DE2834468C2

DE2834468C2 - Dreidimensional verformbarer Teppichboden

Info

Publication number: DE2834468C2
Application number: DE2834468A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl.-Chem. Dr. Hartmann; Ivo Dipl.-Ing. 6750 Kaiserslautern Ruzek
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1978-08-05
Filing date: 1978-08-05
Publication date: 1982-07-15
Also published as: DE2834468A1; US4172166A

Description

Die Erfindung betrifft einen dreidimensional verformbaren Teppichboden, insbesondere für Automobile, bestehend aus einem getufteten Spinnvlies aus Polyester, das durch einen Gehalt an Bindefasem verfestigt ist und mit einer wenigstens einlagigen Rückenbeschichtung aus einem wenigstens teilweise thermoplastischen Kunststoff.

DE-GM 71 25 570 nimmt Bezug auf die Verwendung eines Faservlieses als Trägermaterial in einem tiefziehfähigen, getufteten Autoteppich. Das Faservlies besteht wenigstens teilweise aus Bikomponentenfasern des Typs Kern-Mantel, wobei der Kern aus Polyester und der Mantel aus einem niedriger schmelzenden Material besteht, beispielsweise aus Polyamid. Es werden zahlreiche Variationsmöglichkeiten angesprochen, jedoch keinerlei spezifische Merkmale des Faservlieses genannt, die unmittelbar auf das tatsächlich im einzelnen zu erwartende Tiefziehverhalten nach dem Tuften schließen lassen. Die diesbezüglichen Eigenschaften können infolgedessen erst am praktischen Objekt festgestellt werden, d. h. an einer Stelle, die in der Regel örtlich und zeitlich von der Herstellung des eigentlichen Faservlieses getrennt ist. Eine große Ausschußquote ist insofern nicht zu vermeiden. Bikomponentenfasern sind außerdem relativ teuer, was zu einer weiteren Kostenbelastung entsprechender Produkte führt.

Aus DE-PS 22 40 437 ist ein Verfahren zur Herstellung von hochfesten und dimensionsstabilen Spinnvliesen bekannt, die insbesondere Anwendung bei der Herstellung von Tuftingteppichen finden. Diese haben ausgezeichnete Gebrauchseigenschaften, so lange sie zweidimensional ausgebildet sind. Bei einer dreidimensionalen Ausformung, wie sie beispielsweise bei der Herstellung von Autoteppichen unerläßlich ist, werden hingegen insbesondere in den Dehnungsbereichen flächenhafte Verdünnungen hinsichtlich der Noppendichte sichtbar, die sowohl in geschmacklicher Hinsicht als auch hinsichtlich der Gebrauchseigenschaften unerwünscht sind. Beide Eigenschaften sind auf ein unbefriedigendes Verhalten des Trägermaterials während der Ausformung zurückzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Teppichboden zu entwickeln, der unter Vermeidung dieser Nachteile eine besonders gute Formbarkeit aufweist

Diese Aufgabe wird bei einem Teppichboden der eingangs genannten Art dadurch gelöst daß ein Spinnvlies verwendet wird, das bei einer Temperatur von 400 K 40 bis 50% und bei einer Temperatur von 430 K 25 bis 35% seiner Reißfestigkeit bei 295 K sowie bei diesen Temperaturen eine Dehnung von 65 bis 100% aufweist und daß die Reißfestigkeit des Spinnvlieses wenigstens 15 N je cm Breite beträgt

Nach einer besonderen Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die bei Erreichen einer Dehnung um 10% meßbare Zugfestigkeit des Spinnvlieses bei 400 K 50 bis 60% und bei 430 K 30 bis 40% der Zugfestigkeit beträgt, die bei einer Dehnung um 10% bei 295 K /neßbar ist Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die erste Schicht der Rückenbeschichtung aus einer Schicht aus einem Acrylharz besteht

Das grundsätzliche Verfahren zur Herstellung des Trägermaterials für den erfindungsgemäßen Teppichboden kann demjenigen gemäß DE-PS 22 40 437 entsprechen, und es ist für den Fachmann mit keinen besonderen Schwierigkeiten verbunden, die erfindungswesentlichen Parameter einzustellen. Dennoch stellt sich das erfindungsgemäß erzielte Ergebnis für den Durchschnittsfachmann als vollkommen überraschend dar.

Tuftingteppiche zur Auskleidung des Fußraumes von Kraftfahrzeugen unterliegen in erheblichem Maße besonderen geschmacklichen Anforderungen und auch technischen Variationen, die insbesondere in einer ständig wechselnden Flordichte sichtbar werden. Die wechselnde Flordichte ist insbesondere abhängig von dem gegenseitigen Abstand der in den Trägervliesstoff eingebrachten Tufts. Das Einbringen dieserTufts erfolgt mit Hilfe von Nadeln, und je nach dem gegenseitigen Abstand der Einstiche ergeben sich sehr starke Veränderungen hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften des getufteten Materials. Trotz der Verwendung vollkommen identischer Trägermaterialien haben deshalb bisher derartige Teppichmaterialien je nach Flordichte sehr stark variierende Verformungseigenschaften.

Dieser nachteilige Effekt wird bei dem erfindungsgemäßen Teppichboden in weitestgehendem Maße unterdrückt, wenn ein Trägermaterial verwendet wird, daß die genannten Parameter autweist. Diese sind maßgeblich von der Molekularstruktur der Polyesterfäden abhängig, welche sich bekanntermaßen gezielt durch eine Veränderung der Extrusionsgeschwindigkeit, der Verstreckungsbedingungen und die Wahl spezieller Polyester variieren läßt.

Ausführungsbeispiel

Für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Spinnpo Vliesstoffes wird eine Spinnanlage verwendeti die aus einer Mehrzahl von Spinnstellen besteht, wie sie in der deutschen Patentschrift 22 4Ö437 beschrieben wird. Jede Spinnstelle hat zwei Spinndüsen (A und B) länglicher Form mit reihenförmig angeordneten Spinnfö bohrungen, die parallel zueinander angeordnet sind. Die einzelnen Spinnstellen der Spinnanlage haben zueinander einen Abstand von 400 mm, wobei die länglichen Spinndüsen der gesamten Anlage parallel und in

Schräganordnung über einem Auffangband angeordnet sind, ähnlich der in der deutschen Offenlegungsschrift 15 60 799 gezeigten Schiefwinkelanordnung.

Die Spinndüse A dient zum Verspinnen von Systemfäden und umfaßt 64 Bohrungen, deren Kapillaren-Durchmesser 0,3 mm und Kapillarenlänge 0,75 mm beträgt Die Bohrungen sind in zwei gegenseitig versetzten Reihen über eine Länge von 280 mm angeordnet

Die Spinndüse B dient zum Verspinnen von Bindefäden und hat 32 über die Länge von 280 mm gleichmäßig in einer Reihe verteilte Bohrungen mit demselben Kapillaren-Durchmesser wie die Spinndüse A.

Alle Spinndüsen A der Spinnanlage werden zum Spinnsystem A zusammengefaßt und von einem Spinnextruder mit Polyester-Schmelze versorgt, wobei jede Spinndüse mit einer Spinnpumpe versehen wird.

Ebenfalls werden auch alle Spinndüsen B zu einem Spinnsystem B zusammengefaßt und über einen Spinnextruder πύ* Co-Polyester-Schmelze versorgt

Die durch dit beiden Spinndüsen jeder Spinnstelle gebildeten Fäden werden unterhalb der Spinndüse auf einer Strecke von 150 mm quer zu der Fadenlaufrichtung mit Luft angeblasen und anschließend in der Form einer länglichen Fadenschar zusammengefaßt in der beide Fadenkomponenten gleichmäßig vermengt werden, durch den Kühlschacht geführt und einem aerodynamischen Abzugsorgan zugeleitet

Das aerodynamische Abzugsorgan stellt einen Abzugskanal länglicher Form dar, dessen Länge 300 mm und Breite 6 mm beträgt Dieser Abzugskanal wird auf beiden Längsseiten mit einem Druckluftabzugsschlitz versehen, der sich über die ganzt Länge von 30 mm ausdehnt und der an eine Druckluftkammer angeschlossen wird. Durch die Einstellung des L ftdrucks wird die Luftgeschwindigkeit im Kanalprofil variiert und somit die Fadenabzugsbedingungen gesteuert.

Die aus den unteren Luftkanalmündungen austretenden Fadenscharen, die jeweils aus sehr gut vermengten

Tabelle 1

und parallel zueinander laufenden Polyester- und Copolyester-Fäden bestehen, werden dann mittels einer Schwenkvorrichtung in eine periodische Pendelbewegung gebracht und einem sich quer zu der Pendelrichtung bewegenden endlosen Metallsiebband zugeführt Durch das Aufprallen der Fadenscharen auf das Siebband wird ein Wirrvliesstoff gebildet Die Treibluft, mit der die Fäden abgezogen werden, wird unter dem Siebband abgesaugt

Unmittelbar hinter der in der Bewegungsrichtung liegenden Umlenkwalze des endlosen Siebbandes wird ein Kalander angeordnet, dessen Arbeitsteil aus zwei unterschiedlich beheizten Walzen besteht Die Aufgabe dieses Kalanders ist, eine ausreichende, über die Dicke des Vliesstoffes hinduroh jedoch unterschiedliche Vorverfestigung des Vliesstoffes zu erreichen. Zu diesem Zweck wird die obere Kalanderwalze auf eine niedrigere Temperatur beheizt als die untere.

Der vorverfestigte Vliesstoff wird dann einseitig mit einer wäßrigen Emulsion aus Dimethylpolysiloxan und Hydroxymethylpolysiloxan, wobei die beiden Komponenten bei höherer Temperatur polymerisierbar sind, besprüht so daß im wesentlichen nur die obere bereits leichter vorverfeitigte und mehr offene Seite des Vliesstoffes mit der Emulsion benetzt wird. Der so vorverfestigte und besprühte Vliesstoff wird dann dem eigentlichen Verfestigungsapparat zugeführt. Dieses Gerät besteht aus einer Siebtrommel mn umlaufendem Endlossiebband. Der Vliesstoff wird in den Spalt zwischen der Siebtrommel und dem umlaufenden Siebband eingeführt und so während der Verfestigung über die Fläche gehalten und an die Trommel angepreßt, wobei die weiche und mit der Avivage benetzte Seite der Trommel zugewandt ist. Von der Siebseite her wird der Vliesstoff mit heißer Luft durchströmt so daß sich ein Temperaturgradient durch die Dicke des Vliesstoffes hindurch einstellt.

Die Spinnbedingungen sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:

	Spinnsystem A Polyethylen terephthalat	Spinnsystem B Polyethylen- terephthalal- co-adipat
ReI. Viskosität im o-Dichlorbenzol (2 Gewichtsteile) - Phenol (3 Gewichtsteile)	1,36	1,40
Schmelztemperatur ( C) ( C = K-273)	290	270
Fördermenge pro Spinndüse (kg/min)	0,385	0,100
Fadengeschwindigkeit (m/min)
V_n - am Lochaustritt	70	37
v, - im Abzugskanal	5000	4 800
Luftgeschwindigkeit im Abzugskanal (m/min)	13 000	13 000
Fadenwerte:
Titer (dtex)	12	6.5
Festigkeit (p/dtex)	3.4	3.1
Dehnung (%)	90	110
Kochschrumof (%)	4	15

Das Polyethylenterephthalat hat vor dem Verspinnen eine relative Viskosität von 138, gemessen als 0,5⁰/oige Lösung in einem Gemisch von o-Dichlorbenzol (2 Gewichtsteile) und Phenol (3 Gewichtsteile). Bei dem Co-Polyester handelt es sich um Polyethylenterephthalat-Co-Adipat mit 25% Adipinsäure mit einer relativen Viskosität von 1,42. Der kristalline Schmelzpunkt beträgt 200° C.

Das Flächengewicht des Wirrvliesstoffes wird während der Herstellung auf 120 g/m² eingestellt Die obere Walze des Verfestigungskalanders wird auf eine Temperatur von 95° C, die untere auf 115° C beheizt Der Liceardruck beträgt 50 kp/cm Breite.

Der Auftrag der Avivage wird über die Sprühvorrichtung so gesteuert, daß auf die obere Seite pro m² 0,10 g eines Hydroxymethylpolysiloxans und 0,15 g Dimethylpolysiloxan aufgetragen werden.

Die Temperatur der Heißluft im Verfestigungsgerät

wird auf 205° C eingestellt, wobei der Vliesstoff über 60 Sekunden der Durchströmung ausgesetzt wird mit einer Menge von 1,9 cbm/mVsec Siebfläche.

Dac Spinnvlies wurde anschließend auf einem Tuftstuhl in einer Velourseinstellung mit einem Polyamid-Spinngarn getuftet Die Tuftingmaschine hatte 31,5 Nadeln per 10 cm (1/8 Zoll Teilung) und die Einstichzahl war 30 Noppen pro 10 cm. Der Teppich wurde gefärbt, getrocknet und anschließend auf der Rückseite zunächst mit einem Acryiat-Dispersionsbindemittel beschichtet Nach der Aushärtung wurde auf die Rückenbeschichtung eine weitere Schicht aus Polyäthylenpulver aufgetragen und in sich versintert

Die einzelnen Parameter sind in der nachfolgenden Tabelle 2 zusammengestellt Besonders bemerkenswert ist die Tatsache, daß das Dehnungsverhalten durch den Tuftingvorgang nur in unwesentlichem Maße verändert wurde.

Tabelle 2

Bezeichnung Tuftingträger Prü ("temperatur 295 K 400 K

Rohteppich Beschichteter Teppich 295 K 295 K 400 K

430K

Flächengewicht (g/m²) 120

Reißfestigkeit (N) längs 220

quer 210

Höchstzugkraftdehnung (%)

längs 35

quer 38

Kraft bei 10% Dehnung (N)

längs 150

quer 150

105	67
102	63
72	84
75	81
88	57
88	56

770

226 186

42
40

90

70

1270

390	190	135
331	135	97
42	82	92
42	76	73
270	150	102
150	78	52

Vergleichsbeispiel

Gearbeitet wurde an einer Vorrichtung und unter den Bedingungen des Beispiels 1 mit dem Unterschied, daß als Bindefäden Fäden aus Polycaprolactam verwendet wurden. Auf dem Spinnsystem B wurde das Polyamidgranulat, das eine Losungsviskosität, gemessen an einer 1 %igen Lösung in 96% Schwefelsäure, von 2,42 aufwies, bei einer Temperatur von 553 K (280° C) versponnen. Die Polyamidfilamente hatten einen Filamenttiter von 6,2 dtex bei einer Höchstzugkraft von 2,6 p/dtex, einer Dehnung von 155% und einem Kochschrumpf von 21%.

Die physikalisch-mechanischen Werte des verfestigten Vliesstoffes (die Verfestigungstemperatur im HeiQ-luftverfestigungigerät wurde auf 491 K (218⁰C) eingestellt) und des Roh- und Fertigungsteppichs sind in der

Tabelle 3 zusammengefaßt

Bei der Verformung des beschichteten Autoteppichs traten erhebliche Probleme auf, die aui ein stellenweise kritisches Auseinanderklaffen der Tuftreihen an den Kanten zurückzuführen waren. Auch eine Änderung der VerformungJtemperatur im Bereich von 400 K (12/"C) bis 430 K (15/° C) brachte keine Besserung. Erst bei Temperaturen wesentlich oberhalb 43QK (157°C) besserte sich die Verformbarkeit, dabei wurden jedoch das Polgarn teilweise beschädigt und Aussehen und der Griff der Ware unakzeptabel verschlechtert Auch die Beschichtung wurde stark angegriffen, so daß der verformbare Teppich insgesamt als unakzeptabel bezeichnet werden mußte.

Tabelle *

Be/eicliniini!

IHrtinglräuor Kohlcppicli Hesclm Mieter Feppich

l'riiftempenilur

245 K 4(1(1 K 4.1(1 K 245 K 2^l>> K -IDII k 4.1(1 K

(127 ( ι (157 (

Flächengewicht (g/nr) 120 770 1270 1270 1270

Reitil'estigkeit (Ni

n.ich I)IN \i S5"

Uitiiis !¹X) I^ ΊΊ 2(i2 V(, 2X4 λ>7

quer I ~d ! ?<' ¹X' 1x5 .^22 2<v 2(16

lldclist/ugkmll-

iljhηLing ι ι

l.in-s ;; 's 4'. -ic 44 5.'- (O

quer ."*i -■. )i }d .(4 v, Ml

Kr.it't Iv ι Id

[)·.·Ιιηιιΐΐΐ! ι ^ν· '

I.mi;- :.''d ^{; :} . x- 2 '2 INS I (o

Claims

Patentansprüche:

1. Dreidimensional verformbarer Teppichboden, insbesondere für Automobile, bestehend aus einem getufteten Spinnvlies aus Polyester, das durch einen Gehalt an Bindefasern verfestigt und mit wenigstens einer einlagigen Rückenbeschichtung aus einem teilweise thermoplastischen Kunststoff versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spinnvlies verwendet wird, das bei einer Temperatur von 400 K 40 bis 50% und bei einer Temperatur von 430 K 25 bis 35% seiner Reißfestigkeit bei 295 K sowie bei diesen Temperaturen eine Dehnung von 65 bis 100% aufweist, und daß die Reißfestigkeit des Spinnvlieses wenigstens 15 N je cm Breite beträgt

2. Teppichboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Erreichen einer Dehnung von 10% meßbare Zugspannung des Spinn vlieses bei 400 K 50 bis 60% und bei 430 K 30 bis 40% der Zugspannung beträgt, die bei einer Dehnung von 10% bei 295 K meßbar ist.

3. Teppichboden nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht der Rückenbeschichtung aus einem Acrylharz besteht