JPH06228808A

JPH06228808A - 電気石微粉末混入永久電極担持繊維と製造方法

Info

Publication number: JPH06228808A
Application number: JP3623493A
Authority: JP
Inventors: Tetsujiro Kubo; 哲治郎久保
Original assignee: BENE CORP KK; KUBO GIJUTSU JIMUSHO KK
Current assignee: BENE CORP KK; KUBO GIJUTSU JIMUSHO KK
Priority date: 1993-02-02
Filing date: 1993-02-02
Publication date: 1994-08-16

Abstract

(57)【要約】【目的】電気石微粉末が混入された永久電極担持繊維
の提供。【構成】繊維２の溶液に、1.0 ミクロン〜0.3 ミクロ
ンの電気石結晶の微粉末１が最大１０％（紡糸原液に対
する重量比）特に１〜３％混合され、これが冷却固化さ
れ＜繊維にされる。この繊維２は、その使用状態におけ
る直流電気抵抗値が、その繊維２に電気石微粉末を含ん
だ状態で、１０⁴Ω・cm 〜１０⁸Ω・cm 程度、特に１０
⁵〜１０⁷Ω・cm 程度のものから成る。この電気石を、
電極の強さが従来知られている鉄電気石のそれと比べ
て、３〜１２倍特に１０〜１２倍と極めて強い強力電極
電気石を使用した。【効果】電気石の結晶を 1.0〜0.3 ミクロン程度の微
粉末にしたことにより、電気石の電極の数が非常に増え
た。また、強力電極電気石を使用した場合は、繊維状に
する高価な紡糸口金の損耗は殆ど生じない。そして、そ
の繊維の色も白色に近い。したがって、繊維の着色の色
の限定も減少し、それだけ着色が自由になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、広くは電気石利用の永
久電極担持物に関するものであり、特にこれを繊維に応
用した技術に関するものである。就中、電気石微粉末を
特定の繊維に混入して永久電極担持物とした繊維とその
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、繊維は衣服をはじめ、保温やから
だをカバーし、さらには身体を飾ること等、その他多く
の目的のために利用されいる。そして、これらの繊維に
何らかの機能、例えば防臭や赤外放射とか各種医療健康
効果等をもつと思われるセラミックその他の物質を混入
したり接着したりするものがつくられ数多くの商品が市
場に出ている。電気石の微粉末を繊維に混入したり接着
する考えもこれらの部類に入いる。前記のような各種の
機能を持った固形物（粒子）等を混入または接着するだ
けのことは、機能の発揮と無関係で極めて容易なことで
あり、特に新しい技術ではない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで重要なことは、
例えば防臭力のある物質を繊維に混入又は接着した場合
には、その物質が化学繊維をつくる原材料に埋もれてし
まう。したがって、外部の悪臭と防臭剤が接することが
出来ず、期待する効果が得られないことが多い。ある繊
維に防臭機能をもたせるためには、何らかの方法によっ
てその繊維の外部の悪臭物質を、その繊維または接着物
質内の防臭物質と接触させる通気機能をその繊維にもた
せることが必要である。このことは、他の機能性を持つ
繊維をつくる場合にも言える。つまり、ある機能を持っ
た物質（粉末）を単に繊維等に混合または接着するだけ
でなくその繊維に混合または接着しても充分にその機能
を発揮出来る性質をもつ素材繊維でなければならない。

【０００４】電気石は、天然に産出する特異な結晶であ
る。花崗岩等の火成岩層をマグマ（溶岩）が割って溶出
する時の変成作用によって電気石は作られる。電気石結
晶の格子点イオンが本来有るべき位置から、歪んでいる
ことによって電気石の永久電極がつくられる。常温でこ
の歪みを元に戻す事は不可能である。しかし、約 1,000
℃位の高温にすれば歪みも取れ、電極もなくなる。これ
は、磁性体における永久磁石のキュリー温度と似てい
る。弱いけれど安定な永久電極を持つものとして、現在
までに知られているものは、電気石（Tourmaline）だけ
である。

【０００５】電気石が微弱ではあるが永久電極を有する
と言うことを利用して、電気石結晶を数ミクロンの微細
結晶に粉砕し、適当な誘電体に混合担持させて、その担
持物の電気抵抗が、電気石結晶の電気抵抗が有する約１
０¹⁰Ω・cmより充分低い１０⁴Ω・cm〜１０⁸Ω・cm程度
のものである場合か、あるいは担持物が２種類以上の物
質からなりその粒界が電子を輸送する性質を持っている
とき、微細ではあるが無数の電気石結晶の電極と水また
は水分を含む皮膚表層等の反応系において電極反応を示
す。たとえば、微少電流が皮膚表層を流れ、皮膚表面の
ある感覚受容器とこれにつながる神経において、いわゆ
る「電気刺激」を生じ、大脳を経て血行促進や痛みをブ
ロックすることによる抑制等いろいろな生理反応が生ま
れる。また、つぼや圧痛点に電気刺激を与えて、東洋医
学で言う経絡による治療に役立つ。これは、はり、灸等
と同様なものといえる。

【０００６】電気石微粉末を繊維の原料に練り込むだけ
で、電気石の持つ電極機能を発現出来るものではないこ
とは他の機能を持つ各種粉末の場合と同様である。この
ためには、上述したように次の事が必要な条件である。Ａ、水、皮膚表層と言う反応系において電気石の電極
（カソード）から電子が流れ、反応系で目的とする反応
を果たし、一方の電極（アノード）に反応の結果生まれ
た電子が入ってくることによって電子の補充がなされ、
電気石電極の電極エネルギー（電位差）が維持されるこ
と。Ｂ、電気石微粉末が混入された担持物が皮膚面に接触
したとき、電子は電気石電極のカソードから電気石を被
覆している担持物を通して反応系例えば水又は水分を充
分含む皮膚表層等を通り、そして電気石を被覆している
物質を通じて電気石電極のアノードに入り、つぎに結晶
内を輸送されて電気石電極のカソードへ達する。Ｃ、電気石を混入する割合は、適切なものでなければ
ならない。その量が大きいと、繊維等の強度を弱め、高
価なノズルの損耗を大きくし、そのコストを高める。さ
らに、電気石特有の色により着色が濃くなり、製品の着
色加工を制限する等の不都合が生じる。逆に、あまり混
合物が少ないと、電気石の電極反応による効果が弱くな
る。

【０００７】ほとんどの合成繊維は水分率は非常に少な
くて、電気抵抗値も高く１０¹⁰Ω・cm〜１０¹⁴Ω・cmで
ある。これに対し、再生セルローズ繊維であるレーヨン
は、公定水分率が１０％程度を示し、天然セルローズを
主原料とした絹と同じ位である。この使用状態において
は、皮膚面と衣服の間の相対湿度が高くなり水分率は２
０％をこえる。レーヨンは、このような吸湿した状態で
は１０⁸Ω・cm 以下の電気抵抗値を示す。このことは、
電気石を練り込んだレーヨンを用いた各種繊維や布地は
肌と接触したときに充分な電気刺激を与えるものであ
る。しかし、実用上から見て、レーヨン自体は機械的強
度に弱く、また耐水性に劣る。さらに、コストの点から
考えても、電気石微粉末の混入量は少ない程よい。しか
し、混入量を減らすことは機能を低下し、商品性の上で
問題がある。また、粉体を 0.3ミクロン以下に小さくす
ることは、技術とコストの上で難しい。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる電気石微
粉末混入永久電極担持繊維と製造方法は、以上の問題点
に鑑みて、その使用状態における電気抵抗が10⁴〜10⁸Ω
・cm 程度の繊維に、1.0ミクロン〜0.3 ミクロンの電気
石結晶の微粉末を最大１０％（紡糸原液に対する重量
比）特に１〜３％混合したものとした。

【０００９】以下に、本発明にかかる電気石微粉末混入
永久電極担持繊維と製造方法の具体的な構成を詳細に記
載する。最初に、本発明の請求項１に記載の発明の電気
石微粉末混入永久電極担持繊維の構成を説明する。これ
は、まず、1.0 ミクロン〜0.3 ミクロンの電気石結晶の
微粉末がある。つぎに、下記の繊維がある。この繊維
は、上記の微粉末を最大１０％（紡糸原液に対する重量
比）特に１〜３％混合したものであって、且つ天然また
は合成した高分子化合物を溶媒や加熱等によって溶解し
た溶液を冷却固化したものである。上記の繊維は、その
使用状態における直流電気抵抗値が電気石微粉末を含ん
だ状態で１０⁴Ω・cm 〜１０⁸Ω・cm 程度、特に１０⁵
〜１０⁷Ω・cm 程度のものから成る。

【００１０】つぎに、本発明の請求項２に記載の発明の
電気石微粉末混入永久電極担持繊維の構成を説明する。
これは、以下の点以外は、上記の請求項１の発明の構成
と同一である。それゆえに、上記の請求項１の発明の構
成の説明の全文の内から下記の点を除きここに引用し
て、以下の構成の説明をこれに追加する。その差異は、
その電気石にある。この電気石は、電極の強さが従来知
られている鉄電気石のそれと比べて３〜１２倍特に１０
〜１２倍と極めて強い強力電極電気石である。

【００１１】しかして、最近我々は中華人民共和国から
産出する鉄電気石の中で、電極の強さが従来知られてい
る鉄電気石のそれと比べて、１０〜１２倍と極めて強い
鉄電気石を発見した。今後の調査によっては、他の地域
からも産出されるであろう。この鉄電気石（強力電極電
気石）は、その外見の結晶形自体は従来の鉄電気石と違
わないが、200 メッシュ程度の粉末にすると色が大きく
変化して、緑黄色やカーキ色とか無色（従来の鉄電気石
の200 メッシュ程度の粉末の色は濃紺と黒の中間色）で
ある。これは、結晶の光学的性質が異なるためであろ
う。200 〜300 メッシュの間にふるい分けた微粉を10ｇ
用いて、一定量（１リットル）のpH３の塩酸水溶液を電
気分解するときの電気電導度の変化（低下）の速さを指
標とした電極反応の強さは測定によれば従来知られてい
る鉄電気石に比べ１０〜１２倍と大きい。

【００１２】これを要約すれば、Ａ．電気石微粉末を練り込むときの物質は、他の機能
性物質応用の場合と同様にその機能を発揮できるような
物性を持ったものでなければならない。Ｂ．電気石を練り込んだ繊維に用いた素材の電気的性
質が電極からの電子の流れを阻止するものでないこと、
すなわち、電気石結晶内の電気抵抗値（１０¹⁰Ω・cm）
より高くなく、むしろ１０⁸〜１０⁴Ω・cmの範囲のもの
であることが必要である。言い換えれば、電流（電子の
流れと逆方向である）を絶縁するものであっては目的と
する機能を発現することはできないと言うことである。

【００１３】なお、電気石の電極の強さは、電気石結晶
の種類とその一定量（重量）当りの粒度の大きさによっ
て大きく異なる。前述のように、同じ鉄電気石でも、一
般的な電気石原石の１２倍も強い電極の強さを示すもの
がある。また、鉄原子がリチウムやバリウムあるいはア
ルミニウム等に置換したものも数倍〜十数倍の電極の強
さを持つ。資源的および価格の点からは、他に用途のな
い鉄電気石やマグネシウム電気石が本発明の素材として
は適しているが、この中でも最近見つかった１０倍以上
の電極の強さのものは素材として重要である。価格等に
大差がなければ電極の強い物を用いる方が、混入量も少
なくノズルの損耗によるコストアップも防ぎ、色も薄
く、染色も容易になる。以上の理由により、繊維への混
入量は最大１０％としたが、実用上は用いる電気石の電
極の強さによって混入量は最適量を決める。これはその
繊維の用途やコスト等で決まるが、一般的には３％〜１
％の量が適当である。

【００１４】そして、本発明の請求項３に記載の発明の
電気石微粉末混入永久電極担持繊維の製造方法の構成を
説明する。これはまず、電気石結晶を 1.0ミクロン〜0.
3 ミクロンと微細化する。つぎに、この微粉末を天然ま
たは合成した高分子化合物を溶媒や加熱等によって溶解
した溶液の中に混入する。その混入量は、最大１０％
（紡糸原液に対する重量比）特に１〜３％である。そし
て、これを孔の細い紡糸口金（白金やセラミックが多
い）から押し出し、冷却固化して繊維とする。上記の繊
維は、その使用状態における直流電気抵抗値が、電気石
微粉末を含んだ状態で、１０⁴Ω・cm 〜１０⁸Ω・cm 程
度、特に１０⁵〜１０⁷Ω・cm 程度のものから成るもの
である。

【００１５】最後に、本発明の請求項４に記載の発明の
電気石微粉末混入永久電極担持繊維の製造方法の構成を
説明する。これは、以下の点以外は、上記の請求項３の
発明の構成と同一である。それゆえに、上記の請求項３
の発明の構成の説明の全文の内から下記の点を除きここ
に引用して、以下の構成の説明をこれに追加する。その
差異は、その電気石にある。この電気石は、電極の強さ
が従来知られている鉄電気石のそれと比べて３〜１２倍
特に１０〜１２倍と極めて強い強力電極電気石である。

【００１６】

【作用】本発明にかかる電気石微粉末混入永久電極担持
繊維と製造方法は、以上のごとくに構成したゆえに以下
のごとき作用が生じた。最初に、本発明の請求項１に記
載の発明の電気石微粉末混入永久電極担持繊維の作用を
説明する。これは、1.0ミクロン〜0.3 ミクロンの電気
石結晶の微粉末を最大１０％（紡糸原液に対する重量
比）特に１〜３％混合したものであって、且つ天然また
は合成した高分子化合物を溶媒や加熱等によって溶解し
た溶液を冷却固化した繊維が、永久電極を含有する。そ
して、この繊維は、その使用状態における直流電気抵抗
値が電気石微粉末を含んだ状態で、１０⁴Ω・cm〜１０⁸
Ω・cm 程度、特に１０⁵ 〜１０⁷Ω・cm 程度のものか
ら成るゆえに、この繊維は反応系において電極反応を示
す。

【００１７】つぎに、本発明の請求項２に記載の発明の
電気石微粉末混入永久電極担持繊維の作用を説明する。
これは、以下の点以外は、上記の請求項１の発明の作用
と同一である。それゆえに、上記の請求項１の発明の作
用の説明の全文の内から下記の点を除きここに引用し
て、以下の作用の説明をこれに追加する。その差異は、
その電気石にある。この電気石は、電極の強さが従来知
られている鉄電気石のそれと比べて３〜１２倍特に１０
〜１２倍と極めて強い強力電極電気石であるゆえに、電
気石が少量でも反応系において充分な電極反応を示す。

【００１８】そして、本発明の請求項３に記載の発明の
電気石微粉末混入永久電極担持繊維の製造方法の作用を
説明する。まず、電気石結晶を 1.0ミクロン〜0.3 ミク
ロンと微細化する。つぎに、この微粉末を天然または合
成した高分子化合物を溶媒や加熱等によって溶解した溶
液の中に混入して、これを孔の細い紡糸口金（白金やセ
ラミックが多い）から押し出し、冷却固化して繊維とす
るゆえに、永久電極を含有した繊維となる。そして、上
記の繊維は、その使用状態における直流電気抵抗値が電
気石微粉末を含んだ状態で１０⁴Ω・cm〜１０⁸Ω・cm
程度特に１０⁵〜１０⁷Ω・cm 程度のものから成るもの
であるゆえに、この繊維は反応系において電極反応を示
す。

【００１９】最後に、本発明の請求項４に記載の発明の
電気石微粉末混入永久電極担持繊維の製造方法の作用を
説明する。これは、以下の点以外は、上記の請求項３の
発明の作用と同一である。それゆえに、上記の請求項３
の発明の作用の説明の全文の内から下記の点を除きここ
に引用して、以下の作用の説明をこれに追加する。その
差異は、その電気石にある。この電気石は、電極の強さ
が従来知られている鉄電気石のそれと比べて３〜１２倍
特に１０〜１２倍と極めて強い強力電極電気石であるゆ
えに、電気石が少量でも反応系において充分な電極反応
を示す。

【００２０】

【実施例】以下に、本発明にかかる電気石微粉末混入永
久電極担持繊維と製造方法をその一実施例を用いて添付
の図面と共に詳細に述べる。図１は、本発明にかかる電
気石微粉末混入永久電極担持繊維の一実施例の側面図の
一部を示したものである。図２は、図１のものの一部の
拡大断面図を示したものであって、説明用の概略図であ
る。

【００２１】しかして、本発明にかかる電気石微粉末混
入永久電極担持繊維の一実施例を以下に説明する。ま
ず、1.0 ミクロン〜0.3 ミクロンの電気石結晶の微粉末
１がある。なお、本明細書において示すこの微粉末１の
サイズは当然ながら平均値である。つぎに、下記の繊維
２がある。この繊維２は、上記の微粉末１を最大１０％
（紡糸原液に対する重量比）特に１〜３％混合したもの
であり、且つ天然または合成した高分子化合物を溶媒や
加熱等によって溶解した溶液を冷却固化したものであ
る。上記の繊維２は、その使用状態における直流電気抵
抗値が、その繊維２に電気石微粉末を含んだ状態で、１
０⁴Ω・cm〜１０⁸Ω・cm 程度、特に１０⁵〜１０⁷Ω・c
m 程度のものから成る。

【００２２】つぎに、本発明にかかる電気石微粉末混入
永久電極担持繊維の製造方法の一実施例を以下に説明す
る。まず、電気石結晶を湿式トロンミル等を用いて 1.0
ミクロン〜0.3 ミクロンと微細化する。この微粉末を天
然または合成した高分子化合物を溶媒等で溶解するか、
加熱によって溶解した液の中に混合し、孔の細い紡糸口
金（白金やセラミック製が多い）から押し出して、冷却
固化し、繊維を形成させる。

【００２３】電気石粉末の混入量は、最大１０％（紡糸
原液に対する重量比）、近くまでは可能であるが、余り
多いと繊維の機械的強度が弱くなる。また、高価な紡糸
口金の磨耗によるコストの問題も生じる。そこで、この
新しく中華人民共和国で発見された強力電気石の場合
は、１〜３％を繊維の原料に練り込むだけで反応系にお
いて充分な電極反応が得れるゆえに、この困難な問題は
殆ど解決した。

【００２４】この強力電気石をレーヨンの原料に１％混
入したものと、従来の鉄電気石を３％混入したのもので
紡糸をつくり電極反応の強さを比較したが、強力電気石
の場合は後者のものの４倍を示した。また、通常の電気
石を使用の場合は、電気石混合の繊維の原料を繊維状に
する高価な紡糸口金が、混入量の多い電気石のために損
耗が激しいが、この強力電気石をレーヨンへ１％混入し
た場合は、高価な紡糸口金の損耗は殆ど生じない。

【００２５】かようにして、図２に示すごとく、電気石
の微粉末１の永久電極からでる電流は繊維２と皮膚３等
を点線で示したごとくに流れる。

【００２６】

【発明の効果】本発明にかかる電気石微粉末混入永久電
極担持繊維と製造方法は、以上のごとくになしたゆえに
以下のごとき多大な効果が生じた。すなわち、電気石の
結晶をを 1.0〜0.3 ミクロン程度の微粉末にしたことに
より、電気石の電極の数が非常に増えた。

【００２７】その電気石を、電極の強さが従来知られて
いる鉄電気石のそれと比べて、３〜１２倍特に１０〜１
２倍と極めて強い強力電極電気石を使用した場合は、電
気石の混入量が微量でも充分な電極反応を示すゆえ、繊
維原液を繊維状にする高価な紡糸口金の損耗は殆ど生じ
ない。そして、その繊維の色も白色に近い。したがっ
て、繊維の着色の色の限定も減少し、それだけ着色が自
由になる。

【００２８】そして、この繊維は、その使用状態におけ
る直流電気抵抗値が、その繊維に電気石微粉末を含んだ
状態で、１０⁴Ω・cm〜１０⁸Ω・cm 程度、特に１０⁵〜
１０⁷Ω・cm 程度のものから成るゆえに、その繊維の中
に含まれる永久電極による適度な電極反応を示すものと
なった。

【００２９】この電気石を含む繊維によって、皮膚表層
を微少電流が流れて、皮膚表面のある感覚受容器とこれ
につながる神経において、電気刺激を生じ、大脳を経て
いろいろな生理反応が生まれるゆえに、その応用価値は
大きいものである。

【図面の簡単な説明】

【００３０】その他、身体用の応用例以外にも、空気清
浄機やエアーコンディショナー等の集塵機等の電極反応
による多種の効果が生じる。

【図１】本発明にかかる電気石微粉末混入永久電極担持
繊維の一実施例の側面図の一部を示したものである。

【図２】図１のものの一部の拡大断面図を示したもので
あって、説明用の概略図である。

【符号の説明】

１電気石２繊維

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】1.0 ミクロン〜0.3 ミクロンの電気石結晶
の微粉末、該微粉末を最大１０％（紡糸原液に対する重
量比）特に１〜３％混合したものであって天然または合
成した高分子化合物を溶媒や加熱等によって溶解した溶
液を冷却固化した下記の繊維、より構成されることを特
徴とした電気石微粉末混入永久電極担持繊維。上記の繊
維は、その使用状態における直流電気抵抗値が電気石微
粉末を含んだ状態で、１０⁴Ω・cm〜１０⁸Ω・cm 程度
特に１０⁵〜１０⁷Ω・cm 程度のものから成るものであ
る。
【請求項２】1.0 ミクロン〜0.3 ミクロンの下記の電気
石結晶の微粉末、該微粉末を最大１０％（紡糸原液に対
する重量比）特に、１〜３％混合したものであって天然
または合成した高分子化合物を溶媒や加熱等によって溶
解した溶液を冷却固化した下記の繊維、より構成される
ことを特徴とした電気石微粉末混入永久電極担持繊維。
上記の電気石は、電極の強さが従来知られている鉄電気
石のそれと比べて３〜１２倍特に１０〜１２倍と極めて
強い電気石（以下、本明細書においては「強力電極電気
石」と言う）である。上記の繊維は、その使用状態にお
ける直流電気抵抗値が電気石微粉末を含んだ状態で、１
０⁴Ω・cm〜１０⁸Ω・cm 程度特に１０⁵〜１０⁷Ω・cm
程度のものから成るものである。
【請求項３】電気石結晶を 1.0ミクロン〜0.3 ミクロン
と微細化し、この微粉末を天然または合成した高分子化
合物を溶媒や加熱等によって溶解した溶液の中にその混
入量を最大１０％（紡糸原液に対する重量比）特に１〜
３％混合し、これを孔の細い紡糸口金（白金やセラミッ
クが多い）から押し出し、冷却固化して繊維とする、こ
とより構成されることを特徴とした電気石微粉末混入永
久電極担持繊維の製造方法。上記の繊維は、その使用状
態における直流電気抵抗値が電気石微粉末を含んだ状態
で、１０⁴Ω・cm〜１０⁸Ω・cm 程度特に１０⁵〜１０⁷
Ω・cm 程度のものから成るものである。
【請求項４】強力電極電気石の結晶を 1.0ミクロン〜0.
3 ミクロンと微細化し、この微粉末を天然または合成し
た高分子化合物を溶媒や加熱等によって溶解した溶液の
中にその混入量を最大１０％（紡糸原液に対する重量
比）特に１〜３％混合し、これを孔の細い紡糸口金（白
金やセラミックが多い）から押し出し、冷却固化して繊
維とする、ことより構成されることを特徴とした電気石
微粉末混入永久電極担持繊維の製造方法。上記の繊維
は、その使用状態における直流電気抵抗値が電気石微粉
末を含んだ状態で、１０⁴Ω・cm〜１０⁸Ω・cm 程度特
に１０⁵〜１０⁷Ω・cm 程度のものから成るものであ
る。