Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Verfahren zur alternativen Noppeneinbindung von Tuftingwaren als Baustein für einen recyclinggerechten textilen Bodenbelag

Getuftete Teppichböden benötigen vor ihrer Nutzung einen Veredlungsschritt zur Noppeneinbindung. Dafür wird in der Regel ein kreidegefüllter SBR-Latex genutzt. Dieser verhindert auch nach der Nutzungsphase die Trennung von Ober- und Unterschicht und stört einen Recyclingprozess. Ziel ist daher, ein Verfahren zur mechanischen Einbindung der Noppen zu entwickeln. Der Ansatz zur Noppeneinbindung ist der gezielte Schrumpf des Trägermaterials nach der Herstellung der Rohware. Dazu werden im Projekt aus industriell gefertigten Garnen und Fasern mit hohem Schrumpf Tuftingträger entwickelt, vertuftet und geschrumpft.

Zunächst wird dazu in Expertengesprächen geklärt, welche Materialkombination von Pol und Träger den Anforderungen eines hochwertigen Recyclings und den Gebrauchseigenschaften eines hochwertigen Teppichbodens entspricht. Laboruntersuchungen unterstützen die Identifikation geeigneter, industriell verfügbarer Garne. Eine bestehende Modellvorstellung zur Noppeneinbindung und deren Einflussparameter werden vertiefend untersucht, um sie für eine Auswahl von Parametern der anschließenden Arbeitspakete gemäß der statistischen Versuchsplanung zu nutzen. In weiteren Arbeitspaketen werden Tuftingträger, Tuft- und Schrumpfprozess mit dem Ziel einer maximalen Noppeneinbindung entwickelt. Mit diesen Ergebnissen wird ein Demonstrator gefertigt, auf den ein Rücken mechanisch fixiert wird. Recyclingeigenschaften und Kosten werden anhand des Demonstrators beurteilt und eine Gestaltungsrichtlinie für die Trägerherstellung erarbeitet. Neben dem Fokus des Projektes auf den Einsatz für textile Bodenbeläge wird die Nutzung dieses Ansatzes für alternative Anwendungen (z. B. techn. Textilien) bei der Bearbeitung mit berücksichtigt

KMU aus den Bereichen Garn-, und Trägermaterialproduzenten können mit Hilfe der Forschungsergebnisse neue Produkte entwickeln. Hersteller von textilen Bodenbelägen können sich im europäischen Wettbewerb durch eine vollwertige Recyclingfähigkeit absetzen.

Ergebniszusammenfassung:

Es wurde ein Verfahren zur mechanischen Einbindung von Noppen in Tuftingstrukturen entwickelt, wodurch auf die Komponente der Latexschicht im textilen Bodenbelag verzichtet werden kann. Der im Projekt untersuchte Ansatz zur mechanischen Noppeneinbindung ist der gezielte Schrumpf des Trägermaterials nach der Herstellung der Rohware.

Dazu wurden schrumpffähige Materialien ausgewählt und hinsichtlich Ihrer Eigenschaften geprüft. Polyester ist durch seine Schrumpfeigenschaften und die geringe Relaxation für den schrumpffähigen Träger geeignet. Aus den ausgewählten Garnen und Fasern wurden Trägergewebe und Trägervliese entwickelt. Im anschließenden Tuftingprozess wurden verschiedene Tuftingkonstruktionen und Polgarne eingesetzt. Für den Schrumpf der Proben wurden die Wärmebehandlungsmethoden feuchte und trockene Hitze ausgewählt. Nach dem Schrumpfprozess wurden die Noppenauszugskraft und der Masseverlust in der Tretradprüfung ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, dass der Schrumpf des Trägers zu einer Erhöhung der Noppenauszugskraft und einer Verringerung des Masseverlust führt. Durch den Schrumpf des Trägers konnte die Anforderung von einem maximalen Masseverlust in der Tretradprüfung von 25% nach DIN EN 1963 erfüllt werden. Zur Herstellung eines Demonstrators wurde ein Vliesrücken auf die durch Schrumpf mechanisch verfestigten AlNop Bodenbeläge aufgenadelt. Es konnte eine gute Haftung zwischen den verschiedenen Bodenbelagsschichten erzeugt werden.

Auf Grundlage der Ergebnisse des Projektes kann die Industrie einen völlig neuen klebstoff- und latexfreien Bodenbelag, mit Vorteilen für den Recyclingprozess, entwickeln. Dieser Ansatz kann neben der Anwendung als textiler Bodenbelag auch für weitere textile Anwendungen genutzt werden, in denen eine Verklebung der verschiedenen Schichten die Wasser- oder Luftdurchlässigkeit oder eben die Recyclingfähigkeit behindert. Anwendungsbereiche dafür sind beispielsweise Geotextilien oder Filtermedien.