生产纺织产品的方法、能够由此得到的产品和回收所述产品的方法

生产纺织产品的方法、能够由此得到的产品和回收所述产品的方法
【专利说明】生产纺织产品的方法、能够由此得到的产品和回收所述产 品的方法
[0001] 本发明设及在诸如地板覆盖物（例如，地毯、地毯块、小块地毯和垫子）的应用中 使用的纺织产品、它们的制造和回收运些产品的方法。
[0002] 用于覆盖地板的纺织产品（例如，作为地毯）通常通过将纱线缝在第一材料上W 形成具有从上表面伸出的纱线簇的的纱线承载层。通常用可交联聚合物的乳胶浸溃纱线承 载层。乳胶聚合物浸入产品之后，乳胶进行交联W将纱线簇（yarntuft)永久错定在合适 的位置。纱线、第一材料和乳胶的组合在本领域中W前通常被称为基底层（也被称为基底 背衬和/或基底垫）。为了改善所产生的纺织产品的机械性质例如尺寸稳定性，已使用载体 材料的第二层（在本领域中W前也被称为第二层和/或支持板），其通常被胶合在基底层的 背面W形成具有期望性质的层叠纺织产品。
[0003] 热烙性粘合剂（HMA)已被用于粘合卷状地毯中的基底层和第二层，因为HMA相对 便宜且易于获得。
[0004] 通常，基底层、第二层W及连接它们的粘合剂各自包含具有不同机械性质的迴然 不同的材料，因为它们被设计用于执行不同的功能。
[0005] 使用可交联的乳胶来制备基底层具有多种缺点，例如下文所述那些中的一些或全 部。
[0006] 如果乳胶聚合物是水基的，那么纺织产品可具有低的防水性且水分能够渗透该产 品。运提高了能够使产品降解的霉病和霉菌形成的风险。此外，通常存在于乳胶组合物中 的残余单体痕迹还可降低空气质量，运是环境危害。因此，当乳胶基地板覆盖物暴露于高湿 度时，例如当用在大厅或盛洗室中时，可能需要频繁地更换地板覆盖物。
[0007] 或者，如果乳胶是例如采用表面活性剂分散在水中的疏水性聚合物，那么表面活 性剂的存在还可W提高产品对水分的敏感性。一些乳胶可包含苯乙締（例如，作为苯乙締 下二締橡胶（SBR))，运可导致过高量的残余苯乙締在产品中。由于环境和其它原因，优选的 是纺织产品中挥发性有机化合物（V0C)的量尽可能地低。
[0008] 因为乳胶基纺织产品使用异种材料用于基底层和第二层内的组分，所W如果要回 收和重新利用运些组分，则需要将它们中的每一种分开。然而，纱线和第一材料被牢固地包 埋在化学交联的（例如，硫化的）乳胶粘合剂中。因此，在乳胶基纺织产品中，基底层的各 组分不易被分开。虽然已开发出一些回收技术来解决运些问题中的一些，但运样的方法很 昂贵且不允许完全回收使用的所有材料。因此，回收乳胶基纺织地板覆盖物是不实际的，它 们被简单地丢弃、烧毁或切碎。切碎的地板覆盖物通常在垃圾填埋地中被处理，由于交联的 乳胶不能被较大程度地生物降解，所W切碎的残余物将存在许多年。
[0009] 为了解决运些问题中的一些，已开发出多种合成的聚合物例如聚締控和聚氨醋来 代替纺织产品中的乳胶聚合物。运样的代替并未充分令人满意。
[0010] 尝试解决上述问题的运些和其它现有技术地毯中的一些被描述于W下文件中。
[0011] EP747525度AS巧描述了可回收的地毯，其由W下物质制备：包含突出簇的背衬 (优选地，突出簇与背衬的材料相同）W及利用热烙性粘合剂（HMA)结合到基底背衬的背部 的热塑性基材载体。背衬和簇由例如尼龙、聚締控和/或聚醋的材料制成，热塑性载体由例 如聚締控、乙締乙酸乙締醋巧VA)和/或聚氯乙締（PVC)的材料制成。HMA被涂覆在基底 背衬的背面W将簇状物锁定在合适位置并充当背衬和载体之间的缓冲物，因此其被选择为 与背衬的聚合物和载体的聚合物相容。优选的HMA是己内酷胺基共聚酷胺，但也可W使用 相容的聚締控和/或共聚醋粘合剂。可W通过如下来回收地毯：加热至足W(再次）软化 HMA但低于簇状背衬和载体基材的聚合物的烙点的溫度，因此地毯分离成它的两个组成层。
[0012] US3975224(LutravilSpinnvlies)公开了制造无纺网的方法，所述网被用作用于 针社型簇状地毯的尺寸稳定的增强和背衬材料。所述网具有最低20化/g/m2的相对攫取拉 伸强度、不高于50%的断裂伸长和在160°C不高于1%的收缩。无纺网包含多行基质细丝和 粘结剂细丝的平行线束。基质细丝含有可烙融纺织的聚醋优选聚对苯二甲酸乙二醋。粘结 剂细丝含有运样的可烙融纺织的聚合物，所述聚合物的烙点高于160°C且比基质细丝的烙 点低30°C。合适的粘结剂聚合物如下所述：聚酷胺或共聚酷胺（例如，聚己内酷胺或者聚 己内酷胺和聚己二酷己二胺的共聚物）；聚醋或共聚物（例如，聚对苯二甲酸乙二醋/聚间 苯二甲酸乙二醋，聚对苯二甲酸乙二醋/己二酸乙二醋，或者对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙 二醇和1,4-环己烧二乙醇的四元共聚醋）；全同立构聚締控（例如，全同立构聚丙締）和 线型聚氨醋。
[0013] US5240530 (Tennessee Valley Performance Products)描述了可回收的地毯，其 具有包含突出的合成纤维簇的基底背衬，所述合成纤维簇被加热W使基底背衬与由例如全 同立构聚締控制成的挤出板第二背衬烙合。基底背衬和第二背衬W及纤维均可包含热塑性 塑料。该参考文献直接教导读者：不要使用常规的乳胶粘合剂或热烙性粘合剂，因为运二者 被陈述为"阻止地毯被回收"（第4栏，第16-17行）。
[0014] US5538776(Hoechst Celenese)( =EP0604897)描述了可回收的热塑性簇状地 毯，其由具有簇的基底背衬和利用聚醋热烙性粘合剂层粘附于基底背衬的第二背衬制成。 HMA取代了乳胶粘合剂（参见，第2栏，第50-51行）且簇状物、基底背衬、HMA和第二背衬 由一种类型的热塑性塑料（优选聚醋）制成。因此，可通过已知的方法，例如通过糖酵解或 甲醇分解回收聚醋的方法，来回收地毯。然而，运些地毯将没有良好的机械性质，因为簇将 不会足够牢固地错定在地毯上，运是由于在缺乏乳胶粘合剂时，HMA自身将不能提供足够好 的粘合。
[0015] US2010-0112250 (Eastman Chemical)描述了 由聚醋制备的热烙性粘合剂（HMA)， 所述聚醋包含作为二酸组分的1，4-环己烧-二簇酸和包含至少两种二醇的二醇组分，所述 二醇选自1，4-环己烧二甲醇、Ξ乙二醇和二乙二醇。运些HMA被描述为适合涂覆到标签上， 例如被描述为用于漉应用标签的接缝粘合剂。该文件中没有给出运些聚醋将适用于制备纺 织产品例如地毯的建议。
[0016]US2010/0260966度eaulieuGroup)公开了尺寸稳定的地毯块，其含有渗入稳定剂 的无纺垫层材料（cushionmaterial)。使用聚合物粘合剂层使稳定化的垫层材料粘附于 面织物（facef油ric)。合适的聚合物粘合剂的实例如下文所给出：PVC、聚乙締、改性聚丙 締、乙締醋酸乙締醋、改性阳T及其共混物。在一种实施方式中，通过合适的方法例如挤压、 热烙化或带层压将稳定化的垫层材料、面织物和粘合剂层压到一起。然而，无论使用哪种粘 附方法，为了确保垫层材料和面织物之间的充分粘结，聚合物粘合剂必须很大程度地渗透 两者。运使得回收地毯块非常有挑战性，因为其构成聚合物材料不相容，所w不能被一起回 收且仍然很难分开。
[0017]US2011/039056(InterfaceInternational)公开了包含下述粘合剂的地毯，所述 粘合剂可通过用加热的溶剂处理而丢失其粘合功能（运样的粘合剂被称为"可转换的热水 性溶剂粘合剂"）。优选地，可转换粘合剂是塑化的醋化膨化淀粉。利用运样的可转换粘合 剂生产地毯允许粘合剂丧失功能并且允许各地毯组分分开W用于较简单的回收。然而，运 样的粘合剂可能不会特别牢固，如果淀粉基可能对水敏感，则提供低抗湿性。
[0018]W02007/127222(MohawkIndustries)描述了 热烙性粘合剂（HMA)用来制备层叠 地毯块的用途。地毯块包含簇状面纱线、基底背衬、HM预涂布层和至少20重量％的粘性 树脂和至少2个无溶剂层。优选的预涂布层含有2-80重量％的聚乙締和20-98重量％的 增粘剂。运些层叠块具有复杂的多层结构，运使得它们的生产很昂贵。为了实现运些层之 间坚固的粘结，需要热烙性粘合剂充分地渗入其它材料中，因此很难将各组成部分分开且 运些块不能被容易地回收。
[0019]EP1598476化liever化Heli)描述了生产作为制造地毯的中间物的背衬的方法， 其中所述背衬不使用乳胶来将纤维（纱线）错定在恰当位置。背衬包含运样的板，其具有 贯穿该板的厚度被缝合的且从板的上表面伸出的热塑性纤维绒毛（piles)。沿着加热漉面 供给（纤维向上）背衬并朝向漉挤压背衬的底面，因此纤维将烙化。Kliever化指出：冷却 之后，纤维坚固地彼此错定并与背衬错定而不需要乳胶聚合物。一种实施方式教导：可额 外地将粉末状的热塑性粘合剂（例如，热烙性粘合剂）涂覆到背衬的底面，因此加热的表面 将纤维和粘合剂烙化在一起W在绒毛、粘附剂和背衬之间产生良好的粘附性。在另一种实 施方式中，加热之后，可在垂直于背衬表面的方向（即，从下方）上向背衬和绒毛施加压力 (例如，通过压力漉）W将塑化的纤维涂抹（smear)到一起从而增强它们的相互粘合，因此 允许加热的漉保持在低于纤维将通过单独加热而被烙化的较低溫度下。该方法提供W下优 点：中间背衬可被容易地回收，因为纤维和背衬板可由相同的聚合物制成。不存在渗入纤维 绒毛的不容性乳胶（参见第[003]段）。与现有技术中的方法相比，还节省了能量和原料成 本。然而，该方法仍具有一些缺点。对于在许多应用（例如，其中纤维经受高机械负载（例 如，在汽车、火车、飞机、办公室、商店等的内部））中使用，纤维仍然不够坚固地错定在背衬 上。因此，在由Kliever化所述的中间背衬制造地毯的实践中，仍然需要向背衬的底面涂覆 额外的（不相容的）粘合剂或乳胶并/或在地毯绒毛和背衬内广泛渗入HMAW利用单独的 HM提供足够的粘合力。运样的不相容性材料和/或嵌入HMA的存在将意味着：运样的地 毯很难回收。
[0020] W0 2012/076348(Niaga)描述了制造纺织产品的方法，所述方法改善了纱线的错 固强度。在运个方法中，当对着加热表面挤压第一纱线承载板时，调节板和表面的相对速度 W在它们之间提供纤维方向（参见下文）上的额外机械力，该机械力使纱线材料散布，同时 纱线材料仍然烙融，从而在第一板和纱线之间产生较强的粘合。虽然从理论上来说，在许多 情况下，额外的第二支持板可能不再必要，但该文件教导：运样的支持板可能仍然有用，当 它包含依赖于存在于纺织产品和载体材料之间的界面上的反应性分子之间的热可逆反应 的反应性粘合剂时，尤其如此。与通过其它类型粘合剂例如热烙性粘合剂（HMA)通常获得 的粘合相比，运样的反应性粘合剂提供强得多的粘合。然而，虽然反应性粘合剂的使用提供 坚固的粘合且可被回收（不像乳胶），但其使用仍然导致不具有最佳机械性质的纺织产品。 使用化学反应性粘合剂的另一个缺点是：要连接的两种组分和粘合剂必须携带共-反应基 团。因此，用于制备基底背衬和/或簇的聚合物可能需要在额外步骤中的化学修饰，因为标 准的商业聚合物不可能含适合与反应性粘合剂一起使用的所需官能团。
[0021]W02000-61853(Pol^oomCo巧.）描述了运样的地毯，其中基底背衬的底面被加热 W将纱线背环化ackloop)部分的单根纤维整体烙合在一起从而形成地毯基础（也被称为 巧布（greigegoods))，然后在其上涂覆具有反复出现的极性片段（极性TP巧的热塑性聚 締控聚合物涂层。极性TPP涂层使背环中实质上所有的纤维粘附或整体烙合。极性TPP的 一个实例是马来酸酢改性的聚丙締。化lyloom所述的连接纱线簇的方法不同于本发明的 方法。Polyloom未教导或意识到：当烙化W使背面变平和改善其上的涂层的粘附性时，在 MD上向纱线施加力的优点。因此，化lyloom的巧布仍然具有包含纱线环和节的不均匀粗糖 和不平坦的底面，该底面将不能获得与其上涂覆的任何涂层的极好粘合。因此，与本发明相 反，必须使用强粘合的极性TPP涂层。TPP与HMA迴然不同。该文件大量描述了（在第9页 第3行至第11页第9行）使用热烙性结合剂（HMA)的一些所谓的问题，运包括：与締控共 聚物相比极低的抗张强度；和涂覆地毯后冷却时，它们的粘度提高。因此，该文件的阅读者 被强烈教导不要使用任何HMA来制备地毯，更不用说使用HMA作为单独的粘合剂来将背衬 层粘附在基底层上W形成地毯。
[0022] US5876827(Pol}doom)描述了类似于W02000-61853所述的地毯，其包含W类似于 W02000-61853中所述的方式将聚丙締纱线热烙合到聚丙締基底背衬上。该文件还展示了使 用HMA时所谓的缺点（参见第2栏第42-65行）并明确陈述了 "热烙性粘合剂地毯……不 易于可回收"（第2栏第57-59行），运直接教导了要远离本发明的地毯。
[0023]W02012-060698 (Inte计ace)描述了制造地毯块的方法，其中将成簇纱线热烙合到 支持材料并加入增强无纺材料层W改善地毯块的尺寸稳定性。该申请陈述了用乳胶、粘合 剂或HMA预涂布簇状物存在缺点（参见第1页，第19-28行）因此还教导了远离本发明的 地毯。
[0024]FR2565610 (SIR巧描述了运样的地毯，其中簇状物层和支持板之间具有乙締基或 締控聚合物或共聚物的树脂涂层。优选的树脂是聚乙締、聚丙締和乙締醋酸乙締醋共聚物。 没有暗示运些聚合物可W是热烙性粘合剂，且事实上树脂被描述成W粉末或膜而非热烙体 形式被涂覆。
[00巧]EP2172589描述了合成的草垫，其由橡胶乳胶支撑的刀片状化ladelike)元件制 备并用来形成用于运动场的人造草皮。EP1705292也描述了人造草坪，其中所述草坪是通过 将纤维热烙化到支持表面来制备的，所述支持表面任选地粘附在载体上。运两份文件中都 没有暗示：可使用HMA来粘附载体层。考虑到运种人造比赛台面承受的高磨损，本领域技术 人员将避免通过在支持板中渗入HMA来改良运些草坪表面的任一种。
[0026] 因此，可W看出：目前的制造纺织产品的方法和通过它们制造的产品具有多种本 文所述的缺点。例如，目前的制造方法产生运样的纺织产品，其不易于耐受非常高的机械负 载，具有提高的使用期间纱线被化出产品的风险；具有非优化的机械性质且/或很难完全 回收。优选地，将期望拥有具备最佳机械性质的可回收纺织产品，其中纱线牢固错定在其 中。
[0027]还可W看出，热烙性粘合剂（ΗΜΑ)被认为在用于地毯中时具有特定的缺点。低于 它们的凝固溫度时，ΗΜΑ通常易碎且在机械冲击下倾向于撕破或破裂，从而导致第一（纱线 承载）材料与载体材料分离。纺织品中的不同材料对其环境的反应不同（例如，在暴露于 热或水分时，不同地膨胀），运还可在ΗΜΑ中引起进一步的应力，从而导致载体材料分离。因 此，人们认为，为了使ΗΜΑ提供充足的粘合，它们必须充分浸入纺织材料中W克服运个难题 和提供良好的簇状物粘合力。运样的浸溃结构很难回收，因为它们的构成组分很难分开。因 此，尚未广泛使用ΗΜΑ作为纺织地板中粘合剂的替代物，因为如果容易回收，则产生的产品 被认为不是很耐用；如果足够耐用，则很难回收。
[0028] 因此，出乎意料地，可使用运样的热烙性粘合剂来制备纺织产品，所述热烙性粘合 剂为高负载下的纱线提供足够牢固且持久的错定并且还使得产品易于回收。
[0029]本发明的一个目标是解决本文所述问题中的一些或者全部，例如减少现有技术方 法和纺织产品的一些或者全部缺点。
[0030] 因此，广义地依照本发明，提供制造纺织产品的方法，所述方法包括W下步骤：
[0031]a)提供其上固定有纱线的第一产品（例如，第一板），其中所述第一产品（例如， 第一板）具有第一表面（例如，前表面）和第二表面（例如，后表面）且纱线从第一产品的 第一表面伸出，
[0032]b)加热第一产品的第二表面，从而至少部分烙化固定在第一产品上的纱线W使纱 线粘结在第一产品上，
[0033]C)使第一产品的第二表面暴露于压力；
[0034]d)任选地，在平行于第一产品表面的方向上向纱线的烙化部分施加机械力；
[0035]e)将热烙性粘合剂涂覆在第一产品的第二表面上；和
[0036]f)任选地，将尺寸稳定的第二产品（例如，第二板）施加在第一产品的第二表面；
[0037] 其中附带条件是：当任选步骤（f)(施加第二产品）不存在时，步骤（d)(在平行于 第一产品表面的方向上向纱线的烙化部分施加机械力）不是任选的。
[0038]本发明的方法提供纺织产品，其中错定有纱线。
[0039]优选地，第一产品是板的形式（如本文所限定）且第二产品也是板的形式（如本 文所限定）。
[0040]优选地，在步骤（a)中，纱线暂时固定在第一板上。第一板在本文中还可被称为 "纱线承载板"。第一产品的第一表面可例如还被表示为前表面，第一产品的第二表面可例 如还被表示为后表面。
[0041]任选地，第一板的纱线可额外地从第一板的第二（例如，后）表面伸出。因此，纱 线可从第一板的第一表面和第二表面（例如，前表面和后表面）二者伸出。
[0042]优选地，利用本发明，提供制造纺织产品的方法，所述方法包括W下步骤：
[0043]a)提供其上固定有纱线的第一产品（例如，第一板），其中所述第一产品（例如， 第一板）具有第一表面（例如，前表面）和第二表面（例如，后表面）且纱线从第一产品的 第一表面伸出，
[0044]b)加热第一产品的第二表面，从而至少部分烙化固定在第一产品上的纱线W使纱 线粘结在第一产品上
[0045]C)使第一产品的第二表面暴露于压力；
[0046]d)向纱线的烙化部分施加机械力，优选地在平行于第一产品表面的方向上；
[0047]e)将热烙性粘合剂涂覆在第一产品的第二表面上；和
[0048]f)任选地，将尺寸稳定的第二产品（例如，第二板）施加在第一产品的第二表面。
[0049] 优选地，本发明方法中的步骤（a)、化）、（C)、（d)和（e)W上述次序有顺序地进行 [即，步骤（a)，然后是化）然后是（C)然后是（d)(如果存在）然后是（e)]且/或运些步 骤中的一些或者全部一起同时进行（其中任选步骤（d)和（f)(如果存在）同样W上述顺 序且/或同时进行）。例如，步骤化）、（C)和（d)(如果存在）可同时进行。更优选地，在 步骤（d)(如果存在）之后进行步骤（e)。
[0050]在本发明的一个方面，本发明的第一板可等同于（或者包含）在现有技术中通常 被称为基底层（又名基底背衬和/或基底垫）的那些且/或本发明的第二板可等同于（或 者包含）在现有技术中通常被称为第二层（又名第二背衬、载体材料和/或支持板）的那 些。然而，现有技术中所使用的术语例如"基底层"和"第二层"等还可W具有不同于且独 立于本文中所使用的用来描述本发明的术语例如"第一板"和"第二板"的含义。所W，术 语"基底层"和"第一板"W及术语"第二层"和"第二板"不一定符合于现有技术纺织产品 中所述的类似特征。
[0051] 有用地，由一个或多个通过机器的板（包括例如来源于漉的连续网状物）来制造 纺织产品。按照惯例，纵向（LD)是板通过机器的方向（又名机器方向或MD)，横向（TD)(又 名切线方向）垂直于在板平面上的MD。因此，在步骤（d)中，优选地，在纵向和/或横向，优 选地在纵向，向纱线的烙化部分施加机械力。机械力可通过任何合适的方法或者设备（例 如，本领域技术人员已知的任何）来施加并可在两个相互垂直方向中的每一个（例如，MD 和/或TD)上同时和/或有顺序地施加，例如通过W0 2012/076348中所述的方法、通过拉 幅机、通过拉伸漉、和/或通过其任意组合。
[0052] 在步骤（d)中，纱线的烙化部分可跨越第一板的第二（例如，后）表面（优选地， 在MD上）分布，足W在烙化纱线所分布的第一板的第二（例如，后）表面的那些部分上提 供光滑表面，从而充当涂布热烙性胶例如将第二板粘附在第一板上的良好基础。因此，优选 地，步骤（d)起着使第一板的第二（例如，后）表面的至少一部分社光（光滑）的作用。
[0053] 因此，在本发明方法的一种实施方式中，第一板的第二（例如，后）表面被整体或 者部分社光，粘合剂是通过将烙融粘合剂涂覆在第一板的社光第二（例如，后）表面上来提 供的，其中涂覆粘合剂时，第一板的社光第二（例如，后）表面的溫度高于热烙性粘合剂的 烙融溫度。
[0054] 在本发明方法的另一实施方式中，中间产品获自步骤（a),该产品是基底背衬板， 其中纱线尚未牢固粘合在该板上（即，暂时粘附）。在本发明方法的另一实施方式中（任 选地作为在前实施方式的优选特征），基底垫板作为步骤化）和/或步骤（e)的产物得到， 其中在基底垫板中，纱线分别通过热处理和/或通过粘合剂而牢固粘合在板上（即，永久粘 附），任选地使得纱线簇从基底垫板的第一（例如，前）表面伸出。
[0055] 如果步骤（f)存在，则优选地，步骤（d)与步骤化）和（C)同时或者紧接着步骤 化）和（C)充分进行厘优选地，步骤（d)在步骤（e)和讯之前进行。
[0056] 在本发明的另一方面，提供了通过本发明的方法获得和/或能够通过本发明的方 法获得的纺织产品。
[0057] 依照本发明的另一方面，提供纺织产品，其包含：
[0058]I)第一板，其中纱线通过下述被固定在其上
[0059](i)第一紧固件（fastener)，其中第一板具有第一表面和第二表面且纱线从第一 产品的第一表面