未固化的胶乳地毯的微波固化的制作方法
【专利摘要】公开了地板覆盖物，其包括：具有纤维面和底面的主衬垫；和在所述主衬垫的底面上的微波固化的预涂布层。本文还公开了制造地板覆盖物的方法，其包括：将纤维材料或纱线簇绒或嵌入主衬垫中；通过涂敷预涂布组合物来预涂布所述主衬垫层的底面，随后微波固化预涂层。还公开了用于固化预涂布的主衬垫层的设备。
【专利说明】未固化的胶乳地毯的微波固化
发明领域
[0001]本发明涉及微波固化未固化的预涂布的地毯的方法，并且涉及由此生产的地毯。用于固化未固化的预涂布的地毯的设备。
[0002]发明背景
[0003]地毯，如组合地毯或有衬垫的地毯块，通常被制成簇绒或熔结的地毯材料，其具有耐磨纤维或绒毛表面，绒头纱线从该表面向上突出。地毯块不同于普通簇绒或其他纤维面的地毯的生产，因为普通的地毯不需要沉重的衬垫层。在地毯块中，为了压紧地毯块通常需要热塑性衬垫层的精确稳定的质量，从而能够使其发挥自由组合地毯块的功能。通常地，衬垫层具有高的填充物量(例如石灰石)并且与各种麻布材料(如玻璃纤维、聚酯或其结合)一起使用以赋予形稳性。通常热塑性背衬层是一层以上的聚氯乙烯层。
[0004]举例而言，簇绒地毯块通常包括主衬垫基底片材，例如具有大量的毛绒纱线(如
Nylon? )的聚酯或聚丙烯，其穿过主衬垫以形成圈绒或割绒(地毯绒头)的耐磨表面。
主衬垫用于簇绒地毯纱线并提供产品所需面料。可将诸如EVA(聚乙烯醋酸乙烯酯)或羧基化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的胶乳类材料的预涂布层涂敷在背(底)面以使纱线结合至主衬垫并有助于将主衬垫固定于衬垫层。衬垫层可由第一 PVC层、玻璃纤维层和第二 PVC层(再背层(reback layer))，第一层PVC将主衬垫结合至玻璃纤维层，该玻璃纤维层确保地毯块的形稳性，且第二层PVC粘合其上方的层并提供地毯块的最终衬垫。
[0005]熔结地毯通常具有与簇绒地毯类似的衬垫，但熔结地毯有大量嵌入粘合层的尼龙或其他合适纤维材料的割绒纱，所述粘合剂特别是热塑性的，如PVC或热熔粘合剂，其可被进一步层压为诸如玻璃纤维、Nylon?,聚丙烯或聚酯的编织或非编织材料的加固层或衬
底层。大量的纤维纱线被粘于粘性基底层并通常由此竖直地伸展以形成耐磨表面。
[0006]在地毯块的生产过程中，通常将未固化的预涂布层涂敷于主衬垫，适当地为通过加热而固化的胶乳。加热通常通过使涂布的主衬垫经过烘箱而实现，其中热空气流过预涂布层以固化预涂布层。该加热方法耗时并且该加热并非始终均匀。加热通常是通过天然气直接燃烧加热胶乳固化炉而进行。天然气为非可再生能源。
[0007]发明目的
[0008]本发明的目的是基本上克服或至少改进一种或多种上述缺点，或者至少提供合适的选择方案。
[0009]定义
[0010]以下是可有助于理解本发明说明书的一些定义。这些旨在作为通常的定义且绝不是将本发明的范围仅限于这些术语，而是列出以更好地理解以下描述。
[0011]除非上下文另有说明或明确指出与之相反，则本发明以单数的数字、步骤或元素形式而叙述的数字、步骤或元素明确包括所述的数字、步骤或元素的单数或复数形式。
[0012]全部说明书，除非内容另有说明，词语“包括(comprise)”或其变形例如“包括(comprises) ”或“包括(comprising) ”,应当理解为意在包含所述步骤、元素或数字或者步骤、元素或数字的组，但不排除任何其他的步骤、元素或数字或者元素或数字的组。因此在本说明书的上下文中，术语“包括”意指“主要包括，但不必仅包括”。
[0013]本文所提供的信息和所引用的文献仅为了帮助读者理解而提供，并不认可任何文献或信息是本发明的现有技术。
[0014]术语“长丝(filament) ”或“长丝(filaments) ”是指极大或无限长度的线。术语“纱线”是指许多可以或不可以缠绕、加捻或铺在一起的长丝的集合。
[0015]术语“变形(texturing) ”是指任何下述长丝操作，其导致卷曲、成圈或以其他方式改变这样的长丝以提高覆盖、回弹、膨化，或以提供不同的表面纹理或手感。因此，“膨化连续长丝”为已进行一种以上“变形”操作的长丝。
[0016]“生物基”是指由源自生活物质的物质制造的相关材料。
[0017]生物基纤维在本文定义为由聚合物或者两种以上聚合物的掺和物或合金组成的纤维，其中一种以上的所述聚合物具有作为至少一种组成其大分子的组分的最终全部或部分源自生物的、可再生的来源的物质。这样的来源可以是，例如，植物或所述植物的部分，如根、茎、叶、花或种子。
[0018]应当理解，尽管已经按照“层”而给出了本发明的地毯或地毯块的描述，但在加工之后，地毯块是结合的单一整体结构，其中各层不必是容易辨别的或可彼此移动的。
[0019]发明概述
[0020]根据本发明的第一方面，提供了地板覆盖物，其包括:
[0021]具有纤维面和底面的主衬垫；和
[0022]在所述主衬垫的底面上的微波固化的预涂布层。
[0023]根据本发明的第二方面，提供了制造地板覆盖物的方法，其包括:
[0024]将纤维材料或纱线簇绒(tufting)或嵌入主衬垫；
[0025]通过涂敷预涂布组合物来预涂布所述主衬垫的底面，随后微波固化预涂层。
[0026]根据本发明的第三方面，提供了地板覆盖物，其包括:
[0027]具有纤维面和底面的主衬垫；
[0028]在所述主衬垫的底面上的微波固化的预涂布层；
[0029]和固定于所述主衬垫的衬垫层。
[0030]根据本发明的第四方面，提供了制造地板覆盖物的方法，其包括:
[0031]将纤维材料或纱线簇绒或嵌入主衬垫；
[0032]通过涂敷预涂布组合物来预涂布所述主衬垫的底面，随后微波固化预涂层；
[0033]将衬垫层涂敷于预涂布的主衬垫层；和
[0034]如果必要的话，固化所述衬垫层。
[0035]根据本发明的第五方面，提供了制造地板覆盖物的方法，其包括:
[0036]将第一层热塑性树脂增塑溶胶涂布在支撑表面上；
[0037]任选地将尺寸稳定的片材置于所述第一层的顶表面上，并加热所述层以胶化所述层并固定所述片材；
[0038]任选地将第二层热塑性树脂增塑溶胶涂敷于第一层的胶化表面上；
[0039]将纤维材料或纱线簇绒或嵌入主衬垫；
[0040]预涂布所述主衬垫的底面并使用微波固化预涂层；[0041 ]任选地将热塑性树脂增塑溶胶涂布于预涂布层上；
[0042]将预涂布的主衬垫分层堆积于第一或第二热塑性树脂层的增塑溶胶的顶表面上以形成地板覆盖物；
[0043]加热所形成的地板覆盖物以将热塑层熔合成整体熔合的衬垫层；
[0044]使所述地板覆盖物冷却，和
[0045]任选地将所述地板覆盖物切割成地毯块。
[0046]根据本发明的第六方面，提供了由第三方面的方法生产的地板覆盖物。
[0047]根据本发明的第七方面，提供了用于固化预涂布的主衬垫层的设备，所述设备包括:
[0048]至少一种用于产生微波的微波发生器；
[0049]至少一种单通路或多通路开槽波导敷料器；和
[0050]用于使其上提供的具有未固化的预涂层的主衬垫层进入波导敷料器中的机构。
[0051]所述方法可以连续进行。
[0052]优选实施方案详述
[0053]本文公开了地板覆盖物，其包括:
[0054]具有纤维面和底面的王衬塾；和
[0055]在所述主衬垫的底面上的微波固化的预涂布层。
[0056]本文也公开了制造地板覆盖物的方法，其包括:
[0057]将纤维材料或纱线簇绒或嵌入主衬垫；
[0058]通过涂敷预涂布组合物来预涂布所述主衬垫的底面，随后微波固化预涂布组合物。
[0059]本文也公开了地板覆盖物，其包括:
[0060]具有纤维面和底面的主衬垫；
[0061]在所述主衬垫的底面上的微波固化的预涂布层；
[0062]和固定于所述主衬垫的衬垫层。
[0063]本文也公开了制造地板覆盖物的方法，其包括:
[0064]将纤维材料或纱线簇绒或嵌入主衬垫；
[0065]通过涂敷预涂布组合物来预涂布所述主衬垫的底面，随后微波固化预涂层；
[0066]将衬垫层涂敷于预涂布的主衬垫层；和
[0067]如果必要的话，固化热塑性衬垫层。
[0068]本文也公开了制造地板覆盖物的方法，其包括:
[0069]将第一层热塑性树脂增塑溶胶涂布在支撑表面上；
[0070]任选地将尺寸稳定的片材置于第一层的顶表面上，并加热所述层以胶化所述层并固定所述片材；
[0071]任选地将第二层热塑性树脂增塑溶胶涂敷于第一层的胶化表面上；
[0072]将纤维材料或纱线簇绒或嵌入主衬垫；
[0073]预涂布主衬垫的底面并使用微波固化预涂层；
[0074]任选地将热塑性树脂增塑溶胶涂布于固化的预涂布层上；
[0075]将预涂布的主衬垫分层堆积在第一或第二热塑性树脂层的增塑溶胶的顶表面上以形成地板覆盖物；
[0076]加热所形成的地板覆盖物以将热塑层熔合成整体熔合的衬垫层；
[0077]使所述地板覆盖物冷却，和
[0078]任选地将所述地板覆盖物切割成地毯块。
[0079]本文也公开由所述方法生产的地板覆盖物。
[0080]本文也公开了用于固化预涂布的主衬垫层的设备，所述设备包括:
[0081]至少一种用于产生微波的微波发生器；
[0082]至少一种单通路或多通路开槽波导敷料器；和
[0083]用于使其上提供的具有未固化的预涂层的主衬垫层进入波导敷料器的机构。
[0084]本发明人已经发现，在制造地毯/地毯块中，微波可以有效地作为替代固化胶乳所用的加热和干燥过程中的天然气直接燃烧加热胶乳固化炉的能源替代形式。微波技术可用于由高效节能的微波网络固化炉来代替现存的传统天然气燃烧加热胶乳固化炉。
[0085]纤维材料或纱线
[0086]纱线可以为短纤纱、拉丝长丝(drawn filament)、复丝或膨化连续纱线。纱线可以是变形的和经整理的(finished)。
[0087]纱线或纤维材料可以为用于地板覆盖物的任何合适的纱线或纤维材料。这样的纤维材料和纱线可以包括合成纤维、天然纤维或合成和天然纤维的组合，例如为但并不限于聚酰胺(如尼龙)、烯烃(如聚丙烯)、羊毛和羊毛混纺、棉、丙烯酸、丙烯酸尼龙混纺、聚酯纱线以及它们的组合和掺和物。可以使用纱线/纤维材料以形成具有主衬垫的面纱或背纱。
[0088]在一个实施方案中，纱线是由生物基纤维形成。例如，生物基聚癸二酰己二胺聚合物。一种适合的聚合物为购自BASF的Ultramid Balance6, 10。该材料是基于超过60%的源自蓖麻油的癸二酸的聚酰胺6，10,所述蓖麻油自身为从蓖麻(Ricinus Communis)种子获得的可再生资源。适合的聚合物为63%生物基的。在一个实施方案中，生物基聚癸二酰己二胺聚合物与高达80wt%的至少一种和所述生物基聚癸二酰己二胺聚合物相容的聚合物掺和。用于与生物基聚癸二酰己二胺聚合物掺和的适合的聚合物包括但不限于尼龙6，6或尼龙6，12。
[0089]其他任选的可以添加至纱线/纤维材料的添加剂包括但不限于:一种以上的抗静电剂、抗氧化剂、抗微生物剂、防火剂、着色剂、去光剂、稳定剂、染色阻滞剂和润滑剂。
[0090]着色剂可以是任何适合的染料并可以选自有机和/或无机类别。在一个实施方案中，染料为选自下述的至少一种染料:喹吖啶酮品红PR202、茈红PR178、氧化铁红PRlO1、锌铁黄PY119、镍络偶氮黄PY150、酞菁绿PG7、酞菁蓝PB 15:1、二氧化钛PW6和碳黑PB I k7。添加的着色剂的范围通常受限于函数最小值(在最小值以下，外观或耐光性是不合适的)或函数最大值(在最大值时，可以实现色度饱和)。尽管前述的无机和有机着色剂各不相同，但可能会遇到0.05wt%的典型最小值和2.5wt%的典型最大值。
[0091]丰衬垫层
[0092]主衬垫可以是簇绒纤维层或熔结材料。当使用簇绒纤维层时，其可通过将主衬垫材料供给至常规簇绒机而制备，所述簇绒机通过材料中的间隙而簇绒纤维。典型地进行簇绒，使得所得到的簇绒从具有回针的底面突出，所述回针在加工过程中使簇绒适当地保持在材料顶侧上。
[0093]主衬垫适当地由编织或非编织的合成或非合成的纤维形成。适当地，使用热塑性衬垫，如编织的聚丙烯衬垫或非编织的聚酯，其具有纤维面或耐磨表面如簇绒面，以及纤维背面如地毯块被簇绒时的圈绒或簇绒表面。当制备PVC背衬地板覆盖物时，优选使用诸如Lutradur?的聚酯，因为它不太会经受胶化过程中加热所导致的收缩，从而将由于褶皱不
足而导致毯块翘起的风险最小化。其他适合的衬垫包括Nylon?、玻璃纤维、棉、麻、人造
纤维、纸、天然或合成橡胶、海绵或泡沫橡胶、聚氯丁二烯、丙烯腈-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯橡胶、石油树脂、乙烯基聚合物(如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩醛、聚乙烯醇缩丁醛及它们的聚合物或混合物)、聚丁烯树脂、聚异丁烯-丁二烯树脂及它们的共聚物和混合物。
[0094]对于熔结地毯块，将用在地毯块中的纤维材料和纱线嵌入诸如PVC或热熔粘合剂的可层压至衬底的材料中，所述衬底例如为编织或非编织的材料，比如玻璃纤维、Nylon?、聚丙烯或聚酯。、
[0095]预凃布
[0096]在涂敷衬垫层之前，可以用胶乳或本发明的另一种适合的预涂布组合物对主衬垫层预涂布。通常，涂敷预涂层以覆盖圈绒背部(loop back)并锁定圈绒。
[0097]胶乳可以是EVA胶乳或另一种乙烯基聚合物或类丙烯酸聚合物胶乳。例如，胶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-丙烯腈共聚物及它们的组合。适合的胶乳是非卤代的。能够使用的其他适合的胶乳材料包括其他的乙烯基短链羧酸共聚物、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]预涂布组合物/胶乳可以进一步包括增稠剂、抗菌剂、防火剂和/或表面活性剂。适合的抗菌剂为奥麦丁锌一锌-2-吡啶硫醇-1-氧化物。适合的防火剂为氢氧化铝。合适的表面活性剂为十二烷基硫酸纳。
[0099]在一个实施方案中，使用了预涂布组合物，其包括:至少一种由丙烯酸或甲基丙烯酸单体和苯乙烯单体衍生的共聚物；至少一种由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯衍生的共聚物；至少一种增稠剂；和水。由丙烯酸或甲基丙烯酸单体和苯乙烯单体衍生的共聚物适当地为丙烯酸酯/苯乙烯共聚物分散体，例如由BASF Corporation提供的Acronal? S728na。
Acronal? S728na 是丙烯酸丁酯/苯乙烯共聚物分散体，且含有49%至51%w/w的水和约49%至51%w/w的专有共聚物。该分散体的闪点高于300° F(149° C)，乳白色，带有微弱的酯样气味，pH约6.5至7.5，沸点212° C(760mmHg)，蒸汽压23mbar (20° C)，相对密度1.04(20° C)，粘度200mPa.s至700mPa.s且可与水混溶。该共聚物通常用于造纸工业中的涂布，但目前为止尚未用于地毯块的制备。在加入预涂布组合物之前，适当地用水将该共聚物稀释至固体为25%。如上所指出，该预涂布组合物还包含由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯衍生的共聚物。该共聚物有助于丙烯酸苯乙烯粘着于适用于地板覆盖物制造的诸如PVC的热塑性材料。适合的聚合物是可购自BASFAktiengesellschaft的Acronal? AX8281AP。该分散体为白色，具有轻微的味道，且pH值为7至8，密度在20° C下为约1.02g/cm3,动态粘度为300mPa.s至1500mPa.s (23° C)，且固体含量为48.5%至51.5%。该聚合物分散体可与水混溶。添加这种丙烯酸提高了水溶液的玻璃化温度。如果单独使用，此丙烯酸树脂是非常易碎的。与丙烯酸酯/苯乙烯共聚物一起加入会使组合物粘着/固定于衬垫层。适当地，加入干重约20%的Acronol (16%体积)。该预涂布组合物适当地包含增稠剂。适合的增稠剂是适于聚合物分散体的增稠剂，例如含有羧基的丙烯酸共聚物。适合的增稠剂是可购自BASF Aktiengesellschaft的Latekoll? D,且为低粘度的乳白色阴离子分散体。Lateko 11 CR) D 的固体含量(IS01625)为约 25±1%，pH 值为 2.3 至 3.3,23。C、250s-1 剪切速率下的粘度为2-10mPa.s，且密度在20° C下为约1.05g/cm3。该增稠剂有助于防止预涂布组合物沿主衬垫层中的洞向下依靠毛细作用流走(wicking)。在向树脂添加之前,适当地用水将增稠剂预稀释以形成均质溶液。
[0100]上述预涂布组合可以通过以下方式制备:首选将由丙烯酸或甲基丙烯酸单体和苯乙烯单体衍生的共聚物与由丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯衍生的共聚物混合，接着添加已经用水预稀释的增稠剂，随后添加额外的水。将约20%(S728干重的约20%)的
AX8281 Acronal?.适当地加入至Acronal? S728且适当地添加l-2wt%(闻达5%)的增稠
齐U。重要的是，勿加入太多增稠剂，因为可能发生主衬垫的渗胶。还重要的是，勿将增稠剂加入基底材料、然后加入水，因为该组合物可能局部过稠。还重要的是，勿太快将水/增稠剂溶液加入Acronal?中，因为这会引起凝结并产生无效的溶液。AX8281的量能够为S728干重的10%至高达40%，例如20%至35%。当存在时，可在加入水和增稠剂之后的混合循环结束时添加抗菌剂、防火剂和表面活性剂。
[0101]将月交乳/预涂布组合物涂g纟至主衬垫层
[0102]能够通过辊涂、喷涂或发泡将胶乳/预涂布组合物涂敷至主衬垫。用于850g/m2地毯的的胶乳/预涂层的量可高达100g/m2。胶乳/预涂布组合物用于将纤维锁定在诸如簇绒衬垫层的主衬垫的背面上，并作为屏障将纤维状地毯与下面的衬垫分开。将预涂层适当地加热以除去足够的水，从而提供固体屏障并允许可能的交联。在这点上，加热通过使用微波能和适合的设备来实现，所述设备包括:用于产生微波的微波发生器；单通路或多通路的开槽波导敷料器；和用于使其上提供的具有未固化的胶乳预涂层的主衬垫层进入波导管的机构。
[0103]设备适宜封装在腔室中。使预涂布的主衬垫层适合地进入腔室以通过波导敷料器中的微波来加热，从而提供预涂层的固化。
[0104]可以使用缝隙或谐振开槽波导管。可选地，可以使用蛇状(曲折)行波敷料器。蛇状敷料器基本上是通过180°弯管连接的一系列开槽波导敷料器。通过使用这样的敷料器，每一个通路具有高度均匀的E场以及相对低的衰减，产生均匀加热。
[0105]适合的波导管由铝制造，微波以内部反射穿过波导管。缝隙的宽度可以根据需要变化。作为微波发生器，适宜使用922MHz磁控管，但是2.45GHz磁控管也可以使用。适当地提供扼流器(chokes)、水槽(sink)、水和模拟负载以捕获过量的微波并防止泄露。
[0106]将预涂布的主衬垫适当地供给至腔室中并通过微波可穿透的输送机而供给至波导敷料器中。[0107]在腔室中可以设置大量加热区，例如，将预涂层涂敷至主衬垫的第一区和发生固化的第二区。可以提供探测器以确定各区中的表面温度。还可以提供第三冷却区。通过微波的使用，能够在20秒以内固化预涂布的主衬垫层。
[0108]预涂布层的厚度通常十分薄。当干燥时，合适的厚度为约0.005mm至0.1mm。通过使用喷嘴和喷射压力适当地控制厚度。将预涂布层适当地直接置于包括圈绒或纤维的主衬垫的背面上并与其相倚靠，且涂敷的量能完全覆盖圈绒背部并锁定圈绒，从而使得没有明显的起伏。加工过程中将共聚物固化并交联。形成的预涂布产品是非常柔韧的。
[0109]衬垫层
[0110]地板覆盖物可以包括衬垫层，其赋予地板覆盖物稳定性和自由组合性。
[0111]在铺衬垫层之前，能够根据需要修剪地毯纤维。进行修剪以剪开正表面(facesurface)上闭合的圈纱、簇绒纱线并使剪开的簇绒纱线具有与正耐磨表面纤维的高度相同的一般高度。
[0112]衬垫层可由一层或多层热塑性聚合物或其他适合的衬垫材料形成，例如上述用于主衬垫的那些。在一个实施方案中，热塑性塑料是乙烯基卤化物。适合的乙烯基卤化物是PVC(聚氯乙烯)。其他适合的衬垫包括浙青、无规立构聚丙烯、聚烯烃、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、热塑性弹性体、聚氨酯、PVC/胶乳、以浙青为衬的胶乳、聚氨酯、聚胺、麻、氨基甲酸乙酯、聚偏二氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、天然或合成橡胶或聚氯丁二烯。衬垫层可以是泡沫、海绵状或固体的形式。当为泡沫形式时，衬垫层增加弹性和/或稳定性。
[0113]衬垫层能够具有一系列特性，其取决于所使用的聚合物、增塑剂、稳定剂和填充剂的性质。
[0114]制造地毯通常需要约2.88kg/m2的PVC。当使用本发明任选的预涂布组合物时，尽管仍可使用2.88kg/m2,但期望将PVC的量减少至约lkg/m2至2kg/m2,并且1.5kg/m2至1.6kg/m2是尤其适合的，并仍保持弹性。
[0115]本发明一个实施方案的衬垫组合物
[0116]在一个实施方案中，衬垫由包括增塑剂以及诸如PVC的热塑性聚合物的组合物形成。还可以包括填充剂。在本发明的一个实施方案中，提供了回收玻璃在用于制造地毯块的PVC增塑溶胶中作为填充剂的用途。在一个实施方案中，使用用于制备地板覆盖物的组合物，其包括:热塑性树脂；增塑剂，其为环氧化豆油与蓖麻油醋酸酯的混合物；以及填充齐U。另一实施方案中，使用用于制备地板覆盖物的组合物，其包括:热塑性树脂、至少一种增塑剂和回收玻璃。
[0117]填充剂可以是石灰石或回收玻璃，或者回收玻璃与石灰石以任意比例的组合。在特别优选的实施方案中，填充剂是回收玻璃。由于可使用的玻璃的比重为2.0至2.5，而石灰石的比重为2.7，较石灰石而言，需要更少体积的玻璃。例如对于1357kg的PVC糊而言，需要约825kg的石灰石填充剂，而仅需要611kg的回收玻璃。
[0118]回收玻璃纤维适当地具有比沙粒更小的粒径且使用球磨机制备，以使其成为圆形玻璃颗粒。它们通常是惰性副产品(消费废物)且不吸收任何增塑剂油，而石灰石在使用时可吸收约17wt%的增塑剂油。
[0119]回收玻璃可以是可购自Recycled Glass Mediums Australia Pty Ltd,95ffisemans Ferry Road Somersby NSW2250,澳大利亚，的 Enviro-玻璃(Enviro-glass),并且可获得的粒径为少于0.106mm至高达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]在一个实施方案中，使用300 μ m或更小的粒径，优选大多数颗粒的粒径小于200微米的细粒(fine)。
[0121]产品可以为粉碎玻璃(无色、蓝色、杂琥珀色、杂绿色的)，可以为无味、无机固体、研磨和分级的玻璃，熔点800° C以上，比重约2.5(此值是常规的，该产品所测定的比重可能是2)且通常不溶于水。
[0122]回收玻璃可以包含具有下述化学组成的钠钙硅玻璃:
[0123]
Na2O + K2O + Li2O 12-15%
CaO + MgO10-13%
Al2O31-2%
其他氧化物(除SiO2) 0-1%
结合的二氧化硅余量(不含游离二氧化硅)
[0124]相对于增塑溶胶的 总混合物，可以使用约40wt%至70wt%的回收玻璃。适当地使用 50wt% 至 61wt%。
[0125]增塑剂可以是标准的邻 苯二甲酸酯增塑剂，例如DINP、DEHP, DOP、PEGlOO或PEG200。
[0126]特别优选的增塑剂是环氧化豆油与蓖麻油衍生物的组合。鉴于环氧化豆油冬凝(即在低温下该油凝固)的事实，难以得到所需粘度，并因此当单独使用时，发生塑性迁移。环氧化豆油还不具有长保质期。蓖麻油衍生物产生良好粘度并且避免了大豆油的吸收和迁移。适合的组合物包括30%蓖麻油和70%大豆油。增塑剂适合的范围为40wt%至20wt%的蓖麻油和60被％至80被％的大豆油。根据需要，可存在诸如醇的粘度改进剂以降低粘度。适合的粘度改进剂为乙醇。在一个实施方案中，可存在5被％至10wt%的乙醇。
[0127]环氧化豆油与蓖麻油衍生物的组合协同发挥作用。适当地，将该组合在室温下混
八
口 ο
[0128]合适的大豆增塑剂是环氧化豆油，例如可购自Swift and CompanyLimited, 372ffellington Road, Mulgrave, Victoria3170,澳大利亚，的 LankroflexE2307 (ESBO) AG。Lankroflex E2307为低气味环氧增塑剂，其含有纯的环氧化豆油，且具有的环氧含量(oxirane oxygen content)最少为6.6%,碘值最大为2.5,最大粘度(30° C)为350厘泊，酸值最高为0.4K0H mg/g，含水量最大为0.1%，比重(25。C)为0.992 ±0.01，折射率(25° C)为1.470±0.002，且色度最大为120APHA。Lankroflex E2307是澄清、黄色油状液体，具有微弱的脂肪气味，且在常温下为液体。该产品在IOOkPa下的沸点为200° C以上，且闪点为约314° C，比重在25° C下为0.99，不溶于水，且在25° C下的粘度为350厘泊。
[0129]蓖麻油衍生物适当地为由完全氢化的蓖麻油制得的单甘油酯的醋酸酯，例如可购自 Danisco Emulsifiers 的Grindsted? Soft-n-Safe/C。该产品的乙酰化度为约 0.9,碘值最大为4，酸值最大为3，皂化值为约435，且为澄清液体形式。该产品含有硬脂酸，12-(乙酰氧基)，双(乙酰氧基)丙酯(约85%)和硬脂酸，2，3-双(乙酰氧基)丙酯(约10%)。该产品在室温下为液体，且不溶于水，300° C以上分解，且闪点在100° C以上，中性气味，20。C下的密度为1.0030g/ml，且123.6° C下的蒸汽压为1.05 X 10_4托。
[0130]优选的衬垫层由包括回收玻璃和大豆油/蓖麻油组合的组合物形成。该结果是基于更可再生且更少矿物的产品。在这样的组合中，该组合物可包含高至约60%的热塑性塑料(来自矿物)。
[0131]任选的添加剂和层
[0132]主衬垫和衬垫层或胶乳/预涂布组合物可包括任一种或多种的阻燃剂或防火剂，诸如石灰石或重晶石、氧化钙、炭黑的惰性填充剂，抗菌剂，表面活性剂，消泡剂，增稠剂，分散剂，弹性体，抗氧化剂，着色剂，硬化剂，增塑剂，UV/热稳定剂，粘度改进剂，交联剂和/或增粘剂。
[0133]增塑剂与热塑性树脂的组合使用提供了所需的柔韧度、耐用性和硬度。热稳定剂的存在稳定了热塑性塑料并防止热分解，UV稳定剂稳定了热塑性塑料以防止暴露于UV光而导致的分解，氧化钙确保了混合过程中将水分移除，碳酸钙(石灰石)用作填充剂，在减少成本的同时增加了热塑性化合物的混合物的体积，且粘度改性剂维持粘度以确保混合物维持良好的混合并处于混悬状态(减缓固体的析出)。
[0134]地板覆盖物在主衬垫和衬垫层中可以包括玻璃、玻璃纤维、聚酯、Nylon?或聚丙
烯的一层或多层编织或非编织层，例如织锦、网眼织物或绒头织物或稀洋纱(scrim)片材或其组合。该稀洋纱材料可与主衬垫相邻或与其紧邻。玻璃纤维或织锦材料可用于热塑性衬垫层中以提供形稳性并改善地毯块的铺放性能。还可以包括缓冲层，例如由泡沫形成。
[0135]衬垫层的底面可以具有粘合剂以及其上粘附的可剥离的保护层，其中在使用时，将保护层剥离并将地板覆盖物施用于地板表面或用压敏粘合剂来施用。
[0136]衬垫层的涂g《及地毯块的制备
[0137]地板覆盖物可以以任何合适的方式制备。例如，可以以确定的厚度将热塑层以湿增塑溶胶形式涂敷/浇铸至固化的预涂布的主衬垫层的底面上。将涂布的材料用刮刀弄平，刮刀将热塑层弄平并使其光滑，并迫使热塑层与任何玻璃稀洋纱和主衬垫接合。
[0138]可选地，衬垫层可在可释放的支撑物上形成，所述支撑物例如碳氟化合物、玻璃纤维环形带、Teflon?涂布的玻璃纤维带或不锈钢铸造支撑物。预涂布的主衬垫层随后被铺放入液体/糊状衬垫层中。
[0139]涂敷衬垫层之后，将地毯适当地加热以使热塑性塑料熔合/胶化并固化，使其冷却并任选地切割成地毯块部分。可通过加热器、辐射板或加热元件进行加热。加热使热塑性材料固化，并且对于簇绒地毯而言，由此适当地锁定回针，从而使该主衬垫与衬垫层通过嵌入衬垫层的主衬垫纤维而结合。可以将地毯块加热至50° C至170° C范围内的固化温度，例如 90° C 至 170。C、90。C 至 160。CU00° C 至 150。C 或 140。C 至 150。C。例如对于PVC，在50° C时增塑剂熔化并开始扩散进入微粒，凝化开始于约50° C并持续至约130° C，在该温度点微粒膨胀，凝化阶段在130° C至170° C结束。在91° C，该聚合物流动成为连续的团块。
[0140]完成地毯块的适合的设备可以为包括加热器的设备，所述加热器具有在所需温度下操作的腔室，并且主衬垫和衬垫层经过它而被加热以供衬垫层的塑性变形。可以适当地设置压辊对，在主衬垫和衬垫层已通过加热器被加热之后，主衬垫、衬垫和任何附加缓冲层被传送至所述压辊对，从而向其施加力以使各层结合。控制器可以与加热器可操作地连接，所述控制器被设置为维持腔室内的温度以提供衬垫层的加热，使得该衬垫层通过辊而相对变形以将所述层结合。
[0141]在胶化期间或胶化之后，可使地毯在压花辊下经过，其将地毯背面压成锯齿状或波纹状等，从而形成摩擦力增加的表面(抵抗移动并将放置时的位置保持原位)并且有助于将多层合并成整体产品。合并的地毯材料可随后通过适合的切割手段被割成适当的长度(例如形成正方形)。可将该层叠结构冷却至例如约105° C以使该结构从支撑物移除。然后在将热塑性层压花的压花辊使用之前，可以使该结构经过加热器并加温至约100° C。
[0142]在一个实施方案中，衬垫层由诸如PVC的热塑性塑料层、玻璃纤维稀洋纱和诸如PVC的第二热塑性塑料层形成。第一层的热塑性塑料层使主衬垫与玻璃纤维层结合，通过刮刀适当地控制该层的厚度。玻璃纤维层用于确保地毯块的形稳性，第二层的热塑性塑料胶合其上的层并提供地毯块的最终衬垫。该层的厚度也通过刮刀适当地控制。
[0143]可以以连续的方式将衬垫层涂敷于主衬垫以制造出任意长度的材料，随后可根据需要切割以形成地毯块。
[0144]每一层的厚度可根据是否使用固体层或泡沫层而改变。例如第一 PVC层的范围取决于PVC衬垫的重量，即2.64kg/m2会是0.88mm的两层，2kg/m2会是0.67mm的两层，而
1.5kg/m2会是0.5mm的两层。总体地毪厚度可以适当地为约4mm至12mm,例如没有泡沫衬垫为约6mm,而带有泡沫衬垫为约10mm。
[0145]应思
[0146]所得到的地板覆盖物适于用作在家庭和/或商业用途的地板覆盖物。可能需要压敏性粘结剂以用于安装，并且可以在装备地砖的地方，根据需要对该地砖进行替换或更迭。
[0147]通过微波固化的使用，生产时间缩短并且使成本最小化。所用的总能量减少。
[0148]本发明提供了切实可行的微波地毯网络加工方法，其能够连续进行胶乳的快速固化以及使诸如EVA的预涂布层联锁(interlock)。基于本发明的固化方法,可以实现高能效。
[0149]以下实施例示出本发明的优选实施方案，但不应解释为对本发明的限定。实施例表明使用微波快速固化胶乳是可能的。
[0150]因为由电力供应的微波技术代替了天然气燃烧加热炉，所以实现了寻找为非再生天然气使用的替代物的目标。
实施例
[0151]任何材料的介电性质(ε )是影响微波能如何耦合至所述材料中以及该能量如何有效地转换为热能的主要参数。这些性质通过以下公式表示:
[0152]ε = ε，- j ε ”
[0153]其中ε ’，介电常数，表示当施用微波场时所述材料储存能量的能力，以及ε ”表示损耗因数并决定微波能在材料中如何容易地转换为热能。
[0154]当材料经受电磁场时，存在提供能量储存和转换成热的多种机制。离子传导和偶极旋转是用于解决方案的两种主要加热机制。
[0155]通常随着材料加热，介电损耗因数增加。这能够导致已知的促进非均匀加热的热逸溃效应(工作负载的较热的部分优先加热)。介电损耗因数的增加也能为有利的。如果材料的温度能够升高到适合的水平(例如，通过使用常规手段的预热步骤或通过包含具有更高介电损耗因数的添加剂)，可以使用微波加热以使产品升高至最终所需的温度。因此，介电质数据的知识在任何微波加热系统的设计中是期望的，因为它允许对加工材料中的功率密度、相关电场应力和穿透深度作出评估。
[0156]在任何的微波加热系统中的主要关注点之一是功率通量在工作负载中的穿透深度。其给出了对热分布及由此的加热均匀性的直接理解。穿透深度是指传入介电质的波的振幅由于以热量形式进入材料的功率吸收而减小。波场和功率通量密度的强度随着距表面的距离以指数方式下降。衰变率是上述复介电常数ε的函数，其包括实数部分(realcomponent) ε ’和损耗因数ε ”。穿透深度DP定义为进入材料的深度，在该深度处，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电常数提供了对材料内的波的电磁行为的洞察以及使得用于设计适合设备的标准得到定义。
[0157]DP和材料介电性质之间的关系可以使用以下低损耗电介质的公式来描述:
[0158]
【权利要求】
1.地板覆盖物，其包括: 具有纤维面和底面的主衬垫；和 在所述主衬垫的底面上的微波固化的预涂布层。
2.制造地板覆盖物的方法，其包括: 将纤维材料或纱线簇绒或嵌入主衬垫； 通过涂敷预涂布组合物来预涂布所述主衬垫的底面，随后微波固化预涂层。
3.地板覆盖物，其包括: 具有纤维面和底面的主衬垫； 在所述主衬垫的底面上的微波固化的预涂布层； 和固定于所述主衬垫的衬垫层。
4.制造地板覆盖物的方法，其包括: 将纤维材料或纱线簇绒或嵌入主衬垫； 通过涂敷预涂布组合物来预涂布所述主衬垫的底面，随后微波固化预涂层； 将衬垫层涂敷于预涂布的主衬垫层；和 如果必要的话，固化所述衬垫层。
5.制造地板覆盖物的方法，其包括: 将第一层热塑性树脂增塑溶胶涂布在支撑表面上； 任选地将尺寸稳定的片材置于所述第一层的顶表面上，并加热所述层以胶化所述层并固定所述片材； 任选地将第二层热塑性树脂增塑溶胶涂敷于所述第一层的胶化表面上； 将纤维材料或纱线簇绒或嵌入主衬垫； 预涂布所述主衬垫的底面并使用微波固化预涂层； 任选地将热塑性树脂增塑溶胶涂布于预涂布层上； 将所述预涂布的主衬垫分层堆积在所述第一或第二热塑性树脂层的增塑溶胶的顶表面上以形成地板覆盖物； 加热所形成的地板覆盖物以将所述热塑层熔合成整体熔合的衬垫层； 使所述地板覆盖物冷却，和 任选地将所述地板覆盖物切割成地毯块。
6.由权利要求5所述的方法生产的地板覆盖物。
7.用于固化预涂布的主衬垫层的设备，所述设备包括: 用于产生微波的微波发生器； 单通路或多通路开槽波导敷料器；和 用于使在其上提供的具有未固化的预涂层的主衬垫层进入所述波导敷料器的机构。
【文档编号】D04H11/08GK103476301SQ201280016843
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年4月5日 优先权日:2011年4月7日
【发明者】迈克尔·琳达赛·博伊德 申请人:澳大利亚界面有限公司