JPH11510223A - 恒久的にけん縮されたファイバー及びこれらのファイバーの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 三次元テクスチャリングによって製造される恒久的にけん縮されたファイバー、及びそれらのファイバーの製造方法を開示する。ファイバーは、有利には、フィラメントロービングを紡糸しかつ必要に応じてストレッチすることによって製造される。次いで、ロービングを三次元テクスチャリングステーションに、次いでロービングを所定の長さのファイバーに細断するために、細断手段に供給する。生成したファイバーは、高い嵩高性を有しかつ顕著な研磨性を有する不織表面並びに高い耐摩耗性を有するカーペットの製造を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】 恒久的にけん縮されたファイバー及びこれらのファイバーの製造方法 発明は、三次元テクスチャリングによって得られる恒久的にけん縮されたファ イバー及びこれらのファイバーの製造方法に関する。 合成物質で造られるファイバーは、例えばテクスタイル又はカバリング表面の ステープルファイバーヤーンを製造するための、或は充填用エレメントとしての 多くの用途において使用される。カーペット、壁カバリング、等のようなカバリ ング表面の場合のように、ベルベットタイプのテキスタイル表面を製造する場合 に、ファイバーは、織布でも、メリヤスでも、又は不織布でもよい支持体表面上 の適所に配置されかつ保たれ、表面は、充填剤で強化されても又は強化されなく てもよい合成又は天然物質で造られる。 ファイバーは、また、不織又はフェルト表面を製造するために使用され、これ らは、例えばろ過、土壌安定化、研磨表面、充填用又は絶縁用層、剛化用物質、 心入れ、補強用布のような多くの用途を有する。 これらの種々の用途では、使用されるファイバーは、けん縮ファイバーである のが普通である。ファイバーを製造する現行のプロセスは、溶融紡糸によって、 多数のフィラメントを平行に配置させてなるストランドを製造するに在る。これ らのストランドは、一連のパッケージを形成するために、カン中に捕集されるか 或はボビン又は例えば、クリール上に配置されるその他の支持体に巻き取られる かのいずれかである。これらのストランドは、トウ又は玉にアセンブルされのが 有利であり、これらは、ドローイング／けん縮加工装置に供給されることになる 。 ドローイングは、ロール−タイプドローイングユニットにおいて行われるのが 普通であり、けん縮加工は、トウを加熱されるボックス内に保たれる表面に過剰 供給する（ｏｖｅｒｆｅｅｄ）ことによって得られる、フィラメントの変形は、 ボックス内の温度によってセットされる。トウは、この表面上に蓄積してフォー ルドを形成する。次に、トウは、所望の長さのファイバーに切断されるために、 チョッパーに供給されるか、又はベールの形状で貯蔵された後にチョッパーに供 給されるかのいずれかである。 このようにして得られたファイバーは、けん縮加工が単に一面において実施さ れるだけである−ファイバーはジグザグラインと記載され得るので、小さい嵩を 有する。 その上に、このけん縮プロセスは、遅い速度を要求し、従って、特に高線状密 度のファイバー又はフィラメントについて、紡糸と一致して、すなわち紡糸工程 とけん縮加工工程との間にトウを貯蔵しかつ再生する工程を持たないで実施され ることができない。 発明の目的は、特に、三次元のけん縮構造、従って一層大きな嵩を有し、かつ 紡糸工程と２けん縮加工工程との間にトウを貯蔵しかつ再生する工程を持たない で、統合したプロセスで実施することができる合成物質で造られるファイバーを 提供することによって、これらの欠点を改善することにある。 発明は、ファイバーのけん縮構造が、少なくとも２つの交差面に存することを 特徴とする合成物質で造られる恒久的にけん縮されたファイバーを提供する。 この三次元のけん縮加工は、嵩張った外観、及び取り分け、張力下でさえ高い けん縮含量を維持するファイバーを得ることを可能にする。 すなわち、発明のファイバーは、１００ｍｇの張力下で３０％よりも大きな、 ２００ｍｇの張力下で２５％よりも大きなけん縮含量を有するのが有利になり得 、４００ｍｇの張力下で２０％よりも大きなけん縮含量を有するのが更に一層有 利になり得る。 比較として、同じ線状密度を有するが、けん縮構造が、単に一面に存するにす ぎないファイバーは、１００ｍｇの張力を掛けると直ぐに、有するけん縮含量は ３０％よりも小さくなる。 けん縮含量は、けん縮構造を取り去った扁平にしたファイバーの長さ（Ｌ_d） 及び規定した張力を掛けるけん縮ファイバーの長さ（Ｌ_f）を測定することによ って求める。けん縮含量は、下記式を用いて計算される： 発明の別の好適な特徴に従えば、発明のファイバーのけん縮構造は、ループ、 又はファイバーがピグテールの形態でそれ自体の上に折り返される構造である。 このけん縮加工は、フィラメントの三次元テクスチャリングによって得られる 。発明の一実施態様では、このテクスチャリングは、マルチフィラメントを空気 パックすることによって実施し、これについては、下記に説明することにする。 発明の別の特徴に従えば、ファイバーが構成される合成物質は、ポリアミド又 はコポリアミドタイプのポリマーが有利である。 発明に適したポリアミド又はコポリアミドの例として、ポリヘキサメチレンア ジパミド、ポリカプロラクタム、これらの二種のポリアミドのコポリマー、又は これらのブレンドを挙げることができる。これらのポリマーは、また、スルホネ ート芳香族単位のようなその他の繰り返し単位を、５−スルホイソフタル酸、等 に由来する繰り返し単位として、或はイソフタル酸又はテレフタル酸、又はジア ミンのようなその他のジカルボン酸に由来する単位も含有してよい。 ポリアミドは、また、顔料、艶消し剤、熱又は光安定剤、遮熱剤、抗微生物剤 、防汚剤、等のような種々の添加剤と共に用いてよい。このリストは、いささか も網羅するものではない。 好適なポリアミドとして、ポリヘキサメチレンアジパミド及びほとんどポリヘ キサメチレンアジパミド単位からなるコポリマー又はブレンドを挙げることがで きる。 発明のファイバーは、種々の線状密度を有してよい。すなわち、ファイバーは 、数ｄｔｅｘに等しい線状密度〜何百ｄｔｅｘの線状密度まで有してよい。 発明の好適な実施態様では、ファイバーは、５０ｄｔｅｘよりも大きな、例え ば５０〜２５０ｄｔｅｘの線状密度を有するのが有利である。 特に、５０ｄｔｅｘよりも大きいような高い線状密度を有する発明のファイバ ーは、機械的なパッキングによって得られるけん縮ファイバーからは完全に予期 されずかつ異なる触感及びざらつき特性を有する。 発明に従うファイバーの長さは、広い範囲にわたって変わり得る。しかし、発 明の好適な特徴に従えば、この長さは、２５〜２００ｍｍが有利である。 発明のファイバーのその他の特徴は、下記に例示として挙げる例において現わ れるものと思う。 発明の主題は、また、上に記載するファイバーの製造方法でもある。 この方法は、合成物質の組成物を、所定数のフィラメントを得るように１つ又 はそれ以上の紡糸口金において該組成物の融点よりも高い温度で紡糸することに 在る。 次に、これらのフィラメントを、それらの温度をポリマーのＴ_gよりも低い又 はその近くの値に下げるために、冷却液を使用して冷却する。フィラメントを、 次いで、ストランドを形成するために、収束点と呼ばれる点で一緒にする。「ス トランド」なる用語は、相互に平行なフィラメントの組合せを意味すると理解さ れるべきである。 ストランドに、必要に応じてドローイング作業を施し、次いで三次元テクスチ ャリング又は空気パッキングテクスチャリング工程に供給する。このけん縮加工 は、テクスチャリング工程においてセットさせるのが有利である。このようにし てけん縮したストランドを、それを所望の長さのファイバーに細断するために、 細断手段に供給するのが有利である。何本かのストランドを一緒にし、共にチョ ッパーに供給するのが有利になり得る。 これらの工程を、ストランドの中間の貯蔵及び再生なしで実施するのが好まし い。 これより発明の方法は、発明の好適な実施態様では、紡糸、ドローイング、け ん縮加工、セッテイング及び細断工程を、一直線に含む連続のかつ統合された方 法である。 紡糸速度は、フィラメントの線状密度に応じて、５００〜２５００ｍ／ｍｉｎ の範囲になり得る。 紡糸温度は、２５０°〜３００℃である。紡糸口金を出るフィラメントを、水 か又は空気のいずれかが有利である流体によって冷却する。 すなわち、線状密度が５０ｄｔｅｘよりも大きい、好ましくは７０ｄｔｅｘよ りも大きなフィラメントについては、冷却液は水が有利である。 フィラメントは、ストランド又は玉の形態に収束した後に、ドローイング作業 を施し、ドロー比は１〜５が有利であり、２〜４が好ましい。 このドローイングは、２つ又はそれ以上の連のロールの間で実施するのが普通 であり、ロールは加熱しても加熱しないでもよい。ドローイングは、冷温で実施 しても又は１２０℃程に高くしてもよい温度で実施してもよい。 ドローしたフィラメントを、例えばフランス国特許第２，０４１，６５４号に 記載されている空気パッキングの原理に従ってけん縮加工又はテクスチャリング 工程に供給する。これより、フィラメントに、ノズルにおいて１００℃よりも高 い温度に加熱された流体が同伴され、フィラメントを、ノズルの下流の伝動ロー ルに、フィラメントがノズルに入る速度よりも小さい速度で巻き取る。フィラメ ントをノズルの中にパックし、それによりフォールドを形成し、同伴された流体 は、ノズルの壁に設置した孔を経て側面に逃散する。 けん縮ストランドを繰り出し、次いで規定した長さ、例えば有利には２５〜２ ００ｍｍのファイバーを生成するために、細断手段に供給する。 発明の方法は、フィラメント、次いで三次元のけん縮構造を含むが、フィラメ ントの間の同時混合を最少にしたファイバーを得ることを可能にする。これより 、ファイバーは、細断手段を出る際に、容易に分離することができ、特に、例え ば不織布やステープルファイバーヤーンを製造するために又はフロック加工プロ セスにおいて用いるのに適合し得る。 これらのファイバーの他の用途、特に高い線状密度、例えば７０ｄｔｅｘより も大きなファイバーについての他の用途は、研磨パッドを製造するための不織布 表面を製造することである。 発明のそれ以上の利点及び詳細は、例に鑑みて一層明らかになるものと思い、 これらの例は、下記に例示として挙げるもので、何ら制限することを意味しない 。 ナイロン−６，６又はＰＡ ６６を、直径０．３４ｍｍの丸い孔２７２個を含 む紡糸口金を通して押し出し、紡糸口金を通るポリマー押出量は３８０ｇ／ｍｉ ｎである。フィラメントを冷水の浴を通過させることによって、冷却し、送り出 しロールにより速度２８６ｍ／ｍｉｎで推進する。 次いで、それらを、ドローイングロールにより速度７２０ｍ／ｍｉｎで推進す る。フィラメントのドロー比は２．８５である。 フィラメント２７２本のストランドの形態で一緒にしたフィラメントを特許第 ２，０４１，６５４号に従って織る。空気／スチーム混合物で構成される集積用 流体は、温度１７０℃を有する。 ストランドの線状密度は、５８６０ｄｔｅｘである。 ストランドを、長さ１５５ｍｍのファイバーを形成するために、ブレード４を 含むチョッパーに供給する。 このようにして製造したファイバーを、それらの機械的性質を求めるために、 分析する。 −ファイバー 線状密度：２１．６ｄｔｅｘ 強力：２３．５ｃＮ／ｔｅｘ 破断点伸び：８７％ ヤングモジュール：８４ｃＮ／ｔｅｘ およそ２００ｄｔｅｘのドローイングの後のフィラメント線状密度を得るため に、同じポリマーに関して、同じ作業方法を用いるが、丸い細管３２を有する紡 糸口金を用いて、別のテストを実施した。細管を通るポリマー押出量は３１０ｇ ／ｍｉｎである。かけたドロー比は３であり、速度５８３ｍ／ｍｉｎである。フ ァイバーを細断して長さ６０ｍｍにした。 ファイバーは、下記の性質を有する： −ストランド線状密度：１９７．５ｄｔｅｘ −強力：２３ｃＮ／ｔｅｘ −破断点伸び：６０％ −沸騰水中の収縮率：２．７％。 ２００ｍｇの張力下でのけん縮含量は、４２％である。 初めの２つのテストにおいて用いたプロセスと同一のプロセスを用いて、線状 密度１１０ｄｔｅｘを有するＰＡ ６６ファイバーを製造した。使用した紡糸口 金は、細管５６を含む。細管を通るポリマー押出量は４２０ｇ／ｍｉｎである。 ドロー比は２．９であり、ドロー速度７７０ｍ／ｍｉｎである。 長さ５２ｍｍのファイバーは、下記の特性を有する： 線状密度：１０９ｄｔｅｘ 強力：２５ｃＮ／ｔｅｘ 破断点伸び：５２％ 沸騰水中の収縮率：３．５％。 ２００ｍｇの張力下でのけん縮含量は、２４％である。 例１のファイバーを紡糸することによって得たファイバーから造ったステープル ヤーン（線状密度およそ２２ｄｔｅｘ）を使用して、カーペット表面を製造した 。標準の紡糸技術を用いて製造したステープルファイバーヤーンは、メートル番 号５／１を有し、スプールの形態で貯蔵する。 カーペット表面は、ＡＫＺＯ社により商標名ＣＯＬＢＡＣＫ（登録商標）で販 売される不織表面を裏打ち又は支持体として使用して、ＴＵＦＴプロセスに従っ て製造した。２つのカーペット表面（Ａ及びＢ）を、ゲージ１／１０°並びに表 面Ａの場合に６２／ｄｍに等しいステッチ及び表面Ｂの場合に４８／ｄｍに等し いステッチを有する織機で、得た。パイル高さは、シェアリングの後に、両方の 表面の場合に６ｍｍである。 表面Ａは、密度７００ｇ／ｍ²を有し、他方表面Ｂの密度は、５４０ｇ／ｍ²で ある。 これらの表面の耐摩耗性を、ＶＥＴＴＥＲＭＡＮＮテストと呼ばれるテスト（ 参照１５／１１／１９９０のＩＳＯ／ＴＲ １０３６１）及びローリング−チェ ア又はキャスター−チェアテスト（参照１５／１０／１９９０のＩＳＯ ＴＲ ４９１８）によって求めた。 ＶＥＴＴＥＲＭＡＮＮテストは、カーペット表面試験片を、ゴムスタッドを表 面上に有する丸いスチールボールを収容するドラムの内部に置くことに在る。ス チールボールを試験片の表面に接触させるように、ドラムを回転し、スチールボ ールを移動させる。ドラムの２２，０００サイクルの後に、試験片の表面外観を 、ＩＳＯ／ＴＲ ９４０５基準に従って評価する。表面Ａは、３．７に等しいレ ーテイングを有し、他方表面Ｂは、３．５のレーテイングを有する。ローリング −チェア又はキャスター−チェアテストは、１つ又はそれ以上のキャスターを荷 重９０ｋｇ下でカーペット試験片の表面上を移動させることに在る。試験片の表 面外観及びそれらの厚さ損失を、ＩＳＯ ＴＲ ４９１８及びＩＳＯ ＴＲ ９ ４０５基準に従って求める。得られた結果を、下記の表に挙げる： これらの結果は、同じ技術を用いるが、ステープルファイバーヤーンを機械的 なパッキング（二次元けん縮）によってけん縮されたファイバーを使用して紡糸 して製造したカーペットで得られた結果に比べて優れている。 ニードルパンチされた表面の技術を用いるカーペットの製造適正もまた、発明 に従うファイバーのこの用途についての良好な適性を立証する。 同じことは、磨きパッドの製造に適用する。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．合成物質で造られる恒久的にけん縮されたファイバーであって、ファイバ ーのけん縮構造が、少なくとも２つの交差面に存することを特徴とする恒久的に けん縮されたファイバー。 ２．ファイバーのけん縮含量が、１００ｍｇの張力下で３０％よりも大きこと を特徴とする請求項１のファイバー。 ３．ファイバーのけん縮含量が、２００ｍｇの張力下で２５％よりも大きこと を特徴とする請求項１又は２のファイバー。 ４．ファイバーのけん縮含量が、４００ｍｇの張力下で２０％よりも大きこと を特徴とする先の請求項の内の一のファイバー。 ５．けん縮加工が三次元テクスチャリングによって得られることを特徴とする 先の請求項の内の一のファイバー。 ６．合成物質が、ポリアミド又はコポリアミドであることを特徴とする先の請 求項の内の一のファイバー。 ７．ポリアミド又はコポリアミドを、ＰＡ ６、ＰＡ ６６、ＰＡ ６６コポ リマー、ＰＡ ６６／ＰＡ ６ブレンド、或はスルホネート芳香族単位を含有す るＰＡ ６６又はＰＡ ６から選ぶことを特徴とする請求項６のファイバー。 ８．５０ｄｔｅｘよりも大きな、好ましくは５０〜２５０ｄｔｅｘの線状密度 を有することを特徴とする先の請求項の内の一のファイバー。 ９．長さ２５〜２００ｍｍを有することを特徴とする先の請求項の内の一のフ ァイバー。 １０．ループ、又はピグテールの形態の折り返された構造を有することを特徴 とする先の請求項の内の一のファイバー。 １１．下記： − 合成物質の組成物を該組成物の融点よりも高い温度で紡糸し； − 得られたフィラメントを、冷却液を使用して冷却し； − フィラメントを、ストランドを形成するために、収束させ； − 必要に応じて、フィラメントをドローし； − ストランド形態のフィラメントに三次元テクスチャリングを施し； − テクスチャリングを熱処理によってセットさせ；及び − フィラメントをファイバーに細断するために、ストランドを細断装置に供 給する に在ることを特徴とする先の請求項の内の一のファイバーの製造方法。 １２．三次元テキスチャリングを、ノズルにおいてストランドを空気パックす ることによって実施することを特徴とする請求項１１の方法。 １３．空気パッキング用に用いる流体が、空気、スチーム又は空気／スチーム 混合物であることを特徴とする請求項１２の方法。 １４．空気パッキング用流体の温度が、１００℃よりも高いことを特徴とする 請求項１１〜１３の内の一の方法。 １５．フィラメントを紡糸口金の下で冷却するための流体が、空気又は水であ ることを特徴とする請求項１１〜１４の内の一の方法。 １６．フィラメントを冷却するための流体が水であり、空気パッキング用流体 がスチーム／空気混合物であることを特徴とする請求項１５の方法。