JP2023063100A - Fiber assembly and method for producing fiber assembly - Google Patents
Fiber assembly and method for producing fiber assembly Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023063100A JP2023063100A JP2021173395A JP2021173395A JP2023063100A JP 2023063100 A JP2023063100 A JP 2023063100A JP 2021173395 A JP2021173395 A JP 2021173395A JP 2021173395 A JP2021173395 A JP 2021173395A JP 2023063100 A JP2023063100 A JP 2023063100A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- fiber
- support sheet
- rotating body
- fiber group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
Description
本開示は、交差する複数の繊維を含む繊維集合体及び繊維集合体の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a fiber assembly including a plurality of intersecting fibers and a method of manufacturing the fiber assembly.
近年、生物組織や微生物を培養するための培養用足場として、繊維基材が注目されている。特に、生物組織や微生物の成長に方向性が見られる場合、繊維基材を構成する繊維がある一定方向に配列していることが望ましく、繊維を巻取回転体の周面に周回するように堆積させることにより配列性を高める方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 In recent years, fiber substrates have attracted attention as scaffolds for culturing biological tissues and microorganisms. In particular, when directional growth of biological tissues and microorganisms is observed, it is desirable that the fibers constituting the fiber base material are arranged in a certain direction, and the fibers are arranged so as to go around the peripheral surface of the winding rotor. There is known a method of increasing alignment by depositing (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載した繊維集合体の製造方法では繊維の配列性は優れるものの、厚み方向のギャップが狭いため、脆弱体(例えば、生物組織や微生物)の保持量が少ない要因となっていた。 However, although the fiber assembly manufacturing method described in Patent Document 1 has excellent fiber alignment, the gap in the thickness direction is narrow, which is a factor in the amount of fragile bodies (for example, biological tissue and microorganisms) retained. rice field.
本開示は上記に鑑みてなされ、細く、高度に配列した繊維を含む繊維集合体の厚み方向のギャップ確保とギャップ部分の空間領域の確保とを両立させた繊維集合体を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a fiber assembly that achieves both a gap in the thickness direction of the fiber assembly containing fine and highly arranged fibers and a space area in the gap portion. do.
本開示に係る繊維集合体は、支持シートの主面上に高分子材料からなり、第1の方向に延在する複数のタテ糸が第1の方向と交差する第2の方向に沿って配列してなるタテ糸群と、高分子材料からなり、前記第2の方向に延在する複数のヨコ糸が第1の方向に沿って配列してなるヨコ糸群と、を備え、タテ糸群とヨコ糸群との接触部と非接触部とを複数有し、接触部はタテ糸とヨコ糸とが一体化した領域であって、支持シートの主面上に離型処理が施され、タテ糸の線幅が1~10μmであり、ヨコ糸の線幅が10~80μmであり、隣接するタテ糸の間の距離は、隣接するヨコ糸の距離よりも狭く、ヨコ糸群は、2本以上のヨコ糸が第1の方向及び第2の方向と交差する厚み方向に積層している。 The fiber assembly according to the present disclosure is made of a polymer material on the main surface of the support sheet, and a plurality of warp yarns extending in a first direction are arranged along a second direction that intersects the first direction. and a weft yarn group made of a polymer material and made of a plurality of weft yarns extending in the second direction and arranged along the first direction, the warp yarn group and the weft yarn group It has a plurality of contact portions and non-contact portions, and the contact portion is a region where the warp and weft yarns are integrated, and the main surface of the support sheet is subjected to release treatment, and the warp line The width is 1 to 10 μm, the line width of the weft yarn is 10 to 80 μm, the distance between adjacent warp yarns is narrower than the distance between adjacent weft yarns, and the weft yarn group is composed of two or more weft yarns. are laminated in the thickness direction intersecting the first direction and the second direction.
本開示に係る繊維集合体によれば、繊維集合体の厚み方向のギャップ確保とギャップ部分の空間領域の確保との両立が可能となる。 According to the fiber assembly according to the present disclosure, it is possible to ensure both the gap in the thickness direction of the fiber assembly and the space area of the gap portion.
第1の態様に係る繊維集合体は、支持シートの主面上に、高分子材料からなり、第1の方向に延在する複数のタテ糸が第1の方向と交差する第2の方向に沿って配列してなるタテ糸群と、高分子材料からなり、前記第2の方向に延在する複数のヨコ糸が第1の方向に沿って配列してなるヨコ糸群と、を備え、タテ糸群とヨコ糸群との接触部と非接触部とを複数有し、接触部は、タテ糸とヨコ糸とが一体化した領域であって、支持シートの主面上に離型処理が施され、タテ糸の線幅が1~10μmであり、ヨコ糸の線幅が10~80μmであり、隣接するタテ糸の間の距離は、隣接するヨコ糸の間の距離よりも狭く、ヨコ糸群は、2本以上のヨコ糸が第1の方向及び第2の方向と交差する厚み方向に積層している。 The fiber assembly according to the first aspect is formed on the main surface of the support sheet, is made of a polymeric material, and has a plurality of warp yarns extending in a first direction in a second direction intersecting the first direction. and a group of weft threads made of a polymer material and extending in the second direction, the group of warp threads being arranged along the first direction. and a plurality of contact portions and non-contact portions with the weft yarn group, and the contact portion is a region where the warp yarn and the weft yarn are integrated, and the main surface of the support sheet is subjected to a release treatment, The line width of the warp yarn is 1 to 10 μm, the line width of the weft yarn is 10 to 80 μm, the distance between adjacent warp yarns is narrower than the distance between adjacent weft yarns, and the weft yarn group is Two or more weft threads are laminated in the thickness direction intersecting the first direction and the second direction.
第2の態様に係る繊維集合体は、上記第1の態様において、厚み方向に積層した2本以上のヨコ糸は、互いに融着することで一部が一体化して厚み方向に重なっていてもよい。 In the fiber assembly according to the second aspect, in the first aspect, the two or more weft yarns laminated in the thickness direction are partially integrated by being fused to each other, even if they overlap in the thickness direction. good.
第3の態様に係る繊維集合体は、上記第1又は第2の態様において、高分子材料は熱可塑性樹脂が主成分であってもよい。 In the fiber assembly according to the third aspect, in the first or second aspect, the thermoplastic resin may be the main component of the polymeric material.
第4の態様に係る繊維集合体の製造方法は、回転体に筒状に巻回して固定されて回転する支持シートに対して、高分子材料からなる繊維を供給する供給ノズルが回転軸方向に移動しながら繊維を略平行に紡糸することで配列してなる繊維群を配置する、上記第1から第3のいずれかの態様に係る繊維集合体の製造方法であって、回転体に巻回している支持シートの周方向に対向する両端の間の隙間部に略直線上に取り付けたセンサによって、回転体の周期と供給ノズルの移動のタイミングとを同期することにより、単一の糸を厚み方向に複数重ねながら配列してなる糸の群を形成する工程を少なくとも含む。 In the method for manufacturing a fiber assembly according to the fourth aspect, a supply nozzle for supplying fibers made of a polymer material to a support sheet that is cylindrically wound around a rotating body and fixed is rotated in the direction of the rotation axis. A method for producing a fiber assembly according to any one of the first to third aspects, wherein a group of arranged fibers is arranged by spinning the fibers substantially parallel while moving, and the fiber assembly is wound around a rotating body. By synchronizing the cycle of the rotating body with the timing of the movement of the supply nozzle by a sensor attached substantially linearly in the gap between the opposite ends of the supporting sheet in the circumferential direction, a single yarn can be thickened. It includes at least a step of forming a group of yarns arranged while being piled up in multiple directions.
第5の態様に係る繊維集合体の製造方法は、支持シートを回転体の外周面に巻回するように取り付ける工程と、回転体を回転軸について回転させると共に、第1繊維の原料液を供給する第1供給ノズルを回転軸の方向に沿って相対移動させることにより、複数の第1繊維が筒状の支持シートの周面を周回するように配置する第1繊維群を形成する工程と、支持シートが巻回して対向する部分の第1繊維群を切断し、第1繊維群を支持シートと共に回転体から取り外す工程と、第1繊維群と共に回転体から取り外した支持シートを90°回転して回転体に巻回するように取り付ける工程と、回転体を回転軸について回転させると共に、第2繊維の原料液を供給する第2供給ノズルを回転軸の方向に沿って相対移動させることにより、複数の第2繊維を支持シートの第1主面に第1繊維群と交差して回転体の外周面を周回するように配置する第2繊維群を形成する工程と、支持シートが巻回して対向する部分の第2繊維群を切断し、第1繊維群および第2繊維群を支持シートと共に回転体から取り外す工程と、第1繊維群、第2繊維群と共に回転体から取り外した支持シートを90°回転して回転体に巻回するように取り付ける工程と、回転体を前記回転軸について回転させると共に、第3繊維の原料液を供給する第3供給ノズルを回転軸の方向に沿って相対移動させることにより、複数の第3繊維を前記支持シートの第1主面に第2繊維群と交差して回転体の外周面を周回するように配置する第3繊維群を形成する工程と、支持シートが巻回して対向する部分の前記第3繊維群を切断し、第1繊維群、第2繊維群、第3繊維群を支持シートと共に回転体から取り外し、第1繊維群、第2繊維群、第3繊維群が形成された繊維集合体を得る工程と、を含み、第2繊維群を形成する工程において、第2供給ノズルを回転軸の方向に沿って相対移動させる速度を減衰させて、厚み方向に複数本の前記第2繊維を塗布し、第2供給ノズルを加速させて、間隔を空けて次の第2繊維を塗布してもよい。 A method for manufacturing a fiber assembly according to a fifth aspect comprises the steps of: attaching a support sheet to the outer peripheral surface of a rotating body so as to wind it; rotating the rotating body about a rotating shaft; forming a first fiber group in which a plurality of first fibers are arranged so as to circulate around the peripheral surface of a cylindrical support sheet by relatively moving the first supply nozzle along the direction of the rotation axis; A step of cutting the first fiber group in the portion facing the wound support sheet and removing the first fiber group from the rotating body together with the supporting sheet, and rotating the supporting sheet removed from the rotating body together with the first fiber group by 90°. and by rotating the rotating body about the rotating shaft and relatively moving the second supply nozzle for supplying the raw material liquid of the second fibers along the direction of the rotating shaft, forming a second fiber group in which a plurality of second fibers are arranged on the first main surface of the support sheet so as to cross the first fiber group and surround the outer peripheral surface of the rotating body; A step of cutting the second fiber group in the opposing portion, removing the first fiber group and the second fiber group together with the support sheet from the rotating body, and removing the support sheet removed from the rotating body together with the first fiber group and the second fiber group. a step of rotating the rotating body by 90° and winding it around the rotating body; forming a third fiber group in which a plurality of third fibers are arranged on the first main surface of the support sheet so as to intersect with the second fiber group and surround the outer peripheral surface of the rotor; The third fiber group at the portion facing the wound support sheet is cut, the first fiber group, the second fiber group, and the third fiber group are removed from the rotating body together with the support sheet, and the first fiber group and the second fiber group are removed together with the support sheet. a step of obtaining a fiber assembly in which the group and the third fiber group are formed, and in the step of forming the second fiber group, attenuating the relative movement speed of the second supply nozzle along the direction of the rotation axis. Alternatively, a plurality of the second fibers may be applied in the thickness direction, the second supply nozzle may be accelerated, and the next second fiber may be applied at intervals.
第6の態様に係る繊維集合体の製造方法は、上記第5の態様において、第2供給ノズルの相対速度を減衰から加速に切り替えるタイミングを、回転体の外周面に巻回している支持シートの周方向に対向する両端の間の隙間部と対応させてもよい。 A method for manufacturing a fiber assembly according to a sixth aspect is the method according to the fifth aspect, wherein the timing for switching the relative speed of the second supply nozzle from attenuation to acceleration is determined by the support sheet wound around the outer peripheral surface of the rotating body. You may make it correspond to the clearance part between the both ends which oppose in the circumferential direction.
以下、実施の形態に係る繊維集合体の製造装置及び線維集合体の製造方法について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。 Hereinafter, a fiber assembly manufacturing apparatus and a fiber assembly manufacturing method according to embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code|symbol is attached|subjected about the substantially same member in drawing.
(実施の形態1)
<繊維集合体>
図1-1、図1-2、図2-1及び図2-2は、本実施の形態1に係る繊維集合体100の主面において、タテ糸群の繊維密度が密のみのパターン又は密と疎のパターンを有し、ヨコ糸群の繊維密度が疎のみのパターンを有するそれぞれの場合を拡大例示した概略図である。便宜上、ヨコ糸群103を構成するヨコ糸の延在する方向をX方向とし、タテ糸群102-1、102-2を構成するタテ糸の延在する方向をY方向とし、繊維集合体100の主面X-Y面に垂直な方向をZ方向としている。
実施の形態1に係る繊維集合体100は、支持シート101の主面上に、高分子材料からなり、第1の方向(Y方向)に延在する複数のタテ糸が第1の方向(Y方向)と交差する第2の方向(X方向)に沿って配列してなるタテ糸群102-1、102-2と、高分子材料からなり、第2の方向(X方向)に延在する複数のヨコ糸が第1の方向(Y方向)に沿って配列してなるヨコ糸群103と、を備える。また、繊維集合体100は、タテ糸群102-1、102-2とヨコ糸群103との接触部30と非接触部とを複数有する。接触部は、タテ糸とヨコ糸とが一体化した領域である。また、支持シート101の主面上には離型処理が施されている。また、タテ糸の線幅が1~10μmであり、タテ糸の線幅が10~80μmである。隣接するタテ糸の間の距離は、隣接するヨコ糸の間の距離よりも狭い。また、ヨコ糸群103は2本以上のヨコ糸が第1の方向(Y方向)及び第2の方向(X方向)と交差する厚み方向(Z方向)に積層している。
(Embodiment 1)
<Fiber assembly>
1-1, 1-2, 2-1 and 2-2 show a pattern in which the fiber density of the warp group is only dense or dense in the main surface of the fiber assembly 100 according to the first embodiment. FIG. 10 is a schematic diagram showing an enlarged example of each case having a sparse pattern and having a pattern in which the fiber density of the weft group is only sparse. For convenience, the direction in which the weft yarns constituting the weft yarn group 103 extend is the X direction, the direction in which the warp yarns constituting the warp yarn groups 102-1 and 102-2 extend is the Y direction, and the main part of the fiber assembly 100 The direction perpendicular to the XY plane is the Z direction.
The fiber assembly 100 according to Embodiment 1 is made of a polymer material on the main surface of the support sheet 101, and a plurality of warp threads extending in the first direction (Y direction) are arranged in the first direction (Y direction). Warp yarn groups 102-1 and 102-2 arranged along a second direction (X direction) intersecting the direction), and a plurality of warp yarn groups 102-1 and 102-2 made of a polymer material and extending in the second direction (X direction) and a weft yarn group 103 in which the weft yarns are arranged along the first direction (Y direction). The fiber assembly 100 also has a plurality of contact portions 30 and non-contact portions between the warp yarn groups 102-1 and 102-2 and the weft yarn group 103. As shown in FIG. The contact portion is a region where the warp yarn and the weft yarn are integrated. Further, the main surface of the support sheet 101 is subjected to mold release treatment. Further, the line width of the warp yarn is 1 to 10 μm, and the line width of the warp yarn is 10 to 80 μm. The distance between adjacent warp yarns is smaller than the distance between adjacent weft yarns. In the weft yarn group 103, two or more weft yarns are laminated in the thickness direction (Z direction) intersecting the first direction (Y direction) and the second direction (X direction).
本実施の形態1に係る繊維集合体100は、支持シート101と、その主面上に配列されたタテ糸群A102―1、ヨコ糸群103、タテ糸群B102-2と、で構成される。 The fiber assembly 100 according to Embodiment 1 is composed of a support sheet 101, and a warp group A102-1, a weft group 103, and a warp group B102-2 arranged on the main surface thereof.
<支持シート>
支持シート101の主面に近い側から、タテ糸群A102-1、ヨコ糸群103、タテ糸群B102-2が順に積層され、糸の線幅はタテ糸群A102-1、タテ糸群B102-2よりもヨコ糸群103の方が太く、また繊維密度はタテ糸群A102-1、タテ糸群B102-2よりもヨコ糸群103の方が疎である。
支持シート101は、75μm厚のPETフィルムを用い、主面にはフッ素材料により離型処理(図示せず)が施されている。支持シート101に、離型処理が施されているフィルムを用いる理由については後述の繊維集合体の製造方法で詳細に説明する。
<Support sheet>
From the side close to the main surface of the support sheet 101, the warp group A102-1, the weft group 103, and the warp group B102-2 are laminated in order, and the line width of the yarn is wider than the warp group A102-1 and the warp group B102-2. The yarn group 103 is thicker, and the fiber density of the weft yarn group 103 is sparse than the warp yarn group A102-1 and the warp yarn group B102-2.
The support sheet 101 is made of a PET film having a thickness of 75 μm, and its main surface is subjected to release treatment (not shown) with a fluorine material. The reason why a release-treated film is used for the support sheet 101 will be described in detail in the manufacturing method of the fiber assembly described later.
<タテ糸群及びヨコ糸群>
タテ糸群A102-1、ヨコ糸群103、タテ糸群B102-2の素材である高分子材料はポリスチレンを用いている。
タテ糸群A102-1、ヨコ糸群103、タテ糸群B102-2の素材については、後述するような紡糸法によって支持体を作製することができ、熱可塑性を有し、加熱により溶融化して紡糸可能な材料であればよい。タテ糸群A102-1、ヨコ糸群103、タテ糸群B102-2の素材としては、ポリスチレンのみならず、例えば、ポリラクチド(PLA)、ポリーL-乳酸(PLLA)、ポリグリコリド(PGA)、乳酸―グリコール酸共重合体(PLGA)などが挙げられるがこれらに限定されない。また、例えば、一定の導電性を持たせるため等、高分子を主成分とする素材中に無機フィラーが分散していてもよく、タテ糸群A102-1、ヨコ糸群103、タテ糸群B102-2は同じ素材を用いても別の素材を組み合わせてもよい。
<Warp yarn group and weft yarn group>
Polystyrene is used as a polymeric material for the warp group A102-1, the weft group 103, and the warp group B102-2.
The materials of the warp group A102-1, the weft group 103, and the warp group B102-2 can be used to prepare a support by a spinning method as described later, have thermoplasticity, and can be melted by heating and spun. Any material is acceptable. Materials for warp group A102-1, weft group 103, and warp group B102-2 include not only polystyrene but also polylactide (PLA), poly-L-lactic acid (PLLA), polyglycolide (PGA), lactic acid-glycolic acid. Examples include, but are not limited to, copolymers (PLGA). Further, for example, in order to give a certain conductivity, an inorganic filler may be dispersed in a material containing a polymer as a main component. The same material may be used or different materials may be combined.
また後述するようにタテ糸群A102-1、タテ糸群B102-2とヨコ糸群103の接触部分を一体化させる必要があるが、ここに挙げた候補材料は熱可塑性を示し、熱融着による一体化も満足する。
ここで「一体化」とは、接触部分が単に上下の糸が接触して界面を有するのではなく、上下の糸が熱融着により界面を形成していないことを意味する。
In addition, as will be described later, it is necessary to integrate the contact portions of the warp group A 102-1, the warp group B 102-2 and the weft group 103, but the candidate materials listed here exhibit thermoplasticity and are integrated by heat fusion. also satisfied.
The term "integrated" as used herein means that the upper and lower yarns are not thermally fused to form an interface, rather than the upper and lower yarns are in contact with each other at the contact portion to form an interface.
<タテ糸群及びヨコ糸群の線幅>
タテ糸群A102-1とタテ糸群B102-2の線幅は、例えば、4μmであり、ヨコ糸群103の線幅は、例えば、50μmである。
タテ糸群A102―1とタテ糸群B102-2との線幅とは、原糸の長さ方向に垂直な断面の平均的な太さを意味する。例えば、タテ糸群102-1、102-2とヨコ糸群103とで形成された格子上で生物組織として細胞を培養する足場として用いる場合、細胞の接着性の観点から、タテ糸群A102―1、B102-2の線幅は、1μmから10μmが望ましく、1μmから5μm、2μmから4μm等としてもよい。
また、ヨコ糸群103の線幅とは、原糸の長さ方向に垂直な断面の平均的な太さを意味する。後述するように、ヨコ糸群103は、厚み方向にギャップを確保するために2本以上のヨコ糸が積層している。そこで、ギャップ確保と維持の観点から、ヨコ糸群103の線幅は、10μmから80μmが望ましく、20μmから70μm、30μmから60μm等としてもよい。
<Line width of warp yarn group and weft yarn group>
The line width of the warp group A102-1 and the warp group B102-2 is, for example, 4 μm, and the line width of the weft group 103 is, for example, 50 μm.
The line width of the warp group A102-1 and the warp group B102-2 means the average thickness of the cross section perpendicular to the length direction of the raw yarn. For example, when used as a scaffold for culturing cells as a biological tissue on a lattice formed by warp groups 102-1 and 102-2 and weft group 103, from the viewpoint of cell adhesion, warp groups A102-1 and B102 The line width of −2 is desirably 1 μm to 10 μm, and may be 1 μm to 5 μm, 2 μm to 4 μm, and the like.
The line width of the weft group 103 means the average thickness of the cross section perpendicular to the length direction of the raw yarn. As will be described later, in the weft yarn group 103, two or more weft yarns are laminated in order to secure a gap in the thickness direction. Therefore, from the viewpoint of securing and maintaining the gap, the line width of the weft group 103 is desirably 10 μm to 80 μm, and may be 20 μm to 70 μm, 30 μm to 60 μm, and the like.
また、タテ糸群A102―1、タテ糸群B102-2を構成するタテ糸は、1μm~10μmの範囲で、ヨコ糸群103を構成するヨコ糸は10μm~80μmの異なる径を用いてもよい。なお、タテ糸群A102-1、ヨコ糸群103、タテ糸群B102-2で形成された格子の平面均一性や後述する熱融着を伴う略平坦化による接触部の強度確保を鑑みると同じ径を用いてもよい。 The warp yarns forming the warp yarn group A102-1 and the warp yarn group B102-2 may have different diameters in the range of 1 μm to 10 μm, and the weft yarns forming the weft yarn group 103 may have different diameters from 10 μm to 80 μm. In addition, the same diameter is used in consideration of the planar uniformity of the lattice formed by the warp yarn group A102-1, the weft yarn group 103, and the warp yarn group B102-2 and ensuring the strength of the contact portion by substantially flattening with thermal fusion described later. may
<タテ糸群及びヨコ糸群の隙間の間隔>
次に、タテ糸群A102-1、タテ糸群B102-2とヨコ糸群103の隙間の間隔について、図1-1、図1-2、図2-1、図2-2を用いて説明する。
<Gap spacing between warp and weft groups>
Next, the gap between the warp group A 102-1, the warp group B 102-2 and the weft group 103 will be described with reference to FIGS. 1-1, 1-2, 2-1 and 2-2.
図1-1は、タテ糸群A102―1、タテ糸群B102-2とヨコ糸群103とにおいて、隣接するタテ糸間の距離、隣接するヨコ糸間の距離が共に一定のパターンの場合を例示している。図1-2は、図1-1の場合における、第1接触部領域Aの区分を示す。
図1-1のタテ糸群A102―1、タテ糸群B102-2の各タテ糸の隙間の間隔は、例えば、20μmであり、ヨコ糸群103の各ヨコ糸の隙間の間隔は、例えば、600μmである。
FIG. 1-1 illustrates a pattern in which the distance between adjacent warp yarns and the distance between adjacent weft yarns are constant in warp yarn group A 102-1, warp yarn group B 102-2, and weft yarn group 103. there is 1-2 shows the division of the first contact area A in the case of FIG. 1-1.
The gap between the warp yarns of the warp yarn group A102-1 and the warp yarn group B102-2 in FIG. 1-1 is, for example, 20 μm, and the gap between the weft yarns of the weft yarn group 103 is, for example, 600 μm. .
図2-1は、タテ糸群A102―1、タテ糸群B102-2に隣接するヨコ糸間の距離は一定であるが、隣接するタテ糸間の距離は2つのパターンを有する場合を例示している。図2-2は、図2-1の場合における、第1接触部領域Aの区分を示す。
図2-1のタテ糸群A102―1、タテ糸群B102-2の隣接するタテ糸間の間隔が短いパターンは各タテ糸間の間隔が20μmであり、隣接するタテ糸間の間隔が長いパターンは各タテ糸の隙間の間隔が1000μmである。
FIG. 2-1 illustrates a case where the distance between weft yarns adjacent to warp yarn group A102-1 and warp yarn group B102-2 is constant, but the distance between adjacent warp yarns has two patterns. . FIG. 2-2 shows the division of the first contact area A in the case of FIG. 2-1.
The pattern with a short interval between adjacent warp yarns in warp group A102-1 and warp group B102-2 in FIG. The gap between each warp yarn is 1000 μm.
ここで隙間の間隔とは、原糸の長さ方向に垂直な方向の隣接する糸と糸のエッジ間の平均的な距離を意味する。
繊維密度が密な部分の隙間は、例えば、タテ糸群A102―1、タテ糸群B102-2で形成された糸上で生物組織として細胞を培養する足場として用いる場合、糸上或いは糸間の両ケースで培養することを鑑みると5μmから100μmが望ましく、5μmから50μm、5μmから30μm等としてもよい。
繊維密度が密な部分の隙間は、空間領域確保の観点から、100μmから2000μmが望ましく、200μmから2000μm、500μmから2000μm等としてもよい。
Here, the gap distance means the average distance between the edges of adjacent yarns in the direction perpendicular to the length direction of the raw yarn.
The gap in the portion with a high fiber density is, for example, when used as a scaffold for culturing cells as a biological tissue on the yarn formed by the warp group A102-1 and the warp group B102-2, both on the yarn and between the yarns 5 μm to 100 μm, preferably 5 μm to 50 μm, 5 μm to 30 μm, and the like.
From the viewpoint of securing a space area, the gap between the portions where the fiber density is high is desirably 100 μm to 2000 μm, and may be 200 μm to 2000 μm, 500 μm to 2000 μm, and the like.
<第1接触部領域>
次に、図3は、本実施の形態1に係る繊維集合体における第1接触部領域Aの一部の断面を拡大例示した概略図である。
本実施の形態1に係る繊維集合体100のタテ糸A12―1、タテ糸B12―2とヨコ糸13との接触部30の平均厚さtは、例えば100μm相当である。
ここで接触部の平均厚さtとは、タテ糸群とヨコ糸群とが一体化した接触部30におけるタテ糸の厚みとヨコ糸の厚みとの和の平均を意味する。
<First Contact Area>
Next, FIG. 3 is a schematic diagram showing an enlarged example of a cross section of a portion of the first contact portion region A in the fiber assembly according to Embodiment 1. As shown in FIG.
The average thickness t of the contact portion 30 between the warp yarn A12-1, the warp yarn B12-2, and the weft yarn 13 of the fiber assembly 100 according to the first embodiment is equivalent to 100 μm, for example.
Here, the average thickness t of the contact portion means the average sum of the thickness of the warp yarn and the thickness of the weft yarn in the contact portion 30 where the warp yarn group and the weft yarn group are integrated.
タテ糸群A102―1とタテ糸群B102-2とのギャップを確保するためには、後述するような紡糸方法並びに加熱処理によってヨコ糸13を2本以上厚み方向(Z方向)に積層させると共に一体化する接触部の厚さを大きくする方がよい。 In order to secure the gap between the warp yarn group A102-1 and the warp yarn group B102-2, two or more weft yarns 13 are laminated in the thickness direction (Z direction) and integrated by a spinning method and heat treatment as described later. It is better to increase the thickness of the contacting part.
次に、図4は、本実施の形態1に係る繊維集合体の第1接触部領域Aの一部の断面を拡大例示した概略図である。この図を用いて接触部のズレの許容範囲について説明する。
上述のように、後述するような紡糸方法並びに加熱処理によってヨコ糸13を2本以上厚み方向に積層させると共に一体化している。一体化する前は図示したように糸の断面は略円状(図中点線で表現)であり、図のように断面において厚み方向(Z方向)と厚み方向に直交する平面(X-Y面)を考える。この場合において、糸の中心間を結ぶ線と平面とのなす角度をθとして構造上の安定性を鑑みると、θは、45°から135°が望ましく、60°から120°、85°から105°等としてもよい。また、上記θが45°から135°の範囲内の領域が図1-2、図2-2の主面の第1接触部領域Aの80%~100%の範囲であることがギャップ確保の観点から望ましい。
Next, FIG. 4 is a schematic diagram showing an enlarged example of a cross section of a portion of the first contact portion region A of the fiber assembly according to Embodiment 1. As shown in FIG. The permissible range of displacement of the contact portion will be described with reference to this figure.
As described above, two or more weft yarns 13 are laminated in the thickness direction and integrated by a spinning method and a heat treatment, which will be described later. As shown in the figure, the cross section of the thread is approximately circular (represented by the dotted line in the figure) before being integrated. )think of. In this case, the angle between the line connecting the centers of the threads and the plane is θ, and in consideration of structural stability, θ is preferably 45° to 135°, 60° to 120°, 85° to 105°. ° etc. may be used. In addition, the area where θ is in the range of 45° to 135° is in the range of 80% to 100% of the first contact portion area A on the main surface in FIGS. 1-2 and 2-2. desirable from this point of view.
次に、図5A乃至図5Dは、本実施の形態1に係る繊維集合体から枠体を介して繊維群を容器に接着する態様を示した模式図である。
図5Aは、本実施の形態1に係る繊維集合体100から実使用部分を個片カットする際の切断線601を示す概略図である。図5Bは、図5Aで固片カットされた部分に枠体602を押圧して接着する動作の一部を示す斜視図である。図5Cは、図5Bの枠体602を支持シート101から剥離した後の斜視図である。図5Dは図5Cで枠体602を介して自立化した繊維群604を603の容器の開口面に接着した斜視図である。
支持シート101のタテ糸群A102―1、ヨコ糸群103、タテ糸群B102-2を備えた主面と対向する側の枠体602の面には接着層(図示せず)が塗膜されている。枠体602を支持シート101に押圧した後に枠体602を剥離すると、枠体602の接着層にタテ糸群102-1、102-2とヨコ糸群103とからなる繊維群604を転写することが可能となる。
Next, FIGS. 5A to 5D are schematic diagrams showing modes of adhering a fiber group to a container via a frame from the fiber assembly according to the first embodiment.
FIG. 5A is a schematic diagram showing a cutting line 601 when individual pieces are cut from the fiber assembly 100 according to Embodiment 1 to actually use portions. FIG. 5B is a perspective view showing a part of the operation of pressing and adhering the frame 602 to the portion cut into pieces in FIG. 5A. 5C is a perspective view after peeling the frame 602 of FIG. 5B from the support sheet 101. FIG. FIG. 5D is a perspective view of the fiber group 604 self-supporting through the frame 602 in FIG. 5C adhered to the opening surface of the container 603.
An adhesive layer (not shown) is applied to the surface of the frame body 602 facing the main surface of the support sheet 101 having the warp group A102-1, the weft group 103, and the warp group B102-2. When the frame 602 is peeled off after pressing the frame 602 against the support sheet 101, the fiber group 604 composed of the warp yarn groups 102-1 and 102-2 and the weft yarn group 103 can be transferred to the adhesive layer of the frame 602. becomes.
本実施の形態1では容器603にポリスチレンを用い、容器603の開口面に対し繊維群604を熱圧着し、容器603に接着するが、熱圧着しなくてもよく、例えば、接着剤を介して接着してもよい。 In Embodiment 1, polystyrene is used for the container 603, and the fiber group 604 is thermocompression bonded to the opening surface of the container 603 and adhered to the container 603. However, the thermocompression bonding may not be performed, for example, via an adhesive. It can be glued.
<繊維集合体の製造方法>
図6は、本実施の形態1に係る繊維集合体の製造方法を示すフローチャートである。
(1)本実施の形態1では、支持シートを回転体の外周面に巻回するように取り付ける(S1)。
(2)そして、回転体を回転軸について回転させる。このとき、例えば、第1繊維(あるいは、その原料液)を供給する供給ノズルを回転軸の方向に沿って相対移動させることにより、複数の第1繊維が筒状の支持シートの周面を周回するように配置され、高度な配列性を有する第1繊維群が形成される(S2)。
<Manufacturing method of fiber assembly>
FIG. 6 is a flow chart showing the method for manufacturing a fiber assembly according to the first embodiment.
(1) In the first embodiment, the supporting sheet is attached so as to be wound around the outer peripheral surface of the rotor (S1).
(2) Then, the rotor is rotated about the rotation axis. At this time, for example, by relatively moving the supply nozzle that supplies the first fibers (or the raw material liquid thereof) along the direction of the rotation axis, the plurality of first fibers circulates around the peripheral surface of the cylindrical support sheet. A first fiber group having a high degree of arrangement is formed (S2).
(3)次に、支持シートが巻回して対向する部分の第1繊維群を切断し、第1繊維群を支持シートと共に回転体から取り外す(S3)。
(4)次に、例えば第1繊維群と共に回転体から取り外した支持シートを90°回転して回転体に巻回するように取り付ける(S4)。つまり、支持シートの上の第1繊維群の第1繊維が延在する方向が回転体の外周面の周回方向と異なるように支持シートを回転体の外周面に巻回させて取り付ける。
ここで、支持シートは、その柔軟性により、第1繊維群に過度な負荷をかけることなく、変形できるが故に、第1繊維群の配列性を損なわない状態で取り扱うことを可能とする。
(3) Next, the first fiber group at the portion facing the wound support sheet is cut, and the first fiber group is removed from the rotating body together with the support sheet (S3).
(4) Next, for example, the support sheet removed from the rotating body together with the first fiber group is rotated by 90° and attached to the rotating body so as to be wound (S4). That is, the support sheet is wound around the outer peripheral surface of the rotating body so that the direction in which the first fibers of the first fiber group on the supporting sheet extend is different from the winding direction of the outer peripheral surface of the rotating body.
Here, the support sheet can be deformed without applying an excessive load to the first fiber group due to its flexibility, so that it can be handled without impairing the arrangement of the first fiber group.
(5)次に、回転体を回転軸について回転させる。このとき、例えば、第2繊維(あるいは、その原料液)を供給する供給ノズルを回転軸の方向に沿って相対移動させることにより、複数の第2繊維を支持シートの第1主面に第1繊維群と交差して回転体の外周面を周回するように配置して第2繊維群が形成される(S5)。 (5) Next, the rotor is rotated about the rotation axis. At this time, for example, by relatively moving the supply nozzle that supplies the second fibers (or the raw material liquid thereof) along the direction of the rotation axis, the plurality of second fibers are spread on the first main surface of the support sheet. A second fiber group is formed by intersecting with the fiber group and circulating around the outer peripheral surface of the rotating body (S5).
(6)次に、支持シートが巻回して対向する部分の第2繊維群を切断し、第1繊維群および第2繊維群を支持シートと共に回転体から取り外す(S6)。
(7)次に、例えば第1繊維群、第2繊維群と共に回転体から取り外した支持シートを90°回転して回転体に巻回するように取り付ける(S7)。
(6) Next, the second fiber group at the portion facing the wound support sheet is cut, and the first fiber group and the second fiber group are removed from the rotating body together with the support sheet (S6).
(7) Next, for example, the support sheet removed from the rotating body together with the first fiber group and the second fiber group is rotated by 90° and attached to the rotating body so as to be wound (S7).
(8)次に、回転体を回転軸について回転させる。このとき、例えば、第3繊維(あるいは、その原料液)を供給する供給ノズルを回転軸の方向に沿って相対移動させることにより、複数の第3繊維を支持シートの第1主面に第2繊維群と交差して回転体の外周面を周回するように配置して第3繊維群が形成される(S8)。
(9)最後に、支持シートが巻回して対向する部分の第3繊維群を切断し、第1繊維群、第2繊維群、第3繊維群を支持シートと共に回転体から取り外し、高度な配列性を有する第1繊維群、第2繊維群、第3繊維群が形成された繊維集合体を得る(S9)。
(8) Next, the rotor is rotated about the rotation axis. At this time, for example, by relatively moving a supply nozzle that supplies the third fibers (or its raw material liquid) along the direction of the rotation axis, the plurality of third fibers are spread over the first main surface of the support sheet. A third fiber group is formed by intersecting with the fiber group and circulating around the outer peripheral surface of the rotating body (S8).
(9) Finally, the third fiber group at the portion where the support sheet is wound and faces is cut, and the first fiber group, the second fiber group, and the third fiber group are removed together with the support sheet from the rotating body, and are highly arranged. A fiber assembly in which the first, second, and third fiber groups having properties are formed is obtained (S9).
<繊維集合体の製造装置>
次に、上述した本実施の形態1に係る繊維集合体の製造方法を具現化するための繊維集合体の製造装置について説明する。
実施の形態1に係る第1取り付け工程(S1)、第2取り付け工程(S4)、第3取り付け工程(S7)の一例の詳細を、図7の斜視図、図8の断面図を用いて説明する。
第1取り付け工程(S1)の説明で上述したように、支持シート101が長尺の回転体41に固定テープ60を介して取り付けられる。
<Manufacturing device for fiber assembly>
Next, a fiber assembly manufacturing apparatus for embodying the above-described fiber assembly manufacturing method according to the first embodiment will be described.
Details of an example of the first mounting step (S1), the second mounting step (S4), and the third mounting step (S7) according to Embodiment 1 will be described with reference to the perspective view of FIG. 7 and the cross-sectional view of FIG. do.
As described above in the first attachment step (S1), the support sheet 101 is attached to the elongated rotor 41 via the fixing tape 60 .
また、支持シート101は、端面を回転体の外周面に同心円状に外接する環形状の複数のガイド部材90の側面に図7中の黒矢印の方向のように沿わせることで支持シートの位置を規制しながら回転体の外周面に巻回させて取り付けられる。 The support sheet 101 is positioned along the side surfaces of a plurality of ring-shaped guide members 90 concentrically circumscribing the outer peripheral surface of the rotating body in the directions indicated by the black arrows in FIG. is wound around the outer peripheral surface of the rotating body while regulating the
更に、回転体41の外側にセンサ92が固定されており、隙間部85の位置を検知し、回転体41の回転数を後述する供給ノズル31、71、73の相対移動と同期させる。 Furthermore, a sensor 92 is fixed to the outside of the rotor 41 to detect the position of the gap 85 and synchronize the number of rotations of the rotor 41 with the relative movement of the supply nozzles 31, 71 and 73, which will be described later.
本実施の形態では、支持シート101は厚み75μmのポリエチレンテレフタレート(PET)を用いたが、材質は特に限定されず、ポリエステル、ポリイミド等の樹脂、シリコーンゴム等のゴムを用いてもよい。第1繊維群および/または第2繊維群の性質に応じて設定されてよく、厚みについては自己支持性と柔軟性が両立できるように、材質がPETの場合は、例えば20μm以上、260μm以下であってよい。 Although polyethylene terephthalate (PET) having a thickness of 75 μm is used for the support sheet 101 in this embodiment, the material is not particularly limited, and resins such as polyester and polyimide, and rubbers such as silicone rubber may be used. It may be set according to the properties of the first fiber group and/or the second fiber group, and the thickness is, for example, 20 μm or more and 260 μm or less when the material is PET so that both self-supporting property and flexibility can be achieved. It's okay.
また、固定テープ60は、粘着剤層/基層として、薄膜シリコーン樹脂/厚み50μmのポリプロピレン(PP)を用いたが、材質は特に上記のものに限定されない。粘着剤層としてはアクリル樹脂、ウレタン樹脂、天然ゴム、合成ゴムなどを用いてもよい。基層としてはポリイミド、ポリアミドなどの樹脂を用いてもよいが、基層の厚みについてはS2、S5、S8の第1繊維群、第2繊維群、第3繊維群の配列性を損なわない観点からは100μm以下であることが望ましい。 In the fixing tape 60, thin film silicone resin/polypropylene (PP) having a thickness of 50 μm was used as the adhesive layer/base layer, but the materials are not particularly limited to those described above. Acrylic resin, urethane resin, natural rubber, synthetic rubber, etc. may be used for the adhesive layer. Resins such as polyimide and polyamide may be used as the base layer, but the thickness of the base layer is determined from the viewpoint of not impairing the arrangement of the first fiber group, the second fiber group, and the third fiber group of S2, S5, and S8. It is desirable to be 100 μm or less.
また、ガイド部材90は、厚み200μmのポリウレタンを用いたが、材質は特に限定されず、ポリイミド、ポリアミドなどの樹脂を用いてもよい。なお、厚みについては図8のように、支持シート101の位置の規制のしやすさを鑑みると支持シート101の厚み以上であることが望ましい。 Also, although the guide member 90 is made of polyurethane with a thickness of 200 μm, the material is not particularly limited, and resins such as polyimide and polyamide may be used. As for the thickness, as shown in FIG. 8, it is desirable that the thickness is equal to or greater than the thickness of the support sheet 101 in view of the ease of regulating the position of the support sheet 101 .
ここで、第1取り付け工程(S1)、第2取り付け工程(S4)、第3取り付け工程(S7)で説明したように、支持シート101を固定テープ60に対して押し付けて取り付ける際に、支持シート101の隅部とガイド部材の切り欠き部80が隣接する。つまり支持シート101の隅部とガイド部材とが隣接しないことで、支持シート101の隅部を固定テープ60に対して垂直に押し付けやすくなり、固定性を担保することが可能となる。 Here, as described in the first attachment step (S1), the second attachment step (S4), and the third attachment step (S7), when the support sheet 101 is attached by being pressed against the fixing tape 60, the support sheet The corner of 101 and the notch 80 of the guide member are adjacent. In other words, since the corners of the support sheet 101 and the guide members are not adjacent to each other, the corners of the support sheet 101 can be easily pressed perpendicularly against the fixing tape 60, and fixability can be ensured.
加えて、第1取り外し工程(S3)、第2取り外し工程(S6)、第3取り外し工程(S9)の説明で上述した、第1繊維群、第2繊維群、第3繊維群(図示せず)を回転体上で一括して切断するためには、ガイド部材の切り欠き部80と、粘着性部材上で固定される支持シートの端面間の隙間部85とが回転体の回転軸方向に同一直線関係にあることによって実現し得る。 In addition, the first fiber group, the second fiber group, and the third fiber group (not shown) described above in the description of the first removal step (S3), the second removal step (S6), and the third removal step (S9) ) on the rotating body, the notch 80 of the guide member and the gap 85 between the end surfaces of the support sheet fixed on the adhesive member must be aligned in the direction of the rotation axis of the rotating body. It can be realized by being co-linear.
実施の形態1に係る第1繊維群形成工程(S2)の一例の詳細を図9の斜視図を用いて説明する。 Details of an example of the first fiber group forming step (S2) according to Embodiment 1 will be described with reference to the perspective view of FIG.
第1繊維群形成工程(S2)の説明で上述したように、回転体41に固定テープ60を介して取り付けられた支持シート101の主面上に、支持シート101に対応した供給ノズル31に充填された原料液21Aを塗布しながら、回転体を回転させ、供給ノズル31を軸方向に沿って相対移動させる。これにより、第1繊維21が筒状の支持シートの周面に周回するように配置され、平均繊維径4μm、繊維間隔20μmの第1繊維群11が形成される。 As described above in the description of the first fiber group forming step (S2), on the main surface of the support sheet 101 attached to the rotating body 41 via the fixing tape 60, the supply nozzles 31 corresponding to the support sheet 101 are filled. While applying the applied raw material liquid 21A, the rotating body is rotated to relatively move the supply nozzle 31 along the axial direction. As a result, the first fibers 21 are arranged so as to wrap around the peripheral surface of the tubular support sheet, forming the first fiber group 11 having an average fiber diameter of 4 μm and a fiber interval of 20 μm.
また、配置される第1繊維群11の平均繊維径や繊維間隔は特に限定されず、用途に応じて適宜設定すればよい。 Further, the average fiber diameter and fiber spacing of the arranged first fiber group 11 are not particularly limited, and may be appropriately set according to the application.
ここで、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り、断面が円形でない場合には、最大径を直径とみなしてよく、また、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みなしてもよい。
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。つまり、平均繊維径は、各繊維の直径の数平均値である。
Here, the average fiber diameter is the average value of fiber diameters. The diameter of the fiber is the diameter of the cross section perpendicular to the length direction of the fiber, and if the cross section is not circular, the maximum diameter may be regarded as the diameter. The width in any direction may be considered the diameter of the fiber.
The average fiber diameter is, for example, the average value of diameters at arbitrary points of arbitrary 10 fibers contained in the fiber assembly. That is, the average fiber diameter is the number average value of the diameter of each fiber.
原料液21Aは、第1繊維21の原料の溶融液が充填されており、本実施の形態1ではポリスチレン(PS)を溶融させた溶液を用いた。 The raw material liquid 21A is filled with a molten liquid of the raw material of the first fibers 21, and in the first embodiment, a solution obtained by melting polystyrene (PS) is used.
第1繊維の原料は特に限定されず、紡糸可能な材料としては、ポリスチレンのみならず、熱可塑性を有し、加熱によって原料を溶融化して紡糸可能な材料であればよい。例えば、ポリラクチド(PLA)、ポリーL-乳酸(PLLA)、ポリグリコリド(PGA)、乳酸―グリコール酸共重合体(PLGA)などが挙げられる。 The raw material of the first fiber is not particularly limited, and the material that can be spun is not limited to polystyrene, as long as it has thermoplasticity and can be melted by heating and spun. Examples include polylactide (PLA), poly-L-lactic acid (PLLA), polyglycolide (PGA), lactic acid-glycolic acid copolymer (PLGA), and the like.
また、原料として高分子単体に限定されず、例えば一定の導電性を持たせるため等、高分子を主成分とする素材中に無機フィラーが分散していてもよい。 In addition, the raw material is not limited to a single polymer, and inorganic fillers may be dispersed in a material containing a polymer as a main component, for example, in order to provide a certain level of conductivity.
次に、高度な配列性を維持するためには、加熱体91を用いて回転体41を適宜加熱することにより、第1繊維21と支持シート101との接着性を促進してもよい。 Next, in order to maintain a high degree of alignment, the heating body 91 may be used to heat the rotary body 41 as appropriate, thereby promoting adhesion between the first fibers 21 and the support sheet 101 .
実施の形態1に係る第2繊維群形成工程(S5)の一例の詳細を図10の斜視図を用いて説明する。 Details of an example of the second fiber group forming step (S5) according to Embodiment 1 will be described with reference to the perspective view of FIG.
第2繊維群形成工程(S5)の説明で上述したように、回転体41に固定テープ60を介して取り付けられた支持シート101の主面上に、支持シート101に供給ノズル71に充填された原料液61Aを塗布しながら、回転体を回転させ、供給ノズル71を軸方向に沿って相対移動させる。これにより、複数の第2繊維61を支持シート上の第1繊維群11を介して周回するように配置して第1繊維群11と交差する、厚み方向に複数本(例えば2本)積層された平均径50μmの糸が、繊維間隔600μmの第2繊維群51が形成される。 As described above in the second fiber group forming step (S5), on the main surface of the support sheet 101 attached to the rotating body 41 via the fixing tape 60, the supply nozzles 71 are filled with the support sheet 101. While applying the raw material liquid 61A, the rotor is rotated to relatively move the supply nozzle 71 along the axial direction. As a result, a plurality of second fibers 61 (for example, two) are laminated in the thickness direction so as to circulate through the first fiber group 11 on the support sheet and intersect with the first fiber group 11. A second fiber group 51 having a fiber spacing of 600 μm is formed from yarns having an average diameter of 50 μm.
ここで、支持シート101に供給ノズル71を回転軸の方向に沿った相対移動について、厚み方向に複数本(例えば2本)を積層させる部分では供給ノズル71の移動速度を同列に2本塗布する程度に減衰させ、繊維間を跨ぐ部分、つまり間隔を空けて次の繊維を塗布する場合には供給ノズル71の移動速度を加速させる。
この減衰から加速に切り替えるタイミングは隙間部85であることが望ましいため、センサ92によって供給ノズル71の移動と回転体41の周期とを同期させている。
これは、供給ノズル71の移動速度が減衰から加速に切り替わるタイミングの原料液の塗布バラつきを回転体に巻回している支持シート101の周方向に対向する両端の間の隙間部85に相当させることで支持シート101上での配列品質を確保するためである。
Here, regarding the relative movement of the supply nozzle 71 on the support sheet 101 along the direction of the rotation axis, in the portion where a plurality of (for example, two) are laminated in the thickness direction, the movement speed of the supply nozzle 71 is set to two in the same row. The movement speed of the supply nozzle 71 is accelerated in the case where the next fiber is applied to the portion straddling the fibers, that is, the interval is left open.
Since it is desirable that the timing for switching from attenuation to acceleration is at the gap 85 , the sensor 92 synchronizes the movement of the supply nozzle 71 with the cycle of the rotor 41 .
This corresponds to the gap 85 between opposite ends in the circumferential direction of the support sheet 101 wound around the rotator so that the variation in the application of the raw material liquid at the timing when the moving speed of the supply nozzle 71 switches from attenuation to acceleration. This is to ensure the quality of arrangement on the support sheet 101.
また、配置される第2繊維群51の平均繊維径や繊維間隔は特に限定されず、用途に応じて適宜設定すればよい。 Moreover, the average fiber diameter and fiber spacing of the second fiber group 51 to be arranged are not particularly limited, and may be appropriately set according to the application.
原料液61Aは、第2繊維61の原料の溶融液が充填されており、本実施の形態1ではポリスチレン(PS)を溶融させた溶液を用いた。 The raw material liquid 61A is filled with a molten liquid of the raw material of the second fibers 61, and in the first embodiment, a solution of molten polystyrene (PS) is used.
第2繊維の原料は特に限定されず、紡糸可能な材料としては、ポリスチレンのみならず、熱可塑性を有し、加熱によって原料を溶融化して紡糸可能な材料であればよい。例えば、ポリラクチド(PLA)、ポリーL-乳酸(PLLA)、ポリグリコリド(PGA)、乳酸―グリコール酸共重合体(PLGA)などが挙げられる。 The raw material of the second fiber is not particularly limited, and the spinnable material is not limited to polystyrene, as long as it has thermoplasticity and can be melted by heating and spun. Examples include polylactide (PLA), poly-L-lactic acid (PLLA), polyglycolide (PGA), lactic acid-glycolic acid copolymer (PLGA), and the like.
また、原料として高分子単体に限定されず、例えば一定の導電性を持たせるため等、高分子を主成分とする素材中に無機フィラーが分散していてもよい。 In addition, the raw material is not limited to a single polymer, and inorganic fillers may be dispersed in a material containing a polymer as a main component, for example, in order to provide a certain level of conductivity.
次に、高度な配列性を維持するためには、加熱体91を用いて回転体41を適宜加熱することにより、第2繊維61と第1繊維群11の接着性を促進してもよい。 Next, in order to maintain a high degree of alignment, the heating member 91 may be used to heat the rotary member 41 as appropriate, thereby promoting adhesion between the second fibers 61 and the first fiber group 11 .
実施の形態1に係る第3繊維群形成工程(S8)の一例の詳細を図11の斜視図を用いて説明する。 Details of an example of the third fiber group forming step (S8) according to Embodiment 1 will be described with reference to the perspective view of FIG.
第3繊維群形成工程(S8)の説明で上述したように、回転体41に固定テープ60を介して取り付けられた支持シート101の主面上に、支持シート101に供給ノズル73に充填された原料液81Aを塗布しながら、回転体を回転させ、供給ノズル73を軸方向に沿って相対移動させる。これにより、第3繊維83が筒状の支持シートの周面に周回するように配置され、平均繊維径4μm、繊維間隔20μmの第3繊維群81が形成される。 As described above in the description of the third fiber group forming step (S8), on the main surface of the support sheet 101 attached to the rotating body 41 via the fixing tape 60, the supply nozzles 73 are filled with the support sheet 101. While applying the raw material liquid 81A, the rotating body is rotated to move the supply nozzle 73 relatively along the axial direction. As a result, the third fibers 83 are arranged so as to wrap around the peripheral surface of the tubular support sheet, forming the third fiber group 81 having an average fiber diameter of 4 μm and a fiber interval of 20 μm.
また、配置される第3繊維群81の平均繊維径や繊維間隔は特に限定されず、用途に応じて適宜設定すればよい。 Moreover, the average fiber diameter and fiber spacing of the third fiber group 81 to be arranged are not particularly limited, and may be appropriately set according to the application.
ここで、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り、断面が円形でない場合には、最大径を直径とみなしてよく、また、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みなしてもよい。
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。つまり、平均繊維径は、各繊維の直径の数平均値である。
Here, the average fiber diameter is the average value of fiber diameters. The diameter of the fiber is the diameter of the cross section perpendicular to the length direction of the fiber, and if the cross section is not circular, the maximum diameter may be regarded as the diameter. The width in any direction may be considered the diameter of the fiber.
The average fiber diameter is, for example, the average value of diameters at arbitrary points of arbitrary 10 fibers contained in the fiber assembly. That is, the average fiber diameter is the number average value of the diameter of each fiber.
原料液81Aは、第3繊維83の原料の溶融液が充填されており、本実施の形態1ではポリスチレン(PS)を溶融させた溶液を用いた。 The raw material liquid 81A is filled with a molten liquid of the raw material of the third fibers 83, and in the first embodiment, a solution of molten polystyrene (PS) is used.
第3繊維の原料は特に限定されず、紡糸可能な材料としては、ポリスチレンのみならず、熱可塑性を有し、加熱によって原料を溶融化して紡糸可能な材料であればよい。例えば、ポリラクチド(PLA)、ポリーL-乳酸(PLLA)、ポリグリコリド(PGA)、乳酸―グリコール酸共重合体(PLGA)などが挙げられる。 The raw material of the third fiber is not particularly limited, and the spinnable material is not limited to polystyrene, as long as it has thermoplasticity and can be melted by heating and spun. Examples include polylactide (PLA), poly-L-lactic acid (PLLA), polyglycolide (PGA), lactic acid-glycolic acid copolymer (PLGA), and the like.
また、原料として高分子単体に限定されず、例えば一定の導電性を持たせるため等、高分子を主成分とする素材中に無機フィラーが分散していてもよい。 In addition, the raw material is not limited to a single polymer, and inorganic fillers may be dispersed in a material containing a polymer as a main component, for example, in order to provide a certain level of conductivity.
最後に、高度な配列性を維持するためには、加熱体91を用いて回転体41を適宜加熱することにより、第3繊維群81と第2繊維群51との接着性を促進してもよい。 Finally, in order to maintain a high degree of arrangement, the heating member 91 may be used to heat the rotating member 41 appropriately to promote adhesion between the third fiber group 81 and the second fiber group 51. good.
本開示の繊維集合体及び繊維集合体の製造方法によれば、細く、高度に配列した繊維を含む繊維集合体の厚み方向のギャップ確保とギャップ部分の空間領域の確保が両立され、種々の用途への適用が可能となる。 According to the fiber assembly and the method for manufacturing the fiber assembly of the present disclosure, it is possible to secure both a gap in the thickness direction of the fiber assembly containing thin and highly arranged fibers and a space area in the gap portion, and various applications. can be applied to
100 繊維集合体
101 支持シート
102―1 タテ糸群A
102-2 タテ糸群B
103 ヨコ糸群
A 第1接触部領域
12―1 タテ糸A
12―2 タテ糸B
13 ヨコ糸
30 接触部
601 切断線
602 枠体
603 容器
604 繊維群
S1 第1取り付け工程
S2 第1繊維群形成工程
S3 第1取り外し工程
S4 第2取り付け工程
S5 第2繊維群形成工程
S6 第2取り外し工程
S7 第3取り付け工程
S8 第3繊維群形成工程
S9 第3取り外し工程
41 回転体
60 固定テープ
80 切り欠き部
85 隙間部
90 ガイド部材
91 加熱体
92 センサ
31 供給ノズル
21A 原料液
21 第1繊維
11 第1繊維群
71 供給ノズル
61A 原料液
61 第2繊維
51 第2繊維群
73 供給ノズル
81A 原料液
83 第3繊維
81 第3繊維群
100 Fiber assembly 101 Support sheet 102-1 Warp yarn group A
102-2 Warp yarn group B
103 Weft yarn group A First contact area 12-1 Warp yarn A
12-2 warp thread B
13 Weft yarn 30 Contact portion 601 Cutting line 602 Frame 603 Container 604 Fiber group S1 First attaching step S2 First fiber group forming step S3 First removing step S4 Second attaching step S5 Second fiber group forming step S6 Second removing Step S7 Third attaching step S8 Third fiber group forming step S9 Third removing step 41 Rotating body 60 Fixing tape 80 Notch 85 Gap 90 Guide member 91 Heating body 92 Sensor 31 Supply nozzle 21A Raw material liquid 21 First fiber 11 First fiber group 71 Supply nozzle 61A Raw material liquid 61 Second fiber 51 Second fiber group 73 Supply nozzle 81A Raw material liquid 83 Third fiber 81 Third fiber group
Claims (6)
高分子材料からなり、前記第2の方向に延在する複数のヨコ糸が前記第1の方向に沿って配列してなるヨコ糸群と、
を備え、
前記タテ糸群と前記ヨコ糸群との接触部と非接触部とを複数有し、
前記接触部は、前記タテ糸と前記ヨコ糸とが一体化した領域であって、
前記支持シートの主面上に離型処理が施され、
前記タテ糸の線幅が1~10μmであり、前記ヨコ糸の線幅が10~80μmであり、
隣接する前記タテ糸の間の距離は、隣接する前記ヨコ糸の間の距離よりも狭く、
前記ヨコ糸群は、2本以上のヨコ糸が前記第1の方向及び前記第2の方向と交差する厚み方向に積層している、
繊維集合体。 a warp group formed by arranging a plurality of warp threads made of a polymer material and extending in a first direction along a second direction intersecting the first direction on the main surface of the support sheet;
a group of weft threads made of a polymeric material and formed by arranging a plurality of weft threads extending in the second direction along the first direction;
with
Having a plurality of contact portions and non-contact portions between the warp group and the weft group,
The contact portion is a region where the warp yarn and the weft yarn are integrated,
A release treatment is applied to the main surface of the support sheet,
The line width of the warp yarn is 1 to 10 μm, and the line width of the weft yarn is 10 to 80 μm,
The distance between adjacent warp threads is narrower than the distance between adjacent weft threads,
In the weft yarn group, two or more weft yarns are laminated in a thickness direction that intersects the first direction and the second direction,
fiber assembly.
請求項1に記載の繊維集合体。 The two or more weft threads laminated in the thickness direction are partially integrated by being fused to each other and overlap in the thickness direction.
The fiber assembly according to claim 1.
前記回転体に巻回している前記支持シートの周方向に対向する両端の間の隙間部に略直線上に取り付けたセンサによって、前記回転体の周期と前記供給ノズルの移動のタイミングとを同期することにより、単一の糸を厚み方向に複数重ねながら配列してなる糸の群を形成する工程を少なくとも含む、
繊維集合体の製造方法。 A supply nozzle that supplies fibers made of a polymer material moves in the direction of the axis of rotation against a support sheet that is cylindrically wound around a rotating body and fixed, and the fibers are arranged by spinning in parallel. A method for producing a fiber assembly according to any one of claims 1 to 3, wherein a group of fibers consisting of
Synchronization of the cycle of the rotating body and the timing of movement of the supply nozzle by a sensor attached substantially linearly in a gap between opposite ends of the support sheet wound around the rotating body in the circumferential direction. By this, at least a step of forming a group of yarns by arranging a plurality of single yarns in the thickness direction,
A method for producing a fiber assembly.
前記回転体を回転軸について回転させると共に、第1繊維の原料液を供給する第1供給ノズルを前記回転軸の方向に沿って相対移動させることにより、複数の第1繊維が筒状の支持シートの周面を周回するように配置する第1繊維群を形成する工程と、
前記支持シートが巻回して対向する部分の前記第1繊維群を切断し、前記第1繊維群を前記支持シートと共に前記回転体から取り外す工程と、
前記第1繊維群と共に前記回転体から取り外した前記支持シートを90°回転して前記回転体に巻回するように取り付ける工程と、
前記回転体を前記回転軸について回転させると共に、第2繊維の原料液を供給する第2供給ノズルを前記回転軸の方向に沿って相対移動させることにより、複数の第2繊維を前記支持シートの第1主面に前記第1繊維群と交差して前記回転体の外周面を周回するように配置する第2繊維群を形成する工程と、
前記支持シートが巻回して対向する部分の前記第2繊維群を切断し、前記第1繊維群および前記第2繊維群を前記支持シートと共に前記回転体から取り外す工程と、
前記第1繊維群、前記第2繊維群と共に前記回転体から取り外した前記支持シートを90°回転して前記回転体に巻回するように取り付ける工程と、
前記回転体を前記回転軸について回転させると共に、第3繊維の原料液を供給する第3供給ノズルを前記回転軸の方向に沿って相対移動させることにより、複数の第3繊維を前記支持シートの前記第1主面に前記第2繊維群と交差して前記回転体の外周面を周回するように配置する第3繊維群を形成する工程と、
前記支持シートが巻回して対向する部分の前記第3繊維群を切断し、前記第1繊維群、前記第2繊維群、前記第3繊維群を前記支持シートと共に前記回転体から取り外し、前記第1繊維群、前記第2繊維群、前記第3繊維群が形成された繊維集合体を得る工程と、
を含み、
前記第2繊維群を形成する工程において、
前記第2供給ノズルを前記回転軸の方向に沿って相対移動させる速度を減衰させて、厚み方向に複数本の前記第2繊維を塗布し、
前記第2供給ノズルを加速させて、間隔を空けて次の第2繊維を塗布する、
繊維集合体の製造方法。 A step of attaching the support sheet so as to be wound around the outer peripheral surface of the rotating body;
By rotating the rotating body about the rotating shaft and relatively moving the first supply nozzle for supplying the raw material liquid of the first fibers along the direction of the rotating shaft, a plurality of first fibers are formed into a tubular support sheet. A step of forming a first fiber group arranged so as to surround the peripheral surface of
a step of cutting the first fiber group in the portion facing the support sheet while winding, and removing the first fiber group together with the support sheet from the rotating body;
a step of rotating the support sheet removed from the rotating body together with the first fiber group by 90° and attaching the support sheet so as to be wound around the rotating body;
By rotating the rotating body about the rotating shaft and relatively moving the second supply nozzle for supplying the raw material liquid of the second fibers along the direction of the rotating shaft, the plurality of second fibers are spread on the support sheet. A step of forming a second fiber group on the first main surface so as to intersect the first fiber group and surround the outer peripheral surface of the rotating body;
a step of cutting the second fiber group in the portion facing the wound support sheet, and removing the first fiber group and the second fiber group together with the support sheet from the rotating body;
a step of rotating the support sheet removed from the rotating body together with the first fiber group and the second fiber group by 90° and attaching the support sheet so as to be wound around the rotating body;
By rotating the rotating body about the rotating shaft and relatively moving the third supply nozzle for supplying the raw material liquid of the third fibers along the direction of the rotating shaft, the plurality of third fibers are spread on the support sheet. a step of forming a third fiber group arranged on the first main surface so as to intersect with the second fiber group and surround the outer peripheral surface of the rotating body;
The third fiber group at the portion facing the wound support sheet is cut, the first fiber group, the second fiber group, and the third fiber group are removed together with the support sheet from the rotating body, and a step of obtaining a fiber assembly in which one fiber group, the second fiber group, and the third fiber group are formed;
including
In the step of forming the second fiber group,
Attenuating the speed at which the second supply nozzle is relatively moved along the direction of the rotation axis to apply a plurality of the second fibers in the thickness direction;
accelerating the second feed nozzle to apply the next second fiber at intervals;
A method for producing a fiber assembly.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021173395A JP2023063100A (en) | 2021-10-22 | 2021-10-22 | Fiber assembly and method for producing fiber assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021173395A JP2023063100A (en) | 2021-10-22 | 2021-10-22 | Fiber assembly and method for producing fiber assembly |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023063100A true JP2023063100A (en) | 2023-05-09 |
Family
ID=86270593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021173395A Withdrawn JP2023063100A (en) | 2021-10-22 | 2021-10-22 | Fiber assembly and method for producing fiber assembly |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023063100A (en) |
-
2021
- 2021-10-22 JP JP2021173395A patent/JP2023063100A/en not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3162387B1 (en) | Nano-fiber mat, method for manufacturing same, and use thereof as cell culture mat or guided bone regeneration shielding membrane | |
| EP3470217A1 (en) | Molded body and method for manufacturing same | |
| RU2760342C2 (en) | Assembly of optical fiber tape and its production method | |
| US20030190383A1 (en) | Electronic spinning apparatus, and a process of preparing nonwoven fabric using the thereof | |
| KR102091840B1 (en) | 3D hydrogel layered structure, and method for manufacturing the same | |
| KR20170098376A (en) | Mask pack sheet and manufacturing method thereof | |
| JP2018014993A (en) | Production method of culture medium and fiber assembly, and culture medium production device | |
| JP2023063100A (en) | Fiber assembly and method for producing fiber assembly | |
| KR101812786B1 (en) | Waterproof ventilation sheet and method for manufacturing the same | |
| JP2009518526A5 (en) | ||
| EP3603940A1 (en) | Ultrasonic welding member and ultrasonic welding method | |
| JP6536965B2 (en) | Cell culture scaffold | |
| JP7641518B2 (en) | Fiber assembly and method for producing the same | |
| JP2018139528A (en) | Medium and production method thereof | |
| JP2020090089A (en) | Compound sheet | |
| KR101812784B1 (en) | Waterproof ventilation sheet and method for manufacturing the same | |
| US11773513B2 (en) | Device and method for manufacturing fiber assembly | |
| CN101681066A (en) | Rubbing cloth | |
| US10625492B2 (en) | Method for producing medium and fiber assembly, and apparatus for producing medium | |
| JP6524543B2 (en) | Method for producing scaffold for cell culture | |
| JP6898041B2 (en) | Adhesive sheet | |
| EP4474561A1 (en) | Non-woven fabric, production method for same, and construction material | |
| JP2018139524A (en) | Culture medium and production method therefor | |
| US20230287613A1 (en) | Long-fiber woven fabric and method for producing long-fiber woven fabric | |
| KR101812785B1 (en) | Waterproof ventilation sheet and method for manufacturing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240729 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250716 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20250718 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20250718 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250728 |