トップ :: D 繊維 紙 :: D01 天然または人造の糸または繊維;紡績

【発明の名称】 座屈捲縮糸およびカーペット
【発明者】 【氏名】木村 敏明

【氏名】西村 元克

【氏名】橋本 浩二

【要約】 【課題】本発明の課題は、非石油系ポリマであるポリ乳酸ポリマを含む座屈捲縮糸およびカ−ペットの耐摩耗性や耐ヘタリ性等の耐久性を改善し、かつ踏み心地性や風合い等の官能特性も改善した、カ−ペットとして好適な座屈捲縮糸およびそれを用いてなるカ−ペットを提供することにある。

【構成】ポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)のブレンドポリマからなる捲縮伸長率が5〜25%の座屈捲縮糸であって、該座屈捲縮糸の各フィラメントの断面積変動率(CV%)が0.1〜5.0%であることを特徴とする座屈捲縮糸、および該座屈捲縮糸を用いたカ−ペット。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)のブレンド比率(A)/(B)が、重量比で50/50〜10/90のブレンドポリマからなる座屈捲縮糸であって、捲縮伸長率が5〜25%であり、かつ各フィラメントの断面積変動率(CV%)が0.1〜5.0%であることを特徴とする座屈捲縮糸。
【請求項2】
ポリアミドポリマ(B)の融点が180〜230℃であることを特徴とする請求項1記載の座屈捲縮糸。
【請求項3】
ポリアミドポリマ(B)が、ポリカプラミドまたはカプロラクタムを主成分とする他のポリアミド成分との共重合ポリマであることを特徴とする請求項1または2記載の座屈捲縮糸。
【請求項4】
さらに高級アルキルアミド化合物を(C)を(A)〜(C)成分の合計を100重量%として、0.1〜1.0重量%含有していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載の座屈捲縮糸。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか記載の座屈捲縮糸を用いたカ−ペット。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、非石油系ポリマであるポリ乳酸ポリマを含む座屈捲縮糸およびカ−ペットに関する。特に、耐摩耗性や耐ヘタリ性等の耐久性が著しく改善され、かつ踏み心地性や風合い等の官能特性も改善された、カ−ペットとして好適な座屈捲縮糸およびそれを用いたカ−ペットに関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、化石燃料資源の枯渇対策や地球温暖化防止のために、植物資源を原料とする脂肪族ポリエステルポリマによって従来の石油系ポリマからなる合成繊維を代替しようとして、開発が活発に行われている。
【0003】
中でもポリ乳酸繊維は、力学的特性、熱的特性が実用製品として利用できる可能性があり、また最近はポリマコストも現実的な価格になりつつあることから、開発が盛んに行われている。しかしながら、大きな期待にもかかわらずポリ乳酸繊維の特性をそのまま活かせる用途は少なく、また、ポリ乳酸の欠点特性を改良する技術開発も行われているものの、その成果は十分ではない。そのため、ポリ乳酸繊維の生産・販売量は未だに少なく、早期拡大が切望されている。
【0004】
そこで、従来のポリ乳酸繊維の特性を活かせる用途、その特性で満足できる用途、および最近の改善技術を利用できる用途開発とは別に、従来の合成繊維に混合して用いることによって合成繊維の一部をポリ乳酸繊維で代替しようという試みがなされている。ポリ乳酸繊維を混合して用いる方法としては、混織、混繊、複合繊維、ブレンド繊維等がある。本発明はポリ乳酸ポリマとポリアミドポリマのブレンドポリマからなる捲縮糸を提案するものであるが、これまでに開示されている技術として、例えば特許文献1、特許文献2が挙げられる。
【0005】
特許文献1には脂肪族ポリエステルにポリアミドがブレンドされて海島構造を形成した樹脂組成物が開示されている。しかし特許文献1に記載の樹脂組成物はポリ乳酸を主成分としているため均一ブレンドが不十分であり、ポリ乳酸成分が一部繊維表面に露出してしまうため、耐摩耗性、耐ヘタリ性、踏み心地性、風合いが不十分であった。
【0006】
一方、特許文献2にはポリアミド中にポリエステルが微分散したポリマーアロイ繊維が開示されている。しかし特許文献2に記載の繊維は部分配向糸であり、延伸工程で仮撚りを行っているため、耐摩耗性、耐ヘタリ性、踏み心地性、風合いが不十分であり、カーペットとしては好適ではなかった。
【特許文献1】特開2003−238775号公報
【特許文献2】特開2005−206961号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の課題は、非石油系ポリマであるポリ乳酸ポリマを含む座屈捲縮糸およびカ−ペットの耐摩耗性や耐ヘタリ性等の耐久性が改善され、かつ踏み心地性や風合い等の官能特性も改善された、カ−ペットとして好適な座屈捲縮糸およびそれを用いてなるカ−ペットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らが前述の課題について鋭意検討した結果、ポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)のブレンド比率(A)/(B)が、重量比で50/50〜10/90のブレンドポリマからなる座屈捲縮糸であって、捲縮伸長率が5〜25%であり、かつ各フィラメントの断面積変動率(CV%)が0.1〜5.0%であることを特徴とする座屈捲縮糸により前述の課題を解決することを見出した。
【0009】
すなわち、本発明は以下の構成からなる。
1.ポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)のブレンド比率(A)/(B)が、重量比で50/50〜10/90のブレンドポリマからなる座屈捲縮糸であって、捲縮伸長率が5〜25%であり、かつ各フィラメントの断面積変動率(CV%)が0.1〜5.0%であることを特徴とする座屈捲縮糸。
2.ポリアミドポリマ(B)の融点が180〜230℃であることを特徴とする上記1記載の座屈捲縮糸。
3.ポリアミドポリマ(B)が、ポリカプラミドまたはカプロラクタムを主成分とする他のポリアミド成分との共重合ポリマであることを特徴とする上記1または2記載の座屈捲縮糸。
4.さらに高級アルキルアミド化合物を(C)を(A)〜(C)成分の合計を100重量%として、0.1〜1.0重量%含有していることを特徴とする上記1〜3のいずれか記載の座屈捲縮糸。
5.上記1〜4のいずれか記載の座屈捲縮糸を用いたカ−ペット。
【発明の効果】
【0010】
非石油系ポリマであるポリ乳酸ポリマを含む座屈捲縮糸およびカ−ペットの耐摩耗性や耐ヘタリ性等の耐久性が著しく改善され、かつ踏み心地性や風合い等の官能特性も改善されたカ−ペットとして好適な座屈捲縮糸およびそれを用いてなるカ−ペットを提供することができる。
【0011】
また、植物資源からなる本発明座屈捲縮糸およびカ−ペットを用いて従来の合成繊維捲縮糸およびカ−ペットを代替することにより資源が節約され、また二酸化炭素の循環による地球温暖化の抑制への貢献が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下に、本発明について詳細に説明する。
【0013】
本発明は、ポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)のブレンド比率(A)/(B)が、重量比で50/50〜10/90のブレンドポリマからなる座屈捲縮糸であって、捲縮伸長率が5〜25%であり、かつ各フィラメントの断面積変動率(CV%)が0.1〜5.0%であることを特徴とする座屈捲縮糸である。なお本発明のおける座屈捲縮糸とは、折り畳まれた状態の糸を意味し、例えば圧縮スタッフィングや流体加工スタッフィングなどの加工法により、スタッフィングボックスと呼ばれる箱やチューブの中に糸を押込んで、座屈捲縮を与えると同時に熱セットして座屈捲縮を固定することにより得られる。
【0014】
本発明のポリ乳酸ポリマ(A)は、乳酸やラクチド等の乳酸のオリゴマーを重合したものをいう。乳酸にはD−乳酸とL−乳酸の2種類の光学異性体が存在するため、その重合体もD体のみからなるポリ(D−乳酸)とL体のみからなるポリ(L−乳酸)および両者からなるポリ乳酸がある。ポリ乳酸中のD−乳酸、あるいはL−乳酸の光学純度は、それらが低くなるとともに結晶性が低下し、融点降下が大きくなる。融点は繊維の耐熱性を維持するために150℃以上であることが好ましいため、光学純度は90%以上であることが好ましい。
【0015】
また、ポリ乳酸ポリマ(A)中には低分子量残留物として残存ラクチドが存在するが、これら低分子量残留物は、延伸や座屈捲縮加工工程での加熱ヒーター汚れや染色加工工程での染め斑等の染色異常を誘発する原因となる。また、繊維や繊維成型品の加水分解を促進し、耐久性を低下させる。そのため、ポリ乳酸中の残存ラクチド量は好ましくは0.3重量%以下、より好ましくは0.1重量%以下、さらに好ましくは0.03重量%以下である。残留ラクチドの測定法としては、試料(ポリ乳酸ポリマー)1gをジクロロメタン20mlに溶解し、この溶液にアセトン5mlを添加し、さらにシクロヘキサンで定容して析出させ、島津社製GC17Aを用いて液体クロマトグラフにより分析し、絶対検量線にてラクチド量を求める方法が挙げられる。
【0016】
また、ポリ乳酸ポリマ(A)の性質を損なわない範囲で、乳酸以外の成分を共重合していてもよい。共重合する成分としては、ポリエチレングリコールなどのポリアルキレンエーテルグリコール、ポリブチレンサクシネートやポリグリコール酸などの脂肪族ポリエステル、ポリエチレンイソフタレートなどの芳香族ポリエステル、及びヒドロキシカルボン酸、ラクトン、ジカルボン酸、ジオールなどのエステル結合形成性の単量体が挙げられる。この中でも、ポリアミドポリマ(B)との相溶性がよいポリアルキレンエーテルグリコールが好ましい。このような共重合成分の共重合割合は融点降下による耐熱性低下を損なわない範囲で、ポリ乳酸樹脂に対して0.1〜10モル%であることが好ましい。
【0017】
また、ポリ乳酸ポリマ(A)の分子量は、耐摩耗性を高めるためには高い方が好ましいが、分子量が高すぎると、製糸工程で糸きれや毛羽が多発するなど延伸性が低下する傾向にある。重量平均分子量は耐摩耗性を保持するために8万以上であることが好ましく、10万以上がより好ましい。さらに好ましくは12万以上である。また、分子量が35万を越えると、前記したように延伸性が低下するため、結果として分子配向し難くなり繊維強度が低下する。そのため、重量平均分子量は35万以下が好ましく、30万以下がより好ましい。さらに好ましくは25万以下である。上記重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、ポリスチレン換算で求めた値である。
【0018】
本発明のポリアミドポリマ(B)は、融点が180〜230℃であることが好ましい。前記ポリ乳酸ポリマ(A)の融点は通常約170℃であるため、溶融ブレンドするポリアミドポリマ(B)はできるだけ融点の近いものが好ましい。しかし融点が180℃未満、特に、160〜180℃のポリアミドはポリ乳酸の融点にもっとも近く、均一ブレンドし易いが、かかるポリアミドを用いると、力学的および熱的に劣る繊維物性しか得られず、ブレンドすることによる改良効果が得られにくい。一方、融点が230℃を越えるポリアミドは、ポリ乳酸との均一なブレンドを達成できず、本発明効果を得られにくくなる。
【0019】
本発明のポリアミドポリマ(B)は、ポリカプラミドまたはカブロラクタムを主成分とする他のポリアミド成分との共重合ポリマが好ましい。好ましい共重合ポリマの例としては、カプロラクタム:99〜80重量%とヘキサメチレンアジパミド、トリメチレンアジパミド、ヘキサメチレンセバカミド等を1〜20重量%共重合したポリアミド等である。ポリカプラミドは従来からカ−ペット用捲縮糸として好適な素材であり、そのポリカブラミド成分をベ−スとした共重合ポリアミドは、ポリカプラミドよりは若干結晶性が低下するものの、融点がポリ乳酸ポリマ(A)に近づくためブレンド性が良好となり、均一なブレンドポリマが得られる。即ち、ポリカブラミドの有する耐摩耗性や耐ヘタリ性等、また踏み心地性や風合い等の官能特性等が、従来のポリ乳酸捲縮糸特性が大幅に改善され、これまで達成できなかったレベルの高品質のポリ乳酸ポリマ(A)を含む座屈捲縮糸が得られるようになるのである。
【0020】
本発明の座屈捲縮糸は、さらに高級アルキルアミド化合物(C)を(A)〜(C)成分の合計を100重量%として、0.1〜1.0重量%含有していることが好ましい。また本発明にかかる高級アルキルアミド化合物(C)としては、脂肪族ビスアミドおよびアルキル置換型の脂肪族モノアミドが好ましい。
【0021】
本発明にかかる脂肪族ビスアミドは、飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミドおよび芳香族系脂肪酸ビスアミド等の一分子中にアミド結合を2つ有する化合物を指す。脂肪族ビスアミドは、飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミドが好ましく、例えば、メチレンビスカブリル酸アミド、メチレンビスカブリン酸アミド、メチレンビスラウリン酸アミド、メチレンビスミリスチン酸アミド、メチレンビスパルミチン酸アミド、メチレンビスラウリン酸アミド、メチリンビスミリスチン酸アミド、メチレンビスパルミチン酸アミド、メチレンビスラウリン酸アミド、メチレンビスミリスチン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、メチレンビスイソステアリン酸アミド、メチレンビスベヘニン酸アミド、メチレンビスオレイン酸アミド、メチレンビスエルカ酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスイソステアリン酸アミド、エチレンビスベヘニン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ブチレンビスステアリン酸アミド、ブチレンビススベヘニン酸アミド、ブチレンビスオレイン酸アミド、ブチレンビスラウリン酸アミド、ブチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘニン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスエルカ酸アミド等である。特に、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスイソステアリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、およびエチレンビスオレイン酸アミド等が好ましい。
【0022】
また、本発明にかかるアルキル置換型の脂肪族モノアミドは、飽和脂肪酸モノアミドや不飽和脂肪酸モノアミド等のアミド水素をアルキル基で置き換えた構造の化合物を指し、例えば、N−ラウリルラウリン酸アミド、N−パルミチルパルミチン酸アミド、N−ステアリルステアリン酸アミド、N−ベヘニルベヘニン酸アミド、N−オレイルオレイン酸アミド、N−ステアリルオレイン酸アミド、N−オレイルステアリン酸アミド、N−ステアリルエルカ酸アミド、N−オレイルパルミチン酸アミド等である。
【0023】
上記高級アルキルアミド化合物(C)は、ポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)の溶融ブレンド時の滑剤、相溶剤として作用し、均一なブレンドを達成するために効果的である。また、特開2004−204407号公報および特開2004−277931号公報に開示されているように、ポリ乳酸繊維の耐摩耗性改善効果を有する。
【0024】
本発明にかかる高級アルキルアミド化合物(C)の含有量は、(A)〜(C)成分の合計を100重量%として、0.1〜1.0重量%が好ましく、より好ましくは、0.2〜0.8重量%である。0.1重量%未満では、ブレンド均一性および耐摩耗性向上効果は不明確であり、一方、1.0重量%を越えると、上記効果は飽和し、また製糸時の糸切れや毛羽が増えるため、好ましくない。
【0025】
本発明は、ポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)のブレンドポリマからなる座屈捲縮糸であるが、そのブレンド比率(A)/(B)が重量比で50/50〜10/90である。好ましくは、40/60〜20/70である。ポリ乳酸ポリマ(A)単独またはポリ乳酸ポリマ(A)比率が高い方が、化石燃料資源の枯渇対策や地球温暖化防止のために有効であるとして、従来技術ではそのような取り組みがなされてきた。しかしながら、捲縮糸需要量全体の中でポリ乳酸ポリマがどれだけ使用されるかが重要である。ポリ乳酸ポリマ単独又はポリ乳酸ポリマ比率は高いが、捲縮糸特性に劣り、あまり使用されない捲縮糸よりも、ポリ乳酸比率は低いものの、捲縮糸特性が良好なため多量に使用される捲縮糸の方が、本来の目的を達するものであると言える。すなわち本発明においては、ポリアミドポリマ(B)の比率が多ければ多いほど、捲縮糸特性は良好である。これは、ポリアミド捲縮糸の特性である耐摩耗性や耐ヘタリ性等の耐久性が改善され、かつ踏み心地性や風合いの優れた官能特性等も寄与するからである。
【0026】
本発明の座屈捲縮糸は、ポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)が均一にブレンドされていることを特徴とし、その結果、優れた捲縮特性および座屈捲縮糸の各フィラメントの断面積変動率が小さい等の特性が得られる。これらの特性は以下に示す方法により確認することができる。
【0027】
本発明の座屈捲縮糸は、捲縮伸長率が5〜25%、かつ各フィラメントの断面積変動率(CV%)が0.1〜5.0%であり、捲縮伸長率が10〜25%で、かつ各フィラメントの断面積変動率(CV%)が0.1〜3.0%であることが好ましい。
【0028】
捲縮伸長率はカ−ペットにした時のボリュ−ム感、カバリング性、踏み心地性等を発現する重要な捲縮糸特性であり、ナイロン捲縮糸が優れている。従って、本発明座屈捲縮糸もナイロン捲縮糸に近い特性を目標とし、15〜25%の範囲にあることが特に好ましい。5%未満では、従来のポリ乳酸捲縮糸と大差なく、不十分である。一方、25%を越える捲縮伸長率は現在の技術では達成できない。
【0029】
本発明の座屈捲縮糸は、捲縮伸長率が5〜25%であるため、従来のポリ乳酸捲縮糸に比べて著しく捲縮特性に優れ、高捲縮率でボリュ−ム感があり、また、カ−ペットにした時に耐ヘタリ性や耐摩耗性も良好である。ナイロン捲縮糸ほどではないものの、その捲縮特性は従来のポリ乳酸捲縮糸やポリエチレンテレフタレ−ト捲縮糸より格段に優れ、十分実用できるレベルである。
【0030】
本発明の座屈捲縮糸の、各フィラメントの断面積変動率(CV%)は、ポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)の溶融ブレンドの、均一性の実用的尺度である。ブレンドが均一に行われていないと、座屈捲縮糸の断面を観察した時に、座屈捲縮糸の各フィラメントの断面積がばらつく。即ち、各フィラメント毎に断面内のポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)の比率が異なり、その結果、断面積変動率が大きくなる。一般に、ポリ乳酸ポリマ(A)が多い部分は断面積が大きく、少ない部分は断面積が小さくなる。
【0031】
また、本発明の座屈捲縮糸の各フィラメントの断面積変動率(CV%)は、0.1〜5.0%である。これも、従来のポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)のブレンドポリマを用いた捲縮糸では達成できなかったレベルである。本パラメ−タは、ポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)の均一ブレンドが達成されていることを実用特性によって裏づけるものである。ポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)が均一にブレンドされていないと、座屈捲縮糸の各フィラメント間およびまたはフィラメントの長さ方向に、ポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)のブレンド比率の異なる部分が生じる。断面積変動率(CV%)が0.1%未満は、現状技術では達成できない。一方、5.0%を越えると、本発明効果が得らない。
【0032】
ポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)は均一に溶融ブレンドさせても分子レベルで十分に相溶するわけではない。しかし、両ポリマの融点および溶融粘度をできるだけ近づけ、相溶化剤の作用を有する高級アルキルアミド化合物(C)を含有させ、かつ、後述するが、紡糸パック中で混練してブレンドの均一性を高め、紡出糸の冷却パタ−ンを最適化させて均一ブレンド状態を保持して冷却固化させることによって、ポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)が分子レベルで十分に相溶した座屈捲縮糸となる。
【0033】
また本発明の座屈捲縮糸におけるポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)のブレンド状態は、海島構造を形成し、ポリアミドポリマ(B)の海にポリ乳酸ポリマ(A)が筋状に島を形成したものである。ポリ乳酸ポリマ(A)の筋は、通常のポリ乳酸ポリマ繊維の微細構造単位であるミクロフィブリルまたはマクロフィブリルの直径、即ち、0.01μm〜数μm、好ましくは数0.01μm〜0.1μmである。前記した通り、ポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)のブレンドにおいては、ポリアミドポリマ(B)比率が高いほど、均一ブレンドを達成するのに有利であり、ポリ乳酸ポリマ(A)の細い筋の形成も容易である。
【0034】
本発明座屈捲縮糸の単糸繊度は好ましくは5〜50dtexである。5dtex未満ではカ−ペット用としては耐摩耗性、耐ヘタリ性や踏み応え性に欠けるため好ましくない。50dtexを越えると、風合いが粗硬となり、カ−ペット用としては好まれない。
【0035】
本発明座屈捲縮糸の強度は、好ましくは、1.5〜4.0cN/dtexである。1.5cN/dtex未満では強度が低すぎ、耐摩耗性も低く、実用耐久性が不足する。一方、4.0cN/dtexを越える強度は現行技術では達成できない。
【0036】
なお、本発明の座屈捲縮糸の断面形状は丸断面、中空断面、多孔中空断面、三葉断面等の多葉断面、扁平断面、W断面、X断面その他の異形断面についても自由に選択することが可能である。その中でもカーペット特性のバルキー性を十分に満たすのは、単糸断面の変形度が1.1〜8、より好ましくは2〜5の異形断面形状であることが好ましい。変形度が1.1未満の場合は、バルキー性が劣り、カーペットとしての品位が低下し、また、8を超えた場合は、断面が壊れやすく、カーペット使用中にフィブリル化し、審美性が劣るという好ましくない傾向となる。
【0037】
本発明の座屈捲縮糸は、他の繊維を含んでカーペットを形成してもよい。例えば、天然繊維、再生繊維、半合成繊維、合成繊維との引き揃え、撚糸、混繊であってもよい。他の繊維としては、木綿、麻、羊毛、絹などの天然繊維や、レーヨン、キュプラなどの再生繊維、アセテートなどの半合成繊維、ナイロン、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等)、ポリアクリロニトルおよびポリ塩化ビニルなどの合成繊維などが適用できる。
【0038】
また、本発明の座屈捲縮糸の用途としては、家庭用やオフィス向けのカーペットはもちろんのこと、自動車用の内装資材にも好適である。その中でも、高い耐摩耗性と耐へたり性が要求される自動車用のラインマットやオプションマット用として好適である。
【0039】
本発明の繊維の製造方法は特に限定されるものではないが、例えば以下の様な方法を採用することができる。
【0040】
すなわち、ポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)および相溶化剤の作用を有する高級アルキルアミド化合物(C)を別々に計量した後混合し、エクストル−ダ−型紡糸機を用いて230〜240℃で溶融混練しながら紡糸する。溶融したポリマをエクストル−ダ−と紡糸パック間のポリマ−管、およびあるいは紡糸パック中に組み込んだ静的混練装置(”スタティクミキサ−”や”ハイミキサ−”)を通して更に混練する。特に好ましいのは、紡糸直前に混練することであり、そのためには紡糸パック内に静的混練装置を組み込むことである。静的混練装置の混合器は2以上、好ましくは3〜10ユニット有するものが好ましい。更に、紡糸直前の混練として、高性能のフィルタ−を通してポリマ−中異物を除去すると共にブレントポリマ−を分散混練することができる。フィルタ−は、通常のものを用いることができるが、特に、5〜30μmの金属不織布フィルタ−が好ましい。
【0041】
紡糸温度はポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)との融点を考慮して決めるが、ポリアミドポリマ(B)は融点が180〜230℃であれば、ポリ乳酸ポリマ(A)に比較的近似しているため、有利である。紡糸温度は、ポリアミドポリマ(B)の融点+5〜40℃に設定することが好ましい。
【0042】
溶融紡糸され、冷却固化された糸条は、延伸、熱処理される。延伸は、1段または2段の多段熱延伸法が採用される。補助的に延伸点を固定したり、熱処理を目的として、スチーム処理装置などを併用することも可能である。座屈捲縮加工を効果的に行うため、分子鎖は適度な配向と結晶化をさせておくことが必要である。延伸倍率は、紡糸速度、冷却条件等、未延伸糸の配向・結晶化度の程度によって変更するが、通常は2〜4倍の範囲で延伸する。熱延伸の温度は、150〜190℃が好ましい。
【0043】
次に、上記熱延伸糸は連続して、あるいは一旦巻き取った後座屈捲縮加工を行う。座屈捲縮加工は、座屈捲縮付与装置を通して加熱流体加工処理することによって行われる。本発明の座屈捲縮糸は、通常、該座屈捲縮加工ノズルを有するジェットノズル方式で座屈捲縮加工され、ニ−ドル内を通過する糸条に周囲から加熱蒸気等の高圧の高温流体を接触させ、大気中に放出し冷却することで座屈捲縮を付与する。該加熱蒸気の温度は150〜280℃、好ましくは、180〜250℃であり、飽和蒸気、過熱蒸気、又は加熱空気が用いられる。
【0044】
更に、座屈捲縮を固定する目的で、座屈捲縮ノズルを通過した座屈捲縮糸に冷風を吹きつけたり、内部に吸引するロ−タリ−フィルタ−の表面に座屈捲縮糸を堆積させて冷却する方法等も採用される。
【0045】
座屈捲縮加工された座屈捲縮糸は適度なストレッチを与えて、座屈捲縮を一部潜在化させた後、巻き取り機で巻き取る。座屈捲縮糸は巻き取り前に集束性を付与するため交絡処理を与えることもある。
【0046】
本発明の座屈捲縮糸をフェースヤーンとし、通常のタフト装置を用いてカーペットを製造する。一般には、目付を300〜2000g/m、パイル高さを3.0〜8.0mmの範囲とした場合に、タフトが容易で、かつ風合い、ボリューム感にもすぐれたカーペットとなる。
【0047】
タフトされたカ−ペットは、公知の方法により染色およびバッキングが行われる。染色は連続染色、ウィンス染色、あるいはロ−プ染色等、いずれも可能である。勿論、原着座屈捲縮糸やチ−ズ染色糸を用いたカ−ペットは染色することなく、バッキングすることができる。
【実施例】
【0048】
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、実施例中の各測定値の測定方法は以下の通りである。
【0049】
(1)ポリアミドの相対粘度
試料0.25gを98%硫酸25mlに溶解し、オストワルド粘度計を用いて25℃で測定した。相対粘度はポリマ溶液と硫酸の落下秒数の比から求めた。
【0050】
(2)融点(Tm)
Perkin−Elmer社製DSC−7型の示差走査型熱量計を用いて測定した。サンプル量20mg、昇温速度10℃/分で測定し、融解吸熱曲線のピ−ク温度を融点とした。
【0051】
(3)総繊度
JIS L 1013(1999) 8.3.1正量繊度 a)A法に従って、所定荷重としては5mN/tex×表示テックス数、所定糸長としては90mで測定した。
【0052】
(4)単糸繊度
総繊度をフィラメント数で除して求めた。
【0053】
(5)変形度
フィラメントを繊維軸に垂直な方向に切断し、その断面を光学顕微鏡(キーエンス社製VH−6300型)を用い200倍で撮影した。写真から20点の断面を選び、外接円の直径D、内接円の直径dをそれぞれ測定し次式により算出した、その平均値を変形度とした。
変形度=D/d
【0054】
(6)強度、伸度
試料をオリエンテック(株)社製“テンシロン”(TENSILON)UCT−100でJIS L1013 8.5.1標準時試験に示される定速伸長条件で測定した。この時の掴み間隔は25cm、引張り速度は30cm/分、試験回数10回であった。なお、破断伸度はS−S曲線における最大強力を示した点の伸びから求めた。
【0055】
(7)捲縮伸長率
捲縮糸を巻き取り後、チーズ形状で20℃、相対湿度65%の雰囲気中に、20時間以上放置した後、かせ取りで24時間放置後、沸騰水中で浸漬処理したときの捲縮伸長率を示し、具体的には以下の方法で測定した値をいう。
【0056】
すなわち、測定しようとする捲縮糸を、無荷重状態で沸騰水に20分間浸漬処理した後乾燥して平衡水分率となし、この試料に1.8mg/dtexの初荷重をかけて30秒経過の後に測定した試料長50cm(L3)にマーキングを施し、次いで同試料に91mg/dtexの定荷重をかけ、30秒経過後の伸び(L4)を測定して、前記(L3)および(L4)の値から、式[(L4−L3)/L3]×100として計算することにより得た値をいう。
【0057】
(8)各フィラメントの断面積変動率(CV%)
繊維フィラメントから繊維軸と垂直の方向に超薄切片を切り出し、SEM(日立製S−4000型)にて繊維外径が全て視野に入る倍率(単繊維直径が25μm〜50μmであれば5千倍、15μm〜25μmであれば1万倍、5μm〜15μmであれば2万倍)で撮影した。この画像を三谷商事(株)の画像解析ソフト「WinROOF」を用いて断面積を測定した。測定数は1試料あたり100個とし、その100個のデータから断面積変動率(CV%)を求めた。
【0058】
(9)目付
JIS L1021(1999)7.3.1に規定の方法で測定した。
【0059】
(10)カーペットの耐摩耗性
カーペットから直径120mmの試験片を切り出し、ASTM D1175に規定されるテーバー摩耗試験機に取り付け、摩耗輪CS#10、荷重500gとして、500回転摩耗を行った。その後、この試験片の表面摩耗状態を観察し、次の指標で耐摩耗性を評価した。
◎:全く摩耗していない。
○:殆ど摩耗していない。
△:部分的に摩耗している。
×:全体的に摩耗している。
【0060】
(11)カ−ペットの耐ヘタリ性
JIS L1022(1992)7.に従って、500回繰り返し圧縮による厚さ減少を測定し、厚さ減少率を求めて評価した。
【0061】
(12)カーペットの風合い
踏み心地やソフト性の観点から、次の指標で官能評価を実施した。試験者は10名で、その平均値から風合いを評価した。
◎:特に良い
○:良い
△:普通
×:悪い
【0062】
[実施例1]
重量平均分子量20万のポリ乳酸と、相対粘度2.15、融点225℃のナイロン6(ポリカプラミド)を重量比で30:70となるように計量器で連続的に計量しながら、240℃の2軸エクストルーダー式押出機に連続的に供給し連続的に溶融した。溶融ポリマーを230℃の配管を通じて8段のスタティックミキサーで混練し、ギヤポンプにて総繊度が1450dtexとなるように計量した後、230℃の紡糸パックに導き、パック内では15ミクロンカットのフィルターを通過させ、スリット長1.2mm、スリット幅0.16mmのY型孔が96個開けられた口金より押し出した(単糸繊度15.1dtex)。
【0063】
紡出糸条を、ユニフロー型チムニーにて冷却固化させた後、油剤ローラーにて油剤を付与した。油剤を付与した糸条を674m/分の表面速度を有する第1ローラー(非加熱)で巻き取った後、連続して延伸工程に供した。第1ローラーを通過した糸条を速度684m/分の第2ローラー(65℃)、速度1847m/分の第3ローラー(110℃)、速度2158m/分の第4ローラー(160℃)に連続して供することで延伸を行い、引き続いて、座屈捲縮ノズル(ノズル温度220℃、ノズル圧力9kg/cm)にて蒸気による流体座屈捲縮加工を行った。その後63m/分のロータリーフィルターで冷却し、1792m/分で巻き取ることにより座屈捲縮糸を得た。製糸性は良好であり、製糸試験後の延伸ローラーにポリマーの融着はなかった。
【0064】
得られた座屈捲縮糸を目付400g/m、パイル高さ4.0mmでタフト加工し、カットパイルからなるカーペットを作製した。座屈捲縮糸およびカーペットの特性を表1に示す。
【0065】
[実施例2]
ポリ乳酸とナイロン6の重量比を15:85とすること以外は実施例1と同様にして座屈捲縮糸およびカーペットを製造した。座屈捲縮糸およびカーペットの特性を表1に示す。
【0066】
[実施例3]
ナイロン6の代わりに、相対粘度2.15、融点200℃の共重合ナイロン(カプロラクタム85重量%とヘキサメチレンアジパミド15重量%の共重合体)を用いること以外は実施例1と同様にして座屈捲縮糸およびカーペットを製造した。座屈捲縮糸およびカーペットの特性を表1に示す。
【0067】
[実施例4]
エチレンビスステアリン酸アミド(EBA)を相溶化剤として用い、ポリ乳酸:ナイロン6:EBAを重量比で、30:69.5:0.5とすること以外は実施例1と同様にして座屈捲縮糸およびカーペットを製造した。座屈捲縮糸およびカーペットの特性を表1に示す。
【0068】
[実施例5]
第4ローラーを180℃、ノズル温度を230℃とすること以外は実施例1と同様にして座屈捲縮糸およびカーペットを製造した。座屈捲縮糸およびカーペットの特性を表1に示す。
【0069】
[比較例1]
ポリ乳酸とナイロン6の重量比を70:30とすること以外は実施例1と同様にした。製糸性は実施例1対比劣位であり、第4ローラー160℃では、ローラーにポリマーが融着して、糸切れが頻発したため、安定製糸可能な温度(140℃)まで下げざるを得なかった。ローラーの融着物は、DSCの結果、ポリ乳酸であることがわかった。このことから、ポリ乳酸とナイロン6の重量比が70:30では、均一ブレンドが不十分で、ポリ乳酸成分が一部繊維表面に露出していることが推定される。
【0070】
さらに実施例1と同規格のカーペットを作製した。座屈捲縮糸およびカーペットの特性を表1に示す。
【0071】
【表1】


【0072】
[実施例6]
実施例1の座屈捲縮糸を用い、目付1100g/m、パイル高さ6.0mmでタフト加工し、ループパイルからなるカーペットを作製した。カーペットの特性を表2に示す。
【0073】
[比較例2]
比較例1の座屈捲縮糸を用い、実施例6と同規格のカーペットを作製した。カーペットの特性を表2に示す。
【0074】
【表2】


【0075】
表1、2より明らかなように本発明の座屈捲縮糸は優れた特性を示し、それを用いたカーペットは耐摩耗性、耐ヘタリ性、風合いが優れることがわかる。一方、ポリ乳酸ポリマ(A)とポリアミドポリマ(B)のブレンド比率(A)/(B)が、重量比で50/50〜10/90の範囲に入らない場合(比較例1、2)、座屈捲縮糸の特性は不十分であり、カーペットとしても耐摩耗性、耐ヘタリ性、風合いが劣ることがわかる。
【出願人】 【識別番号】000003159
【氏名又は名称】東レ株式会社
【出願日】 平成18年6月30日(2006.6.30)
【代理人】
【公開番号】 特開2008−7908(P2008−7908A)
【公開日】 平成20年1月17日(2008.1.17)
【出願番号】 特願2006−181913(P2006−181913)