DE3586160T2

DE3586160T2 - Durch extrudieren geschichtete teppichrueckseite und verfahren zur herstellung derselben.

Info

Publication number: DE3586160T2
Application number: DE8585305752T
Authority: DE
Inventors: Frain, Iii; Donald Ross Hazelton; Edgar Wesley Young
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1984-09-27
Filing date: 1985-08-13
Publication date: 1992-12-03
Anticipated expiration: 2005-08-14
Also published as: EP0177144A2; US4673604A; DE3586160D1; JPS6179641A; CA1254371A; EP0177144A3; EP0177144B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Teppichkonstruktion und ein Herstellungsverfahren. Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung eine Tufted-Teppich-Konstruktion mit einem primären Teppichrücken aus Polyolefin, der mit einer dünnen, elastomeren Folie beschichtet ist.
Tufted-Teppiche werden nach einem Verfahren hergestellt, bei dem Nadelflor oder Bündel von Teppichfasern in einen primären Teppichrücken (PCB) aus gewebtem oder ungewebtem Stoff eingesteppt werden. Der gewebte Stoff umfaßt im allgemeinen Jute, Polypropylenfasergarn usw. und der nicht-gewebte Stoff (Vliesstoff) umfaßt Polypropylenvlies usw. Im Anschluß an das Tuften wird mit geeigneten Klebstoffen ein zweiter Teppichrücken an dem PCB befestigt. Die Erfindung betrifft insbesondere den PCB und seine Herstellung.
Beim Tuften von Teppich mit Obergarnen zur Bildung eines graphischen, geometrischen Musters ist es äußerst wichtig, daß jedes Faserbüschel präzise plaziert wird und fixiert bleibt. Sogar der geringste Versatz oder die geringste Wanderung der Faserbüschel ist aufgrund des resultierenden unregelmäßigen Musters sichtbar. Insbesondere Versatz in diagonaler Richtung ist störend, weil kleine Kräfte zu einer Dehnung in dieser Richtung führen. Diese Faserbüschelstabilität ist besonders wichtig bei Teppichfliesen, da die Notwendigkeit besteht, daß die gleichmäßigen geometrischen Muster der Fliese erhalten bleiben, wenn sie installiert werden. Das Tuften mit feinem Stichmaß, das bei einem Teppich mit geometrischem Muster verwendet wird, hilft hinsichtlich des Musterstabilitätsproblems. Der hier verwendete Ausdruck "Tuften mit feinem Stichmaß" (fine gauge tufting) bedeutet eine Stichfeinheit von 1/25 bis 5/32, vorzugsweise 1/25 bis 5/64, wobei Garne mit 850 bis 3700 Denier, vorzugsweise 850 bis 2200 Denier verwendet werden.
Ungewebte Rücken werden häufig auf Tuftmaschinen mit sehr feinem Stichmaß verwendet wie denjenigen, die bei der Herstellung von geometrischen Mustern benötigt werden, weil die isotrope Natur der Vliesstoffe eine ausgezeichnete Stichplazierung erlaubt, was zu einer glatten, regelmäßigen Teppichoberfläche führt. Das Steppen wird meistens entsprechend dem Verfahren einer Nähmaschine durchgeführt. Ein mit dem Nadeltuften von Vliesstoffen verbundenes Problem besteht jedoch darin, daß die Nadeln das Substrat durchdringen und beim Zurückziehen ein Loch hinterlassen. Das Loch weist ungefähr die gleiche Größe auf wie die Nadel und schließt sich nicht, wodurch die Basis der Faserbüschel in dem Substrat lose gehalten wird. Darüber hinaus müssen, falls es notwendig wird, gerissene Nadelbüschel auszubessern, zusätzliche Löcher gestochen werden, die das Substrat weiter schwächen. Ein weiteres Problem besteht darin, daß in dem Gewebe Löcher in Richtung des Maschienbetriebs in Reihe angeordnet sind, so daß die Festigkeit des Materials verringert wird. Die Teppichfestigkeit wird wichtig, wenn der Teppich zum Verlegen gedehnt werden muß. Darüber hinaus schädigt Tuften, wenn mehrfach fein übersteppende Maschinen verwendet werden, das ungewebte Substrat sogar noch mehr.
Wenn gewebte Stoffe als primärer Teppichrücken beim Tuften mit feinem Stichmaß verwendet werden, tritt während des Steppvorgangs wegen der Ungleichmäßigkeit des Stoffes häufig eine Nadelablenkung auf. Hierdurch wird ein unregelmäßiges Muster erzeugt und häufig Faserbüschel verschoben und unebene Teppichoberflächen erhalten. Darüber hinaus führen die Nadeln zum Zerreißen der Stoffgarne, wodurch dimensionale Stabilitätsprobleme hervorgerufen werden, da die zerrissenen Garne die Faserbüschel nicht sicher verankern.
Wie oben erwähnt, betrifft die Erfindung allgemein die Extrusionsbeschichtung eines Polyolefin-PCBs. Eine Zahl von Patenten beschreibt das Beschichten von Teppichrücken mit verschiedenen thermoplastischen Materialien. Diese Patente und Patentanmeldungen schließen die GB-A-2 067 576, US-A-3 882 260, 4 370 189, 3 264 167 und GB-A-113 271 und 150 006 ein. Die US-B-501 415 beschreibt ein Verfahren und eine Struktur, bei dem/der eine Heißschmelzklebstoffzusammensetzung auf einen Rücken eines bereits getufteten Teppichs extrudiert wird/worden ist. Die US-A- 4 035 533 verwendet eine Folienschicht, die vor dem Tuften angrenzend an das Rückengewebe angeordnet und anschließend geschmolzen wird. Diese Patente verwenden jedoch Extrusionsbeschichtung oder bedürfen eines geschmolzenen Klebstoffs, um an Oberflächengarnen zu haften, nachdem der Tuftvorgang beendet worden ist. Der Kontakt mit geschmolzenem Material hat die Hauptfunktion der Verankerung der Faserbüschel der Oberflächengarne an Ort und Stelle.

Zusammenfassung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Teppichstruktur umfaßt einen primären Teppichrücken aus Polyolefin (vorzugsweise Polypropylen), der mit einer Elastomer enthaltenden Folie beschichtet ist, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Mischung von (a) einem olefinischen Elastomer, (b) einem Ethylencopolymer und (c) einem Propylenpolymer umfaßt, und eine Vielzahl von Faserbüscheln aufweist, die in den primären Teppichrücken und die Elastomer enthaltende Folie eingesteppt sind.
Das Verfahren umfaßt die Extrusion des elastomeren Materials, vorzugsweise als heiße Schmelze auf einen Polyolefinstoff (gewebt oder ungewebt), Bilden eines mit einer Folie aus einem elastomeren Material beschichteten, primären Teppichrückens und anschließendes Steppen des primären Teppichrückens mit Obergarn, um einen Tufted-Teppich zu liefern, wobei der Kontakt zwischen den Obergarnen und dem geschmolzenen Polymer vermieden wird. Die Beschichtung kann auf jeder Seite oder beiden Seiten des PCB vorhanden sein. Vorzugsweise wird das Tuften mit einem feinen Stichmaß im Bereich von 32 bis 5 Stichen pro Zentimeter und mit einem Garn mit 850 bis 3700 Denier durchgeführt, vorzugsweise mindestens 7 Stichen pro cm, am meisten bevorzugt 32 bis 7 Stichen pro cm und einem Garn mit 850 bis 2200 Denier.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die Erfindung kann in Verbindung mit herkömmlichen, als primäre Teppichrücken (PCB) verwendeten Stoffen angewendet werden. Diese schließen gewebte Polypropylen- (PP), Polyester- und ungewebte Polypropylenrücken ein. Kurz gesagt, ist der PCB so konstruiert, daß das Gewebe vor dem Tuftvorgang mit einer dünnen elastomeren Folie ausgestattet wird. Die elastomere Folie erfüllt mehrere wichtige Funktionen einschließlich den folgenden: (1) ausgezeichnete Stichplazierung und ausgezeichneten Stichverschluß, (2) sehr geringe Obergarnverschiebung, (3) verbesserte Festigkeit des PCB, (4) der PCB kann ohne weitere Schwächung des Substrats ausgebessert werden, (5) der PCB bietet ausgezeichnete isotrope Eigenschaften und (6) der PCB eliminiert das Ausfransen, Auflösen und Zurückziehen der Kanten.
Diese Vorteile sind insbesondere bei der Herstellung von graphischen, geometrischen Mustern mittels Tuften mit feinem Stichmaß, wo ein nur geringer Faserbüschelversatz toleriert werden kann. Wenn die Folie verwendet wird, um einen gewebten Stoff zu beschichten, sichert sie die Kettgarne und Füllgarne zusammen, so daß, wenn die Nadeln durch das beschichtete Gewebe dringen, keine seitliche Bewegung von Nadel oder Garn auftritt, die einen Faserbüschelversatz hervorrufen würde. Die elastomere Folie verhindert ferner oder inhibiert zumindest jedes Garnreißen, das von dem Eindringen der Nadel herrührt. Wenn die Folie zur Beschichtung sowohl von gewebtem als auch ungewebtem Stoff verwendet wird, verankert ihre elastomere Natur die Faserbüschel an deren Basis, wodurch der Teppich weiter stabilisiert wird.
Die Folie mit elastomeren Eigenschaften vermittelt dem primären Teppichrücken isotropes Verhalten, was besonders bei gewebtem Stoff wichtig ist. Daher ist der Versatz von Oberflächengarnen, die das Muster bilden, in keine spezielle Richtung vergrößert, wenn der fertige Teppich in irgendeiner Richtung gedehnt wird.
Der PCB, der mit der erfindungsgemäßen, elastomeren Folie beschichtet sein kann, schließt herkömmliche Web- und Vliesstoffe aus PP ein. Die gewebten Stoffe schließen typischerweise Gewebe mit (Schuß pro cm) 7 bis 11 Kettenden pro cm und 3 bis 8 Schußgarnen pro laufendem cm ein. Das Gewebe kann Endlosgarne und - bänder sowie Folienband mit 350 bis 1300 Denier umfassen.
Obwohl eine große Vielfalt von Harzmischungen verwendet werden kann, um den primären Teppichrückenstoff per Extrusion zu beschichten, ist das bevorzugte Material ein Polyolefin, das eine kleine Menge elastomeres Material enthält. Diese Beschichtungszusammensetzung kann daher aus einer Mischung von einem Polyolefin (wie Ethylen- und Propylenpolymeren und -copolymere) und einem Elastomeren (wie Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR), Ethylen-Propylen-Dien-Materialien (EPDM) oder Polyisobutylen (PIB) hergestellt werden. Wenn ein Polypropylen(PCB)stoff verwendet wird, sollte das Polyolefin zwecks Kompatibilität vorwiegend aus Polypropylen mit geringen Mengen Elastomer bestehen. Ein Ethylencopolymer sollte ebenfalls vorhanden sein, um die Haftung und Verarbeitbarkeit zur Coextrusion zu verbessern.
Die Konzentration des Elastomers sollte ausreichend sein, um die Eigenschaften der Faserbüschelverankerung und PCB-Stabilität wie oben beschrieben zu vermitteln. Elastomerkonzentrationen von 1 bis 20 Gew.-% in der Mischung von Elastomer und Polyolefin sind zufriedenstellend. Um die besten Ergebnisse zu erreichen, sollte die Beschichtung drei Komponenten umfassen, die in den folgenden Konzentrationen (bezogen auf das Mischungsgewicht) gemischt sind: Konzentration Bevorzugte Konzentration Komponente A: olefinisches Elastomer Komponente B: Ethylencopolymer Komponente C: Propylenpolymer

Komponente A:

Die olefinische Elastomerkomponente der Zusammensetzung kann ein Ethylencopolymerelastomer wie ein Copolymer von Ethylen mit höherem α-Olefin umfassen. Bevorzugte Ethylenelastomercopolymere schließen EPR (Bezeichnung von EPM gemäß ASTM D-1418-72a für ein Ethylen-Propylen-Elastomercopolymer) oder EPDM (Bezeichnung gemäß ASTM D-1418-72a für ein Ethylen-Propylen-Dien-Elastomerterpolymer) ein. Auch sind PIB-Kautschuke, Butylkautschuke und halogenierte Butylkautschuke brauchbar.
Bevorzugte Ethylenelastomercopolymere, die hier verwendet werden können, umfassen 30 bis 90 Gew.-% Ethylen, bevorzugter 35 bis 80 Gew.-% Ethylen und am meisten bevorzugt 50 bis 80 Gew.-% Ethylen. In manchen Fällen kann in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ein mit Öl verdünntes Elastomer verwendet werden.
EPDM ist ein Terpolymer von Ethylen, einem höheren α-Olefin wie Propylen und einem nicht-konjugierten Dien. Bei manchen Elastomeren kann das nicht-konjugierte Diolefin ein Diolefin mit geradkettiger, verzweigtkettiger oder cyclischer Kohlenwasserstoffgruppe mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomen sein.
Von den zur Herstellung dieser Copolymere typischerweise verwendeten nicht-konjugierten Dienen sind Dicyclopentadien, 1,4- Hexadien, 5-Methylen-2-norbornen und 5-Ethyliden-2-norbornen bevorzugt, wobei 5-Ethyliden-2-norbornen (ENB) und 1,4-Hexadien besonders bevorzugte Diolefine sind. EDPM-Elastomere und ihre Herstellungsverfahren sind den Fachleuten bekannt. Mit Öl verlängerte EPDM-Elastomere können auch verwendet werden. Bevorzugte EPDM-Elastomere enthalten 30 bis 90 Gew.-% Ethylen und am meisten bevorzugt 50 bis 80 Gew.-% Ethylen sowie 0,5 bis 15 Gew.-% des nicht-konjugierten Diolefins.
Das erfindungsgemäß brauchbare olefinische Elastomer kann auch ein Polyisobutylen, ein Copolymer von Isobutylen und Isopren (im allgemeinen als Butylkautschuk bekannt) oder ein halogeniertes Copolymer von Isobutylen und Isopren (im allgemeinen als halogenierter Butylkautschuk bekannt wie chlorierter, bromierter oder chlorbromierter Butylkautschuk) sein. Butylkautschuk ist ein vulkanisierbares Kautschukcopolymer, das 85 bis 99,5 % an kombiniertem Isoolefin mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen und 0,5 bis 15 % an kombiniertem, konjugiertem Diolefin mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen enthält. Solche Copolymere und ihre Herstellung sind bekannt und im allgemeinen ist das Isoolefin eine Verbindung wie Isobutylen und das Diolefin ist eine Verbindung wie Butadien oder Isopren. Halogenierte Butylkautschuke sind ebenfalls bekannt; chlorierter und bromierter Butylkautschuk enthalten im allgemeinen mindestens 0,5 Gew.-% kombiniertes Halogen und bis zu 1 Atom Halogen pro Doppelbindung in dem Copolymer; chlorbromierter Butylkautschuk enthält im allgemeinen 1,0 bis 3,0 Gew.-% Brom und 0,05 bis 0,5 Gew.-% Chlor.

Komponente B:

Die Ethylencopolymere schließen diejenigen von Ethylen und α- Olefinen mit 3 bis 16 Kohlenstoffatomen wie Propylen oder 1- Buten ein. Auch sind Copolymere von Ethylen mit ungesättigten Estern einer niederen Carbonsäure oder mit einer ungesättigten Carbonsäure eingeschlossen. Insbesondere können Copolymere von Ethylen mit Vinylacetat (EVA), mit Acrylsäure (EAA) oder Methacrylsäure oder mit Acrylaten wie Methylacrylat und Ethylacrylat verwendet werden. Die einzusetzenden Polyethylencopolymere enthalten im allgemeinen 50 bis 99 Gew.-% Ethylen, am meisten bevorzugt 60 bis 95 Gew.-% Ethylen. EVA mit 5 bis 40 Gew.-% Vinylacetat und EAA mit 5 bis 40 Gew.-% Acrylsäure sind besonders bevorzugt.
Ein bevorzugter Schmelzindex (ASTM D-1238, Bedingung E) für Komponente B beträgt 1 bis 20, bevorzugter 2 bis 10.

Komponente C:

Die erfindungsgemäße Propylenpolymerkomponente kann Polypropylenhomopolymer wie dasjenige sein, das bei der Herstellung von primären Teppichrücken verwendet wird. Diese Homopolymere sind hochkristallin, isotaktisch oder syndiotaktisch. Die Polypropylenkomponente kann auch ein Copolymer sein, das als Polypropylenreaktorcopolymer bezeichnet wird und entweder ein statistisches oder ein Blockcopolymer ist, das kleinere Mengen α-Olefincomonomer mit 2 bis 16 Kohlenstoffatomen enthält.

Andere Additive:

Die Zusammensetzung kann auch ein Extender- Kohlenwasserstofföl enthalten, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%, wie in der US-A-4 303 571 beschrieben ist, das als Verarbeitungshilfsmittel fungiert. Öle, die unter den Warenzeichen "Flexon" und "Sunpar" verkauft werden, sind geeignete Verarbeitungshilfsmittel für die erfindungsgemäßen Zwecke. Die Zusammensetzung kann auch Füllstoffe wie Calciumcarbonat und andere herkömmliche Additive wie Verarbeitungshilfsmittel und Stabilisatoren enthalten.
Die Herstellung von erfindungsgemäß brauchbaren Zusammensetzungen kann auf mehreren verschiedenen Wegen erreicht werden. Die verschiedenen Komponenten können miteinander in innigen Kontakt gebracht werden, z.B. durch trockenes Mischen dieser Materialien, und dann kann die Gesamtzusammensetzng durch einen compoundierenden Extruder geführt werden. Alternativ können die Komponenten direkt in eine Mischvorrichtung wie einen compoundierenden Extruder, kontinuierlichen Mischer mit hoher Scherung, eine Zweirollenmühle oder einen internen Mischer wie einen Banbury-Mischer eingeführt werden. Die zuvor beschriebenen gegebenenfalls vorhandenen Bestandteile können der Zusammensetzung während dieses Mischvorgangs zugesetzt werden. Es ist auch möglich, in einem Extruderabschnitt eines Extrusionsbeschichtungsgeräts Schmelzmischen zu bewirken. Insgesamt ist es das Ziel, eine gleichförmige Dispersion aller Bestandteile zu erreichen und dies wird schnell erreicht, indem ausreichende Scherung und Hitze induziert wird, um die Kunststoffkomponente(n) zum Schmelzen zu bringen. Es sollten jedoch Zeit und Temperatur des Mischens kontrolliert werden, wie es vom Fachmann normalerweise gemacht wird, um so einen Molekulargewichtsbau zu vermeiden.
Wie früher erwähnt wird die elastomere Folie per Extrusionsbeschichtung auf den PCB-Stoff aufgebracht. Der Ausdruck "Extrusionsbeschichtung" bezeichnet, so wie er hier verwendet wird, ein Beschichtungsverfahren, bei dem eine geschmolzene, thermoplastische Zusammensetzung wie zuvor beschrieben auf ein PCB- Substrat extrudiert wird.
Die Extrusionsbeschichtung des PCB-Stoffs kann auf einer herkömmlichen Extrusionsbeschichtungsanlage durchgeführt werden, die kommerziell erhältlich ist. Es ist gefunden worden, daß bei typischen, kommerziellen Beschichtungsbahngeschwindigkeiten wie in den hier angegebenen Beispielen gezeigt die elastomere Zusammensetzung leicht auf PCB-Substrate extrudiert werden kann.
Der Tuftvorgang kann auch auf herkömmlichen Tuftanlagen durchgeführt werden, von denen eine in den Beispielen beschrieben ist.
Die elastomere Mischung kann auf den PCB-Stoff extrudiert werden, um eine dünne Folie von 12 bis 250 µm zu bilden, wobei Dicken von weniger als 125 µm, wünschenswerterweise von 25 bis 125 µm bevorzugt sind.
Der beschichtete Stoff wird dann getufted, um Obergarne in den gewünschten Mustern anzuordnen. Die beschichtete Folie kann entweder auf einer oder beiden Seiten vorhanden sein. Herkömmliche Tuftanlagen können bei Steppabständen von 10 bis 2,5 Stichen pro cm verwendet werden. Darüberhinaus kann jedes Obergarn verwendet werden einschließlich herkömmliche Nylon-, Polyester-, Acryl- oder Rayongarne mit 850 bis 3700 Denier.
Die folgenden Beispiele demonstrieren die Überlegenheit des PCB, der erfindungsgemäß konstruiert ist, gegenüber einem gemäß dem bekannten Stand der Technik konstruierten PCB:

Extrusionsbeschichtungsausrüstung:

Extruder: 15,24 (6 Inch) Durchmesser Egan-Extruder, der in eine 380 cm Schlitzform bei 285ºC entlädt. Extrusionsbeschichtungsmaterial: Konzentrat Ethylencopolymer Elastomer Anderes Harz kristallines Polypropylen&sup6; Extender-Öl&sup4; Verschiedenes ¹ - Das EVA enthält 18 Gew.-% VA und hat einen Schmelzindex von 2,5 dg/min bei 190ºC. ² - Das EVA enthält 40 Gew.-% VA und hat einen Schmelzindex von 70 dg/min bei 190ºC. ³ - Das EPR enthält 35 Gew.-% Propylencomonomer und weist eine Mooney-Viskosität ML(1+8) bei 127ºC von 50 auf, und wird als Vistanex 3708 von Exxon Chemical Company verkauft. &sup4; - paraffinischer Kohlenwasserstoff, der als Sunpar 2280 von Exxon Chemical Company verkauft wird. &sup5; - einschließlich 0,25 Gew.-% Irganox 1010, ein Hitzestabilisator (gehindertes Phenol). &sup6; - hergestellt von Eastman und verkauft als Tenite Polypropylen P7673-625P (70 MFR, 0,902 Dichte).

Stoffe des primären Teppichrückens (Substrat)

Gewebtes Polypropylen 9,4 x 4,3, 9,4 x 5,1 (Kettenden pro cm x Schußenden pro cm)
Kettgarne 500 Denier (ungefähr)
Füllgarne 1000 Denier (ungefähr)
Stoffbreite - 386 cm.

Extrusionsbeschichtungsverfahren:

Das Konzentrat wurde zusammen mit dem PP-Harz direkt in den Extruder in einem Verhältnis von 1:5 gegeben, um die Beschichtungsmaterialmischung zu bilden.
Eine 381 cm Folie aus dem elastomeren Beschichtungsmaterial wurde auf das 386 cm breite gewebte Polypropylen von jedem der beiden PCB-Substrate (9,4 x 4,3 und 9,4 x 5,1) extrudiert. Die elastomere Folie wurde mit Geschwindigkeiten von 51,82 m pro Minute (170 fpm) und einer Dicke von 25 bis 50 µm beschichtet. Der 9,4 x 5,1 Stoff wurde nur für Vergleichsversuche ebenfalls mit PP beschichtet.

Tuftverfahren:

76,2 cm breite und 4,6 cm lange Proben des beschichteten Stoffes wurde geschnitten und in einem graphischen Muster getuftet, wobei Tuften mit mehrfachem feinen Übersteppen verwendet wurde. Die Proben wurden mit der Beschichtung nach unten mit 3,1 Stichen pro cm und 4,7 Stichen pro cm mit 1800 und 2200 Denier Nylonobergarn getuftet.

Testverfahren von beschichteten Teppichrücken mit einem Instron- Instrument

Zugfestigkeit: ASTM Nr. D-1682
Dehnung: ASTM Nr. D-1682
Reißen: ASTM Nr. D-3786
Einstechen: ASTM Nr. D-3787
Schälen: ASTM Nr. D-903

Testverfahren bei getuftetem, beschichtetem Teppich mit einem Instron-Instrument

Zugfestigkeit: ASTM Nr. D-1335
Dehnung: ASTM Nr. D-1335
10 % Verlängerung: ASTM Nr. D-1682T
Tabelle I zeigt die Daten für den gewebten PCB (vor dem Tuften) ohne Beschichtung und mit Beschichtung. Tabelle 1 Extrusionbeschichteter PCB kg Zug % Dehnung Gewicht Reißen Einstich Schälen kg Folie Kette Schuß Dicke (nur mit PP beschichtet) (mit elastomerer Folie beschichtet) nicht abschälbar (Folie zu dünn) (1) gemessen (2) berechnet
Wie aus Tabelle I ersichtlich ist, erhöhte die Extrusionsbeschichtung die Zugfestigkeit des PCB in beide, die Schuß- und Füllrichtungen. Darüber hinaus erhöhte die elastomere Beschichtung die Qualität der Einstichfestigkeit und Schälfestigkeit und die Prozent Dehnung des PCB im Vergleich zu einem mit PP beschichteten PCB.
Tabelle II zeigt die Daten von einem Tufted-Teppich mit einer darauf co-extrudierten elastomeren Beschichtung. Tabelle II Zug - Newton (lbs in Klammern) Dehnung % 10 % Verlängerung - Newton (lbs in Klammern) Stich Beschichtung Kette Schuß Diagonale Kontrolle Elas-Folie
Die Kontrollprobe war ein 9,4 x 5,9 cm gewebter PCB (496 Kettendenier und 1187 Fülldenier), der vor dem Tuften mit Nadelstichen versehen wurde. Dieser PCB ist von der Art, die im allgemeinen bei der Herstellung von graphischen Stoffen verwendet wird. Die hohe Schußzahl/cm (5,9) in der Füllung steigert die Stabilität von graphischen Mustern.
Die Daten zeigen eindeutig die Verbesserungen bei einem erfindungsgemäß konstruierten PCB hinsichtlich der Versatzstabilität gegenüber dem Kontroll-PBC in der diagonalen Richtung (d.h. diagonal - in eine Richtung zwischen der Maschinenrichtung und einer Querrichtung). Wie im Hinblick auf den Kontroll-PBC ersichtlich ist, sind nur sehr geringe Kräfte notwendig (0,73 lbs, 0,33 kg), um eine 10 % Diagonalausdehnung zu erreichen, die zu einem Musterversatz führt. Eine Dehnung von dieser Größe kann bei vielen graphischen, geometrischen Mustern nicht toleriert werden. Der erfindungsgemäß konstruierte PCB steigert den Widerstand gegenüber Dehnung in der Diagonalrichtung im Vergleich zu dem Kontroll-PCB um mehr als das dreifache. Dies ist besonders überraschend, wenn man sich klar macht, daß bei dem Kontroll-PCB mehr Schußgarne [5,9 (1187 Denier) gegenüber 4,3 oder 5,1 (997 Denier)] verwendet werden. Die Kettgarne des Kontroll-PCB waren etwa vom gleichen Denier wie diejenigen der extrusionsbeschichtete Probe. Die höheren Werte des Kontroll-PCB bei 10 % Versatz in den Kett- und Füllrichtungen zeigen die größeren Mengen Polypropylen in diesen Richtungen.

Nadeleinstichtests

Proben der drei in den Versuchen beschichteten Stoffe wurden unter Verwendung eines kommerziellen Nadeleinstichgeräts mit Nadelstichen versehen. Auf Basis von Beobachtungen während der Nadeleinstichtests war die Nadeldurchdringung bei den elastomerbeschichteten Proben viel besser als bei der mit Polypropylen beschichteten Probe. Das brüchige Polypropylen scheint während der Tests übermäßige Gerätevibration und Nadelablenkung zu verursachen.
Von jeder Probe wurden im Anschluß an die Nadeleinstichtests Mikrobilder angefertigt. Der mit PP beschichtete Stoff zeigte brüchiges Reißen und Rißfortpflanzung sowohl in der Beschichtung als auch in den Garnen. Der elastomerbeschichtete Stoff zeigte jedoch nur sehr geringes Reißen. Wichtiger ist jedoch, daß die Elastomereigenschaft der Beschichtung das Material dazu bringt, nach dem Herausziehen der Nadel das Loch wieder abzudecken. Dies ist wichtig, da diese erneute Bedeckung die Faserbüschel während des Tuftvorgangs an ihrem Platz verankert, was zu einem gleichmäßigen, regelmäßigen Obergarnmuster führt.
Zusammengefaßt bietet die Erfindung gegenüber dem Stand der Technik bei der Herstellung des PCB (geringer Nadelversatz), bei der Installation (geringer diagonaler Versatz) und bei der Stabilität des PCB (vollständiges Verankern der Garne an ihrem Platz) mehrere Vorteile.

Claims

1. Teppich, der (a) einen primären Teppichrücken aus Polyolefin, das auf mindestens einer Seite eine coextrudierte, dünne, Elastomer enthaltende Folie aufweist, und (b) Obergarne umfaßt, die in den primären Teppichrücken und die Elastomer enthaltende Folie eingesteppt sind.

2. Teppich nach Anspruch 1, bei dem der Teppichrücken gewebter Stoff ist und das 850 bis 2200 Denier aufweisende Obergarn in einem Muster von mindestens 7 Stichen pro cm in den Teppichrücken eingesteppt ist.

3. Teppich nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem der primäre Teppichrücken aus gewebtem Polypropylen (PP) besteht und die Folie eine Mischung von 1 bis 20 Gew.-% Polyolefinelastomer und 80 bis 99 Gew.-% Polyolefin umfaßt.

4. Teppich nach Anspruch 3, bei dem die Folie eine Mischung von

(a) 1 bis 20 Gew.-% olefinischem Elastomer,

(b) 4 bis 30 Gew.-% Ethylencopolymer und

(c) 50 bis 95 Gew.-% Propylenpolymer umfaßt.

5. Teppich nach Anspruch 4, bei dem die Mischung ferner ein Extender-Kohlenwasserstofföl einschließt.

6. Teppich nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, bei dem das Copolymer EVA- oder EAA-Polymer ist.

7. Teppich nach Anspruch 1, bei dem der primäre Teppichrücken aus ungewebtem Stoff (Scrim) besteht.

8. Teppich nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Folie weniger als 125 µm (Mikrons) dick ist.

9. Teppich nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Folie mittels Schmelzcoextrusion an den Teppichrücken geklebt worden ist.

10. Verfahren zur Herstellung einer Teppichkonstruktion, bei dem:

(a) auf einen primären Teppichrücken aus Polyolefin eine dünne Folie, die eine Heißschmelzmischung einer größeren Menge eines Polyolefins und einer kleineren Menge eines olefinischen Elastomers umfaßt, extrusionsbeschichtet wird und

(b) anschließend in den beschichteten Teppichrücken Obergarne eingesteppt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Folie eine Mischung von

(a) 1 bis 20 Gew.-% olefinischem Elastomer,

(b) 4 bis 30 Gew.-% Ethylencopolymer,

(c) 50 bis 95 Gew.-% Propylenpolymer und

(d) 1 bis 10 Gew. -% Extender-Kohlenwasserstofföl umfaßt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei die Folie weniger als 125 µm (Mikrons) dick ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem der Teppichrücken aus gewebten Garnen mit 350 bis 1300 Denier besteht, das Oberflächengarn mit 850 bis 2200 Denier in den Teppichrücken mit einem Stichmuster von mindestens 7 Stichen pro cm eingesteppt ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Obergarn Nylon, Polyester, Acryl oder Rayon ist, das so angeordnet ist, daß es auf dem Teppichgewebe ein geometrisches Muster bildet.