CN1322266A - 具有机织物表面的地板覆盖物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地板覆盖物结构,其使用复杂的、自我稳定的机织表面织物,该机织表面织物由具有相对较重“地毯重量”的尼龙、聚酯、PTT或其它纱线在现代提花电脑控制织机上制造出平面机织织物,该织物被接合到所设计的衬背结构上。聚氨酯改性的沥青可以被用作一个衬背层,一个可选择的乳胶预涂层可以被涂在织物层上,该乳胶预涂层中也可以加入抗菌剂。

Description

具有机织物表面的地板覆盖物
发明领域
本发明涉及地板覆盖物，所述的地板覆盖物包括地毯、组合地毯、弹性片材、以及瓷砖产品例如乙烯基地板材料。
发明背景 一般的地板覆盖物
现有技术中已经有多种材料被用于建筑物中的地板材料和地板覆盖物，这些材料几乎包括每一种可以想象到的天然和人造材料，诸如木头、石头、混凝土、软木、塑料、油漆、地毯、小地毯、乙烯基片材和瓷砖、锯屑、灯芯草、动物毛皮等等。用多种材料织成的、各种花纹和结构的地毯和小地毯已经被人们使用了多个世纪，特别是被用于家庭里。到了二十世纪中叶，地毯和小地毯几乎从来都不用于商业和工业建筑例如制造工厂、商店和办公室中。这些地方的地板使用“硬表面”材料如混凝土、混凝土复合材料、木头或者诸如油毡一样的片材。大概从60年代末期和70年代开始，地毯和组合地毯开始被广泛应用于商业和“轻”工业建筑中，由于新地毯工艺的出现以及“开放”型地板平面办公室的流行更加速了这种趋势，所述的新地毯工艺能够提供更经久耐用和美观的产品。
随着上述趋势的发展，在办公室和其它商业建筑物中广泛需求舒适和美观的地毯和组合地毯。地毯和小地毯
毫无疑问，地毯和小地毯在商业环境布置中可以提供美学上的装饰效果。但是它们存在一些缺点。它们是维护成本较高的产品，它们容易被弄污，难于清洗，当用水或其它溶液清洗后干燥缓慢。地毯和小地毯磨损较快，需要经常更换。这样的产品容易被家具和其它集中载荷在其上留下痕迹，特别是不适应于有轮子的物体如手推车和带有脚轮的家具在其上运动。
上述诸多的因素促使人们重新评价“硬表面”地板材料。但是，商业上的使用者已经开始欣赏和需求美观的颜色范围和结构多功能的纺织纤维地板材料产品例如地毯、组合地毯和小地毯。
尽管在现有技术中有着数不清中的地毯和小地毯结构，但是却没有哪种地毯和小地毯能够在各种应用情况中呈现出所有需要的性能，这些性能包括耐用性、维修和装饰适应性。部分原因是由于所有传统的地毯和小地毯结构使用小地毯和地毯纱线朝向直立方向上定位(至少在部分上是如此)，从而由被“割断”的纱线端头或者未被割断的纱线环提供看得见的磨损表面。这种结构在Encyclopedia of Textiles(2nd ed.19172，Prentice-Hall，Inc)491页中有图表说明，在该文献中示出了多种类型的地毯结构。
在其它类型的结构中，地毯和小地毯产品被制成带有一个上表面或者带有由手工编结工艺、簇绒、地毯机织(例如，Axminster，Chenille，Velvet和Wilton机织)以及熔融粘接形成的表面。一般主张高质量的地毯和小地毯结构使用较厚或重的机织物，该种织物中包含较长的和/或较致密地堆积在一起的纱线，从而能够形成重的“表面重量”。这种重表面重量的地毯和小地毯结构能够提供理想的“深度”感和良好的耐磨损性能。然而，表面重量重的地毯和小地毯价格昂贵，通常容易被集中载荷压变形，并且使用大量的纱线，在制造时花费大量的时间并且有一定的制造困难。特别是，难于制造出许多使用多种颜色纱线的复杂结构。而且，一般的纱线环或者被割断的纱线环的地毯结构就表面纱线本身而言对地毯的强度所起的作用很小或者根本没什么作用，这种地毯的强度通常必须由看不见的纱线、底层或其它结构来提供。
一些现有的地板覆盖产品已经采用了“平面型”的机织物作为其顶层，获得了有限的成功，例如，德国专利号DE 19600724 U1中记载，该文献中公开了一种地板覆盖产品在其顶部具有一个“磨损层”，该“磨损层”为一个平面机织物或针织物。
另外，从历史上看，现有技术中几乎所有的地毯和小地毯产品的制造考虑到成本、装饰效果和性能，而很少考虑或者不考虑用于提供这些部件的资源或者在这些地毯产品使用完之后这些部件的最终结果或者再利用问题。纤维
现有技术中已经由多种不同种类的材料形成的纤维，这些材料包括尼龙，聚烯烃如聚乙烃和聚丙烯，聚酯，特别是芳族聚酯。热塑性聚酯占整个纤维制品的一大部分。与尼龙相比，热塑性聚酯更趋于白色，具有更好的抵抗光氧化变黄的能力，具有更低的吸温性和更高的尺寸稳定性。
两种典型的热塑性聚酯，就是被称为PET或者2GT的聚对苯二甲酸乙二醇酯和被称为PBT或4GT的聚对苯二甲酸丁二醇酯，其后续制品被用于制造纤维制品。PET
PET是一种酯类聚合物，由作为芳族二元羧酸的对苯二甲酸(TA)与作为脂族多元醇的乙二醇(EG)形成。PET制品的后续制品沿着两个基本的路线进行，所述进行的路线至少部分上受到需要非常纯的原材料的制约，所述非常纯的原材料能够在聚合过程中避免链终止或者支化作用。第一个路线采用一种被称为酯交换的化学方法。TA可以通过对二甲苯的氧化而获得。然而，该方法会产生很多杂质，并且纯TA本身从反应混合物中的分离很困难。为了解决这个问题，TA被转换成一种更加容易分离的酯，诸如二甲酯，即对邻苯二甲酸二甲酯(DMT)。这种酯然后被分离、提纯、并用乙二醇进行酯交换，形成一种低分子量的聚酯预聚物(例如，线性低聚物)和对苯二甲酸二羟基烷基酯。然后，这些原料进行“缩聚”形成更高分子量的PET聚合物。结果，所述的预聚物和酯被聚合并除去二元醇部分，形成一种具有更高分子量的聚合物。一般而言，开始的酯化作用，酯交换作用和缩聚过程为均衡反应，由催化作用加速和促动完成，并且相应除去水、二醇或者醇。因此，用于缩聚反应的反应器应当是能够使乙二醇易于从聚合物物料中排出的反应器。在上述反应中，可以采用降绳式(falling strands)和盘环形薄膜生成器及双螺杆搅拌器。
随着用于制造更加纯的TA的方法的发展，通过与乙二醇直接进行酯化作用而后再进行缩聚反应的用于制造PET的方法变成了主要的方法。这样的方法有一些优点，因为酯交换，催化剂被省去了，这样可以避免产生热稳定性问题，甲醇可以被水取代作为缩合剂，这样可以获得分子量更高的物料。另外，使用预冷凝物作为反应介质能够实现在常压下的直接酯化。这种方法使得其本身能够进行连续的制造。缩聚步骤类似于在酯交换反应中所使用的。
在另一种方法中，所使用的乙二醇通常由乙烯的催化氧化及其后接着对获得的环氧化物进行酸解获得。所使用的乙二醇应当是纯的，并且不应含有成色的杂质及痕量的强酸和强碱。
通过任意一种方法获得的PET的质量随着在缩聚反应过程中副反应的发生(或者不发生副反应)而变化，这些副反应包括：醚的形成，这将导致形成聚乙二醇(其将会对染色工艺带来不利影响，降低热和紫外稳定性，减小纤维的强度)；乙二醇的脱水形成了醛类或者呋喃(其将会引起支链或交联产物或者凝胶颗粒的形成，以及引起脱色)；酯的热解(其将会引起水解抵抗力的减小或者引起脱色)；以及相邻羧基环的形成。
当达到理想融化粘性时，停止缩聚反应(例如通过在一惰性气体过滤层下从反应器中放出熔体，将之挤出形成带状、绳状、纤维状等，并且水冷却)。之后，没有被挤出直接形成纤维的聚合物可以被处理形成小球状或者碎片状以用于在随后进行熔融和纤维形成，或者如果聚合反应过程是连续进行的也可以将该聚合物直接挤出形成纤维。PBT
PBT通过TA和1，4-丁二醇聚合形成。PBT的形成过程类似于PET形成中使用的方法，更加依赖于DMT的酯交换作用。该过程的主要副产品为四氢呋喃(THF)，这种副产品由1，4-丁二醇脱水产生。PET和PBT性能
PET和PBT都是部分结晶的聚合物，具有较高的硬度和刚度，良好的蠕变强度，高的尺寸稳定性，很好的光滑性能，和良好磨损性能。PET经历了缓慢的结晶过程，有时需要结晶加速剂或者成核剂。它们均可以通过采用多种工艺来循环使用，包括再融化挤出，水解，醇解，糖原醇解和热解。在缩聚作用之后，PBT产品比PET产品趋于具有较高分子量。PBT比PET更加容易接受分散染料并具有更好的弹性和弹性回复性能。PBT具有的物理性能比PET更象尼龙。然而，1，4-丁二醇的高成本限制了PBT作为工业用纤维的前景。作为一个例子，PBT地毯纤维在70年代就由Hoechst AG商品化制造，但是由于成本问题仅仅取得了有限的成功。PTT
另外一种适用于纤维的芳族热塑性聚酯是聚对苯二甲酸亚丙基酯)，被称为PTT或者3GT。这种聚合物由TA和1，3-丙二醇聚合而成，并且由于制造1，3-丙二醇的高效率方法的发展而变得在商业上更加可行。PTT在大约228℃处熔化，其玻璃化转变温度根据其结晶度的程度不同大约在45℃到90℃之间，所述的结晶度一般大约为50％。其可以在大约255℃到270℃下挤出，这可以由标准的地毯纤维挤出机来实施并在熔融挤出中进行热稳定。该聚合物具有低吸湿性，并且由于其出色的抵抗力适宜用作地毯纤维。但是，其结晶非常稳定。
由PTT制得的纤维与由PET或者PBT制得的纤维相比具有更好的弹性回复性能，并且PTT不会呈现出永久变形，这种永久变形在PET中存在。PTT纤维类似于尼龙纤维具有弯曲回复性能。PTT由于其玻璃化转变温度高于室温，所以其可以热定型，且具有稳定的卷曲性。相反，PBT是不能热定型的。
PTT展现出类似于尼龙的良好的物理性能，其与尼龙相比具有更好的染色和着色性能。象PET和PBT一样，PTT没有用于酸性染料的受色位置，故其对大多数污染物有抵抗作用。尽管依然比室温高，但PTT的玻璃化转变温度还是比尼龙低。这使得PTT在常温煮沸下不用载体就可以将染料分散。另外，PTT纤维与尼龙相比呈现出更均匀的可着色性，因为它们的染料吸收对于纤维的体积和捻度以及对于制造方法和热定型条件来说相对较迟钝。PTT纤维具有的分散染料吸收温度大约为60℃，如上所述，该温度不应太高，以便能够在常温沸点下染色，但是该温度也不应太低，以便能够防止热染斑沾染，如被热咖啡沾染。就此而言，PTT优于尼龙6和尼龙6，6，如果不进行一些其它的污染保护的话，这两种尼龙都在较低的温度下容易被污染。PTT对于除去如马达用油和皮鞋上光剂等油性污染物之外的其它所有污染物而言展现出良好的污染抵抗性。PDCT
另外一种用于某种纤维的热塑性聚酯是聚对苯二甲酸1，4-二亚甲基环己烷酯，或者PDCT。其可以用类似于制造PET和PBT的方式来制造，由DMT与1，4-环己烷二甲醇(其本身由DMT的彻底氢化作用形成)一起进行转酯反应来获得。结果形成一种比PET的熔点更高的结晶聚酯。这种材料的纤维在市场上以商品名KODEL出售。芳族聚酯的变化
上述的芳族聚酯在制造过程中能够与共聚单体一起凝缩，以达到增强其性能，这些性能包括可染性、弹性、起球性、收缩性、亲水性、阻燃性等。用于提高聚合物中无定形物含量的添加剂被用于增强聚合物的可染色性，这些添加剂如己二酸、间苯二酸、二甘醇。使用己二酸来提高对苯二酸酯聚酯纤维的分散可染色性在美国专利US 4,167,541中有所描述，该文献在这里被引入作为参考。磺基间苯二酸盐创造出离子染料的粘接位置。磷化合物或者溴化合物可以被加入用于提供阻燃性。聚乙二醇(PEG)或者有机磺酸盐能够增加亲水性。PEG、碳和金属能够影响抗静电性能。交联剂通过减小拉伸性能能够增加抗起球性。然而，增加共聚单体也会产生一些缺点，如减小纤维的强度和热稳定性，这将会抵销上述提到的优点。
天然的聚合物也可以与添加剂复合，所述的添加剂如成核剂、荧光增白剂、填料、阻燃剂、稳定剂和颜料，也包括加入消光剂来去除所获得聚合物的光亮。所述的聚合物也可以与其它聚合物混合材料如双酚A型聚碳酸酯、聚氨酯、聚己酸内酯等混合。然后，混合后的聚合物可以重新熔化，并经进一步处理形成纤维或长丝。其它形成纤维的聚酯
类似的热塑性聚酯已经由萘2，6-二甲酸(NDA)制备出来，所述的萘2，6-二羧酸(NDA)如聚萘2，6-二甲酸乙二醇酯或者PEN，其已经被用于薄膜和纤维中。PBT的NDA类似物是聚(1，4-丁二醇萘-2，6-二甲酸酯)或者PBN。NDA比TA需要更复杂的合成过程，包含2，6-二甲基萘的空气氧化，该2，6-二甲基萘本身通过将还原脱水的丙基苯基酮进行催化环化作用和脱氢作用而制得。这可以通过将一氧化碳、丁烯与甲苯在HF和BF3中反应获得，然后还原成甲醇，并脱水形成烯烃。
根据本发明能够用于形成纤维的其它聚酯包括从可再生的农作物或其它资源如织物或动物材料、生物体等中获得的聚酯。例如，本发明中可以使用由聚乳酸形成的纤维如Kanebo LACTRON聚乳酸纤维。PLA树脂有乳酸链构成，其可由从谷物和其它农作物产品获得的淀粉转变成糖然后经发酵制得。然后除去酯以形成丙交酯，该丙交酯通过没有溶剂的聚合反应转变成PLA树脂。PLA聚合物与以碳氢化合物为基的热塑性塑料进行竞争，其竞争的资本就是成本/性能比。它们提供了良好的美学性能(光泽和清晰度)和类似于聚苯乙烯的可加工性能。它们与特定的碳氢化合物为基的热塑性塑料相比也呈现出良好的拉伸性能和模量。在抗油脂方面，PLA聚合物类似于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。这些聚合物可以由大多数熔融加工工艺包括加热成型、片材和薄膜挤出、吹塑薄膜加工、纺成纤维和注模加工等进行处理。PLA聚合物具有生物可降解的优点。纤维的成形
下文将要描述的纤维成形和纱线成形工艺通常适用于多种聚合物纤维，特别是适合于多种类型的聚酯纤维，包括上文提到的那些，这些纤维和纱线成形工艺可能会有一些对于本领域技术人员来说显而易见的变化。
如上文所述的纤维成形通常直接发生在聚酯的缩聚反应之后，或者发生在聚合物被冷却和处理成碎片和小球等以及再熔化之后。这种中间形成固体形式并再熔化有时用来调节聚合物的性能，例如，通过固相聚合过程来增加分子量，增加结晶化程度，并减小易挥发物在产品中的含量。
聚合物的纤维化不论是直接发生在缩聚反应之后，还是发生在中间的凝固和再熔化之后，都可能包括一些对于最终纤维的结构和性能有明显效果的步骤。高制造量的纺纱方法，例如那些用于制造短纤维和高特数工业长丝的纺纱方法，通常使用直接由缩聚物获得的聚合物。低特数方法通常由一个挤出机喂入，该挤出机将碎片状聚酯熔化和挤出。一般而言，熔融的聚合物通过一个喷丝板被挤出或纺出，形成长丝，该长丝一般在空气流中冷却凝固。纺出的纤维被牵拉，即，长丝被加热到一个通常高于其玻璃化转变温度且恰好低于其熔点的温度，然后拉伸到其原始长度的几倍。这有助于形成取向的半结晶结构和有助于产生理想的物理性能，这将会在下文中进行详细的说明。聚酯纤维的牵拉可以在染色之后进行，如美国专利US 5,613,986中公开的那样，该文献在此被引入作为参考。
更加具体地说，所述的聚合物熔体(对于PET，温度通常在大约285℃到295℃之间，更一般是大约在295℃左右；对于PTT，温度一般在大约245℃到285℃之间)被挤出并喂入到一个泵中，该泵如一个低速滑动齿轮泵。该泵通过一个喷丝组件对聚合物流进行计量和加压。所述的喷丝组件一般为一个容器，其一部分为带有许多小孔的喷丝板，所述的小孔通常为直径大约为0.20到0.45毫米的圆形，长径比大约为1.5∶1或者更大。喷丝组件通常被保持在一个恒定的温度下，这通过将其放置在一个加热的纺丝箱中来实现。通过喷丝板孔的聚合物熔体是以长丝的形式，该长丝随后被高压空气对流在一个冷却塔中冷却或者有时采用其它类似的装置进行冷却。所述的冷却空气被控制其速率、速率断面、温度、和湿度，因为这些条件能够影响到纱线的短时间通过量和取向的一致性。对于长丝纱线来说，空气流应当采用层流，并以横向流的形式垂直于长丝流或者应当采用径向流花纹。对于短纤维来说，可以采用紊流或者层流，多种空气流的方向是适用的。凝固通常发生在距离喷丝板大约0.2到1.5米之内，但是当需要时该距离可以通过用热管或者热气体围绕新产生的长丝而得到加长。在喷丝板中的温度应当被十分严密地控制，在长丝凝固区域的温度波动应当避免，以免出现纤维的不稳定问题。
一旦长丝凝固，它们就可以被会聚、通过一个纺丝给油装置、并且进一步被加工或者卷绕以备后续处理。根据纱线的取向，所制得的纱线能够被分类，所述的取向与制造它们所采用的纺纱速度有不紧密的关系。低取向纺纱(LOY)通常被认为是在纺纱速度控制在大约500到大约1500m/min(米/分钟)时制得的纱线。中取向纺纱是在纺纱速度控制在大约1500到大约2500m/min时制得的纱线。部分取向纺纱(POY)是在纺纱速度控制在大约2500到大约4000m/min时制得的纱线。高取向纺纱(HOY)是在纺纱速度控制在大约4000到大约6000m/min时制得的纱线。完全取向纺纱是在纺纱速度控制在大于大约6000m/min时制得的纱线。
聚酯纤维的性能和适用性受到纤维结构的很强的影响，也因此很大地受到在纤维成形步骤中加工参数的影响。对纤维结构和适用性有重要影响的加工包括纺纱步骤(其纺纱速度或者纺丝应力是重要的)，热牵拉(或拉伸)，应力松弛，热定型(或者稳定)，这些加工都用于制造纤维。
纤维的取向是纺丝应力作用的结果，其依赖于纺纱速度，并受到一些加工变量的影响，包括距喷丝板的距离。增加纺丝过程中的卷取速度也可以增加长丝的张力，也因此增加纤维的取向。能够获得理想取向的纤维卷取速度可以通过在水中或空气中对纤维进行冷却而获得降低。采用空气流在长丝的横向方向进行冷却也能使得围绕长丝的涡流被一扫而空，因此使纤维成为粘在一起的一束。
在牵拉过程中，纤维在足够的应力作用下进行不可逆转的拉伸，将纤维拉长到其长度的几倍。纤维的分子链被重新排列使之更加平行于纤维轴线。这增加了纤维的取向，对低取向纤维的热牵拉和松弛(拉伸的分子进行应力松弛，结果减小了收缩量)是一种用于制造取向的半结晶纤维的通常方法。热定型使得纤维的分子结构具备更高的尺寸稳定性。可以控制上述这些处理来改变制得的纤维的取向和结晶度。例如，在牵拉步骤中增加拉伸的程度会增加纤维的结晶度和取向，也能增加拉伸强度和杨氏模量，但是减小了伸长。
用于将PTT纺成纤维的方法在美国专利US 5,645,782和US5,662,980中有公开，这两篇文献在此被引入作为参考。PTT可以在用于聚丙烯或尼龙6的设备上被挤出。而牵拉条件可以根据所使用的设备结构而变化，一般的牵拉辅助装置诸如热牵拉销或热辊可以被采用。被牵拉的纱线通常在大约160℃到180℃的温度下被一个热辊获取，并能够在大约170℃到大约210℃被热空气或者蒸汽作用产生结构变形。制得的PTT纱线可以具有大约2g/d的韧度，伸长率为大约50％，蓬松度大约为40％。PTT可以在宽间隔的设备上被加捻而没有辅助处理，可以控制在商业公定速度下进行。在窄间隔的设备上进行加捻通常需要采用辅助处理。PTT纱线可以在高压锅或者在Suessen和Superba加热定型设备中在标准条件下被热定型。
机织物纺织品一般采用以某种方式被牵拉过的纱线，以便增加纱线的取向，尽管是否需要牵拉和需要牵拉的程度依赖于在纺纱过程中获得的取向量的大小。例如，HOY和FOY纱线可以直接被机织无需牵拉步骤。LOY和POY纱线在纺纱之后直接被卷绕起来，并且必须在机织之前被牵拉以增加纱线的取向。由“扁平纱线(flat-yarn)”加工方法制得的纱线能够被直接用于机织无需进一步的牵拉，因为在其制备过程中包含了一个牵拉步骤。一个这样的加工工艺是牵拉-加捻工艺，这种工艺特别用于LOY或者POY纱线中。所述的纱线在一个牵拉辊和一个喂入辊之间被牵拉，所述的喂入辊通常被加热到玻璃化转变温度之上。有时，也采用一个热销来取代加热的喂入辊。由一个低速回转的松弛辊提供一定量的松弛。也可以对牵拉辊进行加热或者同时对牵拉辊加热，或者在松弛区域设置一个加热盘，特别是在制备纺织长丝纱线时更是如此。这可以对聚合物提供热处理，使得它能够抵抗更进一步的收缩。用于制备扁平纱线的另外的方法是纺纱-牵拉方法，这种方法也用于LOY纱线。对于纺织上的引用，所述的纺纱-牵拉方法包括将纱线纺到一个牵拉区域，采用的卷取速度为大约4000到大约6000m/min。在该方法中也可以采用加热的套筒和加热松弛工段，但是在纺织纤维中并不总是需要。
对于机织过程，通过纺纱和/或牵拉步骤制得的纱线跟着被处理到经轴上，所述的经轴上可以放置大量不同的纱线。但是，一个通常用于POY纱线喂入的、被称为经纱牵拉工艺的牵拉工艺在整经过程中对纱线进行牵拉。该工艺制造的纱线能够获得优质机械性能(例如减小细毛，毛屑，减小纱线的断裂)和良好的染色均匀性。
喂入辊和牵拉辊的牵伸率通过改变它们相对速度来调节，以便调节纤维的断裂伸长率。
制得的纤维可以由施加在纺纱过程中不同点处的物质进行润滑、整理、或者上油，但是一般是在纤维被凝固和冷却之后的处理过程早期进行。润滑剂增加均匀性并减小对纤维的破坏。整理剂有助于将纤维束保持在一起并减少纤维的分散。这些配方中也可以包含缓冲剂、防腐剂、杀菌剂、抗氧化剂、粘合剂、粘度改进剂、助染剂和均染剂。聚酯纤维天然具有疏水性和亲酯性。这将会给予由这些纤维织成的织物良好的拒水性和对水性污染剂的耐污染性。能赋予纤维疏酯性或者亲水性的整理处理也能够促进油污的去除。背景技术概述
尽管地毯和小地毯的制造以及其它已经存在的地板覆盖物产品的制造已经存在了很长的历史，但是现实中依然需要能呈现出地毯和组合地毯一些特性(如设计的多功能性)的地板覆盖物材料，并且使之同时具备完全不同地板覆盖物材料的其它特性。具体地说，与现有技术的地毯相比，同样存在对于地板覆盖物结构需要的增长，这将会减少所需资源的数量(因此减小自然资源的数量)。现实中也需要开发一种地板覆盖物结构，这种地板覆盖物结构能够彻底开发出复杂的计算机控制的织物制造工艺，这种工艺近来已经成为可能。
简单的说，存在着对如下形式的新型地板覆盖物材料的需求：
·容易并且迅速清洁
·需要较低的维护成本
·不会呈现出地板的不规则
·不易被高跟鞋损坏
·使用很少的能源来制造
·经久耐用
·容易适应于带轮子的装置行进
·制造成本低
·可以再循环使用
·具有足够的硬度来抵抗由各种集中载荷引起的迅速和广泛的变形，所述的集中载荷如由桌腿和其它重家具施加的载荷。
·非常有吸引力
·具备防滑特性
·可以被湿抹光
·具有比传统硬表面地板更优的声音吸收特性
·隐藏底层地板的缺陷
·防止水分渗入
·具备防污性并能促进污物的去除
·适应广泛而多彩的结构
·具备自我清洁、抑制微生物生长的功能
发明概述
本发明的方法和结构能提供高质量的地板覆盖物，该地板覆盖物采用复杂的、具有自我稳定性能的机织表面织物(woven face fabric)，所述的织物是在现代提花电脑控制的织机上采用“地毯重量”相对较重的尼龙、聚酯、PTT或者其它的纱线来制造的平面机织织物，这种织物被连接到所设计的衬背(backing)结构上。这些结构具有相对较小的厚度，也因此使用的纱线的量非常适度，相应的表面重量适中，但是该结构非常耐磨。在地板覆盖物和地板砖中使用这种机织物能够制造出复杂的、多彩结构的地板覆盖物，而这在以前任何一种地毯或地板覆盖物产品中都是不能实现的；使用这种机织物的地板覆盖物和地板砖还能保护用于形成纤维的自然资源，还能够迅速地制造出新的地板覆盖物图案，并且，如果需要的话，可以以小批量进行制造；还能够提供非常吸引人的、相对价廉的、容易清洁维护和再利用的地板覆盖物和地板砖。而且，本发明地板覆盖物的机织物呈现出更好的“弹性”，因此脚走在上面比走在传统“硬”表面地板覆盖物上更为舒适，但是同时又呈现出比一般的具有直立纱线头或环的地毯结构更少变形的表面。所需要的变形特性和脚走上去的“感觉”可以通过采用泡沫塑料、复合结构和其它衬背结构与各种纱线和机织物组合在一起来实现。
在下文所述的其它衬背结构和部件中，重要的是采用聚氨酯改性的沥青作为衬背层，在织物层上采用可选择的乳酸预涂层，并且在预涂层中加入可选的抗菌剂。
附图简述
图1为一示意侧视图，所示的是本发明卷状物品或者标准地板覆盖物结构；
图2为一个示意侧视图，所示的是图1所示地板覆盖物的制造方法；
图3为一个透视图，所示为本发明另外一种地板砖或者地板覆盖物的一部分；
图4为一个示意侧视图，所示的是用于实施本发明的另外一种地板覆盖物层压制造线；
图5为一个示意侧视图，所示的是用于实施本发明的另外一种地板覆盖物层压制造线；
图6为一个示意侧视图，所示的是用于实施本发明的另外一种地板覆盖物层压制造线；
图7为一个剖面图，所示的是按照图5所示层压制造线制造出来的本发明的地板覆盖物结构。
附图详述
I.地板覆盖物结构
图1所示为一个侧视图，示意地示出了本发明结构的卷状物品或者标准地板覆盖物10。该地板覆盖物10具有一个机织物顶层12，其包含有纱线13和15。一个预涂层14涂在织物12的下侧。与预涂层14和织物12接合在一起的是一个衬背层16。一个弹性层18位于衬背层16下面，一个加强材料网20位于衬背层16和弹性层18之间。最后，位于最底层的是一个衬背织物22。
II.地板覆盖物的制造
附图2为一个侧视图，所示的是制造地板覆盖物10的一种制造方法。从图2的左端开始，织物衬背22从一个卷装24上退卷并从一个刮刀26或者其它计量装置下通过，所述的刮刀或其它计量装置用于计量涂到织物衬背22顶上用于形成弹性层18的聚氨酯泡沫塑料28或者其它材料的所需厚度。如箭头30所示，对前进中的衬背织物22和弹性层18的下侧加热以便加速弹性层18的凝固。一个加强网20从卷装32上退卷并绕过一个辊34通过，该辊34向加强网22施压使之与弹性层18的上表面接触，使得加强网接合到弹性层18上。如箭头36所示，辊34可以根据需要调节距刮刀26的距离而定位，所以加强网20可以在某一位置处接合到弹性层18上，该位置参考弹性层18获得的凝固程度来进行选择。
由衬背22、弹性层18和加强网20构成的复合结构网接着前进从一堆液体38和一个刮刀40或其它适当的计量装置下通过以便涂上一层由聚氨酯改性的沥青或其它材料构成的均匀衬背层16，然后所述衬背层16再与加强网20、弹性层18和衬背22一起从一个压辊42下通过。
与此同时或者在更早些时候，机织物12从一个机织物卷装44上退卷并从一个预涂层14的堆46下方通过，该预涂层14由计量辊48计量以在机织物12上形成一个薄预涂层14，然后其绕过辊50和一个压辊42通过。压辊42将预涂层14和织物12压向衬背层16的上面，最终形成了地板覆盖物10。
机织物12、预涂层14、衬背层16、弹性层18、加强网20和衬背织物22中的每一个将会在下文中进行详细的说明。III.地板覆盖物部件 A.机织物
1、纱线
机织物12可以由多种纱线13和15以及这些纱线的组合制成，所述的纱线主要包括聚丙烯，尼龙和聚酯。合适的聚酯包括上文讨论过的聚对苯二甲酸亚烷基酯、聚萘2，6-二甲酸亚烷基酯。所使用的纱线应当经久耐用，其直径范围从大约600旦到3600旦(纱线的总旦数)，具有的每根长丝的旦数较低(例如，约为每根长丝20旦，尽管每根长丝的旦数可以在大约8到80旦的范围内)。当需要时，旦数高于3600的纱线也可以被用于纬纱中。值得注意的是，本发明地板覆盖物中使用的纱线一般被看作是“地毯重量”纱线，尽管它们被用于机织较轻纱线的织机中，所述的较轻的纱线传统上被用于计算机控制的提花织机中来制造装饰织物、帷帐和其它的较轻重量的织物。
优选的经纱为600旦左右，优选的纬纱或填充纱为大约2400旦左右。一种优选的纱线就是由Shell Oil Company CorterraPTT聚合物制成的纱线，这种纱线在下述网址有详细的描述：
http：//www.shellchemicals.com/CMM/WEB/GLOBCHEM.NSF/Produ cts/CORTERRA。然而，由上文中描述过的其它的聚酯材料制得的纱线也能被采用，包括例如PET、PBT、PDCT、PEN、PBN、PLA，以及这些纤维的彼此的混合物以及与其它聚酯和非聚酯纤维的混合物。
尽管所述的经纱和填充纱都可以是任何颜色的，但是在装设地毯时如果经纱采用的颜色比填充纱深色的话，地毯的边对边接缝将会更好。
在传统地毯中有关纱线选择的考虑也适用于机织物12中纱线的选择，尽管已经具有了完全不同的重要性。例如，弹性(该性能为在受压后回复形状的能力)在传统的具有直立纱线的毛绒类型地毯中是很重要的，但是在织物12中的却远没有那么重要，因为在织物12中的纱线相对于地板大体上是平行放置的。相反，随着湿度、水分和温度的变化的纵向稳定性在由纱线形成的组合地毯中是相对不重要的，但是这样的稳定性在机织物12中却是非常重要的，因为纱线长度的变化能够轻易地影响机织物12的尺寸。尼龙为一种普遍应用于许多传统地毯中的纱线，因为其具有很高的弹性。尽管尼龙在尺寸上相对不太稳定，但是这对传统地毯的影响很小。但是它却非常以污染，这对于任何地板或地板覆盖物的使用都是不受欢迎的品质。相反，与尼龙相比，聚酯就不易被污染，具有较小的弹性和更高的稳定性。特别是，PTT纤维在常温沸点下容易染色，然而却抵抗酸性染料和热分散染料的沾染。
在本发明中许多种类的聚酯、尼龙和聚烯烃可以被采用。由CorterraPTT聚合物纺得的纤维被发现尤其适用，因为所述的物理性能、染色性能和耐污染性能的组合性能好。由其它制造厂家制造或者采用不同PTT配方的PTT纤维也适用于本发明。适用于本发明的纱线的例子的性能如下文表1中所示。然而，具有不同性能、具体而言是具有较高或较低取向、韧度、伸长率和模量的纱线可以用于本发明中。
表1.适用于本发明的聚酯纤维的性能
性能 材料
尼龙 PTT
纤维性能
取向 中度 中度
韧度 2.5-3.0g/den 1.8-2.0g/den
伸长率 35-55％ 35-55％
模量 12.5g/den 6g/den
均匀度 ＜1.0 ＜1.0
染色吸收性 在常温沸点下良好 在常温沸点下良好
示例的制造厂商和商标 尼龙6；尼龙66 CORTERRA(Shell)
2.机织设备和机织花纹
机织领域的技术人员所公知的各种织机可以用于机织物12的制造，包括使用梭子在整个织物宽度上携带纬纱的织机和织针插入式织机，所述的织针插入式织机使用一织针携带着纬纱走一半，然后将其传递给由另一侧插入的第二个织针。
一种能用于实施本发明的具体的织机就是从Lindauer DornierGmbH，Rickenbacher Strasse 119，Lindau，Germany获得的DornierWeaving Machine Model HTVS8/J。这样一种织机可以与StaubliCX880/2688电子提花织机以及从Staubli Corporation，Duncan，South Carolina获得的综丝一起使用。这种设备能够织出复杂设计的织物，包括需要多种纬纱颜色和频繁的纬纱颜色变换的设计。
在这种织机上能够获得的复杂的花纹包括在平面产品上看上去有深度、有雕刻或三维结构的外观。这种花纹能够实现的部分原因是在织机的电脑控制下能够使用的填充纱的不同颜色种类范围很宽。颜色的选择可以由一个多种颜色的纬纱纱架获得，与传统的地毯或小地毯产品相比，该纬纱纱架包含多达16种或者更多的颜色，所述的传统的地毯或小地毯产品中颜色的选择或者插入来自于经纱。由于机织物大致是平面状的，所以其平面稳定性和完整保持性由表面织物12来提供，由此就不再需要：(a)如传统的地毯或小地毯结构那样需要的一个基本的衬背织物或机织物衬背结构，或者(b)如在乙烯基片材地板覆盖物中使用的纸或其它衬背。
通过使用“花毯经纱”能够获得极其复杂的设计。在这样的经纱的一个例子中，6176根经纱为黄色、绿色、红色和蓝色，在整个径向上一种颜色接着一种颜色(例如，第一种经纱是黄色，下一根为绿色，下一个为红色，下一个为蓝色，下一个为黄色，等等，在整个径向重复这四种颜色)。采用这些经纱颜色，能够使用白色的填充纱颜色来“衬托”经纱颜色使之较浅，黑色的填充纱可以被用来将经纱“衬托”得颜色更深。四种经纱颜色中的任何一种可以被用来“束缚”填充纱，使得经纱可见。不象在电视显象管中那样使用三种颜色来形成所有需要的颜色，经纱可以被认为是可获得的“像素”，该“像素”为明暗不同并可混合的颜色。除了黑色和白色填充纱之外的其它颜色也能够被使用。明暗不同并可混合的经纱颜色和多种填充纱颜色能够产生巨大变化和复杂的设计和花纹，而这在以前传统的地毯或其它地板覆盖物中是不能实现的。
不匹配的花纹有时也是需要的，并可以制造出来，使得排列在一起的多片地板覆盖物10(将卷状物品或者地板砖或者标准件切割开)在地板覆盖物的任何点处被切割，而不需要将并列的各块地板覆盖物彼此移动来获得一个美学上令人愉悦的外观。
3、边缘条件
当地板覆盖物10被切割成地板覆盖物方块、例如18英寸或0.5米见方，或者地板覆盖物10的边缘为了某些原因被暴露出来时，边缘的外观和条件将是很重要的。具体的说，在这种情况下，单个纱线不散开(blossom)以及机织物纱线被保持就位不“脱散”或者以其它方式使之看不见是很重要的。
许多种方法可以被用来避免这种“边缘脱散”。例如，许多粘合剂或其它材料可以在机织前被涂在纱线上或者涂在织物12或者地板覆盖物10上来将纱线粘在一起。纱线也可以用化学方法或者热方法熔化使得相邻纱线或者相邻纱线的一部分熔化。如果在同一个机织物12中使用不同的纱线，这些纱线具有不同的熔点，则可以采用一个可控制的热源来将织物12加热到织物中一种或多种但不是所有种类纱线的熔点之上来有选择地熔化或局部熔化和粘接较低熔点温度的纱线，而不必熔化较高熔点温度的纱线。
类似地，织物12可以采用双组份纤维或者在芯体和外皮具有不同材料的纱线，或者有两种不同材料共同挤出形成的不同材料并排的纱线。如果两种纱线具有不同的熔点温度，将温度上升到一个这样的温度，即该温度高于其中一个组份的熔点而低于另外一组份的熔点，这样将会熔化相邻纱线中的熔融材料，由此固定住纱线的位置，而不会过分地影响到织物12的结构。
边缘的脱散也能够通过往织物12的边缘上涂上一个涂层来使得织物边缘的密封剂掺入到织物12中一定的距离，该距离从织物12的边缘算起大约为1/4英寸，该涂层例如可以由一个泡沫塑料施加器来施加。目的是将相邻的纤维和纱线端粘接在一起，至少将平行于并靠近于织物边缘的纱线粘接在一起。用于这种涂层的织物密封剂可以是例如水基聚氨酯，诸如不饱和或丙烯酸化的聚氨酯聚合物和低聚物，聚酯型氨基甲酸酯，或者多官能的丙烯酸单体。聚酯型氨基甲酸酯、例如那些通过使多元羧酸与二醇及丙烯酸反应形成聚酯型丙烯酸酯，其再与多异氰酸酯反应而获得，该聚酯型氨基甲酸酯已经被发现是合适的。例如，所述的织物密封剂中可以包含聚酯型氨基甲酸酯(Stahl RU41 R065，87wt％)(wt％代表重量百分比)，一种可选择的交联剂(Stahl XR2500多官能氮丙啶，4wt％)和水(9wt％)。使用交联剂可以大大地降低密封剂的干燥时间。
接缝密封剂例如Interface Seam Sealer 90可以被涂在衬背结构的相邻边缘之间来获得防水密封。
4、尺寸稳定性
尽管地板覆盖物10的机织物12与用于地板覆盖物中的一些现有织物材料相比在稳定性方面有一些优点，但是织物12随着环境条件的变化在很大程度上是不稳定的。获得稳定性的来源包括织物12所用的纱线13和15以及织物组织。与这些因素相联系的稳定性能够在向上卷曲的边缘或者整个织物12的收缩中表现出来(例如，由于收缩，织物12的一个方块会变成长方块)。这主要是由于衬背的结构造成的。地板覆盖物10，特别是一个地板砖或标准件形式的地板覆盖物10必须能够平着放置在地板上，并且不会收缩到使得一个宽幅的织机产品的接缝破裂或者在地板砖产品中产生间隙。
将会被平着放置在地板上的地板覆盖物10可以采用加强层20作为一个“没有滑动”或者“零滑动”层而制得。如果加强层20是一个下文将要描述的玻璃纤维层的话，这是能够实现的，因为这样的玻璃纤维是非常稳定的，特别是与地板覆盖物10的其它部件相比。
通过在合适的衬背层中以下述方式放置加强玻璃纤维能够获得尺寸上的稳定性，所述的放置方式在大气条件诸如温度和湿度随着时间变化时来平衡“向上弯曲应变”eu的变化率与“拱起应变”ed的变化率。向上弯曲应变是指地板覆盖物材料边缘向上的位移，该位移由张力在地板覆盖物材料上部产生的收缩引起。拱起应变是地板覆盖物材料边缘向下的位移(该位移使地板覆盖物更靠中心的部位向上位移形成一个圆顶形状)。其也是地板覆盖物材料的一部分张力收缩的结果，但是拱起力产生在材料的下部。
复合材料随着大气条件的变化产生的向上弯曲应变的变化率能够由下述公式描述： de u dAC = d dAC [ T u A a * E a ]
其中eu为向上弯曲应变，AC表示大气条件，Tu表示引起向上弯曲的张力，Aa表示在层20上的面积，Ea是在层20之上的衬背材料的弹性模量。
复合材料随着大气条件的变化产生的拱起应变的变化率能够由下述公式描述： de d dAC = d dAC [ T d A b * E b ]
其中ed为拱起应变，AC表示大气条件，Td表示引起拱起的张力，Ab表示在层20下的面积，Eb是在层20之下的衬背材料的弹性模量。
在层20之下的材料(例如聚丙烯)的热收缩性能可以被用来抵消织物在层20之上的收缩。换句话说，通过在制造过程中适当的时候在层20下放置适当的材料，Ab的变化率能够被减小，因此增加了拱起应变的变化率。当拱起应变的变化率保持在向上弯曲应变变化率的水平上或者高于向上弯曲应变变化率的水平，那么获得的材料是尺寸稳定的，能够经得住通常的大气变化。使用尼龙作为纱线13和15，在一个具体的使用地板覆盖物10的场所遇到的所有环境条件下不可能保持这种关系。但是，采用PTT作为纱线13和15却在所有的环境条件下能够保持这种关系。
考虑到上文提到的公式，在织物衬背22(在层20下)中能够采用聚丙烯的热收缩趋势来抵消织物12(在层20之上)收缩的倾向。通过仔细地选择织物衬背22并在制造过程中适当的时间将层20放置在复合结构10中，能够抵消织物12收缩的趋势。例如，织物衬背22可以由热可收缩的聚烯烃机织得来，其可以首先被放置，并用聚氨酯泡沫塑料覆盖。有异氰酸酯和多羟基化合物反应放出的热量对聚烯烃加热，引起一些收缩的产生。通过将层20在适当的时候放置到聚氨酯泡沫塑料之上，聚烯烃的收缩能够被有效地“冻结”并抵销了由层20“之上”的材料施加到复合材料上的力。用于施加层20的适当时间的确定能够通过下述经验来获得，即通过改变层20的施加时间(这应当被理解为包括改变层20在制造过程中被施加的时间点的变化)，复合材料的组装，以及在变化的大气条件下测量它们的尺寸稳定性，例如通过测量复合材料所经历的面积的变化和/或织物向上弯曲应力或应变或拱起应力或应变。使用这种方法控制复合材料的装配能容许织物12中的纱线13和15经历由大气改变带来的通常的物理变化，而不会影响整个复合地板覆盖物10使其尺寸不稳定。实施例1-机织物
用于制造地板覆盖物10的一种机织物12使用上述的Dornier织机和提花织机和综丝，使用的经纱其旦数为600，其由旦数为10旦的长丝组成。所有的经纱为黑色来增强其“成缝性能”。纬纱或填充纱为多种颜色的尼龙或者优选PTT纱，其旦数为2400旦，由旦数为10旦的长丝组成。如上所述，通过使用颜色为黄色，绿色，红色和蓝色的花色经纱替代所有的黑色经纱能够获得更加复杂的装饰效果的设计。如上文提到的那样，填充纱可以包括白色和黑色以及彩色纱线。B.预涂层
预涂层14可以实现三个或更多的功能。预涂层14可以将纱线彼此粘接到织物12中，因此使织物12稳定，有助于防止织物边缘的脱散；其能够提供一种材料，衬背层16粘接到该材料上比粘接到织物12上更加容易，其还可以作为一个载体或者储存体用于承载抗菌剂或其它材料以及阻燃剂，这些材料将会渗入并穿过织物10。
尽管预涂层14可以作为将织物12粘接到衬背层16上的粘合剂，但是需要这种粘接的强度足够弱以便能够将织物12从衬背层16上剥离，以便地板覆盖物10的部件被循环利用。
预涂层14可以是一种高度发泡的乙烯乙酸乙烯酯共聚物或丙烯酸乳胶，其中加入了一种抗菌剂如商标为Intersept的抗菌剂，该抗菌剂可以从Interface Research Corporation，Kennesaw，Georgia获得，其包含的浓度大约稍微小于地板覆盖物10的表面纱线重量的7％。作为一种发泡作用的例子，所述的混合物以吹胀率为2.8发泡，这意味着未发泡的混合物的杯重(cup weight)为发泡后混合物杯重的2.8倍。预涂层14可以被涂成一个非常薄的涂层，水分可以从该涂层上迅速蒸发，每平方码地板覆盖物10上剩下的预涂层的重量(干燥重量)大约为1.8-3.5盎司，优选是每平方码1.8盎司。下述例2中列出了一个可用的预涂层配方。
实施例2-预涂层
  每一百树脂中的成分(phr)     组份
    55 从National Starch1获得的以E-190为基础的乳胶
    55 水
    1 一串红(sage)(天然发泡剂)
    2.2 Para-Chem 277增稠剂2
    1.5 Intersept抗菌剂3
    2.2 Eagleban Sp-120(磷/溴分散阻燃剂)4
1National Starch and Chemical Company，195 OttleyDrive，N.E，Atlanta，GA30324。
2Para-Chem，Hwy 14/PO Box 127，Simpsonville，SouthCarolina 29681.
3Interface Inc.，2589 Paces Ferry RD.，Atlanta，GA30339。Intersept是一种含有磷/胺的抗菌组合物。
4Eagle Systems Corporation，P.O.BOX 888018，Atlanta，GA30356。
预涂层14用一个超速驱动的重压辊直接涂在织物12上，辊与织物的速比为13(含义为辊表面速度为与辊接触的织物表面速度的1.3倍)。C.织物稳定层
如果需要，可以将一个织物12的玻璃纤维(例如DURA-GLASS7613无纺布玻璃纤维网，该纤维网由Schuller Mats & Reinforcements，P.O.Box 517，Toledo，Ohiao 43687-0517出售。)稳定层(在图1中没有示出，但是在图3和7中示出)粘接到带有预涂层14或其它粘接材料的织物12的下侧。D.衬背层
根据所需的性能，衬背层16可以由多种材料制得。例如，可以从多种固体、半固体、弹性、泡沫塑料、热塑性材料中选择，包括天然和合成橡胶、聚氯乙烯、聚氨酯、无规立构的聚丙烯和热熔体，诸如低密度到高密度EVA热熔体、聚乙烯和其它材料。
作为这些和其它传统衬背材料的替代物，衬背层16可以是被聚氨酯改性的沥青合成物，其化学性质类似于包含例如羟基封端的聚丁二烯多异氰酸酯氨基甲酸酯聚合物的一些热固性，该种聚合物作为粘合剂使用在Terry等的美国专利5,096,764中，该文献在此被完全引入作为参考。尽管在该应用中衬背层16具有粘接性能，但是它不仅仅作为粘合剂使用而是提供所需的重量和其它物理性能。在由聚氨酯改性的沥青合成物提供的那些性能中，能够提供柔韧性，能够伸长并具有一些记忆性。
根据地板覆盖物10的应用和其它需要，衬背层16可以是任何所需的厚度。其厚度一般在大约30到60密耳之间，优选地是在30到40密耳之间，最优选是大约32密耳。根据所选择的材料和应用需要，衬背层16的重量也可以作很广泛的变化。如果使用下文所述的改性沥青，衬背层16的一般重量将会在每平方码大约10到60盎司之间变化。优选的重量是每平方码大约32盎司。
层14可采用的改性沥青合成物在下面的例3中进行了说明，其能够提供一定数量和特性的原材料，该原材料能被结合和发生反应来形成本发明衬背中使用的聚氨酯改性沥青。
实施例3-衬背层
 成份 每100沥青中的优选份数 占最终合成物中的重量百分比范围
 丙烷D沥青(Shell沥青)     100 25-40更加具体为27-33
 碳酸钙     175 45-65更加具体为55-65
 R45HT聚BD(Atochem聚丁二烯多元醇)     31.95 3-20更加具体为4-16
 143L(DowChemical Co.二苯甲烷二异氰酸酯)     4.8 0.4-3.5更加具体为0.6-2.4
上述组份的变化量可以是±10pph.。加入的异氰酸酯的量通常与所使用的多羟基化合物的量成比例，通常为大约15％。上述的配方可以通过下述方式进行改变，即通过加入用于多羟基化合物与聚异氰酸酯之间反应的催化剂，和/或通过用三水合铝(ATH)替代碳酸钙至碳酸钙的大约25％。例如，由100份Shell丙烷D沥青、大约43.75份的三水合铝、131.25份的碳酸钙、32.01份的R45HT聚BD、4.785份的Iso 265二异氰酸酯进行反应形成的衬背层适用于本发明的衬背。E.加强网
加强网20使地板覆盖物10变硬和变稳定，其可以由多种不同材料制得，所述的材料如玻璃纤维，陶瓷纤维，聚酯，PET/聚酯的混合物或者PET/尼龙的混合物。在这些可选择的材料中，加强网20优选的材料是非织造玻璃纤维网，如Schuller 7613玻璃纤维网，重量大约为每平方码1.3盎司。F.弹性层
象衬背层16一样，根据所需的性能，弹性层18也可以从多种材料选择而制得。例如，可以从多种固体、半固体、弹性、泡沫塑料、热塑性材料中的选择，包括天然和合成橡胶、聚氯乙烯、聚氨酯、无规立构的聚丙烯和上述改性沥青。根据所需的性能，弹性层18具有的密度、重量和厚度也可以变化。用于弹性层18的优选材料是聚氨酯泡沫塑料，其厚度例如大体可以是125密耳。一种可采用的聚氨酯泡沫塑料配方在下文的例4中进行说明。(Textile Rubber & Chemical Company位于1300Tiarco Drive，Dalton，Georgia.)。实施例4-弹性层
    组份     份数
Textile Rubber andChemical Co.FP-C433多羟基化合物      6.05
Textile Rubber andChemical Co.C-344 KD异氰酸酯      1
G、织物衬背
织物衬背22可以从很多种传统合成和天然衬背材料中进行选择，包括各种机织物和非织造织物。  用于衬背22的优选材料是ActionBac3872机织物聚丙烯地毯衬背，该地毯衬背可以从AmocoCorporation中获得。
地板覆盖物10具有良好的物理性能。其中：
·良好的耐磨性
·良好的抗着色性
·良好的极好的抗污性
·良好的阻燃性
·冒出的烟很少
·弹性与传统商业地毯相当
·液体透过性大体为零
·“除尘度“良好；产品可被“抹光”
·稳定性良好，特别是当使用聚酯类纤维时
·吸声性能良好(与传统的硬表面地板覆盖物相比)。IV、其它的实施例 A、地板覆盖物结构
图3所示为本发明地板覆盖物或地板砖110，其包括：一个机织物12，该机织物与一个稳定衬底114接合，该稳定衬底顺次与一个第二衬背126接合，所述的第二衬背可以是例如乳胶或聚氨酯泡沫塑料或者固体的聚氯乙烯层，在该第二衬背中可以加入其它材料诸如填料，也可以加入玻璃纤维或其它材料形成的其它加强、变硬、和稳定层。
在本发明的每个地板覆盖物结构110中，织物12是机织的，特别是使用尼龙、聚丙烯或者聚酯纤维织成，优选是在电脑控制的提花织机上进行织造。B、地板覆盖物的制造
图4是一个侧视图，示意地示出了用于制造本发明“表面布”118的装置。表面布118具有一个机织物112，该机织物用聚氯乙烯粘合剂与一个稳定衬底或底层114接合在一起。机织物112的卷120被退卷进入一个存布器122，并从存布器传送到一个输送带124，当机织物112在图2中从左到右移动时它位于该输送带上。同时，稳定层114从卷26上退卷，并且起初在图4中从右往左输送以便由一个乙烯基涂层器130将聚氯乙烯128涂到稳定层114上形成一个涂层。一般而言，聚氯乙烯128被涂到稳定层114上形成一个大约每平方码中5到100盎司的涂层，优选的是每平方码10到50盎司，最优选的是每平方码20到30盎司。带有聚氯乙烯128的稳定层114与机织物12接合在一起，该接合例如通过将稳定层114和机织物12在一个辊132和输送带124之间挤压实现。机织物12与稳定层114接合，并且在它们之间夹有聚氯乙烯128，这样形成的复合材料通过一个加热区域134和一个冷却区域136，从而形成复合表面布118，该表面布118被收集在一个卷138中。
另外一种层压地板覆盖物140可以由如图5中所示的方法制造。地板覆盖物140包括一个机织物12，该机织物12采用聚氨酯改性的沥青156与一个玻璃纤维层142接合在一起。玻璃纤维层142顺次用聚氨酯泡沫塑料146与一个第二衬背(例如一个机织物聚丙烯衬背，就象从AmocoCorporation获得的Action-Bac第二衬背)144接合。
如图5所示，机织物12从左往右输送，可以通过一个预处理工段148，在该工段中机织物12通过加热和或蒸汽进行预处理使其经受热处理或者预收缩。玻璃纤维层142也可以从左往右输送，该输送与衬背144沿相同方向的移动同时进行，玻璃纤维层一般可以是一个机织物或非织造纤网或纤网基底。衬背144输送到一个输送带150之上，在该输送带上聚氨酯泡沫塑料146被沉积并被一个辊、刀、刮刀或者其它控制装置152控制以便形成一个所需厚度的聚氨酯泡沫塑料层。带有聚氨酯层146的衬背144然后与玻璃纤维层142接触，这发生在输送带150上或者如图5所示可以发生在一个第二输送带154上。然后，聚氨酯改性的沥青粘合剂156被沉积在玻璃纤维层142上，机织物12被加压以与层压辊158下的粘合剂156接触，从而将机织物12与玻璃纤维层142接合起来。一些粘合剂材料156也可以被迫使穿过玻璃纤维层142而与位于衬背层144上的聚氨酯泡沫塑料146接触。另外，当泡沫塑料147依然有粘性时，聚氨酯泡沫塑料146与玻璃纤维层142接触，因而与层142接合起来。然后，机织物12、玻璃纤维层142、泡沫塑料146和衬背层144被接合成一个复合的地板覆盖物结构140。
聚氨酯改性的沥青粘合剂156可以是一种经过改性以具有热硬化性的沥青，例如，包含有一些热硬化性例如羟基封端的聚丁二烯多异氰酸酯氨基甲酸酯聚合物。典型适用的聚氨酯改性的沥青粘合剂在Terry等的US 5,096,7164中被公开，并在上文进行了描述。
图7中所示的是由如图5中所示过程制造出的复合地板覆盖物结构140的横剖面图。机织物顶布12被聚氨酯改性的沥青156接合到玻璃纤维142上。玻璃纤维142位于聚氨酯泡沫塑料146之上并被衬上一个机织物聚丙烯第二衬背144。
另外一个表面布的制造方法如图6所示，在此机织物12由热熔粘合剂162接合到稳定底层160上。在图6中，机织物12从左往右输送，其从一个热熔粘合剂施加装置164下面通过。同时，稳定衬底160开始向下输送并在图6中从右向左运动，由热熔粘合剂162将其与机织物12接合起来。这种接合发生在当机织物12、热熔粘合剂162和稳定衬底160在层压辊166之间通过时。然后热熔粘合剂层压的表面布168输送穿过一个冷却区域170，在该区域中其从一个输送带172的顶部通过。当热熔粘合剂162被充分凝固后，表面布168可以被卷起来或者也可以直接进入另外一个处理装置，该装置例如可以向其上接合一个第二衬背。热熔粘合剂162一般可以是尼龙、聚丙烯、聚酯、丙烯酸或沥青基粘合剂，而稳定衬底160可以由玻璃、聚丙烯、尼龙、天然纤维或者聚酯制成。

Claims (37)

1.一种地板覆盖物，包括：
一个机织物顶层；
一个衬背层，其位于机织物顶层下面；以及
一个衬背织物，其位于衬背层下面。
2.如权利要求1所述的地板覆盖物，还包括一个位于衬背层下面的加强网。
3.如权利要求1所述的地板覆盖物，其特征在于，所述的机织物顶层在提花织机上织成。
4.如权利要求3所述的地板覆盖物，其特征在于，所述的机织物包括聚酯纱线。
5.如权利要求4所述的地板覆盖物，其特征在于，所述的聚酯选自：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸亚丙基酯、聚对苯二甲酸1，4-二亚甲基环己烷酯、聚萘2，6-二甲酸乙二醇酯和聚乳酸。
6.如权利要求3所述的地板覆盖物，其特征在于，所述的机织物顶层包括细度为600到3600旦(总旦数)的纱线，该纱线具有的单丝细度为8到80旦。
7.如权利要求6所述的地板覆盖物，其特征在于，机织物顶层中的纱线包括总旦数为600到2400旦的纱线，该纱线具有的单丝细度为20旦。
8.如权利要求4所述的地板覆盖物，其特征在于，聚酯纱线包括PTT纱线。
9.如权利要求1所述的地板覆盖物，还包括一个位于机织物顶层和衬背层之间的预涂层。
10.如权利要求9所述的地板覆盖物，其特征在于，预涂层包括高度发泡的乙烯乙酸乙烯酯共聚物或丙烯酸乳胶。
11.如权利要求10所述的地板覆盖物，其特征在于，预涂层是通过向机织物顶层的下侧涂上高度发泡的乙烯乙酸乙烯酯共聚物或丙烯酸乳胶来形成的。
12.如权利要求11所述的地板覆盖物，其特征在于，预涂层中还包含抗菌剂。
13.如权利要求12所述的地板覆盖物，其特征在于，抗菌剂包含磷胺抗菌剂。
14.如权利要求9所述的地板覆盖物，其特征在于，预涂层包括基体胶乳、水、发泡剂、增稠剂和阻燃剂。
15.如权利要求9所述的地板覆盖物，其特征在于，预涂层中还包含抗菌剂。
16.如权利要求1所述的地板覆盖物，还包括一个织物稳定层，该织物稳定层邻接于所述的织物顶层。
17.如权利要求16所述的地板覆盖物，其特征在于，所述的织物稳定层包含一个非织造玻璃纤维网。
18.如权利要求1所述的地板覆盖物，其特征在于，所述的衬背织物包含织造的聚丙烯地毯衬背。
19.如权利要求1所述的地板覆盖物，其特征在于，还包括一个弹性层，该弹性层位于织物顶层和衬背层之间。
20.如权利要求19所述的地板覆盖物，其特征在于，衬背层是聚氨酯改性的沥青。
21.如权利要求20所述的地板覆盖物，其特征在于，所述的衬背层的重量为每平方码约10到60盎司之间。
22.如权利要求2所述的地板覆盖物，其特征在于，在衬背层和衬背织物之间还包括一个弹性层。
23.如权利要求22所述的地板覆盖物，其特征在于，弹性层包含聚氨酯泡沫塑料。
24.如权利要求2所述的地板覆盖物，其特征在于，加强网包括非织造玻璃纤维网。
25.如权利要求24所述的地板覆盖物，其特征在于，玻璃纤维网的重量大约为每平方码1.3盎司。
26.一种地板覆盖物，包括：
(a)一个机织物顶层，该机织物顶层包含聚酯纱线；
(b)一个位于机织物顶层下面的聚氨酯改性的沥青层；
(c)一个位于聚氨酯改性的沥青层下面的聚氨酯泡沫塑料层；
(d)一个通常位于聚氨酯改性的沥青层和聚氨酯泡沫塑料之间的玻璃纤维网；以及
(e)一个位于聚氨酯泡沫塑料下面的机织聚丙烯地毯衬背纤网。
27.如权利要求26所述的地板覆盖物，还包括一个位于所述机织物顶层下面的乳胶预涂层，该乳胶预涂层中包含抗菌剂。
28.一种用于制造地板覆盖物的方法，包括如下步骤：
(a)在一个织机上机织-个表面织物，
(b)形成一个弹性材料层，
(c)将弹性材料层与一个衬背织物网接合起来，
(d)形成一个衬背层，
(e)在衬背层和弹性材料层之间设置一个加强网，
(f)将位于所述衬背层和弹性层之间的加强网与所述衬背层和弹性层接合在一起，以及
(g)将表面织物与衬背层接合在一起。
29.如权利要求28所述的用于制造地板覆盖物的方法，其特征在于，所述的表面织物在一个提花织机上织成。
30.如权利要求28所述的用于制造地板覆盖物的方法，其特征在于，所述的弹性材料包括聚氨酯泡沫塑料。
31.如权利要求28所述的用于制造地板覆盖物的方法，其特征在于，所述的衬背织物包含机织的聚丙烯。
32.如权利要求28所述的用于制造地板覆盖物的方法，其特征在于，所述的衬背层包含聚氨酯改性的沥青。
33.如权利要求28所述的用于制造地板覆盖物的方法，其特征在于，所述的加强网包括非织造玻璃纤维网。
34.如权利要求28所述的用于制造地板覆盖物的方法，还包括下述步骤，即：在将表面织物与衬背层接合之前，向表面织物上涂上一个预涂层。
35.如权利要求34所述的用于制造地板覆盖物的方法，还包含一个向预涂层中加入抗菌剂的步骤。
36.一种用于在地板上设置一个连续的地板覆盖物的方法，包括如下步骤：
(a)将多块地板覆盖物设置在地板上，使之完全覆盖要被覆盖的地板区域，所述的地板覆盖物包含一个机织物顶层，一个机织的聚丙烯地毯衬背底层，以及至少一个位于机织物顶层和机织的聚丙烯地毯衬背之间的层，
(b)将地板覆盖物切割以便使地板覆盖物的各相邻块的边缘邻接起来，
(c)在地毯块的下侧和地板之间涂上粘合剂，
(d)向相邻织物顶层边缘上涂上织物边缘密封剂，
(e)至少向相邻地毯衬背边缘上涂上地毯接缝密封剂，
(g)将各地板覆盖物块设置在地板上，使其边缘以邻接的方式定位，使粘合剂、接缝密封剂和织物边缘密封剂凝固。
37.如权利要求36所述的设置连续地板覆盖物的方法，其特征在于，织物边缘密封剂为聚酯型氨基甲酸酯。
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