过一次，因此能够针对由在过滤件102中产生的电荷捕获的菌和真菌等81高效地起到抗菌效果。
另外，能够仅在拉伸了过滤件102时，使正电荷在过滤件102产生。在使用时以外情况，例如在保管中不产生正电荷。因此，通过在保管中产生正电荷，能够防止不必要的细菌和真菌等81附着于过滤件102。
此外，过滤件102也可以全部由第2压电纤维32构成。另外，过滤件102也可以将由第2压电纤维32构成的过滤件以框状附加于由普通布构成的过滤件的周围。在以框状设置由第2压电纤维32构成的过滤件的情况下，位于中央部的普通布容易吸附细菌和真菌等81。由此，未被第2压电纤维32完全吸附的细菌和真菌等81吸附于普通布，由此还能够防止向体内导入。
在过滤件102中组合了普通布的情况下，与全部由第2压电纤维32构成的情况相比，由过滤件102整体产生的正电荷变小，因此吸附细菌和真菌等81的效果变弱。然而，普通布的吸湿性优异，因此在过滤件102中组合了普通布的情况下，能够确保通气性。
在过滤件102中组合了普通布的情况下，优选普通布与第2压电纤维32的比例为，以面积比计，为2：8～8：2之间。通过过滤件102包含规定的比例的普通布，能够确保通气性。另外，通过过滤件102包含规定的比例的第2压电纤维32，也能够获得充分地吸附细菌和真菌等81的效果。
此外，抗菌口罩52也可以是仅覆盖人的嘴那样的形状。通过吸附从人的嘴喷出的细菌和真菌等81，防止它们再次向嘴侵入。另外，过滤件102吸附周围的细菌和真菌等81，因此防止鼻子的周围的细菌和真菌等81向鼻子侵入。由此，在使用了这样的形状的抗菌口罩52的情况下，不仅防止细菌和真菌等81向嘴、鼻子的侵入，还由于鼻子向外部露出，因此令使用者容易呼吸。
此外，用于过滤件102的第2压电纤维32也可以包含产生的电荷的大小不同的纱线。在细菌和真菌等81附着于过滤件102的情况下，在过滤件102中产生电位差，从而能够获得基于产生的电位差的抗菌效果。产生的电荷的大小不同的纱线，可以是将捻绕次数不同的纱线组合而得的纱线，可以是将1根纱线中捻绕次数局部不同的纱线组合而得的纱线，还可以是将其双方组合而得的纱线。
以下，对第3实施方式所涉及的抗菌口罩进行说明。图6是第3实施方式所涉及的抗菌口罩的构造的示意图。在第3实施方式所涉及的抗菌口罩53的说明中，仅对与第1实施方式不同的点进行说明，对于相同的点省略说明。
如图6所示，第3实施方式所涉及的抗菌口罩53具备过滤件103。过滤件103具备外层11和内层12。在第1主面21侧的外层11配置有多个第1压电纤维31。在第2主面22侧的内层12配置有多个第2压电纤维32。
若在使用时拉伸过滤件103，则在内层12中的第2压电纤维32的表面产生正电荷。由此，能够防止从使用者U排出的细菌和真菌等81通过呼吸等向再次使用者U吸入或附着。另外，使细菌和真菌等81向过滤件103吸附过一次，因此能够针对由在过滤件103中产生了的电荷捕获的菌和真菌等81高效地起到抗菌效果。
与此同时，若拉伸过滤件103，则在外层11中的第1压电纤维31的表面产生负电荷。由此，能够防止细菌和真菌等81向过滤件103的内部侵入。
此外，也可以与用于过滤件101的第1压电纤维31或用于过滤件102的第2压电纤维32相同，用于过滤件103的第1压电纤维31和第2压电纤维32包含产生的电荷的大小不同的纱线。
以下，对第4实施方式和第5实施方式所涉及的抗菌口罩进行说明。图7的(A)是第4实施方式所涉及的抗菌口罩的构造的示意图，图7的(B)是第5实施方式所涉及的抗菌口罩的构造的示意图。在第4实施方式和第5实施方式所涉及的抗菌口罩的说明中，仅对与第3实施方式不同的点进行说明，对于相同的点省略说明。
如图7的(A)所示，第4实施方式所涉及的抗菌口罩54具备过滤件104。过滤件104具备外层11和内层12。在第1主面21侧的外层11配置有多个第1压电纤维31。在第2主面22侧的内层12配置有多个第1压电纤维31和多个第2压电纤维32。
若在使用时拉伸过滤件104，则在内层12中的第2压电纤维32的表面产生正电荷。由此，能够防止从使用者U排出的细菌和真菌等81通过呼吸等再次向使用者U吸入或附着。与此同时在内层12中的第1压电纤维31的表面产生负电荷。在内层12中正电荷与负电荷一起产生，因此在第1压电纤维31与第2压电纤维32之间产生比较大的电压。由此针对在内层12吸附的细菌和真菌等81，能够更高效地起到抗菌效果。
如图7的(B)所示，第5实施方式所涉及的抗菌口罩55具备过滤件105。过滤件105具备外层11和内层12。在第1主面21侧的外层11配置有多个第1压电纤维31和多个第2压电纤维32。在第2主面22侧的内层12配置有多个第2压电纤维32。
若在使用时拉伸过滤件105，则在外层11中的第1压电纤维31的表面产生负电荷。由此，能够防止细菌和真菌等81向过滤件105的内部侵入。与此同时在外层11中的第2压电纤维32的表面产生正电荷。在外层11中正电荷与负电荷一起产生，因此在第1压电纤维31与第2压电纤维32之间产生比较大的电压。由此针对在外层11未被反弹而残留的细菌和真菌等81，能够更高效地起到抗菌效果。另外，针对在内层12吸附的细菌和真菌等81，能够更高效地起到抗菌效果。
以下，对第6实施方式所涉及的抗菌口罩进行说明。图8是第6实施方式所涉及的抗菌口罩的构造的示意图。在第6实施方式所涉及的抗菌口罩的说明中，仅对与第3实施方式不同的点进行说明，对于相同的点省略说明。
如图8所示，第6实施方式所涉及的抗菌口罩56具备过滤件106。过滤件106具备外层11、内层12以及中间层13。中间层13配置于外层11与内层12之间。在中间层13配置有多个第1压电纤维31和多个第2压电纤维32。
若在使用时拉伸过滤件106，则在内层12中的第2压电纤维32的表面产生正电荷。在内层12利用第2压电纤维32产生的正电荷将细菌和真菌等81吸附于内层12。另外，在中间层13中正电荷和负电荷一起产生，因此在第1压电纤维31与第2压电纤维32之间产生比较大的电压。由此，针对吸附于内层12或者在外层11未被反弹而残留的细菌和真菌等81，能够更高效地起到抗菌效果。
以上那样的过滤件101～106除了口罩以外能够用于各种衣料或医疗部件等制品。例如，过滤件101～106能够用于贴身衣物(特别是袜子)、毛巾、鞋和靴子等的鞋垫、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、净水器、空调或空气净化器的过滤件等、布制玩具、宠物相关商品(宠物用垫、宠物用服装、宠物用服装的里子)、各种垫产品(脚、手或坐便等)、窗帘、厨房用品(海绵或抹布等)、座椅(车、火车或飞机等的座椅)、摩托车用头盔的缓冲材料和其外装材料、沙发、绷带、纱布、缝合线、医生和患者的服装、护腕、卫生用品、运动用品(衣物和手套的里子、或者在武道中使用的护具等)、或包装材料等。
衣料中特别是袜子(或护腕)由于歩行等动作，沿着关节必然产生伸缩，因此过滤件101～106高频度地产生电荷。另外，袜子吸收汗等水分从而成为菌增殖的温床，但过滤件101～106能够抑制菌的增殖，因此作为用于防臭的菌对策用途，产生显著的效果。
另外，过滤件101～106也能够作为除了人类之外的动物的身体表面的菌抑制方法来使用，也可以构成为：配置为使包含压电体的布与动物的皮肤的至少局部对置，利用在向上述压电体施加了外力时产生的电荷，抑制与上述布对置的上述动物的身体表面的菌的增殖。由此，能够以简单的方法与药剂等的使用相比安全性较高地抑制动物的身体表面的菌的增殖从而治疗动物的身体表面的发癣菌。
此外，在WO2015/159832中公开有对使用多个压电纱线和导电纱线形成编织物或织物并对它们施加位移这一情况进行传感检测的转换器。在该情况下，导电纱线全部与探测电路连接，针对一根压电纱线必定存在成对的导电纱线。在WO2015/159832中，在压电纱线产生了电荷时，电子在导电纱线中移动，从而立即中和在压电纱线中产生的电荷。在WO2015/159832中，探测电路捕捉由该电子的移动引起的电流并作为信号输出。因此在该情况下，产生的电位立即被消除，因此在压电纱线与导电纱线之间、和压电纱线与压电纱线之间不会形成较强的电场，从而不会发挥抗菌效果。
以下，在上述医疗部件中举出纱布为例进行说明。图9的(A)是第7实施方式所涉及的抗菌纱布的构造的示意图，图9的(B)是第8实施方式所涉及的抗菌纱布的构造的示意图，图9的(C)是第9实施方式所涉及的抗菌纱布的构造的示意图。此外，在图9的(A)～图9的(C)中，仅示出主要的结构。另外，在第8实施方式和第9实施方式所涉及的抗菌纱布的说明中，对于与第7实施方式相同的结构省略说明。
如图9的(A)所示，第7实施方式所涉及的抗菌纱布107例如是创可贴等贴在皮肤S的伤口W的纱布。抗菌纱布107与过滤件101相同地具备外层11。
若在使用时拉伸抗菌纱布107，则在外层11中的第1压电纤维31的表面产生负电荷。由此，在外层11能够反弹细菌和真菌等81。另外，皮肤S的动物细胞带负电荷。在外层11的第1压电纤维31伸长时产生的负电荷与皮肤S的动物细胞带的负电荷相互排斥。因此，皮肤S的动物细胞不易紧贴抗菌纱布107。抗菌纱布107不易触及皮肤S的伤口W，通气性也会提高，因此能够加速伤口的愈合。另外，通过利用由第1压电纤维31产生的电荷刺激细胞，能够更快加速伤口的愈合。
如图9的(B)所示，第8实施方式所涉及的抗菌纱布108在抗菌纱布107的基础上还使中间层13层叠于外侧。中间层13具备第1压电纤维31和第2压电纤维32。
在中间层13中正电荷和负电荷一起产生，因此在第1压电纤维31与第2压电纤维32之间产生比较大的电压。针对血液、体液附着于抗菌纱布108并在外层11未被反弹而残留的细菌和真菌等81，能够高效地起到抗菌效果。由此，不仅能够反弹细菌和真菌等81，还能够抑制菌的增殖。
如图9的(C)所示，第9实施方式所涉及的抗菌纱布109与过滤件106相同地具备外层11、内层12以及中间层13。内层12具备第2压电纤维32。
若在使用时拉伸抗菌纱布109，则在内层12中的第2压电纤维32的表面产生正电荷。内层12的第2压电纤维32产生的正电荷与皮肤S的动物细胞带的负电荷相互吸引。因此，皮肤S的动物细胞紧贴于抗菌纱布109。因此，会影响相对的通气性，因此能够应对不优选干燥的患部。另外，通过利用由第2压电纤维32产生的电荷刺激细胞，能够更快加速伤口的愈合。
此外，本实施方式的过滤件101～106除了菌对策用途以外，也具有以下那样的用途。
(1)生物体作用压电纤维制品
在构成生物体的组织中具有压电性的情况较多。例如，构成人体的胶原蛋白是蛋白质的一种，富含于血管、真皮、韧带、腱、骨骼或软骨等。胶原蛋白是压电体，存在胶原蛋白取向后的组织表现出非常大的压电性的情况。对于骨骼的压电性已经完成有较多的报告(例如，参照深田荣一，生物体高分子的压电，高分子Vol.16(1967)No.9p795-800等)。因此，由具备第1压电纤维31或第2压电纤维32的过滤件产生电场，若该电场进行交变，或该电场的强度变化，则生物体的压电体因逆压电效应而产生振动。能够利用由第1压电纤维31和/或第2压电纤维32产生的交变电场或电场强度的变化，在生物体的一部分例如毛细血管、真皮施加微小的振动，从而促进该部分的血流的改善。由此可能会促进皮肤疾病、伤口等的治愈。因此，过滤件101～106作为生物体作用压电纤维制品发挥功能。
(2)物质吸附用压电纤维制品
如上述那样，第1压电纤维31在施与了外力的情况下产生负电荷。第2压电纤维32在施与了外力的情况下产生正电荷。因此，第1压电纤维31具有吸附具有正电荷的物质(例如花粉等粒子)的性质，第2压电纤维32吸附具有负电荷的物质(例如黄砂等有害物质等)。因此，具备第1压电纤维31和第2压电纤维32的过滤件103～106例如在用于口罩等医疗用品、或者、空调装置或空气净化机等空气调节装置用的过滤件的情况下，能够吸附花粉和黄砂等微粒子。以下，举例进行说明。
图10的(A)是第10实施方式所涉及的过滤件的示意图。图10的(B)和图10的(C)是图10的(A)的C-C线处的切断部端面图。图11的(A)～11的(D)是第10实施方式所涉及的过滤件的构造的示意图，并且是对该过滤件的变化进行说明的图。此外，在第10实施方式所涉及的过滤件的说明中，对于与先叙述的实施方式相同的结构省略说明。另外，在图10的(A)～图10的(C)中，仅示出构成过滤件的框架构件111、第1压电纤维31以及第2压电纤维32，对于普通纱线等其他的构成过滤件的结构省略示出。此外，框架构件111是本发明中的“保持部件”的一个例子。
第10实施方式所涉及的过滤件110例如作为空调机或空气净化机等的过滤件使用。如图10的(A)所示，过滤件110具备框架构件111和过滤件部112。过滤件部112固定于框架构件111。
过滤件部112是具备第1压电纤维31或第2压电纤维32的织物或无纺布等。例如，构成过滤件部112的经纱的一部分是第1压电纤维31，构成过滤件部112的纬纱的一部分是第2压电纤维32。这里为了便于说明，对过滤件部112构成为在不使用时主要产生正电荷，在伸长后主要产生负电荷的结构进行说明。此外，作为过滤件部112，也可以是仅正或负的任一种电荷的大小进行变化的结构。
如图10的(B)所示，过滤件部112在不使用时维持平坦的形状。也可以构成为：在不使用时，过滤件部112以在纬纱方向上施与张力的状态固定于框架构件111等固定部件。即，在第2压电纤维32伸长了的状态下固定于框架构件111等固定部件。在该情况下，例如，如图11的(A)所示，在使用时过滤件部112能够易于施与张力，从而产生正电荷。
过滤件部112若在使用时向用箭头表示的朝向受风，则如图10的(C)所示变形并且振动。过滤件部112的振动例如表示反复图10的(C)所示的状态与图10的(B)所示的状态。
若过滤件部112振动，则过滤件部112的第1压电纤维31和第2压电纤维32伸缩。此时，特别是作为经纱的第1压电纤维31较大地伸缩，因此容易产生负电荷。这样，若过滤件部112变形，则例如如图11的(B)所示，在过滤件部112中产生负电荷。由此，在上表面侧吸附过一次的尘82与过滤件部112间的吸附力变弱。因此，吸附于过滤件部112的尘82易于在过滤件部112移动。另外，过滤件部112在使用时不断地变形并且振动，因此电荷的产生状况持续变动。
这里，在过滤件部112的内部侧存在正电荷的情况下，如图11的(C)所示，尘82被牵引至内部侧。由此，过滤件部112能够将尘82保持于内部，同时通过振动还使正电荷在表面产生。因此，如图11的(D)所示，过滤件部112还能够将尘82吸附于表面。这样，过滤件部112能够通过振动长时间发挥吸附力。
此外，优选过滤件部112为离表面越近则孔眼越粗，并且离内部越近则孔眼越细的构造。过滤件110在过滤件部112的表面吸引尘82。其后，吸附于表面的尘82与过滤件部112的动作、电荷的产生状况的变动对应地进行移动。此时，若过滤件部112的表面较粗则尘82容易进入过滤件部112的内部。因此，过滤件部112容易将在过滤件部112的表面一次捕获的尘82向过滤件部112的内部导入。另外反之，过滤件部112能够使一次导入至过滤件部112的内部的尘82难以向过滤件部112的外部流出。由此，能够提高过滤件部112的保持尘82的效果。
此外，构成为：在图10中作为纬纱的第1压电纤维31在伸长时产生负电荷，作为经纱的第2压电纤维32在伸长时产生正电荷，但也可以将第2压电纤维32用于纬纱，另外将第1压电纤维31用于经纱。例如，在经纱和纬纱中都使用第1压电纤维31的情况下，能够在伸长时产生负电荷，在经纱和纬纱中都使用第2压电纤维32的情况下，能够在伸长时产生正电荷。
接下来，对第10实施方式所涉及的过滤件110的变形例1～3进行说明。图12的(A)是第10实施方式所涉及的过滤件的变形例1的示意图，图12的(B)和图12的(C)是图12的(A)的D-D线处的切断部端面图。图13的(A)是第10实施方式所涉及的过滤件的变形例2的示意图，图13的(B)和图13的(C)是图13的(A)的E-E线处的切断部端面图。图14(A)是第10实施方式所涉及的过滤件的变形例3的示意图，图14的(B)和图14的(C)是图14的(A)的F-F线处的切断部端面图。此外，在变形例1～3中，仅对与第10实施方式所涉及的过滤件110不同的点进行说明，此后省略说明。
如图12的(A)和图12的(B)所示，变形例1所涉及的过滤件120的框架构件121的形状与框架构件111不同。框架构件121形成为格子状。过滤件部122固定于框架构件121。因此，第1压电纤维31和第2压电纤维32以划分为细小的区域的状态固定于框架构件121。此外，框架构件121是本发明中的“保持部件”的一个例子。
如图12的(C)所示，在使用时，过滤件部122若沿用箭头表示的朝向受风，则变形并且振动。在框架构件121由与过滤件部122相比难以伸缩的材料形成的情况下，过滤件部122按照由框架构件121划分的区域振动。由此，过滤件部122的伸缩与过滤件部112相比，整体上较为均衡。
另外，在区域将框架构件121形成为均匀的格子状的情况下，按照格子的区域的过滤件部122的伸缩更为均匀。因此，作为过滤件部122整体均匀地产生电荷。因此，过滤件120能够在过滤件部122均匀地吸附尘82。因此，过滤件120能够防止过滤件部122的一部分堵塞。此外，通过变更框架构件121的材料、粗细等，能够使过滤件120适当地保持适合于使用状态的强度。
如图13的(A)所示，变形例2所涉及的过滤件130与变形例1相同地框架构件131的形状为格子状，但过滤件部132的形状不同。如图13的(A)和图13的(B)所示，过滤件部132立体地形成为从过滤件130的一主面133侧朝向另一主面134突出。过滤件部132的表面积立体地形成，因此与变形例1的过滤件部122相比，过滤件部132的表面积较大。此外，框架构件131是本发明中的“保持部件”的一个例子。
如图13的(C)所示，过滤件部132若沿用箭头表示的朝向受风，则变形并且振动。此时，过滤件部132的表面积较大，因此过滤件130与过滤件120相比能够吸附并保持更多的尘82。
如图14的(A)所示，变形例3所涉及的过滤件140的过滤件部142的形状与过滤件110不同。过滤件部142如图14的(A)和图14的(B)所示形成为波纹。因此，过滤件部142的表面积形成得较大，因此过滤件140能够吸附并保持更多的尘82。
另外，如图14的(C)所示，在使用时，过滤件部142若沿用箭头表示的朝向受风，则变形并且振动。此时，过滤件部142形成为波纹，因此与像过滤件110那样形成为平面状的情况相比，动作较大。由此，与过滤件110相比，过滤件140能够产生更大的电荷。即，与过滤件110相比，过滤件140在尘82的吸附力上变强。因此，与过滤件110相比，过滤件140能够更迅速地吸附并保持尘82。
并且，过滤件部142形成为波纹，因此还沿与用图14的(C)所示的箭头表示的朝向不同的朝向产生振动。例如，空气在过滤件部142中比受风的一侧凹陷的部位145处形成旋涡并移动，由此过滤件部142产生与图14的(C)所示的箭头垂直的方向的振动。由此，过滤件部142进行更复杂的动作，因此在过滤件部142的电荷的产生也更为复杂。因此，过滤件140更容易将在过滤件部142的表面一次捕获的尘82向过滤件部142的内部导入。
图15是在空调装置中使用过滤件的情况的示意图。在图15中将使用过滤件110的情况作为一个例子进行说明。空调装置150具备吸气口151、排气口152、以及使吸气口151与排气口152连通的连通路153。过滤件110例如配置于连通路153。由此，能够吸附在连通路153中流通的气体中的花粉和黄砂等微粒子。
此外，将导电体用于芯纱，将绝缘体卷绕于该导电体，并使电流在该导电体流动来产生电荷的结构也是产生电荷的纤维。但是，压电体通过压电产生电场，因此不需要电源，也不会触电。另外，压电体的寿命比药剂等的抗菌效果持续得长。另外，与药剂相比产生过敏反应的可能性较低。另外，由药剂特别是抗生素等引起的抗药菌的发现近年来成为较大的问题，但在本发明的杀菌方法中在机理上不可能产生抗药菌。
此外，作为在表面产生负电荷的纤维，除了使用PLLA的S纱线之外，也可以考虑使用PDLA的Z纱线。另外，作为在表面产生正电荷的纤维，除了使用PLLA的Z纱线之外，也可以考虑使用PDLA的S纱线。
此外，例示了使用PLLA作为在拉伸时在表面产生负电荷的纤维的S纱线、和使用PLLA作为在拉伸时在表面产生正电荷的纤维的Z纱线，但并不局限于该构造。例如，只要是在拉伸时在表面产生负电荷的纤维，也能够使用其他的纤维，代替第1压电纤维31。相同地，只要是在拉伸时在表面产生正电荷的纤维，也可以使用其他的纤维代替第2压电纤维32。反之，也能够使用在收缩时产生正电荷或负电荷的纤维。
另外在本实施方式中，只要在第1压电纤维31与第2压电纤维32之间产生电位差就能够获得效果。假如，即使是在第1压电纤维31和第2压电纤维32产生相同的极性的电荷的情况，只要各压电纤维的电荷的产生量不同，也能够获得相同的效果。例如，能够举出捻绕数不同的压电纤维的组合、长丝数量不同的压电纤维的组合、长丝直径不同的压电纤维的组合、压电常数不同的压电纤维的组合、或综合了这些条件的压电纤维的组合等。
此外，本实施方式所涉及的过滤件除了上述的实施方式以外，例如也能够适用于纱窗等。在纱窗等中，具备过滤件的网眼片以施与了张力的状态固定于框架。在稳定状态下过滤件维持被施与了张力的状态。因此，通过由外部环境产生的微小的振动等向过滤件施加张力，从而能够容易地起到抗菌效果等。
最后，本实施方式的说明在所有的方面应被认为是例示，而不是限制性的。本发明的范围不是由上述的实施方式，而是由权利要求的范围表示。并且，本发明的范围旨在包括与权利要求的范围等同的意义和在范围内的所有的变更。
附图标记说明
21…第1主面；22…第2主面；31…第1压电纤维(右旋转纱线：S纱线)；32…第2压电纤维(左旋转纱线：Z纱线)；51、52、53、54、55、56…抗菌口罩；101、102、103、104、105、106、110、120、130、140…过滤件；107、108、109…抗菌纱布(过滤件)。

Claims (5)

1.一种过滤件，其特征在于，
所述过滤件具有第1纤维层和与该第1纤维层邻接的第2纤维层，
所述过滤件具备通过伸缩来产生电荷的多个压电纤维，
所述过滤件形成有第1主面和位于该第1主面的相反侧的第2主面，
至少在所述第1主面侧配置有通过伸缩来产生负电荷的多个第1压电纤维，
所述第1压电纤维位于所述第1纤维层，
所述第1压电纤维包含所产生的电荷的大小不同的纱线，
所述第1压电纤维维持被施与了张力的状态固定于保持部件，因从固定于所述保持部件的状态开始伸缩而产生负电荷，
所述过滤件构成为，使过滤件的面料的孔眼的粗细为，在中央部较粗，并且随着朝向端部而变致密。
2.根据权利要求1所述的过滤件，其中，
所述过滤件是具有由所述第1压电纤维构成的经纱和由所述第1压电纤维构成的纬纱的布帛，
所述经纱和所述纬纱固定于保持部件。
3.一种过滤件，其特征在于，
所述过滤件具有第1纤维层和与该第1纤维层邻接的第2纤维层，
所述过滤件具备通过伸缩来产生电荷的多个压电纤维，
所述过滤件形成有第1主面和位于该第1主面的相反侧的第2主面，
至少在所述第2主面侧配置有通过伸缩来产生正电荷的多个第2压电纤维，
所述第1纤维层包含所述第2压电纤维，
所述第2压电纤维包含所产生的电荷的大小不同的纱线，
所述第2压电纤维维持被施与了张力的状态固定于保持部件，因从固定于所述保持部件的状态开始伸缩而产生正电荷，
所述过滤件构成为，使过滤件的面料的孔眼的粗细为，在中央部较粗，并且随着朝向端部而变致密。
4.根据权利要求3所述的过滤件，其中，
所述过滤件是具有由所述第2压电纤维构成的经纱和由所述第2压电纤维构成的纬纱的布帛，
所述经纱和所述纬纱固定于保持部件。
5.一种空调装置，其特征在于，
所述空调装置具备：
权利要求1～4中任一项所述的过滤件；
吸气口；
排气口；以及
使所述吸气口与所述排气口连通的连通路，
所述过滤件配置于所述连通路。
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