(57)【要約】      （修正有）【課題】繊維材料を熱処理する際に生じる望ましくない繊維同士の融着を防ぐことが可能な繊維材料を提供する。【解決手段】繊維に少なくとも非晶性高分子成分および結晶性高分子成分が混合された部位を有する繊維材料を下式で示される範囲内の温度Ｔで熱処理する繊維材料の製造方法。Ｔｇ≦Ｔ＜Ｔｍ（ここで、Ｔｇ：該非晶性高分子成分のガラス転移温度（℃）Ｔｍ：該結晶性高分子成分の融点（℃））非晶性高分子成分がポリスチレンおよび／または結晶性高分子成分がポリプロピレンであることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維に少なくとも非晶性高分子成分および結晶性高分子成分が混合された部位を有する繊維材料を下式で示される範囲内の温度Ｔで熱処理することを特徴とする繊維材料の製造方法。
Ｔｇ≦Ｔ＜Ｔｍ
ここで、Ｔｇ：該非晶性高分子成分のガラス転移温度（℃）
Ｔｍ：該結晶性高分子成分の融点（℃）
【請求項２】
該混合された部位における該結晶性高分子成分量の該非晶性高分子成分量および該結晶性高分子成分量の和に対する混合比率が５ｗｔ％以上、９５ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項１に記載の繊維材料の製造方法。
【請求項３】
該非晶性高分子成分がポリスチレンおよび／または該結晶性高分子成分がポリプロピレンであることを特徴とする請求項１または２に記載の繊維材料の製造方法。
【請求項４】
該ポリプロピレンの量の該ポリスチレンの量および該ポリプロピレンの量の和に対する混合比率が５ｗｔ％以上、２０ｗｔ％以下であることを特徴とする請求項３に記載の繊維材料の製造方法の製造方法。
【請求項５】
フェルト形態を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の繊維材料の製造方法。
【請求項６】
高圧蒸気滅菌されてなる医療材料用途に用いられることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の繊維材料の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の繊維材料を容器に充填することを特徴とするカラムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理されてなる繊維材料の製造方法、特に高圧蒸気滅菌熱処理されてなる医療用途に用いられる繊維材料の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
繊維材料は衣料材料、医療材料、産業用材料等の種々の用途に用いられている。かかる種々の用途に適した特性を付与するため、特定の官能基が導入されることがあり、また、医療材料用途においては滅菌処理が必要であるが、これらの導入、処理時に高温熱処理されることが多い。例えば、近年、様々な血液処理カラムが研究され、例えば、白血球除去や、顆粒球除去を目的としたカラム（特許文献１，２）、毒素吸着を目的としたカラム（特許文献３，４）、白血球と毒素を同時に吸着することを目的としたカラム（特許文献５）等がそれぞれ開発されており、これらは、通常、カラム内部にそれぞれ目的とする物質を除去・吸着するための濾過材または吸着担体を有している。これら吸着担体としては、ビーズが用いられることもあるが、表面積が大きいという特性を活かして不織布や編み地と言った繊維材料も広く用いられている。これら繊維材料からなる吸着担体を医療材料用途に用いるため、前述の如く滅菌工程が必要であり、滅菌方法の１つとして高圧蒸気滅菌が挙げられる。これは高温工程を含むため、吸着担体の素材によっては融解する、あるいは、繊維同士が融着するといった問題がある。この融解あるいは融着が生じると、表面の構造が変わるなど、吸着性能の低下の原因となり好ましくない。特に繊維材料が高密度のフェルトのような形態である場合、繊維同士が近くに配置されているため、この融着が生じやすい。
【０００３】
また、特許文献６には、熱処理された複合繊維についての記載があるが、本文献では熱処理温度の範囲について、また繊維同士の融着について、さらには繊維を構成する成分のガラス転移温度や融点の関係により繊維同士が融着することについては記載も示唆もない。
【特許文献１】特開昭６０−１９３４６８号公報
【特許文献２】特開平５−１６８７０６号公報
【特許文献３】特開平１０−２２５５１５号公報
【特許文献４】特開平１２−２３７５８５号公報
【特許文献５】特開２００２−１１３０９７号公報
【特許文献６】特開２００４−２３０１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、繊維材料を熱処理する際に生じる望ましくない繊維同士の融着を防ぐことである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１．繊維に少なくとも非晶性高分子成分および結晶性高分子成分が混合された部位を有する繊維材料を下式で示される範囲内の温度Ｔで熱処理することを特徴とする繊維材料の製造方法。
Ｔｇ≦Ｔ＜Ｔｍ
ここで、Ｔｇ：前記非晶性高分子成分のガラス転移温度（℃）
Ｔｍ：前記結晶性高分子成分の融点（℃）
２．前記混合された部位における前記結晶性高分子成分量の前記非晶性高分子成分量および前記結晶性高分子成分量の和に対する混合比率が５ｗｔ％以上、９５ｗｔ％以下であることを特徴とする前記１に記載の繊維材料の製造方法。
３．前記非晶性高分子成分がポリスチレンおよび／または前記結晶性高分子成分がポリプロピレンであることを特徴とする前記１または２に記載の繊維材料の製造方法。
４．前記ポリプロピレンの量の前記ポリスチレンの量および前記ポリプロピレンの量の和に対する混合比率が５ｗｔ％以上、２０ｗｔ％以下であることを特徴とする前記３に記載の繊維材料の製造方法の製造方法。
５．フェルト形態を有することを特徴とする前記１〜４のいずれかに記載の繊維材料の製造方法。
６．高圧蒸気滅菌されてなる医療材料用途に用いられることを特徴とする前記１〜５のいずれかに記載の繊維材料の製造方法。
７．前記１〜６のいずれかに記載の繊維材料を容器に充填することを特徴とするカラムの製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の繊維材料の製造方法においては、特に高密度のフェルトのような繊維同士が近くに配置された形態である場合においても、熱処理工程において生じる繊維同士の望ましくない融着を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明における非晶性高分子とは高分子が規則正しく配列する結晶領域を持たず、かつ融点をもたない高分子であり、例えば、ポリスチレン、ポリカーボネートなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０００８】
繊維材料が医療材料用途として用いられる場合、生体適合性等の観点からポリスチレンのような非晶性高分子が材料として用いられる。ポリスチレンは、成形加工性に優れ、安価で容易に入手できる利点を有する。これらの材料は、海島複合繊維構造、中空糸膜型構造等となるよう目的に応じた構造として成形された後、医療材料として使用されるために通常滅菌処理が行われる。滅菌方法の１つとして高圧蒸気滅菌が挙げられるが、この方法で滅菌を行うとき、非晶性高分子成分のガラス転移温度Ｔｇ（℃）以上の熱処理温度Ｔ（℃）にて熱処理される場合がある。しかしながら、かかる温度で熱処理した場合、高圧蒸気滅菌した際に繊維は融着する。しかしながら、本発明においては、非晶性高分子成分に熱処理温度Ｔよりも高い融点Ｔｍ（℃）をもつ結晶性高分子を混合させることで、熱処理時に繊維に捲縮を発生させ、繊維同士の融着を防ぐことができることを見いだした。ただし、かかる結晶性高分子の融点Ｔｍが熱処理温度Ｔ以下である場合、融解するためこの効果は得られない。
【０００９】
上記温度における熱処理時間に関しては、特に限定されるものではなく、熱処理の目的に応じて適宜決定されるものであるが、例えば、熱処理が高圧蒸気滅菌による滅菌目的である場合、日本薬局方に記されているように、１１５〜１１８℃であれば３０分以上、１２１〜１２４℃であれば１５分以上、１２６〜１２９℃であれば１０分以上であることが好ましい。
【００１０】
ここで言う、捲縮とは、繊維が縮れている状態を指し、その形状が２次元の波状や３次元の螺旋状、これらが混在している状態、あるいは、その波形が不規則な状態であってもかまわない。他に繊維に捲縮を付与する方法としては、糸に撚りをかけた状態で加熱、冷却することによって、撚り変形を繊維に固定した後、加撚方向と逆方向に撚りをかける（解撚）仮撚り加工や、ギアーの歯の形状を糸に賦形する方法が一般的であるが、いずれも、捲縮を付与することを目的とした特別な工程、装置が必要である。本発明においては、所定温度で熱処理することのみで繊維同士が融着しない程度の捲縮を付与することが可能である。
【００１１】
本発明における結晶性高分子とは高分子が規則正しく配列する結晶領域を持ち、かつ融点を有する高分子であり、結晶性高分子成分は、成形や入手の容易性、あるいは、本繊維材料を医療材料に用いる場合は生体適合性等の観点から選択されるものであり、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラートなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。本繊維材料を医療材料に用いる場合、生体適合性の点や重合触媒としてアンチモンなどの有害成分を使用しない点からポリプロピレンが好ましい。
【００１２】
本発明における繊維材料は、少なくとも上記した非晶性高分子成分に加えて結晶性高分子成分が混合された部位を有する繊維材料である。かかる混合された繊維の部位の全体に対する割合は、上記の如く、捲縮を生じさせて繊維同士の融着を防止する観点から高い方が好ましく、繊維材料の全てがかかる混合された繊維であると好ましい。もしくは、繊維材料の表面の全てがかかる混合された繊維であると好ましい。具体的には、海島複合構造を有する繊維については、海部分の全てがかかる混合された繊維であるような場合である。なお、ここで言う混合された部位とは、繊維において２成分以上の成分が混じり合っている部位のことを指し、例えば、繊維が溶融紡糸で形成される場合、溶融の段階で２成分以上の成分が混練されているような部位を指すものである。例えば、海島構造を有する繊維について、海成分、島成分のそれぞれが単独成分であるような場合、本発明いう混合された部位を有する繊維とはいわない。
【００１３】
繊維材料に含まれる非晶性高分子と結晶性高分子が混合されてなる部位の非晶性高分子と結晶性高分子の混合比率に関しては特に制限はなく、両成分が含まれていればよい。ただし、極端に一方の成分が少ない場合、２成分が混合されることによって得られる捲縮発生の効果が低いため、結晶性高分子成分量の非晶性高分子成分量および該結晶性高分子成分量の和に対する混合比率が５ｗｔ％以上、９５ｗｔ％以下であることが望ましい。
【００１４】
繊維材料を医療材料、特に、血液浄化用途に用いる場合、撥水性が低い方が望ましい。特に下記のように繊維材料がフェルト形態をとる場合、撥水性が高い成分が多く含まれるとフェルト内部に空気が残りやすくなり、この空気と血液とが接触すると血栓の発生原因となるため望ましくない。この点から、例えばポリスチレンとポリプロピレンの混合成分である場合、ポリプロピレン成分のポリスチレン成分とポリプロピレン成分との和に対する混合比率が５ｗｔ％以上、２０ｗｔ％以下であることが好ましい。
【００１５】
繊維材料の形態としては特に限定はなく、たとえば、編み地、不織布、フェルト等の形態の繊維材料を用いることができる。これらの形態においては、繊維同士が近くに配置されるため、本発明の製法を適用すると有効である。繊維材料に液体を通過させて使用する場合、かさ密度が低い方が液体が通過しやすいという点から、フェルトの形態であることが好ましい。繊維材料が上記不織布等の形態を有し、いわゆるシート形状である場合、その厚みについては限定するものではないが、０．１ｍｍ以上１０ｃｍ以下が取り扱い上、好ましい。例えば、東レ社製のトレミキシン（登録商標）のようなラジアルフロータイプのモジュールに組み込む場合は、中心パイプに巻き付けるため、厚みは１ｃｍ以下であることが好ましい。これらは、取り扱い方法によって決定される。
【００１６】
繊維材料の繊維の形状としては特に限定はなく、例えば、芯鞘型、海島型またはサイドバイサイド型の複合糸であってもかまわない。繊維材料の繊維の断面形状は円形断面であっても、それ以外の異形断面であってもかまわない。また、かかる繊維材料の繊維の断面の直径は、繊維材料の使用方法を考慮した上で決められるべきものである。たとえば、血液からの顆粒球の除去のためにはかかる断面直径は４μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは５μｍ〜１０μｍのものが使用される。一方、断面直径が０．５〜４μｍの繊維を用いればリンパ球の除去にも好適に使える。また、断面直径が０．５μｍ未満の繊維を用いれば、生理活性物質の除去効率を上げることが可能となる。なお、ここでいう繊維径は、不織布からランダムに小片サンプル１０個を採取し、走査型電子顕微鏡等で１０００〜３０００倍の写真を撮影し、各サンプルから１０本ずつ、計１００本の繊維の直径を測定し、それらの平均値の小数点以下第一位を四捨五入し算出することで求められるものをいう。これ以外に、太さの異なる２種類以上の繊維を混合して使用することも可能である。ここで示した直径は、円柱状の繊維に対してのみ適用されるものではなく、たとえば楕円や矩形、多角形の物にも適用される。それらの場合、同面積の真円と仮定してその直径を求めるものとする。
【００１７】
上記製造方法は、熱による繊維の融着が少ないため、高圧蒸気滅菌される医療材料に好適である。また、本発明におけるカラムは、上記繊維材料を所定の容器に充填してなるものであり、血液浄化用途等の医療用途等に用いることが可能である。その際、上記の様にラジアルフロータイプのモジュールに組み込む場合は、中心パイプに巻き付けて用いられることが多い。
【実施例】
【００１８】
（繊維径の測定方法）
不織布からランダムに小片サンプル１０個を採取し、走査型電子顕微鏡（日本電子株式会社製、ＪＳＭ−５４００ＬＶ）で１０００〜３０００倍の写真を撮影し、各サンプルから１０本ずつ、計１００本の繊維の直径を測定し、それらの平均値の小数点以下第一位を四捨五入し算出することで求めた。
（融着、捲縮の観察）
オートクレーブ後の不織布から小片サンプル数個を採取し、走査型電子顕微鏡で５０〜２００倍の写真を撮影し、融着の有無、捲縮の有無を確認した。
［実施例］
３６島の海島複合繊維であって、島成分が更に芯鞘複合によりなるものを次の素材を用いて、紡糸速度８００ｍ／分、延伸倍率３倍の製糸条件で得た。
島の芯成分；ポリプロピレン（グランドポリマー社製、グランドポリプロＪ１０５ＷＴ、Ｔｍは１６０℃付近）
島の鞘成分；ポリスチレン（ＰＳジャパン株式会社製、ＰＳＪポリスチレン６８５、Ｔｇは１００℃付近）９０ｗｔ％とポリプロピレン（同上）１０ｗｔ％を溶融混練させたもの
海成分；エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とし、共重合成分として５−ナトリウムスルホイソフタル酸３ｗｔ％含む共重合ポリエステル
複合比率；島の芯成分：島の鞘成分：海成分＝４２：４３：１５（重量比）
この繊維８５ｗｔ％と、直径２０μｍのポリプロピレン繊維１５ｗｔ％の２種類の繊維を混合し、２００本／ｃｍ２でニードルパンチすることによりフェルト（目付１５０ｇ／ｍ２）を作製した。次に、このフェルトを９０℃、３ｗｔ％の水酸化ナトリウム水溶液で処理して海成分の「エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とし、共重合成分として５−ナトリウムスルホイソフタル酸３ｗｔ％含む共重合ポリエステル」を溶解することによって、鞘成分にポリスチレンとポリプロピレンの混合部位を持つ芯鞘繊維の直径が５μｍのフェルトを作製した。
【００１９】
このフェルトを生理食塩水中に浸漬し、１２１℃のオートクレーブにて３０分熱処理した。この繊維を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察したところ、捲縮が発生し、融着は少なかった。
［比較例］
３６島の海島複合繊維であって、島成分が更に芯鞘複合によりなるものを次の素材を用いて、紡糸速度８００ｍ／分、延伸倍率３倍の製糸条件で得た。
島の芯成分；ポリプロピレン（実施例１のポリプロピレンと同じもの）
島の鞘成分；ポリスチレン（実施例１のポリスチレンと同じもの）
海成分；エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とし、共重合成分として５−ナトリウムスルホイソフタル酸３ｗｔ％含む共重合ポリエステル
複合比率；島の芯成分：島の鞘成分：海成分＝４２：４３：１５（重量比）
この繊維８５ｗｔ％と、直径２０μｍのポリプロピレン繊維１５ｗｔ％の２種類の繊維を混合し、２００本／ｃｍ２でニードルパンチすることによりフェルト（目付１５０ｇ／ｍ２）を作製した。次に、この不織布を９０℃、３ｗｔ％の水酸化ナトリウム水溶液で処理して海成分の「エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とし、共重合成分として５−ナトリウムスルホイソフタル酸３ｗｔ％含む共重合ポリエステル」を溶解することによって、芯鞘繊維の直径が５μｍのフェルトを作製した。
【００２０】
このフェルトを生理食塩水中に浸漬し、１２１℃のオートクレーブにて３０分熱処理した。この繊維をＳＥＭにより観察したところ、捲縮は発生しておらず、繊維同士の融着が見られた。