DE4140580A1 - Verfahren zur herstellung von vollstaendig recyclingfaehigen teppichen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von vollstaendig recyclingfaehigen teppichen

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel­ lung von Teppichen, die derart beschaffen sind, daß z. B. Alt­ ware vollständig wieder in den Herstellungsprozeß zurückge­ führt werden kann.
Herkömmliche Teppiche werden z. B. im sogenannten Tuftingver­ fahren folgendermaßen hergestellt. Zunächst werden das Pol- und das Grundmaterial (ein vorgefertigtes Vlies) mittels eines Klebers durch einen Synthese- oder Naturlatex miteinander ver­ bunden. Anschließend wird auf der Rückseite ein Synthese- Latexschaum oder ein textiler Rücken aufgebracht. Das Polmate­ rial (Garnfasern) und das Grundgewebe sind im allgemeinen aus Chemiefasern hergestellt. Diese synthetischen Fasern sind i.a. Polyamid, Polyester, Polyacryl und Polypropylen. Auch können die Polmaterialien aus Naturfasern bzw. Cellulosefasern beste­ hen bzw. solche enthalten.
Aus diesen Chemiefasern wird ein Garn erstellt. Dieses Garn wird mittels der Tuftingmaschine in das Grundgewebe eingear­ beitet. Dabei wird mittels einer Nadel das Garn in das Untergewebe eingestochen und durch einen Greifer festgehalten. Es entsteht eine Schlinge, die lose in dem Grundmaterial eingearbeitet ist. Handelt es sich beim Herstellungsprozeß um eine Veloursqualität, so wird diese Schlinge mittels eines Messers aufgeschnitten. Diese so eingearbeiteten Garne haben keine feste Verbindung mit dem Grundmaterial.
Die Grundmaterialien bestehen aus Bändchengewebe oder Vliesen. Eine weitere Variante ist ein Bändchengewebe mit einer Vlies­ auflage. Die hierfür verwendeten Materialien sind ebenfalls Synthesefasern, meist aus Polypropylen oder Polyester, das auch als bikomponente Faser Polyamid/Polyester vorliegen kann.
Um das Polmaterial und den Träger miteinander zu verbinden, muß ein Kleber aufgebracht werden. Das Aufbringen des Klebers erfolgt i.a. über eine wäßrige Dispersion. Diese wäßrige Dispersion besteht aus Syntheselatex und Anteilen an Stabili­ satoren, Seifen und Füllstoffen. Nach dem Aufbringen und Trocknen dieser Latexierung wird noch ein Schaum aufgetragen, der aus Syntheselatex, Vulkanisationspaste, Füllstoffen, Seife und Stabilisatoren hergestellt ist. Dabei weisen die zur Her­ stellung verwendeten Materialien eine unterschiedliche Zusam­ mensetzung auf, so daß Gebrauchtware nicht in den Teppichher­ stellungsprozeß zurückgeführt werden kann. Darüber hinaus stellt der verwendete Latex eine deutliche Umweltbelastung dar, die Fasern können nicht vom Latex getrennt werden. Die zum Verbinden der Fasern mit dem Vlies, d. h. zur Polymerisa­ tion des Latex, benötigte Wärme setzt aus diesem beträchtliche Mengen an schädlichen Substanzen frei. Es sind dies insbeson­ ders Vinylcyclohexan, Styrol, Phenylcyclohexan und Toluol.
Die vorliegende Erfindung hat sich demgegenüber die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe Teppiche hergestellt werden können, deren Materialzusammensetzung ein direktes, vollständiges Recycling erlaubt und bei dessen Her­ stellung die Emittierung von Schadstoffen ausgeschlossen bzw. wesentlich herabgesetzt ist.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einem Verfahren zur Herstellung von vollständig recyclingfähigen Teppichen, insbesondere im Tuftingverfahren, wobei zunächst als Unterge­ webe ein Trägervlies vorgelegt und anschließend in dieses Garn in das Vlies eingearbeitet wird, bei welchem man erfindungsge­ mäß als Vlies, Garn und Kleber jeweils gleiche Materialien einsetzt, wobei das Vlies aus einem Gemisch von Fasern mit höherem und niedrigerem Schmelzpunkt besteht durch Erwärmen in an sich bekannter Weise verfestigt wird und man auf das Vlies nach dem Einarbeiten des Garns eine Folie, ein Pulver, Fasern oder eine wässrige, das gleiche Material enthaltende wässrige Dispersion auf das Vlies aufbringt und auf Schmelztemperatur des Klebers erwärmt.
Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, daß die polyme­ ren Verbindungen, die üblicherweise für die Teppichherstellung dienen, abhängig von den Kettenlängen ihrer Bausteine Schmelz­ klebereigenschaften aufweisen, wobei sie insbesondere copoly­ mer aus langen und kurzen Kettenabschnitten zusammengesetzt sind.
Erfindungsgemäß lassen sich derart Teppiche und Teppichflie­ sen- und Nadelfilze herstellen, die ohne zusätzliche Ausrü­ stung (warm)verformbar sind und sich daher besonders für den Einsatz im Automobilbau eignen.
Der neuartige Teppich ist insgesamt aus ein und demgleichen Kunststoff und kann jederzeit recyclet werden. Hierzu muß der Teppich lediglich gewaschen, gemahlen und aufgeschmolzen wer­ den. Eine Auftrennung in Komponenten entfällt. Aus den wieder hergestellten Fasern (Regeneratfasern) können sowohl Polmate­ rialien als auch Grundgewebe und Rückenausstattung hergestellt werden.
Dieses gilt nicht nur für Bahnware, sondern auch für Fliesen. Der aufgearbeitete Kunststoff kann insbesondere zur Her­ stellung des Grundmaterials und der Rückenausstattung dienen.
Das Verfahren ist umweltfreundlich, da es ohne weitere Chemi­ kalien auskommt und nur der Hitze bedarf. Das Verfahren ist äußerst energiesparend, da nur die Schmelzklebefasern kurzzei­ tig auf die entsprechende Temperatur erhitzt werden müssen. Ein Vulkanisationsprozeß bzw. Reaktionsprozeß zum Abbinden des Latex wie bei den bekannten Verfahren ist nicht erforderlich, da die niedrig schmelzenden Komponenten nur kurzzeitig auf die entsprechende Temperatur gebracht werden müssen. Das Verfahren ist gegenüber den herkömmlichen wesentlich kostengünstiger, da keins großen Investitionen für Beschichtungsanlagen instal­ liert werden müssen.
Das Trägermaterial läßt sich in einfacher Weise folgendermaßen herstellen. Die höher schmelzenden Fasern werden mit den nied­ riger schmelzenden Schmelzbindefasern vermischt und über die erforderliche Breite verteilt. Der Anteil an Schmelzbindefa­ sern beträgt vorteilhaft 5 bis 60%. Die Vliesbahn wird über einen beheizten Kalander gezogen und verfestigt.
In gleicher Weise kann - falls erforderlich - eine zusätzliche Rückenausstattung hergestellt werden. Man kann jedoch bei der Rückenausstattung auf die Schmelzklebefasern verzichten und das Vlies durch Nadeln verfestigen.
Weiterhin kann auch dem Polmaterial (dem Garn) ein Schmelzfa­ seranteil zugegeben werden, um gegebenenfalls eine Steigerung der Verfestigung und eine bressere Stabilisierung des Polmate­ rials im Grundmaterial zu erreichen.
Besonders geeignet für das vorliegende Verfahren sind Garne (Polmaterial), Vliese und Kleber zum Verbinden des Polmateri­ als mit dem Vlies (Folie, Pulver, Fasern, wäßrige Dispersio­ nen) aus Polyamid, Polypropylen und Polyester, die sämtlich durch Kettenlängenmodifizierung auch Schmelzklebeeigenschaften aufweisen.
Die Rückenausstattung in Form des oben erwähnten Vlieses kann erfindungsgsmäß mit dem Obermaterial dadurch verbunden werden, daß man auf das vorgesfertigte Vlies Schmelzklebefasern auf­ bringt und die Rückenausstattung ebenfalls unter Erwärmen anbindet.
Die Schmelzklebematerialien sind vorzugsweise so ausgelegt, daß sie einen Schmelzpunkt von unter 200°C, insbesondere einen solchen von 140°C, aufweisen.
Die Herstellung von Nadelfilz kann so vorgenommen werden, daß der zum Verbinden der Fasern mit dem Vlies erforderliche Kle­ ber den Fasern in Form von Schmelzklebefasern beigemischt ist.
Anhand des nachfolgenden Beispiels wird die vorliegende Erfin­ dung näher erläutert.
Herstellung von Tuftinware
Der Teppich aus Tuftingware besteht aus Grund- und Polmate­ rial, den Garnfasern. Außerdem kann noch eine zusätzliche Rückenausstattung erfolgen.
Das Grundmaterial wird aus Polyamidfasern hergestellt. Hierbei handelt es sich um ein Vlies, das kardiert und anschließend kreuzgelegt ist. Mit einem Ballenöffner, einem Voröffner und zwei Feinöffnern werden die Faserflocken über einen Flocken­ speiser der Karde zugeführt. Anschließend über einen Kreuz­ vliesleger der Nadelmaschine zugeführt. Dabei werden 8 Doppel­ lagen durch "Nadeln" miteinander verbunden. Das Vlies besteht aus 50% Grilon-COPA 12 der Type K 140 mit dem Titer 11 dtex und 80 mm Stapellänge rund sowie aus 50% Grilon-PA 6 der Type TM 26 mit dem Titer 11 dtex und der Stapellänge 90 mm rund, halbmatt. Das Vlies wird mit 50 Einstichen/cm2 vernadelt. Das Gewicht beträgt ca. 150 g/m2. Anschließend wird das Vlies in einem Flachbett-Kaschier- und Beschichtungssystem bei 150°C verfestigt. Durch die einseitige Temperaturbehandlung wird das Vlies auf der einen Seite glatt und auf der anderen rauh.
In dieses Grundmaterial wird Polmaterial aus Polyamid 6.6 ein­ getuftet. Dabei wird mittels einer Nadel das Garn in das Grundmaterial eingestochen und durch einen Greifer festgehal­ ten. Es entsteht eine Schlinge. Mehrere aus einem Faden hin­ tereinander gebildete Schlingen ergeben eine Schlingenbahn, die lose in dem Grundmaterial eingearbeitet ist. Handelt es sich um eine Veloursqualität, so wird die Schlinge mittels eines Messers aufgeschnitten. Es wird eine Polnoppe gebildet, die lose in dem Grundmaterial eingesteckt ist. Das Polmaterial wird von Rücken in die rauhe Seite des Grundmaterials eingear­ beitet, damit beim späteren Beschichtungsprozeß eine bessere Verbindung zwischen Grund- und Polmaterial gewährleistet ist.
Die so hergestellt Rohware kann in weiteren Prozessen farblich gestaltet und bearbeitet werden.
Um das Polmaterial mit dem Grundmaterial zu verbinden, wird eine Paste aus Griltex 11 P1, einem Verdicker und einem Pastengrund aufgebracht. Das Aufbringen der Paste erfolgt mit einem Pflatschwerk. Dadurch wird die Paste gut in dem auf dem Rücken liegenden Polmaterial eingerieben. Diese Paste besteht aus 32% Pulver Griltex 11 P1 einem Co-PA 12 der Korngröße 0- 80 µm, 40% Wasser, 6% verdickter Miraplast MS 6 und Pasten­ grund Atesynth D 1290. Das Aufbringen der Paste erfolgt mit einem Pflatschwerk. Um das Polmaterial fest mit dem Grundmate­ rial zu verbinden, wird die beschichtete Ware mit einem Infra­ rotfeld auf ca. 140°C erwärmt. Nach Abkühlen sind die Polnop­ pen fest mit dem Grundmaterial verbunden. Der Teppich ist fer­ tig.
Als zuätzliche Rückenausstattung kann auf den Teppich noch ein weiteres Vlies aufgebracht werden. Dieses Vlies ist kardiert, kreuzgelegt und anschließend vernadelt. Es hat ein Gewicht von ca. 500 g/m2 und besteht zu 75% aus PA-6 Fasern Grilon CM 26, 17 dtex, 80 mm und zu 25% aus Grilon CM 26, 44 dtex, 80 mm. Um das Vlies mit dem Teppich zu verbinden, wird die Paste aus Griltex 11 P1 mit einem Pflatschwerk auf den Teppich aufge­ bracht und das Vlies von oben aufgelegt. Das Ganze wird mit einem Infrarotfeld auf ca. 140°C erwärmt. Nach Abkühlen ist das Vlies mit dem Teppich fest verbunden.
Die Fasern für das Grundmaterial und der Rückenausstattung sollen in der Endausführung aus recycleten Teppichen herge­ stellt werden.
Die verwendeten Kunststoffe der oben genannten Grilon-Typen sind Polyamide und Produktnamen der Firma EMS-Grilon SA, Domatt/Ems, Schweiz. Die Grilon-Type K-140 ist ein Copolyamid und damit eine Schmelzbindefaser.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von vollständig recyclingfähi­ gen Teppichen, insbesondere im Tuftingverfahren, wobei zunächst als Untergewebe ein Trägervlies vorgelegt und anschließend in dieses Garn in das Vlies eingearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man als Vlies, Garn und Kleber jeweils gleiche Materialien einsetzt, wobei das Vlies aus einem Gemisch von Fasern mit höherem und nied­ rigerem Schmelzpunkt besteht und durch Erwärmen in an sich bekannter Weise verfestigt wird und man auf das Vlies nach dem Einarbeiten des Garns eine Folie, ein Pul­ ver, Fasern oder eine wässrige, das gleiche Material ent­ haltende Dispersion auf das Vlies aufbringt und auf Schmelztemperatur des Klebers erwärmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Vlies, das Garn und den Kleber einheitlich aus Polyamid oder aus Polypropylen oder aus Polyester her­ stellt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Teppich mit einer Rückenausstattung aus einem Schaum oder aus einem Vliesmaterial gleicher Beschaffen­ heit versieht, wobei das vorher verfestigte, mit dem Garn verbundene Vlies mit niedrig schmelzenden Synthesefasern des gleichen Materials belegt und anschließend unter Erwärmen mit dem Teppich verbindet.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Schmelzklebematerialien mit Schmelzpunkten kleiner gleich 200°C einsetzt.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung von Nadelfilz den zu nadelnden Filzfasern niedrigschmelzende Fasern beimischt und diese gemeinsam mit den Fasern und dem Vlies durch Erwärmen miteinander verbindet.
6. Teppich bestehend aus mit einem Vlies verbundenen Garnfa­ sern, dadurch gekennzeichnet, daß Garnfasern und Vlies einheitlich aus Polyamid oder Polypropylen oder Polyester bestehen, wobei das Vlies aus Fasern mit unterschiedli­ chem Schmelzpunkt besteht und die Garnfasern mit Hilfe eines Schmelzklebers aus demselben Material mit dem Vlies verbunden sind.
7. Teppich nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein zusätz­ liches, die Rückenausstattung bildendes Vlies oder einen Schaum, wobei das Vlies durch Schmelzklebefasern mitei­ nander verbunden wird und die Rückenausstattung aus dem­ selben Material besteht, wie der übrige Teppich.
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