TW201433668A - 具優異壓縮耐久性之網狀構造體 - Google Patents

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Abstract

[課題]本發明旨在提供反復壓縮殘留應變小、反復壓縮後的硬度保持率大之反復壓縮耐久性優異的網狀構造體。[解決手段]網狀構造體係使由聚酯系熱塑性彈性物所組成之纖維度100dtex以上、60000dtex以下的連續線狀體彎曲形成不規則圈環，並使各個圈環相互以熔融狀態接觸而成之三維不規則圈環接合構造體，外觀密度為0.005g/cm3~0.20g/cm3，50%固定變位反復壓縮殘留應變為15%以下，50%固定變位反復壓縮後的50%壓縮時硬度保持率為85%以上的網狀構造體。

Description

具優異壓縮耐久性之網狀構造體
本發明係與反復壓縮耐久性優異，適合用於辦公椅、家具、沙發、床等寢具、電車、汽車、二輪車、嬰兒車、兒童椅等的車輛用座椅等的緩衝材料，地板墊或防止碰撞或夾傷部件等的吸收衝擊用的墊子等的網狀構造體有關者。
目前在家具、床等寢具、電車、汽車、二輪車等的車輛用座椅中所用的緩衝材料，廣泛使用發泡交聯聚氨酯。
雖然發泡交聯聚氨酯作為緩衝材料具有良好的耐久性，但有透濕透水性與通氣性差，且因有蓄熱性而容易悶熱的問題點。又，被指出由於沒有熱塑性而回收困難，於焚化處理時，對焚化爐損傷大，除去有毒氣體需要經費的問題點。從而大多以掩埋來處理，但也有因地盤安定化困難而掩埋場所受限定，經費高的問題點。再者，被指出雖然加工性優良，但製造中使用的藥品有公害問題，與成形後的殘留藥品以及所伴隨的臭氣等種種問題。
在專利文獻1和2中，揭露網狀構造體。其為可解決上述發泡交聯聚氨酯的諸問題，緩衝性能亦優異者。但是，其反復壓縮耐久性，經2萬次反復壓縮，殘留應變在20%以下，為反復壓縮殘留應變之性能優異者，然而在反復壓縮後的50%壓縮時硬度保持率為83%左右，有反復使用後硬度降低的問題。
向來人們認為如果反復壓縮殘留應變小，就會有充分的耐久性。但是，近年對於反復壓縮耐久性的要求提高，復要求提高確保反復壓縮使用後的緩衝性能。然而，向來的網狀構造體，難以獲得反復壓縮殘留應變小，且反復壓縮後的硬度保持率大的合併具有耐久性能的網狀構造體。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]特開平7-68061號公報
[專利文獻2]特開2004-244740號公報
本發明係在上述先前技術之課題的背景下所完成，並以提供反復壓縮殘留應變小，反復壓縮後的硬度保持率大，對反復壓縮之耐久性優異的網狀構造為課題。
本案發明人等為解決上述課題而銳意研究之結果，終於完成本發明。亦即，本發明為如下所述者：
1.一種網狀構造體，其係使由聚酯系熱塑性彈性物所組成之纖維度在100dtex以上、60000dtex以下的連續線狀體彎曲形成不規則圈環，並使各個圈環相互以熔融狀態接觸而成之三維不規則圈環接合構造體，且其外觀密度為0.005g/cm3~0.20g/cm3，50%固定變位反復壓縮殘留應變為15%以下，50%固定變位反復壓縮後的50%壓縮時硬度保持率為85%以上。
2.如上述1所記載的網狀構造體，其中50%固定變位反復壓縮後的25%壓縮時硬度保持率為85%以上。
3.如上述1或2所記載的網狀構造體，其中網狀構造體之厚度為10mm以上、300mm以下。
4.如上述1~3中之任一項所記載的網狀構造體，其中構成網狀構造體的連續線狀體之截面形狀為中空截面及/或異形截面。
5.如上述1~4中之任一項所記載的網狀構造體，其中網狀構造體的遲滯損耗率為28%以下。
6.如上述1~5中之任一項所記載的網狀構造體，其中網狀構造體的每單位重量的接合點數目為60個/g~500個/g。
本發明之網狀構造體為反復壓縮殘留應變小，而且反復壓縮後之硬度保持率大，反復使用也難以改變乘坐舒適性、躺臥舒適性之反復壓縮耐久性優異的網狀構造體。藉此一優異的反復壓縮耐久性，能夠提供適合用於辦公椅、家具、沙發、床等寢具、電車、汽車、二輪車、嬰兒車、兒童椅等的車輛用座椅等的緩衝材料，以及適用於地板墊或防止碰撞或夾傷部材等吸收衝擊用的緩衝材料等的網狀構造體。
圖1係於測定網狀構造體的遲滯損耗率中的壓縮-除壓試驗模式的圖形。
以下詳細說明本發明。
本發明的網狀構造體，係使由聚酯系熱塑性彈性物所組成之纖維度100dtex以上、60000dtex以下的連續線狀體彎曲形成不規則圈環，並使各個圈環相互以熔融狀態接觸而成之三維不規則圈環接合構造體，外觀密度為0.005g/cm3~0.20g/cm3，50%固定變位反復壓縮殘留應變為15%以下，50%固定變位反復壓縮後的50%壓縮時硬度保持率為85%以上的網狀構造體。
於本發明中之聚酯系熱塑性彈性物，可舉出例如將熱塑性聚酯作為硬嵌段、將聚亞烷基二醇作為軟嵌段的聚酯醚嵌段共聚物，或將脂肪族聚酯作為軟嵌段的聚酯酯嵌段共聚物。
聚酯醚嵌段共聚物可以為：由對苯二甲酸(terephthalic acid)、間苯二甲酸(isophthalic acid)、萘-2,6-二羧酸(naphthalene-2,6-dicarboxylic acid)、萘-2,7-二羧酸(naphthalene-2,7-dicarboxylic acid)、二苯基-4,4'-二羧酸(diphenyl-4,4'-dicarboxylic acid)等芳香族二羧酸；1,4-環己烷二羧酸(1,4-cyclohexane dicarboxylic acid)、等脂環族二羧酸：琥珀酸(succinic acid)、己二酸(adipic acid)、癸二酸二聚酸(sebacic acid dimer acid)等脂肪族二羧酸(aliphatic dicarboxylic acid)；或由此等之酯形成性衍生物等選擇的至少一種二羧酸，與由1,4-丁二醇(1,4-butanediol)、乙二醇(ethylene glycol)、丙二醇(trimethylene glycol)、四亞甲基二醇(tetramethylene glycol)、戊二醇(pentamethylene glycol)、己二醇(hexamethylene glycol)等脂肪族二醇(aliphatic diol)；1,1-環己烷二甲醇，(1,1-cyclohexanedimethanol)、1,4-環己烷二甲醇(the 1,4-cyclohexanedimethanol等脂環族二醇(fat rings diol)；或此等之酯形成性衍生物等選擇的至少一種二元醇成分，以及數平均分子量約為300~5000的聚乙二醇(polyethylene glycol)、聚丙二醇(polypropylene glycol)、聚 四亞甲基乙二醇(polytetramethylene glycol)、由環氧乙烷-環氧丙烷共聚物(ethylene oxide-propylene oxide copolymers)所組成的乙二醇等至少一種聚亞烷基二醇(polyalkylene diol)所構成的三維嵌段共聚物。
聚酯酯嵌段共聚物係由上述二羧酸(dicarboxylic acid)與二元醇(diol)以及數平均分子量約為300~5000的聚內酯(polylactone)等聚酯二醇(polyester diol)中的至少一種所構成的三元嵌段共聚物。若考慮熱接著性、耐加水分解性、伸縮性、耐熱性等，則特別理想是二羧酸為對苯二甲酸(terephthalic acid)或者/以及萘2,6-二羧酸(naphthalene 2,6-dicarboxylic acid)、二元醇成分為1,4-丁二醇(1,4-butanediol)、聚亞烷基二醇(polyalkylenediol)為聚四亞甲基乙二醇的三元嵌段共聚物，或聚酯二醇(polyester diol)為聚內酯(polylacton)的三元嵌段共聚物。特殊之例，也能夠使用導入聚矽氧烷(polysiloxane)系的軟嵌段。
再者，於上述聚酯系熱塑性彈性物中混合非彈性物成分者，共聚合者，將聚烯烴系成分作為軟嵌段者等，也包含在本發明的聚酯系熱可塑性彈性物中。又，也包含在聚酯系熱塑性彈性物因應需要添加各種添加劑等所得之物。
為實現本發明目的之網狀構造體的反復壓縮耐久性，聚酯系熱塑性彈性物的軟嵌段含有量較好為15重量% 以上，再好是25重量%以上，更好是30重量%以上，特別好是40重量%以上，從確保硬度耐熱耐摩耗性之觀點，較好為80重量%以下，更好為70重量%以下。
構成本發明的反復壓縮耐久性優異的網狀構造體的聚酯系熱塑性彈性物的成分，於用差示掃描式熱量計測定的融解曲線中，最好在融點以下具有吸熱峰值。在融點以下具有吸熱峰值者，其耐熱耐摩耗性比沒有峰值者顯著提升。例如，本發明較好的聚酯系熱塑性彈性物，係使在硬嵌段的酸成分中包含具剛直性的對苯二甲酸或萘2,6-二羧酸等90摩爾%以上、更好的為對苯二甲酸或萘2,6-二羧酸的含有量為95摩爾%以上、特別好的為100摩爾%者，與乙二醇成分進行酯交換後，進行聚合直到所需要的聚合度。接著，以平均分子量較好為500以上、5000以下，更好為700以上、3000以下，再好的為800以上、1800以下的四亞甲基二醇(tetramethylene glycol)作為聚亞烷基二醇，以15重量%以上、80重量%以下，更好的為25重量%以上、70重量%以下，再好的為60重量%以上、70重量%以下，特別好的為40重量%以上、70重量%以下為共聚合量之情況，在硬嵌段的酸成分中，若具有剛直性的對苯二甲酸或萘2,6-二羧酸的含量多則硬嵌段的結晶性升高，難以塑性變形，而且，雖然耐熱耐摩耗性提升，但在熔融熱接著後進一步以至少比融點低10℃以上的低溫度進行退火處理，則能更提升耐熱耐摩耗性。退火處理最好 以至少比融點低10℃以上的低溫度對樣本作熱處理，藉由賦予壓縮應變進一步提升耐熱耐摩耗性。在將如此處理過後的緩衝層以差示掃描式熱量計測定的融解曲線中，可更明確表現在室溫以上融點以下溫度之吸熱峰值。又，在沒有退火的場合，融解曲線中無法明確表現在室溫以上融點以下的吸熱峰值。從此事類推，可認為是否藉退火讓硬嵌段形成重排列的準安定中間相而提升耐熱耐摩耗性。作為本發明中耐熱性提升效果的活用方法，在使用加熱器的車輛用坐墊或地板暖房的地板敷墊等，於比較高溫的用途中，因耐摩耗性良好而有用。
構成本發明之網狀構造體的連續線狀體之纖維度，若纖維度小則作為緩衝材料使用之際無法保持必要的硬度，反之纖維度太大則會過硬，故有設定適當範圍的必要。纖維度宜為100dtex以上，較好為300dtex以上。纖維度未滿100dtex則太細，緻密性與柔軟觸感雖良好但難以確保網狀構造體所需要的硬度。再者，纖維度宜為60000dtex以下，較好為50000dtex以下。纖維度若超過60000dtex，雖然可充分確保網狀構造體的硬度，但有網狀構造變粗、其他緩衝性能變差的情況。
本發明之網狀構造體的外觀密度宜為0.005g/cm3~0.20g/cm3，較好為0.01g/cm3~0.18g/cm3，更好為0.02g/cm3~0.15g/cm3的範圍。外觀密度若比0.005g/cm3小，則無法 確保作為緩衝材料使用之際必要的硬度。反之若超過0.20g/cm3，則變得過硬而有不適合作為緩衝材料之情況。
本發明的網狀構造體的厚度，較好為10mm以上，更好為20mm以上。若以未滿10mm之厚度作為緩衝材料使用，因為太薄有時會有觸底的感覺。厚度上限由與製造裝置之關係考量，較好為300mm以下，更好為200mm以下，再好為120mm以下。
本發明的網狀構造體的70℃壓縮殘留應變，較好為35%以下。若70℃的殘留應變超過35%時，無法滿足以作為緩衝材料使用為目的之網狀構造體的特性。
本發明的網狀構造體的50%固定變位反復壓縮殘留應變為15%以下，較好為10%以下。若50%固定變位反復壓縮殘留應變超過15%，長期間使用則厚度會變薄，緩衝材料不希望如此。又，50%固定變位反復壓縮殘留應變之下限值雖沒有特別規定，但在本發明所得到的網狀構造體中，為1%以上。
本發明的網狀構造體的50%壓縮時硬度，較好為10N/Φ200以上、1000N/Φ200以下。50%壓縮時硬度若未達10N/Φ200，有時會有觸底的感覺。再者，若超過1000N/Φ200，則有時會太硬而有損緩衝性能。
本發明的網狀構造體的25%壓縮時硬度，較好為5N/Φ200以上、500N/Φ200以下。25%壓縮時硬度若未達5N/Φ200，有時會因太柔軟而緩衝性能不充分。再者，若超過500N/Φ200，則會太硬而有損緩衝性能。
本發明的網狀構造體的50%固定變位反復壓縮後的50%壓縮時硬度保持率，為85%以上，較好為88%以上。更好為90%以上。50%固定變位反復壓縮後的50%壓縮時硬度保持率若未達85%，則長時間使用，緩衝材料硬度會降低，而有觸底之感覺。50%固定變位反復壓縮後的50%壓縮時硬度保持率之上限值雖沒有特別規定，但於本發明所得到的網狀構造體中，為110%以下。之所以50%壓縮時硬度保持率會超過100%，乃因反復壓縮而使網狀構造體之厚度減少，反復壓縮後的網狀構造體之外觀密度上升，而使網狀構造體的硬度上升。因反復壓縮而硬度上升會改變緩衝性能，故較好為110%以下。
本發明的網狀構造體的50%固定變位反復壓縮後的25%壓縮時硬度保持率，宜為85%以上、較好為88%以上、更好為90%以上、特別好為93%以上。50%固定變位反復壓縮後的25%壓縮時硬度保持率若未達85%，則長時間使用，緩衝材料硬度會降低，而關係到乘坐舒適性的變化。50%固定變位反復壓縮後的25%壓縮時硬度保持率之上限 值雖沒有特別規定，但於本發明所得到的網狀構造體中，為110%以下。之所以25%壓縮時硬度保持率會超過100%，乃因反復壓縮而使網狀構造體之厚度減少，反復壓縮後的網狀構造體之外觀密度上升，而使網狀構造體的硬度上升。因反復壓縮而硬度上升會改化緩衝性能，故較好為110%以下。
本發明之網狀構造體的遲滯損耗率較好為28%以下，更好為27%以下，再好為26%以下，進一步好為25%以下。若遲滯損耗率超過28%，乘坐之際有時難有高反彈性的感覺。遲滯損耗率的下限值雖沒有特別規定，但於本發明所得到的網狀構造體中，較好為1%以上，再好為5%以上。遲滯損耗率若比1%小則過度高反彈而使緩衝性能低下，故較好為1%以上，更好為5%以上。
本發明的網狀構造體的不規則圈環接合構造體的每單位重量的接合點數目較好為60~500個/g。接合點係指2根線條間的融著部分，每單位重量的接合點數目(單位：個/g)，係指將網狀構造體以長邊方向5cmX寬邊方向5cm的大小，包含試料表層面2面，不包含試料耳部，切斷出直方體形狀作成直方體狀的個片，將個片中的每單位體積的接合點數目(單位：個/cm3)除以該個片的外觀密度(單位：g/cm3)之值。接合點數目的計測方法，係以將2根線條拉開以剝離融著部分後計測剝離次數的方法來進行。 又，於試料的長邊方向或寬邊方向中，外觀密度有0.005g/cm3以上的帶狀疏密差的網狀構造體的場合，係以緻密部分與疏鬆部分的境界線成為長邊方向或寬邊方向的中間線之方式來切斷試料，而計測每單位重量的接合點數目。使每單位重量的接合點數在上述的範圍以適度拘束線條，而可獲得容易得到適當硬度與反彈性之乘坐舒適性與躺臥舒適性良好的網狀構造體。本發明的網狀構造體的每單位重量的接合點數目，較好為60個/g以上500個/g以下、更好為80個/g以上450個/g以下、又更好為100個/g以上400個/g以下。本發明的網狀構造體的每單位重量的接合點數目若未達60個/g，則網狀構造體過於粗疏而有品質不好的情況。若超過500個/g，則有難以確保必要硬度的情況。於本文中，接合點有時簡稱為接點。
本發明的網狀構造體具有前述50%固定變位反復壓縮後50%壓縮時硬度保持率為85%以上，50%固定變位反復壓縮後25%壓縮時硬度保持率為85%以上的特性。若使硬度保持率在上述範圍，始能得到長期間使用後的網狀構造體的硬度變化小，乘坐舒適性、躺臥舒適性變化小，能夠長期間使用的網狀構造體。迄今所知的50%固定變位反復壓縮應變小的網狀構造體與本發明的網狀構造體之不同在於：本發明之網狀構造體因使構成網狀構造體的連續線狀體之間的融著強固，而強化了連續線狀體的接點強度。藉強化構成網狀構造體的連續線狀體之間的接點強度，能 夠提升網狀構造體的50%固定變位反復壓縮後的硬度保持率。亦即，可認為迄今所知的網狀構造體經由50%固定變位反復壓縮，構成網狀構造體的連續線狀體之間的許多接點因反復壓縮而被破壞，而本發明的網狀構造體之接點破壞，比先前之產品減少之故。
另一方面，於50%固定變位反復壓縮應變中，反復壓縮後的網狀構造體之接點即使被破壞，由於構成連續線狀體的聚酯系熱塑性彈性物的彈性，厚度得以恢復，故可認為係壓縮應變小、50%固定變位反復壓縮應變與本發明的網狀構造體沒有大的差異。
本發明的網狀構造體具有遲滯損耗率為28%以下的特性。使遲滯損耗率在上述的範圍，始能得到具有高反彈性的乘坐舒適性與躺臥舒適性的網狀構造體。本發明的網狀構造體，因使構成網狀構造體的連續線狀體之間的融著強固，而強化了連續線狀體之間的接點強度。提升接點強度與遲滯損耗率變小的機轉複雜，雖尚未完全明白其道理，但可考慮如下。藉增強構成網狀構造體的連續線狀體之間的接點強度，網狀體被壓縮之際，接點不容易被破壞。其次，可認為從壓縮狀態放開應力而從變形狀態恢復時，藉由維持各接點不被破壞，而迅速從變形狀態恢復，使遲滯損耗率變小。亦即，可認為迄今所知的網狀構造體藉設定的預備壓縮或二次壓縮，構成網狀構造體的連續線狀體 之間的許多接點已被破壞，但本發明的網狀構造體的接點破壞能夠比先前的產品減少，被維持的接點使聚合物原來的橡膠彈性更為活化。
本發明的網狀構造體，具有每單位重量的接合點數目為60個/g以上、500個/g以下的特性。使每單位重量的接合點數目在上述範圍，可得到兼有品質與硬度的網狀構造體。每單位重量的接合點數目能夠以保溫筒距離、噴嘴面冷卻水溫度、紡絲溫度等加以調整。其中，設定保溫筒距離能提高接點強度而較佳。較佳係藉此等單獨或其組合，來調整每單位重量的接合點數目。
50%固定變位反復壓縮後的硬度保持率高的本發明之網狀構造體，例如可依下述方式獲得。網狀構造體可基於特開平7-68061號公報等所記載的公知方法得到。例如，由具有複數小孔的多列噴嘴，將聚酯系熱塑性彈性物在噴嘴的小孔分配，以比該聚酯系熱塑性彈性物的融點高20℃以上、未達120℃的高紡絲溫度，由該噴嘴向下方吐出，在熔融狀態使連續線狀體相互接觸融著，形成三維構造，隨後以承載的輸送網夾住，在冷卻槽中以冷卻水冷卻後拉出，瀝水後或乾燥，而獲得雙面或單面平滑化的網狀構造體。在僅使單面平滑化的場合，使吐出在有斜度的承載網上，在熔融狀態使其相互接觸融著而形成三維構造，隨後僅在承載網面使形態緩和後冷卻即可。所得到的網狀 構造體也能夠進行退火處理。又，也可將網狀構造體的乾燥處理作為退火處理。
為獲得本發明的網狀構造體，必須使所得到的網狀構造體之連續線狀體之間的融著強固以強化連續線狀體之間的接點強度。藉著強化構成網狀構造體的連續線狀體之間的接點強度，結果可以提升網狀構造體的反復壓縮耐久性。
作為獲得強化接點強度的網狀構造體的手段之一，例如，在將聚酯系熱塑性彈性物紡出之際，在噴嘴下設置保溫區域。也可考慮提高聚酯系熱塑性彈性物的紡絲溫度，但從防止聚合物熱劣化的觀點，在噴嘴下設置保溫區域的手段較佳。在噴嘴下的保溫區域的長度，較好為20mm以上，更好為35mm以上，再好為50mm以上。保溫區域的上限，希望為70mm以下。若使保溫區域的長度在20mm以上，則所得到的網狀構造體之連續線狀體之融著變得強固，連續線狀體之間的接點強度變強，結果能夠提升網狀構造體的反復壓縮耐久性。若保溫區域的長度未達20mm，則無法提升接點強度到能夠滿足反復壓縮耐久性的程度。再者，若保溫區域之長度超過70mm，則表面品質變差。
此一保溫區域也能夠利用紡絲組件周邊或聚合物帶進的熱量作為保溫區域，也能夠以加熱器加熱該保溫區域 以控制噴嘴正下方的纖維落下區域的溫度。保溫區域使用鐵板或鋁板、陶瓷板等，以圍繞噴嘴下之落下的連續線狀體的周邊之方式設置保溫體即可。保溫體由上述材料構成，對彼等以隔熱材料進行保溫則更佳。保溫區域的設置位置，考慮保溫效果，以從噴嘴下起50mm以下的位置往下方設置較好，更好是從20mm以下，再好為從噴嘴正下方設置。較佳實施形態之一，係在噴嘴正下方的周邊以不接觸絲條的方式，以鋁板從噴嘴正下方往下方圍繞20mm長度進行保溫，再將此一鋁板以保溫材料加以保溫。
獲得強化接點強度的網狀構造體的其他手段，例如提高承載輸送網的連續線狀體落下位置周邊的網表面溫度，或者提高連續線狀體落下位置周邊的冷卻槽內的冷卻水溫度等。承載輸送網的表面溫度較好為80℃以上，更好為100℃以上。從連續線狀體與輸送網間的剝離性良好的觀點，輸送網溫度，較好為聚合物的融點以下，更好是在融點的20℃以下。再者，冷卻水溫度較好為80℃以上。
構成本發明的網狀構造體的連續線狀體，在不損害本發明目的之範圍內，可以為與其他熱塑性樹脂組合的複合線狀體。複合形態在線狀體本身複合化的場合，例如為芯鞘型、並排型、偏心芯鞘型等的複合線狀體。
本發明的網狀構造，在不損害本發明目的之範圍內， 也可以為多層構造化。多層構造，例如表層與裏層以不同纖維度的線狀體來構成，或表層與裏層以具有不同外觀密度的構造體來構成等之構造體。多層化方法，例如將網狀構造體堆疊後在側邊等予以固定、藉加熱熔融固著方法、以接著劑接著的方法、以縫製或以條帶拘束的方法等。
構成本發明的網狀構造體的連續線狀體的截面形狀雖沒有特別限定，但以中實截面、中空截面、圓形截面、異形截面或該等之組合較好，能夠賦予所希望的抗壓縮性與觸感。
本發明的網狀構造體，在性能不會降低的範圍，從樹脂製造過程起到加工成型體，於製品化的任一階段都能夠進行賦予防臭抗菌、消臭、防黴、著色、芳香、難燃、吸放濕氣等功能的添加藥劑等之處理加工。
如此得到的本發明的網狀構造體，具有反復壓縮殘留應變小、硬度保持率高、優異的反復壓縮耐久性。
以下所舉的實施例係用來具體說明本發明，不能以此來限定本發明之範圍。又於實施例中特性值的測定以及評價係以下列方式進行。
(1)纖維度
將試料切斷為20cmX20cm的大小，從10個處所採集線狀體。將10個處所採集的線狀體於40℃的比重，以密度梯度管來測定。接著，將上述10個處所採集的線狀體之截面積，以顯微鏡擴大30倍的相片來求出，從而求出線狀體長度10000m分的體積。將所得到的比重與體積相乘之值作為纖維度(線狀體10000m分的重量)。(n=10的平均值)
(2)試料厚度及外觀密度
將試料切斷為20cmX30cm的大小，無負重下放置24小時後，以高分子計器公司製FD-80N型測厚器測量4個處所的高度，將其平均值作為試料厚度。試料重量，係將上述試料放在電子天平上測量。接著從試料厚度求出體積，顯示將試料重量除以體積之值。(分別為n=4的平均值)
(3)融點(Tm)
使用TA儀器公司製的差示掃描熱量計Q200，以20℃/分的升溫速度測定的吸發熱曲線，求出吸熱峰值(融解峰值)的溫度。
(4)70℃壓縮殘留應變
將試料切斷為30cmX30cm的大小，測定以(2)中記載的方法處理前的厚度(a)。將測定過厚度的樣品以能夠保持50%壓縮狀態的夾具夾住，放入設定為70℃的乾燥機內，放置22小時。然後取出樣品，冷卻後求出除去應變放置1 天後的厚度(b)，由處理前的厚度(a)，藉公式{(a)-(b)}/(a)x100算出：單位%(n=3的平均值)。
(5)25%以及50%的壓縮時硬度
將試料切斷為30cmX30cm的大小，在20℃±2℃的環境下，無負重放置24小時後，在20℃±2℃的環境下以Orientech公司製的Tensilon，使用Φ200mm、厚度3mm的加壓板，對試料的中心部以10mm/min的速度開始壓縮，測量負重成為5N時的厚度，作為硬度計厚度。將此時的加壓板位置作為零點，以100mm/min之速度進行壓縮直到成為硬度計厚度之75%後，以100mm/min之速度將加壓板返回零點。繼續以100mm/min之速度進行壓縮直到成為硬度計厚度之25%或50%，測量這時的負重，分別作為25%壓縮時硬度、50%壓縮時硬度：單位N/Φ200(n=3的平均值)。
(6)50%固定變位反復壓縮殘留應變
將試料切斷為30cmX30cm的大小，測量以(2)記載的方法處理前的厚度(a)。將測量過厚度的樣品以島津製作所製造的伺服脈衝器，在20℃±2℃的環境下，以1Hz周期進行反復壓縮恢復直到成為50%厚度，將8萬次後的試料靜置1天後，求出處理後的厚度(b)，由處理前的厚度(a)，藉公式{(a)-(b)}/(a)x100算出：單位%(n=3的平均值)。
(7)50%固定變位反復壓縮後的50%壓縮時硬度保持 率
將試料切斷為30cmX30cm的大小，以(2)記載的方法測量處理前的厚度。將測量過厚度的樣品以(5)記載的方法測量的50%壓縮時硬度作為處理前負重(a)。然後以島津製作所製造的伺服脈衝器，在20℃±2℃的環境下，以1Hz周期進行反復壓縮恢復直到成為處理前厚度的50%厚度，將8萬次後的試料靜置30分後，以(5)記載的方法測量的50%壓縮時硬度作為處理後負重(b)。藉公式(b)/(a)x100算出50%固定變位反復壓縮後的50%壓縮時硬度保持率：單位%(n=3的平均值)。
(8)50%固定變位反復壓縮後的25%壓縮時硬度保持率
將試料切斷為30cmX30cm的大小，以(2)記載的方法測量處理前的厚度。將測量過厚度的樣品以(5)記載的方法測量的25%壓縮時硬度作為處理前負重(c)。然後以島津製作所製造的伺服脈衝器，在20℃±2℃的環境下，以1Hz周期進行反復壓縮恢復直到成為處理前厚度的50%厚度，將8萬次後的試料靜置30分後，以(5)記載的方法測量的25%壓縮時硬度作為處理後負重(d)。藉公式(d)/(c)x100算出50%固定變位反復壓縮後的25%壓縮時硬度保持率：單位%(n=3的平均值)。
(9)遲滯損耗率
將試料切斷為30cmX30cm的大小，在20℃±2℃的環境下，無負重放置24小時後，在20℃±2℃的環境下以Orientech公司製的Tensilon，使用Φ200mm、厚度3mm的加壓板，對試料的中心部以10mm/min的速度開始壓縮，測量負重成為5N時的厚度，作為硬度計厚度。將此時的加壓板位置作為零點，以100mm/min之速度進行壓縮直到成為硬度計厚度之75%後，沒有停留時間即以同一速度將加壓板返回原點(第一次的應力應變曲線)。繼續沒有停留時間即以100mm/min之速度進行壓縮直到成為硬度計厚度之75%，沒有停留時間即以同一速度返回零點(第二次應力應變曲線)。將第二次壓縮時應力曲線所示的壓縮能量亦為(WC)、第二次除壓時應力曲線所示的壓縮能量亦為(WC’)，依照下式來求出遲滯損耗率。
遲滯損耗率(%)=(WC-WC’)/WC x 100
WC=ʃPdT(從0%至75%壓縮時的功)
WC’=ʃPdT(從75%至0%除壓時的功)
簡單地，可得到例如圖1的應力應變曲線，能夠利用個人電腦來解析資料而算出。再者，將斜線部分面積設為WC，網線部分之面積設為WC’，也能夠從剪下的部分之重量求出其面積比。(n=3的平均值)
(10)每單位重量的接合點數
起初，將尺寸為長邊方向5cmx寬邊方向5cm之試料， 以包含表層面2面、不包含試料耳部之方式切斷為直方體形狀作成個片。其次，測量此一個片的4角高度後，求出體積(單位：cm3)，將試料重量(單位：g)除以體積算出外觀密度(單位：g/cm3)。接著，計算此一個片的接合點數目，將此數目除以個片的體積，算出每單位體積的接合點數目(單位：個/cm3)，將每單位體積的接合點數目除以外觀密度，算出每單位重量的接合點數目(單位：個/g)。又，將接合點作為2根線條間的融著部分，以拉開2根線條剝離融著部分的方法計算接合點數目。再者，每單位重量的接合點數目取n=2的平均值。又，在試料長邊方向或寬邊方向外觀密度有0.005g/cm3以上的帶狀疏密差的試料之場合，以讓密的部分與疏的部分的境界線成為個片的長邊方向或寬邊方向的中間線之方式來切斷試料，再以同樣方法測量每單位重量的接合點數目(n=2)。
[實施例]
[實施例1]
作為聚酯系彈性物，將對苯二甲酸二甲酯(Dimethyl terephthalate)與1,4-丁二醇(1,4-BD)摻入少量觸媒，以通常方法進行酯交換後，添加聚四亞甲基二醇(PTMG)，且升溫減壓進行縮聚合而產生醚酯嵌段共聚物彈性物，接著添加氧化防止劑2%混練後造粒化，50℃ 48小時真空乾燥所得到的熱塑性彈性樹脂原料之配方如表1所示。
寬度方向1050mm、厚度方向的寬為45mm的噴嘴有效面上，小孔的形狀為外徑2mm、內徑1.6mm之三重架橋中空形成性截面，小孔間距為5mm之交錯排列噴嘴，將所得到的熱塑性彈性樹脂(A-1)在熔融溫度230℃，以單孔吐出量為2.4g/min的速度向噴嘴的下方吐出，經過設置在噴嘴正下方的長度30mm的保溫區域，在噴嘴面之28cm下方配設30℃冷卻水，將寬150cm的不鏽鋼製的循環網平行地以開口寬度40mm間隔的一對承載輸送帶，以一部分露出水面上之方式配設，在該不以紅外線加熱、表面溫度為40℃之水面上的輸送網上，該熔融狀態的吐出線狀被彎曲形成圈環，接觸部分被融著而形成三維網狀構造。然後將該熔融狀態的網狀體之兩面以承載輸送帶夾住，以每分鐘1.2m的速度送入30℃的冷卻水中使固化而使兩面平坦化後，切斷成設定的大小，以110℃熱風進行15分鐘的乾燥熱處理，得到網狀構造體。所得到的由熱塑性樹脂形成的網狀構造體之特性如表2所示。
所得到的網狀體，截面形狀為三角飯團型之中空截面，中空率為34%，以纖維度3300dtex之線條形成，外觀密度為0.038g/cm3，表面平坦化後的厚度為38mm，70℃壓縮殘留應變為12.2%，50%固定變位反復壓縮殘留應變為3.3%，25%壓縮時硬度為128N/Φ200mm，50%壓縮時硬度為241N/Φ200mm，50%固定變位反復壓縮後之50%壓縮時硬度保持率為90.5%，50%固定變位反復壓縮後的25%壓縮時硬度保持率為90.8%，遲滯損耗率為27.2%，每單 位重量的接合點數目為134.4個/g。所得到的網狀構造體之特性如表2所示。所得到的網狀構造體為滿足本發明之要件、反復壓縮耐久性優異的網狀構造體。
[實施例2]
除在噴嘴正下方未設保溫區域、單孔吐出量為4g/min、承載速度為1.5m/min、噴嘴面冷卻水距離為28cm、寬度150cm的不鏽鋼製循環網平行開口寬度為41mm、以紅外線加熱器加熱使輸送網的表面溫度為120℃以外，和實施例1同樣進行所得到的網狀構造體，截面形狀為三角飯團型之中空截面，中空率為35%，以纖維度為2800dtex的線條所形成，外觀密度為0.052g/cm3，表面平坦化後的厚度為41mm，70℃壓縮殘留應變為18.6%，50%固定變位反復壓縮殘留應變為2.9%，25%壓縮時硬度為220N/Φ200mm，50%壓縮時硬度為433N/Φ200mm，50%固定變位反復壓縮後之50%壓縮時硬度保持率為99.6%，50%固定變位反復壓縮後的25%壓縮時硬度保持率為92.8%，遲滯損耗率為26.5%，每單位重量的接合點數目為322.2個/g。所得到的網狀構造體之特性如表2所示。所得到的緩衝物為滿足本發明之要件、反復壓縮耐久性優異的網狀構造體。
[實施例3]
除在噴最嘴直正下邊未設保溫區域、紡絲溫度為 230℃、單孔吐出量為2.8g/min、寬度150cm的不鏽鋼製循環網平行開口寬度為36mm、水面上的輸送網為未以紅外線加熱器加熱的表面溫度為40℃之網、冷卻水溫度為80℃以外，和實施例1同樣進行所得到的網狀構造體，截面形狀為三角飯團型之中空截面，中空率為30%，以纖維度為3000dtex的線條所形成，外觀密度為0.043g/cm3，表面平坦化後的厚度為35mm，70℃壓縮殘留應變為17.9%，50%固定變位反復壓縮殘留應變為4.4%，25%壓縮時硬度為155N/Φ200mm，50%壓縮時硬度為271N/Φ200mm，50%固定變位反復壓縮後之50%壓縮時硬度保持率為93.9%，50%固定變位反復壓縮後的25%壓縮時硬度保持率為90.3%，遲滯損耗率為27.0%，每單位重量的接合點數目為237.5個/g。所得到的網狀構造體之特性如表2所示。所得到的緩衝物為滿足本發明之要件，反復壓縮耐久性優異的網狀構造體。
[實施例4]
除了熱塑性樹脂係使用A-2、經過設置在噴嘴正下方長度30cm的保溫區域、紡絲溫度為210℃、單孔吐出量為2.5g/min、承載速度為0.8m/min、噴嘴面冷卻水距離為32cm、輸送網不加熱其表面溫度為40℃、冷卻水溫度為30℃以外，和實施例1同樣進行所得到的網狀構造體，截面形狀為三角飯團型之中空截面，中空率為30%，以纖維度為3200dtex的線條形成，外觀密度為0.060g/cm3，表面 平坦化後的厚度為37mm，70℃壓縮殘留應變為13.1%，25%壓縮時硬度為61N/Φ200mm，50%壓縮時硬度為148N/Φ200mm，50%固定變位反復壓縮殘留應變為7.4%，50%固定變位反復壓縮後之50%壓縮時硬度保持率為102.8%，50%固定變位反復壓縮後的25%壓縮時硬度保持率為93.3%，遲滯損耗率為26.1%，每單位重量的接合點數目為164.9個/g。所得到的網狀構造體之特性如表2所示。所得到的緩衝物為滿足本發明之要件、反復壓縮耐久性優異的網狀構造體。
[實施例5]
除了熱塑性樹脂係使用A-3、經過設置在噴嘴正下方長度30cm的保溫區域、紡絲溫度為210℃、單孔吐出量為2.6g/min、承載速度為0.8m/min、噴嘴面冷卻水距離為35cm，輸送網不加熱其表面溫度為40℃、冷卻水溫度為30℃以外，和實施例1同樣進行所得到的網狀構造體，截面形狀為三角飯團型之中空截面，中空率為30%，以纖維度為2800dtex的線條形成，外觀密度為0.061g/cm3，表面平坦化後的厚度為36mm，70℃壓縮殘留應變為14.1%，25%壓縮時硬度為56N/Φ200mm，50%壓縮時硬度為150N/Φ200mm，50%固定變位反復壓縮殘留應變為6.9%，50%固定變位反復壓縮後之50%壓縮時硬度保持率為93.8%，50%固定變位反復壓縮後的25%壓縮時硬度保持率為90.0%，遲滯損耗率為22.4%，每單位重量的接合點數 目為361.1個/g。所得到的網狀構造體之特性如表2所示。所得到的緩衝物為滿足本發明之要件、反復壓縮耐久性優異的網狀構造體。
[實施例6]
除了熱塑性樹脂係使用A-1、經過設置在噴嘴正下方長度50cm的保溫區域、紡絲溫度為210℃、單孔吐出量為2.6g/min、承載速度為1.2m/min、噴嘴面冷卻水距離為25cm、輸送網不加熱其表面溫度為40℃、冷卻水溫度為30℃以外，和實施例1同樣進行所得到的網狀構造體，截面形狀為三角飯團型之中空截面，中空率為30%，以纖維度為3500dtex的線條形成，外觀密度為0.041g/cm3，表面平坦化後的厚度為35mm，70℃壓縮殘留應變為9.3%，25%壓縮時硬度為148N/Φ200mm，50%壓縮時硬度為258N/Φ200mm，50%固定變位反復壓縮殘留應變為4.1%，50%固定變位反復壓縮後之50%壓縮時硬度保持率為95.3%，50%固定變位反復壓縮後的25%壓縮時硬度保持率為96.4%，遲滯損耗率為27.6%，每單位重量的接合點數目87.6個/g。所得到的網狀構造體之特性如表2所示。所得到的緩衝物為滿足本發明之要件、反復壓縮耐久性優異的網狀構造體。
[比較例1]
除了熱塑性樹脂係使用A-1、紡絲溫度為210℃、噴 嘴正下方沒有保溫區域、單孔吐出量為2.6g/min、噴嘴面冷卻水距離為30cm、冷卻水溫度為30℃以外，和實施例1同樣進行所得到的網狀構造體，截面形狀為三角飯團型之中空截面，中空率為33%，以纖維度為3600dtex的線條形成，外觀密度為0.037g/cm3，表面平坦化後的厚度為40mm，70℃壓縮殘留應變為18.9%，25%壓縮時硬度為111N/Φ200mm，50%壓縮時硬度為228N/Φ200mm，50%固定變位反復壓縮殘留應變為3.2%，50%固定變位反復壓縮後之50%壓縮時硬度保持率為82.9%，50%固定變位反復壓縮後的25%壓縮時硬度保持率為75.7%，遲滯損耗率為30.4%。所得到的網狀構造體之特性如表2所示。所得到的緩衝物為無法滿足本發明之要件、反復壓縮耐久性差的網狀構造體。
[比較例2]
除了熱塑性樹脂係使用A-2、紡絲溫度為200℃、噴嘴正下方沒有保溫區域，單孔吐出量為2.4g/min，噴嘴面冷卻水距離為34cm，承載速度為0.8m/min以外，和實施例1同樣進行所得到的網狀構造體，截面形狀為三角飯團型之中空截面，中空率為34%，以纖維度為3000dtex的線條形成，外觀密度為0.059g/cm3，表面平坦化後的厚度為38mm，70℃壓縮殘留應變為16.7%，25%壓縮時硬度為59N/Φ200mm，50%壓縮時硬度為144N/Φ200mm，50%固定變位反復壓縮殘留應變為8.2%，50%固定變位反復壓縮後 之50%壓縮時硬度保持率為82.9%，50%固定變位反復壓縮後的25%壓縮時硬度保持率為84.2%，遲滯損耗率為29.1%。所得到的網狀構造體之特性如表2所示。所得到的緩衝物為無法滿足本發明之要件、反復壓縮耐久性稍差的網狀構造體。
[產業上利用性]
本發明的網狀構造體，不會損害先前網狀構造體所具有的舒適之乘坐舒適性與通氣性，並改良先前物品反復壓縮後的耐久性之問題，長時間使用後之厚度降低少、硬度降低少，可提供辦公椅、家具、沙發、床等寢具、電車、汽車、二輪車、嬰兒車、兒童椅等車輛用座席使用的緩衝材料、地板墊與防止碰撞與夾傷的吸收衝擊用的墊子等之網狀構造體，對產業界有大的貢獻。

Claims (6)

  1. 一種網狀構造體，其係使由聚酯系熱塑性彈性物所組成之纖維度在100dtex以上、60000dtex以下的連續線狀體彎曲形成不規則圈環，並使各個圈環相互以熔融狀態接觸而成之三維不規則圈環接合構造體，且其外觀密度為0.005g/cm3~0.20g/cm3，50%固定變位反復壓縮殘留應變為15%以下，50%固定變位反覆壓縮後的50%壓縮時硬度保持率為85%以上。
  2. 如請求項1所記載的網狀構造體，其中50%固定變位反復壓縮後的25%壓縮時硬度保持率為85%以上。
  3. 如請求項1或2所記載的網狀構造體，其中網狀構造體之厚度為10mm以上、300mm以下。
  4. 如請求項1~3中之任一項所記載的網狀構造體，其中構成網狀構造體的連續線狀體之截面形狀為中空截面及/或異形截面。
  5. 如請求項1~4中之任一項所記載的網狀構造體，其中網狀構造體的遲滯損耗率為28%以下。
  6. 如請求項1~5中之任一項所記載的網狀構造體，其中網狀構造體的每單位重量的接合點數目為60個/g~500個/g。
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