JP5873225B1 - 立体網状繊維集合体 - Google Patents

Abstract

プロピレン系重合体（ａ）を含んでなる樹脂から構成される１５０〜１０００００ｄｔｅｘの繊度の繊維からなり、多数の該繊維を溶融状態でランダムな方向性を持たせて互いに融着させた立体網状繊維集合体であって、プロピレン系重合体（ａ）は、その全モノマー１００モル％に対して、５１〜９５モル％のプロピレンおよび５〜４９モル％のα−オレフィンを構造単位として有する、立体網状繊維集合体。

Description

本発明は、プロピレン系重合体を含んでなる樹脂から構成される繊維からなる立体網状繊維集合体、詳しくは、プロピレン系重合体を含んでなる樹脂から構成される多数の繊維を溶融状態でランダムな方向性を持たせて互いに融着させた立体網状繊維集合体に関する。

従来、自動車や電車等のシート、医療用器具および家具等のクッション材として、木綿または発泡ポリウレタン等が用いられてきた。発泡ポリウレタンは、発泡密度や樹脂の種類によって強度を変更することができ、また圧縮回復性に優れるため、幅広い分野で使用されている。しかし、発泡ポリウレタンは、重合過程で発泡ポリウレタンに残存するモノマー等が刺激性であるため、肌に触れると人体に悪影響を及ぼすことがある。また、通気性が不十分な場合も多く、使用分野によっては望ましくない。また、木綿には残存モノマーの問題はないものの、繊維が偏在し易く、クッション材として不十分な場合がある。

また、クッション材として、ポリエステル等の熱可塑性樹脂から紡糸された繊維を網状に成型させた集合体も提案されている（特許文献１および２）。これには、刺激性の残存モノマーの問題、繊維の偏在といった問題はなく、さらに高い通気性を有するため、近年様々な分野において使用が拡大している。

特許第５４５９４３６号公報 特許第５４５９４３８号公報

本発明者らは、ポリエステル等の熱可塑性樹脂から紡糸された繊維の網状集合体は薬品処理によって一部が溶解してしまったり、臭気を発生したりするため、医療分野や介護分野での使用に適当でないことを見出した。より具体的には、このような網状集合体を医療分野や介護分野において使用する場合には、ウィルスや細菌による感染を防止するために薬品処理等を行って洗浄する必要があるが、そのような処理によって網状集合体が変形することがあり、繰り返しの使用には適さず、また臭気によって使用者に不快感を与えることがあり、さらに、ポリエステル等の熱可塑性樹脂にはオイル成分が混合されることが多く、時間と共に樹脂表面にオイルブリードが発生し、べたつき感が生じたり、医療用品を汚染してしまうため、医療分野や介護分野での使用に適していない。

本発明は、より優れた耐薬品性を有し、低臭気性の立体網状繊維集合体を提供することを主たる課題とする。

上記課題を解決すべく、本発明では、プロピレン系重合体（ａ）を含んでなる樹脂から構成される繊維からなり、多数の繊維を溶融状態でランダムな方向性を持たせて互いに融着させた立体網状繊維集合体が提供される。つまり、本発明においては、主としてプロピレンを構造単位とする立体網状繊維集合体が提供される。なお、本発明の立体網状繊維集合体は、「プロピレン系立体網状繊維集合体」と称することもできる。
すなわち、本発明には、以下の好適な実施態様が含まれる。
本発明においては、プロピレン系重合体（ａ）を含んでなる樹脂から構成される繊維からなり、多数又は複数の該繊維を溶融状態でランダムな方向性を持たせて互いに融着させた立体網状繊維集合体であって、プロピレン系重合体は、その全モノマー１００モル％に対して、５１〜９５モル％のプロピレンおよび５〜４９モル％のα−オレフィンを構造単位として有する、立体網状繊維集合体が提供される。１つの実施態様においては、上記繊維の繊度は、１５０〜１０００００ｄｔｅｘである。本発明の立体網状繊維集合体は、より優れた耐薬品性を有し、さらに臭気性が低い。

本発明の立体網状繊維集合体は、優れた耐薬品性を有するため、ウィルスや細菌の感染を防止するために薬品処理を行うことができ、繰り返しの使用においても清潔に使用することができ、また臭気によって使用者に不快感を与えにくい。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明の立体網状繊維集合体は、プロピレン系重合体（ａ）を含んでなる樹脂から構成される繊維からなる。

上記樹脂に含まれる上記プロピレン系重合体（ａ）は、プロピレンを主とする重合体であり、好ましくはポリプロピレンまたはプロピレンから構成される共重合体である。その中でも、本発明におけるプロピレン系重合体（ａ）としては、耐薬品性に優れ、低揮発性であり、使用者に不快感を与えにくい立体網状繊維集合体が得られるため、プロピレンとα−オレフィンとの共重合体が好ましい。なお、ここでいう「プロピレンを主とする」とは、プロピレン系重合体（ａ）の全モノマー１００モル％に対して、少なくとも５１モル％以上、好ましくは６０モル％以上、より好ましくは７０モル％以上、さらに好ましくは８０モル％以上、さらにより好ましくは９０モル％以上のプロピレンを構造単位として含んでなることを意味する。また、上記プロピレン系重合体（ａ）は、その全モノマー１００モル％に対して、典型的には９５モル％以下、好ましくは９３モル％以下、より好ましくは９０モル％以下、さらに好ましくは８５モル％以下、特に好ましくは８０モル％以下のプロピレンを構造単位として含んでなる。上記プロピレン系重合体（ａ）は、その全モノマー１００モル％に対して、典型的には５１〜９５モル％、好ましくは６０〜９０モル％、より好ましくは７０〜８０モル％のプロピレンを構造単位として含んでなる。プロピレン系重合体（ａ）におけるプロピレン単位が上記範囲内であると、立体網状繊維集合体は耐薬品性により優れ、臭気性が低い。なお、本発明において、重合体のモル比率は、重合体を製造する際のモノマーの仕込み比、または赤外分光分析法（ＩＲ）もしくは核磁気共鳴分光法（ＮＭＲ）に基づいて決定することができ、重合体を構成する全モノマー数を１００モル％とした場合における、対象とするモノマーのモル比率を表す。

上記α−オレフィンは、好ましくは２〜２０個、より好ましくは２〜１０個、例えば２〜６個の炭素原子を有するα−オレフィンである。このようなα−オレフィンとして、例えばエチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−ノネンおよび１−デセン等が挙げられる。α−オレフィンは、単独で含まれてもよく、２種以上が含まれてもよい。その中でも、α−オレフィンは、立体網状繊維集合体が良好な弾性および強度を有する観点から、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセンおよび１−オクテンからなる群から選択される１種以上であることが好ましく、エチレン、１−ブテン、１−ヘキセンおよび１−オクテンからなる群から選択される１種以上であることがより好ましく、エチレンおよび１−ブテンからなる群から選択される１種以上であることがさらに好ましく、エチレンであることが非常に好ましい。α−オレフィンが上記モノマーであると、立体網状繊維集合体が弾性および強度に優れるだけでなく、耐薬品性により優れ、さらに臭気性が低い。

プロピレン系重合体（ａ）がプロピレンおよびα−オレフィンの共重合体である場合、該プロピレン系重合体（ａ）は、その全モノマー１００モル％に対して、典型的には５モル％以上、好ましくは１０モル％以上、より好ましくは１５モル％以上、さらに好ましくは２０モル％以上、例えば２５モル％以上のα−オレフィンを構造単位として含んでなる。また、上記プロピレン系重合体（ａ）は、その全モノマー１００モル％に対して、典型的には４９モル％以下、好ましくは４５モル％以下、より好ましくは４０モル％以下、さらに好ましくは３５モル％以下、さらにより好ましくは３０モル％以下のα−オレフィンを構造単位として含んでなる。また、上記プロピレン系重合体（ａ）は、その全モノマー１００モル％に対して、典型的には５〜４９モル％、好ましくは１０〜４０モル％、より好ましくは２０〜３０モル％のα−オレフィンを構造単位として含んでなる。プロピレン系重合体（ａ）におけるα−オレフィン単位が上記範囲内であると、立体網状繊維集合体は耐薬品性により優れ、臭気性が低い。

上記プロピレン系重合体（ａ）は、プロピレンおよび／またはα−オレフィンに加えて、他の共重合性モノマーに由来する構造単位を少量含有してもよい。この場合、他の共重合性モノマーに由来する構造単位の割合は、プロピレン系重合体（ａ）を構成する全モノマー１００モル％に対して、２０モル％以下であることが好ましく、１０モル％以下であることがより好ましく、５モル％以下であることがさらに好ましい。

本発明におけるプロピレン系重合体（ａ）は、α−オレフィンがランダム状、ブロック状、グラフト状またはテーパード状の形態で導入されていてよい。プロピレン系重合体（ａ）が良好な弾性を有する観点から、α−オレフィンがランダム状の形態でプロピレン系重合体（ａ）に導入されることが好ましい。

上記プロピレン系重合体（ａ）は、好ましくは４．０以下、より好ましくは３．０以下、さらに好ましくは２．８以下、例えば２．６以下の分子量分布Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎを有し、典型的には１．０１以上の分子量分布Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎを有する。上記プロピレン系重合体（ａ）は、好ましくは１．０１〜４．０、より好ましくは１．１〜３．０、さらに好ましくは１．５〜２．８、例えば２．０〜２．６の分子量分布Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎを有する。分子量分布Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎが上記の範囲内にある場合、低分子量成分が少なく、揮発成分が少ないため、立体網状繊維集合体は臭気性が低く、また耐薬品性により優れる。このようなプロピレン系重合体（ａ）は、メタロセン触媒を用いて重合することが望ましい。なお、分子量分布Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎは、メタロセン触媒の種類、製造時の重合条件（重合温度、重合圧力）等を変更することによって調整することができる。

本発明における数平均分子量Ｍ_ｎおよび重量平均分子量Ｍ_ｗは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定し、ポリスチレン換算により算出することができる。

上記プロピレン系重合体（ａ）の重量平均分子量Ｍ_ｗは、１００００〜１００００００が好ましく、２００００〜８０００００がより好ましく、３００００〜５０００００がさらに好ましく、１０００００〜４０００００がさらにより好ましい。プロピレン系重合体（ａ）の重量平均分子量Ｍ_ｗが上記範囲内であると、立体網状繊維集合体が引張り性能および圧縮永久歪みが良好であり、また立体網状繊維集合体が耐薬品性により優れ、さらに臭気性が低い。

上記プロピレン系重合体（ａ）のＭＦＲは、典型的には０．５〜６０ｇ／１０分、好ましくは１〜４５ｇ／１０分、より好ましくは５〜３５ｇ／１０分である。ＭＦＲが上記範囲内であると、成型性が良好である。

なお、上記プロピレン系重合体（ａ）のＭＦＲは、ＪＩＳ Ｋ７２１０（２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）に準拠して測定してよい。

また、上記プロピレン系重合体（ａ）の融解ピーク温度は、１２５℃以上であることが好ましい。融解ピーク温度が上記範囲内であると、高温処理での耐熱性の観点から望ましい。

上記プロピレン系重合体（ａ）の曲げ弾性率は、典型的には６００ＭＰａ以下、好ましくは５００ＭＰａ以下、より好ましくは４００ＭＰａ以下、さらに好ましくは３００ＭＰａ以下、例えば２００ＭＰａ以下であるのが好ましい。また、上記プロピレン系重合体（ａ）の曲げ弾性率は、典型的には２０ＭＰａ以上である。

なお、曲げ弾性率は、ＪＩＳ Ｋ７１７１：１９８２に準拠して測定することができる。

上記プロピレン系重合体（ａ）は、その製造について特に限定されず、例えば、従来公知の方法により製造できる。上記プロピレン系重合体（ａ）の代表的市販品としては、例えば日本ポリプロ（株）製のウェルネクス^ＴＭシリーズ、ウィンテック^ＴＭシリーズ等が挙げられる。

上記樹脂は、プロピレン系重合体（ａ）およびプロピレン単独重合体（ｂ）から構成されるポリマーアロイであってもよい。立体網状繊維集合体が上記ポリマーアロイから構成されることによって、立体網状繊維集合体は、耐薬品性により優れ、低臭気性を有するだけでなく、高い耐熱性を有する。なお、本発明においてポリマーアロイとは、２種以上の樹脂、無機物等を混合して複合化した複合体をいう。より具体的には、プロピレン系重合体（ａ）およびプロピレン単独重合体（ｂ）がブレンドされたものであって、そのブレンドには添加剤等がさらに含まれてもよい。

上記プロピレン単独重合体（ｂ）の重量平均分子量Ｍ_ｗは、１００００〜１００００００が好ましく、２００００〜８０００００がより好ましく、５００００〜６０００００がさらに好ましく、１０００００〜５０００００がさらにより好ましい。プロピレン単独重合体（ｂ）の重量平均分子量Ｍ_ｗが上記範囲内であると、立体網状繊維集合体が十分な機械的強度を有し、さらに臭気性が低く、耐薬品性により優れる。

上記プロピレン単独重合体（ｂ）は、好ましくは２．０以上、より好ましくは２．５以上、さらに好ましくは３．０以上、さらにより好ましくは３．３以上、好ましくは６．０以下、より好ましくは５．０以下、さらに好ましくは４．５以下、さらにより好ましくは４．０以下の分子量分布Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎを有する。上記プロピレン単独重合体（ｂ）は、好ましくは２．０〜６．０、より好ましくは２．５〜５．０、さらに好ましくは２．５〜４．５、例えば３．０〜４．０の分子量分布Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎを有する。分子量分布Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎが上記の範囲内にある場合、低分子量成分が少なく、揮発成分が少ないため、立体網状繊維集合体は臭気性が低く、また耐薬品性により優れる。

上記プロピレン単独重合体（ｂ）のＭＦＲは、特に限定されないが、典型的には０．５〜６０ｇ／１０分、好ましくは１〜４５ｇ／１０分、より好ましくは５〜３５ｇ／１０分である。ＭＦＲが上記範囲内であると、成型性が良好である。

上記プロピレン単独重合体（ｂ）は、その製造について特に限定されず、例えば、従来公知の方法により製造できる。上記プロピレン単独重合体（ｂ）の代表的市販品としては、例えばプライムポリマー（株）製のプライムポリプロ^ＴＭ、日本ポリプロ（株）のノバテック^ＴＭＰＰ等が挙げられる。

上記樹脂がプロピレン系重合体（ａ）およびプロピレン単独重合体（ｂ）から構成されるポリマーアロイである場合、樹脂全体１００重量％に対して、好ましくは４重量％以上、より好ましくは１０重量％以上、さらに好ましくは２０重量％以上のプロピレン単独重合体（ｂ）を含んでなる。また、該ポリマーアロイは、樹脂全体１００重量％に対して、好ましくは９０重量％以下、より好ましくは８０重量％以下、さらに好ましくは７０重量％以下のプロピレン単独重合体（ｂ）を含んでなる。該ポリマーアロイは、樹脂全体１００重量％に対して、好ましくは１０〜８０重量％、より好ましくは２０〜７０重量％のプロピレン単独重合体（ｂ）を含んでなる。ポリマーアロイに含まれるプロピレン単独重合体（ｂ）の含有量が上記範囲であると、立体網状繊維集合体は耐薬品性により優れ、臭気性が低く、さらに耐熱性にも優れる。

上記樹脂がプロピレン系重合体（ａ）およびプロピレン単独重合体（ｂ）から構成されるポリマーアロイである場合、プロピレン系重合体（ａ）およびプロピレン単独重合体（ｂ）の他に、さらなる重合体を含んでよく、例えばポリエステル系、ポリウレタン系およびポリアミド系の熱可塑性エラストマー、ポリエチレン等が挙げられる。また、上記樹脂は種々の添加剤を含んでもよく、添加剤としては例えば、酸化防止剤、熱安定剤、難燃剤、顔料、光安定剤、紫外線吸収剤、無機充填剤、発泡剤、着色剤、ブロッキング防止剤、滑剤、帯電防止剤および可塑剤等が挙げられる。また、上記樹脂は、ガラスフィラー、カーボンフィラーのような無機または有機フィラーを含んでもよい。

本発明の立体網状繊維集合体は、プロピレン系重合体（ａ）を含んでなる樹脂から構成される多数又は複数の繊維を、溶融状態でランダムまたは螺旋状の方向性を持たせて互いに融着させ、立体的な網状の構造を有するものである。繊維が溶融状態で互いに接することにより、繊維同士が融着することができ、立体網状繊維集合体としての構造を強固に保持することができる。ここで、ランダムな方向性を持つとは、繊維が無秩序に曲がりくねった状態にあることをいう。また、螺旋状の方向性を持つとは、繊維が、回転しながら回転面に垂直方向に上昇した状態にあることをいう。ここで、多数の繊維とは、立体網状繊維集合体の形態を維持するために必要な数の繊維を表し、具体的には製造時に樹脂の繊維が押し出されるＴダイに設けられた孔数に対する。多数の繊維とは、例えば幅１０００ｍｍ、厚み３０ｍｍの立体網状繊維集合体中において５０〜１８００本程度の本数の繊維が存在することを意味する。

この繊維の繊度は、１５０ｄｔｅｘ以上、好ましくは３００ｄｔｅｘ以上、より好ましくは１０００ｄｔｅｘ以上、であり、１０００００ｄｔｅｘ以下、好ましくは８００００ｄｔｅｘ以下、より好ましくは６００００ｄｔｅｘ以下、さらに好ましくは１００００ｄｔｅｘ以下であり、典型的には繊度は１５０〜１０００００ｄｔｅｘ、例えば３００〜６００００ｄｔｅｘ、好ましくは１０００〜１００００ｄｔｅｘである。繊度が上記範囲内であると、立体網状繊維集合体を圧縮した際に、圧縮した面全体で均一な圧力を生じさせることができるため、使用者にとって不快な圧力差が発生しにくい。

本発明の立体網状繊維集合体の見掛け密度は、好ましくは０．０２０ｇ／ｃｍ^３〜０．３００ｇ／ｃｍ^３、より好ましくは０．０２５ｇ／ｃｍ^３〜０．２００ｇ／ｃｍ^３、さらに好ましくは０．０３０ｇ／ｃｍ^３〜０．１５０ｇ／ｃｍ^３、さらにより好ましくは０．０３５ｇ／ｃｍ^３〜０．１００ｇ／ｃｍ^３、特に好ましくは０．０４０ｇ／ｃｍ^３〜０．０８０ｇ／ｃｍ^３である。見掛け密度が上記範囲内であると、本発明の立体網状繊維集合体が十分な弾性を有し、さらに繊維同士の接着点が増加するため、立体網状繊維集合体の構造を強固に保持することができる。また、上記繊維の断面構造は特に限定されず、例えば円形構造、中空構造、異形構造であってよい。また、２種以上の樹脂により繊維が構成されていてもよく、その場合の繊維の断面構造は、例えば芯鞘構造、偏心芯鞘構造、サイドバイサイド構造、分割構造、海島構造であってよい。

本発明の立体網状繊維集合体の厚みは、好ましくは３ｍｍ〜１５０ｍｍ、より好ましくは５ｍｍ〜１２０ｍｍ、さらに好ましくは１０ｍｍ〜１００ｍｍ、さらにより好ましくは２０ｍｍ〜８０ｍｍである。厚みが上記範囲内であると、立体網状繊維集合体が十分なクッション性を有し、また同時に構造体として優れた強度を有し、切断工程における加工性も良好である。

本発明の立体網状繊維集合体は、単独の種類の樹脂からなる繊維から構成されてよく、または２種以上の種類の樹脂からなる繊維から構成されてもよい。例えば、樹脂の種類ならびに繊度、繊維径および断面構造等の異なる繊維を混合した立体網状繊維集合体であってもよい。例えば、立体網状繊維集合体の周辺域では、構造の保持性を高めるために、剛性の高い繊維から構成させ、立体網状繊維集合体の中心域では、弾性を高めるために、弾性の高い繊維から構成させることもできる。また、立体網状繊維集合体の周辺域では、繊維同士を強固に融着させるために、低融点の樹脂から構成される繊維を用い、立体網状繊維集合体の中心域では、高融点の剛性の高い樹脂から構成される繊維を用いることもできる。さらに、本発明の立体網状繊維集合体をポリエチレン系重合体等の他の樹脂から構成された立体網状繊維集合体と積層させてもよい。なお、周辺域とは、立体網状繊維集合体の全体の厚みを１００％として、立体網状繊維集合体の両側の表面から１〜４５％までの領域をいい、中心域とは、周辺域以外の領域をいう。

本発明の立体網状繊維集合体は、複数の立体網状繊維集合体が層状に積層した構成体であってもよい。例えば、樹脂の種類ならびに繊維の繊度および見掛け密度等の異なる繊維からなる立体網状繊維集合体を層状に積層した多層構造体が挙げられる。例として、立体網状繊維集合体を３層積層した構成体が挙げられ、ここでは、外側の２つの立体網状繊維集合体を構成する繊維の繊度が小さく、中心の立体網状繊維集合体を構成する繊維の剛性が高い。この構造により、外側は肌触りが良好で、かつ構成体としては十分な剛性を有する。なお、各立体網状繊維集合体の接着方法は特に限定されず、例えば熱融着および接着剤塗布による接合等が挙げられる。

本発明の立体網状繊維集合体は、その耐薬品性の観点から、薬品に浸漬して殺菌処理を行っても、その重量が実質的に変化しない。薬品としては、例えばアルコール（エタノール等）が挙げられる。例えば、病院等において殺菌処理に使用されるエタノールに１日間浸漬させた場合において、重量変化率が０％である。これにより、本発明の立体網状繊維集合体の使用者は、繰り返して使用する場合であっても、変形することなく清潔な条件で使用することができる。また、本発明の立体網状繊維集合体は、ポリエステル系重合体のように、臭気を発生させたり、周囲の臭気を吸収してさらにその臭気を放出せず、またべたつきも発生しないため、使用者は快適に使用することができる。特に、立体網状繊維集合体が上記ポリマーアロイから構成される場合、立体網状繊維集合体は、より優れた耐薬品性を有するだけでなく、高い耐熱性を示す。これにより、本発明の立体網状繊維集合体を医療・介護用器具として用いた場合、高温下での洗浄や殺菌処理を行うことができる。なお、重量変化率は、薬品に浸漬させる前の各サンプルの重量を基準とする。

本発明の立体網状繊維集合体は、低圧縮率の圧縮応力と高圧縮率の圧縮応力が大きく変化しないことが好ましい。好ましい実施態様において、本発明の立体網状繊維集合体は、圧縮率が５０％の時の圧縮応力と圧縮率が２５％の時の圧縮応力との比率（圧縮応力安定性）が、好ましくは１．２〜５．０、より好ましくは１．５〜３．５、さらに好ましくは１．７〜３．０である。圧縮応力安定性が上記範囲内であると、立体網状繊維集合体を圧縮した際に生じる圧力が圧縮率によって大きく変化せず、急激な沈み込みがなく、この上に座る場合に、硬すぎず、同時に沈み込みすぎない。そのため、例えば本発明の立体網状繊維集合体をコルセット等の医療・介護用器具に使用した場合に、コルセットが肌に触れた際の使用者へのストレスが緩和される。

本発明の立体網状繊維集合体の製造方法について次に例を挙げて説明する。
まず、原料樹脂の融点以上の温度に加熱した二軸押出機によって、この樹脂を溶融混練する。なお、ポリマーアロイを用いる場合、ポリマーアロイを構成する複数の原料樹脂ペレットを同時に二軸押出機に投入し、溶融混練する。続いて、複数の孔を有するＴダイから、溶融状態の樹脂を連続的に下方向に吐出することによって紡糸し、本発明の立体網状繊維集合体を成型することができる。このとき、Ｔダイの直下に水浴（または湯浴）を設置し、水浴中に２つのコンベアを並行に設置し、コンベアの一部が水面上になるように配置する。溶融状態の樹脂からなる繊維が、２つのコンベアのクリアランス間において、水浴水面に達する際に、浮力が発生することで繊維がランダムな方向性を持つ。同時に、この多数の繊維は、２つのコンベアに挟まれ、除熱されながら水浴中を運ばれ、繊維同士が融着しながら固化することによって、立体網状繊維集合体が成型される。なお、２つのコンベアのクリアランス間の距離によって、立体網状繊維集合体の厚みが決定される。その後、成型された立体網状繊維集合体を適当な長さや形状に切断する。その後、成型した立体網状繊維集合体を乾燥する。乾燥は、上記切断の前に行ってもよい。

上記製造方法において、酸化防止、難燃、着色、光安定化、耐ブロッキング、帯電防止、防カビ、芳香等の処理を任意の段階で行ってよい。

本発明の立体網状繊維集合体は、医療・介護用器具等において使用することができる。医療・介護用器具等として使用するためには、ウィルスや細菌感染を防止するために、使用する器具を不活性・殺菌処理等を行う必要があるが、本発明の立体網状繊維集合体はより優れた耐薬品性を有するため、薬品で処理しても全く変形することなく、繰り返しの使用にも耐えることができる。「医療・介護用器具」は、医療分野または介護分野において使用される補助用具を指しており、例えば医療用または介護用のベッド、椅子、手術台等のクッション材、風呂、トイレ等のフロア材、クッション材、および医療用または介護用固定具、特に首や腰用のコルセット等の芯材やベルト等を挙げることができる。本発明の立体網状繊維集合体は、クッション感を有するため、上記の医療・介護用器具に好適に使用することができる。さらに、本発明の立体網状繊維集合体が有する耐薬品性によって清潔な繰り返し使用が可能となる。また、本発明の立体網状繊維集合体は、マットレスおよび枕等の一般寝具、ならびに椅子およびソファ等の家具の芯材としても使用することができる。本発明の立体網状繊維集合体の耐薬品性により、薬品によって殺菌等のメンテナンスを行っても、立体網状繊維集合体の変形が生じ難いため、繰り返して清潔に使用することができる。なお、本発明の立体網状繊維集合体を芯材として使用する場合、表皮体（カバー）として、不織布、キルティング布、織物または編物を用い、好ましくはポリプロピレン製の不織布、キルティング布、織物または編物を用いる。さらに、近年、自動車産業において使用部品の樹脂がポリプロピレンと置き換えられているが、本発明の立体網状繊維集合体は主としてポリプロピレンからなるため、自動車用途にも使用することができる。

以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。

二軸押出機を使用して、表１に示す配合に従って各成分を混合した。このとき、二軸押出機の温度は、上流側から下流側に向かって約１４０℃から約２００℃まで段階的に設定し、１０００ｒｐｍで溶融混練し、続いて、約２００℃に加熱したＴダイから溶融状態の樹脂を連続的に下方向に吐出した。Ｔダイの複数の孔から吐出した繊維状の樹脂は、Ｔダイ直下に設置した水浴（室温）に入り、そこに設置された２つの平行なコンベア間で挟み込まれ、繊維同士が融着固化することによって、立体網状繊維集合体を成型した。

なお、表１の実施例１〜７および比較例１〜２において、成分（ａ）および（ｂ）として、以下のものを使用した。
成分（ａ）：プロピレン系重合体
・（ａ−１）日本ポリプロ(株)製ウェルネクス^ＴＭＳＴＲ０７２９（メタロセン系ランダム共重合体）、重量平均分子量Ｍ_ｗ３２００００、分子量分布Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎ２．５０、プロピレン（７５モル％）：エチレン（２５モル％）
・（ａ−２）日本ポリプロ(株)製ウェルネクス^ＴＭＳＴＲ０７３０（メタロセン系ランダム共重合体）、重量平均分子量Ｍ_ｗ：３２００００、分子量分布Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎ：２．５０、プロピレン（７５モル％）：エチレン（２５モル％）
・（ａ−３）三菱化学(株)製プリマロイ^ＴＭＡ１７００（ポリエステル系熱可塑性エラストマー）
・（ａ−４）日本ポリエチレン(株)製カーネル^ＴＭＫＳ５７１（ポリエチレン系共重合体［ポリエチレン・α−オレフィン共重合体］）

成分（ｂ）：プロピレン単独重合体
・（ｂ−１）日本ポリプロ(株)製ＧＣ４３０１、重量平均分子量Ｍ_ｗ：３３００００、分子量分布Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎ：３．８６
・（ｂ−２）日本ポリプロ(株)製ノバテック^ＴＭＭＡ−２、重量平均分子量Ｍ_ｗ：４２６０００、分子量分布Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎ：３．４１

上記のように作製した各立体網状繊維集合体について、繊度、厚み、見掛け密度および目付を測定した。その結果を表２に示す。さらに、各立体網状繊維集合体およびポリエチレン系重合体からなる市販の立体網状繊維集合体（エアウィーブ^ＴＭ、ＡＷＣ−０１［カバーなし］、比較例３）についても測定を行った。なお、１０個以上のサンプルの平均値を各測定値とした。

さらに、各立体網状繊維集合体について、以下の評価試験を行った。

１．臭気性評価
表１に示す配合に従って、上記のように作製した各立体網状繊維集合体を２００ｍｍ×２００ｍｍのサイズに切断してサンプルを作製した。各サンプルを日陰の風通しの良い場所に１週間保管後、病院（関西地域病院）の病室（６畳程度）に３日間放置し、臭気性についての官能試験を行った。官能試験は、病院での放置前および放置後において行った。官能試験の評価は、３人（男性２人、女性１人）によって実施し、「臭わない、または気にならない」場合を○、「やや臭う、少し気になる」場合を△、「臭う、気になる」場合を×とした。なお、病院での放置前の官能試験は、サンプルを試験直前の１０分間ビニール袋に密閉した後に行った。その結果を表３に示す。

上記の結果より、本発明の立体網状繊維集合体では、病院に放置前および放置後いずれにおいても、官能試験において良好な結果を示し、臭気性が低いことが分かった。一方、比較例１におけるポリエステル系熱可塑性エラストマーから構成される立体網状繊維集合体では、病院に放置前にも臭気性があり、病院に放置後には臭気性が悪化する傾向であった。

２．耐薬品性評価
表１に示す配合に従って、上記のように作製した各立体網状繊維集合体を２０ｍｍ×５０ｍｍのサイズに切断してサンプルを作製した。この各サンプルを室温下においてエタノール（キシダ化学(株)製、１級、製品コード０１０−２８５５５）中に１日間浸漬させた。なお、エタノールは、病院等において殺菌処理に使用される薬品である。１日間経過後のサンプルの重量変化率が０％である場合を○、０％より高く１％以下である場合を△、１％より高い場合を×と評価した。ここで、重量変化率は、エタノールに浸漬させる前の各サンプルの重量を基準とした。その結果を表４に示す。

３．耐熱性評価
表１に示す配合に従って、上記のように作製した各立体網状繊維集合体を１００ｍｍ×１００ｍｍのサイズに切断してサンプルを作製した。病院等の殺菌処理として通常、熱水処理（１００℃）または１２１〜１３５℃の加熱処理がよく行われるところ、各サンプルを１００℃、１２１℃および１３５℃に設定した恒温槽に大気圧雰囲気下で３０分間置いた。３０分経過後のサンプルの縦、横および厚みの方向全ての寸法変化率が±５％以下である場合を○、寸法変化率が±５％より高く７０％以下である場合を△、サンプルが溶解した場合を×と評価した。ここで、寸法変化率とは、恒温槽に入れる前の各サンプルの縦、横および厚みの方向のそれぞれの長さを基準とした。その結果を表４に示す。

４．圧縮応力安定性評価
表１に示す配合に従って、上記のように作製した各立体網状繊維集合体を２００ｍｍ×２００ｍｍのサイズに切断してサンプルを作製した。この各サンプルについて、(株)オリエンテック製ＲＴＧ−１２５０Ａテンシロンを用い、ＪＩＳ Ｋ ６４００に準拠して圧縮応力試験を行った。ただし、加圧板としてΦ１００のものを用い、試験速度を５０ｍｍ／分とし、予備圧縮を行わなかった。２５％および５０％圧縮時の圧縮応力を測定し、２５％圧縮時の圧縮応力に対する５０％圧縮時の圧縮応力を算出した。この値が低ければ、圧縮率が５０％等の高い場合と、２５％等の低い圧縮率の場合との圧縮応力の差が小さくなる。その結果を表４に示す。

以上の結果より、実施例１および２における本発明の立体網状繊維集合体は、より優れた耐薬品性を有することが分かった。また、圧縮応力安定性も良好な結果となり、圧縮応力が圧縮率によって大きく変化せず、例えば使用者によって本発明の立体網状繊維集合体を圧縮された場合に、使用者への圧力が抑えられるため、使用によって生じる使用者のストレスを抑えることができる。さらに、実施例３〜７より、本発明によるポリマーアロイを用いて製造した立体網状繊維集合体は、１００℃だけでなく１２１および１３５℃における耐熱性評価においても良好な結果となり、さらに高い耐熱性も有する結果となった。この場合、本発明の立体網状繊維集合体は、耐熱性に優れるため、高温下での洗浄や殺菌処理を行っても変形することがなく、繰り返しの使用が可能となる。また、実施例１〜７における本発明の立体網状繊維集合体は、臭気性試験において良好な結果を示した。
一方、比較例１においては、ポリエステル系熱可塑性エラストマーを用いて製造した立体網状繊維集合体は、耐薬品性が不十分な結果となり、本発明の課題を解決することはできず、さらに臭気性試験においては不十分な結果となり、また立体網状繊維集合体の表面にべたつきが見られ、使用者に不快な感触や臭気を感じさせた。また、比較例２および３において、ポリエチレン系重合体を用いて製造した立体網状繊維集合体は、圧縮応力安定性は良好であるものの、耐薬品性および耐熱性は不十分であった。

以上、本発明の実施態様について説明してきたが、本発明の適用範囲における典型例を示したに過ぎない。したがって、本発明は、上記の実施形態に限定されず、種々の変更がなされ得ることは当業者に容易に理解されよう。

本発明の立体網状繊維集合体は、医療・介護用器具等において使用することができ、例えば医療用または介護用のベッド、椅子、手術台等のクッション材、風呂、トイレ等のフロア材、クッション材、および医療用または介護用固定具、特に首や腰用のコルセット等の芯材やベルト等として使用することができる。

関連出願の相互参照

本出願は、日本国特許出願第２０１４−１３９０１５（出願日：２０１４年７月４日、発明の名称：「立体網状繊維集合体」）に基づくパリ条約上の優先権を主張する。当該出願に開示された内容は全て、この引用により、本明細書に含まれるものとする。

Claims (10)

1. プロピレン系重合体（ａ）を含んでなる樹脂から構成される１５０〜１０００００ｄｔｅｘの繊度の繊維からなり、多数の該繊維を溶融状態でランダムな方向性を持たせて互いに融着させた立体網状繊維集合体であって、
   前記プロピレン系重合体（ａ）は、その全モノマー１００モル％に対して、５１〜９５モル％のプロピレンおよび５〜４９モル％のα−オレフィンを構造単位として有する、立体網状繊維集合体。
2. 前記α−オレフィンは、２〜１０個の炭素原子を有するα−オレフィンである、請求項１に記載の立体網状繊維集合体。
3. 前記２〜１０個の炭素原子を有するα−オレフィンは、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセンおよび１−オクテンからなる群から選択される１種以上である、請求項２に記載の立体網状繊維集合体。
4. 前記プロピレン系重合体（ａ）は、４．０以下の分子量分布Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎを有する、請求項１〜３のいずれかに記載の立体網状繊維集合体。
5. 前記樹脂は、前記プロピレン系重合体（ａ）およびプロピレン単独重合体（ｂ）から構成されるポリマーアロイである、請求項１〜４のいずれかに記載の立体網状繊維集合体。
6. 前記ポリマーアロイは、該ポリマーアロイの全体１００重量％に対して、１０〜８０重量％の前記プロピレン単独重合体（ｂ）を含んでなる、請求項５に記載の立体網状繊維集合体。
7. 前記プロピレン単独重合体（ｂ）は、２．０〜６．０の分子量分布Ｍ_ｗ／Ｍ_ｎを有する、請求項５または６に記載の立体網状繊維集合体。
8. アルコール中に１日間浸漬させた場合の前記立体網状繊維集合体の重量変化率が０％である、請求項１〜７のいずれかに記載の立体網状繊維集合体。
9. 前記立体網状繊維集合体は、圧縮率が５０％の時の圧縮応力と圧縮率が２５％の時の圧縮応力との比率が、１．７〜３．０である、請求項１〜８のいずれかに記載の立体網状繊維集合体。
10. 医療・介護用器具として使用される、請求項１〜９のいずれかに記載の立体網状繊維集合体。