DE2401298A1

DE2401298A1 - Verbessertes verfahren zur herstellung einer nadelgepressten teppichunterseite

Info

Publication number: DE2401298A1
Application number: DE2401298A
Authority: DE
Inventors: Dwight Schofield Leroy; Robert Till Spann
Original assignee: Standard Oil Co
Current assignee: Standard Oil Co
Priority date: 1973-01-24
Filing date: 1974-01-11
Publication date: 1974-07-25
Also published as: AU6431874A; RO71170B; IT1008137B; JPS49101672A; BE809962A; CA1011541A; GB1455082A; RO71170A; SU664574A3

Description

Bei einem Verfahren zum Verbinden einer gleichförmigen Schicht von Nylonstapelfasern mit einem gewobenen Polypropylenmaterial durch Nadeln gelangt man durch Verwendung von mit Haken bzw. Widerhaken versehenen Nadeln, wobei alle Haken einer bestimmten Nadel auf einer einzigen Klingenkante der Nadel angeordnet sind, und durch Orientierung dieser mit Haken versehenen Nadelkanten in einem Winkel von 45° zu der Laufrichtung des Polypropylenmaterials zu einer besseren Retention der Zugfestigkeit sowohl in Ketten- als auch in Schußrichtung.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, bei welchem man eine Schicht von Stapelfasern mit einem gewobenen Polypropylenmaterial durch entsprechendes Nadeln verbindet. Das verbesserte grob gewebte Gewebe eignet sich als Teppichunterseite zur Herstellung von florartigen bzw. büschelartigen Teppichen. Gemäß der US-PS 3 605 666 wird eine Bahn oder ein Stück färbbarer Stapelfasern, wie Nylon, durch Behandeln mit

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Nadeln unter Verwendung eines üblichen Nadelwebstuhls auf eine Primärteppichrückseite aus Polypropylen gebunden. Diese Primärrückseite wird dann zur Herstellung eines Teppichs mit einem entsprechenden Obergarn zur Bildung einer florartigen Oberfläche durchheftet. Die Schicht aus Stapelfasern bildet nach Färben eine gefärbte jintere Oberfläche an der Basis der Faserbüschel. Auf diese Weise erhält man bei dem so hergestellten florartigen Teppich eine gleichförmige Färbung und ein klares Muster. Darüberhinaus ist das sogenannte Feixproblem auf ein Minimum herabgesetzt, das dem Umstand zugeschrieben wird, daß die Polypropylenunterseite durch oder zwischen den Faserbüscheln durchschaut. Die Verwendung einer üblichen Nadelbindetechnologie zum Befestigen einer Schicht Stapelfasern an einem gewebten Polypropylenmaterial ergab jedoch bisher eine Teppichunterseite, die sowohl in Ketten- als auch in Schußrichtung schwach war, und bei der die Fasern nur lose befestigt waren.

Aus Figur 1 der Zeichnung geht eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Nadel hervor, die die Haken'bzw. Widerhaken der Klingenkante zeigen.

Figur 2 stellt einen Querschnitt durch die Klinge der Nadel dar.

Figur 3 ist eine Ansicht des Nadelpreßverfahrens, und zwar längs der Achse der Nadel gesehen, während diese in das gewobene Material eindringt. Ferner ist ein Querschnitt durch eine einzelne Nadel gezeigt, woraus die geeignete 45° Orientierung der mit Haken bzw. Widerhaken versehenen Klingenkante hervorgeht.

Die Erfindung betrifft ein vierbessertes Verfahren zum Vernadeln von Stapelfasern mit einem Polyolefingewebe. Sie bezieht sich breit gesehen auf die Verwendung einer neuen Art Nadel. Diese Nadel

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wird in einer bestimmten Orientierung in einem Brett angeordnet. Das neue Nadelbrett läßt sich in einem üblichen Nadelwebstuhl verwenden.

Erfindungsgemäß wurde nun ein Verfahren zum Vernadeln einer Schicht Stapelfasern mit einem polyolefinischen Gewebe gefunden, wobei man eine Schicht Stapelfasern auf einem PoIyolefingewebe anordnet und diese Fasern in das Polyolefingewebe einnadelt, wobei die besondere Verbesserung darin besteht, daß man Nadeln verwendet, die pro Nadel zumindest eine Klingenkante aufweisen und zumindest einen Haken bzw. Widerhaken pro Nadel, wobei alle Haken bzw. Widerhaken einer bestimmten Nadel an einer einzigen Klingenkante dieser Nadel angeordnet sind, und daß man diese Haken- bzw. Widerhaken-aufweisende Klingenkante in einer Richtung orientiert, die bezüglich der Laufrichtung des Gewebes einen Winkel von 45° bildet, wodurch man eine bessere Bindung der Fasern an Polyolefin und eine größere Retention der Zugfestigkeit des Polyolefingewebes als bisher erhält.

Die Grundteile der für das Nadelpreßverfahren verwendeten Vorrichtung lassen sich aus einer Reihe im Handel erhältlicher Einheiten auswählen. Im allgemeinen braucht man hierzu eine Zufuhrvorrichtung, eine eine Bahn bildende Vorrichtung und einen Nadelwebstuhl. Die Zuführvorrichtung portioniert und liefert die gewünschte Menge Stapelfasern für die Bahn-bildende Vorrichtung. Die Bahn-bildende Vorrichtung kämmt die Stapelfasern zu einer gleichförmigen Matte und bringt sie auf das Polyolefingewebe. In der Praxis \verden übliche Kardiermaschinen mit oder ohne einem Lapper verwendet. Das PolyoIefingewebe und die Faserschicht werden dann durch einen Nadelwebstuhl geführt.auf dem die Fasern in das Polyolefingewebe eingenadelt werden.

Die erfindungsgemäß verwendeten Stapelfasern lassen sich aus

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einer Reihe Materialien herstellen. Sie können synthetische oder natürliche Fasern sein. Geeignete Kunstfasern gehören den Klassen der Acryl-, Nylon-, Polyester-, Vinyl- oder Olefinfasern an. Wegen seiner guten Färbbarkeit eignet sich insbesondere Nylon am besten für die Herstellung einer Teppichunterseite oder eines entsprechenden grob gewebten Stoffes. Das entsprechende Verfahren führt jedoch bei allen oben erwähnten Polymerklassen zu ähnlichen Nachteilen.

Die mittlere Faserlänge einer geeigneten Stapelfaser kann zwischen 12,7 und 152 mm (1/2 bis 6 inches) liegen, und sie beträgt vorzugsweise 4,44 bis 7,62 cm (1,75 bis 3 inches). Die mittlere Faserstärke kann 2 bis45 Denier betragen, und sie liegt vorzugsweise bei 3 bis 6 Denier. Die Menge an Stapelfaser pro Einheits fläche des Gewebes kann in Abhängigkeit von der Polymerdichte und der jeweils beabsichtigten Verwendung schwanken. Bei Verwendung von Nylon zur Herstellung einer Teppichunterseite reicht eine Dichte von 34 bis 17Og /m (1 bis 5 oz. per square yard) aus, wobei diese Dichte vorzugsweise bei 68 bis 102 g/m (2 bis 3 oz. per square yard) liegt.

Das erfindungsgemäß verwendete Polyolefingewebe läßt sich herstellen aus Polymeren wie Polypropylen, Polyäthylen, Copolymeren von Propylen und Äthylen und Copolymeren, die man durch Copolymerisieren von Propylen oder Äthylen mit anderen Monoolefinen mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen pro Molekül erhält. Die Polyolefingewebe gehören zur Olefinkategorie synthetischer Fasern, wie sie in Rule 7₉ Federal Trade Commission, Textile Fiber Products Identification Act, geändert am 13. März 1966,festgelegt sind. Unter diesen ist das Polypropylen das insbesondere für Teppichunterseiten am häufigsten verwendete Gewebe. Das Polypropylenmaterial kann entweder gewoben oder ungewoben sein. Beide Materialarten zeigen ähnliche Probleme in Bezug auf Retention der mechanischen Festigkeit nach einem entsprechenden Nadelverfahren.

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Die erfindungsgemäß verwendbaren Polypropylengewebe liegen zwischen 34 und 204 g/m (1 bis 6 oz. per sqiare yard). Das gewobene Polypropylenmaterial hat vorzugsweise ein mittleres Gewicht von 93 bis 136 g/m (2,75 bis 4 oz. per square yard). Garne verschiedener Art und Denierzahl mit zum Erreichen der oben erwähnten Gewebegewichte entsprechenden Bindungen sind gut bekannt. Ihr Hauptanwendungsgebiet ist die Herstellung von Teppichunterseiten, wozu man vorzugsweise ein dichtes Gewebe von Polypropylengarn verwendet, das einen flachen Querschnitt hat.

Ein gewobenes Polypropylenmaterial mit dem bevorzugten Gewicht und der bevorzugten Struktur hat vor dem Vernadeln eine charakteristische Zugfestigkeit, von etwa 63,5 kg (140 pounds) in Kettenrichtung und etwa 43,1 kg (95 pounds) in Schußrichtung, und zwar bestimmt nach ASTM-D-1682. Während des Nadelpreßverfahrens fällt die Zugfestigkeit des Gewebes beachtlich ab. Ein fertiges genadeltes Produkt, das eine Zugfestigkeit von weniger als 18,1 kg (40 pounds) entweder in Ketten- oder in Schußrichtung hat, wird für eine Verwendung als Teppichunterseite als ungeeignet betrachtet. Bisher war es durchaus nicht unüblich, wenn zu irgendeiner vorgegebenen Zeit bis zu 40% der Produktionskapazität zu einem Material mit weniger als 18,1 kg (40 pounds) Zugfestigkeit führten. Die Bestimmung von Kette und Schuß ist zwar für ein nicht gewobenes Polypropylenmaterial unkorrekt, es besteht jedoch auch hier ein entsprechendes Problem, mit der Ausnahme, daß die Zugfestigkeit beim nicht gewobenen Material normalerweise vor dem Vernadeln sogar noch bei niedrigeren Werten beginnt, was das gesamte Problem nur betont.

Beim Verfahren des Verbindens der Stapelfasern mit dem Polypropylengewebe durch entsprechendes Vernadeln ergeben sich zwei widersprechende Gesichtspunkte. Zuerst müssen die Fasern über eine ausreichende Zeit entsprechend ver-

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nadelt werden, um so eine gute Adhäsion an das Gewebe zu erreichen. Mit zunehmender Anzahl an Einstichen werden jedoch die Schädigung und der damit verbundene Festigkeitsverlust evident. Um diese Beeinträchtigungen quantitativ ermitteln zu können, mußte ein modifizierter Zugfestigkeitstest entwickelt werden, mit dem sich die Festigkeit messen läßt, mit der die Fasern am Polypropylenmaterial gehalten werden. Für diesen Test nimmt man ein Stück des durch Vernadeln verbundenen Gewebes, und markiert hierauf auf der Faserseite der Versuchsprobe ein rechtwinkeliges Stück von 5,1 χ 10,2 cm (2 χ 4 inches). Die Fasern werden längs dieser merkierten Fläche abgeteilt, indem man die Fasern außerhalb des rechtwinkeligen Bereiches zurückschält. Beginnend von den Seiten mit 5,1 cm Länge (2 inch) werden hierauf die Fasern auf der Innenseite des rechteckigen Stückes sorgfältig zurückgeschält, sodaß sie die Form einer !fette oder einer Gewebebahn behalten und das darunter liegende Gewebe wieder faserfrei ist. Dieses Abschälen wird über das gesamte rechteckige Stück fortgeführt, mit Ausnahme eines Streifens von 3,17 mm (1/8 inch), der in der Mitte liegt, die zu der 102 mm (4 inch) langen Seite senkrecht ist. Die zwei Matten bilden so ein den Flügeln eines Schmetterlings entsprechendes Gebilde, der auf der Testprobe sitzt, und diesen Test bezeichnet man daher als sogenannten Schmetterlingstest. Die Flügel des Schmetterlings werden in einen Satz Klauen eines Scott-Zugfestigkeitsprüfgerätes gegeben. Das Gewebe wird gefaltet und in den anderen Klauensatz gegeben. Das Zugfestigkeitsprüfgerät versieht man mit einer Skala von 0 bis 9,07 kg (0 bis 20 pounds), und die Klauen v/erden dann mit einer Geschwindigkeit von 30,5 cm (12 inch)pro Minute auseinander ge zogen. Die Zugfestigkeit bei Bruch wird als Maß für die Festigkeit aufgezeichnet, mit welcher die Fasern von dem Gewebe gehalten werden. Werte von 0 bis 0,9.07 kg ( 0 bis 2 pound) werden als schlecht und wirtschaftlich nicht zumutbar angesehen, Werte von 0,907 bis 1,81 kg (2 bis 4 pound) gelten als einigermaßen gut und entsprechen einem

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Produkt an der Grenze wirtschaftlicher Verwendung, und ein Material mit einem entsprechenden Viert von über 1,81 kg (4 pounds) wird als gut angesehen. Vor dem erfindungsgemäßen Verfahren mußte das Material mit über 62 Nadelstichen pro cm (400 Nadelstichen pro scnare inch) bearbeitet werden, damit es im Schmetterlingstest als gut beurteilt werden konnte.

Die erfindungsgemäßen Nadeln sind normalerweise etwa 7,6 cm (3 inches) lang und haben an dem der Spitze gegenüberliegenden Ende einen im Winkel von 90° angeordneten Stü^zarm. Die Nadeln sind mehrfach abgesetzt, und sie enden in einer spitzen Klinge von etwa 0,81 mm (32 gauge) Stahl, was bedeutet, daß der Schaft der Nadel am Stützarm relativ stark ist und dann stufenweise dünner wird, und so mit einem Bereich von etwa 0,81 mm (32 gauge) endet. Der Querschnitt der Klinge kann dreieckig, rautenförmig oder sonstwie geometrisch geformt sein, und er weist zumindest eine Erhöhung auf, die wenigstens einen Klingenrand bildet. Im Gegensatz zu den bei herkömmlichen Nadelbindeverfahren im Augenblick gebräuchlichen Nadeln liegen alle Haken bzw. Widerhaken vorzugsweise auf einem einzigen Klingenrand. Es ist zwar nicht notwendig, doch sollten die Haken bzw. Widerhaken vorzugsweise so ausgestaltet sein, daß sie nur einen minimalen oder überhaupt keinen Kick-up haben. Die Haken bzw. Widerhaken sollten vorzugsweise innerhalb von 6,35 nun (1/4 inch) von der Spitze beginnen, wobei die sich weiter nach oben an der Klinge anschließenden Haken in einem Abstand von etwa 6,35 mm (1/4 inch) . versetzt sind. In der Praxis reicht ein einziger Haken aus.

Die Richtung, in der der die Haken enthaltende Rand und somit die Haken schauen, wenn die Nadel das gewobene Polypropylenmaterial durchschreitet, ist insofern kritisch, da sie die relative Retention an Zugfestigkeit in Ketten- und Schuß- - richtung bestimmt. Die Nadeln selbst durchdringen das Material

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senkrecht. Durch Rotieren der Nadel um die Längsachse läßt sich die Orientierung des mit Haken versehenen Randes in Bezug auf das Material steuern, da die Nadel im Nadelbrett angeordnet ist. Zur Beschreibung der Orientierung in Bezug auf das Material oder das Gewebe v/erden mit Absicht zwei verschiedene Ausdrücke verwendet. Der Begriff Lauflinie des Gewebes bezieht sich im hierin verwendeten Sinn auf ein nicht vektorielles Konzept, das eine Linie darstellt, die parallel zur Richtung des Gewebes läuft, sich von der Walze abspult und durch den Nadelwebstuhl führt. Dies entspricht bei einem gewobenenGewebe der Kettenrichtung. Der Begriff Laufrichtung bezieht sich auf ein vektorielles Konzept. Ein Winkel von 45° in Bezug auf die Lauflinie des Gewebes schließt daher sowohl einen Winkel von 45° als auch einen Winkel von 135° in Bezug auf die Laufrichtung des Gewebes ein.

Indem man die Klingenkante der Nadel, die die Haken enthält, in paralleler Richtung zur Lauflinie des gewobenen Gewebes orientiert, wird die Retention an Zugfestigkeit in Kettenrichtung auf Kosten der Zugfestigkeit in Schußrichtung optimiert. Durch Orientierung der mit Haken versehenen Klingenkante der Nadeln in senkrechter Richtung zu der Lauflinie des Gewebes (parallel zum Schuß) läßt sich die Retention an Zugfestigkeit in Schußrichtung auf Kosten der Zugfestigkeit in KettenricHung optimieren. Keine dieser beiden Möglichkeiten führt zu einem Material, das in beiden Richtungen gleich fest ist. Wenn man die mit Haken versehene Klingenkante jedoch so orientiert, daß sie den von der Kette und dem Schuß gebildeten Winkel in zwei Teile teilt, dann erhält man ein optimales Gleichgewicht an Zugfestigkeit sowohl in Kettenais auch in Schußrichtung.

Beim Füllen des Nadelbretts eines üblichen Nadelwebstuhls sollten alle Nadeln vorzugsweise parallel zueinander angeordnet werden. Das bevorzugte Verfahren besteht daher in

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einem Vernadeln des Gewebes mit mit Haken versehenen Nadeln, die alle entweder in einem Winkel von 45° nach links oder nach rechts von der Laufrichtung des Gewebes oder in einem Winkel von 135° nach links oder nach rechts zu dieser Richtung orientiert sind. In der Praxis ließ sich bei einer Orientierung in der 135°-Alternative ein leichter Vorteil beobachten.

Wegen einer Symmetrie der vier akzeptablen Orientierungen sind bestimmte mehrkantige Nadeln, die Haken an mehr als einer Kante enthalten, innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung. Im Prinzip ließe sich jede Nadel verwenden, die zwei mit Haken versehene Ränder aufweist, indem man die Nadel so anordnet, daß beide Ränder in den bevorzugten Richtungen orientiert sind. Ein Beispiel hierfür wäre eine Nadel mit rautenförmigem Querschnitt, die an zwei zueinander in einem Winkel von 180° angeordneten Kanten mit Haken versehen ist. Diese Nadel ließe sich so anordnen, daß eine mit Haken versehene Kante in einem Winkel von 45° entweder nach rechts oder nach links und die andere in einem Winkel von 135° nach rechts oder links in Bezug auf die Laufrichtung des Gewebes orientiert ist. In ähnlicher Weise könnte eine an vier Kanten mit Haken versehene Nadel mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt in alle vier Richtungen gleichzeitig orientiert sein.

In der Praxis läßt sich eine bestimmte Nadel nur schwierig innerhalb eines Winkels von plus oder minus 10° der gewünschten Orientierung in einem Nadelbrett anordnen, man erhält jedoch trotzdem ausgezeichnete Ergebnisse. Unter dem Begriff 45° wird daher im erfindungsgemäßen Sinn eine Variation um plus oder minus 10° verstanden.

Unter Verwendung der neuen Nadel, die wie beschrieben in einem Nadelbrett orientiert ist, läßt sich ein vernadeltes gewobenes Polypropylenmaterial herstellen^ dessen Sehmetter=

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lingsZugfestigkeit bei über 1,81 kg (4 pounds) liegt, und dessen GewebeZugfestigkeit über 18,1 kg (40 pounds) sowohl in Ketten- als auch in Schußrichtung ausmacht.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert .

Beispiele 1, 2, ? und 4 ι

In einem kontinuierlichen Verfahren wird eine gleichförmige Schicht aus Nylonfasern mit einem gewobenen bzw.geflochtenen Polypropylenmaterial vernadelt.Dies wird erreicht, indem man drei im Handel erhältliche Teile einer Vorrichtung, die alle von Fehrer hergestellt werden, hintereinander anordnet. Die erste Vorrichtung besteht aus einer Auf.gäbe vorrichtung die die entsprechende Menge an Nylonfasern, welche eine mittlere Faserlänge von 7,62 cm (3 inch) haben, zu einer K-12-Kardiermaschine führt. Hier werden die Nylonfasern zu einer 3,66 m (12 foot) breiten gleichförmigen Bahn gekämmt, die etwa 85 g/m (2,5 oz. per square yard) wiegt, und auf ein entsprechendes 3,66 m (12 foot) breites Band aus gewobenem PoIypropylengewebe gegeben, das etwa 108 g/m (3,2 oz. per square yard) wiegt. Diese Anordnung schickt man dann durch einen Nadelwebstuhl, in dem die Schichten zusammengenadelt werden. Das Gesamtverfahren wird bei einer etwaigen Geschwindigkeit von 10,5 Linearmeter (35 linear feet) pro Minute durchgeführt.

Um entsprechende Vergleichswerte bezüglich des Einflusses verschiedener Arten und/oder Konfigurationen von Nadeln zu erhalten, wird das Nadelbrett in vier Teile aufgeteilt, und man ordnet in jedem Viertel eine andere Nadelart an, wobei jedoch alle anderen Parameter und Variablen konstant gehalten werden. Durch:gLnen unter einem Satz von Bedingungen vorgegebenen Versuch lassen sich daher gleichseitig vier einseine NadeXfeindeverfahren &-rcliführsa_o

(I F 'S» ^ft?! C ' "■ ^Cr-; '-j L i .- ■- ^; --: Ii 'O

Beispiel 1 entspricht der Fläche des Nadelbrettes, das die herkömmliche Nadel mit neun Haken enthält. Das spitze Ende dieser Nadel besteht praktisch aus einem 0,81 mm-Bereich (32 gauge) aus Stahl, und hat im wesentlichen einen dreieckigen Querschnitt. Die neun Haken sind alle an den Scheiteln des Dreiecks angeordnet, und zwar je drei Haken pro Scheitel Sie bilden eine Helix von Haken, indem sie mit einem ersten Haken an einem Scheitel bei 6,35 mm (1/4 inch) von der Spitze weg beginnen und dann zu anderen Scheiteln _mit Haken führen, die in Abständen von 2,12 mm (1/12 inch) voneinander angeordnet sind.

Die Beispiele 2 und 3 entsprechen jeweils einer Nadel, die über nur drei Haken verfügt, welche alle an -dem gleichen .Scheitel· des dreieckigen Querschnitts angeordnet sind. Der erste Haken befindet sich in einem Abstand von 6,35 mm (1/4 inch) von der Spitze der Nadel. Der nächste Haken ist von der Nadelspitze 12,7 mm (1/2 inch) entfernt. Der dritte Haken ist in einem Abstand von 19,05 mm (3/4 inch) von der Nadelspitze angeordnet. Die Beispiele 2 und 3 unterscheiden sich voneinander bezüglich der jeweiligen Lage der Haken. Bei der in Beispiel 2 verwendeten Nadel sind alle drei Haken so auf der Kante angeordnet, daß sie zur Gewebelaufrichtung einen Winkel von 45° bilden. Die bei Beispiel 3 verwendete Nadel ist so ausgerichtet, daß ihre Haken einen Winkel von 135° zur Laufrichtung des Gewebes bilden. Bei den in einem Winkel von 45° ausgerichteten Haken des Beispiels 2 schauen diese Haken daher im allgemeinen in Laufrichtung, während sie bei Beispiel 3 im wesentlichen gegen die Laufrichtung weisen. Beide Beispiele liegen innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung.

Das Beispiel 4 entspricht einer Nadel, die der Nadel mit

neun Haken des Beispiels 1 ähnelt, mit der Ausnahme, daß j nur die ersten drei Haken, die der Nadelspitze am nächsten ' sind, vorhanden sind, und zwar einer an jedem Scheitel bzw.. jeder

Dreieckskante

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Beide Beispiele 1 und 4 liegen außerhalb der Erfindung.

Es werden neun spezifische Arbeitsbedingungen getestet. Drei verschiedene Nadeleintauchtiefen v/erden untersucht, und zwar entsprechend einem Eindringen der Nadeln in einer Tiefe von 6,35, 9,52 und 12,7 mm (1/4, 3/8 und 1/2 inch). Jede dieser Tiefen wird bei drei Eindringdichten untersucht, und zwar entsprechend 47, 62 und 79 Einstichen pro cm (300, 400 bzw. 500 Einstichen pro square inch). Die Zugfestigkeit des erhaltenen vernadelten Materials wird sowohl in Kettenais auch in Schußrichtung nach ASTM-D-1682 untersucht. Darüberhinaus mißt man die Zugfestigkeit, mit der die Nylonfasern auf dem Polypropylenmaterial gehalten werden, anhand eines modifizierten Stückes, das wie oben beschrieben untersucht wird, nämlich nach dem sogenannten Schmetterlingstest. Alle erhaltenen ¥erte können der folgenden Tabelle I entnommen werden.

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■ä· 13 -

Tabelle I

Zugfegtigkeit (ASTM-D-1682) und "Schmetterling:"-Beurteilung

CD
OC
LO

Einstich- Einstiche tiefe pro

(inch) cm (inch)

mm

6,35 (1/4) 47 (300)

6,35 (1/4) 62 (400)

6,35 (1/4) 79 (500)

9,52 (3/8) 47 (300)

9,52 (3/8) 62 (400)

9,52 (3/8) 79 (500)

12,7 (1/2) 47 (300)

12,7 (1/2) 62 (400)

12,7 (1/2) 79 (500)

Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 - Beispiel 4

Reguläre Nadel mit Nadel mit 3 Haken, Nadel mit 3 Haken, Reguläre

9 Haken wobei die mit Ha- wobei die mit Ha- Nadel ohne

ken versehene Kan- ken versehene Kan- die oberen

te in einem Winkel te in einem Winkel 6 Haken

von 45 zur Kette von 135 zur Kette

angeordnet ist angeordnet ist

Kette Schuß Kette Schuß Kette Schuß Kette Schuß

kg (lbs) *kg (lbs) kg (lbs)* kg (lbs) kg (lbs)* kg (lbs)kg(lbs)fcg(lbs)

42,6(94) P 29,0(64) 42,2(93) G 26,8 (59)45,8(101)G 29,5(65)43,1(95)P 32.2

(71)

41,3(91) P 32,7(72) 42,6(94) I 26,3 (58)26,2(102)1 29,5(65)42,2(93)P 30.8

(68)

42,2(93) P 30,8(68) 39,0(86) T 25,4 (56)38,6 (85)T 28,6(63)40,4(89)P 27,2

(60)

29,5(65) P-30,8(68) 36,3(80) G 24,0 (53)38,1 (84)G 26,8(59)29,5(65)P 35,β

(79)

28,1(62) P 22,2(49) 34,0(75) I 15,4 (34)36,3 (80)1 18,6(41)24,9(55)P 21 ,3

(47)

27,7(61) P 24,9(55) 39",9(88) T 17,7 (39)37,6 (83)T 25,4($6)28,6(63)P 05,4

(56)"

24,0(53) F 19,1(42) 38,1(84) G 20,4.(45)35,4 (78)G 24,9(55)21,8(48)F 15-9 £J 24,9(55) G 14,5(32) 32,2(71) I 18,1 (40)32,7 (72)1 19,5(43)25,9(57)G⁽J5) ο

(35) £

20,0(44) G 10,9(24) 32,7(72) T 14,1 (31)32,2 (71)T 21,3(47)20,4(45)G 11,8 <Ό

(26) °°

* Schmetterlings-Beurteilung P = schlecht, O - 0,91 kg (O bis 2 lbs) F = leidlich, 0,91 - 1,81 kg (2 bis 4 lbs) G = gut, über 1,81 kg (über 4 lbs) I = verkettet, ziemlich über 1,81 kg (über 4 lbs) T = dicht (konnte nicht getestet werden).

Sowohl bei Beispiel 1 als auch bei Beispiel 4 erhält man bezüglich der Bindung der Nylonfasern an das Polypropylenmaterial nur dann die Beurteilung "gut", wenn man mit einer Einstichtiefe von 12,7 mm (1/2 inch) und einer Einstichdichte von 62 (400) oder darüber arbeitet. Bei solchen Tiefen und Einstichdichten erhöht sich die zurückbehaltene Zugfestigkeit des Materials drastisch in Ketten- und Schußrichtung. Im Gegensatz dazu lassen sich die Beispiele 2 und 3 bei jeder Verfahrensbedingung als gut beurteilen, wobei man mechanische Festigkeiten erhält, die ständig über denjenigen liegen, die man vorher bei einer Eindringdichte von 62 (400) erhält, wobei die Beurteilung "gut" so hoch liegt, daß sich die Oberflächen zweckmäßigerweise als ineinander verkettet beschreiben lassen. Bei einer Eindringdichte von 79 (500) sind die Fasern so dicht, daß man keine Schmetterlingsflügel bilden .kann, und der Test . kann daher nicht durchgeführt v/erden.

Beispiele 5, 6 und 7

Mit der gleichen Vorrichtung und in identischer Weise wie bei den Beispielen 1 bis 3 wird eine andere Rolle eines gewobenen Polypropylenmaterials mit einer Bahn Nylonfasern vernadelt. Die den Beispielen 2 und 3 entsprechenden Nadeln werden jedoch so ausgerichtet, daß die Kante, die die drei Haken enthält, in Richtung des Schußgarnsweist. Die Reihen von Nadeln in dem Nadelbrett sind abv/echselnd so ausgerichtet, daß die Haken 90° nach rechts und 90° nach links zur Laufrichtung des Materials zeigen. Die Greiffestigkeit (Grab Strength) des Gewebes wird nach ASTM-D-1682 gemessen und kann der folgenden Tabelle II entnommen werden.

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Tabelle II

Zugfestigkeit nach ASTH-D-1682 in kg (lbs)

	Einstich-	(inch)	Einstiche	(inch*¹)	Beispiel 5	Haken	(64)	Schuß	(73)	Beispiel 6	3 Haken,	Haken	Schuß	(95)	Beispiel '	7	(77)	Schuß	(lbs)	(85)
	. t . > Ii				Reguläre Nadel		(56)	kg (lbs)	(59)	Nadel mit	mit"	Kante pa-	kg (lbs)	(80)	Reguläre	Nadel	(57)	kg;	»6	(67)
	tiefe		pro		mit 9		(53)	33,1	(71)	wobei die	rallel zum Schuß"	43,1	(92)	ohne die	obe-	(51)	38	Λ	(70)
	mm	(3/8)	cm	(300)			(64)	26,8	(45)	versehene	Kette	36,3	(75)	ren 6 Haken	(63)	30	,8	(47)
		(3/8)		(400)		kg (lbs)	(51)	32,2	(34)		kg (lbs)	41,7	(91)		(50)	31	*3	(39)
		(3/8)		(500)	Kette	29,0	(42)	20,4	(29)	25,9(57)	34,0	(72)	Kette	(46)	21	•7	(33)
	9,52	(1/2)	47	(300)	25,4	(42)	15,4	(37)	11,8(26)	41,3	(38)		(49)	17	,0	(35)
O CD	9,52	(1/2)	62	(400)	24,0	(37)	13,2	(29)	11,8(26)	32,7	(67)		(49)	15	,9	(32)
OO	9,52	(1/2)	79	(500)	29,0	(28)	16,8	(23)	11,3(25)	39,9	(69)	kg (lbs)	(35)	15	,5	(27)
O	12,7	(5/8)	47	(300)	23,1		13,2	13,6(30)	30,4	34,9		14	,2
_i	12,7	(5/8)	62	(400)	19,1		10,4	5,9(13)	31,3	25,9		12
σ	12,7	(5/8)	79	(500)	19,1		9,1(20)	23,1
ο	15,9		47	16,8		7,3(16)	28,6
	15,9		62	12,7		5,4(12)	22,7
	15,9	79			20,9
				22,2
			22,2
	15,9

Den obigen Werten läßt sich ohne weiteres entnehmen, daß man die Festigkeit des Materials in Schußrichtung erhöhen kann, indem man die Haken so orientiert, daß sie zur Laufrichtung senkrecht stehen. Dies geht jedoch auf Kosten der Festigkeit in Kettenrichtung. Die Festigkeitsabnahme in Kettenrichtung ist derart, daß sich das erhaltene vernadelte Material nicht zur Herstellung florartiger Teppiche eignen würde.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Vernadeln einer Schicht aus Stapelfasern mit einem polyolefinischen Gewebe, wobei man eine Schicht Stapelfasern auf ein Polyolefingewebe legt und diese Fasern in das Polyolefingewebe einnadelt, dadurch gekennzeichnet , daß man Nadeln verwendet, die pro Nadel über zumindest eine Klingenkante verfügen und zumindest einen Haken pro Nadel aufweisen, wobei alle Haken einer bestimmten Nadel an einer einzigen Klingenkante dieser Nadel angeordnet sind, und daß man diese die genannten Haken enthaltende Klingenkante in einer Richtung orientiert, die in Bezug auf die Lauflinie des Gewebes einen Winkel von 35 bis 55° bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man als Polyolefin Polypropylen verwendet .
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß man als Polypropylengewebe ein gewobenes Polypropylenmaterial verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Nadeln in der gleichen Richtung orientiert sind.

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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Stapelfasern eine mittlere Faserlänge von 12,7 "bis 152 mm (1/2 bis 6 inches) und eine mittlere Faserstärke von 2 bis 15 Denier haben, das gewobene Polypropylen ein mittleres Gewicht von 34 bis 204 g/m (1 bis 6 oz. pro square yard) aufweist, das Vernadeln mit einer Einstichzahl von 31 bis 79 pro cm (200 bis 500 pro square inch) erfolgt, die Laufgeschwindigkeit des Gewebes zwischen 0 und 18,3 Linearmeter (0 und 60 linear feet) pro Minute liegt und das erhaltene vernadelte Gewebe eine Faser zu Polypropylen-Zugfestigkeit von zumindest 1,81 kg (4 lbs) hat und über eine Zugfestigkeit von über 18,1 kg (40 lbs) sowohl in Ketten- als auch in Schußrichtung verfügt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stapelfasern eine mittlere Faserlänge von 44,4 bis 76,2 mm (1,75 bis 3 inches) und eine mittlere Faserstärke von 3 bis 6 Denier aufweisen, das gewobene Polypropylen ein mittleres Gewicht von 93 bis 136 g/m (2,75 bis 4 oz. pro square yard) hat, das Vernadeln mit 37 bis 62 Einstichen pro cm (240 bis 400 Einstichen pro square inch) vorgenommen wird und die Laufgeschwindigkeit des Gewebes 3,05 bis 12,2 Linearmeter (10 bis 40 linear feet) pro Minute beträgt .
7 ο Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Klingenkante' , welche die Haken

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enthält, einen Winkel von 35 bis 55° zur Laufrichtung des Gewebes bildet.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichn et, daß die Klingenkante, die die Haken enthält, einen ¥inkel von 125 bis 145° zur Laufrichtung des Gewebes bildet.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Stapelfaser Nylon verwendet.
10. Nadel, deren Endbereich etwa 0,81mm (32 gauge) beträgt und in einer Spitze endet, wobei der Querschnitt dieses Endbereichs wenigstens einen Scheitel aufweist, der zumindest einer Klingenkante entspricht und wenigstens einen Haken enthält, und wobei alle Haken der Nadel auf einer einzigen Klingenkante angeordnet sind.
11. Nadelbrett, dadurch .gekennzeichnet, daß auf ihm die Nadeln gemäß Anspruch 10 alle in der gleichen Richtung orientiert angeordnet sind.
12. Verfahren zum Vernadeln einer Schicht Stapelfasern auf ein Polyolefingewebe, wobei man eine Schicht Stapelfasern auf ein Polyolefingewebe legt und die Fasern in das Polyolefingewebe einnadelt, dadurch gekennzeich net, daß man Nadeln verwendet, die pro Nadel zumindest

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zwei Klingenkanten aufweisen und wenigstens zwei Haken je
Nadel, wobei die Haken einer bestimmten Nadel an zumindest zwei der Klingenkanten der Nadel angeordnet sind und wobei alle mit Haken versehenen Klingenkanten zugleich so orientiert sind, daß die Klinge einen Winkel zwischen etwa 35 und 55° in Bezug auf die Lauflinie des Gewebes bildet.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Nadelquerschnitt ein rautenförmiger Rhombus ist, wobei an zwei zueinander in einem Winkel von
180° liegenden Kanten Haken angeordnet sind.
14. Verfahren zum Vernadeln einer Schicht Stapelfasern mit einem Polyolefingewebe, wobei man eine Schicht Stapelfasern auf ein Polyolefingewebe legt und die Fasern in dieses Polyolef ingewebe einnadelt, dadurch gekennzeichnet, daß man Nadeln verwendet, die pro Nadel eine oder mehrere Klingenkanten aufweisen, und bei denen zumindest ein Haken pro Nadel vorhanden ist, wobei die Haken einer bestimmten Nadel an den Klingenkanten der Nadel angeordnet sind, und daß man die mit Haken versehenen Klingenkanten gleichzeitig so orientiert, daß die Kante in Bezug
auf die Lauflinie des Gewebes einen Winkel von etwa 35 bis 55° bildet.

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