CN115398050A - 纱线和包含该纱线而成的结构物 - Google Patents

纱线和包含该纱线而成的结构物 Download PDF

Info

Publication number
CN115398050A
CN115398050A CN202180025780.3A CN202180025780A CN115398050A CN 115398050 A CN115398050 A CN 115398050A CN 202180025780 A CN202180025780 A CN 202180025780A CN 115398050 A CN115398050 A CN 115398050A
Authority
CN
China
Prior art keywords
yarn
surface potential
external force
generated
electric field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202180025780.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115398050B (zh
Inventor
宅见健一郎
藤堂良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of CN115398050A publication Critical patent/CN115398050A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115398050B publication Critical patent/CN115398050B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/45—Collecting-electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/02—Yarns or threads characterised by the material or by the materials from which they are made
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/44—Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
    • D02G3/447—Yarns or threads for specific use in general industrial applications, e.g. as filters or reinforcement
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
    • D02G3/44—Yarns or threads characterised by the purpose for which they are designed
    • D02G3/449—Yarns or threads with antibacterial properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/28—Plant or installations without electricity supply, e.g. using electrets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/60—Use of special materials other than liquids
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/04—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyesters, e.g. polyethylene terephthalate [PET]
    • D10B2331/041—Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyesters, e.g. polyethylene terephthalate [PET] derived from hydroxy-carboxylic acids, e.g. lactones
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/13—Physical properties anti-allergenic or anti-bacterial
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/16—Physical properties antistatic; conductive
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2505/00—Industrial
    • D10B2505/04—Filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/20—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances liquids, e.g. oils

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

本发明提供包含电场形成长丝而成的纱线。该纱线中，通过在该纱线的轴向上施加外力而产生正或负的表面电位，通过上述外力的维持或释放而产生受到控制的表面电位。

Description

纱线和包含该纱线而成的结构物
技术领域
本发明涉及纱线，更具体而言，涉及包含“电场形成长丝”(或能够通过表面电荷而形成电场的纤维)而成的纱线，该纱线通过在该纱线的轴向上施加外力而产生正或负的表面电位，通过这样的外力的“维持”或“释放”而产生“受到控制的表面电位”。另外，本发明还涉及包含这样的纱线而成的过滤器、布等结构物。
背景技术
迄今为止，在驻极体过滤器等中使用具有带电性的纤维材料(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014－188467号公报
发明内容
本申请发明人等注意到了之前的驻极体过滤器、特别是其中包含的具有带电性的纤维材料中存在需要克服的课题，发现需要为此进行改良。具体而言，本申请发明人等发现了以下的课题。
之前的驻极体过滤器通常利用其制造时施加的正负任一方的电荷(或电位)，通过其电力来捕集气体中的尘埃。
通过本申请发明人等的研究发现：尘埃的捕集效率(或集尘力)的急剧降低能够通过选择纤维材料而抑制到一定程度(例如专利文献1)，但是所施加的电荷(或电位)随着时间的推移而消失或减少，由这样的电荷 (或电位)产生的集尘力也都消失或减少。另外，还发现这样的集尘力不会再次恢复。
因此，本发明鉴于这样的课题，本发明的主要的目的在于提供能够在任意时间内保持所产生的电位或恢复所消失的电位等产生“受到控制的表面电位”的纱线。另外，本发明的目的还在于提供包含这样的纱线而成的过滤器、布等结构物。
本申请发明人等进行了深入研究，其结果发现一种纱线，其通过在包含电场形成长丝(或能够通过表面电荷而形成电场的纤维)而成的纱线的轴向上施加外力而产生正或负的表面电位后，“维持”或“释放”该外力，由此例如能够在任意时间内保持、消失(或缓和)所产生的表面电位、或者恢复所消失的表面电位、或者反转表面电位的极性，进而能够产生“受到控制的表面电位”。其结果，最终完成了能实现上述主要的目的的纱线的发明。
根据本发明，能够提供包含“电场形成长丝”而成的纱线，该纱线通过在这样的纱线的轴向上施加“外力”而产生正或负的表面电位，通过这样的外力的“维持”或“释放”而产生“受到控制的表面电位”(例如能够在任意时间内保持所产生的表面电位、或使表面电位、或恢复所消失的表面电位、或反转表面电位的极性的纱线)。另外，在本发明中，还能够提供包含这样的纱线而成的过滤器、布等结构物。
根据本发明，能够提供产生“受到控制的表面电位”的纱线、包含这样的纱线而成的过滤器、布等产品。
附图说明
图1(A)为表示纱线1(S纱线)的构成的图，图1(B)为图1(A) 的A－A线中的截面图，图1(C)为图1(A)的B－B线中的截面图。
图2(A)和图2(B)为表示聚乳酸的单轴拉伸方向、电场方向和电场形成长丝(或压电纤维)10的形变之间的关系的图。
图3(A)为表示纱线2(Z纱线)的构成的图，图3(B)为图3(A) 的A－A线中的截面图，图3(C)为图3(A)的B－B线中的截面图。
图4为示意性地表示在电场形成长丝10的周围具备电介质100的本发明的纱线的截面的截面图。
图5为示意性地表示本发明的一个实施方式涉及的纱线(Z纱线)的“受到控制的表面电位”的概念图。
图6为示意性地表示本发明的一个实施方式涉及的纱线(S纱线)的“受到控制的表面电位”的概念图。
图7为示意性地表示本发明的一个实施方式涉及的纱线(Z纱线)的表面电位的“消失”的概念图。
图8为示意性地表示本发明的一个实施方式涉及的纱线(Z纱线)的表面电位的“极性的反转”的概念图。
图9为示意性地表示本发明的一个实施方式涉及的纱线(Z纱线)的表面电位的“保持”的概念图。
图10为表示在实施例1中测定“纱线A”的表面电位的结果的图表。
图11为表示在实施例2中测定“纱线A”的表面电位的结果的图表。
图12为表示在实施例2中测定“纱线B”的表面电位的结果的图表。
图13为表示在实施例3中测定“纱线A”(预处理a)的表面电位的结果的图表。
图14为表示在实施例3中测定“纱线A”(预处理b)的表面电位的结果的图表。
图15为表示在实施例4中测定“纱线A”(预处理a)的表面电位的结果的图表。
图16为表示在实施例4中测定“纱线A”(预处理b)的表面电位的结果的图表。
图17为表示在实施例4中测定“纱线A”(预处理c)的表面电位的结果的图表。
具体实施方式
以下，对于本发明的一个实施方式涉及的纱线(以下有时也称为“本发明的纱线”或简称为“纱线”)进行详细说明。根据需要，参照图例进行说明，但是，图例中的各种要素仅仅是为了理解本发明而示意性且例示性展示，外观、尺寸比等与实物不同。
本发明的纱线是包含“电场形成长丝”(或能够通过表面电荷而形成电场的纤维)而成的，其特征在于，通过在这样的纱线的轴向上施加外力而产生正或负的表面电位，通过这样的外力的“维持”或“释放”而能够产生“受到控制的表面电位”。
除非另有说明，否则本说明书中提及的各种数值范围是指包含下限和 /或上限的数值。即，例如以1～10的数值范围为例，可以解释为包含下限值的“1”且包含上限值的“10”。
另外，也有对各种数值标注“约”或“左右”的情况，该“约”和“左右”的用语是指可以包含数％、例如±10％、±5％、±3％、±2％、±1％的波动。
以下，对于[纱线的基本构成]和[纱线的特征]进行详细说明。
[纱线的基本构成]
本发明的纱线是包含多个“电场形成长丝”而成的。电场形成长丝的数没有特别限制，例如，本发明的纱线中可以包含2根以上、2～500根、优选为10～350根、更优选为20～200根左右的电场形成长丝。
本发明中，“电场形成长丝”是指“能够通过来自外部的能量而产生电荷或电位并形成电场的纤维(长丝)”(以下，有时也称为“电荷产生纤维”或“电位产生纤维(长丝)”)。
电场形成长丝的尺寸(长度、粗细(直径)等)、形状(截面形状等) 没有特别限制。这样的具有电场形成长丝而成的本发明的纱线可以包含粗细不同的多个电场形成长丝。因此，本发明的纱线在长度方向上，直径可以是定值，也可以不是。
电场形成长丝可以是长纤维，也可以是短纤维。电场形成长丝例如可以具有0.01mm以上的长度(尺寸)。长度可以根据所期望的用途而适当选择。
电场形成长丝的粗细(直径)没有特别限制，依照电场形成长丝的长度，可以相同(定值)，也可以不同。电场形成长丝例如可以具有0.001μm (1nm)～1mm的粗细。粗细可以根据所期望的用途而适当选择。
电场形成长丝的形状、特别是截面形状没有特别限制，例如可以具有圆形、椭圆形、异形的截面。优选具有圆形的截面形状。
电场形成长丝优选包含以下材料而形成：具有光电效果的材料、具有热释电效果的材料、具有压电效果(由外力引起的极化现象)或压电性(给予机械应变时产生电压、或者、相反地在施加电压时产生机械应变的性质) 的材料(以下有时也称为“压电材料”或“压电体”)。其中，特别优选使用包含压电材料而成的纤维(以下有时也称为“压电纤维”)。由于压电纤维能够通过压电而形成电场，所以无需电源，也没有感电的风险。
应予说明，压电纤维中包含的压电材料的寿命例如相比于药剂等的抗菌效果持续更长。另外，这样的压电纤维引发过敏反应的可能性也低。
“压电材料”只要是具有压电效果或压电性的材料就可以没有特别限定地使用，可以是压电陶瓷等无机材料，也可以是聚合物等有机材料。
“压电材料”(或“压电纤维”)优选是包含“压电性聚合物”而成的。
作为“压电性聚合物”，可举出“具有热释电性的压电性聚合物”、“不具有热释电性的压电性聚合物”等。
“具有热释电性的压电性聚合物”一般是指由具有热释电性、且仅给予温度变化就能够在其表面产生电荷(或电位)的聚合物材料形成的压电材料。作为这样的压电性聚合物，例如可举出聚偏二氟乙烯(PVDF)等。特别优选能够通过人体的热能而在其表面产生电荷(或电位)的聚合物。
“不具有热释电性的压电性聚合物”一般是指由聚合物材料形成的、除上述“具有热释电性的压电性聚合物”之外的压电性聚合物。作为这样的压电性聚合物，例如可举出聚乳酸(PLA)等。作为聚乳酸，已知有L 型单体聚合而得的聚－L－乳酸(PLLA)、D型单体聚合而得的聚－D－乳酸(PDLA)等。
应予说明，本发明的纱线可以具有如下构成：作为电场形成长丝(或电荷产生纤维)，芯纱线使用导电体，在该导电体上卷绕(覆盖)绝缘体，对该导电体施加则产生电荷的构成。
本发明的纱线可以是仅将多个电场形成长丝简单合股而得的纱线(合股纱线)，也可以是加了捻度的纱线(捻合纱线)。应予说明，纱线的捻合方法没有特别限制，可以使用以往公知的方法。
例如，如图1(A)所示，纱线1也可以通过将多个电场形成长丝10 捻合而构成。在图1(A)所示的方式中，纱线1是将电场形成长丝10左旋加捻的左旋纱线(以下称为“S纱线”)，也可以是将电场形成长丝10 右旋加捻的右旋纱线(以下称为“Z纱线”)(例如，参照图3(A)的纱线2)。如此，本发明的纱线在捻合纱线的情况下，可以是“S纱线”和“Z 纱线”中任一者。
本发明的纱线中，电场形成长丝10的间隔为约0μm～约10μm，一般为5μm左右。应予说明，在电场形成长丝10的间隔为0μm的情况下，是指电场形成长丝彼此相互接触。
以下，为了详细说明本发明的纱线，作为一个例子，举出包含压电材料作为电场形成长丝而成且该压电材料为“聚乳酸”的方式，参照图1～图3更详细地说明本发明的纱线的例子。
能够用作压电材料的聚乳酸(PLA)为手性高分子，主链具有螺旋结构。聚乳酸中，如果单轴拉伸而使分子取向，则可以表现出压电性。进而，如果施加热处理来提高结晶度，则压电常数变高。可以通过这样提高结晶度来提高表面电位的值。
如图1(A)所示，包含经单轴拉伸聚乳酸而成的电场形成长丝(或压电纤维)10中，在将厚度方向定义为第1轴，将拉伸方向900定义为第3轴，将第1轴和第3轴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度的方向上产生应变的情况下，可以最有效地产生电荷(或电位)。
聚乳酸的数均分子量(Mn)例如为6.2×104，重均分子量(Mw)例如为1.5×105。应予说明，分子量不限于这些值。
图2(A)和图2(B)为表示聚乳酸的单轴拉伸方向、电场方向和电场形成长丝(或压电纤维)10的形变的关系的图。
如图2(A)所示，电场形成长丝10如果在第1对角线910A的方向上收缩，在与第1对角线910A正交的第2对角线910B的方向上拉伸，则可以在从纸面的背面侧朝向表面侧的方向上产生电场。即，电场形成长丝10可以在纸面表面侧产生负的电荷。如图2(B)所示，电场形成长丝 10在第1对角线910A的方向上伸长且在第2对角线910B的方向上收缩的情况下，也能够产生电荷(或电位)，但是极性变得相反，可以在从纸面的表面朝向背面侧的方向上产生电场。即，电场形成长丝10可以在纸面表面侧产生正的电荷。
聚乳酸中，由于利用拉伸的分子的取向处理而产生压电性，所以无需像聚偏二氟乙烯(PVDF)等其他压电性聚合物或压电陶瓷那样进行极化 (polling)处理。经单轴拉伸的聚乳酸的压电常数为5～30pC/N左右，在聚合物中具有非常高的压电常数。进而，聚乳酸的压电常数不会随时间变动，极其稳定。
电场形成长丝10优选为截面为圆形的纤维。电场形成长丝10例如可以通过如下方法而制造：将压电性聚合物进行挤出成型从而纤维化的方法、将压电性聚合物进行熔融纺丝从而纤维化的方法(例如包括：将纺丝工序和拉伸工序分别进行的纺丝·拉伸法、将纺丝工序和拉伸工序连接的直拉伸法、可以同时进行假捻工序的POY－DTY法、或实现了高速化的超高速纺丝法等)、利用干式或者湿式纺丝(例如包括：如使成为原料的聚合物溶解在溶剂后自喷嘴挤出而纤维化的相分离法或者干湿纺丝法、在包含溶剂的状态下均匀地纤维化成凝胶状的凝胶纺丝法、或使用液晶溶液或者熔体进行纤维化的液晶纺丝法等)将压电性聚合物纤维化的方法、或利用静电纺丝将压电性聚合物纤维化的方法等。应予说明，电场形成长丝 10的截面形状并不限定于圆形。
例如，图1所示的纱线1可以是将包含这样的聚乳酸而成的电场形成长丝10以多根加捻而成的纱线(复丝纱线)(S纱线)(加捻方法没有特别限制)。各电场形成长丝10的拉伸方向900与各自的电场形成长丝10 的轴向一致。因此，电场形成长丝10的拉伸方向900相对于纱线1的轴向，为向左倾斜的状态。应予说明，其角度依赖于加捻次数。
在对作为这样的S纱线的纱线1施加例如张力(优选轴向张力)或应力(优选轴向拉伸应力)作为“外力”的情况下，可以在纱线1的表面产生负(－)的电荷(或电位)，在其内侧产生正(+)的电荷(或电位)。
纱线1可以通过能够由该电荷产生的电位差而形成电场。该电场也可以漏出到附近的空间而与其它部分形成结合电场。另外，纱线1中产生的电位在与具有邻接的规定的电位、例如人体等规定的电位(包含接地电位) 的物体靠近的情况下，可以在纱线1与该物体之间产生电场。
接下来，参照图3，纱线2由于是Z纱线，所以电场形成长丝(或压电纤维)10的拉伸方向900相对于纱线2的轴向为向右倾斜的状态。应予说明，其角度依赖于纱线的加捻次数。
在对作为这样的Z纱线的纱线2施加例如张力(优选轴向张力)或应力(优选轴向拉伸应力)作为外力的情况下，可以在纱线2的表面产生正 (+)的电荷(或电位)，在其内侧产生负(－)的电荷(或电位)。
纱线2也可以通过能够由该电荷产生的电位差而形成电场。该电场也可以漏出到附近的空间而与其他部分形成结合电场。另外，纱线2中产生的电位在与具有邻接的规定的电位、例如人体等规定的电位(包含接地电位)的物体靠近的情况下，可以在纱线2与该物体之间产生电场。
进而，在作为S纱线的纱线1与作为Z纱线的纱线2靠近的情况下，可以在纱线1与纱线2之间产生电场。
在纱线1与纱线2中产生的电荷(或电位)的极性相互不同。各处的电位差可以根据由纤维彼此复杂地缠绕而形成的电场耦合电路或因水分等而在纱线中偶然地形成的电流通路而形成的电路来进行定义。
本发明的纱线并非限定性地解释为上述方式。另外，对于本发明的纱线的制造方法没有特别限定，也不限定于上述制造方法。
进而，本发明的纱线可以在电场形成长丝的周围设置“电介质”。例如，如图4的截面图中示意性地表示那样，电场形成长丝(或压电纤维) 10的周围可以设置有电介质100。
本发明中，“电介质”是指包含具有“介电性”(因电场而电正负极化 (或介电极化或电极化)的性质)的材料或物质而成的物质，在其表面可以储存电荷。
电介质可以存在于电场形成长丝的长轴方向和周向，也可以完全被覆电场形成长丝，也可以部分地被覆。应予说明，在电介质部分地被覆电场形成长丝的情况下，未被覆的部分中，电场形成长丝本身可以直接露出。
因此，电介质在电场形成长丝的长轴方向中可以整体地设置，也可以部分地设置。另外，电介质在电场形成长丝的周向中可以整体地设置，也可以部分地设置。
另外，电介质的厚度可以是均匀的，也可以是不均匀的(例如，参照图4)。
电介质可以存在于多个电场形成长丝之间，在该情况下，多个电场形成长丝之间也可以有不存在电介质的部分。另外，电介质中也可以存在气泡、空洞。
电介质只要包含具有介电性的材料或物质，就没有特别限定。作为电介质，可以使用主要在纤维产业中能够用作表面处理剂(或纤维处理剂) 而被知晓的介电性的材料(例如，油剂、抗静电剂等)。
本发明的纱线中，电介质优选是包含油剂而成的。作为油剂，可以使用能用作在电场形成长丝的制造中可使用的表面处理剂(或纤维处理剂) 的油剂(制丝油剂)等(例如，阴离子性、阳离子性或非离子性的表面活性剂等)。另外，也可以使用能用作在制布(例如针织、机织等)的工序中可使用的表面处理剂(或纤维处理剂)的油剂(例如，阴离子性、阳离子性或非离子性的表面活性剂等)、能用作在精制工序中可使用的表面处理剂(或纤维处理剂)的油剂(例如，阴离子性、阳离子性或非离子性的表面活性剂等)。这里，作为代表例而举出了长丝制造工序、制布工序、精制工序等，但是不限于这些工序。作为油剂，特别优选使用可用于减少电场形成长丝的摩擦的油剂等。
作为油剂，例如可举出竹本油脂株式会社制Delion系列、松本油脂制药株式会社制Marposol系列、Marposize系列、丸菱油化工业株式会社制Partex系列等。
油剂可以沿着电场形成长丝而整体地存在，也可以存在至少一部分。另外，在将电场形成长丝加工为纱线后，可以通过清洗而使油剂的至少一部分或全部从电场形成长丝脱落。
另外，可用于减少电场形成长丝的摩擦的电介质可以是能在清洗时使用的洗涤剂、柔软剂等表面活性剂。
作为洗涤剂，例如可举出花王株式会社制Attack(注册商标)系列、狮王株式会社制Top(注册商标)系列、Procter&Gamble Japan Co.,Ltd.制 Ariel(注册商标)系列等。
作为柔软剂，例如可举出花王株式会社制Humming(注册商标)系列、狮王株式会社制Soflan(注册商标)系列、Procter&Gamble Japan Co.,Ltd. 制Lenoir(注册商标)系列等。
电介质可以具有导电性(通过电的性质)，在该情况下，电介质优选是包含抗静电剂而成的。作为抗静电剂，可以使用能用作在电场形成长丝的制造中可使用的表面处理剂(或纤维处理剂)的抗静电剂等。作为抗静电剂，特别优选使用可用于减少电场形成长丝的松散的抗静电剂。
作为抗静电剂，例如可举出株式会社日新化学研究所制Capron系列、日华化学株式会社制Nicepole系列、Dateron系列等。
抗静电剂可以沿着电场形成长丝而整体地存在，也可以存在至少一部分。另外，在将电场形成长丝加工为纱线后，可以通过清洗而使抗静电剂的至少一部分或全部从电场形成长丝脱落。
另外，上述的油剂、抗静电剂等表面处理剂(或纤维处理剂)、洗涤剂、柔软剂等可以不在电场形成长丝的周围存在。即，电场形成长丝、进而是本发明的纱线也有不含上述的油剂、抗静电剂等表面处理剂(或纤维处理剂)、洗涤剂、柔软剂等的情况。在该情况下，存在于电场形成长丝之间的空气(或空气层)可作为电介质发挥功能。因此，在该情况下，电介质是包含空气而成的。
例如，可以使用如下纱线：通过清洗、溶剂浸渍对在电场形成长丝的周围附着有上述的油剂、抗静电剂等表面处理剂(或纤维处理剂)、洗涤剂、柔软剂等的纱线进行处理，从而使其不包含上述的表面处理剂(或纤维处理剂)、洗涤剂、柔软剂等。在该情况下，裸露的电场形成长丝露出。或者，在本发明中也可以使用仅包含裸露的电场形成长丝而成的纱线。
另外，在本发明中，例如也可以使用如下纱线：通过清洗、溶剂浸渍等处理，将上述的油剂、抗静电剂等表面处理剂(或纤维处理剂)、洗涤剂、柔软剂等部分地去除，从而使裸露的电场形成长丝部分地露出。
电介质的厚度(或电场形成长丝的间隔)为约0μm～约10μm，优选为约0.5μm～约10μm，更优选为约2.0μm～约10μm，一般为5μm左右。
[纱线的特征]
本发明的纱线包含上述“电场形成长丝”而成，具有如下主要特征：能够通过在“纱线的轴向”上“施加外力(F)”来产生正或负的“表面电位”，通过“外力(F)”的“维持”或“释放”而产生“受到控制的表面电位”。
本发明中，“纱线的轴向”是指纱线的主轴方向(或单轴方向)。例如，在纱线为“合股纱线”的情况下是指合股后的纱线的轴向(或合股的电场形成长丝的轴向)，在“捻合纱线”的情况下是指加捻后的纱线的轴向。
本发明中，“外力(F)”是指由来自外部的能量(E)对纱线产生的任何力，例如是指张力(或拉伸力)等，还包括应力(拉伸应力)等。
本发明中，“施加外力(F)”是指对纱线施加来自外部的能量(E)，例如是指对纱线施加张力(或拉伸力)、应力(拉伸应力)等。
本发明中，纱线的“表面电位”是指在纱线的表面产生的电位(或电荷)，例如，如以下详细说明的那样，可以使用静电力显微镜(Electric Force Microscope(EFM))等进行测定。
本发明中，“外力(F)”的“维持”是指持续或维持所施加于纱线的外力(F)，例如，在纱线因外力(F)而沿轴向伸长并位移的情况下(例如，纱线的任意轴向的从初始长度(L0)向纱线的位移后的长度(L1)的位移中)，意味着至少约束(或固定)纱线的位移后的长度(L1)。
本发明中，“外力(F)”的“释放”是指卸载所施加于纱线的外力(F)，例如，在纱线因外力(F)而沿轴向伸长并位移的情况下(例如，纱线的任意轴向的从初始长度(L0)向纱线的位移后的长度(L1)的位移中)，意味着卸载所施加于纱线的外力(F)，优选恢复到初始长度(L0)。
本发明中，产生“受到控制的表面电位”是指通过上述“外力(F)”的“维持”和/或“释放”来有意地改变(或调节)由于施加“外力(F)”而产生的“表面电位”。例如，意味着在任意时间内改变(或调节或控制) 由于施加“外力(F)”而产生的“表面电位”。更具体而言，至少意味着由于施加外力(F)而产生的表面电位在规定的时间内“消失”、超过规定的时间“保持”、由于施加外力(F)而产生的表面电位的极性“反转”、消失的表面电位“恢复”等。应予说明，本发明中，“受到控制的表面电位”不限定于上述例示。
例如如图5的(A)栏所示，本发明的纱线(例如，上述“纱线2” (Z纱线))中，(I)通过在纱线的轴向上“施加”外力(F)而“产生”正(+)的表面电位，(II)通过“维持”外力(F)而在纱线的表面进一步产生负(－)的表面电位，表面电位相互抵消而成为零(0)，表面电位“消失”，(III)通过“释放”外力(F)，从而由于“施加”外力(F)而产生的正(+)的表面电位消失，只剩下负(－)的表面电位，其结果是，表面电位的极性可以“反转”。
这样的(A)栏所示的“受到控制的表面电位”主要基于(II)的表面电位的“消失”(或缓和)，对于其机制，下面与纱线的构成一起详细说明。但是，本发明不局限于以下记载的机制。
(A)的机制
例如，本发明的纱线(“纱线2”(Z纱线))中，通过在其轴向上“施加”外力(F)(例如张力或应力)而在纱线的表面产生正(+)的表面电位，在其内侧产生负(－)的电位(I)。这里，如果“维持”外力(F)，则例如能够因纱线(具体而言为电场形成长丝)的表面的“介电性”而产生负(－)的表面电位，正(+)负(－)的表面电位抵消而成为零(0)，表面电位被“缓和”，正(+)的表面电位可以“消失”(II)。
本发明中，例如，通过在构成纱线的“电场形成长丝”的周围设置上述“电介质”，可以引发或产生负(－)的表面电位。
作为“电介质”，例如，优选使用能够有助于缓和或中和正(+)的表面电位的电介质、具体而言能够引起负(－)的表面电位的油剂、抗静电剂等表面处理剂(或纤维处理剂)、洗涤剂、柔软剂等。作为“电介质”，更优选使用包含能够引起负(－)的表面电位的表面活性剂的油剂、抗静电剂等表面处理剂(或纤维处理剂)、洗涤剂、柔软剂等。特别优选使用具有阴离子性、具体而言为阴离子性官能团的表面活性剂。
例如如图7所示，通过“施加”外力产生正(+)的表面电位，通过“维持”外力产生负(－)的表面电位，由此表面电位抵消而成为零(0)，表面电位被“缓和”而表面电位“消失”(例如图5的(A)栏的(II))。
在该情况下，产生的表面电位通常为0.3V以上，例如为1.0V以上，优选为2.0V以上，更优选为3.0V以上，特别优选为4.0V以上。
表面电位的“消失”(或缓和)所需的时间T1例如为10秒，优选为2～ 3秒。
例如如图8所示，通过重复上述图5的(I)～(III)、特别是外力的“施加”(I)和“释放”(III)，也能够使表面电位的极性“反转”、“恢复”。
在该情况下，反转的表面电位通常为0.3V以上，例如为1.0V以上，优选为2.0V以上，更优选为3.0V以上，特别优选为4.0V以上，优选与反转前的表面电位“相等”。
本发明中，表面电位“相等”是指反转前后的表面电位之差为数％，例如小于±10％、±5％以下、±3％以下、±2％以下、±1％以下。另外，表面电位的极性的“反转”的重复或“恢复”所需的时间T2例如为10秒以下，优选为2～5秒。
接下来，如图5的(B)栏所示，本发明的纱线(“纱线2”(Z纱线)) 中，(IV)通过在纱线的轴向上“施加”外力(F)从而“产生”正(+) 的表面电位，(V)通过“维持”外力(F)，从而能够“保持”正(+) 的表面电位，然后(VI)通过“释放”外力(F)，从而由于“施加”外力 (F)而产生的正(+)的表面电位“消失”，表面电位可以成为零(0)。
这样的(B)栏所示的“受到控制的表面电位”主要基于(V)的表面电位的“保持”，对于其机制，下面与纱线的构成一起详细说明。但是，本发明不局限于以下记载的机制。
(B)的机制
例如如图5的(B)栏所示，本发明的纱线(“纱线2”(Z纱线))中，通过在其轴向上“施加”外力(F)(例如张力或应力)，可以在纱线的表面产生正(+)的电位，在其内侧产生负(－)的电位(IV)。这里，如果“维持”外力(F)，则可以“保持”正(+)的表面电位(V)。
本发明中，作为在纱线(具体而言为电场形成长丝)的表面如上述(II) 那样不引起负(－)的表面电位而“保持”正(+)的表面电位的方法，例如，可以考虑：能够仅由裸露的电场形成长丝形成纱线；有助于缓和或中和上述(II)的正(+)的表面电位的电介质、具体而言能够引起负(－) 的表面电位的油剂、抗静电剂等表面处理剂(或纤维处理剂)、洗涤剂、柔软剂等一部分或全部除去而露出裸露的电场形成长丝等。在该情况下，裸露的电场形成长丝的周围设置有“空气”、“空气层”作为“电介质”。
另外，本发明中，例如，也优选在构成纱线的“电场形成长丝”的周围进一步使用能够引起正(+)的表面电位的油剂、抗静电剂等表面处理剂(或纤维处理剂)、洗涤剂、柔软剂等作为“电介质”。作为“电介质”，更优选使用包含能够引起正(+)的表面电位的表面活性剂的油剂、抗静电剂等表面处理剂(或纤维处理剂)、洗涤剂、柔软剂等。特别优选使用具有阳离子性、具体而言为阳离子性官能团的表面活性剂。
例如如图9(a)所示，通过“施加”外力产生正(+)的表面电位，通过“维持”外力“保持”正(+)的表面电位。
表面电位的大小(H3)通常为0.3V以上，例如为1.0V以上，优选为 2.0V以上，更优选为3.0V以上，特别优选为4.0V以上。
表面电位的保持时间(T3)例如为10秒以上，优选为20秒以上。
应予说明，图9(a)中，表示通过“维持外力”而“保持表面电位”的理想状况。
本发明的纱线中，“外力”与“表面电位”之间可以存在相关关系。例如“外力”与“表面电位”可以在相似的时间尺度上减少。优选“外力”的随时间的减少(或缓和)与“表面电位”的随时间的减少(或衰减)大致同时(优选具有大致相同或相等的时间尺度或时间尺度大致一致)。
例如如图5的(B)栏的(V)所示，即使在通过“维持”外力(F) 而“保持”表面电位的状况下，随着外力的随时间的减少(缓和)，表面电位也可以随时间减少(衰减)，其时间尺度也可以大致相同。
例如图9(b)中示出表面电位随时间减少(衰减)的情况，但是这样的情况也包含在由于“维持”外力(F)而“保持”表面电位中。
应予说明，本发明的纱线不限定于表示这样的表面电位的随时间的减少(衰减)的方式。
图9(b)中，表面电位的减少量(或衰减量)(Hr)相对于表面电位 (H3)没有特别限制(但是，在表面电位的保持时间(T3)中不包括表面电位的减少量(Hr)相对于表面电位(H3)成为100％的情况)。
另外，如果根据以往公知的方法对“外力”的随时间的变化(例如减少或缓和)和“表面电位”的随时间的变化(例如减少或衰减)分别进行曲线拟合(曲线拟合、曲线回归)，则会得到两者的时间常数(τ)的值接近的结果，因此认为“外力的随时间的变化”与“表面电位的随时间的变化”之间也存在相关关系。
本发明的纱线中，时间常数(τ)例如为40分钟以下，优选为1分钟以下。应予说明，“时间常数(τ)”是指表示从对本发明的纱线施加外力时或产生表面电位时或者确定已产生时到达到规定状态为止的外力或表面电位的变化时间的常数，是成为达到规定状态为止的时间的基准的数字。
进而，如图9(c)的图表所示，也有时在产生的表面电位降低后“保持”。在该情况下，产生的表面电位的大小(H4)通常为0.3V以上，例如为1.0V以上，优选为2.0V以上，更优选为3.0V以上，特别优选为4.0V 以上，保持的表面电位(Hm)为表面电位(H4)的至少20％以上，例如为30％～100％，优选为40％～100％，更优选为50％～100％的范围内。表面电位(Hm)例如可以与图9(b)所示的图表相似地进一步随时间减少(衰减)。
表面电位的保持时间(T4)例如为10秒以上，优选为20秒以上。
应予说明，如果释放所施加的外力，则表面电位会消失(图5的(B) 栏的(VI))。
如上所述，通过对本发明的纱线(例如“纱线2”(Z纱线))“施加”外力(F)而产生正(+)的表面电位，通过“维持”和/或“释放”这样的外力，能够产生如上所述的“受到控制的表面电位”。
另外，本发明的纱线(例如“纱线1”(S纱线))中同样，通过施加外力(F)而产生负(－)的表面电位，通过“维持”和/或“释放”这样的外力，能够同样地产生例如如图6所示的“受到控制的表面电位”。
这样，在本发明中，作为“受到控制的表面电位”，有(A)基于产生的表面电位的“缓和”的类型(例如图5、图6的(I)、(II)、(III)) 和(B)基于产生的表面电位的“保持”的类型(例如图5、图6的(IV)、 (V)、(VI))这两种。
[表面电位的测定]
说明本发明的纱线的“表面电位”的测定方法。具体而言，本发明的纱线的表面电位至少可以通过以下条件(a)～(d)来测定。
(a)将本发明的纱线(或本发明的纱线的测定样品)拉伸(或伸缩)，优选在单轴方向上以规定量拉伸(例如0～2％，优选为0～1％，更优选为 0～0.5％的范围(但是都不包括“0％”)内的拉伸)，
(b)在由导电纤维(例如Cu/Sn线)构成的芯材上覆盖(或通过卷绕来被覆)本发明的纱线(例如1150T/m的覆盖)(本说明书中，将被本发明的纱线覆盖的导电纤维称为“测定样品”)(应予说明，本发明的纱线可以是合股纱线或捻合纱线，也可以通过在芯材上覆盖合股纱线来制成捻合纱线)，
(c)将上述芯材接地(因此，芯材具有0V的电位)，以及
(d)至少在外力的施加前、施加后、释放后，通过静电力显微镜(EFM) 测定本发明的纱线的表面电位。
应予说明，上述条件(a)、(b)、(c)的步骤没有特别限制。例如也可以在(b)、(c)后进行(a)。优选以(b)、(c)、(a)、(d)的步骤进行测定。
应予说明，上述(a)中，也可以将本发明的纱线或测定样品预先拉伸到一定程度(例如0～0.5％左右)，然后进一步施加外力，将纱线整体拉伸(或伸缩)例如0～2％左右，由此测定纱线的表面电位。
本发明的纱线或测定样品中，优选：通过外力的施加和释放，从而如上所述地在例如2％以下、优选为1％以下、更优选为0.5％以下的范围内伸缩纱线。通过这样做，能够适当地控制或调节纱线中的“表面电位”的“产生”、“消失”、“极性的反转”、“恢复”等。这样，本发明的纱线中，能够通过2％以下的小伸缩来简便地调节纱线的表面电位。
[优选实施方式的例示]
作为本发明的纱线的“受到控制的表面电位”的控制，优选至少通过施加外力而产生的表面电位在规定的时间内“消失”(例如图5、图6的 (II)、(VI)的情况等，特别是图5、图6的(II)的情况等)。这里，“规定的时间”例如为10秒，优选为2秒～3秒。这样，本发明的纱线中，能够在10秒以下的短时间内使表面电位消失，进而能够自如地控制表面电位的“消失”。
作为本发明的纱线的“受到控制的表面电位”的控制，优选至少通过施加外力而产生的表面电位“保持”超过规定的时间(例如图5、图6的 (V)的情况等)。这里“规定的时间”例如为10秒，优选为20秒。这样，本发明的纱线中，例如也能够在超过10秒的长时间内保持表面电位，进而能够自如地控制表面电位的“保持”。
作为本发明的纱线的“受到控制的表面电位”的控制，优选通过施加于纱线的外力的“释放”，利用施加上述外力而产生的表面电位的极性“反转”(例如图5、图6的(III)的情况等)。这样，本发明的纱线中，能够使极性反转。另外，也能够通过重复外力的施加和释放使消失的极性“恢复”。
或者，作为本发明的纱线的“受到控制的表面电位”的控制，优选通过施加于纱线的外力的“释放”，(1)通过施加上述外力而产生的表面电位“消失”(例如图5、图6的(VI)的情况等)，或(2)通过施加上述外力而产生的表面电位的极性“反转”(例如图5、图6的(III)的情况等)。这样，本发明的纱线中，通过使产生的表面电位“消失”或“反转”，从而能够自如地控制表面电位。
上述(2)中，优选通过施加上述外力而产生的表面电位的大小与通过释放上述外力而极性反转的表面电位的大小相等(例如图8)。这样，本发明的纱线中，由于能够在正负双方以大致相同的大小产生表面电位，所以能够周期性地产生表面电位。
或者，上述(2)中，优选通过重复上述外力的施加和释放来重复上述表面电位的极性的反转(例如图8)。这样，本发明的纱线中，能够使极性反转，也能够使消失的极性“恢复”。
本发明的纱线中，优选在维持所施加的外力的状态下，通过施加上述外力而产生的表面电位在规定时间内“消失”(例如图5、6的(II))。这里“规定的时间”例如为10秒，优选为2秒～3秒。这样，本发明的纱线中，例如能够在10秒以下的短时间内使表面电位消失，进而能够自如地控制表面电位的“消失”。
本发明的纱线中，优选在维持所施加的外力的状态下，通过施加上述外力而产生的表面电位超过规定时间并以相同的极性“保持”。这里“规定的时间”例如为10秒，优选为20秒。这样，本发明的纱线中，例如也能够在超过10秒的长时间内保持表面电位，进而能够自如地控制表面电位的“保持”。
本发明的纱线中，通过施加外力而产生的表面电位通常为0.3V以上，例如为1.0V以上，优选为2.0V以上，更优选为3.0V以上，特别优选为 4.0V以上。如果表面电位例如为1.0V以上，则在发挥集尘力的同时，还能够通过产生的电位发挥抗菌作用。
本发明的纱线中，优选电场形成长丝是包含“压电材料”而成的。作为“压电材料”，优选是包含“聚乳酸”而成的。通过电场形成长丝包含聚乳酸等压电材料，从而能够更适当地控制表面电位。
“聚乳酸”的结晶度优选为15～55％的范围内。如果为这样的范围内，则来自聚乳酸晶体的压电性变高，能够更有效地产生由聚乳酸的压电性引起的极化。
本发明的纱线中，优选在电场形成长丝的周围设置电介质。通过设置电介质，能够使通过施加外力而产生的表面电位消失、保持。例如，通过使用能够感应出与通过施加外力而产生的表面电位的极性相反的极性的电介质，极性相互抵消，能够使通过施加外力而产生的表面电位消失(例如图5、6的(II))。另外，例如，如果电介质为空气，则在电场形成长丝的周围存在空气层，即能够露出裸露的电场形成长丝，因此能够更适当地维持通过施加外力而产生的表面电位(例如图5、6的(V))。
优选电介质是包含油剂而成的。作为油剂，特别优选包含阴离子性表面活性剂(优选具有阴离子性官能团)、阳离子性表面活性剂(优选具有阳离子性官能团)、非离子性表面活性剂。通过电介质包含这样的油剂，能够根据其阴离子性、阳离子性、非离子性等官能团更适当地控制表面电位。
本发明的纱线的粗细(单纤维纤度)优选为0.005～10dtex。如果单纤维纤度变小，则长丝数变得过多，容易起毛。另一方面，如果单纤维纤度大而长丝数过少，则手感受损。应予说明，这里所说的单纤维纤度是指 1根纱线的单纤维纤度。即使在将纱线进一步合丝的情况下，也是指合丝前的1根纱线的单纤维纤度。
进而，本发明的纱线的纤维强度优选为1～5cN/dtex。由此，即使为了产生高电位而产生更大的形变，纱线也能够承受而不断裂。纤维强度更优选为2～10cN/dtex，进一步优选为3～10cN/dtex，最优选为3.5～10cN /dtex。根据同样的主旨，本发明的纱线的伸长率优选为10～50％。
[本发明的纱线的用途]
本发明的纱线可以广泛用作日常用、工业用的纱线。因此，可以根据所期望的用途加工成各种结构物(例如过滤器、布等)。
本发明的纱线的具体用途如下所述，但是本发明的纱线的用途不限定于以下所述。
(1)过滤器
本发明的纱线通过在该纱线的轴向上施加外力而产生正或负的表面电位，通过这样的外力的“维持”或“释放”，能够产生“受到控制的表面电位”。例如，能够在任意时间内适当地控制或调节“表面电位”的“产生”、“保持”、“消失”、“极性的反转”、“恢复”等。
因此，通过将本发明的纱线用本领域公知的方法等加工成“过滤器”，能够提供具有上述“受到控制的表面电位”的过滤器，优选为驻极体过滤器。
这样的驻极体过滤器中，“表面电位”的“产生”、“保持”、“消失”或“极性的反转”等是自如的，因此尘埃的捕集、尘埃的废弃的操作变得更简便。具体而言，能够通过仅拉动过滤器的简单操作来进行尘埃的捕集、尘埃的废弃。
另外，由于本发明的纱线的“表面电位”得到“恢复”，所以能够避免尘埃的捕集效率(或集尘力)的急剧降低。具体而言，通过仅拉动过滤器的简单操作，“表面电位”得到“恢复”而尘埃的捕集效率恢复。
(2)布
本发明的纱线是作为电场形成长丝(或电荷产生纤维)而具有能够通过来自外部的能量而产生电位(或电荷)并形成电场的纤维而成的，因此可以在纱线附近形成电场，或者也可以在纱线与纱线之间、或靠近人体等具有规定电位(包含接地电位)的物体的情况下产生电场。
因此，本发明的纱线通过由这样的电场产生的电刺激，能够直接发挥抗菌性(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；例如，参照：高木浩一，高电压·等离子体技术在农业·食品领域中的应用，J.HTSJ，Vol.51，No.216)。
进而，与这样的电刺激相关，已知例如通过产生1.0V以上的电位而使细胞凋亡(基于高压脉冲的细胞穿孔的机制－基因导入法的基础－葛西道生·稻叶浩子著，第1595页)。因此，能够显示通过本发明的纱线使细胞凋亡等优异的抗菌性。
另外，本发明的纱线在介由汗等水分而靠近邻接的其它纤维或人体等具有规定电位的物体的情况下，可以流过电流。因此，本发明的纱线也存在通过这样的电流而发挥抗菌性的情况。
因此，本发明的纱线例如在应用于靠近人体等具有规定电位的物体而使用的物品或产品的情况下，通过产生的电场或电流的作用、特别是电场的直接的作用，从而可以发挥上述那样的抗菌性。
作为可应用本发明的纱线的物品或产品，没有特别限制，例如可举出服装(全品类)、鞋子(全品类)、口罩等医疗用品(全品类)等。更具体而言，可认为有以下的用途等。
例如，可举出：服装全品类、特别是内衣(特别是袜子)、毛巾、鞋子全品类、例如鞋子和长筒靴等的鞋垫、运动服全品类、帽子、床上用品 (包括棉被、床垫、床单、枕头、枕套等)、牙刷、牙线、各种过滤器类 (净水器、空调或空气净化器的过滤器等)、毛绒玩具、宠物相关商品(宠物用垫、宠物服装、宠物用服装的内衬)、各种垫产品(脚、手、或马桶等)、窗帘、厨房用品(海绵或抹布等)、座椅(汽车、电车或飞机等的座椅)、摩托车用头盔的缓冲材料及其外装材料、沙发、医疗用品全品类、绷带、纱布、口罩、缝合线、医生和患者的服装、护具、卫生用品、体育用品(衣服和手套的内衬、或格斗中使用的笼手等)、或者包装材料等。
服装中，特别是袜子(或护具)因步行等动作，必然会沿关节产生伸缩，因此，本发明的纱线会高频率地产生电位(或电荷)。另外，袜子会吸取汗等的水分，成为菌等的增殖的温床，但是本发明的纱线可以抑制菌的增殖，因此作为用于防臭的抗菌用途，产生显著的效果。
应予说明，可以认为，本发明的纱线适合于要求抗菌性的一切用途，其用途不限定于上述用途。
因此，本发明的纱线可以通过本领域中公知的方法等适当地加工成机织物、针织物、无纺布等布，上述用途中，可以适当地作为起到抗菌性的布使用。
以下，根据实施例，对本发明的纱线进行进一步详细说明。应予说明，本发明的纱线不限定于以下实施例的记载。
实施例
准备实施例中使用的“纱线A”和“纱线B”。
纱线A
使用84dtex－24长丝(结晶度41％，结晶尺寸12nm，取向度97％的聚乳酸)作为“纱线A”。在各长丝的表面附着有能够引起负(－)的电位(或电荷)的表面活性剂作为制丝油剂(电介质)。
纱线B
使用84dtex－24长丝(结晶度41％，结晶尺寸12nm，取向度97％的聚乳酸)作为“纱线B”。在长丝的表面什么都没有附着，裸露的长丝露出在纱线的表面(电介质：空气)。
按照以下步骤来测定纱线的表面电位。对于测定条件，在以下实施例 1～4中分别进行详细说明。
测定表面电位的步骤
首先，通过将成为测定对象的纱线卷绕于由导电纤维(Cu/Sn线) 构成的芯材来准备测定样品(覆盖(Z纱线)：1150T/m，轴向的长度： 40mm)。为了维持覆盖形状，在85℃(空气中)下加热处理40分钟。通过该加热处理，结晶度为45％。
接下来，使测定样品的芯材(导电纤维)接地(因此导电纤维的电位为0V)。
用刚性夹具夹住测定样品的两端，用离子发生器除电，然后将测定样品沿轴向拉伸。
至少在对纱线施加外力前、施加后、释放后，通过静电力显微镜(Trek Japan公司制，Model 1100TN)测定纱线的表面电位。
实施例1
根据上述测定步骤和以下测定条件测定本发明的“纱线A”(Z纱线) 的表面电位。
测定条件
伸缩：0.25％(从40mm的初始长度预先仅拉伸0.5％并用离子发生器除电后，进一步拉伸到0.75％，在“0.5％～0.75％”之间重复伸缩)(重复外力的“施加”和“释放”)。
拉伸速度：0.1mm/sec
将表面电位的测定结果示于图10的图表。
从图10的图表证明了，通过重复纱线的伸缩，表面电位的极性“反转”，本发明的纱线的表面电位显示图5的(A)栏所示的行为。另外，还发现表面电位正负均超过1.5V，其大小相等。另外，能够在正负的合计 3.0V以上调节表面电位。
实施例2
根据上述测定步骤和以下测定条件测定本发明的“纱线A”和“纱线 B”(均为Z纱线)的表面电位。
测定条件
拉伸量：0.5％(0.2mm)(维持外力的“施加”)
拉伸速度：0.1mm/sec
将表面电位的测定结果示于图11(纱线A)和图12(纱线B)的图表。
如图11的图表所示，可知在“纱线A”中，通过施加外力而产生正 (+)的电位，与此同时，由于油剂而引起相反极性的电位(或电荷)，正(+)的表面电位被缓和，表面电位在2秒内消失(图5的(A)栏的 (II)的“消失”)。
如图12的图表所示，可知在“纱线B”中，也通过施加外力而产生正(+)的电位，但是由于没有附着油剂等，所以不引起相反极性的电位 (或电荷)，20秒以上保持正(+)的表面电位(图5的(B)栏的(V) 的“保持”)。应予说明，如果“释放”施加的外力，则表面电位消失(图 5的(B)栏的(VI)的“消失”)。
另外，如图12的图表所示，能够产生4.0V以上的表面电位。
实施例3
根据上述测定步骤和以下测定条件测定本发明的“纱线A”(Z纱线) 的表面电位。
测定条件
预处理a：无处理
预处理b：在测定表面电位前将测定样品在25℃的溶剂(异丙醇 (IPA))中预处理(溶剂浸渍)2分钟。
拉伸量：0.5％(0.2mm)(维持外力的“施加”)
拉伸速度：0.1mm/sec
将表面电位的测定结果示于图13(纱线A，预处理a：无处理)和图 14(纱线A，预处理b：溶剂浸渍)的图表。
可知在图13的图表(纱线A，预处理a：无处理)中，由于油剂未被除去而附着，所以与图11所示的图表同样地由于油剂而引起相反极性的电位(或电荷)，基于外力的正(+)的表面电位被缓和，表面电位在3 秒内消失(图5的(A)栏的(II)的“消失”)。
可知在图14的图表(纱线A，预处理b：溶剂浸渍)中，由于通过“预处理b”(溶剂浸渍)而除去了油剂，所以不引起相反极性的电位(或电荷)，20秒以上保持表面电位(图5的(B)栏的(V)的“保持”)。应予说明，如果“释放”施加的外力，则表面电位消失(图5的(B)栏的(VI)的“消失”)。
实施例4
在本发明的“纱线A”(Z纱线)的表面电位的上述测定步骤中，仅将以维持覆盖形状为目的的加热处理条件变更为在“120℃(空气中)”下“40分钟”。通过该加热处理，结晶度为54％(结晶尺寸14nm，取向度 97％)。测定根据以下条件实施。
测定条件
预处理a：无处理
预处理b：在测定表面电位前将测定样品在常温的溶剂(异丙醇(IPA)) 中预处理(溶剂浸渍)2分钟。
预处理c：通过在测定表面电位前将测定样品用依据SEK标志纤维产品的清洗方法(一般社团法人纤维评价技术协会产品认证部)的“标准清洗法”的方法清洗2次来进行预处理。
拉伸量：0.5％(0.2mm)(维持外力的“施加”)
拉伸速度：0.1mm/sec
将表面电位的测定结果示于图15(纱线A，预处理a：无处理)、图 16(纱线A，预处理b：溶剂浸渍)和图17(纱线A，预处理c：清洗) 的图表。
可知：在图15的图表(纱线A，预处理a：无处理)中，由于油剂未被除去地附着，所以与图11、图13所示的图表同样地由于油剂而引起负 (－)的电位(或电荷)，基于外力的正(+)的表面电位被缓和，表面电位在8秒内消失(图5的(A)栏的(II)的“消失”)。
另外，如图15的图表所示，能够产生4.0V以上的表面电位。
可知：在图16的图表(纱线A，预处理b：溶剂浸渍)中，由于通过“预处理b”(溶剂浸渍)而除去了油剂，所以不引起相反极性的电位 (或电荷)，持续20秒以上保持表面电位(图5的(B)栏的(V)的“保持”)。应予说明，如果“释放”施加的外力，则表面电位消失(图5的(B)栏的(VI)的“消失”)。
另外，如图16的图表所示，能够产生约8V的表面电位。
实施例4中，与实施例3相比，通过将用于维持覆盖形状的加热条件提高到“120℃”，结晶度提高，能够进一步提高表面电位。
可知：同样地在图17的图表(纱线A，预处理c：清洗)中，由于通过“预处理c”(清洗)而除去了油剂，所以不引起相反极性的电位(或电荷)，20秒以上保持表面电位(图5的(B)栏的(V)的“保持”)。应予说明，如果“释放”施加的外力，则表面电位消失(图5的(B)栏的(VI)的“消失”)。
从这样的实施例证明了，通过本发明的纱线，能够在规定或期望的时间内控制表面电位的“产生”、“维持”、“消失”、“恢复”、“极性的反转”等，进而能够实现上述“受到控制的表面电位”。
另外，由于在本发明的纱线中产生至少1.0V以上的表面电位，所以也能够起到基于这样的电位的“抗菌性”。
进而，本发明的纱线中，能够在小于10秒的短时间内使表面电位消失(例如图11、13、15)或在超过10秒的长时间内保持表面电位(例如图12、14、16、17)，所以能够配合周期性的快速动作(例如1Hz以上的键盘操作、步行等动作)在小于10秒的短时间内，在包含本发明的纱线的衣服等中发挥抗菌性，或者在非周期性的动作(小于1Hz的垂听、静止状态等)中，也能够在超过10秒的长时间内发挥抗菌性。
工业上的可利用性
本发明可用于各种产品。例如，可适用于使用纱线的日用产品(特别是服装产品的全品类)、工业产品(特别是过滤器)。另外，也可适用于要求抗菌性的日用产品(特别是服装产品的全品类)。
符号说明
1、2： 纱线
10： 电场形成长丝
100： 电介质
900： 拉伸方向
910A： 第1对角线
910B： 第2对角线。

Claims (17)

1.一种纱线，是包含电场形成长丝而成的纱线，在该纱线的轴向上施加外力而产生正或负的表面电位，通过所述外力的维持或释放而产生受到控制的表面电位。
2.根据权利要求1所述的纱线，其中，作为所述控制，所述产生的表面电位至少会在规定的时间内消失或保持超过规定的时间。
3.根据权利要求1所述的纱线，其中，作为所述控制，通过所述外力的释放，所述产生的表面电位的极性反转。
4.根据权利要求1所述的纱线，其中，作为所述控制，通过所述外力的释放，从而：
(1)通过所述外力的施加而产生的表面电位消失，或
(2)通过所述外力的施加而产生的表面电位的极性反转。
5.根据权利要求4所述的纱线，其中，所述(2)中，通过所述外力的施加而产生的表面电位的大小与由于所述外力的释放而极性反转的表面电位的大小相等。
6.根据权利要求4所述的纱线，其中，所述(2)中，通过重复所述外力的施加和释放来重复所述表面电位的极性的反转。
7.根据权利要求1所述的纱线，其中，在维持所述施加的外力的状态的纱线中，所述产生的表面电位在规定时间内消失。
8.根据权利要求1所述的纱线，其中，在维持所述施加的外力的状态的纱线中，所述产生的表面电位以相同的极性保持超过规定时间。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的纱线，其中，所述表面电位是至少在以下条件(a)～(d)下测定的：
(a)拉伸所述纱线，
(b)在由导电纤维构成的芯材上覆盖所述纱线，
(c)将所述芯材接地，和
(d)至少在外力的施加前、施加后、释放后，通过静电力显微镜测定所述纱线的表面电位。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的纱线，其特征在于，通过所述外力的施加和释放而在2％以下的范围内使所述纱线伸缩。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的纱线，其特征在于，所述表面电位为1.0V以上。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的纱线，其特征在于，所述电场形成长丝是包含压电材料而成的。
13.根据权利要求12所述的纱线，其特征在于，所述压电材料是包含聚乳酸而成的。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的纱线，其特征在于，在所述电场形成长丝的周围设置有电介质。
15.根据权利要求14所述的纱线，其特征在于，所述电介质是包含油剂而成的。
16.一种结构物，其特征在于，是包含权利要求1～15中任一项所述的纱线而成的。
17.根据权利要求16所述的结构物，其特征在于，所述结构物为过滤器或布。
CN202180025780.3A 2020-03-30 2021-03-15 纱线和包含该纱线而成的结构物 Active CN115398050B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020060864A JP7033623B2 (ja) 2020-03-30 2020-03-30 糸およびそれを含んで成る構造物
JP2020-060864 2020-03-30
PCT/JP2021/010408 WO2021200075A1 (ja) 2020-03-30 2021-03-15 糸およびそれを含んで成る構造物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115398050A true CN115398050A (zh) 2022-11-25
CN115398050B CN115398050B (zh) 2024-06-21

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109287121A (zh) * 2017-05-19 2019-01-29 株式会社村田制作所 抗菌纤维、座椅和座套
WO2019069660A1 (ja) * 2017-10-05 2019-04-11 株式会社村田製作所 圧電繊維
CN110382079A (zh) * 2017-10-17 2019-10-25 株式会社村田制作所 过滤件和空调装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109287121A (zh) * 2017-05-19 2019-01-29 株式会社村田制作所 抗菌纤维、座椅和座套
WO2019069660A1 (ja) * 2017-10-05 2019-04-11 株式会社村田製作所 圧電繊維
CN110382079A (zh) * 2017-10-17 2019-10-25 株式会社村田制作所 过滤件和空调装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7033623B2 (ja) 2022-03-10
WO2021200075A1 (ja) 2021-10-07
JP2021161545A (ja) 2021-10-11
US20220410174A1 (en) 2022-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3467169B1 (en) Cloth for bacteria countermeasure
JP6428979B1 (ja) 抗菌糸、シート、およびシートカバー
CN110088366B (zh) 抗菌纤维
CN110709544A (zh) 用于应对菌的电荷产生纱线、用于应对菌的电荷产生纱线的制造方法和抗菌性布帛
JP2024045680A (ja) 電位発生繊維を含む糸の表面電位の測定方法
US20220410174A1 (en) Yarn and structure containing the same
US11946172B2 (en) Antibacterial twisted yarn, and antibacterial yarn and antibacterial cloth including antibacterial twisted yarns
CN115398050B (zh) 纱线和包含该纱线而成的结构物
WO2020111049A1 (ja) 抗菌撚糸、並びに抗菌撚糸を備える抗菌糸及び抗菌布
JP6784334B2 (ja) 抗菌糸及び抗菌繊維製品
JP7180792B2 (ja) 紡績糸、並びに紡績糸を備える糸及び布
WO2022050189A1 (ja) 熱接着性複合繊維、その製造方法および熱接着性複合繊維を用いた不織布
JP7211534B2 (ja) 筒状構造体
WO2022071336A1 (ja) 布および繊維製品
JP2014070322A (ja) 形状記憶ナノフィラメントの製造方法及び形状記憶ナノフィラメント
JP7431256B2 (ja) 糸および布
WO2023248612A1 (ja) 糸，布および糸の製造方法
WO2023233881A1 (ja) 糸，布および衣服
JP6916360B1 (ja) 熱接着性複合繊維、その製造方法および熱接着性複合繊維を用いた不織布
WO2024070739A1 (ja) 布および繊維製品
JP2021036084A (ja) 導電性複合繊維および繊維構造体

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant