gleichmäßige Herstellung der Synthesegarnoberfläche bewirkt eine ebenso gleichmäßige Färbung und Weiterverarbeitung des Materials. Das Resultat ist ein ebenmäßigeres Endprodukt, als es bei der Herstellung mit Naturfasern möglich wäre. Der große Marktanteil der Synthesefasern beruht auf ihren universellen Anwendungsbereichen. Synthetische Fasern finden bei der Herstellung von Teppichböden Einsatz als Rückenbeschichtung, Trägergewebe bzw. Trägervlies, Schuss- und Kettfaden sowie als Polmaterial.
Der größte Vorteil der Synthese-Fasern gegenüber den Naturfasern ist die Möglichkeit, sie immer in der annähernd „selben“ Qualität erzeugen zu können. Theoretisch sind sie in jedem gewünschten Querschnitt und jeder denkbaren Farbe herstellbar. Somit können sie dem späteren Verwendungszweck optimal angepasst werden. Als weitere Vorteile gelten u. a. Maßstabilität, Lichtechtheit, Abriebfestigkeit sowie Verrottungs- und Chemikalienbeständigkeit.
Durch Faserquerschnitt, Melange oder Musterung, Mattierung und Farbe wird die Schmutzunempfindlichkeit entscheidend bestimmt.
a) Polyamid (PA)
Am 3. Juli 1931 meldete die Fa. Du Pont de Nemours & Co. in den USA ein Patent zur Herstellung von Polyamidfasern an. Einem Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Dr. Wallace H. Carothers war es gelungen, aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure das heutige Nylon in verspinnbarer Form herzustellen. Im Jahre 1938 brachte Du Pont es unter der Bezeichnung „Polyamid 6.6“ auf den Markt.
Ein zweites Verfahren zur Erzeugung von Polyamid schuf der deutsche Chemiker Paul Schlack und verwendete hierzu Aminocapronsäure als Ausgangsmaterial. Ihm gelang es im Januar 1938 (Patentanmeldung am 11. Juni 1938), durch Erhitzen des Lactams mit Salzsäure ein lineares Polyamid, zu erhalten. Ein Verfahren, das mit den Schutzrechten der Fa. Du Pont nicht kollidierte und zur Erzeugung von „Polyamid 6“ führte, das als Perlon auf den Markt kam.
Die Pflege von Polyamidgarn ist recht einfach. Es lässt sich bequem absaugen. Durch die geschlossene Kunststoffoberfläche kann auch flüssiger Schmutz nicht ohne Weiteres in die Faser eindringen. Nur aggressive Flecksubstanzen können zum Problemfall werden. Selbst wenn die Polyamidware einmal intensiv verschmutzt worden sein sollte, ist eine Reinigung auch mit „Trockenreinigungsverfahren“ nahezu immer erfolgreich.
b) Polyacryl – auch Polyacrylnitril (PAN)
Die beiden Ausgangsstoffe für die Acrylfaser-Herstellung sind das Acrylnitril und das Dimethylformamid. Die Rohstoffgrundlage bildet Erdöl. Die deutschen Forscher Otto Bayer und Paul Kurtz fanden 1939 die Synthese von Acrylnitril aus den Komponenten Acetylen und Blausäure oder Cyanwasserstoff. Die Acrylfaser wurde durch Herbert Rein 1942 entwickelt.
Polyacryl spielt als Teppichbodenfaser keine wesentliche Rolle, sondern wird überwiegend im Bademattenbereich verarbeitet und dient als Beimischung in Naturlookbelägen.
c) Polyester (PET)
Polyester (Polyethylenterephthalat) wurde in den Jahren 1940/41 von den englischen Wissenschaftlern J. R. Whinfield und J. T. Dickson entwickelt (Patentanmeldung am 29. Juli 1941).
Polyester spielt als Teppichbodenfaser keine Rolle, sondern findet vor allem als Gardinen- und Dekorationsstoff Anwendung.
d) Polypropylen (PP)
Als Rohstoff zur Herstellung von Polypropylen, das am 8. Juni 1954 in Italien von G. Natta, P. Pino und G. Mazzanti zum Patent angemeldet wurde, dient das bei der Erdölspaltung anfallende Propylen. Polypropylenfasern werden im Schmelzspinn-Verfahren aus isotaktischem Polypropylen hergestellt.
Da Polypropylen in fertigem Zustand mit max. 0,05 % so gut wie keine Feuchtigkeit aufnimmt, muss die Faser bereits in der Spinnmasse gefärbt sein. Der Faden kommt also schon gefärbt aus der Spinndüse, wird im Spinnschacht abgekühlt und danach verstreckt.
Die Polypropylenfaser gilt als antistatisch, weil sie sich nur bis zu einem Bereich von 300 Volt statisch auflädt. Vor allem aufgrund des extrem schlechten Wiedererholungsvermögens, bei dem die Oberflächen sowohl strukturell (also optisch) als auch physikalisch (also technisch) ihre Aufgaben nach relativ kurzer Nutzungszeit nicht mehr zu leisten imstande sind, hat sich Polypropylen in Deutschland für stark strapazierte Bereiche nicht durchsetzen können.
Zudem weist Polypropylen ein ungünstiges Brandverhalten auf, das es nicht für öffentlich zugängliche Bereiche favorisiert. Ohne das Vorhandensein einer passiven Sicherheit (wie z. B. Sprinkleranlagen) wird auf den Einsatz von Polypropylen in solchen – für Bodenbeläge z. T. extrem leistungsorientierten – Bereichen auch zukünftig verzichtet werden müssen. Als Tuftingträgermaterial und Textilrücken ist Polypropylen allerdings unübertroffen.
e) Viskose
Beim Viskose-Verfahren wird Zellulose verarbeitet. Dabei handelt es sich um eine weiße, in Wasser unlösliche Substanz, die in Baumwolle und Baumwoll-Linters fast rein vorkommt, hauptsächlich aber aus Holz gewonnen wird.
Der Gedanke, die Naturseide nachzuahmen, ist schon über 200 Jahre alt. Der Franzose Reaumur (1734), der Engländer Hughes (1840) und der Deutsche Schönbein (1845) beschäftigten sich mit dem Problem, ohne jedoch nennenswerte Erfolge zu erzielen. Der Franzose Graf Hilaire de Chardonnet konnte nach langer Forschungsarbeit im Jahre 1884 ein Verfahren zum Patent anmelden, nach dem aus der gelösten Zellulose von Baumwollabfällen ein der Naturseide ähnlicher Faden gesponnen wurde.
In der Teppichbodenproduktion wird Viskose vor allem in Binde- und Grundketten in gewebten Belägen und als Beimischung in Naturlookbelägen eingesetzt. Ansonsten hat Viskose in der Teppichboden-Industrie keinerlei Bedeutung.
2.1.3 Fasern – ein Überlick
a) Naturfasern
b) Synthesefasern
2.2 Teppichbodenfaser-Verarbeitung
2.2.1 Endlosfaser oder Stapelfaser
Grundsätzlich stehen zwei unterschiedliche Polyamid-Fasertypen zur Verfügung:
Die Endlosfaser (BCF = bulk continuous filaments) und die Stapelfaser (Spinnfaser).
Hochwertige Teppichböden aus Endlosfaser-Garnen bestehen die mechanischen Prüfungen mit Bravour. Sie sind extrem strapazierfähig und allen Anforderungen gewachsen. Allerdings sieht man ihnen die chemische Herkunft an; sie wirken synthetisch. Vor allem bei ungenügender Pflege verpappen die Fasern im Gebrauch auf Dauer. Zudem fallen auf glänzenden textilen Oberflächen eventuelle Druckstellen sehr viel eher auf als auf matten Flächen. So wirken die Beläge zwar „unzerstörbar“, sind aber empfindlicher und mit der Zeit nicht mehr so ansehnlich.
Die synthetische Spinnfaser wird zwar ebenfalls endlos hergestellt, danach allerdings in kurze Stücke geschnitten und wieder zu einem Garn versponnen. Ein gesponnenes Garn kann aus verschiedenen Fasertypen gemischt werden. Das hat den Vorteil, dass für jede Teppichbodenqualität eine eigene, individuelle Oberfläche hinsichtlich Griff, Glanz und Farbstellung erreicht werden kann.
Das Spinnen ist das älteste Handwerk der Menschheit – aus Fadenmaterial, Wolle und aus Blattfasern wurde mit Daumen und Zeigefinger ein Faserbändchen gezogen und durch Drehen einer Spindel zum Faden verdreht und aufgewickelt.
Das erste Spinnrad stammt aus dem Jahre 1530. Die erste Krempelmaschine zum Auflösen von Fasern wurde 1736 von Wyatt gebaut. James Heargraves konstruierte 1795 die erste Spinnmaschine.
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