<Desc/Clms Page number 1>
GESNEDEN POOLTAPIJT EN WERKWIJZE VOOR
HET BEKOMEN VAN EEN GESNEDEN POOLTAPIJT Object van de uitvinding
Deze uitvinding betreft een samengesteld eenzijdig of tweezijdig pooltapijt waarbij het poolmateriaal gefixeerd is op een dragergedeelte. Verder betreft deze uitvinding een werkwijze voor het produceren van zulk een pooltapijt.
Stand van de techniek
Pooltapijten worden gekenmerkt door opstaande pooldraden die mechanisch of door middel van kleefmiddelen gebonden worden aan een drager. De meest gebruikte technieken zijn daarbij het tuften, weven (wilton, axminster en dubbelstuk-weven). Minder bekende technieken zijn het verkleven (fusion bonding) en het oppervlaktelassen van continu garens op een dragermateriaal.
Bij het tuften worden de poollussen gevormd via een"naald-haak"systeem. Een haak (looper) houdt het garen vast wanneer de naald terug getrokken wordt, die het garen doorheen een geweven of non-woven drager (gronddoek of primary backing) prikte. De aldus gevormde lussen kunnen
<Desc/Clms Page number 2>
al dan niet met een mes doorgesneden worden. Aldus ontstaat een lussentapijt (loop-pile) of een gesneden pooltapijt (cut pile). Om te beletten dat de pooldraden niet gemakkelijk uitgetrokken kunnen worden zal men door een bijkomende behandelingsproces na het tuften de pooldraden aan de achterzijde van de drager (primary backing) met een kleefmiddel vastkleven. Om het comfortgedrag van een getuft tapijt te verhogen wordt vervolgens een bijkomende drager (secundary backing) aangebracht.
Dit kan ofwel een in situ gevormde schuimlaag (gel of non gel schuim) zijn, een dikker naaldvilt of een stijver (jute of synthetisch) weefsel dat in een kleeflaag (al dan niet opgeschuimd polymeerdispersie of een hotmelt) aan het getuft tapijt gekleefd wordt. Nadelen van het tuften zijn : (1) het laag pool rendement. : 15 tot 40 % van de ingezette massa poolgarens zit aan de achterzijde van het tapijt, (2) de bijkomende bewerkingen na het tuften voor het verankeren van de poolgarens en om het comfortgedrag te verbeteren, (3) de beperktheid van het inzetbaar dragermateriaal : de woven of non woven gronddoeken moeten immers gemakkelijk met een bedraadde naald doorprikt kunnen worden waardoor zwaardere en stijve materialen niet gebruikt kunnen worden, (4) de beperkte dessineringsmogelijkheden zowel voor dessin als kleur :
doordat het garen tijdens het tuften in de naald moet blijven kunnen dessins slechts gemaakt worden door een laterale en/of longitudinale beweging van het naaldenveld. Dergelijke bewegingen (cross-over techniek) 'van het bedraad naaldenveld aan de achterzijde van het tapijt hebben uiteraard een zeer nadelig effect op het poolgarenverbruik,
<Desc/Clms Page number 3>
(5) de grote kans op streperigheid : de streperigheid van een tapijt komt vooral voor bij gebruik van BCF- poolgarens en wanneer de cross-over techniek niet toegepast wordt, en (6) getufte tapijten die bestaan uit meerdere componenten (poolgaren, drager, lijm, and secundary backing) zijn na gebruik moeilijk recyclebaar
Tijdens het weefproces worden zowel de "pool" als het"gronddoek"van het geweven tapijt gevormd.
Kenmerkend bij het weven is het gebruik van zowel kettinggarens, inslaggarens als poolgarens. De poolgarens worden door het inweven in het gronddoek van ketting- en inslaggarens verankerd. Voor (bij axminster) of onmiddelijk na het inweven (dubbelstuk en wilton) van de poolgarens worden het poolmateriaal op lengte gesneden waardoor een gesneden pooltapijt gevormd wordt. Bij het weven kunnen ook grovere ketting- en inslaggarens gebruikt worden zodat een stevig tapijt kan ontstaat Na het weven krijgt de rugzijde van het geweven tapijt meestal nog een bijkomende appretbewerking.
Bij het "dubbelstuk weven" (Faee-to-Faee Weaving) worden terzelfder tijd 2 tapijten geweven die met de pooldraden aan elkaar gebonden zijn. De "niet werkende" pooldraden worden meestal in de rugzijde ingeweven. De "werkende"pooldraden die de 2 tapijten met elkaar verbinden worden vervolgens met een mes doorgesneden.
Bij"tviJton-tapijt :" wordt de tapijtpool gevormd d. m. v. metaaldraden (wires) die tevens de poolhoogte bepalen. De aldus gevormde lussen worden in het gronddoek ingeweven. De ingeweven poollussen kunnen al dan niet doorgesneden worden waardoor een cut-of een looppile
<Desc/Clms Page number 4>
tapijt ontstaat.
Bij "axminster-tapijt" worden de in te weven poolgarens eerst op lengte gesneden en vervolgens ingeweven. Axminster-tapijten hebben weinig of geen poolgarens aan de achterzijde van het tapijt.
Nadelen van het weven zijn : (1) traag produktieproces : het vormen van de gaap en van de poollussen, het inbrengen van de inslagdraden, het aanslaan van de gevormde weefsel,... zijn allemaal noodzakelijke produktiestappen die tijd vragen (2) hoog verbruik van poolgarens : 20 tot 50 % van de dure poolgarens zitten aan de rugzijde en zijn niet zichtbaar (3) streperigheid : kleur-en/of fysische verschillen tussen de parallelle verwerkte pooldraden resulteren heel dikwijls in streperigheid. Vooral bij uni-gekleurde tapijten of tapijten met grote uni-kleurvlakken is streperigheid een veel voorkomend probleem.
(4) de bijkomende bewerking (rugappret) na het weven (5) een geweven tapijt is meestal een composietmateriaal dat moeilijk recyclebaar is
Gekleefde tapijten worden gekenmerkt door pooldraden die in een lijmlaag geduwd worden. De lijmlaag (meestal PVC-plastisol) bevindt zieh op een gronddoek. Na het inbrengen van de poolgarens in de kleeflaag moet de lijm uitgehard worden. Daarbij worden meestal IR-drogers gebruikt.
Garenflock met de bedoeling een pooltapijt te bekomen kan eveneens aanzien worden als een fusion bonding techniek. Bij het flocken worden de gesneden garentoefjes elektrostatisch in een lijmlaag geprojecteerd. Net zoals bij fusion bonding dient de lijmlaag dan uitgehard te worden. Fusion bonding en flocking worden beiden gekenmerkt door de opbouwstructuur"drager-lijmlaag-poollaag".
<Desc/Clms Page number 5>
Nadelen van fusion bonding : (l) niet gebruiksvriendelijke produktietechniek : klaarmaken van lijm, reinigen van machine bij stilstand, lijmplekken op het tapijt,...
(2) beperkte keuze van dragermateriaal : moet thermisch stabiel zijn (3) niet milieuvriendelijk door gebruik van PVC- plastisolen, hoge energiekst ; moeilijk recyclebaar (composietmateriaal) (4) streperigheid (vooral bij gebruik van BCF-garen) (5) beperkte dessineringsmogelijkheden (6) beperkte slijtageweerstand van de slijtlaag bestaande uit een polymeerlaag waarin zieh opstaande garentoefjes bevinden. (door het week worden van het kleefmiddel of door het niet volledig uitgehard zijn van het kleefmiddel kunnen de oppervlakkig gebonden poolgarens loskomen)
Het lassen van kunststoffen is een gekende techniek die echter vrij zelden in de textielindustrie toegepast wordt. De vrij hoge produktiesnelheden die daarbij haalbaar zijn, zijn echter duidelijke en belangrijke voordelen.
Een zeer beperkt aantal patenten (EP"82 81 0513, USP 4582740,....) geven aan dat bepaalde tapijten ook met deze lastechniek gemaakt kunnen worden. Het gaat daarbij steeds over het vastlassen van poolgarens aan de bovenkant van een drager.
Nadelen van deze techniek zijn : (1) slechte slijtageweerstand van aan de bovenzijde (oppervlakkig) gelaste garens. Gelaste dunne textiel- materialen (textielgarens, lichte dragers) worden immers gekenmerkt door een zwakke randsterkte. De las op zichzelf is meestal wel sterk genoeg maar de randen van deze las zijn te zwak voor intens gebruik. Hoe fijner het
<Desc/Clms Page number 6>
gebruikte garen (hoe minder lasmateriaal) hoe slechter de slijtageweerstand. Deze eigenschap verklaart ook waarom deze techniek tot nu toe geen succes kende.
(2) streperigheid bij gebruik van continu garen (3) zeer beperkte dessineringsmogelijkheden (4) alleen synthetische garens en thermoplastische dragers kunnen gebruikt worden voor het oppervlakkig lassen Doel van de uitvinding
Het doel van de uitvinding is een nieuw gesneden pooltapijt dat Hoofdkenmerken van de uitvinding
Een eerste hoofdkenmerk van de uitvinding is een gesneden pooltapijt, bestaande uit poolmateriaal en een dragergedeelte met het kenmerk dat het drager gedeelte een primaire en een secundaire drager bevat en dat het rechtopstaande poolmateriaal via perforaties in de primaire drager met het voeteinde in de ruimte tussen de primaire en de secundaire drager gefixeerd is aan het dragergedeelte.
Een gesneden pooltapijt volgens de uitvinding kan verder gekenmerkt zijn doordat het voeteinde van het poolmateriaal aan de onderkant van de primaire drager bevestigd is door kleving en/of lassen en/of mechanische hechting. De secundaire drager is bij voorkeur op de primaire drager bevestigd.
De bevestiging van de secundaire en de primaire drager gebeurt bij voorkeur door het samendrukken/lamineren van de primaire drager en de secundaire drager die ofwel van een voldoend aantal uitstekende klitten bevatten en/of voorzien zijn van een
<Desc/Clms Page number 7>
drukgevoelig of reactief hechtingsmiddel, door thermisch of ultrasoonlassen, door opwarmen en afkoelen van een tussengevoegd thermoplastisch materiaal en/of door een laminatiefilm.
De primaire drager is bij voorkeur geperforeerd met behulp van mechanisch stansen en/of ultrasoon boren en/of thermisch wegsmelten.
De primaire drager en/of de secundaire drager zijn bij voorkeur gekozen uit de groep die bestaat uit : al dan niet gecoat of geimpregneerd naaldvilt, polymeerschuim, geweven of niet geweven tuftdoek, thermoplastische folie, naaldvilt of weefsel dat aan een zijde bedekt is met een voldoend aantal haakjes of klitten, naaldvilt dat aan n zijde smeltvezels bevat en laminaten. De secundaire drager kan daarenboven ook bestaan uit hard plaatmateriaal.
Het poolmateriaal is bij voorkeur gekozen uit de groep die bestaat uit : klassieke tapijtgaren (BCF of gesponnen garen) omsponnen filamentgaren en/of vezelkabellint.
In een bepaalde uitvoeringsvorm is de secundaire drager eveneens geperforeerd en draagt de secundaire drager poolmateriaal, zodat er een dubbelzijdig tapijt bekomen wordt.
In een andere uitvoeringsvorm is de secundaire drager aan een tweede primaire drager, die poolmateriaal draagt, bevestigd.
Een tweede hoofdkenmerk van de uitvinding is een werkwijze voor het in een continue procesgang bekomen van een gesneden pooltapijt, gekenmerkt door de volgende stappen : het perforeren van een primaire drager,
<Desc/Clms Page number 8>
* het aanbrengen van poolmateriaal in de perforaties van de primaire drager, en * het samenbrengen en verbinden van een secundaire drager met de primaire drager.
De werkwijze volgens de uitvinding bevat bij voorkeur verder een stap waarin het poolmateriaal op geschikte lengte gesneden worden voordat ze in de perforaties van de primaire drager aangebracht worden.
Bij voorkeur wordt het poolmateriaal met het voeteinde onderaan de primaire drager gefixeerd met behulp van kleven, lassen en/of mechanisch hechten.
De werkwijze is bij voorkeur gekenmerkt doordat de werkwijze verder een stap bevat waarbij de primaire en/of de secundaire drager voor het aanbrengen op de primaire drager voorzien wordt van kleef-en/of coatingprodukten.
In een bijzondere uitvoeringsvorm bevat de werkwijze verder een stap waarbij op de secundaire drager een tweede primaire drager, voorzien van poolmateriaal, bevestigd wordt.
De werkwijze volgens de uitvinding kan verder een stap bevatten waarbij tussen de primaire en secundaire drager een bijkomende metaal- of plastiekfolie gelamineerd wordt.
Gedetailleerde beschrijving van de uitvinding
Deze uitvinding heeft zowel betrekking op de specifieke opbouwstructuur van het nieuwe gesneden pooltapijt, de daarbij in te zetten materialen als de productietechnologie om deze tapijten te maken.
<Desc/Clms Page number 9>
De uitvinding zal worden beschreven aan de hand van voorbeelden en figuren, die als niet limiterend dienen beschouwd te worden.
Korte beschrijving van de figuren
Figuur 1 beschrijft een garentrommelapplicator waarmee een enkelzijdig pooltapijt volgens de uitvinding mee kan vervaardigd worden.
Figuur 2 beeldt een garentrommelapplicator af waarmee een dubbelzijdig pooltapijt volgens de uitvinding kan worden geproduceerd.
Figuur 3 geeft de opbouw van een enkelzijdig pooltapijt volgens de uitvinding weer
Figuur 4 beeldt de opbouw van een dubbelzijdig pooltapijt volgens de uitvinding af.
Figuur 5 beschrijft een doseerguillotinesysteem waarmee het poolmateriaal op de juiste lengte kan worden gesneden.
Figuur 6 geeft een totaalopstelling voor het produceren van dubbelzijdig pooltapijt volgens de uitvinding weer.
Figuur 7 toont de productie van een dubbelzijdig pooltapijt volgens de uitvinding met een kleeffolie als secundaire drager.
Figuur 8 beschrijft de productie van een dubbelzijdig pooltapijt volgens de uitvinding met een ge xtrudeerde secundaire drager.
Figuur 9 toont de productie van een enkelzijdig pooltapijt volgens de uitvinding met een secundaire drager behandeld voorzien van een met de rakeltechniek aangebrachte coating.
<Desc/Clms Page number 10>
Figuur 10 geeft de productie van een enkelzijdig pooltapijt volgens de uitvinding weer d. m. v. een secundaire drager voorzien van een poedercoating.
Figuur 11 beeldt de productie van een enkelzijdig pooltapijt volgens de uitvinding af met een secundaire drager voorzien van een coating aangebracht met een likwals.
Figuur 12 toont de productie van een enkelzijdig pooltapijt volgens de uitvinding met een secundaire drager ge mpregneerd met een hars. Na uitharden van het hars en verkappen ontstaan tapijttegels of met tapijt beklede decoratiepanelen.
Figuur 13 illustreert het gebruik van een secundaire drager voorzien van klitten die het vezelmateriaal van het poolmateriaal en van de primaire drager vasthechten.
Figuur 14 is een opstelling waarbij aan de hand van 2 kleeffolies een bijkomende metaalfolie tussen de secundaire en de primaire drager gelamineerd wordt.
Figuur 15 geeft de structuur van klassieke tapijten weer (tuft (a), geweven tapijt (b), gekleefd tapijt (c) en gelast tapijt (d)).
In figuur 15 wordt de stand van de techniek weergegeven. Bij het tuften (figuur 15 (a)) wordt gebruik gemaakt van naald (151), haak (153) en mes (155). De structuren van geweven, gekleefd en gelast tapijt worden in respectievelijk de figuren 15 (b), 15 (c) en 15 (d) getoond.
De uitvinding heeft betrekking op de structuur van enkelzijdige en dubbelzijdige pooltapijten zoals respectievelijk afgebeeld in figuren 3 en 4. De
<Desc/Clms Page number 11>
primaire drager (l) is steeds geperforeerd. Het poolmateriaal (41) is steeds met het voeteinde gefixeerd tussen de primaire (1) en de secundaire drager (3). Het poolmateriaal, dat in de perforaties van de primaire drager gebracht wordt, is bij voorkeur op lengte gesneden en kan een samengesteld toefje (43) zijn. Bij een dubbelzijdig tapijt zoals in figuur 4 bestaat het pooltapijt uit een secundaire (2) en twee primaire dragers (1). Het verbinden van de primaire en secundaire dragers en het poolmateriaal kan op verschillende manieren gebeuren.
Het poolmateriaal dat gebruikt kan worden bestaat uit klassieke tapijtgarens (gesponnen en/of BCF garens), omsponnen filamentgarens en/of vezelkabellint. De garennummers zijn niet beperkend voor het toepassingsgebied. Zowel synthetische als natuurlijke vezels kunnen gebruikt worden. Wanneer het thermisch of ultrasoonlassen als verbindingstechniek toegepast wordt moet er uiteraard voldoend smelt- of lasmateriaal aanwezig zijn. Dit smelt/lasmateriaal moet geleverd worden door het poolmateriaal, de primaire en/of de secundaire drager.
Bij de keuze van kleefmiddelen (hotmelt, kleeffolie, reactanten,...) die eventueel gebruikt worden voor het fixeren van de poolgarens en het verbinden van de primaire en secundaire drager moet er rekening gehouden worden met de samenstelling van het pool- en dragermateriaal.
Voor pooltapijten volgens de uitvinding kan een brede vari teit van primaire en secundaire dragers gebruikt worden. De dikte en de stugheid van de dragers hebben geen beperkende invloed. Naast de klassieke weefsels of non wovens die nu reeds gebruikt worden bij het tuften
<Desc/Clms Page number 12>
zijn dit o. a. ook polymeerschuimen, al dan niet gecoate of ge mpregneerde naaldvilten, thermoplastische folies, naaldvilten of weefsels die aan een zijde bedekt zijn met een voldoend aantal klitten, naaldvilten die aan een zijde smeltvezels bevatten en laminaten. Wanneer een resilient schuimmateriaal gebruikt wordt als primaire drager bekomt men een nieuw soort tapijt dat gekarakteriseerd wordt door een zeer hoge resilentiewaarde aan de poolzijde van het tapijt.
Naast de lichtere synthetische bandjesweefsels, spunbonded of needled backings (non-wovens) die gebruikt worden bij het tuften kunnen in het kader van deze uitvinding kunnen ook zwaardere en stijvere dragers gebruikt worden. De secundaire drager die gebruikt kan worden in het kader van deze uitvinding kan tevens bestaan uit hard plaatmateriaal zoals daar zijn : spaanderplaten, gipsplaten, plastiekplaten en laminaten.
Omdat het doorboren van de primaire drager niet zoals bij het tuften met een naald gebeurt kunnen hier ook de zwaardere naaldvilt-textielstructuren die normaal gebruikt worden als secundaire drager ook toegepast worden als primaire drager.
De gebruikte primaire of secundaire dragers moeten lasbaar of verkleefbaar of door om het even welke andere methode te verbinden zijn. Wanneer de primaire en/of secundaire dragers aan hun respectievelijke onder en/of bovenzijde een voldoend aantal uitstekende klitten (haakjes) bevatten dan kan het gewoon samendrukken van beide dragers volstaan voor het mechanisch vasthechten van het poolmateriaal tussen de beide dragers.
De slijtvastheid van een dergelijk tapijt kan sterk verhoogd worden door het gebruiken van een stevige slijtvaste primaire drager. Een stevige textielstructuur is
<Desc/Clms Page number 13>
qua slijtvastheid immers steeds superieur t. o. v. een kleeflaag die gebruikt wordt bij de productie van geflockte of gekleefde tapijten.
Wanneer een hard plaatmateriaal als secundaire drager gebruikt wordt kunnen "met pooltapijt bedekte"decoratiepanelen gevormd worden.
Tussen de met pooldraden beklede primaire drager en de secundaire drager kan ook nog een bijkomende metaal- of plastiekfolie. gelamineerd worden. Daardoor ontstaan tapijten met specifieke eigenschappen. Door het tussenvoegen van een metaalfolie kan men bij voorbeeld de elektrostatische en warmtegeleidingseigenschappen van het gesneden pooltapijt wijzigen. Door het tussenvoegen van een plastiekfolie kan men een vochtbarriere inbouwen.
De uitvinding betreft naast het eindproduct tevens ook een werkwijze om deze producten te bekomen.
De werkwijze volgens de uitvinding is flexibel en is gekenmerkt door een hoge productiviteit.
Flexibiliteit betekent in deze context o. a. : * dessineringsmogelijkheid (dessin en kleur). De dessineringsmogelijkheden zijn inherent gebonden aan de manier waarop de toefjes van het poolmateriaal ontstaan en aangebracht worden.
* de inzetbaarheid van een uitgebreid gamma poolmateriaal, * het realiseren van zowel hoge als lage pooldensiteit, * de toepasbaarheid van een zeer breed assortiment primaire en secundaire dragers en dit zowel naar structuur, dikte, resilentie als gewicht.
* de mogelijkheid om bijkomende tussenlagen tussen de primaire en de secundaire drager aan te brengen.
<Desc/Clms Page number 14>
EMI14.1
Productiviteit betekent in deze context o. w hoge productiesnelheid 'een om het poolmateriaal te fixeren en de primaire en secundaire drager te verbinden
De werkwijze volgens de uitvinding slaat op de productie van zowel enkelzijdige als dubbelzijdige pooltapijten.
Het productieproces is een continu proces waarin volgende fases kunnen onderscheiden worden : * perforeren van de primaire drager * het op toeflengte snijden van het benodigde poolmateriaal en het gestuurd bedraden van de primaire drager * het eventueel aanbrengen van kleef-of coatingprodukten op de secundaire drager hetzij door impregnatie of door coating (likwals, rakelmes, reverse roll coater, poedercoating,...) 'het samenbrengen van de primaire drager, voorzien van pooltoefjes, met de secundaire drager al dan niet voorzien van uitstekende haakjes of klitten, een smeltpolymeer of een coating, en * het verbinden van de gevormde sandwich (en).
Het verbinden kan gebeuren hetzij door : a) samendrukken van de primaire drager en de secundaire drager voorzien van een voldoende aantal haakjes of klitten en/of een drukgevoelig of reactief hechtingsmiddel, b) ultrasoonlassen,
<Desc/Clms Page number 15>
c) opwarmen en afkoelen van het thermoplastisch materiaal (poolmateriaal, primaire drager, secundaire drager, hotmelt-kleefmiddel,...), d) het toepassen van een laminatiefilm (al dan niet in situ gevormd door (co) extrusie), en/of e) het combineren van twee of meer van de hierboven vermelde technieken.
Het perforeren van de primaire drager kan bijvoorbeeld gebeuren door ultrasoon en/of mechanisch perforeren en/of door thermisch wegsmelten.
Bij voorkeur zal men de ultrasoon boortechniek gebruiken of het mechanisch stansen gecombineerd met het ultrasoon of thermisch nabewerken van de gevormde boorgaten. Dit heeft immers het voordeel dat de randen van de doorboringen rafelvrij worden en geen uitstekende vezeluiteinden. hebben die het penetreren van het gesneden poolmateriaal doorheen deze doorboorde drager verhinderen.
Wanneer een PU-schuim als primaire drager gebruikt worden kan men de drager ook doorboren met warme naalden. Warme naalden smelten dan gaatjes in dergelijke dragers.
Door het garen op toeflengte te snijden kan men het garenverbruik in het eindproduct minimaliseren en cre ert men terzelfder tijd ook enorme dessineringsmogelijkheden. Verschillende garentypes, nummers en/of-kleuren kunnen immers vanuit het garenwachtstation sequentieel naar de garenapplicator gebracht worden.
Het aansturen van de gewenste garenafroepen om een bepaald
<Desc/Clms Page number 16>
dessin te maken kan bijvoorbeeld via het gericht aandrijven van een garendoseer/snijsysteem dat het gewenste garen doseert, op lengte snijdt en aanvoert naar de garenapplicator.
Het op lengte snijden van de poolgarens kan uiteraard met verschillende technieken gebeuren. Twee mogelijkheden worden hierbij toegelicht : het roterend messenasje en het guillotine-doseersysteem.
Voor het doseren en het op lengte snijden kunnen de garens bijvoorbeeld vanuit het garenwachtstation via een aangedreven roterend messenasje (15) op toeflengte gesneden worden en naar een garenapplicator gevoerd worden.
Het garen bevindt zieh tussen het roterend messenasje (15) en de tegendrukrol (17). Deze tegendrukrol (17) bestaat uit een zachter materiaal of bevat een bekleding met uitsparingen ter hoogte van de snijmessen van het roterend messenasje (15).
Telkens het garen (5) geklemd wordt tussen de uitstekende mesjes van het-roterend messenasje (15) en de tegendrukrol (17) wordt het garen (5) doorgesneden. Om het garen beter te klemmen of eventueel ultrasoon te kunnen lassen tussen de garenuiteinden is het rotende asje tussen de mesjes in uitgestulpt. De afstand tussen de opstaande snijmesjes komt overeen met de toeflengte. Het op lengte snijden van het poolgaren met de mesjes kan al dan niet ondersteund worden met een sonotrode. De uitstulpingen tussen de snijmesjes klemmen het garen en laten ook toe dat het middenstuk van de garentoefjes ultrasoon aan elkaar gelast of vertengeld worden.
De aandrijving van een dergelijk messenasje
<Desc/Clms Page number 17>
kan naast het op lengte snijden van het poolgaren ook zorgen voor de gedreven aanvoer van de toefjes naar de garenapplicator. De individuele aandrijfmogelijkheden van dergelijke asjes cre ert uiteraard heel veel dessineringsmogelijkheden.
Een alternatief doseer/snijsysteem wordt weergegeven in figuur 5. Dit doseer/snijsysteem bestaat uit 3 delen die via spandraden (53) aan elkaar verbonden zijn.
Deel A is het aanbrengsysteem dat garen vanuit een garenrek aanbrengt en overdraagt aan deel B dat het garenafleveringssysteem vormt. Tussen A en B bevindt zieh een guillotine-snijsysteem.
Delen A en B zijn identiek van opbouw.
Beiden bestaan immers uit een gekoppeld klem/schuifblokkensysteem (52) waartussen het garen (5) geklemd en ontklemd kan worden. Dit gekoppeld klem/schuifblokkensysteem (52) bestaat uit twee boven elkaar liggende klemblokken (57) die heen en weer kunnen bewegen in een schuifblok (55).
Aan het ingang van de schuifblok staat de bovenste klemblok steeds in zijn laagste positie zodat het garen tussen de bovenste en de onderste klemblokken geklemd wordt.
Aan het uiteinde van de schuifblok is de bovenste klemblok verplicht zieh naar boventoe te bewegen waardoor het tot dan toe geklemde garen ontklemd wordt.
Het op en neer bewegen van de bovenste klemblok aan de uiteinden van de schuifblok wordt bekomen door het opgelegde banenpatroon (58) in de opstaande zijwanden van de schuifblok waarin de bovenste klemblok zieh beweegt.
<Desc/Clms Page number 18>
Tijdens het verschuiven van de gekoppelde klemblokken van rechts naar links blijft het garen steeds geklemd. Wanneer de gekoppelde klemblokken zieh van links naar rechts bewegen is het. garen ontklemd.
Door het koppelen van de 2 schuifbloksystemen A en B bekomt men een doorgeefsysteem van A naar B. Bij het doorgeven van het garen van A naar B bevinden de klemblokken van A zieh aan de linkerzijde, deze van B bevinden zieh aan de rechterzijde van de schuifblok. De heen en weergaande beweging van de klemblokken in de schuifblokken A en B is zodanig dat de klemblokken naar elkaar toe bewegen.
Tijdens het doorgeven van het garen is het garen steeds geklemd. Op dit moment wordt het geklemde garen met het guillotine-mes (51) doorgesneden.
Na het doorsnijden van het garen wordt het garen in schuifblok A ontklemd en de klemblokken van schuifblok B bewegen het gesneden garen (41) voort naar de garenapplicator.
De synchronisatie van de bewegingen van de delen A, B en C wordt bekomen door de spandraden (53) die de drie delen koppelen en door de veren (59) van de diverse onderdelen. Door te werken met dit spandradensysteem kan dit doseer/snijmechanisme ook met een klassiek jacquardmechanisme, dat veelvuldig gebruikt wordt bij het weven, bediend worden.
De lengte van het banenpatroon die een klemblok moet afleggen bepaalt de toeflengte. Dit alternatief doseer/snijsys-teem is een uitermate geschikt systeem wanneer langere toefjes wenselijk zijn.
De garentrommelapplicator (figuur 1) is in
<Desc/Clms Page number 19>
dit proces een belangrijk element. Deze laat ons toe de primaire drager op een uniforme en gestructureerde manier te perforeren en gesneden garentoefjes aan de achterzijde van een drager te brengen. Deze garentrommelapplicator is tevens een belangrijk element bij het samendrukken/lamineren of ultrasoonlassen van de primaire en secundaire drager.
De benodigde poolgarens worden zoals bij het tuften of weven vanaf een garenboom of een garenrek aangevoerd naar een garenwachtstation en/of garenapplicator. In het garenwachtstation wachten de garens totdat zij als het ware afgeroepen en verbruikt zullen worden.
Het versneden poolmateriaal wordt naar de garentrommel-applicator geleid. Deze garentrommelapplicator is een garentrommel (9) voorzien van garenbuisjes (11). Dit is een draaiende trommel (op figuur 1 gebeurt de draaibeweging tegen klokwijzerzin in) die na het"bedraden" (het beladen via een van de hierboven vermelde doseer/snijtechnieken van de garenbuisjes (11) met toefjes) tijdens het roteren tegen een secundaire drager (3) gedrukt wordt. De uitstekende garenuiteinden kunnen door middel van een sonotrode (19) aan de drager gelast worden. Wanneer er niet gelast wordt dan is deze applicator een van de laminatiewalsen. De bedrading van de garentrommel gebeurt bij voorbeeld in de klokwijzerzone van "vijf voor tot kwart na twaalf".
De maximale druk "sonotrode - aambeeld" of tussen de laminatiewalsen ontstaat in de positie "kwart voor twaalf".
Belangrijke procesparameters die de eigenschappen van het bekomen tapijt bepalen zijn o. a. de gebruikte garentrommel, de bedrading van de garentrommel,
<Desc/Clms Page number 20>
de rotatiesnelheid van de trommel, de dragersnelheid, de laminatiedruk (bij gebruik van kleefmiddelen), de lasparameters (bij ultrasoonlassen) zijnde de lasdruk (sonotrode en aambeeld), de lasfrequentie, de vorm van de sonotrode, de gebruikte drager (s) en het ingezette poolgarenmateriaal.
Het aantal, de grootte en de positionering van de garenbuisjes over het oppervlak van de trommel bepalen in hoge mate de realiseerbare garendensiteit. De diepte van de garenbuisjes (11) zijn bepalend voor de realiseerbare poollengte.
De individuele garenbuisjes kunnen eventueel uit verschillende in elkaar schuivend (telescopisch) delen bestaan waardoor de diepte gewijzigd kan worden.
Wanneer niet alle garenbuisjes bedraad worden zal men in principe een tapijt met een lagere pooldensiteit bekomen. De garenbuisjes kunnen echter ook bedraad worden met meerdere garentoefjes, dit resulteert dan uiteraard in een hogere pooldensiteit.
De grootte van de garenbuisjes in de garentrommel is in functie van het garennummer en de voluminositeit (bulk) van het gebruikte poolmateriaal (5). De klassieke tapijtgarens kunnen opgedeeld worden in een drietal klassen : het normale garennummergamma, de fijnere garens en grovere garens. Voor de grovere garens worden uiteraard grotere garenbuisjes gebruikt. Een productiemachine kan uiteraard voorzien worden met meerdere garentrommels waarmee dan het volledige garengamma (fijne, normale en grove garens) afgedekt kan worden. In een speciale uitvoering kan eventueel ook de diameter van de buisjes gewijzigd worden, dit kan o. a. door gebruik te maken van een verschuifbare en geperforeerde mantel boven
<Desc/Clms Page number 21>
de garenbuisjes.
De diameter van de garenapplicator is op zichzelf geen beperkende factor. Zowel grote als kleine trommels zijn realiseerbaar. Algemeen kan men wel stellen dat hoe groter de garentrommel, hoe beter en vlugger men deze kan bedraden en hoe sneller men kan produceren.
De benodigde garens kunnen vanuit de doseer/snij-applicator door aandrijving, door gravitatie, door aanzuiging via een onderdruksysteem (vacuüm (13)) en/of elektrostatisch in de garenbuisjes gebracht worden.
Wanneer er gewerkt wordt met aanzuiging kan het vacuümniveau functioneel gedoseerd worden over de volledige omtrek door de buitenste garentrommel (9) excentrisch op te stellen t. o. v. de binnentrommel/as (31) (figuur 2) en door de trommelzones die geen afzuiging meer behoeven (na het lassen en'het verlaten van het vastgelaste toefje) eventueel af te dichten. De diameter van het garenbuisje en het bruikbaar zuigoppervlak van de vacuümaansluiting zijn uiteraard bepalend voor het te gebruiken vacuümniveau.
Elektrostatische aantrekking wordt bekomen wanneer de doseer/snij-applicator en de binnenste as van de garentrommel elektrostatisch opgeladen worden.
De garenbuisjes van deze aanbrengtrommel vormen bij het ultrasoonlassen ook het aambeeld voor de sonotrode (19) die zieh achter de secundaire drager (3) bevindt. Het uit de garentrommel stekende garenuiteinde zal
EMI21.1
de las vormen met het dragermateriaal in het laspunt (21). Door deze uitstekende toeflengte te variëren kan men de laslengte van de toefjes wijzigen. Een afgewerkt enkelzijdig tapijt (23) wordt bekomen.
<Desc/Clms Page number 22>
Voor het perforeren van de primaire drager (eerste processtap) kan men daarvoor ook de hierboven reeds vermelde garentrommelapplicator (9) gebruiken. In dit geval zal de primaire drager, via een tegendrukwals (7) aan de onderzijde, over de trommel heen lopen (zie figuur 1).
Alvorens de pooltoefjes vanuit het garenwachtmagazijn in de trommelapplicator gebracht worden, wordt de drager, die zieh boven de diverse garenbuisjes (11) bevindt, doorboord. Dit doorboren zal dan bij voorkeur gebeuren in de klokwijzerzone van kwart na twaalf tot half een.
Indien het doorboren ultrasoon gebeurt, is de tegendrukwals (7) de sonotrode en de uitstekende garenbuisjes vormen het aambeeld.
Na het doorboren van de primaire drager worden de buisjes van de applicator waarover de geperforeerde drager ligt gevuld met garentoefjes.
De achterzijde van de geperforeerde primaire drager die nu voorzien is van uitstekende garenuiteinden kan onmiddellijk tegen een secundaire drager (3) gelast of gekleefd worden. De garenuiteinden worden in deze opstelling vastgelast of vastgekleefd tussen de primaire (1) en de secundaire drager (3). Wanneer de primaire en/of secundaire dragers aan hun respectievelijke onder-en/of bovenzijde een voldoend aantal uitstekende haakjes en/of klitten (zoals bij Velcro (R)) bevatten, dan zal het gewoon samendrukken van beide dragers volstaan voor het mechanisch vasthechten van het poolmateriaal tussen de beide dragers.
De primaire drager (l) zal in een dergelijke opbouw van het tapijt de poolvastheid en slijtageweerstand van bepaalde garensoorten verbeteren. Wanneer hoog
<Desc/Clms Page number 23>
resiliënt PU-schuim als primaire drager gebruikt wordt dan bekomt men een tapijt met zeer goede resiliëntieeigenschappen.
Alle aangehaalde technieken kunnen ook gebruikt worden voor het maken van een tweezijdig tapijt.
Figuur 2 illustreert een mogelijke produktieopstelling voor het maken van een tweezijdig tapijt.
Daarbij gebruikt men bij voorkeur de dubbele garentrommelopstelling. In deze opstelling wordt het garen vooraf op toeflengte versneden, bijvoorbeeld door middel van een guillotine doseersysteem (35). Door het toepassen van deze garenapplicator kan men ook een afgewerkt tapijt
EMI23.1
met de opbouw"pool-primaire primaire drager-pool" (33) bekomen. Een volledige opstelling is weergegeven in figuur 6. De garens worden aangebracht m. b. v. een Jaquard mechanisme (61), dat voor het gekozen dessin zorgt. Vanuit twee rollen met primaire drager (63) worden twee lagen garentoefjes ingezet m. b. v. een guillotine doseersysteem (69).
De secundaire drager die vanuit de rol (65) wordt aangevoerd, wordt aan beide primaire dragers gefixeerd en opgerold, zodat een rol afgewerkt dubbelzijdig pooltapijt (67) bekomen wordt
De garenapplicator (9) vormt samen met een tegendrukwals (95) of een tweede garenapplicator (9) een volwaardige laminatie-inrichting waarmee de dragers en/of bijkomende substraten die voorzien zijn van een kleefmiddel/kleeffolie (71) aan elkaar gekleefd kunnen worden. Tijdens het samenbrengen van de dragers in de laminatie-inrichting kunnen er ook nog bijkomende materialen tussen de dragers gevoegd worden. Daardoor kan
<Desc/Clms Page number 24>
men bij voorbeeld speciale eigenschappen aan het gevormde pooltapijt geven. Figuur 14 geeft weer hoe met twee kleeffilmen (71) een bijkomende metaalfolie (145) tussen de primaire en de secundaire drager gelamineerd wordt.
Door het tussenvoegen van een metaalfolie kan men bijvoorbeeld de elektrostatische en warmtegeleidingseigenschappen van het gesneden pooltapijt wijzigen. Door het tussenvoegen van een gesloten plastiekfolie kan men een vochtbarriere vormen tussen de vloer en het gesneden pooltapijt.
Het gebruik van een kleeffolie is eveneens mogelijk. Tussen de primaire drager, voorzien van de uitstekende draden, en de secundaire kan een kleeffolie (71) gevoerd worden. Het is echter ook mogelijk om deze kleeffolie tussen twee primaire dragers aan te brengen zoals beschreven in figuur 7. De folie wordt net voor het aanbrengen m. b. v. IR stralers (73) verwarmd. Ook hier worden de garens bijvoorbeeld gedoseerd m. b. v. een roterend messenasje (75).
Deze folie/kleeffilm (83) kan eventueel ook in situ ontstaan door gebruik te maken van (co) extrusie (zie figuur 8). De uitlopende film uit een extruder (81) wordt onmiddellijk in de laminatieschacht gevoerd.
De secundaire drager kan echter voor het samenvoegen ook gecoat worden met een hechtingsmiddel. Alle klassieke coatingtechnieken kunnen daarbij in principe gebruikt worden.
In figuur 9 wordt de secundaire drager met de rakeltechniek gecoat. Het rakelmes (91) brengt de coating aan met een vooropgestelde dikte. Via een tegendrukrol (95) die een garentrommelapplicator (9) steunt wordt een afgewerkt eenzijdig pooltapijt (93) bekomen.
Figuur 10 beschrijft het aanbrengen van een
<Desc/Clms Page number 25>
poedercoating. Het poeder (101) wordt d. m. v. I. R. verwarmer (103) op de secundaire drager gecoat.
Het aanbrengen van een coating met behulp van een likwals (111) wordt in figuur 11 weergegeven. Ook het gebruik van een reverse roll coater en andere coatingtechnieken is mogelijk.
Men kan eventueel ook een secundaire drager gebruiken die aan de laminatiezijde vooral uit kleefvezels bestaat. In een dergelijke opstelling kan er ook gewerkt worden met een kleeffolie.
De kleeffolie, de gecoate of met kleefvezel bedekte drager kan verwarmd en gesmolten worden (via vlam of met een verwarmingspaneel). Deze smelt dient dan als hechtingsmiddel tijdens het lamineren. De laminatietegendruk rol kan gekoeld worden waardoor het gesmolten polymeer na lamineren onmiddellijk weer vast wordt.
Wanneer reaktieve polymeren gebruikt werden tijdens het coaten is opwarmen tijdens lamineren niet noodzakelijk.
De secundaire drager kan eventueel ook geimpregneerd worden met harsen. Zulk een werkwijze is afgebeeld in figuur 12. Na het lamineren van de met hars geimpregneerde secundaire drager (121) met de primaire drager (1) kan het hars (125) uitgehard worden in een oven (131). De harde panelen voorzien van een poolstructuur worden na uitharden op lengte en/of breedte versneden of gestanst met een guillotinemes (127) zodat "tapijttegels" (129) bekomen worden. Het aanbrengen van een tertiaire drager (123) is optioneel.
Wanneer een secundaire drager voorzien is van uitstekende klitten (141), dan kan men door eenvoudig
<Desc/Clms Page number 26>
samendrukken in de laminatie-inrichting zowel het poolmateriaal als beide dragers aan elkaar fixeren. Een dergelijke opstelling wordt afgebeeld in figuur 13. De uitstekende klitten (haakjes) vormen mechanische hechtingspunten voor het vezelmateriaal van het poolmateriaal en van de primaire drager. Dit mechanisch hechtingssysteem is vooral gekend als haak-lus sluiting of klittenband (opstaande paddestoelen die gevormd worden door afgesmolten monofilamenten).
<Desc / Clms Page number 1>
CUT POLAR CARPET AND METHOD FOR
OBTAINING A SLICED POOL CARPET Object of the invention
This invention relates to a composite one-sided or two-sided pile carpet in which the pile material is fixed on a support part. Furthermore, the present invention relates to a method of producing such a pile carpet.
State of the art
Pile carpets are characterized by upright pile threads that are bonded to a carrier mechanically or by means of adhesives. The most commonly used techniques are tufting, weaving (wilton, axminster and double weaving). Less known techniques are bonding (fusion bonding) and surface welding of continuous yarns on a support material.
When tufting, the pile loops are formed via a "needle-hook" system. A hook (looper) holds the yarn when the needle is pulled back, which pierced the yarn through a woven or non-woven backing (ground cloth or primary backing). The loops thus formed can
<Desc / Clms Page number 2>
be cut with or without a knife. This creates a loop carpet (loop pile) or a cut pile carpet (cut pile). In order to prevent that the pile threads cannot be easily pulled out, the pile threads will be glued to the back of the carrier (primary backing) by means of an additional treatment process after tufting. To increase the comfort behavior of a tufted carpet, an additional carrier (secondary backing) is then fitted.
This can be either an in situ formed foam layer (gel or non-gel foam), a thicker needle felt or a stiffer (jute or synthetic) fabric that is glued to the tufted carpet in an adhesive layer (foamed polymer dispersion or hot melt or not). Disadvantages of tufting are: (1) the low pool yield. : 15 to 40% of the deployed pile of pile yarns is on the back of the carpet, (2) the additional processing after tufting to anchor the pile yarns and to improve comfort behavior, (3) the limitation of the deployable support material: after all, the woven or non-woven ground cloths must be easy to pierce with a wired needle, so that heavier and stiff materials cannot be used, (4) the limited design options for both design and color:
because the yarn has to remain in the needle during tufting, designs can only be made by a lateral and / or longitudinal movement of the needle field. Such movements (cross-over technique) of the wired needle field at the back of the carpet obviously have a very adverse effect on the pile yarn consumption,
<Desc / Clms Page number 3>
(5) the high risk of streakiness: the streakiness of a carpet occurs mainly when using BCF pile yarns and when the cross-over technique is not used, and (6) tufted carpets consisting of several components (pile yarn, backing, adhesive, and secondary backing) are difficult to recycle after use
During the weaving process, both the "pile" and the "base fabric" of the woven carpet are formed.
Characteristic of weaving is the use of warp yarns, weft yarns and pile yarns. The pile yarns are anchored in the ground cloth of warp and weft yarns. Before (at axminster) or immediately after weaving (double piece and wilton) the pile yarns, the pile material is cut to length to form a cut pile carpet. Coarser warp and weft yarns can also be used for weaving, so that a strong carpet can be created. After weaving, the back of the woven carpet usually receives an additional dressing.
In the "double piece weaving" (Faee-to-Faee Weaving) 2 carpets are woven at the same time, which are tied together with the pile threads. The "non-working" pile threads are usually woven into the reverse side. The "working" pile threads that connect the 2 carpets are then cut with a knife.
In "tviJton carpet:" the carpet pile is formed d. m. v. metal wires (wires) that also determine the pile height. The loops thus formed are woven into the ground cloth. The woven pile loops can be cut or not, making a cut or loop pile
<Desc / Clms Page number 4>
carpet is created.
In "axminster carpet", the pile yarns to be woven are first cut to length and then woven in. Axminster carpets have few or no pile yarns on the back of the carpet.
Disadvantages of weaving are: (1) slow production process: the formation of the shed and the pile loops, the insertion of the weft threads, the tightening of the formed fabric, ... are all necessary production steps that require time (2) high consumption of pile yarns: 20 to 50% of the expensive pile yarns are on the reverse side and are not visible (3) streakiness: color and / or physical differences between the parallel processed pile threads very often result in streakiness. Especially with uni-colored carpets or carpets with large uni-colored areas, streakiness is a common problem.
(4) the additional processing (backing) after weaving (5) a woven carpet is usually a composite material that is difficult to recycle
Glued carpets are characterized by pile threads that are pressed into an adhesive layer. The adhesive layer (usually PVC plastisol) is on a ground cloth. After the pile yarns have been introduced into the adhesive layer, the adhesive must be cured. IR dryers are usually used for this.
Yarn flock with the intention of obtaining a pile carpet can also be regarded as a fusion bonding technique. When flocking, the cut yarn tufts are electrostatically projected into an adhesive layer. Just like with fusion bonding, the adhesive layer must then be cured. Fusion bonding and flocking are both characterized by the structure structure "carrier adhesive layer-pile layer".
<Desc / Clms Page number 5>
Disadvantages of fusion bonding: (l) not user-friendly production technique: preparing glue, cleaning machine when stationary, glue spots on the carpet, ...
(2) limited choice of carrier material: must be thermally stable (3) not environmentally friendly due to the use of PVC plastisols, high energy; difficult to recycle (composite material) (4) streakiness (especially when using BCF yarn) (5) limited design possibilities (6) limited wear resistance of the wear layer consisting of a polymer layer containing upright yarn tufts. (softening of the adhesive or incompletely hardening of the adhesive can cause the superficial pile yarns to come off)
Welding of plastics is a well-known technique, which is however rarely used in the textile industry. However, the relatively high production rates achievable are clear and important advantages.
A very limited number of patents (EP "82 81 0513, USP 4582740, ...) indicate that certain carpets can also be made with this welding technique. This always concerns the welding of pile yarns to the top of a carrier.
Disadvantages of this technique are: (1) poor wear resistance of yarns welded on the top (superficially). Welded thin textile materials (textile yarns, light carriers) are after all characterized by a weak edge strength. The weld itself is usually strong enough, but the edges of this weld are too weak for intensive use. The finer it is
<Desc / Clms Page number 6>
used yarn (the less welding material) the worse the wear resistance. This property also explains why this technique has not been successful so far.
(2) streakiness when using continuous yarn (3) very limited design possibilities (4) only synthetic yarns and thermoplastic carriers can be used for superficial welding Object of the invention
The object of the invention is a new cut pile carpet that is Main features of the invention
A first main feature of the invention is a cut pile carpet, consisting of pile material and a carrier part, characterized in that the carrier part contains a primary and a secondary carrier and that the upright pile material via perforations in the primary carrier with the foot end in the space between the primary and the secondary support is fixed to the support portion.
A cut pile carpet according to the invention may further be characterized in that the foot end of the pile material is attached to the bottom of the primary support by adhesion and / or welding and / or mechanical bonding. The secondary support is preferably mounted on the primary support.
The attachment of the secondary and the primary carrier is preferably done by compressing / laminating the primary carrier and the secondary carrier which either contain a sufficient number of protruding tangles and / or are provided with a
<Desc / Clms Page number 7>
pressure sensitive or reactive adhesive, by thermal or ultrasonic welding, by heating and cooling an interposed thermoplastic material and / or by a lamination film.
The primary support is preferably perforated by mechanical punching and / or ultrasonic drilling and / or thermal melting.
The primary support and / or the secondary support are preferably selected from the group consisting of: coated or impregnated needle felt, polymer foam, woven or non-woven tuft cloth, thermoplastic film, needle felt or fabric covered on one side with a sufficient number of hooks or tangles, needle felt that contains melt fibers on one side and laminates. In addition, the secondary support can also consist of hard plate material.
The pile material is preferably selected from the group consisting of: classic carpet yarn (BCF or spun yarn) spun filament yarn and / or fiber cable ribbon.
In a particular embodiment, the secondary support is also perforated and the secondary support carries pile material, so that a double-sided carpet is obtained.
In another embodiment, the secondary support is attached to a second primary support carrying pile material.
A second main feature of the invention is a method for obtaining a cut pile carpet in a continuous process, characterized by the following steps: perforating a primary support,
<Desc / Clms Page number 8>
* placing pile material in the perforations of the primary support, and * bringing together and connecting a secondary support to the primary support.
The method according to the invention preferably further comprises a step in which the pile material is cut to a suitable length before being placed in the perforations of the primary support.
Preferably, the pile material is fixed with the foot end at the bottom of the primary support by means of gluing, welding and / or mechanical bonding.
The method is preferably characterized in that the method further comprises a step in which the primary and / or the secondary carrier is provided with adhesive and / or coating products before application to the primary carrier.
In a special embodiment, the method further comprises a step in which a second primary carrier, provided with pile material, is attached to the secondary carrier.
The method according to the invention may further comprise a step in which an additional metal or plastic foil is laminated between the primary and secondary carrier.
Detailed description of the invention
This invention relates both to the specific structure of the new cut pile carpet, the materials to be used therein, and the production technology to make these carpets.
<Desc / Clms Page number 9>
The invention will be described by way of examples and figures, which are to be regarded as non-limiting.
Brief description of the figures
Figure 1 describes a yarn drum applicator with which a single-sided pile carpet according to the invention can be manufactured.
Figure 2 depicts a yarn drum applicator capable of producing a double-sided pile carpet according to the invention.
Figure 3 shows the construction of a single-sided pile carpet according to the invention
Figure 4 depicts the construction of a double-sided pile carpet according to the invention.
Figure 5 describes a dosing guillotine system with which the pile material can be cut to the correct length.
Figure 6 shows a total arrangement for producing double-sided pile carpet according to the invention.
Figure 7 shows the production of a double-sided pile carpet according to the invention with an adhesive film as a secondary support.
Figure 8 describes the production of a double-sided pile carpet according to the invention with an extruded secondary support.
Figure 9 shows the production of a single-sided pile carpet according to the invention with a secondary carrier treated with a coating applied by the squeegee technique.
<Desc / Clms Page number 10>
Figure 10 shows the production of a single-sided pile carpet according to the invention d. m. v. a secondary carrier with a powder coating.
Figure 11 depicts the production of a single-sided pile carpet according to the invention with a secondary support provided with a coating applied with a lick roller.
Figure 12 shows the production of a single-sided pile carpet according to the invention with a secondary support impregnated with a resin. After curing of the resin and capping, carpet tiles or carpet-covered decoration panels are formed.
Figure 13 illustrates the use of a secondary carrier provided with tangles that adhere the fiber material of the pile material and of the primary carrier.
Figure 14 is an arrangement in which an additional metal foil is laminated between the secondary and the primary carrier on the basis of 2 adhesive foils.
Figure 15 shows the structure of classic carpets (tuft (a), woven carpet (b), glued carpet (c) and welded carpet (d)).
Figure 15 shows the prior art. The tufting (figure 15 (a)) uses needle (151), hook (153) and knife (155). The woven, bonded and welded carpet structures are shown in Figures 15 (b), 15 (c) and 15 (d), respectively.
The invention relates to the structure of single-sided and double-sided pile carpets as depicted in Figures 3 and 4, respectively
<Desc / Clms Page number 11>
primary carrier (l) is always perforated. The pile material (41) is always fixed with the foot end between the primary (1) and the secondary support (3). The pile material, which is introduced into the perforations of the primary support, is preferably cut to length and may be a composite tuft (43). With a double-sided carpet as in figure 4, the pile carpet consists of a secondary (2) and two primary supports (1). Connecting the primary and secondary carriers and the pile material can be done in different ways.
The pile material that can be used consists of classic carpet yarns (spun and / or BCF yarns), spun filament yarns and / or fiber cable ribbon. The yarn numbers are not limiting for the area of application. Both synthetic and natural fibers can be used. When thermal or ultrasonic welding is used as a joining technique, sufficient melting or welding material must of course be present. This melt / weld material must be supplied by the pile material, the primary and / or the secondary support.
When choosing adhesives (hot melt, adhesive foil, reactants, ...) that may be used for fixing the pile yarns and joining the primary and secondary carrier, the composition of the pile and carrier material must be taken into account.
A wide variety of primary and secondary carriers can be used for pile carpets according to the invention. The thickness and stiffness of the carriers have no limiting influence. In addition to the classic fabrics or non-woven fabrics that are already used in tufting
<Desc / Clms Page number 12>
This also includes polymer foams, whether or not coated or impregnated needle felts, thermoplastic films, needle felts or fabrics covered on one side with a sufficient number of tangles, needle felts containing melt fibers on one side and laminates. When a resilient foam material is used as the primary carrier, a new type of carpet is obtained, which is characterized by a very high resilience value on the pile side of the carpet.
In addition to the lighter synthetic tape fabrics, spunbonded or needled backings (non-wovens) used in tufting, heavier and stiffer carriers may also be used for the purposes of this invention. The secondary support that can be used in the context of this invention may also consist of hard board material such as there are: chipboard, plasterboard, plastic board and laminates.
Because the piercing of the primary support is not done as with tufting with a needle, the heavier needle felt textile structures that are normally used as a secondary support can also be used here as a primary support.
The primary or secondary carriers used must be weldable or bondable or connectable by any other method. If the primary and / or secondary supports have a sufficient number of protruding tangles (hooks) on their respective bottom and / or top side, then simply compressing both supports can suffice for mechanically attaching the pile material between the two supports.
The wear resistance of such a carpet can be greatly increased by using a sturdy wear-resistant primary carrier. A solid textile structure
<Desc / Clms Page number 13>
after all, in terms of wear resistance always superior t. o. v. an adhesive layer that is used in the production of flocked or glued carpets.
When a hard board material is used as a secondary support, "pile carpet covered" decoration panels can be formed.
An additional metal or plastic foil can also be placed between the primary support coated with pile threads and the secondary support. be laminated. This creates carpets with specific properties. By inserting a metal foil, for example, the electrostatic and heat conduction properties of the cut pile carpet can be changed. A moisture barrier can be built in by inserting a plastic foil.
In addition to the end product, the invention also relates to a method for obtaining these products.
The method according to the invention is flexible and is characterized by high productivity.
In this context, flexibility means, among other things: * design options (design and color). The design options are inherently linked to the way in which the tufts of the pile material are created and applied.
* the use of an extensive range of pile material, * the realization of both high and low pile density, * the use of a very wide range of primary and secondary carriers, both in terms of structure, thickness, resistance and weight.
* the possibility to apply additional intermediate layers between the primary and the secondary carrier.
<Desc / Clms Page number 14>
EMI14.1
In this context, productivity means, among other things, a high production speed 'to fix the pile material and to connect the primary and secondary support.
The method according to the invention relates to the production of both single-sided and double-sided pile carpets.
The production process is a continuous process in which the following phases can be distinguished: * perforation of the primary support * cutting the required pile material to tuft length and controlled wiring of the primary support * possible application of adhesive or coating products on the secondary support or by impregnation or by coating (lick roller, squeegee knife, reverse roll coater, powder coating, ...) 'bringing together the primary carrier, provided with pile tufts, with the secondary carrier, whether or not provided with protruding hooks or tangles, a melt polymer or a coating, and * joining the formed sandwich (s).
The joining can be done either by: a) compressing the primary support and the secondary support provided with a sufficient number of hooks or tangles and / or a pressure sensitive or reactive adhesive, b) ultrasonic welding,
<Desc / Clms Page number 15>
c) heating and cooling of the thermoplastic material (pile material, primary support, secondary support, hot melt adhesive, ...), d) applying a lamination film (whether or not formed in situ by (co) extrusion), and / or e) combining two or more of the above techniques.
The primary carrier can be perforated, for example, by ultrasonic and / or mechanical perforation and / or by thermal melting.
Preferably one will use the ultrasonic drilling technique or the mechanical punching combined with the ultrasonic or thermal finishing of the formed drill holes. After all, this has the advantage that the edges of the bores become fray-free and no protruding fiber ends. that prevent penetration of the cut pile material through this pierced support.
When a PU foam is used as the primary carrier, the carrier can also be pierced with hot needles. Warm needles then melt holes in such carriers.
By cutting the yarn to tuft length one can minimize the yarn consumption in the end product and at the same time also creates enormous design possibilities. After all, different yarn types, numbers and / or colors can be brought sequentially from the yarn waiting station to the yarn applicator.
Controlling the desired yarn calls for a specific one
<Desc / Clms Page number 16>
design can be done, for example, by means of the targeted driving of a yarn dosing / cutting system that doses the desired yarn, cuts it to length and supplies it to the yarn applicator.
Cutting the pile yarns to length can of course be done with different techniques. Two possibilities are explained here: the rotating knife shaft and the guillotine dosing system.
For dosing and cutting to length, the yarns can, for example, be cut to length from the yarn waiting station via a driven rotary knife shaft (15) and fed to a yarn applicator.
The thread is between the rotating blade shaft (15) and the counter-pressure roller (17). This counter-pressure roller (17) consists of a softer material or contains a cover with recesses at the cutting blades of the rotating blade shaft (15).
Each time the yarn (5) is clamped between the projecting blades of the rotating blade shaft (15) and the counter-pressure roller (17), the yarn (5) is cut. To better clamp the yarn or possibly ultrasonic welding between the yarn ends, the rotating shaft is protruded between the blades. The distance between the upright cutting blades corresponds to the tuft length. Cutting the pile yarn to length with the blades may or may not be supported with a sonotrode. The protrusions between the cutting blades clamp the yarn and also allow the center piece of the yarn tufts to be ultrasonically welded together or to be used for money.
The drive of such a knife shaft
<Desc / Clms Page number 17>
in addition to cutting the pile yarn to length, it can also ensure the driven supply of the tufts to the yarn applicator. The individual drive options of such axles naturally create a lot of design options.
An alternative dosing / cutting system is shown in figure 5. This dosing / cutting system consists of 3 parts that are connected to each other via tension wires (53).
Part A is the delivery system that applies yarn from a yarn rack and transfers it to Part B which forms the yarn delivery system. There is a guillotine cutting system between A and B.
Parts A and B are identical in structure.
After all, both consist of a coupled clamping / sliding block system (52) between which the yarn (5) can be clamped and unclamped. This coupled clamp / slide block system (52) consists of two superimposed clamp blocks (57) that can reciprocate in a slide block (55).
At the entrance of the sliding block, the upper clamping block is always in its lowest position so that the yarn is clamped between the upper and the lower clamping blocks.
At the end of the sliding block, the top clamping block is required to move upwards, so that the previously clamped thread is clamped.
The up and down movement of the top clamping block at the ends of the sliding block is achieved by the imposed web pattern (58) in the upright side walls of the sliding block in which the upper clamping block moves.
<Desc / Clms Page number 18>
The thread remains clamped when the coupled clamping blocks are moved from right to left. When the coupled clamping blocks move from left to right it is. thread clamped.
By connecting the 2 sliding block systems A and B, a transfer system from A to B is obtained. When passing the yarn from A to B, the clamping blocks of A are on the left, these of B are on the right of the sliding block. . The reciprocating movement of the clamping blocks in the sliding blocks A and B is such that the clamping blocks move towards each other.
The yarn is always clamped during the passing of the yarn. At this time, the clamped yarn is cut with the guillotine blade (51).
After cutting the yarn, the yarn in shear block A is unclamped and the clamp blocks of shear block B advance the cut yarn (41) to the yarn applicator.
The synchronization of the movements of the parts A, B and C is achieved by the tension wires (53) coupling the three parts and by the springs (59) of the various parts. By working with this tensioning thread system, this dosing / cutting mechanism can also be operated with a classic jacquard mechanism, which is frequently used in weaving.
The length of the track pattern that a clamping block must travel determines the tuft length. This alternative dosing / cutting system is an extremely suitable system when longer tufts are desirable.
The yarn drum applicator (Figure 1) is in
<Desc / Clms Page number 19>
this process is an important element. This allows us to perforate the primary carrier in a uniform and structured way and to bring cut yarn tufts to the back of a carrier. This yarn drum applicator is also an important element in the compression / lamination or ultrasonic welding of the primary and secondary carrier.
The required pile yarns are supplied to a yarn waiting station and / or yarn applicator, such as when tufting or weaving from a yarn tree or a yarn rack. In the yarn waiting station, the yarns wait until they are, as it were, called and consumed.
The cut pile material is fed to the yarn drum applicator. This yarn drum applicator is a yarn drum (9) provided with yarn tubes (11). This is a rotating drum (in figure 1 the clockwise rotation is done) which after "wiring" (loading via one of the above dosing / cutting techniques of the yarn tubes (11) with tufts) while rotating against a secondary support (3) is pressed. The protruding yarn ends can be welded to the support by means of a sonotrode (19). When not welding, this applicator is one of the laminating rollers. For example, the yarn drum is wired in the clock pointer zone from "five to one quarter past twelve".
The maximum pressure "sonotrode anvil" or between the laminating rollers is created in the position "quarter to twelve".
Important process parameters that determine the properties of the obtained carpet include a. The used yarn drum, the wiring of the yarn drum,
<Desc / Clms Page number 20>
the rotational speed of the drum, the carrier speed, the lamination pressure (when using adhesives), the welding parameters (with ultrasonic welding) being the welding pressure (sonotrode and anvil), the welding frequency, the shape of the sonotrode, the carrier (s) used and the deployed pile yarn material.
The number, size and positioning of the yarn tubes over the surface of the drum largely determine the achievable yarn density. The depth of the thread tubes (11) determines the realizable pile length.
The individual yarn tubes can optionally consist of different telescoping parts that allow the depth to be changed.
If not all yarn tubes are wired, in principle a carpet with a lower pile density will be obtained. However, the yarn tubes can also be wired with multiple yarn tufts, this naturally results in a higher pile density.
The size of the yarn tubes in the yarn drum depends on the yarn number and the volume (bulk) of the pile material used (5). The classic carpet yarns can be divided into three classes: the normal yarn number range, the finer yarns and coarser yarns. Larger yarn tubes are of course used for the coarser yarns. A production machine can of course be equipped with multiple yarn drums with which the entire yarn range (fine, normal and coarse yarns) can be covered. In a special version, it is also possible to change the diameter of the tubes, this can be done, for example, by using a sliding and perforated jacket at the top
<Desc / Clms Page number 21>
the yarn tubes.
The diameter of the yarn applicator is not in itself a limiting factor. Both large and small drums are feasible. In general it can be said that the larger the yarn drum, the better and faster one can wire it and the faster one can produce.
The required yarns can be introduced from the dosing / cutting applicator by drive, by gravity, by suction via a vacuum system (vacuum (13)) and / or electrostatic into the yarn tubes.
When working with suction, the vacuum level can be functionally dosed over the entire circumference by adjusting the outer yarn drum (9) eccentrically. o. v. the inner drum / shaft (31) (figure 2) and by sealing the drum zones that no longer need suction (after welding and leaving the welded tuft). The diameter of the yarn tube and the usable suction surface of the vacuum connection are of course decisive for the vacuum level to be used.
Electrostatic attraction is obtained when the dosing / cutting applicator and the inner axis of the yarn drum are charged electrostatically.
The yarn tubes of this application drum also form the anvil for the sonotrode (19) behind the secondary support (3) during ultrasonic welding. The yarn end protruding from the yarn drum will
EMI21.1
form the weld with the support material in the welding point (21). The welding length of the tufts can be changed by varying this excellent tuft length. A finished single-sided carpet (23) is obtained.
<Desc / Clms Page number 22>
For the perforation of the primary support (first process step), the above mentioned yarn drum applicator (9) can also be used. In this case, the primary carrier will run over the drum via a counter-pressure roller (7) at the bottom (see figure 1).
Before the pile tufts are introduced from the yarn guard magazine into the drum applicator, the support, which is located above the various yarn tubes (11), is pierced. This drilling will then preferably take place in the clock-hand zone from a quarter past twelve to half past twelve.
If the piercing is ultrasonic, the counter-pressure roller (7) is the sonotrode and the projecting yarn tubes form the anvil.
After drilling through the primary carrier, the tubes of the applicator over which the perforated carrier lies are filled with yarn tufts.
The back of the perforated primary carrier, which now has protruding thread ends, can be immediately welded or glued to a secondary carrier (3). The yarn ends in this arrangement are welded or glued between the primary (1) and the secondary support (3). If the primary and / or secondary carriers have a sufficient number of protruding hooks and / or tangles (as with Velcro (R)) on their respective bottom and / or top side, then simply compressing both carriers will suffice for the mechanical attachment of the pile material between the two carriers.
In such a construction of the carpet, the primary carrier (1) will improve the pile strength and wear resistance of certain yarn types. When high
<Desc / Clms Page number 23>
Resilient PU foam is used as the primary carrier, a carpet with very good resilience properties is obtained.
All the cited techniques can also be used to make a two-sided carpet.
Figure 2 illustrates a possible production setup for making a two-sided carpet.
The double yarn drum arrangement is preferably used for this. In this arrangement, the yarn is pre-cut to tuft length, for example by means of a guillotine dosing system (35). By using this yarn applicator you can also make a finished carpet
EMI23.1
with the structure "pool-primary primary carrier-pool" (33). A complete arrangement is shown in figure 6. The yarns are applied m. B. v. a Jaquard mechanism (61), which ensures the chosen design. Two layers of yarn tufts are used from two rolls with primary carrier (63) m. B. v. a guillotine dosing system (69).
The secondary support that is supplied from the roll (65) is fixed and rolled up to both primary supports, so that a roll of finished double-sided pile carpet (67) is obtained
The yarn applicator (9) together with a counter-pressure roller (95) or a second yarn applicator (9) forms a full-fledged laminating device with which the carriers and / or additional substrates provided with an adhesive / adhesive foil (71) can be glued together. When the carriers are brought together in the laminating device, additional materials can also be added between the carriers. This makes it possible
<Desc / Clms Page number 24>
for example, special properties are given to the pile carpet formed. Figure 14 shows how with two adhesive films (71) an additional metal foil (145) is laminated between the primary and the secondary support.
By inserting a metal foil one can, for example, change the electrostatic and heat conduction properties of the cut pile carpet. By inserting a closed plastic foil, a moisture barrier can be formed between the floor and the cut pile carpet.
The use of an adhesive film is also possible. An adhesive film (71) can be passed between the primary support, provided with the protruding wires, and the secondary. However, it is also possible to apply this adhesive foil between two primary carriers as described in figure 7. The foil is applied just before application m. B. v. IR radiators (73) heated. Here, too, the yarns are dosed m. B. v. a rotating blade shaft (75).
This foil / adhesive film (83) can possibly also be created in situ by using (co) extrusion (see figure 8). The flare film from an extruder (81) is immediately fed into the lamination shaft.
However, the secondary support can also be coated with an adhesive before joining. In principle, all classic coating techniques can be used.
In Figure 9, the secondary carrier is coated with the squeegee technique. The doctor blade (91) applies the coating with a predetermined thickness. A finished one-sided pile carpet (93) is obtained via a counter-pressure roller (95) which supports a yarn drum applicator (9).
Figure 10 describes the application of a
<Desc / Clms Page number 25>
powder coating. The powder (101) becomes d. m. v. I. R. heater (103) coated on the secondary support.
Applying a coating using a lick roller (111) is shown in Figure 11. The use of a reverse roll coater and other coating techniques is also possible.
It is also possible to use a secondary support, which mainly consists of adhesive fibers on the lamination side. In such an arrangement it is also possible to work with an adhesive film.
The adhesive film, the coated or adhesive fiber covered support can be heated and melted (via flame or with a heating panel). This melt then serves as an adhesive during lamination. The lamination backpressure roller can be cooled so that the molten polymer immediately solidifies again after laminating.
If reactive polymers were used during coating, heating during lamination is not necessary.
The secondary carrier can optionally also be impregnated with resins. Such a method is shown in Figure 12. After laminating the resin impregnated secondary support (121) with the primary support (1), the resin (125) can be cured in an oven (131). The hard panels provided with a pile structure are cut or cut to length and / or width with a guillotine knife (127) after curing, so that "carpet tiles" (129) are obtained. Fitting a tertiary carrier (123) is optional.
When a secondary carrier is provided with protruding tangles (141), one can do this simply
<Desc / Clms Page number 26>
compressing both the pile material and the two carriers together in the laminating device. Such an arrangement is shown in Figure 13. The protruding tangles (brackets) form mechanical attachment points for the fiber material of the pile material and of the primary support. This mechanical bonding system is mainly known as a hook-loop closure or Velcro (upright mushrooms formed by melted monofilaments).