地毯产品及其制造方法
【专利说明】地毯产品及其制造方法
[0001] 优先权要求
[0002] 本申请要求2012年12月7日提交的美国临时申请No. 61/734581的优先权，其整 个内容在此引入作为参考。 发明领域
[0003] 本发明涉及地毯产品，其含有由乙烯基酯/乙烯系乳液粘合剂形成的主预涂胶黏 剂，和由苯乙烯/丁二烯系乳液粘合剂形成的次衬底胶黏剂。
[0004] 发明背景
[0005] 最常规的地毯包含主衬底，其具有切割的或未切割的环形式的纱线绒，从这个衬 底向上延伸来形成绒毛表面。对于簇绒地毯，纱线是通过簇绒针而插入到主衬底（经常是 织造或者非织造材料）中的，并且向其上施用预涂层（即，粘合剂）。
[0006] 大部分的家用和商业地毯也是用织造稀松布（通常由聚丙烯制成）制造的，其连 结到地毯的背面上来为该地毯提供尺寸稳定性。该稀松布是用通常被称作跑漏涂胶黏剂的 另外一种粘合剂配制物而连结到预涂布的地毯衬底上的。将该跑漏涂层施用到该稀松布 上，然后在该组装的地毯元件送到固化烘箱之前，将该稀松布施用到地毯的预涂布的衬底 上。跑漏涂胶黏剂的目的是提供材料层，其将织造稀松布粘附到地毯的背面上。
[0007] 对于预涂和跑漏涂胶黏剂二者来说，该粘合剂的物理性质对于将它们成功用于地 毯产品中是重要的。就此而言，存在着许多这样的胶黏剂必须满足的重要要求。该胶黏剂 必须能够使用地毯工业中通常用于胶乳例如乳液、涂料的方法和装置来施用到地毯上和干 燥。该粘合剂组合物必须提供到绒毛纤维的优异的附着性，来将它们稳固的固定到衬底中。 该胶黏剂还将通常具有高负载量的填料例如碳酸钙，铝三水合物，重晶石，长石，碎玻璃，飞 灰和/或再循环的地毯衬底。在一方面，该填料选自碳酸钙，ATH铝三水合物，再循环的填 料，毛玻璃，二氧化硅，飞灰和所述的填料的组合。该用于地毯材料的胶黏剂中的粘合剂经 常是乳液聚合物，即，胶乳组合物，其可以包含乙烯基酯（例如乙酸乙烯酯）和乙烯的共聚 物。基于乙烯基酯/乙烯共聚物的地毯胶黏剂公开在例如美国专利No. 4735986 ;5026765 ; 5849389 和 6359076,美国专利申请公开 No. 2005/0287336 和 TO2011/139267A1 中，其整个 内容在此引入作为参考。这些共聚物是通过在含水乳液中聚合适当的共聚单体来制备的。 这样的乳液可以通过加入作为乳化剂的常规表面活性剂（阴离子型的，非离子型的，阳离 子型的）来稳定。这样的乳液也可以通过包括保护性胶体例如基于聚乙烯醇（PVOH)，离子 改性的淀粉，水溶性淀粉，淀粉醚，聚丙烯酸，羧甲基纤维素，天然树胶，凝胶，合成聚合物， 或者水溶性纤维素醚例如羟乙基纤维素（HEC)的那些来稳定。
[0008] 从允许将乳液与不同类型的填料（其用于地毯胶黏剂中）有效配混的观点来说， 基本上全表面活性剂系乙烯基酯/乙烯（VAE)胶乳乳液（即，含有非常少的或者没有保护 性胶体作为乳液稳定剂的那些）是特别令人期望的。基本上全表面活性剂稳定的粘合剂 乳液也提供了与地毯制造中由地毯工业通常使用的其他材料（例如苯乙烯-丁二烯橡胶 (SBR)乳液）优异的相容性。
[0009] 虽然存在着这样的填料配混和相容性益处，但是基本上全表面活性剂系乙烯基酯 /乙烯乳液当用作地毯胶黏剂时，可能导致地毯制造过程中的一些加工问题。具体地，当含 有全表面活性剂粘合剂乳液的地毯离开在110°c -120°c下的固化烘箱，然后在一系列导向 辊上行进并且可能穿过剪切机时，这样的加工问题本身可能凸显出来。基本上全表面活性 剂稳定的胶黏剂具有转移到辊子上和产生积聚的倾向，这可能引起维护问题。另外，有时候 这种积聚可能转移回地毯，这可能导致在它经过剪切机时，地毯面中的凿孔。
[0010] 前面在此引入作为参考的国际申请W02011/139267A1指出某些表面活性剂稳定 的互聚物粘合剂（其基本上没有保护性胶体）特别适于使用地毯胶黏剂。根据这个公开文 献，粘合剂中所用的互聚物是通过乳液聚合下面的成分来制备的：（i) 一种或多种乙烯基 酯单体，（ii)乙稀和（iii)不饱和的硅烷共聚单体（或者等价的非娃的，不饱和的多官能 交联性共聚单体），其有效地改变了互聚物的分子量，接枝和/或流动性，以使得由该互聚 物所形成的膜在ll〇°C表现出伸长率值小于125%。
[0011] 已经进行了另外的尝试来保持基本上全表面活性剂系胶乳粘合剂的益处，同时使 得上文所述的加工问题最小化。这样的尝试例如包括使用乙烯基酯-乙烯系乳液，其是用 表面活性剂乳化剂和保护性胶体例如PVOH二者稳定的。虽然一些这样的尝试取得了某些 成功，但是这些混合的乳化剂/胶体体系必须非常精确地配制，并且尽管如此，仍然具有这 样的倾向，即，未提供通过单独使用任一类型的稳定剂体系所可以实现的全部益处。因此， 持续的需要确定基于乙烯基酯/乙烯共聚物乳液的地毯胶黏剂，其表现出基本上全表面活 性剂稳定的乳液的全部益处，但是其没有导致地毯制造过程中发生不可接受的不利的加工 问题。还存在着这样的需要，即，用于确定理想的预涂和跑漏涂胶黏剂配制物和配制物的组 合，其形成了坚固的地毯组合物。
【发明内容】
[0012] 现在已经发现用于预涂胶黏剂中的聚合物（如此处所定义的，其在IKTC的伸长 率值大于125 %并且优选小于500 %，小于400 %，小于350 %，或者小于300 % )可以适用于 地毯预涂胶黏剂中，特别是当用于与由苯乙烯/ 丁二烯共聚物乳液形成的跑漏涂层组合使 用时更是如此，而基本上不影响地毯的加工性。本发明因此涉及使用这样的胶黏剂的地毯 产品。在干燥时，该预涂胶黏剂将地毯纤维固定到地毯衬底或者底层上，并且该跑漏涂胶黏 剂将地毯稀松布粘结地固定到地毯的背面上。
[0013] 在一种实施方案中，本发明涉及地毯产品，其包含：主地毯层，其包含簇绒到主衬 底中的地毯纤维例如地毯纱线，并且将所述的地毯纤维粘附到所述的主衬底上的预涂胶黏 剂，其中该预涂胶黏剂是由胶乳胶黏剂形成的，其包含具有1-13个碳原子的链烷酸，乙烯 和交联性共聚单体的第一共聚物，其中该第一共聚物在ll〇°C表现出伸长率值大于125%， 大于150%，大于175 %或者大于200%，并且任选地小于500%，小于400%，小于350 %或 者小于300% ;和次衬底，其用包含苯乙烯/ 丁二烯第二共聚物的跑漏涂胶黏剂粘附到所述 的主衬底上。该地毯任选地具有此处所定义的大于20N或者大于27N的绒头联结值。
[0014] 在另外一种实施方案中，本发明涉及形成地毯产品的方法，该方法包括以下步骤： (a)提供预涂胶黏剂，其包含胶乳涂料组合物，该胶乳涂料组合物包含具有1-13个碳原子 的链烷酸，乙烯和交联性共聚单体的第一共聚物，其中该第一共聚物在ll〇°C表现出伸长率 值大于125%;(b)提供主地毯层，其包含簇绒到主衬底中的地毯纤维例如地毯纱线；(c)将 该预涂胶黏剂施用到主地毯层上；（d)将包含第二共聚物的跑漏涂胶黏剂施用到该主地毯 层和/或次衬底的任一或二者上，其中该第二共聚物是至少苯乙烯和丁二烯的共聚物；和 (e)在有效地将地毯纤维粘附到主衬底和将主地毯层粘附到次衬底上的条件下，干燥该预 涂胶黏剂和跑漏涂胶黏剂。
[0015] 在优选的实施方案中，该胶乳胶黏剂是用稳定化体系稳定的，其包含一种或多种 阴离子型和/或非离子型表面活性剂，所述的稳定化体系的存在量有效地将该共聚物分散 在水中。该稳定化体系可以进一步包含聚乙烯醇和/或羟乙基纤维素。在一些方面，该稳 定化体系包含小于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] 该第一共聚物优选包含70-90pphm的乙酸乙稀酯和10-30pphm的乙稀。在另外 一种实施方案中，该第一共聚物是具有1-13个碳原子的链烷酸的乙烯基酯，乙烯，和丙烯 酸类单体或者其酯的共聚物。在另外一种实施方案中，该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。任选地，该预涂胶黏剂固体含量是40-85wt%，并且粘度可以 是2000-60000cP。在另外一种实施方案中，该第一共聚物是至少如下物质的共聚物：具有 1-13个碳原子的链烷酸的乙烯基酯，乙烯，交联性共聚单体和羧基单体。
[0017] 该交联性共聚单体可以是非常宽泛地，但是任选地选自氰尿酸三烯丙酯，异氰尿 酸三烯丙酯，马来酸二烯丙酯，富马酸二烯丙酯，二乙烯基苯，邻苯二甲酸二烯丙酯，硅烷和 GMA0
[0018] 该预