CN111051608A - 低重量模块化地毯组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种低重量地毯块和用于制造该地毯块的方法，其中，地毯块包括具有通过主背衬植绒的多个面层纱的面层布、挤出聚合物次级背衬层和部分地嵌入到挤出聚合物次级背衬层内的增强稀松布层。地毯块的顶表面和底表面分别由面层布和增强稀松布层限定。基于聚合物的树脂挤出到面层布上以形成至少大体上均匀的次级背衬层，并且在挤出聚合物次级背衬层保持在对于树脂而言的软化温度之上的同时将增强稀松布层铺设到挤出聚合物次级背衬层上。之后，整个的多层网状物穿过辊隙，以将增强稀松布层嵌入到挤出聚合物次级层中，并冷却整个网状物。

Description

低重量模块化地毯组件及其制造方法
背景技术
传统的用于安装模块化地毯组件(modular carpet component)(诸如地毯块(carpet tile))的安装技术极大地重视对于确保在安装时每个组件均各自平坦的需要。然而，较大的宽幅地毯(broadloom carpet)装置的边缘可定位成邻近墙壁和/或可专门地钉到底层地板，至少一些较小的地毯块的边缘通常被暴露(可能地，在房间或高流量区域的中心中)，并可相对于它们各自邻近的拼块不直接固定。因此，一旦安装，地毯块的制造商必须确保这些拼块不卷曲(使得地毯块边缘向上卷曲远离底层地板)或不拱起(使得地毯块的中部向上移动远离底层地板)。这些可能的缺陷中的每个缺陷可为沿着拼块地板行走的个人产生行进危险，或可在相邻拼块之间产生难看的间隙。即使当每个地毯块单独地固定到下面的底层地板(例如，经由粘合剂)时，趋于卷曲或拱起的地毯块内的内部力可导致拼块的部分从粘合剂和底层地板脱离。
长久以来，地毯块相对较重以帮助确保每个拼块保持平坦地倚靠底层地板。每个拼块的重量被认为克服了趋于使地毯块卷曲或拱起的任何内部力，从而确保一旦安装，拼块本身就保持平坦。然而，因为地毯块相对较重，特别是与类似尺寸的宽幅地毯相比，由于操纵每个重的地毯块所需的额外努力，地毯组件的运输和安装可能相对昂贵和/或耗时。地毯块的重量还限制了它们在像住宅或商业建筑应用中的使用，其中一旦安装则重量通常不重要。地毯块在航空工业中使用是特别有挑战性的，其中重量在用于安装在飞机中的部件的选择期间是最重要的。
因此，需要具有所希望的平坦度特征的低重量和耐用地毯块。
发明内容
总体上，提供了低重量地毯块和用于制造该地毯块的方法。地毯块可包括具有植绒通过主背衬的多个面层纱(face yarn)的面层布(facecloth)、挤出聚合物次级背衬层和部分地嵌入到挤出聚合物次级背衬层内的增强稀松布(scrim)层。地毯块的顶表面和底表面分别由面层布和增强稀松布层限定。基于聚合物的树脂可挤出到面层布上以形成至少大体上均匀的次级背衬层，并且在挤出聚合物次级背衬层保持在对于树脂而言的软化温度之上的同时可将增强稀松布层铺设到挤出聚合物次级背衬层上。之后，整个的多层网可穿过辊隙(nip)，以将增强稀松布层嵌入到挤出聚合物次级层中，并可冷却整个网状物。
各种实施例涉及具有小于60盎司每平方码(2.034kg/m2)的总重量的低重量地毯块。地毯块包括植绒的主背衬，主背衬限定包括多个植绒纤维的顶部磨损表面。主背衬的相反的背侧可涂布有预涂布层，以将地毯绒簇锁定到主背衬中。涂布的主背衬具有固定至其上的挤出聚合物次级背衬，并且挤出聚合物次级背衬具有部分地嵌入其中的增强稀松布层以限定地毯块的底表面。
各种实施例涉及地毯块，包括面层布，面层布包括主背衬和延伸通过主背衬的多个面层纱，其中，面层布限定地毯块的上表面；结合到面层布的挤出聚合物次级背衬层；以及结合到挤出聚合物次级背衬的底表面的增强稀松布层，其中，增强稀松布层部分地限定地毯块的底表面。增强稀松布层可包括具有玻璃纤维或聚合物纤维的至少一者的多个纤维。增强稀松布层的多个纤维可布置成非织造构造，即，其可为非织造纤维材料。
此外，挤出聚合物次级背衬可包含聚烯烃，例如，其量在挤出聚合物次级背衬的重量的大约10-40wt％之间。挤出聚合物次级背衬可附加地包含占挤出聚合物次级背衬的重量的大约20-80wt％之间的量的惰性填料材料。此外，面层布可附加地包括介于主背衬层和挤出聚合物次级背衬层之间的主背衬预涂布层。
因此，根据本发明的第一方面，提供了一种地毯块，该地毯块包括：
·面层布，包括主背衬和延伸通过主背衬的多个面层纱，其中，面层布限定地毯块的上表面；
·挤出聚合物次级背衬层，具有结合到面层布的顶表面和相对的底表面；以及
·增强稀松布层，结合到挤出聚合物次级背衬的底表面，其中，增强稀松布层限定地毯块的底表面的至少一部分。
根据一些实施例，增强稀松布层可包括多个纤维，并且其中，多个纤维包含以下的至少一种：玻璃纤维或聚合物纤维。
根据一些实施例，多个纤维可包括具有护套聚酯芯纤维的聚合物纤维。
根据一些实施例，多个纤维可包括具有涂层的玻璃纤维，优选为无刺激性涂层。根据一些实施例，涂层可包含聚乙烯。该聚乙烯涂层为无刺激性涂层。
根据一些实施例，增强稀松布层可包括非织造纤维材料，即，多种非织造纤维。
根据一些实施例，增强稀松布层可包括多个聚合物纤维和多个玻璃纤维。
根据一些实施例，挤出聚合物次级背衬可包含聚烯烃。
根据一些实施例，挤出聚合物次级背衬可包含介于大约10wt％至40wt％之间的聚烯烃，诸如介于10％w和40％w之间。根据一些实施例，挤出聚合物次级背衬可包含介于大约20wt％至80wt％之间的填料材料，诸如介于20％w和80％w之间。
根据一些实施例，地毯块的重量可为介于大约40至70盎司每平方码(大约1.356至大约2.373kg/m2)之间，诸如介于40至70盎司每平方码(1.356至2.373kg/m2)之间。根据一些实施例，地毯块的重量可为介于大约50至60盎司每平方码(大约1.695至大约2.034kg/m2)之间，诸如介于50至60盎司每平方码(1.695至2.034kg/m2)之间。
根据一些实施例，面层布可进一步包括介于主背衬层和挤出聚合物次级背衬层之间的主背衬预涂布层。
根据本发明的第二方面，提供了一种制造地毯块的方法，该方法包括：
o提供面层布，其中，面层布包括具有延伸穿过面层布的多个面层纱的主背衬；
o形成多层构造，多层构造包括面层布和通过以下方式固定到面层布的第一侧上的背衬构造：
·将聚合物片材挤出到面层布的第一侧上，使得聚合物片材的顶表面结合到面层布；并且
·将纤维增强稀松布层部分地压制到挤出的聚合物片材的底表面中，以将纤维增强稀松布层结合到挤出的聚合物片材的底表面，使得纤维增强稀松布层限定地毯块的底表面的至少一部分。
根据一些实施例，将纤维增强稀松布层部分地压制到挤出的聚合物片材中可包括在压合辊(nip roller)之间压缩多层构造。
根据一些实施例，该方法可进一步包括冷却多层构造。
根据一些实施例，该方法可进一步包括将地毯网状物切割成多个地毯块的步骤。
根据一些实施例，将聚合物片材挤出可包括将基于聚烯烃的树脂挤出，其中，基于聚烯烃的树脂包含介于大约10wt％至40wt％之间的聚烯烃，诸如介于10％w至40％w之间，以及介于大约20wt％至80wt％之间的填料材料，诸如介于20％w至80％w之间。
根据一些实施例，将纤维增强稀松布层部分地压制到挤出的聚合物片材中可包括将非织造纤维毡部分地压制到挤出的聚合物片材中。
根据一些实施例，纤维增强稀松布层可包含以下的至少一种：玻璃纤维或聚合物纤维。
根据一些实施例，将聚合物片材挤出到面层布的第一侧上，并将纤维增强稀松布层部分地压制到挤出的聚合物片材中的所述步骤可共同地形成具有大约20至30盎司每平方码(大约0.678至大约1.017kg/m2)之间的重量的背衬构造，诸如介于20至30盎司每平方码(0.678至1.017kg/m2)之间。
根据一些实施例，提供面层布可包括：提供具有介于大约18至30盎司每平方码(大约0.610至大约1.017kg/m2)之间的重量的主背衬网状物；并且其中，多层构造具有介于大约38至60盎司每平方码(大约1.288至大约2.034kg/m2)之间的重量。根据一些实施例，提供面层布可包括：提供具有介于18至30盎司每平方码(0.610至1.017kg/m2)之间的重量的主背衬网状物；并且其中，多层构造具有介于38至60盎司每平方码(1.288至2.034kg/m2)之间的重量。
因此，某些实施例涉及制造地毯块的方法，该方法包括提供面层布，其中，面层布包括具有延伸通过面层布的多个面层纱的主背衬；形成包括面层布和和通过以下方式固定到面层布的第一侧上的背衬构造的多层构造：将聚合物片材挤出到面层布的第一侧上；将纤维增强稀松布层部分地压制到挤出的聚合物片材中，以将纤维增强稀松布层结合到挤出的聚合物片材的底表面，使得纤维增强稀松布层限定地毯块的表面的至少一部分；以及，在某些实施例中，冷却多层构造。在某些实施例中，将聚合物片材挤出包括将基于聚烯烃的树脂挤出，基于聚烯烃的树脂包含介于大约10-40wt％之间的聚烯烃，以及介于大约20-80wt％之间的填料材料(作为树脂的重量的部分测量的)。此外，将纤维增强稀松布层部分地压制到挤出的聚合物片材中包括将纤维毡部分地压制到挤出的聚合物片材中。
根据本发明的第二方面的方法，可提供根据本发明的第一方面的地毯块。
根据本发明的第三方面，提供了一种地毯块次级背衬树脂，该树脂包括：
·聚烯烃材料，设置成在该树脂的重量的大约10wt％至40wt％之间的范围内，诸如介于10wt％至40wt％之间；
·惰性填料材料，设置成在该树脂的重量的大约50wt％至80wt％之间的范围内，诸如介于50％w至80％w之间；
·粘度调节剂，设置成在该树脂的重量的大约1wt％至3wt％之间的范围内，诸如介于1wt％至3wt％之间；以及
·一种或多种附加添加剂，共同地设置成在该树脂的重量的大约0.5wt％至15wt％之间的范围内，诸如介于0.5wt％至15wt％之间。
根据一些实施例，聚烯烃材料可包含以下的至少一种：1-丙烯、乙烯共聚物；乙烯-丙烯共聚物；或丙烯均聚物。
因此，某些实施例涉及一种地毯块次级背衬树脂，包括：设置成在该树脂的重量的大约10wt％至40wt％之间的范围内的聚烯烃材料；设置成在该树脂的重量的大约50wt％至80wt％之间的范围内的惰性填料材料；设置成在该树脂的重量的大约1wt％至3wt％之间的范围内的粘度调节剂；以及共同地设置成在该树脂的重量的大约0.5wt％至15wt％之间的范围内的一种或多种附加添加剂。在某些实施例中，聚烯烃材料包含1-丙烯、乙烯共聚物；乙烯-丙烯共聚物；或丙烯均聚物中的至少一种。
根据本发明的第三方面的树脂可用于提供根据本发明的第一方面的地毯块，和/或可在根据本发明的第二方面的方法中使用。
独立权利要求和从属权利要求陈述了本发明的具体和优选的特征。来自从属权利要求的特征可与独立权利要求或其它从属权利要求的特征组合，和/或与上文和/或下文中适当地陈述的特征组合。
附图说明
现在将参考并非必须按比例绘制的附图，并且其中：
图1是示出根据一个实施例的地毯块的各种组件的侧剖视图；
图2是根据各种实施例的用于生产地毯块的生产线的一部分的示意图；以及
图3是示出根据各种实施例的涉及生产地毯块的各步骤的流程图。
具体实施方式
参考附图，本公开更完整地描述各种实施例。应当理解的是，本文示出并描述了一些但并非所有实施例。事实上，实施例可采取多种不同形式，并且因此本公开不应被解释为限制于本文所阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使得本公开将满足适用的法律要求。贯穿全文，相同的数字指代相同的元件。
各种实施例涉及抵抗拱起和卷曲的低重量、尺寸稳定的地毯块。地毯块是包括以下各项的多层地毯块：面层布(包括主背衬、面层纱以及任选的预涂布层)，面层布结合到背衬构造，背衬构造包括挤出聚合物次级背衬层和结合到(例如，部分嵌入)挤出聚合物次级背衬层以至少部分地限定地毯块的底表面的纤维增强稀松布层(例如，织造或非织造)。低重量地毯块产品具有小于60盎司每平方码(2.034kg/m2)的总重量，同时由于增强稀松布层至少部分地定位在地毯块的底表面上而保持耐变形(尺寸变形、卷曲或拱起)。此外，增强稀松布层的至少一部分暴露在地毯块的底表面上(例如，从挤出聚合物次级背衬的底表面突出)，并且增强稀松布层的纤维的至少一部分可涂布有无刺激性涂层，以防止对地毯块的安装者造成皮肤刺激。
地毯块
参考附图，其中贯穿多个附图，相同的数字指代相同元件。图1是根据本发明的各种实施例的地毯块100的横截面图。在示出的实施例中，地毯块100包括可植绒或织造到主背衬110中以形成面层布111的面层纱105。面层纱105可由天然和合成的各种材料制成，诸如尼龙6、尼龙6,6、棉、羊毛、尼龙、丙烯酸、聚酯、聚酰胺、聚丙烯和其它聚烯烃。面层纱105的面层重量可为大约5盎司每平方码(0.170kg/m2)至大约50盎司每平方码(1.695kg/m2)。
主背衬110可由基质形成，诸如织造基质、扁丝(tape yarn)基质、和/或赋予地毯块100稳定性的其它基质构造。基质可以由聚酯制成，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯[PET]、聚对苯二甲酸丙二醇酯[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]、以及它们的共聚物和/或它们的组合，其中优选为PET。在某些实施例中，主背衬110可包括构造成在向主背衬施加热量时将各种纤维结合在一起的低熔点聚酯材料。基质还可包括可具有由聚酰胺和/或聚烯烃护套包围的聚酯芯的护套纤维(sheathed fiber)。通常，聚酯芯可由PET、PTT、PBT、PEN、聚(对苯二甲酸乙二酯-共-间苯二甲酸酯)及它们的共聚物制成。聚酰胺护套可由聚己内酰胺[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(四亚甲基己二酰二胺)[尼龙4,6]、聚(六亚甲基己二酰二胺)[尼龙6,6]、聚(亚甲基-4,4”-二亚环己基十二烷二酰二胺)、聚(1,4-亚环己基二亚甲基亚甲酰胺)(poly(1,4-cyclohexylenedimethulenesuberamide))、聚(间亚苯基间苯二甲酰胺)、和聚(对亚苯基对苯二甲酰胺)制成，其中聚己内酰胺[尼龙6]为优选的聚酰胺。在某些实施例中，主背衬110可采用任何常规的天然或合成织造材料使用织造基质形成，诸如如棉、黄麻、人造丝(rayon)、纸、尼龙、聚丙烯和其它聚烯烃、聚酰胺、聚酯等。
面层纱105可植绒通过主背衬110，使得面层纱105的端部在向外的方向上从主背衬110的顶侧延伸以形成地毯块100的上表面。通常将面层纱以大约2.6盎司每平方码(0.088kg/m2)至大约5.9盎司每平方码(0.200kg/m2)的重量植绒到主背衬110中，并且更优选为大约3盎司每平方码(0.102kg/m2)。可使用本领域已知的传统技术执行植绒。此外，植绒的面层纱105毛圏(loops)可被保留为未切割以形成未切割的绒毛地毯(pile carpet)，切割以形成切割的绒毛地毯，或部分地切割以形成尖端剪切的地毯(如本领域所公知的)。
在某些实施例中，面层布111包括施加到主背衬110的底表面的预涂布层115。预涂布层115渗透植绒的面层纱105并包封纱束的单独端部，以将植绒的面层纱105至少部分地结合到主背衬110。这可防止在制造过程期间单独纤维的一个端部从地毯背衬拉出。预涂布层115还可起到增粘剂的作用，以为随后的聚合物层提供可接受的结合表面。在一个示例性实施例中，预涂布层115包括含有增粘树脂或单独或与聚乙烯组合的试剂的热熔性粘合剂(HMA)。在各种实施例中，预涂布层115包括构造成在干燥时支撑主背衬110内的面层纱105的水性乳胶基聚合物。在某些实施例中，预涂布层115包含基于丙烯酸丁二酯的聚合物、乙酸乙烯酯乙烯、乙酸乙烯酯-乙烷共聚物、和/或胶乳基化合物。预涂布层115可包含一种或多种其它成分，诸如惰性填料材料(例如飞灰)，如参考本文的挤出聚合物次级背衬层120所描述的。
预涂布层115能以大约2盎司每平方码(0.068kg/m2)至大约20盎司每平方码(0.678kg/m2)的范围内、并且更优选在大约8盎司每平方码(0.27kg/m2)至大约12盎司每平方码(0.407kg/m2)的范围内施加到主背衬110的底表面上。
设置在面层布111的底表面上的是包括挤出聚合物次级背衬层120和增强稀松布层130的背衬构造。背衬构造布置成使得挤出聚合物次级背衬层120定位在增强稀松布层130和面层布111之间。在这样的实施例中，挤出聚合物次级背衬层120的第一(顶部)侧结合到面层布111，并且挤出聚合物次级背衬层120的第二(底部)侧结合到增强稀松布130。挤出聚合物次级背衬层120实施为包含一种或多种组件的树脂，该一种或多种组件共同地构造成给予所得地毯块100平坦的整体外观，而没有实质性拱起(地毯块100的中心部分相对于边缘升高，使得地毯块100的顶表面是凸的)或卷曲(地毯块100的边缘相对于中心部分升高，使得地毯块100的顶表面是凹的)。挤出聚合物次级背衬层120的树脂可包含聚烯烃或一种或多种聚烯烃与一种或多种其它聚合物的混合物。例如，树脂可包含聚乙烯和/或聚丙烯。作为具体实例，聚烯烃聚合物实施为1-丙烯、乙烯共聚物或乙烯-丙烯共聚物。在某些实施例中，挤出聚合物次级背衬层120的树脂包含聚烯烃或聚烯烃混合物，其量介于挤出聚合物次级背衬层120的树脂(和挤出聚合物次级背衬层120本身)的大约10-40wt％之间。
树脂挤出聚合物次级背衬层120可附加地包含一种或多种添加剂，诸如惰性填料材料、着色剂、抗氧化剂、增粘剂、粘度调节剂、阻燃剂等。
惰性填料材料可构成挤出聚合物次级背衬层120的树脂的大部分(按重量计)，并且可用作低成本材料，该低成本材料增加了挤出聚合物次级背衬层120的重量，以帮助形成至少大体上平坦的地毯块100。例如，惰性填料材料可占树脂和/或挤出聚合物次级背衬层120的大约20-80wt％之间。
惰性填料材料可由以下材料制成：碳酸盐，诸如碳酸钙(CaCO3)、碳酸铯(CsCO3)、碳酸锶(SrCO3)和碳酸镁(MgCO3)；硫酸盐，诸如硫酸钡(BaSO3)；氧化物，诸如氧化铁(Fe2O3或Fe3O4)、氧化铝(Al2O3)、氧化钨(WO3)、氧化钛(TiO2)、氧化硅(SiO2)；硅酸盐，诸如粘土；金属盐；飞灰等。
此外，惰性填料材料可由用后产品(诸如用后玻璃、用后地毯和/或其它用后回收材料)制成。在其中惰性填料由用后玻璃制成的情况下，用后玻璃在添加以作为填料之前被研磨成细玻璃粉。碎玻璃可由汽车和建筑玻璃(也称为平板玻璃)、火石玻璃(flintglass)、E玻璃、硼硅酸盐玻璃、棕色玻璃(瓶玻璃)、绿色玻璃(瓶玻璃)、以及粉煤灰或其组合制成。在其中使用用后地毯作为惰性填料材料的情况下，可将用后地毯研磨成细小碎料并加入到热熔融粘合剂中。除了用后地毯之外，地毯的残余物和修剪物(例如，包括来自从地毯卷中切割的地毯块的修剪废物，有时称为窗废物(window waste))、作为剪切过程的产物的细小废纤维等(在制造过程期间作为副产物产生)也可用于形成惰性填料材料。
该填充的或未填充的聚合物还可包含着色剂，如炭黑或其它着色剂，以提供颜色并增加挤出聚合物次级背衬层120的不透明度。通常，着色剂能以小于或等于填充或未填充树脂和挤出聚合物次级背衬层120的大约1wt％的量存在。例如，着色剂能以挤出聚合物次级背衬层120的大约0.1-0.5wt％之间的量存在。作为具体实例，着色剂能以树脂和挤出聚合物次级背衬层120的大约0.1wt％的量存在。
此外，为了降低热氧化降解的可能性，聚合物还可包含一种或多种抗氧化剂。一些合适的抗氧化剂包括但不限于胺、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’-硫代双-(6-叔丁基-间甲酚)、丁基化羟基茴香醚、丁基化羟基甲苯、双(氢化牛油烷基)、氧化物；三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯和1,3,5三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、1,3,5,三((3,5(1二甲基乙基))-4-羟基苯基)甲基。通常，抗氧化剂能以小于或等于树脂和/或挤出聚合物次级背衬层120的大约2wt％的量(例如，树脂和/或挤出聚合物次级背衬层120的大约0.05-0.5wt％之间的量)存在于填充或未填充的挤出聚合物次级背衬层120中。
此外，挤出聚合物次级背衬层120可附加地包括一种或多种增粘剂，以帮助与预涂布层115(如果存在的话)、主背衬110、和/或增强稀松布层130形成强的机械结合，这在下文进一步详细讨论。
聚合物次级背衬层120的树脂可附加地包括一种或多种粘度调节剂和/或增容剂，诸如像具有比本文讨论的树脂的分子量更高或更低的烯烃，或乙烯马来酸酐共聚物，以便在施加到面层布111上时确保填料和聚合物内的树脂适当流动和结合。粘度调节剂能以树脂和挤出聚合物次级背衬层120的大约0.1-3wt％之间的量存在。
在某些实施例中，挤出聚合物次级背衬层120的树脂可附加地包括一种或多种阻燃剂，例如但不限于用于其中要求阻燃性的应用的三水合铝(ATH)或氢氧化镁(MgOH)。在某些应用中，例如，当这样的地毯块被安装在运输交通工具(例如，公共汽车、飞机等)中时，可能需要一种或多种阻燃剂来遵守关于地毯块的安装和/或使用的适用规定。
以下的表1和表2中示出了挤出聚合物次级背衬层120的示例性树脂，具有对于每个组件而言可包含的示例性含量范围。发明人发现，这两种示例性挤出聚合物次级背衬层120配方都提供了在地毯块100的各层之间具有强机械结合和基本平坦的地毯块轮廓的轻质地毯块。
表1
Figure BDA0002397068570000131
Figure BDA0002397068570000141
作为余量的石灰石的量可通常在介于60wt％至80wt％的范围内，但也可例如介于56.05wt％至78.75wt％之间。制备了具有以下成分的示例性组合物：可由Lyondell获得的为Adflex Z108S的35％w的1-丙烯、乙烯共聚物，可由BASF获得的为Irgafos 168的0.2％W的主抗氧化剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，可由BASF获得的为Irganox 3114的0.1％w的次级抗氧化剂1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-s-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮，可由Lyondell获得的为Integrate(NP507030)的2％w的乙烯马来酸酐共聚物，可由ModernDispersions获得的为Black PE 907 Conc的0.2％炭黑浓缩物，以及余量是可由Huber获得的为RECAL PRE-C 20的石灰石。
表2
<u>组分</u> <u>(树脂的)wt％范围</u>
乙烯-丙烯共聚物 10-30
丙烯均聚物 0.1-3
增粘剂 1-15
乙烯马来酸酐共聚物 1-3
碳酸钙(石灰石) 余量
炭黑浓缩物 0.1-0.5
尽管乙烯马来酸酐共聚物的量可在0.1wt％至3wt％之间变化，但是乙烯马来酸酐共聚物的量优选为介于1wt％至3wt％之间。
作为余量的石灰石的量可通常在介于48wt％至80wt％的范围内，但也可例如介于48.5wt％至87.9wt％之间。再次制备了具有以下成分的示例性组合物：可由ExxonMobil获得的为Vistamaxx 6502的25％w的乙烯-丙烯共聚物，可由ExxonMobil获得的为Achieve6936G2的1.5％w的丙烯均聚物，可由Neville Chemical获得的为Nevtac 201的10％w的树脂增粘剂，可由ExxonMobil获得的为Exxelor PE1040的2％w的乙烯马来酸酐共聚物，可由Modern Dispersions获得的为Black PE 907 Conc的0.2％炭黑母料，余量是可由Huber获得的为RECAL PRE-C 20的石灰石。
术语“wt％”和“％w”是相同的，并且指相对于其中存在有该成分的组合物的总重量的该成分重量，表示为百分比。
再次参考图1，地毯块100附加地包括增强稀松布层130，其部分地嵌入挤出聚合物层120中以至少部分地限定地毯块100的底表面。增强稀松布层130向完成的地毯块100赋予尺寸稳定性。因为增强稀松布层130定位在地毯块100的底表面上，所以增强稀松布层130提供了抵抗地毯块的卷曲和/或拱起的额外的支撑。
增强稀松布层130可包括以织造或非织造构造提供的纤维材料。具体地，当设置在地毯块100的底表面上时，织造纤维增强稀松布层130有助于为所得地毯块100提供期望的平坦性特征，而非织造纤维材料有助于防止所得地毯块100的收缩或膨胀。期望的平坦性特征可至少基本上不具有传统上由于在地毯块100上提供聚合物背衬而导致的拱起(地毯块100的中心部分相对于边缘升高，以提供地毯块100的凸起的顶表面)或卷曲(地毯块100的边缘相对于中心部分升高，以提供地毯块100的下凹的顶表面)。当某些聚合物在地毯块100的背部上冷却和/或硬化时，那些聚合物倾向于收缩并拉动地毯块100的其它部分(导致地毯块变形并拱起)或者膨胀并拉动地毯块100的其它部分(导致地毯块变形并卷曲)。将增强稀松布层130放置在地毯块100的底部部分上抵消由聚合物背衬的冷却和硬化引起的地毯块100上的变形力。给定织造和非织造纤维稀松布材料的这两种不同特征，某些地毯块100可包括具有织造和非织造纤维材料两者的增强稀松布层130。
纤维材料本身可构成任何数量的天然或合成材料。例如，纤维材料可实施为玻璃纤维，其可涂布有无刺激性涂层(例如，热塑性或热固性涂层)，诸如聚乙烯。无刺激性涂层可单独地施加到纤维(例如，以产生护套纤维)，或无刺激性涂层可施加到织造或非织造的增强稀松布层130。例如，无刺激性涂层可施加到增强稀松布层130的底表面(例如，暴露的底表面)。无刺激性涂层可防止安装者在层叠地毯块100时接触刺激性纤维材料。纤维材料可附加地和/或替代地包括一种或多种基于聚合物的纤维，诸如聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚氨酯纤维、其组合等。例如，聚合物纤维可包含聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、护套聚合物纤维(例如，具有聚乙烯芯和尼龙或聚丙烯护套)和/或类似物。作为另一实例，纤维材料可包括基于聚合物的纤维和其它纤维(例如，玻璃纤维)的复合物。这种复合物可包括非织造的层和/或织造层(例如，包含基于聚合物的纤维材料的第一层和包含玻璃纤维材料的第二层)。
制造方法
图2是可用于构建如本文所讨论的地毯块100的示例性地毯块生产线的一部分的示意图，并且图3是根据某些实施例的用于构建地毯块100的示例性方法的流程图。如本文所讨论的，地毯块100可制造为连续网状物的一部分，并且之后切割成预期的拼块形状和尺寸。然而，应当理解的是，可根据任何种类的制造方法制造地毯块100，诸如，其中每个多层地毯块100均构建成单独组件的分批方法。
在图3中，以下方框代表根据某些实施例的用于构建地毯块的示例性方法的以下步骤：
a.方框301代表步骤：“提供包括主背衬的连续面层布网状物，主背衬具有延伸穿过其的多个面层纱”；
b.方框302代表步骤：“使面层布网状物沿着网状物行进路径以逆取向前进”；
c.方框303代表步骤：“将聚合物次级背衬材料的连续片材挤出到面层布网状物的表面上”；
d.方框304代表步骤：“在使挤出聚合物次级背衬保持高于软化温度的同时将增强稀松布铺设到挤出聚合物次级背衬的暴露表面上，以形成多层网状物”；
e.方框305代表步骤：“使多层网状物前进通过辊隙，以将增强稀松布部分地嵌入到挤出聚合物次级背衬中”；以及
f.方框306代表步骤：“使多层网状物前进通过一个或多个冷却辊以使多层网状物冷却”。
如图2所示，该方法开始于提供具有延伸穿过主背衬110的多个面层纱105的面层布111(如在图3的方框301所指示的)。面层布111可任选地具有设置在主背衬110的背侧上的预涂布层。如本文所讨论的，面层布111的顶侧最终形成完整的地毯块100的顶表面。如所提及的，植绒的主背衬110设置为连续网状物，其可沿着由多个辊(例如，动力辊和/或惰辊(idler roller))限定的网状物行进路径被穿引(thread)。在某些实施例中，面层布111可具有介于72-80英寸之间的宽度，尽管应当理解的是，面层布111可具有适合于生产装备的任何宽度。
如图2所示，面层布111沿着网状物行进路径以逆取向前进，其中面层布111的背侧面向上，如图3的方框302所指示的。面层布111前进通过构造成将树脂的具有至少大体上均匀厚度的连续片材挤出到面层布111的背侧上的一个或多个挤出机头220以形成挤出聚合物次级背衬层120，如方框303所描述的。在某些实施例中，挤出机头220可包括延伸穿过面层布111的全部宽度的单个细长的挤出模具尖端开口，使得将树脂从挤出机头220挤出为连续的片材。替代地，树脂可从定位成穿过网状物行进路径的宽度的多个挤出机头220挤出。多个挤出机头可间隔开，使得树脂一起流动以形成横穿面层布111的宽度具有至少大体上均匀厚度的至少大体上连续的挤出聚合物次级背衬层120。
一个或多个挤出机头220可通过构造成在挤出之前结合树脂的各种组分的一个或多个挤出机(例如，单螺杆挤出机和/或双螺杆挤出机)供应，以形成挤出聚合物次级背衬层120。一旦结合，则挤出机和一个或多个挤出机头220在介于大约275-500华氏度(135至260℃)之间的温度和介于大约8-35盎司每平方码(大约0.271至大约1.187kg/m2)之间的重量下将树脂的至少大体上连续的片材设置在面层布111的底表面上。在其中面层布111包括热熔融预涂布层115的实施例中，树脂可在预涂布层115足够热的同时施加到面层布111(因为可为使用热熔融的粘合剂的情况)，以便保留粘性特征(例如，当预涂布层材料保持在其软化点之上时)，以改善面层布111和挤出聚合物次级背衬层120之间的机械结合强度。然而，应当理解的是，在其中未采用热熔融粘合剂预涂布层115的实施例中，在使预涂布层115保持热的同时不需将树脂施加到面层布111(例如，不具有预涂布层115的实施例和使用水性乳胶基预涂布层115的实施例)。
在将挤出聚合物次级背衬层120的树脂挤出到面层布111上之后，将增强稀松布层130铺设到挤出聚合物次级背衬层120的暴露底表面上，如图3的方框304所指示的。当将增强稀松布层130铺设到挤出聚合物次级背衬层120的暴露表面上时，挤出聚合物次级背衬层120保持在树脂软化点之上，并且整个多层网状物(包括面层布111、挤出聚合物次级背衬层120和增强稀松布层130)穿过包括定位在网状物行进路径的相对侧上的两个辊的辊隙250，以压缩多层网状物并提供地毯块100的相邻层之间的强结合。在压缩期间，挤出聚合物次级背衬层120结合到面层布111，并且增强稀松布层130结合到(例如，部分地嵌入到内部)挤出聚合物次级背衬层120(如在方框305处所指示的)。增强稀松布层130保持为部分地暴露，使得增强稀松布层130限定所获得的地毯块100的底表面的至少一部分。
在多层网状物移动穿过辊隙250之后，网状物穿过一个或多个冷却辊260以冷却并硬化挤出聚合物次级背衬层120(方框306处示出)。例如，一个或多个冷却辊260可共同地构造成使挤出聚合物次级背衬层120冷却至接近室温(介于大约75-80华氏度(23.9至26.7℃)之间)。
然后，冷却的多层构造可传到构造成将多层网状物切割成多个单独的地毯块的拼块切割机构，或传到卷取辊(take up roller)270以用于存储。例如，网状物可传到模切机中以将材料网状物切割成市场尺寸的地毯块100(例如，18”×18”，24”×24”，36”×36”)。替代地，可将材料网状物放置到大直径(例如，8英尺的直径)的卷筒(drum)上，在那里，可将材料网状物放置到离线模切站，用于进一步加工成地毯块100。
所获得的多层构造(其可被切割成单独的地毯块100)具有小于具有多个背衬层的类似的地毯块的整体厚度，同时保持地毯块100的预期平坦性特征。这允许在单个纸箱中、单个货板上等堆叠大量的地毯块100。此外，所获得的地毯块100具有比具有多个背衬层的类似的地毯块更低的整体重量。降低的体积(由于降低的厚度)和降低的质量降低了与根据各种实施例的地毯块100相关的运输和安装成本，同时一旦安装，还保留预期的美学特征。
实施例1
根据本文描述的方法制造了一个示例性低重量地毯块。示例性地毯块包括面层布111，面层布包括具有至少大约4盎司每平方码(0.136kg/m2)重量的主背衬层110，并具有至少大约14盎司每平方码(0.475kg/m2)重量的植绒通过其的面层纱105。植绒的主背衬涂布有具有至少大约12盎司每平方码干重的预涂布层115。
面层布111在挤出机头220下方通过成为连续网状物的一部分，其中挤出聚合物次级背衬层120的树脂挤出到面层布111的背侧上(使得将树脂挤出到预涂布层115的暴露表面上)，以形成挤出聚合物次级背衬层120。在该实施例中，挤出聚合物次级背衬层120包括表3中列举的组分的树脂混合物，被加热至325-475华氏度(162.8至246.1℃)的温度以用于挤出。
表3
<u>组分</u> <u>wt％</u>
1-丙烯、乙烯共聚物 29.80
主抗氧化剂 0.13
次级抗氧化剂 0.07
乙烯马来酸酐共聚物 2.00
碳酸钙 67.90
炭黑浓缩物 0.10
树脂以连续片材的形式挤出到面层布111上，以创建具有至少大体上均匀厚度的至少大体上均匀的挤出聚合物次级背衬层120。
在将挤出聚合物次级背衬层120冷却到低于树脂的软化点的温度之前，将玻璃纤维非织造增强稀松布层130铺设到挤出次级背衬层120的暴露表面上，并且整个多层网状物穿过辊隙250并通过一个或多个冷却辊260，以将增强稀松布层130嵌入到挤出聚合物次级背衬层120中，并冷却和硬化挤出聚合物次级背衬层120。然后，将冷却的网状物切割成单独的地毯块100以用于评估。
已经发现，根据该实施例构造提供的地毯块100呈现出优异的平坦性和尺寸稳定性特征，同时保留了近似地介于40-70盎司每平方码(1.356至2.373kg/m2)之间的总重量，并且优选为近似地介于54-57盎司每平方码(1.831至1.933kg/m2)之间，诸如至少近似55盎司每平方码(1.865kg/m2)。
实施例2
根据本文描述的方法制造了一个实施例性低重量地毯块。该实施例地毯块包括面层布111，面层布包括具有至少大约4盎司每平方码(0.136kg/m2)重量的主背衬层110，并具有至少大约14盎司每平方码(0.475kg/m2)重量的植绒通过其的面层纱105。植绒的主背衬涂布有具有至少大约12盎司每平方码(0.409kg/m2)干重的预涂布层115。
面层布111在挤出机头220下方通过成为连续网状物的一部分，其中挤出聚合物次级背衬层120的树脂挤出到面层布111的背侧上(使得将树脂挤出到预涂布层115的暴露表面上)，以形成挤出聚合物次级背衬层120。在该实施例中，挤出聚合物次级背衬层120包括表4中列举的组分的树脂混合物，被加热至325-475华氏度(162.8至246.1℃)的温度以用于挤出。
表4
Figure BDA0002397068570000211
Figure BDA0002397068570000221
树脂以连续片材的形式挤出到面层布111上，以创建具有至少大体上均匀厚度的至少大体上均匀的挤出聚合物次级背衬层120。
在将挤出聚合物次级背衬层120冷却到低于树脂的软化点的温度之前，将玻璃纤维非织造增强稀松布层130铺设到挤出次级背衬层120的暴露表面上，并且整个的多层网状物穿过辊隙250并通过一个或多个冷却辊260，以将增强稀松布层130嵌入到挤出聚合物次级背衬层120中，并冷却和硬化挤出聚合物次级背衬层120。然后，将冷却的网状物切割成单独的地毯块100以用于评估。
已经发现，根据该实施例构造提供的地毯块100呈现出优异的平坦性和尺寸稳定性特征，同时保留了近似地介于40至70盎司每平方码(1.356至2.373kg/m2)之间的总重量，并且优选为近似地介于54至57盎司每平方码(1.831至1.933kg/m2)之间，诸如至少近似55盎司每平方码(1.865kg/m2)。
结论
受益于上文描述和相关附图所呈现的教导的本公开所属领域的技术人员将会想到许多修改和其它实施例。因此，应当理解的是，本公开并非限制于所公开的具体实施例，并且修改和其它实施例旨在包含在所附权利要求的范围内。尽管本文采用了下位术语，但是它们仅以上位的和描述性含义使用，并且并非出于限制的目的。

Claims (24)

1.一种地毯块，包括：
面层布，包括主背衬和延伸通过所述主背衬的多个面层纱，其中，所述面层布限定所述地毯块的上表面；
挤出聚合物次级背衬层，具有结合到所述面层布的顶表面和相对的底表面；以及
增强稀松布层，结合到挤出聚合物次级背衬的所述底表面，其中，所述增强稀松布层限定所述地毯块的底表面的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的地毯块，其中，所述增强稀松布层包括多个纤维，并且其中，所述多个纤维包括玻璃纤维或聚合物纤维中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的地毯块，其中，所述多个纤维包括包含护套聚酯芯纤维的聚合物纤维。
4.根据权利要求2所述的地毯块，其中，所述多个纤维包括具有涂层的玻璃纤维。
5.根据权利要求4所述的地毯块，其中，所述涂层包含聚乙烯。
6.根据前述权利要求中任一项所述的地毯块，其中，所述增强稀松布层包括非织造纤维材料。
7.根据前述权利要求中任一项所述的地毯块，其中，所述增强稀松布层包括多个聚合物纤维和多个玻璃纤维。
8.根据前述权利要求中任一项所述的地毯块，其中，所述挤出聚合物次级背衬包含聚烯烃。
9.根据权利要求8所述的地毯块，其中，所述挤出聚合物次级背衬包含大约10wt％至40wt％之间的聚烯烃。
10.根据权利要求8或9所述的地毯块，其中，所述挤出聚合物次级背衬包含大约20wt％至80wt％之间的填料材料。
11.根据前述权利要求中任一项所述的地毯块，其中，所述地毯块的重量为大约40至70盎司每平方码之间。
12.根据权利要求11所述的地毯块，其中，所述地毯块的重量为大约50至60盎司每平方码之间。
13.根据前述权利要求中任一项所述的地毯块，其中，所述面层布进一步包括主背衬层和所述挤出聚合物次级背衬层之间的主背衬预涂布层。
14.一种制造地毯块的方法，所述方法包括：
提供面层布，其中，所述面层布包括具有延伸穿过所述面层布的多个面层纱的主背衬；
形成多层构造，所述多层构造包括所述面层布和通过以下方式固定到所述面层布的第一侧上的背衬构造：
将聚合物片材挤出到所述面层布的第一侧上，使得所述聚合物片材的顶表面结合到所述面层布；并且
将纤维增强稀松布层部分地压制到挤出的所述聚合物片材的底表面中，以将所述纤维增强稀松布层结合到挤出的所述聚合物片材的所述底表面，使得所述纤维增强稀松布层限定所述地毯块的底表面的至少一部分。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，将所述纤维增强稀松布层部分地压制到挤出的所述聚合物片材中包括在压合辊之间压缩所述多层构造。
16.根据权利要求14至15中任一项所述的方法，进一步包括冷却所述多层构造。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，进一步包括将地毯网状物切割成多个地毯块的步骤。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中，将聚合物片材挤出包括将基于聚烯烃的树脂挤出，其中，所述基于聚烯烃的树脂包含大约10wt％至40wt％之间的聚烯烃，和大约20wt％至80wt％之间的填料材料。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的方法，其中，将所述纤维增强稀松布层部分地压制到挤出的所述聚合物片材中包括将非织造纤维毡部分地压制到挤出的所述聚合物片材中。
20.根据权利要求14至19中任一项所述的方法，其中，所述纤维增强稀松布层包含以下的至少一种：玻璃纤维或聚合物纤维。
21.根据权利要求14至20中任一项所述的方法，其中，将聚合物片材挤出到所述面层布的所述第一侧上，并将纤维增强稀松布层部分地压制到挤出的所述聚合物片材中的所述步骤共同地形成具有大约20至30盎司每平方码之间的重量的背衬构造。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，提供面层布包括提供具有大约18至30盎司每平方码之间的重量的主背衬网状物；并且
其中，所述多层构造具有大约38至60盎司每平方码之间的重量。
23.一种地毯块次级背衬树脂，包括：
聚烯烃材料，设置成在所述树脂的重量的大约10wt％至40wt％之间的范围内；
惰性填料材料，设置成在所述树脂的重量的大约50wt％至80wt％之间的范围内；
粘度调节剂，设置成在所述树脂的重量的大约1wt％至3wt％之间的范围内；以及
一种或多种附加添加剂，共同地设置成在所述树脂的重量的大约0.5wt％至15wt％之间的范围内。
24.根据权利要求23所述的地毯块次级背衬树脂，其中，所述聚烯烃材料包含以下的至少一种：1-丙烯、乙烯共聚物；乙烯-丙烯共聚物；或丙烯均聚物。
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