KR102651657B1 - 저중량 모듈형 카펫 구성요소 및 그 제조 방법 - Google Patents

저중량 모듈형 카펫 구성요소 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저중량 카펫 타일 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 카펫 타일은 일차 배킹을 통해 다발로 된 복수의 페이스 얀을 가지는 페이스클로스, 압출된 폴리머 이차 배킹 층, 및 압출된 폴리머 이차 배킹 층 내에 부분적으로 매립된 강화 스크림 층을 포함한다. 카펫 타일의 상부 표면 및 하부 표면은 각각 페이스클로스 및 강화 스크림 층에 의해 규정된다. 폴리머계 수지는 페이스클로스 상에 압출되어 적어도 실질적으로 균일한 이차 배킹 층을 형성하고, 강화 스크림 층은 압출된 폴리머 이차 배킹 층 상에 놓이고, 압출된 폴리머 이차 배킹 층은 수지의 연화 온도 이상으로 유지된다. 이어서, 전체 다층 웨브가 닙을 통과하여 강화 스크림 층이 압출된 폴리머 이차 층에 매립되고, 전체 웨브가 냉각된다.

Description

저중량 모듈형 카펫 구성요소 및 그 제조 방법
카펫 타일과 같은 모듈형 카펫 구성요소를 설치하기 위해 전통적으로 사용 되는 설치 기술은 각각의 구성요소가 설치시에 개별적으로 평평한 것을 보장할 필요성을 크게 강조한다. 더 큰 넓은 카펫 설치의 가장자리는 벽에 인접하여 배치되거나 특별하게는 서브플로어에 고정될 수 있지만, 적어도 일부 작은 카펫 타일의 가장자리는 일반적으로 노출되고 (아마도 방 중앙 또는 트래픽이 많은 지역), 각각의 인접 타일들에 대해 직접 고정되지 않을 수도 있다. 따라서, 카펫 타일 제조업체는 설치하고 나면 타일이 말리거나 (카펫 타일 가장자리가 서브플로어에서 위쪽으로 멀어지게 말리도록) 또는 둥글게 (카펫 타일의 가운데가 서브플로어에서 위쪽으로 멀어지게 이동하도록) 되지 않도록 해야 한다. 이러한 가능한 각각의 결함은 타일 바닥을 따라 걷는 개인에게 트립 위험을 유발하거나, 인접한 타일들 사이에 보기 흉한 갭을 생성할 수 있다. 각각의 카펫 타일이 (예를 들어, 접착제를 통해) 하부 서브플로어에 개별적으로 고정될 때에도, 말리거나 둥글게 되는 경향이 있는 카펫 타일 내의 내부 힘은 타일의 일부가 접착제 및 서브플로어로부터 이탈되게 할 수 있다.
역사적으로, 카펫 타일은 각 타일이 서브플로어에 대해 평평하게 유지되도록 돕기 위해 비교적 무겁다. 각 타일의 중량은 카펫 타일을 말리게 하거나 둥글게 하는 경향이 있는 임의의 내부 힘을 극복하여, 타일 자체가 일단 설치되면 평평하게 유지되도록 한다. 그러나, 카펫 타일은 특히 유사한 크기의 넓은 카펫과 비교하여 비교적 무겁기 때문에, 카펫 구성요소의 운송 및 설치는 각각의 무거운 카펫 타일을 조작하는데 필요한 추가 노력으로 인해 비교적 고가일 수 있고 그리고/또는 시간이 소요될 수 있다. 카펫 타일의 중량은 또한 일단 설치되면 중량이 일반적으로 주거용 또는 상업용 건물과 같이 중요하지 않은 용도로 사용을 제한했다. 카펫 타일은 항공기 산업에서 사용하기에 특히 까다로웠는데, 항공기에 설치할 부품을 선택할 때 중량이 가장 중요하다.
따라서, 바람직한 평탄도 특성을 갖는 저중량 및 내구성 카펫 타일이 필요하다.
일반적으로 저중량 카펫 타일 및 그 제조 방법이 제공된다. 카펫 타일은 일차 배킹을 통해 다발로 된 복수의 페이스 얀을 가지는 페이스클로스, 압출된 폴리머 이차 배킹 층, 및 압출된 폴리머 이차 배킹 층 내에 부분적으로 매립된 강화 스크림 층을 포함할 수 있다. 카펫 타일의 상부 표면 및 하부 표면은 각각 페이스클로스 및 강화 스크림 층에 의해 규정된다. 폴리머계 수지는 페이스클로스 상에 압출되어 적어도 실질적으로 균일한 이차 배킹 층을 형성하고, 강화 스크림 층은 압출된 폴리머 이차 배킹 층 상에 놓이고, 압출된 폴리머 이차 배킹 층은 수지의 연화 온도 이상으로 유지된다. 이어서, 전체 다층 웨브가 닙을 통과하여 강화 스크림 층이 압출된 폴리머 이차 층에 매립되고, 전체 웨브가 냉각된다.
다양한 실시형태들은 평방 야드 당 60 온스 (2.034 kg/m2) 미만의 총 중량을 갖는 저중량 카펫 타일에 관한 것이다. 카펫 타일은 복수의 다발 섬유를 포함하는 상부 마모 표면을 형성하는 다발형 일차 배킹을 포함한다. 일차 배킹의 반대측 후면은 일차 배킹에 카펫 다발을 고정시키기 위해 프리코트 층으로 코팅될 수 있다. 코팅된 일차 배킹은 그에 고정된 압출된 폴리머 이차 배킹을 갖고, 압출된 폴리머 이차 배킹은 카펫 타일의 하부 표면을 형성하기 위해 그 안에 부분적으로 매립된 강화 스크림 층을 갖는다.
다양한 실시형태들은 일차 배킹 및 일차 배킹을 통해 연장되는 복수의 페이스 얀을 포함하고 카펫 타일의 상부 표면을 형성하는 페이스클로스, 페이스클로스에 결합된 압출된 폴리머 이차 배킹 층, 및 압출된 폴리머 이차 배킹의 하부 표면에 결합되고 카펫 타일의 하부 표면을 부분적으로 형성하는 강화 스크림 층을 포함하는 카펫 타일에 관한 것이다. 강화 스크림 층은 유리 섬유 또는 폴리머 섬유 중 적어도 하나를 포함하는 복수의 섬유를 포함할 수 있다. 강화 스크림 층의 복수의 섬유는 부직포 형태로 배열될 수 있으며, 즉 부직 섬유상 재료일 수 있다.
또한, 압출된 폴리머 이차 배킹은 예를 들어, 압출된 폴리머 이차 배킹 중량의 약 10-40 wt% 의 양으로 폴리올레핀을 포함할 수 있다. 압출된 폴리머 이차 배킹은 압출된 폴리머 이차 배킹 중량의 약 20 내지 80 wt% 의 양으로 불활성 충전재 재료를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 페이스클로스는 일차 배킹 층과 압출된 폴리머 이차 배킹 층 사이에 일차 배킹 프리코트 층을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 카펫 타일이 제공되며, 이 카펫 타일은 다음의 것을 포함한다:
ㆍ 일차 배킹 및 상기 일차 배킹을 통해 연장되는 복수의 페이스 얀을 포함하는 페이스클로스로서, 상기 페이스클로스는 상기 카펫 타일의 상부 표면을 형성하는, 상기 페이스클로스,
ㆍ 상기 페이스클로스에 결합된 상부 표면 및 반대쪽 하부 표면을 갖는 압출된 폴리머 이차 배킹 층; 및
ㆍ 압출된 폴리머 이차 배킹의 상기 하부 표면에 결합된 강화 스크림 층으로서, 상기 강화 스크림 층은 상기 카펫 타일의 하부 표면의 적어도 일부를 형성하는, 상기 강화 스크림 층.
일부 실시형태에 따르면, 강화 스크림 층은 복수의 섬유를 포함할 수도 있고, 복수의 섬유는 유리 섬유 또는 폴리머 섬유 중의 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시형태에 따르면, 복수의 섬유는 피복된 폴리에스테르 코어 섬유를 포함하는 폴리머 섬유를 포함할 수도 있다.
일부 실시형태에 따르면, 복수의 섬유는 코팅, 바람직하게는 비자극 코팅을 갖는 유리 섬유를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태에 따르면, 코팅은 폴리에틸렌을 포함할 수도 있다. 이러한 폴리에틸렌 코팅은 비자극 코팅이다.
일부 실시형태에 따르면, 강화 스크림 층은 부직 섬유상 재료, 즉 복수의 부직 섬유를 포함할 수도 있다.
일부 실시형태에 따르면, 강화 스크림 층은 복수의 폴리머 섬유 및 복수의 유리 섬유를 포함할 수도 있다.
일부 실시형태에 따르면, 압출된 폴리머 이차 배킹은 폴리올레핀을 포함할 수도 있다.
일부 실시형태에 따르면, 압출된 폴리머 이차 배킹은 약 10 내지 40 wt%, 예를 들어 10 내지 40 %w 의 폴리올레핀을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태에 따르면, 압출된 폴리머 이차 배킹은 약 20 내지 80 wt%, 예를 들어 20 내지 80 %w 의 충전재 재료를 포함할 수도 있다.
일부 실시형태에 따르면, 카펫 타일의 중량은 평방 야드 당 약 40 내지 70 온스 (약 1.356 내지 약 2.373 kg/m2), 예컨대 평방 야드 당 40 내지 70 온스 (1.356 내지 2.373 kg/m2) 일 수도 있다. 일부 실시형태에 따르면, 카펫 타일의 중량은 평방 야드 당 약 50 내지 60 온스 (약 1.695 내지 약 2.034 kg/m2), 예컨대 평방 야드 당 50 내지 60 온스 (1.695 내지 2.034 kg/m2) 일 수도 있다.
일부 실시형태에 따르면, 페이스클로스는 일차 배킹 층과 압출된 폴리머 이차 배킹 층 사이에 일차 배킹 프리코트 층을 추가로 포함할 수도 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 카펫 타일의 제조 방법이 제공되며, 이 방법은 다음을 포함한다:
○ 페이스클로스를 제공하는 단계로서, 상기 페이스클로스는 페이스클로스를 통해 연장되는 복수의 페이스 얀을 갖는 일차 배킹을 포함하는, 상기 페이스클로스를 제공하는 단계,
■ 폴리머 시트의 상부 표면이 상기 페이스클로스에 결합되도록 상기 페이스클로스의 제 1 측 상에 상기 폴리머 시트를 압출함으로써, 그리고
■ 섬유상 강화 스크림 층이 상기 카펫 타일의 하부 표면의 적어도 일부를 형성하도록 상기 섬유상 강화 스크림 층을 압출된 상기 폴리머 시트의 하부 표면에 부분적으로 가압하여 상기 섬유상 강화 스크림 층을 압출된 상기 폴리머 시트의 하부 표면에 결합시킴으로써,
○ 상기 페이스클로스 및 성기 페이스클로스의 제 1 측 상에 고정된 배킹 구조물을 포함하는 다층 구조물을 형성하는 단계.
일부 실시형태에 따르면, 상기 섬유상 강화 스크림 층을 압출된 상기 폴리머 시트에 부분적으로 가압하는 것은 닙 롤러들 사이에서 상기 다층 구조물을 압축하는 것을 포함할 수도 있다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 방법은 상기 다층 구조물을 냉각 (chilling) 시키는 것을 더 포함할 수도 있다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 방법은 카펫 웨브를 복수의 카펫 타일로 절단하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
일부 실시형태에 따르면, 폴리머 시트를 압출하는 것은 폴리올레핀계 수지를 압출하는 것을 포함할 수도 있고, 상기 폴리올레핀계 수지는 약 10 내지 40 wt%, 예를 들어 10 내지 40 %w 의 폴리올레핀, 및 약 20 내지 80 wt%, 예를 들어 20 내지 80 %w 의 충전재 재료를 포함한다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 섬유상 강화 스크림 층을 압출된 상기 폴리머 시트에 부분적으로 가압하는 것은 부직 섬유 매트를 압출된 상기 폴리머 시트에 부분적으로 가압하는 것을 포함할 수도 있다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 섬유상 강화 스크림 층은 섬유유리 섬유 또는 폴리머 섬유 중의 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
일부 실시형태에 따르면, 상기 페이스클로스의 제 1 측 상에 폴리머 시트를 압출하고 섬유상 강화 스크림 층을 압출된 상기 폴리머 시트에 부분적으로 가압하기 위한 단계들은 평방 야드 당 약 20 내지 30 온스 (약 0.678 내지 약 1.017 kg/m2), 예를 들어 평방 야드 당 20 내지 30 온스 (0.678 내지 1.017 kg/m2) 의 중량을 가지는 배킹 구조물을 집합적으로 형성할 수도 있다.
일부 실시형태에 따르면, 페이스클로스를 제공하는 것은 평방 야드 당 약 18 내지 30 온스 (약 0.610 내지 약 1.017 kg/m2) 의 중량을 갖는 일차 배킹 웨브를 제공하는 것을 포함할 수도 있고, 상기 다층 구조물은 평방 야드 당 약 38 내지 60 온스 (약 1.288 내지 약 2.034 kg/m2) 의 중량을 갖는다. 일부 실시형태에 따르면, 페이스클로스를 제공하는 것은 평방 야드 당 18 내지 30 온스 (0.610 내지 1.017 kg/m2) 의 중량을 갖는 일차 배킹 웨브를 제공하는 것을 포함할 수도 있고, 상기 다층 구조물은 평방 야드 당 38 내지 60 온스 (1.288 내지 2.034 kg/m2) 의 중량을 갖는다.
따라서, 특정 실시형태는 카펫 타일의 제조 방법에 관한 것이며, 이 방법은 페이스클로스를 제공하는 단계로서, 상기 페이스클로스는 페이스클로스를 통해 연장되는 복수의 페이스 얀을 갖는 일차 배킹을 포함하는, 상기 페이스클로스를 제공하는 단계; 폴리머 시트의 상부 표면이 상기 페이스클로스에 결합되도록 상기 페이스클로스의 제 1 측 상에 상기 폴리머 시트를 압출함으로써, 그리고 섬유상 강화 스크림 층이 상기 카펫 타일의 표면의 적어도 일부를 형성하도록 상기 섬유상 강화 스크림 층을 압출된 상기 폴리머 시트의 하부 표면에 부분적으로 가압하여 상기 섬유상 강화 스크림 층을 압출된 상기 폴리머 시트의 하부 표면에 결합시킴으로써, 상기 페이스클로스 및 성기 페이스클로스의 제 1 측 상에 고정된 배킹 구조물을 포함하는 다층 구조물을 형성하는 단계; 및, 특정 실시형태에서, 상기 다층 구조물을 냉각시키는 단계를 포함한다. 특정 실시형태에서, 폴리머 시트를 압출하는 것은 수지의 중량의 일부로서 측정된 약 20 내지 80 wt% 의 충전재 재료 및 약 10 내지 40 wt% 의 폴리올레핀을 포함하는 폴리올레핀계 수지를 압출하는 것을 포함한다. 또한, 섬유상 강화 스크림 층을 압출된 폴리머 시트에 부분적으로 가압하는 것은 섬유 매트를 압출된 폴리머 시트에 부분적으로 가압하는 것을 포함한다.
본 발명의 제 2 양태에 따른 방법은 본 발명의 제 1 양태에 따른 카펫 타일을 제공할 수 있다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 카펫 타일 이차 배킹 수지가 제공되며, 이 수지는 다음의 것을 포함한다:
ㆍ 수지 중량의 약 10 내지 40 wt%, 예를 들어 10 내지 40 wt% 의 범위로 제공된 폴리올레핀 재료;
ㆍ 수지 중량의 약 50 내지 80 wt%, 예컨대 50 내지 80 wt% 의 범위로 제공된 불활성 충전재 재료;
ㆍ 수지 중량의 약 1 내지 3 wt%, 예를 들어 1 내지 3 wt% 의 범위로 제공된 점도 조절제; 및
ㆍ 수지 중량의 약 0.5 내지 15 wt%, 예를 들어 0.5 내지 15 wt% 의 범위로 집합적으로 제공된 하나 이상의 추가 첨가제.
일부 실시형태에 따르면, 폴리올레핀 재료는 1-프로펜, 에틸렌 코폴리머; 에틸렌-프로필렌 코폴리머; 또는 프로필렌 호모폴리머 중의 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
따라서, 특정 실시형태는 수지 중량의 약 10 내지 40 wt% 의 범위로 제공된 폴리올레핀 재료; 수지 중량의 약 50 내지 80 wt% 의 범위로 제공된 불활성 충전재 재료; 수지 중량의 약 1 내지 3 wt% 의 범위로 제공된 점도 조절제; 및 수지 중량의 약 0.5 내지 15 wt% 의 범위로 집합적으로 제공된 하나 이상의 추가 첨가제를 포함하는 카펫 타일 이차 배킹 수지에 관한 것이다. 특정 실시형태에서, 폴리올레핀 재료는 1-프로펜, 에틸렌 코폴리머; 에틸렌-프로필렌 코폴리머; 또는 프로필렌 호모폴리머 중의 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 제 3 양태에 따른 수지는 본 발명의 제 1 양태에 따른 카펫 타일을 제공하는데 사용될 수 있고 그리고/또는 본 발명의 제 2 양태에 따른 방법에 사용될 수 있다.
독립 청구항 및 종속 청구항은 본 발명의 구체적이고 바람직한 특징을 제시한다. 종속 청구항으로부터의 특징들은 독립 청구항 또는 다른 종속 청구항의 특징들 및/또는 적절하게는 앞의 및/또는 이하의 설명에서 기술된 특징들과 조합될 수 있다.
이제, 반드시 일정한 비율로 도시된 것은 아닌 첨부 도면을 참조할 것이다.
도 1 은 일 실시형태에 따른 카펫 타일의 다양한 구성요소를 도시하는 측면 단면도이다.
도 2 는 다양한 실시형태에 따른 카펫 타일을 제조하는데 이용되는 제조 라인의 일부의 개략도이다.
도 3 은 다양한 실시형태에 따른 카펫 타일의 제조와 관련된 다양한 단계를 도시한 흐름도이다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 다양한 실시형태를 보다 완전하게 설명한다. 모든 실시형태가 아닌 일부 실시형태가 본 명세서에 도시되고 설명됨을 이해해야 한다. 실제로, 실시형태들은 여러 가지 상이한 형태를 취할 수 있으며, 따라서 본 개시는 여기에 설명된 실시형태들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 이들 실시형태는 본 개시가 적용가능한 법적 요건을 만족시키도록 제공된다. 유사한 번호는 전체에 걸쳐 유사한 요소를 지칭한다.
다양한 실시형태는 도밍 (doming) 및 컬링 (curling) 모두에 저항성이 있는 저중량의 치수 안정성 카펫 타일에 관한 것이다. 카펫 타일은, 압출된 폴리머 이차 배킹 층을 포함하는 배킹 구조물에 결합된 (일차 배킹, 페이스 얀, 및 선택적으로 프리코트 층을 포함하는) 페이스클로스, 및 카펫 타일의 하부 표면을 적어도 부분적으로 규정하기 위해 상기 압출된 폴리머 이차 배킹 층에 결합된 (예를 들어, 부분적으로 매립된) (예를 들어, 직조 또는 부직포의) 섬유상 강화 스크림 층을 포함하는 다층 카펫 타일이다. 저중량 카펫 타일 제품은 평방 야드 당 60 온스 (2.034 kg/m2) 미만의 총 중량을 가지며, 카펫 타일의 하부 표면 상에서 적어도 부분적으로 강화 스크림 층의 위치로 인해 변형 (치수 변형, 컬링 또는 도밍) 에 대한 저항성을 유지한다. 또한, 강화 스크림 층의 적어도 일부는 카펫 타일의 하부 표면 상에서 노출되고 (예를 들어, 압출된 폴리머 이차 배킹의 하부 표면으로부터 돌출됨), 강화 스크림 층의 섬유들 중의 적어도 일부는 카펫 타일의 설치자에 대한 피부 자극을 방지하기 위해 비자극성 코팅으로 코팅될 수도 있다.
카펫 타일
여러 개의 도면을 통해 동일한 참조 번호가 동일한 요소를 나타내는 도면을 참조하면, 도 1 은 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 카펫 타일 (100) 의 단면도이다. 예시된 실시형태에서, 카펫 타일 (100) 은 페이스 얀 (105) 을 포함하고, 이는 페이스클로스 (111) 를 형성하기 위해 일차 배킹 (110) 으로 다발화되거나 직조될 수 있다. 페이스 얀 (105) 은 천연 및 합성 재료, 예컨대 나일론 6, 나일론 6,6, 면, 울, 나일론, 아크릴, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리프로필렌 및 기타 폴리올레핀과 같은 다양한 재료로 만들어질 수 있다. 페이스 얀 (105) 의 페이스 중량은 평방 야드 당 대략 5 온스 (0.170 kg/m2) 내지 평방 야드 당 대략 50 온스 (1.695 kg/m2) 일 수 있다.
일차 배킹 (110) 은 기재, 예를 들어 직조 기재, 테이프 얀 기재, 및/또는 카펫 타일 (100) 에 안정성을 부여하는 다른 기재 구조물로부터 형성될 수 있다. 기재는 폴리에스테르, 예를 들어 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) [PET], 폴리(트리메틸렌 테레프탈레이트) [PTT], 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) [PBT], 폴리(에틸렌 테레프탈레이트-코-이소프탈레이트), 폴리(에틸렌 나프탈렌디카옥실레이트) [PEN] 및 이들의 코폴리머, 및/또는 이들의 조합으로부터 만들어질 수 있으며, PET 가 바람직하다. 특정 실시형태에서, 일차 배킹 (110) 은 일차 배킹에 열을 가할 때에 다양한 섬유를 함께 결합시키도록 구성된 저융점 폴리에스테르 재료를 포함할 수 있다. 기재는 또한, 피복된 섬유를 포함할 수 있으며, 이는 폴리아미드 및/또는 폴리올레핀 피복으로 둘러싸인 폴리에스테르 코어를 포함할 수 있다. 전형적으로, 폴리에스테르 코어는 PET, PTT, PBT, PEN, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트-코-이소프탈레이트) 및 이들의 코폴리머로 제조될 수 있다. 폴리아미드 피복은 폴리카프로락탐 [나일론 6], 폴리(7-헵탄아미드) [나일론 7], 폴리카프릴 락탐 [나일론 8], 폴리(9-노난아미드) [나일론 9], 폴리(테트라메틸렌 아디파미드) [나일론 4, 6], 폴리(헥사메틸렌 아디파미드) [나일론 6,6], 폴리(메틸렌-4,4'-디사이클로헥실렌 도데칸디에미드), 폴리(1,4-사이클로헥실렌디메툴렌 서브에라미드), 폴리(m-페닐렌 이소프탈아미드), 및 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 로 제조될 수 있으며, 폴리카프로락탐 [나일론 6] 가 바람직한 폴리아미드이다. 특정 실시형태에서, 일차 배킹 (110) 은 면, 황마, 레이온, 종이, 나일론, 폴리프로필렌 및 다른 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리에스테르 등과 같은 임의의 통상적인 천연 또는 합성 직물 재료를 사용하는 직조 기재를 사용하여 형성될 수 있다.
페이스 얀 (105) 은 일차 배킹 (110) 을 통해 다발화될 수 있어서, 얀 (105) 의 단부는 일차 배킹 (110) 의 상부측으로부터 바깥 방향으로 연장되어 카펫 타일 (100) 의 상부 표면을 형성한다. 전형적으로 페이스 얀은 평방 야드 당 대략 2.6 온스 (0.088 kg/m2) 내지 평방 야드 당 대략 5.9 온스 (0.200 kg/m2), 보다 바람직하게는 평방 야드 당 대략 3 온스 (0.102 kg/m2) 의 중량으로 일차 배킹 (110) 으로 다발화된다. 다발화는 당업계에 공지된 종래 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 또한, 다발화된 페이스 얀 (105) 루프는, 당업계에 알려진 바와 같이, 절단되지 않은 채로 남겨져서 절단되지 않은 파일 카펫을 형성하거나, 절단되어서 절단된 파일 카펫을 형성하거나, 부분적으로 절단되어서 팁 시어링된 카펫을 형성할 수 있다.
특정 실시형태에서, 페이스클로스 (111) 는 일차 배킹 (110) 의 하부 표면에 적용되는 프리코트 층 (115) 을 포함한다. 프리코트 층 (115) 은 다발화된 페이스 얀 (105) 을 관통하고 얀 다발의 개별 단부들을 캡슐화하여, 다발화된 페이스 얀 (105) 을 일차 배킹 (110) 에 적어도 부분적으로 결합시킨다. 이는 개별 섬유의 일 단부가 제조 공정 동안에 카펫 배킹으로부터 당겨지는 것을 방지할 수 있다. 프리코트 층 (115) 은 또한, 후속 폴리머 층에 허용가능한 결합 표면을 제공하기 위해 점착제로서 작용할 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 프리코트 층 (115) 은 점착부여 수지 또는 작용제를 단독으로 또는 폴리에틸렌과 함께 함유하는 핫멜트 접착제 (HMA) 를 포함한다. 다양한 실시형태에서, 프리코트 층 (115) 은 건조시에 일차 배킹 (110) 내에서 페이스 얀 (105) 을 지지하도록 구성된 수성 라텍스계 폴리머를 포함한다. 특정 실시형태에서, 프리코트 층 (115) 은 부타디엔 아크릴레이트계 폴리머, 비닐 아세테이트 에틸렌, 비닐 아세테이트-에탄 코폴리머 및/또는 라텍스계 화합물을 포함한다. 프리코트 층 (115) 은 본 명세서에서 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 과 관련하여 논의된 바와 같은 불활성 충전재 재료 (예를 들어, 플라이 애시) 와 같은 하나 이상의 다른 조성물을 포함할 수 있다.
프리코트 층 (115) 은 평방 야드 당 대략 2 온스 (0.068 kg/m2) 내지 평방 야드 당 대략 20 온스 (0.678 kg/m2) 의 범위로, 보다 바람직하게는 평방 야드 당 대략 8 온스 (0.27 kg/m2) 내지 평방 야드 당 대략 12 온스 (0.407 kg/m2) 의 범위로 일차 배킹 (110) 의 하부 표면에 적용될 수 있다.
페이스클로스 (111) 의 하부 표면에는, 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 및 강화 스크림 층 (130) 을 포함하는 배킹 구조물이 배치된다. 배킹 구조물은 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 이 강화 스크림 층 (130) 과 페이스클로스 (111) 사이에 위치되도록 배열된다. 이러한 실시형태에서, 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 제 1 (상부) 측이 페이스클로스 (111) 에 접합되고, 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 제 2 (하부) 측이 강화 스크림 층 (130) 에 접합된다. 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 은 실질적인 도밍 (카펫 타일 (100) 의 상부 표면이 볼록하도록 카펫 타일 (100) 의 중앙 부분이 에지들에 대해 상승함) 또는 컬링 (카펫 타일 (100) 의 상부 표면이 오목하도록 카펫 타일 (100) 의 에지들이 중앙 부분에 대해 상승함) 없이 결과적인 카펫 타일 (100) 에 평평한 전체 외관을 부여하도록 집합적으로 구성된 하나 이상의 성분을 포함하는 수지로서 구현된다. 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 수지는 하나 이상의 다른 폴리머와 함께 폴리올레핀 또는 하나 이상의 폴리올레핀의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수지는 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 특정 예로서, 폴리올레핀 폴리머는 1-프로펜, 에틸렌 코폴리머 또는 에틸렌-프로필렌 코폴리머로서 구현된다. 특정 실시형태에서, 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 수지는 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 수지 (및 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 자체) 의 약 10-40 wt% 의 양으로 폴리올레핀 또는 폴리올레핀 혼합물을 포함한다.
수지 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 은 불활성 충전재 재료, 착색제, 산화 방지제, 점착제, 점도 조절제, 난연제 등과 같은 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
불활성 충전재 재료는 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 수지의 대부분을 구성할 수 있고 (중량 기준), 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 에 중량을 부가하여 적어도 실질적으로 평평한 카펫 타일 (100) 을 형성하는 것을 보조하는 저비용 재료로서 기능할 수 있다. 예를 들어, 불활성 충전재 재료는 수지 및/또는 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 약 20 내지 80 wt% 를 구성할 수 있다.
불활성 충전재 재료는 탄산염, 예를 들어 탄산 칼슘 (CaCO3), 탄산 세슘 (CsCO3), 탄산 스트론튬 (SrCO3) 및 탄산 마그네슘 (MgCO3); 황산염, 예를 들어 황산 바륨 (BaSO3); 산화물, 예를 들어 산화철 (Fe2O3 또는 Fe3O4), 산화 알루미늄 (Al2O3), 산화 텅스텐 (WO3), 산화 티타늄 (TiO2), 산화 규소 (SiO2); 규산염, 예를 들어 점토; 금속염; 플라이 애시 등으로 제조될 수 있다.
또한, 불활성 충전재 재료는 포스트-컨슈머 (post-consumer) 제품, 예를 들어 포스트-컨슈머 유리, 포스트-컨슈머 카펫 및/또는 다른 포스트-컨슈머 재활용 재료로 제조될 수 있다. 불활성 충전재가 포스트-컨슈머 유리로 제조되는 경우, 포스트-컨슈머 유리는 충전재로서 첨가되기 전에 미세 유리 분말로 분쇄된다. 유리 컬릿 (cullet) 은 플레이트 유리, 플린트 유리, E 유리, 붕규산 유리, 브라운 유리 (병 유리), 그린 유리 (병 유리), 및 석탄 플라이 애시 또는 이들의 조합으로도 알려진 자동차 및 건축용 유리로 제조될 수 있다. 포스트-컨슈머 카펫이 불활성 충전재 재료로서 사용되는 경우, 포스트-컨슈머 카펫은 미세한 컬릿으로 분쇄되어 핫멜트 접착제에 첨가될 수 있다. 포스트-컨슈머 카펫 외에, 제조 공정 동안에 부산물로서 생성되는 카펫의 잔재 및 트리밍 (예를 들어, 카펫의 롤로부터 카펫 타일을 절단하여 생긴 트림 폐기물을 포함하며, 때때로 윈도우 폐기물이라고도 함), 시어링 공정의 결과인 미세 폐기물 섬유 등이 불활성 충전재 재료를 형성하는데 사용될 수도 있다.
충전되거나 충전되지 않은 폴리머는 또한, 착색제, 예를 들어 카본 블랙 또는 다른 착색제(들)를 함유하여 색상을 제공하고, 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 불투명도를 증가시킬 수 있다. 전형적으로, 착색제는 충전되거나 충전되지 않은 수지 및 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 대략 1 wt% 이하의 양으로 존재할 수도 있다. 예를 들어, 착색제는 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 약 0.1 내지 0.5 wt% 의 양으로 존재할 수도 있다. 특정 예로서, 착색제는 수지 및 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 대략 0.1 wt% 의 양으로 존재할 수도 있다.
또한, 열-산화 분해의 가능성을 감소시키기 위해, 폴리머는 또한 하나 이상의 산화 방지제를 함유할 수 있다. 일부 적합한 산화 방지제는 아민, 2,2'-메틸렌 비스-(4- 메틸-6-tert-부틸페놀), 2,4,6- 트리-tert-부틸페놀, 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀, 4,4'-티오-비스-(6-tert-부틸-m-크레졸), 부틸화 하이드록시 아니솔, 부틸화 하이드록시 톨루엔, 비스(수소화 탈로우 알킬), 옥사이드; 트리스(2,4-ditert-부틸페닐)포스파이트 및 1,3,5 트리아진-2,4,6(1H, 3H, 5H)-트리온, 1,3,5, 트리스((3,5(1 디메틸에틸))-4-하이드록시페닐)메틸을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 전형적으로, 산화 방지제는, 충전되거나 충전되지 않은 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 에, 수지 및/또는 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 대략 2 wt% 이하, 예를 들어 수지 및/또는 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 약 0.05 내지 0.5 wt% 의 양으로 존재할 수도 있다.
또한, 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 은 프리코트 층 (115) (존재하는 경우), 일차 배킹 (110) 및/또는 이후에 추가로 상세히 설명되는 강화 스크림 층 (130) 과의 강한 기계적 결합을 형성하는 것을 돕기 위해 하나 이상의 점착제를 추가로 포함할 수 있다.
폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 수지는, 페이스클로스 (111) 상에 적용될 때에 충전재 및 폴리머 내에서 수지의 적절한 유동 및 결합을 보장하기 위해, 하나 이상의 점도 개질제 및/또는 상용화제, 예를 들어 에틸렌 말레산 무수물 코폴리머 또는 본원에 논의된 수지보다 분자량이 높거나 낮은 올레핀을 추가로 포함할 수도 있다. 점도 조절제는 수지 및 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 약 0.1 내지 3 wt% 의 양으로 존재할 수 있다.
특정 실시형태에서, 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 수지는 하나 이상의 난연제, 예컨대 알루미늄 삼수화물 (ATH) 또는 화염-지연성이 요망되는 경우에는 수산화 마그네슘 (MgOH) 을 추가로 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 카펫 타일이 운송 차량 (예를 들어, 버스, 항공기 등) 에 설치될 때, 특정 응용에서 카펫 타일의 설치 및/또는 사용에 관한 적용가능한 규정을 준수하기 위해 하나 이상의 난연제가 필요할 수 있다.
압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 예시적인 수지는 각각의 성분에 포함될 수 있는 예시적인 양의 범위와 함께 하기 표 1 및 2 에 도시되어 있다. 본 발명자들은, 이러한 예시적인 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 제형 쌍방이 실질적으로 평평한 카펫 타일 프로파일과 카펫 타일 (100) 의 다양한 층들 사이에 강한 기계적 결합을 갖는 경량 카펫 타일을 제공한다는 것을 발견했다.
Figure 112020029505669-pct00001
잔부인 석회암의 양은 전형적으로 60 내지 80 wt% 의 범위일 수 있지만, 예를 들어 또한 56.05 wt% 내지 78.75 wt% 일 수 있다. 다음의 성분들을 갖는 조성물의 일 예가 만들어졌다: Liyondell 로부터 입수 가능한 Adflex Z108S 인 35 %w 의 1-프로펜, 에틸렌 코폴리머, BASF 로부터 입수 가능한 Irgafos 168 인 0.2 %W 의 일차 산화방지제 트리스(2,4-DI-tert-부틸페닐)포스파이트, BASF 로부터 입수 가능한 Irganox 3114 인 0.1 %w 의 이차 산화방지제 1,3,5-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시 벤질)-s-트리아진-2,4,6-(1H, 3H, 5H)트리온, Lyondell 로부터 Integrate (NP 507030) 로서 입수 가능한 2 %w 의 에틸렌 말레산 무수물 코폴리머, Modern Dispersions 로부터 입수 가능한 Black PE 907 Conc 인 0.2 % 카본 블랙 마스터배치, Huber 로부터 RECAL PRE-C 20 으로서 입수 가능한 석회암인 잔부.
Figure 112020029505669-pct00002
에틸렌 말레산 무수물 코폴리머의 양은 0.1 내지 3 wt% 로 변할 수 있지만, 바람직하게는 에틸렌 말레산 무수물 코폴리머의 양은 1 내지 3 wt% 이다.
잔부인 석회암의 양은 전형적으로 48 내지 80 wt% 의 범위일 수 있지만, 예를 들어 또한 48.5 wt% 내지 87.9 wt% 일 수 있다. 다시, 다음의 성분을 갖는 이러한 조성물의 일 예가 만들어졌다: ExxonMobil 로부터 입수 가능한 Vistamaxx 6502 인 25%w 의 에틸렌-프로필렌 코폴리머, ExxonMobil 로부터 입수 가능한 Achieve 6936G2 인 1.5 %w 의 프로필렌 호모폴리머, Neville Chemical 로부터 입수 가능한 Nevtac 201 인 10 %w 의 수지 점착제, ExxonMobil 로부터 Exxelor PE1040 으로서 입수 가능한 2 %w 의 에틸렌 말레산 무수물 코폴리머, Modern Dispersions 로부터 입수 가능한 Black PE 907 Conc 인 0.2 % 의 카본 블랙 마스터배치, Huber 로부터 RECAL PRE-C 20 으로서 입수 가능한 석회암인 잔부.
용어 "wt%" 및 "%w" 는 동일하며, 존재하는 조성물의 총 중량에 대한 성분의 중량을 백분율로 표시한다.
다시 도 1 을 참조하면, 카펫 타일 (100) 은, 카펫 타일 (100) 의 하부 표면을 적어도 부분적으로 규정하기 위해, 압출된 폴리머 층 (120) 내에 부분적으로 매립된 강화 스크림 층 (130) 을 추가로 포함한다. 강화 스크림 층 (130) 은 완성된 카펫 타일 (100) 에 치수 안정성을 부여한다. 강화 스크림 층 (130) 이 카펫 타일 (100) 의 하부 표면에 위치되기 때문에, 강화 스크림 층 (130) 은 카펫 타일의 컬링 및/또는 도밍에 대해 추가적인 지지를 제공한다.
강화 스크림 층 (130) 은 직조 또는 부직포 형태로 제공된 섬유상 재료를 포함할 수 있다. 특히 카펫 타일 (100) 의 하부 표면에 제공될 때, 직조 섬유상 강화 스크림 층 (130) 은 최종 카펫 타일 (100) 에 바람직한 평탄도 특성을 제공하는데 기여하는 한편, 부직 섬유상 재료는 최종 카펫 타일 (100) 의 수축 또는 팽창을 방지하는 것을 돕는다. 바람직한 평탄도 특성은 카펫 타일 (100) 상에 폴리머 배킹을 제공함으로써 전통적으로 발생하는 도밍 (카펫 타일 (100) 의 볼록한 상부 표면을 제공하기 위해 카펫 타일 (100) 의 중앙 부분이 에지에 대해 상승함) 또는 컬링 (카펫 타일 (100) 의 오목한 상부 표면을 제공하기 위해 카펫 타일 (100) 의 에지가 중앙 부분에 대해 상승함) 이 적어도 실질적으로 없을 수 있다. 특정 폴리머가 카펫 타일 (100) 의 백에서 냉각 및/또는 경화됨에 따라, 이러한 폴리머는 카펫 타일 (100) 의 다른 부분을 수축 및 당기거나 (카펫 타일의 변형 및 도밍을 유발함) 카펫 타일 (100) 의 다른 부분을 확장 및 당기는 (카펫 타일의 변형 및 컬링을 유발함) 경향이 있다. 카펫 타일 (100) 의 하부 부분에 강화 스크림 층 (130) 을 배치하는 것은, 폴리머 배킹 냉각 및 경화에 의해 야기된 카펫 타일 (100) 에 대한 변형력에 대처한다. 직조 및 부직 섬유상 스크림 재료의 이들 2 개의 별개의 특성이 주어지면, 특정 카펫 타일 (100) 은 직조 및 부직 섬유상 재료 모두를 포함하는 강화 스크림 층 (130) 을 포함할 수 있다.
섬유상 재료 자체는 임의의 수의 천연 또는 합성 재료를 구성할 수 있다. 예를 들어, 섬유상 재료는 유리 섬유로서 구현될 수 있으며, 이는 폴리에틸렌과 같은 비자극성 코팅 (예를 들어, 열가소성 또는 열경화성 코팅) 으로 코팅될 수 있다. 비자극성 코팅은 섬유에 개별적으로 적용될 수 있거나 (예를 들어, 피복된 섬유를 생성하기 위해), 비자극성 코팅은 직조 또는 부직포 강화 스크림 층 (130) 에 적용될 수 있다. 예를 들어, 비자극성 코팅은 강화 스크림 층 (130) 의 하부 표면 (예를 들어, 노출된 하부 표면) 에 적용될 수 있다. 비자극성 코팅은 카펫 타일 (100) 을 놓는 동안에 설치자가 자극성 섬유상 재료와 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 섬유상 재료는 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리우레탄 섬유, 및 이들의 조합 등과 같은 하나 이상의 폴리머계 섬유를 추가로 그리고/또는 대안적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리머 섬유는 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 피복된 폴리머 섬유 (예를 들어, 폴리에틸렌 코어 및 나일론 또는 폴리프로필렌 피복을 가짐) 등을 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 섬유상 재료는 폴리머계 섬유 및 다른 섬유 (예를 들어, 유리 섬유) 의 복합재를 포함할 수 있다. 이러한 복합재는 부직포 및/또는 직조 층 (예를 들어, 폴리머계 섬유 재료를 포함하는 제 1 층 및 유리 섬유 재료를 포함하는 제 2 층) 의 층을 포함할 수 있다.
제조 방법
도 2 는 본 명세서에서 논의된 바와 같이 카펫 타일 (100) 을 구성하는데 이용될 수 있는 예시적인 카펫 타일 제조 라인의 일부의 개략도이고, 도 3 은 특정 실시형태에 따른 카펫 타일 (100) 을 구성하기 위한 예시적인 방법의 흐름도이다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 카펫 타일 (100) 은 연속 웨브의 일부로서 제조되고 나중에 원하는 타일 형상 및 크기로 절단될 수 있다. 그러나, 카펫 타일 (100) 은 각각의 다층 카펫 타일 (100) 이 별도의 구성요소로서 구성되는 배치 (batch) 공정과 같은 다양한 제조 공정 중의 임의의 것에 따라 제조될 수 있음을 이해해야 한다.
도 3 에서, 다음의 블록들은 특정 실시형태에 따른 카펫 타일을 구성하기 위한 예시적인 방법의 다음의 단계들을 나타낸다:
a. 블록 301 은 "관통 연장되는 복수의 페이스 얀을 갖는 일차 배킹을 포함하는 연속 페이스클로스 웨브를 제공하는" 단계를 나타낸다;
b. 블록 302 는 "웨브 이동 경로를 따라 페이스클로스 웨브를 반전된 방향으로 전진시키는" 단계를 나타낸다;
c. 블록 303 은 "페이스클로스 웨브의 표면 상에 폴리머 이차 배킹 재료의 연속 시트를 압출하는" 단계를 나타낸다;
d. 블록 304 는 "압출된 폴리머 이차 배킹이 연화 온도 이상으로 유지되어 다층 웨브를 형성하는 동안에, 압출된 폴리머 이차 배킹의 노출된 표면 상에 강화 스크림을 배치하는 단계" 를 나타낸다;
e. 블록 305 는 "압출된 폴리머 이차 배킹에 강화 스크림을 부분적으로 매립하기 위해 닙을 통해 다층 웨브를 전진시키는" 단계를 나타낸다; 그리고
f. 블록 306 은 "다층 웨브를 냉각시키기 위해 하나 이상의 냉각 롤러를 통해 다층 웨브를 전진시키는" 단계를 나타낸다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 공정은 (도 3 의 블록 301 에 도시된 바와 같이) 일차 배킹 (110) 을 통해 연장되는 복수의 페이스 얀 (105) 을 갖는 페이스클로스 (111) 를 제공함으로써 시작된다. 페이스클로스 (111) 는 선택적으로 일차 배킹 (110) 의 후면에 배치된 프리코트 층을 가질 수 있다. 본원에서 논의된 바와 같이, 페이스클로스 (111) 의 상측은 최종 카펫 타일 (100) 의 상부 표면을 형성한다. 언급된 바와 같이, 다발화된 일차 배킹 (110) 은 복수의 롤러 (예를 들어, 동력식 롤러 및/또는 아이들러 롤러) 에 의해 규정된 웨브 이동 경로를 따라 스레딩될 수 있는 연속 웨브로서 제공된다. 특정 실시형태에서, 페이스클로스 (111) 는 72-80 인치의 폭을 가질 수 있지만, 페이스클로스 (111) 는 적합한 생산 장비를 갖는 임의의 폭을 가질 수 있음을 이해해야 한다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 페이스클로스 (111) 는 도 3 의 블록 302 에 표시된 바와 같이 페이스클로스 (111) 의 후면이 위로 향한 상태로 반전된 배향으로 웨브 이동 경로를 따라 전진된다. 페이스클로스 (111) 는, 블록 303 에 나타낸 바와 같이, 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 을 형성하기 위해 적어도 실질적으로 균일한 두께를 가지는 수지의 연속 시트를 페이스클로스 (111) 의 후면에 압출하도록 구성된 하나 이상의 압출기 헤드 (220) 를 지나서 전진된다. 특정 실시형태에서, 압출기 헤드 (220) 는 수지가 압출기 헤드 (220) 로부터 연속 시트로서 압출되도록 페이스클로스 (111) 의 전체 폭을 가로질러 연장되는 단일의 세장형의 압출 다이 팁 개구를 포함할 수 있다. 대안적으로, 수지는 웨브 이동 경로의 폭을 가로질러 위치된 복수의 압출기 헤드 (220) 로부터 압출될 수 있다. 복수의 압출기 헤드는 수지가 함께 유동하여 페이스클로스 (111) 의 폭을 가로질러 적어도 실질적으로 균일한 두께를 갖는 적어도 실질적으로 연속적인 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 을 형성하도록 이격될 수 있다.
하나 이상의 압출기 헤드 (220) 는 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 을 형성하기 위해 압출 전에 수지의 다양한 성분을 결합하도록 구성된 하나 이상의 압출기 (예를 들어, 단일 스크류 압출기 및/또는 이중 스크류 압출기) 에 의해 공급될 수 있다. 일단 결합되면, 압출기 및 하나 이상의 압출기 헤드 (220) 는 화씨 약 275-500도 (135 내지 260 ℃) 의 온도에서 그리고 평방 야드 당 약 8-35 온스 (약 0.271 내지 약 1.187 kg/m2) 의 중량으로 페이스클로스 (111) 의 하부 표면 상에 적어도 실질적으로 연속적인 수지 시트를 제공한다. 페이스클로스 (111) 가 핫 멜트 프리코트 층 (115) 을 포함하는 실시형태에서, 수지는 페이스클로스 (111) 에 도포될 수 있는 한편, 프리코트 층 (115) 은 페이스클로스 (111) 와 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 사이의 기계적 결합 강도를 향상시키기 위해 점착 특성을 유지하도록 (예를 들어, 프리코트 층 재료가 연화점 이상으로 유지되는 동안) 충분히 뜨겁다 (핫 멜트 접착제의 경우와 같이). 그러나, 핫멜트 접착제 프리코트 층 (115) 을 사용하지 않는 실시형태 (예를 들어, 프리코트 층 (115) 이 없는 실시형태 및 수성 라텍스계 프리코트 층 (115) 을 사용하는 실시형태) 에서 프리코트 층 (115) 이 고온으로 유지되는 동안, 수지는 페이스클로스 (111) 에 적용될 필요가 없음이 이해되어야 한다.
압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 수지를 페이스클로스 (111) 상에 압출한 후, 강화 스크림 층 (130) 은 도 3 의 블록 304 에 나타낸 바와 같이 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 노출된 하부 표면 상에 놓인다. 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 은 강화 스크림 층 (130) 이 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 노출된 표면 상에 놓이는 때에 수지 연화점 이상으로 유지되고, 전체 다층 웨브 (페이스클로스 (111), 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120), 및 강화 스크림 층 (130) 을 포함함) 는, 다층 웨브를 압축하고 카펫 타일 (100) 의 인접한 층들 사이에 강한 결합을 제공하기 위해 웨브 이동 경로의 대향 측면들 상에 위치된 2 개의 롤러를 포함하는 닙 (250) 을 통과한다. 압축 동안, 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 은 페이스클로스 (111) 에 결합되고, 강화 스크림 층 (130) 은 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 에 결합된다 (예를 들어, 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 내에 부분적으로 매립된다) (블록 305 에 지시됨). 강화 스크림 층 (130) 은 부분적으로 노출된 상태로 유지되어서, 강화 스크림 층 (130) 이 최종 카펫 타일 (100) 의 하부 표면의 적어도 일부를 규정한다.
이동하는 다층 웨브가 닙 (250) 을 통과한 후, 웨브는 하나 이상의 냉각 롤러 (260) 를 통과하여, 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 을 냉각 및 경화시킨다 (블록 306 에 도시됨). 예를 들어, 하나 이상의 냉각 롤러 (260) 는 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 을 대략 실온 (화씨 약 75-80도 (23.9 내지 26.7 ℃)) 으로 냉각하도록 집합적으로 구성될 수 있다.
이어서, 냉각된 다층 구조물은 다층 웨브를 복수의 개별 카펫 타일로 절단하도록 구성된 타일 절단 기구 또는 저장을 위한 테이크-업 롤러 (270) 로 전달될 수 있다. 예를 들어, 웨브는 다이 커터에 통과되어 재료 웨브가 시장 크기의 카펫 타일 (100) (예를 들어, 18"x18", 24"x24" 또는 36"x36") 로 절단될 수 있다. 대안적으로, 재료 웨브는 카펫 타일 (100) 로의 추가 가공을 위해 오프라인 다이 커팅 스테이션으로 이송될 수 있는 큰 직경 (예를 들어, 8 피트 직경) 의 드럼 상에 놓일 수 있다.
생성된 다층 구조물 (개별 카펫 타일 (100) 로 절단될 수 있음) 은 카펫 타일 (100) 의 바람직한 평탄도 특성을 유지하면서 복수의 배킹 층을 갖는 유사한 카펫 타일보다 작은 전체 두께를 갖는다. 이는 더 많은 수의 카펫 타일 (100) 이 단일 카톤, 단일 팔레트 등에 적층되는 것을 허용한다. 또한, 생성된 카펫 타일 (100) 은 복수의 배킹 층을 갖는 유사한 카펫 타일보다 더 낮은 전체 중량을 갖는다. 감소된 부피 (두께 감소로 인한) 및 감소된 중량은 다양한 실시형태에 따른 카펫 타일 (100) 과 관련된 운송 및 설치 비용을 낮추면서, 일단 설치되면 바람직한 미적 특성을 유지한다.
예 1
하나의 예시적인 저중량 카펫 타일이 본 명세서에서 논의된 방법에 따라 제조되었다. 예시적인 카펫 타일은, 평방 야드 당 적어도 약 4 온스 (0.136 kg/m2) 의 중량을 갖는 일차 배킹 층 (110) 을 포함하고 평방 야드 당 적어도 약 14 온스 (0.475 kg/m2) 의 중량으로 다발화된 페이스 얀 (105) 을 갖는 페이스클로스 (111) 를 포함한다. 다발화된 일차 배킹은 평방 야드 당 적어도 약 12 온스의 건조 중량을 갖는 프리코트 층 (115) 으로 코팅된다.
페이스클로스 (111) 는 연속 웨브의 일부로서 압출기 헤드 (220) 아래로 통과되고, 여기서 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 수지는 페이스클로스 (111) 의 후면으로 압출되어 (수지가 프리코트 층 (115) 의 노출된 표면상에 압출되도록), 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 을 형성한다. 이 예에서, 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 은 압출을 위해 화씨 325-475도 (162.8 내지 246.1℃) 의 온도로 가열된, 표 3 에 열거된 성분들의 수지 혼합물을 포함한다.
Figure 112020029505669-pct00003
수지는 적어도 실질적으로 균일한 두께를 갖는 적어도 실질적으로 균일한 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 을 생성하기 위해 페이스클로스 (111) 상에 연속 시트로 압출된다.
압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 이 수지의 연화점 미만의 온도로 냉각되기 전에, 유리섬유 부직 강화 스크림 층 (130) 이 압출된 이차 배킹 층 (120) 의 노출된 표면 상에 놓여지고, 전체 다층 웨브는 닙 (250) 및 하나 이상의 냉각 롤러 (260) 를 통과하여 강화 스크림 층 (130) 을 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 에 매립하고 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 을 냉각 및 경화시킨다. 이어서, 냉각된 웨브는 평가를 위해 개별 카펫 타일 (100) 로 절단된다.
본 예시적인 구성에 따라 제공된 카펫 타일 (100) 은 평방 야드 당 대략 40-70 온스 (1.356 내지 2.373 kg/m2), 바람직하게는 평방 야드 당 대략 54-57 온스 (1.831 내지 1.933 kg/m2), 예를 들어 평방 야드 당 적어도 약 55 온스 (1.865 kg/m2) 의 총 중량을 유지하면서, 우수한 평탄성 및 치수 안정성 특성을 나타내는 것으로 밝혀졌다.
예 2
하나의 예시적인 저중량 카펫 타일이 본 명세서에서 논의된 방법에 따라 제조되었다. 예시적인 카펫 타일은, 평방 야드 당 적어도 약 4 온스 (0.136 kg/m2) 의 중량을 갖는 일차 배킹 층 (110) 을 포함하고 평방 야드 당 적어도 약 14 온스 (0.475 kg/m2) 의 중량으로 다발화된 페이스 얀 (105) 을 갖는 페이스클로스 (111) 를 포함한다. 다발화된 일차 배킹은 평방 야드 당 적어도 약 12 온스 (0.409 kg/m2) 의 건조 중량을 갖는 프리코트 층 (115) 으로 코팅된다.
페이스클로스 (111) 는 연속 웨브의 일부로서 압출기 헤드 (220) 아래로 통과되고, 여기서 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 의 수지는 페이스클로스 (111) 의 후면으로 압출되어 (수지가 프리코트 층 (115) 의 노출된 표면상에 압출되도록), 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 을 형성한다. 이 예에서, 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 은 압출을 위해 화씨 325-475도 (162.8 내지 246.1℃) 의 온도로 가열된, 표 4 에 열거된 성분들의 수지 혼합물을 포함한다.
Figure 112020029505669-pct00004
수지는 적어도 실질적으로 균일한 두께를 갖는 적어도 실질적으로 균일한 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 을 생성하기 위해 페이스클로스 (111) 상에 연속 시트로 압출된다.
압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 이 수지의 연화점 미만의 온도로 냉각되기 전에, 유리섬유 부직 강화 스크림 층 (130) 이 압출된 이차 배킹 층 (120) 의 노출된 표면 상에 놓여지고, 전체 다층 웨브는 닙 (250) 및 하나 이상의 냉각 롤러 (260) 를 통과하여 강화 스크림 층 (130) 을 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 에 매립하고 압출된 폴리머 이차 배킹 층 (120) 을 냉각 및 경화시킨다. 이어서, 냉각된 웨브는 평가를 위해 개별 카펫 타일 (100) 로 절단된다.
본 예시적인 구성에 따라 제공된 카펫 타일 (100) 은 평방 야드 당 대략 40-70 온스 (1.356 내지 2.373 kg/m2), 바람직하게는 평방 야드 당 대략 54-57 온스 (1.831 내지 1.933 kg/m2), 예를 들어 평방 야드 당 적어도 약 55 온스 (1.865 kg/m2) 의 총 중량을 유지하면서, 우수한 평탄성 및 치수 안정성 특성을 나타내는 것으로 밝혀졌다.
결론
본 개시 내용이 전술한 설명 및 관련 도면에 제시된 교시의 이점을 갖는 것에 관한 많은 수정 및 다른 실시형태가 당업자에게 떠오를 것이다. 그러므로, 본 개시는 개시된 특정 실시형태들로 제한되지 않아야 하고 수정 및 다른 실시형태가 첨부된 청구범위의 범위 내에 포함되는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 특정 용어들이 사용되지만, 이들은 포괄적이고 설명적인 의미로만 사용되며 제한을 목적으로 하지는 않는다.

Claims (24)

  1. 카펫 타일로서,
    일차 배킹 (backing) 및 상기 일차 배킹을 통해 연장되는 복수의 페이스 얀 (face yarns) 을 포함하는 페이스클로스 (facecloth) 로서, 상기 페이스클로스는 상기 카펫 타일의 상부 표면을 형성하는, 상기 페이스클로스,
    상기 페이스클로스에 결합된 상부 표면 및 반대쪽 하부 표면을 갖는 압출된 폴리머 이차 배킹 층으로서, 상기 압출된 폴리머 이차 배킹 층의 상기 하부 표면은 상기 카펫 타일의 최외측 하부 표면에 부분적으로 노출되는, 상기 압출된 폴리머 이차 배킹 층; 및
    상기 압출된 폴리머 이차 배킹 층의 상기 하부 표면에 결합된 강화 스크림 (scrim) 층으로서, 상기 강화 스크림 층은 상기 카펫 타일의 상기 최외측 하부 표면에 부분적으로 노출되고, 상기 강화 스크림 층은 상기 카펫 타일의 하부 표면의 적어도 일부를 형성하는, 상기 강화 스크림 층을 포함하는, 카펫 타일.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 강화 스크림 층은 복수의 섬유를 포함하고, 상기 복수의 섬유는 유리 섬유 또는 폴리머 섬유 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 카펫 타일.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 섬유는 피복된 폴리에스테르 코어 섬유를 포함하는 폴리머 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 카펫 타일.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 섬유는 코팅을 갖는 유리 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 카펫 타일.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 코팅은 폴리에틸렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 카펫 타일.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강화 스크림 층은 부직 섬유상 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 카펫 타일.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강화 스크림 층은 복수의 폴리머 섬유 및 복수의 유리 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 카펫 타일.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압출된 폴리머 이차 배킹은 폴리올레핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 카펫 타일.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 압출된 폴리머 이차 배킹은 10 내지 40 wt% 의 폴리올레핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 카펫 타일.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 압출된 폴리머 이차 배킹은 20 내지 80 wt% 의 충전재 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 카펫 타일.
  11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카펫 타일의 중량은 평방 야드 당 40 내지 70 온스인 것을 특징으로 하는 카펫 타일.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 카펫 타일의 중량은 평방 야드 당 50 내지 60 온스인 것을 특징으로 하는 카펫 타일.
  13. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 페이스클로스는 상기 일차 배킹 층과 상기 압출된 폴리머 이차 배킹 층 사이에 일차 배킹 프리코트 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카펫 타일.
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