Anmelderin: Carl Freudenberg KG, 69469 Weinheim

Velournadelvliesstoff und seine Verwendung

Beschreibung

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Velournadelvliesstoff, welcher durch Ablegen eines gegebenenfalls vorverfestigten Vlieses auf einer bürstenartigen Unterlage und Nadeln des Vlieses auf dieser Unterlage hergestellt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung bevorzugte Verwendungen des Velournadelvliesstoffs.

Stand der Technik

Aus der DE 34 44 763 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Velournadelvliesstoffs bekannt, bei welchem ein vorgenadeltes Stapelfaservlies auf eine umlaufende, bürstenartige

Stichunterlage aufgelegt und dann unter einer Polausbildung auf der der Stichunterlage zugekehrten Seite genadelt wird. Da bei diesem Verfahren die von den Nadeln erfassten Fasern in die Bürste der Stichunterlage hineingenadelt werden, erhält der in dieser Weise genadelte Vliesstoff ein velourartiges Aussehen.

Um die Verzugsfestigkeit eines solchen Velournadelvliesstoffs zu steigern, wird in der DE 44 09 771 A1 weiter vorgeschlagen, das ötapelfaservlies unter Zwischenlage einer Schicht mit einer höheren Verzugsfestigkeit als das Stapelfaservlies, insbesondere eines Spinnvlieses, auf die bürstenartige

Stichunterlage aufzulegen und dann das Verfahren so zu führen, dass beim Nadeln die Polfasem durch die Schicht mit der höheren Verzugsfestigkeit gezogen werden. Hierbei ist gemäß dem Dokument insbesondere darauf zu achten, dass das Flächengewicht der Zwischenschicht aus Spinnvlies möglichst gering ist, so dass zum einen die Polausbildung durch die Zwischenschicht nicht behindert wird und zum anderen die Zwischenschicht im optischen Erscheinungsbild des Velournadelvliesstoffs aus Stapelfasern nicht in Erscheinung tritt.

Velournadelvliesstoffe der beschriebenen Art werden im zunehmenden Maße zur Auskleidung von Kraftfahrzeuginnenräumen eingesetzt. Nachteilig ist dabei, dass, um die für diese Anwendung erforderlichen Abriebsfestigkeit zu erreichen, dem Velournadelvliesstoff 200 bis 300 g/m ² tiefziehfähiger Latex- Binder zugegeben werden muss. Latex-Binder ist nicht nur sehr teuer, er enthält auch flüchtige organische Verbindungen (VOCs), die in den

Kraftfahrzeuginnenraum entweichen (Fogging). Im Hinblick auf das allgemein steigende Umwelt-, Gesundheits- und Qualitätsbewusstsein sind solche Emissionen in Innenräumen zum Beispiel in Kraftfahrzeugen, Bauprodukten, oder auch Wohninnenräumen nicht mehr hinnehmbar.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist, einen Velournadelvliesstoff, insbesondere zur Auskleidung von Innenräumen, bereitzustellen, welcher den hohen Anforderungen an Umwelt-, Gesundheitsverträglichkeit und Qualität genügt und sich gleichwohl durch sehr gute mechanische Eigenschaften, wie zum Beispiel eine hohe Abriebfestigkeit, auszeichnet.

Diese Aufgabe wird mit einem Velournadelvliesstoff nach Patentanspruch 1 gelöst. Patentanspruch 9 betrifft eine textile Verkleidung, welche einen

erfindungsgemäßen Velournadelvliesstoff enthält. Die Patentansprüche 19 und 20 sind auf bevorzugte Verwendungen der textilen Verkleidung gerichtet. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung.

Im Folgenden sollen im Sinne der Erfindung unter Filamenten Endlosfasern verstanden werden. Unter Stapelfasern oder Fasern sollen demgegenüber im Folgenden Fasern mit endlicher Länge verstanden werden.

Gemäß der Erfindung ist bei einem Velournadelvliesstoff, welcher durch Ablegen eines gegebenenfalls vorverfestigten Vlieses auf einer bürstenartigen Stichunterlage und Nadeln des Vlieses auf dieser Stichunterlage vorgesehen, dass das Vlies ein Spinnvlies mit Filamenten umfasst, wobei die Filamente Mehrkomponentenfilamente mit wenigstens einer hochschmelzenden und wenigstens einer thermisch aktivierbaren niedrigschmelzenden Komponente umfassen.

Es wurde in überraschender Weise festgestellt, dass mit einem Velournadelvliesstoff der oben beschriebenen Art auch ohne Verwendung eines zusätzlichen chemischen Bindemittels sehr hohe Abriebsfestigkeiten erreicht werden. Der bei Anwendungen in Kraftfahrzeuginnenräumen zur Erhöhung der Abriebfestigkeit eines Velournadelvliesstoffs üblicherweise auf die Vliesstoffrückseite aufgetragene Latexanstrich kann komplett entfallen. Ein erfindungsgemäßer Velournadelvliesstoff ist damit frei von fogging-aktiven Stoffen. Die mit dem bekannten Latexanstrich verbundene gesundheitschädliche Emission flüchtiger Kohlenwasserstoffe wird bei einem erfindungsgemäßen Veloumadelvliesstoff vollständig vermieden. Der erfindungsgemäße Velournadelvliesstoff genügt damit den höchsten Anforderungen an Gesundheits-, Umweltverträglichkeit und Qualität. Der Verzicht auf Latexbinder führt darüber hinaus noch zu einem deutlichen Kostenvorteil.

Gemäß der Erfindung umfasst der Velournadelvliesstoff ein Spinnvlies mit Filamenten. Die Verwendung eines Spinnvlies hat nicht nur den Vorteil, dass es dem textilen Flächengebilde in an sich bekannter Weise eine gewisse Festigkeit verleiht. Spinnvliese sind auch sehr kostengünstig herzustellen. Allerdings zeichnen sich Spinnvliese im Gegensatz zu Stapelfaservliesen üblicherweise durch ein sehr glattes, wenig voluminöses Erscheinungsbild aus. Die Filamente liegen nahezu ausschließlich in einer horizontalen Ebene. Den Materialien fehlt es völlig an Bausch und velourartiger Charakteristik. Sie scheinen daher auf den ersten Blick ungeeignet für die Ausbildung eines velourartigen Nadelvlieses zu sein. So wird auch in der eingangs beschriebenen DE 44 09 771 A1 ausdrücklich erwähnt, dass das Flächengewicht des als Verstärkungslage eingefügten Spinnvlieses so gering gewählt werden muss, dass es optisch nicht in Erscheinung tritt.

Es hat sich nun aber in überraschender Weise gezeigt, dass sich auch bei Spinnvliesen auch bei hohen Flächengewichten beim Vernadeln auf einer bürstenartigen Stichunterlage, so wie beispielsweise in der DE 43 44 763 A1 beschrieben, ein bauschiges, textiles Flächengebilde erzielen lässt, das ein velourartiges Erscheinungsbild aufweist. Sogar die für Velournadelvliesstoffe wichtige Wiedererholung des Bausches bei Belastung wird erreicht. Dabei behält das genadelte Spinnvlies seine an sich bekannten guten Eigenschaften, wie hohe Verzugsfestigkeit, sehr gute Verformbarkeit, hohe Dimensionsstabilität und Abriebfestigkeit bei.

Das Wiedererholungsvermögen, die Verzugsfestigkeit und Dimensionsstabilität eines erfindungsgemäßen Veloumadelvliesstoffs lassen sich noch steigern, wenn es nach dem Nadeln noch thermisch verfestigt wird.

Ein erfindungsgemäßer Veloumadelvliesstoff kann mittels eines Verfahrens hergestellt werden, wie es beispielsweise in der oben erwähnten DE 34 44 763 A1 beschrieben wird. Besondere Verfahrensvarianten, die zum Beispiel zu einer Strukturierung der Oberfläche eines Velournadelvliesstoffs führen, sind noch aus der EP 0411 647 A1 bekannt. Dabei kommen beispielsweise je nach gewünschter Strukturierung Gabel- und/oder Kronnadeln zum Einsatz. Entsprechend werden auch ein- oder mehrstufige Verfahren beschrieben. Auch diese Verfahren sind ohne Beschränkung der Allgemeinheit auf einen erfindungsgemäßen Veloumadelvliesstoff anwendbar.

Gemäß der Erfindung umfassen die Filamente Mehrkomponentenfilamente mit wenigstens einer hochschmelzenden und wenigstens einer thermisch aktivierbaren niedrigschmelzenden Komponente, vorzugsweise Bikomponentenfilamente. Bikomponentenfilamente sind an sich bekannt. Sie weisen eine niedrigschmelzende Komponente aus einem niedrigschmelzenden Polymer und eine hochschmelzende Komponente aus einem hochschmelzenden Polymer auf.

Die oben erwähnte thermisch aktivierbare niedrigschmelzende Komponente übernimmt erfindungsgemäß die Funktion eines Bindemittels bzw. des

Latexbinders, ohne jedoch die mit der Verwendung dieses Binders bzw. des sonstigen chemischen Bindemittels verbundenen Nachteile, wie Fogging, geringe Recyclebarkeit usw., aufzuweisen. Der Schmelzpunkt der niedrigschmelzenden Komponente sollte vorzugsweise etwa 10 ⁰ C bis 20 ⁰ C unterhalb des Schmelzpunktes der höher schmelzenden Komponente liegen, damit diese beim thermischen Aktivieren nicht zerstört wird.

Der Anteil an Bikomponentenfilamenten im Spinnvlies sollte einen Anteil von 5 % (bezogen auf das Gesamtflächengewicht des Velournadelvliesstoffs) nicht

unterschreiten, das sich ansonsten die Abriebfestigkeit zu stark verschlechtern würde. Vorzugsweise liegt der Anteil über 15 %

Das Spinnvlies kann ein- oder mehrlagig aufgebaut sein. Es kann aus einer oder mehreren Filamentarten bestehen. Auch die Beimischung von

Stapelfasern ist möglich. Der Anteil an Stapelfasern sollte hierbei jedoch einen Wert von 75% bezogen auf das Gesamtflächengewicht des Velournadelvliesstoffs nicht überschreiten, da bei höheren Werten die Abriebsfestigkeit wie auch die Zugfestigkeit und Formstabilität stark abnehmen.

Auch die Stapelfasern können aus Mehr- , vorzugsweise Bikomponentenfasern, ausgebildet sein, wobei bezüglich der bevorzugt verwendeten Polymere die obigen Ausführungen gelten.

Die Beimischung von Stapelfasern kann einerseits so erfolgen, dass die

Stapelfasern in den Spinnvliesfilamentstrom injiziert werden. Es ist jedoch auch möglich, die Stapelfasern auf einer Spinnvlieslage abzulegen oder zwischen zwei Spinnvlieslagen und das Einbringen der Fasern in die Spinnvlieslagen über den Nadelprozess vorzunehmen. Des Weiteren können beide Lagen separat produziert werden und erst in einem nachgelagerten Schritt, beispielsweise mittels des Vernadelungsschritts, zusammengefügt werden.

Durch Beimischung von gekräuselten Stapelfasern lassen sich der Bausch und das Wiedererholungsvermögen des Bauschs noch verbessern. Dieser Effekt lässt sich auch durch den Einsatz gekräuselter Endlosfilamente erreichen.

Die Zugabe von Stapelfasern kann aber in vorteilhafter Weise auch dazu genutzt werden, um eine reproduzierbare und homogene Einfärbung des Velournadelfilzes zu erzielen. Dabei sind alleine die Stapelfasern die Farbträger. Die Einstellung der Farbe erfolgt über die Zudosierung. Eine solche

reproduzierbare Farbeinstellung lässt sich auch über die Einfärbung der Endlosfilamente im kontinuierlichen Spinnprozess erzielen. Allerdings ist der Stapelfaserprozess in der Regel wesentlich flexibler und kann daher Farbänderungen schneller umsetzen.

Erfindungsgemäß können mehrere unterschiedliche Fasern bzw. Filamente zum Einsatz kommen. Die Unterschiede können beispielsweise in der Zusammensetzung oder aber auch in der Faser- bzw. Filamentdicke liegen. Hierbei kann ein stufenartiger oder auch gradientenartiger Aufbau der Lagen aus unterschiedlichen Fasern und/oder Filamenten vorgesehen sein. So ist beispielsweise die Ausbildung diskreter übergänge zwischen Lagen mit unterschiedlichen Fasern und/oder Filamenten oder aber eine kontinuierliche Anreicherung einer Filament- oder Faserart zu einer der Oberflächen hin denkbar. Umfasst eine solche Faser bzw. ein solches Filament ein niedrigschmelzendes, wärmeaktivierbares Bindepolymer, so kann auf diese einfache Weise eine Haftvermittlerschicht ausgebildet werden. Bei gradientenartigem Aufbau führt ein solches Bindepolymer noch zusätzlich im Inneren der Lage zu einer Verfestigung und Stabilisierung.

Eine textile Verkleidung, die einen erfindungsgemäßen Velournadelvliesstoff umfasst, ist aufgrund ihrer besonderen mechanischen Stabilität wie auch Umwelt-, Gesundheitsverträglichkeit und Qualität ganz besonders gut für Anwendungen im Objektbereich geeignet. Zu diesem zählen alle Zielgruppen, auch die nicht dem privaten Bereich zuzuordnen sind, wie zum Beispiel Büros, Schulen, Banken, Versicherungen, Hotels, der Sozial- und Pflegebereich, Sportstätten, insbesondere auch die Innenausstattungen im Automobilbereich, in der Schifffahrt, der Bahn usw.

Im Objektbereich werden extrem hohe Anforderungen an die technische Qualität gestellt. Diesen Anforderungen wird ein erfindungsgemäße textile

Verkleidung gerecht. Bevorzugt sind hier Anwendungen im Bereich Kraftfahrzeuginnenraumauskleidung, sowohl Fahrgastraum- als Kofferrauminnenauskleidung, sowie Teppichböden, sowohl als Bahnenware als auch in Form von Fliesen. Aber auch andere Anwendungen für eine solche textile Verkleidung sind möglich, z. B. als Wandverkleidung, Trennwänden usw. Aufgrund der obigen Ausführungen liegt es auf der Hand, dass eine erfindungsgemäße textile Verkleidung natürlich auch im privaten Bereich, beispielsweise im Wohnbereich, Anwendung finden kann.

Eine erfindungsgemäße textile Verkleidung kann für die oben genannten Anwendungen beispielsweise auch flammfest, antistatisch oder antimikrobiell ausgerüstet sein.

Die Verwendungsmöglichkeiten eines erfindungsgemäßen Velournadelvlieses bzw. einer erfindungsgemäßen textilen Verkleidung sind keinesfalls auf die oben genannten konkreten Anwendungsgebiete beschränkt.

Insbesondere für Anwendungen im Bereich der Auskleidung von Kraftfahrzeuginneräumen oder im Bereich Teppichböden kann es vorteilhaft sein, wenn die erfindungsgemäße textile Verkleidung mit einer so genannten Schwerschicht versehen ist. Der Einsatz von Schwerschichten ist im Bereich der Kraftfahrzeuginnenraumauskleidung an sich bekannt. Sie dienen der Entkopplung nach dem Masse-Feder-Prinzip. Die Schwerschicht wird entweder mittels einer Schicht aus PE unter Zufuhr von Wärme oder direkt auf den Teppich extrudiert und braucht dann keinen weiteren Haftvermittler. Die

Schwerschicht besteht üblicherweise aus CaCO ₃ und EVA. Darauf wird dann ein Entkoppler wie ein Cotton Shoddy oder ein Schaum aufgebracht. Die Schwerschicht kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aber auch in Form eines Vliesstoffs, insbesondere eines Spinnvliesstoffs aufgebracht werden. Hierdurch vereinfacht sich nicht nur die

Verfahrensführung, auch unter dem Gesichtspunkt der Recyclebarkeit können sich hieraus, wie weiter unten noch ausgeführt wird, Vorteile ergeben.

Weiterhin kann eine erfindungsgemäße Verkleidung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform entweder in Kombination mit der Schwerschicht oder alleine mit einer Schalldämpfungslage ausgerüstet sein. Die Schalldämpfungslage kann in an sich bekannter Weise durch ein sog. Cotton Shoddy mit Zwischenlage, die die Luftdurchlässigkeit begrenzt, gebildet werden, oder aber auch durch ein Mikrofaservlies in Verbindung mit einem Cotton Shoddy oder einem Nadelvlies oder durch ein Nadelvlies selbst.

Die oben beschriebenen Lagen und/oder Schichten werden vorzugsweise mittels Bindeschichten miteinander verbunden. Für die Bindeschichten können herkömmliche Binder verwendet werden. Unter dem Gesichtspunkt der Umwelt- und Gesundheitsverträglichkeit wie auch unter ökonomischen Gesichtspunkten (vereinfachte Verfahrensführung, weniger Prozessschritte) kommen für diese Bindeschichten gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ebenfalls Lagen aus Mehrkomponentenfilamenten und/oder -fasern, vorzugsweise aus Bikomponentenfilamenten und/oder -fasern zum Einsatz. Es können auch zusätzlich oder alleine auch Monofilamente oder -fasern, die aus einem niedrigschmelzenden Polymer, wie zum einem Copolymer, bestehen, für die Bindeschicht verwendet werden. Auf chemische Bindemittel, die zu dem bekannten Fogging-Problem führen können, kann bei diesen zuletzt genannten Ausführungsformen dann ganz verzichtet werden.

Als Bikomponentenfilamente und/oder -fasern werden für die in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Anwendungen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Kern-/Mantel-, Side-By-Side- Island -In The-Sea und/oder PIE(auch Hollow-PIE) -Filamente bzw. -fasern eingesetzt. Bikomponentenfilamente oder -fasern mit trilobaler Geometrie oder

Fasern oder Filamente aus Spinndüsen mit knotenförmiger Kapillar- Geometrie (=konzentrierte Anordnung von Binde- und Matrixpolymer) führen zu einer besseren Verankerung der Fasern oder Filamente im Vliesstoff und damit zu einer noch weiter erhöhten Zugfestigkeit und Abriebfestigkeit des Materials.

über den Anteil an Mehrkomponenten- oder Bikomponentenfilamenten und/oder -fasern lässt sich auch in einfacher Weise die Steifigkeit der textilen Verkleidung einstellen. Je höher dieser Anteil ist, desto steifer wird das Material.

Die niedrigschmelzende Komponente der Bikomponentenfilamente oder - fasern umfasst ohne Beschränkung der Allgemeinheit vorzugsweise CoPET (Copolyester), CoPA (Copolyamid), PA (Polyamid), PP (Polypropylen), Copolypropylen (CoPP), ataktisches PP und/oder PE (Polyethylen), die hochschmelzende Komponente vorzugsweise PET (Polyester), PA (Polyamid), PLA (Polylactid), PBT (Polybutylen) und/oder PP (Polypropylen). Gleiches gilt auch für die wenigstens eine niedrigschmelzende Komponente bzw. die wenigstens eine hochschmelzende Komponente von erfindungsgemäß eingesetzten Mehrkomponentenfilamenten und -fasern.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Filamente und/oder Fasern aller Lagen und/oder Schichten aus ein- und demselben Polymer und/oder seinen Derivaten. Dies hat den Vorteil der einfacheren Recyclebarkeit. Vorzugsweise besteht die Textile Verkleidung aus Polypropylen und/oder seinen Derivaten oder aus Polyester und/oder seinen Derivaten oder aus Polyamid und/oder seinen Derivaten. Insbesondere bei textilen Auskleidungen werden häufig Formteile aus der Bahnenware ausgestanzt. Die Ausstanzabfälle können bei Verwendung der obigen Materialien wieder für die Filament und/oder Stapelfaserherstellung verwendet werden.