CN105658868B - 地毯产品及用于制造地毯产品的方法 - Google Patents

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Abstract

一种地毯产品，依次包括a)具有背面和正面的主背衬材料，其中地毯纤维从正面延伸以形成地毯绒头并且还通过主背衬材料并在背面上形成线圈；b)线圈上的主涂层，包含乙酸乙烯酯乙烯共聚物作为仅有的粘合剂，其中，乙酸乙烯酯乙烯共聚物不包含除了乙酸乙烯酯和乙烯之外的共聚单体，并且基于干固体，以542至1085g/m2(16至32盎司/码2)存在；c)主涂层上的次级涂层，包含苯乙烯‑丁二烯共聚物作为仅有的粘合剂；以及d)在次级涂层上并且由其粘附至主涂层的次级背衬材料。

Description

地毯产品及用于制造地毯产品的方法
技术领域
本发明涉及地毯产品和用于制造其的方法。
背景技术
地毯通常包括地毯纤维附接至其以在正面上形成地毯绒头的主背衬材料(primary backing material)，以及在主背衬材料背面上的主涂层(初级涂层，primarycoating layer)以将地毯纤维固定至主背衬。为改善尺寸稳定性，通常将次级背衬材料借助次级涂层(secondary coating layer)固定至主背衬材料。
主涂层和次级涂层通常是由水性聚合物分散体，例如水性乙酸乙烯酯乙烯共聚物分散体和羧化苯乙烯丁二烯共聚物的晶格形成的。
美国专利3,779,799描述了使用羧化苯乙烯丁二烯共聚物的水性乳胶，或者替换地乙酸乙烯酯乙烯共聚物的水分散体作为用于地毯的簇绒主背衬材料的主涂覆(涂层，coating)。
美国专利4,735,986和5,084,503描述了采用由聚乙烯醇的混合物稳定的乙酸乙烯酯乙烯分散体的地毯背衬粘合剂。据称用这种分散体获得高度的簇绒抗脱散性(tuftlock)。还提及，这种乙酸乙烯酯乙烯分散体是与大多数苯乙烯丁二烯乳剂相容的。没有公开使用不同类型的涂覆材料用于主涂层和次级涂层。
美国专利申请2001/0046581公开了地毯，包括具有附带粘合剂的纱线的主背衬，具有相同的粘合剂的附接至主背衬背面的织物次级背衬。次级背衬的第二侧涂覆有通过熔融结合的热塑性聚合物层。
WO 2012/020321 A2公开了具有由乙烯基酯乙烯共聚物分散体形成的涂层的地毯产品。乙烯基酯乙烯共聚物分散体具有50至500nm的粒径，并且该分散体用于涂覆主背衬材料以及用于层压次级背衬材料。苯乙烯类乳剂描述为现有技术的用于地毯材料的涂覆组合物的粘合剂，但是据称这些更加昂贵并且具有更差的耐洗性，故不用于本发明。
美国专利申请2008/0113146描述了用于由再循环材料制造地毯的方法，其中EVA热熔粘接剂、乙酸乙烯酯乙烯乳剂、羧化丁苯乳胶、丁苯乳胶、丙烯酸乳胶、聚烯烃热熔粘接剂、聚烯烃分散体、或丁二烯丙烯酸酯共聚物描述为用于涂覆主背衬材料的粘合背衬材料。
WO 2010/129945公开了用于由再循环材料制造地毯的方法，使用由再循环废地毯获得的填料。EVA热熔粘接剂、乙酸乙烯酯乙烯乳剂、羧化丁苯乳胶、丁苯乳胶、丙烯酸乳胶、聚烯烃热熔粘接剂、聚烯烃分散体、或丁二烯丙烯酸酯共聚物描述为用于涂覆主背衬材料的涂覆剂。
美国专利申请2013/0209726描述了乳胶涂覆组合物，包含乙烯基酯乙烯共聚物和苯乙烯丁二烯共聚物的共混物。共混物可以用作预涂覆粘合剂、跳跃涂覆粘合剂(skipcoatbinder)、或两者。
日本专利申请JP 59-214633公开了用乙烯共聚物乳剂，例如乙酸乙烯酯乙烯共聚物乳剂(VAE)涂覆聚丙烯纺织品，随后干燥。然后将绒头纱线与干燥的VAE涂覆的基底织物混织。然后将丁苯橡乳胶胶乳(SBR)施加于干燥的VAE层和由其露出的绒头纱线的线圈(环，loop)。然后，将带有乙烯共聚物乳剂，例如VAE的湿涂层的扩张的聚丙烯纺织布料的第二基底织物铺在湿的SBR乳胶涂层上并且VAE和SBR涂层接触，并通过加热和干燥VAE乳剂及SBR乳胶结合。在一些实施方式中，省去第二基底织物上的VAE乳剂。
尽管这些改进，改善的方法和材料对于提供具有高簇绒抗脱散性和高抗脱层性(delamination resistance)，而容易在地毯涂装线上遇到的升高的温度下可加工的地毯是有利的。
发明内容
在一个方面中，本发明提供地毯产品，依次包括
a)具有背面和正面的主背衬材料，其中地毯纤维从正面延伸以形成地毯绒头，并且还通过主背衬材料并在背面上形成线圈；
b)线圈上的主涂层，包含乙酸乙烯酯乙烯共聚物作为仅有的粘合剂，其中，乙酸乙烯酯乙烯共聚物不包含除乙酸乙烯酯和乙烯之外的共聚单体，并且基于干固体，以542至1085g/m2(16至32盎司/码2)存在；
c)主涂层上的次级涂层，包含苯乙烯-丁二烯共聚物作为仅有的粘合剂；以及
d)在次级涂层上并且由其粘附至主涂层的次级背衬材料。
在另一方面中，本发明提供用于产生地毯产品的方法，依次包括
a)提供具有背面和正面的主背衬材料，其中地毯纤维从正面延伸以形成地毯绒头，并且还通过主背衬材料并在背面上形成线圈；
b)用包含乙酸乙烯酯乙烯共聚物作为仅有的粘合剂的水性主涂覆组合物(水性主涂层组合物，aqueous primary coating composition)涂覆线圈以形成基于干固体提供542至1085g/m2(16至32盎司/码2)的涂覆(涂层，coating)的湿主涂层，其中，乙酸乙烯酯乙烯共聚物不包含除乙酸乙烯酯和乙烯之外的共聚单体；
c)用包含苯乙烯丁二烯共聚物作为仅有的粘合剂的水性次级涂覆组合物涂覆次级背衬材料以形成湿次级涂层；
d)将步骤c)的产品对着步骤b)的产品挤压以使湿主涂层与湿次级涂层接触；以及
e)干燥步骤d)的产品。
具体实施方式
出乎意料地，发明人已经发现主涂层和次级涂层的特定组合使得可以产生具有高簇绒抗脱散性和高抗脱层性，而容易在地毯涂装线上遇到的升高的温度下可加工的地毯。
结构地毯组件
主背衬材料通常包含任何在本领域中认为用作地毯背衬的材料。具体实例通常包括由一种或多种天然或合成纤维或纱线，包括黄麻、羊毛、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酯、人造丝、或各种共聚物制成的纺织或无纺织物。
主背衬具有正面和背面。地毯纤维(纱线)附接至主背衬，从正面延伸以形成地毯面。纤维可以由未切割纱线圈、切割纱线圈(单纱的绒头)、或切割和未切割纱线的组合制成。纤维可以由羊毛、棉花、尼龙、丙烯酸树脂、聚酯、聚丙烯和它们的共混物制成。由于纤维材料不是关键的，其他纤维材料对本领域技术人员将是显而易见的，即任何在本领域中认为用作地毯纤维的材料。簇绒方法可以用于将纤维固定至主背衬材料。在一般情况下，地毯纤维从正面延伸以形成地毯绒头并通过主背衬材料以在背面上形成线圈。通常，主背衬具有102至339g/m2(3至10盎司/码2)范围内的基重，更通常在136至237g/m2(4至7盎司/码2)范围内。主背衬和地毯纤维(纱线)的组合通常具有339至1017g/m2(10至30盎司/码2)范围内的基重。
次级背衬侧朝向并附接至主背衬的背面，并且主涂层和次级涂层居于中间。次级背衬可以由各种材料制成。通常，其由一种或多种上述用于产生主背衬的材料制成。在大多数情况下次级背衬不具有通过其的地毯绒头纤维，并且不具有直接粘附或另外地直接附接至其的地毯绒头纤维。此处术语“直接”意指没有任何介于其间的一个或多个纺织或无纺织物层。通常，次级背衬具有33.9至203g/m2(1至6盎司/码2)范围内的基重。更通常地，该范围为102至170g/m2(3至5盎司/码2)的范围。
主涂层通常以基于干固体542至1085g/m2(16至32盎司/码2)范围内的负载水平存在。更通常地，该量在610至881g/m2(18至26盎司/码2)的范围内。次级涂层通常以基于干固体203至305g/m2(6至9盎司/码2)范围内的负载水平存在。更通常地，该量在237至271g/m2(7至8盎司/码2)的范围内。
通常，主背衬材料、次级背衬材料、主涂层和次级涂层各自独立地是与其他的一种或多种共同延伸的。最通常地，它们全部是彼此共同延伸的。
乙酸乙烯酯乙烯共聚物分散体
基于共聚单体的总重量，乙酸乙烯酯乙烯共聚物以70至98wt％的量包含乙酸乙烯酯单元。优选地，在所有情况下，基于共聚单体的总重量，乙酸乙烯酯含量在75至95wt％的范围内，最优选乙酸乙烯酯含量在80至95wt％的范围内。
基于共聚单体的总重量，共聚物以2至30wt％的量包含乙烯。在所有情况下，基于共聚单体的总重量，该量优选地是5至15wt％，最优选地10至12wt％。
优选地选择单体以给出具有-30℃至+30℃，优选地-5℃至20℃，并最优选地0℃至18℃的玻璃化转变温度Tg的共聚物。可以以已知的方式，根据ASTM D3418-03，借助差示扫描量热法(DSC)测定共聚物的玻璃化转变温度Tg。
还可以借助Fox公式预先近似计算Tg。根据Fox T.G.,Bull.Am.Physics Soc.1,3,第123页(1956)，其遵守：1/Tg＝x1/Tg1+x2/Tg2+...+xn/Tgn，其中xn是单体n的质量分数(wt％/100)，并且Tgn是单体n的均聚物以开尔文计的玻璃化转变温度。均聚物的Tg值列于Polymer Handbook,第2版,J.Wiley&Sons,New York(1975)中。
可以通过使用常规乳液聚合过程的水性乳剂聚合制备乙酸乙烯酯乙烯共聚物。优选地在40℃至150℃，更优选地在50℃至120℃并且最优选地在60℃至100℃范围内的温度下。取决于乙烯进料，聚合压力通常在40巴和100巴绝对压力之间，优选地45巴和90巴绝对压力之间，并且最优选地45巴和85巴绝对压力之间。
可以使用如常用于水性乳液聚合的氧化还原引发剂组合引发聚合。适合的氧化引发剂的实例是过氧化氢、叔丁基过氧化物、叔丁基氢过氧化物、过氧化二磷酸钾、过氧化新戊酸叔丁酯(tert-butyl peroxopivalate)、氢过氧化枯烯、单氢过氧化异丙基苯、偶氮二异丁腈、和过氧化二硫酸的钠、钾、和铵盐。给予优选的是过氧化二硫酸的钠、钾和铵盐以及过氧化氢。基于共聚单体的总重量，通常以0.01wt％至2.0wt％的量使用所述引发剂。
也可以单独地将所述氧化剂，更具体地过氧化氢或过氧化二硫酸的盐用作热引发剂。
适合的还原剂是铵或碱金属亚硫酸盐和亚硫酸氢盐，例如亚硫酸钠，次硫酸的衍生物如次硫酸锌，或碱金属甲醛合次硫酸盐如羟基甲烷亚磺酸钠(Brüggolit)。使用非甲醛生成氧化还原引发体系是优选的。通常，作为非限制性实例，用于氧化还原对的适合的非甲醛生成还原剂包括，如在本领域中已知的，基于抗坏血酸或其盐、或异抗坏血酸(erythorbate)(异-抗坏血酸(iso-ascorbic acid))或其盐、或酒石酸或其盐、或亚硫酸氢盐，特别是亚硫酸氢钠的那些，或乙醇酸磺酸二钠水合物(disodium glycolic acidsulfonate hydrate)，其以称为FF6M，由德国Heilbronn的BrueggemanChemical制造的商用还原剂可获得。使用乙醇酸磺酸二钠水合物、或亚硫酸钠、或抗坏血酸或其盐、或异抗坏血酸(异-抗坏血酸)或其盐是优选的。基于共聚单体的总重量，还原剂的量优选地是0.01wt％至3wt％。
在聚合过程中可以使用调节物质来控制共聚物的分子量。在优选的实施方式中，不使用调节物质。如果使用调节剂，基于待聚合的单体的总重量，通常以0.01wt％至5.0wt％之间的量采用它们，并且单独或另外作为与反应组分的预混料计量。这种物质的实例是正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、巯基丙酸、巯基丙酸甲酯、异丙醇、和乙醛。
使用一种或多种乳化剂和/或一种或多种保护胶体以稳定乙酸乙烯酯乙烯共聚物的水分散体。
适合的乳化剂是非离子、阴离子或阳离子乳化剂。优选地使用非离子或阴离子乳化剂，或非离子和阴离子乳化剂的混合物。在所有情况下，基于共聚单体的总量，乳化剂的量优选地是0.5至10wt％，更优选地1至5wt％。
例如，适合的非离子乳化剂是酰基、烷基和油烯基乙氧基化物。例如，这些产物在名称为或下可商业获得。适合的非离子乳化剂还包括乙氧基化的支链或非支链脂肪醇(脂族醇)，优选地具有3至80个氧化乙烯单元的乙氧基化程度和C6至C36烷基基团。其他适合的非离子乳化剂包括具有3至30个氧化乙烯单元的乙氧基化程度的C13-C15氧化法醇乙氧基化物、具有11至80个氧化乙烯单元的乙氧基化程度的C16-C18脂肪醇乙氧基化物、具有3至11个氧化乙烯单元的乙氧基化程度的C10氧化法醇乙氧基化物、具有3至20个氧化乙烯单元的乙氧基化程度的C13氧化法醇乙氧基化物、具有20个氧化乙烯基团的聚氧化乙烯山梨糖醇酐(polyoxyethylenesorbitan monooleate)、具有至少10wt％的氧化乙烯最小含量的氧化乙烯和氧化丙烯的共聚物、以及具有4至20个氧化乙烯单元的乙氧基化程度的油醇的聚氧化乙烯醚。
优选的是乙氧基化的支链或非支链脂族醇，具体地具有3至80个氧化乙烯单元的乙氧基化程度和C8至C36烷基基团。优选的非离子型乳化剂也是具有3至30个氧化乙烯单元的乙氧基化程度的C13-C15氧化法醇乙氧基化物，以及具有11至80个氧化乙烯单元的乙氧基化程度的C16-C18脂族醇乙氧基化物。特别优选的是具有3至20个氧化乙烯单元的乙氧基化程度的C12-C14脂族醇乙氧基化物。优选地，共聚物分散体不含烷基酚乙氧基化物及其酯。
适合的阴离子乳化剂的实例是具有12至20个C原子的直链脂肪族羧酸的钠、钾、和铵盐；羟基十八烷磺酸钠；具有12至20个C原子的羟基脂肪酸的钠、钾、和铵盐以及它们的磺化和/或乙酰化产物；烷基硫酸的钠、钾、和铵盐，三乙醇胺盐，以及在所有情况下具有10至20个C原子的烷基磺酸和具有12至20个C原子的烷基芳基磺酸的钠、钾、以及铵盐；具有8至18个C原子的二甲基二烷基氯化铵和其磺化产物；带有具有4至16个C原子的脂族饱和一元醇的磺基琥珀酸酯以及带有具有10至12个C原子的单羟基脂族醇的聚乙二醇醚的磺基丁二酸4-酯的钠、钾、和铵盐，更具体地它们的二钠盐，以及磺基丁二酸双环己基酯的钠、钾、和铵盐，更具体地其钠盐；木质素磺酸以及其钙、镁、钠、和铵盐；和树脂酸或氢化或脱氢树脂酸，以及这些中任一的碱金属盐。
最优选的阴离子乳化剂是在所有情况下具有10至20个C原子的烷基硫酸酯和烷基磺酸酯以及具有12至20个C原子的烷基芳基磺酸酯、和具有4至16个C原子的脂族饱和一元醇的磺基琥珀酸酯的钠盐、钾盐、和铵盐。
适合的保护胶体包括聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚乙烯吡咯烷酮；水溶形式的多糖，如淀粉(淀粉酶和支链淀粉)、纤维素和它们的羧基甲基、甲基、羟基乙基、羟丙基衍生物；蛋白质，如酪蛋白或酪蛋白酸盐、大豆蛋白、明胶；木质素磺酸盐、合成聚合物，如聚(甲基)丙烯酸，(甲基)丙烯酸酯与羧基官能化的共聚单体单元的共聚物、聚(甲基)丙烯酰胺、聚乙烯基磺酸，和它们的水溶共聚物；三聚氰胺-甲醛磺酸酯、萘-甲醛磺酸酯、苯乙烯-马来酸共聚物、以及乙烯基醚-马来酸共聚物。
给予优选的是使用部分水解的(水解度：80至95mol％)和/或全水解的(水解度：98至100mol％)聚乙烯醇。优选地，部分水解的聚乙烯醇具有80至95mol％的水解度以及在4％浓度的含水溶液中1至30mPas的郝普勒粘度(在20℃下的郝普勒方法，DIN53015)。最优选的是具有85至94mol％的水解度以及在4％浓度的含水溶液中3至25mPas的郝普勒粘度(在20℃下的郝普勒法，DIN 53015)的聚乙烯醇。如在本文中使用的，聚乙烯醇的“水解度”意指乙酸乙烯酯单体单元已经水解至醇的程度。
其他优选的实施方式采用一种或多种部分水解的聚乙烯醇和一种或多种全水解的聚乙烯醇的混合物。优选的全水解的聚乙烯醇具有98至99.95mol％的水解度和13至30mPa·s的郝普勒粘度(在20℃下的郝普勒法，DIN 53015)。
部分水解和全水解的聚乙烯醇均可以疏水改性，例如，它们可以包含疏水共聚单体，其一个实例是乙烯。
基于共聚单体的总重量，保护胶体的总量优选地是1至5wt％。
使用至少一种乳化剂和至少一种保护胶体的混合物也是优选的实施方式。
以上论述的乳化剂和保护胶体全部是可商购的或通过技术人员已知的方法可获得的。
水性乙酸乙烯酯乙烯共聚物分散体的制备
在制备水性乙酸乙烯酯乙烯共聚物分散体中，所有的保护胶体或所有的乳化剂可以形成初始装填，或所有的保护胶体或所有的乳化剂可以形成进料，或部分的保护胶体或乳化剂可以形成初始装填，并且其余可以在聚合已经引发之后形成进料。可以(在空间和时间上)单独进料，或可以在预乳化后进料所有或一些组分。在优选的实施方式中，最初将所有保护胶体和可选的所有的乳化剂装填至反应器。
所有的单体可以形成初始装填，或所有的单体可以形成进料，或部分单体可以形成初始装填，并且其余可以在聚合已经开始后形成进料。可以(在空间和时间上)单独进料，或可以在预乳化后进料所有或一些组分。在优选的实施方式中，将至少部分的单体，优选70至85wt％加入初始装填。
一旦聚合过程结束，可以使用已知的方法进行后聚合以除去剩余单体，例如使用由氧化还原催化剂引发的后聚合。也可以通过蒸馏，优选地在低于大气压的压力下，并且适当地通过使惰性载气如空气、氮气或水蒸汽穿过或通过材料来去除易挥发的剩余单体。
适合的水性乙酸乙烯酯乙烯共聚物分散体的固体含量通常在45wt％至75wt％的范围内。粒径分布可以是单峰或多峰的，并且如通过激光衍射测量的，平均粒径可以在0.15μm至10μm尺寸的范围内。
苯乙烯丁二烯分散体
基于共聚单体的总量，苯乙烯丁二烯共聚物包含20至79.9wt％，优选地50至65wt％的苯乙烯和20至79.9wt％，优选地35至50wt％的丁二烯。在所有情况下，基于共聚单体的总重量，可以可选地存在0.1至15wt％的另外的辅助共聚单体。优选的辅助共聚单体是烯属不饱和单羧酸、和/或二羧酸、它们的酸酐、和它们的盐、和它们的混合物，特别是丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸和/或马来酸和/或富马酸。
另外的适合的辅助共聚单体是例如(甲基)丙烯酸的烷基酯，诸如，例如甲基丙烯酸甲酯，烯属不饱和羧酰胺和腈，诸如，例如(甲基)丙烯腈；富马酸或马来酸的二酯；羟基烷基(甲基)丙烯酸酯；含硫酸单体、亚磷酸单体、交联共聚单体，诸如，例如二乙烯基苯或己二酸二乙烯酯；后交联共聚单体，如丙烯酰胺基乙醇酸(AGA)、甲基丙烯酸烯丙酯或烯丙基N-羟甲基氨基甲酸酯；环氧官能化的共聚单体，如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯；和硅官能化的共聚单体，如含有(甲基)丙烯酸酯或乙烯基单体的烷氧基硅烷。
虽然一些应用可以有利于在苯乙烯丁二烯共聚物中包括另外的单体，例如，诸如以上列出的那些，但是在一些情况下排除某些单体可以是有利的，这取决于给定应用的具体需要。在其它情况下，可以包括高达苯乙烯丁二烯共聚物的1.0wt％的限度的这些单体。可以排除或受限的单体包括相对于VAE共聚物在该上下文中以上提及的那些。
可以通过水性乳剂或悬浮聚合，优选地乳液聚合，以常规方式，采用常规的聚合温度(优选地40℃至120℃)和压力，优选地用二烯共聚单体，高达10巴绝对压力来制备苯乙烯丁二烯共聚物。
可以使用常规量的一种或多种常规水溶性引发剂，如过硫酸钠，或油(单体)溶性引发剂，如叔丁基过氧化物和氢过氧化枯烯，或氧化还原引发剂组合，使用还原剂如亚硫酸盐和亚硫酸氢盐引发聚合。为控制分子量，在聚合过程中可以以常规方式，以基于待聚合的共聚单体0.01至5.0重量百分数，或优选地高达3重量百分数的常规量使用常规的调节物质或链转移剂，如硫醇、烷醇、和二聚α甲基苯乙烯。聚合过程优选地以已知的方式，在常规量的一种或多种常规乳化剂和/或保护胶体的存在下发生。适合的乳化剂和保护胶体与描述用于制备乙酸乙烯酯乙烯分散体的相同。
苯乙烯丁二烯共聚物分散体的固体含量通常在45wt％至75wt％的范围内。
涂覆组合物
为获得主涂覆或次级涂覆组合物，将乙酸乙烯酯乙烯共聚物分散体或苯乙烯丁二烯共聚物分散体与一种或多种填料和一种或多种增稠剂，以及可选地另外的添加剂结合。
可以使用任何适用于地毯制造的填料。实例包括矿物填料或颜料，包括本领域已知的那些，如碳酸钙、玻璃粉、粘土、高岭土、滑石、重晶石、长石、二氧化钛、钙铝颜料、缎光白、合成聚合物颜料、氧化锌、硫酸钡、石膏、二氧化硅、三水合氧化铝、云母、中空聚合物颜料、和硅藻土。还可以采用填料的混合物。
组合物中填料的量可以根据填料的密度和期望的涂覆性能而变化。通常，在所有情况下，每100干重量份的共聚物固体其为约50至约800干重量份填料，更通常为约100至约600干重量份，并且最通常为约250至约600干重量份。
根据常规方法，组合物中通常包括一种或多种聚合物增稠剂，以提供用于施加的足够粘度。可以使用在地毯涂覆领域中已知的任何聚合物增稠剂，例如羟乙基纤维素和聚丙烯酸钠。虽然可以使用任何量的聚合物增稠剂，但发明人已经发现相对于共聚物的水性分散体的量，通常需要不多于6wt％的增稠剂，因此在本发明的一些实施方式中，使用相对于共聚物水分散体的量的不多于6wt％。在一些实施方式中，使用相对于共聚物的水分散体的量的至多5wt％或至多4wt％。通常，使用相对于共聚物的水分散体的量的至少1wt％或至少2wt％的增稠剂。
得到的涂覆组合物的布鲁克菲尔德RV粘度(Brookfield RV viscosity)应当在使用5号轴(spindle)以25℃和20rpm，用布鲁克菲尔德RV粘度计测量的7000至15000mPas的范围内。
地毯涂覆组合物中另外的常规添加剂是阻燃剂或生物杀灭剂或抗氧化剂。如果期望泡沫涂覆，可以将发泡剂加入涂覆组合物。
制造地毯产品
可以以各种方式施加主和次级水性涂覆组合物。例如可以直接施加涂覆组合物，如用滚动滚筒施加器(roll over roll applicator)或用刮刀。替换地，可以间接施加它们，如用盘施加器(pan applicator)。优选地使用滚动滚筒施加器。主涂层至少涂覆主背衬背面上的线圈，并且还可以涂覆背衬本身背面的部分或全部。
通常用施加压力，将主和次级背衬材料放在一起，以使仍然湿润的主和次级涂覆组合物接触，并且然后施加热量以将水从涂层中蒸发。这可以通过使产品通过通常设置在约100℃和150℃之间的温度的烘箱来完成。在冷却时获得最终产品。
根据本发明获得的地毯产品的显著优势是与根据现有技术的地毯产品相比更好的抗脱层性。
实施例
使用以下聚合物分散体以制备地毯产品。
乙酸乙烯酯-乙烯共聚物分散体(VAE)：
使用具有约60wt％的固体含量的乙酸乙烯酯乙烯共聚物的水分散体。用保护胶体和非离子表面活性剂共同稳定分散体。共聚物组合物为约85wt％的乙酸乙烯酯和约15wt％的乙烯，具有约2℃的玻璃化转变温度Tg。
苯乙烯丁二烯共聚物分散体(SBR)：
使用具有约55wt％的固体含量的苯乙烯丁二烯共聚物的水分散体。用阴离子表面活性剂稳定分散体。共聚物组合物为约65wt％的苯乙烯和约35wt％的丁二烯，具有约11℃的玻璃化转变温度Tg。
地毯涂覆组合物：
填料：
使用的填料是碳酸钙(由Carmeuse Lime and Stone，Chatsworth，Georgia制造的CARMEUSETM MW 101)。
泡沫助剂：
使用的泡沫助剂是月桂基硫酸铵(由Royal Adhesives，Dalton，Georgia制造的238)。
增稠剂：
使用的增稠剂是聚丙烯酸钠(由Royal Adhesives，Dalton，Georgia制造的277)。
用作测试中的主涂覆组合物或次级涂覆组合物的用于地毯涂覆组合物的总体配方：
*以需要的量混合增稠剂和水以获得具有约81.5wt％的总固体含量以及6000至7000cps的布氏粘度(5号轴，20rpm)的地毯涂覆组合物。
用于测试的未涂覆背衬材料是：
将具有678g/m2(20盎司/码2)的绒面重量水平的线圈尼龙，具有直缝商用类型的簇绒构造的尼龙地毯坯布(greige goods)(即带有簇绒的绒头纱线但没有粘合剂的背衬)用作主背衬。
将具有68g/m2(2盎司/码2)的平均重量的聚丙烯5挑织(pick woven)材料用作次级背衬。
用于测试的样品制备：
根据总体配方，用照明混合器(Lighting mixer)混合主和次级涂覆组合物。以获得约81.5wt％的总固体含量以及6000至7000cps的布氏粘度(5号轴，20rpm)所需的量混合增稠剂和水。
将主涂覆组合物用具有25.4cm(10英寸)的刀片的抹刀以949g/m2(28盎司/码2)的主涂覆固体的速率施加于尼龙地毯材料背面。
用涂层取样棒(draw-down bar)以762μm(30密耳)的湿膜厚度，用次级涂覆组合物涂覆次级背衬，产生约237g/m2(7盎司/码2)的次级涂覆固体。将湿涂覆的次级背衬用大型不锈钢辊对着湿涂层主压在主背衬上。将该组件在对流烘箱中在132℃(270°F)下干燥20分钟，并使得到的地毯产品在测试之前在室温和湿度下保持至少两个小时。
测试方法
根据ASTM D3418-03测定Tg：
使用TA仪器Q20-1002差示扫描量热计(DSC)量热测量共聚物的玻璃化转变温度。通过流延254μm(10密耳)厚度的湿膜并在105℃下干燥该膜来制备样品。从该干燥的膜上切出圆盘并将10至15mg的样品加载入DSC铝盘。将盘加载入量热计并加热至105℃持续5分钟以确保样品干燥。然后将样品冷却至-60℃并在此平衡2分钟。然后以20℃/分钟的速率将温度增加至100℃。运行条件符合ASTM D3418的章节10.2。记录的值是起始Tg。
根据ASTM D1335-05测定地毯簇绒联结(Carpet Tuft Bind)值。该过程是计算从一块地毯上拉扯线圈或切断绒头所需的力的方法。
设备：
配备有7.62cm(3英寸)颚式夹具、用于调节地毯样品的干燥器、3.8mm圆柱形样本架和线圈钩的拉力机(Instron)型号2519-105(1000N容量)。
测试过程：
用于测试干燥簇绒联结的样品处理：
将所有用于测试的样品切成17.15×17.15cm(6.75×6.75英寸)的正方形并放入具有25至35％湿度和22至24℃的干燥器中至少12小时。
用于测试湿簇绒联结的另外的样品处理：
根据以下过程一次制备一个用于湿簇绒联结的样品：
在测定干燥簇绒联结之后，将17.15×17.15cm(6.75×6.75英寸)的正方形放入已经充满冷自来水的一加仑(3.8升)容器中。将地毯样品浸入水中并使其浸泡10分钟。10分钟之后移出样品并放在纸巾上30秒以吸收多余水。然后使地毯测试如先前描述的簇绒联结值。
干燥簇绒联结和湿簇绒联结的测定：
将样品置于3.8mm支架上且列或线圈与支架的长轴成一直线。然后将地毯和圆柱(样本支架)放入拉力机的颚中。仅检测距离样品边缘至少2.54cm(1英寸)的线圈。
将线圈钩插入待拉扯的线圈中。通过肉眼观察确保仅钩住一个线圈用于测试。
以304.8cm(12英寸)/min的速度拉扯簇绒。持续拉扯直至簇绒与主背衬分离。
以磅测量拉扯簇绒需要的最大力。进行共十次拉扯，平均，并记录在表1中。
抗脱层性的测试：
根据ASTM D3936-05测定地毯抗脱层性。该过程是计算将次级背衬材料从主背衬材料分离所需的力的方法。
设备：
配备有7.62cm(3.00英寸)颚式夹具的拉力机型号2519-105(1000N容量)
用于调节地毯样品的干燥器
测试过程：
用于测试干燥脱层的样品处理：
将所有用于测试的样品切成在径向(warp direction)7.62cm(3.00英寸)宽且在机器方向30.48cm(12.00英寸)长的带并保持在25％至35％湿度和22℃至24℃的干燥器中至少12小时。
用于测试湿脱层的另外的样品处理：
根据以下过程一次制备一个用于湿脱层的样品：
将未测试的上述尺寸的带放入已经充满冷自来水的3.8升(一加仑)容器。将地毯样品浸入水中并使其浸泡10分钟。10分钟之后移出样品并放在纸巾上30秒以吸收多余水。然后如以下描述的测试样品的脱层值。
干燥脱层和湿脱层的测定：
在每个样品上将次级背衬在纵向(long direction)(机器)上从主背衬上分离大约3.8cm(11/2英寸)。将主背衬/绒头尽可能直立地放入底部颚，并将次级背衬尽可能直立地放入顶部颚用于180°剥离配置。将这两层在共17.8cm(7英寸)的颚行程中以30.5cm(12英寸)/min的速度拉扯分开。
在颚行程的第一和最后一英寸中不采集数据，并且记录在五个中间的一英寸段中的每一个中获得的最高值。将这五个值的平均值除以3(样品以英寸计的宽度)以提供以磅/英寸(lb./in)计的脱层强度。将每个这种过程进行相同的三次，并且每种类型的地毯的这些的平均值记录在表1中。符号“％保持”是湿值作为干燥的百分比。
表1：
主涂层 VAE VAE
次级涂层 VAE SBR
干燥簇绒联结N(磅) 34.9(7.84) 33.1(7.45)
湿簇绒联结N(磅) 13.9(3.13) 14.8(3.33)
％保持簇绒联结 39.9 44.7
干燥脱层N/cm(磅/英寸) 10.1(5.74) 12.6(7.22)
湿脱层N/cm(磅/英寸) 2.8(1.60) 3.6(2.03)
％保持脱层 27.9 28.1
如表1中所见，根据本发明的主背衬上的VAE和次级背衬上的SBR的组合相比在两背衬上均使用VAE，提供了26％的干燥脱层强度增加和27％的湿脱层强度增加。

Claims (14)

1.一种地毯产品，依次包括
a)具有背面和正面的主背衬材料，其中地毯纤维从所述正面延伸以形成地毯绒头并且还通过所述主背衬材料并在所述背面上形成线圈；
b)所述线圈上的主涂层，包含乙酸乙烯酯乙烯共聚物作为仅有的粘合剂，其中，所述乙酸乙烯酯乙烯共聚物不包含除乙酸乙烯酯和乙烯之外的共聚单体，并且基于干固体，所述主涂层以542至1085g/m2(16至32盎司/码2)存在；
c)所述主涂层上的次级涂层，包含苯乙烯-丁二烯共聚物作为仅有的粘合剂；以及
d)在所述次级涂层上并且由其粘附至所述主涂层的次级背衬材料，
其中，所述主涂层中的所述乙酸乙烯酯乙烯共聚物源自仅通过一种或多种乳化剂和一种或多种保护胶体稳定的乙酸乙烯酯乙烯共聚物分散体，或者所述主涂层中的所述乙酸乙烯酯乙烯共聚物源自仅通过一种或多种保护胶体稳定的乙酸乙烯酯乙烯共聚物分散体。
2.根据权利要求1所述的地毯产品，其中，基于共聚单体的总重量，所述乙酸乙烯酯乙烯共聚物以70至98wt％的量包含乙酸乙烯酯单元。
3.根据权利要求1所述的地毯产品，其中，基于共聚单体的总重量，所述乙酸乙烯酯乙烯共聚物以75至95wt％的量包含乙酸乙烯酯单元。
4.根据权利要求1所述的地毯产品，其中，基于共聚单体的总重量，所述乙酸乙烯酯乙烯共聚物以80至95wt％的量包含乙酸乙烯酯单元。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的地毯产品，其中，基于共聚单体的总重量，所述乙酸乙烯酯乙烯共聚物以2至30wt％的量包含乙烯。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的地毯产品，其中，基于共聚单体的总重量，所述乙酸乙烯酯乙烯共聚物以5至15wt％的量包含乙烯。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的地毯产品，其中，基于共聚单体的总重量，所述乙酸乙烯酯乙烯共聚物以10至12wt％的量包含乙烯。
8.根据权利要求1所述的地毯产品，其中，所述一种或多种保护胶体由一种或多种聚乙烯醇组成。
9.根据权利要求8所述的地毯产品，其中，所述一种或多种聚乙烯醇包含至少一种部分水解的聚乙烯醇和至少一种具有98至100mol％的水解度的聚乙烯醇。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的地毯产品，其中，基于共聚单体的总量，所述苯乙烯-丁二烯共聚物包含20至79.9wt％的苯乙烯和20至79.9wt％的丁二烯。
11.根据权利要求1-4中任一项所述的地毯产品，其中，基于共聚单体的总重量，所述苯乙烯-丁二烯共聚物包含总计0.1至15wt％的辅助共聚单体。
12.根据权利要求11所述的地毯产品，其中，所述辅助共聚单体选自由以下所组成的组：烯属不饱和单羧酸、烯属不饱和二羧酸、烯属不饱和单羧酸和烯属不饱和二羧酸中的任一种的酸酐或盐、以及上述中的任一种的组合。
13.根据权利要求10所述的地毯产品，其中，基于共聚单体的总量，所述苯乙烯-丁二烯共聚物包含50至65wt％的苯乙烯和35至50wt％的丁二烯。
14.一种用于制造根据权利要求1所述的地毯产品的方法，依次包括
a)提供具有背面和正面的主背衬材料，其中地毯纤维从所述正面延伸以形成地毯绒头并且还通过所述主背衬材料并在所述背面上形成线圈；
b)用包含乙酸乙烯酯乙烯共聚物作为仅有的粘合剂的水性主涂覆组合物来涂覆所述线圈以形成基于干固体提供542至1085g/m2(16至32盎司/码2)的涂覆的湿主涂层，其中，所述乙酸乙烯酯乙烯共聚物不包含除乙酸乙烯酯和乙烯之外的共聚单体；
c)用包含苯乙烯丁二烯共聚物作为仅有的粘合剂的水性次级涂覆组合物来涂覆次级背衬材料以形成湿次级涂层；
d)将步骤c)的产品对着步骤b)的产品挤压以使所述湿主涂层与所述湿次级涂层接触，以及
e)干燥步骤d)的产品。
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