(57)【要約】【課題】物質活性を与えて雑菌の付着や異臭の発生を防ぐことができる立体網目状成形体を提供すること。【解決手段】  熱可塑性樹脂からなる線材１が屈曲して絡まり合うと共に線材同士の接触部で融着されることにより一体となった立体網目状成形体であって、線材１には物質活性作用を有する圧電粉末体２が混入されている。この立体網目状成形体に圧力、摩擦、温度変化などが加わると、線材１に混入された圧電紛末体による物質活性作用により圧電効果や帯電効果が発揮され、各種の用途に衛生的に使用することができる。この圧電粉末体２は、圧電特性を有する圧電性粉末と、導電特性を有する導電材と、圧電性粉末及び導電材を保持するための保持材とを含み、これらの材料を含む圧電粉末体は、物質活性特性を持たせて圧電効果、帯電効果を発揮させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂からなる線材が屈曲して絡まり合うと共に線材同士の接触部で融着されることにより一体となった立体網目状成形体であって、線材には物質活性作用を有する圧電粉末体が混入されて成ることを特徴とする立体網目状成形体。
【請求項２】
圧電粉末体は、圧電特性を有する圧電性粉末と、導電特性を有する導電材と、前記圧電性粉末及び前記導電材を保持するための保持材とを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の立体網目状成形体。
【請求項３】
前記圧電性粉末は、圧電性高分子材料、チタン酸ジルコン酸鉛セラミックス、ニオブ酸カリウム系セラミックス、チタン酸バリウム、電気石及びロッセル塩のいずれか又はこれらの任意の二つ以上を組み合わせたものであり、また前記導電材は、カーボングラファイト、銅、銀、金及びプラチナのいずれか又はこれらの任意の二つ以上を組み合わせたものであり、更に前記保持材は、酸化ケイ素、炭化ケイ素及びゼオライトのいずれか又はこれらの任意の二つ以上を組み合わせたものであることを特徴とする請求項２に記載の立体網目状成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、熱可塑性樹脂からなる線材が絡み合って形成される立体網目状成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂を多数本の線材として押出成形機から押し出し、この押し出された線材をループ状に屈曲させると共に線材を接触部同士で融着させた状態で冷却することによって、立体網目状成形体を成形することが従来から行われている（例えば、特許文献１〜４参照）。
このようにして得られる立体網目状成形体は、繊維が絡み合った不織布のように内部に空隙を有する構造であるので、特許文献１〜４にも記載されているように、主としてクッションの芯材、建築用断熱材、吸音建材などに使用されている。
一方、本出願人は、この立体網目状成形体について、従来とは異なる種々の用途に応用することを検討しており、例えば照明器具の傘やシェードを立体網目状成形体で作製することや（特許文献５及び６参照）、室内のパーティションを板状に成形した立体網目状成形体で形成することなどを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−６８０６１号公報
【特許文献２】特開２００１−３２９６３０号公報
【特許文献３】特開２００１−３２９６３１号公報
【特許文献４】特開２０１３−１８１１１７号公報
【特許文献５】意匠登録第１４９４０４１号公報
【特許文献６】意匠登録第１４９４０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】そして、本出願人は、立体網目状成形体に物質活性を与えるような用途に応用展開することも検討している。即ち、この立体網目状成形体に圧力、摩擦又は温度変化などを加えることにより物質活性を与え、得られる物質活性を利用した機能に着目し、かかる機能を備えた商品開発を検討している。例えば、敷き布団、枕などに汗が付着すると、この汗によって雑菌が繁殖したり、汗による異臭が発生する。また、窓などを閉じた状態にすると、室内の空気の流れが悪くなり、室内特有の臭いが生じる。
本発明の目的は、物質活性を与えて雑菌の付着や異臭の発生を防ぐことができる立体網目状成形体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明の請求項１に記載の立体網目状成形体は、熱可塑性樹脂からなる線材が屈曲して絡まり合うと共に線材同士の接触部で融着されることにより一体となった立体網目状成形体であって、線材には物質活性作用を有する圧電粉末体が混入されて成ることを特徴とする。【０００６】  本発明の請求項１に記載の立体網目状成形体によれば、立体網目状成形体を構成する線材に物質活性作用を有する圧電粉末体が混入されているので、この立体網目状成形体に圧力、摩擦、温度変化などが加わると、線材に混入された圧電紛末体による物質活性作用により圧電効果や帯電効果が発揮され、これにより、立体網目状成形体を各種の用途に衛生的に使用することができるものである。また、この立体網目状成形体は線材の集合体であるため、容積に対する表面積が非常に大きいものであり、従って、物質活性作用を有する圧電紛末体が立体網目状成形体Ａの表面に露出する割合が高くなり、この圧電紛末体の物質活性作用を効率高く発揮させることができるものである。【０００７】  また、この立体網目状成形体は、線材が屈曲して絡まり合うとともに、線材同士の接触部が融着されることによって形成されるので、立体網目状成形体自体は通気性と弾力性に富み、圧電粉末体の物質活性作用を増大させる形状となっている。加えて、線材が網目状に集合したものであるため見掛け密度が小さく、立体網目状成形体自体を軽量に製作することができ、その持運びも容易に行うことができる。【０００８】  また、本発明の請求項２に記載の立体網目状成形体では、圧電粉末体は、圧電特性を有する圧電性粉末と、導電特性を有する導電材と、前記圧電性粉末及び前記導電材を保持するための保持材とを含むことを特徴とする。【０００９】  本発明の請求項２に記載の立体網目状成形体によれば、圧電粉末体は圧電性粉末、導電材及びこれらを保持する保持材を含んでいるので、この圧電粉末体に物質活性特性を持たせて圧電効果、帯電効果を発揮させることができ、その結果、立体網目状成形体に抗菌機能、消臭機能などを付与することができる。【００１０】  また、本発明の請求項３に記載の立体網目状成形体では、前記圧電性粉末は、圧電性高分子材料、チタン酸ジルコン酸鉛セラミックス、ニオブ酸カリウム系セラミックス、チタン酸バリウム、電気石及びロッセル塩のいずれか又はこれらの任意の二つ以上を組み合わせたものであり、また前記導電材は、カーボングラファイト、銅、銀、金及びプラチナのいずれか又はこれらの任意の二つ以上を組み合わせたものであり、更に前記保持材は、酸化ケイ素、炭化ケイ素及びゼオライトのいずれか又はこれらの任意の二つ以上を組み合わせたものであることを特徴とする。【００１１】  本発明の請求項３に記載の立体網目状成形体によれば、圧電性粉末、導電材及び保持材が所定の材料であるので、これらはいずれも人体に悪影響を及ぼすようなことなく、線材に混入する圧電粉末体に所望の物質活性作用を持たせることができる。また、この圧電粉末体は、物質活性作用によって圧電効果、帯電効果を発揮し、かかる効果により電気的エネルギーが発生して衛生的に保つことができ、その結果、物質活性作用を利用して空気を綺麗にし、また癒しの効果で健康維���や脂肪燃焼効果を得ることができ、更に蚊等の害虫を忌避することができる。
【発明の効果】
【００１２】  本発明の請求項１に記載の立体網目状成形体によれば、立体網目状成形体の線材に物質活性作用を有する圧電紛末体を混入するようにしたので、立体網目状成形体に圧力、摩擦、温度変化などを加えることにより、圧電粉末体の物質活性作用により圧電効果、帯電効果が発揮され、その結果、室内などの空気を綺麗にし、癒しの効果で健康維持や脂肪燃焼効果や蚊等の害虫を忌避でき、この立体網目状成形体を各種の用途に衛生的に使用することができる。加えて、立体網目状成形体は容積に対する表面積が非常に大きく、圧電紛末体が立体網目状成形体の表面に露出する割合が高く、これによって、圧電粉末体による圧電効果、帯電効果を効率よく発揮させることができる。【００１３】  本発明の請求項２に記載の立体網目状成形体によれば、圧電粉末体は圧電性粉末、導電材及びこれらを保持する保持材を含んでいるので、この圧電粉末体に物質活性特性を持たせて圧電効果、帯電効果を発揮させることができる。【００１４】  本発明の請求項３に記載の立体網目状成形体によれば、圧電性粉末、導電材及び保持材が所定の材料であるので、これらはいずれも人体に悪影響を及ぼすようなことなく、安心して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】  本発明に係る立体網目状成形体の一例を示す斜視図である。
【図２】  図１の立体網目状成形体に用いる線材の一部を拡大した斜視図である。
【図３】  牛脂の溶解実験における実験結果を示す図。
【図４】  水の酸化還元実験における実験結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】  以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】  図示の立体網目状成形体Ａは、図１に示すように、熱可塑性樹脂からなる線材１が屈曲して絡まり合った形態で形成されるものであり、既述の特許文献１〜４に記載されるような方法で成形して得ることができる。すなわち、溶融した熱可塑性樹脂を押出成形機のダイスから複数本の線材１として押し出すと、押し出された線材１には湾曲する力が働いてループ状に屈曲する。そして、ループ状に屈曲する複数本の線材１は絡み合って線材１同士が接触する部分で熱接着するので、これをロールに挟んで一定の厚みにしながら水槽内に通して冷却固化させることによって、三次元に線材１がランダムに絡み合った立体網目状成形体Ａを得ることができるものである。
【００１８】  ここで、溶融した熱可塑性樹脂を通過させる押出成形機のダイスの孔の径によって、線材１の太さを調整することができるものであり、また押出成形機のダイスから押し出す線材１の本数の設定や、ロールに挟む厚みの設定によって、立体網目状成形体Ａの見掛け密度（嵩密度）を調整することができるものである。線材１の径や立体網目状成形体Ａの見掛け密度は、立体網目状成形体Ａの用途によって異なるが、線材１の径は１〜５ｍｍ程度の範囲、立体網目状成形体Ａの見掛け密度は０．０３〜０．２ｇ／ｃｍ３程度の範囲が一般的である。線材１の径が１ｍｍ未満の場合や、立体網目状成形体Ａの見掛け密度が０．０３ｇ／ｃｍ３未満である場合には、立体網目状成形体Ａの強度に問題が生じるおそれがある。逆に線材１の径が５ｍｍを超える場合や、立体網目状成形体Ａの見掛け密度が０．２ｇ／ｃｍ３を超える場合には、立体網目状成形体Ａの重量が重くなって、立体網目状成形体Ａの軽量であるという特性が損なわれるおそれがある。
【００１９】  立体網目状成形体Ａの線材１を成形する熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ乳酸樹脂など任意の熱可塑性樹脂を使用することができるものであり、これらの樹脂は立体網目状成形体Ａの用途に応じて使い分けることができるものである。またリサイクルした熱可塑性樹脂を使用することもできる。
【００２０】  図２をも参照して、本発明は上述するようにして立体網目状成形体Ａを成形するにあたって、熱可塑性樹脂に物質活性作用を有する圧電紛末体２を配合することによって、熱可塑性樹脂からなる線材１に圧電効果、帯電効果を発揮するように圧電粉末体２を混入させるようにしたものである。すなわち、熱可塑性樹脂に物質活性作用を有する圧電紛末体２を配合した状態で押出成形機に投入し、押出成形機内で熱可塑性樹脂に圧電効果、帯電効果を有する圧電紛末体２を混錬した状態で溶融押出することによって、図２に示す線材１を形成することができ、このような線材１を用いて圧電効果、帯電効果を有する圧電紛末体２を混入させた状態で、立体網目状成形体Ａを成形することができるものである。
【００２１】  この圧電粉末体２は、圧電特性を有する圧電性粉末と、電荷を伝導する導電材と、これら圧電性粉末及び導電材を保持するための保持材を含んでおり、これら圧電性粉末、導電材及び保持材を含む圧電粉末体は、後述するように圧電効果、帯電効果を発揮し、かかる圧電特性、帯電特性を利用した種々の商品に適用することができ、この圧電粉末体を適用した商品に抗菌機能、消臭機能などを付与することができる。この圧電粉末体は、圧電性粉末、導電材及び保持材を混合することによって形成される。
【００２２】  この圧電粉末体に用いる圧電性粉末としては、例えば圧電性高分子材料、チタン酸ジルコン酸鉛セラミックス、ニオブ酸カリウム系セラミックス、チタン酸バリウム、電気石及びロッセル塩のいずれか又はこれらの任意の二つ以上を組み合わせたものを用いることができ、その導電材としては、例えばカーボングラファイト、銅、銀、金及びプラチナのいずれか又はこれらの任意の二つ以上を組み合わせたものを用いることができ、またその保持材としては、例えば酸化ケイ素、炭化ケイ素及びゼオライトのいずれか又はこれらの任意の二つ以上を組み合わせたものを用いることができる。
【００２３】  この圧電粉末体２には、誘電性の高い高誘電材を含めるようにしてもよく、この高誘電材として、例えばシリコン粉末、石英などを用いることができる。
【００２４】  この圧電紛末体２は、圧電特性、帯電特性による物質活性作用が高く、またこの物質活性作用により圧電効果、帯電効果が発揮され、これらの効果により生まれた電気エネルギーよって物質活性した空気が空気を綺麗にし、癒しの効果で健康維持効果や脂肪燃焼効果を得ることができるとともに、蚊等の害虫を忌避できる効果も得られる。しかも、この圧電紛末体２は電圧をかけると伸び縮みし、逆に衝撃を与えると電圧が生じる特徴を有するので、立体網目状成形体Ａの形状に効果的に適用することができる。このため、立体網目状成形体Ａを構成する線材１に物質活性作用を有する圧電紛末体２を混入して用いている。
【００２５】  物質活性作用を有する圧電紛末体２を粉体として使用するにあたって、粉体の粒径は特に制限されるものではないが、１〜５００μｍ程度の範囲が好ましい。粒径が１μｍ未満の粉体であると、熱可塑性樹脂と均一に混錬することが困難になる。また、粒径が５００μｍを超える粉体であると、比表面積が小さくなるので物質活性作用（すなわち、圧電効果、帯電効果）を十分に得ることが難しくなると共に、線材１の強度が低下するおそれがある。
【００２６】  また、圧電紛末体２を線材１中に含有させる量は、１〜３０質量％程度の範囲が可能であり、１〜１０質量％の範囲が好ましい。すなわち、線材１を形成する熱可塑性樹脂と圧電粉末体２の合計量を１００質量部とすると、この圧電紛末体２を１〜３０質量部程度の範囲で配合することができ、１〜１０質量部の範囲に設定するのが好ましい。物質活性作用を有する圧電紛末体２の含有量が１質量％未満であると、物質活性作用としての圧電効果、帯電効果を十分に発揮することができなくなり、またこの圧電紛末体２の含有量が１０質量％を超え、特に３０質量％を超えると、線材１の強度が低下するおそれがある。
【００２７】  また、圧電紛末体２のそれぞれの含有比率（体積比率）は、圧電性粉末を１とすると、保持材の含有比率が例えば０．５〜１．０、導電材の含有比率が例えば０．１〜０．５の範囲が好ましい。
【００２８】  熱可塑性樹脂からなる線材１に含有させる成分としては、物質活性作用を有する圧電紛末体２の他に、種々のものが可能である。例えば、顔料などの着色剤を含有させることによって種々の色に立体網目状成形体Ａを形成することが可能であり、この場合、線材１中に５〜１０質量％程度含有させるのが好ましい。また、香料などを線材１に含有させることによって、芳香を発散させることができる。
【００２９】  上記のようにして得られた立体網目状成形体Ａは、熱可塑性樹脂からなる線材１が屈曲して絡まり合うと共に線材１同士が接触部で融着して一体となった成形体であり、繊維が絡み合った不織布のように内部に空隙が形成されているので、見掛け密度が小さく軽量に形成することができ、且つ通気性が良好であるという特性を有すると共に、全体として立体形状を有する成形体として形成することができるものである。また、線材１を形成する熱可塑性樹脂の硬度などを調整することによって、柔らかい柔軟性を有する成形体や、硬い成形体を形成することができる。従って、立体網目状成形体Ａはこれらの特性を活かした各種の用途の製品に加工することができるものである。
【００３０】  この立体網目状成形体Ａは、線材１に物質活性作用を有する圧電紛末体２が混入されているため、この圧電紛末体２の物質活性作用により圧電効果、帯電効果を得ることができる。しかも、立体網目状成形体Ａは線材１の集合体であって、容積に対する表面積が非常に大きいものであり、物質活性作用を有する圧電紛末体２は線材１の表面に露出する割合が高くなる。このため、この圧電紛末体２による圧電機能（圧電効果）、帯電機能（帯電効果）を効率高く発揮させることができるものであり、立体網目状成形体Ａに高い圧電効果、帯電効果による機能を付与することができるものである。このように、この立体網目状成形体Ａは高い圧電効果、帯電効果による機能を有するために、より広い用途に応用した製品開発が可能になるものである。
【００３１】  例えば、クッション、枕、寝具用や座布団用のマットなどの芯材をこの立体網目状成形体Ａで形成することができる。これらの芯材は、カバー布に包まれた状態で使用されるのが一般的であるが、汗などがカバー布を通して芯材を形成する立体網目状成形体Ａに付着しても、汗で雑菌が繁殖したり異臭が発生したりすることを、線材１に含まれた圧電粉末体２による物質活性作用（すなわち、圧電効果、帯電効果による機能）によって防ぐことができるものである。
【００３２】  また、寝具の敷きパッドの上に敷くことで、この立体網目状成形体Ａの上に寝ることで圧電粉末体２の圧電効果・帯電効果によって脂肪燃焼効果が発揮できる。
【００３３】  さらに、ランプシェード、インテリア室内装飾品を立体網目状成形体Ａで形成することができ、あるいはパーティションなどの建材を板状の立体網目状成形体Ａで形成することができる。これらは主に室内で使用されるものであり、室内での臭いの発生を立体網目状成形体Ａの圧電効果・帯電効果によって防ぐことができるものである。
【００３４】  また、例えば、靴のインソールやブーツスタンドを立体網目状成形体Ａで形成することができる。インソールは靴の中に敷くものであり、またブーツスタンドはブーツの中に差し込んでブーツを保持するものであり、いずれも靴やブーツの中の臭いを立体網目状成形体Ａの圧電効果、帯電効果によって防ぐことができるものである。
【００３５】  更に、例えば、蚊等の害虫に対して立体網目状成形体Ａを扇風機やエアコン等の風が出る部分に設置することによって、立体網目状成形体Ａは高い圧電効果・帯電効果を有するので、蚊等の害虫に対して忌避効果が発揮できるものである。
【実施例】
【００３６】  本発明の効果を確認するために次の通りの実験を行った。この実験に際し、立体網目状成形体を次のようにして形成した。圧電粉末体としてチタン酸ジルコン酸鉛セラミックスを用い、導電材としてカーボングラファイトを用い、保持材として酸化ケイ素を用い、これらを混合して圧電粉末体を形成した。圧電粉末体におけるこれの含有比率（重量での比率）は、圧電性粉末を１とすると、保持材０．５、導電材０．１であった。【００３７】  また、熱可塑性樹脂としてポリエチレンを用い、このポリエチレンに対して２重量％の圧電粉末体を配合して混合し（ポリエチレン９８ｇに対し圧電粉末体２ｇを配合する）、これを押出成形機に投入して押出成形により立体網目状成形体を形成した。この立体網目状成形体の見掛け密度は、０．１ｇ／ｃｍ３であった。この立体網目状成形体を１００ｍｍ（縦）×１００ｍｍ（横）×１０ｍｍ（厚さ）に切断し、これを実施例１の立体網目状成形体とした。【００３８】  上述したようにして成形した立体網目状成形体を１００ｍｍ（縦）×１００ｍｍ（横）×１０ｍｍ（厚さ）の大きさに切断し、該切断したものを実施例１の立体網目状成形体とした。そして、この実施例１の立体網目状成形体を用いて牛脂の溶解実験を行った。この牛脂溶解実験においては、図３に示すように、ガラス瓶を二つ用意し、これらガラス瓶にそれぞれ牛脂を約１０ｇ入れた。そして、水道水を約３６℃に温めた後に、これらガラス瓶に温めた水道水をそれぞれ１５０ｍｌ入れた。一方（図３において左側）のガラス瓶については、テーブルに載置した実施例１の立体網目状成形体の上に置き、他方（図３において右側）のガラス瓶については、テーブルにそのまま載置し、このような状態でもって常温で３日間放置して牛脂の変化状態を観察した。【００３９】  この牛脂の溶解実験の結果は、図３に示す通りであった。実施例１の立体網目状成形体の上に置いたガラス瓶中の牛脂は、水道水に溶け始め、３日経過したした時点ではこの牛脂は少し白く濁りエマルジョン化していた。これに対し、テーブルに載置しただけのガラス瓶中の牛脂は、何ら変化はなく、そのままの状態であった。この牛脂の溶解実験から、実施例１の立体網目状成形体を用いることにより、この立体網目状成形体に含まれる圧電粉末体が牛脂に作用し、その物質活性作用によって牛脂が水道水に溶けることが判った。【００４０】  上述したようにして成形した立体網目状成形体を２００ｍｍ（縦）×１００ｍｍ（横）×１０ｍｍ（厚さ）の大きさに切断し、該切断したものを実施例２の立体網目状成形体とした。そして、この実施例２の立体網目状成形体を用いて水の酸化還元実験を行った。この水の酸化還元実験においては、二つガラスコップを用意し、これらガラスコップに水道水をそれぞれ１５０ｍｌ入れた。【００４１】  一方（図４の各図において左側）のガラスコップについては、水道水の中に実施例２の立体網目状成形体を入れ、他方（図４の各図において右側）のガラスコップについては、水道水の中に何もいれずにそのままとし、このような状態でもって３時間放置して水道水の酸化還元電位の変化状態を調べた。水道水の酸化還元電位の測定には、株式会社佐藤商事から販売されている酸化還元電位計（型番：ＹＫ−２３ＲＰ）を用いて測定した。【００４２】  この水の酸化還元実験の結果は、図４に示す通りであった。実施例２の立体網目状成形体を入れたガラスコップ（図４において左側のもの）中の水道水では、時間の経過とともに電位が低下し、実験開始時５５０ｍＶであった電位が３時間経過後には４０８ｍＶに低下していた。これに対し、何もいれていないガラスコップ（図４において右側のもの）中の水道水では、電位の低下が見られず、幾分上昇していた。この水の酸化還元実験から、実施例２の立体網目状成形体を用いることにより、この立体網目状成形体に含まれる圧電粉末体が水道水に作用し、その物質活性作用によって水道水が還元されることが判った。
【符号の説明】
【００４３】１  線材
２  圧電粉末体
Ａ  立体網目状成形体
【図１】
2019002114.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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