JP2020128608A - 生分解性の立体網状繊材集合体 - Google Patents

Abstract

【課題】環境に鑑みつつも、立体網状ループの構成の点でより望ましい立体網状繊材集合体を提供すること。【解決手段】局所的接合が互いにもたらされた複数の繊材から構成されている生分解性の立体網状繊材集合体が提供される。かかる立体網状繊材集合体では、繊材が生分解性樹脂、および、局所的接合のための接合促進樹脂を含んだ組成を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、生分解性の立体網状繊材集合体に関する。より詳細には、本発明は、織布、編物、不織布、フエルトなど日常的に目にする機会が多い繊維物とは外観が異なる立体網状繊材集合体であって、特に生分解性を有する立体網状繊材集合体に関する。

身の回りの製品および工業製品などの製品の多くにはクッション材が用いられている。例えば、自動車や電車等のシート、医療用器具および家具等にクッション材が用いられている。このようなクッション材は、従来より発泡ポリウレタンまたは木綿等が用いられてきた。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を呈し得る。よって、人に対して使用される製品に発泡ポリウレタンが利用される場合、肌に触れることで人体に悪影響を及ぼすことがある。また、発泡ポリウレタンは通気性が十分といえず、使用用途によっては望ましくない。一方、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満足のいく機能を奏し得ない可能性がある。

特開２００１−３２５７号公報 特許第５４５９４３６号公報 特許第５４５９４３８号公報

発泡ポリウレタンまたは木綿等に代わるクッション材としては、例えば特許文献２および３などで開示される如くポリエステル等の樹脂から紡糸された繊材を網状に成型・成形させた集合体が提案されている。かかる繊材集合体は、刺激性の残存モノマーの問題、繊材の偏在といった問題はなく、さらに高い通気性を有し得る。

本願発明者らは、従前の樹脂製の網状成形集合体では克服すべき課題が依然あることに気付き、そのための対策を取る必要性を見出した。具体的には以下の課題があることを本願発明者らは見出した。

樹脂繊材から成る網状成形集合体は、強度や成形し易さの点で一般に好ましいものの、廃棄の点で改善の余地があり得る。例えば、樹脂繊材は、焼却処理に過度な高温条件を要すると焼却炉にとって好ましくない。また、樹脂繊材の種類によっては焼却に際してダイオキシン類等の環境汚染物質をもたらし得る。樹脂繊材を埋め立て処分することも考えられるが、樹脂繊材は、微生物による分解を受けにくく、それゆえ、自然分解され得ない。一度埋め立てた場所は再度の利用が困難であり、種々の廃棄物量が増大している近年の状況では、埋め立て場所の確保自体が難しくなってきている。特に、意図せずに廃棄された網状成形集合体の樹脂繊材は、それが自然界で分解されないと、環境汚染を引き起こす要因になりかねない。

自然環境を守る材料という観点からは生分解性材料を使用することが考えられるものの、従来の樹脂材を生分解性のものに単に置き換えただけでは十分とはいえない。これは立体網状繊材集合体について特にいえることを本願発明者らは見出した。具体的には、立体網状繊材集合体は、複数の繊材が局所的に互いに接合されて立体的な網状のループが構成されているところ、単に生分解性の材料に置き換えただけでは“立体網状ループ”が好適に形成され難いことを見出した。

本発明はかかる事情に鑑みて為されたものである。即ち、本発明の主たる目的は、環境の観点に鑑みつつも、立体網状ループの形成の点でより満足のいく立体網状繊材集合体を提供することである。

本願発明者らは、従来技術の延長線上で対応するのではなく、新たな方向で対処することによって上記課題の解決を試みた。その結果、上記主たる目的が達成された立体網状繊材集合体の発明に至った。

本発明では、生分解性の立体網状繊材集合体であって、
局所的接合が互いにもたらされた複数の繊材から構成されており、
繊材は、生分解性樹脂、および、局所的接合のための接合促進樹脂を含んだ組成を少なくとも有する、立体網状繊材集合体が提供される。

本発明の立体網状繊材集合体は、それを構成する繊材が、生分解性樹脂、および、局所的接合のための接合促進樹脂を含んだ組成を有することを特徴の１つとする。

本発明の立体網状繊材集合体は、生分解性の繊材から成り、環境の観点でより望ましいものとなっている。つまり、使用後において自然界分解され得、廃棄される立体網状繊材集合体が環境汚染などの問題を引き起こす虞が減じられている。

また、本発明の立体網状繊材集合体は、生分解性の繊材から成りつつも、その局所的接合が不都合に低減されていない。つまり、本発明では、繊材同士の局所的な接合がより満足のいくものになっており、立体網状繊材集合体として所望の立体網状構成を成している。

本発明の立体網状繊材集合体を表した模式的斜視図および一部拡大図 本発明の立体網状繊材集合体の“可撓性”を説明するための模式的斜視図 「実施例」および「比較例」を示した表 間隙空間のサイズの確認試験の結果を示すグラフ

以下では、本発明の一実施形態に係る立体網状繊材集合体をより詳細に説明する。必要に応じて図面を参照して説明を行うものの、図面における各種の要素は、本発明の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、寸法比などの細部は実物と異なり得る。

本明細書で直接的または間接的に用いる上下方向および左右方向は、それぞれ図中における上下方向および左右方向に相当する。ある好適な態様では、鉛直方向下向き（すなわち、重力が働く方向）が「下方向」に相当し、その逆向きが「上方向」に相当すると捉えることができる。特記しない限り、同じ符号または記号は、同じ部材または同じ意味内容を示す。

本明細書で言及する各種の数値範囲は、特段の言及がない限り、下限および上限の数値そのものも含むことを意図している。つまり、例えば１〜１０といった数値範囲を例にとれば、下限値の“１”を含むと共に、上限値の“１０”をも含むものとして解釈され得る。

本発明は、生分解性の立体網状繊材集合体に関する。本発明の立体網状繊材集合体は、目視の点でいえば図１に示されるような外観を有しているものであり、日常的に目にする機会が多い繊維物と外観が異なっている。つまり、本発明の立体網状繊材集合体は、織布、編物、不織布、フエルトなどの繊維物とは外観が異なっている。

図１に示すように、本発明の立体網状繊材集合体１００は、局所的接合が互いにもたらされた複数の繊材１から構成されている。複数の繊材１が互いに交差するように局所的に接合することで立体網状繊材集合体１００がもたらされているといえる。かかる局所的な接合に起因して多数のループがランダムに形成されている。つまり、立体網状繊材集合体１００は、中実構造でなく、複雑に絡み合う“繊材”に起因して立体配置的および／または形態的にランダムな間隙空間１５（すなわち、立体網状ループ）が多く形成された構造となっている。

本明細書にいう「立体網状繊材集合体」とは、複数の繊材がランダムな方向に湾曲して互いに局所的に接合することで立体的に集合した構造体であり、全体として三次元的に網状を成している構造体である。図１に示すようにランダムに配向する繊材１が互いに局所的な接合を成しており、それゆえ立体網状繊材集合体１００では繊材接合部がもたらされている。このような複数の繊材１の局所的な接合部に起因して間隙空間１５は立体配置的かつ形態的にランダムな状態で設けられている。図示する態様から分かるように、好ましくは接合部・点接合部を有する繊材の内側の中空部分が「間隙空間」となっている。特に、かかる接合部・点接合部は、好ましくは繊材同士が融着されたものである。よって、複数の繊材（特に湾曲繊材、好ましくはランダムな湾曲繊材）が互いに接合した融着接合部（特に点融着部）を有し、そのような融着接合部（点融着部）を有するランダムな湾曲繊材の内側に形成されている中空部分が「間隙空間」に相当する。より具体的には、融着接合部によってもたらされている複数の繊材がなす閉領域（特に複数の繊材によって囲まれる閉領域であって、好ましくはランダムな閉領域）が間隙空間に相当する。別の表現でいえば、複数のランダムな湾曲細材が互いに接合した点接合部（特に融着接合部・融着点接合部）を有し、そのような点接合部（特に融着接合部・融着点接合部）に起因してランダムな湾曲細材の内側に形成されている中空部分が「間隙空間」に相当するともいえる。

立体網状繊材集合体に関していう「繊材」とは、全体が細長い形状を有するものの、布繊維（衣服などの繊維）や濾材繊維などよりも太く、かつ、立体網状繊維集合体にてランダムに曲がりくねった形態の細長部材のことを意味している。このような比較的太い繊材でありながらも、それらは上述した点接合・融着点接合を成している。よって、本発明における立体網状繊材集合体は、一般的な繊維品（日常的に目にする機会が多い繊維品）とは本質的に異なり、それゆえ織布、編物、不織布、フエルトなどの繊維物と差別化され得る。例えば、本発明における繊材は、水濾過用濾材（より具体的には水槽用の水濾過濾材、例えば魚などの生物飼育用の水濾過濾材、より具体的には例えば観賞魚用の水濾過濾材、一例を挙げると、マット工房から販売されている“ローズマット”濾材）などの繊維よりも太く、かつ、それよりも長い細長部材である。また、立体網状繊材集合体に関していう「互いに局所的に接合する」とは、繊材全体が接続された形態にあるのではなく、繊材同士が“点接続”するように（好ましくは、繊材の表面同士が局所的に接合するように、より好ましくは互いにランダムに異なる方向に向いた繊材同士が交差して“点接触”するように）引っ付いた形態のことを実質的に指している。

立体網状繊材集合体に関していう「複数の繊材」とは、例えば縦寸法１５ｃｍ×横寸法１５ｃｍ×厚み寸法１ｃｍの立体網状繊維集合体を想定した場合、その中に１００〜４００本程度（例えば、１５０〜３５０本）の繊材が存在することを意味している。

立体網状繊材集合体における繊材は、布製品および水濾過用濾材などの一般的な繊維品の繊維よりも太い。つまり、立体網状繊材集合体における繊材の線径（断面径）は、好ましくは０．６ｍｍ〜３ｍｍ程度であり、より好ましくは０．７ｍｍ〜２ｍｍ程度、例えば０．７ｍｍ〜１．５ｍｍである。繊度が上記範囲内であると、布製品および水濾過用濾材（線径・断面径：約０．０３ｍｍ）などの一般的な繊維品よりも太い繊維となり、より好適な強度および堅さが供され得る。なお、上記の線径（断面径）の値につき詳述しておくと、「立体網状繊材集合体における繊材の線径・断面径」および「水濾過用濾材の繊維の線径・断面径」は、それぞれ以下の測定手法で得られた値を意味している。

・立体網状繊材集合体における繊材の線径（断面径）
シンワ測定製のデジタルノギスを用いて、繊材の長手方向に対して直角になるように線径測定。繊維同士が融着している部分（局所的な接合部）は避け、任意に１０箇所測定し、その相加平均値を算出。

・水濾過用濾材の繊維の線径（断面径）
キーエンス製のマイクロスコープＶＨＸ７００Ｆを用いて、２００倍に拡大した画像を撮影し、ピントの合ったところで、繊維の長手方向に対して直角になるように線径測定。繊維同士が絡まっている部分は避け、任意に１０箇所測定し、その相加平均値を算出。

立体網状繊材集合体１００の繊材の長さは、布製品（代表的には衣服）、不織布および水濾過用濾材（特にウール状の水濾過用濾材）などの繊維製品の繊維よりも一般に長い。例えば、立体網状繊材集合体における繊材の平均長さは水濾過用濾材の繊維の長さよりも長くなっている。このように通常の繊維製品よりも長い繊材は、間隙空間１５の形成に有効に寄与し得る。なお、ここでいう「水濾過用濾材」とは、よりきれいな水を得るための濾材（好ましくは綿状の濾材）を意味している。かかる水濾過用濾材は例えば魚（特に観賞魚）の水槽などに用いられる濾材であり、明確性のため具体的な例示をしておくと「マット工房から販売されている“ローズマット”濾材」である。

長い繊材につき詳述しておく。立体網状繊材集合体の繊材の平均長さは、２５０ｍｍ以上、好ましくは３００ｍｍ以上、より好ましくは３５０ｍｍ以上であり、かつ、７００ｍｍ以下、好ましくは６５０ｍｍ以下、より好ましくは６００ｍｍ以下である（より端的にいえば、繊材の平均長さは２５０〜７００ｍｍ、３００〜６５０ｍｍまたは３５０〜６００ｍｍであってよい）。ここでいう「繊材の長さ」とは、立体網状繊材集合体の繊材の接合を解除して直線状に伸ばしたと仮定した場合の長さのことを実質的に意味しており、「繊材の平均長さ」は、立体網状繊材集合体に含まれる複数の繊材長さの平均である。より具体的には、上記の繊材の平均長さの値は、縦２０ｃｍ×横２０ｃｍ×厚み１ｃｍの直方体形状の立体網状繊材集合体サンプルから繊材を任意に抜き出し、次いで、繊材の一方の端をテープで固定した後で繊材が切れないように引っ張りながら繊材の他方の端をテープで固定して測定した値の平均（例えば３本の相加平均）である。同様にして、上記の「水濾過用濾材の繊維の長さ」は、縦２０ｃｍ×横２０ｃｍ×厚み１ｃｍの水濾過用濾材から繊維を抜き出し、次いで、繊維の一方の端をテープで固定した後で繊維が切れないように引っ張りながら繊維の他方の端をテープで固定して測定した値の平均（例えば１０本の相加平均）である。本発明では立体網状繊材集合体における繊材がこのように長繊材であるからこそ、繊材がランダムに曲がりくねった形態を取り易くなり立体配置的かつ形態的にランダムな間隙空間１５が好適に立体網状繊材集合体１００にもたらされ易くなる。

立体網状繊材集合体１００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にある立体網状繊材集合体は、比較的軽量であり、ハンドリングの点で望ましくなる。ここでいう見掛けの密度は、２００ｍｍ×２００ｍｍの平面視サイズに立体網状繊材集合体を切断して得られる切断体（例えば厚さ１ｃｍ）に対して直径２００ｍｍの円盤状部材で１ｇ／ｃｍ^２の圧力を付与したときの厚み寸法を測定し、次いで、得られた厚みから体積を求め、切断体の重さを体積で除することで測定される密度である。

図１に示す形態から分かるように、立体網状繊材集合体１００では複数の繊材１から間隙空間１５がもたらされている。特に、本発明における「間隙空間」は、繊材が局所的に接合すること（好ましくは繊材同士の点接合）で形成された立体網状繊材集合体の中空部分（間隙）に相当する。かかる局所的に接合は、好ましくは、溶融状態の繊材がランダムな方向で互いに融着することでもたらされたものに相当する。それゆえ、立体網状繊材集合体では繊材（好ましくは長い繊材、より好ましくはランダムに曲がりくねった長繊材）に関して局所的な融着部（すなわち“点融着部”）が存在し、それによって複数の間隙空間がもたらされている。換言すれば、立体網状繊材集合体１００は、ランダムに曲がりくねった細材または極細材１（湾曲細材・湾曲極細材）から成っているところ、その湾曲細材が複数の接合部（点接合部）、特に融着部（点融着部）を有することで「間隙空間」がもたらされているともいえる。また、融着接合部によってもたらされている複数の繊材が成す閉領域（すなわち、融着接合部を有する複数の湾曲繊材によって囲まれる閉領域）が立体網状繊材集合体の間隙空間に相当する。このような立体網状繊材集合体１００の間隙空間は、目視で該集合体の向こう側が観測できる相対的に大きいサイズとなっている特徴を有する（換言すれば、立体網状繊材集合体を手にとって顔の前・目の前に２０ｃｍ離して位置付けると、その立体網状繊材集合体の向こう側が間隙空間を介して見ることができる）。これは、立体網状繊材集合体１００の間隙空間が「繊維（特に短繊維）が密に詰まった不織体形態の集合体」よりも大きいサイズであることを意味している。繊維（特に短繊維）が密に詰まった不織体形態の集合体は遮りが大きく目視で向こう側が実質観測できないところ、本発明における立体網状繊材集合体１００は、“間隙空間”に起因して遮りがより少なく目視で向こう側が観測できるようになっている。

例えば、立体網状繊材集合体の平面視における間隙空間の平均サイズは、目視の観点でいえば、好ましくは３〜１０ｍｍ程度、より好ましくは３〜８ｍｍ程度（例えば４〜７ｍｍ程度）となっている。また、より客観性が高い指標となる「ふるい試験法」に基づくと、立体網状繊材集合体の間隙空間のサイズ（最大サイズ）が３．５〜４．５ｍｍ、例えば３．７５〜４．２５ｍｍ程度（１つ例示すると４．０ｍｍ）となっている。この“ふるい試験法”による間隙空間の最大サイズは、種々の粒径から成る粒体群（例えば砂または砂利）が立体網状繊材集合体を通過するか否かの知見に基づいている。

本明細書でいう「ふるい試験法による間隙空間の最大サイズ」とは、広義には、立体網状繊材集合体をふるいとして用いて種々の粒径範囲の砂利をふるい操作にかけた際、透過率５０％に依拠して算出されるサイズを意味している。狭義には、「ふるい試験法による間隙空間の最大サイズ」は、実施例の《間隙空間のサイズの確認試験》に従って算出されるものであり、従って、以下の条件下のふるい試験において透過率が５０％超える条件からそれ未満となる条件を把握することで得られるサイズである。

● 形状およびサイズ
“網ふるい”として用いる立体網状繊材集合体の形状およびサイズは以下の通りである。

・形状：平板状（直方体形状）
・サイズ：縦寸法１０ｃｍ、横寸法１０ｃｍ、厚さ寸法１ｃｍ

● ふるいにかける砂利
「粒径４．０ｍｍ〜５．０ｍｍ」、「粒径３．０ｍｍ〜４．０ｍｍ」、「粒径２．４ｍｍ〜３．０ｍｍ」、「粒径２．０ｍｍ〜２．４ｍｍ」、「粒径１．７ｍｍ〜２．０ｍｍ」、「粒径０．９ｍｍ〜１．７ｍｍ」、「粒径０．５ｍｍ〜０．９ｍｍ」、「粒径０．２５ｍｍ〜０．５ｍｍ」、「粒径０．１ｍｍ〜０．２５ｍｍ」の９種類の砂利（特に《間隙空間のサイズの確認試験》における〈ふるい分け試験に用いた砂〉および「（Ｉ）砂利粒径の調整」に従って調製される９種類の砂利）

● ふるい分け試験
９種の砂利を２．０ｇずつ個々に精秤して立体網状繊材集合体の上に載せ１分間約６０往復の割合となるように手動で振動させる。より具体的には、立体網状繊材集合体を両手で持ち、水平面内を一方向となるように、振幅約７０ｍｍで１分間約６０往復の割合で振動させる。得られたふるい下の砂利の重量を精秤し、それぞれの砂利につきふるいを透過した割合をふるい下百分率として算出する（ふるい下百分率“１００％”は、全ての砂利がふるいを透過したことを意味する一方、ふるい下百分率“０％”は、砂利がふるいを全く透過しなかったことを意味する）。９種類の砂利ごとにふるい下百分率を算出する。より客観性を高めるべく、かかるふるい分け試験は３回ずつ実施する(即ち、ｎ＝３とする)。

● 評価
９種類の粒径毎にふるい下百分率を棒グラフで表す。具体的には、グラフ縦軸を“ふるい下百分率”とし、グラフ横軸を９種類の粒径範囲とする。横軸は、粒径範囲が小さい順から大きくなるように並べる（《間隙空間のサイズの確認試験》における図４参照）。
このようにして得られたグラフにおいて、横軸の値が大きくなるように順にみていった場合に“ふるい下百分率”が５０％以上の値からそれ未満となる条件を把握し、その境界となる値を「ふるい試験法による間隙空間の最大サイズ」とする。つまり、５０％超える値から５０％未満となる条件において、その５０％未満における粒径範囲の最小値が「ふるい試験法による間隙空間の最大サイズ」とする（図４に示す例でいえば、実施例について横軸に沿って右へと順にみていくと「４．０〜５．０ｍｍ」の条件で５０％未満となるので、その数値範囲の最小値の“４．０ｍｍ”が本発明でいう「間隙空間の最大サイズ」に相当する）。

本発明の立体網状繊材集合体１００は、図１に示す形態から分かるように、好ましくは「繊材同士の複数の局所接合に起因したランダムな間隙構造１５」を有している。ここでいうランダムな間隙構造とは、複数の間隙部が立体的配置および形態の観点でランダムになっていることを意味している。かかる間隙構造ゆえ、本発明の立体網状繊材集合体では、好ましくは異方性が減じられ、主面に対する方向については特にどれかに依存することなくいずれの方向であっても好適なクッション特性を呈し得る。

本発明の立体網状繊材集合体は、その目付けが好ましくは０．５〜２．０ｋｇ/ｍ^２となっている。より好ましくは立体網状繊材集合体の目付けは１．０〜１．５ｋｇ/ｍ^２であり、例えば約１．１ｋｇ/ｍ^２または約１．４ｋｇ/ｍ^２などであってよい。ここでいう目付けの数値は、２００ｍｍ×２００ｍｍの平面視サイズの立体網状繊材集合体を切断して得られる切断体の重さをその平面視面積で除すことによって測定されたものを意味している。このような目付けであることによって、繊材の点で太くなり、立体網状繊材集合体がより好適な強度および堅さを呈し得る。

ある好適な態様では、立体網状繊材集合体が全体として剛性があるものの可撓性も有している。つまり、立体網状繊材集合体１００は全体としてその構造を維持したまま（例えば、好ましくは局所的接合を維持したまま）撓ませることができ、特に人の手によって加えられる力で撓ませることができる（図２参照）。本発明の立体網状繊材集合体１００は、ランダムな間隙空間を有しており、それに起因して全体が可撓性を有しているともいえる。かかる可撓性ゆえ、各種の用途としてより好適に用いることが可能となる。

本発明の立体網状繊材集合体は、好ましくは、それ単一品でクッション材などに用いることができる。つまり、図１および図２に示す態様から分かるように、複数の繊材１が互いに局所的に接合した立体網状繊材集合体１００のみで、他の部材が組み合わされることなくクッション材として供すことができる。これは、複数の繊材１が互いに局所的に接合して成る立体網状繊材集合体１００が、上述の如く力を加えると全体的に撓ませることができるものの、決して軟らかいといったものでなく所望の堅さを有していることに１つ起因する。つまり、立体網状繊材集合体が仮に過度に軟らかい場合、構造強度を上げるべく補強材と組み合わせることが場合によっては考えられるものの、本発明における立体網状繊材集合体では、繊材および／または繊材同士の接合部などに起因して所望の堅さがもたらされており、その必要はない。

図示する形態から分かるように、本発明の立体網状繊材集合体は、局所的に接合した複数の繊材が全体的に詰った形態を好ましくは有している。「全体的に詰った形態」とは、立体網状繊材集合体について、繊材が存在する繊材領域がどの箇所においても同様に存在していることを意味しており、非繊材領域（例えば、立体網状繊材集合体の繊材部分を部分的に除去した又は刳り抜いたような局所的な非繊材領域）が設けられていないことを意味している。つまり、立体網状繊材集合体の内部において繊材密度に極端な偏りがなく、好ましくは本発明の立体網状繊材集合体は、どの断面で切り取っても、同様な繊材断面密度を有している。

ここで立体網状繊材集合体の製造方法について説明しておく。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、樹脂を溶融混練する。次いで、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すると、立体網状繊材集合体を成型できる。Ｔダイの直下においては、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しておく。これにより、溶融状態の樹脂からなる繊材が、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材がランダムな方向性を持つようになる。同時に、この多数の繊材は、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、繊材同士が融着しながら固化することによって、立体網状繊材集合体が成型される。成型された立体網状繊材集合体は、適当な長さおよび形状に切断される。なお、立体網状繊材集合体の厚みは、２つのコンベアのクリアランス間の距離に依存し得る。

本発明の立体網状繊材集合体は、“生分解性”となっている特徴を有している。海、湖、池、沼および河川・川ならびに土壌などに本発明の立体網状繊材集合体が廃棄された場合であっても長期的にみれば自然分解され得る。つまり、本発明の立体網状繊材集合体は、長期間環境中に残存して自然環境や生活環境に負荷を与えるといった虞が低減されている。

別の表現でいえば、本発明の立体網状繊材集合体は、海、湖、池、沼および河川・川ならびに土壌などの自然界において、微生物が関与して分解され得る。つまり、立体網状繊材集合体は、大きく捉えると樹脂材から成るものであるが、近年の廃棄物問題に鑑みると、環境に優しいものとなっている。

“生分解性”ゆえ、本発明の立体網状繊材集合体では繊材自体が生分解性樹脂を含んで成る。本発明では、繊材が、単に生分解性樹脂を含んでいるだけでなく、立体網状繊材集合体を成すために必要な特有の成分も含んでいる。これにつき、繊材はその局所的接合のための成分を更に含んでいる。

具体的には、本発明の立体網状繊材集合体では、繊材が、「生分解性樹脂」のみならず「繊材同士の局所的接合のための接合促進剤」も含んだ組成を少なくとも有している。これによって、立体網状繊材集合体は、繊材の局所的接合に起因して立体的形態を好適に維持しつつも、海、湖、池、沼および河川・川ならびに土壌などに廃棄された場合に自然分解されることになる。つまり、生分解性樹脂および接合促進剤を含んだ繊材組成は、立体網状繊材集合体の生分解特性に寄与しつつも、立体網状形態の好適な維持に資する。

繊材が、生分解性樹脂を含まない場合、立体網状繊材集合体がそもそも生分解特性を呈さない。後述する［実施例］で実証されていることであるが、本願発明者らは、生分解性のために単に繊材組成を生分解性樹脂にしただけでは、立体網状繊材集合体が所望に形成されないことを見出した。具体的には、繊材組成が実質的に生分解性樹脂のみだと繊材から成る立体網状構造が好適に得られないことを見出した。生分解性樹脂だけに依存すると、複数の繊材１の局所的な接合部に起因した間隙空間１５（すなわち、立体網状ループ）が好適に形成されず、それゆえ、繊材集合体が三次元立体的な形態を取り難くなり得るともいえる。

そのような事項に鑑み、本発明では、繊材が、生分解性樹脂、および、繊材同士の局所的接合のための接合促進剤を含んだ組成を有している。

ある好適な態様では、繊材組成の生分解性樹脂が、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、ポリブチレンサクシネートアジペート（ＰＢＳＡ）およびポリブチレンサクシネートアジペートテレフタレート（ＰＢＳＡＴ）から成る群から選択される少なくとも１種となっている。繊材がこのような生分解性樹脂を含んでいると、立体網状繊材集合体が海、湖、池、沼および河川・川ならびに土壌などに廃棄された場合の自然分解に好適に資することになる。このような生分解性樹脂は、例えば市販のものを用いてよい。

繊材組成の接合促進樹脂は、立体網状繊材集合体における繊材同士の局所的接合に少しでも資するものであれば、どのようなものであってもよい。例えば、接合促進樹脂は、その引張弾性率が、ある程度の範囲内に収まっていることが好ましい。例示すると、接合促進樹脂の引張弾性率は６００ＭＰａ以下となっていることが好ましい。より好ましくは接合促進樹脂の引張弾性率が５５０ＭＰａ以下となっており、例えば、接合促進樹脂の引張弾性率が５００ＭＰａ以下である。かかる接合促進樹脂の引張弾性率の下限値は、好ましくは５０ＭＰａであり、例えば９０ＭＰａまたは１００ＭＰａである。このような引張弾性率の範囲にある接合促進樹脂は、繊材において生分解性樹脂と相俟って繊材同士の局所的接合を向上させ易くなる。よって、複数の繊材の局所的な接合部に起因した間隙空間（すなわち、立体網状ループ）が好適に形成され易くなり、ひいては繊材集合体が三次元立体的な形態を取り易くなる。このようなことから分かるように、本発明において接合促進樹脂は、“繊材の交点結合剤”、“間隙空間の形成促進剤”または“立体網状ループの形成促進剤”などと称すこともできる。

ここで、本明細書における「引張弾性率」の値は、ＪＩＳ Ｋ７１６１に基づいて測定されるものを意味している。

また、別の切り口からいえば、接合促進樹脂は、好ましくは引張弾性率の点で生分解性樹脂と異なっている。つまり、接合促進樹脂の引張弾性率は、生分解性樹脂の引張弾性率とある程度の差を有していることが好ましい。例示すると、接合促進樹脂の引張弾性率が生分解性樹脂の引張弾性率に対して少なくとも４０％大きく又は小さくなる程度に接合促進樹脂と生分解性樹脂とが引張弾性率の点で相違していることが好ましい。この上限値は、好ましくは７００％であり、ある場合では５００％、２００％、１５０％または１００％などである。つまり、接合促進樹脂の引張弾性率が生分解性樹脂の引張弾性率に対して４０％〜７００％大きく又は小さくなるように（ある場合では４０％〜５００％、４０％〜２００％、４０％〜１５０％もしくは４０％〜１００％大きく又は小さくなるように）接合促進樹脂と生分解性樹脂とが引張弾性率の点で相違していることが好ましい。このような接合促進樹脂は、繊材にて生分解性樹脂と相俟って繊材同士の局所的接合を好適に向上させ得る。よって、複数の繊材の局所的な接合部に起因した間隙空間（すなわち、立体網状ループ）が好適に形成され易くなり、ひいては繊材集合体が三次元立体的な形態を取り易くなる。なお、接合促進樹脂と生分解性樹脂との組合せによっては、接合促進樹脂の引張弾性率が生分解性樹脂の引張弾性率に対して６０％〜７００％もしくは７０％〜６９０％大きく又は小さくなるように、あるいは、４０％〜１５０％もしくは４０％〜１４０％大きく又は小さくなるように接合促進樹脂と生分解性樹脂とが引張弾性率の点で相違している場合も考えられ得る。

更に別の切り口からも説明する。繊材組成の生分解性樹脂が例えばポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）である場合、接合促進樹脂の引張弾性率は、その生分解性樹脂の引張弾性率（引張弾性率：約８５０ＭＰａ）よりも小さいことが好ましい。例えば、接合促進樹脂の引張弾性率は、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）を含んで成る生分解性樹脂の引張弾性率よりも２５０〜８００ＭＰａ小さくなっていることが好ましく、より好ましくは生分解性樹脂の引張弾性率より３００〜７５０ＭＰａ小さくなっており、さらに好ましくは生分解性樹脂の引張弾性率より３５０〜７５０ＭＰａ小さく（例えば３６０〜７４５ＭＰａ小さく）なっている。このような接合促進樹脂は、繊材において生分解性樹脂と相俟って繊材同士の局所的接合を好適に向上させ得る。よって、複数の繊材の局所的な接合部に起因した間隙空間（すなわち、立体網状ループ）が好適に形成され易くなり、ひいては繊材集合体が三次元立体的な形態を取り易くなる。

同様にして、繊材組成の生分解性樹脂が例えばポリブチレンサクシネートアジペート（ＰＢＳＡ）である場合には、接合促進樹脂の引張弾性率は、その生分解性樹脂の引張弾性率（引張弾性率：約２５０ＭＰａ）よりも小さい又は大きいことが好ましい。例えば、接合促進樹脂の引張弾性率は、ポリブチレンサクシネートアジペート（ＰＢＳＡ）を含んで成る生分解性樹脂の引張弾性率よりも好ましくは１００〜２５０ＭＰａ小さく又は大きくなっており、より好ましくは生分解性樹脂の引張弾性率より１２５〜２４５ＭＰａ小さく又は大きくなっており、さらに好ましくは生分解性樹脂の引張弾性率より１３０〜２４０ＭＰａ小さく又は大きくなっている（例えば生分解性樹脂の引張弾性率より１３０〜１５０ＭＰａ小さくなっていたり、あるいは、生分解性樹脂の引張弾性率より２２０〜２４０ＭＰａ大きくなっていたりする）。このような接合促進樹脂は、繊材にて生分解性樹脂と相俟って繊材同士の局所的接合を好適に向上させ得る。よって、複数の繊材の局所的な接合部に起因した間隙空間（すなわち、立体網状ループ）が好適に形成され易くなり、ひいては繊材集合体が三次元立体的な形態を取り易くなる。

例えば、接合促進樹脂が、ポリブチレンアルキレートテレフタレート、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）およびポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）から成る群から選択される少なくとも１種となっていてよい。かかる接合促進樹脂は、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、ポリブチレンサクシネートアジペート（ＰＢＳＡ）およびポリブチレンサクシネートアジペートテレフタレート（ＰＢＳＡＴ）から成る群から選択される生分解性樹脂と相俟って繊材同士の局所的接合を好適に向上させ易い。つまり、ある好適な態様では、繊材組成が、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、ポリブチレンサクシネートアジペート（ＰＢＳＡ）およびポリブチレンサクシネートアジペートテレフタレート（ＰＢＳＡＴ）から成る群から選択される少なくとも１種の生分解性樹脂と、ポリブチレンアルキレートテレフタレート、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）およびポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）から成る群から選択される少なくとも１種とを含んでなる組成となっている。接合促進樹脂は、例えば市販のものを用いてよい。

ある好適な態様では、ポリブチレンアルキレートテレフタレートは、ポリブチレンアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）、ポリブチレンセバセートテレフタレート（ＰＢＳｅＴ）およびポリブチレンアゼレートテレフタレート（ＰＢＡｚＴ）から成る群から選択される少なくとも１種となっている。このようなポリブチレンアルキレートテレフタレートが接合促進樹脂として用いられると、生分解性樹脂と相俟って繊材同士の局所的接合の向上に好適に寄与し、それゆえ、局所的な接合部に起因した間隙空間が好適に形成され易くなる。

繊材組成における生分解性樹脂と接合促進樹脂との含有比は、局所的接合に起因して立体的形態が好適に維持されると共に、海、湖、池、沼および河川・川ならびに土壌などに廃棄された場合の自然分解に資するものであれば、どのようなものであってもよい。例えば、繊材組成における生分解性樹脂と接合促進樹脂との総計を１００重量部とすると、そのうちで生分解性樹脂が３５〜９５重量部を成し、接合促進樹脂が５〜６５重量部を成していてよい。生分解性樹脂および接合促進樹脂の種類などに依るが、生分解性樹脂に対する接合促進樹脂の比が過度に小さいと、繊材同士の局所的接合の強度が不都合に減じられ得る一方、生分解性樹脂に対する接合促進樹脂の比が過度に大きくなると、軟らかくなり過ぎて立体的形態がもたらされ難くなる。よって、繊材組成の生分解性樹脂と接合促進樹脂との重量ベースの含有比は３５〜９５：５〜６５となっていることが好ましい。

また、生分解性樹脂の含有量が比較的多い場合では、生分解性樹脂の含有量が７０〜９５重量部または７５〜９５重量部などであるのに対して、接合促進樹脂の含有量は５〜３０重量部または５〜２５重量部などであってよい（繊材組成における生分解性樹脂と接合促進樹脂との総計は１００重量部である）。一方、生分解性樹脂の含有量が比較的少ない場合、生分解性樹脂の含有量が３５〜６５重量部または３５〜５０重量部などであるのに対して、接合促進樹脂の含有量は３５〜６５重量部または５０〜６５重量部などであってよい（繊材組成における生分解性樹脂と接合促進樹脂との総計は１００重量部である）。さらにいえば、それよりも更に多い又は少ない生分解性樹脂の含有量であってもよく、包括的にいえば生分解性樹脂の含有量が１００重量部に対して接合促進樹脂の含有量が１０〜２００重量部などとなっていてよい。

本発明の立体網状繊材集合体では、繊材が、可塑剤を含んでいてよい。つまり、繊材組成が生分解性樹脂と接合促進樹脂と可塑剤とを含んで成るものであってよい。ある好適な態様では、繊材組成が生分解性樹脂と接合促進樹脂と可塑剤とのみから実質的に成っている。繊材組成において可塑剤は、生分解性樹脂および接合促進樹脂の少なくとも一方に対して効果的に働きかけ、好ましくは生分解性樹脂および接合促進樹脂の少なくとも一方を軟らかくさせ得る。これにより、繊材同士の局所的接合が好適に向上し得、局所的な接合部に起因した間隙空間が好適に形成され易くなる。好ましくは、繊材に含まれる可塑剤は、少なくとも生分解性樹脂を軟らかくするように作用するものであり、それによって繊材同士の局所的接合を好適に向上させ得る。

可塑剤は、繊材において生分解性樹脂および接合促進樹脂の少なくとも一方を軟らかくさせ得るものであれば（好ましくは、押出機から押出された繊材前駆体から立体網状が形成されるに際して繊材前駆体がより軟らかい状態になるようなものであれば）、特に制限されない。例えば、可塑剤としては、グリセリンジアセトモノラウレート、グリセリンジアセトモノカプリレート、グリセリンジアセトモノデカノエートなどの変性グリセリン、ジエチルヘキシルアジペート、ジオクチルアジペート、ジイソノニルアジペートなどのアジピン酸エステル系化合物、ポリエチレングリコールジベンゾエート、ポリエチレングリコールジカプリレート、ポリエチレングリコールジイソステアレートなどのポリエーテルエステル系化合物、安息香酸エステル系化合物、エポキシ化大豆油、エポキシ化脂肪酸２−エチルヘキシル、セバシン酸系モノエステルなどが挙げられる。

ある好適な態様では、可塑剤は変性グリセリンとなっている。変性グリセリンの場合、生分解性樹脂および／または接合促進樹脂に対して混ざり易く（すなわち、そのような樹脂に対して相溶性が良く）、繊材同士の局所的接合を向上させ易くなる。よって、変性グリセリンの場合においては局所的な接合部に起因した間隙空間が好適に形成され易くなる。

変性グリセリンとしては、グリセリンエステル系化合物が好ましい。グリセリンエステル系化合物としては、グリセリンのモノエステル、ジエステル、又はトリエステルのいずれも使用することができる。グリセリンのトリエステルのなかでも、グリセリンジアセトモノエステルが好ましい。グリセリンジアセトモノエステルの具体例としては、グリセリンジアセトモノラウレート、グリセリンジアセトモノオレート、グリセリンジアセトモノステアレート、グリセリンジアセトモノカプリレート、グリセリンジアセトモノデカノエート、グリセリントリアセテート、グリセリントリカプリレート、グリセリンモノカプリルモノカプリンモノラウレート等を挙げることができる。あくまでも例示にすぎないが、生分解性樹脂および／または接合促進樹脂との相溶性の観点からグリセリンジアセトモノラウレート、グリセリンジアセトモノオレート、グリセリンモノアセトモノステアレート、グリセリンジアセトモノカプリレート、グリセリンジアセトモノデカノエートおよびグリセリントリアセテートから成る群から選択される少なくとも１種が好ましい。

繊材組成における可塑剤との含有比は、局所的接合に起因して立体的形態が好適に維持されると共に、海、湖、池、沼および河川・川ならびに土壌などに廃棄された場合の自然分解に資するものであれば、どのようなものであってもよい。例えば、生分解性樹脂と接合促進樹脂との総計１００重量部に対して、５〜５０重量部となるように可塑剤が繊材に含まれていてよい。つまり、繊材組成の樹脂（生分解性樹脂および接合促進樹脂）と可塑剤との重量ベースの含有比は、１００：５〜５０となっていてよい。

ある場合では、生分解性樹脂と接合促進樹脂との総計１００重量部に対して、可塑剤が５〜４０重量部、例えば５〜３０重量部、５〜２０重量部または５〜１５重量部（より限定した例では８〜１２重量部）となるように繊材に含まれている。つまり、繊材組成の樹脂（生分解性樹脂および接合促進樹脂）と可塑剤との重量ベースの含有比は、１００：５〜４０、１００：５〜３０、１００：５〜２０、１００：５〜１５、１００：８〜１２などであってよい。特に制限されるわけではないが、可塑剤の含有量がそのような上限値を超えると、ブリードなどの不都合な現象が生じやすくなり、かえって繊材同士の局所的接合の強度が減じられてしまう傾向が出てくる。

ある好適な態様では、生分解性樹脂はアルカノエート系の樹脂成分を含んで成るものとなっている。特に、ヒドロキシル基が付随したアルカン酸または何らかの修飾を受けたアルカン酸を構成モノマーとし、そのようなものがエステル結合して形成されたポリマーが海水分解性ポリマーとして用いられていることが好ましい。

例えば、繊材における生分解性成分が、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）となっていることが好ましい。より具体的には、繊材組成における生分解性樹脂は、以下の一般式で示される繰り返し単位を含んだポリヒドロキシアルカノエートであってよい。

（式中、ＲはＣ_ｎＨ_２ｎ＋１で表されるアルキル基であり、ｎは１以上１５以下の整数である）

例えば、ポリヒドロキシアルカノエートは、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート）、いわゆるＰＨＢＨであってよい。かかるＰＨＢＨの製法は、特に制限されるものでなく、公知の手法を用いてよい。例えば、国際公開（ＷＯ）２０１３／１４７１３９号に開示されている手法によってＰＨＢＨを得てよい。また、ＰＨＢＨとして、市販のＰＨＢＨを用いてよく、例えば株式会社カネカのカネカ生分解性ポリマーＰＨＢＨのＸ１３１Ａ、Ｘ１５１Ａおよび／またはＸ３３１Ｎを用いてもよい。

なお、繊材の生分解性樹脂には、上記のポリヒドロキシアルカノエートの他に、ポリブチレンサクシネートアジペート（ＰＢＳＡ）および／またはポリブチレンサクシネートアジペートテレフタレート（ＰＢＳＡＴ）が更に含まれていてもよい。

別のある好適な態様では、繊材を成す材料のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、好ましくは３〜８０ｇ／１０分、より好ましくは１０〜８０ｇ／１０分、さらに好ましくは２０〜８０ｇ／１０分。このようにＭＦＲが３ｇ／１０分以上であると、繊材集合体が三次元立体的な形態を取り易くなる。特に、ＭＦＲが１０ｇ／１０分以上または２０ｇ／１０分以上などとなると、局所的接合の強度・密着性がより向上し易くなる。一方、ＭＦＲが、８０ｇ／１０分を超える場合、特に１２０ｇ／１０分を超える場合に顕在化し得るが、そのような過度に高いＭＦＲでは、押出成形時のドローダウンが大きくなり成形が困難となり易い。また、繊材が細くなる傾向が出て成形体の強度低下が引き起こされる虞がある。

本明細書における「メルトフローレート（ＭＦＲ）」は、ＪＩＳ Ｋ７２１０（１６５℃ ２．１６kgf荷重）に準拠して測定したものを指している。

ある好適な態様では、本発明の立体網状繊材集合体が海洋分解性の集合体となっている。本発明における“生分解性”が海洋分解性となっているといえる。つまり、局所的接合が互いにもたらされた複数の繊材から構成されているところ、繊材が「海洋分解性樹脂」および「局所的接合のための接合促進樹脂」を少なくとも含んだ組成を少なくとも有している。

本発明では、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、ポリブチレンサクシネートアジペート（ＰＢＳＡ）およびポリブチレンサクシネートアジペートテレフタレート（ＰＢＳＡＴ）から成る群から選択される少なくとも１種は、海洋分解性を少なくとも呈し得るものである。つまり、そのような海洋分解性樹脂を本発明の繊材樹脂として用いてよい。海洋分解性は、海中において長期的にみて分解性を呈する特性であるので、海洋分解性を“海水分解性”と称すこともできる。

以上、本発明の各種態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく、特許請求の範囲に規定される範囲から逸脱することなく種々の変更が為され得ると当業者は理解されよう。

例えば、上記では立体網状繊材集合体が実質的に単一の構造や材料を有する態様について説明してきたが、本発明は特にこれに限定されない。本発明の立体網状繊材集合体が、生分解性を呈する繊材を有しつつも、特に生分解性を呈さない別の繊材が付加的に含まれた構造であってもよい。

また、立体網状繊材集合体の繊材の断面の構造および形状は特に限定されず、例えば中実構造および／または中空構造であってよく、円形断面および／または異形断面であってよい。また、２種以上の樹脂から繊材が構成されていてもよく、その場合の繊材の断面構造が芯鞘構造、偏心芯鞘構造、サイドバイド構造、分割構造および／または海島構造などであってよい。

さらには、繊材には必要に応じて添加剤が付加的に含まれていてもよい。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から成る群から選択される少なくとも１種の添加剤が含まれていてよい。更にいえば、繊材には、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が含まれていてもよい。

以下に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、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

《生分解性の立体網状繊材集合体の成形特性に関する確認試験》
立体網状繊材集合体の成形特性（立体網状構造の成形および局所的接合の強度・密着性）ならびに分解性を評価する試験を行った。

繊材の生分解性樹脂および接合促進樹脂として以下の樹脂を使用した。

● 生分解性樹脂
・ポリヒドロシキアルカノエート系樹脂（ＰＨＢＨ／カネカ製 アオニレックスＸ１５１Ａ／引張弾性率：８５０ＭＰａ）
・ポリブチレンサクシネートアジペート（ＰＢＳＡ／三菱ケミカル製 ＢｉｏＰＢＳ ＦＤ９２ＰＢ／引張弾性率：２５０ＭＰａ）


● 接合促進樹脂
・ポリブチレンアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ／ＢＡＳＦ製 エコフレックスＣ１２００／引張弾性率：１１０ＭＰａ）
・ポリカプロラクトン（ＰＣＬ／Ｐｅｒｓｔｏｒｐ社 Ｃａｐａ６５００／引張弾性率：４８０ＭＰａ）

任意成分の可塑剤としては以下を使用した。
・変性グリセリン（グリセリンジアセトモノラウレート／理研ビタミン製 リケマールＰＬ０１２）

実施例および比較例のため、繊材原料の配合比率を種々に変えて立体網状繊材集合体の作製を試みた。具体的には、下記の通りに従って立体網状繊材集合体を作製した。

生分解性樹脂、接合促進剤樹脂および任意の可塑剤の配合比率は、図３の表に示すものとした（表中の配合比は重量比を示している）。まず、かかる表中の各配合比率の原料からペレットを作製した。同方向噛合型二軸押出機（東芝機械社製、ＴＥＭ−２６ＳＳ）をペレットの作製に用いた。設定温度１３０〜１９０℃で表中の各配合比率の原料をそれぞれ溶融混練し、二軸押出機のダイスからストランド状に引き取った後、ペレット状にカットした。次いで、ペレットを同方向噛合型二軸押出機（東芝機械社製、ＴＥＭ−２６ＳＳ）でφ１ｍｍ×６穴ダイスから押出した。ダイスから押出された繊材は３０〜５０℃の水浴で受けることによってランダムに絡み合わせ２〜３段に積層させるように厚みを持たせつつ、幅寸法が約５０ｍｍとなるように引き取った。以上の手法によって立体網状繊材集合体を作製した。

（立体網状繊材集合体の評価）
得られた立体網状繊材集合体について、以下の特性を評価した。

● 立体網状構造の成形（成形加工性）
複数の繊材から成る立体網状構造が所望に成形されるか否かの指標として、成形加工性を評価した。評価の判定基準は下記の通りである。

・判定○：連続しての成形が可能
・判定△：成形品の固化速度が遅めであるが連続成形可能
・判定×：成形品の固化が遅くベトツキにより連続成形不可

結果を図３の表に示す。

● 局所的接合の強度・密着性
立体網状繊材集合体の繊材同士における局所的接合（繊材交点）の強度・密着性を評価した。すなわち、立体網状ループの形成強度を評価した。具体的には、立体網状繊材集合体の幅方向の端から１ｃｍピッチに４５度下向きに４箇所を折り曲げた時の交点接着の保持率を評価した。評価の判定基準は下記の通りである。

・判定◎：以下の一次判定４または５の場合
・判定〇：以下の一次判定３の場合
・判定△：以下の一次判定２の場合
・判定×：以下の一次判定１の場合

一次判定１：交点接着保持率０〜１０％
一次判定２：交点接着保持率１１〜３０％
一次判定３：交点接着保持率３１〜５０％
一次判定４：交点接着保持率５１〜７０％
一次判定５：交点接着保持率７１〜１００％

結果を図３の表に示す。

● 生分解性の評価
立体網状繊材集合体の生分解性を呈するか否かを評価した。具体的には、目開き８０μｍのメッシュで異物を除去した海水１６Ｌをプラスチックコンテナに投入し、ＡＳＴＭ Ｄ−７０８１に準じて海水１Ｌに対し０．５ｇの塩化アンモニウムと、同０．１ｇのリン酸２カリウムを加えた。かかる海水に実施例及び比較例の立体網状繊材集合体（約３g）を水温２３℃の海水中に浸漬し、２ヵ月後の重量減少率を評価した。

・重量減少率（％）＝（浸漬前重量−浸漬２ヶ月後重量）／浸漬前重量×１００

海水は兵庫県高砂市の港湾部から採取し、１ヶ月に１度海水の入れ替えを実施した。評価の判定基準は下記の通りである。

・判定〇：重量減少率が殆ど見られなかったもの（重量減少率１０％以下の場合）
・判定×：有意な重量減少率が見られたもの（重量減少率１０％より高い場合）

結果を図３の表に示す。

図３の結果からは以下のことが分かった。

・繊材原料が生分解性樹脂のみから成る場合、実質的に立体網状成形ができないか、あるいは、不十分な立体網状成形となる。

・繊材原料として生分解性樹脂に接合促進樹脂が加えられると、所望の立体網状成形が可能となる。特に、生分解性樹脂と接合促進樹脂とが繊材原料として併用されることによって、局所的接合の強度・密着性は向上する。

・全体的な傾向として、繊材原料として生分解性樹脂および接合促進樹脂に加えて更に可塑剤が加えられると、局所的接合の強度・密着性が向上し易い。

・生分解性樹脂および接合促進樹脂の繊材原料、ならびに、それに可塑剤が加えられた繊材原料から成形された立体網状繊材集合体は、いずれも生分解性を呈する。

・全体的な傾向として、繊材原料のＭＦＲが３〜８０ｇ／１０分であると、所望の立体網状成形が可能となる。また、ＭＦＲが１０ｇ／１０分以上または２０ｇ／１０分以上などとなると、局所的接合の強度・密着性がより向上し易くなる。

《間隙空間のサイズの確認試験》
本発明に立体網状繊材集合体の平面視における間隙空間の平均サイズは、目視の観点でいえば４〜７ｍｍ程度（またはそれ以上のサイズ、例えば５〜１０ｍｍ程度）である。一方、「比較例基盤」として挙げる水濾過用濾材の平面視の間隙空間の平均サイズは、０．５ｍｍ程度、大きく見積もっても１ｍｍ未満である。

かかる間隙空間サイズについては、より客観性が高い指標を得るべく「ふるい試験法」を実施した。以下それについて詳述する。

〈ふるい分け試験に用いた砂〉
まず、実施例基盤および比較例基盤を透過させるための砂として園芸用の「寒水砂（株式会社コメリ製、ＪＡＮコード4920501912045）」(粒径：１．０ｍｍ〜３．０ｍｍ)と園芸用の「根ぐされ防止剤（株式会社プロトリーフ製、ＪＡＮコード4535885077602）」(粒径：３．０ｍｍ〜６．０ｍｍ)を用いた。さらに、「寒水砂」の一部を粉砕して粒径１．０ｍｍ未満の粉体を得た。以下では、本試験で用いた「寒水砂」、「根ぐされ防止剤」および「寒水砂の粉体」を総称して「砂利」と呼ぶ。これら砂利の粒径を揃えるために、JIS Z 8815(1994)を参考にしてふるい分け試験を実施した。試験に用いたふるいは、以下に示す長谷川金網(株)製および関西金網(株)製の開目の異なる１０種類の金網を用いた(表１参照)。

［表１］

（Ｉ）砂利粒径の調整
上記砂利を乾式・手動ふるい分けに付して砂利粒径を調整した。ふるい分けに要する時間は、１分間にふるいを通過する粒子群の質量が装入試料質量の０．１％以下になるまでの時間とした。まずＮｏ．１のふるいを用い、砂利を３〜５ｇ入れた。ふるいを両手で持ち、水平面内を一方向に、振幅約７０ｍｍ、１分間約６０往復の割合で振動させた。ふるい下に得られた砂利を「粒径５．０ｍｍ以下」とし、さらにＮｏ．２のふるいを用いて同様のふるい分け試験を行うことで、「粒径４．０ｍｍ〜５．０ｍｍ」と「粒径４．０ｍｍ以下」を得た。さらに、Ｎｏ．３〜Ｎｏ．１０のメッシュをそれぞれ用いて同様の操作を行い、最終的に、「粒径４．０ｍｍ〜５．０ｍｍ」を含め、「粒径３．０ｍｍ〜４．０ｍｍ」、「粒径２．４ｍｍ〜３．０ｍｍ」、「粒径２．０ｍｍ〜２．４ｍｍ」、「粒径１．７ｍｍ〜２．０ｍｍ」、「粒径０．９ｍｍ〜１．７ｍｍ」、「粒径０．５ｍｍ〜０．９ｍｍ」、「粒径０．２５ｍｍ〜０．５ｍｍ」、「粒径０．１ｍｍ〜０．２５ｍｍ」の９種類の砂利に分けた。尚、粒径０．１ｍｍ未満の粉体および粒径５．０ｍｍ以上の大砂は除外した。これらの操作を繰り返し、９種類の砂利がそれぞれ５ｇ以上になるまでふるい分け試験を行った。

（ＩＩ）ふるい試験（実施例基盤および比較例基盤の間隙空間サイズの評価）
上記のふるい分け試験で得られた９種類の粒径範囲の砂利を用いた。以下の実施例基盤および比較例基盤を網ふるいとして用い、ふるい分け試験（乾式・手動ふるい分け）を行った。ふるい時間・ふるい手法は上記(Ｉ)の条件と同じである。９種の砂利を２．００ｇずつそれぞれ精秤して“ふるい”（即ち、実施例基盤または比較例基盤）の上に載せ、１分間約６０往復の割合で振動させた。具体的には、網ふるいを両手で持ち、水平面内を一方向となるように、振幅約７０ｍｍで１分間約６０往復の割合で振動させた。得られたふるい下の砂利の重量を精秤して、それぞれの砂利について、ふるいを透過した割合をふるい下百分率として算出した（ふるい下百分率“１００％”は、全ての砂利がふるいを透過したことを意味する一方、ふるい下百分率“０％”は、砂利がふるいを全く透過しなかったことを意味している）。９種類の砂利ごとにそのようなふるい下百分率を算出した。つまり、粒径・ふるい毎の４５パターンの試験を行い、それぞれを３回ずつ実施した(即ち、ｎ＝３とした)。

実施例の基盤
生分解性樹脂（カネカ製のカネカ生分解性ポリマーＰＨＢＨ型式Ｘ１５１Ａ、接合促進樹脂（ＢＡＳＦ社製エコフレックスＣ１２００）および可塑剤（理研ビタミン株式会社製リケマールＰＬ０１２）から成る繊材の立体網状繊材集合体を用いた。全体サイズは、縦寸法：１０ｃｍ、横寸法：１０ｃｍ、厚さ寸法：１ｃｍである。なお、繊材組成についていえば、生分解性樹脂と接合促進樹脂との総計を１００重量部とすると、そのうち約７７重量部が生分解性樹脂であり、約２３重量部が接合促進樹脂である。また、生分解性樹脂と接合促進樹脂との総計１００重量部に対して可塑剤が約１１．５重量部である。

比較例基盤
水濾過用濾材（マット工房社販売、商品名：ローズマット、原反）を用いた。全体サイズは、縦寸法：１０ｃｍ、横寸法：１０ｃｍ、厚さ寸法：１ｃｍである。

結果を図４に示す。図４のグラフからは、以下の事項を把握することができる。

・比較例の基盤（ローズマット）では、粒径０．２５〜０．５ｍｍの砂利は略１００％通過するものの、粒径０．５〜０．９ｍｍの砂利の透過率は５０％を下回っている。つまり、０．５ｍｍを境に砂利の透過率は半分以上／半分以下となる。これは、比較例の基盤（ローズマット）における間隙空間サイズは、約０．５ｍｍ（最大で妥当に見積もって約０．５ｍｍ）と見込まれる。

・一方、実施例の立体網状繊材集合体では、粒径３．０〜４．０ｍｍの砂利は透過率５０％よりも大きいものの、粒径４．０〜５．０ｍｍの砂利では透過率が５０％を下回る。つまり、上記と同様の指標で４．０ｍｍを境に透過率は半分以上／半分以下となっている。これは、実施例の立体網状繊材集合体における間隙空間サイズは、約４．０ｍｍ（最大で妥当に見積もって約４．０ｍｍ）であると見込まれる。このように、実施例の立体網状繊材集合体の間隙空間は、比較例の基盤（ローズマット）のそれよりも８倍程度の大きいサイズとなっており、相当に大きいことが分かる。

本発明の立体網状繊維集合体は、反発性が要求される用途において有用である。つまり、本発明の立体網状繊維集合体は、家庭用、一般消費者用または工業用などのクッションとしては当然のこと、種々の用途で用いることができる。あくまでも例示にすぎないが、乗り物の内装部材として、一般寝具または家具の芯材として、または医療・介護用器具のクッション材、フロア材、芯材またはベルトなどとして有用である。そのような立体網状繊維集合体が仮に廃棄されたとしても（特に、海、湖、池、沼および河川・川ならびに土壌などに廃棄されたとしても）、少なくとも部分的に自然分解され得るので、環境負荷が大きくない。

また、本発明の立体網状繊維集合体は、振動および／または騒音を抑制する作用も奏し得るので、その必要がある用途においても有用である。あくまでも例示にすぎないが、本発明の立体網状繊維集合体は、例えば車道（特に高速道路）および鉄道などの高架橋および／または当該高架橋を支える橋脚、ならびに風力発電装置における風車の支柱に適用される振動減衰材または減音材などとして用いることができたりする。

さらには、本発明の立体網状繊維集合体は、藻類の移植などを助力するための移植補助材などとしても用いることができる。つまり、本発明の立体網状繊維集合体を、より簡易に海底に据え付けることができるツールとして用いることができる。例えば、本発明の立体網状繊維集合体は、大型藻類などの海藻を浅海域の海底などに直接的に移植するのに好適に用いることができる。かかる場合、立体網状繊維集合体の間隙空間は大型藻類の仮根の貫通路として用いることができる。

１ 繊材
１５ 間隙空間
１００ 立体網状繊材集合体

Claims (15)

1. 生分解性の立体網状繊材集合体であって、
   局所的接合が互いにもたらされた複数の繊材から構成されており、
   前記繊材は、生分解性樹脂、および、前記局所的接合のための接合促進樹脂を含んだ組成を少なくとも有する、立体網状繊材集合体。
2. 前記生分解性樹脂が、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリブチレンサクシネートアジペートおよびポリブチレンサクシネートアジペートテレフタレートから成る群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１に記載の立体網状繊材集合体。
3. 前記接合促進樹脂の引張弾性率が６００ＭＰａ以下である、請求項１または２に記載の立体網状繊材集合体。
4. 前記接合促進樹脂が、ポリブチレンアルキレートテレフタレート、ポリカプロラクトンおよびポリブチレンサクシネートから成る群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の立体網状繊材集合体。
5. 前記生分解性樹脂と前記接合促進樹脂組成との総計を１００重量部とすると、前記生分解性樹脂が３５〜９５重量部を成し、前記接合促進樹脂が５〜６５重量部を成す、請求項１〜４のいずれかに記載の立体網状繊材集合体。
6. 前記繊材が可塑剤を更に有して成る、請求項１〜５のいずれかに記載の立体網状繊材集合体。
7. 前記生分解性樹脂と前記接合促進樹脂組成との総計１００重量部に対して、前記可塑剤が５〜３０重量部となっている、請求項１〜６のいずれかに記載の立体網状繊材集合体。
8. 前記ポリヒドロキシアルカノエートが、以下の一般式で表される繰り返し単位を含む、請求項２に従属する請求項３〜７のいずれかに記載の立体網状繊材集合体。
   

   

   （式中、ＲはＣ_ｎＨ_２ｎ＋１で表されるアルキル基であり、ｎは１以上１５以下の整数である）
9. 前記ポリヒドロキシアルカノエートは、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート）である、請求項２に従属する請求項３〜８のいずれかに記載の立体網状繊材集合体。
10. 前記ポリブチレンアルキレートテレフタレートが、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリブチレンセバセートテレフタレートおよびポリブチレンアゼレートテレフタレートから成る群から選択される少なくとも１種である、請求項１〜９のいずれかに記載の立体網状繊材集合体。
11. 前記可塑剤が変性グリセリンである、請求項６または７に従属する請求項８〜１０のいずれかに記載の立体網状繊材集合体。
12. 前記繊材を成す材料のメルトフローレート（ＭＦＲ）が、３〜８０ｇ／１０分である、請求項１〜１１のいずれかに記載の立体網状繊材集合体。
13. 前記繊材を成す材料のメルトフローレート（ＭＦＲ）が、１０〜８０ｇ／１０分である、請求項１〜１１のいずれかに記載の立体網状繊材集合体。
14. 前記繊材を成す材料のメルトフローレート（ＭＦＲ）が、２０〜８０ｇ／１０分である、請求項１〜１１のいずれかに記載の立体網状繊材集合体。
15. 前記生分解性が海洋分解性である、請求項１〜１４のいずれかに記載の立体網状繊材集合体。

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