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Verfahren zur Herstellung eines synthetischen textilen Fußbodenbelages
ohne chemische Veriestigun der Faser Endlose textile synthetische Fußbodenbeläge
bestehen in der Regel aus der eigentlichen textilen Faser, die meist auf einem tragenden
Material, entweder ein Gewebe oder ein Non-Woven-Vlies in irgendeiner Form aufgetragen
worden ist. Nach dieser Auftragungsart, alo dem eigentlichen Verfahren zum Herstellen
der endlosen synthetischen textilen Fußbodenbahn, bezeichnet man auch im allgemeinen
die textilen Fußbodenbeläge. Die drei hauptsächlichsten Herstellungsverfahren für
synthetische Fußbodenbeläge sind heute: 1) Der getuftete Teppich, der auch geschoren
werden kann, 2) der Nadelfilz und 3) der gewebte Teppich.
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Die Herstellungsverfahren sind in vielen Veröffentlichungen beschrieben.
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Nachdem die synthetischen Fußbodenarten meist durch Nadeln hergestellt
worden sind, sind sie noch nicht in dieser Form verwendbar. Abgesehen davon, daß
sie häufig noch weiteren Prozessen unterworfen werden, wie z.B. dem Färben, sind
die Teppichbahnen in der vorliegenden Form nicht.geeignet, da die Faser noch zu
locker ist, um die Beanspruchung, der ein Fußböden
ausgesetzt ist,
auszuhalten. Die Faser, die zunächst nur locker in dem allgemeinen Verband eingebettet
ist, wird mit chemischen Mitteln, Kunstharzen, Kunststoffen oder auch Kautschuk
der Faserverband so verfestigt, daß die einzelnen Schlingen des Garns aneinander
verkleben und so eine große Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb, Herausreißen und
andere harte Belastungen erzielt wird.
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So wird zum Beispiel ein getufteter Teppich, der zum Beispiel auf
einem Polypropylenbändchengewebe genadelt ist, auf der Rückseite mit einer Latexdispersion
behandelt, die nach dem Aushärten bzw. Vulkanisieren von der Rückseite her die Fasern
derart fest einbettet, daß die Oberseite einen gut geschlossenen und stabilen Filz-
oder Noppenverband ergibt. Ein Nadelfilz wird in seiner Gesamtheit zum Beispiel
durch ein Bad gezogen, das Kunstharze enthält, die nach dem Trocknen so verfilmen,
daß ebenfalls die Fasern gut aneinander verfestigt sind und so der Widerstand gegen
Abrieb erhöht wird.
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Es ist verständlich, daß ein solcher Arbeitsgang, wie das Aufbringen
einer in Wasser dispergierten Latexdispersion oder aber das Eintauchen in eine Kunststoffdispersion
und das anschließende Trocknen, wobei noch erhebliche Mengen Wasser entfernt werden
müssen, einen zusätzlichen Arbeitsgang bedeutet, der außerdem durch den Verbrauch
an Chemikalien mit hohen Kosten verbunden ist. Es war daher schon seit vielen Jahren
das Bestreben, diesen Arbeitsgang, der den Preis des Teppich wesentlich verteuert,
durch andere Maßnahmen einsusparen.
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Es wurde nun-gefunden, daß es möglich ist, ohne chemische Behandlung
der Rückseite, die zweifellos kostspielig ist, durch eine Wärmabehandlung die Fasern
80 miteinander zu verschmelzen, daß der gleiche Effekt erzielt wird, als wenn eine
chemische Substanz in die Fasern eingebracht wird und nach deren Aushärturig oder
Verfestigung die Fasern so fest aneinander bindet, daß die guten Eigenschaften des
Teppiche erreicht werden. Diese Wärmebehandlung kann selbstverständlich nur dann
zu
optimalen Brgebnissen führen, wenn die Temperaturen, die für das Verschmelzen der
Textilfasern verwendet werden, so abgestimmt sind, daß zwar ein leichtes oberflächliches
Anschmelzen der einzelnen synthetischen Fasern erfolgt, nicht jedoch ein Sintern
oder gar Abbrennen dieser Basern. Dies würde bedeuten, daß die gegenteilige.Wirkung
erreicht wird, die man erzielen will, nämlich, daß die Fasern in ihrer Festigkeit
so geschädigt werden, daß gerade die guten Eigenschaften, die man erreichen will,
verhindert werden. Die Einwirkung der Temperatur muß also so erfolgen, daß die Temperaturhöhe
genau auf die Art der Faser, die im jeweiligen Teppich enthalten ist, abgestimmt
ist.
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Die Bestimmung von Temperaturhöhe und Erhitzungsdauer für jeden Einzelfall
erfordert jedoch einfache Vorversuche, die im Rahmen der Bähigteiten eines durchschnittlichen
Fachmannes liegen. Aufgrund der technischen Lehre der vorliegenden Anmeldung ist
es also ohne weiteres erfinderisches Zutun möglich, die optimalen Bedingungen in
Abhängigkeit von den zur Herstellung der Fußbodenbeläge verwendeten Materialien
hinsichtlich der erfindungsgemäßen Wärmebehandlung festzulegen. Für die eingesetzten
Materialien, die gegenwärtig am meisten verwendet werden, werden im folgenden die
bevorzugten Behandlungstemperaturen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl für Fußbodenbeläge, die
einen Träger für die eigentliche textile Faser besitzen, als auch für solche, die
aus einer trägorlosen Fifzschicht bestehen, geeignet. Als Material für die textile
Faser kommen insbesondere die für diesen Zweck bereits bekannten thermoplastischen
Materialien in Betracht, von denen die wichtigsten geeignete Polyester-, Polyamid-,
Polyurthan-, Polyalkylen-, Polyacrylat- und Polyacrylnitrilmaterialien sind.
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Als Polyester kann vorteilhaft ein Terephthalsäureglykolester mit
etwa 2 - 8 Kohlenstoffatomen im Glykolrest verwendet werden, wobei ein Glykolrest
mit 6 Kohlenstoffatomen bevorzugt wird.
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Die Behandlungstemperaturen für eine derartige Ausführungsform liegen
zweckmäßig zwischen etwa 250 - 35000. Vorzugsweise wird eine Temperatur um 300°C
angewendet.
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Ein geeignetes Polyamidmaterial besteht aus Polyadipinsäurehexamethylenamid
(6,6-Polyamid) während als Polyurethan vorteilhaft Polycaprolaktam (6-Polyamid)
verwendet werden kann.
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Bei diesen Materialien wird die Wärmebehandlung in der Regel bei einer
Temperatur von 2500 bis 6000C vorgenommen, wobei Temperaturen um 400°C bevorzugt
werden.
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Als thermoplastisches Polyalkylenharz hat sich für den vorliegenden
Zweck insbesondere Polypropylen durchgesetzt, das vorzugsweise einen isotaktischen
Ausbau zeigt und ein Molekulargewicht von 30 000 bis 500 000 besitzt. Die Behandlungstemperatur
für derartiges Polypropylen beträgt zweckmäßig etwa 120 bis 18COC.
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Zu einem thermoplastischen Material, das ebenfalls mit gutem Erfolg
verwendet werden kann, zählt Polyacrylnitril, das vorzugsweise ein Molekulargewicht
zwischen etwa 15 000 bis 250 000 besitzt. Die Behandlungstemperatur für ein solches
Material liegt zweckmäßig bei etwa 200 - 2500C, Auch die Textureinstellung für erfindungsgemäß
behandeltes Teppichmaterial liegt im bisher üblichen Rahmen. Vorzugsweise werden
Fasern mit Werten zwischen 2,5 bis 500 Denier angewendet, wobei Materialien von
10 - 20 Denier besonders bevorzugt werden.
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Falls ein Träger für die textilen Fasern verwendet wird, kann er grundsätzlich
aus den bereits oben genannten Materialien oder aus bekannten Jutematerialien bestehen.
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Die Art, wie die Behandlungstemperaturen erzeugt werden, also die
Heizquelle, spielt hierbei keine Rolle. Man kann offenes
Gasfeuer
verwenden, es kann aber auch eine elektrische Heizung angewendet werden, wobei ein
Stab, der aufgrund seines elektrischen Widerstandes durch Strom zum Glühen gebracht
wird, verwendet wird. Auch Infrarot-Strahlung ist möglich und zwar sowohl solche,
die mit Gasflammen, wie auch solche, die mit elektrischem Strom erzeugt wird. Schließlich
kann erhitzte Luft verwendet werden. Das Wesentliche ist, daß die Temperatur gleichmäßig
über die gesamte Breite des Teppichs ohne erhebliche Schwankungen einwirkt.
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Die Dauer der Wärmebehandlung ist selbstverständlich ebenfalls von
der Höhe der Behandlungstemperatur, d.h. Temperatur und Abstand der verwendeten
Heizquelle, sowie dem behandelten Material abhängig und kann leicht durch einfache
Vorversuche vom Fachmann ermittelt werden. Bei einer zweckmäkigen Ausführungsform
der Erfindung beträgt der Abstand zur Heizquelle bei Verwendung einer Gasflamme
etwa 3 cm. Da die Bahn des unverfestigten Teppichmaterials mit einer Geschwindigkeit
von etwa 3 - 10 m/min, vorzugsweise mit einer solchen von etwa 5 m/min an der Heizquelle
vorbeigeführt wird, beträgt die direkte Dauer der Einwirkung etwa 0,2 bis 0,6 sec,
vorzugsweise etwa 1/2 sec.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei einer
Verwendung einer Gasflamme diese im Gegenstrom gegen den Teppich so gerichtet, daß
die' Teppich/von unten her von dieser bestrichen wird. Die Anordnung der Flamme
gegenüber dem Teppich ist dabei so, daß noch'eine längere Strecke des Teppich durch
die warme Luft vorgeheizt werden kann. Unter dem Ausdruck "längere Strecke" wird
hier ca. 1,50 bis zu maximal 2,00 m verstanden.
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Das beanspruchte Verfahren wird durch die beiliegende Zeichnung anhand
einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert.
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Es ist ersichtlich, daß eine Bahn aus unverfestigtem Teppichmaterial
aus einer Tuftingmaschine 1 abgenommen und durch Transportrollen 2 weiterbewegt
wird. Die Teppichbahn 3 wird
dabei an geeigneter Stelle mit aus
einem Gasrohr 4 austretenden Flammen 5 behandelt. Das Gasrohr wird durch den Gasbehälter
6 gespeist, wobei die Verbindungsleitung zwischen diesem Behälter und dem Gasrohr
eine Reduzierstück 7 aufweist.
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Das Verfahren soll im folgenden näher an einigen Beispielen erläutert
werden.
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Beispiel 1 Auf einer Tuftingmaschine wird in der Breite von 4 m auf
ein.
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Polypropylenbändchengewebe ein Noppenteppich als geschorene Ware aufgebracht.
Als Faser wird ein Polyamidgarn verwendet.
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Der Abstand der Noppenreihen beträgt etwa 9,5 mm, das verwendete Garn
wird aus einer Tex-Einstellung gewählt, die ein Teppichgewicht von 700 g/m2 erzielen
läßt. Unmittelbar im Anschluß an die Tuftingmaschine befindet sich unterhalb des
mit einer Geschwindigkeit von 1,00 m/min laufenden Teppichbandes ein Gasrohr, das
mit Propangas gespeist wird. Über die ganze Breite des Gasrohres sind Gasöffnungen
mit einem Durchmesser von 1 mm in einem Abstand von 4mm gebohrt. Das Gas wird durch
Reduzierstück und Zündflamme in das Rohr eingeleitet.
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Das Rohr sitzt 80, daß die Flamme schräg von unten in Richtung des
Bandlaufes die Teppichbahn bestreicht. Die Flamme wird so reguliert, daß eine Temperatur
von etwas über 5500 erzeugt wird. Dadurch werden die Garne von der Unterseite her
leicht angeschmolzen und verbinden sich so, daß ein Herausziehen des Garnes durch
das Polypropylenbändchengewebe nach oben nicht mehr möglich ist. Die Teppichbahn
wird anschließend geschoren, so daß ein Velour-Teppich entsteht, und aufgewickelt.
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Beispiel 2 Ein auf ein Mischfaservlies getufteter Teppich von Hoch-Uiefw
struktur, der Breite von 2,10 m, der auf seiner Unterseite keinerlei Verfestigung
trägt, wird mit einer Geschwindigkeit von 6m/min über einen Heizstab geleitet, der
aus einer Siliziumlegierung besteht und durch elektrischen Strom auf eine
Temperatur
von 6800 geheizt ist. Die Temperaturregelung erfolgt über Transformator.
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Das Garn des getufteten Teppich besteht aus Polypropylen.
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Während der Teppich in einem Abstand von 3 1/2 cm über den Heizstab
streicht, werden einzelne Fasern des Polypropylengarns angeschmolzen und verknüpfen
sich so miteinander, daß der Teppich eine feste Form erhält. Nach dem Wenden des
Teppiche wird eine ataktische Polypropylenmasse von 2,8 kg Gewicht pro Quadratmeter
im Schmelzverfahren auf den Teppich aufgebracht und nach dem Auskühlen werden Fliesen
der Abmessungen 40 x 40 cm aus diesem Material gestanzt. Die vor dem Einlaufen in
die Anlage geringe Noppenfestigkeit von 1,3 kg ist auf einen Wert von über 8 kg
pro Noppe gestiegen.
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Beispiel 3 Ein aus einer Mischung von Polyester-, Acryl- und Polyamidfasern
bestehender Nadelfilz, der trägerlos gefertigt wurde, läuft unmittelbar nachdem
er das Nadelbett passiert hat, über ein Rohr. Die dem Nadelfilz zugekehrte Seite
des Rohres trägt über seine ganze Länge einen Schlitz von 0,6 mm. Das Rohr wird
von beiden Seiten durch Heißluft von 4500 gespeist.
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Die heiße Luft wird erzeugt indem sie kurz vor dem Eintritt in das
Rohr über eine glühende Heizspirale geleitet wird. Der Druck der Luft beträgt 1,2
at. Die Luft dringt von der Unterseite her in den Nadelfilz ein und verschmilzt
eine gewisse Anzahl von Fasern mit den nebenliegenden Fasern, so daß eine genügende
Verfestigung stattfindet, um dem Teppich einen Halt zu geben, der für eine mittlere
Belastung ausreicht. Der Teppich wird anschließend. gerollt und als Spannteppich
verwendet.