地毯產(chǎn)品及其制造方法
【專利說明】地毯產(chǎn)品及其制造方法
[0001] 優(yōu)先權(quán)要求
[0002] 本申請要求2012年12月7日提交的美國臨時申請No. 61/734581的優(yōu)先權(quán)，其整 個內(nèi)容在此引入作為參考。 發(fā)明領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及地毯產(chǎn)品，其含有由乙烯基酯/乙烯系乳液粘合劑形成的主預(yù)涂膠黏 劑，和由苯乙烯/丁二烯系乳液粘合劑形成的次襯底膠黏劑。
[0004] 發(fā)明背景
[0005] 最常規(guī)的地毯包含主襯底，其具有切割的或未切割的環(huán)形式的紗線絨，從這個襯 底向上延伸來形成絨毛表面。對于簇絨地毯，紗線是通過簇絨針而插入到主襯底（經(jīng)常是 織造或者非織造材料）中的，并且向其上施用預(yù)涂層（即，粘合劑）。
[0006] 大部分的家用和商業(yè)地毯也是用織造稀松布（通常由聚丙烯制成）制造的，其連 結(jié)到地毯的背面上來為該地毯提供尺寸穩(wěn)定性。該稀松布是用通常被稱作跑漏涂膠黏劑的 另外一種粘合劑配制物而連結(jié)到預(yù)涂布的地毯襯底上的。將該跑漏涂層施用到該稀松布 上，然后在該組裝的地毯元件送到固化烘箱之前，將該稀松布施用到地毯的預(yù)涂布的襯底 上。跑漏涂膠黏劑的目的是提供材料層，其將織造稀松布粘附到地毯的背面上。
[0007] 對于預(yù)涂和跑漏涂膠黏劑二者來說，該粘合劑的物理性質(zhì)對于將它們成功用于地 毯產(chǎn)品中是重要的。就此而言，存在著許多這樣的膠黏劑必須滿足的重要要求。該膠黏劑 必須能夠使用地毯工業(yè)中通常用于膠乳例如乳液、涂料的方法和裝置來施用到地毯上和干 燥。該粘合劑組合物必須提供到絨毛纖維的優(yōu)異的附著性，來將它們穩(wěn)固的固定到襯底中。 該膠黏劑還將通常具有高負(fù)載量的填料例如碳酸鈣，鋁三水合物，重晶石，長石，碎玻璃，飛 灰和/或再循環(huán)的地毯襯底。在一方面，該填料選自碳酸鈣，ATH鋁三水合物，再循環(huán)的填 料，毛玻璃，二氧化硅，飛灰和所述的填料的組合。該用于地毯材料的膠黏劑中的粘合劑經(jīng) 常是乳液聚合物，即，膠乳組合物，其可以包含乙烯基酯（例如乙酸乙烯酯）和乙烯的共聚 物?；谝蚁┗?乙烯共聚物的地毯膠黏劑公開在例如美國專利No. 4735986 ;5026765 ; 5849389 和 6359076,美國專利申請公開 No. 2005/0287336 和 TO2011/139267A1 中，其整個 內(nèi)容在此引入作為參考。這些共聚物是通過在含水乳液中聚合適當(dāng)?shù)墓簿蹎误w來制備的。 這樣的乳液可以通過加入作為乳化劑的常規(guī)表面活性劑（陰離子型的，非離子型的，陽離 子型的）來穩(wěn)定。這樣的乳液也可以通過包括保護(hù)性膠體例如基于聚乙烯醇（PVOH)，離子 改性的淀粉，水溶性淀粉，淀粉醚，聚丙烯酸，羧甲基纖維素，天然樹膠，凝膠，合成聚合物， 或者水溶性纖維素醚例如羥乙基纖維素（HEC)的那些來穩(wěn)定。
[0008] 從允許將乳液與不同類型的填料（其用于地毯膠黏劑中）有效配混的觀點來說， 基本上全表面活性劑系乙烯基酯/乙烯（VAE)膠乳乳液（即，含有非常少的或者沒有保護(hù) 性膠體作為乳液穩(wěn)定劑的那些）是特別令人期望的?；旧先砻婊钚詣┓€(wěn)定的粘合劑 乳液也提供了與地毯制造中由地毯工業(yè)通常使用的其他材料（例如苯乙烯-丁二烯橡膠 (SBR)乳液）優(yōu)異的相容性。
[0009] 雖然存在著這樣的填料配混和相容性益處，但是基本上全表面活性劑系乙烯基酯 /乙烯乳液當(dāng)用作地毯膠黏劑時，可能導(dǎo)致地毯制造過程中的一些加工問題。具體地，當(dāng)含 有全表面活性劑粘合劑乳液的地毯離開在110°c -120°c下的固化烘箱，然后在一系列導(dǎo)向 輥上行進(jìn)并且可能穿過剪切機時，這樣的加工問題本身可能凸顯出來?；旧先砻婊钚?劑穩(wěn)定的膠黏劑具有轉(zhuǎn)移到輥子上和產(chǎn)生積聚的傾向，這可能引起維護(hù)問題。另外，有時候 這種積聚可能轉(zhuǎn)移回地毯，這可能導(dǎo)致在它經(jīng)過剪切機時，地毯面中的鑿孔。
[0010] 前面在此引入作為參考的國際申請W02011/139267A1指出某些表面活性劑穩(wěn)定 的互聚物粘合劑（其基本上沒有保護(hù)性膠體）特別適于使用地毯膠黏劑。根據(jù)這個公開文 獻(xiàn)，粘合劑中所用的互聚物是通過乳液聚合下面的成分來制備的：（i) 一種或多種乙烯基 酯單體，（ii)乙稀和（iii)不飽和的硅烷共聚單體（或者等價的非娃的，不飽和的多官能 交聯(lián)性共聚單體），其有效地改變了互聚物的分子量，接枝和/或流動性，以使得由該互聚 物所形成的膜在ll〇°C表現(xiàn)出伸長率值小于125%。
[0011] 已經(jīng)進(jìn)行了另外的嘗試來保持基本上全表面活性劑系膠乳粘合劑的益處，同時使 得上文所述的加工問題最小化。這樣的嘗試?yán)绨ㄊ褂靡蚁┗?乙烯系乳液，其是用 表面活性劑乳化劑和保護(hù)性膠體例如PVOH二者穩(wěn)定的。雖然一些這樣的嘗試取得了某些 成功，但是這些混合的乳化劑/膠體體系必須非常精確地配制，并且盡管如此，仍然具有這 樣的傾向，即，未提供通過單獨使用任一類型的穩(wěn)定劑體系所可以實現(xiàn)的全部益處。因此， 持續(xù)的需要確定基于乙烯基酯/乙烯共聚物乳液的地毯膠黏劑，其表現(xiàn)出基本上全表面活 性劑穩(wěn)定的乳液的全部益處，但是其沒有導(dǎo)致地毯制造過程中發(fā)生不可接受的不利的加工 問題。還存在著這樣的需要，即，用于確定理想的預(yù)涂和跑漏涂膠黏劑配制物和配制物的組 合，其形成了堅固的地毯組合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用于預(yù)涂膠黏劑中的聚合物（如此處所定義的，其在IKTC的伸長 率值大于125 %并且優(yōu)選小于500 %，小于400 %，小于350 %，或者小于300 % )可以適用于 地毯預(yù)涂膠黏劑中，特別是當(dāng)用于與由苯乙烯/ 丁二烯共聚物乳液形成的跑漏涂層組合使 用時更是如此，而基本上不影響地毯的加工性。本發(fā)明因此涉及使用這樣的膠黏劑的地毯 產(chǎn)品。在干燥時，該預(yù)涂膠黏劑將地毯纖維固定到地毯襯底或者底層上，并且該跑漏涂膠黏 劑將地毯稀松布粘結(jié)地固定到地毯的背面上。
[0013] 在一種實施方案中，本發(fā)明涉及地毯產(chǎn)品，其包含：主地毯層，其包含簇絨到主襯 底中的地毯纖維例如地毯紗線，并且將所述的地毯纖維粘附到所述的主襯底上的預(yù)涂膠黏 劑，其中該預(yù)涂膠黏劑是由膠乳膠黏劑形成的，其包含具有1-13個碳原子的鏈烷酸，乙烯 和交聯(lián)性共聚單體的第一共聚物，其中該第一共聚物在ll〇°C表現(xiàn)出伸長率值大于125%， 大于150%，大于175 %或者大于200%，并且任選地小于500%，小于400%，小于350 %或 者小于300% ;和次襯底，其用包含苯乙烯/ 丁二烯第二共聚物的跑漏涂膠黏劑粘附到所述 的主襯底上。該地毯任選地具有此處所定義的大于20N或者大于27N的絨頭聯(lián)結(jié)值。
[0014] 在另外一種實施方案中，本發(fā)明涉及形成地毯產(chǎn)品的方法，該方法包括以下步驟： (a)提供預(yù)涂膠黏劑，其包含膠乳涂料組合物，該膠乳涂料組合物包含具有1-13個碳原子 的鏈烷酸，乙烯和交聯(lián)性共聚單體的第一共聚物，其中該第一共聚物在ll〇°C表現(xiàn)出伸長率 值大于125%;(b)提供主地毯層，其包含簇絨到主襯底中的地毯纖維例如地毯紗線；(c)將 該預(yù)涂膠黏劑施用到主地毯層上；（d)將包含第二共聚物的跑漏涂膠黏劑施用到該主地毯 層和/或次襯底的任一或二者上，其中該第二共聚物是至少苯乙烯和丁二烯的共聚物；和 (e)在有效地將地毯纖維粘附到主襯底和將主地毯層粘附到次襯底上的條件下，干燥該預(yù) 涂膠黏劑和跑漏涂膠黏劑。
[0015] 在優(yōu)選的實施方案中，該膠乳膠黏劑是用穩(wěn)定化體系穩(wěn)定的，其包含一種或多種 陰離子型和/或非離子型表面活性劑，所述的穩(wěn)定化體系的存在量有效地將該共聚物分散 在水中。該穩(wěn)定化體系可以進(jìn)一步包含聚乙烯醇和/或羥乙基纖維素。在一些方面，該穩(wěn) 定化體系包含小于1.0 pphm的聚乙稀醇，小于0. 5pphm的聚乙稀醇，或者小于0.1 pphm的聚 乙稀醇。
[0016] 該第一共聚物優(yōu)選包含70-90pphm的乙酸乙稀酯和10-30pphm的乙稀。在另外 一種實施方案中，該第一共聚物是具有1-13個碳原子的鏈烷酸的乙烯基酯，乙烯，和丙烯 酸類單體或者其酯的共聚物。在另外一種實施方案中，該第一共聚物包含乙酸乙烯酯，新 癸酸乙烯酯和乙烯的共聚物。任選地，該預(yù)涂膠黏劑固體含量是40-85wt%，并且粘度可以 是2000-60000cP。在另外一種實施方案中，該第一共聚物是至少如下物質(zhì)的共聚物：具有 1-13個碳原子的鏈烷酸的乙烯基酯，乙烯，交聯(lián)性共聚單體和羧基單體。
[0017] 該交聯(lián)性共聚單體可以是非常寬泛地，但是任選地選自氰尿酸三烯丙酯，異氰尿 酸三烯丙酯，馬來酸二烯丙酯，富馬酸二烯丙酯，二乙烯基苯，鄰苯二甲酸二烯丙酯，硅烷和 GMA0
[0018] 該預(yù)