JP7629996B2 - スパンボンド不織布およびその製造方法 - Google Patents

Description

［関連出願との相互引用］
本出願は、２０２０年１２月３０日付の韓国特許出願第１０－２０２０－０１８７５９４号、および、２０２１年１２月２８日付の韓国特許出願第１０－２０２１－０１８９９３２号に基づく優先権の利益を主張するのであり、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は、本明細書の一部として含まれる。

本発明は、自動車の床材の素材として使用するに適したカーペット用スパンボンド不織布、およびその製造方法に関する。

カーペットは、家庭、公共機関、ホテル、食堂、自動車などにおける床のインテリア製品であり、装飾、快適性、吸音および歩きやすさ（クッション）を目的として使用されている。

既存のカーペット構造は、カーペット原糸（ＢＣＦ ｙａｒｎ（ｐｉｌｅ））、基布（不織布）、ラテックスおよびＰＶＣ（ゴム(Ｒｕｂｂｅｒ)，ＥＶＡなど）で構成されている。

この中で、前記ラテックスおよびＰＶＣの素材は、カーペット原糸がタフティングされた基布（不織布）にコーティング加工を行う工程で、有害物質のヒューム(Ｆｕｍｅ)を発生させるのであって、完成品では自動車の床のインテリア製品群に属し、室内の空気の質を汚染させる揮発性有害物質を発生させる。

すなわち、カーペットの構成では、ラテックスコーティング工程およびＰＶＣ層が、揮発性有害物質が最も多く放出される層である。また、前記カーペットを製造する後加工の工程の中でも、ＰＶＣ層をコーティングおよび硬化させる工程で有害物質が多く放出されるという問題がある。

そのため、空気の質に対しては世界的に規制が強化され、製品開発はラテックスとＰＶＣ素材を使用しない方向に進められている。

しかし、空気の質に対する規制を満たしながらも、不織布に対する引抜き強力などの機能性に優れた製品がまだ開発されずにいるというのが実情である。

本明細書では、ラテックスおよびＰＶＣ素材を使用しなくても、カーペット原糸を不織布に安定して固定させることができ、機能性に優れたラテックス層の役割をする不織布を用いる、カーペット用スパンボンド不織布、およびその製造方法を提供することにある。

また、本明細書では、ラテックスおよびＰＶＣ素材を排除することにより、揮発性有害物質（Ｆｕｍｅ）が発生しないことから環境にやさしいカーペット用スパンボンド不織布、およびその製造方法を提供することにある。

本明細書では、一実施形態により、
２５０℃以上の融点を有するポリエステルフィラメント６０～８０重量％、および１７０℃以下の融点を有するコポリマーフィラメント２０～４０重量％を含む、分割糸の形態を有する複合フィラメントから形成された繊維ウエブを含み、
下記式１による分割率が５０％以上であり、
ＫＳ Ｋ ０５２１の標準試験法による１８ｋｇｆ／５ｃｍ以上の常温強度、４．０ｋｇｆ／３ｃｍ以下の熱間強度(hot strength; 熱時強度)、および８０％以上の熱間伸び率(熱時伸び率)を有するスパンボンド不織布を提供する。

［式１］
分割率（％）＝（分割されたフィラメントの数）／（分割されたフィラメントの数＋未分割のフィラメントの数）×１００

（式１において、
前記分割されたフィラメントの数および未分割のフィラメントの数は、不織布の断面を倍率が２００倍(×２００)の顕微鏡（ＳＥＭ）でもって撮影した写真にて観察された分割および未分割のフィラメントの数であり、前記分割率は１０個の写真の平均値を示す。）

また、本明細書では、もう一つの実施形態により、
２５０℃以上の融点を有するポリエステルフィラメント６０～８０重量％、および１７０℃以下の融点およびＭＩ（Ｍｅｌｔ ｉｎｄｅｘ）１５～２５ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭ １２３８，１９０℃）を有するコポリマーフィラメント２０～４０重量％を、多分割形態の複合紡糸口金を通じて紡糸し、延伸して分割糸の形態を有する複合フィラメントを製造する段階；
前記複合フィラメントを積層して繊維ウエブを形成する段階；
前記繊維ウエブを熱接着により結合する段階；および
前記熱接着されたウエブにてフィラメントが分割される段階；を含み、
前記熱接着されたウエブにてフィラメントを多分割させる段階の後に、下記式１による分割率が５０％以上である前記スパンボンド不織布の製造方法を提供する。

［式１］
分割率（％）＝（分割されたフィラメントの数）／（分割されたフィラメントの数＋未分割のフィラメントの数）×１００

（式１において、
前記分割されたフィラメントの数および未分割のフィラメントの数は、不織布の断面を倍率が２００倍(×２００)の顕微鏡（ＳＥＭ）でもって撮影した写真にて観察された分割および未分割のフィラメントの数であり、前記分割率は１０個の写真の平均値を示す。）

また、本明細書では、他の実施形態により、前記スパンボンド不織布を含むカーペットを提供する。

以下、発明の実施形態によるカーペットおよびその製造方法について詳細に説明する。

それに先立ち、本明細書にて明示的な言及がない限り、専門用語は単に特定の実施例を言及するためのものであり、本発明を限定することを意図しない。

本明細書で使用される単数形は、文脈上明らかに逆の意味を示さない限り複数形も含む。

本明細書で使用される「含む」ことの意味は、特定の特性、領域、定数、段階、動作、要素および／または成分を具体化し、他の特定の特性、領域、定数、段階、動作、要素、成分および／または群の存在や付加を除外させるものではない。

そして、本明細書で「第１」および「第２」のように序数を含む用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で使用され、前記序数により限定されない。例えば、本発明の権利範囲内にて、第１構成要素は第２構成要素と名付けられてもよく、同様に第２構成要素は第１構成要素と名付けられてもよい。

以下、本発明を詳細に説明する。

発明の一実施形態により、２５０℃以上の融点を有するポリエステルフィラメント６０～８０重量％と、１７０℃以下の融点を有するコポリマーフィラメント２０～４０重量％とを含む、分割糸の形態を有する複合フィラメントから形成された繊維ウエブを含み、ＫＳ Ｋ ０５２１の標準試験法による１８ｋｇｆ／５ｃｍ以上の常温強度、４．０ｋｇｆ／３ｃｍ以下の熱間強度、および８０％以上の熱間伸び率を有するスパンボンド不織布を提供することができる。

本発明者らが研究を重ねた結果、特定含有量比及び融点が互いに異なるマトリックスおよびバインダ素材の分割糸からなる複合繊維を用いる場合、ラテックスおよびＰＶＣ素材のコーティング工程を行わなくても、ラテックスおよびＰＶＣ層の機能を示し得る不織布を用いるカーペットを、連続して製造できることを確認した。

したがって、本明細書では既存のカーペットの構成のうち、ラテックス素材の機能を含む不織布を製造して、ラテックス層がないカーペットを提供することを特徴とする。

特に、既存のカーペット層の中でラテックス素材はカーペット原糸（ＢＣＦ ｙａｒｎ）を固定する役割をする。しかし、前記ラテックス素材は環境問題を引き起こすので、本明細書では、別途のラテックス素材を使用せずに、不織布にカーペット原糸との機能（引抜き強力）を高めることにより、ラテックス層の役割を含むカーペット用不織布を製造しようとする。

そのため、前記カーペットの製造の際、ラテックスコーティング工程を排除することによって、有害なヒューム(Ｆｕｍｅ)の未発生および完成品のＶＯＣｓ（揮発性有害物質）の低減が実現可能であり、自動車の床のインテリア素材として適用した際に、環境にやさしい使用をすることができる。

このような本明細書による前記不織布は、２５０℃以上の融点を有するポリエステルフィラメント６０～８０重量％と、１７０℃以下の融点を有するコポリマーフィラメント２０～４０重量％とを含む、分割糸の形態を有する複合フィラメントから形成された繊維ウエブを含むスパンボンド不織布である特徴がある。

具体的には、前記不織布は、マトリックス素材として２５０℃以上の融点を有するポリエステルフィラメントを使用し、バインダ素材として１７０℃以下の融点を有するコポリマーフィラメントを使用することで、分割糸の形態に形成されうる。

本明細書にて前記分割糸は、多分割断面の形状を有するものであって、超極細繊維の製造方法により、前記２種のポリマーおよび多分割形態の複合紡糸口金を用いることで、前記２種のポリマーが極細化されて単糸内部の断面が多分割された形状を含むことを意味するため、断面は円形だけではない。一例を挙げると、前記多分割断面の形状は、単糸の内部に８～６４分割糸または１６～３２分割糸または３２分割糸を含むことができる。

そこで、前記不織布は、前記マトリックスおよびバインダ素材の混合比を特定すると同時に、８～６４分割糸を含む複合フィラメントを用いることにより、ラテックス素材がなくともラテックス層の機能性を付与することができる。

特に、前記バインダ素材は、カーペット製造の後加工（Ｔｕｆｔｉｎｇ、熱処理、Ｂａｃｋｉｎｇおよび成形）工程で溶融し、接着材および成形性能のための高伸び率を発現する役割をするので、ラテックス層の役割を果たすことができる。

すなわち、前記バインダ素材として使用されるポリマーの役割は、タフティング工程の後、タフティングの裏面を熱処理する際に溶融することで、カーペット原糸（ＢＣＦ ｙａｒｎ）と基布（不織布）との間の接着剤の役割をする。また、自動車用カーペットとして製造されるための最後の成形工程にて１８０～２００℃の高温環境でバインダポリマーが溶融直前の状態になり、高い伸び率を発現する役割をし、成形を可能にする。

ここで、前記バインダの含有量が１９重量％以下である場合、分割糸の形態が形成されにくく（紡糸圧力の不均一によりバインダポリマー(Ｂｉｎｄｅｒ ｐｏｌｙｍｅｒ)が押し出されないか、片方に偏る）、不織布を構成するフィラメント同士の間の結合力が不足して後加工工程で破損しやすい。分割糸の形態が均一でない場合、不織布の位置別の物性偏差が発生し、後加工の成形工程にて、引き裂け、および低い引抜き強力値が発生し得る。

また、前記バインダの含有量が４１重量％以上の場合、１８０℃以上のカーペットの製造のための後加工工程にて支持体の役割をするマトリックス成分が不足するようになり、そのため、高温で溶融の状態になるバインダ原料が多くなって、外力による形態変形（収縮、伸び）が発生することから、後加工が不可能である。

また、バインダ原料の融点が１７０℃以上であると、不織布の強度付与、接着材および高い伸び率の役割が発現しなければならない工程温度にて溶融しないため、バインダフィラメントとしての役割をすることができない。

また、前記フィラメントは、分割前の平均直径が２２～３１μｍであり、５．０～９．０デニールの繊度を有する分割糸を含み得る。より具体的には、前記分割糸は、分割前の平均直径が２２～３１μｍであり、５．０～９．０デニールの繊度を有することができる。また、前記複合フィラメントの分割前の横断面は、８分割～６４分割された円形または球形であり得る。

前記複合フィラメントの断面の形状が分割糸の形態でない円形断面である場合、バインダフィラメントを追加で紡糸して、マトリックスフィラメントとバインダフィラメントとを混合してウエブを形成しなければならない。この際、フィラメントを混合すると、均一性に限界があるので、バインダフィラメントがない部分が発生する。前記バインダフィラメントは、不織布の引張強度を発現させる因子であって、バインダフィラメントの有／無及びボンディング状態に応じて引張強度が決定される。しかし、円形の断面形状では、上記のようにバインダフィラメントがない部分が発生し、そのため、強度および伸び率が低くなり、引抜き強力も低下し得る。

また、本明細書による不織布は、下記式１による分割率が５０％以上あるいは５４％以上あるいは５６％以上であり得る。

［式１］
分割率（％）＝（分割されたフィラメントの数）／（分割されたフィラメントの数＋未分割のフィラメントの数）×１００

（式１において、
前記分割されたフィラメントの数および未分割されたフィラメントの数は、不織布の断面を倍率×２００の顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した写真で観察された分割および未分割のフィラメントの数であり、前記分割率は１０個の写真の平均値を示す。）

前記分割率の測定時に使用される不織布断面の試験片は、多様に調節することが可能であり、例えば３ｍｍ×３ｍｍの大きさの不織布試験片を使用することができる。

前記分割率が５０％未満の場合、バインダポリマーの接着面積が低く、バインダが不足して、不織布の機械的物性および引抜き強力が低下し得る。

前記マトリックス素材として使用されるポリエステルフィラメントは、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレートおよびこれらの再生原料からなる群より選ばれた１種以上のポリエステル重合体を含むことができる。

前記ポリエステルフィラメントは、固有粘度（ＩＶ）が０．６０～０．９０ｄｌ／ｇであり、２５０℃以上の融点を有するポリエステル重合体を含むことができる。

前記バインダ素材は、１７０℃以下の融点およびＭＩ（Ｍｅｌｔ ｉｎｄｅｘ）１５～２５ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭ １２３８，１９０℃）を有するコポリマーフィラメントを使用する。

具体的には、前記コポリマーフィラメントは、１７０℃以下の融点およびＭＩ（Ｍｅｌｔ ｉｎｄｅｘ）１５～２５ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭ １２３８，１９０℃）を有するポリオレフィンからなる群より選ばれた１種以上であり得る。前記ポリオレフィンは、ポリエチレン、またはポリプロピレンを使用できる。

本明細書で、ＭＩ（Ｍｅｌｔ ｉｎｄｅｘ）は、ＡＳＴＭ １２３８，１９０℃の測定値を意味する。

このような方法により提供される不織布は、フィラメント間の接着性に優れ、カーペット原糸の固定性に優れ、伸び率についても、従来よりも向上させることができる。また、前記不織布をカーペットの基布として使用することにより、最終製品の引抜き強力を向上させることができ、人体に有害なラテックスおよびＰＶＣ素材を使用しないので、環境にやさしい素材を提供することができる。

発明の一例により、前記不織布はＫＳ Ｋ ０５２１の標準試験法により測定された１８ｋｇｆ／５ｃｍ以上の常温強度、４．０ｋｇｆ／３ｃｍ以下の熱間強度、および８０％以上の熱間伸び率を有する物性を同時に満たすことができる。より具体的には、上述した分割率が５４％以上となるように 不織布を構成することにより、強度および伸び率をより最適化することができる。したがって、前記不織布は、ＫＳ Ｋ ０５２１の標準試験法による１９ｋｇｆ／５ｃｍ以上の常温強度、３．０ｋｇｆ／３ｃｍ以下の熱間強度、および８１％以上の熱間伸び率を有することができる。

前記不織布は、単位面積当たりの重量が９０ｇ／ｍ^２であるとき、見掛け密度が２２５～３１０ｇ／ｃｍ^３のスパンボンド不織布であり得る。

また、本明細書によるスパンボンドはカーペットの引抜き強力を向上させることができる。したがって、本明細書によるカーペットは、ＫＳ Ｋ ＩＳＯ ４９１９の標準試験法による引抜き強力が２．０（ｋｇｆ）以上であり、自動車の床材として使用できる。

一方、発明の他の実施形態により、２５０℃以上の融点を有するポリエステルフィラメント６０～８０重量％と、１７０℃以下の融点およびＭＩ（Ｍｅｌｔ ｉｎｄｅｘ）１５～２５ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭ １２３８，１９０℃）を有するコポリマーフィラメント２０～４０重量％とを、多分割形態の複合紡糸口金を通じて紡糸し、延伸して分割糸の形態を有する複合フィラメントを製造する段階；前記複合フィラメントを積層して繊維ウエブを形成する段階；前記繊維ウエブを熱接着により結合する段階；および、前記熱接着されたウエブにてフィラメントを多分割させる段階；を含むスパンボンド不織布の製造方法法を提供することができる。

本明細書によるカーペット用スパンボンド不織布は、マトリックスであるポリエステルフィラメントと、バインダである特定の融点およびＭＩを有するコポリマーフィラメントとが一定の条件で複合紡糸され、分割糸の形態からなる繊維ウエブを含むものであって、スパンボンド法により製造される。

前記スパンボンド法において、前記ポリエステルおよびコポリマーは、それぞれ独立して溶融して異種樹脂の吐出孔数の調節が可能であり、多分割断面の形状で紡糸される一つの複合用紡糸口金を介して紡糸および延伸されて複合フィラメントが得られる。

また、前記スパンボンド不織布の製造方法は、連続押出機を用いて行うことができるので、機械的物性および分割率に優れるため、カーペットの引抜き強力を向上させる不織布を効率よく連続的に製造することができる。

具体的には、前記ポリエステル（マトリックス）およびコポリマー（バインダ）を準備した後、これを連続押出機に投入して加熱溶融させた後、多分割形態の紡糸口金を通じて紡糸させる。このような工程により、フィラメントは、単糸の内部が分割された多分割断面の形状の分割糸を含むことができる。前記多分割形態の紡糸口金は、８～６４分割糸または１６～３２分割糸を有するように毛細孔数を調節して使用することができる。

また、前記複合溶融紡糸の際、前記紡糸口金を介して、マトリックス（ポリエステル）およびバインダ（コポリマー）の比率が６０～８０重量％：２０～４０重量％になるように、紡糸口金の毛細孔数を調節することができる。

ここで、前記マトリックス素材であるポリエステルフィラメントおよびバインダ素材であるコポリマーフィラメントの構成に係る具体的な内容は、上述したスパンボンド不織布に係る内容に代わる。

また、前記スパンボンドは、連続押出機を用いて提供することができる。

また、前記複合フィラメントを製造する段階は、前記熱接着されたウエブにてフィラメントを多分割させる段階の前に、前記複合フィラメントが２２～３１μｍの平均直径および５．０～９．０デニールの繊度を有するように、繊度を調節する段階を含むことができる。

前記複合紡糸形態で紡糸された複合フィラメントは、高圧の空気延伸装置を用いて紡糸速度を調節し、十分に延伸させて、５．０～９．０デニールの水準になるように、吐出量と口金の毛細孔数を調節することができる。

例えば、前記延伸は、３，０００ｍ／ｍｉｎ～５，０００ｍ／ｍｉｎの紡糸速度条件で行われる。より具体的には、より十分な延伸のために、前記紡糸速度は、４，５００ｍ／ｍｉｎ～５，０００ｍ／ｍｉｎであり得る。前記紡糸速度が３，０００ｍ／ｍｉｎ以下の場合、フィラメントの延伸不足により、熱接着の段階にて不織布の収縮が発生する問題、及び、冷却効率にも影響を及ぼして冷却不足が発生することから延伸段階にてフィラメント同士の間の接着が発生して、延伸および開繊が不良となる問題がある。また、前記紡糸速度が５，０００ｍ／ｍｉｎ以上の場合、フィラメントが延伸過程で切断されて、不織布の面形状を形成できないという問題がある。

前記ウエブを形成する段階および熱接着段階は、この分野に良く知られている方法の開繊法により行うことができる。

また、前記熱接着されたウエブにてフィラメントが分割される段階は、ウォータジェット（ｗａｔｅｒ ｊｅｔ）を用いて行われる。すなわち、多分割断面を有する分割糸で複合繊維紡糸した後、ウエブの形態にした後、ウォータジェット（ｓｐｕｎ ｌａｃｅ）処理をすると、前記分割糸断面がそのまま分割される。

具体的には、前記製造されたフィラメント繊維は、コンベアの上にウエブ形態で位置させた後、ウエブに対して見掛け密度を２２５～３１０ｇ／ｃｍ^３に調節することができる。

前記見掛け密度が調節された繊維ウエブは、カレンダロールまたは熱風を用いて熱接着する段階を行った後、ウォータジェット（Ｗａｔｅｒ ｊｅｔ）を通過させて、フィラメントを多分割断面の形状に分割させる。この際、ウォータジェット（Ｗａｔｅｒ ｊｅｔ）の段階別の水圧の調節により、０．３１ｍｍ～０．４０ｍｍの厚さのスパンボンド不織布を製造することができる。

例えば、熱接着工程を経た不織布に対して、高圧のウォータジェット（ｗａｔｅｒ ｊｅｔ）により物理的な外力を加えると、分割糸の形態のそのままにフィラメントが分割される。すなわち、この過程で分割糸をなしている２種のポリマーは、互いの不足した相容性（親和性）により、結局、ポリマー間の物理的結合が壊れ、極細糸の形態に分割される。前記高圧のウォータジェット（ｗａｔｅｒ ｊｅｔ）の圧力は、大きく制限されないが、５０～２８０ｂａｒの水準の多段階に分割して圧力を加えることが、分割糸が極細糸に分割されて、ウエブの構造をより複雑にさせて不織布の強度をさらに向上させることができる。

また、前記高圧のウォータジェットは、前記圧力範囲内にて、２段階以上の多段階で圧力範囲を異なるように付与することができる。発明の一実施形態によれば、前記高圧のウォータジェットは、５０～８０ｂａｒの第１段階の圧力強度、１５０～２８０ｂａｒの第２段階の圧力強度、および、５０～８０ｂａｒの第３段階の圧力強度の順に付与することができる。前記のような圧力により、段階別の水圧が調節され、不織布の厚さを調節できるだけでなく、所望の水準に分割された分割糸断面をそのまま維持することができる。

この際、前記高圧のウォータジェットで圧力を付与すると、多段階の圧力が付与されず、一度の圧力のみ付与される場合、高圧ウォータジェットの単一段階を適用すると、縦方向（Ｍｅｃｈｅｎｉｃａｌ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）のストライプ形状の跡が残って、重量、厚度および分割率の不均一が発生するという問題がある。また、ウォータジェット処理段階が少ないほど、ウォータジェットノズルおよび水質汚染度に、より多くの影響を受ける。

そこで、本発明では、不織布に対して多段階でウォータジェットを処理することによって、段階を経て複数回分割させて分割率を高め、上述したようにフィラメントを均一に再整理する機能を付与することができる。

前記熱接着されたウエブにてフィラメントを多分割させる段階の後には、下記式１による分割率が５０％以上になる。

［式１］
分割率（％）＝（分割されたフィラメントの数）／（分割されたフィラメントの数＋未分割のフィラメントの数）×１００

（式１において、
前記分割されたフィラメントの数および未分割されたフィラメントの数は、不織布の断面を倍率×２００の顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した写真にて観察された分割および未分割のフィラメントの数であり、前記分割率は１０個の写真の平均値を示す。）

前記方法によって、マトリックスとバインダとの比率が特定された、分割糸の形態を有するフィラメントから形成されたスパンボンド不織布はカーペットの製造において基布として使用できる。

したがって、発明のもう一つの実施形態により、前記スパンボンド不織布を含むカーペットおよびその製造方法を提供することができる。

前記カーペットはカーペット原糸とスパンボンド不織布を用いたタフティング工程およびカット工程を含んで提供することができる。

特に、前記カーペットの製造方法は、従来のようにラテックスおよびＰＶＣ層のコーティング工程を行わないので、工程を短縮できるだけでなく、有害物質も発生しないので、環境にやさしい製品を提供することができる。

したがって、前記カーペットは、不織布の一面にカーペット原糸が固定されており、ラテックス層が含まれない。

また、前記カーペットは前記スパンボンド不織布の一面に、タフティングおよび熱処理工程によりカーペット原糸を不織布に固定させる段階；および、前記カーペット原糸に固定された不織布をカットする段階を含んで得られることを特徴とする。

また、前記カーペット原糸を固定させる段階と、カット工程との間には、カーペット原糸に固定された不織布上にバッキング層をラミネーションする段階を、さらに含むことができる。

具体的には、前記方法で提供されたスパンボンド不織布の一面に、タフティング工程でカーペット原糸を不織布に植え込んで、熱処理により不織布をカーペット原糸に固定させる段階が行われる。

この際、前記カーペット原糸を不織布に固定させる段階は、前記タフティング工程後に、タフティングされた不織布の裏面を熱処理する段階を含むことができる。

前記タフティング（Ｔｕｆｔｉｎｇ）工程、熱処理工程およびカット工程は、公知の方法と装備を用い、ニードルを用いて不織布の一面にカーペット原糸が固定されるようにする。この際、前記タフティングは、ループ（ｌｏｏｐ）状に所定のゲージ（例えば、６４／５ゲージ）条件で行われる。

また、タフティング工程で使用されるカーペット原糸は、この分野に良く知られているＢＣＦ糸を含むことができる。前記カーペット原糸は、審美的機能とクッション機能をすることができ、所定の繊度（例えば、５００～３０００デニール）および高さ（例えば、３．０～７ｍｍ）を有することができる。タフティング工程により、前記カーペット原糸は、不織布の一面で視認されるように植え込まれる。

前記バッキング層のラミネーション工程も、この分野に良く知られている方法で行われる。具体的には、前記バッキング層には、高重量のウエブがラミネーションされうるのであり、前記高重量のウエブは、短繊維または長繊維不織布状のウエブを使用することができる。

前記バッキング層のラミネーション工程を含む方法により、前記カーペットは、前記スパンボンド不織布の一面に、タフティング工程によりカーペット原糸を不織布に植え込む段階；タフティングされた不織布の熱処理によりカーペット原糸を固定させる段階；バッキング（Ｂａｃｋｉｎｇ）層をラミネーションする段階；およびラミネーションされたカーペットをカットする段階を含んで提供することができる。

したがって、本明細書によるカーペットは、ラテックス層を有さずに、スパンボンド不織布、カーペット原糸およびバッキング層を含んで構成することができる。

好ましい一例により、前記不織布は、表面に約３０００デニール(Ｄｅ’)／１５０フィラメント(Ｆｉｌａ．)のループタイプ(Ｌｏｏｐ ｔｙｐｅ)のポリプロピレンＢＣＦ（Ｂｕｌｋｙ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｆｉｌａｍｅｎｔ）ヤーン(Ｙａｒｎ)を、ゲージ(Ｇａｕｇｅ)（タフティング装置で針の密度を示す単位で針の間隔をＩＮＣＨで表示し、ＧＡＵＧＥによりＴＵＦＴＥＤ ＣＡＲＰＥＴの幅方向の密度が決定）が約６４／５ゲージ、ステッチ（Ｓｔｉｔｃｈ）（タフトカーペットの長手方向の密度）が約１３／１でのタフティング（不織布に糸を植え込む過程）工程を経る。その次に、タフティングされた製品の裏面に対して、約１８０℃の熱チャンバを用いて熱処理して、カット工程（規格：５０ｃｍ×５０ｃｍ）を最後の工程として行うことによって、カーペットを提供することができる。前記方法で熱処理されたカーペットに対して、カット工程の前に、高重量の長繊維または短繊維を、バッキング層としてラミネーションさせる工程をさらに含むことができる。

このような方法で提供されたカーペットは、ＫＳ Ｋ ＩＳＯ ４９１９の標準試験法による引抜き強力（Ｌｏｏｐ Ｔｙｐｅのタフティング後、ｌｏｏｐを引っ張る強度）が約２．０ｋｇｆの水準を有する高性能を有するので、多様な分野に適用することができ、具体的には自動車の床材のインテリア素材として用いることができる。

本発明によれば、優れた機械的物性を有し、かつラテックス素材の役割をすることができるスパンボンド不織布を基布として含むことで、ラテックスおよびＰＶＣコーティング工程を省略することができ、これにより、有害物質であるヒューム(Ｆｕｍｅ)が発生せず、完成品のＶＯＣｓ（揮発性有害物質）を低減することができ、自動車の床のインテリア製品として使用できるカーペット、およびその製造方法が提供される。

以下、発明の具体的な実施例により、発明の作用および効果をより詳細に説明する。ただし、このような実施例は、発明の例示として提示されたものに過ぎなく、発明の権利範囲は、これによって定まるものではない。

［実施例１］
融点が２５５℃であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）素材からなるマトリックスと、融点が１３７℃であるポリエチレン素材（ＭＩ：２０）からなるバインダとを準備した後、連続押出機に投入し加熱溶融させて溶かした後、３２分割されたオレンジ断面の形態のフィラメントになるように一つの紡糸口金を通じて複合紡糸した。この際、前記複合用紡糸口金によりマトリックス（ポリエステル）およびバインダ（コポリマー）の比率が７０ｗｔ％：３０ｗｔ％になるように紡糸口金の毛細孔数を調節した。

次に、紡糸口金を通じて紡出された３２分割紡糸された複合フィラメントを１５℃の冷却風で固化させた後、高圧の空気延伸装置を用いて紡糸速度が５，０００ｍ／ｍｉｎになるように十分に延伸させて５．０～９．０デニールの繊度およびオレンジ断面の形状を有する複合フィラメント繊維を製造した。

次に、前記製造された複合フィラメント繊維を通常の開繊法により連続移動する金属製のコンベアネット上にウエブ状で積層させた後、扁平な表面を有するフラットロールを用いたカレンダ工程を経て見掛け密度２７０ｇ／ｃｍ^３を付与した。

その後、カレンダ工程を完了した不織布について、ウォータジェット（Ｗａｔｅｒ ｊｅｔ）を通過させて、下（低:７０ｂａｒ）－上（高:２５０ｂａｒ）－下（低:５０ｂａｒ）の圧力の強度順に、不織布に圧力を付与することによって、段階別の水圧調節により不織布の厚さを調節して最終スパンボンド不織布を製造した（単位面積当たりの重量９０ｇ／ｍ^２、厚さ：０．３３ｍｍ）。

製造された不織布にタフティング（Ｔｕｆｔｉｎｇ）（Ｃｕｔ ｔｙｐｅ、６４／５ｇａｇｅ ｉｎ ｉｎｃｈ、１３／１ Ｓｔｉｔｃｈ ｉｎ ｉｎｃｈ、ポリプロピレンカーペット原糸（ＢＣＦ; Bulky Continuous Filament）１２００ デニール(Ｄｅ’)，パイル(Ｐｉｌｅ)原糸の高さ４ｍｍ）した後、タフティングの裏面を２３５℃で熱処理してカーペット原糸（ＢＣＦ ｙａｒｎ）を固定させてカーペットを製造し、タフティングされたサンプルは引抜き強力測定時に使用した。

［実施例２］
実施例１で、マトリックス：バインダの複合比率が８０ｗｔ％：２０ｗｔ％になるように変更したことを除いては、実施例１と同様の方法でスパンボンド不織布およびカーペットを製造した。

［比較例１］
実施例１において、フィラメント断面の形態を、オレンジの形態および分割糸でない円形に変更したことを除いては、実施例１と同様の方法でスパンボンド不織布およびカーペットを製造した。

［比較例２］
実施例１で、バインダ素材をナイロン６に変更したことを除いては、実施例１と同様の方法でスパンボンド不織布およびカーペットを製造した。

［比較例３］
実施例１で、マトリックス：バインダの複合比率が５０ｗｔ％：５０ｗｔ％になるように変更したことを除いては、実施例１と同様の方法でスパンボンド不織布およびカーペットを製造した。

［比較例４］
実施例１で、マトリックス：バインダの複合比率が９０ｗｔ％：１０ｗｔ％になるように変更したことを除いては、実施例１と同様の方法でスパンボンド不織布およびカーペットを製造した。

［比較例５］
紡糸速度が６，０００ｍ／ｍｉｎになるようにしたことを除いては、実施例１と同様の方法でスパンボンド不織布およびカーペットを製造した。

［比較例６］
紡糸速度が２，５００ｍ／ｍｉｎになるようにしたことを除いては、実施例１と同様の方法でスパンボンド不織布およびカーペットを製造した。

［比較例７］
製造された不織布に対して、３段階の圧力を付与せず、２９４ｂａｒの水圧でウォーターパンチングのみを行ったことを除いては、実施例１と同様の方法でスパンボンド不織布およびカーペットを製造した。

［試験例］
各実施例、参考例および比較例について、下記の評価項目別の測定方法により物性を測定し、その結果を表１に示した。

１．分割率（％）
不織布の断面を、２００倍の倍率(×２００)の顕微鏡で撮影した、それぞれ１０個の写真(１０ｅａ)により、分割率を下記式１によって計算した。

［式１］
分割率（％）＝（分割されたフィラメントの数）／（分割されたフィラメントの数＋未分割のフィラメントの数）×１００

（式１において、
前記分割されたフィラメントの数および未分割のフィラメントの数は、３ｍｍ×３ｍｍの大きさの不織布の断面を、倍率×２００の顕微鏡で撮影した写真にて観察された、分割および未分割のフィラメントの数であり、前記分割率は１０個の写真の平均値を示す。）

２．常温強度（ｋｇｆ／５ｃｍ）
ＫＳ Ｋ ０５２１による標準試験法を用いて常温強度を測定した。

具体的には、横×縦＝５ｃｍ×２０ｃｍの大きさの試験片を、ＩＮＳＴＲＯＮ社の測定装備を用いて、上／下５ｃｍ×５ｃｍの大きさのジグに挟んだ後、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎの条件で測定した。

３．熱間強度（ｋｇｆ／３ｃｍ）、熱間伸び率（％）
ＫＳ Ｋ ０５２１による標準試験法を用いて、熱間強度と熱間伸び率を測定した。

具体的には、横×縦＝３ｃｍ×１０ｃｍの大きさの試験片を、ＩＮＳＴＲＯＮ社の測定装備を用いて、上／下５ｃｍ×５ｃｍの大きさのジグに挟んだ後、ホットチャンバ(Ｈｏｔ Ｃｈａｍｂｅｒ)を用いて１８０℃で３分間の予熱の後、引張速度２００mm／ｍｉｎの条件で測定した。

４．引抜き強力（％）
上述したとおり、不織布にタフティング(Ｔｕｆｔｉｎｇ)（Ｃｕｔ ｔｙｐｅ、６４／５ ｇａｇｅ ｉｎ ｉｎｃｈ(インチ当たり64/5ゲージ)、１３／１ Ｓｔｉｔｃｈ ｉｎ ｉｎｃｈ(インチ当たり13/1ステッチ)，パイル(Ｐｉｌｅ)高さ４ｍｍ）した後、Ｔｕｆｔｉｎｇの裏面を熱処理することでカーペット原糸（ＢＣＦ ｙａｒｎ）を固定させて、タフティングされたサンプルを製造した。

このように作られたサンプルをＫＳ Ｋ ＩＳＯ ４９１９（カーペット－タフト引抜力測定）規格に従って、タフティングされたサンプルで測定しようとする一つのパイル(Ｐｉｌｅ)を測定装置に固定した。測定するループと隣り合う両側のループは切断した。その後、インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）測定装置を用いて、測定するパイル(Ｐｉｌｅ)をサンプルと垂直の方向に引っ張った時に現れる強度（Ｐｅａｋ）値を取った。このような方法を５回繰り返して平均値を取った。試験に使用するサンプルは３個として準備して、繰り返し評価した。

前記表１の結果を見ると、実施例１および２は比較例１ないし７に比べて、ラテックスの役割をするスパンボンド不織布を含むことで、分割率が高く、常温強度、熱間強度および熱間伸び率に優れることが確認された。また、実施例は、引抜き強力が２．０（ｋｇｆ）以上と優れるものであった。

反面、比較例１は、円形断面の形状を示し分割されていない不織布を使用することから、機械的物性が低く、特に、引抜き強力が１．２ｋｆｇで不良であった。

また、比較例２は、バインダとしてナイロンが使用されたことにより、ラテックスの機能をすることができず、機械的物性と引抜き強力の両方において不良であった。

前記比較例３および４は、マトリックスおよびバインダ素材の含有量が、本明細書の範囲を外れることにより、分割率が不良であるか未分割となり、不織布がよく形成されず、カーペットの製造が困難であった。

また、表１に示すとおり、比較例５および６は、紡糸速度が本願発明の範囲を外れることから、延伸段階にてフィラメントの切断や熱接着時の収縮により、不織布を製造することができなかった。比較例７は、高圧ウォータジェットが単一の段階にのみ適用され、実施例１～２に比べて分割率が低くなることにより、強度、伸び率および引抜き強力が、いずれも低下した。

Claims (13)

1. ２５０℃以上の融点を有するポリエステルフィラメント６０～８０重量％、および１７０℃以下の融点を有するコポリマーフィラメント２０～４０重量％を含む分割糸の形態を有する複合フィラメントから形成された繊維ウエブを含み、
   下記式１による複合フィラメントの分割率が５０％以上であり、
   ＫＳ Ｋ ０５２１の標準試験法による１８ｋｇｆ／５ｃｍ以上の常温強度、４．０ｋｇｆ／３ｃｍ以下の熱間強度、および８０％以上の熱間伸び率を有し、
   前記ＫＳ Ｋ ０５２１の標準試験法による常温強度は、横×縦＝５ｃｍ×２０ｃｍの大きさの試験片を、ＩＮＳＴＲＯＮ社の測定装備を用いて、上／下５ｃｍ×５ｃｍの大きさのジグに挟んだ後、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎの条件で測定し、
   前記ＫＳ Ｋ ０５２１の標準試験法による熱間強度および熱間伸び率は、横×縦＝３ｃｍ×１０ｃｍの大きさの試験片を、ＩＮＳＴＲＯＮ社の測定装備を用いて、上／下５ｃｍ×５ｃｍの大きさのジグに挟んだ後、ホットチャンバ(Ｈｏｔ Ｃｈａｍｂｅｒ)を用いて１８０℃で３分間の予熱の後、引張速度２００mm／ｍｉｎの条件で測定したものであるスパンボンド不織布。
   ［式１］
   複合フィラメントの分割率（％）＝（分割された複合フィラメントの数）／（分割された複合フィラメントの数＋未分割の複合フィラメントの数）×１００
   （式１において、
   前記分割された複合フィラメントの数、および未分割の複合フィラメントの数は、不織布の断面を倍率が２００倍(×２００)の顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した写真にて観察された、分割および未分割のフィラメントの数であり、前記分割率は１０個の写真の平均値を示す。）
2. 前記不織布は、ＫＳ Ｋ ０５２１の標準試験法による１９ｋｇｆ／５ｃｍ以上の常温強度、３．０ｋｇｆ／３ｃｍ以下の熱間強度、および８１％以上の熱間伸び率を有する、請求項１に記載のスパンボンド不織布。
3. 前記複合フィラメントの分割率が５４％以上である、請求項１に記載のスパンボンド不織布。
4. 前記複合フィラメントの分割前の横断面は、８分割～６４分割がされた円形である、請求項１に記載のスパンボンド不織布。
5. 前記複合フィラメントは、分割前の平均直径が２２～３１μｍであり、５．０～９．０デニールの繊度を有する、請求項１に記載のスパンボンド不織布。
6. 前記ポリエステルは、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、およびこれらの再生原料からなる群より選ばれた１種以上であって、固有粘度（ＩＶ）が０．６０～０．９０ｄｌ／ｇであり、２５０℃以上の融点を有するポリエステル重合体を含む、請求項１に記載のスパンボンド不織布。
7. 前記コポリマーフィラメントは、１７０℃以下の融点およびＭＩ（Ｍｅｌｔ ｉｎｄｅｘ）１５～２５ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭ １２３８，１９０℃）を有するポリオレフィンからなる群より選ばれた１種以上を含む、請求項１に記載のスパンボンド不織布。
8. ２５０℃以上の融点を有するポリエステルフィラメント６０～８０重量％と、１７０℃以下の融点およびＭＩ（Ｍｅｌｔ ｉｎｄｅｘ）１５～２５ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭ １２３８，１９０℃）を有するコポリマーフィラメント２０～４０重量％とを、多分割形態の複合紡糸口金を通じて紡糸し、延伸して分割糸の形態を有する複合フィラメントを製造する段階；
   前記複合フィラメントを積層して繊維ウエブを形成する段階；
   前記繊維ウエブを熱接着により結合する段階；および
   前記熱接着されたウエブにてフィラメントを多分割させる段階；を含み、
   前記フィラメントを多分割させる段階は、ウォータジェット（ｗａｔｅｒ ｊｅｔ）を用いて行われ、
   前記熱接着されたウエブにてフィラメントを多分割させる段階後に下記式１による複合フィラメントの分割率が５０％以上である、スパンボンド不織布の製造方法。
   ［式１］
   複合フィラメントの分割率（％）＝（分割された複合フィラメントの数）／（分割された複合フィラメントの数＋未分割の複合フィラメントの数）×１００
   （式１において、
   前記分割された複合フィラメントの数および未分割の複合フィラメントの数は、不織布の断面を倍率が２００倍(×２００)の顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した写真にて観察された、分割および未分割のフィラメントの数であり、前記分割率は１０個の写真の平均値を示す。）
9. 前記複合フィラメントを製造する段階は、
   前記熱接着されたウエブにてフィラメントを多分割させる段階の前に、前記複合フィラメントが２２～３１μｍの平均直径および５．０～９．０デニールの繊度を有するように、繊度を調節する段階を含む、請求項８に記載のスパンボンド不織布の製造方法。
10. 前記複合フィラメントの分割前の横断面は、８分割～６４分割がされた円形である、請求項８に記載のスパンボンド不織布の製造方法。
11. 前記延伸は３，０００ｍ／ｍｉｎ～５，０００ｍ／ｍｉｎの条件で行われる、請求項８に記載のスパンボンド不織布の製造方法。
12. 請求項１ないし７のいずれか一項によるスパンボンド不織布を含む、カーペット。
13. ＫＳ Ｋ ＩＳＯ ４９１９の標準試験法による引抜き強力が２．０（ｋｇｆ）以上であり、
    自動車の床材として用いられる、請求項１２に記載のカーペット。