專利名稱：非織造底襯及包含該底襯的地毯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含經(jīng)粘合劑聚合物粘合的熱塑性聚合物長絲或纖維的非織造地毯底襯。
包含經(jīng)例如熱塑性聚合物粘合劑粘合的長絲或纖維的非織造地毯底襯的制造，已問世多年，例如可從美國專利4842915中獲知。該專利公開內(nèi)容涉及由聚酯基質(zhì)型長絲構(gòu)成的紡粘織物，這種織物適用作地毯的栽絨基布并可通過以柔軟的長絲、纖維、粉料和/或細(xì)微顆粒形態(tài)的粘合組分得以增強(qiáng)。該粘合組分是由熔點范圍至少比聚酯基質(zhì)型長絲或纖維熔點范圍低90℃的聚丙烯組成的。
多年來，為了滿足制造商和消費者越來越嚴(yán)格的要求，非織造地毯底襯已經(jīng)不斷得到改進(jìn)。重要的改進(jìn)是提高栽絨后的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率，提高栽絨和涂布后的抗撕裂性，一般改進(jìn)制得地毯的外觀，能修補(bǔ)栽絨過程中產(chǎn)生的缺陷并使易于栽絨，即在栽絨過程中產(chǎn)生較低的抵抗針刺的阻力，減少偏針，避免毛糙的回針針跡，增加毛圈簇以及降低栽絨過程的噪音。
本發(fā)明的一個目的是達(dá)到所述的改進(jìn)。該目的已在第一段中所述的地毯底襯中實現(xiàn)，其中底襯包含至少一層可辨別的熱塑性織造層，一層熱塑性連續(xù)層或一層包含經(jīng)粘合劑聚合物粘合的長絲或纖維的非織造層，該可辨別層起降低底襯脫層強(qiáng)度的作用，按照DIN54310測得的脫層強(qiáng)度相對于不含所述可辨別層的同類底襯降低至少30％，優(yōu)選至少50％。
一般來說，因為栽絨針的刺孔會引起破裂和/或損壞，因此，栽絨會降低非織造底襯的斷裂強(qiáng)度(高初始斷裂強(qiáng)度)。而且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(補(bǔ)充或附加)一層可辨別層來達(dá)到脫層強(qiáng)度的降低，也會明顯地降低底襯的拉伸斷裂強(qiáng)度，這種強(qiáng)度的降低乍看來似乎是缺點。然而，根據(jù)本發(fā)明的這種預(yù)定的斷裂強(qiáng)度降低(即通過降低底襯的脫層強(qiáng)度)抑制了因栽絨引起的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率的下降。雖然根據(jù)本發(fā)明的非栽絨底襯的斷裂強(qiáng)度低于先有技術(shù)非栽絨底襯，但根據(jù)本發(fā)明的栽絨底襯實際上具有較先有技術(shù)栽絨底襯高的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率。這種現(xiàn)象將通過以下實施例加以說明和證實。
一方面起著降低脫層強(qiáng)度(例如長絲或纖維有較高流動性和/或與其它層粘附性低)的作用，另一方又應(yīng)具有足夠的層合內(nèi)聚力以便經(jīng)得起(劇烈的)搬運和加工的可辨別層，它可呈許多不同的形態(tài)，例如干法成網(wǎng)非織造織物，濕法成網(wǎng)非織造織物或熔噴法非織造織物。其它實例是織造織物和連續(xù)層如薄膜或箔。然而，還可進(jìn)行針刺或水力纏結(jié)(hydroentangled)的熱法或化學(xué)法紡粘非織造織物是優(yōu)選的。
應(yīng)該指出，歐洲專利申請EP 822283涉及了包含皮/芯雙組分(a)和(b)兩類長絲的紡粘纖維網(wǎng)，其中芯組分是熔點高于作為皮組分的粘合聚合物的聚對苯二甲酸乙二醇酯。皮聚合物(a)類長絲與(b)類長絲的重量比為1∶3-1∶10。纖維網(wǎng)橫截面上，(a)類長絲與(b)類長絲的重量比在15-70％間不等。在纖維網(wǎng)整個橫截面平面上后一比率沒有明顯變化，或者沒有可辨別的相界面，這樣就避免了脫層。因此，這種技術(shù)是與本發(fā)明要求促進(jìn)脫層的技術(shù)是背道而馳的。
日本專利申請JP04-352861涉及了由復(fù)合長纖維A與復(fù)合長纖維B構(gòu)成的非織造織物，其中復(fù)合長纖維A包含聚合物a1和熔點高于a1至少30℃的聚合物a2，復(fù)合長纖維B包含聚合物b1和熔點高于b1至少30℃的聚合物b2。而且，聚合物b1的熔點高于a1至少20℃。該織物由四層構(gòu)成，第一層只含纖維A，第二層中纖維A多于纖維B，第三層中纖維B多于纖維A，第四層只含纖維B。纖維A和纖維B的濃度變化是連續(xù)的沒有明顯的界線，因此不會發(fā)生脫層。
美國專利3940302公開了一種適用作栽絨地毯底襯的非織造纖維網(wǎng)，該纖維網(wǎng)包含以聚丙烯為芯材和以共聚酰胺(“在高壓飽和蒸汽中能變成為粘合劑，在該壓力下芯組分基本上不受影響”)與聚丙烯單絲(homofilaments)一起為皮材的雙組分長絲。并絲是沿纖維網(wǎng)縱向嵌入纖維網(wǎng)中的。在一個優(yōu)選的實施方案中，雙組分長絲在產(chǎn)品的至少一個表面的薄層內(nèi)的濃度較在該產(chǎn)品中心為高，以改進(jìn)底襯表面對染料的吸收。
日本專利JP09291457涉及了一種包含多層纖維層的層合制品，其中纖維層包含由兩類具有不同熔點的聚合物(即高密度聚乙烯和高密度聚丙烯)構(gòu)成的平列型或皮/芯型復(fù)合長纖維。高密度聚乙烯在每層纖維層中的含量是不同的。該層合制品有極好的膨松度、手感和抗拉強(qiáng)度。
日本專利JP06128855公開了一種包括表層、中間層和背層的三層結(jié)構(gòu)非織造織物。表層和背層是由含熱塑性聚合物組分A和與A相容的熱塑性聚合物組分B的共軛型長纖維構(gòu)成的。該長纖維是以組分A的熔融與組分B相粘合的。中間層包含只由A構(gòu)成的纖維A和只由B構(gòu)成的纖維B，其中這些纖維是通過共軛型長纖維的分絲而形成的。纖維A是與纖維B纏結(jié)的，基本上沒有熔融。
在本發(fā)明的框架中，包含兩層可辨別層的地毯底襯是一種可行的選擇，但底襯內(nèi)嵌有有降低脫層強(qiáng)度作用的層(內(nèi)層)是優(yōu)選的，因此，底襯包含至少三層可辨別層。在這種結(jié)構(gòu)中，外層能相對于另一層(局部地)移動，這樣有助于保住栽絨紗和有助于達(dá)到所要求的穩(wěn)定性和底襯其它物理性能。
每層包含(熱塑性)粘合劑聚合物和熱塑性聚合物長絲或纖維的、并經(jīng)熱粘合的底襯也是優(yōu)選的，其中粘合劑聚合物在起降低脫層強(qiáng)度作用的層中的濃度和/或粘合溫度較其它層中粘合劑聚合物低至少20％，優(yōu)選至少30％和/或高4℃，優(yōu)選至少6℃。通過降低粘合程度，可使脫層強(qiáng)度切實地降低，由于在所述層中的長絲或纖維有較大的移動性，因此栽絨紗(也稱為“毛圈簇”或“毛圈保持”)的保持得到了進(jìn)一步的增強(qiáng)。
另一方面，要仔細(xì)選擇粘合劑聚合物，選擇與鄰近層中粘合劑聚合物不相容的粘合劑聚合物，可降低對所述層的粘合性，從而獲得較低的脫層強(qiáng)度。
粘合劑聚合物的熔融或軟化溫度最好低于長絲或纖維的熔融或軟化溫度15-20℃，但對某些聚合物混合體來說，更小的溫度差可能是適當(dāng)?shù)幕蛘呱踔潦潜匾摹?br> 當(dāng)粘合劑聚合物是長絲或纖維的部分(粘合劑聚合物優(yōu)選構(gòu)成至少長絲或纖維的外表面部分)時，此時所用名詞長絲或纖維是指雙組分長絲或纖維，在長絲或纖維鋪列時，粘合劑聚合物是均勻地分布在整個還未粘合的非織造織物中的。由于粘合劑聚合物在非織造織物中的均勻分布，因此實際上在長絲或纖維的所有接觸處都會有粘合劑存在。因此，有大量的粘合點，此外，在熱粘合過程中，還能保證向各接觸點有效供給粘合劑。
雙組分纖維和長絲或芯/皮型纖維或并列型纖維是特別適用于根據(jù)本發(fā)明的非織造織物中的。
另一種向熱塑性長絲或纖維添加粘合劑的非常適用的方法是利用完全由或大部分由粘合劑聚合物制成的“粘合用長絲”或“粘合用纖維”。這些粘合用長絲或粘合用纖維與其它長絲或纖維鋪置在一起，于是也得到了粘合劑均勻地分布在整個還未粘合的非織造織物中的結(jié)果。這種非織造織物有時也稱為“雙長絲非織造織物”。
就這點而言，本發(fā)明對上述粘合劑聚合物的形態(tài)沒有限制。粘合劑也可以不同形態(tài)例如粉狀、乳液或以纖條體添加到未粘合長絲或纖維中。
很適用作本發(fā)明非織造織物中粘合劑聚合物的聚合物和共聚合物的實例是聚酰胺6、共聚酰胺、共聚聚酯、聚丙烯、共聚丙烯、聚乙烯以及這些聚合物中一種或多種聚合物的混合物。另一種適用的材料的實例是聚對苯二甲酸丁二醇酯。粘合劑也可以單體形態(tài)添加，而這種單體在粘合過程中是會固化(即聚合)的。
在其它聚合物中，聚酯是很適用作熱塑性長絲或纖維的。更適用的材料還包括(但不受此限制)聚酰胺6、聚酰胺46、聚酰胺66、共聚酰胺以及共聚酯。
如果起降低脫層強(qiáng)度的層是非織造織物層，那末粘合劑聚合物與形成長絲或纖維的聚合物之體積比優(yōu)選低于20∶80，更優(yōu)選低于15∶85。在其它非織造織物層中，所述比率優(yōu)選為20∶80-50∶50，更優(yōu)選為20∶80-35∶65。
長絲或纖維的線密度優(yōu)選為1-25分特，最好為5-20分特。在線密度低于約1分特時，則非織造織物材料會相當(dāng)緊密(特別是較高基重時)，這會更易損壞底襯并在栽絨過程中會增加偏針的數(shù)目。在線密度超過約25分特時，則非織造織物會是很“松”(特別在較低基重時)，毛圈保持會下降。
根據(jù)本發(fā)明的地毯底襯的總基重優(yōu)選至少為50克/平方米，更優(yōu)選至少為70克/平方米。起降低脫層強(qiáng)度作用的層的基重優(yōu)選低于地毯底襯總基重的50％，更優(yōu)選低于地毯底襯總基重的40％。
雖然本發(fā)明底襯的脫層強(qiáng)度規(guī)定為相對于不含上述(取代的或額外的)可辨別層的底襯而言的，但按DIN54310測定的脫層強(qiáng)度一般低于6牛為佳。
本發(fā)明還涉及包含上述非織造織物底襯的地毯。這種地毯具有高的強(qiáng)度和高伸長率，而且更均勻。
上述粘合溫度是指(粘合劑)聚合物熔融和/或軟化，并在長絲或纖維之間相接觸形成粘合點的溫度。這一粘合溫度可通過多種方法加以控制，例如通過選擇具有不同熔點和/或熔體流動指數(shù)或熔體粘度的粘合劑聚合物來達(dá)到。
熔融溫度是采用眾所周知的DSC(示差掃描量熱法)技術(shù)測定的，其中將約5毫克試樣(在氮氣氛中)以每分鐘10℃的加熱速率加熱。采用這種DSC技術(shù)得到的熔體吸熱曲線的峰溫度在本發(fā)明框架內(nèi)被稱為“熔融溫度”。
名詞“可辨別的”是指雖然在非織造織物中不同層的長絲或纖維的某些混合和/或纏結(jié)是不可避免的，但一層向其鄰層的過渡實際上不是漸變的。優(yōu)選的是，每層基本上都是均勻的(即在整個厚度內(nèi)組成沒有大的梯度)和/或每層是由單種長絲或纖維或由一種以上類型的長絲或纖維均勻共混物構(gòu)成的。
層中粘合劑聚合物“濃度”的降低可通過不同方法來達(dá)到，例如通過采用較低皮/芯比率的皮/芯長絲或纖維，或通過共混少量“粘合用長絲”或“粘合用纖維”來達(dá)到。
實施例所有試樣都是采用公知技術(shù)將三層長絲可辨別層逐層疊置于收集器表面上經(jīng)紡粘而成的。每個試樣中，底襯的基重為120克/平方米。長絲全是以聚對苯二甲酸乙二醇酯為芯和以聚酰胺6為皮的皮/芯型。將試樣置于收集器上后進(jìn)行熱粘合。
試樣1a和1b(即對照樣)由三層相同長絲層構(gòu)成，每層的基重為40克/平方米，構(gòu)成每層的長絲的皮/芯體積比為26/74，線密度為9分特。試樣2a和2b(即按照本發(fā)明)是由兩層相同的外層和一層內(nèi)層所構(gòu)成的，其中構(gòu)成外層的長絲的皮/芯體積比為26/74，內(nèi)層的皮/芯體積比為10/90。所有長絲的線密度為9分特，三層的基重都為40克/平方米。試樣3(也是按照本發(fā)明)是由兩層相同的外層和一層內(nèi)層構(gòu)成的，其中每一外層的基重為36克/平方米，構(gòu)成外層的長絲的皮/芯體積比為26/74，線密度為9分特，而內(nèi)層的基重為48克/平方米，構(gòu)成內(nèi)層的長絲的皮/芯體積比為10/90，線密度為6分特。制備試樣1a和2a的粘合溫度較制備試樣1b、2b和試樣3為低。
對試樣的下列性能進(jìn)行測定按照DIN53857-2測定栽絨前的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率；按照ASTM D2646測定栽絨后的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率；按照DIN54310測定脫層強(qiáng)度；以及根據(jù)十位專家對栽絨試樣外觀進(jìn)行打分，以“均勻”或“不均勻”作出鑒定。
表1栽絨前性能
表2栽絨后性能
這些實驗清楚地表明，雖然根據(jù)本發(fā)明底襯栽絨前的強(qiáng)度和伸長率有所降低(見表1，與對照底襯比較降低了約35-60％)，但在栽絨后仍具有相當(dāng)高的強(qiáng)度和伸長率(見表2，與對照底襯比較提高了約40％)。同時，以根據(jù)本發(fā)明底襯制成的地毯的外觀也較以對照試樣制成的地毯均勻得多。
權(quán)利要求
1．一種包含經(jīng)粘合劑聚合物粘合的熱塑性聚合物長絲或纖維的非織造地毯底襯，其特征在于該底襯包含至少一層可辨別的熱塑性織造層，一層可辨別的熱塑性連續(xù)層或一層還含經(jīng)粘合劑聚合物粘合的長絲或纖維的可辨別非織造層，該層起降低底襯脫層強(qiáng)度的作用，按照DIN54310測定的脫層強(qiáng)度相對于不合所述可辨別層的同類底襯降低至少30％，優(yōu)選至少50％。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的非織造底襯，其中所述層是嵌在底襯中的，從而該底襯包含至少三層可辨別層。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的非織造底襯，其中所述每層都包含借助粘合劑聚合物經(jīng)熱粘的熱塑性聚合物長絲或纖維，和其中粘合劑聚合物在起降低脫層強(qiáng)度作用的層中的濃度和/或粘合溫度較其它層中的粘合劑聚合物濃度低至少20％，優(yōu)選至少30％，和/或較其它層的粘合溫度高至少4℃，優(yōu)選至少6℃。
4．根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項非織造底襯，其中在這些層中的至少一層中的粘合劑聚合物至少構(gòu)成長絲或纖維的外表面部分。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的非織造底襯，其中長絲或纖維是以粘合劑聚合物形成皮的皮/芯型長絲或纖維。
6．根據(jù)前述權(quán)利要求的任何一項非織造底襯，其中在這些層中的至少一層中的粘合劑聚合物選自聚酰胺6、共聚酰胺、聚對苯二甲酸丁二醇酯、共聚聚酯、聚丙烯、共聚丙烯、聚乙烯以及這些聚合物的一種或多種的混合物。
7．根據(jù)前述權(quán)利要求的任何一項非織造底襯，其中構(gòu)成這些層中至少一層的長絲或纖維的熱塑性聚合物選自聚酯、聚酰胺6、聚酰胺46、聚酰胺66、共聚酰胺以及共聚聚酯。
8．根據(jù)前述權(quán)利要求的任何一項非織造底襯，其中長絲或纖維的線密度為1-25分特，優(yōu)選為5-20分特。
9．根據(jù)前述權(quán)利要求的任何一項非織造底襯，其脫層強(qiáng)度低于6牛。
10．包含根據(jù)前述權(quán)利要求的任何一項非織造底襯的地毯。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含經(jīng)粘合劑聚合物粘合的熱塑性聚合物長絲或纖維的非織造地毯底襯,其中底襯包含至少一層可辨別的熱塑性織造層,一層可辨別的熱塑性連續(xù)層或一層還含經(jīng)粘合劑聚合物粘合的長絲或纖維的可辨別的非織造層,該層起降低底襯脫層強(qiáng)度的作用,根據(jù)DIN54310測定的脫層強(qiáng)度相對于不含所述可辨別層同類底襯降低至少30%,優(yōu)選至少50%。雖然根據(jù)本發(fā)明的未栽絨底襯的斷裂強(qiáng)度較先有技術(shù)未栽絨底襯為低,但根據(jù)本發(fā)明的栽絨底襯的斷裂強(qiáng)度和伸長率較先有技術(shù)栽絨的底襯為高。
文檔編號D04H3/00GK1319149SQ99810212
公開日2001年10月24日 申請日期1999年8月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月27日
發(fā)明者P·T·庫侖, S·T·約翰遜三世 申請人:科爾邦德有限公司