PL B1. Carl Freudenberg KG,Weinheim,DE

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) Int.Cl. D04H 1/46 ( ) D04H 1/54 ( ) D04H 3/10 ( ) D04H 3/16 ( ) D05C 17/02 ( ) D06N 7/00 ( ) (54) Materiał nośny do tuftowania i sposób wytwarzania materiału nośnego do tuftowania (73) Uprawniony z patentu: Carl Freudenberg KG,Weinheim,DE (30) Pierwszeństwo: ,DE, (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 18/02 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 06/09 (72) Twórca(y) wynalazku: Rudolf Gärtner,Birkenau,DE Peter Sander,Bruchmühlbach,DE Detlef Barbier,Waldfischbach-Burgalben,DE Ulrike Maass,Kaiserslautern,DE Engelbert Löcher,Worms,DE Ararad Emirze,Kaiserslautern,DE Klaus Klein,Föckelberg,DE Christine König,Rodenbach,DE (74) Pełnomocnik: Teresa Szlagowska-Kiszko, POLSERVICE, Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o. PL B1 (57) 1. Materiał nośny tuftowany, złożony z włókien lub filamentów syntetycznych, splątanych trójwymiarowo ze sobą, znamienny tym, że zawiera tylko włókna lub filamenty o titrze od 1 do 15 dtex, przy czym gramatura materiału nośnego tuftowanego wynosi od 70 do 110 g/m 2, jego gęstość 0,18 do 0,28 g/cm 3, zaś wartość modułu sprężystości przy wydłużeniu 5% w kierunku ruchu maszyny jest większa niż 60 N/5 cm, wynosi jednak co najmniej 0,6 N/g/m Sposób wytwarzania materiału nośnego do tuftowania, złożonego z termoplastycznych włókien lub filamentów polimerowych, przetworzonych do postaci włókniny spod filiery", znamienny tym, że włókna lub filamenty o titrze od 6 do 15 dtex wzmacnia się poprzez przeszywanie, zaś włókna lub filamenty o titrze od 1 do 5 dtex za pomocą strumieni wody lub przy użyciu kombinacji tych metod, oraz przed suszeniem i termostabilizowaniem rozciąga się je w kierunku wzdłużnym o wartość sięgającą 30%, przy czym poprawia się ewentualnie ruchliwość włókien, dodając olej lub inne środki ożywiające barwę.

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest materiał nośny do tuftowania i sposób wytwarzania materiału nośnego do tuftowania. Chodzi tu zwłaszcza o materiał nośny do tuftowania z termoplastycznych włókien lub filamentów polimerowych, przetworzonych do postaci włókniny spod filiery". Z europejskiego opisu patentowego nr EP-A znane jest zastosowanie włóknin z włókien poliestrowych i kopoliestrowych jako materiału nośnego do tuftowania w dywanach tuftowanych, które są wzmocnione równoległymi, prostymi, przejmującymi obciążenia nićmi bez końca z tworzywa sztucznego. Rozwiązanie to pozwala otrzymać materiał nośny do tuftowania, który mimo gramatury wynoszącej jedynie 80 do 150 g/m 2 jest wytrzymały na naprężenia oraz odporny na temperaturę i wilgoć podczas farbowania, przeszywania i parowania w ramach wytwarzania i przetwarzania do postaci dywanów tuftowanych, zwłaszcza zaś jest odporny na skurcz w kierunku szerokości. Ponadto z niemieckiego opisu wzoru użytkowego nr DE-U znana jest włóknina do powlekania tylnej strony dywanu, zgodnie z którym to opisem utwardzona włóknina z włókien elementarnych o gramaturze od 20 do 220 g/m 2 jest wzmacniana metodą maliwatu za pomocą nici osnowy z tasiemek foliowych. Ma to poprawiać komfort chodzenia, połączenie z tkaniną dywanową, kształt dywanu oraz jego przydatność do procesów odzysku. Z niemieckich opisów patentowych nr DE-A i DE-A znane są sposoby, które w wyniku procesu rozciągania w przedziale od 100 do 400% mają powodować zwiększenie wytrzymałości włókniny zarówno w kierunku wzdłużnym, jak też w kierunku poprzecznym, a także redukować wydłużenie i skurcz resztkowy. Korzystnie jednak sposoby te, przy zadanych wartościach wydłużenia i skurczu resztkowego wstęg włókniny, mają za zadanie redukować ich gramaturę. Podany stopień rozciągu w połączeniu z wywołanym przezeń rozciągnięciem włókien prowadzi jednak do znacznego ograniczenia ruchliwości włókien we włókninie, co utrudnia proces tuftowania. Z japońskiego opisu patentowego nr JP-A znane są materiały nośne do tuftowania, które składają się z ciągłych filamentów termoplastycznej żywicy syntetycznej i wykazują skurcz termiczny w kierunku poprzecznym przy suchym nagrzewaniu w przedziale od -10 do 0% przy pomiarze według JIS L Materiały nośne do tuftowania są w tym celu zbudowane ze składników wysokotopliwych i niskotopliwych. W międzynarodowym zgłoszeniu patentowym nr WO 96/29460 ujawnione są dywany tuftowane, złożone z materiału nośnego do tuftowania i klejącego środka wiążącego. Środek wiążący powinien przy tym korzystnie stanowić polimer termoplastyczny, naniesiony na materiał nośny lub z nim połączony. Celem wynalazku jest opracowanie materiału nośnego do tuftowania, który składa się z włókniny spod filiery" o niewielkich kosztach wytwarzania bez przędzy lub maty wzmacniającej, przy czym wiązanie odbywa się bez (zwiększających koszty) składników pomocniczych, jak włókna wiążące lub środki wiążące. Materiał nośny do tuftowania ma ponadto wykazywać znaczną stabilność wymiarów w czasie procesu przeszywania i barwienia oraz zapewniać dobre związanie przędzy dywanu. Celem wynalazku jest także opracowanie sposobu wytwarzania materiału nośnego do tuftowania, który to sposób przy uproszczeniu procesu produkcyjnego pozwala otrzymywać tanie, lekkie włókniny o gramaturach od 70 do 110 g/m 2 jako materiały nośne do tuftowania, przy czym sposób powinien zapewniać lepszą stabilność wymiarów. Materiał nośny tuftowany, złożony z włókien lub filamentów syntetycznych, splątanych trójwymiarowo ze sobą, odznacza się według wynalazku tym, że zawiera tylko włókna lub filamenty o titrze od 1 do 15 dtex, przy czym gramatura materiału nośnego tuftowanego wynosi od 70 do 110 g/m 2, jego gęstość 0,18 do 0,28 g/cm 3, zaś wartość modułu sprężystości przy wydłużeniu 5% w kierunku ruchu maszyny jest większa niż 60 N/5 cm, wynosi jednak co najmniej 0,6 N/g/m 2. Korzystnie włókna lub filamenty mają titr od 3 do 12 dtex, przy czym moduł sprężystości przy wydłużeniu 5% w kierunku ruchu maszyny wynosi od 70 do 100 N/5 cm, jednak co najmniej 0,7 do 1,0 N/g/m 2. Korzystnie materiał nośny do tuftowania jest wykończony środkami do ożywiania barwy lub substancjami powierzchniowo czynnymi. Korzystnie materiał nośny do tuftowania materiał składa się jedynie z politereftalanu etylenu. Korzystnie materiał składa się jedynie z polipropylenu.

3 PL B1 3 Sposób wytwarzania materiału nośnego do tuftowania, złożonego z termoplastycznych włókien lub filamentów polimerowych, przetworzonych do postaci włókniny spod filiery", charakteryzuje się według wynalazku tym, że włókna lub filamenty o titrze od 6 do 15 dtex wzmacnia się poprzez przeszywanie, zaś włókna lub filamenty o titrze od 1 do 5 dtex za pomocą strumieni wody lub przy użyciu kombinacji tych metod, oraz przed suszeniem i termostabilizowaniem rozciąga się je w kierunku wzdłużnym o wartość sięgającą 30%, przy czym poprawia się ewentualnie ruchliwość włókien, dodając olej lub inne środki ożywiające barwę. Korzystnie proces rozciągania prowadzi się pomiędzy poszczególnymi operacjami przeszywania lub po zakończeniu procesu przeszywania. Korzystnie po termostabilizowaniu przeprowadza się dodatkową obróbkę przy użyciu ogrzewanej pary walców. Korzystnie stosuje się powierzchnie walców o nieregularnej strukturze o wysokości nierówności od 40 do 100 μm. Korzystnie co najmniej jeden z walców ma deseń, przy czym punkty deseniu zajmują powierzchnię docisku od 18 do 25% i tworzą kształt rombowy, liniowy lub heksagonalny. Zgodnie z wynalazkiem materiał nośny do tuftowania składa się z włókien lub filamentów syntetycznych, splątanych ze sobą trójwymiarowo, przy czym zawiera on tylko włókna lub filamenty o titrze od 1 do 15 dtex, co oznacza, że materiał nośny do tuftowania jest wykonany bez dodatkowych składników wiążących, a co za tym idzie, jest przyjazny dla środowiska. Ponadto zrezygnowano z pomocniczych środków wzmacniających, jak przędze lub maty. Gramatura materiału nośnego wynosi od 70 do 110 g/m 2, jego gęstość 0,18 do 0,28 g/cm 3, zaś wartość modułu sprężystości przy wydłużeniu 5% jest większa niż 60 N/5 cm, wynosi jednak co najmniej 0,6 N/g/m 2. Materiał nośny do tuftowania ma stabilny kształt przy dalszej obróbce w procesie przeszywania i barwienia. Korzystnie materiał nośny jest materiałem, w którym włókna lub filamenty mają titr od 3 do 12 dtex, przy czym moduł sprężystości przy wydłużeniu 5% w kierunku maszyny wynosi od 70 do 100 N/5 cm, jednak co najmniej 0,7 do 1,0 N/g/m 2. W korzystnej postaci wykonania wynalazku materiał nośny do tuftowania jest wykończony środkami do ożywiania barwy lub substancjami powierzchniowo czynnymi, co poprawia zamocowanie przędzy okrywy włókiennej podczas procesu tuftowania. Szczególnie korzystny jest materiał nośny do tuftowania, składający się jedynie z politereftalanu etylenu. Wytwarzanie z jednorodnego materiału ułatwia wykorzystanie go do ponownej przeróbki. Podobnie korzystny jest materiał nośny do tuftowania, który składa się jedynie z polipropylenu. Taki materiał nośny nadaje się do odzysku. Sposób wytwarzania materiału nośnego do tuftowania, z termoplastycznych włókien lub filamentów polimerowych, przetworzonych do postaci włókniny spod filiery", według wynalazku charakteryzuje się tym, że włókna lub filamenty o titrze od 6 do 15 dtex wzmacnia się poprzez przeszywanie, zaś włókna lub filamenty o titrze od 1 do 5 dtex za pomocą strumieni wody lub przy użyciu kombinacji tych metod, oraz przed suszeniem i termostabilizowaniem rozciąga się je w kierunku wzdłużnym o wartość sięgającą 30%, przy czym poprawia się ewentualnie ruchliwość włókien, dodając olej lub inne środki ożywiające barwę. Korzystnie proces rozciągania prowadzi się pomiędzy poszczególnymi operacjami przeszywania lub po zakończeniu procesu przeszywania. Proces rozciągania odbywa się w stanie mokrym na zimno lub przy ogrzewaniu parą (100 C). Celem poprawienia wartości modułu sprężystości, związania powierzchni i równomierności grubości można po termostabilizowaniu przeprowadzić częściowe sprasowywanie przy użyciu walców dogniatających, przy czym grawerowane punkty walca dogniatającego zajmują powierzchnię docisku od 18 do 25% i tworzą kształt rombowy, liniowy lub heksagonalny. Walce dogniatające mogą mieć nieregularną strukturę powierzchni o wysokości nierówności od 40 do 100 μm. Wytwarzane według wynalazku włókniny na materiały nośne do tuftowania mają następujące własności: - skurcz przy wytwarzaniu dywanów co najwyżej 5% oraz - moduł początkowy od 0,6 do 1,0 N/g/m 2. Wynalazek jest dokładniej objaśniony za pomocą poniższego przykładu.

4 4 PL B1 P r z y k ł a d Etapy wytwarzania włókniny spod filiery" o gramaturze 90 g/m 2, składającej się w 100% z politereftalanu etylenu (PET) a) półwyrób (produkt powierzchniowy) Przędzenie cienkich włókien (PET) i układanie ich na taśmie sitowej do postaci włókniny spod filiery" odbywała się przy prędkości taśmy 15 m/min. Stosuje się tutaj dostępny na rynku produkt wyjściowy PET o lepkości istotnej (intrinsic viscosity - wartość IV) równej 0,67. Uprzędzone filamenty mają litr równy 4,3 dtex o wartościach wytrzymałości i wydłużenia odpowiednio 30 mn/dtex względnie 110%. Wartość skurczu filamentów podczas gotowania leżała poniżej 1%. b) wzmacnianie wstępne Wstępne wzmacnianie produktu powierzchniowego odbywało się za pomocą przeszywania, przy czym głębokość wkłuwania wynosiła 6 mm, zaś gęstość wkłuwania 60 wkłuć/cm 2. Zastosowane igły 15x18x40 pochodziły z firmy Groz Beckert. c) wzmacnianie strumieniami wody Wzmocniony wstępnie produkt powierzchniowy kierowano do instalacji zawierającej 5 belek do wytwarzania strumieni wody. Splątywanie i sczepianie filamentów odbywało się w przedziale ciśnienia wody od 20 do Pa, jak niżej: belka 1: Pa belka 2 : Pa belka 3 : Pa belka 4 : Pa belka 5: Pa, przy czym włókninę obrabiano strumieniami wody naprzemiennie od góry i od dołu. d) rozciąganie Proces rozciągania produktu wzmocnionego strumieniami wody odbywał się w szczelinie utworzonej z dwóch walców, których różnica prędkości wynosiła 15%. Produkt powierzchniowy prowadzono w postaci pętli o kształcie litery S wokół pary walców, przy czym temperatura powierzchni walców wynosiła 150 C. Suszenie i stabilizowanie filamentów PET przeprowadzano w suszarce ssącej w temperaturach 180 C. e) termostabilizowanie Kalandrowanie ustabilizowanego produktu powierzchniowego przeprowadzano przy użyciu walca gofrującego, który 33 rombowymi punktami grawerowanymi na cm 2 wytwarzał powierzchnię nacisku równą 18%. Temperatura powierzchni kalandra i nacisk liniowy wynosiły odpowiednio 220 C względnie 20 dan/cm. f) wykańczanie Środek ożywiający barwę nakładano w instalacji natryskowej przy użyciu emulsji polidwumetylosiloksanowej. Stężenie substancji stałej i wchłanianie wilgoci wynosiły odpowiednio 1,9% względnie 11%. Suszenie włókniny spod filiery" wykończonej środkiem do ożywiania barwy odbywało się w suszarce taśmowej przy temperaturach powietrza 110 C. Włóknina spod filiery", uzyskana w drodze wymienionych powyżej operacji, miała gramaturę 90 g/m 2 i następujące własności fizyczne: grubość: 0,45 mm Siła przy wydłużeniu (wzdłużnym) 5%: 91 N/5 cm (moduł właściwy: 1 N/g/m 2 ) Siła przy wydłużeniu (poprzecznym) 5%: 40 N/5 cm Włóknina spod filiery", składająca się z filamentów PET, daje się bardzo dobrze tuftować. Przy podziałce tuftowania równej 1/10 uzyskano następujące własności fizyczne: Maksymalna siła rozciągania (wzdłużna): 340 N/5 cm Maksymalna siła rozciągania (poprzeczna): 150 N/5 cm Wydłużenie (wzdłużne): 50% Wydłużenie (poprzeczne): 65% Siła dalszego rozdzierania (wzdłużna) 210 N.

5 PL B1 5 Zastrzeżenia patentowe 1. Materiał nośny tuftowany, złożony z włókien lub filamentów syntetycznych, splątanych trójwymiarowo ze sobą, znamienny tym, że zawiera tylko włókna lub filamenty o titrze od 1 do 15 dtex, przy czym gramatura materiału nośnego tuftowanego wynosi od 70 do 110 g/m 2, jego gęstość 0,18 do 0,28 g/cm 3, zaś wartość modułu sprężystości przy wydłużeniu 5% w kierunku ruchu maszyny jest większa niż 60 N/5 cm, wynosi jednak co najmniej 0,6 N/g/m Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że włókna lub filamenty mają titr od 3 do 12 dtex, przy czym moduł sprężystości przy wydłużeniu 5% w kierunku ruchu maszyny wynosi od 70 do 100 N/5 cm, jednak co najmniej 0,7 do 1,0 N/g/m Materiał według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jest wykończony środkami do ożywiania barwy lub substancjami powierzchniowo czynnymi. 4. Materiał według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że składa się jedynie z politereftalanu etylenu. 5. Materiał według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że składa się jedynie z polipropylenu. 6. Sposób wytwarzania materiału nośnego do tuftowania, złożonego z termoplastycznych włókien lub filamentów polimerowych, przetworzonych do postaci włókniny spod filiery", znamienny tym, że włókna lub filamenty o titrze od 6 do 15 dtex wzmacnia się poprzez przeszywanie, zaś włókna lub filamenty o titrze od 1 do 5 dtex za pomocą strumieni wody lub przy użyciu kombinacji tych metod, oraz przed suszeniem i termostabilizowaniem rozciąga się je w kierunku wzdłużnym o wartość sięgającą 30%, przy czym poprawia się ewentualnie ruchliwość włókien, dodając olej lub inne środki ożywiające barwę. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że proces rozciągania prowadzi się pomiędzy poszczególnymi operacjami przeszywania lub po zakończeniu procesu przeszywania. 8. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że po termostabilizowaniu przeprowadza się dodatkową obróbkę przy użyciu ogrzewanej pary walców. 9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że stosuje się powierzchnie walców o nieregularnej strukturze o wysokości nierówności od 40 do 100 μm. 10. Sposób według zastrz. 8 albo 9, znamienny tym, że co najmniej jeden z walców ma deseń, przy czym punkty deseniu zajmują powierzchnię docisku od 18 do 25% i tworzą kształt rombowy, liniowy lub heksagonalny.

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 zł.