JP2008081904A

JP2008081904A - 耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布

Info

Publication number: JP2008081904A
Application number: JP2006266292A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Matsunaga; 篤松永; Norihisa Yoshida; 典古吉田; Tatsuta Morioka; 辰太森岡
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-04-10

Abstract

【課題】耐熱性と耐湿熱性に優れ、しかも製造コストが高額とならない耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布を提供する。
【解決手段】ポリ乳酸系重合体を構成成分とし、テレフタル酸成分とエチレングリコ−ル成分とブタンジオ−ル成分とを含む共重合ポリエステル重合体を構成成分とする複合長繊維を構成繊維とする。ポリ乳酸系重合体の融点が１５０℃以上である。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、共重合ポリエステル重合体が鞘部を形成する芯鞘複合型であるか、または、共重合ポリエステル重合体がポリ乳酸系重合体の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複合型である。複合長繊維同士が三次元的に交酪し一体化して長繊維不織布を構成しており、バインダー樹脂が付着している。
【選択図】なし

Description

本発明は、耐熱性と耐湿熱性に優れた、植物由来の樹脂からできている、耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布に関するものである。

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。その一方で、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、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、耐熱性、コストのバランスが最も優れている。そして、限りある資源である石油を原料とするものではなく植物由来であることからも、これを利用した繊維の開発が急ピッチで行われている。

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が知られている。この一次基布は、パイルをタフティング（パイルを植え込む）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ることができ、さらに生機にバッキング処理を行うことによってカーペットが得られる。

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生機に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。このとき、一次基布には、熱溶融したバッキング材が接触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うる、すなわち、熱により変形しにくい、熱安定性が求められる。

また本出願人は、カーペットの基布として好適に用いることができるポリ乳酸系重合体からなる不織布として、特許文献１に記載の技術を提案している。
すなわち、特許文献１には、ポリ乳酸系重合体からなる長繊維ウエブと芳香族ポリエステルからなる長繊維ウエブとを積層した不織布が記載されている。この積層した不織布は、高温下での熱成形性が良好であるため、自動車用カーペット一次基布として使用することも可能である。しかし、両長繊維ウエブを一工程で積層することが困難であることから、積層不織布を製造する工程が長くなる。
特開２００６−５７１９７公報

本発明は、耐熱性と耐湿熱性に優れ、しかも製造コストが高額とならない耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布を提供することを課題とするものである。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、不織布の構成ポリマーに着目し、ポリ乳酸系重合体と、テレフタル酸成分、エチレングリコ−ル成分及びブタンジオ−ル成分を含む共重合ポリエステルとを構成成分とし、かつ特定の複合形態を採用した複合長繊維を用いることによって、ポリ乳酸系重合体により形成されるポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布に耐熱性を付与することができるということを見いだして、本発明に到達した。

すなわち、本発明の耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布は、ポリ乳酸系重合体を構成成分とするとともに、テレフタル酸成分とエチレングリコ−ル成分とブタンジオ−ル成分とを含む共重合ポリエステル重合体を構成成分とする複合長繊維を構成繊維とし、ポリ乳酸系重合体の融点が１５０℃以上であり、前記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、共重合ポリエステル重合体が鞘部を形成する芯鞘複合型であるか、または、ポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、共重合ポリエステル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複合型であり、前記複合長繊維同士が三次元的に交酪し一体化して長繊維不織布を構成しており、バインダー樹脂が付着していることを特徴とするものである。

本発明によれば、上記において、ポリ乳酸系重合体と共重合ポリエステルとの複合比が、質量比で、ポリ乳酸系重合体／共重合ポリエステル＝１／１〜１／３であることが好適である。

また本発明によれば、上記において、温度６０℃、湿度９５％ＲＨの恒温恒湿雰囲気下に１０００時間曝露した後の引張強力保持率が５０％以上であることが好適である。

本発明の耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布は、構成繊維の断面形態が、ポリ乳酸系重合体を芯成分とするとともに、テレフタル酸成分とエチレングリコ−ル成分とブタンジオ−ル成分とを含みかつ前記ポリ乳酸系重合体よりも高融点の共重合ポリエステル重合体によって前記芯成分を取り囲むものであるため、高温条件下での引張強力及び伸度すなわち耐熱性に優れ、このため、タフト後の強力保持率、タフト後の強力保持性も優れたものとすることができる。

本発明の耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布は、複合長繊維を構成繊維とする不織布にて形成されており、この複合繊維は、ポリ乳酸系重合体を構成成分とするとともに、テレフタル酸成分と、エチレングリコ−ル成分とブタンジオ−ル成分を含む共重合ポリエステル重合体を構成成分とする。この複合長繊維が堆積され、スパンボンド法により不織布化されたものであることが好適である。

まず、ポリ乳酸系重合体について説明する。
本発明に用い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、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。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。

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。融点が１５０℃以上であることで、ポリ乳酸系重合体は高い結晶性を有し、このためカーペットを製造する際の熱処理加工時の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る。

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。共重合比率がこの範囲を外れると、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。

次に共重合ポリエステルについて説明する。
本発明に用いる共重合ポリエステルは、テレフタル酸成分とエチレングリコール（ＥＧ）成分と、ブタンジオール（ＢＧ）成分とを含む共重合ポリエステルであり、ＥＧ成分とＢＤ成分との共重合比率（モル比）を変化させることにより、その融点が１６０〜２００℃の範囲を推移する。

共重合ポリエステルは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が２０℃以上８０℃以下であることが好ましい。Ｔｇが２０℃未満では、溶融紡糸時に単糸間に密着が発生しやすく、製糸性が悪くなりやすい。また、Ｔｇが８０℃を超えるポリマーでは、溶融紡糸後に冷却するための冷却工程を長くとることが必要になり、短く限られた距離にて一気に冷却するスパンボンド法で不織布を製造することは不可能である。

共重合ポリエステルは、上記の融点範囲となるように選定され、テレフタル酸成分、エチレングリコ−ル成分、ブタンジオ−ル成分を重合することにより得ることができる。なお、共重合ポリエステルは、本発明の効果を損なわない範囲で、イソフタル酸、フタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ジエチレングリコ−ル、トリエチレングリコ−ルなどの共重合成分を少量含有していてもよい。

ポリ乳酸系重合体および共重合ポリエステル重合体には、各々必要に応じて、艶消し剤、顔料、結晶核剤、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、耐電防止剤、充填剤等の各種添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲で添加してもよい。とりわけ、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の結晶核剤を添加することが、紡出・冷却工程での糸状間融着（ブロッキング）を防止するために好ましい。この結晶核剤は、０．１〜５質量％の範囲で用いるのが好ましい。

本発明の耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布を構成する繊維の複合形態は、ポリ乳酸系重合体を芯部に配するとともに共重合ポリエステルを鞘部に配した芯鞘複合型であるか、または、ポリ乳酸系重合体を芯部に配するとともに共重合ポリエステル重合体を芯部の外周を取り囲むように複数の突起状の葉部として配した多葉複合型であることが必要である。

ポリ乳酸系重合体を芯部に配置し、その芯部を、共重合ポリエステル重合体の鞘部で覆うか、あるいは共重合ポリエステル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って、ポリ乳酸系重合体に外部からの熱が伝わりにくくすることができるとともに、高温高湿下に曝露されたときに、ポリ乳酸系重合体が加水分解を受けにくい形態とすることができる。これにより、高温高湿下におけるポリ乳酸系重合体の力学特性の低下を抑制することができる。

図１、２は、本発明における多葉複合型の繊維の横断面の例を示す模式図である。図１、２のいずれの繊維も、ポリ乳酸系重合体が芯部１を形成し、共重合ポリエステル重合体が葉部２を形成している多葉複合型繊維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。このような多葉複合型繊維の構成であると、葉部２が突起状すなわち突出していることから、異形度が高くなるため、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を奏する。

多葉複合型における葉部の数は、３〜１０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、外部からの熱が芯部のポリ乳酸系重合体に伝わりやすくなったり、加水分解の影響を受けやすくなったりして、本発明の目的が達成されにくい傾向となる。一方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形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、それぞれの葉部が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。葉部が横断面の外周上に片寄って位置すると、紡糸工程において、紡糸糸条がニーリングを発生するため好ましくない。

複合長繊維におけるポリ乳酸系重合体と共重合ポリエステル重合体との複合比（質量比）は、ポリ乳酸系重合体／共重合ポリエステル重合体＝１／１〜１／３であることが好ましい。共重合ポリエステル重合体に対する芯部のポリ乳酸系重合体の比率が１／１を超えると、繊維全体に占めるポリ乳酸系重合体の比率が高くなり、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やすくなる。一方、共重合ポリエステル重合体に対する芯部のポリ乳酸系重合体の比率が１／３未満となると、ポリ乳酸系重合体の占める割合が低くなり、本発明の目的の一つである植物由来の樹脂（ポリ乳酸系重合体）を使い環境に配慮したタフテッドカーペット用一次基布を得ようとする目的からはずれてしまう。

本発明における複合長繊維の単糸繊度は、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。単糸繊度が０．５デシテックス未満であると、紡糸延伸工程において糸切れが頻繁に発生し、操業性が悪化するとともに、得られるタフテッドカーペット用一次基布を構成する長繊維不織布の機械的強度が劣るため、実用的でなくなる。一方、単糸繊度が１１デシテックスを超えると、紡糸糸条の冷却性に劣り、糸条同士が密着しやすくなる。

本発明の耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布を構成する長繊維不織布は、目付が８０〜２００ｇ／ｍ^２の範囲にあることが好ましく、より好ましくは１００〜１５０ｇ／ｍ^２である。目付が８０ｇ／ｍ^２未満であると、機械的強力に劣り実用的でない。一方、目付が２００ｇ／ｍ^２を超えると、コスト面で不利である。

本発明のポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布は、複合長繊維同士が三次元的に交酪し一体化して長繊維不織布を構成しているものであるが、ニードルパンチ処理によって繊維同士が互いに交絡されたニードルパンチ不織布であることが好ましい。ニードルパンチ不織布は、構成繊維同士が、２次元方向のみでなく、厚み方向にも絡みあっているため、タフティング処理の際に基布が層間剥離を起こさず、このため形態保持性を良好にすることができる。

本発明の耐熱性ポリ乳酸系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を向上させるために、基布にバインダー樹脂を付着させて、構成繊維同士の接点をバインダー樹脂により接着させたものである。バインダー樹脂の付着量（固形分付着量）は、カーペット用一次基布の総質量に対し、２〜２０質量％であることが好ましい。樹脂の付着量が２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ない。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樹脂が多くなりすぎて、パイル糸をタフティングする際に繊維の自由度が失われてタフティング用針が基布を貫通しにくくなり、また得られるカーペットの柔軟性も劣る傾向となる。

本発明に用いられ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バインダー樹脂としてのポリ乳酸系重合体に共重合した共重合体を採用するのが好ましい。また、この共重合体をメラミン樹脂、フェノール樹脂、ホルムアルデヒド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。

本発明の耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布は、温度６０℃、湿度９５％ＲＨの恒温恒湿雰囲気下に１０００時間曝露した後の引張強力保持率が５０％以上であることが好ましい。上記条件下における引張強力保持率が５０％未満であると、例えば、炎天下に晒される自動車の車内の部材であるカーペットの一次基布として使用する際に、耐久性が低く、基材が劣化しやすいという不都合が生じる。

本発明の耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布において、温度６０℃、湿度９５％ＲＨの恒温恒湿雰囲気下に１０００時間曝露した際の引張強力保持率が５０％以上であることを達成させるためには、一次基布を構成する複合繊維のポリ乳酸系重合体と共重合ポリエステル重合体との複合比を、先に述べた範囲とすることが必要である。

本発明の耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布は、１３０℃での最大強力がタテ方向、ヨコ方向ともに４０Ｎ／５ｃｍ幅以上であり、このカーペット用一次基布の破断時の伸度が、不織布のタテ方向、ヨコ方向ともに４０％〜１００％であることが好ましい。最大強力が４０Ｎ/５ｃｍ未満、破断時の伸度が４０％未満であると、耐熱性ポリ乳酸系カーペット用一次基布を構成する繊維の自由度が小さく、伸びにくいものであり、力が加わったときに破れやすくなる。最大強力の上限は、２００Ｎ／５ｃｍ幅程度であればよい。

本発明の耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布には、タフト後の染色工程、バッキング工程において、不織布のヨコ方向に強力を要するため、上記最大強力とともに、タフト後の不織布ヨコ方向の強力保持率、すなわち、不織布ヨコ方向についての、（タフト後の引張強力）／（タフト前の引張強力）が、８０％以上であることが好ましい。

次に、本発明の耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布の製造方法について説明する。この一次基布を構成する長繊維不織布は、いわゆる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。

まず、ポリ乳酸系重合体と共重合ポリエステル重合体を用意する。用意したポリ乳酸系重合体と共重合ポリエステル重合体とを個別に溶融計量し、例えばポリ乳酸系重合体が芯部を形成し共重合ポリエステル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、この口金より紡出した紡出糸条を従来公知の横吹付や環状吹付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繊維化したうえで引き取る。

このときの牽引速度は、３０００〜６０００ｍ／分に設定することが好ましく、４０００〜５０００ｍ／分であることがより好ましい。牽引速度が３０００ｍ／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が劣りやすくなる。一方、牽引速度が６０００ｍ／分を超えて高すぎると、紡糸安定性に劣りやすくなる。

牽引細化した複合長繊維は、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、それによって不織ウエブを形成する。その後、この不織ウエブに熱圧着装置を用いて部分的熱圧着を施すことで、仮に一体化する。不織ウエブに部分的な熱圧着処理を施すに際しては、加熱されたエンボスロールと表面が平滑な金属ロールとを用いて不織ウエブに点状融着区域を形成する方法が好ましい。

熱圧着処理時の温度は、共重合ポリエステル重合体が溶融または軟化する温度に設定するとよく、処理時間等に応じて適宜選択する。例えば、熱エンボス装置に通す場合のロールの表面温度は、繊維の外周側の成分である共重合ポリエステル重合体の融点よりも５０〜１００℃低い温度に設定することが好ましい。共重合ポリエステル重合体の融点よりも１００℃を超えた低い温度に設定すると、部分的な熱圧着処理による仮の一体化が不十分となって、後工程のニードルパンチ工程にいくまでに工程中の張力に耐えきれず、不織ウエブが素抜けたりして不織布化が困難となったりする。一方、共重合ポリエステル重合体の融点よりも５０℃低い温度を超えた高い温度に設定すると、部分的な熱圧着処理による一体化がなされすぎて、後工程のニードルパンチ工程において、部分的な熱圧着部における繊維が切断されやすく、得られた不織布は機械的特性に劣るものとなる。

繊維同士の交絡処理であるニードルパンチ工程では、ニードルパンチの針密度（パンチ密度）は、２０〜１００回／ｃｍ^２とするのが好ましい。針密度が２０回／ｃｍ^２未満であると、繊維同士の絡み合いの程度が低く、一方針密度が１００回／ｃｍ^２を超えると、長繊維の損傷が激しく、繊維自体の強力が著しく低下してしまい、不織布強力に劣るものとなる。

バインダー樹脂の付着は、次のようにして行う。すなわち、水中に乳化分散させたバインダー樹脂液に繊維同士を交絡させた不織布を含浸させる、あるいは前記バインダー樹脂液をスプレー等で不織布に付与する。バインダー樹脂液を付与した後は、乾燥処理を施して、所望量のバインダー樹脂を繊維に付着させる。

次に、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。ただし、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。

以下の実施例、比較例における各種物性値の測定は、以下の方法により実施した。

（１）メルトフローレート値（ｇ／１０分）：ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８（Ｅ）に記載の方法に準じて温度２１０℃で測定した。以降、メルトフローレート値を「ＭＦＲ値」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）を用いて、試料質量を５ｍｇ、昇温速度を１０℃／分として測定し、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）目付（ｇ／ｍ^２）：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、平衡水分にした後、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／ｍ^２）とした。

（５）引張強力（Ｎ／５ｃｍ幅）および伸度（％）：不織布のタテ方向（ＭＤ）およびヨコ方向（ＣＤ）について、それぞれ、試料長２０ｃｍ、試料幅５ｃｍの試料片各１０点を作製し、各試料について、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、つかみ間隔１０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分で伸張したときの切断時荷重値（Ｎ／５ｃｍ幅）の１０点の平均値を引張強力（Ｎ／５ｃｍ幅）とした。また、上記条件で得られた切断時の伸度（％）の平均値を伸度（％）とした。

（６）高温雰囲気下での引張強力（Ｎ／５ｃｍ幅）、伸度（％）：１３０℃の高温雰囲気下で、ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に準じて測定した。すなわち、不織布のタテ方向およびヨコ方向について、それぞれ、試料長２０ｃｍ、試料幅５ｃｍの試料片各１０点を作製した。そして、１３０℃の高温雰囲気下にある定速伸長型引張試験機（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分間放置後に、引張速度２０ｃｍ／分で伸長し、得られた切断時荷重値（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伸度（％）とした。

（７）タフテッドカーペット用基布の耐加水分解性（％）：温度６０℃、湿度９５％の恒温恒湿器内に試料を入れ、１０００時間暴露した後の引張強力を上記（５）に従って測定し、次式によって求められる暴露後の強力保持率を耐加水分解性として評価した。
耐加水分解性（％）＝（暴露後の引張強力／暴露前の引張強力）×１００

（８）タフテッドカーペット用基布の熱収縮率（％）：２０ｃｍ×２０ｃｍの試料を温度１４０℃で５分間放置した後に、試料の基布を構成する不織布のヨコ方向の収縮率を下式により算出して、タフテッドカーペット用基布の熱収縮率とした。なお、下式においては、Ｌは５分間放置後のヨコ方向の試料の長さ（ｃｍ）である。
熱収縮率（％）＝[（２０−Ｌ）／２０]×１００

（９）引張強力のタフト後保持率（％）およびタフト後保持性：基布にパイルをタフティングした後、タフト後の物性として上記（５）に記載の方法により引張強力を測定し、下記式のように保持率を算出した。

タフト後保持率（％）＝タフト後の引張強力／タフト前の引張強力
また、求めた保持率より、保持性について、下記３段の評価を行った。なお、タフト後の染色工程、バッキング工程等において特に基布を構成する不織布のヨコ方向に強力を要するため、保持率の評価はヨコ方向のみ行った。

タフト後保持性○：タフト後保持率が１００％を超える
タフト後保持性△：タフト後保持率が８０〜１００％
タフト後保持性×：タフト後保持性が８０％未満
タフトの条件は、次の通りとした。すなわち、１８９０デシテックス／１０８フィラメントのナイロン捲縮糸をパイル糸として用い、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４４７ｇ／ｃｍ^２の条件にてタフティングを行った。これによって、一次基布にパイルが植設された生機を得て、供試サンプルとした。

（実施例１）
芯成分として、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（以下「Ｐ１」と略記する）を用意した。一方、鞘成分として、テレフタル酸成分と、エチレングリコ−ルと、１，４−ブタンジオ−ルとを含み、相対粘度が１．３９、融点が１８０℃の、日本エステル社製共重合ポリエステル（以下「Ｐ２」と略記する）を用意した。

そして、Ｐ１とＰ２との複合比が質量比でＰ１：Ｐ２＝１：１となるように、また芯成分のＰ１の溶融重合体中にタルク０．５質量％となるように、個別に計量した後、それぞれ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２３０℃で溶融し、芯成分にＰ１が配置され鞘成分にＰ２が配置される芯鞘型横断面を形成可能な紡糸口金を用いて、単孔吐出量１．３８ｇ／分の条件下で溶融紡糸した。

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４５００ｍ／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、３．３デシテックスであった。

次いで、この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熱エンボス装置に通して熱処理を施し、目付１２８ｇ／ｍ^２の長繊維不織布を得た。熱エンボス条件としては、両ロールの表面温度を１００℃とし、線圧を３０ｋｇ／ｃｍとした。エンボスロールは、個々の面積が０.６ｍｍ^２の円形の彫刻模様で、圧接点密度が２０点／ｃｍ^２、圧接面積率が１５％のものを用いた。

この後、ＲＰＤ４０＃のニードル針を植えこんだニードルパンチング機械にこの不織布を通し、針密度４５回／ｃｍ^２でニードルパンチを行って、不織布の構成繊維同士を機械的に交絡させた。次いで、バインダーの付着量（固形分）が長繊維不織布の質量に対して１０質量％となるようにアクリル系バインダー樹脂液を付着させて、目付１４０ｇ／ｍ^２の耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布を製造した。

（実施例２）
Ｐ１とＰ２との複合比が質量比で１：２となるようにした以外は実施例１と同様にして、耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布を製造した。

（実施例３）
長繊維不織布の目付を１０８ｇ／ｍ^２としたこと以外は実施例１と同様にして、目付１２０ｇ／ｍ^２の耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布を製造した。

（実施例４）
芯成分として、融点１６８℃、ＭＦＲ６０ｇ／１０分のＬ−乳酸／Ｄ−乳酸＝９８.６/１.４モル％のＬ−乳酸／Ｄ−乳酸(以下「Ｐ３」と略記する)を用意した。鞘成分として、実施例１と同様のＰ２を用意した。

そして、Ｐ３とＰ２との複合比が質量比でＰ３：Ｐ２＝１：１となるように、また芯成分のＰ３の溶融重合体中にタルク０．５質量％となるように、個別に計量した後、それぞれ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２３０℃で溶融し、芯成分にＰ３が配置され鞘成分にＰ２が配置されるような芯鞘型横断面となる紡糸口金を用いて、単孔吐出量１．３８ｇ／分の条件下で溶融紡糸した。

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４５００ｍ/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、３．３デシテックスであった。

それ以降は実施例１と同様にして、耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布を製造した。

（実施例５）
鞘成分のＰ２の溶融重合体にタルクを０．５質量％となるように添加したこと以外は実施例１と同様にして、耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布を製造した。

（実施例６）
鞘成分として、テレフタル酸成分と、エチレングリコ−ルと、１，４−ブタンジオ−ルとを含み、相対粘度が１．４４、融点が２００℃の、日本エステル社製共重合ポリエステル（以下「Ｐ４」と略記する）を用意した。そして、Ｐ４の重合体中に０．５質量％となるようにタルクを添加したものを用いた。

それ以外は実施例５と同様にして、耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布を製造した。

（実施例７）
バインダー樹脂としてポリビニルアルコールを使用したこと以外は実施例５と同様にして、耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布を製造した。

（実施例８）
芯成分としてＰ１を用意し、葉成分としてＰ２を用意した。

さらに、Ｐ１をベースとしてタルクを２０重量％練り込み含有したマスターバッチを用いた。
そして、Ｐ１とＰ２との複合比が質量比でＰ１：Ｐ２＝１：１となるように、またタルクがＰ１の溶融重合体中に２質量％となるように、個別に計量した後、それぞれ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２３０℃で溶融し、周方向に並んだ６つの葉部の中央側に芯部が配置されるような繊維横断面となる紡糸口金を用いて、Ｐ１が芯部となりＰ２が葉部となるように、単孔吐出量２．８ｇ／分の条件下で溶融紡糸した。

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４６００ｍ／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５．５デシテックスであり、断面形状は図２に示すとおりであった。

次いで、この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熱エンボス装置に通して熱処理を施し、目付１２８ｇ／ｍ^２の長繊維不織布を得た。熱エンボス条件としては、両ロールの表面温度を１００℃とし、線圧を３０ｋｇ／ｃｍとした。エンボスロールは、個々の面積が０.６ｍｍ^２の円形の彫刻模様で、圧接点密度が２０点/ｃｍ^２、圧接面積率が１５％のものを用いた。

（実施例９）
Ｐ１にタルクを添加することに代えて、耐加水分解剤としてのカルボジイミド化合物（日清紡社製、品番ＬＡ−１）を、Ｐ１に対し含有量２．０質量％となるように混合したものを芯成分とした。それ以外は実施例１と同様にして、耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布を製造した。

（比較例１）
融点が１６８℃、ＭＦＲが７０ｇ／１０分であるＬ−乳酸／Ｄ−乳酸＝９８.６／１.４モル％のＬ−乳酸／Ｄ−乳酸共重合体を用い、これにタルクを０．５質量％含有させ、丸型の紡糸口金より、紡糸温度２１０℃、単孔吐出量１．６７ｇ／分で溶融紡糸した。次に紡出糸状を冷却空気流にて冷却した後、引き続いてエアーサッカーにて５０００ｍ／分で引き取り、これを開繊し移動するコンベアの捕集面上に堆積して、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／ｃｍ^２、線圧６０ｋｇ／ｃｍの条件にて部分的に熱圧着し、単糸繊度３．３デシテックスの長繊維からなる目付１３５ｇ／ｍ^２の長繊維不織布を得た。

このポリ乳酸系重合体からなる長繊維不織布にシリコン系の油剤を０．５質量％付着させ、ニードルパンチ処理にて不織布の構成繊維同士を機械的に交絡させた。ニードルパンチ条件は、針密度４５回/ｃｍ^２、針深度１０ｍｍとした。この後、バインダーの付着量（固形分）が長繊維不織布の質量に対して１０質量％となるようにアクリル系バインダー樹脂液を付着させて、目付１５０ｇ／ｍ^２のポリ乳酸系カーペット用基布を得た。

実施例１〜９、比較例１の基布と、この基布を用いて得られたタフテッドカーペットとの物性を表１に示す。

表１に示すように、本発明の耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布を構成する実施例１〜９の不織布は、構成繊維の断面形態が、ポリ乳酸系重合体を芯成分とするとともに、テレフタル酸成分とエチレングリコ−ル成分とブタンジオ−ル成分とを含みかつ前記ポリ乳酸系重合体よりも高融点の共重合ポリエステル重合体によって前記芯成分を取り囲んだものであったため、高温条件下での引張強力及び伸度すなわち耐熱性に優れ、また熱収縮率も小さく、高温下での熱変形が生じにくいものであった。このため、タフト後の強力保持率、タフト後の強力保持性も優れたものであった。しかも、耐加水分解性にも優れたものであった。

これに対し比較例１の不織布は、上記のような断面形態でなく、ポリ乳酸系重合体のみを用いた単相の繊維によって構成されたものであったため、実施例１〜９のものに比べて、高温条件下での引張強力及び伸度すなわち耐熱性が劣ったものであった。このため、タフト後の強力保持率、タフト後の強力保持性も劣ったものであった。耐加水分解性は、測定不能、すなわち恒温恒湿器内にて暴露試験中に分解がはじまり、不織布の形態が損なわれ、試験後は自重にも耐えられずに不織布片が脱落してしまう状態であった。

本発明の実施の形態の耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布を構成する多葉複合型繊維の横断面の例を示す模式図である。本発明の実施の形態の耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布を構成する多葉複合型繊維の横断面の他の例を示す模式図である。

符号の説明

１芯部
２葉部
３多葉複合型繊維

Claims

ポリ乳酸系重合体を構成成分とするとともに、テレフタル酸成分とエチレングリコ−ル成分とブタンジオ−ル成分とを含む共重合ポリエステル重合体を構成成分とする複合長繊維を構成繊維とし、ポリ乳酸系重合体の融点が１５０℃以上であり、前記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、共重合ポリエステル重合体が鞘部を形成する芯鞘複合型であるか、または、ポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、共重合ポリエステル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複合型であり、前記複合長繊維同士が三次元的に交酪し一体化して長繊維不織布を構成しており、バインダー樹脂が付着していることを特徴とする耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布。
ポリ乳酸系重合体と共重合ポリエステルとの複合比が、質量比で、ポリ乳酸系重合体／共重合ポリエステル＝１／１〜１／３であることを特徴とする請求項１項記載の耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布。
温度６０℃、湿度９５％ＲＨの恒温恒湿雰囲気下に１０００時間曝露した後の引張強力保持率が５０％以上であることを特徴とする請求項１または２項記載の耐熱性ポリ乳酸系タフテッドカーペット用一次基布。