低回弹性优异的网状结构体的制作方法

文档序号:11285874阅读:288来源:国知局

本发明涉及:能够适合用于办公椅、家具、沙发、床垫、褥垫等寝具、电车·汽车·二轮车·婴儿车·儿童座椅等的车辆用座位等中使用的弹性垫材料、睡袋、铺垫等搬运机会多的弹性垫材料、地垫或防止碰撞、夹入的构件等冲击吸收用的垫等的低回弹性、缓冲性、耐久性优异的网状结构体。



背景技术:

目前,作为家具、床等寝具、电车·汽车·二轮车等的车辆用座位中使用的弹性垫材料,网状结构体逐渐增加。专利文献1和2中公开了,使用聚酯系热塑性弹性体的网状结构体和其制造方法。其在能够解决源自聚氨酯的透湿透水性、通气性、蓄热性、基于未反应化学品的voc、燃烧时的有毒气体发生、再利用困难等问题的方面是优异的。这些网状结构体源自聚酯系热塑性弹性体且高回弹性优异,作为高回弹缓冲垫被广泛使用。

专利文献3中公开了,使用α-烯烃的低回弹网状结构体。其作为低回弹性和低温特性优异的网状结构体而逐渐被广泛使用。然而,变得难以同时达成近年来使用者所要求的高缓冲性能和耐久性能。

专利文献4中公开了,使用聚酯系热塑性弹性体和苯乙烯系热塑性弹性体的聚合物合金的低回弹网状结构体。其着眼于缓冲性和振动吸收性,未考虑减小压缩残余应变。另外,聚酯系热塑性弹性体与苯乙烯系热塑性弹性体的相容性不良好,难以制造品位良好的网状结构体。

专利文献5中公开了,使用聚烯烃和苯乙烯丁二烯苯乙烯的聚合物合金的高回弹网状结构体。其是通过使用一直以来耐久性和回弹性较优异的苯乙烯系热塑性弹性体而实现的,无法得到兼具本发明的低回弹性和耐久性的网状结构体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平7-68061号公报

专利文献2:日本特开2004-244740号公报

专利文献3:日本特开2006-200118号公报

专利文献4:日本特开2013-95853号公报

专利文献5:日本特开2002-61059号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

本发明是以上述现有技术的课题为背景而作出的,其课题在于,提供低回弹性、缓冲性、耐久性优异的网状结构体。

用于解决问题的方案

本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究,结果终于完成了本发明。即,本发明如以下所述。

(1)一种网状结构体,其为由连续线状体构成的具有三维无规环接合结构的网状结构体,所述连续线状体的纤维直径为0.1~3.0mm、且包含苯乙烯含量为10~40质量%的热塑性弹性体,所述网状结构体的表观密度为0.005~0.30g/cm3、40℃压缩残余应变为35%以下。

(2)根据(1)所述的网状结构体,其8万次恒定位移反复压缩后的残余应变为15%以下。

(3)根据(1)或(2)所述的网状结构体,其滞后损耗为35~85%、压缩挠曲系数为2.5~85.0、厚度为5~300mm。

(4)根据(1)~(3)中任一项所述的网状结构体,其中,热塑性弹性体包含苯乙烯系热塑性弹性体、或至少2种树脂组成不同的苯乙烯系热塑性弹性体的合金。

(5)根据(1)~(4)中任一项所述的网状结构体,其中,热塑性弹性体中包含聚烯烃系热塑性弹性体。

(6)根据(1)~(5)中任一项所述的网状结构体,其中,网状结构体的用途为弹性垫材料(cushioningmaterial)、冲击吸收材料或缓冲材料(buffermaterial。

发明的效果

本发明的网状结构体可以提供:能够适合用于办公椅、家具、沙发、床垫、褥垫等寝具、电车·汽车·二轮车·婴儿车·儿童座椅等的车辆用座位等中使用的弹性垫材料、睡袋、铺垫等搬运机会多的弹性垫材料、地垫或防止碰撞、夹入的构件等冲击吸收用的垫等的低回弹性、缓冲性、耐久性优异的网状结构体。

附图说明

图1为网状结构体的滞后损耗测定中的压缩、除压试验的示意图。

具体实施方式

以下,对本发明进行详细说明。

本发明涉及一种网状结构体,其为由纤维直径为0.1~3.0mm的规定成分的热塑性弹性体连续线状体形成的具有三维无规环接合结构的网状结构体,所述网状结构体的表观密度为0.005~0.30g/cm3、40℃压缩残余应变为35%以下。

本发明的网状结构体为具有如下三维无规环接合结构的结构体:使纤维直径为0.1~3.0mm的包含规定成分的热塑性弹性体的连续线状体弯折而形成无规环,使各环在熔融状态彼此接触而接合。

本发明的网状结构体中使用热塑性弹性体。本发明中使用的热塑性弹性体的苯乙烯含量必须为10~40质量%。苯乙烯含量低于10质量%时,热塑性弹性体的硬链段比率过少,难以对网状结构体赋予所需的耐久性。另外,苯乙烯含量超过40质量%时,热塑性弹性体的硬链段比率过多,有时难以确保网状结构体所需的低回弹性。热塑性弹性体的苯乙烯含量优选为11~38质量%、更优选为12~30质量%、进一步优选为13~25质量%。

对于用作本发明的热塑性弹性体的苯乙烯系热塑性弹性体,作为共轭二烯系热塑性树脂,可以举出sbs(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物)、sis(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物)、或它们利用氢化而得到的sebs(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物)、seps(苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物)等。这些聚合物可以由例如日本特开平11-130828号公报中记载的公知的活性阴离子聚合法得到。这些共聚物的嵌段形状可以举出二嵌段共聚物、三嵌段共聚物、多嵌段共聚物、星型共聚物,从耐久性的观点出发,优选为三嵌段共聚物。

作为本发明中使用的苯乙烯系热塑性弹性体,依据jisk7210、在温度230℃、载荷21.18n下测定的熔体流动速率(mfr)优选为30g/10分钟以下。

作为本发明中使用的苯乙烯系热塑性弹性体,jisk6255中规定的回弹性优选30%以下、更优选25%以下、进一步优选20%以下、特别优选15%以下。回弹性超过30%时,有时难以达成网状结构体的低回弹性。

作为本发明的热塑性弹性体,使用至少2种树脂组成不同的苯乙烯系热塑性弹性体的合金时,由于不易产生相分离,作为网状结构体的品位、耐久性、耐流挂性提高,因此是优选的实施方式。

作为本发明的热塑性弹性体,使用苯乙烯系热塑性弹性体和聚烯烃系热塑性弹性体的合金也是优选的实施方式。

作为本发明的热塑性弹性体,将苯乙烯系热塑性弹性体和聚烯烃系热塑性弹性体形成合金时,优选大量配混苯乙烯系热塑性弹性体。优选的树脂比率如下:聚烯烃系热塑性弹性体为1~30质量%、更优选为1~25质量%、进一步优选为2~20质量%、特别优选为3~15质量%。

作为本发明中使用的聚烯烃系热塑性弹性体,密度优选为0.86~0.94g/cm3,可以举出:由聚乙烯、聚丙烯单独聚合而成的均聚物、使乙烯与丙烯等无规共聚、或嵌段共聚而成的无规聚合物、嵌段聚合物等。本发明的聚烯烃系热塑性弹性体可以举出日本特开平6-293813号公报、日本特开2003-147157号公报中记载的共聚方法。本发明的聚烯烃系热塑性弹性体优选为由乙烯、丙烯、或者碳数4以上的α-烯烃形成的α-烯烃共聚物树脂。此处,作为碳数4以上的α-烯烃,例如可以举出1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、1-十三碳烯、1-十四碳烯、1-十五碳烯、1-十六碳烯、1-十七碳烯、1-十八碳烯、1-十九碳烯、1-二十碳烯等,优选为1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯、1-十三碳烯、1-十四碳烯、1-十五碳烯、1-十六碳烯、1-十七碳烯、1-十八碳烯、1-十九碳烯、1-二十碳烯。另外,它们也可以使用2种以上,这些乙烯或碳数4以上的α-烯烃通常以0~30重量%共聚。该共聚物可以通过使用特定的齐格勒-纳塔催化剂或者茂金属催化剂、使乙烯或丙烯与α-烯烃共聚而得到。

作为本发明中使用的聚烯烃系热塑性弹性体,依据jisk7210、在温度230℃、载荷21.18n下测定的熔体流动速率(mfr)优选为0.1~100g/10分钟。

根据需要,可以将上述2种以上的聚合物形成合金。进而,可以添加:邻苯二甲酸酯系、偏苯三酸酯系、脂肪酸系、环氧系、己二酸酯系、聚酯系、石蜡系、环烷烃系、芳香系的增塑剂、公知的受阻酚系、硫系、磷系、胺系的抗氧化剂、受阻胺系、三唑系、二苯甲酮系、苯甲酸酯系、镍系、水杨酸系等光稳定剂、抗静电剂、过氧化物等交联剂、异氰脲酸三烯丙酯、环氧系化合物、异氰酸酯系化合物、碳二亚胺系化合物等具有反应基团的化合物、金属减活剂、有机和无机系的核剂、中和剂、制酸剂、防菌剂、荧光增白剂、填充剂、阻燃剂、阻燃助剂、有机和无机系的颜料。另外,为了提高耐热耐久性、耐流挂性,提高热塑性树脂的分子量也是有效的。

作为抗氧化剂,期望添加公知的酚系抗氧化剂、亚磷酸酯系抗氧化剂、硫醚系抗氧化剂、苯并三唑系紫外线吸收剂、三嗪系紫外线吸收剂、二苯甲酮系紫外线吸收剂、n-h型受阻胺系光稳定剂、n-ch3型受阻胺系光稳定剂中的至少1种以上。

作为酚系抗氧化剂,可以举出1,3,5-三[[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1h,3h,5h)-三酮、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、4,4’-丁叉基双(6-叔丁基-间甲酚)、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸硬脂酯、季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、sumilizerag80、2,4,6-三(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苄基)均三甲苯等。

作为亚磷酸酯系抗氧化剂,可以举出3,9-双(十八烷氧基)-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂螺[5.5]十一烷、3,9-双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯氧基)-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂螺[5.5]十一烷、2,4,8,10-四(1,1-二甲基乙基)-6-[(2-乙基己基)氧]-12h-二苯并[d,g][1,3,2]二氧磷杂八环、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、亚磷酸三(4-壬基苯基)酯、4,4’-对开异丙基二苯基c12-15-醇亚磷酸酯(4,4’-isopropylidenediphenolc12-15alcoholphosphite)、亚磷酸二苯基(2-乙基己基)酯、亚磷酸二苯基异癸酯、亚磷酸三异癸酯、亚磷酸三苯酯等。

作为硫醚系抗氧化剂,可以举出双[3-(十二烷基硫代)丙酸]2,2-双[[3-(十二烷基硫代)-1-氧代丙氧基]甲基]-1,3-丙二基酯、3,3’-硫代双丙酸二十三烷基酯等。

作为润滑剂,可以选择烃系蜡、高级醇系蜡、酰胺系蜡、酯系蜡、金属皂系等。也可以不添加润滑剂,在添加润滑剂的情况下,优选为0.5质量%以下。

构成本发明的低回弹性、缓冲性、耐久性优异的网状结构体的热塑性弹性体优选的是,利用差示扫描型量热计测定的熔解曲线中,在熔点或硬链段的玻璃化转变温度以下具有吸热峰。在熔点或硬链段的玻璃化转变温度以下具有吸热峰时的耐热耐流挂性与不具有吸热峰的情况相比更显著提高。在熔点或硬链段的玻璃化转变温度以下具有吸热峰的网状结构体可以通过进行退火处理而得到,在比熔点或硬链段的玻璃化转变温度至少低5℃以上的温度、且室温以上进行退火处理,从而耐热耐流挂性提高。退火处理只要可以在比熔点或硬链段的玻璃化转变温度至少低5℃以上的温度下对样品进行热处理即可,通过赋予压缩应变,耐热耐流挂性进一步提高。利用差示扫描型量热计测定进行了这样的处理的网状结构体而得到的熔解曲线中,在室温以上且熔点以下的温度下,更清楚体现吸热峰。该吸热峰也有时存在2个以上,也有变为肩而出现的情况。需要说明的是,未进行退火的情况下,在熔解曲线中,在室温以上且熔点或硬链段的玻璃化转变温度以下,未明确体现出吸热峰。如果由此进行类推,则认为,通过退火,可能形成硬链段重排而成的准稳定中间相,而耐热耐流挂性得到提高。作为本发明中的耐热性提高效果的运用方法,使用加热器的车辆用的缓冲垫、地热的床的铺垫等可能变为较高温的用途中,耐流挂性变良好,故有用。

使用聚合物合金作为本发明的热塑性弹性体的情况下,通过进行退火处理,低回弹性和耐久性有时变得极良好。其机制尚不明确,但以下,对假说之一进行说明。具有低回弹性的苯乙烯系热塑性弹性体的硬链段与软链段的溶解度参数大多接近,认为不易形成准稳定结构。出于这样的背景,认为具有低回弹性的苯乙烯系热塑性弹性体单独使用时,大多难以达成本申请发明中所述的耐久性。因此,本发明中,通过使软链段与相容性较优异的聚烯烃系热塑性弹性体形成合金,由此容易形成热力学上准稳定的结构,形成聚合物合金结构,认为,进而通过施加温度,促进软链段与硬链段的重排,合金聚合物形成准稳定的结构,由此可以提高低回弹性和耐久性。

构成本发明的网状结构体的连续线状体的纤维直径为0.1~3.0mm、优选0.2~2.5mm。纤维直径低于0.1mm时,线状体过细,致密性、柔软的触感变良好,但难以确保作为网状结构体所需的硬度。另外,纤维直径超过3.0mm时,可以充分确保网状结构体的硬度,但网状结构变粗,其他缓冲性能有时差。

本发明的网状结构体的表观密度为0.005~0.30g/cm3、优选0.01~0.28g/cm3、更优选0.02~0.25g/cm3。表观密度小于0.005g/cm3时,无法保持使用网状结构体作为弹性垫材料时所需的硬度,相反地,超过0.30g/cm3时,变得过硬,有时不适于弹性垫材料。

本发明的网状结构体的40℃压缩残余应变为35%以下、优选34%以下、更优选32%以下、进一步优选30%以下、特别优选25%以下、最优选23%以下。40℃压缩残余应变超过35%时,所需的耐久性有时不足。40℃压缩残余应变的下限值没有特别限定,本发明中得到的网状结构体中,为1%以上。

本发明的网状结构体的8万次恒定位移反复压缩后的残余应变优选15%以下、更优选13%以下、进一步优选10%以下、特别优选8%以下、特别进一步优选7%以下、最优选5%以下。8万次恒定位移反复压缩后的残余应变超过15%时,所需的耐久性有时不足。8万次恒定位移反复压缩后的残余应变的下限值没有特别限定,本发明中得到的网状结构体中,为1%以上。

本发明的网状结构体的滞后损耗优选35~85%、更优选36~84%、进一步优选38~83%、特别优选40~80%。滞后损耗低于35%时,有时难以达成期望的低回弹性。滞后损耗超过85%时,恢复性变差,有时无法得到合适的缓冲感。

本发明的网状结构体的压缩挠曲系数优选2.5~85.0、更优选2.6~70.0、进一步优选2.7~60.0、特别优选2.8~50.0、最优选3.0~40.0。压缩挠曲系数低于2.5时,对于载荷的沉入少、行程感不足,因此有时缓冲感不足。压缩挠曲系数超过85.0时,基于压缩的硬度变化过大,有时感到触底感。

本发明的网状结构体的厚度优选5~300mm、更优选10~200mm、进一步优选15~120mm。厚度低于5mm时,用于弹性垫材料时导致过薄,有时破坏合适的缓冲感。出于制造装置的关系,厚度的上限优选为300mm以下。

以往已知的网状结构体与本发明的网状结构体不同之处在于,本发明的网状结构体中,不仅具有低回弹性而且实现了适度的缓冲性能和耐久性。通过使构成网状结构体的热塑性弹性体为至少2种树脂组成不同的苯乙烯系热塑性弹性体的合金、或苯乙烯系热塑性弹性体与聚烯烃系热塑性弹性体的合金而达到低回弹性、高耐久性、低模口膨胀,如此方式来适当设计聚合物,进而为了使耐久性和缓冲性良好,使构成网状结构体的连续线状体彼此的熔接牢固,使连续线状体彼此的接点强度变强,为了进一步提高低回弹性和耐久性,设置退火处理。

对于本发明的网状结构体,通过使构成网状结构体的热塑性弹性体为至少2种树脂组成不同的苯乙烯系热塑性弹性体的合金、或苯乙烯系热塑性弹性体与聚烯烃系热塑性弹性体的合金,从而实现35~85%的滞后损耗、2.5~85.0的压缩挠曲系数,使连续线状体的纤维直径为0.1~3.0mm、网状结构体的表观密度为0.005~0.30g/cm3、厚度为5~300mm,实现了适度的缓冲性,使40℃压缩残余应变为35%以下、8万次反复压缩后的残余应变为15%以下,实现了所需的耐久性。即,与迄今已知的网状结构体相比,具有高的滞后损耗,低回弹性优异,并且压缩挠曲系数高,缓冲性优异,40℃压缩残余应变和8万次反复压缩后的残余应变小,耐久性优异。作为苯乙烯系热塑性弹性体使用苯乙烯含量为40重量%以上的弹性体时,体现耐久性的硬成分的尺寸变大,耐久性提高,故是特别优选的实施方式。

低回弹性、缓冲性、耐久性优异的本发明的网状结构体例如如下得到。网状结构体基于日本特开平7-68061号公报等中记载的公知的方法而得到。例如如下得到网状结构体:从具有多个孔口的多列喷嘴,将苯乙烯系热塑性弹性体、至少2种树脂组成不同的苯乙烯系热塑性弹性体的合金、或苯乙烯系热塑性弹性体与聚烯烃系热塑性弹性体的聚合物合金分配至喷嘴孔口,在比该热塑性弹性体的熔点或硬链段的玻璃化转变温度高20℃以上且低于200℃的纺丝温度下,使其从该喷嘴朝向下方排出,以熔融状态使连续线状体彼此接触来熔接,形成三维结构,并且用牵引输送网夹持,用冷却槽中的冷却水使其冷却后,引出,进行除水后或干燥,使两面或单面进行平滑化。仅使单面平滑化的情况下,可以向具有倾斜的牵引网上排出,以熔融状态彼此接触来熔接,形成三维结构,并且仅松弛牵引网面形态并冷却。之后,也可以对所得网状结构体进行干燥处理。需要说明的是,可以使网状结构体的干燥处理为退火处理。

退火处理可以使用热风干燥炉、热风循环炉等装置。优选使退火温度和退火时间为规定的范围。退火温度为室温以上、优选50℃以上、更优选60℃以上、进一步优选70℃以上。退火温度的上限值没有特别限定,优选比熔点或硬链段的玻璃化转变温度低10℃以上。另外,退火处理优选在氮气气氛下进行。退火时间优选1分钟以上、更优选5分钟以上、进一步优选10分钟以上、特别优选20分钟以上。

作为得到本申请发明的网状结构体的其他方法,例如可以举出将热塑性弹性体纺出时,在喷嘴下设置保温区域。也考虑提高热塑性弹性体的纺丝温度,但从防止聚合物的热劣化的观点出发,优选在喷嘴下设置保温区域的方法。喷嘴下的保温区域的长度优选为20mm以上、更优选为35mm以上、进一步优选为50mm以上。作为保温区域的长度的上限,优选70mm以下。使保温区域的长度为20mm以上时,所得网状结构体的连续线状体的熔接变牢固,连续线状体彼此的接点强度变强,作为其结果,可以提高网状结构体的反复压缩耐久性。保温区域的长度低于20mm时,接点强度不会提高至能够满足反复压缩耐久性的程度。另外,保温区域的长度超过70mm时,表面品位有时变差,故不优选。

该保温区域也可以利用纺丝组件(spinpack)周边、聚合物携带热量形成保温区域,或者还可以利用加热器将该保温区域加热,控制喷嘴正下的纤维落下区域的温度。保温区域使用铁板、铝板、陶瓷板等,可以以包围喷嘴下的落下的连续线状体的周围的方式设置保温体。保温体由上述原材料构成,更优选将它们用隔热材料保温。作为保温区域的设置位置,如果考虑保温效果,则优选的是,从距离喷嘴下50mm以下的位置向下方设置,更优选20mm以下,进一步优选在喷嘴正下设置。作为优选的实施方式之一,以不使喷嘴正下的周边与丝条接触的方式,在喷嘴正下用铝板在下方以20mm的长度包围来进行保温,进而将该铝板用保温材料保温。

为了得到本发明的低回弹性、缓冲性、耐久性优异的网状结构体,适当组合上述方法是优选的方法。

构成本发明的网状结构体的连续线状体在不有损本发明的目的的范围内也可以形成与其他热塑性树脂组合而成的复合线状体。作为复合形态,将线状体自身进行复合化的情况下,可以举出壳·芯型、并列型、偏芯壳·芯型等复合线状体。

本发明的网状结构体在不有损本发明的目的的范围内可以进行多层结构化。作为多层结构,可以举出如下例子:由纤维直径不同的连续线状体构成表层与里层的结构体、由具有不同表观密度的结构体构成表层与里层的结构体等结构体。作为多层化方法,可以举出重叠网状结构体彼此并通过缝合(sideground)等固定的方法、通过加热进行熔融固着的方法、用粘接剂使其粘接的方法、用缝制、带等进行束缚的方法等。

构成本发明的网状结构体的连续线状体的截面形状没有特别限定,通过形成中空截面、异型截面或中空异型截面,可以赋予优选的抗压缩性、触感。

本发明的网状结构体在不降低性能的范围内,可以在从树脂制造过程加工为成形体而制品化的任意阶段,通过进行药剂添加等处理加工来赋予防臭抗菌、消臭、防霉、着色、芳香、阻燃、吸放湿等功能。

如此得到的本发明的网状结构体的低回弹性、缓冲性、耐久性优异。例如,为低回弹聚氨酯垫、缓冲垫时,虽然低回弹性、耐久性优异,但是通气性差,因此,由于长时间使用而产生闷热,特别是在外界气温、湿度变高的夏天,有时有损舒适性。另外,现有的低回弹网状结构体有时难以同时满足舒适的感觉和耐久性这两者。使用本发明的网状结构体作为垫、缓冲垫时,通气性优异,不易闷热,且还具有基于良好的低回弹性的对体型的合身效果,因此,可以提供舒适的感觉。另外,具有现有的高耐久性,因此,更长时间的落座也可以使用而不会破坏舒适感。

实施例

以下,示出实施例,对本发明进行具体说明,但本发明不限定于这些。需要说明的是,实施例中的特性值的测定和评价如下述进行。需要说明的是,试样的大小以以下中记载的大小为标准,试样不足的情况下,使用可能大小的试样尺寸来进行测定。

(1)纤维直径

将试样切断成5cm×5cm×厚度的大小,从切断截面、沿厚度方向、随机地以约5mm的长度采集10根线状体。将所采集的线状体沿切成圆片方向切断,对于纤维截面,用光学显微镜以适当的倍率观察,从而测定纤维直径(n=10的平均值)。

(2)中空率

将试样切断成5cm×5cm×厚度的大小,从距离试样表面两侧的厚度方向10%以内的范围以外的切断截面,沿厚度方向随机地采集10根中空截面线状体。将所采集的线状体沿切成圆片方向切断,以沿纤维轴向立起的状态载置于玻璃盖片,在光学显微镜下,得到切成圆片方向的纤维截面照片。根据截面照片,求出中空部面积(a)和包含中空部的纤维的总面积(b),通过下式算出中空率。

(中空率)=(a)/(b)(单位%、n=10的平均值)

(3)密度

将树脂切断成约5mm见方以下的大小的材料作为样品,通过超声波和抽真空使其充分脱气,在将温度控制为30℃的密度梯度管中安静地沉淀,以5小时后浮起为基准,算出密度(n=5的平均值)。需要说明的是,由网状结构体测定树脂的密度时,将线状体部切断成约3mm的长度的材料作为样品,除此之外,与树脂的测定同样地进行。

(4)试样厚度和表观密度

将试样以8cm×10cm×厚度的大小切成4个样品,以无载荷放置24小时。之后,使用高分子计器制fd-80n型测厚器,使用面积15cm2的圆形测定触头,测定各样品1处的高度,将其平均值作为试样厚度。试样重量是将上述试样载置于电子天平而测量的。表观密度由试样厚度求出体积,以将试样的重量除以体积而得到的值表示(分别为n=4的平均值)。

(5)熔点(tm)

使用tainstruments株式会社制差示扫描量热计(dsc)q200,由从室温以升温速度20℃/分钟测定的吸放热曲线求出吸热峰(熔解峰)温度。

(6)玻璃化转变温度(tg)

使用tainstruments株式会社制差示扫描量热计(dsc)q200,以升降温速度20℃/分钟,从0℃升温至200℃,在200℃保持2分钟,之后降温至0℃,以此时的基线的变化开始点作为硬链段的玻璃化转变温度。其中,测定2点以上时,将高温度的变化开始温度作为玻璃化转变温度。

(7)苯乙烯含有率

苯乙烯含有率的确定用共振频率500mhz的1h-nmr测定进行。测定装置使用bruker制avance500,溶剂使用的是,添加有作为重量的基准物质的间苯二甲酸二甲酯的氘代四氯乙烷。将试样以135℃溶解于该溶剂,以120℃进行测定。重复时间采用充分。

依据上述方法实施测定,通过以下方法确定苯乙烯含有率。

使四氯乙烷为6ppm时,6.4~7.3ppm的峰为与苯乙烯对应的峰。解析中使用其峰积分值(设为=a)。另一方面,间苯二甲酸二甲酯在8.7(1h)、8.35(2h)、7.6(1h)、4.0ppm(6h)附近观测到峰,其中使用与试样构成成分不重叠的峰的积分值。假定使用7.6ppm的峰(积分值=b),可以以以下式算出苯乙烯含有率。

(20.8×a×y×100)/(194×b×x)(质量%vs试样)

※试样量=x(mg)、将测定溶液中所含的间苯二甲酸二甲酯的重量设为y(mg)。

(8)40℃压缩残余应变

将试样切断成8cm×10cm×厚度的大小,以(4)中记载的方法测定处理前的厚度(c)。将测定了厚度的样品夹持于能够保持为50%压缩状态的夹具,放入设定为40±2℃的干燥机,放置22小时。之后取出样品,除去压缩应变,在室温下进行冷却,求出放置30分钟后的厚度(d),根据处理前的厚度(c),通过式{(c)-(d)}/(c)×100,算出40℃压缩残余应变:单位%(n=3的平均值)。

(9)25%和65%压缩时硬度

将试样切断成8cm×10cm×厚度的大小,在23℃±2℃的环境下,以无载荷放置24小时后,利用处于23℃±2℃的环境下的万能试验机(instronjapanco.,ltd.制instron万能试验机),配置样品,使得φ50mm、厚度3mm的加压板成为样品中心,对于试样的中心部,以10mm/分钟的速度开始压缩,测量用万能试验机检测到载荷为0.3±0.05n时的厚度,作为硬度计厚度。以此时的加压板的位置为零点,以速度100mm/分钟进行压缩直至硬度计厚度的75%后,以速度100mm/分钟,将加压板恢复至零点,在该状态下保持4分钟。经过4分钟后,接着以速度100mm/分钟压缩至硬度计厚度的25%和65%,测定此时的载荷,分别作为25%压缩时硬度、65%压缩时硬度:单位n/φ50(n=3的平均值)。

(10)压缩挠曲系数

压缩挠曲系数使用(9)中测定的25%压缩时硬度(e)和65%压缩时硬度(f)以下述式算出。

(压缩挠曲系数)=(f)/(e):(n=3的平均值)

(11)8万次恒定位移反复压缩后的残余应变(50%恒定位移反复压缩残余应变)

将试样切断成8cm×10cm×厚度的大小,利用(4)中记载的方法测定处理前的厚度(g)。对于测定了厚度的样品,用岛津制作所制servopulser、在23℃±2℃环境下,在30cm×30cm、厚度20mm的加压板之间夹持样品,使得样品成为中心,以1hz的循环,反复压缩恢复,直至处理前的厚度的50%厚度,施加8万次的循环负荷。将8万次反复压缩后的试样从servopulser取出,静置30分钟后,利用(4)中记载的方法求出处理后的厚度(h),由处理前的厚度(g),通过式{(g)-(h)}/(g)×100算出:单位%(n=3的平均值)。

(12)滞后损耗

将试样切断成8cm×10cm×厚度的大小,在23℃±2℃的环境下,以无载荷放置24小时后,利用处于23℃±2℃的环境下的万能试验机(instronjapanco.,ltd.制instron万能试验机),将样品配置于φ50mm、厚度3mm的加压板,使得样品成为中心,对于试样的中心部以10mm/分钟的速度开始压缩,测量用万能试验机检测到载荷为0.3±0.05n时的厚度,作为硬度计厚度。以此时的加压板的位置为零点,以速度100mm/分钟压缩至硬度计厚度的75%,以无保持时间、以同一速度将加压板恢复至零点,在该状态下保持4分钟(第一次的应力应变曲线)。在零点保持4分钟后,以速度100mm/分钟压缩至硬度计厚度的75%,以无保持时间、以同一速度恢复至零点(第二次的应力应变曲线)。

设为第二次压缩时应力曲线所示的压缩能量(wc)、第二次除压时应力曲线所示的压缩能量(wc‘),按照下述式,求出滞后损耗。

滞后损耗(%)=(wc-wc‘)/wc×100

wc=∫pdt(从0%压缩至75%时的功)

wc‘=∫pdt(从75%除压至0%时的功)

简易地,从得到例如图1那样的应力应变曲线后,可以通过基于电脑的数据解析算出。另外,将斜线部分的面积设为wc、带网部分的面积设为wc‘,也可以根据去除其面积之差的部分的重量而求出(n=3的平均值)。

[实施例中使用的热塑性弹性体]

对于苯乙烯系热塑性弹性体,利用公知的方法将苯乙烯、2-丁烯或异戊二烯聚合,接着混炼0.5%的抗氧化剂后进行粒料化,得到苯乙烯系热塑性弹性体a-1、a-2。苯乙烯系热塑性弹性体a-1的苯乙烯共聚比率为19.7质量%、异戊二烯共聚比率为80.3质量%、密度为0.935g/cm3,利用差示扫描量热计(dsc)测定熔点、玻璃化转变点温度,结果未见清楚的熔点,硬链段的玻璃化转变温度为81℃。苯乙烯系热塑性弹性体a-2的苯乙烯共聚比率为41.3质量%、2-丁烯共聚比率为30.3质量%、丁烯共聚比率为28.4质量%、密度为0.985g/cm3,未见清楚的熔点,硬链段的玻璃化转变温度为79℃。

对于聚烯烃系热塑性弹性体,以茂金属化合物为催化剂,利用公知的方法将丙烯、乙烯聚合,接着添加0.5质量%的抗氧化剂并混合混炼后,进行粒料化,得到聚烯烃系热塑性弹性体b-1~b-3。聚烯烃系热塑性弹性体b-1的丙烯为100质量%、密度为0.88g/cm3、熔点为162℃,聚烯烃系热塑性弹性体b-2的丙烯为95.3质量%、乙烯共聚比率为4.7质量%、密度为0.89g/cm3、熔点为133℃,聚烯烃系热塑性弹性体b-3的丙烯为98.5质量%、乙烯共聚比率为1.5质量%、密度为0.90g/cm3、熔点为124℃。

对于聚酯系热塑性弹性体,将对苯二甲酸二甲酯(dmt)、1,4-丁二醇(1,4-bd)和聚丁二醇(ptmg:平均分子量1000)与少量的催化剂一起投入,通过常规方法进行酯交换后,升温减压并使其缩聚,生成dmt/1,4-bd/ptmg=100/88/12mol%的聚酯醚嵌段共聚弹性体,接着添加抗氧化剂1%并混合混炼后进行粒料化,以50℃进行48小时真空干燥,得到聚酯系热塑性弹性体c-1。密度为1.17g/cm3、熔点为205℃。

<实施例1>

在宽度方向96mm、厚度方向的宽31.2mm的喷嘴有效面上,将孔口的形状设为使孔径1mm的孔口为孔间间距6mm的交错排列,在该喷嘴中,计量苯乙烯系热塑性弹性体a-190质量%和聚烯烃系热塑性弹性体b-210质量%,以粒料状态充分进行混合,作为原料使用,以纺丝温度240℃、单孔排出量1.0g/分钟的速度向喷嘴下方排出,在喷嘴面24cm下配置冷却水,在喷嘴与冷却水之间、在喷嘴正下具有长度50mm的保温筒,使宽300mm的不锈钢制环形网(endlessnet)平行地以开口宽度20mm间隔配置,使得一对牵引传输机在水面上露出一部分,使该熔融状态的排出线状弯折而形成环,使接触部分熔接并形成三维网状结构,将该熔融状态的网状结构体的两面用牵引传输机夹持,并且以每分钟1.0m的速度向冷却水中注入并使其固化,使两面平滑化后,切断成规定的大小,在70℃热风中进行30分钟退火处理,得到网状结构体。

所得网状结构体由截面形状为圆形且纤维直径为0.4mm的线状体形成,表观密度为0.070g/cm3、表面经平坦化的厚度为20mm、40℃压缩残余应变为32.4%、8万次恒定位移反复压缩后的残余应变为6.2%、滞后损耗为66.1%、25%压缩时硬度为5n/φ50mm、65%压缩时硬度为32n/φ50mm、压缩挠曲系数为6.4。将所得网状结构体的特性示于表1。所得网状结构体为满足本发明的特征、低回弹性、缓冲性、耐久性优异的网状结构体。

<实施例2>

不使用保温筒进行纺丝,除此之外,与实施例1同样地得到网状结构体。

所得网状结构体由截面形状为圆形且纤维直径为0.4mm的线状体形成,表观密度为0.071g/cm3、表面经平坦化的厚度为20mm、40℃压缩残余应变为34.6%、8万次恒定位移反复压缩后的残余应变为6.9%、滞后损耗为67.1%、25%压缩时硬度为4n/φ50mm、65%压缩时硬度为30n/φ50mm、压缩挠曲系数为7.5。将所得网状结构体的特性示于表1。所得网状结构体为满足本发明的特征、低回弹性、缓冲性、耐久性优异的网状结构体。

<实施例3>

计量苯乙烯系热塑性弹性体a-270质量%和聚烯烃系热塑性弹性体b-130质量%,以粒料状态充分进行混合,作为原料使用,使喷嘴面-冷却水距离为18cm,除此之外,与实施例1同样地得到网状结构体。

所得网状结构体由截面形状为圆形且纤维直径为0.8mm的线状体形成,表观密度为0.068g/cm3、表面经平坦化的厚度为21mm、40℃压缩残余应变为31.4%、8万次恒定位移反复压缩后的残余应变为6.5%、滞后损耗为46.5%、25%压缩时硬度为12n/φ50mm、65%压缩时硬度为55n/φ50mm、压缩挠曲系数为4.6。将所得网状结构体的特性示于表1。所得网状结构体为满足本发明的特征、低回弹性、缓冲性、耐久性优异的网状结构体。

<实施例4>

计量苯乙烯系热塑性弹性体a-160质量%和聚烯烃系热塑性弹性体b-140质量%,以粒料状态充分进行混合,作为原料使用,除此之外,与实施例3同样地得到网状结构体。

所得网状结构体由截面形状为圆形且纤维直径为0.9mm的线状体形成,表观密度为0.068g/cm3、表面经平坦化的厚度为21mm、40℃压缩残余应变为34.2%、8万次恒定位移反复压缩后的残余应变为6.8%、滞后损耗为38.6%、25%压缩时硬度为15n/φ50mm、65%压缩时硬度为67n/φ50mm、压缩挠曲系数为4.5。将所得网状结构体的特性示于表1。所得网状结构体为满足本发明的特征、低回弹性、缓冲性、耐久性优异的网状结构体。

<实施例5>

计量苯乙烯系热塑性弹性体a-195质量%和聚烯烃系热塑性弹性体b-35质量%,以粒料状态充分进行混合,作为原料使用,使喷嘴面-冷却水距离为20cm,使牵引速度为0.8m/分钟,使退火处理时间为20分钟,除此之外,与实施例1同样地得到网状结构体。

所得网状结构体由截面形状为圆形且纤维直径为0.5mm的线状体形成,表观密度为0.095g/cm3、表面经平坦化的厚度为19mm、40℃压缩残余应变为24.0%、8万次恒定位移反复压缩后的残余应变为3.1%、滞后损耗为77.1%、25%压缩时硬度为8n/φ50mm、65%压缩时硬度为67n/φ50mm、压缩挠曲系数为8.4。将所得网状结构体的特性示于表1。所得网状结构体为满足本发明的特征、低回弹性、缓冲性、耐久性优异的网状结构体。

<实施例6>

计量苯乙烯系热塑性弹性体a-115质量%和苯乙烯系热塑性弹性体a-285质量%,以粒料状态充分进行混合,作为原料使用,孔口的形状设为外径3mm、内径2.6mm的三桥中空形成性截面,使纺丝温度为250℃、单孔排出量为1.5g/分钟、喷嘴面-冷却水距离为16cm、牵引速度为1.1m/分钟,除此之外,与实施例1同样地得到网状结构体。

所得网状结构体由截面形状为圆形的中空截面且中空率为32%、纤维直径为1.0mm的线状体形成,表观密度为0.103g/cm3、表面经平坦化的厚度为20mm、40℃压缩残余应变为33.6%、8万次恒定位移反复压缩后的残余应变为6.1%、滞后损耗为67.8%、25%压缩时硬度为2n/φ50mm、65%压缩时硬度为62n/φ50mm、压缩挠曲系数为31.0。将所得网状结构体的特性示于表1。所得网状结构体为满足本发明的特征、低回弹性、缓冲性、耐久性优异的网状结构体。

<实施例7>

计量苯乙烯系热塑性弹性体a-195质量%、聚烯烃系热塑性弹性体b-11质量%、以及聚烯烃系热塑性弹性体b-34质量%,以粒料状态充分进行混合,作为原料使用,使纺丝温度为240℃、喷嘴面-冷却水距离为20cm、牵引速度为1.2m/分钟,除此之外,与实施例6同样地得到网状结构体。

所得网状结构体由截面形状为圆形的中空截面且中空率为27%、纤维直径为0.8mm的线状体形成,表观密度为0.092g/cm3、表面经平坦化的厚度为20mm、40℃压缩残余应变为18.9%、8万次恒定位移反复压缩后的残余应变为3.2%、滞后损耗为80.2%、25%压缩时硬度为8n/φ50mm、65%压缩时硬度为62n/φ50mm、压缩挠曲系数为7.8。将所得网状结构体的特性示于表1。所得网状结构体为满足本发明的特征、低回弹性、缓冲性、耐久性优异的网状结构体。

<实施例8>

计量苯乙烯系热塑性弹性体a-170质量%和聚烯烃系热塑性弹性体b-230质量%,以粒料状态充分进行混合,作为原料使用,使纺丝温度为240℃、喷嘴面-冷却水距离为20cm、牵引速度为1.0m/分钟,除此之外,与实施例6同样地得到网状结构体。

所得网状结构体由截面形状为圆形的中空截面且中空率为18%、纤维直径为1.2mm的线状体形成,表观密度为0.067g/cm3、表面经平坦化的厚度为20mm、40℃压缩残余应变为26.8%、8万次恒定位移反复压缩后的残余应变为7.3%、滞后损耗为51.2%、25%压缩时硬度为10n/φ50mm、65%压缩时硬度为75n/φ50mm、压缩挠曲系数为7.5。将所得网状结构体的特性示于表1。所得网状结构体为满足本发明的特征、低回弹性、缓冲性、耐久性优异的网状结构体。

<比较例1>

使用聚烯烃系热塑性弹性体b-2,不进行退火处理,除此之外,与实施例1同样地得到网状结构体。

所得网状结构体由截面形状为圆形且纤维直径为0.4mm的线状体形成,表观密度为0.068g/cm3、表面经平坦化的厚度为20mm、40℃压缩残余应变为50.2%、8万次恒定位移反复压缩后的残余应变为15.4%、滞后损耗为50.1%、25%压缩时硬度为48n/φ50mm、65%压缩时硬度为111n/φ50mm、压缩挠曲系数为2.3。将所得网状结构体的特性示于表2。所得网状结构体为不满足本发明的特征、低回弹性、缓冲性、耐久性差的网状结构体。

<比较例2>

使用苯乙烯系热塑性弹性体a-2,无保温筒,使纺丝温度为240℃、单孔排出量为1.0g/分钟、喷嘴面-冷却水距离为30cm、牵引速度为0.8m/分钟,除此之外,与实施例5同样地得到网状结构体。

所得网状体由丝条的截面形状为圆形的中空截面且中空率为27%、纤维直径为0.6mm的线状体形成,表观密度为0.094g/cm3、表面经平坦化的厚度为20mm、40℃压缩残余应变为43.8%、8万次恒定位移反复压缩后的残余应变为17.0%、滞后损耗为48.9%、25%压缩时硬度为6n/φ50mm、65%压缩时硬度为53n/φ50mm、压缩挠曲系数为8.8。将所得网状结构体的特性示于表2。所得网状结构体为不满足本发明的特征、低回弹性、缓冲性、耐久性差的网状结构体。

<比较例3>

计量苯乙烯系热塑性弹性体a-190质量%和聚烯烃系热塑性弹性体b-110质量%,以粒料状态充分进行混合,作为原料使用,使单孔排出量为1.0g/分钟,无保温筒,使喷嘴面-冷却水距离为24cm、牵引速度为0.8m/分钟,无退火处理,除此之外,与实施例6同样地得到网状结构体。

所得网状结构体由截面形状为圆形的中空截面且中空率为31%、纤维直径为0.9mm的线状体形成,表观密度为0.092g/cm3、表面经平坦化的厚度为20mm、40℃压缩残余应变为43.3%、8万次恒定位移反复压缩后的残余应变为11.8%、滞后损耗为61.1%、25%压缩时硬度为2n/φ50mm、65%压缩时硬度为70n/φ50mm、压缩挠曲系数为35.0。将所得网状结构体的特性示于表2。所得网状结构体为不满足本发明的特征、低回弹性、缓冲性、耐久性差的网状结构体。

<比较例4>

计量苯乙烯系热塑性弹性体a-140质量%和聚烯烃系热塑性弹性体b-260质量%,以粒料状态充分进行混合,作为原料使用,除此之外,与实施例1同样地进行纺丝,但无法得到网状结构体。

<比较例5>

计量苯乙烯系热塑性弹性体a-140质量%和聚酯系热塑性弹性体c-160质量%,以粒料状态充分进行混合,作为原料使用,除此之外,与实施例1同样地进行纺丝,但无法得到网状结构体。

[表1]

[表2]

产业上的可利用性

本发明可以提供如下网状结构体:为低回弹性、缓冲性、耐久性优异,且适于办公椅、家具、沙发、床垫、褥垫等寝具、电车·汽车·二轮车·婴儿车·儿童座椅等的车辆用座位等中使用的弹性垫材料、睡袋、铺垫等搬运机会多的弹性垫材料、地垫或防止碰撞、夹入的构件等冲击吸收用的垫等,因此,大大有利于产业界。

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