专利名称：粘合垫和制造方法
粘合垫和制造方法
背景技术：
许多年来，由热塑性聚合物材料构成的垫已用作地板覆盖物。具体地讲，包括不透水背衬(有卷绕的粗糙细丝从所述背衬向上凸出)的垫已被用作地板垫，所述地板垫可移去和/或捕获源于鞋子等的灰尘和碎屑。
发明内容
本文公开一种粘合垫，其包括粘合于背衬的卷绕幅材。所述卷绕幅材包括连续卷绕的纤维，至少某些所述纤维包含膨胀聚合物微球。所述背衬包括多孔材料。本文公开制造所述卷绕幅材和所述背衬的方法，以及将所述卷绕幅材和所述背衬进行粘合的方法。因此，一方面，本发明公开一种粘合垫，其包括卷绕幅材，其包括第一主表面和相
对的第二主表面，所述卷绕幅材由具有主径向表面的热塑性聚合物纤维构成，至少某些所述热塑性聚合物纤维为各自包括膨胀聚合物微球的多孔热塑性聚合物纤维，所述膨胀聚合物微球遍及整个所述纤维而分布，并被设置成使所述多孔热塑性聚合物纤维的所述主径向表面凹凸不平；以及多孔热塑性聚合物背衬，其包括第一主表面和相对的第二主表面，其中所述卷绕幅材的所述第一主表面粘合于所述多孔热塑性聚合物背衬的所述第一主表面。另一方面，本文公开一种用于制造粘合垫的方法，其包括挤出热塑性聚合物熔体，以形成由挤出纤维构成的卷绕幅材，其中所述聚合物熔体包括可膨胀聚合物微球，其在挤出过程中膨胀，以使所述挤出纤维多孔，并使所述挤出纤维具有凹凸不平的主径向表面；形成包含发泡剂的热塑性聚合物背衬前体；将所述卷绕幅材的第一主表面粘合于所述热塑性聚合物背衬前体的第一主表面；以及活化所述发泡剂，并且使所述热塑性聚合物背衬前体固结，以将所述热塑性聚合物背衬前体转化成多孔热塑性聚合物背衬。在以下具体实施方式
中，将显而易见本发明的这些方面和其他方面。然而，在任何情况下都不应将上述发明内容理解为是对要求保护的主题进行的限制，该主题仅由所附权利要求书限定，并且在审查期间可以进行修改。
图I为示例性层合物的侧视图，所述示例性层合物包括粘合于示例性多孔背衬的示例性卷绕幅材(coil web)ο图2为粘合于图I的示例性多孔背衬的示例性卷绕幅材的放大视图。图3为将示例性卷绕幅材的一部分放大约7. 5倍的光学显微图。图4为用于生产如本文所述的粘合垫的示例性过程的示例图。在多张图中，类似的参考标号表示类似的元件。一些元件可能以相同或相等的倍数出现；在此类情况下，参考标号可能仅标出一个或多个代表性元件，但应当理解，此类参考标号适用于所有此类相同的元件。除非另外指明，否则本文档中的所有图和附图均未按比例绘制，并且被选择用于示出本发明的不同实施例。具体地讲，除非另外指明，否则仅用示例性术语描述各种部件的尺寸，并且不应从附图推断各种部件的尺寸之间的关系。尽管在本发明中可能使用了“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“下方”、“上方”、“前部”、“背部”、“向外”、“向内”、“向上”和“向下”以及“第一”和“第二”等术语，但应当理解，除非另外指明，否则这些术语仅以它们的相对意义使用。
具体实施例方式图I中所示为包括卷绕幅材110的示例性粘合垫150的侧面透视图。卷绕幅材110包括多孔纤维111，并且包括第一主表面112以及相对的第二主表面113。(本领域普通技术人员会认识到，卷绕幅材110的表面112和113可以不是完全平坦和/或连续的物理表面，因为它们由卷绕幅材110的某些纤维111最外面的部分共同构成)。粘合垫150还包括多孔背衬120，其包括第一主表面121以及相对的第二主表面122。卷绕幅材110的第一主表面112粘合于多孔背衬120的第一主表面121 ;即，构成卷绕幅材110的第一主表面112的某些纤维111的至少某些部分粘合于多孔背衬120的第一主表面121。在进行此粘合时，卷绕幅材110的某些多孔纤维111的至少某些部分可至少部分地穿透进入多孔背衬120中，如图2的示例性实施例所示，并且粘合于所述多孔背衬。卷 绕幅材110到多孔背衬120的粘合可使用粘结剂增强，如下文所述。卷绕幅材110的某些纤维111的至少某些部分包括由膨胀聚合物微球116提供的孔(即，孔隙)。至少某些膨胀聚合物微球116充分接近纤维111的径向主表面115，从而使纤维111及其表面115具有凹凸不平的特性。也就是说，表面115可包括许多至少稍微径向外凸的隆起117，以使多孔纤维111包括可变直径(即，沿纤维的长轴变化的直径)。多孔背衬120的内部包括孔隙，所述孔隙可通过(例如)使用发泡剂而获得(多孔背衬120的第一主表面121和第二主表面122也可显示出由发泡剂引起的多孔性)。应该指出的是，本文相对于纤维111和/或背衬120使用的术语“多孔”表示，存在遍布纤维111或背衬120各部分的内部的至少许多孔隙(孔)。但是，术语“多孔”并不意味着，此类孔隙空间必须互连和/或连接到纤维或背衬的外表面。也就是说，术语“多孔性”不要求(例如)单独纤维111或背衬120具有渗透性。卷绕幅材110包括开放式结构，所述结构由相互接合的连续卷绕纤维111构成，可任选地使用固结粘结剂114进行固结。即使卷绕幅材的单独纤维111可能不可渗透，但卷绕幅材110整体可渗透(例如，使流体可从中通过)，如上所述。卷绕幅材110的制造方法可为(例如)向下挤出熔融聚合物细丝，使其掠过接触辊(例如金属辊)的接触表面，该接触恰好在冷却液表面上方发生，细丝随后浸入所述冷却液中。这样便可使细丝在接触骤冷浴并硬化时进行折叠、弯曲、成环、卷绕等(例如)从而形成具有高度开放式结构的相对较厚的三维幅材。例如，在第3，686，049号、第3，837，988号、第4，351，683号和第4，634，485号美国专利中详细描述了执行此类操作的方法，上述所有专利全文以引用方式并入本文中。在一些情况下，上述折叠等可使卷绕幅材110的一个表面比另一个表面相对更致密(例如，如美国专利4，351，683的图2和图3所示)。在此类情况下，可能最好将相对更致密的表面用作粘合于多孔背衬120的第一主表面112。与热熔粘合纤维、纺粘纤维等相比，卷绕幅材110的纤维111可具有相对较大的直径。在多种实施例中，纤维111的平均直径可为至少约O. 1mm、至少约O. 2mm，或至少约O. 3_。在其他实施例中，纤维111的平均直径可为至多约2_、至多约I. 5mm,或至多约1_。例如，与通常在纺粘纤维等中观察到的取向相比，纤维111通常不表现出明显的取向。卷绕幅材110的厚度可在(例如)O. 3cm至I. 6cm的范围内。在一些实施例中，纤维111可由聚合物熔体制成，所述聚合物熔体由乙烯基(即聚氯乙烯)聚合物树脂构成。例如，可使用悬浮聚合聚氯乙烯均聚物树脂。聚合物熔体可包括一种或多种增塑剂(例如，邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯等)。此外，它可包括一种或多种额外的增塑剂(例如，环氧大豆油等)。这些物质可能以较低浓度存在，并且可被称为辅助增塑剂。可使用其他成分(例如)矿物填料(例如碳酸钙)、稳定剂(例如，所熟知的基于含钙和/或含锌材料的稳定剂)、颜料、加工助剂等。卷绕幅材110的纤维111包括膨胀聚合物微球116，其使纤维111具有孔隙(这样可有利地降低纤维111和卷绕幅材110的密度和基重)。提供膨胀聚合物微球116的方法可为，将可膨胀的聚合物微球添加(例如混合)到用于形成熔融聚合物细丝的聚合物树脂。熔融聚合物细丝的挤出温度可被选择成可促使可膨胀聚合物微球膨胀。然而(并且在不希望为理论或机制所限的情况下)，可能发生情况是由于挤出机和挤出模头中压力较高，一些、 大多数或所有膨胀可能在聚合物熔体离开挤出模头之后发生。因此，此类膨胀可主要在特定短时间内发生，在此特定短时间内，熔融聚合物细丝通过从挤出模孔到冷却液之间的距离(与冷却液接触当然会快速冷却聚合物熔体，从而不可能发生进一步膨胀)。因此，可能较有用的是控制挤出机和挤出模头温度、熔融聚合物的流量、从挤出模头到骤冷槽之间的距离等，从而促进微球发生所需的膨胀。冷却液(其通常为含水的适当湿润剂、表面活性剂等)的温度也可根据需要进行控制，然而通常可维持在环境温度。微球的膨胀使纤维111具有孔隙空间，并且也可使表面115具有微凸的隆起117，如上文所述。此类特征可提供有利的意想不到的好处，如下文所述。在多种实施例中，凸出的隆起117可包括介于约O. 02mm至约O. Imm之间的曲率半径。合适的可膨胀聚合物微球可包括(例如)美国专利申请公开案2007/0208093中所述的那些材料，该专利申请公开案为此以引用方式并入本文中。合适的可膨胀聚合物微球包括(例如)根据商品名Expancel从荷兰阿姆斯特丹阿克苏·诺贝尔公司(AkzoNobel, Amsterdam, Netherlands)获得的那些材料。此类微球通常包括包封挥发剂的热塑性聚合物外壳，所述挥发剂可在一定温度下挥发，该温度处于与热塑性聚合物外壳进行软化的温度相同或相似的范围。因挥发剂挥发而导致内部压力增加可使微球最多膨胀为其原体积的四十倍，从而形成空的(除任何残余挥发剂之外)空隙体积。可根据活化温度和/或原(未膨胀的)直径来选择此类可膨胀微球，具体取决于特定需要。在多种实施例中，可膨胀微球可以任何方便的所需填充量添加到可挤出的聚合物树脂中，从而使可膨胀微球遍布所形成的挤出纤维，这与涂在挤出纤维的外表面上的情况形成对比。在多种实施例中，填充量可在至少约O. I重量％、至少约O. 2重量％,或者至少约O. 5重量％的范围内。在其他实施例中，填充量可在至多约5. O重量％、至多约3. O重量％，或者至多约2. O重量％的范围内。在多种实施例中，膨胀微球的平均尺寸可为至多O. 4mm、0. 3mm或O. 2mm(“尺寸”表示大致球形的膨胀微球/孔隙的直径，或者就不对称微球/孔隙而言的当量直径)。在其他实施例中，纤维中的膨胀微球/孔隙的平均尺寸可为至少O. 02mm、O. 03mm或O. 04mm。在多种实施例中，膨胀聚合物微球可包括膨胀直径，所述膨胀直径平均为卷绕幅材110的热塑性聚合物多孔纤维111的直径的约10%至约50%。
在多种实施例中，包括膨胀聚合物微球的多孔纤维111的密度可不超过特定材料的密度的约80%，不超过该密度的约70%，或者不超过该密度的约60%，所述特定材料包括没有膨胀微球的纤维111。在特定实施例中，在没有膨胀微球的情况下，纤维材料的密度可在约I. 2至约I. 6克/立方厘米的范围内，而且包括膨胀聚合物微球的材料可具有在约O. 6至约1.0克/立方厘米范围内的密度。卷绕幅材110的纤维111至少在某些点彼此粘合，在这些点处，单独纤维111彼此接触和/或彼此紧邻。此粘合可通过直接粘合来实现(例如)通过将一根纤维的材料热熔粘合于另一纤维的材料来实现。然而，也可以有固结粘结剂114，并且可额外地和/或主要地用于将纤维111彼此粘合，以及/或者将所述纤维粘合于多孔背衬120的第一主表面121，如图2所示。多孔背衬120通常为片状，其中长度和宽度显著大于厚度。多孔背衬120由能够粘合于卷绕幅材110的热塑性树脂构成。在一些实施例中，多孔背衬120由增塑乙烯基(gp聚氯乙烯)聚合物构成。在此情况下，多孔背衬120可由增塑溶胶(液态)制成，所述增塑溶 胶包括分散在液态增塑剂内的聚氯乙烯粒子，其中聚氯乙烯在低温时不溶解，但在高温时可溶解。增塑溶胶可沉积到表面上(之后，增塑溶胶可能在文中称为背衬前体)，并且暴露于足以使增塑剂充分溶解到聚氯乙烯中的温度，从而使背衬前体硬化成自支承背衬(此过程称为固结，为本领域一般技术人员所熟知)。在此类实施例中，增塑溶胶可包括由下列各项构成的混合物乳液聚合聚氯乙烯树脂、主增塑剂(例如，邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯等)、辅助增塑剂(例如，环氧大豆油)、热稳定剂(例如，含Ca和/或含Zn材料)、加工助剂等。为了赋予多孔性，增塑溶胶可(例如)包含发泡剂(例如，偶氮甲酰胺等)。特别是，合适的发泡剂可包括(例如)根据商品名Naftofoam BA-210 (偶氮甲酰胺和碳酸氢钠的混合物)从巴西里约热内卢开米森化工集团(Chemson Group, Rio Claro Brazil)获得的材料。当暴露于足够高的温度时，发泡剂会被活化而产生挥发性成分(例如气体)，该挥发性成分会膨胀而形成许多小孔隙(即孔)。此过程常称为发泡。如果需要，增塑溶胶可包含辅剂，用于降低使发泡剂活化所需的温度(此类辅剂常被称为“促进剂(kicker)”)。合适的辅剂可包括(例如)众所周知的含钾和/或含锌促进剂。特别是，合适的促进剂可包括(例如)根据商品名Baerostab KK3712从德国下施莱斯海姆市百尔罗赫有限公司(Baerlocher GmbH, Unterschleissheim, Germany)获得的材料。在其他实施例中，可使背衬具有多孔性的手段包括使用本文所述的可膨胀聚合物微球，使用玻璃泡填料，等等。增塑溶胶成分可通过为本领域普通技术人员所周知的方法进行混合。例如，可使用行星式混合器等。同样众所周知的是，可使用两阶段混合，其中在初始混合阶段添加增塑剂的一部分，而在最终的放慢(let-down)阶段添加增塑剂的剩余部分。此工序可增加在混合的初始阶段所做的剪切功，并且可提高混合效率。申请人还发现，具体地讲，较为有利的是使发泡剂和辅剂彼此充分混合，并均匀分散在增塑溶胶混合物内。例如，这可通过两阶段混合工序的特定变型来实现，如在本文的实例中公开。为了形成多孔背衬，可通过刮涂、辊涂、槽式涂布等使增塑溶胶在移动带上沉积所需的厚度，所述移动带可为可重复使用的环形带或者一次性衬垫(例如，硅化纸衬垫等)。通常，便利的做法是在环境温度(可包括(例如)15°C至30°C的范围，具体取决于环境)下使增塑溶胶沉积。然后，所沉积的增塑溶胶(背衬前体)可暴露于第一升高的温度，所述第一升高的温度比增塑溶胶沉积时的温度高，并且可用于至少部分地使增塑溶胶固化，以及/或者可用于至少部分地活化发泡剂的至少一部分。这可通过以下方式来执行在移动带上运输背衬前体，从而使该背衬前体越过受热表面(例如，使移动带的下表面接触受热表面，使热量通过该下表面传导来加热背衬前体)。受热表面的温度、带的移动速度等可被选择以实现所需的温度暴露。可能需要的是，背衬前体在经过受热表面时承受的温度(和/或暴露于该温度的持续时间)，低至足以使发泡剂不会在暴露于第一升高的温度期间完全活化。在此情况下，第一升高的温度暴露可能仅足以使发泡剂适度、较小程度或轻微程度地活化。在此情况下，发泡剂可通过整理热处理(例如，在整理烘箱(finishing oven)中)更完全地(彻底地)活化，以形成多孔背衬120，如下文所述。同样，跨过受热表面的通道可以仅够使增塑溶胶部分地固化(熔合)成自支承背衬，其中完全硬化随后发生在整理热处理过程中。 在多种实施例中，使用本文所述的发泡剂制成的多孔背衬120的密度可以不超过构成背衬120的、但未使用发泡剂制备的材料密度，不超过该材料密度约70%、约60%或约50%。在特定实施例中，在没有发泡剂的情况下背衬材料的密度可在约I. 2至约I. 6克/立方厘米的范围内，而用本文所描述的发泡剂制成的背衬材料可具有约O. 5至约O. 9克/立方厘米范围内的密度。在多种实施例中，多孔背衬中孔隙的平均尺寸可为至多O. 4_、O. 3mm或O. 2mm。在其他实施例中，多孔背衬中孔隙的平均尺寸可为至少O. 01mm、0. 02mm或O. 04mmo通常，背衬120 (虽然在如本文所述的发泡剂活化时是多孔的)不渗透液体，并且包括遍及其整个长度和宽度范围的连续结构(例如，不是具有通孔等的不连续结构)。当将粘合垫150 (例如)置于(背衬侧向下)地板上时，这种特性可有助于捕获由纤维111移去且落入卷绕幅材110中的任何碎屑。通常，多孔背衬120是柔性的(例如)以便在需要时可卷起粘合垫150。在描述将卷绕幅材110粘合于背衬120时，将使用术语背衬前体126，但本领域普通技术人员一般都了解，由于关于背衬前体126何时变成背衬120没有明确的分界线，因此，术语背衬120也可适用。执行此粘合的方法可为(例如)每当背衬前体126处于相对较软的状态时，使卷绕幅材110的第一主表面112与背衬前体126的第一主表面121接触，以便某些纤维111的至少某些部分能够至少部分地穿透进入背衬前体126中。然后，卷绕幅材110和背衬前体126可在较短的时间间隔内维持此构造，以实现这种部分穿透，之后，将卷绕幅材110和背衬前体126暴露于高温，所述高温足以使背衬前体126固结成(自支承)背衬120，同时将卷绕幅材110粘合于所述背衬。可方便完成这些任务的方法为(例如)生产如上文所述的卷绕幅材110，然后当背衬前体126 (由移动带运送)接近完全跨过上述维持在第一升高的温度的受热表面时，使卷绕幅材110的表面112与背衬前体126的表面121接触。然后，其上载有卷绕幅材110的背衬前体126可越过一定的距离，所述距离被设计成允许使卷绕幅材110的纤维111穿透到背衬前体126中所需的时间间隔。之后，其上载有卷绕幅材110的背衬前体126可进入整理烘箱(其维持在第二升高的温度，所述第二升高的温度比上述受热表面的第一升高的温度高)，所述烘箱充分加热背衬前体126以使其固结，从而形成附着有卷绕幅材110的背衬120。为增强卷绕幅材110到背衬120的粘合，以及/或者为增强卷绕幅材110的纤维111彼此间的粘合，可使用粘结剂。在一些实施例中，粘结剂为固结粘结剂(例如)液态乙烯基增塑溶胶，其粘度足够低以至当沉积到卷绕幅材110的(上)主表面113上时，增塑溶胶穿透到卷绕幅材Iio的内部。这样，粘结剂114可在卷绕幅材110的单独纤维111之间的接触点和/或相邻点聚积，见图2中的示例性图示。当使卷绕幅材110与背衬120接触时，粘结剂114也可在某些纤维111的某些部分与背衬120的主表面121的某些区域之间的接触点和/或相邻点聚积，同样见图2中的示例性图示。粘结剂114的固结接着可有助于将纤维111粘合于彼此和/或粘合于背衬120。可能便利的方式是，例如在卷绕幅材110经过干燥装置(用于除去任何残余的冷却液)之后，且在使卷绕幅材110与背衬120接触之前，使粘结剂114沉积在卷绕幅材110上。此沉积可用任何公知的方法完成。
合适的液态增塑溶胶固结粘结剂可为混合物，该混合物包括(例如)乳液聚合PVC树脂、主增塑剂(例如，邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯等)、辅助增塑剂(例如，环氧大豆油)、热稳定剂(例如，含Ca和/或含Zn材料)、紫外线吸收剂、抗氧化剂、加工助剂等。在足够的温度暴露(例如，如处于第二升高的温度的整理烘箱中所实现的)下，包含增塑溶胶的背衬前体126和包含增塑溶胶的固结粘结剂将会固结(本领域普通技术人员会认识到，这意味着在从高温中移开时增塑溶胶材料可能已变成大致固体的材料)。这将用于使背衬120成为自支承(虽然是柔性的)薄片，并且(通过纤维111与彼此和/或与背衬120的表面121之间的接触点和/或相邻点处的固结粘结剂)用于将纤维111粘合在一起，且将卷绕幅材110粘合于背衬120。如上文所述，在一些实施例中，高温暴露可在多个步骤中进行，这样可提供本文详述的优点。例如，此两步温度暴露可使第一升高的温度用于充分硬化增塑溶胶，以至卷绕幅材110不会以无法接受的程度穿透到其中，然而仍允许充分穿透以增强粘合。此两步温度暴露也可使第一升高的温度充分活化发泡剂的发泡作用，以便背衬前体126足够厚，从而使卷绕幅材110的纤维111穿透到其中的程度令人满意，但并不完全活化发泡剂的发泡作用(这可能会无法接受地妨碍纤维111穿透到背衬前体126中)。达到所需的穿透量之后，可通过使用维持在第二 (较高)高温下的整理烘箱来完全活化发泡剂，并使背衬前体126完全固结成背衬120。不管是怎样实现的，温度暴露可用于活化背衬前体的发泡剂，以在背衬中形成许多孔隙，其中背衬密度相应减小，且背衬的整体厚度相应增加。因此，可使用厚度与致密(无孔)背衬相同但所用材料明显更少的多孔背衬。图4描绘如本文所公开的用于制造粘合垫的示例性过程。该过程使用设备200，所述设备包括挤出机160，用于将熔融聚合物细丝挤入骤冷槽162中，并与冷却液和辊163接触，从而形成卷绕幅材110，如上文所述。然后，卷绕幅材110通过干燥装置165，并接着通过粘结剂涂布装置166。设备200还包括增塑溶胶沉积装置170，用于将增塑溶胶沉积在移动的环形带171上，从而形成背衬前体126。然后，其上载有背衬前体126的环形带171穿过维持在第一升高的温度的受热表面173。这会充分地增加背衬前体126的温度而使背衬前体126部分固结，并且使其中包含的发泡剂部分活化(即，活化一部分)。在靠近受热表面173的顺维边缘的位置，使其中有(尚未固结的)粘结剂114的卷绕幅材110与背衬前体126接触(部分固结且部分发泡)。(如果卷绕幅材110被形成为包括相对更致密的层，所述层位于接触骤冷槽中的辊163的卷绕幅材110表面上，则最好可将生产线200配置成使卷绕幅材110的此更致密的表面成为粘合于多孔背衬120的表面112)。当卷绕幅材110和背衬前体126随后越过区域174时，卷绕幅材110的表面112的至少某些纤维111的至少某些部分至少部分地穿透进入背衬前体126的表面121中。之后，卷绕幅材110和背衬前体126进入整理烘箱175，所述整理烘箱维持在第二升高的温度，所述第二升高的温度比第一升高的温度高，并且用于使背衬前体126完全固结成背衬120，且使粘结剂114完全固结，从而共同将卷绕幅材110和背衬120牢固地粘合在一起，以形成粘合垫150。第二升高的温度也用于完全活化背衬120内的发泡剂，从而在背衬120内形成许多孔隙，如上文所述。因此，当粘合垫150离开整理烘箱175时，多孔背衬120的厚度可 为最初沉积的背衬前体126厚度的两倍、三倍、四倍或以上。(本领域普通技术人员会认识至IJ，即使背衬前体126在本文中描述为通常在穿过整理烘箱175期间转化成背衬120，但背衬前体126通常在暴露于受热表面173施加的第一升高的温度期间部分固结，因此，可能无法确定地说明背衬前体126变成背衬120的确切时间。)在离开烘箱175时，粘合垫150可与环形带171分开，可任选地进行冷却(例如，将室温空气或冷却空气吹向粘合垫150)，并且可根据需要卷起，如图4所示。或者，可分开粘合垫150(例如，沿横维方向切割)，以形成可堆叠、储存等的分离制品。如果需要，可执行各种后加工操作(例如，印刷、包装等)。如本公开通篇述及，上述过程的温度可加以选择和控制，以实现本文所述的有利效果。选择此类操作温度的依据可为(例如)各部分的加工温度(例如，用于制造卷绕幅材纤维的材料挤出温度；背衬材料和固结粘结剂的固结温度；可膨胀微球的活化温度；以及发泡剂的活化温度)。在示例性实施例中，用于制造卷绕幅材纤维的聚合物树脂可为乙烯基(例如，聚氯乙烯)，其可在(例如)约200°C的合适温度下挤出。背衬材料和固结粘结剂可为乙烯基增塑溶胶，例如其合适的固结温度在约110°C至160°C的范围内。可膨胀微球可被选择成具有(例如)在约120°C至130°C范围内的膨胀开始温度，以及在190°C至200°C范围内的最大膨胀温度。发泡剂可被选择成具有(例如)约180°C的活化温度(例如，在存在促进剂的情况下)。在各构成要素的此示例性组合的情况下，可能适合的是，用模头温度在180°C至210°C的范围内(以使微球在挤出过程中完全膨胀)的挤出机160执行挤出操作。可能适合的是，使用温度被保持在(例如)130°C至160°C范围内的受热表面173 (例如，使背衬前体126部分固化，并且部分活化其中的发泡剂)。可能适合的是，在温度处于180°C范围内的整理烘箱175中执行最终粘合，以更完全地(例如，基本上彻底地)使背衬120和粘结剂114固结，并且更完全地(例如，基本上彻底地)活化发泡剂。本领域普通技术人员一般都了解，上述仅为通用范围，此外一般都认识到，各个温度暴露的持续时间可进行选择和控制，以实现本文所述的有利结果。除上文所述优点外，发明人已发现，本文所公开的组合物和方法具有意料之外的优点。也就是说，已发现，纤维111呈现凹凸不平的表面115让油墨更持久地粘合于纤维111的表面115 (例如，在将图像等印刷到卷绕幅材110上时)。此结果是意想不到的，因为虽然(例如)包含可供油墨穿透的开放式孔隙的这种类型的多孔表面可能预期为能吸收更多油墨的表面，但膨胀聚合物微球提供的孔隙的闭孔性质并不提供多孔的可渗透表面(如图3中照片所示)。
此外还发现，纤维111中存在由膨胀聚合物微球提供的孔隙可使卷绕幅材110更好地承受在生产复合垫(即垫包括多个片，这多个片已单独制成并随后沿边彼此粘合)过程中的高温。此复合垫通常被制造成可允许生产个性化垫，例如显示字母、图像等的垫。此复合垫的组合方法可为(例如)生产两个如上文所述的粘合垫(例如)所述粘合垫有两种不同的颜色，然后切割出彻底穿过第一粘合垫的通孔(例如，采用字母的形状)，接着在第二粘合垫中切割出相匹配的字母。然后，第二粘合垫的字母可嵌入第一粘合垫中对应的穿切开口中而形成复合垫。接着，所述复合垫可(例如)置于(背衬侧向下)受热表面上，所述受热表面可充分加热两个粘合垫的背衬，以便将第二粘合垫的背衬边缘和与第二粘合垫的背衬边缘邻接的第一粘合垫的背衬边缘粘合在一起。本行业中一直存在的问题是，该过程所需的温度(例如，170°C至190°C)高到足以会损坏或甚至熔化卷绕幅材。此外，这类复合垫通常手动进行装配。因此，能承受较高温度(该温度顾及使背衬更快地粘合)而不受损或熔化的卷绕幅材使得更快地装配复合垫成为可能，这相应地提高了生产率。意外地发现，使用包括多孔纤维(如本文所述，用膨胀聚合物微球实现)的卷绕幅材以及本文所述的多孔背衬，可使卷绕幅材在装配复合垫时能更强地经受住高温和/或长时间的高温暴露。如上所述，粘合垫150可通过在卷绕幅材110的表面113上印刷(字母、图像等)而被进一步装饰。根据需要，可在本文所述的粘合过程之前或之后进行这种印刷。本文所公开的粘合垫可用作(例如)地板垫等。还可以有其他用途，这对于本领域普通技术人员是显而易见的。粘合垫使用图4所示类型的设备和过程进行制造。卷绕幅材卷绕幅材材料使用大体类似于美国专利3，686，049和3，837，988中所述的那些设备和方法进行制造。获得具有以下近似成分的可挤出混合物
权利要求
1.一种粘合垫，其包括 卷绕幅材，其包括第一主表面和相对的第二主表面， 所述卷绕幅材由具有主径向表面的热塑性聚合物纤维构成，至少某些所述热塑性聚合物纤维为各自包括膨胀聚合物微球的多孔热塑性聚合物纤维，所述膨胀聚合物微球遍及整个所述纤维而分布，并被设置成使所述多孔热塑性聚合物纤维的所述主径向表面凹凸不平； 以及 多孔热塑性聚合物背衬，其包括第一主表面和相对的第二主表面， 其中所述卷绕幅材的所述第一主表面粘合于所述多孔热塑性聚合物背衬的所述第一主表面。
2.根据权利要求I所述的粘合垫，其中所述膨胀聚合物微球遍布所述多孔热塑性聚合物纤维的内部。
3.根据权利要求I所述的粘合垫，其中所述膨胀聚合物微球存在于所述多孔热塑性聚合物纤维中，含量为以重量计约O. 4%至约2. 0%。
4.根据权利要求I所述的粘合垫，其中所述多孔热塑性聚合物纤维具有一定的密度，所述密度小于在没有孔的情况下所述纤维的热塑性聚合物材料的密度的约60%。
5.根据权利要求I所述的粘合垫，其中所述多孔热塑性聚合物纤维具有小于约I.O克/立方厘米的密度。
6.根据权利要求I所述的粘合垫，其中所述多孔热塑性聚合物纤维具有约O.3mm至约Imm的平均直径。
7.根据权利要求I所述的粘合垫，其中所述膨胀聚合物微球具有一定的膨胀直径，所述膨胀直径平均为所述卷绕幅材的所述多孔热塑性聚合物纤维的直径的约10%至约50%。
8.根据权利要求I所述的粘合垫，其中所述多孔热塑性聚合物背衬具有一定的密度，所述密度小于在没有孔的情况下所述背衬的热塑性聚合物材料的密度的约60%。
9.根据权利要求I所述的粘合垫，其中所述多孔热塑性聚合物背衬具有小于约O.8克/立方厘米的密度。
10.根据权利要求I所述的粘合垫，其中构成所述卷绕幅材的所述第一主表面的至少某些所述多孔热塑性聚合物纤维的至少某些部分，至少部分地穿透进入所述多孔热塑性聚合物背衬的所述第一主表面中。
11.根据权利要求I所述的粘合垫，其中所述粘合垫包括粘结剂，所述粘结剂至少有助于在所述纤维之间的接触点或相邻点，将至少某些所述多孔热塑性聚合物纤维彼此粘合，而且所述粘结剂至少有助于在纤维与所述背衬的所述第一主表面之间的接触点或相邻点，将至少某些所述多孔热塑性聚合物纤维粘合于所述多孔热塑性聚合物背衬的所述第一主表面。
12.根据权利要求11所述的粘合垫，其中所述多孔热塑性聚合物纤维由增塑聚氯乙烯构成，其中所述多孔热塑性聚合物背衬由发泡的固结型聚氯乙烯增塑溶胶构成，且其中所述粘结剂由固结型聚氯乙烯增塑溶胶构成。
13.一种用于制造粘合垫的方法，其包括 挤出热塑性聚合物熔体以形成由挤出纤维构成的卷绕幅材，其中所述聚合物熔体包括可膨胀聚合物微球，其在挤出过程中膨胀以使所述挤出纤维多孔，并使所述挤出纤维具有凹凸不平的主径向表面； 形成包含发泡剂的热塑性聚合物背衬前体； 将所述卷绕幅材的第一主表面粘合于所述热塑性聚合物背衬前体的第一主表面； 以及 活化所述发泡剂，并且使所述热塑性聚合物背衬前体固结，以将所述热塑性聚合物背衬前体转化成多孔热塑性聚合物背衬。
14.根据权利要求13所述的方法，其中将所述聚合物熔体从多个挤出模孔挤出，进入冷却液中，且其中在所述聚合物熔体通过从所述挤出模孔到所述冷却液之间的距离这段时间内，所述可膨胀聚合物微球发生膨胀。
15.根据权利要求13所述的方法，其中将所述热塑性聚合物背衬前体暴露于第一升高的温度，以部分活化所述发泡剂并使所述热塑性聚合物背衬前体部分固结，随后将其暴露于比所述第一升高的温度高的第二升高的温度，以实质上完成所述发泡剂的活化，并实质上完成使所述热塑性聚合物背衬前体固结成所述多孔热塑性聚合物背衬。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述过程包括将所述热塑性聚合物背衬前体暴露于所述第一升高的温度，然后使所述卷绕幅材的所述第一主表面与所述热塑性聚合物背衬前体的所述第一主表面接触，并且随后将所述热塑性聚合物背衬前体和所述卷绕幅材暴露于所述第二升高的温度。
17.根据权利要求16所述的方法，其中在使所述卷绕幅材的所述第一主表面与所述热塑性聚合物背衬前体的所述第一主表面接触和将所述热塑性聚合物背衬前体和所述卷绕幅材暴露于所述第二升高的温度这两步操作之间留出时间间隔，在所述时间间隔内，将所述卷绕幅材和所述热塑性聚合物背衬前体暴露于比所述第一升高的温度低的温度，且所述时间间隔足以使所述卷绕幅材的某些所述纤维的至少一部分能够至少部分地穿透进入所述热塑性聚合物背衬前体中。
18.根据权利要求13所述的方法，其还包括将粘结剂沉积进所述卷绕幅材的内部，以使得所述粘结剂的一些部分在所述卷绕幅材的某些所述纤维之间的接触点或相邻点处聚集，并且使得所述粘结剂的一些部分在所述卷绕幅材的纤维与所述热塑性聚合物背衬前体的所述第一主表面之间的接触点或相邻点处聚集。
19.根据权利要求18所述的方法，其还包括使所述粘结剂固结。
全文摘要
本文公开一种粘合垫，其包括粘合于背衬的卷绕幅材。所述卷绕幅材包括连续卷绕的纤维，至少某些所述纤维包含膨胀聚合物微球。所述背衬包括多孔材料。本文公开制造所述卷绕幅材和所述背衬的方法，以及将所述卷绕幅材和所述背衬进行粘合的方法。
文档编号B32B7/12GK102791474SQ201180013392
公开日2012年11月21日 申请日期2011年1月27日 优先权日2010年1月29日
发明者纳尔逊·R·科斯塔 申请人:3M创新有限公司