纤维取向材料及其制造方法与流程

本发明的实施方式涉及纤维取向材料及其制造方法。

背景技术

有使用静电纺丝法(也称为电场纺丝法、电荷感应纺丝法等)而形成微细的纤维、并使所形成的纤维堆积而制成的堆积体。

使用静电纺丝法而形成的堆积体由于纤维随机地堆积，所以全方位的抗拉强度低，且抗拉强度的偏差变大。这种情况下，若使纤维堆积时将纤维机械地沿一个方向拉伸，则能够使堆积体中的纤维延伸的方向一致。若能够使纤维延伸的方向一致，则能够提高纤维延伸的方向上的堆积体的抗拉强度。然而，仅通过在使纤维堆积时将纤维机械地沿一个方向拉伸，仅能够提高该方向上的抗拉强度。

因此，期望开发能够提高多个方向上的抗拉强度的纤维取向材料、及其制造方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-139655号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

本发明所要解决的问题是提供能够提高多个方向上的抗拉强度的纤维取向材料、及其制造方法。

用于解决问题的手段

实施方式所述的纤维取向材料所包含的纤维处于密合状态，在通过纤维取向材料的中心的线与拉伸方向所成的角度为0°以上且低于180°的范围内，抗拉强度成为极大值的上述拉伸方向有2个以上。

附图说明

图1的(a)、(b)是用于例示纤维取向材料的示意图。

图2的(a)～(c)是用于例示抗拉强度的分布的示意曲线图。

图3是用于例示静电纺丝装置的示意图。

图4的(a)、(b)是堆积体的电子显微镜照片。

图5是用于例示堆积体片的切出的示意图。

图6是用于例示密合工序的示意图。

图7的(a)、(b)是用于例示密合工序的示意图。

图8的(a)～(c)是用于例示密合工序的示意图。

图9是堆积体片的表面的电子显微镜照片。

图10的(a)、(b)是纤维取向材料的表面的电子显微镜照片。

图11的(a)、(b)是纤维取向材料的表面的光学显微镜照片。

图12是用于例示纤维中的胶原蛋白分子的取向的示意图。

图13的(a)～(d)是纤维的表面的原子力显微镜照片。

图14是用于例示拉伸试验中使用的试验片c、d、e的示意图。

图15的(a)、(b)是用于例示拉伸试验的情况的照片。

图16的(a)、(b)是试验片c、d的光学显微镜照片。

图17是用于例示堆积体7的拉伸试验的结果的曲线图。

图18是用于将堆积体、纤维取向片、及纤维取向材料的拉伸试验的结果进行比较的曲线图。

具体实施方式

以下，参照附图，对于实施方式进行例示。另外，各附图中，对于同样的构成要素标注相同的符号并适当省略详细的说明。

(纤维取向材料)

图1(a)、(b)是用于例示纤维取向材料100的示意图。

图1(a)是纤维取向材料100的示意立体图，图1(b)是从z方向看图1(a)中的纤维取向材料100的图。

另外，图中的箭头x、y、z表示彼此正交的三个方向。例如，将纤维取向材料100的厚度方向(与纤维取向材料100的主表面垂直的方向)设为z方向。此外，将相对于厚度方向垂直的1个方向设为y方向，将与z方向和y方向垂直的方向设为x方向。

纤维取向材料100包含纤维6。

纤维6例如可以使用静电纺丝法而形成。

纤维6包含高分子物质。高分子物质例如可以规定为工业材料、生物体亲和性材料等。工业材料例如可以规定为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、尼龙、芳族聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚偏氟乙烯、聚醚砜等。生物体亲和性材料例如可以规定为胶原蛋白、昆布氨酸、明胶、聚丙烯腈、甲壳质、聚乙醇酸、聚乳酸等。但是，高分子物质并不限定于例示的物质。

此外，纤维6彼此密合。另外，有时还通过后述的“密合工序”中使用的溶剂，纤维6的一部分发生熔融，在熔融的部分中纤维6彼此熔敷。因此，本说明书中，将纤维6彼此密合的状态、及纤维6彼此密合进而一部分熔敷的状态称为“密合状态”。

在纤维取向材料100中，由于所包含的纤维6处于密合状态，所以难以测定纤维6的直径尺寸(参照图10(a)、(b))。

但是，由后述的抗拉强度的各向异性、分子的长轴延伸的方向等，可以证明存在处于密合状态的纤维6。

此外，由于在后述的密合工序中使纤维6尽可能不溶解，所以纤维取向材料100中包含的纤维6的直径尺寸可以设为堆积体7中包含的纤维6的直径尺寸。

这种情况下，堆积体7中包含的纤维6的平均直径可以设定为0.05μm以上且5μm以下。

堆积体7中包含的纤维6的平均直径例如可以通过拍摄堆积体7的表面的电子显微镜照片(参照图9)，将利用电子显微镜照片确认的任意的100根纤维6的直径尺寸平均而求出。

若所包含的纤维6成为密合状态，则能够提高纤维取向材料100的抗拉强度。

抗拉强度可以通过定速伸长型拉伸试验机等来测定。这种情况下，抗拉强度例如可以依据jisp8113作为拉伸强度(到断裂为止的最大拉伸载荷)而测定。

此外，在纤维取向材料100中，在z方向(厚度方向)上的规定的区域中，纤维6延伸的方向基本一致。即，在纤维取向材料100中，在z方向上的规定的区域中，纤维6沿大体相同的方向延伸。另外，本说明书中，将纤维6沿大体相同的方向延伸称为纤维6被“取向”。

此外，纤维取向材料100在z方向(厚度方向)上具有纤维6沿第1方向被取向的区域和纤维6沿与第1方向交叉的第2方向被取向的区域。

例如，在图1(a)、(b)中例示的纤维取向材料100的情况下，在纤维取向材料100的表面区域中纤维6沿x方向被取向。此外，在纤维取向材料100的表面区域的下方的区域中，纤维6沿y方向被取向。另外，如上述那样，为了避免纤维6与纤维6成为密合状态变得繁杂，在图1(a)、(b)中仅描绘了纤维6延伸的情况。

其中，若纤维6被取向，则纤维6的取向方向上的纤维取向材料100的抗拉强度变高。另一方面，与纤维6延伸的方向正交的方向上的纤维取向材料100的抗拉强度变低。

然而，由于纤维取向材料100具有纤维6的取向方向成为第1方向的区域和纤维6的取向方向成为与第1方向交叉的第2方向的区域，所以能够提高第1方向及第2方向上的抗拉强度。即，根据纤维取向材料100，能够提高多个方向上的抗拉强度。

此外，若使第1方向与第2方向之间的角度发生变化，则能够使抗拉强度高的方向发生变化。即，在与z方向正交的方向上，能够任意地设定抗拉强度变高的方向。

例如，由于图1(a)、(b)中例示的纤维取向材料100具有纤维6沿x方向被取向的区域和纤维6沿y方向被取向的区域，所以能够提高x方向及y方向上的抗拉强度。

此外，若纤维取向材料100进一步具有纤维6相对于x方向倾斜45°而被取向的区域，则还能够提高相对于x方向倾斜45°的方向上的抗拉强度。因此，能够提高三个方向上的抗拉强度。也就是说，由于纤维6的取向方向成为抗拉强度变高的方向，所以若纤维6的取向方向彼此不同的区域的数目变多，则抗拉强度变得更加各向同性。

另外，纤维6的取向方向彼此不同的区域的数目及组合、各区域中的纤维6的取向方向并不限定于图1(a)、(b)中例示的情况。

图2(a)～(c)是用于例示与z方向正交的方向上的抗拉强度的分布的示意曲线图。

另外，将x方向设定为0°和180°的方向，将y方向设定为90°和270°的方向。

此外，图2(a)为纤维6沿x方向被取向的堆积体7的情况。堆积体7通过使纤维6机械地沿一个方向拉伸而堆积来形成。例如，若如后述的图3中所示的那样，使用具有旋转的收集部4的静电纺丝装置1，将纤维6沿卷取的方向拉伸并且堆积，则能够形成所包含的纤维6被取向(纤维6沿大体相同的方向延伸)的堆积体7。图2(a)是将堆积体7中的纤维6的取向方向设为x方向的情况。另外，对于堆积体7的制造方法在后面叙述。

图2(b)是纤维取向片70的情况。在纤维取向片70中，纤维6彼此密合，且纤维6沿x方向被取向。这种情况下，与堆积体7相比，使纤维6延伸的方向更加一致。纤维取向片70通过将挥发性的液体201供给于堆积体7、并使包含挥发性的液体201的堆积体7干燥而形成。另外，纤维取向片70的制造方法可以设为与后述的纤维取向材料100的制造方法同样。

图2(c)是本实施方式所述的纤维取向材料100的情况。但是，纤维取向材料100具有纤维6彼此密合且纤维6沿x方向被取向的区域、和纤维6彼此密合且纤维6沿y方向被取向的区域。另外，对于纤维取向材料100的制造方法在后面叙述。

如图2(a)中所示的那样，在堆积体7中，由于纤维6沿x方向被取向，所以x方向上的抗拉强度与y方向上的抗拉强度相比变高。但是，纤维6由于仅单纯地堆积，所以抗拉强度的值变低。

如图2(b)中所示的那样，在纤维取向片70中，由于纤维6彼此密合、且纤维6延伸的方向更加一致，所以与堆积体7相比，能够提高x方向上的抗拉强度。此外，由于纤维6彼此密合，所以与堆积体7相比，能够提高y方向上的抗拉强度。

如图2(c)中所示的那样，纤维取向材料100由于具有纤维6彼此密合且纤维6沿x方向被取向的区域、和纤维6彼此密合且纤维6沿y方向被取向的区域，所以能够提高x方向及y方向上的抗拉强度。此外，与纤维取向片70相比，能够提高x方向与y方向之间的方向上的抗拉强度。

即，在通过纤维取向材料100的中心的线与拉伸方向所成的角度为0°以上且低于180°的范围内，抗拉强度成为极大值的拉伸方向有2个(0°的方向、90°的方向)。这种情况下，抗拉强度成为极大值的拉伸方向为纤维6的取向方向。另外，对于图2(c)中例示的纤维取向材料100，由于设置有纤维6沿x方向被取向的区域和纤维6沿y方向被取向的区域，所以抗拉强度成为极大值的拉伸方向为0°的方向和90°的方向。

这种情况下，若纤维6的取向方向彼此不同的区域的数目变多，则抗拉强度成为极大值的拉伸方向的数目也变多。即，在通过纤维取向材料100的中心的线与拉伸方向所成的角度为0°以上且低于180°的范围内，抗拉强度成为极大值的拉伸方向有2个以上。

例如，在纤维6的材料为胶原蛋白的情况下，将x方向上的抗拉强度设为f1，将与z方向垂直且与x方向不同的方向上的抗拉强度设为f2时，f1及f2可以设定为30mpa以上。例如，在与z方向垂直且与x方向不同的方向为y方向的情况下，f1及f2可以设定为70mpa以上(参照图18)。此外，x方向与y方向之间的方向上的抗拉强度的最小值可以设定为67mpa以上。

另外，在纤维6的材料为胶原蛋白的情况下，堆积体7的x方向上的抗拉强度f1为3.1mpa～5.5mpa左右，y方向上的抗拉强度f2为0.5mpa～0.6mpa左右(参照图17)。

此外，在纤维6的材料为胶原蛋白的情况下，纤维取向片70的x方向上的抗拉强度f1为60mpa左右，y方向上的抗拉强度f2为27mpa左右(参照图18)。

这种情况下，堆积体7中的f2/f1为0.09～0.19左右，纤维取向片70中的f2/f1为0.45左右。

与此相对，纤维取向材料100中的f2/f1理想的是成为1。但是，实际上，由于在各区域中纤维6的数目、纤维6延伸的方向上存在偏差，所以f2/f1变得像以下的式子那样。

0.7≤f2/f1≤1.5

此外，在厚度方向上，纤维取向材料100的各区域密合。因此，纤维取向材料100的厚度方向上的抗拉强度为0.18mpa以上。

另外，堆积体7的厚度方向上的抗拉强度为0.00052mpa左右。

此外，在延伸了的高分子物质中，存在分子的长轴延伸的方向(分子轴)成为高分子物质(纤维6)延伸的方向的倾向。因此，若调查纤维取向材料100的表面中的分子的长轴延伸的方向，则获知纤维6延伸的方向、进而纤维6是否被取向。

分子的长轴延伸的方向可以采用与高分子物质的种类相应的结构确定方法而知晓。

例如，在聚苯乙烯等的情况下，可以采用拉曼光谱法，在聚酰亚胺等的情况下，可以采用偏振光吸光度分析法。

其中，作为一个例子，对高分子物质为胶原蛋白等具有酰胺基的有机化合物的情况进行说明。在具有酰胺基的有机化合物的情况下，例如可以采用红外分光法的一种即偏振光ft-ir-atr法(偏振光傅立叶变换红外分光法)而知晓分子的长轴延伸的方向、进而纤维6是否被取向。

这种情况下，如以下那样操作，对纤维取向材料100的表面通过偏振光ft-ir-atr法进行分析，可以求出分子的长轴延伸的方向。

将波数为1640cm^-1时的吸收强度设为t1，将波数为1540cm^-1时的吸收强度设为t2。

这种情况下，吸收强度t1成为与分子的长轴延伸的方向正交的方向上的吸收强度。吸收强度t2成为分子的长轴延伸的方向上的吸收强度。

因此，若规定的偏振光方向上的吸光度比r1(t1/t2)变小，则获知沿该偏振光方向延伸的分子多。

此外，在变更规定的偏振光方向与纤维取向材料100所成的角度而测定吸光度比的情况下，求出最大的吸光度比r1和最小的吸光度比r2，可以将r1/r2作为取向度参数。

在本实施方式所述的纤维取向材料100中，r1/r2变大。例如，如后述那样，r1/r2成为1.05以上。

所谓r1/r2大，意味着分子的长轴延伸的方向一致。

此外，如上述那样，在延伸了的高分子物质中，存在分子的长轴延伸的方向成为纤维6延伸的方向的倾向。因此，所谓r1/r2大，意味着纤维6被取向(纤维6延伸的方向一致)。

如以上说明的那样，本实施方式所述的纤维取向材料100能够提高多个方向上的抗拉强度。因此，能够在要求机械强度的技术领域(例如，一般的工业领域、外科治疗等医疗领域)中使用。

此外进而，例如在生物体组织的三维培养等特定的技术领域中，有时纤维6中包含的高分子物质的分子的长轴延伸的方向一致(r1/r2大)变得重要。

本实施方式所述的纤维取向材料100由于纤维6中包含的高分子物质的分子的长轴延伸的方向一致(r1/r2大)，所以也能够在生物体组织的三维培养等特定的技术领域中使用。

(纤维取向材料100的制造方法)

接着，对本实施方式所述的纤维取向材料100的制造方法进行说明。

首先，使用静电纺丝装置1，形成微细的纤维6，使形成的纤维6堆积而形成堆积体7。此外，在使形成的纤维6堆积时，通过将纤维6机械地沿一个方向拉伸，从而使堆积体7中的纤维6延伸的方向尽可能一致。

图3是用于例示静电纺丝装置1的示意图。

如图3中所示的那样，在静电纺丝装置1中，设置有喷嘴2、电源3、及收集部4。

在喷嘴2中，设置有用于将原料液5排出的孔。

电源3对喷嘴2施加规定的极性的电压。例如，电源3按照喷嘴2与收集部4之间的电位差成为10kv以上的方式对喷嘴2施加电压。对喷嘴2施加的电压的极性可以设定为正，也可以设定为负。另外，图3中例示的电源3对喷嘴2施加正的电压。

收集部4设置在喷嘴2的排出原料液5的一侧。收集部4被接地。也可以对收集部4施加与对喷嘴2施加的电压相反极性的电压。此外，收集部4呈圆柱状，进行旋转。

原料液5是将高分子物质溶解于溶剂中而得到的物质。

对于高分子物质没有特别限定，可以根据想要形成的纤维6的材质而适当变更。高分子物质例如可以设为与上述的物质同样。

溶剂只要是能够将高分子物质溶解的溶剂即可。溶剂可以根据所溶解的高分子物质而适当变更。溶剂例如可以设为水、醇类(甲醇、乙醇、异丙醇、三氟乙醇、六氟-2-丙醇等)、丙酮、苯、甲苯、环己酮、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜等。

此外，也可以使用无机电解质、有机电解质、表面活性剂、消泡剂等添加剂。

另外，高分子物质及溶剂并不限定于例示的物质。

原料液5通过表面张力而停留在喷嘴2的排出口的附近。

电源3对喷嘴2施加电压。这样的话，处于排出口的附近的原料液5带电为规定的极性。在图3中例示的情况下，处于排出口的附近的原料液5带电为正。

收集部4由于被接地，所以在喷嘴2与收集部4之间形成电场。并且，若沿着电力线起作用的静电力变得比表面张力大，则处于排出口的附近的原料液5通过静电力而向着收集部4被引出。引出的原料液被拉长，原料液中包含的溶剂挥发，从而形成纤维6。通过形成的纤维6堆积在旋转的收集部4上，从而形成堆积体7。此外，在纤维6堆积在旋转的收集部4上时，纤维6沿旋转方向被拉伸。在使形成的纤维6堆积时，通过将纤维6机械地沿一个方向拉伸，从而堆积体7中的纤维6延伸的方向一致。

另外，将纤维6机械地沿一个方向拉伸的方法并不限定于例示的方法。例如，也可以沿纤维6被引出的方向流通气体，利用气流将纤维6机械地沿一个方向拉伸。

图4(a)、(b)是堆积体7的电子显微镜照片。

图4(a)是在静止的平板状的收集部上堆积有纤维6时的电子显微镜照片。

图4(b)是在旋转的收集部4上堆积有纤维6时的电子显微镜照片。

如由图4(a)、(b)获知的那样，在使形成的纤维6堆积时，若将纤维6机械地沿一个方向拉伸，则能够使堆积体7中的纤维6延伸的方向在一定程度上一致。此外，能够减少纤维6彼此之间的间隙(空隙)。

然而，若利用旋转的收集部4或气流将纤维6机械地沿一个方向拉伸，则会产生风、电场的紊乱。因此，仅通过将纤维6机械地沿一个方向拉伸，对于使纤维6延伸的方向一致存在限度。

此外，即使能够使纤维6延伸的方向一致，也被限于一个方向。

此外，无法使纤维6彼此密合。

于是，在本实施方式所述的纤维取向材料100的制造方法中，通过进行以下说明的密合工序，使纤维6彼此密合，并且使纤维6取向。

首先，按照包含沿所期望的方向延伸的纤维6的方式，由堆积体7切出堆积体片7a(相当于第1堆积体片的一个例子)、堆积体片7b(相当于第2堆积体片的一个例子)、堆积体片7c。

图5是用于例示堆积体片7a～7c的切出的示意图。

如图5中所示的那样，以堆积体7中的纤维6延伸的方向为基准，若变更堆积体片7a～7c的旋转方向的位置而切出堆积体片7a～7c，则能够得到包含沿所期望的方向延伸的纤维6的堆积体片7a～7c。

例如，堆积体片7a可以制成纤维6沿x方向延伸的片。堆积体片7b可以制成纤维6沿y方向延伸的片。堆积体片7c可以制成纤维6相对于x方向倾斜45°而延伸的片。

另外，堆积体片的数目、形状、各堆积体片中的纤维6延伸的方向并不限定于例示的情况。

另外，以下，作为一个例子，对使用堆积体片7a、7b来制造纤维取向材料100的情况进行说明。

接着，通过进行密合工序，使堆积体片7a、7b中包含的纤维6彼此密合，并且使纤维6取向。

图6～图8(b)是用于例示密合工序的示意图。

首先，如图6中所示的那样，将堆积体片7a、7b重叠而载置于基台等上。此时，可以如图6中所示的那样将堆积体片7a、7b交替地载置，也可以载置多个堆积体片7b，并在其上载置多个堆积体片7a，还可以最先载置堆积体片7a。即，载置的顺序或堆积体片7a、7b的组合可以适当变更。

接着，如图7(a)中所示的那样，对堆叠的堆积体片7a、7b供给挥发性的液体201。例如，有使堆叠的堆积体片7a、7b浸渍到液体201中、或者吹送雾状的液体201、或者在堆叠的堆积体片7a、7b上载置渗入有液体201的布等方法。

对于挥发性的液体201没有特别限定，但优选设为纤维6尽可能不溶解的液体。挥发性的液体201例如可以设为醇类(甲醇、乙醇、异丙醇等)、醇水溶液、丙酮、乙腈、乙二醇等。

如图7(b)中所示的那样，仅通过对堆叠的堆积体片7a、7b供给挥发性的液体201，纤维6彼此没有密合。

接着，如图8(a)～(c)中所示的那样，使包含挥发性的液体201的堆积体片7a、7b干燥。

对于干燥手段没有特别限定。例如，可以使包含挥发性的液体201的堆积体片7a、7b在密闭容器内自然干燥。若这样操作，则控制挥发性的液体201的蒸发速度变得容易。

这种情况下，若使包含挥发性的液体201的堆积体片7a、7b干燥，则如图8(a)中所示的那样，堆积体片7a、7b沿x、y、z方向收缩。

与此相对，若利用基台与堆积体片7a、7b的密合力，则如图8(b)中所示的那样，能够使堆积体片7a、7b的x、y方向的收缩量比z方向的收缩量少。

这里，对于位于纤维6与纤维6之间的挥发性的液体201，毛细管力产生作用。即，沿使纤维6与纤维6密合的方向施加力。因此，随着干燥的进行(随着挥发性的液体201被除去)，纤维6与纤维6之间的距离缩短，如图8(c)中所示的那样，纤维6彼此成为密合状态。此外，纤维6被取向。纤维6彼此的密合和纤维6的取向在堆叠的堆积体片7a、7b中分别发生。此外，堆积体片7a与片7b密合而被一体化。

因此，形成具有纤维6彼此密合且纤维6沿x方向被取向的区域、和纤维6彼此密合且纤维6沿y方向被取向的区域各两个的纤维取向材料100。

如以上那样操作，可以制造本实施方式所述的纤维取向材料100。

另外，若仅使用堆积体片7a，则能够制造纤维取向片70。

图9是堆积体片7a、7b的表面的电子显微镜照片。图9是表示供给挥发性的液体201之前的纤维6的状态。

图10(a)、(b)是纤维取向材料100的表面的电子显微镜照片。

图10(a)是纤维取向材料100的表面的电子显微镜照片。

图10(b)是纤维取向材料100的表面的电子显微镜照片。

图10(a)、(b)表示挥发性的液体201被除去(干燥)之后的纤维6的状态。

如由图9、图10(a)、(b)获知的那样，若进行上述的密合工序，则纤维6彼此成为密合的状态。

若纤维6彼此成为密合的状态，则能够使纤维6延伸的方向进一步一致。即，在纤维取向材料100中，纤维6被取向。

另外，在纤维取向材料100中，纤维6彼此成为密合的状态，此外，纤维6被取向也可以通过上述的抗拉强度的各向异性、分子的长轴延伸的方向等来进行确认。

此外进而，若使用光学显微镜，则能够确认来自于纤维6的取向的方向。

图11(a)、(b)是纤维取向材料100的表面的光学显微镜照片。

图11(a)是纤维取向材料100的表面的光学显微镜照片。

图11(b)是纤维取向材料100的表面的光学显微镜照片。

如由图11(a)、(b)获知的那样，若利用光学显微镜来观察纤维取向材料100的表面，则能够确认间距尺寸p为100μm左右的条纹结构。

认为这样的条纹结构是由于随着挥发性的液体201被除去后纤维6彼此密合，多个纤维6的束成为集合体并以一定间隔收缩而形成的。

(实施例)

以下，基于实施例对纤维取向材料100进一步进行详细说明。但是，以下的实施例并不限定本发明。

首先，如以下那样操作而形成堆积体7。

高分子物质设定为生物体亲和性材料即胶原蛋白。

溶剂设定为三氟乙醇与纯水的混合溶剂。

原料液5设定为2wt％～10wt％的胶原蛋白、80wt％～97wt％的三氟乙醇、和1wt％～15wt％的纯水的混合液。

静电纺丝装置1设定为图3中例示的具有旋转的收集部4的装置。

通过静电纺丝装置1形成的纤维6成为包含10wt％以上的胶原蛋白的纤维。

此外，纤维6的直径尺寸为70nm～180nm左右。

此外，通过利用旋转的收集部4将纤维6机械地沿一个方向拉伸，从而使堆积体7中的纤维6延伸的方向在一定程度上一致。这种情况下，堆积体7中的纤维6的状态成为上述的图9中所示的状态。

图12是用于例示通过静电纺丝装置1形成的纤维6中的胶原蛋白分子的取向的示意图。

图13(a)～(d)是纤维6的表面的原子力显微镜照片。

图13(a)是形状图像。图13(b)是相位图像。图13(c)是图13(a)中的a部的放大照片。图13(d)是图13(b)中的b部的放大照片。

若以原子力显微镜取得相位图像，则能够解析纤维6的表面的弹性模量变化。即，利用相位图像，能够确认纤维6的表面中的来自于硬度(弹性模量)的差的条状的对比度。

如由图13(a)～(d)获知的那样，若以原子力显微镜来分析利用静电纺丝装置1形成的纤维6的表面，则能够确认在纤维6的轴向上来自于硬度的差的条状的对比度。

认为若使具有这样的构成的纤维6取向，则能够得到高的分子取向度。

接着，由堆积体7切出堆积体片7a、7b，并将堆积体片7a、7b堆叠。

接着，对堆叠的堆积体片7a、7b供给乙醇。乙醇的浓度设定为40wt％～大致100wt％。乙醇的供给在大气中进行。乙醇的温度设定为室温。

接着，使包含乙醇的堆积体片7a、7b干燥。

干燥在密闭的容器内进行。容器内的压力设定为大气压。容器内的温度设定为室温。即，使包含乙醇的堆积体片7a、7b在密闭容器内自然干燥。

这种情况下，如上述那样，可以使包含乙醇的堆积体片7a、7b干燥而得到沿x、y、z方向收缩的堆积体片7a、7b，也可以利用基台与堆积体片7a、7b的密合力而得到x、y方向的收缩量比z方向的收缩量少的堆积体片7a、7b。另外，在利用基台与堆积体片7a、7b的密合力的情况下，只要使用包含聚苯乙烯的基台即可。

如以上那样操作，制造了包含胶原蛋白的纤维取向材料100。这种情况下，纤维取向材料100中的纤维6的状态成为上述的图10(a)、(b)、图11(a)、(b)中所示的状态。

纤维取向材料100中包含的空隙成为通过图10(a)、(b)、图11(a)、(b)无法确认的程度的很少的状态。

图14是用于例示拉伸试验中使用的试验片c、d、e的示意图。

如图14中所示的那样，将试验片的长度方向与纤维6延伸的方向平行的试验片设为试验片c，将试验片的长度方向与纤维6延伸的方向垂直的试验片设为试验片d，将试验片的长度方向与纤维6延伸的方向所成的角度为45°的试验片设为试验片e。

图15(a)、(b)是用于例示拉伸试验的情况的照片。

图15(a)是用于例示拉伸试验开始时的情况的照片。图15(b)是用于例示试验片的断裂时的情况的照片。

图16(a)是试验片d的光学显微镜照片。

图16(b)是试验片c的光学显微镜照片。

图17是用于例示堆积体7的拉伸试验的结果的曲线图。

另外，包含胶原蛋白的试验片c、d的厚度设定为90μm左右，宽度设定为2mm，长度设定为12mm。此外，伸长速度设定为1mm/min。

如由图17获知的那样，试验片c的抗拉强度为5.6，拉伸伸长率为9％～11％。

另外，抗拉强度设定为最大应力/截面积。

图18是用于将堆积体7的拉伸试验的结果、纤维取向片70的拉伸试验的结果、和纤维取向材料100的拉伸试验的结果进行比较的曲线图。

另外，试验片c1、d1为由堆积体7形成的试验片，试验片c2、d2为由纤维取向片70(实施了上述的密合工序的堆积体7)形成的试验片，试验片c3、d3、e3为由纤维取向材料100形成的试验片。

另外，包含胶原蛋白的试验片c1、c2、c3、d1、d2、d3、e3的厚度设定为30μm～150μm左右，宽度设定为2mm，长度设定为12mm。此外，伸长速度设定为1mm/min。

其中，在纤维取向片70的形成中使用了基台的情况下，在纤维取向片70的基台侧，通过乙醇处理而形成纤维6更致密地密合的硬的面。

因此，认为在试验片d2中，该硬的面在拉伸试验的初期断裂，从而产生图18中所示那样的拉伸应力的峰。

将试验片c3的抗拉强度设为f1，将试验片d3的抗拉强度设为f2时，f1为85mpa，f2为79mpa。

如由图18表明的那样，证明若制成纤维取向材料100，则能够提高多个方向上的抗拉强度。

此外，通过偏振光ft-ir-atr法分析纤维取向材料100的表面，求出分子的长轴延伸的方向。偏振光ft-ir-atr法是使折射率高的光学棱镜与试样表面密合，从光学棱镜侧对试样表面照射红外光，利用试样表面中的全反射条件进行从试样表面至约1μm为止的深度的区域的测定的方法。

这种情况下，测定装置、测定条件等如以下那样。

测定装置：fts-55a(bio-raddigilab制ft-ir)

测定模式：衰减全反射(attenuatedtotalreflection，atr)法

测定条件：

光源：特殊陶瓷

检测器：dtgs

分辨率：4cm^-1

累积次数：64次

ire：ge

入射角：45°

附件：单次反射atr用附件(seagull)

波数为1640cm^-1时的吸收强度t1为0.075，波数为1540cm^-1时的吸收强度t2为0.043。

规定的偏振光方向上的吸光度比r1(t1/t2)为1.748，使纤维取向材料100的方向旋转90°时的吸光度比r2为1.575。

因此，纤维取向材料100的取向度参数(r1/r2)为1.13。

根据本发明人等得到的见解，纤维取向材料100的取向度参数(r1/r2)可以设定为1.05以上。

另外，若将堆积体7的表面同样地进行分析，则取向度参数(r1/r2)为1.04。

因此，纤维取向材料100由于取向度参数(r1/r2)大，所以证明分子的长轴延伸的方向一致。此外，证明纤维取向材料100中纤维6被取向(纤维6沿大体相同的方向延伸)。

表1是用于例示“密合工序”的效果的表。

另外，表1中的“0°”表示与纤维6的取向方向平行的方向。“90°”表示与纤维6的取向方向垂直的方向。“45°”表示与纤维6的取向方向成45°的角度的方向。

如由表1获知的那样，本发明不仅能够适用于胶原蛋白等生物体亲和性材料，还能够适用于聚酰亚胺等工业材料。

即，若进行上述的“密合工序”，则即使是由工业材料形成的纤维取向材料100，也能够谋求分子取向度的提高、抗拉强度的提高等。

以上，例示了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子提出的，并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式可以以其它各种形态来实施，在不超出发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更等。这些实施方式或其变形例包含于发明的范围或主旨中，同时包含于权利要求书中记载的发明和其均等的范围内。此外，上述的各实施方式可以互相组合而实施。