JP3427841B2 - 改善されたカーペットテクスチャー保持用繊維配合物 - Google Patents

改善されたカーペットテクスチャー保持用繊維配合物

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明はカーペットのテクスチャー（texture）保持
を改善するためにカーペット中にパイルヤーン糸（pile
yarn）として使用し得る新規なもろより（play−twis
ted）ヤーン糸に関する。ヤーン糸はポリアミド及び／
またはポリエステル繊維並びに非溶融性の混和性ポリオ
レフィン繊維からなる。
関連分野の説明 米国の住宅に用いられるカーペットの大部分はカット
・パイル・サクソニー（cut Pile saxony）カーペッ
トとして知られている。サクソニーカーペットにおい
て、パイル・ヤーン糸を縦糸のタフト（tuft）を形成す
るために切断されたループとしてのバッキング（backin
g）材料中に挿入する。次にタフトを中程度の長さの高
さに均一に剪断する。タフトの切断末端をタフト・チッ
プ（tip）と称する。一般に、サクソニーカーペットに
は次の２つの異なったスタイルがある:1）タフトが直線
的で、かつカーペットの面に実質的に垂直であるストレ
ート−セットスタイル、及び２）タフトが種々の曲線の
程度を有するテクスチャードスタイル。
連続フィラメントから繊維の長さを切断することを表
わすステープル・ファイバーを本分野で公知の技術によ
りサクソニーカーペットに適するヤーン糸に加工し得
る。一般に、かかる技術はカーディング機中でけん縮さ
れたステープル・ファイバーを最初に結合して加ねんな
しでゆるく集合された繊維の連続的ストランド糸（stra
nd）であるスライバーを形成させることを含む。次にス
ライバーをドラフト機上でドラフト化し、その厚さの均
一性を改善し、続いて紡糸し、そして紡糸機上で片より
糸（single twisted yarn）を形成させる。次に片よ
り糸を他の片より糸（複数）と加ねんしてもろより糸
（ply−twisted yarn）を形成させ得る。最後に、もろ
より糸を熱硬化操作に付し、そこでヤーン糸のよりを熱
硬化させ、かくてヤーン糸をタフト化に適するものにす
る。
ステープル紡糸ヤーン糸は高度の厚さ均一性を有する
ことが重要である。ステープル紡糸ヤーン糸の厚さ均一
性は加工されたカーペットの品質に影響するばかりでな
く、いずれかの続いての処理工程に影響する。例えば、
乏しい均一性を有するステープル紡糸ヤーン糸は多数の
厚手及び薄手の部分を有し、このことはヤーン糸を多大
に弱め、もろより期間中にしばしば繊維破壊を生じさせ
る。本発明の一つの目的は高度の厚さ均一性を有するス
テープル紡糸ヤーン糸を製造することである。
第２に、サクソニーカーペットの認められる価値はカ
ーペットのかさ及びカーペットの「テクスチャー保持」
を含む数種の因子に依存する。ここに用いられる「テク
スチャー保持」なる用語はカーペットが使用後にその元
のタフトの定義を保持する能力を意味する。カーペット
のかさはカーペットの面重量を増加させるか、またはス
テープル・ファイバーに与えられるけん縮を増加させる
ことにより改善し得ることが知られている。しかしなが
ら、カーペットの面重量はカーペットの全製造経費に直
接比例する。更に、高度にけん縮されたステープル・フ
ァイバーは特にカーディング操作中に処理問題を生じさ
せ得る。本発明の他の目的はカーペットにタフト化し、
上記の問題を回避する方法で良好なカーペットのかさを
与え得るヤーン糸を製造することである。
サクソニーカーペットが新しい場合、このものは快適
なテクスチャーを有する。タフトを形成するバルク化さ
れたヤーン糸はカーペットに堅固さ及び形体（body）を
与える。個々のタフトにおけるもろよりにより、カーペ
ットに均一な、そしてシャープな外観を与える良好なタ
フトの輪郭が得られる。各々のタフトは隣りのタフトか
ら明らかに分離するように見える。しかしながら、カー
ペットを高度に使用する場合、タフトは加ねんが戻り始
める。この加ねんの損失によりタフトチップは広がるよ
うになる。あるタフトの個々のフィラメントは近くのタ
フトのフィラメントと混じる傾向が生じ、カーペットに
マットの外観及びテクスチャーの損失を与える。また更
に本発明の目的は改善されたテクスチャー保持をカーペ
ットに与えるヤーン糸を製造することである。
本分野に精通せる者はカーペットのテクスチャー保持
を改善するために異なった方法を考慮した。１つの方法
はもろより糸における加ねんの数を増大することを含
む。しかしながら、加ねんの増加はカーペットのかさを
減少し、そしてヤーン糸の製造経費を増大させる。
他の例において、ベース繊維及び潜在的に接着性の結
合剤繊維の混合物からなるヤーン糸を製造し得る。加熱
処理の際に、これらの結合剤繊維は活性化され、そして
ベース繊維が一緒に結合されるようにベース繊維に接着
する。英国特許出願公開第2,205,116号に記載されるよ
うに、結合剤繊維は繊維の１つの成分が溶融し、そして
繊維中の他の成分より低い温度で接着性になる２成分繊
維であり得るか、または結合剤繊維は溶融温度が繊維を
通して同じである単一成分の繊維であり得る。またヨー
ロッパ特許出願公開第324,773号に記載されるように、
結合剤繊維はこれらのものがその繊維としての特性を実
質的に失なう程度まで溶融し得る。上記の結合剤繊維は
結合剤繊維がベース繊維と化学的親和性を有し、そして
溶融の際にベース繊維に接着するために「溶融混和性」
結合剤繊維として表わし得る。
本発明はポリアミド及び／またはポリエステル繊維並
びに「非溶融混和性」ポリオレフィン繊維の配合物から
なる新規なヤーン糸を提供する。ここに用いられる「非
溶融混和性」なる用語は加熱活性化の際にポリオレフィ
ン繊維が溶融し、そして他の溶融ポリオレフィン繊維に
接着するが、ポリオレフィン繊維及びポリアミドもしく
はポリエステル繊維間には接着が存在しないことを意味
する。これらのヤーン糸は高度の厚さ均一性を有し、そ
して良好なカーペットのかさ及び改善されたテクスチャ
ー保持を提供することが見い出された。
発明の要約 本発明はポリアミド繊維、ポリエステル繊維及びその
繊維混合物よりなる群から選ばれるベース繊維約70〜90
重量％、並びに約130〜170℃の融点を有する非溶融混和
性ポリオレフィン繊維約10〜30重量％の配合物からな
る、もろよりヤーン糸に関する。ベース繊維は好ましく
は約６〜25のフィラメント当りのデニールを有するけん
縮されたナイロン6,6またはナイロン６繊維である。ポ
リオレフィン繊維は好ましくは約３〜25のフィラメント
当りのデニールを有するけん縮または未けん縮ポリプロ
ピレンである。好ましくは、ナイロン繊維の重量％は75
〜85％であり、そしてポリプロピレン繊維の重量％は15
〜25％である。繊維はステープル・ファイバーまたはバ
ルク化された連続フィラメントである。本発明のもろよ
りヤーン糸は常法により約180〜220℃の範囲の温度で熱
硬化させ得る。熱硬化中に、ポリオレフィン繊維は溶融
し、そして相互に結合するが、ベース繊維には結合しな
い。
発明の詳細な説明 本発明は特にカット・パイル・サクソニーカーペット
における使用に適するヤーン糸に関する。本ヤーン糸は
ベース繊維、即ちポリアミド及び／またはポリエステル
繊維約70〜90重量％、並びに約130〜170℃の範囲の融点
を有する非溶融混和性ポリオレフィン繊維約10〜30重量
％の配合物からなる。
本発明のヤーン糸を形成する成分であるポリアミド、
ポリエステル及びポリオレフィン繊維は通常の技術によ
り製造し得る。一般に、重合体のフレークまたはペレッ
トを溶融し、そして紡糸口金を通して冷却空気中に押出
し、そこで材料を固化してフィラメントを形成させる。
次に分子を繊維軸にそって並べ、そして繊維構造を安定
化させるためにフィラメントを引き、即ち延伸する。最
後に、フィラメントをバルキング（bulking）操作例え
ば熱風ジェットバルキング、ギアけん縮またはスタッフ
ァー・ボックス・システム（stuffer box system）に
付し、これによりけん縮及びバルクをフィラメント中に
付与する。次に短かい長さの繊維を連続フィラメントか
ら切断し、ステープル・ファイバーを製造し得る。
ベース繊維に適する繊維生成用重合体にはポリアミド
例えば約260℃の融点を有するナイロン6,6（ポリヘキサ
メチレンアジポアミド）及び約230℃の融点を有するナ
イロン６（ポリカプロアミド）が含まれる。また繊維は
上記ナイロンの共重合体、並びにアントン（Anton）に
よる米国特許第5,108,684号に記載のヘキサメチレンア
ジポアミド及びヘキサメチレン−５−スルホイソフタル
アミドの共重合体から製造し得る。他の適当な繊維生成
用共重合体及びターポリマーは二価酸例えばイソフタル
酸、テレフタル酸などの単位、及びジアミン例えば２−
メチルペンタメチレン−ジアミンなどの単位を含有し得
る。好ましくはナイロン6,6を用いる。またポリエステ
ル例えば約265℃の融点を有するポリエチレンテレフタ
レートも適当である。ベース繊維は代表的にはけん縮さ
れ、そして約６〜25のフィラメント当りのデニール（dp
f）を有する。
繊維配合物中の使用に適するポリオレフィン繊維は約
130〜170℃の範囲の融点を有する。好ましくは、約165
℃の融点を有するポリプロピレン繊維を用いる。ポリオ
レフィン繊維はけん縮または未けん縮であることがで
き、そして代表的には約３〜25のフィラメント当りのデ
ニール（dpf）を有する。成分繊維は通常の添加剤例え
ばつや消し剤、UV安定剤、酸化防止剤等を含有し得るこ
とが理解される。またポリオレフィン及びベース繊維は
各種の顔料で予備着色し、カーペットヤーン糸に望まれ
る効果に依存して単一または混合した色調を有する繊維
配合物を製造し得る。
本発明のある具体例において、ステープルのポリプロ
ピレン繊維をカーディング操作中にステープルナイロン
6,6繊維と配合する。繊維は加工されたカーペット中の
繊維の凝集を避けるために十分に混合すべきである。更
にステープル・ファイバー配合物は約10〜30重量％、好
ましくは15〜25重量％のポリプロピレン繊維を含むこと
が重要である。繊維配合物が30重量％より多いポリプロ
ピレン繊維を含む場合、熱活性化及び続いての冷却の際
にポリプロピレン繊維間で過剰に結合し、粗い手ざわり
のヤーン糸が生じる傾向がある。逆に、繊維配合物が10
重量％より少ないポリプロピレン繊維を含む場合、熱活
性化及び続いての冷却の際にポリプロピレン繊維間で結
合が不十分であり、カーペット中に乏しいテクスチャー
保持を与えるヤーン糸が生じる傾向がある。
配合物のこれらの繊維の量は約70〜90重量％であるべ
できある。しかしながら、配合物は例えば抗微生物及び
帯電紡糸繊維を含む少量の他の繊維を含有し得ることが
認識され、且しかかる繊維はポリオレフィン繊維の結合
作用を妨害しないものである。更に、ベース繊維はそれ
自身繊維の混合物であり得る。例えば、ベース繊維は種
々の比のナイロン及びポリエステル繊維の混合物である
ことができ、且しヤーン糸、即ち最終の繊維配合物は約
70〜90重量％のベース繊維を含む。
好ましくは、ステープル・ファイバー配合物はこのも
のがかかる繊維を連続フィラメントに対して配合するこ
とがより容易であるために製造する。しかしながらま
た、連続フィラメント配合物はバンカー（Banker）によ
る米国特許第5,032,333号に記載の如き方法により本発
明に従って製造し得ることが認識される。
次にもろよりヤーン糸を繊維配合物から製造する。こ
のタイプのヤーン糸は２工程ねん糸／ケーブリング（ca
bling）法または直接ケーブリング法のいずれかにより
２本またはそれ以上の単糸を一緒にケーブル化すること
により製造することができ、その際にこの２つの方法は
共に本分野に精通せる者には普通のものである。本発明
の１つの利点はここに記載される繊維配合物が通常の10
0％ナイロンまたはポリエステル生成物より良好な紡糸
／ねん糸処理性及びより均一なヤーン糸の厚さを有する
ことにある。
続いて、ヤーン糸におけるねん糸を熱硬化する。一般
に、通常の熱硬化操作は熱硬化室内の温度が約180〜220
℃の範囲内である場合に使用し得る。
ステープルもろより糸に関し、ヤーン糸は好ましくは
Suessenとして知られる連続的熱硬化機を通す。かかる
操作において、ヤーン糸は熱硬化室を通って移動する運
搬ベルトまたロープ上に置く。熱硬化室中で、ヤーン糸
を乾燥熱で処理し、ねん糸を熱硬化させ、そしてヤーン
糸構造を機械的に安定化させる。ナイロン6,6ヤーン糸
に対し、熱硬化室内の温度は一般に約190〜210℃の範囲
である。
熱硬化工程中に、ポリオレフィン繊維のみをこのもの
が軟化し、そして溶融する点まで活性化させる。次に溶
融繊維を他の溶融ポリオレフィン繊維の接触点、即ちポ
リオレフィン繊維が相交わり、そして／または相互に接
触する点に流動させる。続いての冷却の際に、溶融繊維
は再固化し、そしてヤーン糸の長さ方向にそって接触点
で結合が生じる、実質的量の繊維が溶融工程中にその基
本的形状を保持することが重要である。上記のように、
ポリオレフィンの濃度が臨界的である。濃度が高過ぎ
る、即ち30％より多い場合、ポリオレフィン繊維間に過
剰量の接触点が形成され、これにより粗い手ざわりがヤ
ーン糸に与えられる。濃度は低過ぎず、即ち10％より少
なくならないことが同等に重要であり、その理由はかか
る場合にポリオレフィン繊維間に不十分な量の接触点が
生じるからである。かかるヤーン糸から製造されるカー
ペットは不十分な本発明によるテクスチャー保持を示
す。
本発明におけるヤーン糸の鍵となる特徴はポリオレフ
ィン及びベース繊維間の化学的親和性の欠如にある。ポ
リオレフィン及びベース繊維は溶融混和性でないため、
これらのものは相互に接着しない。従って、溶融ポリオ
レフィン繊維はベース繊維に粘着し、接近するベース繊
維間に耐久性の結合を形成させることはない。むしろ、
溶融ポリオレフィン繊維はヤーン糸の長さ方向にそった
接触点で相互に単に結合する。
生じるヤーン糸を処理し、そしてカーペットバッキン
グ材料にタフト化し、異なったタイプのカーペットを製
造し得る。ある形式において、上記のようにヤーン糸を
ループとしてバッキング材料にタフト化し、次にこのも
のを切断し、そして剪断してカット−パイルサクソニー
カーペットを製造し得る。商業において通常のとおり、
次にカーペットを更に染色及び加工を含んだ処理に付す
ることができる。
本発明のヤーン糸を用いて製造したカーペットは良好
なテクスチャー保持を示すことが見い出された。またカ
ーペットは軟かい手ざわり及び良好なかさを有する。
次の実施例は本発明を更に説明するものであるが、本
発明の範囲を限定すべきではない。
試験方法 摩耗 ISO（International Standards Organization）文
書 TC38/12/WG ６ Ｎ 48に従い、フロア・トラフィ
ッキング（floor trafficking）に近い関係の耐久性試
験をSchoenberg ＆ Co.（Baumber、ドイツ）製のVett
ermanドラム試験装置、Type KSG中で行った。詳細に
は、ドラムにカーペット試料を敷き、その中に回転する
ドラム内で自由にころがる14個のゴム製バッファーを有
する7.26kg（16ポンド）の鋼鉄製ボールを入れた。ドラ
ム内の円形のブラシをカーペットの表面に丁度接触さ
せ、そしてゆるいパイル繊維を取り込み、このものを吸
引により連続的に除去した。5,000回後、試料を除去
し、そしてテクスチャー保持を評価するために検査し
た。テクスチャー保持を１〜５の尺度で記録し、その際
に５の評価は未試験の対象試料に対応し、４は軽く摩耗
した試料に対応し、３は中程度に摩耗した試料、そして
2.5は許容可能と非許容の摩耗との分れ目の点に対応す
る。２の評価は明らかに許容できない摩耗に対応し、そ
して１は極度に摩耗した試料に対応する。
Reu バルク カーペットバルクを1lb/in2（703kg/m2）の圧力をか
けたカーペット試料の圧縮されたパイル高さをインチで
測定した。カーペット試料を振動器に取り付けた台の上
に置いた。振動する台に取り付けた厚さゲージを用いて
パイル高さを測定する前に試料を10秒間軽く振動させ
た。振動により厚さゲージの脚部がカーペットの表面に
固定された。高いバルク値を有するカーペットは高いRE
Uの読みを有する。
ヤーン糸の均一性 紡糸されたヤーン糸の均一性は１分間当り366m（400
ヤード）で市販のUlster １機械上で測定され、そして
次のように定義されるCVとして報告される： 各項目に対し、５つの異なった紡糸位置からの５本の
試験チューブを１分間Ulster機械上で試験し、そして結
果を平均し、次の実施例で表にする。低いCV値を有する
ステープル紡糸ヤーン糸は高いCV値を有する紡糸ヤーン
糸より均一な外観及び良好な処理性を有する。
実施例 実施例１ 12のメルト・フロー・インデックスのポリプロピレン
重合体（WSR ５−970、Shell Chemicalから入手）を3
32穴の紡糸口金を介して１分間当り330m（361ヤード）
で冷却ゾーンを通して溶融紡糸し、次に延伸のために潤
滑剤で被覆した。被覆されたヤーン糸を１分間当り1170
m（1280ヤード）で3.85の延伸比で延伸し、そしてチュ
ーブ上に巻いた。続いてヤーン糸を19.05cm（7.5イン
チ）の長さのステープル・ファイバーに切断した。生じ
た繊維は1.75の変態比（modification ratio）のトリロ
ーバル（trilobal）断面及び8.69デシテックス／フィラ
メント（dtex/f）［7.9デニール／フィラメント（dp
f）］を有していた。変態比とは、トリローバル断面に
ついて測定された、外郭円の半径と内接円の半径との比
を意味する。外郭円とはトリローバル断面において３つ
の突端に接する円であり、内接円とはトリローバル断面
において基部に内接する円である。
次にポリプロピレン繊維をカーディング中に０、10及
び20重量％で20.0デシテックス（18デニール）のナイロ
ン6,6ステープル生成物（Type 18T292、Du Pont Co.
から入手）と配合した。次に全ての試験ヤーン糸を2.54
cm（１インチ）当り5.25よりの片より及び2.54cm（１イ
ンチ）当り5.0よりのもろよりで3.5綿番手（cotton co
unt）に紡糸した。CV（平均ヤーン糸デニールで割った
ヤーン糸直径の標準偏差）で表わされるデニール均一性
及び紡糸運転1000時間当りの糸切れ数（ends down）で
表わされる紡糸処理性を下の表１に示す。
表１に示されるように、試験結果により本発明による
ヤーン糸は100％の通常のナイロンステープルヤーン糸
に対して高いデニール均一性及び改善された処理性を有
することが示された。
試験ヤーン糸をSuessen連続熱硬化機上で熱硬化さ
せ、1.526kg/m2（１平方ヤード当り45オンス）、1.588c
m（0.625インチ）のパイル高さのカーペットにタフト化
し、そしてレンジ・ダイヤー（range dyer）中で染色
した。Vettermanドラム中での5,000回後のREUバルク及
びテクスチャー保持を下の表２に示す。
表２に示される試験結果により、本発明の生成物が通
常の100％のナイロンステープル生成物に対してかなり
改善されたテクスチャー保持及びカーペットバルクを有
することが明らかに示された。
実施例２ 35のメルト・フロー・インデックスのポリプロピレン
（DX5A78、Shell Co.から入手）重合体を種々の紡糸口
金を通して366m/分（400ヤード／分）で紡糸し、1134m/
分（1240ヤード／分）で延伸し、そして19.05cm（7.5イ
ンチ）の長さで5.6、11.1、16.7、22.2及び27.8dtex/f
（５、10、15、20及び25dpf）のステープル・ファイバ
ーに切断した。11.1、16.7及び20.0dtex/f（10、15及び
18dpf）のナイロン66ステープル・ファイバー（Type
Ｔ−192、Ｔ−290及びＴ−292、Du Pont Co.から入
手）をカーディング操作中に種々の比でポリプロピレン
繊維と配合し、続いて2.54cm（１インチ）当り5.75×5.
5のよりで3.25綿番手、２プライ（ply）ステープルヤー
ン糸に転化された。プライヤーン糸を市販のSuessen熱
硬化機上にて190℃で60秒間熱硬化させた。試験品を3.1
8mm（1/8インチ）ゲージのタフト化機械上で1.6cm（5/8
インチ）のパイル高さで1.526kg/m2（１平方ヤード当り
45オンス）のカーペットのカット・パイル・カーペット
に転化させた。
ヤーン糸処理性（CV）、カーペット・バルク及びテク
スチャー保持（Vettermanドラム中で5,000回後）を下の
表３に示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ビノド， ヤシヤバント・ビナヤク アメリカ合衆国デラウエア州19707ホツ ケシン・フアームハウスサークル６ (72)発明者 ワーニイ， フランク アメリカ合衆国ペンシルベニア州19382 ウエストチエスター・オールドベイリー レイン334 (56)参考文献 特開 昭54−27059（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−165044（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−56782（ＪＰ，Ｕ) 特表 平２−501835（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) D02G 1/00 - 3/48

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ポリアミド繊維、ポリエステル繊維及びそ
    の繊維混合物よりなる群から選ばれるベース繊維70〜90
    重量％、並びに130〜170℃の融点を有するポリオレフィ
    ン繊維10〜30重量％の配合物からなり、ポリオレフィン
    繊維がベース繊維と非溶融混和性であり、そのためベー
    ス繊維とポリオレフィン繊維とが相互に結合されていな
    いこと、並びにポリオレフィン繊維がヤーン糸の長さ方
    向にそって接触点で相互に結合されていることを特徴と
    する、もろよりヤーン糸。
  2. 【請求項２】ナイロン6,6ベース繊維75〜85重量％及び
    ポリプロピレン繊維15〜25重量％の配合物からなる、請
    求の範囲第１項記載のヤーン糸。
  3. 【請求項３】ナイロン６ベース繊維75〜85重量％及びポ
    リプロピレン繊維15〜25重量％の配合物からなる、請求
    の範囲第１項記載のヤーン糸。
  4. 【請求項４】ベース繊維がけん縮され、かつフィラメン
    ト当り６〜25デニールを有し、そしてポリオレフィン繊
    維がけん縮され、かつ３〜25のフィラメント当りのデニ
    ールを有する、請求の範囲第１項記載のヤーン糸。
  5. 【請求項５】ベース繊維がけん縮され、かつ６〜25のフ
    ィラメント当りのデニールを有し、そしてポリオレフィ
    ン繊維がけん縮を含まず、かつ３〜25のフィラメント当
    りのデニールを有する、請求の範囲第１項記載のヤーン
    糸。
  6. 【請求項６】ベース及びポリオレフィン繊維がステープ
    ル・ファイバーである、請求の範囲第１項記載のヤーン
    糸。
  7. 【請求項７】ベース及びポリオレフィン繊維がバルク化
    された連続フィラメントである、請求の範囲第１項記載
    のヤーン糸。
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