Verformbare Bodenteppiche

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft dreidimensional verformbare, recyclingfähige Bodenteppiche, insbesondere Autobodenteppiche sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

[0002] Derzeit im Einsatz befindliche, dreidimensional verformbare Bodenteppiche bestehen aus Kunststoff- bzw. Textilverbunden, deren einzelne Komponenten mehr oder weniger artfremd sind. Derartige Bodenteppiche werden in mehreren, z. T. arbeitsaufwendigen Verfahrensschritten als formfähiger Verbund erhalten, indem man beispielsweise ein Tufting oder ein Nadelvlies, die überwiegend aus Polyethylenterephthalat (PET), Polyacryl oder PET-Mischungen mit Polypropylen-Faseranteilen bestehen, auf der Rückseite mit einem Latexauftrag versieht und anschließend noch Schichten aus verschiedenen Materialien aufträgt, die mechanische Stabilität und gutes Liegeverhalten gewährleisten sollen.

[0003] Derartige Bodenteppiche besitzen neben der aufwendigen Herstellung den besonderen Nachteil, daß wegen der Kombination artfremder Materialien weder der Stanzabfall bei der Formung, der bis zu 40 % betragen kann, noch das Formteil bei der Altautoentsorgung wiederverwertet werden kann.

[0004] Es stellte sich daher die Aufgabe, Bodenteppiche zur Verfügung zu stellen, die folgende Bedingungen erfüllen:

1) Der Bodenteppich muß aus einer Kombination artgleicher Materialien bestehen, um eine Wiederverwertung zu ermöglichen;

2) die Rückenbeschichtung muß bei Heiztemperaturen verformbar sein, bei denen die Teppichoberseite nicht geschädigt wird;

3) die Rückenbeschichtung muß einerseits eine ausreichende Flexibilität besitzen, andererseits unter den Gebrauchsbedingungen formstabil sein;

4) der Teppichboden muß unter Vermeidung von Vielfachverbund-Kombinationen einfach herstellbar sein.

[0005] Diese Aufgabe wurde gelöst durch Bodenteppiche, die aus folgenden Komponenten zusammengesetzt sind:

a) Die Teppichoberseite, üblicherweise ein Gewebe, Gewirke, Tufting oder Nadelvlies, besteht aus teilkristallinem Polyolefin, vorzugsweise Polypropylen.

b) Die Rückenbeschichtung besteht aus einer Formmasse, die folgende Komponenten enthält:

• 10 bis 95 Gew.-% eines oder mehrerer weitgehend amorpher Polyolefine der Monomerenzusammensetzung
  0 bis 80 Gew.-% eines α-Olefins mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen,
  20 bis 100 Gew.-% Propen und
  weniger als 20 Gew.-% Ethen;
• 5 bis 90 Gew.-% eines oder mehrerer teilkristalliner Polyolefine, vorzugsweise Polypropylen;
• maximal 70 Gew.-% Füllstoffe.

c) Rückenverstärkung in Form eines Vlieses, Stützgitters, -gewebes oder -gewirkes aus teilkristallinem Polyolefin, vorzugsweise Polypropylen, oder aus Glas.

[0006] Selbsttragende Polyolefinschichtstoffe auf der Grundlage eines steifen Trägers aus einer Polyolefinplatte, die an einer oder beiden Oberflächen ohne Zwischenschaltung von Klebstoffen mit einer biegsamen Schicht auf Polyolefinbasis, z. B. einem Gewebe oder Faservlies aus isotaktischem Polypropylen, überzogen sind, sind aus der DE-A-31 00 682 bekannt. Ihre Steifigkeit bewirkt jedoch, daß ihre Resonanzfrequenz innerhalb des hörbaren Bereichs liegt; die Schalldämpfung ist gering. Da sie sich zudem nicht an Feinheiten der Bodengeometrie anpassen können, sind sie als Bodenteppich ungeeignet.

[0007] In der GB-A-2 072 578 werden schalldämpfende Bodenteppiche beschrieben, deren Rückenbeschichtung ein Polyolefin, einen Synthesekautschuk, Petroleumöl in beträchtlichen Mengen sowie einen anorganischen Füllstoff enthält. Ein gravierender Nachteil dieser Zusammensetzung ist, daß die sehr hohe Schmelzviskosität der Kombination Polyolefin/Synthesekautschuk/Füllstoff durch Zusatz des Öls auf ein verarbeitungstechnisch sinnvolles Maß verringert werden muß. Die Anwesenheit eines Öls ist jedoch aus mehreren Gründen unerwünscht. Da es naturgemäß zum Ausschwitzen neigt, kann es zu ernsthaften Foggingproblemen führen. Auch die Haftung an der Teppichoberseite wird verschlechtert, weshalb man diese vor dem Auftrag der Rückenbeschichtung mit Latex kaschieren muß. Schließlich ist bei der Wiederverwertung die Anwesenheit von Öl und Latex unerwünscht.

[0008] Diese Schrift gibt auch keine Hinweise darauf, ob die dort beschriebenen Bodenteppiche nach ihrer Herstellung dreidimensional verformt werden können.

[0009] Die Bodenteppiche der vorliegenden Erfindung sind hingegen problemlos wiederverwertbar, lassen sich ohne Schwierigkeiten dreidimensional verformen, geben keinen Anlaß zu Fogging, sind einfach herstellbar und besitzen eine gute Flexibilität und gute schalldämmende und schalldämpfende Wirkung.

[0010] Als Material für die Teppichoberseite wird aus Gründen guter Recyclingfähigkeit bevorzugt isotaktisches Polypropylen verwendet. Es können Homo- und Copolymere verwendet werden; bevorzugt setzt man das Homopolymere ein. Gemäß dem Stand der Technik kann das Polare die üblichen Mengen an Pigmenten, Stabilisatoren, Verarbeitungshilfsmitteln, Antistatika und dergleichen enthalten.

[0011] In der Rückenbeschichtung kann als weitgehend amorphes Polyolefin z. B. ataktisches Polypropylen in Form von Homo- oder Copolymeren verwendet werden. Bevorzugt setzt man ataktisches Polypropylen (APP) und/oder binäre oder ternäre Copolymere aus den Monomeren Buten-1, Propen und ggf. Ethen ein. Derartige Copolymere können durch gezielte Polymerisation an klassischen Ziegler-Katalysatoren bzw. deren Weiterentwicklungen hergestellt werden, wie es beispielsweise in der DE-C-23 06 667 oder der DE-C-29 30 108 beschrieben ist. Generell besitzen die weitgehend amorphen Polyolefine einen Kristallisationsgrad von höchstens 25 %, bestimmt über Röntgenbeugung.

[0012] In einer bevorzugten Ausführungsform setzt man ein weitgehend amorphes Polyolefin mit einem Erweichungspunkt (Ring- und Kugelmethode) zwischen 70 und 160 °C, einer Schmelzviskosität entsprechend ASTM D 3236-73 bei 190 °C zwischen 2 000 und 200 000 mPa s, einer Dichte kleiner als 0,90 g/cm³ und einer Nadelpenetration 100/25/5 gemäß DIN 52 010 zwischen 5 und 50 0,1 mm ein. Besonders bevorzugte, weitgehend amorphe Polyolefine besitzen einen Erweichungspunkt zwischen 90 und 150 °C, eine Schmelzviskosität bei 190 °C zwischen 5 000 und 150 000 mPa s und eine Nadelpenetration zwischen 15 und 40 0,1 mm.

[0013] Als teilkristallines Polyolefin kann für die Rückenbeschichtung grundsätzlich jedes Polymere eingesetzt werden, das auch für die Teppichoberseite geeignet ist. Bevorzugt werden jedoch höhermolekulare PP-Random- oder Blockcopolymere eingesetzt.

[0014] Gemäß dem Stand der Technik kann zumindest ein Teil des weitgehend amorphen Polyolefins und/oder des teilkristallinen Polyolefins mit doppelbindungshaltigen Monomeren, die mindestens eine funktionelle Gruppe tragen, radikalisch gepfropft sein. Geeignete Polymergemische sind beispielsweise in der EP-A-0 309 674 beschrieben.

[0015] Als Füllstoffe können beispielsweise Kreide, Talkum, Glimmer, Schwerspat, ähnliche Gesteinsmehle, Glasfasern und/oder Glaskugeln verwendet werden. Bevorzugt werden Kreide und/oder Schwerspat eingesetzt. Der mittlere Teilchendurchmesser sollte 150 »m nicht übersteigen.

[0016] Die Formmasse der Rückenbeschichtung kann aus den Komponenten nach allen üblichen Methoden, insbesondere durch Schmelzemischen, hergestellt werden.

[0017] In der Regel weist die Rückenbeschichtung eine Dicke von ca. 0,2 bis ca. 5 mm auf.

[0018] Die Rückenbeschichtung enthält ein Vlies, Stützgitter, -gewebe oder -gewirke, von dem sie in der Regel eingebettet wird. Als Material sind die gleichen Polymere geeignet, wie sie auch für die Teppichoberseite verwendet werden können.

[0019] Der Verbund kann auf verschiedene Weise, wie beispielsweise durch Kaschieren oder Beschichten, hergestellt werden. Besonders vorteilhaft kann er durch Extrusionsbeschichtung erhalten werden.

[0020] Nach Herstellen und ggf. Schneiden kann der Verbund beispielsweise durch Preßformen oder Vakuumformen dreidimensional verformt werden. Hierzu durchläuft er zunächst ein Heizfeld, in dem das Formteil auf eine Temperatur gebracht wird, bei der die Rückenbeschichtung erweicht, die Fasern der Teppichoberseite jedoch noch formbeständig sind.

[0021] Derartige Bodenteppiche sind insbesondere für die Verwendung in Kraftfahrzeugen geeignet, wo man auf diese Weise den Verbund leicht an die Konturen beispielsweise des Fußraums oder des Kofferraums anpassen kann.

[0022] Die Stanzabfälle oder das gesamte Formteil können auf einfache Weise wiederverwertet werden. Dazu wird das Material auf übliche Weise zerkleinert und einem Extruder zugeführt, wobei noch andere Stoffe zugemischt werden können. Die erhaltene Masse kann beispielsweise für die Rückenbeschichtung verwendet werden. Da nur artgleiche thermoplastische Polymere enthalten sind, werden keine Delaminierungserscheinungen oder Stippenbildung beobachtet.

Beispiel:

[0023] Es wurde ein Tufting-Velour aus 100 % Polypropylen-Homopolymerisat von 360 g/m² (ohne Rückenlatizierung wie sonst für Poleinbindung notwendig) in 2 m Breite mit einer Faserpolhöhe von 4,5 mm und einem Fasertiter von 17 dtex eingesetzt.

[0024] Dieser Teppichvelour wurde einem 3-Walzen-Glättkalander (Arbeitsbreite 2,40 m) von der Rolle zugeführt. Nach Passieren der ersten Walze wurde dann von einem Extruder über eine Breitschlitzdüse ein Schmelzefilm bestehend aus
   33 1/3 % Randomcopolymerisat VESTOLEN P 8400,
   33 1/3 % amorphes direkt polymerisiertes ataktisches Polypropylen VESTOPLAST 891 und
   33 1/3 % Schwerspatbatch, bestehend aus 70 Gew.-% Schwerspat und 30 Gew.-% Polypropylen-Homopolymerisat
rückseitig gegen den Teppichvelour bei gleichzeitigem Zulauf eines 60 g/m² schweren Polyolefinnetzes (Gittergröße 1,2 x 1,5 mm) aus VESTOLEN A 6012 zugeführt. Als Extruder wurde hierbei ein Einschnecken-Extruder (120 mm ⌀ Schneckendurchmesser) mit dynamischem Mischer, Schmelzepumpe, Statikmischer und Flexlippdüse (2,20 m Arbeitsbreite) verwendet. Die Zusammenführung des Verbundes erfolgte über den Glättkalander.

[0025] Eine ausreichende Verbundhaftung wurde erreicht, indem der Glättwalzspalt 10 % geringer eingestellt war als die zu erzeugende Gesamtstärke des Verbundes.

[0026] Der so hergestellte Teppich kann als Rollenware bzw. in Formatgrößen dem Thermoformvorgang zugeführt werden.

Formprozeß

[0027] Von der Rolle ausgehend wurde der Teppichverbund über genadelte Kettenzuführung (mit Sticheln) gehalten und in die Formstation transportiert.

[0028] Der Aufheizvorgang erfolgte beidseitig durch Infrarotstrahler über getrennt steuerbare Längsheizregelungen unterhalb des Schmelzbereichs der Faseroberseite, so daß diese thermisch nicht geschädigt wurde. Durch Preßformung wurde anschließend eine einwandfreie, konturenscharfe Verformung durchgeführt. Die Ausstanzung des Formteils erfolgte während dieses Preßvorgangs.

[0029] Die Stanzabfälle (ca. 40 Gew.-%) wurden in einem weiteren Produktionsansatz gleicher Art als Bestandteil der Rückenbeschichtung eingesetzt, wobei die berechneten Mengen der einzelnen Primärkomponenten der Rückenbeschichtung (insgesamt 48 Gew.-%) durch die entsprechende Menge der zerkleinerten Stanzabfälle substituiert wurden. Hierbei wurde ein qualitativ gleichwertiger Verbund erhalten.

Ansprüche

1. Bodenteppich, der aus folgenden Komponenten zusammengesetzt ist:

a) Teppichoberseite aus teilkristallinem Polyolefin;

b) Rückenbeschichtung aus einer Formmasse, die folgende Komponenten enthält:

- 10 bis 95 Gew.-% eines oder mehrerer weitgehend amorpher Polyolefine der Monomerenzusammensetzung
0 bis 80 Gew.-% eines α-Olefins mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen,
20 bis 100 Gew.-% Propen und
weniger als 20 Gew.-% Ethen;

- 5 bis 90 Gew.-% eines oder mehrerer teilkristalliner Polyolefine;

- maximal 70 Gew.-% Füllstoffe;

c) Rückenverstärkung in Form eines Vlieses, Stützgitters, -gewebes oder -gewirkes aus teilkristallinem Polyolefin oder aus Glas.

2. Bodenteppich gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß, unabhängig voneinander, die Teppichoberseite, die teilkristalline Polyolefin-Komponente der Rückenbeschichtung und/oder die Rückenverstärkung aus Polypropylen bestehen.

3. Bodenteppich gemäß Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Polypropylen ein Homo- oder Copolymer ist.

4. Bodenteppich gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß als weitgehend amorphes Polyolefin der Rückenbeschichtung ataktisches Polypropylen (APP) und/oder binäre oder ternäre Copolymere aus den Monomeren Buten-1, Propen und ggf. Ethen eingesetzt werden.

5. Bodenteppich gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Füllstoff der Rückenbeschichtung Kreide, Talkum, Glimmer, Schwerspat, ähnliche Gesteinsmehle, Glasfasern und/oder Glaskugeln verwendet werden.

6. Verfahren zur Herstellung von Bodenteppichen gemäß den Ansprüchen 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rückenbeschichtung durch Extrusionsbeschichtung aufgebracht wird und anschließend kalandriert wird.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verbund anschließend dreidimensional verformt wird.

8. Verwendung eines Bodenteppichs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 bzw. einem nach dem Verfahren gemäß Anspruch 6 oder 7 hergestellten Bodenteppichs in Kraftfahrzeugen.

Claims

1. Floor carpet, which comprises the following components:

a) carpet upper side made from partially crystalline polyolefin;

b) back coating made from a moulding compound which contains the following components:

- 10 to 95 wt.% of one or more largely amorphous polyolefins of the monomer composition
0 to 80 wt.% of an α-olefin having 4 to 10 carbon atoms,
20 to 100 wt.% propene and less than 20 wt.% ethene;

- 5 to 90 wt.% of one or more partially crystalline polyolefins;

- a maximum of 70 wt.% fillers;

c) back reinforcement in the form of a nonwoven, of a support mesh, woven fabric or knitted fabric made from partially crystalline polyolefin or from glass.

2. Floor carpet according to claim 1,
characterized in that,
independently of one another, the carpet upper surface, the partially crystalline polyolefin component of the back coating and/or the back reinforcement consist of polypropylene.

3. Floor carpet according to claim 2,
characterized in that
the polypropylene is a homo- or copolymer.

4. Floor carpet according to one of claims 1 to 3,
characterized in that
atactic polypropylene (APP) and/or binary or ternary copolymers comprising the monomers butene-1, propene and optionally ethene are used as largely amorphous polyolefin for the back coating.

5. Floor carpet according to one of claims 1 to 4,
characterized in that
chalk, talcum, mica, heavy spar, similar stone dusts, glass fibres and/or glass beads are used as filler for the back coating.

6. Process for the manufacture of floor carpets according to claims 1 to 5,
characterized in that
the back coating is deposited by extrusion coating and is then calendered.

7. Process according to claim 6,
characterized in that
the composite is then moulded in three-dimensional manner.

8. Use of a floor carpet according to one of claims 1 to 5 or of a floor carpet manufactured according to the process according to claim 6 or 7 in motor vehicles.

Revendications

1. Tapis de sol composé des composants suivants :

a) la face supérieure du tapis en polyoléfine partiellement cristalline ;

b) le revêtement de l'envers en masse à mouler contient les composants suivants :

- 10 à 95 % en poids d'une ou plusieurs polyoléfines largement amorphes de composition en monomères,

- 0 à 80 % en poids d'une α-oléfine de 4 à 10 atomes de carbone,

- 20 à 100 % en poids de propène et moins de 20 % en poids d'éthène ;

- 5 à 90 % en poids d'une ou plusieurs polyoléfines partiellement cristallines ;

- 70 % en poids de charges au maximum,

c) renfort de l'envers sous forme d'un non tissé, d'une toile, d'un tissu ou d'un tricot d'appui en polyoléfine partiellement cristallisée, ou en verre

2. Tapis de sol selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'indépendamment l'un de l'autre, la face supérieure du tapis, le composant de polyoléfine partiellement cristalline et/ou le renfort de l'envers sont en polypropylène.

3. Tapis de sol selon la revendication 2, caractérisé en ce que le polypropylène est un homo- ou copolymère.

4. Tapis de sol selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on utilise comme polyoléfine largement amorphe du revêtement de l'envers du polypropylène atactique (APP) et/ou des copolymères binaires ou ternaires des monomères butène-1, propène et éthène le cas échéant.

5. Tapis de sol selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise comme charge pour le revêtement de l'envers de la craie, du talc, du mica, du sulfate de baryum, des poudres de roches analogues, des fibres de verre et/ou des billes de verre.

6. Procédé de préparation de tapis de sol selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on dépose le revêtement de l'envers par enduction par extrusion et qu'ensuite on calandre.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on moule ensuite tridimensionnellement le composite.

8. Utilisation d'un tapis de sol selon l'une des revendications 1 à 5 ou d'un tapis de sol produit selon le procédé selon la revendication 6 ou 7 dans des véhicules automobiles.