KR20170107554A

KR20170107554A - 저반발성이 우수한 망상 구조체

Info

Publication number: KR20170107554A
Application number: KR1020177023995A
Authority: KR
Inventors: 데루유키 다니나카; 다카히로 구라모토; 신이치 고부치; 히로유키 와쿠이; 다츠시 오카모토; 아키후미 야스이
Original assignee: 도요보 가부시키가이샤
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2016-02-02
Publication date: 2017-09-25
Also published as: US20180237968A1; EP3255192A1; JPWO2016125766A1; WO2016125766A1; JP6819297B2; CN107208340A; TWI700324B; CN107208340B; US10934644B2; DK3255192T3; TW201634554A; KR102468540B1; EP3255192B1; EP3255192A4

Abstract

[과제] 저반발성, 쿠션성, 내구성이 우수한 망상 구조체를 제공하는 것. [해결 수단] 섬유 직경이 0.1 내지 3.0mm이고, 스티렌 함유량이 10 내지 40질량％인 열가소성 엘라스토머를 포함하는 연속 선상체로 구성된 삼차원 랜덤 루프 접합 구조를 갖는 망상 구조체이며, 겉보기 밀도가 0.005 내지 0.30g/cm³, 40℃ 압축 잔류 변형이 35％ 이하인 망상 구조체.

Description

저반발성이 우수한 망상 구조체

본 발명은, 오피스 체어, 가구, 소파, 침대 패드, 매트리스 등 침구, 기차·자동차·이륜차·유모차·카시트 등의 차량용 좌석 등에 사용되는 쿠션재, 침낭, 깔개 매트 등의 운반되는 기회가 많은 쿠션재, 바닥 매트나 충돌이나 끼임 방지 부재 등의 충격 흡수용 매트 등에 적합하게 사용 가능한 저반발성, 쿠션성, 내구성이 우수한 망상 구조체에 관한 것이다.

현재, 가구, 침대 등 침구, 기차·자동차·이륜차 등의 차량용 좌석에 사용되는 쿠션재로서, 망상 구조체가 증가하고 있다. 특허문헌 1 및 2에, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머를 사용한 망상 구조체와 그의 제조 방법이 개시되어 있다. 이것은, 폴리우레탄에서 유래되는 투습 투수성, 통기성, 축열성, 미반응 약품에 의한 VOC, 연소 시의 유독 가스 발생, 재활용의 곤란함 등의 문제를 해결할 수 있는 점에서 우수하다. 이들 망상 구조체는, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머에서 유래하여 고반발성이 우수하여, 고반발 쿠션으로서 널리 사용되고 있다.

특허문헌 3에는, α-올레핀을 사용한 저반발 망상 구조체가 개시되어 있다. 이것은, 저반발성과 저온 특성이 우수한 망상 구조체로서 널리 사용되고 있다. 그러나, 최근 유저로부터 요구되는 높은 쿠션 성능과 내구 성능을 동시에 달성하는 것은 어려워지고 있다.

특허문헌 4에는, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머와 스티렌계 열가소성 엘라스토머의 폴리머 알로이를 사용한 저반발 망상 구조체가 개시되어 있다. 이것은, 쿠션성과 진동 흡수성에 착안한 것이며, 압축 잔류 변형을 적게 하는 것을 고려한 것이 아니었다. 또한, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머와 스티렌계 열가소성 엘라스토머는 상용성이 양호하지 않아, 품위가 양호한 망상 구조체를 제조하는 것이 곤란하였다.

특허문헌 5에는, 폴리올레핀과 스티렌부타디엔스티렌의 폴리머 알로이를 사용한 고반발 망상 구조체가 개시되어 있다. 이것은, 종래부터 내구성과 반발성이 비교적 우수한 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 사용함으로써 실현하고 있으며, 본 발명의 저반발성과 내구성을 겸비한 망상 구조체를 얻을 수는 없다.

일본 특허 공개 평7-68061호 공보 일본 특허 공개 제2004-244740호 공보 일본 특허 공개 제2006-200118호 공보 일본 특허 공개 제2013-95853호 공보 일본 특허 공개 제2002-61059호 공보

본 발명은, 상기의 종래 기술의 과제를 배경으로 이루어진 것으로, 저반발성, 쿠션성, 내구성이 우수한 망상 구조체를 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 연구한 결과, 결국 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명은 이하와 같다.

(1) 섬유 직경이 0.1 내지 3.0mm이고, 스티렌 함유량이 10 내지 40질량％인 열가소성 엘라스토머를 포함하는 연속 선상체로 구성된 삼차원 랜덤 루프 접합 구조를 갖는 망상 구조체이며, 겉보기 밀도가 0.005 내지 0.30g/cm³, 40℃ 압축 잔류 변형이 35％ 이하인 망상 구조체.

(2) 8만회 정변위 반복 압축 후의 잔류 변형이 15％ 이하인 (1)에 기재된 망상 구조체.

(3) 히스테리시스 손실이 35 내지 85％, 압축 휨 계수가 2.5 내지 85.0, 두께가 5 내지 300mm인 (1) 또는 (2)에 기재된 망상 구조체.

(4) 열가소성 엘라스토머가, 스티렌계 열가소성 엘라스토머 또는 적어도 2종류의 수지 조성이 상이한 스티렌계 열가소성 엘라스토머의 알로이를 포함하는 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 망상 구조체.

(5) 열가소성 엘라스토머에, 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머가 포함되어 있는 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 망상 구조체.

(6) 망상 구조체의 용도가 쿠션재, 충격 흡수재, 또는 완충재인 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 망상 구조체.

본 발명에 의한 망상 구조체는, 오피스 체어, 가구, 소파, 침대 패드, 매트리스 등 침구, 기차·자동차·이륜차·유모차·카시트 등의 차량용 좌석 등에 사용되는 쿠션재, 침낭, 깔개 매트 등의 운반되는 기회가 많은 쿠션재, 바닥 매트나 충돌이나 끼임 방지 부재 등의 충격 흡수용 매트 등에 적합하게 사용 가능한 저반발성, 쿠션성, 내구성이 우수한 망상 구조체를 제공하는 것이 가능하게 되었다.

도 1은 망상 구조체의 히스테리시스 손실 측정에서의 압축·제압(除壓) 테스트의 모식적인 그래프이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은, 섬유 직경이 0.1 내지 3.0mm인 소정의 성분의 열가소성 엘라스토머 연속 선상체를 포함하는 삼차원 랜덤 루프 접합 구조를 갖는 망상 구조체이며, 겉보기 밀도가 0.005 내지 0.30g/cm³, 40℃ 압축 잔류 변형이 35％ 이하인 망상 구조체에 관한 것이다.

본 발명의 망상 구조체는, 섬유 직경이 0.1 내지 3.0mm인 소정의 성분의 열가소성 엘라스토머를 포함하는 연속 선상체를 구불구불하게 해서 랜덤 루프를 형성하고, 각각의 루프를 서로 용융 상태에서 접촉하게 해서 접합시킨 삼차원 랜덤 루프 접합 구조를 갖는 구조체이다.

본 발명의 망상 구조체에는, 열가소성 엘라스토머를 사용한다. 본 발명에 사용하는 열가소성 엘라스토머는, 스티렌 함유량이 10 내지 40질량％인 것이 필요하다. 스티렌 함유량이 10질량％ 미만이면, 열가소성 엘라스토머의 하드 세그먼트 비율이 너무 적어, 망상 구조체에 필요한 내구성을 부여하는 것이 곤란해진다. 또한, 스티렌 함유량이 40질량％를 초과하면, 열가소성 엘라스토머의 하드 세그먼트 비율이 너무 많아, 망상 구조체에 필요한 저반발성을 확보하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 열가소성 엘라스토머의 스티렌 함유량은 바람직하게는 11 내지 38질량％, 보다 바람직하게는 12 내지 30질량％, 더욱 바람직하게는 13 내지 25질량％이다.

본 발명의 열가소성 엘라스토머로서 사용하는 스티렌계 열가소성 엘라스토머로서는, 공액 디엔계 열가소성 수지로서, SBS(스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체), SIS(스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체), 또는 이들의 수소 첨가에 의해 SEBS(스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 공중합체), SEPS(스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 공중합체) 등을 들 수 있다. 이들 중합체는 예를 들어, 일본 특허 공개 평11-130828호 공보에 기재되어 있는 공지된 리빙 음이온 중합법으로 얻을 수 있다. 이들 공중합체의 블록 형상은, 디블록 공중합체, 트리블록 공중합체, 멀티블록 공중합체, 스타형 공중합체를 들 수 있고, 내구성의 관점에서 트리블록 공중합체인 것이 바람직하다.

본 발명에 사용하는 스티렌계 열가소성 엘라스토머로서는, JIS K7210에 준거하여, 온도 230℃, 하중 21.18N에서 측정되는 용융 유속(MFR)이 30g/10min 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 사용하는 스티렌계 열가소성 엘라스토머로서는, JIS K6255에서 규정된 반발 탄성이 30％ 이하가 바람직하고, 25％ 이하가 보다 바람직하고, 20％ 이하가 더욱 바람직하고, 15％ 이하가 특히 바람직하다. 반발 탄성이 30％를 초과하면, 망상 구조체의 저반발성을 달성하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.

본 발명의 열가소성 엘라스토머로서, 적어도 2종류의 수지 조성이 상이한 스티렌계 열가소성 엘라스토머의 알로이를 사용하는 것은, 상 분리가 발생하기 어렵고, 망상 구조체로서의 품위나 내구성, 내마모성이 향상되기 때문에, 바람직한 실시 형태이다.

본 발명의 열가소성 엘라스토머로서, 스티렌계 열가소성 엘라스토머와 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머의 알로이를 사용하는 것도, 바람직한 실시 형태이다.

본 발명의 열가소성 엘라스토머로서, 스티렌계 열가소성 엘라스토머와 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머를 알로이하는 경우에는, 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 많이 배합하는 것이 바람직하다. 바람직한 수지 비율은, 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머가 1 내지 30질량％이며, 보다 바람직하게는 1 내지 25질량％, 더욱 바람직하게는 2 내지 20질량％, 특히 바람직하게는 3 내지 15질량％이다.

본 발명에 사용하는 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머로서는, 밀도가 0.86 내지 0.94g/cm³인 것이 바람직하고, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 단독으로 중합한 단독 중합체, 에틸렌과 프로필렌 등을 랜덤 또는 블록 공중합한 랜덤 중합체나 블록 중합체 등을 들 수 있다. 본 발명의 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머는, 일본 특허 공개 평6-293813호 공보나 일본 특허 공개 제2003-147157호 공보에 기재되어 있는 공중합 방법이 예시된다. 본 발명의 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머는, 에틸렌, 프로필렌, 또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀을 포함하는 α-올레핀 공중합체 수지인 것이 바람직하다. 여기서, 탄소수 4 이상의 α-올레핀으로서는, 예를 들어 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-트리데센, 1-테트라데센, 1-펜타데센, 1-헥사데센, 1-헵타데센, 1-옥타데센, 1-노나데센, 1-에이코센 등을 들 수 있고, 바람직하게는 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-트리데센, 1-테트라데센, 1-펜타데센, 1-헥사데센, 1-헵타데센, 1-옥타데센, 1-노나데센, 1-에이코센이다. 또한, 이들 2종류 이상을 사용할 수도 있고, 이들 에틸렌 또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀은 통상 0 내지 30중량％ 공중합된다. 이 공중합체는, 특정한 지글러·나타 촉매 또는 메탈로센 촉매를 사용하여, 에틸렌 또는 프로필렌과 α-올레핀을 공중합함으로써 얻을 수 있다.

본 발명에 사용하는 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머로서는, JIS K7210에 준거하여, 온도 230℃, 하중 21.18N에서 측정되는 용융 유속(MFR)이 0.1 내지 100g/10min인 것이 바람직하다.

필요에 따라, 상기 2종류 이상의 중합체를 알로이할 수 있다. 또한, 프탈산에스테르계, 트리멜리트산에스테르계, 지방산계, 에폭시계, 아디프산에스테르계, 폴리에스테르계, 파라핀계, 나프텐계, 아로마틱계의 가소제, 공지된 힌더드 페놀계, 황계, 인계, 아민계의 산화 방지제, 힌더드 아민계, 트리아졸계, 벤조페논계, 벤조에이트계, 니켈계, 살리실계 등의 광 안정제, 대전 방지제, 과산화물 등의 가교제, 트리알릴이소시아누레이트, 에폭시계 화합물, 이소시아네이트계 화합물, 카르보디이미드계 화합물 등의 반응기를 갖는 화합물, 금속 불활성제, 유기 및 무기계의 핵제, 중화제, 제산제, 방균제, 형광 증백제, 충전제, 난연제, 난연 보조제, 유기 및 무기계의 안료를 첨가할 수 있다. 또한, 내열 내구성이나 내마모성을 향상시키기 위해서, 열가소성 수지의 분자량을 높이는 것도 효과적이다.

산화 방지제로서는, 공지된 페놀계 산화 방지제, 포스파이트계 산화 방지제, 티오에테르계 산화 방지제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 트리아진계 자외선 흡수제, 벤조페논계 자외선 흡수제, N-H형 힌더드 아민계 광 안정제, N-CH₃형 힌더드 아민계 광 안정제 중 적어도 1종 이상을 첨가하는 것이 바람직하다.

페놀계 산화 방지제로서는, 1,3,5-트리스[[3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시페닐]메틸]-1,3,5-트리아진-2,4,6(1H,3H,5H)-트리온, 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-tert-부틸페닐)부탄, 4,4'-부틸리덴비스(6-tert-부틸-m-크레졸), 3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피온산스테아릴, 펜타에리트리톨테트라키스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], Sumilizer AG 80, 2,4,6-트리스(3',5'-디-tert-부틸-4'-히드록시벤질)메시틸렌 등을 들 수 있다.

포스파이트계 산화 방지제로서는, 3,9-비스(옥타데실옥시)-2,4,8,10-테트라옥사-3,9-디포스파스피로[5.5]운데칸, 3,9-비스(2,6-디-tert-부틸-4-메틸페녹시)-2,4,8,10-테트라옥사-3,9-디포스파스피로[5.5]운데칸, 2,4,8,10-테트라키스(1,1-디메틸에틸)-6-[(2-에틸헥실)옥시]-12H-디벤조[d,g][1,3,2]디옥사포스포신, 아인산트리스(2,4-디-tert-부틸페닐), 아인산트리스(4-노닐페닐), 4,4'-이소프로필리덴디페놀 C12-15 알콜 포스파이트(Isopropylidenediphenol C12-15 alcohol phosphite), 아인산디페닐(2-에틸헥실), 디페닐이소데실포스파이트, 트리이소데실포스파이트, 아인산트리페닐 등을 들 수 있다.

티오에테르계 산화 방지제로서는, 비스[3-(도데실티오)프로피온산]2,2-비스[[3-(도데실티오)-1-옥소프로필옥시]메틸]-1,3-프로판디일, 3,3'-티오비스프로피온산디트리데실 등을 들 수 있다.

활제로서는, 탄화수소계 왁스, 고급 알코올계 왁스, 아미드계 왁스, 에스테르계 왁스, 금속 비누계 등이 선택된다. 활제는 첨가하지 않아도 되고, 첨가하는 경우에는 0.5질량％ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 저반발성, 쿠션성, 내구성이 우수한 망상 구조체를 구성하는 열가소성 엘라스토머는, 시차 주사형 열량계로 측정한 융해 곡선에 있어서, 융점 또는 하드 세그먼트의 유리 전이 온도 이하에 흡열 피크를 갖는 것이 바람직하다. 융점 또는 하드 세그먼트의 유리 전이 온도 이하에 흡열 피크를 갖는 것은, 내열 내마모성이 흡열 피크를 갖지 않는 것보다 현저하게 향상된다. 융점 또는 하드 세그먼트의 유리 전이 온도 이하에 흡열 피크를 갖는 망상 구조체는, 어닐링 처리함으로써 얻을 수 있고, 융점 또는 하드 세그먼트의 유리 전이 온도보다 적어도 5℃ 이상 낮은 온도이면서 또한 실온 이상에서 어닐링 처리하면, 보다 내열 내마모성이 향상된다. 어닐링 처리는, 융점 또는 하드 세그먼트의 유리 전이 온도보다 적어도 5℃ 이상 낮은 온도에서 샘플을 열처리할 수 있으면 되는데, 압축 변형을 부여함으로써 더욱 내열 내마모성이 향상된다. 이러한 처리를 한 망상 구조체는 시차 주사형 열량계로 측정한 융해 곡선에 실온 이상 융점 이하의 온도에서 흡열 피크를 보다 명확하게 발현한다. 이 흡열 피크는, 2개 이상 존재하는 경우도 있고, 숄더가 되어 나타나는 경우도 있다. 또한 어닐링하지 않는 경우에는, 융해 곡선에 실온 이상 융점 또는 하드 세그먼트의 유리 전이 온도 이하에 흡열 피크를 명확하게 발현하지 않는다. 이것으로부터 유추하면, 어닐링에 의해 하드 세그먼트가 재배열된 준 안정 중간상을 형성하여, 내열 내마모성이 향상된 것이 아닌가 생각된다. 본 발명에서의 내열성 향상 효과의 활용 방법으로서는, 히터가 사용되는 차량용 쿠션이나 바닥 난방된 바닥의 깔개 매트 등, 비교적 고온이 될 수 있는 용도에 있어서, 내마모성이 양호해지기 때문에 유용하다.

본 발명의 열가소성 엘라스토머로서, 폴리머 알로이를 사용하는 경우에는, 어닐링 처리를 행함으로써 저반발성과 내구성이 매우 양호해지는 경우가 있다. 이 메커니즘은 반드시 명확하게 되어 있는 것은 아니지만, 이하에 가설 중 하나를 설명한다. 저반발성을 갖는 스티렌계 열가소성 엘라스토머는, 하드 세그먼트와 소프트 세그먼트의 용해도 파라미터가 가까운 경우가 많아, 준 안정 구조를 형성하기 어렵다고 생각한다. 그러한 배경에서, 저반발성을 갖는 스티렌계 열가소성 엘라스토머 단독 사용으로는, 본원 발명에서 설명한 내구성을 달성하는 것이 어려운 경우가 많다고 생각된다. 그래서, 본 발명에서는, 소프트 세그먼트와 비교적 상용성이 우수한 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머를 알로이함으로써, 열역학적으로 준 안정된 구조를 형성하기 쉬운 폴리머 알로이 구조로 하고, 또한 온도를 가함으로써 소프트 세그먼트와 하드 세그먼트의 재배열을 촉진하여, 알로이 중합체가 준 안정된 구조를 형성시킴으로써 저반발성과 내구성을 향상시킬 수 있었다고 생각된다.

본 발명의 망상 구조체를 구성하는 연속 선상체의 섬유 직경은, 0.1 내지 3.0mm이며, 0.2 내지 2.5mm가 바람직하다. 섬유 직경이 0.1mm 미만이면, 선상체가 너무 가늘어져버려, 치밀성이나 소프트한 촉감은 양호해지지만, 망상 구조체로서 필요한 경도를 확보하는 것이 곤란하다. 또한, 섬유 직경이 3.0mm를 초과하면, 망상 구조체의 경도는 충분히 확보할 수 있지만, 망상 구조가 거칠어져, 다른 쿠션 성능이 떨어지는 경우가 있다.

본 발명의 망상 구조체의 겉보기 밀도는, 0.005 내지 0.30g/cm³이며, 0.01 내지 0.28g/cm³가 바람직하고, 0.02 내지 0.25g/cm³가 보다 바람직하다. 겉보기 밀도가 0.005g/cm³보다 작으면, 망상 구조체를 쿠션재로서 사용할 때 필요한 경도를 유지할 수 없게 되고, 반대로 0.30g/cm³를 초과하면 너무 단단해져버려 쿠션재에 부적합한 것으로 되는 경우가 있다.

본 발명의 망상 구조체의 40℃ 압축 잔류 변형은 35％ 이하이고, 34％ 이하가 바람직하고, 32％ 이하가 보다 바람직하고, 30％ 이하가 더욱 바람직하고, 25％ 이하가 특히 바람직하고, 23％ 이하가 가장 바람직하다. 40℃ 압축 잔류 변형이 35％를 초과하면, 필요로 하는 내구성이 부족한 경우가 있다. 40℃ 압축 잔류 변형의 하한값은 특별히 규정하지 않지만, 본 발명에서 얻어지는 망상 구조체에서는 1％ 이상이다.

본 발명의 망상 구조체의 8만회 정변위 반복 압축 후의 잔류 변형은 15％ 이하가 바람직하고, 13％ 이하가 보다 바람직하고, 10％ 이하가 더욱 바람직하고, 8％ 이하가 특히 바람직하고, 7％ 이하가 특히 한층 바람직하고, 5％ 이하가 가장 바람직하다. 8만회 정변위 반복 압축 후의 잔류 변형이 15％를 초과하면, 필요로 하는 내구성이 부족한 경우가 있다. 8만회 정변위 반복 압축 후의 잔류 변형의 하한값은 특별히 규정하지 않지만, 본 발명에서 얻어지는 망상 구조체에서는 1％ 이상이다.

본 발명의 망상 구조체의 히스테리시스 손실은 35 내지 85％가 바람직하고, 36 내지 84％가 보다 바람직하고, 38 내지 83％가 더욱 바람직하고, 40 내지 80％가 특히 바람직하다. 히스테리시스 손실이 35％ 미만이면, 원하는 저반발성을 달성하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 히스테리시스 손실이 85％를 초과하면, 회복성이 나빠져 적절한 쿠션감이 얻어지지 않는 경우가 있다.

본 발명의 망상 구조체의 압축 휨 계수는 2.5 내지 85.0이 바람직하고, 2.6 내지 70.0이 보다 바람직하고, 2.7 내지 60.0이 더욱 바람직하고, 2.8 내지 50.0이 특히 바람직하고, 3.0 내지 40.0이 가장 바람직하다. 압축 휨 계수가 2.5 미만이면, 하중에 대한 가라앉음이 적어서 스트로크감이 부족하기 때문에, 쿠션감이 부족한 경우가 있다. 압축 휨 계수가 85.0을 초과하면, 압축에 의한 경도의 변화가 너무 커서 바닥에 닿는 느낌을 느끼는 경우가 있다.

본 발명의 망상 구조체의 두께는 5 내지 300mm가 바람직하고, 10 내지 200mm가 보다 바람직하고, 15 내지 120mm가 더욱 바람직하다. 두께가 5mm 미만이면, 쿠션재에 사용하면 너무 얇아져버려 적절한 쿠션감이 손상되어버리는 경우가 있다. 두께의 상한은 제조 장치의 관계로부터, 바람직하게는 300mm 이하이다.

종래 알려져 있던 망상 구조체와 본 발명의 망상 구조체와의 차이는, 본 발명의 망상 구조체에서는, 저반발성을 가지면서 적당한 쿠션 성능과 내구성을 실현한 것이다. 망상 구조체를 구성하는 열가소성 엘라스토머를 적어도 2종류의 수지 조성이 상이한 스티렌계 열가소성 엘라스토머의 알로이, 또는 스티렌계 열가소성 엘라스토머와 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머의 알로이로 함으로써, 저반발성, 높은 내구성, 낮은 다이 스웰이 되도록 중합체 설계를 적절하게 하고, 또한 내구성과 쿠션성을 양호하게 하기 위해서, 망상 구조체를 구성하는 연속 선상체끼리의 융착을 견고한 것으로 하여, 연속 선상체끼리의 접점 강도를 강하게 해서, 저반발성과 내구성을 더욱 향상시키기 위해, 어닐링 처리를 마련한 것이다.

본 발명의 망상 구조체는, 망상 구조체를 구성하는 열가소성 엘라스토머를 적어도 2종류의 수지 조성이 상이한 스티렌계 열가소성 엘라스토머의 알로이, 또는 스티렌계 열가소성 엘라스토머와 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머의 알로이로 함으로써, 히스테리시스 손실을 35 내지 85％, 압축 휨 계수 2.5 내지 85.0을 실현시키고, 연속 선상체의 섬유 직경을 0.1 내지 3.0mm, 망상 구조체의 겉보기 밀도를 0.005 내지 0.30g/cm³, 두께를 5 내지 300mm로 해서 적당한 쿠션성을 실현시키고, 40℃ 압축 잔류 변형을 35％ 이하, 8만회 반복 압축 후의 잔류 변형을 15％ 이하로 하여 필요해지는 내구성을 실현시킨 것이다. 즉, 지금까지 알려져 있던 망상 구조체에 비해, 높은 히스테리시스 손실을 갖고 저반발성이 우수하면서, 압축 휨 계수가 높고 쿠션성이 우수하고, 40℃ 압축 잔류 변형과 8만회 반복 압축 후의 잔류 변형이 작아 내구성이 우수하다. 특히, 스티렌계 열가소성 엘라스토머로서, 스티렌 함유량이 40중량％ 이상인 것을 사용하는 것은, 내구성을 발현하는 하드 성분의 사이즈가 커져, 내구성이 향상되기 때문에 바람직한 실시 형태이다.

저반발성, 쿠션성, 내구성이 우수한 본 발명의 망상 구조체는, 예를 들어 다음과 같이 해서 얻어진다. 망상 구조체는 일본 특허 공개 평7-68061호 공보 등에 기재된 공지된 방법에 기초해서 얻어진다. 예를 들어, 복수의 오리피스를 갖는 다열 노즐로부터 스티렌계 열가소성 엘라스토머, 적어도 2종류의 수지 조성이 상이한 스티렌계 열가소성 엘라스토머의 알로이, 또는 스티렌계 열가소성 엘라스토머와 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머의 폴리머 알로이를 노즐 오리피스에 분배하고, 해당 열가소성 엘라스토머의 융점 또는 하드 세그먼트의 유리 전이 온도보다 20℃ 이상 200℃ 미만 높은 방사 온도에서, 해당 노즐로부터 하방을 향해 토출시켜, 용융 상태에서 서로 연속 선상체를 접촉시켜서 융착시켜 3차원 구조를 형성하면서, 인취 컨베이어 네트 사이에 끼워 넣어, 냉각 조 중의 냉각수로 냉각시킨 후, 꺼내어, 물기 제거 후 또는 건조하여, 양면 또는 편면이 평활화한 망상 구조체를 얻는다. 편면만을 평활화시키는 경우에는, 경사를 갖는 인취 네트 상에 토출시켜, 용융 상태에서 서로 접촉시켜서 융착시켜 3차원 구조를 형성하면서 인취 네트면만 형태를 완화시키면서 냉각하면 된다. 그 후, 얻어진 망상 구조체를 건조 처리할 수도 있다. 또한, 망상 구조체의 건조 처리를 어닐링 처리로 해도 된다.

어닐링 처리는, 열풍 건조로나 열풍 순환로 등의 장치를 사용할 수 있다. 어닐링 온도와 어닐링 시간을 소정의 범위로 하는 것이 바람직하다. 어닐링 온도는 실온 이상이며, 50℃ 이상이 바람직하고, 60℃ 이상이 보다 바람직하고, 70℃ 이상이 더욱 바람직하다. 어닐링 온도의 상한값은 특별히 규정하지 않지만, 융점 또는 하드 세그먼트의 유리 전이 온도보다도 10℃ 이상 낮은 것이 바람직하다. 또한, 어닐링 처리는, 질소 분위기 하에서 행하는 것이 바람직하다. 어닐링 시간은 1분 이상이 바람직하고, 5분 이상이 보다 바람직하고, 10분 이상이 더욱 바람직하고, 20분 이상이 특히 바람직하다.

본원 발명의 망상 구조체를 얻는 다른 수단으로서는, 예를 들어 열가소성 엘라스토머를 방출할 때, 노즐 하에 보온 영역을 형성하는 것을 들 수 있다. 열가소성 엘라스토머의 방사 온도를 높게 하는 것도 생각할 수 있지만, 중합체의 열 열화를 방지하는 관점에서, 노즐 하에 보온 영역을 형성하는 수단이 바람직하다. 노즐 하의 보온 영역의 길이는, 바람직하게는 20mm 이상, 보다 바람직하게는 35mm 이상, 더욱 바람직하게는 50mm 이상이다. 보온 영역의 길이의 상한으로서는 70mm 이하가 바람직하다. 보온 영역의 길이를 20mm 이상으로 하면, 얻어지는 망상 구조체의 연속 선상체의 융착이 견고하게 되어, 연속 선상체끼리의 접점 강도가 강해지고, 그 결과로서, 망상 구조체의 반복 압축 내구성을 향상시킬 수 있다. 보온 영역의 길이가 20mm 미만이면, 반복 압축 내구성을 만족할 수 있을 정도로 접점 강도가 향상되지 않는다. 또한, 보온 영역의 길이가 70mm를 초과하면, 표면 품위가 나빠지는 경우가 있어서 바람직하지 않다.

이 보온 영역은 스핀 팩 주변이나 중합체 반입 열량을 이용해서 보온 영역으로 할 수도 있고, 히터로 해당 보온 영역을 가열해서 노즐 바로 아래의 섬유 낙하 영역의 온도를 제어할 수도 있다. 보온 영역은, 철판이나 알루미늄판, 세라믹판 등을 사용하고, 노즐 하의 낙하하는 연속 선상체의 둘레를 둘러싸도록 보온체를 설치하면 된다. 보온체는, 상기 소재로 구성하고, 그것들을 단열재로 보온하는 것이 보다 바람직하다. 보온 영역의 설치 위치로서는, 보온 효과를 고려하면, 노즐 밑에서부터 50mm 이하의 위치로부터 하방을 향해서 설치하는 것이 바람직하고, 20mm 이하가 보다 바람직하고, 노즐 바로 아래로부터 설치하는 것이 더욱 바람직하다. 바람직한 실시 형태의 하나로서는, 노즐 바로 아래의 주변을 사조(絲條)에 접촉하지 않도록 알루미늄판으로 노즐 바로 아래로부터 하방으로 20mm의 길이로 둘러쌈으로써 보온하고, 또한 이 알루미늄판을 보온재로 보온하는 것이다.

본 발명의 저반발성, 쿠션성, 내구성이 우수한 망상 구조체를 얻기 위해서 상기 방법을 적절히 조합하는 것이 바람직한 방법이다.

본 발명의 망상 구조체를 구성하는 연속 선상체는, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서, 다른 열가소성 수지와 조합한 복합 선상체로 해도 된다. 복합 형태로서는, 선상체 자신을 복합화한 경우로서, 시스·코어형, 사이드 바이 사이드형, 편심 시스·코어형 등의 복합 선상체를 들 수 있다.

본 발명의 망상 구조체는, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서, 다층 구조화해도 된다. 다층 구조로서는, 표층과 이층을 상이한 섬유 직경의 연속 선상체로 구성하는 것이나, 표층과 이층이 상이한 겉보기 밀도를 갖는 구조체로 구성하는 등의 구조체를 예로서 들 수 있다. 다층화 방법으로서는, 망상 구조체끼리를 적층해서 측지 등에서 고정하는 방법, 가열에 의해 용융 고착하는 방법, 접착제로 접착시키는 방법, 봉제나 밴드 등으로 구속하는 방법 등을 들 수 있다.

본 발명의 망상 구조체를 구성하는 연속 선상체의 단면 형상은 특별히 한정되지 않지만, 중공 단면, 이형 단면, 또는 중공 이형 단면으로 함으로써 바람직한 항압축성이나 터치를 부여할 수 있다.

본 발명의 망상 구조체는, 성능을 저하시키지 않는 범위에서 수지 제조 과정으로부터 성형체로 가공하여, 제품화하는 임의의 단계에서 방취 항균, 소취, 방미, 착색, 방향, 난연, 흡방습 등의 기능 부여를 약제 첨가 등의 처리 가공이 할 수 있다.

이리하여 얻어진 본 발명의 망상 구조체는, 저반발성, 쿠션성, 내구성이 우수한 것이다. 예를 들어, 저반발 우레탄 매트나 쿠션은, 저반발성이나 내구성이 우수하지만 통기성이 떨어지기 때문에, 장기간의 사용에 의해 눅눅해져 특히 외기온이나 습도가 높아지는 여름철에 쾌적성이 손상되는 경우가 있다. 또한, 종래의 저반발 망상 구조체는, 쾌적한 안정감과 내구성의 양자를 동시에 충족하는 것이 어려운 경우가 있었다. 본 발명의 망상 구조체를 매트나 쿠션으로서 사용할 때, 통기성이 우수함으로써 눅눅해지기 어렵고, 또한 양호한 저반발성에 의한 체형으로의 피트 효과도 갖기 때문에, 쾌적한 안정감을 제공할 수 있다. 또한 종래의 높은 내구성을 갖기 때문에, 보다 장기간의 착석에도 안정감을 손상시키지 않고 사용할 수 있다.

실시예

이하에, 실시예를 예시하여, 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예 중에서의 특성값의 측정 및 평가는 하기와 같이 행하였다. 또한, 시료의 크기는 이하에 기재된 크기를 표준으로 하는데, 시료가 부족한 경우에는 가능한 크기의 시료 사이즈를 사용하여 측정을 행하였다.

(1) 섬유 직경

시료를 5cm×5cm×두께의 크기로 절단하고, 절단 단면으로부터 두께 방향으로 랜덤하게 10개의 선상체를 약 5mm의 길이로 채집하였다. 채집한 선상체를 둥글게 자르는 방향에서 절단하고, 섬유 단면을, 광학 현미경으로 적당한 배율로 관찰함으로써, 섬유 직경을 측정했다(n=10의 평균값).

(2) 중공률

시료를 5cm×5cm×두께의 크기로 절단하고, 시료 표면 양측으로부터 두께 방향 10％ 이내의 범위 이외의 절단 단면으로부터 두께 방향으로 랜덤하게 중공 단면 선상체 10개를 채집하였다. 채집한 선상체를 둥글게 자르는 방향에서 절단하고, 섬유 축방향으로 세운 상태에서 커버 유리에 얹어, 광학 현미경으로 둥글게 자르는 방향의 섬유 단면 사진을 얻었다. 단면 사진으로부터 중공부 면적(a) 및 중공부를 포함하는 섬유의 전체 면적(b)을 구하고, 다음 식에 의해 중공률을 산출하였다.

(중공률)=(a)/(b)(단위％, n=10의 평균값)

(3) 밀도

수지를 한 변이 약 5mm인 사각형 이하의 크기로 절단한 것을 샘플로 하여, 초음파와 진공화에 의해 충분히 탈기시키고, 온도를 30℃로 제어한 밀도 구배관에 살짝 가라앉혀 5시간 후에 플로트를 기준으로 해서 밀도를 산출했다(n=5의 평균값). 또한, 망상 구조체로부터 수지의 밀도를 측정할 때는, 선상체부를 약 3mm의 길이로 절단한 것을 샘플로 하는 것 이외는 수지의 측정과 마찬가지로 행하였다.

(4) 시료 두께 및 겉보기 밀도

시료를 8cm×10cm×두께의 크기로 4 샘플 잘라내어, 무하중으로 24시간 방치하였다. 그 후, 고분시케키 제조 FD-80N형 두께 측정기로 면적 15cm²의 원형 측정자를 사용하여, 각 샘플 1군데의 높이를 측정하고, 그 평균값을 시료 두께로 하였다. 시료 무게는, 상기 시료를 전자 천칭에 얹어 계측하였다. 겉보기 밀도는, 시료 두께로부터 체적을 구하고, 시료의 무게를 체적으로 나눈 값으로 나타냈다(각각 n=4의 평균값).

(5) 융점(Tm)

TA 인스트루먼트사 제조 시차 주사 열량계(DSC) Q200을 사용하여, 실온으로부터 승온 속도 20℃/분으로 측정한 흡발열 곡선으로부터 흡열 피크(융해 피크) 온도를 구하였다.

(6) 유리 전이 온도(Tg)

TA 인스트루먼트사 제조 시차 주사 열량계(DSC) Q200을 사용하여, 승강온 속도 20℃/분으로 0℃부터 200℃까지 승온하여, 200℃에서 2분간 유지하고, 그 후 0℃까지 강온시켰을 때의 베이스 라인의 변화 개시점을 하드 세그먼트의 유리 전이 온도로 하였다. 단, 2점 이상 측정되는 경우에는, 고온도의 변화 개시 온도를 유리 전이 온도로 하였다.

(7) 스티렌 함유율

스티렌 함유율의 결정은 공명 주파수 500MHz의 ¹H-NMR 측정으로 행하였다. 측정 장치에는 브루커(BRUKER) 제조 AVANCE500을 사용하고, 용매에는, 중량의 기준 물질로서 이소프탈산디메틸을 첨가한 중테트라클로로에탄을 사용하였다. 그 용매에 시료를 135℃에서 용해하고, 120℃에서 측정을 행하였다. 반복 시간은 충분히 취하였다.

상기 방법에 따라 측정을 실시하고, 이하의 방법으로 스티렌 함유율을 결정하였다.

테트라클로로에탄을 6ppm으로 했을 때, 6.4 내지 7.3ppm의 피크가 스티렌에 대응하는 피크이다. 해석에는 그 피크 적분값(=A로 함)을 사용한다. 한편, 디메틸이소프탈산은 8.7(1H), 8.35(2H), 7.6(1H), 4.0ppm(6H) 부근에 피크가 관측되는데, 그 중, 시료 구성 성분과 겹치지 않는 피크의 적분값을 사용한다. 가령 7.6ppm의 피크(적분값=B)를 사용한다고 하고, 이하의 식에서 스티렌 함유율을 산출할 수 있다.

(20.8×A×Y×100)/(194×B×X)(질량％ vs 시료)

※ 시료량=X(mg), 측정 용액 중에 포함되는 이소프탈산디메틸의 중량을 Y(mg)로 한다.

(8) 40℃ 압축 잔류 변형

시료를 8cm×10cm×두께의 크기로 절단하고, (4)에 기재된 방법으로 처리 전의 두께(c)를 측정하였다. 두께를 측정한 샘플을 50％ 압축 상태로 유지할 수 있는 지그에 끼우고, 40±2℃로 설정한 건조기에 넣어, 22시간 방치하였다. 그 후 샘플을 취출하고, 압축 변형을 제거하고, 실온에서 냉각해서 30분 방치 후의 두께(d)를 구하여, 처리 전의 두께(c)로부터, 식 {(c)-(d)}/(c)×100으로부터 40℃ 압축 잔류 변형을 산출했다: 단위％(n=3의 평균값).

(9) 25％ 및 65％ 압축 시 경도

시료를 8cm×10cm×두께의 크기로 절단하고, 23℃±2℃의 환경 하에 무하중으로 24시간 방치한 후, 23℃±2℃의 환경 하에 있는 만능 시험기(인스트론 재팬 컴퍼니 리미티드 제조 인스트론 만능 시험기)로, φ50mm, 두께 3mm의 가압판을 샘플 중심이 되도록 샘플을 배치시켜, 시료의 중심부를 10mm/min의 속도로 압축을 개시하여, 만능 시험기로 하중이 0.3±0.05N으로 검출되었을 때의 두께를 계측하여, 경도계 두께로 하였다. 이때의 가압판의 위치를 제로 점으로 해서, 속도 100mm/min으로 경도계 두께의 75％까지 압축한 후, 속도 100mm/min으로 가압판을 제로 점까지 복귀시키고, 그 상태에서 4분간 유지한다. 4분 경과 후, 계속해서 속도 100mm/min으로 경도계 두께의 25％ 및 65％까지 압축하고, 그때의 하중을 측정하여, 각각 25％ 압축 시 경도, 65％ 압축 시 경도로 했다: 단위 N/φ50(n=3의 평균값).

(10) 압축 휨 계수

압축 휨 계수는, (9)에서 측정한 25％ 압축 시 경도(e) 및 65％ 압축 시 경도(f)를 사용해서 하기의 식으로 산출하였다.

(압축 휨 계수)=(f)/(e): (n=3의 평균값)

(11) 8만회 정변위 반복 압축 후의 잔류 변형(50％ 정변위 반복 압축 잔류 변형)

시료를 8cm×10cm×두께의 크기로 절단하고, (4)에 기재된 방법으로 처리 전의 두께(g)를 측정한다. 두께를 측정한 샘플을 시마즈 세이사쿠쇼 제조 서보 펄서로, 23℃±2℃ 환경 하에서 30cm×30cm, 두께 20mm의 가압 판 사이에 샘플이 중심이 되도록 샘플을 끼우고, 처리 전의 두께의 50％의 두께까지 1Hz의 사이클로 압축 회복을 반복하여, 8만회의 사이클 부하를 부여하였다. 8만회 반복 압축 후의 시료를 서보 펄서로부터 취출하고, 30분 정치한 후에 (4)에 기재된 방법으로 처리 후의 두께(h)를 구하고, 처리 전의 두께(g)로부터, 식 {(g)-(h)}/(g)×100으로부터 산출했다: 단위％(n=3의 평균값).

(12) 히스테리시스 손실

시료를 8cm×10cm×두께의 크기로 절단하고, 23℃±2℃의 환경 하에 무하중으로 24시간 방치한 후, 23℃±2℃의 환경 하에 있는 만능 시험기(인스트론 재팬 컴퍼니리미티드 제조 인스트론 만능 시험기)로, φ50mm, 두께 3mm의 가압판을 샘플이 중심이 되도록 샘플을 배치시켜, 시료의 중심부를 10mm/min의 속도로 압축을 개시하여, 만능 시험기로 하중이 0.3±0.05N으로 검출되었을 때의 두께를 계측하여, 경도계 두께로 한다. 이때의 가압판의 위치를 제로 점으로 해서, 속도 100mm/min으로 경도계 두께의 75％까지 압축하고, 홀드 타임 없이 동일 속도로 가압판을 제로 점까지 복귀시키고, 그 상태에서 4분간 유지한다(첫번째의 응력 변형 곡선). 4분간 제로 점에서 유지한 후, 속도 100mm/min으로 경도계 두께의 75％까지 압축하고, 홀드 타임 없이 동일 속도로 제로 점까지 복귀시킨다(두번째의 응력 변형 곡선).

두번째의 압축 시 응력 곡선이 나타내는 압축 에너지(WC), 두번째의 제압 시 응력 곡선이 나타내는 압축 에너지(WC')로 해서, 하기 식에 따라 히스테리시스 손실을 구하였다.

히스테리시스 손실(％)=(WC-WC')/WC×100

WC=∫PdT(0％부터 75％까지 압축했을 때의 일량)

WC'=∫PdT(75％부터 0％까지 제압했을 때의 일량)

간이적으로는, 예를 들어 도 1과 같은 응력 변형 곡선이 얻어지면, 퍼스널 컴퓨터에 의한 데이터 해석에 의해 산출할 수 있다. 또한, 사선 부분의 면적을 WC로 하고, 망점을 넣은 부분의 면적을 WC'로 해서, 그 면적의 차를 제거한 부분의 무게로부터 구할 수도 있다(n=3의 평균값).

[실시예에서 사용하는 열가소성 엘라스토머]

스티렌계 열가소성 엘라스토머는, 스티렌, 2-부텐 또는 이소프렌을 공지된 방법으로 중합하고, 계속해서 산화 방지제를 0.5％ 혼입한 후, 펠릿화해서 스티렌계 열가소성 엘라스토머 A-1, A-2를 얻었다. 스티렌계 열가소성 엘라스토머 A-1은, 스티렌 공중합 비율이 19.7질량％, 이소프렌 공중합 비율이 80.3질량％이며, 밀도가 0.935g/cm³, 시차 주사 열량계(DSC)로 융점, 유리 전이점 온도를 측정한 결과, 명확한 융점은 나타나지 않고, 하드 세그먼트의 유리 전이 온도가 81℃였다. 스티렌계 열가소성 엘라스토머 A-2는, 스티렌 공중합 비율이 41.3질량％, 2-부텐 공중합 비율이 30.3질량％, 부텐 공중합 비율이 28.4질량％이며, 밀도가 0.985g/cm³, 명확한 융점은 나타나지 않고, 하드 세그먼트의 유리 전이 온도가 79℃였다.

폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머는, 메탈로센 화합물을 촉매로 해서, 프로필렌, 에틸렌을 공지된 방법으로 중합하고, 계속해서 산화 방지제를 0.5질량％ 첨가 혼합 혼입 후, 펠릿화해서 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머 B-1 내지 B-3을 얻었다. 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머 B-1은, 프로필렌이 100질량％, 밀도가 0.88g/cm³, 융점이 162℃이고, 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머 B-2는, 프로필렌이 95.3질량％, 에틸렌 공중합 비율이 4.7질량％, 밀도가 0.89g/cm³, 융점이 133℃이고, 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머 B-3은, 프로필렌이 98.5질량％, 에틸렌 공중합 비율이 1.5 질량％이고, 밀도가 0.90g/cm³, 융점이 124℃였다.

폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머는, 디메틸테레프탈레이트(DMT)와 1,4-부탄디올(1,4-BD)과 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG: 평균 분자량 1000)을 소량의 촉매와 함께 투입하여, 통상의 방법에 의해 에스테르 교환 후, 승온 감압하면서 중축합시켜, DMT/1,4-BD/PTMG=100/88/12mol％의 폴리에스테르에테르 블록 공중합 엘라스토머를 생성시키고, 계속해서 항산화제 1％를 첨가 혼합 혼입 후 펠릿화하여, 50℃ 48시간 진공 건조해서 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 C-1을 얻었다. 밀도가 1.17g/cm³이고, 융점이 205℃였다.

<실시예 1>

폭 방향 96mm, 두께 방향의 폭 31.2mm의 노즐 유효면에 오리피스의 형상은 구멍 직경 1mm인 오리피스를 구멍간 피치 6mm인 지그재그 배열로 한 노즐에, 스티렌계 열가소성 엘라스토머 A-1을 90질량％와 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머 B-2를 10질량％ 계량하여, 펠릿 상태에서 잘 혼합해서 원료로서 사용하고, 방사 온도 240℃, 단공(單孔) 토출량 1.0g/min의 속도로 노즐 하방에 토출시키고, 노즐면 24cm 하에 냉각수를 배치하고, 노즐과 냉각수의 사이에 노즐 바로 아래에 50mm의 길이의 보온통을 갖고, 폭 300mm의 스테인리스제 엔드리스 네트를 평행하게 개구 폭 20mm 간격으로 한 쌍의 인취 컨베이어를 수면 위로 일부 나오게 배치하고, 해당 용융 상태의 토출 선상을 구불구불하게 해서 루프를 형성하여 접촉 부분을 융착시키면서 3차원 망상 구조를 형성하고, 해당 용융 상태의 망상 구조체의 양면을 인취 컨베이어 사이에 끼워 넣어 매분 1.0m의 속도로 냉각수 중에 끌어들여 고화시켜 양면을 플랫화한 후, 소정의 크기로 절단해서 70℃ 열풍으로 30분간 어닐링 처리하여, 망상 구조체를 얻었다.

얻어진 망상 구조체는, 단면 형상은 원형이고 섬유 직경이 0.4mm인 선상체로 형성되어 있고, 겉보기 밀도가 0.070g/cm³, 표면이 평탄화된 두께가 20mm, 40℃ 압축 잔류 변형이 32.4％, 8만회 정변위 반복 압축 후의 잔류 변형이 6.2％, 히스테리시스 손실이 66.1％, 25％ 압축 시 경도가 5N/φ50mm, 65％ 압축 시 경도가 32N/φ50mm, 압축 휨 계수가 6.4이었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 1에 나타내었다. 얻어진 망상 구조체는, 본 발명의 요건을 충족시키고, 저반발성, 쿠션성, 내구성이 우수한 망상 구조체이었다.

<실시예 2>

보온통을 사용하지 않고 방사한 것 이외에, 실시예 1과 마찬가지로 하여 망상 구조체를 얻었다.

얻어진 망상 구조체는, 단면 형상이 원형이고 섬유 직경이 0.4mm인 선상체로 형성되어 있고, 겉보기 밀도가 0.071g/cm³, 표면이 평탄화된 두께가 20mm, 40℃ 압축 잔류 변형이 34.6％, 8만회 정변위 반복 압축 후의 잔류 변형이 6.9％, 히스테리시스 손실이 67.1％, 25％ 압축 시 경도가 4N/φ50mm, 65％ 압축 시 경도가 30N/φ50mm, 압축 휨 계수가 7.5이었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 1에 나타내었다. 얻어진 망상 구조체는, 본 발명의 요건을 충족시키고, 저반발성, 쿠션성, 내구성이 우수한 망상 구조체이었다.

<실시예 3>

스티렌계 열가소성 엘라스토머 A-2를 70질량％와 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머 B-1을 30질량％ 계량하여, 펠릿 상태에서 잘 혼합해서 원료로서 사용하고, 노즐면-냉각수 거리를 18cm로 한 것 이외에, 실시예 1과 마찬가지로 하여 망상 구조체를 얻었다.

얻어진 망상 구조체는, 단면 형상이 원형인 섬유 직경이 0.8mm인 선상체로 형성되어 있고, 겉보기 밀도가 0.068g/cm³, 표면이 평탄화된 두께가 21mm, 40℃ 압축 잔류 변형이 31.4％, 8만회 정변위 반복 압축 후의 잔류 변형이 6.5％, 히스테리시스 손실이 46.5％, 25％ 압축 시 경도가 12N/φ50mm, 65％ 압축 시 경도가 55N/φ50mm, 압축 휨 계수가 4.6이었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 1에 나타내었다. 얻어진 망상 구조체는, 본 발명의 요건을 충족시키고, 저반발성, 쿠션성, 내구성이 우수한 망상 구조체이었다.

<실시예 4>

스티렌계 열가소성 엘라스토머 A-1을 60질량％와 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머 B-1을 40질량％ 계량하여, 펠릿 상태에서 잘 혼합해서 원료로서 사용한 것 이외에, 실시예 3과 마찬가지로 하여 망상 구조체를 얻었다.

얻어진 망상 구조체는, 단면 형상이 원형이고 섬유 직경이 0.9mm인 선상체로 형성되어 있고, 겉보기 밀도가 0.068g/cm³, 표면이 평탄화된 두께가 21mm, 40℃ 압축 잔류 변형이 34.2％, 8만회 정변위 반복 압축 후의 잔류 변형이 6.8％, 히스테리시스 손실이 38.6％, 25％ 압축 시 경도가 15N/φ50mm, 65％ 압축 시 경도가 67N/φ50mm, 압축 휨 계수가 4.5이었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 1에 나타내었다. 얻어진 망상 구조체는, 본 발명의 요건을 충족시키고, 저반발성, 쿠션성, 내구성이 우수한 망상 구조체이었다.

<실시예 5>

스티렌계 열가소성 엘라스토머 A-1을 95질량％와 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머 B-3을 5질량％ 계량하여, 펠릿 상태에서 잘 혼합해서 원료로서 사용하고, 노즐면-냉각수 거리를 20cm, 인취 속도를 0.8m/min, 어닐링 처리 시간을 20분으로 한 것 이외에, 실시예 1과 마찬가지로 하여 망상 구조체를 얻었다.

얻어진 망상 구조체는, 단면 형상이 원형인 섬유 직경이 0.5mm인 선상체로 형성되어 있고, 겉보기 밀도가 0.095g/cm³, 표면이 평탄화된 두께가 19mm, 40℃ 압축 잔류 변형이 24.0％, 8만회 정변위 반복 압축 후의 잔류 변형이 3.1％, 히스테리시스 손실이 77.1％, 25％ 압축 시 경도가 8N/φ50mm, 65％ 압축 시 경도가 67N/φ50mm, 압축 휨 계수가 8.4이었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 1에 나타내었다. 얻어진 망상 구조체는, 본 발명의 요건을 충족시키고, 저반발성, 쿠션성, 내구성이 우수한 망상 구조체이었다.

<실시예 6>

스티렌계 열가소성 엘라스토머 A-1을 15질량％와 스티렌계 열가소성 엘라스토머 A-2를 85질량％ 계량하여, 펠릿 상태에서 잘 혼합해서 원료로서 사용하고, 오리피스의 형상은 외경 3mm, 내경 2.6mm의 트리플 브리지 중공 형성성 단면으로 하고, 방사 온도를 250℃, 단공 토출량을 1.5g/min, 노즐면-냉각수 거리를 16cm, 인취 속도를 1.1m/min으로 한 것 이외에, 실시예 1과 마찬가지로 하여 망상 구조체를 얻었다.

얻어진 망상 구조체는, 단면 형상이 원형의 중공 단면으로 중공률이 32％, 섬유 직경이 1.0mm인 선상체로 형성되어 있고, 겉보기 밀도가 0.103g/cm³, 표면이 평탄화된 두께가 20mm, 40℃ 압축 잔류 변형이 33.6％, 8만회 정변위 반복 압축 후의 잔류 변형이 6.1％, 히스테리시스 손실이 67.8％, 25％ 압축 시 경도가 2N/φ50mm, 65％ 압축 시 경도가 62N/φ50mm, 압축 휨 계수가 31.0이었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 1에 나타내었다. 얻어진 망상 구조체는, 본 발명의 요건을 충족시키고, 저반발성, 쿠션성, 내구성이 우수한 망상 구조체이었다.

<실시예 7>

스티렌계 열가소성 엘라스토머 A-1을 95질량％, 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머 B-1을 1질량％와, 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머 B-3을 4질량％ 계량하여, 펠릿 상태에서 잘 혼합해서 원료로서 사용하고, 방사 온도를 240℃, 노즐면-냉각수 거리를 20cm, 인취 속도를 1.2m/min으로 한 것 이외에, 실시예 6과 마찬가지로 하여 망상 구조체를 얻었다.

얻어진 망상 구조체는, 단면 형상이 원형의 중공 단면으로 중공률이 27％, 섬유 직경이 0.8mm인 선상체로 형성되어 있고, 겉보기 밀도가 0.092g/cm³, 표면이 평탄화된 두께가 20mm, 40℃ 압축 잔류 변형이 18.9％, 8만회 정변위 반복 압축 후의 잔류 변형이 3.2％, 히스테리시스 손실이 80.2％, 25％ 압축 시 경도가 8N/φ50mm, 65％ 압축 시 경도가 62N/φ50mm, 압축 휨 계수가 7.8이었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 1에 나타내었다. 얻어진 망상 구조체는, 본 발명의 요건을 충족시키고, 저반발성, 쿠션성, 내구성이 우수한 망상 구조체이었다.

<실시예 8>

스티렌계 열가소성 엘라스토머 A-1을 70질량％와 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머 B-2를 30질량％ 계량하여, 펠릿 상태에서 잘 혼합해서 원료로서 사용하고, 방사 온도를 240℃, 노즐면-냉각수 거리를 20cm, 인취 속도를 1.0m/min으로 한 것 이외에, 실시예 6과 마찬가지로 하여 망상 구조체를 얻었다.

얻어진 망상 구조체는, 단면 형상이 원형의 중공 단면으로 중공률이 18％, 섬유 직경이 1.2mm의 선상체로 형성되어 있고, 겉보기 밀도가 0.067g/cm³, 표면이 평탄화된 두께가 20mm, 40℃ 압축 잔류 변형이 26.8％, 8만회 정변위 반복 압축 후의 잔류 변형이 7.3％, 히스테리시스 손실이 51.2％, 25％ 압축 시 경도가 10N/φ50mm, 65％ 압축 시 경도가 75N/φ50mm, 압축 휨 계수가 7.5이었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 1에 나타내었다. 얻어진 망상 구조체는, 본 발명의 요건을 충족시키고, 저반발성, 쿠션성, 내구성이 우수한 망상 구조체이었다.

<비교예 1>

폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머 B-2를 사용하고, 어닐링 처리를 없앤 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 망상 구조체를 얻었다.

얻어진 망상 구조체는, 단면 형상이 원형의 섬유 직경이 0.4mm인 선상체로 형성되어 있고, 겉보기 밀도가 0.068g/cm³, 표면이 평탄화된 두께가 20mm, 40℃ 압축 잔류 변형이 50.2％, 8만회 정변위 반복 압축 후의 잔류 변형이 15.4％, 히스테리시스 손실이 50.1％, 25％ 압축 시 경도가 48N/φ50mm, 65％ 압축 시 경도가 111N/φ50mm, 압축 휨 계수가 2.3이었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 2에 나타내었다. 얻어진 망상 구조체는, 본 발명의 요건을 충족시키지 않고, 저반발성, 쿠션성, 내구성이 떨어진 망상 구조체이었다.

<비교예 2>

스티렌계 열가소성 엘라스토머 A-2를 사용하고, 보온통을 없애고, 방사 온도를 240℃, 단공 토출량을 1.0g/min, 노즐면-냉각수 거리를 30cm, 인취 속도를 0.8m/min으로 한 것 이외에, 실시예 5와 마찬가지로 하여 망상 구조체를 얻었다.

얻어진 망상체의 사조의 단면 형상이 원형의 중공 단면으로 중공률이 27％, 섬유 직경이 0.6mm인 선상체로 형성되어 있고, 겉보기 밀도가 0.094g/cm³, 표면이 평탄화된 두께가 20mm, 40℃ 압축 잔류 변형이 43.8％, 8만회 정변위 반복 압축 후의 잔류 변형이 17.0％, 히스테리시스 손실이 48.9％, 25％ 압축 시 경도가 6N/φ50mm, 65％ 압축 시 경도가 53N/φ50mm, 압축 휨 계수가 8.8이었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 2에 나타내었다. 얻어진 망상 구조체는, 본 발명의 요건을 충족시키지 않고, 저반발성, 쿠션성, 내구성이 떨어진 망상 구조체이었다.

<비교예 3>

스티렌계 열가소성 엘라스토머 A-1을 90질량％와 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머 B-1을 10질량％ 계량하여, 펠릿 상태에서 잘 혼합해서 원료로서 사용하고, 단공 토출량을 1.0g/min, 보온통을 없애고, 노즐면-냉각수 거리를 24cm, 인취 속도를 0.8m/min, 어닐링 처리를 없앤 것 이외에, 실시예 6과 마찬가지로 하여 망상 구조체를 얻었다.

얻어진 망상 구조체는, 단면 형상이 원형의 중공 단면으로 중공률이 31％, 섬유 직경이 0.9mm인 선상체로 형성되어 있고, 겉보기 밀도가 0.092g/cm³, 표면이 평탄화된 두께가 20mm, 40℃ 압축 잔류 변형이 43.3％, 8만회 정변위 반복 압축 후의 잔류 변형이 11.8％, 히스테리시스 손실이 61.1％, 25％ 압축 시 경도가 2N/φ50mm, 65％ 압축 시 경도가 70N/φ50mm, 압축 휨 계수가 35.0이었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 2에 나타내었다. 얻어진 망상 구조체는, 본 발명의 요건을 충족시키지 않고, 저반발성, 쿠션성, 내구성이 떨어진 망상 구조체이었다.

<비교예 4>

스티렌계 열가소성 엘라스토머 A-1을 40질량％와 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머 B-2를 60질량％ 계량하여, 펠릿 상태에서 잘 혼합해서 원료로서 사용한 것 이외에, 실시예 1과 마찬가지로 하여 방사했지만, 망상 구조체를 얻을 수 없었다.

<비교예 5>

스티렌계 열가소성 엘라스토머 A-1을 40질량％와 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 C-1을 60질량％ 계량하여, 펠릿 상태에서 잘 혼합해서 원료로서 사용한 것 이외에, 실시예 1과 마찬가지로 하여 방사했지만, 망상 구조체를 얻을 수 없었다.

[산업상 이용 가능성]

본 발명은, 저반발성, 쿠션성, 내구성이 우수한, 오피스 체어, 가구, 소파, 침대 패드, 매트리스 등 침구, 기차·자동차·이륜차·유모차·카시트 등의 차량용 좌석 등에 사용되는 쿠션재, 침낭, 깔개 매트 등의 운반되는 기회가 많은 쿠션재, 바닥 매트나 충돌이나 끼임 방지 부재 등의 충격 흡수용 매트 등에 적합한 망상 구조체를 제공할 수 있기 때문에, 산업계에 기여하는 바가 크다.

Claims

섬유 직경이 0.1 내지 3.0mm이고, 스티렌 함유량이 10 내지 40질량％인 열가소성 엘라스토머를 포함하는 연속 선상체로 구성된 삼차원 랜덤 루프 접합 구조를 갖는 망상 구조체이며, 겉보기 밀도가 0.005 내지 0.30g/cm³, 40℃ 압축 잔류 변형이 35％ 이하인, 망상 구조체.
제1항에 있어서,
8만회 정변위 반복 압축 후의 잔류 변형이 15％ 이하인, 망상 구조체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
히스테리시스 손실이 35 내지 85％, 압축 휨 계수가 2.5 내지 85.0, 두께가 5 내지 300mm인, 망상 구조체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
열가소성 엘라스토머가, 스티렌계 열가소성 엘라스토머 또는 적어도 2종류의 수지 조성이 상이한 스티렌계 열가소성 엘라스토머의 알로이를 포함하는, 망상 구조체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
열가소성 엘라스토머에, 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머가 포함되어 있는, 망상 구조체.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
망상 구조체의 용도가 쿠션재, 충격 흡수재 또는 완충재인, 망상 구조체.