EP1961851A1 - Verfahren zur Herstellung eines Tuftprodukts, Tuftprodukt und dessen Verwendung - Google Patents

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EP1961851A1
EP1961851A1 EP20080002082 EP08002082A EP1961851A1 EP 1961851 A1 EP1961851 A1 EP 1961851A1 EP 20080002082 EP20080002082 EP 20080002082 EP 08002082 A EP08002082 A EP 08002082A EP 1961851 A1 EP1961851 A1 EP 1961851A1
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EP
European Patent Office
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fibers
polymer component
tufted
top layer
weight
Prior art date
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EP20080002082
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EP1961851B1 (de
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Norbert Goffing
Engelbert Löcher
Ararad Emirze
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Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
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    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05C—EMBROIDERING; TUFTING
    • D05C17/00—Embroidered or tufted products; Base fabrics specially adapted for embroidered work; Inserts for producing surface irregularities in embroidered products
    • D05C17/02—Tufted products
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47G—HOUSEHOLD OR TABLE EQUIPMENT
    • A47G27/00—Floor fabrics; Fastenings therefor
    • A47G27/02—Carpets; Stair runners; Bedside rugs; Foot mats
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05C—EMBROIDERING; TUFTING
    • D05C15/00—Making pile fabrics or articles having similar surface features by inserting loops into a base material
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05C—EMBROIDERING; TUFTING
    • D05C17/00—Embroidered or tufted products; Base fabrics specially adapted for embroidered work; Inserts for producing surface irregularities in embroidered products
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    • Y10T428/23907—Pile or nap type surface or component
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T428/23907—Pile or nap type surface or component
    • Y10T428/23979—Particular backing structure or composition

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a tufted product, in particular to a tufted carpet top layer produced thereafter, and to the use of such a tufted product, in particular of such a tufted carpet top layer.
  • Tuftteppichs the so-called tufting or tufting, that is a technique for producing three-dimensional surfaces, used, which works on the principle of a sewing machine.
  • Tuft needles bring a tufted yarn into a basic material, the so-called tufts.
  • the tuft needles mounted on a needle bar are arranged in the width of the base material, for example a nonwoven fabric, and at the same time pierce through the base material.
  • the tufted yarn on the underside of the base material is held in place by grippers, so-called loopers. This creates loops or loops, so-called knobs, which form the visible side (upper layer) in the finished carpet.
  • Velorsteppich which is used especially in the automotive interior with a share of more than 95%.
  • Non-woven fabrics made of thermoplastic polymers such as polyethylene terephthalate (PET) fibers and / or polypropylene (PP) fibers, which are obtained by vascularization, spot welding, by means of a chemical binder, by bonding fibers or by combinations of these solidification processes, are frequently used as backings are bound.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PP polypropylene
  • the known conventional tufts with round fibers used as tufts do not always satisfy the different requirements for a particularly good adhesion of the tufted Tuftgame tufted back and a flawless Tuftstory in the carpet top layer is not always satisfactory.
  • the object of the invention has been found to provide an alternative, simple and economical method for producing a Tuftuzes, in particular a tufted carpet top layer, with improved Noppenhaftungseigenschaften.
  • the carpet top layer produced by the process is intended to be used in particular in the automotive interior or in the object sector.
  • object area is meant that the carpet is designed especially for heavy to extremely stressed areas, especially in offices, hotels, airports and / or hospitals.
  • splittable fibers in particular tufts in the form of a nonwoven fabric, are used which splice on tufting at or in the region of the puncture site of the tufts back.
  • Fibers here staple fibers or Endlosfasem, so-called Filaments, understood.
  • the fibers can also be combined to form nonwovens, in particular bonded nonwovens, the nonwovens.
  • the mechanical stress of tufting the tufts into the fibers of the tuft back causes the spliceable fibers to splice.
  • the type of fibers used thus allows the formation of particularly stable Tuftgamsch secured or knobs and the formation of a particularly flawless Tuftstoryes in the carpet.
  • spliceable fibers are used in a proportion of 10 to 100 wt .-%.
  • a mixture of spliceable and non-splittable fibers is employed.
  • the ratio of spliceable and non-splittable fibers may be adjusted depending on the carpet or tuft specification.
  • the proportion of spliceable fibers is preferably equal to or less than 50 wt .-%.
  • the proportion of spliceable fibers is preferably equal to or greater than 75% by weight.
  • At least two mutually incompatible (incompatible) polymer components are used as spliceable fibers.
  • At least one polymer component has a lower weight fraction than the other polymer component (s).
  • At least one polymer component has a weight fraction of equal to or less than 20% by weight, preferably equal to or less than 90% by weight, more preferably equal to or less than 5% by weight, most preferably from to to 3% by weight, based on the total weight of the fibers.
  • the production costs for the tufted products, in particular for the tufted carpet top layer can be reduced.
  • Another cost saving potential is that due to the improved nub adhesion, one can reduce the amount of fixative or precoat that is commonly used in the carpet industry for final fixation of the carpet yarn.
  • fixative or precursors such as to latex compounds
  • odors and emissions can be reduced, especially in confined spaces such as in the passenger compartment of an automobile.
  • undesirable properties of a component such as a low temperature or flame resistance, can be prevented by the Use of only a minimal proportion of this component can be reduced. Also, the significant reduction of a polymer content can improve the recyclability.
  • the desired properties of the tuft products, in particular the tufted carpet top layer can be precisely controlled.
  • a polymer component having a lower melting temperature is used as the polymer component with a lower proportion by weight.
  • At least one polymer component preferably a polymer component with a lower weight fraction than the other (n) polymer component (s), used as adhesive or binder component, wherein the melting temperature of this polymer component at least 10 ° C, preferably at least 20 ° C, below the melting temperature the other Potymerkomponente (s) lies.
  • the properties of the tufted product produced therefrom, in particular the tufted carpet top layer can be influenced, in particular its degree or degree of solidification or softness can be adjusted.
  • the non-splittable fibers are selected from mono-, bi-, multi-polymer component fibers and / or blends of such fibers.
  • the fibers are furthermore preferably selected from thermoplastic polymers, in particular from polyesters, preferably polyethylene terephthalate (PET), from polyolefins, preferably polyethylene (PE) and / or polypropylene (PP), from polylactates and / or from polyamides (PA), preferably polyamide 6.6 (PA6.6) and / or copolymers derived therefrom.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PA polyamide 6.6
  • PA6.6 polyamide 6.6
  • combinations of incompatible (incompatible) polymer components are selected, preferably combinations of polyethylene terephthalate (PET) and polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET) and polyamide (PA), preferably polyamide 6 or polyamide 6.6, and / or polypropylene (PP) and polyethylene (PE).
  • incompatible polymer components preferably combinations of polyethylene terephthalate (PET) and polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET) and polyamide (PA), preferably polyamide 6 or polyamide 6.6, and / or polypropylene (PP) and polyethylene (PE).
  • the fibers selected are those which advantageously have a titre in the range from 5 to 20 dtex, preferably from 5 to 12 dtex.
  • fibers are selected which preferably have round or non-round cross-sectional shapes.
  • Non-round cross-sectional shapes lead to increased fiber-to-fiber friction compared to round fibers and thus result in improved pimple adhesion due to better adhesion to one another.
  • the selected fibers are furthermore preferably made solid or hollow.
  • the fibers are used in the form of a nonwoven or a nonwoven fabric, in particular a spunbonded nonwoven or a spunbonded nonwoven fabric, as tufa backs.
  • the carpet top layer is preferably subjected to a heat treatment after tufting. As a result, the knobbed adhesion of the carpet top layer is further improved.
  • the tufted products produced according to the invention are preferably used in the automotive interior and / or in the object sector, in particular in offices, hotels, airports and / or Hospitals.
  • Scanning electron microscopic images enable images of the fiber / nonwoven cross sections and the surface structure with the corresponding magnifications.
  • the REM images were taken with a
  • spliceable fibers in particular in the form of a nonwoven fabric, are used as tufts for the production of the tufted product, in particular the tufted carpet top layer.
  • a nonwoven fabric having spliceable fibers at a content of 100% by weight is prepared as follows.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PP polypropylene
  • the spun filaments have a linear density of 9.5 dtex with strength values of 29 mN / dtex and elongation values of 135% (DIN 53812 and DIN 53816).
  • the fabric produced in this way is preconsolidated by calendering, wherein a smooth and a roughened roll with the surface temperatures of 100 ° C are used and wherein the cylinder pressure is 16 bar.
  • the fabric is finally solidified in an air dryer at an air temperature of 225 ° C.
  • the drying of the nonwoven fabric finished with Avivage takes place in an air dryer at an air temperature of 100 ° C.
  • a nonwoven fabric having a weight of 115 g / m 2 which comprises splittable fibers.
  • FIG. 1 shows that between the PET and the PP segments of the spun spliceable PET / PP Pieturan despite the low proportion by weight of the polypropylene (PP) is a very good, that is a clear segmentation.
  • PP polypropylene
  • FIG. 2 shows that after solidification of the segmented PET / PP ply fiber there is already a slight pre-splicing of the spun spliceable PET / PP ply fibers of the nonwoven fabric by the thermal consolidation step
  • the distance of the stitches along the length of the tuft back is called the stitch length.
  • the number of stitches is given per 10 centimeters. It also determines the number of loops or nubs.
  • Other tuft pitches such as 5/32 ", 1/8", 5/64 ", 1/16" or 1/22 ", can also be used to make the carpet topsheets.
  • the tufted yarn used is a commercial PA6 BCF 1300 dtex f128, which stands for bulked continuous filament, in particular for a textured nylon yarn continuous yarn having a denier of 1300 dtex and 128 individual filaments. Other common tuft yarns can also be used.
  • the tufted yarn is held in place by grippers, so that loops or nubs on the top of the tufa back arise.
  • a loop pile carpet top layer is created.
  • a cut pile carpet top layer or so-called velor carpet top layer is created.
  • Carpet top layer produced according to the invention conventional carpet topcoat standard nonwoven Lutradur® LDT 53 12 Maximum tensile force (longitudinal) [N / 5 cm] (EN 29073 part 3) 218 (211 - 225) 287 (228 - 319) Maximum elongation at break (longitudinal) [%] (EN 29073 part 3) 79 (78 - 80) 63 (54 - 71) Tearing force (longitudinal) [N] (DIN 53859 part 3) 295 (276 - 314) 198 (185-208)
  • FIGS. 4 . 6 and 7 show the surface of a tufted carpet top layer produced according to the invention, that is to say here a tufted nonwoven fabric with spliced PET / PP pief fibers after extraction of the tuft yarn in order to obtain a free area for the SEM images.
  • FIGS. 3 and 5 show the surface of a conventional tufted carpet topcoat, that is, a tufted conventional standard nonwoven fabric (Lutradur® LDT 53 12) with separately spun PET and PP monofilaments after pulling out the tufting yarn to provide a vacant area for the SEM photographs receive.
  • the Tuft conditions correspond exactly to the same conditions to which the nonwoven fabric with splittable PET / PP Piefasern was exposed.
  • FIGS. 6 and 7 also show, due to the splicing in the region of the puncture site, the so-called Tuftloch Scheme, pushed out PP-, fiber parts, which lead to a further increase in the specific fiber surface.
  • the dimpled adhesion depends on the stiction between the fibers of the tuft back, in this case the nonwoven fabric, and the Tuftgarns, due to the smaller contracted Tuftlöcher and the increased specific fiber surface in the tufted nonwoven fabric with spliced fibers, that is, the invention prepared carpet top layer, a in Compared to the tufted conventional standard nonwoven fabric to expect improved pimple adhesion.
  • the untufted tufts back that is, the nonwoven fabric with the spliceable fibers or the non-spliceable fibers, which is clamped to a special holder on a tension-elongation device (Zwick), from the back with a single air needle (Groz Beckert ). Then the yarn, which was also used for tufting (PA6 BCF 1300 dtex 128f, yarn length 400 mm) is threaded into the needle through which Tuftschreiben pulled and attached parallel to the back of the tufts on a very fine-resolution load cell.
  • the Tuftgarn presented is pulled through the Vilosstoff Tuftschreiben and measured the force applied for it. The higher the force, the higher the friction between the Tuftgarn and the fibers of the nonwoven fabric and the higher is the nubs adhesion.
  • the measurement results confirm that the nubbly adhesion of the tufted nonwoven fabric with the spliced fibers, that is to say that of the carpet top layer produced according to the invention, is improved compared to the tufted conventional standard nonwoven fabric.

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Abstract

Es soll ein möglichst einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung eines Tuftprodukts, insbesondere einer Teppichoberschicht, mit verbesserten Noppenhaftungseigenschaften angegeben werden. Dazu werden spleißfähige Fasern eingesetzt, die beim Tuften an und/oder im Bereich der Einstichstelle aufspleißen.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Tuftprodukts, insbesondere eine danach hergestellte getuftete Teppichoberschicht, und die Verwendung eines derartigen Tuftprodukts, insbesondere einer derartigen getufteten Teppichoberschicht.
  • Zur Herstellung eines Tuftteppichs wird das sogenannte Tuften oder Tufting, das heißt eine Technik zur Herstellung dreidimensionaler Flächen, eingesetzt, die nach dem Prinzip einer Nähmaschine funktioniert.
  • Dabei bringen Tuftnadeln ein Tuftgarn in ein Grundmaterial, den sogenannten Tuftrücken, ein. Die an einer Nadelstange montierten Tuftnadeln sind in der Breite des Grundmaterials, beispielsweise eines Vliesstoffes, angeordnet und stechen gleichzeitig durch das Grundmaterial. Bevor die Tuftnadeln wieder nach oben in ihre Ausgangsstellung zurückkehren, wird das eingebrachte Tuftgarn auf der Unterseite des Grundmaterials von Greifern, sogenannten Loopem, festgehalten. So entstehen Schlaufen oder Schlingen, sogenannte Noppen, die im fertigen Teppich die Sichtseite (Oberschicht) bilden.
  • Je nach Anwendung können diese Schlingen unter Einsatz spezieller Messer bereits während des Tuftvorgangs geschnitten werden. Dabei entsteht der sogenannte Veloursteppich, der speziell im Automobilinnenbereich bevorzugt mit einem Anteil von über 95% eingesetzt wird.
  • Als Tuftrücken werden häufig Vliesstoffe aus thermoplastischen Polymeren, wie zum Beispiel aus Polyethytenterephthalat(PET)-Fasem und/oder aus Polypropylen(PP)-Fasern eingesetzt, die durch Vemadeiung, Punktverschweißung, mittels eines chemischen Bindemittels, mittels Bindefasem oder mittels Kombinationen von diesen Verfestigungsprozessen gebunden sind.
  • Die Verwendung von ausschließlich punktverschweißten oder ausschließlich bindergebundenen Vliesstoffen ist nachteilig, da sie für die Herstellung von dreidimensionalen Formteilen wegen einer schlechten Verformbarkeit, insbesondere bei der Verwendung im Automobilbereich, nicht besonders gut geeignet sind.
  • Beim Einsatz von herkömmlichen runden Fasern ist die Kontaktfläche und die Reibung zwischen den im Tuftrücken-Vliesstoff eingesetzten Fasern und den Tuftgarnen relativ klein, so dass die Haltekraft für das Tuftgam speziell bei komplizierten Teppichoberflächenstrukturen, wie zum Beispiel bei sogenannten Hoch-Tief Velours- bzw. Schlingenqualitäten oder Cross-Over-Veloursqualitäten (mit Polnoppenversatz), häufig nicht ausreichend ist. Das nach dem Durchstechen und Zurückziehen der Tuftnadel in den Tuftrücken eingebrachte Tuftgam kann bereits durch die Kombination von geringen Tuftrückendichten- und Gamspannungs- sowie Gamqualitätenschwankungen seine vorgesehene Position, das heißt beispielsweise die Höhe oder Lage der Noppe, verlieren, und unter Umständen kann das Tuftgam sogar aus dem Tuftrücken herausgezogen werden. Dies kann in beiden Fällen zu deutlich sichtbaren Fehlern und zu unerwünschten Designabweichungen in der getufteten Teppichoberschicht führen.
  • Die bekannten als Tuftrücken eingesetzten herkömmlichen Vliesstoffe mit runden Fasern genügen daher den unterschiedlichen Anforderungen an eine besonders gute Haftung der eingetufteten Tuftgame im Tuftrücken sowie an ein fehlerfreies Tuftbild in der Teppichoberschicht nicht immer zufriedenstellend.
  • Aus dem Dokument US 6,740,385 B2 ist es bekannt, die Mustergleichmäßigkeit und die Dimensionsstabilität, insbesondere die Stabilität gegen Deformationen während und nach dem Tuftvorgang dadurch zu verbessern, dass enggewebte Textilien mit einer gleichmäßigen Vliesstoffschicht aus Stapelfasern in Kontakt gebracht und miteinander verschmolzen werden.
    • Darstellung der Erfindung
  • Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein alternatives, möglichst einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung eines Tuftprodukts, insbesondere einer getufteten Teppichoberschicht, mit verbesserten Noppenhaftungseigenschaften anzugeben. Die nach dem Verfahren hergestellte Teppichoberschicht soll dabei insbesondere im Automobilinnenbereich oder im Objektbereich Verwendung finden. Mit dem Begriff "Objektbereich" ist gemeint, dass der Teppichbelag besonders für stark bis extrem beanspruchte Flächen ausgelegt ist, insbesondere in Büros, Hotels, Flughäfen und/oder Krankenhäusem.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 17 erreicht.
  • Danach werden im Verfahren zur Herstellung eines Tuftprodukts, insbesondere einer getufteten Teppichoberschicht, spleißfähige Fasern, insbesondere als Tuftrücken in Form eines Vliesstoffes, eingesetzt, die beim Tuften an oder im Bereich der Einstichstelle des Tuftrückens aufspleißen.
  • Unter Fasern werden hier Stapelfasem oder Endlosfasem, sogenannte Filamente, verstanden. Die Fasern können ebenfalls zu Vliesen, insbesondere zu verfestigten Vliesen, den Vliesstoffen, zusammengelegt sein.
  • Die mechanische Belastung des Einsteches der Tuftnadeln in die Fasern des Tuftrückens führt dazu, dass die spleißfähigen Fasern aufspleißen.
  • Die Folge ist, dass der Tuftrücken lokal an der Einstichstelle durch die Trennung oder den Zerfiall der spleißfähigen Fasern in Einzelfilamente oder Segmente quasi verfilzt, wodurch die spezifische Faseroberfläche in diesem Bereich des Tuftrückens vergrößert und dadurch auch die Haft- und Gleitreibung zwischen den Fasern des Tuftgams und des Tuftrückens erhöht wird.
  • Damit ist gewährleistet, dass das mit der Tuftnadel eingeführte Tuftgarn besonders gut im Tuftrücken haftet und ein unerwünschtes Herausziehen des Tuftgarns verhindert wird.
  • Die Art der eingesetzten Fasern erlaubt folglich die Bildung besonders stabiler Tuftgamschlaufen oder Noppen und die Bildung eines besonders fehlerfreien Tuftbildes im Teppich.
  • Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands dar.
  • Vorzugsweise werden dabei spleißfähige Fasern mit einem Anteil von 10 bis 100 Gew.-% eingesetzt.
  • In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Mischung aus spleißfähigen und nicht-spleißfähigen Fasern eingesetzt Das Verhältnis aus spleißfähigen und nicht-spleißfähigen Fasern kann abhängig von der Teppich- bzw. Tuftspezifikation eingestellt werden. Bei vergleichsweise einfachen Tuftspezifikationen, wie zum Beispiel bei geradeaus und ohne Versatz getufteter Veloursware, beträgt der Anteil an spleißfähigen Fasern bevorzugt gleich oder kleiner 50 Gew.-%. Bei vergleichsweise komplizierten Tuftspezifikationen, wie zum Beispiel bei Hoch-Tief- oder Cross-Over-Veloursware, beträgt der Anteil an spleißfähigen Fasem bevorzugt gleich oder größer 75 Gew.-%.
  • Vorteilhafterweise werden als spleißfähige Fasern mindestens zwei miteinander unverträgliche (inkompatible) Polymerkomponenten eingesetzt.
  • Bevorzugt weist-zumindest eine Polymerkomponente einen geringeren Gewichtsanteil auf als die andere(n) Polymerkomponente(n).
  • In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens weist zumindest eine Polymerkomponente einen Gewichtsanteil von gleich oder kleiner 20 Gew.-% auf, bevorzugt von gleich oder kleiner 90 Gew.-%, besonders bevorzugt von gleich oder kleiner 5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von bis zu 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasern.
  • Durch den minimalen Gewichtsanteil einer Komponente, insbesondere von vergleichsweise teuren Polymeren, können die Herstellungskosten für die Tuftprodukte, insbesondere für die getuftete Teppichoberschicht, reduziert werden. Ein weiteres Kostenerspamispotential besteht darin, dass man wegen der verbesserten Noppenhaftung die Menge an Fixierungsmittel oder Vorstrich, der in der Teppichindustrie üblicherweise zur endgültigen Fixierung des Teppichgarns eingesetzt wird, reduzieren kann. Zudem kann durch die Herabsetzung der erforderlichen Menge an Fixierungsmittel oder Vorstrichen, wie beispielsweise an Latexverbindungen, die Geruchs- und Emissionsbildung, insbesondere in geschlossenen Räumen, wie zum Beispiel im Fahrgastinnenraum eines Automobils, reduziert werden.
  • Ferner können unerwünschte Eigenschaften einer Komponente, wie beispielsweise eine niedrige Temperatur- oder Flammbeständigkeit, durch den Einsatz eines lediglich minimalen Anteils dieser Komponente verringert werden. Auch kann die deutliche Herabsetzung eines Polymeranteils die Recyclingfähigkeit verbessern.
  • Zudem können durch den Einsatz spezifischer Gewichtsanteile der verwendeten Polymere die gewünschten Eigenschaften der Tuftprodukte, insbesondere der getufteten Teppichoberschicht, genau gesteuert werden.
  • In weiter bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens wird als Polymerkomponente mit einem geringeren Gewichtsanteil eine Polymerkomponente mit einer niedrigeren Schmelztemperatur eingesetzt.
  • Vorteilhafterweise wird zumindest eine Polymerkomponente, bevorzugt eine Polymerkomponente mit einem geringeren Gewichtsanteil als die andere(n) Polymerkomponente(n), als Klebe- oder Bindekomponente eingesetzt, wobei die Schmelztemperatur dieser Polymerkomponente mindestens 10°C, bevorzugt mindestens 20°C, unter der Schmelztemperatur der anderen Potymerkomponente(n) liegt.
  • Durch diese Maßnahme können die Eigenschaften des daraus hergestellten Tuftprodukts, insbesondere der getufteten Teppichoberschicht, beeinflusst werden, insbesondere kann dessen oder deren Grad der Verfestigung bzw. Weichheit eingestellt werden.
  • Bevorzugt werden die nicht-spleißfähigen Fasern ausgewählt aus Mono-, Bi-, Mehrpolymerkomponentenfasern und/oder aus Mischungen derartiger Fasern.
  • Die Fasern werden ferner vorzugsweise ausgewählt aus thermoplastischen Polymeren, insbesondere aus Polyestern, bevorzugt Polyethylenterephthalat (PET), aus Polyolefinen, bevorzugt Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP), aus Polylactaten und/oder aus Polyamiden (PA), bevorzugt Polyamid 6.6 (PA6.6) und/oder aus daraus abgeleiteten Copolymeren.
  • Für spleißfähige Bikomponentenfasern werden Kombinationen von miteinander unverträglichen (inkompatiblen) Polymerkomponenten ausgewählt, bevorzugt Kombinationen von Polyethylenterephthalat (PET) und Polypropylen (PP), von Polyethylenterephthalat (PET) und Polyamid (PA), bevorzugt Polyamid 6 oder Polyamid 6.6, und/oder von Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE).
  • Als Fasern werden solche ausgewählt, die vorteilhafterweise einen Titer im Bereich von 5 bis 20 dtex aufweisen, bevorzugt von 5 bis 12 dtex.
  • Zur Verstärkung der Noppenhaftung werden Fasern ausgewählt, die vorzugsweise runde oder nicht-runde Querschnittsformen aufweisen. Nicht-runde Querschnittsformen führen gegenüber runden Fasern zu einer erhöhten Faser-Faser-Reibung und bedingen somit durch eine bessere Haftung untereinander eine verbesserte Noppenhaftung.
  • Die ausgewählten Fasern sind femer bevorzugt massiv oder hohl ausgestaltet.
  • In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung einer Teppichoberschicht werden die Fasern in Form eines Vlieses oder eines Vliesstoffes, insbesondere eines Spinnvlieses oder eines Spinnvliesstoffes, als Tuftrücken eingesetzt.
  • Zur Bildung von Klebepunkten zwischen dem Tuftgam und zumindest einer Polymerkomponente, insbesondere der aufgespleißten Fasem, wird die Teppichoberschicht vorzugsweise nach dem Tuften einer Wärmebehandlung unterzogen. Dadurch wird die Noppenhaftung der Teppichoberschicht weiter verbessert.
  • Die erfindungsgemäß hergestellten Tuftprodukte, insbesondere die getufteten Teppichoberschichten, finden bevorzugt Verwendung im Automobilinnenbereich und/oder im Objektbereich, insbesondere in Büros, Hotels, Flughäfen und/oder Krankenhäusern.
    • Ausführung der Erfindung
  • Der Gegenstand der Erfindung wird anhand eines Beispiels näher erläutert.
    • In Figur 1
    ist eine REM-Aufnahme des Querschnitts segmentierter PET/PP-Piefasem mit einem Gewichtsverhältnis von 95 : 5 direkt nach dem Verspinnen in 1000-facher Vergrößerung gezeigt,
    in Figur 2
    ist eine REM-Aufnahme des Querschnitts segmentierter PET/PP-Piefasem mit einem Gewichtsverhältnis von 95 : 5 nach dem Verfestigen in 1000-facher Vergrößerung gezeigt,
    in Figur 3
    ist eine REM-Aufnahme eines 10-fach vergrößerten Ausschnitts der Oberfläche einer herkömmlichen Teppichoberschicht (nach dem Herausziehen des Tuftgarns) gezeigt,
    in Figur 4
    ist eine REM-Aufnahme eines 10-fach vergrößerten Ausschnitts der Oberfläche einer erfindungsgemäß hergestellten Teppichoberschicht (nach dem Herausziehen des Tuftgarns) gezeigt,
    in Figur 5
    ist eine REM-Aufnahme eines 100-fach vergrößerten Ausschnitts der Oberfläche der herkömmlichen Teppichoberschicht gemäß Figur 3 gezeigt,
    in Figur 6
    ist eine REM-Aufnahme eines 100-fach vergrößerten Ausschnitts der Oberfläche der erfindungsgemäß hergestellten Teppichoberschicht gemäß Figur 4 gezeigt,
    in Figur 7
    ist eine REM-Aufnahme eines 200-fach vergrößerten Ausschnitts der Oberfläche der erfindungsgemäß hergestellten Teppichoberschicht gemäß Figur 6 gezeigt.
  • Die Rasterelektronenmikrosicop-Aufnahmen (REM-Aufnahmen) ermöglichen Aufnahmen der Faser-/Vliesquerschnitte und der Oberflächenstruktur mit den entsprechenden Vergrößerungen. Die REM-Aufnahmen wurden mit einem
  • Niederdruck Rasterelektronenmikroskop JEOL JSM-6480LV unter einer Beschleunigungsspannung von 20 kV erstellt,
  • Gemäß der Erfindung werden zur Herstellung des Tuftprodukts, insbesondere der getufteten Teppichoberschicht, spleißfähige Fasern, insbesondere in Form eines Vliesstoffes, als Tuftrücken eingesetzt.
    • Herstellung eines Vliesstoffes mit spleißfähigen Fasern
  • Ein Vliesstoff mit spleißfähigen Fasern mit einem Anteil von 100 Gew.-% wird beispielsweise wie folgt hergestellt.
    • a) Flächenware
  • Eingesetzt werden handelsübliches Polyethylenterephthalat (PET) mit einer intrinsischen Lösungsviskosität von 0,65 und Polypropylen (PP) mit einem MFI-Wert (Melt-Flow-Index, Schmelzflussindex) von 19 g/10 min (230°C/2,16 kg) in einem Gewichtsverhältnis von 95 : 5.
  • Diese werden zu PET/PP-Piefasem, insbesondere mit je vier Segmenten PET und PP, ausgesponnen und auf einem Siebband mit einer Bandgeschwindigkeit von 13 m/min abgelegt.
  • Die gesponnenen Filamente haben einen Titerwert von 9,5 dtex mit Festigkeitswerten von 29 mN/dtex und Dehnungswerten von 135 % (DIN 53812 und DIN 53816).
    • b) Vorverfestigung
  • Die derart hergestellte Flächenware wird durch Kalandrierung vorverfestigt, wobei eine glatte und eine aufgeraute Walze mit den Oberflächentemperaturen von 100°C eingesetzt werden und wobei der Zylinderdruck 16 bar beträgt.
    • c) Verfestigung
  • Anschließend wird die Flächenware in einem Lufttrockner bei einer Lufttemperatur von 225°C endverfestigt.
    • d) Ausrüstung
  • Daraufhin wird beispielsweise mit einer Sprühanlage eine wässrige Polydimethylsiloxan-Emulsion als Textilhilfsmittel (Avivage) aufgetragen, wobei die Feststoffkonzentration 5 Gew.-% und die Nassaufnahme 7 % beträgt (0,35 Gew.-% Avivage bezogen auf das Vliesstoffgewicht).
  • Die Trocknung des mit Avivage ausgerüsteten Vliesstoffes erfolgt in einem Lufttrockner bei einer Lufttemperatur von 100°C.
  • Damit wird ein Vliesstoff mit einem Gewicht von 115 g/m2 erhalten, der spleißfähige Fasern umfasst.
  • Die Figur 1 zeigt, dass zwischen den PET- und den PP-Segmenten der gesponnenen spleißfähigen PET/PP-Piefasern trotz des niedrigen Gewichtsanteils des Polypropylens (PP) eine sehr gute, das heißt eine klare Segmentierung vorliegt.
  • Die Figur 2 zeigt, dass nach dem Verfestigen der segmentierten PET/PP-Piefaser bereits eine leichte Vorspleißung der gesponnenen spleißfähigen PET/PP-Piefasern des Vliesstoffes durch den thermischen Verfestigungsschritt vorliegt
    • Tuften
  • Ein als Tuftrücken eingesetzter Vliesstoff wird mit einem handelsüblichen Tuftgam wie folgt getuftet.
    • 1/10" Teilung und in der Teppichbranche, insbesondere im Kraftfahrzeugbereich, Veloursausführung
    • Stichzahl: 56/ 10 cm
    • Tuftgam: PA6 BCF 1300 dtex f128
    • Tuftgamgewicht: 400 g/ m2
  • Dabei wird der Abstand der Tuftnadeln, die das Tuftgarn in den Tuftrücken, hier in den Vliesstoff-Tuftrücken, einbringen, in Bruchteilen von Zoll angegeben. 1/10" bedeutet somit 10 Nadeln pro 2,54 cm, also einen Abstand von 2,54 mm zwischen den Tuftnadeln.
  • Der Abstand der Stiche entlang der Länge des Tuftrückens wird als Stichlänge bezeichnet. Die Zahl der Stiche wird pro 10 Zentimeter angeben. Sie bestimmt auch die Anzahl der Schlingen oder Noppen. Andere Tuftteilungen, wie zum Beispiel 5/32", 1/8", 5/64", 1/16" oder 1/22" können ebenfalls zur Herstellung der Teppichoberschichten eingesetzt werden.
  • Als Tuftgarn wird ein handelsübliches PA6 BCF 1300 dtex f128 eingesetzt, das für bulked continuous filament steht, insbesondere für ein texturiertes Endlosgarn aus Polyamid 6-Gamen mit einem Titer von 1300 dtex und aus 128 Einzelfilamenten. Andere übliche Tuftgarne können ebenfalls eingesetzt werden.
  • Bevor die Tuftnadeln wieder zurücklaufen, wird das eingebrachte Tuftgarn von Greifern festgehalten, so dass Schlaufen oder Noppen auf der Oberseite des Tuftrückens entstehen.
  • Auf diese Weise entsteht eine Schlingenflor-Teppichoberschicht. Wenn die Schlingen mit einem Messer aufgeschnitten werden, entsteht eine Schnittflor-Teppichoberschicht oder sogenannte Velours-Teppichoberschicht.
    • Ergebnisse
  • Die erzielten physikalischen Werte einer derart hergesteilten Teppichoberschicht, bei dem die spleißfähigen Fasern des Vliesstoffes nach dem Tuften im Bereich der Einstichstelle aufgespleißt sind, gestalten sich gegenüber einem getreten herkömmlichen Standard-Vliesstoff Lutradur ® LDT 53 12 (Freudenberg) wie folgt:
    erfindungsgemäß hergestellte Teppichoberschicht herkömmliche Teppichoberschicht Standard-Vliesstoff Lutradur ® LDT 53 12
    Höchstzugkraft (Längs) [N/ 5 cm] (EN 29073 Teil 3) 218 (211 - 225) 287 (228 - 319)
    Höchstzugdehnung (Längs) [%] (EN 29073 Teil 3) 79 (78 - 80) 63 (54 - 71)
    Weiterreißkraft (Längs) [N] (DIN 53859 Teil 3) 295 (276 - 314) 198 (185 - 208)
  • Die hohen Dehnungs- und Weiterreißkraftwerte zeigen, dass beim Tuften keine Schädigung der Vliesstoff-Fasern eingetreten ist.
  • Die Figuren 4, 6 und 7 zeigen die Oberfläche einer erfindungsgemäß hergestellten getufeten Teppichoberschicht, das heißt hier eines beispielhaft unter den oben genannten Bedingungen getufteten Vliesstoffes mit aufgespleißten PET/PP-Piefasern nach dem Herausziehen des Tuftgarns, um eine freie Fläche für die REM-Aufnahmen zu erhalten.
  • Die Figuren 3 und 5 zeigen im Vergleich dazu die Oberfläche einer herkömmlichen getufteten Teppichoberschicht, das heißt eines getufteten herkömmlichen Standard Vliesstoffes (Lutradur ® LDT 53 12) mit getrennt gesponnenen PET- und PP-Monofasem nach dem Herausziehen des Tuftgams, um eine freie Fläche für die REM-Aufnahmen zu erhalten. Die Tuftbedingungen entsprechen dabei genau den gleichen Bedingungen, denen der Vliesstoff mit spleißfähigen PET/PP-Piefasern ausgesetzt wurde.
  • Während beim getufteten herkömmlichen Standard-Vliesstoff die Einstichstelle, das sogenannte Tuftloch, noch sehr gut sichtbar ist (Figuren 3 und 5), ziehen sich die Tuftlöcher des getufteten Vliesstoffes mit aufgespleißten Fasern nach dem Herausziehen des Tuftgarns zu kleineren Tuftlöchem zusammen (Figuren 4, 6 und 7).
  • Die Figuren 6 und 7 zeigen außerdem, bedingt durch das Spleißen im Bereich der Einstichstelle, dem sogenannten Tuftlochbereich, herausgedrückte PP-, Faserteile, die zu einer weiteren Erhöhung der spezifischen Faseroberfläche führen.
  • Da die Noppenhaftung von der Haftreibung zwischen den Fasern des Tuftrückens, vorliegend des Vliesstoffes, und des Tuftgarns abhängt, ist bedingt durch die kleineren zusammengezogenen Tuftlöcher und die erhöhte spezifische Faseroberfläche bei dem getufteten Vliesstoff mit aufgespleißten Fasern, das heißt der erfindungsgemäß hergestellten Teppichoberschicht, eine im Vergleich zu dem getufteten herkömmlichen Standard-Vliesstoff verbesserte Noppenhaftung zu erwarten.
    • Messung der Noppenhaftung
  • Um die Noppenhaftung zu messen, wird folgende Messmethode eingesetzt:
  • Der ungetuftete Tuftrücken, das heißt der Vliesstoff mit den spleißfähigen Fasern bzw. den nicht-spleißfähigen Fasern, der an einem Zug-Dehnungsgerät (Fa. Zwick) an einer speziellen Halterung eingespannt wird, wird von der Rückseite mit einer Einzeltuftnadel (Fa. Groz Beckert) gestochen. Anschließend wird das Garn, das auch zum Tuften eingesetzt wurde (PA6 BCF 1300 dtex 128f, Garnlänge 400 mm) in die Nadel eingefädelt, durch den Tuftrücken gezogen und parallel zum Tuftrücken an einer sehr fein auflösenden Kraftmessdose befestigt.
  • Anschließend wird das vorgelegte Tuftgarn durch den Vilosstoff-Tuftrücken gezogen und die dafür aufzubringende Kraft gemessen. Je höher die Kraft ist, desto höher ist die Reibung zwischen dem Tuftgarn und den Fasern des Vliesstoffes und desto höher ist die Noppenhaftung.
  • Es wurden 10 Messungen pro Material durchgeführt, wobei jedes Mal eine definierte Garnlänge von 400 mm mit einer Zuggeschwindigkeit von 200 mm/min durch den Tuftrücken-Vliesstoff gezogen wurde. Je Messung wurde der Mittelwert der Zugkraft über die 400 mm Garnlänge gebildet. Die Kraftdose mit einer Auflösung von ± 0,1 N hatte einen Maximalwert von 2 N.
    • Ergebnisse der Noppenhaftungsmessung
  • Die Noppenhaftungsmessung unter Einsatz des oben genannten Tuftgarns (PA6 BCF 1300 dtex f128) liefert folgende Ergebnisse der spezifischen Noppenhaftung Nspez [N m2/ g] (in Anlehnung an EN 29073).
    • Nspez (Standard-Vliesstoff, Lutradur® LDT 5312): 0,94 N m2/ g
    • Nspez (Vliesstoff mit aufgespleißten PET/PP-Piefasem): 0,99 N m2/ g
    • (mit einer Standardabweichung von 0,02 N m2/ g)
  • Die Messergebnisse bestätigen, dass die Noppenhaftung des getufteten Vliesstoffes mit den aufgespleißten Fasern, das heißt die der erfindungsgemäß hergestellten Teppichoberschicht, gegenüber dem getufteten herkömmlichen Standard-Vliesstoff verbessert ist.

Claims (18)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Tuftprodukts, insbesondere einer getufteten Teppichoberschicht, bei dem spleißfähige Fasern eingesetzt werden, die beim Tuften an und/oder im Bereich der Einstichstelle aufspleißen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem spleißfähige Fasern mit einem Anteil von 10 bis 100 Gew.-% eingesetzt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Mischung aus spleißfähigen und nicht-spleißfähigen Fasern eingesetzt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem spleißfähige Fasern ausgewählt werden aus mindestens zwei miteinander unverträglichen Polymerkomponenten.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem zumindest eine Polymerkomponente einen geringeren Gewichtsanteil aufweist als die andere(n) Polymerkomponente(n).
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem zumindest eine Polymerkomponente einen Gewichtsanteil von gleich oder kleiner 20 Gew.-% aufweist, bevorzugt von gleich oder kleiner 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von gleich oder kleiner 5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von gleich oder größer 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasern.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem als Polymerkomponente mit einem geringeren Gewichtsanteil eine Polymerkomponente mit einer niedrigeren Schmelztemperatur eingesetzt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem zumindest eine Polymerkomponente, bevorzugt eine Polymerkomponente mit einem geringeren Gewichtsanteil als die andere(n) Polymerkomponente(n), als Klebe- oder Bindekomponente eingesetzt wird, wobei die Schmelztemperatur dieser Polymerkomponente mindestens 10°C, bevorzugt mindestens 20°C, unter der Schmelztemperatur der anderen Polymerkomponente(n) liegt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, bei dem die nicht-spleißfähigen Fasern ausgewählt werden aus Mono-, Bi-, Mehrpolymerkomponentenfasern und/oder aus Mischungen derartiger Fasern.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Fasern ausgewählt werden aus thermoplastischen Polymeren, insbesondere aus Polyestern, bevorzugt Polyethylenterephthalat (PET), aus Polyolefinen, bevorzugt Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP), aus Polylactaten und/oder aus Polyamiden (PA), bevorzugt Polyamid 6.6 (PA6.6) und/oder aus daraus abgeleiteten Copolymeren.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die spleißfähigen Fasern ausgewählt werden aus Kombinationen von Polyethylenterephthalat (PET) und Polypropylen (PP), von Polyethylenterephthalat (PET) und Polyamid (PA) und/oder von Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE).
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Fasern solche ausgewählt werden, die einen Titer im Bereich von 5 bis 20 dtex aufweisen, bevorzugt von 5 bis 12 dtex.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Fasern solche ausgewählt werden, die runde und/oder nicht-runde Querschnittsformen aufweisen.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Fasem solche ausgewählt werden, die massiv oder hohl ausgestaltet sind.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Fasem in Form eines Vlieses oder eines Vliesstoffes, insbesondere eines Spinnvlieses oder eines Spinnvliesstoffes, eingesetzt werden.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Tuftprodukt, insbesondere die getuftete Teppichoberschicht, nach dem Tuften einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
  17. Tuftprodukt, insbesondere getuftete Teppichoberschicht, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  18. Verwendung eines Tuftprodukts, insbesondere einer getufteten Teppichoberschicht, nach Anspruch 17 im Automobilinnenbereich und/oder im Objektbereich, insbesondere in Büros, Hotels, Flughäfen und/oder Krankenhäusern.
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