(57)【要約】【課題】カーペットのバッキング材において、カーペットの基本性能に影響を及ぼさずにフライアッシュの大量添加を実現し、フライアッシュの再利用化促進を推し進め、経済的なバッキング方法を提供する。【解決手段】カーペットのバッキング材において、脂肪族モノカルボン酸重合物、不飽和脂肪酸グリセリン多価エステル、の中から少なくとも１種選択された界面活性剤を添加することにより、フライアッシュの高添加量を達成することが可能であることを見出し本発明に到達した。【選択図】        無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともゴム及び合成樹脂から選択される１種または２種以上の高分子樹脂成分と、界面活性性能を有する化合物と、可塑剤と、充填材とから成るカーペット用バッキング材において、前記高分子樹脂成分１００重量部に対し、前記充填材として、フライアッシュが１００〜５００重量部含まれることを特徴とするカーペット用バッキング材。
【請求項２】
前記界面活性性能を有する化合物が脂肪族モノカルボン酸重合物、不飽和脂肪酸グリセリン多価エステル、の中から少なくとも１種選択され、前記充填材１００重量部に対し、界面活性性能を有する化合物が０．１〜１０重量部含まれることを特徴とする請求項１に記載のカーペット用バッキング材。
【請求項３】
前記界面活性性能を有する化合物成分がポリアクリル酸、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリル酸アミドの中から少なくとも１種選択され、ＨＬＢが５以上の界面活性性能を有する化合物であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカーペット用バッキング材。
【請求項４】
前記界面活性性能を有する化合物がリシノール酸グリセリンエステル、トリリシノール酸グリセリンエステル、リシノール酸グリセリンモノエステル、リシノール酸グリセリンジエステル、リシノール酸ジグリセリンモノエステル、リシノール酸トリグリセリンモノエステルの中から少なくとも１種選択されＨＬＢが２以上の界面活性性能を有する化合物でであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカーペット用バッキング材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかの項に記載のカーペット用バッキング材を塗布したカーペット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、カーペットのバッキングに関するもので、カーペットの補強性、パイル抜け防止性、収縮・伸長防止性などの基本的性能に影響を及ぼさずにフライアッシュの高添加を達成し、経済的且つ再資源化材で構成されたバッキング材およびカーペットを提供する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特表２０００−５１８１４８号公報
【特許文献２】特開２００２−１１９４０９号公報
カーペットのバッキング加工は、カーペットの使用目的によって様々な加工方法がとられており、カーペット原反の裏面にコンパウンドラテックスをロールコーター等を用いて塗工し加熱乾燥する方法、熱可塑性樹脂を押し出し機から溶融塗工し圧着する方法、熱可塑性樹脂の粉末をスキャッタリング塗工し加熱溶融させて圧着する方法、あるいは、ＰＶＣ等のゾル状シートにカーペット原反を乗せ、加熱し圧着する方法、などが採用されている。これらのバッキング方法において、寸法安定性や硬さ調整、重量感、経済的効果を得るために、充填材が混入されるのが一般的であり、充填材として炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、珪砂、硫酸バリウムの粉末状のものが使われる。
【０００３】
フライアッシュを充填材として使用するカーペットのバッキング方法として、特表２００１−５１８１４８号公報、特開２０００−５１７３６１号に開示されているが、いずれもポリウレタン樹脂に限られたバッキングであって、前記公報にはポリマー形成反応に著しい影響を及ぼさない反応性ポリマー系において充填材としてフライアッシュを使用することが望ましいと記載されており、フライアッシュを大量に混入させたバッキング材によるカーペットの一般的加工方法はいまだ開示されていない。
【０００４】
これは、フライアッシュの粒径が小さく、構成成分の極性が強いことと未燃カーボン等の活性化された成分が混入しているため、バッキング樹脂または可塑剤との親和性が高く、コンパウンド樹脂中での相互作用増加による粘度上昇を生じ、塗工時に繊維部への樹脂の含浸性が悪く、剥離強度や抜糸強度など品質上の問題が発生し、従来から多く使用されている炭酸カルシウム等にかわって、カーペットのバッキング材の充填材として大量に使用されることはなかった。
【０００５】
近年石炭火力発電所から排出される石炭灰（フライアッシュ）の量は増加しており、その再利用が望まれいるが、排出量の約４０％が埋め立て処分されている現状にあり環境問題としての取り組みが望まれている。現在最も大量に再利用されているのは、セメントコンクリートの分野であって、活発な研究が進み、再利用化が促進されてきているが、カーペットのバッキング材用の充填材としては、これまで低添加量でしか使われていないのが実態である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
カーペットのバッキング材において、カーペットの補強性、パイル抜け防止性、収縮・伸長防止性などの基本性能に影響を及ぼさずにフライアッシュの高添加量を実現し、フライアッシュの再利用化促進を推し進め、経済的且つ再資源化材で構成されたカーペットを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
従来からのカーペットのバッキング材の充填材として、最も多く使用されているのは炭酸カルシウムであるが、これと比較しフライアッシュの主成分は、二酸化ケイ素、酸化アルミ、酸化鉄などであり、カーペットのバッキング材にフライアッシュをそのまま添加すると著しい粘度の増大がみられる。これは、フライアッシュの主成分である二酸化ケイ素、酸化アルミ、酸化鉄などの成分の解離度が高くフライアッシュ表面の電荷量が大きくなることにより、樹脂成分が配向し立体的な構造を作ることと、未燃カーボン等の活性化された成分が可塑剤をより吸収するなどの作用により粘度が上昇するものと推測される。
【０００８】
フライアッシュの表面電荷量に起因して、樹脂成分および可塑剤が配向した結果、立体構造を形成し増粘することに対し、その粘度を低下するためにはフライアッシュの見かけの表面電荷量を減少させることと不活性化することが必要であり、本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討の結果、界面活性性能を有する化合物を添加することにより、フライアッシュ表面の電荷量を低下させ、樹脂成分が配向し立体的な構造を作るのを防ぎ、活性化した未燃カーボン等の活性を不活性にしてカーペットのバッキング材の粘度を低下できることをみいだし、フライアッシュの高添加量を達成することが可能となったものである。
【０００９】
すなわち本発明の第１の発明は、少なくともゴム及び合成樹脂から選択される１種または２種以上の高分子樹脂成分と、界面活性性能を有する化合物と、可塑剤と、充填材とから成るカーペット用バッキング材において、前記高分子樹脂成分１００重量部に対し、前記充填材として、フライアッシュが１００〜５００重量部含まれることを特徴とするカーペット用バッキング材である。
【００１０】
本発明におけるエマルジョン状バッキング材としては、ゴム及び合成樹脂から選択される１種または２種以上の高分子樹脂成分を含むもので、高分子成分としては、ＳＢＲ（スチレン−ブタジエン共重合体）ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエン共重合体）、ＭＢＲ（メタクリル酸メチル−ブタジエン共重合体）、ＣＲ（クロロプレンラバー）、アクリル樹脂エマルジョン、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）天然ゴム等から選らばれる。
【００１１】
また、熱可塑性樹脂をカーペットのバッキング材とする場合、使用する樹脂は低密度乃至高密度のポリエチレン、エチレンー酢酸ビニル共重合体、エチレンーエチルアクリレートなどのエチレン系共重合体、ポリプロピレン、プロピレンを主成分とする共重合体、ポリブテン、ブテン共重合体、エチレンまたはプロピレンを主成分とするアイオノマー樹脂などのオレフィン系樹脂、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン３元共重合体、メチルメタクリレート−スチレン共重合体などのスチレン系樹脂、アクリル酸エステル系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂などを挙げることができる。
【００１２】
第２の発明は、界面活性性能を有する化合物が脂肪族モノカルボン酸重合物、不飽和脂肪酸グリセリン多価エステル、の中から少なくとも１種選択され、前記充填材１００重量部に対し、界面活性性能を有する化合物が０．１〜１０重量部含まれることを特徴とする請求項１に記載のカーペット用バッキング材である。界面活性性能を有する化合物が充填材１００重量部に対し０．１重量部を下回ると、粘度が上昇しフライアッシュを大量に混入できない。１０重量部を越えると可塑剤、界面活性剤等の樹脂がしみだし、また樹脂物性の低下等が見られ好ましくない。より好ましくは充填剤１００重量部に対し、１〜５重量部含まれるとよい。
【００１３】
第３の発明は、界面活性性能を有する化合物成分がポリアクリル酸、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリル酸アミドの中から少なくとも１種選択され、ＨＬＢが５以上の界面活性性能を有する化合物であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカーペット用バッキング材である。ＨＬＢは分子中に含まれる親水基と疎水基のバランスを示す数値で、大きくなるほど親水性である。界面活性剤が充填材１００重量部に対し０．１重量部を下回ると、樹脂粘度が上昇し流動性が著しく低下して、フライアッシュを大量に混入することができない。１０重量部を越えると樹脂がパイル面にしみだし好ましくない。より好ましくは充填材１００重量部に対し、界面活性剤が１〜５重量部含まれるとよい。
【００１４】
第４の発明は、界面活性性能を有する化合物がリシノール酸グリセリンエステル、トリリシノール酸グリセリンエステル、リシノール酸グリセリンモノエステル、リシノール酸グリセリンジエステル、リシノール酸ジグリセリンモノエステル、リシノール酸トリグリセリンモノエステルの中から少なくとも１種選択されＨＬＢが２以上の界面活性性能を有する化合物でであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカーペット用バッキング材である。界面活性剤が充填材１００重量部に対し０．１重量部を下回ると、押出し機において、溶融樹脂の粘度が上昇し流動性が著しく低下して、フライアッシュを大量に混入することができない。１０重量部を越えるとシート強度が低下したり、可塑剤、界面活性剤等がブリードアウトし好ましくない。より好ましくは充填材１００重量部に対し、界面活性剤が１〜５重量部含まれるとよい。
【００１５】
第５の発明は、請求項１〜４のいずれかの項に記載のカーペット用バッキング材を塗布したカーペットである。カーペットの繊維層としては、綿、レーヨン、麻などのセルロース系繊維、ウール、絹などの動物繊維、ポリエステル，ナイロン、ポリプロピレンなどの合成繊維、及びこれらの２種類以上からなる複合繊維が挙げられ、それらは、糸、織物、編物、不織布、タフテッドなどのいかなる形態であっても良い。本発明のカーペット用バッキング材を使用したカーペットは、フライアッシュの高添加量を実現し、フライアッシュの再利用化促進を推し進め、経済的なバッキング方法となるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は、カーペット用バッキング材において、フライアッシュの添加量を従来より飛躍的に増加し、火力発電所等から大量に発生するフライアッシュの再利用化促進を推し進め、しかも経済的なバッキング方法を提供するものである。カーペットの繊維層としては、綿、レーヨン、麻などのセルロース系繊維、ウール、絹などの動物繊維、ポリエステル，ナイロン、ポリプロピレンなどの合成繊維、及びこれらの２種類以上からなる複合繊維が挙げられ特に限定されるものではない。また、繊維層の形態は、糸、織物、編物、不織布、タフテッドなどのいかなる形態であっても良く、本発明は繊維層の裏側のバッキング層に、フライアッシュを大量に含有させるものであり、着色、防汚加工、抗菌加工、防虫加工、難燃防炎加工、消臭加工等の加工を行なっても構わない。また繊維層へも防汚加工、抗菌加工、防虫加工、難燃防炎加工、撥水撥油加工、消臭加工等機能性を付与する加工を行なっても構わない。
【００１７】
バッキング層に使用する樹脂は、ゴム及び合成樹脂から選択される１種または２種以上の高分子成分を含むもので、エマルジョン系高分子樹脂成分としては、ＳＢＲ（スチレン−ブタジエン共重合体）、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエン共重合体）、ＭＢＲ（メタクリル酸メチル−ブタジエン共重合体）、ＣＲ（クロロプレンラバー）、アクリル樹脂エマルジョン、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）天然ゴム等から選らばれる。熱可塑性樹脂をカーペットのバッキング層とする場合、使用する樹脂は低密度乃至高密度のポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレートなどのエチレン系共重合体、ポリプロピレン、プロピレンを主成分とする共重合体、ポリブテン、ブテン共重合体、エチレンまたはプロピレンを主成分とするアイオノマー樹脂などのオレフィン系樹脂、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン３元共重合体、メチルメタクリレート−スチレン共重合体などのスチレン系樹脂、アクリル酸エステル系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂などを挙げることができる。
【００１８】
バッキング層に混入するフライアッシュは、石炭火力発電所等から排出されたものを使用する。フライアッシュの主成分はケイ素、アルミニウム、および鉄の酸化物等から構成され、形状は微細粒子の球形で、粒径は１００μｍ以下が９０％を占めている。また、バッキング剤の充填剤としてはフライアッシュに加え、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、等を使用してもかまわない。また、必要に応じて、抗菌剤、防虫剤、消臭剤、防炎剤等の各種添加剤を配合することもできる。
【００１９】
また、バッキング層の下側に、セカンド基布として、織基布、編基布、不織布等を積層接着することも可能であり、バッキング剤の塗布方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、ロールコーター法、ダイレクトコート法、ナイフコート法、スプレーコート法あるいは熱可塑性樹脂の場合は、押し出し機から溶融塗工し圧着する方法、熱可塑性樹脂の粉末をスキャッタリング塗工し加熱溶融させて圧着する方法、あるいは、ＰＶＣ等のゾル状シートにカーペット原反を乗せ、加熱し圧着する方法、等が挙げられる。
【００２０】
【実施例】
本発明の具体的な実施例に沿って作成したカーペットとその評価結果について述べるが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、実施例比較例中の部および％はとくに断らない限りそれぞれ重量部および重量％を示す。
本発明の評価方法と測定方法を記載する。
ファズ試験の測定方法
カーペット表面を針付きの磨耗輪を用いて荷重３００ｇ、２０回転で摩擦して毛羽がとれるか否かを判定することによりパイルフィラメントの保持性を調べた。評価は○…良好、×…不良とした。
抜糸強度の測定方法
ＪＩＳＬ１０２１の規定に準じ抜糸強度（ｋｇｆ／本）を測定した。２．５ｋｇｆ／本以上を合格とする。
剥離強度の測定方法
ＪＩＳＬ１０２１の規定に準じ剥離強度（ｋｇｆ／５ｃｍ）を測定した。２．５ｋｇｆ／５ｃｍ以上を合格とする。
【００２１】
実施例１  パイル長７ｍｍ、パイル目付け５２０ｇ／ｍ２のナイロンループタフテッドカーペットに、ＳＢＲラテックスエマルジョン（ＳＢＲ１００重量部、フライアッシュ３００重量部、ＨＬＢが６のポリアクリル酸ソーダをフライアッシュ１００重量部に対し３重量部、起泡剤及び増粘剤１０重量部、水２００重量部からなるバッキング剤）を作成しカーペット裏面に３００ｇ／ｍ２をロールコーターで塗布した。その後セカンド基布としてポリエステル１００％目付け１３０ｇ／ｍ２のニードルパンチ不織布を貼り、１２０℃１０分間乾燥し、カーペットを得た。ファズ、抜糸強度、剥離強度ともに問題のないカーペットを得た。
【００２２】
実施例２  実施例１と同じカーペット表皮に、２軸押出し機においてＭＩ３０のポリエチレン１００重量部、フライアッシュ３６０重量部、ＨＬＢが３のリシノール酸グリセリンエステルをフライアッシュ１００重量部に対し４重量部を混練し、加熱溶融してフィルム状に押出し、３００ｇ／ｍ２塗布し、さらにセカンド基布としてポリエステル１００％目付け１３０ｇ／ｍ２のニードルパンチ不織布を貼り圧着しカーペットを得た。ファズ、抜糸強度、剥離強度ともに問題ないカーペットを得た。
【００２３】
実施例３  ＰＶＣ樹脂組成物（ＰＶＣ樹脂１００重量部、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）１００重量部、フライアッシュ４８０重量部、ＨＬＢが２．５のリシノール酸グリセリントリエステルをフライアッシュ１００重量部に対し７重量部、からなるバッキング剤）を離形性ベルトに６５０ｇ／ｍ２塗布し、その上に実施例１と同じカーペット表皮を載置圧着し、加熱ゲル化後に離形性ベルトから剥離しカーペットを得た。ファズ、抜糸強度ともに問題ないカーペットを得た。
【００２４】
比較例１  実施例１と同じカーペット表皮に、ＳＢＲラテックスエマルジョン（ＳＢＲ１００重量部、フライアッシュ３００重量部、ＨＬＢが１のポリアクリル酸ソーダをフライアッシュ１００重量部に対し４重量部、起泡剤及び増粘剤１０重量部、水２００重量部からなるバッキング剤）を作成しカーペット裏面に３００ｇ／ｍ２をロールコーターで塗布しようとしたが、異常粘度となりカーペット裏面に均一に塗布できなかった。
【００２５】
比較例２  実施例１と同じカーペット表皮に、２軸押出し機においてＭＩ３０のポリエチレン１００重量部、フライアッシュ２６０重量部、を混練し加熱溶融してフィルム状に押出そうとしたが、厚みムラが激しくフィルムとは成らなかった。
【００２６】
比較例３  実施例１と同じカーペット表皮に、ＳＢＲラテックスエマルジョン（ＳＢＲ１００重量部、フライアッシュ３００重量部、ＨＬＢが６のポリアクリル酸ソーダをフライアッシュ１００重量部に対し１３重量部、起泡剤及び増粘剤１０重量部、水２００重量部からなるバッキング剤）を作成しカーペット裏面に３００ｇ／ｍ２をロールコーターで塗布したが、カーペット表面にラテックスがしみ出し、商品とならなかった。
【００２７】
【表１】
2004275234.tif 000002
【００２８】
表１から明らかなように、界面活性剤を添加し、フライアッシュを混入できたバッキング用樹脂は、カーペットのファズ性、パイル抜け防止性、等の基本性能に影響を及ぼさず、コスト的にも良好なバッキング材であることが確認できた。
【００２９】
これに対して、比較例では、規制値を外れた界面活性剤あるいは界面活性剤を混入しない場合、異常粘度が発生しバッキング材として満足のいくものは得られなかった。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、カーペット用バッキング材として、界面活性剤を混入し、フライアッシュを大量に混入させたバッキング用樹脂は、カーペットの基本性能に影響を及ぼさず、コスト的にも良好なバッキング材を得ることができた。また、カーペット表皮にリサイクルされた素材を使用すれば再資源化材で構成されたカーペットを提供することができる。