TW200912072A - Light high-strength tuft backing and method for producing the same - Google Patents

Description

200912072 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種高強度輕質植絨載體，由不織物構成， 特別用於當作第一或第二地毯背#，包含至少_個由熔方 之合成長絲構成的層，該層利用富含能量的水柱鞏固。 【先前技術】 德專利DEPS 1760811提到一種以由聚丙烯構成之紡 織不織布為基礎的植絨載體（Tuftingtrager，英： carrier )。構成此植絨載體的長絲（Flament )具有粗的個 別纖度，大於1 0 dtex (分德士支），且以特別方式作片段 式地牽伸，因此，在同一條線中在高結晶度之牵伸過的較 長片段（Segment )後面跟隨著較少牽伸較少結晶的片段 (它們的熔解溫度比較低一些）。這些較低熔點的片段在 該複合物中當作結合劑成分，它在隨後直接用蒸氣作熱鞏 固％被活化。依此專利文獻，該良好牽伸的結晶片段的長 度約11吋，而隨後之較少牽伸及較少結晶性的片段的長 度約1忖。因此該低結晶性片段的重量比例略大於8 %。 具有這種植絨載體的特別不織布構造對於這方面並不重 要。 在DEPS 224043 7及DEPS 244 8299提到以由聚酯構成 的不織布為基礎的植絨載體。依這些專利，也使用粗線製 造植如載體，特別是由聚乙烯對笨二酸酯構成的基質型線 (Matrixfaden)，其纖度大於10 dtex。依這些文獻，和該 由聚乙烯對苯二酸酯構成的基質線同時的還有結合線被紡 200912072 出，其纖度較小，且由低熔點的共聚酯構成，這些結合線 的重量比例在約2 0 %。 依上述專利的啟示，一種植絨載體要建構成使得在該 基質線與結合線構成的系統中，在線之間的結合經常由它 們結合的線更弱。如此可使植絨載體在基本狀態時有充分 同的強度。在以後的植絨過程〔在此時很大數目的線穿過 載體，此該絨頭紗（Polgarn，英：piu 丫㈣）縫入〕線之 間的結合最先破壞，而不會在此造成斷線。這些線可閃過 那些穿過的針’且該植入的絨頭紗形成卡圈（Kragen，英： cο 11 ar )。因此該植絨的粗地毯的強度和進一步斷裂強度保 持在一咼位準，幾乎不會由於植絨程序造成損壞。 在習知之熱結合系統，人們發現該結合作用—般有报 问強度，且很難對結合強度作標的之影響，因此要將上述 結合強度與線強度之間的比例強度惟一方法，只有藉使用 較粗的線提高線強度。因此在上述步驟，對於基質線，其 纖度主張大於1 0 dtex。但如此粗的線的一缺點在於：為了 要達成對植絨載體充分的強度及覆蓋，須要高單位面積， 其度量級至少100〜120克/平方米。 為了克服這種缺點’在DEPS 19821848 C2 (它係屬本 發明所屬之技術領域）主張由合成長絲構成之不織布不用 結合劑製造植絨載體，其中該紡織不織布只要利用富含能 量的水柱的作用鞏固，當利用水柱將長絲作交纏 (Verflechtung，英：interiacing )時產生多數报熱的結合。 各個這種結合（它只基於界面的摩擦造成）本身很弱。在 200912072 各種情形中，比如此所交纏的長絲更 絮狀化（aufflocken)，而不會因 乂考、-、。合可 个《 口此使長絲損害或甚 如此可直接確保長絲在植絨過 岍表 枉T的運動性。在植续拉 長絲組織不會有明顯損壞。然而另方面如此 、’ 合部累積得很多，使得如此m _ 、弱結 高的絕對強度。此系統一主要優點在 ， 結構可使用較細長絲。在此專利中 l 、'.a、布的 」又馱中’所提纖度為07 〜ό dtex。因此可製造單位面 . 里里孝乂小的紡絲不織布， 它們具有充分強度，且顯得足夠封閉 用。 俾此§植絨载體使 上述植絨載體的缺點為，固妷 ^ , U，、、、強度不因植絨程序失去， 但生地毯的起始模數很低， ^ 口此匕在進一步加工步驟 中’其度量尺寸穩定性不足。 受到該在精製步驟發生的（ 、成乎不可避免的）張力影 響。特別會造成縱向拉伸，因 甲因此使粗地毯的寬度驟變。為 了防止這點，須作相關的預 貝丨方札知，例如作張力控制。 【發明内容】 本發明的目的在將卜冰# u 扪隹將上述種類的-種植絨載體改革，使 它即使在植絨後仍有供作進一 運步加工充分的強度以及度量 尺寸穩定性，而不會影響在植絨時，習知之良好性質。 这種目的係利用一種具有申請專利範圍第1項之所有 特點的植絨載體達成，申 T叫寻利乾圍第1 1項提到一種製 j 植域載體的方法。申請專利範圍第15項提到 月的-種較佳的應用，本發明的有利的進一步特點見 200912072 於申凊專利範圍附屬項。 依本發明係由一種高強度輕質植絨載體著手，它由不 織物構成’特別用於當作第一或第二地毯背材，包含至少 一個由炼纺之合成長絲構成的層，該層利用富含能量的水 柱鞏固《依本發明，該植纖載體含有少量的一種可用熱活 化的結合劑，該結合劑呈至少一薄層形式施到該由熔紡長 絲構成的層上。 我們猜想，利用該植絨程序，可使得該弱的結合造成 太強的絮化作肖（但這並不限制本發明的範圍）。如此， 生地毯的起始模數可明顯地降低，使得該升地毯在進—步 加工時’纟量尺寸的穩定性不足’它會造成生地毯中 拉伸情事。 扣亍思料地’事實顯示：藉著將一由一種結合劑構成 的溽層施到該由熔紡的合成長纖維構成的結合劑的薄層施 到由熔紡之合成長紗構成的層上，配合隨後的水柱鞏二 = 吉合劑乾燥及活化—一除了水柱形成外――還將纺絲不 ，我布長絲之間調整，它們仍夠弱。俾在植絨時不會明顯旦, 響纺絲不織布的可動性。在植絨後，㈣留著的大數目= 細的紡絲不織布長、絲（它們利用上述附加的結合二 :)有助於使地毯有高模數值且其尺寸穩定性進一步加工 R充分，在本發明的植絨載體在進—步 的措施使度量尺寸穩定，例如上述電壓控制，我們=加 杜影響也一直進入不織布層的:深==高的水 運去且在該處形成結 200912072 合點。 本發明的植絨載體可由一個或數個由不織布和結合劑 構成，如果植絨程序和進一步加工不會干擾的話，也可設 其他之附加層。 一在本發明一較佳實施例中，本發明的植絨載體具—種 曰構&其中，中層包含結合劑，而兩個外層包含熔紡 的合成長絲，由於水柱鞏固往往在兩面達成，因此這點有 優2即結合劑可從下側及上側施入不織布層中。 適用之結合劑特別是低溶點的熱塑性聚合物，苴中車六 =熱塑性聚合物的料溫度比紡絲不織布長紗更低到充乂 分程度。此溶解溫度宜至少在紡絲不織布長絲的炫解 =。听，且宜至少⑽，俾使得在熱活化時，它不會 編容點的熱塑性聚合物宜還有一报寬的軟化溫度範 物在=一好處，即：該當作結合劑使用的熱塑性聚合 物在比其有效熔點更低的溫度時已 看’該結合劑不一定要完全 二 術觀點 LL + 兀王熔化只要它充分地軟化且因 附者在所要結合的長絲上就夠了。用此方式，可在活化 階段將紡織不織布長絲與結合劑之間的結合程度作調败。 :低溶點熱塑性聚合物宜主要由聚乙烯、一種：要含 永乙烯、聚丙烯的共聚物、一 + 要^丙稀、共聚酯、 來fefe及/或一種共聚醯胺的共聚物構成。 該低溶點的聚合物（相對於植、織載體的總 置比例不得超過軸。如果熱炫勝的比例太高：= 200912072 一種危險，即：不斜·士· & z丄人~ ^ .、…，，、° 口 、程度會太強，利用熱熔膠 以成的t δ在各種情形都比利用 ,产括& 、口 σ的長絲造成者更。 如此，在植織程序時，長絲有相當 在植絨後，其強度，特別s「 s貝展、扯斷且因此 ，會〜， 別“―步斷裂強度」大受影響。 该重里比例宜在1·5〜5重量％之門^ ^ θ u重量％時，補強效果（特別Λ 比例小於 充分。此外，由於量小，以制起始模數觀點）就不 ^ ^ ® ^ 、’° 13 W利用水柱處理在紡絲不織 布秩截面的刀佈也不夠好，然而， 熱炫膠也很有利，因此也包含在本發明_。^里比例的 开\ ’低炫點聚合物可呈纖維或原纖維（Fibrill) 形式存在。使用之纖維等別為二 伥护st占八失π 攻刀（Blk〇 )纖維。其中 低熔點成刀為可用熱活化的結合劑。 本發明使得較小纖度的長 此，I I沾。。 f J用於作不織布長絲。在 小小的早位面積重量已可達成良好 該纖維纖度宜化〜“⑽之間。此外，丨 纖度有-特料處，即它在—邊 4 dteX之間 場入玎湓仅牡甲寺的早位面積重量的 琢。了確保有良好面積覆蓋 度，俾在植絨程序時不會受到針4:二仍有充分的總強 了个曰又到針牙過而損壞破f。 的植織載體宜包含由聚_ (特別…烯對 本-®“曰）構成及，或由—種聚烯（特別 料特別適合’因為它們係由「物料管材料」 二=上有充分的量及充分的品質。《和 =太不織布的製造上其適合性係廣為人知者。 發明的植域載體的適合方法包含以下步 200912072 驟： a) 利用一道紡絲不織布程序由合成長絲集層成至少一 層； b) 將至少一個由一種可用熱活化的結合劑的薄層施覆 上去； c) 利用富含能量的高壓水柱將該紡絲不織布長絲鞏固 並將結合劑分佈； d) 乾燥； e) 作熱處理將該結合劑活化。 紡絲不織布的製造：即，由各種不同的聚合物（也包 含聚丙烯或聚酯）紡成合成長絲的作業，一如它們集層到 一載體上成為一蘭多絮料（Wirrvlies，英：Rancj0 )的作 業，係習知技術，具有寬度5m或更多的大規模技術設備 可由多家廠商購得。它們具有一個或數個紡絲系統（紡絲 樑）並調整到所要的功率’水纏結（Hydr〇entangUng )的 系統同樣為習知技術。這些設備也可在很大的範圍由數個 廠商製造。對於乾燥機及捲取機（wickler)也是如此。 該可用熱活化的結合劑可利用不同方法施覆，例如粉 末把覆’也可呈分散液形式。但結合劑宜i纖維或原纖維 勺开/式利用4纺方法或氣流成網（)方法施覆。 這些方法也是習知者且多方面見於文獻中。 熔人方法及氣流成網方法有一特別優點：它們可與纺 織長絲的紡絲系統任意組合。 水柱鞏固作業，一如DE 19821848 C2所習知者，宜實 11 200912072 施成達到的「比縱向強度」至少為4 3N/5e_每克/平方 只、面積貝里，且起始模數（沿縱方向測量，呈在$ %拉 料的張力形式）為至少、〇.45N/5cm 4克/平方米，如此

可確保该植絨載體有充分強度且結合劑在不織布層 好的分佈。 J 社人/舌化」一詞，在本發明的意義係指利用結合劑產生 —點，例如藉著將-種當作結合劑使用的低㈣聚合物 η炫解而造成。乾燥以及作活化用的熱處理係、在一種 溫度實施’此溫度要夠低，以確實避免紡絲不織布元件例 如受到加熱而損壞的情事。基於程序經濟的理由，結合劑 的乾_作業及熱活化作t可在—道程序步驟中達成。為了 將=溶點聚合物乾燥及活化，可使用各種不同的種類的 乾知機，例如拉幅機（SP_rahmen )、帶乾燥機、或表 面乾燥機，但特別適合的轉鼓乾燥機。乾燥機的溫度要在 、、匕奴凋整到大約為該低熔點之聚合物的熔解溫度，且依 果而疋作最佳化。此處特別要考慮結合劑的整個溶解行 為。當結合劑有很寬的軟化溫度範圍時，則不須控制物理 的熔點。反而是更適合將結合效果在軟化溫度範圍中已設 法將它取佳化。如此，非適合的邊界現象，例如結合成分 附著在機器部件上及故度鞏固的情事可避免。 本發明的植絨載體不但適合作一次（primar )的地毯 背材，而且也適合作二次地毯背材，由於其極良好的機械 性質’本發明的植絨載體也特別適合製造可三度空間變形 的地毯，特別是汽車内部空間使用者。 12 200912072 以下利用實施例詳細說明本發明。 【實施方式】 〔實施例1〕 此用於製造不織布的驗設備寬度為12〇〇mm，它由一 個紡絲喷嘴（喷紗嘴）；該喷嘴延伸過該設備的整個寬度 範圍）、二㈤吹氣μ (它互㈣立且平行於該紡絲喷嘴 設置）、-m遺後的拉離縫隙:〔它在下區域變寬成一擴散 器（Diffuser)且構成一絮料形成室〕。紡成之長絲在二條 捕集帶（它在絮料形成區域中由下方吸離）上形成一均勻 的布疋 冑不織布，&不織布在二個羅拉《間被壓縮 並捲取起來。

預鞏固的紡絲不織布在一試驗設備上捲離以作水柱鞏 固。利用-分析系、统，將一短的結合纖維薄層施覆到其表 面上。然後並將此雙層的布材用多數高能量的水柱處理、 交纏（VerfleCht〇n ’ 英：int W U 水 I结（hydroentangled ) 及鞏固肖時、、.口合劑分佈在布材中。然後將輩固的不織布 在-轉鼓乾燥機中乾燥’其中在乾燥機的端區域中，溫产 調整成使結合劑活化且造成另外的結合作用。 X 在試驗中由聚丙烯製造一紡織絮材，使用一紡絲喷嘴， 它在上述的寬度範圍有5479個姑絲了丨 & αχ , 间另μ/y個紡絲孔，所用原料為Εχχ〇η M〇bile公司的聚两埽顆粒（Aehievepp3i55)，其刪為 36。紡絲溫度為27rc。拉離縫隙寬度25麵。長絲纖度（依 纺絲絮料中的直徑測量）為2_1 —生產速度調整成41 米/分。造成之紡絲材的單位面積重量為Μ克，平方米。 13 200912072 在該水輩固設備上’先利用-絮料形成I置在空氣條中於 覆一層3克/平方米的很短的雙成分纖維，它呈函殼 心結構中函殼由聚丙烯構成，核心由聚乙烯構成。‘ 成份之比例為5〇%/鄕。然後該紡絲材作水柱鞏固。: 固作業利用六根樑實施，它們輪流由兩側作用，所: 壓調整如下： 、水

2 20 50 樑號碼 --------- 水壓（巴） 2水鞏固時，短纖維再被拉入紡絲絮材中，因 們不形成純粹表面。 然後將_水柱處理過的㈣絮材在—轉鼓 在此’在最後的區域中，空氣溫度調㈣⑵。C 匕该聚乙烯略熔解並形成熱熔 不織布在單位面積重量8〇克"此戶“固的紡絲 見/千方未時，其機械值如下： 最大拉力 最大拉伸 —----- 在5%拉伸時的力量 (N/5cm ) ----—-- (N/5cm ) 396 45 1 70 ---~~~—-- 4.5 _ 縱向 橫向 在10%拉伸時的力量 (N/5cm)

沿縱方向的比強*氣a 、 5%- ,, μ 又為4·95 N/5cm每克/平方米，而在 /〇拉伸時，比正割掇 ^ j杈數為〇.56N/5cm每克/平方米。 °亥革固的不織布太 的姑从 在''般之機器劃分的場合時可作良妊 的植絨，當機器劃分為1/6 $〗作良好 械值： 于寺，在植絨狀態造成以下機 14 200912072 '---- 最大拉力 最大拉伸 進一步斷裂力量 __X_N/5cm) (N/5cm ) (N) 縱向 460 85 —-_ 220 橫向 100 100 ——._ % 〔實施例2〕 在和實施例1所述相同的試驗設備上使用聚_顆粒， 它的固有粘度IV = 〇·67，將它小心乾燥，因此剩餘水含量 在〇_〇1%以下’且在285t：的溫度紡絲。在此，—如實施 例1，使用一紡絲噴嘴，它在2〇〇 min的寬度範圍為5479 個孔。聚合物通過量為32〇公斤/小時，長絲在紡絲絮料 中的用光學方式測知的纖度為2 dtex，且收縮（Schump ) 量很小，設備速度調到55米/分，因此預鞏固的紡絲絮 料的單位面積重量為8〇克/平方米。 將β亥絮料放到相同設備作水柱鞏固，在預鞏固之紡絲 不織布的表面上放一層3克/平方米的相同之雙成份短纖 、准（ΡΡ/ΡΕ 50/50)。然'後’ 6根樑利用水柱將該複合材 料輩固’它們如下作調整： 戒碼 1 2 3 4 5 6 水壓（巴） 20 50 80 -80 200 200 在水柱鞏固時，短結合纖維被拉入紡絲絮料中，因此 匕們不形成純層表面層。 ^然後將該用水柱處理過的紡絲絮料在一轉鼓乾燥機中 乾秌。在此，在最後的區域中將空氣溫度調整到i 23’ 15 200912072 在5%拉伸時的力量 (N/5cm)

在10%拉伸時的力量 (N/5cm) 10.2 /α縱方向之比強度為4.82 N/5cm每克/平方半^ . 拉伸為0 59NM — 母兄/十方未，而在 割桓數為〇5Q⑽母克/平方米時I 5%拉伸時，比正 為〇·59Ν/5⑽每克/平方米。 絨，不織布可在各種不同的劃分的場合作良好植 °周整為1/64吋時在植絨狀態得到以下之值： ~~------- 最大拉伸

225 V的操作中，該植絨地毯的性質可謂穩定 【圖式簡單說明】 Π心 進—步斷裂力量 (N) % (無） 【主要元件符號說明】 (無） 16

Claims (1)

1. 200912072 十、申請專利範圍： 1 · 一種高強度輕質植絨载體，由不織物構成，特別用 於當作第一或第二地毯背材，包含至少一個由熔紡之合成 長絲構成的層，該層利用富含能量的水柱鞏固，其特徵在 該植絨載體含有少量的一種可用熱活化的結合劑，該結合 劑呈至少一薄層形式施到該由熔紡長絲構成的層上。σ 2 .如申請專利範圍第丨項之高強度輕質植絨載體， 其中： 該植絨載體設計成三層系統形式，該三層系統中，該 中層由結合劑構成，而兩個外層由合成長絲構成。 3.如申請專利範圍第！或第2項之高強度輕 體，其中： 軟1 該結合劑包含一種低熔點的熱塑性聚合物構成。 4 .如申請專利範圍第3項 θ又问強度輕質植絨載體，其 至少低於該合成長 該低熔點熱塑性聚合物的熔解溫度 絲的炫解溫度1 〇。〇，且宜低於2 〇 t。 項之高強度輕質植絨載 5 .如申請專利範圍第1或第2 體，其中： 到 該合成長絲的纖度為〇7到6 4.0分德士支。 …士支’且宜U 6.如申請專利範圍第丄或第2項之 體，其中： 、阿強度輕質植絨載 該合成長絲由聚酯構成，特 J疋由聚乙烯對苯二酸酯 17 200912072 構成，且/或含有_種聚烯，特別是聚丙烯。 7，如申請專利範圍第1或第2項之高強度植絨載體， 其中： ^該低熔點的聚合物主要由聚乙烯、一種主要具有聚乙 烯聚丙烯的成份的共聚物、一種主要具有聚丙烯、共聚酯、 一聚烯胺及/或一種共聚醯胺的共聚物組成。 8·如申請專利範圍第i或第2項之高強度輕質植絨載 體，其中： 。亥低熔點的聚合物的重量比例佔至少7重量％，且宜 1 -5〜5重s %之間（相對於植絨載體的總重量）。 9 ·如巾4專利範圍第丨或第2項之高強度輕質植域載 維形‘存在’ ^的聚合物呈特別是熔紡或熔吹的纖維或原纖 其中ί ◦.如中請專利範圍“項之高強度輕質植絨載體， 該纖維為雙成份鏞& ^ , 劑 用熱活化的結合…、，其中該低熔點的成份構成該可 種製造申請專利 栽體的方法，豆 a)利用—道紡絲不 層； 範圍第1項的高強度輕質植 Μ寺徵在以下步驟： 、'、 織布程序由合成長絲集層成至少 一個由一 b)將至少 上去； 種可用熱活化 的結合劑的薄層施覆 18 200912072 不織布長絲鞏固 C)利用富含能量的高壓水柱將該紡絲 並將結合劑分佈； d)乾燥； 1 2.如申請專利範圍第u項之方法，发中· 該乾燥作業及熱活化作業在—道程序步驟t達成。 1 3.如申請專利範圍第u或12項之 將水柱鞏固作用調整成達成至少 ^二. 方米單位面積重量的比縱向強度以及一 N/5;"克/平 初始模數（呈在5 γ加妯生 又 種沿縱向測量的比 V在5 %拉伸時的張力的形★ 每克/平方米單位面積重量。 工至少〇,45克/5cm 1 4 ·如申請專利範圍第丨丨項之方 該纖維或原纖維係使用_種氣流成、、中： 施加。 〃成網方法或溶吹方法 種如申请專利範圍第 體的應用，其係_ _ W “度輕質植域载 汽車内部空間用者。绝^二度空間變形的地毯，特別是 十一、明式·· (無） 19