CN101472510A

CN101472510A - 热熔块状地毯及其制备方法

Info

Publication number: CN101472510A
Application number: CNA2007800224547A
Authority: CN
Inventors: T·夏尔; C·W·雅伯勒; F·恩德兰尼
Original assignee: Mohawk Carpet LLC
Current assignee: Mohawk Carpet LLC
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2009-07-01

Abstract

提供了块状地毯及块状地毯的制造方法，其中所述块状地毯包含簇绒面纱、初级背衬和至少三个含聚合物的层。第一层是预涂层，第二层和第三层各自包含被挤出至所述预涂层上的无溶剂热熔粘合剂。

Description

热熔块状地毯及其制备方法

背景技术

1.发明领域

本发明涉及块状地毯(carpet tile)，更具体地涉及具有两层或更多层挤出热熔粘合剂层的块状地毯及其制备方法。

2.相关技术的说明

近来，对使用块状地毯而非毛皮地毯和卷式地毯已经越来越感兴趣，因为块状地毯可提供若干优点。例如，安装和拆除块状地毯比常规的卷式地毯更容易和更便宜。在现代公司办公环境中拆除卷式地毯的费用会很高，因为具有系统家具的敞开空间式办公室概念成为了一种规范。块状地毯使得可以通过简单地提升家具系统、抽出旧块状地毯并插入新块状地毯而拆除用过的地毯。即使在适中规模的工程中，这也可以在拆除和更新成本方面节省数十万美元。

另外，块状地毯使得地面覆盖材料容易修补。一般地，对于常规卷式地毯，通常将任何受损或严重玷污的区域切掉并用备用地毯块修补。不管修补操作如何优良，这些补丁通常是明显的并且有损于地毯的美学设计。一种替代方案是替换整个地毯，这样通常代价很大。然而，块状地毯的使用允许除去受到玷污或损坏的单独地毯块。其余没有用旧或损坏的块状地毯仅仅留在原处，由此保持地毯的美学设计以及减少修补受损地毯的成本。因此，块状地毯已经成为了常规卷式地毯的一种吸引力的替代方案。

常规地，通过使面纤维(face fiber)簇绒至初级背衬(primarybacking)中，然后向初级背衬的背面施加预涂层粘合剂、接着施加回弹性的含水溶剂基热塑性粘合剂材料层，从而制成块状地毯。例如，常规的块状地毯可以包括簇绒至初级背衬中的面纤维，然后用预涂层粘合剂例如乙酸乙烯酯乙烯乳液(VAE)、聚氯乙烯(PVC)、增塑溶胶或丙烯酸类树脂涂覆的所述背衬。一旦铺设预涂层，所述地毯以热塑性粘合剂材料层背衬。已知的热塑性粘合剂材料包括胶乳、聚氨酯和乙烯基聚合物。对于大多数块状地毯，胶乳是最常用的背衬材料。常规的胶乳材料是含水量高并且粘度很低的水性组合物。接着通过使得地毯经过一系列昂贵的干燥装置而除去所述胶乳组合物的过量水。

不幸地，这些胶乳基块状地毯具有若干缺点。首先，由于所述粘合剂是含水溶剂基粘合剂，它们倾向于不抗湿。因此，胶乳基块状地毯容许湿分穿过地毯背衬并被捕集在块状地毯下方。该捕集的湿分会是难以除去的并且会导致真菌和霉菌的形成，这会使块状地毯降解和造成环境危害，例如不良的空气质量。因此，常规的由胶乳背衬的块状地毯如果被用在关系湿分的环境中可能需要经常更换。

其次，由于胶乳基块状地毯将不同的材料用于纱线、背衬及粘合剂，因此块状地毯无法容易地再循环。必须针对再循环开发非常昂贵、复杂和效率低的地毯分离技术。另外，这些类型的再循环工艺不能在连续的闭环式再循环系统中使得制品再循环回到其本身。地毯材料之间的化学性质的差异使得太昂贵以至于不能分离出单独组分用于再循环。因此，必须丢弃所述地毯，这增加了全国范围越来越多的填埋场。此外，由于胶乳基地毯的聚合物组分不是可生物降解的，因此块状地毯将保留在填埋场中许多年。

胶乳基预涂布的块状地毯的另一缺点是如果地毯暴露于高湿度或变得潮湿的话簇绒粘结性能(tuft bind property)会损失。胶乳层将接受水分，溶胀，并使簇绒容易被抽出。通常这类制品可损失其初始簇绒粘结性能的约50％。

已经提出了一种解决方案以挤出聚烯烃粘合剂或聚氨酯粘合剂来代替用于块状地毯的常规胶乳粘合剂。聚烯烃和聚氨酯粘合剂具有良好的熔融指数以及具有对许多材料良好的附着性能。另外，聚烯烃和聚氨酯粘合剂可以容易地被再循环。尽管聚烯烃和聚氨酯具有使它们就用于地毯而言有吸引力的性能，但是聚烯烃和聚氨酯与其他材料相比往往更昂贵，这会增加生产成本。

热熔粘合剂(HMAs)已经普遍用于常规卷式地毯，因为它们相对便宜、容易得到并且可以容易地再循环。它们还因为由不需要溶剂或载体的100％热塑性化合物组成而受欢迎。多种聚合物可以用作HMAs，例如乙烯与乙酸乙烯酯的共聚物(EVA)、聚烯烃、聚酰胺和聚酯。然而，EVAs由于其宽范围的熔融指数、对许多材料良好的附着性能和相对较低的成本而优选用于HMAs。

热熔粘合剂相对溶剂基粘合剂例如胶乳粘合剂具有许多优点。主要的优点包括生产过程中不存在有害空气污染物(HAPs)和挥发性有机化合物(VOCs)。从生产过程中除去HAPs和VOCs消除这些有害污染物与工人和环境的接触。另一优点是采用HMAs的地毯的生产成本低于用含水溶剂基或有机溶剂基粘合剂制造的地毯的生产成本。原料组分的成本显著低于溶剂基粘合剂用组分的成本，并且与HMAs有关的设备成本与溶剂基粘合剂相比低得多，这是因为消除了对昂贵的污染控制设备的需要。此外，由于HMAs冷却迅速以及不需要特殊的空气干燥器或干燥炉以使粘合剂硬化，用HMAs制成的制品可以更容易地制造，这导致低成本的地毯。然而，迄今为止，热熔粘合剂还未用于制造块状地毯。

因此，仍然需要可再循环的块状地毯，它可廉价制造，具有优良的抗湿性，以及提供足够的粘结强度以代替常规固化的胶乳背衬(backed)的块状地毯。还需要提供廉价、可再循环的使用含HMA的背衬同时实现优良抗湿性和足够粘结强度的块状地毯。另外需要廉价、可再循环的使用HMAs的块状地毯的廉价、单程、连续的制造方法。

发明概述

以其优选形式简要描述的本发明满足在具有多层挤出热熔背衬的块状地毯方面的上述需要。一般而言，本发明包括块状地毯，其具有簇绒面纱、初级背衬、和至少三个含聚合物的层：预涂层和至少两个无溶剂层。所述预涂层由包含至少约20重量百分比(wt％)增粘树脂的热熔粘合剂(HMA)制得。在示例性的实施方案中，预涂层可以包含约2wt％至约80wt％聚乙烯和约20wt％至约98wt％增粘树脂。所述增粘树脂本身可以包括例如至多约15wt％的油、蜡和抗氧化剂。

所述预涂层在约250华氏度(℉)或者约121摄氏度(℃)与约430℉(221℃)之间的温度下具有约50厘泊(cps)至约50,000cps的粘度。更优选地，预涂层在约330℉(166℃)与约425℉(218℃)之间的温度下具有约100cps至约35,000cps的粘度，甚至更优选在约350℉(177℃)下具有约500cps的粘度。可以将预涂层辊涂、挤出、或者用常规的狭缝涂布机施涂。

所述第一挤出聚合物层和第二挤出聚合物层由无溶剂的HMA组合物制成。该HMA组合物可以包含乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯单体共聚物(EPDM)、以及任何前述聚合物的共混物(例如聚丙烯和EPDM的共混物)，优选EVA。所述挤出聚合物层之一或二者可以包含填料。例如，EVA单独使用相对昂贵，因此已经尝试通过与高含量的相对便宜的增量剂例如填料共混而降低成本。可能需要多达约60wt％填料以提供经济上可行的组合物。由于填料会增加粘度，使用具有流动性与机械性能的合适平衡的填充HMA组合物用作合适的聚合物层是重要的。

本领域技术人员将会理解本文中提及一般性术语“热熔粘合剂”或“HMA”组合物将有时包括填充的HMA(多种范围下)以及未填充的HMA；上述组合物所公开的规格范围，例如粘度、温度等，将是不同的以便区分填充/未填充的HMA组合物。

例如，如果未填充的话，EVA组合物的第一挤出聚合物层和第二挤出聚合物层将包含约60wt％至约98wt％的聚乙烯和约2wt％至约40wt％聚乙酸乙烯酯。该共聚物根据共聚物的各组分的相对含量将具有约140℉(60℃)至约450℉(232℃)的熔点。未填充的EVA热熔粘合剂还在约390℉(199℃)与约430℉(221℃)之间的温度下具有约250,000cps至约1,500,000cps的粘度，更优选在约410℉(210℃)下具有约402,000cps的粘度。

所述第一挤出聚合物层和第二挤出聚合物层也可以是填充的。聚合物(例如EVA)与填料的共混物标称地是约40wt％聚合物与约60wt％填料。然而，该范围可以从约10wt％聚合物改变至约95wt％聚合物，并且填料构成该共混物的其余部分。

更具体地，将所述块状地毯的第一挤出聚合物层的热熔粘合剂以如下单位面积重量铺设在预涂层之上：约2盎司/平方码(oz/yd²)、或者约68克/平方米(g/m²)(基于34g/m²等于1oz/yd²的近似换算)至约50oz/yd²(1700g/m²)，而第二挤出聚合物层以更大的重量铺设，也就是约10oz/yd²(340g/m²)至约70oz/yd²(2380g/m²)。所述热熔粘合剂还具有约2克/10分钟至约250克/10分钟的熔体流动指数。

所述块状地毯还可以含有设置于第一挤出聚合物层与第二挤出聚合物层之间的稀松布(scrim)以提供尺寸稳定性。所述块状地毯还可以含有附于第二挤出聚合物层的下侧的缓冲背衬以向该块状地毯提供合适的缓冲特性。作为选择，代替该缓冲背衬，第二挤出聚合物层可以含有发泡剂以向该块状地毯提供期望的缓冲效果。最后，所述块状地毯可以含有一种或多种施加至簇绒面纱的局部化学试剂(topicalchemical agent)，例如防污剂(stain blocker)、去污剂(soil releaseagent)、抗静电剂、抗菌剂，或其组合。

本发明的多种实施方案还涉及制备具有至少三个HMA层的块状地毯的方法。所述方法从使纤维簇绒至初级背衬中以形成原坯制品(griege good)开始。接着将原坯制品供至块状地毯涂装线，该涂装线将每一卷材头尾相连以使得制成连续卷材。然后原坯制品进入包含J形漂练箱(J box)、卷材储存器或其组合的储存段(accumulationsector)。接着原坯制品行进至第一涂布站，在那里用辊涂机向初级背衬的背面施涂预涂层。所述预涂层是包含至少约20wt％增粘树脂的HMA。

然后原坯制品行进至第一挤出站，在那里当预涂层仍然有粘性、例如仍然在其玻璃化转变温度以上或者在高于约100℉(38℃)的温度时，将第一层热熔粘合剂例如EVA挤出至预涂层上。如果使用未填充的EVA HMA的话，例如，它由约60wt％至约98wt％聚乙烯和约2wt％至约40wt％聚乙酸乙烯酯组成。标称地，在第一挤出站将约25oz/yd²(850g/m²)的所述EVA热熔粘合剂挤出至原坯制品背衬上。然而，可以将约10oz/yd²(340g/m²)至约50oz/yd²(1700g/m²)范围内任何量的EVA热熔粘合剂挤出至所述预涂层之上。

当第一挤出HMA粘合剂层仍然是热的和粘性的时，可以将稀松布引至该HMA粘合剂之上以向成品块状地毯提供尺寸稳定性。该稀松布主要用于赋予尺寸稳定性。稀松布重约2oz/yd²(68g/m²)，然而可以是约0.5oz/yd²(17g/m²)至约4oz/yd²(136g/m²)。通常，该稀松布由非织造材料例如玻璃纤维制成。作为选择，该稀松布可以用玻璃纤维或其他合适的材料织造。

接着原坯制品行进至第二挤出站，在那里将第二层热熔粘合剂挤出至第一挤出HMA层或者如果使用的话所述稀松布之上。对于EVAHMA，除了将约20oz/yd²(680g/m²)至约70oz/yd²(2380g/m²)、更优选约40oz/yd²(1360g/m²)至约45oz/yd²(1530g/m²)的EVAHMA挤出至第一挤出HMA层或稀松布之上外，第二挤出层的EVA组合物类似于第一挤出层的EVA组合物。

然后可以在第二挤出热熔粘合剂层之上添加缓冲背衬以向块状地毯提供合适的缓冲效果。

所述制造块状地毯的方法还可以包括向所述面纤维(face fiber)施加至少一种局部化学试剂。具体的化学试剂包括防污剂、去污剂、抗静电剂、抗菌剂或其组合。一旦施加该化学试剂，接着原坯制品通过烘箱以使所述化学试剂固定至面纤维上。接下来，可以使簇绒背衬通过正纬器以确保在块状地毯进入聚合物粘合剂涂布区之前任何图案是平直的。

所述方法可以进一步包括一旦所有聚合物层已经施加，通过使原坯制品经过一系列冷却辊而将它冷却。然后将原坯制品切成单独块状地毯。

本发明的这些及其他目的、特征和优点在阅读下列说明连同附图后将会变得更明显。

附图简述

图1是根据本发明一些实施方案的块状地毯的截面图。

图2是说明根据本发明一些实施方案的块状地毯的制造方法的逻辑流程图。

优选实施方案的详细说明

参照附图，其中几张图中同样的数字指的是同样的要素，图1是根据本发明多种实施方案的块状地毯100的横截面图。地毯100包括面纱105，可以将其簇绒或编织入初级背衬110中以形成原坯制品。面纱105可以由多种天然的和合成的材料制成，所述材料包括但是不限于尼龙6、尼龙6，6、棉、羊毛、尼龙、丙烯酸类、聚酯、聚酰胺、聚丙烯和其他聚烯烃。面纱105的面重量(face weight)可以是约5oz/yd²(170g/m²)至约50oz/yd²(1700g/m²)。

初级背衬110通常由非织造基材形成。该非织造基材赋予块状地毯100以稳定性以及还为安装过程提供适当的悬垂性。该非织造基材可以由聚酯制成，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸1，3-丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚(对苯二甲酸乙二醇酯共间苯二甲酸乙二醇酯)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、及其共聚物，优选PET。该非织造基材也可以由聚酰胺外皮包围着的聚酯芯制成。通常，该聚酯芯可以由PET、PTT、PBT、PEN、聚(对苯二甲酸乙二醇酯共间苯二甲酸乙二醇酯)及其共聚物制成。该聚酰胺外皮可以由以下制成：聚己内酰胺[尼龙6]、聚(7-庚酰胺)[尼龙7]、聚辛内酰胺[尼龙8]、聚(9-壬酰胺)[尼龙9]、聚(己二酰丁二胺)[4，6]、聚(己二酰己二胺)[6，6]、聚(亚甲基-4，4’-二亚环己基十二酰二胺)、聚(1，4-亚环己基二亚甲基辛二酰胺)、聚(间亚苯基间苯二酰胺)和聚(间亚苯基对苯二酰胺)，其中聚己内酰胺[尼龙6]是优选的聚酰胺。作为选择，可以用织造基材形成初级背衬110，所述织造基材使用任何常规的天然或合成织造材料，例如棉、黄麻、人造丝、纸、尼龙、聚丙烯及其他聚烯烃、聚酰胺、聚酯等，或者由非织造基材与织造基材的组合形成初级背衬110。

可以使面纱105簇绒穿过初级背衬110以使得面纱105的末端从初级背衬110的顶面以向外的方向延伸。通常将面纱以约90g/m²至约200g/m²、更优选约120g/m²的重量簇绒至初级背衬110中。可以用本领域公知的常规技术进行簇绒。此外，可以使簇绒面纱105的毛圈保持未剪断以形成毛圈绒头地毯，或者剪断以形成割绒地毯，或者部分剪断以形成剪头绒头地毯(tip sheared carpet)，如同本领域公知的那样。

块状地毯100包括施加到初级背衬110上的预涂层115。预涂层115的主要目的在于渗入簇绒面纱105以及包封构成面纱束的纤维的单个末端，并使簇绒面纱105粘结至初级背衬110。这防止在生产过程中从地毯背衬中抽出单根纤维的一端。预涂层115还可以充当增粘剂以便为后续的聚合物层提供可接受的粘结表面以及向地毯提供适量的柔性(悬垂性)。在一种示例性的实施方案中，预涂层115由热熔粘合剂(HMA)组成，该HMA包含单独的或者与聚乙烯组合的增粘树脂或增粘剂。增粘剂优选占预涂层115的至少约20wt％，而聚乙烯占预涂层115剩余的0wt％至约80wt％。增粘剂更优选占预涂层115的约30wt％至约80wt％，而聚乙烯占预涂层115剩余的约20wt％至约70wt％。最优选地，增粘剂占预涂层115的约60wt％，而聚乙烯占预涂层115剩余的约40wt％。

一般将预涂层115以约2oz/yd²(68g/m²)至约20oz/yd²(680g/m²)、更优选约8oz/yd²(272g/m²)至约12oz/yd²(408g/m²)施加至初级背衬上。预涂层115在约300℉(149℃)与约350℉(177℃)之间的温度下具有约50cps至约5000cps的粘度，更优选在约335℉(168℃)下具有约1,000cps的粘度。

用于预涂层115的HMA的增粘剂组分可以是本领域一般已知的任何适宜的增粘剂，例如天然和合成树脂以及松香材料。可以使用的增粘树脂的种类是香豆酮-茚树脂、萜烯树脂(也包括苯乙烯化萜烯)、丁二烯-苯乙烯树脂、聚丁二烯树脂和烃树脂。增粘剂还可以包括松香材料、低分子量苯乙烯硬树脂、歧化季戊四醇酯类、以及芳族单体体系与脂族单体体系的共聚物。松香材料可以是脂松香、木松香或妥尔油松香。另外松香材料可以是改性松香例如二聚松香、氢化松香、歧化松香或松香酯。

在预涂层115之上布置第一挤出聚合物层120，其主要作用在于使簇绒面纱105与初级背衬110永久粘结。在一种示例性的实施方案中，第一挤出聚合物层120包含HMA，其实例包括但是不限于乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯单体共聚物(EPDM)、以及任何前述物质的共混物(例如聚丙烯和EPDM的共混物)，优选EVA。

当第一挤出聚合物层120是EVA热熔粘合剂时，该EVA的聚乙酸乙烯酯含量可以是所述EVA的约2wt％至约40wt％，更优选是所述EVA的约8wt％至约30wt％。该EVA热熔粘合剂具有约0.2克/分钟(g/min)至约25g/min、更优选约2.5g/min的熔体流动指数。该EVA热熔粘合剂的熔点根据所述共聚物的各组分的相对含量是约140℉(60℃)至约450℉(232℃)，更优选约180℉(82℃)，其在用于预涂层115的HMA的熔点之上。一般地，将约25oz/yd²(850g/m²)的所述EVA挤出至预涂层115的背面上，然而可以将EVA以约10oz/yd²(340g/m²)至约50oz/yd²(1700g/m²)的范围挤出至预涂层上。该EVA热熔粘合剂的挤出温度优选是约350℉(177℃)至约385℉(196℃)，可接受的挤出温度在约275℉(135℃)与约450℉(232℃)之间。该EVA热熔粘合剂的粘度可以是在390℉(199℃)与430℉(221℃)之间的温度下约250,000cps至约1,500,000cps。更优选地，该EVA热熔粘合剂的粘度为在390℉(199℃)下约521,000cps，在410℉(210℃)下约402,000cps，和在430℉(221℃)下约320,000cps。

在第一挤出聚合物层120下方是第二挤出聚合物层125，它也是无溶剂热熔粘合剂。第二挤出聚合物层125的热熔粘合剂可以与第一挤出聚合物层120所用的热熔粘合剂的组成相同。然而，第二挤出聚合物层125的热熔粘合剂具有比第一挤出聚合物层120更大施涂量。在一种示例性的实施方案中，将约20oz/yd²(680g/m²)至约70oz/yd²(2380g/m²)、更优选约45oz/yd²(1530g/m²)的热熔粘合剂挤出至第一挤出聚合物层120的背面上。

第一和第二挤出聚合物层之一或二者的热熔粘合剂的组成还可以包含其他组分。特别地，所述热熔粘合剂可以包含惰性填料。在一种示例性的实施方案中，所述热熔粘合剂包含约60wt％惰性填料，而所述聚合物组分占热熔粘合剂的约40wt％。在优选的实施方案中，所述聚合物组分占约10wt％至约95wt％，而其余组分是填料。例如，填充的EVA HMA将优选包含约30wt％至约40wt％EVA，并且填料构成该混合物的剩余部分。

所述惰性填料可以由以下制成：碳酸盐例如碳酸钙(CaCO₃)、碳酸铯(CsCO₃)、碳酸锶(SrCO₃)和碳酸镁(MgCO₃)；硫酸盐例如硫酸钡(BaSO₃)；氧化物例如铁氧化物(Fe₂O₃或Fe₃O₄)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化钨(WO₃)、二氧化钛(TiO₂)、氧化硅(SiO₂)、硅酸盐例如粘土；金属盐等。另外，对于期望阻燃性的应用，所述惰性填料可以是阻燃剂，例如但是不限于三水合铝(ATH)或氢氧化镁(MgOH)。

另外，所述惰性填料可以由消费后制品例如废旧玻璃、废旧地毯和/或其他消费后再生材料制成。在惰性填料由废旧玻璃制成的情况下，将废旧玻璃研磨成玻璃细粉末然后作为填料添加。碎玻璃可以由以下制得：汽车和建筑玻璃，也称为平板玻璃，火石玻璃，E玻璃，硼硅酸盐玻璃，棕色玻璃(瓶用玻璃)，绿色玻璃(瓶用玻璃)，以及粉煤灰，或它们的组合。在将废旧地毯用作惰性填料的情况下，可以将废旧地毯研磨成小碎片并添加到热熔粘合剂中。除了废旧地毯以外，还可以将生产过程中作为副产品生成的地毯的边角料和修剪料、由于剪切过程而产生的细废纤维等用于形成该惰性填料。废旧组分的具体实例包括废旧的强化聚丙烯地毯，其包含约52wt％聚丙烯、约40wt％ CaCO₃(或上文列举的其他惰性填料)和约8wt％苯乙烯-丁二烯-橡胶(SBR)胶乳残余物；废旧聚丙烯纤维，其包含约93wt％聚丙烯、少于约5wt％尼龙、少于约2wt％灰分和约0.3wt％SBR胶乳残余物；基本上由聚乙烯组成的废旧的强化聚乙烯拉伸包装膜；废旧瓶盖，其包含少于约50wt％聚乙烯、少于约50wt％聚丙烯和少于约1wt％灰分；或者任何前述废旧组分的混合物。消费后制品的使用可提供环境益处，因为可以使去往填埋场的材料转向制造新的有用的产品例如地毯和块状地毯100。

为了确保热熔粘合剂适当地流动通过挤出机，可以添加硬脂酸(stericacid)以充当润滑剂。除了提供润滑以外，硬脂酸还提高热熔粘合剂的撕裂强度。通常，硬脂酸的添加量可以是该填充或未填充的热熔粘合剂的至多约1wt％，更优选该热熔粘合剂的约0.2wt％。

所述填充或未填充的热熔粘合剂还可以包含颜料例如炭黑或其他着色剂以提供颜色和提高热熔粘合剂的不透明性。通常，颜料的存在量可以小于或等于该填充或未填充的热熔粘合剂的约1wt％，更优选该热熔粘合剂的约0.1wt％。

当加热某些热熔粘合剂时，它们可能变得易于热氧化降解。因此，为了降低热氧化降解的可能性，所述热熔粘合剂还可以含有抗氧化剂。一些合适的抗氧化剂包括但是不限于2，2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2，4，6-三叔丁基苯酚、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、4，4’-巯基-双(6-叔丁基间甲酚)、丁基化羟基苯甲醚、和丁基化羟基甲苯。通常，抗氧化剂在填充或未填充的热熔粘合剂中的含量可以小于或等于该粘合剂的约2wt％，优选该填充或未填充的热熔粘合剂的约0.01wt％至约1wt％。

块状地毯100可以包含布置在第一挤出聚合物层120和第二挤出聚合物层125之间的任选的稀松布130。稀松布130的目的在于赋予成品块状地毯100以尺寸稳定性。通常，稀松布130由非织造材料例如玻璃纤维制成。然而，该非织造纤维还可以由聚合物例如聚酯、聚酰胺、聚氨酯、其共聚物、其共混物等制成。稀松布130也可以用纱罗组织附属装置(leno weave attachment)由玻璃纤维织造从而赋予所得的块状地毯100以稳定性。

在第二挤出聚合物层125下方，块状地毯100可以包含任选的缓冲背衬135，它可以由任何常规的热塑性材料形成。例如，可以由任何天然或合成的橡胶例如泡沫、橡胶、聚氯丁二烯、丙烯腈-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯橡胶等制成缓冲背衬135。也可以由其他聚合物材料制成缓冲背衬135，例如石油树脂、乙烯基聚合物、聚丁烯树脂、聚异丁烯-丁二烯树脂及其共聚物、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩乙醛、聚乙烯醇缩丁醛、其共聚物及其共混物。缓冲背衬135可以进一步包含多种凹痕或皱折以提供块状地毯100底部与地面之间的摩擦，这使得块状地毯100具有在安装后提高的抗移动性。

在另一示例性的实施方案中，替代提供单独的缓冲层135，第二挤出聚合物层125可以包含发泡剂以在地毯上产生泡沫背衬。使用的话，可以用任何常规的发泡剂，例如但是不限于偶氮甲酰胺、对甲苯磺酰氨基脲、和氧化双(苯磺酰基)酰肼。通常，发泡剂的量取决于期望在粘合剂配混物中的发泡量。通常，发泡剂在第二挤出聚合物层125中的存在量可以是热熔粘合剂(填充或未填充的)总重量的约0.1wt％至约2wt％，更优选该热熔粘合剂总重量的约0.75wt％。

图2是说明根据本发明一些实施方案的廉价和可再循环的块状地毯100的制造方法200的逻辑流程图。本发明的块状地毯100特别适合用如下所述的连续方法形成。所述方法200从205开始，其中使纱线105簇绒至初级背衬材料110中以形成原坯制品。将纱线簇绒或针刺入初级背衬材料110中以形成簇绒面纤维105的方法对本发明不是关键。因此，可以用任何常规的簇绒方法或机器将纱线簇绒。纱线可以由尼龙、尼龙6，6、聚酯、丙烯、PTT、3GT、丙烯酸类、羊毛、棉、或其任何组合构成。纱线的面重量可以是约10oz/yd²(340g/m²)至约50oz/yd²(1700g/m²)，更优选约18oz/yd²(612g/m²)至约32oz/yd²(1088g/m²)。将背衬材料110以大约6英尺的形状体供入生产线，其宽度约72英寸(183厘米(cm))至约80英寸(203cm)，更优选约76英寸(193cm)。

接着将原坯制品供入储存器中，在其中一个或多个操作者将每一形状体的末端与另一形状体连接。通常，储存器可以包含J形漂练箱、卷材储存器或二者的组合以收集各个形状体。储存器容许操作者将所述形状体的末端缝在一起并同时保持约10英尺/分钟(fpm)(大约3米/分钟(mpm))至约80fpm(24mpm)的线速度。在这一点，将原坯制品取向以使得簇绒面纤维105朝上。

在210用一种或多种局部化学品处理簇绒面纤维105。施用于簇绒面纤维105的局部化学品可以包括防污剂，例如酚醛树脂、甲基丙烯酸树脂和苯乙烯-马来酸酐共聚物，去污剂，例如亲水胶体如羧甲基纤维素、合成亲水性聚合物如聚丙烯酸，以及含氟化合物基体系，或者抗静电剂，或它们的组合。

可以将所述局部化学品通过喷雾器装置施加至簇绒面纤维105上或者作为泡沫施加。通常，该局部化学品按纤维的总重量计以约10wt％至约14wt％施加至簇绒面纤维105。接着原坯制品进入局部烘箱(topical oven)以使该化学品固化至簇绒面纤维105。通常，该局部烘箱的操作温度为约250℉(121℃)至约350℉(177℃)，其远低于面纤维105的熔点。

接下来，在215，通过反转装置将原坯制品反转，该装置使原坯制品取向以使得初级背衬110的背面朝上。一旦被反转，原坯制品在220通过任选的正纬器。该正纬器确保在将聚合物层施加到原坯制品的背面上之前面纤维105中的图案适当地调准。

一旦原坯制品离开正纬器，该原坯制品在225进入第一涂布站，在其中将第一聚合物层115施加到原坯制品的背面上。第一聚合物层115一般是热熔预涂层粘合剂。热熔预涂层115将构成面纱束的纤维的单个末端包封以防止纤维“起绒毛”并且提供一定的毛簇粘结强度以防止经历正常使用时所述纱的一端被抽出。另外，预涂层115还充当用于可以施加到块状地毯100上的任何附加背衬层的增粘剂。预涂层115包含增粘剂和任选的聚乙烯。在一种示例性的实施方案中，预涂层115包含约20wt％至约100wt％的增粘剂，以及约0wt％至约80wt％聚乙烯。通常在约250℉(121℃)至约450℉(232℃)和更优选约350℉(177℃)的温度下，将预涂层粘合剂层115施加到初级背衬110的背面上。在该温度下，热熔层115的粘度约500cps。用辊涂机以约2oz/yd²(68g/m²)至约20oz/yd²(680g/m²)的比率、更优选以约8oz/yd²(272g/m²)至约10oz/yd²(340g/m²)的比率施加预涂层115。

在230，原坯制品行进至第一挤出站，其中将第一挤出聚合物层120施加至热熔预涂层115之上。为了提供最佳的毛簇粘结和附着性能，在热熔预涂层115略微“发粘”时施加第一挤出聚合物层120。也就是说，当热熔预涂层115的温度仍然在其软化点以上时涂布第一挤出聚合物层120，该温度可以是约250℉(121℃)至约450℉(232℃)。在一种示例性的实施方案中，第一挤出聚合物层120是热熔粘合剂组合物。优选地，该热熔粘合剂组合物是EVA。聚乙酸乙烯酯的含量是该EVA热熔粘合剂的约2wt％至约40wt％和更优选该EVA的约19wt％至约20wt％，并且聚乙烯构成剩余部分。

该热熔粘合剂还可以包含惰性填料。在一种示例性的实施方案中，热熔粘合剂的组成为约60wt％惰性填料和约40wt％所述聚合物。然而，惰性填料的可接受浓度可以是热熔粘合剂的约60wt％至95wt％。这向热熔粘合剂提供约0.2g/min至约25g/min和更优选约2.5g/min的熔融指数。例如，填充的EVA将具有约1g/min的熔融指数。

所述挤出站优选是具有屏障螺杆(barrier screw)的单螺杆型挤出机。然而，可以使用其他类型的挤出方法，例如多螺杆挤出机、圆盘式挤出机、柱塞式挤出机等而不脱离本发明的范围。通常，挤出至预涂层115背面上的热熔粘合剂的重量是约25oz/yd²(850g/m²)。然而，可接受的重量可以是约10oz/yd²(340g/m²)至约50oz/yd²(1700g/m²)。优选通过模头挤出热熔粘合剂以使得它形成至少与原坯制品一样宽的熔融HMA片材。该熔融HMA片材包封和粘附至簇绒面纱105的毛圈上从而将单个纤维和面纱都永久固定到初级背衬110上，同时保持块状地毯100所需的足够的柔性和悬垂性。

在235，当第一挤出聚合物层120的温度仍然在150℉(66℃)至约450℉(232℃)之间时，可以将任选的稀松布130布置在第一挤出聚合物层120之上。稀松布130优选由非织造纤维例如玻璃纤维制成，其赋予地毯尺寸稳定性。

接下来原坯制品在240行进至第二挤出站，在那里将第二层挤出聚合物层125挤出至第一挤出聚合物层120或任选的非织造玻璃纤维稀松布130上。在一种示例性的实施方案中，第二挤出聚合物层125由用于第一挤出层120的相同热熔粘合剂组成。然而，第二挤出层125与第一挤出层相比以略微更大的重量施加，其目标重量为约20oz/yd²(680g/m²)至约70oz/yd²(2380g/m²)和更优选约40oz/yd²(1360g/m²)至约45oz/yd²(1530g/m²)。

接下来在245，可以任选地向原坯制品施加缓冲背衬135。在一种示例性的实施方案中，可以将缓冲背衬135层叠到第二挤出聚合物层125上。可以由非织造材料制成或者更优选地由高密度聚氨酯、苯乙烯-丁二烯、聚氯乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯等形成的泡沫背衬制成该缓冲背衬135。缓冲背衬135的密度为约12磅/立方英尺(1bs/ft³)(对应于0.19克/立方厘米(g/cm³))至241bs/ft³(0.38g/cm³)，但是优选缓冲背衬135的密度为约181bs/ft³(0.29g/cm³)。

替代采用单独的缓冲背衬135，第二挤出聚合物层125可以包含发泡剂以制成泡沫背衬。可以用任何常规的发泡剂，例如但是不限于偶氮甲酰胺、对甲苯磺酰氨基脲、和氧化双(苯磺酰基)酰肼。通常，发泡剂在该粘合剂中的存在量可以是第二挤出聚合物层125的约0.1wt％至约2.0wt％，优选约0.75wt％。一旦缓冲背衬135处于适当位置，可以通过使原坯制品经过一系列冷却辊至出口储存器以使聚合物层冷却至约75℉(24℃)至约80℉(27℃)的标称温度，从而冷却该原坯制品。

最后，在250，接着将原坯制品供入模切机，在其中将原坯制品模切成适当的商品尺寸(例如18”×18”，24”×24”或36”×36”)的块状地毯100。作为选择，也可以将原坯制品引至大直径(也就是8’直径)滚筒上，在那里可以将它送至离线模切站用于进一步加工成块状地毯100。

虽然已经以其优选形式公开了本发明，但是在不脱离本发明的精神和范围及如下列权利要求中所述的其等同物的情况下，可以进行多种变换、添加和省略，这对于本领域技术人员将是显见的。

Claims

1.一种块状地毯，其包括：

纤维；

用于所述纤维的初级背衬；

布置在所述初级背衬上的预涂层；

布置在所述预涂层上的第一无溶剂热熔粘合剂层；和

布置在所述第一无溶剂热熔粘合剂层上的第二无溶剂热熔粘合剂层。

2.权利要求1的块状地毯，其进一步包括在所述第一和第二无溶剂热熔粘合剂层之间的稀松布层。

3.权利要求1的块状地毯，其中所述预涂层包含增粘树脂。

4.权利要求3的块状地毯，其中所述预涂层按该预涂层的总重量计进一步包含小于或等于约80wt％聚乙烯。

5.权利要求1的块状地毯，其中所述第一和第二无溶剂热熔粘合剂层独立地包含乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、超低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯单体共聚物或者含有前述至少一种的共混物。

6.权利要求1的块状地毯，其中所述第一和第二无溶剂热熔粘合剂层之一或二者包含惰性填料。

7.权利要求6的块状地毯，其中所述惰性填料占所述无溶剂热熔粘合剂层的约5wt％至约90wt％。

8.权利要求6的块状地毯，其中所述惰性填料是碳酸盐、硫酸盐、氧化物、硅酸盐、金属盐、阻燃剂、消费后再生制品或者任何前述物质的组合。

9.权利要求1的块状地毯，其中所述第一无溶剂热熔粘合剂层具有约2盎司/平方码至约50盎司/平方码的单位面积重量。

10.权利要求1的块状地毯，其中所述第二无溶剂热熔粘合剂层具有约10盎司/平方码至约70盎司/平方码的单位面积重量，和其中所述第二无溶剂热熔粘合剂层的单位面积重量大于所述第一无溶剂热熔粘合剂层的单位面积重量。

11.权利要求1的块状地毯，其进一步包括布置在所述第二无溶剂热熔粘合剂层上的缓冲背衬。

12.权利要求1的块状地毯，其进一步包括施加至所述纤维的局部化学试剂。

13.一种块状地毯，其包括：

纤维；

用于所述纤维的初级背衬；

布置在所述初级背衬上的包含增粘树脂的预涂层；

布置在所述预涂层上的第一无溶剂热熔粘合剂层；和

布置在所述第一无溶剂热熔粘合剂层上的第二无溶剂热熔粘合剂层，其中所述第一和第二无溶剂热熔粘合剂层之一或二者包含如下共聚物：其按该共聚物的总重量计含有约60wt％至约98wt％聚乙烯和约2wt％至约40wt％聚乙酸乙烯酯。

14.权利要求13的块状地毯，其中所述第一和第二无溶剂热熔粘合剂层之一或二者进一步包含约5wt％至约90wt％惰性填料，并且所述重量的余量为所述共聚物。

15.权利要求13的块状地毯，其中所述预涂层按该预涂层的总重量计进一步包含小于或等于约80wt％聚乙烯。

16.一种制造块状地毯的方法，其包括：

使多根纤维簇绒至初级背衬中以形成原坯制品；

向所述原坯制品的初级背衬的背面施加预涂层；

在所述预涂层上挤出第一无溶剂热熔粘合剂层；

在所述第一无溶剂热熔粘合剂层上挤出第二无溶剂热熔粘合剂层；和

将所述原坯制品切成单独块状地毯。

17.权利要求16的方法，其进一步包括在挤出所述第二无溶剂热熔粘合剂层之前在所述第一无溶剂热熔粘合剂层上布置稀松布。

18.权利要求16的方法，其进一步包括在所述第二无溶剂热熔粘合剂层上布置缓冲背衬。

19.权利要求16的方法，其进一步包括向所述多根纤维施加局部化学试剂。

20.权利要求16的方法，其中挤出所述第一和第二无溶剂热熔粘合剂层之一或二者包括挤出如下共聚物：其按该共聚物的总重量计含有约60wt％至约98wt％聚乙烯和约2wt％至约40wt％聚乙酸乙烯酯。