KR102227060B1

KR102227060B1 - 정숙성과 경량성이 우수한 탄성 망상 구조체

Info

Publication number: KR102227060B1
Application number: KR1020167010826A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 와쿠이; 신이치 고부치; 데루유키 다니나카
Original assignee: 도요보 가부시키가이샤
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2021-03-15
Anticipated expiration: 2034-10-27
Also published as: EP3064627A1; US10316444B2; TWI650459B; CN105705695B; EP3064627A4; JP2015084790A; KR20160075531A; WO2015064523A1; CN105705695A; EP3064627B1; TW201533288A; JP5569641B1; US20160251790A1

Abstract

본 발명은 쿠션성이 우수하면서, 또한 압축 시 및 회복 시의 소리를 저감시킨 탄성 망상 구조체를 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명의 해결 수단은 열가소성 수지를 포함하는 연속 선조체를 구부러지게 하여 랜덤 루프를 형성하고, 각각의 루프를 서로 용융 상태에서 접촉시키고, 접촉부의 대부분을 융착시켜 이루어지는 3차원 랜덤 루프 접합 구조체를 포함하는 망상 구조체이며, (a) 해당 연속 선조체가 중공 단면이고, (b) 해당 중공 단면의 중공률이 10％ 이상 50％ 이하이고, (c) 해당 연속 선조체의 섬유 직경이 0.10㎜ 이상 0.65㎜ 이하이고, (d) 해당 랜덤 루프 접합 구조체의 단위 무게당 접합점 수가 200개/g 이상 500개/g 미만인 망상 구조체이다.

Description

정숙성과 경량성이 우수한 탄성 망상 구조체{QUIET, LIGHTWEIGHT ELASTIC MESH STRUCTURE}

본 발명은 연속 선조체(線條體)의 3차원 랜덤 루프 접합 구조체를 포함하는 탄성 망상 구조체에 관한 것이다.

폴리에스테르계 공중합 열가소성 탄성 수지를 포함하는 연속 선조체를 구부러지게 하여 랜덤 루프를 형성하고, 각각의 루프를 서로 용융 상태에서 접촉시키고, 접촉부의 대부분을 융착시켜 이루어지는 3차원 랜덤 루프 접합 구조체가 제안되어 있다(특허문헌 1). 또한, 경량성을 향상시키는 관점에서, 연속 선조체의 단면 구조를 중공 단면으로 한 3차원 랜덤 루프 접합 구조체가 제안되어 있다(특허문헌 2 및 3). 그러나, 이들 3차원 랜덤 루프 접합 구조체는 압축 시 및 회복 시에 랜덤 루프끼리 스치는 것 같은 소리나 랜덤 루프끼리 튀는 것 같은 소리가 나기 때문에, 침구에 사용한 경우에 시끄러워 자기 어렵다는 문제가 있었다.

이에 대하여, 폴리에스테르 공중합체를 포함하는 섬도가 300데시텍스 이상인 연속 선조체를 구부러지게 하여 랜덤 루프를 형성하고, 각각의 루프를 서로 용융 상태에서 접촉시키고, 접촉부의 대부분을 융착시켜 이루어지는 3차원 랜덤 루프 접합 구조체의 랜덤 루프 표면에 실리콘계 수지를 부착시킨 쿠션재가 제안되어 있다(특허문헌 4). 그러나, 압축 시 및 회복 시에 랜덤 루프끼리 스치는 것 같은 소리는 저감되고 있기는 하지만, 랜덤 루프끼리 튀는 것 같은 소리는 여전히 나고 있어 정숙성의 관점에서 개선의 여지는 있었다. 또한, 랜덤 루프 표면에 실리콘계 수지를 부착시키는 공정은 3차원 랜덤 루프 접합 구조체와는 별도의 공정이며, 게다가 회분식 처방이므로 제조의 관점에서 문제가 있었다.

일본 특허 공개 (평)7-68061호 공보 일본 특허 공개 (평)7-173753호 공보 일본 특허 공개 (평)7-60861호 공보 일본 특허 공개 제2010-43376호 공보

본 발명은 경량성이 우수하면서, 또한 압축 시 및 회복 시의 소리를 저감시킨 탄성 망상 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 연속 선조체의 섬유 직경을 가늘게 하고, 또한 3차원 랜덤 루프 접합 구조체를 구성하는 접합점의 수를 증가시키면, 랜덤 루프의 강성이 낮아져 튀는 소리가 작아지고, 게다가 랜덤 루프가 고정되어 랜덤 루프끼리 튀는 빈도가 낮아져 망상 구조체의 정숙성이 향상된다고 생각하여, 예의 검토했다. 그 결과, 연속 선조체가 중공 단면인 3차원 랜덤 루프 접합 구조체에 있어서 연속 선조체의 섬유 직경을 특정한 범위로 제어하고, 게다가 3차원 랜덤 루프 접합 구조체를 구성하는 접합점의 수를 제어함으로써, 압축 시 및 회복 시의 소리가 적고, 게다가 경량성이 우수한 망상 구조체를 발견하여 본 발명에 이르렀다.

즉, 본 발명은 이하의 구성을 포함한다.

(항 1)

열가소성 수지를 포함하는 연속 선조체를 구부러지게 하여 랜덤 루프를 형성하고, 각각의 루프를 서로 용융 상태에서 접촉시키고, 접촉부의 대부분을 융착시켜 이루어지는 3차원 랜덤 루프 접합 구조체를 포함하는 망상 구조체이며, (a) 해당 연속 선조체가 중공 단면이고, (b) 해당 중공 단면의 중공률이 10％ 이상 50％ 이하이고, (c) 해당 연속 선조체의 섬유 직경이 0.10㎜ 이상 0.65㎜ 이하이고, (d) 해당 랜덤 루프 접합 구조체의 단위 무게당 접합점 수가 200개/g 이상 500개/g 미만인 것을 특징으로 하는 망상 구조체.

(항 2)

해당 중공 단면의 중공률이 15％ 이상 45％ 이하인, 항 1의 망상 구조체.

(항 3)

해당 랜덤 루프 접합 구조체의 압축 휨 계수가 2.7 이상인, 항 1 또는 2의 망상 구조체.

(항 4)

해당 랜덤 루프 접합 구조체의 압축 휨 계수가 3.0 이상인, 항 3의 망상 구조체.

(항 5)

해당 열가소성 수지가 연질 폴리올레핀, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 폴리스티렌계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머 및 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 군으로부터 적어도 1개 선택되는 열가소성 수지인, 항 1 내지 4의 망상 구조체.

(항 6)

해당 열가소성 수지가 연질 폴리올레핀, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 군으로부터 적어도 1개 선택되는 열가소성 수지인, 항 5의 망상 구조체.

(항 7)

해당 열가소성 수지가 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머인, 항 6의 망상 구조체.

종전의 망상 구조체는 랜덤 루프끼리 스치는 것 같은 소리나 랜덤 루프끼리 튀는 것 같은 소리가 압축 시나 압축 회복 시에 발생하고 있었지만, 본 발명의 망상 구조체는 그들 소리를 대폭 저감시키면서, 게다가 종전의 망상 구조체와 동등 이상으로 가벼운 점에서 우수한 효과를 갖는다.

본 발명의 망상 구조체는 열가소성 수지를 포함하는 선조(본 명세서에서는, 「연속 선조체」라고 하는 경우가 있음)를 구부러지게 하고, 해당 선조끼리를 접촉시키고, 접촉부를 융착하여 3차원 망상 구조를 형성하고 있다. 이것으로 인해 매우 큰 응력으로 대변형을 부여해도, 융착 일체화된 3차원 랜덤 루프를 포함하는 망상 구조 전체가 변형되어 응력을 흡수하고, 응력이 해제되면 열가소성 수지의 탄성력에 의해 구조체는 원래의 형태로 회복할 수 있다.

열가소성 수지로서는, 선조를 구부러지게 하고, 해당 선조끼리를 접촉시키고, 접촉부를 융착할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 경량성과 정숙성을 양립시키고, 게다가 쾌적한 쿠션성을 발현시킨다는 관점에서, 연질 폴리올레핀, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 폴리스티렌계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머가 바람직하고, 연질 폴리올레핀, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머가 보다 바람직하다. 또한, 이들 중에서도 경량성과 정숙성을 양립시키면서 쾌적한 쿠션성을 발현시키고, 게다가 내열성과 내구성을 높이기 위해서는, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머가 특히 바람직하다.

연질 폴리올레핀으로서는, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 에틸렌과 탄소수 3 이상의 α올레핀의 랜덤 공중합체, 에틸렌과 탄소수 3 이상의 α올레핀의 블록 공중합체를 바람직한 예로서 예시할 수 있다. 탄소수 3 이상의 α올레핀으로서는 프로필렌, 이소프렌, 부텐-1, 펜텐-1, 헥센-1,4-메틸-1-펜텐, 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-1을 바람직한 예로서 예시할 수 있고, 프로필렌, 이소프렌을 보다 바람직한 예로서 예시할 수 있다. 또한, 이들 α올레핀은 2종류 이상을 병용할 수도 있다.

에틸렌아세트산비닐 공중합체로서, 망상 구조체를 구성하는 중합체는 비중이 0.91 이상 0.965 이하가 바람직하다. 비중은 아세트산비닐 함유율에 따라 변화하고, 아세트산비닐의 함유율은 1％ 이상 35％ 이하가 바람직하다. 아세트산비닐 함유율이 작으면 고무 탄성이 부족할 우려가 있고, 그러한 관점에서 아세트산비닐 함유율은 1％ 이상이 바람직하고, 5％ 이상이 더욱 바람직하고, 10％ 이상이 특히 바람직하다. 아세트산비닐 함유율이 커지면 고무 탄성은 우수하지만, 융점이 저하되어 내열성이 부족할 우려가 있기 때문에, 그러한 관점에서 35％ 이하가 바람직하고, 30％ 이하가 더욱 바람직하고, 26％ 이하가 특히 바람직하다.

폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머로서는, 열가소성 폴리에스테르를 하드 세그먼트로 하고, 폴리알킬렌디올을 소프트 세그먼트로 하는 폴리에스테르에테르 블록 공중합체, 또는 지방족 폴리에스테르를 소프트 세그먼트로 하는 폴리에스테르에스테르 블록 공중합체를 바람직한 예로서 예시할 수 있다. 폴리에스테르에테르 블록 공중합체의 보다 구체적인 구성으로서는, 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌-2,6-디카르복실산, 나프탈렌-2,7-디카르복실산, 디페닐-4,4'-디카르복실산 등의 방향족 디카르복실산, 1·4시클로헥산디카르복실산 등의 지환족 디카르복실산, 숙신산, 아디프산, 세바스산이량체산 등의 지방족 디카르복실산 또는 이들의 에스테르 형성성 유도체 등으로부터 선택된 디카르복실산의 적어도 1종과, 1,4-부탄디올, 에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 펜타메틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜 등의 지방족 디올, 1,1-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디메탄올 등의 지환족 디올 또는 이들의 에스테르 형성성 유도체 등으로부터 선택된 디올 성분의 적어도 1종, 및 평균 분자량이 300 이상 5000 이하인 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 또는 에틸렌옥시드-프로필렌옥시드 공중합체 등으로부터 선택된 폴리알킬렌디올 중 적어도 1종으로 구성되는 3원 블록 공중합체이다. 폴리에스테르에스테르 블록 공중합체로서는, 상기 디카르복실산과 디올 및 평균 분자량이 300 이상 5000 이하인 폴리락톤 등의 폴리에스테르디올 중 적어도 1종으로 구성되는 3원 블록 공중합체가 예시된다. 열 접착성, 내가수분해성, 신축성, 내열성 등을 고려하면, 바람직하게는 (1) 디카르복실산으로서 테레프탈산 및/또는 이소프탈산, 디올 성분으로서 1,4-부탄디올, 폴리알킬렌디올로서 폴리테트라메틸렌글리콜을 포함하는 3원 블록 공중합체, 및 (2) 디카르복실산으로서 테레프탈산 또는/및 나프탈렌-2,6-디카르복실산, 디올 성분으로서 1,4-부탄디올, 폴리에스테르디올로서 폴리락톤을 포함하는 3원 블록 공중합체이다. 특히 바람직하게는, (1) 디카르복실산으로서 테레프탈산 및/또는 이소프탈산, 디올 성분으로서 1,4-부탄디올, 폴리알킬렌디올로서 폴리테트라메틸렌글리콜을 포함하는 3원 블록 공중합체이다. 특수한 예에서는, 폴리실록산계의 소프트 세그먼트를 도입한 것도 사용할 수 있다.

폴리스티렌계 열가소성 엘라스토머로서는, 스티렌과 부타디엔의 랜덤 공중합체, 스티렌과 부타디엔의 블록 공중합체, 스티렌과 이소프렌의 랜덤 공중합체, 스티렌과 이소프렌의 블록 공중합체, 또는 그들에 수소 첨가한 것을 바람직한 예로서 예시할 수 있다.

폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머로서는, 통상의 용매(디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등)의 존재 또는 부재 하에, (A) 수 평균 분자량이 1000 이상 6000 이하인 말단에 수산기를 갖는 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르와 (B) 유기 디이소시아네이트를 주성분으로 하는 폴리이소시아네이트를 반응시킨 양쪽 말단이 이소시아네이트기인 예비중합체에, (C) 디아민을 주성분으로 하는 폴리아민에 의해 쇄 연장한 폴리우레탄 엘라스토머를 대표예로서 예시할 수 있다. (A)의 폴리에스테르, 폴리에테르류로서는, 평균 분자량이 1000 이상 6000 이하, 바람직하게는 1300 이상 5000 이하인 폴리부틸렌아디페이트 공중합 폴리에스테르나 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 에틸렌옥시드-프로필렌옥시드 공중합체 등의 폴리알킬렌디올이 바람직하다. (B)의 폴리이소시아네이트로서는, 종래 공지된 폴리이소시아네이트를 사용할 수 있지만, 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트를 주체로 한 이소시아네이트를 사용하고, 필요에 따라 종래 공지된 트리이소시아네이트 등을 미량 첨가 사용할 수도 있다. (C)의 폴리아민으로서는, 에틸렌디아민, 1,2-프로필렌디아민 등 공지된 디아민을 주체로 하고, 필요에 따라 미량의 트리아민, 테트라아민을 병용할 수도 있다. 이들 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머는 단독 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수도 있다. 또한, 상기 엘라스토머에 비엘라스토머 성분을 블렌딩한 것, 공중합한 것 등도 본 발명의 열가소성 엘라스토머에 포함된다.

폴리아미드계 열가소성 엘라스토머로서는, 하드 세그먼트에 나일론 6, 나일론 66, 나일론 610, 나일론 612, 나일론 11, 나일론 12 등 및 그들의 공중합 나일론을 골격으로 하고, 소프트 세그먼트로는 평균 분자량이 300 이상 5000 이하인 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 에틸렌옥시드-프로필렌옥시드 공중합체 등의 폴리알킬렌디올 중 적어도 1종으로 구성되는 블록 공중합체를 단독 또는 2종류 이상 혼합하여 사용한 것을 바람직한 예로서 예시할 수 있다. 나아가, 비엘라스토머 성분을 블렌딩한 것, 공중합한 것 등도 본 발명에 사용할 수 있다.

본 발명의 망상 구조체를 구성하는 연속 선조체는, 목적에 따라 상이한 2종 이상의 열가소성 수지의 혼합체로 구성할 수 있다. 상이한 2종 이상의 열가소성 수지의 혼합체로 구성하는 경우는, 연질 폴리올레핀, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 폴리스티렌계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머 및 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 군으로부터 적어도 1개 선택되는 열가소성 수지를 50중량％ 이상 포함하는 것이 바람직하고, 60중량％ 이상 포함하는 것이 보다 바람직하고, 70중량％ 이상 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 망상 구조체를 구성하는 연속 선조체의 수지 부분에는, 목적에 따라 다양한 첨가제를 배합할 수 있다. 첨가제로서는, 프탈산에스테르계, 트리멜리트산에스테르계, 지방산계, 에폭시계, 아디프산에스테르계, 폴리에스테르계의 가소제, 공지된 힌더드 페놀계, 황계, 인계, 아민계의 산화 방지제, 힌더드아민계, 트리아졸계, 벤조페논계, 벤조에이트계, 니켈계, 살리실계 등의 광 안정제, 대전 방지제, 과산화물 등의 분자 조정제, 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 안료 등을 첨가할 수 있다.

본 발명의 망상 구조체를 구성하는 연속 선조체는 시차 주사형 열량계(DSC)로 측정한 융해 곡선에 있어서, 융점 이하에 흡열 피크를 갖는 것이 바람직하다. 융점 이하에 흡열 피크를 갖는 것은, 내열 복원성이 흡열 피크를 갖지 않는 것보다 현저하게 향상된다. 예를 들어, 본 발명의 바람직한 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머로서, 하드 세그먼트의 산 성분으로 강직성이 있는 테레프탈산이나 나프탈렌-2,6-디카르복실산 등을 90몰％ 이상, 보다 바람직하게는 95몰％ 이상, 특히 바람직하게는 100몰％ 함유하는 것과 글리콜 성분을 에스테르 교환 후, 필요한 중합도까지 중합하고, 계속해서 폴리알킬렌디올로서 바람직하게는 평균 분자량이 500 이상 5000 이하, 보다 바람직하게는 1000 이상 3000 이하인 폴리테트라메틸렌글리콜을 10중량％ 이상 70중량％ 이하, 보다 바람직하게는 20중량％ 이상 60중량％ 이하로 공중합시킨 경우, 하드 세그먼트의 산 성분으로 강직성이 있는 테레프탈산이나 나프탈렌-2,6-디카르복실산의 함유량이 많으면 하드 세그먼트의 결정성이 향상되고, 소성 변형되기 어려우면서, 또한 내열 복원성이 향상된다. 그 외에, 용융 열 접착 후 융점보다 적어도 10℃ 이상 낮은 온도에서 더 어닐링 처리하면, 보다 내열 복원성이 향상된다. 압축 변형을 부여하고 나서 어닐링하면 내열 복원성이 더욱 향상된다. 이러한 처리를 한 망상 구조체의 선조는 시차 주사형 열량계(DSC)로 측정한 융해 곡선에, 실온 이상 융점 이하의 온도에서 흡열 피크를 보다 명확하게 발현한다. 또한 어닐링하지 않는 경우에는 융해 곡선에 실온 이상 융점 이하에 흡열 피크를 발현하지 않는다. 이것으로부터 유추하건대, 어닐링에 의해 하드 세그먼트가 재배열되고 의사 결정화형의 가교점이 형성되어, 내열 복원성이 향상되어 있는 것이 아닐까 생각되어진다(이하, 이 어닐링 처리를 「의사 결정화 처리」라고 하는 경우가 있음). 이 의사 결정화 처리 효과는 연질 폴리올레핀, 폴리스티렌계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머, 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머에도 유효하다.

본 발명의 망상 구조체를 형성하는 선조의 단면 형상은 중공 단면이다. 선조의 단면 형상을 중공 단면으로 함으로써, 동일한 항압축성을 부여한 경우, 보다 경량화가 가능하게 되어 자동차의 좌석에 사용하면 에너지 절약화가 되고, 이불 등의 경우에는 올리고 내릴 때의 취급성이 향상된다. 중공 단면에 있어서의 중공률은 10％ 이상 50％ 이하의 범위가 바람직하고, 15％ 이상 45％ 이하의 범위가 보다 바람직하다. 중공률이란, 망상체의 두께 방향의 두께 중심점으로부터 30％ 이내의 20개소로부터 약 1㎝의 길이로 채취한 선조의 중공률을 평균화한 것이다. 중공률의 측정은, 채취한 선조를 액체 질소 등으로 냉각한 후에 할단하고, 그의 단면을 전자 현미경으로 적당한 배율로 관찰하여 얻어진 화상을 CAD 시스템 등으로 화상 해석하고 수지 부분의 단면적 (A)와 중공 부분의 단면적 (B)를 측정하여, {B/(A+B)}×100의 식에 의해 산출함으로써 행한다. 중공률이 10％보다 낮은 경우에는 충분한 경량화 효과를 얻지 못하고, 중공률이 50％보다 높은 경우에는 선조 단면이 찌부러지기 쉬워져, 적당한 쿠션성을 유지할 수 없게 될 우려가 있다.

본 발명의 망상 구조체를 형성하는 선조의 섬유 직경은 0.10㎜ 이상 0.65㎜ 이하이고, 게다가 랜덤 루프 접합 구조체의 단위 무게당 접합점 수는 200개/g 이상 500개/g 미만이다. 섬유 직경이란, 망상체의 두께 방향의 두께 중심점으로부터 30％ 이내의 10개소로부터 약 5㎜의 길이로 채집한 선조의 섬유 직경을 평균화한 것이다. 섬유 직경의 측정은, 선조의 측면을 광학 현미경으로 적당한 배율로 핀트를 맞추어 영상화하고, 얻어진 화상으로부터 선조의 길이 방향과 직교하는 방향의 길이를 계측하는 방법으로 행한다. 한편, 접합점이란 2개의 선조간의 융착 부분을 가리키고, 단위 무게당 접합점 수(단위: 개/g)란, 망상 구조체를 길이 방향 5㎝×폭 방향 5㎝의 크기이며 시료 표층면 2면을 포함하고, 시료 가장자리부를 포함하지 않도록 직육면체 형상으로 절단하여 제작한 직육면체 형상의 개편에 있어서, 개편 중의 단위 체적당 접합점 수(단위: 개/㎤)를 그 개편의 겉보기 밀도(단위: g/㎤)로 나눈 값이다. 접합점 수의 계측 방법은, 2개의 선조를 잡아당김으로써 융착 부분을 박리하고, 박리 횟수를 계측하는 방법으로 행한다. 또한, 시료의 길이 방향 또는 폭 방향에 있어서, 겉보기 밀도로 하여 0.005g/㎤ 이상의 띠 형상의 소밀차가 있는 망상 구조체의 경우에는, 조밀한 부분과 성긴 부분의 경계선이 개편의 길이 방향 또는 폭 방향의 중간선이 되도록 시료를 절단하고, 단위 무게당 접합점 수를 계측한다.

본 발명과 같은 중공 단면 선조를 갖는 망상 구조체의 경우에는, 선조의 중량이 가벼워진 만큼 선조끼리의 충돌음이 고음이 되어 귀에 거슬리게 된다. 따라서, 본 발명에서는 섬유 직경을 가늘게 하는 기술과 접합점 수를 증가시키는 기술을 동시에 부여함으로써 과제를 달성했다. 즉, 섬유 직경을 가늘게 하면 할수록 선조의 강성이 낮아져 선조의 충돌음(튀는 소리라고도 함)이 작아진다. 다른 한편, 접합점 수를 많이 하면 할수록 선조가 고정되어, 선조끼리의 충돌의 빈도가 낮아져 망상 구조체의 정숙성이 향상된다. 본 발명은 이 2개의 방법을 동시에 사용하고 있는 것이 특징이다. 종전의 중공 단면 선조의 망상 구조체는 단위 무게당 접합점 수가 200개/g 미만이거나, 또는 단위 무게당 접합점 수는 200개/g 이상이어도 선조의 섬유 직경이 0.65㎜보다 컸지만, 본 발명에서는 단위 무게당 접합점 수를 200개/g 이상으로 하고, 게다가 선조의 섬유 직경을 0.65㎜ 이하로 함으로써 원하는 효과를 얻을 수 있다. 한편, 단위 무게당 접합점 수가 500개/g 이상이면 부드러운 쿠션감을 손상시킬 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다. 단위 무게당 접합점 수의 바람직한 범위는 250개/g 이상 500개/g 미만이고, 더욱 바람직하게는 300개/g 이상 500개/g 미만이다. 또한, 선조의 섬유 직경이 0.10㎜보다 작아지면, 항압축력이 너무 작아져 쿠션재로서의 기능을 상실할 우려가 있어서 바람직하지 않다. 선조의 섬유 직경의 바람직한 범위는 0.12㎜ 이상 0.63㎜ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.15㎜ 이상 0.60㎜ 이하이다.

망상 구조체의 구조체 외표면은, 구부러지게 한 선조가 도중에 30°이상, 바람직하게는 45°이상 구부러져 실질적으로 면이 플랫화되어 있으며, 접촉부의 대부분이 융착되어 있는 표층부를 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 망상 구조체면의 해당 선조의 접촉점이 대폭 증가되어 접착점을 형성하기 때문에, 앉았을 때의 둔부의 국부적인 외력도 둔부에 이물감을 부여하지 않고 구조면에서 받아들여져, 면 구조가 전체에서 변형되며 내부의 구조체 전체도 변형되어 응력을 흡수하고, 응력이 해제되면 탄성 수지의 고무 탄성이 발현되어, 구조체는 원래의 형태로 회복될 수 있다. 실질적으로 플랫화되어 있지 않은 경우, 둔부에 이물감을 부여하고, 표면에 국부적인 외력이 가해져 표면의 선조 및 접착점 부분까지 선택적으로 응력 집중이 발생하는 경우가 있으며, 응력 집중에 의한 피로가 발생하여 복원성이 저하되는 경우가 있다. 구조체 외표면이 플랫화된 경우, 와딩(wadding)층을 사용하지 않거나, 또는 매우 얇은 와딩층을 적층하고, 천으로 표면을 덮어 자동차용, 철도용 등의 좌석이나 의자 또는 침대용, 소파용, 이불용 등의 쿠션 매트로 할 수 있다. 구조체 외표면이 플랫화되어 있지 않은 경우에는, 망상 구조체의 표면에 비교적 두꺼운(바람직하게는 10㎜ 이상의) 와딩층을 적층하고 천으로 표면을 덮어 좌석이나 쿠션 매트를 형성할 필요가 있다. 필요에 따라 와딩층과의 접착 또는 천과의 접착은 표면이 플랫한 경우에는 용이하지만, 플랫화되어 있지 않은 경우에는 울퉁불퉁하기 때문에 접착이 불완전해진다.

본 발명의 망상 구조체인 랜덤 루프 접합 구조체의 평균의 겉보기 밀도는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직한 범위는 0.005g/㎤ 이상 0.100g/㎤ 이하이다. 상기 범위에서 쿠션재로서의 기능 발현을 기대할 수 있다. 0.005g/㎤ 미만에서는 반발력이 상실되므로 쿠션재에는 부적당하고, 0.100g/㎤를 초과하면 경량성의 관점에서 바람직하지 않다. 본 발명의 보다 바람직한 겉보기 밀도는 0.010g/㎤ 이상 0.80g/㎤ 이하이고, 더욱 바람직한 범위는 0.020g/㎤ 이상 0.60g/㎤ 이하이다.

본 발명의 망상 구조체의 형태 중 하나로서, 섬유 직경이 상이한 선조를 포함하는 복수층을 적층하고, 각 층의 겉보기 밀도를 바꿈으로써 바람직한 특성을 부여할 수 있다. 예를 들어, 기본층은 섬유 직경을 굵게 하여 조금 딱딱한 선조를 포함하는 층으로 하고, 표면층은 약간 섬유 직경이 가는 선조이면서 또한 고밀도를 갖는 치밀한 구조를 갖는 층으로 할 수 있다. 기본층이 진동 흡수와 체형 유지를 담당하는 층으로 하고, 표면층이 진동이나 반발 응력을 기본층에 균일하게 전달할 수 있는 층으로 함으로써 전체가 변형되어 에너지 변환될 수 있도록 하여, 착석감을 양호하게 함과 함께 쿠션의 내구성도 향상시킬 수도 있다. 또한, 쿠션의 사이드 부분의 두께와 팽팽함을 부여시키기 위하여 부분적으로 섬유 직경을 약간 가늘게 하여 고밀도화할 수도 있다. 이와 같이 각 층은 그의 목적에 따라 바람직한 밀도와 섬유 직경을 임의로 선택할 수 있다. 또한, 망상 구조체의 각 층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 쿠션체로서의 기능이 발현되기 쉬운 3㎝ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 5㎝ 이상으로 하는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 망상 구조체의 25％ 압축 시 경도는 특별히 한정되지 않지만, 50N/φ200㎜ 이상인 것이 바람직하다. 25％ 압축 시 경도란, 망상 구조체를 φ200㎜ 직경의 원 형상의 압축판으로 75％까지 압축하여 얻은 응력-변형 곡선의 25％ 압축 시의 응력이다. 25％ 압축 시 경도가 50N/φ200㎜보다 작으면, 충분한 탄발력을 얻을 수 없어 쾌적한 쿠션성이 손상되어 버린다. 보다 바람직하게는, 70N/φ200㎜ 이상, 특히 바람직하게는 100N/φ200㎜ 이상이다. 상한은 특별히 규정되지 않지만, 바람직하게는 500N/φ200㎜ 이하, 보다 바람직하게는 450N/φ200㎜ 이하, 특히 바람직하게는 400N/φ200㎜ 이하이다. 500N/φ200㎜ 이상이면 지나치게 딱딱해져, 쿠션성의 관점에서 바람직하지 않다.

본 발명의 망상 구조체의 압축 휨 계수는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 쾌적한 착석감이나 누웠을 때의 편안함을 발현시킨다는 관점에서, 압축 휨 계수를 2.7 이상으로 하는 것이 바람직하다. 압축 휨 계수는 65％ 압축 시 경도를 25％ 압축 시 경도로 나눈 값이며, 맨바닥 느낌과 소프트감을 적절하게 균형시키기 위한 지표로서 사용한다. 65％ 압축 시 경도는 쿠션재가 깊게 가라앉을 때의 항압축력을 나타내는 것이며, 값이 클수록 맨바닥 느낌이 느껴지기 어려워진다. 한편, 25％ 압축 시 경도는 얕게 가라앉을 때의 항압축력을 나타내는 것이며, 값이 작을수록 적당한 가라앉음이 얻어져 소프트감을 느끼기 쉬워진다. 즉, 압축 휨 계수가 클수록 맨바닥 느낌이 느껴지기 어렵고, 소프트감을 느끼기 쉬워져 쾌적한 착석감이나 누웠을 때의 편안함으로 연결되는 경향이 있다. 또한, 본 발명의 범위에서 압축 휨 계수가 개선되는 메커니즘에 대해서는 충분히 해명되어 있지 않지만, 섬유 직경이나 접합점 수 모두 관련이 있다고 추측된다. 압축 휨 계수의 바람직한 범위는 2.7 이상이며, 보다 바람직하게는 3.0 이상이다. 압축 휨 계수의 상한값은 특별히 규정되지 않지만, 바람직하게는 15.0 이하이다. 15.0보다 커지면 소프트한 가라앉음 느낌이 느껴지지 않고, 65％ 가라앉을 때의 강한 반발력을 느껴 버리기 때문에, 사람에 따라서는 딱딱하게 느껴 버릴 우려가 있어 바람직하지 않다.

다음에 본 발명의 3차원 랜덤 루프 접합 구조를 포함하는 망상 구조체의 제조 방법에 대하여 이하에 설명하지만, 이하의 방법은 일례이며 이것으로 한정하는 것은 아니다.

우선, 일반적인 용융 압출기를 사용하여 열가소성 엘라스토머를 융점보다 10℃ 이상 120℃ 이하 높은 온도로 가열하여 용융 상태로 하고, 복수의 오리피스를 갖는 노즐로부터 하향으로 토출시키고, 자연 강하시켜 루프를 형성시킨다. 이때 노즐면과 수지를 고화시키는 냉각 매체 상에 설치한 인취 컨베이어의 거리, 수지의 용융 점도, 오리피스의 구멍 직경과 토출량, 인입의 속도 등에 의해 루프 직경과 선조체의 섬유 직경 및 접합점 수가 결정된다. 냉각 매체 상에 설치한 간격이 조정 가능한 한 쌍의 인취 컨베이어로 용융 상태의 토출 선조체를 끼워 넣어 정류시킴으로써 루프가 발생하고, 오리피스의 구멍간 피치를 발생 루프를 접촉할 수 있는 구멍간 피치로 해 둠으로써 발생한 루프를 서로 접촉시키고, 접촉함으로써 루프가 랜덤한 3차원 형태를 형성하면서 접촉부는 융착된다. 또한, 오리피스의 구멍간 피치는 접합점 수에 영향을 준다. 접합점 수를 증가시키기 위해서는 구멍간 피치를 최대한 짧게 하면 되지만, 너무 구멍간 피치가 지나치게 짧으면 단위 무게당 접합점 수가 500개 이상으로 되는 경우가 있고, 소프트한 쿠션감을 손상시킬 우려가 있다. 본 발명의 바람직한 구멍간 피치의 범위는 4㎜ 이상 15㎜ 이하이고, 보다 바람직하게는 5㎜ 이상 20㎜ 이하이다. 피치의 배열은 특별히 한정되지 않지만, 격자 배열, 지그재그 배열, 원주 배열 등을 형성하는 망상 구조체에 따라 선택할 수 있다. 계속하여 랜덤한 3차원 형태를 형성하면서 접촉부가 융착된 연속 선조체를 연속하여 냉각 매체 중에 인입하고 고화시켜 망상 구조체를 형성한다.

본 발명에서는 소망에 따라 이밀도화(異密度化)나 이섬유 직경화(異纖維徑化)를 할 수도 있다. 열간의 피치 또는 구멍간의 피치도 바꾼 구성, 및 열간과 구멍간의 양쪽의 피치도 바꾸는 방법 등으로 이밀도층을 형성할 수 있다. 또한, 오리피스의 단면적을 바꾸어 토출 시의 압력 손실차를 부여하면, 용융된 열가소성 엘라스토머가 동일 노즐로부터 일정한 압력으로 압출되는 토출량이 압력 손실이 큰 오리피스일수록 적어지는 원리를 사용하여, 이섬유 직경화할 수 있다.

계속해서, 인취 네트로 용융 상태의 3차원 입체 구조체 양쪽 외표면을 끼워 넣고, 양면의 용융 상태의 구부러진 토출 선조를 30°이상 절곡하여 변형시켜 표면을 플랫화함과 동시에, 구부러지지 않은 토출 선조와의 접촉점을 접착하여 구조를 형성한다. 그 후, 연속적으로 냉각 매체(통상은 실온의 물을 사용하는 것이 냉각 속도를 빠르게 할 수 있으며, 비용면에서도 저렴해지기 때문에 바람직함)로 급냉하여 본 발명의 3차원 랜덤 루프 접합 구조체를 포함하는 망상 구조체를 얻는다. 계속하여 탈수 건조하지만, 냉각 매체 중에 계면 활성제 등을 첨가하면 탈수나 건조를 하기가 어려워지거나, 열가소성 엘라스토머가 팽윤되거나 하기도 하여 바람직하지 않다. 본 발명의 바람직한 방법으로서는, 일단 냉각 후 의사 결정화 처리를 행한다. 의사 결정화 처리 온도는 적어도 융점(Tm)보다 10℃ 이상 낮고, Tanδ의 α 분산 상승 온도(Tαcr) 이상에서 행한다. 이 처리로, 융점 이하에 흡열 피크를 갖고, 의사 결정화 처리하지 않은 것(흡열 피크를 갖지 않는 것)보다 내열 복원성이 현저하게 향상된다. 본 발명의 바람직한 의사 결정화 처리 온도는 (Tαcr+10℃) 내지 (Tm-20℃)이다. 단순한 열처리에 의해 의사 결정화시키면 내열 복원성이 향상된다. 나아가 일단 냉각 후, 10％ 이상의 압축 변형을 부여하여 어닐링함으로써 내열 복원성이 현저하게 향상되므로 보다 바람직하다. 또한, 일단 냉각 후 건조 공정을 거치는 경우, 건조 온도를 어닐링 온도로 함으로써 동시에 의사 결정화 처리를 행할 수 있다. 또한, 별도 의사 결정화 처리를 행할 수 있다.

계속하여 원하는 길이 또는 형상으로 절단하여 쿠션재에 사용한다. 본 발명의 망상 구조체를 쿠션재에 사용하는 경우, 그 사용 목적, 사용 부위에 따라 사용하는 수지, 섬도, 루프 직경, 벌크 밀도를 선택할 필요가 있다. 예를 들어, 표층의 와딩에 사용하는 경우에는, 소프트한 터치와 적당한 가라앉음과 팽팽함이 있는 팽창을 부여하기 위하여, 저밀도이며 가는 섬유 직경, 가는 루프 직경으로 하는 것이 바람직하고, 중간층의 쿠션체로서는 공진 진동수를 낮추고, 알맞은 경도와 압축 시의 히스테리시스를 직선적으로 변화시켜 체형 유지성을 양호하게 하고, 내구성을 유지시키기 위하여, 중밀도이고 굵은 섬유 직경, 약간 큰 루프 직경이 바람직하다. 물론, 용도와의 관계로 요구 성능에 맞추기 위해 다른 소재, 예를 들어 단섬유 집합체를 포함하는 경면(硬綿) 쿠션재, 부직포 등과 조합하여 사용하는 것도 가능하다. 또한, 수지 제조 과정 이외에도 성능을 저하시키지 않는 범위에서 제조 과정으로부터 성형체로 가공하고, 제품화하는 임의의 단계에서 난연화, 방충 항균화, 내열화, 발수발유화, 착색, 방향 등의 기능 부여를 약제 첨가 등의 처리 가공할 수 있다.

<실시예>

이하에 실시예에서 본 발명을 상세하게 설명한다.

또한, 실시예 중의 평가는 이하의 방법으로 행했다.

<수지 특성>

·융점(Tm)

TA 인스트루먼트사제 시차 주사 열량계 Q200을 사용하여, 10㎎의 시료를 승온 속도 20℃/분으로 20℃부터 250℃까지 측정한 흡발열 곡선으로부터 흡열 피크(융해 피크) 온도를 구했다.

·굽힘 탄성률

사출 성형기에 의해 길이 125㎜×폭 12㎜×두께 6㎜의 시험편을 제작하고, ASTM D790 규격에 의해 측정했다.

<망상 구조체 특성>

(1) 겉보기 밀도

시료를 길이 방향 15㎝×폭 방향 15㎝의 크기이며 시료 표층면 2면을 포함하고, 시료 가장자리부를 포함하지 않도록 직육면체 형상으로 절단하고, 직육면체의 4모서리의 높이를 측정한 후, 체적(㎤)을 구하고, 시료의 무게(g)를 체적으로 나눔으로써 겉보기 밀도(g/㎤)를 산출했다. 또한, 겉보기 밀도는 n=4의 평균값으로 했다.

(2) 단위 무게당 접합점 수

시료를 길이 방향 5㎝×폭 방향 5㎝의 크기이며 시료 표층면 2면을 포함하고, 시료 가장자리부를 포함하지 않도록 직육면체 형상으로 절단하여 개편을 제작했다. 이어서, 이 개편의 4모서리의 높이를 측정한 후, 체적(단위: ㎤)을 구하고, 시료의 무게(단위: g)를 체적으로 나눔으로써 겉보기 밀도(단위: g/㎤)를 산출했다. 이어서, 이 개편의 접합점의 수를 세고, 이 수를 개편의 체적으로 나눔으로써 단위 체적당 접합점 수(단위: 개/㎤)를 산출하고, 단위 체적당 접합점 수를 겉보기 밀도로 나눔으로써 단위 무게당 접합점 수(단위: 개/g)를 산출했다. 또한, 접합점은 2개의 선조간의 융착 부분으로 하고, 2개의 선조를 잡아당겨 융착 부분을 박리하는 방법으로 접합점 수를 계측했다. 또한, 단위 무게당 접합점 수는 n=2의 평균값으로 했다. 또한, 시료의 길이 방향 또는 폭 방향으로 겉보기 밀도로 하여 0.005g/㎤ 이상의 띠 형상의 소밀차가 있는 시료의 경우에는, 조밀한 부분과 성긴 부분의 경계선이 개편의 길이 방향 또는 폭 방향의 중간선이 되도록 시료를 절단하고, 마찬가지의 방법으로 단위 무게당 접합점 수를 계측했다(n=2).

(3) 선조의 섬유 직경

시료를 길이 방향 30㎝×폭 방향 30㎝의 크기이며 시료 표층면 2면을 포함하고, 시료 가장자리부를 포함하지 않도록 직육면체 형상으로 절단하고, 시료의 두께 방향의 두께 중심점으로부터 30％ 이내의 10개소로부터 접합점을 포함하지 않는 선조를 약 5㎜ 채집했다. 선조의 섬유 직경은, 선조의 측면을 광학 현미경으로 적당한 배율로 핀트를 맞추어 영상화하고, 얻어진 화상으로부터 선조의 길이 방향과 직교하는 방향의 길이를 계측했다. 단위: ㎜(n=10의 평균값).

(4) 중공률

시료를 길이 방향 30㎝×폭 방향 30㎝의 크기이며 시료 표층면 2면을 포함하고, 시료 가장자리부를 포함하지 않도록 직육면체 형상으로 절단하고, 균등한 4매스로 분할하여 시료의 두께 방향의 두께 중심점으로부터 30％ 이내의 각 매스 5개소, 총 20개소에서 채취한 길이 1㎝의 선조체를 채취하고, 액체 질소로 냉각한 후에 할단하고, 그의 단면을 전자 현미경으로 배율 50배로 관찰하여, 얻어진 화상을 CAD 시스템으로 해석하고 수지 부분의 단면적 (A)와 중공 부분의 단면적 (B)를 측정하여, {B/(A+B)}×100의 식에 의해 중공률을 산출했다(n=20의 평균값).

(5) 25％ 압축 경도, 65％ 압축 경도, 압축 휨 계수

시료를 길이 방향 30㎝×폭 방향 30㎝의 크기이며 시료 표층면 2면을 포함하고, 시료 가장자리부를 포함하지 않도록 직육면체 형상으로 절단하고, 23℃±2℃의 환경 하에 무하중으로 24시간 방치한 후, 23℃±2℃의 환경 하에 있는 시마즈 세이사쿠쇼제 오토그래프 AG-X plus를 사용하여, ISO2439(2008) E법에 준거하여 계측한다. φ200㎜의 가압판을 샘플 중심이 되도록 샘플을 배치시키고, 하중이 5N이 될 때의 두께를 계측하여 초기 경도계 두께로 한다. 이때의 가압판의 위치를 제로점으로 하여, 속도 100㎜/min으로 초기 경도계 두께의 75％까지 예비 압축을 1회 행하고, 동일한 속도로 가압판을 제로점까지 복귀시킨 후, 그 상태 그대로 4분간 방치하고, 소정 시간 경과 후 바로, 속도 100㎜/min으로 초기 경도계 두께의 25％, 65％까지 압축을 행하고, 그 때의 하중을 측정하여 각각 25％ 압축 시 경도, 65％ 압축 시 경도로 했다: 단위 N/φ200(n=3의 평균값). 또한, ISO2439(2008) E법에 준거하여, (65％ 압축시 경도)/(25％ 압축시 경도)의 식에 의해 압축 휨 계수를 산출했다.

(6) 맨바닥 느낌

길이 방향 50㎝×폭 방향 50㎝의 크기이며 시료 표층면 2면을 포함하도록 직육면체 형상으로 절단한 시료에, 체중 40kg 내지 100kg의 범위에 있는 패널리스트 30명(20세 내지 39세의 남성; 5명, 20세 내지 39세의 여성: 5명, 40세 내지 59세의 남성: 5명, 40세 내지 59세의 여성: 5명, 60세 내지 80세의 남성: 5명, 60세 내지 80세의 여성: 5명)을 앉히고, 앉았을 때의 「쿵」하고 바닥에 닿는 느낌의 정도를 감각적으로 정성 평가했다. 느끼지 않음; ◎, 약하게 느낌; ○, 중간 정도로 느낌; △, 강하게 느낌; ×

(7) 소프트감

길이 방향 50㎝×폭 방향 50㎝의 크기이며 시료 표층면 2면을 포함하도록 직육면체 형상으로 절단한 시료에, 체중 40kg 내지 100kg의 범위에 있는 패널리스트 30명(20세 내지 39세의 남성; 5명, 20세 내지 39세의 여성: 5명, 40세 내지 59세의 남성: 5명, 40세 내지 59세의 여성: 5명, 60세 내지 80세의 남성: 5명, 60세 내지 80세의 여성: 5명)을 앉히고, 앉았을 때의 소프트한 느낌의 정도를 감각적으로 정성 평가했다. 강하게 느낌; ◎, 중간 정도로 느낌; ○, 약하게 느낌; △, 느끼지 않음; ×

(8) 소음성

길이 방향 50㎝×폭 방향 50㎝의 크기이며 시료 표층면 2면을 포함하도록 직육면체 형상으로 절단한 시료에 체중 40kg 내지 100kg의 범위에 있는 패널리스트 30명(20세 내지 39세의 남성; 5명, 20세 내지 39세의 여성: 5명, 40세 내지 59세의 남성: 5명, 40세 내지 59세의 여성: 5명, 60세 내지 80세의 남성: 5명, 60세 내지 80세의 여성: 5명)을 앉히고, 망상 구조체로부터 발생하는 소리를 감각적으로 정성 평가했다. 들리지 않음; ◎, 약하게 들림; ○, 중간 정도로 들림; △, 강하게 들림; ×

<합성예 1>

디메틸테레프탈레이트(DMT)와 1,4-부탄디올(1,4-BD)과 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG: 평균 분자량 1000)을 소량의 촉매와 투입하고, 통상의 방법에 의해 에스테르 교환 후, 승온 감압하면서 중축합시켜, DMT/1,4-BD/PTMG=100/88/12mol％의 폴리에스테르에테르 블록 공중합 엘라스토머를 생성시키고, 계속하여 항산화제 1％를 첨가 혼합 혼련한 후 펠릿화하고, 50℃ 48시간 진공 건조하여 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 원료 (A-1)을 얻었다. 그의 특성을 표 1에 나타낸다.

<합성예 2>

디메틸테레프탈레이트(DMT)와 1,4-부탄디올(1,4-BD)과 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG: 평균 분자량 1000)을 소량의 촉매와 투입하고, 통상의 방법에 의해 에스테르 교환 후, 승온 감압하면서 중축합시켜, DMT/1,4-BD/PTMG=100/84/16mol％의 폴리에스테르에테르 블록 공중합 엘라스토머를 생성시키고, 계속하여 항산화제 1％를 첨가 혼합 혼련한 후 펠릿화하고, 50℃ 48시간 진공 건조하여 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 원료 (A-2)를 얻었다. 그의 특성을 표 1에 나타낸다.

<합성예 3>

디메틸테레프탈레이트(DMT)와 1,4-부탄디올(1,4-BD)과 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG: 평균 분자량 1000)을 소량의 촉매와 투입하고, 통상의 방법에 의해 에스테르 교환 후, 승온 감압하면서 중축합시켜 DMT/1,4-BD/PTMG=100/72/28mol％의 폴리에스테르에테르 블록 공중합 엘라스토머를 생성시키고, 계속하여 항산화제 1％를 첨가 혼합 혼련한 후 펠릿화하고, 50℃ 48시간 진공 건조하여 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 원료 (A-3)을 얻었다. 그의 특성을 표 1에 나타낸다.

<합성예 4>

에틸렌과 아세트산비닐을 라디칼 공중합하여 아세트산비닐 함유율 10％의 에틸렌아세트산비닐 공중합체(EVA)로 하고, 뒤이어 산화 방지제 2％를 첨가 혼합 혼련한 후 펠릿화하여 얻었다. 에틸렌아세트산비닐 공중합체(EVA)는 아세트산비닐의 함유율이 10％, 비중 0.929, 융점 95℃였다.

<실시예 1>

100kg의 합성예 1에서 얻어진 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 (A-1) 및 0.25kg의 힌더드 페놀계 산화 방지제(아데카(ADEKA)사제 「아데카스탭 AO330」), 0.25kg의 인계 산화 방지제(아데카사제 「아데카스탭 PEP36」)를 텀블러로 5분간 혼합한 후, 스크루 직경 φ57㎜의 2축 압출기로 실린더 온도 220℃, 스크루 회전 수 130rpm으로 용융 혼련하고, 수욕에 스트랜드상으로 압출하여 냉각 후, 수지 조성물의 펠릿을 얻었다. 얻어진 수지 조성물을 폭 66㎝, 길이 5㎝의 노즐 유효면에 구멍 직경 3.0㎜의 환형 중공 형상 오리피스를 6㎜의 간격으로 배열한 노즐로부터, 250℃의 온도에서 용융하고, 단공 토출량 2.4g/분으로 토출시키고, 노즐면으로부터 38㎝ 하에 냉각수를 배치하고, 폭 70㎝의 스테인리스제 엔드리스 네트를 평행하게 4㎝ 간격으로 한 쌍의 인취 컨베이어를 수면 위에 일부 나오도록 배치한 후에 인취하고, 접촉 부분을 융착시키면서, 양면을 끼워 넣으면서 매분 2.9m의 속도로 냉각수 중에 인입하여 고화시키고, 계속하여 100℃의 열풍 건조기 내에서 15분간 의사 결정화 처리한 후, 소정의 크기로 절단하여 망상 구조체를 얻었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 2에 나타낸다.

<실시예 2>

260℃의 온도에서 용융하고, 노즐면으로부터 45㎝ 하에 냉각수를 배치한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 망상 구조체를 얻었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 2에 나타낸다.

<실시예 3>

합성예 2에서 얻어진 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 (A-2)를 사용하고, 235℃의 온도에서 용융하고, 노즐면으로부터 35㎝ 하에 냉각수를 배치한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 망상 구조체를 얻었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 2에 나타낸다.

<실시예 4>

합성예 2에서 얻어진 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 (A-2)를 사용하고, 240℃의 온도에서 용융하고, 노즐면으로부터 37㎝ 하에 냉각수를 배치하고, 매분 2.6m의 속도로 냉각수 중에 인입한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 망상 구조체를 얻었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 2에 나타낸다.

<실시예 5>

합성예 2에서 얻어진 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 (A-2)를 사용하고, 오리피스를 8㎜의 간격으로 배열하고, 240℃의 온도에서 용융하고, 노즐면으로부터 36㎝ 하에 냉각수를 배치하고, 매분 1.8m의 속도로 냉각수 중에 인입한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 망상 구조체를 얻었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 2에 나타낸다.

<실시예 6>

합성예 3에서 얻어진 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 (A-3)을 사용하고, 오리피스를 8㎜의 간격으로 배열하고, 220℃의 온도에서 용융하고, 노즐면으로부터 39㎝ 하에 냉각수를 배치하고, 스테인리스제 엔드리스 네트를 평행하게 4.5㎝ 간격으로 한 쌍의 인취 컨베이어를 수면 위에 일부 나오도록 배치하고, 매분 1.6m의 속도로 냉각수 중에 인입한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 망상 구조체를 얻었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 2에 나타낸다.

<실시예 7>

합성예 4에서 얻어진 에틸렌아세트산비닐 공중합체(EVA)를 사용하고, 오리피스를 7㎜의 간격으로 배열하고, 200℃의 온도에서 용융하고, 단공 토출량을 2.0g/분으로 하고, 노즐면으로부터 30㎝ 하에 냉각수를 배치하고, 스테인리스제 엔드리스 네트를 평행하게 4.5㎝ 간격으로 한 쌍의 인취 컨베이어를 수면 위에 일부 나오도록 배치하고, 매분 1.3m의 속도로 냉각수 중에 인입하고, 70℃의 열풍 건조기 내에서 의사 결정화한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 망상 구조체를 얻었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 2에 나타낸다.

<실시예 8>

100kg의 선상 저밀도 폴리에틸렌(도소 가부시끼가이샤제 「니포론 Z 1P55A」)을 사용하고, 오리피스를 7㎜의 간격으로 배열하고, 210℃의 온도에서 용융하고, 단공 토출량을 2.0g/분으로 하고, 노즐면으로부터 33㎝ 하에 냉각수를 배치하고, 스테인리스제 엔드리스 네트를 평행하게 4.5㎝ 간격으로 한 쌍의 인취 컨베이어를 수면 위에 일부 나오도록 배치하고, 매분 1.4m의 속도로 냉각수 중에 인입하고, 60℃의 열풍 건조기 내에서 의사 결정화한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 망상 구조체를 얻었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 2에 나타낸다.

<비교예 1>

폭 64㎝, 길이 4.8㎝의 노즐 유효면에 구멍 직경 5.0㎜의 환형 중공 형상 오리피스를 8㎜의 간격으로 배열한 노즐을 사용하고, 245℃의 온도에서 용융하고, 단공 토출량을 3.6g/분으로 토출시키고, 노즐면으로부터 35㎝ 하에 냉각수를 배치하고, 매분 2.2m의 속도로 냉각수 중에 인입한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 망상 구조체를 얻었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 2에 나타낸다.

<비교예 2>

합성예 2에서 얻어진 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 (A-2)를 사용하고, 폭 64㎝, 길이 4.8㎝의 노즐 유효면에 구멍 직경 5.0㎜의 환형 중공 형상 오리피스를 8㎜의 간격으로 배열한 노즐을 사용하고, 240℃의 온도에서 용융하고, 단공 토출량을 3.6g/분으로 토출시키고, 매분 2.0m의 속도로 냉각수 중에 인입한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 망상 구조체를 얻었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 2에 나타낸다.

<비교예 3>

합성예 2에서 얻어진 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 (A-2)를 사용하고, 240℃의 온도에서 용융하고, 단공 토출량을 1.6g/분으로 토출시키고, 노즐면으로부터 25㎝ 하에 냉각수를 배치하고, 매분 1.4m의 속도로 냉각수 중에 인입한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 망상 구조체를 얻었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 2에 나타낸다.

<비교예 4>

합성예 2에서 얻어진 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 (A-2)를 사용하고, 구멍 직경 4.0㎜의 환형 중공 형상 오리피스를 7㎜의 간격으로 배열한 노즐을 사용하고, 단공 토출량을 2.0g/분으로 토출시키고, 노즐면으로부터 40㎝ 하에 냉각수를 배치하고, 매분 1.2m의 속도로 냉각수 중에 인입한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 망상 구조체를 얻었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 2에 나타낸다.

<비교예 5>

합성예 3에서 얻어진 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머 (A-3)을 사용하고, 폭 64㎝, 길이 4.8㎝의 노즐 유효면에 구멍 직경 5.0㎜의 환형 중공 형상 오리피스를 8㎜의 간격으로 배열한 노즐을 사용하고, 230℃의 온도에서 용융하고, 단공 토출량을 3.6g/분으로 토출시키고, 매분 2.0m의 속도로 냉각수 중에 인입한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 망상 구조체를 얻었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 2에 나타낸다.

<비교예 6>

합성예 4에서 얻어진 에틸렌아세트산비닐 공중합체(EVA)를 사용하고, 폭 66㎝, 길이 5㎝의 노즐 유효면에 구멍 직경 2.0㎜의 환형 중실 형상 오리피스를 12㎜의 간격으로 배열한 노즐을 사용하고, 180℃의 온도에서 용융하고, 단공 토출량을 3.0g/분으로 토출시키고, 노즐면으로부터 25㎝ 하에 냉각수를 배치하고, 매분 1.0m의 속도로 냉각수 중에 인입하고, 70℃의 열풍 건조기 내에서 의사 결정화 처리한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 망상 구조체를 얻었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 2에 나타낸다.

<비교예 7>

선상 저밀도 폴리에틸렌(도소 가부시끼가이샤제 「니포론 Z 1P55A」)을 사용하고, 폭 66㎝, 길이 5㎝의 노즐 유효면에 구멍 직경 2.0㎜의 환형 중실 형상 오리피스를 8㎜의 간격으로 배열한 노즐을 사용하고, 190℃의 온도에서 용융하고, 단공 토출량을 3.0g/분으로 토출시키고, 노즐면으로부터 25㎝ 하에 냉각수를 배치하고, 매분 2.0m의 속도로 냉각수 중에 인입하고, 70℃의 열풍 건조기 내에서 의사 결정화 처리한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조건에서 망상 구조체를 얻었다. 얻어진 망상 구조체의 특성을 표 2에 나타낸다.

본 발명은 경량성이 높고, 우수한 정숙성을 나타내는 망상 구조체에 관한 것이고, 그 특성을 살려서 차량용 좌석이나 매트리스 등에 사용 가능하다.

Claims

열가소성 수지를 포함하는 연속 선조체(線條體)를 구부러지게 하여 랜덤 루프를 형성하고, 각각의 루프를 서로 용융 상태에서 접촉시키고, 접촉부를 융착시켜 이루어지는 3차원 랜덤 루프 접합 구조체를 포함하는 망상 구조체이며, (a) 해당 연속 선조체가 중공 단면이고, (b) 해당 중공 단면의 중공률이 10％ 이상 50％ 이하이고, (c) 해당 연속 선조체의 섬유 직경이 0.10㎜ 이상 0.65㎜ 이하이고, (d) 해당 랜덤 루프 접합 구조체의 단위 무게당 접합점 수가 200개/g 이상 500개/g 미만인 것을 특징으로 하는 망상 구조체.
제1항에 있어서, 해당 중공 단면의 중공률이 15％ 이상 45％ 이하인 망상 구조체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 해당 랜덤 루프 접합 구조체의 압축 휨 계수가 2.7 이상인 망상 구조체.
제3항에 있어서, 해당 랜덤 루프 접합 구조체의 압축 휨 계수가 3.0 이상인 망상 구조체.
제1항 또는 제2항에 있어서, 해당 열가소성 수지가 연질 폴리올레핀, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 폴리스티렌계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머 및 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 군으로부터 적어도 1개 선택되는 열가소성 수지인 망상 구조체.
제5항에 있어서, 해당 열가소성 수지가 연질 폴리올레핀, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 군으로부터 적어도 1개 선택되는 열가소성 수지인 망상 구조체.
제6항에 있어서, 해당 열가소성 수지가 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머인 망상 구조체.