JP2014512459A - 撥水・撥油性ｂｃｆ糸の製造方法 - Google Patents

Abstract

完成カーペットを生じさせる織り、編みまたは房飾り付けを行う前のケーブルもしくはエア撚り工程中に防汚組成物をＢＣＦ糸に塗布する方法を開示する。この方法では環境的に好ましくない染色および低ｐＨの化学処理工程を完成カーペットに下流で受けさせる必要がない。前記防汚組成物に比表面エネルギーが高い化学物質もしくは他の物質、例えばフルオロケミカルなどを含有させてもよい。その上、前記防汚組成物に更に防染み成分を含有させることも可能である。また、システム、ＢＣＦ糸およびこの開示する方法による処理を受けさせたＢＣＦ糸から作られたカーペットも開示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、バルク連続フィラメント（ＢＣＦ）カーペットおよび関連織物のための防汚塗布方法、具体的には織り、編みまたは房飾り付け（タフティング ｔｕｆｔｉｎｇ）を行う前のケーブルもしくはエア撚り（ｃａｂｌｅ ｏｒ ａｉｒ ｔｗｉｓｔｉｎｇ）工程中に防汚（ａｎｔｉ−ｓｏｉｌ）組成物をＢＣＦ糸に塗布する方法に関する。本方法ではＢＣＦ糸から作られたカーペットおよび他の織物を処理する必要がないことで、高価で環境的に好ましくない染色および低ｐＨの化学処理工程を省くことができる。本明細書では、また、防汚配合物をＢＣＦ糸に塗布する時に用いるシステム、およびこの開示する方法のＢＣＦ糸から作られた向上した防汚特性を有する撥汚糸およびカーペットも開示する。

防染みおよび／または防汚性を向上させる目的で現在ではカーペットおよび他の織物に局所的化学物質を用いた処理を受けさせている。ナイロン製カーペットの場合、フルオロケミカルを用いたステインブロッカー（ｓｔａｉｎ ｂｌｏｃｋｅｒ）（例えば酸染料ブロッカー）および防汚剤の両方が伝統的に用いられている。ポリエステル製カーペット、例えば２ＧＴおよび３ＧＴカーペットなどおよびポリプロピレン製カーペットの場合には、典型的に、防汚化学物質を房飾り付きカーペットにカーペット仕上げ工程の一部として塗布することができる。ポリエステル製およびポリプロピレン製カーペットの場合には、典型的に、酸染料部位として機能するアミン末端基がないことで酸染料および染色剤に対して固有の防染み性があることから、ステインブロッカー処理を受けさせる必要がない。

カーペット工場で行われる局所的塗布はエグゾースト（ｅｘｈａｕｓｔ）塗布および噴霧塗布の形態であり得る。エグゾースト塗布［即ち高（３００−４００重量％）のウエットピックアップ（ｗｅｔ ｐｉｃｋ−ｕｐ）で行われるフレックスニップ（ｆｌｅｘ−ｎｉｐ）工程］は防汚剤のウエットピックアップを１０−２０重量％にした時の効率がスプレーオン（ｓｐｒａｙ−ｏｎ）塗布よりも向上することが知られている。エグゾースト塗布では噴霧塗布に比べてカーペットを乾燥および硬化させる時に典型的に用いられる水およびエネルギーの量が多い。スプレーオンフルオロケミカル製品は、エグゾースト塗布に比べて水とエネルギーの使用量が少なくなるように考案されてはいるが、エグゾースト塗布によって得られる製品のそれと同程度に良好な防汚特性を示さず、その理由は、織物、特にディープパイル織物および現在人気が高くなってきている密に撚られた糸が組み込まれている織物に染み込む深さが限られていることにある。

カーペット産業ではカーペットの染色および仕上げで様々な工程が用いられていて、いくつかは大規模でありかついくつかは小規模であるが、今日製造されているカーペットの大部分の染色および仕上げは連続染色範囲（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｄｙｅ ｒａｎｇｅ）で行われている。これは主に下記の２つの方法の中の１つで行われている：１つの事例では２段階工程が用いられていて、この工程では、カーペットに１回目の蒸気処理および染色を受けさせ、蒸気処理、濯ぎおよび余分な水の抽出を受けさせた後、ステインブロッカー（ＳＢ）を塗布し、そのカーペットに再び蒸気処理と洗浄を受けさせ、そして次に防汚フルオロケミカル（ＦＣ）を泡または液体噴霧の形態で塗布しそしてそのカーペットを最終的に乾燥させる（例えば特許文献１、２および３を参照）。いくらか改良された事例である２番目として、これは共塗布工程と呼ばれており、この工程では、当該カーペットにまた１回目の蒸気処理と染色を受けさせ、再び蒸気処理、濯ぎおよび抽出を受けさせた後、ＳＢとＦＣの混合物を一緒に高ウエットピックアップで塗布し、その後に前記カーペットと化学物質をもう一度蒸気に接触させて処理剤を固着させた後、乾燥を実施する（例
えば特許文献４および５を参照）。両方の場合ともＳＢとＦＣをカーペットに染み込ませて均一な被覆を耐性するにはｐＨが低い溶液、過剰な水およびエネルギーを必要とする。要約して言えば、従来技術の典型的な工程は下記の通りである：ＢＣＦ糸→撚り→熱処理→房飾り付け→カーペット→染色→ステインブロック／防汚。

米国特許第５，８５３，８１４号 米国特許第５，９４８，４８０号 ＷＯ２０００／０００６９１ 米国特許第６，１９７，３７８号 米国特許第５，５２０，９６２号

環境および費用が理由で局所的防汚配合物、特にフルオロケミカルを含有する配合物の全体的使用量を下げることが望まれている。その上、また、防染みおよび防汚配合物を塗布する時の水および低ｐＨ化学物質の使用量を少なくすることも望まれている。従って、そのような有益な組成物の塗布をより少ない水、僅かな量のｐＨ化学物質および少ないエネルギーを用いて行う方法が要求されている。

防染みおよび防汚組成物を塗布するための現在のカーペット処理システムを用いない方法を開発するのが好ましいが、現在の方法は正当な理由で存在する。１番目として、カーペットの外観は歴史的に羊毛またはナイロンまたはポリエステル房飾りさえ付いているカーペットを所望の色合いに染色することができることに依存していることから、均一な染色工程を妨害する可能性のある防染みもしくは防汚化学物質の如き組成物を用いた処理をカーペットに前以て受けさせることは許されないであろう。その上、染色工程は局所処理化学物質を除去する傾向があることで、それらを無効にする傾向があるであろう。

２番目として、上述したように、糸または織物に防染みおよび防汚処理を受けさせることは典型的に蒸気を用いた固着を伴い、また、特に酸染料で染色した織物の場合にはｐＨを低くすることも必要であり得る。従って、カーペットに処理をこの上に記述した順で受けさせる、即ちカーペットを生じさせた後に蒸気処理と染色を行い、再び蒸気処理および濯ぎおよび抽出を行った後、ＳＢおよびＦＣを塗布し、再び蒸気処理および／または濯ぎを従来技術の様々な方法で行うことを伴うのが最も実用的であると思われた。

また、カーペットは長年に渡って染色もしくは着色された糸で構成されてきており、その構成物に処理を数多くの可能な方法で受けさせており、そのような方法には、上述した方法の場合と同様に、さらなる染色の任意選択および蒸気と濯ぎ用水を同時に用いることを伴う防染みおよび／または防汚組成物の塗布が含まれる。

本明細書に開示する発明では、後で防染みおよび防汚化学物質を塗布する必要なく、従ってそのような大規模な織物用途に付随する蒸気による固着および濯ぎの費用および廃棄物を回避して、織物、特に房飾り付き製品を製造する方法を提供する。本明細書に開示する如き方法は、染色もしくは着色した糸を１本以上一緒に撚ったか或は縄編みした直後の前記糸に局所的化学物質を塗布することを伴う。その後、その撚った糸に付着している化学物質に熱処理を乾燥条件下で受けさせた後、その撚った糸を織るか或はそれに房飾りを付けることで完成織物またはカーペットを生じさせる。また、撚った後であるが巻き取りと熱処理を受けさせる前の糸に局所的化学物質を効率良く塗布することを可能にする新規なシステムも開示する。

具体的には、この開示する発明の方法では特殊な化学組成物塗布装置を用い、それを機械的撚り工程内の撚り糸巻き取りリールの下流であるが糸巻き取り装置の上流に位置させる。要約して言えば、この開示する方法では、糸撚り中の大規模で無駄の多い最終段階の防汚剤塗布段階および必要ならばステインブロック剤塗布段階を最前列に移す。従って、ここで、本カーペット製造方法は以下のようになる：ＢＣＦ糸→撚り→ＦＣ（および任意のＳＢ）→熱処理（場合により乾式熱処理）→房飾り付け→カーペット。驚くべきことに、この開示する方法は従来技術の方法に比べて織物の防汚性の点で同じほど有効またはずっと有効でさえある。

上述したように、この開示する発明の方法は直感では分からない、と言うのは、熱処理と房飾り付けを行う前のカーペット糸を処理すると完成カーペット、特に染色中の品質に影響が生じることが知られているからである。その上、また、防汚組成物を通常のライン速度で実質的な無駄なしにより撚り糸束に均一に塗布するのは非常に困難である傾向があることから本発明の方法は直感では分からない。その上、従来技術の糸撚り装置では巻き取る前の撚り糸に局所的化学物質を塗布することは以前には受け入れられないことであったことからこの開示する方法は直感では分からない。しかしながら、以下に示すように、その処理を受けさせたＢＣＦ糸を用いて製造したナイロン製カーペットはそのような処理を受けさせていない同じカーペットに比べて優れた防汚特性を示す。

１つの面として、防汚成分を含有して成る防汚組成物で撚りＢＣＦ糸を処理する方法を開示する。この方法は、（ａ）撚りＢＣＦ糸を準備し、（ｂ）前記ＢＣＦ糸を巻き取りリールに巻き取り、そして（ｃ）前記ＢＣＦ糸を前記巻き取りリールに接触させて巻き取る前に前記ＢＣＦ糸を移動させながら前記ＢＣＦ糸を前記防汚組成物と接触させることを含んで成る。前記防汚組成物に比表面エネルギーが高い化学物質もしくは他の物質、例えば高い比表面エネルギー特性、例えば水および油に対して大きな接触角を与えるフルオロケミカル、または同様な特性を有する非フルオロケミカル系粒子状物質などさえ含有させてもよい。その上、前記防汚組成物に防染み成分を含有させることも可能である。

別の面として、防汚成分を含有して成っていて房飾りが付いていない撚りＢＣＦ糸も開示し、ここでは、前記ＢＣＦ糸に房飾りを付ける前に前記撚りＢＣＦ糸に前記防汚成分を存在させる。そのような防汚成分を繊維の重量を基準にして約１００ｐｐｍから約１０００ｐｐｍ存在させる。前記糸はポリアミド繊維を含有して成っていてもよくそして／またはポリエステルおよびポリプロピレンから選択される重合体成分を有していてもよい。その糸に房飾りを付けた後にカーペットまたは織物に加工してもよい。

さらなる面として、カーペットを製造する方法を開示し、この方法は、防汚成分を含有していて房飾りが付いていない撚りＢＣＦ糸を準備し、前記ＢＣＦ糸に房飾りを付けそして織ることで前記カーペットを生じさせることを含んで成る。そのような防汚成分を房飾りを付けて織る前のＢＣＦ糸に存在させておくことから、完成カーペットを防汚組成物で処理する必要はない。

更に別の面として、防汚組成物を撚りＢＣＦ繊維に塗布するシステムを開示する。このシステムは、（ａ）少なくとも２本の個別の糸部材を受け取って単一の糸部材を送る１番目の糸巻き取り装置、（ｂ）前記糸巻き取り装置の下流に位置していて前記防汚組成物を前記単一の糸部材に塗布する防汚組成物塗布装置、および（ｃ）前記単一の糸部材を受け取る２番目の糸巻き取り装置を含んで成る。前記防汚組成物に比表面エネルギーが高い化学物質もしくは他の物質、例えば高い比表面エネルギー特性、例えば水および油に対して大きな接触角を与えるフルオロケミカル、または同様な特性を有する非フルオロケミカル系粒子状物質などさえ含有させてもよい。その上、前記防汚組成物に防染み成分を含有させることも可能である。

図１に、現在のケーブル撚り工程を示す。 図２に、この開示する方法の１つの面を示す。

定義
大部分が当業者に良く知られてはいるが、明瞭にするために以下の定義を示す。

ＯＷＦ（繊維の重量を基準）：繊維の重量の％として塗布した化学物質の量。

ＷＰＵ（ウエットピックアップ）：カーペットを乾燥させる前にカーペットに塗布した水および溶媒の量（繊維の重量の％として表す）。

発明の詳細な説明

撚りＢＣＦ糸の処理方法を開示し、この方法は、前記ＢＣＦ糸を巻き取りリールまたは巻き取り装置に接触させて巻き取ることで糸パッケージもしくはケーキを生じさせる前に前記糸を移動させながら前記ＢＣＦ糸を防汚組成物と接触させることを含んで成る。前記防汚組成物は防汚成分を含有して成りかつ撚りＢＣＦ糸に約５重量％から約５０重量％（約１０重量％から約３０重量％、約２０重量％から約３０重量％および約１０重量％から約２０重量％を包含）の範囲のウエットピックアップで塗布するに適合している。場合により、前記撚りＢＣＦ糸を前記防汚組成物と接触させた後に前記糸に熱処理を受けさせることも可能である。熱処理温度の範囲は約１２５℃から約２００℃であってもよく、それには約１６０℃から約１９５℃が含まれる。熱処理滞留時間の範囲は約０．５から約４分であってもよく、それには約０．５から約３分および約０．５から約１分が含まれる。

この開示する防汚組成物で用いる防汚成分は高比表面エネルギー特性、例えば水および油に対して大きな接触角を与える（例えばそれで処理した表面上で水および油が「玉になる」）。このような防汚成分はフルオロケミカル分散液を構成していてもよく、その分散液は主にカチオン性もしくはアニオン性のいずれかであってもよく、それにはフッ素系アロファネート（ａｌｌｏｐｈａｎａｔｅｓ）、フッ素系ポリアクリレート、フッ素系ウレタン、フッ素系カルボジイミド、フッ素系グアニジンおよびＣ−２からＣ−８化学構造が組み込まれているフルオロケミカルから成る群より選択したそれらが含まれる。別法として、そのようなフルオロケミカルのフッ化炭素の数は８以下であってもよく、それにはフッ化炭素数が６以下であることが含まれる。例となるフッ素系防汚成分にはＤｕＰｏｎｔ
ＴＬＦ １０８１６および１０８９４、Ｄａｉｋｉｎ ＴＧ ２５１１およびＤｕＰｏｎｔ Ｃａｐｓｔｏｎｅ ＲＣＰが含まれる。非フッ素系防汚成分にはシリコーン、シルセスキオキサンおよびフルオロシラン化およびフルオロアルキル化粒子、アニオン性非フッ素系界面活性剤およびアニオン性ヒドロトロープ非フッ素系界面活性剤が含まれ得、それにはスルホネート、スルフェート、ホスフェートおよびカルボキシレートが含まれる［米国特許第６，８２４，８５４号（引用することによって本明細書に組み入れられる）を参照］。

前記防汚組成物にまた高分子のアミン末端基と結合してそれらが酸性染料吸着で汚れないように保護する酸性部分を含有する任意のステインブロッカー成分を入れることも可能である。本発明の方法に適した一般的分類の化学物質は、正に帯電した染色部位をブロックする化学構造のいずれかを含有して成っていてもよい。ステインブロッカーは様々な形態、例えばシンタン（ｓｙｎｔａｎｓ）、スルホン化ノボラック、スルホン化芳香アルデヒド縮合生成物（ＳＡＣ）および／またはホルムアルデヒド、フェノール、ポリメタアクリル酸、無水マレイン酸およびスルホン酸の反応生成物などの形態で入手可能である。それらの製造は一般に特定の化学的性質に応じてホルムアルデヒド、フェノール、ポリメタ
アクリル酸、無水マレイン酸およびスルホン酸を反応させることで実施される。その上、そのようなステインブロッカーは典型的に水に可溶でありかつ一般に繊維に浸透するが、防汚剤、通常はフルオロケミカルは水に不溶な分散液であることから繊維の表面を覆う。

ステインブロッカーの例には、これらに限定するものでないが、フェノールホルムアルデヒド重合体もしくは共重合体、例えばＣＥＡＳＥＳＴＡＩＮおよびＳＴＡＩＮＡＷＡＹ［Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．（Ｄａｌｔｏｎ、ＧＡ）］、ＭＥＳＩＴＯＬ［Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｒｏｃｋ Ｈｉｌｌ、Ｎ．Ｃ．）］、ＥＲＩＯＮＡＬ［Ｃｉｂａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｇｒｅｅｎｓｂｏｒｏ、Ｎ．Ｃ．）］、ＩＮＴＲＡＴＥＸ［Ｃｒｏｍｐｔｏｎ ＆ Ｋｎｏｗｌｅｓ Ｃｏｌｏｒｓ，Ｉｎｃ．（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ、Ｎ．Ｃ．）］、ＳＴＡＩＮＫＬＥＥＲ［Ｄｙｅｔｅｃｈ，Ｉｎｃ．（Ｄａｌｔｏｎ、ＧＡ）］、ＬＡＮＯＳＴＡＩＮ［Ｌｅｎｍａｒ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｄａｌｔｏｎ、ＧＡ）］およびＳＲ−３００、ＳＲ−４００およびＳＲ−５００［Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、Ｄｅｌ）］など、メタアクリル酸の重合体、例えばＳＣＯＴＣＨＧＡＲＤ ＦＸシリーズのカーペットプロテクター［３Ｍ
Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ、Ｍｉｎｎ）］、スルホン化脂肪酸［Ｒｏｃｋｌａｎｄ Ｒｅａｃｔ−Ｒｉｔｅ，Ｉｎｃ．（Ｒｏｃｋｍａｒｔ、ＧＡ）］および防染み化学品［ＡｒｒｏｗＳｔａｒ ＬＬＣ（Ｄａｌｔｏｎ）およびＴｒｉ−Ｔｅｘ（Ｃａｎａｄａ）］が含まれる。

そのような防汚組成物は前記撚りＢＣＦ糸を巻き取りリールもしくは巻き取り装置に接触させる前に移動させながらそれと接触させるのに適合している。その上、前記防汚組成物のｐＨは中性（例えば６から８）であってもよい、と言うのは、前記糸に熱処理を場合により前記組成物を塗布した後に受けさせてもよいからである。本方法ではｐＨが低い強すぎる化学物質を用いる必要がない。

そのような接触は湿った状態の材料を乾燥した状態の基質にする時に適用される適切な如何なる装置でも実施可能である。そのような装置には、これらに限定するものでないが、アプリケーターパッド、セラミックチップ、セラミックリング、ニップローラー、湿った芯、浸漬タンク、噴霧器および霧吹きが含まれる。その上、この接触を１個以上の装置を用いて実施することも可能であり、その場合の各装置は同じまたは異なってもよい。例えば、２個、３個またはそれ以上の塗布装置を用いて前記防汚組成物を工程の様々な地点で塗布することも可能である。その上、１つ以上の塗布装置を用いて防汚成分を塗布しそして１つ以上の別の装置を用いて防染み成分を塗布することも可能である。複数の塗布装置および場所を用いると特定のＢＣＦ糸を用いた時の塗布均一性がより良好になる可能性がある。

防汚組成物のウエットピックアップは約５重量％から約５０重量％の範囲であり、それには約１０重量％から約３０重量％、約２０重量％から約３０重量％および約１０重量％から約２０重量％が含まれる。フッ素が基になった防汚成分を用いたとしても、その結果として得られる撚りＢＣＦ糸のフッ素量は繊維の重量を基準にして約１００ｐｐｍから約１０００ｐｐｍであり得、それには約１００から約５００ｐｐｍのフッ素、約２００から約４００ｐｐｍおよび約１００ｐｐｍから約３００ｐｐｍのフッ素が含まれる。前記防汚組成物に更にステインブロッカーも含有させる場合、それを繊維の重量を基準にして約５００ｐｐｍから約４％存在させるが、それには約１０００ｐｐｍから約３％、約０．５％から約２％および約０．５％から約１％が含まれる。

一般的なステインブロッカーには化学構造の一部としてスルホン化部分が用いられていることから結果として処理された繊維には硫黄が存在する。その硫黄含有量はステインブ
ロッカーを繊維の重量を基準にして５％用いた場合の約５０ｐｐｍからステインブロッカーを０．１％用いた場合の約１ｐｐｍの範囲であり得る。このように、この上に示したステインブロッカーの濃度を基にすると、繊維の重量を基準にした硫黄含有量は約０．５ｐｐｍから約４０ｐｐｍの範囲になると思われ、それには約１ｐｐｍから約３０ｐｐｍ、約５ｐｐｍから約２０ｐｐｍおよび約５ｐｐｍから約１０ｐｐｍが含まれる。硫黄含有量の測定はｘ線回折または他の方法を用いて実施可能である。

前記防汚組成物に更に悪臭防止剤、抗菌剤、抗カビ剤、芳香剤、抗漂白剤、軟化剤および紫外線安定剤から成る群より選択した成分を含有させることも可能である。

前記撚りＢＣＦ糸はポリアミド繊維、例えばナイロン６，６、ナイロン６、ナイロン４，６、ナイロン６，１０、ナイロン１０，１０、ナイロン１２、これらの共重合体および混合物から作られた繊維で出来ていてもよい。その上、前記撚りＢＣＦ糸にまた追加的重合体成分、例えばポリエステルおよび／またはポリオレフィン成分を入れることも可能である。そのポリオレフィン成分はポリプロピレンであってもよい。そのような追加的重合体成分をポリアミド繊維製造前のポリアミドと混合（溶融混合または共重合で）してもよい（例えばポリアミド／ポリエステル繊維）か、或は独立型繊維であってもよく、それをポリアミド繊維と一緒に撚ることで撚りＢＣＦ糸を生じさせる。

上述したように、オレフィン、ポリアミドおよび／またはポリエステル重合体成分を用いてＢＣＦ糸を製造することができる。この開示する方法の予想外な利点は、塗布する防汚組成物の量が公知エグゾースト方法に比べて少量であっても糸表面上に高い防汚成分含有量、例えばフッ素含有量が達成される点であることを見いだした。その上、この開示する発明の方法で塗布する防汚組成物はフルオロケミカルが基になっているか或はフルオロケミカルが基になっていなくてもよいか、或はフルオロケミカルまたはフルオロポリマー材料と非フッ素系防汚材料の混合物であってもよい。

この開示する方法は後で染色する必要がなくて顔料が入っているか或は撚る前の組成物中に顔料が入っている糸に適用可能である。そのような着色された糸の製造は染料が入っている溶液ばかりでなくカチオン性およびアニオン性染料で染色された繊維を用いて実施可能である。本方法で用いるに適した糸は更に固有の防染み性を示す可能性があり、それはポリプロピレンまたはポリエステルの場合のように基礎的組成によるものであるか、或はナイロンの場合のように糸の重合体組成に強酸官能を含めることによるものであり得る。染色もしくは着色された糸（即ち色付けされた糸）をこの開示する方法で用いると、後で染色する必要がなくなりかつ後で染色することも防汚化学品を塗布する必要もなく防汚性を示す色付きカーペットを生じさせることができる。

固有の防汚性と色付きの両方を有する糸をこの開示する方法で用いると、染色の費用および房飾り付きカーペットにＳＢ／ＦＣを塗布する費用の全部がなくなる。この上で考察したように、これによって優れた性能属性を有するカーペットを製造する費用が低くなるばかりでなく水、蒸気およびエネルギーの消費量が低くなることでカーペット製造が環境に与える影響もなくなる。

この開示する方法の様々な面で製造した撚りＢＣＦ糸は、これ自身または処理されていない繊維および糸との混合物として、房飾りを付けた後にカーペットまたは織物に加工可能である。その撚りＢＣＦ糸で作られたカーペットは５以上の撥油等級および５以上の撥水等級を示す。

別法として、この開示する方法はまたカーペット成形後の様々な染色および仕上げによってスタイリングの利点が引き出される可能性のある特定の方法にも有利に適用可能であ
る。例えば、この開示する発明の防汚もしくは防染み撚り糸に場合により房飾りを付けて染色前の未処理糸に囲まれたカーペットを生じさせることで美的代替品を作り出すことも可能であろう。

更に、防汚組成物を撚りＢＣＦ糸に塗布するためのシステムも開示する。このシステムには（ａ）少なくとも２本の個別の糸部材を受け取って単一の糸部材を送る１番目の糸巻き取り装置、（ｂ）前記糸巻き取り装置の下流に位置していて前記防汚組成物を前記単一の糸部材に塗布する防汚組成物塗布装置、および（ｃ）前記単一の糸部材を受け取る２番目の糸巻き取り装置が備わっている。前記１番目の糸巻き取り装置は前記少なくとも２本の個別の糸部材を撚って単一の糸部材にする能力を有する巻き取りロールもしくはリールであってもよい。前記個々の糸部材は単一フィラメントもしくは繊維または複数のフィラメントもしくは繊維で出来ている糸であってもよい。前記塗布装置は湿った状態の材料を乾燥した基質にする時に適用される適切な装置のいずれであってもよく、これには、これらに限定するものでないが、アプリケーターパッド、ニップローラー、湿った芯、浸漬タンク、噴霧器および霧吹きが含まれる。組成物のウエットピックアップは約５重量％から約５０重量％の範囲であり、それには約１０重量％から約３０重量％、約２０重量％から約３０重量％および約１０重量％から約２０重量％が含まれる。フッ素が基になった防汚成分を用いたとしても、その結果として得られる撚りＢＣＦ糸のフッ素量は繊維の重量を基準にして約１００ｐｐｍから約１０００ｐｐｍであり得、それには約１００から約５００ｐｐｍのフッ素、約２００から約４００ｐｐｍおよび約１００ｐｐｍから約３００ｐｐｍのフッ素が含まれる。前記防汚組成物に更にステインブロッカーも含有させる場合、それを繊維の重量を基準にして約５００ｐｐｍから約４％存在させるが、それには約１０００ｐｐｍから約３％、約０．５％から約２％および約０．５％から約１％が含まれる。２番目の糸巻き取り装置は巻き取り装置であってもよい。

図１に現在のケーブル撚り工程を示す。この場合、クリール糸１０およびバケット糸１５（これを７０００ｒｐｍのスピンドル速度で送る）をアンチバルーンデバイス２０に通して巻き取りロール２５に送る。ここから撚り糸３０を巻き取り装置３５で巻き取る。図２に、この開示する方法の１つの面を示す。この場合、クリール糸１１０およびバケット糸１１５（これを７０００ｒｐｍのスピンドル速度で送る）をアンチバルーンデバイス１２０に通して巻き取りロール１２５に送る。防汚成分を撚り糸１３０に塗布する防汚組成物塗布装置１４０を巻き取るロール１２５の下流に位置させる。ここから処理された撚り糸を巻き取り装置１３５で巻き取る。

この開示する方法は直感では分からず、驚くべきことに、結果としてカーペットまたは織物に加工した時に満足される防汚特性を有する糸がもたらされる。上述したように工程の位置を変えると下流のカーペット加工工程が台なしになって品質が劣ったカーペットがもたらされるだろうと予測されていた。このように、以下に報告する結果は驚くべきことでありかつ予想外である。

ベージュ色の溶液で染色しかつこの上に開示した様々な面の方法処理しておいた９２２デニールのＢＣＦ繊維を２本用いて製造したナイロン６，６のカーペットおよび処理を受けさせなかった同様な繊維を用いて製造したナイロン６，６のカーペットの例を以下に示す。代わりの防汚成分およびステインブロッカー成分、異なる表面化学性質を有する繊維および織物を選択する時には、本明細書に記述した変数を若干調整する必要があるであろう。

試験方法
酸染料染み試験
酸染料染み抵抗性の評価をＡｍｅｒｉｃａｎ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｒｉｓｔｓ（ＡＡＴＣＣ）Ｍｅｔｈｏｄ
１７５−２００３ “Ｓｔａｉｎ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ：Ｐｉｌｅ Ｆｌｏｏｒ Ｃｏｖｅｒｉｎｇｓ”の手順を改変した手順を用いて実施する。チェリー風味のＫＯＯＬ−ＡＩＤ（商標）粉末［Ｋｒａｆｔ／Ｇｅｎｅｒａｌ Ｆｏｏｄｓ（Ｗｈｉｔｅ Ｐｌａｉｎｓ、ＮＹ）、とりわけＦＤ＆Ｃ Ｒｅｄ Ｎｏ．４０を含有する粉末状ドリンクミックス］を製造業者の指示に従って混合することで９重量％の染色水溶液を調製する。カーペットサンプル（４ｘ６インチ）を非吸収性の平らな表面の上に置く。直径が２インチ（５．１ｃｍ）のプラスチック製中空カップを前記カーペットサンプルの上に気密状態で置く。前記カップにＫＯＯＬ−ＡＩＤ（商標）染色溶液を２０ｍｌ注ぎ込んでその溶液をカーペットサンプルに完全に吸収させる。前記カップを取り除いた後、その染み込ませたカーペットサンプルを乱すことなく２４時間放置する。インキュベーション後、その染みサンプルを冷水道水で徹底的に濯ぎ、余分な水を遠心分離で除去した後、そのサンプルを空気中で乾燥させる。そのカーペットサンプルを目で検査して、ＡＡＴＣＣ Ｍｅｔｈｏｄ １７５−２００３に記述されているＦＤ＆Ｃ Ｒｅｄ Ｎｏ．４０ Ｓｔａｉｎ Ｓｃａｌｅに従って染み等級を付けた。防染み性を１−１０のスケールで測定する。検出不能な試験染みに１０の値を付ける。

撥油および撥水試験
撥油試験では以下の液体を用いた。
等級番号 液体の組成
１ Ｋａｙｄｏｌ（鉱油）
２ ６５％／３５％のＫａｙｄｏｌ／ｎ−ヘキサデカン
３ ｎ−ヘキサデカン
４ ｎ−テトラデカン
５ ｎ−ドデカン
６ ｎ−デカン

撥水試験では以下の液体を用いた。
等級番号 液体の組成
イソプロパノールの％ 水の％
１ ２ ９８
２ ５ ９５
３ １０ ９０
４ ２０ ８０
５ ３０ ７０
６ ４０ ６０

撥性試験の手順
カーペットの表面の上に３ｍｍの高さから等級番号１の液体を５滴垂らす。１０秒後にその５滴の中の４滴がまだ球から半球として見える場合、そのカーペットに合格等級を付ける。等級番号がより高い液体を用いて試験を繰り返す。当該サンプルの撥性等級は用いた液体が撥試験に合格した時の最大等級番号である。等級が４以上のカーペットは良好な防汚特性を有する。防汚処理を受けさせておかないと大部分のナイロンカーペットが撥油および撥水の両方で示した等級は１である。

実施例１（比較）
染色可能なカチオン性重合体を用いて生じさせてベージュ色の溶液で染色しておいた９２２デニールのナイロン６６ＢＣＦを２本用い、Ｖｏｌｋｍａｎを７０００ｒｐｍで用い、図１に記述した方法を用いてケーブル撚りすることで、６．０ｔｐｉの２層糸を生じさ
せた。巻き取り速度を約５０ｙｐｍにした。その後、そのケーブル撚りした糸にＳｕｅｓｓｅｎを用いた熱処理を２００℃の乾燥空気を用いて受けさせた。チャンネル内のホールドアップ時間を約６０秒にした。その熱処理を受けさせた糸を１平方ヤード当たり３５オンスでゲージが１／１２でパイル高が３／８”のカットパイルカーペットにした。

実施例２（発明）
染色可能なカチオン性重合体を用いて生じさせてベージュ色の溶液で染色しておいた９２２デニールのナイロン６６ＢＣＦを２本用い、Ｖｏｌｋｍａｎを７０００ｒｐｍで用い、図２に記述した方法を用いてケーブル撚りすることで、６．０ｔｐｉの２層糸を生じさせた。巻き取り速度を約５０ｙｐｍにした。図３のオプションＡに記述したようにして、化学品塗布装置を巻き取りロールと巻き取り装置の間に挿入した。幅が１／２インチの綿芯（Ｐｅｒｐｅｒｅｌｌ ＭＡの湿った芯）を用いて５０％のＡ−２０１防汚化学品を前記ケーブル撚りした糸にウエットピックアップが約２０重量％になるように塗布した。そのケーブル撚り糸を約５０ｙｐｍで前記湿った芯に通した。その後、そのケーブル撚り糸にＳｕｅｓｓｅｎを用いた熱処理を２００℃の乾燥空気を用いて受けさせた。チャンネル内のホールドアップ時間を約６０秒にした。その熱処理を受けさせた糸のフッ素を分析した結果、９２５ｐｐｍであった。その熱処理を受けさせた糸を１平方ヤード当たり３５オンスでゲージが１／１２でパイル高が３／８”のカットパイルカーペットにした。

実施例３（発明）
染色可能なカチオン性重合体を用いて生じさせてベージュ色の溶液で染色しておいた９２２デニールのナイロン６６ＢＣＦを２本用い、Ｖｏｌｋｍａｎを７０００ｒｐｍで用い、図２に記述した方法を用いてケーブル撚りすることで、６．０ｔｐｉの２層糸を生じさせた。巻き取り速度を約５０ｙｐｍにした。図２に記述したようにして、化学品塗布装置を巻き取りロールと巻き取り装置の間に挿入した。幅が１／２インチの綿芯（Ｐｅｒｐｅｒｅｌｌ ＭＡの湿った芯）を用いて２５％のＡ−２０１防汚化学品を前記ケーブル撚りした糸に塗布した。そのケーブル撚り糸を約５０ｙｐｍで前記湿った芯に通した。その後、そのケーブル撚り糸にＳｕｅｓｓｅｎを用いた熱処理を２００℃の乾燥空気を用いて受けさせた。チャンネル内のホールドアップ時間を約６０秒にした。その熱処理を受けさせた糸のフッ素を分析した結果、４４５ｐｐｍであった。その熱処理を受けさせた糸を１平方ヤード当たり３５オンスでゲージが１／１２でパイル高が３／８”のカットパイルカーペットにした。

実施例４（発明）
染色可能なカチオン性重合体を用いて生じさせてベージュ色の溶液で染色しておいた９２２デニールのナイロン６６ＢＣＦを２本用い、Ｖｏｌｋｍａｎを７０００ｒｐｍで用い、図２に記述した方法を用いてケーブル撚りすることで、６．０ｔｐｉの２層糸を生じさせた。巻き取り速度を約５０ｙｐｍにした。図２に記述したようにして、化学品塗布装置を巻き取りロールと巻き取り装置の間に挿入した。幅が１／２インチの綿芯（Ｐｅｒｐｅｒｅｌｌ ＭＡの湿った芯）を用いて１２．５％のＡ−２０１防汚化学品を前記ケーブル撚りした糸に塗布した。そのケーブル撚り糸を約５０ｙｐｍで前記湿った芯に通した。その後、そのケーブル撚り糸にＳｕｅｓｓｅｎを用いた熱処理を２００℃の乾燥空気を用いて受けさせた。チャンネル内のホールドアップ時間を約６０秒にした。その熱処理を受けさせた糸のフッ素を分析した結果、２７０ｐｐｍであった。その熱処理を受けさせた糸を１平方ヤード当たり３５オンスでゲージが１／１２でパイル高が３／８”のカットパイルカーペットにした。

以下の表１に前記４実施例の撥性試験および染み試験を報告する。ここでは、前記処理を受けさせたＢＣＦ糸から製造したカーペットは優れたおよび良好な撥油および撥水等級を示す。このことは、この開示する発明の方法は防汚組成物をカーペットおよび織物に塗
布するための現存のエグゾースト型塗布の満足される代替法になることを示している。

この開示する処理方法、処理された繊維、カーペット、織物、およびＢＣＦ糸への防汚組成物の塗布で用いたシステムの様々な面に関して本発明をこの上に記述してきた。この上に示した詳細な説明を読んで理解した後の他の人に明確な修飾形および変形が思い浮かぶであろう。そのような修飾形および変形が本請求項の範囲内に入る場合、それらを全部本発明に包含させると解釈されるべきであることを意図する。

Claims (39)

1. 防汚成分を含有して成る防汚組成物で撚りＢＣＦ糸を処理する方法であって、
   ａ． 撚りＢＣＦ糸を準備し、
   ｂ． 前記ＢＣＦ糸を巻き取りリールに巻き取り、そして
   ｃ． 前記ＢＣＦ糸を前記巻き取りリールに接触させて巻き取る前に前記ＢＣＦ糸を移動させながら前記ＢＣＦ糸を前記防汚組成物と接触させる、
   ことを含んで成る方法。
2. 更に前記ＢＣＦ糸と前記防汚組成物を接触させた後に前記ＢＣＦ糸に乾式熱処理を受けさせることも含んで成る請求項１記載の方法。
3. 前記防汚成分がフルオロケミカルを含んで成る請求項１または２記載の方法。
4. 前記防汚組成物のｐＨを約３から約８にする請求項１または２記載の方法。
5. 前記フルオロケミカルをフッ素系アロファネート、フッ素系ポリアクリレート、フッ素系ウレタン、フッ素系カルボジイミド、フッ素系グアニジンおよびＣ−２からＣ−８化学構造が組み込まれているフルオロケミカルから成る群より選択する請求項３記載の方法。
6. 前記フルオロケミカルのフッ化炭素数が６に等しいか或はそれ以下である請求項３記載の方法。
7. 前記フルオロケミカルがフッ素系ウレタンである請求項３記載の方法。
8. 前記防汚組成物に更に悪臭防止剤、抗菌剤、抗カビ剤、芳香剤、抗漂白剤、軟化剤および紫外線安定剤から成る群より選択した成分も含有させる請求項１または２記載の方法。
9. 前記防汚組成物に更に防染み成分も含有させる請求項１または２記載の方法。
10. 前記防染み成分をシンタン、スルホン化ノボラック、スルホン化芳香アルデヒド縮合生成物（ＳＡＣ）および／またはホルムアルデヒド、フェノール、ポリメタアクリル酸、無水マレイン酸およびスルホン酸の反応生成物から成る群より選択する請求項９記載の方法。
11. 前記防染み成分を繊維の重量を基準にして約５００ｐｐｍから約４％存在させる請求項９記載の方法。
12. 前記防汚組成物に更に染色助剤、金属イオン封鎖剤、ｐＨ調節剤および界面活性剤から成る群より選択した成分も含有させる請求項９記載の方法。
13. 前記熱処理を約１２５℃から約２００℃の温度で実施する請求項２記載の方法。
14. 前記ＢＣＦ糸がポリアミド繊維を含有して成る請求項１または２記載の方法。
15. 前記ポリアミド繊維をナイロン６，６、ナイロン６、ナイロン４，６、ナイロン６，１０、ナイロン１０，１０、ナイロン１２、これらの共重合体および混合物から成る群より選択する請求項１４記載の方法。
16. 前記ＢＣＦ糸がポリエステルおよびポリオレフィンから成る群より選択した重合体成分
    を含有して成る請求項１または２記載の方法。
17. 前記防汚成分を繊維の重量を基準にして約１００ｐｐｍから約１０００ｐｐｍ存在させる請求項１−４記載の方法。
18. 前記接触をアプリケーターパッド、セラミックチップ、セラミックリング、湿った芯、浸漬タンク、噴霧器および霧吹きから成る群より選択した装置を用いて実施する前請求項のいずれか１項記載の方法。
19. 前記ＢＣＦ糸を前記防汚組成物と接触させる前に染色または着色しておく前請求項のいずれか１項記載の方法。
20. 前記接触の実施で複数の装置を用いる請求項１８記載の方法。
21. 前記複数の装置が異なる請求項２０記載の方法。
22. 房飾りの付いていない撚りＢＣＦ糸であって、房飾りの付いていない撚りＢＣＦ糸の表面に防汚成分が存在する房飾りの付いていない撚りＢＣＦ糸。
23. 前記防汚成分がフルオロケミカルを含んで成る請求項２２記載の房飾りの付いていない撚りＢＣＦ糸。
24. 前記フルオロケミカルがフッ素系アロファネート、フッ素系ポリアクリレート、フッ素系ウレタン、フッ素系カルボジイミド、フッ素系グアニジンおよびＣ−２からＣ−８化学構造が組み込まれているフルオロケミカルから成る群より選択される請求項２３記載の房飾りの付いていない撚りＢＣＦ糸。
25. 更に防染み成分も含有して成りかつ房飾りを付ける前の前記撚りＢＣＦ糸に前記防染み成分が存在している請求項２２記載の房飾りの付いていない撚りＢＣＦ糸。
26. 前記防汚成分が繊維の重量を基準にして約１００ｐｐｍから約１０００ｐｐｍ存在している請求項２２記載の房飾りの付いていない撚りＢＣＦ糸。
27. 前記ＢＣＦ糸がポリアミド繊維を含有して成る請求項２２記載の房飾りの付いていない撚りＢＣＦ糸。
28. 前記ポリアミド繊維がナイロン６，６、ナイロン６、ナイロン４，６、ナイロン６，１０、ナイロン１０，１０、ナイロン１２、これらの共重合体および混合物から成る群より選択される請求項２７記載の房飾りの付いていない撚りＢＣＦ糸。
29. 前記ＢＣＦ糸がポリエステルおよびポリオレフィンから成る群より選択される重合体成分を含有して成る請求項２２記載の房飾りの付いていない撚りＢＣＦ糸。
30. 前記ＢＣＦ糸が着色または染色されている請求項２２−２９の１項記載の房飾りの付いていない撚りＢＣＦ糸。
31. 撚りＢＣＦ糸を含有して成るカーペットであって、前記撚りＢＣＦ糸が房飾りが付けられた請求項２２−３０の１項記載の撚りＢＣＦ糸を含んで成るカーペット。
32. 撥油等級が少なくとも５である請求項３１記載のカーペット。
33. カーペットの製造方法であって、
    ａ． 房飾りの付いていない撚りＢＣＦ糸の表面に防汚成分が存在する房飾りの付いていない撚りＢＣＦ糸を準備し、
    ｂ． 前記ＢＣＦ糸に房飾りを付け、そして
    ｃ． 前記房飾りを付けたＢＣＦ糸を織って前記カーペットを生じさせる、
    ことを含んで成っていて、前記カーペットに防汚組成物によるさらなる処理を受けさせる必要がない方法。
34. 前記房飾りの付いていない撚りＢＣＦ糸がポリアミド繊維を含有して成る請求項３３記載の方法。
35. 前記ポリアミド繊維をナイロン６，６、ナイロン６、ナイロン４，６、ナイロン６，１０、ナイロン１０，１０、ナイロン１２、これらの共重合体および混合物から成る群より選択する請求項３４記載の方法。
36. 防汚組成物を撚りＢＣＦ繊維に塗布するためのシステムであって、
    ａ． 少なくとも２本の個別の糸部材を受け取って単一の糸部材を送る１番目の糸巻き取り装置、
    ｂ． 前記糸巻き取り装置の下流に位置していて前記防汚組成物を前記単一の糸部材に塗布する防汚組成物塗布装置、および
    ｃ． 前記単一の糸部材を受け取る２番目の糸巻き取り装置、
    を含んで成るシステム。
37. 前記塗布装置がアプリケーターパッド、セラミックチップ、セラミックリング、湿った芯、浸漬タンク、噴霧器および霧吹きから成る群より選択される請求項３６記載のシステム。
38. 前記防汚組成物を塗布する時に複数の塗布装置が用いられる請求項３６または３７記載のシステム。
39. 前記複数の塗布装置が異なる請求項３８記載のシステム。

Images