JP2005060850A - 原着ポリ乳酸捲縮糸およびそれを用いたカ−ペット - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、染色によって生ずる捲縮糸の強度や捲縮特性の低下と、それによるカ−ペットとしての嵩高性の欠如、耐摩耗性や耐ヘタリ性等の耐久性が改善された原着ポリ乳酸捲縮糸およびそれを用いたカ−ペットを提供せんとするものである。
【解決手段】本発明の原着ポリ乳酸捲縮糸は、単繊維が異型断面形状を有する、相対粘度（ηｒ）８〜３０のポリ乳酸捲縮糸であって、着色剤を１００〜３００００ｐｐｍ含有し、かつ、下記（１）〜（５）の特性を満足することを特徴とするものである。
（１）強度＝１．３．〜３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ
（２）捲縮伸長率＝５〜２５％
（３）捲縮潜在化率＝７５〜９５％
（４）交絡数＝３〜２５ケ／ｍ
（５）交絡点強度＝０．０５〜２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ
また、本発明のカーペットは、かかる原着ポリ乳酸捲縮糸を用いたことを特徴とするものである。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原着ポリ乳酸捲縮糸およびそれを用いたカ−ペットに関する。詳しくは、嵩高性および捲縮耐久性に優れ、かつ高強度で耐摩耗性に優れた原着ポリ乳酸捲縮糸およびそれを用いたボリュ−ム感と風合いに優れ、かつ耐捲縮ヘタリ性および耐摩耗性に優れたカ−ペットに関する。そして、従来のポリ乳酸カ−ペットの致命的とも言える上記特性を改良したことにより、ポリ乳酸捲縮糸の特徴である生分解性、非石油系原料であること、および独特の感触や風合い、特異な光沢等を活かした新しいカ−ペットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリ乳酸繊維は、生分解性を有し、かつ非石油系原料から得られる繊維として、衣料用およびインテリア用繊維として有用されつつある。特に、従来のナイロンやポリプロピレン繊維捲縮糸のような捲縮特性が得られれば、カ−ペット用途に広く展開できる素材として期待されている。
【０００３】
しかしながら、従来のポリ乳酸繊維捲縮糸をカ−ペットに用いると、嵩高性に劣り、摩耗し易くかつヘタリ易いという欠点があり、限られた用途にしか実用できなかった。これは、ポリ乳酸捲縮糸の強度や捲縮特性がナイロンやポリプロピレン繊維捲縮糸に比べ劣ることに加え、更に染色時に大幅な強力低下や捲縮特性が低下するためであった。そして、タフトされたカーペットは嵩高性に劣り、摩耗し易くかつヘタリ易い等、耐久性に劣るものであった。
【０００４】
ポリ乳酸繊維の染色は、通常のポリエステル繊維と同様１００℃以上、通常は１１０〜１３０℃での加圧高温染色が適用される。この染色工程で、ポリ乳酸捲縮糸の強度および捲縮特性が大幅に低下してしまい、かかるポリ乳酸捲縮糸をタフティングしたカ−ペットは、一層ボリュ−ム感が低下し、捲縮がヘタリ易くかつ耐摩耗性も低下してしまった。そのため、目付を増やしたり、耐久性があまり要求されない家庭用ラグや装飾用マット等、限定された用途にしか適用できず、ポリ乳酸繊維の特徴を活かすことができなかった。
【０００５】
従来、ポリ乳酸捲縮糸およびそれを用いたカ−ペットとその製造法に関して、特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４等が開示されている。
【０００６】
特許文献１は、「カ−マットやカ−ペットへの使用に適した嵩高性を有し、かつ生分解性能を有する、嵩高性を有する生分解性繊維及びその製造方法」を課題とし、その解決手段として、「各単繊維がランダム方向に屈曲、あるいは互いに絡み合い、ル−プやタルミを有し、かつ単繊維の捲縮率が５〜２０％の嵩高性を有する生分解繊維、およびその製造法」を開示しており、特に、延伸条件、および捲縮糸の加工条件等を特定した製造法について述べている。
【０００７】
特許文献２は、「高光沢、高発色性で、触感に優れ、かつ自然環境中で容易に分解する、カ−ペット用に好適なポリエステルマルチフィラメント捲縮糸とカ−ペットを提供すること」を課題とし、その解決手段として、「融点が１３０℃以上の脂肪族ポリエステルからなるマルチフィラメント捲縮糸であって、該マルチフィラメント捲縮糸の沸騰水処理後の捲縮伸長率が３〜３５％、平均単糸繊度が３〜３５デシテックス、単糸横断面が４〜８葉断面である脂肪族ポリエステルマルチフィラメント捲縮糸と、該マルチフィラメント捲縮糸から構成されるカ−ペット」について開示している。
【０００８】
特許文献３は、「バルキ−性と耐摩耐久性に優れ、かつ良好なカバ−リング性によって軽量化を可能としたカ−ペットを与え得る脂肪族ポリエステル糸、およびこの脂肪族ポリエステル糸をフェ−スヤ−ンとして用いてなるカ−ペット等、特に自動車用としての優れた性能を有するカ−ペットを提供すること」を課題とし、解決手段として、「融点１４５℃以上の脂肪族ポリエステルを溶融紡糸してなる中空断面単糸の集合体であって、総繊度が５００〜５０００デシテックスの脂肪族ポリエステルマルチフィラメントより構成され、前記中空断面単糸は、その外輪郭と中空部輪郭との間隔よりなる厚さが３μ以上であることを特徴とするカ−ペット用脂肪族ポリエステル糸フェ−スヤ−ンとして用いるカ−ペット」とするとを開示している。
【０００９】
特許文献４は、「環境と調和した、生分解性を有するカ−ペットを提供すること」を課題とし、解決手段として、「カ−ペットの使用に適した嵩高性を有し、かつ生分解性能を有する生分解性繊維をパイルとして用い、さらに基布とバッキング材に生分解性を有する素材を使用したカ−ペット」とすることを述べている。
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１および特許文献３の技術には、従来のポリ乳酸捲縮糸およびそれを用いたカ−ペットの欠点、特に染色によって生ずる捲縮糸の強度や捲縮特性の低下と、それによるカ−ペットとしての嵩高性の欠如、耐摩耗性や耐ヘタリ性等の耐久性の改善については何も言及されてない。しかも、該技術によって得られるカ−ペットは、その主力用途であって、嵩高性、耐ヘタリ性および耐摩耗性が必要とされる、例えばタイルカ−ペット、家庭用ロ−ルカ−ペット、自動車用ラインマット、自動車用オプションマット等用として満足される品質レベルにはなかった。
【００１１】
また、特許文献３の技術は、特殊な４〜８葉断面捲縮糸とすることによって、高光沢および好触感を有する高捲縮伸長率のポリ乳酸捲縮糸が得られるものの、耐久性の改善に関しては３．０デシテックス以上の単糸繊度とすること、嵩高性およびバルキ−性の改善に関しては、沸騰水処理後の捲縮伸長率を３．０％以上とする以外具体的な提案はなされていない。そのため、耐久性や嵩高性の改善に関しては、従来のポリ乳酸捲縮糸およびそれを用いたカ−ペットに比べ、著しい改善は得られなかった。
【００１２】
一方、特許文献４の技術は、バルキ−性と摩耗耐久性に優れ、かつ良好なカバ−リング性を有するカ−ペット用脂肪族ポリエステル糸および該糸をフェ−スヤ−ンとして用いたカ−ペットであって、その好ましい態様として、着色剤、特にカ−ボンブラック系着色剤を含有せしめた原着脂肪族ポリエステル捲縮糸およびそれを用いたカ−ペットについて開示している。確かに原着脂肪族ポリエステル捲縮糸とすることによって、染色時の強力低下や捲縮特性の低下等は防げるものの、原着脂肪族ポリエステル捲縮糸自身の強力および捲縮特性が充分でないこと、およびカ−ペットとしての意匠性、審美性を確保するのにカ−ボンブラック系着色剤を中心とする該特許記載の着色剤では充分とは言えなかった。
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−１０５７５２号公報
【００１４】
【特許文献２】特開２００２−１８０３４０号公報
【００１５】
【特許文献３】特開２００２−２２７０３６号公報
【００１６】
【特許文献４】特開２００２−２４８０４７号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、染色によって生ずる捲縮糸の強度や捲縮特性の低下と、それによるカ−ペットとしての嵩高性の欠如、耐摩耗性や耐ヘタリ性等の耐久性が改善された原着ポリ乳酸捲縮糸およびそれを用いたカ−ペットを提供せんとするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明の原着ポリ乳酸捲縮糸は、単繊維が異型断面形状を有する、相対粘度（ηｒ）８〜３０のポリ乳酸捲縮糸であって、着色剤を１００〜３００００ｐｐｍ含有し、かつ、下記（１）〜（５）の特性を満足することを特徴とするものである。
（１）強度＝１．３．〜３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ
（２）捲縮伸長率＝５〜２５％
（３）捲縮潜在化率＝７５〜９５％
（４）交絡数＝３〜２５ケ／ｍ
（５）交絡点強度＝０．０５〜２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ
また、本発明のカーペットは、かかる原着ポリ乳酸捲縮糸を用いたことを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、前記課題、つまり染色によって生ずる捲縮糸の強度や捲縮特性の低下と、それによるカ−ペットとしての嵩高性の欠如、耐摩耗性や耐ヘタリ性等の耐久性が改善された原着ポリ乳酸捲縮糸について、鋭意検討し、単繊維そのものの断面形状や構成ポリマの相対粘度などを特定なものを選択し、かつ、予め着色剤を含有させた形にし、さらに、強度、捲縮伸長率、捲縮潜在化率などの繊維特性に加えて、交絡数や交絡点強度 などの糸特性を特定なものを選択してみたところ、前記課題を一挙に解決するポリ乳酸捲縮糸を提供することができたものである。
【００２０】
かかるポリ乳酸捲縮糸によれば、ポリ乳酸捲縮糸の特長である生分解性、非石油系素材であることおよび独特の感触や風合いを活かした新しいカ−ペットを提供することができる。
【００２１】
かかる原着ポリ乳酸捲縮糸は、ポリ乳酸ポリマを製糸して捲縮加工処理した捲縮糸である。
【００２２】
かかるポリ乳酸捲縮糸の原料とするポリ乳酸ポリマは、Ｌ−乳酸および／またはＤ−乳酸を主成分とする乳酸を重合してなるポリ乳酸である。ここでＬ−乳酸を主成分とするとは、構成成分の６０重量％以上がＬ−乳酸よりなっていることを意味しており、４０重量％を超えない範囲でＤ−乳酸を含有するポリエステルである。Ｄ−乳酸の場合も同様である。更には、構成するポリマの分子鎖の全繰返し単位の８０重量％以上、特に９０重量％以上、より好ましくは９５重量％以上が乳酸であるポリ乳酸であり、本発明の構成要件および目的を損なわない範囲であれば他のポリマのブレンド、共重合、添加物を含んでいても良い。
【００２３】
また、本発明にかかるポリ乳酸は、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸のほかにエステル形成能を有するその他の成分を共重合した共重合ポリ乳酸であってもよい。あるいは、溶融粘度を低減させるため、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、およびポリエチレンサクシネートのような脂肪族ポリエステルポリマーを可塑剤として用いることができる。
【００２４】
かかるポリ乳酸ポリマには、通常合成繊維に用いられる艶消し剤、難燃剤、耐熱剤、耐光剤、紫外線吸収剤、着色顔料等として無機微粒子や有機化合物を必要に応じて添加することができる。
【００２５】
しかし、本発明のポリ乳酸捲縮糸およびそれを用いたカ−ペットは、ポリ乳酸繊維の生分解性および非石油系原料であるという特徴を活かし、環境に優しい製品として好ましい用途に用いるため、石油系ポリマのブレンド、該成分の共重合等は極力避けるのが好ましく、したがって各種添加剤も、重金属化合物や環境ホルモン物質は勿論、現時点でその懸念が予想される化合物の一切を用いないのが好ましい。
【００２６】
本発明のカ−ペットとは、タフティングの前または後で染色することなく商品として用いられるカ−ペットである。
【００２７】
本発明の原着ポリ乳酸捲縮糸は、単繊維が異型断面形状を有する、相対粘度（ηｒ）８〜３０のポリ乳酸捲縮糸であって、着色剤を１００〜３００００ｐｐｍ含有し、下記（１）〜（５）の特性を満足することを特徴とするものである。
（１）強度＝１．３〜３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ
（２）捲縮伸長率＝５〜２５％
（３）捲縮潜在化率＝７５〜９５％
（４）交絡数＝３〜２５ケ／ｍ
（５）交絡点強度＝０．０５〜２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ
本発明の原着ポリ乳酸捲縮糸に用いられる着色剤は、ポリ乳酸捲縮糸に適切な特定の無機、有機顔料および染料である。具体的には、鉛、クロムおよびカドミウムを除く酸化物系無機顔料、フェロシアン化物無機顔料、珪酸塩無機顔料、炭酸塩無機顔料、燐酸塩無機顔料、カ−ボンブラック、アルミニウム粉、ブロンズ粉およびチタン粉末被覆雲母等の無機顔料、フタロシアニン系有機顔料、ペリレン系有機顔料、イソイントセリノン系有機顔料等の有機顔料、および複素環系染料、ヘリノン系染料、ペリレン系染料およびチオインジオ系染料等から選ばれた２種以上を組み合わせたものである。
【００２８】
例えば、無機顔料としては、酸化チタン、亜鉛華、チタンイエロ−、亜鉛−鉄系ブラウン、チタン・コバルト系グリ−ン、コバルトグリ−ン、コバルトブル−、銅−鉄系ブラック等の酸化物、紺青のようなフェロシアン化物、郡青のような珪酸塩、炭酸カルシウムのような炭酸塩、マンガンバイオレットのような燐酸塩、カ−ボンブラック、アルミニウム粉やブロンズ粉、およびチタン粉末被覆雲母等が用いられ、鉛、クロムおよびカドミウム等の重金属を含む無機顔料は用いない。 また、有機顔料としては、銅フタロシアニンブル−、銅フタロシアニングリ−ンおよび臭素化銅フタロシアニングリ−ン等のフタロシアニン系、ペリレンスカ−レット、ペリレンレァ、ペリレンマル−ン等のペリレン系、イソインドリノン系等が用いられる。
【００２９】
また、染料としては、アンスラキノン系、例えば、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒ．５０、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒ．１１１、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂ．９４、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｖ．５０、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｇ．３、複素環系、例えば、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｙ．３３、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｙ．１１１、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｙ．５４、ヘリノン系、例えば、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｏ．６０、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒ．１３５、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒ．１７９、ペリレン系、例えば、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｇ．５、チオインジオ系、例えばＶａｔ Ｒ． １が用いられる。
【００３０】
本発明の原着ポリ乳酸捲縮糸に用いられる着色剤は、上記無機顔料、有機顔料および染料から選ばれた２種以上を組み合わせて用いる。特に、上記着色剤は２種以上用いて調整することが重要であり、１種類の着色剤のみでは従来の染色タイプのポリ乳酸捲縮糸に対抗できる微妙な色調を出せず、カ−ペットとした時の意匠性、審美性を満足させることができない。
【００３１】
かかる着色剤の添加濃度は、染料の種類によって変化するが、ポリマ重量当たり、着色剤の全量として、色濃度の上から、１００〜３００００ｐｐｍ、好ましくは５００〜１００００ｐｐｍであるのがよい。また、着色剤は通常用いられる分散剤を併用して用いることもできる。
【００３２】
本発明のポリ乳酸捲縮糸は、各単繊維の断面形状は異型断面である。即ち、Ｙ型、△型、扁平型を基本とし、それぞれの断面に突起がついたものや一部が欠けたもの、あるいは中空部を１以上有する異型断面糸等であって、従来から知られているものから選ぶことができる。特に、本発明に適した断面形状は、Ｙ型および△形状、およびそれらの中空であって、単糸断面の外接円の直径（Ｂ）と内接円の直径（Ａ）の比（Ｂ／Ａ）で表した変形度が１．５〜５．５の範囲の断面形状が好ましい。また、上記異なった種類の異型断面捲縮糸や円断面捲縮糸を混合した捲縮糸を用いることもできる。
【００３３】
本発明の黒原着ポリ乳酸捲縮糸の相対粘度は、２５℃で、３％オルソクロロフェノ−ル溶液（０．３ｇ／１０ｍｌ）で測定した値であるが、８〜３０、好ましくは１０〜２０である。相対粘度が８未満では、カ−ペット用途に適した強度や耐摩耗性等を付与することができない。一方、３０を越える高粘度の場合は、強度や耐摩耗性等の向上は飽和し、むしろ溶融粘度が高くなりすぎ、製糸し難くなるというマイナスが生じる。
【００３４】
本発明の上記原着ポリ乳酸捲縮糸は強度が１．３〜３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、好ましくは２．０〜３．０ｃＮ／ｄｔｅｘである。強度が１．３ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であると、カ−ペットにした時に耐摩耗性が劣り、使用時に捲縮糸の一部がすり切れてしまうことがある。強度は高いほど好ましいが、３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ越える強度は現在の技術では達成できていない。
【００３５】
また、捲縮伸長率は、詳細な測定法は後述するが、捲縮糸の嵩高性を示すパラメ−タであり、捲縮糸を沸騰水処理して捲縮を発現させ、その捲縮の程度を示した値である。この捲縮伸長率は５〜２５％である。５％未満であると捲縮が不十分であり、カ−ペットとしての嵩高性が不足し、かつ耐ヘタリ性が劣り、カ−ペット使用時に荷重が繰り返し、又は長時間かかった部分が寝てしまうという問題を生ずる。一方、２５％を越える捲縮伸長率は現在の技術では得にくいが、得られたとしてもそれを用いたカーペットはフェルトライクとなり、好ましいカ−ペットが得られない。
【００３６】
そして、捲縮潜在化率は７５〜９５％、好ましくは８０〜％である。捲縮潜在化率が７５％未満の場合は、タフティング後の熱セット工程を通った後の嵩高性が少なく、ボリュ−ム感のないカ−ペットとなるため好まれず、一方、潜在化率が９５％を超えるとタフティング後の熱セット工程を通った後も潜在したままの捲縮が残り、本来有する捲縮特性が活かされないことになる。
【００３７】
本発明の原着ポリ乳酸捲縮糸は、染色工程を経ることなく、カ−ペットを製造することが特徴であり、捲縮潜在化率は通常の染色工程を経てカ−ペットとする捲縮糸に比べ、低めであることを特徴とする。捲縮糸段階で潜在化している捲縮は、タフティング後の熱セット工程、通常は乾熱処理および／またはスチ−ミングによって発現させる。
【００３８】
本発明の原着ポリ乳酸捲縮糸は、糸条を集束するために交絡を付与されている。交絡数は３〜２５ケ／ｍ、好ましくは８〜１８であり、また、該交絡の交絡点強度は０．０５〜２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、好ましくは、０．０８ 〜１．５ｃＮ／ｄｔｅｘである。本発明の原着ポリ乳酸捲縮糸に付与される交絡は、タフティング工程を通過するまでは充分な集束性を保持し、タフティング後、特にシャ−リング工程を経た時には交絡は実質的にゼロとなることが好ましい。通常のタフティング工程を通過するまでに捲縮糸が受ける張力に耐える集束性を有し、かつ、シャ−リング工程で受ける張力によって実質的に解きほぐされる交絡として、上記交絡数と交絡点強度が特定される。
【００３９】
上記特定された本発明ポリ乳酸捲縮糸は、捲縮糸の強度および捲縮特性に優れ、この捲縮糸を用いたタフティングカ−ペットは優れた嵩高性、ポリュ−ム感に溢れたカ−ペットとなる。また、耐摩耗性や耐ヘタリ性等、耐久性が大幅に改善されたカ−ペットが得られる。そして、従来のポリ乳酸カ−ペットの致命的とも言える欠点が除かれたことにより、ポリ乳酸捲縮糸の特徴である生分解性、非石油系原料であること、および独特の感触や風合い、特異な光沢等を活かして、新しいカ−ペットを提供することができる。
【００４０】
本発明の原着ポリ乳酸捲縮糸は、ロ−ルカ−ペット、タイルカ−ペット、自動車用ラインマットおよびオプションマット、家庭用ラグ、玄関マット等本発明のカ−ペットの特性が活かせる多くの用途に用いることができる。また、パイルの形態もル−プパイル、カットパイルいずれでも良く、タフティングカ−ペットだけでなく、織物や編み物あるいは刺繍された敷物等を意味する。
【００４１】
本発明の原着ポリ乳酸捲縮糸およびそれを用いたカ−ペットは以下の方法で製造することができる。
【００４２】
本発明の原着ポリ乳酸捲縮糸の製造のために用いるポリ乳酸ポリマは、２５℃で、３％オルソクロロフェノ−ル溶液（０．３ｇ／１０ｍｌ）で測定した相対粘度が、１０〜２２、好ましくは１４〜１８を用いる。本発明のカ−ペット用途では、捲縮糸の強度、耐摩耗性が要求されるため、高分子量のポリマ、即ち上記特定した相対粘度のポリ乳酸ポリマが必要である。
【００４３】
本発明の原着ポリ乳酸捲縮糸の着色剤として用いる無機顔料、有機顔料および染料は、前記特定した化合物から選ばれた２種を組み合わせて用いる。また、着色剤のポリマ中への分散をよくするため、オレフィン系化合物などの分散剤を用いることもできるし、さらに着色剤をポリ乳酸ポリマーに添加してマスターチップとしてから、製糸することもできる。
【００４４】
ポリ乳酸ポリマは、ポリマ中の水分が０．１重量％以下として溶融紡糸に供するため、通常１００〜１３０℃で約５時間以上乾燥して水分を除去したものを使用するのが好ましい。
【００４５】
上記ポリ乳酸ポリマと着色剤を含んだポリ乳酸ポリマーを混合機を介して一定割合で混合したものを、エクストル−ダ−型押し出し機に供給して、２１０〜２４０℃の温度で溶融し、紡糸パックを通して濾過し、口金細孔から紡糸する。
【００４６】
口金孔は種々の異型断面形状の捲縮糸が得られるよう異型断面孔を有するの口金を用いる。口金孔の形状および寸法は、ポリ乳酸ポリマの溶融粘度、紡糸温度、紡糸後の冷却固化条件等を考慮し、目的とする断面が得られるよう設計したものを用いる。
【００４７】
本発明ポリ乳酸捲縮糸の断面は、Ｙ型および△形状、およびそれらの中空であって、単糸断面の外接円の直径（Ｂ）と内接円の直径（Ａ）の比（Ｂ／Ａ）で表した変形度が１．５〜５．５の範囲のものが好ましい。
【００４８】
次いで、紡糸された糸条は冷風または温風を吹きつけられ冷却固化される。風の温度は１０〜８０℃、好ましくは１５〜６０℃である。
【００４９】
冷却固化された糸条に油剤を付与した後、所定の速度で回転する引き取りロ−ルに捲回して引き取る。
【００５０】
かかる油剤としては、平滑剤を主成分とし、界面活性剤、制電剤、極圧剤成分等を含むが、ポリ乳酸繊維に活性な成分を除いた油剤組成とすることが必要である。例えば、例えば、水エマルジョンに含まれる乳化成分は、ポリ乳酸繊維の繊維構造を変化させる作用があり、捲縮糸を製造した後に経時的に繊維構造が変化し、強度が低下してしまうという現象が起こることがある。
【００５１】
従って、好ましい油剤組成は、例えば、平滑剤としてアルマルエ−テルエステル、界面活性剤として高級アルコ−ルのアルキレンオキサイド付加物、極圧剤として有機ホスフェ−ト塩等を用いることが好ましい。
【００５２】
上記引き取りロ−ルの速度は３００〜３０００ｍ／ｍｉｎである。
【００５３】
本発明にかかる捲縮糸の製造方法は１ステップで捲縮糸を製造する直接紡糸延伸・捲縮加工プロセスを特徴とするため、上記引き取り速度が好ましい。３００ｍ／ｍｉｎでも本発明にかかる捲縮糸は得られるが、生産効率が低いため好ましくない。引き取り速度が３０００ｍ／ｍｉｎを超えると、直接紡糸延伸・捲縮加工プロセスにおいて、延伸速度および捲縮加工速度が高速となり過ぎ、特に捲縮加工速度が４０００ｍ／ｍｉｎを超えると、現在の実用プロセスでは製造が困難である。
【００５４】
引き取られた未延伸糸は連続して延伸されるが、１段または２段の多段熱延伸が採用される。特に、本発明ポリ乳酸捲縮糸の高強度および高捲縮率特性およびカ−ペットとして用いた時の優れた嵩高性、耐摩耗を得るためには、２段延伸を行い、十分に配向させたポリ乳酸繊維を捲縮加工することが重要である。延伸倍率は２〜５倍の範囲である。
【００５５】
熱延伸が終了した糸条は連続して捲縮加工プロセスで、加熱流体捲縮付与装置に導入して捲縮が付与される。加熱流体捲縮付与装置は加熱高圧流体を糸条に噴射して単糸をランダムに交絡させ、３次元ル−プやタルミを形成させる加熱流体噴射ノズル装置、上記捲縮糸を更に加熱流体の下に圧縮熱処理を行うための圧縮熱処理装置、および捲縮加工された糸条を加熱と共に噴き出させ、該糸条を冷却するための回転移送装置からなる。加熱流体は過熱蒸気または加熱空気を用いる。加熱流体の温度は１３０〜２００℃が好ましく、加熱流体の乾き度、圧力、流量、および処理するポリ乳酸繊維の繊度、処理速度等に応じて適切な条件を選択する。また、圧縮熱処理装置は薄いリングを一定の間隙を持たせて積層した環状の装置であり、リング間の間隙より流体は吸引される。該圧縮熱処理装置内の糸条は折り畳まれ、積層されながら一定時間滞留して熱処理された後、回転移送装置上へ噴出される。回転移送装置上に噴出された捲縮糸条はプラグ状であるが、回転移送装置表面のパンチング孔で吸引されされながら移送される。
【００５６】
次に、回転移送装置上の捲縮糸条は該装置上から順次引き取られ、回転速度の異なる２対のネルソンタイプロ−ルまたはセバレ−ト型ロ−ルに捲回されて捲縮を解きほぐされる。この間のストレッチは３〜１０％で行い、糸条の温度が４０〜６０℃で行う。３％未満では捲縮が完全に解れないことがあり、一方、１０％を越えると捲縮が潜在化し過ぎ、嵩高性が得にくくなる。通常、この時のストレッチ張力を張力計で連続して測定し、常時モニタリングして品質管理を行う。このストレッチ張力は前記捲縮加工プロセスにおける捲縮加工前の原糸の特性、捲縮処理条件および捲縮を解きほぐす条件等と密接に関係し、本発明に係る捲縮糸の特性、特に捲縮伸長率や捲縮潜在化率に影響を与え、結果として本発明効果である捲縮糸の嵩高性、耐摩耗性や耐ヘタリ性等の耐久性の改善にかかわっている。好ましいストレッチ張力は、例えば、６％伸長した時のストレッチ張力が０．０５〜０．２ｃＮ／ｄｔｅｘであり、更に好ましくは０．０８〜０．１５ｃＮ／ｄｔｅｘである。
【００５７】
次に該捲縮糸には交絡ノズルを通して交絡処理をする。該交絡ノズルは通常２〜６孔を備え、走行捲縮糸条に対し略直角方向から０．１〜０．６Ｐａ高圧空気を噴射させて交絡処理する。交絡数および交絡の強さは、交絡ノズルの性能、高圧圧空の圧力および流量、走行糸条の繊度および張力等によって変化するが、交絡数および交絡の強さが前記本発明で特定した範囲となるよう交絡条件を設定して製造する。
【００５８】
次いで、捲縮糸条は巻き取り機にチ−ズ状に巻取られる。巻取り張力は通常０．１ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の低張力で行う。
【００５９】
得られた原着ポリ乳酸捲縮糸は次にカ−ペットとしてタフティングされるが、基布としては通常のポリエステル、ポリプロピレン、レーヨン製の不織布、経糸および緯糸ともにポリプロピレンのスプリット糸またはフラットテープを用いたもの等を用いることができる。最も好ましい基布はポリ乳酸繊維の不織布であり、タフト糸と合わせポリ乳酸繊維からなるカ−ペットが得られ好ましい。
【００６０】
また、基布として上記通常の繊維を用いた場合でも、基布とタフト糸が製品使用後簡単に分離できるようにしておけば、同様に環境に優しい好ましいカ−ペットとなる。
【００６１】
本発明の原着ポリ乳酸捲縮糸を２本または３本用い、下撚り、上撚りを施し撚り捲縮糸とした後、１００〜１２５℃で蒸気処理をして、撚り止めと捲縮糸の嵩高性および耐摩耗性や耐へたり性等を更に改善した捲縮糸となし、それをタフトして高級カ−ペットとして製造することもできる。
【００６２】
なお、上記得られたカ−ペットは、必要に応じて、途中にスチーミング工程、ブラッシング工程、スプレー工程、シャーリング工程およびポリシャー工程などの加工工程を付加して、それぞれの処理をすることも可能である。
【００６３】
かくして、前記本発明の先染めカ−ペット用捲縮糸およびそれを用いた先染めカ−ペットが得られる。
【００６４】
以下に明細書本文および実施例に用いた特性の定義および測定法は次の通りである。
【００６５】
［相対粘度］
オストワルド粘度計を用いて、オルソクロルフェノール１０ｍｌに対し、試料０．３ｇを溶解した溶液の相対粘度ηｒを２５℃で測定した。測定は、ｎ＝２の平均値とした。
【００６６】
ηｒ＝ｔ／ｔ０
ｔ：溶液の落下秒数
ｔ０：溶媒（オルソクロルフェノールのみ）の落下秒数
［強度］
オリエンテック社製テンシロン引張り試験機を用い、試長２５０ｍｍ、引張速度３００ｍｍ／分の条件で強力を測定した。
【００６７】
強度は強力を測定したサンプルに対応するそれぞれの総繊度で除した値である。
【００６８】
［捲縮伸長率］
温度２０℃、相対湿度６５％の雰囲気中に２４時間以上放置されていたチ−ズパッケージから解舒した捲縮糸を、無荷重状態で３０分間沸騰水で浸漬処理した後、平衡水分率まで乾燥し、これを沸騰水処理後捲縮糸の試料とする。この試料糸に表示ｄｔｅｘ×０．０１７６ｍＮ（１．８ｍｇ／ｄｔｅｘ）の張力を与える初荷重をかけ３０秒経過した後に、試料長５０ｃｍ（Ｌ１）にマーキングをする。次いで、同試料に表示ｄｔｅｘ×０．８８２ｍＮ（９０ｍｇ／ｄｔｅｘ）の張力を与える定荷重をかけて３０秒経過後に、伸びた試料長（Ｌ２）を測定する。次いで、下記式により、捲縮伸長率（％）を求める。
【００６９】
捲縮伸長率（％）＝［（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１］×１００
［捲縮潜在化率］
上記捲縮伸長率において沸騰水処理前の捲縮伸長率をＬ１、処理後の捲縮伸長率Ｌ２をとして、下記式により、捲縮潜在化率（％）を求めた。
【００７０】
捲縮潜在化率（％）＝［（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ２］×１００
［交絡数］
ＬＡＷＳＯＮ−ＨＥＰＨＩＬＬ社（米）製ＥＵＩＢ−Ｅを用いた。
【００７１】
糸条の総繊度をＡ（ｄｔｅｘ）とすると、Ａ／１００（ｃＮ）の張力を与えた状態で、糸条の直径を５ｍｍ間隔で長手方向に連続して１００ｍ測定する。こうして得られた２０００１点の糸条直径の平均値から、先ず平均直径Ｂ（ｍｍ）を求める。
【００７２】
次に、平均直径Ｂを求めるのに用いた１００ｍの糸条に対して改めてＡ／１００（ｃＮ）の張力を与えた状態で、糸条の直径を連続して測定し、直径が０．７Ｂ以下の節部分を交絡部として、交絡数を測定した。
［交絡点強度］２対のセパレ−トロ−ル間に糸条を走行させ、給糸ロ−ルの速度を５０ｍ／分とし、ストレッチロ−ルの速度を変更して糸条に所定張力をかけて巻き取り、交絡が０となる張力を求めた。該張力を総繊度で除して、交絡点強度とした。
【００７３】
［繊 度］
ＪＩＳ Ｌ １０９０により測定した。
【００７４】
［変形度］
単糸を切断後、光学顕微鏡を用いて単糸断面の外接円の直径（Ｂ）と内接円の直径（Ａ）を測定し、次式によりｎ＝５にて求めた。
【００７５】
変形度＝（Ｂ）／（Ａ）。
【００７６】
［嵩高性］
カーペットを真上から見たときに表糸の隙間から基布が最も見えにくいものを良好（◎）、やや見えにくいものをやや良好（○）、やや見えるものをやや不良（△）、最も見やすいものを不良（×）とする官能評価により、３段階に区分した。
【００７７】
［耐摩耗性］
カ−ペットの摩耗性評価は、テーバ型摩耗試験機（ＪＩＳ Ｌ １０９６の６．１７．３に規定）に基づいて、Ｈ−１８摩耗輪を使用し、それぞれの摩耗輪に１ｋｇの荷重をかけ試験台を３００回回転して試験片を摩耗させた後、その摩耗状態を目視評価により、最良（◎）、良好（○）、若干不良（△）および不良（×）の４段階に区分した。
【００７８】
［色 調］
光沢があり、深みのある色調から順に、最も良好（◎）、やや良好（○）、やや不良（△）、不良（×）とし、不良のものは、光沢および深みに欠ける色調のものである。
【００７９】
［タフト性］
タフト規格１／１０ゲージ、ステッチ１５ｍｍ、パイル高さ７ｍｍ、速度５００ｒｐｍの速度でタフトを行い、１時間当たりにタフト機が停止した回数により、良好（１回以下）、やや不良（１〜３回）、不良（４回以上）として評価した。
【００８０】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を更に詳しく説明する。
【００８１】
［実施例１〜９ 、および比較例１〜９］
重量平均分子量が１４９０００のポリ乳酸のチップに、顔料Ａを予め同じポリ乳酸ポリマに２．０重量％の濃度となるよう混練して作製したマスタ−チップをブレンドして、エクストルダー型紡糸機で溶融紡糸した。マスタ−チップの顔料組成は表１に示した。ベ−ススチップとマスタ−チツプのブレンド比率は、ポリ乳酸繊維中の全顔料濃度が５００ｐｐｍとなるよう計量してエクストルター前に設置してある混合機でブレンドした。
【００８２】
紡糸温度は２２０℃とし、紡糸パック中で２０μの金属不織布フィルタ−で濾過した後、Ｙ型孔を有する６８ホールの口金を通して紡糸した。口金直下の冷却条件を制御して、変形度３．８のＹ型断面のポリ乳酸マルチフィラメントを得た。
【００８３】
紡糸糸条は冷却固化後、低粘度鉱物油で希釈した２５重量％の油剤液を付与した後、速度７００ｍ／分で回転する引取りロ−ル（ＦＲ）に捲回して引き取った。ＦＲはネルソンタイプロ−ルで、ロ−ル温度は８０℃とした。次いで、該糸条は連続して１００℃に加熱した第１延伸ロ−ル（１ＤＲ：ネルソンタイプロ−ル）との間で１段目の延伸を行い、更に１ＤＲと、１２０℃に加熱した第２延伸ロ−ル（２ＤＲ：ネルソンタイプロ−ル）との間で２段目の延伸を行った。総延伸倍率は２．５倍とした。次に、延伸糸条を捲縮加工装置に導き、１６０℃、５ＭＰａの加熱圧空によって捲縮加工し、回転移送装置上に噴出させ、冷却した。次に、プラグ状の捲縮糸を２対のセパレ−トロ−ル間で６％のストレッチを掛け、捲縮を解した。該ストレッチ中の走行糸条の温度は５０℃であった。次いで、該捲縮糸に、交絡数が１５ケ／ｍ、交絡強度が０．８ｃＮ／ｄｔｅｘとなるように交絡処理を施した後、０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘの巻き取り張力をかけてチ−ズ状に巻き取った。
【００８４】
かくして得られたポリ乳酸捲縮糸は、１１７０ｄｔｅｘー６８ｆｉｌで、相対粘度が１１．４であった。表２の実施例１に示した物性を有していた。また、本サンプルを用いて、目付：８００ｇ／ｍ^３、ゲージ：１／１０Ｇ、ステッチ１３ｍｍの規格で作製したカ−ペットの特性は、嵩高性、耐摩耗性の優れたものが得られた。
【００８５】
実施例２および実施例３は、それぞれＡ顔料の代わりにＢ顔料およびＣ顔料を用いた以外は実施例１と同様の方法で作成した
実施例３〜８は、実施例２をベ−スとし、製糸条件を変えて製造した本発明で特定した範囲の原着ポリ乳酸捲縮糸である。以上の実施例によって得られた捲縮糸およびそれを用いたカ−ペットの特性を表２に示した。
【００８６】
比較例１は、原着捲縮糸でなく、先染め染色を１３０℃で加圧染色して製造したポリ乳酸捲縮糸である。また、比較例２は、顔料としてカ−ボンブラックのみを添加した黒原着ポリ乳酸捲縮糸である。比較例３〜８は、実施例２をベ−スとして、製糸条件を変更して得られた、本発明で特定した範囲外の特性を有する原着ポリ乳酸の例である。
【００８７】
以上の比較例によって得られた捲縮糸およびそれを用いたカ−ペットの特性を表３に示した。
【００８８】
【表１】

【００８９】
【表２】

【００９０】
【表３】

【００９１】
表１〜３から明らかなように、実施例のものは、いずれも本発明で特定した捲縮糸の特性を満足し、その結果、嵩高性、耐摩耗性および色調の優れたカ−ペットが、タフト加工性良く得ることができた。一方、比較例は、本発明で特定した捲縮糸特性を満足せず、その結果、カ−ペットとした時に、嵩高性、耐摩耗性および色調等の何れかで劣るものとなった。
【００９２】
【発明の効果】
本発明の原着ポリ乳酸捲縮糸は強度および捲縮特性に優れ、この捲縮糸を用いたタフティングカ−ペットは優れた嵩高性、ボリュ−ム感に溢れたカ−ペットとなる。また、耐摩耗性や耐ヘタリ性等、耐久性が大幅に改善されたカ−ペットが得られる。そして、従来のポリ乳酸カ−ペットの致命的とも言える欠点が除かれたことにより、ポリ乳酸捲縮糸の特徴である生分解性、非石油系原料であること、および独特の感触や風合い、特異な光沢等を活かして、新しいカ−ペットを提供することができる。

Claims (4)

1. 単繊維が異型断面形状を有する、相対粘度（ηｒ）８〜３０のポリ乳酸捲縮糸であって、着色剤を１００〜３００００ｐｐｍ含有し、かつ、下記（１）〜（５）の特性を満足することを特徴とする原着ポリ乳酸捲縮糸。
   （１）強度＝１．３．〜３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ
   （２）捲縮伸長率＝５〜２５％
   （３）捲縮潜在化率＝７５〜９５％
   （４）交絡数＝３〜２５ケ／ｍ
   （５）交絡点強度＝０．０５〜２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ
2. 前記単繊維の断面形状がＹ型であり、該単繊維断面の外接円の直径（Ｂ）と内接円の直径（Ａ）の比（Ｂ／Ａ）で表した変形度が１．５〜５．５であることを特徴とする請求項１記載の原着ポリ乳酸捲縮糸。
3. 前記着色剤が、鉛、クロムおよびカドミウムを除く、酸化物系無機顔料、フェロシアン化物無機顔料、珪酸塩無機顔料、炭酸塩無機顔料、燐酸塩無機顔料、カ−ボンブラック、アルミニウム粉、ブロンズ粉およびチタン粉末被覆雲母等の無機顔料、フタロシアニン系有機顔料、ペリレン系有機顔料、イソイントセリノン系有機顔料等の有機顔料、および複素環系染料、ヘリノン系染料、ペリレン系染料およびチオインジオ系染料等から選ばれた２種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１または２記載の原着ポリ乳酸捲縮糸。
4. 前記請求項１〜３のいずれかに記載の原着ポリ乳酸捲縮糸を用いたことを特徴とするカ−ペット。