CN114929074A - 单通道地毯生产方法和使用其制备的地毯 - Google Patents

单通道地毯生产方法和使用其制备的地毯 Download PDF

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Abstract

一种低重量的地毯或块状地毯及其制备工艺，其中，地毯或块状地毯包括面布、低粘度聚烯烃涂层、增强稀松布层以及挤出聚烯烃片材，面布具有簇绒通过基础背衬的多个面纱，低粘度聚烯烃涂层被施加到基础背衬。块状地毯的顶部表面和底部表面分别由面布和挤出聚烯烃片材或增强稀松布层限定。然后使整个多层幅材穿过辊隙以将这些层压缩在一起，并且在可选地切割成块状之前，整个幅材被冷却。

Description

单通道地毯生产方法和使用其制备的地毯
相关申请的交叉引证
本申请要求2020年1月7日提交的美国专利申请62/957,947号和2020年1月31日提交的欧洲专利申请号20154810.4的优先权权益，其内容通过引证以其全文结合于本文用于所有目的。
背景技术
传统上，用于安装模块化地毯部件(诸如块状地毯(carpet tile，方块地毯，地砖状地毯))的安装技术极大地强调确保当安装时每个部件是单独平坦的需要。然而较大宽幅的地毯安装的边缘可以邻近墙壁定位和/或可以具体地钉在底层地板上，至少一些较小的块状地毯的边缘通常暴露(可能在房间的中心或人流量大的区域)并且可以相对于它们各自的相邻的块状地毯不直接固定。由此，块状地毯的制造商必须确保一旦安装，这些块状地毯不会卷曲(使得块状地毯边缘向上卷曲远离底层地板)或隆起(使得块状地毯的中间向上移动远离底层地板)。这些可能的缺陷中的每个缺陷可以对于沿着平铺地板行走的个人产生跌绊危险，或可以在邻近的块状地毯之间产生难看的间隙。即使当每个块状地毯单独固定到下面的底层地板(例如，经由粘合剂)时，块状地毯内的趋于卷曲或隆起的内部力可以导致块状地毯的部分从粘合剂和底层地板脱离。
历史上，块状地毯相对较重，以帮助确保每个块状地毯抵靠底层地板保持平坦。每个块状地毯的重量被认为克服趋于使块状地毯卷曲或隆起的任何内部力，从而确保一旦安装，块状地毯本身就保持平坦。然而，由于块状地毯相对较重，特别是与相似尺寸的宽幅地毯相比，由于操纵每个重的块状地毯所需的额外努力，地毯部件的运输和安装可以相对昂贵和/或耗时。块状地毯的重量还将它们的使用限制于一旦安装重量通常不重要的应用，诸如住宅或商业建筑物。在航空工业中使用块状地毯特别具有挑战性，其中，在选择用于安装在飞机中的部件期间，重量是最重要的。
因此，存在对于具有期望的平坦度特性的低重量并且耐用的块状地毯的需要。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种制造地毯或块状地毯的方法，该方法包括：
a)提供面布，其中，面布包括基础背衬，该基础背衬具有延伸通过基础背衬的多个面纱；以及
b)通过以下步骤形成多层结构，该多层结构包括面布和固定在面布的底侧上的背衬结构：
i)将聚烯烃涂层施加在面布的底侧上；
ii)将增强稀松布层(reinforcing scrim layer)的第一侧压到面布的底侧上；以及
iii)将聚烯烃基树脂挤出到增强稀松布层的第二侧上，从而形成顶部表面粘结到增强稀松布层的挤出聚烯烃片材；
或
i)将聚烯烃涂层施加在面布的底侧上；
ii)将聚烯烃基树脂挤出到面布的底侧上，从而形成顶部表面粘结到面布的挤出聚烯烃片材；以及
iii)将增强稀松布层的第一侧至少部分地压入挤出聚烯烃片材的底部表面；
其中，聚烯烃涂层在400°F下具有小于2000mPa.s的粘度。
根据本发明的第二方面，提供一种地毯或块状地毯，所述地毯或块状地毯通过上文所述的任何方法制备。
根据本发明的第三方面，提供一种地毯或块状地毯，所述地毯或块状地毯包括：
面布，该面布顶部侧面限定地毯或块状地毯的上部表面；
聚烯烃涂层，被吸收在面纱中并且呈现在面布的底侧上；
挤出聚烯烃片材，通过挤出聚烯烃基树脂而形成；以及
增强稀松布层，
其中，挤出聚烯烃片材和增强稀松布层彼此粘结；
其中，挤出聚烯烃片和增强稀松布层中的一个粘结到面布的底侧，并且其中，挤出聚烯烃片材和增强稀松布层中的另一个限定地毯或块状地毯的底部表面的至少一部分；并且
其中，聚烯烃涂层在400°F下具有小于2000mPa.s的粘度。
附图说明
现在将参考附图，这些附图不一定按比例绘制，并且在附图中：
图1是示出根据一个实施方式的地毯的各个组成部分的侧剖视图；
图2是根据多个实施方式的用于生产地毯或块状地毯的制造线的一部分的示意图；以及
图3是示出根据多个实施方式的地毯或块状地毯的生产涉及的各个步骤的流程图。
具体实施方式
本公开参考附图更全面地描述各种实施方式。应当理解，本文示出并且描述一些但不是所有的实施方式。实际上，这些实施方式可以采取许多不同的形式，并且因此本公开不应当被解释为局限于本文所阐述的这些实施方式。相反，提供这些实施方式使得本公开将满足适用的法律要求。在全文中，相同的标号指代相同的元件。
应当理解，在提供参数范围的情况下，范围内的所有整数和范围、以及其十分之一和百分之一也由实施方式提供。例如，“5-10％”包括5％、6％、7％、8％、9％以及10％；5.0％、5.1％、5.2％....9.8％、9.9％以及10.0％；以及5.00％、5.01％、5.02％....9.98％、9.99％以及10.00％，并且包括例如6-9％、5.1％-9.9％以及5.01％-9.99％的范围。
本文所公开的每个实施方式被考虑为适用于其他所公开的实施方式中的每个。本文所描述的各种元件的所有组合和子组合都在这些实施方式的范围内。
如本文所使用的，在数值或范围的上下文中，“约”是指在所叙述或所要求的数值或范围的±10％内。
多个实施方式涉及抗隆起并且抗卷曲的低重量、尺寸稳定的地毯，特别地是块状地毯。地毯是多层地毯，包括面布(包括基础背衬和面纱)，涂覆有低粘度聚烯烃，粘结到包括纤维增强稀松布层(例如，织造或非织造)和挤出聚烯烃片材的背衬结构，其中，背衬结构至少部分地限定地毯的底部表面。根据一些实施方式，低重量的地毯产品具有小于60盎司/平方码的总重量，同时保持抗变形(尺寸变形、卷曲、或隆起)，该抗变形至少部分是由于背衬结构中增强稀松布层的存在。
根据本发明的第一方面，提供一种制造地毯或块状地毯的方法，该方法包括：
a)提供面布，其中，面布包括基础背衬，该基础背衬具有延伸通过基础背衬的多个面纱；并且
b)通过以下步骤形成多层结构，该多层结构包括面布和固定在面布的底侧上的背衬结构：
i)将聚烯烃涂层施加在面布的底侧上；
ii)将增强稀松布层的第一侧压到面布的底侧上；并且
iii)将聚烯烃基树脂挤出到增强稀松布层的第二侧上，从而形成顶部表面粘结到增强稀松布层的挤出聚烯烃片材；
或
i)将聚烯烃涂层施加在面布的底侧上；
ii)将聚烯烃基树脂挤出到面布的底侧上，从而形成顶部表面粘结到面布的挤出聚烯烃片材；并且
iii)将增强稀松布层的第一侧至少部分地压入挤出聚烯烃片材的底部表面；
其中，聚烯烃涂层在400°F下具有小于2000mPa.s的粘度。
根据一些实施方式，聚烯烃涂层由一种或多种聚烯烃组成。根据一些实施方式，聚烯烃涂层由一种或多种聚烯烃和降粘剂组成。根据一些实施方式，聚烯烃涂层由一种或多种聚烯烃和增粘剂组成。
根据一些实施方式，聚烯烃包括从丙烯、乙烯、丁烯以及它们的组合的构成组中选择的重复单元。根据一些进一步的实施方式，聚烯烃包括丙烯重复单元。根据一些实施方式，聚烯烃包括丙烯重复单元和乙烯重复单元。根据一些实施方式，聚烯烃包括等规立构丙烯重复单元。
根据一些实施方式，聚烯烃基树脂包括约10-40wt％之间的聚烯烃和约20-80wt％之间的填充材料。
根据一些实施方式，增强稀松布层包括多个非织造纤维。根据一些实施方式，增强稀松布层包括多个玻璃纤维、多个聚合物纤维、或多个玻璃纤维和多个聚合物纤维。
根据一些实施方式，聚烯烃涂层以约8-15盎司/平方码(约271-509克/平方米)的量施加。
根据一些实施方式，提供面布的步骤包括：提供基础背衬幅材，该基础背衬幅材具有约18-40盎司/平方码(约610-1356克/平方米)的重量；或者其中，地毯或块状地毯具有约50-75盎司/平方码(约1695-2543克/平方米)之间的重量。
根据本发明的第二方面，提供一种地毯或块状地毯，该地毯或块状地毯通过上文所述的任何方法制备。
根据本发明的第三方面，提供一种地毯或块状地毯，该地毯或块状地毯包括：
面布，包括基础背衬和延伸通过基础背衬的多个面纱，其中，面布的顶侧限定地毯或块状地毯的上部表面；
聚烯烃涂层，被吸收在面纱中并且呈现在面布的底侧上；
挤出聚烯烃片材，通过挤出聚烯烃基树脂形成；以及
增强稀松布层，
其中，挤出聚烯烃片材和增强稀松布层彼此粘结；
其中，挤出聚烯烃片材和增强稀松布层中的一个粘结到面布的底侧，并且其中，挤出聚烯烃片材和增强稀松布层中的另一个限定地毯或块状地毯的底部表面的至少一部分；以及
其中，聚烯烃涂层在400°F下具有小于2000mPa.s的粘度。
根据一些实施方式，聚烯烃涂层由一种或多种聚烯烃组成。根据一些实施方式，聚烯烃涂层由一种或多种聚烯烃和降粘剂组成。根据一些实施方式，聚烯烃涂层由一种或多种聚烯烃和增粘剂组成。
根据一些实施方式，聚烯烃包括从丙烯、乙烯、丁烯以及它们的组合的构成组中选择重复单元。根据一些进一步的实施方式，聚烯烃包括丙烯重复单元。根据一些实施方式，聚烯烃包括丙烯重复单元和乙烯重复单元。根据一些实施方式，聚烯烃包括等规立构丙烯重复单元。
根据一些实施方式，聚烯烃涂层以约8-15盎司/平方码(约271-509克/平方米)的量存在。
根据一些实施方式，增强稀松布层包括多个非织造纤维。根据一些实施方式，增强稀松布层包括多个玻璃纤维、多个聚合物纤维、或多个玻璃纤维和多个聚合物纤维。
根据一些实施方式，地毯或块状地毯的重量在约50-75盎司/平方码之间(约1695-2543克/平方米)。根据一些进一步的实施方式，地毯的重量在约60-70盎司/平方码之间(约2034-2373克/平方米)。
地毯
参考附图，其中，相同的数字在几幅图中指代相同的元件，图1示意性地示出地毯或块状地毯的一种可能的结构。它通常由参考数字21指代。地毯21包括面纱22，其被簇绒成网、织造或纺粘织物，称为基础背衬25。基础背衬25具有簇绒从其中通过从一个面向外延伸的绒头纱22，并且在另一个面上涂覆有聚烯烃涂层23。基础背衬25的聚烯烃涂层面与增强稀松布层24的一个面接触，并且增强稀松布层24的另一个面附接到挤出聚烯烃片材27。其他层也可以与地毯21相关联。面纱22和基础背衬25组合，可以称为面布26。
在制造地毯21时，通常，纤维簇绒通过作为基础背衬25的织造或非织造织物簇绒。块状地毯的暴露表面上的簇绒部分包括面纤维或面纱22。聚烯烃涂层23被施加到面布26的相反侧面以锁定在簇绒中。接下来，在单通道中，玻璃纤维布24和挤出聚烯烃层27附接到面布26的涂层侧面，以给予块状地毯添加的尺寸稳定性。在图1所示的实施方式中，在将聚烯烃基树脂挤出到增强稀松布层24上以形成聚烯烃片材27之前，将增强稀松布层24施加到基础背衬25。
基础背衬25是支撑稀松布，簇绒通过该支撑稀松布簇绒，并且通常是聚烯烃(诸如聚乙烯或聚丙烯)；然而，能够使用其他材料诸如聚酯(包括，例如，PET)。例如，可以使用由PET制成的切割带。面纱22可以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、聚丙烯以及其他聚烯烃。面纱22的表面重量能够是约5盎司/平方码到约50盎司/平方码。
基础背衬25可以由诸如织造衬底、带纱衬底和/或赋予地毯21稳定性的其他衬底结构形成。衬底可以由聚酯制成，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-间苯二甲酸酯)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)[PEN]以及其共聚物和/或其组合，优选PET。在某些实施方式中，基础背衬25可以包括低熔融聚酯材料，低熔融聚酯材料配置为在将热量施加到基础背衬时，将各个纤维粘结在一起。衬底还可以包括护套纤维(sheathed fiber)，该护套纤维可以包括被聚酰胺和/或聚烯烃护套包围的聚酯芯。通常，聚酯芯可以由PET、PTT、PBT、PEN、聚(对苯二甲酸乙二醇酯-共聚-间苯二甲酸酯)以及其共聚物制成。聚酰胺护套可以由聚己内酰胺[尼龙6]、聚(7-庚酰胺)[尼龙7]、聚辛酸酰胺[尼龙8]、聚(9-壬酰胺)[尼龙9]、聚(己二酰丁二胺)[尼龙4,6]、聚(己二酰己二胺)[尼龙6,6]、聚(亚甲基-4,4′-二亚环己基十二烷二胺)、聚(1,4-亚环己基二亚甲基辛二胺)、聚(间苯二甲酰间苯二胺)、以及聚(对苯二甲酰对苯二胺)制成，其中，聚己内酰胺[尼龙6]是优选的聚酰胺。在某些实施方式中，基础背衬25可以使用任何常规天然或合成织造材料的织造衬底形成，诸如棉、黄麻、人造丝、纸、尼龙、聚丙烯以及其他聚烯烃、聚酰胺、聚酯等。
面纱22可以簇绒通过基础背衬25，使得面纱22的端部从基础背衬25的顶部侧面在向外的方向上延伸，以形成地毯21的上部表面。通常，面纱22以约2.6盎司/平方码到约5.9盎司/平方码、更优选约3盎司/平方码的重量簇绒到基础背衬25中。簇绒可以使用本领域中已知的常规技术进行。此外，簇绒面纱22线圈可以保留为未切割的以形成未切割的绒头地毯、切割以形成切割的绒头地毯、或部分切割以形成尖端剪切的地毯，如本领域中已知的。
如所提到的，面布26具有聚烯烃涂层23，该聚烯烃涂层被施加到基础背衬25的底部表面上。聚烯烃涂层23渗透簇绒面纱22并且封装纱束的单个端部，以至少部分地将簇绒面纱22粘结到基础背衬25。这可以防止单个纤维的一端在制造过程期间从地毯背衬被拉出。聚烯烃涂层23可以由聚烯烃组成。聚烯烃涂层还可以由聚烯烃和一种或多种增粘剂和降粘剂组成。
在一个实施方式中，聚烯烃包括从丙烯、乙烯、丁烯(包括1-丁烯、2-丁烯和异丁烯中的一种或多种)以及它们的组合构成的组中选择的重复单元。在一个实施方式中，聚烯烃包括丙烯重复单元。在一个实施方式中，聚烯烃包括丙烯重复单元和乙烯重复单元。在一个实施方式中，聚烯烃包括等规立构丙烯重复单元。在一个实施方式中，聚烯烃包括遍布有乙烯重复单元的等规立构丙烯重复单元。
聚烯烃涂层在400°F下的粘度将小于2000mPa.s。为了渗透面纱22和基础背衬25，并且为了渗透增强稀松布层24以与挤出聚烯烃片材27相互作用，低粘度是必需的。在其他实施方式中，在400°F下，粘度将小于1900、1800、1700、1600或1500mPa.s。在其他实施方式中，在350-425°F的温度下测量，粘度小于2000、1900、1800、1700、1600或1500mPa.s。
粘度可以取决于测量方法。在整个本说明书中，除非另外指明，粘度是使用ASTMD3835经由毛细管流变仪测量的。以下参数是优选的：
温度：400°F
剪切速率：约300/s
毛细管直径：0.001m
毛细管长度：0.020000m
孔直径：0.009550m
柱塞面积：0.72cm2
模具长径比：20
聚烯烃涂层23可以以约2盎司/平方码到约20盎司/平方码(约68-678g/m2)、更优选约8盎司/平方码到约14盎司/平方码(约271-475g/m2)的范围施加到基础背衬25的底部表面。
设置在涂层面布26的底部表面上的是背衬结构，该背衬结构包括增强稀松布层24和挤出聚烯烃片材27。在图1中，背衬结构布置成使得增强稀松布层24定位在挤出聚烯烃片材27与面布26之间。在这样的实施方式中，增强稀松布层24的第一(顶)侧粘结到面布26，增强稀松布层24的第二(底)侧粘结到挤出聚烯烃片材27。
在可替代的实施方式(未示出)中，背衬结构布置成使得挤出聚烯烃片材27定位在增强稀松布层24与面布26之间。在这样的实施方式中，挤出聚烯烃片材27的第一(顶)侧粘结到面布26，并且挤出聚烯烃片材27的第二(底)侧粘结到增强稀松布层24。
挤出聚烯烃片材27实施为包括树脂，该树脂包括一种或多种组分，共同地配置为给予所得的地毯21，特别是当以块状地毯的形式时，具有平坦的整体外观，而没有显著的隆起(块状地毯的中央部分相对于边缘升高，使得块状地毯的顶部表面是凸的)或卷曲(块状地毯的边缘相对于中央部分升高，使得块状地毯的顶部表面是凹的)。挤出聚烯烃片材27的树脂可以包括聚烯烃或一种或多种聚烯烃的混合物，并且还可以包括一种或多种其他聚合物。例如，树脂可以包括聚乙烯和/或聚丙烯。作为具体实例，聚烯烃聚合物体现为1-丙烯、乙烯共聚物或乙烯-丙烯共聚物。在某些实施方式中，挤出聚烯烃片材27的树脂包括聚烯烃或聚烯烃混合物，其量在挤出聚烯烃片材27(并且是挤出聚烯烃片材27本身)的树脂的约10-40wt％之间。
用于形成挤出聚烯烃片材27的树脂可以另外地包括一种或多种添加剂，诸如惰性填充材料、着色剂、抗氧化剂、增粘剂、粘度改性剂、阻燃剂等。
惰性填充材料可以构成挤出聚烯烃片材27(按重量计)的树脂的大部分，并且可以充当低成本材料，其增加挤出聚烯烃片材27的重量以帮助形成至少基本上平坦的块状地毯21。例如，惰性填充材料可以构成约20-80wt％之间的树脂和/或挤出聚烯烃片材27。
惰性填充材料可以由碳酸盐，诸如碳酸钙(CaCO3)、碳酸铯(CsCO3)、碳酸锶(SrCO3)以及碳酸镁(MgCO3))；硫酸盐，诸如硫酸钡(BaSO4)；氧化物，诸如铁氧化物(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；粉煤灰等制成。
另外地，惰性填充材料可以完全地或部分地由消费后或工业后(消费前)回收产品(诸如玻璃、地毯和/或其他回收材料)制成。在惰性填充材料由回收玻璃制成的情况下，回收玻璃在添加作为填充材料之前研磨成细玻璃粉末。碎玻璃可以由汽车玻璃和建筑玻璃，也称为平板玻璃、火石玻璃、E玻璃、硼硅酸盐玻璃、棕色玻璃(瓶玻璃)、绿色玻璃(瓶玻璃)以及粉煤灰或它们的组合制成。在回收地毯用作惰性填充材料的情况下，可以将回收地毯研磨成细碎玻璃并且添加到热熔性粘合剂。除了回收地毯之外，在制造过程期间作为副产物产生的地毯的残余物和边角料(例如，包括从地毯卷切割块状地毯的边角料，有时称为窗口废料(window waste))、剪切过程产生的细碎废纤维等，也可以用于形成惰性填充材料。
填充或未填充聚合物还可以包含着色剂(诸如炭黑或另一种着色剂)以提供颜色并且增加挤出聚烯烃片材27的不透明度。通常，着色剂可以以小于或等于填充或未填充树脂和挤出聚烯烃片材27的约1wt％的量存在。例如，着色剂可以以挤出聚烯烃片材27的约0.1-0.5wt％的量存在。作为具体实例，着色剂可以以树脂和挤出聚烯烃片材27的约0.1wt％的量存在。
此外，为了减小热氧化降解的可能性，树脂中的聚合物还可以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)、丁基化羟基苯甲醚、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，抗氧化剂可以以小于或等于树脂和/或挤出聚烯烃片材27的约2wt％，(诸如树脂和/或挤出聚烯烃片材27的约0.05-0.5wt％)的量存在于填充或未填充的挤出聚烯烃片材27中。
此外，挤出聚烯烃片材27可以另外地包括一种或多种增粘剂以帮助与聚烯烃涂层23、基础背衬25和/或增强稀松布层24形成强力机械粘结，这将在下面进一步详细讨论。
挤出聚烯烃片材27的树脂可以另外地包括一种或多种粘度改性剂和/或增容剂，诸如，例如，比本文所讨论的树脂或乙烯马来酸酐共聚物具有更高或更低的分子量的烯烃，以当施加到增强稀松布层24上时，确保树脂在填充剂和聚合物内的适当的流动和粘结。粘度改性剂可以以树脂和挤出聚烯烃片材27的约0.1-3wt％的量存在。
在某些实施方式中，挤出聚烯烃片材27的树脂可以另外地包括一种或多种阻燃剂，诸如但不限于三水合铝(ATH)或氢氧化镁(MgOH)，用于需要阻燃性的应用。可以需要一种或多种阻燃剂以符合关于在某些应用中安装和/或使用块状地毯的适用法规，例如当在交通工具(例如，公共汽车、飞机等)中安装这样的块状地毯时。
在可替代的实施方式中，不存在挤出聚烯烃片材，并且增强稀松布形成地毯的底部。
再次参考图1，地毯21另外地包括增强稀松布层24。增强稀松布层24赋予完成的块状地毯21尺寸稳定性。增强稀松布层24为块状地毯的卷曲和/或隆起提供额外的支撑。在增强稀松布层24定位在块状地毯21的底部表面上的实施方式中，增强稀松布层24可以另外地提供缓冲、声学以及湿气传输性能方面的益处。
增强稀松布层24可以包括以织造或非织造配置提供的纤维材料。特别是当设置在块状地毯21的底部表面上时，织造纤维增强稀松布层24有助于为所得地毯21提供期望的平坦度特性，同时非织造纤维材料有助于防止所得地毯21的收缩或膨胀，特别是当地毯21是块状地毯的形式时。期望的平坦度特性可以至少基本上没有传统上由提供块状地毯上的聚合物背衬导致的隆起(块状地毯的中央部分相对于边缘升高以提供块状地毯的凸顶部表面)或卷曲(块状地毯的边缘相对于中央部分升高以提供块状地毯的凹顶部表面)。当某些聚合物在地毯21的背衬上冷却和/或硬化时，那些聚合物趋于收缩并且拉动地毯21的其他部分(导致具有这样的结构的块状地毯变形并且隆起)或膨胀并且拉动地毯21的其他部分(导致块状地毯变形并且卷曲)。将增强稀松布层24放置在地毯21的底部部分上抵消由聚合物背衬冷却和硬化引起的地毯21上的变形力。考虑到织造和非织造纤维稀松布材料的这两个不同特征，某些地毯21可以包括增强稀松布层24，该增强稀松布层24包括织造纤维材料和非织造纤维材料两者。
纤维材料本身可以构成任何数量的天然或合成材料。例如，纤维材料可以实施为玻璃纤维。纤维材料可以另外地和/或可替代地包括一种或多种聚合物基纤维，诸如聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚氨酯纤维、它们的组合等。例如，聚合物纤维可以包括聚丙烯纤维、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)等。作为又一个实例，纤维材料可以包括聚合物基纤维和其他纤维(例如，玻璃纤维)的复合材料。这样的复合材料可以包括非织造层和/或织造层(例如，包括聚合物基纤维材料的第一层并且包括玻璃纤维材料的第二层)。
制造方法
图2是可以用于构造如本文所讨论的地毯21的实例块状地毯制造线的一部分的示意图，并且图3是根据某些实施方式的用于构造块状地毯21的实施方式的流程图。如本文所讨论的，地毯21可以被制造为连续幅材的一部分，并且之后被切割成期望的块状形状和尺寸。然而，应当理解，地毯21可以根据各种制造工艺中的任一种来制造，诸如分批工艺，其中每个多层地毯21被构造为单独的块状部件。
如图2所示，该工艺开始于提供具有延伸通过基础背衬25的多个面纱22的面布26(如图3的方框301所示)。如本文所讨论的，面布26的顶部侧面最终形成完成的地毯21的顶部表面。如所提到的，簇绒基础背衬25被提供为连续幅材，其可以沿着由多个辊(例如，动力辊和/或惰辊)限定的幅材行进路径穿线。在某些实施方式中，面布26可以具有72-80英寸之间的宽度，但是应当理解，面布26可以具有适合的生产设备的任何宽度。
如图2所示，面布26以反向定向沿着幅材行进路径前进，面布26的背部侧面朝上，如图3的方框302所示。
然后面布26将具有设置在基础背衬25的背部侧面上的聚烯烃层23(可替代地称为聚烯烃涂层)，如图3的方框303所示。聚烯烃层23通过狭缝涂布机210或通过本领域已知的任何适当装置(包括反向辊涂布机或热熔辊)从盘施加到另一个辊上。
在施加聚烯烃层23后，将增强稀松布层24铺设在基础背衬25的背部侧面上，如图3的方框304所示。
然后使面布26和增强稀松布层24前进通过一个或多个挤出机头220，挤出机头220配置为将具有至少基本上均匀的厚度的连续树脂挤出到增强稀松布层24的背部侧面上，以形成挤出聚烯烃片材27，如方框305所示。在某些实施方式中，挤出机头220可以包括横过增强稀松布层24的整个宽度延伸的单个细长的挤出模头开口，使得树脂作为连续片材从挤出机头220挤出。可替代地，树脂可以从横过幅材行进路径的宽度定位的多个挤出机头220挤出。多个挤出机头可以间隔开使得树脂一起流动以形成至少基本上连续的挤出聚烯烃片材27，挤出聚烯烃片材27在横跨增强稀松布层24的宽度上具有至少基本上均匀的厚度。
一个或多个挤出机头220可以由一个或多个挤出机头(例如，单螺杆挤出机和/或双螺杆挤出机)供应，配置为在挤出之前组合树脂的各种组分以形成挤出聚烯烃片材27。一旦组合，挤出机和一个或多个挤出机头220在约275-500华氏度(约135-260摄氏度)之间的温度下并且以约8-35盎司/平方码(约271-1187g/m2)的重量将至少基本上连续的树脂提供到面布26的底部表面上。
在将挤出聚烯烃片材27的树脂挤出到增强稀松布层24上之后，整个多层幅材(包括面布26、增强稀松布层24以及挤出聚烯烃片材27)通过辊隙250，辊隙250包括位于幅材行进路径的相对侧面上的两个辊，以压缩多层幅材并且在地毯21的邻近层之间提供强力粘结。在压缩期间，增强稀松布层24粘结到面布26，并且挤出聚烯烃片材27粘结到增强稀松布层24，如图3的方框305所示。
在移动多层幅材穿过辊隙250之后，幅材通过一个或多个冷却辊260以冷却并且硬化挤出聚烯烃片材27(在图3的方框306处示出)。例如，一个或多个冷却辊260可以共同地配置为将挤出聚烯烃片材27冷却到约室温(约75-80华氏度之间)。
然后可以将冷却的多层结构传递到配置为将多层幅材切割成多个单独的块状地毯的块状地毯切割机构，或传递到卷取辊270用于存储。例如，可以将幅材传递到模切机中以将材料幅材切割成市售尺寸的块状地毯21(例如，18”x18”、24”x24”或36”x36”)。可替代地，材料幅材可以被带到大直径(例如，8英尺直径)的滚筒上，在该滚筒处，材料幅材能够被带到离线模切站以用于进一步加工成块状地毯21。
所得的多层结构(其可以被切割成单独的块状地毯21)具有比具有多个背衬层的类似块状地毯小的总厚度，同时保持块状地毯21的期望的平坦度特性。这允许较大数量的块状地毯21堆叠在单个纸箱中、堆叠在单个托盘上等。此外，所得的块状地毯21具有比具有多个背衬层的类似块状地毯更低的总重量。减小的体积(由于减小的厚度)和减小的重量降低与根据各种实施方式的块状地毯21相关联的运输和安装成本，同时一旦安装就保持期望的美学特性。
讨论和实例
实例1
根据本文所讨论的方法制造一种实例地毯。实例块状地毯包括面布26，该面布26包括具有至少约4盎司/平方码的重量的基础背衬层25，并且具有以至少约14盎司/平方码的重量簇绒通过其中的面纱22。簇绒基础背衬涂覆有聚烯烃层23，聚烯烃层23的量为至少约8盎司/平方码(271g/m2)。聚烯烃层23具有根据ASTM D3835在400°F下经由毛细管流变仪测量的小于2000mPa.s的粘度，并且渗透基础背衬25和面纱22。聚烯烃层以约360-400华氏度(约182-204摄氏度)的温度施加。
接下来，玻璃纤维非织造增强稀松布层24被铺设到涂覆的基础背衬层25的暴露表面上。所得的面布26和玻璃纤维非织造增强稀松布层24的组合作为连续幅材的一部分在挤出机头220下通过，挤出聚烯烃片材27的树脂被挤出到增强稀松布层24的背部侧面上(使得树脂被挤出到增强稀松布层24的暴露表面上)，以形成挤出聚烯烃片材27。在该实例中，挤出聚烯烃片材27包括加热到325-475华氏度(163-246摄氏度)的温度挤出的聚烯烃树脂混合物。
将树脂以连续片材挤出到面布111上以产生具有至少基本上均匀的厚度的至少基本上均匀的挤出聚烯烃片材27。来自聚烯烃涂层23的聚烯烃能够渗透增强稀松布层24并且与挤出聚烯烃片材27中的聚烯烃相互作用。使整个所得的多层纤维幅材穿过辊隙250并且穿过一个或多个冷却辊260以将所有层压缩在一起，并且使挤出聚烯烃片材27冷却并且硬化。然后将冷却的幅材切割成单独的块状地毯21以用于评估。
实例2
根据本文所讨论的方法制造另一种实例地毯。实例块状地毯包括面布26，该面布26包括具有至少约4盎司/平方码的重量的基础背衬层25，并且具有以至少约14盎司/平方码的重量簇绒通过其中的面纱22。簇绒基础背衬涂覆有聚烯烃层23，该聚烯烃层23的量为至少约8盎司/平方码(271g/m2)。聚烯烃涂层23具有根据ASTM D3835在400°F下经由毛细管流变仪测量的小于2000mPa.s的粘度，并且渗透基础背衬25和面纱22。聚烯烃层以约360-400华氏度(约182-204摄氏度)的温度施加。
面布26作为连续幅材的一部分在挤出机头220下方通过，挤出聚烯烃片材27的树脂被挤出到面布26的背部侧面上(使得树脂被挤出到面布26的涂覆有聚烯烃涂层23的表面上)以形成挤出聚烯烃片材27。在该实例中，挤出聚烯烃片材27包括与上表3中相同的树脂混合物，加热到325-475华氏度(163-246摄氏度)的温度用于挤出。
将树脂以连续片材挤出到面布26上以产生具有至少基本上均匀的厚度的至少基本上均匀的挤出聚烯烃片材27。
在挤出聚烯烃片材27冷却到低于树脂软化点的温度之前，玻璃纤维非织造增强稀松布层24被铺设在挤出第二衬底层120的暴露表面上，并且整个多层幅材穿过辊隙250并且穿过一个或多个冷却辊260以将增强稀松布层24嵌入到挤出聚烯烃片材27中，以冷却并且硬化挤出聚烯烃片材27。然后将冷却的幅材切割成单独的块状地毯21以用于评估。
发现根据本实例结构所提供的块状地毯21表现出优异的平坦度和尺寸稳定性特征，同时保持约在40-70盎司/平方码之间、并且优选约在54-57盎司/平方码之间，诸如约55盎司/平方码的总重量。
结论
受益于以上描述和相关附图中呈现的教导，本公开所属领域的技术人员将想到许多修改和其他实施方式。因此，应当理解，本公开并不局限于所公开的具体实施方式，并且修改和其他实施方式旨在包括在所附权利要求的范围内。虽然本文采用特定术语，但是它们仅以一般性和描述性的意义使用，而不是为了限制的目的。

Claims (27)

1.一种制造地毯或块状地毯的方法，所述方法包括：
a)提供面布，其中，所述面布包括基础背衬，所述基础背衬具有延伸通过所述基础背衬的多个面纱；以及
b)通过以下步骤形成多层结构，该多层结构包括所述面布和固定在所述面布的底侧上的背衬结构：
i)将聚烯烃涂层施加在所述面布的所述底侧上；
ii)将增强稀松布层的第一侧压到所述面布的所述底侧上；以及
iii)将聚烯烃基树脂挤出到所述增强稀松布层的第二侧上，从而形成顶部表面粘结到所述增强稀松布层的挤出聚烯烃片材；
或
i)将聚烯烃涂层施加在所述面布的所述底侧上；
ii)将聚烯烃基树脂挤出到所述面布的所述底侧上，从而形成顶部表面粘结到所述面布的挤出聚烯烃片材；以及
iii)将增强稀松布层的第一侧至少部分地压入所述挤出聚烯烃片材的底部表面；
其中，所述聚烯烃涂层在400°F下具有小于2000mPa.s的粘度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚烯烃涂层由一种或多种聚烯烃组成。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述聚烯烃涂层由一种或多种聚烯烃和降粘剂组成。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚烯烃涂层由一种或多种聚烯烃和增粘剂组成。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，所述聚烯烃包括从丙烯、乙烯、丁烯以及它们的组合构成的组中选择的重复单元。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述聚烯烃包括丙烯重复单元。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述聚烯烃包括丙烯重复单元和乙烯重复单元。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述聚烯烃包括等规立构丙烯重复单元。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述聚烯烃基树脂包括约10-40wt％之间的聚烯烃和约20-80wt％之间的填充材料。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述增强稀松布层包括多个非织造纤维。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述增强稀松布层包括多个玻璃纤维、多个聚合物纤维、或多个玻璃纤维和多个聚合物纤维。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述聚烯烃涂层以约8-15盎司/平方码(约271-509克/平方米)的量施加。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，提供面布的步骤包括：提供具有约18-40盎司/平方码的重量的基础背衬幅材；或
其中，所述地毯或块状地毯具有约50-75盎司/平方码之间的重量。
14.一种通过根据前述权利要求中任一项所述的方法制备的地毯或块状地毯。
15.一种地毯或块状地毯，包括：
面布，包括基础背衬和延伸通过所述基础背衬的多个面纱，其中，所述面布的顶侧限定所述地毯或块状地毯的上部表面；
聚烯烃涂层，被吸收在所述面纱中并且呈现在所述面布的底侧上；
挤出聚烯烃片材，通过挤出聚烯烃基树脂形成；以及
增强稀松布层，
其中，所述挤出聚烯烃片材和所述增强稀松布层彼此粘结；
其中，所述挤出聚烯烃片材和所述增强稀松布层中的一个粘结到所述面布的所述底侧，并且其中，所述挤出聚烯烃片材和所述增强稀松布层中的另一个限定所述地毯或块状地毯的底部表面的至少一部分；并且
其中，所述聚烯烃涂层在400°F下具有小于2000mPa.s的粘度。
16.根据权利要求15所述的地毯或块状地毯，其中，所述聚烯烃涂层由一种或多种聚烯烃组成。
17.根据权利要求15或16所述的地毯或块状地毯，其中，所述聚烯烃涂层由一种或多种聚烯烃和降粘剂组成。
18.根据权利要求15所述的地毯或块状地毯，其中，所述聚烯烃涂层由一种或多种聚烯烃和增粘剂组成。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的地毯或块状地毯，其中，所述聚烯烃包括从丙烯、乙烯、丁烯以及它们的组合构成的组中选择的重复单元。
20.根据权利要求19所述的地毯或块状地毯，其中，所述聚烯烃包括丙烯重复单元。
21.根据权利要求19所述的地毯或块状地毯，其中，所述聚烯烃包括丙烯重复单元和乙烯重复单元。
22.根据权利要求19所述的地毯或块状地毯，其中，所述聚烯烃包括等规立构丙烯重复单元。
23.根据权利要求15至21中任一项所述的地毯或块状地毯，其中，所述聚烯烃涂层以约8-15盎司/平方码的量存在。
24.根据权利要求15至21中任一项所述的地毯或块状地毯，其中，所述增强稀松布层包括多个非织造纤维。
25.根据权利要求15至22中任一项所述的地毯或块状地毯，其中，所述增强稀松布层包括多个玻璃纤维、多个聚合物纤维，或多个玻璃纤维和多个聚合物纤维。
26.根据权利要求15至25中任一项所述的地毯或块状地毯，其中，所述地毯或块状地毯的重量在约50-75盎司/平方码之间。
27.根据权利要求26所述的地毯或块状地毯，其中，地毯的重量在约60-70盎司/平方码之间。
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