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EP2835462B1 - Faservlies enthaltender CV-Bodenbelag sowie Faservlies - Google Patents

Faservlies enthaltender CV-Bodenbelag sowie Faservlies Download PDF

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EP2835462B1
EP2835462B1 EP14002745.9A EP14002745A EP2835462B1 EP 2835462 B1 EP2835462 B1 EP 2835462B1 EP 14002745 A EP14002745 A EP 14002745A EP 2835462 B1 EP2835462 B1 EP 2835462B1
Authority
EP
European Patent Office
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range
nonwoven
fibres
hybrid
hybrid nonwoven
Prior art date
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Active
Application number
EP14002745.9A
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English (en)
French (fr)
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EP2835462A1 (de
Inventor
Elvira Rempt
Stefan Gröger
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Johns Manville Europe GmbH
Original Assignee
Johns Manville Europe GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Johns Manville Europe GmbH filed Critical Johns Manville Europe GmbH
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Priority to RS20180591A priority patent/RS57245B1/sr
Publication of EP2835462A1 publication Critical patent/EP2835462A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2835462B1 publication Critical patent/EP2835462B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/23907—Pile or nap type surface or component
    • Y10T428/23957—Particular shape or structure of pile

Definitions

  • the present invention relates to a CV flooring comprising a nonwoven fabric as a structural layer. It further relates to a nonwoven fabric.
  • CV (Cushioned Vinyl) floor coverings are known.
  • fiber webs are used as a carrier material.
  • the fiber webs used here are typically made of glass fibers, whereby the use of specific mixtures of different glass fibers for the production of corresponding carrier glass fiber webs is known (see. DE 102011011056 A1 whose disclosure is included in the content of the present application).
  • DE 102011011056 A1 whose disclosure is included in the content of the present application.
  • a nonwoven fabric namely a hybrid nonwoven fabric comprising a base web having 10-80 wt.% glass fibers and 20-90 wt.% PET fibers.
  • polyvinyl alcohol is provided in an amount of 5-35% by weight based on the combined weight of the glass fibers and the PET fibers as a binder.
  • a secondary binder is provided in an amount of 5-35% by weight based on the combined weight of the glass fibers, the PET fibers and the polyvinyl alcohol.
  • the secondary binder may be, for example, styrene-acrylate.
  • the glass fibers preferably have a mean diameter between 6 and 16 ⁇ m and an average length between 4 and 25 mm.
  • the PET fibers likewise preferably have an average diameter of between 6 and 16 ⁇ m and an average length of between 4 and 25 mm.
  • the present invention is directed to providing a nonwoven fabric which can be produced cost-effectively and which is particularly suitable for use as a carrier material in floor coverings and thus has a favorable influence on the properties of the finished floor covering. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a correspondingly favorable properties having CV floor covering with a nonwoven fabric as a carrier material.
  • a nonwoven which is designed as a hybrid nonwoven fabric by comprising glass fibers, polymer fibers and binder, wherein the glass fibers have an average diameter between 6 and 13 .mu.m and a
  • the polymer fibers are staple fibers having an average fineness between 0.2 and 0.6 dtex and an average length between 2 and 4 mm, and the weight fraction of the polymer fibers is between 5 and 20% of the dry nonwoven fabric ,
  • a specific combination of synergistically interacting features is characteristic of the nonwoven fabric according to the present invention in that it consists of relatively short fibers interconnected by a binder both in terms of material and in typical length and thickness dimensions -
  • the proportion by weight of the polymer fibers being substantially lower than that Weight fraction of glass fibers in that the polymer fibers make up only between 5 and 20, preferably between 10 and 15 percent by weight of the dry fiber web.
  • the ratio between the weight fraction of the glass fibers and that of the polymer fibers to the fibrous web is typically between 5 and 8, for example - at a weight fraction of the binder of between about 20 and 30% - about 6.5.
  • the hybrid nonwoven fabric according to the invention is characterized by a number of very advantageous for use as a support material in CV floor coverings properties.
  • such physical properties mechanical strength, density, pore volume, void structure, etc.
  • already particularly thin hybrid fiber webs according to the invention fulfill the requirements applicable to structural materials of floor coverings.
  • This is therefore a not to be underestimated advantage, because in this way (already due to the reduced thickness of the nonwoven fabric), the amount of impregnating agent with which the nonwoven fabric is to be treated, can be reduced.
  • the non-woven fabric according to the invention even has a surface structure of special quality and homogeneity, so that even a flooring produced using it is characterized by a special surface quality. This is an invaluable advantage for a surface finish, especially through printing.
  • the present invention provides excellent nonwoven fabrics in terms of their properties, namely, for example, by avoiding additional fiber coating disadvantageous in terms of material and processing costs, with minimal effort and without the use of health hazardous respirable micro-glass fibers.
  • the polymer fibers consist of a polymer having a density between about 1.2 and 1.6 g / cm 3 . It is particularly favorable if the polymer fibers consist entirely or at least predominantly of PET (polyethylene terephthalate). Because when using such a material for the production of polymer fibers, the latter have such properties that are suitable for the nonwoven fabric process, to which there are empirical values from the production of pure glass fiber webs.
  • the hybrid nonwoven fabric according to the invention is prepared by passing the glass fibers and the polymer fibers containing water in circulation through a belt filter, the fiber mixture thereby deposited in the form of a fiber layer with a predetermined layer thickness on the belt screen Excess circulating water is removed from the fibrous layer, the fibrous layer is mixed with binder and the binder-added fibrous layer is dried.
  • the particular advantages of the glass fiber fleece according to the invention set out above are particularly pronounced if the mean fineness of the polymer fibers is between 0.3 and 0.4 dtex. Excellent results can be achieved, for example, when using PET fibers with a fineness of 0.33 dtex and a mean length between 2.5 and 3.5 mm.
  • the mean fiber diameter of the glass fibers is between 7 and 10 ⁇ m and / or the mean length of the glass fibers is between 7 and 9 mm.
  • the glass fibers are not longer than 15 mm and not thicker than 10 ⁇ m; because at dimensions above these values, the surface properties of the hybrid nonwoven fabric deteriorate.
  • the glass fibers consist of C glass and / or E glass.
  • the basis weight of the glass fiber fleece is between 25 and 80 g / m 2 , more preferably between 40 and 60 g / m 2 . Again, this results in very particularly advantageous properties of the hybrid nonwoven fabric according to the invention in the In view of its use as a substrate in CV floorings having excellent properties.
  • the binder comprises urea resin or polyacrylic acid binder.
  • the binder may also include polyacrylic acid.
  • Outstanding properties result when the binder comprises a mixture of urea resin and polymer dispersion or a mixture of polyacrylic acid binder and polymer dispersion.
  • the binder may contain an additive (or additives) which may account for up to 50% of the total weight of the binder.
  • the additive (or the additives) can thereby the properties of the binder with regard to the individual Specifically modify or optimize the determination of the hybrid fiber fleece.
  • Typical additives include kaolin and TiO 2 .
  • additives can not only technically optimize the binder, but additives are also useful in reducing costs by reducing the need for expensive binders.
  • the present invention relates to the above statements equally on the untreated hybrid nonwoven fabric, on a pretreated for further processing to a CV flooring, in particular provided with an additional impregnation hybrid nonwoven fabric, wherein the impregnating agent in particular plastisol or another PVC-based agent, as well as on the finished CV flooring produced using the hybrid nonwoven fabric according to the invention, which comprises a wear layer and a structural layer, wherein the structural layer comprises an impregnated hybrid nonwoven fabric according to the invention (see above).
  • hybrid nonwoven fabric according to the invention in the production of CV floor coverings is in the foreground, which concerns the particular suitability of the hybrid nonwoven fabric according to the invention, various aspects of the hybrid fiber nonwoven according to the invention set out above make this possibly also for others Applications can be used with particular advantage.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen CV-Bodenbelag, welcher ein Faservlies als Strukturschicht umfasst. Sie betrifft des Weiteren ein Faservlies.
  • CV (Cushioned Vinyl)-Bodenbeläge sind bekannt. In diesen - und auch anderen - Bodenbelägen werden Faservliese als Trägermaterial verwendet. Die hier verwendeten Faservliese bestehen typischerweise aus Glasfasern, wobei auch die Verwendung spezifischer Mischungen unterschiedlicher Glasfasern zur Herstellung entsprechender Träger-Glasfaservliese bekannt ist (vgl. DE 102011011056 A1 , deren Offenbarungsgehalt zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht wird). Zur Herstellung von Glasfaservliesen aus Glasfasern und Bindemittel existieren unterschiedliche Verfahren.
  • Aus der EP 1 319 746 A1 ist ein Faservlies bekannt, und zwar ein Hybridfaservlies umfassend eine Grundbahn mit 10-80 Gew.-% Glasfasern und 20-90 Gew.-% PET-Fasern. Ferner ist Polyvinylalkohol in einer Menge von 5-35 Gew.-% bezogen auf das kombinierte Gewicht der Glasfasern und der PET-Fasern als Bindemittel vorgesehen. Weiterhin ist ein sekundäres Bindemittel in einer Menge von 5-35 Gew.-% bezogen auf das kombinierte Gewicht der Glasfasern, der PET-Fasern und des Polyvinylalkohols vorgesehen. Bei dem sekundären Bindemittel kann es sich beispielsweise um Styrene-Acrylat handeln. Die Glasfasern haben bevorzugt einen mittleren Durchmesser zwischen 6 und 16 µm und eine mittlere Länge zwischen 4 und 25 mm. Die PET-Fasern weisen ebenfalls bevorzugt einen mittleren Durchmesser zwischen 6 und 16 µm und eine mittlere Länge zwischen 4 und 25 mm auf.
  • Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, ein kostengünstig herstellbares Faservlies bereitzustellen, das sich aufgrund insoweit besonders günstiger Eigenschaften insbesondere für die Verwendung als Trägermaterial in Bodenbelägen eignet und in dieser Verwendung die Eigenschaften des fertigen Bodenbelags günstig beeinflusst. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen dementsprechend günstige Eigenschaften aufweisenden CV-Bodenbelag mit einem Faservlies als Trägermaterial bereitzustellen.
  • Gelöst wird diese Aufgabenstellung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie im Anspruch 1 angegeben, durch ein Faservlies, welches als Hybrid-Faservlies ausgeführt ist, indem es Glasfasern, Polymerfasern und Bindemittel umfasst, wobei die Glasfasern einen mittleren Durchmesser zwischen 6 und 13µm und eine mittlere Länge zwischen 6 und 15mm aufweisen, es sich bei den Polymerfasern um Stapelfasern mit einer mittleren Feinheit zwischen 0,2 und 0,6dtex und einer mittleren Länge zwischen 2 und 4mm handelt und der Gewichtsanteil der Polymerfasern zwischen 5 und 20% des trockenen Faservlieses beträgt.
  • Für das erfindungsgemäße Faservlies ist somit, mit anderen Worten, eine spezifische Kombination synergetisch zusammenwirkender Merkmale dergestalt charakteristisch, dass es aus sowohl hinsichtlich des Materials als auch hinsichtlich der typischen Längen- und Dickenabmessungen verschiedenen, mittels eines Bindemittels miteinander verbundenen Fasern besteht, nämlich relativ kurzen und - bei den hier vornehmlich für die Polymerfasern in Betracht kommenden Polymeren mit Dichten zwischen etwa 1,2 und 1,6g/cm3 - eher dünneren Polymerfasern einerseits und relativ langen und eher dickeren Glasfasern andererseits, wobei der Gewichtsanteil der Polymerfasern wesentlich geringer ist als der Gewichtsanteil der Glasfasern, indem die Polymerfasern nur zwischen 5 und 20, bevorzugt zwischen 10 und 15 Gewichtsprozent des trockenen Faservlieses ausmachen. Das Verhältnis zwischen dem Gewichtsanteil der Glasfasern und dem der Polymerfasern an dem Faservlies beträgt typischerweise zwischen 5 und 8, beispielsweise - bei einem Gewichtsanteil des Bindemittels von etwa zwischen 20 und 30% - etwa 6,5.
  • In durchaus überraschender Weise zeichnet sich das erfindungsgemäße Hybrid-Faservlies durch eine Reihe von für die Anwendung als Trägermaterial in CV-Bodenbelägen sehr vorteilhaften Eigenschaften aus. So ergeben sich aufgrund der verwendeten spezifischen Mischung bestimmter Glasfasern und bestimmter Polymerfasern solche physikalischen Eigenschaften (mechanische Festigkeit, Dichte, Porenvolumen, Hohlraumstruktur, etc.), dass bereits besonders dünne erfindungsgemäße Hybrid-Faservliese die für Strukturmaterialen von Bodenbelägen geltenden Anforderungen erfüllen. Dies ist namentlich deshalb ein nicht zu unterschätzender Vorteil, weil auf diese weise (bereits aufgrund der verringerten Dicke des Faservlieses) die Menge an Imprägniermittel, mit welchem das Faservlies zu behandeln ist, reduziert werden kann. Dies führt zu entsprechenden wirtschaftlichen Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik, und zwar ohne Einbuße an Leistungsfähigkeit. Im Gegenteil, das erfindungsgemäße Faservlies weist sogar eine Oberflächenstruktur von besonderer Güte und Homogenität auf, so dass sich auch ein unter seiner Verwendung hergestellter Bodenbelag durch eine besondere Oberflächengüte auszeichnet. Dies ist ein unschätzbarer Vorteil für ein Oberflächenfinish, namentlich durch Bedrucken.
  • Die vorliegende Erfindung stellt, mit anderen Worten, hinsichtlich ihrer Eigenschaften hervorragende Faservliese bereit, und zwar - indem beispielsweise eine hinsichtlich Material- und Verfahrensaufwand nachteilige zusätzliche Beschichtung der Fasern vermieden werden kann - mit minimalem Aufwand sowie ohne die Verwendung gesundheitlich bedenklicher lungengängiger Mikro-Glasfasern.
  • In herstellungstechnischer Hinsicht ist es günstig, wenn die Polymerfasern aus einem Polymer mit einer Dichte zwischen etwa 1,2 und 1,6g/cm3 bestehen. Besonders günstig ist, wenn die Polymerfasern ganz oder zumindest überwiegend aus PET (Polyethylenterephthalat) bestehen. Denn bei Verwendung eines solchen Materials für die Herstellung der Polymerfasern weisen letztere solche Eigenschaften auf, dass für die Vliesherstellung Verfahren geeignet sind, zu denen aus der Herstellung reiner Glasfaservliese Erfahrungswerte vorliegen. In diesem Sinne wird, gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung, das erfindungsgemäße Hybrid-Faservlies hergestellt, indem die Glasfasern und die Polymerfasern enthaltendes Wasser im Kreislauf durch ein Bandsieb geführt, die Fasermischung dabei in Form einer Faserschicht mit einer vorgegebenen Schichtstärke auf dem Bandsieb abgelegt, überschüssiges Kreislaufwasser aus der Faserschicht abgezogen, die Faserschicht mit Bindemittel versetzt und die mit Bindemittel versetzte Faserschicht getrocknet wird.
  • Die vorstehend dargelegten besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Glasfaservlieses sind besonders ausgeprägt, wenn die mittlere Feinheit der Polymerfasern zwischen 0,3 und 0,4dtex liegt. Hervorragende Ergebnisse lassen sich beispielsweise bei Verwendung von PET-Fasern mit einer Feinheit von 0,33dtex und einer mittleren Länge zwischen 2,5 und 3,5mm erzielen.
  • Weiterhin ist gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung besonders günstig, wenn der mittlere Faserdurchmesser der Glasfasern zwischen 7 und 10µm und/oder die mittlere Länge der Glasfasern zwischen 7 und 9mm beträgt. Namentlich in Kombination mit der vorstehend angegebenen bevorzugten Dimensionierung der Polymerfasern ergeben sich besonders hervorragende Materialeigenschaften, die das entsprechende Hybrid-Faservlies für die vorstehend dargelegte Anwendung als Trägermaterial von CV-Bodenbelägen besonders attraktiv machen. Dabei ist es günstig, wenn die Glasfasern nicht länger als 15mm und nicht dicker als 10µm sind; weil sich bei oberhalb dieser Werte liegenden Dimensionen die Oberflächeneigenschaften des Hybrid-Faservlieses verschlechtern. Besonders bevorzugt bestehen die Glasfasern aus C-Glas und/oder E-Glas.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt das Flächengewicht des Glasfaservlieses zwischen 25 und 80g/m2, besonders bevorzugt zwischen 40 und 60g/m2. Wiederum ergeben sich hierdurch ganz besonders vorteilhafte Eigenschaften des erfindungsgemäßen Hybrid-Faservlieses im Hinblick auf dessen Verwendung als Trägermaterial in CV-Bodenbelägen mit hervorragenden Eigenschaften.
  • Was das Bindemittel des erfindungsgemäßen Hybrid-Faservlieses betrifft, so besteht hier ein erheblicher Spielraum. Erfindungsgemäß umfasst das Bindemittel Harnstoffharz oder Polyacrylsäure-Binder. Das Bindemittel kann auch Polyacrylsäure umfassen. Hervorragende Eigenschaften ergeben sich dann, wenn das Bindemittel eine Mischung aus Harnstoffharz und Polymerdispersion oder eine Mischung Polyacrylsäure-Binder und Polymerdispersion umfasst.
  • Ebenfalls ein erheblicher Spielraum besteht dahingehend, was den Gewichtsanteil des Bindemittels an dem Hybrid-Faservlies angeht, wobei insoweit auch das jeweils verwendete spezifische Bindemittel sowie die Verwendung des Hybrid-Faservlieses eine Rolle spielen können. Für die Verwendung als Trägermaterial eines CV-Bodenbelags ist ein Gewichtsanteil des Bindemittels zwischen 15 % und 35 %, bevorzugt zwischen 20 % und 30 % des Gesamtgewichts des Hybrid-Faservlieses von Vorteil.
  • Das Bindemittel kann ein Additiv (oder mehrere Additive) enthalten, das (die) bis zu 50% des Gesamtgewichts des Bindemittels ausmachen kann (können). Das Additiv (bzw. die Additive) kann (können) dabei die Eigenschaften des Bindemittels im Hinblick auf die individuelle Bestimmung des Hybrid-Faservlieses spezifisch modifizieren bzw. optimieren. Typische Additive sind beispielsweise Kaolin und TiO2. Allerdings kann durch Additive nicht nur das Bindemittel technisch optimiert werden, sondern Additive eignen sich auch dazu, Kosten zu senken, indem sie den Bedarf an teurem Bindemittel reduzieren können.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich nach den vorstehenden Ausführungen gleichermaßen auf das unbehandelte Hybrid-Faservlies, auf ein zur Weiterverarbeitung zu einem CV-Bodenbelag vorbehandeltes, insbesondere mit einer zusätzlichen Imprägnierung versehenes Hybrid-Faservlies, wobei es sich bei dem Imprägniermittel insbesondere um Plastisol oder ein sonstiges PVC-basiertes Mittel handeln kann, sowie auf den fertigen, unter Verwendung des erfindungsgemäßen Hybrid-Faservlieses hergestellten CV-Bodenbelag, der eine Nutzschicht und eine Strukturschicht umfasst, wobei die Strukturschicht ein mit einer Imprägnierung versehenes erfindungsgemäßes Hybrid-Faservlies (s.o.) umfasst. Wenngleich die Verwendung des erfindungsgemäßen Hybrid-Faservlieses bei der Herstellung von CV-Bodenbelägen im Vordergrund steht, was die besondere Eignung des erfindungsgemäßen Hybrid-Faservlieses betrifft, so machen diverse der vorstehend dargelegten, das erfindungsgemäße Hybrid-Faservlies auszeichnenden Aspekte dieses ggf. auch für anderer Anwendungen mit besonderem Vorteil einsetzbar.

Claims (15)

  1. Faservlies, nämlich Hybrid-Faservlies umfassend Glasfasern, Polymerfasern und Bindemittel, mit den folgenden Merkmalen:
    die Glasfasern weisen einen mittleren Durchmesser zwischen 6 und 13µm und eine mittlere Länge zwischen 6 und 15mm auf;
    bei den Polymerfasern handelt es sich um Stapelfasern mit einer mittleren Feinheit zwischen 0,2 und 0,6dtex und einer mittleren Länge zwischen 2 und 4mm;
    der Gewichtsanteil der Polymerfasern beträgt zwischen 5 und 20% des trockenen Faservlieses;
    das Bindemittel umfasst Harnstoffharz, bevorzugt eine Mischung aus Harnstoffharz und einer Polymerdispersion, oder Polyacrylsäurebinder, bevorzugt eine Mischung aus Polyacrylsäurebinder und einer Polymerdispersion;
    das Flächengewicht beträgt zwischen 25g/m2 und 80g/m2.
  2. Hybrid-Faservlies nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerfasern aus PET bestehen.
  3. Hybrid-Faservlies nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil des Bindemittels zwischen 15 und 35%, bevorzugt zwischen 20 und 30% des trockenen Faservlieses beträgt.
  4. Hybrid-Faservlies nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerfasern eine mittlere Feinheit zwischen 0,3 und 0,4dtex aufweisen.
  5. Hybrid-Faservlies nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerfasern eine mittleren Länge zwischen 2,5 und 3,5mm aufweisen.
  6. Hybrid-Faservlies nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern einen mittleren Durchmesser zwischen 7 und 10µm aufweisen.
  7. Hybrid-Faservlies nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Glasfasern maximal 10µm und dass die Länge der Glasfasern maximal 15mm beträgt.
  8. Hybrid-Faservlies nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern eine mittlere Länge zwischen 7 und 9mm aufweisen.
  9. Hybrid-Faservlies nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfasern aus C-Glas und/oder E-Glas bestehen.
  10. Hybrid-Faservlies nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Flächengewicht von zwischen 40g/m2 und 60g/m2 aufweist.
  11. Hybrid-Faservlies nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil der Polymerfasern zwischen 10 und 15% des trockenen Faservlieses beträgt.
  12. Hybrid-Faservlies nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer zusätzlichen Imprägnierung versehen ist.
  13. Hybrid-Faservlies nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Imprägniermittel um Plastisol handelt.
  14. CV-Bodenbelag mit einer Nutzschicht und einer Strukturschicht, wobei die Strukturschicht ein mit einer Imprägnierung versehenes Hybrid-Faservlies nach Anspruch 12 oder Anspruch 13 umfasst.
  15. Verfahren der Herstellung des Hybrid-Faservlieses nach Anspruch 1, indem
    - Wasser, welches die Glasfasern und die Polymerfasern enthält, im Kreislauf durch ein Bandsieb geführt,
    - die Fasermischung dabei in Form einer Faserschicht mit einer vorgegebenen Schichtstärke auf dem Bandsieb abgelegt,
    - überschüssiges Kreislaufwasser aus der Faserschicht abgezogen,
    - die Faserschicht mit Bindemittel versetzt und
    - die mit Bindemittel versetzte Faserschicht getrocknet wird.
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