JP2006510464A6 - 改善されたタフト保持力を有するカーペット - Google Patents

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Abstract

ナイロン繊維、羊毛繊維、およびそれらの混合物の群から選択される少なくとも85重量%の繊維を含んでなる糸を有する第1の基布を有するタフテッドカーペットが提供される。タフト化された第1の基布の裏面にはポリマー接着剤が適用され、この接着剤は、それぞれが50〜95重量%のエチレンと、5〜50重量%の、エステルおよびカルボン酸よりなる群から選択される少なくとも1種のコモノマーとを含んでなる、少なくとも85重量%の1種もしくはそれ以上のエチレンコポリマーよりなる。このポリマー接着剤は、150を超えるメルトインデックスと、少なくとも5Mpaの室温におけるテナシティとを有する。第1の基布の裏面には第2の基布が接着される。エチレンコポリマー接着剤中の好ましいコモノマーとしては、酢酸ビニル、アクリル酸ブチル、アクリル酸メチル、メタクリル酸、およびアクリル酸が挙げられる。本発明のタフテッドカーペットの製造方法も提供される。

Description

本発明は、カーペットと、熱可塑性接着剤バインダーを使用する押出コーティング方法を使用するカーペットの製造方法とに関する。より詳細には、本発明は、磨損条件下で改善されたパイル繊維保持力を示すタフテッドカーペットに関する。
通常、タフテッドカーペットの製造には、染色されたまたは未染色の表糸を第1の基布中にタフト化することを伴う。これらの糸は、羊毛または綿などの天然繊維、またはナイロン、ポリエステル、アクリル、およびポリオレフィンなどのポリマーから紡糸された合成繊維などの種々の材料から製造することができる。審美性、コスト、および実用性能の全体的なバランスを考慮すると、これらの中ではナイロン66およびナイロン6が主要な材料である。タフト化作業は、特許文献1の1欄19〜43行に詳細に記載されており、この記載内容を本明細書に援用する。表糸が未染色である場合、タフト化された第1の基布は次に、バッチまたは連続作業のいずれかで印刷または後染めが行われる。染色の後、カーペットは洗浄および乾燥が行われ、通常は、タフト化された第1の基布の裏面上に第2の基布を適用するための準備が行われる。第2の基布は通常、ポリプロピレンまたはポリエステル合成繊維の織布または不織布、あるいはジュート天然繊維の織布である。
カーペット仕上作業の一部としての第2の基布の適用は、従来、典型的には実質的な量の充填剤を含む多量の水性ラテックスバインダーの適用を伴っている。これらのラテックスバインダーは、低コストで良好な濡れ性および良好な接着性能を得ることができるため、長年にわたって当産業における主流となっている。従来のラテックス法においては、第1の基布中の繊維を固定するために、最初に予備的なラテックスコーティング(「プレコート」)がタフト化された第1の基布の裏面に適用される。このプレコートをオーブン中で乾燥させた後、通常は、接着性ラテックスバインダー層および第2の織物基布を第1の基布に適用し、その後、乾燥機中でラテックスバインダーを乾燥させ硬化させる。別の方法では、ラテックスフォームを、第2の織物基布の代わりに第1の基布に直接適用することができる。ラテックス接着剤バインダーに広く使用されている材料はカルボキシル化スチレンブタジエンゴム(XSBR)である。
カーペット製造工程における水性ラテックスバインダーの使用に関して、工程的および環境的の両方の欠点が存在する。このラテックス法は、水をラテックスから除去し続いてラテックスを硬化させるために有意な乾燥工程を必要とする。乾燥工程によって、生産速度が限定され、特に、厚いニードルパンチの第2の基布が使用される場合には、カーペットのコストが増加する。このことは、エネルギーコストが増加する場合に特に切実となる。さらに、乾燥機は、主要な設備投資となる。ラテックスバインダーを使用して製造されたカーペットは、水を透過し、さらには水を保持し、そのためそのようなカーペットの洗濯が困難になるという欠点も有する。さらに、ラテックスは再利用が非常に困難であり、カーペット取り付け中に発生しうる加熱工程中に臭気を発生する。
したがって、ラテックスバインダーの代わりに熱可塑性接着剤バインダーを使用する耐久性のカーペットの製造方法が長い間切実に望まれており、熱可塑性バインダーを使用して製造されるカーペットを開発しようとする試みが行われている。ベイリー(Bailey)らの特許文献2の5〜8ページには、タフテッドカーペットの仕上用と見なされている熱可塑性接着剤の概要が提供されている。特許文献2は、熱可塑性樹脂を含み、無機材料およびラテックス材料を実質的に含まない接着剤バインダーを使用して接合させたタフテッドカーペットに関し、そのカーペットは良好なタフト接合性を示す。この公報は、ループパイルカーペットで発生しうる、引っかかりが生じた場合に、カーペットからタフト全体を引き離すことに対する抵抗性を測定するための試験方法(ASTM D−1335)に言及している。
ビノッド(Vinod)らの特許文献3には、少なくとも8重量%のエステル基と少なくとも1重量%のカルボン酸基とを有するエチレンターポリマーから実質的になる熱可塑性樹脂を、ナイロンまたはポリエステル糸のタフトを内部に有する第1のカーペット基布と接触させる、タフテッドナイロンまたはポリエステルパイルカーペットの製造方法が開示されている。ASTM D−1335に従って測定した場合、タフトの接合強度は4〜5.5ポンド(18〜25ニュートン)であると報告されている。
カーペットが繊維の減少に抵抗する、熱可塑性接着剤バインダーを使用してカーペットを製造するための商業的に許容される方法がなお必要とされている。カットパイルおよびループパイルカーペット上での大規模な徒歩による通行、椅子のキャスターの回転、および家具や装置を滑らすことによる移動によって、タフトから出る個々の繊維が磨損することによってカーペットからパイル繊維が失われ、必ずしもタフト全体がカーペットから引っ張られるわけではないことが分かっている。これは、主としてナイロン表面繊維を使用して製造される低いパイルのベロアカーペットの場合に特に切実な問題である。個々の繊維が糸の束中で互いにわずかに絡み合い、その結果、バインダー接着剤が実質的にすべての個々の繊維と接触して、繊維が接合し、それによって磨損条件下においてもそのまま残留するというのでなければ、許容できないほど大きな割合の繊維が、カーペットから出て摩耗しやすくなり、目障りな薄い点、および遊離した繊維を有するカーペット表面の望ましくない汚れが生じる。カーペットが視覚的なデザインまたはパターンを有する場合、カーペットの糸の繊維の15〜20%が失われると、カーペットの視覚的外観の実質的な低下が起こる。
商業的環境において通常発生する磨損に焦点を当てたパイル繊維保持力を測定するための試験の1つは、リッソン・トレトラッド(Lisson Tretrad)試験、国際規格案(Draft International Standard)ISO/DIS 12951−1であり、これについては後の試験方法の項で説明する。リッソン・トレトラッド(Lisson Tretrad)試験は、カーペット上での椅子のキャスターの回転、カーペット上での激しい徒歩による通行、およびカーペット上での家具や装置の滑らすことによる移動が日常的に行われる商業的環境においてカーペットが遭遇する磨損をシミュレートしている。このリッソン・トレトラッド(Lisson Tretrad)試験に従って、パイル繊維の累積的な損失に基づく有効な繊維接合および封入レベルを区別することが可能となり、対照的に、ASTM D−1335では、タフト束を基布から完全に除去するために必要な力を測定するのみである。ASTM−D−1335に従って測定されるカーペットのタフトの完全な損失と、リッソン・トレトラッド(Lisson Tretrad)試験ISO 12951−1に従って測定される磨損条件下でのカーペット繊維の損失との間には相関がほとんど存在しないことが分かっている。たとえば、後述の比較例2には、D−1335を満たす9ニュートンを超えるタフト接合を有するカーペットが、リッソン・トレトラッド(Lisson Tretrad)試験において不十分な58%のパイル繊維損失を示すことが示されている。
カーペットが、事務所などの摩耗の頻度が高い商業的環境における使用に好適となる、羊毛またはナイロン繊維などのポリアミド型表面繊維と、熱可塑性接着剤バインダーとから製造されるカーペットが必要とされている。このようなカーペットを製造するための効率的な方法も必要とされている。このようなカーペットの製造方法は、バインダーがカーペット繊維と十分に接触し、タフト中の個々の繊維の実質的にすべてと良好な接着性が得られ、それによってカーペット繊維がその位置に保持されるようにする必要がある。当然ながら、カーペットの第2の織物基布の層間剥離に対する抵抗性などの、カーペット構造の他の必要な特性も維持する必要がある。
米国特許第4,844,765号明細書 国際公開第96/29460A1号パンフレット 国際公開第95/14806号パンフレット
本発明は、ナイロン繊維、羊毛繊維、およびそれらの混合物の群から選択される少なくとも85重量%の繊維を含んでなる糸を有する第1の基布を含んでなり、タフト化された第1の基布がカーペット面とその反対側にある裏面とを有するタフテッドカーペットに関する。このカーペットは、タフト化された第1の基布の裏面に適用されたポリマー接着剤を有し、このポリマー接着剤は、第1の基布および第1の基布中でタフト化された糸の繊維と接触している。このポリマー接着剤は、少なくとも85重量%の1種もしくはそれ以上のエチレンコポリマーよりなり、そのそれぞれが50〜95重量%のエチレンと、5〜50重量%の、エステルおよびカルボン酸よりなる群から選択される少なくとも1種のコモノマーとを含んでなる。このポリマー接着剤は、ASTM D−1238に従って190℃において2.16kgのおもりを使用した場合に150を超えるメルトインデックスを有し、試験方法DIN 53504−85に従い少なくとも5Mpaの室温におけるテナシティを有する。このカーペットは、第1の基布の裏面に接着される第2の基布をさらに含む。
好ましくは、エステルおよびカルボン酸のコモノマーの群は、酢酸ビニル、アクリル酸ブチル、アクリル酸メチル、メタクリル酸、およびアクリル酸よりなる。より好ましくは、ポリマー接着剤は、50〜90重量%のエチレン、5〜20重量%のアクリル酸ブチル、および5〜20重量%のメタクリル酸を含むターポリマーであり、あるいはポリマー接着剤は、50〜95重量%のエチレンおよび5〜50重量%のメタルシル酸(metharcylic acid)を含むコポリマーと、50〜95重量%のエチレンおよび5〜50重量%の酢酸ビニルを含むコポリマーとの混合物である。
さらに好ましくは、ポリマー接着剤は、ASTM D−1238に従って190℃において2.16kgのおもりを使用した場合のメルトインデックスが200〜800の範囲であり、より好ましくは400〜600の範囲である。ポリマー接着剤は、後述のナイロン接着試験方法に従うポリアミド6,6に対する接着力が、少なくとも2ニュートン/10mmとなるべきであり、より好ましくは少なくとも5ニュートン/10mmとなるべきである。
本発明は、タフト化されたポリアミド型繊維カーペットの製造方法にも関する。第1の基布が、ナイロン繊維、羊毛繊維、およびそれらの混合物の群から選択される少なくとも85重量%の繊維を含んでなる糸を使用してタフト化され、タフト化された第1の基布はカーペット面とその反対側にある裏面とを有する。タフト化された第1の基布の裏面には溶融ポリマー接着剤が提供され、このポリマー接着剤は、少なくとも85重量%の1種もしくはそれ以上のエチレンコポリマーよりなり、そのそれぞれが50〜95重量%のエチレンと、5〜50重量%の、エステルおよびカルボン酸よりなる群から選択される少なくとも1種のコモノマーとを含んでなる。このポリマー接着剤は、ASTM D−1238に従って190℃において2.16kgのおもりを使用した場合に150を超えるメルトインデックスを有し、試験方法DIN 53504−85に従い少なくとも5Mpaの室温におけるテナシティを有する。タフト化された第1の基布は、次に、溶融ポリマー接着剤とともにニップ中に導入され、ニップ中で溶融ポリマー接着剤がタフト化された第1の基布中に圧縮される。最後に、溶融ポリマー接着剤がその融点を下回る温度まで冷却される。
好ましくは、ポリマー接着剤は、試験方法DIN 53504−85に従いポリアミド6,6に対する接着力が少なくとも2ニュートン/10mmである。さらに好ましくは、この方法は、第2の基布を第1の基布の裏面に接着して、タフト化された第1の基布、ポリマー接着剤、および第2の基布から、一体となったタフテッドカーペットを形成する追加の工程を含む。第2の基布を第1の基布の裏面に接着する工程は、第2の基布を提供する工程と、第2の基布の面を、溶融ポリマー接着剤が適用されているタフト化された第1の基布の裏面と接触させる工程と、タフト化された第1の基布、溶融ポリマー接着剤層、および第2の基布を、少なくとも1N/cmの圧力が印加される移動ベルトの下で少なくとも10秒間圧縮し、その間ポリマー接着剤は溶融状態のままである工程と、移動ベルトを、タフト化された第1の基布、溶融ポリマー接着剤層、および第2の基布から取り外した後、溶融ポリマー接着剤を溶融接着剤の融点を下回る温度まで冷却して、タフト化された第1の基布、ポリマー接着剤、および第2の基布から、一体となったタフテッドカーペットを形成する工程とを含んでなることができる。
本明細書で使用される場合、用語「ポリマー」としては一般に、ホモポリマー、コポリマー(たとえば、ブロックコポリマー、グラフトコポリマー、ランダムコポリマー、および交互コポリマーなど)、ターポリマー、ならびにそれらの混合物および改質物が挙げられるがこれらに限定されるものではない。さらに、他に特に限定されない限り、用語「ポリマー」は、その材料のあらゆる可能な幾何学的配置を含むべきである。これらの配置としては、イソタクチック、シンジオタクチック、およびランダムな対称性が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本明細書で使用される場合、用語「ポリオレフィン」は、一連の、炭素および水素のみを含んでなる大部分が飽和したポリマー炭化水素のあらゆるものを意味することを意図している。典型的なポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ならびにモノマーのエチレン、プロピレン、およびメチルペンテンの種々の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本明細書で使用される場合、用語「ポリプロピレン」は、プロピレンのホモポリマーのみではなく、繰り返し単位の少なくとも85%がプロピレン単位であるコポリマーも含むことを意図している。
本明細書で使用される場合、用語「ナイロン」は、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド1212、およびポリアミド6/66などの一般にナイロンと称される、公知の脂肪族ポリアミドポリマーおよびコポリマーの1種もしくはそれ以上を少なくとも85%含んでなるポリマーを含むことを意図している。これらの脂肪族ポリアミドの製造方法は十分に知られており、4〜12個の炭素原子を含有する飽和ジカルボン酸と、4〜14個の炭素原子を含有するジアミンとの等モル量の縮合が挙げられ、たとえばヘキサメチレンジアミンおよびアジピン酸の重合[ナイロン66]またはカプロラクタム(caprolactum)[ナイロン6]の重合が挙げられる。
本明細書で使用される場合、用語「不織布」は、不規則な方法で配置されて平面状材料が形成される個々の繊維または糸の構造を意味し、編まれた織物のような識別可能なパターンを有さない。
試験方法
カーペット繊維保持力は、ISO方法DIS 12951−1(リッソン・トレトラッド(Lisson Tretrad)試験としても知られる)(欧州規格(European Standard)EN−1963とも呼ばれている)(この記載内容を本明細書に援用する)に準拠して測定した。この試験方法は、往来の多い商業的環境で一般的な磨損をシミュレートすることを意図した条件下でタフテッドカーペットの摩耗耐久性を測定する。この試験装置は、リッソン・トレトラッド(Lisson Tretrad)装置よりなり、これは、張力下でカーペット試料を載せて支持する台板と、研磨力をカーペット試料に加えるトレトラッド(Tretrad)組立体と、試験中に遊離するカーペット繊維を捕集する真空掃除システムとを含んでなる。トレトラッド(Tretrad)組立体は、互いに90°の角度で間隔を開けて配置される4つの脚を有するホイールを備える。ラバーソールで覆われた円板型の足が各脚の端部に取り付けられる。試験中、これらの足は、カーペット試料を150ニュートンの垂直力で押し下げ、ホイールがカーペット上を連続的に前後に回転するときにレバーアームによってカーペットに沿って移動する。トレトラッド(Tretrad)アームの線速度は0.28m/秒であり、足の周速は線速度よりも20%大きく、そのため試験片上で足が滑る。吸引ノズルは足に続いて移動して、カーペットから摩耗して離れたあらゆる繊維を捕集する。これらの摩耗した繊維を秤量し、繊維保持力指数ITRが次式より計算される:
TR=0.19{MAP[100−MRV]/100}1/2、式中、
APは、第1の基布の上の単位面積当たりのパイルの質量であって単位はg/mであり、
RVは、%繊維重量減であり、次式によって求められ:
RV=(M/MAP)100、式中
=カーペットから捕集した繊維の重量(単位グラム)をカーペットの試験面積(単位平方メートル)で割った値。
メルトインデックスは、ASTM D−1238に従って190℃において2.16kgのおもりを使用した場合で測定し、単位なしで報告される。
引張強度は、DIN 53504−85またはS2/ISO 37 T2に従って測定し、この記載内容を本明細書に援用する。この試験において、0.3cm×7.5cmのダンベル試料(53504−85またはS2/ISO 37 T2に記載される)を、試料の互いに反対側の端部において固定した。それらのクランプは、試料上で互いに5cmで取り付けた。試料は、試料が破断するまで200mm/分の一定速度で引っ張った。破断時の応力を、単位MPaで破断引張強度として記録した。破断時伸びをパーセントとして記録した。
接着力は、以下のナイロン接着試験方法に従って測定した。温度270℃でプレスを使用して、厚さ2mmのポリアミド6,6板を作製した。粒状形態のポリアミド6,6をプレスに導入し、5バールの圧力下で5分間予備加熱した。2分間で圧力を100バールまで増加させた。板を約8分冷却し(この間100バールの圧力は維持した)、続いてプレスから取り出した。接着性ポリマーの厚さ2mmの板を、温度が150℃であったことを除けば同じ手順で作製した。粒状形態の接着性ポリマーをプレスに導入し、5バールの圧力下で5分間予備加熱した。続いて、2分間で圧力を100バールまで増加させた。板を約8分冷却し(この間100バールの圧力は維持した)、続いてプレスから取り出した。ポリアミド6,6板および接着性ポリマー板を、PA66と接触するジョーが150℃に維持され接着性ポリマーと接触するジョーが室温に維持されるプレスのジョーの間で、20バールの圧力下で1分間プレスして、2つの板を互いに接着させた。接着させた板をプレス内に残し、ほぼ室温まで冷却してから、プレスから取り出した。次に、この構造体の1cm×15cmのストリップを作製し、長さ3cmにわたってPA66から接着性ポリマーを手で層間剥離した。次に、引張試験装置のジョーに試料の手で層間剥離した両端を固定することによって、接着部分をポリアミド6,6部分から離した。互いから2cmでクランプを取り付けた。層間剥離は50mm/分の一定速度で行った。接着剤をポリアミド6,6から層間剥離するために必要な力を記録し、N/cmの単位で報告した。
目視による外観を、規準のDIN EN 1963−パートAに規定されるように、以下の尺度を使用して評価した:
1.不合格。摩耗領域における極度の構造変化、たとえば、糸のタフトの損失により第1の基布が見える、4つ以上のカットパイルまたはループの試験領域における損失(ループカーペットの場合)、毛髪状の遊離した長さ≧15mmのフィラメントが観察される。
2.十分。住宅目的に適している。摩耗領域における中程度の構造変化、たとえば、撚られた糸の一部の損失(サクソニー(Saxony))およびまたは嵩高さの消失、長さ5〜15mmの毛髪状の遊離したフィラメント、カーペットのループ中の一部の毛の逆立ち(カットアンドループカーペットの場合)。
3.良好。通常の往来の商業目的に適している。摩耗領域における小さな構造変化、たとえば、撚られた糸の少量の損失、長さ≦5mmの毛髪状の遊離したフィラメント、タフト化パイル表面にほとんど損傷なし。表面完全性が完全に維持される。
4.非常に良好。往来の多い商業目的に適している。摩耗領域における構造変化は非常にわずかであり、表面完全性が完全に維持される。
詳細な説明
本発明のカーペットは、ナイロン、羊毛、またはそれらの混合物などのポリアミド型の表糸を有し、従来のタフト化方法によって製造される。ポリアミド型の糸は、第1の基布材料のシート中にタフト化される。ある特殊な熱可塑性接着剤が、第1の基布の裏面を通って延在するタフトの一部に適用され、それによって糸の繊維がその場所に固定される。本明細書で使用される場合、「繊維」は、連続フィラメント繊維および短繊維の両方を意味する。図1に示されるように、第1の基布10は表糸12でタフト化される。接着剤14がタフト化された第1の基布の裏面に適用され、第2の基布16は好ましくは接着剤14に接着される。好ましくは、タフテッドカーペット20は、ナイロンまたは羊毛などのポリアミド型繊維糸を含んでなり、ポリオレフィンがスパンボンド加工された第1の基布上にタフト化される。より好ましくは、タフテッドカーペット20は、カットパイル、ループパイル、またはこれら2つの組み合わせを有し、ナイロン表糸を含んでなる。好ましいカーペットは、E.I.デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー(E.I.du Pont de Nemours and Company)(「デュポン」(DuPont))より販売されるアントロン(ANTRON)(登録商標)ナイロン66糸を使用して製造され、デュポン(DuPont)より販売されるタイパー(TYPAR)(登録商標)不織シートなどのポリプロピレンスパンボンド不織布の第1の基布上でタフト化される。
本発明によると、特別に配合されたポリマー接着剤が、糸タフトに浸透してタフト中の繊維の大部分またはすべてと接触するように、タフト化された第1の基布の裏面に適用される。この接着剤は、タフト中のポリアミド型繊維に接着し、タフト中の実質的にすべての繊維を固定するように配合される。この接着剤は、接着剤の上でカーペットの裏面に適用することができる第2の基布材料に接着するように配合することもできる。
本発明のカーペット中に使用されるポリマー接着剤は、多数の異なる機能を果たすように特別に配合される。第1に、この接着剤は、タフトの繊維網目に含浸して、タフト中の非常に多数の繊維と接触するように製造される必要がある。この接着剤は、溶融状態において、第1の基布の裏面を通過して延在するカーペットタフトの一部の繊維網目に接着剤が完全に浸透できるような十分低い粘度を有する必要がある。好ましくは、接着剤がポリアミド型カーペットタフトの繊維を容易に濡らすように、この接着剤はカーペットの繊維と適合性である。第2に、この接着剤は、カーペットタフト中のポリアミド型繊維に接着するように配合する必要がある。この接着は、カーペットが磨損にさらされる場合に、接着剤バインダーによってカーペット繊維がカーペット中に固定され続けるために必要である。好ましくは接着剤が、カーペットタフトのポリアミド型繊維と化学的に結合する。第3に、この接着剤は、固化した状態において、磨損中に繊維がカーペットから引っ張られる場合に接着剤が破壊されたり除去されたりしないように十分な引張強度を有する必要がある。
繊維がその場に維持されるための、カーペット中のタフト中の繊維が十分な割合での接着は、接着性ポリマーを注意深く配合することと、適用工程条件を制御することとによって実現される。ポリマー接着剤は、タフト中の成分の実質的な大部分と接触し濡らすことが可能となる、押出粘度とカーペット繊維に対する親和性とを有する必要がある。溶融接着剤の粘度は、接着剤の製造に使用される重合方法を介して、および、カーペット製造工程中に接着剤が押し出される温度を調節することによって制御される。より高いメルトインデックスを有するより粘性の低いポリマー接着剤は、重合方法の速度の低下によって、重合中に使用されるポリマー連鎖開始剤の量の増加によって、および/または重合時間の短縮によって、ポリマー鎖の長さを減少させることでポリマー接着剤の平均分子量を低下させることによって得ることができる。しかし、ポリマー接着剤の平均分子量の低下は、接着剤のテナシティの減少による悪影響が生じる場合がある。重合中に使用されるコモノマー量を減少させることによって、所望の高いテナシティおよび所望の比較的低粘度の両方を有する接着性ポリマーを得ることが可能であることが分かった。カーペット表糸のポリアミド型繊維に対する接着剤の濡れ性は、接着性ポリマー中に極性成分を含めることによって改善できることも分かった。
本発明のカーペットのタフトの繊維を接合させるために使用される熱可塑性ポリマー接着剤は、50〜95重量%のエチレンと、5〜50重量%の、エステルまたはカルボン酸のいずれかである1種もしくはそれ以上のコモノマーとを含んでなるエチレンコポリマーおよびターポリマーの群から得られる樹脂である。好適なエステルコモノマーの例は、酢酸ビニル、アクリル酸ブチル、またはアクリル酸メチルである。望ましいカルボン酸の例は、メタクリル酸およびアクリル酸である。本発明の方法に使用されるポリマー接着剤は、このようなエチレンコポリマーおよびターポリマーの混合物を含んでなることもできる。たとえば、エチレンと酢酸ビニルの第1のコポリマーと、エチレンとメタクリル酸との第2のコポリマーとの混合物である接着剤が、本発明のカーペットのための熱可塑性ポリマー接着剤として十分に機能するように配合される。エチレン/酢酸ビニル成分は、ポリアミド型繊維に対する接着剤の濡れ性を改善するある程度の極性を有すると考えられ、接着剤のエチレン/メタクリル酸成分は、接着剤とポリアミド型繊維との間で化学的な結合を形成すると考えられる。別の好ましい熱可塑性接着剤は50〜98重量%のエチレン、1〜25重量%のアクリル酸ブチル、および1〜25重量%のメタクリル酸を含むターポリマーである。より好ましくは、このターポリマーは、60〜90重量%のエチレン、5〜20%のアクリル酸ブチル、および5〜20%のメタクリル酸を含むターポリマーから得られる。このターポリマーにおいて、アクリル酸ブチルは、ポリアミド型繊維の良好な濡れ性のために必要な極性に寄与すると考えられ、メタクリル酸成分は、ポリアミド型繊維に化学的に結合すると考えられる。
本発明のエチレンコポリマーまたはターポリマーポリマー接着剤では、ほとんどの商業規模のカーペット製造方法で使用できるように、接着剤は、ASTM D−1238に従って190℃において2.16kgのおもりを使用した場合に、150を超えるメルトインデックスを有する必要がある。より好ましくは、ASTM D−1238に従って190℃において2.16kgのおもりを使用した場合に、ポリマー接着剤が、200〜800の範囲のメルトインデックスを有し、最も好ましくは400〜600の範囲のメルトインデックスを有する。しかし、150を超えるメルトインデックスを有する低粘度ポリマー接着剤が使用される場合、このような低粘度ポリマーは均一なフィルムを形成するよりも流れる傾向にあるため、第1の基布の裏面に接着剤の均一な層を適用することは困難である。第1の基布と接触する前に溶融接着剤が押出台から移動する距離が5cm未満、より好ましくは1cm未満に維持されれば、このような低粘度ポリマー接着剤でも、第1の基布の裏面に均一に適用できることが分かった。接着剤の適用温度は、接着剤の配合およびカーペット表糸の組成によって変動するが、前述の好ましいエチレンコポリマーおよびターポリマー接着剤を使用する場合、押出温度は好ましくは150〜325℃の範囲である。接着剤の適用速度は、接着剤、適用条件、タフト化された第1の基布の組成におって変動する。ほとんどのカーペット系および接着剤においては、少なくとも150g/m、より好ましくは250g/m〜600g/mの適用速度が効果的である。後述の方法では、接着性ポリマーを、第1の基布の裏面を通過して延在する糸タフトの一部に押し込み、それによって、接着剤が冷却される前に、溶融ポリマー接着剤を、カーペットタフト中の最大数の繊維と接触させる。好ましくは、接着剤が、第1の基布の裏面上にあるタフトの繊維網目内部の空隙の少なくとも60%の内部に浸透する。より好ましくは、接着剤が、第1の基布の裏面上にあるタフトの繊維網目内部の空隙の少なくとも80%の内部に浸透する。
本発明のエチレンコポリマーまたはターポリマーのポリマー接着剤は、本発明のカーペットのタフトのポリアミド型繊維に十分接着するように配合される。ポリマー接着剤は、前述の接着試験方法に従って測定される際、好ましくは、少なくとも2ニュートン/10mm、より好ましくは少なくとも5ニュートン/10mmのポリアミド6,6に対する接着力を有する。さらに、本発明のカーペットに使用されるエチレンコポリマーまたはターポリマーのポリマー接着剤は、磨損中に繊維がカーペットから引っ張られる場合に接着剤が破壊されたり除去されたりしないように、固化状態で十分なテナシティを有するように配合される。接着剤は、試験方法ASTM D 412に従って測定される際、少なくとも5Mpaのテナシティを有するべきである。残念ながら、接着剤およびテナシティを増加させるための接着剤の配合では、通常、100未満の比較的低いメルトインデックスを有するおり粘稠な接着剤が得られ、後述の商業規模のカーペット製造方法には好ましくない。本発明のエチレンコポリマーおよびターポリマー接着剤は、ポリアミド型表面繊維に十分に接着し、カーペットが過酷な摩耗条件におかれた場合でさえも繊維をその場に固定して維持するために十分高いテナシティも有する理想的な組み合わせの比較的低粘度のポリマー接着剤が得られるように特別に配合されている。
好ましくは、図1に示されるカーペットの第2の基布16は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、またはこれら2つの組み合わせの繊維を含んでなるニードルフェルト布である。好ましいニードルフェルトの1つは、80%の微細ポリプロピレン繊維(約2dtex)と、20%の、ポリプロピレン繊維の溶融温度より低い溶融温度を有するポリエチレンテレフタレート繊維とを含んでなる、坪量約550g/mで厚さ5mmのフリースである。別の好ましい第2の基布は、ゴムまたは熱可塑性ポリマー、たとえばフォームラバーのシートである。第2の基布として使用可能なポリマーシートの1つは、デュポン(DuPont)より販売されるケルダックス(KELDAX)(登録商標)シート材料であり、これによって、重量増加、騒音の減衰、難燃性、および滑り防止性が乾性カーペットに付与され、さらに、カーペットの貼り付けに一般に使用される接着剤に対してより大きな親和性もカーペットに付与される。第2の基布が熱可塑性シートまたはフォームである場合、第2の基布をポリマー接着剤とともに押出成形することができる。
本発明のカーペットの製造方法の1つが図2に示されている。第1の基布シート材料上のポリアミド型表面繊維の糸を含んでなるタフト化された第1の基布11が、ロール22から巻出され、ガイドロール25および曲げロール27によってニップ24に供給される。ニップ24は、ニップロール26と冷却ロール28との間に形成される。織布、不織布、またはニードルフェルト布、あるいは熱可塑性シートなどの第2の基布材料30は、ロール32からガイドロール33上を通ってニップ24に供給される。ニップロール26は、好ましくは弾性表面を有するロールであり、厚さ1.5mmのテフロン(Teflon)(登録商標)スリーブで覆われるショアA硬度80のゴム引きされた表面を有するロールを有する直径6インチ(15.2cm)のロールであってもよい。冷却ロール28は好ましくは、金属表面を有する直径300〜1000mmの冷却ロールである。
特別に配合された熱可塑性接着性ポリマーは、スクリュー押出機などの押出機34中で溶融し、加熱ダイ36を通して供給されて、溶融接着剤の均一な層38が形成される。図2に示される方法では、第1の基布および第2の基布がともにニップ24中を通過する直前に、溶融接着剤層38が、タフテッドカーペット11の第1の基布の裏側に適用される。ダイ36の出口から接着剤溶融物が第1の基布の裏面と接触する位置までの距離は、好ましくは5cm未満であり、より好ましくは1cm未満であり、それによってポリマー接着剤の均一なフィルムを、第1の基布の幅全体にわたって適用することが可能となる。別の方法では、第1および第2の基布がニップに入るときに接着性ポリマーがなお溶融状態にあるのであれば、第1の基布が第2の基布と接合される位置の前のある距離で、溶融接着剤を第1の基布の裏面または第2の基布の裏面に適用することができる。溶融接着性ポリマーの適用からニップまでの間の時間が、ニップに到達するまでにポリマーの固化が始まりうるほど長い場合、赤外ヒーターなどのヒーターを使用して、接着剤を溶融状態に維持することができる。
ニップ圧力は、第1の基布の裏面を通過して延在するカーペットタフトの一部の繊維網目中に溶融ポリマー接着剤が移動するために十分である必要がある。タフト化された第1の基布と溶融接着剤とは、100〜500N/cmの範囲の線圧力でニップロール26と冷却ロール28との間で加圧されることが好ましい。同じ工程で、第2の基布が第1の基布の裏面に接着される場合、ニップ圧力は実質的に異ならない。冷却ロール28が接着剤を硬化させた後、ゴム引きされた表面および60〜100のショアA硬度を有することが好ましいストリッパーローラー37によって冷却ロールからカーペットが取り外される。完成したカーペット20は、ガイドローラー38および39の上の通過して、ロール40上に巻き取られる。あるいは、カーペットが平坦なタイル形態で製造される場合、ロール40が、シートカッターおよび収集システムで置き換えられる。当業者であれば、記載の方法に、接着を促進するための予備加熱オーブンまたはコロナ処理の任意選択の装置、および接着性ポリマーに添加剤を添加するためのアプリケーターを追加できることを理解できるであろう。
ポリマー接着剤の硬化は、冷却ロールの寸法および温度、冷却ロール上の巻き付け角、ならびにライン速度を選択することによって制御される。好ましくは、冷却ロールは、4〜40℃の範囲の温度に維持され、より好ましくは8〜25℃の範囲の温度に維持される。完成カーペットが冷却ロールから離れるまでに、カーペットタフト中の繊維がタフト中にしっかりと固定されるように、ポリマー接着剤が十分に冷却されるべきである。さらに、第2の基布が第1の基布および溶融ポリマーとともにニップに導入される場合、完成カーペットが冷却ロールから離れるまでに、第2の基布が第1の基布にしっかりと接着するために十分ポリマー接着剤が冷却されることが重要である。
図示されていない本発明のタフテッドカーペットの別の製造方法では、特別に配合された接着性ポリマーを、タフテッドカーペットの第1の基布の裏面に適用した後、図2に示すようにニップに通過させることができるが、第2の基布材料は導入されない。ニップの圧力によって、カーペットタフトの繊維網目中に押し込まれて、接着剤がタフトの繊維と接触した後、接着剤が冷却ロールによって冷却される。第2の基布は、独立した工程において、後で第1の基布の裏面に適用することができる。第2の基布は、カーペットタフト中の繊維を固定するために使用した接着剤と同じ熱可塑性接着剤または別の熱可塑性接着剤使用して、第1の基布の裏面に接着することができる。
図3に示される本発明のカーペットの別の製造方法によると、補強グリッド42を、ロール41からガイドロール43上に通して、ニップ24に供給することができ、それによりさらなる寸法安定性をカーペットに付与することができる。補強グリッド42は、補強スクリム材料、たとえばガラス繊維グリッド、ポリエステルグリッド、または90℃を超える温度で良好な寸法安定性が得られるあらゆる他の材料であってよい。好ましくは、補強グリッド42は、340dTexガラス繊維の縦糸と680dTexガラス繊維の横糸とで製造される坪量約60g/mのガラス繊維グリッドである。補強グリッド42が使用される場合、タフト化された第1の基布、補強グリッドを有する第2の基布、および溶融ポリマー接着剤が、前述のようにニップロール26と冷却ロール28との間で加圧され、接着剤が硬化した後に、完成カーペットが冷却ロール28から取り外され、ロール40上に巻き取られる。
本発明のカーペットの好ましい製造方法は、ラミネーターと加圧ベルトとが併用され、これによって溶融ポリマー接着剤を押し付けることによる、第1のカーペット基布の裏面を通過する表糸の一部の繊維との接触が促進される。大型ベルト付き加熱ドラムを有するラミネーターが図4に示され、延長されたベルト付きの平台を有するラミネーターが図5に示される。
図4に示されるベルト付きドラムを有するラミネーターでは、最初に、タフト化された第1の基布に1種もしくはそれ以上のポリマー接着剤がコーティングされ、続いて大型加熱ドラムに押し付けられて、それによって第1の基布の裏面上の糸に接着剤が移動し、続いて第2の基布が接着剤上に適用され、カーペットが冷却されてポリマー接着剤が固化する。第1の基布上のポリアミド型表面繊維の糸を含んでなるタフト化された第1の基布11が、ロール22から巻出され、ガイドローラー46とベルトローラー48との間で加圧される。カーペット表糸は下に向かい、それによって、カーペット表糸が、ベルトローラー48上で移動するベルト50と接触する。このベルトは、テフロン(Teflon)(登録商標)PTFEなどの非粘着性ポリマーがコーティングされた高強度の布でできていることが好ましい。ベルト50は、少なくとも1N/cm、より好ましくは2〜10N/cmの圧力でカーペットをドラム54に押し付けるのに十分な張力下に維持される。このベルトは、1〜100メートル/分の速度、より好ましくは10〜30メートル/分の速度で移動する。前述の特別に配合された熱可塑性接着性ポリマーは、スクリュー押出機などの押出機34中で溶融し、加熱ダイ36を通して供給されて、溶融接着剤の均一な層38が形成される。タフト化された第1の基布の裏面を覆い、カーペットの第1の基布の裏面を通過する表糸タフトの一部の繊維の間の空隙に浸透するために十分な適用速度で、溶融接着剤層38が第1の基布11の裏面上に適用される。ダイ36の出口から接着剤溶融物が第1の基布の裏面と接触する位置までの距離は、好ましくは5cm未満であり、より好ましくは1cm未満であり、それによってポリマー接着剤の均一なフィルムを、第1の基布の幅全体にわたって適用することが可能となる。第2の加熱ダイ36aを有する第2の押出機34aを使用して、より粘稠でより低コストの接着剤の層38aを接着剤層38上に適用することができる。第2の接着剤層は、糸タフトに浸透する必要はないが、その代わり、タフト化された第1の基布の裏面のくぼみを満たす働きをして、より低粘度の接着剤38を糸タフト中に押し込むのを促進する。押出工程中、台58はベルト50およびタフト化された第1の基布を支持し、それによって第1のカーペット基布と押出機ダイ開口部との間の距離が一定に維持される。
ベルト50および接着剤がコーティングされた第1の基布11は、加熱することができるトランスファーローラー49によって、大きな直径の加熱ドラム54上に向かう。ドラム54は好ましくは、1〜3メートルの直径を有し、粘着防止ポリマーがコーティングされた金属表面を有し、蒸気または熱油によって加熱されることで、ドラム54の表面が130〜180℃の温度に維持される。ベルト50上の張力によって、タフト化された第1の基布11の表糸面に対して半径方向の力が作用し、これによって第1の基布11が加熱ドラム54に押し付けられ、それによって、第1のカーペット基布の裏面上にコーティングされた溶融ポリマー接着剤が少しずつ、第1のカーペット基布の裏面を通過して延在する糸タフト内部のほぼすべての空隙に押し込まれる。寸法安定性を付与するためにカーペット中に補強グリッドを組み込むことが望ましい場合は、積層された第1の基布が加熱ドラムと接触する前または後に、補強グリッド材料を溶融接着剤層の上に適用することができる。図4においては、第1の基布が加熱ドラム54に押し付けられる直前に、ガイドローラー53および55によって補強グリッド42が溶融接着剤上に適用されるのが示されている。補強グリッド42は、前述のあらゆる補強スクリム材料であってよい。
ストリッパーロール51は、タフト化された第1の基布11および溶融ポリマー接着剤コーティングを加熱ドラム54から取り外す。織布、不織布、またはニードルフェルト布、あるいは熱可塑性シートなどの第2の基布材料30は、ロール32からローラー57の周囲に供給されて、第2の基布が、タフト化された第1の基布11の接着剤がコーティングされた裏面に押し付けられる。この時点では少なくともタフト化された第1の基布11、接着性ポリマー38、および第2の基布30を含んでなるカーペットは、回転ベルト50から離れて、冷却ロール56に移される。冷却ロール56が接着性ポリマーを硬化させた後、ストリッパーローラー59によってカーペットが冷却ロールから取り外される。ポリマー接着剤の硬化は、冷却ロールの寸法および温度、冷却ロール上の巻き付け角、ならびにライン速度を選択することによって制御される。好ましくは、冷却ロールは、4〜40℃の範囲の温度に維持され、より好ましくは8〜25℃の範囲の温度に維持される。冷却は、複数の冷却ロールを使用することで促進することができる。完成カーペットが冷却ロールから離れるまでに、カーペットタフト中の繊維が(タフト中に)しっかりと固定されるように、ポリマー接着剤が十分に冷却されるべきである。完成カーペット20は最後にロール40上に巻き取られる。当業者であれば、記載の方法に、ベルトヒーター、追加の冷却ロール、および接着性ポリマーに添加剤を添加するためのアプリケーターなどの任意選択の装置を追加できることを理解できるであろう。
本発明の別の実施形態においては、第2の基布材料30を溶融接着剤層38の上に適用した後、タフト化された第1の基布11をローラー49とローラー55との間および図4のドラム54に通すように、図4に示される方法を修正することができる。このような配置では、第2の基布材料が溶融ポリマーとドラム54の表面との間に挟まれ、これによって、溶融ポリマーで起こりうるドラムへの付着が回避される。
本発明のカーペットを製造するための別のラミネーターはベルト付き平台を有し、図5に示されている。この平台ラミネーターを使用すると、最初にタフト化された第1の基布の裏面に1種もしくはそれ以上のポリマー接着剤がコーティングされ、続いて第2の基布が平台を介して供給され、ここでカーペットが加熱移動ベルトの間で加圧された後、冷却されてポリマー接着剤が固化する。第1の基布上のポリアミド型表面繊維の糸を含んでなるタフト化された第1の基布11が、ロール22から巻出され、ガイドローラー46とベルトローラー48との間を通過する。カーペット表糸は下に向かい、それによって、カーペット表糸が、ベルトローラー48の周囲で移動するベルト50と接触する。ベルト50は、テフロン(Teflon)(登録商標)PTFEなどの非粘着性ポリマーがコーティングされた高強度の布でできていることが好ましい。ベルト50は軽い張力下に維持され、好ましくは10〜30メートル/分の速度で移動する。前述の特別に配合された熱可塑性接着性ポリマーは、スクリュー押出機などの押出機34中で溶融し、加熱ダイ36を通して供給されて、溶融接着剤の均一な層38が形成される。タフト化された第1の基布の裏面を覆い、カーペットの第1の基布の裏面を通過する表糸タフトの一部の繊維の間の空隙に浸透するために十分な適用速度で、溶融接着剤層38がタフテッドカーペットの第1の基布11の裏面上に適用される。ダイ36の出口から接着剤溶融物が第1の基布の裏面と接触する位置までの距離は、好ましくは5cm未満であり、より好ましくは1cm未満であり、それによってポリマー接着剤の均一なフィルムを、第1の基布の幅全体にわたって適用することが可能となる。第2の加熱ダイ36aを有する第2の押出機34aを使用して、より粘稠でより低コストの接着剤の層38aを接着剤層38上に適用することができる。この第2の接着剤層は、糸タフトに浸透する必要はないが、その代わり、タフト化された第1の基布の裏面のくぼみを満たす働きをして、ベルトがより低粘度の接着剤を糸タフト中に押し込むのを促進する。台58はベルト50とタフト化された第1の基布の裏面とを支持し、それによって第1のカーペット基布と押出機ダイとの間の距離が一定に維持される。
織布、不織布、またはニードルフェルト布、あるいは熱可塑性シートなどの第2の基布材料30は、ロール32およびガイドローラー57の周囲から、ベルトローラー61まで供給されて、第2の基布が、タフト化された第1の基布11の接着剤がコーティングされた裏面に押し付けられる。場合により、補強グリッドを、第2の基布と溶融接着剤層との間でカーペット中に組み込んで、カーペットの寸法安定性を改善することができる。補強グリッド42は、ロール41から供給して、ガイドローラー57によって第2の基布と接触させることができ、その直後に、ベルトローラー61によって第2の基布および補強グリッドが、タフト化された第1の基布11の接着剤がコーティングされた裏面に押し付けられる。補強グリッド42は、前述のあらゆる補強スクリム材料であってよい。ロール61およびロール48は、約10N/cmの一定圧力で互いに向かって偏っていることが好ましく、それによって溶融ポリマー接着剤でコーティングされたタフト化された第1の基布と第2の基布とが互いに接合する。
次にカーペットは、加熱加圧セクション、ニップ、および冷却セクションを有する平台ラミネーターに通される。平台ラミネーターは、タフト化された第1の基布および第2の基布の厚さの合計の約40〜80%である間隙を有するように設定されるベルト50および50aを有する。ベルト50とベルト50aとの間の間隙は、ばね荷重式の加熱加圧モジュール65および65aによって維持され、これらはカーペットに0.5〜10N/cmの表面圧力を加える。ベルト50および50aは、テフロン(Teflon)(登録商標)ポリテトラフルオロエチレンなどの非粘着性ポリマーがコーティングされた高強度の布でできていることが好ましい。ベルト50および50aは、溶融ポリマーを溶融形態に維持する温度まで加熱され、好ましくは100〜175℃の範囲、より好ましくは120〜150℃の間である。ベルト50および50aの間の間隙でカーペットが圧縮されると、第1のカーペット基布の裏面を通過する糸タフトの一部の内部の空隙に溶融ポリマーが少しずつ押し込まれる。好ましくは、ベルト50および50aが抵抗加熱器によって加熱されるが、別の方法として、熱風または蒸気などの別の手段によって加熱することもできる。ロール63とロール64との間に形成されるニップに入る前に、接着性ポリマーが、第1の基布の裏面を通過して延在する糸タフトの一部の繊維の内部の空隙の大部分に押し込まれるようなタイミングとなる線速度でベルトが移動する。好ましくはベルト50および50aのそれぞれは実質的に同じ速度で移動する。カーペットは好ましくはベルト50およびベルト50aの間で5〜15秒間圧縮される。
ロール63とロール64との間の間隔は、好ましくは、ベルト50とベルト50aとの間の間隙の約80%に維持される。ロール63および64は好ましくは金属または硬質ゴムの表面を有する。ロール63とロール64との間に形成されるニップは、第1の基布の裏面を通過して延在する糸タフトの一部の繊維の間の空隙の実質的にすべての中に溶融接着剤を移動させる働きをする。冷却ユニット67および67aは、ロール63とロール64との間で形成されたニップを出た後のベルトおよびカーペットを冷却する。冷却ユニット67および67aはは、移動ベルトと接触する平滑な非粘着性面を有するばね荷重式の水冷モジュールであってもよいし、ベルトおよびカーペットを冷却する送風機を備えても良い。冷却ユニット67および67aは、平台ラミネーターを出る前に接着性ポリマーの固化が始まるような温度までカーペットを冷却する。最終ベルトロール48および61が、ベルトをカーペットから引き離し、その後、カーペットは冷却ロール56上のガイドロール69に向かう。冷却ロール56が接着剤を硬化させた後、カーペットは、別のガイドロール70によって冷却ロールから取り外される。ポリマー接着剤の硬化は、冷却ロールの寸法および温度、冷却ロール上の巻き付け角、ならびにライン速度を選択することによって制御される。好ましくは、冷却ロールは、4〜40℃の範囲の温度に維持され、より好ましくは8〜25℃の範囲の温度に維持される。完成カーペットが冷却ロールから離れるまでに、カーペットタフト中の繊維がしっかりと固定されるように、ポリマー接着剤が十分に冷却されるべきである。続いて、完成カーペット20はロール40上に巻き取られる。当業者であれば、記載の方法に、追加のベルトヒーター、ニップロール、冷却ロール、コロナ処理、および接着性ポリマーに添加剤を添加するためのアプリケーターなどの任意選択の装置を追加できることを理解できるであろう。
本発明のカーペットの別の製造方法においては、ダイ押出機の代わりに使用される1個または数個の粉砕機によって、前述のポリマー接着剤を微粉末形態で、タフト化された第1の基布の裏面上に直接広げることができる。次に、粉末の接着剤を輻射ヒーターで溶融させることによって、ポリマー接着剤を溶融形態でタフト化された第1の基布の裏面上に広げ、その後、図2、3、4、および5に示される方法によって、溶融したポリマーをカーペット糸タフト中に押し付ける。
本発明のカーペットのさらに別の製造方法においては、ダイ押出機の代わりに使用される1個または数個の粉砕機によって、前述のポリマー接着剤を微粉末形態で、第2の基布材料の一方の面の上に直接広げることができる。次に、粉末の接着剤を輻射ヒーターで溶融させることによって、ポリマー接着剤を溶融形態で第2の基布の一方の面の上に広げ、続いてこの面をタフト化された第1の基布の裏面と接触させる。続いて、図2、3、4、および5に示されるいずれかの方法によって、溶融したポリマーをカーペット糸タフト中に押し付ける。
さらに別の方法においては、特別に配合したポリマー接着剤を粉末形態で、非粘着性面を有する移動ベルト上に広げ、続いて輻射ヒーターで溶融させることができる。次に溶融したポリマーを、輻射ヒーターの出口においてニップロールによって、ベルトから、第1のタフト化された基布の裏面上に転写する。この別の方法は、図2、3、4および5に示される方法のダイ押出機の代わりに使用することもできる。
前述の本発明のカーペットの製造方法は、従来のラテックスコーティング方法を使用する場合よりも、はるかに少ないスペースおよびエネルギーを消費する。本発明のカーペットはラテックスを使用せず、無臭である。これらは概して耐水性であり、水分を保持しないために、衛生および洗濯の両方における利点が得られ、このようなカーペットは病院および診療所での使用に理想的である。さらに、本発明のカーペットは再利用可能であり、単位面積当たりの質量が小さいため、従来のラテックス系カーペットよりも取り扱いが容易である。使用される第2の基布に依存するが、本発明の方法は広幅カーペット、カーペットタイル、または自動車用カーペットの製造に使用することができる。本発明の方法によって製造されるカーペットは、条件下で非常に高い比率で繊維を保持する。これらのカーペットは、1.7(住宅用カーペットに望ましい)を超えるトレトラッド(Tretrad)繊維保持力指数(ITR)を示し、さらには3.0を超える(商業用カーペットに望ましい)。
以下の実施例において、タフテッドカーペットを作製した。実施例の工程条件および摩耗データを表1にまとめる。
比較例1および2
低粘度エチレンターポリマー接着剤を使用し、許容できない工程条件下で、比較例1および2を作製した。比較例1および2では、カーペットは、1/10インチ(2.54mm)ゲージのカットパイルナイロン66のベロアカーペットであり、表面繊維重量が580g/mであった。第1の基布は108g/mのポリプロピレンスパンボンド不織布であり、ナイロン66表糸は1360dTexのばらの連続フィラメント(「BCF」)糸である。使用した接着性樹脂は、80重量%のエチレン、10重量%のアクリル酸ブチル、および10重量%のメタクリル酸のターポリマーであり、比較的高粘度(ASTM D−1238(190℃において2.16kgのおもりを使用)に従うメルトインデックスが35)を有した。この接着性樹脂を、第2の基布を使用しなかったことを除けば図1に示される通りの第1の基布の裏面に適用した。ニップロールは、厚さ1.5mmのテフロン(Teflon)(登録商標)スリーブで覆われるショアA硬度80のゴム引きされた表面を有する直径6インチ(15.2cm)のロールであった。冷却ロール6は、表1に示される温度に冷却された金属表面を有する直径750cmのロールであった。比較例1では、接着剤を、押出温度230℃において100g/mの少量で適用した。比較例2では、接着剤を、押出温度230℃において700g/mの量で適用した。
コーティング重量が少なく押出温度が低く、低メルトインデックスのポリマー接着剤を使用した比較例1では、リッソン・トレトラッド(Lisson Tretrad)繊維保持力試験、およびASTM−D−1335のタフト接合試験の両方の結果が許容できないものであったことが分かる。コーティング重量が顕著に増加し、押出温度は230℃に維持した比較例2では、リッソン・トレトラッド(Lisson Tretrad)繊維保持力試験の結果はなお許容できないものであったが、このカーペットは、ASTM−D−1335のタフト接合試験においては9.4ニュートンの許容できるタフト接合を示した。
実施例3
実施例3では、比較例1および2に記載のニップロールおよび冷却ロールを使用して、幅50cmのカーペットを作製した。さらに、接着剤ダイの出口と第1の基布の裏面との間で溶融ポリマーフィルムが移動する必要がある距離を短縮することができる角度でタフト化された第1の基布がニップに向かうように、2つの直径3cmの方向転換ロールをニップ直前に加えた。この距離を5cmに設定した。
このカーペットは、1/10ゲージのクロスオーバーカットパイルカーペットであり、表面繊維重量は約500g/mであった。第1の基布は108g/mのポリプロピレンスパンボンド不織布であり、表糸は1000dTexのBCFナイロン66糸であった。
第1のポリマー接着剤は、19重量%のメタクリル酸を有するエチレンのコポリマーであり、ASTM D−1238(190℃において2.16kgのおもりを使用)に従うメルトインデックスが395であった。このポリマー接着剤のナイロン6,6に対する接着力は4.1N/10mmであり、引張強度は11.2MPaであった。
第1のポリマー接着剤を第1の基布の裏面に適用した後、第2の基布は適用せずにニップに通した。このポリマー接着剤を、温度217℃において幅0.8mmのダイ開口部から坪量250g/cmで押し出した。ニップ中の圧力は18.2kg・cmであり、冷却ロール温度は12℃であり、ライン速度は20m/分であった。
独立した工程において、第2のポリマー接着剤を第1のポリマー接着剤の上にコーティングし、第2のポリマー接着剤を介して第2の基布を第1の基布の裏面に接着した。第2の基布は厚さ5mmのニードルフェルトフリースであり、坪量は約550g/mであり、80%の微細ポリプロピレン繊維(約2dtex)と20%のポリエチレンテレフタレートの繊維とを含んでなった。第2のポリマー接着剤は、25重量%の酢酸ビニルを有するエチレンのコポリマーであり、ASTM D−1238(190℃において2.16kgのおもりを使用)に従うメルトインデックスは3であった。この第2のポリマー接着剤を、温度217℃において幅0.8mmのダイ開口部から押し出した。ニップ中の圧力は18.2kg・cmであり、冷却ロール温度は12℃であり、ライン速度は20m/分であった。
完成したカーペットについて、リッソン・トレトラッド(Lisson Tretrad)繊維保持力試験に従って繊維保持力を試験した。ITRは3.38であり、これは試験中にカーペット繊維の実質的な減少がなかったことを意味する。リッソン・トレトラッド(Lisson Tretrad)繊維保持力試験終了後、完成カーペットの目視による外観をDIN EN 1963−パートAに従って評価すると、分類4(非常に良好)となった。
実施例4
実施例4では、実施例3に記載されるニップロール、方向転換ロール、および冷却ロールを使用してカーペットを作製した。接着剤ダイの出口と第1の基布の裏面との間で溶融ポリマーフィルムが移動する必要がある距離を5cmに設定した。
このカーペットは、1/10ゲージのクロスオーバーカットパイルカーペットであり、表面繊維重量は約500g/mであった。第1の基布は108g/mのポリプロピレンスパンボンド不織布であり、表糸は1000dTexのBCFナイロン66糸であった。
第1のポリマー接着剤は、10重量%のメタクリル酸を有するエチレンのコポリマーであり、ASTM D−1238(190℃において2.16kgのおもりを使用)に従うメルトインデックスが500であった。このポリマー接着剤のナイロン6,6に対する接着力は2.3N/10mmであり、引張強度は6.8MPaであった。
第1のポリマー接着剤を第1の基布の裏面に適用した後、第2の基布は適用せずにニップに通した。このポリマー接着剤を、温度218℃において幅0.8mmのダイ開口部から坪量300g/cmで押し出した。ニップ中の圧力は18.2kg・cmであり、冷却ロール温度は12℃であり、ライン速度は20m/分であった。
独立した工程において、第2のポリマー接着剤を第1のポリマー接着剤の上にコーティングし、第2のポリマー接着剤を介して第2の基布を第1の基布の裏面に接着した。この第2のポリマー接着剤は第1の接着性ポリマーと同じであった。第2の基布は厚さ5mmのニードルフェルトフリースであり、坪量は約550g/mであり、80%の微細ポリプロピレン繊維(約2dtex)と20%のポリエチレンテレフタレートの繊維とを含んでなった。第2のポリマー接着剤を、温度218℃において幅0.8mmのダイ開口部から押し出した。ニップ中の圧力は18.2kg・cmであり、冷却ロール温度は12℃であり、ライン速度は20m/分であった。
完成したカーペットについて、リッソン・トレトラッド(Lisson Tretrad)繊維保持力試験に従って繊維保持力を試験した。ITRは3.67であり、これは試験中にカーペット繊維の実質的な減少がなかったことを意味する。リッソン・トレトラッド(Lisson Tretrad)繊維保持力試験終了後、完成カーペットの目視による外観をDIN EN 1963−パートAに従って評価すると、分類3(良好)となった。
Figure 2006510464
実施例5
実施例5では、図5に示される平台ラミネーターを使用してカーペットを作製した。このカーペットはループパイルカーペットであり、表面繊維重量は690g/mであった。第1の基布は108g/mのポリプロピレンスパンボンド不織布であり、表糸は1360dTexのBCFナイロン66糸であった。
ポリマー接着剤は、10重量%のアクリル酸イソブチル、10重量%メタクリル酸を有するエチレンのターポリマーであり、ASTM D−1238(190℃において2.16kgのおもりを使用)に従うメルトインデックスが400であった。このポリマー接着剤のナイロン6,6に対する接着力は11.6N/10mmであり、引張強度は6.0MPaであった。
カーペットの表糸側を下向きにして、タフト化された第1の基布を移動ベルト上に置いた。このベルトは4m/分で移動した。ポリマー接着剤を第1の基布の裏面上に、溶融温度230℃において坪量約2500g/mでコーティングし、これを第2の基布で覆った。この第2の基布は、厚さ5mmのニードルフェルトフリースであり、坪量は約550g/mであり、100%が微細(約2dtex)ポリエチレンテレフタレート繊維繊維を含んでなった。このカーペットを次に、図5に関して前述したものと類似の平台ラミネーターに通した。最初にカーペットを、約2.5N/cmの表面圧力がカーペットに印加される2本のベルトの組の間に通した。ラミネーターのベルトは、ベルトの裏面に押し付けられる平坦面を有する抵抗加熱モジュールによって130〜150℃の間に加熱した。ベルトの間の間隙は7mmに設定した。長さ3mの加熱セクションの終了時に、間にカーペットを有するベルトを、6mmの一定開口部に維持されたニップに通した。ニップ中の圧力は10N/cmであった。間にカーペットを有するベルトを次に冷却セクションに送り、ここでベルトを、ベルトの間に7mmの間隙が維持されるように移動ベルトに押し付けられる平滑な非粘着性表面を有する一連のばね荷重式の水冷モジュールの間に通した。長さ2mの冷却セクションの終了時に、2つのローラーによってベルトをカーペットから取り外した。追加の冷却ロールは使用しなかった。
完成したカーペットについて、リッソン・トレトラッド(Lisson Tretrad)繊維保持力試験手順に従って繊維保持力を試験した。リッソン・トレトラッド(Lisson Tretrad)繊維保持力試験手順終了後、完成カーペットの目視による外観をDIN 1963Aに従って評価すると、分類4(非常に良好)となった。
実施例6
実施例6では、図5に示される平台ラミネーターを使用してカーペットを作製した。このカーペットはレベルループパイルカーペットであり、表面繊維重量は460g/mであった。第1の基布は108g/mのポリプロピレンスパンボンド不織布であり、表糸は1360dTexのBCFナイロン66糸であった。
ポリマー接着剤は、10重量%のアクリル酸イソブチル、10重量%のメタクリル酸を有するエチレンのターポリマーであり、ASTM D−1238(190℃において2.16kgのおもりを使用)に従うメルトインデックスが400であった。このポリマー接着剤のナイロン6,6に対する接着力は11.6N/10mmであり、引張強度は6.0MPaであった。
供給ロールからタフト化された第1の基布を、カーペットの表糸側を下向きにして、移動ベルト上に巻出した。このベルトは4m/分で移動した。ポリマー接着剤を第1の基布の裏面上に、溶融温度150℃において坪量約2500g/mでコーティングし、これを第2の基布で覆った。この第2の基布は、厚さ3.5mmのニードルフェルトフリースであり、坪量は約350g/mであり、100%が微細(約2dtex)ポリエチレンテレフタレート繊維を含んでなった。このカーペットを次に、図5に関して前述したものと類似の平台ラミネーターに通した。最初にカーペットを、約2.5N/cmの表面圧力がカーペットに印加される2本のベルトの組の間に通した。ラミネーターのベルトは、ベルトの裏面に押し付けられる平坦面を有する抵抗加熱モジュールによって130〜150℃の間に加熱した。ベルトの間の間隙は7mmに設定した。長さ3mの加熱セクションの終了時に、間にカーペットを有するベルトを、6mmの一定開口部に維持されたニップに通した。ニップ中で得られた圧力は約10N/cmであった。間にカーペットを有するベルトを次に冷却セクションに送り、ここでベルトを、ベルトの間に7mmの間隙が維持されるように移動ベルトに押し付けられる平滑な非粘着性表面を有する一連のばね荷重式の水冷モジュールの間に通した。長さ2mの冷却セクションの終了時に、2つのローラーによってベルトをカーペットから取り外した。追加の冷却ロールは使用しなかった。
完成したカーペットについて、リッソン・トレトラッド(Lisson Tretrad)繊維保持力試験手順に従って繊維保持力を試験した。リッソン・トレトラッド(Lisson Tretrad)繊維保持力試験手順終了後、完成カーペットの目視による外観をDIN 1963Aに従って評価すると、分類4(非常に良好)となった。
本発明のカーペットの一部の断面図である。 本発明のカーペットの製造方法を示す概略図である。 図2に示される方法と類似した本発明のカーペットの製造方法を示す概略図である。 本発明のカーペットの別の製造方法を示す概略図である。 本発明のカーペットの別の製造方法を示す概略図である。

Claims (26)

  1. タフテッドカーペットであって:
    ナイロン繊維、羊毛繊維、およびそれらの混合物の群から選択される少なくとも85重量%の繊維を含んでなる糸を有する第1の基布であって、前記タフト化された第1の基布がカーペット面とその反対側にある裏面とを有する、第1の基布と、
    前記タフト化された第1の基布の前記裏面に適用されるポリマー接着剤であって、前記第1の基布および前記第1の基布中でタフト化された前記糸の繊維と接触しており、それぞれが50〜95重量%のエチレンと、5〜50重量%の、エステルおよびカルボン酸よりなる群から選択される少なくとも1種のコモノマーとを含んでなる、少なくとも85重量%の1種もしくはそれ以上のエチレンコポリマーよりなり、ASTM D−1238に従い190℃において2.16kgのおもりを使用した場合に150を超えるメルトインデックスを有し、試験方法DIN 53504−85に従って少なくとも5Mpaの室温におけるテナシティを有する、ポリマー接着剤と、
    前記第1の基布の前記裏面に接着される第2の基布と、
    を含んでなるタフテッドカーペット。
  2. エステルおよびカルボン酸の前記コモノマーの群が、酢酸ビニル、アクリル酸ブチル、アクリル酸メチル、メタクリル酸、およびアクリル酸よりなる請求項1に記載のカーペット。
  3. 前記ポリマー接着剤が、50〜90重量%のエチレン、5〜20重量%のアクリル酸ブチル、および5〜20重量%のメタクリル酸を含むターポリマーである請求項2に記載のカーペット。
  4. 前記ポリマー接着剤の少なくとも20重量%が、50〜95重量%のエチレンおよび5〜50重量%のメタルシル酸(metharcylic acid)を含むコポリマーである請求項2に記載のカーペット。
  5. 前記ポリマー接着剤の少なくとも20重量%が、50〜95重量%のエチレンおよび5〜50重量%の酢酸ビニルを含むコポリマーである請求項4に記載のカーペット。
  6. 前記ポリマー接着剤が、ASTM D−1238に従って190℃において2.16kgのおもりを使用した場合に200〜800の範囲のメルトインデックスを有する請求項2に記載のカーペット。
  7. 前記ポリマー接着剤が、ASTM D−1238に従って190℃において2.16kgのおもりを使用した場合に400〜600の範囲のメルトインデックスを有する請求項6に記載のカーペット。
  8. 前記ポリマー接着剤が、試験方法のナイロン接着試験方法に従い、ポリアミド6,6に対して少なくとも2ニュートン/10mmの接着力を有する請求項1に記載のカーペット。
  9. 前記ポリマー接着剤が、試験方法のナイロン接着試験方法に従い、ポリアミド6,6に対して少なくとも5ニュートン/10mmの接着力を有する請求項6に記載のカーペット。
  10. 前記第2の基布が、前記ポリマー接着剤によって前記第1の基布の前記裏面に直接接着され、前記第2の基布が、ポリオレフィン、ポリエステル、およびポリアミドよりなる群から選択されるポリマーを含んでなる少なくとも85重量%の繊維を含んでなる織物を含んでなる請求項2に記載のカーペット。
  11. 前記第1の基布の前記裏面と前記第2の基布との間に補強グリッドをさらに含んでなり、前記補強グリッドが、前記ポリマー接着剤によって前記第1の基布の前記裏面と前記第2の基布とに直接接着される請求項10に記載のカーペット。
  12. 前記補強グリッドが目の粗いガラス繊維マットである請求項11に記載のカーペット。
  13. 前記第1の基布がスパンボンドポリオレフィン不織布を含んでなる請求項1に記載のカーペット。
  14. 前記タフテッドカーペットが、リッソン・トレトラッド(Lisson Tretrad)試験に従って測定される際、少なくとも3の繊維保持力指数を有する請求項1に記載のカーペット。
  15. タフト化されたポリアミド型繊維カーペットの製造方法であって、
    ナイロン繊維、羊毛繊維、およびそれらの混合物の群から選択される少なくとも85重量%の繊維を含んでなる糸を使用してタフト化された第1の基布を提供する工程であって、前記タフト化された第1の基布がカーペット面とその反対側にある裏面とを有する工程と、
    前記タフト化された第1の基布の前記裏面上に溶融ポリマー接着剤を提供する工程であって、前記ポリマー接着剤が、それぞれが50〜95重量%のエチレンと、5〜50重量%の、エステルおよびカルボン酸よりなる群から選択される少なくとも1種のコモノマーとを含んでなる、少なくとも85重量%の1種もしくはそれ以上のエチレンコポリマーよりなり、前記ポリマー接着剤が、ASTM D−1238に従って190℃において2.16kgのおもりを使用した場合に150を超えるメルトインデックスを有し、試験方法DIN 53504−85に従い少なくとも5Mpaのテナシティを有する工程と、
    前記タフト化された第1の基布を前記溶融ポリマー接着剤とともにニップ中に導入し、前記ニップ中で溶融ポリマー接着剤を前記タフト化された第1の基布中に圧縮する工程と、
    前記溶融ポリマー接着剤を前記溶融接着剤の融点を下回る温度まで冷却する工程と、
    を含んでなる方法。
  16. 前記ポリマー接着剤が、試験方法DIN 53504−85に従い、ポリアミド6,6に対して少なくとも2ニュートン/10mmの接着力を有する請求項15に記載の方法。
  17. 前記第2の基布を前記第1の基布の前記裏面に接着して、前記タフト化された第1の基布、前記ポリマー接着剤、および前記第2の基布から、一体となったタフテッドカーペットを形成する追加の工程を含んでなる請求項15に記載の方法。
  18. 前記第2の基布を前記第1の基布の前記裏面に接着する工程が、
    前記第2の基布を提供する工程と、
    前記第2の基布の面を、前記溶融ポリマー接着剤が適用されている前記タフト化された第1の基布の前記裏面と接触させる工程と、
    前記タフト化された第1の基布、前記溶融ポリマー接着剤層、および前記第2の基布を、少なくとも1N/cmの圧力が印加される移動ベルトの下で少なくとも10秒間圧縮し、その間前記ポリマー接着剤は溶融状態のままである工程と、
    前記移動ベルトを、前記タフト化された第1の基布、溶融ポリマー接着剤層、および第2の基布から取り外した後、前記溶融ポリマー接着剤を前記溶融接着剤の融点を下回る温度まで冷却して、前記タフト化された第1の基布、前記ポリマー接着剤、および前記第2の基布から、一体となったタフテッドカーペットを形成する工程と、
    を含んでなる請求項17に記載の方法。
  19. 前記溶融ポリマー接着剤の押出温度が150〜325℃の範囲である請求項15に記載の方法。
  20. 前記タフト化された第1の基布、前記溶融ポリマー接着剤層、および前記第2の基布を前記ニップ中で圧縮する工程の前に、前記タフト化された第1の基布の前記裏面と前記第2の基布との間に補強グリッドを導入する工程をさらに含んでなる請求項15に記載の方法。
  21. エステルおよびカルボン酸よりなる群から選択される前記コモノマーが、酢酸ビニル、アクリル酸ブチル、アクリル酸メチル、メタクリル酸、およびアクリル酸よりなる請求項16に記載の方法。
  22. 前記ポリマー接着剤が、50〜90重量%のエチレン、5〜20重量%のアクリル酸ブチル、および5〜20重量%のメタクリル酸を含むターポリマーである請求項16に記載の方法。
  23. 前記ポリマー接着剤の少なくとも20重量%が、50〜95重量%のエチレンおよび5〜50重量%のメタルシル酸(metharcylic acid)を含むコポリマーである請求項16に記載の方法。
  24. 前記ポリマー接着剤の少なくとも20重量%が、50〜95重量%のエチレンおよび5〜50重量%の酢酸ビニルを含むコポリマーである請求項23に記載の方法。
  25. 前記ポリマー接着剤が、ASTM D−1238に従って190℃において2.16kgのおもりを使用した場合に200〜800の範囲のメルトインデックスを有する請求項16に記載の方法。
  26. 前記ポリマー接着剤が、ASTM D−1238に従って190℃において2.16kgのおもりを使用した場合に400〜600の範囲のメルトインデックスを有する請求項25に記載の方法。
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