JP2004514801A

JP2004514801A - 不織材料およびその製造方法

Info

Publication number: JP2004514801A
Application number: JP2002545234A
Authority: JP
Inventors: デイビッド・イー・ウェンストラップ
Original assignee: Milliken and Co
Current assignee: Milliken and Co
Priority date: 2000-11-03
Filing date: 2001-10-25
Publication date: 2004-05-20
Also published as: BR0115134A; WO2002042538A3; CA2427662A1; AU2002239495A1; CZ20031234A3; EP1337702A4; WO2002042538A2; CN1481456A; MXPA03003907A; PL362009A1; KR20030045164A; EP1337702A2; US20030146545A1

Abstract

第一繊維および第二繊維から形成される不織布。第一繊維は標準的なポリエステルステープル繊維であり、第二繊維は第一繊維材料より低い融解温度を有するポリエステル材料と、その後の成形工程での成形温度を超える融解温度を有するポリエステル材料のブレンドである。不織布は、ベース領域およびベース領域から伸張するパイル領域を備える。パイル領域は、第一繊維および第二繊維の結合であって、布の平面方向に対しおよそ垂直に配向している。ベース領域は、第一繊維および第二繊維の編物部分である。不織布は、第一繊維と第二繊維の編物部分であってベース領域と反対側でパイル領域上に配置されるカバー領域も含んでよい。

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、不織材料に関し、特に材料の裏材用フォームの代替物として使用されうる不織材料およびその製造方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
ポリウレタンフォームは、輸送産業界において、車両内装材料向けファブリック裏材としてしばしば使用される。典型的な例では、これらのフォームは、ポリエステル、ビニルまたはレザーといったテキスタイル表材の背面に接着される。ポリエステル材料は編物、織物、不織物の構造を有するのが典型である。
【０００３】
これらのフォームを裏材とした複合材は、快適さを与えうるクッション感または接触面での豪華感覚を有しており、そして、最終組み立てにおいて成分界面での工学耐性を許容する。加えて、これらの特性は、成形や輪郭付けを含むであろうがそれらには限定されない典型的な自動車組み立て工程の際にも維持されうる。
【０００４】
しかしながら、ポリエステル材料上の裏材としてのポリウレタンフォームの使用にはいくつかの不都合がある。第一に、二つの異なった材料からなる複合製品は個々物に分離するのが困難であり、従って、リサイクルが困難である。第二に、ポリウレタンフォームを裏材とした複合材は、自動車内装のフォギングに寄与する多数の揮発性物質を発生しうるし、また、フォーム自体は時間が経つと酸化し、材料中で色調変化を生じる。これらの不都合に鑑みて、自動車産業界は、同様のコストでポリウレタンのクッション特性を与えるような別の材料を探し求めてきた。
【０００５】
この点で注目を集めた一つの材料はポリエステル不織布である。この材料は、たいていのポリエステル表材に対し適当な裏材を提供しうるし、また、工業的に認識された手法で複合材料を形成することができる。しかしながら、現在までのところ、ポリウレタンフォームと共に目下使用されているクッションと同様な厚さのクッションを得るためには、経済的に不満足な量の材料が必要とされた。
【０００６】
エアーレイドおよび”Ｓｔｒｕｔｏ”不織技術を含む垂直レイド、熱結合不織布の最近の技術は、このクッションに、以前の不織技術に対し経済的および重量上の利点を与えようとしてきた。これらの技術は、ステープル繊維を垂直位置に配向させ、材料の使用を増やすことなく材料厚みを増加できる。これらの技術は、合理的な重量とコストで増加した複合体厚みを得ることに成功したが、この結果物の構造上の完全さは、二成分架橋繊維の配合がなければ多くの自動車内装用途には受け入れられないものであった。これら架橋繊維の使用は、成形や輪郭付けなど下流工程での過熱時における繊維からの再配向や剛性によって、これまで多くの下流工程で問題を引き起こしてきた。
【０００７】
（発明を実施するための最良の形態）
図１および図２には、それぞれ不織布１００および２００として説明される本発明の態様が示されている。不織布１００／２００は、第一繊維１１および第二繊維１２を組み合わせて通常形成される。
【０００８】
図１には、本発明の一態様の断面図が示され、基材領域１１０およびパイル領域１２０を備えた不織布１００が図示されている。基材領域１１０は、不織布１００の長さに沿って伸張する第一繊維１１および第二繊維１２の織物または編物の領域である。パイル領域１２０は、第一繊維１１および第二繊維１２の領域であって、基材領域１１０から出る第一末端１２１、第一末端１２１から離れて配置された第二末端１２２、および第一末端１２１と第二末端１２２の間の中間部分１２３を伴っている。パイル領域１２０の第二末端１２２は、第一繊維１１および第二繊維１２の環、第一繊維１１および第二繊維１２の自由末端、またはこれらの組み合わせであってよい。
【０００９】
図２には、本発明の基材領域２１０、パイル領域２２０およびカバー領域２３０を備えた不織布２００が図示されている。基材領域２１０は、不織布２００の長さに沿って伸張する第一繊維１１および第二繊維１２の織物または編物の領域である。カバー領域２３０は、ベース領域２１０の反対側で不織布２００の長さに沿って広がる、第一繊維１１および第二繊維１２の織物または編物の領域である。パイル領域２２０は、第一繊維１１および第二繊維１２の領域であって、基材領域２１０から出る第一末端２２１、カバー領域２３０から出る第二末端２２２、および第一末端２２１と第二末端２２２の間の中間部分２２３を伴っている。それによって、パイル領域２２０が、基材２１０とカバー材２３０を分ける連続シート材となる。
【００１０】
パイル領域１２０／２２０において、第一繊維１１および第二繊維１２は、不織ウェブ１００／２００の平面方向から約４５°と約９０°の間に配向している。好ましい態様では、第一繊維１１および第二繊維１２は、パイル領域１２０／２２０内で不織ウェブ１００／２００の平面方向から大体垂直に配向している。不織ウェブ１００／２００は、種々の第二繊維１２が第一繊維１１と混交することにより安定化される。
【００１１】
ここで図１および図２に戻って参照すると、第一繊維１１は不織布１００／２００の約３０重量％ないし約９０重量％を構成し、また、第二繊維は不織布１００／２００の約１０重量％ないし約７０重量％を構成する。一つの態様では、第一繊維１１は不織布１００／２００の約７０重量％ないし約９０重量％を構成し、また、第二繊維は不織布１００／２００の約１０重量％ないし約３０重量％を構成する。さらに別の態様では、第一繊維１１は不織布１００／２００の約８０重量％を構成し、また、第二繊維は不織布１００／２００の約２０重量％を構成する。
【００１２】
第一繊維１１は、典型的な例では、フィラメント当たりのデニールが約１と約１８の間である標準的なポリエステルステープル繊維から形成されたステープルポリエステル繊維である。一つの態様では、第一繊維１１は、不織布１００／２００の用途や所望の最終品質に応じ、フィラメント当たり約６デニールまたは約１５デニールを有する。さらに別の態様では、第一繊維１１の全部または一部が、不織布１００／２００に追加的クッションを与えるため、中空繊維構造（ｈｏｌｌｏｗ−ｆｉｌｍａｋｅｕｐ）を有している。第一繊維１１は、異なる材料から形成された異なる繊維のブレンドであってもよい。
【００１３】
第二繊維１２は、第一繊維１１の材料より低融点の材料から形成される。そのうえ、第二繊維１２は、不織布１００／２００が引き続く成形工程において経験する成形温度を超える融点を有する。第一繊維１１が標準的ポリエステルから形成されるステープルポリエステル繊維である一態様においては、第二繊維１２は、ブレンドから形成されるステープルポリエステルファイバーであってよく、例えば脂肪族グループとポリエステルのようなブレンドである。別の態様においては、第二繊維１２は、多成分であってよく、例えば、一つの成分（例えばシェル）が第一繊維１１の材料より低い融解温度を有するコア・シェル繊維である。第二繊維１２は、異なる材料から形成された異なる繊維のブレンドであってよいこともまた予想される。第二繊維は、典型的な例では、フィラメント当たりのデニールが約１と約１８の間であるステープル繊維である。一つの態様においては、第二繊維１２は、フィラメント当たりのデニールが約３である。
【００１４】
不織布１００／２００には、例えば布表面材のような材料の裏材として使用できるタイプがあり、または、ある用途においては、ベース領域１１０／２１０および／またはカバー領域２３０を該表面材として使用できる。不織布１００／２００が裏材として使用される態様においては、ベース領域１１０／２１０および／またはカバー領域２３０は、典型的な例では、約１２ゲージないし約３０ゲージのステッチゲージで形成される。ベース領域１１０／２１０および／またはカバー領域２３０が表面材として使用されるような態様では；それらは、典型的な例では、少なくとも約３０ゲージ、通常約３０ゲージないし約６４ゲージのステッチゲージで形成される。
【００１５】
引き続く工程では、第二繊維１２の融解温度より低い成形温度で、不織布１００／２００の弾性を実質的に減損することなく、不織布１００／２００を成形することができる。不織布１００／２００における第一繊維１１および第二繊維１２がいずれもポリエステルである場合、不織布１００／２００はより容易くリサイクルできる。
【００１６】
一つの態様では、不織布１００／２００は厚みが約２ｍｍないし約２０ｍｍであり、また、密度は約５０ｇ／ｍ^２ないし約８００ｇ／ｍ^２である。例えば自動車のヘッドライナーのようなパネル用途に使用する態様では、不織布１００／２００は厚みが約２ｍｍないし約５ｍｍであってよく、また、密度は約１００ｇ／ｍ^２ないし約３００ｇ／ｍ^２であってよい。例えば椅子張りのようなクッション用途に使用する態様では、不織布１００／２００は厚みが約３ｍｍないし約１５ｍｍであってよく、また、密度は約１００ｇ／ｍ^２ないし約５００ｇ／ｍ^２であってよい。
【００１７】
図１の不織ウェブ１００を形成する方法は、図３に工程５００として説明されている。工程５００は、通例、繊維の結合５１０、結合繊維のウェブへの配置５２０、ベース領域およびパイル領域の形成５３０、不織布の加熱５５０、および不織布の冷却５５０、のステップを含む。
【００１８】
繊維の結合５１０のステップは、第一繊維１１および第二繊維１２を結合させることを含む。第一繊維１１は第二繊維１２より高い融点を有している。加えて、第二繊維１２は引き続く成形工程の成形温度より高い融点を有している。一つの態様においては、第一繊維１１は標準的なポリエステルから形成され、また、第二繊維１２はより融解温度の低いポリエステル、例えば脂肪族グループとポリエステルのようなブレンドから形成される。第一繊維１１および第二繊維１２は、第一繊維１１が不織布１００／２００の約３０重量％ないし約９０重量％を構成し、また、第二繊維１２が合計の約１０重量％ないし約７０重量％を構成するような割合で、結合される。一つの態様においては、第一繊維１１は合計の約７０重量％ないし約９０重量％を構成し、また、第二繊維１２はその合計の約１０重量％ないし約３０重量％を構成する。さらに別の態様では、第一繊維１１はその合計の約８０重量％を構成し、また、第二繊維１２はその合計の約２０重量％を構成する。第一繊維１１および第二繊維１２は、約１デニールと約１８デニールの間である。一つの態様においては、第一繊維１１は、その結合の用途や所望の最終品質に応じ、フィラメント当たりのデニールが約６または約１５であり、また、第二繊維１２はフィラメント当たりのデニールが約３である。加えて、第一繊維１１の全部または一部が、不織布１００／２００に追加的クッションを与えるため、中空繊維構造（ｈｏｌｌｏｗ−ｆｉｌｍａｋｅｕｐ）を有している。
【００１９】
配置のステップ５２０において、結合された第一繊維１１および第二繊維１２は、梳毛（カーディング）または類似の方法によって、平面の層またはウェブへ配置される。ウェブの中では、繊維は一般にウェブの機械方向に線状である。
【００２０】
第一繊維１１および第二繊維１２が平面ウェブへ配置された後、ベース領域１１０およびパイル領域１２０がウェブから形成される。ベース領域およびパイル領域は、編み針の列を用いて形成される。平面ウェブは、パイル環を形成するために編み針の上方へ持ってこられる。編み針は、編まれた不織材料のベース領域１１０を形成する目的で、平面ウェブの下方部分を編み環へ引っ張るために収縮し、その編み材料は前方に移動される。編み環が形成され編み材料が前方へ移動された後、針は伸張し、工程は繰り返され、もう一つのパイル環を形成するために不織ウェブを編み針の上方へ持って行くことが開始される。この工程は、所望の長さの布が形成されるまで繰り返される。
【００２１】
ベース領域１１０およびパイル領域１２０が形成された後、加熱ステップ５５０において、布は、第二繊維１２の融点を越える温度まで加熱される。加熱ステップによって、第二繊維１２は第一繊維１１と融着する。布は、第一繊維１１の融点を超えて加熱しないことが好ましい。第一繊維１１が標準的なポリエステルから形成される場合、加熱ステップ５５０は２３０℃を超えないのが典型例である。第一繊維１１が標準的なポリエステルで形成され、かつ、第二繊維１２が例えば脂肪族グループとポリエステルのブレンドのようなブレンドである場合、布は、約１１５℃と約２３０℃の間、好ましくは、約１６０℃と約２００℃の間まで加熱される。
【００２２】
第二繊維１２を第一繊維１１に融着させるために布を加熱した後、布は、冷却ステップ５６０において、第二繊維１２の融点に満たない温度まで冷却され、その結果、不織布１００が形成される。
【００２３】
図２の不織ウェブ２００を形成する方法は、図４に工程６００として説明されている。工程６００は、通例、繊維の結合６１０、結合繊維のウェブへの配置６２０、ベース領域およびパイル領域の形成６３０、カバー領域の形成６４０、不織布の加熱６５０、および不織布の冷却６６０、のステップを含む。不織布２００の形成における、結合のステップ６１０、ウェブへの配置ステップ６２０、そしてベース領域およびパイル領域を形成するステップ６３０は、それぞれ、不織布１００の形成において相当するステップ５１０、５２０、および５３０と同様である。
【００２４】
カバー領域２３０を形成するステップ６４０において、針の列は、不織ウェブから形成されるパイル環の先端に係合する。編み針は、カバー領域２３０を形成する目的で、不織材料の部分を編み環へ引き込むために収縮し、それから布材は前方に移動される。編み環が形成され編み材料が前方へ移動された後、針は伸張して工程を繰り返す。この工程は、カバー領域２３０が所望の長さを超える布に形成されるまで繰り返される。針の密度、針のストローク長、針の動き、および／または編物産業界で既知の他の手法は、ベース領域２１０と比較してカバー領域２３０での異なる特性を与えるために変更してよい。
【００２５】
ポリエステル材料を用いて工程５００／６００から形成される不織布１００／２００は、典型的な例では、約１１５℃と約２２０℃の間の温度を使用して成形操作を行うことを可能とし、また、最初の厚みに戻る能力を維持する。一つの態様においては、不織布１００／２００は、約１４０℃ないし約１７０℃の成形温度での成形工程に曝した後に、最初の厚みに戻る能力を維持する。
【００２６】
本発明の一つの実施例では、ポリエステル繊維ＫＯＳＡ　Ｔ−２０９およびＴ−２１０のブレンドである第一繊維、およびポリエステルＫＯＳＡ　Ｔ−２５２の第二繊維から、不織ウェブが形成された。第一繊維は、フィラメント当たり６デニールのサイズを有するポリエステルステープル繊維Ｔ−２０９が全重量の５０％、およびフィラメント当たり１５デニールのサイズを有するポリエステルステープル繊維Ｔ−２１０が全重量５０％、のブレンドである。第二繊維は、フィラメント当たり３デニールのサイズを有するポリエステルステープル繊維Ｔ−２５２である。第一繊維および第二繊維は、全重量に対し８０％の第一繊維、全重量に対し２０％の割合で結合される。これらの繊維は、上記した本発明の工程に従い、１４ゲージのベース領域、２２ゲージのパイル領域、および全厚み約３ｍｍを有する不織布に形成された。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、基材領域およびパイル領域を備えた、本発明の一態様の断面図である。
【図２】図２は、基材領域、パイル領域、およびカバー領域を備えた、本発明の別の態様の断面図である。
【図３】図３は、図１の不織ウェブを形成する方法の一態様を説明する、ブロック図である。
【図４】図４は、図２の不織ウェブを形成する方法の一態様を説明する、ブロック図である。

Claims

成形温度を有する成形工程で使用される不織布であって、該不織布は、
第一繊維融解温度を有し、該第一融解温度が該成形温度より高い、第一繊維；
該第一繊維の該第一繊維融解温度より低く、かつ、該成形温度より高い、第二繊維融解温度を有する、第二繊維；
を含み、
該第一繊維および該第二繊維からなる第一群がベース領域に共に固定され、該第一繊維および該第二繊維からなる第二群が該ベース領域からパイル領域として伸張し；および
該第一繊維および該第二繊維は平面布内へ共に結合している、
不織布。
該ベース領域内における該第一繊維および該第二繊維からなる該第一群が、第一繊維および第二繊維からなる該第一群の編み環で共に固定されている、請求項１に記載の不織布。
該ベース領域の該編み環が、約１２ゲージないし約３０ゲージのステッチゲージを有する、請求項２に記載の不織布。
該ベース領域の該編み環が、約３０ゲージないし約６０ゲージのステッチゲージを有する、請求項２に記載の不織布。
該ベース領域の該編み環が、約３０ゲージ以上のステッチゲージを有する、請求項２に記載の不織布。
該パイル領域における該第一繊維および該第二繊維からなる該第二群が、不織布の平面方向から約４５°および約９０°の間に配向されている、請求項１に記載の不織布。
該パイル領域における該第一繊維および該第二繊維からなる該第二群が、不織布の平面方向からおよそ垂直に配向している、請求項１に記載の不織布。
該第一繊維が、不織布の全重量の約３０％ないし約９０％を構成する、請求項１に記載の不織布。
該第一繊維が、不織布の全重量の約７０％ないし約９０％を構成する、請求項１に記載の不織布。
該第一繊維が、不織布の全重量の約８０％を構成する、請求項１に記載の不織布。
該第二繊維が、不織布の全重量の約１０％ないし約７０％を構成する、請求項１に記載の不織布。
該第二繊維が、不織布の全重量の約１０％ないし約３０％を構成する、請求項１に記載の不織布。
該第二繊維が、不織布の全重量の約２０％を構成する、請求項１に記載の不織布。
該第一繊維および該第二繊維が、同一基材から形成される、請求項１に記載の不織布。
該第一繊維および該第二繊維が、共にポリエステル基材である、請求項１４に記載の不織布。
該第二繊維が、脂肪族グループおよびポリエステルのブレンドである、請求項１５に記載の不織布。
該第一繊維が、フィラメント当たり約１デニールとフィラメント当たり約１８デニールの間である、請求項１に記載の不織布。
該第一繊維が、フィラメント当たり約６デニールである、請求項１に記載の不織布。
該第一繊維が、フィラメント当たり約１５デニールである、請求項１に記載の不織布。
該第一繊維が中空である、請求項１に記載の不織布。
該第一繊維が、異なる材料から形成された異なる繊維のブレンドである、請求項１に記載の不織布。
該第二繊維が、フィラメント当たり約１デニールとフィラメント当たり約１８デニールの間である、請求項１に記載の不織布。
該第二繊維が、フィラメント当たり約３デニールである、請求項１に記載の不織布。
該第二繊維が多成分繊維であって、その少なくとも一成分が、該第二融解温度を有する第二繊維の部分である、請求項１に記載の不織布。
該第二繊維が、異なる材料から形成された異なる繊維のブレンドである、請求項１に記載の不織布。
該第二繊維がコアおよびシェルを有し、該第二融解温度を有する第二繊維の成分がシェルである、請求項２４に記載の不織布。
ベース領域からパイル領域の反対端でカバー領域として共に固定された第一繊維および第二繊維からなる第三群をさらに含む、請求項１に記載の不織布。
該ベース領域内における該第一繊維および該第二繊維からなる該第一群が、第一繊維および第二繊維からなる該第一群の編み環で共に固定されている、請求項２７に記載の不織布。
該ベース領域の該編み環が、約１２ゲージないし約３０ゲージのステッチゲージを有する、請求項２８に記載の不織布。
該ベース領域の該編み環が、約３０ゲージ以上のステッチゲージを有する、請求項２８に記載の不織布。
該ベース領域の該編み環が、約３０ゲージないし約６０ゲージのステッチゲージを有する、請求項２８に記載の不織布。
該カバー領域内における該第一繊維および該第二繊維からなる該第三群が、第一繊維および第二繊維からなる該第三群の編み環で共に固定されている、請求項２７に記載の不織布。
該ベース領域の該編み環が、約１２ゲージないし約３０ゲージのステッチゲージを有する、請求項３２に記載の不織布。
該ベース領域の該編み環が、約３０ゲージ以上のステッチゲージを有する、請求項３２に記載の不織布。
該ベース領域の該編み環が、約３０ゲージないし約６０ゲージのステッチゲージを有する、請求項３２に記載の不織布。
該パイル領域における該第一繊維および該第二繊維からなる該第二群が、不織布の平面方向から約４５°および約９０°の間に配向されている、請求項２７に記載の不織布。
該パイル領域における該第一繊維および該第二繊維からなる該第二群が、不織布の平面方向からおよそ垂直に配向している、請求項２７に記載の不織布。
該第一繊維が、不織布の全重量の約３０％ないし約９０％を構成する、請求項２７に記載の不織布。
該第一繊維が、不織布の全重量の約７０％ないし約９０％を構成する、請求項２７に記載の不織布。
該第一繊維が、不織布の全重量の約８０％を構成する、請求項２７に記載の不織布。
該第二繊維が、不織布の全重量の約１０％ないし約７０％を構成する、請求項２７に記載の不織布。
該第二繊維が、不織布の全重量の約１０％ないし約３０％を構成する、請求項２７に記載の不織布。
該第二繊維が、不織布の全重量の約２０％を構成する、請求項２７に記載の不織布。
該第一繊維および該第二繊維が、同一基材から形成される、請求項２７に記載の不織布。
該第一繊維および該第二繊維が、共にポリエステル基材である、請求項４４に記載の不織布。
該第二繊維が、脂肪族グループおよびポリエステルのブレンドである、請求項４５に記載の不織布。
該第一繊維が、フィラメント当たり約１デニールとフィラメント当たり約１８デニールの間である、請求項２７に記載の不織布。
該第一繊維が、フィラメント当たり約６デニールである、請求項２７に記載の不織布。
該第一繊維が、フィラメント当たり約１５デニールである、請求項２７に記載の不織布。
該第一繊維が中空である、請求項２７に記載の不織布。
該第一繊維が、異なる材料から形成された異なる繊維のブレンドである、請求項２７に記載の不織布。
該第二繊維が、フィラメント当たり約１デニールとフィラメント当たり約１８デニールの間である、請求項２７に記載の不織布。
該第二繊維が、フィラメント当たり約３デニールである、請求項２７に記載の不織布。
該第二繊維が多成分繊維であって、その少なくとも一成分が、該第二融解温度を有する第二繊維の部分である、請求項２７に記載の不織布。
該第二繊維がコアおよびシェルを有し、該第二融解温度を有する第二繊維の成分がシェルである、請求項５４に記載の不織布。
該第二繊維が、異なる材料から形成された異なる繊維のブレンドである、請求項２７に記載の不織布。