DE69428594T2

DE69428594T2 - Hitzestabilisiertes tuchgewebe

Info

Publication number: DE69428594T2
Application number: DE69428594T
Authority: DE
Inventors: Arne Gaddis; Benjamin Higgins
Original assignee: Milliken Research Corp
Current assignee: Milliken Research Corp
Priority date: 1993-07-14
Filing date: 1994-07-11
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2014-07-12
Also published as: EP0708610B1; CN1126944A; DK0708610T3; EP0708610A4; WO1995002347A1; AU676757B2; NZ269410A; ES2162866T3; ATE206591T1; DE69428594D1; US5567257A; EP0708610A1; AU7328594A; US5443881A

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft Florgewebe. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung verklebte Florgewebe, insbesondere mit Latexkleber klebeverbundene Florgewebe und mit Latexkleber verbundene Teppichfliesen.

Hintergrund der Erfindung

Wie dem Fachmann bekannt ist, können Florgewebe, wie z.B. Teppiche, auf zahlreiche Arten hergestellt werden, wie z.B. Weben, Tuften, Nadeln, Schmelzen oder Kleben. Bei jeder dieser Methoden muß der Flor mit einer Grund- oder Unterstützungsschicht auf die eine oder andere Weise sicher verbunden werden.
Aus dem US-Patent Nr. 3,640,786 ist Schmelzverbinden eines thermoplastischen Fadens an einen thermoplastischen Rücken bekannt.
Zur Herstellung von klebeverbundenen Florgeweben wurden eine Anzahl von Techniken eingesetzt, einschließlich dem Eindrücken einer florbildenden Länge von Faden in einen Klebstoff, der über die Kontaktfläche der Grundschicht verteilt wurde. Bisherige kommerzielle Techniken zur Herstellung verklebter Gewebe stützten sich typischerweise auf die Verwendung von Polyvinylchlorid-(PVC)-Plastisol-Formulierungen, weil man annahm, daß mit der Verwendung anderer Klebeformulierungen, wie z.B. Heißschmelz- oder Latex-Klebesystemen, Nachteile im Herstellungsprozeß verbunden wären. Gemäß solcher Verfahren wird ein Polyvinylchloridplastisol auf die Grundschicht aufgebracht, bevor der florbildende Faden relativ zur Grundschicht angeordnet wird. Dann kann der Florfaden in Kontakt mit der Grundschicht gebracht werden und das Plastisol kann verschmolzen oder ausgehärtet werden, typischerweise durch Erwärmen. Wenn man versuchte, das PVC-Plastisol durch andere Klebstoffe, wie z.B. Heißschmelzklebstoffe, zu ersetzen, stieß man auf Schwierigkeiten im Herstellungsprozeß. So hat man z.B. in bezug auf Heißschmelzklebstoffe generell angenommen, daß die Vorrichtung, die zum Positionieren des Fadens eingesetzt wird, mit Klebstoff bedeckt werden könnte, was häufiges Stillegen der Vorrichtung zum Zwecke der Reinigung nötig machen würde. Es wurde auch angenommen, daß solche Klebstoffe ein vorzeitiges Auskühlen vor dem Einsetzen des Fadens zeigen könnten. Es ist klar, daß solche Schwierigkeiten beim Betrieb kommerziell unattraktiv sind.
Ein Nachteil, der typischerweise mit dem Stand der Technik zur Herstellung geschmolzener, geklebter oder nicht getufteter Florgewebe zusammenhängt, also Gewebe, bei denen der Florfaden nicht durch den Rücken getuftet, sondern einfach an den Träger angeheftet ist, besteht darin, daß der Klebstoff normalerweise auf der Seite der Grundschicht auf diese aufgebracht ist, die dem Florfaden zugewandt ist, und daß die Grundschicht normalerweise so konstruiert ist, daß der Klebstoff nicht durch sie hindurchfließt, sondern im wesentlichen auf dieser Seite bleibt, wobei er möglicherweise etwas in die Grundschicht eindringt. Wenn es dann gewünscht wird, daß eine Rückenschicht, z.B. ein fester Rücken, auf die Rückseite des Florgewebes aufgebracht wird, was z.B. bei der Herstellung von Teppichfliesen wünschenswert sein kann, muß die Grundschicht entweder direkt an die Trägerschicht angeklebt werden oder ein weiterer Herstellungsschritt zum Aufbringen von Klebstoff auf die Rückseite der Grundschicht könnte nötig werden. In jedem Fall werden eine Vielzahl unterschiedlicher Schichten im fertigen Produkt geschaffen, nämlich Florschicht, Klebstoffschicht, Grundschicht, eine weitere Klebstoffschicht und eine feste Rückenschicht. Solche Konstruktionen können inhärente Herstellungsnachteile haben und teuer in der Konstruktion sein.
Nach den US-Patenten Machell Nr. 4,576,665 und RE31,826, werden verklebte Florgewebe geschaffen, bei denen das Verkleben des florbildenden Fadens an die Grundschicht durch einen Heißschmelzklebstoff bewerkstelligt wird. Ein Verfahren und eine Vorrichtung werden darin ebenfalls offengelegt, bei denen ein Heißschmelzklebstoff auf eine flüssigkeitsdurchlässige Schicht vom Rücken der Grundschicht aufgebracht wird und durch die Grundschicht gezwungen werden kann, so daß das Anbringen einer Klebstoffschicht in einem Schritt sowohl ein Mittel zum Anbringen des Florfadens an die Grundschicht als auch ein Mittel zum vollständigen Anbringen der Rückenschicht an die Grundschicht zur Verfügung gestellt wird. Das resultierende Produkt könnte leichter und kostengünstiger herzustellen sein sowie weniger unterschiedliche getrennte Schichten im Endprodukt aufweisen, an denen unerwünschte Trennung auftreten könnte.

Offenlegung der Erfindung

Ein verklebtes Florgewebe gemäß der Erfindung ist in Anspruch 1 beschrieben. Eine Methode zur Herstellung des klebeverbundenen Florgewebes gemäß der Erfindung ist in Anspruch 9 beschrieben.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich insbesondere mit einem Aspekt der Herstellungsmethode, wonach der Flor durch einen Klebstoff, bevorzugt Latex, mit der Grundschicht verbunden wird, nachdem der Florfaden zuvor durch die Anwendung von Wärme an die Grundschicht angeheftet worden ist. Solche Gewebe werden hier unterschiedlich als wärmegeheftete klebeverbundene Florgewebe oder wärmegeheftete klebeverbundene Teppiche bezeichnet.
Die Florgewebe der vorliegenden Erfindung sind wärmegeheftete klebeverbundene Florgewebe, welche eine flüssigkeitsdurchlässige Grundschicht umfassen sowie einen florbildenden Faden, der an die Grundschicht angrenzt, durch diese jedoch nicht hindurchgetuftet ist, und zwar in einer florbildenden, bevorzugt gefalteten Art; hierbei wurde der florbildende Faden durch einen Klebstoff mit der Grundschicht verbunden, nachdem er zuvor mittels durch Wärme ausgelösten Anheftens an die Grundschicht aufgebracht worden war. Bevorzugterweise wurde das durch Wärme ausgelöste Anheften durch einen kontaktlosen Wärmeaustausch zwischen dem Florgewebe und einer äußeren Wärmequelle bewirkt, der den Faden leicht an die Grundschicht schmilzt.
Nachdem der Faden schmelzbar an die Grundschicht angeheftet ist, wird der Klebstoff durch die Rückseite der Grundschicht mit dem florbildenden Garn in Verbindung gebracht. Dieser Klebstoff ist bevorzugterweise ein wasserbasiertes Latex geringer Viskosität, welches bei Raumtemperatur aufgebracht werden kann, obwohl, wie vorher angedeutet, auch andere Klebstoffe eingesetzt werden können.
Obwohl die vorliegende Erfindung jeden Klebstoff verwenden kann, der durch eine durchlässige Grundschicht aufgebracht, werden kann, einschließlich Heißschmelzklebstoffe, wie offengelegt in US-Patent RE 31,826, oder Polyvinylchloridplastisolformulierungen, wird vorgeschlagen, die Verwendung von Latexklebstoffen zu bevorzugen. Im Gegensatz zu konventionell verbundenen Teppichfliesen, sind Fliesen, die durch einen wasserbasierten Latexklebstoff mit einem Rücken versehen sind, allgemein einfacher zu schneiden, sowohl im Herstellungsprozeß als auch während der Installation. Produkte auf der Basis von Latexklebstoff sind typischerweise auch relativ weich zu greifen und sind daher einfach zu handhaben im Vergleich zu konventionellen Produkten. Man wird erkennen, daß diese vorteilhaften Eigenschaften des einfachen Schneidens und Handhabens, die mit der Verwendung eines wasserbasierten Latexklebstoffs zusammenhängen, durch eine Optimierung der Menge des Klebstoffs, der tatsächlich aufgebracht wird, verbessern lassen. Im allgemeinen können diese Eigenschaften, genauso wie die Herstellungskosten, verbessert werden, indem die Menge Klebstoff, die aufgebracht werden muß, minimiert wird, während zur gleichen Zeit die Durchdringung des Fadens maximiert wird, um den benötigten Grad der Verbindungsstärke zwischen dem Florfaden und der Grundschicht zu erreichen.
Wie weiter unten detaillierter diskutiert wird, stellt das Wärmeanheften des florbildenden Fadens an die Grundschicht einen erhöhten Grad von Stabilität zwischen dem Faden und der Grundschicht her. Dieses Wärmeanheften kann zu einer verbesserten Einheitlichkeit führen, insbesondere wenn das Produkt durch Fadenfalten erzeugt wird. Der Anhefteprozeß versieht das Gewebe auch mit einer gewissen Vorwärme, die zum Erleichtern des Verklebens und Verbesserung der Penetrationskontrolle durch ein Latex sehr geringer Viskosität, welcher bevorzugt werden kann, nützlich ist.
Es wurde beispielsweise, aber nicht ausschließlich, gefunden, daß ausreichendes Kleben und ausreichende Penetration durch die Anwendung von ca. 407 g/m² (d.h. ca. 12 Unzen pro Quadratyard) (Naßgewicht) Latexklebstoff mit 50% Festanteil und einer Viskosität von ca. 200 Centipoise erreicht werden kann, wenn durch Wärme ausgelöstes Anheften verwendet wird. Es versteht sich, daß wesentlich weniger Klebstoff anzubringen ist als nötig wäre, wenn keine Wärmeanheftung verwendet würde. Lediglich als Beispiel würde ein verklebtes Teppichgewebe, das ohne die Verwendung von Wärmeanheften hergestellt würde, typischerweise ca. 1,7 kg/m² (d.h. ca. 50 Unzen von Quadratyards) feuchten Latex mit 50% Festanteil und einer Viskosität von ca. 3000 Centipoise verwenden. Darüber hinaus verhindert das Wärmeanheften ein wesentliches Verschieben des Fadens relativ zur Grundschicht, wodurch potentiell die Gleichmäßigkeit der hergestellten Produkte verbessert wird.
Florbildende Anordnungen können unter anderem die sogenannte T-Tuftanordnung, z.B. eine nicht gefaltete Anordnung, U-Tuftanordnungen und Schlingenfloranordnungen umfassen. Bezüglich des Ausdrucks "gefaltet, florbildend", welcher sich auf die bevorzugte Ausführung bezieht, sollte klar sein, daß eine Anordnung des Florfadens gemeint ist, bei dem der Florfaden mit zumindest einer Faltung an der Stelle versehen ist, an der der Faden im allgemeinen am nahsten an die Grundschicht angrenzt, z.B. eine geschnittene Floranordnung. Eine andere "gefaltete" Anordnung, die vorgeschlagen wird, ist eine Schlingenfloranordnung, bei der der Florfaden im Endprodukt ungeschnitten in Form eines im wesentlichen kontinuierlich gefalteten Fadens bleibt. Eine Vielzahl von Floranordnungen sind in den beigefügten Zeichnungen illustriert. Nach der am meisten bevorzugten Ausführung ist der Florfaden geschnitten und bildet ein gefaltetes geschnittenes Florprodukt.
Entsprechend der Methode und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist ein florbildender Faden bevorzugt in einer florbildenden Art angrenzend an eine Seite einer flüssigkeitsdurchlässigen Grundschicht angeordnet. Nach dem Anordnen des florbildenden Fadens neben einer Seite der flüssigkeitsdurchlässigen Grundschicht wird Wärme eingesetzt, um den florbildenden Faden schmelzbar an die Grundschicht anzuheften durch ein Verschmelzen mit dieser. Dieser Anheftevorgang wird bevorzugt ohne die Verwendung irgendeines Klebstoffs bewirkt. Des weiteren wird dieser Anheftevorgang bevorzugt durch eine kontaktfreie Erwärmungsmethode ausgeführt, die einen strahlender oder konvektiven Wärmetransport bewirkt, anstatt durch eine berührende Methode, wie durch eine Heizplatte, die hauptsächlich durch Konduktion arbeitet.
Im Anschluß an den Anheftevorgang wird ein Klebstoff (bevorzugt Latex) auf die Grundschicht aufgebracht, und zwar auf der gegenüberliegenden Seite der Grundschicht von der Seite aus gesehen, die an den florbildenden Faden angrenzt. Entsprechend dem nächsten Schritt der Methode kann der Klebstoff, entweder gleichzeitig mit seinem Aufbringen oder in einem separaten Schritt, durch die Grundschicht und so in einen eine Verbindung herstellenden Kontakt mit dem florbildenden Faden gedrängt werden. Der Klebstoff wird dann durch Erwärmen oder Abkühlen, abhängig vom Typ des verwendeten Kunststoffs, verfestigt, wobei der florbildende Faden mit der Grundschicht sicher verbunden wird.
Das Verfestigen oder Aushärten des Kunststoffs wird bevorzugt mittels einer dualen kontaktfreien Wärmeübertragung erreicht, die die Anwendung von heißer Luft bei einer Temperatur zwischen ca. 93ºC (d.h. ca. 200ºF) und ca. 204ºC (d.h. ca. 400ºF) in Kombination mit regulierbarem Infrarotheizen umfaßt. Die gesamte Aushärtezeit kann von ca. 0 bis ca. 500 Sekunden reichen, abhängig von der Vorwärme, die vom Anheftevorgang zur Verfügung steht, sowie der Zusammensetzung und der Menge des verwendeten Klebstoffs. Z.B. kann das Aushärten bei einer relativ hohen Menge von Vorwärme und der Anwendung eines relativ geringen Volumens von Klebstoff praktisch sofort stattfinden.
Entsprechend der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung werden eine Methode und eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, bei der zwei kontinuierliche, flüssigkeitsdurchlässige Grundschichten in einem Durchgang angeordnet sind, in dem sie im wesentlichen parallel zueinander in einem vorbestimmten Abstand voneinander liegen; bei der wenigstens ein florbildender Faden durch Faltmesser an oder nahe des Eingangs des oben erwähnten Durchgangs abwechselnd gegen die gegenüberliegenden Seiten der besagten Grundschichten geführt wird, und zwar in solcher Weise, daß der florbildende Faden an der Grundschicht angrenzend angeordnet und im Zickzack gefaltet wird; bei der Wärme auf das Sandwich, das durch besagten florbildenden Faden zwischen besagten Grundschichten gebildet wird, angewandt wird, um besagten florbildenden Faden an besagte Grundschichten anzuheften; bei der danach auf die Rückseiten der besagten Grundschichten ein Klebstoff aufgebracht wird; wobei besagter Klebstoff durch die besagten Grundschichten gedrängt wird, so daß besagter Klebstoff in Kontakt mit besagtem florbildenden Faden kommt; bei der besagter Klebstoff ausgehärtet wird, wodurch besagter florbildender Faden mit der besagten Grundschicht verbunden wird. Dieser Aushärteschritt in dem Verfahren kann eine zusätzliche Funktion erfüllen, nämlich die einzelnen florbildenden Fäden miteinander zu verbinden, typischerweise an oder nahe des Abschnitts des Fadens, der der Grundschicht am nahsten ist, wobei dem Florgewebeprodukt verbesserte Leistungseigenschaften verliehen werden. Anschließend können die Grundschichten voneinander getrennt werden, um zwei kontinuierlich verklebte Produkte zu bilden. Typischerweise wird eine solche Trennung mittels einer stationären oder beweglichen Messerklinge erzielt, welche zwischen den Grundschichten positioniert ist und welche die Florfäden entlang der gesamten Breite der verbundenen Grundschichten schneidet, um die wärmegehefteten verklebten Produkte bereitzustellen.
Der Faden, der bei der Herstellung des Flors verwendet wird, kann aus irgendeiner Art von Faser bestehen, von der bekannt ist, daß sie für schmelzverbundene Gewebe geeignet ist, wie z.B. Teppiche. Fasern, von denen man annehmen kann, daß sie geeignet sind, schließen z.B. Nylon, Acrylfasern und Polyester ein, obwohl auch andere Materialien benutzt werden können.
Jeglicher Klebstoff aus der großen Zahl von Klebstoffen, die seit vielen Jahren als Teppichrückenklebstoffe eingesetzt werden, können in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele schließen Heißschmelzklebstoffe, Acryle, Vinylacetat, Ethylenvinylacetat, Vinylacrylat und dgl. ein. Styrenbutadien-(SBR)-Latexemulsionen können bevorzugt sein.
Die bevorzugte SBR-Latexemulsion kann gemäß der bekannten Vorgehensweise hergestellt werden, z.B. der Polymerisation des entsprechenden Polymers im entsprechenden Verhältnis in einem flüssigem Medium, das ein emulsierendes Mittel und einen Peroxidkatalysator enthält. Ein Emulsionsstabilisator, wie z.B. ein anionisches oberflächenaktives Mittel, wird gewöhnlich während des Polymerisationsprozesses zugesetzt. Das SBR-Latex ist gewöhnlich ein binäres Copolymer aus Styren und Butadien, aber Copolymere, die ein drittes oder viertes Monomer enthalten, können bei dieser Erfindung ebenfalls benutzt werden. Ein in der Teppichklebstoffindustrie bevorzugtes Latex ist ein carboxyliertes Styrenbutadienpolymer mit einem relativ hohen Styrengehalt.
Die Emulsion enthält gewöhnlich ca. 50% Wasser, bezogen auf das Gewicht, aber viele enthalten mehr oder weniger, z.B. von ca. 20% bis ca. 75%. Zusätzliches Wasser kann zugesetzt werden, um die gewünschten Arbeitseigenschaften der Klebstoffzusammensetzung zu erreichen.
Andere Zusätze, die gewöhnlich bei Teppichrückenklebstoffen benutzt werden, wie z.B. Füller, Frostschutzzusammensetzungen, Fungizide, oberflächenaktive Substanzen, Korrosionsverhinderer und Farbstoffe, können in dem Teppichrückenklebstoff gemäß dieser Erfindung vorhanden sein. Jeder Zusatz muß sorgfältig ausgewählt werden, so daß er mit den Hauptzutaten der Zusammensetzung verträglich ist und nicht die Funktion der anderen Zusätze negativ beeinträchtigt.
Der Teppichrückenklebstoff gemäß dieser Erfindung kann durch die Verfahren, die dem Fachmann bekannt sind, auf den Teppich aufgebracht werden. Eine Rolltechnik, eine Streichtechnik und eine Sprühtechnik sind in "High Polymer Latices" (Applied Science Publishers, Ltd., 1966) beschrieben. Wie unten genauer erörtert, kann eine Sprühtechnik für das Aufbringen des Klebstoffs bevorzugt werden. Geeignete flüssigkeitsdurchlässige Grundschichten, welche im Produkt und im Verfahren der Erfindung eingesetzt werden können, schließen gewobene Gewebe, gestrickte Gewebe, nicht gewobene Matten oder Mulle, Filzmaterialien, oder sogar flexible Foraminmaterialien ein.
In der bevorzugten Ausführung gelangt der Verbundwerkstoff, nachdem der Latexklebstoff durch eine Sprühtechnik aufgebracht worden ist, zum Verfestigen in eine Erwärmungseinheit, wo der Latex ausgehärtet und das Wasser entfernt werden. In der Vergangenheit wurde es als unmöglich angesehen, während der Herstellung eines klebeverbundenen Bodenbelagproduktes große Mengen Wasser aus dem Klebstoff zu entfernen. Es wurde jedoch gefunden, daß ganz im Gegenteil der Hauptteil der Feuchtigkeit in der Tat in den Faden gelangt und den Faden dazu veranlaßt, an Umfang zuzunehmen, während das Wasser in der Erwärmungseinheit aus dem flüssigen Zustand in Dampf umgewandelt wird, kurz bevor der Dampf durch Abluftventilatoren entfernt wird. Folglich ist die Feuchtigkeit im Latexklebstoff von Vorteil in bezug auf die Eigenschaften des fertigen Bodenbelagproduktes und kein Nachteil.
Es versteht sich, daß, wenn anstelle von Latex Heißschmelz- oder andere Kunststoffe mit ähnlichen weichmachenden Eigenschaften verwendet werden, die Verfestigung entweder durch passives oder aktives Kühlen und nicht durch Erwärmen hervorgerufen wird. In jedem Fall wird der Begriff Verfestigung unabhängig von dem tatsächlich damit verbundenen Mechanismus verwendet, um das Aushärten oder im wesentlichen ein Einrichten zu bezeichnen, bei der ein Übergang des Klebstoffs von einer fließfähigen zu einer im wesentlichen festen, nicht fließfähigen Form hervorgerufen wird.
Wenn es erwünscht ist, verklebte Florgewebe gemäß der vorliegenden Erfindung als Bodenbelag bereitzustellen, insbesondere als Teppichfliesen, ist es möglicherweise wünschenswert, irgendwelche aus einer großen Vielzahl von geeigneten elastischen Rückenschichten bei dem Geweben zu verwenden. Solche Teppichfliesen werden ebenfalls als Teil der Erfindung angesehen. Die Rückenschicht kann z.B. aus einem geeigneten thermoplastischen oder wärmeausgehärteten Material hergestellt sein, wie z.B. Mischungen, die Ethylen/Vinylacetatcopolymere, atactisches Polypropylen, Bitumen, Hydrocarbonharze, Wachse, Polyvinylchloridzusammensetzungen, synthetischen und natürlichen Gummi umfassen.
In der Vergangenheit wurde von der Verwendung des bevorzugten Latexklebstoffs insbesondere bei der Herstellung verklebter Teppichfliesen abgesehen, weil man annahm, daß die elastische Trägerschicht, sei sie aus Polyvinylchlorid, Ethylenvinylacetat oder sogar Heißschmelzträgermaterialien, mit dem Latexklebstoff unverträglich sei. Eher im Gegenteil wurde jedoch gefunden, daß Latexklebstoffe mit einer großen Zahl elastischer Trägermaterialien verträglich sein können, wenn die geeignete Kombination einer Latexklebstoffzusammensetzung und Zusammensetzung der elastischen Trägerschicht gewählt wird und indem so viel mechanische Verbindung wie möglich zugelassen wird, indem dem Faden nur exakt so viel Klebstoff zugeführt wird wie notwendig ist, um das gewünschten Durchdringen des Fadenbündels zu erreichen. Dadurch verbleiben Hohlräume zwischen und um die Fadenbündel herum zum Zwecke des mechanischen Anklebens eines sekundären Trägermaterials an den vorgefertigten Schichtkörper.
Die Trägerschicht, welche mit der Florschicht durch einen weiteren Klebstoff verbunden werden kann, kann mit wenigstens einer versteifenden und stabilisierenden Membran versehen werden, wie z.B. gewobenen oder nicht gewobenen Glasfasern. Nachdem der Rücken angebracht worden ist, kann das zusammengefügte Material durch ein geeignetes Schneidemittel durch irgendeine von einer Vielzahl von Techniken, die dem Fachmann wohlbekannt sind, in Teppichfliesen geschnitten werden.
Die resultierende Teppichfliese kann bedruckt oder sogar weiteren Textilbearbeitungsschritten bei relativ hoher Temperatur unterworfen werden, ohne daß dies ihre physikalischen Eigenschaften negativ beeinflußt. Sie ist geeignet für die Verwendung als Bodenbelag im Haus und/oder zu geschäftlichen Zwecken in einer Büroumgebung, wo ausgesprochen hohe Belastungsbedingungen (z.B. durch beräderten Verkehr) auf die Fliesen wirken. Die Fliesen weisen typischerweise einen dichten Flor auf und benötigen möglicherweise keinen Klebstoff zur Installation. Die einzelnen Module können ersetzt oder rotiert werden, wenn dies notwendig oder erwünscht ist. Die Teppichfliesen weisen auch eine exzellente Formstabilität auf, wobei im wesentlichen kein Einrollen, Schlupf, Welligwerden, Ausdehnen oder Schrumpfen auftritt. Die Teppichfliesen können darüber hinaus niedrige Emissionswerte aufweisen und wenig "fusseln".
Die Erfindung kann durch Bezug auf die Zeichnungen und den diesen beigefügten Beschreibungen weiter verstanden werden. Es muß jedoch klar sein, daß eine Vielzahl von Veränderungen gemacht werden können, ohne daß man sich dadurch aus dem Rahmen oder dem Geist der Erfindung entfernt, welcher nur durch die Reichweite der angefügten Ansprüche begrenzt ist. Wir verweisen nun auf die Zeichnungen:

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Ansicht der bevorzugten Ausführung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1-A ist eine Teilansicht einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 bis 6 illustrieren verschiedene Ausführungen zum Aufbringen des Klebstoffes durch die Grundschicht; und
Fig. 7 bis 10 illustrieren verschiedene florbildende Anordnungen, welche in dem geklebten Florgewebe der vorliegenden Erfindung verwendet werden können,
Fig. 11 ist eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung in horizontaler Anordnung nach dem Stand der Technik.
Fig. 12 ist eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung in horizontaler Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die beste Art zum Ausführen der Erfindung

Gemäß Fig. 1 wird der Teppichfaden 10 in der bevorzugten Ausführung von einer Fadenquelle (nicht gezeigt) über und um die Führungsrollen 12 und 14 herab zu den vertikalen Führungen 16 abgegeben. Die Grundschichten 17 werden von den Rollen 18 in eine Position zwischen den Führungen 16 zugeführt. Wenn der Faden 10 zwischen die vertikalen Führungen 16 eintritt, verschieben die Faltmesser 20 und 22 abwechselnd den Faden im Zickzack in die eine oder die andere der Grundschichten 17, während der Teppichrücken nach unten gezogen wird. Drehbar gelagerte Plättchen 24 und 26 können das Falten des Fadens unterstützen. Die Faltklingen 20 und 22 sind jeweils an die Verbindungsstangen 28 und 30 angebracht. Der Verbindungsstab 28 ist drehbar mit den Drehschaften 32 und 34 durch eine geeignete Verbindung (nicht gezeigt) verbunden, während der Verbindungsstab 30 drehbar mit den Drehschaften 36 und 38 in gleicher Weise verbunden ist. Die Schafte 32 und 38 werden durch einen oszillierenden Kurbelarmmechanismus (nicht gezeigt) in Oszillation versetzt.
Es ist zu beachten, daß das Messer 20 außer Phase mit dem Messer 22 ist, so daß, wenn das Messer 22 nach innen gedreht wird, wie in Fig. 1 dargestellt, das Messer 20 nach außen gedreht wird und umgekehrt, um eine Zickzackanordnung des Fadens zwischen den Teppichgrundschichten 17 zu erreichen, welche flüssigkeitsdurchlässig sind, d.h. durchlässig für den Klebstoff, der aufgebracht wird.
Nachdem der Teppichfaden 10 in einer Zickzackanordnung zwischen den Grundschichten 17 angeordnet worden ist (aber bevor irgendein externer Klebstoff hinzugefügt worden ist), wird dem Sandwich 21, welches durch den Teppichfaden 10 zwischen den Grundschichten 17 gebildet wird, Energie von den ersten Erwärmungseinheiten 39 zugeführt. Die ersten Erwärmungseinheiten 39 sind bevorzugterweise kontaktlose Erwärmungsvorrichtungen. Mit kontaktloser Erwärmungsvorrichtung ist jegliche Erwärmungsvorrichtung gemeint, welche nicht primär auf eine Kontaktleitung zur Hervorrufung der Wärmeübertragung zurückgreift. Während eine ganze Anzahl von Erwärmungsvorrichtungen geeignet sind, umfaßt die erste Erwärmungseinheit 39 bevorzugt einen oder mehrere Quarzinfrarotröhrenheizer, welche über die gesamte Breite der Grundschichten 17 angeordnet sind. Eine solche Einheit, die sich als geeignet erwiesen hat, wurde von GLENRO Incorporated geliefert, deren Geschäftsadresse wahrscheinlich 39 McBride Avenue, Paterson, New Jersey 07501-1715 ist.
Die Wärmeenergie von der ersten Erwärmungseinheit 39 veranlaßt den Teppichfaden 10 und die Grundschicht 17 dazu, leicht miteinander zu verschmelzen, bevorzugterweise durch ein leichtes Schmelzen des Fadens 10, wodurch die Grundschicht 17 an den Faden 10 geheftet wird. Durch dieses Heften wird das Sandwich 21, das durch den Teppichfaden 10 innerhalb der Grundschicht 17 gebildet wird, wesentlich stabilisiert, weswegen es keine externe Unterstützung benötigt, um zusammen zu bleiben. Dies beseitigt jegliche Notwendigkeit für einen Kontakt zwischen dem Sandwich 21 und Unterstützungsstrukturen.
Nachdem der Faden angeordnet und durch Wärme an die Grundschicht 17 angeheftet worden ist, wird bevorzugt der Latexklebstoff 40 durch die Sprühköpfe 42 aufgebracht und durch die Flüssigkeitsteppichgrundschicht 17 gezwungen. In der bevorzugten Ausführung ist ein luftloses Sprühsystem mit einem einzigen Sprühkopf 42 auf jeder Seite des Sandwiches 21 in der dargestellten Weise angeordnet. Jeder der Sprühköpfe 42 kann bevorzugt quer hin- und herbewegt werden, um sich über die äußere Fläche des Sandwiches 21 vor- und zurückzubewegen. Ein Sprühsystem, das sich als geeignet erwiesen hat, umfaßt eine GRACO 20 : 1-Pumpe in Kombination mit einer GRACO luftlosen Sprühpistole und einem DEIMCO-Sprühpistolenhin- und herbeweger. Wir gehen davon aus, daß dieses System zum Kauf von der Firma Air Products Company erhältlich ist, deren Geschäftsadresse vermutlich 2027 Brockwood Road, Cummings, Georgia, 30130 ist.
Nachdem der Latexklebstoff auf die Teppichgrundschicht aufgebracht und durch sie in Kontakt mit dem Teppichfaden gezwungen worden ist, kann er durch eine sekundäre Erwärmungseinheit 44 in eine im wesentlichen verfestigte Form überführt werden, um eine Klebeverbindung zwischen dem Teppichfaden und der Teppichgrundschicht 17 zu bilden. Die sekundäre Erwärmungseinheit 44 kann als Infrarotheizer 46 kombiniert mit heißer Luft aus Gasbrennerrohren (nicht gezeigt) ausgeführt werden, um den Latexklebstoff zu erwärmen und dadurch zum Aushärten zu veranlassen. In der dargestellten bevorzugten Ausführung ist kein Kontakt zwischen der Grundschicht 17 und der sekundärem Erwärmungseinheit 44 notwendig.
Nachdem das Sandwich 21 die sekundäre Erwärmungseinheit 44 durchlaufen hat, wird der Faden zerschnitten, und zwar im allgemeinen in der Mitte zwischen den Grundschichten 17 durch ein Schneidmesser 48, um gleichzeitig zwei Teppichlagen zu erhalten. Wie dargestellt, werden die Teppichgarne 10 und die Grundschichten 17 bevorzugt durch Nachwickelrollen 50 zu den Schneidmessern 48 gezogen, was eine gewisse Spannung verursacht, so daß die Grundschichten 17 bevorzugt frei von seitlicher Unterstützung sind, wenn das Sandwich 21, das durch die Grundschichten 17 und den Teppichfaden 10 gebildet wird, durch die ersten und zweiten Erwärmungseinheiten 39 und 44 geführt wird.
Es wird angenommen, daß der Anheftevorgang, der durch die ersten Erwärmungseinheiten 39 bewirkt wird, eine Anzahl von Vorteilen bietet. Das Anheften befestigt den Teppichfaden 10 in einer frühen Phase des Herstellungsprozesses feste mit den Grundschichten 17. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit eines Verschiebens zwischen dem Teppichfaden und den Grundschichten 17 herabgesetzt. Wie der Fachmann erkennt, ist ein Herabsetzen der Wahrscheinlichkeit solcher Verschiebungen von Vorteil, da solche Verschiebungen zu Unstetigkeiten zwischen den Produktpartien von jeder Seite des Sandwiches 21 führen kann. Der Anheftevorgang macht auch Unterstützungsstrukturen überflüssig, die entlang der Länge des Sandwiches 21 angebracht sind, das durch den Teppichfaden 10 und die Grundschicht 17 gebildet wird.
Wie in Fig. 1A dargestellt, wurden vorher Rollen 55 verwendet, um gleichzeitig die nicht geheftete Sandwichstruktur zu unterstützen und die Penetration des Latex 40 durch die Grundschicht 17 zu fördern. Es wurde festgestellt, daß durch die Verwendung erster Erwärmungseinheiten 39 (Fig. 1) zum Anheften des Teppichfadens 10 an die Grundschicht 17 nicht nur eine Unterstützung überflüssig wird, sondern auch die Penetrationefunktion der Rollen nicht mehr benötigt wird, da kleine Mengen eines solchen Latexklebstoffs geringer Viskosität mit einem Wasseranteil zwischen 20 und 75%, bevorzugt 50%, und Viskositäten von ca. 200 Centipoise verwendet werden können, die einfach ohne äußere Unterstützung die Grundschicht 17 durchdringen können. Diese Latexklebstoffe können in einem weiten Dosisbereich zwischen ca. 4 und 70 Trockenunzen pro Quadratyard und bevorzugt in einer Dosis von ca. 6 Trockenunzen pro Quadratyard aufgebracht werden.
Fig. 2 stellt ein alternatives Mittel zum Anbringen des Latexklebstoffs für die Ausführung, die in Fig. 1 gezeigt wird, dar. Der Trog 100 ist unterhalb der Aufbringrollen 84, die in Richtung der Bewegung des Gewebes gedreht werden, angebracht. Die Rate der Latexaufbringung wird durch das Abstreichmesser 102 gesteuert.
Fig. 3 stellt eine alternative Ausführung dar, die einen Trog 103 an der Seite der Aufbringrollen 84 aufweist. Die Rate der Latexaufbringung wird durch Abstreichmesser 105 gesteuert.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführung, bei der der Latexklebstoff 40 in einem Trog 88 enthalten ist und mit der flüssigkeitsdurchlässigen Grundschicht 17 durch Aufbringrollen 84 in Kontakt gebracht wird.
Fig. 5 illustriert eine alternative Ausführung, bei der der Latexklebstoff durch Abstreichmesser 104 in einem Reservoir auf der einen und der anderen Seite der Grundschichten 17 gehalten wird. Der Klebstoff 40 kann auf diese Weise mit den Teppichrückseiten in Kontakt kommen und wird durch die Spitzen 106 der Abstreichmesser 104 durch selbige hindurchgezwungen.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung, bei der der Latexklebstoff 40 in Tanks aufbewahrt wird. Ein Aufbringen des Klebstoffs auf die Grundschichten 17 wird dadurch erreicht, daß der Klebstoff aus dem Tank 108 und durch Pumpen 110 in den Verteiler 112 gezogen wird. Der Klebstoff 40 wird dann von der Öffnung 114 unter ausreichendem Druck durch die Verteiler 112 gezwungen, um den Klebstoff durch die Teppichgrundschicht 17 in Kontakt mit dem Teppichfaden 10 zu zwingen.
Fig. 7 illustriert eine Ausführung des Gewebes der vorliegenden Erfindung, die eine I-Tuftanordnung des Florfadens zeigt. Der Latexklebstoff 40 ist als eine durchgehende Schicht dargestellt, in die die Grundschicht 17 eines relativ offen gewebten klebstoffdurchlässigen Materials eingebettet worden ist, das an der Basis an einen Teppichfaden 10 geheftet ist. Die Rückenschicht 150 ist aus einem thermoplastischen Material hergestellt, das eine stabilisierende Schicht aus Glasfaser 151 besitzt und in der Darstellung durch thermoplastisches Material mit dem Florgewebe verbunden worden ist. Fig. 8, 9 und 10 illustrieren einige gefaltete Anordnungen des florbildenden Fadens, welche bevorzugt werden können. Die Bezeichnungsnummern beziehen sich auf die gleichen strukturellen Komponenten wie in Fig. 7. Fig. 8 zeigt eine gefaltete Konfiguration mit geschnittenem Flor. Fig. 9 zeigt eine Schlingenfloranordnung. Fig. 10 zeigt eine andere gefaltete Florkonfiguration, bei der sich der gefaltete Abschnitt des Fadens an der Oberfläche befindet, was den Eindruck eines Schlingenflors gibt, obwohl die Schlingen nicht an der Unterseite miteinander verbunden sind. Diese Anordnung stellt im Grunde ein Schlingenflorprodukt dar, während sie gleichzeitig die Vorteile einer sogenannten I- Tuftanordnung bietet, z.B. Einsparen von Faden. In jeder der Fig. 7 bis 10 beabsichtigen wir zu zeigen, daß der Teppichfaden 10 an die Grundschicht 17 geheftet worden ist.
Fig. 11 illustriert schematisch ein vorheriges Schema zur Herstellung eines durch Schmelzen gefügten Teppichs 200, wobei der Vorgang im wesentlichen in horizontaler Orientierung ausgeführt wird. Solch ein Vorgang ist speziell in dem US-Patent 5,198,277 beschrieben, das Hamilton et al. am 30. März 1993 erteilt wurde. Bei dem Vorgang wird im wesentlichen Latexklebstoff 240 aufgebracht, und zwar mit Hilfe eines Abstreichmessers 273, um ein gewobenes Polyester 274 und Glasfaserfleece 275 auf der Oberfläche eines teilweise gebildeten Teppichmaterials 277 zu befestigen. Nach dem Aufbringen des Latexklebstoffs 240 wird Wärme zugeführt, um den Latex auszuhärten. Es versteht sich, daß solch ein Vorgang keinen Gebrauch von einem Wärmeanheftevorgang vor der Aufbringung des Klebstoffs 240 macht.
Während die Ausführungen, die im Zusammenhang mit der Vorrichtung und Methode der vorliegenden. Erfindung illustriert und beschrieben worden sind, im allgemeinen eine vertikale Orientierung zeigen, ist es in keiner Weise beabsichtigt, daß die Erfindung hierauf beschränkt ist.
Nur als Beispiel zeigt Abb. 12 eine mögliche alternative Ausführung, bei der eine horizontale Orientierung benutzt werden kann. Wie dargestellt, umfaßt die Ausführung von Fig. 12 Mittel, die ein Anheften des Fadens an die Grundschicht 317 bewirken. In dieser Ausführung wird eine flüssigkeitsdurchlässige Grundschicht 317 von einer Rolle 318 bereitgestellt und mit dem Faden eines teilweise gebildeten Teppichmaterials in Kontakt gebracht. Danach wird von einer Erwärmungseinheit 339 Wärme zugeführt, um den Faden leicht mit der Grundschicht 317 zu verschmelzen. Im Anschluß an diesen Wärmeanheftevorgang wird ein Klebstoff, wie z.B. Latex, durch die flüssigkeitsdurchlässige Grundschicht in Kontakt mit dem Faden gebracht, und zwar mit Hilfe eines geeigneten Sprühmechanismus 342, wie ober beschrieben. Der Latexklebstoff wird anschließend durch die Anwendung von Wärme ausgehärtet, wonach der Teppich durch eine Schneidklinge 348 getrennt wird, um zwei Teile zu bilden.
Es wird in keiner Weise vorgeschlagen, die vorliegende Erfindung auf eine bestimmte Orientierung oder Anordnung der Elemente zu begrenzen. Vielmehr wird vorgeschlagen, daß horizontale, vertikale und andere Orientierungen genauso wie einseitiges oder mehrseitiges Zuführen von Wärme oder Klebstoff von der vorliegenden Erfindung erfaßt werden. Entsprechend muß, wenn spezielle Ausführungen der Erfindung gezeigt und beschrieben sind, klar sein, daß die Erfindung auf diese nicht beschränkt ist, da Veränderungen gemacht und andere Ausführungen für den Fachmann erkennbar sein können.
Die Erfindung kann weiter verstanden werden durch Hinweis auf das folgende Beispiel, das nicht konstruiert ist, um die Erfindung in irgendeiner Weise unnötig einzuschränken.

BEISPIEL

Anwendung einer Vorrichtung, im wesentlichen wie in Fig. 1 dargestellt, wobei eine flüssigkeitsdurchlässige Grundschicht in Form eines nicht gewobenen Glasmull vorliegt, mit 10 Fäden · 8 Fäden pro 25,4 mm (d.h. pro Zoll). In diese Grundschicht wurden florbildende Fäden aus offenendig gesponnenem dreifachen Nylon 6,6, 1.92/3 angeordnet. Der Faden wurde mit einer oberflächendichten Konstruktion von ca. 7,5 Faltungen pro 25,4 mm (d.h. pro Zoll) · 7 Fäden pro Zoll gefaltet. Der Gewebevorschub betrug 6,8 mm/Sek. (d.h. ca. 16 Zoll/Minute). Nachdem der Faden am Ort gefaltet worden war, wurde er über eine Breite von ca. 18,8 cm (d.h..74 Zoll) an die Grundschicht aus Mull geheftet, und zwar mittels der abgestrahlten Energie, die über die ganze Breite durch Infratrotröhrenheizer geliefert wurde. Nachdem der florbildende Faden partiell an die Grundschicht angeheftet worden war, wurde eine Latexklebstoffzusammensetzung mit 50% Feststoffanteil, bestehend aus einer wäßrigen Zusammensetzung aus Styrenbutadien mit einer Viskosität von ca. 200 Centipoise mit einer Rate von ca. 407 (naß) g/m² zugeführt (d.h. ca. 12 (naß) Unzen pro Quadratyards), wobei eine sich quer bewegende luftlose Sprühpistole verwendet wurde, die bei ca. 4,14 MPa (d.h. ca. 600 PSI) betrieben wurde. Nach dem Beschichtungsvorgang wurde das Produkt in einer Heizeinheit ca. 3 Minuten ausgehärtet, wobei eine Kombination aus Infrarotstrahlung und konvektiver Wärmeübertragung mittels heißer Luft zwischen 93ºC (d.h. ca. 200ºF) und ca. 204ºC (d.h. ca. 400ºF) verwendet wurde. Nach ca. zwei Minuten Umgebungskühlen wurden das ausgehärtete Produkt zerschnitten, um zwei Teile eines Teppichs mit geschrittenem Flor zu bilden.
Eine vorgeformte Rückenschicht aus gefülltem amorphen Harz (mit einem Gewicht von ca. 1,7 kg/m², d.h. ca. 50 Unzen pro Quadratyard) wurde auf eine nicht gewobene Glasmatte gegossen, welche dann auf den getrennten latexverklebten Teppich laminiert wurde, und zwar durch Gießen von ca. 680 g/m² (d.h. ca. 20 Unzen/Quadratyard) von gefülltem amorphen. Harz auf die Rückenschicht und anschließendem unverzüglichen Eindrücken des Teppichs in das geschmolzene Material mittels konventioneller Mittel. Das resultierende Produkt ließ man abkühlen und schnitt es dann in Teppichfliesen, die zu diesem Zeitpunkt geeignet waren, weiter bearbeitet zu werden, z.B. durch Drucken, Dampfbehandeln, Waschen und Trocknen.

Claims

1. Ein klebegebundenes Florgewebe, das umfaßt: eine Grundschicht (17) aus flüssigkeitsdurchlässigem Material und einen florbildenden Faden (10), der neben und in Kontakt mit der Grundschicht (17) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der florbildende Faden (10) an Kontaktpunkten auf der Oberfläche der Grundschicht (17) durch Anwendung von Wärme an die Grundschicht geheftet ist; und dass Klebstoff (40) dem gehefteten florbildenden Faden (10) angrenzend an die Kontaktpunkte auf der Grundschicht (17) zugeführt worden ist, in der Weise, daß der florbildende Faden. (10) und die Grundschicht (17) miteinander durch einen dualen Mechanismus aus Wärmeheften und Kleben verbunden sind.

2. Florgewebe nach Anspruch 1, wobei der Klebstoff (40) ein Latexklebstoff ist.

3. Florgewebe nach Anspruch 1 oder 2, wobei der florbildende Faden (10) neben der Grundschicht (17) in gefalteter Weise vorliegt.

4. Florgewebe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der florbildende Faden (10) an die flüssigkeitsdurchlässige Grundschicht (17) angrenzt, und zwar in einer florbildenden Form, durch diese aber nicht hindurchgetuftet ist.

5. Florgewebe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Klebstoff (40) durch die flüssigkeitsdurchlässige Grundschicht (17) dem florbildenden Faden (10) zugeführt wird.

6. Eine Teppichfliese, die ein Florgewebe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfaßt.

7. Teppichfliese gemäß Anspruch 6, die weiter eine Rückenschicht aus thermoplastischem Material (150) umfaßt, die mit der Grundschicht verbunden ist.

8. Teppichfliese gemäß Anspruch 7, wobei die Rückenschicht (150) mindestens einen stabilisierenden Teil (151) umfaßt.

9. Ein Verfahren zur Bildung eines verklebten Florgewebes, das folgende Schritte umfaßt:

(a) Anordnen des florbildenden Fadens (10) angrenzend an eine flüssigkeitsdurchlässige Grundschicht (17);

(b) Anheften des Fadens (10) an die Grundschicht (17) durch die Anwendung von Wärme;

(c) Zuführen eines Klebstoffes (40) durch die Grundschicht (17) in Kontakt mit dem Faden (10), nachdem der Faden (10) an die Grundschicht (17) geheftet worden ist; und

(d) Verfestigen des Klebstoffs (40), während dieser in Kontakt mit dem Faden (10) ist, so daß der Faden (10) mit der Grundschicht durch einen dualen Mechanismus, bestehend aus Wärmeanheften und Verkleben, verbunden ist.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Anheften in Schritt (b) durch kontaktfreie Erwärmungseinheiten (39) ausgeführt wird.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei die kontaktfreien Erwärmungseinheiten (39) aus einer Vielzahl von Heizstrahlern bestehen.

12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei Schritt (a) umfaßt:

(i) ein Führen der ersten und zweiten kontinuierlichen flüssigkeitsdurchlässigen Grundschicht (17) zwischen den Führungen (16), wobei die Grundschichten in einem Abstand voneinander im wesentlichen parallel zueinander liegen; und

(ii) ein Falten eines kontinuierlichen florbildenden Fadens (10) gegen die gegenüberliegenden Flächen der Schichten (17), während die Grundschichten (17) durch die Führungen (16) geführt werden, so daß der florbildende Faden (10) in einer Zickzackanordnung gegen die Grundschichten (17) gelegt wird.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei Schritt (c) umfaßt: das Zuführen eines Latexklebstoffs (40) durch die Grundschichten (17) und in Kontakt mit dem Faden (10), nachdem der Faden (10) an die Grundschichten (17) angeheftet worden ist.

14. Verfahren gemäß Anspruch 13, die weiter den folgenden Schritt umfaßt:

(e) Zerschneiden des Fadens (10) zwischen der ersten und der zweiten Grundschicht, um zwei kontinuierlich verbundene Florgewebe zu erzeugen.