水蒸汽可透过的地毯底衬的制作方法

专利名称：水蒸汽可透过的地毯底衬的制作方法
技术领域：
本发明涉及水蒸汽可透过的地毯底衬。
背景技术：
防水地毯底衬通过帮助将泼洒物控制在衬垫或地板之上而提供了更彻底地清洁 地毯上的泼洒物的方法。如果不将泼洒物从地毯之下移除，则泼洒物将致使霉菌、霉病菌和 细菌生长。结果是不仅会损坏衬垫和木质地板，而且该状况会导致产生恶臭和过敏原。按 照房间尺寸铺好的地毯或满铺地毯上的泼洒物是尤其隐蔽的，因为对于大型或按照房间尺 寸铺好的地毯，察觉并且防止泼洒后向衬垫的浸润通常是不现实的。阔幅地毯上的泼洒物 通常以泥浆的形式存在于难以通过清洁来将其移除的衬垫或地板上。该泼洒物随后会加速 霉、霉菌和气味的生长。US5601910和US5763040描述了用拒斥整理剂化学处理底衬以使得其基本上不可 被泼洒物渗透的方法。所述底衬粘附在地毯的反面，从而形成基本上不可被泼洒物渗透的屏障。US6253526公开了安装防水地毯底衬的方法，所述方法需要将衬垫放置在地板上， 将所述衬垫机械固定在地板上，并且将底衬放置在所述衬垫上。所述底衬由防水织物或防 水薄膜形成。所述织物用拒水整理剂处理。W02001/027382 A1描述了地毯底衬，该地毯底衬具有所需的水蒸汽渗透性、液体 不可渗透性和在清洁压力下可保持的持久性。US5531849公开了在两个薄膜层之间放置有平滑聚氨酯泡沫层的衬垫。US6872445描述了地毯衬垫，该地毯衬垫具有软垫和阻挡膜两层结构，所述阻挡膜 由不含任何层压在其上的纤维质基底的合成聚合物材料形成。US20040071927A1公开了地毯底衬，该地毯底衬包含由纤维质基底和固定在所述 基底上的薄膜构成的复合材料，所述薄膜是液体不可渗透的并且是水蒸汽可渗透的。常规的液体不可透过的地毯衬垫由衍生自非可再生化石燃料的成分制成。如果具 有水不可渗透性和水蒸汽可渗透性的改善的底衬材料能够基本上由衍生自可再生资源的 材料制备，则是非常有利的。本发明提供了基于可再生资源的底衬，该底衬具有液体不可渗透性、水蒸汽可渗 透性、以及适宜的柔韧性和持久性。

发明内容
本发明的一个方面是地毯底衬，所述地毯底衬包含(a)具有相对的第一平坦面 和第二平坦面的泡沫软垫，和(b)至少一个固定在所述泡沫软垫第一面上的阻挡膜，所述 阻挡膜是液体基本上不可渗透而水蒸汽可渗透的，并且所述阻挡膜包含共聚物，所述共聚 物包含聚三亚甲基醚软链段和选自聚酯、聚酰胺、聚氨酯和聚氨酯-脲的硬链段。本发明的另一方面是使地毯或地毯底衬泡沫软垫具有液体不可渗透而水蒸汽可 渗透的上表面和下表面的方法，所述方法包括提供具有反面的地毯；提供具有上表面的软垫；并且将阻挡膜放置在地毯的反面和软垫上表面之间，所述阻挡膜是液体不可渗透而水 蒸汽可渗透的，并且所述阻挡膜包含共聚物，所述共聚物包含聚三亚甲基醚链段和选自聚 酯、聚酰胺、聚氨酯和聚氨酯_脲的链段。对本领域的技术人员来说，根据以下说明书和附加的权利要求书，本发明的这些 和其它方面将是显而易见的。优选实施方案详述本发明涉及地毯底衬，所述地毯底衬包含(a)具有相对的第一平坦面和第二平 坦面的泡沫软垫，和(b)至少一个固定在所述泡沫软垫第一面上的阻挡膜，所述薄膜是液 体不可渗透而水蒸汽可渗透的，并且所述薄膜包含共聚物，所述共聚物包含聚三亚甲基醚 软链段和选自聚酯、聚酰胺、聚氨酯和聚氨酯-脲的硬链段。在另一个方面中，本发明涉及使地毯或地毯底衬泡沫软垫具有液体不可渗透而水 蒸汽可渗透的上表面和下表面的方法，所述方法包括将阻挡膜放置在地毯的反面和软垫上 表面之间，所述阻挡膜是液体不可渗透而水蒸汽可渗透的，并且所述阻挡膜包含共聚物，所 述共聚物包含含聚三亚甲基醚链段和选自聚酯、聚酰胺、聚氨酯和聚氨酯-脲的链段。所述地毯底衬优选对从阻挡膜上方沉积到底衬上的液体是不可渗透的，同时对水 蒸汽是可渗透的，其水蒸汽透过率为至少14. 6克/平方米/24小时(14. 6g/m2/24h)，由改 进的密廉式破裂强度试验测得，在至少8磅每平方英寸(0.56kg/m2)的压力下，所述底衬可 足够持久地保持液体不可渗透性，其中所述地毯底衬不吸收从阻挡膜上表面上沉积到底衬 上的液体，并且可使水分从软垫下表面下方通过所述底衬。在本发明优选的方面中，所述地毯面纱包含由聚对苯二甲酸丙二醇酯构成的纤 维。所述地毯更优选具有簇绒纱面(tufted yarn face)和反面(underside)，其中所述面 纱包含聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维，而所述反面固定到地毯底衬上。优选地，泡沫软垫包括包含聚(三亚甲基醚)嵌段作为软链段的泡沫聚氨酯或聚 氨酯-脲。所述聚氨酯或聚氨酯_脲优选由反应混合物制成，所述反应混合物包含(a)羟 基官能度大于2，优选大于2并且小于约4的聚三亚甲基醚二醇；和(b) 二异氰酸酯。所 述反应混合物还可包含植物油多元醇，其含量优选占多元醇总量的约10重量％至约90重 量％。所述反应混合物还可包含多异氰酸酯、发泡剂和增链剂。在一个实施方案中，所述阻挡膜优选地包括聚三亚甲基醚酯弹性体，所述弹性体 包含约95重量％至约5重量％的聚三亚甲基醚酯软链段和约5重量％至约95重量％的亚 烷基或亚苯基酯硬链段。优选地，所述硬链段包含至少一种亚苯基二元羧酸的酯，所述二元 羧酸选自邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸。在另一个实施方案中，所述阻挡膜包含约40重量％至约90重量％的聚三亚甲基 醚酯软链段和约10重量％至约60重量％的聚酰胺硬链段。所述聚酰胺硬链段优选通过酯 连接键与聚三亚甲基醚软链段相连，其可通过在形成酯连接键的条件下使羧基封端的聚酰 胺或其二酸酐、二酰氯或二酯酸及其等同物与聚醚二醇的反应来制备。更优选地，所述羧基 封端的聚酰胺为内酰胺、氨基酸或其组合与二元羧酸的缩聚产物。在另一个实施方案中，所述阻挡膜包含嵌段共聚物，所述嵌段共聚物包含聚三亚 甲基醚软链段和聚氨酯或聚氨酯-脲硬链段。优选地，所述共聚物为由反应混合物制备的 聚氨酯或聚氨酯_脲，所述反应混合物包含(a)聚三亚甲基醚二醇；(b) 二异氰酸酯；和(c) 二醇或二胺增链剂。所述阻挡膜优选具有在约0. 5至约1. 5密耳范围内的厚度。所述地毯底衬还包含将所述阻挡膜粘合在软垫上表面上的聚合物粘合剂材料层。 所述聚合物粘合剂优选为由共聚物构成的热熔性粘合剂，所述共聚物包含聚三亚甲基醚链 段和选自聚酯、聚酰胺、聚氨酯和聚氨酯-脲的链段。除非另外规定，本文所用的所有技术和科学术语的含义与本发明所属领域的普通 技术人员通常理解的一样。如发生矛盾，以本说明书及其所包括的定义为准。商标以大写体表示，除非特别指出。所有百分比、份数、比率等均按重量计，除非另行指出。当数量、浓度或其他数值或参数以范围、优选范围或一系列优选上限数值和优选 下限数值给出时，其应被理解为具体地公开由任何范围上限或优选数值和任何范围下限或 优选数值的任何一对所构成的所有范围，而无论所述范围是否被单独地公开。凡在本文中 给出某一数值范围之处，该范围均旨在包含其端点，以及位于该范围内的所有整数和分数， 除非另行指出。当定义一个范围时，不旨在将本发明的范围限定于所列举的具体数值。当术语“约”用于描述值或范围的端点时，公开内容应被理解为包括具体的值或所 涉及的端点。如本文所用，术语“包含”、“包括”、“涵盖”、“具有”、“含有”或其任何其他变型旨在 包括非排他性的包括。例如，包括要素列表的工艺、方法、制品或设备不必仅限于那些要素， 而是可以包括未明确列出的或该工艺、方法、制品或设备所固有的其他要素。此外，除非有 相反的明确说明，“或”是指包含性的“或”，而不是指排他性的“或”。例如，以下任何一种情 况均满足条件A或B :A是真的(或存在的)且B是假的(或不存在的)、A是假的(或不存 在的)且B是真的(或存在的)、以及A和B都是真的(或存在的)。“ 一个，，或“ 一种，，被用于描述本发明的要素或组分。这仅仅是为了方便并且给出 本发明的一般含义。这种描述应被理解为包括一个或至少一个，并且该单数也包括复数，除 非很明显地另指他意。本发明包括地毯底衬，所述底衬包含地毯泡沫软垫和至少一个固定在所述泡沫软 垫的一个面上的阻挡膜。所述薄膜是液体不可渗透而水蒸汽可渗透的，并且所述薄膜包含 共聚物，所述共聚物包含聚三亚甲基醚软链段和选自聚酯、聚酰胺、聚氨酯和聚氨酯-脲的 硬链段。本发明所提供的地毯底衬或不可渗透性阻挡层的重要特性为(1)对于多种泼洒 物和清洁技术，能够使下面的地毯软垫和地板保持干燥，和(2)通过使捕集的水分快速蒸 发而能够防止所述水份保留于所述阻挡层下方。术语“可透气的”表示由下述测试方法B测得的14. 6g/m2/天或更高的水蒸汽透过 率。本文中，术语“可渗透的”、“蒸汽透气性”和“透气率”与“可透气的”可互换使用。术语“不可渗透的”表示在下述测试方法1条件下等级为“干燥”。下文中，使用术语“液体不可渗透”和“水蒸汽可渗透”来描述液体(具体地讲是 水)不可渗透(如上文定义)但是水蒸汽易于透过(依据上文定义)的阻挡膜和地毯底衬。由位于Dalt0n(Ga)的地毯协会(CRI)定义的术语“地毯软垫”是指放置在地毯之下以在上面行走时提供回弹性、支撑性和噪声抑制性的任何种类材料(CRI 105， “Residential Carpet Installation Standards，，)。术语“衬垫”或“垫”被认为与“地毯软垫”同义。所述地毯底衬包含平坦并且具有第一和第二面的地毯泡沫软垫。阻挡膜被固定在 所述软垫的第一面上。所述地毯通常包括通过将纱线簇成地毯背衬而形成的绒面。所述绒 面可为割绒或毛圈形式。在正常安装中，将地毯放置在底衬上方，使得地毯背衬与阻挡膜接 触，然后使软垫的第二面与地板接触。任何常规的天然或合成纤维可用于地毯绒面中。尤其优选的纤维是聚对苯二甲酸 丙二醇酯。适用于地毯中的聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维可以商品名S0R0NA 聚合物纤维得 自 E. I. du Pont de Nemours and Company。可任选用聚合物粘合剂，优选热熔性粘合剂，将介于地毯背衬和泡沫软垫之间的 阻挡膜结合到泡沫软垫上，所述粘合剂不会显著改变底衬的液体不可渗透性或水蒸汽可渗 透性。如本发明所述的地毯底衬对从地毯上方沉积到衬垫上的液体是基本上不可渗透 的(如由液体泼洒物或动物尿湿造成的潮湿)，同时对从下方(例如由正常居住活动产生的 透过下方地板的水蒸汽)透过衬垫(“可透气的”)的水蒸汽是可渗透的。“液体不可渗透” 是指从阻挡膜上方沉积到衬垫上的液体不渗入到软垫中，或不通过所述衬垫。如本文所用， “基本上不可渗透”是指至少90%不可渗透，优选至少95%不可渗透，并且甚至更优选至少 98%不可渗透。“水蒸汽可渗透”是指水蒸汽可以至少14.6克/平方米/24小时(14.6g/ m2/24h)的水蒸汽透过率透过所述衬垫。这样，所述衬垫可与符合所建议的水蒸汽传输率的 地板表面相容。此外，由下述改进的密廉式破裂强度试验测得，在至少8磅每平方英寸(0. 56kg/ 平方米)的压力下，所述底衬可足够持久地保持液体不可渗透性。作为另外一种选择，可根 据在将同样描述于本文中的Vetterman转筒磨损测试/染污/污渍清洁测试进行至少一万 次循环(10，000循环)后垫保持液体不可渗透性的能力(由染污/污渍清洁测试表明)，来 描述持久性。因此，所述地毯底衬不吸收从阻挡膜上方沉积在其上的液体，并且可使水分从 软垫下表面下方通过所述底衬。因此，使得所述底衬不易产生与水分和细菌生长相关的气 味。阻挡膜用于所述底衬中的阻挡膜是包含聚三亚甲基醚软链段和选自聚酯、聚酰胺、聚氨 酯和聚氨酯_脲的硬链段的共聚物。就包含聚三亚甲基醚软链段和聚酯硬链段的共聚物而言，适用于所述底衬中的薄 膜描述于美国专利申请公布2005/0282966中。如美国专利申请公布2005/0282966中所公 开的，尤其优选的薄膜基于包含聚酯硬链段的共聚物，所述聚酯硬链段由1，3-丙二醇与对 苯二甲酸、对苯二甲酸酯、对苯二甲酸酰卤或对苯二甲酸酸酐的反应制备。适用于制备阻挡膜的包含聚三亚甲基醚软链段和由聚酰胺构成的硬链段的共聚 物描述于 US6590065 和 US6979492 中。适用于制备阻挡膜的包含聚三亚甲基醚软链段和由聚氨酯和/或聚氨酯-脲构成 的硬链段的共聚物描述于US6852823和US6946539中。
无论使用何种阻挡膜组合物，所述薄膜均可以是流延膜、定向薄膜或双轴定向薄 膜。虽然所述薄膜的厚度不是关键性的方面(只要所述薄膜具有所需的液体不可渗透性和 水蒸汽可渗透性)，但是优选的厚度在约0. 5至约1. 5密耳(0. 0127至0. 0381cm)范围内。 此外，所述阻挡膜应是足够牢固和具有弹力以便可在其使用期内抗破裂，并且可反复变形 和回复而不会不利地影响其液体不可渗透性。使用适当的阻挡膜可使成品衬垫表现出所需 程度的液体不可渗透性、水蒸汽渗透性和持久性。所述阻挡膜可被用作自由薄膜，并且与地毯软垫接触放置；它可被层压到地毯软 垫上；或者如上所述，可使用一层粘合剂，优选地热熔性粘合剂，将其结合到地毯软垫上。可通过使用设置在薄膜体内的强化结构来增强阻挡膜的强度。所述强化结构可采 用在其制造期间在所述薄膜体内形成的离散细丝或纤丝或网状结构形式。地毯软垫所述软垫由可压缩的弹性泡沫材料形成。对于指定的设置，结合对成分、舒适性和 美观性的考虑来选择软垫的厚度。软垫的厚度尺寸通常在0. 125至2英寸(0. 3175至5厘 米)的范围内。任何可压缩并且可回复的天然或合成泡沫材料可用于所述软垫中。适用作软垫的 合成非纤维素材料包括聚氨酯或橡胶连续泡沫。优选用于软垫的材料是聚氨酯泡沫，并且 尤其优选用于软垫的材料是由包含聚三亚甲基醚二醇或多元醇和二异氰酸酯的成分制备 的聚氨酯或聚氨酯-脲泡沫。通过将二异氰酸酯、多元醇和水混合以同时发生两个反应来制备聚氨酯泡沫胶 凝或聚合反应，和起泡或产生气体的反应。当异氰酸酯与多元醇反应生成氨基甲酸酯链时， 发生胶凝反应。当异氰酸酯与水反应生成二氧化碳气体时，发生起泡反应。作为使用水的 替代，或除了使用水以外，还可通过加入有机发泡剂来实现起泡。氨基甲酸酯链构成泡沫结 构，而二氧化碳气体通过使聚氨酯聚合物膨胀而在所述泡沫中产生孔隙。有多种添加剂可 与异氰酸酯、多元醇和水混合以控制胶凝和起泡反应的速率和持续时间，同时还提供了氨 基甲酸酯链交联和链延长的途径。当胶凝和起泡反应完成并且泡沫具有足够的时间完全固 化时，所得聚氨酯泡沫块可被加工成各种聚氨酯泡沫制品诸如地毯底衬。聚氨酯泡沫必须交联以保持泡沫结构。因此，羟基部分需要具有大于2的平均官 能度。优选的聚氨酯泡沫可由包含聚三亚甲基醚二醇和二异氰酸酯的反应混合物制备。可 包含附加二醇作为增链剂。此类聚氨酯论述于US6852823中。可用泡沫制备中的聚三亚甲基醚二醇可经由本领域技术人员已知的任何方法制 备。例如，它可通过1，3-丙二醇脱水反应或通过环氧丙烷开环聚合反应来制备。优选的 通过1，3_丙二醇酸催化缩聚反应来制备聚三亚甲基醚二醇的方法描述于US6720459和 US6977291中。出于本发明的目的，用于制备聚三亚甲基醚二醇的1，3_丙二醇可包含少量 的多元醇例如甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷，以使产物可具有大于2的平均羟基官能度。 在此情况下，聚三亚甲基醚二醇优选具有大于2但小于约4的平均羟基官能度。出于本公 开的目的，由包含少量多元醇的1，3-丙二醇制备的平均羟基官能度大于2但小于约4的聚 三亚甲基醚二醇被称为“聚三亚甲基醚多元醇”。获得平均羟基官能度大于2的另一种可供选择的方法是，除了聚三亚甲基醚二醇 以外，在用于制备聚氨酯泡沫的反应混合物中还包含多元醇或多元醇混合物。可使用任何
8常规的与异氰酸酯反应的多元醇。典型的实例是甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷和植物油多 元醇。优选的植物油多元醇。包含植物油多元醇的聚氨酯泡沫公开于US6852823中。如果 使用的话，多元醇的用量一般为多元醇和二醇总量的约10重量％至约90重量％。用于制备泡沫的典型二异氰酸酯包括但不限于甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷 二异氰酸酯(MDI)、或它们的共混合物。适宜异氰酸酯的一个实例是80/20 TDI，其为包含 80% 2,4-TDI异构体和20% 2,6-TDI异构体的共混物。其它适宜的异氰酸酯实例包括间 苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、2，4_甲苯二异氰酸酯、2，6_甲 苯二异氰酸酯、4，4_ 二苯甲烷二异氰酸酯、二茴香胺二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、 萘-1，4-二异氰酸酯、二亚苯基_4，4' -二异氰酸酯、苯二亚甲基-1，4-二异氰酸酯、苯二 亚甲基-1，2- 二异氰酸酯、苯二亚甲基-1，3- 二异氰酸酯、二(4-异氰酸苯基)_甲烷、二 (3-甲基-4-异氰酸苯基)-甲烷、4，4- 二苯基丙烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚 甲基二异氰酸酯、亚甲基二环己基异氰酸酯、以及它们的混合物。聚合物粘合剂如上所述，可任选用聚合物粘合剂，优选热熔性粘合剂，将介于地毯背衬和泡沫软 垫之间的阻挡膜结合到泡沫软垫上，所述粘合剂不显著改变所述底衬的液体不可渗透性或 水蒸汽可渗透性。热熔性粘合剂需要足够低以避免阻挡膜变形的施用温度范围。优选的热熔性粘合剂具有包含聚三亚甲基醚软链段和选自聚酯、聚酰胺、聚氨酯 和聚氨酯-脲的硬链段的共聚物。可用作粘合剂的共聚物是可用于如上所公开的阻挡膜中 的那些共聚物。优选的热熔性粘合剂类型是US5660887中所公开的那些。所述专利公开了通过水 分作用硬化的聚氨酯热熔性粘合剂，并且所述粘合剂包含至少一种由包含异氰酸酯基团的 组分和基本上直链的羟基聚酯、羟基聚醚和/或羟基聚醚酯组分生成的反应产物。公开的 粘合剂是水蒸汽可透过的。出于本发明的目的，高度优选使用1，3-丙二醇和/或聚三亚甲 基醚二醇替代如US5660887中所示的乙二醇或聚乙二醇，来制备羟基聚酯、羟基聚醚和/或 羟基聚醚酯组分所述地毯底衬可以若干方式中的任一种制备使单独的阻挡膜与泡沫软垫接触放 置，将阻挡膜层压到软垫上，或用如上所述的粘合剂将阻挡膜粘合到软垫上。如本发明所述的底衬对从地毯上方沉积到衬垫上的液体是不可渗透的(如由液 体泼洒物或动物尿湿造成的潮湿)，并且同时对从下方(例如由正常居住活动产生的透过 下方地板的水蒸汽)透过底衬(“可透气的”)的水蒸汽是可渗透的。“液体不可渗透”是指 从阻挡膜上方沉积到底衬上的液体不渗入到软垫中，或不通过所述底衬。“水蒸汽可渗透” 是指水蒸汽可以至少14. 6克/平方米/24小时(14. 6g/m2/24h)的水蒸汽透过率透过所述 衬垫。因此，所述底衬与符合地毯协会发布的建议水蒸汽传输标准的地板表面相容。此外，由所述改进的密廉式破裂强度试验测得，在至少8磅每平方英寸(0. 56kg/ 平方米)的压力下，所述底衬可足够持久地保持液体不可渗透性。作为另外一种选择，可根 据在将同样描述于本文中的Vetterman转筒磨损测试/染污/污渍清洁测试进行至少一万 次循环(10，000循环)后垫保持液体不可渗透性的能力(由染污/污渍清洁测试表明)，来 描述持久性。因此，所述底衬不吸收从阻挡膜上方沉积到所述衬垫上的液体，并且可使水分 从软垫下表面下方通过。因此，使得所述底衬不易产生与水分和细菌生长相关的气味。
所述地毯底衬可与任何类型的常规地毯结合使用，具体地讲可与包含簇绒面纱的 那些地毯结合使用。可使用任何常见的天然或合成面纱。尤其优选的纤维是聚对苯二甲酸 丙二醇酯。适用于地毯中的聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维可以例如商品名S0R0NA 聚合物纤 维得自 E. I. du Pont de Nemoursand Company。包含聚对苯二甲酸丙二醇酯面纱和如本文所述地毯底衬的地毯体系具有显著比 其它常用体系更好的优点，即它们部分基于1，3-丙二醇，其可通过生物化学方法得自可再 生资源(“生物衍生的” 1，3_丙二醇)。本领域已知的其它体系完全基于衍生自非可再生 石油的原料。尤其优选的1，3-丙二醇来源经由使用可再生生物来源的发酵方法获得。作为来 自可再生来源的原料的例证性实例，已经描述了利用由生物且可再生资源(例如玉米原 料)产生的原料以得到1，3_丙二醇(PD0)的生化途径。例如，能够将甘油转化为1，3_丙 二醇的细菌菌株存在于菌种克雷伯氏菌、柠檬酸细菌、梭菌和乳酸杆菌中。所述技术公开于 若干公布中，包括US5633362、US5686276和US5821092。US5821092特别公开了一种使用重 组生物体来由甘油生物制备1，3-丙二醇的方法。该方法引入了用对1，2-丙二醇特异的异 源pdu 二醇脱水酶基因转化的大肠杆菌。转化过的大肠杆菌在甘油的存在下生长，甘油作 为碳源，并且从生长培养基中分离1，3-丙二醇。由于细菌和酵母都能够将葡萄糖(如玉米 糖)或其他碳水化合物转化为甘油，因此公开于这些公布中的方法提供了快速、廉价且环 保的1，3-丙二醇单体来源。生物衍生的1，3_丙二醇，例如通过上文所述和参考的方法制备的那种，包含由植 物所吸收的来自大气二氧化碳的碳，其构成了制备1，3_丙二醇的原料。这样，基于生物衍 生的1，3-丙二醇的物质包含显著量的可再生碳，而不是基于化石燃料或基于石油的碳。因 此，基于生物衍生的1，3-丙二醇的物质对环境具有较小的影响，这是因为所使用的1，3-丙 二醇没有耗减化石燃料，并且降解后释放碳回到大气中以被植物再次利用。因此，本文所公 开的用于制备底衬的组合物的特征在于，其比包含石油基二醇的类似组合物更加天然，并 且对环境具有较小的影响。测试方法A.水蒸汽透过率测试采用水蒸汽透过率测试来测定水蒸汽的可渗透性。将衬垫 样本安放在包含水的杯子边缘内。安放底衬，使得软垫的下表面面向水。将整个组合件称 重。在调节至25°C和55%相对湿度的环境中，以24小时(+/-15分钟)的间隔使一百五十 (150)米/分钟[大约五百(500)英尺每分钟]的气流在底衬暴露(上部)表面上连续通 过。将组合件重新称重，并且确定标本的重量损失。水蒸汽透过率(MVTR)计算为，以克为 单位的组合件重量差除以以米为单位的样本面积。所述方法是ASTM E-96 (14. 1)改进方法，不同的是采用24小时暴露时间而不是试 图测定达到稳态的时间率，使得此测试方法的结果可更加直接地与地毯协会的水蒸汽透过 率标准相当。B.水不可渗透性如下制备5层测试组(1)将具有水可渗透胶乳的住宅用地毯 样本放置在(2)底衬样本上，所述底衬样本继而放置在(3)白色吸湿纸巾上，所述白色吸湿 纸巾放置在(4)弹性地毯衬垫上，所述弹性地毯衬垫放置在(5)木质刨花板片材上。所用纸巾是得自Kimberly-Clark (Dallas，Tex)的单折纸巾。由于测试不需要纸巾明显润湿，因此纸巾的选择不是关键性的，并且可用其它薄吸收介质诸如Whatman No. 1 滤纸替代。使用有色水溶液来辅助目视检测。然后在24+/-3°C室温下，将100mL水通过约 8cm直径的量筒，从约1米的高度缓慢倒在地毯样本上以产生圆形水坑。移除量筒，并且使 样本静置20分钟。对应0psi(0kPa，即仅有泼洒物的测试)，移除地毯和底衬。如果在纸巾 上可看到任何水斑(结果中称为“润湿”)，则判断底衬不能对泼洒的水提供足够的水不可 渗透性。如果衬垫与地毯之间的纸巾是干燥的(结果中称为“干燥”)，则判断底衬是可接 受的，并且可对泼洒的水提供足够的水不可渗透性。作为另外一种选择，在指定的压力下用 干燥的纸巾将水从地毯绒上“吸干”。在指定的压力下“吸干”十次后，移除地毯和底衬。如 果在纸巾上可看到任何水斑，则判断底衬不合格(或“润湿”)，并且不能在指定的压力下吸 干后对泼洒的水提供足够的水不可渗透性。如果衬垫与地毯之间的纸巾是“干燥的”，则判 断在指定的压力下吸干后，底衬可对泼洒的水提供足够的水不可渗透性。采用0、3、8、16和 33psi(0、21、55、110和227kPa)的吸湿压力。33psi或228kPa的吸湿压力超出了站在纸巾 上的典型户主为加速吸湿泼洒物而施加的压力。如下通过将砝码放置在圆盘上来产生吸湿 压力C. g々讲的密廉式破裂强Iti式骀(“g々讲的密廉i式骀”)采用称为改进的隔膜破裂 强度测试方法(ASTM D-3786-87)的测试，使用得自 B. F. Perkins，Inc. (Chicopee，Mass)的 改进的Mullen HA型测试仪或等同物，来测定底衬保持液体不可渗透性的持久性。测试设 备包括一端对大气敞开并且连接水贮存器和液压计的压力缸。所述压力缸的另一端具有活 塞，所述活塞可被电机驱动装置驱动向前以压缩所述室中的任何水。为了方便填充所述室， 并且还为了防止水逆流到所述贮存器中，水贮存器上具有阀门。将样本安放在牢固地夹在 压力缸口上的测试环上，使得底衬的上侧(用于接触地毯底部)面向压力缸。然后向样本 施加水压，并且记录观察到水冲破样本时的压力值。6以下至6-8psi (约0. 4-0. 6kg/cm2) 的低值表明，所述衬垫不可能在正常的手动住宅去斑作用下保持液体不可渗透性。D. Vetterman转筒磨损测试/染污/污渍清洁测试还可采用Vetterman转筒磨 损测试，然后采用染污/污渍清洁测试，来测定底衬保持液体不可渗透性的持久性。该测试 测定底衬在磨损后保持液体不可渗透性的持久性。1. Vetterman转筒磨损测试根据ASTM-D-5417的Vetterman转筒磨损测试与 地板通行具有密切的相关性。根据国际标准组织(ISO)文件TC38/12/WG 6 N 48，在由 Schoenber&Company (Bauber, FederalRepublic of Germany)制造的 KSG 型 Vetterman 转 筒测试设备中进行此测试。如标准中所述，使转筒衬有三十五盎司(35oz，2. 1875kg)家用 割绒萨克森地毯，并且将地毯底衬的测试样本放置在地毯下方。将具有14个橡胶缓冲装置 的16磅钢球放置在地毯上方，并且使其在转动的转筒内无规则地滚动。转筒内的圆形刷与 地毯绒面轻轻接触，并且拾取不牢固的纤维绒毛或或纤维，将其通过抽吸持续去除。在Vetterman转筒测试设备中进行10，000循环后，取出测试衬垫样本，并且采用 如下所述的“污渍清洁测试”进一步测试。2.污渍清洁测试在Vetterman转筒测试设备中进行10，000循环后，采用“染污 测试”步骤将地毯衬垫样本染污24小时，然后采用“污渍清洁测试(手压)”步骤。a. “染污测试”步骤将含45克樱桃风味的含糖Kool-Aid牌粉末混合饮料的染污 溶液混合于500mL水中。在使用前，使所述溶液达到室温。将白色吸湿纸巾或吸湿纸放置在约6平方英寸(约15平方厘米)的地毯底衬测试样本缓冲层(底层)下方。将二十毫 升(20mL)染污溶液通过1-1/2"直径量筒，从约3cm的高度倒在底衬测试样本上表面上，以 在底衬上表面上形成圆形污渍。移除量筒，并且用例如手将染污溶液机械作用于底衬上，以 达到均勻染污。使底衬静置24小时。 b. “污渍清洁测试(手压)”步骤在24小时的“染污测试步骤”结束时，用白色 吸湿纸巾将地毯底衬测试样本上表面上的任何残留染污溶液吸干。通过将5mL可商购获得 的“Tide”牌液体洗涤剂稀释于95mL水中，配制温和的洗涤剂清洁溶液。将十毫升(10mL) 洗涤剂清洁溶液通过1-1/2"直径量筒，从约3cm的高度倒在测试衬垫表面的染污区域上。 移除量筒，并且用例如手在染污区域将清洁溶液机械作用于衬垫上以移除污渍。用白色吸 湿纸巾将过量的清洁溶液吸干。然后将约10mL水通过1-1/2"直径量筒，从约3cm的高度 倒在测试衬垫表面的染污区域上。移除量筒，并且使用吸湿纸巾以3次顺时针和3次逆时 针的手动圆周运动将水吸干，预计压力为约6至8psi (约0. 4至0. 6kg/cm2)，以模拟正常的 手动住宅去斑作用。可通过将磅秤放置在样本下方以测定总施压(以磅为单位)，并且除以 与清洁表面的接触面积(以平方英寸为单位)，来测定所施压力。将底衬样本提起，并且检 查白色吸湿纸是否有可见的红色污渍。如果有相当量的染污溶液通过衬垫测试样本，则在 白色吸湿纸巾或吸湿纸上将会看见明显的污渍(“污渍”，即测试不合格)。如果没有或非 常少量的染污溶液通过衬垫测试样本，在白色吸湿纸巾或吸湿纸上没有留下或留下几滴可 见污渍，则衬垫样本被称为“基本上不能透过的”(“无污渍”，即通过测试)。
权利要求
地毯底衬，所述地毯底衬包括(a)具有相对的第一平坦面和第二平坦面的泡沫软垫；和(b)至少一个固定到所述泡沫软垫的第一面的阻挡膜，所述阻挡膜是液体基本上不可渗透而水蒸汽可渗透的并且包含共聚物，所述共聚物包含聚三亚甲基醚软链段和选自聚酯、聚酰胺、聚氨酯和聚氨酯-脲的硬链段。
2.权利要求1的地毯底衬，其中所述泡沫软垫包括包含聚(三亚甲基醚)嵌段作为软 链段的泡沫聚氨酯或聚氨酯_脲。
3.权利要求1的地毯底衬，其中所述阻挡膜包含聚三亚甲基醚酯弹性体，所述聚三亚 甲基醚酯弹性体包含约80重量％至约5重量％的聚三亚甲基醚酯软链段和约20重量％至 约95重量％的亚烷基或亚苯基酯硬链段。
4.权利要求3的地毯底衬，其中所述硬链段包含至少一种二元羧酸的酯，所述二元羧 酸选自邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸。
5.权利要求1的地毯底衬，其中所述阻挡膜包含约40重量％至约80重量％的聚三亚 甲基醚酯软链段和约20重量％至约60重量％的聚酰胺硬链段。
6.权利要求5的地毯底衬，其中所述聚酰胺硬链段通过酯连接键与聚三亚甲基醚软链 段相连，所述聚三亚甲基醚软链段可通过在形成酯连接键的条件下使羧基封端的聚酰胺或 其二酸酐、二酰氯或二酯酸及其等同物与聚醚二醇的反应来制备。
7.权利要求6的地毯底衬，其中所述羧基封端的聚酰胺为内酰胺、氨基酸或它们的组 合与二元羧酸的缩聚产物。
8.权利要求1的地毯底衬，其中所述阻挡膜包含共聚物，所述共聚物包含聚三亚甲基 醚软链段和聚氨酯或聚氨酯_脲硬链段。
9.权利要求8的地毯底衬，其中所述共聚物为由反应混合物制备的聚氨酯或聚氨 酯-脲，所述反应混合物包含(a)聚三亚甲基醚二醇；(b) 二异氰酸酯；和(c) 二醇或二胺 增链剂。
10.权利要求1的地毯底衬，所述地毯底衬同时对从所述阻挡膜的上方沉积到所述底 衬上的液体是不可渗透的，和对水蒸汽是可渗透的，水蒸汽透过率为至少14. 6克/平方 米/24小时(14. 6g/m2/24h)，由改进的密廉式破裂强度试验测得，在至少8磅/平方英寸 (0. 56kg/m2)的压力下，所述底衬可足够持久地保持液体不可渗透性，并且其中所述地毯底 衬不吸收从所述阻挡膜的上表面的上方沉积到所述底衬上的液体，并且允许水分从所述软 垫的下表面的下方穿过所述底衬。
11.权利要求1的地毯底衬，所述地毯底衬还包含将所述阻挡膜结合到所述软垫的上 表面的聚合物粘合剂材料层。
12.权利要求11的地毯底衬，所述地毯底衬同时对从所述阻挡膜的上方沉积到所述 底衬上的液体是不可渗透的和对水蒸汽是可渗透的，水蒸汽透过率为至少14.6克/平方 米/24小时(14. 6g/m2/24h)，由改进的密廉式破裂强度试验测得，在至少8磅/平方英寸 (0. 56kg/m2)的压力下，所述底衬可足够持久地保持液体不可渗透性，其中所述地毯底衬不 吸收从所述阻挡膜的上表面的上方沉积到所述底衬上的液体，并且允许水分从所述软垫的 下表面的下方穿过所述底衬。
13.权利要求11的地毯底衬，其中所述聚合物粘合剂为包含共聚物的热熔性粘合剂，所述共聚物包含聚三亚甲基醚软链段和选自聚酯、聚酰胺、聚氨酯和聚氨酯-脲的硬链段。
14.权利要求13的地毯底衬，其中所述硬链段包含至少一种二元羧酸的酯，所述二元 羧酸选自邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸。
15.权利要求13的地毯底衬，其中所述聚酰胺硬链段通过酯连接键与聚三亚甲基醚软 链段相连，所述聚三亚甲基醚软链段可通过在形成酯连接键的条件下使羧基封端的聚酰胺 或其二酸酐、二酰氯或二酯酸及其等同物与聚醚二醇的反应来制备。
16.权利要求13的地毯底衬，其中所述共聚物为由反应混合物制备的聚氨酯或聚氨 酯-脲，所述反应混合物包含(a)聚三亚甲基醚二醇；(b)多异氰酸酯；和(c) 二醇或二胺 增链剂。
17.权利要求2的地毯底衬，其中所述泡沫聚氨酯或聚氨酯-脲由反应混合物制备，所 述反应混合物包含(a)聚三亚甲基醚二醇；(b)多异氰酸酯；和(c)发泡剂。
18.权利要求17的地毯底衬，其中所述反应混合物还包含植物油多元醇。
19.权利要求18的地毯底衬，其中植物油多元醇的量占多元醇总量的约10重量％至约90重量％。
20.具有簇绒纱面和反面的地毯，其中所述簇绒纱面包含聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维， 并且所述反面固定到权利要求1的地毯底衬。
21.使地毯或泡沫地毯底衬软垫具有液体不可渗透而水蒸汽可渗透的上表面和下表面 的方法，所述方法包括提供具有反面的地毯；提供具有上表面的软垫；并且将阻挡膜放置 在所述地毯的反面和所述软垫的上表面之间，所述阻挡膜是液体不可渗透而水蒸汽可渗透 的，并且所述阻挡膜包含共聚物，所述共聚物包含聚三亚甲基醚链段和选自聚酯、聚酰胺、 聚氨酯和聚氨酯-脲的链段。
22.权利要求21的方法，其中所述阻挡膜具有在约0.5至约1.5密耳范围内的厚度。
23.权利要求21的方法，其中用聚合物粘合剂层将所述阻挡膜粘合到所述软垫的上表面。
24.权利要求21的方法，其中所述泡沫软垫包括包含聚(三亚甲基醚)嵌段作为软链 段的泡沫聚氨酯或聚氨酯_脲。
25.权利要求21的方法，其中所述地毯面纱包含含有聚对苯二甲酸丙二醇酯的纤维。
全文摘要
本发明涉及液体不可渗透而水蒸汽可渗透的地毯底衬，所述地毯底衬包含泡沫软垫和固定到与地毯接触的所述泡沫软垫的面的阻挡膜，所述阻挡膜是液体不可渗透而水蒸汽可渗透的，并且所述阻挡膜包含共聚物，所述共聚物包含聚三亚甲基醚软链段和选自聚酯、聚酰胺、聚氨酯和聚氨酯-脲的硬链段。
文档编号B32B27/00GK101855077SQ200880115234
公开日2010年10月6日 申请日期2008年11月7日 优先权日2007年11月8日
发明者H·B·森卡拉, R·W·米勒 申请人:纳幕尔杜邦公司