專利名稱：粘合墊和制造方法
粘合墊和制造方法
背景技術：
許多年來，由熱塑性聚合物材料構成的墊已用作地板覆蓋物。具體地講，包括不透水背襯(有卷繞的粗糙細絲從所述背襯向上凸出)的墊已被用作地板墊，所述地板墊可移去和/或捕獲源于鞋子等的灰塵和碎屑。
發明內容
本文公開一種粘合墊，其包括粘合于背襯的卷繞幅材。所述卷繞幅材包括連續卷繞的纖維，至少某些所述纖維包含膨脹聚合物微球。所述背襯包括多孔材料。本文公開制造所述卷繞幅材和所述背襯的方法，以及將所述卷繞幅材和所述背襯進行粘合的方法。因此，一方面，本發明公開一種粘合墊，其包括卷繞幅材，其包括第一主表面和相
對的第二主表面，所述卷繞幅材由具有主徑向表面的熱塑性聚合物纖維構成，至少某些所述熱塑性聚合物纖維為各自包括膨脹聚合物微球的多孔熱塑性聚合物纖維，所述膨脹聚合物微球遍及整個所述纖維而分布，并被設置成使所述多孔熱塑性聚合物纖維的所述主徑向表面凹凸不平；以及多孔熱塑性聚合物背襯，其包括第一主表面和相對的第二主表面，其中所述卷繞幅材的所述第一主表面粘合于所述多孔熱塑性聚合物背襯的所述第一主表面。另一方面，本文公開一種用于制造粘合墊的方法，其包括擠出熱塑性聚合物熔體，以形成由擠出纖維構成的卷繞幅材，其中所述聚合物熔體包括可膨脹聚合物微球，其在擠出過程中膨脹，以使所述擠出纖維多孔，并使所述擠出纖維具有凹凸不平的主徑向表面；形成包含發泡劑的熱塑性聚合物背襯前體；將所述卷繞幅材的第一主表面粘合于所述熱塑性聚合物背襯前體的第一主表面；以及活化所述發泡劑，并且使所述熱塑性聚合物背襯前體固結，以將所述熱塑性聚合物背襯前體轉化成多孔熱塑性聚合物背襯。在以下具體實施方式
中，將顯而易見本發明的這些方面和其他方面。然而，在任何情況下都不應將上述發明內容理解為是對要求保護的主題進行的限制，該主題僅由所附權利要求書限定，并且在審查期間可以進行修改。
圖I為示例性層合物的側視圖，所述示例性層合物包括粘合于示例性多孔背襯的示例性卷繞幅材(coil web)ο圖2為粘合于圖I的示例性多孔背襯的示例性卷繞幅材的放大視圖。圖3為將示例性卷繞幅材的一部分放大約7. 5倍的光學顯微圖。圖4為用于生產如本文所述的粘合墊的示例性過程的示例圖。在多張圖中，類似的參考標號表示類似的元件。一些元件可能以相同或相等的倍數出現；在此類情況下，參考標號可能僅標出一個或多個代表性元件，但應當理解，此類參考標號適用于所有此類相同的元件。除非另外指明，否則本文檔中的所有圖和附圖均未按比例繪制，并且被選擇用于示出本發明的不同實施例。具體地講，除非另外指明，否則僅用示例性術語描述各種部件的尺寸，并且不應從附圖推斷各種部件的尺寸之間的關系。盡管在本發明中可能使用了“頂部”、“底部”、“上部”、“下部”、“下方”、“上方”、“前部”、“背部”、“向外”、“向內”、“向上”和“向下”以及“第一”和“第二”等術語，但應當理解，除非另外指明，否則這些術語僅以它們的相對意義使用。
具體實施例方式圖I中所示為包括卷繞幅材110的示例性粘合墊150的側面透視圖。卷繞幅材110包括多孔纖維111，并且包括第一主表面112以及相對的第二主表面113。(本領域普通技術人員會認識到，卷繞幅材110的表面112和113可以不是完全平坦和/或連續的物理表面，因為它們由卷繞幅材110的某些纖維111最外面的部分共同構成)。粘合墊150還包括多孔背襯120，其包括第一主表面121以及相對的第二主表面122。卷繞幅材110的第一主表面112粘合于多孔背襯120的第一主表面121 ;即，構成卷繞幅材110的第一主表面112的某些纖維111的至少某些部分粘合于多孔背襯120的第一主表面121。在進行此粘合時，卷繞幅材110的某些多孔纖維111的至少某些部分可至少部分地穿透進入多孔背襯120中，如圖2的示例性實施例所示，并且粘合于所述多孔背襯。卷 繞幅材110到多孔背襯120的粘合可使用粘結劑增強，如下文所述。卷繞幅材110的某些纖維111的至少某些部分包括由膨脹聚合物微球116提供的孔(即，孔隙)。至少某些膨脹聚合物微球116充分接近纖維111的徑向主表面115，從而使纖維111及其表面115具有凹凸不平的特性。也就是說，表面115可包括許多至少稍微徑向外凸的隆起117，以使多孔纖維111包括可變直徑(即，沿纖維的長軸變化的直徑)。多孔背襯120的內部包括孔隙，所述孔隙可通過(例如)使用發泡劑而獲得(多孔背襯120的第一主表面121和第二主表面122也可顯示出由發泡劑引起的多孔性)。應該指出的是，本文相對于纖維111和/或背襯120使用的術語“多孔”表示，存在遍布纖維111或背襯120各部分的內部的至少許多孔隙(孔)。但是，術語“多孔”并不意味著，此類孔隙空間必須互連和/或連接到纖維或背襯的外表面。也就是說，術語“多孔性”不要求(例如)單獨纖維111或背襯120具有滲透性。卷繞幅材110包括開放式結構，所述結構由相互接合的連續卷繞纖維111構成，可任選地使用固結粘結劑114進行固結。即使卷繞幅材的單獨纖維111可能不可滲透，但卷繞幅材110整體可滲透(例如，使流體可從中通過)，如上所述。卷繞幅材110的制造方法可為(例如)向下擠出熔融聚合物細絲，使其掠過接觸輥(例如金屬輥)的接觸表面，該接觸恰好在冷卻液表面上方發生，細絲隨后浸入所述冷卻液中。這樣便可使細絲在接觸驟冷浴并硬化時進行折疊、彎曲、成環、卷繞等(例如)從而形成具有高度開放式結構的相對較厚的三維幅材。例如，在第3，686，049號、第3，837，988號、第4，351，683號和第4，634，485號美國專利中詳細描述了執行此類操作的方法，上述所有專利全文以引用方式并入本文中。在一些情況下，上述折疊等可使卷繞幅材110的一個表面比另一個表面相對更致密(例如，如美國專利4，351，683的圖2和圖3所示)。在此類情況下，可能最好將相對更致密的表面用作粘合于多孔背襯120的第一主表面112。與熱熔粘合纖維、紡粘纖維等相比，卷繞幅材110的纖維111可具有相對較大的直徑。在多種實施例中，纖維111的平均直徑可為至少約O. 1mm、至少約O. 2mm，或至少約O. 3_。在其他實施例中，纖維111的平均直徑可為至多約2_、至多約I. 5mm,或至多約1_。例如，與通常在紡粘纖維等中觀察到的取向相比，纖維111通常不表現出明顯的取向。卷繞幅材110的厚度可在(例如)O. 3cm至I. 6cm的范圍內。在一些實施例中，纖維111可由聚合物熔體制成，所述聚合物熔體由乙烯基(即聚氯乙烯)聚合物樹脂構成。例如，可使用懸浮聚合聚氯乙烯均聚物樹脂。聚合物熔體可包括一種或多種增塑劑(例如，鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二異丁酯等)。此外，它可包括一種或多種額外的增塑劑(例如，環氧大豆油等)。這些物質可能以較低濃度存在，并且可被稱為輔助增塑劑。可使用其他成分(例如)礦物填料(例如碳酸鈣)、穩定劑(例如，所熟知的基于含鈣和/或含鋅材料的穩定劑)、顏料、加工助劑等。卷繞幅材110的纖維111包括膨脹聚合物微球116，其使纖維111具有孔隙(這樣可有利地降低纖維111和卷繞幅材110的密度和基重)。提供膨脹聚合物微球116的方法可為，將可膨脹的聚合物微球添加(例如混合)到用于形成熔融聚合物細絲的聚合物樹脂。熔融聚合物細絲的擠出溫度可被選擇成可促使可膨脹聚合物微球膨脹。然而(并且在不希望為理論或機制所限的情況下)，可能發生情況是由于擠出機和擠出模頭中壓力較高，一些、 大多數或所有膨脹可能在聚合物熔體離開擠出模頭之后發生。因此，此類膨脹可主要在特定短時間內發生，在此特定短時間內，熔融聚合物細絲通過從擠出模孔到冷卻液之間的距離(與冷卻液接觸當然會快速冷卻聚合物熔體，從而不可能發生進一步膨脹)。因此，可能較有用的是控制擠出機和擠出模頭溫度、熔融聚合物的流量、從擠出模頭到驟冷槽之間的距離等，從而促進微球發生所需的膨脹。冷卻液(其通常為含水的適當濕潤劑、表面活性劑等)的溫度也可根據需要進行控制，然而通常可維持在環境溫度。微球的膨脹使纖維111具有孔隙空間，并且也可使表面115具有微凸的隆起117，如上文所述。此類特征可提供有利的意想不到的好處，如下文所述。在多種實施例中，凸出的隆起117可包括介于約O. 02mm至約O. Imm之間的曲率半徑。合適的可膨脹聚合物微球可包括(例如)美國專利申請公開案2007/0208093中所述的那些材料，該專利申請公開案為此以引用方式并入本文中。合適的可膨脹聚合物微球包括(例如)根據商品名Expancel從荷蘭阿姆斯特丹阿克蘇·諾貝爾公司(AkzoNobel, Amsterdam, Netherlands)獲得的那些材料。此類微球通常包括包封揮發劑的熱塑性聚合物外殼，所述揮發劑可在一定溫度下揮發，該溫度處于與熱塑性聚合物外殼進行軟化的溫度相同或相似的范圍。因揮發劑揮發而導致內部壓力增加可使微球最多膨脹為其原體積的四十倍，從而形成空的(除任何殘余揮發劑之外)空隙體積。可根據活化溫度和/或原(未膨脹的)直徑來選擇此類可膨脹微球，具體取決于特定需要。在多種實施例中，可膨脹微球可以任何方便的所需填充量添加到可擠出的聚合物樹脂中，從而使可膨脹微球遍布所形成的擠出纖維，這與涂在擠出纖維的外表面上的情況形成對比。在多種實施例中，填充量可在至少約O. I重量％、至少約O. 2重量％,或者至少約O. 5重量％的范圍內。在其他實施例中，填充量可在至多約5. O重量％、至多約3. O重量％，或者至多約2. O重量％的范圍內。在多種實施例中，膨脹微球的平均尺寸可為至多O. 4mm、0. 3mm或O. 2mm(“尺寸”表示大致球形的膨脹微球/孔隙的直徑，或者就不對稱微球/孔隙而言的當量直徑)。在其他實施例中，纖維中的膨脹微球/孔隙的平均尺寸可為至少O. 02mm、O. 03mm或O. 04mm。在多種實施例中，膨脹聚合物微球可包括膨脹直徑，所述膨脹直徑平均為卷繞幅材110的熱塑性聚合物多孔纖維111的直徑的約10%至約50%。
在多種實施例中，包括膨脹聚合物微球的多孔纖維111的密度可不超過特定材料的密度的約80%，不超過該密度的約70%，或者不超過該密度的約60%，所述特定材料包括沒有膨脹微球的纖維111。在特定實施例中，在沒有膨脹微球的情況下，纖維材料的密度可在約I. 2至約I. 6克/立方厘米的范圍內，而且包括膨脹聚合物微球的材料可具有在約O. 6至約1.0克/立方厘米范圍內的密度。卷繞幅材110的纖維111至少在某些點彼此粘合，在這些點處，單獨纖維111彼此接觸和/或彼此緊鄰。此粘合可通過直接粘合來實現(例如)通過將一根纖維的材料熱熔粘合于另一纖維的材料來實現。然而，也可以有固結粘結劑114，并且可額外地和/或主要地用于將纖維111彼此粘合，以及/或者將所述纖維粘合于多孔背襯120的第一主表面121，如圖2所示。多孔背襯120通常為片狀，其中長度和寬度顯著大于厚度。多孔背襯120由能夠粘合于卷繞幅材110的熱塑性樹脂構成。在一些實施例中，多孔背襯120由增塑乙烯基(gp聚氯乙烯)聚合物構成。在此情況下，多孔背襯120可由增塑溶膠(液態)制成，所述增塑溶 膠包括分散在液態增塑劑內的聚氯乙烯粒子，其中聚氯乙烯在低溫時不溶解，但在高溫時可溶解。增塑溶膠可沉積到表面上(之后，增塑溶膠可能在文中稱為背襯前體)，并且暴露于足以使增塑劑充分溶解到聚氯乙烯中的溫度，從而使背襯前體硬化成自支承背襯(此過程稱為固結，為本領域一般技術人員所熟知)。在此類實施例中，增塑溶膠可包括由下列各項構成的混合物乳液聚合聚氯乙烯樹脂、主增塑劑(例如，鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二異丁酯等)、輔助增塑劑(例如，環氧大豆油)、熱穩定劑(例如，含Ca和/或含Zn材料)、加工助劑等。為了賦予多孔性，增塑溶膠可(例如)包含發泡劑(例如，偶氮甲酰胺等)。特別是，合適的發泡劑可包括(例如)根據商品名Naftofoam BA-210 (偶氮甲酰胺和碳酸氫鈉的混合物)從巴西里約熱內盧開米森化工集團(Chemson Group, Rio Claro Brazil)獲得的材料。當暴露于足夠高的溫度時，發泡劑會被活化而產生揮發性成分(例如氣體)，該揮發性成分會膨脹而形成許多小孔隙(即孔)。此過程常稱為發泡。如果需要，增塑溶膠可包含輔劑，用于降低使發泡劑活化所需的溫度(此類輔劑常被稱為“促進劑(kicker)”)。合適的輔劑可包括(例如)眾所周知的含鉀和/或含鋅促進劑。特別是，合適的促進劑可包括(例如)根據商品名Baerostab KK3712從德國下施萊斯海姆市百爾羅赫有限公司(Baerlocher GmbH, Unterschleissheim, Germany)獲得的材料。在其他實施例中，可使背襯具有多孔性的手段包括使用本文所述的可膨脹聚合物微球，使用玻璃泡填料，等等。增塑溶膠成分可通過為本領域普通技術人員所周知的方法進行混合。例如，可使用行星式混合器等。同樣眾所周知的是，可使用兩階段混合，其中在初始混合階段添加增塑劑的一部分，而在最終的放慢(let-down)階段添加增塑劑的剩余部分。此工序可增加在混合的初始階段所做的剪切功，并且可提高混合效率。申請人還發現，具體地講，較為有利的是使發泡劑和輔劑彼此充分混合，并均勻分散在增塑溶膠混合物內。例如，這可通過兩階段混合工序的特定變型來實現，如在本文的實例中公開。為了形成多孔背襯，可通過刮涂、輥涂、槽式涂布等使增塑溶膠在移動帶上沉積所需的厚度，所述移動帶可為可重復使用的環形帶或者一次性襯墊(例如，硅化紙襯墊等)。通常，便利的做法是在環境溫度(可包括(例如)15°C至30°C的范圍，具體取決于環境)下使增塑溶膠沉積。然后，所沉積的增塑溶膠(背襯前體)可暴露于第一升高的溫度，所述第一升高的溫度比增塑溶膠沉積時的溫度高，并且可用于至少部分地使增塑溶膠固化，以及/或者可用于至少部分地活化發泡劑的至少一部分。這可通過以下方式來執行在移動帶上運輸背襯前體，從而使該背襯前體越過受熱表面(例如，使移動帶的下表面接觸受熱表面，使熱量通過該下表面傳導來加熱背襯前體)。受熱表面的溫度、帶的移動速度等可被選擇以實現所需的溫度暴露。可能需要的是，背襯前體在經過受熱表面時承受的溫度(和/或暴露于該溫度的持續時間)，低至足以使發泡劑不會在暴露于第一升高的溫度期間完全活化。在此情況下，第一升高的溫度暴露可能僅足以使發泡劑適度、較小程度或輕微程度地活化。在此情況下，發泡劑可通過整理熱處理(例如，在整理烘箱(finishing oven)中)更完全地(徹底地)活化，以形成多孔背襯120，如下文所述。同樣，跨過受熱表面的通道可以僅夠使增塑溶膠部分地固化(熔合)成自支承背襯，其中完全硬化隨后發生在整理熱處理過程中。 在多種實施例中，使用本文所述的發泡劑制成的多孔背襯120的密度可以不超過構成背襯120的、但未使用發泡劑制備的材料密度，不超過該材料密度約70%、約60%或約50%。在特定實施例中，在沒有發泡劑的情況下背襯材料的密度可在約I. 2至約I. 6克/立方厘米的范圍內，而用本文所描述的發泡劑制成的背襯材料可具有約O. 5至約O. 9克/立方厘米范圍內的密度。在多種實施例中，多孔背襯中孔隙的平均尺寸可為至多O. 4_、O. 3mm或O. 2mm。在其他實施例中，多孔背襯中孔隙的平均尺寸可為至少O. 01mm、0. 02mm或O. 04mmo通常，背襯120 (雖然在如本文所述的發泡劑活化時是多孔的)不滲透液體，并且包括遍及其整個長度和寬度范圍的連續結構(例如，不是具有通孔等的不連續結構)。當將粘合墊150 (例如)置于(背襯側向下)地板上時，這種特性可有助于捕獲由纖維111移去且落入卷繞幅材110中的任何碎屑。通常，多孔背襯120是柔性的(例如)以便在需要時可卷起粘合墊150。在描述將卷繞幅材110粘合于背襯120時，將使用術語背襯前體126，但本領域普通技術人員一般都了解，由于關于背襯前體126何時變成背襯120沒有明確的分界線，因此，術語背襯120也可適用。執行此粘合的方法可為(例如)每當背襯前體126處于相對較軟的狀態時，使卷繞幅材110的第一主表面112與背襯前體126的第一主表面121接觸，以便某些纖維111的至少某些部分能夠至少部分地穿透進入背襯前體126中。然后，卷繞幅材110和背襯前體126可在較短的時間間隔內維持此構造，以實現這種部分穿透，之后，將卷繞幅材110和背襯前體126暴露于高溫，所述高溫足以使背襯前體126固結成(自支承)背襯120，同時將卷繞幅材110粘合于所述背襯。可方便完成這些任務的方法為(例如)生產如上文所述的卷繞幅材110，然后當背襯前體126 (由移動帶運送)接近完全跨過上述維持在第一升高的溫度的受熱表面時，使卷繞幅材110的表面112與背襯前體126的表面121接觸。然后，其上載有卷繞幅材110的背襯前體126可越過一定的距離，所述距離被設計成允許使卷繞幅材110的纖維111穿透到背襯前體126中所需的時間間隔。之后，其上載有卷繞幅材110的背襯前體126可進入整理烘箱(其維持在第二升高的溫度，所述第二升高的溫度比上述受熱表面的第一升高的溫度高)，所述烘箱充分加熱背襯前體126以使其固結，從而形成附著有卷繞幅材110的背襯120。為增強卷繞幅材110到背襯120的粘合，以及/或者為增強卷繞幅材110的纖維111彼此間的粘合，可使用粘結劑。在一些實施例中，粘結劑為固結粘結劑(例如)液態乙烯基增塑溶膠，其粘度足夠低以至當沉積到卷繞幅材110的(上)主表面113上時，增塑溶膠穿透到卷繞幅材Iio的內部。這樣，粘結劑114可在卷繞幅材110的單獨纖維111之間的接觸點和/或相鄰點聚積，見圖2中的示例性圖示。當使卷繞幅材110與背襯120接觸時，粘結劑114也可在某些纖維111的某些部分與背襯120的主表面121的某些區域之間的接觸點和/或相鄰點聚積，同樣見圖2中的示例性圖示。粘結劑114的固結接著可有助于將纖維111粘合于彼此和/或粘合于背襯120。可能便利的方式是，例如在卷繞幅材110經過干燥裝置(用于除去任何殘余的冷卻液)之后，且在使卷繞幅材110與背襯120接觸之前，使粘結劑114沉積在卷繞幅材110上。此沉積可用任何公知的方法完成。
合適的液態增塑溶膠固結粘結劑可為混合物，該混合物包括(例如)乳液聚合PVC樹脂、主增塑劑(例如，鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二異丁酯等)、輔助增塑劑(例如，環氧大豆油)、熱穩定劑(例如，含Ca和/或含Zn材料)、紫外線吸收劑、抗氧化劑、加工助劑等。在足夠的溫度暴露(例如，如處于第二升高的溫度的整理烘箱中所實現的)下，包含增塑溶膠的背襯前體126和包含增塑溶膠的固結粘結劑將會固結(本領域普通技術人員會認識到，這意味著在從高溫中移開時增塑溶膠材料可能已變成大致固體的材料)。這將用于使背襯120成為自支承(雖然是柔性的)薄片，并且(通過纖維111與彼此和/或與背襯120的表面121之間的接觸點和/或相鄰點處的固結粘結劑)用于將纖維111粘合在一起，且將卷繞幅材110粘合于背襯120。如上文所述，在一些實施例中，高溫暴露可在多個步驟中進行，這樣可提供本文詳述的優點。例如，此兩步溫度暴露可使第一升高的溫度用于充分硬化增塑溶膠，以至卷繞幅材110不會以無法接受的程度穿透到其中，然而仍允許充分穿透以增強粘合。此兩步溫度暴露也可使第一升高的溫度充分活化發泡劑的發泡作用，以便背襯前體126足夠厚，從而使卷繞幅材110的纖維111穿透到其中的程度令人滿意，但并不完全活化發泡劑的發泡作用(這可能會無法接受地妨礙纖維111穿透到背襯前體126中)。達到所需的穿透量之后，可通過使用維持在第二 (較高)高溫下的整理烘箱來完全活化發泡劑，并使背襯前體126完全固結成背襯120。不管是怎樣實現的，溫度暴露可用于活化背襯前體的發泡劑，以在背襯中形成許多孔隙，其中背襯密度相應減小，且背襯的整體厚度相應增加。因此，可使用厚度與致密(無孔)背襯相同但所用材料明顯更少的多孔背襯。圖4描繪如本文所公開的用于制造粘合墊的示例性過程。該過程使用設備200，所述設備包括擠出機160，用于將熔融聚合物細絲擠入驟冷槽162中，并與冷卻液和輥163接觸，從而形成卷繞幅材110，如上文所述。然后，卷繞幅材110通過干燥裝置165，并接著通過粘結劑涂布裝置166。設備200還包括增塑溶膠沉積裝置170，用于將增塑溶膠沉積在移動的環形帶171上，從而形成背襯前體126。然后，其上載有背襯前體126的環形帶171穿過維持在第一升高的溫度的受熱表面173。這會充分地增加背襯前體126的溫度而使背襯前體126部分固結，并且使其中包含的發泡劑部分活化(即，活化一部分)。在靠近受熱表面173的順維邊緣的位置，使其中有(尚未固結的)粘結劑114的卷繞幅材110與背襯前體126接觸(部分固結且部分發泡)。(如果卷繞幅材110被形成為包括相對更致密的層，所述層位于接觸驟冷槽中的輥163的卷繞幅材110表面上，則最好可將生產線200配置成使卷繞幅材110的此更致密的表面成為粘合于多孔背襯120的表面112)。當卷繞幅材110和背襯前體126隨后越過區域174時，卷繞幅材110的表面112的至少某些纖維111的至少某些部分至少部分地穿透進入背襯前體126的表面121中。之后，卷繞幅材110和背襯前體126進入整理烘箱175，所述整理烘箱維持在第二升高的溫度，所述第二升高的溫度比第一升高的溫度高，并且用于使背襯前體126完全固結成背襯120，且使粘結劑114完全固結，從而共同將卷繞幅材110和背襯120牢固地粘合在一起，以形成粘合墊150。第二升高的溫度也用于完全活化背襯120內的發泡劑，從而在背襯120內形成許多孔隙，如上文所述。因此，當粘合墊150離開整理烘箱175時，多孔背襯120的厚度可 為最初沉積的背襯前體126厚度的兩倍、三倍、四倍或以上。(本領域普通技術人員會認識至IJ，即使背襯前體126在本文中描述為通常在穿過整理烘箱175期間轉化成背襯120，但背襯前體126通常在暴露于受熱表面173施加的第一升高的溫度期間部分固結，因此，可能無法確定地說明背襯前體126變成背襯120的確切時間。)在離開烘箱175時，粘合墊150可與環形帶171分開，可任選地進行冷卻(例如，將室溫空氣或冷卻空氣吹向粘合墊150)，并且可根據需要卷起，如圖4所示。或者，可分開粘合墊150(例如，沿橫維方向切割)，以形成可堆疊、儲存等的分離制品。如果需要，可執行各種后加工操作(例如，印刷、包裝等)。如本公開通篇述及，上述過程的溫度可加以選擇和控制，以實現本文所述的有利效果。選擇此類操作溫度的依據可為(例如)各部分的加工溫度(例如，用于制造卷繞幅材纖維的材料擠出溫度；背襯材料和固結粘結劑的固結溫度；可膨脹微球的活化溫度；以及發泡劑的活化溫度)。在示例性實施例中，用于制造卷繞幅材纖維的聚合物樹脂可為乙烯基(例如，聚氯乙烯)，其可在(例如)約200°C的合適溫度下擠出。背襯材料和固結粘結劑可為乙烯基增塑溶膠，例如其合適的固結溫度在約110°C至160°C的范圍內。可膨脹微球可被選擇成具有(例如)在約120°C至130°C范圍內的膨脹開始溫度，以及在190°C至200°C范圍內的最大膨脹溫度。發泡劑可被選擇成具有(例如)約180°C的活化溫度(例如，在存在促進劑的情況下)。在各構成要素的此示例性組合的情況下，可能適合的是，用模頭溫度在180°C至210°C的范圍內(以使微球在擠出過程中完全膨脹)的擠出機160執行擠出操作。可能適合的是，使用溫度被保持在(例如)130°C至160°C范圍內的受熱表面173 (例如，使背襯前體126部分固化，并且部分活化其中的發泡劑)。可能適合的是，在溫度處于180°C范圍內的整理烘箱175中執行最終粘合，以更完全地(例如，基本上徹底地)使背襯120和粘結劑114固結，并且更完全地(例如，基本上徹底地)活化發泡劑。本領域普通技術人員一般都了解，上述僅為通用范圍，此外一般都認識到，各個溫度暴露的持續時間可進行選擇和控制，以實現本文所述的有利結果。除上文所述優點外，發明人已發現，本文所公開的組合物和方法具有意料之外的優點。也就是說，已發現，纖維111呈現凹凸不平的表面115讓油墨更持久地粘合于纖維111的表面115 (例如，在將圖像等印刷到卷繞幅材110上時)。此結果是意想不到的，因為雖然(例如)包含可供油墨穿透的開放式孔隙的這種類型的多孔表面可能預期為能吸收更多油墨的表面，但膨脹聚合物微球提供的孔隙的閉孔性質并不提供多孔的可滲透表面(如圖3中照片所示)。
此外還發現，纖維111中存在由膨脹聚合物微球提供的孔隙可使卷繞幅材110更好地承受在生產復合墊(即墊包括多個片，這多個片已單獨制成并隨后沿邊彼此粘合)過程中的高溫。此復合墊通常被制造成可允許生產個性化墊，例如顯示字母、圖像等的墊。此復合墊的組合方法可為(例如)生產兩個如上文所述的粘合墊(例如)所述粘合墊有兩種不同的顏色，然后切割出徹底穿過第一粘合墊的通孔(例如，采用字母的形狀)，接著在第二粘合墊中切割出相匹配的字母。然后，第二粘合墊的字母可嵌入第一粘合墊中對應的穿切開口中而形成復合墊。接著，所述復合墊可(例如)置于(背襯側向下)受熱表面上，所述受熱表面可充分加熱兩個粘合墊的背襯，以便將第二粘合墊的背襯邊緣和與第二粘合墊的背襯邊緣鄰接的第一粘合墊的背襯邊緣粘合在一起。本行業中一直存在的問題是，該過程所需的溫度(例如，170°C至190°C)高到足以會損壞或甚至熔化卷繞幅材。此外，這類復合墊通常手動進行裝配。因此，能承受較高溫度(該溫度顧及使背襯更快地粘合)而不受損或熔化的卷繞幅材使得更快地裝配復合墊成為可能，這相應地提高了生產率。意外地發現，使用包括多孔纖維(如本文所述，用膨脹聚合物微球實現)的卷繞幅材以及本文所述的多孔背襯，可使卷繞幅材在裝配復合墊時能更強地經受住高溫和/或長時間的高溫暴露。如上所述，粘合墊150可通過在卷繞幅材110的表面113上印刷(字母、圖像等)而被進一步裝飾。根據需要，可在本文所述的粘合過程之前或之后進行這種印刷。本文所公開的粘合墊可用作(例如)地板墊等。還可以有其他用途，這對于本領域普通技術人員是顯而易見的。粘合墊使用圖4所示類型的設備和過程進行制造。卷繞幅材卷繞幅材材料使用大體類似于美國專利3，686，049和3，837，988中所述的那些設備和方法進行制造。獲得具有以下近似成分的可擠出混合物
權利要求
1.一種粘合墊，其包括 卷繞幅材，其包括第一主表面和相對的第二主表面， 所述卷繞幅材由具有主徑向表面的熱塑性聚合物纖維構成，至少某些所述熱塑性聚合物纖維為各自包括膨脹聚合物微球的多孔熱塑性聚合物纖維，所述膨脹聚合物微球遍及整個所述纖維而分布，并被設置成使所述多孔熱塑性聚合物纖維的所述主徑向表面凹凸不平； 以及 多孔熱塑性聚合物背襯，其包括第一主表面和相對的第二主表面， 其中所述卷繞幅材的所述第一主表面粘合于所述多孔熱塑性聚合物背襯的所述第一主表面。
2.根據權利要求I所述的粘合墊，其中所述膨脹聚合物微球遍布所述多孔熱塑性聚合物纖維的內部。
3.根據權利要求I所述的粘合墊，其中所述膨脹聚合物微球存在于所述多孔熱塑性聚合物纖維中，含量為以重量計約O. 4%至約2. 0%。
4.根據權利要求I所述的粘合墊，其中所述多孔熱塑性聚合物纖維具有一定的密度，所述密度小于在沒有孔的情況下所述纖維的熱塑性聚合物材料的密度的約60%。
5.根據權利要求I所述的粘合墊，其中所述多孔熱塑性聚合物纖維具有小于約I.O克/立方厘米的密度。
6.根據權利要求I所述的粘合墊，其中所述多孔熱塑性聚合物纖維具有約O.3mm至約Imm的平均直徑。
7.根據權利要求I所述的粘合墊，其中所述膨脹聚合物微球具有一定的膨脹直徑，所述膨脹直徑平均為所述卷繞幅材的所述多孔熱塑性聚合物纖維的直徑的約10%至約50%。
8.根據權利要求I所述的粘合墊，其中所述多孔熱塑性聚合物背襯具有一定的密度，所述密度小于在沒有孔的情況下所述背襯的熱塑性聚合物材料的密度的約60%。
9.根據權利要求I所述的粘合墊，其中所述多孔熱塑性聚合物背襯具有小于約O.8克/立方厘米的密度。
10.根據權利要求I所述的粘合墊，其中構成所述卷繞幅材的所述第一主表面的至少某些所述多孔熱塑性聚合物纖維的至少某些部分，至少部分地穿透進入所述多孔熱塑性聚合物背襯的所述第一主表面中。
11.根據權利要求I所述的粘合墊，其中所述粘合墊包括粘結劑，所述粘結劑至少有助于在所述纖維之間的接觸點或相鄰點，將至少某些所述多孔熱塑性聚合物纖維彼此粘合，而且所述粘結劑至少有助于在纖維與所述背襯的所述第一主表面之間的接觸點或相鄰點，將至少某些所述多孔熱塑性聚合物纖維粘合于所述多孔熱塑性聚合物背襯的所述第一主表面。
12.根據權利要求11所述的粘合墊，其中所述多孔熱塑性聚合物纖維由增塑聚氯乙烯構成，其中所述多孔熱塑性聚合物背襯由發泡的固結型聚氯乙烯增塑溶膠構成，且其中所述粘結劑由固結型聚氯乙烯增塑溶膠構成。
13.一種用于制造粘合墊的方法，其包括 擠出熱塑性聚合物熔體以形成由擠出纖維構成的卷繞幅材，其中所述聚合物熔體包括可膨脹聚合物微球，其在擠出過程中膨脹以使所述擠出纖維多孔，并使所述擠出纖維具有凹凸不平的主徑向表面； 形成包含發泡劑的熱塑性聚合物背襯前體； 將所述卷繞幅材的第一主表面粘合于所述熱塑性聚合物背襯前體的第一主表面； 以及 活化所述發泡劑，并且使所述熱塑性聚合物背襯前體固結，以將所述熱塑性聚合物背襯前體轉化成多孔熱塑性聚合物背襯。
14.根據權利要求13所述的方法，其中將所述聚合物熔體從多個擠出模孔擠出，進入冷卻液中，且其中在所述聚合物熔體通過從所述擠出模孔到所述冷卻液之間的距離這段時間內，所述可膨脹聚合物微球發生膨脹。
15.根據權利要求13所述的方法，其中將所述熱塑性聚合物背襯前體暴露于第一升高的溫度，以部分活化所述發泡劑并使所述熱塑性聚合物背襯前體部分固結，隨后將其暴露于比所述第一升高的溫度高的第二升高的溫度，以實質上完成所述發泡劑的活化，并實質上完成使所述熱塑性聚合物背襯前體固結成所述多孔熱塑性聚合物背襯。
16.根據權利要求15所述的方法，其中所述過程包括將所述熱塑性聚合物背襯前體暴露于所述第一升高的溫度，然后使所述卷繞幅材的所述第一主表面與所述熱塑性聚合物背襯前體的所述第一主表面接觸，并且隨后將所述熱塑性聚合物背襯前體和所述卷繞幅材暴露于所述第二升高的溫度。
17.根據權利要求16所述的方法，其中在使所述卷繞幅材的所述第一主表面與所述熱塑性聚合物背襯前體的所述第一主表面接觸和將所述熱塑性聚合物背襯前體和所述卷繞幅材暴露于所述第二升高的溫度這兩步操作之間留出時間間隔，在所述時間間隔內，將所述卷繞幅材和所述熱塑性聚合物背襯前體暴露于比所述第一升高的溫度低的溫度，且所述時間間隔足以使所述卷繞幅材的某些所述纖維的至少一部分能夠至少部分地穿透進入所述熱塑性聚合物背襯前體中。
18.根據權利要求13所述的方法，其還包括將粘結劑沉積進所述卷繞幅材的內部，以使得所述粘結劑的一些部分在所述卷繞幅材的某些所述纖維之間的接觸點或相鄰點處聚集，并且使得所述粘結劑的一些部分在所述卷繞幅材的纖維與所述熱塑性聚合物背襯前體的所述第一主表面之間的接觸點或相鄰點處聚集。
19.根據權利要求18所述的方法，其還包括使所述粘結劑固結。
全文摘要
本文公開一種粘合墊，其包括粘合于背襯的卷繞幅材。所述卷繞幅材包括連續卷繞的纖維，至少某些所述纖維包含膨脹聚合物微球。所述背襯包括多孔材料。本文公開制造所述卷繞幅材和所述背襯的方法，以及將所述卷繞幅材和所述背襯進行粘合的方法。
文檔編號B32B7/12GK102791474SQ201180013392
公開日2012年11月21日 申請日期2011年1月27日 優先權日2010年1月29日
發明者納爾遜·R·科斯塔 申請人:3M創新有限公司