JP6875590B2 - 繊維堆積体の製造方法、及び膜の製造方法 - Google Patents
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Description
一実施形態では、前記繊維捕集具として、その内部に導電部位を有するものを用いる。
使用者が電界紡糸装置を用いて電界紡糸法を行って紡糸した繊維を繊維捕集具によって捕集して、該繊維捕集具の表面に、該繊維の堆積体を含む膜を形成し、
前記膜が形成された前記繊維捕集具を対象物の表面に押し当てて、該膜を該表面に転写することで、該表面に繊維の堆積体を含む膜を形成する、膜の製造方法を提供するものである。
前記膜が形成された前記繊維捕集具を対象物の表面に押し当てて、該膜を該表面に付着させる、膜の付着方法を提供するものである。
本明細書における「転写性」とは、対象物に繊維堆積体を含む膜を押し当て、膜を対象物に付着させることを意味する。
(1)繊維捕集具1の表面の少なくとも一部に導電部位を有している。
(2)繊維捕集具1の表面の少なくとも一部に親水部位を有している。
(3)繊維捕集具1の内部に導電部位を有している。
繊維シートとしては、例えば各種の不織布、織布、編み地、紙、メッシュシート及びそれらの積層体などが挙げられる。
フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂を原料としたメッシュフィルム、各種のフィルムシート等が挙げられる。
多孔質体としては、例えば発泡体が挙げられ、具体的には、ポリウレタン、湿式ウレタン、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体(NBR)、スチレン・ブタジエン共重合体(SBR)、天然ゴム(NR)、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体(EPDM)、メラミンフォーム、ポリビニルアルコール(PVA)、セルロース等を原料として含む発泡体等が挙げられる。
弾性体としては、例えばゴム製品やエラストマー製品が挙げられ、具体的には、天然ゴム、合成ゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム及びニトリルゴム等のゴム状物質を原料としたゴム製メッシュ、各種のゴムシート、及び発泡ゴム(ゴムスポンジ)等が挙げられる。
これらの材料はこのまま用いてもよく、又は該材料の少なくとも表面に親水性処理や導電性処理などの導電性を高める処理が施されて、これらの材料に導電性原料を含有するものを用いてもよい。導電性を高める処理としては、例えば上記の材料に水や界面活性剤等の液状の導電性原料を混合、塗布又は浸漬する処理や、銅やカーボン等の導電性原料を混合又は塗布するなどの処理が挙げられる。
親水部位の水との接触角は、各親水部位において同一であってもよく、各親水部位において上述した水との接触角の範囲で異なっていてもよい。25℃における水との接触角は、以下の方法により測定される。
測定環境は、気温25℃、相対湿度50±5%RHとする。繊維捕集具における接触角の被測定面に、イオン交換水0.5μLの液滴を付着させ、該液滴を液滴と被測定面との界面が見える側面から録画して、その録画した画像に基づき接触角を測定する。測定装置として例えば協和界面化学株式会社製の自動接触角計DM501Hiを用いる。滴下して、20秒後の画像のうち、液滴の輪郭が鮮明な画像を選択し、その画像について基準面に基づき液滴の接触角を計測し、25℃における水との接触角とする。
本法は日本工業規格(JIS規格L 1907:2004)中の繊維製品の吸水性試験方法における吸水速度(滴下法)を参考に実施する。測定環境は、気温25℃、相対湿度50±5%RHとする。測定方法の概要は、繊維捕集具における吸水させる被測定面に、イオン交換水0.1mLの液滴を付着させ、該被測定面上の該液滴を上から撮影し、その撮影した画像に基づき吸水時間を測定する。観察時の光源は水の鏡面反射が目で確認できる蛍光灯下(500lx〜1000lxの明るさ)で観察を行う。
先ず、平滑なプラスチックバットの上に、紙ナプキンを敷き、その上に繊維捕集具における被測定面を上に向け設置する。繊維捕集具の大きさは、40mm×50mm×20mmの試験片を作成し、繊維捕集具の約1cmの距離から、マイクロピペット(Eppendorf Multipette M4(登録商標))で0.1mLの水を滴下させる。水滴が試験片の表面に達したときから、その試験片が水滴を吸水するにつれて、鏡面反射が消え、湿潤だけが残った状態までの時間をタイマーで1秒単位まで測定する。ただし、6時間を経過しても吸水されない場合は水滴が自然蒸発するため、測定不可とし、試験結果には6時間以上と記載する。
陽イオン界面活性剤としては、例えばセチルトリメチルアンモニウムブロミド、ベヘニルトリメチルアンモニウムクロリド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロリド、トリセチルメチルアンモニウムクロリド、及びステアリルジメチルベンジルアンモニウムクロリド等から選ばれるアルキルトリメチルアンモニウムブドマイド;ジセチルジメチルアンモニウムクロリド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロリド、ジアラキルジメチルアンモニウムクロリド、及びジベヘニルジメチルアンモニウムクロリド等から選ばれるアルキルジメチルアンモニウムクロリド;並びにベンザルコニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩、ジメチルジステアリルアンモニウム塩が挙げられる。
非イオン界面活性剤としては、例えばエチレングリコールモノステアリン酸エステル等のエチレングリコール脂肪酸エステル;ポリエチレングリコール(2)モノステアリン酸エステル等のポリエチレングリコール脂肪酸エステル;ポリエチレングリコール(5)デシルペンタデシルエーテル等のポリアルキレングリコールアルキルエーテル;ポリエチレングリコール(5)硬化ヒマシ油モノイソラウレート等のポリエチレングリコール硬化ヒマシ油;プロピレングリコール脂肪酸エステル;グリセリンモノイソステアリン酸エステル等のモノグリセリンモノ脂肪酸エステル;グリセリンジステアリン酸エステル、グリセリンジラウリン酸エステル等のモノグリセリンジ脂肪酸エステル;グリセリンモノイソステアリルエーテル等のグリセリンアルキルエーテル;ソルビタンモノステアリン酸エステル等のソルビタン脂肪酸エステル;脂肪酸アルカノールアミド、ラウリン酸ジエタノールアミド等の脂肪酸ジアルカノールアミド、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタンなどのポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルなどが挙げられる。
界面活性剤は、上述から選ばれる一種又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
金属としては、例えば銅、アルミニウム、ステンレス等を原料とした金属製メッシュ、各種のシート等が挙げられる。
導電性炭素としては、例えばグラファイト等が挙げられる。
弾性体としては、ニトリルゴム及び天然ゴム等のゴム状物質を原料としたゴム製メッシュ、各種のゴムシート等が挙げられる。
フィルムとしては、ポリエチレン及びポリプロピレン等の樹脂を原料としたメッシュフィルム、各種のフィルムシート等が挙げられる。
多孔質体としては、ポリウレタン、湿式ウレタン、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体(NBR)、スチレン・ブタジエン共重合体(SBR)、天然ゴム(NR)、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体(EPDM)、メラミンフォーム、ポリビニルアルコール(PVA)、セルロース等を原料として含む発泡体等が挙げられる。
これらの材料はこのまま用いてもよく、又は該材料の少なくとも表面に親水性処理や導電性処理などの導電性を高める処理、あるいは疎水性処理等の導電性を低減させる処理が施されたものを用いてもよい。導電性を高める処理としては、例えば上記の材料に水や界面活性剤、塩を混合、塗布又は浸漬する処理や、銅やカーボン等の導電性材料を混合又は塗布するなどの処理が挙げられる。導電性を低減させる処理としては、例えば上記の材料に非導電性材料を混合又は塗布するなどの処理が挙げられる。
本製造方法は、使用者Aが電界紡糸装置10を用いて電界紡糸法を行って紡糸した繊維を、繊維捕集具1の表面に捕集して、繊維堆積体Fを製造する。このように製造された繊維堆積体Fは、好ましくは繊維堆積体を含む膜であり、更に好ましくは繊維堆積体からなる膜であり、また好ましくは多孔質膜である。
本製造方法においては、少なくとも繊維捕集具1は、使用者Aが片手で把持可能な寸法を有していることが好ましく、繊維捕集具1及び電界紡糸装置10の双方が、使用者Aが片手で把持可能な寸法を有していることが更に好ましい。これによって、持ち運びや携帯が容易となり、且つ電界紡糸法による繊維の紡糸時における把持の負担が軽減され、紡糸の利便性が更に向上したものとなる。また、使用者自身が所望する膜を製造でき、且つ該膜を付着させる部位が制限され難いものとなる。
膜を容易に形成する観点から、繊維の堆積体からなる膜は、電界紡糸法によって紡糸された繊維を堆積させることによって形成することが好ましく、該繊維を繊維捕集具1の表面に堆積させることによって形成することがより好ましい。
図3には、繊維堆積体Fの製造者である使用者Aが、電界紡糸装置10を一方の手で持ち、且つ繊維捕集具1における第2主面1bと、他方の手等の身体の一部とを接触させた状態で、使用者A自身が繊維を捕集して、繊維堆積体Fを製造する実施形態が示されている。繊維堆積体Fを製造する際には、電界紡糸装置10における繊維の原料液Lを吐出するノズル(図示せず)を、繊維捕集具1の捕集面となる第1主面1aに向けた状態で、電界紡糸装置10の電源(図示せず)を入れる。これによって、ノズルに正又は負の電圧が印加された状態で、原料液がノズルから吐出されて、電界紡糸が行われる。図3に示す実施形態では、ノズルに正の電圧が印加された状態で電界紡糸が行われている。
特に繊維捕集具1として、上述した体積電気抵抗率を有するものを用いたり、表面部位3が導電部位2の表面に形成されたものを用いることによって、帯電した原料液が繊維となって、捕集面の所望の部位に集中して堆積し易くなり、繊維の紡糸性が更に向上する。
上述した製造方法に用いられる繊維捕集具1は、導電部位2が把持による外力によって変形可能な材料であることも好ましい。更に、表面部位3が弾力性を有していることも好ましい。
構成(3)を例にとると、繊維捕集具は、その体積電気抵抗率が1010Ω・cm以下であることが好ましく、導電部位2と体積電気抵抗率が異なる表面部位3が導電部位2の外側に配されていることがより好ましく、表面部位3の表面電気抵抗率が1011Ω/cm2より大きいことが更に好ましい。
これらの水溶性ポリマーのうち、繊維の製造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等の合成高分子のうち一種又は二種以上を用いることが好ましい。
水溶性ポリマーとしてポリエチレンオキサイドを用いる場合、その数平均分子量は、5万以上300万以下であることが好ましく、10万以上250万以下であることが一層好ましい。
これらの水不溶性ポリマーのうち、繊維堆積体からなる膜の形成後に不溶化処理できる完全鹸化ポリビニルアルコール、架橋剤と併用することで繊維堆積体からなる膜の形成後に架橋処理できる部分鹸化ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール樹脂、(アクリル酸アルキル・オクチルアミド)共重合体等のアクリル樹脂、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のオキサゾリン変性シリコーン、ポリウレタン樹脂、ポリ乳酸等のポリエステル樹脂、及びツエインから選ばれる一種又は二種以上を用いることが好ましい。
本使用形態では、図5(a)に示すように、繊維捕集具1の表面に形成された繊維堆積体Fと、付着対象物である皮膚の表面とが対向するように、繊維堆積体Fを皮膚表面に押し当てる等して当接させ、付着させる。その後、繊維捕集具1の表面から繊維堆積体Fから剥離させるように、繊維捕集具1を付着対象物から離間させて除去する。これによって、図5(b)に示すように、付着対象物の表面に、繊維堆積体Fのみが付着する。即ち、対象物の表面に膜Fを転写させる。
また、図3及び図4に示す各実施形態においては、電界紡糸装置10は、手で把持可能な寸法を有するものであったが、これに代えて、電界紡糸装置を大型の据置タイプのものとしてもよい。
電界紡糸法によって紡糸された繊維を捕集するために用いられる繊維捕集具であって、
前記繊維捕集具は、使用者が手で把持可能な寸法を有し、且つその内部に導電部位を有する、繊維捕集具。
<2>
体積電気抵抗率が、好ましくは1010Ω・cm以下、より好ましくは5×109Ω・cm以下、更に好ましくは109Ω・cm以下である、前記<1>に記載の繊維捕集具。
<3>
体積電気抵抗率が、好ましくは100Ω・cm以上である、前記<1>又は<2>に記載の繊維捕集具。
<4>
前記導電部位の外側に表面部位を更に有し、
前記表面部位の体積電気抵抗率が、前記導電部位の体積電気抵抗率よりも大きい、前記<1>〜<3>のいずれか一に記載の繊維捕集具。
<5>
前記表面部位の表面電気抵抗率が、好ましくは1011Ω/cm2よりも大きく、より好ましくは1.1×1011Ω/cm2以上である、前記<4>に記載の繊維捕集具。
前記表面部位の表面電気抵抗率が、好ましくは500×1012Ω/cm2以下である、前記<4>又は<5>に記載の繊維捕集具。
<7>
前記表面部位は、前記繊維の捕集面と、前記使用者の身体との接触部位とのそれぞれに有している、前記<4>〜<6>のいずれか一に記載の繊維捕集具。
<8>
前記繊維の捕集面における前記表面部位と、前記使用者の身体との接触部位における前記表面部位とが連続して形成されている、前記<4>〜<7>のいずれか一に記載の繊維捕集具。
<9>
前記表面部位が前記繊維捕集具の表面全域に連続して形成されている、前記<4>〜<8>のいずれか一に記載の繊維捕集具。
前記表面部位が、好ましくは前記繊維捕集具を前記使用者が把持したときに、該使用者の把持によって加えられる外力によって変形可能な材料からなり、
より好ましくは弾力性を有する材料を含んで構成されており、
更に好ましくは該材料の単一成形体である、前記<4>〜<9>のいずれか一に記載の繊維捕集具。
<11>
前記導電部位及び前記表面部位の双方が、前記繊維捕集具を前記使用者が把持したときに、該使用者の把持によって加えられる外力によって変形可能な材料からなっている、前記<4>〜<10>のいずれか一に記載の繊維捕集具。
<12>
前記導電部位と前記表面部位との各材料の組み合わせ(導電部位の材料/表面部位の材料)として、金属/不織布、イオン交換水/ニトリルゴム、イオン交換水/ニトリルゴム及び織布、イオン交換水/ニトリルゴム及び不織布、イオン交換水/ニトリルゴム及び紙から選ばれる一種以上である、前記<4>〜<11>のいずれか一に記載の繊維捕集具。
<13>
前記繊維捕集具の質量は、好ましくは500g以下であり、より好ましくは200g以下であり、
前記繊維捕集具の最大差し渡し長さは、好ましくは0.1mm以上30cm以下であり、
前記繊維捕集具の体積は、好ましくは0.5cm3以上104cm3以下である、前記<1>〜<12>のいずれか一に記載の繊維捕集具。
使用者が電界紡糸装置を用いて電界紡糸法を行って紡糸した繊維を繊維捕集具によって捕集して、該繊維捕集具の表面に、該繊維の堆積体を製造する方法であって、
前記繊維捕集具として、その内部に導電部位を有するものを用いる、繊維の堆積体の製造方法。
<15>
前記使用者が、一方の手で前記電界紡糸装置を把持し、他方の手で前記繊維捕集具を把持して、該電界紡糸装置と該繊維捕集具との間に、該使用者の身体を介した電気の導通路が形成された状態下に電界紡糸法を行う、前記<14>に記載の製造方法。
<16>
前記使用者が、一方の手で前記電界紡糸装置を把持し、他方の手で導電体を把持するとともに該導電体を前記繊維捕集具に接触させて、該電界紡糸装置と該繊維捕集具との間に、該使用者の身体及び該導電体を介した電気の導通路が形成された状態下に電界紡糸法を行う、前記<14>に記載の製造方法。
<17>
前記繊維捕集具として、体積電気抵抗率が1010Ω・cm以下であるものを用いる、前記<14>〜<16>のいずれか一に記載の製造方法。
<18>
前記繊維捕集具として、前記導電部位の外側に表面部位を更に有し、
前記表面部位の表面電気抵抗率が1011Ω/cm2よりも大きいものを用いる、前記<14>〜<17>のいずれか一に記載の製造方法。
繊維の原料となる原料液を用いて前記電界紡糸法を行い、
前記原料液は、繊維形成能を有するポリマーを含む溶液又は溶融液である、前記<14>〜<18>のいずれか一に記載の製造方法。
<20>
前記繊維形成能を有するポリマーは、水溶性ポリマーを含み、
好ましくは、前記水溶性ポリマーは、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、及びケラト硫酸のムコ多糖、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、及びヒドロキシプロピルメチルセルロースの天然高分子、部分鹸化ポリビニルアルコール(架橋剤と併用しない場合)、低鹸化ポリビニルアルコール、及びポリビニルピロリドン(PVP)、並びにポリエチレンオキサイド、及びポリアクリル酸ナトリウムの合成高分子から選ばれる一種又は二種以上である、前記<19>に記載の製造方法。
<21>
前記繊維形成能を有するポリマーは、水不溶性ポリマーを含み、
好ましくは、前記水不溶性ポリマーは、繊維形成後に不溶化処理できる完全鹸化ポリビニルアルコール、架橋剤と併用することで繊維形成後に架橋処理できる部分鹸化ポリビニルアルコール、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のオキサゾリン変性シリコーン、ポリビニルアセタールジエチルアミノアセテート、ツエイン(とうもろこし蛋白質の主要成分)、ポリ乳酸(PLA)のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリメタクリル酸樹脂のアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、並びに、ポリアミドイミド樹脂から選ばれる一種又は二種以上である、前記<19>に記載の製造方法。
前記水不溶性ポリマーは、繊維堆積体からなる膜の形成後に不溶化処理できる完全鹸化ポリビニルアルコール、架橋剤と併用することで繊維堆積体からなる膜の形成後に架橋処理できる部分鹸化ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール樹脂、(アクリル酸アルキル・オクチルアミド)共重合体のアクリル樹脂、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のオキサゾリン変性シリコーン、ポリウレタン樹脂、ポリ乳酸のポリエステル樹脂、及びツエインから選ばれる一種又は二種以上である、前記<21>に記載の製造方法。
<23>
繊維形成能を有するポリマーを含む溶液を前記原料液として用い、
前記溶液に用いられる溶媒は、エタノール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコールのアルコール並びに水の揮発性物質から選ばれる一種又は二種以上である、前記<19>〜<22>のいずれか一に記載の製造方法。
<24>
前記電界紡糸装置は、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、これらを内部に収容する筐体とを備え、
前記ノズル先端と、前記繊維捕集具の捕集面との最短距離は、好ましくは30mm以上、より好ましくは50mm以上、更に好ましくは80mm以上であり、
好ましくは180mm以下、更に好ましくは150mm以下である、前記<14>〜<23>のいずれか一に記載の製造方法。
対象物の表面に繊維の堆積体からなる膜を製造する方法であって、
前記<14>ないし<24>のいずれか一に記載の製造方法によって、使用者が前記繊維捕集具の表面に前記繊維の堆積体を含む膜を形成し、
前記膜が形成された前記繊維捕集具を対象物の表面に押し当てて、該膜を該表面に転写することで、該表面に繊維の堆積体を含む膜を形成する、膜の製造方法。
前記電界紡糸装置及び繊維捕集具の一方又は双方として、使用者が手で把持可能な寸法を有するものを用い、
前記繊維を前記繊維捕集具によって前記使用者が捕集して、該繊維捕集具の表面に、該繊維の堆積体を含む膜を形成し、
前記膜が形成された前記繊維捕集具を前記使用者が対象物の表面に押し当てる、前記<25>に記載の製造方法。
<27>
前記繊維捕集具の質量は、500g以下であり、好ましくは200g以下であり、
前記繊維捕集具の最大差し渡し長さは、0.1mm以上30cm以下である、前記<25>又は<26>に記載の製造方法。
<28>
前記電界紡糸装置の質量は、3000g以下であり、好ましくは2000g以下であり、
前記電界紡糸装置の最大差し渡し長さは、40cm以下である、前記<25>〜<27>のいずれか一に記載の製造方法。
<29>
前記繊維捕集具として、その表面に一又は複数の凹部を有するものを用いる、前記<25>〜<28>のいずれか一に記載の製造方法。
<30>
前記凹部が、貫通孔、貫通溝、又は多孔質体が有する微細な孔である、前記<29>に記載の製造方法。
前記多孔質体が、ポリウレタン、湿式ウレタン、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体(NBR)、スチレン・ブタジエン共重合体(SBR)、天然ゴム(NR)、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体(EPDM)、メラミンフォーム、ポリビニルアルコール(PVA)、及びセルロースから選ばれる一種以上を原料として含む発泡体である、前記<30>に記載の製造方法。
<32>
前記繊維捕集具として、その表面に繊維が毛羽立った部位を有するものを用いる、前記<25>〜<31>のいずれか一に記載の製造方法。
<33>
前記毛羽立った部位は、表面に短繊維を起立した状態に固定した部位である、前記<32>に記載の製造方法。
<34>
前記繊維捕集具として、その表面に、前記膜に対する離型作用を有する剤を有するものを用いる、前記<25>〜<33>のいずれか一に記載の製造方法。
前記離型作用を有する剤が、好ましくは粉末剤であり、より好ましくはケイ酸、無水ケイ酸、ケイ酸マグネシウム、タルク、セリサイト、マイカ、カオリン、ベンガラ、クレー、ベントナイト、雲母、チタン被膜雲母、オキシ塩化ビスマス、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化鉄、群青、酸化クロム、水酸化クロム、カラミン、カーボンブラック、チッ化ホウ素、ポリアミド、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ビニル樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ケイ素樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ジビニルベンゼン・スチレン共重合体、シルクパウダー、セルロース、長鎖アルキルリン酸金属塩、N−モノ長鎖アルキルアシル塩基性アミノ酸、及びこれらの複合体から選ばれる一種以上である、前記<34>に記載の製造方法。
<36>
前記対象物の表面に、該対象物と前記膜との接着性を高める剤を予め施しておき、その状態下に、該膜が形成された前記繊維捕集具を該対象物の表面に押し当てる、前記<25>〜<35>のいずれか一に記載の製造方法。
<37>
前記接着性を高める剤が、化粧水、乳液、クリーム、ジェル、及び美容液から選ばれる液状化粧料の一種以上である、前記<36>に記載の製造方法。
<38>
前記繊維捕集具との接着性よりも前記対象物との接着性の方が高い前記膜を、該繊維捕集具の表面に形成する、前記<25>〜<37>のいずれか一に記載の製造方法。
<39>
前記膜が、該膜の中央部分から該膜の外縁に向かって、該膜の厚さが漸次減少している、前記<25>〜<38>のいずれか一に記載の製造方法。
<40>
前記繊維捕集具の表面に形成された膜に、蒸着、めっき、印刷から選ばれる一種以上の加工を施してから、該膜を対象物に転写する、前記<25>〜<39>のいずれか一に記載の製造方法。
<41>
前記加工が、印刷加工であり、好ましくはインクジェット印刷加工である、前記<40>に記載の製造方法。
<42>
使用者が電界紡糸装置を用いて電界紡糸法を行って紡糸した繊維を繊維捕集具によって捕集して、該繊維捕集具の表面に、該繊維の堆積体を含む膜を形成し、
前記膜が形成された前記繊維捕集具を対象物の表面に押し当てて、該膜を該表面に付着させる、膜の付着方法。
繊維捕集具1として、200mLのイオン交換水からなる導電部位2を厚さ60μmのニトリルゴムからなる袋体内に収容して、ニトリルゴムからなる表面部位3を形成した。本実施例の繊維捕集具1は、図2に示すような構造を有し、ニトリルゴムからなる表面部位3が導電部位2の外側に直接配されてなるものであり、略楕円体の立体形状を有するものであった。本実施例の繊維捕集具1は、導電部位2が繊維捕集具1の内部全体に形成され、且つ表面部位3が繊維捕集具1の表面全体に形成されており、繊維捕集具1全体として外力によって変形可能に構成されていた。表面部位3における表面電気抵抗率は、いずれの部位においても実質的に同じであった。(質量:210g、最大差し渡し長さ:150mm)
・紡糸環境:25℃、50%RH
・電界紡糸用原料液:ポリビニルブチラール樹脂(12質量%、積水化学工業株式会社のS−LEC B BM−1(商品名))及び99.5%エタノール(88質量%)の混合溶液
・ノズルへの印加電圧:14.5kV
・ノズルと繊維捕集具1との距離:80mm
・原料液の吐出速度:7.2mL/h
・ノズルの直径:0.7mm
実施例1−1の繊維捕集具の外面全体を、厚さ1300μmの木綿繊維製の織布で更に被覆して表面部位3を形成したものを、繊維捕集具1として用いた。すなわち、本実施例の繊維捕集具1は、イオン交換水からなる導電部位2の表面に、ニトリルゴムの内層及び織布の外層からなる表面部位3が形成されたものであり、織布が繊維捕集具1の最外面を形成していた。導電部位2と表面部位3とは電気的に接続されていた。本実施例の繊維捕集具1は、略楕円体の立体形状を有するものであった。これ以外は実施例1−1と同様に電界紡糸法を行い、繊維捕集具1の表面に多孔質の繊維堆積体Fを形成した。(質量:240g、最大差し渡し長さ:150mm)
実施例1−2の繊維シートに代えて、厚さ300μmのレーヨン繊維製の不織布(実施例1−3)、又は厚さ230μmの紙(実施例1−4;日本製紙社製、キムタオル)で被覆して、表面部位3を形成した繊維捕集具1を用いた他は、実施例1−1と同様に電界紡糸法を行い、繊維捕集具1の表面に多孔質の繊維堆積体Fを形成した。すなわち、本実施例の繊維捕集具1は、イオン交換水からなる導電部位2の表面に、ニトリルゴムの内層及び不織布又は紙外層からなる表面部位3が形成されたものであり、不織布又は紙が繊維捕集具1の最外面を形成していた。(いずれも質量:240g、最大差し渡し長さ:150mm)
導電部位2として、水に代えて、空気を収容した繊維捕集具1を用いた他は、実施例1−1と同様に電界紡糸法を行い、繊維捕集具1の表面に多孔質の繊維堆積体Fを形成した。(質量:10g、最大差し渡し長さ:150mm)
導電部位2として、水に代えて、200mLのシリコーン油(信越化学工業社製、KF−96−10cs)を収容した繊維捕集具1を用いた他は、実施例1−1と同様に電界紡糸法を行い、繊維捕集具1の表面に多孔質の繊維堆積体Fを形成した。(質量:200g、最大差し渡し長さ:150mm)
実施例及び比較例で用いた繊維捕集具の体積電気抵抗率及び表面電気抵抗率は、上述した方法で測定した。結果を表1に示す。
実施例及び比較例の繊維捕集具を用いて、該繊維捕集具における捕集面の図心に向けて繊維を5秒間電界紡糸し、平面視して円状の繊維堆積体Fからなる多孔質膜を得た。この多孔質膜の直径を測定し、形成される繊維の紡糸性を以下の基準で評価した。結果を表1に示す。
A:繊維を効率良く電界紡糸できるとともに、得られた繊維堆積体の直径が2cm以下であり、ターゲット性に非常に優れる。
B:繊維を電界紡糸できるとともに、得られた繊維堆積体の直径が2cm超4cm以下であり、良好なターゲット性を有する。
C:繊維を電界紡糸できるが、得られた繊維堆積体の直径が4cm超であり、ターゲット性が悪い。
繊維捕集具1として、雪ヶ谷化学工業社製の化粧用スポンジ(商品名「ユキロングレーズMG」)を用意した。この繊維捕集具は、縦60mm、横65mmの長方形状の一対の主面を有し、厚み15mmの側面を有するNBR製の多孔質体であり且つ弾力性がある成形体であった。また繊維捕集具は、閉空孔及び開空孔を含む複数の気孔が形成されているものであり、40μmから300μm程度の範囲の気孔径を有する気孔が複合して存在していた。多孔質体の見かけ密度は0.155g/cm3であり、上述の方法で測定した多孔質体の硬さは26.4であった。本実施例の繊維捕集具は、その表面全体に複数の凹部を有するものであった。
・紡糸環境:25℃、50%RH
・電界紡糸用原料液:ポリビニルブチラール樹脂(12質量%、積水化学工業株式会社のS−LEC B BM−1(商品名))及び99.5%エタノール(88質量%)の混合溶液
・ノズルへの印加電圧:14.5kV
・ノズルと繊維捕集具1との距離:80mm
・原料液の吐出速度:7.2mL/h
・ノズルの直径:0.7mm
・紡糸時間:5秒間
繊維捕集具1として、東京パフ社製の化粧用パフ(商品名「フェイスパウダー用パフ」)を用いた点以外は、実施例2−1と同様にして、膜Fを形成し、これを使用者の頬部に転写した。この繊維捕集具は、直径90mmの円形状の一対の主面を有し、厚み15mmの側面を有するポリエステル製の多孔質体であり且つ弾力性がある成形体であった。また、本実施例の繊維捕集具は、多孔質体の表面全体に毛羽立った部位を有するものであり、上述の方法で測定した硬さは17であった。
繊維捕集具1として、アズワン社製のゴム容器(商品名「クリーンノール・にトリル手袋」)を用いた点、及び該繊維捕集具1に膜に対する離型作用を有する剤を施した点以外は、実施例2−1と同様にして、膜Fを形成し、これを使用者の頬部に転写した。斯かるゴム容器は、通常手袋として用いられるものであり、手を挿入する開口部から内部に水200mLを充填した状態で封止し、導電部位を内部に有する繊維捕集具を製造した。この繊維捕集具は、直径75mmの円形状の一対の主面を有し、厚み50mmの側面を有するニトリル製の弾力性がある成形体であった。本実施例の繊維捕集具は、その表面に凹部を有していないものであった。膜に対する離型作用を有する剤は、タルク(三好化成社製、商品名「SI−タルク JA−46R」)を用いた。膜Fを形成する前に、当該剤を繊維捕集具全体に施した。
膜Fを転写させる前に、対象物と膜Fとの接着性を高める剤を、使用者の頬部に適用した点以外は、実施例2−3と同様にして、膜Fを形成し、これを使用者の頬部に転写した。対象物と膜Fとの接着性を高める剤として、化粧料Aを用いた。化粧料Aの組成を下記表2に示す。また下記表2中の各成分の詳細(質量%)を同表に示す。
膜Fを転写させる前に、使用者の頬部に化粧料Aを適用した点以外は、実施例2−1と同様にして、膜Fを形成し、これを使用者の頬部に転写した。
使用者の頬部の代わりに、膜Fを実験机に転写させた点以外は、実施例2−5と同様にして、膜Fを形成し、これを使用者の頬部に転写した。
繊維捕集具1に膜に対する離型作用を有する剤を施さなかった点以外は、実施例2−3と同様にして、膜Fを形成し、これを使用者の頬部に転写した。
膜Fを転写させる前に、使用者の頬部に化粧料Bを適用した点以外は、実施例2−4と同様にして、膜Fを形成し、これを使用者の頬部に転写した。化粧料Bは、対象物と膜Fとの接着性を高める剤であるが、化粧料Aは乳液様の液剤であるのに対して、化粧料Bは化粧水様の液剤であるため、化粧料Aよりも該接着性が低い。化粧料Bの組成を下記表3に示す。また下記表3中の各成分の詳細(質量%)を同表に示す。
繊維捕集具の捕集面上に形成した膜Fを、転写対象物に押し当て、該膜Fが転写されるか否かの試験を5回繰り返した。次いで、膜Fの全体を転写対象物に転写させることに成功した回数に基づき、以下の基準で転写性を評価した。評価結果を表4に示す。
A:転写が成功した回数が4回以上である。
B:転写が成功した回数が2回以上3回以下である。
C:転写が成功した回数が1回である。
D:転写が成功した回数が0回である。
前記〔転写性の評価〕にて転写が成功した膜を目視し、その外観について、「膜全体が転写されており、外観に違和感がない」ものを3点、「膜が部分的に転写されている」ものを2点として評価した。転写が2回以上成功した膜については、当該膜それぞれの評価点の算術平均値を求めた。次いで、下記の基準で仕上がりを評価した。評価結果を表4に示す。
A:評価点が2.8点以上3点以下である。
B:評価点が2.3点以上2.7点以下である。
C:評価点が2.0点以上2.2点以下である。
繊維捕集具1を用いた膜Fの形成から、該膜Fを転写対象物に転写するまでの一連の作業の工程数に基づき、転写作業の簡便性について以下の基準により評価した。
実施例によっては、繊維捕集具1を用いて膜Fを形成する膜形成工程、及び繊維捕集具を押し当て膜Fを転写対象物に転写させる転写工程の他に、繊維捕集具に膜に対する離型作用を有する剤を適用する工程、又は転写対象物に対象物と膜Fとの接着性を高める剤を適用する工程を具備するものがある。評価結果を表4に示す。
A:工程数が2つ以下である。
B:工程数が3つ以上である。
実施例2−1と実施例2−5との対比から、表面に凹部を有する繊維捕集具については、対象物の表面に、該対象物と膜との接着性を高める剤を予め施すことが有効であることが示された。
実施例2−3、実施例2−4、実施例2−7、及び実施例2−8の結果から、表面に凹部を有しない繊維捕集具については、該繊維捕集具の表面に膜に対する離型作用を有する剤を施すこと、又は対象物の表面に、該対象物と膜との接着性を高める剤を予め施すことが有効であることが示された。
また、いずれの実施例においても、少ない工程で、膜を転写させることができ、簡便性に優れることが示された。
1a 第1主面
1b 第2主面
1c 側面
2 導電部位
3 表面部位
5 導電体
10 電界紡糸装置
A 使用者
F 繊維の堆積体(膜)
Claims (14)
- 使用者が電界紡糸装置を用いて電界紡糸法を行って紡糸した繊維を繊維捕集具によって捕集して、該繊維捕集具の表面に、該繊維の堆積体を製造する方法であって、
前記繊維捕集具として、その内部に導電部位を有するものを用い、
前記使用者が、前記繊維捕集具を手で把持して電界紡糸法を行うか、又は
前記使用者が、導電体を手で把持するとともに該導電体を前記繊維捕集具に接触させて電界紡糸法を行う、繊維の堆積体の製造方法。 - 使用者が電界紡糸装置を用いて電界紡糸法を行って紡糸した繊維を繊維捕集具によって捕集して、該繊維捕集具の表面に、該繊維の堆積体を製造する方法であって、
前記繊維捕集具として、その内部に導電部位を有するものを用い、
前記繊維捕集具として、前記導電部位が、前記使用者の把持によって加えられる外力によって変形可能な材料からなる、繊維の堆積体の製造方法。 - 前記使用者が、一方の手で前記電界紡糸装置を把持し、他方の手で前記繊維捕集具を把持して、該電界紡糸装置と該繊維捕集具との間に、該使用者の身体を介した電気の導通路が形成された状態下に電界紡糸法を行う、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記使用者が、一方の手で前記電界紡糸装置を把持し、他方の手で導電体を把持するとともに該導電体を前記繊維捕集具に接触させて、該電界紡糸装置と該繊維捕集具との間に、該使用者の身体及び該導電体を介した電気の導通路が形成された状態下に電界紡糸法を行う、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記繊維捕集具として、体積電気抵抗率が1010Ω・cm以下であるものを用いる、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記繊維捕集具として、前記導電部位の外側に表面部位を更に有し、
前記表面部位の表面電気抵抗率が1011Ω/cm2よりも大きいものを用いる、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の製造方法。 - 前記繊維捕集具として、前記導電部位の外側に表面部位を更に有し、
前記表面部位が弾力性を有するものを用いる、請求項1ないし6のいずれか一項に記載の製造方法。 - 対象物の表面に繊維の堆積体からなる膜を製造する方法であって、
使用者が電界紡糸装置を用いて電界紡糸法を行って紡糸した繊維を、内部に導電部位を有する繊維捕集具によって捕集して、前記繊維捕集具の表面に前記繊維の堆積体を含む膜を形成し、
前記膜が形成された前記繊維捕集具を対象物の表面に押し当てて、該膜を該表面に転写することで、該表面に繊維の堆積体を含む膜を形成する、膜の製造方法。 - 前記電界紡糸装置及び繊維捕集具の一方又は双方として、使用者が手で把持可能な寸法を有するものを用い、
前記繊維を前記繊維捕集具によって前記使用者が捕集して、該繊維捕集具の表面に、該繊維の堆積体を含む膜を形成し、
前記膜が形成された前記繊維捕集具を前記使用者が対象物の表面に押し当てる、請求項8に記載の製造方法。 - 前記繊維捕集具として、その表面に一又は複数の凹部を有するものを用いる、請求項8又は9に記載の製造方法。
- 前記繊維捕集具として、その表面に繊維が毛羽立った部位を有するものを用いる、請求項8ないし10のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記繊維捕集具として、その表面に、前記膜に対する離型作用を有する剤を有するものを用いる、請求項8ないし11のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記対象物の表面に、該対象物と前記膜との接着性を高める剤を予め施しておき、その状態下に、該膜が形成された前記繊維捕集具を該対象物の表面に押し当てる、請求項8ないし12のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記繊維捕集具との接着性よりも前記対象物との接着性の方が高い前記膜を、該繊維捕集具の表面に形成する、請求項8ないし13のいずれか一項に記載の製造方法。
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