CN219342438U

CN219342438U - 纱线和布帛

Info

Publication number: CN219342438U
Application number: CN202090000982.3U
Authority: CN
Inventors: 辻雅之; 西浦贵子; 田口英治; 林宏和
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2020-11-24
Publication date: 2023-07-14
Anticipated expiration: 2030-11-24
Also published as: JPWO2021106843A1; JP7131715B2; WO2021106843A1

Abstract

本实用新型提供能够发挥相对较高的抗菌效果的纱线和布帛。纱线(1、1A、2、2A)具备通过来自外部的能量产生电位的多根电位产生纤维(10)和附着于所述多根电位产生纤维(10)的表面活性剂(100)。另外，纱线(1、1A、2、2A)的特征在于，所述表面活性剂(100)的附着形态不一样。

Description

纱线和布帛

技术领域

本实用新型涉及纱线和具备该纱线的布帛，该纱线具备通过来自外部的能量产生电位的电位产生纤维。

背景技术

在专利文献1中公开了一种通过来自外部的能量产生电位的压电纱线。

专利文献1：日本特许第6292368号公报

在存在汗等含有电解质的水分时，在多根压电纱线彼此间流动有电流。在流动有电流时，产生的电位消失。因此，电场消失。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供与以往相比能够抑制电场消失的纱线和布帛。

本实用新型的纱线具备通过来自外部的能量产生电位的多根电位产生纤维和附着于所述多根电位产生纤维的表面活性剂。另外，纱线的特征在于，所述表面活性剂的附着形态不一样。

表面活性剂能提高纱线的表面的润湿性。水分在纱线的表面润湿扩散，变得容易蒸发。特别是，在表面活性剂的附着形态不一样的情况下，与表面活性剂的附着形态一样的情况相比，在纱线的表面，水分容易润湿扩散。因此，在多根电位产生纤维彼此之间不易介有水分。因此，本实用新型的纱线容易维持电场。

本实用新型还提供一种纱线，其中，该纱线具备：多根电位产生纤维，该多根电位产生纤维通过来自外部的能量产生电位；以及表面活性剂层，其是附着于所述多根电位产生纤维的表面活性剂层，从所述多根电位产生纤维的截面来看，在所述多根电位产生纤维的周向上，表面活性剂层的厚度不一样。

也可以是，与配置于外侧的电位产生纤维对应的表面活性剂层的厚度和与配置于内侧的电位产生纤维对应的表面活性剂层的厚度不同。

也可以是，与配置于外侧的电位产生纤维对应的表面活性剂层的厚度比与配置于内侧的电位产生纤维对应的表面活性剂层的厚度厚。

也可以是，所述多根电位产生纤维包括在产生所述电位时成为不同的电位的至少两根电位产生纤维。

也可以是，该纱线具备在所述多根电位产生纤维之间配置的绝缘体。

也可以是，在所述多根电位产生纤维中，配置于内侧的电位产生纤维的粗细度比配置于外侧的电位产生纤维粗。

也可以是，所述纱线是假捻纱线。

也可以是，所述多根电位产生纤维在表面具有凹凸。

也可以是，所述纱线是包含短纤维的细纱，所述短纤维的端部从所述细纱的侧面暴露。

也可以是，所述多根电位产生纤维包含聚乳酸。

本实用新型还提供一种布帛，其中，该布帛包含上述技术方案中任一者所述的纱线。

也可以是，所述布帛所包含的多个所述纱线的动态接触角的最大值和最小值相对于中心值而言为±10℃以上。

与以往相比，本实用新型的纱线能够抑制电场的消失。

附图说明

图1的(A)是表示纱线1的结构的图，图1的(B)是图1的(A)的A－A线剖视图。

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、压电纤维10的变形之间的关系的图。

图3是表示纱线2的结构的图。

图4是表示纱线1和纱线2各自中的电场的图。

图5是表示表面活性剂的量与经过规定时间后的含水量之间的关系的模拟结果。

图6是变形例的纱线1A的剖视图。

图7是表示布帛75的图。

具体实施方式

图1的(A)是表示纱线1的结构的局部分解图，图1的(B)是图1的(A)的A－A线剖视图。纱线1是对多根压电纤维10进行加捻而成的复丝纱线。另外，纱线1具有附着于多根压电纤维10的表面活性剂100。

压电纤维10是截面为圆形状的纤维。纱线1是对多根压电纤维10左旋转加捻而成的左旋转纱线(以下，称作S纱线)。此外，在本实施方式中，作为一个例子，示出了对7根压电纤维10进行加捻而成的纱线1，但加捻数实际上是基于用途等而适当地设定的。

压电纤维10由例如压电性聚合物形成。压电纤维10例如是通过对压电性聚合物进行挤出成型而进行纤维化的方法来制造的。或者，压电纤维10是通过对压电性聚合物进行熔融纺丝而进行纤维化的方法(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结起来的直拉伸法、还能够同时进行假捻工序的POY－DTY法、或者谋求高速化的超高速纺丝法等)、利用干式或者湿式纺丝(例如，包括使作为原料的聚合物在溶剂中溶解并从喷嘴挤出而进行纤维化的相分离法或干湿纺丝法、在含有溶剂的状态下呈凝胶状均匀地纤维化的液晶纺丝法、或者使用液晶溶液或熔体进行纤维化的液晶纺丝法等)使压电性高分子纤维化的方法、或者利用静电纺丝使压电性高分子纤维化的方法等来制造。此外，压电纤维10的截面形状并不局限于圆形状。

压电性聚合物存在具有热电性的压电性聚合物和不具有热电性的压电性聚合物。本实施方式的压电纤维10既可以具有热电性，也可以不具有热电性。例如，PVDF(聚偏二氟乙烯)具有热电性，根据温度变化也产生电位。PVDF等具有热电性的压电性聚合物根据人体的热能也产生电位。该情况下，人体的热能是来自外部的能量。

聚乳酸(PLA)是不具有热电性的压电性聚合物。聚乳酸通过单轴拉伸而产生压电性。聚乳酸存在PLLA和PDLA，PLLA具有L体单基体聚合而成的右旋构造，PDLA具有D体单基体聚合而成的左旋构造，并且PDLA的压电常数的极性与PLLA的相反。

图2的(A)和图2的(B)是表示压电纤维10为单轴拉伸的L体的聚乳酸的情况下纱线1的聚乳酸的单轴拉伸方向、电场方向、压电纤维10的变形之间的关系的图。此外，图2的(A)和图2的(B)是作为代表例将压电纤维10假设为膜形状的情况的图。

聚乳酸是手性高分子，主链具有螺旋构造。聚乳酸被单轴拉伸而分子取向时，表现出压电性。进一步实施热处理而提高结晶度时，压电常数变高。对于由单轴拉伸过的聚乳酸形成的压电纤维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的张量分量。因此，由单轴拉伸过的聚乳酸形成的压电纤维10在相对于单轴拉伸的方向而言向45度的方向产生了形变的情况下产生电位。

如图2的(A)所示，压电纤维10在第1对角线910A的方向上收缩且在与第1对角线910A正交的第2对角线910B的方向上伸长时，在从纸面的里侧朝向外侧的方向上产生电场。即，压电纤维10在纸面外侧产生负电位。压电纤维10如图2的(B)所示在第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产生电位，但极性相反，在从纸面的表面朝向里侧的方向上产生电场。即，压电纤维10在纸面外侧产生正电位。

聚乳酸因拉伸所引起的分子取向而产生压电性，因此不需要像PVDF等其他压电性聚合物或者压电陶瓷那样进行极化处理。单轴拉伸的聚乳酸的压电常数为5pC/N～30pC/N程度，在高分子中具有非常高的压电常数。此外，聚乳酸的压电常数并非随着时间而变动，而是极其稳定。

对将具有以上那样的性质的压电纤维10应用于图1的(A)的纱线1的情况进行说明。在图1的(A)中，各压电纤维10的拉伸方向900与各压电纤维10的轴向一致。通过对多根压电纤维10进行加捻，从而压电纤维10的拉伸方向900成为相对于纱线1的轴向而言在纸面上向左倾斜45度的状态。

在对作为这样的S纱线的纱线1施加轴向的张力而使其伸长了的情况下，压电纤维10沿着纱线1的轴向伸长，且沿着纱线1的宽度方向收缩。纱线1的轴向在图2的(A)的例子中与第2对角线910B相当。由此，压电纤维10像图2的(A)所示的例子那样在与第1对角线910A相当的方向上收缩，在与第2对角线910B的方向相当的方向上伸长。因此，在压电纤维10的表面产生负电位，在内侧产生正电位。即，压电纤维10通过来自外部的能量产生电位。

此外，压电纤维10会因受到剪切应力而产生电位，因此相对于纱线1的轴向的倾斜并不局限于向左倾斜45度。拉伸方向900至少与纱线1的轴向交叉即可。即，压电纤维10的拉伸方向900相对于纱线的轴向而言大于0度且向左倾斜小于90度即可。

另一方面，图3是表示纱线2的局部分解图，该纱线2构成对压电纤维10右旋转加捻而成的右旋转纱线(以下，称作Z纱线)。纱线2为Z纱线。通过对多根压电纤维10进行加捻，从而压电纤维10的拉伸方向900成为相对于纱线2的轴向而言在纸面上向右倾斜45度的状态。

在对作为Z纱线的纱线2施加张力而使其伸长了的情况下，压电纤维10沿着纱线2的轴向伸长，并且沿着纱线2的宽度方向收缩。纱线2的轴向在图2的(B)的例子中与第1对角线910A相当。由此，压电纤维10像图2的(B)所示的例子那样在与第1对角线910A相当的方向上伸长，在与第2对角线910B的方向相当的方向上收缩。因此，在压电纤维10的表面产生正电位，在内侧产生负电位。即，压电纤维10通过来自外部的能量产生电位。此外，压电纤维10会因受到剪切应力而产生电位，因此相对于纱线2的轴向的倾斜并不局限于向右倾斜45度，至少与纱线2的轴向交叉即可。即，压电纤维10的拉伸方向900相对于纱线2的轴向而言大于0度且向右倾斜小于90度即可。

图4是表示纱线1和纱线2各自中的电场的状态的剖视图。在构成纱线1和纱线2的压电纤维10由PLLA形成的情况下，在纱线1单独受到轴向的张力时，该纱线1的表面成为负电位，内部成为正电位。在纱线2单独受到轴向的张力时，该纱线2的表面成为正电位，内部成为负电位。

在这些纱线1和纱线2接近的情况下，接近的部分(表面)试图成为同电位。该情况下，纱线1与纱线2的接近部为0V，为了保持原来的电位差，纱线1的内部的正电位进一步变高。同样地，纱线2的内部的负电位进一步变低。

在纱线1的截面中，主要形成从纱线1内朝向外的电场，在纱线2的截面中，主要形成从外朝向内的电场。在使纱线1与纱线2接近的情况下，这些电场在空气中泄漏而合成，成为纱线1与纱线2之间的电位差，在纱线1与纱线2之间形成电场。或者，在纱线1与人体等具有规定的电位的物接近的情况下，在纱线1与所接近的物之间产生电场。在纱线2与人体等具有规定的电位的物接近的情况下，在纱线2与所接近的物之间也产生电场。

此外，纱线1和纱线2并非一定要具有彼此相反极性的电位。在纱线1和纱线2具有相同极性的电位的情况下，只要两者存在电位差，则也产生电场。即，纱线1和纱线2在产生电位时为不同的电位即可。

这样的电场例如能够抑制细菌、真菌、古细菌或者螨、跳蚤等微生物的繁殖。

这里，在纱线1或者纱线2存在含有电解质的水分的情况下，会经由该水分流动有电流。在电流流动时，在纱线1或者纱线2产生的电位消失。在电位消失时，电场也消失。

本实施方式的纱线1或者纱线2具有附着于多根压电纤维10的表面活性剂100。表面活性剂100既可以是离子性(阳离子性/阴离子性/双性)的，也可以是非离子性(nonionic)的。另外，表面活性剂100既可以是低分子，也可以是高分子。

表面活性剂100例如是在纤维的制造工序中使用的油剂。利用者洗涤含有纱线1(或者纱线2)的衣服的情况下，有可能将该油剂去除，但取而代之的是也有可能附着洗涤整理剂(柔顺剂)。该柔顺剂也是表面活性剂100的一个例子。

表面活性剂100能提高压电纤维10的表面的润湿性。因此，水分在压电纤维10的表面润湿扩散。水分因在纤维表面润湿扩散而在纱线的外侧较多地暴露。因此，与未附着表面活性剂的情况相比，水分容易蒸发，快速地干燥。

图5是表示表面活性剂的量与经过规定时间后的含水量之间的关系的模拟结果。如图5所示那样，表面活性剂的量越多，经过规定时间后的含水量就越少。即，表面活性剂的量越多，水分就越容易蒸发。

若水分蒸发，则电流路径消失，因此容易维持纱线1的电位。另外，也容易维持纱线2的电位。因此，容易维持在纱线1与纱线2之间形成的电场。

另外，在本实施方式中，表面活性剂100相对于多根压电纤维10附着的附着形态并非一样。即，纱线1(或者纱线2)具有表面活性剂100的附着量(即表面活性剂层的厚度)较多的压电纤维10和表面活性剂100的附着量(即表面活性剂层的厚度)较少的压电纤维10。更具体而言，在配置于纱线1(或者纱线2)的外侧的压电纤维10和配置于纱线1(或者纱线2)的内侧的压电纤维10附着的表面活性剂100的量不同。例如，在图1的(B)的例子中，在配置于外侧的压电纤维10附着的表面活性剂100的量比在配置于内侧的压电纤维10附着的表面活性剂100的量多。

在假设表面活性剂100相对于多根压电纤维10的附着形态一样的情况下，水分的润湿扩散不存在偏差。纱线1(或者纱线2)是复丝纱线。因此，纱线1或者纱线2在内侧含有较多的表面活性剂。因此，在纱线1或者纱线2的内侧导入有较多水分。导入到内侧的水分不向外部暴露，因此相比润湿扩散至外侧的水分而言不易干燥。纱线1或者纱线2在外侧也含有表面活性剂，因此整体上成为润湿的状态。

另一方面，在表面活性剂100相对于多根压电纤维10的附着形态不一样的情况下，水分的润湿扩散产生偏差。特别是在配置于外侧的压电纤维10附着的表面活性剂100的量较多的情况下，水分较多向外侧暴露。因此，与表面活性剂100的附着形态一样的情况相比，水分容易蒸发。另外，在配置于外侧的压电纤维10附着的表面活性剂100的量较多的情况下，水分容易导入到纱线的内部。该情况下，外部成为干燥状态。因此，容易维持在纱线1与纱线2之间形成的电场。

接着，图6是纱线1的变形例的纱线1A的剖视图。纱线1A在多根压电纤维10之间具备树脂50。树脂50是绝缘体的一个例子。在图6的剖面中，树脂50配置为对配置于中心的压电纤维10四周涂敷，将其与周围的压电纤维10之间的缝隙填埋。因此，表面活性剂100相比在纱线1A的内侧而言在外侧附着较多。

这样的纱线1A在外侧附着较多的表面活性剂100。因此，水分相对容易蒸发。因此，纱线1A容易维持电场。另外，纱线1A由于树脂50而内侧不易进入水分。从该点而言，纱线1A也容易维持电场。

此外，在图6中示出了纱线1的变形例，但纱线2也能够构成与图6的例子同样地具备树脂50的变形例2的纱线2A。

此外，纱线1A也可以是利用树脂50涂敷压电纤维10并以该涂敷了的压电纤维10为芯纱线配置的包芯纱线。该情况下，其他的多根压电纤维10环绕于芯纱线四周。相比在纱线1A的内侧而言，表面活性剂100在外侧附着较多。

另外，芯纱线也可以是表面活性剂100不易附着的材料。在该情况下，表面活性剂100也是相比在内侧而言在外侧附着较多。

另外，卷绕于芯纱线的鞘纱线并不局限于长丝纱线，也可以是膜形状的压电体。另外，长丝纱线也可以是假捻纱线。假捻纱线具有较多的缝隙。因此，在假捻纱线容易附着表面活性剂100。另外，假捻纱线的手感也良好。

或者，纱线也可以在内侧具有较粗的纤维，在外侧具有多根较细的压电纤维10。在该情况下，表面活性剂100也是相比在内侧而言在外侧附着较多。

另外，对于中空纱线或者表面具有凹凸的纱线，也是内侧和外侧的表面活性剂100的附着量(表面活性剂层的厚度)不同。

另外，构成纱线的压电纤维并不局限于长纤维，也可以含有至少一根短纤维。纱线是对多根短纤维加捻而成的细纱的情况下，成为比长纤维复杂的形状。因此，表面活性剂100的附着量(表面活性剂层的厚度)会变得不一样。另外，几根短纤维的端部会从纱线的侧面暴露。即，在纱线的表面暴露有相对较多的纤维。因此，在使用短纤维的情况下，表面活性剂相比在内侧而言在外侧附着较多。

此外，作为在表面产生负电位的纤维，除了使用PLLA的S纱线之外，还想到有使用PDLA的Z纱线。另外，作为在表面产生正电位的纤维，除了使用PLLA的Z纱线之外，还想到有使用PDLA的S纱线。

图7所示的布帛75包含上述本实施方式的纱线。包含本实施方式所示的纱线的布帛75也容易维持电场。

另外，申请人从布帛75随机抽出10根纱线，实施了动态接触角测定(扩张/收缩法)。10根纱线的提拉时的接触角的最大值和最小值分别相对于中心值而言为±10°以上。因此可知，对于布帛75而言，表面活性剂的附着形态也不一样。

最后，应当认为本实施方式的说明在全部方面均为例示，并非限制性的。本实用新型的范围并非由上述实施方式示出，而是由权利要求书示出。此外，本实用新型的范围意图包含与权利要求书等同的含义和范围内的全部变更。

附图标记说明

1、1A、2、2A…纱线；10…压电纤维；50…树脂；100…表面活性剂；900…拉伸方向；910A…第1对角线；910B…第2对角线。

Claims

1.一种纱线，其特征在于，

该纱线具备：

多根电位产生纤维，该多根电位产生纤维通过来自外部的能量产生电位；以及

表面活性剂层，其是附着于所述多根电位产生纤维的表面活性剂层，从所述多根电位产生纤维的截面来看，在所述多根电位产生纤维的周向上，表面活性剂层的厚度不一样。

2.根据权利要求1所述的纱线，其特征在于，

与配置于外侧的电位产生纤维对应的表面活性剂层的厚度和与配置于内侧的电位产生纤维对应的表面活性剂层的厚度不同。

3.根据权利要求2所述的纱线，其特征在于，

与配置于外侧的电位产生纤维对应的表面活性剂层的厚度比与配置于内侧的电位产生纤维对应的表面活性剂层的厚度厚。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的纱线，其特征在于，

所述多根电位产生纤维包括在产生所述电位时成为不同的电位的至少两根电位产生纤维。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的纱线，其特征在于，

该纱线具备在所述多根电位产生纤维之间配置的绝缘体。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的纱线，其特征在于，

在所述多根电位产生纤维中，配置于内侧的电位产生纤维的粗细度比配置于外侧的电位产生纤维粗。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的纱线，其特征在于，

所述纱线是假捻纱线。

8.根据权利要求1～3中任一项所述的纱线，其特征在于，

所述多根电位产生纤维在表面具有凹凸。

9.根据权利要求1～3中任一项所述的纱线，其特征在于，

所述纱线是包含短纤维的细纱，所述短纤维的端部从所述细纱的侧面暴露。

10.根据权利要求1～3中任一项所述的纱线，其特征在于，

所述多根电位产生纤维包含聚乳酸。

11.一种布帛，其特征在于，

该布帛包含权利要求1～10中任一项所述的纱线。

12.根据权利要求11所述的布帛，其特征在于，

所述布帛所包含的多个所述纱线的动态接触角的最大值和最小值相对于中心值而言为±10℃以上。