未固化的膠乳地毯的微波固化的制作方法
【專利摘要】公開(kāi)了地板覆蓋物，其包括：具有纖維面和底面的主襯墊；和在所述主襯墊的底面上的微波固化的預(yù)涂布層。本文還公開(kāi)了制造地板覆蓋物的方法，其包括：將纖維材料或紗線簇絨或嵌入主襯墊中；通過(guò)涂敷預(yù)涂布組合物來(lái)預(yù)涂布所述主襯墊層的底面，隨后微波固化預(yù)涂層。還公開(kāi)了用于固化預(yù)涂布的主襯墊層的設(shè)備。
【專利說(shuō)明】未固化的膠乳地毯的微波固化
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及微波固化未固化的預(yù)涂布的地毯的方法，并且涉及由此生產(chǎn)的地毯。用于固化未固化的預(yù)涂布的地毯的設(shè)備。
[0002]發(fā)明背景
[0003]地毯，如組合地毯或有襯墊的地毯塊，通常被制成簇絨或熔結(jié)的地毯材料，其具有耐磨纖維或絨毛表面，絨頭紗線從該表面向上突出。地毯塊不同于普通簇絨或其他纖維面的地毯的生產(chǎn)，因?yàn)槠胀ǖ牡靥翰恍枰林氐囊r墊層。在地毯塊中，為了壓緊地毯塊通常需要熱塑性襯墊層的精確穩(wěn)定的質(zhì)量，從而能夠使其發(fā)揮自由組合地毯塊的功能。通常地，襯墊層具有高的填充物量(例如石灰石)并且與各種麻布材料(如玻璃纖維、聚酯或其結(jié)合)一起使用以賦予形穩(wěn)性。通常熱塑性背襯層是一層以上的聚氯乙烯層。
[0004]舉例而言，簇絨地毯塊通常包括主襯墊基底片材，例如具有大量的毛絨紗線(如
Nylon? )的聚酯或聚丙烯，其穿過(guò)主襯墊以形成圈絨或割絨(地毯絨頭)的耐磨表面。
主襯墊用于簇絨地毯紗線并提供產(chǎn)品所需面料。可將諸如EVA(聚乙烯醋酸乙烯酯)或羧基化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的膠乳類材料的預(yù)涂布層涂敷在背(底)面以使紗線結(jié)合至主襯墊并有助于將主襯墊固定于襯墊層。襯墊層可由第一 PVC層、玻璃纖維層和第二 PVC層(再背層(reback layer))，第一層PVC將主襯墊結(jié)合至玻璃纖維層，該玻璃纖維層確保地毯塊的形穩(wěn)性，且第二層PVC粘合其上方的層并提供地毯塊的最終襯墊。
[0005]熔結(jié)地毯通常具有與簇絨地毯類似的襯墊，但熔結(jié)地毯有大量嵌入粘合層的尼龍或其他合適纖維材料的割絨紗，所述粘合劑特別是熱塑性的，如PVC或熱熔粘合劑，其可被進(jìn)一步層壓為諸如玻璃纖維、Nylon?,聚丙烯或聚酯的編織或非編織材料的加固層或襯
底層。大量的纖維紗線被粘于粘性基底層并通常由此豎直地伸展以形成耐磨表面。
[0006]在地毯塊的生產(chǎn)過(guò)程中，通常將未固化的預(yù)涂布層涂敷于主襯墊，適當(dāng)?shù)貫橥ㄟ^(guò)加熱而固化的膠乳。加熱通常通過(guò)使涂布的主襯墊經(jīng)過(guò)烘箱而實(shí)現(xiàn)，其中熱空氣流過(guò)預(yù)涂布層以固化預(yù)涂布層。該加熱方法耗時(shí)并且該加熱并非始終均勻。加熱通常是通過(guò)天然氣直接燃燒加熱膠乳固化爐而進(jìn)行。天然氣為非可再生能源。
[0007]發(fā)明目的
[0008]本發(fā)明的目的是基本上克服或至少改進(jìn)一種或多種上述缺點(diǎn)，或者至少提供合適的選擇方案。
[0009]定義
[0010]以下是可有助于理解本發(fā)明說(shuō)明書的一些定義。這些旨在作為通常的定義且絕不是將本發(fā)明的范圍僅限于這些術(shù)語(yǔ)，而是列出以更好地理解以下描述。
[0011]除非上下文另有說(shuō)明或明確指出與之相反，則本發(fā)明以單數(shù)的數(shù)字、步驟或元素形式而敘述的數(shù)字、步驟或元素明確包括所述的數(shù)字、步驟或元素的單數(shù)或復(fù)數(shù)形式。
[0012]全部說(shuō)明書，除非內(nèi)容另有說(shuō)明，詞語(yǔ)“包括(comprise)”或其變形例如“包括(comprises) ”或“包括(comprising) ”,應(yīng)當(dāng)理解為意在包含所述步驟、元素或數(shù)字或者步驟、元素或數(shù)字的組，但不排除任何其他的步驟、元素或數(shù)字或者元素或數(shù)字的組。因此在本說(shuō)明書的上下文中，術(shù)語(yǔ)“包括”意指“主要包括，但不必僅包括”。
[0013]本文所提供的信息和所引用的文獻(xiàn)僅為了幫助讀者理解而提供，并不認(rèn)可任何文獻(xiàn)或信息是本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。
[0014]術(shù)語(yǔ)“長(zhǎng)絲(filament) ”或“長(zhǎng)絲(filaments) ”是指極大或無(wú)限長(zhǎng)度的線。術(shù)語(yǔ)“紗線”是指許多可以或不可以纏繞、加捻或鋪在一起的長(zhǎng)絲的集合。
[0015]術(shù)語(yǔ)“變形(texturing) ”是指任何下述長(zhǎng)絲操作，其導(dǎo)致卷曲、成圈或以其他方式改變這樣的長(zhǎng)絲以提高覆蓋、回彈、膨化，或以提供不同的表面紋理或手感。因此，“膨化連續(xù)長(zhǎng)絲”為已進(jìn)行一種以上“變形”操作的長(zhǎng)絲。
[0016]“生物基”是指由源自生活物質(zhì)的物質(zhì)制造的相關(guān)材料。
[0017]生物基纖維在本文定義為由聚合物或者兩種以上聚合物的摻和物或合金組成的纖維，其中一種以上的所述聚合物具有作為至少一種組成其大分子的組分的最終全部或部分源自生物的、可再生的來(lái)源的物質(zhì)。這樣的來(lái)源可以是，例如，植物或所述植物的部分，如根、莖、葉、花或種子。
[0018]應(yīng)當(dāng)理解，盡管已經(jīng)按照“層”而給出了本發(fā)明的地毯或地毯塊的描述，但在加工之后，地毯塊是結(jié)合的單一整體結(jié)構(gòu)，其中各層不必是容易辨別的或可彼此移動(dòng)的。
[0019]發(fā)明概述
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了地板覆蓋物，其包括:
[0021]具有纖維面和底面的主襯墊；和
[0022]在所述主襯墊的底面上的微波固化的預(yù)涂布層。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了制造地板覆蓋物的方法，其包括:
[0024]將纖維材料或紗線簇絨(tufting)或嵌入主襯墊；
[0025]通過(guò)涂敷預(yù)涂布組合物來(lái)預(yù)涂布所述主襯墊的底面，隨后微波固化預(yù)涂層。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了地板覆蓋物，其包括:
[0027]具有纖維面和底面的主襯墊；
[0028]在所述主襯墊的底面上的微波固化的預(yù)涂布層；
[0029]和固定于所述主襯墊的襯墊層。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了制造地板覆蓋物的方法，其包括:
[0031]將纖維材料或紗線簇絨或嵌入主襯墊；
[0032]通過(guò)涂敷預(yù)涂布組合物來(lái)預(yù)涂布所述主襯墊的底面，隨后微波固化預(yù)涂層；
[0033]將襯墊層涂敷于預(yù)涂布的主襯墊層；和
[0034]如果必要的話，固化所述襯墊層。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了制造地板覆蓋物的方法，其包括:
[0036]將第一層熱塑性樹(shù)脂增塑溶膠涂布在支撐表面上；
[0037]任選地將尺寸穩(wěn)定的片材置于所述第一層的頂表面上，并加熱所述層以膠化所述層并固定所述片材；
[0038]任選地將第二層熱塑性樹(shù)脂增塑溶膠涂敷于第一層的膠化表面上；
[0039]將纖維材料或紗線簇絨或嵌入主襯墊；
[0040]預(yù)涂布所述主襯墊的底面并使用微波固化預(yù)涂層；[0041 ]任選地將熱塑性樹(shù)脂增塑溶膠涂布于預(yù)涂布層上；
[0042]將預(yù)涂布的主襯墊分層堆積于第一或第二熱塑性樹(shù)脂層的增塑溶膠的頂表面上以形成地板覆蓋物；
[0043]加熱所形成的地板覆蓋物以將熱塑層熔合成整體熔合的襯墊層；
[0044]使所述地板覆蓋物冷卻，和
[0045]任選地將所述地板覆蓋物切割成地毯塊。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了由第三方面的方法生產(chǎn)的地板覆蓋物。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供了用于固化預(yù)涂布的主襯墊層的設(shè)備，所述設(shè)備包括:
[0048]至少一種用于產(chǎn)生微波的微波發(fā)生器；
[0049]至少一種單通路或多通路開(kāi)槽波導(dǎo)敷料器；和
[0050]用于使其上提供的具有未固化的預(yù)涂層的主襯墊層進(jìn)入波導(dǎo)敷料器中的機(jī)構(gòu)。
[0051]所述方法可以連續(xù)進(jìn)行。
[0052]優(yōu)選實(shí)施方案詳述
[0053]本文公開(kāi)了地板覆蓋物，其包括:
[0054]具有纖維面和底面的王襯塾；和
[0055]在所述主襯墊的底面上的微波固化的預(yù)涂布層。
[0056]本文也公開(kāi)了制造地板覆蓋物的方法，其包括:
[0057]將纖維材料或紗線簇絨或嵌入主襯墊；
[0058]通過(guò)涂敷預(yù)涂布組合物來(lái)預(yù)涂布所述主襯墊的底面，隨后微波固化預(yù)涂布組合物。
[0059]本文也公開(kāi)了地板覆蓋物，其包括:
[0060]具有纖維面和底面的主襯墊；
[0061]在所述主襯墊的底面上的微波固化的預(yù)涂布層；
[0062]和固定于所述主襯墊的襯墊層。
[0063]本文也公開(kāi)了制造地板覆蓋物的方法，其包括:
[0064]將纖維材料或紗線簇絨或嵌入主襯墊；
[0065]通過(guò)涂敷預(yù)涂布組合物來(lái)預(yù)涂布所述主襯墊的底面，隨后微波固化預(yù)涂層；
[0066]將襯墊層涂敷于預(yù)涂布的主襯墊層；和
[0067]如果必要的話，固化熱塑性襯墊層。
[0068]本文也公開(kāi)了制造地板覆蓋物的方法，其包括:
[0069]將第一層熱塑性樹(shù)脂增塑溶膠涂布在支撐表面上；
[0070]任選地將尺寸穩(wěn)定的片材置于第一層的頂表面上，并加熱所述層以膠化所述層并固定所述片材；
[0071]任選地將第二層熱塑性樹(shù)脂增塑溶膠涂敷于第一層的膠化表面上；
[0072]將纖維材料或紗線簇絨或嵌入主襯墊；
[0073]預(yù)涂布主襯墊的底面并使用微波固化預(yù)涂層；
[0074]任選地將熱塑性樹(shù)脂增塑溶膠涂布于固化的預(yù)涂布層上；
[0075]將預(yù)涂布的主襯墊分層堆積在第一或第二熱塑性樹(shù)脂層的增塑溶膠的頂表面上以形成地板覆蓋物；
[0076]加熱所形成的地板覆蓋物以將熱塑層熔合成整體熔合的襯墊層；
[0077]使所述地板覆蓋物冷卻，和
[0078]任選地將所述地板覆蓋物切割成地毯塊。
[0079]本文也公開(kāi)由所述方法生產(chǎn)的地板覆蓋物。
[0080]本文也公開(kāi)了用于固化預(yù)涂布的主襯墊層的設(shè)備，所述設(shè)備包括:
[0081]至少一種用于產(chǎn)生微波的微波發(fā)生器；
[0082]至少一種單通路或多通路開(kāi)槽波導(dǎo)敷料器；和
[0083]用于使其上提供的具有未固化的預(yù)涂層的主襯墊層進(jìn)入波導(dǎo)敷料器的機(jī)構(gòu)。
[0084]本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在制造地毯/地毯塊中，微波可以有效地作為替代固化膠乳所用的加熱和干燥過(guò)程中的天然氣直接燃燒加熱膠乳固化爐的能源替代形式。微波技術(shù)可用于由高效節(jié)能的微波網(wǎng)絡(luò)固化爐來(lái)代替現(xiàn)存的傳統(tǒng)天然氣燃燒加熱膠乳固化爐。
[0085]纖維材料或紗線
[0086]紗線可以為短纖紗、拉絲長(zhǎng)絲(drawn filament)、復(fù)絲或膨化連續(xù)紗線。紗線可以是變形的和經(jīng)整理的(finished)。
[0087]紗線或纖維材料可以為用于地板覆蓋物的任何合適的紗線或纖維材料。這樣的纖維材料和紗線可以包括合成纖維、天然纖維或合成和天然纖維的組合，例如為但并不限于聚酰胺(如尼龍)、烯烴(如聚丙烯)、羊毛和羊毛混紡、棉、丙烯酸、丙烯酸尼龍混紡、聚酯紗線以及它們的組合和摻和物?？梢允褂眉喚€/纖維材料以形成具有主襯墊的面紗或背紗。
[0088]在一個(gè)實(shí)施方案中，紗線是由生物基纖維形成。例如，生物基聚癸二酰己二胺聚合物。一種適合的聚合物為購(gòu)自BASF的Ultramid Balance6, 10。該材料是基于超過(guò)60%的源自蓖麻油的癸二酸的聚酰胺6，10,所述蓖麻油自身為從蓖麻(Ricinus Communis)種子獲得的可再生資源。適合的聚合物為63%生物基的。在一個(gè)實(shí)施方案中，生物基聚癸二酰己二胺聚合物與高達(dá)80wt%的至少一種和所述生物基聚癸二酰己二胺聚合物相容的聚合物摻和。用于與生物基聚癸二酰己二胺聚合物摻和的適合的聚合物包括但不限于尼龍6，6或尼龍6，12。
[0089]其他任選的可以添加至紗線/纖維材料的添加劑包括但不限于:一種以上的抗靜電劑、抗氧化劑、抗微生物劑、防火劑、著色劑、去光劑、穩(wěn)定劑、染色阻滯劑和潤(rùn)滑劑。
[0090]著色劑可以是任何適合的染料并可以選自有機(jī)和/或無(wú)機(jī)類別。在一個(gè)實(shí)施方案中，染料為選自下述的至少一種染料:喹吖啶酮品紅PR202、茈紅PR178、氧化鐵紅PRlO1、鋅鐵黃PY119、鎳絡(luò)偶氮黃PY150、酞菁綠PG7、酞菁藍(lán)PB 15:1、二氧化鈦PW6和碳黑PB I k7。添加的著色劑的范圍通常受限于函數(shù)最小值(在最小值以下，外觀或耐光性是不合適的)或函數(shù)最大值(在最大值時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)色度飽和)。盡管前述的無(wú)機(jī)和有機(jī)著色劑各不相同，但可能會(huì)遇到0.05wt%的典型最小值和2.5wt%的典型最大值。
[0091]豐襯墊層
[0092]主襯墊可以是簇絨纖維層或熔結(jié)材料。當(dāng)使用簇絨纖維層時(shí)，其可通過(guò)將主襯墊材料供給至常規(guī)簇絨機(jī)而制備，所述簇絨機(jī)通過(guò)材料中的間隙而簇絨纖維。典型地進(jìn)行簇絨，使得所得到的簇絨從具有回針的底面突出，所述回針在加工過(guò)程中使簇絨適當(dāng)?shù)乇３衷诓牧享攤?cè)上。
[0093]主襯墊適當(dāng)?shù)赜删幙椈蚍蔷幙椀暮铣苫蚍呛铣傻睦w維形成。適當(dāng)?shù)?，使用熱塑性襯墊，如編織的聚丙烯襯墊或非編織的聚酯，其具有纖維面或耐磨表面如簇絨面，以及纖維背面如地毯塊被簇絨時(shí)的圈絨或簇絨表面。當(dāng)制備PVC背襯地板覆蓋物時(shí)，優(yōu)選使用諸如Lutradur?的聚酯，因?yàn)樗惶珪?huì)經(jīng)受膠化過(guò)程中加熱所導(dǎo)致的收縮，從而將由于褶皺不
足而導(dǎo)致毯塊翹起的風(fēng)險(xiǎn)最小化。其他適合的襯墊包括Nylon?、玻璃纖維、棉、麻、人造
纖維、紙、天然或合成橡膠、海綿或泡沫橡膠、聚氯丁二烯、丙烯腈-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯橡膠、石油樹(shù)脂、乙烯基聚合物(如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇縮醛、聚乙烯醇縮丁醛及它們的聚合物或混合物)、聚丁烯樹(shù)脂、聚異丁烯-丁二烯樹(shù)脂及它們的共聚物和混合物。
[0094]對(duì)于熔結(jié)地毯塊，將用在地毯塊中的纖維材料和紗線嵌入諸如PVC或熱熔粘合劑的可層壓至襯底的材料中，所述襯底例如為編織或非編織的材料，比如玻璃纖維、Nylon?、聚丙烯或聚酯。、
[0095]預(yù)凃布
[0096]在涂敷襯墊層之前，可以用膠乳或本發(fā)明的另一種適合的預(yù)涂布組合物對(duì)主襯墊層預(yù)涂布。通常，涂敷預(yù)涂層以覆蓋圈絨背部(loop back)并鎖定圈絨。
[0097]膠乳可以是EVA膠乳或另一種乙烯基聚合物或類丙烯酸聚合物膠乳。例如，膠乳可以是丙烯酸和甲基丙烯酸和丙烯酸烷基酯和酯(例如丙烯酸乙酯或丙烯酸甲酯)的共聚物、丙烯酸-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物及它們的組合。適合的膠乳是非鹵代的。能夠使用的其他適合的膠乳材料包括其他的乙烯基短鏈羧酸共聚物、丁二烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯、羧基化苯乙烯-丁二烯、羧基化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯。也可使用氨基甲酸乙酯、PVC、丙烯酸或偏二氯乙烯。
[0098]預(yù)涂布組合物/膠乳可以進(jìn)一步包括增稠劑、抗菌劑、防火劑和/或表面活性劑。適合的抗菌劑為奧麥丁鋅一鋅-2-吡啶硫醇-1-氧化物。適合的防火劑為氫氧化鋁。合適的表面活性劑為十二烷基硫酸納。
[0099]在一個(gè)實(shí)施方案中，使用了預(yù)涂布組合物，其包括:至少一種由丙烯酸或甲基丙烯酸單體和苯乙烯單體衍生的共聚物；至少一種由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯衍生的共聚物；至少一種增稠劑；和水。由丙烯酸或甲基丙烯酸單體和苯乙烯單體衍生的共聚物適當(dāng)?shù)貫楸┧狨?苯乙烯共聚物分散體，例如由BASF Corporation提供的Acronal? S728na。
Acronal? S728na 是丙烯酸丁酯/苯乙烯共聚物分散體，且含有49%至51%w/w的水和約49%至51%w/w的專有共聚物。該分散體的閃點(diǎn)高于300° F(149° C)，乳白色，帶有微弱的酯樣氣味，pH約6.5至7.5，沸點(diǎn)212° C(760mmHg)，蒸汽壓23mbar (20° C)，相對(duì)密度1.04(20° C)，粘度200mPa.s至700mPa.s且可與水混溶。該共聚物通常用于造紙工業(yè)中的涂布，但目前為止尚未用于地毯塊的制備。在加入預(yù)涂布組合物之前，適當(dāng)?shù)赜盟畬⒃摴簿畚锵♂屩凉腆w為25%。如上所指出，該預(yù)涂布組合物還包含由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯衍生的共聚物。該共聚物有助于丙烯酸苯乙烯粘著于適用于地板覆蓋物制造的諸如PVC的熱塑性材料。適合的聚合物是可購(gòu)自BASFAktiengesellschaft的Acronal? AX8281AP。該分散體為白色，具有輕微的味道，且pH值為7至8，密度在20° C下為約1.02g/cm3,動(dòng)態(tài)粘度為300mPa.s至1500mPa.s (23° C)，且固體含量為48.5%至51.5%。該聚合物分散體可與水混溶。添加這種丙烯酸提高了水溶液的玻璃化溫度。如果單獨(dú)使用，此丙烯酸樹(shù)脂是非常易碎的。與丙烯酸酯/苯乙烯共聚物一起加入會(huì)使組合物粘著/固定于襯墊層。適當(dāng)?shù)兀尤敫芍丶s20%的Acronol (16%體積)。該預(yù)涂布組合物適當(dāng)?shù)匕龀韯＿m合的增稠劑是適于聚合物分散體的增稠劑，例如含有羧基的丙烯酸共聚物。適合的增稠劑是可購(gòu)自BASF Aktiengesellschaft的Latekoll? D,且為低粘度的乳白色陰離子分散體。Lateko 11 CR) D 的固體含量(IS01625)為約 25±1%，pH 值為 2.3 至 3.3,23。C、250s-1 剪切速率下的粘度為2-10mPa.s，且密度在20° C下為約1.05g/cm3。該增稠劑有助于防止預(yù)涂布組合物沿主襯墊層中的洞向下依靠毛細(xì)作用流走(wicking)。在向樹(shù)脂添加之前,適當(dāng)?shù)赜盟畬⒃龀韯╊A(yù)稀釋以形成均質(zhì)溶液。
[0100]上述預(yù)涂布組合可以通過(guò)以下方式制備:首選將由丙烯酸或甲基丙烯酸單體和苯乙烯單體衍生的共聚物與由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯衍生的共聚物混合，接著添加已經(jīng)用水預(yù)稀釋的增稠劑，隨后添加額外的水。將約20%(S728干重的約20%)的
AX8281 Acronal?.適當(dāng)?shù)丶尤胫罙cronal? S728且適當(dāng)?shù)靥砑觢-2wt%(聞達(dá)5%)的增稠
齊U。重要的是，勿加入太多增稠劑，因?yàn)榭赡馨l(fā)生主襯墊的滲膠。還重要的是，勿將增稠劑加入基底材料、然后加入水，因?yàn)樵摻M合物可能局部過(guò)稠。還重要的是，勿太快將水/增稠劑溶液加入Acronal?中，因?yàn)檫@會(huì)引起凝結(jié)并產(chǎn)生無(wú)效的溶液。AX8281的量能夠?yàn)镾728干重的10%至高達(dá)40%，例如20%至35%。當(dāng)存在時(shí)，可在加入水和增稠劑之后的混合循環(huán)結(jié)束時(shí)添加抗菌劑、防火劑和表面活性劑。
[0101]將月交乳/預(yù)涂布組合物涂g纟至主襯墊層
[0102]能夠通過(guò)輥涂、噴涂或發(fā)泡將膠乳/預(yù)涂布組合物涂敷至主襯墊。用于850g/m2地毯的的膠乳/預(yù)涂層的量可高達(dá)100g/m2。膠乳/預(yù)涂布組合物用于將纖維鎖定在諸如簇絨襯墊層的主襯墊的背面上，并作為屏障將纖維狀地毯與下面的襯墊分開(kāi)。將預(yù)涂層適當(dāng)?shù)丶訜嵋猿プ銐虻乃?，從而提供固體屏障并允許可能的交聯(lián)。在這點(diǎn)上，加熱通過(guò)使用微波能和適合的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述設(shè)備包括:用于產(chǎn)生微波的微波發(fā)生器；單通路或多通路的開(kāi)槽波導(dǎo)敷料器；和用于使其上提供的具有未固化的膠乳預(yù)涂層的主襯墊層進(jìn)入波導(dǎo)管的機(jī)構(gòu)。
[0103]設(shè)備適宜封裝在腔室中。使預(yù)涂布的主襯墊層適合地進(jìn)入腔室以通過(guò)波導(dǎo)敷料器中的微波來(lái)加熱，從而提供預(yù)涂層的固化。
[0104]可以使用縫隙或諧振開(kāi)槽波導(dǎo)管。可選地，可以使用蛇狀(曲折)行波敷料器。蛇狀敷料器基本上是通過(guò)180°彎管連接的一系列開(kāi)槽波導(dǎo)敷料器。通過(guò)使用這樣的敷料器，每一個(gè)通路具有高度均勻的E場(chǎng)以及相對(duì)低的衰減，產(chǎn)生均勻加熱。
[0105]適合的波導(dǎo)管由鋁制造，微波以內(nèi)部反射穿過(guò)波導(dǎo)管。縫隙的寬度可以根據(jù)需要變化。作為微波發(fā)生器，適宜使用922MHz磁控管，但是2.45GHz磁控管也可以使用。適當(dāng)?shù)靥峁┒罅髌?chokes)、水槽(sink)、水和模擬負(fù)載以捕獲過(guò)量的微波并防止泄露。
[0106]將預(yù)涂布的主襯墊適當(dāng)?shù)毓┙o至腔室中并通過(guò)微波可穿透的輸送機(jī)而供給至波導(dǎo)敷料器中。[0107]在腔室中可以設(shè)置大量加熱區(qū)，例如，將預(yù)涂層涂敷至主襯墊的第一區(qū)和發(fā)生固化的第二區(qū)?？梢蕴峁┨綔y(cè)器以確定各區(qū)中的表面溫度。還可以提供第三冷卻區(qū)。通過(guò)微波的使用，能夠在20秒以內(nèi)固化預(yù)涂布的主襯墊層。
[0108]預(yù)涂布層的厚度通常十分薄。當(dāng)干燥時(shí)，合適的厚度為約0.005mm至0.1mm。通過(guò)使用噴嘴和噴射壓力適當(dāng)?shù)乜刂坪穸?。將預(yù)涂布層適當(dāng)?shù)刂苯又糜诎ㄈq或纖維的主襯墊的背面上并與其相倚靠，且涂敷的量能完全覆蓋圈絨背部并鎖定圈絨，從而使得沒(méi)有明顯的起伏。加工過(guò)程中將共聚物固化并交聯(lián)。形成的預(yù)涂布產(chǎn)品是非常柔韌的。
[0109]襯墊層
[0110]地板覆蓋物可以包括襯墊層，其賦予地板覆蓋物穩(wěn)定性和自由組合性。
[0111]在鋪襯墊層之前，能夠根據(jù)需要修剪地毯纖維。進(jìn)行修剪以剪開(kāi)正表面(facesurface)上閉合的圈紗、簇絨紗線并使剪開(kāi)的簇絨紗線具有與正耐磨表面纖維的高度相同的一般高度。
[0112]襯墊層可由一層或多層熱塑性聚合物或其他適合的襯墊材料形成，例如上述用于主襯墊的那些。在一個(gè)實(shí)施方案中，熱塑性塑料是乙烯基鹵化物。適合的乙烯基鹵化物是PVC(聚氯乙烯)。其他適合的襯墊包括浙青、無(wú)規(guī)立構(gòu)聚丙烯、聚烯烴、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、熱塑性彈性體、聚氨酯、PVC/膠乳、以浙青為襯的膠乳、聚氨酯、聚胺、麻、氨基甲酸乙酯、聚偏二氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇縮丁醛、天然或合成橡膠或聚氯丁二烯。襯墊層可以是泡沫、海綿狀或固體的形式。當(dāng)為泡沫形式時(shí)，襯墊層增加彈性和/或穩(wěn)定性。
[0113]襯墊層能夠具有一系列特性，其取決于所使用的聚合物、增塑劑、穩(wěn)定劑和填充劑的性質(zhì)。
[0114]制造地毯通常需要約2.88kg/m2的PVC。當(dāng)使用本發(fā)明任選的預(yù)涂布組合物時(shí)，盡管仍可使用2.88kg/m2,但期望將PVC的量減少至約lkg/m2至2kg/m2,并且1.5kg/m2至1.6kg/m2是尤其適合的，并仍保持彈性。
[0115]本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的襯墊組合物
[0116]在一個(gè)實(shí)施方案中，襯墊由包括增塑劑以及諸如PVC的熱塑性聚合物的組合物形成。還可以包括填充劑。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，提供了回收玻璃在用于制造地毯塊的PVC增塑溶膠中作為填充劑的用途。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用用于制備地板覆蓋物的組合物，其包括:熱塑性樹(shù)脂；增塑劑，其為環(huán)氧化豆油與蓖麻油醋酸酯的混合物；以及填充齊U。另一實(shí)施方案中，使用用于制備地板覆蓋物的組合物，其包括:熱塑性樹(shù)脂、至少一種增塑劑和回收玻璃。
[0117]填充劑可以是石灰石或回收玻璃，或者回收玻璃與石灰石以任意比例的組合。在特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，填充劑是回收玻璃。由于可使用的玻璃的比重為2.0至2.5，而石灰石的比重為2.7，較石灰石而言，需要更少體積的玻璃。例如對(duì)于1357kg的PVC糊而言，需要約825kg的石灰石填充劑，而僅需要611kg的回收玻璃。
[0118]回收玻璃纖維適當(dāng)?shù)鼐哂斜壬沉８〉牧角沂褂们蚰C(jī)制備，以使其成為圓形玻璃顆粒。它們通常是惰性副產(chǎn)品(消費(fèi)廢物)且不吸收任何增塑劑油，而石灰石在使用時(shí)可吸收約17wt%的增塑劑油。
[0119]回收玻璃可以是可購(gòu)自Recycled Glass Mediums Australia Pty Ltd,95ffisemans Ferry Road Somersby NSW2250,澳大利亞，的 Enviro-玻璃(Enviro-glass),并且可獲得的粒徑為少于0.106mm至高達(dá)IOmm,例如2.5mm至1.5mm, 1.5mm至0.75mm,
0.75mm 至 0.3mm 和 0.3mm 至 0.106mm。
[0120]在一個(gè)實(shí)施方案中，使用300 μ m或更小的粒徑，優(yōu)選大多數(shù)顆粒的粒徑小于200微米的細(xì)粒(fine)。
[0121]產(chǎn)品可以為粉碎玻璃(無(wú)色、藍(lán)色、雜琥珀色、雜綠色的)，可以為無(wú)味、無(wú)機(jī)固體、研磨和分級(jí)的玻璃，熔點(diǎn)800° C以上，比重約2.5(此值是常規(guī)的，該產(chǎn)品所測(cè)定的比重可能是2)且通常不溶于水。
[0122]回收玻璃可以包含具有下述化學(xué)組成的鈉鈣硅玻璃:
[0123]
Na2O + K2O + Li2O 12-15%
CaO + MgO10-13%
Al2O31-2%
其他氧化物(除SiO2) 0-1%
結(jié)合的二氧化硅余量(不含游離二氧化硅)
[0124]相對(duì)于增塑溶膠的 總混合物，可以使用約40wt%至70wt%的回收玻璃。適當(dāng)?shù)厥褂?50wt% 至 61wt%。
[0125]增塑劑可以是標(biāo)準(zhǔn)的鄰 苯二甲酸酯增塑劑，例如DINP、DEHP, DOP、PEGlOO或PEG200。
[0126]特別優(yōu)選的增塑劑是環(huán)氧化豆油與蓖麻油衍生物的組合。鑒于環(huán)氧化豆油冬凝(即在低溫下該油凝固)的事實(shí)，難以得到所需粘度，并因此當(dāng)單獨(dú)使用時(shí)，發(fā)生塑性遷移。環(huán)氧化豆油還不具有長(zhǎng)保質(zhì)期。蓖麻油衍生物產(chǎn)生良好粘度并且避免了大豆油的吸收和遷移。適合的組合物包括30%蓖麻油和70%大豆油。增塑劑適合的范圍為40wt%至20wt%的蓖麻油和60被％至80被％的大豆油。根據(jù)需要，可存在諸如醇的粘度改進(jìn)劑以降低粘度。適合的粘度改進(jìn)劑為乙醇。在一個(gè)實(shí)施方案中，可存在5被％至10wt%的乙醇。
[0127]環(huán)氧化豆油與蓖麻油衍生物的組合協(xié)同發(fā)揮作用。適當(dāng)?shù)?，將該組合在室溫下混
八
口 ο
[0128]合適的大豆增塑劑是環(huán)氧化豆油，例如可購(gòu)自Swift and CompanyLimited, 372ffellington Road, Mulgrave, Victoria3170,澳大利亞，的 LankroflexE2307 (ESBO) AG。Lankroflex E2307為低氣味環(huán)氧增塑劑，其含有純的環(huán)氧化豆油，且具有的環(huán)氧含量(oxirane oxygen content)最少為6.6%,碘值最大為2.5,最大粘度(30° C)為350厘泊，酸值最高為0.4K0H mg/g，含水量最大為0.1%，比重(25。C)為0.992 ±0.01，折射率(25° C)為1.470±0.002，且色度最大為120APHA。Lankroflex E2307是澄清、黃色油狀液體，具有微弱的脂肪氣味，且在常溫下為液體。該產(chǎn)品在IOOkPa下的沸點(diǎn)為200° C以上，且閃點(diǎn)為約314° C，比重在25° C下為0.99，不溶于水，且在25° C下的粘度為350厘泊。
[0129]蓖麻油衍生物適當(dāng)?shù)貫橛赏耆珰浠谋吐橛椭频玫膯胃视王サ拇姿狨ィ缈少?gòu)自 Danisco Emulsifiers 的Grindsted? Soft-n-Safe/C。該產(chǎn)品的乙酰化度為約 0.9,碘值最大為4，酸值最大為3，皂化值為約435，且為澄清液體形式。該產(chǎn)品含有硬脂酸，12-(乙酰氧基)，雙(乙酰氧基)丙酯(約85%)和硬脂酸，2，3-雙(乙酰氧基)丙酯(約10%)。該產(chǎn)品在室溫下為液體，且不溶于水，300° C以上分解，且閃點(diǎn)在100° C以上，中性氣味，20。C下的密度為1.0030g/ml，且123.6° C下的蒸汽壓為1.05 X 10_4托。
[0130]優(yōu)選的襯墊層由包括回收玻璃和大豆油/蓖麻油組合的組合物形成。該結(jié)果是基于更可再生且更少礦物的產(chǎn)品。在這樣的組合中，該組合物可包含高至約60%的熱塑性塑料(來(lái)自礦物)。
[0131]任選的添加劑和層
[0132]主襯墊和襯墊層或膠乳/預(yù)涂布組合物可包括任一種或多種的阻燃劑或防火劑，諸如石灰石或重晶石、氧化鈣、炭黑的惰性填充劑，抗菌劑，表面活性劑，消泡劑，增稠劑，分散劑，彈性體，抗氧化劑，著色劑，硬化劑，增塑劑，UV/熱穩(wěn)定劑，粘度改進(jìn)劑，交聯(lián)劑和/或增粘劑。
[0133]增塑劑與熱塑性樹(shù)脂的組合使用提供了所需的柔韌度、耐用性和硬度。熱穩(wěn)定劑的存在穩(wěn)定了熱塑性塑料并防止熱分解，UV穩(wěn)定劑穩(wěn)定了熱塑性塑料以防止暴露于UV光而導(dǎo)致的分解，氧化鈣確保了混合過(guò)程中將水分移除，碳酸鈣(石灰石)用作填充劑，在減少成本的同時(shí)增加了熱塑性化合物的混合物的體積，且粘度改性劑維持粘度以確?；旌衔锞S持良好的混合并處于混懸狀態(tài)(減緩固體的析出)。
[0134]地板覆蓋物在主襯墊和襯墊層中可以包括玻璃、玻璃纖維、聚酯、Nylon?或聚丙
烯的一層或多層編織或非編織層，例如織錦、網(wǎng)眼織物或絨頭織物或稀洋紗(scrim)片材或其組合。該稀洋紗材料可與主襯墊相鄰或與其緊鄰。玻璃纖維或織錦材料可用于熱塑性襯墊層中以提供形穩(wěn)性并改善地毯塊的鋪放性能。還可以包括緩沖層，例如由泡沫形成。
[0135]襯墊層的底面可以具有粘合劑以及其上粘附的可剝離的保護(hù)層，其中在使用時(shí)，將保護(hù)層剝離并將地板覆蓋物施用于地板表面或用壓敏粘合劑來(lái)施用。
[0136]襯墊層的涂g《及地毯塊的制備
[0137]地板覆蓋物可以以任何合適的方式制備。例如，可以以確定的厚度將熱塑層以濕增塑溶膠形式涂敷/澆鑄至固化的預(yù)涂布的主襯墊層的底面上。將涂布的材料用刮刀弄平，刮刀將熱塑層弄平并使其光滑，并迫使熱塑層與任何玻璃稀洋紗和主襯墊接合。
[0138]可選地，襯墊層可在可釋放的支撐物上形成，所述支撐物例如碳氟化合物、玻璃纖維環(huán)形帶、Teflon?涂布的玻璃纖維帶或不銹鋼鑄造支撐物。預(yù)涂布的主襯墊層隨后被鋪放入液體/糊狀襯墊層中。
[0139]涂敷襯墊層之后，將地毯適當(dāng)?shù)丶訜嵋允篃崴苄运芰先酆?膠化并固化，使其冷卻并任選地切割成地毯塊部分?？赏ㄟ^(guò)加熱器、輻射板或加熱元件進(jìn)行加熱。加熱使熱塑性材料固化，并且對(duì)于簇絨地毯而言，由此適當(dāng)?shù)劓i定回針，從而使該主襯墊與襯墊層通過(guò)嵌入襯墊層的主襯墊纖維而結(jié)合?？梢詫⒌靥簤K加熱至50° C至170° C范圍內(nèi)的固化溫度，例如 90° C 至 170。C、90。C 至 160。CU00° C 至 150。C 或 140。C 至 150。C。例如對(duì)于PVC，在50° C時(shí)增塑劑熔化并開(kāi)始擴(kuò)散進(jìn)入微粒，凝化開(kāi)始于約50° C并持續(xù)至約130° C，在該溫度點(diǎn)微粒膨脹，凝化階段在130° C至170° C結(jié)束。在91° C，該聚合物流動(dòng)成為連續(xù)的團(tuán)塊。
[0140]完成地毯塊的適合的設(shè)備可以為包括加熱器的設(shè)備，所述加熱器具有在所需溫度下操作的腔室，并且主襯墊和襯墊層經(jīng)過(guò)它而被加熱以供襯墊層的塑性變形?？梢赃m當(dāng)?shù)卦O(shè)置壓輥對(duì)，在主襯墊和襯墊層已通過(guò)加熱器被加熱之后，主襯墊、襯墊和任何附加緩沖層被傳送至所述壓輥對(duì)，從而向其施加力以使各層結(jié)合?？刂破骺梢耘c加熱器可操作地連接，所述控制器被設(shè)置為維持腔室內(nèi)的溫度以提供襯墊層的加熱，使得該襯墊層通過(guò)輥而相對(duì)變形以將所述層結(jié)合。
[0141]在膠化期間或膠化之后，可使地毯在壓花輥下經(jīng)過(guò)，其將地毯背面壓成鋸齒狀或波紋狀等，從而形成摩擦力增加的表面(抵抗移動(dòng)并將放置時(shí)的位置保持原位)并且有助于將多層合并成整體產(chǎn)品。合并的地毯材料可隨后通過(guò)適合的切割手段被割成適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度(例如形成正方形)。可將該層疊結(jié)構(gòu)冷卻至例如約105° C以使該結(jié)構(gòu)從支撐物移除。然后在將熱塑性層壓花的壓花輥使用之前，可以使該結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)加熱器并加溫至約100° C。
[0142]在一個(gè)實(shí)施方案中，襯墊層由諸如PVC的熱塑性塑料層、玻璃纖維稀洋紗和諸如PVC的第二熱塑性塑料層形成。第一層的熱塑性塑料層使主襯墊與玻璃纖維層結(jié)合，通過(guò)刮刀適當(dāng)?shù)乜刂圃搶拥暮穸?。玻璃纖維層用于確保地毯塊的形穩(wěn)性，第二層的熱塑性塑料膠合其上的層并提供地毯塊的最終襯墊。該層的厚度也通過(guò)刮刀適當(dāng)?shù)乜刂啤?br> [0143]可以以連續(xù)的方式將襯墊層涂敷于主襯墊以制造出任意長(zhǎng)度的材料，隨后可根據(jù)需要切割以形成地毯塊。
[0144]每一層的厚度可根據(jù)是否使用固體層或泡沫層而改變。例如第一 PVC層的范圍取決于PVC襯墊的重量，即2.64kg/m2會(huì)是0.88mm的兩層，2kg/m2會(huì)是0.67mm的兩層，而
1.5kg/m2會(huì)是0.5mm的兩層。總體地毪厚度可以適當(dāng)?shù)貫榧s4mm至12mm,例如沒(méi)有泡沫襯墊為約6mm,而帶有泡沫襯墊為約10mm。
[0145]應(yīng)思
[0146]所得到的地板覆蓋物適于用作在家庭和/或商業(yè)用途的地板覆蓋物。可能需要壓敏性粘結(jié)劑以用于安裝，并且可以在裝備地磚的地方，根據(jù)需要對(duì)該地磚進(jìn)行替換或更迭。
[0147]通過(guò)微波固化的使用，生產(chǎn)時(shí)間縮短并且使成本最小化。所用的總能量減少。
[0148]本發(fā)明提供了切實(shí)可行的微波地毯網(wǎng)絡(luò)加工方法，其能夠連續(xù)進(jìn)行膠乳的快速固化以及使諸如EVA的預(yù)涂布層聯(lián)鎖(interlock)?；诒景l(fā)明的固化方法,可以實(shí)現(xiàn)高能效。
[0149]以下實(shí)施例示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但不應(yīng)解釋為對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例表明使用微波快速固化膠乳是可能的。
[0150]因?yàn)橛呻娏?yīng)的微波技術(shù)代替了天然氣燃燒加熱爐，所以實(shí)現(xiàn)了尋找為非再生天然氣使用的替代物的目標(biāo)。
實(shí)施例
[0151]任何材料的介電性質(zhì)(ε )是影響微波能如何耦合至所述材料中以及該能量如何有效地轉(zhuǎn)換為熱能的主要參數(shù)。這些性質(zhì)通過(guò)以下公式表示:
[0152]ε = ε，- j ε ”
[0153]其中ε ’，介電常數(shù)，表示當(dāng)施用微波場(chǎng)時(shí)所述材料儲(chǔ)存能量的能力，以及ε ”表示損耗因數(shù)并決定微波能在材料中如何容易地轉(zhuǎn)換為熱能。
[0154]當(dāng)材料經(jīng)受電磁場(chǎng)時(shí)，存在提供能量?jī)?chǔ)存和轉(zhuǎn)換成熱的多種機(jī)制。離子傳導(dǎo)和偶極旋轉(zhuǎn)是用于解決方案的兩種主要加熱機(jī)制。
[0155]通常隨著材料加熱，介電損耗因數(shù)增加。這能夠?qū)е乱阎拇龠M(jìn)非均勻加熱的熱逸潰效應(yīng)(工作負(fù)載的較熱的部分優(yōu)先加熱)。介電損耗因數(shù)的增加也能為有利的。如果材料的溫度能夠升高到適合的水平(例如，通過(guò)使用常規(guī)手段的預(yù)熱步驟或通過(guò)包含具有更高介電損耗因數(shù)的添加劑)，可以使用微波加熱以使產(chǎn)品升高至最終所需的溫度。因此，介電質(zhì)數(shù)據(jù)的知識(shí)在任何微波加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中是期望的，因?yàn)樗试S對(duì)加工材料中的功率密度、相關(guān)電場(chǎng)應(yīng)力和穿透深度作出評(píng)估。
[0156]在任何的微波加熱系統(tǒng)中的主要關(guān)注點(diǎn)之一是功率通量在工作負(fù)載中的穿透深度。其給出了對(duì)熱分布及由此的加熱均勻性的直接理解。穿透深度是指?jìng)魅虢殡娰|(zhì)的波的振幅由于以熱量形式進(jìn)入材料的功率吸收而減小。波場(chǎng)和功率通量密度的強(qiáng)度隨著距表面的距離以指數(shù)方式下降。衰變率是上述復(fù)介電常數(shù)ε的函數(shù)，其包括實(shí)數(shù)部分(realcomponent) ε ’和損耗因數(shù)ε ”。穿透深度DP定義為進(jìn)入材料的深度，在該深度處，功率通量降低至其在表面上的值的37%(l/e)。正在加工的材料的介電常數(shù)提供了對(duì)材料內(nèi)的波的電磁行為的洞察以及使得用于設(shè)計(jì)適合設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)得到定義。
[0157]DP和材料介電性質(zhì)之間的關(guān)系可以使用以下低損耗電介質(zhì)的公式來(lái)描述:
[0158]
【權(quán)利要求】
1.地板覆蓋物，其包括: 具有纖維面和底面的主襯墊；和 在所述主襯墊的底面上的微波固化的預(yù)涂布層。
2.制造地板覆蓋物的方法，其包括: 將纖維材料或紗線簇絨或嵌入主襯墊； 通過(guò)涂敷預(yù)涂布組合物來(lái)預(yù)涂布所述主襯墊的底面，隨后微波固化預(yù)涂層。
3.地板覆蓋物，其包括: 具有纖維面和底面的主襯墊； 在所述主襯墊的底面上的微波固化的預(yù)涂布層； 和固定于所述主襯墊的襯墊層。
4.制造地板覆蓋物的方法，其包括: 將纖維材料或紗線簇絨或嵌入主襯墊； 通過(guò)涂敷預(yù)涂布組合物來(lái)預(yù)涂布所述主襯墊的底面，隨后微波固化預(yù)涂層； 將襯墊層涂敷于預(yù)涂布的主襯墊層；和 如果必要的話，固化所述襯墊層。
5.制造地板覆蓋物的方法，其包括: 將第一層熱塑性樹(shù)脂增塑溶膠涂布在支撐表面上； 任選地將尺寸穩(wěn)定的片材置于所述第一層的頂表面上，并加熱所述層以膠化所述層并固定所述片材； 任選地將第二層熱塑性樹(shù)脂增塑溶膠涂敷于所述第一層的膠化表面上； 將纖維材料或紗線簇絨或嵌入主襯墊； 預(yù)涂布所述主襯墊的底面并使用微波固化預(yù)涂層； 任選地將熱塑性樹(shù)脂增塑溶膠涂布于預(yù)涂布層上； 將所述預(yù)涂布的主襯墊分層堆積在所述第一或第二熱塑性樹(shù)脂層的增塑溶膠的頂表面上以形成地板覆蓋物； 加熱所形成的地板覆蓋物以將所述熱塑層熔合成整體熔合的襯墊層； 使所述地板覆蓋物冷卻，和 任選地將所述地板覆蓋物切割成地毯塊。
6.由權(quán)利要求5所述的方法生產(chǎn)的地板覆蓋物。
7.用于固化預(yù)涂布的主襯墊層的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 用于產(chǎn)生微波的微波發(fā)生器； 單通路或多通路開(kāi)槽波導(dǎo)敷料器；和 用于使在其上提供的具有未固化的預(yù)涂層的主襯墊層進(jìn)入所述波導(dǎo)敷料器的機(jī)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】D04H11/08GK103476301SQ201280016843
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月7日
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