JP2007143945A - Primary ground fabric for tufted carpet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タフテッドカーペット用一次基布に関するものである。 The present invention relates to a primary base fabric for tufted carpet.
近年、石油を原料とする合成繊維は、焼却時の発熱量が多いため、自然環境保護の見地から見直しが必要とされている。これに対し、自然界において生分解する脂肪族ポリエステルからなる繊維が開発されており、環境保護への貢献が期待されている。脂肪族ポリエステルの中でも、石油を原料とせず、植物由来の高分子であるポリ乳酸系重合体は、比較的高い融点を有することから、広い分野に使用されることが期待されている。また、ポリ乳酸系重合体は生分解性ポリマーの中では、力学特性、コストバランスが最も優れている。そして、これを利用した繊維の開発が急ピッチで行われている。 In recent years, synthetic fibers using petroleum as a raw material have a large amount of heat generated during incineration, and therefore need to be reviewed from the viewpoint of protecting the natural environment. In contrast, fibers made of aliphatic polyester that biodegrades in nature have been developed and are expected to contribute to environmental protection. Among aliphatic polyesters, a polylactic acid polymer that is a plant-derived polymer and does not use petroleum as a raw material has a relatively high melting point, and is expected to be used in a wide range of fields. In addition, polylactic acid polymers have the best mechanical properties and cost balance among biodegradable polymers. And development of the fiber using this is performed at a rapid pitch.
しかしながら、最も有望視されているポリ乳酸系重合体にも、高温力学特性が悪いという問題がある。ここで、高温力学特性が悪いとは、ポリ乳酸系重合体のガラス転移温度(Tg)である60℃を超えると、重合体が急激に軟化することを指している。実際に、雰囲気温度を変更してポリ乳酸系重合体からなる長繊維不織布の引張試験を行うと、70℃以上では急激に長繊維不織布の強力が低下することが分かっている。したがって、ポリ乳酸系重合体からなる長繊維不織布は、高温での力学特性に劣るため、通常の雰囲気下で用いる場合は問題ないが、高温雰囲気下では変形やへたりが生じる。 However, even the most promising polylactic acid-based polymers have a problem of poor high-temperature mechanical properties. Here, poor high temperature mechanical properties indicate that the polymer rapidly softens when the glass transition temperature (Tg) of the polylactic acid polymer exceeds 60 ° C. Actually, when a tensile test of a long-fiber non-woven fabric made of a polylactic acid polymer is performed by changing the atmospheric temperature, it has been found that the strength of the long-fiber non-woven fabric rapidly decreases at 70 ° C. or higher. Accordingly, a long fiber nonwoven fabric made of a polylactic acid-based polymer is inferior in mechanical properties at high temperatures, and therefore there is no problem when used in a normal atmosphere, but deformation or sag occurs in a high temperature atmosphere.
一方、長繊維群が集積されてなる不織布を、タフテッドカーペットの一次基布として用いることは知られている。この一次基布は、パイル糸をタフティング(パイル糸を植え込む)する際の支持体として用いられるものであり、カーペットの製造工程では、一次基布に所望のパイル糸を用いてタフトすることにより生機を得、バッキング処理を行うことによりカーペットが得られ、得られたカーペットは必要に応じて所望の成型が行われる。 On the other hand, it is known to use a nonwoven fabric in which long fiber groups are accumulated as a primary base fabric of tufted carpet. This primary base fabric is used as a support when tufting (implanting pile yarn) pile yarn. In the carpet manufacturing process, tufting is performed using desired pile yarn on the primary base fabric. A carpet is obtained by obtaining a raw machine and performing a backing process, and the obtained carpet is subjected to desired molding as necessary.
バッキング処理工程では、通常、熱溶融したバッキング材をラミネートあるいはコーティングし、その後、オーブンにて乾燥させてバッキング材を固めるというものであり、一次基布には、熱溶融したバッキング材と接することにより熱が付与され、また、その後の乾燥工程でも熱が付与される。したがって、一次基布には、バッキング工程での熱に耐え得る、すなわち、加熱により変形しにくい熱安定性が求められる。 In the backing treatment process, usually the hot melted backing material is laminated or coated and then dried in an oven to harden the backing material. The primary base fabric is contacted with the hot melted backing material. Heat is applied, and heat is also applied in the subsequent drying process. Therefore, the primary base fabric is required to have thermal stability that can withstand the heat in the backing process, that is, is not easily deformed by heating.
また、得られたカーペットに成型と行う場合は、カーペットに熱を付与して、所定の金型(雄型と雌型とよりなる金型)を用い、加圧して成型カーペットとする。この成型工程では130〜140℃程度の温度で加熱するため、成型カーペットに用いる一次基布には、高温下であっても強力や伸張に対する応力を保持し、かつ適度な伸度を有することが求められる。特に、深絞り成型を行う場合には、パイルの支持体である一次基布が、成型金型に沿って良好に追随することが求められ、追随できない場合は基布全体が均一に変形しないため、成型部分のみが過大に伸びて成型部分における基布が薄くなり、均一な厚さのタフテッドカーペットが得られず、ひどい場合には成型加工時に破れてしまうことになる。 Further, when molding is performed on the obtained carpet, heat is applied to the carpet, and a predetermined mold (a mold composed of a male mold and a female mold) is used and pressed to form a molded carpet. In this molding process, heating is performed at a temperature of about 130 to 140 ° C., so that the primary base fabric used for the molded carpet retains strength and stress for stretching even at high temperatures and has an appropriate elongation. Desired. In particular, when deep drawing is performed, the primary base fabric that is the support of the pile is required to follow along the molding die well, and if the follow cannot be followed, the entire base fabric does not deform uniformly. Only the molded part is excessively stretched, the base fabric in the molded part becomes thin, and a tufted carpet with a uniform thickness cannot be obtained. In severe cases, it is torn during the molding process.
上記したように、ポリ乳酸系重合体からなる長繊維不織布は、高温での力学特性に劣るため、カーペット用一次基布に適用した場合には、バッキング工程で付与される熱や自重、応力に耐え得ることができず変形したり、また、熱成型時に付加される熱や応力に耐え切れずに良好な成型が行えないという問題がある。 As described above, the long fiber nonwoven fabric made of a polylactic acid-based polymer is inferior in mechanical properties at high temperatures, and therefore, when applied to a primary carpet for carpet, the long-fiber nonwoven fabric is resistant to heat, self-weight, and stress applied in the backing process. There is a problem that it cannot be withstood and deformed, or that it cannot withstand the heat and stress applied during thermoforming and cannot be molded well.
本件出願人は、熱成型性が良好な長繊維不織布として、ポリ乳酸系重合体からなる長繊維ウェブと芳香族ポリエステルからなる長繊維ウェブとを積層した不織布を提案している(特許文献1)。
本発明の課題は、ポリ乳酸系重合体を構成重合体とする長繊維不織布からなり、生分解性を有し、かつ高温雰囲気下で変形や強力低下が生じにくく、カーペットの製造工程にて付与される熱に対する熱安定性や耐熱性に優れるタフテッドカーペット用一次基布を提供することにある。 An object of the present invention is a long-fiber nonwoven fabric having a polylactic acid-based polymer as a constituent polymer, is biodegradable and hardly deforms or loses strength in a high-temperature atmosphere, and is imparted in the carpet manufacturing process. An object of the present invention is to provide a primary base fabric for tufted carpet that is excellent in heat stability and heat resistance against the heat generated.
本発明者は、ポリ乳酸系重合体を構成重合体とする長繊維不織布をカーペット用一次基布に適用するために鋭意検討をした結果、融点が150℃以上のポリ乳酸系重合体と、酸成分としてテレフタル酸及び脂肪族ジカルボン酸と、グリコール成分としてエチレングリコール及びジエチレングリコールとを含む繰り返し単位を構成成分とする芳香族ポリエステル共重合体とを用い、かつこれらを特定の形態に複合した複合長繊維を用いることによって、ポリ乳酸系重合体を構成重合体とする長繊維不織布であっても、高温雰囲気下で変形や強力低下が生じにくい耐熱性を付与することができることを見いだして本発明に到達した。 As a result of intensive studies to apply a long-fiber nonwoven fabric having a polylactic acid-based polymer as a constituent polymer to a primary base fabric for carpet, the present inventors have found that a polylactic acid-based polymer having a melting point of 150 ° C. or higher and an acid A composite long fiber using terephthalic acid and aliphatic dicarboxylic acid as components, and an aromatic polyester copolymer comprising repeating units containing ethylene glycol and diethylene glycol as glycol components, and compounding them in a specific form The present invention has been found out that even when a non-woven fabric having a polylactic acid-based polymer as a constituent polymer is used, it is possible to impart heat resistance that is unlikely to cause deformation or strength reduction in a high-temperature atmosphere. did.
すなわち、本発明は、芳香族ポリエステル共重合体とポリ乳酸系重合体とを含む複合長繊維を構成繊維とし、芳香族ポリエステル共重合体は、酸成分としてテレフタル酸及び脂肪族ジカルボン酸、グリコール成分としてエチレングリコール及びジエチレングリコールとを含む繰り返し単位を構成成分とし、かつポリ乳酸系重合体よりも融点が高く、ポリ乳酸系重合体の融点は150℃以上であり、複合長繊維の複合形態は、ポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、芳香族ポリエステル共重合体が鞘部を形成する芯鞘型複合長繊維であるか、または、ポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、芳香族ポリエステル共重合体が芯部の外周を取り囲むように複数の突起状の葉部を形成した多葉型複合長繊維であり、前記複合長繊維が集積した複合長繊維不職布からなり、かつバインダー樹脂が付着していることを特徴とするタフテッドカーペット用一次基布を要旨とするものである。 That is, the present invention uses a composite continuous fiber containing an aromatic polyester copolymer and a polylactic acid polymer as a constituent fiber, and the aromatic polyester copolymer has terephthalic acid, aliphatic dicarboxylic acid, and glycol components as acid components. As a constituent, a repeating unit containing ethylene glycol and diethylene glycol is used as a constituent component, and the melting point is higher than that of the polylactic acid polymer. The melting point of the polylactic acid polymer is 150 ° C. or higher. The lactic acid-based polymer forms a core and the aromatic polyester copolymer is a core-sheath type composite continuous fiber that forms a sheath, or the polylactic acid-based polymer forms a core, and the aromatic polyester A multi-leaf type composite continuous fiber in which a plurality of protruding leaf parts are formed so that the copolymer surrounds the outer periphery of the core part, and the composite long fiber unwoven cloth in which the composite long fibers are accumulated Rannahli, and in which it is summarized as the primary backing for tufted carpets, characterized in that the binder resin is adhered.
以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明のタフテッドカーペット用一次基布は、芳香族ポリエステル共重合体とポリ乳酸系重合体とを含む複合長繊維を構成繊維とする複合長繊維不織布からなる。 The primary base fabric for tufted carpet according to the present invention is composed of a composite long-fiber nonwoven fabric comprising composite long fibers containing an aromatic polyester copolymer and a polylactic acid-based polymer as constituent fibers.
本発明に用いられる芳香族ポリエステル共重合体は、後述するポリ乳酸系重合体よりも融点が高く、酸成分としてテレフタル酸及び脂肪族ジカルボン酸と、グリコール成分としてエチレングリコール及びジエチレングリコールとを含む繰り返し単位を構成成分とするものであり、従来公知の重縮合法により製造される。また、芳香族ポリエステル共重合体には、必要に応じて酸成分としてスルホン酸金属塩を含んでもよい。 The aromatic polyester copolymer used in the present invention has a higher melting point than the polylactic acid polymer described later, and includes repeating units containing terephthalic acid and aliphatic dicarboxylic acid as acid components, and ethylene glycol and diethylene glycol as glycol components. Is produced by a conventionally known polycondensation method. In addition, the aromatic polyester copolymer may contain a sulfonic acid metal salt as an acid component, if necessary.
酸成分中のテレフタル酸は、酸成分全体を100モル%として、50モル%〜95モル%であることが好ましく、52モル%〜92モル%であることがさらに好ましい。テレフタル酸の量が多いほど、機械的強度は高くなる。 The terephthalic acid in the acid component is preferably from 50 mol% to 95 mol%, more preferably from 52 mol% to 92 mol%, based on the total acid component as 100 mol%. The greater the amount of terephthalic acid, the higher the mechanical strength.
酸成分中の脂肪族ジカルボン酸の含有量は、得られる不織布の生分解性に寄与する。すなわち、脂肪族ジカルボン酸は、酸成分全体を100モル%として、5モル%〜50モル%であることが好ましく、10モル%〜45モル%であることがさらに好ましい。5モル%未満であると、ガラス転移温度を有意に下げることができず、不織布の生分解性に劣る。一方、50モル%を超えるとガラス転移温度の低下を招き、不織布製造工程において、紡糸糸条の冷却不足、開繊不良等とトラブルが発生したり、所望とする耐熱性が得られにくい。 The content of the aliphatic dicarboxylic acid in the acid component contributes to the biodegradability of the resulting nonwoven fabric. That is, the aliphatic dicarboxylic acid is preferably 5 mol% to 50 mol%, more preferably 10 mol% to 45 mol%, based on 100 mol% of the entire acid component. If it is less than 5 mol%, the glass transition temperature cannot be significantly lowered, and the biodegradability of the nonwoven fabric is poor. On the other hand, when it exceeds 50 mol%, the glass transition temperature is lowered, and troubles such as insufficient cooling of the spun yarn and poor opening of the spun yarn occur in the nonwoven fabric production process, and the desired heat resistance is difficult to obtain.
脂肪族ジカルボン酸は炭素数2〜18、好ましくは炭素数2〜10の脂肪族ジカルボン酸が用いられ、具体的にはアゼラン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、グルタル酸などを挙げられる。中でも、グルタル酸を用いることが好ましい。 The aliphatic dicarboxylic acid is an aliphatic dicarboxylic acid having 2 to 18 carbon atoms, preferably 2 to 10 carbon atoms, and specific examples thereof include azelanic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, and glutaric acid. Of these, glutaric acid is preferably used.
スルホン酸金属塩は、生分解性をより強力に発現させるために必要に応じて用いることができる。具体的には、5−スルホイソフタル酸の金属塩、4−スルホイソフタル酸の金属塩、4−スルホフタル酸の金属塩などが挙げられる。金属イオンとしては、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属や、マグネシウムなどのアルカリ土類金属が好ましい。 The sulfonic acid metal salt can be used as necessary in order to develop biodegradability more strongly. Specific examples include a metal salt of 5-sulfoisophthalic acid, a metal salt of 4-sulfoisophthalic acid, and a metal salt of 4-sulfophthalic acid. As the metal ions, alkali metals such as sodium, potassium and lithium and alkaline earth metals such as magnesium are preferable.
スルホン酸金属塩を用いる場合には、酸成分全体を100モル%として、テレフタル酸が50モル%〜90モル%、脂肪族ジカルボン酸が4モル%〜49.8モル%、スルホン酸金属塩が0.2モル%〜6モル%であることが好ましく、上述のように発現すべき生分解性の程度に応じてスルホン酸金属塩の使用量を加減すればよい。 When the sulfonic acid metal salt is used, the total acid component is 100 mol%, terephthalic acid is 50 mol% to 90 mol%, aliphatic dicarboxylic acid is 4 mol% to 49.8 mol%, and the sulfonic acid metal salt is It is preferable that it is 0.2 mol%-6 mol%, and what is necessary is just to adjust the usage-amount of a sulfonic acid metal salt according to the degree of biodegradability which should be expressed as mentioned above.
一方、芳香族共重合ポリエステルを構成するグリコール成分については、グリコール成分全体を100モル%として、グリコール成分中のエチレングリコールは50モル%〜99.9モル%であることが好ましく、これに対応してジエチレングリコールは0.1モル%〜50モル%であることが好ましい。ジエチレングリコール単位が50モル%を超えると繊維すなわち不織布の機械的特性が劣る傾向となり、反対に0.1モル%未満であると所望の生分解性が得られなくなる。 On the other hand, with respect to the glycol component constituting the aromatic copolymer polyester, the total glycol component is 100 mol%, and the ethylene glycol in the glycol component is preferably 50 mol% to 99.9 mol%, corresponding to this. Diethylene glycol is preferably 0.1 mol% to 50 mol%. If the diethylene glycol unit exceeds 50 mol%, the mechanical properties of the fiber, that is, the nonwoven fabric, tend to be inferior. Conversely, if it is less than 0.1 mol%, the desired biodegradability cannot be obtained.
芳香族ポリエステル共重合体は、ポリ乳酸系重合体の融点よりも高いものを用いる。芳香族ポリエステル共重合体は、上記のような組成であり、その共重合比率により、ポリ乳酸系重合体よりも高融点とすることができる。たとえばポリ乳酸系重合体は、後述のように融点は最大でも約180℃であるが、芳香族ポリエステル共重合体はその融点を約200℃以上とすることができる。たとえば、デュポン社の「バイオマックス(登録商標)4027」の融点は235℃であり、同社の「バイオマックス(登録商標)4026」の融点は200℃である。 As the aromatic polyester copolymer, one having a melting point higher than that of the polylactic acid polymer is used. The aromatic polyester copolymer has a composition as described above, and can have a higher melting point than the polylactic acid polymer due to the copolymerization ratio. For example, the polylactic acid polymer has a melting point of about 180 ° C. at the maximum as described later, but the aromatic polyester copolymer can have a melting point of about 200 ° C. or higher. For example, DuPont's “Biomax (registered trademark) 4027” has a melting point of 235 ° C., and its “Biomax (registered trademark) 4026” has a melting point of 200 ° C.
本発明に用いる芳香族ポリエステル共重合体は、このような組成であるために、堆肥化条件で容易に分解される。 Since the aromatic polyester copolymer used in the present invention has such a composition, it is easily decomposed under composting conditions.
本発明に用いられるポリ乳酸系重合体としては、ポリ−D−乳酸と、ポリ−L−乳酸と、D−乳酸とL−乳酸との共重合体と、D−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体と、L−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体との共重合体と、D−乳酸とL−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体との群から選ばれる重合体、あるいはこれらのブレンド体が挙げられる。ヒドロキシカルボン酸を共重合体する際のヒドロキシカルボン酸としては、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシヘプタン酸、ヒドロキシオクタン酸等が挙げられるが、これらの中でも特に、ヒドロキシカプロン酸やグリコール酸が分解性能や低コストの点から好ましい。 The polylactic acid-based polymer used in the present invention includes poly-D-lactic acid, poly-L-lactic acid, a copolymer of D-lactic acid and L-lactic acid, and D-lactic acid and hydroxycarboxylic acid. A polymer selected from the group consisting of a copolymer, a copolymer of a copolymer of L-lactic acid and hydroxycarboxylic acid, and a copolymer of D-lactic acid, L-lactic acid and hydroxycarboxylic acid, or These blends are mentioned. Examples of the hydroxycarboxylic acid for copolymerizing the hydroxycarboxylic acid include glycolic acid, hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, hydroxypentanoic acid, hydroxycaproic acid, hydroxyheptanoic acid, hydroxyoctanoic acid, and the like. In particular, hydroxycaproic acid and glycolic acid are preferable from the viewpoint of decomposition performance and low cost.
本発明においては、上記ポリ乳酸系重合体であって、融点が150℃以上の重合体あるいはこれらのブレンド体を用いる。ポリ乳酸系重合体の融点が150℃以上であると、高い結晶性を有しているため、カーペット製造工程で付与される熱により収縮が発生しにくく、また、熱処理加工を安定して行うことができ、耐熱性に優れる。 In the present invention, the above polylactic acid polymer having a melting point of 150 ° C. or higher or a blend thereof is used. When the melting point of the polylactic acid-based polymer is 150 ° C. or higher, it has high crystallinity. Therefore, shrinkage hardly occurs due to heat applied in the carpet manufacturing process, and heat treatment processing should be performed stably. It has excellent heat resistance.
ポリ乳酸のホモポリマーであるポリ−L−乳酸やポリ−D−乳酸の融点は、約180℃である。ポリ乳酸系重合体として、ホモポリマーではなく、共重合体を用いる場合には、共重合体の融点が150℃以上となるようにモノマー成分の共重合比率を決定する。L−乳酸とD−乳酸との共重合体の場合であると、L−乳酸とD−乳酸との共重合比がモル比で、(L−乳酸)/(D−乳酸)=5/95〜0/100、あるいは(L−乳酸)/(D−乳酸)=95/5〜100/0のものを用いる。共重合比率が、前記範囲を外れると、共重合体の融点が150℃未満となり、非晶性が高くなり、本発明の目的を達成し得ないこととなる。 The melting point of poly-L-lactic acid and poly-D-lactic acid, which are homopolymers of polylactic acid, is about 180 ° C. When not a homopolymer but a copolymer is used as the polylactic acid polymer, the copolymerization ratio of the monomer components is determined so that the melting point of the copolymer is 150 ° C. or higher. In the case of a copolymer of L-lactic acid and D-lactic acid, the copolymerization ratio of L-lactic acid and D-lactic acid is a molar ratio of (L-lactic acid) / (D-lactic acid) = 5/95. ˜0 / 100 or (L-lactic acid) / (D-lactic acid) = 95/5 to 100/0. If the copolymerization ratio is out of the above range, the melting point of the copolymer becomes less than 150 ° C., the amorphousness becomes high, and the object of the present invention cannot be achieved.
上記した複合長繊維不織布を構成する重合体には、本発明の目的が達成される限りにおいて、顔料、熱安定剤、酸化防止剤、耐候剤、難燃剤、末端封鎖剤、可塑剤、滑剤、離形剤、帯電防止剤、充填剤等を添加してもよい。例えば、結晶核剤としてのタルクを配合することが好適である。 As long as the object of the present invention is achieved, the polymer constituting the composite long-fiber nonwoven fabric described above includes pigments, heat stabilizers, antioxidants, weathering agents, flame retardants, end-capping agents, plasticizers, lubricants, Release agents, antistatic agents, fillers, and the like may be added. For example, it is preferable to blend talc as a crystal nucleating agent.
本発明の長繊維不織布を構成する複合長繊維の複合形態は、ポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、芳香族ポリエステル共重合体が鞘部を形成する芯鞘型であるか、あるいは、ポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、芳香族ポリエステル共重合体が、芯部の外周を取り囲むように複数の突起状の葉部を形成した多葉型である。 The composite form of the composite long fiber constituting the long fiber nonwoven fabric of the present invention is a core-sheath type in which the polylactic acid-based polymer forms the core and the aromatic polyester copolymer forms the sheath, or The polylactic acid-based polymer forms a core part, and the aromatic polyester copolymer is a multi-leaf type in which a plurality of protruding leaf parts are formed so as to surround the outer periphery of the core part.
ポリ乳酸系重合体を芯部に配置し、その芯部を芳香族ポリエステル共重合体の鞘部により覆う、あるいは芯部を芳香族ポリエステル共重合体の複数の突起状の葉部によって取り囲むことにより、すなわち、ポリ乳酸系重合体を繊維横断面の中央部に配置することにより、ポリ乳酸系重合体に外部からの熱が伝わりにくい形態とすることができ、ポリ乳酸系重合体の高温下での力学特性が悪いという欠点をカバーすることができる。 By placing the polylactic acid polymer in the core and covering the core with a sheath of the aromatic polyester copolymer, or surrounding the core with a plurality of protruding leaves of the aromatic polyester copolymer That is, by arranging the polylactic acid polymer in the center of the cross section of the fiber, it is possible to make the polylactic acid polymer difficult to transmit heat from the outside, under the high temperature of the polylactic acid polymer. The disadvantage of poor mechanical properties can be covered.
図1、2は、本発明における多葉型複合繊維の横断面の例を示す模式図である。図1、2のいずれも、ポリ乳酸系重合体が芯部1を形成し、芳香族ポリエステル共重合体が葉部2を形成している、多葉型複合繊維3である。図1では、それぞれの葉部2が芯部1により分断されており、芯部1のポリ乳酸系重合体の一部が繊維表面に露出している。図2では、葉部2が芯部1により分断されずに一連に連なった環状となって芯部1を覆っている。このような構成であると、葉部2が突起状に突出していることから異型度が高くなるため、繊維製造工程において、溶融紡糸した繊維が冷えやすく、また開繊性が向上するという効果も奏する。 1 and 2 are schematic views showing examples of cross sections of a multileaf type composite fiber in the present invention. 1 and 2 are multi-leaf type composite fibers 3 in which a polylactic acid-based polymer forms a core part 1 and an aromatic polyester copolymer forms a leaf part 2. In FIG. 1, each leaf part 2 is divided by the core part 1, and a part of the polylactic acid polymer of the core part 1 is exposed on the fiber surface. In FIG. 2, the leaf portion 2 is not divided by the core portion 1 but is formed in a series of rings and covers the core portion 1. With such a configuration, since the leaf part 2 protrudes in a protruding shape, the degree of atypicality becomes high, so that in the fiber production process, the melt-spun fiber is easy to cool and the opening property is improved. Play.
多葉複合型における葉部の数は、3〜10個であることが好ましい。突起状の葉部の数が少ないと、個々の葉部の大きさによっては、芯部であるポリ乳酸系重合体が繊維の表面に露出されやすく、その露出した割合が大きくなると外部からの熱がポリ乳酸系重合体に伝わりやすくなり、本発明の目的が達成されにくい傾向となる。なお、葉部の数が多くなると、それぞれの葉部同士が接触して、芯部を完全に覆ったいわゆる芯鞘型の断面形状となりやすく異型度が小さくなる傾向にある。また、突起状の葉部の配列形態は、繊維横断面の外周上に各々等間隔に位置していることが好ましい。葉部が繊維横断面の外周上に各々片寄って位置すると、紡糸工程において紡出糸条がニーリングを発生するため好ましくない。 The number of leaf parts in the multileaf composite type is preferably 3 to 10. When the number of protruding leaf parts is small, depending on the size of each leaf part, the polylactic acid polymer that is the core part is easily exposed on the surface of the fiber, and when the exposed ratio increases, heat from the outside is increased. Tends to be transmitted to the polylactic acid polymer, and the object of the present invention tends to be hardly achieved. In addition, when the number of leaf parts increases, the leaf parts come into contact with each other, so that a so-called core-sheath cross-sectional shape that completely covers the core part tends to be formed, and the degree of variation tends to be small. Moreover, it is preferable that the arrangement | sequence form of a protrusion-shaped leaf part is located at equal intervals on the outer periphery of a fiber cross section, respectively. If the leaf portions are offset from each other on the outer periphery of the fiber cross section, the spun yarn causes kneeling in the spinning process, which is not preferable.
複合長繊維におけるポリ乳酸系重合体と芳香族ポリエステル共重合体との複合比(質量比)は、ポリ乳酸系重合体/芳香族ポリエステル共重合体=3/1〜1/3であることが好ましい。芯部の比率が3/1を超えると、繊維全体に占めるポリ乳酸重合体の比率が多くなり、高温雰囲気下での不織布の機械的物性が劣る傾向となるため、カーペット製造工程で熱が付与された際に変形やへたりが生じたり、また、熱成型の際に一部破れが生じやすくなる。一方、芯部の比率が1/3未満となると、高温雰囲気下での機械的物性には優れるものの、植物由来の高分子であるポリ乳酸系重合体の比率が少なくなる。 The composite ratio (mass ratio) of the polylactic acid polymer and the aromatic polyester copolymer in the composite long fiber is polylactic acid polymer / aromatic polyester copolymer = 3/1 to 1/3. preferable. When the ratio of the core exceeds 3/1, the ratio of polylactic acid polymer in the whole fiber increases, and the mechanical properties of the nonwoven fabric in a high temperature atmosphere tend to be inferior, so heat is applied in the carpet manufacturing process. Deformation and sag occur at the time of being formed, and partial tearing tends to occur during thermoforming. On the other hand, when the ratio of the core portion is less than 1/3, the mechanical properties under a high temperature atmosphere are excellent, but the ratio of the polylactic acid polymer that is a plant-derived polymer is decreased.
本発明における複合長繊維の単糸繊度は、複合長繊維を紡糸する際の紡糸性や、タフテッドカーペット用一次基布としての実用強度等を考慮すると、0.5デシテックス〜11デシテックス程度であることが好ましい。 The single yarn fineness of the composite continuous fiber in the present invention is about 0.5 decitex to 11 decitex in consideration of spinnability when the composite long fiber is spun, practical strength as a primary base fabric for tufted carpet, and the like. It is preferable.
本発明のタフテッドカーペット用一次基布は、ポリ乳酸系重合体と芳香族ポリエステル共重合体とを含む複合長繊維が集積した複合長繊維不織布から構成さる。不織布は、複合長繊維が単に集積したものであってもよいが、構成繊維同士が、三次元的に交絡していることが好ましく、ニードルパンチにより三次元的に交絡させることができる。構成繊維同士が三次元的に交絡したものは、二次元方向すなわち不織布の面方向のみでなく、不織布の厚み方向にも繊維同士が絡み合っているため、層間剥離を起こしにくいという利点がある。ニードルパンチによると、剛性の高いパンチ針で構成繊維を強く押し込むため、繊維の長手方向が面方向にあった繊維の一部が、繊維の長手方向が厚み方向に沿うように繊維が移動して絡み合うため、厚み方向における構成繊維同士が良好に一体化させることができる。したがって、ニードルパンチにより構成繊維同士を三次元的に交絡させた一次基布は、タフト糸をタフティングする際に層間剥離を起こさず、形態保持性が良好となる。 The primary base fabric for tufted carpet of the present invention is composed of a composite long fiber nonwoven fabric in which composite long fibers containing a polylactic acid polymer and an aromatic polyester copolymer are accumulated. The non-woven fabric may be simply a collection of composite long fibers, but the constituent fibers are preferably entangled three-dimensionally, and can be entangled three-dimensionally with a needle punch. Those in which the constituent fibers are entangled three-dimensionally have the advantage that delamination is unlikely to occur because the fibers are entangled not only in the two-dimensional direction, that is, the surface direction of the nonwoven fabric, but also in the thickness direction of the nonwoven fabric. According to the needle punch, the constituent fibers are strongly pushed in with a highly rigid punch needle, so that the fibers move so that the longitudinal direction of the fibers is along the thickness direction. Since they are entangled, the constituent fibers in the thickness direction can be well integrated. Therefore, the primary base fabric in which the constituent fibers are three-dimensionally entangled by the needle punch does not cause delamination when tufting the tuft yarn, and has good shape retention.
本発明における複合長繊維不織布は、バインダー樹脂が付着している。バインダー樹脂が付着することにより、構成繊維の接点がバインダー樹脂により接着するため、得られるタフテッドカーペット用一次基布は、伸長時の応力と引張強力とが向上する。 The binder resin adheres to the composite long fiber nonwoven fabric in the present invention. By adhering the binder resin, the contact points of the constituent fibers are adhered by the binder resin, so that the obtained primary base fabric for tufted carpet is improved in stress and tensile strength when stretched.
バインダー樹脂の付着量(固形分付着量)は、一次基布の総質量に対し、5〜20質量%であることが好ましい。バインダー樹脂の付着量を上記範囲にすることによって、高温雰囲気下での一次基布の引張強力及び伸張時の応力(中間ロード)を高くすることができる。引張強力及び中間ロードを高くすることによって、カーペット製造工程で熱が付与された際の熱変形が生じにくく、また、熱成型時に深絞りの成型金型にも一次基布が追随して成型性が良好となる。バインダー樹脂の付着量が5質量%未満であると、バインダー樹脂を付与する効果が発揮できず、一方、付着量が20質量%を超えると、長繊維相互間に存在するバインダー樹脂の量が多くなりすぎて、繊維の自由度が失われるため、一次基布にパイル糸をタフティングする際にタフト針による繊維の損傷が大きく、一次基布の強力が低下する。 It is preferable that the adhesion amount (solid content adhesion amount) of binder resin is 5-20 mass% with respect to the total mass of a primary base fabric. By setting the adhesion amount of the binder resin within the above range, it is possible to increase the tensile strength of the primary base fabric and the stress at the time of extension (intermediate load) in a high temperature atmosphere. By increasing the tensile strength and intermediate load, it is difficult for thermal deformation to occur when heat is applied in the carpet manufacturing process, and the primary base fabric follows the deep-drawing mold during thermoforming and moldability. Becomes better. When the adhesion amount of the binder resin is less than 5% by mass, the effect of imparting the binder resin cannot be exhibited. On the other hand, when the adhesion amount exceeds 20% by mass, the amount of the binder resin existing between the long fibers is large. As a result, the degree of freedom of the fiber is lost, so that when the pile yarn is tufted on the primary base fabric, the fiber is greatly damaged by the tuft needle, and the strength of the primary base fabric is reduced.
本発明に用いるバインダー樹脂としては、上述した不織布を構成するポリ乳酸系重合体と同様のものを好適に用いることができる。また、ポリビニルアルコールや天然物であるデンプン等の多糖類、タンパク質、キトサン等を用いてもよい。その他にも、従来から使用されているアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、アクリロニトリル、スチレンなどのモノマーを二種類以上組み合わせて所望のモル比で共重合した共重合体を採用することもできる。また、これらの共重合体をメラミン樹脂、フェノール樹脂等の架橋剤によって架橋している架橋型のバインダー樹脂を用いてもよい。 As the binder resin used in the present invention, the same resin as the polylactic acid polymer constituting the nonwoven fabric described above can be suitably used. Polysaccharides such as polyvinyl alcohol and natural starch such as starch, protein, chitosan and the like may also be used. In addition, a desired molar ratio can be obtained by combining two or more conventionally used monomers such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, acrylonitrile, and styrene. Copolymers copolymerized with can also be employed. Moreover, you may use the bridge | crosslinking type binder resin which bridge | crosslinked these copolymers with crosslinking agents, such as a melamine resin and a phenol resin.
本発明のタフテッドカーペット用一次基布は、130℃での引張強力がタテ方向、ヨコ方向ともに50N/5cm幅以上、かつ破断時の伸度がタテ方向、ヨコ方向ともに50%以上であることが好ましく、さらには、130℃での引張強力が70N/5cm幅以上であることが好ましい。上記特性を有することにより、良好に熱成型を行うことが期待できる。なお、130℃での引張強力および破断時の伸度の上限は、本発明に用いる重合体の組合せによる限界値を考慮すると、引張強力は300N/5cm幅、伸度は150%程度あればよい。 The primary base fabric for tufted carpet of the present invention has a tensile strength at 130 ° C. of 50 N / 5 cm width or more in both the vertical and horizontal directions, and an elongation at break of 50% or more in both the vertical and horizontal directions. It is preferable that the tensile strength at 130 ° C. is 70 N / 5 cm width or more. By having the above characteristics, it can be expected that the thermoforming is performed satisfactorily. The upper limit of the tensile strength at 130 ° C. and the elongation at break should be about 300 N / 5 cm width and the elongation is about 150% in consideration of the limit value depending on the combination of the polymers used in the present invention. .
また、熱成型時においては、初期伸長時に適度な応力を有していることが好ましく、130℃での10%伸長時の応力(中間ロード)がタテ方向、ヨコ方向ともに10N/5cm幅以上であることが好ましく、20N/5cm幅以上であることがより好ましい。10N/5cm幅未満であると、均等に伸びずに、深絞り部分等において局部的に伸びて、薄い部分が発生しやすくなる。一方、この応力の上限は、特に制限されないが、60N/5cm幅程度あればよい。さらに、初期伸長時に適度な応力を有していることは、バッキング工程での熱変形も生じにくくなるため好ましい。 Further, in thermoforming, it is preferable to have an appropriate stress at the initial elongation, and the stress (intermediate load) at 10% elongation at 130 ° C. is 10 N / 5 cm width or more in both the vertical direction and the horizontal direction. It is preferable that the width is 20 N / 5 cm or more. When the width is less than 10 N / 5 cm, it does not extend evenly, but locally extends in a deep drawing portion or the like, and a thin portion tends to occur. On the other hand, the upper limit of the stress is not particularly limited, but may be about 60 N / 5 cm width. Furthermore, it is preferable to have an appropriate stress at the time of initial elongation because thermal deformation in the backing process is less likely to occur.
本発明においては、130℃での引張強力、破断時の伸度、伸張時の応力は、130℃の高温雰囲気下で、JIS−L−1906に準じて測定する。すなわち、不織布のタテ方向(MD)及びヨコ方向(CD)について、幅5cm×長さ20cmの短冊状試験片を10点準備し、130℃の高温雰囲気下にある定速伸張型引張試験機(オリエンテック社製テンシロンUTM−4−1−100)を用い、これに試料片をつかみ間隔10cmで設置し、5分間放置した後に、引張速度10cm/分で伸張し、伸張−荷重曲線を作成する。得られた伸張−荷重曲線から求められる最大荷重値(N/5cm幅)についての10点の平均値を高温雰囲気下での引張強力(N/5cm幅)とし、破断時の伸度についての10点の平均値を高温雰囲気下での破断時の伸度(%)とし、各伸度における荷重値の10点の平均値を伸張時の応力(N/5cm幅)とする。 In the present invention, the tensile strength at 130 ° C., the elongation at break, and the stress at extension are measured in a high temperature atmosphere at 130 ° C. according to JIS-L-1906. That is, 10 pieces of strip-shaped test pieces having a width of 5 cm and a length of 20 cm were prepared for the vertical direction (MD) and the horizontal direction (CD) of the nonwoven fabric, and a constant-speed extension type tensile tester (at a high temperature atmosphere of 130 ° C.) Using Tensilon UTM-4-1-100 manufactured by Orientec Co., Ltd., hold a sample piece at a spacing of 10 cm, leave it for 5 minutes, and then stretch at a tensile rate of 10 cm / min to create an extension-load curve. . The average value of 10 points for the maximum load value (N / 5 cm width) obtained from the obtained elongation-load curve is taken as the tensile strength (N / 5 cm width) in a high temperature atmosphere, and the elongation at break is 10 The average value of the points is defined as the elongation (%) at break in a high-temperature atmosphere, and the average value of 10 points of the load value at each elongation is defined as the stress (N / 5 cm width) during expansion.
本発明のタフテッドカーペット用一次基布は、目付が50〜300g/m2の範囲にあることが好ましく、より好ましくは70〜200g/m2である。目付が50g/m2未満であると機械的強力に劣るため実用的でなく、一方、目付が300g/m2を超えるとコスト面で不利である。 The primary base fabric for tufted carpet of the present invention preferably has a basis weight in the range of 50 to 300 g / m 2 , more preferably 70 to 200 g / m 2 . When the basis weight is less than 50 g / m 2 , the mechanical strength is inferior, so it is not practical. On the other hand, when the basis weight exceeds 300 g / m 2 , it is disadvantageous in terms of cost.
本発明では、上記したタフテッドカーペット用一次基布に、所望のパイル糸を用いてタフティングすることによりタフテッドカーペットとする。また、パイル糸をタフティングして得られた生機には、パイル糸を固定する目的と、タフテッドカーペットの形態保持性のために、溶融したポリエチレン等をTダイより流してラミネートした後、乾燥させてバッキング材を付与することができる。また、本発明のタフテッドカーペットを熱成型する場合には、公知の方法により熱成型を行えばよく、カーペットに130〜140℃の熱を付与し、次いで所定の金型(雄型と雌型とよりなる金型)を用いて加圧して熱成型を行う。 In the present invention, a tufted carpet is obtained by tufting the above-mentioned primary base fabric for tufted carpet using a desired pile yarn. In addition, in the raw machine obtained by tufting pile yarn, for the purpose of fixing pile yarn and for maintaining the shape of tufted carpet, laminating molten polyethylene etc. from a T-die and laminating, drying And backing material can be applied. In addition, when the tufted carpet of the present invention is thermoformed, it may be thermoformed by a known method, and heat of 130 to 140 ° C. is applied to the carpet, and then a predetermined mold (male mold and female mold) is applied. And press-molding using a mold comprising the following.
次に、本発明のタフテッドカーペット用一次基布の好ましい製造方法について説明する。 Next, the preferable manufacturing method of the primary base fabric for tufted carpets of this invention is demonstrated.
本発明に使用するポリ乳酸系長繊維不織布は、スパンボンド法によって効率よく製造することができる。 The polylactic acid-based long fiber nonwoven fabric used in the present invention can be efficiently produced by a spunbond method.
まず、ポリ乳酸系重合体と、上述した芳香族ポリエステル共重合体とを用意する。用意したそれぞれの重合体を個別に計量し、ポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、かつ芳香族ポリエステル共重合体が鞘部を形成する芯鞘型複合紡糸口金を介して溶融紡糸し、紡出糸条を従来公知の横吹き付けや環状吹き付け等の冷却装置を用いて冷却せしめた後、吸引装置を用いて牽引細化して引き取る。あるいは、ポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、かつ芳香族ポリエステル共重合体が葉部を構成する多葉型複合紡糸口金を介して溶融紡糸し、同様に処理する。 First, a polylactic acid polymer and the above-described aromatic polyester copolymer are prepared. Weighing each prepared polymer individually, melt spinning through a core-sheath type composite spinneret in which a polylactic acid-based polymer forms a core and an aromatic polyester copolymer forms a sheath, The spun yarn is cooled by using a conventionally known cooling device such as horizontal spraying or annular spraying, and then pulled and thinned using a suction device. Alternatively, the polylactic acid-based polymer forms a core portion, and the aromatic polyester copolymer melt-spins through a multi-leaf type composite spinneret that constitutes a leaf portion, and is similarly processed.
このときの牽引速度は、3500〜5500m/分と設定することが好ましい。牽引速度が3500m/分未満であると、糸条において十分に分子配向が促進されず、得られる長繊維不織布の寸法安定性や熱安定性に劣る傾向となる。一方、牽引速度が高すぎると紡糸安定性に劣る。 The traction speed at this time is preferably set to 3500-5500 m / min. When the pulling speed is less than 3500 m / min, the molecular orientation is not sufficiently promoted in the yarn, and the resulting long fiber nonwoven fabric tends to be inferior in dimensional stability and thermal stability. On the other hand, if the pulling speed is too high, the spinning stability is poor.
牽引細化した長繊維は、公知の開繊器具にて開繊した後、スクリーンコンベアなどの移動式捕集面上に開繊堆積させて、構成繊維がランダムに堆積した不織ウエブを形成する。 The stretched long fibers are spread with a known spreader and then spread on a movable collection surface such as a screen conveyor to form a nonwoven web in which the constituent fibers are randomly deposited. .
次いで、得られた不織ウエブにニードルパンチ処理を施し、構成繊維同士を三次元的に交絡させる。なお、ニードルパンチ処理を施す前に、不織ウェブの搬送性を考慮して、不織ウェブにロール等により低温の熱や圧力を付与してもよい。このときのロールの表面温度は、ウェブより繊維が素抜けてウェブ形態を保持できるものであって、かつ繊維同士が融着しすぎず、ニードルパンチ処理により融着部が容易に外れて自由な繊維の状態となるようにする。具体的には、芳香族ポリエステル共重合体の融点よりも110〜150℃低い温度に設定することが好ましい。 Next, the obtained nonwoven web is subjected to needle punching, and the constituent fibers are entangled three-dimensionally. In addition, before performing a needle punch process, you may give low temperature heat and pressure to a nonwoven web with a roll etc. in consideration of the conveyance property of a nonwoven web. The surface temperature of the roll at this time is such that the fibers can be removed from the web and the web form can be maintained, and the fibers are not fused together, and the fused portion can be easily removed by needle punching. Try to be in the fiber state. Specifically, it is preferable to set the temperature lower by 110 to 150 ° C. than the melting point of the aromatic polyester copolymer.
ニードルパンチ処理の針密度は、20〜100回/cm2であるのが好ましい。針密度が20回/cm2未満であると、長繊維相互間の絡み合いの程度が低く、ニードルパンチを施す効果が発揮できない。一方、針密度が100回/cm2を超えると、長繊維の損傷が激しく、繊維自体が著しく強力の低いものとなってしまうため、不織布の機械的強力が劣る傾向となる。 The needle density in the needle punching process is preferably 20 to 100 times / cm 2 . When the needle density is less than 20 times / cm 2 , the degree of entanglement between the long fibers is low, and the effect of applying needle punch cannot be exhibited. On the other hand, when the needle density exceeds 100 times / cm 2 , the long fibers are severely damaged, and the fibers themselves become extremely low in strength, so that the mechanical strength of the nonwoven fabric tends to be inferior.
次いで、構成繊維同士が交絡した不織布にバインダー樹脂を所望量付着させて、本発明のタフテッドカーペット用一次基布を得る。バインダー樹脂を付着させる方法としては、公知の方法を採用すればよく、例えば、水中に乳化分散させたバインダー樹脂液を含浸、あるいはバインダー樹脂液をスプレー、コーティング等の手法で付与した後、乾燥熱処理する方法が挙げられる。 Next, a desired amount of binder resin is adhered to the nonwoven fabric in which the constituent fibers are entangled to obtain the primary base fabric for tufted carpet of the present invention. As a method for attaching the binder resin, a known method may be adopted, for example, impregnation with a binder resin liquid emulsified and dispersed in water, or applying a binder resin liquid by a technique such as spraying or coating, followed by a drying heat treatment. The method of doing is mentioned.
本発明のタフテッドカーペット用一次基布を構成する複合長繊維不織布は、生分解性を有するが高温での力学特性に劣るポリ乳酸系重合体を、高温での力学特性に優れる、酸成分としてテレフタル酸及び脂肪族ジカルボン酸と、グリコール成分としてのエチレングリコールとを含む繰り返し単位を構成成分とする芳香族ポリエステル共重合体にて概ね被覆した形態の複合形態である繊維を採用することにより、ポリ乳酸系重合体に外部からの熱が伝わりにくい形態とすることができ、高温雰囲気下であっても変形やへたりが生じにくく、カーペット製造工程におけるバッキング工程等で熱やバッキングによる自重が付加された場合でも、熱変形が生じにくい。 The composite long fiber nonwoven fabric constituting the primary base fabric for tufted carpet of the present invention is a polylactic acid polymer that is biodegradable but inferior in mechanical properties at high temperatures, and has excellent mechanical properties at high temperatures as an acid component. By adopting a fiber which is a composite form of a form generally covered with an aromatic polyester copolymer comprising a repeating unit containing terephthalic acid and an aliphatic dicarboxylic acid and ethylene glycol as a glycol component, The lactic acid polymer can be made into a form in which it is difficult for heat from the outside to be transmitted, and deformation and sag are less likely to occur even in a high-temperature atmosphere, and heat and the self-weight due to backing are added during the backing process in the carpet manufacturing process. Even if it is, thermal deformation is unlikely to occur.
また、本発明のタフテッドカーペット用一次基布は、上記のように良好な耐熱性を示すため、熱成型時に必要な強力と伸度、伸張時の応力を有しており、熱成型加工する際に十分な伸びを示し、金型に追随しながら、成型破れやメワレなどといった成型不能が生じにくいという効果を期待でき、自動車用等の成型カーペットにも展開することができる。 In addition, the primary base fabric for tufted carpet of the present invention exhibits good heat resistance as described above, and therefore has the strength and elongation required at the time of thermoforming, and the stress at the time of stretching, and is thermoformed. At the same time, it exhibits sufficient elongation, and it can be expected that it is less likely to cause molding failure such as molding breakage and melee while following the mold, and it can also be applied to molded carpets for automobiles and the like.
次に、実施例に基づき、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の実施例、比較例における各種物性値は、以下の方法により測定した。
(1)メルトフローレート(g/10分):ASTM−D−1238(E)に記載の方法に準じて、温度210℃、荷重2160gfで測定した。以降、メルトフローレートを「MFR」と記す。
(2)相対粘度(ηrel):フェノールと四塩化エタンとの等質量比の混合溶媒100ccに試料0.5gを溶解し、オストワルド粘度計を用いて測定した。
(3)融点(℃):示差走査型熱量計(パーキンエルマ社製、DSC−2型)を用い、試料質量を5mg、昇温速度を10℃/分で測定し、得られた融解吸熱曲線の最大値を与える温度を融点(℃)とした。
(4)繊度(デシテックス:以下、「dtex」と記す):不織ウエブより50本の繊維の繊維径を光学顕微鏡で測定し、密度補正して求めた平均値を繊度とした。
(5)目付(g/m2):標準状態の試料から試料長が10cm、試料幅が5cmの試料片10点を作成し、各試料片の質量(g)を秤量し、得られた値の平均値を単位面積あたりに換算して、目付(g/m2)とした。
(6)常温下の引張強力(N/5cm幅)、伸度(%):幅5cm×長さ20cmの短冊状試験片を10個準備し、定速伸張型引張試験機(オリエンテック社製テンシロンUTM−4−1−100)を用いて、つかみ間隔10cm、引張速度20cm/分で引張試験を行い、JIS−L−1906に準じて測定し、伸張−荷重曲線を描いた。得られた伸張−荷重曲線から求められる最大荷重値(N/5cm幅)についての10点の平均値を引張強力(N/5cm幅)とし、破断時の伸度についての10点の平均値を破断伸度(%)とし、各伸度における荷重値の10点の平均値を伸張時の応力(N/5cm幅)とした。なお、測定時の温度は、25℃であった。
Next, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to only these examples. In addition, the various physical-property values in a following example and a comparative example were measured with the following method.
(1) Melt flow rate (g / 10 min): Measured at a temperature of 210 ° C. and a load of 2160 gf according to the method described in ASTM-D-1238 (E). Hereinafter, the melt flow rate is referred to as “MFR”.
(2) Relative viscosity (ηrel): 0.5 g of a sample was dissolved in 100 cc of a mixed solvent having an equal mass ratio of phenol and ethane tetrachloride and measured using an Ostwald viscometer.
(3) Melting point (° C.): Using a differential scanning calorimeter (Perkin Elma, DSC-2 type), measuring the sample mass at 5 mg and the heating rate at 10 ° C./min. The temperature giving the maximum value of was the melting point (° C.).
(4) Fineness (Decitex: hereinafter referred to as “dtex”): The fiber diameter of 50 fibers from the nonwoven web was measured with an optical microscope, and the average value obtained by correcting the density was defined as the fineness.
(5) Weight per unit area (g / m 2 ): Ten sample pieces each having a sample length of 10 cm and a sample width of 5 cm were prepared from a sample in a standard state, and the mass (g) of each sample piece was weighed. The average value was converted per unit area to obtain a basis weight (g / m 2 ).
(6) Tensile strength at normal temperature (N / 5 cm width), elongation (%): Ten strip-shaped test pieces having a width of 5 cm and a length of 20 cm were prepared, and a constant-speed extension type tensile tester (manufactured by Orientec) Tensillon UTM-4-1-100) was used to conduct a tensile test at a grip interval of 10 cm and a tensile speed of 20 cm / min, and measured according to JIS-L-1906 to draw an extension-load curve. The average value of 10 points for the maximum load value (N / 5 cm width) obtained from the obtained elongation-load curve is the tensile strength (N / 5 cm width), and the average value of 10 points for the elongation at break is The elongation at break (%) was taken, and the average value of 10 load values at each elongation was taken as the stress (N / 5 cm width) during expansion. In addition, the temperature at the time of measurement was 25 degreeC.
実施例1
ポリ乳酸系重合体として、融点168℃、MFR20g/10分の、L−乳酸/D−乳酸=98.6/1.4モル%のL−乳酸/D−乳酸共重合体を用意した。一方、芳香族ポリエステル共重合体として、融点235℃、相対粘度ηrel=1.42、酸成分であるテレフタル酸およびグルタル酸と、グリコール成分であるエチレングリコールおよびジエチレングリコールとからなる繰り返し単位の芳香族ポリエステル共重合体(デュポン社製、バイオマックス(R)4027、スルホン酸金属塩は含まず)を用意した。
Example 1
An L-lactic acid / D-lactic acid copolymer having a melting point of 168 ° C. and an MFR of 20 g / 10 min and L-lactic acid / D-lactic acid = 98.6 / 1.4 mol% was prepared as a polylactic acid polymer. On the other hand, the aromatic polyester copolymer has a melting point of 235 ° C., a relative viscosity ηrel = 1.42, an aromatic polyester having a repeating unit comprising terephthalic acid and glutaric acid as acid components and ethylene glycol and diethylene glycol as glycol components. A copolymer (manufactured by DuPont, Biomax (R) 4027, not including a sulfonic acid metal salt) was prepared.
ポリ乳酸系重合体を芯部、芳香族ポリエステル共重合体を鞘部とし、芯部/鞘部=1/1(質量比)である芯鞘型複合断面となるように、またタルクが溶融ポリ乳酸系重合体中に0.5質量%となるように、個別に計量した後、それぞれの重合体を個別のエクストルーダ型溶融押し出し機を用いて温度245℃で溶融し、単孔吐出量1.38g/分の条件で溶融紡糸した。 The polylactic acid polymer is the core, the aromatic polyester copolymer is the sheath, and the core / sheath portion is 1/1 (mass ratio). After individually weighing so as to be 0.5% by mass in the lactic acid-based polymer, each polymer was melted at a temperature of 245 ° C. using an individual extruder type melt extruder, Melt spinning was carried out at 38 g / min.
紡出糸条を公知の冷却装置にて冷却した後、引き続いて紡糸口金の下方に設けたエアーサッカーにて牽引速度3900m/分で牽引細化し、公知の開繊器具を用いて開繊し、移動するスクリーンコンベア上に複合長繊維のウエブとして捕集堆積させた。なお、堆積させた複合長繊維の単糸繊度は3.5dtexであった。 After cooling the spun yarn with a known cooling device, it is subsequently pulverized at a traction speed of 3900 m / min with an air soccer provided below the spinneret, and opened using a known fiber opening device, It was collected and deposited as a composite long fiber web on a moving screen conveyor. The single yarn fineness of the deposited composite long fiber was 3.5 dtex.
得られたウエブをエンボスロールと表面平滑な金属ロールとからなる部分熱圧着装置に通し、ロール温度95℃、圧着面積率14.9%、圧着点密度21.9個/cm2、線圧196N/cmの条件にて熱圧着し、目付130g/m2の熱圧着が施されたウェブを得た。 The obtained web was passed through a partial thermocompression bonding apparatus composed of an embossing roll and a smooth metal roll, and the roll temperature was 95 ° C., the crimping area ratio was 14.9%, the crimping point density was 21.9 pieces / cm 2 , and the linear pressure was 196 N. A web subjected to thermocompression bonding with a basis weight of 130 g / m 2 was obtained.
上記ウェブに、ウェブの繊維質量100質量部に対してシリコン系の油剤を1質量部付着させ、ニードルパンチ処理を施し、構成繊維同士を三次元的に交絡させて目付131g/m2の不織布を得た。ニードルパンチの条件は、#40のレギュラーバーブのパンチ針を用いて、針深12mm、パンチ密度45回/cm2とした。次いで、アクリル系バインダー樹脂液(BASF社製 商品名「アクロデュア945L」)を水で薄めたバインダー樹脂液を準備し、構成繊維同士が三次元的に交絡した不織布に、このバインダー樹脂液を含浸させて、乾燥および熱処理を行うことによって、目付152g/m2のタフテッドカーペット用一次基布を得た。したがって、バインダー樹脂の付着量(固形分)は14質量%である。 1 part by mass of a silicone-based oil agent is attached to the web with respect to 100 parts by mass of the fiber of the web, subjected to needle punching, and the constituent fibers are entangled three-dimensionally to form a nonwoven fabric having a basis weight of 131 g / m 2 . Obtained. The needle punching conditions were a needle depth of 12 mm and a punch density of 45 times / cm 2 using a # 40 regular barb punch needle. Next, prepare a binder resin solution obtained by diluting an acrylic binder resin solution (trade name “Acrodure 945L” manufactured by BASF) with water, and impregnate the binder resin solution into a nonwoven fabric in which the constituent fibers are entangled three-dimensionally. Thus, a primary base fabric for tufted carpet having a basis weight of 152 g / m 2 was obtained by drying and heat treatment. Therefore, the adhesion amount (solid content) of the binder resin is 14% by mass.
実施例2
実施例1において、バインダー樹脂として、アクリル系バインダー樹脂液に替えてポリビニルアルコールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、タフテッドカーペット用一次基布を得た。
Example 2
In Example 1, a primary base fabric for tufted carpet was obtained in the same manner as in Example 1 except that polyvinyl alcohol was used instead of the acrylic binder resin liquid as the binder resin.
実施例3
実施例1において、三次元的に交絡させて得られた不織布の目付100g/m2にしたこと、バインダー樹脂として、アクリル系バインダー樹脂液に替えてポリビニルアルコールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、目付116g/m2のタタフテッドカーペット用一次基布を得た。得られたバインダー樹脂の付着量は、14質量%(固形分)である。
Example 3
Example 1 Example 1 except that the basis weight of the nonwoven fabric obtained by three-dimensional entanglement was 100 g / m 2 , and polyvinyl alcohol was used as the binder resin instead of the acrylic binder resin liquid. In the same manner as described above, a primary base fabric for a tufted carpet having a basis weight of 116 g / m 2 was obtained. The adhesion amount of the obtained binder resin is 14% by mass (solid content).
実施例4
実施例1において、複合長繊維の断面形状として、芯鞘型複合断面に替えて、ポリ乳酸系重合体を芯部に配置し、芯部を芳香族ポリエステル共重合体の6つの突起状の葉部によって取り囲んだ図1に示すごとき六葉型複合断面となるように紡糸口金から紡出したこと、バインダー樹脂として、アクリル系バインダー樹脂液に替えてポリビニルアルコールを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、タフテッドカーペット用一次基布を得た。
Example 4
In Example 1, instead of the core-sheath type composite cross section, the cross-sectional shape of the composite long fiber is a polylactic acid polymer disposed in the core portion, and the core portion has six protruding leaves of an aromatic polyester copolymer. Example 1 except that it was spun from the spinneret so as to have a six-leaf type composite cross section as shown in FIG. 1 surrounded by the part, and that polyvinyl alcohol was used as the binder resin instead of the acrylic binder resin liquid. In the same manner as above, a primary base fabric for tufted carpet was obtained.
比較例1
ポリ乳酸系重合体を用いて不織布を製造した。すなわち、融点が168℃、MFRが65g/10分であるL−乳酸/D−乳酸=98.6/1.4モル%のL−乳酸/D−乳酸共重合体に、添加剤としてタルクが溶融ポリ乳酸系重合体中に0.5質量%となるように配合して、円形の紡糸口金より、紡糸温度210℃、単孔吐出量1.67g/分の条件下で単相で溶融紡糸した。次に紡出糸状を冷却空気流にて冷却した後、引き続いてエアサッカーにて5000m/分で引き取り、これを開繊して移動するコンベアの捕集面上に堆積することでウエブを形成した。次いでこのウエブをエンボスロールからなる部分熱圧着装置に通し、ロール温度100℃、圧着面積率14.9%、圧着点密度21.9個/cm2、線圧196N/cmの条件にて熱圧着し、単糸繊度3.3dtexのポリ乳酸系重合体のみからなる目付130g/m2の長繊維不織ウエブを得た。
Comparative Example 1
A non-woven fabric was produced using a polylactic acid polymer. That is, L-lactic acid / D-lactic acid = 98.6 / 1.4 mol% L-lactic acid / D-lactic acid copolymer having a melting point of 168 ° C. and an MFR of 65 g / 10 min has talc as an additive. Blended in a molten polylactic acid polymer to 0.5% by mass, melt-spun in a single phase from a circular spinneret at a spinning temperature of 210 ° C. and a single-hole discharge rate of 1.67 g / min. did. Next, the spun yarn shape was cooled with a cooling air flow, and subsequently taken up at 5000 m / min with an air soccer ball, which was opened and deposited on the collecting surface of a moving conveyor to form a web. . Next, the web is passed through a partial thermocompression bonding apparatus composed of an embossing roll, and thermocompression bonding is performed under the conditions of a roll temperature of 100 ° C., a crimping area ratio of 14.9%, a crimping point density of 21.9 pieces / cm 2 , and a linear pressure of 196 N / cm. Thus, a long-fiber non-woven web having a basis weight of 130 g / m 2 made of only a polylactic acid polymer having a single yarn fineness of 3.3 dtex was obtained.
次に、この不織ウエブに繊維質量100質量部に対してシリコン系の油剤を1質量%付着させ、ニードルパンチ処理を施し、構成繊維同士を三次元的に交絡させて目付131g/m2の不織布を得た。ニードルパンチ条件は、#40のレギュラーバーブのパンチ針を用いて、針深度10mm、針密度45回/cm2とした。次いで、アクリル系バインダー樹脂液(BASF社製 商品名「アクロデュア945L」)を水で薄めたバインダー樹脂液を準備し、構成繊維同士が三次元的に交絡した不織布に、このバインダー樹脂液を含浸させて、乾燥および熱処理を行うことによって、目付152g/m2のタフテッドカーペット用一次基布を得た。したがって、バインダー樹脂の付着量は14質量%である。 Next, 1% by mass of a silicone-based oil agent is attached to the nonwoven web with respect to 100 parts by mass of the fiber, needle punching is performed, and the constituent fibers are three-dimensionally entangled to have a basis weight of 131 g / m 2 . A nonwoven fabric was obtained. The needle punching conditions were a needle depth of 10 mm and a needle density of 45 times / cm 2 using a # 40 regular barb punch needle. Next, prepare a binder resin solution obtained by diluting an acrylic binder resin solution (trade name “Acrodure 945L” manufactured by BASF) with water, and impregnate the binder resin solution into a nonwoven fabric in which the constituent fibers are entangled three-dimensionally. Thus, a primary base fabric for tufted carpet having a basis weight of 152 g / m 2 was obtained by drying and heat treatment. Therefore, the adhesion amount of the binder resin is 14% by mass.
実施例1〜4、比較例1で得られたタフテッドカーペット用一次基布の物性を表1に示す。 Table 1 shows the physical properties of the primary base fabric for tufted carpet obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1.
これに対し、比較例1のタフテッドカーペット用一次基布は、ポリ乳酸系重合体のみからなる繊維によって構成されるものであったため、高温雰囲気下での強力低下は極めて大きく、高温雰囲気下での使用が期待できるものではなかった。 On the other hand, since the primary base fabric for tufted carpet of Comparative Example 1 was composed of fibers made only of a polylactic acid-based polymer, the strength decrease under a high temperature atmosphere was extremely large. The use of was not expected.
[タフト加工]
得られた実施例1〜4、比較例1のタフテッドカーペット用一次基布に、パイル糸をタフティングした。パイル糸は、1890デシテックス/108フィラメントのナイロン捲縮糸を用い、タフティングマシンにより、ゲージ10本/2.54cm、10ステッチ/2.54cm、パイル高さ5mmとして、パイル糸使用量447g/m2の条件にてタフティングを行い、一次基布にパイルが植設された生機を得た。
[Tufting]
The pile yarn was tufted on the obtained primary base fabric for tufted carpets of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1. The pile yarn is 1890 decitex / 108 filament nylon crimped yarn, and the tufting machine has 10 gauges / 2.54cm, 10 stitches / 2.54cm, pile height 5mm, pile yarn usage 447g / m Tufting was performed under the conditions of 2 to obtain a living machine in which a pile was planted on the primary base fabric.
得られた実施例1〜4、比較例1の生機について、室温下と130℃雰囲気下での引張強力、伸度を測定し、その結果を表1に示す。 About the obtained raw machine of Examples 1-4 and the comparative example 1, the tensile strength and elongation in room temperature and 130 degreeC atmosphere were measured, and the result is shown in Table 1.
実施例1〜4の生機は、高温雰囲気下でのタテ方向の引張強力が70N/5cm幅以上、破断時の伸度がタテ方向、ヨコ方向共に50%以上であり、高温雰囲気下でも容易に変形やへたりが生じにくく、カーペットの製造工程にて付与される熱に対する熱安定性に優れ、熱成型の際に成型型枠に追随して良好に成型できることが期待できるものであり、自動車用の成型カーペット等への展開が期待できる。 In the raw machines of Examples 1 to 4, the tensile strength in the vertical direction in a high temperature atmosphere is 70 N / 5 cm width or more, the elongation at break is 50% or more in both the vertical direction and the horizontal direction, and easily in a high temperature atmosphere. It is unlikely to be deformed or sag, has excellent thermal stability against the heat applied in the carpet manufacturing process, and can be expected to be well molded following the molding form during thermoforming. It can be expected to be used for molding carpets.
一方、比較例1の生機は、高温雰囲気下での強力、伸度は共に低く、耐熱性や熱安定性には劣るものであり、良好な熱成型が期待できるものではなかった。 On the other hand, the raw machine of Comparative Example 1 was low in both strength and elongation in a high temperature atmosphere and inferior in heat resistance and thermal stability, and good thermoforming could not be expected.
1 芯部
2 葉部
3 多葉型複合繊維
1 Core 2 Leaf 3 Multileaf type composite fiber
Claims (6)
A tufted carpet in which pile yarn is planted on the primary base fabric for tufted carpet according to any one of claims 1 to 5.
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