TWI650459B - 消音性與輕量性優異之彈性網狀構造體 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於提供一種緩衝性優異且使壓縮時及恢復時之聲音減小的彈性網狀構造體。該網狀構造體包含三維不規則圈環接合構造體，該三維不規則圈環接合構造體係使包含熱塑性樹脂之連續線條體彎曲而形成不規則圈環，並使各個圈環相互於熔融狀態下接觸而使接觸部之大部分熔著而成，其中(a)該連續線條體為中空截面，(b)該中空截面之中空率為10%以上且50%以下，(c)該連續線條體之纖維直徑為0.10mm以上且0.65mm以下，(d)該不規則圈環接合構造體之每單位重量之接合點數為200個/克以上且未達500個/克。

Description

消音性與輕量性優異之彈性網狀構造體
本發明係關於一種彈性網狀構造體，係包含連續線條體之三維不規則圈環接合構造體。
已提出有一種三維不規則圈環接合構造體，係使包含聚酯系共聚熱塑性彈性樹脂之連續線條體彎曲而形成不規則圈環，並使各個圈環相互於熔融狀態下接觸而使接觸部之大部分熔著而成(專利文獻1)。另外，就提高輕量性之觀點而言，係提出有將連續線條體之截面構造設為中空截面的三維不規則圈環接合構造體(專利文獻2及3)。然而，該等三維不規則圈環接合構造體於壓縮時及恢復時，會產生如不規則圈環彼此摩擦之聲音或如不規則圈環彼此彈開之聲音，因此在用於寢具時有較吵而難以入睡之問題。
對此係提出有使矽酮系樹脂附著於三維不規則圈環接合構造體之不規則圈環表面而成的緩衝材料，該三維不規則圈環接合構造體係使包含聚酯共聚物且纖度為300分特(decitex)以上之連續線條體彎曲而形成不規則圈環，並使各個圈環相互於熔融狀態下接觸，而使接觸部之大部分熔著而成(專利文獻4)。然而雖壓縮時及恢復時如不 規則圈環彼此摩擦之聲音得以減小，但依然會產生如不規則圈環彼此彈開之聲音，而於消音性觀點仍有改善之餘地。另外，由於使矽酮系樹脂附著於不規則圈環表面之步驟係有別於三維不規則圈環接合構造體之步驟，且由於因為是批量處理故而於製造方面存有問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開平7-68061號公報
專利文獻2：日本特開平7-173753號公報
專利文獻3：日本特開平7-60861號公報
專利文獻4：日本特開2010-43376號公報
本發明之目的在於提供一種輕量性優異且壓縮時及恢復時之聲音減小的彈性網狀構造體。
本發明人等認為若使連續線條體之纖維直徑變細，且進一步使構成三維不規則圈環接合構造體之接合點之個數增加，則不規則圈環之剛性下降且彈開之聲音變小，且因不規則圈環被固定而使不規則圈環彼此彈開之頻率下降，從而提高網狀構造體之消音性，並針對此進行努力研究。結果發現在連續線條體為中空截面之三維不規則圈環接合構造體中，藉由將連續線條體之纖維直徑控制於特定範圍，且控制構成三維不規則圈環接合構造體之接合 點之個數，而可達成壓縮時及恢復時之聲音變少且輕量性優異之網狀構造體，從而完成本發明。
即，本發明包含以下構成。
(1)
一種網狀構造體，其包含三維不規則圈環接合構造體，該三維不規則圈環接合構造體係使包含熱塑性樹脂之連續線條體彎曲而形成不規則圈環，並使各個圈環相互於熔融狀態下接觸而使接觸部之大部分熔著而成；其中，(a)該連續線條體為中空截面；(b)該中空截面之中空率為10%以上且50%以下；(c)該連續線條體之纖維直徑為0.10mm以上且0.65mm以下；(d)該不規則圈環接合構造體之每單位重量之接合點數為200個/克以上且未達500個/克。
(2)
如(1)之網狀構造體，其中該中空截面之中空率為15%以上且45%以下。
(3)
如(1)或(2)之網狀構造體，其中該不規則圈環接合構造體之壓縮變形係數為2.7以上。
(4)
如(3)之網狀構造體，其中該不規則圈環接合構造體之壓縮變形係數為3.0以上。
(5)
如(1)至(4)之網狀構造體，其中該熱塑性樹脂為自軟質聚烯烴、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚苯乙烯系熱塑性彈性 體、聚酯系熱塑性彈性體、聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體、及聚醯胺系熱塑性彈性體所組成之群中所選擇之至少一種的熱塑性樹脂。
(6)
如(5)之網狀構造體，其中該熱塑性樹脂為自軟質聚烯烴、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚酯系熱塑性彈性體所組成之群中所選擇之至少一種的熱塑性樹脂。
(7)
如(6)之網狀構造體，其中該熱塑性樹脂為聚酯系熱塑性彈性體。
以往之網狀構造體於壓縮時或壓縮恢復時會產生如不規則圈環彼此摩擦之聲音、或如不規則圈環彼此彈開之聲音，而本發明之網狀構造體大幅減小該等聲音，且重量與以往之網狀構造體相同或更輕，此點而言具有優異效果。
本發明之網狀構造體係使包含熱塑性樹脂之線條(本說明書中有時稱為「連續線條體」)彎曲並使該線條彼此接觸，而使接觸部熔著而形成三維網狀構造。藉此，即使以非常大之應力造成大的變形，亦可使包含熔著一體化之三維不規則圈環之網狀構造整體進行變形而吸收應 力，若解除應力，則構造體可利用熱塑性樹脂之彈性力而恢復為原本之形態。
作為熱塑性樹脂，只要可使線條彎曲並使該 線條彼此接觸且使接觸部熔著，則無特別限定，但就同時實現輕量性與消音性且展現舒適之緩衝性的觀點而言，較佳為軟質聚烯烴、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚苯乙烯系熱塑性彈性體、聚酯系熱塑性彈性體、聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體、聚醯胺系熱塑性彈性體，更佳為軟質聚烯烴、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚酯系熱塑性彈性體。進而，該等中之聚酯系熱塑性彈性體由於同時實現輕量性與消音性且展現舒適之緩衝性，且提高耐熱性與耐久性，故為特佳。
作為軟質聚烯烴，較佳可例示低密度聚乙烯 (LDPE)、乙烯與碳數3以上之α烯烴之無規共聚物、乙烯與碳數3以上之α烯烴之嵌段共聚物。作為碳數3以上之α烯烴，較佳可例示丙烯、異戊二烯、丁烯-1、戊烯-1、己烯-1、4-甲基-1-戊烯、庚烯-1、辛烯-1、壬烯-1、癸烯-1、十一烯-1、十二烯-1、十三烯-1、十四烯-1、十五烯-1、十六烯-1、十七烯-1、十八烯-1、十九烯-1、二十烯-1，更佳可例示丙烯、異戊二烯。此外，該等α烯烴亦可並用2種以上。
作為乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，構成網狀構造 體之聚合物之比重較佳為0.91以上且0.965以下。比重會根據乙酸乙烯酯含有率而變化，從而乙酸乙烯酯之含有率較佳為1%以上且35%以下。若乙酸乙烯酯含有率較小則 有缺乏橡膠彈性之虞，就該等觀點而言乙酸乙烯酯含有率較佳為1%以上，更佳為5%以上，特佳為10%以上。若乙酸乙烯酯含有率大則雖橡膠彈性優異，但有熔點降低而缺乏耐熱性之虞，因此，就該等觀點而言較佳為35%以下，更佳為30%以下，特佳為26%以下。
作為聚酯系熱塑性彈性體，較佳可例示以熱 塑性聚酯為硬鏈段且以聚伸烷二醇為軟鏈段之聚酯-醚嵌段共聚物、或者以脂肪族聚酯為軟鏈段之聚酯-酯嵌段共聚物。作為聚酯-醚嵌段共聚物之更具體之構成係由二羧酸與二醇成分與聚伸烷二醇所構成之三元嵌段共聚物。該二羧酸係選自對苯二甲酸、間苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸、萘-2,7-二羧酸、二苯基-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；丁二酸、己二酸、癸二酸、二聚酸等脂肪族二羧酸；或者該等之酯形成性衍生物等的至少一種。該二醇成分係選自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；或者該等之酯形成性衍生物等的至少一種；該聚伸烷二醇係選自平均分子量為300以上且5000以下之聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇、或者環氧乙烷-環氧丙烷共聚物等的至少一種。作為聚酯-酯嵌段共聚物，可例示由上述二羧酸與二醇與聚酯二醇所構成的三元嵌段共聚物，該聚酯二醇為平均分子量為300以上且5000以下之聚內酯等之聚酯二醇中之至少一種。若考慮熱接著性、耐水解性、 伸縮性、耐熱性等，則較佳為：(1)包含作為二羧酸之對苯二甲酸及/或間苯二甲酸、作為二醇成分之1,4-丁二醇、及作為聚伸烷二醇之聚四亞甲基二醇的三元嵌段共聚物；以及(2)包含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、及作為聚酯二醇之聚內酯的三元嵌段共聚物。特佳為(1)包含作為二羧酸之對苯二甲酸及/或間苯二甲酸、作為二醇成分之1,4-丁二醇、及作為聚伸烷二醇之聚四亞甲基二醇的三元嵌段共聚物。於特殊例中亦可使用導入有聚矽氧烷系之軟鏈段者。
作為聚苯乙烯系熱塑性彈性體，較佳可例示 苯乙烯與丁二烯之無規共聚物、苯乙烯與丁二烯之嵌段共聚物、苯乙烯與異戊二烯之無規共聚物、苯乙烯與異戊二烯之嵌段共聚物、或者該等之氫化物。
作為聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體，代表例 可例示如下之聚胺基甲酸酯彈性體：於通常之溶劑(二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等)存在或不存在下，使(A)數量平均分子量為1000以上且6000以下且末端具有羥基之聚醚及/或聚酯、與(B)以有機二異氰酸酯為主成分之聚異氰酸酯進行反應，對反應所得之兩末端為異氰酸酯基之預聚物，利用(C)以二胺為主成分之多元胺使鏈伸長而成。作為(A)之聚酯、聚醚類，較佳為平均分子量為1000以上且6000以下、較佳為1300以上且5000以下之聚己二酸二丁酯共聚聚酯，或聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇、環氧乙烷-環氧丙烷共聚物等聚伸烷二醇。作為(B)之聚異氰酸 酯，可使用以往公知之聚異氰酸酯，亦可使用以二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯為主體之異氰酸酯，且可視需要微量添加使用以往公知之三異氰酸酯等。作為(C)之多元胺，係以乙二胺、1,2-丙二胺等公知之二胺為主體，且可視需要並用微量之三胺、四胺。該等聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體可單獨使用或者混合2種以上而使用。此外，於上述彈性體中摻合非彈性體成分而成者、共聚而成者等亦包含於本發明之熱塑性彈性體。
作為聚醯胺系熱塑性彈性體，較佳可例示將 嵌段共聚物單獨使用或者混合2種以上而使用者，該嵌段共聚物係於硬鏈段以尼龍6、尼龍66、尼龍610、尼龍612、尼龍11、尼龍12等及該等之共聚尼龍為骨架，且軟鏈段為由平均分子量為300以上且5000以下之聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇、環氧乙烷-環氧丙烷共聚物等聚伸烷二醇中之至少一種所構成。進而，摻合非彈性體成分而成者、共聚而成者等亦可用於本發明。
構成本發明之網狀構造體之連續線條體可因應目的而以不同之2種以上之熱塑性樹脂之混合體構成。於以不同之2種以上之熱塑性樹脂之混合體構成時，較佳為自軟質聚烯烴、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚苯乙烯系熱塑性彈性體、聚酯系熱塑性彈性體、聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體、及聚醯胺系熱塑性彈性體所組成之群中選擇至少一種之熱塑性樹脂係含有50重量%以上，更佳為含有60重量%以上，又更佳為含有70重量%以上。
於構成本發明之網狀構造體之連續線條體之 樹脂部分，可因應目的而摻配各種添加劑。作為添加劑，可添加鄰苯二甲酸酯系、偏苯三甲酸酯系、脂肪酸系、環氧系、己二酸酯系、聚酯系之塑化劑；公知之受阻酚系、硫系、磷系、胺系之抗氧化劑；受阻胺系、***系、二苯甲酮系、苯甲酸酯系、鎳系、水楊酸系等之光穩定劑；抗靜電劑；過氧化物等分子調整劑；環氧系化合物、異氰酸酯系化合物、碳二醯亞胺系化合物等具有反應基之化合物；金屬減活劑；有機及無機系之核劑；中和劑；制酸劑；抗菌劑；螢光增白劑；填充劑；阻燃劑；阻燃助劑；有機及無機系之顏料等。
構成本發明之網狀構造體之連續線條體較佳 為於由示差掃描型熱量計(DSC，Differential Scanning Calorimeter)測定之熔解曲線中，在熔點以下具有吸熱峰。 在熔點以下具有吸熱峰者之耐熱耐永久應變性較不具有吸熱峰者更顯著地提高。例如，作為本發明之較佳之聚酯系熱塑性彈性體，當硬鏈段之酸成分中含有具有剛直性之對苯二甲酸或萘-2,6-二羧酸等90莫耳%以上、更佳為95莫耳%以上、特佳為100莫耳%者與二醇成分進行酯交換之後，聚合至所需聚合度，然後共聚10重量%以上且70重量%以下、更佳為20重量%以上且60重量%以下之作為聚伸烷二醇之平均分子量較佳為500以上且5000以下、更佳為1000以上且3000以下之聚四亞甲基二醇時，若硬鏈段之酸成分中具有剛直性之對苯二甲酸或萘-2,6-二羧酸之含 量較多，則硬鏈段之結晶性會提高，不易塑性變形，且耐熱耐永久應變性提高。而且，若於熔融熱接著之後，進而在較熔點低至少10℃以上之溫度進行退火處理，則耐熱耐永久應變性會進一步提高。若於賦予壓縮變形之後再進行退火，則耐熱耐永久應變性會進一步提高。經過此種處理之網狀構造體之線條於由示差掃描型熱量計(DSC)測定之熔解曲線中，在室溫以上且熔點以下之溫度更明確地發現吸熱峰。再者，於不進行退火時，於熔解曲線中，在室溫以上且熔點以下未發現吸熱峰。由此類推，亦認為或許是藉由退火使硬鏈段再排列並形成如偽結晶化般之交聯點，而提高耐熱耐永久應變性。以下有時將該退火處理稱為「偽結晶化處理」。該偽結晶化處理效果對軟質聚烯烴、聚苯乙烯系熱塑性彈性體、聚醯胺系熱塑性彈性體、聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體亦有效。
形成本發明之網狀構造體之線條的截面形狀 為中空截面。藉由將線條之截面形狀設為中空截面，於賦予相同抗壓縮性時可實現更輕量化，若用於汽車之座椅則可節能化，於棉被等之情形可提高拿放時之操作性。中空截面之中空率較佳為10%以上且50%以下之範圍，更佳為15%以上且45%以下之範圍。所謂中空率，係指在從網狀體厚度方向之厚度中心點到30%以內，採取20處約1cm長度的線條，並將其中空率平均化所得者。中空率之測定係藉由如下方式進行：利用液態氮等將所採取之線條冷卻之後切斷，利用電子顯微鏡以適當倍率觀察其截面，且利 用CAD(Computer Aided Design，電腦輔助設計)系統等對所得圖像進行圖像分析，而測定樹脂部分之截面積(A)與中空部分之截面積(B)，根據{B/(A+B)}×100之式而算出。 中空率低於10%時無法獲得充分之輕量化效果，中空率高於50%時線條截面易於被壓扁，有無法維持適度緩衝性之虞。
形成本發明之網狀構造體之線條之纖維直徑 為0.10mm以上且0.65mm以下，且不規則圈環接合構造體之每單位重量之接合點數為200個/克以上且未達500個/克。所謂纖維直徑，係指在從網狀體厚度方向之厚度中心點到30%以內，採取10處約5mm長度的線條，並將其纖維直徑平均化所得者。纖維直徑之測定係利用如下方法進行：利用光學顯微鏡以適當倍率對焦線條之側面使之圖像化，自所得圖像測量線條之與長度方向正交之方向之長度。另一方面，所謂接合點係指2根線條間之熔著部分，所謂每單位重量之接合點數(單位：個/克)，係指以長度方向5cm×寬度方向5cm之大小、包含試樣表層面兩面且不含試樣邊部之方式，將網狀構造體切斷成長方體形狀，而製成長方體狀之單片，將單片中每單位體積之接合點數(單位：個/cm3)除以該單片之視密度(單位：g/cm3)所得的值。 接合點數之測量方法係利用如下方式進行：藉由拉伸2根線條而剝離熔著部分，並測量剝離次數。再者，網狀構造體在試樣之長度方向或寬度方向具有視密度為0.005g/cm3以上之帶狀疏密差時，以密集部分與稀疏部分之交界線成 為單片之長度方向或寬度方向之中間線的方式切斷試樣，並測量每單位重量之接合點數。
於如本發明之具有中空截面線條之網狀構造 體之情形，僅是線條重量變輕就會使線條彼此之碰撞聲變高音，而較刺耳。因此，本發明藉由同時賦予使纖維直徑變細之技術與增加接合點數之技術，而達成課題。即，使纖維直徑越細則線條之剛性越低，線條之碰撞聲(亦稱為彈開聲)越小。另一方面，接合點數越多則線條越固定，線條彼此碰撞之頻率越低，從而使網狀構造體之消音性越高。 本發明特徵為同時採用該兩種手法。以往之中空截面線條之網狀構造體的每單位重量之接合點數未達200個/克，或者即使每單位重量之接合點數為200個/克以上時線條之纖維直徑亦大於0.65mm，而本發明中藉由將每單位重量之接合點數設為200個/克以上且將線條之纖維直徑設為0.65mm以下，而可獲得所期望效果。另一方面，若每單位重量之接合點數為500個/克以上，則有損及柔軟之緩衝感之虞，故而不佳。每單位重量之接合點數之較佳範圍為250個/克以上且未達500個/克，更佳為300個/克以上且未達500個/克。另外，若線條之纖維直徑小於0.10mm則抗壓縮力會變得過小，有失去作為緩衝材料之功能之虞，故而不佳。線條之纖維直徑之較佳範圍為0.12mm以上且0.63mm以下，更佳為0.15mm以上且0.60mm以下。
網狀構造體之構造體外表面較佳為具有如下之表層部：彎曲之線條於中途彎曲30°以上、較佳為45° 以上，使面實質上平坦化，且接觸部之大部分熔著。藉此，網狀構造體面之該線條之接觸點會大幅增加並形成接著點，因此乘坐時臀部之局部外力亦可由構造面承受而不會對臀部造成異物感，面構造整體進行變形且內部之構造體整體亦變形而吸收應力，若應力解除則展現彈性樹脂之橡膠彈性，構造體可恢復為原本之形態。於實質上未平坦化時會對臀部造成異物感，且因局部外力施加於表面，而選擇性地於在表面之線條及甚至是接著點部分產生應力集中的情況，並產生因應力集中所引起之疲勞，而有使耐永久應變性降低之情況。於構造體外表面平坦化時，可不使用襯墊層或積層非常薄之襯墊層，且以面套覆蓋表面而製成汽車用、電車用等之座椅或椅子、或者床用、沙發用、棉被用等之緩衝墊。於構造體外表面未平坦化時，需要於網狀構造體之表面積層相對較厚(較佳為10mm以上)之襯墊層並以面套覆蓋表面而形成座椅或緩衝墊。表面平坦時，視需要與襯墊層之接著或與面套之接著會較為容易，而於未平坦化時因凸凹不平而接著不完全。
作為本發明之網狀構造體的不規則圈環接合 構造體之平均視密度並無特別限定，較佳範圍為0.005g/cm3以上且0.100g/cm3以下。於前述範圍內可期待展現作為緩衝材料之功能。於未達0.005g/cm3時，由於失去回彈力，故而不適於緩衝材料，若超過0.100g/cm3則就輕量性之觀點而言不佳。本發明之更佳之視密度為0.010g/cm3以上且0.80g/cm3以下，進而較佳之範圍為0.020g/cm3以 上且0.60g/cm3以下。
作為本發明之網狀構造體之態樣之一，藉由 積層包含纖維直徑不同之線條之複數層，並改變各層之視密度，而可賦予較佳之特性。例如可將基本層設為包含纖維直徑較粗且稍硬之線條之層，並將表面層設為具有纖維直徑稍細之線條且具有高密度之緻密構造之層。藉由將基本層設為負責吸收振動與保持體型之層，並將表面層設為可將振動或回彈應力均勻地傳遞至基本層之層，而可使整體變形進行能量轉換，從而於使乘座感良好之同時亦可提高緩衝墊之耐久性。進而，為賦予緩衝墊側邊部分之厚度與張力，亦可使局部的纖維直徑稍細並高密度化。如此，各層可根據其目的而任意選擇較佳之密度與纖維直徑。再者，網狀構造體之各層之厚度並無特別限定，較佳為設為易於展現作為緩衝體之功能之3cm以上，特佳設為5cm以上。
本發明之網狀構造體之25%壓縮時硬度並無 特別限定，但較佳為50N/φ200mm以上。所謂25%壓縮時硬度係指利用直徑為φ200mm之圓形狀壓縮板將網狀構造體壓縮至75%所得的應力-變形曲線之25%壓縮時之應力。若25%壓縮時硬度小於50N/φ200mm，則無法獲得充分彈力，而有損舒適之緩衝性。更佳為70N/φ200mm以上，特佳為100N/φ200mm以上。上限並無特別規定，但較佳為500N/φ200mm以下，更佳為450N/φ200mm以下，特佳為400N/φ200mm以下。若為500N/φ200mm以 上則會變得過硬，就緩衝性之觀點而言較不佳。
本發明之網狀構造體之壓縮變形係數並無特 別限定，但就展現舒適之乘座感或躺臥感之觀點而言，較佳為將壓縮變形係數設為2.7以上。壓縮變形係數係將65%壓縮時硬度除以25%壓縮時硬度所得之值，且使用作為使觸底感與柔軟感適度地平衡之指標。65%壓縮時硬度表示緩衝材料在陷入較深時之抗壓縮力，值越大則越不易觸底。另一方面，25%壓縮時硬度表示在陷入較淺時之抗壓縮力，值越小則越可獲得適度陷入並越易於感到柔軟。即，壓縮變形係數越大則越不易觸底且越易於感到柔軟，有與舒適之乘座感或躺臥感相關之傾向。再者，雖並未充分了解於本發明之範圍內可改善壓縮變形係數之機制，但推測與纖維直徑或接合點數相關。壓縮變形係數之較佳範圍為2.7以上，更佳為3.0以上。壓縮變形係數之上限值並無特別規定，較佳為15.0以下。若大於15.0則不會感到柔軟之陷入感，且在65%陷入時會感到強回彈力，因個人不同而會有感到較硬之虞，而較不佳。
接著，以下說明本發明之包含三維不規則圈 環接合構造之網狀構造體之製造方法，但以下之方法為一例，本發明並不限定於此。
首先使用一般之熔融擠出機將熱塑性彈性體加熱至較熔點高10℃以上且高出120℃以下之溫度，使之成為熔融狀態，自具有複數孔口之噴嘴朝下吐出，使其自然下降而形成圈環。此時可藉由噴嘴面與設置於使樹脂固化之冷卻 介質上之拉取輸送機的距離、樹脂之熔融黏度、孔口之孔徑與吐出量、拉入速度等，而決定圈環直徑與線條體之纖維直徑及接合點數。利用設置於冷卻介質上且間隔可調整之一對拉取輸送機將熔融狀態之吐出線條體夾入使之停留，藉此產生圈環，藉由將孔口之孔間間距設為使所產生圈環可接觸之孔間間距，而可使所產生之圈環彼此接觸，藉由接觸使圈環形成不規則之三維形態，且使接觸部熔著。再者，孔口之孔間間距會影響接合點數。為增加接合點數，只要儘量縮短孔間間距即可，但若孔間間距過短則有使每單位重量之接合點數成為500個以上之情況，而有損及柔軟之緩衝感之虞。本發明之較佳之孔間間距之範圍為4mm以上且15mm以下，更佳為5mm以上且20mm以下。間距之排列並無特別限定，但可根據形成之網狀構造體而選擇格子排列、交錯排列、圓周排列等。繼而，將形成不規則之三維形態且接觸部熔著的連續線條體連續地拉入冷卻介質中使之固化，而形成網狀構造體。
本發明中根據需要亦可進行密度差異化或纖 維直徑差異化。利用亦改變行間之間距或孔間之間距的構成、及同時改變行間與孔間兩者之間距的方法等，而可形成密度差異層。而且，若改變孔口之截面積並賦予吐出時之壓力損失差，則於壓力損失越大之孔口中，熔融之熱塑性彈性體自相同噴嘴以固定壓力擠出之吐出量越少，使用該原理可進行纖維直徑差異化。
繼而，利用拉取網夾入熔融狀態之三維立體 構造體之兩外表面，使兩面之熔融狀態之彎曲吐出線條彎折30°以上並變形，使表面平坦化，同時接著與未彎曲之吐出線條之接觸點，而形成構造。之後連續地於冷卻介質(通常使用室溫之水，由於可加快冷卻速度且於成本方面亦便宜，故而較佳)中進行急冷，而獲得本發明之包含三維不規則圈環接合構造體之網狀構造體。繼而進行除水乾燥，若於冷卻介質中添加界面活性劑等，則難以除水或乾燥或有熱塑性彈性體膨潤之情況，故而較不佳。作為本發明之較佳方法，係於暫時冷卻後進行偽結晶化處理。偽結晶化處理溫度係於至少較熔點(Tm)低10℃以上、且為Tanδ之α分散開始溫度(Tαcr)以上之溫度進行。藉由該處理而於熔點以下具有吸熱峰，相較於未進行偽結晶化處理者(不具有吸熱峰者)，耐熱耐永久應變性顯著提高。本發明之較佳之偽結晶化處理溫度為(Tαcr+10℃)至(Tm-20℃)。若僅藉由熱處理進行偽結晶化，則耐熱耐永久應變性會提高。進而在暫時冷卻後賦予10%以上之壓縮變形再進行退火，藉此可使耐熱耐永久應變性顯著提高，故而更佳。另外，於暫時冷卻後並進行乾燥步驟時，藉由將乾燥溫度設為退火溫度而可同時進行偽結晶化處理。此外可另外進行偽結晶化處理。
繼而切斷成所期長度或形狀後用於緩衝材 料。將本發明之網狀構造體用於緩衝材料時，需要根據其使用目的、使用部位而選擇所使用之樹脂、纖度、圈環直徑、容積密度(bulk density)。例如在用於表層之襯墊時， 為賦予柔軟之觸感、適度之陷入度及具有張力之膨度，較佳為低密度且細纖維直徑、細圈環直徑，作為中層之緩衝體，為降低共振頻率、使硬度適度與壓縮時之遲滯率呈直線變化並使體型保持性良好、且保持耐久性，而較佳為中密度且粗纖維直徑、稍粗圈環直徑。當然亦可根據用途組合用以符合所要求性能之其他素材而使用，例如包含短纖維集合體之硬棉緩衝材料、不織布等。另外，於樹脂製造過程以外，在不降低性能之範圍內，亦可在製造過程至加工為成形體並製品化之任意階段中進行藥劑添加等處理加工，以賦予阻燃化、防蟲抗菌化、耐熱化、撥水撥油化、著色、芳香等功能。
實施例
以下利用實施例詳細說明本發明。
再者，實施例中之評估利用以下方法進行。
<樹脂特性>
．熔點(Tm)
使用TA Instrument公司製造之示差掃描熱量計Q200，測定10mg之試樣以升溫速度20℃/min自20℃升溫至250℃之吸熱發熱曲線，並由該曲線求出吸熱峰(熔解峰)溫度。
．彎曲模數
利用射出成形機制作長度125mm×寬度12mm×厚度6mm之試驗片，根據ASTM(American Society for Testing and Materials，美國材料與試驗協會)D790標準進行測定。
<網狀構造體特性>
(1)視密度
將試樣以大小為長度方向15cm×寬度方向15cm並包含試樣表層面兩面且不含試樣邊部之方式切斷成長方體形狀，測定長方體之四角之高度後，求出體積(cm3)，藉由將試樣之重量(g)除以體積，而算出視密度(g/cm3)。再者，視密度為n=4之平均值。
(2)每單位重量之接合點數
將試樣以大小為長度方向5cm×寬度方向5cm並包含試樣表層面兩面且不含試樣邊部之方式切斷成長方體形狀而製作單片。繼而測定該單片之四角之高度後，求出體積(單位：cm3)，藉由將試樣之重量(單位：g)除以體積而算出視密度(單位：g/cm3)。繼而計數該單片之接合點之個數，藉由將該個數除以單片之體積而算出每單位體積之接合點數(單位：個/cm3)，藉由將每單位體積之接合點數除以視密度而算出每單位重量之接合點數(單位：個/克)。再者，接合點為2根線條間之熔著部分，利用拉伸2根線條並剝離熔著部分之方法而測量接合點數。而且，每單位重量之接合點數為n=2之平均值。另外，試樣為在長度方向或寬度方向上具有視密度為0.005g/cm3以上之帶狀疏密差的試樣之情形，以密集部分與稀疏部分之交界線成為單片之長度方向或寬度方向之中間線的方式切斷試樣，並利用同樣方法測量每單位重量之接合點數(n=2)。
(3)線條之纖維直徑
將試樣以大小為長度方向30cm×寬度方向30cm並包含試樣表層面兩面且不含試樣邊部之方式切斷成長方體形狀，在從試樣厚度方向之厚度中心點到30%以內，採取10處約5mm之不含接合點之線條。關於線條之纖維直徑，係利用光學顯微鏡以適當倍率對焦線條側面使之圖像化，並自所得圖像測量線條之與長度方向正交之方向之長度。單位：mm(n=10之平均值)。
(4)中空率
將試樣以大小為長度方向30cm×寬度方向30cm並包含試樣表層面兩面且不含試樣邊部之方式切斷成長方體形狀，並分割成均等之4塊，在從試樣厚度方向之厚度中心點到30%以內，各塊採取5處長度1cm之線條體，共計20處，利用液態氮冷卻之後進行切斷，利用電子顯微鏡以倍率50倍觀察該截面，且利用CAD系統對所得圖像進行分析而測定樹脂部分之截面積(A)與中空部分之截面積(B)，根據{B/(A+B)}×100之式算出中空率。(n=20之平均值)。
(5)25%壓縮硬度、65%壓縮硬度、壓縮變形係數
將試樣以大小為長度方向30cm×寬度方向30cm並包含試樣表層面兩面且不含試樣邊部之方式切斷成長方體形狀，於23℃±2℃之環境下無負荷地放置24小時後，使用處於23℃±2℃之環境下之島津製作所製造之Autograph AG-X plus，依據ISO 2439(2008)E法進行測量。以φ200mm之加壓板位於樣品中心之方式配置樣品，測量負荷成為5 N時之厚度，設為初始硬度計厚度。以此時之加壓板之位置為零點，以速度100mm/min進行預壓縮一次至初始硬度計厚度之75%，以相同速度使加壓板返回零點之後，於該狀態下放置4分鐘，經過特定時間後立刻以速度100mm/min進行壓縮至初始硬度計厚度之25%、65%，測定此時之負荷並分別設為25%壓縮時硬度、65%壓縮時硬度：單位N/φ200(n=3之平均值)。進而依據ISO2439(2008)E法，根據(65%壓縮時硬度)/(25%壓縮時硬度)之式算出壓縮變形係數。
(6)觸底感
將試樣以大小為長度方向50cm×寬度方向50cm並包含試樣表層面兩面之方式切斷成長方體形狀，讓體重處於40kg~100kg之範圍之評估員30名(20歲~39歲之男性：5名，20歲~39歲之女性：5名，40歲~59歲之男性：5名，40歲~59歲之女性：5名，60歲~80歲之男性：5名，60歲~80歲之女性：5名)乘座於該試樣上，以感覺定性評估乘坐時「重重地」碰觸底面之感覺之程度。無感覺：◎，感覺輕微：￮，感覺中等程度：△，感覺強烈：×
(7)柔軟感
將試樣以大小為長度方向50cm×寬度方向50cm並包含試樣表層面兩面之方式切斷成長方體形狀，讓體重處於40kg~100kg之範圍之評估員30名(20歲~39歲之男性：5名，20歲~39歲之女性：5名，40歲~59歲之男性：5名，40歲~59歲之女性：5名，60歲~80歲之男性：5 名，60歲~80歲之女性：5名)乘座於該試樣上，以感覺定性評估乘坐時柔軟感之程度。感覺強烈：◎，感覺中等程度：￮，感覺輕微：△，無感覺：×
(8)消音性
將試樣以大小為長度方向50cm×寬度方向50cm並包含試樣表層面兩面之方式切斷成長方體形狀，讓體重處於40kg~100kg之範圍之評估員30名(20歲~39歲之男性：5名，20歲~39歲之女性：5名，40歲~59歲之男性：5名，40歲~59歲之女性：5名，60歲~80歲之男性：5名，60歲~80歲之女性：5名)乘座於該試樣上，以感覺定性評估自網狀構造體產生之聲音。聽不見：◎，輕微聽見：￮，中等程度聽見：△，強烈聽見：×
<合成例1>
添加對苯二甲酸二甲酯(dimethyl terephthalate，DMT)、1,4-丁二醇(1,4-BD)及聚四亞甲基二醇(PTMG：平均分子量1000)與少量觸媒，利用常法進行酯交換之後，一面升溫減壓一面使其聚縮合，而生成DMT/1,4-BD/PTMG=100/88/12mol%之聚酯-醚嵌段共聚彈性體，繼而添加抗氧化劑1%並混練後使其顆粒化，並於50℃下真空乾燥48小時，而獲得聚酯系熱塑性彈性體原料(A-1)。將其特性示於表1。
<合成例2>
添加對苯二甲酸二甲酯(DMT)、1,4-丁二醇(1,4-BD)及聚四亞甲基二醇(PTMG：平均分子量1000)與少量觸媒， 利用常法進行酯交換之後，一面升溫減壓一面使其聚縮合，而生成DMT/1,4-BD/PTMG=100/84/16mol%之聚酯-醚嵌段共聚彈性體，繼而添加抗氧化劑1%並混練後使其顆粒化，並於50℃下真空乾燥48小時，而獲得聚酯系熱塑性彈性體原料(A-2)。將其特性示於表1。
<合成例3>
添加對苯二甲酸二甲酯(DMT)、1,4-丁二醇(1,4-BD)、及聚四亞甲基二醇(PTMG：平均分子量1000)與少量觸媒，利用常法進行酯交換之後，一面升溫減壓一面使其聚縮合，而生成DMT/1,4-BD/PTMG=100/72/28mol%之聚酯-醚嵌段共聚彈性體，繼而添加抗氧化劑1%並混練後使其顆粒化，並於50℃下真空乾燥48小時，而獲得聚酯系熱塑性彈性體原料(A-3)。將其特性示於表1。
<合成例4>
使乙烯與乙酸乙烯酯進行自由基共聚，而製成乙酸乙烯酯含有率為10%之乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(ethylene vinyl acetate，EVA)，繼而添加抗氧化劑2%並混練後使其顆粒化而獲得。乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)之乙酸乙烯酯含有率為10%，比重為0.929，熔點為95℃。
<實施例1>
利用滾筒將100kg之合成例1所得之聚酯系熱塑性彈性體(A-1)及0.25kg之受阻酚系抗氧化劑(ADEKA公司製造之「ADK STAB AO330」)、0.25kg之磷系抗氧化劑(ADEKA公司製造之「ADK STAB PEP36」)混合5分鐘之後，利用螺桿直徑φ57mm之雙軸擠出機於缸體溫度220℃、螺桿旋轉數130rpm進行熔融混練，並股狀地擠出至水浴中進行冷卻之後，獲得樹脂組成物之顆粒。使所得之樹脂組成物於250℃之溫度下熔融，並自噴嘴以單孔吐出量2.4g/min吐出，該噴嘴係於寬度66cm、長度5cm之噴嘴有效面以6mm之間隔排列有孔徑3.0mm之圓型中空形狀之孔口，於噴嘴面下38cm處配置冷卻水，將寬度70cm之不銹鋼製環形網平行地以間隔4cm且使一對拉取輸送機之一部分露出水面上之方式配置後拉取該樹脂組成物，一面使接觸部分熔著，一面將兩面夾入並以每分鐘2.9m之速度拉入冷卻水中使其固化，繼而於100℃之熱風乾燥機中進行15分鐘偽結晶化處理之後，切斷成特定大小而獲得網狀構造體。將所得之網狀構造體之特性示於表2。
<實施例2>
於260℃之溫度下熔融，並於噴嘴面下45cm處配置冷卻水，除此以外於與實施例1同樣條件下獲得網狀構造體。將所得之網狀構造體之特性示於表2。
<實施例3>
使用合成例2中所得之聚酯系熱塑性彈性體(A-2)，於 235℃之溫度下熔融，並於噴嘴面下35cm處配置冷卻水，除此以外於與實施例1同樣條件下獲得網狀構造體。將所得之網狀構造體之特性示於表2。
<實施例4>
使用合成例2中所得之聚酯系熱塑性彈性體(A-2)，於240℃之溫度下熔融，並於噴嘴面下37cm處配置冷卻水，並以每分鐘2.6m之速度拉入冷卻水中，除此以外於與實施例1同樣條件下獲得網狀構造體。將所得之網狀構造體之特性示於表2。
<實施例5>
使用合成例2中所得之聚酯系熱塑性彈性體(A-2)，以8mm之間隔排列孔口，於240℃之溫度下熔融，於噴嘴面下36cm處配置冷卻水，並以每分鐘1.8m之速度拉入冷卻水中，除此以外於與實施例1同樣條件下獲得網狀構造體。將所獲得之網狀構造體之特性示於表2。
<實施例6>
使用合成例3中所得之聚酯系熱塑性彈性體(A-3)，以8mm之間隔排列孔口，於220℃之溫度下熔融，於噴嘴面下39cm處配置冷卻水，將不銹鋼製環形網以間隔4.5cm且使一對拉取輸送機之一部分露出水面上之方式配置，並以每分鐘1.6m之速度拉入冷卻水中，除此以外於與實施例1同樣條件下獲得網狀構造體。將所得之網狀構造體之特性示於表2。
<實施例7>
使用合成例4中所獲得之乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)，以7mm之間隔排列孔口，於200℃之溫度下熔融，將單孔吐出量設為2.0g/min，於噴嘴面下30cm處配置冷卻水，將不銹鋼製環形網平行地以間隔4.5cm且使一對拉取輸送機之一部分露出水面上之方式配置，以每分鐘1.3m之速度拉入冷卻水中，並於70℃之熱風乾燥機中進行偽結晶化，除此以外於與實施例1同樣條件下獲得網狀構造體。將所獲得之網狀構造體之特性示於表2。
<實施例8>
使用100kg之線狀低密度聚乙烯(東曹股份有限公司製造之「Nipolon Z 1P55A」)，以7mm之間隔排列孔口，於210℃之溫度下熔融，將單孔吐出量設為2.0g/min，於噴嘴面下33cm處配置冷卻水，將不銹鋼製環形網平行地以間隔4.5cm且使一對拉取輸送機之一部分露出水面上之方式配置，以每分鐘1.4m之速度拉入冷卻水中，並於60℃之熱風乾燥機中進行偽結晶化，除此以外於與實施例1同樣條件下獲得網狀構造體。將所得之網狀構造體之特性示於表2。
<比較例1>
使用於寬度64cm、長度4.8cm之噴嘴有效面以8mm之間隔排列孔徑5.0mm之圓型中空形狀孔口的噴嘴，於245℃之溫度下熔融，以單孔吐出量3.6g/min進行吐出，於噴嘴面下35cm處配置冷卻水，並以每分鐘2.2m之速度拉入冷卻水中，除此以外於與實施例1同樣條件下獲得 網狀構造體。將所得之網狀構造體之特性示於表2。
<比較例2>
使用合成例2中所得之聚酯系熱塑性彈性體(A-2)，使用於寬度64cm、長度4.8cm之噴嘴有效面以8mm之間隔排列孔徑5.0mm之圓型中空形狀孔口的噴嘴，於240℃之溫度下熔融，以單孔吐出量3.6g/min進行吐出，並以每分鐘2.0m之速度拉入冷卻水中，除此以外於與實施例1同樣條件下獲得網狀構造體。將所得之網狀構造體之特性示於表2。
<比較例3>
使用合成例2中所得之聚酯系熱塑性彈性體(A-2)，於240℃之溫度下熔融，以單孔吐出量1.6g/min進行吐出，於噴嘴面下25cm處配置冷卻水，並以每分鐘1.4m之速度拉入冷卻水中，除此以外於與實施例1同樣條件下獲得網狀構造體。將所得之網狀構造體之特性示於表2。
<比較例4>
使用合成例2中所得之聚酯系熱塑性彈性體(A-2)，使用以7mm之間隔排列孔徑4.0mm之圓型中空形狀孔口的噴嘴，以單孔吐出量2.0g/min進行吐出，於噴嘴面下40cm處配置冷卻水，並以每分鐘1.2m之速度拉入冷卻水中，除此以外於與實施例1同樣條件下獲得網狀構造體。將所得之網狀構造體之特性示於表2。
<比較例5>
使用合成例3中所得之聚酯系熱塑性彈性體(A-3)，使 用於寬度64cm、長度4.8cm之噴嘴有效面以8mm之間隔排列孔徑5.0mm之圓型中空形狀孔口的噴嘴，於230℃之溫度下熔融，以單孔吐出量3.6g/min進行吐出，並以每分鐘2.0m之速度拉入冷卻水中，除此以外於與實施例1同樣條件下獲得網狀構造體。將所得之網狀構造體之特性示於表2。
<比較例6>
使用合成例4中所得之乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)，使用於寬度66cm、長度5cm之噴嘴有效面以12mm之間隔排列孔徑2.0mm之圓型實心形狀孔口的噴嘴，於180℃之溫度下熔融，以單孔吐出量3.0g/min進行吐出，於噴嘴面下25cm處配置冷卻水，以每分鐘1.0m之速度拉入冷卻水中，並於70℃之熱風乾燥機中進行偽結晶化處理，除此以外於與實施例1同樣條件下獲得網狀構造體。將所得之網狀構造體之特性示於表2。
<比較例7>
使用線狀低密度聚乙烯(東曹股份有限公司製造之「Nipolon Z 1P55A」)，使用於寬度66cm、長度5cm之噴嘴有效面以8mm之間隔排列孔徑2.0mm之圓型實心形狀孔口的噴嘴，於190℃之溫度下熔融，以單孔吐出量3.0g/min進行吐出，於噴嘴面下25cm處配置冷卻水，以每分鐘2.0m之速度拉入冷卻水中，並於70℃之熱風乾燥機中進行偽結晶化處理，除此以外於與實施例1同樣條件下獲得網狀構造體。將所得之網狀構造體之特性示於表2。
[產業上之可利用性]
本發明係關於一種輕量性高且顯示優異消音性的網狀構造體，活用該特性而可用於車輛用座椅或床墊等。

Claims (9)

  1. 一種網狀構造體，其包含三維不規則圈環接合構造體，該三維不規則圈環接合構造體係使包含熱塑性樹脂之連續線條體彎曲而形成不規則圈環，並使各個圈環相互於熔融狀態下接觸而使接觸部之大部分熔著而成；其中，(a)該連續線條體為中空截面；(b)該中空截面之中空率為10%以上且50%以下；(c)該連續線條體之纖維直徑為0.10mm以上且0.65mm以下；(d)該不規則圈環接合構造體之每單位重量之接合點數為200個/克以上且未達500個/克。
  2. 如請求項1所記載之網狀構造體，其中該中空截面之中空率為15%以上且45%以下。
  3. 如請求項1所記載之網狀構造體，其中該不規則圈環接合構造體之壓縮變形係數為2.7以上。
  4. 如請求項2所記載之網狀構造體，其中該不規則圈環接合構造體之壓縮變形係數為2.7以上。
  5. 如請求項3所記載之網狀構造體，其中該不規則圈環接合構造體之壓縮變形係數為3.0以上。
  6. 如請求項4所記載之網狀構造體，其中該不規則圈環接合構造體之壓縮變形係數為3.0以上。
  7. 如請求項1至6中任一項所記載之網狀構造體，其中該熱塑性樹脂為自軟質聚烯烴、乙烯-乙酸乙烯酯共聚 物、聚苯乙烯系熱塑性彈性體、聚酯系熱塑性彈性體、聚胺基甲酸酯系熱塑性彈性體、及聚醯胺系熱塑性彈性體所組成之群中所選擇之至少一種的熱塑性樹脂。
  8. 如請求項7所記載之網狀構造體，其中該熱塑性樹脂為自軟質聚烯烴、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚酯系熱塑性彈性體所組成之群中所選擇之至少一種的熱塑性樹脂。
  9. 如請求項8所記載之網狀構造體，其中該熱塑性樹脂為聚酯系熱塑性彈性體。
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