CN113993424B - 将地毯产品可移除地连接至表面的方法和用于在该方法中使用的双面带 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将具有绒头侧和纤维背侧的地毯产品可移除地连接至表面的方法，其中所述方法包括以下步骤：粘附双面带，其中所述带的第一侧粘附至所述地毯产品的所述纤维背侧；以及通过将所述双面带的第二侧粘附至所述表面而将所述地毯产品连接至所述表面，所述双面带的所述第一侧具有从这一侧延伸并且长度为0.1‑10mm的多个钩，并且所述双面带的所述第二侧具有从所述第二侧延伸的多根粘性纳米纤维，每根纤维具有远端，所述远端具有垂直于所述纤维的纵向方向延伸的表面，所述表面的直径是1‑900nm。本发明还涉及一种用于上述方法的地毯产品和双面带。

Description

将地毯产品可移除地连接至表面的方法和用于在该方法中使 用的双面带

技术领域

本发明总体上涉及地毯产品的安装，即一种将具有绒头侧和背侧的地毯产品可移除地连接至表面的方法。

背景技术

一般来说，有三种类型的地毯安装，即胶粘安装(glue down installation)、拉伸进入安装(stretch-in installation)和切割贴合安装(cut-to-fit installation)。在所有情况下，该安装优选地导致可移除的连接，使得当需要进一步处理，例如回收(例如在磨损后)、清洁或重新铺设至另一表面时，可以移除地毯产品。

关于胶粘安装，有两种主要类型的胶粘地毯安装，即直接胶粘至表面，或胶粘至本身胶粘到该表面的衬垫。直接胶粘安装是商业环境中最流行的地毯安装。在这种类型的安装中，将地毯直接胶粘至地板。地板需要非常光滑。地板中的任何瑕疵都会通过地毯流露出，并且清晰可见。地板中的瑕疵也可能导致磨斑。胶粘地毯的优点是地毯被牢固地支撑，并且具有最小的移动。它提供了良好的坚实基础，所述坚实基础更适合滚动交通，包括轮椅。它适用于坡道，在气候控制关闭了一段时间并且缝隙没有达到峰值的建筑中显示出最小的屈曲，并且由于没有弯曲而更加耐用。胶粘适用于大面积。直接胶粘的主要缺点是当需要更换时，移除是相当困难并且因此昂贵的。使用衬垫将提供更多的舒适性，但是除了较高的初始成本之外，主要缺点保持不变，或者甚至由于存在两层粘合剂而更加困难。一种在胶粘安装中使用常规粘合剂的简单替代方案是使用双面带。这允许廉价和快速的安装，但是由于带通常不能很好地粘附至地毯的背侧，并且此外地板表面必须绝对光滑并且没有灰尘以便很好地粘附至地板，所以这不是常用的选项。它主要用于非常低端的应用。

拉伸进入地毯安装是家庭中最流行的安装方法。在这种安装中，木条(称为无胶条)被钉(或有时胶粘)至房间边缘周围的地板。这些条有数百个钉子，所述钉子朝向墙壁内斜。垫料固定至房间中央的地板。然后地毯被附接至房间周围的销钉。然后，安装人员将地毯在房间上拉紧。拉伸进入地毯安装的优点是，它是一种快速且有效的安装方法，并且它比胶粘地毯更容易移除。缺点是它由于担心屈曲或起皱而不适合非常大的空间，并且不适合重型滚动交通、或频繁的轻负荷滚动交通。

在切割贴合地毯安装中，安装人员将切割地毯以使其完全贴合房间，但是地毯不会附接至地板。或者，使用地毯块来贴合表面。地毯产品松散地铺设在地板上。切割贴合安装可以直接铺设在地板上，或铺设在衬垫上。如果使用衬垫，则所述衬垫应该是牢固的致密衬垫(如毛毡)以最小化屈曲或起皱的可能性。有几个原因使有人可能会选择松散铺设的地毯，最明显的原因是易于移除(在使用、磨损后，用于清洁、干燥等)。然而，切割贴合地毯安装(或松散铺设地毯安装)不是非常稳定。因为地毯产品没有附接至下面的表面，所以它可能会偏移或移动。天气变化可影响地毯的大小。炎热潮湿的天气可导致织物膨胀，从而引起起皱。凉爽干燥的天气会导致织物收缩，从而留下缝隙。可能会发展出屈曲或起皱，这不是安装人员的责任。将地毯胶粘或拉伸进入的原因是为了避免这些缺点。然而，这些问题可以通过提出具有重型载体(例如通常用于地毯块、垫或滑道的沥青载体)的地毯来部分解决。然而，此类地毯产品明显更贵。

发明目的

本发明的一个目的是提供一种安装地毯产品的替代方法，所述方法至少减轻了现有技术缺点中的一些缺点。

发明内容

为了满足本发明的目的，设计了一种将具有绒头侧和纤维背侧的地毯产品可移除地连接至表面的方法，其中所述方法包括以下步骤：粘附双面带，其中所述带的第一侧粘附至所述地毯产品的所述纤维背侧；以及通过将所述双面带的第二侧粘附至所述表面而将所述地毯产品连接至所述表面，所述双面带的所述第一侧具有从这一侧延伸并且长度为0.1-10mm的多个钩，并且所述双面带的所述第二侧具有从所述第二侧延伸的多根粘性纳米纤维，每根纤维具有远端，所述远端具有垂直于所述纤维的纵向方向延伸的表面，所述表面的直径是1-900nm。

在本发明中，使用了双面带，所述双面带本身对于地毯产品的安装是已知的，然而，新颖的方面是双面带具有全新的构造，该构造特别适用于具有纤维背侧的地毯产品，但是适用于任何表面(即使当潮湿或多尘或具有不规则性时)，所述表面的一侧，即粘附至地毯产品的一侧，实际上是粘扣带(velcro tape)的发夹侧，并且所述表面的另一侧是通常被称为壁虎带(gecko tape)的带。申请人发现，当使用这种新型双面带时，即使表面不符合光滑度和清洁度的高标准，地毯产品也可以一次又一次地可释放地连接至表面。粘扣发夹理想地适于提供与地毯产品的纤维背侧的可释放连接，并且壁虎带纳米纤维(不发粘且易于清洁)理想地适于提供与任何(常规)表面的可释放连接。例如，通过改变发夹和/或纳米纤维两者的数量和大小，可以提供任何强度和耐久性的连接，范围从高端地毯安装所需的粘附性到刚好足以具有例如瓷砖地板上的浴室垫所需的防滑连接。

粘扣带也称为钩带或毛刺带。像具有钩或齿的自然存在的毛刺(bur)(也拼写为毛刺(burr)；种子或干果)，带的表面具有多个优选由合成聚合物制成的小钩。对于粘扣带，“匹配”带是织造或非织造的纺织产品。在当前方法中，纤维地毯产品具有这种功能，使得钩可以机械地接合地毯产品。钩可以是任何材料的，例如合成尼龙、聚酯、聚丙烯、芳族聚酰胺，但是也可以是金属的，例如不锈钢的。放置钩的密度通常是1-100个/mm，例如4-40个/mm。

壁虎带被俗称为纳米纤维粘合结构或纳米粘毛结构。这种带通常简称为壁虎带。纤维尖端的数量通常是约100,000个/mm²至1,000,000个/mm²，但是可以高达或甚至超过10,000,000个/mm²。纤维尖端的数量没有最小值，所使用的数量取决于连接所需的强度。然而，低于1000的数量被认为对于达成用于地毯产品的可用连接是不切实际的。尖端的直径在1-900nm之间，例如小于800nm、700nm、600nm或500nm，或者甚至小于250nm，例如在50-200nm之间。纳米纤维的长度通常高于0.1μm(微米)，通常在1μm与1000μm之间，优选地2-900μm，例如在5μm与500μm之间。纤维的直径并不重要，只要尖端满足直径极限并且达到1000个尖端/mm²的最小值即可。纤维可以是完全独立的或者它们可以是成束的，束的直径可高达100μm，通常在1μm与10μm之间。每根纤维可以有多个尖端。

壁虎带来源于壁虎脚的构造方式。壁虎脚有脚趾垫，所述脚趾垫由约五十万根角蛋白制成的刚毛组成。这些细毛中的每一根细毛都有数百个甚至更小的纳米级直径的突起，所述突起被称为从它们的末端突出的铲状突起。这些铲状突起是本申请中所定义的纳米纤维。虽然许多相互作用已经被假设为粘附的起源，例如吸力、摩擦力和静电力，但直到2000年，加州大学伯克利分校(University of California,Berkeley)的Robert Full才发现粘附是由于铲状突起与表面之间产生的范德华力。范德华力是由分子诱导极化产生的分子间力。尽管在大多数情况下范德华力很弱并且可以忽略不计，但是范德华力在微观和纳米尺度上变得非常重要。就壁虎脚而言，铲状突起非常小并且接近表面，使得在单个铲状突起与表面之间发展出了约0.4μN的吸引性范德华力。虽然这是一个看似微不足道的数字，但是单只壁虎脚上数百万个铲状突起的合力会产生约10N，或即约2.25磅的粘附力。考虑到壁虎脚的面积只有约100mm²，不可避免的是科学家们试图模仿这种材料的力量和粘附效率。

后来人们发现范德华力并不是负责壁虎能力的唯一力。发现毛细作用力也可能有助于粘附。毛细作用力是由两个表面之间形成的吸水分子层的表面张力产生的吸引力。当壁虎在亲水表面上攀爬时，毛细作用力与范德华力相结合以使壁虎保持在适当位置。然而，在疏水表面上，范德华力起主要作用。

纳米纤维尖端的低分离力、自清洁性质和非粘性默认状态暗示了用于合成纳米纤维的硬聚合物或材料，而不是通常用于压敏粘合剂中的软聚合物，所述纳米纤维实际上是人造铲状突起/刚毛。在人造刚毛的最初开发中，聚合物如聚酰亚胺、聚丙烯和聚二甲基硅氧烷(PDMS)被频繁使用，因为它们是柔性的并且容易制造。后来，随着纳米技术的快速发展，碳纳米管(CNT)变得受到大多数研究小组的青睐并在最近的项目中使用，因为CNT可能比聚合物具有大得多的长径比，并且它们显示出强度和柔性两者以及良好的电气性质。许多微机电(MEMS)制造技术被应用于合成刚毛的制造，所述MEMS制造技术包括光刻/电子束光刻、等离子体蚀刻深度反应性离子蚀刻(DRIE)、化学气相沉积(CVD)和微成型。

除了上述方法，本发明还涉及地毯产品。这种产品具有绒头侧和纤维背侧，双面带以所述带的第一侧粘附至所述地毯产品的背侧，所述双面带的所述第一侧具有从这一侧延伸并且长度为0.1-10mm的多个钩，并且所述双面带的第二侧具有从所述第二侧延伸的多根粘性纳米纤维，每根纤维具有远端，所述远端具有垂直于所述纤维的纵向方向延伸的表面，所述表面的直径是1-900nm。

接下来，申请人意识到，新设计的带可以有更多的应用，而不仅仅是可移除地连接地毯产品，因此本发明也同样涉及双面带。这种带具有第一侧，所述第一侧具有从这一侧延伸并且长度为0.1-10mm的多个钩；和第二侧，所述第二侧具有从所述第二侧延伸的多个粘性纳米纤维，每个纤维具有远端，所述远端具有与所述带平行延伸的表面，所述表面的直径是1-900nm。

定义

纳米纤维是细长杆，所述细长杆的至少一个尺寸在纳米范围内(介于0.1nm与1000nm之间)，该尺寸通常是杆在远端附近或远端处的直径。

地毯产品是用于覆盖物体的地板、壁或其他表面的至少一部分的纺织产品，所述产品具有包括从尺寸稳定的载体延伸的纱线绒头的正面，所述产品用于覆盖任何种类的表面(例如车辆的地板、壁、内部)，作为该表面的主要覆盖物或作为二次覆盖物(即以覆盖一次覆盖物)。地毯产品的典型示例是宽幅地毯、地毯块、入口垫、汽车垫、飞机和船只垫以及滑道。地毯产品可以是各种不同的构造，例如织造的、针刺的、打结的、簇绒的和/或刺绣的，但是簇绒产品是最常见的类型。绒头可以例如被切割(如在毛绒地毯中)或形成圈(如在本色地毯中)。

纤维状的是指基本上由纤维组成。“基本上”在这个意义上是指基本的机械构造由纤维排列而成：然而，纤维可以浸渍或者以其他方式处理或者与非纤维材料组合，使得最终材料也包括除纤维之外的其他成分。典型的纤维片是织造和非织造的纺织产品，或它们的组合。

表面的直径是该表面的最大长度。所以如果表面是圆形的，则直径就是实际的几何直径。如果表面是正方形的，则直径是正方形的宽度的1.41倍。

由聚合物制成的产品是指产品的基本成分是聚合物，因此所述聚合物以所述产品的超过50重量％，通常超过60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、81重量％、82重量％、83重量％、84重量％、85重量％、86重量％、87重量％、88重量％、89重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％直至100重量％存在。

连接两个物体意味着在所述物体之间建立起有效连接，所述连接能够抵抗至少某种分离力。低水平的连接是能够在两个物体之间提供防滑关系的连接，即能够抵抗物体之间的剪切力(沿着物体之间的连接平面的力)的连接。

热熔粘合剂是一种热塑性粘合剂，所述热塑性粘合剂被设计成熔融的，即被加热以从固态转变成液态以在固化后粘附材料。热熔粘合剂通常是非反应性的，至少部分结晶的(25-100％)，并且包含少量(低于10重量％、5重量％、4重量％、3重量％、2重量％、1重量％)或不含溶剂，因此固化和干燥通常不是提供足够粘附所必需的。

本发明的实施方式

在根据本发明的方法的一个实施方式中，地毯产品的纤维背侧被双面带部分地覆盖。申请人发现，对于许多应用，用新带覆盖背表面的仅部分是有利且足够的。特别地，带的壁虎侧的粘附性越强，则需要覆盖的表面就越少。除了更便宜之外，这还具有更容易从地毯产品上移除带的优点。例如，地毯产品的纤维背侧在其周界附近被覆盖。

在另一个实施方式中，在连接地毯产品的时间段后，将地毯产品从表面移除，然后进行处理，例如回收、清洁、干燥或安装在远表面处。在一个实施方式中，在处理地毯产品之前，从地毯产品的纤维背侧移除双面带。如果该工艺负面地影响双面带的性质，则这可能是有利的。

在双面带本身的实施方式中，钩和纤维都由合成聚合物制成，优选地，钩和纤维都由聚酯制成。聚酯大量存在于当今社会中(特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯或PET)，易于生产并且易于回收。发现聚酯适用于生产钩和纳米纤维两者。

在双面带的另一个实施方式中，所述带包括两个分离的层，第一层承载钩并且第二层承载纳米纤维，其中所述层是使用中间热熔粘合剂机械连接的。已经发现，热熔粘合剂理想地适合于持久地连接所述带的两层，与此同时通过简单地将热熔粘合剂加热到高于其熔融温度而使得能够容易地分离个体。这使得能够容易地生产单独的粘扣带和壁虎带，并且此后将这两种材料连接起来以形成新的双面带。优选地，热熔粘合剂是聚酯粘合剂。

现在将使用以下实施例进一步解释本发明。

实施例

图1示意性地描绘了根据本发明的双面带。

图2示意性地描绘了根据本发明的地毯产品。

图3示意性地描绘了根据本发明的浴室垫。

图1

图1示意性地描绘了根据本发明的双面带1。带的第一侧实际上是单独的粘扣带，该粘扣带具有从这一侧延伸并且长度为1mm的多个聚酯钩2。带的第二侧实际上是单独的壁虎带，所述壁虎带具有多根聚酯纳米纤维3，每根纤维具有远端，所述远端具有与带平行延伸的表面。纤维长约2μm，具有约400nm的尖端直径和1.6μm的周期性。粘扣带是通过热熔粘合剂中间层4连接至壁虎带的。

图2

图2示意性地描绘了根据本发明的地毯产品10。地毯产品10具有绒头侧6和纤维背侧7，如图1所示的双面带1粘附至所述纤维背侧。

图3

图3示意性地描绘了根据本发明的浴室垫10'的背面。垫10'有4个根据本发明的双面带的片5'粘附至其相应的拐角。在这种情况下，双面带的壁虎侧具有低粘附性，所述粘附性当铺设在由瓷砖构成的浴室地板上时刚好足以为垫提供防滑性。当垫需要清洗时，将垫从地板上移除，并任选地将带的片从垫移除。如果带很脏并且粘扣侧与垫足够牢固地粘附，则在普通洗衣机中洗涤垫时双面带也可留在适当位置。在洗涤和干燥之后，任选地在将双面带放回垫的背面之后，将垫简单地重新安装在浴室中。在双面带的粘附性质下降到低于实际最小值之前，可以重复这个过程非常多次。

Claims (13)

1.一种将具有绒头侧和纤维背侧的地毯产品可移除地连接至表面的方法，其中所述方法包括以下步骤：粘附双面带，其中所述带的第一侧粘附至所述地毯产品的所述纤维背侧；以及通过将所述双面带的第二侧粘附至所述表面而将所述地毯产品连接至所述表面，所述双面带的所述第一侧具有从这一侧延伸并且长度为0.1-10 mm的多个钩，并且所述双面带的所述第二侧具有从所述第二侧延伸的多根粘性纳米纤维，每根纤维具有远端，所述远端具有垂直于所述纤维的纵向方向延伸的表面，所述表面的直径是1-900 nm。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地毯产品的所述纤维背侧被所述双面带部分地覆盖。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述地毯产品的所述纤维背侧在其周界附近被覆盖。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在连接所述地毯产品的时间段之后，将所述地毯产品从所述表面移除，然后进行处理。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在处理所述地毯产品之前，从所述地毯产品的所述纤维背侧移除所述双面带。

6.一种具有绒头侧和纤维背侧的地毯产品，双面带以所述双面带的第一侧粘附至所述地毯产品的背侧，所述双面带的所述第一侧具有从这一侧延伸并且长度为0.1-10 mm的多个钩，并且所述双面带的第二侧具有从所述第二侧延伸的多根粘性纳米纤维，每根纤维具有远端，所述远端具有垂直于所述纤维的纵向方向延伸的表面，所述表面的直径是1-900nm。

7.根据权利要求6所述的地毯产品，其特征在于，所述地毯产品的纤维背侧被所述双面带部分地覆盖。

8.根据权利要求7所述的地毯产品，其特征在于，所述地毯产品的所述纤维背侧在其周界附近被覆盖。

9.一种双面带，所述带的第一侧具有从这一侧延伸并且长度为0.1-10 mm的多个钩，所述带的第二侧具有从所述第二侧延伸的多个粘性纳米纤维，每个纤维具有远端，所述远端具有与所述带平行延伸的表面，所述表面的直径是1-900 nm。

10.根据权利要求9所述的双面带，其特征在于，所述钩和所述纤维都由合成聚合物制成。

11.根据权利要求10所述的双面带，其特征在于，所述钩和所述纤维都由聚酯制成。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的双面带，其特征在于，所述带包括两个单独层，第一层承载所述钩，并且第二层承载所述纳米纤维，其中所述第一层和所述第二层是使用中间热熔粘合剂机械连接的。

13.根据权利要求12所述的双面带，其特征在于，所述热熔粘合剂是聚酯粘合剂。