JPH0760861A - 立体網状構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量の立体網状構造体を提供する。 【構成】 熱可塑性樹脂の多数の線条がループを形成
し、前記のループが相互に点接着し、線条の外周径、中
空率、連続及び／又は不連続の中空状の形態を特定化し
た立体網状構造体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軽量な立体網状構造体
であり、軟弱地盤、液状化地盤の排水材の基材、盛土補
強用材などの土木資材、寝具、家具、車両などに用いら
れるクッション材として用いることのできる立体網状体
に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂を用いた立体網状構造体は
多数提案されている。例えば、溶融状態を呈している線
条をノズルより自然落下させるときその速度より遅く引
き取り、しかる後にこれを急冷固化させる方法がある。
これらは各用途に適合する圧縮特性を考慮した線条を得
ることを目的に線条径、線条の本数が決定され、高い圧
縮強度を得るためには太い線条となり重量は増加してし
まう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの立体
網状構造体においては線条径を細くしたり、線条の本数
を減らすことにより軽量化は可能であるが同時に圧縮特
性が低下してしまう。そこで本発明においては圧縮特性
を保持し、現場作業性を向上させ軽量化した立体網状構
造体を提供する。また軽量化により樹脂使用量が減少す
ることによりコストダウンした製品を提供できる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱可塑性樹脂
の多数の線条がループを形成し、前記のループが相互に
点接着してなる網状構造体であって、前記線条は、外周
径が０．１〜７ｍｍ、中空率が５〜８０％であり、連続
及び／又は不連続な中空状をなしていることを特徴とす
る立体網状構造体である。

【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
係る熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピ
レンなどのポリオレフィン系、ポリエステル系ポリマ
ー、ポリエステルエラストマー、ポリウレタン系ポリマ
ーが使用される。

【０００６】オレフィン系樹脂はポリエチレン、ポリプ
ロピレンなどのポリオレフィン系の中から選ばれるホモ
ポリマーまたは、コポリマーが好ましく、また、これら
は２種類以上のポリマーを混合して用いてもよい。

【０００７】ポリエステル系ポリマーとしてはテレフタ
ル酸を主たる酸成分とし、少なくとも１種のグリコー
ル、好ましくはエチレングリコール、トリメチレングリ
コール、テトラメチレングリコールから選ばれる少なく
とも一種のアルキレングリコールをグリコール成分とす
るポリエステルを主たる対象とする。また、テレフタル
酸成分の一部を他の２官能性カルボン酸成分で置換した
ポリエステルであってもよく、および／またはグリコー
ル成分の一部を主成分以外の上記グリコールもしくは他
のジオール成分で置換したポリエステルであってもよ
い。ここで使用されるテレフタル酸以外の２官能カルボ
ン酸としては、例えばイソフタル酸、ナフタリンジカル
ボン酸、ジフェニルカルボン酸ジフェノキシエタンジカ
ルボン酸、β−ヒドロキシエトキシ安息香酸、ｐ−オキ
シ安息香酸、アジピン酸、セバシン酸、１，４−シクロ
ヘキサンジカルボン酸の芳香族、脂肪族、脂環族の二官
能性カルボン酸を挙げることが出来る。これらの中から
選ばれるホモポリマー、またはコポリマーが好ましく、
また、これらは２種類以上のポリマーを混合して用いて
も良い。

【０００８】また、ポリエステルエラストマーとしては
ポリエステル−ポリエーテルブロック共重合体、ポリエ
ステル型ブロック共重合体等が挙げられる。上記ポリエ
ステル−ポリエーテルブロック共重合体は、ポリエステ
ルをハードセグメント、ポリエーテルをソフトセグメン
トとし、両者が交互に繰り返し並んでいることにより、
ゴム状弾性体の性質を有するブロック共重合体である。
このようなポリエステル単位を構成する酸及びアルコー
ルは、それぞれ主として芳香族ジカルボン酸、及び炭素
数２〜１５のアルキレングリコールである。ジカルボン
酸の具体例としては、テレフタル酸、エチレンビス（ｐ
−オキシ安息香酸）、ナフタレンジカルボン酸、アジピ
ン酸、セバシン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン
酸、ｐ−（β−ジドロキシエトキシ）安息香酸等が挙げ
られる。アルコールの具体例としてはエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、テトラメチレングリコー
ル、ペンタメチレングリコール、２，２−ジメチルトリ
メチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、デカ
メチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、シ
クロヘキサンジエタノール、ベンゼンジメタノール、ベ
ンゼンジエタノール等が挙げられる。

【０００９】上記の酸及びアルコールとしては、繊維形
成能を有する程度の分子量のポリエステルにした場合の
融点が、１５０℃以上になるものが適している。上記ブ
ロック共重合体のソフトセグメントであるポリエーテル
単位は、平均分子量が５００〜５０００程度のポリオキ
シアルキレングリコールである。このポリオキシアルキ
レングリコール単位は、アルキレン基が２〜９個の炭素
原子を有するオキシアルキレン基をモノマー単位とす
る。具体的にはポリ（オキシエチレン）グリコール、ポ
リ（オキシプロピレン）グリコール、ポリ（オキシテト
ラメチレン）グリコール等が好適な例として挙げられ
る。ポリエーテルは、単独、ランダム共重合体、ブロッ
ク共重合体または２種以上のポリエーテルの混合物であ
っても良い。さらに、ポリエーテルの分子鎖中に少量の
脂肪族基、芳香族基等を有していても良い。また、イオ
ウ、窒素、リン等を有する改質ポリエーテルでもよい。
ポリエステル−ポリエーテルブロック共重合体には、ポ
リエーテル単位が１〜８５重量％、好ましくは５〜８０
重量％の割合で、そしてポリエステル単位が９９〜１５
重量％、好ましくは９５〜２０重量％の割合で含有され
る。

【００１０】ポリエステル型ブロック共重合体として
は、結晶性芳香族ポリエステルとラクトン類との反応に
よって得られるものが挙げられる。結晶性芳香族ポリエ
ステルとしては、エステル結合、またはエステル結合と
エーテル結合とを主として有するポリマーであって、少
なくとも一種の芳香族基を主たる繰り返し単位として有
し、分子末端に水酸基を有するものが挙げられる。この
結晶性芳香族ポリエステルとしては、高重合度のポリマ
ーを形成した場合の融点が１５０℃以上になるものが好
ましい。本発明のクッション材として用いる場合には分
子量５０００以上のポリマーが好ましい。結晶性芳香族
ポリエステルの好適な具体例は、ホモポリエステル、ポ
リエステルエーテル、共重合ポリエステル、共重合ポリ
エステルエーテル等を見いだすことができる。ホモポリ
エステルの例としては、ポリエチレンテレフタレート、
ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリ−１，４−シ
クロヘキシレンジメチレンテレフタレート、ポリエチレ
ン−２，６−ナフタレート等が挙げられる。ポリエステ
ルエーテルの例としては、ポリエチレンオキシベンゾエ
ート、ポリ−ｐ−フェニレンビスオキシエトキシテレフ
タレート等が挙げられる。

【００１１】共重合ポリエステルまたは共重合ポリエス
テルエーテルとしては、主としてテトラメチレンテレフ
タレート単位、またはエチレンテレフタレート単位を有
し、さらに他の共重合成分を有するポリマーが挙げられ
る。このような共重合成分としては、テトラメチレンテ
レフタレート単位、エチレンイソフタレート単位、テト
ラメチレンアジペート単位、エチレンアジペート単位、
テトラメチレンセバケート単位、エチレンセバケート単
位、１，４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレー
ト単位、テトラメチレン−ｐ−オキシベンゾエート単
位、エチレン−ｐ−オキシベンゾエート単位等が例示さ
れる。共重合ポリエステル及び共重合ポリエステルエー
テルは、テトラメチレンテレフタレート単位またはエチ
レンテレフタレート単位を６０モル％以上含むことが好
ましい。

【００１２】ポリエステル型ブロック共重合体を形成す
る他方の構成成分であるラクトン類としては、ε−カプ
ロラクトンが最も好ましいが、エナントラクトン、カプ
リロラクチン等も用いられる。これらのラクトン類を２
種以上用いてもよい。ポリエステル型ブロック共重合体
は、上記結晶性芳香族ポリエステルとラクトン類とを重
量比９７／３〜５／９５の割合で用い、共重合して得ら
れる。好ましくはこの重量比を９５／５〜３０／７０と
するのがよい。上記共重合に際しては、必要に応じて触
媒を加え、加熱混合して反応遂行させる。このようにし
て得られるポリエステルエラストマー（ポリエステル−
ポリエーテルブロック共重合体及び／またはポリエステ
ル型ブロック共重合体）は、単独で、または２種以上混
合して用いてもよい。また、ポリエステル系ポリマーと
ポリエステルエラストマーは２種以上混合して用いても
よい。

【００１３】つぎに本発明で用いられるポリウレタン系
ポリマーとしては、通常の溶媒（ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド等）の存在または不存在下
に、（Ａ）数平均分子量１０００〜６０００の末端水酸
基を有するポリエーテル及びまたはポリエステル、
（Ｂ）有機ジイソシアネートを主成分とするポリイソシ
アネートとを反応させて、両末端がイソシアネート基で
あるプレポリマーをまず製造（反応促進剤、触媒、反応
抑制剤を必要に応じて使用することもできる；後段反応
においても同じ）し、次いで液状態で、（Ｃ）ジアミン
を主成分とするポリアミンにより鎖延長して得る方法が
代表例である。前記の方法において、各成分を一度に系
に添加して反応せしめてもよいし、各成分を分割して多
段で反応せしめてもよい。また、モノアミンのような末
端停止剤を反応の中期または終期に添加反応せしめても
よい。（Ａ）のポリエステル、ポリエーテル類としては
従来公知のポリテトラメチレングリコール、ポリブチレ
ンアジペート共重合ポリエステル等が使用でき、数平均
分子量として１０００〜６０００のものが好ましいが、
より好ましくは１３００〜５０００のものもある。
（Ｂ）のポリイソシアネートとしては、従来公知のポリ
イソシアネートが用いることができるが、ジフェニルメ
タン−４，４′−ジイソシアネートのようなイソシアネ
ートを主体とし、必要に応じて、従来公知のトリイソシ
アネート等を微量添加使用してもよい。また（Ｃ）のポ
リアミンとしては、エチレンジアミン、１，２−プロピ
レンジアミン等の公知のジアミンを主体とし、必要に応
じて微量のトリアミン、テトラミンを併用してもよい。
これらのウレタン系ポリマーは、単独で、または２種以
上混合して用いてもよい。これらポリマーは線条の状態
で冷却、固化されたのちにおいては剛性を有し優れた圧
縮特性を有するものである。

【００１４】線条の外周径は０．１〜７ｍｍの範囲にな
ることが好適であり、０．１ｍｍ未満になると、得られ
た立体網状構造体の圧縮強度が不足する。また、外周径
が７ｍｍをこえると、圧縮特性は十分満足されるが立体
網状構造体の重量が増加し生産性、現場での作業性も悪
くなってしまう。

【００１５】線条の内部は中空率５〜８０％好ましくは
１０〜６０％、さらに好ましくは１０〜５５％の連続及
び／または不連続な中空状であり中空率が５％未満では
軽量化の効果が小さく、また中空率８０％をこえると得
られた線条の樹脂部分が薄くなり各線条の圧縮強度が低
下し、これらで構成された立体網状構造体の圧縮特性も
満足な物が得られない。糸条を中空にする技術は一般的
にＣ型のノズルから線条を押し出す方法、空気圧を利用
する方法などあるがこれらに限定されるものではない。

【００１６】立体網状構造体となるには樹脂を押出機よ
り溶融し線条の多数をノズルより紡出して自然落下さ
せ、未だ溶融状態の間に相互の線条を溶融接着させ、固
化することにより、より圧縮特性の優れた立体網状構造
体が得られる。立体網状構造体を軟弱地盤、液状化地盤
の排水材の基材、盛土補強用材等の土木資材、寝具、家
具、車両などに用いるときには空隙率を８０〜９７％の
範囲内にすることによりバランスの取れた立体網状構造
体が得られる。また、立体網状構造体の性質を損なわな
い程度に繊維補強材、充填材、着色剤、安定剤、結晶化
促進剤その他各剤を適時配合してもよい。

【００１７】

【作用】本発明においては、立体網状構造体の各線条の
中空率が５〜８０％の連続及び／または不連続な中空状
で各線条の圧縮強度が十分保持され、またこれら線条が
相互に多数の溶融接着点を持ち、多数の線条から構成さ
れた立体網状構造体は圧縮時の強度、歪み、回復各特性
に優れ、かつ軽量化された立体網状構造体が得られる。

【００１８】

【実施例】以下、実施によって本発明を詳しく説明する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。な
お、諸物性の測定法は下記の通りである。 重量 試料１ｍ² 分の重量 圧縮強度 ＪＩＳ Ｋ７２０８−１９７５で測定し、圧縮強度を歪
み率２０％のときの値で求める。 圧縮残留歪率 立体網状構造体の圧縮強度の測定時に最初の試料の厚み
に対して１／２の歪量になるまで荷重をかけ、その後荷
重をはずすことを５回繰り返した後、３時間後に試料の
厚みを測定し、次の式により圧縮残留歪率を算出する。
圧縮残留歪率＝試験後の試料の厚さ（ｍｍ）／最初の試
料の厚さ（ｍｍ）

【００１９】なお、立体網状構造体の作成は、次の処方
で行った。スクリュウー径５０ｍｍの単軸押出機にてシ
リンダー温度を２４０℃に設定し、外径１．２ｍｍ、内
径０．８５ｍｍで１２０°に分割した３ケ所にそれぞれ
０．２ｍｍのブリッジを持つ中空用ノズルからなる５０
穴のノズル群から毎時１５ｋｇの吐出量にて紡出し、こ
のノズル面より２０ｃｍ下方に冷却水を配するとともに
同冷却水中に一対の引取り用コンベアを設置し、これを
毎分０．５ｍの速度で水中に引き取り、厚さ３ｃｍ、幅
２０ｃｍの立体網状構造体を得る。

【００２０】

【実施例】

実施例１ ２３０℃のメルトインデックスが８ｇ／１０分のポリプ
ロピレンを用いて上述の製造条件において立体網状構造
体を作成した。得られた立体網状構造体の重量、圧縮特
性を測定した結果を表１に示す。 実施例２ ２３０℃のメルトインデックスが３０ｇ／１０分のポリ
プロピレンを用いて実施例２と同様に立体網状構造体を
作成した。その結果を表１に示す。 比較例１ 中空用ノズルの替わりに、穴外径１．２ｍｍのノズル５
０穴のノズル群から毎時３０ｋｇにて紡出した以外は実
施例１と同様に２３０℃のメルトインデックスが８ｇ／
１０分のポリプロピレンを用いて立体網状構造体を作成
した。その結果を表１に示す。 比較例２ ２３０℃のメルトインデックスが３０ｇ／１０分のポリ
プロピレンを用いて比較例１と同様に立体網状構造体を
作成した。その結果を表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】得られた立体網状構造体は表１に示すよう
に、約半分の軽量化によって圧縮強度はほぼ同じで、ま
た圧縮残留歪率もほぼ同じ値を示し回復性に優れてい
た。

【００２３】

【発明の効果】本発明の中空状の立体網状構造体は上記
のような構成を有しており、軽量であっても中実のもの
に対して圧縮強度は同程度で、圧縮残留歪率もそん色な
くへたりにくいため、軟弱地盤、液状化地盤の排水材の
基材、盛土補強材などの土木資材、寝具、家具、車両な
どに用いられるクッション材などに好適であり、軽量化
により、輸送、搬入、現場での作業性も改善、効率化に
役立つことができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂の多数の線条がループを形
   成し、前記のループが相互に点接着してなる網状構造体
   であって、前記線条は、外周径が０．１〜７ｍｍ、中空
   率が５〜８０％であり、連続及び／又は不連続な中空状
   をなしていることを特徴とする立体網状構造体。