感光性纖維及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及含有特定的高分子化合物和光產(chǎn)酸劑的感光性纖維及其制造方法、使 用該感光性纖維的纖維圖案及其制造方法、以及在表面具有該纖維圖案的基材。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，具有納米量級的直徑的超細纖維受到關(guān)注，期待將其靈活利用于電池· 信息、環(huán)境?能源、醫(yī)療?福利保障等各種領(lǐng)域中。特別地，在對細胞進行處理的醫(yī)療或研 究領(lǐng)域等中，例如，提出了將納米纖維(nanofiber)、納米纖維的無紡布利用于作為細胞的 支持物的基材。在專利文獻1中提出了一種通過以下方法在表面利用納米纖維形成纖維圖 案而得到的基材，所述方法為:印模(stamp)法，其使用規(guī)定圖案的印模;型版(stenc i 1)法， 其使用具有規(guī)定圖案的孔的型版;噴霧法，其使用噴霧形成規(guī)定圖案;等等。另外，在專利文 獻2中，為了用作細胞的三維培養(yǎng)、二層培養(yǎng)系的培養(yǎng)基材等，提出了一種納米?微細纖維 的無紡布，其是在作為靜電紡絲裝置的一部分的、用于收集生成的纖維（納米?微細纖維） 的基材上，通過使用具有規(guī)定的凹凸的鑄模，而在平面的規(guī)定位置形成微小的凹凸圖案而 得到的。另外，在專利文獻3中，提出了下述方案:使水溶性隨溫度變化的溫度響應(yīng)性高分子 溶解于溶劑中，利用靜電紡絲法或濕式法中的任一種方法，制造由溶解有所述溫度響應(yīng)性 高分子的高分子溶液形成的直徑在數(shù)十納米到數(shù)百微米的范圍內(nèi)的溫度響應(yīng)性纖維及使 用了該溫度響應(yīng)性纖維的無紡布。另外，在非專利文獻1中，記載了下述內(nèi)容:在規(guī)定的刺激 響應(yīng)性聚合物中導(dǎo)入UV交聯(lián)劑后，通過靜電紡絲法制作納米纖維；以及，使該納米纖維交 聯(lián)，從而制作用于細胞的捕獲?釋放的納米纖維墊。
[0003] 但是，為了實現(xiàn)可以控制細胞的更多功能的細胞培養(yǎng)支持物等，需要形成更加復(fù) 雜且微細的纖維圖案。尤其是，使用具有感光性的纖維、通過光刻法直接對纖維進行加工從 而制作纖維圖案的方式，在現(xiàn)有的超細纖維(納米?微細纖維）中尚未能實現(xiàn)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1:日本特開2007 - 44149號公報 [0007] 專利文獻2:日本特開2006 - 328562號公報 [0008] 專利文獻3:日本特開2009 - 57522號公報
[0009] 非專利文獻
[0010] 非專利文獻1:第40屆醫(yī)用高分子座談會預(yù)稿集(第40回醫(yī)用高分子シレ求シ:クΛ 予稿集)ρ53 - 54,2011年

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的在于提供一種纖維及在表面具有由該纖維形成的纖維圖案的基材、 以及它們的制造方法，所述纖維可以直接通過利用光刻法的簡便方法進行形狀加工，并且 可以形成復(fù)雜且微細的纖維圖案。
[0012]本申請的發(fā)明人進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn):將含有特定的高分子化合物(其能夠 以酸作為催化劑而形成交聯(lián)結(jié)構(gòu))及光產(chǎn)酸劑的組合物紡絲而成的纖維具有感光性；以及， 通過對感光性纖維(優(yōu)選為將含有特定的高分子化合物(其能夠以酸作為催化劑形成交聯(lián) 結(jié)構(gòu))及光產(chǎn)酸劑的組合物紡絲而成的感光性纖維)實施規(guī)定的光刻處理，可以簡便地得到 復(fù)雜且微細的纖維圖案，從而完成了本發(fā)明。
[0013]即，本發(fā)明的內(nèi)容如下。
[0014] [1]-種纖維，其含有：
[0015] (A)高分子化合物，所述高分子化合物包含下述結(jié)構(gòu)單元，所述結(jié)構(gòu)單元在側(cè)鏈上 具有選自羥基、羥甲基及碳原子數(shù)為1~5的烷氧基甲基中的至少1種有機基團;及
[0016] (B)光產(chǎn)酸劑。
[0017] [2]如[1]所述的纖維，其中，所述(A)高分子化合物含有(Al)包含通式（1)表示的 結(jié)構(gòu)單元的高分子化合物。
[0019] 〔式中，
[0020] R1表示氫原子或甲基，
[0021] Q1表示酯鍵或酰胺鍵，
[0022] R2表示碳原子數(shù)為1~10的烷基或碳原子數(shù)為6~10的芳香族烴基，其中至少1個 氫原子被羥基、羥甲基或碳原子數(shù)為1~5的烷氧基甲基取代?！?br>[0023] [3]如[2]所述的纖維，其中，所述(Al)高分子化合物還包含通式(2)表示的結(jié)構(gòu)單 J L 〇
[0025]〔式中，
[0026] R3表示氫原子或甲基，
[0027] R4及R5可以相同或不同，表示氫原子或者可以被羥基或羧基取代的碳原子數(shù)為1~ 4的烷基?！?br>[0028] [4]如[2]或[3]所述的纖維，其中，所述(Al)高分子化合物的重均分子量為I，000 ~1，000,000〇
[0029] [5]如[1]所述的纖維，其中，所述(A)高分子化合物是(A2)天然高分子本身、或者 含有(A2)天然高分子。
[0030] [6]如[5]所述的纖維，其中，所述(A2)天然高分子包含選自糊精及其衍生物中的 至少1種。
[0031] [7]如[5]所述的纖維，其中，所述(A2)天然高分子包含生物高分子。
[0032] [8]如[1]~[7]中任一項所述的纖維，其中還含有(C)交聯(lián)劑。
[0033] [9]如[1]~[8]中任一項所述的纖維，其是感光性纖維。
[0034] [10]如[1]~[9]中任一項所述的纖維，其是納米纖維及/或微細纖維 (microfiber)〇
[0035] [ 11 ]感光性纖維制造用組合物，其含有：
[0036] (A)高分子化合物，所述高分子化合物包含下述結(jié)構(gòu)單元，所述結(jié)構(gòu)單元在側(cè)鏈上 具有選自羥基、羥甲基及碳原子數(shù)為1~5的烷氧基甲基中的至少1種有機基團；
[0037] (B)光產(chǎn)酸劑;及
[0038] (D)溶劑。
[0039] [12]如[11]所述的組合物，其中，所述(A)高分子化合物含有(Al)包含通式（1)表 示的結(jié)構(gòu)單元的高分子化合物。
[0041]〔式中，
[0042] R1表示氫原子或甲基，
[0043] Q1表示酯鍵或酰胺鍵，
[0044] R2表示碳原子數(shù)為1~10的烷基或碳原子數(shù)為6~10的芳香族烴基，其中至少1個 氫原子被羥基、羥甲基或碳原子數(shù)為1~5的烷氧基甲基取代。〕
[0045] [13]如[12]所述的組合物，其中，所述(Al)高分子化合物還包含通式(2)表示的結(jié) 構(gòu)單元。
[0047]〔式中，
[0048] R3表示氫原子或甲基，
[0049] R4及R5可以相同或不同，表示氫原子或者可以被羥基或羧基取代的碳原子數(shù)為1~ 4的烷基?！?br>[0050] [14]如[12]或[13]所述的組合物，其中，所述(Al)高分子化合物的重均分子量為 1,000~1，000,000〇
[0051] [15]如[11]所述的組合物，其中，所述(A)高分子化合物是(A2)天然高分子本身、 或者含有(A2)天然高分子。
[0052] [16]如[15]所述的組合物，其中，所述(A2)天然高分子包含選自糊精及其衍生物 中的至少1種。
[0053] [17]如[15]所述的組合物，其中，所述(A2)天然高分子包含生物高分子。
[0054] [18]如[11]~[17]中任一項所述的組合物，其中還含有(C)交聯(lián)劑。
[0055] [19]如[11]~[18]中任一項所述的組合物，其中，所述(A)高分子化合物的含有比 例為1~90重量％。
[0056] [20]纖維的制造方法，所述方法包括將[11]~[19]中任一項所述的組合物進行紡 絲的工序。
[0057] [21]如[20]所述的方法，其中，所述紡絲為靜電紡絲。
[0058] [22]如[20]或[21 ]所述的方法，其中，包括在70~300°C的范圍內(nèi)對經(jīng)紡絲而得的 纖維進行加熱的工序。
[0059] [ 23 ]纖維圖案的形成方法，其包括：
[0060]第1工序，在基材上利用感光性纖維形成纖維層；
[0061 ]第2工序，將該纖維層經(jīng)由掩模進行曝光;及 [0062]第3工序，利用顯影液使該纖維層顯影。
[0063] [24]如[23]所述的方法，其中，所述感光性纖維是[1]~[10]中任一項所述的纖 維。
[0064] [25]如[23]或[24]所述的方法，其中，在第2工序中，在曝光后對纖維進行加熱。
[0065] [26]如[23]~[25]中任一項所述的方法，其中，所述顯影液含有水或有機溶劑。
[0066] [27]纖維圖案，其是使用[1]~[10]中任一項所述的纖維形成的。
[0067] [ 28 ]基材，其在表面具有[27 ]所述的纖維圖案。
[0068] [29]生物相容性材料(biocompatible material)，包含[1 ]~[10]中任一項所述 的纖維或[27 ]所述的纖維圖案。
[0069] 根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種感光性纖維，通過對所述纖維直接實施光刻處理，可形 成復(fù)雜且微細的纖維圖案;另外，可以提供用于制造該感光性纖維的組合物。
[0070] 另外，根據(jù)本發(fā)明，可以簡便地得到復(fù)雜且微細的纖維圖案，并且可以提供在表面 具有復(fù)雜且微細的纖維圖案的基材。
[0071] 進而，對于上述通過光刻處理而加工得到的纖維圖案，當(dāng)然可以期待基于形成該 圖案的纖維的應(yīng)用，例如利用了 10 Onm~5 Ομπι的不規(guī)則微細圖案的應(yīng)用（例如，用作利用了 不規(guī)則的隨機微細圖案的蝕刻掩模）。
【附圖說明】
[0072] 圖1是利用由實施例1的纖維制造用組合物得到的纖維形成的纖維層(靜電紡絲后 (圖案化前））的SEM照片。
[0073]圖2是使用由實施例1的纖維制造用組合物得到的纖維形成的纖維圖案的SEM照 片。
[0074] 圖3是使用由實施例1的纖維制造用組合物得到的纖維形成的纖維圖案的SEM照片 (部分截面的放大圖）。
[0075] 圖4是使用由實施例1的纖維制造用組合物得到的纖維形成的纖維