(57)【要約】【課題】基材の材質および厚みに関わらず、安定した電界紡糸を可能とする。【解決手段】繊維の原料を含む原料液と、第１の面および前記第１の面とは反対側の第２の面を備える基材と、を準備する準備工程と、前記原料液を吐出する吐出部と、前記吐出部に対向して配置されるコレクタ電極との間に、前記基材を前記第１の面を前記吐出部に向けて配置する配置工程と、前記吐出部と前記コレクタ電極との間に電圧を印加しながら前記吐出部から前記原料液を吐出して、前記基材の前記第１の面に前記繊維を堆積させる電界紡糸工程と、前記電界紡糸工程の前に、前記基材に水分を付与して、前記基材の帯電状態を制御する加湿工程と、を備える、複合材の製造方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維の原料を含む原料液と、第１の面および前記第１の面とは反対側の第２の面を備える基材と、を準備する準備工程と、
前記原料液を吐出する吐出部と、前記吐出部に対向して配置されるコレクタ電極との間に、前記基材を前記第１の面を前記吐出部に向けて配置する配置工程と、
前記吐出部と前記コレクタ電極との間に電圧を印加しながら前記吐出部から前記原料液を吐出して、前記基材の前記第１の面に前記繊維を堆積させる電界紡糸工程と、
前記電界紡糸工程の前に、前記基材に水分を付与して、前記基材の帯電状態を制御する加湿工程と、を備える、複合材の製造方法。
【請求項２】
前記加湿工程において、前記基材の前記第１の面側から水分が付与される、請求項１に記載の複合材の製造方法。
【請求項３】
前記加湿工程において、前記第１の面が多孔質の保護材で覆われており、
前記水分は、前記保護材側から付与され、
前記加湿工程の後、前記電界紡糸工程の前に、前記保護材を剥離する剥離工程を備える、請求項２に記載の複合材の製造方法。
【請求項４】
前記電界紡糸工程は、前記基材にイオン風を照射して、前記基材を除電しながら行われる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の複合材の製造方法。
【請求項５】
前記基材は絶縁性のフィルムであり、
前記フィルムの厚みは１０μｍ以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の複合材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材と基材上に堆積する繊維集合体との複合材を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界紡糸法では、通常、繊維の原料を溶解させた溶液（原料液）を吐出する吐出部と、ターゲットを載置するコレクタ電極との間に電圧を印加して、原料液およびターゲットをそれぞれ異なる極性に帯電させる。ターゲットに向かって吐出部から原料液を吐出すると、静電爆発して、原料液から繊維の原料が分離する。分離した原料は静電延伸されて、ターゲット上に繊維として堆積する。
【０００３】
特許文献１には、様々な形態のターゲットが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１９０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電界紡糸法によれば、ナノレベルの細い繊維（ナノファイバー）が生成し得る。ナノファイバーの用途拡大に伴い、ナノファイバーとターゲット（基材）との複合材としての使用も増加している。そのため、基材の材質および厚みも多様化しつつある。例えば、基材として、自己支持性がない程度に薄く（例えば厚み１０μｍ以下）、絶縁性であるフィルムを用いることが検討されている。
【０００６】
このように薄い絶縁性のフィルムは非常に帯電しやすい。そのため、電界紡糸の際、フィルムは、装置に貼り付いたり、過度に帯電されたりする場合がある。さらに、繊維の堆積が進行すると、基材は繊維と同じ電荷を帯びてきて、コレクタ電極に引き付けられるように変形し易い。よって、フィルムに、安定した電界紡糸を行うことは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面は、繊維の原料を含む原料液と、第１の面および前記第１の面とは反対側の第２の面を備える基材と、を準備する準備工程と、前記原料液を吐出する吐出部と、前記吐出部に対向して配置されるコレクタ電極との間に、前記基材を前記第１の面を前記吐出部に向けて配置する配置工程と、前記吐出部と前記コレクタ電極との間に電圧を印加しながら前記吐出部から前記原料液を吐出して、前記基材の前記第１の面に前記繊維を堆積させる電界紡糸工程と、前記電界紡糸工程の前に、前記基材に水分を付与して、前記基材の帯電状態を制御する加湿工程と、を備える、複合材の製造方法に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、様々な基材を、電界紡糸のターゲットとして制限なく使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る準備工程を説明するための基材および保持部材の斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る印刷工程を説明するための保持部材で保持された基材およびインクジェット装置の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る加湿工程を説明するための保持部材で保持された基材および保護材の斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る配置工程を説明するための基材、保護材および保持部材の斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る電界紡糸工程を説明するための保持部材で保持された基材、吐出部およびコレクタ電極の斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る複合材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施形態では、電界紡糸工程の前にターゲットである基材に水分を付与して加湿する。これにより、基材の帯電状態が制御される。すなわち、基材が帯電している場合にはその帯電性が低下するとともに、電界紡糸工程中における基材の過度な帯電が抑制される。これにより、帯電による基材の変形が抑制される。よって、基材の材質および厚みに関わらず、安定した電界紡糸が可能となって、高品質の複合材が得られる。
【００１１】
基材に付与される水分の量は特に限定されず、基材中の水分がわずかにでも増加すればよい。基材を加湿する方法も特に限定されない。例えば、スプレー、霧吹き等により、霧状の水を基材に付与してもよい。霧状の水は、基材に直接噴射されてもよいし、霧状の水が存在する雰囲気下に基材を置いてもよい。霧状の水は、例えば、超音波式霧化器により発生させることができる。また、基材を水中に浸漬することにより、水分を付与してもよい。
【００１２】
基材の大きさ、形状、形態および材質は特に限定されず、用途に応じて適宜選択すればよい。
基材が後述する保持部材により保持される場合、基材は無端ではなく、外周が画定されていることが好ましい。一方、基材の大きさおよび形状は限定されない。基材は、例えば、一辺が３ｃｍ〜５０ｃｍの矩形であってもよいし、直径３ｃｍ〜５０ｃｍの円形であってもよい。
【００１３】
基材の形態としては、例えば、繊維構造体（織物、編物および不織布等）、フィルム、シート状の多孔質体（スポンジ等）等が例示できる。
【００１４】
繊維構造体である基材（繊維基材）の材質としては、例えば、ガラス繊維、セルロース、アクリル樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリアミド（ＰＡ）、不溶化ポリビニルアルコール、ポリ乳酸、あるいはこれらの混合物等が挙げられる。
【００１５】
繊維基材の厚みは、例えば、１０μｍ以上、５００μｍ以下であってよく、１５０μｍ以上、４００μｍ以下であってもよい。
【００１６】
フィルムである基材（フィルム基材）またはシート状の多孔質体の材質としては、例えば、生体適合性を有するポリマーが挙げられる。生体適合性を有するフィルム基材は、皮膚に接触して使用する用途に適している。フィルム基材は、生体適合性に加えて、ガス透過性、生分解性を有していてもよい。生体適合性を有するフィルム基材上に、タンパク質（コラーゲン、コラーゲンペプチド、ゼラチン、ケラチンおよびシルクプロテイン等）を含む繊維を堆積させて得られるシートは、医療用、美容用の皮膚貼付用シートとして適している。この場合、皮膚の患部または損傷部、あるいは、目元や口元に対応するフィルム基材の部分に、繊維を選択的に堆積させてもよい。
【００１７】
生体適合性を有するポリマーとしては、例えば、タンパク質、多糖類（プルラン、セルロース、セロファン、デンプン、キチン、キトサン、アルギン酸、コーンスターチまたはこれらの塩等）、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ＰＥ、ポリエチレンサクシネート、ＰＥＴ、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリグルタミン酸またはこれらの塩、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリ酸無水物、あるいはこれらの混合物等が挙げられる。また、これらポリマーを構成するモノマーを複数種用いた共重合体であってもよい。
【００１８】
フィルム基材またはシート状の多孔質体の厚みは、ハンドリング性の観点から、５０ｎｍ以上であってよく、１００ｎｍ以上であってもよい。一方、皮膚への密着性を考慮すると、フィルム基材またはシート状の多孔質体の厚みは、５００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以下であることがより好ましい。特に、ガス透過性を考慮すると、フィルム基材の厚みは、１０μｍ以下であることが好ましく、１０００ｎｍ以下であることがより好ましい。
【００１９】
厚み１０μｍ以下のフィルム基材は、通常、自己支持性を有さない。さらに、上記のような生体適合性を有するポリマーからなるフィルム基材は絶縁性であり、準備工程の段階で帯電していることがある。そのため、フィルム基材をこのまま電界紡糸工程に供すると、フィルム基材は、シワの入った状態で周辺の部材（例えば、コレクタ電極）に貼り付き易い。本実施形態によれば、電界紡糸工程の前に基材を加湿することにより、基材の帯電状態が制御されるため、基材としてこのような薄い絶縁性のフィルムを用いる場合に好適である。
【００２０】
また、絶縁性の基材は、繊維が堆積することによっても帯電するため、電界紡糸工程中に周辺の部材への貼り付きが生じる場合もある。本実施形態によれば、電界紡糸工程中のこのような基材の不具合を抑制することもできる。
【００２１】
以下、本実施形態に係る製造方法を、工程ごとに説明する。
本実施形態に係る製造方法は、繊維の原料を含む原料液と、第１の面および第１の面とは反対側の第２の面を備える基材と、を準備する準備工程と、原料液を吐出する吐出部と、吐出部に対向して配置されるコレクタ電極との間に、基材を第１の面を吐出部に向けて配置する配置工程と、吐出部とコレクタ電極との間に電圧を印加しながら吐出部から原料液を吐出して、基材の第１の面に繊維を堆積させる電界紡糸工程と、電界紡糸工程の前に、基材に水分を付与して、基材の帯電状態を制御する加湿工程と、を備える。
【００２２】
（準備工程）
繊維の原料を含む原料液および上記基材を準備する。
原料液は、繊維の原料と、これを溶解させる溶媒と、を含む。
【００２３】
繊維の原料は特に限定されず、用途に応じて適宜選択すればよい。繊維の原料としては、例えば、タンパク質、多糖類、ＰＡ、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリサルホン（ＰＳＦ）、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（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ＰＶＡ、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、ＰＰ、ＰＥＴ、ＰＵ、ポリスチレン（ＰＳ）等のポリマーが挙げられる。これらは、単独あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらポリマーを構成するモノマーを複数種用いた共重合体であってもよい。
【００２４】
溶媒も特に限定されず、繊維の原料に応じ適宜選択すればよい。溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、イソブチルアルコール、ヘキサフルオロイソプロパノール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジベンジルアルコール等のアルコール、１，３−ジオキソラン、１，４−ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−ｎ−ヘキシルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、アセトン、ヘキサフルオロアセトン、フェノール、ギ酸、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、塩化メチル、塩化エチル、塩化メチレン、クロロホルム、ｏ−クロロトルエン、ｐ−クロロトルエン、四塩化炭素、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロプロパン、ジブロモエタン、ジブロモプロパン、臭化メチル、臭化エチル、臭化プロピル、酢酸、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、シクロペンタン、ｏ−キシレン、ｐ−キシレン、ｍ−キシレン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ピリジン等が挙げられる。これらは、単独あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２５】
原料液における溶媒と原料との混合比率は、選定される溶媒の種類と原料の種類により異なる。原料液における溶媒の割合は、例えば、６０質量％から９８質量％であってもよい。
【００２６】
原料液の粘度は、原料液の吐出に適するように適宜設定すればよい。なかでも、２５℃の条件下、せん断速度１（１／ｓ）で回転粘度計によって測定される原料液の粘度は、例えば、０．１〜３０Ｐａ・ｓであり、０．５〜３０Ｐａ・ｓであってもよい。原料液の粘度がこの範囲であると、安定した吐出が可能になる。
【００２７】
（配置工程）
基材は、原料液を吐出する吐出部と、吐出部に対向して配置されるコレクタ電極との間に、第１の面を吐出部に向けて配置される。
【００２８】
吐出部は、導体で構成されており、その内部は中空になっている。中空部には原料液が収容される。吐出部の基材と対向する側には、原料液の吐出口（図示せず）が１以上設けられている。吐出部の吐出口と基材との距離は、電界紡糸装置の規模、生成させる繊維の繊維径にもよるが、例えば、１００〜６００ｍｍであればよい。原料液は、吐出部の中空部と連通するポンプ（図示せず）の圧力により、中空部に供給された後、吐出口から基材に向かって吐出される。ただし、吐出部の構成は上記に限定されない。
【００２９】
吐出部の形状は特に限定されない。吐出部の長手方向に垂直な断面の形状は、例えば、上方から下方に向かって次第に小さくなる形状（Ｖ型ノズル）であってもよい。吐出部は、１以上のニードル形状のノズルを備えていてもよい。吐出部は複数あってもよい。この場合、必要に応じて、吐出させる吐出部を切り替える。
【００３０】
コレクタ電極の形状も特に限定されない。コレクタ電極は、基材全体に対向するような平板電極であってもよいし、基材の一部に対向する平板電極あるいは柱状の電極であってもよい。コレクタ電極が、基材の一部にのみ対向する形状である場合、コレクタ電極および基材の少なくとも一方は、第１の面の面方向に移動可能であることが好ましい。
【００３１】
基材の周囲は枠状の保持部材で保持されてもよい。これにより、基材は、弛みなく、好ましくはテンションをかけられた状態で、所定の位置に配置される。ハンドリング性および収納性の観点から、保持部材は、矩形の環状体であってもよいし、電界紡糸工程において電界の分布が一様になり易く、安定した電界紡糸が行われ易い点から、保持部材は、円形の環状体であってもよい。保持部材は、全体が同一平面上にない立体構造であってもよい。また、基材に接触しない位置にハンドルを備えていてもよいし、基材に対向しない非対向部を備えていてもよい。
【００３２】
保持部材の材質は特に限定されず、電界紡糸工程に用いられること、電界紡糸工程で印加される電圧に対する耐性、原料液に含まれる溶媒に対する耐性、機械的強度、帯電性等を考慮して適宜選択すればよい。特に、電界紡糸工程に用いられることを考慮すると、保持部材は、絶縁体であることが好ましい。
【００３３】
保持部材と基材とは、例えば粘着剤を介して接着される。両面に粘着剤層を備えるテープを用いてもよい。保持部材は、基材の繊維が堆積する第１の面を保持してもよいし、繊維が堆積しない第２の面を保持してもよいし、第１の面および第２の面の両面を保持してもよい。
【００３４】
（加湿工程）
基材に水分を付与する。これにより、基材の帯電状態が制御される
加湿工程は、準備工程の後、電界紡糸工程の前に行われればよく、配置工程の前であっても後であってもよい。電界紡糸の安定性を考慮すると、加湿工程は、配置工程の前に、生成空間以外の空間で行われることが好ましい。
【００３５】
加湿工程では、基材の第１の面側から水分が付与されることが好ましい。繊維が堆積される面の帯電性を低下させることにより、電界紡糸の安定性はより向上する。
【００３６】
加湿工程の際、第１の面は多孔質の保護材（第２保護材）で覆われていてもよい。この場合、水分は、第２保護材側から付与される。第２保護材に付与された水分は、第２保護材内で拡散された後、第１の面に到達する。そのため、第１の面は、均一に、かつ、適度に加湿される。第２保護材は、加湿工程の後、電界紡糸工程の前に剥離される。第２保護材は、多孔質であればよく、繊維基材として例示したのと同様の形態、材質であってよい。第２保護材の厚みは、例えば、０．０１ｍｍ以上、０．２ｍｍ以下であってよい。
【００３７】
加湿工程に先だって、基材を弾性体に貼り付けてもよい。この場合、第２の面を弾性体に当接させる。この状態で第１の面側から水分を付与することにより、基材のダメージが抑制され易くなる。弾性体としては、例えば、軟質ポリウレタン（ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール）、天然ゴム等が挙げられる。
【００３８】
（電界紡糸工程）
吐出部とコレクタ電極との間に電圧を印加しながら吐出部から原料液を吐出して、基材の第１の面に繊維を堆積させる。コレクタ電極は接地（グランド）されていてもよいし、吐出部とは反対の電圧が印加されてもよい。
【００３９】
吐出部とコレクタ電極との間に電圧を印加することにより、原料液および基材はそれぞれ異なる極性に帯電する。基材に向かって吐出部から原料液を吐出すると、原料液は、吐出部と基材との間の空間（生成空間）で静電爆発して、原料液から繊維の原料が分離する。分離した原料は静電延伸されて、第１の面上に繊維として堆積する。
【００４０】
堆積する複数の繊維（以下、繊維集合体と称する場合がある。）の平均繊維径は特に限定されず、用途に応じて適宜設定すればよい。平均繊維径は、例えば、５０ｎｍ以上、３μｍ以下であってもよい。なかでも、皮膚貼付用シートとして用いられる場合、平均繊維径は、６００ｎｍ以下であることが好ましく、２００ｎｍ以下であることがより好ましく、１００ｎｍ以下であることが特に好ましい。皮膚貼付用シートの皮膚への密着性が高まるためである。繊維の堆積量、平均繊維径は、原料液の吐出圧力、印加電圧、原料液における原料の組成、濃度、生成空間の環境（組成、温度、湿度、圧力等）を調整することにより、制御される。
【００４１】
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、基材の第１の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。
【００４２】
電界紡糸工程において、基材が十分な強度を有さない場合、第２の面とコレクタ電極との間に、基材を外的負荷から保護する保護材（第１保護材）を配置してもよい。特に、フィルム基材は、力学的強度が弱く損傷し易いため、第１保護材で覆われることが好ましい。ただし、電界紡糸の精度および安定性から第１保護材は薄いことが望ましく、その厚みは、例えば０．０１ｍｍ以上、０．２ｍｍ以下である。第１保護材の形態は特に限定されず、基材の形態として例示したようなフィルム、繊維構造物等が挙げられる。その材質も特に限定されず、基材の材質として例示したのと同じ材料を例示することができる。
【００４３】
必要に応じて、吐出部および／または原料液の種類を変えながら、電界紡糸工程を複数回繰り返してもよい。電界紡糸工程の後、風乾、減圧、あるいは繊維集合体にダメージを与えない条件での加熱、あるいは溶媒抽出法等により、繊維に含まれる溶媒の除去を行ってもよい。
【００４４】
基材への繊維の堆積が進行すると、基材は繊維（原料液）と同じ電荷を帯びてくる。そのため、電界紡糸工程は、基材を除電しながら行われてもよい。除電方法は特に限定されず、除電ブラシを用いてもよいし、コロナ放電等によって発生したイオン風を基材に照射してもよいし、電離放射線（紫外線等）を基材に照射してもよい。なかでも、基材および繊維集合体の損傷が抑制され易い点で、除電は、イオン風を照射することにより行われることが好ましい。
【００４５】
（印刷工程）
準備工程の後、基材の第２の面に印刷を施してもよい。印刷工程は、電界紡糸工程の前に行われてもよいし、後に行われてもよい。印刷工程を電界紡糸工程の前に行うと、基材に堆積する繊維集合体の影響を受けずに印刷できるため、印刷の精度が向上し易い。一方、印刷工程を電界紡糸工程の後に行うと、基材に付着するインクの影響がないため、安定した電界紡糸が行われ易い。印刷工程は、加湿工程の前に行われてもよいし、後に行われてもよい。加湿工程の後に印刷工程を行う場合、基材を乾燥させておくことが好ましい。
【００４６】
複合材を皮膚貼付用シートとして用いる場合、第２の面には、例えば、貼付される皮膚の色味に対応する印刷が施される。印刷方法は特に限定されず、例えば、インクジェット印刷、スプレー印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、静電気を利用した静電印刷等が挙げられる。
【００４７】
印刷に用いられるインクの成分も特に限定されず、無機顔料、有機顔料、染料等を用いることができる。なかでも、無機顔料が好ましい。無機顔料としては、例えば、酸化鉄、水酸化鉄、チタン酸鉄等の無機赤色顔料；γ−酸化鉄等の無機褐色系顔料；黄酸化鉄、黄土等の無機黄色系顔料；黒酸化鉄、カーボンブラック等の無機黒色顔料；酸化チタン、酸化セリウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム等の白色顔料；マンガンバイオレット、コバルトバイオレット等の無機紫色顔料；水酸化クロム、酸化クロム、酸化コバルト、チタン酸コバルト等の無機緑色顔料；紺青（フェロシアン化第二鉄）、群青等の無機青色系顔料；レーキ化された各種タール系色素；レーキ化された各種天然色素；酸化チタン被覆雲母、酸化チタン被覆マイカ、オキシ塩化ビスマス、酸化チタン被覆オキシ塩化ビスマス、酸化チタン被覆タルク、魚鱗箔、酸化チタン被覆着色雲母等のパール顔料；これら顔料の粉体と合成樹脂とを複合化した合成樹脂粉体等が挙げられる。これらは、単独あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。インクには、香料、紫外線反射材等が添加されてもよい。
【００４８】
印刷工程に替えて、基材の第２の面に他の加工を施してもよい。他の加工は、例えば、電界紡糸であってもよい。つまり、基材の両面に電界紡糸を行ってもよい。この場合、第２の面にも水分を付与しておくことが好ましい。他の加工としては、電界紡糸の他、例えば、コーティング、蒸着、着香、エンボス加工、他の部材の貼り付け、切断、打ち抜き等が挙げられる。
【００４９】
以下、厚み１０μｍ以下のフィルム基材に対して、印刷工程、加湿工程および電界紡糸工程の順に加工を行う場合を例に挙げて、本実施形態に係る製造方法の一実施形態を、適宜図面を参照しながら説明する。本実施形態では、加湿工程中、第１の面が第２保護材で被覆されており、電界紡糸工程中、第２の面が第１保護材で被覆されている。図２では、便宜的に、印刷工程により付与されたインク層にハッチングを付している。
【００５０】
（１）準備工程
繊維の原料を含む原料液およびフィルム基材を準備する。
フィルム基材は、例えば、以下のようにして作製される。まず、水または有機溶媒（以下、溶媒と総称する）に対して溶解する可溶層を備える剥離シートを準備する。剥離シートの可溶層側に、フィルムの原料を含む溶液をキャストし、乾燥させて、フィルム層と剥離シートとの積層体を作製する。積層体を溶媒に浸漬して可溶層を溶解させて、積層体からフィルムを分離し、支持体上に乗せて、溶媒から引き上げる。最後に、支持体とともにフィルムを乾燥させることにより、支持体とフィルム基材とが積層された積層シートが得られる。この支持体は、加湿工程の際、第１の面を覆う第２保護材として利用され得る。
【００５１】
ハンドリング性の観点から、図１に示すように、印刷工程の前に、フィルム基材２０Ａの第２保護材４０とは反対側の面（第２の面２０Ｙ）の周囲を、枠状の第１保持部材３で保持してもよい。第１保持部材３は、電界紡糸工程でも引き続き基材を保持する。第１保持部材３の配置は、印刷工程の後に行ってもよい。第１保持部材３は、例えば、樹脂製である。
【００５２】
（２）印刷工程
フィルム基材２０Ａの第２の面２０Ｙに印刷を施す（図２参照）。印刷は、例えば、インクジェット装置５を用いて行われる。これにより、第２の面２０Ｙの全部または一部には、インク層６０が形成される。
【００５３】
（３）加湿工程
フィルム基材２０Ａの第１の面２０Ｘに、第２保護材４０を介して霧状の水分（ｍ）を付与する（図３参照）。水分は、フィルム基材２０Ａを、第２保護材４０および第１保持部材３とともに、水中に浸漬することにより付与されてもよい。
【００５４】
（４）配置工程
まず、フィルム基材２０Ａの第１の面２０Ｘから第２保護材４０を剥離する（図４参照）。第２保護材４０を剥離する方法は特に限定されず、例えば、第２保護材４０の端部を掴み、端部から徐々に物理的に剥離してもよい。ただし、フィルム基材２０Ａの作製に利用された支持体（第２保護材４０）とフィルム基材２０Ａとは、分子間力および／または静電気力により密着している場合がある。そのため、第２保護材４０に水分を付与して、第２保護材４０とフィルム基材２０Ａとの間の分子間力および／または静電気力を低減させた後、第２保護材４０の端部から剥離することが好ましい。
【００５５】
第２保護材４０には、加湿工程と同様に、霧状の水が付与されてもよい。あるいは、フィルム基材２０Ａおよび第２保護材４０を、第１保持部材３とともに水中に浸漬してもよい。この場合、水面上あるいは水中で第１保持部材３を振盪することにより、第２保護材４０はさらに剥離され易くなる。フィルム基材２０Ａを保持した第１保持部材３は、第１の面２０Ｘと水面とが交わるような方向に引き上げられる。これにより、フィルム基材２０Ａの損傷は抑制される。
【００５６】
加湿工程で付与された水分によっても、第２保護材４０とフィルム基材２０Ａとの間の分子間力および／または静電気力は低減され得る。すなわち、加湿工程によりフィルム基材２０Ａが加湿されるとともに、第２保護材４０はフィルム基材２０Ａから剥離され易くなる。そのため、加湿工程の後、第２保護材４０を剥離するための水分付与は省略することができる。
【００５７】
第２保護材４０を剥離する一方、フィルム基材２０Ａの第２の面２０Ｙを第１保護材３０で覆う。第２の面２０Ｙの一部はすでに第１保持部材３で保持されているため、第１保護材３０は、第２の面２０Ｙの残部の少なくとも一部を覆う。第１保護材３０と第２の面２０Ｙとは、接触していることが好ましい。第１保護材３０は、フィルム基材２０Ａと同様に、例えば枠状の第２保持部材４によりその周囲が保持されていてもよい。第２保持部材４は、第１保持部材３として例示したのと同様の形状、材質であってよい。
【００５８】
第２保護材４０が剥離され、第２の面２０Ｙが第１保護材３０で部分的に覆われたフィルム基材２０Ａを、吐出部１とコレクタ電極２との間に、第１の面２０Ｘを吐出部１に向けて配置する。
【００５９】
（５）電界紡糸工程
吐出部１とコレクタ電極２との間に電圧を印加しながら吐出部１から原料液を吐出して、第１の面２０Ｘに繊維を堆積させる（図５参照）。これにより、フィルム基材２０Ａと繊維集合体とを備える複合材が得られる。
【００６０】
繊維を堆積させる領域は特に限定されず、用途に応じて適宜設定すればよい。例えば、複合材を皮膚貼付用シートとして使用する場合、インク層６０を第２の面２０Ｙの目元や口元に対応する部分に形成し、繊維を第１の面２０Ｘのインク層６０に対応する領域に堆積させてもよい。
【００６１】
電界紡糸の際に印加される電圧および／または静電気力によって、第１保護材３０は、第２の面２０Ｙ（いずれも図５では不図示）に吸着される。よって、電界紡糸工程が終了した後も、第１保護材３０はフィルム基材２０Ａから容易には剥離せず、後の加工や出荷作業においても、フィルム基材２０Ａの保護材として利用することができる。
【００６２】
図６に示すように、得られた複合材１００を、第１保護材３０を保持する第２保持部材４の内側で切断して、複合材１００から第１保持部材３および第２保持部材４を切り離してもよい。切断の際、フィルム基材２０Ａに堆積する繊維集合体７０を保護するため、第１の面２０Ｘを第３保護材５０で覆ってもよい。第３保護材５０は、基材として例示したのと同様の形態、材質であってよい。
【００６３】
電界紡糸工程の後、さらにフィルム基材２０Ａに対して他の加工を行う場合には、ハンドリング性の観点から、第１保持部材３および第２保持部材４を配置したままの複合材１００を、搬送、配送等してもよい。この場合、他の加工を行う際の位置合わせも容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の製造方法によれば、様々な基材を、電界紡糸法のターゲットとして制限なく使用することができるため、得られる複合材は種々の用途に使用できる。
【符号の説明】
【００６５】
１：吐出部
２：コレクタ電極
３：第１保持部材
４：第２保持部材
５：インクジェット装置
１００：複合材
２０Ａ：フィルム基材
２０Ｘ：第１の面
２０Ｙ：第２の面
３０：第１保護材
４０：第２保護材（支持体）
５０：第３保護材
６０：インク層
７０：繊維集合体
【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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【図６】
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