JP2021181632A - 抗菌繊維および衣料 - Google Patents

Abstract

【課題】より高い抗菌効果を発揮することができる抗菌繊維を提供する。【解決手段】抗菌繊維は、外部からのエネルギーにより電荷を発生する複数の圧電繊維を備える。複数の圧電繊維は、前記電荷が発生した時に異なる電位となる、少なくとも２つの圧電繊維を含む。そして、抗菌繊維は、親水性を有するまたは親水化処理が施されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、抗菌性を有する繊維に関する。

特許文献１には、圧電効果で生じる電荷により抗菌性を発揮する電荷発生繊維が開示されている。また、特許文献２には、圧電材料の一例であるポリ乳酸自体の抗菌性を利用した抗菌性交編織物が開示されている。

特許第６２９２３６８号公報 特開２０００−２４８４４２号公報

特許文献１に開示された電荷発生繊維、および特許文献２に開示された抗菌性交編織物よりも、より高い抗菌効果を有する抗菌繊維が望まれている。

そこで、本発明は、より高い抗菌効果を発揮することができる抗菌繊維を提供することを目的とする。

本発明の抗菌繊維は、外部からのエネルギーにより電荷を発生する複数の圧電繊維を備える。そして、複数の圧電繊維は、前記電荷が発生した時に異なる電位となる、少なくとも２つの圧電繊維を含む。そして、抗菌繊維は、親水性を有するまたは親水化処理が施されていることを特徴とする。

電場により細菌および真菌等の増殖を抑制できる事が知られている（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、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、または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。この電流により菌が弱体化し菌の増殖を抑制することが考えられる。本発明の抗菌繊維は、外部からエネルギーを受けた際、電荷が発生した時に異なる電位となる少なくとも２つの圧電繊維の間で電場が生じ、あるい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、該抗菌繊維と該所定の電位を有する物との間で電場が生じる。あるいは、外部からエネルギーを受けた際、本発明の抗菌繊維は、電荷が発生した時に異なる電位となる少なくとも２つの圧電繊維の間で水分等を介して電流を流し、あるい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、汗等の水分を介して該抗菌繊維と該所定の電位を有する物との間で電流を流す。

したがって、本発明の抗菌繊維は、圧電繊維で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が生じ、菌が死滅する、あるいは菌が弱体化する、という効果を奏する。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、上記の理由が複合して抗菌効果を生じる場合もある。なお、本発明で言う「抗菌」とは、菌が弱体化する効果、また菌を死滅する効果の両方を含む概念である。

そして、本発明の発明者は、抗菌繊維の親水性を高めることで、抗菌効果が向上することを確認した。

この発明の抗菌繊維は、高い抗菌効果を発揮することができる。

図１（Ａ）は、圧電繊維１の構成を示す図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。 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、圧電体１０の変形と、の関係を示す図である。 図３（Ａ）は、圧電繊維２の構成を示す図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。 図４は、圧電繊維１および圧電繊維２における、電場を示す図である。 フィルム形状の圧電体１０を巻いてなる圧電繊維１の構成を示す図である。 フィルム形状の圧電体１０を巻いてなる圧電繊維２の構成を示す図である。 圧電繊維とイオン交換水の接触角を示す図である。 試料に生じる応力の変化を示すグラフである。

図１（Ａ）は、圧電繊維１の構成を示す一部分解図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。

圧電繊維１は、複数の圧電体１０が撚られてなる糸（マルチフィラメント糸）である。圧電体１０は、断面が円形状の繊維である。圧電繊維１は、複数の圧電体１０が左旋回して撚られた左旋回糸（以下、Ｓ糸と称する。）である。なお、本実施形態では、一例として７本の圧電体１０が撚られてなる圧電繊維１を示しているが、撚り数は、実際には用途等を鑑みて、適宜設定される。

圧電体１０は、例えば圧電性ポリマーからなる。圧電体１０は、例えば、圧電性ポリマーを押し出し成型して繊維化する手法により製造される。あるいは、圧電体１０は、圧電性ポリマーを溶融紡糸して繊維化する手法（例えば、紡糸工程および延伸工程を分けて行う紡糸・延伸法、紡糸工程および延伸工程を連結した直延伸法、仮撚り工程も同時に行うことのできるＰＯＹ−ＤＴＹ法、または高速化を図った超高速紡糸法などを含む。）、圧電性高分子を乾式あるいは湿式紡糸（例えば、溶媒に原料となるポリマーを溶解してノズルから押し出して繊維化するような相分離法もしくは乾湿紡糸法、溶媒を含んだままゲル状に均一に繊維化するような液晶紡糸法、または液晶溶液もしくは融体を用いて繊維化する液晶紡糸法、等を含む。）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により製造される。なお、圧電体１０の断面形状は、円形状に限るものではない。

圧電性ポリマーは、焦電性を有するものと、焦電性を有しないものとが存在するが、いずれも使用することができる。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。ＰＶＤＦ等の焦電性を有する圧電体は、人体の熱エネルギーによっても、電荷が生じる。この場合、人体の熱エネルギーが外部からのエネルギーである。

また、ポリ乳酸（ＰＬＡ）は、焦電性を有していない圧電性ポリマーである。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体モノマーが重合した右巻き螺旋構造を有するＰＬＬＡと、Ｄ体モノマーが重合した左巻き螺旋構造を有し、圧電定数の極性がＰＬＬＡとは逆であるＰＤＬＡと、がある。

図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、圧電体１０が一軸延伸されたＬ体のポリ乳酸である場合における、圧電繊維１の、ポリ乳酸の一軸延伸方向と、電場方向と、圧電体１０の変形と、の関係を示す図である。なお、図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、モデルケースとして、圧電体１０をフィルム形状と仮定した場合の図である。

ポリ乳酸は、キラル高分子であり、主鎖が螺旋構造を有する。ポリ乳酸は、一軸延伸されて分子が配向すると、圧電性を発現する。さらに熱処理を加えて結晶化度を高めると圧電定数が高くなる。一軸延伸されたポリ乳酸からなる圧電体１０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ｄ_１４およびｄ_２５のテンソル成分を有する。したがって、一軸延伸されたポリ乳酸からなる圧電体１０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。

図２（Ａ）に示すように、圧電体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、圧電体１０は、紙面表側では、負の電荷が発生する。圧電体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、圧電体１０は、紙面表側では、正の電荷が発生する。

ポリ乳酸は、延伸による分子の配向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。

以上の様な性質を有する圧電体１０を図１（Ａ）の圧電繊維１に適用する場合について説明する。図１（Ａ）において、各圧電体１０の延伸方向９００は、それぞれの圧電体１０の軸方向に一致している。複数の圧電体１０が撚られることによって、圧電体１０の延伸方向９００は、圧電繊維１の軸方向に対して、紙面上において左４５度に傾いた状態となる。

この様なＳ糸の圧電繊維１に張力をかけて伸張した場合、圧電体１０には、圧電繊維１の軸方向に沿って歪みが生じ、圧電繊維１の軸方向に沿ってずり応力が働く。圧電繊維１の軸方向は、図２（Ａ）の例では第２対角線９１０Ｂに相当する。これにより、圧電体１０は、図２（Ａ）に示した例の様に、第１対角線９１０Ａに相当する方向に縮み、第２対角線９１０Ｂの方向に相当する方向に伸びる。したがって、圧電繊維１の表面には負の電荷が発生し、内側には正の電荷が発生する。すなわち、圧電繊維１は、外部からのエネルギーにより電荷を発生する。なお、圧電体１０は、ずり応力が加わることによって電荷を発生するため、圧電繊維１の軸方向に対する傾きは左４５度に限られるものではない。延伸方向９００は、少なくとも圧電繊維１の軸方向に対して交差していればよい。すなわち、圧電体１０の延伸方向９００は、圧電繊維の軸方向に対して０度より大きく左９０度未満であればよい。

一方、図３（Ａ）は、圧電体１０を右旋回して撚られた右旋回糸（以下、Ｚ糸と称する。）を構成する、圧電繊維２を示す一部分解図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。

圧電繊維２は、Ｚ糸であるため、複数の圧電体１０が撚られることによって圧電体１０の延伸方向９００は、圧電繊維２の軸方向に対して、紙面上において右４５度に傾いた状態となる。

この様なＺ糸の圧電繊維２に張力をかけて伸張した場合、圧電体１０には、圧電繊維１の軸方向に沿って歪みが生じ、圧電繊維１の軸方向に沿ってずり応力が働く。圧電繊維１の軸方向は、図２（Ｂ）の例では第１対角線９１０Ａに相当する。これにより、圧電体１０は、図２（Ｂ）に示した例の様に、第１対角線９１０Ａに相当する方向に伸び、第２対角線９１０Ｂの方向に相当する方向に縮む。したがって、圧電繊維２の表面には正の電荷が発生し、内側には負の電荷が発生する。すなわち、圧電繊維２は、外部からのエネルギーにより電荷を発生する。なお、圧電体１０はずり応力が加わることによって電荷を発生するため、圧電繊維１の軸方向に対する傾きは右４５度に限られるものではなく、少なくとも圧電繊維１の軸方向に対して交差していればよい。すなわち圧電体１０の延伸方向９００は圧電繊維の軸方向に対して０度より大きく右９０度未満であればよい。

図４は、圧電繊維１および圧電繊維２における、電場の状態を示す断面図である。

圧電繊維１（Ｓ糸）および圧電繊維２（Ｚ糸）がＰＬＬＡで形成された場合、圧電繊維１単独では、張力が加わった時に表面が負の電位になり内部は正の電位になる。圧電繊維２単独では、張力が加わった時に表面が正の電位になり内部は負の電位になる。

これら圧電繊維１および圧電繊維２が近接した場合、近接する部分（表面）は同電位になろうとする。この場合、圧電繊維１と圧電繊維２との近接部は０Ｖとなり、元々の電位差を保つように、圧電繊維１の内部の正の電位はさらに高くなる。同様に圧電繊維２の内部の負の電位はさらに低くなる。

圧電繊維１の断面では、主に圧電繊維１の内から外に向かう電場が形成され、圧電繊維２の断面では主に外から内に向かう電場が形成される。圧電繊維１および圧電繊維２を近接させた場合、これらの電場が空気中に漏れ出て合成され、圧電繊維１および圧電繊維２の間の電位差により、図４に示す様に圧電繊維１と圧電繊維２との間に電場が形成される。あるいは、圧電繊維１（または圧電繊維２）と、例えば人体等の所定の電位（グランド電位を含む。）を有する物と、が近接した場合に、圧電繊維１（または圧電繊維２）と近接する物との間に電場が生じる。

あるいは、圧電繊維１および圧電繊維２との間の湿気等で形成された電流経路、または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。圧電繊維１または圧電繊維２と、近接する所定の電位を有する物と、が近接した場合にも、湿気等で形成された電流経路、または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。

また、圧電繊維１および圧電繊維２は、互いに逆極性の電位を有する必要はない。圧電繊維１および圧電繊維２は、同じ極性の電位を有する場合であっても、両者に電位差があれば、電場または電流が生じる。すなわち、圧電繊維１および圧電繊維２は、電荷が発生した時に異なる電位となればよい。

なお、圧電繊維は、マルチフィラメント糸の撚糸に限るものではない。例えば、図５に示す様に、フィルム形状の圧電体１０を左旋回に巻いてなるＳ糸も、圧電繊維１の一例である。また、図６に示すように、フィルム形状の圧電体１０を右旋回に巻いてなるＺ糸も、圧電繊維２の一例である。また、モノフィラメント糸を右旋回または左旋回して撚った撚糸も、圧電繊維とすることが可能である。

前述のように、電場により細菌および真菌の増殖を抑制することができる旨が知られている。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、または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。この電流により菌が弱体化し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、古細菌またはダニやノミ等の微生物を含む。

したがって、圧電繊維１および圧電繊維２からなる抗菌繊維は、発生する電場によって、直接的に抗菌効果を発揮する。あるいは、圧電繊維１および圧電繊維２からなる抗菌繊維は、汗等の水分を介して電流を流す。この電流によっても、直接的に抗菌効果を発揮する場合がある。あるいは、電流または電圧の作用により水分に含まれる酸素が変化した活性酸素種、さらに繊維中に含まれる添加材との相互作用または触媒作用によって生じたラジカル種、またはその他の抗菌性化学種（アミン誘導体等）によって間接的に抗菌効果を発揮する場合がある。あるいは、電場また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、これにより抗菌繊維が、間接的に抗菌効果を発揮する場合がある。ラジカルとしては、スーパーオキシドアニオンラジカル（活性酸素）またはヒドロキシラジカルの発生が考えられる。なお、本実施形態で言う「抗菌」とは、菌が弱体化する効果、また菌を死滅する効果の両方を含む概念である。

そして、本願発明者は、複数の圧電繊維（本実施形態における圧電繊維１および圧電繊維２）が親水性を有することで、抗菌効果が向上することを確認した。

親水性を有するとは、イオン交換水の２０秒経過後の接触角が９０度以下であることを意味する。親水性は、例えば、親水化処理を施すことにより付与される。親水化処理は、例えばコロナ放電により、表面改質処理が施されることにより行なわれる。無論、表面改質処理は、コロナ放電に限らず、圧電繊維の表面に親水性の官能基（例えば水酸基、カルボニル基、またはカルボキシル基等）を生成することができれば、どの様な処理であってもよい。

図７は、圧電繊維とイオン交換水の接触角を示す図である。図７のグラフの横軸は、液滴下後の経過時間（単位は秒）、縦軸は、接触角（単位は度）である。

本願発明者は、以下の様な試験方法により、液滴下後０秒から６０秒経過までの接触角を測定した。

ａ）試験方法 ： θ／２法
ｂ）試験液 ：イオン交換水６μＬ
ｃ）試料： Ｓ糸（圧電繊維１）とＺ糸（圧電繊維２）とを組み合わせて編まれた布
ｄ）試料のウェール度目密度：２４（目／インチ）
ｅ）試料のコース度目密度：２８（目／インチ）
図７に示す様に、コロナ放電処理を施していない試料では、０秒から６０秒経過まで９０度よりも大きい接触角（１００度から１２０度程度）を示す。一方で、コロナ放電処理を施した試料では、１０秒経過時点では１００度程度の接触角を示すが、１０秒経過後に接触角が急低下し、ほぼ０度になる。また、２０秒経過後の接触角は、コロナ放電処理を施していない試料では約１０８度であり、コロナ放電処理を施した試料では約０度である。コロナ放電処理を施した試料では、少なくとも２０秒経過時点で接触角は１０度未満である。

表１は、抗菌効果の比較結果である。

本願発明者は、抗菌繊維が編まれた布の抗菌効果を評価するため、以下の様な試験方法により、定量試験を行った。

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）試料： Ｓ糸（圧電繊維１）とＺ糸（圧電繊維２）とを備える抗菌繊維を編んだ布
ｅ）ウェール度目密度：２４（目／インチ）
ｆ）コース度目密度：２８（目／インチ）
［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。
・Ｍａ ：試験菌接種直後における標準布（綿糸で織られた布および綿糸で編まれた布）の生菌数（またはＡＴＰ量）の算術平均常用対数
・Ｍｂ ：６時間培養後における標準布の生菌数（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料の生菌数（またはＡＴＰ量）の算術平均常用対数
・Ｍｃ ：６時間培養後における試料の生菌数（またはＡＴＰ量）の算術平均常用対数
なお、培養中、試料（布）は、最初に所定の張力（例えば０．５Ｎ）で引張される。図８は、試料に生じる応力の変化を示すグラフである。グラフの縦軸は応力（単位はＭＰａ）であり、横軸は経過時間（単位は時間）である。本願発明者は、試料に０．５Ｎの引張荷重をかけて固定し、固定した状態を１８時間維持して、試料に生じる応力を測定した。図８に示すように、試料に生じる応力は、時間経過に応じて徐々に緩和される。また、試料は、微少な伸縮を繰り返している。つまり、所定の張力をかけて固定し、固定した状態を維持するだけでも、試料に微少な伸縮が生じる。したがって、培養中において、試料は、電場または電流を生じた状態である。

表１から明らかな様に、コロナ放電処理が施されていない試料は、６時間後の抗菌活性値が０．９である。一方で、コロナ放電処理が施されている試料は、６時間後の抗菌活性値が２．８程度である。したがって、コロナ放電処理により、抗菌活性値が向上していると言える。

また、親水性は、表面改質処理により付与される場合に限らない。例えば、親水性は、親水コーティングを施すことにより付与してもよい。親水コーディングも、親水化処理の一例である。親水コーティングは、親水性を有する油膜強化剤をコーティングすることにより行なわれる。親水性を有する油膜強化剤は、例えばアルキルリン酸エステル塩、またはアルキルリン酸エステル塩のアルレンオキサイド付加物等である。また、塩としてはナトリウム、カリウム、またはリチウムなどアルカリ金属塩、あるいは２級及び３級のアミン塩がある。

表２は、親水コーティングを施した圧電繊維１の浸透速度法による親疎水性の比較結果である。

浸透測度法は、半径ｒの円筒形の管内に試料を充填し、円筒底面を液体に接触させ、試料の濡れの高さを測定する。試料は、約２ｇ充填、円筒内の高さ約６．５ｃｍまで充填される。試料は、比較例１、比較例２、実施例１および実施例２ともに、親水コーティングを施した圧電繊維１である。また、表２における比較例１および比較例２は、試料を洗浄液（約３００ｍＬ）に浸漬して１０分間攪拌（５００ｍＬのビーカーで、４ｃｍのスターラチップを用いて３５０ｒｐｍで攪拌）し、その後、純水約１５０ｍＬで１分間、２回攪拌してすすぎ、さらに、純水約３００ｍＬで５分間、２回すすいだものである。比較例１および比較例２では、いずれも、洗浄およびすすぎ工程により、親水コーティングが剥がされた状態である。比較例１および比較例２ともに同じ条件で測定している。実施例１および実施例２は、いずれも親水コーティングが施されたままである。実施例１および実施例２ともに同じ条件で測定している。

表２に示す様に、親水コーティングを施した圧電繊維１（実施例１および実施例２）の濡れの高さは、６．５ｃｍであるのに対して、比較例１における濡れの高さは、０．８ｃｍであり、比較例２における濡れの高さは０．７ｃｍ程度である。したがって、圧電繊維１は、親水コーティングを施すことにより、親水性が高められていると言える。

表３は、抗菌性の比較結果である。

本願発明者は、抗菌繊維が編まれた布の抗菌効果を評価するため、以下の様な試験方法により、定量試験を行った。表３の比較例の試料は、表２に示した比較例１の試料に対応し、表３の実施例の試料は、表２に示した実施例１の試料に対応する。

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）試料： Ｓ糸（圧電繊維１）とＺ糸（圧電繊維２）とを備える抗菌繊維を編んだ布
ｅ）ウェール度目密度：２４（目／インチ）
ｆ）コース度目密度：２８（目／インチ）
［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。
・Ｍａ ：試験菌接種直後における標準布（綿糸で織られた布および綿糸で編まれた布）の生菌数（またはＡＴＰ量）の算術平均常用対数
・Ｍｂ ：１８時間培養後における標準布の生菌数（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料の生菌数（またはＡＴＰ量）の算術平均常用対数
・Ｍｃ ：１８時間培養後における試料の生菌数（またはＡＴＰ量）の算術平均常用対数
なお、表３の比較例は、湿潤環境下で１８時間、菌を培養したものであり、実施例は、湿潤環境下で１８時間以上、菌を培養したものである。比較例の試料も、実施例の試料も、最初に所定の張力（例えば０．５Ｎ）で引張されて固定される。本願発明者は、比較例および実施例の試料に０．５Ｎの引張荷重をかけて固定し、固定した状態を１８時間維持して、試料に生じる応力を測定した。図８に示した様に、比較例の試料および実施例の試料に生じる応力は、ともに時間経過に応じて徐々に緩和される。また、比較例の試料および実施例の試料ともに、微少な伸縮を繰り返している。つまり、所定の張力をかけて固定し、固定した状態を維持するだけでも、試料に微少な伸縮が生じる。したがって、培養中において、比較例および実施例の試料は、電場または電流を生じた状態である。 一般に、編物（または織物）の様に、編目（度目）を有する試料に親水コーティングを施した場合、編目（度目）における空気の存在により、疎水性の試料はより疎水性を示し、親水性の試料はより親水性を示すことが知られている。また、疎水性の繊維からなる編物（または織物）は、乾燥性が低く、親水性の繊維からなる編物（または織物）は、乾燥性が高いことが知られている。

表３から明らかな様に、親水コーティングが剥がされた比較例の試料の抗菌活性値は２．４に対して、親水コーティングが施されている実施例の試料の抗菌活性値は、５．９６の値を示している。親水コーティングが剥がされた試料でも、十分な抗菌活性値を示しているが、親水コーティングが施されている試料は、より高い抗菌活性値を示す。したがって、親水コーティングにより、抗菌活性値が向上していると言える。

以上の様な、抗菌繊維は、例えばサニタリー用品（サニタリーショーツ、使い捨ておむつ、布おむつ、おむつカバー等）に適用することができる。また、抗菌繊維は、サニタリー用品以外にも、例えば衣料に適用することができる。衣料のうち、特に靴下（またはサポータ）は、歩行等の動きによって、関節に沿って必ず伸縮が生じるため、抗菌繊維は、高頻度で電荷を発生する。また、靴下は、汗などの水分を吸い取り、菌の増殖の温床となるが、抗菌繊維は、菌の増殖を抑制することができるため、防臭のための菌対策用途として、顕著な効果を生じる。また、抗菌繊維は、親水性が付与されていることにより乾燥性が向上し、さらに高い抗菌効果を発揮する。

なお、圧電体による抗菌繊維は、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、薬剤、特に抗生物質等による耐性菌の発現が近年大きな問題となっているが、本発明による抗菌効果は、メカニズム上、耐性菌を生じにくい。

なお、表面に負の電荷を生じる繊維としては、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繊維としては、ＰＬＬＡを用いたＺ糸の他にも、ＰＤＬＡを用いたＳ糸も考えられる。

最後に、本実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。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、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

例えば、前述したようにモノフィラメント糸を右旋回または左旋回して撚った撚糸も、圧電繊維とすることが可能である。この場合は、親水性付与手段によらず、１本の圧電繊維自体の中心側よりも表面側のほうが親水性が高い構成となる。

また、マルチフィラメント糸の場合は、親水性付与手段によらず、外側に配置される圧電体の親水性が、内側に配置される圧電体の親水性よりも高い構成となる。

なお、抗菌繊維は、全ての圧電繊維が親水性を有している必要はない。複数の圧電繊維のうち少なくとも１つの圧電繊維が親水性を有していればよい。また、本実施形態では、圧電繊維に親水化処理を施すことで、親水性を有する抗菌繊維を実現する例を示した。しかし、例えば親水性を有する繊維（例えば綿糸）と圧電繊維とを備える抗菌繊維とすることでも、親水性を有する抗菌繊維を実現することができる。また、親水性を有する圧電繊維と、疎水性の圧電繊維と、を有する抗菌繊維も、親水性を有する抗菌繊維の一例である。さらには、親水化処理が施された圧電繊維と、親水化処理が施されていない圧電繊維と、を有する抗菌繊維も、親水性を有する抗菌繊維の一例である。

１…圧電繊維
２…圧電繊維
１０…圧電体

Claims (12)

1. 外部からのエネルギーにより電荷を発生する複数の圧電繊維を備え、
   前記複数の圧電繊維は、前記電荷が発生した時に異なる電位となる、少なくとも２つの圧電繊維を含み、
   親水性を有する、
   抗菌繊維。
2. 外部からのエネルギーにより電荷を発生する複数の圧電繊維を備え、
   前記複数の圧電繊維は、前記電荷が発生した時に異なる電位となる、少なくとも２つの圧電繊維を含み、
   親水化処理が施されている、
   抗菌繊維。
3. 前記複数の圧電繊維のうち少なくとも一つの圧電繊維は親水性を有する、
   請求項１または請求項２に記載の抗菌繊維。
4. 前記複数の圧電繊維のうち少なくとも一つの圧電繊維は親水化処理が施されている、
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の抗菌繊維。
5. 前記複数の圧電繊維のうち少なくとも一つの圧電繊維は、複数の圧電体を有するマルチフィラメント糸からなり、
   前記マルチフィラメント糸のうち、外側に配置される圧電体は、内側に配置される圧電体よりも親水性が高い、
   請求項３または請求項４に記載の抗菌繊維。
6. 前記複数の圧電繊維のうち少なくとも一つの圧電繊維は、モノフィラメント糸からなり、
   前記モノフィラメント糸は、中心側よりも表面側の親水性が高い、
   請求項３または請求項４に記載の抗菌繊維。
7. 前記親水化処理は、親水コーティングを有する、
   請求項２または請求項４に記載の抗菌繊維。
8. 前記親水化処理は、表面改質処理を有する、
   請求項２または請求項４に記載の抗菌繊維。
9. 前記表面改質処理は、コロナ放電処理を有する、
   請求項８に記載の抗菌繊維。
10. イオン交換水６μＬを接触させた時の２０秒経過後の接触角が１０度以下である、
    請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の抗菌繊維。
11. 前記複数の圧電繊維は、ポリ乳酸を含む、
    請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の抗菌繊維。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の抗菌繊維を含む衣料。

Images