CN115023517A - 可回收簇绒织物及其制造方法 - Google Patents

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CN115023517A CN202180011427.XA CN202180011427A CN115023517A CN 115023517 A CN115023517 A CN 115023517A CN 202180011427 A CN202180011427 A CN 202180011427A CN 115023517 A CN115023517 A CN 115023517A
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迈克尔·贝宏·塞特纳
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Abstract

提供了可回收簇绒织物及其制备方法。特别地，可回收簇绒织物包括织物背衬；多根纱线，所述纱线通过织物背衬簇绒，使得在织物背衬的第一表面提供绒头并且在织物背衬的第二表面提供多个纱线线圈；以及液体粘合剂，所述液体粘合剂将多个纱线线圈锚定至织物背衬的第二表面。

Description

可回收簇绒织物及其制造方法
相关申请的引证
本申请要求2020年1月27日提交的美国临时专利申请第62/966,196号的优先权权益，出于所有目的，将其全部内容以其整体通过引证并入本文。
技术领域
本公开发明总体上涉及可回收(recyclable，可再循环，可回收利用)簇绒织物(tufted fabric)及其制造方法，更具体地，涉及具有类似材料的单一构造(unitaryconstruction，整体构造)且不需要二次背衬(secondary backing，次级背衬)的可回收簇绒织物及其制造方法。
背景技术
传统的簇绒织物，如地毯和小地毯，由多种组分和不同类型的材料组成。多种组分包括织物背衬(fabric backing)、二次背衬、乳胶粘合剂和簇绒材料。生产织物(如地毯)的常见做法是掺入机织织物形式的天然或合成塑料材料(如聚丙烯)的织物背衬。例如，宽幅地毯通常通过具有编织狭缝膜聚丙烯的织物背衬来生产，通过簇绒机将多个簇绒插入编织狭缝膜聚丙烯中。簇绒可由天然或合成纤维制成，包括羊毛、聚酰胺、聚酯、聚丙烯和丙烯酸类(acrylics)。这些簇绒，形成地毯绒头(pile，堆，绒面)，以线圈(loop，环，绒圈)的形式从从一面到另一面延伸通过织物背衬，使得一侧上的长线圈形成地毯绒头，且短线圈位于背衬的相对侧。割绒地毯是通过切割地毯表面的长线圈来实现的。然后，将粘合涂层(例如乳胶)作为织物锚定涂层施加到织物背衬与绒头侧相对的一侧，以将簇绒锁定在织物背衬中。
需要诸如乳胶的锚定涂层，导致织物相对较重，这在某些情况下缺乏最佳柔韧性。乳胶还有水组分，必须在制造过程中驱除，这需要消耗大量能量的烘箱。此外，用乳胶背衬形成的地毯需要在拉辐机框架上形成，以防止乳胶在干燥过程中收缩。除了使用拉幅机框架的制造不便外，拉幅过程产生的残余应力要求在安装时拉伸由乳胶背衬制成的坚硬和粗糙地毯，这进而需要额外的劳动力和组件，如钉条，以将拉伸的地毯固定到位。在寒冷的气候下安装用乳胶背衬制成的地毯需要甚至更多的劳动力，因为寒冷的温度导致乳胶变得更加坚硬，难以安装。在一些情况下，需要在可以安装乳胶背衬的地毯之前加热房间，这限制了安装进度和/或浪费能源。
此外，业内众所周知，大多数地毯在垃圾填埋场处理，占用了相当大的空间。为了消除垃圾填埋场中的地毯处置，需要在地毯的所有部分建造可回收材料的地毯。然而，迄今为止，业内已经了解到传统乳胶粘合剂和热熔粘合剂是不可回收的。参见例如，美国专利号5,240,530。可回收地毯的一种方法是拆解地毯并回收各个材料。迄今为止，由于该方法中使用的多种材料和传统粘合剂，这是不可行的。
因此，仍然需要具有单一构造且无传统粘合剂的可回收地毯，以消除上述缺点。
发明内容
本发明的一个或多个实施方式可以解决上述问题中的一个或多个。根据本发明的某些实施方式提供了具有单一构造且不需要二次背衬的完全可回收簇绒织物。根据本发明的第一个方面，提供了一种包括单一织物背衬(single fabric backing，单个织物背衬)的可回收簇绒织物，簇绒织物包括织物背衬；多根纱线，所述纱线通过织物背衬簇绒(tuftedthrough the fabric backing，穿过织物背衬簇绒)，使得在织物背衬的第一表面提供绒头并且在织物背衬的第二表面提供多个纱线线圈(yarn loop，纱线环)；以及液体粘合剂，所述液体粘合剂将多个纱线线圈锚定到织物背衬的第二表面。
根据一些实施方式，可回收簇绒织物可以不需要二次背衬。根据一些实施方式，通过织物背衬簇绒的多根纱线可以不熔合到(fused to)织物背衬上。
根据一些实施方式，织物背衬是机织织物背衬(woven fabric backing)。根据一些实施方式，织物背衬和/或多根纱线可包含聚酯。例如，织物背衬和/或多根纱线可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)或其组合，并且液体粘合剂可以包括液体聚酯热熔粘合剂(hot melt adhesive)，其优选包括聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物(coPET)。根据一些实施方式，织物背衬可包含少于10％的聚烯烃。
根据一些实施方式，多根纱线和/或织物背衬包含一种或多种聚酰胺聚合物。根据另一实施方式，对于由一种或多种聚酰胺聚合物制成的多根纱线和/或织物背衬，液体粘合剂包括液体热熔粘合剂，其可以优选地包括聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物(CoPET)或一种或多种聚酰胺聚合物的共聚物。在其他实施方式中，一种或多种聚酰胺聚合物的共聚物用作液体热熔粘合剂，其中织物背衬和/或多根纱线包含PET、PTT或其组合。
根据进一步的实施方式，多根纱线和/或织物背衬包含聚丙烯(PP)。根据另一实施方式，对于由聚丙烯制成的多根纱线和/或织物背衬，液体粘合剂包括液体热熔粘合剂，其可以优选地包括聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物(CoPET)、一种或多种聚酰胺聚合物的共聚物、或聚丙烯(PP)的共聚物。在其他实施方式中，聚丙烯的共聚物用作液体热熔粘合剂，其中织物背衬和/或多根纱线包含聚酯、一种或多种聚酰胺聚合物或聚丙烯。
根据一些实施方式，可回收簇绒织物包括使用单一或类似合成纤维材料的单一构造。例如，可回收簇绒织物可包括织物背衬和多根纱线，其优选包括PET或PTT或PET和PTT的组合；以及包括CoPET的液体粘合剂。在另一个实例中，可回收簇绒织物可包括织物背衬和多根纱线，其包括一种或多种聚酰胺聚合物；以及包括一种或多种聚酰胺聚合物的共聚物的液体粘合剂。在另一实例中，可回收簇绒织物可包括织物背衬和多根纱线，其优选包括聚丙烯(PP)；以及包括聚丙烯(PP)的共聚物的液体粘合剂。
根据一些实施方式，可回收簇绒织物可包括大于6.25lbs线圈(loop)和大于3lbs割绒(cut pile，割绒绒头)的绒簇粘合强度(tuft bind strength，绒头联合强度)。根据一些实施方式，可回收簇绒织物可包括横向或机器方向上大于25lbs的撕裂强度。根据一些实施方式，可回收簇绒织物可包括横向或机器方向上大于100lbs的拉伸强度。
根据一些实施方式，可回收簇绒织物可不含乳胶。
根据一些实施方式，液体粘合剂可具有约130℃至约200℃的熔化温度(meltingtemperature)。
根据一些实施方式，可回收簇绒织物可进一步包括通过液体粘合剂粘附到织物背衬的二次背衬。根据一些实施方式，二次背衬可包括机织二次背衬或非机织二次背衬。
根据一些实施方式，二次背衬是聚酯二次背衬。在其他实施方式中，织物背衬是机织聚酯织物背衬，且聚酯二次背衬通过液体聚酯热熔粘合剂粘附到机织聚酯织物背衬。在其他实施方式中，二次背衬由聚酰胺聚合物或聚烯烃制成，例如聚丙烯(PP)。
根据本发明的第二方面，提供了一种制备包括单一织物背衬的可回收簇绒织物的方法，该方法包括提供织物背衬，通过织物背衬簇绒多根纱线，使得在织物背衬的第一表面提供绒头，并且在织物背衬的第二表面提供多个纱线线圈，以及将液体粘合剂施加到织物背衬的第二表面，以将多个纱线线圈锚定到织物背衬的第二表面。
根据一些实施方式，将液体粘合剂施加到织物背衬的第二表面可包括通过热熔辊涂布机、热熔槽模涂布机(hot melt slot die coater)、热熔分散涂布机(hot meltscatter coater)或热熔喷涂机(hot melt spray applicator)施加液体粘合剂。
根据一些实施方式，可回收簇绒织物可以不需要二次背衬。根据一些实施方式，通过织物背衬簇绒的多根纱线可以不熔合到织物背衬上。
根据一些实施方式，该方法可进一步包括通过液体粘合剂将二次背衬粘附到织物背衬。根据一些实施方式，二次背衬可包括机织二次背衬或非机织二次背衬。
根据一些实施方式，可回收簇绒织物可不含乳胶。
根据本发明的第三个方面，提供了一种包括单一织物背衬的可回收簇绒织物，簇绒织物包括织物背衬；多根纱线，所述多根纱线通过织物背衬簇绒，使得在织物背衬的第一表面提供绒头并且在织物背衬的第二表面提供多个纱线线圈；以及将多个纱线线圈锚定到织物背衬的第二表面的液体粘合剂，液体粘合剂的熔化温度为约130℃至约200℃。
附图说明
这样概括地描述了发明之后，现在将对附图进行参考，这些附图不一定按比例绘制，并且其中：
图1示出了根据本发明的某些实施方式的簇绒织物背衬；
图2示出了根据本发明的某些实施方式，将粘合剂施加到簇绒织物背衬；
图3示出了根据本发明的某些实施方式的可回收簇绒织物；
图4示出了根据本发明的某些实施方式的可回收簇绒织物；
图5和图6是根据本发明的某些实施方式的制备可回收簇绒织物的方法的框图。
具体实施方式
现将在下文中参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的一些但不是所有实施方式。实际上，本发明可以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于在本文阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开满足适用的法律要求。贯穿全文，相同的数字表示相同的元素。如本说明书和所附权利要求中使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数所指对象，除非上下文另有明确规定。
根据某些实施方式，本发明包括可完全回收的簇绒织物，例如地毯和小地毯。特别地，本发明的实施方式涉及具有单一织物背衬的可回收簇绒织物。根据一个实施方式，织物可回收簇绒织物包括织物背衬；多根纱线，所述纱线通过织物背衬簇绒，使得在织物背衬的第一表面提供绒头并且在织物背衬的第二表面提供多个纱线线圈；以及将多个纱线线圈锚定到织物背衬的第二表面的液体粘合剂。因此，可回收簇绒织物优选具有单一构造，不需要二次背衬，并且在没有乳胶粘合剂的情况下形成。这些特点使簇绒织物完全可回收，尺寸稳定，重量轻，更灵活，更易于运输、切割和安装，特别是在较低的温度下，并具有较低的生产能量成本。此外，无二次背衬的可回收簇绒织物允许最终用户选择定制座垫结构，以满足舒适性和性能增强的特定需求。例如，由于本文讨论的可回收簇绒织物比传统地毯更灵活、更柔软，因此其可以使用成本较低的地毯垫进行安装，同时提供使用更高质量、更昂贵的地毯垫安装的地毯的感觉。
I.定义
术语“聚合物”可包括均聚物、共聚物(诸如，例如，嵌段、接枝、无规和交替共聚物、三元共聚物等)及其共混物和修饰。此外，除非另有明确限制，否则术语“聚合物”应包括所有可能的结构异构体；立体异构体，包括但不限于几何异构体、光学异构体或对映体；和/或此类聚合物或聚合物材料的任何手性分子构型。这些构型包括但不限于，此类聚合物或聚合物材料的全同立构、间同立构和无规立构构型。术语“聚合物”还应包括由各种催化剂体系制成的聚合物，包括但不限于齐格勒-纳塔催化剂体系和茂金属/单中心催化剂体系。
如本文所用，术语“撕裂强度”可指材料可承受撕裂影响的程度的量度。例如，撕裂强度可以是指织物一旦切割后的抗撕裂性。就本公开的目的而言，可根据ISO 9073-4和/或NWSP 100.R1测量撕裂强度。
如本文所用，术语“机织”可包括具有以可识别的重复方式交织的各个纤维、长丝和/或线的结构的织物。
如本文所用，术语“非机织”可包括具有各个纤维、长丝和/或线的结构的网，这些纤维、长丝和/或线是交织的，但不像在针织或机织织物中那样以可识别的重复方式。根据本发明的某些实施方式，非机织织物或网可通过本领域常规已知的任何工艺形成，诸如，例如熔喷工艺、纺粘工艺、水刺法、气流成网法和粘合梳理针刺网工艺。
如本文所用，术语“熔纺”可包括纤维，所述纤维通过将熔融热塑性材料从喷丝板的多个细的、通常为圆形或三叶形的模具毛细管中挤出为长丝，并在挤出的长丝从模具毛细管中流出时对其进行冷却以使其凝固而形成。
如本文所用，术语“纺粘”可包括纤维，所述纤维通过将熔融热塑性材料从喷丝板的多个细的、通常为圆形或三叶形的毛细管中挤出为长丝，然后挤出的长丝的直径迅速减小而形成。根据本发明的一个实施方式，当纺粘纤维沉积在收集表面上时，纺粘纤维通常不是粘性的，并且通常可以是连续的。
如本文所用，术语“熔喷(meltblown)”可包括纤维，所述纤维通过将熔融热塑性材料作为熔融丝或长丝通过多个细模毛细管挤出成会聚的高速、通常为热的气体(例如空气)流而形成的，该气体流使熔融热塑性材料的长丝衰减以减小其直径，根据本发明的某些实施方式其直径可为微纤维直径。根据本发明的一个实施方式，模具毛细管可以是圆形的。此后，熔喷纤维由高速气体流携带，并沉积在收集表面上，以形成随机分布的熔喷纤维网。熔喷纤维是可以连续或不连续的微纤维，并且当沉积在收集表面上时通常具有粘性。
如本文所用，术语“双组分纤维”可包括由至少两种不同聚合物形成的纤维，这些聚合物从单独的挤出机挤出，但纺在一起形成一种纤维。双组分纤维有时也称为组合纤维或多组分纤维。聚合物在横跨双组分纤维横截面的不同区域中以基本恒定的位置排列，并沿着双组分纤维的长度连续延伸。这种双组分纤维的配置可以是，例如，一种聚合物被另一种聚合物包围的护套/芯排列，或者可以是并排排列、同源排列、饼状排列或“海岛”排列，每种都是多组分(包括双组分)纤维领域中已知的。“双组分纤维”可以是热塑性纤维，其包括由一种聚合物制成的芯纤维，该聚合物包裹在由不同聚合物制成的热塑性护套内，或者具有不同热塑性纤维的并排排列。第一聚合物在通常低于第二聚合物的不同温度下熔化。在护套/芯排列中，这些双组分纤维由于护套聚合物的熔化而提供热粘合，同时保持了芯聚合物的期望强度特性。
II.可回收簇绒织物
根据本发明的某些实施方式提供了完全可回收的簇绒织物，例如地毯和小地毯。例如，本发明的某些实施方式提供了具有单一织物背衬的可回收簇绒织物，该簇绒织物包括织物背衬；多根纱线，所述纱线通过织物背衬簇绒，使得在织物背衬的第一表面提供绒头并且在织物背衬的第二表面提供多个纱线线圈；以及将多个纱线线圈锚定到织物背衬的第二表面的液体粘合剂。因此，在一些实施方式中，可回收簇绒织物具有单一材料或类似材料的单一构造，不需要二次背衬，并且在没有乳胶粘合剂的情况下形成。这些特点使簇绒织物完全可回收，尺寸稳定，重量轻，易于运输和安装，并具有较低的生产能量成本。
现在转向图1，根据本发明的某些实施方式示出了织物背衬1。如图1所示，织物背衬1具有通过其绒簇的多根纱线12，使得在织物背衬1的第一表面10和织物背衬1的第二表面17两者提供纱线12的多个线圈14。如线13所指示的，可以切割纱线12的多个线圈14，以形成绒头15，如图2-4所示。尽管术语“织物背衬”贯穿全文使用，但本文所述的织物背衬在行业中也被称为“初级背衬”。
根据某些实施方式，织物背衬1可以是聚酯织物背衬。例如，织物背衬1可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)或其组合。在进一步的实施方式中，例如，织物背衬1可包括少于10％的聚烯烃，例如约5％的聚烯烃。在此类实施方式中，例如，聚烯烃可具有约105℃至约180℃的熔点。在进一步的实施方式中，例如，聚烯烃可具有至少150℃的熔点。在某些实施方式中，例如，聚烯烃可包括聚乙烯(例如，乙烯共聚酯)。在不受理论限制的情况下，添加聚烯烃可以改善用于加工的织物背衬1的韧性，同时仅略微降低最终簇绒织物的可回收性、强度和尺寸稳定性。例如，在进一步的实施方式中，如下文更详细地讨论的，织物背衬1还可以包含共聚酯以提高韧性。
如上文进一步所述，织物背衬1可以是机织织物背衬。在一些实施方式中，例如，机织织物背衬1可包括缝带(slit tape，裂膜带)；然而，机织织物背衬并非如此有限，而是可以包括本领域普通技术人员理解的圆形、三叶形或矩形长丝(filament，丝)。在某些实施方式中，在纬纱方向，机织织物背衬可包括每英寸11-20投梭(pick)、95毫米宽和800-1050旦尼尔的缝带。在经纱方向，机织织物背衬可包括每英寸20-31段、45毫米宽和400-500旦尼尔的缝带。合适的机织织物背衬的一个实例是来自Propex,4019Industry Drive,查特怒加市(Chattanooga),TN的18投梭
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然而，虽然织物背衬1主要被描述为机织织物背衬，但在一些实施方式中，织物背衬1可以是非机织织物背衬。在其中使用非机织织物背衬的某些实施方式中，例如，非机织织物背衬可包括纺粘、熔喷或熔纺织物。在一些实施方式中，例如，非机织织物背衬可包括80-150gsm纺粘。例如，在某些实施方式中，非机织织物背衬可以在簇绒之前通过水刺法或针刺进行粘合和缠结。在进一步的实施方式中，例如，非机织织物背衬可包含高达20％的低熔体共聚酯(例如coPET)或聚酰胺聚合物的低熔体共聚物。实际上，在一些实施方式中，例如，非机织织物背衬可包括多个PET长丝和随机散布在多个聚酯长丝之间的多个coPET长丝。这种随机散布可以通过例如纺粘或熔喷工艺来实现。例如，在其他实施方式中，coPET长丝可以均匀和/或根据本领域普通技术人员理解的图案分布。在进一步的实施方式中，例如，非机织织物背衬可包括全部或部分双组分纤维，其具有至少部分由PET形成的芯和至少部分由coPET形成的低熔体护套。例如，在其他实施方式中，非机织织物背衬可包括具有PET和coPET并排排列的双组分纤维。
与织物背衬1一样，通过织物背衬1簇绒的多根纱线12可包括PET、PTT或其组合。
在一些实施方式中，多根纱线12和/或织物背衬1还可以包括一种或多种聚酰胺聚合物。例如，织物背衬和/或多根纱线可包括一个或多个代表性聚酰胺聚合物，包括但不限于聚酰胺6、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺46、聚酰胺410、聚酰胺4T、聚酰胺56、聚酰胺510、聚酰胺D6、聚酰胺DT、聚酰胺DI、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺611、聚酰胺612、聚酰胺6T、聚酰胺6I、聚酰胺MXD6、聚酰胺9T、聚酰胺1010、聚酰胺10T、聚酰胺1212、聚酰胺12T、聚酰胺PACM12和聚酰胺TMDT。在一些实施方式中，聚酰胺包含聚酰胺共聚物，例如但不限于聚酰胺6/聚酰胺66共聚物、聚酰胺6/聚酰胺6T共聚物、聚酰胺6I/聚酰胺6T共聚物、聚酰胺66/聚酰胺6T共聚物、或聚酰胺12/聚酰胺MAMCI共聚物。在特定实施方式中，聚酰胺为聚酰胺6。
在进一步的实施方式中，织物背衬1和/或多根纱线12可包括聚烯烃，例如聚丙烯。
如上所讨论的，多根纱线12可包括簇状切割和线圈排列，例如，具有1/8、1/10或3/16规格。此外，在一些实施方式中，例如，多根纱线的尺寸可为每根长丝300-1500旦尼尔和2-20旦尼尔。
此外，参考图2和图3，为了形成可回收簇绒织物16，在织物背衬1的第二表面17上施加粘合剂11，该粘合剂将纱线12的多个线圈14锚定到织物背衬1的第二表面17上。例如，图2示出了将粘合剂11施加到簇绒织物背衬1上以形成可回收簇绒织物16，如图3所示。然而，在施用粘合剂11时，纱线12的线圈14不需要进一步熔合到织物背衬1上，例如现有技术中已知的加热辊或刀与簇绒线圈之间的相对运动。在一些实施方式中，例如，粘合剂11可以是胶。例如，在进一步的实施方式中，粘合剂11可以是液体胶，其包括例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物(coPET)或聚对苯二甲酸丙二醇酯的共聚物(coPTT)。事实上，在一些实施方式中，粘合剂11可以是液体热熔粘合剂，例如熔融CoPET。
在一些实施方式中，粘合剂11可包括优选为上述一种或多种聚酰胺聚合物的共聚物的液体热熔粘合剂。在其他实施方式中，粘合剂11可包括优选为聚烯烃，例如聚丙烯(PP)的共聚物的液体热熔粘合剂。
在某些实施方式中，可回收簇绒织物16是完全由相同或类似材料制成的单一构造。例如，可回收簇绒织物16可以包括聚酯织物背衬，通过其簇绒多根聚酯纱线，并且可以进一步包括作为聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物(CoPET)的液体热熔粘合剂。类似地，可回收簇绒织物16可包括通过其簇绒多根聚酰胺纱线的聚酰胺织物背衬，并且可以进一步包括作为聚酰胺聚合物之一的共聚物的液体粘合剂。类似地，可回收簇绒织物16可包括通过其簇绒多根聚丙烯(PP)纱线的聚丙烯(PP)织物背衬，并且可以进一步包括作为聚丙烯(PP)的共聚物的液体粘合剂。在这种单一构造中，包括粘合剂11，该粘合剂是形成多根纱线和织物背衬的材料的共聚物，确保粘合剂11的熔点低于纱线或背衬。这允许粘合剂将纱线12的多个线圈14锚定到织物背衬1的第二表面17上。
在某些其他实施方式中，可回收簇绒织物16由不同材料的组合构成。例如，可回收簇绒织物16可包括通过其簇绒聚酰胺纱线的聚酯背衬和将聚酰胺纱线锚定到聚酯背衬的CoPET粘合剂。在另一个实例中，可回收簇绒织物16可以包括通过其簇绒聚丙烯(PP)纱线的聚酰胺背衬和将PP纱线锚定到聚酰胺背衬的CoPET粘合剂。应当理解，可回收簇绒织物16的构造不限于上述组合。
在某些实施方式中，例如，液体粘合剂11可具有约130至约200℃的熔化温度。在一些实施方式中，例如，液体粘合剂11可具有3-16oz/yd2的重量。在进一步的实施方式中，例如，液体粘合剂11可具有5-8oz/yd2的重量。例如，在一些实施方式中，可回收簇绒织物16可具有单一构造，并且在这些实施方式中，液体粘合剂可具有约7.5-8oz/yd2的重量。在下文更详细讨论的其他实施方式中，可回收簇绒织物16可包括二次背衬，并且在此类实施方式中，液体粘合剂可具有约5-6oz/yd2的织物背衬(初级)重量。此外，液体粘合剂11可包括大于250g的落镖冲击强度、0.35-0.45dl/g的特性粘度和在160℃下32-37Pa·s的熔体粘度。
虽然织物背衬1单独为可回收簇绒织物16提供良好的尺寸稳定性，但将液体粘合剂11施加到织物背衬1的第二表面17不仅将多个纱线线圈14锚定到织物背衬1的第二表面17，而且还进一步提高了可回收簇绒织物16的尺寸稳定性。事实上，可回收簇绒织物16在尺寸上可足够稳定，其可以低张力或无张力安装，诸如，例如，通过使用粘合剂胶带安装，而不是将织物16拉伸到钉条上。此外，可回收簇绒织物16能够抵抗由于温度变化引起的差异生长或收缩和移动。在可回收簇绒织物16生长或收缩的情况下，织物背衬1和液体粘合剂11具有相同的膨胀系数，使得它们一起移动，从而减少凸起或卷曲的可能性。因此，可回收簇绒织物16不需要二次背衬。
可回收簇绒织物16可具有大于6.25lbs线圈和大于3lbs割绒的绒簇粘合强度。可回收簇绒织物16可包括横向或机器方向上大于25lbs的撕裂强度。除了绒簇粘合强度外，将液体粘合剂11施加到织物背衬1的第二表面17还进一步提高可回收簇绒织物16(以及织物背衬1)的拉伸强度。例如，可回收簇绒织物16可包括横向或机器方向上大于100lbs的拉伸强度。此外，可回收簇绒织物16可包括在横向和机械方向上总共小于3％的尺寸稳定性。
此外，在某些实施方式中，例如，可回收簇绒织物16可具有16-80oz/yd2的面重(face-weight)。例如，在一些实施方式中，可回收簇绒织物16可具有40-80oz/yd2的面重。可回收簇绒织物16的面也可为约12-15英尺宽。此外，在某些实施方式中，可回收簇绒织物16可具有约2-6oz/yd2的织物背衬重量。在进一步的实施方式中，可回收簇绒织物16可具有约2-4oz/yd2的织物背衬重量。这种重量也可以提高抗撕裂性、拉伸强度和绒簇粘合强度。然而，虽然超过这些重量可能会进一步提高抗撕裂性、拉伸强度和绒簇粘合强度，但织物背衬可能变得不经济，因为制造可销售产品需要太多原材料。
尽管可回收簇绒织物16不需要二次背衬，但在一些实施方式中，如图4所示，可回收簇绒织物16可任选地包括二次背衬18，以便例如为可回收簇绒织物16提供额外重量和/或结构和/或减少粘合剂11的量。在这些实施方式中，二次背衬18可通过液体粘合剂11粘附到织物背衬1的第二表面17。在这种情况下，粘合剂11既用于将绒簇固定到初级织物背衬1上，也用于将二次背衬18粘附到其上。与织物背衬1和通过织物背衬1簇绒的多根纱线12一样，二次背衬可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)或其组合。在某些实施方式中，例如，二次背衬可以是100％聚酯。此外，与织物背衬1和多根纱线12一样，二次背衬可以包括聚酰胺聚合物或聚烯烃，例如聚丙烯(PP)。
此外，在包括二次背衬18的那些实施方式中，二次背衬18可以是机织二次背衬或非机织二次背衬。在其中使用机织二次背衬的实施方式中，例如，机织二次背衬可包括每英寸5-12投梭，且重量为2-8oz/yd2。例如，在一些实施方式中，二次背衬18可具有2-5oz/yd2的重量。在进一步的实施方式中，二次背衬18可具有3oz/yd2的重量。在其中使用非机织二次背衬的其他实施方式中，例如，非机织二次背衬可包括纺粘、熔喷、梳理/针刺、或熔纺织物。在进一步的实施方式中，非织造二次背衬可包括多层，其具有如本领域普通技术人员所理解的粘合在一起的纺粘、熔喷和熔纺织物的任何组合。例如，非机织二次背衬可包括60-120gsm的纺粘。在进一步的实施方式中，例如，二次背衬可以包括重量为5-35oz/yd2的梳理和/或针刺垫。此外，在包括二次背衬18的此类实施方式中，可回收簇绒织物16可包括大于2.5lb/英寸的脱层强度。如上所述，与织物背衬1一样，超过本文讨论的重量可进一步提高抗撕裂性、拉伸强度和绒簇粘合强度，但二次背衬18可能变得不经济，因为制造可销售产品需要太多原材料。
如上所述，在一些实施方式中，簇绒织物16具有单一构造，不需要二次背衬，并且在没有乳胶粘合剂的情况下形成。这些特点使簇绒织物完全可回收，尺寸稳定，重量轻，更灵活，更易于运输、切割和安装，特别是在较低的温度下，并具有较低的生产能量成本。
III.制备可回收簇绒织物的方法
在另一方面，根据本发明的某些实施方式提供了制备可回收簇绒织物的方法。根据某些实施方式，该方法包括提供织物背衬，通过织物背衬簇绒多根纱线，使得在织物背衬的第一表面提供绒头，并且在织物背衬的第二表面提供多个纱线线圈，以及将液体粘合剂施加到织物背衬的第二表面，以将多个纱线线圈锚定到织物背衬的第二表面。然而，在施用液体粘合剂时，纱线线圈不需要进一步熔合到织物背衬上，例如现有技术中已知的加热辊或刀与簇绒线圈之间的相对运动。
例如，图5是根据本发明的某些实施方式的制备可回收簇绒织物的方法50的框图。如图5所示，方法50包括以下步骤：
步骤51：提供织物背衬；
步骤52：通过织物背衬簇绒聚合物纱线，使得在织物背衬的第一表面提供绒头，并且在织物背衬的第二表面提供多个纱线线圈；以及
步骤53：将液体粘合剂施加到织物背衬的第二表面，以将多个纱线线圈锚定到织物背衬的第二表面。
然而，如本文先前所讨论的，可回收簇绒织物可任选地包括通过液体粘合剂粘附到机织聚酯织物背衬的二次背衬。图6是根据本发明的某些实施方式的制备可回收簇绒织物的方法60的框图，包括二次背衬的任选应用。如图6所示，方法60包括以下步骤：
步骤61：提供织物背衬；
步骤62：通过织物背衬簇绒聚合物纱线，使得在织物背衬的第一表面提供绒头，并且在织物背衬的第二表面提供多个纱线线圈；
步骤63：将液体粘合剂施加到织物背衬的第二表面，以将多个纱线线圈锚定到织物背衬的第二表面；以及
步骤64：通过液体粘合剂将二次背衬粘附到织物背衬上。
根据某些实施方式，例如，将液体粘合剂施加到织物背衬的第二表面包括通过热熔辊涂布机、热熔槽模涂布机、热熔分散涂布机或热熔喷涂机施加液体粘合剂。虽然熔化液体粘合剂可能需要一些热量，但与使用传统乳胶粘合剂的现有产品相比，需要更少的热量和能量，传统乳胶粘合剂需要使用干燥剂以干燥乳胶粘合剂中存在的水。
此外，根据本发明的某些实施方式，例如，将多根纱线簇绒到织物背衬中可包括使用本领域普通技术人员理解的簇绒机进行簇绒。
在这方面，该方法提供了簇绒织物具有单一构造，不需要二次背衬，并且在没有乳胶粘合剂的情况下形成。这些特点使簇绒织物完全可回收，尺寸稳定，重量轻，更灵活，更易于运输、切割和安装，特别是在较低的温度下，并具有较低的生产能量成本。
实施例
实施例1：一般地毯特性
如下表1和表2所示，测试了各种地毯样品的尺寸稳定性、断裂强度、绒簇粘合、磨损、收缩和起球(pilling)。尺寸稳定性通过两种方法测量：(1)应力和释放循环后长度和宽度的百分比变化，以及(2)根据ASTM D7570的亚琛(Aachen)稳定性试验。通过测定样品断裂所需的力的磅数来测量断裂强度。根据ASTM D1335测量绒簇粘合。根据ASTM D5252，使用六足滚筒试验机测量磨损。在制造后测量长度和宽度的收缩。根据ASTM D2859测量起球。
表1显示了使用本文所述的液体粘合剂的地毯样品在不同地毯规格、面重和施胶量(amount of glue applied)下的测试结果。
表2显示了各种地毯样品的测试结果，其中样品1是使用熔点为约150℃的液体粘合剂的可回收簇绒织物，并附着在含有可回收内含物(content)的非机织梳理/针刺聚酯垫上，样品2-3是使用熔点为约150℃的本文所述液体粘合剂而无垫的可回收簇绒织物的两个实例，其中液体粘合剂为液体聚酯热熔粘合剂。样品4-9的构造方式与样品2-3相同，不同之处在于使用约130℃的较低熔点的商用热熔粘合剂，且样品10是使用乳胶粘合剂的传统地毯的对照样品。所有实验样品(样品1-9)具有3/16规格(gauge)的簇绒初级，包括半PET和半PTT的纱线绒簇。样品1、2和5-9的面重为55oz/yd2，且样品3和4的面重为40oz/yd2。样品1、2和5-9的织距(stitch rate)为19.5针/3英寸，且样品3和4的织距为17.5针/3英寸。
表1：部分1
Figure BDA0003765977830000181
Figure BDA0003765977830000191
表1：部分2
Figure BDA0003765977830000192
表2
Figure BDA0003765977830000193
Figure BDA0003765977830000201
如可以从表1和表2看出，本文所述的可回收簇绒地毯在标准地毯测试程序下表现良好。
实施例2：耐切割性(Cut Resistance)
对三种不同地毯中的每种地毯进行三个样品的耐切割性测试，以确定切割地毯所需的力的磅数，如下表3所示。为了测试耐切割性，将每种地毯进行剃须刀片切割同时保持在拉力测试仪中。测量方法是将剃须刀片放置在30°的角度，然后将地毯拉过刀片，以测量切割地毯所需的力的磅数。地毯1是使用熔点为约150℃的本文所述的液体聚酯热熔粘合剂的可回收簇绒织物。地毯2是以与地毯1相同的方式形成的地毯，不同之处在于使用熔点为约130℃的商用热熔粘合剂。地毯3是使用乳胶粘合剂的传统地毯。
表3
Figure BDA0003765977830000202
如在表3中可以看出，与使用乳胶粘合剂的传统地毯相比，本文所述的可回收簇绒织物的抗切割性更低，表明这些可回收簇绒织物比传统地毯更柔软、更易于切割和在其他方面操作。
实施例3：刚度
对三种不同地毯中的每种地毯的三个样品进行悬臂刚度测试，以确定地毯必须伸出辊的距离(以英寸计)，以便样品在离开辊时弯曲并接触测量表面。刚度测试是在标准家用冰箱中制备的室温和冷冻样品中进行的，表4显示了室温样品的结果，表5显示了冷冻样品的结果。与实施例2一样，地毯1是使用熔点为约150℃的本文所述的液体聚酯热熔粘合剂的可回收簇绒织物。地毯2是以与地毯1相同的方式形成的地毯，不同之处在于使用熔点为约130℃的商用热熔粘合剂。地毯3是使用乳胶粘合剂的传统地毯。
表4：室温
地毯1 地毯2 地毯3
样品1(英寸) 3.0 4.5 6.3
样品2(英寸) 3.5 4.5 6.5
样品3(英寸) 3.5 4.5 6.0
平均(英寸) 3.3 4.5 6.3
表5：冷冻
地毯1 地毯2 地毯3
样品1(英寸) 3.3 4.8 9.5
样品2(英寸) 3.8 5.0 9.3
样品3(英寸) 3.8 4.8 8.3
平均(英寸) 3.6 4.8 9.0
如在表4和表5中可以看出，本文所述的可回收簇绒织物比传统地毯具有更优异的柔韧性。此外，本文所述的可回收簇绒织物在冷冻时的柔韧性下降远小于传统地毯在冷冻时的柔韧性下降。因此，可回收簇绒织物比传统地毯更容易安装，尤其是在寒冷气候下。
本发明所属领域的技术人员将想到本文所述的本发明的修改，其受益于前述描述和相关附图中呈现的教导。因此，应当理解，本发明不限于所公开的特定实施方式，并且修改和其他实施方式旨在被包括在所附权利要求的范围内。尽管本文采用了特定术语，但是它们仅在一般性和描述性意义上使用，而不是出于限制的目的。

Claims (33)

1.一种包括优选单一的织物背衬的可回收簇绒织物，所述簇绒织物包括：
织物背衬；
多根纱线，所述纱线通过所述织物背衬簇绒，使得在所述织物背衬的第一表面提供绒头并且在所述织物背衬的第二表面提供多个纱线线圈；以及
液体粘合剂，所述液体粘合剂将所述多个纱线线圈锚定到所述织物背衬的第二表面。
2.根据权利要求1所述的可回收簇绒织物，其中，所述可回收簇绒织物包括簇绒地毯。
3.根据前述权利要求中任一项所述的可回收簇绒织物，其中，通过所述织物背衬簇绒的所述多根纱线未熔合至所述织物背衬。
4.根据前述权利要求中任一项所述的可回收簇绒织物，其中，所述可回收簇绒织物不含乳胶。
5.根据前述权利要求中任一项所述的可回收簇绒织物，其中，所述织物背衬为机织织物背衬。
6.根据前述权利要求中任一项所述的可回收簇绒织物，其中，所述织物背衬和所述多根纱线包含聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)或它们的组合。
7.根据前述权利要求中任一项所述的可回收簇绒织物，其中，所述织物背衬包含少于10％的聚烯烃。
8.根据前述权利要求中任一项所述的可回收簇绒织物，其中，所述液体粘合剂包括液体聚酯热熔粘合剂，优选地包括聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物(CoPET)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的可回收簇绒织物，其中，所述可回收簇绒织物包括大于6.25lbs线圈和大于3lbs割绒的绒簇粘合强度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的可回收簇绒织物，其中，所述可回收簇绒织物包括在横向或机器方向上大于25lbs的撕裂强度。
11.根据前述权利要求中任一项所述的可回收簇绒织物，其中，所述可回收簇绒织物包括在横向或机器方向上大于100lbs的拉伸强度。
12.根据前述权利要求中任一项所述的可回收簇绒织物，其中，所述液体粘合剂具有约130℃至约200℃的熔化温度。
13.根据权利要求1至5中任一项所述的可回收簇绒织物，其中，所述多根纱线包含一种或多种聚酰胺聚合物。
14.根据权利要求13所述的可回收簇绒织物，其中，所述液体粘合剂包括液体热熔粘合剂，优选地包括聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物(CoPET)或一种或多种聚酰胺聚合物的共聚物。
15.根据权利要求13或14所述的可回收簇绒织物，其中，所述织物背衬包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、或它们的组合。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的可回收簇绒织物，其中，所述织物背衬包含一种或多种聚酰胺聚合物。
17.根据权利要求1至5中任一项所述的可回收簇绒织物，其中，所述多根纱线包含聚丙烯(PP)。
18.根据权利要求1至5中任一项所述的可回收簇绒织物，其中，所述织物背衬包含聚丙烯(PP)。
19.根据权利要求17和/或18所述的可回收簇绒织物，其中，所述液体粘合剂包括液体热熔粘合剂，所述液体热熔粘合剂包括聚丙烯的共聚物。
20.根据前述权利要求中任一项所述的可回收簇绒织物，还包括二次背衬，所述二次背衬通过所述液体粘合剂粘附到所述织物背衬。
21.根据权利要求20所述的可回收簇绒织物，其中，所述二次背衬包括机织二次背衬或非机织二次背衬。
22.根据权利要求20或21所述的可回收簇绒织物，其中，所述二次背衬为聚酯二次背衬。
23.一种制备包括优选单一的织物背衬的可回收簇绒织物的方法，所述方法包括：
提供织物背衬；
通过所述织物背衬簇绒多根纱线，使得在所述织物背衬的第一表面提供绒头并且在所述织物背衬的第二表面提供多个纱线线圈；以及
将液体粘合剂施加到所述织物背衬的第二表面，以将所述多个纱线线圈锚定到所述织物背衬的第二表面。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，将所述液体粘合剂施加到所述织物背衬的第二表面包括：通过热熔辊涂布机、热熔槽模涂布机、热熔分散涂布机或热熔喷涂机施加所述液体粘合剂。
25.根据权利要求23或24所述的方法，其中，所述织物背衬为机织织物背衬。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的方法，其中，通过所述织物背衬簇绒的所述多根纱线未熔合到所述织物背衬。
27.根据权利要求23至26中任一项所述的方法，其中，所述织物背衬和所述多根纱线包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚酰胺聚合物、聚丙烯(PP)或它们的组合。
28.根据权利要求23至27中任一项所述的方法，其中，所述液体粘合剂是液体热熔粘合剂，优选地包括聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚物(coPET)、一种或多种聚酰胺聚合物的共聚物、或聚丙烯(PP)的共聚物。
29.根据权利要求23至28中任一项所述的方法，还包括通过所述液体粘合剂将二次背衬粘附到机织织物背衬。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述二次背衬包括机织二次背衬或非机织二次背衬。
31.根据权利要求29或30所述的方法，其中，所述二次背衬包括聚酯二次背衬。
32.根据权利要求23至31中任一项所述的方法，其中，所述可回收簇绒织物不含乳胶。
33.一种包括优选单一的织物背衬的可回收簇绒织物，所述簇绒织物包括：
织物背衬；
多根纱线，所述纱线通过所述织物背衬簇绒，使得在所述织物背衬的第一表面提供绒头并且在所述织物背衬的第二表面提供多个纱线线圈；以及
液体粘合剂，所述液体粘合剂将所述多个纱线线圈锚定到所述织物背衬的第二表面，所述液体粘合剂具有约130℃至约200℃的熔化温度。
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