(57)【要約】【課題】接着剤を用いずに、繊維集合体をコレクタから剥離する繊維集合体の製造方法を提供する。【解決手段】繊維の原料となる原料樹脂および前記原料樹脂を溶解する第１溶媒を含む原料液を用いて生成させた繊維を堆積させて繊維集合体を製造する。繊維集合体の製造方法は、前記繊維を保持させるために、少なくとも前記繊維と接触する表面に第２溶媒に対して可溶性である第１材料が設けられた保持体を、コレクタに設置する設置工程と、前記原料液をノズルから吐出させて、前記繊維を生成させ、前記保持体の前記表面に堆積させて繊維集合体を形成する堆積工程と、少なくとも前記保持体の前記表面を前記第２溶媒に接触させることにより前記第１材料を溶解させて、前記繊維集合体を前記保持体から分離する分離工程と、を備える。前記繊維は、前記第２溶媒に対して難溶性である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維の原料となる原料樹脂および前記原料樹脂を溶解する第１溶媒を含む原料液を用いて生成させた繊維を堆積させて繊維集合体を製造する方法であって、
前記繊維を保持させるために、少なくとも前記繊維と接触する表面に第２溶媒に対して可溶性である第１材料が設けられた保持体を、コレクタに設置する設置工程と、
前記原料液をノズルから吐出させて、前記繊維を生成させ、前記保持体の前記表面に堆積させて繊維集合体を形成する堆積工程と、
少なくとも前記保持体の前記表面を前記第２溶媒に接触させることにより前記第１材料を溶解させて、前記繊維集合体を前記保持体から分離する分離工程と、を備え、
前記繊維は、前記第２溶媒に対して難溶性である、繊維集合体の製造方法。
【請求項２】
前記第１材料は、水溶性樹脂を含み、
前記第２溶媒は、水を含む、請求項１に記載の繊維集合体の製造方法。
【請求項３】
前記保持体は、基材シートと、前記基材シートの表面に形成され、前記第１材料を含む溶解層とを備え、
前記保持体の前記表面は、前記溶解層の表面である、請求項１に記載の繊維集合体の製造方法。
【請求項４】
前記設置工程において、前記保持体の前記表面の一部を覆う固着部を設け、前記固着部は、前記第１溶媒に対して可溶性で、かつ前記第２溶媒に対して難溶性の第２材料で形成され、
前記堆積工程において、前記固着部および前記保持体に前記繊維を堆積させるとともに、前記繊維集合体と前記固着部とが固着され、
前記分離工程において、前記繊維集合体を前記固着部に固着された状態で前記保持体から分離する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の繊維集合体の製造方法。
【請求項５】
前記コレクタは、電極を備え、
前記堆積工程において、電界紡糸法により前記繊維を生成させるとともに、前記ノズルと前記電極との間に電圧を印加させて、前記電極上に前記繊維を堆積させる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の繊維集合体の製造方法。
【請求項６】
前記繊維は、ナノファイバである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の繊維集合体の製造方法。
【請求項７】
繊維と、前記繊維を保持する保持体と、を備え、
前記保持体の少なくとも前記繊維と接触する表面に第１材料が設けられており、
前記第１材料は、前記繊維が難溶性である溶媒に対して可溶性である、繊維集合体。
【請求項８】
さらに、前記保持体の前記表面の一部を覆う固着部を備え、
前記固着部は、前記溶媒に対して難溶性の第２材料で形成され、
前記固着部の少なくとも一部は、前記繊維と固着している、請求項７に記載の繊維集合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維が堆積した繊維集合体の製造方法および繊維集合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
不織布などの繊維集合体は、例えば、コレクタなどの基材上に繊維を堆積させることにより形成できる。例えば、電界紡糸法により繊維集合体を形成する場合には、電極を備えるコレクタが利用される。特許文献１では、電界紡糸法により電極面に樹脂溶液を噴霧し、電極面に繊維膜を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１０９４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
繊維集合体を単独で用いる場合には、コレクタから剥離する必要がある。繊維集合体において、繊維を配列させた場合やナノファイバなどの細い繊維である場合など、条件によっては、繊維集合体をコレクタから剥離し難い。そこで接着剤を付与した別の基材を繊維集合体上に重ねて、繊維集合体を別の基材上に転写させる手法が採用されている。
【０００５】
また、電界紡糸法では、繊維はらせん状に降り積もった状態で得られるため、繊維を配列させたい場合は、高速で回転する巻取回転体に巻きつける方法が採られている。巻取回転体の周面に形成される繊維集合体は、別の基材上に転写する必要があり、従来は、接着剤を用いる転写が一般的である。
しかし、用途によっては、接着剤の使用が問題となることがあり、接着剤を用いずに転写する方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一局面は、繊維の原料となる原料樹脂および前記原料樹脂を溶解する第１溶媒を含む原料液を用いて生成させた繊維を堆積させて繊維集合体を製造する方法であって、
前記繊維を保持させるために、少なくとも前記繊維と接触する表面に第２溶媒に対して可溶性である第１材料が設けられた保持体を、コレクタに設置する設置工程と、
前記原料液をノズルから吐出させて、前記繊維を生成させ、前記保持体の前記表面に堆積させて繊維集合体を形成する堆積工程と、
少なくとも前記保持体の前記表面を前記第２溶媒に接触させることにより前記第１材料を溶解させて、前記繊維集合体を前記保持体から分離する分離工程と、を備え、
前記繊維は、前記第２溶媒に対して難溶性である、繊維集合体の製造方法に関する。
【０００７】
本発明の他の一局面は、繊維と、前記繊維を保持する保持体と、を備え、
前記保持体の少なくとも前記繊維と接触する表面に第１材料が設けられており、
前記第１材料は、前記繊維が難溶性である溶媒に対して可溶性である、繊維集合体に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、接着剤を用いずに、繊維集合体をコレクタから剥離（または転写）することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る繊維集合体の製造方法を説明するためのフロー図である。
【図２】図１の保持体を設置した状態のコレクタの、保持体の厚み方向における断面模式図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る繊維集合体の製造方法を説明するためのフロー図である。
【図４】図３の固着部が形成された保持体を設置した状態のコレクタの、保持体の厚み方向における断面模式図である。
【図５】図３の取り出し工程（ｃ）の繊維集合体を保持した保持体および固着部を模式的に示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る繊維集合体の製造方法では、繊維の原料となる原料樹脂および原料樹脂を溶解する溶媒（第１溶媒）を含む原料液を用いて生成させた繊維を堆積させて繊維集合体を製造する。製造方法は、繊維を保持させるために、少なくとも繊維と接触する表面に溶媒（第２溶媒）に対して可溶性である材料（第１材料）が設けられた保持体を、コレクタに設置する設置工程と、原料液をノズルから吐出させて、繊維を生成させ、保持体の表面に堆積させて繊維集合体を形成する堆積工程と、少なくとも保持体の表面を第２溶媒に接触させることにより第１材料を溶解させて、繊維集合体を保持体から分離する分離工程と、を備える。繊維は、第２溶媒に対して難溶性である。
【００１１】
本実施形態によれば、少なくとも繊維と接触する表面に第２溶媒に対して可溶性の第１材料が設けられた保持体を用いて繊維を保持する。そのため、繊維集合体を形成した後に、少なくとも保持体の表面を第２溶媒に接触させることで、第１材料が溶解し、繊維集合体を保持体から容易に剥離できる。従来のように、繊維集合体を、接着剤を用いて別の基材に剥離または転写しなくても、保持体から剥離させることができる。従って、繊維集合体において、繊維を配列させた場合やナノファイバなどの細い繊維である場合でも、接着剤を用いずに、保持体から剥離する際の配列した繊維やナノファイバの損傷を抑制することができる。
【００１２】
好ましい実施形態では、第１材料は、水溶性樹脂を含み、第２溶媒は、水を含む。水系の第２溶媒により繊維集合体を保持体から剥離させることができるため、作業環境を向上できる。また、水溶性樹脂は極性が高いため、空気中の水分を吸着し、保持体の表面の導電性を上げるので、電界紡糸法を用いる場合は、繊維生成が容易になる。
【００１３】
保持体は、保持体全体が、第１材料を含んでもよい（つまり、第２溶媒に対して可溶性であってもよい）が、基材シートと、基材シートの表面に形成され、第１材料を含む溶解層とを備えていてもよい。ここで、保持体の上記の表面は、溶解層の表面である。保持体が溶解層を備えることで、繊維集合体を第２溶媒により容易に剥離できることに加え、基材シートを用いることで強度など、基材シートの特性を保持体に付与することができる。
【００１４】
設置工程において、保持体の表面の一部を覆う固着部を設けてもよい。固着部は、第１溶媒に対して可溶性で、かつ第２溶媒に対して難溶性の材料（第２材料）で形成される。堆積工程では、固着部および保持体に繊維を堆積させるとともに、繊維集合体と固着部とが固着される。分離工程では、繊維集合体を、固着部に固着された状態で保持体から分離する。固着部は、第１溶媒に対して可溶性であるため、繊維を堆積させて繊維集合体を形成する際に、固着部や繊維に付着した第１溶媒の作用により繊維集合体と固着部とが固着される。このような固着部を設けることで、繊維集合体をコレクタから剥離する際や剥離した繊維集合体を他の基材に担持させる際などのハンドリング性が向上する。また、繊維が配列している繊維集合体では、コレクタから剥離後も、固着部により繊維の配列を維持しやすくなる。なお、繊維集合体を単独で使用する場合には、コレクタから剥離した後に、固着部の部分を切断すればよい。
【００１５】
繊維は、例えば、電界紡糸法により生成させることができる。この場合、電極を備えるコレクタが使用される。堆積工程においては、ノズルと電極との間に電圧を印加させて、生成した繊維を電極上に堆積させることが好ましい。この場合、特に、ナノファイバの製造に適している。
【００１６】
なお、本発明には、繊維と、繊維を保持する保持体と、を備え、保持体の少なくとも繊維と接触する表面に第１材料が設けられており、第１材料は、繊維が難溶性である溶媒（第２溶媒）に対して可溶性である、繊維集合体も包含される。また、繊維集合体は、さらに、保持体の表面の一部を覆う固着部を備えていてもよい。固着部は、溶媒に対して難溶性の第２材料で形成され、固着部の少なくとも一部は、繊維と固着している。このような固着部を有する繊維集合体は、ハンドリング性に優れている。
以下に、適宜図面を参照しながら、繊維集合体の製造方法（および各工程）ならびに繊維集合体の構成についてより詳細に説明する。
【００１７】
［繊維集合体の製造方法］
本発明の一実施形態に係る繊維集合体の製造方法は、保持体をコレクタに設置する設置工程と、保持体の表面に繊維を堆積させて繊維集合体を形成する堆積工程と、繊維集合体を保持体から分離する分離工程とを備える。設置工程に先立って、繊維の原料液を吐出するためのノズル、およびノズルと対向して配置されるコレクタなどが準備される。
【００１８】
図１は、電界紡糸法による、本発明の一実施形態に係る繊維集合体の製造方法を説明するためのフロー図である。
図示例では、繊維集合体の製造方法は、コレクタ２に繊維１ａを保持する保持体３を設置する設置工程（ａ）と、保持体３の表面に繊維１ａを堆積させて繊維集合体１を形成する堆積工程（ｂ）と、コレクタ２から保持体３に保持された繊維集合体１を取り出す取り出し工程（ｃ）と、繊維集合体１を保持体３から分離する分離工程（ｄ）と、繊維集合体１を別の基材Ｓに積層させる積層工程（ｅ）とを備える。
【００１９】
設置工程（ａ）では、コレクタ２としての巻取回転体の周面にシート状の保持体３を設置する。保持体３の、少なくとも、コレクタ２と接触しない側の表面には、溶媒（第２溶媒）に対して可溶性である第１材料が設けられている。この第１材料が設けられた、保持体の表面に、繊維１ａが堆積工程（ｂ）で堆積するようにコレクタ２に保持体３を設置する。
【００２０】
図２に、図１の保持体を設置した状態のコレクタの、保持体の厚み方向における断面模式図を示す。図示例では、コレクタ２としての巻取回転体の周面に設置された保持体３は、基材シート３ａと、基材シート３ａのコレクタ２とは反対側の表面に形成された、第１材料を含む溶解層３ｂとを備える。溶解層３ｂは、分離工程（ｄ）で用いる第２溶媒に対して可溶性であるが、繊維１ａは、第２溶媒に対して難溶性である。
【００２１】
図１の堆積工程（ｂ）では、放出体４内に収容した原料液５を、放出体４のノズル４ａから吐出させて、繊維１ａを生成させる。このとき、電源６により、原料液５に高電圧を印加しながら原料液５を帯電させた状態で吐出する。巻取回転体をグランドさせるか、あるいは、原料液５とは逆の極性に帯電させることにより、吐出された原料液５の吐出端は巻取回転体に引き寄せられて、その周面に設置される保持体３の表面に付着する。そして、原料液５を吐出させ、コレクタ２としての巻取回転体を回転させながら、原料液５から一部の溶媒（第１溶媒）が揮発して、繊維１ａが保持体３の表面に堆積される。このとき、巻取回転体の周面を繊維１ａが周回するように、周面に設置した保持体３の表面に堆積する。ノズル４ａとコレクタとの相対的な位置関係やコレクタ２の回転速度などを調節することにより、図示例のように繊維１ａを配列させて堆積することができ、繊維１ａが配列した繊維集合体１を得ることができる。
【００２２】
図１の取り出し工程（ｃ）では、保持体３の厚み方向に繊維集合体１の繊維１ａを幅方向に切断するように、保持体３を、堆積工程（ｂ）に示すＡ−Ｂ線に沿って切断して、保持体３に保持された繊維集合体１を取り出す。図１の取り出し工程（ｃ）には、保持体３および繊維集合体１のＡ−Ｂ線における切断面を示す。基材シート３ａと基材シート３ａ上に形成された溶解層３ｂとを備える保持体３は、溶解層３ｂの表面により繊維１ａの堆積により形成された繊維集合体１を保持している。
【００２３】
分離工程（ｄ）では、繊維集合体１を保持した保持体３の少なくとも繊維１ａと接触する側の表面（つまり、溶解層３ｂの繊維１ａと接触する側の表面）を、第２溶媒に接触させる。これにより、少なくとも、保持体３の繊維１ａと接触する側の表面（具体的には、溶解層３ｂの繊維１ａと接触する側の表面）に存在する第１材料を第２溶媒により溶解させ、繊維集合体１を保持体３から分離する。図示例では、液槽７に収容された第２溶媒を少なくとも含む処理液８に、繊維集合体１を保持する保持体３を浸漬させ、少なくとも保持体３の繊維１ａと接触する表面に存在する第１材料（具体的には、溶解層３ｂ）を溶解させる。
【００２４】
分離工程（ｄ）で保持体３から分離させた繊維集合体１は、繊維集合体１単独でそのまま用いてもよく、必要に応じて、別の基材Ｓに積層して用いてもよい（積層工程（ｅ））。
【００２５】
図３は、本発明の他の実施形態に係る繊維集合体の製造方法を説明するためのフロー図である。
図３の工程（ａ）〜（ｄ）では、保持体の一部の表面を覆うように固着部９を設ける点で図１の（ａ）〜（ｄ）とは異なるが、それ以外は同じであり、図１の説明を参照できる。
【００２６】
設置工程（ａ）では、保持体３の表面の一部を覆うように固着部９を設ける。図４に図３の固着部が形成された保持体を設置した状態のコレクタの、保持体の厚み方向における断面模式図を示す。図示例では、固着部９は、保持体３の一部の表面を、巻取回転体２の軸方向に沿って横切るように帯状に形成されている。しかし、この場合に限らず、固着部９の位置やサイズは、分離工程（ｄ）において繊維集合体１と固着して繊維集合体１を保持体３から分離させた場合に繊維集合体を固着部９により保持できる範囲で決定すればよい。固着部９は、堆積工程（ｂ）で使用する原料液５に含まれる第１溶媒に対して可溶性で、分離工程（ｄ）で使用する第２溶媒に対して難溶性の材料で形成される。
【００２７】
図３の堆積工程（ｂ）では、図１の堆積工程と同様にして繊維１ａを堆積させる。固着部９は、保持体３の表面に設けられているため、繊維１ａは保持体３および固着部９の表面に堆積することになり、繊維集合体１が形成される。繊維１ａが堆積する際には、原料液５に含まれる第１溶媒の一部が固着部９および保持体３の表面に付着する。固着部９および繊維１ａは第１溶媒により溶解するため、第１溶媒の作用により、繊維集合体１と固着部９とが少なくとも部分的に固着する。繊維１ａは、保持体３にも堆積されるが、保持体３に対しては固着されないか、もしくは固着される場合でも、その後の分離工程（ｄ）で固着部分の保持体３が溶解する。そのため、保持体３から繊維集合体１を分離する際に、固着部９に固着された繊維集合体１を保持体３から容易に分離させることができ、繊維集合体１の損傷が抑制される。また、固着部９で繊維集合体１が保持されているため、繊維集合体１のハンドリング性を高めることができる。
【００２８】
取り出し工程（ｃ）では、固着部９を二分割するように図３のＡ−Ｂ線に沿って、繊維集合体１、固着部９および保持体３を切断し、保持体３および固着部９に保持された繊維集合体１を取り出す。図３の取り出し工程（ｃ）には、二分割された固着部９をそれぞれ両端に配置し、繊維１ａの周回方向に沿う方向における繊維集合体１、保持体３および固着部９の側面図を示す。図５には、図３の取り出し工程（ｃ）の繊維集合体を保持した保持体および固着部を模式的に示す上面図を示す。Ａ−Ｂ線で切断された繊維集合体１の両端が、二分割された固着部９のそれぞれで保持され、繊維集合体１を全体として保持体３が支えている。
【００２９】
分離工程（ｄ）では、図１の場合と同じく、繊維集合体１を保持した保持体３の少なくとも繊維１ａと接触する側の表面を第２溶媒に接触させる。具体的には、液槽７に収容された処理液８に繊維集合体１を固着部９および保持体３とともに浸漬させ、処理液８に含まれる第２溶媒の作用により、保持体３の繊維１ａと接触する側の表面に設けられた第１材料（溶解層３ｂ）を溶解させる。このとき、固着部９は第２溶媒には難溶性であるため、繊維集合体１に固着した状態でこれを保持する。その結果、両端が固着部９にそれぞれ保持された繊維集合体１を、保持体３から分離することができる。繊維集合体１の両端は、固着部９にそれぞれ保持されているため、固着部９により繊維集合体１を支えることができ、繊維集合体１のハンドリング性を高めることができる。また、繊維集合体１のみを用いる場合には、所望の場所に繊維集合体を配置した後に、固着部９を切り離せばよい。
【００３０】
（設置工程）
本工程では、繊維を保持するための保持体をコレクタに設置する。保持体は、少なくとも繊維と接触する表面に、分離工程で使用する第２溶媒に対して可溶性の第１材料を設ける。第１材料は、少なくとも、堆積工程で使用される原料液に含まれる第１溶媒に対しては難溶性であることが好ましい。第１材料としては、例えば、第２溶媒に対して可溶性（好ましくは第１溶媒に対しては難溶性）の樹脂が挙げられる。保持体としては、例えば、樹脂製のフィルム、ネット、織布、不織布などが利用できる。
【００３１】
保持体は、少なくとも繊維と接触する表面に第１材料を設ければよく、保持体全体が第１材料を含んでいてもよい。好ましい実施形態では、保持体は、基材シートと、基材シートの表面に形成された第１材料を含む溶解層とを備えている。溶解層は、第２溶媒に対して可溶性である。保持体が、繊維と接触する表面側に溶解層を備えることで、分離工程では溶解層が第２溶媒により溶解して、繊維集合体を容易に分離することができる。
【００３２】
第１材料としては、第２溶媒に可溶で（好ましくは第１溶媒に難溶で）あればよく、通常、樹脂などが使用され、第２溶媒の種類（さらには第１溶媒の種類）に応じて選択される。第１材料としては、例えば、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂、水溶性樹脂などが挙げられる。例えば、水を含む第２溶媒を用いる場合には、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールなどの水溶性樹脂を用いることが好ましい。
【００３３】
基材シートは、例えば、紙、布、樹脂などで構成されるがこの場合に限らない。樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂などが例示される。
コレクタとしては、溶液紡糸法や電界紡糸法において利用されるコレクタが特に制限なく利用できる。
【００３４】
固着部を設ける場合、固着部は、第１溶媒に対して可溶性で、かつ第２溶媒に対して難溶性の第２材料で形成される。堆積工程において、第１溶媒の作用により固着部と固着部上に堆積した繊維とが少なくとも部分的に溶解して一体化することで、両者を固着させることができる。
【００３５】
固着部としては、例えば、第２材料製のフィルム、ネット、織布、不織布などが利用できる。固着部を構成する第２材料としては、通常、樹脂（または高分子物質）が使用され、第２材料の種類は、第１溶媒の種類および／または繊維の材質などに応じて選択できる。第２材料としては、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）などのスチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン−アクリレート共重合体などの塩素系樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンサルファイド、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル−メタクリレート共重合体などのアクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネートなどのポリカーボネート系樹脂、ポリアミド、アラミドなどのポリアミド系樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミドなどのポリイミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール、ポリウレタン、ポリエチレンオキサイド、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、コラーゲン、ポリペプチド等およびこれらの共重合体等の高分子物質を例示できる。ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリヒドロキシ酪酸、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ−ｍ−フェニレンテレフタレート、ポリ−ｐ−フェニレンイソフタレート、ポリアリレートなどが挙げられる。これらの高分子物質は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、これらは単なる例示であり、これらの高分子物質に限定されるものではない。
【００３６】
（堆積工程）
堆積工程では、保持体の表面に繊維を堆積させて繊維集合体を形成する。より具体的には、原料液をノズルから吐出させて、繊維を生成させ、保持体の表面に繊維を堆積させて繊維集合体を形成する。
【００３７】
原料液から繊維を生成する方法（紡糸法）は特に限定されず、生成させる繊維の種類などに応じて適宜選択すればよい。紡糸法としては、原料樹脂を含む溶液を用いるもの、例えば、溶液紡糸法、および電界紡糸法などが挙げられる。
【００３８】
溶液紡糸法は、繊維の原料樹脂を第１溶媒に溶解して得られた溶液を、原料液として用いる方法である。溶液紡糸法には、いわゆる湿式紡糸法および乾式紡糸法があるが、乾式紡糸法が好ましい。乾式紡糸法では、原料液を空気中に吐出することで繊維が形成され、繊維が堆積することで繊維集合体が形成される。
【００３９】
電界紡糸法は、繊維の原料樹脂を第１溶媒に溶解して得られた溶液を原料液として用いる点で溶液紡糸法と共通する。しかし、電界紡糸法では、原料液を吐出するノズルとコレクタが備える電極との間に電圧を印加しながら、ノズルから原料液を吐出し、生成した繊維を堆積させる。電界紡糸法では、原料液に高電圧を印加することになるため、原料液は、プラスあるいはマイナスに帯電する。このとき、コレクタをグランドさせるか、あるいは、原料液とは逆の極性に帯電させることで、吐出された原料液がコレクタおよびコレクタ上に配された保持体に引き寄せられて繊維が堆積し、繊維集合体が形成される。
【００４０】
溶液紡糸法や電界紡糸法で利用する原料液は、通常、繊維の原料樹脂と第１溶媒と必要に応じて添加剤とを含んでいる。
第１溶媒としては、繊維の原料（原料樹脂、添加剤など）を溶解し、揮発などにより除去可能なものであれば特に制限されず、原料の種類や製造条件に応じて、水および有機溶媒から適宜選択して使用できる。第１溶媒としては、非プロトン性の極性有機溶媒が好ましい。このような溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などのアミド（鎖状または環状アミドなど）；ジメチルスルホキシドなどのスルホキシドなどが挙げられる。これらの溶媒は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４１】
繊維の原料樹脂としては、特に制限されず、例えば、第２材料として例示したものから適宜選択できる。ただし、上記の樹脂（または高分子物質）は、単なる例示であり、これらに限定されるものではない。樹脂（または高分子物質）は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。電界紡糸法により繊維を堆積させる場合には、ＰＥＳが好ましく用いられる。
【００４２】
保持体上に固着部を設ける場合には、繊維は固着部の上にも堆積する。堆積工程では、原料液に含まれている第１溶媒が、固着部および保持体に付着することで、固着部と堆積された繊維とを少なくとも部分的に溶解させ、固着部と繊維集合体とを固着させる。これにより、繊維集合体は保持体だけでなく固着部にも保持された状態となる。分離工程において保持体から繊維集合体を分離させた後も、繊維集合体は固着部により保持されるため、高いハンドリング性が得られる。
【００４３】
固着部を用いる場合には、溶液紡糸法および電界紡糸法において、固着部や繊維に付着した第１溶媒に、固着部に堆積した繊維と固着部とを少なくとも部分的に溶解させて固着させる必要がある。そのため、第１溶媒は、繊維が堆積する際には、少なくとも固着部に付着していることが好ましい。従って、繊維が堆積する際の温度、湿度、ノズルとコレクタ間の距離などを調節することで残存する第１溶媒の量を調節することが好ましい。第１溶媒の作用により繊維集合体と固着部とが固着された後には、繊維集合体、保持体および固着部に残存する第１溶媒は、加熱などにより除去される。
【００４４】
（取り出し工程）
繊維集合体とこれを保持する保持体（および固着部）は、次工程の分離工程に供する前に、繊維を形成する空間から取り出してもよい（取り出し工程）。図１や図３に示されるように、コレクタとして巻取回転体を用いて繊維集合体を形成する場合には、繊維集合体とこれを保持する保持体（および固着部）はリング状になっているため、図示例のＡ−Ｂ線に沿うようにカットして、取り出す方がハンドリングしやすい。
【００４５】
取り出し工程は、必ずしも設ける必要はなく、直接分離工程に供することもできる。例えば、繊維集合体を形成した後に、第２溶媒を含む処理液をスプレーし、保持体の少なくとも表面を溶解させて、繊維集合体を保持体から分離すればよい。
【００４６】
（分離工程）
分離工程では、少なくとも保持体の繊維と接触する表面を第２溶媒に接触させることにより少なくとも表面に存在する第１材料を溶解させる。繊維は第２溶媒に対して難溶性であるため、繊維集合体は溶解せずに、保持体から容易に分離させることができる。固着部を設ける場合には、固着部は第２溶媒に対して難溶性である材料で形成される。よって、分離工程では、繊維集合体を固着部に固着された状態で保持体から分離する。
【００４７】
分離工程では、保持体の表面に第２溶媒を接触できればよく、接触の方法は特に制限されない。繊維集合体を保持する保持体の少なくとも表面に、第２溶媒をスプレーしてもよく、繊維集合体を保持体ごと、第２溶媒に浸漬させてもよい。
【００４８】
第２溶媒は、保持体の材料および繊維の原料の種類に応じて選択できる。第２溶媒は、水であってもよく、有機溶媒であってもよく、これらの混合溶媒であってもよい。有機溶媒としては、揮発し易く、低コストであるため、Ｃ1-4アルコールなどが好ましく、中でも、毒性が少なく揮発性が高い点からエタノールが好ましい。第２溶媒は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせてもよい。作業環境を向上する観点からは、水を含む第２溶媒を用いることが好ましい。この場合、水溶性樹脂を少なくとも繊維と接触する側の表面に含む保持体が使用される。また、保持体を溶解させるのには、第２溶媒のみを用いてもよく、第２溶媒を含む処理液を用いてもよい。処理液は、第２溶媒以外に、例えば、保持体が溶け難い溶媒を含んでいてもよく、添加剤を含んでいてもよい。このように、複数の溶媒を組み合わせて、保持体、固着部、および繊維の溶解性を調節してもよい。
【００４９】
（積層工程）
分離工程で分離した繊維集合体は、そのまま用いてもよく、必要に応じて別の基材に積層させて（または載置して）用いてもよい。
このように、本発明の一実施形態では、繊維集合体を形成する際に接着剤を用いなくても、コレクタから剥離させることができる。また、接着剤の付着していない繊維集合体を効率よく形成できる。よって、接着剤の使用が好ましくない用途（例えば、生物や微生物、細胞などを培養する用途など）にも使用することができる。
【００５０】
［繊維集合体］
本発明には、繊維と、繊維を保持する保持体と、を備え、保持体の少なくとも繊維と接触する表面に第１材料が設けられている繊維集合体も包含される。第１材料は、繊維が難溶性である溶媒（第２溶媒）に対して可溶性である。このような繊維集合体は、上記の製造方法（具体的には、例えば、設置工程、堆積工程、必要により取り出し工程を経ること）により得ることができる。繊維集合体において、保持体は、第２溶媒を接触させることにより溶解するため、繊維集合体を保持体から容易に剥離させることができる。繊維集合体の保持体からの剥離は、上記の分離工程により行なうことができる。
【００５１】
繊維集合体は、さらに保持体の表面の一部を覆う固着部を備えていてもよい。この固着部は、上述のように、第２溶媒に対して難溶性の材料で形成される。繊維集合体において、固着部は、コレクタから繊維集合体を分離した後に繊維集合体を取り扱うためのタブとして利用することができる。
【００５２】
繊維集合体における繊維の平均繊維径は、例えば、５０ｎｍ〜１０μｍであり、５０ｎｍ〜３μｍであってもよい。例えば、電界紡糸法により繊維集合体を形成する場合には、繊維の平均繊維径は、１μｍ未満（例えば、５０ｎｍ〜９００ｎｍ）であってもよい。このような平均繊維径を有する繊維はナノファイバと呼ばれる。ナノファイバを用いた繊維集合体は従来の方法ではコレクタから剥離する際に損傷し易かったが、本実施形態では、繊維集合体の一部を保持体に保持させることでナノファイバの繊維集合体であっても、コレクタから剥離する際の繊維集合体の損傷を抑制することができる。また、溶液紡糸法により繊維集合体を形成する場合には、繊維の平均繊維径は、例えば、３〜１０μｍである。
【００５３】
なお、平均繊維径とは、繊維の直径の平均値である。繊維の直径とは、繊維の長さ方向に対して垂直な断面の直径である。そのような断面が円形でない場合には、最大径を直径と見なしてよい。また、繊維集合体の１つの主面（例えば、上面）の法線方向から見たときの、繊維の長さ方向に対して垂直な方向の幅を、繊維の直径と見なしてもよい。平均繊維径は、例えば、繊維集合体に含まれる任意の１０本の繊維の任意の箇所の直径の平均値である。
【００５４】
繊維集合体において、繊維はランダムに配置され、交差していてもよく、所定の方向に沿って配列していてもよい。繊維の交差や配列の状態は、用途に応じて適宜選択すればよい。
【００５５】
繊維集合体のみかけの単位面積に占める繊維の面積の割合は、例えば、１０〜１００％の範囲から選択すればよい。繊維の面積の割合が例えば１０〜９０％（好ましくは１０〜６０％）である場合など、繊維集合体における繊維の密度が粗である場合には、従来の方法では、繊維集合体をコレクタから剥離する際に損傷し易かった。しかし、本実施形態では、保持体ごとコレクタから剥離させるとともに、保持体の少なくとも表面を溶解させることで繊維集合体を剥離することができるため、繊維集合体を剥離する際の損傷を抑制することができる。なお、繊維の面積の割合は、繊維集合体の一方の主面（例えば、上面）において、繊維集合体における所定の面積（例えば、短軸３ｍｍ×長軸６ｍｍの楕円形）の領域において、光沢度計により光沢度を測定し、繊維と繊維以外の領域との光沢度の違いに基づき、繊維が占める面積を算出し、みかけの単位面積当たりの面積比率（％）に換算することにより求めることができる。なお、繊維集合体のみかけの面積とは、繊維集合体の一方の主面（例えば、上面）から他方の主面側に向かって繊維集合体を投影した場合の投影面積である。
【００５６】
繊維集合体の厚みは、例えば、５０ｎｍ〜１００μｍであり、５０ｎｍ〜１０μｍであることが好ましい。厚みは、用途に応じて決定できる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本実施形態に係る繊維集合体は、微生物または生物組織の培養のための培地（足場）や微生物や生物組織の電位を測定するための基材に適している。繊維集合体は、妊娠検査シート等の体外検査シート、医療用シート等などの用途にも利用することができる。また、繊維集合体の厚みによっては、空気清浄機、あるいは空調機の濾材、電池用の分離シート、燃料電池用のメンブレン、防塵マスク等の防塵布や防塵服、化粧用シート、塵を拭き取る拭取シート等として利用することもできる。
【符号の説明】
【００５８】
１：繊維集合体、１ａ：繊維、２：コレクタ、３：保持体、３ａ：基材シート、３ｂ：溶解層、４：放出体、４ａ：ノズル、５：原料液、６：電源、７：液槽、８：処理液、９：固着部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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