JP2015110851A - 圧縮耐久性に優れた網状構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリエステル系熱可塑性エラストマーからなる連続線状体を曲がりくねらせランダムループを形成し、夫々のループを互いに溶融状態で接触せしめた三次元ランダムループ接合構造からなる網状構造体であって、連続線状体の繊維径が0.1mm以上3.0mm以下、網状構造体の表層部の繊維径が内層部の繊維経の1.05倍以上、見かけ密度が0.01g/cm3以上0.20g/cm3以下、750N定荷重繰返し圧縮残留歪みが15%以下、750N定荷重繰返し圧縮後の40%圧縮時硬度保持率が55%以上である網状構造体。
【選択図】なし
Description
発泡−架橋型ウレタンはクッション材としての耐久性は良好だが、透湿透水性や通気性に劣り、蓄熱性があるため蒸れやすいという問題点がある。さらに、熱可塑性で無いためリサイクルが困難であり、そのため焼却処分される場合は焼却炉の損傷が大きくなり、有毒ガス除去に経費が掛かるなどの問題点が指摘されている。そこで埋め立て処分されることが多いが、地盤の安定化が困難なため埋め立て場所が限定され、経費も高くなる問題点もある。また、加工性は優れるが製造中に使用される薬品の公害問題やフォーム後の残留薬品やそれに伴う臭気など種々の問題が指摘されている。
(1)ポリエステル系熱可塑性エラストマーからなる連続線状体を曲がりくねらせランダムループを形成し、夫々のループを互いに溶融状態で接触せしめた三次元ランダムループ接合構造からなる網状構造体であって、連続線状体の繊維径が0.1mm以上3.0mm以下、網状構造体の表層部の繊維径が内層部の繊維経の1.05倍以上、見かけ密度が0.01g/cm3以上0.20g/cm3以下、750N定荷重繰返し圧縮残留歪みが15%以下、750N定荷重繰返し圧縮後の40%圧縮時硬度保持率が55%以上である網状構造体。
(2)750N定荷重繰返し圧縮後の65%圧縮時硬度保持率が70%以上である(1)に記載の網状構造体。
(3)圧縮たわみ係数が2.5以上である(1)または(2)に記載の網状構造体。
(4)網状構造体の厚みが10mm以上300mm以下である(1)〜(3)のいずれかに記載の網状構造体。
本発明におけるポリエステル系熱可塑性エラストマーとしては、熱可塑性ポリエステルをハードセグメントとし、ポリアルキレンジオールをソフトセグメントとするポリエステルエーテルブロック共重合体、または、脂肪族ポリエステルをソフトセグメントとするポリエステルエステルブロック共重合体が例示できる。
されるものではない。なお、実施例中における特性値の測定及び評価は下記のようにおこなった。
試料を20cm×20cmの大きさに切断し、網状構造体の表層部と内層部のそれぞれ10箇所から線状体を長さ約5mmで採集する。表層部繊維は、網状体の厚み方向の最表層、つまりその繊維より外側に繊維が存在しない箇所から採取し、内層部繊維は、網状体の厚み方向の中心部を基準に厚みの30%の範囲内から採取する。それぞれ10か所から採集した線状体の繊維径は、光学顕微鏡を適当な倍率で繊維径測定箇所にピントを合わせて測定する。表層部繊維から得られた繊維径は表層部の繊維径、内層部繊維から得られた繊維径は内層部の繊維径とする(単位:mm)。
試料を40cm×40cmの大きさに切断し、無荷重で24時間放置した後、高分子計器製FD−80N型測厚器にて4か所の高さを測定して平均値を試料厚みとする。試料重さは、上記試料を電子天秤に載せて計測する。また試料厚みから体積を求め、試料の重さを体積で除した値で示す。(それぞれn=4の平均値)
TAインスツルメント社製 示差走査熱量計Q200を使用し、昇温速度20℃/分で測定した吸発熱曲線から吸熱ピーク(融解ピーク)温度を求めた。
試料を30cm×30cmの大きさに切断し、(2)に記載の方法で処理前の厚み(a)を測定する。厚みを測定したサンプルを50%圧縮状態に保持できる冶具に挟み、70℃に設定した乾燥機に入れ、22時間放置する。その後サンプルを取り出し、冷却して圧縮歪みを除き1日放置後の厚み(b)を求め、処理前の厚み(a)とから、式{(a)−(b)}/(a)×100より算出する:単位%(n=3の平均値)。
試料を40cm×40cmの大きさに切断し、23℃±2℃の環境下に無荷重で24時間放置した後、23℃±2℃の環境下にある島津製作所製オートグラフ AG−X plusを用いて、ISO2439(2008)E法に準拠して計測する。φ200mmの加圧板をサンプル中心になるようにサンプルを配置させ、荷重が5Nになる時の厚みを計測し、初期硬度計厚みとする。この時の加圧板の位置をゼロ点として、速度100mm/minで初期硬度計厚みの75%まで予備圧縮を1回行い、同じ速度で加圧板をゼロ点まで戻した後、そのままの状態で4分間放置し、所定時間経過後即座に、速度100mm/minで初期硬度計厚みの25%、40%、65%まで圧縮を行い、その際の荷重を測定し、各々25%圧縮時硬度、40%圧縮時硬度、65%圧縮時硬度とした:単位N/φ200(n=3の平均値)。
試料を40cm×40cmの大きさに切断し、(5)に記載の方法で初期硬度計厚み(c)を測定する。その後、厚みを測定したサンプルを、ASKER STM−536を用いて、JIS K6400−4(2004)A法(定荷重法)に準拠して750N定荷重繰返し圧縮を行う。加圧子は、底面のエッジ部に曲率半径25±1mmをもつ、直径250±1mmの円形で下面が平らなものを用い、荷重750N±20N、圧縮頻度は毎分70±5回、圧縮回数は8万回、最大の750±20Nに加圧している時間は、繰返し圧縮に要する時間の25%以下とする。繰返し圧縮終了後、試験片を力のかからない状態で10±0.5分間放置し、島津製作所製オートグラフ AG−X plusを用いて、φ200mmの加圧板をサンプル中心になるようにサンプルを配置させ、荷重が5Nになる時の厚みを計測し、繰返し圧縮後硬度計厚み(d)とする。初期硬度計厚み(c)と繰返し圧縮後硬度計厚み(d)を用いて、式{(c)−(d)}/(c)×100より算出する:単位%(n=3の平均値)。
試料を40cm×40cmの大きさに切断し、(5)に記載の方法で初期硬度計厚みと40%圧縮時硬度(e)を測定する。その後、測定したサンプルを、ASKER STM−536を用いて、JIS K6400−4(2004)A法(定荷重法)に準拠して750N定荷重繰返し圧縮を行う。加圧子は、底面のエッジ部に曲率半径25±1mmをもつ、直径250±1mmの円形で下面が平らなものを用い、荷重750N±20N、圧縮頻度は毎分70±5回、圧縮回数は8万回、最大の750±20Nに加圧している時間は、繰返し圧縮に要する時間の25%以下とする。繰返し圧縮終了後、試験片を力のかからない状態で10±0.5分間放置し、島津製作所製オートグラフ AG−X plusを用いて、φ200mmの加圧板をサンプル中心になるようにサンプルを配置させ、サンプル厚みは750N定荷重繰返し圧縮前の初期硬度計厚みをゼロ点として、速度100mm/minで初期硬度計厚みの75%まで予備圧縮を1回行い、同じ速度で加圧板をゼロ点まで戻した後、そのままの状態で4分間放置し、所定時間経過後即座に、速度100mm/minで初期硬度計厚みの40%まで圧縮を行い、その際の荷重を750N定荷重繰返し圧縮後の40%圧縮時硬度(f)とする。式(f)/(e)×100より750N定荷重繰返し圧縮後の40%圧縮時硬度保持率を算出する:単位%(n=3の平均値)。
試料を40cm×40cmの大きさに切断し、(5)に記載の方法で初期硬度計厚みと65%圧縮時硬度(g)を測定する。その後、測定したサンプルを、ASKER STM−536を用いて、JIS K6400−4(2004)A法(定荷重法)に準拠して750N定荷重繰返し圧縮を行う。加圧子は、底面のエッジ部に曲率半径25±1mmをもつ、直径250±1mmの円形で下面が平らなものを用い、荷重750N±20N、圧縮頻度は毎分70±5回、圧縮回数は8万回、最大の750±20Nに加圧している時間は、繰返し圧縮に要する時間の25%以下とする。繰返し圧縮終了後、試験片を力のかからない状態で10±0.5分間放置し、島津製作所製オートグラフ AG−X plusを用いて、φ200mmの加圧板をサンプル中心になるようにサンプルを配置させ、サンプル厚みは750N定荷重繰返し圧縮前の初期硬度計厚みをゼロ点として、速度100mm/minで初期硬度計厚みの75%まで予備圧縮を1回行い、同じ速度で加圧板をゼロ点まで戻した後、そのままの状態で4分間放置し、所定時間経過後即座に、速度100mm/minで初期硬度計厚みの40%まで圧縮を行い、その際の荷重を750N定荷重繰返し圧縮後の65%圧縮時硬度(h)とする。式(h)/(g)×100より750N定荷重繰返し圧縮後の65%圧縮時硬度保持率を算出する:単位%(n=3の平均値)。
試料を40cm×40cmの大きさに切断し、23℃±2℃の環境下に無荷重で24時間放置した後、23℃±2℃の環境下にある島津製作所製オートグラフ AG−X plusを用いて、ISO2439(2008)E法に準拠して計測する。φ200mmの加圧板をサンプル中心になるようにサンプルを配置させ、荷重が5Nになる時の厚みを計測し、初期硬度計厚みとする。この時の加圧板の位置をゼロ点として、速度100mm/minで初期硬度計厚みの75%まで予備圧縮を1回行い、同じ速度で加圧板をゼロ点まで戻した後、そのままの状態で4分間放置し、所定時間経過後即座に、速度100mm/minで初期硬度計厚みの25%ないし65%まで圧縮を行い、その際の荷重を測定し、各々25%圧縮時硬度(i)、65%圧縮時硬度(j)とする。式(j)/(i)より圧縮たわみ係数を算出する(n=3の平均値)。
ポリエステル系熱可塑性エラストマーとして、ジメチルテレフタレート(DMT)と1,4−ブタンジオール(1,4BD)を少量の触媒と仕込み、常法によりエステル交換後、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)を添加して昇温減圧しつつ重縮合せしめポリエーテルエステルブロック共重合エラストマーを生成させ、次いで酸化防止剤2%を添加混合練込み後ペレット化し、50℃48時間真空乾燥して得られた熱可塑性弾性樹脂原料の処方を表1に示す。
得られた網状構造体は、表層部の繊維径が0.53mm、内層部の繊維径が0.48mmの線条で形成されており、見かけ密度は0.055g/cm3、表面は平坦化された厚み45mm、70℃圧縮残留歪みが9.7%、25%圧縮時硬度が204N/φ200mm、40%圧縮時硬度が260N/φ200mm、65%圧縮時硬度が548N/φ200mm、750N繰返し圧縮残留歪みが7.4%、750N繰返し圧縮後の40%圧縮時硬度保持率が62.3%、750N繰返し圧縮後の65%圧縮時硬度保持率が78.8%、圧縮たわみ係数が2.7である網状構造体であった。得られた網状構造体は、本発明の要件を満たし、繰返し圧縮耐久性に優れた網状構造体であった。
外径2.0mm、内径1.6mmでトリプルブリッジの中空形成性断面としたオリフィスを孔間ピッチ5mmの千鳥配列としたノズルを用いて、紡糸温度260℃、単孔吐出量1.8/min、雰囲気温度40℃、冷却風温度100℃、冷却風速度毎秒0.2m、引き取り速度を1.5m/min、ノズル面−冷却水距離28cmとした以外、実施例1と同様にして網状構造体を得た。得られた熱可塑性弾性樹脂からなる網状構造体の特性を表2に示す。
得られた網状構造体は、表層部の繊維径が0.57mm、内層部の繊維径が0.50mmの線条で形成されており、見かけ密度が0.059g/cm3、表面が平坦化された厚みが45mm、70℃圧縮残留歪みが13.1%、25%圧縮時硬度が310N/φ200mm、40%圧縮時硬度が399N/φ200mm、65%圧縮時硬度が924N/φ200mm、750N繰返し圧縮残留歪みが7.7%、750N繰返し圧縮後の40%硬度保持率が73.4%、750N繰返し圧縮後の65%硬度保持率が82.0%、圧縮たわみ係数が3.0である網状構造体であった。得られた網状構造体は、本発明の要件を満たし、繰返し圧縮耐久性に優れた網状構造体であった。
熱可塑性弾性樹脂をA−2、紡糸温度240℃、冷却風温度80℃、冷却風速度毎秒0.1m、引き取り速度を1.6m/min、ノズル面−冷却水距離25cmとした以外、実施例2と同様にして網状構造体を得た。得られた熱可塑性弾性樹脂からなる網状構造体の特性を表2に示す。
得られた網状構造体は、表層部の繊維径が0.65mm、内層部の繊維径が0.57mmの線条で形成されており、見かけ密度が0.055g/cm3、表面が平坦化された厚みが45mm、70℃圧縮残留歪みが10.8%、25%圧縮時硬度が105N/φ200mm、40%圧縮時硬度が177N/φ200mm、65%圧縮時硬度が399N/φ200mm、750N繰返し圧縮残留歪みが6.9%、750N繰返し圧縮後の40%硬度保持率が71.0%、750N繰返し圧縮後の65%硬度保持率が87.7%、圧縮たわみ係数が3.8である網状構造体であった。得られた網状構造体は、本発明の要件を満たし、繰返し圧縮耐久性に優れた網状構造体であった。
熱可塑性弾性樹脂をA−3、紡糸温度240℃、雰囲気温度20℃、冷却風温度80℃、冷却風速度毎秒0.1m、引き取り速度を1.2m/min、ノズル面−冷却水距離30cm、コンベアネットの開口幅を40mmとした以外、実施例2と同様にして網状構造体を得た。得られた熱可塑性弾性樹脂からなる網状構造体の特性を表2に示す。
得られた網状構造体は、表層部の繊維径が0.80mm、内層部の繊維径が0.75mmの線条で形成されており、見かけ密度が0.054g/cm3、表面が平坦化された厚みが40mm、70℃圧縮残留歪みが12.2%、25%圧縮時硬度が80N/φ200mm、40%圧縮時硬度が134N/φ200mm、65%圧縮時硬度が296N/φ200mm、750N繰返し圧縮残留歪みが8.8%、750N繰返し圧縮後の40%硬度保持率が65.5%、750N繰返し圧縮後の65%硬度保持率が73.3%、圧縮たわみ係数が3.7である網状構造体であった。得られた網状構造体は、本発明の要件を満たし、繰返し圧縮耐久性に優れた網状構造体であった。
熱可塑性弾性樹脂をA−1、紡糸温度230℃、単孔吐出量を1.1g/min、雰囲気温度を50℃、冷却風を吹かさず、引き取り速度を1.2m/min、ノズル面−冷却水距離26cm、コンベアネットの開口幅を40mmとした以外、実施例2と同様にして網状構造体を得た。得られた熱可塑性弾性樹脂からなる網状構造体の特性を表2に示す。
得られた網状構造体は、表層部の繊維径が1.00mm、内層部の繊維径が0.96mmの線条で形成されており、見かけ密度が0.041g/cm3、表面が平坦化された厚みが40mm、70℃圧縮残留歪みが12.8%、25%圧縮時硬度が190N/φ200mm、40%圧縮時硬度が250N/φ200mm、65%圧縮時硬度が445N/φ200mm、750N繰返し圧縮残留歪みが9.1%、750N繰返し圧縮後の40%硬度保持率が54.0%、750N繰返し圧縮後の65%硬度保持率が68.2%、圧縮たわみ係数が2.3である網状構造体であった。得られた網状構造体は、本発明の要件を満たさず、繰返し圧縮耐久性に劣る網状構造体であった。
熱可塑性弾性樹脂をA−2、紡糸温度210℃、単孔吐出量を0.8g/min、雰囲気温度を40℃、冷却風を吹かさず、引き取り速度を0.8m/min、ノズル面−冷却水距離25cm、コンベアネットの開口幅を40mmとした以外、実施例1と同様にして網状構造体を得た。得られた熱可塑性弾性樹脂からなる網状構造体の特性を表2に示す。
得られた網状構造体は、表層部の繊維径が0.44mm、内層部の繊維径が0.43mmの線条で形成されており、見かけ密度が0.055g/cm3、表面が平坦化された厚みが40mm、70℃圧縮残留歪みが18.6%、25%圧縮時硬度が174N/φ200mm、40%圧縮時硬度が224N/φ200mm、65%圧縮時硬度が424N/φ200mm、750N繰返し圧縮残留歪みが4.1%、750N繰返し圧縮後の40%硬度保持率が53.3%、750N繰返し圧縮後の65%硬度保持率が63.1%、圧縮たわみ係数が2.4である網状構造体であった。得られた網状構造体は、本発明の要件を満たさず、繰返し圧縮耐久性に劣る網状構造体であった。
幅方向500mm、厚み方向の幅50mmのノズル有効面に厚み方向について1列から8列目までをオリフィス孔径を1.0mmとして、厚み方向の孔間ピッチ5mm、幅方向の孔間ピッチ10mmとして、9列目から11列目までをオリフィス孔径を0.7mmとして、厚み方向の孔間ピッチ5mm、幅方向の孔間ピッチ2.5mmのノズルを用い、熱可塑性弾性樹脂をA−3、紡糸温度210℃、単孔吐出量を1.0g/min、雰囲気温度を40℃、冷却風を吹かさず、引き取り速度を1.0m/min、ノズル面−冷却水距離20cm、コンベアネットの開口幅を40mmとした以外、実施例2と同様にして網状構造体を得た。得られた熱可塑性弾性樹脂からなる網状構造体の特性を表2に示す。
得られた網状構造体は、表層部の繊維径が1.04mm、内層部の繊維径が0.51mmの線条で形成されており、見かけ密度が0.050g/cm3、表面が平坦化された厚みが40mm、70℃圧縮残留歪みが10.4%、25%圧縮時硬度が65N/φ200mm、40%圧縮時硬度が127N/φ200mm、65%圧縮時硬度が190N/φ200mm、750N繰返し圧縮残留歪みが7.0%、750N繰返し圧縮後の40%硬度保持率が53.9%、750N繰返し圧縮後の65%硬度保持率が64.8%、圧縮たわみ係数が2.9である網状構造体であった。得られた網状構造体は、本発明の要件を満たさず、繰返し圧縮耐久性に劣る網状構造体であった。
Claims (4)
- ポリエステル系熱可塑性エラストマーからなる連続線状体を曲がりくねらせランダムループを形成し、夫々のループを互いに溶融状態で接触せしめた三次元ランダムループ接合構造からなる網状構造体であって、連続線状体の繊維径が0.1mm以上3.0mm以下、網状構造体の表層部の繊維径が内層部の繊維経の1.05倍以上、見かけ密度が0.01g/cm3以上0.20g/cm3以下、750N定荷重繰返し圧縮残留歪みが15%以下、750N定荷重繰返し圧縮後の40%圧縮時硬度保持率が55%以上である網状構造体。
- 750N定荷重繰返し圧縮後の65%圧縮時硬度保持率が70%以上である請求項1に記載の網状構造体。
- 圧縮たわみ係数が2.5以上である請求項1または2に記載の網状構造体。
- 網状構造体の厚みが10mm以上300mm以下である請求項1〜3のいずれかに記載の網状構造体。
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