WO2017212836A1 - 菌対策用電荷発生糸、菌対策用布、布、衣料、医療部材、生体作用電荷発生糸、および物質吸着用電荷発生糸 - Google Patents

菌対策用電荷発生糸、菌対策用布、布、衣料、医療部材、生体作用電荷発生糸、および物質吸着用電荷発生糸 Download PDF

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正道 安藤
聡 石野
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株式会社村田製作所
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    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/13—Physical properties anti-allergenic or anti-bacterial

Definitions

  • the present invention relates to a thread having antibacterial properties, and a cloth, clothing, or medical member using the thread.
  • Patent Documents 1 to 7 Conventionally, many proposals have been made on fiber materials having antibacterial properties (see Patent Documents 1 to 7).
  • Japanese Patent No. 3281640 Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-310284 Japanese Patent No. 3165992 Japanese Patent No. 1805853 JP-A-8-2226078 JP-A-9-194304 JP 2004-300650 A
  • antibacterial materials may cause allergic reactions caused by drugs.
  • an object of the present invention is to provide a charge-generating yarn for antibacterial measures that lasts longer than conventional antibacterial materials and is safer than drugs.
  • the anti-bacterial charge generating yarn of the present invention includes a charge generating fiber.
  • the charge generation fiber generates a charge by external energy.
  • the fungus-preventing charge generating yarn of the present invention includes a charge generating fiber that generates a charge by external energy, and therefore a predetermined potential (including a ground potential) between the yarns or a human body. An electric field is generated when it is close to objects.
  • the anti-bacterial charge generating yarn of the present invention is close to an object having a predetermined potential (including a ground potential) between the yarn or the human body through moisture such as sweat, Apply current.
  • the charge-generating yarn for fungus countermeasure of the present invention exhibits an antibacterial effect (an effect of suppressing the generation of fungi) or a bactericidal effect (an effect of killing the fungus) for the following reasons.
  • Cell membranes and fungi of bacteria due to the direct action of electric field or current generated when applied to items (medical items such as clothing, footwear, or masks) used in close proximity to items having a predetermined potential such as the human body This causes trouble in the electron transfer system for maintaining the life of the bacterium, killing the bacterium, or weakening the bacterium itself.
  • oxygen contained in moisture may be changed to reactive oxygen species by an electric field or current, or oxygen radicals may be generated in bacterial cells due to a stress environment due to the presence of an electric field or current. Bacteria are killed or weakened by the action of reactive oxygen species that step on radicals. In addition, the above reasons may be combined to produce an antibacterial effect and a bactericidal effect.
  • the charge generation fiber that generates a charge by external energy may be, for example, a material having a photoelectric effect, a material having a pyroelectric effect, or a fiber using a piezoelectric body.
  • produces an electric charge also becomes a charge generation fiber.
  • the cloth includes a first charge generating fiber that generates a positive charge, a second charge generating fiber that generates a negative charge, and a conductive fiber that elutes metal ions, the electric field or An electric current is generated, and an antibacterial effect can be generated.
  • FIG. 1A is a diagram showing the configuration of the piezoelectric yarn 1
  • FIG. 1B is a plan view of the piezoelectric film 10.
  • FIGS. 2A and 2B are diagrams showing the relationship between the uniaxial stretching direction of polylactic acid, the electric field direction, and the deformation of the piezoelectric film 10. It is a figure which shows the piezoelectric yarn 1 when external force is engaged.
  • FIG. 4A is a schematic plan view of the cloth 100
  • FIG. 4B is a diagram showing the arrangement of the yarns.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a piezoelectric yarn 2.
  • 6A is a schematic plan view of the cloth 100A
  • FIG. 6B is a diagram showing an electric field generated between the yarns.
  • FIG. 8A is a partially exploded view showing the configuration of the piezoelectric yarn 31, and FIG. 8B is a partially exploded view showing the configuration of the piezoelectric yarn 32.
  • FIG. 9A is a partially exploded view showing the configuration of the piezoelectric yarn 33, and FIG. 9B is a partially exploded view showing the configuration of the piezoelectric yarn 34.
  • 3 is an exaggerated view of a gap between piezoelectric films 10 in a piezoelectric yarn 33.
  • FIG. 3 is a partially exploded view showing a configuration of a piezoelectric yarn 35.
  • FIG. 1 (A) is a partially exploded view showing the configuration of the piezoelectric yarn 1
  • FIG. 1 (B) is a plan view of the piezoelectric film 10.
  • the piezoelectric yarn 1 is an example of a charge generation fiber that generates charges by external energy.
  • the piezoelectric yarn 1 is obtained by winding a piezoelectric film 10 around a core yarn 11.
  • the piezoelectric film 10 is an example of a piezoelectric body.
  • the core yarn 11 is appropriately selected from natural fibers or chemical fibers. Natural fibers include plant fibers, animal fibers, or polylactic acid. The plant fiber is, for example, cotton or hemp. When polylactic acid is used for the core yarn 11, the core yarn 11 does not have to be piezoelectric polylactic acid. As will be described later, when polylactic acid is used for the piezoelectric film 10, it becomes the same material as the core yarn 11, so that the affinity is increased.
  • Examples of the chemical fiber include synthetic fiber, glass fiber, and carbon fiber. Chemical fibers are more robust than natural fibers.
  • the core yarn 11 may be a conductive yarn having conductivity.
  • the core yarn 11 is a conductive yarn, when the piezoelectricity of the piezoelectric yarn 1 is inspected, the charge formed in the piezoelectric yarn 1 using the electrode formed on a part of the outer periphery of the piezoelectric yarn 1 and the core yarn 11 is generated. It can be measured. Thereby, the piezoelectric performance of the piezoelectric film 10 used for the piezoelectric yarn 1 can be inspected.
  • a clear circuit is formed between the yarns, and the electric field generated between the surfaces of the yarns increases dramatically.
  • a conductor is used for the core yarn 11, if an electric current is passed through the core yarn 11, even if the insulator other than the piezoelectric film 10 is wound around the core yarn 11, it is charged by the energy from the outside. Can be realized.
  • the core yarn 11 is not an essential component. Even without the core yarn 11, it is possible to turn the piezoelectric film 10 in a spiral shape to obtain a piezoelectric yarn (swivel yarn).
  • the swirl yarn 11 becomes a hollow fiber, and the heat retaining ability is improved. Further, when the swirl yarn itself is impregnated with an adhesive, the strength can be increased.
  • the piezoelectric film 10 is made of, for example, a piezoelectric polymer. Some piezoelectric films have pyroelectric properties and others do not have pyroelectric properties. For example, PVDF (polyvinylidene fluoride) has pyroelectricity, and charges are generated even when the temperature changes. A piezoelectric material having pyroelectric properties such as PVDF generates charges on the surface also by the thermal energy of the human body.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • Polylactic acid is a piezoelectric film that does not have pyroelectricity. Polylactic acid produces piezoelectricity by being uniaxially stretched. Polylactic acid includes PLLA in which an L monomer is polymerized and PDLA in which a D monomer is polymerized.
  • Polylactic acid is a chiral polymer, and the main chain has a helical structure. Polylactic acid exhibits piezoelectricity when uniaxially stretched and its molecules are oriented. If the crystallinity is increased by further applying heat treatment, the piezoelectric constant increases. Piezoelectric film 10 made of uniaxially stretched polylactic acid has a thickness direction defined as a first axis, stretch direction 900 defined as a third axis, and a direction perpendicular to both the first axis and the third axis as a second axis. having a tensor components of d 14 and d 25 as the piezoelectric strain constant. Therefore, polylactic acid generates an electric charge when distortion occurs in a direction of 45 degrees with respect to the uniaxially stretched direction.
  • FIG. 2 (A) and 2 (B) are diagrams showing the relationship between the uniaxial stretching direction of polylactic acid, the electric field direction, and the deformation of the piezoelectric film 10.
  • FIG. 2A when the piezoelectric film 10 contracts in the direction of the first diagonal line 910A and extends in the direction of the second diagonal line 910B orthogonal to the first diagonal line 910A, the piezoelectric film 10 extends in the direction from the back side to the front side. Generates an electric field. That is, the piezoelectric film 10 generates a negative charge on the front side of the sheet.
  • FIG. 2A when the piezoelectric film 10 contracts in the direction of the first diagonal line 910A and extends in the direction of the second diagonal line 910B orthogonal to the first diagonal line 910A, the piezoelectric film 10 extends in the direction from the back side to the front side. Generates an electric field. That is, the piezoelectric film 10 generates a negative charge on the front side of the sheet.
  • the piezoelectric film 10 generates electric charge when it extends in the direction of the first diagonal line 910A and contracts in the direction of the second diagonal line 910B, but the polarity is reversed and the surface of the paper surface An electric field is generated in the direction from the back to the back. That is, the piezoelectric film 10 generates a positive charge on the front side of the sheet.
  • Polylactic acid generates piezoelectricity by molecular orientation treatment by stretching, and therefore does not need to be subjected to poling treatment like other piezoelectric polymers such as PVDF or piezoelectric ceramics.
  • the piezoelectric constant of uniaxially stretched polylactic acid is about 5 to 30 pC / N, and has a very high piezoelectric constant among polymers. Furthermore, the piezoelectric constant of polylactic acid does not vary with time and is extremely stable.
  • the piezoelectric film 10 is produced by cutting a uniaxially stretched polylactic acid sheet as described above to a width of about 0.5 to 2 mm, for example. As shown in FIG. 1B, the major axis direction and the stretching direction 900 of the piezoelectric film 10 coincide with each other. As shown in FIG. 1A, the piezoelectric film 10 becomes a piezoelectric yarn 1 of a left turning yarn (hereinafter referred to as S yarn) twisted by turning left with respect to the core yarn 11. The drawing direction 900 is inclined 45 degrees to the left with respect to the axial direction of the piezoelectric yarn 1.
  • S yarn left turning yarn
  • the piezoelectric yarn 1 when an external force is applied, the piezoelectric yarn 1 generates a negative charge on the surface and a positive charge on the inside. Therefore, the piezoelectric yarn 1 generates an electric field due to a potential difference caused by this electric charge. This electric field leaks to the nearby space and forms a combined electric field with other parts.
  • the electric potential generated in the piezoelectric yarn 1 is an electric field between the piezoelectric yarn 1 and the object when close to an object having a predetermined electric potential close to the object, for example, a predetermined electric potential (including ground potential) such as a human body.
  • the growth of bacteria and fungi can be suppressed by an electric field (see, for example, Tetsuaki Tudo, Hironori Korai, Hideaki Matsuoka, Junichi Koizumi, Kodansha: Microbial Control-Science and Engineering).
  • an electric field see, for example, Tetsuaki Tudo, Hironori Korai, Hideaki Matsuoka, Junichi Koizumi, Kodansha: Microbial Control-Science and Engineering.
  • the electric current generating the electric field may cause a current to flow through a current path formed by moisture or a circuit formed by a local micro discharge phenomenon. It is considered that this current weakens the bacteria and suppresses the growth of the bacteria.
  • the bacterium referred to in the present embodiment includes bacteria, fungi, or microorganisms such as mites and fleas.
  • the piezoelectric yarn 1 directly exerts an antibacterial effect or a bactericidal effect by an electric field formed in the vicinity of the piezoelectric yarn 1 or by an electric field generated when it is close to an object having a predetermined potential such as a human body.
  • the piezoelectric yarn 1 causes a current to flow when it is in close proximity to an object having a predetermined potential such as another adjacent fiber or a human body through moisture such as sweat. This current may also directly exert an antibacterial effect or a bactericidal effect.
  • reactive oxygen species whose oxygen contained in moisture has changed due to the action of current or voltage, and radical species and other antibacterial chemical species (amine derivatives) produced by interaction with and / or catalyzing additives contained in the fiber.
  • Etc. may indirectly exert antibacterial or bactericidal effects.
  • oxygen radicals may be generated in the cells of the fungus due to a stress environment due to the presence of an electric field or current, which may indirectly exert an antibacterial or bactericidal effect.
  • the generation of superoxide anion radical (active oxygen) or hydroxy radical can be considered as the radical.
  • charge generation yarns include underwear (especially socks), towels, shoes and boots, sportswear, hats, bedding (including futons, mattresses, sheets, pillows, pillow covers, etc.), toothbrushes, floss, Various filters (filters for water purifiers, air conditioners or air purifiers), plush toys, pet-related products (pet mats, pet clothes, pet clothes inners), various mat products (feet, hands, toilet seats, etc.) , Curtains, kitchen utensils (sponge or cloth, etc.), seats (cars, trains, airplanes, etc.), motorcycle helmet cushions and exterior materials, sofas, bandages, gauze, masks, sutures, doctors and patients Clothing, supporters, sanitary goods, sports equipment (wear and glove inners, or martial arts swords), or packaging materials It can be applied to equal.
  • socks or supporters
  • the piezoelectric yarn 1 absorb moisture such as sweat and become a hotbed for bacterial growth.
  • the piezoelectric yarn 1 can suppress the bacterial growth, it has a remarkable effect as a countermeasure against bacteria for deodorization. Arise.
  • the present invention can also be used as a method for suppressing bacteria on the surface of an animal body excluding humans, and is arranged so that a cloth containing a piezoelectric body is opposed to at least a part of the skin of an animal,
  • the growth of bacteria on the body surface of the animal facing the cloth may be suppressed by the charge generated when an external force is applied to the body.
  • FIG. 4A is a schematic plan view of the cloth 100
  • FIG. 4B is a diagram showing the arrangement of the yarns.
  • the cloth 100 is formed by weaving a piezoelectric thread (first thread) 1, a normal thread 3, and a conductive thread (second thread) 5.
  • the ordinary yarn 3 is a yarn not provided with a piezoelectric body and corresponds to a dielectric.
  • the normal yarn 3 is made of natural fiber or chemical fiber as described above. However, the normal yarn 3 is not an essential configuration in the present invention.
  • the conductive yarn 5 as the second yarn is made of a conductor (conductive fiber).
  • the conductive fiber may be, for example, carbon-plated, metal itself (thin wire), slit ribbon, electroless-plated polyester fiber surface, or polyester film with electrodes deposited thereon as slit ribbon, etc. It may be.
  • the conductive yarn 5 Since the conductive yarn 5 is a conductor, it has a predetermined uniform potential (including a ground potential).
  • the piezoelectric yarn 1 and the conductive yarn 5 are arranged apart from each other by a predetermined distance via a normal yarn 3 corresponding to a dielectric.
  • the conductive yarn 5 has a forcibly determined potential such as a ground potential, or when an external force is applied to the piezoelectric yarn 1, the potential difference between the conductive yarn 5 having a predetermined potential and the piezoelectric yarn 1 that generates an electric charge.
  • the normal yarn 3 is not an essential configuration. Even if the ordinary yarn 3 is not present, an electric field is generated between the piezoelectric yarn 1 and the conductive yarn 5.
  • the conductive yarn 5 may serve as a reference potential line.
  • the potential is defined as the reference potential in a portion close to the conductive yarn 5 having the reference potential, and a potential difference with respect to the reference potential is generated by the amount of the generated electric charge in the far portion.
  • This potential is a potential with respect to the reference potential.
  • the conductive yarn 5 should not be provided in such an arrangement that the generated potential is canceled by the movement of charges.
  • the arrangement of the yarns is as follows: conductive yarn, piezoelectric yarn, piezoelectric yarn, conductive yarn, piezoelectric yarn, piezoelectric yarn, and conductive yarn.
  • the preferred sequence is to line up.
  • the conductive yarns are preferably short-circuited to have the same potential.
  • adjacent piezoelectric yarns have opposite polarities of electric charges generated on the outside with respect to an external force.
  • WO2015 / 159832 discloses a transducer that senses that a knitted fabric or a woven fabric is formed using a plurality of piezoelectric yarns and conductive yarns, and that a displacement is added thereto. In this case, all the conductive yarns are connected to the detection circuit, and there is always a pair of conductive yarns for one piezoelectric yarn. In WO2015 / 159832, when an electric charge is generated in the piezoelectric yarn, electrons move through the conductive yarn, and the electric charge generated in the piezoelectric yarn is immediately neutralized.
  • a circuit may be formed as an actual current path by moisture containing an electrolyte such as sweat.
  • the cloth 100 functions as a cloth that generates an electric field.
  • the cloth 100 may pass a current between the piezoelectric yarn 1 and the conductive yarn 5 through moisture such as sweat.
  • This current may also exert an antibacterial effect or a bactericidal effect.
  • reactive oxygen species whose oxygen contained in moisture has changed due to the action of current or voltage, and radical species and other antibacterial chemical species (amine derivatives) produced by interaction with and / or catalyzing additives contained in the fiber. Etc.
  • oxygen radicals may be generated in bacterial cells due to a stress environment due to the presence of an electric field or current, which may indirectly exert an antibacterial or bactericidal effect.
  • the cloth 100 exhibits an antibacterial or bactericidal effect by an electric field generated by itself and a change in its strength, or by an electric current.
  • the antibacterial or bactericidal effect is exhibited by radical species generated by the action of the current or voltage.
  • the antibacterial or bactericidal effect is further enhanced by the metal ions eluted by the conductive yarn 5.
  • the cloth 100 has a portion in the piezoelectric yarn 1 where no electric charge is generated, the electric charge generated locally is conveyed to the entire cloth by the conductive yarn 5, so that the entire cloth is antibacterial or sterilized. An effect is produced.
  • a measuring instrument such as an oscilloscope, it is possible to check whether or not the piezoelectric yarn 1 is functioning (whether or not an electric charge is generated) (perform shipping inspection or the like).
  • a conductor that elutes metal ions is used for the core yarn 11, it is not necessary to provide a conductive yarn separately from the piezoelectric yarn 1 because the core yarn 11 functions as a conductive fiber that elutes metal ions.
  • clothes or medical members made of cloth 100 also exhibit antibacterial or bactericidal effects.
  • the piezoelectric yarn used for the cloth 100 it is also possible to use a piezoelectric yarn 2 of a right turning yarn (hereinafter referred to as Z yarn) as shown in FIG. Since the piezoelectric yarn 2 is a Z yarn, the stretching direction 900 is inclined 45 degrees to the right with respect to the axial direction of the piezoelectric yarn 1. Therefore, when an external force is applied to the piezoelectric yarn 2, the piezoelectric film 10 is in the state shown in FIG. 2B, and generates a positive charge on the surface.
  • Z yarn right turning yarn
  • the piezoelectric yarn 2 also generates an electric field when it comes close to an object having a predetermined potential (including a ground potential) such as a human body.
  • a predetermined potential including a ground potential
  • the piezoelectric yarn 2 is close to an object having a predetermined potential (including a ground potential) such as a human body through moisture such as sweat, a current flows.
  • the piezoelectric yarn is manufactured by any known method. Not only covering yarn using slit film, but also fiber, for example, a method of extruding and polymerizing a piezoelectric polymer, a method of melt-spinning a piezoelectric polymer into a fiber (for example, spinning process and drawing) (Including spinning / stretching method that divides the process, direct stretching method that connects spinning process and stretching process, POY-DTY method that can perform false twisting process at the same time, or ultra-high speed prevention method that speeds up)
  • Piezoelectric polymers are dry-type or wet-spun (for example, a phase separation method in which a polymer as a raw material is dissolved and extruded from a nozzle to be fiberized, or a wet and wet spinning method, uniformly in a gel form while containing the solvent. (Including liquid crystal spinning method for fiberizing, liquid crystal spinning method for fiberizing using liquid crystal solution or melt, etc.) or fiberizing piezoelectric polymer by electro
  • the cloth provided with the piezoelectric yarn 2 can adsorb many bacteria due to the generated positive charges. Moreover, the cloth provided with the piezoelectric yarn 2 can inactivate bacteria having a negative charge by the generated positive charge. As described above, the cloth using the piezoelectric yarn that generates a positive charge on the surface has a high effect as a microbe-controlling piezoelectric yarn.
  • the piezoelectric yarn 1 or the piezoelectric yarn 2 has the following uses in addition to the anti-bacterial measures.
  • Biologically acting piezoelectric yarn Many tissues constituting a living body have piezoelectricity.
  • collagen constituting the human body is a kind of protein, and is contained in a large amount in blood vessels, dermis, ligaments, healthy, bone, cartilage and the like.
  • Collagen is a piezoelectric body, and a tissue in which collagen is oriented may exhibit very large piezoelectricity.
  • Many reports have already been made on the piezoelectricity of bone (see, for example, Eiichi Fukada, Biopolymer Piezoelectricity, Polymer Vol. 16 (1967) No. 9 p795-800, etc.).
  • the piezoelectric body of the living body vibrates due to the inverse piezoelectric effect.
  • Changes in the alternating electric field generated by the piezoelectric yarn 1 and / or the piezoelectric yarn 2 or the change in the electric field strength may cause minute vibrations to be applied to a part of the living body, for example, a capillary blood vessel or dermis, thereby promoting improvement of blood flow in that part. it can. This may promote healing of skin diseases and wounds.
  • the piezoelectric yarn functions as a biologically acting piezoelectric yarn.
  • a transducer that senses that displacement has been applied to a knitted fabric or woven fabric using a plurality of piezoelectric yarns and conductive yarns is disclosed in WO2015 / 159832.
  • all the conductive yarns are connected to the detection circuit, and there is always a pair of conductive yarns for one piezoelectric yarn.
  • WO2015 / 159832 when charges are generated in the piezoelectric yarn, electrons move through the conductive yarn, and the generated charge is immediately neutralized.
  • WO2015 / 159832 a current detected by the movement of electrons is detected by a detection circuit and output as a signal. Therefore, in this case, since the generated potential is canceled immediately, a strong electric field is not formed between the piezoelectric yarn and the conductive yarn and between the piezoelectric yarn and the piezoelectric yarn, and the healing effect is not exhibited.
  • the piezoelectric yarn 1 generates a negative charge when an external force is applied.
  • the piezoelectric yarn 2 generates a positive charge when an external force is applied. Therefore, the piezoelectric yarn 1 has a property of adsorbing a substance having a positive charge (for example, particles such as pollen), and the piezoelectric thread 2 adsorbs a substance having a negative charge (for example, a harmful substance such as yellow sand). To do. Therefore, the cloth provided with the piezoelectric yarn 1 or the piezoelectric yarn 2 can adsorb fine particles such as pollen or yellow sand when applied to medical supplies such as a mask.
  • a transducer that senses that displacement has been applied to a knitted fabric or woven fabric using a plurality of piezoelectric yarns and conductive yarns is disclosed in WO2015 / 159832.
  • all the conductive yarns are connected to the detection circuit, and there is always a pair of conductive yarns for one piezoelectric yarn.
  • WO2015 / 159832 when charges are generated in the piezoelectric yarn, electrons move through the conductive yarn, and the generated charge is immediately neutralized.
  • WO2015 / 159832 a current detected by the movement of electrons is detected by a detection circuit and output as a signal. Therefore, in this case, since the generated potential is canceled immediately, a strong electric field is not formed between the piezoelectric yarn and the conductive yarn and between the piezoelectric yarn and the piezoelectric yarn, and the adsorption effect is not exhibited.
  • FIG. 6 (A) is a schematic plan view of the cloth 100A
  • FIG. 6 (B) is a diagram showing an electric field generated between the yarns.
  • a cloth 100A shown in FIGS. 6A and 6B includes a piezoelectric yarn (first yarn) 1, a piezoelectric yarn (second yarn) 2, and a normal yarn 3 woven together.
  • the ordinary yarn 3 is a yarn not provided with a piezoelectric body and corresponds to a dielectric.
  • the piezoelectric yarn 1, the piezoelectric yarn 2, and the normal yarn 3 are arranged in parallel.
  • the piezoelectric yarn 1 and the piezoelectric yarn 2 are arranged apart from each other by a predetermined distance via a normal yarn 3 corresponding to a dielectric.
  • the polarities of charges generated in the piezoelectric yarn 1 and the piezoelectric yarn 2 are different from each other.
  • the potential difference at each location is defined by an electric field coupling circuit formed by intricately intertwining the yarns, or a circuit formed by a current path accidentally formed in the yarns by moisture or the like.
  • the surface of the piezoelectric yarn 2 has a positive potential and the inside has a negative potential.
  • the adjacent portions try to have the same potential.
  • the proximity portion between the piezoelectric yarn 1 and the piezoelectric yarn 2 becomes 0 V, and the positive potential inside the piezoelectric yarn 1 is further increased so as to maintain the original potential difference.
  • the negative potential inside the piezoelectric yarn 2 is negative. The potential is further lowered.
  • an electric field is formed mainly from the center outward
  • an electric field is formed mainly from the center inward.
  • a leakage electric field is formed in a space around these yarns, and the leakage electric fields are coupled to each other to form a strong electric field between the piezoelectric yarn 1 and the piezoelectric yarn 2.
  • a circuit may be formed as an actual current path by moisture containing an electrolyte such as sweat.
  • the cloth 100A functions as a cloth that generates an electric field. Further, the cloth 100 ⁇ / b> A may pass an electric current between the piezoelectric yarn 1 and the piezoelectric yarn 2 through moisture such as sweat. This electric field or current may directly exert an antibacterial effect or a bactericidal effect. Or, reactive oxygen species whose oxygen contained in moisture has changed due to the action of current or voltage, and radical species and other antibacterial chemical species (amine derivatives) produced by interaction with and / or catalyzing additives contained in the fiber. Etc.) may indirectly exert antibacterial or bactericidal effects.
  • oxygen radicals may be generated in the cells of the fungus due to a stress environment due to the presence of an electric field or current, which may indirectly exert an antibacterial or bactericidal effect.
  • the polarities of the charges generated in the piezoelectric yarn 1 and the piezoelectric yarn 2 are different from each other. However, even if the piezoelectric yarn has the same polarity, a potential difference is generated in the space between the piezoelectric yarn 1 and the piezoelectric yarn 2. If there is, an electric field is generated or current flows through the conductive medium.
  • the cloth 100A exhibits an antibacterial or bactericidal effect by an electric field generated by the cloth 100A and a change in its strength, or by an electric current.
  • the antibacterial or bactericidal effect is exhibited by radical species generated by the action of the current or voltage.
  • the cloth 100A may further include conductive fibers that elute metal ions.
  • the cloth 100A in addition to the antibacterial or bactericidal effect due to the electric field, the cloth 100A has a higher antibacterial or bactericidal effect due to the metal ions eluted from the conductive yarn 5.
  • the cloth 100 ⁇ / b> A exhibits an antibacterial or bactericidal effect by the metal ions eluted from the conductive yarn 5 even if there is a portion where no electric charge is generated in the piezoelectric yarn 1.
  • the cloth 100A also functions as a bioactive piezoelectric cloth or a substance adsorbing piezoelectric cloth in the same manner as the bioactive piezoelectric thread or substance adsorbing piezoelectric thread.
  • the cloth 100A exhibits an antibacterial or sterilizing effect by an electric field or current generated by the piezoelectric yarn 1 and the piezoelectric yarn 2 constituting the cloth 100A, and thus exhibits an antibacterial or sterilizing effect against the bacteria moving to the cloth 100A. . Bacteria that cause bad odors are thought to live in the gaps between the fabric fibers. The cloth 100A can effectively eliminate such bacteria.
  • the cloth 100A In the human skin, there are resident bacteria that play a role necessary to keep the skin surface in a normal state, but the cloth 100A is less likely to directly sterilize these resident bacteria. Therefore, the cloth 100A is less likely to affect the resident bacteria of the skin, and is more safe.
  • the cloth 100A has an electric field at a position where the piezoelectric yarn 1 and the piezoelectric yarn 2 intersect even when the piezoelectric yarn 1, the piezoelectric yarn 2, and the ordinary yarn 3 are arranged so as to intersect each other. Occurs.
  • a cloth in which a plurality of yarns including a charge generating yarn are woven is shown, but a knitted fabric (a ring formed by a plurality of yarns including a charge generating yarn is hooked on each other).
  • an electric field is generated between yarns in which a potential difference occurs, or an electric current flows, so that an antibacterial or bactericidal effect is produced.
  • a piezoelectric film is shown as an example of a piezoelectric body.
  • the piezoelectric body is, for example, a thread that is ejected from a nozzle as a thread and stretched (a piezoelectric thread having a substantially circular cross section or a piezoelectric having an irregular cross section). Thread).
  • the spinning method include wet spinning, dry spinning, and melt spinning.
  • polylactic acid (PLLA) piezoelectric yarns can be made through melt spinning, high draw processing, or heat treatment (for crystallization).
  • FIG. 8A is a partially exploded view showing the configuration of the piezoelectric yarn 31
  • FIG. 8B is a partially exploded view showing the configuration of the piezoelectric yarn 32.
  • the piezoelectric yarn 31 is obtained by further winding the piezoelectric film 10 on the piezoelectric covering yarn 1A which is an S yarn.
  • the piezoelectric yarn 32 is obtained by further winding the piezoelectric film 10 on the piezoelectric covering yarn 2A that is a Z yarn.
  • the piezoelectric yarn 31 is a left turning yarn (S yarn) in which the piezoelectric film 10 is turned left and covered with respect to the piezoelectric covering yarn 1A.
  • the drawing direction 900 is inclined 45 degrees to the left with respect to the axial direction of the piezoelectric yarn 31.
  • the drawing direction 900 coincides with the drawing direction 900A of the piezoelectric covering yarn 1A.
  • the piezoelectric covering yarns 1A and 2A may be twisted yarns that do not include a core yarn.
  • the core yarn may be a conductive yarn.
  • the strength of the electric field generated between the surface of the piezoelectric covering yarn 1A and the back surface of the piezoelectric film 10 is Extremely high. That is, this configuration further enhances the antibacterial or bactericidal effect of the yarn itself.
  • a negative charge is generated on the surface of the piezoelectric yarn 31 (the surface of the piezoelectric film 10). Therefore, an electric field can also be generated between the yarns by combining with yarns that generate a positive charge on the surface.
  • the piezoelectric yarn 32 is a right turning yarn (Z yarn) in which the piezoelectric film 10 is covered by turning right with respect to the piezoelectric covering yarn 2A.
  • the drawing direction 900 is inclined 45 degrees to the right with respect to the axial direction of the piezoelectric yarn 31.
  • the drawing direction 900 of this corresponds to the drawing direction 900A of the piezoelectric covering yarn 2A.
  • the strength of the electric field generated between the surface of the piezoelectric covering yarn 2A and the back surface of the piezoelectric film 10 is Extremely high. That is, with this configuration, as in the case of the piezoelectric yarn 31, the antibacterial or bactericidal effect of the yarn itself is further enhanced.
  • the piezoelectric yarn 32 is pulled in the axial direction (when an external force is applied), a positive charge is generated on the surface of the piezoelectric yarn 32 (the surface of the piezoelectric film 10A). Therefore, an electric field can be generated between the yarns by combining with a yarn that produces a negative charge on the surface, such as the piezoelectric yarn 31.
  • FIG. 9A is a partially exploded view showing the configuration of the piezoelectric yarn 33
  • FIG. 9B is a partially exploded view showing the configuration of the piezoelectric yarn 34.
  • the piezoelectric yarn 33 is formed by winding the piezoelectric film 10 on the piezoelectric covering yarn 1A.
  • the piezoelectric yarn 34 is formed by winding the piezoelectric film 10 around the piezoelectric covering yarn 2A.
  • the piezoelectric yarn 33 is a right turning yarn (Z yarn) in which the piezoelectric film 10 is covered by turning right with respect to the piezoelectric covering yarn 1A.
  • the drawing direction 900 is inclined 45 degrees to the right with respect to the axial direction of the piezoelectric yarn 33.
  • the drawing direction 900 is different from the drawing direction 900A of the piezoelectric covering yarn 1A.
  • the piezoelectric yarn 34 is a left turning yarn (S yarn) in which the piezoelectric film 10 is twisted by turning counterclockwise with respect to the piezoelectric covering yarn 2A.
  • the drawing direction 900 is inclined 45 degrees to the left with respect to the axial direction of the piezoelectric yarn 34.
  • the drawing direction 900 is different from the drawing direction 900A of the piezoelectric covering yarn 2A.
  • FIG. 10 is an exaggerated view of the gap between the piezoelectric films 10 in the piezoelectric yarn 33.
  • the piezoelectric yarn 33 has a certain gap D when the piezoelectric film 10 is wound around the covering yarn.
  • the piezoelectric yarn 33 is pulled in the drawing direction due to the gap D, an electric field is generated between the surface of the piezoelectric covering yarn 1A and the surface of the piezoelectric film 10 to form a circuit. Therefore, this configuration increases the antibacterial or bactericidal effect of the yarn itself.
  • the piezoelectric yarn 34 The same applies to the piezoelectric yarn 34.
  • the piezoelectric yarn 33 when PDLA is used for either the piezoelectric covering yarn 1A or the piezoelectric film 10, the charge generated on the surface of the piezoelectric covering yarn 1A and the charge generated on the back surface of the piezoelectric film 10 are different.
  • the configuration is the same as that of the piezoelectric yarn 31, and a strong electric field is generated between the surface of the piezoelectric covering yarn 1 ⁇ / b> A and the back surface of the piezoelectric film 10.
  • FIG. 11 is a partially exploded view showing the configuration of the piezoelectric yarn 35.
  • the piezoelectric yarn 35 is a yarn (S yarn) in which the piezoelectric yarn 1 and the piezoelectric yarn 2 are twisted by turning counterclockwise.
  • S yarn yarn in which the piezoelectric yarn 1 and the piezoelectric yarn 2 are twisted by turning counterclockwise.
  • an electric field can be generated by the yarn alone.
  • the respective potentials generated on the surfaces of the piezoelectric yarn 1 and the piezoelectric yarn 2 tend to be the same potential in the vicinity of the surfaces.
  • the potential inside the yarn changes and tries to maintain the potential difference between the surface of the yarn and the inside.
  • an electric field formed between the inside and the surface of the yarn leaks into the air, the electric fields are coupled to each other, and a strong electric field is formed in the vicinity of the piezoelectric yarn 1 and the piezoelectric yarn 2.
  • the structure of the twisted yarn is complicated, and the adjacent portions of the piezoelectric yarn 1 and the piezoelectric yarn 2 are not uniform. Further, when a tension is applied to the piezoelectric yarn 1 or the piezoelectric yarn 2, the adjacent portion also changes. As a result, there is a change in the electric field strength in each part, and the symmetry is broken to generate an electric field circuit.
  • the piezoelectric yarn 1 that produces a negative charge on the surface and the piezoelectric yarn 2 that produces a positive charge on the surface also intersect each other in the yarn (Z yarn) in which the piezoelectric yarn 1 and the piezoelectric yarn 2 are twisted to the right. Therefore, an electric field can be generated with a single thread.
  • the number of twists of the piezoelectric yarn 1, the number of twists of the piezoelectric yarn 2, or the number of twists of the piezoelectric yarn 35 obtained by twisting these yarns is determined in view of the antibacterial effect. All of the application examples shown so far can be configured using piezoelectric yarns 35.
  • a yarn comprising a braid that simultaneously constitutes a piezoelectric yarn 1 that turns right (or turns left) on a surface of a normal yarn and a piezoelectric yarn 2 that turns left (or turns right). 3), an electric field is generated at the position where the piezoelectric yarn 1 and the piezoelectric yarn 2 intersect, so that the electric field can be generated by the single yarn.
  • a Z yarn using PDLA is also conceivable.
  • S yarn using PDLA is also conceivable as a yarn that generates a positive charge on the surface. Therefore, for example, in the configuration shown in FIG. 11, the S yarn using PLLA and the S yarn using PDLA are twisted by turning left each other (S yarn) or twisted by turning right (Z yarn)
  • the piezoelectric yarn made of ()) can also generate an electric field with the yarn alone.
  • a piezoelectric yarn consisting of a Z yarn using PLLA and a Z yarn using PDLA and a twisted yarn (S yarn) twisted by turning left or a right twisted yarn (Z yarn) can also be used as an electric field by itself. Can be generated.
  • the inventor of the present application conducted the quantitative tests shown in the following (1) and (2) in order to evaluate the fungus-suppressing effect of the cloth woven with the piezoelectric yarn.
  • Test method Bacterial fluid absorption method (JIS L1902)
  • Test bacteria Staphylococcus aureus NBRC12732
  • Inoculum concentration 1.4 ⁇ 10 5 (CFU / mL)
  • Standard fabric Fabric woven with cotton yarn and fabric knitted with cotton yarn
  • Test sample antibacterial processed sample: S yarn (piezoelectric yarn 1) and Z yarn (piezoelectric yarn 2) are turned left and twisted A fabric knitted with the S yarn (piezoelectric yarn 35).
  • Ma arithmetic mean common logarithm of the number of live bacteria (or ATP amount) of 3 specimens of standard cloth immediately after inoculation of test bacteria.
  • Mb the number of live bacteria (or ATP quantity of 3 specimens of standard cloth after 18 to 24 hours of culture)
  • Arithmetic average common logarithm ⁇ Mo arithmetic average common logarithm of the number of viable bacteria (or ATP amount) of the three specimens of the test sample (antibacterial processed sample) immediately after inoculation of the test bacteria
  • Mc test sample after 18 to 24 hours of culture Arithmetic average common logarithm of the number of viable bacteria (or ATP amount) of 3 specimens of (antibacterial processed sample)
  • the test sample (a cloth woven with a piezoelectric yarn) has a higher antibacterial effect against bacteria than a standard cloth. It can also be seen that the antibacterial effect is higher when the test sample is vibrated than when the test sample is left stationary. In particular, when an electric field is generated by vibrating the test sample, almost no positive bacteria are observed 18 hours after inoculation of the test bacteria (bacteria), and a high antibacterial effect (bactericidal effect) is exhibited.
  • Test method Quantitative test method for antifungal property (method established by the Council for Textile Evaluation Technology)
  • Test bacteria Aspergillus niger NBRC105649
  • Inoculum concentration 1.1 ⁇ 10 5 (CFU / mL)
  • Standard fabric Fabric woven with cotton yarn and fabric knitted with cotton yarn
  • Test sample antibacterial processed sample: S yarn (piezoelectric yarn 1) and Z yarn (piezoelectric yarn 2) are turned left and twisted A cloth knitted with the formed piezoelectric yarn (piezoelectric yarn 35).
  • Fc Test sample (antibacterial processed sample) after 42 hours of culture ) Arithmetic mean common logarithm of viable count (or ATP amount) of 3 specimens
  • the test sample (a cloth woven with a piezoelectric yarn) has a higher antibacterial effect against fungi (mold, etc.) than the standard cloth. It can also be seen that the anti-fungal effect is higher when the test sample is vibrated than when the test sample is left stationary. That is, when the test sample is vibrated to generate an electric field, a high antifungal effect is exhibited.
  • the fibers that generate charges by external energy include, for example, a substance having a photoelectric effect, a substance having a pyroelectric effect (for example, PVDF), a substance that generates a charge due to a chemical change, and the like.
  • a structure in which a conductor is used for the core yarn, an insulator is wound around the conductor, and electricity is generated by flowing electricity through the conductor is also a fiber that generates charges.
  • the piezoelectric body since the piezoelectric body generates an electric field due to piezoelectricity, a power source is unnecessary and there is no fear of electric shock.
  • the lifetime of the piezoelectric body lasts longer than the antibacterial effect of drugs and the like.
  • the risk of an allergic reaction is lower than that of drugs.
  • the sterilization method according to the present invention is not considered to cause resistant bacteria due to the mechanism.

Abstract

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布を提供する。　菌対策用電荷発生糸は、電荷発生繊維を備えている。電荷発生繊維は、外部からのエネルギーにより電荷を発生する。菌対策用電荷発生糸は、前記電荷によって菌の増殖を抑制する。

Description

菌対策用電荷発生糸、菌対策用布、布、衣料、医療部材、生体作用電荷発生糸、および物質吸着用電荷発生糸
　本発明は、抗菌性を有する糸、および当該糸を用いた布、衣料または医療部材に関する。
　従来から、抗菌性を有する繊維材料については、多数の提案がなされている（特許文献１乃至特許文献７を参照）。
特許第３２８１６４０号公報 特開平７－３１０２８４号公報 特許第３１６５９９２号公報 特許第１８０５８５３号公報 特開平８－２２６０７８号公報 特開平９－１９４３０４号公報 特開２００４－３００６５０号公報
　しかし、抗菌性を有する材料は、いずれも効果が長く持続しなかった。
　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。
　そこで、この発明は、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菌対策用電荷発生糸を提供することを目的とする。
　本発明の菌対策用電荷発生糸は、電荷発生繊維を備えている。電荷発生繊維は、外部からのエネルギーにより電荷を発生する。
　従来から、電場により細菌や真菌の増殖を抑制することが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、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。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。本発明の菌対策用電荷発生糸は、外部からのエネルギーにより電荷を発生する電荷発生繊維を備えているため、糸と糸の間、或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、電場を生じさせる。あるいは、本発明の菌対策用電荷発生糸は、汗等の水分を介して、糸と糸の間、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、電流を流す。
　したがって、本発明の菌対策用電荷発生糸は、以下のような理由により抗菌効果（菌の発生を抑制する効果）または殺菌効果（菌を死滅する効果）を発揮すると考えられる。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（衣料、履物、またはマスク等の医療用品）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が生じ、菌が死滅する、或いは菌自体が弱体化する。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踏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・殺菌効果を生じている場合もある。
　なお、外部からのエネルギーにより電荷を発生する電荷発生繊維は、例えば光電効果を有する物質、焦電効果を有する物質、または圧電体等を用いた繊維が考えられる。また、芯糸に導電体を用いて、当該導電体に絶縁体を巻き、該導電体に電圧を加えて電荷を発生させる構成も、電荷発生繊維となる。
　圧電体を用いた場合には、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。
　なお、正の電荷を発生させる第１の電荷発生繊維と、負の電荷を発生させる第２の電荷発生繊維と、金属イオンを溶出する導電繊維を備えた布であっても、単体で電場または電流を生じさせ、抗菌効果を生じさせることができる。
　この発明によれば、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菌対策用電荷発生糸を実現することができる。
図１（Ａ）は、圧電糸１の構成を示す図であり、図１（Ｂ）は、圧電フィルム１０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。 外力が係った時の圧電糸１を示す図である。 図４（Ａ）は、布１００の平面概略図であり、図４（Ｂ）は、各糸の配置を示す図である。 圧電糸２の構成を示す図である。 図６（Ａ）は、布１００Ａの平面概略図であり、図６（Ｂ）は、各糸の間で生じる電場を示す図である。 各糸の間で生じる電場を示す図である。 図８（Ａ）は、圧電糸３１の構成を示す一部分解図であり、図８（Ｂ）は、圧電糸３２の構成を示す一部分解図である。 図９（Ａ）は、圧電糸３３の構成を示す一部分解図であり、図９（Ｂ）は、圧電糸３４の構成を示す一部分解図である。 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３５の構成を示す一部分解図である。 組紐の構成を示す図である。
　図１（Ａ）は、圧電糸１の構成を示す一部分解図であり、図１（Ｂ）は、圧電フィルム１０の平面図である。圧電糸１は、外部からのエネルギーにより電荷を発生する電荷発生繊維の一例である。
　圧電糸１は、芯糸１１に圧電フィルム１０が巻かれてなる。圧電フィルム１０は、圧電体の一例である。芯糸１１は、天然繊維または化学繊維から適宜選択される。天然繊維は、植物繊維、動物繊維、あるいは、ポリ乳酸等がある。植物繊維は、例えば、綿または麻等である。芯糸１１にポリ乳酸を用いる場合には、芯糸１１は特に圧電性のポリ乳酸である必要は無い。後述のように、圧電フィルム１０にポリ乳酸を用いる場合に、芯糸１１と同じ素材となるため、親和性が高くなる。化学繊維は、例えば、合成繊維、ガラス繊維、または炭素繊維等がある。化学繊維は、天然繊維に比べて頑丈である。
　また、芯糸１１は、導電性を備えた導電糸であってもよい。芯糸１１を導電糸とした場合、圧電糸１の圧電性を検査する際に、圧電糸１の外周の一部に形成した電極と、芯糸１１とを用いて圧電糸１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。また、芯糸１１に導電体を用いる場合、該芯糸１１に電流を流せば、圧電フィルム１０以外の他の絶縁体を芯糸１１に巻いた構成であっても、外部からのエネルギーにより電荷を発生する糸を実現することができる。
　なお、芯糸１１は、必須の構成ではない。芯糸１１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１１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を含侵させると強度を増すことができる。
　圧電フィルム１０は、例えば圧電性ポリマーからなる。圧電フィルムは、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。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、表面に電荷が生じる。
　また、ポリ乳酸（ＰＬＡ）は、焦電性を有していない圧電フィルムである。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ＰＬＬＡと、Ｄ体モノマーが重合したＰＤＬＡと、がある。
　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フィルム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。
　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。
　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。
　圧電フィルム１０は、上記の様な一軸延伸されたポリ乳酸のシートを、例えば幅０．５～２ｍｍ程度に切り取られることにより生成される。圧電フィルム１０は、図１（Ｂ）に示すように、長軸方向と延伸方向９００が一致している。圧電フィルム１０は、図１（Ａ）に示したように、芯糸１１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。）の圧電糸１となる。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。
　したがって、図３に示すように、圧電糸１に外力（張力）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、外力が係った場合に、表面に負の電荷を生じ、内側に正の電荷を生じる。そのため、圧電糸１は、この電荷により生じる電位差によって電場を生じる。この電場は近傍の空間にも漏れて他の部分と結合電場を形成する。また、圧電糸１に生じる電位は、近接する所定の電位、例えば人体等の所定の電位（グランド電位を含む。）を有する物に近接した場合に、圧電糸１と該物との間に電場を生じさせる。
　従来から、電場により細菌や真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。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、真菌またはダニやノミ等の微生物を含む。
　したがって、圧電糸１は、圧電糸１近傍に形成される電場によって、あるいは人体等の所定の電位を有する物に近接した場合に発生する電場によって、直接的に抗菌効果または殺菌効果を発揮する。あるいは、圧電糸１は、汗等の水分を介して、近接する他の繊維や人体等の所定の電位を有する物に近接した場合に電流を流す。この電流によっても、直接的に抗菌効果または殺菌効果を発揮する場合がある。あるいは、電流や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や触媒作用によって生じたラジカル種や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または殺菌効果を発揮する場合がある。または電場や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、これにより間接的に抗菌効果または殺菌効果を発揮する場合がある。ラジカルとして、スーパーオキシドアニオンラジカル（活性酸素）やヒドロキシラジカルの発生が考えられる。
　以上の様な、外部からのエネルギーにより電荷を発生する電荷発生繊維を備えた電荷発生糸は、各種の衣料、医療部材等の製品に適用可能である。例えば、電荷発生糸は、肌着（特に靴下）、タオル、靴およびブーツ等の中敷き、スポーツウェア全般、帽子、寝具（布団、マットレス、シーツ、枕、枕カバー等を含む。）、歯ブラシ、フロス、各種フィルタ類（浄水器、エアコンまたは空気清浄器のフィルタ等）、ぬいぐるみ、ペット関連商品（ペット用マット、ペット用服、ペット用服のインナー）、各種マット品（足、手、または便座等）、カーテン、台所用品（スポンジまたは布巾等）、シート（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、包帯、ガーゼ、マスク、縫合糸、医者および患者の服、サポーター、サニタリ用品、スポーツ用品（ウェアおよびグローブのインナー、または武道で使用する籠手等）、あるいは包装資材等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、間接に沿って必ず伸縮が生じるため、圧電糸１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、圧電糸１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、本発明は、人間を除いた動物の体表面の菌抑制方法としても使用可能であり、動物の皮膚の少なくとも一部に、圧電体を含んだ布を対向させるように配置し、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、前記布と対向する前記動物の体表面の菌の増殖を抑制してもよい。これにより、簡素な方法で、薬剤等の使用よりも安全性の高い、動物の体表面の菌の増殖を抑制し、および動物の体表面の白癬菌治療することができる。
　また、圧電糸１が織り込まれてなる布１００も、菌対策用布として機能する。図４（Ａ）は、布１００の平面概略図であり、図４（Ｂ）は、各糸の配置を示す図である。布１００は、圧電糸（第１の糸）１と、普通糸３と、導電糸（第２の糸）５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。普通糸３は、上述のように、天然繊維または化学繊維からなる。ただし、普通糸３は、本発明において必須の構成ではない。
　第２の糸である導電糸５は、導電体（導電繊維）からなる。導電繊維は、例えばカーボンをめっきしたものでもよいし、金属そのもの（細いワイヤ）、スリットリボン、ポリエステル繊維の表面を無電解めっきしたもの、または電極を蒸着したポリエステルフィルムをスリットリボン化したもの等、であってもよい。
　導電糸５は、導電体であるため、所定の均一の電位（グランド電位を含む。）を有する。圧電糸１と導電糸５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。この導電糸５がグランド電位等の強制的に定まった電位を有する場合、圧電糸１に外力が係った場合、所定の電位を有する導電糸５と、電荷を発生する圧電糸１との電位差により、両者の間に電場が生じる。ただし、普通糸３は、必須の構成ではない。普通糸３は無くとも、圧電糸１と導電糸５との間には電場が生じる。導電糸５は、基準電位線としての役割を果たす場合もある。例えば、圧電糸１に電荷が発生し、糸の断面に電位差の分布が生じたときを考える。糸の断面において、基準電位を持つ導電糸５に近い部分では電位が基準電位に定義づけられ、遠い部分では生じた電荷の分だけ基準電位に対しての電位差を生じる。この電位は基準電位に対しての電位である。圧電糸の内部だけでなく、空間において明確に電位差が定義された時にはその電位差に応じて電場が形成される。これにより圧電糸１同士においても電場が形成されうる。これを考慮すれば、導電糸５は発生した電位を、電荷の移動によりキャンセルするような配置に設けてはならない。具体的には、例えば図４（Ｂ）において普通糸３を省略したとすると、糸の配列は、導電糸、圧電糸、圧電糸、導電糸、圧電糸、圧電糸、および導電糸等の順に並べるのが好ましい配列である。また、導電糸同士は、短絡されて同電位とされていることが好ましい。さらに、隣接する圧電糸同士は、外力に対して外側に発生する電荷の極性が逆である方が好ましい。このような配列にすることにより、外力が加わった時に近接する圧電糸同士に明確な電位差が生じて、電場が形成される。複数の圧電糸と導電糸を用いて編物または織物にし、これに変位が加わった事をセンシングするトランスデューサがＷＯ２０１５／１５９８３２に公開されている。この場合、導電糸は、すべて検知回路に接続されており、一本の圧電糸に対して必ず対の導電糸が存在する。ＷＯ２０１５／１５９８３２では、圧電糸に電荷が発生した時、導電糸を電子が移動し、圧電糸に発生した電荷を即座に中和する。ＷＯ２０１５／１５９８３２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。従ってこの場合、発生した電位は即座にキャンセルされるので、圧電糸と導電糸との間、および圧電糸と圧電糸との間に強い電場が形成される事がなく、抗菌効果は発揮されない。
　圧電糸１および導電糸５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。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。これらの電場は、圧電糸１内で発生する電場と、圧電糸２内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。
　よって、布１００は、電場を生じる布として機能する。また、布１００は、汗等の水分を介して、圧電糸１および導電糸５の間で、電流を流す場合もある。この電流によっても、抗菌効果または殺菌効果を発揮する場合がある。あるいは、電流や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や触媒作用によって生じたラジカル種や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または殺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、これにより間接的に抗菌効果または殺菌効果が発揮される場合がある。
　布１００は、自身が発生する電場とその強度の変化によって、または電流によって、抗菌または殺菌効果を発揮する。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。
　さらに、導電糸５が金属イオン（例えば、Ａｇ＋、Ｚｎ２＋、またはＣｕ２＋等）を溶出する場合には、該導電糸５が溶出する金属イオンにより、抗菌または殺菌効果が一段と高くなる。また、布１００は、圧電糸１において、仮に電荷が発生しない箇所があった場合にも、導電糸５により、局所的に発生した電荷が布全体に運ばれて、布全体的として抗菌または殺菌効果が生じる。また、導電糸５をオシロスコープ等の測定器に接続することにより、圧電糸１が機能しているか否か（電荷を生じるか否か）を調べる（出荷検査等を行なう）ことできる。なお、芯糸１１に金属イオンを溶出する導電体を用いる場合、当該芯糸１１が金属イオンを溶出する導電繊維として機能するため、圧電糸１とは別に導電糸を設ける必要はない。
　布１００を用いてなる衣料または医療部材等も上述した様に、抗菌または殺菌効果を発揮する。なお、布１００に用いられる圧電糸としては、図５に示すような右旋回糸（以下、Ｚ糸と称する。）の圧電糸２を用いることも可能である。圧電糸２は、Ｚ糸であるため、延伸方向９００は、圧電糸１の軸方向に対して、右４５度に傾いた状態となる。したがって、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。そのため、圧電糸２も、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。あるいは、圧電糸２は、汗等の水分を介して、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、電流を流す。
　なお、圧電糸は、あらゆる公知の方法により製造される。スリットフィルムを用いたカバリング糸だけではなく、繊維として、例えば、圧電性高分子を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（例えば、紡糸工程と延伸工程を分けて行う紡糸・延伸法、紡糸工程と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防止法などを含む）、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、などを含む）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を採用することができる。
　また、多くの菌は、負の電荷を有する。そのため、圧電糸２を備えた布は、発生した正の電荷により、多くの菌を吸着することができる。また、圧電糸２を備えた布は、発生した正の電荷により、負の電荷を有する菌を不活化することもできる。このように、表面に正の電荷を発生させる圧電糸を用いた布は、菌対策用圧電糸として高い効果を有する。
　なお、圧電糸１または圧電糸２（あるいは、少なくともいずれかを備えた布）は、菌対策用途以外にも、以下の様な用途を有する。
　（１）生体作用圧電糸
　生体を構成する組織には圧電性を有するものが多い。例えば、人体を構成するコラーゲンは、タンパク質の一種であり、血管、真皮、じん帯、健、骨、または軟骨等に多く含まれている。コラーゲンは、圧電体であり、コラーゲンが配向した組織は非常に大きな圧電性を示す場合がある。骨の圧電性については既に多くの報告がなされている（例えば、深田栄一，生体高分子の圧電気、高分子Vol.16(1967)No.9 p795-800等を参照）。したがって、圧電糸１または圧電糸２を備えた布により電場が生じ、該電場が交番するか、または該電場の強度が変化すると、生体の圧電体は、逆圧電効果によって振動を生じる。圧電糸１および／または圧電糸２によって生じる交番電場、あるいは電場強度の変化により、生体の一部、例えば毛細血管や真皮に微小な振動が加えられ、その部分の血流の改善を促すことができる。これにより皮膚疾患や傷等の治癒が促される可能性がある。したがって、圧電糸は、生体作用圧電糸として機能する。複数の圧電糸と導電糸を用いて編物や織物にし、これに変位が加わった事をセンシングするトランスデューサーがＷＯ２０１５／１５９８３２に公開されている。この場合、導電糸はすべて検知回路に接続されており、一本の圧電糸に対して必ず対の導電糸が存在する。ＷＯ２０１５／１５９８３２では、圧電糸に電荷が発生した時、導電糸を電子が移動し、発生した電荷を即座に中和する。ＷＯ２０１５／１５９８３２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。従ってこの場合、発生した電位は即座にキャンセルされるので、圧電糸と導電糸との間、および圧電糸と圧電糸との間に強い電場が形成される事がなく、治癒効果は発揮されない。
　（２）物質吸着用圧電糸
　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を備えた布は、例えばマスク等の医療用品に適用した場合に、花粉または黄砂等の微粒子を吸着することができる。複数の圧電糸と導電糸を用いて編物や織物にし、これに変位が加わった事をセンシングするトランスデューサーがＷＯ２０１５／１５９８３２に公開されている。この場合、導電糸はすべて検知回路に接続されており、一本の圧電糸に対して必ず対の導電糸が存在する。ＷＯ２０１５／１５９８３２では、圧電糸に電荷が発生した時、導電糸を電子が移動し、発生した電荷を即座に中和する。ＷＯ２０１５／１５９８３２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。従ってこの場合、発生した電位は即座にキャンセルされるので、圧電糸と導電糸との間、および圧電糸と圧電糸との間に強い電場が形成される事がなく、吸着効果は発揮されない。
　次に、図６（Ａ）は、布１００Ａの平面概略図であり、図６（Ｂ）は、各糸の間で生じる電場を示す図である。
　図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す布１００Ａは、圧電糸（第１の糸）１と、圧電糸（第２の糸）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。
　図６（Ｂ）の例では、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。圧電糸１と圧電糸２とで生じる電荷の極性は互いに異なる。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。したがって、これら糸に外力が係った場合、正の電荷を発生する圧電糸２と負の電荷を発生する圧電糸１の間に、図中の白矢印で示す電場が生じる。ただし、普通糸３は、必須の構成ではない。普通糸３は無くとも、圧電糸１と圧電糸２の間には電場が生じる。圧電糸１（Ｓ糸）および圧電糸２（Ｚ糸）がＰＬＬＡで形成された場合、圧電糸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。圧電糸２では逆に表面が正の電位になり内部が負の電位になる。これらの糸が近接した場合、近接する部分（表面）は同電位になろうとする。この場合、圧電糸１と圧電糸２との近接部は０Ｖとなり、元々の電位差を保つように、圧電糸１の内部の正の電位はさらに高くなる、同様に圧電糸２の内部の負の電位はさらに低くなる。圧電糸１の断面では主に中心から外に向かう電場が形成され、圧電糸２の断面では主に中心から内に向かう電場が形成される。これらの糸の周りの空間には漏れ電場が形成されており、この漏れ電場が互いに結合して、圧電糸１と圧電糸２の間に強い電場が形成される。
　圧電糸１および圧電糸２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。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１００Ａが生じる電場の強度は、非常に大きな値となる。これらの電場は、圧電糸１内で発生する電場と、圧電糸２内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。
　よって、布１００Ａは、電場を生じる布として機能する。また、布１００Ａは、汗等の水分を介して、圧電糸１および圧電糸２の間で、電流を流す場合もある。この電場または電流によって、直接的に抗菌効果または殺菌効果を発揮する場合がある。あるいは、電流や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や触媒作用によって生じたラジカル種や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または殺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、これにより間接的に抗菌効果または殺菌効果を発揮する場合がある。　なお、この例では、圧電糸１と圧電糸２とで生じる電荷の極性は互いに異なる例を示したが、同じ極性の圧電糸であっても、圧電糸１と圧電糸２との空間に電位差がある場合には、電場が生じる、または導電性の媒介物を通じて電流が流れる。
　布１００Ａは、自身が発生する電場とその強度の変化によって、または電流によって、抗菌または殺菌効果を発揮する。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。なお、布１００Ａにおいても、さらに金属イオンを溶出する導電繊維を備えていてもよい。この場合、布１００Ａは、当該電場による抗菌または殺菌効果に加えて、導電糸５が溶出する金属イオンにより、抗菌または殺菌効果が一段と高くなる。また、布１００Ａは、圧電糸１において、仮に電荷が発生しない箇所があった場合にも、導電糸５が溶出する金属イオンにより、抗菌または殺菌効果を発揮する。
　布１００Ａを用いてなる衣料、または当該衣料を用いた医療部材も同様に、抗菌または殺菌効果を発揮する。布１００Ａを用いてなる衣料においても、特に靴下（またはサポータ）は、上述したように菌対策用途として、顕著な効果を生じる。また、布１００Ａも、上記生体作用圧電糸または物質吸着用圧電糸と同様に、生体作用圧電布として機能する、または物質吸着用圧電布として機能する。
　なお、布１００Ａは、自身を構成する圧電糸１および圧電糸２が生じた電場または電流によって抗菌または殺菌効果を発揮するため、布１００Ａに移ってくる菌に対して抗菌または殺菌効果を発揮する。悪臭の原因となるような細菌は布の繊維と繊維の隙間に生息すると考えられる。布１００Ａはこのような細菌を効果的に駆除することが出来る。
人体の皮膚には、皮膚表面を正常な状態に保つために必要な役割を果たす常在菌が存在するが、布１００Ａは、これら常在菌を直接殺菌する可能性は小さい。そのため、布１００Ａは、皮膚の常在菌に影響するおそれは少なく、より安全性の高いものとなる。
　なお、図７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態様でも、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る。
　また、上述の例では、電荷発生糸を含む複数の糸が織り込まれてなる布（織物）について示したが、編物（電荷発生糸を含む複数の糸で形成された輪を互いに引っ掛けたもの）からなる布であっても同様に、電位差が生じる糸の間で電場が生じる、または電流が流れるため、抗菌または殺菌効果を生じる。
　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。紡糸法としては湿式紡糸、乾式紡糸、または溶融紡糸等がある。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、この糸に張力をかけた場合にも、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出来る。このような糸は低コストで作ることが出来る。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べきである。また、撚り数についても適宜設定される。フィラメントの中に、部分的に圧電体ではないフィラメントを含んでもよい。また、それぞれのフィラメントの太さは一様でなくともよい。このようにすることで、糸の断面に生ずる電位分布に偏りが生じ、対称性が崩されることで、Ｓ糸とＺ糸との間の電場回路が形成されやすくなる。
　次に、図８（Ａ）は、圧電糸３１の構成を示す一部分解図であり、図８（Ｂ）は、圧電糸３２の構成を示す一部分解図である。
　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。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。圧電カバリング糸１Ａ、２Ａは芯糸を備えない撚糸であっても良い。また芯糸が導電糸であってもよい。
　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。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。すなわち、この構成により、糸自体の抗菌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。
　一方、図８（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３１の軸方向に対して、右４５度に傾いた状態となる。の延伸方向９００は、圧電カバリング糸２Ａの延伸方向９００Ａと一致している。
　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。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。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。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１０Ａ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。
　次に、図９（Ａ）は、圧電糸３３の構成を示す一部分解図であり、図９（Ｂ）は、圧電糸３４の構成を示す一部分解図である。
　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。
　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。
　また、図９（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が左旋回して撚られた左旋回糸（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。
　図１０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が延伸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、電場が生じ回路が形成される。したがって、この構成により、糸自体の抗菌または殺菌効果が高まる。圧電糸３４も同様である。
　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。
　次に、図１１は、圧電糸３５の構成を示す一部分解図である。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。前述したように、圧電糸１および圧電糸２の表面に生じたそれぞれの電位は、表面同士の近接個所では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、この電場同士が結合し、圧電糸１および圧電糸２の近接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および圧電糸２の近接個所は一様ではない。また、圧電糸１または圧電糸２に張力が加わると、近接個所も変化する。これにより、それぞれの部分において電場の強度には変化があり、対称形が崩されて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糸３５の撚り数は、抗菌効果を鑑みて決定される。これまで示してきた応用例のすべては、圧電糸３５を用いて構成することが出来る。
　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。
　また、図１２に示すように、普通糸の表面に右旋回（または左旋回）させる圧電糸１と左旋回（または右旋回）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、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。
　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１１に示した構成において、ＰＬＬＡを用いたＳ糸と、ＰＤＬＡを用いたＳ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。ＰＬＬＡを用いたＺ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。
　次に、圧電体からなる糸の抗菌効果を説明する。本願発明者は、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。
（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。
［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の３検体の生菌数（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
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　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効果を有する。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、抗菌効果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、高い抗菌効果（殺菌効果）を発揮する。
（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圧電糸（圧電糸３５）で編まれた布。
［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
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 　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効果を有する。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、抗カビ効果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、高い抗カビ効果を発揮する。
　以上の結果から、圧電体からなる糸が織り込まれた布は、抗菌性および抗カビ性を有することが明らかとなった。
　なお、外部からのエネルギーにより電荷を発生する繊維は、他にも例えば光電効果を有する物質、または焦電効果を有する物質（例えばＰＶＤＦ）、化学変化により電荷を生じる物質、等がある。また、芯糸に導電体を用いて、当該導電体に絶縁体を巻き、該導電体に電気を流して電荷を発生させる構成も、電荷を発生する繊維である。ただし、圧電体は、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、本発明による殺菌方法ではメカニズム上、耐性菌を生じることが考えられない。
　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。
１，２…圧電糸
１Ａ，２Ａ…圧電カバリング糸
３…普通糸
５…導電糸
１０…圧電フィルム
１１…芯糸
１００，１００Ａ…布
９００…延伸方向
９１０Ａ…第１対角線
９１０Ｂ…第２対角線

Claims (20)

  1. 　外部からのエネルギーにより電荷を発生する電荷発生繊維を備え、
    　前記電荷発生繊維にエネルギー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、菌対策用電荷発生糸。
  2. 　前記電荷発生繊維は、圧電体を含み、
    　前記圧電体が撚られてなる、請求項１に記載の菌対策用電荷発生糸。
  3. 　前記圧電体は、ポリ乳酸を含む、
    　請求項２に記載の菌対策用電荷発生糸。
  4. 　複数の、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の菌対策用電荷発生糸が織り込まれてなる、
    　菌対策用布。
  5. 　第１の糸と、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、外部からのエネルギーにより電荷を発生する、
    　布。
  6. 　前記第１の糸と前記第２の糸との電位差により、電場が生じることを特徴とする請求項５に記載の布。
  7. 　前記第１の糸と前記第２の糸との電位差により、電流が生じることを特徴とする請求項５に記載の布。
  8. 　前記第２の糸は、外部からのエネルギーにより電荷を発生する、
    　請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の布。
  9. 　前記第２の糸は、圧電体を含む、
    　請求項８に記載の布。
  10. 　前記第１の糸と前記第２の糸とで生じる電荷の極性は互いに異なる、
    　請求項８または請求項９に記載の布。
  11. 　前記第１の糸は、圧電体を含む、
    　請求項５乃至請求項１０のいずれかに記載の布。
  12. 　前記圧電体は、圧電性ポリマーであり、
    　前記第１の糸は、前記圧電性ポリマーが撚られてなる、
    　請求項１１に記載の布。
  13. 　前記圧電性ポリマーは、ポリ乳酸を含む、
    　請求項１２に記載の布。
  14. 　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５乃至請求項１３のいずれかに記載の布。
  15. 　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５乃至請求項１３のいずれかに記載の布。
  16. 　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の糸を備えた、
    　請求項５乃至請求項１５のいずれかに記載の布。
  17. 　請求項５乃至請求項１６のいずれかに記載の布により構成された、衣料。
  18. 　請求項１７に記載の衣料により構成された、医療部材。
  19. 　外部からのエネルギーにより電荷を発生する電荷発生繊維を備え、
    　前記電荷発生繊維にエネルギーが加えられた時に発生する電荷によって生体に作用する、生体作用電荷発生糸。
  20. 　外部からのエネルギーにより電荷を発生する電荷発生繊維を備え、
    　前記電荷発生繊維にエネルギーが加えられた時に発生する電荷によって物質を吸着する、物質吸着用電荷発生糸。
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