JP4939687B2 - 不織布の裏地およびそれを含有するカーペット - Google Patents
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Description
本発明は、結合剤ポリマーを使用して結合させた熱可塑性ポリマーフィラメントまたはファイバーを含有する、カーペットの一次不織布裏地に関する。
【0002】
例えば熱可塑性ポリマー結合剤の助成により結合された熱可塑性ポリマーのフィラメントまたはファイバーを用いてカーペットの一次不織布裏地を製造することは、例えばUS4842915からも分かるように以前より公知である。この明細書は、ポリエステルマトリクスフィラメントを有するスパンボンド織物に関し、この際、織物はカーペットのタフトベースとしての使用に好適であり、軟化可能なフィラメント、ファイバー、粉末および/または細かく粉砕した顆粒の形の結合成分を使用して強化される。この結合成分は、ポリエステルマトリクスフィラメントまたはファイバーの溶融範囲を少なくとも90℃下回る溶融範囲を有するポリプロピレンから成る。
【0003】
カーペットの製造者および消費者の厳しい要求にさえも応えられるように、カーペットの一次不織布裏地は、年月をかけて常に改良されてきた。特に重要なのは、タフト後の破断強さおよび破断点伸びの向上、タフトおよびコート後の引き裂き抵抗の向上、得られるカーペットの外観の一般的な改良、タフト中に生じる欠点の効果的な改善、タフト操作(tuftability)の易化であり、すなわちタフト−針の針入抵抗を低下させ、タフト中の針の撓みを減少させ、タフト中の粗いバックステッチを回避し、ステッチロックを増加させ、雑音を減少させることにより実施する。
【0004】
本発明の課題は、前記のような改良をもたらすことである。この課題は、最初の段落で記載したようなカーペットの裏地により解決され、この際、裏地は、結合剤ポリマーを使用して結合させたフィラメントまたはファイバーを有する少なくとも1つの区別可能な熱可塑性織物層、1つの熱可塑性連続層または1つの不織布層を含有し、DIN54310によって測定した場合に、裏地の離層強さは、該区別可能な層を有さない同様の裏地と比較して、少なくとも30%まで、有利には50%まで減少する。
【0005】
一般的に、タフト−針によって生じる破断および/または損傷のために、タフトは不織布裏地の破断強さ(初期の高い破断強さ)を低下させる。また、(代替のまたは付加的な)区別可能な層によって得られる離層強さの減少は、結果的に裏地の引張破断強さを実質的に減少させ、当初はこの減少が欠点と見なされるかもしれない。しかし、(すなわち裏地の離層強さの減少による)本発明の意図的な破断強さの減少は、タフトによる破断強さおよび破断点伸びの低下を抑制する。本発明による未タフト裏地の破断強さが従来技術による未タフト裏地の破断強さを下回るにもかかわらず、本発明によるタフト化裏地は、実のところ、従来技術によるタフト化裏地よりも高い破断強さおよび破断点伸びを有する。この現象を下記の実施例により詳細に説明する。
【0006】
区別可能な層は、一方で、(例えばフィラメントまたはファイバーのより高い易動度を介して、および/または他の層との接着性の低下により)離層強さを低下させ、他方で、積層物に十分な密着性をもたらして(荒い)操作および加工を可能にし、該区別可能な層は、乾式−レイド(dry-laid)、湿式−レイド(wet-laid)、またはメルトブローン不織布のような様々な形態であってよい。別の例は、織物およびフィルムまたはホイルのような連続層である。しかし、熱または化学的な手段で(スパン)ボンドさせた不織布が有利であり、これは付加的にニードルパンチされていたり水流交絡(hydro-entangled)されていてよい。
【0007】
結合したポリマーのシースの融点よりも高い融点を有する、ポリエチレンテレフタレートコアを有する2種類の型、すなわち(a)および(b)型の、2成分シース/コアフィラメントから成るスパンボンドした織物に関して記載しているヨーロッパ特許EP−822283は特記すべきである。(b)型のフィラメントに対する(a)型のフィラメントのシースポリマーの質量比は、1:3〜1:10の範囲である。織物の全横断面において、(b)型フィラメントに対する(a)型フィラメントの質量比は、15〜70%の範囲を変動する。後者の比は、顕著なまたは識別できる何らかの層境界を有することなく、織物の横断面平面の間で変動するため、離層が回避される。従って、この技術は、離層の促進を探る本発明の技術とは相容れない。
【0008】
日本特許明細書JP04−352861は、ポリマーa1およびポリマーa1よりも少なくとも30℃高い融点を有するポリマーa2から成る複合長ファイバーAと、ポリマーb1およびポリマーb1よりも少なくとも30℃高い融点を有するポリマーb2から成る複合長ファイバーBとを含有する不織布に関する。さらに、ポリマーb1の融点はポリマーa1の融点よりも少なくとも20℃高い。該布は4個の層を有し、第1の層はファイバーAのみを有し、第2の層はファイバーBよりもファイバーAを多く含有し、第3の層はファイバーAよりもファイバーBを多く含有し、第4の層はファイバーBのみを含有する。ファイバーAとBとの濃度は、明確な境界なく連続的に変化するので、離層は起こらない。
【0009】
US3940302には、タフトカーペットの一次裏地として使用するのに好適な不織ウェブが記載され、これはポリプロピレンのコアと(“コア成分が実質的に影響を受けない圧力で加圧した飽和蒸気中で粘着性を与えることができる”)コポリアミドのシースを有する2成分フィラメントを、ポリプロピレンホモフィラメントをいっしょに含有する。引きそろえ糸は、ウェブ中でその長さ幅方向で包理される。有利な実施態様において、2成分フィラメントは、製品の中心よりも製品の少なくとも1つの表面の薄層中に高い濃度で存在するので、裏地表面の染料の取り込みが改善される。
【0010】
JP09291457は、異なる融点を有する2種類のポリマー、すなわち高密度ポリエチレンおよび高密度ポリプロピレンから成る、並列型またはシース/コア型の複合長ファイバーのウェブ層を含有する積層物に関する。高密度ポリエチレンの量は各ウェブ層において異なっている。積層物はスーパーバルキー性で、手触りがよく、引張り強さがある。
【0011】
JP06128855には、表面層、中間層および裏面層から成る3層構造の不織布が記載されている。表面層および裏面層は、熱可塑性ポリマー成分AおよびAと不相溶性の熱可塑性ポリマー成分Bから成る共役型の長ファイバーを含有する。長ファイバーは、成分Aの融着により結合している。中間相はAのみを含有するファイバーA、およびBのみを含有するファイバーBを含有し、該ファイバーは共役型の長ファイバーを切断することにより製造される。ファイバーAは、実質的に融着することなく、ファイバーBとからみ合っている。
US5660910には、フィラメントあたりの平均線密度が25デニールを下回るランダムに積層された連続マトリクスフィラメントから成る、スパン結合された不織布複合ウェブ;20デニールを越え、該マトリクスフィラメントのフィラメントあたりの平均線密度を少なくとも10デニールまで超過する平均線密度を有する連続した強化フィラメントが記載され;ここで該連続マトリクスフィラメントは少なくとも部分的に結合して該ウェブを形成し、該連続フィラメントは該ウェブ中で他のフィラメントと実質的に結合することなく該ウェブ中で絡み合い、ASTM D2261−83によりウェブを引き裂いた場合に、3個より多くの強化フィラメントが、ウェブから裂け目へ、1cmより多く引き出される。
US5660910の例によれば、マトリクス糸としてのフィラメント糸あたり13.5デニールである織物を、タフト後に、単一の300デニールのナイロン6.6またはポリエチレンテレフタレートモノフィラメントを強化糸として使用して硬化し、成形物は引き裂き抵抗が上昇し、引っ張り抵抗が認められる。
【0012】
本発明の枠内で、2個の区別可能な層を有するカーペットの一次裏地は実行可能な選択肢であるが、裏地に(内部層として)離層強さを減少させ得る層を包理するのが有利であり、従って、裏地は少なくとも3個の区別可能な層を有するのが有利である。このような構造中では、外部層は(局所的に)相互に移動でき、これによりタフト糸が保持されやすくなり、所望の安定性および裏地に関する他の機械特性が付与される。
【0013】
裏地は、熱結合しかつ各層が(熱可塑性)結合剤ポリマーと熱可塑性ポリマーのフィラメントまたはファイバーとを含有するのが有利であり、この際、離層強さを減少させ得る層中の結合剤ポリマーの濃度および/または結合温度は、別の層の結合剤ポリマーよりも少なくとも20%、有利には少なくとも30%低く、かつ/または4℃、有利には少なくとも6℃高い。結合度を低下させることにより、離層強さは著しく減少し、該層中のフィラメントまたはファイバーの易動度が高まるため、いわゆる“ステッチロック”または“ステッチホールド”と言われるタフト糸の保持がさらに強化される。
【0014】
また、非常に慎重な選択により選ばれた、隣接層の結合剤ポリマーと不相溶性である結合剤ポリマーは、該層への結合を減少させ、結果的に離層強さを減少させる。
【0015】
結合剤ポリマーの融点または軟化温度は、フィラメントまたはファイバーの融点または軟化温度よりも有利に15〜20℃低いが、あるポリマー組合せ物では僅かの相違であることが望ましくまたは必須である。
【0016】
結合剤ポリマーがフィラメントまたはファイバーの一部である場合(結合剤ポリマーが、有利にフィラメントまたはファイバーの外表面の少なくとも一部分を形成する)−この場合に適用される条件は二成分フィラメントまたはファイバーである−結合剤ポリマーは、フィラメントまたはファイバーが積層されている未結合の不織布全体に均質に分配される。この均質な分配のおかげで、フィラメントまたはファイバーが接着する(実質的に)全ての箇所に、結合剤が存在することになる。この結果、多くの結合箇所が生じ、熱結合過程における結合剤の接着箇所への効果的な供給が保証される。
【0017】
2成分ファイバーおよびフィラメントまたは特にコア/シースまたは並列型のファイバーは、本発明の不織布への使用に非常に好適である。
【0018】
結合剤を熱可塑性フィラメントまたはファイバーに添加するための別の非常に好適な方法は、結合剤ポリマーの全体またはほぼ全体から成る“結合フィラメント”または“結合ファイバー”を使用するものである。これらの結合フィラメントまたは結合ファイバーは別のフィラメントまたはファイバーと一緒に積層され、これによりこの時点で、未結合の不織布全体に結合剤が均質に分配される。このような不織布は時々“2フィラメント不織布”と呼称される。
【0019】
これに関し、本発明は、前記の結合剤ポリマーの形に制限されない。結合剤を未結合フィラメントまたはファイバーへ、例えば粉末、エマルジョンまたはフィブリドの形で添加してよい。
【0020】
本発明の不織布において、結合剤ポリマーとして使用するのに非常に好適なポリマーおよびコポリマーの例は、ポリアミド6、コポリアミド、コポリエステル、ポリプロピレン、コポリプロピレン、ポリエチレン、およびこれらの材料の1つ以上の混合物である。別の好適な材料の例は、ポリブチレンテレフタレートである。結合剤は、結合時に硬化(すなわちポリマー化)するモノマーの形で添加してもよい。
【0021】
中でも、ポリエステルは熱可塑性フィラメントまたはファイバーに非常に好適である。さらに好適な材料は、これに制限するのではなく、ポリアミド6、ポリアミド46、ポリアミド66、コポリアミドおよびコポリエステルである。
【0022】
離層強さを減少させる層が不織布層である場合、ポリマーを形成するフィラメントまたはファイバーに対する結合剤ポリマーの体積比は有利に20:80を下回り、より有利に15:85を下回る。別の不織布層において、該非は有利に20:80〜50:50の範囲、より有利には20:80〜35:65の範囲である。
【0023】
フィラメントまたはファイバーの線密度は、有利に1〜25dtex、より有利に5〜20dtexの範囲である。約1dtexを下回る線密度では、不織布材料はむしろ密度が上昇し(特に基本質量が高い場合)、その結果裏地が損傷を受けやすくなり、タフト時の針の撓み回数が増加する。約25dtexを上回る線密度では、不織布材料は非常に“開放”された状態になり(特に基本質量が低い場合)ステッチホールドが減少する。
【0024】
本発明のカーペット裏地の基本質量の総量は、有利に少なくとも50g/m2、より有利に少なくとも70g/m2である。さらに有利には、カーペット裏地の基本質量の総量に対する、離層強さを減少させ得る層の基本質量が、50%を下回り、特に有利には40%を下回る。
【0025】
本発明の裏地の離層強さを、前記の(代替のまたは付加的な)区別可能な層を含有しない裏地と比較して明確にしているが、離層強さは、DIN54310による測定で6Nを下回るのが望ましい。
【0026】
本発明はさらに、前記の不織布裏地を有するカーペットに関する。このようなカーペットは向上した強さおよび伸びを示しかつよりなめらかである。
【0027】
前記の結合温度は、(結合剤)ポリマーが溶融および/または軟化しかつフィラメントまたはファイバー間に接触する結合点が生じる温度である。この結合温度は様々な方法、例えば融点および/またはメルトフローインデックスまたは溶融粘度の異なる結合剤ポリマーを選択することにより、操作できる。
【0028】
融点は、一般的に公知のDSC(示差走査熱分析)技術により測定され、この際、約5mgの検体(窒素雰囲気下)を1分間に10℃の割合で加熱する。該DSC技術により得られる溶融吸熱のピーク温度は、本発明の“融点”の概念に相当する。
【0029】
“区別可能な”という表現は、異なる層のフィラメントまたはファイバーの混合および/または絡み合いを不織布中で回避することができないとはいえ、1つの層から隣りの層への遷移が実質的に漸次的でないことを意味する。各層が実質的に均質(すなわち組成物の厚さの全体において大きな勾配が認められない)でありかつ/または単一の型のフィラメントまたはファイバーを含有するかあるいは1つ以上の型のフィラメントまたはファイバーを均質に混合して含有するのが有利である。
【0030】
層中の結合剤ポリマーの“濃度”を様々な方法で減少させることができ、例えばシース/コア比の低いシース/コアフィラメントまたはファイバーを使用するか、または“結合フィラメント”または“結合ファイバー”をより少ない量で混合することにより実施する。
【0031】
例
全てのサンプルは、コレクター表面上で、3個の区別可能なフィラメント層を互いの上部に積層するための慣用の技術を用いて、スパンボンドされていた。各サンプルにおいて、裏地の基本質量は120g/m2であった。フィラメントとは、ポリエチレンテレフタレートコアおよびポリアミド6シースを有する全てのシース/コア型のものであった。積層後、サンプルを熱結合させた。
【0032】
サンプル1aおよび1b、すなわちコントロールは3個の別の層を有し、それぞれ基本質量40g/m2であり、26/74シース/コア体積比を有するフィラメントから成り、線密度は9dtexであった。サンプル2aおよび2b、すなわち本発明のものは、26/74シース/コア体積比を有するフィラメントから成る2個の別の外層と10/90シース/コア体積比を有するフィラメントから成る1個の内層とを有した。全てのフィラメントは線密度9dtexであり、全ての3個の層は基本質量40g/m2であった。サンプル3も本発明のものであり、2個の別の外層を有し、それぞれ基本質量36g/m2であり、26/74シース/コア体積比を有するフィラメントから成り、線密度は9dtexであり、内層は48g/m2であり、10/90シース/コア体積比を有するフィラメントから成り、線密度は6dtexであった。サンプル1aおよび2aを、サンプル1b、2bおよび3よりも低い結合温度で製造した。
【0033】
サンプルの以下の特性を測定した:タフト前の破断強さおよび破断点伸びをDIN53857−2により測定した;タフト後の破断強さおよび破断点伸びをASTM D2646により測定した;離層強さをDIN54310により測定した;外観については、10人の審査員の点数を基にし、タフト化したサンプルを“なめらか”または“なめらかでない”として評価した。
【0034】
【表1】
【0035】
【表2】
【0036】
これらの実験により、本発明の裏地が、タフト前の破断点強さおよび破断点伸びを減少させる(表1;コントロールの裏地と比較して約35〜60%下回る)にもかかわらず、タフト後の破断強さおよび破断点伸びを著しく向上させる(表2;コントロールの裏地と比較して約40%まで上回る)ことが明確に示される。また、本発明の裏地を用いて製造したカーペットの外観はコントロールの裏地を用いて製造したカーペットよりもなめらかである。
Claims (11)
- 結合剤ポリマーを使用して結合させた熱可塑性ポリマーフィラメントまたはファイバーを含むカーペットの一次不織布裏地において、該カーペットの一次裏地が3個の層からなり、その際、該層の1個が、
・1つの区別可能な熱可塑性織物層、
・1つの区別可能な熱可塑性連続層または
・結合剤ポリマーを使用して結合させたフィラメントまたはファイバーを有する1つの区別可能な不織布層であり、
DIN54310により測定した場合に、該層が該区別可能な層を有さない同様のカーペットの一次裏地と比較して、カーペットの一次裏地の離層強さを少なくとも30%まで減少させ、その際、裏地の離層強さを減少させる該区別可能な層が、2つの外部層の間の内部層として裏地中に包理され、フィラメントまたはファイバーの線密度が5〜20dtexの範囲であり、
その際、前記の、区別可能な熱可塑性連続層が、フィルムまたはホイルであり、
その際、前記の、結合剤ポリマーを使用して結合させたフィラメントまたはファイバーを有する区別可能な不織布層が、乾式−レイド、湿式−レイド、メルトブローンさせたか、または熱または化学的な手段で(スパン)ボンドさせた不織布である
、カーペットの一次不織布裏地。 - DIN54310により測定した場合に、該層が該区別可能な層を有さない同様のカーペットの一次裏地と比較して、カーペットの一次裏地の離層強さを少なくとも50%まで減少させる、請求項1記載の不織布裏地。
- 該層が裏地に包理され、従って裏地が少なくとも3個の区別可能な層から成る、請求項1または2記載の不織布裏地。
- 該層のそれぞれが、結合剤ポリマーにより熱結合された熱可塑性ポリマーフィラメントまたはファイバーから成り、裏地の離層強さを減少させる層中の結合剤ポリマーの濃度および/または結合温度が、別の層中の結合剤ポリマーの濃度および/または結合温度と比較して、少なくとも20%低く、かつ/または少なくとも4℃高い、請求項1から3までのいずれか1項記載の不織布裏地。
- 裏地の離層強さを減少させる層中の結合剤ポリマーの濃度および/または結合温度が、別の層中の結合剤ポリマーの濃度および/または結合温度と比較して、少なくとも30%低く、かつ/または少なくとも6℃高い、請求項4記載の不織布裏地。
- 少なくとも1つの層中の結合剤ポリマーが、フィラメントまたはファイバーの外表面の少なくとも一部を形成している、請求項1から5までのいずれか1項記載の不織布裏地。
- フィラメントまたはファイバーが、シースを形成する結合剤ポリマーを有するシース/コアフィラメントまたはファイバーである、請求項6記載の不織布裏地。
- 少なくとも1つの層中の結合剤ポリマーが、ポリアミド6、コポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、コポリエステル、ポリプロピレン、コポリプロピレン、ポリエチレン、およびこれらの材料の1つ以上の混合物から成る群より選択されている、請求項1から7までのいずれか1項記載の不織布裏地。
- 少なくとも1つの層中のフィラメントまたはファイバーを形成する熱可塑性ポリマーが、ポリエステル、ポリアミド6、ポリアミド46、ポリアミド66、コポリアミド、およびコポリエステルから成る群より選択されている、請求項1から8までのいずれか1項記載の不織布裏地。
- 6Nを下回る離層強さを有する請求項1から9までのいずれか1項記載の不織布裏地。
- 請求項1から10までのいずれか1項記載の一次不織布裏地を有するカーペット。
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