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Verfahren zur Herstellung eines Tufting-Teppichs
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Die Erfindung betrifft Tuitiig-Teppiche, bei denen das Trägermaterial
bereits vor dem Einsatz eine Beschichtung erhält.
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Kein anderes Produkt hat den Textilmarkt so revolutioniert wie die
Tuftingwaren. Insbesondere der Teppichboden konnte erst durch das Tuftingverfahren
seine heutige Bedeutung gewinnen. Bein Tuftingverfahren handelt es sich - im Gegensatz
zu den Web-, Wirk- Kleb- und Flocktechniken - um eine Art Nähtechnik. In ein Trägermaterial
wird das Polgarn mit Nadeln eingestochen. Bevor sich die Nadeln wieder zurückbewegen,
schiebt sich ein Greifer zwischen Nadel und Polgarn, hält das Polgarn fest und bildet
- nach Zurückgleiten der Nähnadel -die Polgarnschlaufe. Ist der Greifer mit einem
Messer verbunden, wird im gleichen Arbeitsgang die Schlaufe aufgeschnitten und es
entsteht ein Schnittflor. Art und Qualität des Grundgewebes sind bei der Teppichherstellung
sowohl für die Teppich qualität als auch für die Verarbeitung von besonderer Bedeutung.
Fur die Tepp.ichqualität spielen mechanische Festigkeit,
Alterungsbeständigkeit,
Dimensionsstabilität, Bakterien-und Verrottungsfestigkeit eine Rolle, für die Verarbeitbarkeit
Gleichmäßigkeit, Sauberkeit, Schonung der Nadeln beim Tuften und die Fähigkeit,
den noch nicht verankerten Flor während der Weiterverarbeitung genügend festzuhalten.
Als Trägermaterial gebräuchlich sind Jutegewebe, Polypropylenbändchengewebe, Polyestergewebe,
Glasgewebe, Vliese aus synthetischen und natürlichen Fasern. Zusätzlich werden Jutegewebe
und Faservliese häufig auch noch als Zweitrücken auf den Tuftingteppich aufkaschiert.
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Die nach dem Tuften vorliegende Rohware aus Polgarn und Trägermaterial
benötigt eine Rückenausrüstung bzw. Beschichtung, damit sie gebrauchstüchtig wird.
Durch die anschließende Rückenausrüstung der Rohware werden die Noppen mit dem Grundmaterial
verklebt und dadurch gegen Herausziehen gesichert. Am gebräuchlichsten ind Natur-
und Syntheselatices. Polyvinylchlorid und Polyurethan besitzen geringere Bedeutung,
dagegen spielt Polyäthylen für Autoteppiche eine große Rolle, weil die damit beschichteten
Teppiche unter Wärmeeinwirkung der Karosserieform genau angepaßt werden können,
Nach der DT-OS 1 959 141 wird vorgeschlagen für die Fixierung der auf dem Träger
angebrachten Noppen einen Heißschmelzkleber auf Athylenvinylacetat-Basis zu verwenden.
Neuerdings werden auch Heißschmelzklebers die ataktisches Polypropylen enthalten,
für die Noppeneinbindung nach dem Tuften verwendet, im wesentlichen allerdings nur.
in Verbindung mit einer Schwerbeschichtung (11. Körner, Die Verwendung von ataktischem
Polypropylen am Beispiel der Teppichbeschichtung, Kunststoffe 65, S. 467 f (1975)).
In den angelsächsischen Ländern wird darüberhinaus üblicherweise ein Jutegewebe
oder Faservlies als Zweitrücken aufkaschiert, während man in Westeuropa im allgemeinen
ei.nen Latexschaumrücken aufbringt. Nachteilig ist bei den heute üblichen Verfahren
der nachträglichen Noppenfixierung die Notwendigkeit, den Teppich zur Trocknung,
Vulkani-sation bzw. Gelierung einer relativ langen und/cder hohen Temperatureinwirkung
auszusetzen. Zur
Vulkanisation von Naturlatez-Schichten werden zwischen
20 Min. bei 105 °C und 5 Min. bei 140°C benötigt (CIBA Teppichherstellung und -veredelung,
Ausgabe 1967, S. 159). Die Gelierzeit für Polyvinylchlorid-Plastisol beträgt 10-15
Min. bei 150 - 170 °C. Diese Temperatureinwirkung kann - verstärkt in Verbindung
mit Wasserdampf bei Latex - unerwünschte Auswirkungen auf das Polgarn haben. Ein
wirtschaftlicher Nachteil ist in der Tatsache zu sehen, daß sehr lange Trockenkanäle
benötigt werden. Bei einer Liefergeschwindigkeit von 5 lfm/min beträgt die Länge
des Fixierkanals für Latex z. B. 40 m (ICI-Teppichbodenhandbuch von H.-J. Sorg und
G. Dierssen, Frankfurt/Main 1970, S. 52).
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Um den Fixierschritt einzusparen, wurde vorgeschlagen, in eine Weichschaumfolie
zu tuften. Diese Methode hat aber den Nachteil, daß die Noppe als Ganzes zwar festgehalten
wird, die Einzelfilamente innerhalb der Noppe jedoch nicht fixiert sind und daher
herausgezogen werden können. Derartige Teppiche haben eine geringe Gebrauchstüchtigkeit
und neigen stark zu Pilling und Abrieb.
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Z.ur Vermeidung dieser Nachtei.le und Erleichterung der Tuftingproduktion
wird daher vorgeschlagen einen Tuftingträger zur Herstellung der Rohwaren zu Verwenden,
der bereits unterseitig eine durch Hitze aktivierbare Kleberschicht besitzt, die
ein ataktisches Polyclefin enthält.
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Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung eines
Tufting-Teppichs durch Einstecken von Polgarn in einem Gewebe- oder Vliesträger
aus natürlicher und/oder synthetischen Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger
mit einer durch Hitze aktivierbaren Kleberbeschichtung, die ataktische Polyolefine
enthält, versehen ist.
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Als Tuftingträger kommen alle gebräuchlichen Produkte in Frage,
wie
z. B. Jutegewebe, Polypropylenbändchengewobe, Polyestergewebe, Glasgewebe, Vliese
aus synthetischen und natürlichen Fasern.
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Unter ataktischen Polyolefinen sind die zum größten Teil in Äther,
Hexan oder n-Heptan löslichen Polymere des Propens und seiner höheren Homologen
sowie Mischpolymere mit α -Olefinen zu verstehen, wie sie bei der Polymerisation
der genannten Monomeren mit Katalysatoren vom Ziegler-Hatts-Typ erhalten werden.
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Die Eigenschaften dieser Polymere können durch die Polymerisationsbedingungen,
Mischen der Polymeren miteinander n.ä. Konfektionierungsmaßnahmen über einen weiten
Bereich variiert werden. Die Erweichungspunkte Ring und Kugel der handelsüblichen
Produkte liegen zwischen 70 °C und 160 °C, die Schmelzviskosität, in der Regel bei
170 bis 190 °C gemessen, zwischen 500 mPa . s und einigen 100000 mPa.s. Typische
Vortreter besitzen die folgenden Eigenschaften: Ataktisches Polypropylen (Homopolymer)
Produkt A B C D n-Heptanunlösl. 6 % 0 11 % 5 % ErwPkt. RuK 153 °C 114 °C 156 °C
156 °C Schmelzvisk. 8000 mPa.s 480 mP.s 3500 mPa.s 120000 mPa.s bei 190 °C(Rotvisc.)
Penetration 22 1/10 mm 42 1/10 mm 15 1/10 mm 25 1/10 mm Ataktisches Polybuten (Homopolymer)
Ätherunlösl. 0 ErwPkt. RuK 112 °C Schmelzvisk. 10000 mPa.s bei 190 °C (Rotvisc.)
Penetration 40 1/10 mm
Ataktisches Buten-l-propencopolymer Ätherunslösl.
15 % Erw.Pkt. Ruk 89 °C Schmelzvisk. 5000 mPa.s b. 190 C (Rotvise.) ) Penetration
18 1/10 mm Das Polgarn wird in den erfindungsgemäß rückseitig mit einer hitzeaktivierbaren
Schicht, die ataktisches Polyolefin enthält, ausgerüsteten Tuftingträger eingestochen.
Die Fixierung erfolgt durch Aktivierung der Kleberschicht in einem Infrarotfeld,
auf einer beheizten Walze oder mit ähnlichen für die Aktivierung von Schmelzklebern
bekannten und geeigneten Einrichtungen. Dadurch, daß die ataktisches Polyolefin
enthaltende Schicht auf dem Träger über eine gewisse Plastizität verfügt, wird die
Noppe für den weiteren Transport bzw. weitere Produktionsschritte auch ohne Fixierung
durch aktivieren der Kleberschicht ausreichend festgehalten, so daß die Fixierung
auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen kann. So kann es beispielsweise zweckmäßig
sein, auf die Fixierung durch Aktivieren der Kleberschicht dz rest nach dem Tuften
zu verzichten, wenn der Teppich noch mit einer Schwerbeschichtung zur Herstellung
selbstliegender Teppichfliesen versehen wird. Solche Schwerteschichtungen bestehen
zu einem großen Teil aus hochgefüllten Schmelzmassen, vorwiegend auf Basis von ataktischem
Polypropylen, di.e mit ca. 1400C bis 1600C aufgestrichen werden. Durch die Hitze
der Schwerbeschichtungsmasse wird nun die auf dem Tuftingträger vorhandene Kleberschicht
aktiviert und fixiert die Noppe dadurch, daß sie das Polgarn durchtränkt und umfließt
und eine Verklebung der Einzeltiter untereinander und mit dem Tuftingträger bewirkt.
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Die Auftragsstärke der Elebernasse auf den Tuftingträger richtet sich
nach den Anforderungen, die an den Teppich gestellt
werden, da die
Noppenausreißfestigkeit von der Auftragsstärke abhängt. Als untere Grenze sind 300
g/cm² anzusehen, im Normalfall wird man mit ca. 500 g/cm² arbeiten. Soll während
der Noppenfixierung gleichzeitig ein Zweitrücken aufkaschiert werden, muß die Auftragsstärke
je nach Kleberbedarf des Zweirückens u, U. noch erhöht werden Die erfindungsgemäß
verwendbaren hitzeaktivierbaren Kleber für das Trägermaterial müssen eine gewisse
Plastizität besitzen, damit sie einmal der Tuftingnadel beim Einstechen des Polgarns
keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzen und zum andere die noch nicht fixierte
Noppe bis zur endgültigen Fixierung festhalten. Die in der DT-OS 1 959 141 beschriebenen
Heißschmelzkleber für die Noppenfixierung ergeben zwar gute Ausreißfestigkeiten,
eignen sich aber für die erfindungsgemäße Anwendung nicht, weil sie aufgrund ihrer
Zusammensetzung zähelastisch bis hornartig sind. Sie setzen der Tuftingnadel einen
viel zu hohen Widerstand entgegen bzw. lassen sich überhaupt nicht durchstechen.
Außerdem wird di Noppe bis zur Fixierung nicht ausreichend festgehalten.
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Die erfindungsgemäß durch Hitze aktivierbaren Kleber könnten aus schließlich
aus ataktischem Polyolefin bestehen. In der Regel enthalten sie jedoch noch Harze,
Wachse und Stabilisatoren sowie gegebenenfalls auch Füllstoffe. Als Harze sind beispielsweise
geeignet natürliche und synthetische Terpenharze, Kollophoniumharze und Derivate,
Cumaron-Inden-Harze, Kohlenwasserstoffharze, wie sie z.B. durch Polymerisation ungesättigter
C5-Kohlenwasserstoffe gewonnen werden. Bevorzugt werden Kohlenwasserstoffharze und
Terpenharze eingesetzt. Sie haben die Aufgabe, die Benetzung und Haftung von Polymeren
unterschiedlicher Polaritat, z.B. Polyamid-Garn und Polypropylen-Gewebe, zu verbessern.
Die Wachse dienen vorwiegend der Viskositätsregulierung.
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Da sie gleichzeitig aber auch die Kohasion und Adhäsion beeinflussen,
müssen
sie sehr sorgfältig ausgewählt werden. In Betracht kommen
vor allem synthetische Paraffine - sowohl aus der Fischer-Tropsch-Synthese als auch
Polyäthylenparaffine wie sie entweder durch Polymerisation von Äthylen oder durch
Abbau höhermolekularer Polyäthylene gewonnen werden - sowie mikrokristalline Erdölparaffine.
Tafelparaffin ist im allgemeinen weniger gut geeignet. Fischer-Tropsch-Paraffine
verkürzen die offene Zeit, während Polyäthylenparaffine mit breiterer Molekulargewichtsverteilung
dem Kleber eine besonders gute Haftung an Polypropylen-Bändchengewebe verleihen.
Tab. 1 zeigt den Einfluß von Fischer-Tropsch- und Polyäthylenwachs auf Festigkeit
von Verklebungen Polyester-Vlies/Polyester-Vlies und Polypropylen-Bändchengewebe/Polypropylen-Bändchengewebe.
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Tabelle 1
Zusammensetzung |
des Klebers |
Ataktisches Polypropylen | 45 Tle | 45 Tle | 45 Tle |
Visk. b. 190 C |
8000 cP |
PZ = 20-25 |
Kohlenwasserstgffharz 25 Tle 25 Tle 25 Tle |
Erw. Pkt. 100 C MG 1 500 |
Fischer-Tropsch-Paraffin 30 Tle |
PZ = 1 |
Polyäthylenparaffbn 30 Tle |
Dichte 0,920 g/cm |
Molek. Gewicht VPO |
1700 |
Polyäthylenparaffin 30 Tle |
Dichte 0,920 g/cm3 |
Molek. Gewicht VPO |
3500 |
2,6-Ditert.butyl-p- 0,2 Tle 0,2 Tle 0,2 Tle |
Kresol |
Schälfesigkeit kp/5cm |
bei Polyester/Vlies 3,5 4,0 3,5 |
bei Polypropylen-Bändchen- 2,0 4,0 5,0 |
gewebe |
Die Abhängigkeit der Noppenzusreißfestigkeit vom Flachengewicht
des Kleberauftrags zeigt Tab. 2. Verwendet wurde ein Kleber, der 60 Teile ataktisches
Polypropylen mit einer Schmelzviskosität von 3500 cP, gemessen bei 190 °C, und einer
Penetration von 23 1/10 mm, gemessen mit der 100-g-Nadel bei 25 °C, 25 Teile Kohlenwasserstoffharz,
z.B. mit Erweichungspunkt 98 - 103 °C, spezifisches Gewicht 0,97 und Molgewicht
1500 (im Handel unter der Bezeichnung Escorez 1102 B erhältlich), 15 Teile Fischer-Tropsch-Hartparaffin,
z. B. mit Tropfpunkt 104 - 106 °C, Erstarrungspunkt 92 - 96 °C und eine Penetrationszahl
2 - 3 (im Handel unter der Bezeichnung Veba-Wachs SP 1002 erhältlich), und 0,2 Teile
2,6-Ditert.
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butyl-p-Kresol enthielt. Mit diesem Kleber wurde ein Polypropylenbändchengewebe
beschichtet. Als Polgarn wurde ein Polyamidspinngarn von 100 dtex verwendet. Die
Noppeneinbindung erfolgte durch Aktivieren der Kleberschicht bei 155 °C.
Auftragsgewicht g/m² 270 340 450 520 |
Noppenausreiß- Kp 2,8 3,6 3,9 5,1 |
festigkeit |
Die Ejnzelfilamen-teinbinduilg war in allen Fällen sehr gut.
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Bei niedrigen Auftrags gewichten wird die Noppenausreißfestigkeit
durch eine nachfolgende Schwerbeschichtung mit Heißschiiielzmassen um 0,5 bis 1,0
Kp erhöht.
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Beispiel 1 Ein Tuftingbodenbelag wird durch Einstechen eines Polyamidgarns
in ein vorbeschichtetes Jutegewebe hergestellt. Das Florgewicht beträgt ca. 800
g/m², die Schlingenzahl ca.
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25/10 cm. Das Flächengewicht des vorbeschichteten Jutegewebes beträgt
850 g/m², wovon 500 g/m² auf die hitzeaktivierbare Vorbeschichtung folgender Zusammensetzung
entfallen:
Ataktisches Polypropylen 70 Teile Visk. bei 190 0C 3000
das (Rotvisc.) Kohlenwasserstoffharz 30 Teile Erw.Pkt. 100 °C KG 1 500 2,6-Di-tert.butyl-p-Kresol
0,2 Teile 1.ach dem Tuften wird der noch nicht verfestigte Teppich mit der Unterseite
über eine Rolle geführt, die auf 160 -170 °C geheizt ist. Hierbei wird der Kleber
aktiviert, durchdringt - unterstützt durch den Druck bzw. die Spannung, unter der
der Teppich an der Walze anliegt - die Noppen und verklebt sie mit den Grundgewebe.
Anschließend wird - falls erforderlich - zur Verfetsigung des Klebers übr ine Kühlwalze
gefahren. Der Teppich kann entweder direkt als Bodenbelag verwendet werd.en oder
noch eine "zweite" Rückenausrüstung erhalten. Die Noppenausreißfestigkeit liegt
bei 5,8 kp.
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Beispiel 2 Ein Tuftingbodenbelag wird hergestellt wie in Beispiel
1.
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Als Trägermaterial dient ein vorbeschichtetes Polypropylenbändchengewebe
mit einem Flächengewicht von 620 g/m2, wovon 500 g auf die hitzeaktivierbare Beschichtung
folgender Zusammensetzung entfallen: Ataktisches Polypropylen 45 Tle Visk. b. 1900C
8000 mPa.s(Rotivisc.) Kohlenwasserstoffharz 25 Tle Erw. Pkt. 100 OC i 1 500 Polyäthylenparaffin
30 Tle Dichte = 0,920 g/cm³ Molek. Gewicht VPO 3500 2,6-Di-tert.butyl-p-Kresol 0,2
Tle
Die Aktivierung des Klebers erfolgt wie in Beispiel 1. Hinter
der beheizten Rolle wird in die noch offenen Kleber ein 2 Polypropylenvlies von
80 g/m2 eingelegt und in einem Walzenspalt durch leichten Anpreßdruck mit dem Grundgewebe
und die Noppen verbunden. Die Noppenausreißfestigkeit beträgt 5,1kp.
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Der Teppich eignet sich als Bodenbelag für Wohnräume und andere Aufenthaltsräume.
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Beispiel 3 Ein Tuftingbodenbelag wird wie in Beispiel 2 hergestellt.
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Die Noppen werden jedoch nicht verklebt, sondern der nicht verfestigte
Teppich wi.rd zur Zwischenlagerung auf eine Rolle gewickelt. Von dieser Rolle läuft
er später in eine Beschichtungsanlage ein, wo er mit einer Schwerbeschichtung folgender
Zusammensetzung versehen wird; Ataktisches Polypropylen 27 Tle Visk. bei 190 °C
10000 cP(Rotvisc.) Kohlenwasserstoffharz 3 Tle Erw.Pkt. 100 °C MG1 500 Schwerspat
70 Tle 4,4'-Thiobis-(3-methyl- 0,2 Tle 6-tert.butylphenol) Glycerinmonostearat 0,1
Tle Die Schwerbeschichtung wird mit einem Rakel aufgetragen, dem die ca. 150 0C
heiße Nasse durch Pumpen zugeführt wird. Die beschichtete Bahn wird auf einem endlosen
Band gefüiwt. Unmittelbar nach dem Rakel läuft sie in eine Kühlzone ein und wird
anschließend bei Temperaturen von 60 - 900C geprägt. Mit einer Mehrfachstanze werden
aus der Bahn quadratische Stücke von 50 cm x 50 cm geschnitten, die als selbstliegende
Fliesen auf dem Markt bekannt sind.
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Die Verklebung der Noppen erfolgt in diesem Fall erst bei der Schwerbeschichtung
durch Aktivieren der Kleberschicht durch die heiße Schwerbeschichtungsmasse.
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Beispiel 4 Beispiel 2 wird wiederholt. Jedoch wird anstelle des E>olypropylenbändchensgewebes
auch als Trägenjl,aterial ein vorbcschichtetes Polypro:pylenvlies eingesetzt. Es
resultiert ein feuchtigkeitsunempfindlicher, flächenstabiler Bodenbelag.
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Beispiel 5 Beispiel 3 wird wiederholt. Jedoch wird anstelle des vorbeschichteten
Polypropylenbändchengewebes ein vorbe schichtete s Polyestervlies mit einem Flächengewicht
von 600 g/m² verwendet, wobei 500 g/m2 auf die hitzeaktivierbare Beschichtung folgender
Zusammensetzung entfallen: Ataktisches Polypropylen 60 Tle Visk. bei 190 °C 8000
cP(Rotvisc.) Cumaron-Inden-Harz 20 Tle Erw.Pkt. ca. 100 °C Fischer-Tropsch-Paraffin
20 Tle PZ = 1 2,6-Ditert.butyl-p-Kresol 0,2 Tle Bei der Zwischenlagerung des unverfestigten
Teppichs werden die Noppen zuverlässig festgehalten. Durch die Schwerbeschichtung
werden dimensions- und maß stabile selbstliegende Teppichfliesen erhalten.
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Beispiel 6 Beispiel 2 wird wiederholt, jedoch besitzt die Vorbeschichtung
folgende Zusammensetzung:
Ataktisches Polybuten-l 40 Tle Schmelzvisk.
b. 1900C (Rotvisc.) 10000 mPa.s Kohlenwasserstoffharz 40 Tle Erw.Pkt. 100°C MG 1
500 Polyäthylenparaffin 20 Tle Dichte = 0,920 g/cm³ Molek. Gewicht VPO 3500 2,6-Di-tert.butyl-p-Kresol
0,2 Tle Die Noppenverklebung erfolgt durch Aktivieren des Klebers bei 130 °C.
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Beispiel 7 Beispiel 2 wird wiederholt, jedoch besitzt die Vorbeschichtung
folgende Zusammensetzung: Ataktisches Buten-l-propencopolymer 40 Tle Schmelzvisk.
b. 190 bC (Rotvisc.) 5000 mPa.s Kohlenwasserstoffharz 40 Tle Erw.Pkt. 100 °C ist
1 500 Polyäthylenparaffin 20 Tle Dichte = 0,920 g/cm3 Molek.Gewicht VPO 3500 2,6-Di-tert.butyl-p-Kresol
0,2 Tle Die Noppenverklebung erfolgt durch Aktivieren des Klebers bei 120 °C. Der
Teppich eignet sich als Bodenbelag fur Wohnräume und andere Aufenthaltsräume.
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Der Anteil an ataktischen Polyolefinen im Kleber ist in weiten Grenzen
variierbar. Er kann 100 - 10 Teile betragen.