(57)【要約】【課題】坪量分布が均一な繊維シートを製造可能な装置及び方法、並びに、複数種類の繊維を混在状態で含有した繊維シートを提供すること。【解決手段】電界紡糸装置は、樹脂原料液を吐出する複数のノズルと、該液に電荷を付与する複数の電源とを備える。各電源は、各ノズルからの吐出液に対して異なる電荷が付与されるように接続される。繊維シートは、第１繊維と、第１繊維とは異なる第２繊維とを含む長繊維不織布である。繊維シートは、その繊維径分布及び繊維本数頻度に基づくヒストグラムにて、第２繊維の本数頻度に対する第１繊維の本数頻度の比Ｐ１が０．０１以上１００以下であるピークを有する。あるいは繊維シートは、前記ヒストグラムにてピークを２つ以上示し、繊維径３μｍ超の範囲の最大ピークにおける第２繊維の本数頻度に対する、繊維径が３μｍ以下の範囲の最大ピークにおける第１繊維の本数頻度の比Ｐ２が１以上１０００以下である。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を含む原料液を吐出する複数のノズルと、該原料液に電荷を付与するための複数の電源とを備え、
前記各ノズルから吐出される原料液に対して異なる電荷が付与されるように前記各電源が接続されている、電界紡糸装置。
【請求項２】
複数の前記ノズルは、第１ノズル群に属するノズルと、第２ノズル群に属するノズルとからなり、
第１ノズル群に属するノズルに印加される電圧の極性と、第２ノズル群に属するノズルに印加される電圧の極性とが互いに異なるように前記電源が接続されることで、前記各原料液に対して異なる電荷が付与されるように構成されている、請求項１に記載の電界紡糸装置。
【請求項３】
前記各ノズルと離間して配置され、該ノズルとの間に電界を生じさせる複数の電極を備え、
複数の前記電極は、第１電極群に属する電極と、第２電極群に属する電極とからなり、
第１電極群に属する電極に印加される電圧の極性と、第２電極群に属する電極に印加される電圧の極性とが互いに異なるように前記電源が接続されていることで、前記各原料液に対して異なる電荷が付与されるように構成されている、請求項１に記載の電界紡糸装置。
【請求項４】
前記電極として、前記ノズルと対向して配された複数の捕集電極を備え、
第１電極群に属する前記捕集電極に印加される電圧の極性と、第２電極群に属する前記捕集電極に印加される電圧の極性とが互いに異なるように前記電源が接続されていることで、前記各原料液に対して異なる電荷が付与されるように構成されている、請求項３に記載の電界紡糸装置。
【請求項５】
前記電極として、前記ノズルを囲むように配置された複数の帯電電極を備え、
第１電極群に属する前記帯電電極に印加される電圧の極性と、第２電極群に属する前記帯電電極に印加される電圧の極性とが互いに異なるように前記電源が接続されていることで、前記各原料液に対して異なる電荷が付与されるように構成されている、請求項３に記載の電界紡糸装置。
【請求項６】
前記電極における前記ノズルに臨む面に配置された誘電体を有する、請求項５に記載の電界紡糸装置。
【請求項７】
第１電極群に属する電極と、第２電極群に属する電極とが隣り合うように配置されている、請求項３〜６のいずれか一項に記載の電界紡糸装置。
【請求項８】
極性が同一の電圧が印加される前記ノズル、極性が同一の電圧が印加される前記電極、及び、極性が同一の電圧を印加する前記電源のうち一種又は二種以上が複数配されている、請求項３〜７のいずれか一項に記載の電界紡糸装置。
【請求項９】
第１ノズル群に属するノズルと、第２ノズル群に属するノズルとが隣り合うように配置されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電界紡糸装置。
【請求項１０】
前記原料液が溶融樹脂である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電界紡糸装置。
【請求項１１】
前記ノズルの延びる方向に沿って該ノズルの後端から先端方向に向けて、気体流を噴射する気体流噴射部を備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電界紡糸装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電界紡糸装置を用いる繊維シートの製造方法。
【請求項１３】
各ノズル群におけるノズルの直径、原料液の吐出量及び印加電圧のうち少なくとも一つが異なるようにして電界紡糸する、請求項１２に記載の繊維シートの製造方法。
【請求項１４】
前記電界紡糸装置は、樹脂を含む原料液を吐出するノズルと、該ノズルと離間して配置され、該ノズルとの間に電界を生じさせる電極とを有する複数の紡糸ユニットと、該電極に電圧を印加する複数の電源とを備え、
前記紡糸ユニットは、前記ノズルの延びる方向に沿って該ノズルの後端から先端方向に向けて、気体流を噴射する気体流噴射部を更に備え、
前記各ノズルに電圧を印加し且つ前記気体流を前記気体流噴射部から噴射させた状態で、前記原料液を前記各ノズルから吐出して電界紡糸する、請求項１２又は１３に記載の繊維シートの製造方法。
【請求項１５】
前記気体流噴射部は、第１ノズル群に属するノズルを有する紡糸ユニットに配される第１気体流噴射部と、第２ノズル群に配されるノズルを有する紡糸ユニットに配される第２気体流噴射部とからなり、
前記各気体流噴射部から噴射される気体流の流量及び風速のうち少なくとも一つが異なるようにして電界紡糸する、請求項１４に記載の繊維シートの製造方法。
【請求項１６】
前記樹脂の固化温度よりも高い温度の気体流を前記気体流噴射部から噴射させる、請求項１４または１５に記載の繊維シートの製造方法。
【請求項１７】
長繊維である第１繊維と、長繊維であり且つ該第１繊維とは異なる第２繊維とを含む長繊維不織布からなる繊維シートであって、
前記繊維シートは、該繊維シートの繊維径分布及び繊維本数の頻度に基づくヒストグラムにおいて、
第１繊維と第２繊維とを含む繊維径分布のピークを示し、
該ピークが示す繊維径の位置において、第２繊維の繊維本数の頻度に対する第１繊維の繊維本数の頻度の比Ｐ１（第１繊維／第２繊維）が０．０１以上１００以下であり、
及び／又は、
繊維径分布のピークを２つ以上示し、
繊維径３μｍ超の範囲で最も大きいピークにおける第２繊維の繊維本数の頻度に対する、繊維径が３μｍ以下の範囲で最も大きいピークにおける第１繊維の繊維本数の頻度の比Ｐ２（３ｍｍ以下／３ｍｍ超）が１以上１０００以下である、繊維シート。
【請求項１８】
前記比Ｐ１（第１繊維／第２繊維）が０．１以上、好ましくは０．５以上、また、８０以下、好ましくは５０以下である、請求項１７に記載の繊維シート。
【請求項１９】
前記比Ｐ２（３ｍｍ以下／３ｍｍ超）が２以上、好ましくは３以上、より好ましくは５以上、また、８００以下、好ましくは６００以下、より好ましくは４００以下である、請求項１７又は１８に記載の繊維シート。
【請求項２０】
第１繊維及び第２繊維のうち一方又は両方は熱可塑性樹脂を含む、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の繊維シート。
【請求項２１】
前記ヒストグラムにおいて、繊維径が１０ｎｍ以上３μｍ以下、好ましくは１μｍ以下、また、好ましくは５０ｎｍ以上である位置に第１繊維の繊維径分布のピークを示す、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の繊維シート。
【請求項２２】
前記ヒストグラムにおいて、２つ以上の繊維径分布のピークを示す、請求項１７〜２１のいずれか一項に記載の繊維シート。
【請求項２３】
前記ヒストグラムにおいて、繊維径が３μｍ超２００μｍ以下、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは８μｍ以上、更に好ましくは１０μｍ以上、また、好ましくは１００μｍ以下である位置に第２繊維の繊維径分布のピークを示す、請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の繊維シート。
【請求項２４】
前記繊維シートを溶融し、均一溶融状態の樹脂溶融液を用いて測定した電気インピーダンスが、次式（Ｘ）を満たす、請求項１７〜２３のいずれか一項に記載の繊維シート。
Ａ／Ｂ≧１．０×１０２    （Ｘ）
（前記式（Ｘ）中、Ａは５０℃における前記繊維シートの樹脂溶融液の電気インピーダンスの絶対値（Ω）を示し、Ｂは前記樹脂の融点よりも５０℃高い温度における該繊維シートの樹脂溶融液の電気インピーダンスの絶対値（Ω）を示す。）
【請求項２５】
第１繊維は、融点を有する樹脂と添加剤とを含み、
第２繊維は、前記樹脂と同種の樹脂を含み且つ前記添加剤と異種の添加剤を含むか、又は、前記樹脂と異種の樹脂を含み且つ前記添加剤と同種若しくは異種の添加剤を含む、請求項１７〜２４のいずれか一項に記載の繊維シート。
【請求項２６】
前記添加剤が塩構造を有する、請求項２５に記載の繊維シート。
【請求項２７】
前記添加剤が２価以上の脂肪酸塩及び、構造中の末端にアルキル基を有し、且つ構造中の任意の位置にスルホン酸塩基を有する化合物から選ばれる１種又は２種以上である、請求項２５又は２６に記載の繊維シート。
【請求項２８】
前記第１繊維及び前記第２繊維が混在状態である、請求項１７〜２７のいずれか一項に記載の繊維シート。
【請求項２９】
前記繊維シート０．１０ｍｍ２当たりの構成繊維どうしの融着部の個数が、０個以上２０個以下であり、より好ましくは１５個以下、更に好ましくは１０個以下である、請求項１７〜２８のいずれか一項に記載の繊維シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維シート、電界紡糸装置及び繊維シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界紡糸法（エレクトロスピニング法）は、繊維の原料となる樹脂の溶液又は溶融液（以下、これを原料液ともいう。）に高電圧を作用させて、ナノサイズの直径の繊維を有する繊維シートを簡便且つ高い生産性で製造する技術である。
【０００３】
本出願人は先に、凹曲面を備えた電極と、凹曲面に囲まれるように配置されたノズルとの間に電界を生じさせた状態下に、該ノズルの先端より吐出させた紡糸液からナノファイバを形成させる電界紡糸装置を提案した（特許文献１）。また同文献には、形成されたナノファイバをランダムに堆積させることでナノファイバシートが得られることが開示されている。
【０００４】
また本出願人は、融点を有する樹脂とアルキルスルホン酸塩等の添加物とを含む混合物を用いて電界紡糸する極細繊維の製造方法を提案した（特許文献２）。この製造方法は、原料樹脂を安定的に帯電させて、細径の繊維を電界紡糸することができる。
【０００５】
繊維シート及びその製造方法に関しては、特許文献３には、静電紡糸法により形成された静電紡糸繊維とメルトブロー法により形成されたメルトブロー繊維とが混在しており、且つ繊維径０．００１〜１μｍの超極細繊維と繊維径２〜２５μｍの極細繊維とが混在している極細繊維不織布が開示されている。
【０００６】
また特許文献４には、少なくとも２種類のポリオレフィン系樹脂成分を含む繊維群で構成されてなる混繊不織布が開示されている。この不織布は、一方の樹脂成分からなる繊維の数平均繊維径が０．３〜７．０μｍであり、他方の樹脂成分からなる繊維径が５倍以上大きく、かつ各々の繊維径が１５〜１００μｍであることが開示されている。
【０００７】
電界紡糸法に用いられる製造装置に関しては、特許文献５には、エレクトロスピニングに用いられる複数の電極が配された不織布の製造装置が開示されている。この製造装置には、複数の電極と、各電極への電圧印加を周期的に変化させることができる電圧変化手段とが接続されており、電圧変化手段によって電極に変動可能な電場を発生させて不織布の厚みを制御していることが同文献に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−９５１７４号公報
【特許文献２】特開２０１７−１９０５５２号公報
【特許文献３】特開２００９−５７６５５号公報
【特許文献４】国際公開２０１４／１６８０６６号パンフレット
【特許文献５】特開２００８−１４４３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
極細繊維及び該繊維を有するシートの生産効率を高める観点から、複数の吐出ノズルを一方向に沿って並べた状態で原料液を吐出して、繊維シートを製造することがある。この場合、吐出ノズルの距離や原料液の吐出流速等によって、製造される繊維の堆積量の多い箇所と少ない箇所とが生じることがあり、その結果、坪量ムラが生じた繊維シートが製造され得る。また、繊維シートの製造に当たり電界紡糸法を用いる場合、電圧の極性が同一の電圧を各吐出ノズルに印加した状態や、あるいは電圧を印加した吐出ノズルと電圧を印加していない吐出ノズルとが交互に配された状態で電界紡糸すると、隣り合うノズルから吐出された原料液どうしの間、あるいは紡糸された繊維との間でそれぞれ、電気的な反発力が生じやすくなる。その結果、繊維の堆積量が多い箇所と少ない箇所とが存在するように堆積し、坪量分布のムラが生じた繊維シートが製造されることになる。坪量分布の均一性に関して、特許文献１ないし５の技術ではいずれも検討されておらず、幅方向に坪量が均一な繊維シートを製造する点で改善の余地があった。
【００１０】
また特許文献１〜５に記載の繊維シートはいずれも、隣り合うノズルから異なる繊維径のナノファイバ―を紡糸したり、異なる種類のナノファイバ―を紡糸したりする場合、電気的な反発により均一な構造の繊維シートを得ることが困難であり、また複数種類の繊維を混在状態で得ることはできなかった。
【００１１】
したがって、本発明は、坪量分布が均一な繊維シートを製造可能な装置及び方法、並びに、複数種類の繊維を混在状態で含有した繊維シートに関する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、電界紡糸装置に関する。
前記電界紡糸装置は、樹脂を含む原料液を吐出する複数のノズルと、該原料液に電荷を付与するための複数の電源とを備えることが好ましい。
前記電界紡糸装置は、前記各ノズルから吐出される原料液に対して異なる電荷が付与されるように前記各電源が接続されていることが好ましい。
【００１３】
また本発明は、前記電界紡糸装置を用いる繊維シートの製造方法に関する。
【００１４】
更に本発明は、繊維シートに関する。
前記繊維シートは、長繊維である第１繊維と、長繊維であり且つ該第１繊維とは異なる第２繊維とを含む長繊維不織布からなることが好ましい。
前記繊維シートは、該繊維シートの繊維径分布及び繊維本数の頻度に基づくヒストグラムにおいて、第１繊維と第２繊維とを含む繊維径分布のピークを示すことが好ましい。
前記繊維シートは、前記のピークが示す繊維径の位置において、第２繊維の繊維本数の頻度に対する第１繊維の繊維本数の頻度の比Ｐ１（第１繊維／第２繊維）が０．０１以上１００以下であることが好ましい。
これに加えて、又はこれに代えて、前記繊維シートは、繊維径分布のピークを２つ以上示すことが好ましい。
前記繊維シートは、繊維径３μｍ超の範囲で最も大きいピークにおける第２繊維の繊維本数の頻度に対する、繊維径が３μｍ以下の範囲で最も大きいピークにおける第１繊維の繊維本数の頻度の比Ｐ２（３ｍｍ以下／３ｍｍ超）が１以上１０００以下であることが好ましい。
本発明の他の特徴は、請求の範囲および以下の説明から明らかになるであろう。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、坪量分布が均一な繊維シートを製造することができる。
また本発明によれば、複数種類の繊維を混在状態で含有した繊維シートが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（ａ）ないし（ｄ）は、電気インピーダンスの絶対値の測定方法を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）は、本開示の電界紡糸装置の一実施形態の斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す電界紡糸装置を構成する紡糸ユニットの断面模式図である。
【図３】図３（ａ）は、本開示の電界紡糸装置の別の実施形態の斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す電界紡糸装置を構成する紡糸ユニットの断面図である。
【図４】図４（ａ）は、本開示の電界紡糸装置の更に別の実施形態の斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す電界紡糸装置を構成する紡糸ユニットの断面図である。
【図５】図５（ａ）ないし（ｄ）は、本開示の電界紡糸装置におけるノズルの配置位置を示す上面から見た模式図である。
【図６】図６（ａ）は、比較例１における繊維シートの幅方向にわたる坪量分布のグラフであり、図６（ｂ）は、実施例１における繊維シートの幅方向にわたる坪量分布のグラフである。
【図７】図７は、実施例２における繊維シートについて、第１繊維群の構成繊維と第２繊維群の構成繊維との存在状態を示す倍率５０倍での走査型電子顕微鏡観察像である。
【図８】図８は、実施例２における繊維シートについて、繊維径分布を表すヒストグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき説明する。
本明細書において数値の上限値若しくは下限値又は上下限値が規定されている場合、上限値及び下限値そのものの値も含まれる。また特に明示がなくても、数値の上限値以下若しくは下限値以上又は上下限値の範囲内におけるすべての数値又は数値範囲が記載されているものと解釈される。
本明細書において、「ａ」及び「ａｎ」等は、一又はそれ以上の意味に解釈される。
本明細書における上述の開示及び以下の開示に照らせば、本発明の様々な変更形態や改変形態が可能であることが理解される。したがって、請求の範囲の記載に基づく技術的範囲内において、本明細書に明記されていない実施形態についても本発明の実施が可能であると理解すべきである。
上述の特許文献及び以下の特許文献の記載内容は、それらのすべてが本明細書の内容の一部として本明細書に組み入れられる。
本願は、２０２０年６月１９日に出願された日本国特許出願２０２０−１０６１８２号に基づく優先権を主張する出願であり、日本国特許出願２０２０−１０６１８２号の記載内容は、そのすべてが、本明細書の一部として本明細書に組み入れられる。
【００１８】
本開示の繊維シートは、典型的には、長繊維を含み、長繊維によって構成された交絡体である。この交絡体は、好ましくは長繊維不織布である。
繊維シートを長繊維によって構成することによって、長繊維どうしが絡み合うことによって該シートからの繊維抜けを防止して、シート強度が維持されたものとなる。
【００１９】
本開示は電界紡糸装置を用いた繊維シートの製造方法に関する。また、本開示の繊維シートは、好ましくはメルトブロー法又は電界紡糸法によって製造され、更に好ましくは電界紡糸法によって製造される。つまり、繊維シートはメルトブロー不織布又はエレクトロスピニング不織布であることが好ましく、エレクトロスピニング不織布であることがより好ましい。
電界紡糸とは、高電圧が印加されている状態で繊維の原料となる樹脂を含む溶液又は溶融液を電界中へ吐出することによって、吐出された液が細長く引き伸ばされ、細径の繊維を形成することができる方法である。
繊維シートの好適な製造方法として電界紡糸法を採用することによって、メルトブロー法と比較して、繊維長が長い繊維が得られやすく、且つ繊維どうしの融着点が少ないシートが得られやすい。これによって、長繊維どうしが絡み合うことによって該シートからの繊維抜けを防止できるとともに、繊維の動きの自由度が高くなるので、嵩高さや高い細孔容量を発現しやすい。その結果、通気性が良好であり且つ風合いが良好なシートを得ることができる。
【００２０】
本開示の繊維シートにおける長繊維とは、繊維長が１０ｃｍ以上である連続繊維をいう。
繊維長は、例えば、繊維の交絡体からピンセット等を用いて任意の１本の繊維を取り出し、取り出した繊維の長さを直尺等で計測する方法や、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）又はデジタルマイクロスコープを用いて、繊維交絡体における繊維長１０ｃｍ以上の範囲を複数に分割して撮影した後に、それらの画像を合成・貼り合わせることで広視野高解像度を生成し、繊維１本の長さをトレースする方法で測定される。
なお、本開示の繊維シートは、その製造にあたり長繊維以外の繊維を用いずに構成されたものであるが、長繊維でない繊維が不可避的に含まれていることは許容される。
長繊維でない繊維が不可避的に含まれる場合、繊維シートにおける含有量は、１００本以上の構成繊維を測定対象とした本数基準で、好ましくは０％以上１０％以下、より好ましくは５％以下、更に好ましくは非含有である。
【００２１】
本開示の電界紡糸装置、電界紡糸装置を用いる繊維シートの製造方法より得られる繊維シートは、その坪量が均一であることが好ましい。本開示における「坪量が均一」とは、以下に示す坪量の測定方法に従って測定方法で測定したときの坪量のばらつきが±１０％以下であることをいう。
【００２２】
〔坪量の測定方法〕
測定する繊維シートが原反形態であれば幅方向、枚葉形態であれば全体に対して１５点以上に分割し、その中央部分を測定サンプルとして切り出す。
その後、切り出した繊維シートを外力のかからない自然状態に静置し、フェザー安全剃刀株式会社製の片刃（品番ＦＡＳ−１０）を使用して繊維シートを所定の面積（例えば２ｃｍ×２ｃｍ）となるように切断する。その後、所定の面積に切断した繊維シートの質量を測定し、該質量を面積で除する。
これを測定サンプル１５枚について行い、以下の式（ａ）によってばらつき（％）を求める。
ばらつき（％）＝（測定サンプルの標準偏差／測定サンプルの平均値）×１００    ・・・式（ａ）
【００２３】
本開示の繊維シートは、該シートにおける繊維の種類及び繊維径分布に応じて、例えば以下の態様に区別することができる。これらの態様の繊維シートは、いずれも本開示に包含される。
（Ａ）長繊維である第１繊維を含む第１繊維群と、長繊維である第２繊維を含む第２繊維群とを備え、繊維径分布のピークを少なくとも２つ有する繊維シート。本態様では、第１繊維と第２繊維とは繊維径分布が異なることによって、繊維の種類が異なっていると判断される。
（Ｂ）長繊維である第１繊維を含む第１繊維群と、長繊維である第２繊維を含む第２繊維群とを備え、繊維径分布のピークを少なくとも１つ有する繊維シート。本態様では、第１繊維と第２繊維とは繊維径分布以外の点で繊維の種類が異なる。
（Ｃ）１種類の長繊維のみから構成された繊維シート。
【００２４】
繊維の種類とは、繊維径分布、繊維の構成成分である樹脂の種類及び含有量、及び添加剤の種類及び含有量のうち少なくとも一つを指す。
つまり、繊維シートを構成する長繊維どうしを比較したときに、各繊維の繊維径分布、各繊維の構成樹脂の種類及び含有量、並びに添加剤の種類及び含有量のうち少なくとも一つが異なるものは「繊維の種類が異なる」とし、各繊維の繊維径、各繊維の構成樹脂の種類及び含有量、並びに添加剤の種類及び含有量がすべて同じである場合は、「繊維の種類が同じ」とする。
【００２５】
また本開示において、構成繊維中の樹脂を分析した際に、樹脂の化学構造（骨格及び官能基を含む）が異なる場合又は平均分子量が異なる場合には、「樹脂の種類が異なる」または「樹脂が異種である」とし、樹脂の化学構造（骨格及び官能基を含む）が同一であり且つ平均分子量が同一である場合には、「樹脂の種類が同じである」または「樹脂が同種である」とする。
【００２６】
本開示の繊維シートは、繊維径分布が異なる繊維、又は種類が異なる繊維に起因する所望の特性の発現と、坪量の均一性とを両立する観点から、上述の態様（Ａ）又は（Ｂ）であることが好ましい。
所望の特性とは、親水性や疎水性等が挙げられるが、これらに限られない。
【００２７】
本開示の繊維シートは、上述した（Ａ）ないし（Ｃ）のいずれの態様であっても、その繊維径分布及び繊維本数の頻度に基づくヒストグラムを作成したときに、繊維径分布のピークを示す。「ピーク」とは、ヒストグラムによって描出されるピークの頂点を意味する。
この繊維径分布のピークは１つ又は２つ以上観察され、好ましくは、該ピークは１つのみであるか、又は該ピークが２つのみである。
繊維径分布のピークは、繊維径が３μｍ未満である位置に少なくとも１つ観察されることが好ましい。
このような繊維径分布のピークを有する繊維シートの構成及びその製造方法は後述する。
【００２８】
繊維シートにおける繊維径分布のピークは、繊維本数の頻度と繊維径の分布とのヒストグラムを作成することによって導出することができる。
まず、繊維径分布のピーク位置を求めるための繊維径及び繊維本数を測定する。繊維径及び繊維本数は、繊維シート全体を対象として、ＳＥＭ観察によって、繊維を例えば２０００倍に拡大して観察し、その二次元画像から導出する。繊維の本数は、得られた二次元画像の範囲で連続している繊維を１本として計測する。そして、繊維径の測定においては、ＳＥＭ観察によって得られた矩形の二次元画像において、仮想対角線を引き、その仮想対角線と繊維が交差した位置での繊維径を対象として、繊維の塊、繊維の交差部分、ポリマー液滴といった欠陥を除いた繊維における繊維の長手方向に直交する線を引いたときの最大差し渡し長さを読み取った値を繊維径とする。なお、本測定は繊維径の測定数が１００個以上になるまでＳＥＭ観察の位置を変えて繰り返し観察を行う。
【００２９】
繊維径分布のピークは、繊維シート全体を対象として、以下の手法で算出する。長繊維の繊維径分布のピークは、繊維径を上述の方法で測定し、当該測定から得られた繊維径ごとの本数分布から繊維径分布のヒストグラムを作成し、ピークを示す繊維径の位置を算出する。
ヒストグラムの作成には、ｘ軸を繊維径（μｍ）を、１０を底とする対数スケール上にプロットし、ｙ軸は頻度の百分率とする。ｘ軸上において、繊維径０．１（＝１０−１）μｍから、繊維径５０．１（＝１０１．７）μｍまでを、対数スケール上で均等に２７分割してヒストグラムを作成する。そして、ある分割区間における代表繊維径は、分割区間のｘ軸の最小値と最大値との相乗平均の値とする。
【００３０】
繊維シートが構成繊維の組成が異なる繊維群が二種以上存在するか否かは、測定対象の繊維シート全体に対して、顕微ＩＲ、ＳＥＭ−ＥＤＸ、ＸＰＳ分析を行い、構成元素の有無や、構成樹脂の種類や化学構造が含まれるかを測定する。
詳細には、以下の方法で判定する。まず、測定対象となる繊維シートに対して、例えばＳＥＭ又は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて繊維を２０００倍に拡大して観察するとともに、元素マッピング分析又は各種物性のマッピング分析を行い、得られたマッピング分析結果から、繊維シートを構成する繊維の種類を区別する。
上述した分析によって得られたマッピングの状態において、特定の元素を含む繊維と含まない繊維とが存在するか、もしくは特定の元素によるマッピング状態が繊維どうしで異なると確認されるか、又は、ＡＦＭ観察において測定される探針と繊維との吸着力、もしくは繊維の硬さが異なる繊維が存在すると確認される場合、繊維の種類が異なると判定する。一方、マッピングの状態において、測定対象となる繊維が同じ元素を同等の割合で含有し、且つＡＦＭ観察において測定される探針と繊維との吸着力、及び繊維の硬さが同等であると確認される場合、繊維の種類が同一であると判定する。
上述のマッピング分析で繊維の種類が異なると判定された場合、同一の種類で構成された繊維の集合体を一つの繊維群とし、繊維シート中に複数の繊維群が存在すると判定する。
【００３１】
各繊維群の有無、及び各繊維群における繊維径分布のピーク位置を示す繊維径は、例えばＳＥＭを用いた元素マッピング分析画像、もしくはＡＦＭを用いた各種物性のマッピング画像を用いて、判定及び算出することができる。例えばＳＥＭを用いる場合、ＳＥＭ観察によって、繊維シートを構成する繊維を２０００倍に拡大して観察し、その元素マッピング分析を用いることで各繊維群に含まれる元素から第１繊維群と第２繊維群とを区別する。
そして、上述の方法で繊維径を測定してヒストグラムを作成し、繊維径分布から繊維径分布のピークを示す繊維径の位置を算出する。
【００３２】
上述して得られたヒストグラムから、繊維径分布のピークが１つ観察されるか、２つ以上観察されるかを目視にて確認する。
繊維径分布のピークが１つ観察される場合には、第１繊維及び第２繊維の繊維径及びその分布が同等であるので、当該ピーク位置の値の繊維径を有する繊維を対象として、上述したマッピング分析を行って、繊維の異同を分類する。繊維の種類が異なると判定された場合、一方を第１繊維、他方を第２繊維とし、各繊維の本数の頻度を算出し、ピーク高さに対する各繊維の頻度の比Ｐ１を算出する。このようなピークが観察され且つ比Ｐ１が例えば後述する値となる形態は、典型的には上述した（Ｂ）の態様に包含される。
繊維径分布のピークが２つ以上観察される場合には、第１繊維及び第２繊維の繊維径及びその分布が異なっているので、ヒストグラムにおける繊維径が３μｍ以下の範囲で最も高さが大きいピークを第１繊維に由来するピークとし、繊維径３μｍ超の範囲で最も高さが大きいピークを第２繊維に由来するピークとする。そして、これらのピーク高さに基づいて本数頻度の比Ｐ２を算出する。このようなピークが観察される形態は、典型的には上述した（Ａ）の態様に包含される。
頻度の比Ｐ１、Ｐ２の詳細は後述する。
【００３３】
上述のマッピング分析で繊維の種類が同一であると判定され、かつ、上述の方法で導出された繊維径分布のピークが１つのみ存在する場合には、繊維シートを構成する繊維群が１つである場合、当該態様は態様（Ｃ）の繊維シートである。
【００３４】
本開示の繊維シートは、上述したヒストグラムによって示される繊維径分布のピークに着目したときに、当該ピークが示す繊維径の位置において、第１繊維の繊維本数の頻度と、第２繊維の繊維本数の頻度とが所定の比率であることが好ましい。
詳細には、上述したヒストグラムによって示される繊維径分布のピークが１つのみ観察される場合、当該ピークが示す繊維径の位置において、第２繊維の繊維本数の頻度に対する第１繊維の繊維本数の頻度の比Ｐ１（第１繊維／第２繊維）が、好ましくは０．０１以上、より好ましくは０．１以上、更に好ましくは０．５以上である。
また比Ｐ１は、好ましくは１００以下、より好ましくは８０以下、更に好ましくは５０以下である。
これらの頻度の比Ｐ１は、繊維シートにおける各繊維の混在の度合いを示すものである。したがって、比Ｐ１が上述の範囲となっていることによって、第一繊維および第二繊維に由来するそれぞれの物理的な性質の両方が均一に表れやすくなり、所望の物性を有する繊維シートを効率的に得ることができる。
【００３５】
上述したヒストグラムによって示される繊維径分布のピークが２つ以上観察される場合、第２繊維に由来するピークにおける第２繊維の繊維本数の頻度に対する、第１繊維に由来するピークにおける第１繊維の繊維本数の頻度の比Ｐ２（３ｍｍ以下／３ｍｍ超）が、好ましくは１以上、より好ましくは２以上、更に好ましくは３以上、一層好ましくは５以上であり、好ましくは１０００以下、より好ましくは８００以下、更に好ましくは６００以下、一層好ましくは４００以下である。
これらの頻度の比Ｐ２は、上述した比Ｐ１と同様に、繊維シートにおける各繊維の混在の度合いを示すものである。したがって、比Ｐ２が上述の範囲となっていることによって、第一繊維の繊維径に由来する物理的な性質（例えば、毛管力）と第二繊維の繊維径に由来する物理的な性質（例えば、繊維強度）の両方が効果的に且つ均一に発現させることができ、所望の物性を有する繊維シートを効率的に得ることができる。
【００３６】
上述の頻度の比Ｐ１は、繊維シートの一方の面及び他方の面のうち少なくとも一方が上述した範囲を満たせば良く、シートの構成繊維をシート中に均一に存在させる観点から、繊維シートの一方の面及び他方の面の双方において、上述の頻度の比Ｐ１を満たすことが好ましい。
同様に、上述の頻度の比Ｐ２は、繊維シートの一方の面及び他方の面のうち少なくとも一方が上述した範囲を満たせば良く、シートの構成繊維をシート中に均一に存在させる観点から、繊維シートの一方の面及び他方の面の双方において、上述の頻度の比Ｐ２を満たすことが好ましい。
【００３７】
繊維シートの均一性は、上述の頻度の比Ｐ１又は比Ｐ２を用いて、以下の方法で測定することができる。
測定対象の繊維シートについて、シート片の中央部分の一方の面と他方の面とを、上述した繊維径の測定及びヒストグラムの作成に供する。
【００３８】
例えば態様（Ａ）の繊維シートのように、各繊維の平均繊維径が互いに異なる場合、各シート片中央部分の任意点における一方の面と他方の面とを測定点として用いる。一方の面における、繊維径３μｍ超の範囲で最も大きいピークにおける第２繊維の繊維本数の頻度に対する、繊維径が３μｍ以下の範囲で最も大きいピークにおける第１繊維の繊維本数の頻度の比Ｐ２（３ｍｍ以下／３ｍｍ超）をＰ２ａとする。同様に、他方の面における前記比Ｐ２（３ｍｍ以下／３ｍｍ超）をＰ２ｂとする。そして、Ｐ２ａとＰ２ｂとの算術平均値Ｌａを算出する。このとき、算術平均値Ｌａ×０．８以上かつ算術平均値Ｌａ×１．２以下の数値範囲（算術平均値Ｌａの±２０％以内の範囲）に、各シート片から得られた比Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの少なくとも一方が含まれていれば、繊維シートにおける各繊維は均一な混在状態であるとし、Ｐ２ａ，Ｐ２ｂの両方が含まれていればより均一な混在状態であるとする。比Ｐ２ａ，Ｐ２ｂがともに算術平均値Ｌａの±２０％以内の範囲に含まれていなければ、測定対象となる繊維シート中の各繊維は均一な混在状態でないとする。
【００３９】
例えば態様（Ｂ）の繊維シートのように、また各繊維の平均繊維径が同一であると判定され、且つ上述のマッピング分析にて繊維の種類が異なると判定された場合、第１繊維と第２繊維とを含む繊維径分布のピークにおいて、第２繊維の繊維本数の頻度に対する第１繊維の繊維本数の頻度の比Ｐ１（第１繊維／第２繊維）を算出する。これに加えて、各シート片から得られた比Ｐ１の算術平均値Ｈａを算出する。このとき、算術平均値Ｈａ×０．８以上かつ算術平均値Ｈａ×１．２以下の数値範囲（算術平均値Ｈａの±２０％以内の範囲）に、各シート片の少なくとも一方の面から得られた比Ｐ１が含まれていれば、繊維シートにおける各繊維は均一な混在状態であるとする。また、一方の面から得られた比Ｐ１と他方の面から得られた比Ｐ１の両方が上述した数値範囲に含まれていればより均一な混在状態であるとする。他方、一方の面から得られた比Ｐ１と他方の面から得られた比Ｐ１の両方が上述した数値範囲に含まれていなければ、均一な混在状態でないとする。
【００４０】
上述した比Ｐ１を繊維シートの一方の面と他方の面とでそれぞれ測定した場合、繊維シートの他方の面における比Ｐ１に対する繊維シートの一方の面における比Ｐ１の比（一方の面の比Ｐ１／他方の面の比Ｐ１）は、シートの厚み方向における均一性を得る観点から、０．６以上が好ましく、０．７以上がより好ましく、０．８以上が更に好ましく、また、１．５以下が好ましく、１．４以下がより好ましく、１．３以下が更に好ましい。
【００４１】
また、上述した比Ｐ２を繊維シートの一方の面と他方の面とでそれぞれ測定した場合、繊維シートの他方の面における比Ｐ２（Ｐ２ｂ）に対する繊維シートの一方の面における比Ｐ２（Ｐ２ａ）の比（Ｐ２ａ／Ｐ２ｂ）は、シートの厚み方向における均一性を得る観点から、０．６以上が好ましく、０．７以上がより好ましく、０．８以上が更に好ましく、また、１．５以下が好ましく、１．４以下がより好ましく、１．３以下が更に好ましい。
【００４２】
本開示の繊維シートは、上述した（Ａ）ないし（Ｃ）のいずれの態様であっても、当該繊維シートを溶融し、均一溶融状態とした樹脂溶融液を測定した電気インピーダンスが、以下の式（Ｘ）の関係を満たすものであることが好ましい。
Ａ／Ｂ≧１．０×１０２    （Ｘ）
（前記式中、Ａは５０℃における前記繊維シートの樹脂溶融液の電気インピーダンスの絶対値（Ω）を示し、Ｂは前記樹脂の融点よりも５０℃高い温度における該繊維シートの樹脂溶融液の電気インピーダンスの絶対値（Ω）を示す。）
各電気インピーダンスの測定方法は後述する。
【００４３】
以下に、態様（Ａ）における繊維シートの一実施形態を説明する。
本実施形態における繊維シートは、長繊維である第１繊維によって構成された第１繊維群と、長繊維である第２繊維によって構成された第２繊維群とを備えることが好ましい。これらの繊維群を構成する各長繊維は、層状体に分離されているよりも、混在状態で存在することが好ましい。
本実施形態における繊維シートは、シート全体として、繊維径分布のピークを所定の繊維径以下の位置に示すことが好ましい。詳細には、当該繊維径は、より好ましくは３μｍ以下である。
また本実施形態における繊維シートは、シート全体として、繊維径分布のピークを所定の繊維径超の位置に示すことが好ましい。
つまり、本実施形態の繊維シートは、繊維径分布のピークを少なくとも２か所の繊維径の位置で示すように構成されることが好ましい。
ここで、繊維径分布のピークを示す繊維径の位置とは、繊維径分布及び繊維本数の頻度でヒストグラムを作成した場合に、繊維本数の頻度において最も高い頻度を示す繊維径の位置である。本態様における繊維径分布のピークを示す繊維径の位置は、所定の繊維径以下の位置、および所定の繊維径超の範囲にそれぞれ観察される。繊維径分布の測定方法は後述する。
本態様においては、第１繊維と第２繊維とは繊維径分布において最頻のピーク位置が異なることによって、繊維の種類が異なっていると判断される。
【００４４】
本実施形態の繊維シートにおいて繊維径分布のピークが少なくとも２つ存在する場合、細径側のピークを示す繊維径の位置は、繊維シートの表面積を向上したり、同重量でも繊維本数を多くしたりできる観点から、好ましくは３μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下である。
また本実施形態の繊維シートにおいて、細径側のピークを示す繊維径の位置は、第１繊維の強度を向上する観点から、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは５０ｎｍ以上である。
上述した細径側のピークを示す繊維径の位置は、好ましくは第１繊維の繊維径分布のピークを示す繊維径の位置であることも好ましい。
繊維シートにおける細径側のピークを示す繊維径の位置は、例えば後述する電界紡糸装置において、ノズル直径、原料樹脂の吐出量、電界紡糸時における電圧、並びに気体流の流量及び風速などの条件を適宜調整することによって制御することができる。
【００４５】
本実施形態の繊維シートにおいて繊維径分布のピークが少なくとも２つ存在する場合、太径側のピークを示す繊維径の位置は、繊維シート全体の保形性、強度を向上できる観点から、好ましくは３μｍ超、より好ましくは５μｍ以上、更に好ましくは１０μｍ以上であり、より更に好ましくは２０μｍ以上である。
また本実施形態の繊維シートにおいて繊維径分布のピークが少なくとも２つ存在する場合、太径側のピークを示す繊維径の位置は、繊維シート全体が柔軟性を保ち、取り扱い性が向上できる観点から、好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下である。
上述した太径側のピークを示す繊維径の位置は、好ましくは第２繊維の繊維径分布のピークを示す繊維径の位置であることも好ましい。
繊維シートにおける太径側のピークを示す繊維径は、例えばメルトブロー法に用いられる紡糸装置や、後述する電界紡糸装置において、ノズル直径、原料樹脂の吐出量、電界紡糸時における電圧、並びに気体流の流量及び風速などの条件を適宜調整することによって制御することができる。
繊維シートが繊維径分布のピークを２つ以上示すことによって、繊維径が細い繊維と繊維径が太い繊維とが混在していることが推認されるので、繊維径が太い繊維の剛性に起因して、繊維シートの強度をより高く発現させることができる。
【００４６】
繊維シートが構成繊維の組成が異なる繊維群が二種以上存在するか否かは、測定対象の繊維シート全体に対して、顕微ＩＲ、ＳＥＭ−ＥＤＸ、ＸＰＳ分析を行い、構成元素の有無や、構成樹脂の種類や化学構造が含まれるかを測定する。
詳細には、以下の方法で判定する。まず、測定対象となる繊維シートに対して、例えばＳＥＭ又は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いた繊維を２０００倍に拡大して観察するとともに、元素マッピング分析又は各種物性のマッピング分析を行い、得られたマッピング分析結果から、繊維シートを構成する繊維の種類を区別する。
上述した分析によって得られたマッピングの状態において、特定の元素を含む繊維と含まない繊維とが存在するか、もしくは特定の元素によるマッピング状態が繊維どうしで異なると確認されるか、又は、ＡＦＭ観察において測定される探針と繊維との吸着力、もしくは繊維の硬さが異なる繊維が存在すると確認される場合、繊維の種類が異なると判定する。一方、マッピングの状態において、測定対象となる繊維が同じ元素を同等の割合で含有し、且つＡＦＭ観察において測定される探針と繊維との吸着力、及び繊維の硬さが同等であると確認される場合、繊維の種類が同一であると判定する。
上述のマッピング分析で繊維の種類が異なると判定された場合、同一の種類で構成された繊維の集合体を一つの繊維群とし、繊維シート中に複数の繊維群が存在すると判定する。
【００４７】
いずれの態様の繊維シートも、第１繊維群を構成する長繊維及び第２繊維群を構成する長繊維は、融点を有する樹脂と添加剤とを含むことが好ましい。
いずれの繊維も電解紡糸によって得られた繊維によって構成されていることが好ましい。
融点を有する樹脂及び添加剤の詳細は後述する。
【００４８】
本実施形態における繊維シートは、第１繊維群を構成する長繊維が、以下の式（Ｉ）の関係を満たすものであることが好ましい。また、第１繊維群が電解紡糸によって得られた繊維によって構成されていることも好ましい。
また、第２繊維群を構成する長繊維が添加剤を含む場合、第２繊維群を構成する長繊維においても、以下の式（Ｉ）の関係を満たすものであることが好ましい。また、第２繊維群が電解紡糸によって得られた繊維によって構成されていることも好ましい。
つまり、第１繊維群を構成する長繊維である第１繊維、及び第２繊維群を構成する長繊維である第２繊維のうち少なくとも一方が、以下の式（Ｉ）の関係を満たすものであることが好ましい。
【００４９】
Ａ／Ｂ≧１．０×１０２    （Ｉ）
（前記式中、Ａは５０℃における前記樹脂の電気インピーダンスの絶対値（Ω）を示し、Ｂは前記樹脂の融点よりも５０℃高い温度における該樹脂の電気インピーダンスの絶対値（Ω）を示す。）
各電気インピーダンスの測定方法は後述する。
【００５０】
いずれの態様の繊維シートも、該繊維シートを構成する長繊維に着目したときに、繊維径が３μｍ以下である長繊維は、式（Ｉ）を満たす長繊維の本数割合が所定の範囲であることが好ましい。詳細には、繊維シートにおいて、式（Ｉ）を満たす長繊維の本数割合は、電界紡糸法による繊維の紡糸を効率的に行い、繊維シートに細径な繊維を多く含有させやすくする観点から、繊維を好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上、更に好ましくは９０％以上であり、現実的には１００％以下である。このような本数割合は、例えば、第１繊維群を構成する繊維を電界紡糸によって得るとともに、繊維シートに占める第１繊維群の本数割合を他の繊維群の本数割合よりも多くしたり、あるいは、第１繊維群及び第２繊維群を構成する各繊維を電界紡糸によって得ることによって満たすことができる。
【００５１】
第１繊維群を構成する長繊維が式（Ｉ）の関係を満たすことによって、固体状態での電気インピーダンスの絶対値が高いポリプロピレン等の原料樹脂を用いた場合であっても、繊維の製造原料の帯電性を安定して高めて電界紡糸法に好適な物性となり、電界紡糸法による長繊維の紡糸性が向上する。これに加えて、広範な種類の樹脂を原料として使用することができ、細径の繊維を製造可能となる。
【００５２】
続いて、上述の態様（Ｂ）における繊維シートの実施形態を以下に説明する。
本実施形態における繊維シートは、長繊維によって構成された第１繊維群と、第１繊維群とは繊維の種類が異なる長繊維によって構成された第２繊維群とを備える。
つまり、本実施形態の繊維シートは、構成繊維の組成が異なることにより、繊維の種類が異なると判断される二種類の長繊維を少なくとも含んで構成される。ここで構成繊維の組成が異なるとは、繊維の構成成分である樹脂の種類及び含有量、及び添加剤の種類及び含有量のうち少なくとも一つが異なることを意味する。
これらの繊維群を構成する各長繊維は、層状体に分離されているよりも、混在状態で存在することが好ましい。
本実施態様における繊維シートは、繊維径が３μｍ未満である位置に繊維径分布のピークを示すことが好ましい。
【００５３】
本実施形態における第１繊維群を構成する長繊維は、融点を有する樹脂と添加剤とを含むことが好ましい。
第１繊維群が電解紡糸によって得られた繊維によって構成されていることも好ましい。
本実施形態における第２繊維群を構成する長繊維は、以下の構成（ｉ）〜（iii）のいずれかであることが好ましい。つまり、第１繊維群と第２繊維群とは、構成繊維の組成が異なっていることが好ましい。第２繊維群が電解紡糸によって得られた繊維によって構成されていることも好ましい。
（ｉ）第１繊維群を構成する長繊維に含有する樹脂と同種の樹脂を含み、且つ第１繊維群を構成する長繊維に含有する添加剤と異種の添加剤を含む。
（ii）第１繊維群を構成する長繊維に含有する樹脂と異種の樹脂を含み、且つ第１繊維群を構成する長繊維に含有する添加剤と同種の添加剤を含む。
（iii）第１繊維群を構成する長繊維に含有する樹脂と異種の樹脂を含み、且つ第１繊維群を構成する長繊維に含有する添加剤と異種の添加剤を含む。
ここで、添加剤が異種であるか同種であるかの判断基準は、構成繊維中の添加剤を分析した際に、添加剤の化学構造（骨格及び官能基を含む）又は平均分子量が異なる場合には、「添加剤が異種である」とし、添加剤の化学構造（骨格及び官能基を含む）が同一であり且つ平均分子量が同一である場合には、「添加剤が同種である」とする。
態様（Ｂ）において、樹脂が異種であるか同種であるかの判断基準は、構成繊維中の樹脂を分析した際に、樹脂の化学構造（骨格及び官能基を含む）が異なるか同一かである。
【００５４】
態様（Ｂ）における繊維シートは、第１繊維群を構成する長繊維である第１繊維、及び第２繊維群を構成する長繊維である第２繊維のうち少なくとも一方が、以下の式（Ｉ）の関係を満たすものであることが好ましい。
また、第１繊維群を構成する長繊維と、第２繊維群を構成する長繊維とは、いずれも次式（Ｉ）を満たすことがより好ましい。当該関係式は、上述の実施形態と同様のものである。各電気インピーダンスの測定方法は後述する。
【００５５】
Ａ／Ｂ≧１．０×１０２    （Ｉ）
（前記式中、Ａは５０℃における前記樹脂の電気インピーダンスの絶対値（Ω）を示し、Ｂは前記樹脂の融点よりも５０℃高い温度における該樹脂の電気インピーダンスの絶対値（Ω）を示す。）
【００５６】
各繊維群を構成する各長繊維が式（Ｉ）の関係を満たすことによって、固体状態での電気インピーダンスの絶対値が高いポリプロピレン等の原料樹脂を用いた場合であっても、繊維の製造原料の帯電性を安定して高めて電界紡糸法に好適な物性となり、電界紡糸法による各長繊維の紡糸性が向上する。
これに加えて、含有させる添加剤の種類に応じて、各繊維に所望の異なる物性を発現させることができるので、繊維シートの用途に応じて、異なる物性や相反する物性を有する繊維を混合して所望のシート物性を有するように調整したり、あるいは二種以上の機能を一枚のシートで発揮したりすることができる繊維シートを効率よく製造することができる。
【００５７】
続いて、上述の態様（Ｃ）における繊維シートの実施形態を以下に説明する。
上述の態様（Ｃ）における繊維シートは、一種類の長繊維のみから構成されている。
本実施形態における長繊維は、融点を有する樹脂と、添加剤とを含むことが好ましい。
また本実施形態においても同様に、長繊維は、以下の次式（Ｉ）を満たすことが好ましい。
Ａ／Ｂ≧１．０×１０２    （Ｉ）
（前記式中、Ａは５０℃における前記樹脂の電気インピーダンスの絶対値（Ω）を示し、Ｂは前記樹脂の融点よりも５０℃高い温度における該樹脂の電気インピーダンスの絶対値（Ω）を示す。）
【００５８】
以下に、各実施形態の繊維シートに共通する事項を説明する。
融点を有する樹脂とは、樹脂を加熱していったときに、該樹脂が熱分解する前に、固体から液体へ相変化することに起因する吸熱ピークを示す樹脂のことである。
なお「融点」とは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）で融解ピークが観察される温度のことであり、複数のピークが観察される場合は吸熱ピークが最も大きい温度のことである。成分の融点が上述した方法で明確に測定できない場合、軟化点を融点の代わりに用いる。
また樹脂の融点は、繊維の紡糸を首尾よく行う観点から、好ましくは１００℃以上であり、好ましくは２５０℃以下である。
本開示において用いることのできる融点を有する樹脂としては、繊維形成性を有するものであることが好ましい。
【００５９】
詳細には、融点を有する樹脂としては、例えばポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ビニル系ポリマー、アクリル系ポリマー、ポリカーボネート、ポリアミドイミド、芳香族ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド、セルロース分子を化学修飾した変性セルロースなどの各種熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００６０】
ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−α−オレフィンコポリマー、エチレン−プロピレンコポリマー等が挙げられる。
ポリエステル樹脂としては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、液晶ポリマー、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリグリコール酸、ポリ乳酸系樹脂が挙げられる。
ポリ乳酸系樹脂としてはポリ乳酸及び乳酸−ヒドロキシカルボン酸コポリマー等が挙げられる。
ポリアミド樹脂としてはナイロン６及びナイロン６６等が挙げられる。
ビニル系ポリマーとしてはポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸ビニル−エチレン共重合体及びポリスチレン等が挙げられる。
アクリル系ポリマーとしてはポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸及びポリメタクリル酸エステル等が挙げられる。
芳香族ポリエーテルケトン樹脂としてはポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエテーテルエーテルケトンケトン等が挙げられる。
これらの樹脂は１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６１】
本開示における添加剤は、融点を有する樹脂とともに用いられる化合物であり、樹脂の帯電性を向上したり、あるいは、長繊維の表面に親水性又は疎水性を発現したりするように、樹脂を改質するものである。
繊維に発現する親水性とは、水又は水性液への繊維の分散性が高くなること、及び繊維間での水又は水性液の保持性が高くなることを指す。
繊維に発現する疎水性とは、水又は水性液への繊維の分散性が低下すること、及び繊維間に水若しくは水性液を保持しないか、又は保持性が低くなることを指し、撥水性の意味を包含する。
繊維の親水性及び疎水性は、例えば水との接触角を指標として評価することができる。
【００６２】
前記添加剤は、樹脂との分散性を高めて、紡糸に用いる樹脂を効率よく改質させる観点から、併用される樹脂の融点以下の温度に融点を有することが好ましい。この融点を調整するために、２種以上の添加剤を組み合わせた混合物として用いることも好ましい。
【００６３】
上述の添加剤としては、帯電剤、酸化防止剤、中和剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤、金属不活性剤、親水化剤などが挙げられる。これらの添加剤は１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
これらのうち、細径の長繊維を効率よく形成させる観点から、添加剤として帯電剤を用いることが好ましく、塩構造を有する各種化合物を用いることが更に好ましい。
【００６４】
添加剤の電離を容易にして、併用される樹脂の帯電性を向上させて、連続繊維を更に効率よく形成させる観点から、添加剤として、溶解時又は溶融時に電離する塩構造を有する化合物を用いることが更に好ましい。
また、樹脂中への分散性の観点から、添加剤は有機塩であることが好ましく、有機酸と無機塩基との塩であることがより好ましく、有機酸と無機塩基との塩であることがより好ましい。
このような塩を用いることによって、後述する電気インピーダンスの絶対値を容易に下げることができ、電界紡糸に適した原料樹脂に効果的に改質することができる。またこのような樹脂を電界紡糸に供したときに、連続繊維の形成を容易に行うことができる。
【００６５】
添加剤としては、例えば四級アンモニウム塩基構造を持つ化合物や、金属塩を形成している金属石鹸等が好適に用いることができる。
また添加剤としては、構造中の末端にアルキル基を有し、且つ構造中の任意の位置にスルホン酸塩基を有する化合物（以下、この化合物のことを「アルキルスルホン酸塩」とも言う。）も好適に用いることができる。添加剤として、アルキルスルホン酸塩を用いることによって、連続繊維の形成を一層容易に行うことができる。
【００６６】
四級アンモニウム塩基構造を持つ化合物としては、例えば四級アンモニウム塩基構造を持つスチレンアクリル樹脂が挙げられる。
スチレンアクリル樹脂としては、市販品を用いることもできる。そのような市販品としては、例えば藤倉化成株式会社製のアクリベース（登録商標）ＦＣＡ−２０１−ＰＳや、アクリベース（登録商標）ＦＣＡ−２０７Ｐなどが挙げられる。
【００６７】
金属石鹸としては、２価以上の脂肪酸塩が挙げられ、具体的には例えば、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノール酸、アラキジン酸、ベヘン酸、エルカ酸等の炭素数８以上２２以下の飽和又は不飽和の脂肪酸と、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ，Ｋ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ等の金属との塩等が挙げられる。
樹脂に対して、上述の添加物の１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることによって、後述する流動時における電気インピーダンスの絶対値を容易に下げることができ、電界紡糸に適した原料樹脂となる。
【００６８】
添加剤として用いられる他の塩としては、構造中の末端にアルキル基を有し、且つ構造中の任意の位置にスルホン酸塩基を有する化合物（以下、これを総称してアルキルスルホン酸塩ともいう。）が挙げられる。
詳細には、当該化合物としては、例えばアルキルベンゼンスルホン酸塩（Ｒ−Ｐｈ−ＳＯ３Ｍ）、高級アルコール硫酸エステル塩（Ｒ−Ｏ−ＳＯ３Ｍ）、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩（Ｒ−Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ−ＳＯ３Ｍ）、アルキルスルホこはく酸塩（Ｒ−Ｏ−ＣＯ−Ｃ−Ｃ（−ＳＯ３Ｍ）−Ｏ−ＣＯ−Ｍ）、ジアルキルスルホこはく酸塩（Ｒ−Ｏ−ＣＯ−Ｃ−Ｃ（−ＳＯ３Ｍ）−Ｏ−ＣＯ−Ｒ）、α−スルホ脂肪酸エステル（Ｒ−ＣＨ（−ＳＯ３Ｍ）−ＣＯＯＣＨ３）、α−オレフィンスルホン酸塩（Ｒ−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ２）ｎ−ＳＯ３Ｍ、Ｒ−ＣＨ（−ＯＨ）（ＣＨ２）ｎ−ＳＯ３Ｍ）、アシルタウリン塩(Ｒ−ＣＯ−ＮＨ−（ＣＨ２）２−ＳＯ３Ｍ)、アシルアルキルタウリン塩(Ｒ−ＣＯ−Ｎ（−Ｒ’）−（ＣＨ２）２−ＳＯ３Ｍ)、アルカンスルホン酸塩（Ｒ−ＳＯ３Ｍ）などが挙げられる。これらのアルキルスルホン酸塩は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせた混合物として用いてもよい。
上述したアルキルスルホン酸塩においてＲはアルキル基を表し、その炭素数は好ましくは８以上２２以下、更に好ましくは１０以上２０以下、一層好ましくは１２以上１８以下である。
Ｒ’もまたアルキル基を表し、その炭素数は好ましくは５以下である。
Ｐｈは、置換されていてもよいフェニル基を表す。
Ｍは一価の陽イオンを表し、好ましくは金属イオンであり、更に好ましくはナトリウムイオンである。
ｎは、好ましくは６以上２４以下、更に好ましくは８以上２２以下、一層好ましくは１０以上２０以下の数を表す。
【００６９】
上述した添加剤のうち、２価以上の脂肪酸塩及び、構造中の末端にアルキル基を有し、且つ構造中の任意の位置にスルホン酸塩基を有する化合物から選ばれる１種又は２種以上を用いることが、原料樹脂の帯電性を高められる点から好ましい。
また、上述したアルキルスルホン酸塩のうち、アルカンスルホン酸塩（Ｒ−ＳＯ３Ｍ）を用いることが、一層安定的に原料樹脂を帯電させられる点から好ましく、この観点から、アルキル基の炭素数の異なる２種以上のアルカンスルホン酸塩（Ｒ−ＳＯ３Ｍ）の混合物を用いることが、一層好ましい。
アルカンスルホン酸塩（Ｒ−ＳＯ３Ｍ）には、構造の末端にスルホン酸塩基が結合している第１級アルカンスルホン酸塩と、構造の途中にスルホン酸塩基が結合している第２級アルカンスルホン酸塩とが存在するところ、原料樹脂を更に一層安定的に帯電させられる点から第２級アルカンスルホン酸塩を用いることが好ましく、アルキル基の炭素数の異なる２種以上の第２級アルカンスルホン酸塩を組み合わせた混合物を用いることが一層好ましい。
【００７０】
樹脂と混合する添加剤の割合は、樹脂と添加剤の合計１００質量部に対して、好ましくは０．５質量部以上、より好ましくは１質量部以上、更に好ましくは３質量部以上、一層好ましくは５質量部以上、より一層好ましくは７質量部以上、更に一層好ましくは１０質量部以上である。
また、樹脂と混合する添加剤の割合は、樹脂と添加剤の合計１００質量部に対して、好ましくは４５質量部以下、より好ましくは４０質量部以下である。
添加剤を２種以上含む場合、上述した質量割合は総量とする。
【００７１】
インピーダンスに関しては、前記式（Ｘ）又は前記式（Ｉ）において、「Ａ」として５０℃の温度を用いる理由は、固体状態での樹脂の電気インピーダンスの絶対値を得るためである。「Ｂ」として融点より５０℃高い温度を用いる理由は、樹脂を溶融等させて流動性を向上させるためである。
以下の説明では、前者の電気インピーダンス絶対値「Ａ」を「固体時の電気インピーダンスの絶対値」とも言い、後者の電気インピーダンス絶対値「Ｂ」を「流動時の電気インピーダンスの絶対値」とも言い、特に断りのない限り、前記式（Ｘ）及び前記式（Ｉ）の双方に関する説明として適用される。
また以下の説明では、前記式（Ｘ）における繊維シートの構成樹脂の溶融液と、前記式（Ｉ）における繊維の原料となる樹脂とを総称して、「原料樹脂」ともいう。
【００７２】
原料樹脂の固体時の電気インピーダンスの絶対値Ａは、電界紡糸法において帯電させた電荷を意図しない部位に流れ出しにくくする観点から、好ましくは５．０×１０９Ω以上、更に好ましくは１．０×１０１０Ω以上である。
また同様の観点から、原料樹脂の固体時の電気インピーダンスの絶対値Ａは、好ましくは１．０×１０２０Ω以下、更に好ましくは１．０×１０１８Ω以下である。
【００７３】
一方、原料樹脂の流動時の電気インピーダンスの絶対値Ｂは、電界紡糸法において原料樹脂の帯電性を高める観点から、好ましくは０Ω超である。
また同様の観点から、原料樹脂の流動時の電気インピーダンスの絶対値Ｂは、好ましくは１．０×１０１０Ω以下、更に好ましくは９．０×１０９Ω以下である。
原料樹脂の流動時の電気インピーダンスの絶対値Ｂが上述の範囲内であることで、導電性が比較的高い状態の溶融樹脂を、後述する電界紡糸装置におけるノズルを介して樹脂を含む原料液を静電誘導によって帯電させることができ、且つ溶融樹脂を介した電界紡糸装置への意図しない電流の導通を低減することができる。
【００７４】
また、原料樹脂の固体時の電気インピーダンスの絶対値Ａと原料樹脂の流動時の電気インピーダンスの絶対値Ｂとの比Ａ／Ｂは、固体状態と、樹脂の溶融等による流動状態とにおける電気インピーダンスの絶対値を変化させて、樹脂の帯電性の向上に起因して長繊維を効率的に製造する観点から、好ましくは１．０×１０２以上、更に好ましくは１．１×１０２以上である。
また、同様の観点から、Ａ／Ｂは、好ましくは１．０×１０１０以下、更に好ましくは１．０×１０９以下である。
本開示においては、溶融紡糸法における長繊維の製造効率を高める観点から、Ａ／Ｂの値が重要であるため、原料樹脂の種類並びに添加剤の含有量及び種類によっては、例えば固体時の電気インピーダンス絶対値Ａが１．０×１０１２Ωであり、流動時の電気インピーダンス絶対値Ｂが１．０×１０１０Ωでもよい。
また例えば固体時の電気インピーダンス絶対値Ａが１．０×１０１０Ωであり、溶融時の電気インピーダンス絶対値Ｂが１．０×１０８Ωであってもよい。 
【００７５】
また前記式（Ｉ）において、原料樹脂が固体である場合の電気インピーダンス絶対値Ａと、原料樹脂が溶融状態である場合の電気インピーダンス絶対値Ｂとの関係を定めている。このことは、原料樹脂が固体状態である場合は電気インピーダンスが高く電流が流れにくいことを示し、原料樹脂が溶融状態である場合は電気インピーダンスが低く電流が流れやすいことを示している。
これらの電気インピーダンスの関係を、本開示の好適な製造方法である電界紡糸法に当てはめると、ノズルから溶融した原料樹脂が吐出される際には、溶融時の電気インピーダンス絶対値Ｂが寄与し、電源によって印加された電圧に起因する電流が強く発生しやすくなる。その結果、溶融状態の原料樹脂が帯電しやすくなり、樹脂どうしが電気的に反発しあって、溶融樹脂の延伸が更に促進される。
その後、溶融樹脂が固化して、繊維状の固体樹脂となったあとは電流が流れにくくなるので、後述する捕集部等の捕集部材に繊維状の固体樹脂が捕集される際には帯電が生じにくくなる。その結果、ノズルと捕集部材との間における樹脂を介した意図しない導通を防いで、溶融樹脂に対する帯電性を高めることができる。
このような理由によって、紡糸時においては細径の繊維を製造可能であり、また前記式（Ｉ）を満たす繊維は細径のものとなる。
【００７６】
原料樹脂の電気インピーダンスの絶対値Ａ及び絶対値Ｂは、以下の方法で測定することができる。
特に断らない限り、「電気インピーダンス」は「周波数０．１Ｈｚにおける電気インピーダンスの絶対値」を意味する。
【００７７】
〔原料樹脂の電気インピーダンスの測定方法〕
電気インピーダンスは図１に示すとおりの方法で測定する。
図１（ａ）に示すように、測定システム１３０は、恒温槽１３１と、測定器１３２と、解析用コンピュータ１３３とを含んで構成される。
恒温槽１３１としては、強制循環式や自然対流式の一般的な電気炉や恒温器が使用できる。
測定器１３２としては、一般的な周波数応答アナライザを使用できる。インピーダンスアナライザー（solartron社製1260）と誘電率測定用インターフェース１２９６型（solartron社製）を使用できる。
恒温槽１３１で、固体状態及び溶融状態の原料樹脂の電気インピーダンスを測定するための治具として、図１（ｂ）ないし（ｄ）に示す治具１３４を使用することができる。
治具１３４は、試料の加熱のために、内部に電極１３５，１３５を配置した一対のポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）製セル（ＰＥＥＫ４５０Ｇ）１３６，１３６及び台座１３８を備えており、このセル１３６を用いることで、恒温槽１３１内での加熱測定が可能となる。
各電極１３５からは端子１３７が引き出されており、端子１３７は測定器１３２に接続されている。
一対のセル１３６，１３６は、図１（ｃ）に示すとおり、それらの電極１３５，１３５が対向するように向かい合わせで配置し、台座１３８内に配置し固定する。この状態において、対向配置された電極１３５，１３５の間に一定の間隙が生じるようにしておく。
セル１３６における電極１３５は、例えばステンレス製とすることができ、その寸法は横２０ｍｍ、縦３０ｍｍ、及び厚み８ｍｍとする。一対の電極１３５，１３５間の距離は２ｍｍとする。
向かい合う電極表面と試料の投入面である上面以外はＰＥＥＫ製セルで隙間なく覆われている。
印加電圧は溶融状態である２１０℃の測定ではＡＣ０．１Ｖ、固体状態である５０℃の測定ではＡＣ１Ｖで測定するとし、印加周波数は０．１Ｈｚとする。
測定温度は、固体状態である５０℃と、溶融状態である２１０℃とする（融点が１６０℃である場合）。測定環境は、２３℃、４０％ＲＨとする。
【００７８】
電気インピーダンスの測定手順は以下のとおりである。繊維シートを構成する繊維の成分（原料樹脂、添加剤など）及びその含有量は、公知の分析装置によって測定することができるので、その測定結果に基づいて以下の方法で電気インピーダンスを測定し、繊維シートを構成する繊維が上述の式（Ｉ）を満たすか否かを判定する。
（１）原料樹脂と、必要に応じて添加剤とをそれぞれ所定の比率で合計が５ｇとなるよう計量し混合し、これを測定サンプルとする。例えば添加剤を５質量％混合する場合には、樹脂４．７５ｇと添加剤０．２５ｇとを混合する。
（２）治具１３４を恒温槽１３１内に配置し、恒温槽１３１を２１０℃まで昇温し治具１３４も同時に温める。
（３）測定サンプル５ｇを溶融する（恒温槽１３１で透明になるまで１０分程度加熱する。）。
（４）図１（ｄ）に示すとおり、治具１３４に溶融した測定サンプル１３９を流し込み、再び２１０℃に安定するまで静置する。
（５）恒温槽１３１内の温度を、２１０℃から５０℃の順で順次低下させていき、各温度で電気インピーダンスを測定する。同じ試料を５個作って、最大、最小の各一つの値を切り捨てて３個の算術平均値をとる。
【００７９】
繊維シート全体を対象として、当該繊維シートが上述の式（Ｘ）を満たすか否かを判定する場合、上述した電気インピーダンスの測定手順において、手順（１）を行わずに、手順（３）における測定サンプルとして繊維シートそのものを用い、以後の手順を行う。
【００８０】
繊維シートは、構成繊維どうしの融着部が所定の個数以下であることが好ましい。詳細には、溶着部が多いほど繊維シートは硬く、シートの風合いが悪化するといった観点から、繊維シートにおける０．１０ｍｍ２当たりの構成繊維どうしの融着部は、好ましくは２０個以下、より好ましくは１５個以下、更に好ましくは１０個以下である。
溶着部が多いほど繊維シートは硬く、シートの風合いが悪化するといった観点から、繊維シートにおける０．１０ｍｍ２当たりの構成繊維どうしの融着部は少なければ少ないほど好ましいが、好ましくは０個以上である。
【００８１】
繊維シートにおける融着部の有無及びその個数は、以下の方法で測定することができる。詳細には、ＳＥＭを用いて、測定対象となる繊維シートを倍率１０００倍にて平面視観察して、１２７μｍ×１００μｍの視野に存在する繊維の交点を観察する。繊維の交点において繊維どうしの界面が不明瞭である部位を融着部と判断し、その個数を測定する。この測定を独立した１０視野にて行い、１０視野の融着部の個数の算術平均値を、本開示における融着部の個数とする。
【００８２】
上述した各実施形態の繊維シートは、電界紡糸法において用いられる電界紡糸装置を用いて製造することができる。典型的には、電界紡糸装置は、繊維の原料となる原料液を収容する収容部と、該原料液を吐出する導電性のノズルと、該ノズルに電圧を印加する電源とを備えている。このような構成を有する電界紡糸装置は、例えば、特開２０１７−９５８２５号公報の図１に記載の静電スプレー装置、特開２０１７−７１８８１号公報の図１から図６に記載の静電スプレー装置、特開２０１９−２４５２０４号公報の図１から図６に記載の静電スプレー装置等を用いることもできる。
【００８３】
以上の構成を有する繊維シートは、坪量分布が均一であるので、例えば濾過性能などの繊維シートに要求される所望の性能を発現させるために必要最小限の坪量で繊維シートを製造することができる。その結果、原料コストの低減、並びに高い生産性を実現することができる。
特に、繊維シートの好ましい態様の一実施形態として、第１繊維と、第１繊維よりも繊維径が太い第２繊維とを含むような、異種の繊維を２種以上含む繊維シートを構成した場合であっても、各繊維の意図しない偏在や、同一繊維どうしの偏在を低減することができるので、各繊維が均一に混在した状態で、坪量分布が均一な繊維シートが提供される。
【００８４】
以下に、本開示の電界紡糸装置、電界紡糸装置を用いる繊維シートの製造方法の好ましい実施形態について説明する。
本開示における電界紡糸装置は、典型的には、樹脂を含む原料液を吐出する複数のノズルと、当該原料液に電荷を付与する複数の電源とを備えている。各ノズルから吐出される各原料液に対して異なる電荷が付与されるように、複数のノズル、もしくは複数の電極に各電源が接続されていることが好ましい。
樹脂を含む原料液は、原料樹脂を含む溶液及び原料樹脂の加熱溶融液の双方を包含する。
【００８５】
本開示における電界紡糸装置は、複数のノズル及び複数の電源に加えて、好ましくは電極を更に備えることが好ましい。電極は、ノズルと離間して配されていることが好ましい。
電極の形態としては、各ノズルの延びる方向とは略直交して、ノズルと対向するように配された捕集電極の形態や、ノズルを囲むように配置された帯電電極の形態が挙げられる。
これらの電極はいずれか一方を単独で又は複数備えていてもよく、これらの双方をそれぞれ独立して単独で又は複数備えていてもよい。
【００８６】
本開示における電界紡糸装置は、ノズル、捕集電極及び帯電電極のうちいずれかに電源が接続されており、ノズルと、捕集電極及び帯電電極のうちいずれかとの間で電場が形成される。これによって、各ノズルから吐出される各原料液を正又は負の電荷に帯電させることができる。
例えば、電源がノズルに電気的に接続されて、該電源から正の電圧が供給されていれば、原料液には正電荷が付与される。他方、該電源から負の電圧が供給されていれば、原料液には負電荷が付与される。
これに代えて、例えば、電源が電極に電気的に接続されて、該電源から正の電圧が供給されていれば、原料液には負電荷が付与される。他方、該電源から負の電圧が供給されていれば、原料液には正電荷が付与される。
【００８７】
図２（ａ）及び（ｂ）には、本開示の繊維シートを製造する電界紡糸装置の一実施形態が模式的に示されている。図２（ａ）に示す電界紡糸装置１０は、複数の紡糸ユニット２０と、複数の電源３０，４０とを備えている。
電界紡糸とは、高電圧が印加されている状態で繊維の原料となる樹脂を含む溶液又は溶融液を電界中へ吐出することによって、吐出された液が細長く引き伸ばされ、細径の繊維を形成することができる方法である。
【００８８】
紡糸ユニット２０は、原料樹脂を含む溶液又は原料樹脂の溶融液を電界中に吐出して紡糸を行う部材である。
紡糸ユニット２０は、後述する捕集部５０と対向するように配置されている。
以下の説明では、原料樹脂を含む溶液及び原料樹脂の溶融液を総称して「原料液」ともいう。
【００８９】
図２（ａ）及び（ｂ）に示す紡糸ユニット２０は、原料液Ｌを吐出するノズル２１を備えている。
ノズル２１は、金属などの導電性材料から構成された中空の部材であり、原料液供給部（図示せず）と連通して、原料液供給部から供給された原料液を吐出できるようになっている。
同図に示す電界紡糸装置１０は、複数の紡糸ユニット２０を間隔を空けて配置することによって、複数のノズル２１を備えたものとなっている。
各ノズル２１には、ノズル２１に電源を印加する第１電源３０又は第２電源４０のうち一方が電気的に接続されている。
【００９０】
図２（ａ）及び（ｂ）に示す各ノズル２１について、一本以上のノズル２１を第１ノズル群２１Ａとし、第１ノズル群２１Ａに属しないノズル２１を第２ノズル群２１Ｂとしたときに、第１ノズル群２１Ａに属するノズル２１に印加される電圧の極性と、第２ノズル群２１Ｂに属するノズル２１に印加される電圧の極性とが互いに異なるように電源が接続されている。これによって、各ノズルから吐出される各原料液に対して、極性が互いに異なる電荷が付与されるように構成されている。具体的には、第１ノズル群から吐出される原料液と、第２ノズル群から吐出される原料液とは、極性が互いに異なる電荷が付与される。
【００９１】
図２（ａ）に示す電界紡糸装置１０を例にとると、電界紡糸装置１０は、四つの紡糸ユニット２０を備えており、各紡糸ユニット２０にノズル２１が一本ずつ備えられている。
四本のノズル２１のうち、二本のノズル２１には第１電源３０が接続されており、これらが第１ノズル群２１Ａとなっている。
また、第１ノズル群２１Ａに属していない二本のノズル２１には第２電源４０が接続されており、これらが第２ノズル群２１Ｂとなっている。
【００９２】
第１電源３０と第２電源４０とは、電圧の極性が互いに異なるように、電圧を発生できるようになっている。つまり、第１電源３０から発生する電圧が正であれば、第２電源４０から発生する電圧は負である。
これに代えて、第１電源３０から発生する電圧が負であれば、第２電源４０から発生する電圧は正である。
このようにして、第１ノズル群２１Ａに属するノズル２１に印加される電圧の極性と、第２ノズル群２１Ｂに属するノズル２１に印加される電圧の極性とが、互いに異なるように各電源３０，４０が接続されている。またこれによって、各ノズルから吐出される各原料液に対して、互いに異なる電荷が付与されるように構成されている。
第１電源３０及び第２電源４０はそれぞれ、直流高圧電源などの、公知の装置を用いることができる。
【００９３】
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、電界紡糸装置１０は、捕集部５０を備えていてもよい。
同図に示すように、原料液の固化等によって形成された繊維を捕集する捕集電極５１と、繊維を堆積させて搬送する搬送ベルト５２とを備えている。
同図に示す捕集部５０は、紡糸ユニット２０の鉛直方向Ｈの下方に備えられている。
【００９４】
図２（ａ）及び（ｂ）に示す捕集電極５１は金属等の導電性材料から構成されている平板状のものである。
捕集電極５１の板面と、各ノズル２１の延びる方向とは略直交している。
同図に示す捕集電極５１は接地されており、電圧が印加された各ノズル２１と、捕集電極５１との間に電場が形成される。この状態で帯電状態の原料液を吐出することによって、電界紡糸が可能となっている。
搬送ベルト５２は、ノズル２１と捕集電極５１との間に配されており、搬送ベルト５２が一方向ＭＤに移動することによって、搬送ベルト５２上に堆積した繊維を搬送できるようになっている。
搬送ベルト５２として、二つの搬送ロール（図示せず）間に掛けわたされた無端ベルトや、長尺帯状のベルトがロール状の巻回体から繰り出されるような態様が挙げられる。
搬送ベルト５２としては、例えばフィルム、メッシュ、不織布、紙などを用いることができる。
【００９５】
電界紡糸装置１０は、図２（ａ）及び（ｂ）に示す形態に代えて、図３（ａ）及び（ｂ）に示す形態、又は図４（ａ）及び（ｂ）に示す形態とすることができる。
以下の説明では、図２（ａ）及び（ｂ）に示す形態と異なる部分について主に説明し、上述した形態と同様の部分については、上述の形態に関する説明が適宜適用される。
図３（ａ）及び（ｂ）並びに図４（ａ）及び（ｂ）において、図２（ａ）及び（ｂ）に示す部材と同一の部材には同一の符号を付してある。
【００９６】
図３（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０は、ノズル２１及び捕集部５０の電気的接続が図２（ａ）及び（ｂ）に示す形態と異なっている。
図３（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０は、ノズル２１を複数備えており、各ノズル２１はいずれも接地されている。
一方、捕集部５０における捕集電極５１は、複数の捕集電極５１からなる電極群を構成している。
電極群を構成する各捕集電極５１は、搬送ベルト５２の搬送方向ＭＤと直交する方向ＣＤに沿って間隔を空けて配されている。
【００９７】
複数の捕集電極５１のうち、一つ以上の捕集電極５１を第１電極群Ｅ１とし、第１電極群Ｅ１に属さない捕集電極５１を第２電極群Ｅ２としたときに、第１電極群Ｅ１に属する捕集電極５１には第１電源３０が接続され、第２電極群Ｅ２に属する捕集電極５１には第２電源４０が接続されている。
これによって、第１電極群Ｅ１に属する捕集電極５１に印加される電圧の極性と、第２電極群Ｅ２に属する捕集電極５１に印加される電圧の極性とが、互いに異なっている。
図３（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０では、接地された各ノズル２１と、ノズル２１と対向する位置にある各捕集電極５１との間に電場が形成される。
これによって、各ノズルから吐出される各原料液に対して、互いに異なる電荷が付与されるように構成されている。そして、この状態で、帯電状態の原料液を吐出することによって、電界紡糸が可能となっている。
【００９８】
第１電極群Ｅ１及び第２電極群Ｅ２を有する別の形態として、図４（ａ）及び（ｂ）に示す形態が挙げられる。本形態では、ノズル２１と、ノズル２１を帯電させてノズル２１との間に電界を生じさせるための帯電電極６０とが、一つの紡糸ユニット２０に備えられている。
帯電電極６０は、金属等の導電性材料から構成されている。
同図における帯電電極６０は、ノズル２１を囲むように配置された略椀形状となっており、ノズル２１と帯電電極６０とは互いに離間している。
帯電電極６０におけるノズル２１に臨む面は凹曲面状に形成されている。
説明の便宜上、以下の説明では、帯電電極６０におけるノズル２１に臨む面を「凹曲面６１」ともいう。
帯電電極６０は、ノズル２１の先端側に開口端を有しており、その開口端の平面形状は、真円形又は楕円形等の円形形状となっている。
帯電電極６０は、第１電源３０又は第２電源４０に接続されており、各電源によって、正又は負の電圧が印加されている。
帯電電極６０の開口端の平面形状の図心には、ノズル２１が位置するように配されていることが、原料液の帯電性を高める点から好ましい。
【００９９】
図４（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０は、ノズル２１と帯電電極６０とを有する紡糸ユニット２０が複数配されていることによって、複数のノズル２１と、複数の帯電電極６０とを備えている。
これらの帯電電極６０は、第１電極群Ｅ１に属し、第１電源３０に接続されている帯電電極６０と、第２電極群Ｅ２に属し、第２電源４０に接続されている帯電電極６０とからなる。
これによって、第１電極群Ｅ１に属する帯電電極６０に印加される電圧の極性と、第２電極群Ｅ２に属する帯電電極６０に印加される電圧の極性とが、互いに異なっている。このような構成を有することによって、各ノズルから吐出される各原料液に対して、互いに異なる電荷が付与されるように構成されている。
【０１００】
上述した各実施形態に示されるように、本開示の電界紡糸装置は、極性が同一の電圧が印加されるノズル２１、極性が同一の電圧が印加される帯電電極６０、及び、極性が同一の電圧を印加する第１電源３０又は第２電源４０のうち一種又は二種以上がそれぞれ独立して、複数配されていることが好ましい。
上述の具体的な配置としては、例えば、１つの第１電源３０又は１つの第２電源４０と、これらの電源のうち１つと電気的に接続された複数のノズル２１又は複数の帯電電極６０とする態様が挙げられる。これに代えて、例えば、複数のノズル２１又は複数の帯電電極６０を備え、各ノズル２１又は各帯電電極６０に対して、複数の第１電源３０又は複数の第２電源４０がそれぞれ電気的に接続された態様が挙げられるが、これらに限られない。
【０１０１】
以上の構成を有する各実施形態の電界紡糸装置は、原料液を吐出するノズルを複数備えた状態で電界紡糸を行った場合であっても、帯電した原料液の極性が異なるように制御されているので、各ノズルから吐出された原料液どうしの電気的引力が生じやすくなり、原料液が捕集部の面方向に均一に分散するように延伸されて、繊維として堆積する。その結果、坪量分布のムラが生じにくい繊維シートを電界紡糸法によって製造することができる。
これに加えて、例えば、ノズル直径や、原料樹脂の吐出量、並びに電界紡糸時における電圧のうち少なくとも一種の条件が異なる紡糸ユニットを複数用いて紡糸すると、繊維径が互いに異なる長繊維が形成される。この点に関して、本発明によれば、帯電した原料液の極性が異なるように制御され、各ノズルから吐出された原料液どうしの電気的引力が生じやすくなっているので、各原料液は、面方向に均一に分散するように延伸されて、互いに混ざり合いながら長繊維として堆積させることができる。その結果、複数の繊維群を一度の工程で紡糸することができ、且つ各繊維の分布のムラが生じにくい繊維シートを電界紡糸法によって製造することができる。
更に、以上の構成を有する各実施形態の電界紡糸装置は、帯電した原料液の極性が異なるように制御されているので、一方の紡糸ユニットに供給される原料液の組成と、他方の紡糸ユニットに供給される原料液の組成とが互いに異なる場合でも、物性が互いに異なる長繊維を一度の工程で紡糸することができ、且つ各繊維の分布のムラが生じにくい繊維シートを電界紡糸法によって製造することができる。
【０１０２】
上述した効果を一層顕著なものとする観点から、図２（ａ）及び（ｂ）に示す実施形態においては、第１ノズル群２１Ａに属するノズル２１と、第２ノズル群２１Ｂに属するノズル２１とが隣り合うように配置されていることが好ましい。つまり、隣り合うノズル２１に印加されている電圧の極性は互いに異なることが好ましい。
同様に、図３（ａ）及び（ｂ）に示す実施形態においては、第１電極群Ｅ１に属する捕集電極５１と、第２電極群Ｅ２に属する捕集電極５１とが、隣り合うように配置されていることが好ましい。つまり、隣り合う捕集電極５１に印加されている電圧の極性は互いに異なることが好ましい。
また同様に、図４（ａ）及び（ｂ）に示す実施形態においては、第１電極群Ｅ１に属する帯電電極６０と、第２電極群Ｅ２に属する帯電電極６０とが、隣り合うように配置されていることが好ましい。つまり、隣り合う帯電電極６０に印加されている電圧の極性は互いに異なることが好ましい。
本明細書において「隣り合う」とは、紡糸ユニット及び電極が一方向に配列されている場合は、任意の一つのノズル２１又は電極に着目したときに、文字通り隣り合う他のノズル２１又は電極を指す。紡糸ユニット及び電極が一方向に配列されていない場合は、紡糸ユニットが該ノズル２１から少なくとも最短距離にある他のノズル２１のことを指し、また、任意の一つの電極に着目したときに、該電極から少なくとも最短距離にある他の電極のことを指す。
【０１０３】
上述の配置を満たすノズル又は電極の配置態様としては、例えば図５（ａ）ないし（ｄ）に示す態様が挙げられる。
なお本開示においては、実際には、ノズル２１、捕集電極５１及び帯電電極６０のうちいずれかに電源が接続されている態様であるが、説明の便宜上、各紡糸ユニット２０を上面視したときに、各紡糸ユニット２０内の帯電電極６０に電源が接続されている模式図として説明する。
【０１０４】
図５（ａ）に示す配置態様では、複数の紡糸ユニット２０を直交方向ＣＤに沿って一列に並べられた紡糸ユニット列が形成されており、該紡糸ユニット列を直交方向ＣＤに沿ってみたときに、各紡糸ユニット２０に印加される電圧の極性が交互に異なるように電源が接続されている態様となっている。
図５（ｂ）に示す配置態様では、複数の紡糸ユニット２０が搬送方向ＭＤの前後に交互に位置するように配されており、搬送方向ＭＤの下流側に位置する紡糸ユニット２０に印加される電圧の極性と、搬送方向ＭＤの上流側に位置する紡糸ユニット２０に印加される電圧の極性とが、互いに異なるように電源が接続されている。
【０１０５】
また、図５（ｃ）に示す配置態様では、図５（ａ）に示す紡糸ユニット列を搬送方向ＭＤの前後に複数列配置した態様となっている。
図５（ｄ）に示す配置態様では、一つの紡糸ユニット２０を配置し、該紡糸ユニット２０を取り囲むように、且つ該紡糸ユニット２０に印加される電圧の極性と異なる紡糸ユニット２０が複数配置された態様となっている。
【０１０６】
上述したいずれの形態であっても、このような構成になっていることによって、各ノズル２１から吐出された原料液どうしの電気的引力がより一層生じやすくなるので、原料液が捕集部の面方向に均一に分散するように更に延伸されながら堆積する。その結果、坪量分布のムラの発生が一層低減され、且つより一層細径の繊維を含む繊維シートを電界紡糸法によって製造することができる。
また、種類が異なる繊維を紡糸した場合であっても、各繊維の分布のムラの発生が一層低減され、且つより一層細径の繊維を含む繊維シートを電界紡糸法によって製造することができる。
【０１０７】
図４（ａ）及び（ｂ）に示す実施形態においては、紡糸ユニット２０は、帯電電極６０におけるノズル２１に臨む面である凹曲面６１に少なくとも配置された電気絶縁性の壁部６５を備えていることが好ましく、帯電電極６０の全面を被覆するように壁部６５が配置されていることが更に好ましい。
また、壁部６５は、帯電電極６０と直接に接触して配されていることも好ましい。
これによって、ノズル２１と帯電電極６０との間、並びに帯電電極６０どうしの間の放電を防いで、繊維の電界紡糸を安定して行うことができる。
これに加えて、ノズル２１の帯電性を高めることができるので、クーロン力に起因した原料液の延伸効率を高めて、より細径の繊維を製造できるという利点もある。
壁部６５は、例えばセラミックス材料や、樹脂系材料等の誘電体（絶縁体）から好ましく構成される。
【０１０８】
また電界紡糸装置１０は、図２（ｂ）、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、気体流を紡糸ユニット２０の外部に噴射する気体流噴射部８０を備えていることが好ましい。
各図における気体流噴射部８０はいずれも、ノズル２１の延びる方向に沿って、ノズル２１の後端から先端方向に向けて、気体流を噴射できるようになっている。
気体流噴射部８０は、紡糸ユニット２０を正面からみたときに、ノズル２１の位置を基準として外側に一個以上配されている。
気体流噴射部８０には、気体流発生部（図示せず）が備えられており、噴射する気体流を気体流噴射部８０に供給することができるようになっている。
なおノズル２１の先端とは、原料液Ｌが吐出される方向に位置するノズル２１の一端を指す。
利便性の観点から、気体流としては、例えば空気流を用いることができる。このような構成となっていることによって、接触させた気体流の外力に起因して、溶融液の延伸効率を高めることができ、細径化した極細繊維を効率良く製造することができる。
気体流噴射部８０の構成材料は特に制限されないが、ノズル２１の帯電性を考慮して選択することが好ましく、例えば壁部６５と同様の材料を用いることができる。
【０１０９】
原料液に用いられる高分子化合物は、例えば上述した熱可塑性樹脂を用いることができる。これらの樹脂は１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１１０】
原料液に、高分子化合物が溶媒に溶解又は分散した溶液を用いる場合、該溶媒としては、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、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、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、ピリジン等を例示することができる。用いる溶媒は１種類に限定されるわけではなく、前記例示した溶媒から任意の複数種類を選定し、混合して用いても構わない。
【０１１１】
特に溶媒として水を用いる場合は、水への溶解度の高い下記のような天然高分子及び合成高分子を用いるのが好適である。
天然高分子としては、例えばプルラン、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ポリ−γ−グルタミン酸、変性コーンスターチ、β−グルカン、グルコオリゴ糖、ヘパリン、ケラト硫酸等のムコ多糖、セルロース、ペクチン、キシラン、リグニン、グルコマンナン、ガラクツロン酸、サイリウムシードガム、タマリンド種子ガム、アラビアガム、トラガントガム、大豆水溶性多糖、アルギン酸、カラギーナン、ラミナラン、寒天（アガロース）、フコイダン、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等が挙げられる。
合成高分子としては、例えば部分鹸化ポリビニルアルコール、低鹸化ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸ナトリウム等が挙げられる。
これらの高分子化合物は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの高分子化合物のうち、繊維の紡糸が容易である観点から、プルラン、並びに部分鹸化ポリビニルアルコール、低鹸化ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン及びポリエチレンオキサイドを用いることが好ましい。
【０１１２】
また、水への溶解度は高くないが、完全鹸化ポリビニルアルコール、部分鹸化ポリビニルアルコール、オキサゾリン変性シリコーン、ツエイン（とうもろこし蛋白質の主要成分）などの高分子化合物も用いることができる。
完全鹸化ポリビニルアルコールは繊維形成後に不溶化処理できる。
部分鹸化ポリビニルアルコールは架橋剤と併用することで繊維形成後に架橋処理できる。
オキサゾリン変性シリコーンとしてはポリ（Ｎ−プロパノイルエチレンイミン）グラフト−ジメチルシロキサン／γ−アミノプロピルメチルシロキサン共重合体等が挙げられる。
これらの高分子化合物は単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１１３】
これらのうち、溶媒への分散工程等といった製造工程を削減して、繊維の製造効率の向上を図るとともに、細径の繊維を紡糸しやすくする観点から、原料液は溶融した樹脂、すなわち樹脂を含む溶融液であることが好ましく、熱可塑性樹脂を含む溶融液であることが更に好ましい。
熱可塑性樹脂を含む溶融液を原料液として用いる場合、溶融液の帯電性を更に高めて、細径の繊維を得やすくする観点から、図４（ａ）及び（ｂ）に示す態様の電界紡糸装置１０を用いることも好ましい。
【０１１４】
熱可塑性樹脂を含む溶融液を原料液として用いる場合、用いられる熱可塑性樹脂は、溶融電界紡糸において繊維形成性を有し、融点を有するものである。このような樹脂としては、例えば上述した熱可塑性樹脂が挙げられる。
【０１１５】
ノズル２１の直径は、内径として、好ましくは１００μｍ以上、更に好ましくは２００μｍ以上に設定することができる。
またノズル２１の直径は、内径として、好ましくは３０００μｍ以下、更に好ましくは２０００μｍ以下に設定することができる。
ノズルの直径をこの範囲内に設定することで、原料液Ｌを容易に、かつ定量的に送液できるとともに、原料液Ｌを効率よく帯電させることができる。
ノズル２１の直径は、各紡糸ユニットごとに異なっていてもよく、同一の極性を有する電圧が負荷された紡糸ユニットどうしは同じであり且つ異なる極性を有する電圧が負荷された紡糸ユニットどうしは異なるように構成してもよく、あるいはすべての紡糸ユニットにおいて同じであってもよい。
【０１１６】
以上は、本発明の電界紡糸装置に関する説明であったところ、電界紡糸装置１０を用いて繊維シートを製造する方法は、以下のとおりである。
具体的には、各電源３０，４０から、各ノズル２１、各捕集電極５１又は各帯電電極６０に電圧を印加して電場を生じさせ、この状態下に、原料液をノズル２１の先端から電場中に吐出して電界紡糸し、原料液から紡糸された繊維を捕集部５０上に堆積させる。
また、細径の長繊維を効率よく得る観点から、気体流噴射部８０から気体流を噴射させた状態で、原料液をノズル２１から吐出して電界紡糸を行うことも好ましい。
本開示の電界紡糸装置は、樹脂溶液による電界紡糸方法及び溶融樹脂による電界紡糸方法のいずれにも適用することができる。
つまり、繊維シートは、樹脂含有溶液又は樹脂含有溶融液を用いた電界紡糸法によって製造されるものであり、好ましくは樹脂の溶融液を用いた溶融電界紡糸法によって製造されるものである。
【０１１７】
ノズル２１の先端から吐出された樹脂を含む原料液は、それ自身がその内部で発生したクーロン力と、好ましくは気体流の噴射とによって、延伸されながら微細化する。樹脂及び溶媒を含む溶液を用いた場合には、延伸の際に溶媒が瞬時に蒸発しつつ樹脂が凝固し、微細な繊維状物となる。
また、樹脂の溶融液を用いた場合には、該溶融液は延伸されながら冷却固化し、微細な繊維状物となる。
これに加えて、原料液が延伸される際には、異なる極性の電荷を有する原料液どうしの間に生じた電気的引力によって、原料液どうしが互いに引き寄せられながら延伸するとともに、固化物が捕集部５０上にランダムに堆積する。
これによって、細径の繊維を有し且つ坪量ムラが少ない繊維シートが形成される。これに加えて、複数種の繊維を有する場合には、繊維の分布ムラが少ない繊維シートが形成される。
【０１１８】
異なる極性の電荷を有する原料液どうしの間に生じた電気的引力をより発生しやすくして、原料液の延伸性を高め、細径の繊維をランダムに堆積させた繊維シートの形成効率を高める観点から、図２（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０を用いる場合には、第１ノズル群２１Ａに属するノズル２１と、第２ノズル群２１Ｂに属するノズル２１とを隣り合うように配置した状態で電界紡糸することが好ましい。
同様の観点から、図３（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０を用いる場合には、第１電極群Ｅ１に属する捕集電極５１と、第２電極群Ｅ２に属する捕集電極５１とを隣り合うように配置した状態で電界紡糸することが好ましい。
また同様の観点から、図４（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０を用いる場合には、第１電極群Ｅ１に属する帯電電極６０と、第２電極群Ｅ２に属する帯電電極６０とが、隣り合うように配置されていることが好ましい。
【０１１９】
第１電源３０及び第２電源４０によって印加される印加電圧は、ノズル２１と捕集電極５１との間、あるいはノズル２１と帯電電極６０との間に加わる電位差の絶対値が、原料液Ｌの帯電性を高めて、延伸効率を高める観点から、好ましくは１ｋＶ以上、更に好ましくは１０ｋＶ以上である。
また、ノズル２１と各電極５１，６０との間における放電を防止する観点から好ましくは１００ｋＶ以下、更に好ましくは５０ｋＶ以下とする。
このような範囲の電位差となるように電圧を印加することによって、原料液Ｌの帯電性を高めて、延伸効率を高めるとともに、ノズル２１と各電極５１，６０との間における放電を防止することができる。
【０１２０】
特に、原料液の延伸効率を高めて細径の繊維を効率良く形成させるとともに、坪量分布がより均一な繊維シートを得る観点から、第１ノズル群２１Ａに属するノズル２１に印加される電圧の絶対値と、第２ノズル群２１Ｂに属するノズル２１に印加される電圧の絶対値との差が、好ましくは±４０ｋＶ以内、更に好ましくは±１０ｋＶ以内、一層好ましくはゼロとなるように、各電源３０，４０の出力を設定することが好ましい。
同様の観点から、第１電極群Ｅ１に属する捕集電極５１又は帯電電極６０に印加される電圧の絶対値と、第２電極群Ｅ２に属する捕集電極５１又は帯電電極６０に印加される電圧の絶対値との差が、好ましくは４０ｋＶ以内、更に好ましくは１０ｋＶ以内、一層好ましくはゼロとなるように、各電源３０，４０の出力を設定することが好ましい。
【０１２１】
紡糸ユニットにおいて隣り合うノズル２１どうしの間の距離は、１０ｍｍ以上が好ましく、２０ｍｍ以上が更に好ましい。
また、隣り合うノズル２１どうしの間の距離は、２００ｍｍ以下が好ましく、１５０ｍｍ以下が更に好ましい。
隣り合うノズル２１どうしの間の距離が上述した範囲であることによって、各ノズル２１から吐出され、且つ異なる極性に帯電した原料液どうしが電気的引力により過度に接触することを防止しつつ、ノズル２１と各電極５１，６０との間における意図しない放電を防止することができる。また、細径の繊維を有する繊維シートを坪量分布が均一な状態で得ることができる。
【０１２２】
各ノズル２１の先端と捕集部５０との距離Ｄ１（図２（ｂ）、図３（ｂ）及び図４（ｂ）参照）は、それぞれ独立して、好ましくは５０ｍｍ以上、更に好ましくは１００ｍｍ以上である。
また、各ノズル２１の先端と捕集部５０との距離Ｄ１（図２（ｂ）、図３（ｂ）及び図４（ｂ）参照）は、それぞれ独立して、好ましくは２０００ｍｍ以下、更に好ましくは６００ｍｍ以下である。
より細径の繊維を形成するとともに、坪量分布がより均一な繊維シートを得る観点から、各ノズル２１の先端と捕集部５０との距離Ｄ１の差がそれぞれ、好ましくは±１００ｍｍ以内、更に好ましくは±５０ｍｍ以内、一層好ましくはゼロとなるように、各ノズル２１を配置することが好ましい。
【０１２３】
態様（Ａ）において、繊維径分布のピークを少なくとも２つ有する繊維シートを製造する場合には、図２（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０において、ノズル２１の直径、原料液の吐出量並び印加電圧にのうち少なくとも一つが異なるようにして電界紡糸することが好ましい。
図２（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０における印加電圧とは、第１ノズル群２１Ａに属するノズル２１に印加される電圧と、第２ノズル群２１Ｂに属するノズル２１に印加される電圧とを指す。
【０１２４】
また、繊維径分布のピークを少なくとも２つ有する繊維シートを製造するにあたり、図３（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０を用いる場合には、ノズル２１の直径、原料液の吐出量及びノズル２１に印加される電圧のうち少なくとも一つが異なるようにして電界紡糸することが好ましい。
図３（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０における印加電圧とは、第１電極群Ｅ１に属する捕集電極５１に印加される電圧と、第２電極群Ｅ２に属する捕集電極５１に印加される電圧とを指す。
【０１２５】
繊維径分布のピークを少なくとも２つ有する繊維シートを製造するにあたり、図４（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０を用いる場合には、ノズル２１の直径、原料液の吐出量及びノズル２１に印加される電圧のうち少なくとも一つが異なるようにして電界紡糸することが好ましい。
図４（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０における印加電圧とは、第１電極群Ｅ１に属する帯電電極６０に印加される電圧と、第２電極群Ｅ２に属する帯電電極６０に印加される電圧とを指す。
【０１２６】
電界紡糸装置１０において、上述したいずれの構成を採用した場合でも、繊維径分布のピークを少なくとも２つ有する繊維シートを、坪量ムラがなく、且つ各繊維の分布も均一な状態で得ることができる。
【０１２７】
一般的に、ノズルの直径を大きくするように変更する場合には、吐出される原料液の吐出量が多くなるので、得られる繊維の繊維径は大きくなる。これに対して、同条件にて、ノズルの直径を小さくするように変更する場合には、得られる繊維の繊維径は小さくなる。
また、原料液の吐出量を多くする場合には、得られる繊維の繊維径は大きくなる。これに対して、原料液の吐出量を少なくする場合には、得られる繊維の繊維径は小さくなる。
更に、印加電圧を高く負荷する場合には、得られる繊維の繊維径は小さくなる。これに対して、印加電圧を低く負荷する場合には、得られる繊維の繊維径は大きくなる。
このように、ノズルの直径、原料液の吐出量及び印加電圧のうち少なくとも一つを適宜変更することによって、繊維径分布ピークが所望の範囲に観察されるように制御された長繊維を複数種含む繊維シートが生産性高く形成される。
またこれによって、繊維の組成の異同に関係なく、繊維径が互いに異なるように構成して、繊維の種類を互いに異なるものとした複数種の繊維を有する繊維シートを容易に形成することができる。
ノズルの直径及び印加電圧は、上述した範囲内で調整することが好ましい。
【０１２８】
ノズル２１からの原料液の吐出量は、ノズル２１の直径や原料液の流動性などの条件に依存するが、好ましくは０．１ｇ／ｍｉｎ以上、より好ましくは０．３ｇ／ｍｉｎ以上、更に好ましくは０．５ｇ／ｍｉｎ以上である。
また、ノズル２１からの原料液の吐出量は、好ましくは５０ｇ／ｍｉｎ以下、より好ましくは３０ｇ／ｍｉｎ以下、更に好ましくは２０ｇ／ｍｉｎ以下である。
【０１２９】
態様（Ａ）の繊維シートにおいて、含有される繊維の種類が同じとなるように製造する場合には、図２（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０において、第１ノズル群２１Ａに属するノズルから吐出する原料液の組成と、第２ノズル群２１Ｂに属するノズルから吐出する原料液の組成とが互いに同一となるようにして電界紡糸することが好ましい。
また、含有される各繊維の種類が同じである繊維シートを製造するにあたり、図３（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０を用いる場合には、第１電極群Ｅ１に属する捕集電極５１に対向するノズル２１から吐出する原料液の組成と、第２電極群Ｅ２に属する捕集電極５１に対向するノズル２１から吐出する原料液の組成とが互いに同一となるようにして電界紡糸することが好ましい。
含有される各繊維の種類が同じである繊維シートを製造するにあたり、図４（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０を用いる場合には、第１電極群Ｅ１に属する帯電電極６０を含む紡糸ユニットに備えられたノズル２１から吐出する原料液の組成と、第２電極群Ｅ２に属する帯電電極６０を含む紡糸ユニットに備えられたノズル２１から吐出する原料液の組成とが互いに同一となるようにして電界紡糸することが好ましい。
電界紡糸装置１０において、上述したいずれの構成を採用した場合でも、繊維径が異なる繊維が混合した繊維シートを、坪量ムラがない状態で得ることができる。
【０１３０】
また、態様（Ａ）及び（Ｂ）の繊維シートにおいて、含有される各繊維の種類が異なるように製造する場合には、図２（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０において、第１ノズル群２１Ａに属するノズルから吐出する原料液の組成と、第２ノズル群２１Ｂに属するノズルから吐出する原料液の組成とが互いに異なるようにして電界紡糸することが好ましい。
また、含有される各繊維の種類が異なる繊維シートを製造するにあたり、図３（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０を用いる場合には、第１電極群Ｅ１に属する捕集電極５１に対向するノズル２１から吐出する原料液の組成と、第２電極群Ｅ２に属する捕集電極５１に対向するノズル２１から吐出する原料液の組成とが互いに異なるようにして電界紡糸することが好ましい。
含有される各繊維の種類が異なる繊維シートを製造するにあたり、図４（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０を用いる場合には、第１電極群Ｅ１に属する帯電電極６０を含む紡糸ユニットに備えられたノズル２１から吐出する原料液の組成と、第２電極群Ｅ２に属する帯電電極６０を含む紡糸ユニットに備えられたノズル２１から吐出する原料液の組成とが、互いに異なるようにして電界紡糸することが好ましい。
電界紡糸装置１０において、上述したいずれの構成を採用した場合でも、物性が異なる繊維が混合した繊維シートを、坪量ムラがなく、且つ各繊維の分布も均一な状態で得ることができる。
【０１３１】
原料液の組成とは、原料液に含まれる樹脂の種類及び含有量、並びに原料液に含まれる添加剤の種類及び含有量を指す。
態様（Ａ）において、含有される各繊維の種類が同じとなるように繊維シートを製造する場合に用いられる原料液の組成の具体例としては、樹脂の種類及び添加剤の種類がともに同種のものを含み、且つ各成分の含有量が同一である原料液が挙げられる。
また、態様（Ａ）及び（Ｂ）において、含有される各繊維の種類が異なるように繊維シートを製造する場合に用いられる原料液の組成の具体例としては、（ａ）一方の原料液に含まれる樹脂と他方の原料液に含まれる樹脂とは互いに同種であるが、一方の原料液に含まれる添加剤と他方の原料液に含まれる添加剤とは互いに異種である態様、（ｂ）一方の原料液に含まれる樹脂と他方の原料液に含まれる樹脂とは互いに異種であるが、一方の原料液に含まれる添加剤と他方の原料液に含まれる添加剤とは互いに同種である態様、及び（ｃ）一方の原料液に含まれる樹脂と他方の原料液に含まれる樹脂とは互いに異種であり、且つ一方の原料液に含まれる添加剤と他方の原料液に含まれる添加剤とは互いに同種である態様、（ｄ）両原料液に含有される樹脂の種類及び添加剤の種類はともに同種であるが、各原料液で含有量が異なる態様、並びに、（ｅ）前記（ａ）〜（ｃ）において、樹脂及び添加剤のうち少なくとも一方の含有量が異なる態様等が挙げられる。
【０１３２】
気体流噴射部８０から気体流を噴射させて繊維を製造する場合、原料液の吐出方向におけるノズル２１周囲の空間温度をより高い状態に維持して、原料液の延伸効率を高め、より細径の繊維を製造する観点から、用いる樹脂の固化温度よりも高い温度となっている気体流を、気体流噴射部８０から噴射することが好ましい。
樹脂の固化温度とは、繊維シートの製造原料として用いる樹脂の融点を指す。
加熱された気体流を噴射して繊維を製造することは、原料液として溶融樹脂を用いる際に、延伸効率を更に高めて、より一層細径の繊維を効率よく製造できる点で有利である。
【０１３３】
加熱された気体流の温度は、原料樹脂の種類及びその融点によって適宜変更可能であるが、気体流の温度は、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１５０℃以上であり、好ましくは５００℃以下、より好ましくは４００℃以下である。
気体流噴射部８０の気体流の流量は、好ましくは４０Ｌ／ｍｉｎ以上、更に好ましくは８０Ｌ／ｍｉｎ以上であり、また、好ましくは５００Ｌ／ｍｉｎ以下、更に好ましくは４００Ｌ／ｍｉｎ以下である。
気体流噴射部８０の気体流の風速は、好ましくは１ｍ／ｍｉｎ以上、更に好ましくは２ｍ／ｍｉｎ以上であり、また、好ましくは３００ｍ／ｍｉｎ以下、更に好ましくは２００ｍ／ｍｉｎ以下である。
上述した気体流の温度、流量及び風速は、各気体流噴射部８０の末端での値とする。
気体流の温度、流量及び風速は、例えば、気体流供給源での加熱の度合及び供給の度合をそれぞれ変更することによって適宜調整することができる。
【０１３４】
一般的に、吹き付ける気体流の温度を高くするように変更する場合には、樹脂の溶融状態が維持されて延伸されやすくなるので、得られる繊維の繊維径は小さくなる。これに対して、吹き付ける気体流の温度を低くするように変更する場合には、得られる繊維の繊維径は大きくなる。
また、吹き付ける気体流の流量及び風速の少なくとも一方を高くするように変更する場合には、気体流によって発生した外力によって、溶融樹脂は延伸されやすくなるので、得られる繊維の繊維径は小さくなる。これに対して、吹き付ける気体流の流量及び風速の少なくとも一方を低くするように変更する場合には得られる繊維の繊維径は大きくなる。
またこれによって、繊維の組成の異同に関係なく、繊維径が互いに異なるように構成して、繊維の種類を互いに異なるものとした複数種の繊維を有する繊維シートを容易に形成することができる。
【０１３５】
気体流噴射部８０から気体流を噴射させて繊維を製造する場合、図２（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０において、気体流噴射部８０から噴射される気体流の流量及び風速のうち少なくとも一つが異なるようにして電界紡糸することが好ましい。
図２（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０において、気体流噴射部８０から噴射される気体流の流量及び風速のうち少なくとも一つが異なるようにするためには、第１ノズル群２１Ａに属するノズル２１を有する紡糸ユニット２０に配される第１気体流噴出部と、第２ノズル群２１Ｂに配されるノズル２１を有する紡糸ユニット２０に配される第２気体流噴射部とから噴射される各気体流の流量及び風速のうち少なくとも一つを異なるようにすればよい。
これによって、複数の繊維群を含む繊維シートを製造することができる。
【０１３６】
また、気体流噴射部８０から噴射される気体流の流量及び風速のうち少なくとも一つが異なるようにして繊維シートを製造するにあたり、図３（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０並びに図４（ａ）及び（ｂ）に示す電界紡糸装置１０を用いる場合には、第１電極群Ｅ１に属する捕集電極５１又は帯電電極６０を有する紡糸ユニット２０に配される第１気体流噴出部と、第２電極群Ｅ２に属する捕集電極５１又は帯電電極６０を有する紡糸ユニット２０に配される第２気体流噴射部とから噴射される各気体流の流量及び風速のうち少なくとも一つを異なるようにして、電界紡糸することが好ましい。
【０１３７】
態様（Ｃ）の繊維シートを製造する場合には、例えば、ノズルの直径、原料液の吐出量及び原料液の組成、並びに好ましくは気体流の流量及び風速を各紡糸ユニットで同一にした状態で、各ノズル群２１Ａ，２１Ｂに属するノズル２１に印加される電圧の極性が互いに異なるように、あるいは、各電極群Ｅ１，Ｅ２に属する捕集電極５１又は帯電電極６０に印加される電圧の極性が互いに異なるように電圧を印加する。このとき、印加電圧の絶対値は、各ノズル群２１Ａ，２１Ｂ又は各電極群Ｅ１，Ｅ２で同一とする。
これによって、一種類の長繊維のみを有する繊維シートを坪量分布が均一な状態で得ることができ、また構成繊維が細径となる。
【０１３８】
上述の説明から明らかなとおり、本開示は、上述した製造方法によって製造された繊維シートも包含する。上述した製造方法によって製造された繊維シートは、各紡糸ユニットから紡糸された各繊維が、好ましくは混在状態で且つシート内に満遍なく存在しているものであり、紡糸された繊維の構成成分や繊維径が異なる場合であっても、異なる繊維どうしが偏在することなく、シート内の構成繊維の分布や、シート自体の坪量分布を均一にすることができる。その結果、例えばシートの強度を高めたり、構成繊維の成分に起因する二種以上の所望の特性を一枚のシートで発揮したりする等の効果の１つ又は２つ以上を発現することができる。
【０１３９】
また上述のとおり、本開示の製造方法によって得られた繊維シートは、その各構成繊維が、好ましくは混在状態で且つシート内に満遍なく存在しているものである。しかし、例えばスパンボンド・メルトブローン・スパンボンド不織布の一般的な製造方法のように、搬送方向に沿って複数のノズルを列状に配置する場合には、各ノズルによって紡糸された繊維が層状に積層してしまう。その結果、本開示の好適な構成である、各繊維が混在状態となった繊維シートを得ることが困難となる。
【０１４０】
溶融法において溶融樹脂を用いる場合、溶融樹脂を製造する方法は特に制限はなく、例えば加熱して溶融させた熱可塑性樹脂に、必要に応じて上述した添加剤を添加して、これらを加熱混練することによって製造することができる。このような溶融樹脂は、予め溶融混練したものをマスターバッチとして製造してもよく、製造時に熱可塑性樹脂と、必要に応じて添加剤とを原料液供給部へ供給し、該原料液供給部内で加熱溶融及び混練して製造してもよい。
【０１４１】
溶融樹脂は、本発明の効果を損なわない限り、帯電剤以外の添加剤を更に含んでいてもよい。
このような添加剤としては、例えば酸化防止剤、中和剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤、金属不活性剤、親水化剤などが挙げられる。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、フォスファイト系酸化防止剤及びチオ系酸化防止剤などが例示できる。
中和剤としては、ステアリン酸カルシウムやステアリン酸亜鉛などの高級脂肪酸塩類が例示できる。
光安定剤及び紫外線吸収剤としては、ヒンダードアミン類、ニッケル錯化合物、ベンゾトリアゾール類、ベンゾフェノン類などが例示できる。
滑剤としては、ステアリン酸アマイドなどの高級脂肪酸アマイド類が例示できる。帯電防止剤としては、グリセリン脂肪酸モノエステルなどの脂肪酸部分エステル類が例示できる。
金属不活性剤としては、フォスフォン類、エポキシ類、トリアゾール類、ヒドラジド類、オキサミド類などが例示できる。
親水化剤としては多価アルコール脂肪酸エステル、エチレンオキサイド付加物、アミンアノマイド系などのノニオン性界面活性剤などが例示できる。
【０１４２】
以上の工程を経て製造された繊維は、その太さを円相当直径で表した場合、繊維径が５０μｍ以下のナノファイバと呼ばれる細径の繊維となる。ナノファイバは、その繊維径が好ましくは１０ｎｍ以上であり、より好ましくは０．１μｍ以上である。
またナノファイバは、その繊維径が好ましくは３０μｍ以下であり、より好ましくは１０μｍ以下である。
【０１４３】
ナノファイバの繊維径分布のピークは、好ましくは３μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下であり、また、好ましくは０．０１μｍ以上、好ましくは０．０５μｍ以上である。このようなナノファイバは、典型的には上述した第１繊維である。
また態様（Ａ）のように、第１繊維よりも太径の第２繊維が含まれる場合、その繊維の繊維径分布のピークは２００μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下であり、また、好ましくは３μｍ超、より好ましくは５μｍ以上である。
【０１４４】
本発明の電界紡糸装置を使用して製造した繊維は、それを堆積させた繊維成形体として各種の目的に使用することができる。
成形体の形状としては、上述した繊維シート、綿状体、糸状体などが挙げられる。繊維成形体は他のシートと積層したり、所望の寸法となるように切断したり、各種の液体、微粒子、ファイバなどを含有させたりして使用してもよい。
繊維シートは、例えば医療目的や、あるいは美容目的、装飾目的、清掃目的等の非医療目的でヒトの肌、歯、歯茎、毛髪、非ヒト哺乳類の皮膚、歯、歯茎、枝や葉等の植物表面、又は物品表面等に付着される不織布として用いられる。
また、高集塵性でかつ低圧損の高性能フィルタ、高電流密度での使用が可能な電池用セパレータ、高空孔構造を有する細胞培養用基材等としても好適に用いられる。溶融電界紡糸繊維の綿状体は防音材や断熱材等として好適に用いられる。
上述の用途以外に、電磁波シールド材、生体人工器材、ＩＣチップ、有機ＥＬ、太陽電池、エレクトロクロミック表示素子、光電変換素子などに用いることもできる。
【０１４５】
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。
例えば、電界紡糸装置１０における各実施形態では、一つの紡糸ユニット２０に一つのノズル２１が配された態様として説明したが、本発明の効果が奏される限り、一つの紡糸ユニット２０に二つ以上のノズル２１が配されていてもよい。
また、原料液が吐出されるノズル２１の吐出口は、一つのノズル２１の先端に一つ配されているものとして説明したが、一つのノズル２１に複数の吐出口を備えた態様となっていてもよい。
いずれの場合であっても、原料液の吐出量を高めて、繊維シートの製造効率を高めることができるという利点がある。
【実施例】
【０１４６】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。
【０１４７】
〔比較例１〕
電圧の極性以外は図４（ａ）及び（ｂ）に示す構造を有する電界紡糸装置１０を用いて、原料となる樹脂としてポリプロピレン（ＰＰ；ＰｏｌｙＭｉｒａｅ社製、ＭＦ６５０Ｙ、融点１６０℃）９５質量％と、添加剤としてアシルアルキルタウリン塩（Ｎ−ステアロイル−Ｎ−メチルタウリンナトリウム；日光ケミカルズ株式会社製、ニッコールＳＭＴ）を、５質量％を含む樹脂組成物からなる溶融樹脂の原料液Ｌを溶融電界紡糸法によって紡糸し、繊維からなる長尺帯状の繊維シートを製造した。
この電界紡糸装置１０は、ノズル２１と帯電電極６０とを有する紡糸ユニット２０を四つ備えており、これらの紡糸ユニット２０が、隣り合うノズル２１どうしの間の直交方向ＣＤに沿う距離が１００ｍｍとなるように、直交方向ＣＤに沿って一列に並んでいるものであった。溶融電界紡糸法の紡糸条件は以下のとおりであり、隣り合う帯電電極６０に印加される電圧の極性を同一のものとした。
【０１４８】
・製造環境：２７℃、５０％ＲＨ
・原料液Ｌの加熱温度：２００℃
・原料液Ｌの吐出量：２ｇ／ｍｉｎ
・ノズル２１の内径：０．２５ｍｍ
・各ノズル２１（ステンレス製）への印加電圧：０ｋＶ（接地されている）
・各帯電電極６０への印加電圧：−２０ｋＶ
・気体流噴射部８０から噴射される気体流の温度：３００℃
・気体流噴射部８０から噴出される気体流の流量：１００Ｌ／ｍｉｎ
・ノズル２１の先端と捕集部５０との間の距離：５５０ｍｍ
・捕集部５０におけるＭＤ方向における搬送速度：１．５ｍ／ｍｉｎ
【０１４９】
得られた長尺帯状の繊維シート（直交方向ＣＤの長さ：４００ｍｍ）を回収して、直交方向ＣＤに沿う方向の長さ４００ｍｍ、搬送方向ＭＤに沿う方向の長さ６０ｍｍの矩形状に裁断して、繊維シートとした。この繊維シートを、ＣＤ方向に２０分割して、長さ６０ｍｍ×幅２０ｍｍとなるように更に裁断した分割シートを作製した。これらの分割シートについて、２０ｍｍ四方となるように更に細断し、細断シートとした。これらの細断シートの質量（ｇ）を、細断シートの面積（４０００ｍｍ２＝０．００４ｍ２）で除することにより、ＣＤ方向の位置に基づいた各繊維シートの坪量（ｇ／ｍ２）をＮ＝３の算術平均値として算出した。繊維シートのＣＤ方向の坪量分布は、繊維シートのＣＤ方向の一端を０ｍｍとし、繊維シートのＣＤ方向の他端を４００ｍｍとして、グラフにプロットした。結果を図６（ａ）に示す。
【０１５０】
〔実施例１〕
図４（ａ）及び（ｂ）に示す構造を有し、比較例１で説明した構成を有する電界紡糸装置１０において、隣り合う紡糸ユニット２０における帯電電極６０に印加される電極の極性が互いに異なるように、第１電源３０及び第２電源４０を接続し、電圧を印加した。すなわち、第１電極群Ｅ１に接続されている第１電源３０からは負の電圧（−２０ｋＶ）を印加し、第２電極群Ｅ２に接続されている第２電源４０からは正の電圧（＋２０ｋＶ）を印加した。その他の溶融電界紡糸法の紡糸条件は比較例１に示すとおりとし、長尺帯状の繊維シート（直交方向ＣＤの長さ：４００ｍｍ）を製造した。得られた繊維シートのＣＤ方向の坪量分布を比較例１と同様の方法で算出し、グラフにプロットした。結果を図６（ｂ）に示す。
【０１５１】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、実施例及び比較例で製造した繊維シートのＣＤ方向の坪量分布を比較すると、実施例１のＣＤ方向坪量分布は、ＣＤ方向の幅５０ｍｍ〜３５０ｍｍの範囲で、約１３〜１８ｇ／ｍ２となり、坪量の変動が少なかった。一方、比較例１のＣＤ方向坪量分布は、ＣＤ方向の幅５０ｍｍ〜３５０ｍｍの範囲で、約１０〜２０ｇ／ｍ２となり、実施例１よりもＣＤ方向での坪量のばらつきが大きかった。このように、各電極又はノズルに対して、電圧の極性を異なるように印加することで、特に繊維シートの幅方向での坪量のばらつきの少ない、すなわち坪量分布が均一な繊維シートが高い生産性で製造できることが判る。
【０１５２】
〔実施例２〕
図４（ａ）及び（ｂ）に示す構造を有する電界紡糸装置１０を用いて、比較例１と同様の組成を有する溶融樹脂の原料液Ｌを溶融電界紡糸法によって紡糸し、繊維からなる長尺帯状の繊維シートを製造した。
この電界紡糸装置１０は、ノズル２１と帯電電極６０とを有する紡糸ユニット２０を２つ備えており、これらの紡糸ユニット２０が、隣り合うノズル２１どうしの間の直交方向ＣＤに沿う距離が１００ｍｍとなるように、直交方向ＣＤに沿って一列に並んでいるものであった。隣り合う帯電電極６０に印加される電圧の極性は異なるものとした。
【０１５３】
本実施例においては、一方の紡糸ユニット２０と他方の紡糸ユニット２０において、原料液の吐出量、気体流の温度、流量及び風速、並びに印加電圧をそれぞれ異なるように調整した。それ以外の紡糸条件は実施例１と同様に行った。以下の紡糸条件は、「一方の紡糸ユニット２０の条件／他方の紡糸ユニット２０の条件」として示す。
・原料液Ｌの吐出量：１ｇ／ｍｉｎ  ／  ２ｇ／ｍｉｎ
・気体流噴射部８０から噴射される気体流の温度：３５０℃  ／  ２５０℃
・気体流噴射部８０から噴出される気体流の流量：３２０Ｌ／ｍｉｎ  ／  ２００Ｌ／ｍｉｎ
・気体流噴射部８０から噴出される気体流の風速：５０ｍ／ｍｉｎ  ／  ２３ｍ／ｍｉｎ
・帯電電極６０への印加電圧：−２０ｋＶ  ／  ＋５ｋＶ
【０１５４】
その結果、実施例２で得られた繊維シートは、図７に示すように、長繊維によって構成されていた。図７中、第１繊維群の構成繊維を符号Ｆ１で示し、第２繊維群の構成繊維を符号Ｆ２で示す。
【０１５５】
図８には、実施例２で得られた繊維シートの一方の面に基づいて測定及び作成したヒストグラム（同図中、実線で示す）と、実施例２で得られた繊維シートの他方の面に基づいて測定及び作成したヒストグラム（同図中、点線で示す。）とを示している。
実施例２で得られた繊維シートの一方の面のヒストグラムにおいて、繊維径３μｍ以下の繊維径分布ピーク位置は０．８９μｍであり、繊維径３μｍ超の繊維径ピーク位置は３５．５μｍであり、繊維径の異なる繊維が複数混在していた。
同様に、実施例２で得られた繊維シートの他方の面のヒストグラムにおいて、繊維径３μｍ以下の繊維径分布ピーク位置は１．１２μｍであり、繊維径３μｍ超の繊維径ピーク位置は３５．５μｍであり、繊維径の異なる繊維が複数混在していた。
また、繊維径３μｍ以上の範囲で最も大きいピークにおける繊維本数の頻度に対する、繊維径が３μｍ以下の範囲で最も大きいピークにおける繊維本数の頻度の比Ｐ２は、繊維シートの一方の面で５．１であり、繊維シートの他方の面で６．０であった。
そして、実施例２の繊維シートにおいて、繊維シートの一方の面と他方の面におけるＰ２の算術平均値Ｌａは５．６と算出された。また、比Ｐ２のばらつきの度合いは、１００×（比Ｐ２−算術平均値Ｌａ）／算術平均値Ｌａ（％）の計算式から±７．７％と算出され、繊維の分布ムラが少ないものであった。
また、実施例２で得られた繊維シートは、第１繊維群における細径の長繊維のインピーダンス比Ａ／Ｂが２．１×１０２であり、繊維シート中の該長繊維の本数割合は７０％以上であった。
【０１５６】
各実施例及び比較例の繊維シートについて、繊維どうしの融着部の個数、及び、ヒストグラムのピークが示す繊維径の位置における繊維径３μｍ以上の範囲で最も大きいピークにおける繊維本数の頻度に対する繊維径３μｍ以下の範囲で最も大きいピークにおける繊維本数の頻度の比Ｐ２を、上述した方法にて測定した。結果を以下の表１及び表２に示す。
表１及び表２に示されるように、各実施例のシートは、繊維どうしの融着部の個数が少なく、且つ各繊維が混在し且つ均一な状態で存在することが判る。
【０１５７】
【表１】
2022001688.tif 000003
【０１５８】
【表２】
2022001688.tif 000004
【符号の説明】
【０１５９】
１０  電界紡糸装置
２０  紡糸ユニット
２１  ノズル
２１Ａ，２１Ｂ  ノズル群
３０，４０  電源
５０  捕集部
５１  捕集電極
６０  帯電電極
８０  気体流噴射部
Ｌ    原料液
ＭＤ  搬送方向
ＣＤ  搬送方向と直交する方向（直交方向）
Ｈ  鉛直方向 
【図１】
2022001688.tif 000005
【図２】
2022001688.tif 000006
【図３】
2022001688.tif 000007
【図４】
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【図５】
2022001688.tif 000009
【図６】
2022001688.tif 000010
【図７】
2022001688.tif 000011
【図８】
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