CN1681646A - 具有提高的簇绒保留值的地毯 - Google Patents

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R·J·赖斯多夫
L·P·罗兰
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Abstract

提供了一种簇绒地毯,其具有带有纱的第一背衬,所述纱由至少85%重量的选自尼龙纤维、羊毛纤维和其共混物的纤维组成。在簇绒第一背衬的背侧上提供熔融聚合物粘合剂,该粘合剂由至少85%重量的一种或多种乙烯共聚物组成,每种乙烯共聚物由50到95重量%乙烯和5-50重量%的至少一种选自酯和羧酸类的共聚单体组成。所述聚合物粘合剂的熔融指数大于150,并且在室温下的强度为至少5MPa。第二背衬被粘合到第一背衬的背侧。乙烯共聚物粘合剂中的优选的共聚单体包括醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸。还提供了用于制造本发明簇绒地毯的方法。

Description

具有提高的簇绒保留值的地毯
背景技术
本发明涉及地毯和使用利用热塑粘合剂粘结剂的挤出涂覆方法制造地毯的方法。更具体地,本发明涉及簇绒地毯,其在磨损条件下具有提高的绒头纤维保留值。
簇绒地毯的制造通常包括将染色或者未染色的面纱簇绒到第一背衬中。所述纱可以从各种各样的材料制备,包括天然纤维,例如羊毛或者棉花,或者从聚合物,包括尼龙、聚酯、丙烯酸类和聚烯烃,纺丝的合成纤维。这些中,鉴于具有综合平衡的美观性、成本和应用性能,尼龙66和尼龙6是占优势的材料。簇绒操作详细描述于美国专利4,844,765,第1栏,第19-43行,其引入作为参考。如果面纱是未染色的,则接下来在间歇或者连续操作中将簇绒第一背衬印刷或者匹染。在染色之后,将地毯洗涤和干燥,并且通常准备在簇绒第一背衬的背面应用第二背衬。第二背衬通常是织造或者非织造聚丙烯或者聚酯合成织物或者织造黄麻天然织物。
作为地毯精整工序的一部分,第二背衬的施加传统上包括施加显著量的水基胶乳粘接剂,其典型地包含相当大量的填料。这些胶乳粘接剂在工业中占支配地位已经许多年,因为它们能够以低成本提供良好的可湿性和良好的粘合性能。在常规胶乳方法中,预备胶乳涂料(“预涂层”)被首先施加到簇绒第一背衬的背面,以便在第一背衬中固定纤维。一旦该预涂层已经在烘箱中干燥,则通常将粘合胶乳粘结剂层和第二层纺织品背衬施加到第一背衬上,之后将胶乳粘接剂在干燥器中干燥和硫化。可选择地,胶乳泡沫可以直接施加到第一背衬上,以代替第二层纺织品背衬。对于乳胶粘合剂粘结剂,一种广泛使用的材料是羧基丁苯橡胶(XSBR)。
在地毯制造方法中使用水基胶乳粘接剂存在工艺和环境两方面的缺点。这种胶乳工艺要求有效的干燥步骤,以从胶乳中除去水和进而将胶乳固化。干燥步骤限制了生产速度,并且增加了地毯成本,尤其是当使用厚的针刺第二背衬时更是如此。当能源成本增大时,该问题更加突出。另外,干燥机需要较大的资本投入。用胶乳粘接剂制成的地毯同样具有缺点,即它们是透水的,并且它们甚至保留水,这使得洁化这种地毯是困难的。另外,胶乳特别难以重复利用,并且其在加热工艺期间产生气味,而加热工艺在地毯安装期间是可能存在的。
因此,长期以来一直需要一种制造耐久的地毯的方法,其使用热塑粘合剂粘结剂代替胶乳粘接剂,并且已有尝试开发用热塑性粘结剂生产的地毯。Bailey等,WO96/29460A1,第5-8页,提供了已经被考虑用于后处理簇绒地毯的热塑性粘合剂的概要。WO96/29460A1涉及用粘合剂粘结剂粘接的簇绒地毯,所述粘结剂包含热塑性树脂并且基本上不含无机和胶乳材料,该地毯具有良好的簇绒粘接。该出版物引用了一种试验方法(ASTM D-1335),用于测定对整体簇绒从被擦损的地毯中拔出的抗性,这种情况在毛圈绒头地毯中可能存在。
Vinod等,WO95/14806,公开了用于制造簇绒尼龙或者聚酯绒头地毯的方法,其中使主要由具有至少8%重量酯基和至少1重量%羧酸基团的乙烯三元共聚物组成的热塑性树脂,与其中包含尼龙或者聚酯纱簇绒的主地毯背衬接触。报道了通过ASTM D-1335测定的簇绒粘接强度为4-5.5lbs.(18-25牛顿)。
还存在对使用热塑粘合剂粘结剂生产地毯的工业上可接受的方法的需要,所述地毯耐纤维流失。已经发现,在割绒地毯和毛圈绒头地毯上的频繁的脚踩、椅子轮脚的滚压和滑动家具和用具,导致由磨损而引起的绒头纤维从地毯上损失,这使单根纤维从簇绒中出来,但不一定使整个簇绒从地毯中拔出。对于主要使用尼龙面纤维生产的短绒头高度丝绒地毯,这尤其是严重的问题。在纱束中单根纤维互相的缠结很少,因此除非粘结剂粘合剂基本上接触所有单根纤维、将纤维粘结并且在磨损条件下保持完整无损,否则很可能从地毯中磨损掉过高比例的纤维,留下不美观的薄点,并且地毯表面不希望地被散纤维污染。在地毯具有视觉设计或者图案的情况下,损失15到20百分数的地毯纱线纤维将导致地毯外观质量的大大恶化。
测定绒头纤维保留值的一种测试方法,其焦点是在商业环境中通常经受的磨损,是Lisson Tretrad测试,Draft InternationalStandard ISO/DIS 12951-1,在以下的试验方法部分中对其进行了描述。Lisson Tretrad测试模拟地毯在商业环境中将经受的磨损,其中通常的事件是椅子轮脚在地毯上的滚压,地毯上频繁的脚踩和在地毯上滑动家具和设备。Lisson Tretrad测试能够基于绒头纤维的累积损失区分有效的纤维粘结和包封水平,而ASTM D-1335与这不同,其仅仅测定将簇绒束从背衬中完全除去所需要的力。已经发现,在通过ASTM-D-1335测定的完全地毯簇绒损失和通过Lisson Tretrad测试ISO12951-1测定的磨损条件下地毯纤维的损失之间存在很小的相关性。例如,以下对比实施例2显示了具有满意的大于9牛顿的D-1335簇绒粘接的地毯,在Lisson Tretrad测试中仍然具有不能令人满意的58%的绒头纤维损失。
存在对用聚酰胺-型面纤维例如羊毛或者尼龙纤维和热塑粘合剂粘结剂制成的地毯的需要,该地毯适合用于高磨损商业环境,例如营业场所。还需要用于生产这种地毯的有效的方法。该地毯生产方法需要保证地毯纤维被粘结剂充分接触,以及基本上所有的在簇绒中的单根纤维被良好地粘合。当然,必须使地毯结构的其它必要特性得到保持,包括地毯第二层纺织品背衬对脱层的耐受性。
发明内容
本发明涉及簇绒地毯,其包含具有由至少85%重量的选自尼龙纤维、羊毛纤维和其共混物的纤维组成的纱的第一背衬,所述簇绒第一背衬具有地毯侧和相对的背侧。所述地毯具有施加到簇绒第一背衬的背侧上的聚合物粘合剂,所述聚合物粘合剂接触第一背衬和在第一背衬中簇绒的纱的纤维。所述聚合物粘合剂由至少85%重量的一种或多种乙烯共聚物组成,每种乙烯共聚物由50到95重量%乙烯和5-50重量%的至少一种选自酯和羧酸类的共聚单体组成。所述聚合物粘合剂的熔融指数大于150,按照ASTM D-1238,在190℃下使用2.16kg砝码测定,和在室温下至少5MPa的强度,按照试验方法DIN 53504-85。所述地毯还包含粘合到第一背衬背侧的第二背衬。
优选,酯和羧酸类的共聚单体由醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸组成。更优选,所述聚合物粘合剂是三元共聚物,其包含50-90重量%乙烯、5-20重量%丙烯酸丁酯和5-20重量%甲基丙烯酸,或者所述聚合物粘合剂是包含50-95重量%乙烯和5-50重量%甲基丙烯酸的共聚物和包含50-95重量%乙烯和5-50重量%醋酸乙烯酯的共聚物的共混物。
进一步优选的是,聚合物粘合剂的熔融指数在200到800范围内,和更优选在400到600范围内,按照ASTM D-1238,在190℃下使用2.16Kg的砝码测定。所述聚合物粘合剂应该具有至少2牛顿每10毫米的对聚酰胺6,6的粘合性,按照如下所述的尼龙粘合试验方法测定,和更优选至少5牛顿每10毫米的粘合性。
本发明还涉及生产簇绒聚酰胺-型纤维地毯的方法。用纱将第一背衬簇绒,所述纱由至少85%重量的选自尼龙纤维、羊毛纤维和其混合物的纤维组成,所述簇绒的第一背衬具有地毯侧和相反的背侧。在簇绒第一背衬的背侧上提供熔融聚合物粘合剂,所述聚合物粘合剂由至少85%重量的一种或多种乙烯共聚物组成,每种乙烯共聚物由50到95重量%乙烯和5-50重量%的至少一种选自酯和羧酸类的共聚单体组成。所述聚合物粘合剂的熔融指数大于150,按照ASTM D-1238,在190℃下使用2.16Kg砝码测定,和至少5MPa的强度,按照试验方法DIN 53504-85测定。然后将簇绒的第一背衬与熔融聚合物粘合剂一起引入钳口,并且在钳口中将熔融聚合物粘合剂压入簇绒的第一背衬。最后将熔融聚合物粘合剂冷却到低于其熔点的温度。
优选,聚合物粘合剂对聚酰胺6,6的粘合性为至少2牛顿每10毫米,按照试验方法DIN 53504-85测定。进一步优选的是,所述方法包括将第二背衬粘合到第一背衬的背面的附加的步骤,以致使簇绒第一背衬、聚合物粘合剂和第二背衬形成整体的簇绒地毯。将第二背衬粘合到第一背衬的背面的步骤可以包括以下步骤:提供第二背衬,使第二背衬的侧面与簇绒第一背衬的已经施加了熔融聚合物粘合剂的背侧接触,在运动皮带下压制所述簇绒第一背衬、熔融聚合物粘合剂层和第二背衬至少10秒,该运动皮带施加至少1N/cm2的压力,在该期间聚合物粘合剂保持熔融状态,和将运动皮带从簇绒第一背衬、熔融聚合物粘合剂层和第二背衬上除去,然后将熔融聚合物粘合剂冷却到低于熔融粘合剂的熔点的温度,使得簇绒第一背衬、聚合物粘合剂和第二背衬形成整体的簇绒地毯。
附图说明
图1是本发明地毯的一部分的剖视图。
图2是显示用于生产本发明地毯的方法的简图。
图3是显示用于生产本发明地毯的方法的简图,该方法与示于图2中的方法相似。
图4是显示用于生产本发明地毯的另一种方法的简图。
图5是显示用于生产本发明地毯的另一种方法的简图。
定义
在此,术语“聚合物”通常包括,但是不局限于,均聚物、共聚物(例如嵌段、接枝、无规和交替共聚物)、三元共聚物和其共混物和改性物。此外,除非另外特别地限定,术语“聚合物”将包括所有可能的材料几何构型。这些构型包括,但是不局限于,等规、间规和无规对称性。
在此,术语“聚烯烃”用以指一系列基本上饱和的、仅仅由碳和氢构成的聚合烃的任何一种。典型的聚烯烃包括,但是不局限于,聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯以及单体乙烯、丙烯和甲基戊烯的各种组合。
术语“聚丙烯”在此不仅用以包括丙烯的均聚物,而且包括其中至少85%的重复单元是丙烯单元的共聚物。
在此,术语“尼龙”用以包括包含至少85%的一种或多种已知的通常被称为尼龙的脂族聚酰胺聚合物和共聚物的聚合物,包括聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺1212和聚酰胺6/66。生产这些脂族聚酰胺的方法是众所周知的,并且包括等摩尔量的包含4到12个碳原子的饱和二羧酸与二胺的缩合,其中二胺包含4到14个碳原子,例如己二胺和己二酸的聚合[尼龙66]或者己内酰胺的聚合[尼龙6]。
术语“非织造织物”在此指单根纤维或者线的结构,它们以无规方式定位形成平面材料,而没有如编织织造物中的那种可识别的图案。
试验方法
地毯纤维保留值按照ISO方法DIS12951-1(亦称Lisson Tretrad测试)(其还被指定为欧洲标准EN-1963)进行测定,其在此引为参考。该试验方法测定簇绒地毯在一定条件下的磨损耐久性,所述条件用来模拟在高负荷商业环境中通常的磨损。试验装置由Lisson Tretrad机器组成,其包括:支承处于张力下的地毯样品的台板,将磨损力施加到地毯样品上的Tretrad组件,和收集在测试期间松开的地毯纤维的真空净化系统。所述Tretrad组件包括具有四个彼此以90度角间隔的腿的轮子。将用橡胶底覆盖的盘状足连接到每个腿的末端。在测试期间,所述足在地毯样品上以150牛顿的垂直力向下压,并且当轮子连续地在地毯上来回滚压时,所述足借助于杠杆臂沿着地毯运动。Tretrad臂的线速度是0.28米/秒,并且足的圆周速度比所述线速度大20%,导致所述足在测试样品上滑移。吸入咀跟随所述足,以收集任何从地毯中磨损掉的纤维。将磨损的纤维称重,并且纤维保留指数ITR通过以下公式计算:
ITR=0.19{MAP[100-MRV]/100}1/2,其中
MAP是在第一背衬之上每单位面积绒头的质量,单位g/m2
MRV是纤维重量减少百分数,其通过以下公式确定:
MRV=(MV/MAP)100,其中
MV=从地毯上收集的纤维的重量(克)除以地毯的测试面积(平方米)
熔融指数按照ASTM D-1238,在190℃下使用2.16千克砝码测定,不报告单位。
拉伸强度通过DIN 53504-85或者S2/ISO 37 T2测定,其在此引入作为参考。在测试中,将0.3厘米乘7.5厘米的哑铃样品(如53504-85或者S2/ISO 37 T2所描述的)于样品的两端夹住。夹具在样品上彼此相距5厘米。以200毫米/分钟的速度将样品稳定地拉伸,直到样品断开。将断裂时的应力作为断裂拉伸强度记录,单位MPa。断裂伸长率以百分数记录。
粘合性通过以下尼龙粘合试验方法测定。使用压机在270℃的温度下制备2毫米厚的聚酰胺6,6板材。将颗粒状形式的聚酰胺6,6加入压机,并且在5巴压力下预热5分钟。将压力提高到100巴,持续2分钟。将板材冷却大约8分钟(同时保持100巴的压力),然后将其从压机中除去。通过相同的过程,但是在150℃的温度下,制备2毫米厚的粘合剂聚合物板材。将颗粒状形式的粘合剂聚合物加入压机,并且在5巴的压力下预热5分钟。然后,将压力提高到100巴,持续2分钟。将板材冷却大约8分钟(同时保持100巴的压力),然后将其从压机中除去。然后,在压机的夹钳之间和在20巴的压力下压制聚酰胺6,6板材和粘合剂聚合物板材1分钟,以将两个板材彼此粘合,其中与PA66接触的夹钳维持在150℃,与粘合剂聚合物接触的夹钳维持在室温。将粘合的板材留在压机中,并且在从压机中除去之前将其冷却到大约室温。然后准备1厘米乘15厘米的该结构的条带,并且人工地将粘合剂聚合物在3厘米长度上从PA66上剥离。然后,将人工剥离的样品末端夹在拉伸试验设备的夹钳中,从聚酰胺6,6部分上除去粘合剂部分。夹具彼此相距2厘米固定。剥离以50毫米/分钟的速度稳定地进行。测定将粘合剂从聚酰胺6,6上剥离所需要的力,并且以N/cm的单位报告。
进行目视外观评价,如标准DIN EN1963-部分A所规定的,使用以下等级:
1.破坏。观察到在磨损区域中存在极度的结构变化,例如由于失去纱线簇绒而能够看到第一背衬,在试验区域中失去超过三个割绒或者毛圈(对于毛圈地毯),长度≥15毫米的毛状松散长丝。
2.满意的。适合于居住目的。在磨损区域中存在中等的结构变化,例如某些纱线捻度(萨克森)损失和/或膨松度损失,具有5到15毫米长度的毛状松散长丝,地毯毛圈中存在某些短粗纤维(对于割绒地毯和毛圈地毯)。
3.良好。适合于正常负荷的商业目的。在磨损区域中存在小的结构变化,例如较小的纱线捻度损失,长度≤5毫米的毛状松散长丝,簇绒表面几乎没有损坏。充分保持了表面完整性。
4.很好。适合于高负荷商业目的。磨损区域中具有极少的结构变化,充分保持了表面完整性。
详细说明
本发明的地毯具有聚酰胺-型面纱,例如尼龙、羊毛或者其共混物,并且其通过常规簇绒方法制备。聚酰胺-型纱被簇绒进第一背衬材料的片材中。一种特殊的热塑粘合剂被施加到穿过第一背衬背面的簇绒的部分,以便将纱纤维固定就位。在此,“纤维”指连续长丝纤维和短纤维两者。如图1中所示,第一背衬10用面纱12簇绒。粘合剂14被施加到簇绒的第一背衬的背面,并且第二背衬16被优选地粘合到粘合剂14上。优选地,簇绒地毯20由簇绒在聚烯烃纺粘第一背衬上的聚酰胺-型纤维纱例如尼龙或者羊毛组成。更优选,簇绒地毯20具有割绒、毛圈绒头或者两者的组合,并且由尼龙面纱组成。优选的地毯用ANTRON尼龙66纱制成,该纱由E.I.Du Pont de Nemours andCoMPany(“杜邦”)出售,并且被簇绒在聚丙烯纺粘非织造第一背衬上,例如由DuPont出售的TYPAR非织造片材。
按照本发明,特别地配制的聚合物粘合剂被施加到簇绒第一背衬的背面,其方式是能够渗透纱簇绒,以致接触大多数或者所有的在簇绒中的纤维。粘合剂被配制成能够粘合到簇绒中的聚酰胺-型纤维上并且将簇绒中的基本上全部纤维固定。粘合剂还可以被配制成粘合到第二背衬材料上,该第二背衬材料可以被施加到地毯背侧的粘合剂上。
用于本发明地毯的聚合物粘合剂被特别地配制以起到大量不同的作用。首先,所述粘合剂必须被生产成能够渗透到簇绒的纤维网络中,并且接触簇绒中的绝大多数的纤维。该粘合剂,在其熔融状态,必须具有足够低的粘度,使得所述粘合剂能够充分渗入穿过第一背衬背面的地毯簇绒部分的纤维网络。优选地,该粘合剂与地毯的纤维相容,使得粘合剂易于润湿聚酰胺-型地毯簇绒的纤维。第二,所述粘合剂必须被配制成能够粘合到地毯簇绒中的聚酰胺-型纤维上。当地毯经受磨损时,为了借助于粘合剂粘结剂将地毯纤维保持固定在地毯中,这种粘合性是需要的。优选地,粘合剂以化学方式结合到地毯簇绒的聚酰胺-型纤维上。第三,所述粘合剂,在其凝固状态中,必须具有足够的拉伸强度,使得当在磨损期间纤维从地毯中被牵拉时,粘合剂不会断裂或者剥离。
通过仔细地配制粘合剂聚合物和通过控制涂覆工艺条件,实现了对足够百分比的在地毯中的簇绒纤维的粘合,从而将纤维保持就位。聚合物粘合剂需要具有这样一种挤出粘度和对地毯纤维的亲合性,该挤出粘度和亲合性能够使聚合物粘合剂接触和润湿簇绒中纤维的相当大的部分。熔融粘合剂的粘度通过用于生产粘合剂的聚合过程来控制和通过调节在地毯制造工艺中粘合剂被挤出时的温度来控制。较不粘稠的聚合物粘合剂,其具有较高的熔融指数,可以通过减慢聚合过程、提高在聚合期间使用的聚合物链引发剂的量、和/或减少聚合时间,以便减小聚合物链的长度并且因此减小聚合物粘合剂的平均分子量来获得。然而,减小聚合物粘合剂的平均分子量可能不利地降低粘合剂的强度。已经发现,通过降低在聚合期间使用的共聚单体的量,可以获得具有希望的高强度和希望的相对低粘度两者的粘合剂聚合物。还已经发现,粘合剂对地毯面纱的聚酰胺-型纤维的润湿性可以通过在粘合剂聚合物中包含极性组分来提高。
用于粘结本发明地毯的簇绒的纤维的热塑性聚合物粘合剂是选自包含50-95重量%乙烯和5-50重量%一种或多种共聚单体的乙烯共聚物和三元共聚物的树脂,所述共聚单体是酯或者羧酸类。适合的酯共聚单体的实例是醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯或者丙烯酸甲酯。希望的羧酸类的实例是甲基丙烯酸和丙烯酸。用于本发明方法中的聚合物粘合剂还可以包括这类乙烯共聚物和三元共聚物的共混物。例如,已经配制了为第一种乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物和第二种乙烯和甲基丙烯酸的共聚物的共混物的粘合剂,其作为本发明地毯中的热塑性聚合物粘合剂具有较好的功能。乙烯/醋酸乙烯酯组分据信具有一定程度的极性,这能提高粘合剂对聚酰胺-型纤维的润湿,而粘合剂的乙烯/甲基丙烯酸组分据信提供了粘合剂和聚酰胺-型纤维之间的化学键接。另一种优选的热塑粘合剂是包含50-98重量%乙烯、1-25重量%丙烯酸丁酯和1-25重量%甲基丙烯酸的三元共聚物。更优选,该三元共聚物选自包含60-90重量%乙烯、5-20%丙烯酸丁酯和5-20%甲基丙烯酸的三元共聚物。在该三元共聚物中,丙烯酸丁酯据信提供充分地润湿聚酰胺-型纤维所需要的极性,而甲基丙烯酸组分据信能与聚酰胺类型纤维化学地键合。
对于本发明的乙烯共聚物或者三元共聚物聚合物粘合剂,所述粘合剂需要具有大于150的熔融指数,按照ASTM D-1238,在190℃下使用2.16Kg的砝码测定,以便在大多数工业规模地毯制造工艺中可以使用。更优选,聚合物粘合剂的熔融指数在200到800范围内,和最优选在400到600范围内,按照ASTM D-1238在190℃下使用2.16Kg砝码测定。然而,当使用熔融指数大于150的低粘度聚合物粘合剂时,难以在第一背衬的背面施加均匀的粘合剂层,因为这样的低粘度聚合物倾向于流动,而不是形成均匀的膜。已经发现,如果熔融粘合剂在与第一背衬接触之前从挤出模头运动的距离小于5厘米,并且更优选小于1厘米,则这样低粘度的聚合物粘合剂仍然可以被均匀地施加到第一背衬的背面。粘合剂施加温度随粘合剂配方和地毯面纱的组成而变化,但是对于如上所述的优选的乙烯共聚物和三元共聚物粘合剂,挤出温度优选在150到325℃范围内。粘合剂用量随粘合剂、施加条件和簇绒第一背衬的组成而变化。对于大多数地毯系统和粘合剂,至少150g/m2和更好地250g/m2到600g/m2的施用量将是有效的。在如下所述的方法中,粘合剂聚合物被压入穿过第一背衬背面的纱簇绒的部分中,以致于使熔融聚合物粘合剂在该粘合剂冷却之前与最大数量的地毯簇绒中纤维接触。优选,粘合剂将渗入在第一背衬背面上的簇绒的纤维网络中至少60%的空隙空间。更优选,粘合剂将渗入在第一背衬背面上的簇绒的纤维网络中至少80%的空隙空间。
本发明的乙烯共聚物或者三元共聚物聚合物粘合剂被配制成能够较好地粘合到本发明地毯的簇绒的聚酰胺-型纤维上。所述聚合物粘合剂优选具有的对聚酰胺6,6的粘合性为至少2牛顿每10毫米,和更优选至少5牛顿每10毫米,按照如上所述的粘合试验方法测定。用于本发明地毯中的乙烯共聚物或者三元共聚物聚合物粘合剂进一步被配制成能够在其凝固状态具有足够强度,使得当在磨损期间地毯簇绒被牵拉时,不产生断裂和剥离纤维。粘合剂应该具有至少5MPa的强度,按照试验方法ASTM D 412测定。令人遗憾地,为了提高粘合性和强度而配制的粘合剂通常导致粘合剂更加粘稠,具有相对低的小于100的熔融指数,这对于在如下所述的工业规模的地毯生产过程中使用是不优选的。本发明的乙烯共聚物和三元共聚物粘合剂已经被特别地配制成能够提供相对低粘度和足够高的强度的理想的结合,该相对低粘度聚合物粘合剂同样能够较好地粘合到聚酰胺-型面纤维上,该足够高的强度使纤维甚至在地毯经受严重磨损条件时也能够保持固定就位。
优选,示于图1中的地毯的第二背衬16是由聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或者两者的混合物的纤维组成的针刺毛毡织物。一种优选的针刺毛毡是5毫米厚度的绒头织物,具有大约550g/m2的基础重量,由80%细聚丙烯纤维(~2分特)和20%聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维组成,所述聚对苯二甲酸乙二醇酯具有低于聚丙烯纤维的熔融温度的熔融温度。另一种优选的第二背衬是橡胶或者热塑性聚合物的片材,例如泡沫橡胶。可以用作第二背衬的聚合物片材是KELDAX片材材料,由DuPont出售,其为成品地毯提供外加重量,噪音衰减,阻燃性,和防滑性能,同时还为地毯提供较大的对通常用于胶合地毯安装的胶液的亲合性。当第二背衬是热塑性片材或者泡沫时,第二背衬可以与聚合物粘合剂同时挤出。
生产本发明地毯的一种方法示于图2。由在第一背衬片材材料上的聚酰胺-型面纤维纱组成的簇绒第一背衬11从辊子22展开,并且借助于导辊25和弯曲辊27送到钳口24。钳口24在钳口辊26和冷却辊28之间形成。第二背衬材料30,例如织造、非织造或者针刺毛毡织物,或者热塑性片材,从辊32进料,从导辊33上经过进入钳口24。钳口辊26优选是具有弹性表面的辊子,并且可以是6英寸(15.2厘米)直径的具有贴胶表面的辊子,其具有80肖氏A硬度,用1.5毫米厚度Teflon套筒覆盖。冷却辊28优选是300到1000毫米直径的具有金属表面的冷却辊。
将特别配制的热塑粘合剂聚合物在挤出机34、例如螺杆挤出机中熔融,并且通过加热的模头36进料,以形成熔融粘合剂38的均匀的层。在示于图2的方法中,刚好在第一背衬和第二背衬并拢进入钳口24之前,熔融粘合剂层38被施加到簇绒地毯11的第一背衬的背面。从模头36的出口到粘合剂熔体接触第一背衬的背面的点之间的距离优选小于5厘米,并且更优选小于1厘米,使得聚合物粘合剂的均匀的膜能够被施加在第一背衬的全宽度上。可选择地,熔融粘合剂可以在第一背衬与第二背衬接合的点之前的某距离处,被施加到第一背衬的背面或者第二背衬的背面,只要在第一背衬和第二背衬进入钳口时粘合剂聚合物仍然处于熔融状态。如果在施加熔融粘合剂聚合物和进入钳口之间的时间足够长,以至聚合物在达到钳口之前可能开始固化,则可以使用加热器例如红外线加热器将粘合剂保持在熔融状态。
钳口压力必须足以将熔融聚合物粘合剂压入穿过第一背衬背面的地毯簇绒部分的纤维网络中。簇绒第一背衬和熔融粘合剂优选在辊子26和冷却辊28的钳口之间以100到500N/cm的线压力压制。当在相同的步骤中第二背衬被粘合到第一背衬的背面时,钳口压力不是实质上不同的。在地毯由剥离辊37从冷却辊除去之前,冷却辊28将粘合剂固化,所述剥离辊37优选具有贴胶表面和60到100的肖氏A硬度。成品地毯20通过导辊38和39,然后缠绕在辊子40上。可选择地,当地毯以平瓦(flattile)形式生产时,辊子40将被片材切割机和收集器系统替代。本领域技术人员将认识到,所描述的方法可以使用任选设备例如促进粘合的预热烘箱或者电晕处理和用于将添加剂加入粘合剂聚合物中的供料器来补充。
通过选择冷却辊的尺寸和温度、冷却辊上的包角和线速度来控制聚合物粘合剂的固化。优选,冷却辊被维持在4到40℃和更优选8到25℃的范围内。当完工的地毯离开冷却辊时,聚合物粘合剂应该充分地冷却,使得地毯簇绒中的纤维被牢固地固定在簇绒中。此外,当第二背衬与第一背衬和熔融聚合物一起被加入钳口时,重要的是当成品地毯离开冷却辊时,聚合物粘合剂被充分地冷却,以牢固地将第二背衬粘合到第一背衬上。
在生产本发明簇绒地毯的另一方法(没有显示)中,特别地配制的粘合剂聚合物可以被施加到簇绒地毯的第一背衬背面,然后通过如图2中所示的钳口,但是不引入第二背衬材料。在粘合剂被冷却辊冷却之前,当粘合剂接触簇绒的纤维时,钳口的压力迫使熔融粘合剂进入地毯簇绒的纤维网络。第二背衬可以在独立的步骤中随后被施加到第一背衬的背面。第二背衬可以使用与用来将地毯簇绒中的纤维固定的热塑粘合剂相同的热塑粘合剂或者使用另一种热塑粘合剂粘合到第一背衬的背面。
按照示于图3中的用于制造本发明地毯的另一种方法,增强网格42可以从辊子41经过导辊43被进料到钳口24,以便为地毯提供附加的尺寸稳定性。增强网格42可以是增强稀松布材料,例如玻璃纤维网格、聚酯网格,或者在最高90℃的温度下能够提供良好的尺寸稳定性的任何其它材料。优选,增强网格42是基础重量为大约60g/m2、用340分特玻璃纤维经纱和680分特玻璃纤维纬纱制成的玻璃纤维网格。当使用增强网格42时,如上所述,簇绒第一背衬、与增强网格一起的第二背衬和熔融聚合物粘合剂在钳口辊26和冷却辊28之间被压制,并且在成品地毯从冷却辊28上除去并且缠绕在辊子40上之前,将粘合剂固化。
用于生产本发明地毯的优选的方法使用层压机与压力皮带,其有助于将熔融聚合物粘合剂压制以与穿过第一地毯背衬背面的面纱部分的纤维接触。具有大的加有皮带的加热鼓的层压机示于图4中,并且具有延长的加有皮带的平床的层压机示于图5中。
在示于图4中的具有加有皮带的鼓的层压机中,簇绒第一背衬首先用一种或多种聚合物粘合剂涂覆,然后压在大的加热鼓上,以便将粘合剂压入第一背衬背面上的纱中,然后将第二背衬施加在粘合剂上,并且将地毯冷却,以固化聚合物粘合剂。由在第一背衬上的聚酰胺-型面纤维纱组成的簇绒第一背衬11从辊22展开并且通过导辊46和皮带辊48。地毯面纱朝向下,使得地毯面纱接触到皮带50,该皮带50在皮带辊48上运动。该皮带优选由用无粘性的聚合物例如TeflonPTFE涂覆的高强度织物制成。皮带50保持在张力下,该张力足以将地毯压到转鼓54上,产生至少1N/cm2和更优选2到10N/cm2的压力。皮带以1到100米/分钟的速度和更优选10到30米/分钟的速度运动。将如上所述的特别配制的热塑粘合剂聚合物在挤出机34、例如螺杆挤出机中熔融,并且通过加热的模头36进料,以形成熔融粘合剂38的均匀的层。将熔融粘合剂层38,以足以覆盖簇绒第一背衬的背面并且渗入穿过地毯的第一背衬背侧的面纱簇绒部分的纤维之间空隙空间的量,施加在第一背衬11的背面上。从模头36的出口到粘合剂熔体接触第一背衬的背面的点之间的距离优选小于5厘米,并且更优选小于1厘米,使得聚合物粘合剂的均匀的膜能够被施加在第一背衬的全宽度上。具有第二加热的模头36a的第二挤出机34a可以用来在粘合剂层38上施加更粘的和较不昂贵的粘合剂38a的层。第二粘合剂层不需要渗透到纱簇绒中,而是用来填充簇绒第一背衬的背面上的凹陷,其有助于所述皮带将较不粘稠的粘合剂38压入纱簇绒中。在挤出步骤期间,平台58支承皮带50和簇绒第一背衬,使得第一地毯背衬和挤出机模头开口之间的距离保持恒定。
皮带50和粘合剂涂覆的第一背衬11由转移辊49(其可以被加热)引导到大直径的加热鼓54上。鼓54优选具有1到3米的直径,具有涂覆了抗粘着聚合物的金属表面,并且通过蒸汽或者热油加热,使得鼓54的表面被维持在130到180℃的温度。皮带50上的张力对簇绒第一背衬11的面纱侧面施加径向力,并且第一背衬11被进而压在加热鼓54上,使得涂覆在第一地毯背衬背面上的熔融聚合物粘合剂被逐渐地压入穿过第一地毯背衬背面的纱簇绒中的几乎所有空隙空间中。如果希望将增强网格引入地毯中,以提高尺寸稳定性,则增强网格材料可以在层压的第一背衬与加热鼓接触之前或者之后被施加在熔融粘合剂层上。在图4中,显示了刚好在第一背衬被压在加热鼓54上之前,增强网格42通过导辊53和55被施加在熔融粘合剂上。增强网格42可以是任何上述讨论到的增强稀松布材料。
剥离辊51将簇绒第一背衬11和熔融聚合物粘合剂涂层从加热鼓54上除去。第二背衬材料30,例如织造、非织造或者针刺毛毡织物,或者热塑性片材,从辊32进料,并且围绕辊57,其将第二背衬压在簇绒第一背衬11的粘合剂涂覆的背侧上。将现在由至少簇绒第一背衬11、粘合剂聚合物38和第二背衬30组成的地毯从旋转皮带50除去,并且转移到冷却辊56上。冷却辊56将粘合剂聚合物固化,然后通过剥离辊59将地毯从冷却辊除去。通过选择冷却辊的尺寸和温度、冷却辊上的包角和线速度来控制聚合物粘合剂的固化。优选,冷却辊被维持在4到40℃和更优选8到25℃的范围内。可以通过使用多个冷却辊来提高冷却。当完工的地毯离开冷却辊时,聚合物粘合剂应该充分地冷却,使得地毯簇绒中的纤维被牢固地固定(在簇绒中)。完工的地毯20被最后缠绕在辊40上。本领域技术人员将认识到,所描述的方法可以使用任选设备例如皮带加热器、附加的冷却辊和用于将添加剂加入粘合剂聚合物中的供料器来补充。
在本发明可选择的实施方案中,示于图4中的方法可以被改变,使得第二背衬材料30在簇绒第一背衬11通过图4的辊49和55之间并且围绕鼓54之前被施加在熔融粘合剂层38上。使用这样的方案,第二背衬材料被插入熔融聚合物和鼓54的表面之间,因此避免了可能的熔融聚合物对鼓的粘着。
另一个用于生产本发明地毯的层压机具有安装有皮带的平床,并且示于图5。使用该平床层压机,首先用一种或多种聚合物粘合剂涂覆簇绒第一背衬的背侧,随后将第二背衬通过平床送入,其中地毯在加热的运动皮带之间被压制,然后被冷却而使聚合物粘合剂固化。由在第一背衬上的聚酰胺-型面纤维纱组成的簇绒第一背衬11从辊22展开并且通过导辊46和皮带辊48。地毯面纱被引导朝下,使得地毯面纱接触围绕皮带辊48运动的皮带50。该皮带50优选由用无粘性的聚合物例如TeflonPTFE涂覆的高强度织物制成。皮带50保持在轻的张力下,并且其优选以10到30米/分钟的速度运动。将如上所述的特别配制的热塑粘合剂聚合物在挤出机34、例如螺杆挤出机中熔融,并且通过加热的模头36进料,以形成熔融粘合剂38的均匀的层。将熔融粘合剂层38,以足以覆盖簇绒第一背衬的背面并且渗入穿过地毯的第一背衬背侧的面纱簇绒部分的纤维之间的空隙空间的量,施加在簇绒地毯的第一背衬11的背面上。从模头36的出口到粘合剂熔体接触第一背衬的背面的点之间的距离优选小于5厘米,并且更优选小于1厘米,使得聚合物粘合剂的均匀的膜能够被施加在第一背衬的全宽度上。具有第二加热的模头36a的第二挤出机34a可以用来在粘合剂层38上施加更粘的和较不昂贵的粘合剂38a的层。该第二粘合剂层不需要渗透到纱簇绒中,而是用来填充簇绒第一背衬的背面上的凹陷,其有助于所述皮带将较不粘稠的特殊的聚合物粘合剂压入纱簇绒中。平台58支承皮带50和簇绒第一背衬的背面,使得第一地毯背衬和挤出机模头之间的距离保持恒定。
第二背衬材料30,例如织造、非织造或者针刺毛毡织物,或者热塑性片材,从辊32进料,并且围绕导辊57,到达皮带辊61,其将第二背衬压在簇绒第一背衬11的粘合剂涂覆的背侧上。任选地,可以将增强网格在第二背衬和熔融粘合剂层之间加入地毯,以提高地毯的尺寸稳定性。增强网格42可以从辊子41进料并且通过导辊57接触第二背衬,然后皮带辊61将第二背衬和增强网格压在簇绒第一背衬11的粘合剂涂覆的背侧上。增强网格42可以是任何上述讨论到的增强稀松布材料。辊子61和辊子48优选是以大约10N/cm2的恒定压力彼此相对地偏压的,迫使用熔融聚合物粘合剂涂覆的簇绒第一背衬和第二背衬互相接合。
然后,地毯通过具有热压部分、钳口和冷却区的平床层压机。平床层压机具有皮带50和50a,它们被设置成在它们之间具有相当于簇绒第一背衬和第二背衬的总厚度的大约40到80%的间隙。皮带50和50a之间的间隙通过弹簧加载的加热和加压组件65和65a来保持,该组件在地毯上施加0.5到10N/cm2的表面压力。皮带50和50a优选由用无粘性聚合物例如Teflon聚四氟乙烯涂覆的高强度织物制成。皮带50和50a被加热到这样一种温度,其允许熔融聚合物保持熔融形式,并且优选在100到175℃范围内并且更优选在120到150℃之间。当地毯被挤入皮带50和50a之间的间隙时,熔融聚合物被逐渐地压入穿过第一地毯背衬背面的纱簇绒的部分内的空隙空间中。优选皮带50和50a通过电阻加热器加热,但是它们可以可选择地用其它方式例如热空气或者蒸汽加热。皮带以这样一种线速度运动,使得在进入在辊子63和64之间形成的钳口之前,粘合剂聚合物被压到穿过第一背衬背面的纱簇绒部分的纤维之间大部分空隙空间中。优选皮带50和50a各自以基本上相同的速度运动。地毯优选在皮带50和50a之间挤压5到15秒。
辊子63和64之间的间隙优选维持在皮带50和50a之间的间隙的大约80%。辊子63和64优选具有金属或者硬橡胶表面。在辊子63和64之间形成的钳口用来驱使熔融粘合剂进入穿过第一背衬背面的纱簇绒部分的纤维之间的基本上全部空隙空间。在皮带和地毯从在辊子63和64之间形成的钳口出来之后,冷却单元67和67a将皮带和地毯冷却。冷却单元67和67a可以是弹簧加载的水冷却组件,其具有接触运动皮带的光滑的无粘性表面,或者它们可以可选择地包括用以冷却皮带和地毯的风扇。冷却单元67和67a将地毯冷却到允许粘合剂聚合物在从平床层压机出来之前开始固化的温度。最后的皮带辊48和61将皮带从地毯上除去,然后地毯通过导辊69被引导到冷却辊56上。冷却辊56将粘合剂固化,然后地毯通过另一个导辊70从冷却辊上除去。通过选择冷却辊的尺寸和温度、冷却辊上的包角和线速度来控制聚合物粘合剂的固化。优选,冷却辊被维持在4到40℃和更优选8到25℃的范围内。当完工的地毯离开冷却辊时,聚合物粘合剂应该已经充分地冷却,使得地毯簇绒中的纤维被牢固地固定。完工的地毯20被随后缠绕在辊40上。本领域技术人员将认识到,所描述的方法可以使用任选设备例如皮带加热器、夹辊、冷却辊、电晕处理和用于将添加剂加入粘合剂聚合物中的供料器来补充。
在用于制造本发明地毯的可选择的方法中,如上所述的聚合物粘合剂可以借助于用于代替模头挤出机的一个或者几个粉化单元,以细粉末形式直接涂布在簇绒第一背衬的背面上。然后通过辐射加热器将粉末粘合剂熔融,使得聚合物粘合剂以熔融形式被涂布在簇绒第一背衬的背面上,然后通过示于图2、3、4和5中的方法将熔融聚合物压入地毯纱线簇绒中。
在另一个可选择的用于制造本发明地毯的方法中,如上所述的聚合物粘合剂可以借助于用于代替模头挤出机的一个或者几个粉化单元,以细粉末形式直接涂布在第二背衬材料的一侧。然后通过辐射加热器将粉末粘合剂熔融,使得聚合物粘合剂以熔融形式被涂布在第二背衬的一侧上,然后使该侧面接触簇绒第一背衬的背面。然后通过示于图2、3、4和5中的任何方法将熔融聚合物压入地毯纱线簇绒中。
在另一个可选择的方法中,特别地配制的聚合物粘合剂可以以细粉末形式涂布在具有非粘性表面的运动皮带上,然后用辐射加热器熔融。然后在辐射加热器出口,借助于夹辊,将熔融聚合物从皮带上转移到第一簇绒背衬的背面上。该可选择的方法还可以被用来代替示于图2、3、4和5的方法中的模头挤出机。
如上所述的用于生产本发明地毯的方法与常规胶乳涂布方法相比使用大大减少的空间和能量。本发明的地毯是无胶乳和无味的。它们通常是防水的,并且它们不保留水分,这提供了卫生和清洁两种优点,使这种地毯能理想地供医院和疗养院使用。此外,本发明的地毯可以被重复利用,并且它们与常规胶乳基地毯相比更容易处理,由于它们具有较低的单位面积的质量。根据使用的第二背衬,本发明方法可用于生产阔幅地毯,组合地毯或者汽车地毯。通过本发明方法生产的地毯在磨损条件下保留很高比例的纤维。这些地毯具有的Tretrad纤维保留指数(ITR)大于1.7(这对于家用地毯是希望的),并且甚至大于3.0的指数(这对于商业地毯是希望的)。
实施例
在以下的实施例中,制备了簇绒地毯。实施例的工艺条件和磨损数据汇总于表1中。
对比实施例1和2
对比实施例1和2使用低粘度乙烯三元共聚物粘合剂并且在无法接受的工艺条件下制备。在对比实施例1和2中,地毯是1/10英寸(2.54毫米)标准(gauge)割绒尼龙66丝绒地毯,具有580g/m2的面纤维重量。第一背衬是108g/m2聚丙烯纺粘非织造织物,并且尼龙66面纱是1360分特膨化变形连续长丝(“BCF”)纱。使用的粘合树脂是80重量%乙烯、10重量%丙烯酸丁酯和10重量%甲基丙烯酸的三元共聚物,其具有较高粘度(按照ASTM D-1238(在190℃下使用2.16Kg砝码)测定的熔融指数为35)。粘合树脂被施加到第一背衬的背面,如图1中所示,除了不使用第二背衬。钳口辊是6英寸(15.2厘米)直径的具有贴胶表面的辊子,其具有80肖氏A硬度,用1.5毫米厚度Teflon套筒覆盖。冷却辊6是750厘米直径的具有金属表面的辊子,其被冷却到示于表1中的温度。在对比实施例1中,粘合剂以100g/m2的低水平在230℃的挤出温度下施加。在对比实施例2中,粘合剂以700g/m2的水平在230℃的挤出温度下施加。
在对比实施例1中,当因为使用了低熔融指数聚合物粘合剂,涂布量和挤出温度两者均是低的时,能够看出Lisson Tretrad纤维保留值测试和ASTM-D-1335簇绒粘接测试两者的结果均是无法接受的。在对比实施例2中,当涂布量被较大地提高,并且挤出温度被保持在230℃时,Lisson Tretrad纤维保留值测试的结果仍然是无法接受的,而在ASTM-D-1335簇绒粘接测试中地毯具有可接受的9.4牛顿的簇绒粘接值。
实施例3
在实施例3中,使用在对比实施例1和2中描述的钳口辊和冷却辊制备了50厘米宽的地毯。此外,刚好在钳口之前加入了两个3厘米直径转向辊子,以便将簇绒第一背衬以一定角度导入钳口,以便可以减小熔融聚合物膜在粘合剂模头的出口和第一背衬背面之间必须运动的距离。该距离被设置成5厘米。
地毯是1/10标准的交叉割绒地毯,具有大约500g/m2的面纤维重量。第一背衬是108g/m2聚丙烯纺粘非织造织物,面纱是1000分特BCF尼龙66纱。
第一聚合物粘合剂是乙烯与19重量%甲基丙烯酸的共聚物,其熔融指数为395,按照ASTM D-1238(在190℃下使用2.16Kg砝码)测定。聚合物粘合剂具有的对尼龙6,6的粘合性为4.1N/10mm,和拉伸强度为11.2MPa。
将第一聚合物粘合剂施加到第一背衬的背面,然后通过钳口,而不施加第二背衬。聚合物粘合剂在217℃的温度下,通过0.8毫米宽的模孔,以250g/cm2的基础重量挤出。钳口中的压力是18.2Kg.cm,冷却辊温度是12℃,并且线速度是20米/分钟。
在独立的步骤中,将第二聚合物粘合剂涂覆在第一聚合物粘合剂上,并且借助于第二聚合物粘合剂将第二背衬粘合到第一背衬的背面。第二背衬是5毫米厚度针刺毛毡绒头织物,具有大约550g/m2的基础重量,由80%细聚丙烯纤维(~2分特)和20%聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维组成。第二聚合物粘合剂是乙烯与25重量%醋酸乙烯酯的共聚物,其熔融指数为3,按照ASTM D-1238(在190℃下使用2.16Kg砝码)测定。第二聚合物粘合剂在217℃的温度下挤出通过0.8毫米宽的模孔。钳口中的压力是18.2Kg.cm,冷却辊温度是12℃,并且线速度是20米/分钟。
按照Lisson Tretrad纤维保留值测试程序,测试成品地毯的纤维保留值。ITR是3.38,意味着在测试期间实质上没有地毯纤维损失。在完成Lisson Tretrad纤维保留值测试后,按照DIN EN1963-部分A,对成品地毯的目视外观进行评价,结果为等级4(很好)。
实施例4
在实施例4中,使用在实施例3中描述的钳口辊、转向辊和冷却辊制备地毯。熔融聚合物膜在粘合剂模头的出口和第一背衬背面之间必须运动的距离被设置成5厘米。
地毯是1/10标准的交叉割绒地毯,具有大约500g/m2的面纤维重量。第一背衬是108g/m2聚丙烯纺粘非织造织物,面纱是1000分特BCF尼龙66纱。
第一聚合物粘合剂是乙烯与10重量%甲基丙烯酸的共聚物,其熔融指数为500,按照ASTM D-1238(在190℃下使用2.16Kg砝码)测定。所述聚合物粘合剂对尼龙6,6的粘合性为2.3N/10mm,和拉伸强度为6.8MPa。
将第一聚合物粘合剂施加到第一背衬的背面,然后通过钳口,而不施加第二背衬。聚合物粘合剂在218℃的温度下,通过0.8毫米宽的模孔,以300g/m2的基础重量挤出。钳口中的压力是18.2Kg.cm,冷却辊温度是12℃,并且线速度是20米/分钟。
在独立的步骤中,将第二聚合物粘合剂涂覆在第一聚合物粘合剂上,并且借助于第二聚合物粘合剂将第二背衬粘合到第一背衬的背面。第二聚合物粘合剂与第一粘合剂聚合物相同。第二背衬是5毫米厚度针刺毛毡绒头织物,具有大约550g/m2的基础重量,由80%细聚丙烯纤维(~2分特)和20%聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维组成。第二聚合物粘合剂在218℃的温度下挤出通过0.8毫米宽的模孔。钳口中的压力是18.2Kg.cm,冷却辊温度是12℃,并且线速度是20米/分钟。
按照Lisson Tretrad纤维保留值测试程序,测试成品地毯的纤维保留值。ITR为3.67,意味着在测试期间实质上没有纤维流失。在完成Lisson Tretrad纤维保留值测试后,按照DIN EN1963-部分A,对成品地毯的目视外观进行评价,结果为等级3(良好)。
表1
第一步挤出涂布第二步挤出涂布性能 实施例粘合剂基础重量(g/m2)挤出熔融温度(℃)粘合剂熔融指数冷却辊温度(℃)线速度(米/分钟)气隙毫米钳口压力(Kg.cm)粘合剂基础重量(g/m2)挤出熔融温度(℃)冷却辊温度(℃)线速度(米/分钟)气隙厘米钳口压力(Kg.cm)簇绒粘合(N)MRV-纤维流失百分数(%)目视外观ITR  1(对照)10023035122520027.3------<288.71(破坏)0.48  2(对照)7002303512820027.3------9.458.41(破坏)1.77  325021739512205018.225021712205018.2-<14(很好)3.38     430021850012205018.230021812205018.2-<13(良好)3.67
实施例5
在实施例5中,使用示于图5中的平床层压机制备地毯。该地毯是毛圈绒头地毯,具有690g/m2的面纤维重量。第一背衬是108g/m2聚丙烯纺粘非织造织物,面纱是1360分特BCF尼龙66纱。
聚合物粘合剂是乙烯与10重量%丙烯酸异丁酯、10重量%甲基丙烯酸的三元共聚物,其熔融指数为400,按照ASTM D-1238(在190℃下,使用2.16Kg砝码)测定。该聚合物粘合剂与尼龙6,6的粘合性为11.6N/10毫米,拉伸强度为6.0MPa。
将地毯面纱侧朝下,将簇绒第一背衬放置在运动皮带上。皮带以4米/分钟的速度运动。在230℃的熔融温度下,以大约2500g/m2的基础重量,将聚合物粘合剂涂覆在第一背衬背面上,然后覆盖上第二背衬。第二背衬是5毫米厚度的针刺毛毡绒头织物,基础重量为大约550g/m2,由100%细(~2分特)聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维组成。然后将地毯通过类似于对于图5所述的平床层压机。首先使地毯在两个皮带的一组之间通过,所述皮带对地毯施加大约2.5N/cm2的表面压力。层压机的皮带由具有平表面的电阻加热组件加热到130到150℃,该电阻加热组件压在皮带的背面。皮带之间的间隙被设置为7毫米。在3米长的加热部分的末端,所述皮带与它们之间的地毯通过一钳口,该钳口维持恒定的6毫米的开口。钳口中的压力为大约10N/cm2。然后,皮带与它们之间的地毯继续进入冷却区,其中皮带在一系列弹簧加载的水冷却组件之间通过,所述组件具有光滑的无粘性表面,其压在运动皮带上,使皮带之间保持7毫米的间隙。在2米长的冷却区末端,由两个辊子将皮带从地毯上除去。没有使用附加的冷却辊。
按照Lisson Tretrad纤维保留值测试程序,测试成品地毯的纤维保留值。在完成Lisson Tretrad纤维保留值测试程序后,按照DIN1963A,对成品地毯进行目视外观评价,结果为等级4(很好)。
实施例6
在实施例6中,使用示于图5中的平床层压机制备地毯。所述地毯是平毛圈绒头地毯,面纤维重量为460g/m2。第一背衬是108g/m2聚丙烯纺粘非织造织物,面纱是1360分特BCF尼龙66纱。
聚合物粘合剂是乙烯与10重量%丙烯酸异丁酯、10重量%甲基丙烯酸的三元共聚物,其熔融指数为400,按照ASTM D-1238(在190℃下,使用2.16Kg砝码)测定。该聚合物粘合剂与尼龙6,6的粘合性为11.6N/10毫米,拉伸强度为6.0MPa。
从给料辊将簇绒第一背衬铺在运动皮带上,将地毯的面纱侧朝下。皮带以4米/分钟的速度运动。在150℃的熔融温度下,以大约2500g/m2的基础重量,将聚合物粘合剂涂覆在第一背衬背面上,然后覆盖上第二背衬。第二背衬是3.5毫米厚度的针刺毛毡绒头织物,基础重量为大约350g/m2,由100%细(~2分特)聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维组成。然后将地毯通过类似于对于图5所述的平床层压机。首先使地毯在两个皮带的一组之间通过,所述皮带对地毯施加大约2.5N/cm2的表面压力。层压机的皮带由具有平表面的电阻加热组件加热到130到150℃,该电阻加热组件压在皮带的背面。皮带之间的间隙被设置为7毫米。在3米长的加热部分的末端,所述皮带与它们之间的地毯通过一钳口,该钳口维持恒定的6毫米的开口。钳口中产生的压力为大约10N/cm2。然后,皮带与它们之间的地毯继续进入冷却区,其中皮带在一系列弹簧加载的水冷却组件之间通过,所述组件具有光滑的无粘性表面,其压在运动皮带上,使皮带之间保持7毫米的间隙。在2米长的冷却区末端,由两个辊子将皮带从地毯上除去。没有使用附加的冷却辊。
按照Lisson Tretrad纤维保留值测试程序,测试成品地毯的纤维保留值。在完成Lisson Tretrad纤维保留值测试程序后,按照DIN1963A,对成品地毯进行目视外观评价,结果为等级4(很好)。

Claims (26)

1.一种簇绒地毯,其包含:
具有纱的第一背衬,所述纱由至少85%重量的选自尼龙纤维、羊毛纤维和其混合物的纤维组成,所述簇绒的第一背衬具有地毯侧和相反的背侧;
施加到所述簇绒第一背衬的背侧上的聚合物粘合剂,所述聚合物粘合剂接触第一背衬和簇绒在第一背衬中的纱的纤维,所述聚合物粘合剂由至少85%重量的一种或多种乙烯共聚物组成,每种乙烯共聚物由50到95重量%乙烯和5-50重量%至少一种选自酯和羧酸类的共聚单体组成,所述聚合物粘合剂的熔融指数,按照ASTM D-1238在190℃下使用2.16Kg砝码测定,为大于150,并且在室温下的强度按照DIN53504-85试验方法测定为至少5MPa,和
粘合到第一背衬的背侧的第二背衬。
2.权利要求1的地毯,其中酯和羧酸类的共聚单体由醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸组成。
3.权利要求2的地毯,其中所述聚合物粘合剂是包含50-90重量%乙烯、5-20重量%丙烯酸丁酯和5-20重量%甲基丙烯酸的三元共聚物。
4.权利要求2的地毯,其中聚合物粘合剂的至少20重量%是包含50-95重量%乙烯和5-50重量%甲基丙烯酸的共聚物。
5.权利要求4的地毯,其中聚合物粘合剂的至少20重量%是包含50-95重量%乙烯和5-50重量%醋酸乙烯酯的共聚物。
6.权利要求2的地毯,其中聚合物粘合剂的熔融指数在200到800范围内,按照ASTM D-1238,在190℃下使用2.16Kg的砝码测定。
7.权利要求6的地毯,其中聚合物粘合剂的熔融指数在400到600范围内,按照ASTM D-1238在190℃下使用2.16Kg的砝码测定。
8.权利要求1的地毯,其中聚合物粘合剂对聚酰胺6,6的粘合性为至少2牛顿每10毫米,按照尼龙粘合试验方法测定。
9.权利要求6的地毯,其中聚合物粘合剂对聚酰胺6,6的粘合性为至少5牛顿每10毫米,按照尼龙粘合试验方法测定。
10.权利要求2的地毯,其中第二背衬由所述聚合物粘合剂直接粘合到第一背衬的背面,并且其中所述第二背衬包括由至少85%重量的由选自聚烯烃、聚酯和聚酰胺的聚合物组成的纤维组成的织物。
11.权利要求10的地毯,其还包含在第一背衬的背侧和第二背衬之间的增强网格,所述增强网格由所述聚合物粘合剂直接粘合到第一背衬的背面和第二背衬上。
12.权利要求11的地毯,其中增强网格是开口纤维玻璃毡片。
13.权利要求1的地毯,其中第一背衬由纺粘聚烯烃非织造织物组成。
14.权利要求1的地毯,其中簇绒地毯具有的纤维保留指数为至少3,按照Lisson Tretrad测试方法进行测定。
15.一种用于生产簇绒聚酰胺-型纤维地毯的方法,其包括
提供用纱簇绒的第一背衬,所述纱由至少85%重量的选自尼龙纤维、羊毛纤维和其混合物的纤维组成,所述簇绒的第一背衬具有地毯侧和相反的背侧;
在所述簇绒第一背衬的背侧上提供熔融聚合物粘合剂,所述聚合物粘合剂由至少85%重量的一种或多种乙烯共聚物组成,每种乙烯共聚物由50到95重量%乙烯和5-50重量%的至少一种选自酯和羧酸类的共聚单体组成,所述聚合物粘合剂按照ASTM D-1238,在190℃下,使用2.16Kg砝码测定的熔融指数为大于150,和按照试验方法DIN 53504-85测定的强度为至少5MPa,
将簇绒第一背衬与熔融聚合物粘合剂一起引入钳口,并且在所述钳口中将熔融聚合物粘合剂压入所述簇绒第一背衬,和
将所述熔融聚合物粘合剂冷却到低于所述熔融粘合剂的熔点的温度。
16.权利要求15的方法,其中所述聚合物粘合剂按照试验方法DIN53504-85测定的对聚酰胺6,6的粘合性为至少2牛顿每10毫米。
17.权利要求15的方法,其包括将第二背衬粘合到第一背衬的背面,以将簇绒第一背衬、聚合物粘合剂和第二背衬形成整体的簇绒地毯的附加的步骤。
18.权利要求17的方法,其中将第二背衬粘合到第一背衬的背面的步骤包括:
提供第二背衬,
使第二背衬的侧面与已经施加了熔融聚合物粘合剂的簇绒第一背衬的背侧接触,
在运动皮带下压制所述簇绒第一背衬、所述熔融聚合物粘合剂层和所述第二背衬至少10秒,该运动皮带施加至少1N/cm2的压力,在该期间聚合物粘合剂保持熔融状态,
将运动皮带从簇绒第一背衬、熔融聚合物粘合剂层和第二背衬上除去,和然后将所述熔融聚合物粘合剂冷却到低于所述熔融粘合剂的熔点的温度,使得簇绒第一背衬、聚合物粘合剂和第二背衬形成整体的簇绒地毯。
19.权利要求15的方法,其中熔融聚合物粘合剂的挤出温度在150到325℃范围之内。
20.权利要求15的方法,其还包括在所述钳口中压制所述簇绒第一背衬、所述熔融聚合物粘合剂层和所述第二背衬的步骤之前,将增强网格引入簇绒第一背衬的背侧和第二背衬之间的步骤。
21.权利要求16的方法,其中选自酯和羧酸类的共聚单体由醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸组成。
22.权利要求16的方法,其中所述聚合物粘合剂是包含50-90重量%乙烯、5-20重量%丙烯酸丁酯和5-20重量%甲基丙烯酸的三元共聚物。
23.权利要求16的方法,其中聚合物粘合剂的至少20重量%是包含50-95重量%乙烯和5-50重量%甲基丙烯酸的共聚物。
24.权利要求23的方法,其中聚合物粘合剂的至少20重量%是包含50-95重量%乙烯和5-50重量%醋酸乙烯酯的共聚物。
25.权利要求16的方法,其中聚合物粘合剂按照ASTM D-1238在190℃下使用2.16Kg砝码测定的熔融指数在200到800范围内。
26.权利要求25的方法,其中聚合物粘合剂按照ASTM D-1238在190℃下使用2.16Kg的砝码测定的熔融指数在400到600范围内。
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