TW201720866A - 耐水解性優異的網狀構造體及其製造方法 - Google Patents

耐水解性優異的網狀構造體及其製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種耐水解性優異的網狀構造體及其製造方法。本發明之網狀構造體具有由連續線狀體構成之三維無規環接合構造,前述連續線狀體由聚酯系熱塑性彈性體構成且纖維直徑為0.1mm以上3.0mm以下,並且前述網狀構造體的表觀密度為0.005g/cm3以上0.20g/cm3以下,酸值為32meq/kg以下。

Description

耐水解性優異的網狀構造體及其製造方法
本發明係關於一種網狀構造體,適合於用於以下用途之緩衝材:辦公椅、家具、沙發、床等寢具、電車、汽車、二輪車、嬰兒車、兒童座椅、輪椅等車輛用座椅、地墊或者防止碰撞或卡夾之構件等衝擊吸收用墊等。
目前,作為家具、床等寢具、電車、汽車、二輪車等車輛用座椅所使用之緩衝材,廣泛使用發泡-交聯型胺基甲酸乙酯。
關於發泡-交聯型胺基甲酸乙酯,作為緩衝材而言之耐久性良好,但有如下問題:透濕透水性或透氣性差,具有蓄熱性,因此容易悶熱。進而,被指出有如下問題:因不是熱塑性而難以再利用,因此焚燒處理時焚燒爐的損害變大,或者去除有毒氣體要花費經費等。因而,多數情況下要進行填埋處理,但亦有如下問題:因難以使地基穩定化而填埋場所受到限定,經費亦變高。另外,被指出有如下問題:雖加工性優異,但製造中所使用之化學品的公害問題或者發泡後的殘留化學品或隨之產生之臭氣等各種問題。
專利文獻1及2中揭示有一種網狀構造體。其可解決上述之源於發泡-交聯型胺基甲酸乙酯之各種問題,緩衝性能亦優異。但是,聚酯系的網狀構造體在高溫加熱時或再熔融時材料容易脆化,因此在熱成形加工性或再利用性方面存在課題。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開平7-68061號公報。
專利文獻2:日本專利特開2004-244740號公報。
本發明係基於上述之先前技術之課題而完成,其課題在於提供一種耐水解性優異的網狀構造體。
本發明者等人為了解決上述課題而進行努力研究,結果完成本發明。即,本發明如下所述。
1.一種網狀構造體,具有由連續線狀體構成之三維無規環接合構造,前述連續線狀體由聚酯系熱塑性彈性體構成且纖維直徑為0.1mm以上3.0mm以下,並且前述網狀構造體的表觀密度為0.005g/cm3以上0.20g/cm3以下,酸 值為32meq/kg以下。
2.如上述1所記載之網狀構造體,其中酸值為28meq/kg以下。
3.如上述1或2所記載之網狀構造體,其中聚酯系熱塑性彈性體為聚酯醚嵌段共聚物或聚酯酯嵌段共聚物。
4.如上述1或2所記載之網狀構造體,其中構成網狀構造體之聚酯系熱塑性彈性體的重量平均分子量為5萬以上18萬以下。
5.如上述1或2所記載之網狀構造體,其中構成網狀構造體之聚酯系熱塑性彈性體的加熱熔融後的還原黏度保持率為95%以上。
6.一種網狀構造體之製造方法,製造如上述1或2所記載之網狀構造體,下述(1)所示之Q/N為3以上200以下,下述(2)所示之V/Q為1以上30以下。
(1)每次噴出之剪切量(Q/N,單位cm3/rev)。
Q:樹脂自噴嘴噴出之每1分鐘之噴出量(cm3/min)。
N:用以噴出Q之螺桿轉速(rev/min)。
(2)配管內通過時間(V/Q,單位min)。
V:藉由擠壓機熔融、擠出之樹脂自擠壓機出來之後,經由配管自噴嘴噴出之前的總體積(cm3)。
Q:樹脂自噴嘴噴出之每1分鐘之噴出量(cm3/min)。
本發明之網狀構造體的耐水解性優異,高溫加熱或再 熔融時,材料的分子量降低亦少,從而可提供一種熱成形加工性或再利用性優異的網狀構造體。
以下,對本發明詳細地進行說明。
本發明係關於一種網狀構造體及其製造方法,前述網狀構造體具有三維無規環接合構造,該三維無規環接合構造係使連續線狀體彎曲扭結(winding out)而形成無規環,再使各個環相互於熔融狀態下接觸而成,前述連續線狀體由聚酯系熱塑性彈性體構成且纖維直徑為0.1mm以上3.0mm以下,並且前述網狀構造體的表觀密度為0.005g/cm3以上0.20g/cm3以下,酸值為32meq/kg以下。
作為本發明中的聚酯系熱塑性彈性體,可例示:聚酯醚嵌段共聚物,以熱塑性聚酯作為硬鏈段(hard segment)且以聚伸烷基二醇作為軟鏈段(soft segment);或者聚酯酯嵌段共聚物,以脂肪族聚酯作為軟鏈段。
聚酯醚嵌段共聚物係由二羧酸、二醇成分、及數量平均分子量為約300以上5000以下之聚伸烷基二醇構成之三元嵌段共聚物,前述二羧酸為選自以下者中的至少一 種:對苯二甲酸、間苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸、萘-2,7-二羧酸、聯苯-4,4'-二羧酸等芳香族二羧酸,1,4-環己烷二羧酸等脂環族二羧酸,琥珀酸、己二酸、癸二酸二聚酸等脂肪族二羧酸,或該等的酯形成性衍生物等;前述二醇成分為選自以下者中的至少一種:1,4-丁二醇、乙二醇、三亞甲基二醇、四亞甲基二醇、五亞甲基二醇、六亞甲基二醇等脂肪族二醇,1,1-環己烷二甲醇、1,4-環己烷二甲醇等脂環族二醇,或該等的酯形成性衍生物等;前述數量平均分子量為約300以上5000以下之聚伸烷基二醇為以下者中的至少一種:聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇、由氧化乙烯-氧化丙烯共聚物(ethylene oxide-propylene oxide copolymer)所構成之二醇等。
聚酯酯嵌段共聚物係由上述二羧酸、二醇、及數量平均分子量為約300以上5000以下之聚內酯等聚酯二醇中的至少各一種構成之三元嵌段共聚物。若考慮熱接著性、耐水解性、伸縮性、耐熱性等,則尤佳為作為二羧酸之對苯二甲酸或/及萘-2,6-二羧酸、作為二醇成分之1,4-丁二醇、及作為聚伸烷基二醇之聚四亞甲基二醇之三元嵌段共聚物、或者作為聚酯二醇之聚內酯之三元嵌段共聚物。特殊例中,亦可使用導入有聚矽氧烷系的軟鏈段。
本發明之聚酯系熱塑性彈性體亦包括:於上述聚酯系熱塑性彈性體中摻合非彈性體成分而成、共聚合而成、以 聚烯烴系成分作為軟鏈段等。進而亦包括:於聚酯系熱塑性彈性體中視需要添加各種添加劑等而成。
作為聚酯系熱塑性彈性體的軟鏈段含量,就將網狀構造體的反復壓縮耐久性維持得高之觀點而言,較佳為15重量%以上,更佳為25重量%以上,進而較佳為30重量%以上,尤佳為40重量%以上,另一方面,就確保硬度及耐熱耐疲勞性之觀點而言,較佳為80重量%以下,更佳為70重量%以下。
構成本發明之網狀構造體之聚酯系熱塑性彈性體之成分較佳為於利用示差掃描型熱量計所測得之熔解曲線中,在熔點以下具有吸熱峰值。在熔點以下具有吸熱峰值,則其耐熱耐疲勞性相較於不具有吸熱峰值顯著提高。例如,作為本發明的較佳的聚酯系熱塑性彈性體,使硬鏈段之酸成分中含有90莫耳%以上之具有剛性之對苯二甲酸或萘-2,6-二羧酸等、更佳為對苯二甲酸或萘-2,6-二羧酸的含量為95莫耳%以上、尤佳為100莫耳%,與二醇成分進行酯交換後,進行聚合直至所需之聚合度,繼而,作為聚伸烷基二醇,使平均分子量較佳為500以上5000以下、更佳為700以上3000以下、進而較佳為800以上1800以下之聚四亞甲基二醇的共聚合量為15重量%以上80重量%以下、更佳為25重量%以上70重量%以下、進而較佳為30重量%以上70重量%以下、尤佳為40重量%以上 70重量%以下而進行共聚合,該情形時,若硬鏈段之酸成分中具有剛性之對苯二甲酸或萘-2,6-二羧酸的含量多,則硬鏈段的結晶性提高,不易發生塑性變形,且耐熱耐疲勞性提高,但若在熔融熱接著後進而以比熔點低至少10℃以上之溫度進行退火處理,則耐熱耐疲勞性進一步提高。退火處理只要能夠以比熔點低至少10℃以上之溫度對樣品進行熱處理即可,但藉由賦予壓縮應變,而使耐熱耐疲勞性進一步提高。利用示差掃描型熱量計對經此種處理之緩衝層進行測定所得之熔解曲線上,在室溫以上熔點以下之溫度下更明確地表現出吸熱峰值。再者,於不進行退火之情形時,熔解曲線上在室溫以上熔點以下未明確表現出吸熱峰值。由此類推,認為或許藉由退火而形成硬鏈段經再配列之準穩定中間相,從而使耐熱耐疲勞性提高。作為本發明中的耐熱性提高效果的實際應用方法,於使用加熱器之車輛用之靠墊(cushion)或裝有地暖之地板之鋪墊等可能成為相對較高溫之用途中,耐疲勞性變得良好,故而有用。
構成本發明之網狀構造體之聚酯系熱塑性彈性體的酸值為32meq/kg以下,較佳為28meq/kg以下,更佳為26meq/kg以下,進而較佳為24meq/kg以下,最佳為22meq/kg以下。若酸值大,則於網狀構造體暴露於高溫環境下之情形時,聚合物末端之酸部位成為酸觸媒而促進聚合物之水解,分子量大幅降低。構成先前之網狀構造體 之聚酯系熱塑性彈性體的酸值大於32meq/kg,於暴露於高溫環境下之情形時,分子量大幅降低,因此難以應用於加熱至高溫直至使其熔融之程度而進行熱加工之用途或進行再熔融而再利用之用途。但是,關於構成本發明之網狀構造體之聚酯系熱塑性彈性體,藉由將酸值設為32meq/kg以下,即便於暴露於高溫環境下之情形時,分子量之降低亦變少,而可充分應用於加熱至使其熔融之程度而進行熱加工之用途或進行再熔融而再利用之用途。再者,酸值之下限值並無特別規定,本發明中所使用之聚酯系熱塑性彈性體為0.5meq/kg以上。
構成本發明之網狀構造體之聚酯系熱塑性彈性體的重量平均分子量較佳為5萬以上18萬以下,更佳為6萬以上17萬以下,進而較佳為7萬以上16萬以下,最佳為8萬以上15萬以下。若重量平均分子量未達5萬,則有如下可能性:網狀構造體變脆,損及緩衝性。另外,若超過18萬,則有如下情況:熔融黏度變得過高,可紡性惡化而變得難以獲得品質良好的網狀構造體。
構成本發明之網狀構造體之聚酯系熱塑性彈性體的分子量分佈較佳為8以下。若分子量分佈超過8,則有如下情況:可紡性惡化而變得難以獲得品質良好的網狀構造體。分子量分佈更佳為7以下,進而較佳為6以下。再者,分子量分佈之下限值並無特別規定,較佳為2以上,更佳 為3以上。
本發明之網狀構造體係基於日本專利特開平7-68061號公報等中所記載之公知的方法而獲得。例如,自具有複數個孔口之多列噴嘴將聚酯系熱塑性彈性體分配於噴嘴孔口,在比該聚酯系熱塑性彈性體的熔點高20℃以上未達120℃之紡絲溫度下,自該噴嘴朝向下方噴出,在熔融狀態下使連續線狀體相互接觸而熔合,從而形成三維構造,並且由牽引式輸送網夾持,利用冷卻槽中的冷卻水使其冷卻,其後將其拉出並瀝掉水後或者進行乾燥,獲得雙面或單面經平滑化之網狀構造體。於僅使單面平滑化之情形時,使其噴出至具有傾斜度之牽引網上,在熔融狀態下相互接觸而熔合,從而形成三維構造,並且僅針對牽引網面,一面緩和形態一面進行冷卻即可。亦可對所獲得之網狀構造體進行退火處理。再者,亦可將網狀構造體之乾燥處理設為退火處理。
為了獲得本發明之網狀構造體,用作原料之聚酯系熱塑性彈性體的酸值較佳為31meq/kg以下,更佳為27meq/kg以下,進而較佳為25meq/kg以下,進而更佳為23meq/kg以下,最佳為21meq/kg以下。酸值為31meq/kg以下之聚酯系熱塑性彈性體可藉由使用下述方法而獲得,即,利用公知的方法進行聚合,且在加入單體時添加抗氧化劑,使其不易引起聚合時的劣化,或者極力降低聚 合結束後的熱歷程。
另外,為了獲得本發明之網狀構造體,較佳為於用作原料之聚酯系熱塑性彈性體中添加抗氧化劑,作為抗氧化劑之添加量,相對於作為基礎聚合物之聚酯系熱塑性彈性體,較佳為0.05重量份以上,更佳為0.10重量份以上,進而較佳為0.15重量份以上。作為抗氧化劑,較理想為添加以下至少一種以上:公知的酚系抗氧化劑、亞磷酸酯系抗氧化劑、硫醚系抗氧化劑、苯并三唑系紫外線吸收劑、三嗪系紫外線吸收劑、二苯甲酮系紫外線吸收劑、N-H型受阻胺系光穩定劑、N-CH3型受阻胺系光穩定劑。
作為酚系抗氧化劑,可列舉:1,3,5-三[[3,5-雙(1,1-二甲基乙基)-4-羥基苯基]甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、1,1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-第三丁基苯基)丁烷、4,4'-亞丁基雙(6-第三丁基間甲酚)、3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸硬脂基酯、季戊四醇四[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯](Pentaerythritol tetrakis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate])、Sumilizer G 80、2,4,6-三(3',5'-二第三丁基-4'-羥基苄基)均三甲苯等。
作為亞磷酸酯系抗氧化劑,可列舉:3,9-雙(十八烷氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷雜螺[5.5]十一烷、3,9-雙 (2,6-二第三丁基-4-甲基苯氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷螺[5.5]十一烷、2,4,8,10-四(1,1-二甲基乙基)-6-[(2-乙基己基)氧基]-12H-二苯并[d,g][1,3,2]二氧磷雜八環(2,4,8,10-tetrakis(1,1-dimethylethyl)-6-[(2-ethylhexyl)oxy]-12H-dibenzo[d,g][1,3,2]dioxaphosphosin)、亞磷酸三(2,4-二第三丁基苯基)酯、亞磷酸三(4-壬基苯基)酯、4,4'-亞異丙基二酚C12-15醇亞磷酸酯、亞磷酸二苯基(2-乙基己基)酯、亞磷酸二苯基異癸基酯(Diphenylisodecylphosphite)、亞磷酸三異癸酯(Triisodecyl phosphite)、亞磷酸三苯酯等。
作為硫醚系抗氧化劑,可列舉:雙[3-(十二烷硫基)丙酸]2,2-雙[[3-(十二烷硫基)-1-側氧基丙氧基]甲基]-1,3-丙烷二酯、3,3'-硫代雙丙酸二(十三烷基)酯等。
另外,作為獲得本發明之網狀構造體之手段,例如較佳為在使聚酯系熱塑性彈性體樹脂熔融時,使用擠壓機給予加熱、剪切,並將此時之每次噴出之剪切量、Q/N設為特定範圍。Q/N係將Q:自噴嘴噴出之每1分鐘之噴出量(cm3/min),除以N:螺桿轉速(rev/min)而算出,單位為cm3/rev。若該數值小,則有如下情況:每單位噴出量自螺桿所受之剪切變大,隨著分子量降低而酸值變大。Q/N較佳為3以上,更佳為4以上。再者,Q/N之上限值並無特別規定,較佳為200以下,進而較佳為180以下。
進而,作為獲得本發明之網狀構造體之手段,可列舉如下方法:縮短聚酯系熱塑性彈性體的熔融後的「配管內通過時間」。所謂「配管內通過時間」係指藉由擠壓機熔融之樹脂自擠壓機出口起通過配管自噴嘴紡出為止的平均時間,由V/Q算出。此處,V表示自擠壓機出口起至噴嘴噴出孔為止的總體積(cm3),Q為自噴嘴噴出之每1分鐘之噴出量(cm3/min)(單位min)。藉由縮短「配管內通過時間」,熔融之樹脂受到多餘的熱之時間變短,變得不易引起劣化,可將酸值抑制得低。「配管內通過時間」較佳為0.5min以上30min以內,更佳為1min以上25min以內。若「配管內通過時間」未達0.5min,則有產生熔融聚合物的溫度不均或熔融不均之情況,若超過30min,則變得容易引起劣化。
構成本發明之網狀構造體之連續線狀體亦可在無損本發明的目的之範圍內製成與其他熱塑性樹脂組合之複合線狀。作為複合形態,使線狀體本身複合化之情形時,可列舉:皮-芯(sheath-core)型、並列(side-by-side)型、偏芯皮-芯(eccentric sheath-core)型等的複合線狀體。
本發明之網狀構造體亦可在無損本發明的目的之範圍內製成多層構造。作為多層構造,可列舉:由不同纖度之線狀體構成表層與背層、或由表層與背層具有不同表觀 密度之構造體構成等構造體。作為多層化方法,可列舉以下方法等:將網狀構造體彼此堆積並利用外被等進行固定、藉由加熱進行熔融固著、利用接著劑使其接著、利用縫製或捆帶(band)等進行捆束。
構成本發明之網狀構造體之連續線狀體的截面形狀並無特別限定,藉由設為中空截面或異型截面、組合該等之截面,可賦予較佳的抗壓縮性或觸感。
本發明之網狀構造體可在不會使性能降低之範圍內,於自樹脂製造過程至加工為成形體而製品化之任意階段進行藥劑添加等處理加工,來賦予防臭抗菌、除臭、防黴、著色、芳香、阻燃、吸放濕等功能。
本發明之網狀構造體可在不會使性能降低之範圍內,於自樹脂製造過程至加工為成形體而製品化之任意階段添加潤滑劑。作為潤滑劑,可選擇烴系蠟、高級醇系蠟、醯胺系蠟、酯系蠟、金屬皂系等。潤滑劑亦可不添加,於添加之情形時,較佳為0.5重量%以下。
本發明之網狀構造體包括成型為任何形狀。例如亦包括:板狀、三角柱、多角體、圓柱、球狀或包含該等中多種之構造體。該等之成型方法可在擠出時使用規製板進行成型,亦可利用切割、熱壓等公知的方法進行。
成型加工而成者可用於汽車用、鐵路用之座椅、或者凳子、床、沙發、被褥等的靠墊或頭靠等。
關於構成本發明之網狀構造體之連續線狀體的纖維直徑,若纖維直徑小,則用作緩衝材時變得無法保持所需的硬度,反之,若纖維直徑過大,則變得過硬,因此必須設定為適當範圍。纖維直徑為0.1mm以上,較佳為0.2mm以上。若纖維直徑未達0.1mm則過細,雖然緻密性或柔軟的觸感良好,但難以確保作為網狀構造體所必需的硬度。另外,纖維直徑為3.0mm以下,較佳為2.5mm以下。若纖維直徑超過3.0mm,雖然可充分確保網狀構造體的硬度,但有如下情況:網狀構造變粗,其他緩衝性能劣化。
本發明之網狀構造體的表觀密度為0.005g/cm3以上0.20g/cm3以下,較佳為0.01g/cm3以上0.18g/cm3以下,更佳為0.02g/cm3以上0.15g/cm3以下。若表觀密度小於0.005g/cm3,則用作緩衝材時變得無法保持所需的硬度,反之,若超過0.20g/cm3則變得過硬,有時不適於緩衝材。
本發明之網狀構造體的厚度較佳為10mm以上,更佳為20mm以上。若厚度未達10mm,則當用於緩衝材時過薄,有時會產生觸底感。自製造裝置之關係考慮來看,厚度之上限較佳為300mm以下,更佳為200mm以下,進而 較佳為120mm以下。
關於本發明之網狀構造體,網狀構造體經加熱熔融後的還原黏度保持率較佳為95%以上,更佳為96%以上,進而較佳為97%以上。還原黏度係表示單位濃度之高分子溶液中溶質高分子對黏度增加之貢獻度之量,於將高分子溶液的黏性率設為η、溶劑的黏性率設為η0、高分子溶液的溶質高分子的濃度設為c之情形時,還原黏度ηsp/c以{(η-η0)/η0}/c之式表示,成為用以相對比較高分子之分子量之尺度。
例如,於聚酯系熱塑性彈性體因水解而分子量降低之情形時,水解後的聚酯系熱塑性彈性體的還原黏度變得小於水解前的聚酯系熱塑性彈性體的還原黏度。關於網狀構造體經加熱熔融後的還原黏度保持率,於將構成網狀構造體之聚酯系熱塑性彈性體的還原黏度設為A、以特定的溫度及時間使其加熱熔融後的構成網狀構造體之聚酯系熱塑性彈性體的還原黏度設為B之情形時,以B/A×100之式表示,值越大則加熱熔融後之分子量降低之程度越小,即耐水解性越高,就此而言,成為用以評價本發明之網狀構造體之耐水解性之指標。若網狀構造體經加熱熔融後的還原黏度保持率小於95%,則以至熔融之程度之高溫進行熱成型加工之情形時或再熔融而製造新的網狀構造體之情形時,有損及網狀構造體的緩衝性之可能性,故而欠佳。
如此獲得之本發明之網狀構造體的耐水解性優異,高溫加熱處理時或再熔融時的分子量降低少,熱成形加工性或再利用性優異。
[實施例]
以下,例示實施例,具體地說明本發明,但本發明並不受該等限定。實施例中的特性值之測定及評價以下述方式進行。再者,試樣之大小以下文所記載之大小作為標準,但於試樣不足之情形時,使用可能之大小之試樣尺寸進行測定。
(1)聚酯系熱塑性彈性體的還原黏度
自試樣取樣0.020g,於70℃之溫度下使其溶解於苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷=6/4(重量比)混合溶劑10ml中,於30℃之溫度下進行黏度管測定,藉此測定聚酯系熱塑性彈性體的還原黏度(單位為dl/g)。再者,評價以N=2之平均進行。
(2)網狀構造體的還原黏度及加熱熔融後的還原黏度保持率
自網狀構造體取樣0.020g,於70℃之溫度下使其溶解於苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷=6/4(重量比)混合溶劑10ml中,於30℃之溫度下進行黏度管測定,藉此測定網狀構 造體的還原黏度(A:單位為dl/g)(N=2之平均)。
繼而,將試樣於空氣環境下以熔點+30℃之溫度加熱熔融20分鐘,並進行6小時空氣冷卻,藉此獲得加熱熔融品,利用與上述相同之方法測定所獲得之加熱熔融品的還原黏度(B:單位為dl/g)(N=2之平均),使用以下之式算出加熱熔融後的還原黏度保持率。
加熱熔合後的還原黏度保持率(%)=B/A×100
(3)纖維直徑
將網狀構造體切斷成20cm×20cm×網狀構造體的厚度之大小,自所獲得之網狀構造體分別以約5mm之長度採集10個部位之線狀體。所採集之線狀體的纖維直徑係以下述方式測定,即,利用光學顯微鏡以適當倍率使焦點對準纖維直徑測定部位(n=10之平均值)。
(4)試樣厚度及表觀密度
將網狀構造體切斷成20cm×20cm×網狀構造體的厚度之大小,在無負載下放置24小時後,利用高分子計器製造之FD-80N型測厚器測定4個部位的高度並將平均值設為試樣厚度。試樣重量係將上述試樣載置於電子天平上進行測量。另外,表觀密度係由以下述方式求得之值表示,即,根據試樣厚度求出體積,再將試樣重量除以體積(分別為n=4之平均值)。
(5)熔點(Tm)
使用TA Instruments公司製造之示差掃描熱量計Q200,以升溫速度20℃/分鐘進行測定,根據所測得之吸放熱曲線求出吸熱峰值(熔解峰值)溫度。
(6)酸值
樹脂的酸值之定量係利用共振頻率500MHz之1H-NMR測定(質子型核磁共振分光測定)進行。測定裝置係使用BRUKER公司製造之NMR裝置AVANCE-500,測定液之製備方法以如下方式進行。
將網狀構造體或作為網狀構造體之原料之聚酯系熱塑性彈性體10mg至20mg溶解於氘氯仿/六氟異丙醇=1/1(體積比)0.12ml中後,加入氘氯仿0.48ml,並充分攪拌,其後,將該溶液填充至NMR管中進行H-NMR測定(測定i)。
向測定i結束後之溶液中加入氘氯仿溶液25μL,該氘氯仿溶液係以三乙基胺的濃度成為0.2mol/L之方式製備,再次進行1H-NMR測定(測定ii)。鎖定溶劑(lock solvent)均使用氘氯仿,累計次數設為128次。
酸值定量係以如下方式實施。將氯仿的峰值設為7.27ppm時,測定i、ii之8ppm的峰值為對苯二甲酸(A)的峰值,2ppm的峰值為1,4-丁二醇(B)的峰值,3.5ppm的峰值為聚四亞甲基二醇(C)的峰值,且算出測定i之7.87ppm至7.96ppm的峰值作為對苯二甲酸的伴峰值 (satellite peak)(D),算出測定ii之7.87ppm至7.96ppm的峰值作為對苯二甲酸末端及對苯二甲酸的伴峰值(E)。將括號內之A至E設為各峰值之積分值,根據下述式求出酸值。
A/4×132+B/4×88+C/4×72=(a)
酸值(eq/ton)=(E-D)/2×1000000/(a):單位meq/kg(n=2之平均值)。
[聚酯系熱塑性彈性體]
作為聚酯系熱塑性彈性體,將對苯二甲酸二甲酯(dimethyl terephthalate;DMT)及1,4-丁二醇(1,4-butanediol;1,4-BD)與少量之觸媒一起進行製備,藉由常規方法進行酯交換後,添加聚四亞甲基二醇(polytetramethylene glycol;PTMG),一面進行升溫減壓一面使之進行縮聚合而生成聚醚酯嵌段共聚合彈性體,關於A-1,2,4,使用相較於先前降低聚合後之熱歷程之方法(關於A-3,以先前之方式),繼而添加混合抗氧化劑1%而進行混練,其後進行錠粒化,於50℃進行48小時真空乾燥,所獲得之熱塑性彈性體原料之配方示於表1。
[實施例1]
針對於寬度方向之寬度1120mm、厚度方向之寬度64mm之噴嘴有效面以孔間間距8mm交錯排列有孔口的形狀呈外徑5.0mm、內徑4.4mm且三橋(Triple Bridge)之中空形成性截面之孔口之噴嘴,使所獲得之聚酯系熱塑性彈性體A-1於熔融溫度245℃下以單孔噴出量3.2g/min之速度向噴嘴下方噴出,螺桿轉速為70rpm,Q/N為48.7cm3/rev,配管內通過時間為1min,於噴嘴面30cm下配置冷卻水,將寬度150cm之不銹鋼製環形網平行地以開口寬度50mm為間隔以使一對牽引輸送帶於水面上露出一部分之方式配置,於該水面上之輸送網上,使該熔融狀態之噴出線狀彎曲扭結而形成環,一面使接觸部分熔合一面形成三維網狀構造,該熔融狀態之網狀構造體的雙面由牽引輸送帶夾入並以2.5m/min之速度拉入至冷卻水中,使其固化,藉此使厚度方向的雙面平坦化後,切斷成特定大小,利用110℃熱風進行15分鐘乾燥熱處理,獲得網狀構造體。所獲得之由熱塑性彈性體構成之網狀構造體之特性示於表2。所獲得之網狀構造體係由截面形狀為三角飯團型之中空截面且中空率為36%、纖維直徑為1.0mm之線狀體形成,表觀密度為0.030g/cm3,表面經平坦化後之厚度為49mm,酸值為27meq/kg,網狀構造體經加熱熔融後的還原黏度保持率維持97%之較高值。
[實施例2]
使用A-2作為聚酯系熱塑性彈性體,將紡絲溫度設為240℃、噴嘴面-冷卻水間之距離設為33cm、牽引速度設為2.0m/min,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得網狀構造體。所獲得之由熱塑性彈性體構成之網狀構造體之特性示於表2。所獲得之網狀構造體形成截面形狀為三角飯團型之中空截面且中空率為38%、纖維直徑為0.8mm之線狀體,表觀密度為0.037g/cm3,表面經平坦化後之厚度為48mm,酸值為24meq/kg,網狀構造體經加熱熔融後的還原黏度保持率維持98%之較高值。
[實施例3]
使用於寬度方向之寬度600mm、厚度方向之寬度60mm之噴嘴有效面以孔間間距5mm交錯排列有孔口的形狀呈外徑1.0mm之圓截面之孔口之噴嘴,使用A-2作為聚酯系熱塑性彈性體,將紡絲溫度設為240℃、單孔噴出量設為1.3g/min、Q/N設為25.0cm3/rev、配管內通過時間設為21min、噴嘴面-冷卻水距離設為26cm、牽引速度設為1.4m/min,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得網狀構造體。所獲得之由熱塑性彈性體構成之網狀構造體之特性示於表2。所獲得之網狀構造體形成圓截面且纖維直徑為0.5mm之線狀體,表觀密度為0.050g/cm3,表面經平坦化後之厚度為50mm,酸值為25meq/kg,網狀構造體經加熱熔融後的還原黏度保持率維持98%之較高值。
[實施例4]
使用於寬度方向之寬度300mm、厚度方向之寬度40mm之噴嘴有效面以孔間間距5mm交錯排列有孔口的形狀呈外徑1.0mm之圓截面之孔口之噴嘴,使用A-4作為聚酯系熱塑性彈性體,將紡絲溫度設為220℃、單孔噴出量設為1.6g/min、螺桿轉速設為80rpm、Q/N設為9.7cm3/rev、配管內通過時間設為16min、噴嘴面-冷卻水距離設為27cm、牽引速度設為1.8m/min、以不銹鋼製環形網之開口寬度30mm為間隔,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得網狀構造體。所獲得之由熱塑性彈性體構成之網狀構造體之特性示於表2。所獲得之網狀構造體形成圓截面且纖維直徑為0.6mm之線狀體,表觀密度為0.055g/cm3,表面經平坦化後之厚度為30mm,酸值為18meq/kg,網狀構造體經加熱熔融後的還原黏度保持率維持99%之較高值。
[比較例1]
使用於寬度方向之寬度300mm、厚度方向之寬度20mm之噴嘴有效面以孔間間距5mm交錯排列有孔口的形狀呈外徑1.0mm之圓截面之孔口之噴嘴,使用A-2作為聚酯系熱塑性彈性體,將紡絲溫度設為240℃、單孔噴出量設為0.8g/min、螺桿轉速設為90rpm、Q/N設為2.3cm3/rev、配管內通過時間設為35min、噴嘴面-冷卻水 距離設為24cm、牽引速度設為1.5m/min,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得網狀構造體。所獲得之由熱塑性彈性體構成之網狀構造體之特性示於表2。所獲得之網狀構造體形成圓截面且纖維直徑為0.4mm之線狀體,表觀密度為0.065g/cm3,表面經平坦化後之厚度為15mm,酸值為34meq/kg,網狀構造體經加熱熔融後的還原黏度保持率降低至92%。
[比較例2]
使用於寬度方向之寬度300mm、厚度方向之寬度20mm之噴嘴有效面以孔間間距5mm交錯排列有孔口的形狀呈外徑1.0mm之圓截面之孔口之噴嘴,使用A-3作為聚酯系熱塑性彈性體,將紡絲溫度設為240℃、單孔噴出量設為0.8g/min、螺桿轉速設為90rpm、Q/N設為2.3cm3/rev、配管內通過時間設為35min、噴嘴面-冷卻水距離設為23cm、牽引速度設為1.0m/min,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得網狀構造體。所獲得之由熱塑性彈性體構成之網狀構造體之特性示於表2。所獲得之網狀構造體形成圓截面且纖維直徑為0.4mm之線狀體,表觀密度為0.063g/cm3,表面經平坦化後之厚度為13mm,酸值為52meq/kg,網狀構造體經加熱熔融後的還原黏度保持率降低至87%。
[比較例3]
使用於寬度方向之寬度600mm、厚度方向之寬度60mm之噴嘴有效面以孔間間距5mm交錯排列有孔口的形狀呈外徑1.0mm之圓截面之孔口之噴嘴,使用A-3作為聚酯系熱塑性彈性體,將紡絲溫度設為240℃、單孔噴出量設為1.3g/min、Q/N設為25.0cm3/rev、配管內通過時間設為21min、噴嘴面-冷卻水距離設為25cm、牽引速度設為1.4m/min,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得網狀構造體。所獲得之由熱塑性彈性體構成之網狀構造體之特性示於表2。所獲得之網狀構造體形成圓截面且纖維直徑為0.5mm之線狀體,表觀密度為0.050g/cm3,表面經平坦化後之厚度為50mm,酸值為45meq/kg,網狀構造體經加熱熔融後的還原黏度保持率降低至89%。
(產業可利用性)
本發明之網狀構造體在不損及網狀構造體自先前以來所具有之舒適的乘坐感或透氣性之情況下改良作為先前品之課題之高溫加熱或再熔融時之材料之分子量降低,可提供熱成形加工性或再利用性良好的適於用於以下用途之緩衝材之網狀構造體:辦公椅、家具、沙發、床等寢具、電車、汽車、二輪車、嬰兒車、兒童座椅等車輛用座椅、地墊或者防止碰撞或卡夾之構件等衝擊吸收用墊等,因此對產業界具有很大貢獻。

Claims (6)

  1. 一種網狀構造體,具有由連續線狀體構成之三維無規環接合構造,前述連續線狀體由聚酯系熱塑性彈性體構成且纖維直徑為0.1mm以上3.0mm以下;並且前述網狀構造體的表觀密度為0.005g/cm3以上0.20g/cm3以下,酸值為32meq/kg以下。
  2. 如請求項1所記載之網狀構造體,其中酸值為28meq/kg以下。
  3. 如請求項1或2所記載之網狀構造體,其中聚酯系熱塑性彈性體為聚酯醚嵌段共聚物或聚酯酯嵌段共聚物。
  4. 如請求項1或2所記載之網狀構造體,其中構成網狀構造體之聚酯系熱塑性彈性體的重量平均分子量為5萬以上18萬以下。
  5. 如請求項1或2所記載之網狀構造體,其中構成網狀構造體之聚酯系熱塑性彈性體的加熱熔融後的還原黏度保持率為95%以上。
  6. 一種網狀構造體之製造方法,製造如請求項1或2所記載之網狀構造體,下述(1)所示之Q/N為3以上200以下,下述(2)所示之V/Q為1以上30以下;(1)每次噴出之剪切量Q/N,單位為cm3/rev);Q:樹脂自噴嘴噴出之每1分鐘之噴出量,單位為cm3/min;N:用以噴出Q之螺桿轉速,單位為rev/min; (2)配管內通過時間V/Q,單位為min;V:藉由擠壓機熔融、擠出之樹脂自擠壓機出來之後,經由配管自噴嘴噴出之前的總體積,單位為cm3;Q:樹脂自噴嘴噴出之每1分鐘之噴出量,單位為cm3/min。
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