DE2611740C3 - Schwer entflammbarer, durch einen Nadelvorgang hergestellter textiler Verbundstoff und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen schwer entflammbaren, durch einen Nadelvorgang hergestellten textlien Verbundstoff, bestehend aus einer textlien Unterschicht, einer Metallfolie und einer Deckschicht aus einem Faservlies.

Durch die US-PS 34 15 713 ist zwar ein durch einen Nadel Vorgang hergestellter textiler Verbundstoff bekannt, bestehend aus einer textlien Unterschicht, einer Metallfolie und einer Deckschicht aus einem Faservlies. Dieser bekannte Verbundstoff besitzt jedoch nicht die erwünschten Feuerschutzeigenschaften, weil die Metallfolie während des Nadeins in eine Vielzahl voneinander unabhängiger Metallfolienteilchen zerrissen wird. Das Endprodukt besitzt hierbei durch die Metallfolieneinschlüsse zwar ein gewisses Wärmeisolationsvermögen, der Verbundstoff bleibt jedoch im wesentlichen normal entflammbar.

Aus der DT-GM 19 16 834 ist ferner ein Verbundstoff aus einer gewirkten Textilbahn und einer durch ganzflächige Verklebung mit der Textilbahn verbundenen flexiblen Metallfolie bekannt. Bei diesem Verbundstoff bleibt die Metallfolie im Endzustand zwar unzerstört. so daß neben der wärmeisolierenden Eigenschaft auch eine wärmeverteilende Eigenschaft nicht ausgeschlossen werden kann. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß gerade die Verwendung von KJebmittel im Brandfall zur Entwicklung gefährlicher

Rauchgase mit zum Teil toxischen Eigenschaften führt Diese Art von Verbundstoffen ist deshalb dort nicht

einsetzbar, wo brandsichere Eigenschaften gefordert werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Herstel-

lung eines textlien Verbundstoffes der eingangs beschriebenen Art, der entflammwidrige Eigenschaften besitzt und die Bildung schädlicher, toxischer Gase im

Brandfall ausschließt Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß die textile Unterschicht als Trägerschicht ausgebildet ist und daß durch den Nadelvorgang Fasern des Faservlieses durch die Metallfolie und durch die Unterschicht hindurchgezogen sind und auf der freiliegenden Außenseite der Unterschicht Faserbüschel bilden.

Der so ausgebildete Verbundstoff zeigt überraschende entflammwidrige Eigenschaften, die offenbar darauf zurückzuführen sind, daß die unter Erhalt des Zusammenhangs mechanisch eingebundene Metallfolie starke örtliche Hitzekonzentrationen so wirksam ableitet, daß eine Entzündung der Textilschichten unterbleibt So zeigte beispielsweise der sogenannte Brennenest, bei dem ein Muster in einer erhitzten Kammer 10 min. der Flamme eines Brenners ausgesetzt wird, daß ein unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verbundstoffs hergestelltes Teppichgefüge nach dem Löschen der Brennerflamme sich nicht entzündet hatte. Vergleichsmuster herkömmlicher Machart entzündeten sich demgegenüber nach dem Löschen des Brenners und verbrannten vollständig. Auch andere Tesiarten, wie beispielsweise der sogenannte Pillentest, bei dem eine Zündpille auf das Testmuster gelegt und dann entzündet wird, zeigt die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Verbundstoffs gegenüber herkömmlichen Macharten.

Bei dem Pillentest traten an einem unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verbundstoffs hergestellten Teppichmuster nur im unmittelbaren Aufiagebereich der Zündpille Brandspuren auf, während herkömmliche Vergleichsmuster eine vielfache Ausdehnung des

Entzündungsbereiches zeigen.

Zur Erzielung einer besonders haltbaren Verbindung der Verbundstoffschichten sind die Fasern d« Faservlieses vorteilhaft mit einer mittleren Länge von etwa 12 bis 150 mm ausgewählt Zugleich empfiehlt sich eine

so Dicke der Metallfolie von etwa 0,0025—0,127 mm, wobti eine Aluminiumfolie bevorzugt wird, weil diese eine vergleichsweise hohe Festigkeit und verhältnismäßig gute Wärmeleiteigenschaften besitzt
Zur Gewährleistung einer ausreichenden Belastbarkeit des Verbundstoffes einerseits und zur weitestmöglichen Erhaltung des Folienzusammenhanges andererseits hat sich eine Dicke der Unterschicht von etwa 0,127—1,27 mm als vorteilhaft erwiesen.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur

Herstellung eines schwer entflammbaren Verbundstoffs, bei dem auf eine textile Unterschicht eine Metallfolie und auf die Metallfolie eine Deckschicht aus einem Faservlies aufgelegt und miteinander vernadelt werden (US-PS 34 15 713).

·>■> Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinander liegenden Schichten anschließend von der Vliesseite her mit Nadeln durchstoßen werden und daß der Abstand der

Durchstichstellen so groß gewählt wird, daß der Zusammenhang der Folie gewahrt bleibt Auf diese Art läftt sich der erfindungsgemäße schwer entflammbare Verbundstoff bei größtmöglicher Nadelungsdichte mit hoher Verbundfestigkeit und zugleich mit geringstmöglicher Ausdehnung der Nadeldurchstoßnellen in der Folie ausführen, wobei ein dauerhaftes Produkt mit einer in hohem Maße hitzeableitenden Metalleinlage entsteht

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine etwas schematische, vergrößerte Ansicht des erfindungsgemäßen Verbundstoffes unmittelbar vor Beginn des Nadeins,

Fi g. 2 eine Ansicht ähnlich der F i g. 1, jedoch in dem Augenblick, in dem die Nadeln während des Abwärtshubes in das Faservlies eingreifen,

Fig.3 eine Darstellung des Verbundstoffes in dem Augenblick, in dem die Nadeln durch die Unterschicht hindurchdringen,

Fig.4 die Nadeln nach dem Durchdringen des Verbundstoffes und nach dem Hindurchziehen von Fasern des Faservlieses durch die Rückseite der Unterschicht,

Fig.5 die im wesentlichen in der Endstellung der Abwärtsbewegung befindlichen Nadeln,

Fig.6 die Nadeln kurz nach Beginn des Aufwärtshubs,

Fig.7 die Nadeln bei weiter fortgeschrittenem Rückhub,

Fig.8 die Nadeln nach Beendigung des Nadelvorgangs in vollständig zurückgezogener Stellung und

Fig.9 einen stark vergrößerten Querschnitt einer Nadelflor-Teppichausführung unter Verwendung des erfindungsgemäß verbesserten Verbundstoffes.

In der F i g. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 generell ein Verbundstoff der erfindungsgemäßen Art bezeichnet, der eine textile Unterschicht 11 besitzt. Diese Unterschicht kann gewebt oder nicht gewebt sowie natürlichen oder synthetischen Ursprungs sein. Die Unterschicht kann daher aus verschiedenen Materialien bestehen, wie Jute, Baumwolle, Reyon, Nylon, Polypropylen, Acrylfasern, modifizierten Acrylfasern oder Mischungen dieser Fasern. Die Dicke des Bassistoffs liegt gewöhnlich in der Größenordnung von 0,127 — 1,27 mm.

Eine Metallfolie 12, deren charakteristische Dicke etwa 0,0025 mm—0,127 mm beträgt, ist auf die textile Unterschicht 11 aufgelegt. Als bevorzugtes Material für die Metallfolie 12 kommt Aluminium in Frage, jedoch sind auch alle anderen Metalle mit guten Wärmeleitfähigkeitseigenschaften wie Magnesium, Kupfer u.dgl. brauchbar.

Die Metallfolie 12 ist anfangs mit einem relativ lockeren Faservlies 13 bedeckt, das ebenfalls aus natürlichen oder synthetischen Fasern einschließlich Materialien wie Jute, Baumwolle, Wolle, Reyon, Nylon, Polypropylen, Polyester, Acrylfasern, modifizierten Acrylfasern oder Gemischen dieser Fasern zusammengesetzt sein kann. Die Länge der Fasern des Faservlieses 13 liegt in der Größenordnung von 12,7 mm—152,4 mm.

Die Dicke des Faservlieses 13 beträgt anfangs ein Vielfaches der für das Endprodukt gewünschten Dicke, da die Dicke des Verbundstoffes duruch die Nadelarbeit als Nebenwirkung der Verbindung der Fasern miteinander wesentlich reduziert wird. Bei den Vliesen mit geringer Dichte kann die Dicke·"·verringerung während des Nadellos in der Größenordnung von 10:1 oder mehr liegen.

Die F i g. 1 zeigt zwei Nadeln 14,15 unmittelbar vor Beginn des Nadel Vorgangs. Die Nadeln ί4, 15 sind in einem nicht dargestellten geeigneten Nadelhalter in sehr enger Aneinanderordnung festgelegt An dem Nadelhalter können beispielsweise 15—20 Nadeln pro cm angeordnet sein. Die Nadel 14 besitzt ein spitzes Ende 16 und eine Vielzahl von Widerhaken 17 bis 20, die

ίο gestaffelt um den Schaft der Nadel 14 ausgebildet sind. Jeder der Widerhaken 17 bis 20 kann die gleiche Gestalt besitzen, einschließlich der Widerhakenspitze 21, die über den nominellen Durchmesser des Schaftteils der Nadel hinausragt, und einschließlich einer abwärts geneigten Fläche 22, deren Funktion nachfolgend noch näher beschrieben wird. In gleicher Weise besitzt die Nadel 15 ein spitzes Ende 23 sowie Widerhaken 24 bis 27 in gestaffelter Anordnung entlang der Nadel

In der F i g. 2 sind die Nadeln 14 und 15 in einer Lage

dargestellt in der ihre spitzen Enden 16 und 23 in das Vlies 13 eindringen.

In der F i g. 3 sind die Nadelspitzen in einer Stellung dargestellt in der sie die Foüe 12 und die Unterschicht 11 durchdrungen haben. An diesem Punkt beginnen die untersten Widerhaken 17 und 24, Fasern aus dem Vlies 13 nach unten zu ziehen.

In der Fig.4 sind die Nadeln 14 und 15 in einer Stellung dargestellt, in der sie mit ihren spitzen Enden 16 und 23 vollständig durch den Verbund hindurchgedrungen sind. Die Widerhaken 17 und 24 haben jeweils eine Anzahl von Fasern aus dem Vlies 13 mitgezogen und hinterlassen Fasermassen 13a und 136 an der Unterseite der Unterschicht 11, wie das in dieser Figur dargestellt ist. Zu gleicher Zeit beginnen die Widerhaken 18 und 25, zusätzliche Fasern aus dem Vlies 13 abwärts zu ziehen.

In der Fig.5 sind die Nadeln in der Stellung dargestellt, die im wesentlichen dem Punkt der maximalen Durchdringung entspricht, wobei die Widerhaken 19 und 26 in die Unterschicht 11 eintreten. Die Widerhaken 18 und 25 haben zusätzliche Mengen an Fasern aus dem Vlies 13 mitgezogen. Zu gleicher Zeit wird infolge der durch das Hindurchziehen der Fasern von dem Vlies 13 bewirkten Spannung die Dicke des Vlieses 13 wesentlich verringert, wie ein Vergleich der

F i g. 5 mit der F i g. 1 verdeutlicht

Die F i g. 6 zeigt die Lage kurz nachdem die Nadeln 14 und 15 mit ihrer Aufwärtsbewegung begonnen haben. Die Nadeln fangen dann an, einen Teil der Faserablagerungen 13a und i3b zurück in ihre ursprüngliche

so Stellung zu ziehen. Die Winkelflächen der Widerhaken (wie beispielsweise die Fläche 22) ziehen die Fasern zurück, wenn die Nadeln sich anheben, wobei der Betrag der Rückführung durch den Winkel der Fläche 22 gesteuert wird.

In der F i g. 7 sind die Nadeln 14 und 15 noch weiter zurückgezogen dargestellt. Die Widerhaken 17 und 25 haben die Unterschicht 11 erreicht, woraufhin die zurückgezogenen Fasern im wesentlichen von den im Winkel geneigten Flächen der Widerhaken abgestreift

ho werden, wenn diese durch die Unterschicht 11 hindurchgehen. Eine Anzahl von Fasersträngen werden jedoch zur Oberseite der Folienstoffschicht zurückgezogen und schaffen so einen mechanisch verbundenen Schichtstoff aus Vlies 13, Metallfolie 12 und der

μ Unterschicht 11.

In der F i g. 8 sind die Nadeln 14 und 15 in vollständig zurückgezogener Stellung dargestellt. In dieser Stellung ist die Fläche des Verbundstoffs entlang dessen

Unterfläche durch die zurückgezogenen, von den Widerhaken bei ihrem Aufwärtshub mitgenommenen Fasern nivelliert. An der Basis des Verbundstoffes bleibt eine kontinuierliche Faserschicht 13cmrück.

Nach der Zurückziehung der Nadeln wird der Verbundstoff über einen kurzen Bewegungsschritt weiterbewegt, woraufhin die Nadeln erneut durch ihn hindurchgestoßen werden. Bei einer charakteristischen Nadelanordnung ist es üblich, pro Quadratzentimeter des Verbundes etwa 120—190 Nadelstiche anzubringen.

Obwohl die nach der vorliegenden Erfindung hergestellten Verbundstoffe vielseitig verwendbar sind, sind sie bei der Herstellung von Nadelflor-Teppich ware, wie sie in der F i g. 9 dargestellt ist, besonders vorteilhaft nutzbar.

Diese Figur zeigt eine Teppichware, die Florbüschel 28 aufweist, die durch den erfindungsgemäß hergestellten Verbundstoff hindurchragen und in diesem verankert sind, wobei der Verbundstoff ein verdichtetes Faservlies 29 umfaßt, das auf einer mittleren Metallfolienschicht 30 und einer Stoffbasis 31 durch das Nadelverfahren befestigt ist. Die Teppichware besitzt darüber hinaus eine Faserschicht 32 durchgenadelter Fasern, die die Rückenfläche des Stoffes 31 bilden. Auf dem Teppichgefüge kann in üblicher Weise ein Latexrücken 33 vorgesehen sein, der zusätzlich durch eine zweite Rückenschicht 34 ergänzt sein kann, die aus geschäumtem Gummi, geschäumtem, flexiblem Polyurethan, geschäumtem Polyvinylchlorid oder anderen elastischen, schwammartigen Materialien besteht, wie sie bei Teppich waren verwendbar sind.

Bei der Verwendung als erster Rücken für einer Nadelflorteppich ist der erfindungsgemäße Verbund stoff genügend fest, um die verschiedenen Herstellungs verfahren durchlaufen zu können. Die auf der Rückseite des Florrückens durch die Nadelstiche gebildete Faseroberfläche nimmt die auf die Florfasern aufge brachten Färbemittel auf.

Der Metallfolienschild an der Basis der Florfasern isi in der Lage, Hitze von einem Auftragspunkt abzuleiten

ίο wodurch verhindert wird, daß die Florfasern ihrer Entflammpunkt erreichen. Die in dieses Erzeugni; eingefügte Metallfolie erhöht die Emission von Rauch nicht, die bei Verwendung chemischer Wirkstoffe odei Klebemittel auftreten kann, wenn diese Hitze und/odei Feuer ausgesetzt sind. Die Metallfolienschicht trägi außerdem dazu bei, das Eindringen von Schmutz in der Teppichrücken zu verhindern.

Das Vorhandensein der Metallfolie als integralei Bestandteil des Gefüges führt außerdem dazu, die elektrostatische Aufladung abzuleiten, die entsteht wenn verschiedene Arten snythetischer Fasern ah Oberflächenflor benutzt werden. Elektrostatisch auflad bare Teppiche sind in Bereichen wie Computerräumen Krankenhauszonen u. dgl. nicht brauchbar, während das neue Rückenmaterial die elektrostatische Aufladung wesentlich reduziert und zugleich flammhemmenc wirkt, wodurch die mit dem erfindungsgemäß verbesserten Verbundstoff hergstellten Teppiche auch ir Bereichen brauchbar sind, in denen sie bisher nichi verwendbar waren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schwer entflammbarer, durch einen Nadelvorgang hergestellter textiler Verbundstoff, bestehend aus einer textlien Unterschicht, einer Metallfolie und einer Deckschicht aus einem Faservlies, dadurch gekennzeichnet, daß die textile Unterschicht (11) als Trägerschicht ausgebildet ist und daß durch den Nadelvorgang Fasern des Faservlieses (13) durch die Metallfolie (12) und durch die Unterschicht (11) hindurchgezogen sind und auf der freiliegenden Außenseite der Unterschicht (11) Faserbüschel (13a, 13£>;bilden.

2. Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern des Faservlieses (13) eine mittlere lunge von etwa 12 mm—150 mm haben.

3. Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie (12) eine Dicke von etwa 0,0025 mm—0,127 mm aufweist

4. Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie (12) eine Aluminiumfolie ist

5. Verbundstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschicht (11) etwa 0,127 mm-1,27 mm dick ist

6. Verbundstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Nadeleinstichstellen etwa 120-190 pro cm² beträgt

7. Verfahren zur Herstellung eines schwer entflammbaren Verbundstoffes nach Anspruch 1, bei dem auf eine textile Unterschicht eine Metallfolie und auf die Metallfolie eine Deckschicht aus einem Faservlies (13) aufgelegt und miteinander vernadelt werden, dadurch gekennzeichnet daß die aufeinander liegenden Schichten anschließend von der Vliesseite her mit Nadeln durchstoßen werden und daß der Abstand der Durchstichstellen so groß gewählt wird, daß der Zusammenhang der Metallfolie gewahrt bleibt