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Die
Erfindung betrifft einen Bodenbelag mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Patentanspruchs 1.
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Die
DE 20 2008 007 978
U1 zeigt einen gattungsgemäßen Bodenbelag,
wie er im Heimtextilienbereich zu finden ist. Der Bodenbelag umfasst
einen Erstrücken und einen Zweitrücken, sowie
eine oberseitig mit einem Erstrücken verbundene Faserschicht wobei
eine schmutzabweisende Einstellung durch die Auswahl der Fasern,
eine schmutzabweisende Behandlung der Fasern bzw. eine schmutzabweisende
Einstellung des Erstrückens vorgenommen ist. Der Bodenbelag
ist mit einem gängigen Herstellungsverfahren beispielsweise
Tuffen, Weben, oder Wirken gefertigt. Die Faserschicht besteht aus Schlingenware
oder alternativ aus Velours bzw. einer Kombination hieraus. Bezüglich
der Materialien sind synthetische Fasern aus PA, PP, PE, PAN, PES
und PET und darüber hinaus alle sonstigen zur Bodenbelagherstellung
geeigneten synthetischen Fasern möglich. Zwischen Erst-
und Zweitrücken ist eine Rücken-Zwischenschicht
in Form einer Speicherschicht ausgebildet.
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Die
schmutzabweisende Einstellung der Fasern und des Erstrückens
wird durch eine fluorkarbon- und/oder silan- bzw. silikonhaltige
Beschichtung (Ausrüstung) erreicht. Durch die schmutzabweisende Ausrüstung
wird erreicht, dass eine verschmutzende Flüssigkeit bei
raschem Aufwischen nicht in die Fasern des Bodenbelags eindringt.
Bei längerer Einwirkdauer der verschmutzenden Flüssigkeit
dringt diese trotz schmutzabweisender Beschichtung in die Fasern
und den Erstrücken ein. Um diese Anschmutzung zu vermeiden,
weist der Bodenbelag Transportkanäle auf. Zur Bildung von
Transportkanälen durchsetzen Faserbüschel den
Erstrücken und dringen bis in die Speicherschicht vor.
Diese Faserbündel können aufgrund ihrer Kapillarwirkung
die verschmutzende Flüssigkeit aufnehmen und in die Speicherschicht
transportieren, wo sich die Flüssigkeit verteilt und abtrocknet.
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Ein
Nachteil des Standes der Technik besteht darin, dass Schmutzablagerungen
einen unangenehmen Geruch entwickeln oder auch zu einer Verschlechterung
der Materialeigenschaften des Bodenbelags führen können.
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Schmutzablagerungen
auf dem Bodenbelag werden durch Mikroorganismen, wie Bakterien und Pilze,
abgebaut. Dadurch können übel riechende kurzkettige
Fettsäuren und flüchtige Verbindungen entstehen.
Außerdem bildet ein verschmutzter Bodenbelag gerade in
Verbindung mit hoher Luftfeuchtigkeit einen idealen Nährboden
für Bakterien und Pilze. Durch zu hohe Luftfeuchtigkeit
können sich die Bakterien und Pilze rasch vermehren, so
dass es z. B. durch Sporen zu Hautreizungen, Atembeschwerden oder
allergischen Reaktionen kommen kann. Zudem können Mikroorganismen
den Bodenbelag zersetzen. Bei der Zersetzung verschlechtern sich
die Materialeigenschaften und es kann beispielsweise zu dauerhaften
Verfärbungen und Flecken auf dem Bodenbelag kommen.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen Bodenbelag
für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, der auch nach längerer
Benutzungsdauer möglichst hygienisch und geruchsneutral
ist und dessen Neigung zu Verfärbungen während
der Gebrauchsdauer deutlich verringert ist.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe durch einen Bodenbelag für ein Kraftfahrzeug
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Der
Bodenbelag umfasst einen Erstrücken und damit verbundene
schmutzabweisende organische Fasern und ist in einem Kraftfahrzeug
angeordnet. Die Oberfläche des Bodenbelages ist insofern verändert,
dass beispielsweise durch Beschichtung (Ausrüstung) oder
durch Zugabe von Wirkstoffen bei der Herstellung der Fasern eine
Besiedlung durch Mikroorganismen erschwert ist oder dass durch Ausrüstung
des Bodenbelages mit Wirkstoffen (antimikrobielle Ausrüstung)
Mikroorganismen aktiv in ihrem Wachstum hemmbar oder abtötbar
sind, wodurch unangenehme Gerüche, die durch den Abbau
von Schmutzablagerungen auf dem Bodenbelag entstehen, verhindert
werden.
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Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung
liegt darin, dass durch die Wachstumshemmung bzw. Abtötung
von Mikroorganismen bei empfindlichen Personen Atembeschwerden und/oder
allergische Reaktion ausbleiben.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass die Zersetzung des Bodenbelages
wie auch dessen dauerhafte Verfärbung durch die Reduzierung
der Anzahl der Mikroorganismen verhindert wird.
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Der
erfindungsgemäße Bodenbelag ist zudem schmutzabweisend.
Unter schmutzabweisend wird hier eine Oleo- und/oder eine Hydrophobierung des
Bodenbelags verstanden: Eine Oleophobierung des Bodenbelags erleichtert
bei Verschmutzung durch ölige Substanzen die Reinigung.
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Die
Hydrophobie von Oberflächen wird üblicherweise über
die geometrischen Eigenschaften eines Flüssigkeitstropfens
auf einer Oberfläche bestimmt. Dabei wird ein Kontaktwinkel
(Benetzungswinkel) zwischen einer Flüssigkeitsoberfläche
auf einer festen Oberfläche bestimmt. Der Kontaktwinkel wird
durch die Tangente an dem jeweiligen Kontaktpunkt der Flüssigkeitsoberfläche
mit der festen Oberfläche ermittelt. Je größer
der Kontaktwinkel, desto hydrophober ist die Oberfläche.
Ab einem Kontaktwinkel größer 90° bezeichnet
man eine Oberfläche als hydrophob und eine Auflagefläche
des Flüssigkeitstropfens verringert sich entsprechend.
Mit der Verringerung der Auflagefläche eines Flüssigkeitstropfens
reduziert sich auch die Adhäsionskraft zwischen der festen
Oberfläche und einem Flüssigkeitstropfen. Eine
Aufnahme von Flüssigkeiten wird durch eine geringe Auflagefläche
der Flüssigkeit zuverlässig reduziert. Steigt
der Kontaktwinkel auf größer als 160°,
so bezeichnet man das als Superhydrophobie. Das bedeutet, dass nur
etwa 2 bis 3% der Tropfenoberfläche einer Flüssigkeit
mit der festen Oberfläche in Kontakt ist. Die feste Oberfläche
weist eine extrem geringe Benetzbarkeit auf. Beträgt der Kontaktwinkel
170° wie bei den Blättern einer Lotuspflanze,
hat ein Flüssigkeitstropfen nur noch eine Auflagefläche
von etwa 0,6%. Die Benetzbarkeit der Oberfläche ist dabei
so gering, dass das Wasser leicht abperlen kann. Dabei werden aufliegende Schmutzpartikel,
die ebenfalls eine nur sehr kleine Kontaktfläche haben,
mitgerissen und weggespült. Dies wird als Lotuseffekt bezeichnet.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung gemäß Anspruch
2 weist der Bodenbelag eine signifikante antibakterielle Wirkung
auf. In diesem Zusammenhang bedeutet signifikant, dass die veränderte
Oberfläche des Bodenbelages oder die auf den Bodenbelag
aufgebrachten Wirkstoffe die Anzahl der Mikroorganismen um mindestens
90% reduziert. Das bedeutet beispielsweise, dass auf einer vorgegebenen
Fläche eine Anfangspopulation eines Keimstamms in Höhe
von 105 Keimen innerhalb von 18 Stunden
auf eine Anzahl von Keimen kleiner als 104 reduziert wird.
Dadurch werden Beeinträchtigungen durch Mikroorganismen
wie unangenehme Gerüche, die durch den Abbau von Schmutzablagerungen
entstehen, entscheidend vermindert bzw. verhindert. Bei empfindlichen
Personen bleiben Hautreizungen, Atembeschwerden oder allergische Reaktionen
aus. Das Wohlbefinden der Fahrzeuginsassen wird dadurch deutlich
verbessert.
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Außerdem
wird die Zersetzung der Materialien durch Mikroorganismen verhindert.
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Es
ist auch vorgesehen, dass der Bodenbelag mit organischen Wirkstoffen
wie z. B Trichlordiphenylether-Verbindungen oder Ammoniumverbindungen
mit quartären Stickstoff-Atomen und langer Alkylkette und/oder
anorganischen Wirkstoffen wie z. B. Schwermetalle wie Silber, Kupfer
bzw. auch Oxidantien wie z. B. Zinkoxid, Calciumoxid ausgerüstet
ist. Hierbei kann eine Ausrüstung mit Wirkstoffen auf eine
Oberfläche wie z. B. eines Garnes oder eines Bodenbelages über
allgemein bekannte Ausrüstungsverfahren aufgetragen werden.
Alternativ kann ein Wirkstoff über ein Masterbatch – Kunststoffadditive
in Form von Granulaten – bei der Faserherstellung zugegeben
werden.
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Der
Bodenbelag besteht aus einem Garn, das aus gröberen Fasern
hergestellt ist und weniger stark anschmutzt als ein Bodenbelag
aus feineren Fasern.
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Besteht
ein Garn aus feinen Fasern, so sind pro Flächeneinheit
des Bodenbelages mehr Fasern erforderlich als bei einem Bodenbelag
mit gröberen Fasern, wodurch ein Bodenbelag mit feineren
Fasern eine größere Oberfläche zur Verschmutzung
aufweist. Die Feinheit eines Garnes oder einer Faser wird als längenbezogene
Masse (Titer) angegeben. Zusätzlich zum Fasertiter spielt
auch das Flächengewicht des Bodenbelages beim Anschmutzverhalten eine
Rolle. So schmutzen dichtere Waren stärker an als weniger
dichte Waren. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen
Ausgestaltung nach Anspruch 4 liegt darin, dass durch die Ausgestaltung
der Faser mit einem Hohlprofil bei gleich bleibendem Faserfiter
das Flächengewicht des Bodenbelages reduziert und somit das
Anschmutzverhalten verbessert wird.
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Vorteilhaft
ist es auch, wenn der Bodenbelag im Kraftfahrzeug unterschiedlich
feine Fasertiter aufweist. Bei einem gleich bleibenden Flächengewicht eines
Bodenbelages (gleicher Werkstoff) weist dieser bei Verwendung von
Fasern eines feinen Titers eine höhere Faseranzahl auf,
als bei der Verwendung von Fasern eines gröberen Fasertiters.
Jedoch lässt sich ein Bodenbelag mit einem geringeren Flächengewicht
(geringere Nadeldichte, Stichdichte, leichtere Ware) einfacher reinigen.
Das optische Erscheinungsbild einer leichteren Ware unterscheidet
sich jedoch von einem Bodenbelag mit einem höheren Flächengewicht.
Dieser wirkt sehr viel hochwertiger. Durch die Kombination von feinen
Fasertitern mit gröberen Fasertitern wird das optische
Erscheinungsbild eines dichten hochwertigen Bodenbelages beibehalten.
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Nach
der erfindungsgemäßen Ausgestaltung gemäß Anspruch
6 weist der Bodenbelag Fasern in unterschiedlichen Höhen
auf. Die kürzeren Fasern haben eine stützende
Wirkung auf die längeren Fasern, und somit wirkt der Bodenbelag
beim Einsatz feinerer Fasern optisch dichter. Besonders vorteilhaft ist,
wenn es sich bei den kürzeren Fasern um Hohlfasern mit
einem gröberen Fasertiter handelt. In einer weiteren Ausgestaltung
ist der Bodenbelag als Nadelfilz ausgebildet. Bei einem Nadelfilz
handelt es sich um einen strapazierfähigen und kostengünstig produzierbaren
Bodenbelag.
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In
einer alternativen Ausgestaltung ist der Bodenbelag als Tuftware
ausgebildet. Hierbei kann es sich um eine Schlingenware handeln
oder um einen aufgeschnittenen Velours oder um eine Kombination
von beiden. Die Tuftware wirkt hochwertiger und voluminöser.
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Es
ist auch vorgesehen, dass der Bodenbelag einen Erstrücken
aus Gewebe oder Vlies aufweist, der auch schmutzabweisend ausgerüstet
ist. Dadurch wird verhindert, dass eine verschmutzende Flüssigkeit
vom Erstrücken aufgenommen wird und das optische Erscheinungsbild
des Bodenbelages beeinträchtigt.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in der Beschreibung
erläutert und in den Figuren dargestellt.
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Dabei
zeigen:
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1 In
einem ersten Ausführungsbeispiel einen Querschnitt eines
Bodenbelages mit innen liegenden Hohlfasern,
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2 in
einem zweiten Ausführungsbeispiel einen Querschnitt eins
Bodenbelages mit außen liegenden Hohlfasern,
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3 eine
Detailansicht einer Faser des Bodenbelages und Darstellung des passiven
Wirkmechanismus an der Oberfläche der Faser und
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4 eine
Detailansicht einer Faser des Bodenbelages und Darstellung des aktiven
Wirkmechanismus mit einem anorganischen Wirkstoff an der Oberfläche
der Faser.
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1 zeigt
in einem ersten Ausführungsbeispiel einen Querschnitt eines
Bodenbelages 1 in einem nicht dargestellten Kraftfahrzeug.
Der Bodenbelag 1 umfasst einen Erstrücken 2 und
einen Zweitrücken 3. In den Erstrücken 2 sind
Faserbündel 4 eingebunden. Die Faserbündel 4 bestehen
aus unterschiedlichen Fasern 5, umfassend feine Fasern 5' und
Hohlfasern 5''. In 1 handelt
es sich um einen Veloursbodenbelag, bei dem die Faserbündel 4 aufgeschnitten
sind. Die Hohlfasern 5'' weisen einen gröberen
Fasertiter auf. Die Feinheit eines Garnes oder einer Faser und wird
als längenbezogene Masse (Titer) angegeben. Die feinen
Fasern 5' sind wesentlich länger als die Hohlfasern 5''.
Um ein möglichst großes Volumen der Faserschicht
des Faserbündels 4 bei einem gleichzeitig geringen
Flächengewicht des Bodenbelags zu erhalten, sind die einzelnen
Fasern so angeordnet, dass die feinen Fasern 5' einen äußeren
Ring um die Hohlfasern 5'' bilden, die wiederum einen Kern
aus feinen Fasern 5' umschließen. Durch ihre geringere
Länge wirken die Hohlfasern 5'' auf die langen
feinen Fasern 5' stützend.
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2 zeigt
in einem zweiten Ausführungsbeispiel einen Querschnitt
eins Bodenbelages 1, der sich nur in der Anordnung der
Fasern 5 unterscheidet. Auch hier besteht der Bodenbelag 1 aus
einem Erstrücken 2 und einem Zweitrücken 3.
In den Erstrücken 2 sind die Faserbündel 4 eingebunden.
Die Faserbündel 4 bestehen aus Fasern 5 mit
unterschiedlich feinen Fasertitern. Hierbei sind die feinen Fasern 5' wesentlich
länger als die gröberen Hohlfasern 5''. Zur
Optimierung des Flächengewichts bei einem möglichst
großen Oberflächenvolumen sind die feinen Fasern 5' von
einem Ring aus gröberen Hohlfasern 5'' umgeben.
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In
den Ausführungsbeispielen von 3 und 4 ist
der Bodenbelag insofern verändert, dass beispielsweise
durch Beschichtung oder durch Zugabe von Wirkstoffen bei der Herstellung
der Fasern eine Besiedlung durch Mikroorganismen erschwert ist oder
dass durch Ausrüstung des Bodenbelages mit Wirkstoffen
(antimikrobielle Ausrüstung) Mikroorganismen aktiv in ihrem
Wachstum hemmbar oder abtötbar sind. Hierbei wird zwischen
passiven (3) und aktiven Wirkmechanismen
(4) unterschieden. Signifikant antimikrobiell wirksam
ist ein Stoff, wenn nach einer Kontamination durch Mikroorganismen
auf einer festgelegten Fläche innerhalb von 18 h mindestens
90% der Anfangspopulation eines Keimstamms abgetötet sind.
Dabei wird zwischen passiven und aktiven Wirkmechanismen unterschieden.
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3 zeigt
eine Detailansicht einer Faser 5 des Bodenbelages 1 und
eine Darstellung des passiven Wirkmechanismus an der Oberfläche 8 der
Faser 5. Hierbei wird die Struktur der Oberfläche 8 der
Fasern 5 und des Erstrückens 2 des Bodenbelages 1 soweit
verändert, dass ein Besiedeln der Materialoberfläche 8 durch
Mikroorganismen 9 erschwert wird. Dies geschieht durch
den sogenannten Lotuseffekt. Wie bereits in der Beschreibungseinleitung
ausgeführt, ist durch den höheren Kontaktwinkel
zwischen Flüssigkeitsoberfläche und fester Oberfläche
die Benetzbarkeit der Materialoberfläche 8 extrem
herabgesetzt. Dadurch wird eine Besiedlung der Materialoberfläche 8 mit
Mikroorganismen 9 verhindert bzw. signifikant herabgesetzt.
Der Mikroorganismus 9 wird dabei nicht angegriffen.
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4 zeigt
eine Detailansicht einer Faser 5 des Bodenbelages 1 und
Darstellung des aktiven Wirkmechanismus an der Oberfläche 8 der
Faser 5. Hierbei greifen die antimikrobiellen anorganischen Wirkstoffe 10,
die sich auf den Fasern 5 und auf dem Erstrücken 2 des
Bodenbelags 1 befinden, aktiv in die Zellfunktionen der
Mikroorganismen 9 ein. Dies kann z. B. über die
Zellwand, über den Stoffwechsel oder über die
Erbsubstanz der Mikroorganismen 9 erfolgen. Dadurch werden
die Mikroorganismen 9 in ihrem Wachstum bzw. in ihrer Vermehrung
gehemmt.
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Zur
Anwendung kommen anorganische Wirkstoffe 10 wie Schwermetalle
(z. B. Silber, Kupfer) bzw. auch Oxidantien wie z. B. (Zinkoxid,
Calciumoxid).
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Das
Schwermetall Silber bietet den Vorteil, dass es gegen viele unterschiedliche
Bakterienstämme wirkt, nicht toxisch, gut verträglich
und langzeitaktiv ist. Eine weitere Alternative können
organische Wirkstoffe 10 wie z. B Trichlordiphenylether-Verbindungen
oder Ammoniumverbindungen mit quartären Stickstoff-Atomen
und langer Alkylkette sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202008007978
U1 [0002]