JP3728413B2

JP3728413B2 - 医療用ポリプロピレン系不織布

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Publication number: JP3728413B2
Application number: JP2001332135A
Authority: JP
Inventors: 賢治小林; 徹松村; 淳一西村
Original assignee: Japan Polypropylene Corp
Current assignee: Japan Polypropylene Corp
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2021-10-30
Also published as: JP2003138459A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用ポリプロピレン系不織布に関し、詳しくは、放射線照射によっても機械物性の低下が少なく、べたつき、変色、臭いの少ない医療用ポリプロピレン系不織布に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリプロピレン等のプロピレン系樹脂は成形性、剛性に優れ、またリサイクル性や耐熱性にも優れていることから、各種成形加工され、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等の他の樹脂と同様に食品容器、医療用器具、医療用容器、包装フィルム等、各種用途に広く使用されている。
【０００３】
医療用器具としての不織布用途は、手術用着衣、ドレープ、人工透析や血液の濾過フィルター、注射器や薬剤の包装など多岐にわたっている。これら用途においては、滅菌の必要性があるものがほとんどである。医療用器具及び医療用容器の滅菌においては、放射線滅菌が古くから行われており、Ｃｏ^６０によるγ線滅菌が一般的であるが、大規模設備を要するため、昨今では電子線滅菌も普及しはじめている。
【０００４】
ところで、γ線滅菌は、エネルギーの強い電磁波であるため、プロピレン系樹脂を用いた容器に適用するとプロピレン系樹脂の劣化が促進される。これを抑制するため、高分子量のヒンダードアミンやヒンダードフェノール化合物を用いる添加剤処方を採用したり、ポリプロピレン樹脂自身の分子量分布を狭くする、あるいはプロピレンとエチレンとの共重合による低結晶性のポリマー設計をはかる等の方法で対処されてきた。
【０００５】
しかしながら、従来のチーグラー触媒系のプロピレン重合体を用いて、このようなポリマーを設計しようとした場合、機械的物性が低下したり、製品の変色、臭いを引き起こしたりする。また、プロピレンとエチレンとの共重合を行う低結晶化の場合でも、共重合性が十分でないため、かなりの量のエチレンを導入しないと結晶性が低下せず、しかも結晶性に分布があるため、結晶性の低すぎる成分や高すぎる成分が共存し、前者はべたつきや変色、臭いの原因となり、また後者は耐放射線特性の妨げとなり、十分な性能を有するポリプロピレン系樹脂が得られないという問題を有していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記欠点を解消し、放射線照射によっても機械物性の低下が少なく、べたつき、変色、臭いの少なく、医療用不織布用原料として用いることのできるポリプロピレン系樹脂の耐放射線性不織布を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の性状を有するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体を少なくとも構成繊維の１成分とした不織布は、放射線照射によっても機械物性の低下が抑制され、べたつき、変色、臭い等が少ない耐放射線特性を有し、医療用不織布用原料として好適であることを見出し、本発明に至った。
【０００８】
すなわち、本発明の第１の発明によれば、メタロセン触媒によって重合され、下記特性（１）〜（６）を有するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体を少なくとも１成分とする繊維からなり、スパンボンド法、メルトブロー法のいずれかの方法により製造されたシート状不織布からなることを特徴とする医療用プロピレン系不織布が提供される。
特性（１）：ＭＦＲが１０〜２０００ｇ／１０分
特性（２）：Ｑ値が１．５〜４．０
特性（３）：Ｔｍが１１０〜１４０℃
特性（４）：Ｔ_８０−Ｔ_２０が２〜８℃
特性（５）：ＴＲＥＦ測定時の０℃可溶分量が０．３重量％以下
特性（６）：α−オレフィン含有量が１〜１８モル％
（但し、ＭＦＲはＪＩＳ−Ｋ６９２１による２３０℃、２１．１８Ｎでのメルトフローレート、Ｑ値はＧＰＣにより測定した重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとの比（Ｍｗ／Ｍｎ）、Ｔ_８０は温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）によって得られる積分溶出曲線において８０重量％が溶出する温度、Ｔ_２０は２０重量％が溶出する温度、Ｔｍは示差走査熱量計（ＤＳＣ）によって得られる融解曲線のピーク温度をそれぞれ示す。）
【００１０】
また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明に記載のプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体のα−オレフィンがエチレンであり、その含有量が１〜１２モル％であることを特徴とする医療用ポリプロピレン系不織布が提供される。
【００１１】
また、本発明の第３の発明によれば、第１又は２の発明に記載のプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体を少なくとも１成分とする繊維が単一繊維、芯鞘型複合繊維、あるいはサイドバイサイド型複合繊維であることを特徴とする医療用ポリプロピレン系不織布が提供される。
【００１３】
また、本発明の第４の発明によれば、第１〜３のいずれかの発明に記載の医療用ポリプロピレン系不織布に放射線処理を施した医療用不織布が提供される。
【００１４】
また、本発明の第５の発明によれば、電子線の照射条件が電圧４．８ＭｅＶ、電流２０ｍＡ、線量４０ＫＧｙの電子線照射を受けた不織布の電子線照射前後での強度保持率が７０％以上であることを特徴とする第４の発明に記載の医療用不織布が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の耐放射線性プロピレン系不織布で用いるプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体は、メタロセン触媒を使用して重合した共重合体である。メタロセン触媒は、チタン、ジルコニウム、ハフニウム等の周期律表第４〜６族遷移金属と、シクロペンタジエニル基あるいはシクロペンタジエニル誘導体基との錯体を使用した触媒である。
【００１６】
メタロセン触媒において、シクロペンタジエニル誘導体基としては、ペンタメチルシクロペンタジエニル等のアルキル置換体基、あるいは２以上の置換基が結合して飽和もしくは不飽和の環状置換基を構成した基を使用することができ、代表的にはインデニル基、フルオレニル基、アズレニル基、あるいはこれらの部分水素添加物を挙げることができる。また、複数のシクロペンタジエニル基がアルキレン基、シリレン基、ゲルミレン基等で結合したものも好ましく用いられる。
【００１７】
メタロセン錯体として、具体的には、次の化合物を好ましく挙げることができる。
（１）メチレンビス（シクロペンタジエニル）ジルコニウムジクロリド、
（２）メチレン（シクロペンタジエニル）（３，４−ジメチルシクロペンタジエニル）ジルコニウムジクロリド、
（３）イソプロピリデン（シクロペンタジエニル）（３，４−ジメチルシクロペンタジエニル）ジルコニウムジクロリド、
（４）エチレン（シクロペンタジエニル）（３，５−ジメチルペンタジエニル）ジルコニウムジクロリド、
（５）メチレンビス（インデニル）ジルコニウムジクロリド、
（６）エチレンビス（２−メチルインデニル）ジルコニウムジクロリド、
（７）エチレン１，２−ビス（４−フェニルインデニル）ジルコニウムジクロリド、
（８）エチレン（シクロペンタジエニル）（フルオレニル）ジルコニウムジクロリド、
（９）ジメチルシリレン（シクロペンタジエニル）（テトラメチルシクロペンタジエニル）ジルコニウムジクロリド、
（１０）ジメチルシリレンビス（インデニル）ジルコニウムジクロリド、
（１１）ジメチルシリレンビス（４，５，６，７−テトラヒドロインデニル）ジルコニウムジクロリド、
（１２）ジメチルシリレン（シクロペンタジエニル）（フルオレニル）ジルコニウムジクロリド、
（１３）ジメチルシリレン（シクロペンタジエニル）（オクタヒドロフルオレニル）ジルコニウムジクロリド、
（１４）メチルフェニルシリレンビス［１−（２−メチル−４，５−ベンゾ（インデニル）］ジルコニウムジクロリド、
（１５）ジメチルシリレンビス［１−（２−メチル−４，５−ベンゾインデニル）］ジルコニウムジクロリド、
（１６）ジメチルシリレンビス［１−（２−メチル−４Ｈ−アズレニル）］ジルコニウムジクロリド、
（１７）ジメチルシリレンビス［１−（２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル）］ジルコニウムジクロリド、
（１８）ジメチルシリレンビス［１−（２−エチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル）］ジルコニウムジクロリド、
（１９）ジメチルシリレンビス［１−（２−エチル−４−ナフチル−４Ｈ−アズレニル）］ジルコニウムジクロリド、
（２０）ジフェニルシリレンビス［１−（２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル）］ジルコニウムジクロリド、
（２１）ジメチルシリレンビス［１−（２−メチル−４−（フェニルインデニル））］ジルコニウムジクロリド、
（２２）ジメチルシリレンビス［１−（２−エチル−４−（フェニルインデニル））］ジルコニウムジクロリド、
（２３）ジメチルシリレンビス［１−（２−エチル−４−ナフチル−４Ｈ−アズレニル）］ジルコニウムジクロリド、
（２４）ジメチルゲルミレンビス（インデニル）ジルコニウムジクロリド、
（２５）ジメチルゲルミレン（シクロペンタジエニル）（フルオレニル）ジルコニウムジクロリド。
【００１８】
また、チタニウム化合物、ハフニウム化合物などの他の第４、５、６族遷移金属化合物についても上記と同様の化合物が挙げられる。本発明の触媒成分および触媒については、これらの化合物を併用してもよい。
【００１９】
また、これらの化合物のクロリドの一方あるいは両方が臭素、ヨウ素、水素、メチルフェニル、ベンジル、アルコキシ、ジメチルアミド、ジエチルアミド等に代わった化合物も例示することができる。さらに、上記のジルコニウムの代わりに、チタン、ハフニウム等に代わった化合物も例示することができる。
【００２０】
助触媒としては、アルミニウムオキシ化合物、メタロセン化合物と反応してメタロセン化合物成分をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物もしくはルイス酸、固体酸、あるいは、イオン交換性層状珪酸塩からなる群より選ばれた少なくとも１種の化合物が用いられる。また、必要に応じてこれら化合物と共に有機アルミニウム化合物を添加することができる。
【００２１】
アルミニウムオキシ化合物としては、メチルアルモキサン、エチルアルモキサン、プロピルアルモキサン、ブチルアルモキサン、イソブチルアルモキサン、メチルエチルアルモキサン、メチルブチルアルモキサン、メチルイソブチルアルモキサン等が例示される。また、トリアルキルアルミニウムとアルキルボロン酸との反応物を使用することもできる。例えば、トリメチルアルミニウムとメチルボロン酸の２：１の反応物、トリイソブチルアルミニウムとメチルボロン酸の２：１反応物、トリメチルアルミニウムとトリイソブチルアルミニウムとメチルボロン酸の１：１：１反応物、トリエチルアルミニウムとブチルボロン酸の２：１反応物などである。
【００２２】
イオン交換性層状珪酸塩としては、モンモリロナイト、ザウコナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、スチーブンサイト、ベントナイト、テニオライト等のスメクタイト族、バーミキュライト族、雲母族などの珪酸酸塩が用いられる。これらのケイ酸塩は化学処理を施したものであることが好ましい。ここで化学処理とは、表面に付着している不純物を除去する表面処理と層状ケイ酸塩の結晶構造、化学組成に影響を与える処理のいずれをも用いることができる。具体的には、（イ）酸処理、（ロ）アルカリ処理、（ハ）塩類処理、（ニ）有機物処理等が挙げられる。これらの処理は、表面の不純物を取り除く、層間の陽イオンを交換する、結晶構造中のＡｌ、Ｆｅ、Ｍｇ等の陽イオンを溶出させ、その結果、イオン複合体、分子複合体、有機誘導体等を形成し、表面積や層間距離、固体酸性度等を変えることができる。これらの処理は単独で行ってもよいし、２つ以上の処理を組み合わせてもよい。
【００２３】
また、必要に応じてこれら化合物と共にトリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロリド等の有機アルミニウム化合物を使用してもよい。
【００２４】
本発明においては、上記メタロセン触媒を使用してプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体を得る。α−オレフィンとしては、プロピレンを除く炭素数２〜２０のα−オレフィンがあげられ、例えばエチレン、ブテン−１、ペンテン−１、３−メチル−１−ブテン、ヘキセン−１、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、ヘプテン−１、オクテン−１、ノネン−１、デセン−１、ドデセン−１、テトラデセン−１、ヘキサデセン−１、オクタデセン−１、エイコセン−１等を例示できる。プロピレンと共重合されるα−オレフィンは、一種類でも二種類以上併用してもよい。このうちエチレン、ブテン−１が好適であり、特にはエチレンが好ましい。
【００２５】
重合法としては、これらの触媒の存在下、不活性溶媒を用いたスラリー法、実質的に溶媒を用いない気相法や溶液法、あるいは重合モノマーを溶媒とするバルク重合法等が挙げられる。
【００２６】
本発明で用いるプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体は、前述のメタロセン触媒で重合された共重合体であって、次の特性（１）〜（６）を有している必要がある。以下、各特性について説明する。
【００２７】
特性（１）：ＭＦＲ
本発明で用いるプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体のＪＩＳ−Ｋ６９２１による２３０℃、２１．１８Ｎでのメルトフローレート（ＭＦＲ）は、１０〜２０００ｇ／１０分であり、好ましくは１５〜１５００ｇ／１０分であり、より好ましくは２０〜１０００ｇ／１０分である。ＭＦＲが１０ｇ／１０分未満であると紡糸圧力が高くなりすぎ、高倍率で延伸が困難となり、繊維径の不均一などの弊害が生じる。一方、２０００ｇ／１０分を超えると、分子鎖が短いことから、不織布化したときの強度が低くなるといった弊害が生じる。ポリマーのＭＦＲを調節するには、例えば、重合温度、触媒量、分子量調節剤としての水素の供給量などを適宜調整する方法、あるいは重合終了後に過酸化物の添加により調整する方法がある。
【００２８】
特性（２）：Ｑ値
本発明で用いるプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により求めた重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）で表されるＱ値は、１．５〜４．０であり、好ましくは１．８〜３．７であり、より好ましくは２．０〜３．５である。Ｑ値が４．０を超えると、高分子量の存在により紡糸延伸性が損なわれるといった弊害が生じる。逆に、１．５未満であると、現状メタロセン触媒系でも製造が困難なものである。
プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体のＱ値を調整する方法は、２種以上のメタロセン触媒成分の併用した触媒系や２種以上のメタロセン錯体を併用した触媒系を用いて重合する、または重合時に２段以上の多段重合を行うことによりＱ値を広く制御することができる。逆にＱ値を狭く調整するためには、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体を重合後、有機過酸化物を使用し溶融混練することにより調整することができる。
【００２９】
なお、Ｑ値の測定は、次の条件でおこなう。
装置：Ｗａｔｅｒｓ社製ＨＬＣ／ＧＰＣ１５０Ｃ
カラム温度：１３５℃
溶媒：ｏ−ジクロロベンゼン
流量：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
カラム：東ソー株式会社製ＧＭＨ_ＨＲ−Ｈ（Ｓ）ＨＴ６０ｃｍ×１
注入量：０．１５ｍｌ（濾過処理無し）
溶液濃度：５ｍｇ／３．４ｍｌ
試料調整：ｏ−ジクロロベンゼンを用い、５ｍｇ／３．４ｍｌの溶液に調整し１４０℃で１〜３時間溶解させる。
検量線：ポリスチレン標準サンプルを使用する。
検量線次数：１次
ＰＰ分子量：ＰＳ×０．６３９
【００３０】
特性（３）：Ｔ_８０−Ｔ_２０（ＴＲＥＦによる溶出量差温度）
本発明で用いるプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体は、温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ：ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＲｉｓｉｎｇＥｌｕｔｉｏｎＦｒａｃｔｉｏｎ）によって得られる積分溶出曲線において、８０重量％が溶出する温度（Ｔ_８０）と２０重量％が溶出する温度（Ｔ_２０）の差、Ｔ_８０−Ｔ_２０が、２〜８℃である。Ｔ_８０−Ｔ_２０が８℃を超えると、低温溶出成分が増加するため、構成繊維のべたつき、不織布とした時の表面すべり特性の悪化、紡糸性能の低下等の弊害が生じる。また、低温溶出成分に共重合体とすべく導入しているエチレンを多く取られてしまうため、このような成分は放射線照射後に変色や臭いの原因となってしまう。ポリマーのＴ_８０−Ｔ_２０が上記のように特定の狭い範囲にあることは、ポリマーの分子量分布がより均一であることを意味している。
【００３１】
ここで、上記温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）とは、不活性担体の存在下に一定高温下でポリマーを完全に溶解させた後に冷却し、該不活性担体表面に薄いポリマー層を生成させ、次に、温度を連続又は段階的に昇温して、溶出した成分を回収し、その濃度を連続的に検出して、その溶出量と溶出温度によって描かれるグラフ（積分溶出曲線）により、ポリマーの組成分布を測定する方法である。温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）の測定の詳細については、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅ第２６巻第４２１７〜４２３１頁（１９８１年）に記載されており本発明においてもこれに従って行う。
【００３２】
なお、具体的には、次の条件で測定する。測定装置はダイヤインスツルメンツ製ＣＦＣＴ−１０２Ｌを使用し、まず、測定すべきサンプルを溶媒（ｏ−ジクロロベンゼン）を用い、３ｍｇ／ｍｌとなるように、１４０℃で溶解し、これを測定装置内のサンプルループ内に注入する。以下の測定は設定条件にしたがって自動的に行われる。サンプルループ内に保持された試料溶液は、溶解温度の差を利用して分別するＴＲＥＦカラム（不活性担体であるガラスビーズが充填された内径４ｍｍ、長さ１５０ｍｍの装置付属のステンレス製カラム）に０．４ｍｌ注入される。次に該サンプルを１℃／分の速度で１４０℃から０℃の温度まで冷却させる。ＴＲＥＦカラムが０℃で更に３０分間保持された後、０℃の温度で溶解している成分２ｍｌが１ｍｌ／分の流速でＴＲＥＦカラムからＳＥＣカラム（昭和電工製ＡＤ８０６ＭＳ３本）へ注入される。ＳＥＣで分子サイズの分別が行われている間に、ＴＲＥＦカラムでは次の溶出温度（１０℃）に昇温され、その温度に約３０分保持される。ＳＥＣでの各溶出区分の測定は３９分間隔で行われる。溶出温度は０℃から４０℃まで１０℃毎に、４０℃から９０℃まで５℃毎に、９０℃から１４０℃までは４℃毎に階段的に昇温される。該ＳＥＣカラムで分子サイズによって分別された溶液は装置付属の赤外線分光光度計で検出され、各溶出温度区分におけるクロマトグラフが得られる。なお、赤外線分光光度計での検出は検出波数３．４２μｍにおける吸光度を使用して行われ、溶液中のポリマー成分量と吸光度とが比例するものとして以下のデータ処理が行われる。各溶出温度区分におけるクロマトグラムは内蔵のデータ処理ソフトにより処理され、各クロマトグラムの面積を基に、積算が１００％となるように規格化された各溶出温度区分の溶出量が計算される。更に、得られた各溶出温度区分の溶出量から、積分溶出曲線が作成される。０℃可溶分量とは０℃で溶出したポリマー成分の量（％）を示すものであり、Ｔ_２０とは積算溶出量が２０％となる温度を、Ｔ_８０とは積算溶出量が８０％となる温度を示すものである。
【００３３】
特性（４）：ＴＲＥＦ測定における０℃可溶分量；
本発明で用いるプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体のＴＲＥＦ測定時の０℃可溶分量は、０．３重量％以下である。ＴＲＥＦ測定時の０℃可溶分量が０．３重量％を超えると、放射線照射後の変色や臭いの原因となるため好ましくない。プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体のＴＲＥＦ０℃可溶分の量は、担体にメタロセン触媒成分を担持する際、担持が不均一である触媒を使用して重合した場合、低分子量が増え、これに伴いＴＲＥＦ０℃可溶分の量が増加してしまう。したがってメタロセン触媒成分を担体に均一に担持する触媒を使用して重合することによりＴＲＥＦ０℃可溶分の量を０．３重量％以下に調整することができる。
【００３４】
特性（５）：α−オレフィン含有量
本発明で用いるプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体中のα−オレフィン（コモノマー）含有量は、１〜１８モル％であり、好ましくは２．５〜１０モル％であり、より好ましくは３〜８モル％である。特にコモノマーがエチレンの場合は、１〜１２モル％が好ましい。コモノマー含有量が１モル％未満であると放射線照射後の機械特性の低下（不織布強度の低下）が著しい。一方、１８モル％を超えると紡糸時の固化が遅く、生産性が損なわれる、また不織布強度や剛性が大きく低下してしまうといった弊害が生じる。ポリマー中のα−オレフィン含有量は、重合反応系へ供給するα−オレフィンの量を制御することにより容易に調節することができる。なお、本発明において、α−オレフィン含有量は、フーリエ変換赤外分光光度計により定量されるものである。
【００３５】
特性（６）：融解ピーク温度（Ｔｍ）
本発明で用いるプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体のＴｍは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）によって得られる融解曲線のピーク温度を表し、１１０〜１４０℃である。Ｔｍが１４０℃を超えると、放射線照射後の機会特性の低下（不織布強度の低下）が著しい。一方、１１０℃未満であると、紡糸時の固化が遅く、生産性が損なわれる、また不織布強度や剛性が大きく低下してしまうといった弊害が生じる。
融解ピーク温度（Ｔｍ）の測定は、パーキンエルマー社製の示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用い、サンプル量１０ｍｇを採り、２００℃で５分間保持した後、４０℃まで１０℃／分の降温速度で結晶化させ、更に１０℃／分の昇温速度で融解させたときに描かれる曲線のピーク位置を、融解ピーク温度Ｔｍ（℃）とする。
【００３６】
さらに、本発明のプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体には、本発明の目的が損なわれない範囲で、各種添加剤、例えば、耐熱安定剤、酸化防止剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、結晶造核剤、銅害防止剤、帯電防止剤、スリップ剤、抗ブロッキング剤、防曇剤、着色剤、充填剤、エラストマー、石油樹脂などを配合することができる。
【００３７】
本発明における繊維不織布成形材料は、上記プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体と、必要に応じて、上記の各種添加剤、さらに他の樹脂成分等をドライブレンドの状態あるいは溶融混練機を用いて、好ましくは１８０〜３００℃で加熱溶融混練し、粒状に裁断されたペレットの状態で提供される。
【００３８】
本発明のポリプロピレン系不織布は、上述の繊維不織布成形材料をスパンボンド法、メルトブローン法等で直接製造するか、一旦繊維化して、水流交絡法、カード法などの成形法により製造される。該不織布の目付量は、５〜２００ｇ／ｍ^２であるのが好ましい。また、不織布は単層での使用だけでなく、例えば、スパンボンド法で得られた不織布とメルトブローン法で得られた不織布の積層体、あるいは不織布とフィルムとの積層体としても好適に使用できる。
【００３９】
不織布を成形する際、構成繊維は、単一繊維、芯鞘型複合繊維、あるいはサイドバイサイド型複合繊維であっても良く、複合繊維の場合は、上記プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体が複合繊維の１成分として含まれていれば良い。
【００４０】
本発明の医療用ポリプロピレン系不織布は、電子線の照射条件が電圧４．８ＭｅＶ、電流２０ｍＡ、線量４０ＫＧｙの電子線照射を受けた不織布の電子線照射前後での強度保持率が７０％以上であることが好ましい。電子線照射後の不織布強度保持率は、好ましくは８０％以上であり、より好ましくは９０％以上である。強度保持率が７０％未満では、医療用不織布として強度不足等により使用に問題が生じる。
放射線の照射は、放線線として電子線を使用し、２００ｍｍ×３００ｍｍの大きさの不織布の片面に、電子照射装置「ダイナミトロン５ＭｅＶ電子加速器」（ＲＤＩ社製）を用いて、出力５．０Ｍｅｖ２００ｋＷ、線量が４０ＫＧｙとなる照射条件により定義される。なお、線量測定装置は、日立製作所製Ｕ−２０００分光光度計を用いる。
放射線を照射した不織布の強度は、放射線量が高いほど低くなり、電子線照射よりもγ線照射の方が低くなるものであるが、本発明においては、前記の放射線照射条件に基づくものとする。
なお、不織布の強度は、ＪＩＳＬ１０９６に従って測定する。すなわち５０ｍｍ×３００ｍｍの不織布をチャック間距離が２００ｍｍ、引張速度が２００ｍｍ／分の条件で測定し、その変位−強度曲線における最大強度を不織布の引長強度とする。
電子線照射後の不織布の強度保持率は、放射線照射前後で引張強度がどれだけ保持されているかを次式で算出する。
（電子線照射前後の強度保持率）＝（電子線照射後の引張強度）／（電子線照射前の引張強度）×１００（％）
【００４１】
ここで、放射線照射処理は、滅菌処理として用いられる処理であって、電子線又はγ線の高エネルギー電離線を照射し、その照射線量は、通常の工業的な標準である２０〜５０ＫＧｙの範囲である。放射線照射処理により、成形品及びその中に含まれる物質を効果的に滅菌することができ、じゃがいもの発芽防止、注射筒や点滴器具などの医療用器具の殺菌として広く用いられている。
【００４２】
上記の方法で製造される本発明のポリプロピレン系不織布は、放射線照射後の強度保持率が高く、放射線滅菌して用いる医療用不織布材料、例えば、医療用器具、手術用着衣、ドレープ、手術用シーツ、人口透析や血液の濾過フィルター、注射器や薬剤の包装材料として用いることができる。
【００４３】
本発明のポリプロピレン系不織布は、上述の繊維不織布成形材料をスパンボンド法、メルトブローン法で直接製造される。該不織布の目付量は、５〜２００ｇ／ｍ^２であるのが好ましい。また、不織布は単層での使用だけでなく、例えば、スパンボンド法で得られた不織布とメルトブローン法で得られた不織布の積層体、あるいは不織布とフィルムや吸水紙との積層体としても好適に使用できる。
【００４４】
（１）ＭＦＲ：ＪＩＳ−Ｋ６９２１−２附属書に準拠し測定した。（条件：温度／２３０℃、荷重２１．１８Ｎ）
【００４５】
（２）融解ピーク温度（Ｔｍ）：前述した方法により測定した。
【００４６】
（３）Ｑ値：測定は、Ｗａｔｅｒｓ社製ＨＬＣ／ＧＰＣ１５０Ｃを用い、発明の実施の形態において記載した方法に従っておこない、検量線として以下のポリスチレン標準サンプルを使用した。
【００４７】
【表１】

検量線次数：１次
ＰＰ分子量：ＰＳ×０．６３９
【００４８】
（４）温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）による、Ｔ_８０−Ｔ_２０、０℃可溶分量：温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）は次の条件で測定した。測定装置はダイヤインスツルメンツ製ＣＦＣＴ−１０２Ｌを使用し測定条件は発明の実施の形態において記載した方法に従っておこなった。
【００４９】
（５）不織布の引張強度：ＪＩＳＬ１０９６に従って、５０ｍｍ×３００ｍｍの不織布をチャック間距離が２００ｍｍ、引張速度が２００ｍｍ／分の条件で測定し、その変位−強度曲線における最大強度を不織布の引張強度とした。
【００５０】
（６）放射線照射後の強度保持率：放射線照射前後での不織布の引張強度保持率は、放射線照射前後で引張強度がどれだけ保持されているかを次式で算出した。
（放射線照射前後の強度保持率）＝（放射線照射後の引張強度）／（放射線照射前の引張強度）×１００（％）
なお、放射線照射は、電子線照射とγ線照射を行い、その照射条件を次に示す。
（ｉ）電子線照射
照射不織布片：２００ｍｍ×３００ｍｍ
電子加速器：ダイナミトロン
出力：電圧４．８ＭｅＶ電流２０ｍＡ
サンプル搬送：カートコンベア速度１３．５ｍ／分
線量：２０ＫＧｙ、４０ＫＧｙの２水準
照射方向：片面
（ｉｉ）γ線照射
照射不織布片：２００ｍｍ×３００ｍｍ
線源：Ｃｏ^６０線源、４５万Ｃｉ
照射台：コンベア式自動照射台
線量：４０ＫＧｙ
【００５１】
（７）色相の判定：１０人のパネラーに、放射線照射前後での不織布変色度を判定してもらい、次の判定基準で判断した。
○：８人以上が変色していないと判断
△：４〜７人が変色していないと判断
×：３人以下が変色していないと判断
【００５２】
（８）臭いの判定：１０人のパネラーに放射線照射前後での不織布臭いを判定してもらい、次の判定基準で判断した。
○：８人以上が臭いに問題無いと判断
△：４〜７人が臭いに問題無いと判断
×：３人以下が臭いに問題無いと判断
【００５３】
重合例１
（１）触媒の調整
３つ口フラスコ（容積１Ｌ）中に硫酸で逐次的に処理されたスメクタイト族ケイ酸塩（水沢化学社製ベンクレイＳＬ）２０ｇ、ヘプタン２００ｍＬを仕込み、トリノルマルオクチルアルミニウム５０ｍｍｏｌで処理後ヘプタンで洗浄し、スラリー１とした。また別のフラスコ（容積２００ｍＬ）中に、ヘプタン９０ｍＬ、〔（ｒ）−ジクロロ［１，１’−ジメチルシリレンビス｛２−メチル−４−（４−クロロフェニル）−４Ｈ−アズレニル｝］ジルコニウム〕０．３ｍｍｏｌ、トリイソブチルアルミニウム１．５ｍｍｏｌを仕込みスラリー２とした。スラリー２を、上記スラリー１に加えて、室温で６０分攪拌した。その後ヘプタンを２１０ｍＬ追加し、このスラリーを１Ｌオートクレーブに導入した。オートクレーブの内部温度を４０℃にしたのちプロピレンを１０ｇ／時の速度でフィードし４時間４０℃を保ちつつ予備重合、１時間残重合を、行い予備重合触媒８３ｇを得た。
【００５４】
（２）プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体の製造
内容積２７０Ｌの反応器に液状プロピレン、エチレン、水素、およびトリイソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡ）のヘキサン希釈溶液を連続的に供給し、内温を６２℃に保持した。プロピレンの供給量は、３８ｋｇ／ｈｒであり、エチレンの供給量は１．１ｋｇ／ｈｒであり、水素の供給量は０．２５ｇ／ｈｒであり、ＴＩＢＡの供給量は１８ｇ／ｈｒであった。前記予備重合触媒を流動パラフィンによりスラリー状とし、１．１ｇ／ｈｒでフィードした。その結果、１１．２ｋｇ／ｈｒのプロピレン・エチレンランダム共重合体Ｉを得た。得られたプロピレン・エチレンランダム共重合体Ｉは、ＭＦＲ＝２４．０ｇ／１０分、エチレン含量＝５．０ｍｏｌ％、Ｔｍ＝１２５．９℃、Ｑ値＝２．７であった。
【００５５】
重合例２
重合例１で調整した固体触媒を用い、水素の供給量を０．３６ｇ／ｈｒ、予備重合触媒を流動パラフィンによりスラリー状としたフィード量を０．８７ｇ／ｈｒに変更した以外は、重合例１と同様にして重合を行った。その結果、１２．１ｋｇ／ｈｒのプロピレン・エチレンランダム共重合ＩＩを得た。得られたプロピレン・エチレンランダム共重合体ＩＩは、ＭＦＲ＝４４．０ｇ／１０分、エチレン含量＝５．０ｍｏｌ％、Ｔｍ＝１２５．２℃、Ｑ値＝２．８であった。
【００５６】
このプロピレン・エチレンランダム共重合体ＩＩのパウダー１００重量部に対して、結晶造核剤として３−メチルブテン重合体のマスターバッチを０．１０重量部、酸化防止剤として１、３、５−トリス［（４−ｔｅｒｔ−ブチル−３−ヒドロキシ−２、６−キシリル）メチル］−１、３、５−トリアジン−２、４、６（１Ｈ、３Ｈ、５Ｈ）−トリオン（サイテック製、商品名サイアノックス１７９０）を０．０４重量部、トリス−（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製、商品名イルガホス１６８）を０．０５重量部、中和剤としてステアリン酸カルシウム（日東化成工業製、商品名Ｃａ−Ｓｔ）を０．０５重量部、及び過酸化物（パーヘキサ２５Ｂ：日本油脂社製）を４０００ｐｐｍ配合し、ヘンシェルミキサーで５００ｒｐｍ、３分間高速混合した後、φ５０ｍｍ単軸押出機（ユニオンプラスチック社製）を使用し、押出温度２３０℃の条件で溶融、混練、冷却、カットしてペレット状のプロピレン共重合体組成物ＩＩ^＊を調製した。得られたプロピレン・エチレンランダム共重合体組成物ＩＩ^＊は、ＭＦＲ＝１０００ｇ／１０分、エチレン含量＝５．０ｍｏｌ％、Ｔｍ＝１２５．２℃、Ｑ値＝１．７であった。
【００５７】
重合例３
重合例１で調整した固体触媒を用い、エチレンの供給量を１．６ｋｇ／ｈｒ、水素の供給量を０．３３ｇ／ｈｒ、予備重合触媒を流動パラフィンによりスラリー状としたフィード量を０．７６ｇ／ｈｒに変更した以外は、重合例１と同様にして重合を行った。その結果、１２．６ｋｇ／ｈｒのプロピレン・エチレンランダム共重合ＩＩＩを得た。得られたプロピレン・エチレンランダム共重合体ＩＩＩは、ＭＦＲ＝２４．０ｇ／１０分、エチレン含量＝６．２ｍｏｌ％、Ｔｍ＝１２０．３℃、Ｑ値＝２．８であった。
【００５８】
重合例４
重合例１で調整した固体触媒を用い、水素の供給量を０．０３ｇ／ｈｒ、予備重合触媒を流動パラフィンによりスラリー状としたフィード量を１．５ｇ／ｈｒに変更した以外は、重合例１と同様にして重合を行った。その結果、１２．５ｋｇ／ｈｒのプロピレン・エチレンランダム共重合ＩＶを得た。得られたプロピレン・エチレンランダム共重合体ＩＶはＭＦＲが６．０ｇ／１０分、エチレン含量＝５．０ｍｏｌ％、Ｔｍ＝１２５．４℃、Ｑ値＝２．７であった。
【００５９】
重合例５
内容積２００リットルの攪拌式オートクレーブをプロピレンで十分に置換した後、脱水・脱酸素処理したｎ―ヘプタン６０Ｌを導入し、ジエチルアルミニウムクロリド１６ｇ、三塩化チタン触媒（エム・アンド・エム社製）４．１ｇを５０℃でプロピレン雰囲気下で導入した。更に気相水素濃度を６．０容量％に保ちながら、５０℃の温度で、プロピレン５．７ｋｇ／時及びエチレン０．２８ｋｇ／時の速度で４時間フィードした後、更に１時間重合を継続した。その結果、１２ｋｇのプロピレン・エチレンランダム共重合体Ｖを得た。得られたプロピレン・エチレンランダム共重合体Ｖは、ＭＦＲ＝６．４ｇ／１０分、エチレン含量＝５．９ｍｏｌ％、Ｔｍ＝１４０℃、Ｑ値＝４．４であった。
【００６０】
重合例６
重合例５で、エチレンの供給量を０．３５ｇ／ｈｒとした以外は、重合例５と同様にしてプロピレンとエチレンのランダム共重合を行った。その結果、２０ｋｇ／ｈｒのプロピレン・エチレンランダム共重合体ＶＩを得た。得られたプロピレン・エチレンランダム共重合体ＶＩは、ＭＦＲ＝６．０ｇ／１０分、エチレン含量＝６．５ｍｏｌ％、Ｔｍ＝１３０℃、Ｑ値＝４．５であった。
【００６１】
プロピレン・エチレンランダム共重合体Ｖ、ＶＩを用いて、過酸化物（パーヘキサ２５Ｂ：日本油脂社製）の配合量を４０００ｐｐｍとした以外は、重合体組成物ＩＩ^＊の調整方法と同様にして、重合体組成物Ｖ^＊、ＶＩ^＊を得た。
得られたプロピレン・エチレンランダム共重合体組成物Ｖ^＊は、ＭＦＲ＝２５ｇ／１０分、エチレン含量＝５．９ｍｏｌ％、Ｔｍ＝１４０℃、Ｑ値＝３．８であった。得られたプロピレン・エチレンランダム共重合体組成物ＶＩ^＊は、ＭＦＲ＝２５ｇ／１０分、エチレン含量＝６．５ｍｏｌ％、Ｔｍ＝１３０℃、Ｑ値＝３．８であった。
【００６２】
上記の重合例１〜６で製造したプロピレン・エチレンランダム共重合体Ｉ〜Ｖの各物性を表２に示す。表２から明らかな通り、重合体Ｉ〜ＩＩＩは、特性（１）〜（６）を有する本発明のプロピレン・エチレンランダム共重合体であり、重合体ＩＶ〜ＶＩ及び重合体組成物ＩＩ^＊、ＩＶ^＊〜ＶＩ^＊は本発明外の共重合体である。
【００６３】
【表２】

【００６４】
実施例１〜３
表２に示す重合体Ｉ〜ＩＩＩのパウダー１００重量部に対して、結晶造核剤として３−メチルブテン重合体のマスターバッチを０．１０重量部、酸化防止剤として１、３、５−トリス［（４−ｔｅｒｔ−ブチル−３−ヒドロキシ−２、６−キシリル）メチル］−１、３、５−トリアジン−２、４、６（１Ｈ、３Ｈ、５Ｈ）−トリオン（サイテック製、商品名サイアノックス１７９０）を０．０４重量部、トリス−（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製、商品名イルガホス１６８）を０．０５重量部、及び中和剤としてステアリン酸カルシウム（日東化成工業製、商品名Ｃａ−Ｓｔ）を０．０５重量部配合し、ヘンシェルミキサーで５００ｒｐｍ、３分間高速混合した後、φ５０ｍｍ単軸押出機（ユニオンプラスチック社製）を使用し、押出温度２３０℃の条件で溶融、混練、冷却、カットしてペレット状のプロピレン共重合体組成物を調製した。次に得られた組成物を原料として、ホール数２４個の紡糸口金を用いて溶融紡糸を行った。溶融紡糸は紡糸温度２３０℃、吐出量０．８ｇ／分・孔で行い、その後エアサッカーにて延伸し、繊度２デシテックスの単一繊維を得た。この単一繊維をエアサッカー下方にあるコンベアーに集積させた後、１１０℃に設定したエンボスロールにより繊維同士を融着させ、目付量４０ｇ／ｍ^２の不織布を得た。次に、得られた不織布に放射線を照射して、色相、臭いを判断すると共に、照射前後の強度を測定し、強度保持率を求めた。その結果を表３に示す。
【００６５】
実施例４
重合体組成物ＩＩ^＊を原料として、メルトブローン法を用い、繊度が０．３デシテックス、目付量が４０ｇ／ｍ^２の不織布を得た。得られた不織布に実施例１と同様の放射線を照射して、色相、臭いを判断すると共に、照射前後の強度を測定し、強度保持率を求めた。その結果を表３に示す。なお、メルトブローン法の条件は、以下の通りである。
【００６６】
ダイ：ダイサイズ２０インチ、ノズル孔７２０個、ノズル径０．３ｍｍ紡糸条件：紡糸温度２７０℃、空気温度２５０℃、空気流量７０Ｎｍ^３／ｈｒ
繊維補集条件：エジェクター−コンベア距離２００ｍｍ、コンベア速度３．２ｍ／ｍｉｎ
【００６７】
実施例５
実施例１で調製した重合体Ｉ組成物を第１成分（鞘成分）として用い、ホモポリプロピレン（ＳＡ０５；日本ポリケム社製）を第２成分（芯成分）として用い、芯鞘比１／１となるように、ホール数２４個の芯鞘型の紡糸口金を用いて溶融紡糸を行った。溶融紡糸は紡糸温度２３０℃、吐出量０．８ｇ／分・孔で行い、その後エアサッカーにて延伸し、繊度２デシテックスの芯鞘型複合繊維を得た。この繊維をエアサッカー下方にあるコンベアーに集積させた後、１１０℃に設定したエンボスロールにより繊維同士を融着させ、目付量４０ｇ／ｍ^２の不織布を得た。得られた不織布に実施例１と同様の放射線を照射して、色相、臭いを判断すると共に、照射前後の強度を測定し、強度保持率を求めた。その結果を表３に示す。
【００６８】
比較例１
重合体として、ホモポリプロピレン（ＳＡ０５（日本ポリケム社製））を用い、エンボスロール温度を１４０℃とした以外は、実施例１と同様にして不織布の製造を行なった。得られた不織布に実施例１と同様の放射線を照射して、色相、臭いを判断すると共に、照射前後の強度を測定し、強度保持率を求めた。その結果を表３に示す。
【００６９】
比較例２〜３
重合体Ｖ、ＶＩに過酸化物（パーヘキサ２５Ｂ：日本油脂社製）を３００ｐｐｍ加え、それぞれ最終ＭＦＲが２５ｇ／１０分になるように調製した重合体を用いる以外は、実施例１と同様にして不織布を得た。ただし、比較例３はエンボスロール温度を１２０℃とした。得られた不織布に実施例１と同様の放射線を照射して、色相、臭いを判断すると共に、照射前後の強度を測定し、強度保持率を求めた。その結果を表３に示す。
【００７０】
比較例４
ＳＡ０５（日本ポリケム社製）に過酸化物（パーヘキサ２５Ｂ：日本油脂社製）を３０００ｐｐｍ加え、最終ＭＦＲが８００ｇ／１０分となるように調製した重合体を用いる以外は、実施例４と同様にして繊度０．３デシテックス、目付量４０ｇ／ｍ^２の不織布を得た不織布を得た。得られた不織布に実施例１と同様の放射線を照射して、色相、臭いを判断すると共に、照射前後の強度を測定し、強度保持率を求めた。その結果を表３に示す。
【００７１】
比較例５
重合体ＩＶのパウダーを使用した以外は、実施例１と同様にして溶融紡糸を行ったが、エアサッカーでの延伸追随性が非常に悪く、延伸切れを多発したため、不織布を得ることができなかった。
【００７２】
【表３】

【００７３】
表３から明らかなように、上記に示した各実施例によれば、いずれも耐放射線性に優れたポリプロピレン系樹脂不織布が得られる。一方、ホモポリプロピレンを用いた不織布は、放射線照射により強度保持率は低下し、色相、臭いも悪化する（比較例１及び４）。Ｑ値、Ｔ_８０−Ｔ_２０、０℃可溶分量が範囲外の重合体を用いた不織布は、放射線照射により、色相、臭いが悪化する（比較例２及び３）。
【００７４】
【発明の効果】
本発明のポリプロピレン系不織布は、特定のプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体を用いているので、放射線照射によっても機械物性の低下が少なく、べたつき、変色、臭いの少ない医療用ポリプロピレン系不織布であり、手術用着衣、ドレープ、人工透析や血液の濾過フィルター、注射器や薬剤の包装などの医療用不織布として好適に用いることができる。

Claims

メタロセン触媒によって重合され、下記特性（１）〜（６）を有するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体を少なくとも１成分とする繊維からなり、スパンボンド法、メルトブロー法のいずれかの方法により製造されたシート状不織布からなることを特徴とする医療用プロピレン系不織布。
特性（１）：ＭＦＲが１０〜２０００ｇ／１０分
特性（２）：Ｑ値が１．５〜４．０
特性（３）：Ｔｍが１１０〜１４０℃
特性（４）：Ｔ_８０−Ｔ_２０が２〜８℃
特性（５）：ＴＲＥＦ測定時の０℃可溶分量が０．３重量％以下
特性（６）：α−オレフィン含有量が１〜１８モル％
（但し、ＭＦＲはＪＩＳ−Ｋ６９２１による２３０℃、２１．１８Ｎでのメルトフローレート、Ｑ値はＧＰＣにより測定した重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとの比（Ｍｗ／Ｍｎ）、Ｔ_８０は温度上昇溶離分別（ＴＲＥＦ）によって得られる積分溶出曲線において８０重量％が溶出する温度、Ｔ_２０は２０重量％が溶出する温度、Ｔｍは示差走査熱量計（ＤＳＣ）によって得られる融解曲線のピーク温度をそれぞれ示す。）
プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体のα−オレフィンがエチレンであり、その含有量が１〜１２モル％であることを特徴とする請求項１に記載の医療用プロピレン系不織布。
プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体を少なくとも１成分とする繊維が単一繊維、芯鞘型複合繊維、あるいはサイドバイサイド複合型繊維であることを特徴とする請求項１又は２に記載の医療用プロピレン系不織布。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の医療用ポリプロピレン系不織布に放射線処理を施した医療用不織布。
電子線の照射条件が電圧４．８ＭｅＶ、電流２０ｍＡ、線量４０ＫＧｙの電子線照射を受けた不織布の電子線照射前後での強度保持率が７０％以上であることを特徴とする請求項４に記載の医療用不織布。