JP4792260B2 - パイル布の周縁加工方法、およびパイル布 - Google Patents

Description

本発明は、パイル布の周縁加工方法、およびこの加工方法によって得られるパイル布に関する。

従来より、パイル布は、その代表的な用途として、乗用自動車のフロアカーペットの上に敷設され、装飾や保護の働きをするフロアマットに用いられている。すなわち、このようなフロアマットとして、種々の意匠のものを嗜好や用途に応じて選択して用いることによって、乗員室内の意匠に変化をつけることが可能である。また、フロアマットを乗員の足下に敷設しておくことによって、フロアカーペットが摩耗したり、汚れたりするのを抑制することができる。また、例えば、乗員の靴に砂粒などが付着していた場合でも、それが主としてフロアマットに入り込むようにし、乗員室内に散乱するのを抑制することができる。この際、フロアマットに入り込んだ砂粒などは、フロアマットのみを取り外して車外に持ち出し、容易に除去することができる。

この種のフロアマットとしては、長繊維を不織布や粗織りとして製織した基布に、比較的毛足の長いパイル糸をタフティングして立毛調のマットとしたものが知られている。さらに、フロアマットの意匠性、質感を高め、また、基布からパイルが抜けるのを防止するために、基布の裏面に二次基布や樹脂の裏打ち材を裏打ち加工することも知られている。特に高級車に用いるものでは、パイルの長さをできるだけ長く（基布から起立するパイルの高さを高く、7〜10mm以上に）し、組織を密に（8〜10ゲージ以上に）し、触感をソフトにすることによって高級感が演出されている。

パイル布、特に、パイルの長さを長くし、組織を密にしたものにおいて、パイル布の中央側ではパイル同士が相互に支えあって、パイル群はほぼ垂直に起立した状態となる。一方、パイル布の周縁部では、外側にパイルを支えるものが無いために、パイルは内側のパイルの圧力でパイル布の外側に傾斜させられ、倒れた状態となる傾向がある。この際、個々のパイルがばらばらに倒れるため、見栄えが損なわれやすいという問題がある。このようにパイル布の周縁部においてパイルがばらばらに倒れるのを抑制するためには、周縁部分だけパイルの高さを低くすることが考えられる。

このように、パイルの長さを部分的に短くする典型的な従来技術として、特許文献１には、「面的広がりを持つ基体の表面に多数のパイルを有してなるパイル製品における前記パイルのうち一定部分における多数のパイルのパイル高を、それらのパイルに対する高周波加熱下の加圧によりそのパイルを少なくとも長さ方向に収縮した状態となすことにより低く形成することを特徴とするパイル製品の製法」が開示されている。さらに、この文献には、パイル布の周縁部に位置するパイル群の一部を高周波加熱により収縮させることによって、パイルの高さが周縁側に向かうほど短くなるようにし、パイル布の表面の周辺部に傾斜面を形成することが開示されている。
特開２００２−１５５４５１号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、パイルの長さが長くなるほど組織の中まで熱が伝わりにくくなるので、パイルを収縮させるためには、過大な加熱を行う必要が生じる。このようにパイルが過大に加熱されると、パイルが熱で溶けて、パイル本来の毛羽立ちや風合いなどが損なわれてしまう。また、この従来技術では、高周波加熱を利用することが開示されているが、それ以外の他の加熱方法、例えば熱風加熱や蒸気加熱を利用した場合には、パイルの先端側ほど過剰な加熱を受けるので、さらにパイルの意匠性が損なわれやすくなってしまう。

また、特許文献１に開示された従来技術では、パイルを収縮させるための加熱時に、加熱具によってパイルに圧力をかけている。このためパイルがばらばらな方向に倒れる傾向が生じ、それによって、加熱処理後の意匠性が低下する。

そこで加熱処理をする替わりに、シャーリング機などを利用して、パイル布の周縁部においてパイルの先端を刈り揃えることが考えられる。しかしながら、発明者が実験した結果、パイルを単純に刈り揃えようとしたのでは、見栄えのよい仕上げを行うのは困難であることが判明した。

すなわち、パイル群の先端を刈り揃えようとすると、その際、個々のパイルがばらばらな向きに倒れてしまい、そのために見栄えが損なわれてしまう。また、このようにパイルがばらばらな向きに倒れた状態で、パイル群の先端を見掛け上刈り揃えても、各パイルは、パイルの倒れた方向や倒れ具合によって刈り揃えた時の長さが変化する。このため、互いに隣接するパイルは、実際上、必ずしも長さが揃わない。そのため、使用時、パイルに振動や押圧などの外力が加わってパイルの方向が変化した時に、パイル群の先端が不揃いになってしまう場合があり、そのために、見栄えが損なわれてしまう。

そこで、本発明の目的は、パイル布、特にパイルの長さが長く、組織が密なパイル布に対して、その周縁のパイルを見栄え良く仕上げる方法を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明による複数のパイルが基布に植え付けられたパイル布の周縁加工法は、パイル布の周縁部のパイルに、パイル布の周縁側に向かって、互いに隣接するもの同士が揃って傾斜するように、パイルの根元部分を加熱することによって傾斜ぐせをつける工程と、傾斜ぐせをつけられた一群のパイルの先端を、それが曲面を形成するように刈り揃える工程と、を有することを特徴とする。

このように、パイルに傾斜ぐせをつけた後にパイルを刈り揃えることによって、互いに隣接するパイルの長さが、ほぼ同じ長さになるようにすることができる。また、パイル布の使用時に多少の外力が加わっても、パイルの傾斜方向が変動するのを抑制することができる。

パイルの根元部分の加熱は、高周波電界の印加によって行うことができる。この手法を用いれば、高周波電界をパイルの根元部分に集中的に印加して、パイルの根元部分のみを集中的に加熱することが可能である。

より具体的には、剣山状の針を有し、電極に接続された加工端末を、針の先端が、パイル布のパイル間に差し入れるように配置して高周波電界を印加することによって、高周波電界をパイルの根元部分に集中的に印加することができる。また、剣山状の針によって、パイルの傾斜方向を揃える作用も得られる。

本発明によれば、周縁部のパイルの先端が流麗な曲面を形成している見栄えに優れたパイル布を安定して製造することができる。この際、本発明によるパイル布は、周縁部のパイルに傾斜ぐせがつけられているため、パイルの傾斜方向の変動が抑制される。また、傾斜方向が多少変動しても、互いに隣接するパイルの長さがほぼ同じ長さとなっているため、パイルの先端は滑らかな曲面状に保たれる。このため、本発明によるパイル布は、使用時に多少の外力が加わっても、優れた見栄えを維持することができる。

また、パイルには、その根元部分のみを加熱することによって効果的に傾斜ぐせをつけることができ、そのようにすることによって、パイルの先端側が加熱されるのを抑制し、パイルの先端側の、毛羽立ちや風合いなどを含む意匠性が、加熱によって損なわれるのを抑制することができる。

以下、図面をもとに本発明の好適な実施形態を説明する。

図１に、本実施形態の周縁加工の対象とする、加工前のパイル布１０を示す。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は断面図である。

このパイル布１０は、乗用自動車の乗員足下に配置されるフロアマットとなるものである。図１（ａ）には、矩形のものを示しているが、パイル布１０の輪郭は、自動車の室内形状に合わせて種々の形状であってよい。

本実施形態におけるパイル布１０は、基布２５に、毛足の長い（高さの高い）パイル２０をタフティング組織したタフテッドカーペットである。基布２５は、長繊維を不織布または粗織りとして製織した織布である。

パイル布１０の縁部には、符号ｆによって模式的に示すようにオーバーロック加工が施されている。すなわち、基布２５の外周端縁が、加飾糸によってかがり縫いされ、ほつれ防止と意匠性の向上が図られている。オーバーロック加工は公知の手法で行うことができる。

基布２５の裏面には、裏打ち３０が施されている。裏打ち３０は、軟質樹脂またはラテックスによって行うことができる。裏打ち３０によって、パイル２０の抜けの防止が図られている。また、裏打ち３０の表面には、突起３１が形成され、設置したパイル布１０のすべり防止が図られている。

パイル２０の構成部材としては、ポリオレフイン樹脂などの熱可塑性樹脂からなる糸を用いることができ、ポリアミド糸、ポリエステル糸、アクリル糸、ポリプロピレン糸などを用いてもよい。これらの糸の中から選択した１種以上の糸をパイル糸とし、このパイル糸を基布３０に刺し通して植設することによって、パイル２０が形成される。植設は、公知のタフティング機を用いて行うことができる。この際、後述するように、本発明ではパイル２０を加熱するのに高周波加熱を好適に利用することができ、この場合、パイル２０の構成部材には、高周波加熱に対して熱を発生しやすい、誘電損失の大きい素材を用いるのが特に適している。

パイル２０は、ボリュームがあり、タフティングの間隔が比較的密であり、高さが比較的高いのが本発明に適している。パイル２０をボリュームのあるものとするためには、上記のような糸を複数撚り合せて複合したものをパイル糸として用いることができる。具体的には、各パイル糸は500〜1500dtex（デシテックス）とするのが適し、また、タフティングの間隔は8〜10ゲージ以上、高さは、基布２５からパイル２０の先端までの高さで7〜10mm以上、特には10〜20mmとするのが適している。このように、パイル糸にボリュームがあり、パイル２０の高さが高く、タフティング間隔が密なパイル布１０は高級品であり、見栄え、触感に優れている。

ボリュームがあり、基布２５からの高さが高いパイル２０を密に組織したパイル布１０の中央部においては、互いに隣接するパイル２０同士の間隔が近く、パイル２０同士が相互に支えあう。このため、パイル布１０の中央部のパイル２０は、図１（ｂ）に示すように、基布２５に対しておよそ直立している。これに対して、パイル布１０の周縁付近では、最も外側のパイル２０には隣接するパイル２０が無いために、高さの高いパイル２０は自身で起立した状態を保つのが困難である。このため、パイル布１０の周縁付近のパイル２０は、倒れた状態となる傾向がある。この際、最も外側のパイル２０は、パイル布１０の中央側で組織が密で隣接するパイル２０間の圧力が高いため、これに押されて、およそパイル布１０の周縁側に倒れる傾向があり、オーバーロック加工ｆによる縁取りの上に載る形になる。この最も外側のパイル２０の倒れ込みに準じ、これより内側のパイル２０も順次、パイル布１０の端縁側に倒れ込む傾向を生じ、パイル布１０の周縁付近のパイル２０が全体として周縁側に倒れた状態となる。

しかし、パイル布１０の周縁付近の各パイルが上記のように倒れる際、各パイル２０毎に倒れ込む方向には多少のばらつきが生じ、また、そのために、倒れ込んだパイル１０の先端の高さにもばらつきが生じる傾向がある。このように、倒れ込んだパイル２０の先端の高さにばらつきが生じた状態では、見栄えがあまりよくない。そこで、本実施形態では、パイル布１０の、このようにパイル２０が倒れ込む傾向が生じている周縁部を加工する。この際、加工を施す周縁部は、図１（ｂ）に示すように、パイル布１０の各縁から所定の距離までの領域ｂ，ｃ，ｄ，ｅに設定する。この周縁部ｂ，ｃ，ｄ，ｅは、この領域に含まれるパイル２０が倒れた状態となり、一方、残りの中央部ａのパイル２０がほぼ直立した状態となるように、パイル２０の構成などに応じて適宜設定される。具体的には、周縁部ｂ，ｃ，ｄ，ｅは、パイル布１０の周縁から0〜20mm、または0〜30mmの範囲に設定すれば、おおよそ、倒れ込むパイル２０の全てが周縁部ｂ，ｃ，ｄ，ｅ内に含まれ、中央部ａ内の全てのパイル２０が直立した状態となって、妥当であることが多い。

次に、パイル布１０の周縁部の、本実施形態による加工方法について説明する。本実施形態の加工方法は、大きく分けて、（１）パイル布１０の周縁部のパイル２０に傾斜ぐせをつける工程と、（２）傾斜ぐせをつけられたパイルを刈り揃える工程と、を有している。以下、各工程について詳細に説明する。
（１）傾斜ぐせつけの工程
傾斜ぐせつけの工程は、図２に示す高周波ウェルダー装置１００を用いて行うことができる。この高周波ウェルダー装置１００は、高周波の発振器１０１と、発振器１０1に接続された上下の電極板１０２ａ，１０２ｂを有している。上側の電極板１０２ａはパイル布１０の、パイル２０が植設された表側に、下側の電極板１０２ｂは、裏打ち３０が施された裏側に配置される。

上側の電極板１０２ａには、パイル布１０に面する側に加工端末（ウェルダー型）１０３が連結されている。加工端末１０３は、パイル布１０側に向かって剣山状に突出した多数の針１０３ａと、針１０３ａの基台１０３ｂを有しており、少なくとも針１０３ａは導電性材料から形成され電極板１０２ａに電気的に接続されている。針１０３ａは、先端が先細になっており、電極１０２ａをパイル布１０に平行に配置した使用時の状態で、パイル布１０の周縁側に向かって5〜30度程度の所定の角度だけ少し傾斜して延びている。基台１０３ｂの、パイル布１０側の面は、使用時の状態で、パイル布１０の周縁側ほど高く（パイル布１０側に近く）なった傾斜面１０３ｃとなっている。なお、図２は、パイル布１０の一縁部分のみの断面図であるが、加工端末１０３は、パイル布１０の全周の周縁部を同時に加工できるようにパイル布１０の全周にわたって延びているものとすることができる。また、図２では、図をわかりやすくするために、オーバーロック加工ｆの図示を省略している。加工端末１０３の針１０３ａの向きは、基布２５に対して垂直な方向でもよいが、図２に示すように少し傾斜させたほうがよい場合がある。これは、後述するように、加工端末１０３の針１０３ａがパイル布１０の上方向から降りてきてパイル２０の群の中に入る際に、針１０３ａの先でパイル２０を少し押し、パイルを周縁側に倒し気味にしながらパイル２０の群の中に入るようにする効果が得られるためである。

高周波ウェルダー装置１００は、電極板１０２ａ，１０２ｂの間隔を10〜30mm程度の所定の間隔とし、針１０３ａをパイル２０内に差し入れ、基台１０３ｂの傾斜面１０３ｃによってパイル２０の先端を押さえつけるようにした状態で使用される。針１０３ａの長さは、この時に、針１０３ａの先端がパイル布１０の基布２５から1〜3mmの所でパイル１０の根元付近に位置するように、パイル２０の長さに応じて設定されており、5〜15mm程度である。針１０３ａの形成密度は、パイル２０の植設密度に応じて設定されており、10〜30本／cm²程度である。発振器１０１は、針１０３ａの先端と下側の電極１０２ｂの間に形成される高周波電界によって、パイル２０に所定の加熱を加えることができる仕様を有しており、周波数が20〜40MHz、出力が5〜10kW程度の公知の構成のものであってよい。

次に、傾斜ぐせつけの工程の手順について説明する。

まず、パイル布１０を、その周縁部が高周波ウェルダー装置１００の、下側の電極１０２ｂ上に位置するように配置し、上側の電極１０２ａが接続された加工端末１０３をパイル布１０上に押し当てる。この際、針１０３ａが上述のように傾斜して形成されていることによって、針１０３ａは、周縁部のパイル２０内に、パイル２０との間に大きな抵抗を生じることなく入り込む。

次に、発振器１０１を作動させて、両電極１０２ａ，１０２ｂ間に高周波電力を供給する。これによって、前述のように誘電損失の比較的大きい樹脂材から構成されたパイル２０が加熱される。この際、発生する高周波電界の出力Ｐは、
Ｐ（出力）＝〔tanδ（損失係数）×ε（誘電率）×Ｅ²（電圧）×ｆ（周波数）〕／ｄ（電極間距離）
によって与えられる。このように、高周波電界の出力は、電極間距離の短い部分で大きくなり、したがって、本実施形態の構成では、電極間距離が顕著に短くなる、針１０３ａの先端部と下側の電極１０２ｂ間の部分で支配的に大きくなる。このために、本実施形態の構成では、針１０３ａの先端部と下側の電極１０２ｂ間に位置する、パイル２０の根元部分に、パイル２０の先端側に比べて支配的に大きな電界が印加され、この部分が集中的に加熱される。その結果、パイル２０の先端側は、ほとんど加熱を受けることがなく、したがって、毛羽立ちや風合いなどを含む意匠性はほとんど損なわれることがなく、パイル２０の外観は良好に保たれる。

このようにして、パイル２０を所定時間の間加熱することによって、パイル２０は、傾斜した状態にくせづけられる。この際、加工端末１０３の基台１０３ｂの傾斜面１０３ｃによって、パイル２０の倒れ込みが促進される。また、パイル２０内に差し入れられた針１０３ａの先端の先細になった部分の側面が、櫛状の定規のような働きをして、各パイル２０の傾きが、針１０３ａのこの側面にほぼ平行になるように揃えられる。その結果、各パイル２０は、全てがパイル布１０の周縁側に向かい、互いに隣接するもの同士がほぼ同じ角度で揃って傾斜した状態にくせづけられる。全体として見ると、パイル布１０の周縁部ｂ，ｃ，ｄ，ｅのパイル２０の内、中央側に近いものほど直立に近い状態にあり、端縁に近い側にいくにつれて傾斜角度が徐々に大きくなった状態となる。

加熱時間は、パイル２０の素材などに応じて適宜設定することができる。例えば、パイル２０の素材がナイロンの場合、20〜40秒の加熱時間で、パイル２０の根元部分を150〜240℃に昇温するのが適している。
（２）刈り揃えの工程
刈り揃えの工程では、上記の傾斜ぐせつけの工程により、向きと角度が揃うように傾斜ぐせがつけられた、周縁部ｂ，ｃ，ｄ，ｅの一群のパイル２０を刈り揃える。刈り揃えは、図３に示すように（図３においてパイル２０の白い部分は最終的に刈り取られる部分を示している）、一群のパイル２０の先端が、周縁側に向かって徐々に低くなる流麗な所定の曲面を形成する（図１の破線Ｘも参照）ように行う。この曲面は、デザインや見栄えの観点から適宜決定することができるが、パイル布１０の周縁に交差する面での断面で、周縁部ｂ，ｃ，ｄ，ｅ部分におけるパイル２０の先端の描く曲線が、全ての部分において0より大きい曲率を有するようにするのが好ましい。

また、パイル２０は、傾斜ぐせをつけられ、刈り揃えられる前の状態では、図２に示すように、最も外側のものが、縁取りのオーバーロック加工ｆ上に倒れ、オーバーロック加工ｆを乗り越えて、基布２５の周縁よりも外側に飛び出した状態となっている。これに対して、刈り揃えた後には、パイル２０の先端が描く曲面が、図３に示すように、オーバーロック加工ｆが形成する曲面に滑らかに続くようにするのが好ましい。

いずれにしても、パイル２０は、概ね、パイル布１０の周縁側にあるほど刈り取られる長さが長く、パイル２０の長さは短くなる。

このような刈り揃えは、図３に示す工業用のバリカン２００を用いて行うことができる。バリカン２００は、ヘッド２０１の角度を調節可能となっており、バリカン２００の基部２０２は、パイル布１０の周縁に沿って延びるレール２０５に、それに沿って往復移動できるように支持されている。バリカン２００を、レール２０５の位置とヘッド２０１の角度を調節することによってヘッド２０１の、パイル２０への接触位置と接触角度を変えて複数回往復移動させながら、パイル２０の先端を刈り取る。それによって、パイル２０の先端を、所定の曲面を形成するように刈り揃えることができる。この際、パイル２０に予め傾斜ぐせがつけられていることによって、刈り揃える前から、パイル２０の先端はほぼ揃った状態となっており、また、パイル２０は、多少の力が加わっても傾斜方向が維持されやすくなっている。このため、刈り揃えを、安定して良好に実行することができる。

このようなバリカン２００の動作は、制御装置によって制御することができる。この場合、制御装置に予めティーチングしておくことによって、曲率が周縁側に向かって徐々に変化するような複雑な曲面であっても、容易に形成することができる。

以上説明した本実施形態によれば、パイル２０の先端が熱によって損なわれるのを抑制しながら、周縁部のパイル２０の先端が所定の流麗な曲面を形成している見栄えのよいパイル布１０を製造することができる。この際、パイル２０は、加熱処理によって傾斜ぐせが付けられているので、パイル布１０の使用時にパイル布１０に多少の振動や押圧力などの外力が加わっても、傾斜方向が変化するのを抑制できる。また、傾斜ぐせを付けた後に刈り揃えを行うことによって、パイル２０は、任意の、互いに隣接するもの同士の長さがほぼ揃っているので、多少傾斜方向が変動しても、互いに隣接するパイル２０の高さに大きな差が生じることがない。したがって、パイル２０の先端によって形成される、パイル布１０の表面は、滑らかな曲面状に保たれる。これらのことから、本実施形態のパイル布１０は、自動車のフロアマットなどとして使用して、多少の外力が加えられても、見栄えが良好に保たれる。

なお、上述の実施形態において、パイル２０に傾斜ぐせをつけるための加熱は、例えば、熱風または加熱蒸気をパイル２０の間に吹き込む方法や、熱治具によってパイル２０を撫でる手法を用いて行ってもよい。これらの場合、パイル２０の先端側が加熱されるのを回避するのは困難であるので、パイル布１０の意匠性が損なわれないように加熱条件を設定する必要がある。一方、上述の実施形態に示した高周波ウェルダー装置１００を用いた手法では、前述のように、パイル２０の根元部分のみが集中的に加熱され、その結果、比較的強い加熱を行っても、パイル２０の先端側に熱が加わることはほとんどない。したがって、この手法は、効果的に傾斜ぐせをつけることを可能としながら、パイル２０の先端側の加熱を抑制しパイル布１０の意匠性を良好に保つことができ、好ましいものである。

熱可塑性樹脂素材の加熱手法として、高周波加熱を利用すること自体は公知である。しかしながら、このような従来技術は、形状の安定したシート状の素材やフイルム状の素材を加熱、溶着、あるいは溶断するのに用いられており、パイル布のような毛羽のある不定形の素材を加熱するのには不向きと考えられていた。パイル布に対して高周波加熱を行う例としては、パイル布の、所定領域のパイルを実質的に完全に溶かして潰し、ロゴなどの模様づけを行うといった特殊な例しか知られてない。上記の実施形態におけるように、高周波加熱を利用して、パイルの根元部分を集中的に加熱する手法は、本発明者によって初めて見出されたものである。

本発明の一実施形態による周縁加工方法を適用するパイル布を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。 図１のパイル布に対する傾斜ぐせつけの工程を示す図である。 図１のパイル布に対する刈り揃えの工程を示す図である。

符号の説明

１０ パイル布
ａ 中央部
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ 周縁部
ｆ オーバーロック加工
２０ パイル
２５ 基布
３０ 裏打ち
３１ 突起
１００ 高周波ウェルダー装置
１０１ 発振器
１０２ａ，１０２ｂ 電極板
１０３ 加工端末
１０３ａ 針
１０３ｂ 基部
１０３ｃ 傾斜面
２００ バリカン
２０１ ヘッド
２０２ 基部
２０５ レール

Claims (4)

1. 複数のパイルが基布に植え付けられたパイル布の周縁加工法であって、
   前記パイル布の周縁部の前記パイルに、前記パイル布の周縁側に向かって、互いに隣接するもの同士が揃って傾斜するように、前記パイルの根元部分を加熱することによって傾斜ぐせをつける工程と、
   傾斜ぐせをつけられた一群の前記パイルの先端を、それが曲面を形成するように刈り揃える工程と、
   を有する、パイル布の周縁加工方法。
2. 前記パイルの根元部分を、それに高周波電界を印加することによって加熱する、請求項１に記載の、パイル布の周縁加工方法。
3. 剣山状の針を有し、電極に接続された加工端末を、前記針の先端が、前記パイル布の前記パイル間に差し入れられるように配置して高周波電界を印加する、請求項２に記載の、パイル布の周縁加工方法。
4. 基布と、該基布に植え付けられた複数のパイルとを有するパイル布であって、
   前記パイル布の周縁部の前記パイルが、前記パイル布の周縁に向かって、互いに隣接するもの同士が揃って傾斜するように、前記パイルの根元部分を加熱することによって傾斜ぐせがつけられており、傾斜ぐせがつけられた前記パイルの先端が、曲面を形成するように刈り揃えられているパイル布。

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