TWI357943B - High resistant light tufting carrier and process f - Google Patents

Description

1357943 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材，包含至少—個由炼方 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 176081 1提到一種以由聚丙烯構成之纺 織不織布為基礎的植絨載體（Tuftingtrager，英：tufting • 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牽伸過的較 長片段（Segment )後面跟隨著較少牽伸較少結晶的片段 (它們的溶解溫度比較低一些）。這些較低溶點的片段在 該複合物中當作結合劑成分，它在隨後直接用蒸氣作熱鞏 固時被活化。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吋。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 2240437及DEPS 2448299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，特別是由聚乙烯對苯二酸酯構成的基質型線 (Matrixfaden)，其纖度大於1〇 dtexe依這些文獻，和該 由聚乙烯對苯二酸醋構成的基質線同時的還有結合線被紡 1357943 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20%。 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 尚的強度。在以後的植絨過程〔在此時很大數目的線穿過 載體，此该絨頭紗（p〇igarn，英：piie yarn)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 持在一高位準’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一般有很 咼強度，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φζ 線強度。因此在上述步驟，對於基質線，盆 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^交3 = (Verflechtimg ’英：interlacing )時產生多數很熱的結合。 各個這種結合（它只基於界面的摩擦造成）本身很弱。在 6 1357943 各種情形中，比如此所交纏的長絲更弱。因此這種結合可 絮狀化（aufflocken)，而不會因此使長絲損害或甚至斷裂， 如此可直接確保長絲在植絨過程中的運動性。在植絨時， 長絲組織不會有明顯損壞。然而另方面如此大數目的弱結 合部累積得很多，使得如此所鞏固的不織布整體可達到^ 高的絕對強度。此系統一主要優點在於：纟這種不織布的' 結構可使用較細長絲。在此專利文獻中’所提纖度為07 〜6 dtex。因此可製造單位面積重量較小的紡絲不織布， 它們具有充分強度’且顯得足夠封閉，俾能當植絨載體使 上述植絨載體的缺點為， 但生地毯的起始模數很低， 中’其度量尺寸穩定性不足。 固然強度不因植絨程序失去， 且因此它在進一步加工步驟 受到該在精製步驟發生的（幾乎不可避免的）張力影 響。特別會造成縱向拉伸’因此使粗地毯的寬度驟變。為

了防止這點，須作相關的預防措施，例如作張力控制。 【發明内容】 本發明的目的在將上述種類的一種植絨載體改革，使 它即使讀絨後仍有供作進—步加卫充分的強度以及度量 尺寸穩疋性，而不會影響在植絨時，習知之良好性質。 這種目的係利用一種具有申請專利範圍第！項之所有 特點的植絨載體達成，申請專利範圍帛U項提到一種製 造本發明的植絨載體的方法。申請專利範圍第Η項提到 本發明的-種較佳的應，，本發明的有利的進一步特點見 7 1357943 於申請專利範圍附屬項。 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 一個由熔紡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 太強的絮化作用（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，使得該升地毯在進一步 力工時度1尺寸的穩定性不足，它會造成生地毯中上述 拉伸情事。 出乎意料地，事實顯示：藉著將一由一種結合劑構 的薄層施到該由熔紡的合成長纖維構成的結合劑的薄層； 到由熔紡之合成長紗構成的層上，配合隨後的水柱鞏固 將結合劑乾燥及活化 除了水柱形成外——還將紡絲； 織布長絲之間調整，它們仍_。俾在植、織時不會明⑷ 響紡絲不織布的可動性。在植絨後，仍然留著的大數目< 細的纺絲不織布長絲（它們利用上述附加的結合點互相; 接）有助於使地毯有高模數值且其尺寸穩定性進一步加二 很充分，在本發明的植絨載體在進一步加工時，不需附^ 的措施使度量尺寸敎，例如上述電壓控制，我們猜測 這種效果的原因也在於結合劑的一部分受到該能量高的4 挺影響也-直進入不織布層的較深層進去且在該處形成& 8 1357943 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。 在本發明一較佳實施例中，本發明的植絨載體具一種 二層構造，其卡，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 一優點，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熔點的熱塑性聚合物，其中較 佳的熱塑性聚合物的熔解溫度比紡絲不織布長紗更低到充 分程度。此熔解溫度宜至少在紡絲不織布長絲的熔解溫度 以下10°C，且宜至少20t:，俾使得在熱活化時，它不會 受損。 該低熔點的熱塑性聚合物宜還有一很寬的軟化溫度範 圍。這點有一好處，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可活化。由技術觀點 看，該結合劑不一定要完全熔化，只要它充分地軟化且因 此附著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整。 該低熔點熱塑性聚合物宜主要由聚乙婦、一種主要含 聚乙烯、聚丙烯的共聚物、一種主要含聚丙烯、共聚酯、 聚酸胺及/或一種共聚醯胺的共聚物構成。 該低溶點的聚合物（相對於植絨載體的總重量）的重 量比例不得超過7%的值。如果熱熔膠的比例太高，則有 9 1357943 種危險即·不織布熱結合的程度會太強，利用熱熔膠 &成的、。σ在各種情形都比利用該結合的長綵造成者更。 如此，在植絨程戽拄 e 丄 f ’長糸有相當的量損壞、扯斷且因此 度’特別是「進—步斷裂強度」大受影響。 該重量比例宜名：！ ς ^ 且在1 ·5〜5重量％之間。當重量比例小於 1 _5 f里％時’補強效果（特別是由起純數觀點）就不 充分。此外，由於吾, 、里小’結合劑利用水柱處理在紡絲不織 布橫截面的分佈也不夠好，然而，即使使用較少量比例的 熱熔膠也很有利，因此也包含在本發明中。 …舉例而言L聚合物可呈纖維或原纖維（⑽剛 形式存在使用之纖維等別為二成分（）纖維。其中 低熔點成分為可用熱活化的結合劑。 本發明使得較小纖度的長絲可用於作不織布長絲。在 此，小小的單位面積重量已可達成良好強度及 該纖維纖度宜在〇.7〜6 I之間。此外’卜^⑽ 纖度有一特別好處，即它在喜 揚八叮心士 中等的單位面積重量的 %5可確保有良好面積覆蓋，但它 Α Αφ 4- ^ ^ 身仍有充分的總強 X俾在植絨程序時不會受到針穿過而損壞破裂。 “一本發明的植絨載體宜包含由聚自旨（特別是聚 本二酸醋）構成及/或由一種聚烯（特 :r:::材料特別適合，因為它們係由「物二^ ，这些材料大體上有充分的量及充分的品 s t 聚丙烯在纖维及不織布的製造上其適合 °、°聚醋和 尔層為人知者。 一種製造本發明的植絨載體的 方法包含以下步 1357943 a) 利用一道纺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：Rando )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entangling )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 末施覆，也可呈分散液形式。但結合劑宜呈纖維或原纖維 的开> 式利用一溶紡方法或氣流成網（Airiaying )方法施覆。 這些方法也是習知者且多方面見於文獻中。 溶吹方法及氣流成網方法有一特別優點：它們可與紡 織長絲的紡絲系統任意組合。 水枉鞏固作業，一如DE 19821848 C2所習知者，宜實 1357943 2成達到的「比縱向強度」至少為43N/5em ::面積質量’且起始模數(沿縱方向测量，呈在二:: =的張力為至少G45N/5em每克/平 可確保該植絲财充分強度且結合劑在 = 好的分佈。 w尽甲有夠 活二：Γ在本發明的意義係指利用結合劑產生 二[i如猎著將一種當作結合劑使用的低熔點 ΓΓ熔解而造成。乾燥以及作活㈣的熱處理係在-種 ;皿度貫施，此溫度要夠低，以確實避免纺絲不織布元件例 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㈣業及熱活化作業可在—道程序步驟中達成。為了 點聚合物乾燥及活化，可使用各種不同的種類的 乾舞機，例如拉幅機（Spannrahmen)、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 ’’冬又調整到大約為該低溶點之聚合物的炼解溫度，且依 結果:定作最佳化。此處特別要考慮結合劑的整個炼解行 為田、° σ劑有报寬的軟化溫度範圍時’則不須控制物理 的熔.，沾=反而疋更適合將結合效果在軟化溫度範圍中已設 法將它最佳化。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。 j本發明的植絨載體不但適合作一次（pri讀）的地毯 彦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 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傷寬度為1200mm，它由一 個纺絲實嘴（喷紗智）. 一 w、 '、），該喷嘴延伸過該設備的整個寬度

範圍）、二個吹翁辟r A ”（匕們互相對立且平行於該纺絲噴嘴 設置）、一個隨後的拉 „ 诅離縫隙〔它在下區域變寬成一擴散 益(Diffuser)且播# 如 、

構成―备、料形成室〕。纺成之長絲在-條 捕集▼(它在絮料形成F 條不織布，此不織布在二個羅拉之間被壓縮 域中由下方吸離）上形成一均勻 —— 的布疋· 並捲取起來 試驗設備上捲離以作水柱鞏 的結合纖維薄層施覆到其表 用多數高能量的水柱處理、 預鞏固的紡絲不織布在一 固。利用一分析系統，將一短 面上。然後並將此雙層的布材 交纏(V—，英:interlace )〔水纏結(hydr〇entangi⑷ 及鞏ID J5] a寺結合劑分佈在布材中。然後將辈固的不織布 在一轉鼓乾燥機中乾燥’其中在乾燥機的端區域中，溫度 調整成使結合劑活化且造成另外的結合作用。 在試驗中由聚丙烯製造—纺織絮材，使用—紡絲喷嘴， 它在上述的寬度範圍有5479個紡絲孔，所用原料為Εχ_ MobHe公司的聚丙埽顆粒（Aehievepp3i55)，其丽為 36。紡絲溫度為2721。拉離縫隙寬度25mm。長絲纖度（依 紡絲絮料中的直徑測量）為dtexe生產速度調整成Μ 米/分。造成之紡絲材的單位面積重量為78克/平方米。 13 ::水革固設備上，先利用一絮料形成裝置在空氣條中施 是-層3克/平方米的很短的雙成分纖維，它呈函殼/核 :結構，…殼由聚丙稀構成，核心由聚乙婦構成。其 习之比例為5G% / 5G%。然;後該纺絲材作水柱鞏固。鞏 :作業利用六根標實施，它們輪流由兩側作用所用的水 堡調整如下： 襟號碼 ---~~.— 2 _ 3 _4 5 6 水壓（巴） 'ΙΟ 50 50 50 --- 150 150 在作水鞏固時，短纖維再被拉入纺絲絮材中，因此它 們不形成純粹表面。 然㈣水減料的紡絲絮材在―轉鼓乾燥機中 在此，在最後的區域中，空氣溢度調…2rc， 不=二?稀略溶解並形成熱溶結合，如此所掌固的纺絲 二!積重量80克/平方米時，其機械值如下： ' I -—— ---- 最大拉力 最大拉伸 在5%拉伸時的力 (N^cn〇_ (%) __^N/5cm) 396 85 4 S 70 105 ------- 4.5

縱向 横向 沿縱方向的比強度為4.95 N/5cm每克/平方 5%:申時’比正割模數為。56N/5cm每克/平方米。 的植絨一般之機器劃分的場合時可作良好 械值：^ 為1/64 H在植絨狀態造成以下機 1357943 最大拉力 (N/5 cm ) 最大拉伸 (N/5cm ) 進一步斷裂力量 (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黯顆粒， 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2851：的溫度紡絲。在此，—如實施 例1，使用一紡絲噴嘴，它在200 mm的寬度範圍為5479 個孔。聚合物通過量為320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（Schrump) 量很小，設備速度調到S5米/分，因此預鞏固的纺絲絮 料的單位面積重量為80克/平方米。

將該絮料放到相同設備作水柱輩固 不織布的表面上放一層 3 維(PP/PE 50/50 )。然後 料鞏固，它們如下作調整 在預鞏固之紡絲 克/平方米的相同之雙成份短纖 ’用6根樑利用水柱將該複合材

在水柱革固呤，短結合纖 鐵、隹破拉入紡絲絮料中，因此 它們不形成純層表面層。 然後將該用水柱處理過的 乾燥。在此’在最後的區域中 纺絲絮料在一轉鼓乾燥機中 將空氣溫度調整到123 X：， 15 比7943 此私乙歸略熔化，且形成熱熔結合。如此所鞏固的紡絲 不織布，备單位面積重量82克〆平方米時其機械值如 下：

沿縱方向之比強度為4 82 N/5cm每克/平方米，而在 拉伸為0.59N/5cni每吉/单古丰拉 ^ 母兄/干方未時’在5%拉伸時，比正 °】模數為〇.59N/5cm每克/平方米。 此革固之不織布可在久插T jgj的童丨八 j隹谷種不冋的劃分的場合作良好植 '當機械調整為1/64吋時在植絨狀態得到以下之值： 最大拉力 最大拉伸 進 —________ (N/5cm ) (N/5cm ) _______^^向 468 80 s___^向 120 95 — 〜 步斷裂力量 (N) 225 在進一步的刼作中，該植絨地毯的性質可謂穩定 【圖式簡單說明] (無） 【主要元件符號說明】 (無） 16

Claims (1)

1357943 100年0工月日修正替換頁 十、申請專利範圍： --_ 1 . 一種尚強度輕質植絨載體，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 5玄植絨載體含有少量的一種可用熱活化的結合劑，該結合 劑壬至少一薄層形式施到該由熔紡長絲構成的層上。 2·如申請專利範圍第1項之高強度輕質植絨載體，其 中： ’、 β玄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項之高強度輕質植絨載 體，其中： 该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項之高強度輕質植絨載體，其 中： 該低炼點熱塑性聚合物的熔解溫度至少低於該合成長 絲的熔解溫度1〇。〇。 5 ·如申請專利範圍第4項之高強度輕質植絨載體，其 中： 該低炼點熱塑性聚合物的熔解溫度低於該合成絲的炼 融溫度。 6 ·如申請專利範圍第1或第2項之高強度輕質植絨載 體，其中： 該合成長絲的纖度為〇 · 7到6.0分德士支。 17 1357943 中： 100年月〇丨，日修正替換頁 .7·如申請專利範圍第6項之高強度輕~ 该纖度為1.0〜4.0分德士支。 8 .如申請專利範圍第i或第2項之离 阿強度輕質植絨載 體，其中： S玄合成長絲由聚酯構成，特別是由聚乙 構成，且/或含有一種聚烯，特別是聚丙烯 9 .如申請專利範圍第1或第2 其中： 本二酸酉旨 項之高強度植絨載體， 該低炫點的聚合物主要由聚 烯—種主要且有奄7 烯聚丙烯的成份的共聚物、一八人 4 里王要具有1丙烯、丘 一聚烯胺及/或一種丘舻硫吐& 曰 X種共聚醯胺的共聚物組成。 向強度輕質植絨 1 〇.如申請專利範圍第1或第2項之 載體，其中： 該低熔點的聚合物的重)、 1 .如争請專利範圍第9 於植絨載體的總重量、：里比例佔至少7重量％ (相對 其令： 項之高強度輕質植絨 载體 該低熔點的聚合物的重量 比例佔 請專利範圍第“二】.5〜5讓之間。 載體’其中： 弟2項之高強度輕質植絨 維形式存在 炫紡或 該低熔點的聚合物呈特别曰 _L· _1_ , 在。 •如令請專利範園第u 炼吹的纖維或原纖 項之高強度輕質植絨載 18 1357943 100年Οι月叫曰修正替換頁 體，其中： 該纖維為雙成份纖維，其中該低熔點的成份構成該可 用熱活化的結合劑。 1 4.一種製造高強度輕質植絨載體的方法，其係根據 申吻專利範圍帛1項的高強度輕質植絨載體，其特徵 下步驟： 勾利用-道紡絲不織布程序由合成長絲集層成至少一 層； 上去； b)將至少一個由一種可用熱活化的結合 劑的薄層施覆 =用富含能量的高壓水柱將該紡絲不 並將結合劑分佈； 旱口 句乾燥； e)作熱處理將該結合劑活化。 ^ 5.如申請專利範圍第13項之方法，其中： 該乾燥作業及熱活化作業在一道程序步驟中達成 1 6.如申請專利範圍第13或14項之方法，。， ♦將水杈鞏固作用調整成達成至少43 n : · 方米單位而接母克/平 初始模數(呈在5Γ比縱向強度以及一種沿縱向測量的比 每克/平方乎拉伸時的張力的形式）至少Μ克/5cm /卞万水早位面積重量。 2 7·如申請專利範圍第13項之方法，其中： 施加錢維或1 纖料使用—種氣流成網方法_吹方法 19 1357943 _ : 100年Οι月0|日修正替換頁 1 8 . —種高強度輕質植絨載體用途，其係經由申請專 • 利範圍第1項之高強度輕質植絨載體用製造可三度空間變 • 形的地毯，特別是汽車内部空間用者。 十一、圖式： (無）

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