JP6792695B2 - カーペット基布用不織布の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、カーペット製造のためのタフティング（ｔｕｆｔｉｎｇ）工程で基布に植え込まれるビーシーエフ（ＢＣＦ，ｂｕｌｋｅｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｆｉｌａｍｅｎｔ）糸の固定性が向上したカーペット基布用不織布の製造方法に関する。

カーペットは、ホテル、オフィス、家庭および自動車等において、装飾だけでなく快適性の提供、遮音等の目的で使用されている。
カーペット用の布は、不織布にＢＣＦ糸を植え込むタフティング工程と、タフティングされた不織布の裏面にＰＶＣ、ＰＥ、ＥＶＡ又はＳＢＲ等のコーティング液をコーティングして硬化させるバックコーティング工程とを含む製造過程を経て作られる。
作られたカーペット用の布を、正方形（例えば、５０ｃｍ×５０ｃｍ）に切断するとホテル、オフィス、家庭等で使用されるタイルカーペットになり、自動車の床の形に成形すると自動車用フロアマットになる。
カーペット基布用不織布の機能は、ＢＣＦ糸を固定することである。
タフティング工程において、基布は針（ｎｅｅｄｌｅ）で最小１６０，０００ｈｏｌｅ／ｍ²の孔（ｈｏｌｅ）が開けられる。基布は、このような物理的損傷にもＢＣＦ糸の配列形態を維持し、高温環境の後加工時に形態の変形があってはならない。
タフティング工程の近年の傾向は、高密度化、パターンの多様化、低いデニールのＢＣＦ糸の使用である。例えば、極細糸をＢＣＦ糸に使用してタフティング密度を高めること、Ｍｕｌｔｉ ｌｅｖｅｌ条件でＢＣＦ糸の高さが３種類以上になるようにすること、多様な色のＢＣＦ糸の使用による針の動きが大きくなること等のような傾向があるが、これによってタフティング難易度が高くなっており、それによる基布の毀損を防止するために、不織布とＢＣＦ糸の摩擦係数を高めて不織布におけるＢＣＦ糸の固定能力を向上させる必要がある。

一方、既存のカーペット基布用不織布は、延伸工程を経て潜在応力を有するフィラメントが、熱的または化学的接着方法によって不織布に製造される。不織布の後のカーペット製造のための後加工工程で、加熱によってフィラメントが有する残留応力が解消され高い収縮率が表れるが、それによってカーペット完成品の形態が変形するという問題点がある。

前記問題点を解決するために、本発明は、カーペット基布用不織布の製造方法を改善してＢＣＦ糸の固定能力が向上したカーペット基布用不織布の製造方法を提供するものである。

本発明は、円形断面の延伸したポリエステルフィラメント繊維を製造する工程、前記フィラメント繊維をウェブ形態に集積し、クリンプ加工し、カレンダリングしてウェブを形成する工程及び前記ウェブをニードルパンチする工程を含むカーペット基布用不織布の製造方法を提供する。

本発明によれば、延伸したポリエステルフィラメントのウェブをクリンプ（ｃｒｉｍｐ）加工し、ニードルパンチして製造することにより、延伸したポリエステルフィラメントの残留応力が解消されて成形性が向上し、ポリエステルフィラメントの交絡によってカーペットにおけるＢＣＦ糸の固定能力の向上が可能となる。

本発明は、延伸したフィラメントをウェブ形態にし、クリンプ加工、カレンダリングし、ニードルパンチすることを含むカーペット基布用不織布の製造方法である。
本発明のフィラメントは、融点が２５０℃以上のポリエステルを溶融して紡糸口金を通じて吐出させてフィラメントに成形し、高圧の空気延伸装置を用いて紡糸速度が４，５００〜５，０００ｍ／ｍｉｎになるように延伸して製造された、４〜７デニールの低い繊度の円形断面のフィラメント繊維を使用することができる。

本発明において、繊度が４デニール未満であると、タフティングを行う際に繊維が損傷してＢＣＦ糸を固定する能力が低下する場合があり、７デニールを超えると、摩擦係数が低くなって引抜き強さの向上が難しくなることがある。
前記フィラメント繊維をコンベア上にウェブの形態で積んだ後、熱を加えてクリンプ加工しフィラメントの屈曲性を付与することができる。
クリンプ加工は、合成繊維フィラメントを熱処理して細い屈曲を作る加工方法であり、糸が縮れて伸縮性を有する。
本発明では、延伸したフィラメントがコンベアネットに積まれると同時に１００〜１５０℃で３０〜６０秒間延伸されたフィラメントを処理することができる。

延伸されたフィラメントの残留応力がクリンプ加工過程で熱が加えられて解消され収縮率が低下するが、これによって形態安定性を向上させることができる。また、不織布を構成するフィラメントにクリンプが付与され摩擦係数が高くなり、最終的にＢＣＦ糸の固定能力を向上させることができる。
前記クリンプ加工で、ポリエステルフィラメント繊維のクリンプ数は２０〜４０個／インチにすることが好ましい。このとき、クリンプ数が２０個／インチ未満の場合は、フィラメント間の接触点が少なくなってカレンダリング、ニードルパンチ後に不織布の強度と伸び率が低くなり、タフティング後にＢＣＦ糸を固定する力が弱くなる。クリンプ数が４０個／インチを超えと、接触点が非常に多くなりフィラメント間の過多接触によりニードルパンチをする際にフィラメントが毀損することがあり、不織布の摩擦係数が非常に高いため、タフティングする際に繊度が低いＢＣＦ糸の毀損が発生するかもしれない。

その後、クリンプ加工されたウェブをカレンダリングロールに通過させて厚さを調整し、ニードルパンチを行ってフィラメント間に交絡が形成された不織布を製造することができる。
本発明のカレンダリングは、所定の温度（１３０〜１５０℃）及び圧力を加えて不織布の厚さを減らして０．３５〜０．５０ｍｍの厚さになるようにするが、これによる密度の増加によりフィラメントが交絡できる量が増える。
前記ニードルパンチは、２工程で実施することが好ましい。１工程（Ｐｒｅ−ｐｕｎｃｈｉｎｇ）では条件を３００〜４００ｓｔｒｏｋｅ ｒｐｍ（ｓｔｒｏｋｅ ｒｐｍ：コンベアネットを通過する間、針で不織布を結合する速度）にしてフィラメントの一部を交絡させてウェブの形態を形成し、２工程（Ｍａｉｎ ｐｕｎｃｈｉｎｇ）で条件を６００〜８００ｓｔｒｏｋｅ ｒｐｍにしてフィラメントを全体的に交絡させてカーペット基布用不織布を製造することができる。

前記のように製造されたカーペット基布用不織布は、クリンプ加工によって、延伸されたフィラメントで配向された非結晶領域の潜在応力が解消されるため、その後の工程で熱による収縮率が減り、屈曲が形成されてフィラメントの交絡点が増えるため、ニードルパンチで引張強度と引裂張力とを増大させることができる。

以下、本発明を下記の実施例と比較例によってより詳しく説明する。但し、下記の実施例は本発明を例示するためだけのものであり、本発明が下記実施例によって限定されるものではなく、本発明の技術的思想から外れない範囲内で置換および均等な他実施例に変更できることは本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者において明白なことである。

＜実施例１＞
融点が２６０℃の繊維用ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を押出機にて２８８℃で溶融させて紡糸口金の毛細孔を通じて吐出させる。吐出されたＰＥＴを冷却風を利用して固化させた後、延伸装置を用いて延伸しながら紡糸速度が５，０００ｍ／ｍｉｎになるように紡糸し、繊度が６デニールの円形断面のフィラメント繊維を製造した。
前記フィラメント繊維をコンベアネット（ｎｅｔ）上にウェブの形態に積み、同時に、積まれたフィラメントに１３０℃で６０秒間熱を加えて下記表１のクリンプ数が形成されるようにクリンプ加工を施した。
その後、加熱されたカレンダリングロールを通過させるカレンダリングを行って平滑性と適正な厚さを付与した。
続いて、下記表１の条件で１工程および２工程のニードルパンチを行ってフィラメントが交絡され、単位面積当りの重量が１２０ｇ／ｍ²のカーペット基布用不織布を製造した。

＜実施例２〜４＞
前記実施例１で下記表１の条件でクリンプ加工及びニードルパンチを行ったことを除いては、実施例１と同じ方法を用いてカーペット基布用不織布を製造した。

＜比較例１〜４＞
前記実施例１で下記表１の条件でクリンプ加工及びニードルパンチを行ったことを除いては、実施例１と同じ方法を用いてカーペット基布用不織布を製造した。

前記実施例及び比較例に対して、下記の評価方法で評価し、その結果を下記表２に表した。

＜評価方法＞
１．引張強度（ｋｇｆ／５ｃｍ）及び伸び率（％）
ＫＳ Ｋ ０５２１法を用いた。横×縦＝５ｃｍ×５ｃｍの大きさの試片をインストロン社の測定装備を用いて上／下５ｃｍ×５ｃｍジグに噛ませた後、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎで測定する。

２．成形性能
不織布の裏面にＰＶＣ液を塗布し、乾燥した後に横×縦＝５０ｃｍ×５０ｃｍの大きさの試片に２ｃｍ間隔の格子模様を描く。その後、予熱板で前記不織布を１８０℃で３分間予熱し、下板は陰刻に、上板は陽刻になっている２０ｃｍ×２０ｃｍの正方形の大きさの金型を用いて成形する。成形した後に不織布において破れた部位の格子模様を数えて破れた部分の広さを求める。
例）破れた部位の個数＝２個＝２×２＝４

３．引抜き強さ（ｇｆ）
タフティングする際に、幅方向に１インチに針数１０個、長さ方向に１インチに針数１３個の条件で、８００ｒｐｍの速度でＬｏｏｐ ｔｙｐｅ ｔｕｆｔｉｎｇを施す。タフティングをした後に測定するループの隣り合う片方のループを切断し、反対側に１０個のループ間隔を置いて、ループを切断する。インストロンを用いて測定するループを不織布と垂直の方向に引っ張ったときに表れる強度ピーク１０個の平均を求める。試片数は３個とする。

表２の結果から、不織布を構成するフィラメントのクリンプ数が少ない場合（比較例１）には、タフティングが不可能になるが、これは実施例１と比較すると接触点の数が少なく、摩擦係数の向上が微々であったためであると判断される。また、フィラメントのクリンプ数が多い場合（比較例３）には、機械的強度が向上するが、不織布が硬くなり、成形性が低下することが確認できる。
さらに、ニードルパンチが多すぎる場合（比較例４）には、タフティングが不可能になるが、これはフィラメントの損傷によるものであることが確認できる。ニードルパンチが少なすぎる場合（比較例２）には、機械的強度が向上せず、これにより成形性能が低下することが確認できる。

以上から、本発明にかかる不織布は、カーペット製造過程で成形性が向上すると同時に、引抜き強さも向上することが確認できるため、カーペットの生産性と品質の向上に寄与することができる。

Claims (3)

1. 円形断面の延伸されたポリエステルフィラメント繊維を製造する工程、
   前記フィラメント繊維をウェブ形態に集積し、クリンプ加工してクリンプ数が２０〜４０個／インチに形成されるようにし、カレンダリングしてウェブを形成する工程及び
   前記ウェブをニードルパンチする工程を含み、
   該ニードルパンチする工程は、３００〜４００ｓｔｒｏｋｅ ｒｐｍの条件で行う第１工程と、６００〜８００ｓｔｒｏｋｅ ｒｐｍの条件で行う第２工程とを含むカーペット基布用不織布の製造方法。
2. 前記クリンプ加工は、前記の延伸されたフィラメント繊維が前記ウェブを形成するためのコンベアネットに積まれると同時に、１００〜１５０℃で３０〜６０秒間前記の延伸されたフィラメントを処理する請求項１に記載のカーペット基布用不織布の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法で製造され、単糸繊度が４〜７デニールのポリエステルフィラメント繊維を含み、引抜き強さが２．０〜３．０ｇｆ（Ｌｏｏｐ ｔｙｐｅ ｔｕｆｔｉｎｇ後ｌｏｏｐを引っ張る強度）であるカーペット基布用不織布。