JP2010521999A - 自動車カーペット用タフテッドｐｅｔ繊維 - Google Patents

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Abstract

【課題】製造コストを増加させることなく、ナイロン構造とニードルパンチ式不織布構造の多くの利点及び特徴を組み合わせ、改善させたＰＥＴカーペットを得る。
【解決手段】タフテッドＰＥＴカーペットアセンブリ及びその形成方法が提供される。タフテッドＰＥＴカーペットアセンブリは、ポリエチレンテレフタレート（Polyethylene Terephthalate: ＰＥＴ）繊維からなり、所定のゲージにおいてタフティングされたＰＥＴ糸からなる、或る面重量を有する表面層と、前記表面層に隣接する第１の基布層と、前記第１の基布層に隣接する第１の裏面コーティング層とを具備する。タフテッドＰＥＴカーペットアセンブリの形成方法は、ＰＥＴ糸を、所定のゲージで基布にタフティングし、前記タフティングされたＰＥＴに、押出によって裏面コーティングを塗布することで、前記多タフティングされたＰＥＴを前記基布に固定し、前記タフティングされたＰＥＴにスチーム処理を施して、前記ＰＥＴの外観及び感触を向上させる。
【選択図】図１

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、２００７年３月６日に出願された米国特許仮出願第６０／８９３，１４０号の利益及び優先権を主張するものであり、この出願は参照として本明細書に援用される。
本発明は、包括的には車両に関し、より詳細には、車両内で利用されるカーペットの製造方法に関する。
自動車産業において、カーペットは多様な目的で用いられる。こうした目的のうちの１つは、騒音の軽減である。これは、車両コンパートメント内では騒音を低減することが望ましいためである。交通騒音、エンジン騒音、振動等の外の騒音を含む騒音を低減するために、各種の吸音材が用いられる。これらの吸音材は、ダッシュボード、ホイールウェル、トランクコンパートメント、ボンネット、ヘッドライナ、及び特にカーペットフロアパネルにおいて用いられる。カーペットフロアパネルについて考慮される事項及び機能は、吸音特性だけではない。その他の考慮事項としては、カーペットの重さ、外観、コスト、感触（すなわち、「手触り」）等がある。これらの所望の特徴を実現するために、主に２つのタイプのカーペット構造がある。
典型的には、自動車産業において用いられるカーペットは、タフテッド構造、又はニードルパンチ式不織布の構造である。一般に、タフテッドカーペットは、カーペット繊維のタフト又はバンドルが織布又は不織布等の一次基布に（ステッチ等によって）導入された複合構造を有する。典型的には、これらのカーペット繊維は、ナイロン（登録商標）、ポリエステル、ウール又はポリプロピレンからなる糸であり、ナイロンが最も一般的である。一次基布におけるタフテッド材料を確実に保持するために、このカーペット構造の裏面に、二次基布すなわち熱可塑性樹脂材料のコーティングが塗布される。この二次基布は、上記の構造を寸法安定化させるだけでなく、耐摩耗性をより高め、また、さらなる材料層のための接着剤の役割を果たすこともできる。不織性のカーペットは、ニードリング、ウォータージェット又はその他の処理によって機械交絡された繊維からなる。タフテッドナイロンカーペットは、摩耗特性に優れているため、北米の自動車用途において一般に好まれている。一方、ニードルパンチ式不織布構造は、それ程摩耗特性に優れていないが、ヨーロッパ及びアジアの製造市場において一般に好まれている。
米国特許出願公開第２００７／００３１６３４号明細書 米国特許第５，０８２，７０５号明細書 米国特許第６，００７，８７８号明細書
しかしながら、ナイロンには欠点があり、また、カーペットのコストを増加させることなく自動車カーペット技術を向上させたいという要望が常に存在する。このような要望のため、カーペット用途において代替繊維が用いられるようになった。このような代替繊維の１つが、ポリエチレンテレフタレート（Polyethylene Terephthalate: ＰＥＴ）である。ＰＥＴ繊維は、ＰＥＴチップから作られる。このＰＥＴチップの中には、再生プラスチック容器から作られるものもある。ＰＥＴは、技術的には一種のポリエステルであるが、他のポリエステルを用いる際の欠点であった融点が、ポリエステルのそれよりもはるかに高い。ＰＥＴの融点は、ナイロンのそれに匹敵する。また、ＰＥＴは、何度も繰り返し再利用できる可能性がある。さらに、ＰＥＴ繊維は、本来的な防汚性品質を有し、これにより、本来的に非常に汚れやすいために防汚性化学物質のコーティングを必要とするというナイロンの問題点が回避される。さらに、ＰＥＴはナイロンよりも強い引裂強度を有する。これにより、従来のナイロンカーペットよりも良好な耐擦過性及び耐引裂性を提供することができるため、好都合である。上記及びその他の理由により、タフテッド自動車カーペットにおいて、ＰＥＴは、論理にかなったナイロンの代替繊維であると思われる。しかし残念なことに、ＰＥＴを表面繊維（最上層）として用いてＰＥＴカーペットを形成する現在の方法では、カーペットは、ナイロン又はポリプロピレンのカーペットほど耐久性が高くないものとなり、通常、軽度〜中程度の摩耗条件にのみ推奨される。これはＰＥＴカーペットの欠点であり、このために自動車用途においてＰＥＴカーペットが許容及び利用されにくいものとなっている。
したがって、当該技術分野において、製造コストを増加させることなく、ナイロン構造とニードルパンチ式不織布構造の多くの利点及び特徴を組み合わせ、改善させるＰＥＴカーペットを得る方法が必要とされる。
上記の事情に鑑みて、タフテッドＰＥＴカーペットアセンブリ及びその形成方法が提供される。本発明の例示的な一実施形態によれば、タフテッドＰＥＴカーペットアセンブリは、ポリエチレンテレフタレート（Polyethylene Terephthalate: ＰＥＴ）繊維からなり、所定のゲージにおいてタフティングされたＰＥＴ糸からなる、或る面重量を有する表面層と、前記表面層に隣接する第１の基布層と、前記第１の基布層に隣接する第１のバックコーティング層とを具備する。
本発明の第２の例示的な実施形態によれば、タフテッドＰＥＴカーペットアセンブリは、ＰＥＴ繊維からなり、所定のゲージにおいてタフティングされたＰＥＴ糸からなる、或る面重量を有する表面層と、前記表面層に隣接する第１の基布層と、前記第１の基布層に隣接する第１のバックコーティング層と、前記第１のバックコーティング層に隣接する第２の基布層と、前記第２の基布層に隣接する下地層とを具備する。
本発明の第３の例示的な実施形態によれば、ＰＥＴ糸によるタフテッドＰＥＴカーペットアセンブリの形成方法が提供される。当該方法は、前記ＰＥＴ糸を、所定のゲージで基布にタフティングし、前記タフティングされたＰＥＴに、押出によってバックコーティングを塗布することで、前記タフティングされたＰＥＴを前記基布に固定し、前記タフティングされたＰＥＴにスチーム処理を施して、前記ＰＥＴの外観及び感触を向上させる。
本発明のさらに別の実施形態によれば、再生材料から製造されるカーペットの形成方法が提供される。当該方法は、タフテッド再生ＰＥＴ繊維をカーペット表面として形成し、再生ＰＥＴを一次基布のとして前記カーペット表面にタフティングし、前記一次基布がタフティングされた前記タフテッド再生ＰＥＴ繊維を加熱し、パウダー状又はシート状のいずれか一方のＰＥを、裏面コーティングとして前記一次基布に塗布し、再生ＰＥＴからなるスクリムを追加し、再生ＰＥＴからなる絶縁パッドを取り付ける。
本発明の１つの目的は、前記タフテッドＰＥＴカーペットが、ニードルパンチ式不織布構造よりも優れ、従来のナイロン構造に匹敵する磨耗特性を有することである。
本発明のもう１つの目的は、前記タフテッドＰＥＴカーペットが、同等のナイロンに匹敵する本来的な防汚性及び耐水性を有することである。
本発明のさらに別の目的は、前記タフテッドＰＥＴカーペットが、既存のナイロン繊維よりも優れるか又はそれに匹敵する色保持性及び耐退色性を有することである。
本発明の別の目的は、前記タフテッドＰＥＴカーペットが、少なくとも部分的に再生材料からなることである。
本発明のさらに別の目的は、前記タフテッドＰＥＴカーペットが、従来のカーペットに匹敵する、又はそれよりも優れた吸音性を有することである。
本発明の好適な実施形態に係るカーペットの断面図を示す図である。 本発明の代替的な実施形態に係るカーペットの断面図を示す図である。 本発明の実施形態に係るタフテッドＰＥＴカーペットを形成する１つの例示的な方法を示す概略図である。
本発明の実施形態の上記及びその他の利点は、添付の図面を踏まえて、以下の好適な実施形態の詳細な説明により、当業者には容易に明らかになる。
本発明の実施形態は、包括的には車両に関し、より詳細には、車両内で用いられるタフテッドＰＥＴカーペット及びその製造方法に関する。
図１には、本発明の一実施形態に係るタフテッドカーペットが、符号１０により全体的に示される。カーペット１０は、一次基布１４によってバッキングされたカーペット表面１２を有する。カーペット表面１２は、消費者が見たり触れたりする最も外側の層であり、タフテッドＰＥＴで形成されることが好ましい。一方、一次基布１４はポリエステル、ポリオレフィン（polyolefin：ＰＥ）等のポリマー繊維、又は任意の他の適当な合成繊維であることが好ましい。カーペット表面１２に対する一次基布１４は、１００〜１３０ｇｓｍのポリエステル又はスパンボンドポリエステルブレンドのスクリムであることが好ましい。一次基布１４に隣接して、バックコーティング１６が設けられる。バックコーティング１６は、パウダー状若しくはシート状の材料、又は、発泡ラテックス又はアクリル等、当該技術分野において一般に用いられる任意の他の適当な材料であることが好ましい。図１に示す好適な実施形態において、カーペット１０の次の層は、二次基布１８である。二次基布１８は、ＰＥＴ等のポリエステルで形成された軽量のスクリムであることが好ましい。この二次基布１８は、任意選択であり、成形性及び騒音の軽減等のカーペットの様々な要件に応じて設けられる。本開示の範囲を逸脱することなく、二次基布１８を省略できることを当業者は理解するであろう。
最後に、カーペット１０は、下地２０を有することが好ましい。下地２０は、当該技術分野において周知の絶縁パッドとして機能し、これもＰＥＴで形成されることが好ましい。各層１２、１４、１６、１８、２０の断面形状は均一であることが好ましいが、不均一であってもよい。さらに、各特定の層の厚さも、カーペット１０の全体にわたって均一であることが好ましいが、各層の厚さは、他の層の厚さと異なっていてもよい。さらに、本開示の範囲を逸脱することなく、任意の数の層を追加することも可能である。例えば、図２を参照して、特定の要件を満たすために、二次バックコーティング２２を利用することができる。この二次バックコーティング２２は、一次基布１４と二次基布１８との間に位置してよく、ＰＥブレンド又はＥＶＡブレンド等、多様な種類の材料からなってよい。
本発明の実施形態において用いられるＰＥＴ繊維は、未使用（非再生）原料から製造されてもよく、再生原料から製造されてもよい。様々な理由から、再生ＰＥＴ原料は本発明の実施形態に好適であるが、当業者は、未使用ＰＥＴ原料を用いて同様の結果を得ることができることを理解するであろう。さらに、再生原料と未使用原料とを組み合わせた混合材料よりも、１００％再生材料である再生ＰＥＴ繊維が好ましい。なぜなら、米国食品医薬品局は、プラスチックの飲料容器には最高品質の樹脂を用いるように要求しているため、１００％再生材料をプラスチックの飲料容器から得る場合、高品質の樹脂からなる材料が得られるためである。このような高品質の樹脂により、繊維の強度が改善されるため、本発明の実施形態に従ってカーペットを形成する場合、典型的には、再生プラスチック飲料容器から製造されたＰＥＴ繊維により、より良い品質のタフテッドカーペットが得られる。これが、未使用ＰＥＴと再生ＰＥＴの違いであり、再生ＰＥＴを利用することの利点である。このような原料から得られた糸を試験した結果、この繊維は、自動車カーペット産業において利用するために重要である強度及び耐久性が非常に優れていることが分かった。さらに、これらの特徴が再生処理中に失われることはない。
耐久性、重量、コスト、吸音性等の自動車カーペットシステムの典型的な考慮事項に加えて、再生ＰＥＴを本発明の実施形態に係るカーペットに用いることは、ナイロンに比べて、環境に優しいというさらに付加的な特徴がある。本明細書に開示される方法を利用することにより、主に１００％再生材料からなる「グリーン（地球に優しい）」カーペット１０を作ることが可能である。このようなカーペット１０の一例においては、カーペット表面１２は再生ＰＥＴからなり、バックコーティング１４もＰＥＴ又はスパンボンドポリエステルのスクリムからなり、そして下地２０も再生ＰＥＴからなることが意図される。最後に、再生ＰＥＴの利用は、それ程コストがかからない。再生ＰＥＴは、物流において容易に入手可能であり、また、多くの場合、未使用の樹脂及びナイロンよりも費用効率的である。
１００％の再生材料が最適であり、それが本明細書において想定されているが、本開示の実施形態は、ＰＥＴの利用が１００％再生材料から製造されたＰＥＴ繊維のみに限定されることを意図しておらず、多くの異なる原料の混合を用いてもよいことが予期される。さらに、本発明の実施形態を実施するために、プラスチックの飲料容器以外を再生材料の原料として用いてもよいことを当業者は理解するであろう。
自動車カーペット用のタフテッドＰＥＴは、好ましくは直径が１２００〜２４００デニールの範囲である繊維を用いて製造することができる。タフテッドＰＥＴの好適な面重量は、９．０オンス／平方ヤード〜５０．０オンス／平方ヤード以上の範囲であってよい。カーペット１０は、本明細書において説明するような従来のタフティング装置で製造することができるが、好ましくは、この処理には、カーペットがタフティングされた後に、材料の「手触り」を改善するためのスチーム処理の導入が必要とされる。本明細書において説明するように、好適な方法は、スチームボックス又は他の同様な加熱媒体を導入して、カーペット表面１２を完全に改善することを含む。処理中、ＰＥＴの糸を任意のゲージ、例えば１／８又は１／１０にタフティングすることができる。デニールが細いほど、贅沢な手触りが得られる。タフテッドＰＥＴは、従来のタフテッドナイロンに比べ、ほぼ同じ面重量のカーペットにおいて、１平方インチ当たり２０％多いタフトを有する。この高い密度により、密度の低いカーペットにおいて生じる事の多いコーンロウ（又はリッジング）を低減させることができる。繊維に、ループ糸及びツイスト糸等の構造を加えることにより、タフテッドＰＥＴによるさらに高い繊維強度及び耐摩耗性を実現することができる。好ましくは、ＰＥＴ繊維のフィラメント含有率は約８０であるが、これは、本発明の範囲から逸脱することなく変更可能である。タフテッドＰＥＴの繊維直径は、典型的には、従来のナイロンカーペットよりも細く、その結果、ナイロンに比べて、ＰＥＴの利用により、吸音性が著しく向上することが予期される。マイクロデニール繊維技術により、特定の周波数範囲における、車両内での吸音性の調整も可能となる。例えば、マイクロデニール繊維層（図示せず）を二次基布１８と下地２０との間に配置して、異なる音響傾向を実現することができる。
専用ＰＥＴ繊維、及び好ましくは再生ＰＥＴ繊維をタフティングすることは、カーペットフロア、中敷き又は補助マットを含む自動車カーペットシステムを製造する際に好都合である。本明細書において開示されたカーペット１０及びタフテッドＰＥＴカーペットの製造方法は、自動車用途に限定されず、業務用カーペット、住宅用カーペット又は飛行機用カーペット等の自動車以外の用途に適用されてもよいことを当業者は理解するであろう。
本開示は、カーペット１０を形成するための好適な方法も提供する。図３を参照して、本明細書に開示される好適な製造方法によれば、第１のステップ３０において、ＰＥＴチップ（未使用又は再生のいずれか）が押出によりＰＥＴ糸にされ、その後、糸コーン又はスプールに巻き取られる。その後、タフティングがまだ行われていない場合、ステップ３２において、糸コーン又はスプールはタフティング位置に送られる。本方法の次のステップ３４は、糸コーンをタフティングクリールにロードするか、又は糸をタフティングビームにさらに巻き付けることを含む。その後、ステップ３６において、糸がタフティングクリール又はタフティングビームから引き出され、タフティング装置に割り出しされる。次に、ステップ３８において、糸が一次基布にタフティングされる。そして、ステップ４０において、カーペット１０は、材料の手触りを向上させるためにスチーム処理される。このスチーム処理ステップ４０は、スチームボックス又は他の同様な加熱媒体の利用を含むことが好ましい。タフティング及びスチーム処理の後、ステップ４２において、好ましくは４０〜１２０ｇｓｍの薄いラテックス又は発泡ＰＥの層が糸に塗布される。このステップ４２は、ＰＥＴの糸を、一次基布に「タフトロック」する。カーペットの成形性及び音響的要件に応じて、任意選択の次のステップ４４において、二次バックコーティングが塗布される。この二次バックコーティングは、ポリエチレン（ＰＥ）ブレンド又はエチレン酢酸ビニル（Ethylene vinyl acetate: ＥＶＡ）ブレンドからなっていてよい。ＰＥブレンドの場合、２００〜８００ｇｓｍの範囲であることが好ましく、ＥＶＡブレンドの場合、８００〜２０００ｇｓｍの範囲であることが好ましい。ステップ４６において、下地２０がアセンブリに取り付けられる。最後に、ステップ４８において、カーペットが完成すると、カーペットは特定用途のために必要に応じて準備される。このステップ４８は、カーペットの裁断又は他の必要なステップを含んでよい。
カーペット用途の特定の要件に応じて、上記のステップが変更されてもよく、又は順序が変更されてもよいことを当業者は理解するであろう。例えば、スチーム処理ステップ４６は、プロセスの初期の段階で行われてもよい。さらに、プロセスにステップが追加されてもよい。例えば、カーペットの成形性及び音響的要件に応じて、二次基布１８を追加することができる。このような二次基布１８は、典型的には、軽量スクリムのポリエステルブレンド又は合成ブレンドからなり、好ましくは１５〜６０ｇｓｍの範囲である。
特許法の規定に従い、好適な実施形態を表していると考えられるものにより、本発明を説明した。しかしながら、本発明は、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、具体的に図示され説明された以外の方法で実施することができることを理解されたい。

Claims (20)

  1. ポリエチレンテレフタレート（Polyethylene Terephthalate: ＰＥＴ）繊維からなり、所定のゲージにおいてタフティングされたＰＥＴ糸からなる、或る面重量を有する表面層と、
    前記表面層に隣接する第１の基布層と、
    前記第１の基布層に隣接する第１の裏面コーティング層と
    を具備する軽量カーペットアセンブリ。
  2. 請求項１に記載の軽量カーペットアセンブリであって、
    下地層をさらに具備する
    軽量カーペットアセンブリ。
  3. 請求項２に記載の軽量カーペットアセンブリであって、
    前記下地層は、ＰＥＴからなる
    軽量カーペットアセンブリ。
  4. 請求項１に記載の軽量カーペットアセンブリであって、
    前記ＰＥＴ糸の直径は、１２００デニール〜２４００デニールである
    軽量カーペットアセンブリ。
  5. 請求項１に記載の軽量カーペットアセンブリであって、
    前記表面層の前記面重量は、９．０オンス／平方ヤード〜５０．０オンス／平方ヤードの範囲である
    軽量カーペットアセンブリ。
  6. 請求項１に記載の軽量カーペットアセンブリであって、
    前記表面層の前記面重量は、５０．０オンス／平方ヤードよりも重い
    軽量カーペットアセンブリ。
  7. 請求項１に記載の軽量カーペットアセンブリであって、
    前記所定のゲージは、１／８ゲージ及び１／１０ゲージのいずれか一方である
    軽量カーペットアセンブリ。
  8. 請求項１に記載の軽量カーペットアセンブリであって、
    前記表面層の前記ＰＥＴ糸は、ループ糸及びツイスト糸のいずれか一方である
    軽量カーペットアセンブリ。
  9. 請求項１に記載の軽量カーペットアセンブリであって、
    前記第１の基布層は、ポリエステル繊維及びポリマー繊維のうちの少なくとも一方からなる
    軽量カーペットアセンブリ。
  10. 請求項１に記載の軽量カーペットアセンブリであって、
    前記第１の裏面コーティング層は、シート状又はパウダー状のいずれか一方のポリマー繊維からなる
    軽量カーペットアセンブリ。
  11. 請求項１に記載の軽量カーペットアセンブリであって、
    第２の基布層をさらに有する
    軽量カーペットアセンブリ。
  12. 請求項１１に記載の軽量カーペットアセンブリであって、
    前記第２の基布層は、ＰＥＴスクリムを有する
    軽量カーペットアセンブリ。
  13. 請求項１に記載の軽量カーペットアセンブリであって、
    前記第１の裏面コーティング層に隣接する第２の裏面コーティング層をさらに有する
    軽量カーペットアセンブリ。
  14. 請求項１３に記載の軽量カーペットアセンブリであって、
    前記第２の裏面コーティング層は、ＰＥブレンド及びエチレン酢酸ビニル（Ethylene Vinyl Acetate: ＥＶＡ）ブレンドのいずれか一方からなる
    軽量カーペットアセンブリ。
  15. ＰＥＴ糸によるタフテッドＰＥＴカーペットアセンブリの形成方法であって、
    前記ＰＥＴ糸を、所定のゲージで基布にタフティングし、
    前記タフティングされたＰＥＴに、押出によって裏面コーティングを塗布することで、前記タフティングされたＰＥＴを前記基布に固定し、
    前記タフティングされたＰＥＴの外観及び感触を向上させるために、当該タフティングされたＰＥＴにスチーム処理を施す
    タフテッドＰＥＴカーペットアセンブリの形成方法。
  16. 請求項１５に記載のタフテッドＰＥＴカーペットアセンブリの形成方法であって、
    前記所定のゲージは、１／８ゲージ又は１／１０ゲージのいずれか一方である
    タフテッドＰＥＴカーペットアセンブリの形成方法。
  17. 請求項１５に記載のタフテッドＰＥＴカーペットアセンブリの形成方法であって、
    前記ＰＥＴ糸の直径は、１２００デニール〜２４００デニールである
    タフテッドＰＥＴカーペットアセンブリの形成方法。
  18. 請求項１５に記載のタフテッドＰＥＴカーペットアセンブリの形成方法であって、
    前記基布は、ポリエステル繊維及びポリマー繊維のうちの少なくとも一方からなる
    タフテッドＰＥＴカーペットアセンブリの形成方法。
  19. 請求項１５に記載のタフテッドＰＥＴカーペットアセンブリの形成方法であって、
    前記裏面コーティングは、シート状又はパウダー状のいずれか一方のポリマー繊維からなる
    タフテッドＰＥＴカーペットアセンブリの形成方法。
  20. タフテッド再生ＰＥＴ繊維をカーペット表面として形成し、
    再生ＰＥＴを一次基布として前記カーペット表面にタフティングし、
    前記一次基布がタフティングされた前記タフテッド再生ＰＥＴ繊維を加熱し、
    パウダー状又はシート状のいずれか一方のＰＥを、裏面コーティングとして前記一次基布に塗布し、
    再生ＰＥＴからなるスクリムを追加し、
    再生ＰＥＴからなる絶縁パッドを取り付ける
    再生材料から製造されるカーペットの形成方法。
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