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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022181168
(43)【公開日】2022-12-07
(54)【発明の名称】異型断面繊維
(51)【国際特許分類】
H01L 41/113 20060101AFI20221130BHJP
H01L 41/193 20060101ALI20221130BHJP
D03D 15/20 20210101ALI20221130BHJP
D03D 15/37 20210101ALI20221130BHJP
D03D 15/283 20210101ALI20221130BHJP
D04B 1/16 20060101ALI20221130BHJP
D04B 21/16 20060101ALI20221130BHJP
D01F 6/00 20060101ALI20221130BHJP
D01F 6/62 20060101ALI20221130BHJP
D02G 3/02 20060101ALI20221130BHJP
【ＦＩ】
H01L41/113
H01L41/193
D03D15/20 100
D03D15/37
D03D15/283
D04B1/16
D04B21/16
D01F6/00 Z
D01F6/62 305A
D02G3/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022053774
(22)【出願日】2022-03-29
(31)【優先権主張番号】P 2021087784
(32)【優先日】2021-05-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(71)【出願人】
【識別番号】501270287
【氏名又は名称】帝人フロンティア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100132263
【弁理士】
【氏名又は名称】江間 晴彦
(74)【代理人】
【識別番号】100187584
【弁理士】
【氏名又は名称】村石 桂一
(72)【発明者】
【氏名】山永 哲也
(72)【発明者】
【氏名】森 健一
(72)【発明者】
【氏名】辻 雅之
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼木 昌由
(72)【発明者】
【氏名】海老名 亮祐
【テーマコード（参考）】
4L002
4L035
4L036
4L048
【Ｆターム（参考）】
4L002AA07
4L002AB00
4L002AB02
4L002AC00
4L002AC03
4L002BA00
4L002CA00
4L002EA00
4L002FA01
4L035DD02
4L035EE12
4L035JJ13
4L035KK05
4L036MA05
4L036MA20
4L036MA33
4L048AA20
4L048AA37
4L048AA39
4L048AA42
4L048AA52
4L048AA56
4L048AB06
4L048AC00
4L048AC13
4L048CA00
4L048CA05
4L048DA01
(57)【要約】 （修正有）
【課題】繊維の長手軸を横切るように圧縮力をかけたときにより向上した電界強度が得られる電位発生フィラメントからなる異型断面繊維を提供する。
【解決手段】電位発生フィラメントからなる異型断面繊維Ｆであって、該繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状において１２０°未満の角度の内角を少なくとも１つ有する。
【選択図】図１
【解決手段】電位発生フィラメントからなる異型断面繊維Ｆであって、該繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状において１２０°未満の角度の内角を少なくとも１つ有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電位発生フィラメントからなる繊維であって、該繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状において１２０°未満の角度の内角を少なくとも１つ有する、異型断面繊維。
【請求項2】
前記内角の角度が１０８°以下である、請求項１に記載の異型断面繊維。
【請求項3】
前記内角の角度が９０°以下である、請求項１に記載の異型断面繊維。
【請求項4】
前記内角の角度が６０°以下である、請求項１に記載の異型断面繊維。
【請求項5】
前記内角の角度が６０°以上１０８°以下である、請求項１に記載の異型断面繊維。
【請求項6】
前記繊維の長手軸を横切る方向に前記繊維を押圧することで電位が発生する、請求項１～５のいずれか１項に記載の異型断面繊維。
【請求項7】
前記繊維の前記輪郭形状に含まれる角部を押圧することで前記電位が発生する、請求項６に記載の異型断面繊維。
【請求項8】
前記繊維の長手軸に対して垂直な方向から斜めに傾いて前記角部を押圧することで前記電位が発生する、請求項７に記載の異型断面繊維。
【請求項9】
前記繊維の長手軸に対して垂直な方向から０°～９０°の範囲で傾いて前記角部を押圧することで前記電位が発生する、請求項８に記載の異型断面繊維。
【請求項10】
前記繊維の長手軸に対して垂直な方向から４５°傾いて前記角部を押圧することで前記電位が発生する、請求項９に記載の異型断面繊維。
【請求項11】
前記繊維が中空繊維である、請求項１～１０のいずれか１項に記載の異型断面繊維。
【請求項12】
１００ｋＶ／ｍ以上または０．１Ｖ／μｍ以上の電界強度を有する、請求項１～１１のいずれか１項に記載の異型断面繊維。
【請求項13】
前記繊維が圧電材料を含んで成る、請求項１～１２のいずれか１項に記載の異型断面繊維。
【請求項14】
前記圧電材料がポリ－Ｌ－乳酸（ＰＬＬＡ）を含んで成る、請求項１３に記載の異型断面繊維。
【請求項15】
前記圧電材料は、添加剤を含有していない、請求項１３または１４に記載の異型断面繊維。
【請求項16】
前記圧電材料は、加水分解防止剤を含有する、請求項１３～１５のいずれか１項に記載の異型断面繊維。
【請求項17】
請求項１～１６のいずれか１項に記載の異型断面繊維を含んで成る糸。
【請求項18】
請求項１７に記載の糸を含んで成る布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は繊維断面が円形でない異型断面繊維に関する。より具体的には、本開示は電位発生フィラメントからなる異型断面繊維に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献１および２には外部からのエネルギーにより電荷を発生して電場を形成することができる繊維を含んで成る圧電糸が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第６４２８９７９号公報
【特許文献2】特許第６５０８３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本願発明者らは、従前の圧電糸には克服すべき課題があることに気付き、そのための対策を取る必要性を見出した。具体的には以下の課題があることを本願発明者らは見出した。
【0005】
例えば特許文献１および特許文献２に開示される圧電糸は外部からのエネルギー（例えば、糸の軸方向の引っ張り）によって電荷を発生することができる。また、このような電荷の発生により形成され得る電場によって細菌よび真菌の増殖を抑制する抗菌効果が期待されている。このような圧電糸は、衣類、特に肌着や靴下において菌の発生を抑制する効果や、菌を死滅させる効果が期待されている。
【0006】
例えば靴下での用途を検討したとき、歩行時には例えば図１５に示すように足裏の中足骨および踵骨の周囲に圧力が集中することがわかった（緑色コンター部分Ａ）。このような部分では約１．３ｋｇ／ｃｍ２（＝１２．７Ｎ／ｃｍ２）の圧力がかかり、最大で２．３ｋｇ／ｃｍ２（＝２２．５Ｎ／ｃｍ２）の圧力がかかることがわかった（赤色コンター部分Ｂ）（消費科学研究所による女性がスニーカーを履いて６歩分、歩行した際にセンサーに加わった圧力を平均化したデータに基づく（https://www.shoukaken.co.jp/news/1766/））。また、このとき、足裏には０°～９０°の方向から圧縮力がかかることが本願発明者らの研究によりわかった。さらに、本願発明者らの研究によって、典型的な生地の一つである平織りの織布では２２．５Ｎ／ｃｍ２の圧力がかかると繊維１本あたり約３．５×１０－４Ｎの荷重がかかり、１２．７Ｎ／ｃｍ２の圧力がかかると約２．０×１０－４Ｎの荷重がかかることもわかった。また、ニットなどの編物や不織布においても繊維１本あたり上記と同様の負荷がかかると考えられる。
【0007】
そこで、本願発明者らは、このような荷重がかかる圧縮部分または圧縮領域において、圧電糸による電荷および電位の発生、ひいては電場のより効果的な形成によるさらなる抗菌効果の向上を検討した。
【0008】
しかし、従来の圧電糸は、外部からのエネルギー、特に糸または繊維の軸方向の引っ張りにより電場を形成して抗菌効果を奏するものであり、繊維の長手軸に対して０°～９０°の方向、特に斜め４５°の方向から繊維の長手軸を横切るように圧縮力をかけた場合には、その電界強度が不十分であることが本願発明者らの研究によりわかった。
【0009】
本開示はかかる課題に鑑みて為されたものである。即ち、本開示の主たる目的は、繊維の長手軸を横切るように圧縮力をかけたときにより向上した電界強度が得られる繊維を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは、従来技術の延長線上で対応するのではなく、新たな方向で対処することによって上記課題の解決を試みた。その結果、上記主たる目的が達成された繊維の開示に至った。
【0011】
本開示では、繊維の長手軸に対して斜めの方向から圧縮力をかけたときにより向上した電界強度が得られるように、繊維の断面を一般的な円形ではなく、少なくとも１つの角部を有する三角形や四角形などの異型断面に変更することを検討した。繊維の断面が少なくとも１つの角部を有することによって、繊維の斜め方向から圧縮力がかけられたときにこのような角部に圧縮力が集中することでより効率よく電位を発生して電場を形成することができると考えたからである。
【0012】
鋭意研究の結果、繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状において１２０°未満の角度の内角が少なくとも１つ存在することによって、電界強度が顕著に向上することを本願発明者らは見出した。
【0013】
本開示では、電位発生フィラメントからなる繊維であって、該繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状において１２０°未満の角度の内角を少なくとも１つ有する、異型断面繊維が提供される。
【発明の効果】
【0014】
本開示では、繊維の長手軸を横切るように圧縮力をかけたときにより向上した電界強度を有する繊維が得られる。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでなく、また、付加的な効果があってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【発明を実施するための形態】
【0016】
本開示は繊維断面が円形でない異型断面繊維、好ましくは少なくとも１つの角部を有する異型断面繊維に関する。より具体的には、本開示は電位発生フィラメントからなる異型断面繊維に関する。
【0017】
本開示において「異型断面繊維」とは、概して、繊維の断面形状の輪郭が円形（楕円や卵形を含む）でないこと、換言すると非円形であることを意味する。具体的には、繊維の長手軸に対して垂直方向の断面視での輪郭形状が円形（楕円や卵形を含む）でないこと、換言すると非円形であることを意味し、繊維の輪郭形状の少なくとも一部が角部を有していても、角張っていてもよい。
【0018】
より具体的には、異型断面繊維は、例えば図１（側面図）に示すように、繊維またはフィラメント（Ｆ）（以下、「繊維（Ｆ）」とよぶ場合もある）において直線Ｌ１で示す繊維（Ｆ）の長手軸に対して垂直方向の直線Ｌ２に沿う繊維の垂直方向の断面視での輪郭形状が円形（楕円や卵形を含む）でないこと、換言すると非円形である繊維を意味する。
【0019】
繊維（Ｆ）の長手軸に対して垂直方向の断面視での輪郭形状は幾何学的な形状を有していてよい。例えば図２に示すように繊維（Ｆ）の長手軸に対して垂直方向の断面視での輪郭形状は三角形、四角形、五角形などの多角形の形状を有していてよく、星形などの形状であってもよい。繊維の断面視での輪郭形状は少なくとも１つの角部を有している限り特に制限はない。換言すると、本開示の異型断面繊維は、繊維の長手軸に対して垂直方向の断面視での輪郭形状が少なくとも１つの角部を有していてよい繊維である。輪郭形状における角部の位置に特に制限はない。
【0020】
繊維の断面視での輪郭形状が少なくとも１つの角部を有することによって、繊維の長手軸に対して斜めの方向から圧縮力がかけられたとき、この角部に力が集中することでより効率よく電位を発生して電場を形成することができる。
【0021】
本開示の異型断面繊維は、以下にて詳説する「電位発生フィラメント」からなる繊維であって、繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状において１２０°未満の角度の内角を少なくとも１つ有することを特徴とする（以下、「本開示の繊維」とよぶ場合もある）。本開示の繊維がこのような内角または角部を少なくとも１つ有することによって、繊維の斜め方向から圧縮力がかけられたとき、このような部分により集中して力がかかることでより効率よく電位を発生して電場を形成することができる。
【0022】
本開示の繊維をより簡便に理解するために、例えば、図３（Ａ）に典型的な三角形の断面形状として正三角形の断面形状を示し、図３（Ｂ）に典型的な四角形の断面形状として正方形の断面形状を示し、図３（Ｃ）に典型的な五角形の断面形状として正五角形の断面形状を示す。
【0023】
図３（Ａ）に示す正三角形は、全ての頂点が円に内接し、その内角αの角度は６０°である。
図３（Ｂ）に示す正方形は、全ての頂点が円に内接し、その内角βの角度は９０°である。
図３（Ｃ）に示す正五角形は、全ての頂点が円に内接し、その内角γの角度は１０８°である。
図３（Ｂ）に示す正方形は、全ての頂点が円に内接し、その内角βの角度は９０°である。
図３（Ｃ）に示す正五角形は、全ての頂点が円に内接し、その内角γの角度は１０８°である。
【0024】
このように本開示の繊維では、繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状において内角の角度が１２０°未満、好ましくは１０８°以下の角度の内角を少なくとも１つ有する。内角の角度が１２０°未満であることによって、本開示の繊維は、繊維の斜め方向から圧縮力がかけられたとき、このような内角または角部により集中して力がかかることでより効率よく電位を発生して電場を形成することができる。ひいては１００ｋＶ／ｍ以上または０．１Ｖ／μｍ以上の電界強度を得ることができる。尚、内角の角度が１２０°以上であると、例えば正六角形の場合、電界強度の値が顕著に低下して１００ｋＶ／ｍまたは０．１Ｖ／μｍを下回る場合がある（図９参照）。
【0025】
内角について、例えば図４（Ａ）では、繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状として、図３（Ａ）と同様に正三角形を示しているが、図４（Ａ）に示す三角形の頂点または角部Ｐａの内角αの角度は１２０°未満であればよく、どのような形状の三角形であってもよい。
【0026】
例えば図４（Ｂ）では、繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状の例として四角形を示すが、すべての頂点または角部が図３（Ｂ）に示す正方形のように円周上に存在していなくてよい。したがって、図４（Ｂ）に示す四角形の頂点または角部Ｐｂの内角βの角度は１２０°未満であればよく、どのような形状の四角形であってもよい。
【0027】
例えば図４（Ｃ）では、繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状の例として五角形を示すが、すべての頂点または角部が図３（Ｃ）に示す正五角形のように円周上に存在していなくてよい。したがって、図４（Ｃ）に示す五角形の頂点または角部Ｐｃの内角γの角度は１２０°未満であればよく、どのような形状の五角形であってもよい。
【0028】
例えば図４（Ｄ）では、繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状の例として六角形を示す。図４（Ｄ）に示す六角形の頂点または角部Ｐｄの内角δの角度は１２０°未満であればよく、どのような形状の六角形であってもよい（ただし、すべての内角が１２０°である正六角形は除く）。
【0029】
このように本開示の繊維では繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状において１２０°未満の内角を少なくとも１つ有することが重要である。ただし、繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状は上記の形状に限定して解釈されるべきではない。
【0030】
また、好ましい実施形態では、繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状に含まれ得る角部の内角を以下のように定義してもよい。
【0031】
例えば図５に示すように、五角形の場合、５つの頂点のうち少なくとも３つの隣接または連続する頂点（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）が円周上に位置し、この３つの頂点の真ん中の頂点Ｐ１とそれに隣接する一方の頂点Ｐ２とを結ぶ直線Ｑと、真ん中の頂点Ｐ１とそれに隣接する他方の頂点Ｐ３とを結ぶ直線Ｒとで形成され得る角部を「内角」と称して定義し、その角度φが１２０°未満であればよい。このとき、残りの２つの頂点（Ｐ４，Ｐ５）は、それぞれ図示するように円の外側に存在していても、円の内側に存在していてもよい。このような内角の定義は五角形などの多角形に限定されるものでなく、あらゆる幾何学的な形状において適用することができる。
【0032】
本開示の繊維において、繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状が複数の角部を有する場合、その内角の角度は、それぞれ異なっていてもよく、同一であってもよい。
【0033】
本開示の繊維において、繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状において内角の角度は１０８°以下であることが好ましい。本開示の繊維がこのような内角の角度を有することによって、繊維の斜め方向から圧縮力がかけられたとき、このような角部に力がより集中してより効率よく電位が発生して電場を形成することができる（図９参照）。
この場合、内角の角度は０°より大きく、例えば１００°以上であってよい。
この場合、内角の角度は０°より大きく、例えば１００°以上であってよい。
【0034】
本開示の繊維において、繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状において内角の角度は９０°以下であることが好ましい。本開示の繊維がこのような内角の角度を有することによって、繊維の斜め方向から圧縮力がかけられたとき、このような角部に力がより集中してより効率よく電位が発生して電場を形成することができる（図９参照）。
この場合、内角の角度は０°より大きく、例えば８０°以上であってよい。
この場合、内角の角度は０°より大きく、例えば８０°以上であってよい。
【0035】
本開示の繊維において、繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状において内角の角度は６０°以下であることが好ましい。本開示の繊維がこのような内角の角度を有することによって、繊維の斜め方向から圧縮力がかけられたとき、このような角部に力がより集中してより効率よく電位が発生して電場を形成することができる（図９参照）。
この場合、内角の角度は０°より大きく、例えば５０°以上であってよい。
この場合、内角の角度は０°より大きく、例えば５０°以上であってよい。
【0036】
本開示の繊維において、繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状において内角の角度は６０°以上１０８°以下であることが好ましい。本開示の繊維がこのような範囲の内角の角度を有することによって、繊維の斜め方向から圧縮力がかけられたとき、このような角部に力がさらにより集中してより効率よく電位が発生して電場を形成することができる（図９参照）。
【0037】
本開示の繊維では、繊維の長手軸を横切る方向に前記繊維を押圧することで電位を発生させることができる。本開示の繊維において繊維の長手軸を横切る方向に特に制限はない。
【0038】
例えば図１に示すように、繊維（Ｆ）は、繊維本体に沿って、例えば直線Ｌ１で示す長手軸を有していてよい。本開示の繊維では、繊維の長手軸または直線Ｌ１を横切る方向に繊維を押圧すること（又は単に押すこと）で電位を発生させることができる。
【0039】
本開示の繊維では、例えば図１に示す斜め方向の直線Ｌｐに沿って繊維（Ｆ）の長手軸または直線Ｌ１を横切る方向に繊維（Ｆ）を押圧することで電位を発生させることができる。このとき繊維（Ｆ）を押圧する位置を符号Ｐで示す。この符号Ｐで示す位置は、例えば図４のＰａ～Ｐｄまたは図５のＰ１に対応していてよい。換言すると図１の符号Ｐで示す位置に図４のＰａ～Ｐｄまたは図５のＰ１で示す頂点または角部が存在していてよい。
【0040】
直線Ｌｐの方向は上面視で繊維に沿う方向であっても繊維を横切る方向であってもよい。換言すると直線Ｌｐの上面視での方向に特に制限はない。
【0041】
このように本開示の繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状に含まれ得る少なくとも１つの角部を押圧すること又は位置Ｐで繊維を圧縮することで繊維に電位を発生させることができる。例えば図１に示す繊維（Ｆ）がこのような角部または位置Ｐにおいて斜め方向から圧縮力がかけられるとき、角部または位置Ｐにおいて、より集中して繊維に力がかかることでより効率よく繊維に電位を発生して電場を形成することができる。
【0042】
本開示の繊維では、繊維の長手軸に対して垂直な方向から斜めに傾いて角部を押圧すること又は位置Ｐにおいて角部を圧縮することで繊維に電位を発生させることができる。例えば図１に示すように繊維（Ｆ）の長手軸または直線Ｌ１に対して垂直な直線Ｌ２から斜めに傾いて又はズレて又は角度を成すように繊維（Ｆ）を押圧または圧縮することで繊維に電位を発生させることができる。より具体的には図１に示す斜め方向の直線Ｌｐに沿って繊維（Ｆ）を位置Ｐにおいて押圧または圧縮することで繊維に電位を発生させることができる。図示する形態において、直線Ｌｐは直線Ｌ２に対して角度θで傾いていてよい。このように繊維（Ｆ）の長手軸に対して斜めの方向の直線Ｌｐに沿って繊維（Ｆ）を押圧または圧縮することで繊維に電位を発生させることができる。このように、繊維の長手軸方向の引張だけでなく、斜めの方向から力を付与すること、特に繊維を圧縮することでより効率よく電位を発生させることができる。
【0043】
本開示の繊維では、繊維の長手軸に対して垂直な方向から０°～９０°（ただし０°および９０°は含まれないことが好ましい）の範囲で傾いて角部を押圧または圧縮することで繊維に電位を発生させることができる。より具体的には、図１に示すように繊維（Ｆ）の長手軸または直線Ｌ１に対して垂直な直線Ｌ２に沿う方向から０°～９０°（ただし０°および９０°は含まれないことが好ましい）の範囲で傾いて繊維の角部または位置Ｐを押圧または圧縮することでより効率よく繊維に電位を発生させることができる。換言すると、図１に示す直線Ｌｐと直線Ｌ２との交点の角度θが０°～９０°（ただしθは０°および９０°でないことが好ましい）の範囲で直線Ｌｐが傾いて繊維（Ｆ）の角部または位置Ｐを押圧または圧縮することでより効率よく繊維に電位を発生させることができる。このような角度θで斜め方向から繊維（Ｆ）を押圧または圧縮することで繊維（Ｆ）に電位を発生させることができれば、繊維（Ｆ）の長手軸方向（又は直線Ｌ１に沿う方向）の引張や垂直方向（又は直線Ｌ２に沿う方向）の押圧だけでなく、様々な角度から圧縮力を付与することでより効率よく繊維（Ｆ）に電位を発生させることができる。
【0044】
本開示の繊維では、繊維の長手軸に対して垂直な方向から４５°傾いて繊維の角部を押圧または圧縮することで繊維に電位を発生させることができる。より具体的には、図１に示すように繊維（Ｆ）の長手軸または直線Ｌ１に対して垂直な直線Ｌ２に沿う方向から４５°傾いて角部または位置Ｐを押圧または圧縮することでより効率よく繊維（Ｆ）に電位を発生させることができる。換言すると、図１に示す直線Ｌｐと直線Ｌ２との交点の角度θが４５°であり、直線Ｌｐに沿って繊維の角部または位置Ｐを押圧または圧縮することでより効率よく繊維に電位を発生させることができる。このような角度θで斜め方向から繊維（Ｆ）を押圧または圧縮することで繊維（Ｆ）に電位を発生させることができれば、繊維（Ｆ）の長手軸方向（又は直線Ｌ１に沿う方向）の引張や垂直方向（又は直線Ｌ２に沿う方向）の押圧だけでなく、様々な角度から繊維に圧縮力を付与することでより効率よく繊維に電位を発生させることができる。
【0045】
本開示の繊維は「中空繊維」であってよい。換言すると、本開示の繊維はその内部に空洞またはキャビティを有していてよい。より具体的には、断面が円形または多角形の空洞を繊維の長手軸に沿って有していてよい。本開示の繊維が中空繊維であることによって、繊維が可撓性を有し、様々な角度から圧縮力を受けやすくなり、より効率よく電位を発生させることができる。
【0046】
本開示の繊維は、「電位発生フィラメント」から構成され、上記の通り、繊維の長手軸に垂直な方向の断面視での輪郭形状において１２０°未満の角度の内角を少なくとも１つ有することで「１００ｋＶ／ｍ以上」または「０．１Ｖ／μｍ以上」の電界強度を示すことができる（図９参照）。本開示の繊維がこのような電界強度を有することでより向上した抗菌効果などを奏することができる。したがって本開示の繊維は抗菌繊維または抗菌糸として使用することができる。
【0047】
（電位発生フィラメント）
本開示において「電位発生フィラメント」とは、外部からのエネルギー、特に圧縮力、より具体的には繊維の長手軸を横切る方向の圧縮力により電荷および電位を発生させることができ、ひいては電場を形成することができる繊維（又はフィラメント）を意味する（以下、「電位発生繊維」、「電荷発生繊維（又は電荷発生フィラメント）」または「電場形成繊維（又は電場形成フィラメント）」あるいは単に「繊維」または「フィラメント」と呼ぶ場合もある）。
本開示において「電位発生フィラメント」とは、外部からのエネルギー、特に圧縮力、より具体的には繊維の長手軸を横切る方向の圧縮力により電荷および電位を発生させることができ、ひいては電場を形成することができる繊維（又はフィラメント）を意味する（以下、「電位発生繊維」、「電荷発生繊維（又は電荷発生フィラメント）」または「電場形成繊維（又は電場形成フィラメント）」あるいは単に「繊維」または「フィラメント」と呼ぶ場合もある）。
【0048】
「外部からのエネルギー」として、例えば、外部からの力（以下、「外力」と称する場合もある）、具体的には繊維に変形もしくは歪みを生じさせるような力、特に圧縮力および／または繊維の軸方向にかかる力、より具体的には、張力（例えば繊維の軸方向の引張力）および／または応力もしくは歪力（繊維にかかる引張応力もしくは引張歪み）および／または繊維の横断方向にかかる力などの外力が挙げられる。
【0049】
外力の中でも特に圧縮力、なかでも繊維の長手軸を横切る方向の圧縮力によって繊維が電位を発生することが好ましい。例えば繊維の長手軸に対して垂直な方向から０°～９０°の範囲で傾いて（好ましくは０°および９０°は含まない）、繊維の長手軸を横切る方向の圧縮力が好ましく、繊維の長手軸に対して垂直な方向から４５°傾いて繊維の長手軸を横切る方向の圧縮力がより好ましい。
【0050】
圧縮力などの外力の大きさ又は荷重は、１本の繊維あたり、例えば１×１０－４Ｎ以上であり、好ましくは１．５×１０－４Ｎ以上３×１０－４Ｎ以下である。
【0051】
繊維は、長繊維であっても、短繊維であってもよい。繊維は、例えば０．０１ｍｍ以上、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは１ｍｍ以上、さらにより好ましくは１０ｍｍ以上または２０ｍｍ以上または３０ｍｍ以上の長さ（又は寸法）を有してよい。長さは、所望の用途に応じて、適宜、選択すればよい。長さの上限の値に特に制限はなく、例えば１００００ｍｍ、１００ｍｍ、５０ｍｍまたは１５ｍｍである。
【0052】
繊維の太さ又は高さ又は厚み又は単繊維径に特に制限はなく、繊維の長さに沿って、同一（又は一定）であっても、同一でなくてもよい。繊維は、例えば０．００１μｍ（１ｎｍ）～１ｍｍ、好ましくは０．０１μｍ～５００μｍ、より好ましくは０．１μｍ～１００μｍ、特に１μｍ～５０μｍ、例えば１０μｍまたは３０μｍなどの太さ又は高さ又は厚み又は単繊維径を有してよい。これらの値は繊維断面の最大の寸法であってよい。
【0053】
繊維は、圧電効果（外力による分極現象）または圧電性（機械的ひずみを与えたときに電圧を発生する、あるいは逆に電圧を加えると機械的ひずみを発生する性質）を有する材料（以下、「圧電材料」又は「圧電体」と称する場合もある）を含んで成ることが好ましい。
【0054】
圧電材料は、圧電効果または圧電性を有する材料であれば特に制限なく使用することができ、圧電セラミックスなどの無機材料であっても、ポリマーなどの有機材料であってもよい。
【0055】
圧電材料は、「圧電性ポリマー」を含んで成ることが好ましい。
圧電性ポリマーとして、「焦電性を有する圧電性ポリマー」や、「焦電性を有していない圧電性ポリマー」などが挙げられる。
圧電性ポリマーとして、「焦電性を有する圧電性ポリマー」や、「焦電性を有していない圧電性ポリマー」などが挙げられる。
【0056】
「焦電性を有する圧電性ポリマー」とは、概して、焦電性を有し、例えば温度変化を与えることで、その表面に電荷を発生させることもできるポリマー材料（高分子材料又は樹脂材料）から成る圧電材料を意味する。このような圧電性ポリマーとして、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などが挙げられる。特に、人体の熱エネルギーによって、その表面に電荷を発生させることができるものが好ましい。
【0057】
「焦電性を有していない圧電性ポリマー」とは、概して、ポリマー材料（高分子材料又は樹脂材料）から成り、上記の「焦電性を有する圧電性ポリマー」を除く圧電性ポリマー（以下、「高分子圧電体」と称する場合もある）を意味する。このような圧電性ポリマーとして、例えば、ポリ乳酸（ＰＬＡ）などが挙げられる。
ポリ乳酸（ＰＬＡ）としては、Ｌ体モノマーが重合したポリ－Ｌ－乳酸（ＰＬＬＡ）（換言すると、実質的にＬ－乳酸モノマー由来の繰り返し単位のみからなる高分子）や、Ｄ体モノマーが重合したポリ－Ｄ－乳酸（ＰＤＬＡ）（換言すると、実質的にＤ－乳酸モノマー由来の繰り返し単位のみからなる高分子）およびそれらの混合物などが知られている。
ポリ乳酸（ＰＬＡ）としては、Ｌ体モノマーが重合したポリ－Ｌ－乳酸（ＰＬＬＡ）（換言すると、実質的にＬ－乳酸モノマー由来の繰り返し単位のみからなる高分子）や、Ｄ体モノマーが重合したポリ－Ｄ－乳酸（ＰＤＬＡ）（換言すると、実質的にＤ－乳酸モノマー由来の繰り返し単位のみからなる高分子）およびそれらの混合物などが知られている。
【0058】
ポリ乳酸（ＰＬＡ）として、Ｌ－乳酸および／またはＤ－乳酸と、このＬ－乳酸および／またはＤ－乳酸と共重合可能な化合物とのコポリマーを使用してもよい。
【0059】
また、ポリ乳酸（ＰＬＡ）として、「ポリ乳酸（実質的にＬ－乳酸およびＤ－乳酸から成る群から選択されるモノマー由来の繰り返し単位からなる高分子）」と「Ｌ－乳酸および／またはＤ－乳酸と、このＬ－乳酸および／またはＤ－乳酸と共重合可能な化合物とのコポリマー」との混合物を使用してもよい。
【0060】
本開示では上記のポリ乳酸を含む高分子を「ポリ乳酸系高分子」と称する。換言すると、「ポリ乳酸系高分子」とは、「ポリ乳酸（実質的にＬ－乳酸およびＤ－乳酸から成る群から選択されるモノマー由来の繰り返し単位からなる高分子）」、「Ｌ－乳酸および／またはＤ－乳酸と、このＬ－乳酸および／またはＤ－乳酸と共重合可能な化合物とのコポリマー」およびそれらの混合物などを意味する。
【0061】
ポリ乳酸系高分子のなかでも特に「ポリ乳酸」が好ましく、Ｌ－乳酸のホモポリマー（ＰＬＬＡ）およびＤ－乳酸のホモポリマー（ＰＤＬＡ）を使用することが最も好ましい。
【0062】
ポリ乳酸系高分子は、結晶性部分を有していてよい。あるいはポリマーの少なくとも一部が結晶化していてよい。ポリ乳酸系高分子として、圧電性を有するポリ乳酸系高分子、換言すると圧電ポリ乳酸系高分子、特に圧電ポリ乳酸を使用することが好ましい。
【0063】
ポリ乳酸（ＰＬＡ）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、圧電性を発現することができる。さらに熱処理を加えて結晶化度を高めることで圧電定数を高めておいてもよい。換言すると「結晶化度」に応じて「圧電定数」を高くすることができる（「ポリ乳酸を用いた固相延伸フィルムの高圧電性発現機構の検討」,静電気学会誌,40,1 (2016) 38-43参照）。
【0064】
ポリ乳酸（ＰＬＡ）の圧電定数は、例えば５～３０ｐＣ／Ｎである。
【0065】
ポリ乳酸（ＰＬＡ）の光学純度（エナンチオマー過剰量（ｅ．ｅ．））は、下記式にて算出することができる。
光学純度（％）＝｛｜Ｌ体量－Ｄ体量｜／（Ｌ体量＋Ｄ体量）｝×１００
例えば、Ｄ体およびＬ体のいずれにおいても、光学純度は、９０重量％以上、好ましくは９５重量％以上または９７重量％以上、より好ましくは９８重量％以上１００重量％以下、さらにより好ましくは９９．０重量％以上１００重量％以下、特に好ましくは９９．０重量％以上９９．８重量％以下である。ポリ乳酸（ＰＬＡ）のＬ体量とＤ体量は、例えば、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いた方法により得られる値であってよい。
光学純度（％）＝｛｜Ｌ体量－Ｄ体量｜／（Ｌ体量＋Ｄ体量）｝×１００
例えば、Ｄ体およびＬ体のいずれにおいても、光学純度は、９０重量％以上、好ましくは９５重量％以上または９７重量％以上、より好ましくは９８重量％以上１００重量％以下、さらにより好ましくは９９．０重量％以上１００重量％以下、特に好ましくは９９．０重量％以上９９．８重量％以下である。ポリ乳酸（ＰＬＡ）のＬ体量とＤ体量は、例えば、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いた方法により得られる値であってよい。
【0066】
ポリ乳酸（ＰＬＡ）の結晶化度は、例えば１５％以上、好ましくは３５％以上、より好ましくは５０％以上、さらにより好ましくは５５％以上１００％以下である。結晶化度は、高ければ高い程よいが、染着性の観点から、例えば３５％以上５０％以下、好ましくは３８％以上５０％以下であってよい。
【0067】
結晶化度は、例えば示差走査熱量計（ＤＳＣ：Differential Scanning Calorimetry）（例えば、株式会社日立ハイテクサイエンス製のDSC7000X）を用いる方法、Ｘ線回折法（ＸＲＤ：X-ray diffraction）（例えば、株式会社リガク製のultraX 18を用いたＸ線回折法）、広角Ｘ線回折測定（ＷＡＸＤ：Wide Angle X-ray Diffraction）などの測定方法により決定することができる。なお、本開示において、ＷＡＸＤを用いて測定された結晶化度の測定値と、ＤＳＣを用いて測定された結晶化度の測定値は、約１．５倍異なる知見（ＤＳＣ測定値／ＷＡＸＤ測定値≒１．５）が得られている。
【0068】
本開示の圧電材料は、ポリ乳酸系高分子以外にも、例えば、ポリペプチド系（例えば、ポリ（グルタル酸γ－ベンジル）、ポリ（グルタル酸γ－メチル）等）、セルロース系（例えば、酢酸セルロース、シアノエチルセルロース等）、ポリ酪酸系（例えば、ポリ（β－ヒドロキシ酪酸）等）、ポリプロピレンオキシド系などの光学活性を有する高分子およびその誘導体などを高分子圧電体として使用してもよい。
【0069】
本開示の電位発生繊維または電位発生フィラメントにおいて、好ましくは、可塑剤および／または滑剤等の添加剤は入っていない。一般的に、電位発生繊維または電位発生フィラメントにおいて添加剤が含有されていると、表面電位が発生し難い傾向にあることが分かっている。そこで、適切に表面電位を発生させるため、電位発生繊維または電位発生フィラメントには添加剤を含有させないことが好ましい。本明細書でいう「可塑剤」とは、電位発生繊維または電位発生フィラメントに柔軟性を与えるための材料であり、「滑剤」とは、圧電性の糸の分子の滑りを向上させる材料である。具体的には、ポリエチレングリコール、ヒマシ油系脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ステアリン酸アマイドおよび／またはグリセリン脂肪酸エステル等を意図している。これらの材料が本開示の電位発生繊維または電位発生フィラメントに含有されていない。
【0070】
本開示の電位発生繊維または電位発生フィラメントは、加水分解防止剤を含有してよい。特に、ポリ乳酸（ＰＬＡ）に対する加水分解防止剤を含有してよい。加水分解防止剤の一例として、カルボジイミドを含有してよい。より好ましくは環状カルボジイミドを含有してよい。より具体的には、特許５４７５３７７号に記載の環状カルボジイミドとしてもよい。このような環状カルボジイミドによれば、高分子化合物の酸性基を有効に封止することができる。なお、環状カルボジイミド化合物に対し、高分子の酸性基を有効に封止できる程度にカルボキシル基封止剤を併用してもよい。かかるカルボキシル基封止剤としては、特開２００５－２１７４号公報記載の剤、例えば、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物および／またはオキサジン化合物、などが例示される。
【0071】
以下、加水分解防止剤の役割について説明する。従来から一般的に知られたＰＬＡを含有する繊維またはフィラメント（表面電位を発生させない繊維またはフィラメント）は、ＰＬＡの加水分解によって酸が発生し、当該酸が菌に作用することによって抗菌効果を奏していた。そのため、ＰＬＡに加水分解が起きると繊維またはフィラメントの劣化が生じていた。しかしながら、本開示の電位発生繊維または電位発生フィラメントは、抗菌メカニズムが従来と異なり、上述したとおり表面電位を発生させることによって抗菌効果を奏するため、加水分解を起こす必要はない。さらに、本開示の電位発生繊維または電位発生フィラメントは加水分解防止剤を含有するため、繊維またはフィラメントに加水分解が起きることを防止して繊維またはフィラメントの劣化を抑えることが可能となる。
【0072】
本開示の繊維は、複数の繊維を引きそろえた糸（引きそろえ糸または無撚糸）、撚りをかけた糸（撚り合わせ糸または撚糸）、捲縮をかけた糸（捲縮加工糸または仮撚糸）、あるいは紡いだ糸（紡績糸）の形態であってよい。換言すると、本開示は、本開示の異型断面繊維を含んで成る糸であってよい（以下、「本開示の糸」または「抗菌糸」とよぶ場合もある）。
【0073】
本開示の異型断面繊維および／または本開示の異型断面繊維を含んで成る糸は布に含まれていてよい。換言すると本開示の異型断面繊維および／または異型断面繊維は本開示の糸を含んで成る布であってよい。本開示において「布」とは、織物、編物、不織布などの布帛を意味する。
【0074】
本開示の異型断面繊維を以下の実施例で詳説する。
【実施例0075】
実施例１
ムラタソフトウェア株式会社製のシミュレーションソフト「ＦＥＭＴＥＴ」（https://www.muratasoftware.com/）を用いて、図６に示す三角形の繊維断面を有する本開示の異型断面繊維の電位（ｍＶ）および電界強度（ｋＶ／ｍ）を以下の条件で測定した。
ムラタソフトウェア株式会社製のシミュレーションソフト「ＦＥＭＴＥＴ」（https://www.muratasoftware.com/）を用いて、図６に示す三角形の繊維断面を有する本開示の異型断面繊維の電位（ｍＶ）および電界強度（ｋＶ／ｍ）を以下の条件で測定した。
【0076】
モデル
三角柱
繊維断面：正三角形
内角：６０°
長さ（Ｚ軸方向の寸法）：１００μｍ
高さ（Ｘ軸方向の高さ）（ＹＺ面から頂点までの距離）：１０μｍ
荷重：２×１０－４Ｎ
材質：ポリ－Ｌ－乳酸（ＰＬＬＡ）フィルム（圧電（歪み）定数のテンソル成分ｄ１４＝６ｐＣ／Ｎ、ｄ２５＝－６ｐＣ／Ｎ）
三角柱
繊維断面：正三角形
内角：６０°
長さ（Ｚ軸方向の寸法）：１００μｍ
高さ（Ｘ軸方向の高さ）（ＹＺ面から頂点までの距離）：１０μｍ
荷重：２×１０－４Ｎ
材質：ポリ－Ｌ－乳酸（ＰＬＬＡ）フィルム（圧電（歪み）定数のテンソル成分ｄ１４＝６ｐＣ／Ｎ、ｄ２５＝－６ｐＣ／Ｎ）
【0077】
図６（Ａ）の斜視図においてＹＺ面に対して４５°の方向（換言すると、繊維の長手軸に対して垂直な方向から４５°傾いた方向）に荷重をかける。
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す繊維の断面（ＸＹ面での断面）を示し、頂部から三角形の内部または中心方向に荷重がかかっていることを示す。
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す繊維の断面（ＸＹ面での断面）を示し、頂部から三角形の内部または中心方向に荷重がかかっていることを示す。
【0078】
図６に示す異型断面繊維に荷重（２×１０－４Ｎ）をかけた場合に繊維に発生する電位（ｍＶ）を図７に示す。
図７（Ａ）は、繊維の全体に発生した電位を示し、図７（Ｂ）は、繊維の断面に発生した電位を示す。
図７において、発生した電位の最大値は３７１．５９１ｍＶであり、発生した電位の最小値は－３５９．４０８ｍＶであった。
図７（Ｂ）において示される通り、電位は、荷重のかかる繊維の頂部よりも、繊維の頂部の両側に位置する側面において顕著に高いことがわかった。
図７（Ａ）は、繊維の全体に発生した電位を示し、図７（Ｂ）は、繊維の断面に発生した電位を示す。
図７において、発生した電位の最大値は３７１．５９１ｍＶであり、発生した電位の最小値は－３５９．４０８ｍＶであった。
図７（Ｂ）において示される通り、電位は、荷重のかかる繊維の頂部よりも、繊維の頂部の両側に位置する側面において顕著に高いことがわかった。
【0079】
異型断面繊維に荷重（２×１０－４Ｎ）をかけた場合に発生する電界の強度を図８に示す。図８は、繊維の断面（ＸＹ面での断面）を示し、繊維に発生した電界の強度（ｋＶ／ｍ）を示す。
図８に示す通り、電界強度は、荷重のかかる繊維の頂部において顕著に高いことがわかった。
電界強度の最大値は５２７ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
図８に示す通り、電界強度は、荷重のかかる繊維の頂部において顕著に高いことがわかった。
電界強度の最大値は５２７ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
【0080】
実施例２
モデルとして四角柱（繊維断面：正方形、内角９０°）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は２０２ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
モデルとして四角柱（繊維断面：正方形、内角９０°）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は２０２ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
【0081】
実施例３
モデルとして五角柱（繊維断面：正五角形、内角１０８°）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は１５２ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
モデルとして五角柱（繊維断面：正五角形、内角１０８°）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は１５２ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
【0082】
比較例１
モデルとして六角柱（繊維断面：正六角形、内角１２０°）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は３６ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
モデルとして六角柱（繊維断面：正六角形、内角１２０°）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は３６ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
【0083】
比較例２
モデルとして七角柱（繊維断面：正七角形、内角１２８．５７°）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は３２ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
モデルとして七角柱（繊維断面：正七角形、内角１２８．５７°）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は３２ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
【0084】
比較例３
モデルとして八角柱（繊維断面：正八角形、内角１３５°）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は５０ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
モデルとして八角柱（繊維断面：正八角形、内角１３５°）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は５０ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
【0085】
比較例４
モデルとして十角柱（繊維断面：正十角形、内角１４４°）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は５６ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
モデルとして十角柱（繊維断面：正十角形、内角１４４°）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は５６ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
【0086】
比較例５
モデルとして十二角柱（繊維断面：正十二角形、内角１５０°）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は５８ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
モデルとして十二角柱（繊維断面：正十二角形、内角１５０°）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は５８ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
【0087】
比較例６
モデルとして十四角柱（繊維断面：正十四角形、内角１５４．２８５°）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は７５ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
モデルとして十四角柱（繊維断面：正十四角形、内角１５４．２８５°）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は７５ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
【0088】
比較例７
モデルとして十六角柱（繊維断面：正十六角形、内角１５７．５°）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は７９ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
モデルとして十六角柱（繊維断面：正十六角形、内角１５７．５°）を用いたことを除いて、実施例１と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は７９ｋＶ／ｍであった（図９参照）。
【0089】
図９のグラフに示す通り、比較例１～７のように異型断面繊維の内角の角度が１２０°以上であると電界強度が著しく低下することがわかった。比較例１～７では電界強度が１００ｋＶ／ｍ未満または０．１Ｖ／μｍ未満であることがわかった。
対して、実施例１～３では、異型断面繊維の内角の角度が１２０°未満であることから、電界強度が１００ｋＶ／ｍ以上または０．１Ｖ／μｍ以上であることがわかった。
このような電界強度が得られることから、実施例１～３の異型断面繊維は、繊維の長手軸方向に対して斜めの方向、特に斜め４５°の方向から圧縮力を受けたときに顕著に向上した電界強度（０．１Ｖ／μｍ以上）を示すことがわかった。
対して、実施例１～３では、異型断面繊維の内角の角度が１２０°未満であることから、電界強度が１００ｋＶ／ｍ以上または０．１Ｖ／μｍ以上であることがわかった。
このような電界強度が得られることから、実施例１～３の異型断面繊維は、繊維の長手軸方向に対して斜めの方向、特に斜め４５°の方向から圧縮力を受けたときに顕著に向上した電界強度（０．１Ｖ／μｍ以上）を示すことがわかった。
【0090】
実施例４
シミュレーションソフト「ＦＥＭＴＥＴ」（ムラタソフトウェア株式会社製）を用いて、図１０に示す三角形の繊維断面を有する本開示の「中空」の異型断面繊維の電位（ｍＶ）および電界強度（ｋＶ／ｍ）を以下の条件で測定した。
シミュレーションソフト「ＦＥＭＴＥＴ」（ムラタソフトウェア株式会社製）を用いて、図１０に示す三角形の繊維断面を有する本開示の「中空」の異型断面繊維の電位（ｍＶ）および電界強度（ｋＶ／ｍ）を以下の条件で測定した。
【0091】
モデル
三角柱（中空）
繊維断面：正三角形
内角：６０°
長さ（Ｚ軸方向の寸法）：１００μｍ
高さ（Ｘ軸方向の高さ）（ＹＺ面から頂点までの距離）：１０μｍ
中空（円筒形の中空部分）：中空部分の半径（以下、「中空径」と称する）：３μｍ、Ｚ軸方向の寸法：１００μｍ
荷重：２×１０－４Ｎ
材質：ポリ－Ｌ－乳酸（ＰＬＬＡ）フィルム（圧電（歪み）定数のテンソル成分ｄ１４＝６ｐＣ／Ｎ、ｄ２５＝－６ｐＣ／Ｎ）
三角柱（中空）
繊維断面：正三角形
内角：６０°
長さ（Ｚ軸方向の寸法）：１００μｍ
高さ（Ｘ軸方向の高さ）（ＹＺ面から頂点までの距離）：１０μｍ
中空（円筒形の中空部分）：中空部分の半径（以下、「中空径」と称する）：３μｍ、Ｚ軸方向の寸法：１００μｍ
荷重：２×１０－４Ｎ
材質：ポリ－Ｌ－乳酸（ＰＬＬＡ）フィルム（圧電（歪み）定数のテンソル成分ｄ１４＝６ｐＣ／Ｎ、ｄ２５＝－６ｐＣ／Ｎ）
【0092】
図１０（Ａ）の斜視図においてＹＺ面に対して４５°の方向（換言すると、繊維の長手軸に対して垂直な方向から４５°傾いた方向）に荷重をかける。
図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示す繊維の断面（ＸＹ面での断面）を示し、頂部から三角形の中心方向に荷重がかかっていることを示す。
図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示す繊維の断面（ＸＹ面での断面）を示し、頂部から三角形の中心方向に荷重がかかっていることを示す。
【0093】
図１０に示す異型断面繊維に荷重（２×１０－４Ｎ）をかけた場合に繊維に発生する電位（ｍＶ）を図１１に示す。
図１１（Ａ）は、繊維の全体に発生した電位を示し、図１１（Ｂ）は、繊維の断面に発生した電位を示す。
図１１において、発生した電位の最大値は２８１ｍＶであり、発生した電位の最小値は－３４３ｍＶであった。
図１１（Ｂ）において示される通り、電位は、荷重のかかる繊維の頂部よりも、繊維の頂部の両側に位置する側面において顕著に高いことがわかった。
図１１（Ａ）は、繊維の全体に発生した電位を示し、図１１（Ｂ）は、繊維の断面に発生した電位を示す。
図１１において、発生した電位の最大値は２８１ｍＶであり、発生した電位の最小値は－３４３ｍＶであった。
図１１（Ｂ）において示される通り、電位は、荷重のかかる繊維の頂部よりも、繊維の頂部の両側に位置する側面において顕著に高いことがわかった。
【0094】
異型断面繊維に荷重（２×１０－４Ｎ）をかけた場合に発生する電界の強度を図１２に示す。図１２は、繊維の断面（ＸＹ面での断面）を示し、繊維に発生した電界の強度（ｋＶ／ｍ）を示す。
図１２に示す通り、電界強度は、荷重のかかる繊維の頂部において顕著に高いことがわかった。
電界強度の最大値は４８９ｋＶ／ｍであった（図１３参照）。
尚、図１３において、半径（中空径）０μｍの場合は実施例１の繊維（中実）の電界強度を示す。
図１２に示す通り、電界強度は、荷重のかかる繊維の頂部において顕著に高いことがわかった。
電界強度の最大値は４８９ｋＶ／ｍであった（図１３参照）。
尚、図１３において、半径（中空径）０μｍの場合は実施例１の繊維（中実）の電界強度を示す。
【0095】
実施例５
中空径を１μｍとしたことを除いて、実施例４と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は５０２ｋＶ／ｍであった（図１３参照）。
中空径を１μｍとしたことを除いて、実施例４と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は５０２ｋＶ／ｍであった（図１３参照）。
【0096】
実施例６
中空径を２μｍとしたことを除いて、実施例４と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は４５３ｋＶ／ｍであった（図１３参照）。
中空径を２μｍとしたことを除いて、実施例４と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は４５３ｋＶ／ｍであった（図１３参照）。
【0097】
図１３のグラフに示す通り、実施例４～６では、中空繊維であっても、電界強度が１００ｋＶ／ｍ以上または０．１Ｖ／μｍ以上であることがわかった。
このような電界強度が得られることから、実施例４～６の異型断面繊維は、中空繊維であっても、繊維の長手軸方向に対して斜めの方向から圧縮力を受けたときに顕著に向上した電界強度（０．１Ｖ／μｍ以上）を示すことがわかった。
このような電界強度が得られることから、実施例４～６の異型断面繊維は、中空繊維であっても、繊維の長手軸方向に対して斜めの方向から圧縮力を受けたときに顕著に向上した電界強度（０．１Ｖ／μｍ以上）を示すことがわかった。
【0098】
実施例７
正五角形の繊維断面を有する本開示の「中空」の異型断面繊維（中空径：３μｍ、Ｚ軸方向の寸法：１００μｍ）を用いたこと以外は実施例４と同様にして電界強度を測定した。電界強度の最大値は１６８ｋＶ／ｍであった（図１４参照）。尚、図１４において、半径（中空径）０μｍの場合は実施例３の繊維（中実）の電界強度を示す。
正五角形の繊維断面を有する本開示の「中空」の異型断面繊維（中空径：３μｍ、Ｚ軸方向の寸法：１００μｍ）を用いたこと以外は実施例４と同様にして電界強度を測定した。電界強度の最大値は１６８ｋＶ／ｍであった（図１４参照）。尚、図１４において、半径（中空径）０μｍの場合は実施例３の繊維（中実）の電界強度を示す。
【0099】
実施例８
中空径を１μｍとしたことを除いて、実施例７と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は１９８ｋＶ／ｍであった（図１４参照）。
中空径を１μｍとしたことを除いて、実施例７と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は１９８ｋＶ／ｍであった（図１４参照）。
【0100】
実施例９
中空径を２μｍとしたことを除いて、実施例７と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は１４２ｋＶ／ｍであった（図１４参照）。
中空径を２μｍとしたことを除いて、実施例７と同様にして電界強度を決定した。電界強度の最大値は１４２ｋＶ／ｍであった（図１４参照）。
【0101】
図１４のグラフに示す通り、実施例７～９では、中空繊維であっても、電界強度が１００ｋＶ／ｍ以上または０．１Ｖ／μｍ以上であることがわかった。
このような電界強度が得られることから、実施例７～９の異型断面繊維は、中空繊維であっても、繊維の長手軸方向に対して斜めの方向から圧縮力を受けたときに顕著に向上した電界強度（０．１Ｖ／μｍ以上）を示すことがわかった。
このような電界強度が得られることから、実施例７～９の異型断面繊維は、中空繊維であっても、繊維の長手軸方向に対して斜めの方向から圧縮力を受けたときに顕著に向上した電界強度（０．１Ｖ／μｍ以上）を示すことがわかった。
【0102】
・シミュレーションソフトの信頼性について
上記の実施例および比較例で使用したシミュレーションソフト「ＦＥＭＴＥＴ」（ムラタソフトウェア株式会社製（https://www.muratasoftware.com/））の信頼性を確認するために以下の実験を行った。
上記の実施例および比較例で使用したシミュレーションソフト「ＦＥＭＴＥＴ」（ムラタソフトウェア株式会社製（https://www.muratasoftware.com/））の信頼性を確認するために以下の実験を行った。
【0103】
（確認実験）
（１）
シミュレーションソフト「ＦＥＭＴＥＴ」を用いてＰＬＬＡフィルム（長手方向の寸法：４０ｍｍ、長手方向に垂直な方向の寸法：２０ｍｍ、厚み：０．０５ｍｍ）において圧電シミュレーションを行った。
条件
ソルバ：圧電解析
境界条件：０．５％引張
ポリ－Ｌ－乳酸（ＰＬＬＡ）フィルム（圧電（歪み）定数のテンソル成分ｄ１４＝６ｐＣ／Ｎ、ｄ２５＝－６ｐＣ／Ｎ）において発生する電位は７１．５Ｖであった。
（１）
シミュレーションソフト「ＦＥＭＴＥＴ」を用いてＰＬＬＡフィルム（長手方向の寸法：４０ｍｍ、長手方向に垂直な方向の寸法：２０ｍｍ、厚み：０．０５ｍｍ）において圧電シミュレーションを行った。
条件
ソルバ：圧電解析
境界条件：０．５％引張
ポリ－Ｌ－乳酸（ＰＬＬＡ）フィルム（圧電（歪み）定数のテンソル成分ｄ１４＝６ｐＣ／Ｎ、ｄ２５＝－６ｐＣ／Ｎ）において発生する電位は７１．５Ｖであった。
【0104】
（２）
実際にＰＬＬＡフィルム（長手方向の寸法：４０ｍｍ、長手方向に垂直な方向の寸法：２０ｍｍ、厚み：０．０５ｍｍ）（ＰＬＬＡ：光学純度９９％以上、結晶化度：４４％、結晶サイズ：１３．５ｎｍ、配向度：９０％、圧電（歪み）定数のテンソル成分ｄ１４＝６ｐＣ／Ｎ、ｄ２５＝－６ｐＣ／Ｎのポリ－Ｌ－乳酸（ＰＬＬＡ））を用いて、以下の条件で０．５％引張の際に発生する電位を測定した。
条件
引張：０．５％（長手方向）
電位測定：電気力顕微鏡（Electric Force Microscope (EFM)）
電気力顕微鏡(EFM)（トレック社製、Model 1100TN）のプローブをカンチレバーに固定し、ＰＬＬＡフィルムの長手方向にプローブを２００μｍ走査することで０．５％引張におけるＰＬＬＡフィルムの電位を測定した。このとき、引張装置（治具）においてＰＬＬＡフィルムから治具を経由してグランド（ＧＮＤ）を形成し、ＰＬＬＡフィルムにイオナイザー（トレック社製、MODEL 930）で１分間にわたって送風することで測定値を安定化させた。
０．５％引張におけるＰＬＬＡフィルムの電位は７１．１Ｖ～７２．１Ｖであり、ムラタソフトウェア株式会社製のシミュレーションソフト「ＦＥＭＴＥＴ」で計測した上記の結果（７１．５Ｖ）とほぼ同じであった。
実際にＰＬＬＡフィルム（長手方向の寸法：４０ｍｍ、長手方向に垂直な方向の寸法：２０ｍｍ、厚み：０．０５ｍｍ）（ＰＬＬＡ：光学純度９９％以上、結晶化度：４４％、結晶サイズ：１３．５ｎｍ、配向度：９０％、圧電（歪み）定数のテンソル成分ｄ１４＝６ｐＣ／Ｎ、ｄ２５＝－６ｐＣ／Ｎのポリ－Ｌ－乳酸（ＰＬＬＡ））を用いて、以下の条件で０．５％引張の際に発生する電位を測定した。
条件
引張：０．５％（長手方向）
電位測定：電気力顕微鏡（Electric Force Microscope (EFM)）
電気力顕微鏡(EFM)（トレック社製、Model 1100TN）のプローブをカンチレバーに固定し、ＰＬＬＡフィルムの長手方向にプローブを２００μｍ走査することで０．５％引張におけるＰＬＬＡフィルムの電位を測定した。このとき、引張装置（治具）においてＰＬＬＡフィルムから治具を経由してグランド（ＧＮＤ）を形成し、ＰＬＬＡフィルムにイオナイザー（トレック社製、MODEL 930）で１分間にわたって送風することで測定値を安定化させた。
０．５％引張におけるＰＬＬＡフィルムの電位は７１．１Ｖ～７２．１Ｖであり、ムラタソフトウェア株式会社製のシミュレーションソフト「ＦＥＭＴＥＴ」で計測した上記の結果（７１．５Ｖ）とほぼ同じであった。
【0105】
（シミュレーションにおける引張と圧縮と電界強度との関係について）
電界強度Ｅは、以下の式から求めることができる。
Ｄ＝ｄＴ+εＴＥ
Ｄ：電気変位
ｄ：圧電定数
Ｔ：応力
εＴ：誘電率
Ｅ：電界強度
電界強度Ｅは、以下の式から求めることができる。
Ｄ＝ｄＴ+εＴＥ
Ｄ：電気変位
ｄ：圧電定数
Ｔ：応力
εＴ：誘電率
Ｅ：電界強度
【0106】
シミュレーションソフト「ＦＥＭＴＥＴ」を用いる場合、異型断面繊維のシミュレーションでは、Ｄ（電気変位）＝０であることから、「電界強度Ｅ」は、「ｄ（圧電定数）」と「Ｔ（応力）」と「εＴ（誘電率）」とから求めることができる。ここで「ｄ（圧電定数）」および「εＴ（誘電率）」は一定の値であることから、「電界強度Ｅ」は、主に「Ｔ（応力）」に依存する。ここで、「Ｔ（応力）」は、その大きさ（値）が重要であり、上記の式からわかるように応力の向きは「電界強度Ｅ」に全く関与しない。したがって、「電界強度Ｅ」に関して、フィルムの長手方向の「引張」と、繊維の長手方向を横切る「圧縮」とでは、その大きさが同じであれば、「電界強度Ｅ」の値は同一となる。
【0107】
また、以下の式から「電界強度Ｅ」と「電位Ｖ」との間には以下の相関関係がある。
Ｅ＝Ｖ／α
Ｖ：電位
α：距離
Ｅ＝Ｖ／α
Ｖ：電位
α：距離
【0108】
このようなことからシミュレーションソフト「ＦＥＭＴＥＴ」により「引張」から導き出した「電位」（Ｖ）または「電界強度」（Ｅ）の結果と、実際に「引張」から測定した「電位」または「電界強度」の結果とが一致していれば（上記の「確認実験」を参照のこと）、シミュレーションソフト「ＦＥＭＴＥＴ」により「圧縮」から求めた「電位」および「電界強度」の結果は、理論上、実際に測定した値と同じといえる。
このようにムラタソフトウェア株式会社製のシミュレーションソフト「ＦＥＭＴＥＴ」は確かな信頼性を有する。
このようにムラタソフトウェア株式会社製のシミュレーションソフト「ＦＥＭＴＥＴ」は確かな信頼性を有する。
【0109】
・抗菌効果について
抗菌効果に関して、対象となる菌について簡単に説明すると、細菌（bacteria）および真菌（fungus）であり、特に真菌は、細長く伸びる菌糸（hypha）と、基本的に円形の形状を有する胞子（spore）とから構成されている。また、胞子は、発芽によって増殖し、空気中などに浮遊して寄生体に付着すると菌糸を形成して有性および無性的に生殖を行うことが知られている（「あたらしい皮膚科学」、第２版、清水宏著、第４６９頁）。このような増殖に寄与する胞子の大きさは、概して、約２μｍ～１０μｍ程度である（「食品衛生の窓」、東京都福祉保健局ホームページ）。
抗菌効果に関して、対象となる菌について簡単に説明すると、細菌（bacteria）および真菌（fungus）であり、特に真菌は、細長く伸びる菌糸（hypha）と、基本的に円形の形状を有する胞子（spore）とから構成されている。また、胞子は、発芽によって増殖し、空気中などに浮遊して寄生体に付着すると菌糸を形成して有性および無性的に生殖を行うことが知られている（「あたらしい皮膚科学」、第２版、清水宏著、第４６９頁）。このような増殖に寄与する胞子の大きさは、概して、約２μｍ～１０μｍ程度である（「食品衛生の窓」、東京都福祉保健局ホームページ）。
【0110】
次に、電気的刺激による抗菌効果について簡単に説明すると、従来から、電場により菌の増殖が抑制できることは知られていた（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；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）。
【0111】
また、このような電場を生じさせる電位により、湿気等で形成された電流経路、または局部的なミクロな放電現象等で形成され得る回路を電流が流れることがあり、このような電流により菌が弱体化し、菌の増殖が抑制され得ることもわかった。
【0112】
さらに、このような電気的刺激に関連して、細胞膜破壊のメカニズムの一つとして、電気穿孔法(エレクトロポレーション法)が知られていた（高電圧パルスによる細胞穿孔のメカニズム －遺伝子導入法の基礎－ 葛西道生・稲葉浩子著、第１５９５頁）。
【0113】
上記文献によると、菌などの細胞膜を破壊するエレクトロポレーションが起こる条件は、概して、細胞に「約１．０Ｖ」の電位差（又は電圧）がかかったときであり、本願発明者らは、例えば胞子の大きさが約２μｍ～１０μｍ程度の場合には、約０．１Ｖ／μｍ以上の電界強度の電場または電位が発生すると、最大で約１０μｍの大きさを有する胞子の場合であっても、約１．０Ｖ以上の電位差（又は電圧）をかけることができ、エレクトロポレーションが生じて細胞膜が破壊され得るか、あるいは生命維持のための電子伝達系に支障が生じて、細胞が弱体化または死滅または減少し得ると考えている。
【0114】
従って、実施例１～９の本開示の異型断面繊維は、いずれも０．１Ｖ／μｍ以上の電界強度を有することから優れた抗菌効果を奏する。また、このような０．１Ｖ／μｍ以上の電界強度によってウイルスに対しても作用し得ると考えられる。
【0115】
本開示の異型断面繊維は上記の実施例に限定して解釈されるべきではない。
【産業上の利用可能性】
【0116】
本開示の異型断面繊維は、例えば、衣類、特に靴下などに使用することができる。本開示の異型断面繊維は、衣類に限定されず、圧縮力がかかる様々な布帛および／または糸において使用することができる。例えば、靴の中敷き（インソール）、カーペットなどの敷物、床材などにおいて使用することができる。
【符号の説明】
【0117】
Ｆ 繊維／異型断面繊維
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
