JP2012527370A - 自動車用途のためのタフテッドカーペット - Google Patents

Abstract

自動車用途において使用するためのタフテッドカーペットは、パイル層と、少なくとも１つの一次バッキング層とから成る。パイル層は、パイル重量を有しており、所定の直径の所定の数のフィラメントから成る嵩高加工連続フィラメント（ＢＣＦ）から成る。カーペットは、所定のゲージでタフトされている。ＢＣＦ ＰＥＴ糸は、５０％〜７０％の伸びにおいて２．６ｃＮ／ｄｔｅｘ（センチニュートン毎デシテックス）〜３．２ｃＮ／ｄｔｅｘの引っ張り強伸度を備えるポリプロピレン（ＰＰ）糸、又は２０％〜４０％の伸びにおいて２．６ｃＮ／ｄｔｅｘ〜３．４ｃＮ／ｄｔｅｘの引っ張り強伸度を備えるポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）から成る。

Description

本発明は、概してタフテッドカーペット、特に自動車用途のためのタフテッドカーペットに関する。

自動車工業において、多くの目的のために及び様々な用途においてタフテッドカーペットが使用される。１つのこのような目的は騒音の低減である。別の目的は、運転環境の快適さの向上である。これらの目的は、車両フロアシステム、メインフロア、積載フロア及び積荷棚を含む、トラックにおけるデッキサイドトリムによって達成される。

これらの用途は、自動車又はバン等の人間輸送車両において、又は貨物自動車において見ることができる。車両フロアシステムは、複数の層、つまり表面層若しくはパイル層と、一次バッキング層と、バックコーティングと、基板と、デカップラとから成る。デカップラは、ボディ・イン・ホワイト（ＢＩＷ）（車体骨格構造）と接触した層であり、その役割は、ＢＩＷにおけるあらゆる騒音又は振動を乗員室から隔離することである。デカップラは、概して、発泡材料及び繊維材料に基づく。基板は、アブソーバ又はバリヤであることができ、制御された多孔質基板を形成するために、材料、繊維及び発泡材の組合せに基づく。バックコーティングは、タフトを一次バッキング層にしっかりと保持するためのものである。択一的に、タフトと一次バッキング層とが溶融することによって互いにしっかりと融着させられるような熱処理を、バックコーティングの代わりに用いることができる。一次バッキング層は、織物又は不織布から形成されている。パイル層はタフトから形成されている。パイル層と、一次バッキング層とは、カーペットを構成しているのに対し、バックコーティングは、基板への共通層を構成している。概して、車両フロアシステムにおいて、パイル層と一次バッキング層とはカーペットを形成している。

デッキサイドトリムは、自動車又はバン等の人間輸送車両、又は貨物自動車にも見られてよい。デッキサイドトリムは、カーペットと、バックコーティング又はそれに代わるものと、必要であれば、第２の及びそれ以上のバッキング層とから成る。カーペットは、パイル層及び一次バッキング層から形成されている。

タフテッドカーペットのその他の自動車用途は、オプションのフロアマット又はその他の内装部品であることができる。

その用途に従って、トリム又はマットの構成は、要求に応じるために構造及び設計が異なっている。その構成は、パイル層及び一次バッキング層から成るタフテッドカーペットと、バックコーティングと、及び用途の特定の要求に適応された付加的な層とから成る。最も困難な要求は、車両フロアシステムにおいて使用されるタフテッドカーペットに関するものである。

用途から独立して、パイル層を備えたタフテッドカーペットは、主として、２つの異なるタイプのカーペット表面構成、つまりカットパイル層又はループパイル層を有する。タフテッドカーペットは、概して、一次バッキング層としての複合構造を有しており、この一次バッキング層にカーペット糸のタフトが植え込まれている。タフトはパイル層を形成している。一次バッキング層は、一般的に、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、綿、又は前記ポリマの混合物の織られない又は織られた材料から形成されている。一般的に、不織布一次バッキング層は、スパンボンディングによって形成される。

タフティングプロセスの後、タフト材料を一次バッキング層にしっかりと保持するために、カーペット構造の下側にバックコーティングを取り付けることができる。リサイクルの観点から、タフト及び一次バッキング層のために同じタイプの合成材料を選択することが有利である。バックコーティングは例えばラテックスから成る。バックコーティングの同じ意図でカーペット構造の下側に押出し成形によってラテックス以外の合成材料を提供することも知られている。バックコーティングに代えて、一次バッキング層におけるタフト材料の保持を熱プロセスによって行うことができ、その場合、タフトと一次バッキング層とは融着される。

自動車用途のためのタフテッドカーペットにおいて使用されるカーペットヤーンは、一般的に、ポリアミド、ポリエステル、又はポリオレフィンから成る人工糸である。これらの糸は、所定の数のシングルフィラメントから成るＢＣＦ糸（嵩高加工連続フィラメント糸）のタイプである。ＢＣＦ糸は、溶融紡糸され、ドラフトされ、テクスチャ化されたフィラメントの束である。自動車用途におけるカーペットヤーンとして使用される最も一般的なＢＣＦ糸は、ポリアミド（ＰＡ）である。技術発展により、タフテッドカーペット構造においてＰＡ糸以外の択一的な糸が使用されるようになった。この択一的な糸は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）糸及びポリプロピレン（ＰＰ）糸から成っていた。

車両用カーペットにおける支配的な要因は、コストである。さらに、タフテッドカーペットは、自動車用途において使用されるカーペットの最重要特性として、摩耗、応力白化、及び重量の観点から評価される。その他の品質の観点は、清浄性、見た目、触り心地、使用される材料のリサイクル性である。

カーペット技術を向上させる望みは、コストを最適化するために最大摩耗特性と最低重量との間の妥協を生じた。標準的な摩耗規格を満たすためには、タフテッドカーペットを構成するために所定の量の材料が必要とされる。摩耗を、ＤＩＮ５３７５４（独国工業規格）に従って試験することができる。この手順は、回転式プラットフォーム試料支持体と、二重摩耗ホイール機械とによってトリム材料の耐摩耗性を決定する方法である。ホイールは、試料を回転させながら、試料のパイル層に押し付けられる。試料を所定の回数だけ回転させた後、重量の損失が測定され、視覚的な外観が評価される。重量の損失は、テーバーインダストリの試験装置の後の耐摩耗性又はテーバー摩耗を示す。テーバー試験によって提供される別の効果は、応力白化である。物理的又は視覚的な外観が変化させられる。この効果は、摩耗によるフィラメントのフラクション及び機械的な損傷による光の反射の変化によって生ぜしめられる。

カーペットヤーンとしてＰＰ糸を使用することにより、摩耗規格を考慮すると、ＰＡ糸と比べて材料の重量が増大されなければならなかった。他方では、ＰＰ糸のタフテッドカーペットは、ＰＡ糸のタフテッドカーペットと比べて、より高いひずみ抵抗を特徴とする。清浄性は、車両において使用されるカーペットの重要な特性である。

カーペット糸としてＰＥＴ糸を使用することは、ＰＡカーペットよりも耐久性の低いカーペットを生じ、軽度から中程度までの摩耗条件に対してのみ推奨される。ＰＥＴ糸は、固有のひずみ抵抗品質も有しており、これは、極めてひずみを受けやすいためにひずみ抵抗化学物質の塗布を必要とするＰＡ糸の問題を回避する。

本発明の課題は、ポリプロピレン（ＰＰ）糸又はポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）糸から形成された、高いひずみ抵抗を有するカーペットを提供することであり、このカーペットは、カーペットの重量又は製造コストを増大させることなく改良された耐摩耗性を特徴とする。

発明の上記課題の解決は、請求項１の特徴によって提供される。課題は、パイル層と少なくとも１つの一次バッキング層とを備えたタフテッドカーペットによって解決され、パイル層は、パイル重量を有しており、嵩高加工連続フィラメント（ＢＣＦ）糸から成る。ＢＣＦ糸は、所定の直径の所定の数のフィラメントから成る。ＢＣＦ糸は、５０％〜７０％の伸びにおいて２．６ｃＮ／ｄｔｅｘ（センチニュートン毎デシテックス）〜３．２ｃＮ／ｄｔｅｘの引っ張り強伸度を有するポリプロピレン（ＰＰ）糸、又は２０％〜４０％の伸びにおいて２．６ｃＮ／ｄｔｅｘ〜３．４ｃＮ／ｄｔｅｘの引っ張り強伸度を有するポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）から成る。

様々なタイプのカーペット及び様々なＢＣＦ糸についての研究は、自動車用途のためのカーペットの耐摩耗性が、使用されるＢＣＦ糸及びＢＣＦ糸の材料の物理的特性に依存することを示している。このような物理的特性のうちの１つは、引っ張り強伸度である。所定の引っ張り強伸度に達するために、糸は、製造プロセスの間に、所定の範囲まで延伸される。フィラメントが延伸されるほど、引っ張り強伸度は高くなる。延伸比に対する限界が存在するので、ある時点の後に糸を延伸することは、フィラメント破断を生じる。過去の経験に基づいて、より高い引っ張り強伸度は、耐摩耗性能を高めるために必要とされず、さらに糸の製造中に走行問題を生じると一般的に考えられているので、ＢＣＦ ＰＰ糸及びＢＣＦ ＰＥＴ糸は、良好な走行性能を有するように（フィラメント破断を生じないように）最適なレベルの引っ張り強伸度に製造される。既存の考え方に反して、（同じ走行性能を有する）フィラメント破断を高めることなくＰＰ又はＰＥＴ糸に関してある程度まで引っ張り強伸度を高めることは、カーペットの摩耗挙動を高めることが分かった。ＰＰ糸又はＰＥＴ糸が、高い引っ張り強伸度領域において製造された場合、ＰＰ糸又はＰＥＴ糸は耐摩耗性に関して有利な性能を有することが分かった。従って、ひずみ抵抗に関するＰＡ糸に対するＰＥＴ糸又はＰＰ糸の利点を、引っ張り強伸度を高めることによって、改良された耐摩耗性と組み合わせることが可能である。

タフテッドカーペットの摩耗性能に関する最良の結果は、５０％〜７０％の伸びにおいて２．６ｃＮ／ｄｔｅｘ（センチニュートン毎デシテックス）〜３．２ｃＮ／ｄｔｅｘの引っ張り強伸度を有するＢＣＦ ＰＰ糸を使用することによって得られる。好適には、使用されるＰＰ糸の引っ張り強伸度は、５０％〜６５％の伸びにおいて２．８ｃＮ／ｄｔｅｘ（センチニュートン毎デシテックス）〜３．１ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲である。驚くべきことに、この性能は、ＢＣＦ ＰＥＴ糸にも当てはまる。タフテッドカーペットの摩耗協働に関する最良の結果は、２０％〜４０％の伸びにおいて２．６ｃＮ／ｄｔｅｘ（センチニュートン毎デシテックス）〜３．４ｃＮ／ｄｔｅｘの靱性を有するＢＣＦ ＰＥＴ糸を使用することによって得られる。好適には、使用されるＰＥＴ糸の引っ張り強伸度は、２５％〜３５％の伸びにおいて２．８ｃＮ／ｄｔｅｘ（センチニュートン毎デシテックス）〜３．２ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲である。

カーペットの重量を減じるために、１本のフィラメントの直径が減じられる。フィラメントの直径は、ＰＰ糸又はＰＥＴ糸のいずれの場合にも５〜２０ｄｐｆ（デシテックス毎フィラメント）の範囲である。好適には、タフテッドカーペットを製造するために使用されるＰＰ糸は、６〜１２ｄｐｆの直径を有する。特定の引っ張り強伸度と組み合わされた、摩耗性能に関するＰＰ糸の最良の結果は、７ｄｐｆの直径の場合に提供される。好適には、タフテッドカーペットを製造するために使用されるＰＥＴ糸は、１０〜２０ｄｐｆの直径を有する。特定の引っ張り強伸度と組み合わされた、摩耗性能に関するＰＥＴ糸の最良の結果は、１５ｄｐｆの直径の場合に提供される。フィラメント直径の高い均一性を有するために、変異比（modification ratio）は１に近いべきである。ＢＣＦ糸の場合、一般的に、変異比は、０．９から１．１である。

ＰＡ等の一般的に使用されるカーペット繊維と同等の摩耗性能を達成するために、微細なｄｐｆのＰＰ糸のカーペットを製造することによって、重量がより小さい材料が使用されるか、又は同様に、微細なｄｐｆのＰＥＴ糸のカーペットを製造することによって、重量がより小さい材料が使用される。ＰＰ糸は、１２０〜１５０本のフィラメント、好適には１３０〜１４０本のフィラメントを有する。性能に対する重量の最良の比は、１３５フィラメントのＰＰ糸によって実現することができる。ＰＥＴ糸は、７０〜１００本のフィラメント、好適には７５〜９０本のフィラメントを有する。性能に対する重量の最良の比は、８０本のフィラメントのＰＥＴ糸によって実現することができる。

１平方メートル当たりのフィラメントの数は、タフテッドカーペットの触り心地にも影響する。触り心地は、より多数のフィラメントによって高められる。

規格ＤＩＮ５３７５４による摩耗試験は、ＰＡ糸から形成された公知のカーペットと同様の耐摩耗性を示した。本発明によるパイル層の摩耗特性は、引っ張り強伸度の増大により、従来公知のＰＰ糸又はＰＥＴ糸のタフテッドカーペットよりも優れている。

ＰＰフィラメント及びＰＥＴフィラメントは、様々な断面形状で製造され、円形、矩形、多角形、その他の断面形状であってよく、中空のフィラメント又はコアとシースから成るフィラメントであってよい。ＰＰ又はＰＥＴのＢＣＦ糸は、有利には、本発明によるカーペットを製造するために、三葉断面（trilobal）タイプのフィラメントから成る。

本発明によるタフテッドカーペットのパイル重量は、自動車用カーペットの技術分野における用途に応じて、２００ｇｓｍ（グラム毎平方メートル）から７５０ｇｓｍである。例えば、カーペットが、最も高い摩耗基準を有する車両フロアシステムにおいて使用される場合、本発明によるＰＰ糸又はＰＥＴ糸を備えたカーペットのパイル重量は、２５０ｇｓｍから４５０ｇｓｍの範囲である。リサイクルの可能性とともに、ＰＰ又はＰＥＴ以外の、タフテッドカーペットにおいて使用される人工繊維と比較して、タフテッドカーペットの自動車用途の環境的信用を高めたい場合、重量が小さいことはますます重要である。本発明によるカーペットにおいて使用されるＢＣＦ糸は、２０％〜８０％の、再利用された脱工業化廃棄物（postindustrial waste）若しくは産業廃棄物及び一次バッキング層から形成されていてよい。

自動車用のカーペットの１つの染色形式は、後染めである。後染めでは、カーペットは白色に製造され、タフティングプロセスの後、バックコーティングの提供の前に、染色される。別の染色形式は、原液染色された糸の形式であるＢＣＦ糸をタフティングするために使用するためのものである。原液染色は、タフテッドカーペットが、タフティングの後すぐに使用できるという点において製造上の利点を有する。ＰＰ糸は、有利には、原液染色された糸であるのに対し、ＰＥＴ糸から形成されたカーペットは、一般的に、後染めされたカーペットである。

本発明による用途にもかかわらず、視覚的及び触覚的特性を達成するために、製造プロセスにおいて、タフティングゲージは、より微細なＰＰ糸のためには６４分の５インチに選択される。ＰＥＴ糸の場合には、６４分の５インチよりも、１０分の１インチゲージが好適である。タフティングゲージの選択は、応力白化にも影響し、フィラメント毎平方メートルが大きくなるほど、フロア又はトリムの輪郭に従ってカーペットが所定の形状に成形されるときに、より少ない応力白化が出現する。それぞれのポリマのためにも使用される一般的なタフティングゲージは、８分の１インチ、３２分の５インチ、及び１０分の１インチである。

本発明の上記利点及びその他の利点は、添付の図面を参照して考慮した時、好適な実施の形態の以下の詳細な説明から当業者に容易に明らかになるであろう。

車両フロアシステムの概略的な断面図である。 本発明によるカットパイルタフテッドカーペットの概略的断面図である。

本発明は、概して、フロアシステム、トラックにおけるデッキサイドトリム、車両におけるオプションのマット又はその他のインテリアトリム（内装部品）、特に、ＰＰタフテッドカーペット又はＰＥＴタフテッドカーペット、及びＰＰタフテッドカーペット又はＰＥＴタフテッドカーペットを製造する方法に関する。

図１を参照すると、フロアシステム１の実施の形態が、概して公知の従来技術に従って示されている。車両フロアシステム１は、３つの主要なエレメント、すなわち繊維から成る装飾上部層３と、基板４と、音響及び振動減衰層を備えたデカップラ５とを有している。デカップラ５は、ボディ・イン・ホワイト（ＢＩＷ）、つまり車両の車体６と接触している層である。デカップラは、概して、発泡材料及び繊維材料をベースにする。

基板４は、アブソーバ又はバリヤであることができ、制御された多孔質基板を形成するために材料、繊維及び発泡材の組合せをベースにすることができる。

カーペット２は、２つの層、つまりパイル層及び一次バッキング層から形成されている。装飾上部層３は、タフテッドヤーンから形成されており、パイル層を形成している。タフトは、一次バッキング層に縫い込まれている。一次バッキング層は、織物又は不織布から形成されている。パイル層及び一次バッキング層はカーペットを構成しているのに対し、バックコーティングは、基板との境界層を構成している。概して、車両フロアシステムにおいて、パイル層及び一次バッキング層はカーペットを形成している。

図２には、本発明によるカットパイルタフテッドカーペット２の実施の形態の概略図が示されている。カットパイル及びループパイルのカーペット２の構造は、タフト７の形態以外は同じである。タフテッドカーペットは、一次バッキング層８に植え込まれたタフト７を有している。タフト７は、次いでカーペット２の上側において切開される。パイル層７及び一次バッキング層８は、本発明によるタフテッドカーペットを形成している。タフト７を一次バッキング層８における所定の位置に固定するために、従来技術において複数の可能性が知られている。例えば、タフト７を一次バッキング層８に保持するために、一次バッキング層８に隣接してバックコーティング９が形成される。又は、タフト７及び一次バッキング層が、カーペットの下側において融着させられる。フロアシステムにおける位置及びその他の自動車用途及びカーペットの目的とする機能に応じて、バックコーティング９に隣接して第３のバッキング層又はそれ以上のバッキング層を取り付けることができる。

タフト７は、車両の使用者が見たり触れたりするパイル層を形成している。パイル層は、所定の数のフィラメントを含むタフテッドＰＰ又はＰＥＴ糸から成る。微細なフィラメントにより、本発明によるカーペットの１平方メートル当たりの重量は、従来公知のように製造されたカーペットの重量を超えることはない。

Claims (15)

1. パイル層及び少なくとも１つの一次バッキング層を備えた、自動車用途において使用するためのタフテッドカーペットであって、前記パイル層は、パイル重量を有しておりかつ、所定の直径を有する所定の数のフィラメントから成る嵩高加工連続フィラメント（ＢＣＦ）糸から成る形式のものにおいて、該ＢＣＦ糸は、５０％〜７０％の伸びにおいて２．６ｃＮ／ｄｔｅｘ（センチニュートン毎デシテックス）〜３．２ｃＮ／ｄｔｅｘの引っ張り強伸度を有するポリプロピレン（ＰＰ）糸、又は２０％〜４０％の伸びにおいて２．６ｃＮ／ｄｔｅｘ〜３．４ｃＮ／ｄｔｅｘの引っ張り強伸度を有するポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）から成ることを特徴とする、自動車用途において使用するためのタフテッドカーペット。
2. 前記フィラメントの所定の直径が、５〜２０ｄｐｆ（デシテックス毎フィラメント）である、請求項１記載のカーペット。
3. 前記フィラメントの所定の数が、前記ＢＣＦ糸の７０〜１５０本のフィラメントである、請求項１又は２記載のカーペット。
4. 前記ＰＰ糸が、１２０〜１５０本のフィラメントを含む、請求項３記載のカーペット。
5. 前記ＰＥＴ糸が、７０〜１００本のフィラメントを含む、請求項３記載のカーペット。
6. 前記糸が、三葉断面のフィラメントを含む、請求項１から５までのいずれか１項記載のカーペット。
7. 前記パイル重量が、２００ｇｓｍ（グラム毎平方メートル）〜７５０ｇｓｍである、請求項１から６までのいずれか１項記載のカーペット。
8. 前記カーペットが、タフティングプロセスの後に後染めされる、請求項１から７までのいずれか１項記載のカーペット。
9. 前記糸が、原液染色されたタイプの糸である、請求項１から７までのいずれか１項記載のカーペット。
10. 一次バッキング層及びＢＣＦ糸が、同じタイプの合成材料、ＰＰ又はＰＥＴである、請求項１から９までのいずれか１項記載のカーペット。
11. カーペットと同じタイプの合成材料から形成された１つ又は２つ以上の付加的な層が、カーペットの下側に取り付けられている、請求項１０記載のカーペット。
12. 請求項１から７までのいずれか１項記載のＢＣＦ糸によってタフテッドカーペットを製造する方法において、ＢＣＦ糸を６４分の５インチのゲージで一次バッキング層にタフティングすることによってタフトが縫い付けられ、タフティングされた糸を一次バッキング層に固定するために押出し成形又はラテックス塗布又は熱プロセスを介してタフティング部にバックコーティングを提供することを特徴とする、タフテッドカーペットを製造する方法。
13. バックコーティングを提供する前に、タフテッドカーペットが後染めされる、請求項１２記載の方法。
14. 一次バッキング層が、タフトと同じタイプの合成材料から成る、請求項１２又は１３記載の方法。
15. 糸及び一次バッキング層が、２０％〜８０％のリサイクルされた脱工業化廃棄物から成る、請求項１２から１４までのいずれか１項記載の方法。

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