JP6176358B1 - 網状構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
a群:中実断面繊維用オリフィス孔が厚さ方向に複数列配置されて構成されるオリフィス孔群、
ab混在群:中実断面繊維用オリフィス孔と中空断面繊維用オリフィス孔が混在して厚さ方向に複数列配置されて構成されるオリフィス孔群、
b群:中空断面繊維用オリフィス孔が厚さ方向に複数列配置されて構成されるオリフィス孔群、
の3つの群(a群、ab混在群、およびb群)からなるノズルが挙げられる。
α群:中実断面繊維用オリフィス孔が厚さ方向に複数列配置されて構成されるオリフィス孔群、
β群:中空断面繊維用オリフィス孔が厚さ方向に複数列配置されて構成されるオリフィス孔群、
の2つの群(α群およびβ群)からなり、中実断面繊維用オリフィスの幅方向孔間ピッチと中空断面繊維用オリフィスの幅方向孔間ピッチの差が小さいノズルも挙げられる。ノズルの構造を簡素化できる観点から、上記α群およびβ群からなるノズルがより好ましい。
試料を幅方向10cm×長さ方向10cm×試料厚さの大きさに切断し、切断断面から厚さ方向にランダムに中実断面繊維10本と中空断面繊維10本の線状体を約5mmの長さで採集した。採集した線状体を、光学顕微鏡を適切な倍率で繊維径測定箇所にピントを合わせて繊維側面から見た繊維の太さを測定した。ただし、繊維径の平均は、繊維径の異なる領域それぞれの平均を算出した:単位mm(各n=10の平均値)。すなわち、中実断面繊維および中空断面繊維の繊維径とは、それぞれの繊維の平均の繊維径を意味する。また、比較例2における、繊維径の測定は、切断断面から厚さ方向にランダムに10本の繊維を約5mmの長さで採集し、光学顕微鏡を適切な倍率で繊維径測定箇所にピントを合わせて繊維側面から見た繊維の太さを測定した。なお、網状構造体の表面は平滑性を得るためにフラット化されているため繊維断面が変形している場合があるため、網状構造体表面から2mm以内の領域から試料は採取しないこととした。
上記(1)で測定された中実断面繊維および中空断面繊維のそれぞれの繊維径の平均値の差を取り、
(繊維径の差)=|(中空断面繊維の繊維径の平均値)−(中実断面繊維の繊維径の平均値)|:単位mm
の式により繊維径の差を算出した。すなわち、中実断面繊維と中空断面繊維との繊維径の差とは、中実断面繊維の平均の繊維径と中空断面繊維の平均の繊維径との差を意味する。また、比較例2においては、
(繊維径の差)=(太い繊維の繊維径の平均値)−(細い繊維の繊維径の平均値):単位mm
の式により繊維径の差を算出した。太い繊維と細い繊維との繊維径の差についても上記と同じである。
試料を幅方向5cm×長さ方向5cm×試料厚さの大きさに切断した。その試料を構成している繊維を、目視または光学顕微鏡等により確認し、中実断面繊維と中空断面繊維に分ける。その後、中実断面繊維のみの総重量と、中空断面繊維のみの総重量を計測する。中実断面繊維の総重量比率は、
(中実断面繊維の総重量比率)=(中実断面繊維の総重量)/(中実断面繊維の総重量+中空断面繊維の総重量)×100:単位%
の式により算出した。
試料を幅方向5cm×長さ方向5cm×試料厚さの大きさに切断し、試料表面両側から厚さ方向10%以内の範囲以外の切断断面から厚さ方向にランダムに中空断面繊維の線状体10本を採集した。採集した線状体を輪切り方向で切断し、繊維軸方向に立てた状態でカバーガラスに載せ、光学顕微鏡で輪切り方向の繊維断面写真を得た。断面写真より中空部面積(a)および中空部を含む繊維の全面積(b)を求め、
(中空率)=(a)/(b)×100(単位%、n=10の平均値)
の式により中空率を算出した。
試料を幅方向10cm×長さ方向10cm×試料厚さの大きさに4サンプル切り出し、無荷重で24時間放置した。その後、中実断面繊維面側を上にして高分子計器製FD−80N型測厚器にて面積15cm2の円形測定子を使用し、各サンプル1か所の高さを測定して4サンプルの平均値を求め厚さとした。また、上記試料を電子天秤に載せて計測した4サンプルの重さの平均値を求め重さとした。また、見掛け密度は、平均試料重さおよび平均試料厚さから
(見掛け密度)=(重さ)/(厚さ×10×10):単位g/cm3
の式により算出した。
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。
試料を幅方向40cm×長さ方向40cm×試料厚さの大きさに切断し、23℃±2℃の環境下に無荷重で24時間放置した後、23℃±2℃の環境下にある万能試験機(インストロンジャパンカンパニーリミテッド製インストロン万能試験機)を用いて計測した。直径200mm、厚さ3mm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、万能試験機で荷重が5Nと検出された時の厚さを計測し、初期硬度計厚さ(c)とした。その後直ちに、厚さ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定荷重繰り返し圧縮を行なった。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、厚さ3mm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、繰り返し圧縮回数は8万回、最大の750±20Nに加圧している時間は、繰り返し圧縮に要する時間の25%以下とした。繰り返し圧縮終了後、試験片を力のかからない状態で10±0.5分間放置し、万能試験機(インストロンジャパンカンパニーリミテッド製インストロン万能試験機)を用いて、直径200mm、厚さ3mm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、万能試験機で荷重が5Nと検出された時の厚さを計測し、繰り返し圧縮後硬度計厚さ(d)とした。750N定荷重繰り返し圧縮後の残留歪みは、初期硬度計厚さ(c)と繰り返し圧縮後硬度計厚さ(d)を用いて、
(750N定荷重繰り返し圧縮後の残留歪み)
={(c)−(d)}/(c)×100:単位%(n=3の平均値)
の式により算出した。
上記(7)にて算出した中実断面繊維主領域側残留歪みおよび中空断面繊維主領域側残留歪みを用いて、
(中実断面繊維側から加圧した時の750N定荷重繰り返し圧縮後の残留歪みと中空断面繊維側から加圧した時の750N定荷重繰り返し圧縮後の残留歪みの差)
=|(中実断面繊維側から加圧した時の750N定荷重繰り返し圧縮後の残留歪み)−(中空断面繊維側から加圧した時の750N定荷重繰り返し圧縮後の残留歪み)|
:単位ポイント
の式により算出した。
試料を幅方向20cm×長さ方向20cm×試料厚さの大きさに切断し、23℃±2℃の環境下に無荷重で24時間放置した後、23℃±2℃の環境下にある万能試験機(インストロンジャパンカンパニーリミテッド製インストロン万能試験機)にて直径φ100mm、厚さ25±1mm、底面のエッジ部に曲率半径10±1mmをもち下面が平らな加圧板を用いて、試料の中心部を1mm/minの速度で圧縮を開始し、万能試験機で荷重が0.4Nと検出された時の厚さを計測し、硬度計厚さとした。この時の加圧板の位置をゼロ点として、硬度計厚さ測定後直ちに、速度10mm/minで硬度計厚さの75%まで圧縮した後、直ちに速度10mm/minにて加圧板をゼロ点まで戻し、引き続き直ちに、速度10mm/minで硬度計厚さの25%、40%、65%まで圧縮し、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/φ100mm(n=3の平均値)。上記測定は、中実断面繊維主領域側から加圧した時、中空断面繊維主領域側から加圧した時、それぞれにおいて測定した。ここで、中実断面繊維主領域側の圧縮時硬度測定用および中空断面繊維主領域側の圧縮時硬度測定用に、別々の試料を準備して測定を行った。
上記(9)にて測定した中実断面繊維主領域側および中空断面繊維主領域側の各々から加圧した時の25%圧縮時硬度を用いて、下記の場合に応じて下記式、
・(中実断面繊維主領域側から加圧した時の25%圧縮時硬度)≧(中空断面繊維側から加圧した時の25%圧縮時硬度)の場合
(中実断面繊維主領域側から加圧した時の25%圧縮時硬度と中空断面繊維主領域側から加圧した時の25%圧縮時硬度との比)
=(中実断面繊主領域維側から加圧した時の25%圧縮時硬度)/(中空断面繊維主領域側から加圧した時の25%圧縮時硬度)
・(中実断面繊維主領域側から加圧した時の25%圧縮時硬度)<(中空断面繊維主領域側から加圧した時の25%圧縮時硬度)の場合
(中実断面繊維主領域側から加圧した時の25%圧縮時硬度と中空断面繊維主領域側から加圧した時の25%圧縮時硬度との比)
=(中空断面繊維主領域側から加圧した時の25%圧縮時硬度)/(中実断面繊維主領域側から加圧した時の25%圧縮時硬度)
により算出した。
上記(9)にて測定した中実断面繊主領域維側および中空断面繊維主領域側の各々から加圧した時の40%圧縮時硬度を用いて、下記の場合に応じて下記式、
・(中実断面繊維主領域側から加圧した時の40%圧縮時硬度)≧(中空断面繊維主領域側から加圧した時の40%圧縮時硬度)の場合
(中実断面繊維主領域側から加圧した時の40%圧縮時硬度と中空断面繊維主領域側から加圧した時の40%圧縮時硬度との比)
=(中実断面繊維主領域側から加圧した時の40%圧縮時硬度)/(中空断面繊維主領域側から加圧した時の40%圧縮時硬度)
・(中実断面繊維主領域側から加圧した時の40%圧縮時硬度)<(中空断面繊維主領域側から加圧した時の40%圧縮時硬度)の場合
(中実断面繊維主領域側から加圧した時の40%圧縮時硬度と中空断面繊維主領域側から加圧した時の40%圧縮時硬度との比)
=(中空断面繊維主領域側から加圧した時の40%圧縮時硬度)/(中実断面繊維主領域側から加圧した時の40%圧縮時硬度)
により算出した。
圧縮たわみ係数は、(9)に記載の中実断面繊維主領域側から加圧した時の25%圧縮時硬度を(e)とし、中実断面繊維主領域側から加圧した時の65%圧縮時硬度を(f)とし、中空断面繊維主領域側から加圧した時の25%圧縮時硬度を(g)とし、中空断面繊維主領域側から加圧した時の65%圧縮時硬度を(h)とし、下記の式
(中実断面繊維主領域側から加圧した時の圧縮たわみ係数)=(f)/(e):(n=3の平均値)
(中空断面繊維主領域側から加圧した時の圧縮たわみ係数)=(h)/(g):(n=3の平均値)
により算出した。
上記(12)にて算出した圧縮たわみ係数を用いて下記の式
(中実断面繊維主領域側から加圧した時の圧縮たわみ係数と中空断面繊維主領域側から加圧した時の圧縮たわみ係数の差)
=|(中実断面繊維主領域側から加圧した時の圧縮たわみ係数)−(中空断面繊維主領域側から加圧した時の圧縮たわみ係数)|
により算出した。
試料を幅方向20cm×長さ方向20cm×試料厚さの大きさに切断し、23℃±2℃の環境下に無荷重で24時間放置した後、23℃±2℃の環境下にある万能試験機(インストロンジャパンカンパニーリミテッド製インストロン万能試験機)にて直径φ100mm、厚さ25±1mm、底面のエッジ部に曲率半径10±1mmをもち下面が平らな加圧板を用いて、試料の中心部を1mm/minの速度で圧縮を開始し、万能試験機で荷重が0.4Nと検出された時の厚さを計測し、硬度計厚さとした。この時の加圧板の位置をゼロ点として、硬度計厚さ測定後直ちに、速度10mm/minで硬度計厚さの75%まで圧縮した後、直ちに速度10mm/minにて加圧板をゼロ点まで戻した(一回目の応力歪み曲線)。ゼロ点に戻ると直ちに、再度、速度10mm/minで硬度計厚さの75%まで圧縮し、直ちに即座に同一速度にてゼロ点まで戻した(2回目の応力歪み曲線)。
(ヒステリシスロス)=(WC−WC’)/WC×100:単位%
WC=∫PdT(0%から75%まで圧縮したときの仕事量)
WC’=∫PdT(75%から0%まで除圧したときの仕事量)
に従ってヒステリシスロスを求めた。
上記のヒステリシスロスの測定は、中実断面繊維主領域側から加圧した時、中空断面繊維主領域側から加圧した時、それぞれにおいて測定した。ここで、中実断面繊維主領域側の測定用および中空断面繊維主領域側の測定用に、別々の試料を準備して測定を行った。
上記(14)にて算出したヒステリシスロスを用いて下記の式
(中実断面繊維主領域側から加圧した時のヒステリシスロスと中空断面繊維主領域側から加圧した時のヒステリシスロスとの差)
=|(中実断面繊維主領域側から加圧した時のヒステリシスロス)−(中空断面繊維主領域側から加圧した時のヒステリシスロス)|:単位ポイント
により算出した。
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−ト(DMT)と1,4−ブタンジオ−ル(1,4−BD)を少量の触媒と仕込み、常法によりエステル交換後、平均分子量1000のポリテトラメチレングリコ−ル(PTMG)を添加して昇温減圧しつつ重縮合せしめポリエ−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1%を添加混合練込み後ペレット化し、50℃48時間真空乾燥してポリエステル系熱可塑性エラストマーA−1を得た。ポリエステル系熱可塑性エラストマーA−1は、ソフトセグメント含有率40重量%、融点198℃であった。
ノズル面32cm下に冷却水を配した以外、実施例1と同様にして得た網状構造体は、主に中実断面繊維からなる中実断面繊維主領域と、主に中空断面繊維からなる中空断面繊維主領域と、中実断面繊維主領域と中空断面繊維主領域との間に位置する中実断面繊維と中空断面繊維とが混在してなる混在領域と、が存在し、これらの領域が分離することなく一体化した網状構造体であり、中空断面繊維は、断面形状が三角おむすび型の中空断面で中空率が20%、繊維径が0.55mmの中空線状体で形成されており、中実断面繊維は、繊維径0.42mmの中実線状体で形成されており、繊維径の差が0.13mm、中実断面繊維の総重量比率が38%、見かけ密度が0.054g/cm3、表面が平坦化された厚さが48mmであった。
幅方向の長さ50cm、厚さ方向の長さ57.2mmのノズル有効面にオリフィスの形状は、厚さ方向1列から7列目を外径3mm、内径2.6mmでトリプルブリッジの中空形成オリフィスを幅方向孔間ピッチ6mm、厚さ方向孔間ピッチ5.2mmの千鳥配列とし、厚さ方向8列から12列目を外形1mmの中実形成オリフィスを幅方向孔間ピッチ6mm、厚さ方向孔間ピッチ5.2mmの千鳥配列としたノズルを用い、得られたポリエステル系熱可塑性エラストマー(A−1)を紡糸温度(溶融温度)240℃にて、中空孔の単孔吐出量1.8g/min、中実孔の単孔吐出量1.1g/minの速度でノズル下方に吐出させ、ノズル面23cm下に冷却水を配し、幅60cmのステンレス製エンドレスネットを平行に開口幅42mm間隔で一対の引取りコンベアネットを水面上に一部出るように配して、その水面上のコンベアネット上に、該溶融状態の吐出線状を曲がりくねらせル−プを形成して接触部分を融着させつつ3次元網状構造を形成し、該溶融状態の網状構造体の両面を引取りコンベアネットで挟み込みつつ1.74m/minの引取り速度で冷却水中へ引込み、固化させることで厚さ方向の両面をフラット化した後、所定の大きさに切断して110℃熱風にて15分間乾燥熱処理して、網状構造体を得た。
幅方向の長さ50cm、厚さ方向の長さ67.6mmのノズル有効面にオリフィスの形状は、厚さ方向1列から7列目を外径3mm、内径2.6mmでトリプルブリッジの中空形成オリフィスを幅方向孔間ピッチ6mm、厚さ方向孔間ピッチ5.2mmの千鳥配列とし、厚さ方向8列から13列目を外径1.2mmの中実形成オリフィスを幅方向孔間ピッチ7mm、厚さ方向孔間ピッチ6.1mmの千鳥配列としたノズルを用い、紡糸温度(溶融温度)を240℃、中空孔の単孔吐出量1.1g/min、中実孔の単孔吐出量1.1g/minの速度でノズル下方に吐出させ、ノズル面28cm下に冷却水を配し、幅60cmのステンレス製エンドレスネットを平行に開口幅52mm間隔で一対の引取りコンベアネットを水面上に一部出るように配して、その水面上のコンベアネット上に、該溶融状態の吐出線状を曲がりくねらせル−プを形成して接触部分を融着させつつ3次元網状構造を形成し、該溶融状態の網状構造体の両面を引取りコンベアネットで挟み込みつつ1.14m/minの引取り速度で冷却水中へ引込み、固化させることで厚さ方向の両面をフラット化した後、所定の大きさに切断して110℃熱風にて15分間乾燥熱処理して、網状構造体を得た。
得られたポリエステル系熱可塑性エラストマー(A−1)を用い、紡糸温度(溶融温度)を240℃、幅方向の長さ50cm、厚さ方向の長さ67.6mmのノズル有効面に、1列から8列までを、オリフィス形状が外径3mm、内径2.6mmでトリプルブリッジの中空形成オリフィスを幅方向孔間ピッチ10mm、厚さ方向孔間ピッチを7.5mmの千鳥配置とし、9列から11列目までを、外径0.7mmの中実形成オリフィスを、幅方向孔間ピッチを2.5mm、厚さ方向孔間ピッチ3.7mmとしたノズルを用い、中空孔の単孔吐出量2.0g/min、中実孔の単孔吐出量0.5g/min、全吐出量1100g/minの速度でノズル下方に吐出させ、ノズル面18cm下に冷却水を配し、幅60cmのステンレス製エンドレスネットを平行に開口幅50mm間隔で一対の引取りコンベアネットを水面上に一部出るように配して、その水面上のコンベアネット上に、該溶融状態の吐出線状を曲がりくねらせル−プを形成して接触部分を融着させつつ3次元網状構造を形成し、該溶融状態の網状構造体の両面を引取りコンベアネットで挟み込みつつ1.00m/minの引取り速度で冷却水中へ引込み、固化させた後、所定の大きさに切断して110℃熱風にて15分間乾燥熱処理して、網状構造体を得た。
幅方向の長さ1000mm、厚さ方向の長さ31.2mmのノズル有効面にオリフィスの形状は、厚さ方向7列を外径3mm、内径2.6mm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幅方向孔間ピッチ6mm、厚さ方向孔間ピッチ5.2mmの千鳥配列としたノズルを用い、得られたポリエステル系熱可塑性エラストマー(A−1)を紡糸温度(溶融温度)240℃にて、単孔吐出量1.5g/minの速度でノズル下方に吐出させ、ノズル面28cm下に冷却水を配し、幅2000mmのステンレス製エンドレスネットを平行に開口幅27mm間隔で一対の引取りコンベアを水面上に一部出るように配して、その水面上のコンベアネット上に、該溶融状態の吐出線状を曲がりくねらせル−プを形成して接触部分を融着させつつ3次元網状構造を形成し、該溶融状態の網状構造体の両面を引取りコンベアで挟み込みつつ1.14m/minの引取り速度で冷却水中へ引込み、固化させることで厚さ方向の両面をフラット化した後、所定の大きさに切断して110℃熱風にて15分間乾燥熱処理して、断面形状が三角おむすび型を有する主に中空断面繊維からなる網状構造体を得た。得られた網状構造体は、見かけ密度が0.063g/cm3、表面が平坦化された厚さが25mmであり、中空断面繊維は中空率が20%、繊維径が0.76mmであった。
mであり、中実断面繊維は、繊維径0.50mmであった。
維の繊維径の差は0.26mmであった。
Claims (9)
- 繊維径が0.1mm以上3.0mm以下のポリエステル系熱可塑性エラストマー連続線状体からなる三次元ランダムループ接合構造を持つ網状構造体であって、
前記網状構造体の厚み方向に、主に中実断面を有する繊維からなる中実断面繊維主領域と、主に中空断面を有する繊維からなる中空断面繊維主領域と、前記中実断面繊維主領域と前記中空断面繊維主領域との間に位置する前記中実断面を有する繊維と前記中空断面を有する繊維とが混在してなる混在領域と、が存在し、
前記網状構造体の前記中実断面繊維主領域側から加圧した時の750N定荷重繰り返し圧縮後の中実断面繊維主領域側残留歪みおよび前記中空断面繊維主領域側から加圧した時の750N定荷重繰り返し圧縮後の中空断面繊維主領域側残留歪みのいずれもが20%以下であり、
前記中実断面繊維主領域側残留歪みと前記中空断面繊維主領域側残留歪みとの差が10ポイント以下である網状構造体。 - 見かけ密度が0.005g/cm3以上0.20g/cm3以下である請求項1に記載の網状構造体。
- 前記中空断面を有する繊維が前記中実断面を有する繊維と比較して太い繊維径を有し、前記中実断面を有する繊維と前記中空断面を有する繊維との繊維径の差が0.07mm以上である請求項1または請求項2に記載の網状構造体。
- 前記中実断面繊維主領域側から加圧した時の25%圧縮時硬度と前記中空断面繊維主領域側から加圧した時の25%圧縮時硬度との比が1.03以上である請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の網状構造体。
- 前記中実断面繊維主領域側から加圧した時の40%圧縮時硬度と前記中空断面繊維主領域側から加圧した時の40%圧縮時硬度との比が1.05以上である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の網状構造体。
- 前記中実断面繊維主領域側から加圧した時の圧縮たわみ係数と前記中空断面繊維主領域側から加圧した時の圧縮たわみ係数との差が5以下である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の網状構造体。
- 前記中実断面繊維主領域側から加圧した時のヒステリシスロスと前記中空断面繊維主領域側から加圧した時のヒステリシスロスの差が5ポイント以下である請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の網状構造体。
- 前記中実断面繊維主領域側から加圧した時および前記中空断面繊維主領域側から加圧した時のヒステリシスロスがいずれも30%以下である請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の網状構造体。
- クッション内部に請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の網状構造体を含み、リバーシブルで使用することができるクッション材。
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