CN103547194B

CN103547194B - 地毯增塑溶胶的微波固化

Info

Publication number: CN103547194B
Application number: CN201280024580.7A
Authority: CN
Inventors: 迈克尔·琳达赛·博伊德; 威廉·莱奥·戴维森
Original assignee: Interface Australia Pty Ltd
Current assignee: Interface Australia Pty Ltd
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2012-04-05
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2032-04-05
Also published as: JP2014512906A; EP2693917A1; EP2693917B1; AU2012239855A1; CN105522726A; CN103547194A; AU2012239855B2; US20140030472A1; CN105522726B; NZ615582A; EP2693917A4; WO2012135908A1

Abstract

本文公开了地面覆层，该地面覆层包括：具有纤维性表面和底面的主衬底；在主衬底的底面上的可选地固化的预涂层；以及固定至主衬底的微波固化热塑衬底层。还提供了制作地面覆层的方法，该方法包括：将纤维材料或者纱簇绒至或者植入主衬底中；可选地通过涂覆预涂组合物然后固化预涂层来预涂覆主衬底层的底面；在可选地预涂的主衬底层涂覆热塑衬底层；以及微波固化热塑衬底层。还描述了固化地毯的热塑衬底层的设备。

Description

地毯增塑溶胶的微波固化

技术领域

本发明涉及地毯增塑溶胶的微波固化的方法并且涉及由此生成的地毯。还描述了用于固化地毯增塑溶胶的设备。

背景技术

地毯，诸如组合地毯或者有背衬的地毯块，典型地作为或者簇绒的或者具有磨损纤维或者表面之上设置有绒头纱的绒头表面的熔化结合的地毯材料进行制备。地毯块与普通的簇绒的或者其他的纤维表面的地毯的生产不同，这是因为对于典型的地毯没有对沉重的衬底层的要求。在地毯块中，为了压制地毯块使得其能够具有组合地毯块的功能，需要热塑衬底层的刚性的稳定的质量。通常，衬底层具有高填料含量(例如，石灰石)并且与诸如玻璃纤维、聚酯纤维或者其组合的各种纤维织品材料一起使用，从而使尺寸具有稳定性。通常热塑衬底层是一个或者多个聚氯乙烯层。

作为示例，簇绒的地毯块通常包括主衬底基底板材(basesheetmaterial)，诸如聚酯纤维或者聚丙烯，主衬底基底板材具有多个穿过主衬底从而形成环的磨损表面或者切割绒头(地毯绒头)的簇绒的纱，诸如主衬底用于将地毯纱簇绒入产品中并且用于提供产品的所需的顶部布。乳胶类型材料，诸如EVA(聚乙烯醋酸乙烯酯)或者羧化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的预涂可以涂覆在衬底(底面)表面从而将纱结合至主衬底并且有助于将主衬底固定至衬底层。衬底层可以由第一PVC层、玻璃纤维层以及第二PVC层(再衬底层)组成-第一PVC层将主衬底结合至玻璃纤维层，玻璃纤维层保证地毯块的尺寸稳定性而第二PVC层将其上方的层粘合于其上并且提供地毯块的最终衬底。

融合结合的地毯通常具有与簇绒的地毯类似的衬底，除了融合结合的地毯具有多个植入粘合层的尼龙或者其他的适合的纤维材料的切割绒头纱，该粘合层具体是诸如PVC或者热熔的热塑粘接剂可以进一步层压至纺织或者非纺织材料的加强层或者基底层，诸如玻璃纤维、聚丙烯或者聚酯。多个纤维纱结合至粘合基底层并且通常从粘合基底层向上延伸从而形成磨损表面。

在地毯块的生产过程中，通常热塑层作为增塑溶胶涂覆至主衬底或乳胶预涂层，即，在形成加热胶化的糊状物的塑化剂中的热塑树脂的散布。加热通常通过经临近的管道输送(烧天然气)加热的油至热塑衬底层而间接地完成。但是使用热油有许多缺点，包括需要提供很多油加热发电机、加热油的成本、热损失、低热效率、需要用泵和管道系统从而通过管道泵送油以及使增塑溶胶胶化所用的时间。此外，天然气是不可再生能源。

发明目的

本发明的目的基本上是上克服或者至少改善一个或者多个上述缺点或者至少提供一个适当的供替代的选择。

定义

以下是一些定义，这些定义可能有助于理解对本发明的描述。这些定义旨在作为一般性的定义并且绝对不应将本发明的范围仅限于那些术语，而是为了更好地理解以下描述而提出。

除非上下文中另有要求或者特别声明为相反，在本文中叙述为整数、步骤、或者成分的本发明的整数、步骤或者成分明确地包含所述整数、步骤或者成分的单数和复数形式。

除非上下文另有要求，本说明书中的词语“包括(comprise)”，或者变化，诸如“包括(comprises)”或者“包括(comprising)”，将理解为意指包含所声明的步骤或者成分或者整数或者成组的步骤或者成组的成分或者成组的整数，但是不排除任何其它的步骤或者成分或者整数或者成组的成分或者成组的整数。因此，在本说明书的上下文中，术语“包括”意思是“主要包含，但是不一定是唯一地”。

本文所提供的信息和引用的参考仅供帮助读者理解，而且不构成承认任何所述参考或者信息是本发明的现有技术。

术语“丝(filament)”或者“丝(filaments)”意思是具有最大长度或者无限长度的股。术语“纱(yarn)”意思是许多丝集合而成的一体，丝可能或者可能不纠缠、拧或者铺设在一起。

术语“织构(texturing)”意思是导致压接、打成环状或者以其他方式使这种丝变型从而增加覆盖、弹力、体积或者提供不同的表面质地或者手感的对丝的任何操作。由此断定“胀大的连续丝”是已经经受一个或者多个“织构”操作的丝。

“基于生物的(biobased)”意思是相关的材料由来源于生物的物质制成。

基于生物的纤维是在本文中定义为由聚合物、或者两个或两个以上聚合物的掺合物或者共混物(alloy)组成的纤维，其中一个或多个所述聚合物具有至少一个作为构成物质的高分子的成分，该物质最终全部或者部分从生物的、可再生的资源得到。例如，这样的资源可以是植物或者所述植物的一部分，诸如根、茎、叶、花或者种子。

应理解虽然本发明的地毯或者地毯块是按照“层layer()”进行描述的，但是以下处理中地毯块是结合的单一的整体的结构，在该结构中，个别层不是必须彼此容易识别或者可移动的。

发明内容

根据本发明的第一方面，本发明提供了地面覆层，该地面覆层包括：

具有纤维性表面和底面的主衬底；

在主衬底的底面上的可选地固化的预涂层；以及

固定至主衬底的微波固化热塑衬底层。

根据本发明的第二方面，本发明提供了制作地面覆层的方法，该方法包括：

将纤维材料或者纱簇绒至或者植入主衬底；

可选地通过涂覆预涂组合物然后固化预涂层来预涂覆主衬底层的底面；

向可选地预涂的主衬底层涂覆热塑衬底层；以及

微波固化热塑衬底层。

根据本发明的第三方面，本发明提供了制作地面覆层的方法，该方法包括：

在支承表面上涂覆热塑树脂增塑溶胶的第一层；

可选地将尺寸稳定的板材放置在第一层的上表面之上，并且加热该层从而使该层胶化并且使板材定位；

可选地在第一层的胶化的表面上涂覆热塑树脂增塑溶胶的第二层；

将纤维材料或者纱簇绒至或者植入主衬底材料中；

可选地预涂主衬底的底面；

可选地，在可选地预涂的主衬底层上涂覆热塑树脂增塑溶胶；

将可选地预涂的主衬底叠放在第一或者第二热塑树脂层的增塑溶胶的上表面之上从而形成地面覆层；

微波加热如此形成的地面覆层从而将热塑层熔化成为整体融合的衬底层；

冷却地面覆层；以及

可选地将地面覆层切割成地毯块。

第二或者第三方面的方法能够连续地进行。

根据本发明的第四方面，本发明提供了按照第二或者第三方面的方法生产的地面覆层。

根据本发明的第五方面，本发明提供了用于固化地毯的热塑衬底层的设备，该设备包括：

至少一个用于产生微波的微波发生器；

至少一个单通槽式或者多通槽式波导涂覆器；以及

将其上提供有未固化的热塑衬底的地毯运送至波导涂覆器中的装置。

附图说明

图1示出了本发明的用于PVC原料和地毯增塑溶胶的微波处理的合适的设备的设计；

图2示出了本发明的用于PVC原料和地毯增塑溶胶的微波处理的合适的设备的另一设计；

图3示出了为PVC糊状物的低功率测验建立的测验的图；以及

图4是用于测验的设备的照片。

具体实施方式

本文中公开了地面覆层，其包括：

具有纤维表面和底面的主衬底；

可选地在主衬底的底面上的固化的预涂层；以及

固定至主衬底的微波固化热塑衬底层。

本文中还公开了制造地面覆层的方法，其包括：

将纤维材料或者纱簇绒至或植入主衬底；

可选地，通过涂覆预涂组合物然后固化预涂层来预涂覆主衬底层的底面；

向可选地预涂的主衬底层涂覆热塑衬底层；以及

微波固化热塑衬底层。

本文中还公开了制造地面覆层的方法，其包括：

在支承表面上涂覆热塑树脂增塑溶胶的第一层；

可选地将尺寸稳定的板材放置在第一层的上表面之上，并且加热该层从而使该层胶化且使板材定位；

在纤维材料或者纱簇绒至或植入主衬底材料中；

可选地预涂主衬底的底面；

冷却地面覆层；以及

可选地将地面覆层切割成地毯块。

还公开了通过该方法生产的地面覆层。

本文还公开了用于固化地毯的热塑衬底层的设备，其包括：

至少一个产生微波的微波发生器；

至少一个单通槽式或者多通槽式波导涂覆器；以及

本发明的发明人已发现，在地毯/地毯块制作中，微波可有效地用作代替在热塑衬底的固化中使用的加热和干燥过程中的天然气/热油的替代能源形式。微波技术可用于利用节能微波加热线来替代现有的传统天然气燃烧线/油加热线。

纤维材料或纱

纱可以是纺成纱、拉伸丝、多丝或者膨体连续纱。纱可以进行纹理化并且可以进行后期加工(finished)。

纱或者纤维材料可以是在地面覆层中使用的任何合适的纱或纤维材料。这样的纤维材料和纱可以包括合成纤维、天然纤维或者合成纤维与天然纤维的组合，例如但不限于聚酰胺如尼龙纱、烯烃如聚丙烯纱、羊毛与羊毛的混纺纱、棉纱、丙烯酸纱、丙烯酸-尼龙混纺纱、聚酯纱以及其组合和掺和物。纱/纤维材料可用于与主衬底形成正面或背面纱。

在一个实施方式中，纱由基于生物的纤维形成。例如，基于生物的聚癸二酰己二胺(polyhexamethylenesebacamide)聚合物。一个合适的聚合物是可从巴斯夫(BASF)购买的UltramidBalance6.10。该材料是基于60％以上的从蓖麻油中取得的癸二酸聚的酰胺6.10，蓖麻油自身是从蓖麻的种子中取得的可再生资源。该聚合物适合地为63％而基于生物的。在一个实施方式中，将基于生物的聚癸二酰己二胺聚合物与达80wt％的至少一个与基于生物的聚癸二酰己二胺聚合物相容的聚合物混合。用于与基于生物的聚六亚甲基二酰己二胺聚合物混合的合适的聚合物包括，但不限于尼龙6.6或者尼龙6.12。

其它的可以添加至纱/纤维材料的可选择的添加剂包括，但不限于，抗静电剂、抗氧化剂、抗菌剂、耐火剂、着色剂、消光剂、稳定剂、防污剂以及润滑剂中的一个或多个。

着色剂可以是任何合适的颜料并且可以从有机类和/或无机类中选择。在一个实施方式中，颜料是至少一个从下列选择的颜料：二氢喹吖啶洋红PR202(quinacridonemagentaPR202)、二萘嵌苯红PR178、氧化铁红PR101、锌铁黄PY119、镍络偶氮黄PY150、酞菁绿PG7(phthalocyaninegreenPG7)、酞菁篮PB15:1、二氧化钛PW6以及碳黑PBIk7。将添加的着色剂的范围通常由功能性的最小值限制，低于该最小值外观或者耐光性就不适合，或者由达到颜色的饱和的功能性的最大值限制。虽然针对每个以上列举的无机着色剂和有机着色剂而存在不同，但是可能遇到典型的最小值为0.05wt％且典型的最大值为2.5wt％。

主衬底层

主衬底可以是簇绒的纤维层或者融合结合的材料。在使用簇绒的纤维层时，主衬底可以通过将主衬底材料供给至常规的簇绒机进行准备，簇绒机穿过间隙将纤维簇绒在材料中。簇绒通常这样进行，产生的簇绒从底面表面伸出，底面表面具有在处理期间将簇绒保持在材料上部适当位置的背部缝线。

主衬底适当地由纺织的或者非纺织的合成的纤维或者非合成的纤维形成。在地毯块簇绒的地方，适当地使用带纤维性表面或者磨损表面诸如簇绒的表面；以及纤维背部表面，诸如环形或者簇绒的表面的热塑衬底诸如纺织的聚丙烯衬底或者非纺织的聚酯纤维。在制作PVC背衬的地面覆层时，优选地使用聚酯纤维诸如因为它不会在胶化过程期间因为热而过多地收缩从而由于褶裥(drape)不足而使块隆起(uplift)的风险最小化。其他的合适的衬底包括玻璃纤维、棉、麻、人造丝、纸、天然橡胶或者合成橡胶、海绵橡胶或者泡沫橡胶、聚氯丁烯、丙烯腈-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯橡胶、石油树脂、乙烯基聚合物(诸如聚氯乙烯、聚乙二烯、多乙酸乙烯酯、聚乙烯醇缩醛、聚乙烯醇缩丁醛、共聚物或者其混合物)、聚丁烯树脂、聚异丁烯-丁二烯树脂以及其共聚物或混合物。

对于融合结合的地毯块，在地毯块中采用的纤维材料和纱植入诸如PVC或者热熔胶的材料中，该材料可以层压至基底，诸如纺织的或者非纺织的材料，诸如玻璃纤维、聚丙烯或者聚酯纤维。

预涂层

在涂覆底层之前，主衬底层可以用乳胶或者用本发明的其他的合适的预涂组合物进行预涂。通常涂覆预涂层从而覆盖环衬底并且从而在环中锁定。

乳胶可以是EVA乳胶或者其他的乙烯基聚合物乳胶或者类丙烯酸聚合物乳胶。例如，乳胶可以是丙烯酸和甲基丙烯酸以及甲基丙烯酸酯和脂类(诸如丙烯酸乙酯或者丙烯酸甲酯)的共聚物、丙烯酸-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物及其组合。适当地，乳胶是非卤化的。其他的能够使用的合适的乳胶材料包括其他的乙烯基、短链羧酸共聚物、丁二烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯、羧化型苯乙烯-丁二烯、羧化型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯。也可以使用氨基甲酸酯、PVC、丙烯酸或者偏二氯乙烯。

预涂组合物/乳胶还可以包括增稠剂、抗菌剂、阻燃剂和/或表面活性剂。合适的抗菌剂是奥麦丁锌-锌-2-巯基吡啶-1-氧化物。合适的阻燃剂是氢氧化铝。合适的表面活性剂是十二烷硫酸钠。

在一个实施方式中，所使用的预涂组合物包括：至少一种源自于丙烯酸或者甲基丙烯酸单体以及苯乙烯单体的共聚物；至少一种源自于丙烯酸脂和甲基丙烯酸脂的共聚物；至少一种增稠剂；以及水。源自于丙烯酸或者甲基丙烯酸单体和苯乙烯单体的共聚物适当地是丙烯酸脂/苯乙烯共聚物分散物，诸如由巴斯夫(BASF)公司供应的S728na。S728na是丙烯酸丁酯/苯乙烯共聚物分散物并且包含数量为49％w/w至51％w/w的水并且具有数量为49％w/w至51％w/w的专有的(proprietory)共聚物。该分散物具有高于300°F(149℃)的闪点，是带有微弱的像酯的气味的乳白色物，pH值约为6.5至7.5，沸点是212℃(760mmHg)，蒸汽压力是23mbar(20℃)，相对密度是1.04(20℃)，粘度是200mPa.s至700mPa.s并且能混溶于水。该共聚物习惯上用于造纸工业的涂层但是至今尚未用于地毯块的制备中。在添加至预涂组合物之前，该共聚物适当地用水稀释至25％固体。如上所述，该预涂组合物还可以包含源自于丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的共聚物。该共聚物促进丙烯酸苯乙烯粘结于适于地面覆层制造中的诸如PVC的热塑材料。合适的聚合物是可从巴斯夫股份公司(BASFAktiengesellschaft)购买的AX8281AP。该分散物是白色的，并带有微弱的气味，并且pH值为7至8、在20℃时的密度为约1.02g/cm³、动态粘滞度(23℃)为300mPa.s至1500mPa.s且固体含量为48.5％至51.5％。该聚合物的分散物能混溶于水。添加丙烯酸提高了水溶液的玻璃化温度。如果单独使用，该丙烯酸树脂是非常易碎的。与丙烯酸脂/苯乙烯共聚物合并在一起允许组合物与衬底层粘住/锁定。适当地添加约20％干重的(16％体积)。预涂组合物适当地包含增稠剂。适当地，增稠剂是适合聚合物分散的增稠剂，例如，包括羧基基团的丙烯酸共聚物。合适的增稠剂是可从巴斯夫股份公司(BASFAktiengesellschaft)购买的D并且D是低粘滞度的、乳白色的阴离子分散物。D具有约25±1％的固体含量(IS01625)、2.3至3.3的pH值、2-10mPa.s下250s-¹的切变速率以及20℃下约1.05g/cm³的密度。增稠剂有助于防止预涂组合物在毛细作用下进入主衬底层中的孔穴。增稠剂适当地先用水稀释从而在添加至树脂之前形成均匀的溶液。

上述预涂组合物能够通过以下步骤配置，首先混合源自于丙烯酸或者甲基丙烯酸单体和苯乙烯单体的共聚物和源自于丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的共聚物，然后添加已先用水稀释的增稠剂，然后添加额外的水。适当地向S728添加约20％(S728的干重)的AX8281并且添加1wt％至2wt％(达5％)的增稠剂。重要的是不要添加过多的增稠剂，因为可能发生主衬底的透印。同样重要的是不要在向基底材料添加增稠剂之后添加水，因为该组合物可能在局部过厚。同样重要的是不要过快地向添加水/增稠剂溶液，因为这会导致乳凝和无效的溶液。AX8281的数量能够在从S728的干重的10％直至40％，例如20％至35％。在存在时，抗菌剂、阻燃剂以及表面活性剂在混合结束时在添加水和增稠剂之后添加。

在出现在主衬底层时的乳胶/预涂组合物的应用

乳胶/预涂组合物能够通过辊涂覆、喷涂或者通过发泡涂在主衬底上。用在850g/m²地毯上的乳胶/预涂的数量能够高达100g/m²。乳胶/预涂组合物有助于将诸如簇绒的衬底层锁定在主衬底的背部上的纤维中并且充当屏障，将纤维地毯从在下面的衬底分开。将预涂层进行适当地加热从而蒸馏出充足的水从而提供固体屏障并且允许可能的交联。

预涂层通常具有非常薄的厚度。适当地，在干燥时该厚度约为0.005mm至0.1mm。通过使用喷嘴和喷射压力可适当地进行控制该厚度。预涂层适当地直接置于并且靠紧环的背部表面或者包含纤维的主衬底，并且涂覆数量完全覆盖环的背部并且锁定在环中以便没有明显的峰或者谷。在处理过程中，共聚物进行固化和交联。所产生的预涂的产品是非常柔韧的。

衬底层

地面覆层可以包括赋予地面覆层稳定性和组合属性的热塑衬底层。

在涂覆底层之前，如果希望，可能修剪地毯纤维。进行修剪从而切割在面部表面的关闭的环、簇绒的纱并且为切口提供具有与面部磨损表面纤维的高度相同的大致高度的簇绒的纱。

衬底层可以由一个或多个可微波固化的热塑聚合物层形成。在一个实施方式中，该热塑是乙烯基卤代物。适当地乙烯基卤代物是PVC(聚氯乙烯)。其他的合适的衬底包括不规则聚丙烯、聚烯烃、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、热塑弹性体、聚氨基甲酸酯类、PVC/乳胶、聚氨基甲酸酯、聚胺类、氨基甲酸酯、聚氯亚乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、天然橡胶或者合成橡胶或者聚氯丁烯。衬底层可以是泡沫、海绵或者固体的形式。当为泡沫形式时，衬底层增加回弹性和/或稳定性。根据所采用的聚合物、增塑剂、稳定剂以及填充剂的性质，衬底层能够具有一系列属性。

为了制作地毯，通常需要约2.88kg/m²的PVC。在使用本发明的可选择的预涂组合物时，虽然可能依然使用2.88kg/m²，但是希望将PVC数量减少至约1kg/m²至2kg/m²，其中1.5kg/m²至1.6kg/m²特别适合并且依然保持弹性。

根据本发明的一个实施方式的衬底组合物

在一个实施方式中，衬底由包括塑化剂连同诸如PVC的热塑聚合物的组合物形成。还可以包括填料。在本发明的一个实施方式中，提供了为了制造地毯块使用回收的玻璃作为在PVC增塑溶胶中的填料。在一个实施方式中，所使用的用于制备地面覆层的组合物包括：热塑树脂；塑化剂，该塑化剂是环氧化的豆油和蓖麻油的醋酸酯以及填料的混合物。在其他的实施方式，所使用的用于制备地面覆层的组合物包括：热塑树脂；至少一个塑化剂；以及回收的玻璃。

填料可以是石灰石或回收的玻璃或者回收的玻璃和石灰石二者的以二者任意比例的组合。在一个具体的优选实施方式中，填料是回收的玻璃。因为可能使用的比例具有2.0至2.5的比重而石灰石的比重是2.7，所以所需玻璃的体积少于石灰石的体积。例如对于1357kg的PVC糊状物，需要约825kg石灰石填料，然而只需要611kg回收的玻璃。

回收的玻璃纤维适当地具有比砂粒小的颗粒尺寸并且通过利用球磨机制备使得其为圆的玻璃颗粒。它们通常是惰性的副产品(消费者废品)并且不会吸收任何塑化剂油而石灰石在使用时可以吸收约17wt％塑化剂油。

回收的玻璃可以是可从澳大利亚的95WisemansFerryRoadSomersbyNSW2250的RecycledGlassMediumsAustraliaPtyLtd购买的环保玻璃并且能获得范围在小于0.106mm高至10mm的颗粒尺寸，例如2.5mm至1.5mm、1.5mm至0.75mm、0.75mm至0.3mm和0.3mm至0.106mm。

在一个实施方式中，使用了300μm或者更粗的细粉，更优选使用具有大部分为小于200微米的颗粒的细粉。

该产品可以是细碎玻璃—无色、蓝色、混合琥珀色、混合绿色，可以是无气味的，无机固体，研磨并分等级的玻璃，具有800℃以上的熔点，比重为约2.5(该值是一般性的，产品的测量的比重可能是2)并且通常不溶于水。

回收的玻璃可以包含以下化学成分的钠钙硅玻璃：

可以使用相对于增塑溶胶的总混合物的约40％至70％的回收的玻璃。适当地使用50wt％至61wt％。

塑化剂可以是标准的邻苯二甲酸酯塑化剂诸如DINP、DEHP、DOP、PEG100或者PEG200。

具体优选的塑化剂是环氧大豆油和蓖麻油衍生物的组合。鉴于环氧大豆油受冻的事实(即，该油在低温下凝固)，很难得到必需的粘度并且因此在单独使用时，产生塑性迁移的问题。并且环氧大豆油货架期不长。蓖麻油衍生物产生良好的粘度并且避免大豆油的摄取和迁移。合适的组合物包括30％蓖麻油和70％大豆油。合适的塑化剂的范围是40wt％至20wt％的蓖麻油和60wt％至80wt％的大豆油。诸如酒精的粘度调节剂可以根据需要存在从而减低粘度。合适的粘度调节剂是乙醇。在一个实施方式中，可存在5wt％至10wt％的乙醇。

环氧大豆油和蓖麻油衍生物的组合协同地起作用。该组合适当地在室温下混合。

合适的大豆塑化剂是环氧大豆油，诸如可从SwiftandCompanyLimited，372WellingtonRoad，Mulgrave，Victoria3170，Australia购买的LankroflexE2307(ESBO)AG。LankroflexE2307是包含纯环氧大豆油的低味道的环氧塑化剂并且具有最低为6.6％的环氧数含量、最高为2.5的碘值、最高为350c-Poise的粘度(30℃)、最高为0.4KOHmg/g的酸值、最高为0.1％的水分含量、0.992±0.01的比重(25℃)、1.470±0.002的折光率(25℃)以及最高为-120APHA的颜色。LankroflexE2307是透明的、黄色的、油性液体，具有微弱的脂肪气味并且在常温下为液体。该产品具有在100kPa下的200℃以上的沸点和约314℃的闪点、25℃下0.99的比重，其不溶于水并且在25℃下具有350centipoise(厘泊)的粘度。

蓖麻油衍生物适当地为由完全氢化的蓖麻油制成的甘油单酯的乙酸酯，诸如可从DaniscoEmulsifiers购买的Soft-n-Safe/C。该产品具有约0.9的乙酰化度、最高为4的碘值、最高为3的酸值、约435的皂化值并且是透明液体的形式。该产品包含硬脂酸、12-(乙酰氧基)、二(乙酰氧基)丙烷基酯(约85％)以及硬脂酸、2,3-二(乙酰氧基)丙烷基酯(约10％)。该产品在室温下为液体并且不溶于水，在300℃以上分解，并且具有100℃以上的闪点、中性气味、在20℃下具有1.0030g/ml的密度以及在123.6℃时的蒸汽压力为1.05x10^-4Torr。

优选的衬底层由包括回收的玻璃和大豆油/蓖麻油结合的组合物形成。这个结果是更可再生的并且更少基于化石的产品。在这样的组合中，该组合物可以包括高至约60％的热塑性塑料(矿物源)。

可选择的添加剂和层

主衬底和衬底层或者乳胶/预涂组合物可以包括阻燃剂或者防火剂、诸如石灰石或者重晶石的惰性填料、氧化钙、碳黑、抗菌剂、表面活性剂、消沫剂、增稠剂、分散剂、弹性体、抗氧化剂、着色剂、硬化剂、塑化剂、UV/热稳定剂、粘度改性剂、交联剂和/或增粘剂中的任何一个或多个。

与热塑树脂相结合使用塑化剂提供了必需的弹性、耐久性和硬度。热稳定剂的存在稳定了热塑性塑料并且防止热解，UV稳定剂稳定了热塑性塑料，防止由于暴露至UV光而分解，氧化钙从混合过程中去除任何水分，碳酸钙(石灰石)担当填料，以降低的成本增加热塑化合物混合物的体积以及粘度调节剂保持粘度从而保证该混合物保持良好混合并且悬浮(使固体脱离减慢)。

地面覆层可以在主衬底和衬底层中包括一个或多个玻璃、玻璃纤维，聚酯纤维，或者聚丙烯诸如薄纱、网眼或者绒头织物或者纤维织品板材或者其结合的纺织的或者非纺织的层。纤维织品材料可以邻近主衬底或者紧密邻近主衬底而采用。玻璃纤维或者薄纱材料可以在热塑衬底层中采用从而赋予尺寸稳定性并且改善地毯块的铺设属性。缓冲层，例如，也可以包括由泡沫形成的缓冲层。

衬底层的底面可以与粘合剂一起提供，该粘合剂具有附接于其上的可剥去的保护层，其中在使用中将该保护层剥去并且将地面覆层铺设于地面表面或者与压敏粘合剂一起铺设。

衬底层的涂覆和地毯块的制备

地面覆层可以以任何合适的方式制备。例如，热塑的层可以作为湿增塑溶胶以确定的厚度涂覆/浇(cast)在主衬底层的底面(可选地包括预涂层)上。将上涂料的材料与刮片相对齐，刮片使热塑层变平且光滑并且迫使热塑层与任何玻璃纤维织品和主衬底相接合。

另外，衬底层可以通过浇铸在微波可透射的可释放的载体上预成型，载体诸如碳氟化合物、玻璃纤维环带或者覆盖有的玻璃纤维带。然后将主衬底层(可选地包括固化的预涂层)铺设至液体/糊状物的衬底层中。

在涂覆衬底层之后，将地毯加热以使热塑性塑料融合/胶化并且固化，冷却并且可选地切成地毯块部分。可通过微波能进行加热，由此使用电磁波进行加热并固化热塑性塑料。加热固化了热塑性塑料材料并且对于簇绒的地毯，由此将背部缝线锁定在适当的位置，由此通过嵌入衬底层的主衬底的纤维将主衬底结合至衬底层。可以将地毯块加热至在50℃至175℃范围内的固化温度，例如90℃至170℃、90℃至160℃、100℃至150℃或者140℃至150℃。例如，对于PVC，塑化剂在50℃融合并且开始扩散进入颗粒，在约50℃开始胶化并且持续至约130℃，在约130℃的点颗粒膨胀，胶化在130℃与170℃之间的阶段结束。聚合物在91℃流入连续量中。

用于加热/胶化衬底层的合适的设备包括：

至少一个用于产生微波的微波发生器；

至少一个单通槽式或者多通槽式波导涂覆器；以及

将其上提供未固化的热塑衬底的地毯运送至波导涂覆器中的装置。

该设备适当地封装在室中。主衬底和衬底层适当地进入该室从而用波导涂覆器中的微波进行加热进而提供衬底层的塑性变形。在主衬底和衬底层由微波加热后，可以适当地提供一对压辊，将主衬底、衬底和任何额外的垫层递送至该压辊，从而向这些层施加力以使其结合。控制器可以有效地与微波发送器相关联，将该控制器进行配置从而保持在为衬底层的加热提供的该室的温度，使得衬底层由辊子进行相对地变形从而结合各层。

可以使用分裂或者谐振器槽式波导。可替代地，可以使用蛇形(蜿蜒的)行进的波型涂覆器。蛇形涂覆器基本上是一系列由180℃弯管连接的槽式波导涂覆器。通过使用这样的涂覆器，每个通过具有高度统一的E场且导致均匀加热的相对较低的衰减。

合适的波导由铝制成，微波带内反射穿过波导。槽的宽度可以根据需要变化。作为微波发生器，适当地采用922MHz磁控管，虽然2.45GHz磁控管也可以使用。适当地提供阻气门、水槽、水负载和虚拟负载从而困住过量的微波并防止泄露。

将地毯适当地供给至该室中并且经由微波可透射的传送机供给至波导涂覆器中。

在该室中可以提供许多加热区，例如，第一区和第二区，其中在第一区中涂覆糊状物并且将主衬底置入糊状物中(例如约33℃)，而第二区中发生固化(例如约170℃)。在各个区中可以提供探针从而确定表面温度。也可以设置第三冷却区。在该冷却区(例如约105℃)中，地毯块可以从传送机移走。

通过使用微波，可能在3分钟内或者更短的时间内固化衬底层。在一个实施方式中，可能在20秒或者更少的时间内固化衬底层。

在胶化期间或者胶化之后，地毯在压纹辊子之下通过，压纹辊子在地毯的背部压纹压痕、波纹或者其他从而形成摩擦增加表面(在原位放置时防止移动并且保持位置)并且协助将各层加强为统一的产品。然后加强的地毯材料可以由合适的切割装置切割成适当的长度部分(例如成正方形)。叠层机构可以冷却至例如约105℃从而允许从支承装置移走该结构。然后该机构在由压纹热塑层的压纹辊子进行接合之前可以穿过加热器提升至约100℃。

在一个实施方式中，衬底层由诸如PVC、玻璃纤维纤维织品的热塑性塑料层和诸如PVC的第二热塑性塑料层形成。第一层热塑性塑料将主衬底结合至玻璃纤维层，该层的厚度由刮片进行适当地控制。玻璃纤维层将确保地毯块的尺寸稳定性。第二层热塑性塑料粘着其上方的各层并且提供地毯块的最终衬底。该层的厚度也由刮片进行适当地控制。

衬底层可以以连续的方式涂覆至主衬底从而生产材料的不定长度，该长度可以随后根据需要进行切割从而形成地毯块。

每层的厚度可以根据是否采用固体层或者泡沫层而变化。例如，第一PVC层范围取决于PVC衬底的重量，即，2.64kg/m²可是2个0.88mm层，2kg/m²可是2个0.67mm层，而1.5kg/m²可是2个0.5mm层。整体地毯厚度可以适当地在约4mm和12mm之间，例如无泡沫衬底约为6mm，有泡沫衬底约为10mm。

涂覆

作为结果的地面覆层适合在家庭中和/或商业用途中作为地面覆层使用。可能需要压敏粘合剂进行安装并且在准备好地面砖的地方，地面砖能够进行替换或者根据需要进行旋转。

提供使用微波固化，生产时间缩短并且成本减至最小。所使用的总能量有所减少。

本发明提供了可行的微波地毯网处理方法，该方法能针对诸如PVC的热塑衬底的快速固化连续地进行。能够达到高于现有固化方法的高能源效率。

以下示例示出本发明的优选实施方式，但是不应解释为对本发明是限制性的。实施例用显示在PVC固化期间每平方米使用的能源比在现有地毯处理线中使用的实际能量可能减少85％至87％的结果表示，使用微波固化原料/未固化的PVC的快速固化是可能的并且是节能的。瞬间控制微波单元的功率的能力以及快速启动和关闭时间还可以使用于“预热时间”的能量零损失，并且该热量应用的性质导致最小的热损失。因为微波技术由电供应而不是天然气/加热的油，满足了寻找使用不可再生的天然气的替代品的目的。

实施例

任何材料的介电性能(ε)是影响微波能量如何耦合到材料中以及该能量是怎样有效地转变为热能的主要参数。这些性能由以下等式表示：

ε＝ε'-jε"

其中ε'，介电常数，表示材料在施加微波场时储存能量的能力，而ε"表示损耗因子并确定在材料中微波能量如何容易地转变为热量。

在材料被置于电磁场时，有各种提供能量储存以及转变为热量的机制。离子传导和偶极转动是用于溶液加热的两个主要机制。

通常在材料加热时，介电损耗因子增大。这能够导致被称为热逃逸的效果(对负载的较热部分进行优先加热)，该效果促进不均匀加热。介电损耗因子的增大也能是优点。如果材料的温度能够升高至合适的水平(例如，通过使用常规装置进行预热步骤或者通过包括具有较高介电损耗因子的添加剂)，那么能够采用微波加热将产品提升至最终所需的温度。结果就是在任何微波加热系统的设计中关于介电数据的知识是所希望的，因为它允许对功率密度、相关电场应力以及在处理材料中的穿透深度进行估计。

在任何微波加热系统中的主要关注点中的一个是进入负载的功率通量的穿透深度。它给出热量分布并且因此给出加热均匀性的直观理解。穿透深度涉及进入电介质的波的振幅由于加热进入材料中的能量吸收而减少。波场的强度和功率通量密度以与距表面的距离的指数方式下降。衰减速度是上文提到的复数介电常数ε的函数，该函数包括实数部分ε'和损耗因子ε"。穿透深度D_p被定义为进入材料的深度，在该深度，功率通量已下降至其在表面的值的37％(1/e)。所处理的材料的介电常数提供了在材料内波的电磁行为并且允许对用于设计适当设备的标准进行定义。

D_p和材料的介电性能的关系能够使用以下用于低损耗介电质的公式进行描述：

D p \approx \frac{λ_{0} \sqrt{ϵ^{'}}}{2 {πϵ}^{''}}

该公式示出穿透深度与入射的微波能量的波长成正比，从而假定在两个频率二者介电性能相似，那么较高的频率会达到较低的进入负载的穿透。

因为穿透深度仅指功率通量密度已降低至其表面值的37％处进入材料的距离，相应的温度会直接与进入材料更深的功率的指数衰减相关。

在以下实施例中，进行了测试从而评估了在连续基底上使用微波固化PVC糊状物或者地毯碎屑的适用性。实验包括PVC和地毯碎屑的静态实验、低功率实验(以发现PVC的微波性能)、软件建模(使用微波性能的计算机模拟，表明适当地带有脊状物(三角形、矩形倒角)的蜿蜒型涂覆器是最佳选择设计)、物理模拟(在建造和测试后发现从时间角度来看无脊状物的曲流系统是最佳选择)、高功率实验(使用高功率微波发生器)以及分析高功率实验的结果，从而确定合适的设计标准并且为以地毯生产能力固化PVC的实际大小的工厂确定概念设计。

实施例1

进行了一系列的实验性尝试从而确定使用微波作为热源处理PVC和地毯碎屑的可行性。在各种不同的空腔中以不同的频率进行了测试以便获得对产品的透彻理解以及与加热相关联的可能的问题。每个实验都涉及使用922MHz或者2.45GHz(澳大利亚能获得的标准微波频率)涂覆器的微波对PVC或者地毯碎屑样品的加热，在不同功率级使用单一模式和多模式，包括向地毯碎屑添加各种添加剂(诸如水、高介电添加剂和增塑剂)从而帮助加热，为不同的时间使用压力和加热。就这一点而言，2.45GHz涂覆器通常用于低功率系统和家用炉。922MHZ直至100kW涂覆器是高功率并且只要用于工业应用。对多个涂覆器进行实验从而测试不同的场景从而确定哪个选项会提供最佳的成功的机会。在将碎屑保持在微波吸收材料之间时获得了一些成功，但是这个间接加热的形式与常规加热相似并且过于缓慢和低效。

在实验中，将地毯碎屑或者PVC(负载)置于夹在两个具有低介电损耗因子的材料之间的涂覆器中，诸如或者云母。如果需要，这允许压力均匀地分布至整个负载上，并且还允许将隔离置于所处理的样品的两侧从而减少至环境的热损失。

地毯碎屑由25％的PVC和75％的碳酸钙组成。PVC和碳酸钙具有不同的介电性能并且因此由微波以不同速度进行加热。材料在20℃下的介电损耗因子是：PVC＝0.025和C_aCO₃＝0.0001。对PVC的损耗因子至80℃增大然后在温度接近100℃时减少。连同对碳酸钙的非常低的损耗因子，在理论上使通过微波加热非常困难。

实验结果和介电数据清晰地示出，虽然PVC很容易使用922MHz发生器和2.45GHz发生器固化(使用30kW922MHz发生器在20秒以内)，但是地毯碎屑(地毯块的回收的基底)很难用微波能量固化，其中在所加热的产品中形成热点。测验示出为了用微波加热处理地毯碎屑有很多困难要克服。在922MHz炉中，地毯碎屑很难加热。在2.45GHz炉中，加热更容易，但是也很容易加热导致产品燃烧的小的区域。具有高介电损耗因子的产品能够协助在922MHz系统中碎屑的加热，但是依然需要大量的能量以达到适度的温升。热逃逸也是关注点。

在使用1kW、2.45GHz微波做完PVC初始测试后，继续用30kW922MHz发生器进行进一步测验。这些是使用未固化的PVC增塑溶胶的静态测验，在处理的每分钟之后进行时间和温度测量。初始测试结果如下所示。

表1原料PVC处理时间每分钟的温度升高

处理时间(分钟)	温度(℃)
		0	27
1	40-45
		2	51-56
3	53-65(部分固化)

能够看出一些产品在3分钟后固化并且所测得的温度约为65℃。

下一个测验包括在2.45GHz空腔中连续地处理3分钟。在该加热时间后，产品的大部分固化并且温度为约74℃。在样品的中心有直径约40mm的未固化的部分。

对于下一个测验，使用了922MHz发生器从而确定能多快对产品进行处理。对各种定向进行了测试从而找到最适合的。初始，PVC层与最高E场相切，平行于波导的宽面。这导致70秒的固化时间。然后定向改变使得PVC层平行并与最高E场平面一致(平行于波导的窄面)。还使用了较厚的PVC样品(约5mm至6mm)。这大大地减少了所需的加热时间。所达到的最短的时间是20秒，但是这个时间很有可能通过设计合适的涂覆器/波导而进一步减少。

这些测验示出有可能使用微波作为加热源快速固化PVC。固化的PVC对微波能量几乎可透射的。

以下是一些可以从在设计用于固化地毯增塑溶胶的PVC的介电值得到的普遍结论：

-对给定的电场E，能量的吸收取决于ε"。加热的效力将依赖于涂覆器(炉)的设计与依赖于材料的损耗因子同样多。

-以上等式示出穿透深度大致上受频率很大影响(或者波长λ₀)。通常在2.45GHz的穿透深度约为在922MHz应得的穿透深度的30％，主要因为频率的影响。

-频率的选择基本上在使用或者以2.45GHz最大额定功率30kW运行的多个磁控管或者以922MHz最大额定功率100kW运行的功率更大的磁控管之间。每个方法的一些事实在以下列出：

-相对于高功率922MHz的80％至87％，磁控管效率对于2.45GHz在50％至70％之间。

-涂覆器的尺寸和复杂性随个体磁控管源的数量的增加而增加。

-在多个磁控管安装过程中，磁控管的寿命由于功率的交叉耦合而减少。

-多个磁控管系统提供高冗余度。

-在922MHz的穿透高度显著大于在2.45GHz的穿透高度。

-用于2.45GHz的波导尺寸显著小于用于922MHz的波导尺寸。尺寸越大就更容易使用单一模式空腔，因为它们在物理上更大。

-适当地选择922MHz的频率。这个选择的主要原因是更高的最大功率100kW、更高的穿透深度导致更均匀的加热和更大的波导尺寸。

-微波加热的问题是在产品上方的不均匀场强度并且因此有必要小心注意使驻波和边缘效应以及由在产品的长度上微波功率的吸收引起的衰减导致的边界场失真减至最小限度。就这一点而言，产品的每个单位长度吸收一定数量的功率，意味着对于下一个单元内的长度存在更少的功率和因此更弱的E场。由此断定在选择过程变量诸如槽长度、功率等级、使用分裂或者谐振涂覆器时应注意，从而确保E场强度在产品宽度上的变化减少。

-具有低衰减的单通不是非常有效率的，因为大多数功率浪费了。为了克服这一点，可以使用几个串联的槽式波导涂覆器，每个涂覆器使用来自上个涂覆器的剩余功率。用这种方法，大多数功率能够在多个通过(pass)之后进行吸收，导致高的总吸收百分比。

-小的不连续的产品可以在平行于微波传播的方向供给穿过波导，而大的网能够供给穿过在垂直于传播方向的波导的宽面中的槽。小的不连续的物体更有可能受到边界场失真的影响，因为具有比在连续产品的情况下高的对材料配比的边界。场失真引起在物体末端的增大的加热并且如果任其发展能够通过过热导致对产品的损害。这个问题可以由通过向波导的宽面添加波纹而向E场引入轴向部分克服。通过槽式波导加热的较大的网更容易受到由产品引起的微波功率的衰减导致的不均匀的场强度的影响。

-如果E场强度在产品宽度上的变化能够减少，那么就能够达到更均匀的加热。具有低衰减的单通不是非常有效率的，因为大部分的功率浪费并且对任何可能的温度的增加进行了严格地限制。为了克服这一点，可以使用数个串联的槽式波导涂覆器，每个涂覆器使用来自上个涂覆器的剩余功率。用这种方法，大部分的功率能够在导致高的吸收总百分比的多通后进行吸收。达到这一点的主要方法是使用蛇形(或蜿蜒)行进的波涂覆器。蛇形涂覆器是一系列由180℃弯管连接的槽式波导涂覆器。由于导致加热的均匀性的相对较低的衰减，每个通过具有E场的高度统一性。

-还应注意使从设置在波导的宽面的中心的槽的泄露减至最小，由于其关于在波导壁上的流的流动的布置，该槽固有地是不辐射的，但是该槽可以干扰E场和壁流。

PVC原料和地毯增塑溶胶的微波处理的合适的设备的两个设计在图1和图2中示出。两个设计都涉及专门设计从而适合该应用的设备。在图1中，微波系统需要两个槽式波导，能量经由功率分配器供给至网的每一侧中。第二情况需要蜿蜒跨过PVC网从而达到许多次穿过的槽式波导。在这种情况下，涂覆器是连续的，所以只需要两个阻气门(choke)部分。

根据图1，设备包括微波发生器(2)、单一模式行进波涂覆器(4)和水负载(6，参见图2)。部件适当地串联设置。可能包括但是未示出的附加项目包括循环器、定向耦合器和/或调谐器。还提供了用于将其上设置有未固化的热塑衬底的地毯输送入波导涂覆器中的装置(但是未在附图中示出)。

发生器包括电源、磁控管和波导发射器并且提供922MHz频率的通常在5kW至30kW之间的微波功率输出级。功率通过波导(适当地为空的矩形管)传送至水负载。所使用的微波功率取决于产品。过程变量诸如加热速度和最终温度通过改变微波功率进行最佳控制。发生器安置了大部分与系统相关联的控制装置。

选择了单一模式操作的波涂覆器是因为它给出在宽面中心具有最大场强度的稳定的E场。理论上，通过使待加热的样品与这个空腔的长度的最大E场对齐，能够达到均匀加热。在图中，单一模式行进波涂覆器包括两个槽式波导，其中能量经由功率分配器(3)供给至所处理的PVC网(5)的每一侧中。适当地使用微波功率分配器从而达到均匀加热以及穿过整个网的均匀功率剖面。

与微波槽相关联的间隙适当地不大于35mm，更适合地不大于30mm，否则辐射发射将需要重大的阻气门。

专门对水负载或者虚拟负载进行设计从而在微波加热系统中吸收大量的功率。出于两个原因使用水负载：(i)吸收在产品已加热后的任何剩余功率以及(ii)防止由涂覆器的背壁下来的微波的反射形成的驻波的形成。单一模式涂覆器中，驻波能够通过使涂覆器短路生成。短路是完全阻碍微波传播的东西，导致功率进行反射。这是不希望的，因为驻波引入显著的E场强度的不均匀等级。靠近反射时，在E场中有最小值，该最小值在波导中每1/2波长进行重复。每半个波长还有最大值，该最大值从反射开始四分之一波长。这形成在所加热材料中的热点。

接着来自磁控管的功率的流，循环器可以进行设置，循环器消除与易于反射能量(空的空腔条件)的微波涂覆器相关联的问题。如果反射的能量允许返回发射器，那么反射的能量能够由磁控管再次吸收，引起过早老化以及因此的设备故障。因此循环器适当地在磁控管之后直接设置。循环器充当单向阀，允许能量从磁控管穿过至回路的其余部分但是防止能量返回磁控管。反射的能量适当地定向进入虚拟负载(类似于水负载)并且消散入水的定量流动中。

循环器适当地继以定向耦合器，定向耦合器使前进的功率和反射的功率能够在那一点进行测量—差异是至剩余回路部件的净功率。定向耦合器对在每个方向上的功率的一部分进行取样，然后对其进行测量并从“耦合因子”确定功率。

在设置调谐器时，其允许大范围改变载荷/涂覆器阻抗从而与微波网络相匹配。反射的功率是由于阻抗不匹配并且调谐器担当允许进行阻抗转换的匹配元件，从而减少反射的功率并且改善传递至涂覆器/载荷的净功率。调谐器包括安装在波导中的可变长度根(stub)，该根在变化时影响串联反射和平行反射。

合适的技术规格包括一个具有以922MHz频率运行的一定kW的磁控管，带3相电要求(功率待定)以及水负载。

另一个合适的设备(10)在图2中示出。在这个实施方式中，图1的波导由穿过网的蜿蜒的槽式波导替代从而达到许多通过。为了达到均匀加热，适当地需要一个发生器源。在这种情况下，涂覆器是连续的，所以只需要两个阻气门部分。波导适当地在其宽面的中心开槽，所以PVC/热塑衬底层位于提供与微波能量极好耦合的最大的电场中。可能需要很多通过从而确保有效率的和均匀的能量分布。在波导运行之间的区域适当地进行封闭从而减少泄露。这个实施方式的优点是更均匀地加热网的能力。

涂覆器的长度比图1中的长度大，所以需要更长的传送机系统。由于吸收的功率的更高水平，辐射发射应低于图1的单通涂覆器。为了确保将反射的波和不均匀的加热减至最小限度，在波导的端部需要水负载。与微波槽相关联的间隙适当地不大于30mm。

每个设备适当地装有至少一个确保泄露辐射的国际职业安全限制的维护的微波阻气门，例如遵守澳大利亚标准AS2772.11998《最高暴露等级-100kHz至300GHz》和欧洲电工标准化委员会(CENELEC)准标准EV50166-2。

在使用中，微波发生器提供电磁能量。在发生器内产生的微波沿波导传播，然后进入涂覆器(波导与PVC/地毯增塑溶胶接近的区域)。然后进入涂覆器的能量由PVC/地毯热塑衬底层吸收，引起温度的升高和由此产品的固化。

PVC/地毯的温度和加热速度能够通过从微波发生器改变输出功率进行控制。这能够在处理时手动完成或者能够根据控制方案进行自动修改。最佳的控制方法是保持网的速度恒定并且修改微波功率从而控制变量诸如最终温度和加热速度。该控制方法还允许改变待处理的产品的数量—如果需要小数量，功率能够进行减少从而与负荷相匹配。可能测量产品的输出温度并且为设定的最终温度而自动修改功率级。如上文所述，热塑衬底层由微波可透射的传送机适当地供给穿过涂覆器。材料的厚度将进行适当地控制从而确保均匀的加热，例如，通过使用位于微波空腔外部的辊子系统。

该过程适合于固化PVC和地毯块中其他的不吸收任何微波的材料(例如尼龙、聚酯纤维、固化的EVA乳胶)，所以一旦固化已发生，很难烘烤过度或者烧毁地毯。

这个实施例示出PVC/地毯增塑溶胶的快速固化能够使用微波完成。

实施例2

在实施例1中进行的实验是静态测验，其中PVC样品在炉中和/或在实验性的波导涂覆器中。挑战是将该方法应用至连续的过程并且为固化增塑溶胶设计微波加热设备。

进行了一系列地功率测验从而确定未固化的PVC的介电性能。如果要设计合适的涂覆器，这些介电性能是希望具有的。确定PVC的介电性能的最容易的方法是计算PVC的微波能量吸收的速度，适当地使用NetworkAnalyser(网络分析器)。NetworkAnalyser以非常低的功率级在设定的频率范围上产生微波(能量级低于典型的移动电话)。NetworkAnalyser能够建立从而穿过PVC糊状物传递能量并且由该装置在其已通过PVC后探测的能量的数量进行记录。能量级中的差异就是由未固化的PVC糊状物吸收的能量。

图3示出了为PVC糊状物的低功率测验建立的测验。发现最高的场强度沿波导的中心线向下，所以使用对微波可透射的并且不会由微波加热的无损材料将PVC糊状物支承在正确的位置。能量经由同轴电缆传送至网络分析器并且由网络分析器传送至涂覆器，所以在涂覆器的每一端需要与波导过渡(transition)同轴。

对从所建立的测验的一端传递到其他的能量以及能量级的衰减或者减少进行记录。这就允许对介电性能进行计算使得能够使用电脑建模软件创建可行的原型。

将结果输入计算机模拟/建模程序中，从而比较波导涂覆器的各种设计(包括槽尺寸的变化或各种脊状物的添加)以及它们在场图或吸收的作用。从模拟中变得清晰，蜿蜒的波导设置(带脊状物)对以连续方式进行的PVC固化是最适当的。然后对该涂覆器进行设计和建造。它安装在传送机系统上。

然后由低功率测验建立了物理模型，该模型已配有4个矩形的脊状物，但是来自该模型的结果与来自模拟的结果并不相符。虽然模拟表明在使用脊状物时具有较大的场强，但是实际结果看起来并不认同。与空的波导测验相比，在使用脊状物时加热速度并没有显著增加。

从模拟中变得清晰，蜿蜒的波导设置对以连续方式进行的PVC固化是最适当的。然后对该涂覆器进行设计和建造并且安装在传送机系统上。

图4是用于测验的实际设备的照片。该设备进行设计和建造，包括实验性的500mm宽的线，该线能够以高达12直线米每分钟的最高当前线速度运行。该设备包括多通(蛇形)槽式波导涂覆器从而适合PVC的衰减。基于模拟的结果，确定3个通过就足够了。不使用脊状物。槽的尺寸采用模拟软件确定。从那里就是适当地确定阻气门的尺寸然后制作的问题了。该设计通过最低的修改与传送机相结合。PVC使用在图的右下角所示的两个播撒机涂敷。水负载，在波导通过的最底部的左手端示出，用于吸收任何剩余的能量。水负载经由在PVC通过后吸收剩余功率防止形成任何显著驻波。没有水负载，那么所有的剩余能量将通过涂覆器反射回来，导致不均匀的加热。水负载还用于通过测量水中的温升测量多少能量传入水负载计算吸收了多少能量。

初始测验包括固化单一的1mm厚的PVC和使用中心具有玻璃纤维的2mmPVC的第二次运行。两个测验都以低于1m/min的低带速和约20kW的微波功率级进行。

在该实验性线上的第一次运行的目的是证明能够在连续的基底上并且迅速地充分固化PVC。该测验在两方面都成功了。

如下文所述，进行了3次试运行。

在模型线上的测验以第一次运行开始，第一次运行使用单层0.9mm和100mm宽的PVC，线速度为0.1米/分钟，功率设置为20kW。所产生的板只有部分固化。进一步的运行示出进入的PVC“体积”越大，微波空腔的固化就越成功。

最终运行使用第一层PVC完成：

●0.9mm然后50gm/m²的玻璃纤维

●第二层PVC总厚度为1.8mm

●500mm宽，线速度为0.5米/分钟

●功率为20kW。

达到了完全固化，但是无法预料的是来自玻璃纤维水分转化为蒸汽并且在微波空腔的内部凝结并且是使微波发生器电路跳开并且烧焦PVC的大电弧的可能的原因。不幸的是这阻止了为这个测验采集经验数据。

测验在该点停止，因为需要对波导涂覆器进行修改从而从波导空腔去除水分；

实验1

观察

●糊状物涂敷在穿过波导组件的带上。

●糊状物在波导的每个通过之后温度上升。

●在退出波导时，PVC好像是几乎完全固化在连续的板中。

实验2

观察

●糊状物涂敷在穿过波导组件的带上。

●糊状物在波导的每个通过之后温度上升。

●PVC质量越大，给出在能量吸收上的不相称的增加，导致高得多的温升并且改善了固化。

●在该线的末端，PVC好像是几乎完全固化在连续的板中。

●注意不与主要的板连接的小的PVC液滴保持未固化。

实验3

观察

●糊状物涂敷在穿过波导组件的带上。糊状物在波导的每个通过之后温度上升。

●PVC好像是几乎完全固化在连续的板中并且展示出优秀的拉伸性能。

实验是成功的-PVC完全固化。测验发现在涂覆器中的产品越厚，就越容易固化PVC。在微波空腔中的PVC越多，在相同时间内能吸收的能量就越多(这在PVC的情况下特别真实—一次只吸收少量能量)。较厚的材料还有助于热量保持。

实施例4

用修改后的设备进行了进一步的实验以便除去水分。水分去除系统涉及使用热风干燥机从而在每个通过的一端经由管横穿带的宽度吹风。热风移动穿过带并且离去穿过阻气门部分，由此除去蒸汽。热风还加热波导的壁，减少冷凝的可能性。

在实验过程中，采集数据从而通过发现功率级别和导致PVC刚固化的带的速度确定多少能量正在由PVC吸收。这使在关键点的系统能够建立，在该关键点固化刚好完成(任何更多的功率都是浪费的能量)。一旦找到该关键点，对水负载的出口温度进行测量，该出口温度使由水负载吸收的能量的数量计算能够进行。将该能量吸收与空腔为空时的相同数值进行比较从而给出由PVC吸收的能量的精确值。

该实验是进行了30分钟的连续的运行，在运行过程中对速度和功率进行了8个步骤参数改变。下表示出用PVC进行的每个运行的参数。产品厚度通过两个刮片进行控制并且由在中间具有玻璃纤维网的两层PVC组成。制成了30直线米以上的固化的PVC，说明该过程是可行的。

表2每次运行的参数

能量吸收速度通过计算由PVC沿带速吸收的功率的数量确定。

表3PVC的功率吸收

从该表可看出与输出功率相比固化PVC所需的功率较低。功率的大部分穿过PVC并且在系统的末端由水负载吸收。该低效率能够通过增加额外的通过和提高带宽度进行改善。水穿过水负载的流速是16.5L/min。

根据该表，净输出功率是应用至涂覆器的功率。净输出功率能够通过从由发生器提供的正向功率减去在发生器测量的发射功率进行计算。使用该值是因为它是应用在产品上的实际功率。

从最终运行采集样品并且将结果制表列于表4中并且与从常规衬底线采集的样品以及一些美国制造的样品进行比较。所有的结果都是令人满意的，其中等于或者高于常规衬底线和美国产品二者的拉伸和硬度示出PVC完全固化。

表4微波衬底测验结果以及与常规固化的衬底的比较

该测验的能量效率较低(见下表)，大量功率传递至水负载。这能够通过向该线添加更多的“蜿蜒”波导通过和向该线增加宽度进行改善，即，2m宽全尺寸可以更有效率。

在这些测验期间，据观察，在穿过该网上存在一些不均匀的加热。这看起来像3个清楚的带并且能够在运行的热成像中清晰的看到。虽然该模式表示在波导中的驻波，但是这不大可能是起因并且能够与PVC介电性能相关联。在试运行期间，示出通过或者提高或者降低线速度或者微波功率就能够控制该不均匀的加热的效果并且控制固化对非固化。在最终运行中，虽然不均匀的加热能够在热成像中看到，但是在可见图像或者成品中却看不到其迹象。穿过该网的温差大约为5℃并且似乎没有任何大的重大意义。

能量计算

线速度、尺寸以及附加重量的计算

表5能量效率计算

注：所示比热是PVC的典型比热，所用PVC的实际值将需要用实验方法进行确定。

在以上计算中的“所提供的平均热量”是无热损失的固化PVC所需的过程热量，即，理想值。实际所提供的热量如在线上所测量为3.05MJ/m²。

这示出能量效率具有可能的87％的增长或者当前过程是87％无效率的，即，当前过程中所使用能量的87％浪费了。这近于上述理想的“所提供的平均热量”数，所以能量效率87％的增长是可能的。

固化PVC的试验的结果已成功证明微波能量能够用于在连续基底上的PVC的有效快速固化并且高能量效率是可能的。

与常规标准线相比较(较少油盘、相关油加热器以及热油管道工程加上减少的线长度)，导致几乎等于或者稍少的实际大小微波类型线的总资本成本。

推荐的全尺寸线

在加热区可以从19米减少至6.8米或者更少时，可以推荐全尺寸线。全尺寸线将包括2台100k发生器、2台蜿蜒型涂覆器(每台5至7个通过以吸收足够的功率从而使该系统有效率-吸收初始功率的90％需要8个通过)、2个水负载以及水分去除装置和SCADA控制系统并且将能够达到11米/分钟的当前线速度。带宽度可以为2米并且可以适当地使用中间具有玻璃纤维网的两层PVC(该网的总厚度可以是1.9mm)。可能合适通过找到穿过微波涂覆器的PVC的胶化点确定如何以及在何处层压地毯。

为了计算待吸收的功率值以及采用多少通过，对所采集的数据进行操作从而示出每米吸收的平均功率值。然后该值用于计算在两米上吸收的功率值。(吸收的功率符合对数函数，这意味着每个通过将吸收剩余功率的一些百分比)。每个连续的通过吸收少于上一通过的功率，因为每个连贯的通过的功率逐步减少，如下所示：

表6总吸收功率(每个通过2m长度)

为了计算下一个阶段所需的功率，确定传动带的带宽度和速度。采用从实验线得到的结果，能够计算所需功率。原始数据在下表7中示出：

表7

一旦已计算出吸收的功率，下一个步骤是将每次运行的结果转换为能够易于比较的值。这一点通过从实验的PVC宽度外推至以每分钟1米运行的1米宽的带完成。该值能够在运行之间进行比较并且能够将参数的诸如带速的差异考虑进去。结果在下表中示出：

表8PVC中吸收的功率

以上两表中的加粗行示出用于临界运行的结果。能够看出对于2米带宽和11米每分钟的速度，将需要144kW的功率从而完全固化PVC。

结合计算的所需功率和不同数量的通过所吸收的功率完成的计算，能够对总微波功率进行计算。下表示出所需功率取决于所应用的通过的数量。高功率发生器通常以50kW、75kW以及100kW单位出现并且这一点由“输出功率”列进行反映。吸收的功率示出多少功率将根据实际源功率进行吸收。

表9基于通过数量的所需功率

在不同情况下，如果输出功率如表中所示，那么由PVC网吸收的功率总是144kW。备用容量是指额外的功率量，如果使用连接功率进行备用容量将可用。

对于合理的通过数量，5至7，连接功率将需要为200kW发生器或者2个100kW发生器。涂覆器将优选地以2个蜿蜒部分为特征并且从带的相同侧或者优选地从带的相对侧供给从而增加加热的均匀性。如果使用较少的通过，该系统渐进地变得效率渐低，需要增加的连接功率级。使用的通过越多，加热剖面就越均匀。如果功率从两侧都进行供给，加热剖面也会更均匀。

对于从任何一侧供给的机构，该系统将具有在涂覆器之前运行的额外的波导从而获得在带的另一侧的供给。阻气门系统在涂覆器的两个部分之间将是连续的从而确保包含任何泄露。微波发生器的操作将进行结合，因此一个操作将控制两个功率输出。

虽然本发明已关于优选实施方式进行了描述，但是应理解本发明不限于该优选实施方式，而是旨在涵盖在所附权利要求的主旨和范围内的各种修改和等效布置。

Claims

1.制造地面覆层的方法，所述方法包括：

将纤维材料或者纱簇绒至或者植入主衬底层；

通过涂覆预涂组合物然后固化预涂组合物来预涂覆所述主衬底层的底面；

向预涂的所述主衬底层涂覆PVC热塑衬底层，以增塑溶胶的形式涂覆所述PVC热塑衬底层；

微波固化所述PVC热塑衬底层；以及

由微波加热后，使用一对压辊，对所述PVC热塑衬底层和预涂主衬底层施加力以使所述PVC热塑衬底层和预涂主衬底层结合；

其中所述方法连续地进行。

2.制造地面覆层的方法，所述方法包括：

在支承表面上涂覆PVC热塑树脂增塑溶胶的第一层；

将尺寸稳定的板材放置在所述第一层的上表面之上，并且加热所述第一层从而使所述第一层胶化并且使所述板材定位；

在所述第一层的胶化的表面上涂覆热塑树脂增塑溶胶的第二层；

将纤维材料或者纱簇绒至或者植入主衬底层中；

预涂所述主衬底层的底面；

在预涂的所述主衬底层上涂覆热塑树脂增塑溶胶；

将所述预涂的主衬底层叠放在所述第一层或者第二层的热塑树脂增塑溶胶的上表面之上从而形成地面覆层；

微波加热如此形成的所述地面覆层从而将所述热塑层熔化成为整体融合的衬底层；

使用一对压辊，对由微波加热的所述地面覆层施加力以使所述预涂的主衬底层和所述整体融合的衬底层结合；

冷却所述地面覆层；以及

将所述地面覆层切割成地毯块；

其中所述方法连续地进行。

3.微波固化地毯的热塑衬底层的设备，所述设备包括：

至少一个产生微波的微波发生器；

至少一个单通槽式或者多通槽式波导涂覆器；

将其上提供有增塑溶胶形式的未固化的PVC热塑衬底层的地毯运送至所述波导涂覆器中的装置；以及

用于对微波加热的所述地毯和所述衬底层施加力以使所述地毯和所述衬底层结合的一对压辊。