(57)【要約】【課題】従来に比べて短い短繊維を取得することが可能であり、かつ狙い通りの寸法で高効率に短繊維及び膜を取得することができる繊維集合体の提供。【解決手段】熱可塑性樹脂を少なくとも含有する繊維を互いに接合してなる繊維集合体であって、前記繊維集合体における各繊維の配置方向が揃っている繊維集合体である。前記繊維が添加剤を含有する態様、前記繊維集合体における各繊維同士が融着によって連結している態様等が好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を少なくとも含有する繊維を互いに接合してなる繊維集合体であって、前記繊維集合体における各繊維の配置方向が揃っていることを特徴とする繊維集合体。
【請求項２】
前記繊維が添加剤を含有する請求項１に記載の繊維集合体。
【請求項３】
前記繊維集合体における各繊維同士が融着によって連結している請求項１から２のいずれかに記載の繊維集合体。
【請求項４】
前記繊維集合体の形状がシート状である請求項１から３のいずれかに記載の繊維集合体。
【請求項５】
前記繊維集合体の空間率が４０体積％以下である請求項１から４のいずれかに記載の繊維集合体。
【請求項６】
前記繊維集合体の空間率が３０体積％以下である請求項１から５のいずれかに記載の繊維集合体。
【請求項７】
前記繊維集合体を構成する繊維の繊維径が１μｍ以上１５０μｍ以下である請求項１から６のいずれかに記載の繊維集合体。
【請求項８】
前記繊維集合体が繊維のみから構成される請求項１から７のいずれかに記載の繊維集合体。
【請求項９】
前記繊維集合体の繊維軸方向Ｘの表面粗さＲａと繊維直径方向Ｙの表面粗さＲａとの比（Ｙ／Ｘ）が１．２以上である請求項１から８のいずれかに記載の繊維集合体。
【請求項１０】
前記繊維集合体の繊維軸方向Ｘの表面粗さＲａと繊維直径方向Ｙの表面粗さＲａとの比（Ｙ／Ｘ）が１．５以上である請求項１から９のいずれかに記載の繊維集合体。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の繊維集合体を裁断して得られることを特徴とする短繊維。
【請求項１２】
体積平均粒径／個数平均粒径（Ｍｖ／Ｍｎ）が１．５以下である請求項１１に記載の短繊維。
【請求項１３】
請求項１から１０のいずれかに記載の繊維集合体を裁断して得られることを特徴とする膜。
【請求項１４】
熱可塑性樹脂を少なくとも含有する繊維を互いに接合させて繊維集合体を製造する繊維集合体製造工程と、
前記繊維集合体を所望の大きさに裁断して短繊維を得る短繊維化工程と、
を含むことを特徴とする短繊維の製造方法。
【請求項１５】
前記繊維集合体製造工程がヒートプレス法により行われ、前記ヒートプレス法における加熱温度が（前記熱可塑性樹脂の融点−１５℃）以下の温度である請求項１４に記載の短繊維の製造方法。
【請求項１６】
熱可塑性樹脂を少なくとも含有する繊維を互いに接合させて繊維集合体を製造する繊維集合体製造工程と、
前記繊維集合体を所望の大きさに裁断して膜を得る膜化工程と、
を含むことを特徴とする膜の製造方法。
【請求項１７】
前記繊維集合体製造工程がヒートプレス法により行われ、前記ヒートプレス法における加熱温度が前記熱可塑性樹脂の融点以下の温度である請求項１６に記載の膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維集合体、短繊維及び短繊維の製造方法、並びに膜及び膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、繊維集合体としては、長繊維を絡み合わせて製作された不織布や、縦糸と横糸を織り込んで製作される織生地、繊維を編み込んで作られる編み生地などが広く知られている。
【０００３】
これらの繊維集合体は、いずれも繊維シート内で繊維に異方性があるため、このような繊維集合体を裁断して短繊維を取得しようとすると得られる短繊維の長さにばらつきが生じるという問題がある。
【０００４】
このため、長さのばらつきの少ない短繊維を取得する方法として、例えば、長繊維束をシートに載置し、長繊維束のみを裁断することで、不純物が含まれない短繊維を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来に比べて短い短繊維を取得することが可能であり、かつ狙い通りの寸法で高効率に短繊維及び膜を取得することができる繊維集合体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】
【０００６】
上述した課題を解決するための手段としての本発明の繊維集合体は、熱可塑性樹脂を少なくとも含有する繊維を互いに接合してなる繊維集合体であって、繊維集合体における各繊維の配置方向が揃っている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、従来に比べて短い短繊維を取得することが可能であり、かつ狙い通りの寸法で高効率に短繊維及び膜を取得することができる繊維集合体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明に用いられるヒートプレス装置の一例を示す概略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明に用いられる金型の一例を上から見た概略図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明に用いられる金型の一例を横から見た概略図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明に用いられる金型の一例をヒートプレス装置にセットした状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（繊維集合体）
本発明の繊維集合体は、熱可塑性樹脂を少なくとも含有する繊維を互いに接合してなる繊維集合体であって、繊維集合体における各繊維の配置方向が揃っている。
【００１０】
本発明の繊維集合体は、従来技術では、繊維集合体を裁断して短繊維を取得する場合、繊維が自由に動ける状態であったり、繊維の配置方向が不整列であったりすると、裁断することで得られる短繊維の長さにばらつきが生じて、狙い通りの寸法での裁断が困難であり、非効率的であるという知見に基づくものである。
【００１１】
従来の繊維集合体は、繊維同士を絡み合わせたり、バインダーによって繊維同士を接着させたりして形成されていた。このような繊維集合体における繊維は、それぞれ様々な方向を向いていたり、繊維集合体の空間率が高かったり、繊維同士の接着力が弱かったりするために、裁断時に均一な繊維長を得ることが困難であった。また、マイクロメートルオーダーの極短繊維を得ようとする際には、同様の理由により得ることが難しかった。
【００１２】
また、繊維長のばらつきや二度切りなどのミスカットは、繊維を切断する際に、繊維束が動いてしまうことに起因する。これらを防止し、短繊維を安定かつ効率よく得るためには、繊維を切断する際に繊維束をしっかりと固定することが肝要であることを本発明者らは知見した。
例えば、特許第４４３５７３８号公報、及び特許第４５６７５０９号公報により提案された方法は、繊維束を固定化できるため有効であり、特に特許第４４３５７３８号公報により提案された埋包剤として水を用いる方法は、繊維束の固定力が高く、繊維長のばらつきや二度切りなどのミスカットを低減させることが可能である。更に、繊維を固定するためのバインダー成分を使用する必要がなく、固定化するために使用するシートも切断後に容易に除去することが可能であるため、不純物の混入を避ける上でも好ましい。
しかし、これらの方法は、生産効率が低くコスト高であること、また吸水性の高い樹脂では、水分吸着により粉末化した際の特性（例えば、流動性）が悪いことなどから実用上大きな課題となることを本発明者らは知見した。このことは繊維をカットする時の束状にした繊維量が限られてしまうことが一因である。大量の繊維を固定し、一度に切断できれば生産効率は高くなり、コストダウンは可能となる。しかし、従来の方法は、固定化はできたとしても、一度に切断できる繊維量が限られているため生産効率が低く、更に生産期間が長くかかり、それが普及を妨げる大きな要因になっていた。また、水の除去及び乾燥に時間及び熱を大量に必要とすることも生産性を低くする要因である。
また、特許第５３００２３１号公報、及び特許第４５６７５０９号公報のように異物を用いた固定法は、固定力に優れるためミスカットを生じにくい反面、カットした粉末と固定成分の分離に大きな課題があり、生産効率が低く、また粉末のコンタミネーションを解消することは困難である。
【００１３】
したがって、従来の繊維集合体に基づくこれらの問題を解決するため、本発明の繊維集合体は、熱可塑性樹脂を少なくとも含有する繊維を互いに接合してなる繊維集合体であって、繊維集合体における各繊維の配置方向が揃っていることを特徴とする。これにより、従来に比べて短い短繊維を取得することが可能であり、かつ狙い通りの寸法で高効率に短繊維及び膜を取得することができる。
【００１４】
＜繊維＞
本発明の繊維集合体を構成する繊維は、熱可塑性樹脂を少なくとも含有し、熱可塑性樹脂のみからなってもよく、熱可塑性樹脂以外に添加剤を含んでいてもよい。
熱可塑性樹脂の繊維における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５０質量％以上が好ましく、７５質量％以上がより好ましく、９０質量％以上が更に好ましく、１００質量％であってもよい。
【００１５】
−熱可塑性樹脂−
熱可塑性樹脂とは、加熱すると軟化して可塑性を持ち、冷却すると固化する樹脂の総称である。
熱可塑性樹脂は、ＩＳＯ  ３１４６に準拠して測定したときの融点が１００℃以上の樹脂であることが好ましい。ＩＳＯ  ３１４６に準拠して測定したときの融点が１００℃以上であると、製品の外装等に使用されうる耐熱温度の範囲であるため好ましい。
なお、融点は、ＩＳＯ  ３１４６（プラスチック転移温度測定方法、ＪＩＳＫ７１２１）に準拠して、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を用いて測定することができ、複数の融点が存在する場合は、高温側の融点を使用する。
【００１６】
熱可塑性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアリールケトン、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリイミド、フッ素樹脂、ポリフェニレンスルフィドなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１７】
ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００１８】
ポリアミドとしては、例えば、ポリアミド４１０（ＰＡ４１０）、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド６１０（ＰＡ６１０）、ポリアミド６１２（ＰＡ６１２）、ポリアミド１１（ＰＡ１１）、ポリアミド１２（ＰＡ１２）；半芳香族性のポリアミド４Ｔ（ＰＡ４Ｔ）、ポリアミドＭＸＤ６（ＰＡＭＸＤ６）、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、ポリアミド１０Ｔ（ＰＡ１０Ｔ）などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
ＰＡ９Ｔは、ポリノナンメチレンテレフタルアミドとも呼ばれ、炭素数９のジアミンとテレフタル酸とから構成され、一般的にカルボン酸側が芳香族であるため半芳香族と呼ばれる。更に、ジアミン側も芳香族である全芳香族としてｐ−フェニレンジアミンとテレフタル酸とから構成されるアラミドもポリアミドに含まれる。
【００１９】
ポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）などが挙げられる。なお、耐熱性を付与するため一部テレフタル酸やイソフタル酸が入った芳香族を含むポリエステルも好適に用いることができる。
【００２０】
ポリエーテルとしては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（ＰＥＥＫＫ）、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２１】
熱可塑性樹脂は、結晶性樹脂であることが好ましい。結晶性樹脂とは、ＩＳＯ  ３１４６（プラスチック転移温度測定方法、ＪＩＳ  Ｋ７１２１）に準拠して測定した場合に、融解ピークを有する樹脂を意味する。
結晶性樹脂としては、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミド１２（ＰＡ１２）などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、結晶制御された結晶性熱可塑性樹脂が好ましく、熱処理、延伸、結晶核剤、超音波処理等の外部刺激の方法により、結晶サイズや結晶配向が制御されている結晶性熱可塑性樹脂を得ることができる。
【００２２】
これらの中でも、延伸処理された結晶性熱可塑性樹脂が好ましい。本発明の短繊維の製造方法は、繊維集合体製造工程、及び短繊維化工程を含むため、予め延伸処理して結晶性熱可塑性樹脂とした繊維を用いると、結晶性樹脂を含む短繊維を得ることが可能になる観点から好ましい。従来の短繊維の製造方法では、結晶性樹脂を含む短繊維として得ることは困難である。そのため、本発明において、熱可塑性樹脂を繊維化する際に、上記の方法、特に延伸処理により結晶性を制御し、それを用いて短繊維を製造することは有効である。
【００２３】
延伸処理としては、例えば、押し出し加工機を用いて、例えば、融点より３０℃以上高い温度にて撹拌しながら、繊維状に樹脂溶融物を引き伸ばす方法などが挙げられる。具体的には、樹脂の溶融物を１倍以上１０倍以下程度に延伸し、繊維にすることができる。
この時、押出し加工機のノズル口の形状により繊維断面の形状や繊維径を決めることができる。ノズル口の数は多ければ多いほど生産性を高めることが期待できる。
【００２４】
−添加剤−
添加剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸化防止剤、難燃剤、無機強化剤、流動化剤、可塑剤、結晶核剤などが挙げられる。
添加剤は、繊維化する前に熱可塑性樹脂と混合してもよいし、短繊維として得られた後に混合してもよい。
【００２５】
酸化防止剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、いわゆる、劣化防止剤や安定化剤を含み、例えば、金属不活性化剤であるヒドラジド系化合物やアミド系化合物、ラジカル捕捉剤であるフェノール系化合物（ヒンダードフェノール系化合物）やアミン系化合物、過酸化物分解剤であるホスフェート系化合物や硫黄系化合物、紫外線吸収剤であるトリアジン系化合物などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、ラジカル捕捉剤と過酸化物分解剤との組合せが、酸化防止効果の点から好ましい。
また、短繊維の劣化を抑制する観点においては、予め繊維に酸化防止剤を含有させることが好ましい。
【００２６】
難燃剤としては、例えば、ハロゲン系、リン系、無機水和金属化合物系、窒素系、シリコーン系の難燃剤などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。難燃剤を２種以上併用する場合は、ハロゲン系と無機水和金属化合物系との組合せが、難燃性能を高くすることができる観点から好ましい。
短繊維の難燃性は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ６９１１、ＪＩＳ  Ｌ１０９１（ＩＳＯ  ６９２５）、ＪＩＳ  Ｃ３００５、発熱性試験（コーンカロリメータ）などにより評価することができる。
難燃剤の含有量としては、繊維集合体の全量に対して、１質量％以上５０質量％以下が好ましく、難燃性を高めることができる観点から、１０質量％以上３０質量％以下がより好ましい。含有量が、上記範囲内であると、十分な難燃性を実現できる。
【００２７】
無機強化剤としては、主に強度を高めるために添加され、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の無機繊維状物質；タルク、マイカ、モンモリロナイト等の無機層状珪酸塩、ガラスビーズ、アルミボール、国際公開第２００８／０５７８４４号パンフレットに記載のものなどが挙げられる。なお、無機強化剤を添加によっても、難燃性を向上することができ、更に、物性強化と難燃性強化との両立が可能となる点から好ましい。
【００２８】
流動化剤とは、繊維の表面の一部あるいはすべてを被覆することにより、繊維の流動性を高める効果を有する。繊維の流動性が高まると、リコート時の粉末層の表面平滑性が高まり、また繊維の空隙が低減され、立体造形物の表面性、寸法精度、強度の更なる向上が可能となり、非常に有効である。これらの流動化剤は、繊維の表面に被覆されることによって効果が得られるが、その一部が繊維中に含まれていてもよい。
流動化剤の平均一次粒子径は、５００ｎｍ以下が好ましく、５０ｎｍ以下がより好ましい。これにより、繊維表面への流動化剤の被覆率を高めることができ、流動性が向上すると共に、空隙を低減できることから有効である。
流動化剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、無機材料からなる球状粒子が好ましく、金属酸化物がより好ましい。
流動化剤としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化錫、酸化鉄、酸化銅などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、シリカ、チタニアがより好ましい。
流動化剤は、表面が疎水化処理されたものが好ましく用いられる。疎水化処理の方法は特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。疎水化処理剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、ジメチルジクロロシラン（ＤＭＤＳ）等のシランカップリング剤、ジメチルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル等のシリコーンオイル処理剤などが挙げられる。これらの中では、シランカップリング剤が好ましく用いられる。
疎水化処理剤による処理量は、繊維の表面積あたり、２ｍｇ／ｍ２以上６ｍｇ／ｍ２以下が好ましい。
流動化剤の添加量は、繊維に対して、０．０５質量％以上３質量％以下が好ましく、０．１質量％以上１．５質量％以下がより好ましい。上記数値範囲内であると、繊維の流動性を向上できると共に、空隙の増加による充填密度低下の影響を最小限に留めることができるため好ましい。
繊維への流動化剤の混合、被覆の工程については、特に制限はなく、従来公知の粉体混合機が用いられるが、ジャケット等を装備して、内部の温度を調節できるものが好ましく用いられる。また、混合機の回転数、速度、時間、温度などを任意に変更させることが可能である。これらの粉体混合機としては、例えば、Ｖ型混合機、ヘンシェルミキサー、ロッキングミキサー、ナウターミキサー、スーパーミキサーなどが挙げられる。
【００２９】
本発明の繊維集合体は、これを裁断することで短繊維を効率的に取得することができる。そのような短繊維を得るためには、繊維集合体製造工程において、繊維同士が付着し、手で持っても撓むことがないくらいに硬い繊維集合体にすることが好ましく、そのようなシート状繊維集合体にすることがより好ましい。
【００３０】
繊維集合体は空間率が高いと裁断時に刃物の侵入によって繊維自体が動いてしまい、裁断長さにばらつきが生じるので好ましくない。そのため、繊維集合体の空間率は低いほうが好ましい。一方、空間率は小さい程、生産効率が高く、低コスト化に有効である。本発明では、短時間で容易に、かつ高密度に繊維を固定化することが可能になり、短繊維取得のための品質向上と生産性向上を両立することが可能となる。
したがって、本発明の繊維集合体の空間率は４０体積％以下が好ましく、３０体積％以下がより好ましく、５体積％以上２５体積％以下が更に好ましい。
【００３１】
空間率は、繊維集合体の体積と質量から算出することができる。物差しを用いて、繊維集合体の高さ、幅、及び奥行きを測定しそれらを掛け合わせることで繊維集合体の体積を算出し、繊維集合体の質量を体積で除した値を繊維集合体の密度とする。繊維集合体を構成する樹脂の真密度から繊維集合体の密度を引き、更に樹脂の真密度で除することで繊維集合体の空間率を算出することができる。
【００３２】
繊維集合体で使用される繊維の直径（繊維径）は、１μｍ以上１５０μｍ以下が好ましく、３μｍ以上１３０μｍ以下がより好ましい。
繊維の直径が上記数値範囲であると、熱の伝わりが適正となり、均一な繊維集合体が得られる。繊維の直径が１μｍ未満であると熱の伝わりが早く、繊維が溶ける速度が速く繊維形状の維持が困難である。また、繊維の直径が１５０μｍを超える場合、熱の伝わりが遅く、繊維集合体を製造中の熱の伝達に粗密が発生し、均一な繊維集合体を製造できないため適さない。
【００３３】
繊維集合体の繊維のそれぞれの方向は揃っていることが必要である。繊維の方向が揃っていることで、繊維集合体を裁断した際に得られる繊維長が均一となる。
「繊維の配置方向が揃う」ことについては、繊維方向の整列度合は繊維集合体の繊維軸方向の表面粗さと、繊維軸方向に対する垂直方向の表面粗さＲａとの比で定義することができる。繊維軸方向の表面粗さをＹ、繊維軸方向に対して垂直方向の表面粗さをＸとした場合、比（Ｘ／Ｙ）が高いほど繊維が整列しており、比（Ｘ／Ｙ）は１．２以上が好ましく、１．５以上がより好ましく、１．７以上が更に好ましい。
【００３４】
繊維集合体の表面粗さの評価は三次元計測装置（ＶＲ−３２００、株式会社キーエンス製）を用いて測定することができる。測定台上に繊維集合体を配置し、代表的な繊維を選択し該繊維の軸方向をＹ、軸方向に垂直な方向をＸとして定義し、Ｙ方向、Ｘ方向それぞれ３回ずつ表面粗さを測定し、平均値を取り、比（Ｘ／Ｙ）を算出する。なお、不織布、織生地、編み生地の場合には繊維の配置方向の判別が不可能なため任意の方向をＹと定義し、Ｙ対して垂直な方向をＸとして定義し、同様に表面粗さの測定を行い、比（Ｘ／Ｙ）を算出することができる。
【００３５】
繊維集合体の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、シート状であることが好ましく、反りが少ないシート状であることがより好ましく、外力により容易に崩れない硬さを有するシート状であることが更に好ましい。
【００３６】
繊維集合体は、繊維から構成されるが繊維間の接着を補助するために接着剤を付与してもよい。ただし、目的によっては繊維のみから構成されることが好ましい。
接着剤としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン、ポリアミド、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、ポリアクリル酸樹脂、セルロース樹脂、ゼラチンなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３７】
＜繊維集合体の製造方法＞
本発明に用いる繊維集合体の製造方法は、熱可塑性樹脂を任意の寸法に裁断し長繊維を得る長繊維裁断工程と、この長繊維を載置する載置工程と、繊維同士を互いに接合させて繊維集合体を得るヒートプレス工程とを含み、平滑化工程を含むことが好ましい。
なお、繊維集合体の製造方法におけるヒートプレス工程の代わりに、接着剤や樹脂などを用いて繊維同士を接合する方法を採用することもできる。
【００３８】
−長繊維裁断工程−
長繊維裁断工程は熱可塑性樹脂を含む繊維を所望の長さに裁断する工程である。このときの裁断長さが繊維集合体の長手方向の長さとなる。このときマルチフィラメントの様な繊維束を裁断する場合、裁断時に繊維同士が絡まらないように低負荷で裁断することができる、例えば、超音波カッターを用いることが好ましい。
【００３９】
−載置工程−
長繊維裁断工程で裁断された長繊維を後のヒートプレス工程でプレスできるように繊維の方向を揃えて載置する。載置後に櫛等を使って繊維配列方向を揃えたりしてもよい。また、繊維を撚って太くすることで繊維の剛性を高めることで配列性を高めてもよい。
【００４０】
また、ヒートプレス装置に直接繊維束を並べてもよいが、剥離紙や金型を併用することがより好ましい。剥離紙は、プレスする繊維束の上下に配置することにより、プレス後に繊維がヒートプレス装置に付着することを防止することができる。
【００４１】
金型としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、図２Ａ〜図２Ｃに示す金型１００が好ましい。図２Ａは金型を上から、図２Ｂは金型を横から見た図である。図２Ａ〜図２Ｃに示す金型は、２つのシート１０と１つの型枠１１からなっている。２つのシートは、共に型枠１１の中に入り込むサイズであり、この２つのシートの間に繊維束を並べて配置し、プレスを行う。図２Ｃには、これらの金型１００をヒートプレス装置１に配置した概略図を示す。なお、金型の型枠、及びシートの材質としては、金属が好ましく、鉄、鋼、アルミニウム、又はこれらの合金がより好ましい。
【００４２】
−ヒートプレス工程−
ヒートプレス工程は、載置工程で載置された繊維に対して、繊維が互いに接合するようにヒートプレスを行い、繊維からなる繊維集合体を得る工程であることが好ましい。ヒートプレス工程によって、繊維の向きが同じ方向に揃い、繊維が互いに接合した繊維集合体を得ることができる。ヒートプレス工程は、熱プレス工程、又はホットプレス工程とも称される。
ヒートプレス工程によれば、繊維が互いに接合した繊維集合体を製造することが可能である。繊維同士を直接接合できることにより、繊維の固定力が高まり、強度のある繊維集合体を作製することができる。なお、ヒートプレス工程は、必要に応じて、接着剤や樹脂などを用いて繊維同士の接合を補助してもよい。
【００４３】
ヒートプレス工程によって繊維が互いに接合することが、短繊維の品質を高める上で有効であるが、その一方で、繊維同士が完全に溶け合ってしまうと、用途によっては好ましくない。特に繊維集合体を裁断して短繊維を得る際には好ましくない。ヒートプレス工程によって得られた繊維集合体に透明な領域があると、その部分は溶融が進んでいるために、裁断後も分離した短繊維として回収できなくなる可能性があるので、ヒートプレス時の温度や圧力を適宜制御することが好ましい。
【００４４】
ヒートプレス工程における圧力（プレス圧力）としては、特に制限はなく、樹脂種類及び繊維集合体の使用目的に応じて適宜選択することができるが、０．０１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下が好ましく、０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下がより好ましい。圧力が、上記範囲を満たすと、繊維同士が付着することにより、得られた繊維集合体が十分な強度を有し、持ち運びでも崩れることなく作業性に優れるため好ましい。また、この際、圧力が高すぎると繊維同士の融着が進み、繊維形状を維持できなくなるため、圧力は適宜選択することが好ましい。なお、この際の圧力は、対象繊維集合体に掛かる実際の荷重（単位：Ｎ）を対象繊維集合体の実際の面積（単位：ｍ２）で除することで算出することができる。
【００４５】
ヒートプレス工程における加熱温度（プレス温度）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、使用される熱可塑性樹脂が軟化し、繊維同士が付着する温度であり、かつ繊維同士が完全に溶け合わない温度が好ましく、具体的には、熱可塑性樹脂の融点以下が好ましい。
加熱温度が、上記範囲を満たすと、繊維同士が付着することにより、得られた繊維集合体が十分な強度を有し、持ち運びでも崩れることなく作業性に優れるため好ましい。
【００４６】
ヒートプレス工程における時間（プレス時間）としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１秒間以上２４時間以下が好ましく、１分間以上６時間以下がより好ましく、３分間以上３０分間以下が特に好ましい。
時間が、上記範囲を満たすと、繊維同士の融着が進み、得られたシート状の繊維集合体の強度が高まり、持ち運びでも崩れることなく作業性に優れるため好ましい。また、繊維が完全に溶けることがないため、これを裁断して、短繊維を得たり、膜（樹脂フィルム）を得たり、樹脂板を得ることができる。用途に応じて任意の時間を設定することが好ましい。
【００４７】
融点の測定方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ法）を用いて測定する方法などが挙げられる。なお、本発明においては、ＤＳＣチャートに現れる吸熱ピークを融点とする。
【００４８】
ここで、図１に、本発明で用いられるヒートプレス装置の一例を示す概略図を示す。ヒートプレス装置１は、上下一対の熱板２ａ，２ｂを有し、熱板には、加熱するためのヒーター３が内蔵されている。実際にヒートプレスを行う場合は、例えば、熱板２ａを一度上に移動させ、熱板２ｂ上に繊維を互いに同じ向きになるように揃えて並べた後、熱板２ａを下ろし、更に所定の温度、圧力、及び時間でプレスを行う。その後、熱板２ａを上げ、プレスした繊維集合体（シート状の繊維集合体）を取り出すことができる。
【００４９】
ヒートプレスを行う方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、市販されているヒートプレス装置、即ち、加熱装置を内蔵したプレス装置を用いてヒートプレスを行う方法などが挙げられる。
ヒートプレス装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水や油を使用する液圧プレス式のヒートプレス装置、機械的な駆動機構による機械プレス式のヒートプレス装置などが挙げられ、小型のものから大型のものまで多種が市販されている。これらの中でも、高速で加工でき、それほど高い圧力を必要としない点から、機械プレス式のヒートプレス装置が好ましい。
【００５０】
ヒートプレス装置の固定方式としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、対象物を熱板で挟み込むタイプ、加熱した２本のローラーの間に対象物を挟み、加熱及び加圧を行うローラータイプ、２台のスチールベルトコンベアの間に対象物を挟み、加熱及び加圧を行うベルトコンベアタイプなどが挙げられる。
【００５１】
ヒートプレス装置の加熱方式としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オイルヒート方式、スチーム方式、温水循環方式、通電方式などが挙げられる。更に、ヒートプレス装置には、大気中でプレスするもの以外に、真空下でプレスできる装置もあり、本発明においても有効に使用できる。
【００５２】
ヒートプレス時に金型を使用することにより、長繊維の集合体の厚みを均一にすることができる観点から好ましい。金型がないと繊維が外側へ崩れ落ちやすく、そこに厚みの薄い部分ができると、プレスした後にその部分の繊維同士の付着力が弱くなり、柔らかくなったり、繊維が解けたりして、繊維集合体が崩れやすくなることがある。その結果、切断時の繊維の動きが大きくなり、繊維長のばらつきやミスカットが多くなり、短繊維取得の効率低下を招く場合がある。
【００５３】
また、金型の使用は、プレス後に繊維集合体が不均一に急冷されることを防止する効果も有する。プレスした後に繊維集合体が不均一に急冷されると、繊維束からなる繊維集合体が反ってしまい、それが繊維長のばらつきやミスカットを増大させる原因にもなる。そのため、繊維長のばらつきやミスカットを低減し、高効率に所望の短繊維を得るためには、繊維集合体の製造工程で得られる繊維集合体が手で折れることがない程度に硬く、かつ反りがないことが重要である。これらの点から、金型の使用は有効である。
【００５４】
−平滑化工程−
平滑化工程は、得られた繊維集合体を温度乃至圧力の制御により平滑化する工程である。
シート状の繊維集合体は、反りがないほうが好ましい。大きな反りがあると、短繊維を取得する際の裁断時に繊維集合体が動いてしまい、ミスカットの増加に繋がる。
シート状の繊維集合体の反りについては、ヒートプレス工程後の降温速度等での制御が可能である。
【００５５】
＜用途＞
本発明の繊維集合体は、繊維方向が揃った高密度繊維集合体を裁断することで均一な短繊維や膜を高生産性で得ることができる。また、繊維集合体の繊維連結を維持したまま、切り出すことで配列面の揃った原材料を提供できるので、各種分野に幅広く用いることができ、例えば、包装材料、異方性強度材料、透光性樹脂シート材料などに好適である。
【００５６】
−異方性強度材料−
繊維集合体は異方性強度材料として使用することが可能である。繊維集合体は繊維方向が揃っており、繊維間は融着によって接着されているため繊維集合体の繊維方向とそれに対する垂直とで強度に大きく差がある。そのため、繊維方向の強度は高いが垂直方向の強度は極端に弱いという特性を有する。これを例えば、ベランダ等の隣接する部屋との境界外装として使用することで、有事の際に簡単に破壊し脱出経路となる外装材料として使用することができる。
異方性強度材料として使用する際は、繊維集合体製造方法におけるヒートプレス工程における各条件を樹脂の種類や所望強度に応じて適宜選択することが好ましい。
【００５７】
−透光性樹脂シート−
繊維集合体は透光性樹脂シートとして使用することが可能である。ヒートプレス工程の製造条件によっては繊維集合体に透光性を付与することができる。これは、繊維集合体が繊維形態を維持しているからであり、透光性樹脂シートを外装等で使用することにより、透光性が必要な種々の用途で使用することができる。
透光性樹脂シートとして使用する際は、繊維集合体製造方法におけるヒートプレス工程における各条件を樹脂種類や所望透光性に応じて適宜選択することが好ましい。特に加熱温度は高い程、透光性を得ることができるため、所望特性に応じて適宜選択することが好ましい。
【００５８】
＜繊維集合体の使用用途＞
本発明の繊維集合体は、特に制限はなく、目的に応じた種々の用途に用いることができ、例えば、短繊維、膜、粒子などの製造に好適に用いられる。
【００５９】
（短繊維の製造方法）
本発明の短繊維の製造方法は、熱可塑性樹脂を少なくとも含有する繊維を互いに接合させて繊維集合体を製造する繊維集合体製造工程と、繊維集合体を所望の大きさに裁断して短繊維を得る短繊維化工程と、を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
繊維集合体を裁断することで短繊維を高効率で取得することができる。繊維集合体は、集合体の空間率が従来の繊維集合体よりも低いために高い生産性での短繊維の製造が可能であり、また繊維方向が揃っていることからこれを裁断した際に、同じ長さの短繊維を高効率で取得することができる。また、繊維集合体は繊維同士が融着により接着されており、これの裁断時に繊維が動かないために、高精度での裁断が可能でありマイクロメートルオーダーの極短繊維の取得が可能である。短繊維は不織布の原材料や、添加剤フィラーや３次元造形用の粉末等の任意の目的で使用することができる。
【００６０】
短繊維の製造方法における繊維集合体製造工程は、上記本発明で用いられる繊維集合体の製造方法と同様にヒートプレス法により行われることが好ましい。
ヒートプレス法における加熱温度は、特に制限はなく、熱可塑性樹脂の種類や裁断寸法に応じて適宜選択することができるが、（熱可塑性樹脂の融点−１５℃）以下の温度であることが好ましい。加熱温度が高いと、繊維同士の融着が進み、裁断によって得られる短繊維が隣接する短繊維と接着された形態で得られるためである。
【００６１】
短繊維の体積平均粒径／個数平均粒径（Ｍｖ／Ｍｎ）は１．５以下が好ましく、１．２以下がより好ましい。
短繊維の体積平均粒径（Ｍｖ）は、短繊維の平均長さを表し、１５０μｍ以下が好ましく、１００μｍ以下がより好ましく、５０μｍ以下が更に好ましい。
短繊維の体積平均粒径（Ｍｖ）及び個数平均粒径（Ｍｎ）は、例えば、粒度分布測定装置（装置名：ｍｉｃｒｏｔｒａｃ  ＭＴ３３００ＥＸＩＩ、マイクロトラック・ベル株式会社製）を用いて、短繊維の短繊維屈折率を使用し、溶媒は使用せず乾式（大気）法にて、体積平均粒径（Ｍｖ）及び個数平均粒径（Ｍｎ）を測定することができ、ＭｖとＭｎから、Ｍｖ／Ｍｎを算出することができる。
【００６２】
（膜の製造方法）
本発明の膜の製造方法は、熱可塑性樹脂を少なくとも含有する繊維を互いに接合させて繊維集合体を製造する繊維集合体製造工程と、繊維集合体を所望の大きさに裁断して膜を得る膜化工程と、を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
繊維集合体を裁断することで分子配向性の高い膜を取得することができる。繊維集合体は、方向の揃った繊維の集合体であり、繊維１本１本は分子配向性が高いために、これらからなる繊維集合体を裁断した場合、配向性の高い膜を取得することができる。このような配向性膜は包装材料や電子部品材料等の任意の目的で使用することができる。
【００６３】
膜の製造方法における繊維集合体製造工程は、本発明で用いられる繊維集合体の製造方法と同様にヒートプレス法により行うことが、配向性膜の取得の点から好ましい。
ヒートプレス法における加熱温度は、特に制限はなく、熱可塑性樹脂の種類や膜の裁断寸法に応じて適宜選択することができるが、熱可塑性樹脂の融点以下の温度であることが好ましい。加熱温度が高い程、繊維同士の融着が進み、裁断によって得られる膜の強度が高くなる点から好ましい。但し、加熱温度が高い程、加熱時間が短い程、配向性は低くなるため目的に応じて任意の加熱温度を選択することが好ましい。
【実施例】
【００６４】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００６５】
（実施例１）
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂のペレット（商品名：ノバデュラン５０２０、三菱エンジニアリングプラスチック株式会社製、ガラス転移温度：４３℃、融点２１８℃）を、押し出し加工機（株式会社日本製鋼所製）を用いて、融点より３０℃高い温度にて撹拌後、ノズル口が円形形状のものを用いて延伸繊維化を行った。ノズルから出る繊維の本数を１００本、延伸倍率を約３倍程度に設定し、繊維径が５０μｍの延伸処理された熱可塑性樹脂を含む繊維を得た。
【００６６】
得られた繊維を切断した長繊維束を、幅が約５００ｍｍの型枠に予め金属シートを入れ込んだ金型に、繊維方向が揃うように手で配置し、厚みが均一になるように並べた。その後、上から別の金属シートを型枠に入れ、長繊維束が２枚の金属シートに挟まれた状態にした後、その金型全体をヒートプレス（ＨＰ）装置（装置名：ＫＵ−ＨＣＰ  ３３、小林機械工業株式会社製）に移した。
【００６７】
次に、ヒートプレス装置を、温度１５０℃、圧力１．５ＭＰａになるように設定し、１０分間ヒートプレスを行い、繊維からなるシート状の繊維集合体を得た。ヒートプレス終了後、温度、及び圧力を制御することにより、金型から平滑なシート状の繊維集合体を取り出すことができた。金型からシート状の繊維集合体を取り出したところ、各繊維の配置方向が揃っており、繊維同士がしっかりと付着し、手で持っても撓んだり、凹んだりすることがない十分な硬さを有することが確認された。また、平らなところに置いて反りを確認したところ、繊維集合体の端部の浮きは１ｍｍ程度であり、殆ど反りがないことが確認された。
【００６８】
次に、得られた繊維集合体の空間率を、以下のようにして測定したところ、５０体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さＲａを、以下のようにして、Ｘ方向（繊維配列方向と直交方向）とＹ方向（繊維配列方向と平行方向）とで測定し、その比（Ｘ／Ｙ）を測定したところ、１．１２であった。
【００６９】
＜空間率の測定＞
繊維集合体の空間率は、繊維集合体の体積と質量から算出した。即ち、物差しを用いて、繊維集合体の高さ、幅、及び奥行きを測定しそれらを掛け合わせることで体積を算出し、繊維集合体の質量を体積で除した値を繊維集合体の密度とした。樹脂（ＰＢＴ）の真密度（１．３１）から繊維集合体の密度を引き、更に樹脂の真密度で除することで繊維集合体の空間率（体積％）を算出した。
【００７０】
＜表面粗さＲａのＸＹ比の測定＞
繊維集合体の表面粗さＲａは、三次元表面粗さ計測装置（ＶＲ−３２００、株式会社キーエンス製）を用い、測定台上に繊維集合体を配置し、代表的な繊維を選択し該繊維の軸方向をＹ、軸方向に垂直な方向をＸとして定義し、Ｙ方向及びＸ方向にそれぞれ３回ずつ表面粗さを測定し、平均値を取り、比（Ｘ／Ｙ）を算出した。
【００７１】
（実施例２）
実施例１と同様にして、製作されたＰＢＴ繊維（繊維径５２μｍ）をヒートプレス装置に、温度１８０℃、圧力１．５ＭＰａになるように設定し、１０分間ヒートプレスを行い、繊維からなるシート状の繊維集合体を得た。ヒートプレス終了後、温度、及び圧力を制御することにより、金型から各繊維の配置方向が揃っており、平滑なシート状の繊維集合体を取り出すことができた。
得られた繊維集合体の空間率を実施例１と同様にして測定したところ、３８体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さＲａを実施例１と同様にしてＸ方向（繊維配列方向と直交方向）とＹ方向（繊維配列方向と平行方向）とで測定し、その比（Ｘ／Ｙ）を測定したところ、１．１６であった。
【００７２】
（実施例３）
実施例１と同様にして製作されたＰＢＴ繊維（繊維径５２μｍ）をヒートプレス装置に、温度１８０℃、圧力１．２ＭＰａになるように設定し、１０分間ヒートプレスを行い、繊維からなるシート状の繊維集合体を得た。ヒートプレス終了後、温度、及び圧力を制御することにより、金型から各繊維の配置方向が揃っており、平滑なシート状の繊維集合体を取り出すことができた。
この繊維集合体の空間率を実施例１と同様にして測定したところ、３２体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さＲａを実施例１と同様にしてＸ方向（繊維配列方向と直交方向）とＹ方向（繊維配列方向と平行方向）とで測定し、その比（Ｘ／Ｙ）を測定したところ、１．１９であった。
【００７３】
（実施例４）
実施例１と同様にして製作されたＰＢＴ繊維（繊維径４８μｍ）をヒートプレス装置に、温度１８０℃、圧力２．０ＭＰａになるように設定し、１０分間ヒートプレスを行い、繊維からなるシート状の繊維集合体を得た。ヒートプレス終了後、温度、及び圧力を制御することにより、金型から各繊維の配置方向が揃っており、平滑なシート状の繊維集合体を取り出すことができた。
得られた繊維集合体の空間率を実施例１と同様にして測定したところ、２８体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さＲａを実施例１と同様にしてＸ方向（繊維配列方向と直交方向）とＹ方向（繊維配列方向と平行方向）とで測定し、その比（Ｘ／Ｙ）を測定したところ、１．１７であった。
【００７４】
（実施例５）
実施例１と同様にして製作されたＰＢＴ繊維（繊維径４５μｍ）をヒートプレス装置に、温度２００℃、圧力２．０ＭＰａになるように設定し、１０分間ヒートプレスを行い、繊維からなるシート状の繊維集合体を得た。ヒートプレス終了後、温度、及び圧力を制御することにより、金型から各繊維の配置方向が揃っており、平滑なシート状の繊維集合体を取り出すことができた。
得られた繊維集合体の空間率を実施例１と同様にして測定したところ、１５体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さＲａを実施例１と同様にしてＸ方向（繊維配列方向と直交方向）とＹ方向（繊維配列方向と平行方向）とで測定し、その比（Ｘ／Ｙ）を測定したところ、１．１６であった。
【００７５】
（実施例６）
実施例１の繊維製造時のノズル口を変更し、その他の条件は実施例１と同様にして製造したＰＢＴ繊維（繊維径２μｍ）をヒートプレス装置に、温度２００℃、圧力２．０ＭＰａになるように設定し、１０分間ヒートプレスを行い、繊維からなるシート状の繊維集合体を得た。ヒートプレス終了後、温度、及び圧力を制御することにより、金型から各繊維の配置方向が揃っており、平滑なシート状の繊維集合体を取り出すことができた。
得られた繊維集合体の空間率を実施例１と同様にして測定したところ、２０体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さＲａを実施例１と同様にしてＸ方向（繊維配列方向と直交方向）とＹ方向（繊維配列方向と平行方向）とで測定し、その比（Ｘ／Ｙ）を測定したところ、１．１４であった。
【００７６】
（実施例７）
実施例１の繊維製造時のノズル口を変更し、その他の条件は実施例１と同様にして製作されたＰＢＴ繊維（繊維径１４０μｍ）をヒートプレス装置に、温度２００℃、圧力２．０ＭＰａになるように設定し、１０分間ヒートプレスを行い、繊維からなるシート状の繊維集合体を得た。ヒートプレス終了後、温度、及び圧力を制御することにより、金型から各繊維の配置方向が揃っており、平滑なシート状の繊維集合体を取り出すことができた。
得られた繊維集合体の空間率を実施例１と同様にして測定したところ、２１体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さＲａを実施例１と同様にしてＸ方向（繊維配列方向と直交方向）とＹ方向（繊維配列方向と平行方向）とで測定し、その比（Ｘ／Ｙ）を測定したところ、１．１５であった。
【００７７】
（実施例８）
実施例１の繊維製造時のノズル口を変更し、その他の条件は実施例１と同様にして製造したＰＢＴ繊維（繊維径０．９μｍ）をヒートプレス装置に、温度２００℃、圧力２．０ＭＰａになるように設定し、１０分間ヒートプレスを行い、繊維からなるシート状の繊維集合体を得た。ヒートプレス終了後、温度、及び圧力を制御することにより、金型から各繊維の配置方向が揃っており、平滑なシート状の繊維集合体を取り出すことができた。
得られた繊維集合体の空間率を実施例１と同様にして測定したところ、１８体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さＲａを実施例１と同様にしてＸ方向（繊維配列方向と直交方向）とＹ方向（繊維配列方向と平行方向）とで測定し、その比（Ｘ／Ｙ）を測定したところ、１．１０であった。
【００７８】
（実施例９）
実施例１の繊維製造時のノズル口を変更し、その他の条件は実施例１と同様にして製造したＰＢＴ繊維（繊維径１５５μｍ）をヒートプレス装置に、温度２００℃、圧力２．０ＭＰａになるように設定し、１０分間ヒートプレスを行い、繊維からなるシート状の繊維集合体を得た。ヒートプレス終了後、温度、及び圧力を制御することにより、金型から各繊維の配置方向が揃っており、平滑なシート状の繊維集合体を取り出すことができた。
得られた繊維集合体の空間率を実施例１と同様にして測定したところ、２７体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さＲａを実施例１と同様にしてＸ方向（繊維配列方向と直交方向）とＹ方向（繊維配列方向と平行方向）とで測定し、その比（Ｘ／Ｙ）を測定したところ、１．１１であった。
【００７９】
（実施例１０）
実施例１と同様にして製作されたＰＢＴ繊維（繊維径４８μｍ）を金型に配置した後にポリビニルアルコール(ＰＶＡ)水溶液（５０質量％濃度）で浸し、真空状態で１２０℃にて１０時間保持し、固化させることで、各繊維の配置方向が揃っており、平滑なシート状の繊維集合体を得た。
得られた繊維集合体の空間率を実施例１と同様にして測定したところ、５体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さＲａを実施例１と同様にしてＸ方向（繊維配列方向と直交方向）とＹ方向（繊維配列方向と平行方向）とで測定し、その比（Ｘ／Ｙ）を測定したところ、１．１７であった。
【００８０】
（実施例１１）
実施例１と同様にして製作されたＰＢＴ繊維（繊維径４８μｍ）を切断した後、幅が約５００ｍｍの型枠に予め金属シートを入れ込んだ金型に、繊維方向が揃うように手で配置した後に隙間が５ｍｍの櫛を用いて配列方向を揃え、厚みが均一になるように並べた。ヒートプレス装置に、温度２００℃、圧力２．０ＭＰａになるように設定し、１０分間ヒートプレスを行い、繊維からなるシート状の繊維集合体を得た。ヒートプレス終了後、温度、及び圧力を制御することにより、金型から各繊維の配置方向が揃っており、平滑なシート状の繊維集合体を取り出すことができた。
得られた繊維集合体の空間率を実施例１と同様にして測定したところ、２１体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さＲａを実施例１と同様にしてＸ方向（繊維配列方向と直交方向）とＹ方向（繊維配列方向と平行方向）とで測定し、その比（Ｘ／Ｙ）を測定したところ、１．３２であった。
【００８１】
（実施例１２）
実施例１と同様にして製作されたＰＢＴ繊維（繊維径５６μｍ）を切断した後、幅が約５００ｍｍの型枠に予め金属シートを入れ込んだ金型に、繊維方向が揃うように手で配置した後に、隙間が４ｍｍの櫛を用いて丹念に配列方向を揃え、厚みが均一になるように並べた。ヒートプレス装置に、温度２００℃、圧力２．０ＭＰａになるように設定し、１０分間ヒートプレスを行い、繊維からなるシート状の繊維集合体を得た。ヒートプレス終了後、温度、及び圧力を制御することにより、金型から各繊維の配置方向が揃っており、平滑なシート状の繊維集合体を取り出すことができた。
得られた繊維集合体の空間率を実施例１と同様にして測定したところ、２０体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さＲａを実施例１と同様にしてＸ方向（繊維配列方向と直交方向）とＹ方向（繊維配列方向と平行方向）とで測定し、その比（Ｘ／Ｙ）を測定したところ、１．４５であった。
【００８２】
（実施例１３）
実施例１と同様にして製作されたＰＢＴ繊維（繊維径４８μｍ）を切断した後、幅が約５００ｍｍの型枠に予め金属シートを入れ込んだ金型に、繊維方向が揃うように手で配置した後に、隙間が３ｍｍの櫛を用いて丹念に配列方向を揃え、厚みが均一になるように並べた。ヒートプレス装置に、温度２００℃、圧力２．０ＭＰａになるように設定し、１０分間ヒートプレスを行い、繊維からなるシート状の繊維集合体を得た。ヒートプレス終了後、温度、及び圧力を制御することにより、金型から各繊維の配置方向が揃っており、平滑なシート状の繊維集合体を取り出すことができた。
得られた繊維集合体の空間率を実施例１と同様にして測定したところ、２０体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さＲａを実施例１と同様にしてＸ方向（繊維配列方向と直交方向）とＹ方向（繊維配列方向と平行方向）とで測定し、その比（Ｘ／Ｙ）を測定したところ、１．６１であった。
【００８３】
（実施例１４）
実施例１と同様にして製作されたＰＢＴ繊維（繊維径５０μｍ）を切断した後、幅が約５００ｍｍの型枠に予め金属シートを入れ込んだ金型に、繊維方向が揃うように手で配置した後に、隙間が２ｍｍの櫛を用いて丹念に配列方向を揃え、厚みが均一になるように並べた。ヒートプレス装置に、温度２００℃、圧力２．０ＭＰａになるように設定し、１０分間ヒートプレスを行い、繊維からなるシート状の繊維集合体を得た。ヒートプレス終了後、温度、及び圧力を制御することにより、金型から各繊維の配置方向が揃っており、平滑なシート状の繊維集合体を取り出すことができた。
得られた繊維集合体の空間率を実施例１と同様にして測定したところ、２１体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さＲａを実施例１と同様にしてＸ方向（繊維配列方向と直交方向）とＹ方向（繊維配列方向と平行方向）とで測定し、その比（Ｘ／Ｙ）を測定したところ、１．７３であった。
【００８４】
（実施例１５）
実施例１で使用したＰＢＴ樹脂に添加剤としてガラスビーズ（ポッターズバロティーニ社製、バロティーニガラスビーズＧＢ７３１）を添加し、それ以外は実施例１と同様にして製作したＰＢＴ繊維（繊維径５０μｍ）を切断した後、幅が約５００ｍｍの型枠に予め金属シートを入れ込んだ金型に、繊維方向が揃うように手で配置した後に、隙間が２ｍｍの櫛を用いて丹念に配列方向を揃え、厚みが均一になるように並べた。ヒートプレス装置に、温度２００℃、圧力２．０ＭＰａになるように設定し、１０分間ヒートプレスを行い、繊維からなるシート状の繊維集合体を得た。ヒートプレス終了後、温度、及び圧力を制御することにより、金型から各繊維の配置方向が揃っており、平滑なシート状の繊維集合体を取り出すことができた。
得られた繊維集合体の空間率を実施例１と同様にして測定したところ、２０体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さＲａを実施例１と同様にしてＸ方向（繊維配列方向と直交方向）とＹ方向（繊維配列方向と平行方向）とで測定し、その比（Ｘ／Ｙ）を測定したところ、１．５５であった。
【００８５】
（実施例１６）
実施例１で使用したＰＢＴ樹脂をＰＰ樹脂（プライムポリマー社製、Ｊ７０４ＵＧ）に変更した以外は、実施例１と同様にして製作したＰＰ繊維（繊維径５５μｍ）を切断した後、幅が約５００ｍｍの型枠に予め金属シートを入れ込んだ金型に、繊維方向が揃うように手で配置した後に、隙間が２ｍｍの櫛を用いて丹念に配列方向を揃え、厚みが均一になるように並べた。ヒートプレス装置に、温度１００℃、圧力１．５ＭＰａになるように設定し、１０分間ヒートプレスを行い、繊維からなるシート状の繊維集合体を得た。ヒートプレス終了後、温度、及び圧力を制御することにより、金型から各繊維の配置方向が揃っており、平滑なシート状の繊維集合体を取り出すことができた。
得られた繊維集合体の空間率を実施例１と同様にして測定したところ、２０体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さＲａを実施例１と同様にしてＸ方向（繊維配列方向と直交方向）とＹ方向（繊維配列方向と平行方向）とで測定し、その比（Ｘ／Ｙ）を測定したところ、１．７５であった。
【００８６】
（実施例１７）
＜短繊維の作製＞
実施例１４と同条件で製作した繊維集合体を、自動押し切り型切断装置（ＮＪシリーズ１２００型、株式会社荻野精機製作所製）の送り板上に両面テープで貼り付け、ショット数２８０ショット／分間、カット長６０μｍに設定して切断を行い、樹脂粉末を得た。そこで得られた粗大短繊維を含む短繊維を、解砕処理装置（装置名：ＭＰ型ミキサーＭＰ５Ａ／１、三井鉱山株式会社製）を用い、撹拌速度９，６００ｒｐｍにて１０分間処理を行い、繊維長さ６０μｍの短繊維を得た。それ以外は実施例１４と同様にして、金型から各繊維の配置方向が揃っており、平滑なシート状の繊維集合体を取り出すことができた。
得られた繊維集合体の空間率を実施例１と同様にして測定したところ、２１体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さＲａを実施例１と同様にしてＸ方向（繊維配列方向と直交方向）とＹ方向（繊維配列方向と平行方向）とで測定し、その比（Ｘ／Ｙ）を測定したところ、１．７３であった。
【００８７】
（実施例１８）
実施例１と同様にして製作されたＰＢＴ繊維（繊維径５０μｍ）を切断した後、幅が約５００ｍｍの型枠に予め金属シートを入れ込んだ金型に、繊維方向が揃うように手で配置した後に、隙間が２ｍｍの櫛を用いて丹念に配列方向を揃え、厚みが均一になるように並べた。ヒートプレス装置に、温度２１０℃、圧力２．５ＭＰａになるように設定し、１０分間ヒートプレスを行い、繊維からなるシート状の繊維集合体を得た。ヒートプレス終了後、温度、及び圧力を制御することにより、金型から各繊維の配置方向が揃っており、平滑なシート状の繊維集合体を取り出すことができた。
得られた繊維集合体の空間率を実施例１と同様にして測定したところ、５体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さＲａを実施例１と同様にしてＸ方向（繊維配列方向と直交方向）とＹ方向（繊維配列方向と平行方向）とで測定し、その比（Ｘ／Ｙ）を測定したところ、１．７５であった。
【００８８】
＜膜の作製＞
得られた繊維集合体を自動押し切り型切断装置（ＮＪシリーズ１２００型、株式会社荻野精機製作所製）の送り板上に両面テープで貼り付け、カット長１００μｍで裁断することで、繊維同士が結着して構成される幅１００μｍの膜（熱可塑性樹脂フィルム）を得た。
【００８９】
（比較例１）
ＰＢＴ樹脂製の不織布（商品名：ＢＴＦ００５０ＳＲ、繊維径：１．６μｍ、クラレクラフレックス株式会社製）の空間率を実施例１と同様にして測定したところ、９６体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さを実施例１と同様にして測定したところ、空間率が高すぎるために、上記表面粗さ計測装置では測定不能であった。
【００９０】
（比較例２）
実施例１と同様にして製作されたＰＢＴ繊維（繊維径４８μｍ）を卓上機織り機で織り、ＰＢＴ繊維織生地を製作した。この空間率を実施例１と同様にして測定したところ、８６体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さを実施例１と同様にして測定したところ、空間率が高すぎるために、上記表面粗さ計測装置では測定不能であった。
【００９１】
（比較例３）
実施例１と同様にして製作されたＰＢＴ繊維（繊維径５１μｍ）を編み機で編み、ＰＢＴ繊維編み生地を製作した。この空間率を実施例１と同様にして測定したところ、８８体積％であった。また、得られた繊維集合体の表面粗さを実施例１と同様にして測定したところ、空間率が高すぎるために、上記表面粗さ計測装置では測定不能であった。
【００９２】
次に、得られた実施例１〜１７及び比較例１〜３の各繊維集合体を自動押し切り型切断装置（ＮＪシリーズ１２００型、株式会社荻野精機製作所製）の送り板上に両面テープで貼り付け、任意の裁断幅で裁断し得られた各短繊維について、「体積平均粒径（Ｍｖ）」、「個数平均粒径（Ｍｎ）」、「Ｍｖ／Ｍｎ」、「裁断寸法ばらつき」、及び「限界裁断幅」の評価を行った。結果を表２に示した。
【００９３】
＜裁断寸法ばらつき＞
各条件で作製した繊維集合体を裁断幅１５０μｍで新品の刃物（商品名：ＰＮ２０６、株式会社荻野精機製作所製）で２，０００ショット裁断し、得られた短繊維について、以下に示す方法により、体積平均粒径（Ｍｖ）、個数平均粒径（Ｍｎ）、及び比（Ｍｖ／Ｍｎ）を測定し、裁断寸法ばらつきの評価を行った。
【００９４】
［体積平均粒径（Ｍｖ）、個数平均粒径（Ｍｎ）、及び比（Ｍｖ／Ｍｎ）］
粒度分布測定装置（装置名：ｍｉｃｒｏｔｒａｃ  ＭＴ３３００ＥＸＩＩ、マイクロトラック・ベル株式会社製）を用いて、短繊維の短繊維屈折率を使用し、溶媒は使用せず乾式（大気）法にて、体積平均粒径（Ｍｖ）及び個数平均粒径（Ｍｎ）を測定した。ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂の短繊維屈折率を１．５７と設定した。ＭｖをＭｎにより除することにより、比（Ｍｖ／Ｍｎ）を算出した。
なお、比（Ｍｖ／Ｍｎ）が１．５０未満であると、裁断寸法ばらつきが小さく、実使用可能なレベルである。
【００９５】
＜限界裁断幅＞
各条件で作製した繊維集合体を、裁断する際に、その裁断幅設定値を１００μｍから徐々に狭めながら、裁断し、得られた短繊維の比（Ｍｖ／Ｍｎ）を算出した。その値が１．５０以上となった場合の装置の裁断幅設定値を限界裁断幅（μｍ）とした。各裁断は裁断毎に刃物（商品名：ＰＮ２０６、株式会社荻野精機製作所製）を新品の状態で用い、合計２，０００ショット裁断して得られた短繊維について評価を行った。
なお、限界裁断幅が小さいほど、繊維長の短い短繊維が得られる。
【００９６】
【表１】
2020037750.tif 000002
＊ＨＰ温度：ヒートプレス温度
＊ＨＰ圧力：ヒートプレス圧力
＊ＨＰ時間：ヒートプレス時間
【００９７】
【表２】
2020037750.tif 000003
【００９８】
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
＜１＞  熱可塑性樹脂を少なくとも含有する繊維を互いに接合してなる繊維集合体であって、前記繊維集合体における各繊維の配置方向が揃っていることを特徴とする繊維集合体である。
＜２＞  前記繊維が添加剤を含有する前記＜１＞に記載の繊維集合体である。
＜３＞  前記繊維集合体における各繊維同士が融着によって連結している前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の繊維集合体である。
＜４＞  前記繊維集合体の形状がシート状である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の繊維集合体である。
＜５＞  前記繊維集合体の空間率が４０体積％以下である前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の繊維集合体である。
＜６＞  前記繊維集合体の空間率が３０体積％以下である前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の繊維集合体である。
＜７＞  前記繊維集合体を構成する繊維の繊維径が１μｍ以上１５０μｍ以下である前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の繊維集合体である。
＜８＞  前記繊維集合体が繊維のみから構成される前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の繊維集合体である。
＜９＞  前記繊維集合体の繊維軸方向Ｘの表面粗さＲａと繊維直径方向Ｙの表面粗さＲａとの比（Ｙ／Ｘ）が１．２以上である前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の繊維集合体である。
＜１０＞  前記繊維集合体の繊維軸方向Ｘの表面粗さＲａと繊維直径方向Ｙの表面粗さＲａとの比（Ｙ／Ｘ）が１．５以上である前記＜１＞から＜９＞のいずれかに記載の繊維集合体である。
＜１１＞  ヒートプレス法により製造される前記＜１＞から＜１０＞のいずれかに記載の繊維集合体である。
＜１２＞  前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアリールケトン、液晶ポリマー、ポリアセタール、ポリイミド、フッ素樹脂、及びポリフェニレンスルフィドから選択される少なくとも１種である前記＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載の繊維集合体である。
＜１３＞  前記添加剤が、酸化防止剤、難燃剤、無機強化剤、流動化剤、可塑剤、及び結晶核剤から選択される少なくとも１種である前記＜２＞から＜１２＞のいずれかに記載の繊維集合体である。
＜１４＞  前記＜１＞から＜１３＞のいずれかに記載の繊維集合体を裁断して得られることを特徴とする短繊維である。
＜１５＞  体積平均粒径／個数平均粒径（Ｍｖ／Ｍｎ）が１．５以下である前記＜１４＞に記載の短繊維である。
＜１６＞  前記＜１＞から＜１３＞のいずれかに記載の繊維集合体を裁断して得られることを特徴とする膜である。
＜１７＞  熱可塑性樹脂を少なくとも含有する繊維を互いに接合させて繊維集合体を製造する繊維集合体製造工程と、
前記繊維集合体を所望の大きさに裁断して短繊維を得る短繊維化工程と、
を含むことを特徴とする短繊維の製造方法である。
＜１８＞  前記繊維集合体製造工程がヒートプレス法により行われ、前記ヒートプレス法における加熱温度が（前記熱可塑性樹脂の融点−１５℃）以下の温度である前記＜１７＞に記載の短繊維の製造方法である。
＜１９＞  熱可塑性樹脂を少なくとも含有する繊維を互いに接合させて繊維集合体を製造する繊維集合体製造工程と、
前記繊維集合体を所望の大きさに裁断して膜を得る膜化工程と、
を含むことを特徴とする膜の製造方法である。
＜２０＞  前記繊維集合体製造工程がヒートプレス法により行われ、前記ヒートプレス法における加熱温度が前記熱可塑性樹脂の融点以下の温度である前記＜１９＞に記載の膜の製造方法である。
【００９９】
前記＜１＞から＜１３＞のいずれかに記載の繊維集合体、前記＜１４＞から＜１５＞のいずれかに記載の短繊維、前記＜１６＞に記載の膜、前記＜１７＞から＜１８＞のいずれかに記載の短繊維の製造方法、及び前記＜１９＞から＜２０＞のいずれかに記載の膜の製造方法によると、従来における諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１００】
【特許文献１】特許第５４１０６８７号公報
【図１】
2020037750.tif 000004
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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