JP2014208916A

JP2014208916A - タフトカーペット一次基布

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Publication number: JP2014208916A
Application number: JP2013085763A
Authority: JP
Inventors: 木原　幸弘; Yukihiro Kihara; 幸弘木原
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2013-04-16
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2014-11-06
Anticipated expiration: 2033-04-16
Also published as: EP2987899B1; WO2014171042A1; US20160060798A1; JP6116984B2; EP2987899A4; EP2987899A1

Abstract

【課題】タフト工程後においても、基布における繊維同士の接合が維持されて形態安定性を保持してなるタフトカーペット一次基布を提供する。【解決手段】単糸繊度１０デシテックス以上の長繊維を構成繊維とする不織布により構成されるタフトカーペット一次基布であり、該長繊維の横断面形状が、略Ｙ字の下端で上下左右に連結した形状（以下、「略Ｙ４形状」という。）であり、該長繊維は、略Ｙ４形状の各々の略Ｖ字部が低融点ポリエステルで形成され、その他の略＋字部が高融点ポリエステルで形成されてなる複合型ポリエステル長繊維であり、低融点ポリエステルの融着によって、長繊維相互間が結合されているタフトカーペット一次基布。【選択図】図２

Description

本発明は、パイル糸を植設してカーペットを得るための一次基布に関するものである。

タフトカーペットは、一次基布にタフティングによりパイル糸を打ち込む工程（タフト工程）を経た後、プレコート、バッキングが施されて（バッキング工程）得られる。また、タフト工程を経た後、染色工程を経る場合もある。タフトカーペット一次基布は、タフト工程や染色工程において、工程中に付与される荷重によって容易に変形しない応力と、タフト工程でのタフト針の貫通によって基布が破壊されにくいタフト性が要求される。

本出願人は、カーペット製造工程中に特定の方向に裂ける等の不具合が生じないために、熱エンボス加工によって特定の熱圧着部を設けた一次基布を提案している（特許文献１）。

タフトカーペット一次基布として、このように熱エンボス加工による熱圧着部を有する長繊維不織布はよく知られている。そして、一次基布を構成する繊維は、熱圧着部により繊維が拘束され接合している。拘束された繊維がタフト針の貫入によって損傷を受けにくくするために、部分的に設けられた熱圧着部において不織布内層まで強固に接合させず（例えば、特許文献１実施例１に記載の実施態様では低融点ポリエステルの融点よりも２５℃低い設定温度にて熱エンボス加工を施している。）、熱圧着部にタフト針が貫入したときは、熱圧着部での繊維の拘束状態を、繊維を切断することなく容易に解除して、繊維が自由に動けるようにすると、繊維強度を保持することができる。しかしながら、この方法では、タフト工程で、熱圧着部が解除されるために、繊維強度は保持できるものの、基布としての強度が著しく低下し、また、熱圧着部の解除により繊維同士の接合状態が解かれて繊維が単に堆積した状態となって一次基布自体の形態を維持できなくなる。そうすると、例えば、一旦、パイル糸をタフト後にパイル配列不良を発見した際、パイル糸を一部抜き取り、再度、タフトしようとしても、一次基布自体で形態保持できないため、再度タフティングができない。

特開２００５−２８７７４５号公報

本発明は、タフト工程後においても、基布における繊維同士の接合が維持され、基布自体においても良好に形態保持してなるタフトカーペット一次基布を提供することにある。

本発明者は、今般、繊維の横断面形状を従来知られていなかった形状とすることにより、より剛性に優れたポリエステル長繊維不織布を得ることに成功した。そしてこのポリエステル長繊維不織布をタフトカーペット一次基布に適用したところ、タフト工程においてタフト針による繊維の損傷が少なく、かつ繊維同士の融着による結合箇所の破壊も少なく、タフト工程後においても基布の剛直性が保持され、形態を良好に維持できることを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、単糸繊度１０デシテックス以上の長繊維を構成繊維とする不織布により構成されるタフトカーペット一次基布であり、該長繊維の横断面形状が、略Ｙ字の下端で上下左右に連結した
形状（以下、「略Ｙ４形状」という。）であり、
該長繊維は、略Ｙ４形状の各々の略Ｖ字部が低融点ポリエステルで形成され、その他の略＋字部が高融点ポリエステルで形成されてなる複合型ポリエステル長繊維であり、
低融点ポリエステルの融着によって、長繊維相互間が結合されていることを特徴とするタフトカーペット一次基布に関するものである。

本発明のタフトカーペット一次基布を構成する不織布は長繊維を構成繊維とし、その構成繊維の横断面形状に特徴を有するものである。この横断面形状は、図１に示すような略Ｙ字を四個持つものである。そして、略Ｙ字の下端１で上下左右に連結して、図２に示すような略Ｙ４形状となっている。この略Ｙ４形状は、四個の凹部２と八個の凸部３と四個の小凹部４とを有している。特に、中央の略＋字部５と、略＋字部５の各先端に連結された四個の略Ｖ字部６により、高剛性となっている。すなわち、六角形やＹ字等の単なる異形ではなく、剛性の高い略＋字部５と略Ｖ字部６の組み合わせによって、より高剛性となるのである。

長繊維は、低融点ポリエステルと高融点ポリエステルとによって構成されており、横断面形状の略Ｖ字部６が低融点ポリエステルで形成され、略＋字部５が高融点ポリエステルで形成された複合型ポリエステル長繊維である。本発明における不織布は、複合型ポリエステル長繊維を集積し、低融点ポリエステルを軟化又は溶融させた後、固化させることにより、ポリエステル長繊維相互間が低融点ポリエステルによって融着されたものである。低融点ポリエステルの融着によって、長繊維相互間が結合されているため、不織布の剛性がより優れる。

低融点ポリエステルの融着は、加熱処理を施すことにより得られるが、この熱処理は、熱エンボス加工によって部分的に熱圧着部を形成させるものであっても、また、熱風処理により長繊維同士の交点を融着により結合させたものであってもよい。また、これらの方法を併用したものでもよい。本発明においては、長繊維不織布の形態安定性の点から、部分的に熱と圧力とを付加することにより熱圧着する熱エンボス加工が好ましい。用いるエンボスロールの圧着面積率（エンボスロールの凸部の面積率）は、１０〜２０％がよい。圧着面積率が小さすぎると、タフト工程におけるタフト針の貫通によって圧着部の一部が破壊されるため、タフト後に残存する圧着部の比率が少なくなりすぎて、剛性を保持しにくくなる。一方、圧着面積率が大きすぎると、タフト針の貫通による損傷が大きく、タフト後の基布の強力を保持しにくくなる。

長繊維を構成する低融点ポリエステルと高融点ポリエステルとの複合比は、繊維の強度や繊維同士の交点での接合強度、接合部が過度に樹脂化しないこと等を考慮して、１／４〜１／１が好ましい。なお、低融点ポリエステルの複合比が小さくなると、低融点ポリエステルにより形成される略Ｖ字がより扁平形になり、また、高融点ポリエステルにより形成される略十字の各４箇所の先端部分が末広がりの形状になるが、このような変形した略Ｖ字および略十字であっても、本発明の範囲にあることは言うまでもない。

不織布は、溶融紡糸する際に用いるノズル孔を変更する以外は、従来公知の方法で得られる。すなわち、２種のポリエステル樹脂を溶融紡糸して得られた長繊維を集積して長繊維不織布を製造する方法において、溶融紡糸する際に用いるノズル孔の形状が、Ｙ字の下端で上下左右に連結し、かつ、隣り合うＹ字の／同士及び＼同士が平行である
形状（以下、「Ｙ４形」という。）のものを用いるというものである。

このノズル孔は、図３に示すＹ字を四個持つものである。そして、Ｙ字の下端７で上下左右に連結して、図４に示すＹ４形となっている。このＹ４形は、隣り合うＹ字の／８，８同士が平行であり、また＼９，９同士が平行となっている。かかるＹ４形のノズル孔にポリエステル樹脂を供給して溶融紡糸することにより、横断面が略Ｙ４形状のポリエステル長繊維を得ることができるのである。特に、隣り合うＹ字の／８，８同士及び＼９，９同士が平行となっていることにより、四個の凹部２を持つポリエステル長繊維を得ることができる。また、略＋字部５と、その各々の先端に設けられた略Ｖ字部６とを持つポリエステル長繊維を得ることができる。かかるＹ４形状のノズル孔にポリエステル樹脂を供給するにあたっては、低融点ポリエステル樹脂をＹ４形のＶ字部１０に供給し、高融点ポリエステル樹脂をＹ４形の＋字部１１に供給する。かかる供給態様で溶融紡糸することにより、略Ｖ字部６が低融点ポリエステルで形成され、略＋字部５が高融点ポリエステルで形成された複合型ポリエステル長繊維が得られる。

複合型ポリエステル長繊維を得た後、これを集積して繊維ウェブを形成する。そして、繊維ウェブに熱処理を施すことにより、複合型ポリエステル長繊維中の低融点ポリエステルを軟化又は溶融させ、冷却して固化させることにより、複合型ポリエステル長繊維相互間を低融点ポリエステルで融着して、ポリエステル長繊維不織布を得る。得られた長繊維不織布には必要に応じて、少量のバインダーを付与してもよい。

ポリエステル長繊維の単糸繊度は、剛性やタフト後の形態安定性を考慮して、１０デシテックス以上であり、より好ましくは１５デシテックス以上である。１０デシテックス以上とすることにより、剛性に優れ、また、タフト工程でのタフト針の貫通による繊維への損傷を少なくできる。単糸繊度の上限は特に限定しないが、溶融紡糸の際の冷却性を考慮すると、３０デシテックス程度がよい。

不織布の目付は、パイル糸の保持性を考慮して、６０〜１３０ｇ／ｍ^２程度がよい。なお、本発明の一次基布は剛性と形態安定性に優れるため、一般にタフトカーペット一次基布として使用されるものよりも目付を小さくしても剛性や形態保持性が良好であることから、目付を下げて軽量化を図ることが期待できる。

本発明の一次基布を用いてタフトカーペットを得るには、一次基布に、パイル糸をタフティングして一次基布表面にパイルを形成させるとよい。パイル糸としては、ナイロン糸、ポリプロピレン糸、ポリエステル糸等が用いられる。パイル糸が植え込まれたタフテッドカーペットの裏面に、パイル糸を固定する目的と、タフテッドカーペットの形態保持のために、必要に応じて樹脂をプレコートした後に、バッキング材を設けるとよい。バッキング材としては、例えば、ポリ塩化ビニルのペースト、ポリエチレン等の樹脂が挙げられる。

本発明の一次基布を構成する不織布の構成繊維であるポリエステル長繊維は、その横断面が、略＋字部とこの各先端に設けられた略Ｖ字部とからなる。略＋字部も略Ｖ字部も、いずれも円形等の比べて高剛性であり、しかも高剛性のものが組み合わされていることにより、さらに高剛性になる。したがって、かかるポリエステル長繊維を構成繊維とする不織布は、高剛性であるという効果を奏する。このような特異な異形断面であることから、タフト工程でのタフト針が一次基布に貫通した場合に、繊維が剛性を有することから、タフト針の衝突を避けて逃げやすく、また、衝突したとしても、繊維への損傷が一部に留まりダメージが非常に少なく、一次基布へのダメージを最小限に留まらせることができる。したがって、タフト工程での衝撃による形態変化が小さく、元の形態が維持され、層間剥離が起こることないため、次工程である染色工程やバッキング工程にて付加される過酷な応力に対して変形しにくく、十分に耐えうることができ、タフトカーペット加工時における工程安定性に優れる。

また、本発明の一次基布を構成する不織布の構成繊維は、横断面形状の略Ｖ字部が低融点ポリエステルで形成され、略＋字部が高融点ポリエステルで形成された複合型ポリエステル長繊維である。低融点ポリエステルの融着によって、長繊維相互間が結合されているため、不織布の剛性がより優れる。そして、その横断面の中心部である略十字部のそれぞれの四個の先端部に四個の独立した略Ｖ字部を形成する低融点ポリエステルによって、構成繊維同士が接合する。繊維同士が低融点ポリエステルの融着により接合しているが、繊維同士は、繊維中心部から突出した４個の略Ｖ字部分によって接合しているため、例えば、芯部に高融点重合体、芯部の周りを取り囲むように低融点重合体が配された芯鞘型複合繊維同士の接合と比べて、繊維同士の面での接触が少なく、繊維間における略Ｖ字同士が複数の接合点を形成するものとなり、接合部分が過度に樹脂化しすぎないために、タフト針の貫入によっても破壊され過ぎることなく良好な接合強力を維持でき、タフト工程後の基布の形態維持性が優れる。また、この特異な異形断面は異形度が高く多数の凹部を有することから、繊維間にも複数の空隙が形成され、不織布の嵩高性が高くなり、タフティングしたパイル糸の保持性も良好である。

次に、実施例を用いて、本発明について説明する。なお、実施例中の物性等は下記により測定した。
（１）重合体の融点（℃）：
パーキンエルマー社製ＤＳＣ−７型の示差走査型熱量計を用いて、昇温速度２０℃／分で測定した融解吸熱ピークの最大値を与える温度を融点とした。
（２）ポリエステルの固有粘度：
フェノールと四塩化エタンとの等重量比の混合溶媒１００ｍｌに試料０.５ｇを溶解し、温度２０℃の条件で常法により測定した。
（３）不織布を構成する長繊維の繊度（ｄｔｅｘ）：
温度２０℃、湿度６０％の環境下で１昼夜保管した長さ１．８ｍの試料５点の質量について上皿天秤（ＭｅｔｔｌｅｒＡＥ５０）を用いて測定し、その平均値より総繊度を求めた。
（４）目付（ｇ／ｍ^２）：
標準条件の試料から５０ｃｍ×５０ｃｍの試料片を１０枚切り取り、平衡水分にした後に、各試料片の重量を秤量し、この平均値を単位平方メートル当りの重量に換算し、目付（ｇ／ｍ^２）とした。
（５）引張強力（Ｎ／５ｃｍ幅）：
株式会社東洋ボールドウイン製の定速伸長型試験機テンシロンＲＴＭ−５００を用い、幅５ｃｍ、長さ３０ｃｍの短冊状試料片を、つかみ間隔２０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分でＪＩＳＬ１０９６に記載のストリップ法に準じて測定した。そして、試料片１０枚の平均値を求め、これを引張強力とした。ＭＤ方向とＣＤ方向についてそれぞれ、１０枚の平均値を求めた。
（６）１０％伸張時の応力（Ｎ／５ｃｍ幅）：
上記の引張試験で描かれたＳ−Ｓ曲線から、１０％伸長時の応力を求め、これの平均値を１０％伸長時の応力とした。ＭＤ方向とＣＤ方向についてそれぞれ、１０枚の平均値を求めた。

実施例１
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）９２ｍｏｌ％とイソフタール酸（ＩＰＡ）８ｍｏｌ％、ジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）１００ｍｏｌ％との共重合体である低融点ポリエステル（相対粘度〔ηｒｅｌ〕１．４４、融点２３０℃）を準備し、この低融点ポリエステルに、結晶核剤として４質量％の酸化チタンを添加したものを低融点ポリエステルとして用いた。

一方、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）１００ｍｏｌ％とジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）１００ｍｏｌ％とからなる単量体が謡縮重合してなるポリエチレンテレフタレートを高融点ポリエステル（相対粘度〔ηｒｅｌ〕１．３８、融点２６０℃）として用いた。

そして、図４に示したノズル孔を用い、Ｖ字部に低融点ポリエステルを供給し、＋字部に高融点ポリエステルを供給して、紡糸温度２８５℃、単孔吐出量８．３３ｇ／分で溶融紡糸した。なお、低融点ポリエステル樹脂の供給量と高融点ポリエステル樹脂の供給量の質量比は、１／２であった。

ノズル孔から排出されたフィラメント群を、２ｍ下のエアーサッカー入口に導入し、単糸繊度が１７デシテックスとなるように牽引した。エアーサッカー出口から排出された図２に示す横断面を有する複合型ポリエステル長繊維からなる繊維群を開繊装置にて開繊した後、移動するネット製コンベア上に集積し、繊維ウェブを得た。この繊維ウェブを、エンボスロール（各エンボス凸部先端の面積は０．７ｍｍ^２で、ロール全面積に対するエンボス凸部の占める面積率は１５％）とフラットロールからなる熱エンボス装置に導入し、表面温度２１０℃、線圧３００Ｎ／ｃｍの条件で熱エンボス加工を施して、目付１２０ｇ／ｍ^２のポリエステル長繊維不織布を得た。この不織布にジメチルポリシロキサンのエマルションを固形分で繊維質量に対し、０．７質量％付与してタフトカーペット一次基布を得た。

実施例２
実施例１において、目付１２０ｇ／ｍ^２に替えて、１００ｇ／ｍ^２としたこと以外は、実施例１と同様にしてタフトカーペット一次基布を得た。

比較例１
実施例１で用いた低融点ポリエステルと高融点ポリエステルとを用い、図５に示した中心から六本のスリット孔が放射状に延びているノズル孔を用い、スリット孔のａ部に低融点ポリエステル、ｂ部に高融点ポリエステルを供給して、紡糸温度２８５℃、単孔吐出量２．４６ｇ／分で溶融紡糸した。なお、低融点ポリエステル樹脂の供給量と高融点ポリエステル樹脂の供給量の質量比は、１／２とした。

ノズル孔から排出されたフィラメント群を、２ｍ下のエアーサッカー入口に導入し、単糸繊度が４．９デシテックスとなるように牽引した。エアーサッカー出口から排出された横断面が六葉断面形状である複合型ポリエステル長繊維群を開繊装置にて開繊した後、移動するネット製コンベア上に集積し、繊維ウェブを得た。この繊維ウェブを、実施例１で用いた熱エンボス装置に導入し、ロール表面温度２０４℃、ロール線圧３００Ｎ／ｃｍの条件で熱エンボス加工を施して、目付１２０ｇ／ｍ^２のポリエステル長繊維不織布を得た。この不織布にジメチルポリシロキサンのエマルションを固形分で繊維質量に対し、０．７重量％付与してタフトカーペット一次基布を得た。

得られた実施例１、２、比較例１のタフトカーペット一次基布にパイル糸をタフティングした後、タフトしたパイル糸を抜き取り、タフト抜き取り後のタフトカーペット一次基布の引張強力および１０％伸長時の応力を上記した方法により測定し、タフト後の強度保持性を評価した。

タフトの条件は、１９３０デシテックスのナイロン捲縮加工糸よりなるパイル糸を用いて、ゲージ１０本／２．５４ｃｍ、ステッチ１０本／２．５４ｃｍ、カットパイルの高さ３．５ｍｍの条件で行った。

実施例１、２および比較例１のタフトカーペット一次基布の物性を表１に示す。実施例１、２のタフトカーペット一次基布は、優れた機械的強力を有していた。また、タフト後にパイル糸を抜き取る際には、比較例に比べて抵抗があり、パイル糸の保持性に優れたものであると評価できた。パイル糸を抜き取った後の基布の強力は、比較例よりも強力低下が少なく、部分的に熱圧着部も十分に残存しており剛性が維持され形態保持性も良好であった。よって、一旦、パイル糸をタフト後にパイル配列不良を発見した場合であっても、その箇所のパイル糸を抜き取り、再度タフティングすることにも対応可能であるものであった。

本発明に用いる長繊維の横断面形状である略Ｙ４形状の一つの略Ｙ字を示した図である。本発明に用いる長繊維の横断面形状である略Ｙ４形状を示した図である。本発明に用いるＹ４形のノズル孔の一つのＹ字を示した図である。本発明に用いるＹ４形のノズル孔を示した図である。比較例で用いたノズル孔を示した図であり、このノズル孔により六葉断面の繊維が得られる。

１長繊維の横断面形状である略Ｙ形状の一つの略Ｙ字の下端
２略Ｙ４形状で形成された凹部
３略Ｙ４形状で形成された凸部
４略Ｙ４形状で形成された小凹部
５略Ｙ４形状中の略十字部
６略Ｙ４形状中の略Ｖ字部
７溶融紡糸する際のノズル孔の形状であるＹ４形状の一つのＹ字の下端
８Ｙ字の／
９Ｙ字の＼
１０Ｙ４形のＶ字部
１１Ｙ４形の十字部

Claims

単糸繊度１０デシテックス以上の長繊維を構成繊維とする不織布により構成されるタフトカーペット一次基布であり、該長繊維の横断面形状が、略Ｙ字の下端で上下左右に連結した
形状（以下、「略Ｙ４形状」という。）であり、
該長繊維は、略Ｙ４形状の各々の略Ｖ字部が低融点ポリエステルで形成され、その他の略＋字部が高融点ポリエステルで形成されてなる複合型ポリエステル長繊維であり、
低融点ポリエステルの融着によって、長繊維相互間が結合されていることを特徴とするタフトカーペット一次基布。
熱エンボス加工により部分的に熱圧着部が形成され、長繊維相互間が結合されていることを特徴とする請求項１記載のタフトカーペット一次基布。
請求項１または請求項２記載のタフトカーペット一次基布に、パイル糸がタフティングされてパイルが形成されていることを特徴とするタフトカーペット。