(57)【要約】【課題】ヒール摩耗に対してパイルの摩耗による削れ、脱落を防止し、３年もしくは走行距離５万ｋｍの使用期間に耐えうるポリ乳酸製自動車用マットを提供すること。【解決手段】パイルにポリ乳酸樹脂を用いたタフティングカーペットであって、ＪＩＳ  Ｌ  １０９６  ８．１７．３のテーバー摩耗試験において５５００回摩擦後の摩耗減量率が５０％以下であることを特徴とする自動車用マット。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイルにポリ乳酸樹脂を用いたタフティングマットであって、ＪＩＳ  Ｌ  １０９６  ８．１７．３のテーバー摩耗試験において５５００回摩擦後の摩耗減量率が５０％以下であることを特徴とする自動車用マット。
【請求項２】
パイル全体に対するポリ乳酸樹脂の含有量が５０％以上である請求項１記載の自動車用マット。
【請求項３】
パイル目付が１０００ｇ／ｍ２以上である請求項１または２記載の自動車用マット。
【請求項４】
下記の式で定義するパイル密度Ｗが７０以上である請求項３記載の自動車用マット。
Ｗ＝Ｇ×Ｓ
ただし、Ｇはタフト方向の２．５４ｃｍ当たりに植え込まれたパイル本数［本／２．５４ｃｍ］、Ｓはタフト方向に垂直な方向の２．５４ｃｍ当たりに植え込まれたパイル本数［本／２．５４ｃｍ］とする。
【請求項５】
温度５０℃、相対湿度９５％ＲＨの環境に１２００時間放置したのち、ＪＩＳＬ １０９６ ８．１７．３のテーバー摩耗試験において１０００回摩擦後の摩耗減量率が３０％以下である請求項１〜４のいずれか記載の自動車用マット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用マット、より具体的には、ポリ乳酸繊維を用いた自動車用マットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より汎用的に用いられてきた合成繊維は一般に石油を原料としている。これに対しポリ乳酸繊維は、サトウキビ、トウモロコシ等の植物を原料に作られるため、石油資源の省資源化およびライフサイクル全体でのＣＯ２削減に効果があり、様々な用途での適用検討が行われている。ポリ乳酸繊維をパイルに用いたタフティングカーペットや自動車用マットにおいても実用化の検討がなされている（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
しかしながら、自動車用マットとして用いた際、使用条件によっては６ヶ月から１年程度の使用後において、摩擦によるパイルの摩耗、削れによる外観変化が発生したり、ひどい場合にはパイルが摩耗により削り取られ一次基布、さらにはマット裏材が露出したり、穴が空いてしまう問題が発生している。この現象は、運転者がアクセル、ブレーキ操作を行う際のかかとが触れる位置に集中して発生するため、一般にヒール摩耗と呼ばれる。ヒール摩耗が発生することなく、長期の使用期間、具体的には３年もしくは走行距離５万ｋｍの使用期間にも耐えうるポリ乳酸製自動車用マットは未だ供給されていないのが現状である。
【特許文献１】特開２００２−１０５７５２号公報
【特許文献２】特開２００２−２４８０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、長期の使用期間におけるヒール摩耗にも耐えうるポリ乳酸製自動車用マットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち本発明は、パイルにポリ乳酸樹脂を用いたタフティングマットであって、ＪＩＳＬ １０９６ ８．１７．３のテーバー摩耗試験において５５００回摩擦後の摩耗減量率が５０％以下であることを特徴とする自動車用マットである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ポリ乳酸繊維をパイルに用い、かつ実用的な耐久性を有する自動車用マットを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の自動車用マットの形態は、量産に適し、比較的安価に製造可能であるタフティングカーペットとする。
【０００８】
タフティングカーペットを構成する一次基布、裏材の材料としては例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、スチレン・ブタジエン・ラバー（ＳＢＲ）等の各種材料が使用可能である。また、より石油の省資源化を図る目的で、非石油由来物質を原料とするポリ乳酸樹脂、天然繊維、天然ゴム等の各種材料を用いることも好ましい。
【０００９】
また、タフティングカーペットのパイルに用いる繊維材料としては、石油の省資源化を図る観点から、ポリ乳酸樹脂を用いる。
【００１０】
本発明で用いるポリ乳酸としては、Ｌ−乳酸を主成分とする、具体的には、構成成分の６０質量％以上がＬ−乳酸よりなるものが好ましい。またＤ−乳酸を含有していてもよいが、その含有量として好ましくは４０質量％以下である。
【００１１】
また、本発明におけるポリ乳酸は、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸のほかにエステル形成能を有するその他の成分を共重合した共重合ポリ乳酸であってもよい。共重合可能な他の成分としては、グリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ吉草酸、６−ヒドロキシカプロン酸などのヒドロキシカルボン酸類の他、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の分子内に複数の水酸基を含有する化合物類またはそれらの誘導体、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、５−テトラブチルホスホニウムイソフタル酸等の分子内に複数のカルボン酸基を含有する化合物類またはそれらの誘導体が挙げられる。
【００１２】
また、溶融粘度を低減させるため、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、およびポリエチレンサクシネートのような脂肪族ポリエステルポリマーを内部可塑剤あるいは外部可塑剤として用いることができる。
【００１３】
ポリ乳酸の製造方法としては、乳酸を原料としていったん環状二量体であるラクチドを生成せしめ、その後開環環重合を行う二段階のラクチド法や、乳酸を原料として溶媒中で直接脱水縮合を行う一段階の直接重合法を採用することができる。ラクチド法によって得られるポリマーの場合には、ポリマー中に含有される環状二量体が溶融紡糸時に気化して糸斑の原因となるのを防ぐために、溶融紡糸以前の段階でポリマー中に含有される環状二量体の含有量を０．１ｗｔ％以下とすることが望ましい。また、直接重合法の場合には、環状二量体に起因する問題が実質的にないため、製糸性の観点からはより好適であるといえる。
【００１４】
ポリ乳酸の平均分子量は数平均分子量で５万〜３０万が好ましく、より好ましくは１０万〜３０万である。５万以上とすることで、繊維の強度物性の低下を抑えることができる。
また、ポリ乳酸樹脂には、艶消し剤、消臭剤、難燃剤、糸摩擦低減剤、抗酸化剤、着色顔料等として無機微粒子や有機化合物を必要に応じて添加することができる。また、染色等の熱水処理によるポリ乳酸の加水分解抑制や製品の経時による物性低下抑制を目的として、カルボジイミド化合物等の末端封鎖剤を含有していてもよい。
【００１５】
パイル全体に対するポリ乳酸樹脂の含有量としては、５０質量％以上が好ましい。
【００１６】
パイルの形態としては、連続長繊維、短繊維を紡績したスパン糸、あるいはこれらを交絡等により混合させたもの等を挙げることができる。中でも、遊び毛が少なく風綿の発生が少ない連続長繊維が好適に用いられる。
【００１７】
パイルの繊度、フィラメント数については製造工程中で必要とされる糸強力を満たす程度であればよいが、連続長繊維であれば総繊度１０００〜３０００ｄｔｅｘ、フィラメント数５０〜２００が好ましく、スパン糸であれば３〜３０綿番手が好ましい。
【００１８】
本発明の自動車用マットにおけるパイル目付としては、１０００ｇ／ｍ２以上が好ましく、１５００ｇ／ｍ２以上であることがより好ましい。パイル目付を１０００ｇ／ｍ２以上とすることで、運転者のアクセル、ブレーキ操作等による加重や摩擦に対してパイルが受けるダメージを軽減し、摩擦に対する耐久性を得ることができる。さらに１５００ｇ／ｍ２以上とすることで、加重や摩擦をより数多くの繊維で受け持つことになるため、単糸への加重や摩擦が緩和され耐久性がより高く、より実用的なものとすることができる。また、マットの踏み心地や、パイル使用量の経済的な点からは、５０００ｇ／ｍ２以下が好ましい。
【００１９】
また本発明の自動車用マットは、上記のパイル目付を満足しつつ、
Ｗ＝Ｇ×Ｓ
Ｇ：タフト方向の２．５４ｃｍ（１インチ）当たりに植え込まれたパイル本数［本／２．５４ｃｍ］
Ｓ：タフト方向に垂直な方向の２．５４ｃｍ当たりに植え込まれたパイル本数［本／２．５４ｃｍ］
（ただし、ループパイルの場合は１ループをパイル本数２とする。）
で定義されるパイル密度Ｗが７０以上であることが好ましく、より好ましくは１１０以上である。パイル目付が同一のカーペットにおいても、パイル密度Ｗを大きくし、すなわちパイル長さを小さくすることで、マットにかかる加重や摩擦をより数多くの繊維で受け持つことになるため、単糸への加重や摩擦が緩和させて耐久性を増すことができるため好ましい。
【００２０】
本発明の自動車用マットは、ＪＩＳ  Ｌ  １０９６  ８．１７．３のテーバー摩耗試験において５５００回摩擦後の摩耗減量率が５０％以下であることが重要であり、好ましくは３０％以下である。５０％を超えると、６ヶ月〜３年程度の実使用時においてアクセル、ブレーキ等の運転操作によりかかとが触れる部分が摩耗し、パイルの削れによって一次基布が露出したり、さらには基布、裏材まで摩耗してマットに穴あきが生じるなどの現象が起き、外観が著しく損なわれるばかりか、マットとして必要なクッション性等の機能も失われてしまう。３０％以下であれば３年程度の実使用においても外観変化が少なく、クッション性も保つことから好ましい。
【００２１】
また本発明の自動車用マットは、温度５０℃、相対湿度９５％ＲＨの環境に１２００時間放置したのち、ＪＩＳ  Ｌ  １０９６  ８．１７．３のテーバー摩耗試験において１０００回摩擦後の摩耗減量率が３０％以下が好ましく、より好ましくは１０％以下である。ポリ乳酸樹脂は加水分解性、生分解性という性質をもち、空気中の水分によってもわずかながら加水分解することが知られている。この測定条件での摩耗減量率を３０％以下とすることで、自動車を特に気温の高い夏季等に直射日光を受ける状態で長時間駐車させた場合でも、６ヶ月〜３年程度の実使用時によるヒール摩耗による一次基布の露出やマットの穴あき等を防ぐことができる。またこの測定条件での摩耗減量率を１０％以下とすることで、自動車を気温の高い夏季等に直射日光を受けた状態で長時間駐車させた場合でも、３年程度の実使用で外観変化が少なく、クッション性も保つことができる。
【実施例】
【００２２】
［測定方法］
（１）総繊度
ＪＩＳ  Ｌ  １０９０により測定した。
【００２３】
（２）捲縮伸長率
繊維に無荷重下で９８℃×５分間の沸騰水処理を施した後風乾し、初荷重（１．８２ｍｇ／ｄｔｅｘ）をかけ、長さＬ１を測定した。次いで定荷重（９０．９１ｍｇ／ｄｔｅｘ）をかけ、長さＬ２を測定し、下記式にて算出した。
捲縮伸長率（％）＝（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１×１００  。
【００２４】
（３）繊維の異型度
繊維横断面の外接円の直径Ｒと内接円の直径ｒとの比Ｒ／ｒを異型度とした。
【００２５】
（４）摩耗減量率（常態）
ＪＩＳ  Ｌ  １０９６  ８．１７．３のテーバー摩耗試験法において、５５００回の摩擦処理を施し、摩擦処理前後のサンプルの質量から下記式により求めた。
摩耗減量率（％）＝（Ｗ１−Ｗ２）／（Ｐ×Ａ）×１００
Ｗ１：摩擦処理前前のサンプルの質量。
Ｗ２：摩擦処理後、脱落したパイルを全て払い落としたサンプルの質量。
Ｐ：パイル目付。
Ａ：摩擦処理後のサンプルにおいて、摩耗輪が接触した部分の面積。
【００２６】
（５）摩耗減量率（強制劣化状態）
温度５０℃、相対湿度９５％ＲＨの環境に１２００時間放置したのち、ＪＩＳ  Ｌ  １０９６  ８．１７．３のテーバー摩耗試験法において、１０００回の摩擦処理を施し、摩擦処理前後のサンプルの質量から上記（４）における式と同様にして求めた。
【００２７】
［実施例１］
（紡糸・捲縮加工）
ポリ乳酸のチップ（Ｌ体比率９５質量％、Ｄ体比率５質量％）を溶融紡糸し、加熱流体捲縮加工装置により総繊度２０００ｄｔｅｘ、９６フィラメント、異型度１．５８の捲縮糸を得た。
【００２８】
（合撚・染色）
得られた捲縮糸を１６０ターン／ｍにてＳ撚りし、さらにその糸を２本引きそろえて１６０ターン／ｍにてＺ撚りを施し、合撚糸を得た。次いで、分散染料により染色し、グレーの染色糸を得た。
【００２９】
（タフティング）
この染色糸をＰＥＴ製長繊維不織布の基布に１／１０Ｇのタフティングマシンにてステッチ１２本／２．５４ｃｍ、パイル高さ１４ｍｍにてタフトし、カットパイルマットを製造した。
得られたマットのパイルを構成するポリ乳酸樹脂の割合は１００％、パイル目付は２５００ｇ／ｍ２、パイル密度Ｗは１２０、摩耗減量率（常態）は９．４％、摩耗減量率（強制劣化状態）は６．４％であった。これを自動車用マットとして走行距離５万ｋｍのテストを行ったところ、ヒール部分の外観変化はわずかであった。この結果を表１に示す。
【００３０】
［実施例２］
紡糸から染色までは実施例１と同様にして行った。
【００３１】
（タフティング）
この染色糸をＰＥＴ製長繊維不織布の基布に１／１０Ｇのタフティングマシンにてステッチ１１本／２．５４ｃｍ、パイル高さ１２ｍｍにてタフトし、カットパイルマットを製造した。
得られたマットのパイルを構成するポリ乳酸樹脂の割合は１００％、パイル目付は２０００ｇ／ｍ２、パイル密度Ｗは１１０、摩耗減量率（常態）は１７．２％、摩耗減量率（強制劣化状態）は９．９％であった。これを自動車用マットとして走行距離５万ｋｍのテストを行ったところ、ヒール部分の外観変化はわずかであった。
【００３２】
［実施例３］
紡糸から染色までは実施例１と同様にして行った。
【００３３】
（タフティング）
この染色糸をＰＥＴ製長繊維不織布の基布に１／１０Ｇのタフティングマシンにてステッチ１０本／２．５４ｃｍ、パイル高さ１０ｍｍにてタフトし、カットパイルマットを製造した。
得られたマットのパイルを構成するポリ乳酸樹脂の割合は１００％、パイル目付は１５００ｇ／ｍ２、パイル密度Ｗは１００、摩耗減量率（常態）は２７．６％、摩耗減量率（強制劣化状態）は１４．２％であった。これを自動車用マットとして走行距離５万ｋｍのテストを行ったところ、ヒール部分の外観変化は若干あったが、クッション性はほとんど維持されており、実用に問題なかった。
【００３４】
［実施例４］
紡糸から染色までは実施例１と同様にして行った。
【００３５】
この染色糸をＰＥＴ製長繊維不織布の基布に１／１０Ｇのタフティングマシンにてステッチ７．５本／２．５４ｃｍ、パイル高さ５ｍｍにてタフトし、カットパイルマットを製造した。
【００３６】
得られたマットのパイルを構成するポリ乳酸樹脂の割合は１００％、パイル目付は１１００ｇ／ｍ２、パイル密度Ｗは７５、摩耗減量率（常態）は４８．２％、摩耗減量率（強制劣化状態）は２９．２％であった。これを自動車用マットとして走行距離５万ｋｍのテストを行ったところ、ヒール部分の摩耗によるパイル削れが若干発生したが、実用上問題はなかった。
【００３７】
［実施例５］
（紡糸・捲縮加工）
ポリ乳酸のチップ（Ｌ体比率９５質量％、Ｄ体比率５質量％）を溶融紡糸し、加熱流体捲縮加工装置により総繊度１６００ｄｔｅｘ、１２０フィラメント、異型度３の捲縮糸を得た。
【００３８】
（合撚・染色）
上記捲縮糸を用い、実施例１と同様にして行った。
【００３９】
（タフティング）
上記で得られた染色糸を用い、実施例１と同様にして行った。
得られたマットのパイルを構成するポリ乳酸樹脂の割合は１００％、パイル目付は２２００ｇ／ｍ２、パイル密度Ｗは１２０、摩耗減量率（常態）は１２．３％、摩耗減量率（強制劣化状態）は８．７％であった。これを自動車用マットとして走行距離５万ｋｍのテストを行ったところ、ヒール部分の外観変化はわずかであった。
【００４０】
［実施例６］
（染色糸Ａ）
実施例１と同様にして紡糸、捲縮加工、合撚、染色し、ポリ乳酸染色糸Ａを得た。
【００４１】
（染色糸Ｂ）
総繊度２０００ｄｔｅｘ、１２０フィラメント、加熱流体捲縮加工による捲縮が付与され異型度４であり、染色済みのナイロン６糸を染色糸Ｂとした。
【００４２】
（合撚糸Ｃ）
染色糸Ａと染色糸Ｂとを合撚し、合撚糸Ｃを得た。
【００４３】
（タフティング）
染色糸Ａと合撚糸Ｃとを交互に１／１０Ｇのタフトマシンに仕立て、ＰＥＴ製長繊維不織布の基布にステッチ７．５本／２．５４ｃｍ、パイル高さ５ｍｍにてタフトし、カットパイルマットを製造した。
得られたマットのパイルを構成するポリ乳酸樹脂の割合は７５％、パイル目付は１０５０ｇ／ｍ２、パイル密度Ｗは７５、摩耗減量率（常態）は２８．３％、摩耗減量率（強制劣化状態）は８．５％であった。これを自動車用マットとして走行距離５万ｋｍのテストを行ったところ、ヒール部分に若干の外観変化はあったが、クッション性はほとんど維持されており、実用に問題なかった。
【００４４】
［比較例１］
（染色糸Ａ）
実施例１と同様にして紡糸、捲縮加工、合撚、染色し、ポリ乳酸染色糸Ａを得た。
【００４５】
（染色糸Ｂ）
総繊度２０００ｄｔｅｘ、１２０フィラメント、加熱流体捲縮加工による捲縮が付与され異型度４であり、染色済みのナイロン６糸を染色糸Ｂとした。
【００４６】
（タフティング）
染色糸Ａと染色糸Ｂとを１：３の割合になるように１／８Ｇのタフトマシンに仕立て、ＰＥＴ製長繊維不織布の基布にステッチ７本／２．５４ｃｍ、パイル高さ６．５ｍｍにてタフトし、カットパイルマットを製造した。
得られたマットのパイルを構成するポリ乳酸樹脂の割合は２５％、パイル目付は５００ｇ／ｍ２、パイル密度Ｗは５６、摩耗減量率（常態）は９２．５％、摩耗減量率（強制劣化状態）は８０．２％であった。これを自動車用マットとして走行距離５万ｋｍのテストを行ったところ、パイルが摩耗により削り取られて基布に穴あきが生じた。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明のポリ乳酸繊維製自動車用マットはヒール摩耗に対してパイルの摩耗による削れ、脱落を防止し、３年もしくは走行距離５万ｋｍの使用期間に耐えうることから自動車用オプションマット、ラインマットに好適に用いることができる。