Oberfläche

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer drei dimensional geformten Bodenverkleidung, Gepäckraumverkleidung oder Ladebodenverkleidung für Kraftfahrzeuge, deren Teppich-Oberfläche sichtseitig eine genadelte Struktur aufweist sowie die Verkleidungen selbst.

Das Oberflächenmaterial für ein Kraftfahrzeug selbst ist ein Flach- Nadelvlies-Teppich, der mit mehreren Unterschichten versehen sein kann sowie eine Schaum- oder Faser-/Vlies-Isolation zur Karosserie hin, haben kann.

Insbesondere durch die Entwicklung von E-Kraftfahrzeugen sucht man im Design/Styling nach alternativen Lösungen in der verformbaren Tep pichoberfläche im Vergleich zum einfarbigen, glatten Flachnadelvlies-, Velours- und Tuftingteppich.

Bei Kraftfahrzeugen mit Hecktür (Kombis) und umklappbarer Rücksitz lehne trifft dieses Styling insbesondere auch auf den Gepäckraum und den Ladeboden zu, da man bei geöffneter Hecktür und umgeklappten Rücksitzlehnen von hinten in den damit freigegebenen Innenraum des Kraftfahrzeuges schaut. Beides, Gepäck- und Fahrgastraum, müssen dann ein einheitliches, in sich stimmiges Styling verkörpern.

Im Stand der Technik sind verschiedene Ausführungen von Teppich- Oberwaren bei Kraftfahrzeug-Bodenverkleidungen, Gepäckraumverklei dungen sowie Ladebodenverkleidungen bekannt, nämlich insbesondere Tufting-, Velours- und Flachnadelvlies-Teppiche.

Bei Tufting-Teppichen wird insbesondere PA6.6, PA6, PP, rPA und PET, rPET sowie die entsprechenden bio-basierenden Polyamide (PA 5.10; PA 6.10); und bei den Velours- und Flachnadelvlies-Teppichen PET, PET/PP, PP, PA/PET und rPET vorwiegend als Garn-/Fasermaterial eingesetzt.

Im Stand der Technik sind Verfahren zur Herstellung von Velours- Teppichen bekannt, siehe unter anderem DE 44 09 771 Al, DE 29 00 935 C2 und DE 10 2008 026 968 Al.

Ein Velours-Vlies ist ein veredeltes Nadelvlies, bei dem bei einem vorge fertigten Vliesmaterial mittels Vernadelung in ein laufendes homogenes Bürstenband, ein Faserpol erzeugt wurde. Wenn das dann noch auf de finierte Flor-/Polhöhe geschoren ist, spricht man von einem Scherve lours.

Ein Velours-Teppich unterscheidet sich von einem Nadelvlies-Teppich durch eine hochwertigere Optik und Haptik, sowie ein verbessertes Ver schleißverhalten. Zur Homogenisierung des Einstichbildes bei einem vernadelten Vlies sind in US 9 567 698 B2, US 2016/0069006 Al, US 9 260 806 B2, US 2015/0259836 Al und EP 2 918 719 Al spezielle Verfahren beschrie ben. Bei der Herstellung eines flachen Nadelvlieses werden Stapelfasern nach einer Vliesbildung mittels Krempel und Kreuzleger über vielfaches Vernadeln zwischen zwei Metallplatten verfestigt. In einem weiteren Ar beitsschritt mittels nochmaliger Vernadelung in ein Bürstenband, kann aus diesem flachen Nadelvlies ein Veloursnadelvlies erzeugt werden. Bei beiden Varianten ist es für eine gute Endfestigkeit notwendig, die Sta pelfasen nach dem Vernadeln thermisch oder chemisch einzubinden.

Die Einbindung der Fasern erfolgt größtenteils mittels geschäumten La tex oder Acrylat. Ein kombinierter Einsatz von Latex oder Acrylat und BiCo-Faser (coPET/PET-Bikomponentenfaser) ist in praxi ebenfalls üb lich. Des Weiteren wird die Einbindung auch ausschließlich über BiCo- Faser realisiert.

Speziell in WO 2017/061970 Al wird auf das Einbinden des Teppichs mittels Bikomponenten (BiCo)-Fasern eingegangen. Hier wird die Opti mierung der (BiCo-)Faserfixierung durch den Einsatz spezieller Schlitz düsen im Trockenofen beschrieben. Daneben sind bekannt: aufgestreu tes PE, EVA/PE-Gemisch, auf-extrudiertes PE, Folien, Heißkleber, ther moplastische Dispersionen und das Thermobonding (EP 1 598 476 Bl).

In der DE 2 008 439 C [US 3 755 055] wird ein Verfahren beschrieben, bei dem eine einfarbige oder melangierte Vliesstoffbahn und eine mit Pigmentfarbstoffen mit einem ornamentalen Muster ein- oder mehrfar big einseitig bedruckte Vliesstoffbahn aufeinandergelegt werden, wobei die bedruckte Seite der einen Vliesstoffbahn der unbedruckten Vliesstoffbahn abgekehrt ist, und danach beide Vliesstoffbahnen von der unbedruckten Fläche her soweit durchgenadelt werden, dass sich die Fasern der unbedruckten Vliesstoffbahn mit den Fasern der bedruckten Vliesstoffbahn unter Bildung eines Flores auf deren bedruckter Fläche vermischen und deren aufgedrucktes ornamentales Muster zu einem weichen und dreidimensional wirkenden Muster verändert wird.

Die DE 39 04 526 Al offenbart einen Bodenbelag und ein Verfahren zu seiner Fierstellung. Zur Fierstellung eines Bodenbelages aus zwei Schichten aus Nadelvlies, von denen die Oberschicht an ihrer Oberseite strukturiert ist, wird die Unterschicht von der Unterseite der strukturier ten Oberschicht her in diese eingenadelt. Dabei ist die Nadeltiefe we sentlich geringer als die Stärke der Oberschicht. Durch das Zusammen nadeln der beiden Schichten von der Rückseite der Oberschicht her wird die Struktur dieser Oberschicht nicht zerstört. Anschließend an das Zu sammennadeln erfolgt ein zusätzliches Verbinden beider Schichten durch Imprägnieren mit einem Bindemittel durch die Oberschicht hin durch.

In EP 0 888 743 Al [US 2002/0029445 Al, US 6 287 407 Bl, US 6 398 895 Bl] wird ein strukturiertes Textilmaterial aus mindestens zwei ver schiedenen Basisvliesen für den Bereich Reinigungstextilien beschrie ben. Die technische Lehre betrifft ein strukturiertes Textilmaterial aus mindestens zwei verschiedenen vernadelten Basisvliesen, wobei die Ba sisvliese eine durch Nadelung von mindestens einer Seite erhaltene Struktur aufweisen, wobei die zur Strukturnadelung verwendeten Na deln Gabel- oder Kronennadeln sind und die Tiefe der Gabeln bezie- hungsweise der Bärte so gewählt ist, dass sich diese beim Durchstich vollständig mit Fasern des den Nadeln zugewandten Basisvlieses füllen und wobei das Textilmaterial im Muster, im Fond und auf der Rückseite unvermischte, reine Fasern aufweist. Im Verfahren zur Fierstellung des strukturierten Textilmaterials wird zum einen angeführt, dass eine Ka schierung der beiden Schmelzfasern aufweisenden vernadelten Basis vliese ohne Aktivierung der Schmelzfasern erfolgt, dass anschließend eine ein- oder zweiseitige Strukturnadelung erfolgt, und dass die Schmelzfasern der Basisvliese nach der Strukturnadelung aktiviert wer den; und zum anderen, dass vor dem Einlauf in eine Strukturnadelma schine zwischen die beiden Schmelzfasern aufweisenden vernadelten Basisvliese eine Zwischenlage aus einem eine Klebung der beiden Ba sisvliese vermögenden Werkstoffe, insbesondere ein Klebevlies, einge bracht wird, dass die beiden Basisvliese und die Zwischenlage miteinan der einer ein- oder zweiseitigen Strukturnadelung unterworfen werden, und dass anschließend die Verbindung der beiden Basisvliese und der Zwischenlage durch Aktivierung der Schmelzfasern und der Zwischenla ge hergestellt wird.

In WO 2011/045691 Al wird ein graphischer Veloursteppich und dessen Fierstellung beschrieben. Anwendung finden hierbei zwei Strukturie rungsmaschinen besetzt mit jeweils 2 Nadelbrettern; und ein Basis- und einen Obervliesstoff. Das Basisvlies wird zwischen den zwei Strukturie rungsmaschinen auf das Obervlies zugeführt und in der zweiten Struk turierungsmaschine zu einem Vlies vernadelt. Die Nadeln in den Nadel brettern sind nach vorbestimmten Mustern angeordnet. Auf das Basis vlies ist ein Klebstoff aufgebracht, der dann die Fasern der Vliesschich ten fixiert/einbindet. Weiterhin ist bekannt, Muster in einer Nadelfilzbahn mittels mehrerer Komponenten, Faserschichten und mehrerer Nadelungsvorgänge zu er zeugen, siehe u.a. DE 103 46 473 Al und WO 2011/065851 Al.

In der DE 20 2009 000 775 Ul wird ein Faserflächengebilde dargelegt, das aus einem Nadelvliesstoff bzw. Faserflor (Oberflächenschicht) auf der Sichtseite und einem Faserflor bzw. Faservlies (Musterschicht), wel che durch Vernadelung mittels unterschiedlicher Nadeltypen/Nadelarten und/oder Nadelanordnungen und/oder Einstichrichtungen und/oder Ein stichtiefen miteinander verbunden sind, besteht. Die Musterschicht ist vorbearbeitet, die Musterschicht unterscheidet sich von der Oberflä chenschicht in den Fasern selbst und der Faserfärbung; auch ist die Musterschicht vor dem Vernadeln mit der Oberflächenschicht ausge stanzt und/oder ausgeschnitten worden; sowie ist gefärbt und/oder be druckt. Des Weiteren werden mehrere unterschiedliche Musterflore bzw. Mustervliese als Musterschicht eingesetzt. Die Oberflächenschicht ist rückvernadelt und oberflächenbehandelt.

Alle im Stand der Technik beschriebenen,„strukturgenadelten" Anwendungen, Verfahren und Vorrichtungen sowie Material Strukturen betreffen nicht (einlagi ge) Flachnadelvlies-Teppiche für die Nutzung im Kraftfahrzeug, deren dreidi mensionale Verformung zu Kraftfahrzeug-Bodenverkleidungen, Gepäckraum verkleidungen oder Ladebodenverkleidungen. Es wird nicht von einer zerstö rungsfreien Struktur berichtet, die bei einer dreidimensionalen Verformung im Kontaktheizfeld (Kaschierpresse), Strahlerheizfeld und im Verformungswerk zeug selbst ihre Oberflächenstruktur strapazierfähig behält. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gegenüber dem vorgenannten Stand der Technik ist somit die Bereitstellung eines verformungsgerech ten, strukturgenadelten Teppichs, der den Fahrgast- und/oder Gepäck raum und/oder Laderaum von Kraftfahrzeugen dahin aufwertet, dass dieser eine„Wohnzimmer-/ Wohlfühl-Atmosphäre" aufweist. Insbeson dere ist es Aufgabe der Erfindung bei der Herstellung/Vernadelung von Nadelvlies-Teppich ein bleibendes, strapazierfähiges Oberflächenmuster mit einer gegebenenfalls dreidimensionalen Struktur einzubringen, das über die Breite der Teppichoberfläche unterschiedlich strukturiert ist und einer dreidimensionalen Verformung zu einer Kraftfahrzeug-Boden oder Gepäckraumverkleidung standhält.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist in einer ersten Ausführungs form ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensional verformbaren Nadelvlies-Teppichs für eine Bodenverkleidung, Gepäckraumverkleidung oder Ladebodenverkleidung eines Kraftfahrzeuges mit strukturgenadel- ter, verformungsstabiler Oberfläche mit einer Grammatur der Verklei dung im Bereich von 180 g/m ² bis 700 g/m ² , die dadurch gekennzeich net ist, dass man

zwei oder mehrere Nadeltypen segmentweise über die Breite eines Na delbrettes anordnet,

bei einer definierten Einstellung des Vorschubs/Hubes des Aus gangsvlieses sowie einer definierten Einstellung der Einstichtiefe die strukturierte Verkleidungsoberfläche aus dem Ausgangsvlies durch Ver- nadelung herstellt, und

die Verkleidung mit einer oder mehreren Unterschichten versieht und verformt wird. Kern der vorliegenden Erfindung ist somit die Bereitstellung eines, in einem üblichen Standardverfahren hergestellten Nadelvlies-Teppichs zur Herstellung einer Bodenverkleidung, einer Gepäckraumverkleidung oder einer Ladebodenverkleidung eines Kraftfahrzeuges mit strukturgenadel- ter, verformungsgerechter Sichtoberfläche allein durch die Anordnung von unterschiedlichen Nadeln/Nadelgeometrien über die Breite des Na delbrettes und/oder der Nadelbretter die zur Vernadelung der Boden verkleidung, der Gepäckraumverkleidung oder der Ladebodenverklei dung eines Kraftfahrzeuges genutzt werden. Die Bestückung der Nadel bretter über die Breite erfolgt dabei mit vorab definierten Nadeltypen/- geometrien, die somit eine vorbestimmte gegebenenfalls dreidimensio nale Struktur der Nadelvlies-Oberfläche erzeugen. Vorzugsweise werden Nadeln gleicher Länge, aber mit unterschiedlicher Feinheit, Kerbenab stand, Kerbengröße, Arbeitsteilgeometrie und Distanz von Spitze zur 1. Kerbe eingesetzt.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung von verformungsgerechtem/-stabilen, strukturgenadeltem Nadelvlies- Teppich für die Herstellung von Kraftfahrzeug-Boden- und Gepäckraum verkleidungen oder Ladebodenverkleidung ohne einen zusätzlichen Ar beitsschritt bei dessen Herstellung im Vergleich zur Standard- Nadelvlies-Teppich-Produktion.

Die zunächst erzeugte Rollen- oder Platinenware weist beispielsweise Bereiche mit unterschiedlicher Flauschigkeit oder Steifigkeit in Maschi nenrichtung auf.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist umsetzbar -ohne zusätzli che Vliesschichten, Vernadelungsstufen, Nadelmaschinen bzw. Nadel- bretter- in „Standard"-Anlagen allein durch die Nadelgeomet- rie/Nadeltype der über die Breite des Nadelbrettes angeordneten Na deln.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht in einem dreidimensional geformten Nadelvlies einer Bodenverkleidung, einer Gepäckraumverkleidung oder einer Ladebodenverkleidung eines Kraftfahrzeuges mit strukturgenadelter, verformungsstabiler Oberfläche mit einer Grammatur der Verkleidung im Bereich von 180 g/m ² bis 700 g/m ² , weiterhin umfassend eine oder mehrere Unterschichten, wobei die Sichtseite der Bodenverkleidung, der Gepäckraumverkleidung oder der Ladebodenverkleidung eine gegebenenfalls dreidimensionale struk turgenadelte, strapazierfähige Oberfläche aufweist.

Die Realisierung soll vorzugsweise zum einen bei einem einlagigen und zum anderen bei einem zweilagigen Nadelvlies-Teppich erfolgen. Bei einer zweilagigen Ausführung können hierbei zusätzlich Farbeffekte un terschiedlicher Struktur eingenadelt werden.

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Ausführungsbeispiel:

Zur Herstellung einer verformungsgerechten/-stabilen, strukturgenadel te Bodenverkleidung wurde als Ausgangsvlies ein Vorvlies aus 7 dtex 100% PES Fasern mit der Länge 64 mm genutzt; die Grammatur betrug 400 g/m ² .

Das Nadelbrett war in Querrichtung in vier verschiedene Segmente auf geteilt:

Nadeltyp l(fein) - Nadeltyp 2 (grob) - Nadeltyp 1 (fein) - Nadeltyp 2 (grob)

Verwendet wurden handelsübliche Nadeln der Firma Groz-Beckert KG, Albstadt, Deutschland :

Nadeltyp 1 : 15x18x43x3 R222 G 2017

Nadeltyp 2: 15x18x36x3 R333 G 2007

Diese Nadeln unterscheiden sich in der Feinheit, Kerbenanzahl, Kerben größe und Distanz von Spitze zur 1. Kerbe.

Bei der Herstellung war es seitens der Maschineneinstellungen erforder lich, die optimale Einstichtiefe und den optimalen Vorschub/Hub durch Probieren zu finden. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Nadelvlies- Teppichboden waren das: Vorschub/Hub 1,55 mm/Hub und die Einstich tiefe 12 mm. Der so hergestellte strukturgenadelte Nadelvlies-Teppichboden wurde anschließend mit 80 g/m ² handelsüblichem Latex eingebunden und mit 80 g/m ² handelsüblichem PE beschichtet.

Anschließend wurde der Nadelvlies-Teppichboden mit den Unterschich ten (a) Schwerfolie 2,5 kg/m ² und (b) einem Folienvlies 150 g/m ² zu ei ner Bodenverkleidungs-Oberware eines Mittelklasse-Fahrzeugs bei den Prozeßparametern Kontaktheizfeld 185°C/180°C, 58sec; Strahlerheiz feld 150°C und einer Werkzeugschließzeit von 68sec bei der Werk zeugoberflächentemperatur von 5°C verformt.

In Fig. 2 ist ein Ausschnitt der verformten Bodenverkleidungs-Oberware dargestellt. Deutlich ist die Strukturierung, feine Nadel = flauschig, gro be Nadel = streifig, zu erkennen. Der Streifen dazwischen war nur vor- vernadelt.

Speziell in Fig. 2 ist zu erkennen, dass die Strukturnadelung des Tep pichs verformungsgerecht und verformungsstabil ist.

Durch die Wahl der Nadelkombinationen konnte man die Teppich- Strukturierung verschiedenartig kombinieren.

In Fig. 3 ist dazu ein weiteres Beispiel dargestellt:

Nadeltyp 1 : 15x25x32x3 ¹ / ₂ R333 G3012

Nadeltyp 2: 15x20x3 ¹ / ₂ C333 G3012

Vorschub/Hub: 7,99 mm/Hub

Einstichtiefe: 12 mm