Teppich-Oberfläche (II)

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 Velours- 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 zu, da bei geöffneter Hecktür und umgeklappten Rücksitzlehnen man von hin- ten 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 sowie Gepäckraum verkleidungen sowie Ladebodenverkleidungen bekannt, nämlich insbe sondere 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 Materialstrukturen, betreffen nicht (einla gige) Flachnadelvlies- oder Velours-Teppiche für die Nutzung im Kraftfahrzeug, deren dreidimensionale Verformung zu Kraftfahrzeug-Bodenverkleidungen, Gepäckraumverkleidungen oder Ladebodenverkleidungen. Es wird nicht von einer zerstörungsfreien Struktur berichtet, die bei einer dreidimensionalen Verformung im Kontaktheizfeld (Kaschierpresse), Strahlerheizfeld und im Ver formungswerkzeug 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 von Velours- Teppich bzw. der Veloursisierung von Nadelvlies-Teppich ein bleibendes, strapazierfähiges Oberflächenmuster mit einer gegebenenfalls dreidi mensionalen Struktur einzubringen, das über die Breite der Teppich oberfläche unterschiedlich strukturiert ist und einer dreidimensionalen Verformung zu einer Kraftfahrzeug-Boden- oder Gepäckraumverklei dung standhält.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist in einer ersten Ausführungs form ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensional verformbaren Velours-Teppichs für eine Bodenverkleidung, eine Gepäckraumverklei dung oder eine Ladebodenverkleidung eines Kraftfahrzeuges mit struk turgenadelter, verformungsstabiler Oberfläche mit einer Grammatur des Teppichs im Bereich von 300 g/m ² bis 700 g/m ² , das dadurch gekenn zeichnet ist, dass man

zwei oder mehrere Nadeltypen unterschiedlicher Länge segmentweise über die Breite eines Nadelbrettes anordnet,

bei einer definierten Einstellung der Einstichtiefe sowie einer definierten Einstellung der Einstichdichte den strukturierten Velours-Teppich aus einem Ausgangsvlies durch Vernadelung herstellt, und

den Velours-Teppich mit einer oder mehreren Unterschichten versieht und verformt.

Kern der vorliegenden Erfindung ist somit die Bereitstellung eines, in einem üblichen Standardverfahren hergestellten, Velours-Teppichs für eine Bodenverkleidung, eine Gepäckraumverkleidung oder eine Ladebo denverkleidung eines Kraftfahrzeuges mit strukturgenadelter, verfor- mungsgerechter Sichtoberfläche allein durch die Anordnung von unter schiedliche langen Nadeltypen über die Breite des Nadelbrettes und/oder der Nadelbretter die zur Vernadelung bzw. Veloursisierung des Teppichs für eine Bodenverkleidung, eine Gepäckraumverkleidung oder eine Ladebodenverkleidung eines Kraftfahrzeuges genutzt werden. Die Bestückung der Nadelbretter über die Breite erfolgt dabei mit vorab de finierten Nadeltypen/-geometrien, nämlich der Nadellängen, die somit eine vorabbestimmte gegebenenfalls dreidimensionale Struktur der Ve lours-Oberfläche erzeugen. In einer besonders bevorzugten Ausfüh rungsform werden Nadeltypen segmentweise eingesetzt, die sich neben der Länge auch in weiteren Parametern, wie beispielsweise der Feinheit, der Gabelöffnung und der Gabelorientierung unterscheiden können.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung ei nes verformungsgerechte/-stabilen, strukturgenadelten Velours- Teppichs für die Herstellung von Kraftfahrzeug-Bodenverkleidung, Ge päckraumverkleidungen oder Ladebodenverkleidung ohne einen zusätz lichen Arbeitsschritt bei dessen Herstellung im Vergleich zur Standard- Velours-Teppich-Produktion.

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 Nadellänge der über die Breite des Nadelbrettes an geordneten Nadeln.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht in einem dreidimensional geformten Velours-Teppich für eine Bodenver kleidung, eine Gepäckraumverkleidung oder eine Ladebodenverkleidung eines Kraftfahrzeuges mit strukturgenadelter, verformungsstabiler Oberfläche mit einer Grammatur des Teppichs im Bereich von 300 g/m ² bis 700 g/m ² , weiterhin umfassend eine oder mehrere Unterschichten, wobei die Sichtseite des Velours-Teppichs eine strukturgenadelte, stra pazierfähige Oberfläche aufweist.

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

Ausführungsbeispiel:

Zur Herstellung eines verformungsgerechtem/-stabilen, strukturgena- deltem Velours-Teppichs wurde als Ausgangsvlies ein Vorvlies aus ei nem Faser-Mix bestehend aus 60% handelsübliche 12 dtex Fasern, Fa serlänge 60 mm, 30% handelsübliche 17 dtex Fasern, Faserlänge 69 mm und 10% handelsübliche 4,4 dtex Fasern, Faserlänge 51 mm (BiCo),

genutzt. Das Flächengewicht betrug 615 g/m ² .

Die unterschiedlich langen Gabelnadeln der Firma Groz-Beckert KG 15X16X20X40X73,0 D G 9077 / 616751 [Länge: 74,8 mm] und 15X17X32X40X74,8 D G 9077 / 615921 [Länge: 76,6 mm] sind in einem Nadelbrett der Velours IV (8000 n/lm), abwechselnd in 20 cm breiten Streifen eingebaut worden. Der Nullabgleich der Maschine wurde auf die längere der beiden Nadeln abgestimmt. Bei der Herstellung war es wichtig, seitens der Maschineneinstellungen, die optimale Einstichtie fe und die optimale Einstichdichte durch Austesten zu finden. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Velours-Teppich betrug die Einstichdichte 650 st/cm2 und die Einstichtiefe 5 mm.

Der so hergestellte strukturgenadelte Velours-Teppich wurde anschlie ßend mit 80 g/m ² Latex eingebunden; und mit 80 g/m ² PE beschichtet. Anschließend wurde der Velours-Teppich mit einem Folienvlies 150 g/m ² zu einer Bodenverkleidungs-Oberware eines Mittelklasse-Fahrzeuges bei den Prozeßparametern Kontaktheizfeld 170°C, 58sec; Strahlerheizfeld 140°C und einer Werkzeugschließzeit von 66sec bei der Werkzeugober flächentemperatur von 7°C verformt.

In Fig. 2 ist ein Ausschnitt der verformten Bodenverkleidungs-Oberware dargestellt. Deutlich ist die Strukturierung zu erkennen. Speziell in Fig. 2 ist zu erkennen, dass die Strukturnadelung des Teppichs verfor mungsgerecht und verformungsstabil ist.