JP3927910B2 - ポリエステル系不織布を裏打層の補強材とする平面部材と、その補強材 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス繊維布帛などに代替えし得るポリエステル系不織布を補強材とする裏打層を積層したタイルカーペット、マット、人工芝生、塩ビシート、塩ビタイル、クッションフロア等の樹脂積層製品や屋内外で使用する敷物、壁装材あるいは天井材などの各種の平面部材と、その平面部材により構成される敷物に関する。

この種の敷物については、例えば特許第２６９６６５７号公報（特許文献１）等に開示されているように、その補強及び寸法安定性付与のために裏打層の内部にガラス繊維布帛が埋設されているものが知られているが、ガラス繊維布帛は取扱時に微細な破断繊維が飛散して人体に悪影響をもたらすと共に、これらを焼却処分したときガラス繊維布帛は焼却されずに残るため、環境上問題となっていた。

また、例えば特開平９−３１４７７７号公報（特許文献２）に開示されているように、壁装材用の下地シートとしてポリエステル長繊維不織布が使われている。このポリエステル長繊維不織布は、その主な構成材料がポリエステル長繊維であって、その繊維同志の接点が熱硬化性樹脂からなる接着剤によって接着され、乾熱収縮率が１％以下のシートである。

本発明は、上記従来の問題点を解消し、環境上の問題がなく、しかもガラス繊維布帛以上に優れた補強効果を発揮し得るポリエステル系不織布と、同不織布自体から構成される各種製品及び同不織布を補強材とする各種シート製品を提供することを目的としている。
特許第２６９６６５７号公報 特開平９−３１４７７７号公報

上記課題は、本発明の主要な構成である、パイル布帛、ニードルパンチ布帛、化粧シート、化粧樹脂板等の表装材の裏面に積層される樹脂組成物からなる裏打層内に補強材を埋設されてなる平面部材であって、補強材が、主体となるポリエステル短繊維とポリエステル系バインダー短繊維よりなり１５０℃×１５分熱処理時の収縮率がタテ、ヨコとも２％以下であって、かつ引張強度がタテ方向およびヨコ方向共１５Ｎ／５ｃｍ巾以上であることを特徴とする平面部材によって効果的に解決される。

本発明におけるポリエステル系不織布は、従来のガラス繊維布帛に代わり得る高強力低熱収縮性のポリエステル系不織布が使われる。

本発明におけるポリエステル系不織布は、タイルカーペット、マット、人工芝生など、屋内外で使用される敷物や壁装材あるいは天井材などの平面部材を補強しうるものである。

これらの平面部材は、その表面にはパイル布帛、ニードルパンチ布帛、化粧シート、化粧樹脂板等などの表装材を有しており、その裏面に本発明に係わる不織布をホットメルト接着剤などで接着一体化したり、あるいはその裏面にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）ラテックス等の樹脂からなる裏打層を積層し、かかる裏打層の内部に本発明に係わる不織布を埋設するといった使い方をする。

以下、本発明におけるポリエステル系不織布についてさらに詳細に説明する。

まず、主体となるポリエステル短繊維は延伸工程で充分熱セットされた、１５０℃×１５分熱処理時における収縮率が３％以下、好ましくは１．５％以下の低熱収縮性ポリエステル短繊維が用いられる。その繊度は１〜７０ｄｔｅｘのものが適当であるが、剛性の観点からは２０〜７０ｄｔｅｘのものが好ましい。一方ポリエステル系バインダー短繊維としては、繊度が２〜３０ｄｔｅｘで融点が出来るだけ高く、且つ延伸工程である程度熱セットした熱収縮率の低いものが好ましい。

主体となるポリエステル短繊維とポリエステル系バインダー短繊維との混合比率は９０／１０〜１０／９０程度が適当である。この範囲で均一に混合された両短繊維からなる混合ウエブは、熱エンボスロールや熱フラットロール等で熱融着処理するが、この場合の熱融着温度はできるだけ高く設定するのが不織布の熱収縮率を低くし且つ剛性を高くする観点から好ましく、通常１５０℃以上、好ましくは１８０℃以上、更に好ましくは２００℃以上である。

ポリエステル系バインダー短繊維としては、低融点共重合ポリエステルをバインダー成分とする繊維が用いられる。このような低融点共重合ポリエステルとしては、エチレンテレフタレート単位に、フタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ω−カプロラクトンなどの成分から選ばれた１種または２種以上を共重合したもので、融点が１６０℃以上のものが挙げられる。とりわけ融点２００℃以上のポリエチレンテレフレート／イソフタレート共重合物をバインダー成分とする繊維が、安価であることと接着強力が高いこととの観点より好ましい。

バインダー成分の融点を好ましくは１６０℃以上と高いものを用いることにより、不織布製造の際の熱融着処理温度をより高く設定することが可能となり、得られる不織布の熱収縮率を低く出来、また優れた剛性を有するものが得られる。

ポリエステル系バインダー短繊維の繊維形態としては丸断面や異型断面で低融点共重合ポリエステルが単繊維の表面の一部ないし全部を形成している芯鞘型、海島型の複合繊維等があげられる。これらのうち、前記低融点共重合ポリエステルを鞘成分とし、通常のポリエチレンテレフタレートを芯成分に配した芯鞘複合繊維がより好ましい。なお、融点または軟化点を出来るだけ高いものとして、この場合も延伸工程で可能な限り高温で熱セットし、熱収縮率をできるだけ小さくするのが良い。

また、ポリエステル系不織布の目付は３５〜３００ｇ／ｍ² 、厚さは１ｍｍ以下であることが補強効果及び寸法安定性付与効果の点から望ましい。

不織布の目付が３５ｇ／ｍ² に満たない場合、寸法安定の効果が不十分な場合がある。また、目付が３００ｇ／ｍ² を超えるようなものはコストアップと重量過多の点から不適当な場合がある。

不織布の厚さは１ｍｍ以下とするのが好ましい。厚みがあるとその分不織布内に空隙があり、伸縮する余地が生じ剛性も低くなるので、熱エンボスローラーやフラットローラーで厚みを押さえるのが良い。

以上の構成を備えた不織布は、既述したとおり、タイルカーペット、マット、人工芝生など、屋内外で使用される敷物や壁装材あるいは天井材などの平面部材を補強しうる補強材となる。

裏面に樹脂組成物からなる裏打層を積層した本発明の、例えば敷物にあっては、裏打層内に１５０℃×１５分熱処理時における収縮率がタテ方向（不織布形成時における不織布進行方向）及びヨコ方向（不織布進行方向と直交する方向）共２％以下であり、且つ引張強度がタテ方向及びヨコ方向共１５Ｎ／５ｃｍ以上である、従来のガラス繊維布帛に代わる高強力低収縮性のポリエステル系不織布が埋設される。

この敷物の表面には、パイル布帛、ニードルパンチ布帛、化粧シート、化粧樹脂板等の表装材を有しており、その裏面には、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、スチレン・ブタジエン共重合体ラテックス等の樹脂組成物からなる裏打層が積層されている。

裏打層は特に限定されないが、環境上の問題及び取扱性の問題等から、特開２０００−２５３９８６号公報に開示されているような、スチレン・ブタジエン共重合体ラテックスをベースゴムとし、硬化剤として反応性イソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物が配合された樹脂組成物からなるものが好適に用いられる。また、良好な歩行性を得る観点からは、裏打層となる樹脂組成物に熱膨張性マイクロカプセルを配合し、加熱膨張させた多孔体を裏打層とするのが望ましい。

本発明に係わる平面部材の裏打層に埋設させる補強材としてのポリエステル系繊維不織布としては、１５０℃×１５分熱処理時における収縮率が、タテ方向及びヨコ方向共２％以下でなければならず、好ましくは１％以下である。上記収縮率が２％を超えると、裏打層の形成過程における加熱により収縮が生じ、寸法安定性が不充分となる。

また、ポリエステル系不織布の引張強度は、タテ方向及びヨコ方向共１５Ｎ／５ｃｍ以上でなければならず、１５Ｎ／５ｃｍ未満では補強効果が不充分となる。なお、本発明で用いるポリエステル系不織布の引張強度の下限値（１５Ｎ／５ｃｍ）は、従来使用されていた通常のガラス繊維布帛の引張強度よりも低いが、一旦裏打層に埋設されて樹脂組成物と一体化されると、上記ポリエステル系不織はガラス繊維布帛よりも高い補強効果を発揮する。これは、裏打層を構成する樹脂組成物と補強材との結合力の相違に基づくものと考えられ、ガラス繊維布帛よりも本発明で用いるポリエステル系不織布の方が樹脂組成物と強く結合することによるものと考えられる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて具体的に説明するが、これら実施例における、不織布の熱収縮率、引張強度、及びバインダー繊維の融点は、以下の方法により測定した。

［不織布の熱収縮率］
不織布を２０ｃｍ四方の大きさに切り出したサンプルを１５０℃に設定したオーブン中で１５分間静置した後取り出し、タテ及びヨコの長さを測定して、収縮率を計算した。

［不織布の引張強度］
不織布生産時の進行方向をタテ方向、進行方向に対して直角方向をヨコ方向として、タテ方向とヨコ方向に、それぞれ５ｃｍ巾×１０ｃｍ長さに切り出したサンプルを、オリエンテック社製テンシロンＲＴＣ−１３１０型を用いて、つかみ間隔５ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／分で測定した。

［バインダー短繊維の融点］
結晶融点を有するポリマーの融点は、パーキンエルマー社製の示差走査熱量計ＤＳＣ−２型を使用して、昇温速度２０℃／分で測定し（ＤＳＣ法）、ＤＳＣ法で結晶融点を有さない非結晶のポリマーは、ホットステージ付き顕微鏡を用いて目視法で測定した。なお、特記しない限り融点はＤＳＣ法にて測定した値である。

（実施例１）
繊維用に用いる通常のポリエチレンテレフタレート（融点２５５℃）を芯部に配し、ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート共重合ポリエステル（融点２００℃）を鞘部に配して、複合比（質量比）１：１、紡糸温度２８０℃、総吐出量６１５ｇ／分、引取速度１０００ｍ／分で複合紡糸して未延伸糸条を得た。得られた未延伸糸条を集束し、１１万ｄｔｅｘのトウとし、延伸倍率３．５、延伸温度７０℃で延伸し、押し込み式クリンパを使用して捲縮を付与した後、長さ７６ｍｍに切断して、単繊維繊度６．６ｄｔｅｘの芯鞘型複合バインダー短繊維を得た。

このバインダー短繊維３０％と、単繊維繊度４０ｄｔｅｘ、繊維長７６ｍｍ、融点２５５℃、熱収縮率１．８％（１７０℃、乾熱１５分）の主体となるポリエステル短繊維７０％とをカード機に通して混合ウエブを形成し、次いでこの混合ウエブを、１９０℃のフラットローラー熱圧着機により熱融着処理してタテ方向（不織布生産ラインの進行方向）の熱収縮率０．４％、強度９５Ｎ／５ｃｍ、ヨコ方向の熱収縮率０．２％、強度７６Ｎ／５ｃｍ、目付１００ｇ／ｍ² 、厚み０．９ｍｍの熱融着不織布を得た。

この熱融着不織布を５０ｃｍ四角に裁断して補強材として用い、該補強材の両面に下記配合比の樹脂組成物を各々１ｍｍの厚さに積層し、１８０℃の加熱ゾーンに１５分間通して樹脂組成物を固化した。得られた裏打材のタテ及びヨコの長さ、並びにタテ方向及びヨコ方向の引張強度を測定したところ、タテの長さは５０ｃｍ、ヨコの長さは５０ｃｍ、タテ方向の引張強度は２００Ｎ／５ｃｍ以上、ヨコ方向の引張強度は２００Ｎ／５ｃｍ以上であった。
［配合比（質量部）］
ポリ塩化ビニル樹脂 １００部
可塑剤（ＤＯＰ） ８５部
安定剤 １部
充填材（炭酸カルシウム） ４００部
顔料（カーボンブラック） １部
吸湿剤（CaＯ） １部

（比較例１）
バインダー繊維として、通常のポリエチレンテレフタレートを芯部に配し、目視法による融点１０５℃の共重合ポリエステルを鞘部に配し、延伸温度５０℃で延伸して製造したユニチカファイバー社製「メルティ」＜４０８０＞を用い、熱融着温度を１９０℃とするとフラットローラー熱圧着機のローラーに不織布が巻きつくため、熱融着温度を１３０℃に変更する以外は、実施例１と同様に実施し、裏打材のタテ及びヨコの長さ、並びにタテ方向及びヨコ方向の引張強度を測定したところ、タテの長さは４９．２ｃｍ、ヨコの長さは４９．４ｃｍ、タテ方向の引張強度は２００Ｎ以上／５ｃｍ、ヨコ方向の引張強度は１８０Ｎ／５ｃｍであった。尚、熱融着不織布自体の１５０℃×１５分熱処理時におけるタテ方向の収縮率は４．２％、ヨコ方向の収縮率は２．７％、タテ方向の引張強度は９１Ｎ／５ｃｍ、ヨコ方向の引張強度は７４Ｎ／５ｃｍであった。

（実施例２、３及び比較例２）
実施例１において、バインダー短繊維を製造するときの総吐出量を変更して、短繊維繊度が２２ｄｔｅｘのバインダー短繊維を得た。このバインダー短繊維を用い、主体となるポリエステル短繊維の混率を５０％、熱融着不織布の目付を３５ｇ／ｍ² とし、フラットローラー熱圧着機による熱融着処理温度を変更すること以外は実施例１と同様にして実施した結果を表１に示す。

（実施例４）
バインダー繊維として、通常のポリエチレンテレフタレートを芯部に配し、バインダー成分として融点１６０℃の共重合ポリエステルを鞘部に配し、延伸温度を１２０℃で延伸して製造したユニチカファイバー社製「キャスベン」＜７０８０＞を用いたこと、熱融着温度を１８０℃に変更したこと以外は実施例１と同様に実施し、裏打材のタテ及びヨコの長さ、並びにタテ方向及びヨコ方向の引張強度を測定したところ、タテの長さは５０ｃｍ、ヨコの長さは５０ｃｍ、タテ方向の引張強度は２００Ｎ以上／５ｃｍ、ヨコ方向の引張強度は２００Ｎ以上／５ｃｍであった。なお、熱融着不織布自体の１５０℃×１５分熱処理時におけるタテ方向の収縮率は０．１％、ヨコ方向の収縮率は０．１％、タテ方向の引張強度は９２Ｎ／５ｃｍ、ヨコ方向の引張強度は７０Ｎ／５ｃｍであった。

（比較例３）
補強用繊維布帛として、目付３５ｇ／ｍ² 、厚さ０．２６ｍｍ、タテ方向及びヨコ方向の１５０℃×１５分熱処理時における収縮率０％、タテ方向の引張強度１０３Ｎ／５ｃｍ、ヨコ方向の引張強度５７Ｎ／５ｃｍの市販のガラス繊維不織布を用いる以外、実施例１と同様に実施し、裏打材のタテ及びヨコの長さ、並びにタテ方向及びヨコ方向の引張強度を測定したところ、タテの長さ及びヨコの長さは両方共５０ｃｍであり、寸法安定性は優れていたが、タテ方向の引張強度は１８０Ｎ／５ｃｍ、ヨコ方向の引張強度は１３６Ｎ／５ｃｍであって、補強効果の点で実施例１及び２の場合より劣るものであった。

（実施例５）
実施例１で用いたバインダー短繊維６０％と主体となるポリエステル短繊維４０％として、実施例１と同様にタテ方向（不織布生産ラインの進行方向）の熱収縮率０．７％、強度７８Ｎ／５ｃｍ、ヨコ方向の熱収縮率０．４％、強度６５Ｎ／５ｃｍ、目付５０ｇ／ｍ² 、厚み０．５ｍｍの熱融着不織布を得た。また、ベージュ色の原着ポリエステル短繊維（３．３ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）を用いた目付１５０ｇ／ｍ² のニードルパンチ不織布を表装材とし、接着剤としてポリエステル系熱接着不織布（東洋紡社製「ダイナックＧ００００」を用いて先に得られた本発明の熱融着不織布と積層一体化した。この部材は平面性、寸法安定性が良好で、壁装材として良好に使用しうるものであった。

以上の説明からも理解できるように、本発明に係わるポリエステル系不織布は、補強および寸法安定性付与のための高強力低熱収縮性を満足する布帛であり、ガラス繊維布帛のように取り扱い時に微細な破断繊維が飛散して人体に悪影響を及ぼしたり、製品寿命が尽きた後焼却しても残存して環境上問題になることはない。しかも、裏打層を構成する樹脂組成物や接着剤との結合力が強く、ガラス繊維布帛よりも強い補強効果を発揮するという優れた利点もある。

また、本発明のポリエステル系不織布は、上記のような優れた利点があるため、表層材の裏面に樹脂組成物からなる裏打層を積層したタイルカーペット、マット、人工芝生、塩ビシート、塩ビタイル、クッションフロア等の樹脂積層製品や、屋内外で使用する敷物や、壁装材あるいは天井材などを補強する補強材として好適に使用できる。

Claims (9)

1. パイル布帛、ニードルパンチ布帛、化粧シート、化粧樹脂板等の表装材の裏面に積層される樹脂組成物からなる裏打層内に補強材が埋設されてなる平面部材であって、
   補強材が、主体となるポリエステル短繊維とポリエステル系バインダー短繊維よりなり１５０℃×１５分熱処理時の収縮率がタテ、ヨコとも２％以下であって、かつ引張強度がタテ方向およびヨコ方向共１５Ｎ／５ｃｍ巾以上であることを特徴とする平面部材。
2. 主体となる前記ポリエステル短繊維の単繊維繊度が２０〜７０ｄｔｅｘであり、前記ポリエステル系バインダー短繊維の単繊維繊度が２〜３０ｄｔｅｘである請求項１に記載の平面部材。
3. 前記ポリエステル系バインダー短繊維の融点が１６０℃以上であって、且つ主体となる前記ポリエステル短繊維の融点未満である請求項１又は２に記載の平面部材。
4. 目付が３５〜３００ｇ／ｍ² 、厚さが１ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれかに記載の平面部材。
5. ポリエステル系バインダー短繊維が芯鞘型又は海島型などの複合構造を備えてなる請求項１〜４のいずれかに記載の平面部材。
6. 主体となるポリエステル短繊維とポリエステル系バインダー短繊維との混合比率が９０／１０〜１０／９０である請求項１〜５のいずれかに記載の平面部材。
7. 前記樹脂組成物が、スチレン・ブタジエン共重合体ラテックスをベースゴムとし、硬化剤として反応性イソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物を配合したものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の平面部材。
8. 裏打層が熱膨張性マイクロカプセルの加熱膨張により多孔化されてなることを特徴とする請求項７に記載の平面部材。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の平面部材によって構成される敷物。