TWI394879B - 製造簇絨產品的方法 - Google Patents

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Description

製造簇絨產品的方法
本發明關於一製造簇絨產品的製造方法,特別是關於由此方法製造之簇絨化地毯表層,以及這種簇絨產品(特別是這種簇絨化地毯表層)的應用。
要製造一種所謂的簇絨地毯(Tuftteppich),係使用所謂的簇絨化(植絨)(Tuften,英:tufting)--亦即一種製造三度空間的面的技術--它係依一縫紉機的原理作用。
在此,簇絨針將一條簇絨紗帶入一底材--所謂的簇絨背材(底布)(Rück,英:backing)--中。這些裝在一針桿上的簇絨針排列在該底材(例如一塊不織布)的寬度範圍,且同時刺穿該底材。在該簇絨針再向上回到其開始位置之前,該被帶入的簇絨紗在底材的下側被夾線器[所謂的起圈器(Loopen)]固定住。因此產生紗圈(Schlaufe,英:"loop")或「紗扭結」(Schlingen,英:snarling)--所謂的毛粒(Noppe,英:nep),它們在製成的地毯中構成觀看側(上層)。
各依應用而定,這些紗扭結在簇絨化過程時已可利用特殊刀具切斷。在此產生所謂的天鵝絨地毯(Veloursteppich),它特別是在汽車內部範圍宜以操過95%的比例使用。
所用之背材往往使用由熱塑性聚合物[例如由聚乙烯對苯二酸酯(PET)纖維及/或由聚丙烯(PP)纖維構成者]構成的不織布,它們利用針軋、用「結合纖維」、或利用這些鞏 固(Verfestigung,英:consolidation)的程序的組合作結合。
使用完全為“點熔接式”或完全用結合劑結合的不織布是不利的,因為它們對於製造三度空間式的模製物而言,因為可變形性差(特別是當使用在汽車領域時),並不特別適合。
當使用傳統圓纖維時,在該用於簇絨背材不織布內纖維與簇絨紗之間的接觸面和摩擦較小,因此對於簇絨紗的保持力量,特別是當地毯表面構造很複雜時(例如在高低「天鵝絨(Hoch-Tief-Velour)」或「紗扭結品質」或「十字交叉(Crossover)天鵝絨品質」[具有「絨頭毛粒交錯(Polnoppenversatz)]的場合,往往不足。在簇絨針刺穿及拉回後,帶入簇絨背材中的簇絨紗由於簇絨背材厚度,紗強力、及紗品質的小小變動的組合而失去其所設位置(換言之,例如毛粒的高度或位置),在某些特定情況,簇絨紗甚至會從簇絨背材被拉出來,這點在該二種情形中造成明顯可見的瑕疪,且在簇絨化的地毯上層造成不想要的設計偏差。
因此,具有圓紗之習知當作簇絨材使用的不織布,對於帶入之簇絨紗在簇絨背材中要附得特別好的要求以及在地毯上層中無瑕的簇絨外觀的要求並不能常常足以令人滿意。
在文獻美專利US 6,740,385及B2提到,圖案均勻性及度量尺寸的穩定性,特別是在簇絨化過程之時及之後對抗變形的穩定性可用以下方式改善:將紗很靠近地梭織成 的紡織品和短纖維(Stapelfaser)構成的一均勻之不織布層接觸並互相熔合。
本發明的目的在提供一種另類而儘量簡單且經濟的方法以製造一簇絨產物(特別是簇絨化的地毯表面),它具有較佳的毛粒附著性質,在此,依此方法製造的地毯表層要特別用在汽車內部區域或物體的區域。「物體區域」一詞係指:該地毯舖設物特別為受到強力到極大負荷的地面使用,特別是在辦公室、旅館、飛機及/或醫院中。
此目的係依申請專利範圍第1項或第17項的特點達成。
依本發明在一種製造簇絨產品特別是簇絨化地毯表層的方法中使用可捻接纖維,該纖維在簇絨化時捻接在縫入位置的區域之上及/或之中。
「纖維」一詞,此處指短纖維或無端纖維(所謂的長絲)。這些纖維可同樣地集層成不織布。特別是集層或鞏固的絮料--不織布。
該簇絨針插入簇絨背材的纖維中的機械負荷使得該可捻接(spleißfähig,英:spliceable)纖維捻接上去。
結果使得該簇絨背材局部地在縫入位置由於該可捻接的纖維分離或崩解成個別的長絲或片段而「彷彿縮絨」(quasi-verfilzten,英:quasi-felting)。如此,纖維在此簇絨背材區域中的比表面積加大,因此,簇絨紗與簇絨背材的纖維之間的賦著摩擦及滑動摩擦作用提高。
如此可確保用簇絨針縫入的簇絨紗特別良好地附著在簇絨背材中,則可防止簇絨紗不當地拉出來的情事。
因此使用的纖維的種類可使特別穩定的簇絨紗圈或毛粒形成且可使地毯中形成特別無瑕疪的簇絨組成。
申請專利範圍附屬項係本發明標的之有利的進一步特點。
在此,使用之可捻接的纖維的比例宜為10~100重量%。
在本發明的較佳實施例中,使用一種由可捻接的纖維和不可捻接的纖維構成的混合物。可捻接的和不可捻接的纖維的比例可依地毯或簇絨的規格而訂做,調整,在比較簡單的規格的場合,例如:當天鵝絨織物係直接地且無錯開地簇絨化時,則可捻接的纖維的比例宜等於或小於50重量%。在比較複雜的簇絨規格,例如在高低或十字交叉的天鵝絨織物的結合,則可捻接纖維的比例宜等於或大於75重量%。
所用的可捻接纖維宜為至少二種互不相容的聚合物成分。
其中至少一種聚合物成分的重量比例宜小於另一種聚合物成分。
在此方法的較佳實施例中,至少一種聚合物成分的重量比例等於或小於20重量%,且宜等於或小於10重量%,尤宜等於或小於5重量%,更宜達3重量%(相對於纖維的總重量)。
利用此一種成分(特別是較貴的聚合物成分)的最起碼的比例,可將簇絨產品,特別是簇絨化的地毯表層的製造成本減少。另一種節省成本的原動力在於:由於毛粒附著較佳,因此固定手段或預塗底(Vorstrch)的量(它係在地毯工業中一般使用將地毯紗作最終固定者)可減少。此外,由於固定手段和預塗底(例如膠乳化合物)的所需量減少,因此氣味及排放物形成的量--特別是在封閉空間內(例如在車子的客艙中)--也減少。
此外,一種成分之不想要的性質(例如耐溫度或火焰之抵抗性差)可藉著只使用最起碼的量這種成分而減少。將聚合物比例明顯減少也可改善可回收能力。
此外,可藉著使用該所用之聚合物的特殊重量比例將該簇絨產品(特別是簇絨化的地毯表層)的所要性質準確地控制。
在該方法更佳的實施例中,所用之具較小重量比例的聚合物成分為一種具較低熔解溫度的聚合物成分。
最好使用最少一種聚合物成分[它比另外的聚合物成分的重量比例更少]當作粘著成分或結合成分,其中此聚合物成分的熔解溫度比另一種聚合物成分的熔解溫度低了至少10℃,且宜至少20℃。
利用這種措施,可改變如此所製造的簇絨產物(特別是簇絨化的地毯表面),特別是可調整其固化程度或軟度。
該不可捻接的纖維由從單成份纖維、雙成分纖維及/或這些纖維的混合物選出。
此外,這些纖維宜由熱塑性聚合物選出,特別是由聚酯[宜為聚乙烯對苯二酸酯(PET)、聚烯[宜為聚乙烯(PE)及/或聚丙烯(PP)]聚乙酸塩及/或聚醯胺(PA)[宜為聚醯胺(6.6)(PA6.6)及/或由它們衍生的共聚物選出。
作為該可捻接的雙成分纖維係選用互不相容的聚合物或成分的組合。且宜為以下物的組合選出:聚乙烯對苯二酸酯(PET)與聚丙烯(PP)、聚乙烯對苯二酸酯(PET)與聚醯胺(PA)(特別是聚醯胺6.6)、及/或聚丙烯(PP)與聚乙烯(PE)的組合。
所選用的纖維的纖度宜在5~20dtex範圍,且宜在5~12dtex範圍。
為了加強毛粒附著作用,選用纖維宜具有圓形或非圓形橫截面形狀。非圓形橫截面形狀比起圓形纖維來,其纖維-纖維之間摩擦作用較大,因此由於互相附著較佳,使毛粒附著作用較佳。
此外所選用的纖維宜呈實心或空心的設計。
在此製造地毯表層的方法的較佳實施例中,使用之纖維呈絮料(Vlies,英:fleece)或不織布形式,特別是呈紡絲紡絲絮料或不織布形式,以當作簇絨背材。
為了在簇絨紗和至少一種聚合成分(特別是該可捻接的纖維)之間形成的粘接點,故該地毯表層在簇絨化後,宜作一道熱處理。如此,地毯表層的毛粒附著作用更進一步改善。
依本發明製造簇絨產品(特別是簇絨化的地毯表層)宜 用於汽車內部區域及/或公共場所區域,特別是在辦公室、旅館、機場及/或醫院中。
本發明的標的利用一實施例詳細說明。
網格電子顯微鏡攝影(REM攝影)可使纖維/絮料橫截面和表面構造能以相關的放大比例攝影。REM攝影係用一低壓網格電子顯微鏡JEOL JSM-6480LV在20kV的加速電壓下做。
依本發明,要製造簇絨產品:特別是簇絨化的地毯表材,係使用可捻接纖維(特別是呈不織布的形式者)當作簇絨背材。
[具有可捻接纖維不織布的製造]
具有100重量%的成分的可捻接纖維的不織布係如下製造。
[(a)布料(Flächenware)]
使用一般的聚乙烯對苯二酸酯(PET)其固有(intrinsisch)溶液粘度為0.65,並使用聚丙烯(PP),故MFI值(熔流指數)為19克/10分(230℃/2.16分斤),其重量比例95:5。
它們用紡出成PET/PP派餅式纖維,具有各四個片段PET及PP,且在一條篩網帶(有帶速度為13米/分)上集層。
紡成的長絲的纖度值9.5dtex,其強度值為29mN/dtex,而拉伸值135%(DIN 53812及DIN 53816)。
[(b)預鞏固作用]
如此所製之布料利用砑光(上膠)(Kalandrierung)而作預 鞏固,其中使用一平滑及一粗糙的滾子,其表面溫度100℃,且其中錫材壓力為16巴。
[(c)鞏固作用]
然後將該布在一空氣乾燥機中在225℃的空氣溫度作終鞏固。
[(d)精製(Ausrüstung)]
然後,舉例而言,用噴灑裝置將一種水性聚甲基矽氧烷乳液為作紡織品補助劑[增柔處理(Avivage)]施覆,其中,固體濃度為5重量%,吸濕量7%(0.35重量%增柔處理劑,相對於不織布重量)。
此用增柔處理精製的不織布在一空氣乾燥機中在100℃的空氣溫度乾燥。
如此得到一種不織布,重量115克/平方米,它含有可捻接的纖維。
圖1顯示,儘管聚丙烯(PP)的重量比例很小,但在該紡成之可捻接的PET/PP派餅或纖維的PET片段和PP片段之間有很良好的(即很清楚的)的片段分界。
圖2顯示,在該分成片段的PET/PP派餅式纖維鞏固後,該不織布的紡成之可捻接的PET/PP派餅狀纖維由於熱鞏固步驟,已略有預捻接的情形。
[簇絨化植絨]
一種當作簇絨背材使用的不織布用一習知的簇絨紗如下述方式簇絨化。
-1/10"分劃且在地毯分支行業(特別是在汽車領域)天 鵝絨的製造
-針腳數:56/10cm
-簇絨紗:PA6 BCF 1300 dtex fl 28
-簇絨紗重量:400克/平方米
在此將簇絨針的距離[該簇絨針將簇絨紗縫入簇絨背材(此處為不織布簇絨背材)中]用英吋的一部分表示。因此1/10"表示10支針/每2.54cm,亦即簇絨針之間距離為2.54mm。
沿著簇絨背材的長度範圍的針腳(Stich)的間隔稱為「針腳長度」,針腳數目係用每10公分的針腳數表示,它亦決定紗扭結或毛粒的數目,其他的簇絨劃分方式,例如5/32"、1/8"、5/64"、1/16"或1/22"可同樣地用於製造該地毯表層。
使用之簇絨紗為一習用之PA6 BCF 1300dtex f128,它代表膨鬆(bulked)的連續長絲,特別是代表由聚醯胺-6紗(纖度1300dtex)及128條個別長紗構成之締捲無端紗。其他簇絨紗同樣地可使用。
在簇絨針再跑回之前,縫入的簇絨紗被夾器固定住,因此在簇絨背材的上側形成紗圈或毛粒。
用此方式造成一種紗扭結絨頭(Schlingenflor)地毯表層,如果該紗扭結用一刀切斷,則產生切斷絨頭地毯表層或所謂的天鵝絨地毯表層。
[結果]
這種方式製造的地毯表層之所達成的物理值(其中該不 織布的可捻接纖維在簇絨化後,捻接在縫入位置區域,比起簇絨化的傳統標準不織布Lutradur®LDT 5312(Freudenberg公司)來,其比較如下:
大的拉伸及進一步斷裂力量值顯示:在簇絨化時,該不織布纖維不發生損壞。
圖4、6、7顯示,依本發明製的地毯表層的表面(此處係一個例如在上述條件下簇絨化的不織布,具有捻接上去的PET/PP派餅狀纖維)在簇絨紗拉出來之後的情形,俾得到一自由的面以作REM攝影。
圖3及圖5顯示一傳統之簇絨化地毯表層,與上述例比例,換言之它係一種簇絨化的標準不織布(Lutradur® LDT5312),具有分別紡成的PET及PP單纖維,它係在簇絨紗拉出來以後的情形,俾得到一自由面以作REM攝影,在此該簇絨條件準確地和該具有可捻接的PET/PP派餅纖維所受的相同的條件相當。
雖然在簇絨化的傳統標準不織布的場合,縫入位置(所 謂的「簇絨孔」仍然很清楚地看到(圖3及圖5),但該具有捻接的纖維的簇絨化不織布的簇絨在簇絨紗拉出來後收縮成更小的簇絨孔(圖4、6、7)。
此外,圖6及圖7顯示(受到在縫入位置的區域所謂的「簇絨孔區域」的捻接影響)被壓出來的PP纖維部分,它使得纖維的比表面積進一步增加。
由於毛粒附著作用和簇絨背材(主要為不織布)和簇絨紗的纖維之間的附著摩擦有關,故受到該具捻接的纖維的簇絨化不織布中(即本發明製的不織布)該縮得較小的簇絨孔以及較大之纖維比表面積影響。可預料其毛粒附著作用比起簇絨化的傳統標準不織布更好。
[毛粒附著性的測量]
為了測量毛粒附著性,故使用以下測量方法:將該未簇絨化的簇絨背材[換言之,該具有可捻接纖維或不可捻接纖維的不織布,它夾入在一拉伸裝置(Zwick公司)上一特別之保持件上]從後側用一單一簇絨針(Groz Beckert公司)刺穿,然後將也可用於作簇絨化的紗(PA6 BCF 1300 detc 128f,紗長度400mm)穿入針中,拉過簇絨背材,並平行於簇絨背材固定在一個細解析度的力量測量頭上。
然後將該預置的簇絨紗拉經過不織布簇絨背材,並測量為此所要施的力量。此力量越大,則簇絨紗與不織布的纖維之間的摩擦越大,且毛粒附著性越大。
作10次測量/每種材料,其中每次將一定紗長度(400mm)以200mm/分的拉動速度穿過簇絨背材不織布。各測量中, 將400mm紗長度範圍的拉力的測量值得出,此具有解析度±0.1N的力量頭的最大值為2N。
[毛粒附著性測量的結果]
使用上述簇絨紗(PA6 BCF dtex f128)測量毛粒附著性得到以下毛粒比附著性Nspez 的結果(Nm2 /g)(依EN 29073)Nspez (標準不織布,Lutradur® LDT 5312):0.94Nm2 /gNspez (具有捻接之PET/PP派餅狀纖維的不織布):0.94 Nm2 /g(標準偏差0.02 Nm2 /g)
因此測量結果確知,具有捻接的纖維的簇絨化不織布(亦即依本發明製的地毯表層)的毛粒附著性比起簇絨化的傳統標準不織布更佳。
圖1係分成片段式的PET/PP派餅狀纖維截面的REM照片,其重量比例95:5,它係直接在紡絲之後用1000倍放大者;圖2係分成片段式的PET/PP派餅狀纖維的橫截面的REM照片,重量比例95:5,它係在鞏固後1000倍放大者);圖3係一傳統之地毯表層表面(在簇絨紗接出來後)的10倍放大的部段的REM照片;圖4係一本發明製造的地毯表層的表面(在簇絨紗拉出來後)的10倍放大的部段的REM照片;圖5係依圖3之傳統的地毯表層的表面的一個100倍放大的部段的REM照片;圖6係依圖4係本發明製造的地毯表層的表面的100 倍放大的部段的REM照片;圖7係依圖6之依本發明製造的地毯表層的表面的一個200倍放大的部段的REM照片。

Claims (24)

  1. 一種製造簇絨產品特別是簇絨化地毯表層的方法,其中使用可捻接的纖維,該纖維在簇絨化時捻接在縫入位置的區域之上及/或之中,其中該可捻接的纖維係由至少二種互不相容的聚合物成分選出,且該纖維由以下之物選出,熱塑性聚合物、聚烯聚乙酸塩及/或聚醯胺及/或由它們衍生出的共聚物,且該可捻接的纖維由以下之物的組合選出:聚對苯二酸乙二酯(PET)與聚丙烯(PP)、及/或聚丙烯(PP)與聚乙烯(PE)。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法,其中:該熱塑性聚合物為聚酯。
  3. 如申請專利範圍第2項之方法,其中:該聚酯為聚對苯二酸乙二酯(PET)。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法,其中:該聚烯為聚乙烯(PE)及/或聚丙烯(PP)。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法,其中:該聚醯胺(PA)為聚醯胺6.6(PA6.6)。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法,其中:該可捻接的纖維用量為10~100重量%。
  7. 如申請專利範圍第1至第6項中任一項的之方法,其中:使用可捻接纖維及不能捻接的纖維的混合物。
  8. 如申請專利範圍第1至第6項中任一項之方法,其中:至少一種聚合物重分的重量比例比另一種聚合物成分 小。
  9. 如申請專利範圍第1至第6項中任一項之方法,其中:至少一種聚合物成分的重量比例等於或小於20重量%,(相對於纖維的總重量)。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法,其中:該至少一種聚合物成分的重量比例等於或小於10%重量。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法,其中:該至少一種聚合物成分的重量比例等於或小於5%重量。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法,其中:該至少一種聚合物成分的重量比例等於或小於3%重量。
  13. 如申請專利範圍第1至第6項中任一項之方法,其中:所用之具較小之重量比例的聚合物成分為具較低熔解溫度的一種聚合物成分。
  14. 如申請專利範圍第1至第6項中任一項之方法,其中:至少一種聚合物成分當作粘著成分或結合成分使用,其中該聚合物成分的熔解溫度比另一種聚合物成分低至少10℃。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法,其中:該當作粘著成分或結合成分使用的聚合物成分係具有 比另一種聚合物重量比例更小者。
  16. 如申請專利範圍第14項之方法,其中:該當作粘著成分或結合成分的聚合物成分的熔解溫度比另一種聚合物成分低至少20℃。
  17. 如申請專利範圍第6項之方法,其中:該不能捻接的纖維係由單聚合物成分纖維、雙聚合物成分纖維、及/或多聚合物纖維及/或這些纖維的混合物選出。
  18. 如申請專利範圍第1至第6項中任一項之方法,其中:所選用之纖維係具有5~20分德士支數範圍的纖度者。
  19. 如申請專利範圍第18項之方法,其中:該所選用纖維具5-12分德士支數的纖度。
  20. 如申請專利範圍第1至第6項中任一項之方法,其中:所選用之纖維係具圓形/及或非圓形橫截面形狀者。
  21. 如申請專利範圍第1至第6項中任一項之方法,其中:所選用之纖維為實心或空心者。
  22. 如申請專利範圍第1至第6項中任一項之方法,其中:所用纖維呈絮料或不織布形式,特別是紡絲絮料或紡絲不織布者。
  23. 如申請專利範圍第1至第6項中任一項之方法,其 中:該簇絨產品在簇絨化後受到熱處理。
  24. 如申請專利範圍第23項之方法,其中:該簇絨產品為簇絨化的地毯表層。
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