BE1023285B1

BE1023285B1 - Motorvoertuigtapijt met massieve meerlobbige vezels

Info

Publication number: BE1023285B1
Application number: BE2015/5853A
Authority: BE
Inventors: Smet Anneleen De; Gillis Beun
Original assignee: Beaulieu International Group
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2017-01-20
Also published as: WO2017114808A1; CN108698530A; KR20180101426A; US20190009701A1; CA3009847A1; JP2019501077A; EP3397518A1; MX2018008134A

Abstract

Er wordt een motorvoertuigtapijt beschreven met een naaldviltstructuur die laag in gewicht kan zijn, maar een goede slijtvastheid heeft. Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvat het motorvoertuigtapijt ten minste een naaldgeponste zichtlaag als bovenlaag die van stapelvezels is vervaardigd, waarbij de stapelvezels ten minste 50 gewichtsprocent massieve meerlobbige vezels en ten minste een gedeeltelijke binding omvatten. Een werkwijze voor het vervaardigen van dit motorvoertuigtapijt is beschreven dat de volgende stappen omvat: het naar een crosslapping-machine transporteren van een vezelig kaardvlies en het kruislings omslaan van het kaardvlies vulselmateriaal te vormen, waarbij de crosslapper- reisafstand van de meerlobbige non-woven minder dan 20% en meer dan 10% groter is dan de afgewerkte breedte van de naaldgeponste zichtlaag.

Description

Motorvoertuigtapiit met massieve meerlobbige vezels

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op non-woven (niet geweven) motorvoertuigtapijt en op werkwijzen voor het vervaardigen en aanbrengen daarvan.

Achtergrond

Motorvoertuigtapijt is een afzonderlijke klasse tapijten die om esthetische redenen kunnen worden gebruikt, maar ook voor de demping van geluid of verhoging van comfort van de rij omgeving en het tapijt kan worden toegepast op de vloer als tapijt of matten, als zijkantbekleding, in de kofferruimte of kofferbak van een voertuig of zelfs aan de binnenzijde van het dak. Dergelijke tapijten gebruiken gewoonlijk een oppervlakte- of poollaag, een primaire steunlaag, een rugbekleding en een substraat. De primaire steunlaag kan uit een non-woven materiaal zijn vervaardigd.

De vezels die in dergelijk tapijt worden gebruikt kunnen polyamide, polyester of polyolefine, zoals polypropyleen, zijn. Ze kunnen BCF (Bulked Continuous Filament -gebulkt ononderbroken filament) zijn, bijvoorbeeld omvattende een aantal enkele filamenten. Een gangbaar BCF dat gebruikt wordt voor motorvoertuigtapijt, is polyamide (PA), maar ook vezels van polyethyleentereftalaat (PET) en polypropyleen (PP) kunnen worden gebruikt.

Motorvoertuigtapijt dient slijtvast, bestand tegen witbreuk (stress whitening), gemakkelijk te reinigen en esthetisch aangenaam te zijn, dient hergebruik mogelijk te maken enz. Slijtage en witbreuk kunnen door een Taber-testmachine worden gemeten. Kostenreductie is een dwingende noodzaak bij een dergelijk tapijt.

Doorgaans wordt een op vezels met ronde dwarsdoorsnede gebaseerde non-woven gebruikt waarbij het poolgedeelte naaldgeponst non-wovenmateriaal kan zijn dat de zichtlaag vormt. Een primair draagdoek onder het bovengenoemde poolgedeelte kan worden toegepast. Een latex kan worden gebruikt om het draagoppervlak van het tapijt te impregneren.

Dus zou het voor voertuigen-toepassingen het beste zijn om een voordelig, lichtgewicht tapijt te verschaffen in plaats van een conventioneel tapijt. Eén mogelijke manier om het tapijt lichter te maken zou zijn om onderdelen van het tapijt weg te laten, zoals gelamineerde materialen of latexen. Het weglaten van dergelijke structuurmaterialen gaat echter samen met een afname in verscheidene belangrijke eigenschappen van tapijten zoals de sterkte en stijfheid.

Een naaldvilt is een naaldgeponst non-woven op basis van stapelvezel dat vervolgens gebonden is door gebruik van een latexverbinding, een bindende vezel of een bindend poeder. Gewoonlijk worden stapelvezels met ronde dwarsdoorsnede gebruikt voor motorvoertuigtapijt van dit type. Motorvoertuigtapijten die vezels met ronde dwarsdoorsnede gebruiken hebben gewoonlijk een gewichtsbereik van boven 400 g/m2.

Naaldgeponste non-woven zichtlagen kunnen worden geproduceerd met gebruik van een naaldponstapijt-productielijn op industriële schaal. Bijvoorbeeld, stapelvezels worden gemengd en gevormd tot een vulsel of mat middels kaarden en crosslapping. De mat kan vooraf met naalden bewerkt zijn met gebruik van gewone weerhaaknaalden om een tapijt-zichtlaag te vormen. De met naalden bewerkte mat kan worden bekleed met latex en optioneel een drager. Een drager kan een vilten steunlaag omvatten.

Motorvoertuigtapijt is een afzonderlijke klasse tapijt omdat het gebruik anders is. Tapijt als zijkantbekleding heeft een veel lagere belasting dan conventioneel huishoudelijk tapijt hoewel er slijtage kan zijn. Tapijt op de vloer wordt gewoonlijk niet onderworpen aan de ononderbroken doorgang van personen, maar is onderhevig aan het schuren van schoenen en laarzen en raakt doordrenkt met water van schoenen en laarzen in tijden van regen of sneeuw. Voor vergelijkingsdoeleinden is het gebruikelijk voor motorvoertuigtapijt om referentie- en vergelijkende monsters te maken die kunnen worden getest op slijtage met gebruik van de Taber-test volgens DIN 53109 of het gelijkwaardige SAE J1530. De referentiemonsters worden gewoonlijk met stapelvezels met ronde dwarsdoorsnede vervaardigd.

Met betrekking tot de kosten, worden gewoonlijk stapelvezels met ronde dwarsdoorsnede in motorvoertuigtapijt gebruikt en zijn gemakkelijk beschikbaar tegen een redelijke prijs.

In tegenstelling tot de situatie met stapelvezels met ronde dwarsdoorsnede, zijn er technische en commerciële bezwaren met betrekking tot het spinnen en het gebruik van meerlobbige vezels zoals drielobbige vezels voor tapijten:

Gespecialiseerde apparatuur zoals een aangepaste spinplaat is nodig om de vezel te spinnen.

Lagere vezel opbrengst vergeleken met conventionele ronde vezel.

Er zijn gewoonlijk meer afvalstromen.

Er kan ook meer pigment nodig zijn om dezelfde kleurdiepte te bereiken in vergelijking met ronde vezel van dezelfde dtex.

Andere gewichtsbesparingsgeometrieën zoals holle vezels zijn ook moeilijker te spinnen. Samenvatting van de uitvinding

De onderhavige uitvinding verschaft een motorvoertuigtapijt met een naaldviltstructuur en een werkwijze voor het maken daarvan. Een voordeel van een motorvoertuigtapijt volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is een afname in gewicht en/of kosten, met behoud of verbetering van de prestaties zoals vereist voor een motorvoertuig. Een voordeel van een motorvoertuigtapijt volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is bijvoorbeeld een laag gewicht, maar een goede dekking en slijtvastheid.

Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding wordt een motorvoertuigtapijt verschaft omvattende: ten minste een naaldgeponste zichtlaag als bovenlaag die van stapelvezels is vervaardigd, waarbij de stapelvezels ten minste 50 gewichtsprocent massieve meerlobbige vezels en ten minste een gedeeltelijke binding van de vezels van de naaldgeponste zichtlaag omvatten.

In een motorvoertuigtapijt kan het gehalte aan massieve meerlobbige vezels van de zichtlaag ten minste 60, ten minste 70, ten minste 80 of ten minste 90 gewichtsprocent van de totale vezelmassa in de naaldgeponste zichtlaag zijn, bij voorkeur tot 100 gewichtsprocent.

De vezels van de zichtlaag zijn ten minste gedeeltelijk gebonden, bijvoorbeeld middels latex, bindende vezel of bindende poeder. De binding hoeft geen afzonderlijke laag te zijn. Het kan een steunlaag zijn. Een steunlaag kan minder voorkeur hebben indien het een belangrijke impact op de totale productiekosten heeft waarbij, in plaats van een afzonderlijke steunlaag, het naaldvilt met bijvoorbeeld een latexverbinding, een warmtegeactiveerde bindende vezel of een warmtegeactiveerde bindende poeder gebonden kan zijn. Vandaar dat de drager een afzonderlijke bindlaag kan zijn of in de non-woven vezel structuur als bindmiddel kan worden geïntegreerd.

De uitwendige dwarsdoorsnede van de meerlobbige massieve vezels kan in hoofdzaak drielobbig of vierlobbig (vorm van een kruis) enz. zijn.

Tapijten volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding hebben goede dekking terwijl ze een laag gewicht hebben. In bekende non-wovens kan goede dekking worden verschaft door een dichte vezelpakking aangezien dit zoveel mogelijk polymeermateriaal heeft om uitgezonden licht in enige dwarsdoorsnede van het tapijt te blokkeren. Een dergelijke compacte vezel dichtheid zou goede dekking verschaffen, maar zou het gewicht onvermijdelijk doen toenemen.

Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding creëert de gelobde aard van de vezel "lobuiteinde-tot-naburige vezel" en "lobuiteinde-tot-lobuiteinde” aanraking wat de vezels van elkaar plaatst. Deze vorm van pakking maakt een laag gewicht met een hoge dekking mogelijk waarin lucht polymeer vervangt. De uiteinden van de lobben hebben bij voorkeur convexe oppervlakken. De dwarsdoorsnedevorm van de vezels kan concave oppervlakken omvatten tussen naburige lobuiteinden. Deze concave gedeelten zullen een gewichtsbesparing mogelijk maken door polymeermateriaal door lucht te vervangen. In een non-woven en in een motorvoertuigtapijt volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan een porositeitpercentage van meer dan 75%, bij voorkeur 90 -95% van de lucht worden bereikt. Dit is voordelig omdat het tapijt hierdoor water kan opnemen en vasthouden middels capillaire werking terwijl het water mettertijd nog steeds kan verdampen.

De zichtlaag kan worden bedrukt, bijvoorbeeld bij voorkeur digitaal bedrukt, zodat het motorvoertuigtapijt kan worden aangepast aan een vereiste in plaats van grote hoeveelheden vooraf-aangepast tapijt op te slaan. Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan tapijt worden opgeslagen in een selectie van standaardkleuren, zoals rood, blauw, groen enz., en heeft de afgewerkte aangepaste bedrukking betrekking op specifieke ontwerpen of patronen die op de standaard gekleurde tapijten zijn aangebracht.

Een naaldvilt zoals gebruikt in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is een stapelvezel op basis van naaldgeponst non-woven dat vervolgens ten minste gedeeltelijk gebonden is door gebruik te maken van een latexverbinding, een bindende vezel of een bindend poeder. Het tapijt kan zijn voorzien van een afzonderlijke steunlaag, maar dit kan minder voorkeur hebben.

Uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding gebruiken stapelvezels met een meerlobbige, zoals drielobbige, dwarsdoorsnede met een modificatieverhouding tot 6, bij voorkeur 2 tot 4.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is het gewicht van de non-woven naaldvilt boven- of zichtlaag (basisgewicht) tussen 100 en 300 gram per vierkante meter, bijvoorbeeld met meer voorkeur tussen 150 - 275 gram per vierkante meter. De lineaire massadichtheiden van de vezel zijn bij voorkeur tussen 3,3 tot 17 dtex, waarbij er een mengsel van lineaire massadichtheiden van de vezel kan zijn binnen één tapijt. Plat en gestructureerd motorvoertuigtapijt kan bijvoorbeeld worden vervaardigd met een vezel van 8,9 dtex, wit en plat gestructureerd motorvoertuigtapijt kan een mengsel van 3,3, 6,7 en 8,9 dtex hebben. Vezels tot 17 dtex kunnen worden gebruikt voor motorvoertuigtapijt met velourskwaliteiten, bijvoorbeeld van 7 tot 17 of van 9 tot 17 dtex, wat bijvoorbeeld als zijkantbekleding gebruikt kan worden.

Een technisch voordeel van tapijten volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan de massahomogeniteit zijn van de non-woven zichtlaag met massieve meerlobbige, zoals massieve drielobbige, vezels.

Ook de dekking (het vermogen om doorzicht te voorkomen) is beter voor een meerlobbig zoals drielobbig tapijt wanneer het gewicht tot gewicht wordt vergeleken.

Een ander voordeel is dat een hogere modulus kan worden bereikt vergeleken met ronde vezels bij gebruik van meerlobbige, zoals drielobbige, vezel wanneer deze gebruikt wordt met dezelfde steekdichtheid, vernaaldingsefficiëntie-effect. Een hogere vezel-vezel-frictie kan ook worden bereikt.

Een ander technisch voordeel is een hogere vormvastheid (dimensionele stabiliteit) gedurende het bindings- of steunproces, wat leidt tot een eindproduct dat consistent beter is in termen van vormvastheid zoals minder rimpels en scheeftrekken.

Ook is het vlies meer gesloten, heeft het een vlakker oppervlak en heeft het een betere gewichtshomogeniteit.

Een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan een hogere dekking tot gewichtsverhouding zijn voor meerlobbige vezels, zoals drielobbige vezels, vergeleken met ronde stapelvezels, wat resulteert in een gewichtsbesparing van ten minste 10%, bij voorkeur meer dan 15% zoals tot 25% of 30% in vergelijking met ronde vezels van dezelfde dtex of ronde vezels van dezelfde dekking (maar derhalve andere dtex).

Een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan een hogere vemaaldingsefficiëntie zijn, wat bijvoorbeeld een hogere vliesmodulus betekent bij gelijke vernaaidingsparameters in vergelijking met een op ronde dwarsdoorsnede gebaseerd naaldvilt van hetzelfde basisgewicht.

Een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan beter crosslapping-gedrag zijn, bijvoorbeeld dat een lagere crosslapping-breedte nodig is voor een bepaalde eindbreedte van het tapijt.

Een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan lagere absorptie van voorbekledingssteunmateriaal zijn wat leidt tot een lager totaalgewicht van tapijt, bijvoorbeeld voor plat motorvoertuigtapijt met dezelfde vernaaldingsinstellingen als het huidige ronde-vezeltapijt. Dit effect kan leiden tot een significant lager gewicht van het eindproduct.

Een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan een lager eindgewicht zijn voor andere steunwerkwijzen.

Een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan een hogere homogeniteit van tapijt zijn wat lagere gewichtsvariatie in machine- en dwarsmachinerichting betekent.

Een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan een lagere koolstofvoetafdruk zijn in vergelijking met huidige versies.

De meerlobbige vezel van het motorvoertuigtapijt heeft bij voorkeur een gelobde dwarsdoorsnedegeometrie met inbegrip van een discreet aantal lobben die elk een uiteinde en een massief centraal kerngedeelte, dat axiaal door de vezel loopt, hebben, waarbij elke buitenzijde van de vezel een gekromde contour definieert die zich tussen elk uiteinde en een naburig uiteinde uitstrekt.

Elke zijde van de meerlobbige vezel kan een concaaf gebied omvatten dat ongeveer bij een middelpunt tussen naburige uiteinden gelegen is. De concave gebieden verbeteren gewichtsbesparingen. Echter, driehoekige en zelfs convexe krommingen in de vezel-dwarsdoorsnede kunnen nuttig zijn voor bepaalde toepassingen.

De meerlobbige vezel van het motorvoertuigtapijt heeft bij voorkeur een gelobde dwarsdoorsnedegeometrie met inbegrip van een discreet aantal lobben die elk een uiteinde en een massief centraal kerngedeelte, dat axiaal door de vezel loopt, hebben, waarbij elke buitenzijde van de vezel een contour definieert die zich tussen elk uiteinde en een naburig uiteinde uitstrekt, waarbij elke dergelijke contour gelijk welke omvat van: een rechte lijn, een concave vorm of een convexe vorm.

In het geval van de convexe vorm strekt de convexe vorm zich niet zodanig vanaf de kern uit dat deze zich voorbij een lijn, die tussen twee naburige uiteinden is getrokken, uitstrekt.

De kern van de vezel omvat bij voorkeur geen axiaal gat of leegte.

Een ander aspect van de onderhavige uitvinding is een werkwijze voor het vervaardigen van een motorvoertuigtapijt met ten minste een naaldgeponste zichtlaag als bovenlaag die van stapelvezels is vervaardigd, waarbij de stapelvezels ten minste 50 gewichtsprocent massieve meerlobbige vezels omvatten, de werkwijze omvattende: het naar een crosslappingmachine transporteren van een vezelig kaardvlies en het kruislings omslaan van het kaardvlies tot een materiaalmat, waarbij de crosslapper-reisafstand van de meerlobbige non-woven minder dan 20% en meer dan 10% groter is dan de afgewerkte breedte van de naaldgeponste zichtlaag.

Verder kan een binding worden aangebracht zoals een latex, een bindend poeder of een bindende vezel.

Verdere uitvoeringsvormen van de uitvinding worden in de afhankelijke conclusies gedefinieerd.

Korte beschrijving van de tekeningen

Fig. 1 is een grafiek die lichttransmissiewaarden toont voor verschillende uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding (T190, T210, T225, T240) en vergelijkingswaarde (R300).

Fig. 2 is een grafiek die een gewicht toont voor een afgewerkt door voorbekleding ondersteund motorvoertuigtapijt voor een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding (T210) en vergelijkingswaarde (R300).

Fig. 3 is een grafiek die gewichtsbesparing toont met uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.

Fig. 4 is een grafiek die een modulus toont voor een door voorbekleding ondersteund tapijt voor een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding (T210) en vergelijkingswaarde (R300).

Fig. 5 is een grafiek die een modulus toont voor een volbad-tapijt voor een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding (T210) en vergelijkingswaarde (R300).

Fig. 6 is een tabel die diktes en diktevariaties toont voor verschillende uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding (T210, T260) en vergelijkingswaarde (R300).

Fig. 7a toont verschillende afmetingen die relevant zijn voor meerlobbige vezel in het bijzonder drielobbige vezel zoals gebruikt in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. Fig. 7b toont een mogelijke dwarsdoorsnedevorm van een drielobbige vezel die kan worden gebruikt in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. Fig. 7c toont een dwarsdoorsnede van een non-woven dat met drielobbige vezels vervaardigd is in overeenstemming met een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding die variaties in vorm van de drielobbige vezels aangeeft.

Fig. 8a toont een bundel gesneden drielobbige vezels die dwarsdoorsneden van drielobbige vezels tonen die kunnen worden gebruikt in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.

Fig. 8b toont een dwarsdoorsnede door een non-woven dat met drielobbige vezels vervaardigd is volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

Fig. 8c toont een bovenaanzicht van het non-woven van Fig. 8b.

Fig. 9 toont een schematische dwarsdoorsnede van een motorvoertuigtapijt volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

Definities

De termen "vezel" en "filament" verwijzen naar draadvormig materiaal dat gebruikt kan worden in garenweefsel en non-woventextielvervaardiging. Eén of meer vezels kunnen worden gebruikt om een garen te vervaardigen. Het garen kan volledig getrokken of getextureerd zijn volgens werkwijzen bekend bij de vakman.

De term "garen" verwijst naar een ononderbroken streng of bundel vezels. Garen kan van gebulkte onderbroken filamenten (BCFs) worden vervaardigd. Werkwijzen voor het maken van BCF-garen voor tapijten omvatten doorgaans de stappen van twijnen, thermofixeren, tuften, verven en afwerken.

De term "stapel" betekent garen of strengen van korte en bepaalde lengte, zoals in hoofdzaak tussen 20-120 mm, of tussen 50-80 mm. "Bulk" is de eigenschap van de vezel of het garen die betrekking heeft op het oppervlaktedekkingsvermogen van een dergelijk vezel of garen.

Een "non-woven" dat gebruikt kan worden met de onderhavige uitvinding, kan een stapel-non-woven zijn die vervaardigd is door gesneden vezels van enkele centimeters lengte te verschaffen, deze in balen te stoppen, ze op een lopende band te plaatsen en te dispergeren, zoals het verspreiden in een uniform vlies door een natleg-, luchtleg-, of kaarden-/crosslappingswerkwijze.

De voorkeursvezels voor gebruik bij de onderhavige uitvinding zijn vezels van polypropyleen (PP) of polyester (PET). Non-wovens kunnen middels een natlegwerkwijze tot matten, gaas, netdoeken enz. worden vervaardigd. PET- of polypropyleenvezels kunnen door corona- of plasmabehandeling worden behandeld om bedrukkings- en/of hechtingseigenschappen te verbeteren.

De vezels van non-wovens kunnen ofwel thermisch of met gebruik van hars worden gebonden. Binding kan door het vlies worden verschaft door harsverzadiging, of totale thermische binding kan bijvoorbeeld worden gebruikt. Als alternatief kan binding in een duidelijk patroon worden verschaft via harsbedrukking of thermische puntbinding.

Spin-gelegde non-wovens worden in een ononderbroken proces vervaardigd door spinnen en het vervolgens direct verspreiden van de vezels in een vlies door deflecteren of ze kunnen middels luchtstromen gericht worden.

Spin-gebonden non-wovens kunnen gecombineerd worden met smeltgeblazen non-wovens.

Elk non-woven kan worden gehecht, zoals door enige of combinaties van: • thermische binding • gebruik van een heatsealer • gekalanderd door middel van verwarmde rollen (spin-gebonden genoemd wanneer gecombineerd met spin-gelegde vliezen) • watervervilting: mechanische verstrengeling van vezels door waterstralen, “spunlace” genaamd • ultrasone patroonbinding • naaldponsen of naaldvervilting (voorkeurswerkwijze): mechanische verstrengeling van vezels middels naalden • chemische binding (proces): gebruik van bindmiddelen (bijvoorbeeld latexemulsie of oplossingspolymeren) om de vezels chemisch te binden of het gebruik van poeders of andere vezels die verweken en smelten om andere niet-smeltende vezels bijeen te houden.

Non-woven-banen zijn meestal niet erg uniform. Er kunnen verschillen zijn tussen de machinerichting (MD) en de dwarsmachinerichting (CD). Deze verschillen treden op als verschillen in treksterkte, rek, scheursterkte en vezeloriëntatie. Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kunnen non-wovens met betere uniformiteit worden vervaardigd.

Een "naaldvilt" zoals gebruikt in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is een op stapelvezel gebaseerd naaldgeponst non-woven dat vervolgens voorzien is van een drager zoals gebonden door gebruik te maken van een latexverbinding, een bindende vezel of bindende poeder of begrensd door een extrusielaag.

De term "naaldgeponst" betekent een non-woven dat geconsolideerd is door deze door één of meer naaldborden te laten passeren die van enkele duizenden naalden zijn voorzien die herhaaldelijk de non-wovens penetreren, waardoor een mechanisch verstrikte structuur wordt gevormd.

De term "tapijt" verwijst naar een textiel structuur omvattende een non-woven zichtlaag en een bindmiddel zoals een latex of bindende poeder of bindende vezels in de textiel structuur of een drager zoals een steunlaag. Een tapijt kan een primaire drager omvatten en aan de onderzijde van de primaire drager kunnen één of meer lagen materiaal (bijvoorbeeld een dekkingslaag, een hechtlaag, een bijkomende drager, of dergelijke) worden aangebracht. Deze extra lagen kunnen steken verbergen, akoestische eigenschappen verbeteren, de stijfheid van het tapijt verhogen, de sterkte van het tapijt verhogen. Geweven tapijten zijn niet relevant voor de onderhavige uitvinding. De term "tapijt" kan een getuft tapijt omvatten.

De term "motorvoertuigtapijt" verwijst bij voorkeur naar vernaalde vloerbedekkingen voor motorvoertuigtoepassingen en kan gelijk welk van het volgende hebben in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding: a) één zichtbare laag (homogeen product); b) meer dan één zichtbare laag, waarbij de bindende verbinding ervan de bovenzijde van het bovenste slijtvlak niet bereikt; c) meer dan één zichtbare laag, waarbij de bindende verbinding ervan in de gehele dikte aanwezig is. "Uiteindediameter" (Dt) zoals hierin gebruikt, verwijst naar de afstand van de ene zijde van een lob naar de andere aan het uiteinde van een lob. De term "diameter" betekent niet dat het uiteinde noodzakelijkerwijs een cirkelvormige buitencontour heeft, maar het heeft de voorkeur dat de uiteinden convex zijn.

De "modifïcatieverhouding" wordt gedefinieerd als de verhouding van de omgeschreven cirkel (met radius Ro) rond de dwarsdoorsnede van een vezel tot de ingeschreven cirkel (met de verhouding (Rc) in de dwarsdoorsnede). Deze definitie betekent dat ronde gedeelten een minimale waarde van 1 hebben. Geprofileerde vezels hebben modificatieverhoudingen die groter zijn dan 1. Uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding gebruiken stapelvezels met een meerlobbige, zoals drielobbige, dwarsdoorsnede met een modificatieverhouding van ten minste 1,5 en bij voorkeur groter dan 1,9 of groter dan 2 met een maximum van 6 of 4. Er wordt aangenomen dat er een praktische grens aan de modificatieverhouding kan zijn die voor deze vezels wordt gebruikt, omdat wanneer de lobben van het vezelgedeelte te lang worden, de verwerking verminderd kan worden, of het gedeelte beschadigd kan worden tijdens het spannen, kroezen of pakken of andere bewerkingen. Vanwege de variaties in de vorm en grootte van de vezels als gevolg van vervaardigingstoleranties wordt de modificatie als een gemiddelde uitgedrukt. Zoals kan worden afgeleid uit Fig. 8a, is de gemiddelde modificatieverhouding (MR) bijvoorbeeld 2,15, gemeten op een drielobbige vezel met 5,5 dtex en is waarneembaar constant over het bereik 4,4 dtex tot 6,7 dtex.

De term "drielobbig" verwijst naar een vezeldwarsdoorsnede die drie lobben omvat en een modificatieverhouding toont van groter dan 1, bijvoorbeeld groter dan 1,5 en bij voorkeur groter dan 1,9 of groter dan 2 met een maximum van 6 of 4 voor uitvoeringsvormen van de uitvinding.

De term "meerlobbig" verwijst naar een vezeldoorsnede die meerdere lobben omvat en een modificatieverhouding toont van groter dan 1, bijvoorbeeld groter dan 1,5 en bij voorkeur groter dan 1,9 of groter dan 2 met een maximum van 6 of 4 voor uitvoeringsvormen van de uitvinding.

Een drielobbige vezel heeft een drielobbige dwarsdoorsnedegeometrie omvattende drie lobben die door drie uiteinden zijn gedefinieerd, en een in hoofdzaak massief centraal kerndeel dat axiaal door de vezel loopt. Een meerlobbige vezel heeft een gelobde dwarsdoorsnedegeometrie met een discreet aantal lobben dat meer is dan drie en dus gedefinieerd is door meer dan drie uiteinden, en ook een in hoofdzaak massief centraal kerndeel dat axiaal door de vezel loopt. Elke buitenzijde van de vezel definieert bij voorkeur een vloeiend gekromde contour die zich tussen elk uiteinde en een naburig uiteinde uitstrekt, waarbij elke zijde bij voorkeur een concaaf gebied omvat dat zich ongeveer bij een middelpunt tussen naburige uiteinden gelegen is (zie fig. 7c en fig. 8a). Dit verbetert de gewichtsbesparing. Driehoekige en zelfs convexe krommingen kunnen echter nuttig zijn voor bepaalde toepassingen. Derhalve worden andere vormen binnen de omvang van de onderhavige uitvinding opgenomen, in elke vorm heeft het echter de voorkeur wanneer er een aantal afzonderlijke lobben (zoals drie of vier lobben) is. Bij voorkeur definieert elke buitenzijde van de vezel een contour die zich tussen elk uiteinde en een naburig uiteinde uitstrekt, waarbij elke dergelijke contour één kan omvatten van: een rechte lijn, een concave vorm of een convexe vorm. In het geval van de convexe vorm strekt de convexe vorm zich bij voorkeur niet zodanig vanaf de kern uit dat deze zich voorbij een lijn, die tussen twee naburige uiteinden is getrokken, uitstrekt.

De kern van de vezel omvat geen axiaal gat of leegte, dat wil zeggen de kern is van massief materiaal. De veelzijdige vorm van meerlobbige vezel kan tapijt met een hoge glans en een goede dekking verschaffen.

Verwijzend naar Fig. 7a heeft elke vezel een buitenradius R0 die zich vanaf een geometrisch midden van de vezel uitstrekt naar de omschrijvende buitenste cirkel en een kemradius Rc die zich vanaf het geometrische midden van de vezel uitstrekt naar min of meer het middelpunt van het concave gebied. In uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding definieert de verhouding van de buitenradius R0 tot de kernradius Rc een modificatieverhouding die groter is dan 1,55, bij voorkeur groter dan 1,9, zoals 2 of tot aan 4 of 6. Elk uiteinde van een lob heeft een uiteindediameter (Dt) en in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding definieert de verhouding van de buitenste radius (Ro) tot de uiteindediameter (Dt) een verhouding van bijvoorbeeld 2,0 tot ongeveer 10,0. De loblengte is gelijk aan (R0) en werd voor drielobbige vezel met een gemiddelde modificatieverhouding van 2,15 gemeten als zijnde: • loblengte vanaf het middelpunt was 21 micrometer voor 5,5 dtex • loblengte vanaf het middelpunt was 17,5 micrometer voor 4,4 dtex

De term "dekking" en "dekkingsafstand" verwijst naar de diameter over een vezel van massief materiaal zoals getoond in Fig. 7a. Deze afstand heeft betrekking op de mate waarin licht wordt geblokkeerd door het massieve materiaal van de vezel en heeft derhalve betrekking op het vermogen van non-woventapijt om dat wat zich onder het tapijt bevindt, te verbergen. De dekkingsafstand is voor drielobbige vezel gemeten als 37,5 micrometer bij 5,5 dtex en 31 micrometer bij 4,4 dtex.

Testmethodes met toleranties

De volgende testmethodes kunnen worden gebruikt.

Afmetingen: CEN/TS 14159

Totale dikte mm: ISO 1765, waarbij de tolerantie nominaal ± 15% is

Totale massa per eenheidsoppervlakte g/m2: ISO 8543, waarbij de tolerantie nominaal de massa± 15% is.

Beschrijving van uitvoeringsvoorbeelden

De onderhavige uitvinding verschaft een motorvoertuigtapijt met een naaldviltstructuur dat laag in gewicht kan zijn, maar met goede slijtvastheid en goede dekking. Dit lichtgewicht tapijt is geschikt voor elke toepassing in motorvoertuigen. Het is vervaardigd van non-woven polypropyleen- of polyestervezels. Het tapijt is ook in staat om aan logistieke eisen op korte termijn te voldoen, zoals levering op de volgende werkdag.

Fig. 9 toont een schematische dwarsdoorsnede van een motorvoertuigtapijt 1, omvattende ten minste een zichtlaag 2 die een naaldgeponste laag is. Het naaldponsmotorvoertuigtapijt volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan alleen de naaldponszichtlaag 2 omvatten die gebonden is door een bindmiddel. Het motorvoertuigtapijt kan een optionele steunlaag 3 omvatten. Uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvatten een combinatie van de naaldgeponste zichtlaag 2 volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding met ten minste een gedeeltelijke binding zoals verschaft door impregneren met een latex, of met bindende poeder of met gebruik van bindende vezels die geactiveerd kunnen worden om vezels in de zichtlaag 2 door warmte te binden. Als alternatief kunnen één of meer steunlagen 3 worden toegepast zoals een poreuze steunlaag of een enkele steunlaag. De drager 3 kan één of meer lagen omvatten zoals bijvoorbeeld een latexlaag, thermoplastische filmlaag, een thermoplastische extrusielaag, een schuimlaag of viltlaag, zoals een naaldviltlaag.

Een hechtlaag 4 kan bijvoorbeeld worden gebruikt om de naaldponszichtlaag 2 aan andere lagen te binden. Een combinatie van deze lagen kan worden samengesteld, bijvoorbeeld door naaldperforatie, door lamineren, of door lagen samen te hechten. Een dergelijke meerlagige drager kan worden gevormd om de dekking te verbeteren of akoestische eigenschappen te verbeteren, hetgeen voordelig is bij toepassing in gebruik in motorvoertuigen.

Volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding omvat een motorvoertuigtapij t : ten minste een naaldgeponste zichtlaag als bovenlaag die van stapelvezels is vervaardigd, waarbij de stapelvezels ten minste 50 gewichtsprocent massieve meerlobbige vezels, en ten minste een gedeeltelijke binding van vezels in de zichtlaag omvatten.

De uitwendige dwarsdoorsnede van de meerlobbige massieve vezels kan drielobbig of vierlobbig of nagenoeg drielobbig of vierlobbig zijn (kruisvorm) enz. De drielobbige vezels kunnen vezels van polypropyleen of van polyester (PET) zijn.

In een motorvoertuigtapijt kan het gehalte aan massieve meerlobbige vezels van de zichtlaag ten minste 60, 70, 80 of 90 gewichtsprocent van de totale vezelmassa zijn, bij voorkeur tot 100 gewichtsprocent van de totale vezelmassa van de zichtlaag.

De drempel voor verbetering van eigenschappen van het tapijt vergeleken met tapijt met ronde vezels is naar verwachting ten minste meer dan 50 gewichtsprocent van de totale vezels die gebruikt worden voor de naaldgeponste zichtlaag volgens de onderhavige uitvinding die massieve meerlobbige vezels zijn, zoals vierlobbige of drielobbige vezels.

Een naaldvilt zoals gebruikt in uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is een op stapelvezel gebaseerd naaldgeponst non-woven dat vervolgens voorzien wordt van een binding of van een drager zoals gebonden door gebruik van een latexverbinding, een bindende vezel, een bindend poeder of een bindende laag.

Uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding gebruiken stapelvezel s met een meerlobbige, zoals drielobbige, dwarsdoorsnede met een modificatieverhouding van ten minste 1,5, bij voorkeur groter dan 1,9, bijvoorbeeld 2 tot 3, en bij voorkeur minder dan 6, bijvoorbeeld minder dan 4. De drielobbige vezels kunnen polypropyleenvezels of polyester (PET)-vezels zijn.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is het gewicht van de non-woven naaldvilt boven- of zichtlaag (basisgewicht) tussen 100 en 300 gram per vierkante meter, bijvoorbeeld tussen 150 - 275 gram per vierkante meter. Lineaire massadichtheid van de vezel is bij voorkeur tussen 3,3 tot 17 dtex, waarbij er een mengsel van vezels met verschillende lineaire massadichtheiden kan zijn. Plat en gestructureerd motorvoertuigtapijt kan bijvoorbeeld worden vervaardigd met een vezel van 8,9 dtex, wit plat en gestructureerd motorvoertuigtapijt kan een mengsel van 3,3, 6,7 en 8,9 dtex hebben. Vezels tot 17 dtex kunnen worden gebruikt voor motorvoertuigtapijt met velourskwaliteiten.

Het tapijt volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan worden teruggenomen en opnieuw worden gebruikt in talrijke toepassingen, zoals motorvoertuigonderdelen, tuinstoelen en vuilniszakken.

Gewoonlijk worden stapelvezels met ronde dwarsdoorsnede gebruikt voor motorvoertuigtapijt. Uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding hebben betrekking op non-wovens die met stapelvezels met meerlobbige, bijvoorbeeld drielobbige, dwarsdoorsnede zijn vervaardigd met een modificatieverhouding van ten minste 1,5, zoals 1,5 tot 6, bij voorkeur 1,9 of meer, bijvoorbeeld 2 tot 4.

Het gebruik van meerlobbige, zoals drielobbige, vezels met een modificatieverhouding van boven 1,5 maakt een aanzienlijke gewichtsbesparing mogelijk op non-wovens die gebaseerd zijn op vezel met ronde dwarsdoorsnede die gebruikt worden in de motorvoertuigtapijtproductie, waardoor de vezelkosten omlaaggaan en de ecologische voetafdruk per vierkante meter van dit product aanzienlijk verlaagt.

Het gebruik van vezels met meerlobbige, zoals drielobbige, dwarsdoorsnede in plaats van vezels met ronde dwarsdoorsnede creëert een gewichtsbesparing op het niveau van non-woven van ten minste 10%, bij voorkeur 15% of meer zoals tot 25% of 30% in vergelijking met ronde vezels van dezelfde dtex of ronde vezels van dezelfde dekking (maar derhalve andere dtex). Zo werd bijvoorbeeld een non-woven vervaardigd met 5,5 dtex drielobbige vezels wat resulteert in een gewicht van 180 g/m2 terwijl een non-woven dat met 5,5 dtex vezels met ronde dwarsdoorsnede vervaardigd werd, een gewicht had van 205 g/m2, wat resulteert in een gewichtsbesparing van 14%. Figuur 3 toont een gewichtsbesparing tot aan 26% van het afgewerkte tapijt. Een lager tapijtgewicht in de aanvoerketen vermindert de kosten per vierkante meter van het motorvoertuigtapijt verder.

Uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding hebben betrekking op een combinatie van een specifieke meerlobbige vezel (in dtex, snijlengte, dwarsdoorsnede), zoals een vezel met een drielobbige dwarsdoorsnede met het gebruik van een non-woven (specifiek gewichtsbereik, vemaaldingsparameters, opbouw, ...) naaldviltstructuur die op deze vezel is gebaseerd, die wordt gebruikt bij de productie van motorvoertuigtapijt met een specifieke minimale modulus. De drielobbige vezels kunnen polypropyleenvezels of polyester (PET)-vezels zijn. Dit resulteert in een product dat betere of gelijke prestatie levert in vergelijking met tapijten die ronde vezels gebruiken.

Uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding vertonen een hogere vemaaldingsefficiëntie wat een hogere vliesmodulus betekent bij gelijke vemaaldingsparameters in vergelijking met een naaldvilt dat gebaseerd is op vezels met ronde dwarsdoorsnede van hetzelfde basisgewicht. Vandaar dat voor een bepaalde gewenste modulus een lagere steekdichtheid of steekdiepte kan worden toegepast. Dit resulteert in een hogere productiesnelheid in gevallen waarin het vemaalden de snelheidsbeperkende factor is.

Een werkwijze voor het vervaardigen van een tapijt volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is gebaseerd op het gebruik van massieve meerlobbige vezels die doorgaans als balen worden ontvangen die een voorbehandeling ondergaan in een "balenbreker" voor het homogeniseren van de batch door het op kleur en vezeltype (denier, lengte, kroezing, samenstelling) te sorteren. De meerlobbige vezels kunnen uit polypropyleenvezels of polyester (PET)- vezels worden vervaardigd. De meerlobbige vezels zijn bij voorkeur drielobbige vezels. Een eerste ruwe opening van de vezelstapels die zijn samengeperst doordat ze zich in balen bevonden, wordt in een kaardenwilg uitgevoerd.

De vezels worden herhaaldelijk gelucht in een opslagkamer. Gehomogeniseerde vezels worden naar een kaardmachine gestuurd omvattende: een voeder voor het opnemen van de vezels en het homogeen in de vorm van een mat op een transportband te leggen. De kaardmachine wordt gevormd door een reeks getande cilinders van verschillende diameters die voorziet in het parallel plaatsen van de vezels en het neerleggen ervan op een transporteur als een licht en homogeen kaardvlies. Het vezelachtige vlies kan worden getransporteerd naar een crosslappingmachine teneinde het kaardvlies door crosslappen tot een vulselmateriaal te vormen. Het aantal lagen of overlappingen die het vulsel vormen, bepaalt het gewenste gewicht van de non-woven laag. Een omslagroller ontvangt het kaardvlies en legt het als een meerlaagse op een transportband die een naaldponsinrichting voert. Naaldponsen wordt uitgevoerd door middel van de werking van een veelvoud van naalden, die loodrecht op de vezelmatvoeding bewegen in een heen- en weergaande beweging, die de vezels grijpen en ze door de vezelmassa trekken, binden en verdichten. Tot slot wordt een bindmiddel toegepast, bijvoorbeeld een latex, een bindend poeder of bindende vezels worden door warmte geactiveerd. Als alternatief kunnen één of meer steunlagen aan de onderzijde worden aangebracht.

Uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding vertonen een beter crosslapper-gedrag en een lagere crossiapbreedte die nodig is voor een bepaalde eindbreedte van het tapijt. Dienovereenkomstig kan een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding beter crosslapper-gedrag zijn, bijvoorbeeld een lagere crosslapbreedte die nodig is voor een bepaalde eindbreedte van het tapijt.

Meerdere rekstappen tussen de crosslapper en het wikkelen leiden tot een breedtereductie. Voor een 4,30m breed afgewerkt non-woven liep de crosslapper voor de 300 g/m2 ronde vezel gebaseerde referentie op een breedte van 5,60m. De crosslapper-reisafstand van de meerlobbige bijvoorbeeld drielobbige non-woven crosslapper op 5,60m, maakte een non-woven dat breder was dan 4,30m. Het verminderen van de reisafstand tot 5 meter (20% groter dan de afgewerkte breedte van het non-woven) resulteerde in een bevredigende breedte. De reisafstand kan dus minder dan 20% groter zijn dan de afgewerkte breedte van het non-woven. Een voordeel van dit effect is dat wanneer de crosslapper op maximale snelheid draait (begrensd door traagheidskrachten) met ronde vezels, het draaien met meerlobbige, zoals drielobbige, vezels bij dezelfde snelheidsinstellingen kan betekenen dat stroomafwaarts van de crosslapper een hogere machinesnelheid mogelijk is, wat meer vierkante meters per tijdseenheid van het non-woven betekent. In tegenstelling tot de waargenomen nadelen van de verwerking van meerlobbige vezels zoals drielobbige vezels geeft dit een voordeel van de werkwijze aan.

Vergelijkende tests

In diverse uitvoeringsvormen werden non-wovens vervaardigd met gebruik van ronde en massieve drielobbige vezels. Non-woven tapijten met zowel massieve drielobbige als massieve ronde vezels werden met dezelfde instellingen vervaardigd.

Eerste uitvoeringsvorm

Non-wovens werden vervaardigd met polypropyleen 4,4 dtex drielobbige vezels en 6,7 dtex ronde vezels. Beide vezels hebben dezelfde dekkingsafstand zoals waargenomen onder de microscoop. Voor de 4,4 dtex drielobbige vezel komt de dekkingsafstand (de afstand over een vezel van massief materiaal) nauw overeen met een vezel met ronde dwarsdoorsnede en 6,7 dtex lineaire massadichtheid.

Met elke vezel werd een 5-lagig non-woven geconstrueerd met gebruik van de volgende parameters: • Eerste naaldbord: vanboven naar beneden 75 steken/cm2, ll,5mm indringdiepte, 4500 naalden/meter bij inloop, 7000 naalden/m bij uitloop, naaldsoort 15x18x36 3,5 R222 G3037. • Tweede naaldbord: van beneden naar boven 100 steken/cm2, llmm indringdiepte, 7000 naalden/m voor het hele bord, naaldsoort 15x18x36 3,5 R222 G3037. • Derde naaldbord: van boven naar beneden 100 steken/cm2, 8mm indringdiepte, 7000 naalden/m voor het hele bord, naaldsoort 15x18x36 3,5 R222 G3037. • Bij de ronde vezel waren de basisgewichten van het vervaardigde non-woven 300 en 350 gram/vierkante meter. • Bij de drielobbige vezel basisgewichten: 190, 210, 225, 240, 260, 280 g/m2 werden vervaardigd om overeen te komen met kwaliteiten van non-woven vervaardigd met ronde vezels.

Deze uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding vertoont een hogere verhouding van dekking tot gewicht (fig. 1). Om de dekking te meten is een monster op een doos geplaatst met een glasplaat daar bovenop. Een lichtstroomsensor (luxmeter) wordt in de doos geplaatst. Het monster wordt boven op de glasplaat geplaatst en het licht dat door het monster wordt doorgegeven, wordt door de sensor gedetecteerd. Een witte non-woven laag met ronde vezels werd als een referentiemonster gebruikt met een basisgewicht van 300 g/m2. Een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding met drielobbige vezel, 210 g/m2 en een gemiddelde modificatieverhouding van 2 heeft dezelfde lichttransmissiewaarde als het referentiemonster met ronde vezels. Derhalve is het op 210 g/m2 drielobbige vezel gebaseerd non-woven gelijk in dekking in vergelijking met de ronde referentie, hoewel de dichtheid van het drielobbige non-woven minder was.

Dienovereenkomstig kan een technisch voordeel van tapijten volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding de dekking zijn (het vermogen om doorzichtigheid te voorkomen) en de dekkingsafstand is beter voor een meerlobbig zoals drielobbig tapijt.

De drielobbige vezels zijn bij voorkeur vervaardigd uit polypropyleen of polyester (PET). Een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan een hogere dekking tot gewichtsverhouding zijn voor meerlobbige vezels zoals drielobbige vezels in vergelijking met ronde stapelvezels, wat resulteert in een gewichtsbesparing van ten minste 20% in vergelijking ronde vezels van dezelfde dtex of dezelfde dekking, bij voorkeur tot 25%, nog meer bij voorkeur tot 30% op het niveau van non-woven of tapijt.

Een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan lagere absorptie van voorbekledingssteunmateriaal zijn wat leidt tot een lager totaal tapijtgewicht, bijvoorbeeld voor plat motorvoertuigtapijt met dezelfde vemaaldingsinstellingen als het huidige tapijt met ronde vezel. Dit effect kan leiden tot een significant lager gewicht van het eindproduct.

Een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding kan een lager eindgewicht voor andere steunmethodes zijn.

Deze uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding vertoont bijvoorbeeld een lagere absorptie van voorbekledingssteunmateriaal wat leidt tot een lager totaal tapijtgewicht (zie Fig. 2). Dit geldt voor plat motorvoertuigtapijt met meerlobbige vezels zoals drielobbige vezels met dezelfde vernaaidingsinstellingen als het huidige ronde tapijt. Dit effect leidt tot een significant lager gewicht van het eindproduct.

Deze uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding vertoont een lager gewicht van het eindproduct voor andere ondersteuningsmethodes (zie Fig. 3).

Deze uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding vertoont een hogere homogeniteit van tapijt wat lagere gewichtsvariatie in machine- en dwarsmachinerichting (Tabel 1) bij een lager g/m2 vezelgewicht betekent.

Derhalve kan een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding een hogere homogeniteit van tapijt zijn wat lagere gewichtsvariatie in machine- en dwarsmachinerichting bij een lager g/m2 vezelgewicht betekent.

Tabel 1

Dienovereenkomstig kan een technisch voordeel van tapijten volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding de massahomogeniteit zijn van de non-woven zichtlaag met massieve meerlobbige, zoals massieve drielobbige, vezels ondanks toepassing van een lager g/m2 vezelgewicht. Ook is het vlies dichter en heeft het een gelijkmatiger oppervlak.

Deze uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding heeft een lagere koolstofvoetafdruk vergeleken met de huidige versies. De materiaalimpact is recht evenredig met gerealiseerde gewichtsbesparingen. Impact op de toevoerketen is recht evenredig met gerealiseerde gewichtsbesparingen.

Deze resultaten werden verkregen met identieke vernaaldingsinstellingen zoals die momenteel worden gebruikt tijdens motorvoertuigtapijtproductie.

Tweede uitvoeringsvorm

In verdere uitvoeringsvormen werden monsters die vervaardigd zijn zoals gedefinieerd in uitvoeringsvorm 1, gebonden met behulp van drie verschillende steunmethodes: 1. Voorbekledingssteunlaag 2. Volbad-harssteunlaag

Uitvoeringsvorm van voorbekledingssteunlaag

Een suspensie van latex en krijt in water wordt aangebracht op de meest harige zijde van een ronde naaldvilt polypropyleenvezel met een gewicht van 300 g/m2 en polypropyleen drielobbig naaldvilt met een gewicht van 260 g/m2 en 210 g/m2 via een dubbelwalssysteem. Het instelpunt voor de dichtheid van de suspensie is 1200g/liter. Het tapijt ging daarna door een eerste oven bij 140°C en ten tweede door een oven bij 120°C. Daarna werden de randen van het tapijt afgesneden en het resterende 4 meter brede tapijt werd in twee delen van ongeveer 2 meter breed gesneden.

De volgende tapijten werden van een steunlaag voorzien en uiteindelijke rolgewichten werden vastgesteld (Tabel 2):

Tabel 2

De drielobbige tapijten nemen minder van de krijt-latex-suspensie op dan de ronde-vezel tapijten. De 210 g/m2 neemt zelfs minder op dan 260 g/m2 omdat het 210 g/m2 vlies met dezelfde vemaaldingsparameters als de 260 werd vervaardigd, zodat verwacht kan worden dat het een intenser vernaalde structuur is, en derhalve dichter. De latex is niet zo diep in het tapijt doorgedrongen. Dit heeft het voordeel dat de kans op doordringen van de drager lager is.

Taber-testen werden uitgevoerd bij 50 cycli, 100 cycli, 150 cycli en 200 cycli om de prestatie te vergelijken. Er waren geen grote verschillen in pluizing waarneembaar, maar bij 50 cycli en 100 cycli presteerde het op polypropyleen drielobbig vezel gebaseerde tapijt iets beter.

Het drielobbige tapijt was homogener en glanzender dan rondevezeltapijt. Uitvoeringsvormen met een volbad-latexsteunlaag

Een nat latexgewicht van 245g/m2 werd op de tapijtmonsters aangebracht met gebruik van dezelfde opstelling als voor de voorbekledingssteunlaag. Een foulard werd gebruikt om de latex door het non-woven te drukken om zeker te zijn van volledige impregnatie. De tapijtbreedte na het afsnijden van de randen was precies 4 meter.

De volgende tapijten werden van een steunlaag voorzien en de uiteindelijke rolgewichten werden gemeten (Tabel 3):

Tabel 3

Het motorvoertuigtapijt met polypropyleen drielobbige vezels vertoonde een stijfheid en dekking van met name van het op Drielobbig 210 g/m2 gebaseerde motorvoertuigtapijt dat voldoende was. Ook had het drielobbige tapijt een zuivere witte kleur met een rijkdom van het tapijt.

Mechanische resultaten

De referentietapijten met vezels met ronde dwarsdoorsnede en hun drielobbige equivalenten zijn voor de volgende eigenschappen (figuren 4-8) vergeleken.

Fig. 4 toont een vergelijkend voorbeeld voor een modulus van een referentietapijt (R300) en een voorbekledingsuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding (T210) die de verbetering bij een hogere modulus toont.

Fig. 5 toont een vergelijkend voorbeeld voor een modulus van een referentietapijt (R300) en een volbad-uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding (T210) die de verbetering bij een hogere modulus toont.

Voor elke ondersteuningsmethode is de modulus, die een belangrijke mechanische parameter is voor motorvoertuigtapijt aangezien deze direct gecorreleerd is met slijtagegedrag, voor drielobbige vezel hoger. Vandaar dat een ander voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is dat een hogere modulus kan worden bereikt vergeleken met een ronde bij gebruik van meerlobbige, zoals drielobbige, vezel, bij gebruik met dezelfde steekdichtheid, vemaaldingsefficiëntie-effect. Een hogere vezel-vezel-frictie kan ook worden bereikt.

Motorvoertuigtapijten volgens uitvoeringsvormen bereiken een modulus van de zichtlaag van hoger dan 150 N /%.

Fig. 6 toont een vergelijkend voorbeeld voor dikte en variatie van de dikte van een referentietapijt (R300) en uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding (T260, T210) die de verbetering in uniformiteit toont.

De hogere vernaaldingsefficiëntie leidt tot lagere dikte van de op de drielobbige vezel gebaseerde non-wovens en een meer gesloten structuur. Dit werd gemeten op het motorvoertuigtapijt met volbad-steunlaag.

Verwijzend naar Fig. 8a, een drielobbige vezel met een drielobbige dwarsdoorsnedegeometrie waaronder drie lobben die gedefinieerd zijn door drie uiteinden, een algemeen massief centraal kerndeel dat axiaal door de vezel loopt en buitenzijden van de vezel die een vloeiend gekromde contour definiëren die zich tussen elk uiteinde en een naburig uiteinde uitstrekken, waarbij elke zijde een concaaf gebied omvat dat ongeveer bij een middelpunt tussen naburige uiteinden gelegen is. Driehoekige en zelfs convexe krommingen kunnen echter nuttig zijn voor bepaalde toepassingen.

Fig. 8b toont een dwarsdoorsnede door een non-woven dat volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is vervaardigd. Men kan polypropyleenvezels zien die over de pagina lopen, richting de kijker lopen (en dus haaks op de vezels over de pagina en dus een resultaat van de kaardhandelingen) en die over de pagina naar beneden lopen (als resultaat van vernaalden).

Fig. 8c toont een bovenaanzicht van hetzelfde non-woven als in Fig. 8b. Vezels kunnen worden gezien die in alle richtingen lopen alsmede vernaalde vezels die in het lichaam van het non-woven afdalen. Het toont de licht-blokkerende vezelkluwen geproduceerd door uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.

Het lobuiteinde van één vezel raakt een andere vezel aan hetgeen de vezels uit elkaar plaatst terwijl een laag gewicht per meter vezel wordt gebruikt en dit verschaft een naaldgeponst tapijt met goede mechanische eigenschappen met uitstekende dekking, maar met een laag gewicht. De vezel structuur volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding is ondoordringbaarder voor licht langs een lijn door het non-woven in vergelijking met non-wovens die van vezels met ronde dwarsdoorsnede zijn gemaakt. Dit resulteert in een beter dan verwachte dekking met de non-woven structuren overeenkomstig met uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding als het gewicht tot gewicht wordt vergeleken met non-wovens die vervaardigd zijn met ronde vezels.

Verdere vergelijkende tests

Testen zijn uitgevoerd met polypropyleen non-wovens die vervaardigd zijn met zwart massief rond 5,5 dtex (zwart) en wit 5,8 dtex massief drielobbig. Voor dezelfde basisgewichten is de variatiecoëfficiënt (CV) 6,1 voor drielobbig en 6,3 voor rond. Er is een betere massahomogeniteit voor drielobbig vergeleken met rond. Aangezien dunne plekken worden vermeden met betere massahomogeniteit is dit effect synergetisch met de hogere dekking tot gewichtsverhouding.

Krimptesten werden uitgevoerd met polypropyleen non-wovens gemaakt met 5,5 dtex drielobbige vezels bij 180 g/m2, 5,5 dtex ronde-dwarsdoorsnede bij 205 g/m2 en 8,9 dtex ronde-dwarsdoorsnede 235 g/m2. De bereiding van de monsters was als volgt: Conditioneren bij 20°C en 65% luchtvochtigheid 2 uur in een oven bij 60°C + afkoelen 2 uur in water bij 20°C 24 uur in de oven bij 60°C, en Conditioneren bij 20°C en 65% vochtigheid.

Krimp langs de machinerichting en de dwarsrichtingen werd gemeten. Alle monsters voldeden aan een eis van minder dan 1,2% krimp. De verhouding tussen de maximale en minimale krimp onder de geteste monsters was als volgt: 5.5 dtex drielobbige vezels bij 180 g/m2 - machine: 1,1, dwars: 1,13 5.5 dtex ronde-dwarsdoorsnede van 205 g/m2 - machine: 1,5, dwars: 1,17 8,9 dtex ronde-dwarsdoorsnede van 235 g/m2 - machine: 1,06, dwars: 1,04.

Deze resultaten geven aan dat de gelijkmatigheid van het drielobbige product leidde tot minder variatie tussen de monsters vergeleken met non-wovens die met vezels met ronde dwarsdoorsnede van dezelfde dtex maar hogere g/m2 zijn vervaardigd. Het drielobbige product vervaardigd van vezels van 5,5 dtex was vergelijkbaar met een non-woven vervaardigd met vezels met ronde dwarsdoorsnede van een hogere dtex en gewicht.

Claims

Conclusies

1. Motorvoertuigtapijt omvattende: ten minste een naaldgeponste zichtlaag als bovenlaag die van stapelvezels is vervaardigd, waarbij de stapelvezels ten minste 50 gewichtsprocent massieve meerlobbige vezels omvatten en ten minste een gedeeltelijke binding van de vezels van de naaldgeponste zichtlaag.
2. Motorvoertuigtapijt volgens conclusie 1, waarbij het gehalte aan massieve meerlobbige vezels ten minste 60, 70, 80 of 90 gewichtsprocent van de totale vezelmassa is, bij voorkeur tot 100 gewichtsprocent.
3. Motorvoertuigtapijt volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de uitwendige dwarsdoorsnede van de meerlobbige massieve vezels in hoofdzaak drielobbig is.
4. Motorvoertuigtapijt volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de modulus van de zichtlaag groter is dan 150 N/%.
5. Motorvoertuigtapijt volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de meerlobbige vezels een gemiddelde modificatieverhouding hebben van 1,5 tot 6, meer bij voorkeur 2 tot 4.
6. Motorvoertuigtapijt volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de meerlobbige vezels een verhouding hebben van de omschrijvende buitenste radius (Ro) tot de uiteindediameter (Dt) van tussen 2,0 en 10,0.
7. Motorvoertuigtapijt volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de ten minste gedeeltelijke binding een latexverbinding, een bindende vezel, een bindend poeder of een bindende laag omvat.
8. Motorvoertuigtapijt volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de zichtlaag een gewicht heeft van 100 en 300 gram per vierkante meter, bij voorkeur tussen 150-275 gram per vierkante meter.
9. Motorvoertuigtapijt volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de lineaire massadichtheid van de massieve meerlobbige vezels tussen 3,3 tot 17 dtex ligt.
10. Motorvoertuigtapijt volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de massieve meerlobbige vezels een mengsel hebben van lineaire massadichtheden van vezels.
11. Motorvoertuigtapijt volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het tapijt velourstapijt is en de massieve meerlobbige vezels tot 17 dtex zijn.
12. Motorvoertuigtapijt volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de meerlobbige vezel een gelobde dwarsdoorsnedegeometrie heeft waaronder een discreet aantal lobben die elk een uiteinde en een massief centraal kerngedeelte, dat axiaal door de vezel loopt, hebben, waarbij elke buitenzijde van de vezel een gekromde contour definieert die zich tussen elk uiteinde en een naburig uiteinde uitstrekt.
13. Motorvoertuigtapijt volgens conclusie 12, waarbij elke zijde van de meerlobbige vezel een concaaf gebied omvat dat ongeveer bij een middelpunt tussen naburige uiteinden gelegen is.
14. Motorvoertuigtapijt volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de meerlobbige vezel een gelobde dwarsdoorsnedegeometrie heeft met inbegrip van een discreet aantal lobben die elk een uiteinde en een massief centraal kerngedeelte, dat axiaal door de vezel loopt, hebben, waarbij elke buitenzijde van de vezel een contour definieert die zich tussen elk uiteinde en een naburig uiteinde uitstrekt, waarbij elke contour gelijk welke omvat van: een rechte lijn, een concave vorm of een convexe vorm.
15. Motorvoertuigtapijt volgens conclusie 14, waarbij, in het geval van de convexe vorm, de convexe vorm zich niet zodanig vanaf de kern uitstrekt dat deze zich voorbij een tussen twee naburige uiteinden getrokken lijn uitstrekt.
16. Motorvoertuigtapijt volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de kern van de vezel geen axiaal gat of leegte omvat.
17. Motorvoertuigtapijt volgens een van de voorgaande conclusies dat verkrijgbaar is door de werkwijze die de volgende stappen omvat: het naar een crosslappingmachine transporteren van een vezelig kaardvlies en het kruislings omslaan van het kaardvlies om vulselmateriaal te vormen, waarbij de crosslapper-reisafstand van het meerlobbige non-woven minder dan 20% en meer dan 10% groter is dan de afgewerkte breedte van de naaldgeponste zichtlaag.
18. Motorvoertuigtapijt volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de massieve meerlobbige vezels vervaardigd zijn uit polypropyleen (PP) of polyester (PET).
19. Motorvoertuigtapijt volgens een van de voorgaande conclusies dat in een motorvoertuig geïnstalleerd is.
20. Werkwijze voor het maken van een motorvoertuigtapijt met ten minste een naaldgeponste zichtlaag als bovenlaag die van stapelvezels is vervaardigd, waarbij de stapelvezels ten minste 50 gewichtsprocent massieve meerlobbige vezels omvatten, de werkwijze omvattende: het naar een crosslappingmachine transporteren van een vezelig kaardvlies en het kruislings omslaan van het kaardvlies om vulselmateriaal te vormen, waarbij de crosslapper-reisafstand van het meerlobbige non-woven minder dan 20% en meer dan 10% groter is dan de afgewerkte breedte van de naaldgeponste zichtlaag.
21. Werkwijze volgens conclusie 20, waarbij het gehalte aan massieve meerlobbige vezels ten minste 60, 70, 80 of 90 gewichtsprocent van de totale vezelmassa is, bij voorkeur tot 100 gewichtsprocent.
22. Werkwijze volgens conclusie 20 of 21, waarbij de uitwendige dwarsdoorsnede van de meerlobbige massieve vezels in hoofdzaak drielobbig is.
23. Werkwijze volgens een van de conclusies 20 - 22, waarbij de meerlobbige vezels een gemiddelde modificatieverhouding hebben van 1,5 tot 6, meer bij voorkeur 2 tot 4.
24. Werkwijze volgens een van de conclusies 20 - 23, waarbij de meerlobbige vezels een verhouding hebben van de omschrijvende buitenste radius (R0) tot de uiteindediameter (Dt) van tussen 2,0 en 10,0.
25. Werkwijze volgens een van de conclusies 20 - 24 verder omvattende het aanbrengen van een latexverbinding, een bindende vezel, een bindend poeder of een bindende laag.
26. Werkwijze volgens een van de conclusies 20 - 25, waarbij de zichtlaag een gewicht heeft van 100 en 300 gram per vierkante meter, bij voorkeur tussen 150-275 gram per vierkante meter.
27. Werkwijze volgens een van de conclusies 20 - 26, waarbij de lineaire massadichtheid van de massieve meerlobbige vezels tussen 3,3-17 dtex ligt.
28. Werkwijze volgens een van de conclusies 20 - 27, waarbij het tapijt velourstapijt is en de massieve meerlobbige vezels een lineaire massadichtheid van tot 17 dtex hebben.
29. Werkwijze volgens een van de conclusies 20 - 28, waarbij de meerlobbige vezel een gelobde dwarsdoorsnedegeometrie heeft met inbegrip van een discreet aantal lobben die elk een uiteinde en een massief centraal kerngedeelte, dat axiaal door de vezel loopt, hebben, waarbij elke buitenzijde van de vezel een gekromde contour definieert die zich tussen elk uiteinde en een naburig uiteinde uitstrekt.
30. Werkwijze volgens conclusie 29, waarbij elke zijde van de meerlobbige vezel een concaaf gebied omvat dat ongeveer bij een middelpunt tussen naburige uiteinden gelegen is.
31. Werkwijze volgens een van de conclusies 20 - 30, waarbij de meerlobbige vezel een gelobde dwarsdoorsnedegeometrie heeft met inbegrip van een discreet aantal lobben die elk een uiteinde en een massief centraal kerngedeelte, dat axiaal door de vezel loopt, hebben, waarbij elke buitenzijde van de vezel een contour definieert die zich tussen elk uiteinde en een naburig uiteinde uitstrekt, waarbij elke contour gelijkwelke omvat van: een rechte lijn, een concave vorm of een convexe vorm.
32. Werkwijze volgens conclusie 31, waarbij, in het geval van de convexe vorm, de convexe vorm zich niet zodanig vanaf de kern uitstrekt dat deze zich voorbij een lijn getrokken tussen twee naburige uiteinden uitstrekt.
33. Werkwijze volgens een van de conclusies 20 - 32, waarbij de kern van de vezel geen axiaal gat of leegte omvat.
34. Werkwijze volgens een van de conclusies 20 - 33, verder omvattende de stap van het in een motorvoertuig installeren van het tapijt.
35. Werkwijze volgens een van de conclusies 20 - 34, waarbij de massieve meerlobbige vezels vervaardigd zijn uit polypropyleen (PP) of polyester (PET).