DE19812925A1

DE19812925A1 - Dreidimensionale, formstabile Formteile auf Basis von strukturierten Nadelvliesen

Info

Publication number: DE19812925A1
Application number: DE19812925A
Authority: DE
Inventors: Johann Hammerschmidt; Guenther Gleixner
Original assignee: Asota GmbH
Current assignee: Asota GmbH
Priority date: 1998-03-24
Filing date: 1998-03-24
Publication date: 1999-09-30

Abstract

Dreidimensionale, formstabile Formteile bestehend aus einem zwei- oder mehrschichtigen strukturgenadelten Nadelvlies aus thermoplastischen Fasern, mit einer ersten Schicht aus einer Mischung von Polypropylen(PP)-Fasern und Polyethylen(PE)-Fasern und einer zweiten und gegebenenfalls weiteren Schichten aus einer Mischung von PP-Fasern und PE-Fasern; oder aus Bikonstituentenfasern bestehend aus einer Mischung von PP und PE; oder aus einer Mischung dieser Bikonstituentenfasern und PP-Fasern und/oder PE-Fasern, wobei die beiden Schichten sowohl durch Vernadelung als auch durch geschmolzene oder angeschmolzene Fasern bzw. Faserteile des PE-Anteils der beiden Schichten verfestigt und miteinander verbunden sind sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Formteile.

Description

Die Erfindung betrifft dreidimensionale, formstabile Formteile auf Basis von struktu rierten Nadelvliesen sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Die Formteile werden bevorzugt als geformte Autoteppiche in der Automobilherstellung eingesetzt.

Autoteppiche mit entsprechender Formstabilität werden vor allem auf Basis von Po lyester mit Latexbeschichtung eingesetzt. Nachteilig dabei ist vor allem der inhomo gene Aufbau aus Polyester und Latex, wodurch einerseits ein späteres Recycling sehr schwierig bzw. unmöglich wird, andererseits ist die Herstellung aufwendig und die eingesetzten Materialien sind teuer.

Bei den bisherigen Konstruktionen und Ausführungen erfolgte meist eine zusätzliche chemische Ausrüstung (Vollbad, Pflatschung, Besprühung, usw.) unter Einsatz von Bindemitteln - üblicherweise in Form von Latex - wie z. B. SBR (Styrol Butadien Rubber)- oder Acryllatextypen. Dabei sind Anforderungen an mechanische Eigen schaften und Optik der Ware, sowie Preis der eingesetzten Rohstoffe von wesentli cher Bedeutung. Der Einsatz von Bindemitteln für die chemische Ausrüstung hat die Aufgabe, die mechanische Verfestigung der Fasern an den Kreuzungspunkten zu fixieren bzw. die Fasern miteinander zu verbinden und die Formstabilität des dreidi mensionalen Formteils zu gewährleisten.

Der Einsatz von chemischen Bindemitteln bringt aber auch entscheidende Nachteile mit sich. Vor allem ist die Herstellung und Produktion aufwendig, die zum Teil in mehreren Arbeitsgängen erfolgt und nicht mehr den ökologischen Anforderungen (Abluft, Abwässer, usw.) entspricht. Weiters ist die textile Gesamtkonstruktion durch den Einsatz der üblichen chemischen Bindemitteltypen nur sehr schwierig bzw. überhaupt nicht recyclierbar. Mit dem Ziel, die angeführten Nachteile von chemi schen Bindemitteln zu vermeiden, wurden vom Materialaufbau weitgehend einheitli che strukturierte Nadelvliese mit Einsatz von thermoplastischen Schmelzbindefasern entwickelt.

Versuche mit einer einheitlichen Konstruktion auf Basis von Polypropylen- und Po lyethylenfasern ergaben Teppiche mit ungenügender Maß- und Formstabilität, zum Teil ist die zusätzliche Verwendung besonderer Befestigungselemente wie z. B. von Klammern beim Einbau in das Auto notwendig, das heißt, der Formteil muß geclipst werden.

Es konnte nun überraschend gefunden werden, daß Teppichkonstruktionen auf Ba sis von mehrschichtigen strukturierten Nadelvliesen aus Mischungen von Polyolefin fasern, wie sie beispielsweise in DE-GM-297 06 968 beschrieben sind, zu den ent sprechenden Automobilformteilen mit der gemäß den technischen Lieferbedingungen der Autoindustrie geforderten Formstabilität umgeformt werden können.

Gegenstand der Erfindung sind demnach dreidimensionale, formstabile Formteile bestehend aus einem zwei- oder mehrschichtigen Nadelvlies aus thermoplastischen Fasern, dadurch gekennzeichnet,

- daß die erste Schicht aus einer Mischung aus Polypropylen (PP)-Fasern und Po lyethylen (PE)-Fasern besteht,
- daß die zweite und gegebenenfalls weiteren Schichten aus einer Mischung aus PP-Fasern und PE-Fasern;

oder aus Bikonstituentenfasern bestehend aus einer Mischung von PP und PE; oder aus einer Mischung dieser Bikonstituentenfasern und PP-Fasern und/oder PE- Fasern bestehen,

- daß die Schichten sowohl durch Vernadelung als auch durch geschmolzene oder angeschmolzene Fasern bzw. Faserteile bestehend aus dem PE-Anteil der jewei ligen Schichten verfestigt und miteinander verbunden sind und
- daß die erste Schicht einen strukturgenadelten Flor aufweist.

Die erfindungsgemäßen dreidimensionalen Formteile werden insbesondere im KFZ- Bereich eingesetzt, beispielsweise als Autoteppiche am Autoboden, im Kofferraum oder für großflächige Verformungen, wie z. B. Radkasten oder großflächige Formteile im Kofferraum oder der komplette Bodenteil im Fahrgastraum, die dreidimensional den Formen der KFZ-Innenkarosserie, wie z. B. Ausformung über Kardantunnel etc. angepaßt werden müssen.

Die vorliegende Erfindung gewährleistet nunmehr, dreidimensional verformte Na delvlies-Formteile mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, reduziertem Auf wand zur Fertigung, einwandfreier Verformung und besonders überraschend einer Maß- und Dimensionsstabilität, die den jeweiligen technischen Lieferbedingungen (TL) der europäischen Automobilindustrie entsprechen.

Die für die erfindungsgemäßen Formteile eingesetzten zwei- oder mehrschichtigen Nadelfilz- bzw. Nadelvliesbeläge mit strukturierter Oberfläche, die vorzugsweise aus Stapelfasern oder ähnlichen Produkten hergestellt werden, sind beispielsweise in DE-GM 297 06 968 beschrieben und werden im Anschluß einer thermischen Verfor mung unterzogen. Die Fertigung bzw. Herstellung solcher textiler Konstruktionen kann mittels mechanischer oder aerodynamischer Vliesbildung mit anschließender mechanischer Verfestigung erfolgen. Diese mechanische Verfestigung wird auch Vernadelung genannt. Hier wird mit Nadeln, die auf den eingesetzten Titer (Faser stärke) und die gewünschten Eigenschaften und Voraussetzungen für das Endpro dukt abgestimmt sind, die Art der Oberfläche mit den geforderten Eigenschaften er zielt. Im Anschluß daran erfolgt - eventuell nach einer thermischen Behandlung der Nadelvliese - die Verformung mittels Temperaturbehandlung, wobei durch ein Auf heizen - vorzugsweise an der Unterseite - und Druck eine Verformung in einem vor gegebenen Werkzeug stattfindet. An diese Formteile - vorzugsweise im KFZ-Bereich - werden besondere Anforderungen, insbesondere hinsichtlich gleichmäßiger Aus formung, Paßgenauigkeit, Maß- und Dimensionsstabilität im kalten und warmen Zu stand, kantengeraden Verlauf der Außenränder und selbsttragende Konstruktion, gestellt. Dies vor allem deshalb, um einen einfachen Einbau im Automobilbereich zu gewährleisten, zum Teil auch mittels Roboter.

Unter strukturierter Oberfläche, wie z. B. ein strukturgenadelter Flor, ist eine Vliesoberfläche zu verstehen, bei der eine Vielzahl von Fasern in Form von losen Enden und/oder Schlingen aus der Basisschicht des Vlieses herausragen. Dieser Effekt wird durch Strukturvernadelung mit speziellen Nadeltypen (z. B. Gabel-, Kro nennadel) erreicht. Die eingesetzten PP- und PE-Fasern sowie die Bikonstituenten fasern sind kommerziell erhältlich, beispielsweise ASOTA L/D/R/G (PP-Fasern), ASOTA HIN (PE-Fasern) bzw. ASOTA E 4001 bzw. LV 4506 (Bikonstituentenfaser) von Firma Asota. Die Bikonstituentenfasern bestehen üblicherweise aus etwa 40 bis 55 Gew.-%, bevorzugt 45 bis 50 Gew.-% PP und etwa 60 bis 45 Gew.-%, bevorzugt 55 bis 50 Gew.-% PE. Als PP kommen dabei sowohl Homopolymere des PP als auch dessen Copolymere, insbesondere mit Ethylen in Frage. Als PE kommen HDPE, LLDPE und LDPE in Frage.

Im wesentlichen werden dafür, insbesondere für die erste Vliesschicht, Schmelzbin de- und Schrumpfschmelzbindefasern mit abgestimmtem Schrumpf- und Schmelz punkt herangezogen. Dadurch ergibt sich vor allem der Vorteil, die chemische Aus rüstung zu ersetzen, ein sortenreines textiles Produkt mit ausgezeichneten Eigen schaften herzustellen und eine 100%ige Recyclierung zu gewährleisten. Die Außen schicht des Flors der ersten Vliesschicht ist dabei nach der thermischen Verfestigung bzw. Verformung bevorzugt weitgehend frei von PE.

Die Art und Menge der verwendeten Fasern richtet sich vor allem nach den gefor derten Eigenschaften der Nadelvliese, wobei beispielsweise Faserlängen von 30 bis 120 mm bevorzugt von 40 bis 90 mm und Fasertiter von 3,3 bis 240 dtex, bevorzugt von 5,5 bis 110 dtex eingesetzt werden. Das Gewicht der Nadelvliese liegt bei 250 bis 2500 g/m², bevorzugt bei 400 bis 1800 g/m², wobei das Gewicht der ersten Vliesschicht 150 bis 1500 g/m², bevorzugt 200 bis 1500 g/m² und das Gewicht der zweiten und gegebenenfalls weiteren Vliesschichten 100-1000 g/m², bevorzugt 200 bis 800 g/m² beträgt.

Die Oberfläche der ersten Vliesschicht weist bevorzugt einen aus der Basisschicht herausragenden Faserflor mit Velourstruktur auf. Es ist auch möglich, daß der Flor bzw. die Warenoberfläche eine Noppenstruktur (wie z. B. Loop, Rippe) und/oder un terschiedliche Polhöhen aufweist, wodurch unterschiedliche Muster gebildet werden können. Die Oberflächenstruktur bzw. Musternadelung ist auf kommerziell erhältli chen Nadelmaschinen möglich.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines drei dimensionalen, formstabilen Formteiles bestehend aus einem zwei- oder mehr schichtigen Nadelvlies aus thermoplastischen Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine erste Vliesschicht durch Vernadelung einer Fasermischung aus Polypropy len (PP)-Fasern und Polyethylen (PE)-Fasern gebildet wird, und daß
b) eine zweite und gegebenenfalls weitere Vliesschichten durch Vernadelung einer Fasermischung aus PP-Fasern und PE-Fasern; oder aus Bikonstituentenfasern bestehend aus einer Mischung von PP und PE; oder aus einer Mischung dieser Bikonstituentenfasern und PP-Fasern und/oder PE-Fasern gebildet werden, daß
c) in einem einzigen weiteren Arbeitsgang auf einem umlaufenden Bürstenband, über dem zwei Nadelzonen angeordnet sind, sowohl die Strukturvernadelung als auch die Zusammennadelung der Schichten erfolgt, wobei
d) die erste (obere) Schicht vor der ersten Nadelzone zugeführt wird, in der die Strukturvernadelung erfolgt und die zweite und gegebenenfalls weiteren (unte ren) Schichten zwischen erster und zweiter Nadelzone von oben her auf die er ste, auf dem Bürstenband aufliegende Faserschicht zugeführt wird, und in der zweiten Nadelzone das Zusammennadeln der Schichten und gegebenenfalls ei ne weitere Strukturvernadelung erfolgt, daß
e) das gemäß (d) erhaltene zwei- oder mehrschichtige Nadelvlies einer thermischen Behandlung zugeführt wird, wobei die PE-Anteile schmelzen und daß
f) das gemäß (e) erhaltene thermisch behandelte Nadelvlies in einem thermischen Verformungsprozeß zum Formteil umgeformt wird.

a) eine erste Vliesschicht durch Vernadelung einer Fasermischung aus Polypropy len (PP)-Fasern und Polyethylen (PE)-Fasern gebildet wird, und daß
b) eine zweite und gegebenenfalls weitere Vliesschichten durch Vernadelung einer Fasermischung aus PP-Fasern und PE-Fasern; oder aus Bikonstituentenfasern bestehend aus einer Mischung von PP und PE; oder aus einer Mischung dieser Bikonstituentenfasern und PP-Fasern und/oder PE-Fasern gebildet werden, daß
c) in einem einzigen weiteren Arbeitsgang auf einem umlaufenden Bürstenband, über dem zwei Nadelzonen angeordnet sind, sowohl die Strukturvernadelung als auch die Zusammennadelung der Schichten erfolgt, wobei
d) die erste (obere) Schicht vor der ersten Nadelzone zugeführt wird, in der die Strukturvernadelung erfolgt und die zweite und gegebenenfalls weiteren (unte ren) Schichten zwischen erster und zweiter Nadelzone von oben her auf die er ste, auf dem Bürstenband aufliegende Faserschicht zugeführt wird, und in der zweiten Nadelzone das Zusammennadeln der Schichten und gegebenenfalls ei ne weitere Strukturvernadelung erfolgt, und daß
e) das gemäß (d) erhaltene zwei- oder mehrschichtige Nadelvlies thermisch ver formt wird, wobei die PE-Anteile schmelzen und das Nadelvlies zum Formteil umgeformt wird.

Die Schritte (a) bis (d) können auch auf einer kontinuierlichen Anlage erfolgen.

Die Herstellung der Ober- und Unterschicht(en) entspricht der bisherigen Nadeltech nologie. Je nach Anforderung und Gestaltung des Endproduktes können dabei Fa sern mit unterschiedlicher Faserstärke, verschiedenen Längen, bzw. Fasern mit un terschiedlichen Eigenschaften gemischt werden.

Zur Bildung der ersten Vliesschicht wird bevorzugt eine Mischung aus 70 bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt von 75 bis 85 Gew.-% PP-Fasern und 10 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt von 15 bis 25 Gew.-% PE-Fasern eingesetzt, zur Bil dung der zweiten und gegebenenfalls weiteren Schichten eine Mischung aus 0 bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0 bis 75 Gew.-% PP-Fasern oder aus 0 bis 100 Gew.-%, besonders bevorzugt von 50 bis 100 Gew.-% Bikonstituentenfasern und aus 0 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0 bis 50 Gew.-% PE-Fasern.

Eine homogene Fasermischung wird auf Öffnungs-Mischaggregaten und in dafür vorgesehenen Mischkammern erreicht.

Anschließend wird das gemischte Fasermaterial der Oberschicht (erste Schicht) dem Vliesbildner zugeführt und ein Vlies mit dem gewünschten Fasergewicht hergestellt. Die anschließende Vernadelung - mechanische Verfestigung - ist hier von entschei dender Bedeutung, wobei Nadeltype (z. B. Kronennadeln/Filznadeln), Einstichtiefe (z. B. von 6 bis 14 mm) und Anzahl der Einstiche (z. B. 40 bis 200 Einstiche/cm²) ex akt abgestimmt werden müssen. In einem bevorzugten Verfahren wird eine Verna delung gewählt, die die Möglichkeit schafft, bei der späteren Dilour/R.V. -Vernadelung eine hohe und dichte Polausbringung zu erzielen bzw. eine Aufnadelung der Unter schicht zu gewährleisten.

Der gleiche Vorgang der Vliesbildung erfolgt mit der Unterschicht (zweite und gege benenfalls weitere Schichten) in einem eigenen Arbeitsgang.

Im weiteren Verfahren wird in einem zweiten Arbeitsgang auf einem umlaufenden Bürstenband, über dem zwei Nadelzonen angeordnet sind, die Strukturvernadelung und die Zusammennadelung der Schichten durchgeführt, wobei die erste (obere) Schicht vor der ersten Nadelzone zugeführt wird, in der die Strukturvernadelung er folgt, und die zweite und gegebenenfalls weiteren (unteren) Schichten zwischen er ster und zweiter Nadelzone von oben her auf die erste auf dem Bürstenband auflie gende Faserschicht zugeführt wird und in der zweiten Nadelzone das Zusammenna deln der Schichten erfolgt. Die Zuführung der ersten Lage (Oberschicht) kann konti nuierlich (z. B. von einer Karde oder Nadelmaschine kommend) oder diskontinuier lich (Vorlage auf einer Rolle) erfolgen. Auch hier sind die Nadeltype (z. B. Gabel- oder Kronennadeln) und die Vernadelungsparameter von entscheidender Bedeu tung.

Die Vernadelung der Oberschicht auf der Bürste in der ersten Nadelzone ist in jedem Fall intensiver als die beim Zusammennadeln von Ober- und Unterschicht in der zweiten Nadelzone.

Um die strukturierte Oberfläche nicht zu beschädigen, ist es wesentlich, die in der ersten Nadelzone auf der Bürste strukturgenadelte Oberschicht vor dem Zusammen nadeln mit der Unterschicht nicht mehr aus der Bürste herauszunehmen.

Die Lagen der Unterschicht (vorzugsweise von einer Rolle ausgehend/könnte aber auch kontinuierlich zugeführt werden) werden zwischen erster und zweiter Nadelzo ne auf die am Bürstenband aufliegende erste Schicht aufgebracht, wonach in der zweiten Nadelzone diese Lagen auf die Oberschicht aufgenadelt werden. Dabei ent steht zunächst eine mechanische Verbindung der Schichten. Außerdem werden die Fasern durch den Nadelprozeß so orientiert, daß im anschließenden thermischen Prozeß durch die Schmelzbindefasern eine optimale Verbindung entsteht.

Anschließend an die Strukturvernadelung und Zusammennadelung der Ober- und Unterschicht kann eine thermische Behandlung erfolgen. Im Gegensatz zu dieser thermischen Behandlung (Ausrüstung), sind die bisherigen Ausrüstungsvarianten (chemische Ausrüstung mittels Latex bzw. chemische Ausrüstung und Schaumauf bringung) sehr aufwendig, da sie zumeist in mehreren Arbeitsgängen erfolgen, zu sätzlich Fremdmaterialien in das Vlies bringen und aufgrund der verwendeten Latices bzw. Schäume zusätzliche Kosten und Umweltprobleme bei der Aufbringung und Entsorgung der Latex- und Schaumbäder ergeben. Die vorliegende Erfindung erlaubt es dagegen, daß diese Behandlung bzw. Ausrüstung in nur einem Arbeitsgang er folgt. Die thermische Behandlung wird auf die jeweils eingesetzten Fasern, das Fa sergewicht und die Titermischung abgestimmt. Die Temperatur liegt dabei minde stens bei der Schmelztemperatur des PE-Anteils der Fasern, bevorzugt bei 110°C bis 145°C, besonders bevorzugt bei 130 bis 142°C, wobei die exakte Temperatur von Konstruktionsaufbau, Fasergewicht und Verweilzeit abhängig ist.

Bei der thermischen Behandlung schmelzen die PE-Fasern bzw. der PE-Anteil der Bikonstituentenfasern, wobei jedoch ihre Faserstruktur weitgehend erhalten bleibt, so daß sie beim nachfolgenden Abkühlen des Nadelvlieses eine zusätzliche feste Verbindung der Fasern und der beiden Vliesschichten bewirken.

Aufgrund des Faserschrumpfes beim Erhitzen bis zum Schmelzen wandern die PE-Faseranteile zu einem großen Teil aus dem Flor der ersten Vliesschicht in die Basis schicht dieser Vliesschicht, was zu einer weiteren Verfestigung des Nadelfilzes führt. Dabei wird die Außenschicht des Flors der ersten Vliesschicht weitgehend frei von PE, d. h., daß weniger als 25% der ursprünglich in der Fasermischung vorhandenen PE-Fasern im Flor verbleiben.

Diese thermische Behandlung erfolgt auf üblichen Trockenapparaten, wie z. B. Trommeltrocknern, Flachbandtrocknern, Trockentunnel, wobei die Verwendung von Trommeltrocknern und Flachbandtrocknern - bei denen bevorzugt heiße Luft durch die Ware strömt - bevorzugt ist. Zur Schonung der strukturierten Oberschicht (erste Vliesschicht) liegt das Nadelvlies dabei mit der zweiten Vliesschicht (Unterschicht) auf der Trommel oder dem Band auf.

Im Anschluß an diese thermische Behandlung wird das Vlies gegebenenfalls auf Umgebungstemperatur abgekühlt und anschließend in einem Formpreßwerkzeug zum gewünschten Formteil umgeformt. Es ist jedoch auch möglich, das nach der Vernadelung erhaltene Nadelvlies direkt in einem Formpreßwerkzeug zum ge wünschten Formteil umzuformen. Die thermische Formgebung kann dabei bevorzugt auf bekannten Preßwerkzeugen erfolgen, wie sie in der KFZ-Industrie bekannt und üblich sind. Bevorzugt ist folgendes Verfahren: Das thermisch unbehandelte oder thermisch behandelte Nadelvlies wird der Verformungsanlage mittels Rollenware oder in Form gestanzter Platinen vorgelegt. Im ersten Arbeitsgang erfolgt dabei ein Aufheizen der zu verformenden Ware, wobei die Parameter je nach Heizaggregat und Ausführung (z. B. Kontaktwärme, Strahlungswärme, z. B. IR-Felder, usw.) sowie Materialaufbau des Nadelvliesbelages und Art der Verformung unterschiedlich sein können. Anschließend wird die erhitzte Ware in eine Form bzw. Werkzeug gepreßt, wobei hier die gewünschte Ausformung erfolgt. Das Abkühlen nach der Verformung dient insbesondere dazu, eine Stabilisierung des Formteiles zu gewährleisten. Die Aufheiztemperatur für die Verformung liegt dabei im Bereich von etwa 160 bis 260°C, bevorzugt bei 220 bis 240°C. Die Aufheizzeit sowie die anschließende Ab kühlzeit kann zwischen 20 und 300 sec liegen. Das Aufheizen des Nadelvliesbelages erfolgt dabei entweder beidseitig, bevorzugt jedoch einseitig, bevorzugt über Kon taktwärme von der Unterseite her, so daß die PE-Anteile schmelzen, in der Polschicht jedoch in jedem Falle eine Temperatur von etwa 140°C nicht überschritten wird, um eine Polverlagerung beim Verformen zu vermeiden.

Mit der vorliegenden Erfindung werden Formteile mit den geforderten Gebrauchsei genschaften erhalten, insbesondere mit den von den technischen Lieferbedingungen der KFZ-Industrie geforderten Eigenschaften in bezug auf Maß- und Dimensionssta bilität.

Der notwendige Energieaufwand bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Form teile ist relativ gering, da z. B. im Vergleich zur chemischen Ausrüstung kein Ver dampfen des Wassers bzw. Auskondensieren des Latex notwendig ist. In diesem Zusammenhang erhöhen sich auch die Produktionsgeschwindigkeiten bei der Vlies herstellung um ein Vielfaches. Ebenso ist die Umweltbelastung geringer als im Falle einer chemischen Ausrüstung.

Eine weitere Optimierung der erfindungsgemäßen Formteile wird auch dadurch er reicht, daß die eingesetzte Fasermischung auf die gewünschten Vlieseigenschaften abgestimmt werden kann, beispielsweise durch Verwendung von Schrumpfschmelz bindefasern mit abgestimmtem Schrumpf und Schmelzpunkt, wie z. B. die Type H 10 der Firma Asota, insbesondere für die Oberschicht.

Da sämtliche Bestandteile der erfindungsgemäßen Nadelvliese aus Polyolefinfasern bestehen, können sie leicht recycliert werden. Diese Recyclierbarkeit geht soweit, daß aus dem Recyclat (Regranulat aus Ober- und Unterschicht) eine neuerliche Fa serherstellung möglich ist. Es ist auch eine textile Recyclierbarkeit gegeben.

Die erfindungsgemäßen Formeile zeichnen sich demnach insbesondere dadurch aus,

- daß aufgrund ihrer speziellen Nadelvlies-Konstruktion eine einwandfreie thermi sche Verformbarkeit zur Herstellung von Automobilformteilen gegeben ist, die ei ne von der Autoindustrie vorgegebene Maß- und Dimensionsstabilität aufweisen,
- daß eine Verformung
- - einer thermisch vorbehandelten Konstruktion sowie auch
- - einer nicht thermisch vorbehandelten Konstruktion möglich ist, d. h. daß eine thermische Vorbehandlung vor dem Verformprozeß nicht unbedingt notwen dig ist,
- daß durch den Materialmix und den Konstruktionsaufbau ein Nachschrumpfen und Einrollen der Ränder bzw. der Gesamtkonstruktion verhindert wird,
- daß durch diese Konstruktion eine einwandfreie Stapelfähigkeit bzw. ein Serien einbau auch mittels der Robotertechnik in der KFZ-Industrie gegeben ist,
- daß durch die jeweils durchgeführte thermische Behandlung eine bessere Einbin dung der Einzelfasern erzielt wird und somit die mechanischen Eigenschaften op timiert werden können,
- daß durch den Nichteinsatz von Latextypen eine mögliche Geruchsbelästigung verhindert wird und eine Verbesserung der Fogging-Werte erzielt werden kann und
- daß für den Produktionsabfall und bei einem Wiederausbau eine Recyclierbarkeit gegeben ist.

BEISPIEL

Zunächst wurde auf einer üblichen Nadelfilzanlage, bestehend aus Auflöse-/Misch aggregat, Krempel, Täfler, Vornadelmaschine (NL 28 von Firma Fehrer) und Finishnadelmaschine (NL 12 von Firma Fehrer) getrennt die vorvernadelte Ober- bzw. Unterschicht herstellt.

Für die Oberschicht (Flächengewicht 500 g/m²) wurde folgende Fasermischung ein gesetzt:
83% PP-Fasern der Type ASOTA D10 mit einem Titer von 17 dtex, 60 mm Stapel und
17% PE-Fasern der Type ASOTA H10, mit einem Titer von 7 dtex, 60 mm Stapel (Schmelzpunkt 125°C, Thermoschrumpf bei 110°C ca. 32%).

Für die Unterschicht (Flächengewicht 300 g/m²) wurde folgende Fasermischung ein gesetzt:
40% einer PE/PP-Bikonstituenten-Faser (50% PP/50% PE) der Type ASOTA E 4001 bzw. LV4506
40% PE-Fasern der Type ASOTA H10 (7 dtex, 60 mm)
20% PP-Fasern der Type ASOTA L10 (17 dtex, 90 mm).

Die Strukturvernadelung und das Zusammennadeln von Ober- und Unterschicht er folgte in einem Arbeitsgang auf einer Nadelmaschine der Type DI-LOUR DS25 der Firma Dilo, bei der über einem umlaufenden Bürstenband 2 Nadelzonen angeordnet sind. Die vernadelte Oberschicht wurde von einer Rolle der ersten mit Gabelnadeln bestückten Nadelzone zugeführt (550 E/cm², 7 mm Einstichtiefe), wobei die Velour- Polschicht erzeugt wurde. Zwischen 1. und 2. Nadelzone wurde von oben her, von einer Rolle die vorvernadelte Unterschicht auf die am Bürstenband aufliegende Oberschicht zugeführt.

In der zweiten mit Kronennadeln bestückten Nadelzone (200 E/cm², 6 mm Einstich tiefe) wurden Ober- und Unterschicht zusammengenadelt, ohne die Velour- Polschicht zu beeinträchtigen.

Die anschließende thermische Verformung erfolgte nach 80 sec Aufheizen mittels Kontaktwärme auf einem Teflonband (230°C) mit einer Formpresse mit gekühltem Werkzeug. Dabei wurde der geformte textile KFZ-Bodenteil in der Presse 60 sec ab gekühlt. Durch das Schmelzen und Wiedererstarren der PE-Fasern und des PE-Anteils der PE/PP-Bikonstituenten-Fasern ergibt sich der gewünschte Schmelzbin deeffekt. Durch den hohen Thermoschrumpf der H10-Fasern ziehen sich diese weit gehend aus der Polschicht zurück, wodurch sich eine sehr gute Einbindung der Pol fasern in die resultierende kompakte Basisschicht ergibt. Die PE-Fasern der Type H10 bleiben dabei großteils in Faserform erhalten. Die PE/PP-Bikonstituenten- Fasern bleiben vollständig in Faserform erhalten und bilden untereinander und mit den PP-Fasern nur oberflächliche Verklebungen aus. Infolge der Vielzahl der Ver schmelzungspunkte ergibt sich jedoch eine sehr gute Verfestigung.

Das resultierende Velourteppich-Formteil aus 100% Polyolefinfasern verfügt neben einer ausgezeichneten Optik über hervorragende mechanische Eigenschaften, ins besondere gute Dimensions- und Formstabilität und erfüllt die gemäß den techni schen Lieferbedingungen der Autoindustrie geforderten Standards, wie z. B. entspre chend der jeweiligen Anforderung einen maximalen Schrumpf von unter 1 bis 2% längs und quer bei 80 bis 90°C während 8 bis 24 Stunden. Am Ende seiner Ge brauchsdauer kann das Formteil problemlos durch Regranulierung recycliert werden. Das Regranulat kann wiederum beispielsweise zur Faserherstellung, für Kaschierfo lien oder für Spritzguß-Artikel eingesetzt werden.

Claims

1. Dreidimensionale, formstabile Formteile bestehend aus einem zwei- oder mehr schichtigen Nadelvlies aus thermoplastischen Fasern, dadurch gekennzeichnet,

- daß die erste Schicht aus einer Mischung aus Polypropylen (PP)-Fasern und Polyethylen (PE)-Fasern besteht
- daß die zweite und gegebenenfalls weiteren Schichten aus einer Mischung aus PP-Fasern und PE-Fasern;
oder aus Bikonstituentenfasern bestehend aus einer Mischung von PP und PE; oder aus einer Mischung dieser Bikonstituentenfasern und PP-Fasern und/oder PE-Fasern bestehen,
- daß die Schichten sowohl durch Vernadelung als auch durch geschmolzene oder angeschmolzene Fasern bzw. Faserteile bestehend aus dem PE-Anteil der jeweiligen Schichten verfestigt und miteinander verbunden sind und
- daß die erste Schicht einen strukturgenadelten Flor aufweist.

2. Formteile gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der ersten Vliesschicht einen Faserflor mit Velourstruktur aufweist.

3. Formteile gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen schicht des Flors der ersten Nadelvliesschicht weitgehend frei von Polyethylen ist.

4. Formteile gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern einen Titer von 3,3 bis 240 dtex aufweisen.

5. Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen, formstabilen Formteiles be stehend aus einem zwei- oder mehrschichtigen Nadelvlies aus thermoplasti schen Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine erste Vliesschicht durch Vernadelung einer Fasermischung aus Poly propylen (PP)-Fasern und Polyethylen (PE)-Fasern gebildet wird, und daß
b) eine zweite und gegebenenfalls weitere Vliesschichten durch Vernadelung einer Fasermischung aus PP-Fasern und PE-Fasern; oder aus Bikonstitu entenfasern bestehend aus einer Mischung von PP und PE; oder aus einer Mischung dieser Bikonstituentenfasern und PP-Fasern und/oder PE-Fasern gebildet werden, daß
c) in einem einzigen weiteren Arbeitsgang auf einem umlaufenden Bürsten band, über dem zwei Nadelzonen angeordnet sind, sowohl die Strukturver nadelung als auch die Zusammennadelung der Schichten erfolgt, wobei
d) die erste (obere) Schicht vor der ersten Nadelzone zugeführt wird, in der die Strukturvernadelung erfolgt und die zweite und gegebenenfalls weiteren (unteren) Schichten zwischen erster und zweiter Nadelzone von oben her auf die erste, auf dem Bürstenband aufliegende Faserschicht zugeführt wird, und in der zweiten Nadelzone das Zusammennadeln der Schichten und gegebe nenfalls eine weitere Strukturvernadelung erfolgt, daß
e) das gemäß (d) erhaltene zwei- oder mehrschichtige Nadelvlies einer thermi schen Behandlung zugeführt wird, wobei die PE-Anteile schmelzen und daß
f) das gemäß (e) erhaltene thermisch behandelte Nadelvlies in einem thermi schen Verformungsprozeß zum Formteil umgeformt wird.

6. Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen, formstabilen Formteiles be stehend aus einem zwei- oder mehrschichtigen Nadelvlies aus thermoplasti schen Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine erste Vliesschicht durch Vernadelung einer Fasermischung aus Poly propylen (PP)-Fasern und Polyethylen (PE)-Fasern gebildet wird, und daß
b) eine zweite und gegebenenfalls weitere Vliesschichten durch Vernadelung einer Fasermischung aus PP-Fasern und PE-Fasern; oder aus Bikonstitu entenfasern bestehend aus einer Mischung von PP und PE; oder aus einer Mischung dieser Bikonstituentenfasern und PP-Fasern und/oder PE-Fasern gebildet werden, daß
c) in einem einzigen weiteren Arbeitsgang auf einem umlaufenden Bürsten band, über dem zwei Nadelzonen angeordnet sind, sowohl die Strukturver nadelung als auch die Zusammennadelung der Schichten erfolgt, wobei
d) die erste (obere) Schicht vor der ersten Nadelzone zugeführt wird, in der die Strukturvernadelung erfolgt und die zweite und gegebenenfalls weiteren (unteren) Schichten zwischen erster und zweiter Nadelzone von oben her auf die erste, auf dem Bürstenband aufliegende Faserschicht zugeführt wird, und in der zweiten Nadelzone das Zusammennadeln der Schichten und gegebe nenfalls eine weitere Strukturvernadelung erfolgt, und daß
e) das gemäß (d) erhaltene zwei- oder mehrschichtige Nadelvlies thermisch verformt wird, wobei die PE-Anteile schmelzen und das Nadelvlies zum Formteil umgeformt wird.

7. Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfah rensschritte (a) bis (d) in einer kontinuierlichen Anlage erfolgen.

8. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Be handlung gemäß (e) auf einem Trommeltrockner oder auf einem Flachband trockner erfolgt.

9. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Verformung gemäß (f) nach einseitigem Aufheizen des Nadelvlieses mit einer Formpresse erfolgt.

10. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Verformung gemäß (e) nach einseitigem Aufheizen des Nadelvlieses mit einer Formpresse erfolgt.

11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der PE-Faseranteil bei der thermischen Behandlung bzw. thermischen Verfor mung aus dem Flor der ersten Vliesschicht in die Basisschicht der ersten Vliesschicht wandert.

12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der ersten Vliesschicht eine Mischung aus 70 bis 90 Gew.-%, beson ders bevorzugt von 75 bis 85 Gew.-% PP-Fasern und 10 bis 30 Gew.-%, beson ders bevorzugt von 15 bis 25 Gew.-% PE-Fasern eingesetzt wird.

13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der zweiten oder weiteren Vliesschichten eine Mischung aus 0 bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0 bis 75 Gew.-% PP-Fasern oder aus 0 bis 100 Gew.-%, besonders bevorzugt von 50 bis 100 Gew.-% Bikonstituentenfasern und aus 0 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0 bis 50 Gew.-% PE-Fasern eingesetzt wird.