(57)【要約】      （修正有）【課題】タフティングの際の糸房のグリップ特性を向上させた基布材を提供する。【解決手段】不織布にエラストマーバインダを施す工程と、次に適用すべきタフティング針パターンと一致する一連の凹部又は孔を設けるように不織布を処理する工程と、次いで、バインダを硬化させる工程とを含む。この結果得られる不織布は、余分なバインダが凹部からスクイーズされて凹部付近にリングを形成することになり、本質的にバインダのない孔又は凹部パターンを有する。タフティング針が凹部又は孔に挿入されると、孔を囲む弾性リングが膨張する。針が後退すると、弾性リングは収縮し、孔内の糸房にしっかりとグリップを行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タフト可能な（tuftable：タフト加工可能な）不織布を製造する方法であって、
（ａ）硬化性エラストマーバインダ配合物を不織ウェブに施す工程と、
（ｂ）前記不織ウェブに一連の孔又は凹部を設ける工程と、ここで該孔又は凹部は、前記不織ウェブに次に適用すべきタフティング針のパターンと整合するパターンであり、
前記エラストマーバインダを硬化させる工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記孔又は凹部はエンボスローラによって付与されることを特徴とする請求項１に記載のタフト可能な不織布を製造する方法。
【請求項３】
前記工程（ｂ）は、一方が滑らかな表面を有すると共に他方が複数の隆起のある表面を有する一対のローラに前記不織ウェブを通過させることによって行われることを特徴とする請求項１に記載のタフト可能な不織布を製造する方法。
【請求項４】
前記不織ウェブは該不織ウェブの厚み全体内で繊維の交絡が行われるように処理され、また該不織ウェブをヒートセットしてから前記エラストマーバインダを施すことを特徴とする請求項１に記載のタフト可能な不織布を製造する方法。
【請求項５】
前記不織ウェブは針穿刺され、ヒートセットされ、そしてカレンダ加工されてから、前記エラストマーバインダを施すことを特徴とする請求項１に記載のタフト可能な不織布を製造する方法。
【請求項６】
前記不織ウェブは、乾式法、湿式法、スパンレイド法、メルトブロー法、スパンボンド法、又はスパンレース法によって製造されることを特徴とする請求項１に記載のタフト可能な不織布を製造する方法。
【請求項７】
前記不織ウェブは、スパンボンドポリエステル又はスパンレイドポリエステルであることを特徴とする請求項１に記載のタフト可能な不織布を製造する方法。
【請求項８】
前記不織ウェブは双方向にニードリングされることを特徴とする請求項５に記載のタフト可能な不織布を製造する方法。
【請求項９】
前記不織ウェブは不織ポリエステル布帛であり、また約２０５℃〜２１０℃の温度でヒートセットされることを特徴とする請求項４に記載のタフト可能な不織布を製造する方法。
【請求項１０】
前記エラストマーバインダは、ジエンポリマー、ポリウレタン、又はアクリルラテックスを含むことを特徴とする請求項１に記載のタフト可能な不織布を製造する方法。
【請求項１１】
前記不織ウェブは前記バインダで含浸され、孔又は凹部を設けると同時に、余分なバインダを除去することを特徴とする請求項１に記載のタフト可能な不織布を製造する方法。
【請求項１２】
前記不織ウェブを加熱して硬化及び乾燥を行うことを特徴とする請求項１に記載のタフト可能な不織布を製造する方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法によって製造されることを特徴とするタフト可能な不織ウェブ。
【請求項１４】
請求項５に記載の方法によって製造されることを特徴とするタフト可能な不織ウェブ。
【請求項１５】
請求項７に記載の方法によって製造されることを特徴とするタフト可能な不織ウェブ。
【請求項１６】
タフテッドカーペットを製造する方法であって、
（ａ）請求項１３に記載の不織ウェブをタフティング(tufting)装置に給送すること、
（ｂ）前記不織ウェブに表糸をタフティングすること、及び
（ｃ）タフテッドカーペットを回収すること
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
タフテッドカーペット用基布を製造する方法であって、
（ａ）不織ウェブに硬化可能なエラストマーバインダを施す工程と、
（ｂ）前記不織ウェブを、複数の隆起を有する表面と接触させて、前記不織ウェブ中に一連の凹部を付与する工程と、ここで該凹部は、前記不織ウェブに次に適用すべきタフティング針のパターンと一致するパターンで設けられるものであり、
（ｃ）前記エラストマーバインダを硬化させて、硬化ウェブを得る工程と、
（ｄ）前記硬化したウェブを、表長繊維（facing-filament）を有するタフティング針と接触させて、タフテッドカーペット用基布を提供する工程と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記工程（ｂ）は、少なくとも２つのローラ間に前記不織ウェブを通すことによって達成され、少なくとも一方のローラは滑らかなローラを有し、少なくとも一方のローラは複数の隆起のある表面を有することを特徴とする請求項１７に記載のタフテッドカーペット用基布を製造する方法。
【請求項１９】
前記不織ウェブはスパンボンドポリエステル又はスパンレイドポリエステルであり、該不織ウェブが針穿刺され、ヒートセットされ、そしてカレンダー加工されてから、前記エラストマーバインダと接触させることを特徴とする請求項１８に記載のタフテッドカーペット用基布を製造する方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法によって製造することを特徴とするタフテッドカーペット用基布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［背景］
［発明の分野］
本発明は、エラストマーバインダで不織ウェブを処理する方法に関する。さらに詳細には、本発明は、向上したタフト性を与えるようにスパンボンドポリエステルウェブを処理することに関する。
【背景技術】
【０００２】
［関連技術の説明］
タフテッドカーペットは一般に、表糸（face yarn）を通した往復針を一次基布又はバッキング（primary  backing）に挿入し、基布材（バッキング材）に糸のループ又は糸房（tuft：パイル）を形成することによって製造される。タフテッドカーペットの品質、外観、及び寸法安定性は大部分、一次基布の特性によって決まる。
【０００３】
一次基布は通常、織材又は不織材から製造される。不織材へのタフティングは織材へのタフティングよりも困難である。織布は、その編成（weave）内ではタフティング針及び糸を受け入れるように開いており、針が後退した後でタフテッド糸付近で閉じる。織布のこの閉性により、開口内での糸のしっかりとしたグリップ（grip：抜け止め）が行われる。糸は、接着剤が塗布されて糸を所定位置に固定するまで開口内に残存したままでなければならない。
【０００４】
その一方、不織布は開閉する編成を有さず、また、個々の長繊維は元の状態に戻る形状記憶も有していない。不織布基布へのタフティングは通常、タフティング針及び糸を受け入れるのに十分に大きな開口を形成することになる。しかしながら、針が後退したときに開口は糸付近でしっかりとは閉じず、糸をグリップする必要以上に大きくなったままとなる。これにより、欠陥を生じている開口からタフティング糸が抜け落ちる可能性があり、修理及び再加工が必要となる状況となる。
【０００５】
不織基布材は通常、ポリオレフィン、ポリエステル、及びこれらの材料のブレンド等、熱可塑性ポリマーから形成されるスパンボンドウェブ又はスパンレイドウェブである。スパンボンドは概して、熱可塑性ポリマーを押出機に給送すること、紡糸口金から押し出された溶融ポリマーを給送することであって、それにより、連続長繊維を形成する、給送すること、及び、押し出された長繊維を可動コンベヤベルトに敷設することであって、それにより、ランダムに敷設された連続長繊維の不織ウエブを形成する、敷設することを含む方法である。敷設方法では、紡糸口金の回転、帯電、制御された空気流の導入、コンベヤベルトの速度の変更等の様々な手段によって、所望の配向が長繊維に与えられ得る。次いで、不織ウェブ中の個々の交絡長繊維が熱的、化学的、又は機械的な処理によって主として長繊維の交錯点にて結合する。次いで、スパンボンドウェブが巻かれてロール形態になる。
【０００６】
カーペットのタフティングプロセスの際、糸を通した多数のタフティング針を一次基布材に針棒の各ストロークで挿入する。各針は、基布材に刺入して開口を形成した後、後退することで、各開口に糸のループを残す。次いで、各針は次の挿入地点に移動する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
タフティングプロセスの際、一次基布材は、以下の２つの非常に重要な特性：タフティング針に対する挿入抵抗があり、且つ、針の後退後に糸ループ（糸房）をグリップすると共に所定位置に保持する能力があるという特性を呈さねばならない。最適には、挿入抵抗が最小であり任意の地点で糸房のグリップが最大である基布材を有することがもっとも好ましい。しかしながら、ウェブ材の機械的及び化学的特性には、その両者の特性の間で意図的な相殺が必要となる。すなわち、グリップ力が高ければ高い刺入力が必要となるであろう。逆に、通常、刺入力が低ければ糸房のグリップ力が不十分となるか又は弱くなる。低い挿入抵抗性と高いグリップ力を併せ持った一次基布が大いに望まれるであろう。
【０００８】
本発明の一目的は、糸房をグリップする特性が向上したカーペット基布材として使用するのに適した不織ウェブを製造することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、スパンボンドポリエステル布帛又はスパンレイドポリエステル布帛の糸房グリップ特性を向上させる方法である。
【００１０】
本発明のさらに別の目的は、タフテッドカーペットを製造する改良型方法である。
【００１１】
本発明のこれらの目的及び他の目的は、本開示を検討すれば容易に明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
［発明の概要］
上記目的を達成するために、ここで、硬化性エラストマーバインダ配合物を不織ウェブに施す工程と、ウェブ中の、次に適用すべきタフティング針パターンと整合している一連の空隙又は凹部を設けるようにウェブを処理する工程と、エラストマーバインダを硬化させるように加熱する工程とを含む方法が提案される。その後、処理された不織ウェブは次の加工用に巻かれてロールにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［好適な実施形態の詳細な説明］
本発明に従って加工すべき適した不織ウェブとしては、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、及びこれらのポリマーのブレンド等、熱可塑性ポリマーから製造されるものが挙げられる。ポリエステルから得た不織布が好ましく、スパンボンドポリエステルウェブ又はスパンレイドポリエステルウェブが特に好ましい。不織ウェブは従来の方法を用いて製造することができ、乾式製品、湿式製品、スパンレイド製品、メルトブロー製品、スパンボンド製品、及びスパンレース製品を含み得る。
【００１４】
好ましくは、不織ウェブはニードリング（needling：針打ち）され、熱固定すなわちヒートセット（heat-set）され、カレンダー加工されてから、エラストマーバインダで処理される。不織ウェブの厚み中にニードリングすなわち針穿刺することにより、「Ｘ」及び「Ｙ」方向（すなわち機械方向及び機械横断方向）の通常の熱結合のほかに、「Ｚ」方向（すなわち布の厚み中）に繊維のからみ合い又は交絡(entanglement)を形成する。ニードリングにより、全方向での繊維の結合及び交絡を行うことで、タフテッド糸との交絡の機会が増える。また、ニードリングにより、不織布にさらなる嵩高（loft）が加わるため、同じ目付に対し材料が若干厚くなり、糸房に対しさらなるグリップが得られる。不織ウェブは一方向又は双方向にニードリングすることができる。また、カスタムニードリング（custom needling）を従来の方法で行って、ウェブ中にパターン又は肌理(grainsしぼ模様)を形成してもよい。
【００１５】
ニードリング（すなわち針穿刺）は、任意の市販されているニードリング装置を用いて行うことができる。既知のように、ニードリングの程度が不織ウェブ又は不織布の引張強度に影響を及ぼす。平方インチ当たりの針刺入数は、ウェブの個々の長繊維を最適に混成及び交絡するように選択すべきである。
【００１６】
代替的に、繊維の交絡は他の既知の技法によって達成することができる。これらの技法には、刺針の代わりに高圧ウォータジェットを用いた水流交絡が含まれる。
【００１７】
不織ウェブは好ましくはヒートセットされる。この工程により寸法安定性が高まり、針穿刺工程によってもたらされる嵩高が安定する。嵩高がこのように改善されることは、いずれもの後続のカレンダー加工時の圧縮を減らすのに役立ち、また、ウェブを防縮加工してから形状記憶に固定することができ、それにより、後続の加工の際に生じる可能性のあるウェブの伸縮が最小限にとどめられる。
【００１８】
動作可能なヒートセット温度は大部分、不織ウェブを製造するのに用いられるポリマーの性質に応じて決まる。ヒートセットを行うには十分高いがポリマー材の溶融温度又は分解温度未満である温度が選択されねばならない。スパンボンドポリエステル不織布又はスパンレイドポリエステル不織布の場合、約１９０℃〜約２５０℃の温度範囲が好適である。約２０５℃〜２１０℃の温度が最も好適である。
【００１９】
任意の適した加熱装置を用いることができる。ドラムオーブンが特に適している。ヒートセットは、ウェブを加圧飽和蒸気に晒すことによって、又は乾熱を提供する装置を用いることによって達成することができる。
【００２０】
不織ウェブは好ましくは、ヒートセット後に、次の処理のために、表面の長繊維を結合すると共にウェブを適した厚さに圧密化するのに十分な温度及び圧力で処理することによってカレンダー加工される。所望であれば、カレンダー加工を用いてウェブに滑らかな面を与えることもできる。ウェブに適した厚さ及び表面テクスチャを与えるように温度及び圧力を調整することができる。ウェブは以前にヒートセットされているため、嵩高は影響を受けず、内部の繊維の交絡は乱されない。
【００２１】
カレンダー加工に概ね適した温度及び圧力の条件は、温度が約１００℃〜約２５０℃の範囲であり、圧力が大気圧〜約５００ｌｂｓ／ｉｎ２の範囲である。従来のカレンダーロール又はシリンダをこのカレンダー加工に用いることができる。
【００２２】
好ましくは、不織布はカレンダー加工後に最も好ましくは室温に冷却される。冷却は、不織布の寸法記憶を設定するのに役立つと考えられる。冷却は、空冷若しくは冷却ジェット又は任意の従来の冷却手段によって達成されることができる。
【００２３】
本発明の方法の重要な特徴は、不織ウェブ又は不織布にエラストマー特性を与えることである。このことは、不織ウェブを液状の硬化性エラストマーバインダ配合物と接触させることによって達成される。
【００２４】
エラストマーバインダは不織布にエラストマー特性を与え、このエラストマー特性により、タフティング針によって形成された開口がその針の後退後にサイズを収縮することが可能となる。針の後退後の開口の収縮により、糸房(yarn tuft)に対するグリップ作用が増す。バインダの弾性性質はまた、糸房が様々な理由から開口から抜けた場合、不織布の様々な修繕を可能にする。多くの基布では針の開口間の材料の一部が千切れ、その際に修繕が必要となる。本発明により処理された不織布の弾性特性により、針の開口間の材料の一部が千切れずに膨張して伸びることができ、修繕がしやすい。
【００２５】
適したエラストマーバインダ配合物としては、従来の加硫剤（curatives：硬化剤）及び添加剤を含有する、水ベースのエラストマー及び有機溶剤ベースのエラストマーが挙げられる。環境上の理由からラテックスが好適である。例としては、硬化性ポリウレタン、ジエンのホモポリマー及びコポリマー（例えばブタジエン／スチレンゴム）、アクリル等が挙げられる。
【００２６】
従来の添加剤をエラストマー配合物中に存在させてもよい。これらの添加剤としては、硬化剤、硬化補助剤、充填剤、潤滑剤、着色剤、抗菌剤、耐水化剤（water resists）等が挙げられる。エラストマーバインダの量及びその配合物の固体含量は、最適なパフォーマンスになるように調整されることができる。概して、固体含量は約１０重量％〜約３０重量％、好ましくは約１５重量％〜約２５重量％の範囲である。
【００２７】
上記バインダを不織ウェブに施すのに従来の手段を用いてもよい。浴浸漬、吹付け、ローラ塗装を用いてもよい。好ましくは、不織ウェブにはエラストマー配合物を十分に含浸させる。このことは、エラストマーバインダを収容している浸漬タンク中に不織ウェブを浸漬することによって達成される。
【００２８】
エラストマーバインダで浸漬した後、不織ウェブは余分なバインダを除去するように処理されることが好ましい。余分なバインダを同時又は順次に除去するために、不織ウェブには孔、空隙、又は凹部が設けられる。孔、空隙、又は凹部は、仕上がったウェブが次のカーペット製造作業において続いてタフティングされる際に用いるタフティング針のパターンと一致していると共にそのパターンと整合するパターンをしている。好ましくは、余分なバインダを除去すること及び不織ウェブ内に孔又は空隙を施すことは、例えば、一方が滑らかな面を有すると共に他方が所定の高さ、サイズ、及びパターンの複数の隆起のある面を有する一組のローラに不織ウェブを給送することによって同時に行われる。
【００２９】
空隙（窪み）、孔、又は凹部を施すのに任意の市販されているエンボス装置を用いてもよい。加熱した彫刻ローラが特に適している。
【００３０】
この工程の目的は、孔又は凹部内にバインダをほとんど又は全く有さず、且つ、表糸を通したタフティング針よりも小さい孔を有する不織ウェブを提供することである。タフティング作業中に孔が伸びる際に生じるエネルギーは、実際には、凹部及び孔の周りからスクイーズされた弾性バインダ中に蓄積される。針が後退すると、蓄積されたエネルギーが放出されるため、孔の周りの伸ばされた不織布が弛緩して糸房を所定位置にしっかり保持する。
【００３１】
バインダ処理された不織布に空隙又は孔を施す処理の後、バインダが硬化される。好ましくは、処理された不織布は、繊維を柔らかくすることも繊維の硬化を変えることもなく、不織布を乾燥させてバインダを硬化させるのに十分に高い温度でドラムヒータに送られる。乾燥及び硬化作業は、長繊維物接合部でさらに結合を行い、不織布にエラストマー特性を与える。不織ポリエステルの乾燥／硬化に適した温度範囲は、１００℃〜約２５０℃である。
【００３２】
その後、仕上げ製品が巻かれてロールになる。好ましくは、コアの巻き取りロールを駆動するように設計されている巻取装置が用いられる。摩擦車巻取機では不織布の潤滑面上で滑る可能性があるため、ロールの包装が不十分となる。コア駆動巻取機が巻き付けをきつく締めることにより、包装の安定性がさらに増す。
【実施例】
【００３３】
図１を参照すると、スパンレイド不織ポリエステルである基材Ａが、硬化性液状エラストマー配合物を含有するバインダ浸漬タンクＢに通される。次いで、バインダで十分に含浸された基材は一対のスクイーズローラに通され、そこにおいて、特定の所定量のバインダを除去するように圧力が設定される。一方のローラＣは、所定の高さ、サイズ、及び、仕上げウェブＤの所望の孔パターンと一致していると共に整合するパターンの複数の隆起のある表面を有する。次いで、ウェブＤを加熱して基材を乾燥させてバインダを硬化させる。
【００３４】
図２に示すように、ローラＣの表面の複数の隆起がそれらの下側からバインダのほとんど又は全てを効果的にスクイーズし、孔又は空隙を囲んでいるリングパターンに余分なバインダを押し出す。この結果、空隙の周りにバインダが溜まったリングを有する、本質的にバインダのない窪みが得られる。このリングは、針が孔又は空隙に挿入される際にゴムバンドと同様に膨張することによってタフティングの際に生じるエネルギーを蓄積する能力を有する。針が後退すると、孔に糸房が残り、蓄積されたエネルギーが放出され、リングが弛緩して糸房をしっかりとグリップする。このことは図３に示される。これにより、カーペットの見える面に一貫した糸パターンを呈しながらも、欠陥、再加工、及び無駄を減らす、糸房の優れたグリップがもたらされる。
【００３５】
本発明の好適な実施形態を記載してきたが、本発明は、これらの詳細な実施形態に限定されず、様々な変更及び改変が本発明の範囲又は精神から逸脱することなく当業者によって行われることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一方法の概略図である。
【図２】本発明に従って処理されるウェブ内の凹部又は孔を示す図である。
【図３】本発明の方法によって製造されるウェブのタフティング手順を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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