(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロピレン系重合体（ａ）およびプロピレン単独重合体（ｂ）を含んでなるポリマーアロイから構成される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、
前記ポリマーアロイは、ポリマーアロイに含まれる全重合体を構成する全モノマー単位を基準として、５１〜９５モル％のプロピレンを構造単位として有する、立体網状繊維集合体。
【請求項２】
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、２０〜９０モル％のプロピレンおよび１０〜８０モル％のα−オレフィンを構造単位として有する、請求項１に記載の立体網状繊維集合体。
【請求項３】
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２に記載の立体網状繊維集合体。
【請求項４】
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または３に記載の立体網状繊維集合体。
【請求項５】
前記プロピレン系重合体（ａ）は、４．０以下の分子量分布Ｍｗ／Ｍｎを有する、請求項１〜４のいずれかに記載の立体網状繊維集合体。
【請求項６】
前記プロピレン単独重合体（ｂ）は、２．０〜６．０の分子量分布Ｍｗ／Ｍｎを有する、請求項１〜５のいずれかに記載の立体網状繊維集合体。
【請求項７】
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１〜６のいずれかに記載の立体網状繊維集合体。
【請求項８】
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１〜７のいずれかに記載の立体網状繊維集合体。
【請求項９】
医療・介護用器具として使用される、請求項１〜８のいずれかに記載の立体網状繊維集合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロピレン系重合体およびプロピレン単独重合体を含んでなるポリマーアロイ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およびプロピレン単独重合体を含んでなるポリマーアロイ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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４５９４３６号公報
【特許文献２】特許第５４５９４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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や加熱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や高温処理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。【０００６】
本発明は、より優れた耐薬品性および高耐熱性を有し、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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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）およびプロピレン単独重合体（ｂ）を含んでなるポリマーアロイ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）およびプロピレン単独重合体（ｂ）を含んでなるポリマーアロイ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、ポリマーアロイは、ポリマーアロイに含まれる全重合体を構成する全モノマー単位を基準として、５１〜９５モル％のプロピレ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および耐熱性を有し、さらに臭気性が低い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の立体網状繊維集合体は、より優れた耐薬品性および耐熱性を有するため、ウィルスや細菌の感染を防止するために薬品処理や加熱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。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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）およびプロピレン単独重合体（ｂ）を含んでなるポリマーアロイから構成される繊維からなる。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、および必要に応じて無機物等を混合して複合化した複合物をいう。
【００１０】
上記ポリマーアロイに含まれる上記プロピレン系重合体（ａ）は、プロピレンを構造単位として含む重合体であり、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、プロピレン系重合体（ａ）は、プロピレン系重合体（ａ）の全モノマー１００モル％に対して、好ましくは２０モル％以上、より好ましくは３０モル％以上、さらに好ましくは４０モル％以上、さらにより好ましくは５０モル％以上、例えば６０モル％以上のプロピレ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、好ましくは９０モル％以下、好ましくは８５モル％以下、より好ましくは８０モル％以下、さらに好ましくは７５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、好ましくは２０〜９０モル％、より好ましくは４０〜８０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および耐熱性により優れ、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。
【００１１】
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、耐熱性および耐薬品性により優れ、さらに臭気性が低い。
【００１２】
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、好ましくは１モル％以上、より好ましくは５モル％以上、さらに好ましくは１０モル％以上、さらにより好ましくは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、好ましくは９０モル％以下、より好ましくは８０モル％以下、さらに好ましくは７０モル％以下、さらにより好ましくは６０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、好ましくは１０〜８０モル％、より好ましくは２０〜６０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熱性および耐薬品性により優れ、さらに臭気性が低い。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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以下の分子量分布Ｍｗ／Ｍｎを有し、典型的には１．０１以上の分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ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２．０〜２．８の分子量分布Ｍｗ／Ｍｎを有する。分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ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、また耐薬品性および耐熱性により優れる。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Ｍｗ／Ｍｎ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。
【００１６】
本発明における数平均分子量Ｍｎおよび重量平均分子量Ｍｗ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。
【００１７】
上記プロピレン系重合体（ａ）の重量平均分子量Ｍｗ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、１０００００〜４５００００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Ｍｗ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熱性および耐薬品性により優れ、さらに臭気性が低い。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、三井化学（株）製のタフマーＴＭシリーズ等が挙げられる。
【００２４】
上記プロピレン単独重合体（ｂ）の重量平均分子量Ｍｗ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Ｍｗ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。
【００２５】
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Ｍｗ／Ｍｎ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Ｍｗ／Ｍｎを有する。分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ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、また耐薬品性および耐熱性により優れる。
【００２６】
上記プロピレン単独重合体（ｂ）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。
【００２７】
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。
【００２８】
ポリマーアロイは、ポリマーアロイに含まれる全重合体を構成する全モノマー単位を基準として、典型的には５１モル％以上、好ましくは５５モル％以上、より好ましくは５８モル％以上のプロピレンを構造単位として有する。また、ポリマーアロイは、ポリマーアロイに含まれる全重合体を構成する全モノマー単位を基準として、典型的には９５モル％以下、好ましくは９４モル％以下、より好ましくは９３モル％以下のプロピレンを構造単位として有する。ポリマーアロイは、ポリマーアロイに含まれる全重合体を構成する全モノマー単位を基準として、５１〜９５モル％、好ましくは５５〜９４モル％、より好ましくは５８〜９３モル％のプロピレンを構造単位として有する。ポリマーアロイが上記下限値以上のプロピレンを構造単位として有すると、耐熱性に優れる立体網状繊維集合体を得ることができる。また、ポリマーアロイが上記上限値以下のプロピレンを構造単位として有すると、得られる立体網状繊維集合体の弾性に優れる。
【００２９】
本発明におけるポリマーアロイは、プロピレン系重合体（ａ）およびプロピレン単独重合体（ｂ）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、上記ポリマーアロイ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、上記ポリマーアロイは、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。
【００３０】
本発明の立体網状繊維集合体は、プロピレン系重合体（ａ）およびプロピレン単独重合体（ｂ）を含んでなるポリマーアロイ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ポリマーアロイ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。なお、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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／ｃｍ３〜０．３００ｇ／ｃｍ３、より好ましくは０．０２５ｇ／ｃｍ３〜０．２００ｇ／ｃｍ３、さらに好ましくは０．０３０ｇ／ｃｍ３〜０．１５０ｇ／ｃｍ３、さらにより好ましくは０．０３５ｇ／ｃｍ３〜０．１００ｇ／ｃｍ３、特に好ましくは０．０４０ｇ／ｃｍ３〜０．０８０ｇ／ｃｍ３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。
【００３３】
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。
【００３４】
本発明の立体網状繊維集合体は、単独の種類のポリマーアロイからなる繊維から構成されてよく、または２種以上の種類のポリマーアロイからなる繊維から構成されてもよい。例えば、ポリマーアロイ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やポリマーアロイ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。
【００３５】
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、ポリマーアロイ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。
【００３６】
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。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。
【００３７】
また、本発明の立体網状繊維集合体は、優れた高い耐熱性も示す。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、加熱処理を行った際の寸法変化が抑えられる。例えば１００℃、好ましくは１２１℃、より好ましくは１３５℃の条件下で３０分間加熱処理を行った場合、本発明の立体網状繊維集合体の縦、横および厚みの方向全ての寸法変化率が±５％以下である。なお、病院等の殺菌処理としては、通常、熱水処理（１００℃）または１２１〜１３５℃の加熱処理がよく行われる。ここで、寸法変化率とは、加熱処理を行う前の立体網状繊維集合体の縦、横および厚みの方向のそれぞれの長さを基準とする。
【００３８】
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。
【００３９】
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、ポリマーアロイの各原料樹脂の融点以上の温度に加熱した二軸押出機に、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、溶融状態のポリマーアロイ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。溶融状態のポリマーアロイからなる繊維が、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。
【００４０】
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。
【００４１】
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優れた耐薬品性および耐熱性を有するため、薬品による処理や熱処理を行っても変形することなく、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熱性および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および耐熱性により、薬品処理や熱処理による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。
【実施例】
【００４２】
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。【００４３】
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ポリマーアロイ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ポリマーアロイは、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。また、各ポリマーアロイに含まれる全重合体を構成する全モノマー単位を基準としたプロピレンに由来する構造単位の比率を表１に示す。【００４４】
なお、表１の実施例１〜８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Ｍｗ３２００００、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ２．５０、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Ｍｗ：３２００００、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ：２．５０、プロピレン（７５モル％）：エチレン（２５モル％）
・（ａ−３）三井化学(株)製タフマーＴＭＰＮ−３５６０（メタロセン系ランダム共重合体）、重量平均分子量Ｍｗ：４２００００、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ：２．７８、プロピレン（４２モル％）：エチレン（４２モル％）：１−ブテン（１６モル％）
・（ａ−４）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−５）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］）【００４５】
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Ｍｗ：３３００００、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ：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Ｍｗ：４２６０００、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ：３．４１【００４６】
【表１】
0005894716.tif 000002
【００４７】
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。【００４８】
【表２】
0005894716.tif 000003
【００４９】
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。【００５０】
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。【００５１】
【表３】
0005894716.tif 000004
【００５２】
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。【００５３】
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。【００５４】
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。【００５５】
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。【００５６】
【表４】
0005894716.tif 000005
【００５７】
以上の結果より、実施例１〜８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、耐熱性評価においては、１００℃、１２１℃、１３５℃いずれの温度においても良好な結果となり、本発明の立体網状繊維集合体は高い耐熱性も有することが分かった。さらに、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。
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。
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。【００５８】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
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】
【００６０】
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。
【要約】
プロピレン系重合体（ａ）およびプロピレン単独重合体（ｂ）を含んでなるポリマーアロイから構成される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、ポリマーアロイは、ポリマーアロイに含まれる全重合体を構成する全モノマー単位を基準として、５１〜９５モル％のプロピレンを構造単位として有する、立体網状繊維集合体。