DE3213439A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von teppichfliesen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von teppichfliesen

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Description

Die vorliegende Erfindung "betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Teppichfliesen, wobei auf die Unterseite eines textlien Bodenbelags, z.B. eines Nadelfilzes oder einer Tuftingware, zunächst ein Vorstrich und anschließend eine Schwerschicht aufgebracht wird und die so hergestellte Teppichbahn zu Teppichfliesen gestanzt wird.
Zur Herstellung von textlien Bodenbelägen, z.B. Teppichfliesen, wird beispielsweise eine Tuftingware bzw. Nadelfilzware im allgemeinen auf seinerUnterseite mit einer Rückenbeschichtung versehen, die aus einer Schwerschicht, z.B. aus Bitumen besteht. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich die Textilfaser^ aus solcher Tuftingware bzw. Nadelfilzware leicht herauslösen, insbesondere, wenn der Bodenbelag einer äußeren Beanspruchung unterzogen wird. Deshalb ist man seit langer Zeit dazu übergegangen, bei Teppichfliesen, an deren Haltbarkeit größere Anforderungen gestellt werden, vor der Beschichtung mit der Schwerschicht an der Unterseite der Tuftingware bzw. Nadelfilzware einen Vorstrich aufzubringen, der in die Filamente der Noppen eindringt und die Textilfasern festklebt bzw. mit dem Grundgewebe/Vlies verbindet. Obwohl hierzu ein zusätzlicher Bearbeitungsgang, der Vorstrich, erforderlich ist, hat sich diese Arbeitsweise durchgesetzt, da bisher nur auf diesem Wege eine haltbare Teppichfliese, die auch stärkeren Beanspruchungen standhalten kann, herzustellen war.
Als Schwerschicht wurde auch schon gefülltes Polyurethan verwendet. Dabei ist ein Vorstrich nicht erforderlich. Die Liegeeigenschaften und Formstabilität solcher Teppich-
fliesen sind jedoch, unbefriedigend, außerdem ist Polyurethan teuer« Aus diesem Grunde werden als Schwerschicht für Teppichfliesen heute fast ausnahmslos Hotmelt-Massen auf der Basis von ataktischem Polypropylen oder Bitumen verwendet, wobei die Notwendigkeit eines separaten Vorstrichs in Kauf genommen wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Teppichfliese zu schaffen, das gegenüber der bisherigen Herstellung mit Vorstrich und nachfolgender Auftragung der Hotmelt-Schwerschicht wesentlich vereinfacht ist und die Möglichkeit bietet, eine preiswerte Teppichbahn für Fliesen in einem Arbeitsgang herzustellen.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß als Vorstrich ein aktiviertes, gegebenenfalls mit Füllstoffen gefülltes Isocyanat-Polyol-Gemisch eingesetzt wird, das bei Temperaturen nahe der Zimmertemperatur nicht zu Polyurethan reagiert, und als Schwerschicht ein Thermoplast eingesetzt wird, wobei der Vorstrich und die Schwerschicht nacheinander auf der gleichen Unterwalze auf die Teppichbahn aufgebracht werden und wobei die Vorstrichwalze und das aktivierte Isocyanat-Polyol-Gemisch bei einer Temperatur zwischen dem Taupunkt des Wassers und einer Temperatur gehalten wird, bei der noch keine Reaktion des Isocyanats und des Polyols erfolgt und die Schwerschicht und das Schwerschicht-Walzenrakel bei einer Temperatur gehalten werden, bei der die Schwerschicht flüssige Eigenschaften aufweist und das aktivierte Isocyanat-Polyol-Gemisch miteinander zu Polyurethan reagiert.
Die erfindungsgemäßen Lösungen hinsichtlich der Vorrichtung ergeben sich aus dem Kennzeichen der Vorrichtungsansprüche.
Beim Einsatz eines Vorstrichgemisches aus Isocyanaten, PoIyolen und Aktivatoren, die "bei Temperaturen nehe der Zimmertemperatur nicht miteinander reagieren, dringt zunächst das flüssige Isocyainat-Polyol-G-emisch in die Unterseite der Teppiehbahn ein, wodurch die darin "befindlichen Enden der Textilfasern gut von dem Vorstrichgemisch durchtränkt werden. Dies v/ird dadurch begünstigt, daß die Fließfähigkeit des Isocyanat-Polyol-Gemisches wegen der nicht stattfindenden Reaktion voll aufrecht erhalten bleibt, wodurch der Vorstrich unter dem Andruck der Vorstrichwalze gut in die Fasern bzw. Koppen eindringt.
Unmittelbar nach dem Aufbringen des Vorstrichs kann dann auf der gleichen Unterwalze die Schwerschicht aufgebracht werden. Die Schwerschicht besteht aus einem Thermoplasten, der bei erhöhten Temperaturen auf die Unterseite der Teppichbahn aufgetragen wird. Die Temperatur des aufzubringenden Thermoplasten muß so eingestellt werden, daß einerseits die erforderliche Fließfähigkeit bzw. Viskosität gewährleistet ist, um beispielsweise mit einem Walzenrakel auf die Unterseite der Teppichbahn aufgebracht werden zu können, andererseits muß die Temperatur so ausgewählt werden, daß das bei Temperaturen um Zimmertemperatur noch nicht reaktionsfähige Isocyanat-Polyol-Gemisch unter dem Einfluß der erhöhten Temperatur der Schwerschicht nunmehr zu Polyurethan reagiert. Dadurch findet gleichzeitig mit dem Aufbringen der Schwerschicht die Aushärtung des Vorstriches statt, ohne daß für das Aufbringen von Vorstrich und Schwerschicht getrennte Arbeitsgänge oder getrennte Unterwalzen erforderlich sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht hohe Geschwindigkeiten bei der Herstellung der Teppichbahnen, wobei nur geringe Investitionen erforderlich sind. Dadurch, daß beide Schichten, sowohl der Vorstrich als auch die Schwerschicht,auf einer einzigen Unterwalze aufgebracht werden können, ist kein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich. Durch Auswahl entsprechender Zusammensetzungen beim Vorstrich und bei der Schwerschicht ist eine Einstellung der Biegesteife und des Liegeverhaltens der Teppichfliese möglich.
Gegenüber der Verwendung von Polyurethanen als Beschichtungsmaterial ergibt sich durch die Möglichkeit des Einsatzes billiger Thermoplasten als Schwerschicht eine erhebliche Kosteneinsparung bei gleichzeitig "besseren Liegeeigensobaften.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Herstellung von Teppichfliesen aus allen textlien Bodenbelagsmaterialien, wie z.B. Tuftingware, Nadelfilzware, Webware oder Wirkware.
Pur die Schwerschicht werden die üblichen heißstreichfähigen Thermoplasten verwendet. Dazu gehören u.a. ataktisches Polypropylen, ataktisches Polybuten, Bitumen, Äthylen-Vinylacetat-Polymere (EVA), Polyvinylacetat und dergleichen. Als Zusätze zu diesen genannten Thermoplasten können weiterhin Naturkautschuk, Polyäthylen, Polypropylen, Polybuten, Polyisobutylen, Propylenkautschuk, Äthylen-Propylen-Kautschuke (EPDM, EPM) sowie Gemische der genannten Stoffe verwendet werden. Bevorzugt wird ataktisches Polypropylen,
ataktisches Polybuten, Bitumen sowie Mischungen von ataktischem Polypropylen und ataktischem Polybuten, ataktischem Polypropylen und Polyäthylen sowie von ataktischem Polypropylen mit Harzen verwendet werden. Als Harze eignen sich natürliche und/oder synthetische Harze, beispielsweise Kohlenwasserstoffharze. Vorzugsweise werden aliphatische Kohlenwasserstoffharze oder Naturharze, wie Kolophonium oder Wurzelharz verwendet.
Die Schwerschicht kann mit den üblichen Füllstoffen und Zusätzen gefüllt sein, wie z.B. Füllstoffe mit einer Dichte oberhalb von 2, wie Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Siliciumdioxid, Schiefermehl, Kalksteinmehl, Quarzsand usw.. Als Zusätze können weiterhin Weichmacher, Antioxydanzien, Farbstoffe, Pigmente usw. verwendet werden.
Die Schwerschicht wird bei Temperaturen von 80 bis 2200C, bevorzugt 120 bis 2000C und besonders bevorzugt bei 150 bis 18O0C aufgetragen.
Bei Verwendung von Gemischen von ataktischem Polypropylen und ataktischem Polybuten betragen die Auftragstemperaturen etwa 150 bis 180°C, bei Verwendung hochmolekularer ataktischer Polypropylene können die Temperaturen zwischen 120 und 220°C liegen. Beim Zusatz von Kohlenwasserstoffharzen zu ataktischem Polypropylen liegen die Auftragstemperaturen im allgemeinen zwischen etwa 120 und 1800C. Bei Verwendung von Bitumen werden niedrigere Auftragstemperaturen verwendet, beispielsweise im Bereich von 80 bis 1800C. Bei Verwendung von Füllstoffen in ataktischem Polypropylen
liegen die Auftragstemperaturen bei einem hohen Füllstoffgehalt, beispielsweise im Bereich von 50 bis 80 Gew.-% zwischen etwa 160 und 2000C, bei niedrigerem Füllstoffgehalt unter beispielsweise 50 % bei etwa 140 bis 16O°C.
Als Vorstrich eignen sich alle Isocyanat-Polyol-Gemische, die bei Temperaturen nahe der Zimmertemperatur nicht, d.h. nicht in nennenswertem Umfang, zu Polyurethanen reagieren. Dies sind insbesondere solche Gemische, die bei Temperaturen zwischen 0 und 1000C, bevorzugt zwischen 10 und 500C und besonders bevorzugt zwischen 10 und 300C noch nicht zu Polyurethanen umgesetzt werden können, d.h. die bei diesen Temperaturen noch nicht in nennenswertem Maße miteinander reagieren.
Solche Isocyanat-Polyol-Gemische enthalten als Isocyanat-Komponente beispielsweise Di- oder Polyisocyanate, bevorzugt aromatische Diisocyanate, wie 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) oder Toluylen-Diisocyanat (TDI).
Als Polyol-Komponente werden die folgenden Polyole eingesetzt: Polyäther- und/oder Polyester-Diole oder -Triole, bzw. di- und/oder trifunktionelle Polyäther- und Polyester-Polyole. Außerdem können ein- oder mehrwertige Alkohole, beispielsweise Glykol, Glyzerin usw. zugegen sein.
Da das Isocyanat-Polyol-Gemisch bei Temperaturen nahe der Zimmertemperatur nicht miteinander reagieren soll, ist der Zusatz spezieller Aktivatoren erforderlich, die das Gemisch erst bei höheren Temperaturen miteinander reagieren lassen. Solphe Aktivatoren sind beispielsweise thermisch aktivierbare Aminkatalysatoren, die aus Salzen von Aminen mit
organischen Karbonsäuren oder aus komplex gebundenen
Aminen bestehen können. Bei erhöhter Temperatur zerfallen diese Stoffe unter Freisetzung des als Aktivator dienenden Amins.
Weiterhin können Metallsalze oder Organometallverbindungen als thermisch aktivierbare Aktivatoren verwendet werden. Ein Beispiel für solche Verbindungen ist Nickel-(II)-Acetyl-acetonat.
Die Aktivatoren können beispielsweise mit der Polyol-Komponente vermischt dem Reaktionsgemisch hinzugegeben werden.
Das Gemisch aus Isocyanat, Polyol und Aktivator kann gegebenenfalls die gleichen Füllstoffe enthalten wie die
Schwerschicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand
eines Beispieles näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung.
Eine getuftete Teppichbahn 12, bestehend aus einem Polyamid- Material und einem Polypropylen-Trägergewebe,
wird von der Abrollvorrichtung 10 über die Umlenkwalzen
14 auf die Unterwalze 22 transportiert.
Im Vorratsbehälter 16 befindet sich die Reaktionskomponente 4,4'-Diphenyl-Methan-Diisocyanat CIsocyanatgehalt als UCO^" 50 Gew. #) CMDI) und im Vorratsbehälter 18 die entsprechende zweite Reaktionskomponente, bestehend aus
61 % trifunktionellem Polyätherpolyol mit einer OH-Zahl (mg KOH pro g) von 35
5 g Diäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von 106,12
1 io Nickel-Acetylacetonat
35 i° Calziumcarbonat mit einer mittleren Körnung von ca. 50 um
um
Im Mischbehälter 20 werden beide Reaktionskomponenten Isocyanat und Polyol-Gemisch im Verhältnis 1 : 7,8 vorgemischt und über eine Vorstrichwalze 24 auf die Teppichbahn aufgetragen. Die Auftragsmenge wird mit Hilfe des Rake!messers 26 vordosiert. Die Temperaturen der Polyurethan-Reaktionskomponenten sowie des Reaktionsgemisches, der Vorstrichwalze und der Unterwalze betragen + 150C. Das Auftragsgewicht für den Vorstrich beträgt 350 g/m
Die vorgestrichene Teppichbahn wird auf der unterwalze 22, die sich in Laufrichtung dreht, dem Schwerschicht-Walzenrakel 30 zugeführt. Im Vorratsbehälter 28 befindet sich eine Hotmelt-Schwerbeschichtungsmasse, bestehend aus
25 i° aktaktischem Polypropylen 3,5$ Kohlenwasserstoffharz
einer kristallinen Kreide
(Korngröße 50 - 200
Die Temperatur dieser Masse beträgt 1700C. Mit Hilfe des ebenfalls auf 1800C beheizten Schwerstrich-Walzenrakels wird diese Masse aus dem Vorratsbehälter auf die vorgestrichene Teppichbahn aufgetragen, das Auftragsgewicht beträgt 2.000 g/m2.
Durch die Einwirkung der erhöhten Temperatur der Beschichtung der Teppichbahn mit der heißen Schwerbeschichtungsmasse wird die Reaktion des aktivierten Isocyanat-Polyol-Vorstrichgemisch.es zu Polyurethan eingeleitet.
Die Teppichbahn wird über eine Kühlstrecke 32/34 transportiert und auf 200C abgekühlt. Mit der Abkühlung ist die Reaktion des Isocyanat-Polyol-Gemisches abgeschlossen, so daß die Teppichbahn mit der Stanze 36 zu Teppichfliesen gestanzt werden kann.
Die auf diese Weise hergestellten Teppichfliesen zeigen eine sehr gute Einbindung der Faservilamente durch den Polyurethanvorstrich sowie eine sehr gute Dimensionsstabilität.
. AL Leerseite

Claims (1)

  1. Pcstfach 71ΚΪΛΒ
    SchnockenhoisimSo 27
    D-SOOO Frankfurt am Main 70
    Tsiefon fC?311)017079
    7. April 1982 Ha/Ra/G
    ClieiniegeSeilschaft Gundernliausen mbH, 6101 Roßdorf 2
    Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Teppichfliesen
    Patentansprüche
    Verfahren zur Herstellung von Teppichfliesen, wobei auf die Unterseite eines textlien Bodenbelages, z.B. eines Nadelfilzes oder einer Tuftingware zunächst ein Vorstrich und anschließend eine Schwerschicht aufgebracht wird und die so hergestellte Teppichbahn zu Teppichfliesen gestanzt wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß als Vorstrich ein aktiviertes, gegebenenfalls mit Füllstoffen gefülltes Isocyanat-Polyol-Gemisch eingesetzt wird, das bei Temperaturen nahe der Zimmertemperatur nicht zu Polyurethan reagiert, und als Schwerschicht ein Thermoplast eingesetzt wird, wobei der Vorstrich und die Schwerschicht nacheinander auf der gleichen Unterwalze auf die Teppichbahn aufgebracht werden und
    wobei die Vorstrichwalze und das aktivierte Isocyanat-Polyol-Gemisch bei einer Temperatur zwischen dem Taupunkt des Wassers und einer Temperatur gehalten wird, bei der noch keine Reaktion des Isocyanats und des Polyols erfolgt und
    die Schwerschicht und das Schwerschicht-Walzenrakel "bei einer Temperatur gehalten werden, "bei der die Schwerschicht flüssige Eigenschaften aufweist und das Isocyanat-Polyol-Gemisch miteinander zu Polyurethan reagiert.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Thermoplast eine Hotmelt-Mischung verwendet wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schwerschicht ataktisches Polypropylen verwendet wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Walze für die Schwerschicht auf 80 bis 22O0C, bevorzugt 120 bis 2000C und besonders bevorzugt auf 150 bis 1800C gehalten wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Walze für den Vorstrich auf 0 bis 1000C, bevorzugt auf 0 bis 3O0C und besonders bevorzugt auf 10 bis 150C gehalten wird.
    6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Unterwalze (22), eine Vorstrichwalze (24) und ein Schwerstrich - Walzenrakel (30).
    7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorstrichwalze (24) mit Vorrichtungen zum Heizen und Kühlen ausgerüstet ist.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwer strich-Walzenrakel (30) beheizbar ist.
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