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DE3001075A1 - Nadelfilzteppich mit verbesserten eigenschaften - Google Patents

Nadelfilzteppich mit verbesserten eigenschaften

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DE3001075A1
DE3001075A1 DE19803001075 DE3001075A DE3001075A1 DE 3001075 A1 DE3001075 A1 DE 3001075A1 DE 19803001075 DE19803001075 DE 19803001075 DE 3001075 A DE3001075 A DE 3001075A DE 3001075 A1 DE3001075 A1 DE 3001075A1
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Hans Erik Johansson
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Elektrokemiska AB
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Description

Patentanwälte Dipl.-ing. E. Edsr
Dipl.-Ing. K. Schieschke .; : .
München 40, EllsabeihstraBeM ■:■ ßfy ... : .
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Nadelteppichen mit verbesserten Eigenschaften. Die Erfindung umfasst auch den gemäss dem Verfahren hergestellten Nadelfilzteppich sowie die Verwendung einer alkalistabilisierten Kieselsäure zur Herstellung des Nadelfilzteppichs .
Bei der herkömmlichen Herstellung von Nadelfilzteppichen wird die für den Teppich zu verwendende Faser zu einem gewissen Flächengewicht gekrempelt, das üblicherweise
2
zwischen 300 und 600 g/m liegt. Die gekrempelte Faser wird dann mechanisch in einer Nadelmaschine gebunden. Hierdurch erhält man einen Nadelfilz mit verhältnismässig schlechten mechanischen Eigenschaften, weshalb der Nadelfilz mit Hilfe eines mechanischen Bindemittels vom Typ Latex chemisch gebunden wird. Das Bindemittel wird dem Nadelfilz üblicherweise durch Tränken in einem Bindemittelbottich aufgetragen, wonach der Nadelfilz getrocknet wird. Die aufgetragene Menge Bindemittel kann dadurch eingeregelt werden, dass man den Trockengehalt der Bindemittelsuspension variiert und nach dem Tränkbad Bindemittel abpresst. Ueblicherweise beträgt die für den Nadelfilz erforderliche Menge Bindemittel 20-30% des Fasergewichts.
Zum Strecken der kostspieligen Bindemittel vom Typ Latex werden üblicherweise anorganische Füllmittel zugesetzt, beispielsweise Kaolin, Kreide, gefällte Kieselsäure usw., was jedoch bei der Herstellung von Nadelfilzteppichen nachteilig ist, da das Bindemittel über den gesamten Querschnitt des Teppichs verteilt wird, d.h. das Bindemittel wird auch in der Oberflächenschicht enthalten sein. Enthält das Bindemittel ein Füllmittel herkömmlicher Art, zeigt sich im Bindemittel eine unerwünschte Opazität, und ausserdem erscheinen in höherem Ausmass weisse "Kreidestriche" auf dem Teppich.
Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, dass
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wenn das zur chemischen Bindung des Nadelfilzes benutzte Bindemittel mit einem Füllmittel kombiniert wird, welches aus einer alkalistabilisierten Kieselsäure besteht, die mit anderen Typen von Füllmitteln verknüpften Nachteile wesentlich reduziert oder völlig beseitigt werden können, so dass man einen NadelfiIzteppich mit erheblich verbesserten Eigenschaften erhält.
Das erfindungsmässige Verfahren bedeutet in Kürze, dass man durch Krempeln von Fasern einen Nadelfilzteppich herstellt, dass die gekrempelten Fasern mechanisch und chemisch gebunden werden, wobei man für die chemische Bindung ein Latex aus organischem Bindemittel benutzt, ggf. in Kombination mit herkömmlichen Zusätzen, und dass der gebildete Teppich getrocknet wird. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Latex 1-30 Gew.-% . Kieselsäure enthält, berechnet als trockenes Si02/trockenes organisches Bindemittel, in Form eines alkalistabilisierten Kieselsäuresol der Teilchengrösse 1-100 nm.
Die Erfindung betrifft auch die gemäss diesem Verfahren hergestellten Nadelfilzteppiche sowie die Verwendung des erwähnten Kieselsäuretyps zur Herstellung der Teppiche.
Zur Herstellung des erfindungsmässigen Nadelfilzteppichs lassen sich die üblicherweise in diesem Zusammenhang benutzten Fasern gebrauchen. Insbesondere werden Kunstfasern bevorzugt, wie Polypropylen, Nylon und Acryl.
Ebenso benutzt die Erfindung die in diesem Zusammenhang als üblich anzusehenden Bindemittellatices. Besonders geeignete Bindemittel sind SBR, Polyacrylat und Polyacrylnitril, wobei SBR infolge seines verhältnismässig niedrigen Preises das gewöhnlichste Bindemittel ist. t
Herkömmliche Zusatzstoffe zum Latex sind Flammschutzmittel, antistatische Mittel usw.
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Die in Kombination mit dem Bindemittellatex gemäss der Erfindung benutzte Kieselsäure besteht aus einem sog= alkalistabilisierten Kieselsäuresol. Dieser Kieselsäuretyp ist bereits bekannt und zeichnet sich durch sehr kleine polymolekulare Teilchen in Wasser (Kolloide) aus, die mit einer geringen Menge Alkali in Form von Na3O1, K3O, Li-o^ oc^er Ammoniak stabilisiert sind. Die Kieselsäureteilchen können der Grössenordnung 1-100 nm sein. Bis jetzt wurden die besten Ergebnisse mit Teilchengrössen unter 10 nm erzielt. Die Kieselsäure ist in einer Menge von 1-30 Gew.-% von trocknem Si02/trocknem Polymer im Latex enthalten, wobei 5-20 Gew.-% ein besonders bevorzugtes Intervall ist=
Gemäss der Erfindung hat es sich nun überraschenderweise gezeigt, dass ein Zusatz des erwähnten alkalistabilisierten Kieselsäuresole zum Bindemittel die Abnutzungsbeständigkeit des fertigen Teppichs erheblich verbessert» Ein weiterer Vorteil dieses Füllmitteltyps ist, dass die Durchsichtigkeit des Bindemittels nicht beeinträchtigt wird, und dass keine Kreidestriche auf dem Teppich auftreten. Der Umstand,dass kolloidale Kieselsäure in Form • des erwähnten alkalistabilisierten Kieselsäuresol in dieser Beziehung überlegen ist, dürfte darauf zurückzuführen sein, dass die Kieselsäure aus äusserst kleinen Teilchen (kleiner als 100 nm) mit geringem Vermögen, sichtbares Licht zu zerstreuen, besteht. Diese Teilchen sind gleichmässig im Bindemittel verteilt, wodurch dessen durchsichtiges Aussehen beibehalten wird. Das erfindungsmassige Verfahren ermöglicht auch eine drastische Verminderung des Bindemittelgehalts im Nadelfilzteppich mit beibehaltenen und/oder sogar verbesserten Eigenschaften. Bei dieser herkömmlichen Herstellung von Nadelfilzteppichen, wo verhältnismässig hohe Gehalte an Bindemittel benutzt werden, kann man beispielsweise durch Zugabe geringer Mengen, z.B. 10-20 Gew.%, alkalistabilisierter Kieselsäure gemäss der vorliegenden Erfindung
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die Menge herkömmlichen Bindemittels bis um 50 Gew.-% herabsetzen. Die alkalisch stabilisierte Kieselsäure gemäss der Erfindung dürfte deshalb als ein "Hilfsbindemittel" statt eines herkömmlichen Füllmittels betrachtet werden können, durch welche die Kosten zur Herstellung des Nadelfilzteppichs erheblich reduziert werden können.
Die Erfindung ist nun anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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BEISPIEL 1
Von Polypropylenfasern (Faserlänge 100 mm) wurde ein
2 Filz zu einem Flächengewicht von 400 g/m gekrempelt und durch Nadeln mechanisch gebunden. Ein Latexbad wurde zubereitet, indem 500 g S3R-Latex (50%-ig) mit 700 ml Wasser verdünnt wurden, so dass der Trockengehalt des Latexbades 21% betrug. Der Nadelfilz wurde langsam durch das Latexbad geleitet und vorsichtig zwischen zwei Walzen abgepresst, wonach er in Heissluft bei 120 C getrocknet wurde. Das Flächengewicht nach dem Trocknen
ο
betrug 520 g/m , was 30%' SBR-Bindemittel, bezogen auf das Fasergewicht, entspricht.. Die Abnutzungseigenschaften wurden gemäss dem Lisson-Test (SIS 832533) auf 3,4 bestimmt.
BEISPIEL 2
Ein Latexbad wurde zubereitet, indem 200 g SBR-Latex (50%-ig) mit 900 ml Wasser verdünnt wurden, wonach 100 g alkalistabilisierten Kieselsäuresol (15%-ig) einer Kolloidgrösse von 6 nm zugesetzt wurden. Der Trockengehalt wird dann knapp 10%, und der SiO2-Gehalt 15%, berechnet auf trockenes SBR-Polymer, Ein Nadelfilz wurde imprägniert und wie in Beispiel 1 getrocknet. Das
2 Flächengewicht nach dem Trocknen betrug 465 g/m , d.h.
16% SiOp-modifizierten SBR-Bindemittels, berechnet auf das Fasergewicht, waren aufgenommen worden.
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Untersuchungen der Abnutzungsbeständigkeit haben gezeigt, dass der Teppich mit alkalistabilisiertem Kieselsäuresol? obgleich er etwa die halbe Menge Bindemittel enthielt, eine höhere Abnutzungsbeständigkeit als der Teppich gemass Beispiel 1 hatte.
Der Teppich zeigte auch eine etwas niedrigere statische Aufladung und eine etwas höhere Schmutzresistenz im Vergleich mit dem Teppich gemäss Beispiel 1.
Ein gemäss SIS 832533 ausgeführter Abnutzungstest ergab einen berechneten Wert von 4,1, d.h. die Güte des Teppichs war um fast eine Klasse (gemäss dem NCC-System) höher geworden, obgleich der Bindemittelgehalt des Teppichs auf die Hälfte reduziert worden war. Ein höheres Ausmass an weissen Kreidestrichen konnte nicht nachgewiesen werden.
DiplXm
DIpI.-!ng. K
SfWOnchc;;-;!
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Claims (8)

Patentanwälte Dlpl.-ing. E. E Dipl.-lng. K. Schi«. β Münden-^,Eün ■-.. Elektrokemiska Aktiebolaget S-445 01 SURTE Schweden Nadelfilzteppich mit verbesserten Eigenschaften Patentansprüche s
1. Verfahren zur Herstellung eines Nadelfilzteppichs, bei welchem Verfahren Kunstfasern mechanisch und chemisch gebunden und dabei für die chemische Bindung mit einem Latex aus einem organischen Bindemittel und ev, herkömmliehen Zusätzen behandelt werden, und wobei der gebildete Teppich getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Latex 1-30 Gew.-% Kieselsäure enthält, berechnet als trockenes Si02/trockenes organisches Bindemittel, in Form eines alkalistabilisierten Kieselsäuresole der Teilchengrösse 1-100 nm,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das alkalistabilisierte Kieselsäuresol ein Molverhältnis SiO2/M_O = 5-500, wo M die Bedeutung Na, K, Li oder Ammonium (NH3) hat, und eine
Teilchengrösse von 2-50 nm aufweist. 3/bs
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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunstfaser aus Polypropylen oder Nylon besteht,
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Bindemittel aus SBR, Polyacrylat oder Polyacrylnitril besteht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch
gekennzeichnet, dass das organische Bindemittel der Faser durch Imprägnieren in einem Tränkbad aufgetragen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch
gekennzeichnet, dass das alkalistabiliserte Kieselsäuresol eine Kolloidgrösse von 2-10 nm hat.
7. Nadelfilzteppich, welcher Kunstfasern, organisches Bindemittel und ev. herkömmliche Zusätze enthält, dadurch gekennzeichnet, dass er ausserdem 0,1-12 Gew.-% alkalistabilisierter Kieselsäure enthält, berechnet als trockenes SiOVtrockene Kunstfaser, mit einer Teilchengrösse von zwischen 1 und 100 nm.
8. Nadelfilzteppich nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass er 0,5-8 Gew,-% alkalistabilisierter Kieselsäure enthält.
Paterjtinwälte DIpI. -InJa. E. Eder DIpL-In^W W
8Mandien40,
030031 /0662.
DE3001075A 1979-01-18 1980-01-14 Verfahren zum Herstellen eines Nadelfilzteppichs Expired DE3001075C2 (de)

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