具有改進(jìn)的塑性泡沫背襯的地毯結(jié)構(gòu)體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及泡沫襯墊背襯。更具體地說，本發(fā)明涉及適用于地毯和組合地毯產(chǎn)品中的泡沫襯墊背襯。本發(fā)明還涉及用泡沫襯墊作為背襯的地毯和組合地毯產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及制造本說明書中描述的這種泡沫襯墊背襯和地毯及組合地毯的方法。
【專利說明】具有改進(jìn)的塑性泡沬背襯的地毯結(jié)構(gòu)體
[0001] 本申請是2006年3月1日提交的名稱為"具有改進(jìn)的塑性泡沫背襯的地毯結(jié)構(gòu) 體"的200680027014. 6發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002] 相關(guān)申請的互相參引
[0003] 本申請要求2005年5月25日提交的美國臨時專利申請No. 60/684, 393的優(yōu)先權(quán)， 該申請以引用的方式全部納入本申請中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004] 本發(fā)明涉及泡沫襯墊背襯（foam cushion backing)。更具體地說，本發(fā)明涉及適 用于地毯和組合地毯（carpet tile)產(chǎn)品的泡沫襯墊背襯。本發(fā)明還涉及用泡沫襯墊作為 背襯的地毯和組合地毯產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及本申請中描述的這類泡沫襯墊背襯、地毯和組 合地毯的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0005] 泡沫襯墊通常被用作地毯或組合地毯產(chǎn)品的背襯。當(dāng)?shù)靥汉徒M合地毯以襯墊作為 背襯時，它們會比不含這些背襯的產(chǎn)品更耐久。具體而言，當(dāng)向固定在具有襯墊背襯的地毯 或組合地毯產(chǎn)品的地毯表面紗線施加壓力時，例如通過在表面上行走、翻滾或放置重物，負(fù) 荷會由地毯表面轉(zhuǎn)移至襯墊背襯上。因此，該襯墊背襯會承受大部分負(fù)荷，而地毯表面一般 不會像不具有襯墊背襯的產(chǎn)品那樣迅速地磨損。這樣，為吸收外力設(shè)計的襯墊背襯體系可 極大地增加地毯或組合地毯的外觀保持期，因而增強(qiáng)其使用壽命并降低消費(fèi)者的總費(fèi)用。 此外，由于以襯墊作為背襯的地毯或組合地毯產(chǎn)品可吸收由人行走或站立時施加的負(fù)荷， 因此可減少人的疲勞感。這一點使得以襯墊作為背襯的地毯或組合地毯在人們較長時間行 走或站立的場所更加有益，例如辦公室、商場、機(jī)場等。
[0006] 但是，當(dāng)向地毯或組合地毯結(jié)構(gòu)體反復(fù)施力時,例如通過在表面上行走、站立、翻 滾或放置重物時，某些泡沫背襯可能易于塌陷。發(fā)生這種情況時，背襯將不再具有顯著的減 震特性。長時間行走或站立在地毯或組合地毯上的人的疲勞感將會增加，因為背襯材料喪 失了減震作用。通常，這會轉(zhuǎn)而導(dǎo)致表面纖維的更多磨損，因為所施加的力不再被轉(zhuǎn)移至背 襯上。分層，即地毯或組合地毯產(chǎn)品的一個或多個單層的分離，也會增加。
[0007] 聚氨酯被廣泛用于制造具有泡沫襯墊背襯的地毯和組合地毯。將聚氨酯襯墊背襯 應(yīng)用于地毯或組合地毯上一般會增加產(chǎn)品的壽命，并可減少行走或站立在其上的人的疲勞 感。
[0008] 然而，用聚氨酯作為背襯的地毯和組合地毯產(chǎn)品通常不易通過低成本的方法回 收。也就是說，用聚氨酯作為背襯的地毯或組合地毯產(chǎn)品在回收前通常需要首先與地毯表 面和主背襯（primary backing)分離，以便能夠從這些組分中獲得價值并隨后用于由這些 回收材料制備產(chǎn)品?；厥盏木酆喜牧系姆蔷|(zhì)混合物一即未分離的材料一的潛在用途通常 很有限，因為所需的產(chǎn)品難于從這類材料中獲得。例如，雖然可以通過使用可回收的表面纖 維、聚丙烯主背襯和含有乙烯的粘合材料獲得可回收的地毯或組合地毯，但當(dāng)這類地毯具 有聚氨酯泡沫襯墊背襯時，泡沫襯墊被襯卻不易與其它材料相容。通常這會對由這種混合 物制成的物品的機(jī)械性能（例如抗張強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度）和美學(xué)特性方面造成不利影響。雖 然可將多個組分在用于回收產(chǎn)品之前彼此分離，但分離過程通常需要大量的時間和能量來 進(jìn)行。
[0009] 根據(jù)上文，獲得一種用于地毯或組合地毯產(chǎn)品的不含有聚氨酯的泡沫襯墊背襯是 有利的。還需要具有耐久性和足底舒適度（comfort underfoot)的含有這種泡沫襯墊背襯 的地毯或組合地毯產(chǎn)品。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010] 本發(fā)明涉及泡沫襯墊背襯。更具體地說，本發(fā)明涉及適用于地毯和組合地毯產(chǎn)品 的泡沫襯墊背襯。本申請中的泡沫襯墊背襯由至少一種塑性的聚乙烯材料制成。這種塑性 的聚乙烯材料包括至少一種均相支化的乙烯聚合物或至少一種基本為線型的乙烯聚合物 或其混合物。該摻合物還可包括一種粘性的聚合物，其中這種粘性的聚合物可以是官能化 的聚乙烯材料。泡沫襯墊背襯還包括大于約10重量％的填料。本發(fā)明還涉及用泡沫襯墊 作為背襯的地毯和組合地毯產(chǎn)品。該地毯和組合地毯產(chǎn)品還可包括一種稀松布（scrim)材 料和/或一種第二背襯材料。本發(fā)明還涉及制造本申請中描述的這種泡沫襯墊背襯以及地 毯和組合地毯的方法。
[0011] 本發(fā)明的其它優(yōu)點一部分將在下面的【具體實施方式】中給出，還有一部分通過說明 書是顯而易見的，或可通過實施本發(fā)明獲知。本發(fā)明的優(yōu)點可通過所附權(quán)利要求書中具體 指出的要素和組合實現(xiàn)和達(dá)到。應(yīng)理解的是，前述的一般性描述和下述的詳細(xì)描述是本發(fā) 明的示例性和說明性的方面，而不是對本發(fā)明要求保護(hù)的內(nèi)容起到限制性作用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1示出了一個其上粘附有非織造背襯的本發(fā)明的一個方面。
[0013] 圖2示出了一個其上施用有頂部涂層（capcoat)的本發(fā)明的一個方面。
【具體實施方式】
[0014] 通過參照以下對本發(fā)明的詳細(xì)描述和本申請中所提供的實施例可更易理解本發(fā) 明。應(yīng)理解的是，本發(fā)明并不受限于所描述的具體方法、配方和條件，當(dāng)然這些可以改變。還 應(yīng)理解的是，本申請中使用的專門用語僅是為了描述具體方面的目的，而不是想要起到限 制作用。
[0015] 本說明書及隨后的權(quán)利要求書中，將會引用許多術(shù)語，這些術(shù)語應(yīng)限定為具有如 下含義。
[0016] 除非上下文中另外明確規(guī)定，單數(shù)形式"一"、"一個"和"該"包括復(fù)數(shù)的指代物。
[0017] 本申請中范圍可表述為從"約"一個特定數(shù)值和/或至"約"或另一個特定數(shù)值。 當(dāng)有這種范圍的表述時，另一方面應(yīng)包括從該一個特定數(shù)值和/或至該另一個特定數(shù)值。 類似地，當(dāng)通過使用前綴"約"將數(shù)值表述為近似值時，應(yīng)理解的是該特定數(shù)值形成了另一 方面。
[0018] "任選的"或"任選地"是指隨后描述的事件或情況可能發(fā)生或可能不發(fā)生，并且指 本說明書包括所述的事件或情況發(fā)生的情形或不發(fā)生的情形。例如，短語"任選地含有水" 是指所述的組合物可能含有水并且本說明書包括含水的組合物和不含水的組合物。
[0019] "地毯"和"組合地毯"以本領(lǐng)域技術(shù)人員公認(rèn)的含義用于本發(fā)明中。本申請中地 毯和組合地毯的定義不包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的"彈性地板材料"產(chǎn)品。作為實例，屬于 彈性地板材料的產(chǎn)品包括但不限于油氈、乙烯基板、軟木磚、橡膠板和小地毯（floor mat)。
[0020] 本申請中使用的"塑性"是指使用茂金屬或其它單位點類型的催化劑制備的聚乙 烯材料，這類材料和方法在本文中將進(jìn)一步定義。根據(jù)本發(fā)明，塑性PE的密度為約0. 860至 小于約〇? 910g/cc或約0? 870至約0? 900g/cc，通過?？松梨冢‥xxonMobil)法測定（該方 法以引用的方式全部并入本申請中）。塑性PE的實例包括以下不完全列表=Exact 5171，密 度為 0? 870g/cm3 ;Exact 5371，密度為 0? 870g/cm3 ;Exact 5361，密度為 0? 860g/cm3 ;Exact 5181，密度為 0.882g/cm3,它們都是?？松梨诠荆‥xxonMobil Company, Houston, TX)的 產(chǎn)品。
[0021] 本申請通篇之中提及專利之處，這些專利的公開內(nèi)容都以引用的方式整體納入本 公開文本中。
[0022] 本申請通篇之中提及ASTM方法之處，這些ASTM方法中的每一種的公開內(nèi)容都以 引用的方式整體納入本公開文本中。
[0023] 首先，本發(fā)明涉及一種適用于地毯或組合地毯產(chǎn)品的泡沫襯墊背襯。另外，本發(fā)明 涉及具有這種泡沫襯墊背襯的地毯和組合地毯產(chǎn)品。再一方面，所述的泡沫襯墊背襯由具 有某種聚合物成分和其它成分的聚合物組合物制成。
[0024] -個重要方面，使用一種聚合物組合物制備泡沫襯墊背襯。所述聚合物組合物 包括至少一種塑性PE，具體而言，是均相支化的乙烯聚合物。術(shù)語"均相支化的乙烯聚合 物"（"HBEP"）是指其中共聚單體隨機(jī)地分布在給定的聚合物分子內(nèi)并且其中基本上全部 的聚合物分子具有相同的乙烯與共聚單體摩爾比的乙烯互聚物（interpolymer)。該術(shù)語更 具體地指具有相對較高的短鏈支化分布指數(shù)（SCBDI)或組成分布支化指數(shù)（composition distribution branching index, Q)BI)特征的乙烯共聚物。也就是說，該互聚物的SCBDI 高于或等于約50 %，或者高于或等于約70 %，或者高于或等于約90 %，并且通常缺少可測 量的高密度（結(jié)晶）聚合物部分。SCBDI的定義為共聚單體含量在總共聚單體摩爾含量中 值的50%范圍內(nèi)的聚合物分子的重量％，并且SCBDI代表互聚物中單體分布與由伯努利 (Bernoullian)分布預(yù)計的單體分布的比較?；ゾ畚锏腟CBDI可簡單地由本領(lǐng)域已知的技 術(shù)獲得的數(shù)據(jù)計算而得，這些技術(shù)例如升溫淋洗分級法（本申請中簡稱為"TREF"），該方法 在例如 Wild et al，Journal of Polymer Science, Poly. Phys. Ed.，Vol. 20, p. 441 (1982)、 或美國專利No. 4, 798, 081、或L.D. Cady, "The Role of Comonomer Type and Distribution in LLDPE Product Performance，'，SPE Regional Technical Conference, Quaker Square Hilton, Akron, Ohio, October 1-2, pp. 107-119(1985)中有述?；ゾ畚锏膯误w分 布和 SCBDI 也可根據(jù)美國專利 No. 5, 292, 845 和 J. C. Randall 在1^￥.]\&1(^〇111〇1.〇16111. Phys.，C29, pp. 201-317中描述的方法通過13C NMR分析法確定。
[0025] 除表示均相的（或窄的）短支化分布之外，術(shù)語"HBEP"還表示互聚物不含有實質(zhì) 的長鏈支化。也就是說，乙烯互聚物中沒有長鏈支化，并具有術(shù)語"線型"常規(guī)意義上所指 的線型聚合物骨架。但是，術(shù)語"HBEP"不是指本領(lǐng)域已知的含有許多長支鏈的高壓支化 聚乙烯。HBEP可使用產(chǎn)生均相的（窄的）短支化分布（即均相支化）的聚合方法（例如 Elston在美國專利No. 3, 645, 992中描述的方法）制備。在Elston的聚合方法中，他使用 可溶的鑰;催化體系制備這類聚合物，但是其它公司，例如三井化學(xué)公司（Mitsui Chemical Coporation)、?？松瘜W(xué)公司（Exxon Chemical Corporation)和陶氏化學(xué)公司（Dow Chemical Company)使用了所謂的單位點催化體系制備具有相似的均相結(jié)構(gòu)的聚合物。適 用于本申請中的HBEP可使用鉿、鋯和釩催化體系通過溶液法、淤漿法或氣相法制備。Ewen 等人在美國專利No. 4, 937, 299中描述了一種使用茂金屬催化劑的制備方法。
[0026] 另外，該聚合物組合物還包括至少一種基本上為線型的乙烯聚合物（"SLEP"）。 "SLEP"是HBEP的一類，于美國專利No. 5, 272, 236和5, 278, 272中公開，其公開內(nèi)容通過該 引用而整體納入本申請中。這種聚合物可獲自陶氏化學(xué)公司的AFFINITY?聚烯烴塑性體和 Dupont Dow Elastomers JV的ENGAGE?聚烯烴塑性體。?？松梨诠句N售的EXACT?聚 烯烴塑性體也被認(rèn)為是SLEP。
[0027] 更具體而言，本申請中使用的"SLEP"是指這樣一種均相支化的乙烯/a _烯烴互 聚物，它具有窄的短鏈支化分布并且由于共聚單體的均相并入而含有長支鏈和短支鏈。長 支鏈與聚合物骨架具有相同的結(jié)構(gòu)，且較短支鏈長。基本為線型的烯烴的聚合物的聚合物 骨架以平均0. 01至3個長支鏈/1000個碳原子的比例被取代。SLEP用于本發(fā)明中時可具 有某些加工方面的優(yōu)點。當(dāng)需要這些優(yōu)點時，用于本發(fā)明中的合適的SLEP可以被0. 01個 長支鏈/1000個碳原子至1個長支鏈/1000個碳原子取代，更優(yōu)選從〇. 05個長支鏈/1000 個碳原子至1個長支鏈/1000個碳原子。
[0028] 本申請中長鏈支化的定義是至少具有6個碳原子的鏈長，長度高于該數(shù)值時不能 使用13C核磁共振譜分辨。長支鏈的長度比由共聚單體并入得到的短支鏈長。
[0029] 乙烯均聚物中長鏈支化的存在可使用13C核磁共振（NMR)光譜確定，并使用 Randall 描述的方法（Rev. Macromol. Chem. Phys.，C29, V. 2&3, p. 285-297)定量。實際上， 目前的13C核磁共振光譜還不能夠確定多于6個碳的長支鏈的長度。但是，有其它已知的 方法可用于確定包括乙烯/1-辛烯互聚物在內(nèi)的乙烯聚合物中長支鏈的存在。兩種這樣的 方法是凝膠滲透色譜法與小角度激光散射檢測器聯(lián)用（GPC-LALLS)和凝膠滲透色譜法與 微分粘度檢測器聯(lián)用（GPC-DV)。這些技術(shù)在長支鏈檢測中的使用及其所依據(jù)的理論已在 文獻(xiàn)中充分記載。例如，見 Zimm, G. H?和 Stockmayer, W. H.，J. Chem. Phys.，17, 1301 (1949) 和 Rudin, A.，Modern Methods of Polymer Characterization, John ffiley&Sons, New York(1991)pp. 103-112。
[0030] 一般說來，適用于本發(fā)明的塑性PE是乙烯與至少一種C3-Cm a -烯烴和/或(；-(：18 二烯烴的互聚物?？墒褂靡蚁┡c具有C3-C2tl個碳原子的a-烯烴的共聚物。本申請中使用 的術(shù)語"互聚物"是指一種共聚物，或一種三元共聚物或類似物，其中至少一種其它共聚單 體與乙烯聚合形成互聚物?？捎糜谂c乙烯聚合的合適的不飽和共聚單體包括，例如烯鍵式 不飽和單體，共軛或非共軛二烯、多烯等。這類共聚單體的實例包括C 3-Cm a-烯烴，如丙 烯、異丁烯、1_ 丁烯、1_己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1，9-癸 二烯等。其它合適的單體包括苯乙烯、由鹵素或烷基取代的苯乙烯、四氟乙烯、乙烯基苯并 環(huán)丁烷、1，4-己二烯、1，7-辛二烯，以及環(huán)烯類，例如環(huán)戊烯、環(huán)己烯和環(huán)辛烯。
[0031] 術(shù)語"非均相支化的線型乙烯聚合物"以常見的含義用于本申請中，是指一種具有 相對低的短鏈支化分布指數(shù)的線型乙烯互聚物。也就是說，該互聚物具有相對寬的短鏈支 化分布。非均相支化的線型乙烯聚合物的SCBDI低于約50%，更典型地低于約30%。HBEP 和SLEP也不同于通常所稱的非均相支化常規(guī)Ziegler聚合線型乙烯互聚物的一類聚合物， 例如，通過使用例如Anderson等人的美國專利No. 4, 076, 698公開的方法制備的超低密度 聚乙烯（"ULDPE"）、極低密度聚乙烯（"VLDPE"）、線型低密度聚乙烯（"LLDPE"）、中密度 聚乙烯（"MDPE"）或高密度聚乙烯（"HDPE"），原因在于基本線型的乙烯互聚物是均相支 化的互聚物。一方面，VLDPE、ULDPE、LLDPE、MDPE和HDI 3E未被用作本發(fā)明的泡沫襯墊背襯 中的主要乙烯組分（然而這些材料可被用作下文論述的本發(fā)明使用的任何粘性聚合物或 彈性材料中的組分）。此外，根據(jù)本發(fā)明，按聚合物組合物的總重量計，聚合物組合物不含超 過20重量％的非均相支化的線型乙烯聚合物。另外，非均相支化的線型乙烯聚合物不構(gòu)成 本發(fā)明的泡沫襯墊背襯中的主要乙烯組分（然而這類材料可少量地用作下文論述的本發(fā) 明使用的任何粘性聚合物和/或彈性材料中的組分）。
[0032] HBEP和SLEP還顯著不同于已知的自由基引發(fā)的高度支化高壓低密度乙烯均聚物 和乙烯互聚物的一類，例如乙烯-丙烯酸（EAA)共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯（EVA)共聚物， 原因在于，基本線型的乙烯聚合物不具有相等的長鏈支化度，并且是使用單位點催化體系 制備的，而不是用自由基過氧化物體系制備的。根據(jù)本發(fā)明，按聚合物組合物的總重量計， 排除任何含有自由基引發(fā)的高度支化高壓低密度乙烯均聚物和乙烯互聚物的粘性聚合物 以外（更詳細(xì)內(nèi)容如下文所述），聚合物組合物不含有超過20重量％的這種均聚物和互聚 物。
[0033] 用另一種方式說，用于制備本發(fā)明的泡沫襯墊背襯的聚合物組合物的特征在于含 有：a)至少一種塑性PE ;b)任選地，一種粘性聚合物組分；和c)大于約10%的填料。根據(jù) 該描述，按聚合物組合物的總重量計，組分a)不含有超過約20重量％的未接枝的自由基引 發(fā)的高度支化高壓低密度乙烯均聚物和乙烯互聚物或者非SLEP或非HBEP聚合物。
[0034] 在另一方面，排除組合物中任何含乙烯的粘性聚合物之外，聚合物組合物的組分 a)的乙烯聚合物基本上由至少一種塑性PE組成。另外，組分a)包括至少兩種塑性PE的摻 合物，其中所述塑性PE包括HBEP或SLEP或其混合物。再者，組分a)包括至少三種或四種 或更多種塑性PE的摻合物，其中所述塑性PE包括HBEP或SLEP或其混合物。另外，按組合 物的重量計，本發(fā)明的聚合物組合物的組分a)包括至少約80重量％的至少一種（或兩種 或更多種）塑性PE。另外，聚合物組合物的組分a)包括至少一種塑性PE，其至少占聚合物 組合物的約80、85、90、95、97、98或99重量％ (排除任何填料、任選的粘性聚合物、加工助 劑等之外），如果適當(dāng)，其中任意值均可構(gòu)成上限或下限。
[0035] 在至少兩種（或三種或更多種）塑性PE的摻合物中，每種塑性PE的量可獨立地以 下述量變化，例如占總摻合物重量的約1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、 75、80、85、90、95、97或98重量％，其中任意值均可用于單獨的組分，且如果合適任意值均 可用作上限或下限。
[0036] 摻合物中塑性 PE 組分的密度可為約 0? 860、0. 870、0. 880、0. 885、0. 890、0. 895、 0. 900、0. 905或0. 910g/cc，如果合適，其中任意值均可構(gòu)成上限或下限。另外，塑性PE 組分的密度可以是使聚合物被認(rèn)為是具有塑性性質(zhì)的任何密度，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理 解該術(shù)語。如前所述，適用于制備本發(fā)明的泡沫襯墊背襯的塑性材料的不完全列表包 括 Exact5171，密度為 0? 870g/cm3 ;Exact 5371，密度為 0? 870g/cm3 ;Exact 5361，密度為 0. 860g/cm3 ;Exact 5181，密度為0. 882g/cm3,它們都是?？松梨诠镜漠a(chǎn)品。
[0037] 在某些方面，已發(fā)現(xiàn)為使所得的泡沫襯墊背襯的有利性質(zhì)最大化，而選擇塑性PE 的密度是有用的。例如，本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)低密度塑性PE的使用可產(chǎn)生更具彈性且不易塌陷 的泡沫。
[0038] 在本發(fā)明的選擇方面的非限制性說明中，實施例1示出了改變聚合物組合物中使 用的塑性PE樣品的密度和量而產(chǎn)生的結(jié)果。
[0039] 在其它方面，用于聚合物組合物中的塑性PE的熔融指數(shù)可根據(jù)本申請中其它部 分的論述改變。
[0040] 如本申請中所進(jìn)一步描述，通過使用至少一種塑性PE制備泡沫襯墊背襯，已發(fā)現(xiàn) 泡沫襯墊背襯顯示出耐久的泡沫性質(zhì)，通常該性質(zhì)會轉(zhuǎn)化為其上固定有這樣一種泡沫襯墊 背襯的地毯或組合地毯產(chǎn)品的增強(qiáng)的耐久性。也就是說，已發(fā)現(xiàn)使用本申請中公開的塑性 PE可通過降低泡沫背襯變成"死泡沫"和/或變成"壓縮單元"的傾向性而增強(qiáng)泡沫背襯的 耐久性。"死泡沫"是指泡沫在被壓縮--例如通過在地毯或組合地毯的表面行走或施加其 它的力--之后，具有大大降低的回彈性。"壓縮單元"的定義是單元結(jié)構(gòu)消失而看起來更 像一塊硬板的泡沫。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，當(dāng)一塊泡沫背襯在使用中塌陷或壓縮時，具有 這塊背襯的地毯或組合地毯產(chǎn)品將不再能夠充分發(fā)揮襯墊材料的作用。而背襯材料將更像 一塊硬板材料。這種硬板結(jié)構(gòu)將不再為大多數(shù)商業(yè)用途提供足夠的減震，因此，將更可能使 行走于地毯或組合地毯產(chǎn)品之上的人產(chǎn)生疲乏，并且常常導(dǎo)致地毯或組合地毯的分層。此 夕卜，根據(jù)本申請中公開的方法制備的泡沫襯墊背襯會轉(zhuǎn)化為地毯或組合地毯產(chǎn)品具有對在 該產(chǎn)品上行走或站立的人而言的增強(qiáng)的足底舒適度和降低的疲乏感。
[0041] 在一個重要的方面，本發(fā)明的泡沫襯墊背襯不包括聚合物的接枝摻合物，例如美 國專利No. 6, 395, 791中公開的此類物質(zhì)，其公開內(nèi)容通過該引用整體納入本申請中。
[0042] 在另一方面，為制備本發(fā)明的泡沫襯墊背襯所使用的含有至少一種塑性PE的聚 合物組合物包括一種粘性聚合物。根據(jù)對至少一種塑性PE的特定選擇，可不需要粘性聚合 物。換句話說，所述的至少一種塑性PE本身可適當(dāng)?shù)仄鸬綄⑻盍虾推渌牧险澈显谝黄鸬?作用。因此，在某些方面可不需要粘性聚合物。
[0043] 然而，當(dāng)存在一種粘性聚合物時，聚合物組合物包括至少一種官能化的聚乙烯。術(shù) 語"官能化的聚乙烯"是指在其聚合物結(jié)構(gòu)中含有至少一個官能團(tuán)的聚乙烯。示例性的官能 團(tuán)可包括，例如烯鍵式不飽和的單官能羧酸和雙官能羧酸、烯鍵式不飽和的單官能羧酸酐 和雙官能羧酸酐、其鹽以及其酯。這種官能團(tuán)可接枝在一種乙烯均聚物或一種乙烯/ a-烯 烴互聚物上，或者它可與乙烯和另外一種任選的共聚單體共聚，以形成乙烯、官能性共聚單 體和任選其它共聚單體的互聚物。
[0044] 所述官能化的聚乙烯優(yōu)選具有小于0. 890g/cm3的密度。
[0045] 總體來說，適用于本發(fā)明的官能化的聚乙烯的實例包括：乙烯與例如丙烯酸和甲 基丙烯酸的烯鍵式不飽和羧酸的共聚物；乙烯與例如乙酸乙烯酯的羧酸酯的共聚物；用 一種不飽和羧酸或例如馬來酸酐的一種羧酸酐接枝的聚乙烯。這種官能化的聚乙烯的 具體實例可包括乙烯/乙酸乙烯酯共聚物（EVA)、乙烯/丙烯酸共聚物（EAA)、乙烯/甲 基丙烯酸共聚物（EMA)、它們的鹽（離聚物）、用馬來酸酐（MH)接枝的多種聚乙烯，例 如MAH-接枝的高壓低密度聚乙烯、非均相支化的線型乙烯/ a -烯烴互聚物（通常稱作 "LLDPE"和"ULDPE"）、均相支化的線型乙烯/ a -烯烴互聚物、基本線型的乙烯/ a -烯烴互 聚物和HDPE。向聚乙烯上接枝官能團(tuán)的方法在例如美國專利No. 4, 762, 890、4, 927, 888或 4, 950, 541中有描述，每個公開文本通過該引用整體納入本申請中。
[0046] 適用于形成本發(fā)明的組合物的兩種官能化的聚乙烯是乙烯/丙烯酸共聚物和馬 來酸酐接枝的聚乙烯?？捎糜诒景l(fā)明中的官能化聚乙烯的更具體的實例是，乙烯/丙烯酸 共聚物、馬來酸酐接枝的基本線型的乙烯/ a _烯烴互聚物和馬來酸酐接枝的高密度聚乙 烯。
[0047] 存在于官能性聚乙烯中的官能團(tuán)的量可以變化。通常，存在于接枝型的官能化聚 乙烯中的官能團(tuán)的水平（例如，馬來酸酐接枝的聚乙烯中的馬來酸酐的含量）為至少約〇. 1 重量％，或者至少約0.5重量％。另外，通常存在于接枝型官能化聚乙烯中的官能團(tuán)的量少 于約10重量％，或少于約5重量％，或少于約3重量％。與之相對照，通常存在于共聚型的 官能化聚乙烯中的官能團(tuán)的量（例如乙烯丙烯酸共聚物中的丙烯酸的含量）按進(jìn)行接枝的 聚乙烯材料的重量計，為至少約I. 0重量％，或至少約5重量％，或至少約7重量％。通常 存在于共聚型的官能化聚乙烯中的官能團(tuán)的量低于約40重量％，或低于約30重量％，或低 于約25重量％。
[0048] 存在于聚合物組合物中的官能化聚乙烯可占聚合物組合物的約大于0至約20重 量％。另外，官能化的聚乙烯的量可以占聚合物組合物的約1、3、5、7、10、13、15、17或20重 量％，如果合適，其中任意值均可用作上限或下限。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，加入本發(fā) 明聚合物組合物中的官能化聚乙烯的量可根據(jù)接枝到聚乙烯基材上的馬來酸酐的量變化。
[0049] 在某些方面，在本發(fā)明中用作粘性聚合物的官能化聚乙烯可包括HDPE、MDPE、 LDPE、LLDPE、VLDPE或ULDPE中的一種或多種。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，如此列出的聚乙烯 材料是使用Ziegler-Natta型催化劑而不是茂金屬催化劑或其它單位點型催化劑制備的。 當(dāng)使用這種聚乙烯材料時，聚合物組合物將包括至少一種塑性PE (如前所述）和官能化聚 乙烯粘性聚合物。所述組分的量如本申請中別處所述的量。
[0050] 在另一方面，粘性聚合物可包括至少一種官能化聚乙烯。在這一方面，官能化聚乙 烯是來源于茂金屬或其它單位點催化劑的官能化聚乙烯材料。當(dāng)所述至少一種塑性PE (或 者至少兩種或多種塑性PE的摻合物）和粘性聚合物的組分分別包括來源于茂金屬或其它 單位點催化劑的聚乙烯材料時，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)可檢測到泡沫襯墊背襯有可測量出的改善的 特性。有用的官能化塑性PE的一個實例是?？松梨诘漠a(chǎn)品Exxelor VA 1840。據(jù)報道， 根據(jù)DIN 53479方法測量的該產(chǎn)品的密度是0. 88g/cm3,該方法通過引用整體納入本申請 中。
[0051] 在另一方面，用于制備本發(fā)明的泡沫襯墊背襯的聚合物組合物中含有大于制備泡 沫襯墊背襯所使用的聚合物組合物總重量的約10重量％的填料。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解， 所使用的填料類型應(yīng)基于最終產(chǎn)品需要的物理特性來選擇。示例性的填料包括碳酸鈣、硫 酸鋇、重晶石、玻璃纖維和粉末、金屬粉末、氧化鋁、水合氧化鋁、粘土、碳酸鎂、硫酸鈣、二 氧化硅或玻璃、煅制二氧化硅、滑石、碳黑或石墨、飄塵、水泥粉塵、長石、霞石、氧化鎂、氧化 鋅、硅酸鋁、硅酸鈣、二氧化鈦、鈦酸鹽、玻璃微球、白堊，及其混合物。其它可使用的填料包 括碳酸鈣、硫酸鋇、滑石、二氧化硅/玻璃、氧化鋁和二氧化鈦，及其混合物。一種特別合適 的填料是碳酸鈣，工業(yè)上可由石灰石和巖粉得到。
[0052] 類似地，填料可以是屬于已知的"抗引燃性（ignition resistance)填料"類的填 料。示例性的抗引燃性填料包括氧化銻、十溴二苯醚、三水合氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鹽和鹵 代化合物。其它可以使用的多種填料包括木質(zhì)纖維/木粉/木屑、磨碎的稻殼、棉花、淀粉、 玻璃纖維、合成纖維（例如聚烯烴纖維）和碳纖維。
[0053] 如前所述，用于制備泡沫襯墊背襯的聚合物組合物中的填料的量大于用于制備泡 沫襯墊背襯的聚合物組合物的約10重量％，其中該聚合物組合物包括所述的至少一種塑 性PE、任選的粘性聚合物、填料和任何其它的添加劑、加工助劑等。但是，用于制備本發(fā)明的 泡沫背襯的聚合物組合物中存在的填料的精確的量應(yīng)基于最終用途的需要和所使用的塑 性PE的特定性質(zhì)而確定。
[0054] 例如，當(dāng)在發(fā)泡劑活化之前將聚合物組合物用在地毯原坯物（greige good)上時， 需要限制填料的量以增強(qiáng)泡沫對原坯物的粘附性。但是，用于本發(fā)明的聚合物組合物包括 大于約10重量％的填料。
[0055] 特別是，聚合物組合物的填料的量可大于聚合物組合物總重量的約10重量％。另 夕卜，存在于聚合物組合物中的填料的量可大于聚合物組合物總重量的約15重量％。另外， 本發(fā)明聚合物組合物中的填料的量可大于聚合物組合物總重量的約10、15、20、25、30、35、 40、45或約50重量％，如果合適，其中任意值均可用作上限或下限。再者，填料的量可以大 于上述具體限定的量，但是，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)大于聚合物組合物的約40重量％的填料加入量 會導(dǎo)致泡沫襯墊的物理完整性（physical integrity)下降。但是，目前本發(fā)明人認(rèn)為通過 調(diào)整例如聚合物組合物中粘性聚合物的量或改變填料材料的粒徑大小可實現(xiàn)更高的填料 加入量。
[0056] 本發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，即使聚合物組合物中填料的加入量很高（即大于聚合物組 合物的約10重量％ )，也可獲得良好質(zhì)量和耐久性的泡沫背襯。此外，不囿于理論，現(xiàn)認(rèn)為 將塑性PE和官能化PE (作為聚合物和填料之間的增容劑）結(jié)合使用可使填充的泡沫非常 耐久并適用于襯墊地板產(chǎn)品?，F(xiàn)認(rèn)為更低密度的PE材料（其密度取決于制備塑性PE所使 用的茂金屬或其它單位點催化劑材料）的使用可提供更不易塌陷的更有彈性的泡沫。由于 聚合物本身比現(xiàn)有技術(shù)中為制備泡沫使用的聚乙烯材料更具彈性，本發(fā)明人認(rèn)為更高的填 料加入量可能得到與填料加入量較少的標(biāo)準(zhǔn)聚乙烯泡沫相似的彈性。
[0057] 在某些方面，使用特征為"再生物（recycled content) "的填料是有利的。一個這 樣的實例是飄塵，它是發(fā)電機(jī)所用煤的加工過程中的殘余物。
[0058] 用于制備本發(fā)明的泡沫襯墊背襯的聚合物組合物還可包括一種彈性材料，這樣的 材料被描述于2003年11月20日提交的、申請序列號為10/719, 389的共同未決的美國專 利申請中，其公開內(nèi)容通過該引用整體納入本申請中。
[0059] 用于制備本發(fā)明的泡沫襯墊背襯的聚合物組合物還可包括其它材料，例如加工助 齊IJ、油、顏料、抗菌劑、增粘劑、化學(xué)阻燃劑等。是否會包括這些材料將主要取決于泡沫襯墊 背襯的預(yù)計用途和需要的特性。當(dāng)含有這些材料時，它們將以本領(lǐng)域使用的常規(guī)用量被包 含其中。
[0060] 在另一方面，泡沫襯墊背襯的厚度大于約0. 075英寸。再者，泡沫襯墊的厚度不 小于約〇? 075英寸。另外，泡沫層的厚度為約0? 080、0. 090、0. 100、0. 110、0. 120、0. 140、 0? 160、0. 180、0. 200、0. 220、0. 240、0. 260、0. 280、0. 300 或 0? 400 英寸，如果合適，其中任意 值均可以用作上限或下限。按照這些測量值，厚度是排除表面、主背襯和預(yù)涂層之外測量 的，也即，原坯物的厚度不算作本申請中具體說明的厚度的一部分。在一些方面，稀松布材 料的厚度也不計算在內(nèi)。
[0061] 在另一方面，泡沫襯墊背襯的密度為約10至約301bs/ft3。另外，本發(fā)明的泡沫襯 墊背襯的密度可為約7、10、13、15、17、20、23、25、27、30或33讓8/代 3，如果合適，其中任意值 均可用作上限或下限。
[0062] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，密度是每單位重量的泡沫襯墊背襯中材料的量的一個度 量值。例如，泡沫密度可通過改變聚合物組合物中的填料加入量和氣體百分含量（例如發(fā) 泡劑的量）而變化。根據(jù)情況不同，在某一上限以內(nèi)，密度越大通常意味著有更多的減震材 料可供用于保護(hù)地毯并提供足底舒適度。由此可知，密度是地毯襯墊預(yù)期效果的一個因素， 更高的密度通常對應(yīng)某些情況下需要的更好的效果。
[0063] 還應(yīng)了解，可改變泡沫的密度和厚度以影響最終產(chǎn)品的特性。另外，應(yīng)了解，在一 些情況下，降低最終的地毯或組合地毯產(chǎn)品的重量是有利的。例如，通過降低每平方碼泡沫 的重量或通過增加泡沫的密度可使產(chǎn)品的厚度最小。在一個承載高交通量的繁忙的辦公室 走廊上，對地毯和襯墊有顯著的需求，需要更高性能的、高密度的且能夠長期保留特性的襯 墊。相比之下，承載極低交通量的主管會議室需要更豪華的足底感受，并需要使腳輪椅能夠 適度移動。在這種情況下，較低的密度就足夠了。
[0064] 在另一方面，其上固定有本發(fā)明的泡沫襯墊背襯的地毯和組合地毯顯示出了極好 的壓縮定形（compression set)值。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，壓縮定形與重物周期性地移 動（例如重新放置家具，如桌子）的情況下襯墊的性能有關(guān)。高壓縮定形的產(chǎn)品通常會在 地毯或組合地毯產(chǎn)品上留下明顯且長期的壓痕。在本發(fā)明具體的方面，本申請中背襯的壓 縮定形可為約1至約20%，其中％是指在3" X 3"的樣品在溫度為室溫（約75° F)、壓縮 量為25%下壓縮22小時后背襯的復(fù)原％。另外，按照本申請中的參數(shù)測量壓縮定形時，背 襯的壓縮定形為約1、3、5、7、10、13、15或20%，如果合適，其中任意值均可以構(gòu)成上限或下 限。
[0065]另外，本發(fā)明的襯墊背襯具有耐壓縮性。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，耐壓縮性與襯墊 在腳下給人的感覺以及襯墊提供支撐而不會"著底（bottom out)"的能力有關(guān)。襯墊支撐 交通而不會著底的能力對地毯外觀的長期保持很重要。在一方面，本發(fā)明的襯墊背襯的耐 壓縮性為約3至約25psi，測量條件為，在厚度方向上壓3"X3"的背襯樣品1分鐘，恢復(fù)厚 度的力以Psi計算，溫度為室溫（約75° F)。另外，本申請中背襯的耐壓縮性是約3、5、7、 10、13、15、17、20或25psi，其中耐壓縮性根據(jù)本申請中的參數(shù)測量，并且如果合適，其中任 意值均可構(gòu)成上限或下限，其中溫度為室溫（約75° F)。
[0066] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，用于地毯和組合地毯的襯墊背襯的多種特性可以根據(jù)背 襯體系的化學(xué)組成以多種方式測量。例如，根據(jù)背襯是聚氨酯、橡膠、烯烴聚合物還是烯烴 聚合物的摻合物，有不同的ASTM方法。
[0067] ASTM測試3575可用于測量本申請中的泡沫襯墊背襯的特性。當(dāng)該測試的Suffix B被用于測量本申請中的泡沫的壓縮定形時，壓縮定形為約1至20%，或約1、8、10、12、14、 16、18或20%，如果合適，其中任意值均可用作上限或下限。當(dāng)該測試的Suffix D被用于測 量耐壓縮性時，本發(fā)明的泡沫的耐壓縮性為約3至約32psi。另外，當(dāng)按ASTM 3575Suffix D 測量時，耐壓縮性為約3、5、7、9、13、18、20、22、24、26、28、30或32?8丨，如果合適，其中任意 值均可構(gòu)成上限或下限。
[0068] 聚合物摻合物中的聚合物組分可以顆粒的形式提供。這類顆粒通常在聚合物組合 物熔化前、在其它成分（例如填料、發(fā)泡劑、加工助劑等）的存在下混合在一起?；蛘撸酆?物組合物可以本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為可接受的任何方式混合。這些方法可包括摻合、混合、擠 出等。
[0069] 應(yīng)了解，原坯物通常包括裝簇（tuft)在主背襯上的地毯纖維。"有預(yù)涂層的原坯 物"是一種將粘性材料（"預(yù)涂層"）應(yīng)用在背面以使地毯纖維固定到主背襯材料上的原坯 物。
[0070] 用于形成本申請中所使用的原坯物絨毛的絨頭纖維或紗線通常由以下許多類型 的纖維中的任何一種制得：例如尼龍、丙烯腈系纖維、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酯、羊毛、 棉花、人造纖維（rayon)等。
[0071] 本申請中的原坯物的主背襯可以是織造的或非織造的纖維，由一種或多種天然或 合成纖維或紗線制成，例如黃麻、羊毛、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚酯和人造纖維。也可使用 合成材料的膜制備主背襯，這些材料例如聚丙烯、聚乙烯和乙烯-丙烯共聚物。
[0072] 通過使用獨立的粘合劑將泡沫襯墊背襯成品層壓到原坯物上，可將泡沫襯墊背襯 施用于原坯物的背面，尤其是有預(yù)涂層或無涂層的原坯物的背面。這種層壓技術(shù)是常規(guī)的， 并且是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的?；蛘?，在本發(fā)明的泡沫襯墊背襯的制備過程中，可在熔化的 狀態(tài)下將聚合物組合物施于地毯或組合地毯結(jié)構(gòu)體的背面，例如一個有預(yù)涂層或無涂層的 原坯物的背面，并按照下面更詳細(xì)的論述使泡沫活化。
[0073] 穩(wěn)定材料，例如玻璃纖維或FLW或非織造材料（每一種都被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為 "稀松布"）可存在于泡沫襯墊背襯中。加入這種稀松布的方法也是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。 例如，可使用一種"原位"方法加入稀松布。使用這種方法時，稀松布可在泡沫仍為熔化形 式時定位于泡沫上。為提供玻璃纖維與聚合物之間的良好接觸，可對玻璃纖維/熔化聚合 物結(jié)合物施加擠壓壓力。這種接觸可在泡沫中的發(fā)泡劑被活化時被增強(qiáng)。也即，當(dāng)被活化 時，發(fā)泡的聚合物組合物可穿過玻璃纖維間的空隙以提供玻璃纖維與泡沫合適的結(jié)合。
[0074] 通過使用合適的粘合劑，還可將原坯物層壓到稀松布-泡沫襯墊結(jié)構(gòu)體的稀松布 一面。另外，還可通過將稀松布放置在原坯物背面的粘合劑（即預(yù)涂層或第二涂層）上而 將稀松布相鄰于原坯物的底面結(jié)合。這樣的方法公開于例如美國專利No. 4, 522, 857中，其 公開內(nèi)容以引用的方式整體納入本申請中。然后，可使用合適的粘合材料通過層壓法將泡 沫襯墊背襯固定到原坯物上。另外，稀松布可以美國專利No. 4, 798, 644中所公開的方式施 用，其公開內(nèi)容以引用的方式整體納入本申請中。
[0075] 除序列號為10/077,609的美國專利申請（其公開內(nèi)容以引用的方式整體納入本 申請中）中描述的聚合物第二背襯以外，還可任選將其它第二背襯用于簇絨地毯或組合地 毯中。這種第二背襯可以是由一種或多種天然的或合成的纖維或紗線制得的織造的或非 織造的織物。這種第二背襯可以是紗羅編織的，即經(jīng)向上為扁絲，緯向上為短纖維（spun staple fiber)。當(dāng)使用這種織物型第二背襯時，將它們施用在泡沫背襯的外表面上。結(jié)合 可按照前面論述的原位法進(jìn)行。或者，可按照本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法使用一種粘合劑 將第二背襯結(jié)合。這種第二背襯可以是聚酯（"PET")、聚丙烯、聚乙烯或其混合物。另外， 第二背襯材料可以是序列號為10/879, 384的美國專利申請中所公開的，其公開內(nèi)容以引 用的方式整體納入本申請中。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，第二背襯在改善地毯和組合地毯產(chǎn) 品的尺寸穩(wěn)定性上是有用的。
[0076] 此外，在一些方面，還可任選地將頂部涂層（cap coat)施加于泡沫襯墊背襯的外 表面。頂部涂層可在發(fā)泡劑活化前或活化后施加，如本申請中進(jìn)一步的論述。
[0077] 如果存在，頂部涂層可以是含有一種粘性材料的例如HBEP、SLEP、LDPE、VLDPE、 ULDPE、MDPE或HDPE的擠出層。如別處論述的，粘性材料可包括一種官能化的聚乙烯材料。 另外，頂部涂層可包括如申請?zhí)枮?0/077,609的美國專利申請中所公開的聚合物第二背 襯材料，其公開內(nèi)容以引用的方式整體納入。頂部涂層可以約5至約25oz/yd 2施用。另 夕卜，頂部涂層可以約5、10、15、20、25oz/yd2應(yīng)用，如果合適，其中任意值均可以構(gòu)成上限或 下限。
[0078] 本發(fā)明的泡沫襯墊背襯適用于6或12英尺（或更大或更小）的成卷式（roll good)地毯。如果需要組合地毯，可使用常規(guī)的將成卷制品切割成組合地毯的方法。將成卷 制品切割成組合地毯的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，因此本申請中不再詳細(xì)論述。
[0079] 現(xiàn)參照圖1，圖1示出了有預(yù)涂層的原坯物10。該原坯具有簇絨紗12、主背襯14 和粘性預(yù)涂層16。粘合劑18將泡沫襯墊背襯22粘著在有預(yù)涂層的原坯物10上。在該附 圖中，在將有預(yù)涂層的原坯物10與泡沫襯墊背襯22結(jié)合在一起之前將玻璃纖維稀松布20 粘附在泡沫襯墊背襯22上。非織造的織物背襯26粘附在泡沫襯墊背襯22的下表面24上。 圖2中，頂部涂層28粘附在泡沫襯墊背襯22的下表面24上。雖然在圖1和2中被示出， 但玻璃纖維稀松布20、非織造織物背襯26和頂部涂層28是任選的。
[0080] 本發(fā)明的泡沫襯墊背襯可由擠出發(fā)泡法制備。背襯可如下制備，即將聚合物組合 物與任何加入其中的添加劑加熱以形成塑化的或熔化的聚合物材料，向其中加入發(fā)泡劑以 形成可發(fā)泡的組合物，并將該組合物穿過模具擠出形成泡沫產(chǎn)品。可發(fā)泡的組合物可直接 擠出到原坯物的背面上?；蛘?，可將可發(fā)泡的組合物施加在合適的表面，以形成獨立的泡沫 襯墊背襯材料，之后可使用本申請中別處描述的合適的粘合劑將該材料層壓至原坯物的背 面，或者層壓至粘附于原坯物上的聚合物第二背襯的背面。當(dāng)被直接擠出在原坯物的背面 上或者固定于原坯物上的第二背襯的背面上時，聚合物組合物可包括一種或多種上述的粘 性材料。
[0081] 可用于制備本發(fā)明的泡沫背襯的發(fā)泡劑包括無機(jī)試劑、有機(jī)發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡 齊U。合適的無機(jī)發(fā)泡劑包括二氧化碳、氮氣、氬氣、水、空氣、六氟化硫（SF 6)和氦氣。有機(jī) 發(fā)泡劑包括具有1-9個碳原子的脂族烴、具有1-3個碳原子的脂族醇，以及完全鹵化或部 分鹵化的具有1-4個碳原子的脂族烴。脂族烴包括甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷、正 戊烷、異戊烷、新戊烷等。脂族醇包括甲醇、乙醇、正丙醇和異丙醇。完全鹵化和部分鹵化 的脂族烴包括碳氟化合物、碳氯化合物和氯氟烴。碳氟化合物的實例包括甲基氟、全氟甲 烷、乙基氟、1,1-二氟乙烷（HFC-152a)、氟乙烷（HFC-161)、1，1，1-三氟乙烷（HFC-143a)、 1，1，1,2-四氟乙烷（HFC-134a)、l，1，2,2-四氟乙烷（HFC-134)、1，1，1，3,3-五氟丙烷、五 氟乙烷（冊0125)、二氟甲烷（冊(：-32)、全氟乙烷、2,2-二氟丙烷、1，1，1-三氟丙烷、全氟丙 烷、二氯丙烷、二氟丙烷、全氟丁烷、全氟環(huán)丁烷。用于本發(fā)明的部分鹵化的碳氯化合物和氯 氣煙包括甲基氣、二氣甲燒、乙基氣、1，1，1_二氣乙燒、1，1_二氣_1 _氣乙燒（HCFC_141b)、 1-氯-1，1-二氟乙烷0〇^-14213)、一氯二氟甲烷0〇^-22)、1，1-二氯-2,2,2-三氟乙烷 (HCFC-123)和1-氯-1，2, 2, 2-四氟乙烷（HCFC-124)。完全鹵化的氯氟烴包括三氯一氟甲 烷（CFC-Il)、二氯二氟甲烷（CFC-12)、三氯三氟乙烷（CFC-11 3)、二氯四氟乙烷（CFC-114)、 一氯七氟丙烷和二氯六氟丙烷?；瘜W(xué)發(fā)泡劑包括偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈、偶氮二羧酸 鋇、N，N' -二甲基-N，N' -二亞硝基對苯二甲酰胺、以及苯磺酰肼、4, 4-羥苯-磺酰氨基脲、 以及對甲苯磺酰氨基脲、三肼基三嗪及檸檬酸和碳酸氫鈉的混合物，例如以Hydrocerol? 的名稱出售的各種產(chǎn)品（Boehringer Ingelheim的產(chǎn)品）。前述的任何發(fā)泡劑均可單獨使 用或與一種或多種其它發(fā)泡劑組合使用。優(yōu)選的發(fā)泡劑包括異丁烷、二氧化碳、HFC-152a， 以及上述物質(zhì)的混合物。
[0082] 加入聚合物組合物中的發(fā)泡劑的量為組合物的約0. 05至約5. 0重量％，或聚合 物組合物的約0. 2至約3. 0重量％。另外，發(fā)泡劑的量可以約0. 2、0. 5、0. 7、1. 0、1. 2、1. 5、 I. 7、2. 0、2. 2、2. 5、2. 7或3. 0重量％的量在后加入聚合物組合物中，如果合適，其中任意值 均可構(gòu)成上限或下限。再者，可向100份聚合物組合物中在后加入約0.5、1、2、3或4份發(fā) 泡劑。
[0083] 與發(fā)泡劑混合之前，可將可發(fā)泡的聚合物組合物加熱至等于或高于其玻璃化轉(zhuǎn)變 溫度或熔化溫度的溫度。然后可通過本領(lǐng)域已知的任何方法，例如擠壓機(jī)、混合機(jī)、摻混機(jī) 等將發(fā)泡劑加入或混合至熔化的聚合物組合物中。發(fā)泡劑可在升高的壓力下與熔化的聚合 物組合物混合，該壓力足以防止熔化的聚合物組合物的顯著膨脹并有利地使發(fā)泡劑均勻分 散于其中。任選地，可將成核劑摻合至熔化的聚合物組合物中，或在塑化或熔化前與聚合物 組合物干混。在擠出可發(fā)泡的組合物之前，可將該組合物冷卻至最適宜的溫度。可將該組 合物冷卻至比熔化溫度低的溫度以使泡沫背襯的物理性能最優(yōu)。該溫度通常被稱作"發(fā)泡 溫度"，它通常高于每種組分的聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg)，或者對于那些具有足夠結(jié)晶度 的組分而言，接近最高晶體熔解溫度（Tm)。"接近"是指等于、高于或低于，并且在很大程度 上依據(jù)穩(wěn)定泡沫的存在而定。該溫度最好落入Tm上下30°C的范圍內(nèi)。對于本發(fā)明的泡沫， 最適宜的發(fā)泡溫度應(yīng)在泡沫不塌陷的范圍內(nèi)。該聚合物組合物可在擠壓機(jī)或其它混合裝置 中或在單獨的冷卻機(jī)中冷卻。然后，可將組合物通過所需形狀的模具擠出或傳送至降低的 壓力的區(qū)域中，以形成泡沫背襯。
[0084] 在一個可替換的方面，可將發(fā)泡劑與聚合物組合物干混，即與未熔化的聚合物組 合物混合。
[0085] 另一方面，所得的泡沫背襯任選地通過將聚合物材料擠壓通過一個多孔模具以聚 結(jié)股（coalesced strand)的形式制備。孔的排列應(yīng)使烙化的擠出物的相鄰物流在發(fā)泡過 程中發(fā)生接觸，并且接觸表面以足夠的粘合力彼此粘合，以形成整體的泡沫背襯。離開模具 的熔化的擠出物物流可以是股或異形（profile)形式，它們按照需要發(fā)泡、聚結(jié)并彼此粘合 以形成整體結(jié)構(gòu)。聚結(jié)的單獨的股或異形形式應(yīng)保持粘合的整體結(jié)構(gòu)，以防止各股在制備、 成形和使用泡沫過程中遇到的應(yīng)力下分層。制備聚結(jié)股形式的泡沫背襯的裝置和方法在美 國專利No. 3, 573, 152和4, 824, 720中有所描述，其公開內(nèi)容以引用的方式整體納入本申請 中。
[0086] 或者，所得的泡沫背襯可通過美國專利No. 4, 323, 528和美國專利No. 5, 817, 705 中的蓄積擠出工藝（accumulating extrusion process)和裝置方便地制備，其公 開內(nèi)容以引用的方式整體納入本申請中。該裝置通常被稱作"擠出機(jī)一儲存器系統(tǒng) (extruder-accumulator system) "，它可允許進(jìn)行間歇式、而不是連續(xù)式操作。該裝置包括 一個保持區(qū)（holding zone)或儲存器，其中可發(fā)泡的凝膠保持在不發(fā)泡的條件下。保持區(qū) 安裝有一個出口模具，朝向較低壓力的區(qū)域開口，例如大氣。模具具有一個可打開的或閉合 的孔，優(yōu)選通過保持區(qū)外部的門的形式實現(xiàn)。對門的操作除了允許可發(fā)泡組合物流過模具 之外不會對其有影響。打開門并幾乎同時通過機(jī)械裝置（例如機(jī)械撞擊裝置）向凝膠施加 機(jī)械壓力，迫使可發(fā)泡的組合物通過模具進(jìn)入較低壓力的區(qū)域。機(jī)械壓力足以迫使可發(fā)泡 的組合物以一定速度通過模具，該速度應(yīng)足夠快以排除模具內(nèi)顯著的發(fā)泡，并且要足夠慢 以將泡沫截面區(qū)域或形狀的不規(guī)則的產(chǎn)生最小化，并優(yōu)選將其消除。因此，除間歇操作以 夕卜，該方法及其所得的產(chǎn)品與連續(xù)擠出法中制成的產(chǎn)品非常相近。
[0087] 在該方法中，具有大的橫截面區(qū)域的低密度泡沫背襯可通過以下步驟制備：1)在 壓力下在一定溫度下制備聚合物或摻合材料與發(fā)泡劑的凝膠，所述溫度下當(dāng)凝膠膨脹時凝 膠的粘度足以使發(fā)泡劑保留其中；2)將凝膠擠出至一個保持區(qū)，該保持區(qū)維持在不會使凝 膠發(fā)泡的溫度和壓力下，該保持區(qū)具有一個出口模具，該模具限定了一個開向較低壓力的 區(qū)域的孔和一個使模具孔關(guān)閉的可敞開的門，所述較低壓力下凝膠會發(fā)泡；3)定期地打開 門；4)幾乎同時通過可移動的撞擊裝置向凝膠施加機(jī)械壓力，以使凝膠從保持區(qū)通過模具 孔噴射至較低壓力的區(qū)域，其速度大于模具孔中會發(fā)生顯著發(fā)泡的速度并小于會發(fā)生截面 區(qū)域或形狀顯著不規(guī)則的速度；以及5)使噴出的凝膠在至少一維方向上不受限地膨脹以 產(chǎn)生泡沫背襯。
[0088] 可任選地將泡沫穿孔以加強(qiáng)或加速氣體的透過交換，其中發(fā)泡劑從泡沫中排出而 空氣進(jìn)入泡沫。所得的經(jīng)過穿孔的泡沫在其中具有多樣的通道，這些通道優(yōu)選就泡沫的縱 向延伸而言方向獨立。通道從一個泡沫表面延伸，至少部分地穿過該泡沫，有時完全穿過泡 沫從一個外表面至另一外表面。通道有利地存在于泡沫的基本整個外表面，優(yōu)選具有均一 的或基本均一的間隔。合適的間距可最商達(dá)并包括2. 5cm，優(yōu)選最商達(dá)并包括I. 3cm。泡沫 任選地采用上文中描述類型的穩(wěn)定性控制劑（stability control agent)與穿孔結(jié)合以在 保持泡沫的尺寸穩(wěn)定性的同時加速發(fā)泡劑的滲透或釋放。對于其對泡沫制備的描述，美國 專利5, 424, 016、美國專利5, 585, 058、WO 92/19439和WO 97/22455的公開內(nèi)容以引用的 方式整體納入本申請中。如果需要，可通過任何已知的方法對本發(fā)明的泡沫進(jìn)行后處理，以 增加泡沫的開孔含量。這種后處理方法包括但不限于對泡沫進(jìn)行機(jī)械壓縮以及將泡沫暴露 在蒸汽或熱空氣中使其膨脹。
[0089] 在本發(fā)明的一個方面，使用一種上述的擠出方法。在這種方法中，所有的成分在擠 出機(jī)中混合，并且在聚合物組合物從擠出機(jī)中排出時直接制成泡沫。當(dāng)使用一步法時，可能 需要使聚合物組合物中填料的量最小化，以增強(qiáng)聚合物組合物中多種成分的混合。在一步 法的一些方面，可能需要使用一種之前已分散在聚合物組合物中的發(fā)泡劑以增加材料的可 摻合性。這種組合物被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為"母料（masterbatch)"。合適的材料的一個實 例是Fi cel? SL 50 (Bayer AG, Pittsburgh, PA)。這種材料被認(rèn)為是一種含有50%偶氮二 甲酰胺的LDPE。本發(fā)明人認(rèn)為這種LDPE材料不是由茂金屬或單位點催化劑制備的材料。 但是，本發(fā)明人認(rèn)為這種PE可用作母料聚合物，并且結(jié)果令人滿意。在母料中，將聚合物組 分與填料（如果存在）以及發(fā)泡劑和其它材料混合并熔化。
[0090] 在另一方面，本發(fā)明的泡沫背襯可由兩步法制備。在兩步法中，發(fā)泡劑是隨后加入 至完全混合的聚合物組合物中的。
[0091] 聚合物組合物應(yīng)受熱足夠長的時間以使發(fā)泡劑活化從而提供合適的泡沫。在一 個方面，組合物可受熱約1至約10分鐘。另外，組合物可受熱約1、2、3、4、5、6、7、8、9或10 分鐘，如果合適其中任意值均可用作上限或下限。另外，加熱組合物的溫度可為約200至約 500° F。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，溫度需要足夠高以使發(fā)泡劑活化，但應(yīng)低于聚合物的分解 溫度。為達(dá)到這個目的的最適溫度可容易地由本領(lǐng)域技術(shù)人員確定，而無需過多的實驗。 [0092] 在一個方面，本發(fā)明的泡沫背襯是基本未交聯(lián)的。"基本未交聯(lián)"是指泡沫中含有 少于約2%的交聯(lián)。另一方面，本發(fā)明的泡沫背襯本質(zhì)上是非交聯(lián)的。泡沫背襯的交聯(lián)量不 包括彈性材料（如果存在）的任何交聯(lián)部分，而彈性材料本身可能具有一些交聯(lián)。根據(jù)本 發(fā)明，已發(fā)現(xiàn)使用本發(fā)明的非交聯(lián)泡沫背襯材料可使本申請中的地毯或組合地毯的回收簡 便。也即，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，由聚氨酯材料制備的泡沫襯墊背襯是交聯(lián)的（熱固型）。 因此，不可能將背襯再熔化并以相同或類似于其最初使用的方式將其再使用。相對而言，本 發(fā)明的基本未交聯(lián)的泡沫背襯可再熔化并再次用作地毯或組合地毯產(chǎn)品中的背襯，或用作 需要這種特性的產(chǎn)品中的高價值成分。重要的是，當(dāng)循環(huán)使用時，本發(fā)明的泡沫背襯的聚合 物組分能夠保留原始聚合物組分的許多--即使不是大部分--物理特性。
[0093] 此外，已驚奇地發(fā)現(xiàn)，即使泡沫是未交聯(lián)的，也能獲得具有顯著的耐久性和足底舒 適度的泡沫襯墊背襯。也即，原先認(rèn)為，為從HBEP背襯中獲得耐久性和足底舒適度，必須使 用交聯(lián)的材料。已發(fā)現(xiàn)，無論有沒有添加本申請中論述的彈性材料，其上固定有本發(fā)明的泡 沫背襯的地毯和組合地毯產(chǎn)品都具有出色的耐久性和舒適度。
[0094] 本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明的襯墊背襯未施用于本申請中別處限定的彈性地板材 料。另外，彈性地板不在本發(fā)明的范圍內(nèi)，因為本發(fā)明的襯墊背襯的厚度不適用于這類產(chǎn)品 中。此外，這種地板不是為了足底舒適度設(shè)計的，通常不會減少人在表面行走時的疲勞感。 因此，美國專利No. 5, 910, 358公開的背襯不包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)，其公開內(nèi)容以引用的 方式整體納入本申請書。
[0095] 如上所述，已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用作地毯或組合地毯產(chǎn)品的泡沫襯墊背襯時，與具有現(xiàn)有技 術(shù)發(fā)泡的地毯或組合地毯背襯的（例如PVC或聚氨酯）的地毯和組合地毯相比，本產(chǎn)品特 別耐用且足底非常舒適。特別是，具有本發(fā)明泡沫背襯的地毯或組合地毯結(jié)構(gòu)體在滾筒式 凳子試驗（roll stool test)中表現(xiàn)出優(yōu)良的結(jié)果。
[0096] 本發(fā)明的另一方面涉及抗分層的地毯或組合地毯。具體而言，本發(fā)明的地毯和 組合地毯產(chǎn)品顯示出了各層的最少分層。在這些方面，地毯和組合地毯具有約2. 5至約 251bs/in的一層或多層的分層強(qiáng)度，其中分層度根據(jù)ASTM D 3936測量。另外，分層量為約 2.5、5、7、10、12、15、17、20、22或25讓8八11，根據(jù)45了]\10 3936測量，如果合適其中任意值均 可構(gòu)成上限或下限。另外，本發(fā)明的地毯或組合地毯具有至少2. 51bs/in的最小分層量，由 ASTM D936測量。本申請中使用的分層值涉及一層或多層，也即，泡沫與主背襯之間的界面、 泡沫與頂部涂層之間的界面或者泡沫與織物背襯之間的界面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解，這 些界面中的一個或多個的粘合失效將被認(rèn)為是不合格的。因此，本申請中提出的分層強(qiáng)度 值適用于這些界面中的每一個。
[0097] 實施例
[0098] 提出下列實施例，以向本領(lǐng)域技術(shù)人員提供對如何制備和評價本申請要求保護(hù)的 復(fù)合物的完整公開和描述，這些實施例僅僅是為了示例本發(fā)明，并不是意欲限制本發(fā)明人 認(rèn)為的本發(fā)明的范圍。已盡力確保數(shù)字（例如用量、溫度等）的準(zhǔn)確性，但還是應(yīng)考慮到一 些誤差和偏差。除非另有說明，份是指重量份，溫度以° F為單位或為室溫，壓力是大氣壓 或接近大氣壓。
[0099] 實施例1
[0100] 所有樣品都含有 1 % 的油（Sunpar 150 石錯油，Sun Chemicals, Philadelphia, PA)。
[0101] 除非另有說明，所有樣品都含有后加入的混合的發(fā)泡劑。（注意，后加入的發(fā)泡劑 量的％是相對于不含發(fā)泡劑時的混合物）。發(fā)泡劑是以50% LDPE母料制劑的形式提供。
[0102] 耐壓縮性數(shù)值為3個數(shù)值的平均。
[0103] 壓縮定形和密度取自單一測量值。
[0104] 樣品包括所示的玻璃纖維材料泡沫。玻璃纖維材料根據(jù)本申請所述的原位方法施 用。
[0105] 耐壓縮性根據(jù)以下方法測量：
[0106] 將3X3英寸背襯樣品，即稀松布和泡沫，在厚度的方向上以25%的量壓縮1分鐘， 在室溫下（約75° F)以psi為單位測量恢復(fù)全厚度的力。數(shù)值以psi記錄。
[0107] 壓縮定形根據(jù)以下方法測量：
[0108] 將3 X 3英寸背襯樣品在厚度的方向上以25%的量壓縮22小時，并使其恢復(fù)24小 時。24小時后的恢復(fù)％等于室溫（約75° F)下的壓縮定形。數(shù)值以％記錄。
[0109] 密度通過計算（樣品重量八樣品厚度X樣品面積））測出。數(shù)值以lbs/ft3記 錄。
[0110] 前（below)/后的厚度：發(fā)泡劑活化之前和之后的材料厚度。分層通過用手撕開樣 品測試。分層強(qiáng)度的通過/失敗通過嘗試將原坯物結(jié)構(gòu)與泡沫分離來確定。
[0111] 制劑表A
【權(quán)利要求】
1. 一種由可發(fā)泡的聚合物組合物制成的泡沫襯墊背襯，所述聚合物組合物包括： a) 至少一種密度為約0. 860至小于約0. 91g/cm3的塑性聚乙烯； b) 任選地，粘性聚合物； c) 發(fā)泡劑；以及 d) 大于約10重量％的填料， 其中所述泡沫襯墊背襯的厚度大于0. 075英寸，并且其中所述泡沫襯墊背襯適合用于 地毯或組合地毯中。
2. 權(quán)利要求1的泡沫襯墊背襯，其中所述泡沫襯墊背襯是基本未交聯(lián)的。
3. 權(quán)利要求1的泡沫襯墊背襯，包括HBEP。
4. 權(quán)利要求1的泡沫襯墊背襯，包括SLEP。
5. 權(quán)利要求1的泡沫襯墊背襯，其厚度為約0. 100至約0. 280英寸。
6. 權(quán)利要求1的泡沫襯墊背襯，其中存在粘性聚合物，并且所述粘性聚合物包括，按照 可發(fā)泡聚合物組合物的總重量計，約大于〇至約10%的官能化的聚乙烯。
7. 權(quán)利要求6的泡沫襯墊背襯，其中官能化的聚合物或共聚物材料包括馬來酸酐接枝 的乙烯聚合物。
8. 權(quán)利要求6的泡沫襯墊背襯，其中官能化的聚乙烯具有小于約0. 890g/cm3的密度。
9. 一種包括具有正面和背面的原坯物的地毯或組合地毯，其中所述原坯物的背面通過 一種粘性材料固定有權(quán)利要求1的泡沫襯墊背襯。
10. 權(quán)利要求9的地毯或組合地毯，其中泡沫襯墊背襯通過一種粘性材料固定于地毯 或組合地毯產(chǎn)品的背面，所述粘性材料被單獨地施加在地毯或組合地毯結(jié)構(gòu)體的背面和/ 或泡沫襯墊背襯上。
【文檔編號】B32B5/18GK104278541SQ201410460823
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2006年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2005年5月25日
【發(fā)明者】J·J·賴特 申請人:肖氏工業(yè)集團(tuán)公司