BE1023505B1

BE1023505B1 - Non-woven-structuur met vezels die gekatalyseerd zijn door een metalloceenkatalysator

Info

Publication number: BE1023505B1
Application number: BE2016/5213A
Authority: BE
Inventors: Tim VROMMAN; Keyzer Daan De
Original assignee: Beaulieu International Group
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2017-04-11
Also published as: EP3433404B1; EP3825449B1; US20200157716A1; PL3433404T3; KR20180122011A; EP3825449A1; EP4198193A1; PL3825449T3; CN108884614A; EP3433404A1; EP4159908B1; WO2017162540A1; MX2018011586A; HUE061009T2; CA3017267A1; EP4159908A1; US11913150B2; ES2936272T3; FI3825449T3; US20240158965A1

Abstract

De onderhavige uitvinding verschaft een gebonden en verstrikte non-woven-structuur die voor ten minste 50 gewichtsprocent van de gebonden en verstrikte non-woven-structuur uit stapelvezels vervaardigd is, en uit ten minste een gedeeltelijke binding van de vezels van de non-woven-structuur, waarbij de ten minste gedeeltelijke binding thermisch geactiveerde bindingen omvat tussen een eerste polyolefinemateriaal dat geproduceerd is met een katalysator, die ten minste één metalloceenkatalysator omvat, en een smeltpunt in het bereik van 130 - 170°C heeft, en een tweede materiaal dat een smeltpunt heeft dat ten minste 10°C hoger ligt dan het smeltpunt van het eerste materiaal, waarbij het gewicht van het eerste materiaal in de non-woven-structuur ten minste 3 procent van het gewicht van de non-woven-structuur is.

Description

Non-woven-structuur met vezels die gekatalyseerd zijn door een metalloceenkatalvsator

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op gebonden en verstrikte non-woven-structuren voor gebruik, bijvoorbeeld, in hygiëne en gezondheidszorg, zoals in wegwerpbare producten of producten voor eenmalig gebruik voor gebruik in bijvoorbeeld ziekenhuizen, scholen, en thuis, in luiers of doekjes, maar ook in tapijten. De onderhavige uitvinding heeft ook betrekking op werkwijzen voor het maken van dergelijken gebonden en verstrikte non-woven-structuren.

Achtergrond

Een non-woven-structuur is een weefselachtig materiaal dat uit vezels is gemaakt, bijvoorbeeld gebonden door chemische, mechanische, warmte of oplosmiddelbehandeling, die noch geweven of gebreid zijn.

Van een textiele vloerbedekking is bekend dat deze een vemaalde non-woven-structuur is die vlak kan zijn of een gestructureerd oppervlak kan hebben of getuft kan zijn en gebruikt kan worden als tijdelijke (bijvoorbeeld eenmalig gebruik, of met een beperkte duur) vloerbedekking of tapijt bij beurzen, congressen en andere evenementen, of voor langdurig gebruik kan zijn, bijvoorbeeld in contract- of industriële tapijten, of huishoudelijke tapijten. Dergelijk tapijt kan een poolgedeelte hebben dat poolvezels omvat in een naaldgeponst non-woven weefsel. Een primaire achterkantbedekking kan worden toegepast. Als alternatief of aanvullend kan een latex worden gebruikt om het achteroppervlak van het tapijt te impregneren en kan als een bindmiddel worden gebruikt.

Er is een interesse om op polymeer gebaseerde producten te verschaffen die een minimaal effect op het milieu hebben. Er zijn vier belangrijke opties voor het weggooien van kunststof: storten, verbranding, recyclen en biologische afbraak. Kunststoffen worden gebruikt voor wegwerpbare producten voor eenmalig gebruik, zoals verpakkingen, landbouwkundige films en wegwerpbare consumentengoederen, voor langdurige infrastructuur zoals buizen, kabelbekledingen en constructiematerialen, en voor duurzame consumententoepassingen met tussentijdse levensduur, zoals bij elektronische producten, meubels, tapijten, voertuigen, enz.

Gehoopt wordt dat recycling kan worden gebruikt om kunststofafval, olieverbruik en de uitstoot van kooldioxide te verminderen. Er zijn vier categorieën van recycling: a) Primaire of gesloten-loop recycling, zoals mechanische herverwerking tot een product met gelijkwaardige eigenschappen, b) secundaire recycling declassering zoals mechanische herverwerking tot producten met minder veeleisende eigenschappen, c) tertiaire of chemische of materiaalrecycling wanneer het polymeer gedepolymeriseerd is tot chemische bestanddelen of wanneer biologisch afbreekbare kunststoffen gecomposteerd worden, en d) quaternaire recycling zoals terugwinning van energie.

Een groot aantal verschillende polymeren en andere materialen zoals metalen (bijvoorbeeld klemmen), papier, pigmenten, inkten en hechtmiddelen worden gebruikt in op polymeer gebaseerde producten. Primaire recycling is het meest praktisch wanneer de polymeermaterialen gemakkelijk van verontreinigingsbronnen kunnen worden afgescheiden. Bij voorkeur moet er slechts één of een zeer beperkt bereik aan polymeerrangen zijn in één product als het doel is om het product te recyclen en om nieuwe materialen met gerecycleerde materialen te vervangen. Vaak is het technisch niet haalbaar om gerecycleerde kunststoffen aan ruw polymeer toe te voegen zonder vermindering van ten minste enkele kwaliteitseigenschappen van de kunststof zoals kleur, helderheid of mechanische eigenschappen zoals slagvastheid. Derhalve is er beperkte recycling van meerlaagse/meerdere-componenten voorwerpen zoals tapijten, omdat deze leiden tot verontreiniging tussen polymeersoorten, zoals verontreiniging door incompatibele polymeren.

Derhalve, hoewel recycling als beste optie kan worden gezien, kan slechts een beperkt aantal kunststoffen worden gerecycled. Afval moet grondig worden gesorteerd, waardoor de kosten toenemen. Besmetting van verschillende kunststofstromen resulteert in materialen van lagere kwaliteit. Het is moeilijk, zo niet onmogelijk, om gerecycleerde kunststof van dezelfde kwaliteit als nieuw polymeer te produceren omdat sorteersystemen onvolmaakt zijn en de grondstoffen die gebruikt worden om gerecycleerd product te produceren onzuiver zijn. Hoewel gerecyclede polymeren goedkoper zijn om te produceren, neemt hun kwaliteit af als gevolg van verontreiniging bij elke recyclingcyclus. De prijs van olie en van stortplaatsverwijdering is niet hoog genoeg is om het gebruik van gerecyclede materialen economisch te maken.

Een mogelijke manier om het gebruik van kunststof in de eerste plaats te beperken is: a) Delen van een tapijt weglaten, zoals gelamineerde materialen of latexen. Het weglaten van dergelijke constructiematerialen gaat echter gepaard met een vermindering van verschillende belangrijke eigenschappen van tapijt, zoals de sterkte en stijfheid van deze tapijten. b) Verhoging van het gebruik van natuurlijke vezels of biologisch afbreekbare vezels. Natuurlijke vezels vervuilen de kunststofmaterialen. Biologisch afbreekbare kunststoffen hebben de neiging te duur te zijn.

Samenvatting van de uitvinding

De onderhavige uitvinding verschaft in één aspect een gebonden en verstrikte non-woven-structuur die voor ten minste 50 gewichtsprocent van de gebonden en verstrikte non-woven-structuur uit stapelvezels vervaardigd is en uit ten minste een gedeeltelijke binding van de vezels van de non-woven-structuur, waarbij de ten minste gedeeltelijke binding thermisch geactiveerde bindingen omvat tussen een eerste polyolefinemateriaal dat geproduceerd is met een katalysator, die ten minste één metalloceenkatalysator omvat en een smeltpunt in het bereik van 130 - 170°C heeft, en een tweede materiaal dat een smeltpunt heeft dat ten minste 10°C hoger ligt dan het smeltpunt van het eerste materiaal, waarbij het gewicht van het eerste materiaal in de non-woven-structuur ten minste 3 gewichtsprocent van het gewicht van de non-woven-structuur is.

De onderhavige uitvinding verschaft in een verder aspect een gebonden en verstrikte non-woven-structuur die voor ten minste 50 gewichtsprocent van de gebonden en verstrikte non-woven-structuur uit stapelvezels vervaardigd is en uit ten minste een gedeeltelijke binding van de vezels van de non-woven-structuur, waarbij de ten minste gedeeltelijke binding thermisch geactiveerde bindingen omvat tussen vezels die een eerste polyolefinemateriaal omvatten dat geproduceerd is met een katalysator die ten minste een metalloceenkatalysator omvat, en een smeltpunt in het bereik van 130 - 170°C heeft, waarbij het gewicht van het eerste materiaal in de non-woven-structuur ten minste 3 gewichtsprocent van het gewicht van de non-woven-structuur is. Deze vezels kunnen tweecomponentenvezels zijn.

De stapelvezels kunnen massief of hol zijn, rond of gevormd zijn, bijvoorbeeld meerlobbig zoals drielobbig.

Gebonden en verstrikte non-woven-structuren volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kunnen worden gebruik in weefsels om specifieke functies te verschaffen zoals absorptievermogen, afstoot van vloeistoffen, veerkracht, rek, zachtheid, sterkte, vlamvertraging, wasbaarheid, demping, warmteisolatie, geluidsisolatie, filtratie, bacteriële barrière en steriliteit.

In combinatie met andere materialen verschaffen gebonden en verstrikte non-woven-structuren volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding een spectrum aan producten met verscheidene eigenschappen en kunnen alleen worden toegepast of als bestanddelen van kleding (bijvoorbeeld wegwerpkleding), thuis- en evenementinrichting (bijvoorbeeld tapijten), de gezondheidszorg (bijvoorbeeld chirurgische gordijnen, jassen, afdekkingen, maskers, wondverband), engineering of industrieel (bijvoorbeeld geotextiel, filtratie, isolatie, voertuigonderdelen) en consumptiegoederen (bijvoorbeeld luiers, producten voor vrouwelijke hygiëne; koffïe/thee-zakken).

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt de gebonden en verstrikte non-woven-structuur in tapijten gebruikt, waarbij de non-woven-structuur de oppervlaktelaag van het tapijt vormt. In een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt de gebonden en verstrikte non-woven-structuur in een evenemententapijt gebruikt, waarbij de non-woven-structuur de oppervlaktelaag van het evenemententapijt vormt.

De gebonden en verstrikte non-woven-structuur kan middels naaldponsen of middels hydroverstrikking (“hydroentanglement”) zijn verstrikt.

De totale stapelvezelinhoud kan ten minste 60 gewichtsprocent, bij voorkeur ten minste 70 gewichtsprocent en tot aan 100 gewichtsprocent van de non-woven-structuur zijn.

De gebonden en verstrikte non-woven-structuur heeft volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding bij voorkeur een genormaliseerde stijfheid die hoger is dan 150 N/gewichtsprocent zoals bepaald door een gecorrigeerde stijfheid die afgeleid is van een trekproef volgens EN ISO 13934-1 (zie definitiegedeelte).

Het tweede materiaal kan worden geselecteerd uit synthetische of natuurlijke materialen. Het tweede materiaal kan bijvoorbeeld worden geselecteerd uit een polyolefine zoals polyethyleen of polypropyleen, of kan een polyamide of een polyester zijn (bijvoorbeeld PET).

Ten minste het eerste of het tweede materiaal kan polypropyleen of een polypropyleencopolymeer omvatten.

De ten minste gedeeltelijke binding is bij voorkeur een drukloze binding die gemaakt is zonder druk toe te passen op de non-woven-structuur tijdens verwarming en thermische activatie van bindingen. Dit laat de non-woven-structuur in een open toestand en samendrukbaar.

De vezels kunnen worden verdeeld tussen eerste stapelvezels die gemaakt zijn uit het eerste materiaal en tweede stapelvezels die gemaakt zijn van het tweede materiaal. De hoeveelheid eerste vezels is tussen 3 en 30% van de totale stapelvezelinhoud van de gebonden en verstrikte non-woven-structuur.

De lineaire massadichtheid van de eerste vezels is bij voorkeur lager dan de lineaire massadichtheid van de tweede vezels. De lineaire massadichtheid van de tweede vezels kan bijvoorbeeld ten minste 1,5 keer hoger zijn dan de lineaire massadichtheid van de eerste vezels.

De eerste en tweede materialen kunnen, samen, in tweecomponentenvezels zijn opgenomen. De tweecomponentenvezel heeft ten minste een deel van het eerste materiaal blootgesteld op het oppervlak van de vezel en is gebonden aan een deel van het tweede materiaal van dezelfde vezel. De tweecomponentenvezel kan bij voorkeur een huls-/kern-tweecomponentenvezel zijn, waarbij het eerste materiaal in de huls aanwezig is.

Een voordeel van de gebonden en verstrikte non-woven-structuren volgens sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is een verlaging in gewicht en/of kosten, terwijl mechanische prestatie zoals stijfheid of modulus wordt behouden of verbeterd. Een voordeel van gebonden en verstrikte non-woven-structuren volgens sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is een laag gewicht, maar een goede dekking en slijtvastheid.

Gebonden en verstrikte non-woven-structuren volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kunnen in tapijten worden gebruikt, en kunnen een gewichtsbereik van tussen 100 en 1000 gram/vierkante meter hebben afhankelijk van het gebruik ervan. In sommige voorkeursuitvoeringsvormen is het gewicht van de non-woven-structuur (basisgewicht) tussen 100 en 350 gram per vierkante meter, bijvoorbeeld meer bij voorkeur tussen 150 - 275 gram per vierkante meter. Voor gewichten en vezels voor verscheidende producten zie definitiegedeelte.

De gebonden en verstrikte non-woven-structuur volgens sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan als een oppervlaktelaag of bovenlaag van een tapijt worden gebruikt. In een ander aspect verschaft de onderhavige uitvinding een tapijt dat de gebonden en verstrikte non-woven-structuur, zoals hierboven gedefinieerd, als een oppervlaktelaag omvat, optioneel omvattende een steunlaag.

In een dergelijk tapijt kan de totale stapelvezelinhoud van de oppervlaktelaag ten minste 60 gewichtsprocent, ten minste 70 gewichtsprocent, ten minste 80 gewichtsprocent of ten minste 90 gewichtsprocent van de gebonden en verstrikte non-woven-structuur zijn, bij voorkeur tot aan 100 gewichtsprocent.

Een steunlaag heeft minder de voorkeur wanneer het een aanzienlijke impact heeft op de globale vervaardigingskosten of andere en incompatibele polymeren aan de gebonden en verstrikte non-woven-structuur introduceert. In plaats van een afzonderlijke steunlaag gebruiken voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding drukloze inter-vezel thermisch geactiveerde binding. Indien een steunlaag wordt gebruikt, bijvoorbeeld om simpelweg het gewicht te verhogen, heeft het de voorkeur wanneer de steunlaag makkelijk verwijderd kan worden indien de aanwezigheid ervan recyclen moeilijker zou maken.

Tapijten volgens de uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding hebben goede bedekking terwijl ze een laag gewicht hebben.

De oppervlaktelaag van het tapijt kan bedrukt zijn, bijvoorbeeld bij voorkeur digitaal bedrukt zodat het tapijt naar de wens van de klant kan zijn gemaakt in plaats van grote hoeveelheden vooraf gemaakt tapijt op te slaan. In overeenkomst met uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan tapijt worden opgeslagen in een selectie van standaard kleuren, zoals rood, blauw, groen et cetera, en heeft het uiteindelijke bedrukken betrekking op specifieke ontwerpen of patronen die zijn aangebracht op het standaard gekleurde tapijt.

Verstrikte en gebonden non-woven structuren volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kunnen naaldgeponst zijn en kunnen zijn vervaardigd met gebruik van een naaldponstapijt-productielijn op industriële schaal. Stapelvezels worden bijvoorbeeld gemengd en gevormd tot een vlies of mat middels kaarden en crosslapping. De mat kan vooraf met naalden bewerkt zijn met gebruik van gewone weerhaaknaalden om een tapijt-oppervlaktelaag te vormen. Een tapijt volgens sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan vervaardigd worden door eerst een naaldgeponste non-woven-structuur te vervaardigen zoals hierboven gedefinieerd en vervolgens binding door de naaldgeponste non-woven-structuur door een oven of vergelijkbare verwarmingsinrichting te laten passeren, waarbij het temperatuurprofiel van de oven of andere inrichting zodanig gekozen is dat vezels enige integriteit behouden na binding. Wanneer eerste vezels van, of die het eerste materiaal omvatten, aan tweede vezels van het tweede materiaal worden gebonden, behouden de tweede vezels in hoofdzaak hun oorspronkelijke vorm met de mogelijke uitzondering van bindingspunten tussen de eerste en tweede vezels. Gebleken is dat de oven bij voorkeur een oven met luchtcirculatie is die op ten minste 5°C lager werkzaam is dan de temperatuur waarop het materiaal van de tweede vezels smelt. Het heeft de voorkeur dat ten minste 50%, meer bij voorkeur ten minste 60%, nog meer bij voorkeur ten minste 75% van de vezels hun integriteit behouden na thermisch geactiveerde binding waaronder, bijvoorbeeld, de vezels gemaakt van het eerste materiaal.

In het tapijt kan het eerste of het tweede materiaal polypropyleen of een polypropyleencopolymeer omvatten.

Tapijt volgens sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan een gebonden en verstrikte non-woven-structuur zijn met een gewicht van 100 - 350 gram per vierkante meter, bij voorkeur tussen 150 - 275 gram per vierkante meter bijvoorbeeld voor evenemententapijt.

Een tapijt en andere producten volgens sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding zijn bij voorkeur 100% recyclebaar.

Een technisch voordeel van tapijten in overeenstemming met uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan de massahomogeniteit van een non-woven-oppervlaktelaag zijn.

Ook de dekking (vermogen om er doorheen kijken te voorkomen) is goed.

Een ander voordeel is dat een hogere stijfheid of modulus kan worden bereikt met dezelfde steekdichtheid, naald-efficiëntie-effect en een hogere vezel-vezel-frictie kan ook worden bereikt in vergelijking met conventionele non-woven-structuren, in het bijzonder bij gebruik van meerlobbig zoals drielobbig vezel.

Een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan een lager of geen voorbekledingsgewicht van steunmateriaal zijn zoals een latex, een lagere of geen absorptie van voorbekleding-steunmateriaal wat leidt tot lager totaal tapijtgewicht en minder problemen met recycling. Het effect van deze verschillen kan leiden tot significant lager gewicht van het eindproduct. Een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan een lager eindgewicht voor andere steunwerkwijzen zijn.

Een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan een lagere ecologische voetafdrukzijn in vergelijking met huidige versies.

De tweede vezel is bij voorkeur uit polypropyleen (PP), polyamide of polyester (bijvoorbeeld PET) gemaakt.

Een ander aspect van de onderhavige uitvinding is een werkwijze voor het vervaardigen van een tapijt met ten minste een gebonden en verstrikte non-woven-structuur als bovenlaag die van stapelvezels is gemaakt, waarbij de stapelvezels ten minste 50 gewichtsprocent van de bovenlaag omvatten, waarbij de werkwijze het volgende omvat: het transporteren van een vezelig kaardvlies naar een crosslapmachine en het crosslappen van het kaardvlies tot een mat van materiaal.

Een ander aspect van de onderhavige uitvinding is een werkwijze voor het vervaardigen van een tapijt met ten minste een gebonden en verstrikte non-woven-structuur als een bovenlaag die van stapelvezels is gemaakt, waarbij de stapelvezels ten minste 50 gewichtsprocent van de bovenlaag omvatten, waarbij de werkwijze het volgende omvat: het transporteren van een vezelig kaardvlies naar een crosslapmachine en het crosslappen van het kaardvlies tot een mat van materiaal die stapelvezels omvat die gemaakt zijn van een eerste polyolefinemateriaal dat geproduceerd is met ten minste één katalysator, die een metalloceenkatalysator is, en een smeltpunt in het bereik van 130 - 170°C heeft, en vezels die gemaakt zijn van een tweede materiaal dat een smeltpunt heeft dat ten minste 10°C hoger ligt dan het smeltpunt van het eerste materiaal, waarbij het gewicht van het eerste materiaal in de non-woven-structuur ten minste 3% van het gewicht van de non-woven-structuur is, en het ten minste gedeeltelijk binden van de stapelvezels van de non-woven-structuur door thermisch activeren van bindingen tussen de eerste en tweede materialen plaatsvindt. De werkwijze omvat bij voorkeur naaldponsen of hydroverstrikking van de non-woven-structuur gevolgd door de gedeeltelijk binding bij voorkeur omvattende het passeren van de verstrikte non-woven-structuur door een oven of vergelijkbare verwarmingsinrichting, waarbij het temperatuurprofiel van de oven of andere inrichting zodanig gekozen is dat vezels enige integriteit behouden na binding. Wanneer eerste vezels van het eerste materiaal aan tweede vezels van het tweede materiaal worden gebonden, behouden de tweede vezels in hoofdzaak hun oorspronkelijke vorm met de mogelijke uitzondering van bindingspunten tussen eerste en tweede vezels. Gebleken is dat de oven bij voorkeur een oven met luchtcirculatie is die op ten minste 5°C lager werkzaam is dan de temperatuur waarop het materiaal van de tweede vezels smelt. Het heeft de voorkeur dat ten minste 50%, meer bij voorkeur ten minste 60%, nog meer bij voorkeur ten minste 75% van de vezels hun integriteit behouden na thermisch geactiveerde binding, bijvoorbeeld ook voor vezels die het eerste materiaal hebben.

Verdere uitvoeringsvormen van de uitvinding worden gedefinieerd in de afhankelijke conclusies.

Korte beschrijving van de tekeningen

Fig. 1 toont een schematische dwarsdoorsnede van een tapijt volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

Fig. 2 toont verschillende soorten tweecomponentenvezelsontwerpen die kunnen worden gebruikt met uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.

Fig. 3 toont een verstrikking van vezels zoals kan worden verkregen door uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.

Definities

De termen "vezel" en "filament" verwijzen naar draadvormig materiaal dat gebruikt kan worden in garenweefsel en non-woven-textielvervaardiging. De term "stapel" betekent garen of strengen van korte en bepaalde lengte, zoals in hoofdzaak tussen 20 - 120 mm, of tussen 50 - 80 mm.

Een "non-woven" dat gebruikt kan worden met de onderhavige uitvinding, kan een stapel-non-woven zijn die vervaardigd is door gesneden vezels van enkele centimeters lengte te verschaffen, deze in balen te stoppen, ze op een lopende band te plaatsen en te dispergeren, zoals het verspreiden in een uniform vlies door een natleg-, luchtleg-, of kaarden-/crosslappingswerkwijze.

Voorkeursverstrikkingswerkwijzen zijn: • naaldponsen (voorkeurswerkwijze): mechanische verstrengeling van vezels middels naalden • hydroverstrikking: mechanische verstrengeling van vezels door hoge druk waterstralen

De volgende soorten non-wovens zijn uitgesloten van de non-woven-structuur volgens de onderhavige uitvinding:

Spin-gelegde non-wovens die in één ononderbroken proces zijn vervaardigd door het spinnen en het vervolgens direct verspreiden van de vezels in een vlies door deflecteren of ze kunnen middels luchtstromen gericht worden.

Spin-gebonden non-wovens optioneel gecombineerd met smeltgeblazen non-wovens.

Non-wovens die als volgt zijn gebonden hebben minder de voorkeur: • gebruik van een hitteverzegelaar • gekalanderd door middel van verwarmde rollen (spin-gebonden genoemd wanneer gecombineerd met spin-gelegde vliezen) riem-gekalanderd, of warmtegebonden met samenpersende riem • ultrasone patroonbinding • chemisch bindingsproces: zoals impregneren met poeders, of latexemulsie of oplossingspolymeren om de vezels chemisch te binden of met gebruik van poeders die verweken en smelten.

Een "naaldvilt" zoals gebruikt in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is een op stapelvezel gebaseerd naaldgeponst non-woven. Het heeft de voorkeur wanneer een afzonderlijke drager zoals een latexverbinding of impregnatie met een bindende poeder niet wordt gebruikt. Een verwijderbare steunlaag die middels extrusie vervaardigd is, kan het zijn.

De term "naaldgeponst" betekent een non-woven dat geconsolideerd is door deze door één of meer naaldborden te laten passeren die enkele duizenden naalden dragen die herhaaldelijk de non-wovens penetreren, waardoor een mechanisch verstrikte structuur wordt gevormd.

Het behoudt van de “integriteit” van vezels verwijst naar het behouden van de structurele integriteit van een stapelvezel, waarbij voldoende hoeveelheid van een oorspronkelijke vezel aanwezig is voor structurele integriteit zelfs wanneer dunner dan de oorspronkelijke vorm en zelfs wanneer de dwarsdoorsnedevorm van de vezel niet langer gelijkaardig aan de oorspronkelijke is. Het heeft de voorkeur dat ten minste 50%, meer bij voorkeur ten minste 60%, nog meer bij voorkeur ten minste 75% van de vezels hun integriteit behouden na thermisch geactiveerde binding.

De term "tapijt" verwijst naar een textielstructuur omvattende een non-woven-structuur volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding als een oppervlaktelaag. Minder de voorkeur heeft een tapijt omvattende een primaire drager en, bijvoorbeeld, aan de onderzijde van de primaire drager één of meer verdere lagen materiaal (bijvoorbeeld een dekkingslaag, een hechtlaag, een tweede drager, of dergelijke). Deze lagen kunnen worden gebruikt wanneer het hun doel is om hechtingen te verbergen, akoestiekeigenschappen te verbeteren, de stijfheid van het tapijt te verhogen, de sterkte van het tapijt te verhogen. Geweven tapijten zijn niet relevant voor de onderhavige uitvinding. De term "tapijt" kan een getuft tapijt omvatten.

Tapijt volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding heeft bij voorkeur een beperkt aantal losse vezels, hoewel niet elke vezel gebonden moet worden. Losse vezels zullen stijfheid verlagen, wat niet de voorkeur heeft. Vóór het binden van non-woven-materialen volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan het hebben van losse vezels worden gestructureerd. Sommige van de vezels van non-woven-structuren volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding worden thermisch gebonden, bij voorkeur met gebruik van een drukloze thermische activatie binding. Binding kan door het gehele vlies worden verschaft.

De term "evenement- of tentoonstellingstapijt" verwijst bij voorkeur naar verstrikte en gebonden non-woven-structuren volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding voor gebruik als vloerbedekking voor eenmalig gebruik tijdens evenementen of tentoonstellingen of voor beperkte duur en kan elke van de volgende uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding hebben: a) één zichtbare laag (homogeen product); b) meer dan één zichtbare laag, waarbij de bindingsmaterialen ervan de bovenzijde van het bovenste slijtvlak niet bereikt; c) meer dan één zichtbare laag, waarbij de bindingsmaterialen ervan in de gehele dikte aanwezig is.

Voor evenementtapijt

Geprefereerde Dtex voor vezels zoals PP-vezels: bijvoorbeeld 3,3 tot 25 dtex, bij voorkeur 5,5 tot 20, meer bij voorkeur 7 tot 17 dtex.

Gewicht: 100-350 g/m2; bij voorkeur 150-310 g/m2, meer bij voorkeur 230-275 g/m2.

Andere producten zijn als volgt:

Residentieel- en contracttapijt

Een dergelijk tapijt zal een fractie van fijne filamenten hebben voor een goede dekking, bijvoorbeeld 17 dtex of lager. Dit tapijt kan ook een fractie van dikke filamenten hebben zoals voornamelijk 70 of 110 dtex.

Gewicht: bij voorkeur 100-1000 g/m2.

Het tapijt is geschikt voor huishoudelijk gebruik in de klassen 21 (gemiddelde), 22 (algemene) of 23 (zware) gebruiksintensiteit van Europese norm FprEN 1307: 2013.

Voorbeeld van een gestructureerd tapijt

Dilours: gewicht tot aan 450 g/m2. Een Dilours-tapijt heeft vaak een latexdekking, waarbij het gewicht van de latex uit het totale gewicht is afgeleid om de waarde van 450 g/m2 te bereiken.

Automotive-tapijt, -bekleding of-voering

Vezels: 6,7 tot 110 dtex, bij voorkeur 6,7 tot 33 dtex.

Geotextiel

Vezels 3,3 dtex - 45 dtex om een matrix van vezels te vormen die gemaakt is van het tweede materiaal terwijl voor bindingsvezels van het eerste materiaal de vezels 3,3 dtex tot 17 dtex kunnen zijn.

Hygiëneproducten

Bij voorkeur gemaakt door hydro-verstrikte vliezen met een gewichtsbereik van 25 g/m2 tot 350 g/m2, en vezelbereik van 1 dtex tot 6 dtex.

Medische producten

Voor naaldgeponste bandages en wondverzorging kan het gewichtsbereik 60 tot 300 g/m2 zijn en een vezelbereikvan 1,5 dtex tot 17 dtex.

Filtratieprod ucten

Bij voorkeur is het gewichtsbereik van 60 tot 500 g/m2 en waarbij een vezelbereik met het tweede materiaal 1,5 dtex tot 38 dtex is en een bereik van 1,2 dtex tot 25 dtex voor bindingsvezels met iets van het eerste materiaal.

Thermische isolatie (kleding- en pijpverpakking)

Gewichtsbereik is bij voorkeur 60 tot 1000 g/m2 en vezelbereik 1,5 dtex tot 17 dtex voor vezels van het tweede materiaal en 1,2 dtex tot 6,7 dtex voor bindingsvezels die het het eerste materiaal bevatten.

Geluidsabsorptieproducten

Geprefereerde gewichtsbereik is 60 tot 500 g/m2, en vezelbereik van 1,5 dtex tot 38 dtex voor vezels van het tweede materiaal en 1,2 dtex tot 6,7 dtex voor bindingsvezels met het eerste materiaal.

Akoestischedempings- (contactgeluid) producten

Geprefereerde gewichtsbereik is 150 tot 500 g/m2, en vezelbereik 3,3 dtex tot 25 dtex voor vezels met het tweede materiaal en 3,3 dtex tot 13 dtex voor vezels die het eerste materiaal voor binding hebben.

Voeringen (schoen, bagage, kleding..)

Geprefereerde gewichtsbereik is 60 - 500 g/m2, en eenvezelbereik van 1,5 dtex tot 38 dtex voor vezels die van het tweede materiaal gemaakt zijn en 1,2 dtex tot 6,7 dtex voor vezels die het eerste materiaal voor binding hebben.

De term "drielobbig" verwijst naar een vezeldwarsdoorsnede die drie lobben omvat.

De term "meervoudig-lobbig" verwijst naar een vezeldoorsnede die meerdere lobben omvat.

De "kern" van stapelvezel kan hol zijn en kan een axiaal gat of leegte omvatten, of de kern kan van massief materiaal zijn.

De katalysator "metalloceen":

Veel metallocenen en hun derivaten zijn actieve katalysatoren voor olefinepolymerisatie. Polymere materialen die gemaakt zijn door gebruik van een metalloceenkatalysator omvatten polyolefinepolymeren, bijvoorbeeld gemaakt met een single-site-metalloceen katalysatorsysteem zoals een homogeen vertakte ethyleenpolymeer, een in hoofdzaak lineaire ethyleen-interpolymeer of een homogeen vertakte lineaire ethyleen-interpolymeer, waaronder een polypropyleenpolymeer.

De polyolefine kan alleen worden gemaakt met een metalloceenkatalysator of een combinatie van een metalloceenkatalysator en een andere katalysator, bijvoorbeeld metalloceen- en Ziegler-Natta-katalysatoren, mits het smeltpunt voldoende verlaagd is om 10°C lager te zijn dan het tweede materiaal.

Metalloceenkatalysatoren die zijn gedefinieerd in WO2012/126973 bladzijden 10-13 zijn hierbij als referentie opgenomen en kunnen worden gebruikt met gelijk welke van de uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. De polypropeensamenstellingen die zijn gedefinieerd in WO2012/126973 bladzijden 7-9 zijn als referentie opgenomen en kunnen worden gebruikt met gelijk welke van de uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. De vezels die zijn gedefinieerd in WO2012/126973 bladzijden 6 en 7 zijn als referentie opgenomen en kunnen worden gebruikt met gelijk welke van de uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.

Testwerkwiizen

De volgende testwerkwijzen dienen gebruikt te worden.

Smeltpunt

Smelttemperaturen Tmelt ("smeltpunt") worden bepaald volgens ISO 3146, bijvoorbeeld op een DSC Q2000 instrument door TA Instruments. Om de thermische geschiedenis te wissen kunnen de monsters eerst verhit worden tot 200°C en gedurende 3 minuten op 200°C worden gehouden. De gerapporteerde smelttemperaturen ("smeltpunt") worden dan bepaald met verwarmings- en aikoelsnelheden van 20°C/min.

Afmetingen: CEN / TS 14159

Totale dikte mm: ISO 1765, waarbij de tolerantie nominaal ± 15% is

Totale massa per oppervlakte-eenheid g/m2: ISO 8543, waarbij de tolerantie nominaal de massa ± 15% is

Stijfheid:

Monsterneming

Volgens de norm NBN EN ISO 9862

Minimumaantal monsters: 5 in machinerichting (MD) en 5 in dwarsrichting (CD)

Breedte van de monsters: 200 mm ± 0,5 mm

Lengte van het monster: lang genoeg om een maatlengte van 100 mm mogelijk te maken. Trekproef

Volgens EN ISO 13934-1 (monsteromvang wijkt af van de norm voor betere nauwkeurigheid, cfr. Monstering', alsmede de maatlengte en de snelheid van de extensie)

Parameters:

Lengte teststuk = 100 mm Snelheid van extensie = 50 mm/min Voorspanning = IN Berekening van Stijfheid

Bepaal de kracht (F) op monsters met een breedte van 200 mm die nodig was voor 0,5% en 1,5% rek (ε).

• Kracht in N • Verschil in rek Δε = 1%

Correctie voor het gewicht van het non-woven

De stijfheid toont een lineair verband met het gewicht van een non-woven.

Het heeft de voorkeur om monsters te vergelijken met gelijke gewichten.

De stijfheid wordt gecorrigeerd voor gewicht door een genormaliseerde stijfheid te bepalen die gegeven wordt door het volgende genormaliseerd op 300 g/m2:

Genormaliseerde Stijfheid = stijfheid x 300 gram per vierkante meter gedeeld door het gewicht van het gemeten monster in gram per vierkante meter.

De formule voor stijfheid zelf is hierboven gegeven.

Beschrijving van illustratieve uitvoeringsvormen

De onderhavige uitvinding verschaft een verstrikt en gebonden non-woven-structuur die kan worden gebruikt in:

Evenement-/tentoonstellingstapijt: • Product met lage kosten voor intensief gebruik gedurende korte levensduur (bijvoorbeeld voor 5 dagen), als gevolg van beperkt gebruik kan het recyclen van de materialen efficiënt zijn. • Uitvoeringen van de onderhavige uitvinding hebben geen drager nodig (terwijl evenement-/tentoonstellingstapijt volgens de stand van de techniek typischerwijze een drager vereist voor binding van de vezels)

Contractmarkttapijt: • lange levensduur voor intensief gebruik • drager, indien gebruikt, wordt gebruikt om meer gewicht te geven om comfort of betere akoestiek te verschaffen. Maar in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding, wordt de drager niet gebruikt voor binding en heeft bij voorkeur geen invloed op recyclebaarheid.

De gebonden en verstrikte non-woven-structuur volgens sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan worden gebruikt voor tapijten maar ook in hygiëne en gezondheidszorg, zoals in wegwerpbare producten of producten voor eenmalig gebruik voor gebruik in bijvoorbeeld ziekenhuizen, scholen, en thuis, in luiers of doekjes of tissues van welke aard ook. Voorbeelden zijn residentieel- en contracttapijt, gestructureerd tapijt, automotieve-tapijt en voeringen, geotextiel, hygiëneproducten, medische producten, filtratieproducten, thermische isolatie (kleding- en pijpverpakking), akoestische-absorptie- (in de lucht), akoestische dempings- (contactgeluid) producten, voeringen (schoenen, bagage, kleding...).

Uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding verschaffen een verstrikte en gebonden non-woven-structuur die een laag gewicht kan hebben, maar met goede slijtvastheid en goede dekking. De verstrikte en gebonden non-woven-structuur kan worden gebruikt als oppervlaktelaag voor tapijten, in sommige uitvoeringsvormen geschikt voor korte termijn en tijdelijke toepassingen zoals tapijten voor handelsstands op tentoonstellingen, displayzones in winkels of voor incidentele vloerbescherming, of in andere uitvoeringsvormen voor langdurig gebruik, zoals voor contracttapijt of tapijt voor huishoudelijk gebruik. Verstrikte en gebonden non-woven-structuren volgens sommige uitvoeringsvormen omvatten polyolefinevezels zoals polypropyleenvezels, of omvatten polyester of polyamide.

De onderhavige uitvinding verschaft in één aspect een gebonden en verstrikte non-woven-structuur die voor ten minste 50 gewichtsprocent uit stapelvezels vervaardigd is op basis van het gewicht van de gebonden en verstrikte non-woven-structuur, en uit ten minste een gedeeltelijke binding van de vezels van de gebonden en verstrikte non-woven-structuur, waarbij de ten minste gedeeltelijke binding thermisch geactiveerde bindingen omvat tussen een eerste polyolefïnemateriaal dat met een katalysator geproduceerd is, waarvan er één een metalloceenkatalysator is, en met een smeltpunt in het bereik van 130 - 170°C, en een tweede materiaal dat een smeltpunt heeft dat ten minste 10°C hoger ligt dan het smeltpunt van het eerste materiaal, waarbij het gewicht van het eerste materiaal in de gebonden en verstrikte non-woven-structuur ten minste 3 % van het gewicht van de gebonden en verstrikte non-woven-structuur is. Het tweede materiaal kan een smeltpunt van bijvoorbeeld 160 - 165°C hebben. De stapelvezels kunnen massief of hol of een mengeling van de twee zijn of kan gelijk welke geschikte dwarsdoorsnedevorm hebben.

De katalysator voor het eerste polyolefinemateriaal kan een metalloceenkatalysator alleen zijn of een combinatie van een metalloceenkatalysator en een andere, bijvoorbeeld een combinatie van een Ziegler-Natta-katalysator en een metalloceenkatalysator of kan een mengsel van materialen zijn waarbij elk gemaakt is door ofwel een Ziegler-Natta-katalysator of een metalloceenkatalysator.

Fig. 1 toont een schematische dwarsdoorsnede van een tapijt 1 omvattende ten minste een oppervlaktelaag 2 die een verstrikte en gebonden non-woven-structuur is zoals een naaldgeponste laag. Het tapijt volgens sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan alleen de oppervlaktelaag 2 omvatten die gebonden is door een bindingmateriaal in de oppervlaktelaag. Het tapijt kan een optionele steunlaag 3 omvatten, maar het heeft de voorkeur als deze steunlaag 3 gemakkelijk kan worden verwijderd indien het van polymeermaterialen is gemaakt die onverenigbaar zijn met recycling van het tapijt.

Zoals getoond in figuur 3, geeft de binding tussen vezels de gebonden en verstrikte non-woven-structuur een mechanische stabiliteit. Uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvatten een combinatie van de naaldgeponste oppervlaktelaag 2 volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding met een ten minste gedeeltelijk thermisch geactiveerde drukloze binding tussen vezels die zich in de naaldgeponste oppervlaktelaag 2 bevinden. Deze binding wordt bij voorkeur door alleen warmte geactiveerd, bijvoorbeeld in een oven die werkzaam is bij een temperatuur die ten minste 5°C lager is dan het smeltpunt van het tweede materiaal en zonder druk wanneer het warm is. De tijd moet in de oven worden ingesteld zodat de bindingsvezels (waarbij het eerste materiaal met een metalloceenkatalysator gemaakt is) of tweecomponentenvezels (met zowel eerste als tweede materialen) bindingen vormen maar deze vezels of enige andere vezel smelten niet volledig weg aangezien het behouden van de integriteit van de vezels of het intact houden ervan een sterker non-woven verschaft met een hogere modulus/stijfheid. De tijd in de oven is meestal één of enkele minuten. Infrarood-verwarming of hete lucht kunnen ook alleen of in combinatie met een luchtcirculatie-oven worden toegepast. Het heeft de voorkeur dat ten minste 50%, meer bij voorkeur ten minste 60%, nog meer bij voorkeur wanneer ten minste 75% van de vezels hun integriteit behouden na thermisch geactiveerde binding.

Als alternatief kunnen één of meer steunlagen 3 zodanig worden aangebracht als een poreuze steunlaag of een enkele steunlaag, mits de drager gerecycled kan worden met andere componenten in het tapijt of de drager er gemakkelijk uit kan worden gestript tijdens recycling, bijvoorbeeld dat de penetratie laag is. De steunlaag 3 kan één of meer lagen omvatten zoals bijvoorbeeld een latexlaag, thermoplastische filmlaag, een thermoplastische extrusielaag, een schuimlaag of viltlaag zoals een naaldviltlaag. Een hechtingslaag 4 kan bijvoorbeeld worden gebruikt om de naaldgeponste laag 2 aan andere lagen te binden. Een combinatie van deze lagen kan worden samengesteld, bijvoorbeeld door een laag samen te naaldponsen, te lamineren, of te hechten. Een dergelijke meerlaagse drager kan worden gevormd om dekking te verbeteren of akoestische eigenschappen te verbeteren.

In de gebonden en verstrikte non-woven-structuur kan de stapelvezelinhoud van de oppervlaktelaag ten minste 60, 70, 80 of 90 gewichtsprocent van de totale vezelinhoud zijn, bij voorkeur tot 100 gewichtsprocent van de totale vezelinhoud van de oppervlaktelaag.

Een gebonden en verstrikte non-woven-structuur zoals gebruikt in sommige uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is een op stapelvezel gebaseerde naaldgeponste non-woven-structuur waaraan daarna een binding middels interne thermisch geactiveerde drukloze binding verschaft is. Optioneel kan een drager worden gebruikt.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is het gewicht van de gebonden en verstrikte non-woven-structuur voor gebruik als een boven- of oppervlaktelaag (basisgewicht) voor een tapijt tussen 100 en 350 gram per vierkante meter, bijvoorbeeld tussen 150 en 275 gram per vierkante meter. De lineaire vezelmassadichtheid en gewichten voor een complete productenlijst worden gegeven in het defmitiegedeelte.

Een werkwijze voor het vervaardigen van een tapijt volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is gebaseerd op het gebruik van stapelvezels die typisch ontvangen worden als balen die een voorbehandeling ondergaan in een "balenbreker" voor het homogeniseren van de batch door het op kleur en vezeltype (denier, lengte, krimp, compositie) te sorteren. De vezels kunnen, bij voorkeur, uit polypropyleen, polyamide of polyester worden vervaardigd. Een eerste ruwe opening van de vezelstapels, gecompacteerd door de aanwezigheid in de balen, wordt in een kaardenwilg geïmplementeerd.

De stapelvezels worden gemengd, bijvoorbeeld geblazen en gemixt in één of meer opslagkamers om gehomogeniseerde vezels te vormen. Gehomogeniseerde vezels worden naar een kaardmachine gestuurd omvattende: een voeder voor het opnemen van de vezels en het homogeen in de vorm van een mat op een transportband te leggen. De kaardmachine is gevormd door een reeks getande cilinders van verschillende diameters die voorziet in het parallel plaatsen van de vezels en het neerleggen ervan op een transportband als een licht en homogeen kaardvlies. Het vezelachtige vlies kan worden getransporteerd naar een crosslappingmachine teneinde het kaardvlies te crosslappen tot een vlies van materiaal. Het aantal lagen of overlappingen die het vlies vormen, bepaalt het gewenste gewicht van de non-woven-laag. Een omslagroller ontvangt het kaardvlies en legt het als een meerlaagse op een transportband die een naaldponsinrichting voert. Naaldponsen wórdt uitgevoerd door middel van de actie van een pluraliteit aan naalden, die loodrecht op de vezelmatvoeding bewegen in een heen- en weergaande beweging, die de vezels grijpen en ze door de vezelmassa trekken, binden en verdichten. De non-woven-structuur kan voor het naaldponsen of voor warmtebehandeling worden gestructureerd. Tot slot worden de vezels middel warmte gebonden en zonder gebruik van druk wanneer de non-woven-structuur warm is. Het non-woven-materiaal wordt vervolgens in een luchtcirculatie-oven geplaatst om het eerste materiaal thermisch te activeren om vezel-tot-vezel-bindingen te veroorzaken. Typisch zal de oventemperatuur ten minste 5°C onder het smeltpunt liggen van het eerste materiaal. De tijd in de oven wordt geselecteerd om ervoor te zorgen dat het tweede materiaal in één vezel met een andere vezel bindt zonder dat één van de vezels geheel smelt. Dit is typisch een tijd van één tot enkele minuten. Eén of meer steunlagen kunnen worden aangebracht aan de onderkant, maar dit heeft minder de voorkeur.

Uitvoeringsvorm 1 (tweecomponentenvezels)

Deze uitvoeringsvorm verschaft een verstrikt en gebonden non-woven-structuur die berust op het gebruik van stapelvezels waarvan sommige of allemaal tweecomponentenvezels zijn. Een tweecomponentenvezel kan worden gemaakt van het tweede materiaal, zoals een polyolefine, bijvoorbeeld polypropeen, waarbij op het oppervlak van de tweecomponentenvezels een eerste materiaal is blootgesteld dat verschilt van het tweede materiaal. Er is een verschil in smeltpunt tussen het eerste materiaal en het tweede materiaal. Zo kan het tweede materiaal bijvoorbeeld een conventionele PP zijn met een smeltpunt van 160 - 165°C, terwijl het eerste materiaal bijvoorbeeld een specifieke polyolefine is. Het eerste materiaal is bij voorkeur een polyolefine, bijvoorbeeld polypropeen dat geproduceerd is met één of meer katalysatoren waarbij een van de katalysatoren een metalloceenkatalysator is. Het smeltpunt van het eerste materiaal is geselecteerd om lager te zijn dan het tweede materiaal, bijvoorbeeld ten minste 10°C lager. Het smeltpunt van het eerste materiaal kan bijvoorbeeld in het bereik van 130 - 170°C zijn. De tweecomponentenvezel kan een huls van het eerste materiaal en een kern van het tweede materiaal hebben.

De tweecomponentenvezels zijn aan elkaar gebonden, en optioneel aan andere vezels, door een thermisch drukloos bindingsproces. Een verstrikte non-woven-structuur is gemaakt zoals hierboven beschreven met de tweecomponentenvezels en de structuur wordt in een oven geplaatst en verhit zonder druk bij een temperatuur ten minste 5°C beneden het smeltpunt van het tweede materiaal.

De tweecomponentenvezels kunnen op verschillende wijzen worden vervaardigd, elke helft van de vezel is bijvoorbeeld vervaardigd uit het tweede materiaal, waarbij de andere helft het eerste materiaal is, afwisselende delen van de tweecomponentenvezel zijn van het eerste of tweede materiaal gemaakt, een multikern is gemaakt van het tweede materiaal dat in een matrix van het eerste materiaal is gezet, j stroken eerste materiaal kunnen langs een vezel gevormd worden die van het tweede materiaal gemaakt is, een vezel die van het tweede materiaal gemaakt is kan worden gesegmenteerd met lagen van het eerste materiaal, enz.

Sommige voorbeelden worden getoond in Figuur 2, maar mogelijkheden zijn niet beperkt tot de ontwerpen die in Figuur 2 worden getoond.

In een werkwijze volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding:

Eerst wordt een verstrikte non-woven-structuur gemaakt zoals een naaldvilt.

De vezels van deze verstrikte non-woven-structuur, zoals een naaldvilt kunnen 100% van de tweecomponentenvezels omvatten waarnaar boven verwezen wordt.

Als alternatief kunnen de vezels van de verstrikte non-woven-structuur zoals de naaldvilt een mengeling omvatten van deze tweecomponentenvezels met andere soorten vezels.

In een tweede stap wordt de verstrikte non-woven-structuur zoals het naaldvilt gebonden door het door een oven of soortgelijke verwarmingsinrichting te laten passeren. Het temperatuurprofiel van de oven of andere inrichting is zodanig gekozen dat het eerste materiaal van de tweecomponentenvezels ten minste gedeeltelijk smelt en aan een aangrenzende vezel bindt terwijl het tweede materiaal niet smelt en/of de tweecomponentenvezels hun integriteit of hun oorspronkelijke vorm behouden. Het temperatuurprofiel van de oven of alternatieve inrichting is zodanig dat het 5°C onder het smeltpunt van het tweede materiaal is. Op deze wijze wordt een materiaal vervaardigd dat gebonden is zonder al zijn zachtheid/tapijtgevoel te verliezen. Het heeft de voorkeur dat ten minste 50%, meer bij voorkeur ten minste 60%, nog meer bij voorkeur ten minste 75% van de vezels hun integriteit behouden na thermisch geactiveerde binding.

Vergelijking met andere bindingswerkwiizen:

Deze keuze van polymeer in deze uitvoeringsvorm in combinatie met het bindingsproces heeft de volgende voordelen ten opzichte van bestaande bindingswerkwijzen: - Vergelijking met latexbinding:

Materialen die voor 100% uit één thermoplastisch polymeermateriaal bestaan of een mengsel van polyolefinen omvatten kunnen worden gerecycled. Latex is echter niet recyclebaar. Het resultaat is dat naaldvilttapijt dat met latex is gebonden niet meer kan worden gerecycled tegen redelijke kosten.

De gebonden en verstrikte non-woven-structuur van deze uitvoeringsvorm, bijvoorbeeld bij gebruik als een tapijt, omvat 100% van één of meer polyolefïnen. Dientengevolge is het tapijt 100% recyclebaar. - Vezels die op lage temperatuur smelten (smelttemperatuur onder 130°C)

Bindingssterkte is veel lager dan bij andere bindingswerkwijzen. De stijfheid van een tapijt is een zeer goede indicatie voor de bindingssterkte (stijfheidstest zie definitiegedeelte).

Voor een naaldvilttapijt (bijvoorbeeld met een gewicht van 300 g/m2) moet de modulus ten minste 150 N/% zijn om er zeker van te zijn dat de bindingssterkte voldoende is.

Nominale waarden van genormaliseerde stijfheid voor verschillende bindingswerkwijzen: (elke keer voor een tapijt van 300 g/m2)

Latexbinding - 50 g/m2 latex (droog gewicht): 180-200 N/%

Poederbinding - 40 g/m2 PO-poeder: 140-160 N /%

Vezel die op lage temperatuur smelt - 50 g/m2 vezels: 100-120 N/%

Uitvoeringsvorm 2

Deze uitvoeringsvorm verschaft een verstrikt en gebonden non-woven-structuur die berust op het gebruik van stapelvezels. Een eerste stapelvezel is gemaakt van een tweede materiaal zoals een polyolefine, bijvoorbeeld polypropyleen, en een eerste stapelvezel is gemaakt van een eerste materiaal zoals een polyolefine, bijvoorbeeld polypropyleen. Er is een verschil in smeltpunt tussen de eerste en tweede materialen. Het tweede materiaal kan bijvoorbeeld een standaard PP zijn met een smeltpunt van 160 - 165°C, terwijl het eerste materiaal bijvoorbeeld een specifiek polyolefine is. Het eerste materiaal is bij voorkeur een polyolefine, bijvoorbeeld polypropeen dat geproduceerd is met één of meer katalysatoren waarbij een van de katalysatoren een metalloceenkatalysator is. Het smeltpunt van het eerste materiaal is gekozen om lager te zijn dan het tweede materiaal, bijvoorbeeld ten minste 10°C lager. Het smeltpunt van het eerste materiaal kan bijvoorbeeld in het bereik van 130 - 170°C zijn.

De eerste vezels worden aan de tweede vezels gebonden middels een thermisch drukloos bindingsproces. Een verstrikte non-woven-structuur is gemaakt zoals hierboven beschreven, de structuur wordt in een oven geplaatst en verhit zonder druk bij een temperatuur die ten minste 5°C beneden het smeltpunt van het tweede materiaal ligt.

In een eerste stap wordt een mengsel gemaakt van eerste (bindings-) vezels en tweede vezels van standaard PP-vezels (smeltpunt 160 - 165°C). De hoeveelheid nodige bindingsvezels is tussen 3 en 30 gewichtsprocent van het totale gewicht van de non-woven-structuur, bij voorkeur tussen 10 en 20 gewichtsprocent, meer bij voorkeur 15%. De non-woven-structuur wordt dan verstrikt, bijvoorbeeld door naalden of door hydroverstrikking. De verstrikte non-woven-structuur wordt gebonden door deze door een oven te laten passeren. Het temperatuurprofiel van de oven wordt zodanig gekozen dat de eerste vezel, dat wil zeggen de bindingsvezel, ten minste gedeeltelijk kan smelten terwijl de tweede vezels, die standaard PP-vezels zijn, hun integriteit of hun oorspronkelijke vorm behouden. De temperatuur in de oven kan worden ingesteld op 5°C onder het smeltpunt van de tweede vezels. Het heeft de voorkeur dat ten minste 50%, bij voorkeur ten minste 60%, met nog meer voorkeur ten minste 75% van de vezels hun integriteit behouden na warmtegeactiveerde binding. Deze verstrikte en gebonden non-woven-structuur wordt vervolgens gebruikt voor de productie van bijvoorbeeld een naaldvilt tapijt. Op deze wijze wordt een gebonden verstrikte non-woven-structuur gevormd die voldoende is gebonden zonder al zijn zachtheid/tapijtgevoel te verliezen.

Vergelijking met andere bindingswerkwijzen:

Zoals hierboven is uitgelegd kan een naaldvilttapijt dat met latex gebonden is niet meer gerecycled worden.

Een tapijt dat met gebruik van gebonden en verstrikte non-woven-structuur gemaakt is volgens deze uitvoeringsvorm kan 100% polyolefinen omvatten. Dientengevolge is het tapijt 100% recyclebaar. Zoals hierboven uitgelegd is de bindingssterkte beter dan bij andere bindingswerkwijzen.

De stijfheid van een gebonden verstrikte non-woven-structuur in een tapijt is een indicatie voor de bindingssterkte.

Deze stijfheid wordt gedurende een trekproef (zie definitiegedeelte) gemeten

Voor een naaldvilttapijt met een gewicht van 300 g/m2, moet de genormaliseerde stijfheid ten minste 150 N/% zijn om er zeker van te zijn dat de bindingssterkte voldoende is.

Latexbinding- 50 g/m2 latex (droog gewicht): 180-200 N/%

Poederbinding - 40 g/m2 PO-poeder: 140-160 N/%

Vezel die op lage temperatuur smelt - 50 g/m2 vezels: 100-120 N/% PO-smeltvezel - 50 g/m2 PO-vezels: 190-210 N/%

De bindingssterkte voor vezels die op lage temperatuur smelten (onder 130°C) is veel lager dan de benodigde 150 N/%. Bindingssterkte met Latex, poeder of PO-smeltvezel is voldoende. Er is geen noodzaak voor hogere hoeveelheid bindingsmateriaal; aangezien dit de prijs alleen maar zou verhogen.

Resultaten met de nieuwe PO-smeltvezel (omvattende eerste materiaal dat gemaakt is van ten minste een metalloceenkatalysator) zijn beter dan die met PE-smeltvezel. Dit kan worden veroorzaakt door een betere compatibiliteit tussen de PO- en de PP-vezels volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding (bijvoorbeeld vergelijkbare oppervlaktespanning).

Bijvoorbeeld, een evenemententapijt van een naaldgeponste non-woven-structuur.

De non-woven-structuur werd gemaakt met behulp van 250 g/m2 van vezels gemaakt van polypropyleen (Polychim HB12XF) met een smeltpunt van 160°C en 50 g/m2 van bindingsvezels gemaakt van op polypropyleen gebaseerd copolymeer met metalloceenkatalysator (Lumicene® MR10MX0).

Het evenemententapijt werd gemaakt volgens een tapijtvervaardigingswerkwijze zoals hiervoor beschreven. Het binden van de vezels werd uitgevoerd door de non-woven-structuur gedurende 1,5 minuut door een oven te laten passeren. De tabel toont resultaten van genormaliseerde stijfheid (zie definitiegedeelte), verkregen bij 2 temperaturen gebruikt in de oven.

Het is mogelijk om een PP-tapijt dat met PE-vezels gebonden is te recyclen. Helaas kan dit gerecyclede materiaal alleen worden gebruikt voor basistoepassingen, aangezien de compatibiliteit tussen PP en PE niet erg goed is.

De compatibiliteit tussen PP (tweede materiaal) en de voorgestelde PO-smeltvezels (omvattende eerste materiaal gemaakt van tenminste een metalloceenkatalysator) is volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding veel beter. Hierdoor kan het gerecycleerde materiaal ook worden gebruikt voor veeleisende toepassingen.

Poederproces:

Proces is zeer gevoelig voor vochtvariaties van zowel het milieu als de te behandelen tapijten. Hoewel de impregnatie en binding worden uitgevoerd in een ruimte met vochtigheidsregeling, leidt deze gevoeligheid nog steeds tot belangrijke schommelingen van de bindingssterkte.

De gebonden en verstrikte non-woven volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding hebben geen last van dergelijke variaties in bindingssterkte.

Verbeterde dekking

Een aanvullend voordeel van het gebruik Van PO-bindingsvezels is in een verbeterde dekking van de vloer eronder.

De aanvullende dekking is een resultaat van de gedeeltelijke smelting van de PO-vezels tijdens de ovenbehandeling: vezels smelten genoeg om met vezels in de non-woven-structuur te binden bij de contactpunten, maar behouden hun vezelvorm in de gebieden tussen de bindingspunten: zie Figuur 3.

Andere bindingswerkwijzen hebben dit voordeel niet: PE-smeltvezels: smelten volledig, gesmolten materiaal gaan naar contactpunten nauwelijks enige aanvullende dekking Moederbinding: poeder is gelokaliseerd bij de contactpunten -> nauwelijks enige aanvullende dekking

Latex: materiaal is voornamelijk gelokaliseerd bij de contactpunten + witte kleur van de latex leidt tot een verkleuring van het tapijt.

Claims

Conclusies

1. Verstrikt en gebonden non-woven-structuur die voor ten minste 50 gewichtsprocent van de verstrikte en gebonden non-woven-structuur uit stapelvezels vervaardigd is, en uit ten minste een gedeeltelijke binding van de stapelvezels van de non-woven-structuur, waarbij de ten minste gedeeltelijke binding thermisch geactiveerde bindingen omvat tussen een eerste polyolefinemateriaal dat geproduceerd is met ten minste één katalysator, die een metalloceenkatalysator is, en een smeltpunt in het bereik van 130 - 155°C heeft, en een tweede materiaal dat een smeltpunt heeft dat ten minste 10°C hoger ligt dan het smeltpunt van het eerste materiaal, waarbij het gewicht van het eerste materiaal in de non-woven-structuur ten minste 3% van het gewicht van de verstrikte en gebonden non-woven-structuur is.
2. Verstrikt en gebonden non-woven-structuur volgens conclusie 1, waarbij het tweede materiaal geselecteerd kan worden uit synthetische of natuurlijke vezels.
3. Verstrikt en gebonden non-woven-structuur volgens conclusie 2, waarbij het tweede materiaal geselecteerd kan worden uit een polyolefïne, polyamide, of polyester.
4. Verstrikt en gebonden non-woven-structuur volgens om het even welke van de voorgaande conclusies, waarbij ten minste het eerste of het tweede materiaal polypropyleen- of een polypropyleencopolymeer omvat.
5. Verstrikt en gebonden non-woven-structuur volgens om het even welke van de voorgaande conclusies, waarbij de binding een drukloze binding is die gemaakt is zonder druk toe te passen tijdens verwarming en binding van de verstrikte non-woven-structuur.
6. Verstrikt en gebonden non-woven-structuur volgens om het even welke van de voorgaande conclusies, omvattende eerste stapelvezels die gemaakt zijn uit het eerste materiaal en tweede stapelvezels die gemaakt zijn uit het tweede materiaal.
7. Verstrikt en gebonden non-woven-structuur volgens conclusie 6, waarbij de hoeveelheid eerste vezels tussen 3 en 30% van de totale stapelvezelinhoud van de gebonden en verstrikte non-woven-structuur is.
8. Verstrikt en gebonden non-woven-structuur volgens om het even welke van de voorgaande conclusies, waarbij het eerste en tweede materiaal, samen, in tweecomponentenvezels zijn opgenomen.
9. Verstrikt en gebonden non-woven-structuur volgens conclusie 8, waarbij het tweecomponentenvezel een huls-/kem-tweecomponentenvezel is, en waarbij het eerste materiaal aanwezig is in de huls.
10. Verstrikt en gebonden non-woven-structuur volgens om het even welke van de voorgaande conclusies, waarbij de totale stapelvezelinhoud ten minste 60 gewichtsprocent, bij voorkeur ten minste 70 gewichtsprocent en tot aan 100 gewichtsprocent van de structuur is.
11. Verstrikt en gebonden non-woven-structuur volgens om het even welke van de voorgaande conclusies, met een genormaliseerde stijfheid die hoger is dan 150 N/gewichtsprocent.
12. Verstrikt en gebonden non-woven-structuur volgens om het even welke van de voorgaande conclusies, waarbij verstrikking is verschaft door middel van naaldponsen of hydroverstrikking (“hydroentanglement”).
13. Tapijt dat de verstrikte en gebonden non-woven-structuur volgens om het even welke van de voorgaande conclusies als een oppervlaktelaag omvat, en optioneel een steunlaag omvat.
14. Tapijt volgens conclusie 13 dat verkrijgbaar is door eerst een non-woven-structuur volgens conclusies 1 - 11 te produceren, waarbij binding plaatsvindt door een verstrikte non-woven-structuur door een oven te laten passeren, waarbij het temperatuurprofiel van de oven zodanig gekozen is dat vezels hun integriteit behouden na binding of hun vorm behouden behalve bij bindingspunten tussen vezels.
15. Tapijt volgens om het even welke van de conclusies 13 - 14, waarbij ten minste het eerste of het tweede materiaal polypropyleen- of een polypropyleencopolymeer omvat.
16. Tapijt volgens om het even welke van de conclusies 13-15, dat 100% recyclebaar is.
17. Tapijt volgens om het even welke van de conclusies 13-16, waarbij het tapijt een evenements- of tentoonstellingstapijt is en waarbij de non-woven-structuur een gewicht heeft van 100-350 gram per vierkante meter.
18. Werkwijze voor het maken van een tapijt omvattende een verstrikt en gebonden non-woven-structuur volgens om het even welke van de conclusies 1 - 12 of een tapijt volgens om het even welke van de conclusies 13-17, waarbij de werkwijze het volgende omvat: het transporteren van een vezelig kaardvlies naar een crosslapmachine en het crosslappen van het kaardvlies tot een vlies van materiaal omvattende stapelvezels die gemaakt zijn van een eerste polyolefinemateriaal dat met ten minste één katalysator, welke een metalloceenkatalysator is, geproduceerd is en een smeltpunt in het bereik van 130 - 170°C heeft, en vezels die gemaakt zijn van een tweede materiaal dat een smeltpunt heeft dat ten minste 10°C hoger ligt dan het smeltpunt van het eerste materiaal, waarbij het gewicht van het eerste materiaal in de non-woven-structuur ten minste 3% van het gewicht van de non-woven-structuur is, en het ten minste gedeeltelijk binden van de stapelvezels van de non-woven-structuur door thermisch activeren van bindingen tussen de eerste en de tweede materialen.
19. Werkwijze volgens conclusie 18, waarbij de vezelinhoud van eerste en tweede materialen ten minste 60, 70, 80 of 90 gewichtsprocent van de totale vezelinhoud is, bij voorkeur tot aan 100 gewichtsprocent.
20. Werkwijze volgens conclusie 18 of 19, waarbij de uitwendige dwarsdoorsnede van sommige van de stapelvezels meerlobbig is.
21. Werkwijze volgens conclusie 20, waarbij de uitwendige dwarsdoorsnede van sommige van de stapelvezels drielobbig is.
22. Werkwijze volgens conclusie 20 of 21, waarbij de meerlobbige vezels een gemiddelde modificatieverhouding van 1,5 tot 6 hebben, bij voorkeur 2 tot 4.
23. Werkwijze volgens een van de conclusies 18 - 22, waarbij de oppervlaktelaag een gewicht heeft van 100 en 350 gram per vierkante meter, bij voorkeur tussen 150 -275 gram per vierkante meter.
24. Gebruik van een verstrikt en gebonden non-woven-structuur volgens om het even welke van de conclusies 1 - 12 in om het even welke van de volgende producten: hygiëne- en gezondheidsproducten, in wegwerpbare producten of producten voor eenmalig gebruik voor gebruik in ziekenhuizen, scholen, en thuis, in luiers of doekjes of tissues van welke aard ook, in residentieel- en contracttapijt, gestructureerd tapijt, automotieve-tapijt of bekledingen of voeringen, geotextielen, hygiëneproducten, medische producten, filtratieproducten, thermische isolatie, kleding- en pijpverpakking, akoestische-absorptieproducten, akoestischedempingproducten, contactgeluiddempingproducten, voeringen van schoenen of bagage.