特許 6784334 抗菌糸及び抗菌繊維製品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6784334

(24)【登録日】2020年10月27日

(45)【発行日】2020年11月11日

(54)【発明の名称】抗菌糸及び抗菌繊維製品

(51)【国際特許分類】

   D02G 3/36 20060101AFI20201102BHJP

   D02G 3/02 20060101ALI20201102BHJP

【ＦＩ】

   D02G3/36

   D02G3/02

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2019-532583(P2019-532583)

(86)(22)【出願日】2018年7月23日

(86)【国際出願番号】JP2018027435

(87)【国際公開番号】WO2019021984

(87)【国際公開日】20190131

【審査請求日】2019年10月17日

(31)【優先権主張番号】特願2017-146887(P2017-146887)

(32)【優先日】2017年7月28日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000970

【氏名又は名称】特許業務法人 楓国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】安藤 正道

(72)【発明者】

【氏名】竹嶋 聡

(72)【発明者】

【氏名】井上 貴文

【審査官】 斎藤 克也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−３４８３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２３４２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５６４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１９８１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２３９９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１４４５４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｄ０２Ｇ １／００ − ３／４８

Ｄ０２Ｊ １／００ − １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部からのエネルギーにより電荷を発生するキラル高分子からなる複数の圧電繊維を旋回して撚られた旋回糸を備え、
前記複数の圧電繊維は、内部側の圧電繊維と、前記内部側の圧電繊維を囲む外部側の圧電繊維と、を有し、
前記内部側の圧電繊維は前記外部側の圧電繊維よりも抗菌糸の軸方向に対する角度が浅く、
前記キラル高分子は一軸延伸されたポリ乳酸であり、
前記旋回糸の撚り回数が所定範囲であって、
抗菌活性値が２．２以上である、抗菌糸。

【請求項2】

前記旋回糸は、
少なくとも１本の左旋回糸と、
少なくとも１本の右旋回糸と、
を含むことを特徴とする、
請求項１に記載の抗菌糸。

【請求項3】

前記所定範囲は、３００Ｔ／ｍ〜３０００Ｔ／ｍであることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の抗菌糸。

【請求項4】

前記所定範囲は、３００Ｔ／ｍ〜１０００Ｔ／ｍであることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の抗菌糸。

【請求項5】

前記所定範囲は、５００Ｔ／ｍ〜１０００Ｔ／ｍであることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の抗菌糸。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の抗菌糸を含むことを特徴とする、
抗菌繊維製品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一実施形態は、抗菌性を有する抗菌繊維及び抗菌繊維製品に関する。

【背景技術】

【0002】

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）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３２８１６４０号公報

【特許文献2】特開平７−３１０２８４号公報

【特許文献3】特許第３１６５９９２号公報

【特許文献4】特許第１８０５８５３号公報

【特許文献5】特開平８−２２６０７８号公報

【特許文献6】特開平９−１９４３０４号公報

【特許文献7】特開２００４−３００６５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【0005】

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。

【0006】

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抗菌繊維及び抗菌繊維製品を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施形態の抗菌繊維製品は、外部からのエネルギーにより電荷を発生する機能性高分子からなる圧電繊維を旋回して撚られた少なくとも１本の旋回糸を備える。旋回糸の撚り回数が所定範囲であることを特徴とする。

【0008】

従来から、電場により細菌及び真菌等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、又は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。本発明の一実施形態の抗菌繊維は、外部からのエネルギーにより電荷を発生する複数の電荷発生繊維を備えているため、繊維と繊維との間、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、電場を生じさせる。あるいは、本発明の一実施形態の抗菌繊維は、汗等の水分を介して、繊維と繊維との間、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。

【0009】

従って、本発明の一実施形態の抗菌繊維製品は、以下のような理由により抗菌効果を発揮する。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、又はマスク等の医療用品）に適用した場合に発生する電場又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、又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り、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、又は弱体化する。また、上述の理由が複合して抗菌効果を生じている場合もある。なお、本発明の一実施形態で言う「抗菌」とは、菌の発生を抑制する効果、また菌を死滅する効果の両方を含む概念である。

【0010】

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、又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。

【0011】

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。

【発明の効果】

【0012】

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抗菌繊維及び抗菌繊維製品を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１（Ａ）は、抗菌繊維３１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り、図１（Ｃ）は、抗菌繊維３２の構成を示す図であり、図１（Ｄ）は、図１（Ｃ）のＢ−Ｂ線における断面図である。

【図2】図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、ポリ乳酸の一軸延伸方向と、電場方向と、圧電繊維１００の変形と、の関係を示す図である。

【図3】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、抗菌繊維３３における撚り回数との関係を示した模式図である。

【図4】図４（Ａ）は、抗菌繊維３１に張力が加わった時に各圧電繊維に生じるずり応力（せん断応力）を図示したものであり、図４（Ｂ）は、抗菌繊維３２に張力が加わった時に各圧電繊維に生じるずり応力（せん断応力）を図示したものである。

【図5】図５（Ａ）は抗菌繊維３４の断面であり、図５（Ｂ）は、抗菌繊維３４に張力を加える前と後の状態を模式的に図示したものである。

【図6】図６（Ａ）は、抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２における、電位を示す図であり、図６（Ｂ）は、電場を示す図である。

【図7】図７（Ａ）は、第１実施形態に係る抗菌繊維製品１０１の構造の一部拡大図であり、図７（Ｂ）は、説明するための一部拡大模式図である。

【図8】図８は、撚り糸の撚り回数と抗菌活性値の関係を示したグラフである。

【図9】図９は、変形例に係る抗菌繊維製品１０２の構造を説明するための一部拡大模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１（Ａ）は、抗菌繊維３１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り、図１（Ｃ）は、抗菌繊維３２の構成を示す図であり、図１（Ｄ）は、図１（Ｃ）のＢ−Ｂ線における断面図である。なお、図１（Ａ）〜図１（Ｄ）においては、一例として７本の圧電繊維１００が撚られてなる抗菌繊維を示しているが、圧電繊維１００の本数はこれに限られず、実際には用途等を鑑みて、適宜設定される。また、説明の便宜上、先に抗菌繊維製品を構成する抗菌繊維及び、抗菌繊維を構成する圧電繊維について説明を行った後、抗菌繊維製品について説明する。

【0015】

圧電繊維１００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（電荷発生糸）の一例である。

【0016】

圧電繊維１００は、機能性高分子、例えば圧電性ポリマーからなる。圧電性ポリマーとしては、例えばポリ乳酸（ＰＬＡ）が挙げられる。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ＰＬＬＡと、Ｄ体モノマーが重合したＰＤＬＡと、がある。なお、圧電繊維１００は機能性高分子の機能を阻害しないものであれば、機能性高分子以外のものをさらに含んでいてもよい。

【0017】

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繊維１００は、厚み方向を第１軸、延伸方向９００を第３軸、第１軸及び第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及びｄ_２５のテンソル成分を有する。従って、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、最も効率よく電荷を発生する。

【0018】

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、ポリ乳酸の一軸延伸方向と、電場方向と、圧電繊維１００の変形と、の関係を示す図である。図２（Ａ）に示すように、圧電繊維１００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、圧電繊維１００は、紙面表側では、負の電荷が発生する。圧電繊維１００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、圧電繊維１００は、紙面表側では、正の電荷が発生する。

【0019】

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又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。

【0020】

圧電繊維１００は、断面が円形状の繊維である。圧電繊維１００は、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、又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ゲル紡糸法、又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、又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、圧電繊維１００の断面形状は、円形に限るものではない。

【0021】

抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２は、このような、ＰＬＬＡの圧電繊維１００を複数撚ってなる糸（マルチフィラメント糸）を構成する。抗菌繊維３１は、圧電繊維１００を右旋回して撚られた右旋回糸（以下、Ｓ糸と称する。）である。一方、抗菌繊維３２は、圧電繊維１００を左旋回して撚られた左旋回糸（以下、Ｚ糸と称する。）である。

【0022】

各圧電繊維１００の延伸方向９００は、それぞれの圧電繊維１００の軸方向に一致している。抗菌繊維３１においては、圧電繊維１００の延伸方向９００は、抗菌繊維３１の軸方向に対して、左に傾いた状態となる。一方、抗菌繊維３２においては、圧電繊維１００の延伸方向９００は、抗菌繊維３２の軸方向に対して、右に傾いた状態となる。抗菌繊維３１又は抗菌繊維３２の軸方向に対する延伸方向９００の傾きの角度は、抗菌繊維３１又は抗菌繊維３２の撚り回数に依存する。

【0023】

図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、抗菌繊維３３における撚り回数との関係を示した模式図である。ここで、撚り回数とは、糸1メートルあたり何回転したかを表すものであって、単位はＴ／ｍで表す。 抗菌繊維３３としては、一例として２４本の圧電繊維１００が撚られてなる抗菌繊維を挙げている。撚り回数が５００Ｔ／ｍのとき、抗菌繊維３３の軸方向に対する抗菌繊維３３の外周部における圧電繊維１００の角度はおよそ１３度である。撚り回数が１０００Ｔ／ｍのとき、抗菌繊維３３の軸方向に対する抗菌繊維３３の外周部における圧電繊維１００の角度はおよそ１６度である。撚り回数が２０００Ｔ／ｍのとき、抗菌繊維３３の軸方向に対する抗菌繊維３３の外周部における圧電繊維１００の角度はおよそ２８度である。このように、抗菌繊維３３においては、撚り回数が増えるに従い、抗菌繊維３３の軸方向に対する抗菌繊維３３の外周部における圧電繊維１００の傾きの角度は増える。従って、抗菌繊維３３は撚り回数を調整することにより、抗菌繊維３３の軸方向に対する抗菌繊維３３の外周部における圧電繊維１００の傾きの角度を調整することができる。

【0024】

図４（Ａ）は、抗菌繊維３１に張力が加わった時に各圧電繊維に生じるずり応力（せん断応力）を図示したものであり、図４（Ｂ）は、抗菌繊維３２に張力が加わった時に各圧電繊維に生じるずり応力（せん断応力）を図示したものである。

【0025】

図４（Ａ）に示すように、Ｓ糸の抗菌繊維３１に張力をかけた場合、抗菌繊維３１の表面は図２（Ａ）に示すような状態となる。このため、抗菌繊維３１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。一方、図４（Ｂ）に示すように、Ｚ糸の抗菌繊維３２に張力をかけた場合、抗菌繊維３２の表面は図２（Ｂ）に示すような状態となる。このため、抗菌繊維３２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。

【0026】

抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２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、抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２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、抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２と該物との間に電場を生じさせる。

【0027】

従来から、電場により細菌及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（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、又は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、真菌又はダニやノミ等の微生物を含む。

【0028】

従って、抗菌繊維３１は、抗菌繊維３１の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、直接的に抗菌効果を発揮する。あるいは、抗菌繊維３１は、汗等の水分を介して、近接する他の繊維又は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、直接的に抗菌効果を発揮する場合がある。あるいは、電流又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又は触媒作用によって生じたラジカル種、又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、電場又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３１が、間接的に抗菌効果を発揮する場合がある。また、抗菌繊維３２も抗菌繊維３１と同様に直接的又は間接的に抗菌効果を発揮することができる。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）又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、菌の発生を抑制する効果、また菌を死滅する効果の両方を含む概念である。

【0029】

図５（Ａ）はマルチフィラメントである抗菌繊維３４の断面であり、図５（Ｂ）は、抗菌繊維３４に張力を加える前と後の状態を模式的に図示したものである。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）においては、一例として１９本の圧電繊維１００（フィラメント１〜１９）が撚られてなる抗菌繊維３４を示している。なお、説明の便宜上、フィラメント１を中心としてこれを内層と定義し、それを囲むフィラメント２〜７を中層と定義し、さらに外側のフィラメント８〜１９を外層と定義する。

【0030】

抗菌繊維３４において、図５（Ａ）に示すように、中層（フィラメント２〜７）は内層（フィラメント１）の周りを巻回している。外層（フィラメント８〜１９）は中層（フィラメント２〜７）の周りを巻回している。

【0031】

ここでは、抗菌繊維３４の軸線方向における所定の単位長さにおいて、どの層のフィラメントも他の層へ移動しない前提で説明する。この単位長さにおいては、図５（Ｂ）に示すように、抗菌繊維３４の内部にあるフィラメント１〜７は、外周部のフィラメント８〜１９と比べて抗菌繊維３４の軸に対する角度が浅い。従って、内層（フィラメント１）よりも中層（フィラメント２〜７）は長い必要があり、さらに中層（フィラメント２〜７）より外層（フィラメント８〜１９）は長い必要がある。なお、実際には同じ長さのフィラメントを撚り合わせて撚糸とするため、撚糸工程において各フィラメントは自発的にその長さを調整する必要がある。これにより、内層、中層、外層のフィラメントは逐次その位置を入れ換えながら、抗菌繊維３４を構成している。

【0032】

抗菌繊維３４に張力が加えられると、張力が小さい時は先ず内部の角度の浅いフィラメント１〜７が張力を受ける。外周部のフィラメント８〜１９はその間隔が少し開く。例えば、図５（Ｂ）のフィラメントＡ〜Ｄのように、フィラメントの間に隙間ができる。一方、外周部のフィラメント８〜１９は大きなずり応力（せん断応力）は加わらない。

【0033】

抗菌繊維３４に加えられる張力が大きくなり、所定の張力を超えると、外周部のフィラメント８〜１９へのずり応力が徐々に大きくなる。このような現象は糸の撚り回数が大きいほど顕著である。従って撚り回数が大きすぎる場合には、所定の張力を超えないと外周部のフィラメント８〜１９へのずり応力が小さく、圧電による電圧も小さくなる。一方、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）で示すように、抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２としてＰＬＬＡを使用すると、ＰＬＬＡのずり圧電性は、一軸延伸された方向に対して４５度方向のずり応力が加わった時に最も大きな電圧を生じる。またこの時、一軸延伸された方向と同じ方向への応力では全く電圧を生じない。抗菌繊維３４に撚りが全く加えられていない場合、抗菌繊維３４に張力を加えても各フィラメントに電圧が生じることは無い。従って、抗菌繊維３４は撚り回数が大きすぎても、小さすぎても圧電気を発生する効率が悪くなる。これから、抗菌繊維３４は撚り回数が所定範囲であることが効率よく圧電気を発生する上で重要な要素となる。

【0034】

図６（Ａ）は、抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２における、電位を示す図であり、図６（Ｂ）は、電場を示す図である。なお、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）においては、一例として７本の圧電繊維１００が撚られてなる抗菌繊維を示している。

【0035】

抗菌繊維３１（Ｓ糸）及び抗菌繊維３２（Ｚ糸）がＰＬＬＡで形成された場合、抗菌繊維３１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。抗菌繊維３２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。

【0036】

Ｓ糸である抗菌繊維３１とＺ糸である抗菌繊維３２とを近接させると、抗菌繊維３１と抗菌繊維３２との間に電場を生じさせることができる。近接する部分（表面）は同電位となるように、Ｚ糸の中心部は負の電位、Ｓ糸の中心部は正の電位となる。この場合、抗菌繊維３１と抗菌繊維３２との近接部は０Ｖとなり、元々の電位差を保つように、抗菌繊維３１の内部の正の電位はさらに高くなる。同様に抗菌繊維３２の内部の負の電位はさらに低くなる。

【0037】

抗菌繊維３１の断面では、主に中心から外に向かう電場が形成され、抗菌繊維３２の断面では主に外から中心に向かう電場が形成される。抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２を近接させた場合、これらの電場が空気中に漏れ出て結合し、抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２の間で電場回路が形成される。すなわち、各所の電位差は、繊維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、又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。

【0038】

図６（Ａ）に示すように、抗菌繊維３１の中心で最も電位が高く、抗菌繊維３２の中心で最も電位が低くなる。抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２の間で形成される電場は、図６（Ｂ）に示すように、抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２が近接する空間において最大となる。

【0039】

図７（Ａ）は、第１実施形態に係る抗菌繊維製品１０１の構造の一部拡大図であり、図７（Ｂ）は、説明するための一部拡大模式図である。抗菌繊維製品１０１は、抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２を備える。抗菌繊維製品１０１は、抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２を編糸として用いて編んだ編物である。

【0040】

抗菌繊維製品１０１を構成する糸は、表面にマイナスの電荷を発生させるＳ糸及び表面にプラスの電荷を発生させるＺ糸以外の糸を備えていてもよい。Ｚ糸及びＳ糸の使用量を調節することにより、用途に応じて発生させる電荷の極性の割合等を調節することができる。また、Ｚ糸又はＳ糸単独で使用した場合であっても、抗菌性は発揮される。また、電荷発生部を構成する糸は、Ｚ糸及びＳ糸以外に電荷を発生しない糸（綿糸等）を備えていてもよい。通常、圧電糸は綿糸等に比べて肌触りが悪いため、ユーザが着用すると皮膚が刺激される場合がある。このため、抗菌繊維製品１０１に電荷を発生しない糸（綿糸等）を一部使用することによって、抗菌繊維製品１０１の肌触りがよくなり、皮膚への刺激が緩和される。

【0041】

以上の様な、抗菌繊維製品１０１は、各種の衣料、又は医療部材等の製品に適用可能である。例えば、抗菌繊維製品１０１は、肌着（特に靴下）、タオル、靴及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、エアコン又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、又は便座等）、網戸、カーテン、台所用品（スポンジ又は布巾等）、シート（車、電車又は飛行機等のシート）、オートバイ用ヘルメットの緩衝材及びその外装材、ソファ、包帯、ガーゼ、マスク、縫合糸、医者及び患者の服、サポーター、サニタリ用品、スポーツ用品（ウェア及びグローブのインナー、又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。

【0042】

衣料のうち、特に靴下（又はサポータ）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、抗菌繊維製品１０１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、抗菌繊維製品１０１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。

【0043】

また、抗菌繊維製品１０１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、及び動物の体表面の白癬菌治療することができる。

【0044】

なお、ＷＯ２０１５／１５９８３２には、複数の圧電糸と導電糸とを用いて編物又は織物にし、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開示されている。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、及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。ただし、導電糸が圧電糸に発生する電位をキャンセルするような回路構造になっていない場合は、抗菌効果を発揮する。特に導電糸が単にグランド電位等の一定の電位に保たれる場合には、その電位を基準電位とした電場が圧電糸と導電糸との近傍に形成されるため、効果的に抗菌効果を発揮する。さらに導電糸が銀や銅などの抗菌性の金属イオンを溶出する場合には、抗菌効果が高まることがある。

【0045】

以下、実施例１〜６及び比較例１について述べる。実施例１〜６及び比較例１においては、上述の実施形態の抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２を用いて撚り回数と抗菌活性値の関係について調べた。

【0046】

図８は、抗菌繊維製品１０１における抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２の撚り回数と抗菌活性値の関係を示したグラフである。

【0047】

実施例１〜６及び比較例１として使用した抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２は、８４ｄｔｅｘ−２４フィラメントである。実施例１としては、撚り回数が３００Ｔ／ｍの抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２を用いた。実施例２としては、撚り回数が５００Ｔ／ｍの抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２を用いた。実施例３としては、撚り回数が７００Ｔ／ｍの抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２を用いた。実施例４としては、撚り回数が１０００Ｔ／ｍの抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２を用いた。実施例５としては、撚り回数が２０００Ｔ／ｍの抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２を用いた。実施例６としては、撚り回数が３０００Ｔ／ｍの抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２を用いた。なお、比較例１としては、撚り回数が１００Ｔ／ｍの抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２を用いた。

【0048】

図８に示すように、実施例１の撚り回数が３００Ｔ／ｍの場合、抗菌活性値は２．３〜５．２であった。実施例２の撚り回数が５００Ｔ／ｍの場合、抗菌活性値は５．７１〜５．７５であった。実施例３の撚り回数が７００Ｔ／ｍの場合、抗菌活性値は４．５であった。実施例４の撚り回数が１０００Ｔ／ｍの場合、抗菌活性値は４．１〜４．４であった。実施例５の撚り回数が２０００Ｔ／ｍの場合、抗菌活性値は４．０であった。実施例６の撚り回数が３０００Ｔ／ｍの場合、抗菌活性値は３．９であった。比較例１の撚り回数が１００Ｔ／ｍの場合、抗菌活性値は１．６であった。ここで、（一社）繊維評価技術協議会（繊技協）が定めるＳＥＫマーク認証基準では、抗菌活性値≧２．２のとき、その製品は抗菌防臭加工であると認められる。従って、実施例１〜６の抗菌繊維製品１０１は、抗菌性を有することが確認された。このように、抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２の撚り回数が３００Ｔ／ｍ〜３０００Ｔ／ｍである場合、抗菌性を有することが確認された。

【0049】

撚糸は、当業者において一般的に、甘撚糸が５００Ｔ／ｍ以下、中撚糸が５００Ｔ／ｍより大きく１０００Ｔ／ｍ以下、強撚糸が１０００Ｔ／ｍより大きく２５００Ｔ／ｍ以下、極強撚糸が２５００Ｔ／ｍ以上とされている。甘撚糸は柔らかい風合いであり、空気を含み易いことから保湿・保温性に優れる。また、撚り回数は少ないほど製造に要する時間を短縮できるため、コストを低く抑えることができる。図８において得られたデータから、抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２の撚り回数が３００Ｔ／ｍ〜１０００Ｔ／ｍである場合、抗菌活性値が２．２以上であった。このことから、３００Ｔ／ｍ〜１０００Ｔ／ｍの抗菌繊維３１、及び抗菌繊維３２を用いることにより、風合いがよく、コストも低く抑えられかつ抗菌性を有する抗菌繊維製品１０１が得られる。また、５００Ｔ／ｍ〜１０００Ｔ／ｍの抗菌繊維３１、及び抗菌繊維３２を用いることにより抗菌活性値が４．０より大きい十分な抗菌性を有することが確認された。

【0050】

図９は、変形例に係る抗菌繊維製品１０２の構造を説明するための一部拡大模式図である。なお、実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、説明を省略する。

【0051】

図９に示すように、抗菌繊維製品１０２は、抗菌繊維製品１０１と同様に抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２を備える。抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２を縦糸として普通糸２０を横糸として織物が形成されている。抗菌繊維製品１０２において、Ｓ糸である抗菌繊維３１とＺ糸である抗菌繊維３２は平行に並んで配置されている。なお、普通糸２０を縦糸として抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２を横糸として織物を形成してもよい。普通糸２０としては、例えば木綿又は麻などが採用される。

【0052】

ここでは、抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２を縦糸として普通糸２０を横糸として織り込まれている場合について説明する。図９に示すように、縦に抗菌繊維製品１０２が伸縮されると、効率よく電荷を生じることができる。なお、縦糸も横糸も共に抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２で構成されていてもよい。これにより、縦又は横のいずれの方向に伸縮された場合にも、効率よく電荷を生じることができる。また、抗菌繊維製品１０２において、抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２は交互に配置されていることが好ましい。抗菌繊維製品１０２に外力がかかると、抗菌繊維３１はマイナスの、抗菌繊維３２はプラスの電荷をそれぞれ生じる。これにより隣り合う抗菌繊維３１と抗菌繊維３２との間で、大きな電位差を発生させることができる。さらに、変形例において、抗菌繊維製品１０２として平織りの例を示したが、織の形状はこれに限定されない。また、抗菌繊維製品１０２として、例えば、不織布も採用可能である。なお、抗菌繊維製品１０２は、布状に限らず、抗菌繊維３１又は抗菌繊維３２が絡み合っていないものを採用してもよい。

【0053】

なお、本実施形態の抗菌繊維製品は、菌対策用途以外にも、以下の様な用途を有する。

【0054】

（１）生体作用圧電繊維製品
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、又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）。従って、抗菌繊維３１又は抗菌繊維３２を備えた抗菌繊維製品により電場が生じ、該電場が交番するか、又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。抗菌繊維３１及び／又は抗菌繊維３２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。従って、抗菌繊維製品１０１は、生体作用圧電繊維製品として機能する。

【0055】

（２）物質吸着用圧電繊維製品
上述したように、抗菌繊維３１は、外力が係った場合に、負の電荷を生じる。抗菌繊維３２は、外力が係った場合に、正の電荷を生じる。そのため、抗菌繊維３１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、抗菌繊維３２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。従って、抗菌繊維３１及び抗菌繊維３２を備えた抗菌繊維製品１０１は、例えばマスク等の医療用品に適用した場合に、花粉及び黄砂等の微粒子を吸着することができる。

【0056】

なお、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、本発明の一実施形態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。

【0057】

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。

【0058】

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及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。

【符号の説明】

【0059】

３１…抗菌繊維（右旋回糸：Ｓ糸）
３２…抗菌繊維（左旋回糸：Ｚ糸）
３４…抗菌繊維
１００…圧電繊維
１０１，１０２…抗菌繊維製品

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】