CN107002349A

CN107002349A - 用于地毯的表面处理的组合物和施用方法

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Publication number: CN107002349A
Application number: CN201580047556.9A
Authority: CN
Inventors: N.M.吉布森; I.K.艾弗森; M.A.艾维; F.C.威克斯勒
Original assignee: Invista Technologies SARL Luxembourg
Current assignee: Invista Textiles UK Ltd
Priority date: 2014-08-08
Filing date: 2015-08-07
Publication date: 2017-08-01
Also published as: WO2016022964A1; US20170223965A1; EP3177765A1; CA2957318A1; BR112017002465A2; AU2015300820A1; MX2017001783A; EP3177765A4; JP2017529892A

Abstract

本发明提供表面纤维处理，利用所述处理制备的地毯、方块地毯、地垫和地板系统，以及出于包括害虫防治的各种目的施用所述处理的方法。杀虫剂如硅藻土、硼砂和二氧化硅以保持纤维柔软度的方式施用于地毯背衬。

Description

用于地毯的表面处理的组合物和施用方法

技术领域

本公开涉及表面纤维处理，利用这种处理制备的地毯、方块地毯和地垫，地板系统，以及施用这种处理的方法。

背景技术

家庭过敏反应中的大百分比由尘螨和其粪便引起。

已经显示硅藻土(DE)杀灭各种昆虫，包括蚂蚁、臭虫、蠹虫、毛虫、蟋蟀、白蚁、跳蚤、蜈蚣、甲虫、蜱、尘螨和其它节肢动物。

PCT申请No.PCT/GB91/00881公开了一种向动物纤维或其产品施用在滑石、DE、磨碎的玉米芯材料、白垩或聚合物粉末之中或之上的抗虫活性化合物例如拟除虫菊酯或更具体地氯菊酯的方法，其通过将所述抗虫活性化合物施用于惰性颗粒或将所述抗虫活性化合物掺入低熔点/蒸汽可熔的聚合物颗粒的载体颗粒内，并将所述颗粒均匀地施用在所述动物纤维或其产品上来实现。该公开的抗虫活性化合物缺乏永久性，因为氯菊酯是具有短活性寿命的挥发性材料。此外，拟除虫菊酯显示对猫、水生生物和益虫如蜜蜂的毒性。对这些材料的关注已经产生了对于较少环境危害的化学品的需要。

英国专利申请GB2398007公开了一种通过使用聚合物薄膜将DE粉末掺入到地毯背衬顶部上的方法。所述方法涉及在安装绒头之前或之后将粉末形式的硅藻土施用到地毯背衬的顶部。然后将热的热塑性聚合物材料以液体形式施用到地毯背面，使得它在背衬和绒头纤维之中和周围流动并润湿DE颗粒表面的至少一部分，以使得当冷却时，所述热塑性聚合物材料形成薄膜，将背衬和绒头纤维粘合在一起并保持所述DE颗粒至少部分地暴露。对于地毯厂，这种方法需要巨大的资本投资并极大地改变其加工程序。此外，在该材料中提及的背衬材料不是常用的。

已公布的美国专利申请No.2005/0255139A1公开了一种聚合物组合物和形成所述聚合物组合物的方法，其中基于二氧化硅的杀虫干燥剂均匀地分散在整个聚合物中。公开了所述聚合物组合物在由尼龙或聚酯制成的熔纺纤维中的用途以及由所述纤维形成的制品，例如枕头、床上用品填充物和地毯，以控制尘螨生长。在已公布的美国专利申请No.2005/0255139 A1中公开的杀虫干燥剂的实例包括沉淀硅石、DE、合成沸石、蒙脱粘土、氧化钙、硫酸钙和活性氧化铝。尽管该专利中的实施例显示了良好的抗螨功效，但是该专利中描述的DE的粒度将影响可加工性并降低制造期间的产物产率。此外，由于大的粒度，所得到的纤维更可能在地板应用中遭受断裂和降低的产品寿命。

美国专利No.7,238,403列出了DE作为复合材料中的吸收剂以及用于内衬外部或内部功能表面如隔板、抽屉、橱柜、冰箱、垃圾桶、运输容器的粘合剂或作为其它表面如地毯、织物、室内装潢、窗帘等的背衬的实例。美国专利No.7,287,650和美国专利No.8,056,733公开了用膜处理的基于纳米纤维的结构，其可以包括用于抑制微生物生长的制品中的DE。这些公开内容没有教导DE作为纤维的表面处理物的用途。

已公布的美国专利申请No.2008/0193387公开了DE作为固体载体的实例，所述固体载体与野马鞭草(Lippia javanica)精油组合用于组合物中，所述组合物被施用于制品如地毯以杀灭和/或排斥体外寄生虫和/或包括虱子、蜱、螨、蚊子、蚂蚁和跳蚤的害虫。

已公布的美国专利申请No.2011/0311603公开了用于防治害虫的材料，其由多孔织物片、第二织物片和与杀虫剂接触的棉絮构成，所述棉絮被绗缝或粘结在所述多孔织物片与所述第二织物片之间。所述杀虫剂，优选是食品级硅藻土，通过所述多孔织物片可控地释放。

PCT申请No.PCT/US2012/059518和已公布的美国专利申请No.2013/0089578公开了一种杀虫剂，其在水和一种或多种添加剂如润湿剂、分散剂、无泡剂或增稠剂的液体混合物中包括DE。所述杀虫剂以液体形式施用于表面以防治昆虫的传播。

日本专利No.5,620,750公开了干燥剂如硼酸盐玻璃粉末在床上用品中所用的透气片材中改善抗螨益处的用途。所述硼酸盐粉末被描述为与任选的有机粘合剂或固化剂组合，分散在制剂中并作为涂层施加到片材上。硅胶、沸石、氧化钙、硅藻土、活性炭、活性粘土、沸石、白炭、氯化钙、氯化镁、乙酸钾、硼酸钠、柠檬酸钠和吸水性聚合物在该公开内容中被列举为可用于吸收水分。许多家庭护理网站还描述了通过在地毯上喷撒DE并且然后真空处理来减少地毯上驻留害虫的补救措施。

发明内容

本发明的一个方面涉及表面纤维处理的地毯和地板系统。

在一个非限制性实施方案中，所述表面纤维处理地毯包括：背衬稀松布；具有顶部和底部的地毯纤维，所述地毯纤维穿过所述背衬稀松布安装以使得所述地毯纤维的底部与所述背衬稀松布邻接；和施用到所述背衬稀松布的表面纤维处理物。

在一个非限制性实施方案中，表面纤维处理物被施用到背衬稀松布的底侧。

在一个非限制性实施方案中，表面纤维处理物被施用到背衬稀松布，以使得大部分的表面纤维处理物位于背衬稀松布和地毯纤维的底部上。

在一个非限制性实施方案中，大部分的表面纤维处理物位于背衬稀松布和地毯纤维的底部第三部分上。

本发明的另一个方面涉及抗虫地毯。

在一个非限制性实施方案中，所述抗虫地毯包括：背衬稀松布；具有顶部和底部的地毯纤维，所述地毯纤维穿过所述背衬稀松布安装，以使得所述地毯纤维的底部与所述背衬稀松布邻接；和施用于所述背衬稀松布的杀虫剂。

在一个非限制性实施方案中，杀虫剂被施用于背衬稀松布的底侧。

在一个非限制性实施方案中，杀虫剂以足以使得地毯抗虫且同时保持柔软度基本上类似于未用杀虫剂处理的地毯的柔软度的量和位置施用于地毯中。

在一个非限制性实施方案中，所述抗虫地毯包括：背衬稀松布；具有顶部和底部的地毯纤维，所述地毯纤维穿过所述背衬稀松布安装，以使得所述地毯纤维的底部与所述背衬稀松布邻接；和施用于所述背衬稀松布的杀虫剂，以使得大部分的杀虫剂位于所述背衬稀松布和所述地毯纤维的底部上。

在一个非限制性实施方案中，大部分的杀虫剂位于背衬稀松布和地毯纤维的底部第三部分上。

在一个非限制性实施方案中，杀虫剂是通过将杀虫剂的水性悬浮液或溶液喷洒到地毯的背衬稀松布来施用的。

在一个非限制性实施方案中，杀虫剂是通过起泡施用到地毯的背衬稀松布来施用的。

在一个非限制性实施方案中，抗虫地毯还包括在将杀虫剂施用于背衬稀松布之后施用到背衬稀松布的胶乳背衬。

在一个非限制性实施方案中，地毯纤维包括聚酯、聚烯烃、聚酰胺和其共聚物或共混物。

在一个非限制性实施方案中，背衬稀松布包括热塑性聚合物。

本发明的另一个方面涉及地板系统，其包括背衬稀松布，穿过所述背衬稀松布安装的地毯纤维，和施用到所述背衬稀松布的杀虫剂。在一个非限制性实施方案中，地毯垫层位于背衬稀松布下方。

在该地板系统的一个非限制性实施方案中，杀虫剂被施用到背衬稀松布的底侧。

在该地板系统的一个非限制性实施方案中，杀虫剂以足以使得地板系统抗虫且同时保持地毯纤维的柔软度基本上类似于未用杀虫剂处理的地毯纤维的柔软度的量和位置施用于地毯中。

在一个非限制性实施方案中，大部分的杀虫剂位于该地板系统的背衬稀松布和地毯纤维的底部上。

在一个非限制性实施方案中，大部分的杀虫剂位于该地板系统的背衬稀松布和地毯纤维的底部第三部分上。

本发明的另一个方面涉及地板系统，其包括背衬稀松布，穿过所述背衬稀松布安装的地毯纤维，和施用到所述背衬稀松布的表面纤维处理物。在一个非限制性实施方案中，地毯垫层位于背衬稀松布下方。

本发明的另一个方面涉及一种制造表面纤维处理地毯的方法。在该方法中，将表面纤维处理物施用到地毯的背衬稀松布。所述地毯包括背衬稀松布和具有顶部和底部的地毯纤维，所述地毯纤维穿过所述背衬稀松布安装以使得所述地毯纤维的底部与所述背衬稀松布邻接。

在所述方法的一个非限制性实施方案中，所述表面纤维处理物以足以使得地毯被处理且同时保持地毯的柔软度基本上类似于未用表面纤维处理物处理的地毯的柔软度的量和位置施用于地毯中。

在所述方法的一个非限制性实施方案中，表面纤维处理物被施用以使得大部分的表面纤维处理物位于背衬稀松布和地毯纤维的底部上。

在一个非限制性实施方案中，所述表面纤维处理被施用以使得大部分的表面纤维处理物位于背衬稀松布和地毯纤维的底部第三部分上。

在一个非限制性实施方案中，表面纤维处理物是通过将表面纤维处理物的水性悬浮液或溶液喷洒到地毯的背衬稀松布来施用的。

在一个非限制性实施方案中，所述方法还包括在表面纤维处理物施用到背衬稀松布之后将胶乳背衬施用到地毯的背衬稀松布。

附图说明

图1A和图1B是根据实施例1制备的地毯纤维的扫描电子显微镜(SEM)图像，其中DE被施用到地毯的顶部。图1A示出绒头的顶部三分之一的SEM图像，而图1B示出绒头的底部三分之一的SEM图像，放大倍率为1500倍。

图2A至图2C是根据实施例2和本发明的方法制备的地毯纤维的SEM图像，其中DE被喷洒在背衬稀松布上。图2A是绒头的顶部三分之一的SEM图像，而图2B是绒头的底部三分之一的SEM图像，放大倍率为1500倍。图2C是绒头的底部三分之一的SEM图像，放大倍率为3500倍。

图3是根据实施例3制备的未被处理的地毯纤维的SEM图像，放大倍率为1500倍。

图4A和图4B是根据实施例4制备的地毯纤维的SEM图像，其中DE被施用到地毯的顶部。图4A示出绒头的顶部三分之一的SEM图像，而图4B示出绒头的底部三分之一的SEM图像，放大倍率为1500倍。

图5A和图5B是根据实施例5和本发明的方法制备的地毯纤维的SEM图像，其中DE被喷洒在背衬稀松布上。图5A是绒头的顶部三分之一的SEM图像，而图5B是绒头的底部三分之一的SEM图像，放大倍率为1500倍。

图6是根据实施例6制备的未被处理的地毯纤维的SEM图像，放大倍率为1500倍。

图7A和图7B是直径为约1-15微米的工程或合成二氧化硅的SEM图像。

图8示出背喷在920旦尼尔地毯上的合成二氧化硅的SEM图像。

图9A和图9B示出来自用下文示出的暴露于10,000次Vetterman转鼓循环的2.5％二氧化硅处理的样品的SEM图像。这些图像显示表面磨损，但对纤维结构没有关键破坏。

图10是来自未用暴露于10,000次Vetterman转鼓循环的二氧化硅处理的地毯样品的SEM图像。该图像显示由于污垢/胶乳颗粒造成的一些磨损。

图11是经受两次单独的耐久性测试、热水提取(HWE)和真空处理的各种地毯样品的照片。在5次HEW循环和100次真空处理循环后，用与硅酸盐反应的碱性蓝色染料将样品染色。与单独的UNIDYNE^TMTG2211或DE相比，含氟化合物UNIDYNE^TMTG2211的存在似乎提高了DE的耐久性，如由更深的蓝色所示。

具体实施方式

本公开提供表面纤维处理，通过这种处理制备的地毯、方块地毯、地垫、地板系统和其它制品，以及用于制造表面纤维处理的地毯、方块地毯、地垫、地板系统和其它制品的方法。

在本发明的非限制性实施方案中，表面处理物可用于纤维上，所述纤维可用于害虫防治、霉菌和霉变处理、去污、防沾污、防水、阻燃和拒油。

在本发明的非限制性实施方案中，表面处理物包括杀虫剂、合成沸石、二氧化硅、表面改性的二氧化硅、蒙脱粘土、氧化钙、硫酸钙、活性氧化铝或其组合。

在本发明的一个非限制性实施方案中，表面纤维处理的目的是用于害虫防治。如本文所用的“害虫”意在包括昆虫以及微生物，例如(但不限于)霉菌、真菌和细菌。在这个实施方案中，杀虫剂包括在表面纤维处理物中。在一个非限制性实施方案中，杀虫剂是硅藻土(DE)或无毒的DE替代物。无毒的DE替代物包括(但不限于)硼砂、硼酸、硼氧化钠、硼酸锌、八硼酸二钠四水合物、二氧化硅、合成二氧化硅、无定形二氧化硅、表面改性的二氧化硅、沉淀硅石、碳酸氢钠或其组合。

在本发明的一个非限制性实施方案中，杀虫剂是具有45微米或更小的中值粒度的硅藻土(DE)。在本发明的另一个非限制性实施方案中，杀虫剂是硅藻土(DE)，其中大部分的颗粒具有45微米或更小的中值粒度。在本发明的另一个非限制性实施方案中，杀虫剂是硅藻土(DE)，其中基本上所有的颗粒具有45微米或更小的中值粒度。

在本发明的一个非限制性实施方案中，杀虫剂是具有15微米或更小的中值粒度的硅藻土(DE)。在本发明的另一个非限制性实施方案中，杀虫剂是硅藻土(DE)，其中大部分的颗粒具有15微米或更小的中值粒度。在本发明的另一个非限制性实施方案中，杀虫剂是硅藻土(DE)，其中基本上所有的颗粒具有15微米或更小的中值粒度。

在本发明的非限制性实施方案中，杀虫剂是未经煅烧的DE。在本发明的另一个非限制性实施方案中，杀虫剂是食品级DE。在本发明的另一个非限制性实施方案中，DE也可以用化学杀虫剂处理或表面改性以提高其作为杀虫剂的功效。

在本发明的一个非限制性实施方案中，杀虫剂是二氧化硅。在另一个非限制性实施方案中，杀虫剂是具有45微米或更小的中值粒度的二氧化硅。在本发明的另一个非限制性实施方案中，杀虫剂是二氧化硅，其中大部分的颗粒具有45微米或更小的中值粒度。在本发明的另一个非限制性实施方案中，杀虫剂是二氧化硅，其中基本上所有的颗粒具有45微米或更小的中值粒度。

在本发明的一个非限制性实施方案中，杀虫剂是具有15微米或更小的中值粒度的二氧化硅。在本发明的另一个非限制性实施方案中，杀虫剂是二氧化硅，其中大部分的颗粒具有15微米或更小的中值粒度。在本发明的另一个非限制性实施方案中，杀虫剂是二氧化硅，其中基本上所有的颗粒具有15微米或更小的中值粒度。

在本发明的非限制性实施方案中，杀虫剂是合成二氧化硅。如本文所用的术语合成二氧化硅也可以称为工程二氧化硅或工程硅石。

除了杀虫剂之外，表面纤维处理物还包括水溶液，例如水。

可包括在表面纤维处理物中的其它组分包括(但不限于)防腐剂，例如碱金属盐、二氧化硫、亚硫酸盐、丙酸盐、亚硝酸盐和硝酸盐；以及粘合添加剂或粘合剂，例如(但不限于)聚合物成膜剂，如聚乙烯醇、含硅交联剂、丙烯酸酯粘合剂、氨基甲酸酯成膜剂和卡宾/氮宾骨架咬合分子。虽然不限于任何特定理论，但是在将表面处理物保持到地毯纤维表面的静电吸引力不够强到足以承受地毯磨损和清洁的严格性的情况下，可以包括粘合添加剂。期望粘合剂(例如本文所述的那些)能够使表面纤维处理物在存在侵蚀性真空处理、热水提取、过量客流量和表面活性剂洗涤的情况下保持粘附到地毯纤维上。

在本发明的一个非限制性实施方案中，将表面纤维处理物施用到地毯的背衬稀松布。在一个非限制性实施方案中，在处理之后，可以在将胶乳(或其它类型的胶粘剂)背衬添加到地毯之前施用胶粘剂。在一个非限制性实施方案中，可在胶乳背衬已添加到地毯之前施用处理物。在其中表面处理的目的是害虫防治的实施方案中，这种施用产生抗虫地毯。在非限制性实施方案中，表面处理物可通过本领域技术人员已知的任何液体、泡沫、浮泡施用来施用。在一个非限制性实施方案中，可通过将水性溶液或悬浮液喷洒到地毯的背衬稀松布来施用处理物。喷洒允许背衬和地毯绒头的底部用活性成分处理，从而增加处理物的活性寿命，因为当使用传统的家庭清洁操作时颗粒保持截留在基底中并且不会变得容易空气传播或去除。此外，将表面纤维处理物施用于稀松布允许通过安装在精整过程之前应用的喷杆(其中将胶乳或其它胶粘剂施用到地毯稀松布并固化)而在地毯厂内容易实施。不限于任何特定理论，该方法被认为在地毯基底附近截留表面纤维处理物的活性成分，从而防止活性成分在地毯处理期间以及在正常清洁操作或磨损下变得空气传播或被去除。

在本发明的另一个非限制性实施方案中，处理物可通过起泡施用来施用。在这个实施方案中，也可以利用填塞或辊轧。不限于任何特定理论，该方法也被认为在地毯基底附近截留表面纤维处理物的活性成分，从而防止活性成分在正常清洁操作下变得空气传播或被去除。

在一个非限制性实施方案中，在施用表面纤维处理物之后，大部分(即多于50％)的活性成分位于地毯的背衬稀松布和地毯纤维的底部上。在一个非限制性实施方案中，在施用表面纤维处理物之后，大部分(即多于50％)的活性成分位于位于地毯的背衬稀松布和地毯纤维的底部第三部分上。

本公开还涉及抗虫地毯、抗虫方块地毯、抗虫地垫和抗虫地板系统。

本发明的抗虫地毯包括背衬稀松布。在一个非限制性实施方案中，所述背衬稀松布包括热塑性聚合物。用于形成背衬稀松布的热塑性聚合物可选自热塑性塑料、黄麻或纤维玻璃。可用于制造背衬稀松布的热塑性塑料的实例包括聚丙烯、聚乙烯和聚酯。

所述抗虫地毯还包括具有顶部和底部的地毯纤维，所述地毯纤维穿过背衬稀松布安装以使得地毯纤维的底部与背衬稀松布邻接。如本文所用，术语安装是指本领域中已知用于通过背衬稀松布固定合成纤维的方法。通过背衬稀松布安装纤维的方法包括(但不限于)簇绒、编织和针刺。在一个非限制性实施方案中，地毯纤维形成簇绒地毯。

在本发明的非限制性实施方案中，用于地毯、方块地毯、地垫和地板系统的纤维包括羊毛、棉、合成纤维或其组合。在另一个非限制性实施方案中，用于地毯、方块地毯、地垫和地板系统的纤维包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺或其组合。在本发明的另一个非限制性实施方案中，本发明的地毯、方块地毯、地垫和地板系统可由膨化连续长丝构成。

合适的聚酰胺包括本领域中已知适合形成膨化连续长丝纤维的成纤聚酰胺，其具有足够的粘度、韧度、化学稳定性和结晶度以在这种应用中至少适度耐用。聚酰胺可选自尼龙5,6；尼龙6/6；尼龙6；尼龙7；尼龙11；尼龙12；尼龙6/10；尼龙6/12；尼龙DT；尼龙6T；尼龙6I；和其共混物或共聚物。在一个实施方案中，聚酰胺是尼龙6/6聚合物。

合适的聚烯烃包括聚丙烯。合适的聚酯包括本领域中已知的成纤聚酯。聚酯树脂可选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乳酸(PLA)和其共混物或共聚物。

在非限制性实施方案中，用于形成本发明的地毯、方块地毯、地垫和地板系统的纤维还包含合适的内置防污添加剂，其包括已知能使酸性染色位点失效的添加剂。可使用的合适的防污添加剂包括那些能够与用于形成本发明的溶液染色的膨化连续长丝的聚合物原料共聚的芳族磺酸盐和它们的碱金属盐。例如，在聚酰胺如尼龙6,6或尼龙6中，酸性染料位点是指与酸性染料反应或缔合导致染色的胺端基或酰胺键。防污添加剂与这些酸性染料位点反应或缔合以防止酸性染料位点与酸性染料反应或缔合。用于聚酰胺中的合适的防污添加剂在以引用的方式并入本文中的美国专利No.5,155,178中得以讨论。合适的防污添加剂包括(但不限于)芳族磺酸盐和其碱金属盐，例如5-磺基间苯二甲酸钠盐和二甲基-5-磺基间苯二甲酸酯钠盐。在一个非限制性实施方案中，防污添加剂是5-磺基间苯二甲酸钠盐(SSIPA)。在本发明的一个实施方案中，防污添加剂是5-磺基间苯二甲酸酯。在一个非限制性实施方案中，防污添加剂以约1至10重量百分比的范围存在。在另一个非限制性实施方案中，防污添加剂以约1至5重量百分比的范围存在。

在非限制性实施方案中，用于形成本发明的地毯、方块地毯、地垫和地板系统的纤维还包含至少一个导电长丝。在另一个实施方案中，导电长丝的量足以形成抗静电地毯、方块地毯、地垫或地板系统。可用于赋予地毯以抗静电性能的导电长丝的实例公开于以引用的方式并入本文的美国专利No.4,900,495和4,997,712中。在本发明的一个非限制性实施方案中，导电长丝是自旋取向的并且具有与分散在聚合物基质中的导电碳的组分共同延伸的非导电聚合物组分，其中所述自旋取向的导电长丝的非导电聚合物组分是含有大量的非导电成纤聚合物材料的熔融共混物。

此外，本发明的地毯、地垫和方块地毯包括施用于地毯的背衬稀松布的杀虫剂。在一个非限制性实施方案中，杀虫剂以足以使得地毯抗虫且同时保持柔软度基本上类似于未用杀虫剂处理的地毯的柔软度的量和位置施用于地毯中。在一个非限制性实施方案中，施用杀虫剂以使得大部分的杀虫剂位于背衬稀松布和地毯纤维的底部上。在一个非限制性实施方案中，在施用表面纤维处理物后，大部分(即超过50％)的杀虫剂位于地毯的背衬稀松布和地毯纤维的底部第三部分上。

在一个非限制性实施方案中，杀虫剂是硅藻土(DE)或无毒的DE替代物。无毒的DE替代物包括(但不限于)硼砂、硼酸、硼氧化钠、硼酸锌、八硼酸二钠四水合物、二氧化硅、合成二氧化硅、无定形二氧化硅、表面改性的二氧化硅、沉淀硅石、碳酸氢钠或其组合。

在一些实施方案中，本发明的抗虫地毯还包括胶粘剂或额外的背衬以将纤维固定到背衬稀松布。在一个非限制性实施方案中，胶粘剂或额外的背衬是胶乳背衬。胶乳背衬可在杀虫剂处理物之后施用。在另一个非限制性实施方案中，使用热塑性粉末或薄膜将纤维加热并粘结在适当位置。在其它非限制性实施方案中，聚氯乙烯、乙酸乙烯酯、聚氨酯、沥青或橡胶可用作胶粘剂或额外的背衬以将纤维固定到背衬稀松布。

本公开的另一个方面涉及包括本发明的表面纤维处理地毯的地板系统。在一个非限制性实施方案中，地板系统包括背衬稀松布，穿过所述背衬稀松布安装的地毯纤维，和施用到所述背衬稀松布的表面纤维处理物层。在一个非限制性实施方案中，地毯垫层位于背衬稀松布下方。

在一个实施方案中，将表面纤维处理物施用到这种地板系统的背衬稀松布的底侧。在一个非限制性实施方案中，处理物以足以使地板系统的地毯纤维被处理且同时保持地毯纤维的柔软度(也称为手感)基本上类似于未被处理的地毯纤维的柔软度的量和位置施用于地毯中。在一个非限制性实施方案中，大部分的表面纤维处理物位于地板系统的背衬稀松布和地毯纤维的底部上。在一个非限制性实施方案中，大部分的表面纤维处理物位于背衬稀松布和地毯纤维的底部第三部分上。

本发明的地板系统还可包括胶粘剂或额外的背衬以将纤维固定到背衬稀松布。在一个非限制性实施方案中，胶粘剂或额外的背衬是胶乳背衬。胶乳背衬可在杀虫剂处理物之后施用。在另一个非限制性实施方案中，施用热塑性粉末或薄膜将纤维加热并粘结在适当位置。在其它非限制性实施方案中，聚氯乙烯、乙酸乙烯酯、聚氨酯、沥青或橡胶可用作胶粘剂或额外的背衬以将纤维固定到背衬稀松布。

本发明的地板系统还可包括辅助稀松布，其置于胶粘剂或额外的背衬上方以进一步将纤维固定到背衬稀松布。

在非限制性实施方案中，用于本发明的地板系统中的表面处理物包括杀虫剂、合成沸石、蒙脱粘土、氧化钙、硫酸钙、活性氧化铝或其组合。

在本发明的一个非限制性实施方案中，表面纤维处理的目的是用于害虫防治。在这个实施方案中，杀虫剂包括在表面纤维处理物中。在一个非限制性实施方案中，杀虫剂是硅藻土(DE)或无毒的DE替代物。无毒的DE替代物包括(但不限于)硼砂、硼酸、硼氧化钠、硼酸锌、八硼酸二钠四水合物、二氧化硅、合成二氧化硅、无定形二氧化硅、表面改性的二氧化硅、沉淀硅石、碳酸氢钠或其组合。

在本发明的非限制性实施方案中，杀虫剂是未经煅烧的DE。在本发明的另一个非限制性实施方案中，杀虫剂是食品级DE。在本发明的另一个非限制性实施方案中，DE也可以用化学杀虫剂处理以提高其作为杀虫剂的功效。

除了杀虫剂之外，表面纤维处理物还包括水溶液，例如水。

在本发明的非限制性实施方案中，用于地板系统的纤维包括羊毛、棉、合成纤维或其组合。在另一个非限制性实施方案中，用于地毯、方块地毯、地垫和地板系统的纤维包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺或其组合。在本发明的另一个非限制性实施方案中，在本发明的地板系统中使用的纤维可由膨化连续长丝构成。

在一个非限制性实施方案中，地板系统的背衬稀松布包括热塑性聚合物。

本公开进一步提供用于制造表面处理的地毯、方块地毯、地垫和地板系统的方法。在这个方法中，将表面纤维处理物(例如但不限于杀虫剂)施用到地毯的背衬稀松布。除了背衬稀松布之外，地毯还包括具有顶部和底部的地毯纤维，所述地毯纤维穿过背衬稀松布安装以使得地毯纤维的底部与背衬稀松布邻接。在一个非限制性实施方案中，表面纤维处理物以足以使得地毯被处理且同时保持柔软度(也称为手感)基本上类似于未用表面纤维处理物处理的地毯的柔软度或手感的量和位置施用于地毯中。在所述方法的一个非限制性实施方案中，施用表面纤维处理物以使得大部分的处理物位于背衬稀松布和地毯纤维的底部上。在另一个非限制性实施方案中，大部分的表面纤维处理物位于背衬稀松布和地毯纤维的底部第三部分上。

在一个非限制性实施方案中，表面纤维处理物是通过将表面纤维处理物的水性悬浮液或溶液喷洒到地毯的背衬稀松布来施用的。表面纤维处理物的喷洒提供几种调节表面纤维处理物深度的方法。例如，可以增加喷杆psi以增加深度穿透。此外，预期增加湿吸量(wet pick up)对深度穿透具有影响。

此外，改变背衬稀松布的织物经纬密度(pick count)可以用于影响能够容易地穿过背衬稀松布的表面纤维处理物的量，间隔越大(即织物经纬密度越小)，允许更多的材料通过纤维，从而潜在增加深度穿透。在喷洒之后立即施加真空(或提取器)预期导致更多的表面纤维处理物从背衬稀松布提取到地毯纤维。最后，地毯的湿气可能影响杀虫处理物的穿透深度。

在另一个非限制性实施方案中，表面纤维处理物是通过表面纤维处理物的起泡施用而施用到地毯的背衬稀松布。在这个实施方案中，也可以利用填塞或辊轧。不限于任何特定理论，该方法也被认为在地毯基底附近截留表面纤维处理物的活性成分，从而防止活性成分在正常清洁操作下变得空气传播或被去除。

在本发明的一个非限制性实施方案中，表面纤维处理的目的是用于害虫防治。在这个实施方案中，杀虫剂包括在表面纤维处理物中。在一个非限制性实施方案中，杀虫剂是硅藻土(DE)或无毒的DE替代物。无毒的DE替代物包括(但不限于)硼砂、硼酸、硼氧化钠、硼酸锌、八硼酸二钠四水合物、二氧化硅、合成二氧化硅、表面改性的二氧化硅、无定形二氧化硅、表面改性的二氧化硅、沉淀硅石、碳酸氢钠或其组合。

除了杀虫剂之外，表面纤维处理物还包括水溶液，例如水。

在一些实施方案中，可在施用表面纤维处理物之后将地毯加热以干燥溶液。

在一个非限制性实施方案中，所述方法还包括在将表面纤维处理物施用到背衬稀松布之后施用胶粘剂或额外的背衬以将纤维固定到背衬稀松布。在一个非限制性实施方案中，胶粘剂或额外的背衬是胶乳背衬。胶乳背衬可在杀虫剂处理物之后施用。在另一个非限制性实施方案中，使用热塑性粉末或薄膜将纤维加热并粘结在适当位置。在其它非限制性实施方案中，聚氯乙烯、乙酸乙烯酯、聚氨酯、沥青或橡胶可用作胶粘剂或额外的背衬以将纤维固定到背衬稀松布。

当地毯中存在尘螨时，它们通常存在于地毯背衬附近。因此，本发明的表面纤维处理和地毯，其中大部分的杀虫剂位于地毯的底部中，预期有效地控制尘螨种群，从而减少对尘螨的过敏反应。本发明也预期蜱、跳蚤和臭虫种群以及其它害虫、微生物、霉菌和霉变的减少。

本发明的表面纤维处理地毯的制造方法也是有利的，因为它在工厂层面上实施这种应用技术需要的资本支出最小。例如，可以在地毯厂利用位于胶乳涂布装置之前的任何点的喷杆来实现表面处理物向稀松布底侧的施用。存在几个可放置这种喷杆的地方。实现这项任务的喷杆的位置的非限制性实例是在连续染色线上。然而，如本领域技术人员在阅读本公开内容后所理解，喷洒装置可以位于管线中在提取器狭槽之前的任何点，使得地毯的背衬可以被喷洒。可以选择和/或调节喷杆规格，例如喷嘴开口尺寸以及泵尺寸和类型，使得处理物中的任何微粒不会堵塞喷洒装置的管线、过滤器和喷嘴。也可以使用安置在地毯表面并位于管线上紧邻喷洒装置之后的真空(或提取器)。真空预期有助于表面处理物的深度穿透。处理物溶液可能需要在施用期间搅拌以在喷洒时保持任何颗粒分散。在施用本发明的表面处理物之前，地毯应该在可以施用胶乳涂层之前完全干燥，但可以是潮湿或干燥的。

英国专利申请GB2398007公开了一种通过使用聚合物薄膜将DE粉末掺入到地毯背衬顶部上的方法。所述方法涉及将粉末形式的硅藻土施用到地毯背衬的顶部以及使用静电电荷将DE粉末吸引到施用于背衬稀松布背面的薄膜。对于地毯厂，这种方法需要巨大的资本投资并极大地改变其加工程序。本发明的实施方案不包括将DE粉末添加到地毯、方块地毯、地垫或地板系统的背衬稀松布的顶部。此外，本公开的实施方案不需要使用施用到背衬稀松布背面的薄膜或使用静电电荷来控制DE粉末的位置。

根据本发明的表面纤维处理物的施用也确保地毯的手感不受与表面处理物如DE杀虫剂相关的任何粗糙涂层的影响。

使用本发明的杀虫剂表面处理物(包括DE和DE替代物)也提供了减少簇绒地毯中的尘螨种群的无毒和环境友好的方式。由于DE变得空气传播的能力而引起对其的一些关注。然而，其中将杀虫剂粘附到地毯底部的本发明方法将DE微粒保持在适当位置。在一个非限制性实施方案中，在制造期间可在涂布之前或在DE浆料中使用胶粘剂以防止稀松布背面上任何松散DE被擦掉。最后，当与诸如将DE喷撒在地毯顶部上并添加DE到纤维主体中的方法比较时，使用本发明的方法利用最小量的杀虫剂(例如DE)实现了地毯中最大量的害虫防治。此外，与顶喷施用方法相比，背喷施用允许较少的纤维“飞尘”。

以下部分进一步提供本发明的制品和方法的说明。这些工作实施例仅是说明性的，而不旨在以任何方式限制本发明的范围。

实施例

对于实施例1-6，用由4g硅藻土、252g去离子水和10mg氯化镁(作为防腐剂)组成的硅藻土水溶液处理被处理的地毯。所述硅藻土获自St.Gabriel Organics。所述硅藻土未经煅烧并且具有大于145％的吸水率和大于135％的吸油率。这种硅藻土水溶液是米色的，并且在喷洒施用之前需要搅拌溶液(以防止微粒从溶液中沉淀出来)。

实施例1：将DE喷洒在地毯纤维上

用于测试的地毯具有由995旦尼尔尼龙6,6纤维制成的住宅割绒构造。所述纤维是2股合股在一起并以每英寸6捻进行加捻。最后的萨克森风格地毯被构造为9/16英寸绒头高度，每英寸13-14个针脚，和1/8英寸针距。地毯重量是45盎司/平方码。地毯是染色的浅小麦米色，并用防污剂处理。地毯是无背衬的，只有聚丙烯主背衬稀松布，没有胶乳。

用高容量低压(HVLP)枪将硅藻土溶液喷洒到地毯上(割绒侧朝上)，以具有15％湿吸量。将地毯在150℃下固化8分钟。这种地毯的手感显然比未被处理的对照更粗糙。

然后用扫描电子显微镜(SEM)观察地毯纤维。在1500倍放大倍率下，对于绒头的顶部三分之一和绒头的底部三分之一拍摄SEM图像。所述SEM图像显示，该方法导致大部分的硅藻土微粒粘附到绒头的顶部三分之一。

实施例2：根据本发明将DE喷洒在背衬稀松布上

用于测试的地毯是995旦尼尔尼龙6,6纤维的住宅割绒构造。所述纤维是2股合股在一起并以每英寸6捻进行加捻。最后的萨克森风格地毯被构造为9/16英寸绒头高度，每英寸13-14个针脚，和1/8英寸针距。地毯重量是45盎司/平方码。地毯是染色的浅小麦米色，并用防污剂处理。地毯是无背衬的，只有聚丙烯主背衬稀松布，没有胶乳。

用HVLP枪将硅藻土溶液喷洒在地毯聚丙烯主背衬稀松布上(地毯的割绒侧面朝下)，具有15％湿吸量。将地毯在150℃下固化8分钟。这种地毯的手感显然没有比未被处理的对照更粗糙。

然后用SEM观察地毯纤维。在1500倍放大倍率下，对于绒头的顶部三分之一和绒头的底部三分之一拍摄SEM图像。所述SEM图像显示，该方法导致大部分的硅藻土微粒粘附到绒头的底部三分之一。

实施例3：未被处理的地毯

对地毯不进行处理。在1500倍放大倍率下对地毯纤维拍摄SEM图像，显示洁净光滑的纤维。

实施例4：将DE喷洒到地毯纤维上

用于测试的地毯具有由1245旦尼尔尼龙6,6纤维制成的绒圈商业构造，并使用每英寸4.5捻将两股合股。使用1/10英寸针距将最后的地毯构造为1/4英寸绒头高度。地毯重量是32盎司/平方码。地毯是染色的浅小麦米色，并用防污剂处理。地毯是无背衬的，只有聚丙烯主背衬稀松布，没有胶乳。

用HVLP枪将硅藻土溶液喷洒在地毯上(割绒侧朝上)，以具有15％湿吸量。将地毯在150℃下固化8分钟。地毯的手感没有显著受影响。

然后用SEM观察地毯纤维。在1500倍放大倍率下，对于绒头的顶部三分之一和绒头的底部三分之一拍摄SEM图像。所述SEM图像显示，该方法导致大部分的硅藻土微粒粘附到绒头的顶部三分之一。

实施例5：根据本发明将DE喷洒在背衬稀松布上

用HVLP枪将硅藻土溶液喷洒在地毯聚丙烯主背衬稀松布上(地毯的割绒侧面朝下)，具有15％湿吸量。将地毯在150℃下固化8分钟。地毯的手感没有显著受影响。

实施例6：未被处理的地毯

对于实施例7-16，所用的DE是未经煅烧的，具有15微米或更小的中值粒度，吸水率大于145％并且吸油率大于135％。对于实施例7-16，所用的二氧化硅是从Rockwell Labs,Ltd(North Kansas City,MO)获得并以名称CimeXaTM销售的合成二氧化硅。

实施例7：尘螨测试

使用活尘螨、特别是屋尘螨(Dermatophagoides pteronyssinus)进行测试。活螨培养物在25℃和65％相对湿度(RH)下生长并储存，直到准备使用。在测试之前，通过将一部分培养物称重到分离培养皿上，然后使用立体双目显微镜和照相机对活螨数目计数来确定每克培养物的尘螨数目。然后使用此信息估算在地毯样品上添加约50个尘螨用于功效测试。

对于地毯制备和尘螨接种，将地毯样品切成10cm×15cm的区段，并用聚四氟乙烯阻挡物预涂布边缘以防止尘螨逃逸。然后将样品在环境室(25℃和65％RH)中预调节3小时。所有样品一式三份进行。然后使用1kg圆柱形砝码将由干燥的肝氧化物组成的尘螨食物(0.02克)滚入样品中。施加压力以确保食物均匀分布到地毯的基底。然后使地毯返回到环境室达1小时。

一旦调节好，就将预定重量的尘螨培养物添加到地毯以递送约50个螨。然后将地毯放回到环境室中，直到被拉动用于功效评价。在温育期间，将落地灯放置在被动过敏原室中并设置自动计时器，每12小时循环开启和关闭；该过程模拟家庭中的常规光循环。

热提取方法(HEM)方案

在5周时，拉动地毯以使用热提取方法(HEM)进行功效评价。为了进行测试，将比地毯样品稍大的热板打开并升温至25℃。将等同于地毯尺寸的网格织物预切割并附着到胶粘剂薄膜。将所述材料牢固地压在一起，以确保薄膜的粘性侧与网格良好接触。使用网格来限制可能附着到胶带上的食物颗粒和死螨的量。然后将网膜压在毯面上，以使得其与纤维簇保持良好接触。然后将地毯样品放置在25℃热板上，并且将聚苯乙烯块和12g砝码放置在网格上以在整个测试中保持稳定的恒定压力。10分钟后，将热板调节至40℃并保持另外10分钟。温度每10分钟增加25℃间隔。重复该步骤直到达到125℃，并且将样品保持最后10分钟。应当注意，热板的温度不反映地毯的温度。由于地毯的3D结构，实验表明地毯温度不超过80℃。在热暴露之后，从地毯除去网膜并且施加第二胶粘剂薄膜来夹住网格并固定螨以用于随后计数。对于每个样品，使用立体双目显微镜和照相机对螨总数进行计数。结果以三次测量结果的平均值和标准偏差报告。

酶联免疫吸附测定(ELISA)方案

在5周时，拉动地毯以使用ELISA方法进行功效评价以定量存在的Der p1蛋白量。地毯中存在的Der p1越多，尘螨的数量越高。将地毯样品放置在具有250mL磷酸盐缓冲盐水与0.05％Tween(PBST)缓冲溶液的容器中。将容器放置在300rpm振荡器上24小时以帮助从地毯中提取过敏原。将提取物在2500rpm/5℃下离心20分钟，并收集上清液。使用ELISA测定残留的Der p1蛋白量。结果以三次测量结果的平均值和标准偏差报告。

DE的中试规模喷洒和测试的结果

在中试规模范围上用DE处理地毯。通过简单地将硅藻土(DE)粉末添加到水中以形成浆料来制备处理物。由于DE的大粒度，通过机械搅拌防止快速沉降。然后通过使用在地毯厂用于施用含氟化合物处理物的典型喷杆装置，将搅拌的浆料喷洒在地毯的底侧，即稀松布上。通过调节地毯上的湿吸量来实现样品之间的浓度差异。然后用局部抗污制剂处理地毯，所述抗污制剂含有含氟化合物( RCP，短链排斥剂和表面活性剂，TheChemours Company,Wilmington,DE)和纳米颗粒含氟化合物增量剂。然后将地毯完全干燥并涂布胶乳。

将样品与尘螨在环境室中温育5周。通过HEM和ELISA测量功效测试。对于每个测试，报告3次测量结果的平均值。结果示于表1中。

表1：

各种二氧化硅的中试规模测试结果

用于测试的地毯是有纹理的割绒住宅风格，每平方码绒面重量为45盎司。所述地毯由920旦尼尔纤维构造，其为2股合股并使用每英寸11个针脚、1/8″针距和11/16英寸绒头高度簇绒。用在喷洒之前与去离子水混合的DE和合成二氧化硅粉末处理地毯。在整个喷洒过程中通过机械搅拌来搅拌混合物以防止沉降。然后用局部抗污制剂处理地毯，所述抗污制剂含有含氟化合物( RCP，短链排斥剂和表面活性剂，The ChemoursCompany,Wilmington,DE)和硅氧烷含氟化合物增量剂。然后将地毯完全干燥并涂布胶乳。表2中的功效测试结果显示了不同供应商的硅藻土处理物的各种功效水平最有可能是由于所用硅藻土等级的粒度、吸水性和吸油性的差异造成的。表2中的结果显示合成二氧化硅处理物在杀灭尘螨方面极其有效。

表2：

此外，耐久性测试表明，在热水提取后，处理物对于尘螨杀灭活性仍然有效，但比进行热水提取之前有效性稍小。结果示于表3中。这表明处理物对于在地毯寿命期间维护地毯所需的热水提取清洁程序相对耐用。

表3：

实施例8：性能测试

染色

使用基于美国纺织化学家和染色师协会(American Association of TextileChemists and Colorists，AATCC)方法175“防沾污性：绒头地板覆盖物(StainResistance:Pile Floor Coverings)”的程序来评价酸性染料防沾污性。用来自AATCC测试方法175的目视染色评定量表(AATCC Red 40染色量表)评价染色；等级10表示完全去污，而等级1表示没有去污。

地毯样品的手感/感觉

使用相对测试方法评价地毯样品的手感或感觉。进行柔软度评价的人员使用干净的手以个体选择的无论任何方式或方法感觉地毯，以确定根据本发明的处理与商业化局部处理相比是更柔软，更粗糙还是不变。在盲式研究中进行手感面板，以使得评级者不会因他们对处理名称的感受而摇摆。该过程还允许评级者评论地毯的特征。评级在表4中提供。

地毯的处理。对所有920旦尼尔地毯(在前面的实施例中描述)进行顶喷或背喷以达到2.5％owf二氧化硅。除了防污剂之外，对照地毯A不具有局部化学物质。用合成二氧化硅(地毯C和E)或硅藻土(地毯B和D)对测试地毯进行喷洒。如先前实施例中所述，将每种产品以背喷施用而施用于地毯(地毯B和C)，或者如通常在工业中所为施用到地毯簇绒的顶部(地毯D和E)。然后使用手感面板技术评价样品的柔软度和其它特性，例如生尘。评分从1到5，其中1是最柔软的，5是最粗糙的。

样品ID：

A-对照，仅防污剂

B-硅藻土，根据本发明背喷

C-合成二氧化硅，背喷

D-硅藻土，顶喷

E-合成二氧化硅，顶喷

表4：

防污性

使用如下两种方法测量防污性：方法ASTM D1776，其概述了在转鼓污染之前调节地毯样品的方法；和方法ASTM D6540，其概述了转鼓污染所需的步骤。在转鼓污染之前以及在转鼓污染和真空处理之后，使用校准的比色计来测量地毯样品的L*a*b*值。然后从下面的公式计算地毯样品的ΔE，其中对于每个单独的地毯样品，“u”表示来自未污染地毯的值，并且“s”表示来自污染地毯的值。

该报告中报道的ΔE值是来自五个ΔE测量结果的平均值。对照的ΔE％，其报道了加速污染性能随对照样品性能变化的函数，使得能够进行批次之间ΔE测量结果的比较。

最终用途清洁

在地毯样品上进行真空处理和热水提取以评估处理物在正常消费者护理下的耐久性。使用Dyson-17或D65立式真空吸尘器进行真空处理；所用的真空类型在每个测试中是一致的，但是在各测试之间可以变化。将每个地毯样品真空处理达100次，其中每次前后移动发出信号1“次”或“通过”。在20通段完成真空处理，以免地毯过热。对于每10次通过，将地毯旋转90°。对于热水提取(HWE)，使用具有加热套件的Sandia 3加仑污渍提取器。使用0.75盎司Flexiclean洗涤剂添加至5加仑水来制备清洁溶液。通过首先利用喷洒功能均匀地喷洒样品来进行HWE，接着进行真空处理功能以除去任何过量液体。1次喷洒和1次真空的组合称为“1次通过”，使用3次通过来模拟专业服务的1次HWE清洁循环。因此，3HWE意味着将地毯喷洒和真空处理15次。样品在HWE循环之间干燥至少1小时至1天。

通过SEM和颜色检测来确定SiO₂的剩余存在。颜色检测系统使用来自StandardDyes,Inc.的碱性蓝色染料Permacryl Blue NCN，其与硅石基纳米颗粒特异性反应。

烧失量测试

为了测定被处理的地毯上存在的无机硅的量，进行烧失量测试。在这些实施例中用于处理的地毯是未涂胶乳的地毯样品，以避免来自不均匀涂布的富含碳酸钙的胶乳的任何无机质量贡献。为了进行烧失量测试，将洁净的铂坩埚在马弗炉中加热至800±25℃持续20分钟。然后将坩埚从炉中取出并冷却至室温。将坩埚放置在干燥器中30分钟。然后记录坩埚重量。将10g无背衬处理的地毯样品在烘箱中在150℃下在称重的铝盘中干燥1小时。将样品和盘放置在干燥器中30分钟。将坩埚放置在本生灯(Bunsen burner)上方并将地毯样品缓慢添加到坩埚中，直到样品燃烧停止。然后称量铝盘以确定在坩埚中燃烧的样品量。然后将坩埚放置在800±25℃的马弗炉中1小时。然后从炉中移出坩埚并冷却至室温。将坩埚放置在干燥器中30分钟，然后测定坩埚的重量。利用以下公式计算无机材料％。

无机材料％＝(灰化样品和坩埚的重量-坩埚的重量)×100/(样品和铝盘的重量-铝盘的重量)

为了计算处理样品中的硅含量，需要从二氧化硅处理样品的烧失量值中减去未处理的DE/二氧化硅样品的烧失量(在抗污剂中含有来自催化剂、消光剂和纳米颗粒的无机含量)。此外，需要考虑来自DE/二氧化硅粉末的水分损失和小的有机物含量损失。在样品灰化时，DE/二氧化硅粉末损失4.7％-7.2％的重量。这意味着如果将所有材料施用到纤维，则根据纤维的2.5％DE/二氧化硅的目标浓度应该具有约2.32％-2.38％的施用到纤维的无机物含量。

污染和染色数据的结果

污染和染色数据示于表5中。污染数据显示，硅藻土处理不影响地毯的污染行为。然而，合成二氧化硅处理相比于对照地毯具有显著的防污保护改善。硅藻土和合成二氧化硅处理不会极大地影响地毯纤维的染色性能。烧失量测试结果也示于表5中。结果表明，在处理后，DE或二氧化硅的目标浓度的约一半成功粘附到纤维和稀松布表面。预期在处理期间二氧化硅的目标浓度量有一些损失；因此获得的烧失量结果是处理成功的良好指示。

表5：

来自用暴露于10,000次Vettermann转鼓循环的2.5％二氧化硅处理的样品的SEM图像示于图9A和图9B中。这些图像显示表面磨损，但对纤维结构没有严重破坏。来自未用暴露于10,000次Vettermann转鼓循环的二氧化硅处理的样品的SEM图像示于图10中。这个图像显示由于污垢/胶乳颗粒造成的一些磨损。

实施例9：将DE顶喷在尼龙萨克森地毯上

用喷洒在毯面上、即地毯簇绒而非稀松布上的水性DE浆料处理地毯。在某些情况下，DE处理物与含氟化合物和含有含氟化合物的抗污共混物结合施用。在该实施例中使用的含氟化合物是由Daikin America Inc.(Orangeburg,NY)提供的UNIDYNE^TMTG2211。在喷洒之前，将基于氟的添加剂与DE和水混合；不需要特殊的混合程序。在将处理物喷洒到地毯上之后，将样品在150℃下干燥10分钟。

干燥后，从地毯样品释放过量的粉末。由于所施用DE的浓度与背喷施用相同，因此推断出背喷施用具有将粉末保持在地毯中更长时间的额外优点。这提供较少的加工和环境问题，减少了对消费者的暴露并且延长了在产品的整个使用寿命中的功效。

然后对样品进行两次单独的耐久性测试，HWE和真空处理。在5次HWE循环和100次真空处理循环后，用与硅酸盐反应的碱性蓝色染料将样品染色。与单独的UNIDYNE^TMTG2211或DE相比，含氟化合物的存在似乎提高了DE的耐久性，如由更深的蓝色所示。参见图11。柔软度测试表明，与先前的背喷测试相比，DE的顶喷施用导致更粗糙的手感和更多的生尘。当UNIDYNE^TMTG2211含氟化合物与DE组合时，在粗糙度方面，柔软度介于对照与仅DE样品之间；生尘似乎没有改善。

实施例10：商业构造地毯

在这些测试中，所用的地毯是商业构造，2490旦尼尔，两股，尼龙6,6绒圈地毯，每英寸4.5捻，1/4英寸绒头高度和1/10英寸针距。地毯的重量是32盎司/平方码。地毯被染色成浅小麦米色。然后通过简单地将DE粉末添加到水中以形成浆料来用DE处理地毯。由于DE的大粒度，通过机械搅拌防止快速沉降。然后通过使用在地毯厂用于施用含氟化合物处理物的典型喷杆装置，将搅拌的浆料喷洒在地毯的底侧，即稀松布上。通过调节地毯上的湿吸量来实现样品之间的浓度差异。然后用局部抗污制剂处理地毯，所述抗污制剂含有含氟化合物( RCP，短链排斥剂和表面活性剂，The Chemours Company,Wilmington,DE)和纳米颗粒含氟化合物增量剂。然后将地毯完全干燥并涂布胶乳。在用DE处理的地毯和未用DE处理的地毯上评价尘螨杀灭功效。也在用已经真空处理100次的DE处理的地毯上评价尘螨杀灭功效。表6中所示的功效数据表明，处理物在真空处理之前和真空处理之后都对商业地毯有效，因此耐受真空抽吸。

表6：

实施例11：聚酯地毯上的顶喷和背喷的比较

使用顶喷施用重新测试聚酯地毯和DE浆料，即将DE浆料喷洒到地毯表面或簇绒上，而不是稀松布上。在某些情况下，DE处理物与含氟化合物和含有含氟化合物的抗污共混物(即 RCP，短链排斥剂和表面活性剂，The Chemours Company,Wilmington,DE)一起施用。所选的防污化学物质是含氟化合物和基于粘土的纳米颗粒的组合。通过在喷洒之前简单地将DE与水基抗污处理物共混来制造混合物。测试结果示于表7中。

表7：

实施例12：溶液染色的尼龙(SDN)

在这些测试中使用的地毯是有纹理的割绒住宅风格，每平方码毯面重量为45盎司。所述地毯由920旦尼尔纤维构造，其为2股合股并使用每英寸11个针脚簇绒，1/8″针距和11/16英寸绒头高度。地毯由溶液染色的尼龙磺化纤维制成，具有缅甸灰色颜料。使用在喷洒之前与去离子水混合的DE和合成二氧化硅粉末处理地毯。在整个喷洒过程中通过机械搅拌来搅拌混合物以防止沉降。然后用含有含氟化合物(CAPSTONE RCP，短链排斥剂和表面活性剂，The Chemours Company,Wilmington,DE)和粘土纳米颗粒含氟化合物增量剂的局部抗污制剂处理地毯。然后将地毯完全干燥并涂布胶乳。

为了确定DE或合成二氧化硅是否适当地施用于地毯，对未胶乳处理和未处理的地毯样品进行烧失量测试，以确定地毯上存在的无机含量百分比。烧失量测试结果示于表8中。

表8：

结果表明，处理后大约有一半多一点的二氧化硅成功地粘附到纤维和稀松布表面。预期在处理期间二氧化硅的目标浓度有一定量的损失；因此获得的烧失量结果是处理成功的良好指示。

实施例13：抽空施用的抗污剂和防污剂

在低pH下用防污剂和抗污剂(含氟化合物和纳米颗粒)对地毯进行抽空处理。然后用搅拌的DE浆料透过主背衬稀松布对地毯进行喷洒处理。对照地毯和抽空的硅藻土处理地毯的尘螨杀虫功效示于表9中，并且显示硅藻土处理的抽空地毯的功效。

表9：

实施例14：聚酯萨克森构造

聚酯地毯由1000旦尼尔纤维构造，其为2股合股和直缝簇绒，具有1/10″针距和5/8″绒头高度。地毯的最终重量是50oz/yd²。用搅拌的浆料透过主背衬稀松布对地毯进行喷洒处理。然后将地毯干燥并且将胶乳施用到其底侧。为了确定DE或合成二氧化硅是否适当地施用于地毯，对未胶乳处理和未处理的地毯样品进行烧失量测试，以确定地毯上存在的无机含量百分比。烧失量测试结果示于表10中。烧失量结果表明，在处理后，大约三分之一至一半多一点的二氧化硅成功地粘附到纤维和稀松布表面。在处理期间预期二氧化硅的目标浓度量有一些损失；因此获得的烧失量结果是处理成功的良好指示。污染结果表明，用DE和合成二氧化硅处理的地毯具有更好的防污保护，这与先前的结果一致，表明DE和合成二氧化硅处理可改善防污保护。

表10：

实施例15：具有较低织物经纬密度主背衬的地毯

具有995旦尼尔的尼龙6,6纤维是2股合股并簇绒成13织物经纬密度聚丙烯主背衬，具有1/8″针距和9/16″绒头高度。最终的簇绒地毯具有30oz/yd²的毯面重量。然后将地毯干燥并且将胶乳施用于其底侧。为了确定合成二氧化硅是否适当地施用于地毯，对未胶乳处理和未处理的地毯样品进行烧失量测试，以确定地毯上存在的无机含量百分比。烧失量测试结果示于表11中。结果表明，在处理后，大约三分之一的二氧化硅成功地粘附到纤维和稀松布表面；这是处理成功的良好指示。污染结果表明，具有低织物经纬密度的经处理地毯污染较少，因此表明在纤维上存在二氧化硅已显示有助于防污保护。

表11：

实施例16：用于检测地毯上的硅酸盐或页硅酸盐的染色试验

图11是经受两次单独的耐久性测试、热水提取(HWE)和真空处理的各种地毯样品的照片。在5次HEW循环和100次真空处理循环后，用与硅酸盐反应的碱性蓝色染料将样品染色。与仅UNIDYNE^TMTG2211或DE相比，含氟化合物UNIDYNE^TMTG2211的存在似乎增加DE的耐久性，如由更深的蓝色所示。

硅酸盐和页硅酸盐的检测试验

该程序使用在70℉下进行4分钟的染色过程来确定地毯样品上硅酸盐或页硅酸盐的存在。染料溶液与纤维的比率是15:1。合适的页硅酸盐的实例包括粘土纳米颗粒、锂蒙脱石和合成锂蒙脱石。

溶液制备：制备1g/L Blue NCN溶液(Sevron/Permacryl 56％)。通过用磷酸单钠(MSP)将pH降至6.90，然后用磷酸三钠(TSP)将pH升至7.20(+/-0.02)来缓冲溶液。将染料溶液储存在适当标记的容器中。如果溶液在24小时内未使用，则丢弃并制备新鲜的。

样品制备：切割地毯样品以适配将容纳地毯的容器，并允许地毯被染料溶液覆盖。

测试程序：

1.通过称量地毯样品来确定所需的染料溶液的量。记录重量。

2.对于无背衬地毯：染料溶液(g)＝地毯重量(g)×15。

3.对于有背衬地毯：染料溶液(g)＝(地毯重量(g)/2)×15。

4.对于方块地毯：染料溶液(g)＝(地毯重量(g)/3)×15。

5.将染料溶液置于容器中。

6.将地毯面朝下置于染料溶液中并开始计时。

7.为了确保地毯的适当润湿，将地毯样品翻转为面朝上并使用丙烯酸酯刷在四个方向上轻轻滚动地毯各端，然后在剩余时间将地毯在染料溶液中翻转为面朝下。染浴总时间＝4分钟。

8.在流水中充分冲洗样品。

9.提取或吸干过量的水并让样品风干。

10.将测试样品与对照样品进行比较。

在本发明的一个非限制性实施方案中，公开了一种用于检测衬底上硅酸盐或页硅酸盐的存在的方法。所述方法包括：(a)提供包括测试衬底和对照衬底的衬底组，(b)使所述测试衬底和所述对照衬底中的每一个与适于粘附在硅酸盐或页硅酸盐衬底上的染料接触，(c)用洗涤水洗涤所述测试衬底和所述对照衬底中的每一个，和(d)测量测试衬底和对照衬底中的每一个的染料粘附的差异。

在一个非限制性实施方案中，所述页硅酸盐包括粘土矿物或蒙脱石。在另一个非限制性实施方案中，所述粘土矿物选自地开石、氟镁钙石、埃洛石、伊利石、高岭石、珍珠石、绿脱石、坡缕石、皂石、海泡石和滑石。在另一个非限制性实施方案中，所述蒙脱石选自滑间皂石、贝得石、铁硅铝石、锂蒙脱石、蒙脱土、绿脱石、脂光蛇纹石、水石(saliotite)、皂石、锌蒙脱石、富镁皂石、史温福石(swinefordite)、铬膨润石(volkonskoite)、绿铜膨润石(yakhontovite)和锌硅石。在另一个非限制性实施方案中，所述页硅酸盐是合成锂蒙脱石。

合适的染料可以选自酸性染料和碱性染料。在另一个非限制性实施方案中，碱性染料选自碱性黄、碱性红和碱性蓝。在另一个非限制性实施方案中，碱性染料是碱性蓝94。

Claims

1.一种表面纤维处理地毯，其包括：

背衬稀松布；

具有顶部和底部的地毯纤维，所述地毯纤维安装到所述背衬稀松布以使得所述地毯纤维的所述底部与所述背衬稀松布邻接；和

施用到所述背衬稀松布的表面纤维处理物。

2.根据权利要求1所述的表面纤维处理地毯，其中所述背衬稀松布具有上侧和底侧，并且其中所述表面纤维处理物被施用到所述背衬稀松布的所述底侧。

3.根据权利要求1或2所述的表面纤维处理地毯，其中所述表面纤维处理物以足以使得所述地毯被处理且同时保持柔软度基本上类似于未被处理的地毯的柔软度的量和位置施用于所述地毯中。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的表面纤维处理地毯，其中大部分的所述表面纤维处理物位于所述背衬稀松布和所述地毯纤维的底部上。

5.根据权利要求4所述的表面纤维处理地毯，其中大部分的所述表面纤维处理物位于所述背衬稀松布和所述地毯纤维的底部第三部分上。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的表面纤维处理地毯，其中所述表面纤维处理物是通过将所述表面纤维处理物的水性悬浮液或溶液喷洒到所述地毯的所述背衬稀松布来施用的。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的表面纤维处理地毯，其中所述表面纤维处理物是通过将所述表面纤维处理物起泡施用到所述地毯的所述背衬稀松布来施用的。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的表面纤维处理地毯，其中所述表面纤维处理物包括杀虫剂、合成沸石、蒙脱粘土、氧化钙、硫酸钙、活性氧化铝或其组合。

9.根据权利要求8所述的表面纤维处理地毯，其中所述杀虫剂是硅藻土(DE)、无毒的DE替代物、硼砂、硼酸、硼氧化钠、硼酸锌、八硼酸二钠四水合物、二氧化硅、合成二氧化硅、无定形二氧化硅、表面改性的二氧化硅、沉淀硅石、碳酸氢钠或其组合。

10.根据权利要求8所述的表面纤维处理地毯，其中所述杀虫剂是硅藻土(DE)。

11.根据权利要求8所述的表面纤维处理地毯，其中所述杀虫剂是具有45微米或更小的中值粒度的DE。

12.根据权利要求8所述的表面纤维处理地毯，其中所述杀虫剂是具有15微米或更小的中值粒度的DE。

13.根据权利要求8所述的表面纤维处理地毯，其中所述杀虫剂是合成二氧化硅。

14.根据权利要求8所述的表面纤维处理地毯，其中所述杀虫剂是具有15微米或更小的中值粒度的合成二氧化硅。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的表面纤维处理地毯，其中所述地毯纤维包括聚酯、聚酰胺、聚烯烃或其共聚物或共混物。

16.根据前述权利要求中的任一项所述的表面纤维处理地毯，其中所述背衬稀松布包括热塑性聚合物。

17.一种抗虫地毯，其包括：

背衬稀松布；

具有顶部和底部的地毯纤维，所述地毯安装到所述背衬稀松布以使得所述地毯纤维的所述底部与所述背衬稀松布邻接；和

施用到所述背衬稀松布的杀虫剂。

18.根据权利要求17所述的抗虫地毯，其中所述背衬稀松布具有上侧和底侧，并且其中所述杀虫剂被施用到所述背衬稀松布的所述底侧。

19.根据权利要求17或18所述的抗虫地毯，其中所述杀虫剂以足以使得所述地毯抗虫且同时保持柔软度基本上类似于未被处理的地毯的柔软度的量和位置施用于所述地毯中。

20.根据权利要求17至19中的任一项所述的抗虫地毯，其中所述杀虫剂是通过将所述杀虫剂的水性悬浮液或溶液喷洒到所述地毯的所述背衬稀松布来施用的。

21.根据权利要求17至19中的任一项所述的抗虫处理地毯，其中所述杀虫剂是通过将所述杀虫剂起泡施用到所述地毯的所述背衬稀松布来施用的。

22.根据权利要求17至21中的任一项所述的抗虫地毯，其中所述杀虫剂是硅藻土(DE)、无毒的DE替代物、硼砂、硼酸、硼氧化钠、硼酸锌、八硼酸二钠四水合物、二氧化硅、合成二氧化硅、无定形二氧化硅、表面改性的二氧化硅、沉淀硅石或其组合。

23.根据权利要求17至21中的任一项所述的抗虫处理地毯，其中所述杀虫剂是硅藻土(DE)。

24.根据权利要求17至21中的任一项所述的抗虫地毯，其中所述杀虫剂是具有45微米或更小的中值粒度的DE。

25.根据权利要求17至21中的任一项所述的表面纤维处理地毯，其中所述杀虫剂是合成二氧化硅。

26.根据权利要求17至21中的任一项所述的表面纤维处理地毯，其中所述杀虫剂是具有15微米或更小的中值粒度的合成二氧化硅。

27.根据权利要求17至21中的任一项所述的抗虫地毯，其中所述地毯纤维包括聚酯、聚酰胺、聚烯烃或其共聚物或共混物。

28.一种制造表面纤维处理地毯的方法，所述方法包括将表面纤维处理物施用到地毯的背衬稀松布，其中所述地毯包括背衬稀松布和具有顶部和底部的地毯纤维，所述地毯纤维穿过所述背衬稀松布安装以使得所述地毯纤维的所述底部与所述背衬稀松布邻接。

29.根据权利要求28所述的方法，其中所述表面纤维处理物是以足以使得所述地毯被处理且同时保持所述地毯的柔软度基本上类似于未被处理的地毯的柔软度的量和位置施用于所述地毯中。

30.根据权利要求28中的任一项所述的方法，其中施用所述表面纤维处理物以使得大部分的所述表面纤维处理物位于所述背衬稀松布和所述地毯纤维的底部上。

31.根据权利要求28所述的方法，其中施用所述表面纤维处理物以使得大部分的所述表面纤维处理物位于所述背衬稀松布和所述地毯纤维的底部第三部分上。

32.根据权利要求28至31中的任一项所述的方法，其中所述表面纤维处理物是通过将所述表面纤维处理物的水性悬浮液或溶液喷洒到所述地毯的所述背衬稀松布来施用的。

33.根据权利要求28至31中的任一项所述的方法，其中所述表面纤维处理物是通过将所述表面纤维处理物起泡施用到所述地毯的所述背衬稀松布来施用的。

34.根据权利要求28至31中的任一项所述的方法，其中所述表面纤维处理物包括杀虫剂、合成沸石、蒙脱粘土、氧化钙、硫酸钙、活性氧化铝或其组合。

35.根据权利要求28至31中的任一项所述的方法，其中所述杀虫剂是硅藻土(DE)、无毒的DE替代物、硼砂、硼酸、硼氧化钠、硼酸锌、八硼酸二钠四水合物、二氧化硅、合成二氧化硅、无定形二氧化硅、表面改性的二氧化硅、沉淀硅石、碳酸氢钠、铝硅酸钠或其组合。

36.根据权利要求28至31中的任一项所述的方法，其中所述杀虫剂是硅藻土(DE)。

37.根据权利要求28至31中的任一项所述的方法，其中所述杀虫剂是具有45微米或更小的中值粒度的DE。

38.根据权利要求28至31中的任一项所述的表面纤维处理地毯，其中所述杀虫剂是合成二氧化硅。

39.根据权利要求28至31中的任一项所述的表面纤维处理地毯，其中所述杀虫剂是具有15微米或更小的中值粒度的合成二氧化硅。

40.根据权利要求28至31中的任一项所述的方法，其中所述地毯纤维包括聚酯、聚酰胺、聚烯烃或其共聚物或共混物。