JP2018035475A - 繊維集合体の製造方法および繊維集合体 - Google Patents

Abstract

【課題】繊維の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。【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、前記溶媒に対して可溶性で、かつ前記繊維を保持する保持体を、第１エリアおよび第２エリアを有するコレクタの前記第１エリアに配する前記保持体の供給工程と、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、前記保持体および前記第２エリアに前記繊維を堆積させて繊維集合体を形成する堆積工程と、を備える。前記堆積工程では、前記繊維集合体と前記保持体とが固着される。【選択図】図２

Description

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。

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。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。例えば、繊維が粗である場合や、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く、繊維が損傷することがある。また、剥離した繊維集合体のハンドリング性も低い。なお、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こともある。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。

特開２０１５−１０９４３１号公報

繊維集合体は、コレクタから剥離する際に損傷することがある。ナノファイバの繊維集合体や繊維の密度が粗である繊維集合体などは、特に、コレクタから剥離する際に損傷し易い。

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、
前記溶媒に対して可溶性で、かつ前記繊維を保持する保持体を、第１エリアおよび第２エリアを有するコレクタの前記第１エリアに配する前記保持体の供給工程と、
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、前記保持体および前記第２エリアに前記繊維を堆積させて繊維集合体を形成する堆積工程と、を備え、
前記堆積工程において、前記繊維集合体と前記保持体とが固着される、繊維集合体の製造方法に関する。

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一部が前記繊維と固着しており、前記繊維の一部は前記保持体と固着していない、繊維集合体に関する。

本発明によれば、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。

本発明の一実施形態に係る繊維集合体の製造方法において、堆積工程を説明するための模式図である。 保持体およびコレクタ上に繊維集合体が形成された状態を模式的に示す上面図である。 本発明の繊維集合体の製造方法において使用される保持体をコレクタ上に配した状態を模式的に示す上面図である。 本発明の繊維集合体の製造方法において使用される別の保持体をコレクタ上に配した状態を模式的に示す上面図である。 本発明の繊維集合体の製造方法において使用されるさらに別の保持体をコレクタ上に配した状態を模式的に示す上面図である。 本発明の繊維集合体の製造方法において使用されるさらに別の保持体をコレクタ上に配した状態を模式的に示す上面図である。 本発明の繊維集合体の製造方法において使用されるさらに別の保持体をコレクタ上に配した状態を模式的に示す上面図である。 本発明の繊維集合体の製造方法において使用される保持体と被覆材とを円筒状のコレクタ上に配した状態を模式的に示す斜視図である。 本発明の繊維集合体の製造方法において使用されるさらに別の保持体をコレクタ上に配した状態を模式的に示す上面図である。 本発明の繊維集合体の製造方法において使用されるさらに別の保持体をコレクタ上に配した状態を模式的に示す上面図である。 本発明の繊維集合体の製造方法において使用されるさらに別の保持体をコレクタ上に配した状態を模式的に示す上面図である。 本発明の繊維集合体の製造方法において使用される保持体と被覆材とをコレクタ上に配した状態を模式的に示す上面図である。

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、溶媒に対して可溶性で、かつ繊維を保持する保持体を、第１エリアおよび第２エリアを有するコレクタの第１エリアに配する保持体の供給工程と、原料液をノズルから吐出させて、繊維を生成させ、保持体および第２エリアに繊維を堆積させて繊維集合体を形成する堆積工程と、を備える。堆積工程では、繊維集合体と保持体とが固着される。

本実施形態において、堆積工程では、保持体に堆積させた繊維と保持体の少なくとも一部が、溶媒に溶解することで、繊維集合体と保持体とが一体化され、固着される。そのため、繊維集合体を保持体に保持させた状態でコレクタから剥離することができる。よって、従来のコレクタ上に直接繊維を堆積させる場合と比較して、繊維集合体をコレクタから剥離する際の損傷を抑制することができる。コレクタから剥離する際に損傷し易い、ナノファイバの繊維集合体や繊維の密度が粗である繊維集合体などでも、剥離する際の損傷を抑制することができる。また、保持体に保持した状態で繊維集合体を取り扱うことができるため、ハンドリング性も向上する。なお、第１エリアとは、コレクタの表面（繊維を堆積させる側の主面）において、保持体が供給される領域を言い、第２エリアとは、コレクタの表面の第１エリア以外の領域を言う。

好ましい実施形態では、保持体の供給工程において、コレクタの第２エリアの少なくとも一部を露出させ、堆積工程において、繊維を、保持体とコレクタの表面との双方に接触するように堆積させることが好ましい。さらに、保持体の供給工程においては、保持体は少なくとも１つの開口部を備え、開口部においてコレクタの第２エリアが露出していることが好ましい。このような実施形態では、保持体の表面およびコレクタの第２エリアの双方に繊維が堆積することで繊維集合体が形成され、保持体の表面に堆積した繊維と保持体とは少なくとも部分的に固着している。そのため、コレクタから剥離する際には繊維集合体の損傷を抑制しながらも、コレクタから剥離した後に、保持体の部分を切断などにより除去することで、繊維集合体を単独で使用することができる。

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。電極は、少なくとも第１エリアに配置されていることが好ましい。また、電極は、第２エリアには配置されていないことが好ましい。第２エリアには電極を設けないことで第１エリアに繊維を誘引することができ、第１エリアにある保持体に繊維集合体を固着させ易くなる。また、第２エリアを跨ぐように第１エリアに繊維が堆積することで、第２エリアにも繊維を堆積させることができる。なお、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。

電解紡糸法により繊維集合体を形成する場合、繊維は、保持体の表面よりも、電極の表面に堆積し易く、保持体に繊維集合体を固着し難くなることがある。このような事態を防ぐ観点から、保持体に覆われていないコレクタの第２エリアに、保持体の抵抗率以上の抵抗率を有する被覆材を配することが好ましい。ただし、被覆材は、原料液中に含まれる溶媒に対して難溶性であることが望ましい。これにより、繊維集合体は保持体に固着されるが、被覆材からは剥離し易くなるため、剥離させる際の繊維集合体の損傷は抑制される。

本実施形態に係る製造方法は、特に、ナノファイバの繊維集合体や繊維の分布が粗である繊維集合体などを製造する場合に特に有用である。これらの繊維集合体であっても、保持体と固着させることで、剥離の際の損傷が抑制され、ハンドリング性が向上するとともに、保持体の部分を除去することで繊維集合体のみを利用することもできる。繊維集合体における繊維の分布が粗である場合には、例えば、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が、１０〜９０％である場合などが含まれる。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、１０〜６０％であることが好ましく、１０〜４０％であることがさらに好ましい。

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一部が繊維と固着しており、繊維の一部は保持体と固着していない、繊維集合体も含まれる。
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。

［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、保持体をコレクタの第１エリアに配する保持体の供給工程と、保持体およびコレクタの第２エリアに繊維を堆積させて繊維集合体を形成する堆積工程とを備える。保持体の供給工程に先立って、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。

図１は、電界紡糸法による堆積工程を説明するための模式図である。図２は、保持体およびコレクタ上に繊維集合体が形成された状態を模式的に示す上面図である。図２では、電極を省略している。
堆積工程では、放出体１５内に収容した原料液１６を、放出体１５のノズル１４から吐出させて繊維１０を生成させる。そして、生成した繊維１０を、コレクタ１３の表面（具体的には、一方の主面）の第１エリアに載置された保持体１２およびコレクタ１３の第２エリア１３ａに堆積させることで繊維集合体１１が形成される。原料液１６には、繊維１０の原料樹脂を溶解する溶媒が含まれており、繊維１０を堆積させる間、溶媒の一部が、保持体１２およびコレクタ１３上に付着する。繊維１０と保持体１２とが接触する（もしくは重なる）領域１１ａに溶媒が存在することで、繊維１０および保持体１２が少なくとも部分的に溶解して一体化する。これにより、領域１１ａにおいて、繊維集合体１１および保持体１２が固着した状態となる。

コレクタ１３の保持体１２が配置される第１エリアには、電極１７が配置されている。保持体１２は、電極１７上に配置されている。電極１７は、保持体１２に繊維１０が堆積するように、少なくとも第１エリアに配置されていればよい。電極１７は、第２エリア１３ａに配置されていてもよいが、保持体１２上に繊維１０が堆積し易くなるように、第２エリア１３ａ（特に、後述する開口部）には電極１７を配置しない方が好ましい。電極１７の形状や個数は特に制限されない。

繊維１０は、コレクタ１３の第２エリア１３ａにも堆積されるが、コレクタ１３に対しては保持体１２に対する様には固着されない。そのため、保持体１２をコレクタ１３から離す際に、保持体１２に固着された繊維集合体１１をコレクタ１３から容易に剥離させることができ、繊維１０の損傷が抑制される。

（保持体の供給工程）
本工程では、繊維を保持するための保持体を、コレクタの第１エリアに供給する。保持体の供給は、保持体を第１エリアに配することができればよく、例えば、保持体を第１エリアに載置してもよく、被覆、貼付、または印刷などを利用して第１エリアに保持体を形成してもよい。保持体は、原料液に含まれる溶媒に対して可溶性である。堆積工程において、溶媒の作用により保持体と保持体上に体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。保持体は、例えば、原料液に含まれる溶媒に対して可溶性の樹脂で形成できる。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。

保持体の供給工程では、繊維が、保持体およびコレクタの第２エリアに堆積するように、保持体をコレクタの第１エリアに配することが望ましい。つまり、保持体をコレクタの第１エリアに配した状態で、コレクタの第２エリアの少なくとも一部を露出させることが望ましい。この状態には、図２に示すように、保持体が開口部を有しており、開口部においてコレクタの第２エリアが露出した状態も含まれる。

保持体が開口部を有する場合、図２の例のように開口部の周囲が全て保持体により囲まれている必要はない。例えば、図３Ａに示すように、第２エリア１１３ａが露出する矩形の開口部の、３辺を囲むようにコ字状（またはＵ字状）の保持体１１２をコレクタ１１３の第１エリアに配してもよい。また、図３Ｂのように、第２エリア２１３ａが露出する矩形の開口部の、対向する２辺を囲むようにＩ字状の一対の保持体２１２をコレクタ２１３の第１エリアに配してもよい。繊維の堆積により繊維集合体が形成される領域１１１を点線で示す。領域１１１に繊維集合体が形成されると、繊維集合体の端部が保持体１１２や２１２に保持される。

保持体には、複数の開口部が形成されていてもよい。例えば、図３Ｃに示すように、保持体３１２の中央に形成された矩形の開口部と、この矩形の開口部の４辺をそれぞれ取り囲むように形成された４つの開口部とを備える保持体３１２を用いてもよい。いずれの開口部からもコレクタ３１３の第２エリア３１３ａが露出している。保持体３１２では、複数の開口部を形成することで、隣接する開口部間に保持体３１２と同じ材質の橋架け部３１２ａが形成される。繊維集合体を、開口部全体を覆う領域１１１に形成すると、橋架け部３１２ａでも繊維集合体を保持することができる。

なお、図３Ａ〜図３Ｃ、および以下の図３Ｄ〜図３Ｊでは、電極を省略している。
図３Ｄ、図３Ｅおよび図３Ｆも、保持体が複数の開口部を有する例である。
図３Ｄは、保持体４１２は、複数の矩形の開口部を備えており、いずれの開口部からもコレクタ４１３の第２エリア４１３ａが露出している。保持体４１２には、隣接する開口部間において、橋架け部４１２ａが形成されている。繊維集合体を複数の開口部全体を覆う領域１１１に形成すると、保持体４１２の開口部の外縁に加え、橋架け部４１２ａでも繊維集合体を保持することができる。

図３Ｅは、開口部の形状が円形である点で図３Ｄと異なるが、それ以外は図３Ｄと同じである。保持体５１２は、複数の円形の開口部を備えており、隣接する開口部間において橋架け部５１２ａが形成されている。開口部からは、コレクタ４１３の第２エリア４１３ａが露出している。

図３Ｆは、コレクタに巻取回転体（ドラム）を用いた例である。コレクタ６１３の周面には、周面に沿って一回りするように、シート状の保持体６１２が配置されている。保持体６１２には、複数の楕円形の開口部が形成されており、隣接する開口部間には橋架け部６１２ａが形成されている。開口部からはコレクタ６１３の第２エリア６１３ａが露出している。繊維集合体を複数の開口部全体を覆う領域１１１に形成すると、保持体６１２の開口部の外縁に加え、橋架け部６１２ａでも繊維集合体を保持することができる。このようにコレクタは、平面を有するものに限らず、ドラムなどの曲面を備えるものであってもよい。

図３Ｂでは、一対のＩ字状の保持体２１２を設ける場合を示したが、図３Ｇのように、Ｉ字状の保持体７１２を１つだけ設けてもよい。また、図３Ｈのように、Ｌ字状の保持体８１２を１つだけ設けてもよい。これらの例でも、保持体７１２または８１２を載置した状態で、コレクタ７１３または８１３の第２エリア７１３ａまたは８１３ａが露出した状態である。

図３Ｉは、ネット状の保持体を用いた例である。中央に矩形の開口部を備える保持体９１２は、樹脂製のネットで形成されており、開口部からはコレクタ９１３の第２エリア９１３ａが露出している。この場合にも、図２の場合と同様に、保持体９１２の開口部と、保持体９１２の開口部の周辺を取り囲む領域とを覆うように領域１１１に繊維集合体を形成する。ネット状の保持体を用いると、保持体の網目からコレクタの第１エリアの一部が露出した状態となる。そのため、電極を備えるコレクタを用いる電界紡糸法では、繊維が保持体を避けて堆積することを抑制しやすくなる。

電極を備えるコレクタを用いる電界紡糸法において、繊維が保持体を避けて堆積することを抑制する観点からは、少なくとも第１エリアに電極を配置し、開口部などのコレクタが保持体から露出している領域（第２エリア）に、保持体の抵抗率以上の抵抗率を有する被覆材を配してもよい。また、第２エリアには、電極を配置しない場合も好ましい。

被覆材としては、樹脂製のフィルム、ネット、織布、不織布などが利用できる。被覆材は、原料液に含まれる溶媒に対して難溶性であることが望ましい。被覆材が溶媒に対して難溶性であることで、繊維が堆積する際に、繊維は保持体上には固着されるが、被覆材上への固着が抑制される。よって、形成された繊維集合体は、被覆材から容易に剥離させることができるため、繊維集合体の損傷も抑制される。図３Ｊには、被覆材を用いた例を示す。図３Ｊは、保持体１２の開口部に被覆材１８が配されている点で図２とは異なるが、それ以外は図２と同じである。繊維は、保持体１２の開口部（コレクタ１３の第２エリア）に配された被覆材１８と、保持体１２の開口部の周囲とを覆うように、領域１１１に堆積して、繊維集合体を形成する。

被覆材は、繊維を堆積させる領域において、保持体からコレクタが露出している領域（つまり、第２エリア）に配することが好ましい。被覆材は、コレクタの第２エリア、具体的には、保持体の開口部などの、繊維を堆積させる領域において第２エリアに配すればよい。

保持体を構成する樹脂（または高分子物質）は、原料液に含まれる溶媒の種類および／または繊維の材質などに応じて選択できる。保持体を構成する樹脂としては、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。

電界紡糸法で繊維集合体を作製する場合、コレクタ上だけでなく保持体上にも繊維を堆積し易くするため、保持体に導電剤を添加することで、保持体の抵抗率を調節してもよい。保持体の抵抗率は、導電剤の種類および／または量を調節することで調節することができる。導電剤としては、特に制限されず、例えば、カーボンブラック、黒鉛などの導電性炭素材料などが使用される。

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。
被覆材を構成する樹脂としては、例えば、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、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシアルカンなどのフッ素樹脂、ポリアミド、ポリイミドなどが例示できる。これらの樹脂は、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、上記の樹脂に限定されるものではない。また、被覆材には、必要に応じて、保持体について例示したような導電剤を添加してもよい。被覆材の抵抗率は、保持体の抵抗率以上であればよく、保持体の抵抗率より大きくてもよい。

（堆積工程）
堆積工程では、原料液を用いて繊維を保持体およびコレクタの第２エリアに堆積させて繊維集合体を製造する。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、保持体および第２エリアに繊維を堆積させて繊維集合体を形成する。このとき、原料液に含まれている溶媒が、保持体および第２エリアに付着することで、保持体と堆積された繊維とを少なくとも部分的に溶解させ、保持体と繊維集合体とを固着させる。コレクタの第２エリアに堆積した繊維は、溶媒との接触により溶解するものの、一般にコレクタには原料液との接触により溶解しないものが使用されるため、繊維のコレクタへの固着は抑制される。よって、コレクタから繊維集合体を剥離する際に、繊維集合体の損傷が抑制される。

堆積工程では、繊維は、保持体および第２エリアの双方に接触するように堆積される。これにより、コレクタから繊維集合体を剥離する際に、繊維集合体の一部は保持体に保持され、繊維集合体のみからなる残りの部分はコレクタから容易に剥離する。繊維集合体のみを使用する場合には、保持体の部分を裁断すればよい。

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であれば特に制限されず、例えば、溶液紡糸法、および電界紡糸法などが挙げられる。

溶液紡糸法は、繊維の原料樹脂を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。溶媒を用いる溶液紡糸法には、いわゆる湿式紡糸法および乾式紡糸法があるが、本実施形態では、乾式紡糸法が採用される。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。

電界紡糸法は、繊維の原料樹脂を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としての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。

溶液紡糸法および電界紡糸法において、保持体上に付着した溶媒に、保持体上に堆積した繊維と保持体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、溶媒は、繊維が堆積する際には、少なくとも保持体に付着している必要がある。そのため、繊維が堆積する際の温度、湿度、ノズルとコレクタとの間の距離などを調節することで残存する溶媒の量を調節することが好ましい。例えば、繊維が堆積する際の温度は、例えば、１５〜６０℃である。また、湿度は、例えば、２０〜８０％ＲＨである。ノズルとコレクタとの間の距離は、例えば、１０〜６００ｍｍの範囲で調整することが好ましい。溶媒の作用により繊維集合体と保持体とが固着された後には、繊維集合体、保持体およびコレクタに残存する溶媒は、加熱などにより除去される。

溶液紡糸法や電界紡糸法で利用する原料液は、通常、繊維の原料樹脂と溶媒と必要に応じて添加剤とを含んでいる。
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。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。

繊維の原料樹脂としては、特に制限されず、例えば、保持体を構成する樹脂（または高分子物質）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。

［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一部が繊維と固着しており、繊維の一部は保持体と固着していない繊維集合体も包含される。このような繊維集合体は、上記の製造方法により得ることができる。繊維集合体において、保持体は、コレクタから繊維集合体を剥離させるために引っ張るタブとして利用することができ、また、剥離した後の繊維集合体を取り扱うためのタブとして利用してもよい。

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。

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。

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。

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、保持体に繊維集合体の一部を固着させて保持させるため、繊維が粗である場合であっても、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。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。

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。

本発明の一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。

１０：繊維、１１：繊維集合体、１１ａ：領域、１２、１１２、２１２、３１２、４１２、５１２、６１２、７１２、８１２、９１２：保持体、１３、１１３、２１３、３１３、４１３、６１３、７１３、８１３、９１３：コレクタ、１３ａ、１１３ａ、２１３ａ、３１３ａ、４１３ａ、６１３ａ、７１３ａ、８１３ａ、９１３ａ：第２エリア、１４：ノズル、１５：放出体、１６：原料液、１７：電極、１８：被覆材、１１１：領域、３１２ａ、４１２ａ、５１２ａ、６１２ａ：橋架け部

Claims (9)

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、
   前記溶媒に対して可溶性で、かつ前記繊維を保持する保持体を、第１エリアおよび第２エリアを有するコレクタの前記第１エリアに配する前記保持体の供給工程と、
   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、前記保持体および前記第２エリアに前記繊維を堆積させて繊維集合体を形成する堆積工程と、を備え、
   前記堆積工程において、前記繊維集合体と前記保持体とが固着される、繊維集合体の製造方法。
2. 前記供給工程において、前記コレクタの前記第２エリアの少なくとも一部を露出させ、
   前記堆積工程において、前記繊維は、前記保持体と前記コレクタの表面との双方に接触するように堆積される、請求項１に記載の繊維集合体の製造方法。
3. 前記供給工程において、前記保持体は少なくとも１つの開口部を備え、前記開口部において前記コレクタの前記第２エリアが露出している、請求項２に記載の繊維集合体の製造方法。
4. 前記コレクタは、少なくとも前記第１エリアに配置された電極を備え、
   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、前記繊維を堆積させる、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。
5. 前記第２エリアには電極が配置されない、請求項４に記載の繊維集合体の製造方法。
6. 前記第２エリアに、前記溶媒に対して難溶性の被覆材が配されており、
   前記被覆材の抵抗率は、前記保持体の抵抗率以上である、請求項４または５に記載の繊維集合体の製造方法。
7. 前記繊維は、ナノファイバである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の繊維集合体の製造方法。
8. 繊維集合体のみかけの単位面積に占める、前記繊維の面積の割合は１０〜９０％である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の繊維集合体の製造方法。
9. 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一部が前記繊維と固着しており、前記繊維の一部は前記保持体と固着していない、繊維集合体。

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