(57)【要約】【課題】  静電紡糸法により紡糸した繊維を直接集積して製造した、平均繊維径の異なる繊維集合体層を２層以上備えた積層繊維集合体を、従来よりも簡潔に、しかも従来よりも簡素な設備で製造できる方法を提供すること。【解決手段】  本発明の静電紡糸法により紡糸した繊維を直接集積して製造した繊維集合体層を２層以上備えており、同じ樹脂からなる繊維から構成されており、かつ平均繊維径が互いに異なる、という関係を満たす２層の繊維集合体層を備えた積層繊維集合体の製造方法は、前記２層の繊維集合体層を、同じ紡糸原液を用いるとともに、紡糸空間を互いに異なる相対湿度に設定して製造する方法である。【選択図】        図１
2005213668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電紡糸法により紡糸した繊維を直接集積して製造した繊維集合体層を２層以上備えており、同じ樹脂からなる繊維から構成されており、かつ平均繊維径が互いに異なる、という関係を満たす２層の繊維集合体層を備えた積層繊維集合体の製造方法であり、前記２層の繊維集合体層を、同じ紡糸原液を用いるとともに、紡糸空間を互いに異なる相対湿度に設定して製造することを特徴とする、積層繊維集合体の製造方法。
【請求項２】
前記関係を満たす２層の繊維集合体層を製造するために使用する紡糸原液の溶媒として、水への溶解性が１００ｇ／１００ｍｌ以上のものを主体として用いるとともに、紡糸空間を相対湿度４０％以下の所定の相対湿度、かつ前記所定の相対湿度の±２％の相対湿度に維持した状態で、それぞれの繊維集合体層を製造することを特徴とする、請求項１記載の積層繊維集合体の製造方法。
【請求項３】
前記紡糸原液の主体とする溶媒が、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンの中から選ばれる溶媒であることを特徴とする、請求項２記載の積層繊維集合体の製造方法。
【請求項４】
前記関係を満たす２層の繊維集合体層以外の繊維集合体層を製造するために、前記関係を満たす２層の繊維集合体層を製造するために使用する紡糸原液とは異なる紡糸原液を用いて、静電紡糸法により繊維を紡糸し、直接集積して繊維集合体層を製造することを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の積層繊維集合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は積層繊維集合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維集合体を構成する繊維の繊維径が小さいと、分離性能、液体保持性能、払拭性能、隠蔽性能、絶縁性能、或いは柔軟性など、様々な性能に優れているため、繊維集合体を構成する繊維の繊維径は小さいのが好ましい。このような繊維径の小さい繊維からなる繊維集合体の製造方法として、紡糸原液をノズルから押し出すとともに、押し出した紡糸原液に電界を作用させて紡糸原液を延伸し、繊維径の小さい繊維とした後に捕集して繊維集合体とする、いわゆる静電紡糸方法が知られている。例えば、「溶媒として揮発性溶媒を用いて高分子を溶解した高分子溶液を製造する段階と、前記高分子溶液を電荷誘導紡糸工程により紡糸する段階、及びコレクタ上に累積される微細繊維状高分子ウェブを得る段階とを含む微細繊維状高分子ウェブの製造方法」が開示されている（特許文献１）。
【０００３】
一方、平均繊維径の異なる繊維集合体を積層することによって、前記性能を長期間にわたって発揮できることが知られている。例えば、平均繊維径の異なる繊維集合体を積層した積層繊維集合体は、液体又は気体中における固形分の分離性能を長期間にわたって維持できる、つまり、単層からなる繊維集合体と比較して、分離量を多くできることが知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２４９９６６号公報（請求項１など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そのため、前述のような静電紡糸法により製造した、平均繊維径の異なる繊維集合体を積層すれば、前記性能を長期間にわたって発揮できることが予測された。
【０００６】
そして、実際に、静電紡糸法により紡糸した繊維を直接集積して第１の繊維集合体を形成した後、第１の繊維集合体上に、静電紡糸法により紡糸した繊維を直接集積し、第１の繊維集合体とは平均繊維径の異なる第２の繊維集合体を形成して、積層繊維集合体を製造することができた。しかしながら、第１の繊維集合体とは平均繊維径の異なる第２の繊維集合体を製造する際の紡糸原液として、第１の繊維集合体を形成するための紡糸原液と組成は同じであるものの分子量の異なる樹脂を用いた紡糸原液、又は第１の繊維集合体を形成するための紡糸原液と組成は同じであるものの濃度の異なる紡糸原液を使用したため、２種類の紡糸原液を調製する必要があり、製造が煩雑になる、という問題点があった。また、第１の繊維集合体を形成するための紡糸原液又は第２の繊維集合体を形成するための紡糸原液のいずれかと同じ紡糸原液を用い、他方の紡糸原液のみを別の紡糸原液に替えて、平均繊維径差の異なる積層繊維集合体を製造しようとしたところ、別の紡糸原液を供給する紡糸原液供給装置、紡糸原液供給装置からノズルまでの配管、及びノズルを洗浄するか、交換する必要が生じたため、この点でも製造が煩雑であったり、設備が大掛かりになる、という問題が生じた。
【０００７】
本発明は上述のような問題点を低減することを課題とするもので、静電紡糸法により紡糸した繊維を直接集積して製造した、平均繊維径の異なる繊維集合体層を２層以上備えた積層繊維集合体を、従来よりも簡潔に、しかも従来よりも簡素な設備で製造できる方法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】
【０００８】
本発明の請求項１にかかる発明は、「静電紡糸法により紡糸した繊維を直接集積して製造した繊維集合体層を２層以上備えており、同じ樹脂からなる繊維から構成されており、かつ平均繊維径が互いに異なる、という関係を満たす２層の繊維集合体層を備えた積層繊維集合体の製造方法であり、前記２層の繊維集合体層を、同じ紡糸原液を用いるとともに、紡糸空間を互いに異なる相対湿度に設定して製造することを特徴とする、積層繊維集合体の製造方法」である。本発明者は、紡糸空間における相対湿度によって、紡糸原液の粘度が変化するため、一定電界を紡糸原液に作用させたとしても、繊維径が変化することを見出した。そして、相対湿度による繊維径の変化を利用することにより、同じ紡糸原液を用いているにもかかわらず、平均繊維径の異なる積層繊維集合体を製造することに成功した。このように同じ紡糸原液を使用しているため、紡糸原液は１種類調製するだけで済み、また、別の積層繊維集合体を製造する際に、別の紡糸原液を供給する紡糸原液供給装置、紡糸原液供給装置からノズルまでの配管、及びノズルの洗浄や、交換する手間を省くことができるため、簡素な設備で簡潔に平均繊維径の異なる積層繊維集合体を製造することができる。
【０００９】
本発明の請求項２にかかる発明は、「前記関係を満たす２層の繊維集合体層を製造するために使用する紡糸原液の溶媒として、水への溶解性が１００ｇ／１００ｍｌ以上のものを主体として用いるとともに、紡糸空間を相対湿度４０％以下の所定の相対湿度、かつ前記所定の相対湿度の±２％の相対湿度に維持した状態で、それぞれの繊維集合体層を製造することを特徴とする、請求項１記載の積層繊維集合体の製造方法」である。本発明者は、水への溶解性が１００ｇ／１００ｍｌ以上の溶媒は水分を取り込みやすく、取り込んだ水分は紡糸原液の樹脂の貧溶媒として作用し、樹脂の溶解度が低下し、紡糸原液の粘度が上昇し、更にゲル化や凝固が起りやすいため、相対湿度が変化し、溶媒中に取り込まれる水分量が変化することによって、紡糸原液の粘度も変化するため、一定電界をノズルから押し出した紡糸原液に作用させても、繊維径が変化しやすいが、その影響度は相対湿度が一定の範囲内にあれば一定であることも見出した。そこで、相対湿度４０％以下の所定の相対湿度、かつ前記所定の相対湿度の±２％の相対湿度に維持することで、相対湿度による紡糸原液に与える影響を一定とし、繊維径に与える影響を一定とすることによって、繊維径の揃った、所望の平均繊維径の繊維集合体を備えた積層繊維集合体を製造することができる。
【００１０】
本発明の請求項３にかかる発明は、「前記紡糸原液の主体とする溶媒が、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンの中から選ばれる溶媒であることを特徴とする、請求項２記載の積層繊維集合体の製造方法」である。これらの溶媒は、室温付近で飽和蒸気圧に達したとしても、爆発下限よりも十分に低い濃度にまでしかならず、静電紡糸を行っている際に、仮にスパーク放電などが起こっても、爆発の心配が少ないため好適な溶媒である。また、これらの溶媒は樹脂の溶解性が比較的高く、更に蒸気圧がそれほど高くなく、急速に揮発することもないため、好適に使用できる。
【００１１】
本発明の請求項４にかかる発明は、「前記関係を満たす２層の繊維集合体層以外の繊維集合体層を製造するために、前記関係を満たす２層の繊維集合体層を製造するために使用する紡糸原液とは異なる紡糸原液を用いて、静電紡糸法により繊維を紡糸し、直接集積して繊維集合体層を製造することを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の積層繊維集合体の製造方法」である。このように、異なる紡糸原液を用いることによって、前記関係を満たす２層の繊維集合体層と平均繊維径の差の大きい繊維集合体層を製造することができるため、各種性能（例えば、分離性能、液体保持性能、払拭性能、隠蔽性能、絶縁性能、或いは柔軟性など）が高く、長期にわたって持続できる積層繊維集合体を製造することができる。なお、このように異なる紡糸原液を用いた場合であっても、少なくとも２層の繊維集合体層を製造するために、同じ紡糸原液を使用しているため、従来よりも簡素な設備で簡潔に平均繊維径の異なる積層繊維集合体を製造することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の積層繊維集合体の製造方法によれば、従来よりも簡素な設備で簡潔に平均繊維径の異なる積層繊維集合体を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の積層繊維集合体の製造方法について、本発明の積層繊維集合体の製造方法を実施できる製造装置の概念的模式断面図である図１をもとに説明する。
【００１４】
図１の製造装置は、紡糸原液を第１ノズル２ａ及び第２ノズル２ｂへ供給できる紡糸原液供給装置１、紡糸原液供給装置１から供給された紡糸原液を吐出できる第１ノズル２ａ及び第２ノズル２ｂ、第１ノズル２ａ及び第２ノズル２ｂから吐出され、電界によって延伸された繊維を捕集できるアースされた捕集体３、第１ノズル２ａ及び第２ノズル２ｂとアースされた捕集体３との間に電界を形成するために、第１ノズル２ａ及び第２ノズル２ｂに電圧を印加できる電圧印加装置４、第１ノズル２ａを収納した第１紡糸容器６ａ、第２ノズル２ｂを収納した第２紡糸容器６ｂ、第１紡糸容器６ａへ所定相対湿度の気体を供給できる第１気体供給装置７ａ、第２紡糸容器６ｂへ所定相対湿度の気体を供給できる第２気体供給装置７ｂ、及び積層繊維集合体をロール状に巻き取ることのできる巻取り装置８、を備えている。この製造装置においては、紡糸原液供給装置１、第１ノズル２ａ、捕集体３、電圧印加装置４、第１紡糸容器６ａ、及び第１気体供給装置７ａにより第１静電紡糸部Ｅ１を構成し、紡糸原液供給装置１、第２ノズル２ｂ、捕集体３、電圧印加装置４、第２紡糸容器６ｂ、及び第２気体供給装置７ｂにより第２静電紡糸部Ｅ２を構成している。
【００１５】
このような製造装置を用いて２層の積層繊維集合体を製造する場合、まず、紡糸原液を用意する。図１の製造装置においては、１種類の紡糸原液を調製すれば、平均繊維径の異なる繊維集合体からなる２層の積層繊維集合体を製造することができるため、紡糸原液調製の手間を軽減できる。
【００１６】
この紡糸原液は静電紡糸可能な樹脂を溶媒に溶解させた溶液である。樹脂は特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレングリコール、部分けん化ポリビニルアルコール、完全けん化ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレン、或いはポリプロピレンなどを使用できる。これら例示以外の樹脂も使用可能であり、例示以外の樹脂も含め、２種以上の樹脂を溶媒に溶解させた溶液（つまり、紡糸原液）を用いることもできる。
【００１７】
本発明の紡糸原液を構成する溶媒は樹脂を溶解させることのできるものである限り特に限定するものではないが、紡糸原液の主体とする溶媒が、水への溶解性が１００ｇ／１００ｍｌ以上の溶媒（以下、「主溶媒」ということがある）であると、紡糸原液が水分を取り込みやすく、取り込んだ水分が樹脂の貧溶媒として作用し、樹脂の溶解度を低下させ、紡糸原液の粘度が上昇し、更にゲル化や凝固が起りやすいため、相対湿度が変化し、主溶媒中に取り込まれる水分量が変化することによって、紡糸原液の粘度も変化するため、一定電界を紡糸原液に作用させても、繊維径が変化しやすい。この傾向は水への溶解性が高いものほど顕著であり、完全に水と混和する主溶媒は最も影響を受けやすい。そのため、このような主溶媒を用いた紡糸原液の場合には、後述の紡糸空間における相対湿度の管理を行うことによって、このような影響を一定とするのが好ましい。なお、「水への溶解性」は、純水１００ｇに対して攪拌しながら溶媒を滴下していき、混合溶液が白濁したり、分離したりする直前の滴下量をいう。また、「主体としている」とは、溶媒の質量の５０％以上を占めていることをいう。
【００１８】
本発明の紡糸原液を構成する溶媒は樹脂によっても変化するため、特に限定するものではないが、例えば、アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、１，４−ジオキサン、ピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、アセトニトリル、ギ酸（以上、主溶媒）、トルエン、ベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、四塩化炭素、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエタン、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート（以上、非主溶媒）など、１種類以上から構成することができる。これらの中でも、主溶媒であるＮ,Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド、及びＮ−メチル−２−ピロリドンは、室温付近で飽和蒸気圧に達したとしても、爆発下限よりも十分に低い濃度にまでしかならず、静電紡糸を行っている際に、仮にスパーク放電などが起こっても、爆発の心配が少なく、また、これらの溶媒は樹脂の溶解性が比較的高く、更に蒸気圧がそれほど高くなく、急速に揮発することもないため、好適に使用できる。
【００１９】
本発明の紡糸原液の濃度は、樹脂の組成、樹脂の分子量、溶媒等によって変化するため、特に限定するものではないが、静電紡糸への適用性の点から、粘度が１０〜５０００ｍＰａ・ｓの範囲となるような濃度であるのが好ましく、２０〜４０００ｍＰａ・ｓの範囲となるような濃度であるのがより好ましい。粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であると、溶媒が蒸発せず繊維状になりにくい傾向があり、粘度が５０００ｍＰａ・ｓを超えると、紡糸原液が延伸されにくくなり、繊維状となりにくい傾向があるためである。なお、この「粘度」は、粘度測定装置を用い、温度２５℃で測定した、シェアレート１００ｓ−１の時の値をいう。
【００２０】
このような紡糸原液は紡糸原液供給装置１によって、まず、第１ノズル２ａへ供給される。この供給された紡糸原液は第１ノズル２ａから押し出されるとともに、アースされた捕集体３と電圧印加装置４によって印加された第１ノズル２ａとの間の電界による延伸作用を受け、繊維化しながら捕集体３へ向かって飛翔する（いわゆる静電紡糸法）。そして、この飛翔した繊維は直接、捕集体３上に集積し、第１繊維集合体を形成する。
【００２１】
この紡糸原液供給装置１は特に限定されるものではないが、例えば、シリンジポンプ、チューブポンプ、ディスペンサ等を使用することができる。
【００２２】
図１における紡糸原液の第１ノズル２ａからの押し出し方向は、重力と平行な方向であるが、平行である必要はない。
【００２３】
この紡糸原液を押し出す第１ノズル２ａの直径は、得ようとする繊維の平均繊維径によって変化するため、特に限定するものではないが、例えば、繊維の平均繊維径を０．７μｍ以下とする場合には、第１ノズル２ａの直径（内径）は０．１〜２．０ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００２４】
また、第１ノズル２ａは金属製であっても、非金属製であっても良い。第１ノズル２ａが金属製であれば、電圧印加装置４から電圧を印加することにより、第１ノズル２ａを一方の電極として使用することができ、第１ノズル２ａが非金属製である場合には、第１ノズル２ａの内部に電極を設置し、この内部電極へ電圧印加装置４から電圧を印加することにより、押し出した紡糸原液に電界を作用させることができる。
【００２５】
図１においては、電圧印加装置４により第１ノズル２ａに電圧を印加するとともに、捕集体３をアースすることにより電界を形成しているが、図１とは逆に、第１ノズル２ａをアースするとともに、捕集体３に電圧を印加して電界を形成しても良いし、第１ノズル２ａと捕集体３の両方に電圧を印加するものの、電位差を設けるように印加して電界を形成しても良い。なお、この電界は、繊維の平均繊維径、第１ノズル２ａと捕集体３との距離、紡糸原液の溶媒、紡糸原液の粘度などによって変化するため、特に限定するものではないが、０．２〜５ｋＶ／ｃｍであるのが好ましい。電界強度が５ｋＶ／ｃｍを超えると、空気の絶縁破壊が生じやすい傾向があり、０．２ｋＶ／ｃｍ未満であると、紡糸原液の延伸が不十分で繊維形状となりにくい傾向があるためである。
【００２６】
この電圧印加装置４は特に限定されるものではないが、例えば、直流高電圧発生装置やヴァン・デ・グラフ起電機を用いることができる。なお、印加電圧は前述のような電界強度とすることができれば良く、特に限定するものではないが、５〜５０ＫＶ程度であるのが好ましい。
【００２７】
また、印加する電圧の極性はプラスとマイナスのいずれであっても良いが、繊維の拡がりを抑制し、繊維が均一に分散した繊維集合体を製造しやすいように、第１ノズル２ａ側がプラス電位となるようにするのが好ましい。特に、電圧印加時のコロナ放電を抑制しやすいように、捕集体３をアースし、第１ノズル２ａをプラスに印加して、第１ノズル２ａがプラス電位となるようにするのが好ましい。
【００２８】
図１における捕集体３はコンベアであるが、第１ノズル２ａから吐出されて形成する繊維を捕集できるものであれば、コンベアである必要はない。例えば、金属製や炭素などからなる導電性材料又は有機高分子などからなる非導電性材料からなる、不織布、織物、編物、ネット、平板、或いはロールを、捕集体３として使用することができる。場合によっては水や有機溶媒などの液体を捕集体３として使用できる。
【００２９】
図１のように、捕集体３を他方の電極として使用する場合には、捕集体３は体積抵抗が１０９Ω以下の導電性材料（例えば、金属製）からなるのが好ましい。一方、第１ノズル２ａ側から見て、捕集体３よりも後方に対向電極として導電性材料を配置する場合には、捕集体３は必ずしも導電性材料からなる必要はない。後者のように、捕集体３よりも後方に対向電極を配置する場合、捕集体３と対向電極とは接触していても良いし、離間していても良い。
【００３０】
本発明の製造方法を実施できる図１においては、第１紡糸容器６ａ内に設置した第１ノズル２ａと捕集体３との間の第１静電紡糸空間５ａを、所定相対湿度とした状態で実施することにより、所望平均繊維径の第１繊維集合体を形成できる。図１においては、第１気体供給装置７ａを用いて、所定の相対湿度の気体を一定風量で第１紡糸容器６ａへ供給することによって、前記第１紡糸空間５ａを所定相対湿度にすることができる。
【００３１】
なお、紡糸原液の溶媒が、水への溶解性が１００ｇ／１００ｍｌ以上の主溶媒の場合には、第１紡糸空間５ａを、相対湿度４０％以下の所定の相対湿度、かつ前記所定の相対湿度の±２％の相対湿度に維持した状態で実施するのが好ましい。水分を取り込みやすい主溶媒を使用した紡糸原液であっても、相対湿度による影響を一定とすることができ、紡糸原液に与える相対湿度の影響を一定とすることができるため、繊維径の揃った、所望平均繊維径の第１繊維集合体を製造できるためである。
【００３２】
このように第１紡糸空間５ａを、相対湿度４０％以下の所定の相対湿度、かつ前記所定の相対湿度の±２％の相対湿度に維持した状態で実施するために、第１気体供給装置７ａから、相対湿度が４０％以下の気体を供給し、紡糸原液が水分を取り込むことによる樹脂の溶解性の低下、紡糸原液の粘度上昇、及びゲル化や凝固の影響を少なくするのが好ましい。
【００３３】
なお、第１気体供給装置７ａから供給する気体の相対湿度をどの程度とするかは、相対湿度によって繊維径が変化することに加えて、紡糸原液（つまり溶媒や樹脂）によって影響度が異なるため、紡糸しようとする紡糸原液を用い、各種相対湿度で実際に紡糸を行って、実験的に確定することができる。より具体的には、紡糸しようとする紡糸原液を相対湿度が一定（±１％）の状態下で静電紡糸を実施し、その条件で得られる平均繊維径を確認する。この操作を、相対湿度を何水準かに変えて行い、相対湿度と平均繊維径との関係を把握する。この結果から、所望の平均繊維径を得るために必要な相対湿度を決定できる。
【００３４】
例えば、図５に概念的模式断面図を示すような製造装置（捕集体がアルミ箔を貼ったアルミ板１１であること、紡糸容器６が密閉容器であること、及び排気装置８を備えていること以外は、図１の第１静電紡糸部Ｅ１と同様）を用い、重量平均分子量４２万のポリアクリロニトリルを、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミドに濃度１０ｍａｓｓ％となるように溶解させた紡糸原液を用いて、内径が０．４ｍｍのステンレス製ノズル２から１０ｃｍ離れた位置に配置した、アルミ箔を貼ったアルミ板１１上に、紡糸した繊維を集積させて、繊維集合体を形成した。この繊維集合体の形成は、紡糸空間５の相対湿度を２０±１％、２５±１％、３０±１％、３５±１％、及び４０±１％に維持した状態で実施した。そして、各相対湿度で製造した繊維集合体の平均繊維径を計測した。この結果は図６に示す通りであった。この図６から明らかなように、平均繊維径が０．３μｍの繊維集合体を製造したい場合には、相対湿度を２０．９％とし、平均繊維径が０．４μｍの繊維集合体を製造したい場合には、相対湿度を３７．３％にすれば良いことがわかる。なお、本発明における「平均繊維径」は、繊維集合体の表面における電子顕微鏡写真を撮影し、電子顕微鏡写真から繊維径（５０本以上）を計測し、算術平均した値を意味し、繊維本数が５０本に満たない場合には、２枚以上の電子顕微鏡写真を撮影し、５０本以上の繊維径を計測して算術平均値を算出する。
【００３５】
また、紡糸原液の溶媒が、水への溶解性が１００ｇ／１００ｍｌ以上の主溶媒の場合、所定の相対湿度の±２％の相対湿度に維持するのが好ましい。これは前述の通り、主溶媒の水への溶解性が１００ｇ／１００ｍｌ以上であり、相対湿度が変化することで繊維径が変化してしまうため、水分の影響を一定とし、繊維径の揃った繊維集合体を製造できるようにするためである。このことは、前述の図６の結果から、所定の相対湿度の±２％の相対湿度に維持すれば、ほぼ同じ平均繊維径とすることができることが明らかである。図６の結果からも明らかなように、この相対湿度の変動が小さければ小さい程、水分の影響を一定とすることができるため、所定相対湿度の±１．５％以内とするのが好ましく、±１％以内とするのがより好ましい。このように所定相対湿度に保つには、例えば、市販の温湿度調節装置を用いて調湿した気体を第１紡糸容器６ａへ一定風量で供給したり、一定圧力に加圧した気体を第１紡糸容器６ａへ一定風量で供給することで達成することができる。
【００３６】
図１においては、第１紡糸容器６ａを用いることによって、第１紡糸空間５ａ（つまり、第１ノズル２ａと捕集体３との間の空間）を取り囲み、閉鎖的空間としているため、所定の相対湿度の±２％の相対湿度に維持した状態で第１静電紡糸を実施しやすい。
【００３７】
なお、第１紡糸容器６ａへは、所定の相対湿度の気体を一定風量で供給するのが好ましい。風量に変動があると、風量の変動によって溶媒の揮発速度に差が生じ、結果として繊維径のバラツキの大きい繊維集合体となる傾向があるためである。この「一定風量」とは、風量の変化が±１０％以内であることをいい、風量の変化が小さければ小さい程、繊維径のバラツキの小さい繊維集合体とすることができるため、風量の変化は±８％以内であるのが好ましく、±５％以内であるのがより好ましい。このような一定風量の所定の相対湿度の気体を供給できる方法として、例えば、流量計を通して供給する方法や、一定圧力に減圧された圧縮空気を供給する方法などを挙げることができる。なお、所定相対湿度の気体の供給個所は１ヶ所である必要はなく、２ヶ所以上から供給することができる。また、第１紡糸容器６ａ内に複数のノズルがある場合には、個々のノズル毎に供給することもできる。
【００３８】
なお、所定相対湿度の気体の供給方向は、特に限定するものではないが、図１のように、繊維の飛翔方向と所定の相対湿度の気体の供給方向とが一致するように供給すると、繊維の飛翔を妨げないため好ましい供給方向である。なお、図１において、第１ノズル２ａに対して直角方向から供給しても良いし、捕集体３側から第１ノズル２ａの方向へ供給しても良い。
【００３９】
また、第１紡糸容器６ａへの所定相対湿度の気体の供給量は、押し出される紡糸原液の量と樹脂濃度によって適宜決定することができる。つまり、蒸発する溶媒量を計算し、飽和蒸気に達する気体量よりも多い気体量を供給量とすれば良い。なお、供給する所定相対湿度の気体の種類は特に制限はないが、例えば、空気、窒素、二酸化炭素、アルゴンなどを使用できる。経済的見地からは空気が好ましい。
【００４０】
なお、第１気体供給装置７ａとしては、例えば、プロペラファン、シロッコファン、エアコンプレッサー、或いは温湿度調整機能を備えた送風機などを使用することができる。
【００４１】
図１のような第１紡糸容器６ａは第１ノズル２ａを収納できるものであれば良く、特に限定するものではない。
【００４２】
図１においては第１紡糸容器６ａ内の気体を第１排気口６０ａを通じて排出しながら第１静電紡糸を行うことができる。これは、第１静電紡糸を行っていると、第１紡糸容器６ａ内における溶媒の蒸気濃度がどんどん高くなり、溶媒の蒸発が抑制され、繊維径が細くなり、繊維径のバラツキが発生しやすい傾向があり、最悪の場合には、溶媒の蒸気濃度が飽和に達してしまい、第１静電紡糸を行うことが困難となるが、気体を排出できることによって第１紡糸空間５ａにおける溶媒の蒸気濃度も一定として、繊維径の揃った、所望の繊維径の繊維からなる第１繊維集合体を、安定して製造することができる。なお、図１とは異なり、第１排気口６０ａに排気装置（例えば、ファン）を設置し、強制的に排気しても良い。排気装置を設置した場合には、排気量は供給量と同じとし、第１紡糸空間５ａにおける圧力を一定とし、溶媒の蒸発速度を一定として、繊維径のバラツキが生じないようにするのが好ましい。
【００４３】
以上のように第１静電紡糸部Ｅ１において第１静電紡糸を行うのと平行して、第２静電紡糸部Ｅ２において第２静電紡糸を行う。この第２静電紡糸においては、第１静電紡糸を行う際に第１気体供給装置７ａから供給する気体とは異なる相対湿度の気体を第２気体供給装置７ｂから供給し、第２紡糸空間５ｂを第１紡糸空間５ａとは異なる相対湿度とすることによって、第１繊維集合体とは異なる平均繊維径をもつ第２繊維集合体を、第１繊維集合体上に形成すること以外は、第１静電紡糸と全く同様である。
【００４４】
つまり、第１ノズル２ａへ供給される紡糸原液と同じ紡糸原液は紡糸原液供給装置１によって、第２ノズル２ｂへ供給される。この供給された紡糸原液は第２ノズル２ｂから押し出されるとともに、アースされた捕集体３と電圧印加装置４によって印加された第２ノズル２ｂとの間の電界による延伸作用を受け、繊維化しながら捕集体３へ向かって飛翔し、この飛翔した繊維は捕集体３上の第１繊維集合体上に集積して第２繊維集合体を形成し、積層繊維集合体となる。
【００４５】
図１の製造装置においては、紡糸原液供給装置１は第１ノズル２ａ及び第２ノズル２ｂへ同じ紡糸原液を供給すれば良いため、１つの紡糸原液供給装置１だけで良い。そのため、設備が簡素になる。しかしながら、２つの紡糸原液供給装置を使用することもできる。
【００４６】
なお、紡糸原液の第２ノズル２ｂからの押し出し方向は、重力と平行な方向であるが、平行である必要はないし、第１ノズル２ａからの押し出し方向と同じである必要もない。第２ノズル２ｂの直径や材質は第１ノズル２ａと同様であることができるが、第１ノズル２ａと同じであっても違っていても良い。
【００４７】
また、電界の形成方法、電界強度、印加電圧、極性、印加方法なども第１静電紡糸と同様であることができる。図１においては、電圧印加装置４によって第１ノズル２ａ及び第２ノズル２ｂへ同じ電圧を印加しているため、１つの電圧印加装置４を備えており、簡素な設備である。また、電圧印加装置４が１つであると、相対湿度だけを変えることによって、繊維径を変えることができるため、繊維径の制御が容易である。しかしながら、２つの電圧印加装置を使用することもできる。
【００４８】
図１においては、コンベアからなる捕集体３を１つだけ設けているが、第１ノズル２ａから吐出されて形成する繊維を捕集できる第１捕集体と、第２ノズル２ｂから吐出されて形成する繊維を捕集できる第２捕集体とを使用し、別個に繊維集合体を製造した後に積層して積層繊維集合体を製造することもできる。この場合、第１捕集体及び第２捕集体は前述の捕集体３と同様のものであることができ、第１捕集体と第２捕集体とは同じであっても異なっていても良い。
【００４９】
第２静電紡糸を実施する場合にも、第２紡糸容器６ｂへ所定の相対湿度の気体（第１紡糸容器６ａへ供給する気体とは異なる相対湿度の気体）を第２気体供給装置７ｂを用いて、一定風量で供給することによって、第２紡糸空間５ｂを所定相対湿度とした状態で実施することにより、所望平均繊維径の第２繊維集合体を形成できる。この風量は第１気体供給装置７ａからの供給量と同じであっても異なっていても良いが、同じであるのが好ましい。
【００５０】
なお、紡糸原液の溶媒が主溶媒の場合には、第２紡糸空間５ｂを、相対湿度４０％以下の所定の相対湿度、かつ前記所定の相対湿度の±２％の相対湿度に維持した状態で実施するのが好ましい。そのため、第１静電紡糸の場合と同様に、第２紡糸容器６ｂを用い、市販の温湿度調節装置を用いて調湿した気体を第２紡糸容器６ｂへ一定風量で供給したり、一定圧力に加圧した気体を第２紡糸容器６ｂへ一定風量で供給するのが好ましい。なお、第２気体供給装置７ｂから供給する気体の相対湿度をどの程度とするかは、第１静電紡糸の場合と全く同様に、実験的に決定することができる。
【００５１】
また、第２紡糸容器６ｂへも、所定の相対湿度の気体を一定風量で供給するために、流量計を通して供給したり、一定圧力に減圧された圧縮空気を供給するのが好ましい。所定相対湿度の気体の供給個所は１ヶ所である必要はなく、２ヶ所以上から供給することができる。また、第２紡糸容器６ｂ内に複数のノズルがある場合には、個々のノズル毎に供給することもできる。所定相対湿度の気体の供給方向も特に限定するものではないが、図１のように、繊維の飛翔方向と所定の相対湿度の気体の供給方向とが一致するように供給するのが好ましいが、第２ノズル２ｂに対して直角方向から供給しても良いし、捕集体３側から第２ノズル２ｂの方向へ供給しても良い。なお、所定相対湿度の気体の供給方向は第１静電紡糸部Ｅ１と同じであっても良いし、異なっていても良い。
【００５２】
また、第２紡糸容器６ｂへの所定相対湿度の気体の供給量も、押し出される紡糸原液の量と樹脂濃度によって適宜決定することができ、気体としては、例えば、空気、窒素、二酸化炭素、アルゴンなどを使用でき、経済的見地からは空気が好ましい。なお、第２紡糸容器６ｂへ供給する気体は第１紡糸容器６ａへ供給する気体と同じであっても違っていても良い。
【００５３】
なお、第２気体供給装置７ｂも第１気体供給装置７ａと同様のものであることができ、第１気体供給装置７ａと同じであっても違っていても良い。
【００５４】
図１においては第２紡糸容器６ｂ内の気体を第２排気口６０ｂを通じて排出しながら第２静電紡糸を行うことができるが、図１とは異なり、第２排気口６０ｂに排気装置（例えば、ファン）を設置し、強制的に排気しても良い。排気装置を設置した場合には、排気量は供給量と同じとし、第２紡糸空間５ｂにおける圧力を一定とし、溶媒の蒸発速度を一定として、繊維径のバラツキが生じないようにするのが好ましい。第２紡糸容器６ｂ内の気体の排気方法は第１静電紡糸部Ｅ１と同じであっても異なっていても良い。
【００５５】
このようにして製造した積層繊維集積体は巻取り装置８によってロール状に巻き取られる。その後、積層繊維集積体はそのまま、或いは各種用途に適合させるための後処理が施される。
【００５６】
図１の製造装置は上述のように、第１紡糸容器６ａ及び第２紡糸容器６ｂを使用して閉鎖的空間を形成する態様であるが、紡糸空間を所定相対湿度にすることができる限り、図２（概念的模式断面）に示すような開放的な状態で実施することもできる。つまり、図２は図１のような第１紡糸容器６ａ及び第２紡糸容器６ｂを備えておらず、第１静電紡糸紡糸部Ｅ１においては、第１気体供給装置７ａからの所定相対湿度の気体を第１緩衝箱９ａを通して供給することにより、第１紡糸空間５ａを所定相対湿度に維持し、第２静電紡糸紡糸部Ｅ２においては、第２気体供給装置７ｂからの所定相対湿度の気体を第２緩衝箱９ｂを通して供給することにより、第２紡糸空間５ｂを所定相対湿度に維持している。図２における製造装置は、第１紡糸容器６ａ及び第２紡糸容器６ｂを備えていないこと、及び第１気体供給装置７ａ及び第２気体供給装置７ｂからの所定相対湿度の気体を、それぞれ第１緩衝箱９ａ、第２緩衝箱９ｂを通して供給していること以外は、図１と全く同様であることができる。なお、第１緩衝箱９ａ及び第２緩衝箱９ｂは気体が局所的に風量が変わることがないように、つまり第１紡糸空間５ａ及び第２紡糸空間５ｂにおける風量が一定であるように調整するためのものであって、例えば、気体の供給口に、金属又は樹脂製のパンチング（穴開き）プレート、布、不織布などの多孔性材料を備えた箱から構成することができる。なお、図２においては第１静電紡糸部Ｅ１と第２静電紡糸部Ｅ２のいずれも開放的な状態にあるが、いずれか一方を図１と同様の閉鎖的な状態で行っても良い。
【００５７】
図２の製造装置は第１静電紡糸部Ｅ１と第２静電紡糸部Ｅ２において、それぞれ第１緩衝箱９ａと第１ノズル２ａ、第２緩衝箱９ｂと第２ノズル２ｂとがそれぞれ離間した態様であるが、図３（概念的模式断面）に示すように、それぞれ第１緩衝箱９ａと第１ノズル２ａ、第２緩衝箱９ｂと第２ノズル２ｂとがそれぞれ一体化した状態にあっても良い。このように一体化した状態にあると、それぞれ第１紡糸空間５ａ及び第２紡糸空間５ｂを所定の相対湿度に維持しやすい。なお、図３の製造装置は上述の点を除いて図２の製造装置と全く同様であることができる。図３においては第１静電紡糸部Ｅ１と第２静電紡糸部Ｅ２のいずれも緩衝箱とノズルとが一体化した状態にあるが、いずれか一方を図１と同様の閉鎖的な状態で行っても良いし、図２と同様に緩衝箱とノズルとが離間した状態で行っても良い。
【００５８】
図３の製造装置は第１静電紡糸部Ｅ１と第２静電紡糸部Ｅ２において、それぞれ第１緩衝箱９ａと第１ノズル２ａ、第２緩衝箱９ｂと第２ノズル２ｂとが一体化した、開放的な状態にあるが、図４（概念的模式断面）に示すように、第１緩衝箱９ａと第１ノズル２ａ、第２緩衝箱９ｂと第２ノズル２ｂとが一体化した、閉鎖的な状態にあっても良い。このように閉鎖的な状態にあると、それぞれ第１紡糸空間５ａ及び第２紡糸空間５ｂを所定の相対湿度に更に維持しやすい。図４の態様においては、閉鎖的な状態とするために、第１緩衝箱９ａ及び第２緩衝箱９ｂから捕集体３方向へ延びる第１スカート９０ａ及び第２スカート９０ｂをそれぞれ備えている。なお、図４の製造装置は上述の点を除いて図３の製造装置と全く同様であることができる。図４においては第１静電紡糸部Ｅ１と第２静電紡糸部Ｅ２のいずれも緩衝箱とノズルとが一体化した、閉鎖的な状態にあるが、いずれか一方を図１と同様の閉鎖的な状態で行っても良いし、図２と同様に緩衝箱とノズルとが離間した状態で行っても良いし、図３と同様に緩衝箱とノズルとが一体化した開放的な状態で行っても良い。
【００５９】
以上図１〜図４をもとに説明したように、同じ紡糸原液を用いるとともに、紡糸空間を互いに異なる相対湿度に設定しているため、静電紡糸法により紡糸した繊維を直接集積して製造した第１繊維集合体層（以下、「Ａ層」ということがある）と、静電紡糸法により紡糸した第１繊維集合体層（Ａ層）と同じ樹脂からなる繊維を直接集積して製造した、第１繊維集合体層（Ａ層）とは平均繊維径の異なる第２繊維集合体層（以下、「Ｂ層」ということがある）とを備えた、２層の積層繊維集合体を製造することができる。この製造方法によれば、２種類の紡糸原液を調製する必要がなく、別の種類の積層繊維集合体を製造する際に、紡糸原液供給装置、紡糸原液供給装置からノズルまでの配管、及びノズルの洗浄や、交換する必要がないため、簡素な設備で簡潔に、平均繊維径の異なる積層繊維集合体を製造することができる。
【００６０】
しかしながら、本発明は２層の積層繊維集合体の製造方法に限定されない。つまり、上述のような２層の積層繊維集合体を備えた３層以上の積層繊維集合体を製造することができる。より具体的には、Ａ層−Ｂ層−Ａ層のようにＡ層又はＢ層で他方の繊維集合体層を挟み込んだ３層の積層繊維集合体、Ａ層−Ａ層−Ａ層−Ｂ層のように２層以上のＡ層又はＢ層を連続的に積層し、１層のＢ層又はＡ層を積層した４層以上の積層繊維集合体、Ａ層−Ａ層−Ｂ層−Ａ層のように１層のＢ層又はＡ層を中間に積層した４層以上の積層繊維集合体、Ａ層−Ａ層−Ｂ層−Ｂ層のように２層以上のＡ層と２層以上のＢ層を連続して積層した４層以上の積層繊維集合体、Ａ層−Ｂ層−Ａ層−Ｂ層のように２層以上のＡ層と２層以上のＢ層を交互に積層した４層以上の積層繊維集合体、Ａ層−Ｂ層−Ｂ層−Ａ層のように２層以上のＢ層又はＡ層を中間に積層した４層以上の積層繊維集合体であっても製造することができる。このような３層以上の積層繊維集合体は前述のような製造装置へ再度供給することによって製造することができる。また、積層繊維集合体の積層数に応じたノズル（静電紡糸部）を通過させて製造することもできる。この場合であっても、紡糸原液は１種類調製すれば良く、電圧印加装置も１台あれば良いため、従来よりも簡素な設備で簡潔に、積層繊維集合体を製造することができる。
【００６１】
本発明の製造方法は、第１繊維集合体層（Ａ層）と第２繊維集合体層（Ｂ層）のみからなる積層繊維集合体の製造方法に限定されず、第１繊維集合体層（Ａ層）及び第２繊維集合体層（Ｂ層）を構成する繊維と同じ樹脂からなる繊維から構成されており、かつＡ層、Ｂ層のいずれとも平均繊維径の異なる繊維集合体層（以下、「Ｃ層」ということがある）を、１層又は２層以上を規則的に又は不規則に備えた積層繊維集合体を製造することができる。例えば、Ａ層−Ｂ層−Ｃ層の３層積層繊維集合体、Ａ層−Ａ層−Ｂ層−Ｃ層のように、Ａ層、Ｂ層、Ｃ層のうちの少なくとも１つの層を２層以上備えた積層繊維集合体、Ａ層−Ｂ層−Ｃ層−Ａ層のように、Ａ層、Ｂ層、Ｃ層のうちの１層で他の２層を挟み込んだ積層繊維集合体等を製造することができる。なお、順に平均繊維径が同じ又は大きくなるように、又は小さくなるように積層するのが好ましい。このように、本発明においては、第１繊維集合体層（Ａ層）及び第２繊維集合体層（Ｂ層）を構成する繊維と同じ樹脂からなる繊維から構成されており、かつ互いに平均繊維径の異なる繊維集合体層３層以上からなる積層繊維集合体を製造することができる。このような３層以上の積層繊維集合体は、積層繊維集合体の積層数に応じたノズル（静電紡糸部）を通過させて製造することができる。この場合であっても、紡糸原液は１種類調製すれば良く、電圧印加装置も１台あれば良いため、従来よりも簡素な設備で簡潔に、積層繊維集合体を製造することができる。なお、同じ層を形成する場合には、再度同じノズル（静電紡糸部）を通過させて形成しても良い。
【００６２】
更に、本発明の製造方法は、第１繊維集合体層（Ａ層）及び第２繊維集合体層（Ｂ層）を構成する繊維と異なる樹脂からなる繊維から構成されている繊維集合体層（以下、「Ｄ層」ということがある）を、１層又は２層以上を、規則的に又は不規則に備えた積層繊維集合体を製造することができる。このＤ層はＡ層又はＢ層と平均繊維径が同じであっても良いし、違っていても良い。また、Ｄ層は静電紡糸法により製造した繊維集合体であっても良いし、静電紡糸法以外の方法により製造した繊維集合体であっても良い。
【００６３】
Ｄ層を静電紡糸法により製造すると、Ａ層又はＢ層と比較的近い平均繊維径の繊維集合体層を備えた積層繊維集合体を製造することができるため、各種性能（例えば、分離性能、液体保持性能、払拭性能、隠蔽性能、絶縁性能、或いは柔軟性など）が高く、長期にわたって持続できる積層繊維集合体を製造することができる。例えば、図６からわかるように、相対湿度を変化させることにより、平均繊維径は０．２９〜０．４１μｍ程度の範囲で変化するため、Ａ層とＢ層との平均繊維径の差は最大で０．１２μｍ程度であるが、Ａ層又はＢ層と異なる樹脂を用いることによって、０．２９μｍよりも細いか、０．４１μｍよりも太い平均繊維径の繊維集合体を製造することができるため、各種性能が高く、長期にわたって維持できる積層繊維集合体を製造することができる。このようなＤ層はＡ層又はＢ層を製造するために使用する紡糸原液とは異なる紡糸原液を用い、静電紡糸法により繊維を紡糸し、直接集積して製造することができる。ここで、「異なる紡糸原液」とは、完全に同じではないことを意味し、例えば、組成、分子量、又は濃度の少なくとも１つが異なる紡糸原液を意味する。なお、Ｄ層はＡ層又はＢ層上にＤ層を直接形成して積層繊維集合体を製造しても良いし、Ｄ層の上にＡ層又はＢ層を直接形成して積層繊維集合体を製造しても良いし、Ｄ層を別途製造した後に、Ａ層又はＢ層に積層して一体化して積層繊維集合体を製造しても良い。このように異なる紡糸原液を用いた場合であっても、Ａ層及びＢ層を製造するために、同じ紡糸原液を使用しているため、従来よりも簡素な設備で簡潔に平均繊維径の異なる積層繊維集合体を製造することができる。
【００６４】
また、Ｄ層を静電紡糸法以外の方法により製造すると、積層繊維集合体の強度向上など、各種性能を付与した積層繊維集合体を製造することができる。このようなＤ層としては、例えば、カード法やエアレイ法の乾式不織布、湿式不織布、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布、織物、或いは編物、などを挙げることができる。このようなＤ層を備える積層繊維集合体は、常法により製造したＤ層を捕集体上に載置して搬送しながら、Ｄ層上にＡ層又はＢ層を形成して製造することができる。或いは、スパンボンド不織布やメルトブロー不織布の場合には、Ａ層又はＢ層を形成した後に、Ａ層又はＢ層上に、スパンボンド不織布又はメルトブロー不織布を直接形成して製造することもできる。このように静電紡糸法以外の方法により製造したＤ層を用いた場合であっても、Ａ層及びＢ層を製造するために、同じ紡糸原液を使用しているため、従来よりも簡素な設備で簡潔に平均繊維径の異なる積層繊維集合体を製造することができる。
【００６５】
Ｄ層を備えた積層繊維集合体の具体例としては、Ａ層−Ｂ層−Ｄ層の３層積層繊維集合体、Ａ層−Ａ層−Ｂ層−Ｄ層のように、Ａ層、Ｂ層、Ｄ層のうちの少なくとも１つの層を２層以上備えた積層繊維集合体、Ｄ層−Ａ層−Ｂ層−Ｄ層のように、Ａ層、Ｂ層、Ｄ層のうちの１層で他の２層を挟み込んだ積層繊維集合体、等を挙げることができる。なお、順に平均繊維径が同じ又は大きくなるように、又は小さくなるように積層するのが好ましい。また、Ｃ層を１層以上更に備えていても良いし、Ｄ層は１種類である必要はなく、２種類以上のＤ層を備えていても良い。
【００６６】
以上のようにして製造できる積層繊維集合体は、平均繊維径の異なる繊維集合体層を備えていることによって、濾過性能、分離性能、液体保持性能、払拭性能、隠蔽性能、絶縁性能、或いは柔軟性など、様々な性能を長期間にわたって維持できるため、例えば、気体又は液体の濾過材用途、電池用セパレータ用途、燃料電池用電解質支持体用途、傷当て材用途、等に好適に使用することができる。
【実施例】
【００６７】
以下に、本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６８】
（実施例）
重量平均分子量４２万のポリアクリロニトリルを、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド（主溶媒）に濃度１０ｍａｓｓ％となるように溶解させた紡糸原液（粘度：９３０ｍＰａ・ｓ）を用意した。
【００６９】
また、図４に示すような製造装置を用意した。第１静電紡糸部Ｅ１と第２静電紡糸部Ｅ２は次の通りであった。
【００７０】
（第１静電紡糸部Ｅ１）
シリンジ（紡糸原液供給装置１）にポリテトラフルオロエチレン製チューブを接続し、更に前記チューブの先端に、内径が０．４ｍｍのステンレス製第１ノズル２ａを取り付け、更に第１ノズル２ａを第１緩衝箱９ａに取り付けた。この第１緩衝箱９ａは３ｍｍ厚のアクリル板からなる一辺の長さが１０ｃｍの立方体からなる箱で、第１ノズル取り付け面（紡糸空間５ａへの気体供給面）は、直径５．５ｍｍの穴を６０°の角度で、ピッチ１０ｍｍで開けた穴開きプレートで構成されており、しかもこの第１ノズル取り付け面が閉鎖的空間となるように、第１ノズル取り付け面からの長さが４０ｍｍとなるように、アクリル板からなるスカートを取り付けたものを使用した。なお、第１ノズル２ａは前記第１ノズル取り付け面の略中央に取り付けた。
【００７１】
次いで、前記第１ノズル２ａに高電圧電源（電圧印加装置４）を接続した。更に、前記第１ノズル２ａから鉛直下方に１０ｃｍ離れた位置に、表面に導電フッ素加工を施したステンレス製ベルトを備えたコンベア（捕集体３、アース済み）を設置した。
【００７２】
また、第１緩衝箱９ａの第１ノズル取り付け面に対向する面の中央部に第１気体供給装置７ａを接続した。この第１気体供給装置７ａは、エアコンプレッサー、中空糸膜式除湿装置、バルブ付流量計及びバブラーからなり、エアコンプレッサーのエアを中空糸膜式除湿装置に通した後、２分岐させ、それぞれをバルブ付流量計へ供給し、一方のエアは保温した水中にバブリング（バブリングエア）させ、もう一方のエア（除湿エア）はそのままの状態で、これらエアを再び混合し、調湿エアを第１緩衝箱９ａへ供給できるものである。更に、第１緩衝箱９ａ内に湿度センサーを設置した。なお、前記調湿エアは第１緩衝箱９ａの上方から供給され、第１緩衝箱９ａによって均一な流れとなり、第１紡糸空間５ａにおける相対湿度と風量とが一定になる。
【００７３】
（第２静電紡糸部Ｅ２）
第１静電紡糸部Ｅ１と共用する紡糸原液供給装置１、コンベア（捕集体３）、及び電圧印加装置４と、第１静電紡糸部Ｅ１と同様の第２ノズル２ｂ、第２気体供給装置７ｂ、及び第２緩衝箱９ｂからなる。
【００７４】
次いで、前記紡糸原液を前記シリンジ（紡糸原液供給装置１）に入れ、マイクロフィーダーを用いて、第１ノズル２ａ及び第２ノズル２ｂから紡糸原液を鉛直下方へ同量押し出す（いずれの押し出し量も２．５ｇ／時間）とともに、コンベア３を一定速度（表面速度：３ｃｍ／分）で移動（図面上、左から右方向へ移動）させながら、電圧印加装置４から第１ノズル２ａ及び第２ノズル２ｂそれぞれに、＋１６ｋＶの電圧を印加し、押し出した紡糸原液に電界を作用させてそれぞれ繊維化し、前記コンベア３上に集積させて、それぞれ第１繊維集合体層、第２繊維集合体層を形成し、積層繊維集合体を製造した。この積層繊維集合体の第１繊維集合体層表面における平均繊維径は０．４１μｍで、第２繊維集合体層表面における平均繊維径は０．２９μｍであった。
【００７５】
なお、積層繊維集合体を製造する際に、第１気体供給装置７ａ及び第２気体供給装置７ｂにおいて、それぞれの除湿エアとバブリングエアの流量を調節することにより、第１気体供給装置７ａからは相対湿度４０％に設定した調湿エアを、第１緩衝箱９ａへ２０Ｌ／分で供給（風量の変化率：±１％以下）し、第１紡糸空間５ａの相対湿度を３９．３〜４０．９％に維持する一方で、第２気体供給装置７ｂからは相対湿度２０％に設定した調湿エアを、第２緩衝箱９ｂへ２０Ｌ／分で供給（風量の変化率：±１％以下）し、第２紡糸空間５ｂの相対湿度を１９．６〜２０．５％に維持した。また、第１繊維集合体及び第２繊維集合体における繊維の分散状態を均一とするために、前記第１緩衝箱９ａ及び第２緩衝箱９ｂをコンベア３の移動方向と直角方向に一定速度（移動速度：１０ｃｍ／秒）で、それぞれ往復揺動させた。
【００７６】
このように、１種類の紡糸原液を用い、相対湿度を変えるだけで平均繊維径の異なる繊維集合体を備えた積層繊維集合体を製造できるため、簡潔に積層繊維集合体を製造することができる方法であった。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】積層繊維集合体製造装置の概念的模式断面図
【図２】別の積層繊維集合体製造装置の概念的模式断面図
【図３】更に別の積層繊維集合体製造装置の概念的模式断面図
【図４】更に別の積層繊維集合体製造装置の概念的模式断面図
【図５】繊維集合体製造装置の概念的模式断面図
【図６】相対湿度と平均繊維径との関係を表すグラフ
【符号の説明】
【００７８】
１  紡糸原液供給装置
２  ノズル
２ａ  第１ノズル
２ｂ  第２ノズル
３  捕集体
４  電圧印加装置
５  紡糸空間
５ａ  第１紡糸空間
５ｂ  第２紡糸空間
６  紡糸容器
６ａ  第１紡糸容器
６ｂ  第２紡糸容器
６０ａ  第１排気口
６０ｂ  第２排気口
７  気体供給装置
７ａ  第１気体供給装置
７ｂ  第２気体供給装置
８  巻取り装置
９ａ  第１緩衝箱
９ｂ  第２緩衝箱
９０ａ  第１スカート
９０ｂ  第２スカート
１１  アルミ板（捕集体）
Ｅ１  第１静電紡糸部
Ｅ２  第２静電紡糸部
【図１】
2005213668.tif 000003
【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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