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JPWO2015152204A1 - 多層シートおよびそれを用いた一体化シート並びにその製造方法 - Google Patents

多層シートおよびそれを用いた一体化シート並びにその製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、生体内や水分が付着する環境下で使用可能な多層シート、およびその多層シートと基材からなる一体化シート並びにそれらの製造方法を提供する。本発明により、水難溶性高分子化合物からなる層(A)と水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)とが各1層以上積層され、最外層の少なくとも一方が上記水難溶性高分子化合物からなる層(A)からなる多層シートが提供される。本発明の多層シートは、上記水難溶性高分子化合物からなる層(A)である最外層の表面に水を滴下させてから、もう一方の最外層が溶解するまでに要する時間が10秒〜5分であることを特徴とする。

Description

本発明は、主に生体内や水分が付着する環境下で使用可能な、癒着防止材などの支持体として好適に用いることができる、少なくとも2種類以上の高分子化合物層からなる多層シートおよびそれを用いた一体化シート並びにその製造方法に関するものである。
手術によって傷ついた正常な組織同士を縫合すると、それらの組織は接合され自然に治癒する。しかしながら、治癒過程で本来離れている組織同士が接合されて、いわゆる術後癒着が生じることがある。開腹手術では、臨床的に問題とされない癒着を含めると90%以上の確率でこのような術後癒着が生じるとされており、そのため癒着防止目的にさまざまな対策が行われている。
例えば、癒着形成を少なくするため、アルギン酸ナトリウム水溶液やヒアルロン酸ナトリウム水溶液のような水溶性の癒着防止材の使用が提案されている(特許文献1)。しかしながら、特許文献1に記載の癒着防止剤は、ある程度の効果はあるものの、水溶性のために癒着防止を必要とする部位以外にも流出し、必要な場所に留まらないだけでなく、正常な部位の癒着を引き起こす可能性さえ有していた。
そのため、損傷した組織上に物理的障壁を設けて、組織同士を癒着させない方法が知られている。このような物理的な障壁としては、ポリプロピレン樹脂、シリコーン樹脂およびポリテトラフルオロエチレン樹脂などを挙げることができ、障壁としての機能を十分に備えることができるが、それらの素材(樹脂)は、生理活性は比較的低く生体内に吸収されずに残ることが課題になっていた。
この課題を解決するために、生体吸収性材料である天然高分子化合物を使用した癒着防止材が開発された。具体的には、ヒアルロン酸ナトリウムとカルボキシメチルセルロースからなる癒着防止材が提案されている(特許文献2参照)。しかしながら、この提案で用いられるこれらの原料は、吸水性が高いために、手術具に付着した水分や患部の組織以外の臓器の水分で接着するという課題があり、操作性に難点がある。また別に、親水性の多糖類を用いて表面が濡れた際に接着性を発現させることにより、生体適合性に優れ、濡れたときの強度や折り曲げたときの耐割れ性を満足する三層構造の癒着防止材が検討され提案されている(特許文献3参照)。しかしながらこの提案においても同様に、組織に接着させる前に濡れるとべたつくという課題がある。
さらに濡れに対して、多糖類の表面を脂肪族エステルで被覆することにより、濡れてもべたつかない癒着防止材が提案されているが(特許文献4)、いずれもフィルム状のために柔軟性に優れず、編物や不織布と比較すると操作性には難点がある。
また、酸化セルロースを用いた癒着防止材が知られているが、この癒着防止材を血液存在下で酸化セルロースからできたスポンジやニットを利用した場合、柔軟性に優れ操作性に優れるものの、止血効果がなく癒着を促進する場合がある。
一方、疎水性のナノ繊維構造の基材層と親水性の高分子化合物層を含む多層構造の癒着防止材が提案されている(特許文献5)。しかしながら、特許文献5に記載の癒着防止剤はナノ繊維構造を有することで柔軟性に優れ操作性は優れているが、疎水性の基材層は繊維構造であり、良好な通水性を有するため、いずれの層に水分が付着しても親水性の高分子化合物層は溶解し接着してしまうため、取扱性は優れないという課題がある。
従来の癒着防止材にみられるような濡れに伴う問題を解決する手法として、止血効果や癒着防止効果を有する生体内分解吸収性基材と、その基材に不足する強度などを補い操作性を向上させる支持体とを一体化することが有効と考えられるが、上述のとおり、従来の手法では十分な効果が得られていなかった。
特開昭57−167919号公報 特表2003−518167号公報 特許第5143396号公報 国際公開第11/081162号 特表2009−506861号公報
上記のとおり、現在使用あるいは検討されている癒着防止材は、操作性が乏しいか、あるいは水分や血液存在下では使用制限があった。本発明は、従来の癒着防止材にみられるような濡れに伴う操作性や強度等に関する問題を解決した癒着防止材を提供することを目的とする。
本発明は、操作性が乏しい、あるいは水分や血液存在下では使用制限を受けてきた生体内分解吸収性基材と、以下の(1)〜(3)の要件を満足する多層シートである支持体を一体化することにより上記目的を解決する:
(1)多層シートの最外層表面に水分が付着してから、もう一方の最外層が溶解するまでに一定の時間を要する。
(2)多層シートと基材とを一体化させた際に、編物や不織布のような操作性を与えることができる。
(3)多層シートと基材とを一体化させ、基材面を、例えば癒着防止材として組織に貼り付けた後に、速やかに多層シートを脱離する。
本発明者らは、鋭意研究の結果、溶解性を制御した水難溶性高分子化合物からなる層(A)と水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)とが、少なくとも各1層以上積層され、最外層の少なくとも1層が上記水難溶性高分子化合物からなる層(A)からなる多層シートとすることによって、上記の課題を解決する多層シートが得られることを見出した。
本発明の多層シートは、上記水難溶性高分子化合物からなる層(A)の厚みが0.1〜1,000μmであり、上記水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の厚みが10〜10,000μmの範囲であることが好ましい。
本発明の多層シートは、上記水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の繊維径が、0.001〜100μmの範囲であることが好ましい。
本発明の多層シートは、上記水難溶性高分子化合物からなる層(A)が、水難溶性高分子化合物からなる膜構造を少なくとも一部に有することが好ましい。
本発明の多層シートは、上記水難溶性高分子化合物からなる層(A)を形成する水難溶性高分子化合物の95℃の温度の水への溶解度が、20℃の温度の水への溶解度の10倍以上であることが好ましい。
本発明の多層シートは、上記水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)を構成する化合物が、部分鹸化ポリビニルアルコール、さらに共重合、末端変性および後反応により官能基を導入した変性ポリビニルアルコール、プルラン、ヒアルロン酸、アルギン酸およびそれらの任意の組合せから選択されるものであることが好ましい。
また、本発明者らは、以下の(1)〜(5)の要件を満たす製造方法を用いることによって、上記の多層シートが得られることを見出した:
(1)高分子化合物を少なくとも一部に水を含む溶媒あるいは有機溶媒に溶解させることで高分子化合物溶液とすること。
(2)前記の高分子化合物溶液を原料として層を形成させる際に溶媒の一部を揮発させること。
(3)水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)を形成後にその上に、水難溶性高分子化合物からなる層(A)を積層させること。
(4)前記の水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)上に、前記の水難溶性高分子化合物からなる層(A)を形成させる際に、前記の水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)が一部溶解すること。
(5)前記の水難溶性高分子化合物からなる層(A)を最外層となるように積層させること。
本発明の多層シートの製造方法において、水難溶性高分子化合物からなる層(A)は、水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)上に、エレクトロスピニング法で形成させることが好ましい。
本発明の多層シートの製造方法において、水難溶性高分子化合物からなる層(A)をエレクトロスピニング法で形成させる際のノズル先端と捕集電極との距離は、3〜10cmの範囲とすることが好ましい。
本発明の要旨は以下のとおりである。
(1)水難溶性高分子化合物からなる層(A)と水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)とが各1層以上積層され、最外層の少なくとも一方が上記水難溶性高分子化合物からなる層(A)である多層シートであって、上記水難溶性高分子化合物からなる層(A)である最外層の表面に水を滴下させてから、もう一方の最外層が溶解するまでに要する時間が10秒〜5分である、多層シート。
(2)上記水難溶性高分子化合物からなる層(A)が、一部に欠損を有するか、または厚みが不均一である薄膜構造を有する、(1)記載の多層シート。
(3)上記水難溶性高分子化合物からなる層(A)の目付が1〜200g/mの範囲である、(1)または(2)記載の多層シート。
(4)上記水難溶性高分子化合物からなる層(A)を構成する化合物が、高鹸化ポリビニルアルコール、完全鹸化ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシメチルセルロースおよびそれらの任意の組合せから選択される、(1)〜(3)のいずれか記載の多層シート。
(5)引張強さが0.1〜5.0N/mmである、(1)〜(4)のいずれか記載の多層シート。
(6)上記水難溶性高分子化合物からなる層(A)が、該層を構成する化合物の溶液をエレクトロスピニング法で紡糸して得られる繊維を上記水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)上に捕集することにより形成されており、上記紡糸は、溶液を吐出するノズル先端と捕集電極の間の距離を3〜10cmの範囲に設定して行われる、(1)〜(5)のいずれか記載の多層シート。
(7)(1)〜(6)のいずれか記載の多層シートと水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層一体化されており、上記水難溶性高分子化合物からなる層(A)が一方の最外層を構成し、かつ上記水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が他方の最外層を構成する一体化シート。
(8)水溶性高分子化合物の溶液を紡糸して得られた繊維を捕集することにより水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)を形成する第1の工程、および
水難溶性高分子化合物の溶液を紡糸して得られた繊維を、上記水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)上に捕集することにより、水難溶性高分子化合物からなる層(A)を形成する第2の工程を含み、
上記第2の工程において、水難溶性高分子化合物の溶液を紡糸して得られた繊維を捕集した際に、水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)が一部溶解することを特徴とする、多層シートの製造方法。
(9)上記第2の工程において、紡糸がエレクトロスピニング法により行われる、(8)記載の多層シートの製造方法。
(10)上記紡糸を、溶液を吐出するノズル先端と捕集電極の間の距離を3〜10cmの範囲に設定して行う、(9)記載の多層シートの製造方法。
本発明によれば、少なくとも水難溶性高分子化合物からなる層(A)と水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)で構成された多層シートが得られ、この多層シートに、生体内分解吸収性基材を貼り合わせて一体化させることにより、一体化シートが得られる。
本発明の多層シートは、少なくとも水難溶性高分子化合物からなる層(A)と水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)で構成されるため、水に対する二面的な溶解性を有すると共に、柔軟性や形状記憶性などを有する。このため、本発明の多層シートを生体内分解吸収性基材の支持体として使用する際に、一体化させた基材の取扱い性を向上させる。さらに、最外層の水難溶性高分子化合物からなる層(A)への水分付着には一定の耐水性を示すことから、生体内や水分が付着する環境でも使用可能であり、もう一方の最外層は一定時間経過後に溶解されるため、一体化させた際における基材からの脱離も可能となる。このことから、本発明の多層シートは、一定の耐水性および取扱い性が必要とされる癒着防止材の支持体として、好適に用いることができる。
本明細書は、本願の優先権の基礎である特願2014−072603号の明細書、特許請求の範囲および図面に記載された内容を包含する。
本発明の多層シートの構造の一例を示す斜視図である。 本発明の一体化シートの構造の一例を示す斜視図である。 実施例1で得られた水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)表面写真(1000倍)である。 実施例1で得られた水難溶性高分子化合物からなる層(A)表面写真(1000倍)である。 実施例1で得られた多層シートの断面写真(100倍)である。 本発明の多層シートにおける、ノズル先端−捕集電極の距離、水難溶性高分子化合物からなる層(A)の厚み、多層シートの耐水性の関係を示したグラフである。
本発明の多層シートは、水難溶性高分子化合物からなる層(A)と水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)とが少なくとも各1層以上積層され、最外層の少なくとも一方が上記水難溶性高分子化合物からなる層(A)からなる多層シートであって、上記最外層の水難溶性高分子化合物からなる層(A)の表面に水を滴下させてから、もう一方の最外層が溶解するまでに要する時間が10秒〜5分の範囲内であることを特徴とする。
上記の時間は、JIS L 1907(2010)の滴下法に類似の方法に基づき測定される。具体的には、JIS L 1907(2010)の滴下法と同様に、試験片の表面からビュレットの先端までが10mmの高さになるように調整する。ビュレットから水を1滴(約0.04ml)滴下させて水滴が試験片の最外層(A)の表面に達したときを開始時間として、水が最外層(A)、その下層、さらに最下層であるもう一方の最外層まで水が浸透して、さらにもう一方の最外層が溶解したときを終了時間とし、開始時間から終了時間までに要する時間を測定する。ここでいう溶解とは、層を構成する高分子化合物が水に20%溶出すること、あるいは層の形状を維持できずに崩れることとし、最外層(A)側や断面側といった多方面から目視確認して溶解したかを判断する。「層を構成する高分子化合物が水に20%溶出する」とは、前記の溶解時間測定において、最外層まで水が浸透した部分について試験片の色が白から透明に変化するので、ビュレットから水を1滴滴下させたあと試験片の真上から水滴を観察し、水滴の円の面積に対する透明に変化した部分の面積の比率が20%となることを意味する。
本発明の多層シートの好ましい態様によれば、上記水難溶性高分子化合物からなる層(A)の一部は、ナノオーダーあるいはサブミクロンオーダーの厚みを有する不連続な膜または一部に欠損部分を有する層状形成された膜からなる。
本発明の多層シートの好ましい態様によれば、上記水難溶性高分子化合物からなる層(A)の目付は1〜200g/mの範囲であり、上記水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の目付は5〜500g/mの範囲である。
本発明の多層シートの好ましい態様によれば、上記水難溶性高分子化合物からなる層(A)を構成する化合物が、高鹸化ポリビニルアルコール、完全鹸化ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシメチルセルロースおよびそれらの任意の組合せから選択される。
本発明の多層シートの好ましい態様によれば、引張強さが0.1〜5.0N/mmである。
また、本発明の一体化シートは、上記多層シートと水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層一体化されており、水難溶性高分子化合物からなる層(A)が一方の最外層を構成し、かつ水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が他方の最外層を構成している。
上述のとおり、本発明の多層シートは、上記最外層の水難溶性高分子化合物からなる層(A)に水分が付着してから、もう一方の最外層が溶解するまでに一定の時間を要する。そのため、前記多層シートを支持体として、水難溶性高分子化合物からなる基材(C)を積層一体化させて、前記の水難溶性高分子化合物からなる層(A)と前記の水難溶性高分子化合物からなる基材(C)をそれぞれ最外層とする一体化シートとすると、基材に編物や不織布のような性質を与えることで取扱い性を向上させることができる。また、一体化シートに水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)が設けられていることにより、例えば、一体化シートの基材(C)を有する面を癒着防止材として創傷組織に貼り付けた後に、支持体としての多層シートを速やかに脱離させることが可能となる。
この支持体としての多層シートに求められる機能性としては、(1)一体化させた癒着防止材にガーゼを持つような手持ち感を与えるために一定の目付を有すること、(2)一体化させた癒着防止材を丸めて小さくすることや、癒着防止材が組織に追随することを妨げないために柔軟性を有すること、(3)丸めた癒着防止材を広げて復元することが可能なように形状記憶性を有すること、(4)腹腔鏡手術におけるトロッカーなどの治具を使用した際に破れないことやハサミで切り分けが可能な程度に一定の強度を有すること、(5)標的とする組織に一体化させた癒着防止材を貼り付けるために手術時に接触する可能性のある水分や血液には溶解しないこと、(6)生体内で炎症を起こさないために生体適合性があり、脱離した支持体が細菌の温床とならないために生体内吸収分解性あるいは生体内から生体外への排出性に優れること、および(7)癒着防止材が組織を止血や癒着防止することを阻害させないために一体化させた癒着防止材から支持体を簡単に脱離できること、が挙げられる。本発明の多層シートは、これらの要件を満足するものであることが好ましい。
本発明において水難溶性高分子化合物からなる層(A)を形成する水難溶性高分子化合物とは、1気圧の環境下において、常温(20℃±5℃)の高分子化合物を1g秤量し、9gの水に浸漬し、十分な時間(例えば、少なくとも24時間)が経過した後に、浸漬した高分子化合物のうちの80質量%以上が溶解しない性質を有する高分子化合物をいう。95℃以上の温度の高温水下では20質量%以上が溶解可能で、常温に徐冷した際に80質量%以上が固形分として析出しない高分子化合物は、水難溶性高分子化合物に含まれる。
また、水難溶性高分子化合物からなる層(A)を形成する水難溶性高分子化合物は、水溶液を調製する際に95℃の温度における水への溶解性が、20℃の温度における水への溶解性の10倍以上であることが好ましい。この場合に、形成された水難溶性高分子化合物からなる層(A)は、高温水には比較的溶解しやすく、常温水には比較的溶解しにくくなる。中でも、水難溶性高分子化合物を高温水で溶解後、徐冷して常温下でも水難溶性高分子化合物が析出しないことが、水難溶性高分子化合物からなる層(A)を形成する上で好ましい態様である。さらに、後述するように水難溶性高分子化合物からなる層(A)は不連続な膜または一部に欠損部分を有する層状積層された膜であることが、水難溶性高分子化合物からなる層(A)を最外層とする多層シートに対する透水性と保水性のバランスを取ることができるため、好ましい態様である。
水難溶性高分子化合物からなる層(A)を形成する水難溶性高分子化合物としては、具体的には、高鹸化ポリビニルアルコール(以下、ポリビニルアルコールをPVAと記載することがある。)、完全鹸化PVA、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などのオキサゾリン変性シリコーン、ツェイン(とうもろこし蛋白質の主要成分)、ポリエステル、ポリ乳酸、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸、ポリスチレン、ポリビニルブチラール、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、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミドなどの合成高分子化合物や、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシメチルセルロースなどのセルロース類などの半合成高分子化合物や、アミロース、アミロペクチン、あるいはその混合物である澱粉などの多糖類、さらにはアラビノキシランやグルクロノキシランなどのキシラン類、ガラクタン類などのペクチン系多糖、キシログルカン類、グルコマンナンなどのマンナン類、コンドロイチンやグルコサミンなどのムコ多糖類、グリコーゲンなどの動物性多糖類、およびジェランガムなどの天然高分子化合物などが挙げられる。
これらの水難溶性高分子化合物は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることもできる。上述の各種の水溶性高分子化合物のうち、水溶液を調整する際に95℃の温度における水への溶解性が、20℃の温度における水への溶解性よりも特に大きい特徴を有することから、高鹸化PVAや完全鹸化PVAが好ましく用いられる。
また、本発明においては、多層シートを形成してこれを癒着防止材の支持体とした際に、多層シートを剥離せずにそのまま残したとしても生体内に吸収されるか、あるいは生理作用により排出されるようにするため、水難溶性高分子化合物は生体適合性を有することが好ましい。PVAやセルロース類は、古くから生体適合性材料として知られており、鹸化度、エステル化度、および重合度の制御により溶解度および水溶液粘度を調整することができ、汎用性もあるため、好ましく用いられる。なお、本明細書で「生体適合性」を有する材料とは、生体組織に対して刺激や悪影響を殆どあるいは全く与えないものをいう。より具体的には、その材料が生体組織に対して有害な物質を発生または溶出させることがなく、その材料と接触した生体組織が、当該材料を異物と判断して炎症や血液凝固などの防御反応を示すことがないようなものを意味する。
水難溶性高分子化合物からなる層(A)に用いられるPVAは、ビニルエステル単位を主体として有するポリマーを鹸化することにより得られる。ビニルエステル単位を形成するためのビニル化合物単量体としては、蟻酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニルおよびバーサチック酸ビニルなどが挙げられ、これらの中でもPVAを容易に得る点から、酢酸ビニルが好ましく用いられる。
水難溶性高分子化合物からなる層(A)に用いられるPVAは、鹸化度が92.5〜100モル%であることが好ましく、少なくとも鹸化度が40モル%以上であればPVAの熱安定性が良く、熱分解やゲル化をしにくいため、溶融紡糸も可能である。さらに前記の高い鹸化度ならば、水難溶性高分子化合物からなる層(A)を構成する高分子化合物が常温水で溶解しにくくなるため、より好ましい態様である。中でも鹸化度が99.99モル%よりも小さいPVAであれば、溶解性の低下もなく、さらに安定した溶融紡糸が可能となるため、鹸化度は95〜99.99モル%であることがより好ましく、98〜99.98モル%であることが特に好ましい態様である。
水難溶性高分子化合物からなる層(A)に用いられるPVAは、重合度が150〜10,000であることが好ましい。重合度がこの範囲であれば、水溶液とする際に、水への十分な溶解性を有すると共に、水揮発後の成形性が良好になる。
本発明の多層シートにおいて、水難溶性高分子化合物からなる層(A)への耐水性を付与し、水揮発後の成形性をさらに良好にするためには、PVAの重合度はより好ましくは300以上であり、さらに好ましくは500以上である。また、PVAは高重合度では生体内で分解、吸収、代謝、排出がされにくいこと、水溶液にすると高粘度となり、層形成効率も低下することから、重合度はより好ましくは4,000以下であり、さらに好ましくは1,500以下である。
上述のPVAや同様な特長を有する水難溶性高分子化合物であれば、常温水には溶けにくいが、95℃以上の温度の熱水には溶け、徐冷して常温以下となった後においては、飽和溶解度以下の溶解量であれば析出することなく、一様な水溶液となる。
水難溶性高分子化合物からなる層(A)は、水難溶性高分子化合物からなる膜構造を少なくとも一部に有することが好ましい。水難溶性高分子化合物からなる層(A)は、ナノオーダーあるいはサブミクロンオーダーの厚みが不均一な膜または一部に欠損を有する層状に積層された膜であることが好ましい態様である。このような構造を形成させることにより、水難溶性高分子化合物からなる層(A)の表面に血液や水分が付着した場合には、水難溶性高分子化合物からなる層(A)を構成する水難溶性高分子化合物はすぐには溶解しない一方、ナノオーダーあるいはサブミクロンオーダーの厚みが不均一な膜または一部に欠損を有する膜は、直ちに通水することはないものの、一定時間後には通水することになるため好ましい。
水難溶性高分子化合物からなる層(A)が厚くなり過ぎて、多層シートとしての風合いを損ねない範囲であれば、積層回数は特に規定しない。また、複数の層が形成される際に上下の層が融着あるいは溶着することにより1層化することは許容される。この複数の層は、耐水性と風合いを両立させる点では、好ましくは数層(2〜3層)から2万層である。膜を均一に水難溶性高分子化合物からなる層(A)上に形成させる観点から、より好ましくは20層以上であり、さらに好ましくは100層以上である。また、多層シートの良好な柔軟性を保持する観点から、より好ましくは5,000層以内であり、さらに好ましくは1,000層以内である。ただし、上述のとおり、これらの複数の層は1層化されても良い。このような構造にすることにより、表面に付着した水分が水難溶性高分子化合物からなる層(A)を溶解しにくくする、あるいは通過しにくくする効果が付与され、また、水難溶性高分子化合物からなる層(A)の風合いが硬化し過ぎないようにすることができる。水難溶性高分子化合物からなる層(A)は、一様の完全な膜であっても良いが、多層シート全体の柔軟性を損なわないことが好ましい。
また、本発明の多層シートにおいては、水難溶性高分子化合物からなる層(A)は、膜構造ではなく繊維構造から構成されていてもよい。この場合に、水難溶性高分子化合物からなる層(A)や水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)以外の層が、水難溶性高分子化合物からなる膜を少なくとも一部に形成していることが好ましく、例えば、最外層に水難溶性高分子化合物からなる層(A)、その内層に水難溶性高分子化合物からなる膜、さらにその内層に水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)を有する構造が挙げられる。あるいは水難溶性高分子化合物からなる層(A)と水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の2層構造からなる多層シートであるならば、水難溶性高分子化合物からなる層(A)が、水を通過しにくい緻密な繊維構造であることが好ましい。また、繊維構造からなる水難溶性高分子化合物からなる層(A)の一部に、膜を含有させることができる。膜を含有させる方法は、後述する多層シートの製造方法の一例において説明する。
水難溶性高分子化合物からなる層(A)に繊維が含まれる場合は、その繊維は長繊維であっても短繊維であっても良く、単繊維径は緻密な繊維構造とする観点から紡糸に支障のない範囲で細い程好ましい。
本発明において用いられる水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)を形成する水溶性高分子化合物とは、1気圧の環境下において、常温(20℃±5℃)の高分子化合物を1g秤量し、9gの水に浸漬し、十分な時間(例えば、少なくとも24時間)が経過した後に、浸漬した高分子化合物のうちの50質量%以上が溶解する性質を有する高分子化合物である。
水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)を形成する水溶性高分子化合物としては、低鹸化PVA、部分鹸化PVA、さらに共重合、末端変性および後反応により官能基を導入した変性PVA、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ブテンジオール−ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアクリル酸ナトリウム、熱可塑性澱粉、澱粉誘導体、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリエステルアミド、および特定のポリエステル、ビニルピロリドン−酢酸ビニル共重合体や、スチレン−ビニルピロリドン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、水溶性ポリエステル、水溶性ポリウレタン、水溶性ナイロン、水溶性エポキシ樹脂などの合成高分子化合物や、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、ケラト硫酸などのムコ多糖、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、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、アガロース、フコイダンなどの天然高分子化合物などが挙げられる。
これらの水溶性高分子化合物は、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることもできる。上述の各種の水溶性高分子化合物のうち、曳糸性が良好であり、生体適合性を有することから、部分鹸化ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、プルラン、ヒアルロン酸、アルギン酸を用いることが好ましく、特にプルランを用いることが好ましく用いられる。
プルランは、通常、入手しやすさおよび価格の点で有利であることから、澱粉分解物を含有する培地中でオーレオバシディウム属などの酵母を培養することにより製造されたプルランが有利に用いられる。例えば、株式会社林原商事販売のプルラン(商品名「プルランPI−20」および「プルランPF−20」など)を、好適に使用することができる。本発明の効果を逸脱しない範囲で、他のプルラン製品を用いることもできる。また、必要に応じて、任意の置換度のエステル化などの修飾を施すなどして、誘導体化したマルトトリオースを反復単位としプルランを使用することもできる。
プルランの重量平均分子量は、5,000〜1,000,000ダルトンが良好な曳糸性を付与でき、シート状に皮膜形成もできる観点から好ましく、重量平均分子量はより好ましくは10,000〜500,000ダルトンであり、さらに好ましくは50,000〜350,000ダルトンであることが好ましい。配合される他の成分にもよるが、プルランの重量平均分子量や分子量分布を選択することによって、水溶性高分子化合物からなる層を所望の崩壊速度に調節することができる。重量平均分子量が大きすぎると、水溶性高分子化合物の製造コストが増大する上、水溶液とした際に高粘度となる傾向にあり、紡糸生産性が低下するが、上記範囲ではそのような問題は生じない。
水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)は、水溶性高分子化合物からなる繊維で層が形成されることによって、層の自由度が上がり、多層シートに柔軟性を付与することができる。また、単繊維径は0.001〜100μmの範囲であることが好ましい。単繊維径が0.001μm以上であれば、紡糸において安定的に製糸することができ、単繊維径が0.1μm以上であれば、紡糸時の安定性が増す。単繊維径が100μm以下であれば、多層シートに対して十分な柔軟性や形状記憶性を付与することができる。水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)を構成する繊維は、長繊維であっても短繊維でも用いることができる。
水難溶性高分子化合物からなる層(A)の目付は、1〜200g/mの範囲であることが好ましい。水難溶性高分子化合物からなる層(A)は、それ単独で前述の耐水性を満足することが好ましい。多層シートの強度を向上させるため、目付は、5g/m以上、特に10g/m以上であることがより好ましい。また、水難溶性高分子化合物からなる層(A)の目付は、多層シートの十分な柔軟性や形状記憶性を損なわないようにするため、100g/m以下、特に50g/m以下であることがより好ましい。
また、水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の目付は、5〜500g/mの範囲であることが好ましい。水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)は、多層シートに十分な柔軟性や形状記憶性を付与するため、目付は、10g/m以上、特に30g/m以上であることがより好ましい。また、水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)は、一定厚みで高目付化すると高密度化して柔軟性が低下し、一定密度で高目付化すると嵩高くなり、いずれにしろ多層シートの取扱性が低下するため、目付は300g/m以下、特に200g/m以下であることがより好ましい。
本発明の多層シートの目付は、多層シートの目付は、10〜1,000g/mであることが好ましく、柔軟性、形状記憶性および取扱性を両立させるためには、目付は、より好ましくは15〜400g/mであり、特に好ましくは20〜150g/mである。
水難溶性高分子化合物からなる層(A)の厚みは、0.1〜1,000μmであることが好ましい。水難溶性高分子化合物からなる層(A)は、一定の耐水性を付与させるべく、一様に層形成させることが好ましく、厚みは、より好ましくは5μm以上であり、さらに好ましくは10μm以上である。また、水難溶性高分子化合物からなる層(A)が厚くなるにつれて多層シートの柔軟性や形状記憶性が低下するため、厚みは、好ましくは500μm以下であり、より好ましくは100μm以下である。
また、水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の厚みは、10〜10,000μmであることが好ましい。水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)は、多層シートに十分な柔軟性や形状記憶性を付与するため、厚みは、より好ましくは50μm以上であり、さらに好ましくは100μm以上である。また、水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)は、厚くなるにつれて、多層シートも嵩高くなり、多層シートの取扱性が低下するため、厚みは、より好ましくは5,000μm以下であり、さらに好ましくは1,000μm以下である。
本発明の多層シートの厚みは、上述の水難溶性高分子化合物からなる層(A)や水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の厚みの和から求められるが、それらの層は積層時に一体化するため、各層を単独で作製したときの厚みの和よりも小さくなる。また、これら以外の中間層やもう一方の最外層を多層シートに形成させたときには、それらの厚みと水難溶性高分子化合物からなる層(A)および水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の厚みの総和が多層シートの厚みとなるが、これらの層も積層時に一体化する際は、上記と同様に各層の単独の厚みの和よりも小さくなる。多層シートの厚みは、10〜12,000μmであることが好ましい。柔軟性や形状記憶性を両立させるためには、多層シートの厚みは、より好ましくは50〜2,000μmであり、さらに好ましくは100〜400μmである。多層シートを支持体として使用する際には、上記の水難溶性高分子化合物からなる層(A)と水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の厚みを、支持体と一体化する基材の使用用途に応じて、適宜変更することができる。
本発明の多層シートは、引張強さは0.1〜5.0N/mmであることが好ましい。この引張強さがある場合には、多層シートは十分なコシを有し、前述の厚み範囲内である時に腹腔鏡手術に用いるトロッカーの穴から挿入することも可能になる。引張強さは、取扱い性と生体内分解性を考慮した場合に、より好ましくは0.3〜4.7N/mmであり、さらに好ましくは0.5〜4.5N/mmである。
本発明の多層シートは、最外層(A)の表面に水分を滴下させてから、もう一方の最外層が溶解するまでに要する時間は10秒〜5分である。この時間が10秒以上であることにより、多層シートを水分や血液などの存在下においても取り扱いを容易とすることができる。癒着防止材の支持体として用いる場合には、組織に貼り付けるまでに一定の時間を必要とすることから、この時間はより好ましくは30秒以上であり、特に好ましくは1分以上である。一方、この時間が5分以下であれば、組織に貼り付けた後に多層シートを速やかに除去することが可能となる。長時間の耐水性を付与させるには最外層(A)などの水不溶性高分子化合物からなる層を高目付化や高密度化することなどの方法により達成することができるが、その場合、風合いが硬くなる傾向にあるため、この時間は3分以下、特に2分以下とすることが好ましい。
本発明の多層シートは、水難溶性高分子化合物からなる層(A)と水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)とが少なくとも各1層以上積層され、最外層の少なくとも1層が水難溶性高分子化合物からなる層(A)からなる。多層シートが3層以上の構造の場合、最外層の水難溶性高分子化合物からなる層(A)と、もう一方の最外層または中間層として水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)や、その他の層を形成させ、かつ全ての層を含めて、前述の耐水性の要件を満たすことが好ましい。
水難溶性高分子化合物からなる層(A)と水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)以外の層としては、水難溶性高分子化合物からなる層(A)と水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)による機能性や風合いなどを損なわない範囲であれば、水溶性高分子化合物、水難溶性高分子化合物、あるいは水への溶解性を示さない化合物を適宜用いることができる。
本発明における多層シートにおける水難溶性高分子化合物からなる層(A)の質量割合は、好ましくは0.1〜50質量%であり、特に好ましくは0.1〜20質量%である。一方、水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)からなる水溶性層の割合は、好ましくは50〜99.99質量%であり、特に好ましくは80〜99.9質量%である。
また、多層シートにおける水難溶性高分子化合物からなる層(A)と水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の機能性を損なわない上述の質量割合を満たした上で、その他の中間層やもう一方の最外層を設けることができる。
本発明により、上記の各層が水に対する二面的な溶解性を有し、柔軟性や形状記憶性などを有する多層シートを得ることができる。この多層シートを支持体として用いることにより、一体化させた基材の操作性を向上させることができる。また、多層シートの水難溶性高分子化合物からなる層(A)と反対の層を基材と一体化させた際には、一体化シートの水難溶性高分子化合物からなる層(A)側は、一定の耐水性を示すことから、生体内や水分が付着する環境でも使用可能である。
一方で、水難溶性高分子化合物からなる層(A)に水が付着してから一定時間経過後には、基材と接する水溶性層が吸水して溶解されることから、多層シートの基材からの脱離も可能となる。また、多層シートの断面から水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)などの水溶解性を有する層に吸水させることによっても、多層シートの基材からの脱離が可能となる。このように、本発明の多層シートは、操作性、耐水性および脱離性が必要とされる癒着防止材の支持体として、好適に用いることができるが、その応用範囲はこれに限られるものではない。
本発明における水難溶性高分子化合物からなる層(A)、水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)、およびそれ以外の層には、各種添加剤を含有させることができる。添加剤の具体例としては、触媒、着色防止剤、耐熱剤、難燃剤、滑剤、防汚剤、蛍光増白剤、艶消剤、着色剤、光沢改良剤、制電剤、芳香剤、消臭剤、抗菌剤、防ダニ剤、無機微粒子、止血剤および可塑剤などを挙げることができる。これらの添加材は、層形成時の原料に添加しても良く、層形成後にスプレー付与やコーティングなどの公知の方法により付与することもできる。
本発明の多層シートは、水溶性高分子化合物の溶液を紡糸して得られた繊維を捕集することにより水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)を形成する第1の工程、および水難溶性高分子化合物の溶液を紡糸して得られた繊維を、前記水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)上に捕集することにより、水難溶性高分子化合物からなる層(A)を形成する第2の工程を含む方法によって製造することができる。本発明の多層シートの製造方法は、前記第2の工程において、水難溶性高分子化合物の溶液を紡糸して得られた繊維を捕集した際に、水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)が一部溶解することを特徴とする。
本発明の多層シートの製造方法の好ましい態様によれば、水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)上に、水難溶性高分子化合物からなる層(A)をエレクトロスピニング(以下、ESPと記載することがある。)法で形成させる。エレクトロスピニング法であれば、水難溶性高分子化合物の水溶液を原料として、水溶性高分子化合物からなる繊維層上に積層させる場合でも、吐出量と電圧と吐出から積層までの距離を調整することにより、大気下における水の揮発量を制御できる。そのため、繊維層にごく微量の水を飛散させることにより、繊維層をわずかに溶解でき、水溶性高分子化合物と水難溶性化合物の混合物からなる膜を形成することができる。このように大気下で溶媒を揮発させて水分量制御しつつ、ポリマーを積層させる方法であれば、エレクトロスピニングに限らず、エレクトロスプレーデポジション法やフォーススピニング法などを適宜適用することができる。
水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の製造方法としては、溶液や溶融液を用いた、エレクトロスピニング法、エレクトロスプレーデポジション法、および近年開発されている遠心力を利用したフォーススピニング法などを用いることができる。また、水溶性熱可塑性高分子化合物を用いた溶融紡糸法によって、フィラメントを製造してから編物や織物とすることもでき、メルトブロー法、スパンボンド法およびニードルパンチ法などの不織布製造法を用いることもできる。
水難溶性高分子化合物からなる層(A)あるいは水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の製造方法は、溶液や溶融液をもとに層を形成可能な方法であれば良く、また、2種以上の水溶性熱可塑性樹脂からなる複合繊維を用いて層を形成させることもできる。
また、多層シートにおける水難溶性高分子化合物からなる層(A)や水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)以外の層を設ける場合に、その層は、上述の水難溶性高分子化合物からなる層(A)や水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)と同様の方法で製造することができ、編物や織物を用いることもできる。
水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)あるいは水溶性高分子化合物中間層の上に、水難溶性高分子化合物からなる層(A)や他の中間層を形成させると、水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)が各層同士を接着させる働きをするため、多層シートの取扱性を向上させることができ、水難溶性高分子化合物からなる層(A)のみでは不十分な搬送性を補うことができる。また、水難溶性高分子化合物からなる層(A)を搬送シート上に形成させた際に発生しうる水難溶性高分子化合物からなる層(A)と搬送シートの接着の恐れがなく、多層シートを搬送シートから剥離することが容易となり、生産ラインに適用しやすく好ましい。
水難溶性高分子化合物からなる層(A)や他の中間層を形成させる方法としては、ESP法やエレクトロスプレーデポジション法などが好ましく用いられる。それらの方法では、溶液や溶融液を飛散させて延伸しつつ、空気中で水分を揮発あるいは溶融液を固化させる。水分量や溶融量を制御することにより、水溶性高分子化合物層を溶解し過ぎずに、該層上に液体も併せて積層させることができ、それにより液体分が気化あるいは固化した際に微小な膜を該層上に形成させ、多層シートの耐水性を向上させることができる。
一方、水溶性高分子化合物層を溶解させずに水難溶性高分子化合物からなる層(A)の膜を形成する場合は、厳密な溶液や溶融液の調整および製造環境が必要であるものの、膜の形成方法としてスピンコート法、スプレー法、ロールコート法、ダイコーティング法およびワイヤーバー法などの方法も、大量生産性の観点から好ましく用いられる。
本発明においては、別々に作製した層を重ねても良く、その場合は層同士の接着性がやや劣るため、重ねる際に、溶解させ過ぎない程度に水あるいは接着剤含有の水溶液を僅かに付与してもよい。
また、水難溶性高分子化合物からなる層(A)の上に水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)や、他の中間層を形成させてもよい。この場合に、水難溶性高分子化合物からなる層(A)は水に溶解しにくいため、水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の積層時には、水難溶性高分子化合物からなる層(A)を溶解させない。そのため、中間層あるいは最外層となる水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)やその他の層を形成させた上に、水難溶性高分子化合物からなる層(A)を形成させてもよい。
ここで、水難溶性高分子化合物からなる層(A)と水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)を、ESP法によって作製する際の具体例を記載する。水溶性高分子化合物の水溶液を、絶縁体で被覆し、アースし、あるいは水溶液の電荷と逆の電荷の付与などを施した捕集電極に対して飛散させて、水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)を形成させた後、次いで水難溶性高分子化合物の水溶液を飛散させて水難溶性高分子化合物からなる層(A)を形成させて、多層シートを得る。
ESP条件としては、電圧が15〜100kVであり、紡糸の際のシリンジと捕集電極との角度が−30〜60度であり、吐出量が3〜100ml/hrであり、シリンジの内径が10〜10,000μmであることが好ましい。また、層の幅方向のムラを低減させるように、シリンジを設置した台を捕集電極の幅方向と平行するように前後に移動させることができ、水溶液が捕集電極に飛散しやすいように、シリンジと捕集電極との周囲に水溶液と逆の電荷を付与した電極などを設置することもできる。
ESP法による紡糸の際のノズル先端と捕集電極との距離は、3〜10cmであることが好ましく、特に5〜9cm、とりわけ6〜8cmであるこがより好ましい。ノズル先端と捕集電極との距離が3cm以上の場合、ノズル先端と捕集電極の間でスパークが起きる可能性を低減させ、ESP装置の故障を防ぐことができる。また、ノズル先端と捕集電極との距離が10cm以下の場合、空気中で溶液や溶融液に含まれる水分が揮発あるいは溶融液が固化する前に、捕集電極上の水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の上に捕集することができる。水難溶性高分子化合物からなる層(A)を形成する際、水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)が溶媒によって一部溶解し、ナノオーダーあるいはサブミクロンオーダーの厚みの、一部に欠損を有するか、または厚みが不均一な薄膜構造を形成しやすくなり、その薄膜により所望の耐水性を達成することが容易になる。水難溶性高分子化合物からなる層(A)の厚みを薄くすることの利点としては、原料使用量を減らすことができること、紡糸時間を短縮できること、および多層シートの十分な柔軟性を付与できることが挙げられる。
層形成の途中で、紡糸条件を変更することもできる。例えば、電圧を下げることにより単繊維径が太く層の嵩が大きくなり、電圧を上げることにより繊維径が細く層の嵩が小さくなるため、水分が水難溶性高分子化合物からなる層(A)の表面に付着してから、下層に水分が浸入するまでの時間制御がある程度可能になる。また、ノズルの内径は細い場合に先端の液滴が小さくなるため、単繊維径が細くなる傾向にある。前述の耐水性の条件を満足する限り、上述の紡糸条件を適宜変更することができる。
前述の条件を満足する耐水性は、主として原料と紡糸条件の制御により付与することができる。具体的には、原料である水難溶性高分子化合物の分子量、重合度、置換基、置換度および溶液濃度などを制御することにより、高分子化合物自体の常温水への溶解度や紡糸時の曵糸性などを制御することができる。また、紡糸条件は、例えばESP法であれば、印加電圧、吐出量、シリンジと捕集電極との距離や角度、および温湿度などがあり、さらに、長さ方向や幅方向における均一化も必要である。
特に、水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の上に、完全には揮発していない水難溶性高分子化合物をESP法によって飛散させて、水難溶性高分子化合物からなる層(A)を形成させることが好ましい態様である。通常のESP法では完全に、あるいはほぼ完全に揮発した化合物を水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)上に飛散させるが、本発明における水難溶性高分子化合物を溶質に用いると曳糸性が若干低下する傾向にある。一方、溶媒が完全に揮発していない水難溶性高分子化合物溶液を水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)上に積層すると、繊維を一部含むあるいは繊維が存在しない膜状の層を多く含むものとすることができ、水難溶性高分子化合物からなる層(A)を最外層とする多層シートに十分な耐水性を付与できる。このような層を形成させるには、上述に挙げた紡糸条件を調節することにより達成することができる。
上記のESP法を始めとする方法により形成した水難溶性高分子化合物からなる層(A)は、一部に繊維を含んでいてもよい。しかし、水難溶性高分子化合物からなる層(A)は繊維量が増加するにつれて通水性が向上するため、多層シートの耐水性が低下する。本発明においては、耐水性を満足する範囲で繊維量を増加させることができる。
水難溶性高分子化合物からなる層(A)に繊維を形成させる方法としては、ESP法にて溶媒が完全に揮発した水難溶性高分子化合物を紡糸する方法が挙げられるが、そのような水難溶性高分子化合物からなる層(A)には多くの空隙が存在することになる。水難溶性高分子化合物である、繊維自体は溶解しにくいものの、繊維の間を通水する可能性が高い。このように水難溶性高分子化合物からなる層(A)が繊維構造を有するときに耐水性を発現させるためには、水難溶性高分子化合物からなる層(A)をカレンダーなどにより圧縮することで高密度化して耐水性を付与することが考えられるが、高密度化し過ぎると水難溶性高分子化合物からなる層(A)や多層シートの風合いは硬くなりやすい。また、水難溶性高分子化合物からなる層(A)に、水難溶性熱可塑性高分子化合物を用いて、表面に熱融着させて膜状化し、耐水性を付与することができるが、同様に、風合いの硬化や他の層の熱分解などを起こしやすい。このような課題があるものの、多層シートに対して十分な柔軟性や形状記憶性を付与することへの支障のない範囲であれば、耐水性付与のための加工を施すことができる。
各層を形成させる際にESP法のみを用い、多層シートを得る製造方法は、水のみを溶媒とできることから環境に優しいため好ましい態様である。
図1は、本発明の多層シートの構造を例示する斜視図である。図1において、多層シートは、水難溶性高分子化合物からなる層(A)と水難溶性高分子化合物からなる繊維層(B)で構成されている。
図2は、本発明の一体化シートの構造を例示する斜視図である。図2において、一体化シートの最外層は、水難溶性高分子化合物からなる層(A)と水難溶性高分子化合物からなる基材(C)で構成されており、両者の中間に、水溶性高分子化合物の繊維層(B)が介在されている。
本発明の一体化シートは、多層シートと水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層一体化されたシートであって、水難溶性高分子化合物からなる層(A)と水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が、最外層を形成することが好ましい。このような構成にすることにより、両方の最外層が水難溶性高分子化合物からなる層となるため、水分や血液が付着した際にもべたつくことがなく、十分な取扱性を付与することができる。また、一体化させた水難溶性高分子化合物からなる基材(C)を創傷組織などの目的の場所に貼り付けた後に、側面から水を付与することによっても、水溶性高分子化合物からなる繊維層が容易に溶解するため、多層シートの支持体を速やかに除去することができる。
本発明で用いられる水難溶性高分子化合物からなる基材(C)を構成する化合物としては、ポリペプチド、ポリアミノ酸、ポリサッカライド、脂肪族ポリエステル、ポリ(エステル−エーテル)、ポリ(エステル−カーボネート、ポリオルトエステル)、ポリカーボネート、ポリ(アミドエステル)、ポリ(α−シアノアクリレート)およびポリホスファゼンなどが挙げられる。これらの高分子化合物は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
具体的には、アルブミン、フィブリノーゲン、コラーゲン、ゼラチン、またはこれらの誘導体などのポリペプチドと;ポリ−L−グルタミン酸、ポリ−L−ロイシン、ポリ−L−リシン、またはこれらの誘導体などのポリアミノ酸と;ポリ(β−ヒドロキシアルカノアート)、ポリグリコリド、ポリラクチド、ポリ乳酸、ポリグラクチン、ポリ(α−リンゴ酸)、ポリ−ε−カプロラクトン、またはこれらの誘導体などの脂肪族ポリエステル;ポリ(1,4−ジオキサン−2−オン)、ポリ(1,4−ジオキセパン−7−オン)、またはこれらの誘導体などのポリ(エステル−エーテル)と;ポリ(ラクチド−コ−グリコリド)、ポリ(グリコリド−コ−1,3−ジオキサン−2−オン)またはこれらの誘導体などのポリ(エステル−カーボネート)と;ポリ(セバシン酸無水物)、ポリ[ω−(カルボキシフェノキシ)アルキルカルボン酸無水物]、またはこれらの誘導体などのポリ無水物と;ポリ(1,3−ジオキサン−2−オン)またはこれらの誘導体などのポリカーボネートと;ポリデプシペプチドまたはこれらの誘導体などのポリ(アミドエステル);ポリ(エチルα−シアノアクリレート)またはこれらの誘導体などのポリ(α−シアノアクリレート)と;ポリホスファゼン、またはこれらの誘導体などのポリホスファゼンなどを使用することができる。中でも脂肪族ポリエステルを用いることが好ましく、良好な生体適合性を有するポリ乳酸がより好ましい。また、水難溶性高分子化合物からなる層(A)と同じ高分子化合物を用いることもできる。
水難溶性高分子化合物からなる基材(C)は、機能性基材であることが好ましい。機能性基材としては、生体適合性があり、手術時に組織間の物理的障壁となりえる癒着防止機能を有する基材、止血成分、薬効成分あるいは抗菌成分を有する医薬品や医療用品などに使用される基材、薬効成分あるいは抗菌成分を有する化粧品などに使用される基材、制電成分あるいは導電成分を有する電子情報材料に使用される基材などが挙げられる。また、これら以外の機能性を有する基材にも適用することができ、中でも、癒着防止機能を有する基材であることが好ましい。目的に応じて水難溶性高分子化合物からなる層(A)以外の層と基材を最外層とすることや、多層シートを複数枚用いて最外層の両層を多層シートとし、基材を内層にすることや、基材を複数枚用いて最外層の両層を基材とし、多層シートを内層にしても良く、多層シートと基材の組合せは、いずれも用いることができる。
癒着防止材は、材料に毒性がなく人体に無害であり、傷治癒の間に体内の組織または臓器部位に集中的に位置しながら癒着形成を防止する物理的障壁の機能をし、治癒が終わった後は、人体内で分解され、吸収され、代謝され、そして排出される。この場合、前記の分解期間は、基材層の表面積/体積の割合、使用される高分子の組成、結晶構造の形成、高分子化合物層の厚み、および架橋の程度などは調節して変更することができるが、特に7日以上であることが好ましい。
水難溶性高分子化合物からなる層(A)や水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の形成後や水難溶性高分子化合物からなる基材(C)との一体化後に、必要に応じて圧縮や接着処理を施すことができる。例えば、カレンダー処理をすることにより、水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の表面の毛羽を少なくしたり、紙状やフィルム状などの風合いに変えることができ、高密度化すると耐水性や摩擦や突刺し耐久性や引張強さなどを向上させることができる。また、エンボス処理をすることによりカレンダー処理と同等の効果、さらには曲げやひずみに対する高強度化が期待でき、表面への凹凸などの模様形成や印字により、多層シートや一体化シートの表裏面を判別しやすくすることができる。また、模様形成は、キャスティングなどの方法で行うもでき、表裏面は異なる模様とすることもできる。
本発明の一体化シートの目付は、上述の水難溶性高分子化合物からなる層(A)や水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)やこれら以外の中間層からなる多層シート、および、水難溶性高分子化合物からなる基材(C)の目付の和から求められる。しかしながら、水難溶性高分子化合物からなる基材(C)の目付は多層シートに対して十分小さいため、一体化シートの目付は、多層シートと同じく10〜1,000g/mが好ましく、柔軟性、形状記憶性、および取扱性を両立するためには、より好ましくは15〜400g/mであり、特に好ましくは20〜150g/mである。
本発明の一体化シートの厚みは、上述の水難溶性高分子化合物からなる層(A)や水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)やこれら以外の中間層からなる多層シートおよび水難溶性高分子化合物からなる基材(C)の厚みの和から求められるが、それらの層は積層時に一体化するため、各層を単独で作製したときの厚みの和よりも小さくなる。また、水難溶性高分子化合物からなる基材(C)の厚みは多層シートに対して十分小さいため、一体化シートの厚みは、多層シートと同じく10〜12,000μmであることが好ましい。柔軟性や形状記憶性を両立させるためには、より好ましくは50〜2,000μmであり、さらに好ましくは100〜400μmである。
次に、本発明の一体化シートを得る製造方法の一例を説明する。
本発明における水難溶性高分子化合物からなる基材(C)を製造する方法は特に限定しないが、例を挙げれば以下の通りである。
(1)プラスチックフィルム上に、水難溶性高分子化合物からなる基材(C)と水溶性樹脂を含む層を有する積層膜、あるいは水難溶性高分子化合物からなる基材(C)の単膜を形成する。このとき、水難溶性高分子化合物からなる基材(C)と水溶性樹脂を含む層の積層方法は特に限定しないが、スピンコート法、スプレー法、ロールコート法、ダイコーティング法、ワイヤーバー法、グラビアコート法、インクジェット、シルクスクリーン印刷などが挙げられる。
(2)形成した積層膜または単膜をプラスチックフィルムから剥離する。
(3)得られた積層膜または単膜を、多層シートと貼り合わせて固定し、一体化シートとする。
このとき、膜と多層シートを貼り合わせる方法は、特に限定されないが、水溶性樹脂を含む層と水難溶性高分子化合物からなる基材(C)との積層膜における水溶性樹脂を含む層の表面、あるいは多層シートにおける水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の表面に水などを吹きかけ溶解させ、溶解させた面と、それぞれの水溶性樹脂を含む層の面側を接触させて溶着させる方法や、水難溶性高分子化合物からなる基材(C)の単膜表面に水などを噴きかけた後、多層シートにおける水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の表面と接触させ、水難溶性高分子化合物からなる基材(C)に接触する水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の表面を溶かして接着させる方法などがある。
水難溶性高分子化合物からなる層(A)や水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)からなる多層シートと、水難溶性高分子化合物からなる基材(C)を一体化させる方法としては、多層シートの水難溶性高分子化合物からなる層(A)ではなく、もう一方の最外層上に水難溶性高分子化合物からなる基材(C)を形成させて、一体化シートとしてもよく、また、水難溶性高分子化合物からなる基材(C)を形成させてから、多層シートに接着剤などで貼り付けて一体化シートを形成させることもできる。
本発明の多層シートは、上述したように生体内や水分が付着する環境下で使用可能であり、臓器表面や創傷部位の保護材、被覆材およびシール材として好ましく用いることができ、一体化シートは、癒着防止材、人工硬膜、止血材および足場材料などの医療用品に好ましく用いることができる。また、多層シートや一体化シートに対して、水溶性基材あるいは水難溶性基材を積層させることにより、基材に対して強度や耐水性などの特性を付与し向上させることができることから、化粧品や電子材料にも好ましく用いることができる。
次に、実施例を挙げて本発明の多層シートと一体化シートについて、より具体的に説明する。
1.評価方法
実施例1〜6および比較例1〜4の多層シートの評価は以下の(1)〜(6)のとおり、および一体化シートの評価は以下の(7)のとおりに行った。
(1)目付評価
タテ×ヨコ=15cm×15cmの水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)および多層シートの質量を各3点測定し、それぞれ得られた値を1m当たりの値に換算し、その平均値を目付(g/m)とした。水難溶性高分子化合物からなる層(A)の目付は、多層シートの目付(g/m)から水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の目付(g/m)を引くことにより算出した。
(2)平均繊維径評価
水難溶性高分子化合物からなる層(A)および水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の表面を観察面として走査型電子顕微鏡(SEMキーエンス社製VE−7800型)により1,000倍または5,000倍で観察し、観測される繊維をランダムに100本選び、繊維径を測定した値の平均値を繊維径(μm)とした。繊維がほとんど存在しない場合は、計測不可とした。
(3)厚み評価
多層シートの断面を観察面として走査型電子顕微鏡(SEMキーエンス社製VE−7800型)により100倍または1,000倍で観察し、観測される各層の厚みをランダムに10点選び、測定した値の平均値を厚み(μm)とした。
(4)耐水性評価
JIS L 1907(2010)に類似の方法に基づき評価した。滴下法と同様に、試験片の表面からビュレットの先端までが10mmの高さになるように調整し、ビュレットから水を1滴滴下させた。水滴が試験片の最外層(A)の表面に達したときを開始時間として、水が最外層(A)、その下層、さらに最下層であるもう一方の最外層まで水が浸透して、さらにもう一方の最外層が溶解したときを終了時間とし、開始時間から終了時間までに要する時間を測定した。ここでいう溶解とは、層を構成する高分子化合物が水に20%溶出すること、あるいは層の形状を維持できずに崩れることとし、最外層(A)側や断面から多方面から目視確認して溶解したかを判断した。
(5)外観評価
多層シートの外観品位は、熟練者5名による官能評価を行い、表面品位と風合いを次の3段階判定法で評価し、○と△を合格とした。
表面品位 ○:良、△:可、×:不可。
風合い ○:ソフト、△:やや硬い、×:硬い。
(6)引張強さ
JIS L 1913(2010)「一般不織布試験方法」の6.3「引張強さおよび伸び率」の6.3.1「標準時」に準拠し(ただし、試験片サイズ、つかみ間隔、および引張速度を変更した)、以下の方法で引張強さを測定した。
多層シートの縦方向(多層シートの長さ方向)について、長さ200mm×幅30mmの試験片を3点採取した。試験片を定速伸長形引張試験機にて、つかみ間隔100mm、引張速度200±10mm/minで引張試験を実施し、破断するまでの最大荷重時の強さ(N)を測定し、平均値を幅30mmで除した値を引張強さ(N/mm)とした。
(7)脱離性評価
一体化シートを水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が対象物側になるように貼り、水10mlを一体化シートの断面側から付与した後に、水難溶性高分子化合物からなる基材(C)と多層シートが脱離するかを評価し、○を合格とした。
脱離性 ○:速やかに脱離、△:時間経過と共に脱離、×:脱離しない。
2.シートの調製および評価
[実施例1]
(1)水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の紡糸
水80質量部に重量平均分子量20万のプルラン(林原商事(株))20質量部を、20℃の室温下で攪拌させながら加え、20%濃度のプルラン水溶液を得た。
カトーテック社製ESP装置「NEU」を用いて、雰囲気温度20℃、雰囲気湿度40%RHで、プルラン水溶液をESP法で紡糸した。このとき、ノズルとしては18ゲージ(内径0.94mm)のノンベベル針を用い、捕集電極としては直径10cm、幅30cmの回転ローラーに市販のシリコーン付きのアルミ箔を貼り付けた物を用いた。回転ローラーは1m/分で回転させ、吐出量は0.04cm/分、印加電圧は23.5kV、トラバース速度は3.3cm/分、トラバース幅は21cm、ノズル先端と捕集電極の距離は15cmとした。ESP法により紡糸されたプルラン繊維は不織布状に捕集され、SEM観察したところ、極細繊維が形成されていることを確認した。図3に、水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の表面写真(1000倍)を示す。
(2)水難溶性高分子化合物からなる層(A)の紡糸
水94質量部に鹸化度99.0%以上のPVA(日本酢ビ・ポバール(株);品番JC−40)6質量部を、25℃の室温下で攪拌させながら加え、95℃の温度で攪拌させて溶解した。20℃の温度まで徐冷して6%濃度のPVA水溶液を得た。プルラン不織布シート上に、PVA水溶液をESP法で紡糸して、多層シートを作製した。このとき、ノズルとしては18ゲージ(内径0.94mm)のノンベベル針を用い、捕集電極としては直径10cm、幅30cmの回転ローラーに市販のシリコーン付きのアルミ箔を貼り付けた物を用いた。回転ローラーは50cm/分で回転させ、吐出量は0.10cm/分、印加電圧は36.0kV、トラバース速度は20cm/分、トラバース幅は15cm、ノズル先端と捕集電極の距離は7cmとした。
ESP法により紡糸されたPVA繊維は不織布状に捕集され、SEM観察したところ、膜と僅かに極細繊維が形成されていることを確認した。図4に、水難溶性高分子化合物からなる層(A)の表面写真(1000倍)を示す。図5に、多層シートの断面写真(100倍)を示す。
(3)水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層された一体化シートの作製
加温式ホモジナイザーを用いて、水溶性樹脂であるプルラン(株式会社林原商事販売;品番PI−20)を水に溶解して水溶性樹脂エマルション液を作製し、PETフィルムの片面に、アプリケーター法にて乾燥後の膜厚が3μmになるように塗布した。熱風乾燥式ドライヤー内にて90℃で20秒間乾燥し、PETフィルム上に水溶性樹脂を含む層を作成した。
ポリ−DL−乳酸(PURAC社;品番PURASORB PDL20)を酢酸エチルに溶解した溶液を、メタリングバーを用いて乾燥後の膜厚が150nmになるように、上記の水溶性樹脂を含む層上に塗布し、熱風乾燥式ドライヤー内にて80℃で20秒間乾燥することにより、PETフィルム上に、水溶性樹脂を含む層および水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層された積層膜を作製した。
上記積層膜をPETフィルムから剥がし、水溶性樹脂を含む層に霧吹きで純水を5g/mとなるように吹き付けた後、速やかに上記(2)で製造した多層シートの水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)上に貼り合わせ、一体化シートを作製した。
(4)評価結果
多層シートの評価結果は表1および表2に、一体化シートの評価結果は表2に記載のとおりであった。多層シートの耐水性、表面品位および風合いは良好であり、一体化シートの脱離性も良好であった。
[実施例2]
(1)水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の紡糸
プルラン不織布の製造は、実施例1と同様に実施した。
(2)水難溶性高分子化合物からなる層(A)の紡糸
水96質量部に鹸化度99.0%以上のPVA(日本酢ビ・ポバール(株);品番JC−40)15質量部を、20℃の室温下で攪拌させながら加え、95℃の温度で攪拌させて溶解した。20℃まで徐冷して6%濃度のPVA水溶液を得た。
実施例1と同様に、プルラン不織布シート上にPVA水溶液をESP法で紡糸して、多層シートを作製した。このとき、ノズルとしては18ゲージ(内径0.94mm)のノンベベル針を用い、捕集電極としては直径10cm、幅30cmの回転ローラーに市販のシリコーン付きのアルミ箔を貼り付けた物を用いた。回転ローラーは50cm/分で回転させ、吐出量は0.10cm/分、印加電圧は3.0kV、トラバース速度は20cm/分、トラバース幅は5cm、ノズル先端と捕集電極の距離は10cmとした。ESP法により紡糸されたPVA繊維は不織布状に捕集され、SEM観察したところ、膜と極細繊維が形成されていることを確認した。
(3)水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層された一体化シートの作製
実施例1と同様にして一体化シートを作製した。
(4)評価結果
多層シートの評価結果は表1および表2に、一体化シートの評価結果は表2に記載のとおりであった。多層シートの耐水性、表面品位は良好であったが、風合いはやや硬かった。一体化シートの脱離性は良好であった。
[実施例3]
(1)水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の紡糸
プルラン不織布の製造は、実施例1と同様に実施した。
(2)水難溶性高分子化合物からなる層(A)の紡糸
水90質量部に鹸化度98.0〜99.0%のPVA(日本酢ビ・ポバール(株);品番JF−20)10質量部を、20℃の室温下で攪拌させながら加え、95℃の温度で攪拌させて溶解した。20℃まで徐冷して10%濃度のPVA水溶液を得た。
実施例1と同様に、プルラン不織布シート上にPVA水溶液をESP法で紡糸して、多層シートを作製した。このとき、ノズルとしては18ゲージ(内径0.94mm)のノンベベル針を用い、捕集電極としては直径10cm、幅30cmの回転ローラーに市販のシリコーン付きのアルミ箔を貼り付けた物を用いた。回転ローラーは50cm/分で回転させ、吐出量は0.10cm/分、印加電圧は32.0kV、トラバース速度は20cm/分、トラバース幅は15cm、ノズル先端と捕集電極の距離は7cmとした。ESP法により紡糸されたPVA繊維は不織布状に捕集され、SEM観察したところ、膜と極細繊維が形成されていることを確認した。
(3)水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層された一体化シートの作製
実施例1と同様にして一体化シートを作製した。
(4)評価結果
多層シートの評価結果は表1および表2に、一体化シートの評価結果は表2に記載のとおりであった。多層シートの耐水性、表面品位および風合いは良好であり、一体化シートの脱離性も良好であった。
[実施例4]
(1)水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の紡糸
プルラン不織布の製造は、実施例1と同様に実施した。
(2)水難溶性高分子化合物からなる層(A)の紡糸
水80質量部に鹸化度95.5〜97.5%のPVA(日本酢ビ・ポバール(株);品番JM−17)15質量部を、20℃の室温下で攪拌させながら加え、95℃の温度で攪拌させて溶解した。20℃まで徐冷して15%濃度のPVA水溶液を得た。
実施例1と同様に、プルラン不織布シート上にPVA水溶液をESP法で紡糸して多層シートを作製した。このとき、ノズルとしては18ゲージ(内径0.94mm)のノンベベル針を用い、捕集電極としては直径10cm、幅30cmの回転ローラーに市販のシリコーン付きのアルミ箔を貼り付けた物を用いた。回転ローラーは50cm/分で回転させ、吐出量は0.10cm/分、印加電圧は28.0kV、トラバース速度は20cm/分、トラバース幅は15cm、ノズル先端と捕集電極の距離は7cmとした。ESP法により紡糸されたPVA繊維は不織布状に捕集され、SEM観察したところ、膜と極細繊維が形成されていることを確認した。
(3)水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層された一体化シートの作製
実施例1と同様にして一体化シートを作製した。
(4)評価結果
多層シートの評価結果は表1および表2に、一体化シートの評価結果は表2に記載のとおりであった。多層シートの耐水性はやや低く、風合いがやや硬かったが、他の表面品位などの評価は良好であった。
[実施例5]
(1)水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の紡糸
プルラン不織布の製造は、実施例1と同様に実施した。
(2)水難溶性高分子化合物からなる層(A)の紡糸
水80質量部に鹸化度92.5〜94.5%のPVA(日本酢ビ・ポバール(株);品番JT−13Y)20質量部を、20℃の室温下で攪拌させながら加え、95℃の温度で攪拌させて溶解した。20℃まで徐冷して20%濃度のPVA水溶液を得た。
実施例1と同様に、プルラン不織布シート上にPVA水溶液をESP法で紡糸して多層シートを作製した。このとき、ノズルとしては18ゲージ(内径0.94mm)のノンベベル針を用い、捕集電極としては直径10cm、幅30cmの回転ローラーに市販のシリコーン付きのアルミ箔を貼り付けた物を用いた。回転ローラーは50cm/分で回転させ、吐出量は0.10cm/分、印加電圧は28.0kV、トラバース速度は20cm/分、トラバース幅は15cm、ノズル先端と捕集電極の距離は7cmとした。ESP法により紡糸されたPVA繊維は不織布状に捕集され、SEM観察したところ、膜と極細繊維が形成されていることを確認した。
(3)水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層された一体化シートの作製
実施例1と同様にして一体化シートを作製した。
(4)評価結果
多層シートの評価結果は表1および表2に、一体化シートの評価結果は表2に記載のとおりであった。多層シートの耐水性はやや低く、風合いがやや硬かったが、他の表面品位などの評価は良好であった。
[実施例6]
(1)水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の紡糸
水80質量部に鹸化度86.5〜89.0%のPVA(日本合成化学(株);品番GL−05)20質量部を、20℃の室温下で攪拌させながら加え、90℃の温度で攪拌させて溶解した。20℃まで徐冷して20%濃度のPVA水溶液を得た。
カトーテック社製ESP装置「NEU」を用いて、雰囲気温度20℃、雰囲気湿度40%RHで、PVA水溶液をESP法で紡糸した。このとき、ノズルとしては18ゲージ(内径0.94mm)のノンベベル針を用い、捕集電極としては直径10cm、幅30cmの回転ローラーに市販のシリコーン付きのアルミ箔を貼り付けた物を用いた。回転ローラーは1m/分で回転させ、吐出量は0.04cm/分、印加電圧は23.5kV、トラバース速度は3.3cm/分、トラバース幅は21cm、ノズル先端と捕集電極の距離は15cmとした。
ESP法により紡糸された繊維は不織布状に捕集され、SEM観察したところ、極細繊維が形成されていることを確認した。
(2)水難溶性高分子化合物からなる層(A)の紡糸
PVA不織布シート上に実施例1記載のPVA水溶液をESP法により同条件で紡糸して多層シートを作製した。ESPによりPVAは不織布状に捕集され、SEM観察したところ、膜と僅かに極細繊維が形成されていることを確認した。
(3)水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層された一体化シートの作製
実施例1と同様にして一体化シートを作製した。
(4)評価結果
多層シートの評価結果は表1および表2に、一体化シートの評価結果は表2に記載のとおりであった。多層シートの耐水性、表面品位および風合いは良好であり、一体化シートの脱離性も良好であった。
[実施例7]
(1)水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の紡糸
プルラン不織布の製造は、実施例1と同様に実施した。
(2)水難溶性高分子化合物からなる層(A)の紡糸
水85質量部に鹸化度98.0〜99.0%のPVA(日本酢ビ・ポバール(株);品番JF−10)15質量部を、20℃の室温下で攪拌させながら加え、95℃の温度で攪拌させて溶解した。20℃まで徐冷して15%濃度のPVA水溶液を得た。
実施例1と同様に、プルラン不織布シート上にPVA水溶液をESP法で紡糸して多層シートを作製した。このとき、ノズルとしては18ゲージ(内径0.94mm)のノンベベル針を用い、捕集電極としては直径10cm、幅30cmの回転ローラーに市販のシリコーン付きのアルミ箔を貼り付けた物を用いた。回転ローラーは50cm/分で回転させ、吐出量は0.01cm/分、印加電圧は28.0kV、トラバース速度は20cm/分、トラバース幅は15cm、ノズル先端と捕集電極の距離は7cmとした。ESP法により紡糸されたPVA繊維は不織布状に捕集され、SEM観察したところ、膜と極細繊維が形成されていることを確認した。
(3)水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層された一体化シートの作製
実施例1と同様にして一体化シートを作製した。
(4)評価結果
多層シートの評価結果は表1および表2に、一体化シートの評価結果は表2に記載のとおりであった。多層シートの耐水性は良好だったが、風合いが硬かった。一体化シートの脱離性は良好であった。
[実施例8]
(1)水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の紡糸
プルラン不織布の製造は、実施例1と同様に実施した。
(2)水難溶性高分子化合物からなる層(A)の紡糸
水73質量部に鹸化度99.1%のPVA(日本酢ビ・ポバール(株);品番JF−05DH)27質量部を、20℃の室温下で攪拌させながら加え、95℃の温度で攪拌させて溶解した。20℃まで徐冷して27%濃度のPVA水溶液を得た。
実施例1と同様に、プルラン不織布シート上にPVA水溶液をESP法で紡糸して多層シートを作製した。このとき、ノズルとしては18ゲージ(内径0.94mm)のノンベベル針を用い、捕集電極としては直径10cm、幅30cmの回転ローラーに市販のシリコーン付きのアルミ箔を貼り付けた物を用いた。回転ローラーは50cm/分で回転させ、吐出量は0.01cm/分、印加電圧は23.0kV、トラバース速度は20cm/分、トラバース幅は15cm、ノズル先端と捕集電極の距離は5.5cmとした。ESP法により紡糸されたPVA繊維は不織布状に捕集され、SEM観察したところ、膜と極細繊維が形成されていることを確認した。
(3)水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層された一体化シートの作製
実施例1と同様にして一体化シートを作製した。
(4)評価結果
多層シートの評価結果は表1および表2に、一体化シートの評価結果は表2に記載のとおりであった。多層シートの耐水性はやや低く、風合いが硬かったが、一体化シートの脱離性は良好であった。
[実施例9]
(1)水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の紡糸
プルラン不織布の製造は、実施例1と同様に実施した。
(2)水難溶性高分子化合物からなる層(A)の紡糸
水78質量部に鹸化度99.1%のPVA(日本酢ビ・ポバール(株);品番JF−05DH)22質量部を、20℃の室温下で攪拌させながら加え、95℃の温度で攪拌させて溶解した。20℃まで徐冷して22%濃度のPVA水溶液を得た。
実施例1と同様に、プルラン不織布シート上にPVA水溶液をESP法で紡糸して多層シートを作製した。このとき、ノズルとしては18ゲージ(内径0.94mm)のノンベベル針を用い、捕集電極としては直径10cm、幅30cmの回転ローラーに市販のシリコーン付きのアルミ箔を貼り付けた物を用いた。回転ローラーは50cm/分で回転させ、吐出量は0.01cm/分、印加電圧は36.0kV、トラバース速度は20cm/分、トラバース幅は15cm、ノズル先端と捕集電極の距離は15cmとした。ESP法により紡糸されたPVA繊維は不織布状に捕集され、SEM観察したところ、極細繊維が形成されていることを確認した。
(3)水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層された一体化シートの作製
実施例1と同様にして一体化シートを作製した。
(4)評価結果
多層シートの評価結果は表1および表2に、一体化シートの評価結果は表2に記載のとおりであった。多層シートの耐水性はやや低かったが、風合い、表面品位は良好で、一体化シートの脱離性も良好であった。
[比較例1]
(1)水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の紡糸
プルラン不織布の製造は、実施例1と同様に実施した。
(2)水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層された一体化シートの作製
積層膜の水溶性樹脂を含む層を上記の水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)に貼り合わせる以外は、実施例1と同様にして一体化シートを作製した。
(3)評価結果
上記(1)で作製したプルラン不織布単独の評価結果は表1および表2に、それを用いた一体化シートの評価結果は表2に記載のとおりであった。プルラン不織布には耐水性はなく、一体化シートの表面品位については、プルラン不織布の収縮により皺が生じていた。
[比較例2]
(1)水難溶性高分子化合物からなる層(A)の紡糸
カトーテック社製ESP装置「NEU」を用いて、雰囲気温度20℃、雰囲気湿度40%RHで、実施例1に記載のPVA水溶液をESP法で紡糸した。このとき、ノズルとしては18ゲージ(内径0.94mm)のノンベベル針を用い、捕集電極としては直径10cm、幅30cmの回転ローラーに市販のシリコーン付きのアルミ箔を貼り付けた物を用いた。回転ローラーは50cm/分で回転させ、吐出量は0.10cm/分、印加電圧は36.0kV、トラバース速度は20cm/分、トラバース幅は15cm、ノズル先端と捕集電極の距離は7cmとした。ESP法により紡糸されたPVA繊維は不織布状に捕集され、SEM観察したところ、膜と僅かに極細繊維が形成されていることを確認した。
(2)水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層された一体化シートの作製
積層膜の水溶性樹脂を含む層を上記の水難溶性高分子化合物からなる層(A)に貼り合わせる以外は、実施例1と同様にして一体化シートを作製した。
(3)評価結果
上記(1)で作製した不織布状PVA繊維単独の評価結果は表1および表2に、それを用いた一体化シートの評価結果は表2に記載のとおりであった。不織布状PVA繊維の耐水性は良好であったが、風合いが硬く、一体化シートの脱離性も優れなかった。
[比較例3]
(1)水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の紡糸
水80質量部に鹸化度86.5〜89.0%のPVA(日本合成化学(株);品番GL−05)20質量部を、20℃の室温下で攪拌させながら加え、90℃の温度で攪拌させて溶解した。20℃まで徐冷して20%濃度のPVA水溶液を得た。
実施例1(1)と同条件で、プルラン水溶液に代えて上記PVA水溶液をESP法で紡糸した。ESP法により紡糸されたPVA繊維は不織布状に捕集され、SEM観察したところ、膜と極細繊維が形成されていることを確認した。
(2)水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層された一体化シートの作製
積層膜の水溶性樹脂を含む層を上記の水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)に貼り合わせる以外は、実施例1と同様にして一体化シートを作製した。
(3)評価結果
上記(1)で作製したPVA不織布単独の評価結果は表1および表2に、それを用いた一体化シートの評価結果は表2に記載のとおりであった。PVA不織布はほとんど耐水性を有していなかった。
[比較例4]
(1)水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の紡糸およびカレンダー処理
実施例1に記載のプルラン不織布を用いて、温度90℃、線圧2t/cm、クリアランス0.23mm、加工速度0.5m/分の条件にて金属−金属ロールのカレンダー処理を行った。
(2)水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層された一体化シートの作製
積層膜の水溶性樹脂を含む層を上記の水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)に貼り合わせる以外は、実施例1と同様にして一体化シートを作製した。
(3)評価結果
上記(1)で作製したカレンダー処理を行ったプルラン不織布単独の評価結果は表1および表2に、それを用いた一体化シートの評価結果は表2に記載のとおりであった。プルラン不織布の耐水性は向上したが、風合いはフィルム状になり、屈曲させた際に割れが生じた。
[比較例5]
(1)水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の紡糸
ノズル先端と捕集電極の距離を9cmとする以外は実施例1と同様にプルラン水溶液をESP法で紡糸した。ESP法により紡糸されたプルラン繊維は不織布状に捕集され、SEM観察したところ、膜と僅かに極細繊維が形成されていることを確認した。
(2)水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層された一体化シートの作製
積層膜の水溶性樹脂を含む層を上記の水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)に貼り合わせる以外は、実施例1と同様にして一体化シートを作製した。
(3)評価結果
上記(1)で作製したプルラン不織布単独の評価結果は表1および表2に、それを用いた一体化シートの評価結果は表2に記載のとおりであった。プルラン不織布には耐水性はなく、風合いは硬かった。一体化シート剥離性評価時に吸水によりプルランがべたつき取り扱い性が悪かった。
[比較例6]
(1)水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)の紡糸
プルラン不織布の製造は、実施例1と同様に実施した。
(2)水難溶性高分子化合物からなる層(A)の紡糸
水73質量部に鹸化度99.1%のPVA(日本酢ビ・ポバール(株);品番JF−05DH)22質量部を、20℃の室温下で攪拌させながら加え、95℃の温度で攪拌させて溶解した。20℃まで徐冷して22%濃度のPVA水溶液を得た。
実施例1と同様に、プルラン不織布シート上にPVA水溶液をESP法で紡糸した。このとき、ノズルとしては18ゲージ(内径0.94mm)のノンベベル針を用い、捕集電極としては直径10cm、幅30cmの回転ローラーに市販のシリコーン付きのアルミ箔を貼り付けた物を用いた。回転ローラーは50cm/分で回転させ、吐出量は0.01cm/分、印加電圧は28.0kV、トラバース速度は20cm/分、トラバース幅は15cm、ノズル先端と捕集電極の距離は15cmとした。ESP法により紡糸されたPVA繊維は不織布状に捕集され、SEM観察したところ、極細繊維が形成されていることを確認した。
(3)水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層された一体化シートの作製
実施例1と同様にして一体化シートを作製した。
(4)評価結果
多層シートの評価結果は表1および表2に、一体化シートの評価結果は表2に記載のとおりであった。多層シートの風合い、表面品位は良好で、一体化シートの脱離性も良好であったものの、多層シートの耐水性が低かった。
Figure 2015152204
Figure 2015152204
3.水難溶性高分子化合物からなる層(A)の紡糸におけるノズル先端と捕集電極間の距離の検討
実施例1と同様にプルラン不織布上にPVA水溶液をESP法で紡糸した際の、ノズル先端-捕集電極の距離と、水難溶性高分子化合物からなる層(A)の厚み、多層シートの耐水性の関係を調べた。その結果を図6のグラフに示す。なお、PVAとしては、実施例1と同じ、鹸化度99.0%以上のPVA(日本酢ビ・ポバール(株);品番JC−40)を用いた。ノズル先端と捕集電極の距離を10cmから9cm以下に短縮することにより、水難溶性高分子化合物からなる層(A)の主たる形態がナノファイバーから膜に変化する様子が観察された。図6のグラフに示されるように、ノズル先端と捕集電極の距離を9cmにすることにより耐水性が顕著に向上しており、水難溶性高分子化合物からなる層(A)が膜を形成することで、厚みが薄くとも高い耐水性が発現されることが推察された。
本明細書中で引用した全ての刊行物、特許および特許出願をそのまま参考として本明細書中にとり入れるものとする。
(A):水難溶性高分子化合物からなる層
(B):水溶性高分子化合物からなる繊維層
(C):水難溶性高分子化合物からなる基材

Claims (10)

  1. 水難溶性高分子化合物からなる層(A)と水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)とが各1層以上積層され、最外層の少なくとも一方が前記水難溶性高分子化合物からなる層(A)である多層シートであって、前記水難溶性高分子化合物からなる層(A)である最外層の表面に水を滴下させてから、もう一方の最外層が溶解するまでに要する時間が10秒〜5分である、多層シート。
  2. 前記水難溶性高分子化合物からなる層(A)が、一部に欠損を有するか、または厚みが不均一である薄膜構造を有する、請求項1記載の多層シート。
  3. 前記水難溶性高分子化合物からなる層(A)の目付が1〜200g/mの範囲である、請求項1または2記載の多層シート。
  4. 前記水難溶性高分子化合物からなる層(A)を構成する化合物が、高鹸化ポリビニルアルコール、完全鹸化ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシメチルセルロースおよびそれらの任意の組合せから選択される、請求項1〜3のいずれか一項記載の多層シート。
  5. 引張強さが0.1〜5.0N/mmである、請求項1〜4のいずれか一項記載の多層シート。
  6. 前記水難溶性高分子化合物からなる層(A)が、該層を構成する化合物の溶液をエレクトロスピニング法で紡糸して得られる繊維を前記水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)上に捕集することにより形成されており、前記紡糸は、溶液を吐出するノズル先端と捕集電極の間の距離を3〜10cmの範囲に設定して行われる、請求項1〜5のいずれか一項記載の多層シート。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項記載の多層シートと水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が積層一体化されており、前記水難溶性高分子化合物からなる層(A)が一方の最外層を構成し、かつ前記水難溶性高分子化合物からなる基材(C)が他方の最外層を構成する一体化シート。
  8. 水溶性高分子化合物の溶液を紡糸して得られた繊維を捕集することにより水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)を形成する第1の工程、および
    水難溶性高分子化合物の溶液を紡糸して得られた繊維を、前記水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)上に捕集することにより、水難溶性高分子化合物からなる層(A)を形成する第2の工程を含み、
    前記第2の工程において、水難溶性高分子化合物の溶液を紡糸して得られた繊維を捕集した際に、水溶性高分子化合物からなる繊維層(B)が一部溶解することを特徴とする、多層シートの製造方法。
  9. 前記第2の工程において、紡糸がエレクトロスピニング法により行われる、請求項8記載の多層シートの製造方法。
  10. 前記紡糸を、溶液を吐出するノズル先端と捕集電極の間の距離を3〜10cmの範囲に設定して行う、請求項9記載の多層シートの製造方法。
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