DE2610141A1 - Verfahren zur herstellung eines tufting-teppichs - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines Tufting-Teppichs
• Die Erfindung betrifft Tuitiig-Teppiche, bei denen das Trägermaterial bereits vor dem Einsatz eine Beschichtung erhält.
• 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.
• 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).
• 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.
• 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.
• 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.
• Als Tuftingträger kommen alle gebräuchlichen Produkte in Frage, wie z. B. Jutegewebe, Polypropylenbändchengewobe, Polyestergewebe, Glasgewebe, Vliese aus synthetischen und natürlichen Fasern.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Bei niedrigen Auftrags gewichten wird die Noppenausreißfestigkeit durch eine nachfolgende Schwerbeschichtung mit Heißschiiielzmassen um 0,5 bis 1,0 Kp erhöht.
• Beispiel 1 Ein Tuftingbodenbelag wird durch Einstechen eines Polyamidgarns in ein vorbeschichtetes Jutegewebe hergestellt. Das Florgewicht beträgt ca. 800 g/m², die Schlingenzahl ca.
• 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.
• Beispiel 2 Ein Tuftingbodenbelag wird hergestellt wie in Beispiel 1.
• 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.
• Der Teppich eignet sich als Bodenbelag für Wohnräume und andere Aufenthaltsräume.
• Beispiel 3 Ein Tuftingbodenbelag wird wie in Beispiel 2 hergestellt.
• 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.
• Die Verklebung der Noppen erfolgt in diesem Fall erst bei der Schwerbeschichtung durch Aktivieren der Kleberschicht durch die heiße Schwerbeschichtungsmasse.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• Der Anteil an ataktischen Polyolefinen im Kleber ist in weiten Grenzen variierbar. Er kann 100 - 10 Teile betragen.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r u c h Verfahren zur Herstellung eines Tufting-Teppichs durch Einstechen von Polgarn in einem Gewebe- oder Vliesträger aus näturlichen und/oder syntherischen Fasern, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Träger mit einer durch Hitze aktivierbaren Kleberbeschichtung, die ataktische Polyolefine enthält, versehen ist.