DE1232545B

DE1232545B - Kunststoffbeschichteter Teppich

Info

Publication number: DE1232545B
Application number: DED41639A
Authority: DE
Inventors: Walter Robert Neuendorf
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1962-05-31
Filing date: 1963-05-27
Publication date: 1967-01-19
Also published as: NL293522A; NL293524A; BE638232A; BE638233A; DE1911534U; GB977550A; GB971958A; BE538252A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

D 06 η

Deutsche KL: 81-1

Nummer: 1232 545

Aktenzeichen: D 41639IV c/81

Anmeldetag: 27. Mai 1963

Auslegetag: 19. Januar 1967

Die Erfindung betrifft Teppiche, welche eine Schicht von polymerem Material auf ihrer Rückseite aufweisen.

Teppiche mit Polyäthylenbeschichtung sind durch eine Veröffentlichung in »Modern Plastics«, Bd. 39, S. 178 bis 185 (November 1961), als Auslegeware für Kraftfahrzeuge bereits bekannt. Das polymere Material hält dabei die Haarbüschel des Teppichflors fest und verleiht dem Teppich Formungseigenschaften, die es ermöglichen, ihn an die jeweilige Form des Kraftfahrzeugbodens anzupassen.

Bei Verwendung von Polyäthylen zur Teppichbeschichtung vermeidet man überdies Nachteile, die man bei Verwendung anderer Massen zu dem gleichen Zweck bisher in Kauf zu nehmen hatte. Latex z. B. muß mit verschiedenen Füllmitteln, Antioxydations- und Viskositätseinstellmitteln vereinigt werden, um zur Teppichbeschichtung brauchbar zu sein. Überdies ist das Auftragen von Latex auf einen Teppich nicht einfach; denn der mit dem Latex auf seiner Rückseite beschichtete Teppich muß anschließend an die Beschickung in einen Ofen gebracht werden, in dem das Wasser aus dem Latex ausgetrieben wird, wobei dann eine feste Latexschicht auf der Teppichrückseite entsteht. Bei diesem Verfahren muß man auch eine exakte Steuerung der Verfahrensbedingungen aufrechterhalten; denn wenn der Latex nicht richtig vulkanisiert wird, wird er feuchtigkeitsempfindlich und verträgt auch die etwa anschließenden Färbeoperationen nicht. Eine Latexbeschichtung auf der Rückseite von Teppichen erleidet auch bei Feuchtigkeitseinwirkung einen Festigkeitsverlust; dies kann dazu führen, daß sich der Teppich verzieht oder sonstwie auf dem Boden deformiert wird. Zusätzliche Probleme bei Latexbeschichtung treten im Laufe der Zeit auf. Sie sind begründet in der ungesättigten Natur des Polymeren.

Zu den Vorteilen einer Polyäthylenbeschichtung gehört es, daß keine chemischen oder physikalischen Behandlungen des Polymeren erforderlich sind. Es sind auch keine Lösungsmittel gegenwärtig, die in einem Trockenofen avisgetrieben werden müßten. Der Teppich hat eine gute Feuchtigkeits- und Lösungsmittelbeständigkeit; die Alterungseigenschaften von Polyäthylen sind im Vergleich zu Latex hervorragend. Die Formbeständigkeit ist in vielen Fällen so gut, daß die Verwendung von Juteleinen oder einer ähnlichen Bespannung, wie sie häufig bei Benutzung eines Latex als Beschichtungsmaterial erforderlich ist, insbesondere dann, wenn Tuftingware beschichtet wird, vermieden werden kann.

Andererseits sind mit Polyäthylen andere Nachteile und Schwierigkeiten verbunden, insbesondere bei der Kunststoffbeschichteter Teppich

Anmelder:

The Dow Chemical Company,

Midland, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dr.-Ing. A. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann

und Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke, Patentanwälte,

München 27, Möhlstr. 22

Als Erfinder benannt:
Walter Robert Neuendorf,
Midland, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 31. Mai 1962 (198 707)-

Herstellung von Zimmerware. So werden Teppiche, die auf ihrer Rückseite mit Polyäthylen beschichtet sind, brettartig, d. h. steif und erhalten einen unerwünschten Griff, so daß sie schwer verkäuflich sind, insbesondere wenn der Kunde den Teppich in die Hand nimmt. Von noch größerer Bedeutung ist, daß Teppiche mit Polyäthylenbeschichtung auf ihrer Rückseite sehr stark dazu neigen, sich an ihren Rändern einzurollen. Die Tendenz zum Einrollen führt man auf die Steife der Polyäthylenbeschichtung einerseits und auf die Schrumpfeigenschaften andererseits zurück. Darüber hinaus fehlt es dem mit Polyäthylen beschichteten Teppich an Schlupffestigkeit; denn das ziemlich steife und harte Polyäthylen führt dazu, daß der Teppich auf dem Boden leicht gleitet, wenn dieser nicht besonders befestigt ist. Eine weitere Schwierigkeit, die bei der Verwendung von Polyäthylen als Beschichtungsmaterial von Tuftingware auftritt, besteht darin, daß die Haarbüschel zwar in ihrer großen Masse ausreichend fest gebunden sind, daß aber dann und wann das Polyäthylen in die Bündel doch nicht eintritt und die innersten Fäden nicht gebunden werden. Die ungebundenen Fäden können dann leicht aus dem Tuftingmaterial ausgezogen werden und verleihen, wenn ausgezogen, dem Teppich nach einiger Zeit ein fusseliges Aussehen.

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Die Erfindung schlägt vor, bei Teppichen, die auf Monomeren zur Herstellung der polymeren Beschich-

ihrer Rückseite eine durchgehende Beschichtung auf- tung nach der Erfindung brauchbar,

weisen, für diese Beschichtung Mischpolymerisate Auch in solchen Mischungen sollte der Gewichts-

von Äthylen mit einem anderen monoäthylenischen anteil des Äthylens wieder 50 bis 90 Gewichtsprozent

ungesättigten, mischpolymerisierbaren Monomeren zu 5 des Gesamtgewichts des polymeren Materials betragen,

verwenden. Wenn man Gemische verwendet, so sollten die ein-

Die erfindungsgemäßen Teppiche mit einem Äthylen- zelnen Gemischbestandteile natürlich miteinander mischpolymeren auf. ihrer Rückseite haben ausge- verträglich und mischbar sein. Unter Umständen zeichnete Formstabilität. Sie können mit ziemlich allerdings kann man auch erwünschte Eigenschaften dicken Schichten versehen werden, ohne daß sie io dadurch erreichen, daß man mehr oder weniger deshalb steif und brettartig werden. Die Teppiche mischbare Polymere miteinander vereinigt, voraushaben einen weichen, schwammigen Griff. Wenn gesetzt, daß man dennoch zu einem gleichförmigen erfindungsgemäße Teppiche auf dem Boden aufliegen, Gemisch kommen kann.

sind sie unverschiebbar, auch wenn ziemlich starke Beispielshalber sollen einige derjenigen Monomeren,

äußere Kräfte an ihnen angreifen. Die Aufliegeeigen- 15 welche mit Äthylen zusammen mischpolymerisiert

schäften des Teppichs sind ausgezeichnet, d. h., der werden können und eine polymere Beschichtung für

Teppich hat das Bestreben, sich flach aufzulegen. Die erfindungsgemäße Teppiche ergeben, aufgeführt wer-

Bindung auch der innersten Fäden eines jeden Haar- den. Es sind dies: Acrylat- und Methacrylatester ein-

büschels ist gut. schließlich Methyl-, Äthyl-, Propyl- und Butylacrylat

Es konnte festgestellt werden, daß mit Äthylen- 20 oder -methacrylat; Vinylacetat; Olefine wie Propylen,

mischpolymeren beschichtete Teppiche, deren Zug- Butylen, Isopren, Isobutylen oder Penten; Vinyl-

elastizitätsmodul unter 50 kg pro Quadratzentimeter chlorid, Vinylidenchlorid und Acrylnitril,

liegt, Einprägungen erleiden, wenn irgendwelche Mit besonderem Vorteil verwendet man Acrylat-

schweren Gegenstände auf kleiner Fläche an ihnen ester, insbesondere Äthylacrylat, Vinylacetat und

angreifen. Diese Einprägegefahr kann auch als ein 25 Propylene bei der Herstellung der Äthylenmisch-

Kaltfließen des Polymeren aufgefaßt werden. Das polymeren. Wenn man Äthylacrylat benutzt, so zweck-

Kaltfließen tritt z. B. unter Tischfüßen auf und überall mäßigerweise in solchen Mengenverhältnissen, daß

dort, wo auf beschränkter Fläche große Lasten auf das Mischpolymere 70 bis 92 Gewichtsprozent poly-

den Teppich übertragen werden, und zwar für längere merisiertes Äthylen und dementsprechend 8 bis

Zeit. Wenn auf der anderen Seite die Polymeren einen 30 30 Gewichtsprozent mischpolymerisiertes Äthylacrylat

Zugelastizitätsmodul von wesentlich über 1000 kg enthält.

pro Quadratzentimeter haben, so nehmen die mit Wegen der breiten Skala von Monomeren, die zu-

ihnen beschichteten Teppiche diejenigen nicht ge- sammen mit Äthylen polymerisierbar sind, und wegen

wünschten Eigenschaften an, die eingangs im Hinblick des breiten Fächers von Molekulargewichten, die in

auf mit reinem Polyäthylen beschichtete Teppiche 35 dem Polymeren vorliegen können, ist es schwer,

bereits genannt worden sind. Es ist deshalb erwünscht, die exakte Menge eines jeden Monomeren anzugeben,

daß die als Beschichtungsmaterial auf Teppichen die jeweils die besten Ergebnisse bei erfindungsgemäßer

angewandten Polymeren einen Zugelastizitätsmodul Anwendung ergibt. Zum Beispiel liefert ein _Misch-

von 50 bis 1000 kg pro Quadratzentimeter, gemessen polymeres von ungefähr 88 Gewichtsprozent Äthylen

an einer Formpreßprobe, besitzen. Bestes Verhalten 40 und 12 Gewichtsprozent Äthylacrylat ungefähr die

des Teppichs wird dann erreicht, wenn der Zug- gleichen Ergebnisse wie ein Mischpolymeres von etwa

elastizitätsmodul zwischen 72 und 720 kg pro Quadrat- 90 Gewichtsprozent Äthylen und 10 Gewichtsprozent

Zentimeter liegt. Propylen oder ein ^Mischpolymeres von ungefähr

Der Zugelastizitätsmodul wird in herkömmlicher 88 Gewichtsprozent Äthylen und 12 Gewichtsprozent

Weise bestimmt etwa dadurch, daß man eine Probe 45 Vinylacetat. Als weiteres Beispiel sei genannt, daß

der polymeren Masse unter Druck verformt und bei Verwendung von Propylen als Zusatzmonomeres

dann mit dieser Probe einen Zugversuch durchführt, der Gehalt an polymerisiertem Äthylen 80 bis 92 %

wobei man die übliche Spannung- und Dehnungskurve und entsprechend der Gehalt an polymerisiertem

erhält und aus dieser den Wert des Dehnungsmodul Propylen 8 bis 20 Gewichtsprozent ausmachen sollte,

entnehmen kann. 50 Mischpolymeren mit einem verhältnismäßig großen

Die Weichheit, die Unverschiebbarkeit auf dem Bereich von Schmelzindizes können verwendet werden.

Boden und die Beständigkeit gegen Einrollen bei Polymeren mit einem Schmelzindex bis herab zu 0,2

erfindungsgemäßen Teppichen können durch die einerseits und bis herauf zu 75 andererseits sind brauch-

Wahl der Anteile und der Art des jeweiligen Comono- bar, Polymeren mit einem Schmelzindex von 10 .bis

meren in dem Äthylenmischmonomeren eingestellt 55 25 werden bevorzugt.

werden. Ausgezeichnete Resultate erhält man mit Die Schichtstärke des Mischpolymerenmaterials Mischpolymeren, welche von 50 bis 95 Gewichts- auf der Teppichrückseite ist nicht besonders kritisch, prozent polymerisiertes Äthylen und dementsprechend liegt jedoch vorzugsweise zwischen 0,15 und 0,75 mm, von 5 bis 50 Gewichtsprozent eines weiteren misch- noch besser zwischen 0,3 und 0,5 mm. Die untere polymerisierten, monoäthylenisch ungesättigten Mono- 60 Grenze ist dadurch vorgeschrieben, daß die Haarmeren enthalten. Beste Resultate ergeben sich mit büschel in der Ware genügend Bindung erfahren Mischpolymeren, die 60 bis 90 Gewichtsprozent müssen. Die obere Grenze der Schichtstärke ist Äthylen und dementsprechend 10 bis 40 Gewichts- praktisch durch wirtschaftliche Gesichtspunkte vorprozent des polymerisierten Zusatzmonomeren ent- geschrieben. Im übrigen würde eine zu große Schichthalten. 65 stärke Schwierigkeiten beim Einrollen und sonstigem

Daneben sind auch Mischungen des Äthylenmisch- Hantieren mit dem Teppich mit sich bringen,

polymeren mit anderen Äthylenmischpolymeren oder Es können auch andere Zusätze dem Mischpoly-

mit Homopolymeren von Äthylen oder anderen merisat zugegeben werden, Zusätze teils technisch-

funktioneller, teils ästhetischer Natur, ζ. Β. Pigmente oder Füllmittel. Inerte Füll- oder Streckmittel können in der polymeren Beschichtung mit besonderem Vorteil angewendet werden; insbesondere wird durch den Zusatz von Füllmitteln die notwendige Menge an polymerem Material herabgesetzt. Beispiele von solchen Zusätzen sind Schlämmkreide, Talkum, Ton, Zinkoxyd, Titandioxyd, Siliciumoxyde, Ruß, Calcium- und Magnesiumsilikat, Bariumsulfat, Asbest, Sägemehl u. dgl. Bis zu 50 Gewichtsprozent Füllmittel, bezogen auf das Gewicht der gesamten Masse, d. h. des polymeren Materials und des Füllmittels, können in der Beschichtung enthalten sein. Dies entspricht einem Gehalt von 100 Gewichtsprozent Füllmittel, bezogen auf das Gewicht des Mischpolymeren. Aus bereits weiter oben angegebenen Gründen sollte jedoch der Füllmittelgehalt nicht so groß sein, daß der Zugelastizitätsmodul 1000 kg pro Quadratzentimeter, gemessen an einem Druckformkörper, übersteigt: Der Füllmittelgehalt hat nämlich gewöhnlich eine Versteifung des polymeren Materials zur Folge.

Gewöhnlich wird das Füllmittel mit dem Polymeren im Trockenzustand gemischt, bevor die polymere Masse auf den Teppich aufgetragen wird. Das Füllmittel kann jedoch auch dem geschmolzenen Polymeren zugesetzt werden, wenn Sorge dafür getragen ist, daß eine gleichmäßige Vermischung eintritt. Zweckmäßig wird das Beschichtungsmaterial auf der Basis von Äthylenmischpolymeren auf Teppichen dadurch aufgetragen, daß man eine Schmelzschicht des Äthylen- /30 mischpolymeren auf die Rückseite des Teppichs aufbreitet, unmittelbar bevor der Teppich zwischen einem Paar Druckwalzen hindurchläuft. Auf solche Weise" kann eine zusammenhängende, gleichmäßige Äthylen-j polymerenschicht aufgetragen werden. Die Druck-! walzen tragen dazu bei, das auf den Teppich auf-\ getragene Äthylenpolymere zu glätten, und drücken j außerdem das Polymere in die Teppichrückseite hinein, d. h. fördern das Eindringen des Polymeren lief durch die Anlage mit einer Fördergeschwindigkeit von 6,1 m pro Minute. Der Teppich mit der Schmelzschicht wurde gekühlt und anschließend aufgewickelt.

Polymere Masse,
Zusammensetzung in Gewichtsprozent (erste Ziffer Äthylen,
zweite Ziffer Zusatzmonomeres)
angegeben in Gewichtsprozent
des Polymeren

80 bis 20
88 bis 12
88 bis 12
80 bis 20
80 bis 20
88 bis 12
80 bis 20
66 bis 34
90 bis 10

Äthylacrylat

Vinylacetat

Propylen

Füllmittel

in Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymeren und des Füllmittels

33,3 CaCO₃

keines

30 CaCO₃

33,3 CaCO₃

keines

zwischen die Fäden der einzelnen Haarbüschel.

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Alternativ kann das Äthylmischpolymere auch in Puder- oder Pulverform auf der Teppichrückseite verteilt und sodann unter einer Warmquelle hindurchgeführt werden, etwa unter Infrarotlampen, welche eine Schmelzung des Polymerpulvers herbeiführen '45 und dieses auf der Teppichrückseite verteilen; anschließend kann auch bei diesem Verfahren der Teppich zwischen Druckwalzen hindurchgeführt werden, die die Glättung und die weitere Verteilung des polymeren Materials auf der Teppichrückseite übernehmen. Das Polymere läßt man dann anschließend erhärten; es genügt, wenn man den beschichteten Teppich durch eine Luftstrecke von Zimmertemperatur hindurchlaufen läßt.

Jede der polymeren Massen der nachstehenden Tabelle wurde auf die Rückseite von 0,9 m breiten Nylonteppichen (Meterware) aufgetragen. Die Teppiche wurden hierzu in einen Druckspalt zwischen Druckwalzen eingeführt, wobei die Teppichrückseite nach oben wies. Eine Auspreßdüse war so gegenüber dem Teppich angeordnet, daß das ausgepreßte geschmolzene Polymere auf das Tuftingmaterial gelangte, unmittelbar bevor dieses in den Druckspalt eintrat. Das geschmolzene Polymere wurde mit einer Temperatur von 293 bis 343 ⁰C auf den Teppich extruiert. Dieser Teppiche mit einer Beschichtung des vorstehend beschriebenen Polymermaterials auf der Rückseite zeigten eine ausgezeichnete Formbeständigkeit, gleichzeitig einen weichen Griff und eine gute Flexibilität. Wurden sie auf den Boden gelegt, so zeigte sich keine Tendenz zum Aufrollen. Das Haftvermögen auf dem Boden war gut. Eine eingehende Untersuchung zeigte überdies, daß die erreichte Tuftingbindung ausgezeichnet war.

Die erfindungsgemäß verwendeten Mischpolymerisateergeben einenüberraschend großen technischen Fortschritt, wie nachstehend an Hand des Vergleichs mit homopolymerem Äthylen gezeigt wird.

Die Festigkeit der Verankerung der Tufts bzw. Faserbündel von Wollteppichen wurde durch die Kraft bestimmt, die erforderlich ist, ein Faserbündel aus einem Teppich, dessen Rückseite eine 0,3 mm dicke Schicht von Polyäthylen bzw. dem erfindungsgemäßen Mischpolymerisat trägt, herauszuziehen.

Die erhaltenen Ergebnisse zeigt die folgende Tabelle:

Zum Herausziehen eines

einzelnen Faserbüschels

erforderliche Zugkraft

Polyäthylen (Homopolymerisat) 4,1 kg

Mischpolymerisat aus 80% Äthylen und 20 °/₀ Äthylacrylat 5,5 kg

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung von Mischpolymerisaten von Äthylen mit einem anderen monoäthylenisch ungesättigten, mischpolymerisierbaren Monomeren zum Beschichten der Rückseite von Teppichen.

2. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mischpolymerisat von Äthylen mit Äthylacrylat verwendet wird.

3. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mischpolymerisat von Äthylen mit Propylen verwendet wird.

4. Ausführungsform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mischpolymerisat aus 80 bis 92 Gewichtsprozent polymerisiertem Äthylen und dementsprechend 8 bis 20 Gewichtsprozent mischpolymerisiertem Propylen verwendet wird.

Bei der Bekanntmachung der Anmeldung ist ein Muster ausgelegt worden.