法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2013-08-21
授权
授权
2010-03-24
实质审查的生效
实质审查的生效
2010-01-20
公开
公开
相关申请的相互参引
本申请要求于2006年11月13日提交的美国临时申请 60/865,611的优先权。出于各种目的，在此将申请60/865,611的公 开文本通过引用的方式全文纳入本说明书中。
技术领域
本发明总体上涉及从地毯中回收一种或多种聚合物组分的方法 和系统。本发明还涉及一种地毯，其包括通过本文公开的方法和系 统回收的用后地毯材料(post consumer carpet material)。此外， 本发明还涉及包括从用后地毯中回收的材料的地毯的制造方法。
背景技术
地毯，特别是尼龙地毯，是许多家庭和商户选择的铺地材料。 然而，地毯具有有限的使用寿命并且最终必须更换，由此产生的旧 地毯废料通常送往垃圾填埋场。每年产生的大量的地毯废料都对填 埋能力造成负担，并对环境产生负面影响。此外，大多数地毯使用 尼龙这种相对昂贵的材料作为毯面纤维而制造。每年废弃的旧地毯 量对于潜在的可再利用地毯组分相当于数十亿美元的损失。
为了减少旧地毯对环境的影响，并挽回一些由于弃用纤维和其 它有用地毯废料而造成的经济损失，地毯回收似乎成为一种合理的 解决方案。然而，回收地毯非常困难，因为它的三种主要成分在化 学和物理性质上各不相同。大部分地毯由以下物质构成：约20-50 重量％的毯面纤维，其余为背衬材料-通常为聚丙烯，和一种将地毯 纤维粘附于背衬材料上的粘合剂。所述粘合剂通常包括羧基化的苯 乙烯-丁二烯(XSB)乳液共聚物以及无机填充剂例如碳酸钙。此外， 尽管固化后的热固性体系在某种情况下可回收，但却不能作为二代 地毯制造过程中的原料聚合物组分而再次使用。
为了回收地毯，通常使毯面纤维与粘合剂和背衬分离，以再加 工为新产品或进行化学回收。多种机械去除地毯纤维的方法已投入 使用。这些方法会不利地导致回收地毯纤维的低产率。例如，美国 专利6,610,769公开了一种使用可在碱水溶液的存在下通过剪切而 完全清除的粘合剂的方法。在另一个实例中，美国专利5,240,530 公开了一种将地毯研碎成长度小于约1/4英寸的纤维，并在水浴中 洗涤以使各种地毯材料根据密度分离的方法。
在又一个实例中，美国专利5,230,473描述了一种方法，其通 过反复使用由空气、水、热风、蒸汽和化学溶液组成的高压流体、 并使用转动元件反复剥离而释放和松解乳液/填充剂粘合剂体系，从 而使整个地毯瓦解、分离和分隔。
在另一个实例中，美国专利5,722,603描述了一种从地毯中多 步回收毯面纤维的方法，包括使地毯开松并对其施加冲击力以减小 颗粒尺寸；筛分并洗涤颗粒；然后在水中使用水力旋流器分离。所 述洗涤操作任选加入添加剂-例如氢氧化钠和非离子表面活性剂- 以改善颗粒的润湿和分离。
回收地毯的另一种方法是将地毯纤维本身从其他组分中溶解出 来。例如，美国专利5,840,773描述了一种通过将尼龙溶在一种醇- 水试剂中而从地毯废料中提取尼龙的方法。该方法不利地使用了大 量的有机溶剂。在又一个实例中，美国专利5,889,142描述了一种 通过将尼龙溶在一种己内酰胺-水混合物中而从地毯废料中提取尼 龙的方法。该方法同样需要大量的有机溶剂。
在又一个实例中，美国专利5,932,724描述了一种解聚多组分 废料的方法，该废料作为一种挤出熔体供给反应器，并在高温高压 下与过热蒸汽接触以提供可纯化和聚合的己内酰胺。最后，美国专 利5,916,410描述了回收地毯纤维的难点并描述了一种包括使用有 机软化剂的方法。
因此，需要提供改善的回收一种或多种地毯组分的方法和系统。 进一步地，需要提供可生成适用于制造二代地毯的回收材料的地毯 回收方法和系统。此外，还需要制造包括一种或多种从用后地毯中 回收的材料的地毯结构的方法。
发明内容
本发明部分地基于发现了一种从地毯中回收一种或多种聚合物 组分的新方法。待回收的地毯可为任何地毯。一方面，所述地毯可 非限制地为用后地毯或用前地毯、制造边角料、质量不合格地毯等。 所述方法通常包括将包括至少一种聚合物基组分的用后地毯置入一 种含萜溶剂体系中。用后地毯中的聚合物组分可至少基本溶于该含 萜溶剂体系。在聚合物溶解后，可将所有不溶的组分材料从该溶剂 体系中除去，然后再将溶剂体系与溶出的一种或多种聚合物组分分 离。在本发明的实施方案中，溶出聚合物组分的分离可通过提取萜 溶剂而实现。在萜溶剂提取至少基本完全后，剩余包括待回收的最 初溶出的聚合物材料的组合物。得到的组合物可进一步加工，以使 含聚合物组合物适于制造二代地毯，其中二代地毯的一种或多种组 分包括通过上述方法回收的含聚合物组合物。
在另一个宽泛的方面，本发明提供一种地毯，其包括大量纤维、 一种具有正面和背面的主要背衬材料、一种任选的预涂材料、一种 粘合背衬材料和一种任选的辅助背衬材料，其中所述大量纤维粘附 于主要背衬材料上，并且从主要背衬材料的正面伸出，并暴露于主 要背衬材料的背面。在一个实施方案中，将任选的预涂层覆于主要 背衬材料的背面，然后将粘合背衬材料与预涂层邻接放置。或者， 如果不存在预涂层，则粘合背衬材料可置于主要背衬材料的背面。 根据这些方面，任选的辅助背衬材料可与粘合背衬材料邻接施用。 根据本发明的该宽泛方面，上述地毯结构的一种或多种任意组分均 可包括一种上述的回收聚合物组合物。在一个示例性的方面，所述 粘合背衬材料包括一种上述的回收聚合物组合物。此外，制造的地 毯结构可为阔幅地毯、块状地毯、甚或小地毯。
在又一个宽泛的方面，本发明还提供一种制造包括一种或多种 上述回收聚合物组合物的地毯的方法。所制造的地毯包括一个含纱 线的正表面、一种主要背衬材料、一种粘合背衬材料。如上所述， 所述地毯可任选包括一个位于主要背衬背面和粘合材料之间的预涂 层。进一步地，所述地毯还可任选包括一种辅助背衬材料，其中所 述主要背衬材料的背表面与地毯正表面相对。根据所述方法的一些 方面，所述纱线粘附于主要背衬材料上，所述粘合背衬材料覆于主 要背衬材料的背表面，且所述任选的辅助背衬材料覆于粘合背衬材 料上。在一个示例性的方面，所述粘合背衬材料包括一种上述的回 收聚合物组合物。
本发明的其它实施方案部分将在下述详细说明、附图和权利要 求书中进行说明，而部分将从该详细说明中推知，或可从本发明的 实施中得知。应理解前述的宽泛说明和下文的详细说明均只为示例 性和说明性的，而不限制所公开的本发明。
附图说明
图1为根据本发明一方面的示例性回收系统和方法的示意图。
图2a、图2b和图2c为本发明的一个示例性多槽逆流溶剂溶解 系统的示意图。
图3为一个示例性的簇绒地毯的示图。
图4为根据本发明一方面的示例性挤出涂布生产线的示意图。
图5为根据本发明一方面的示例性挤出涂布生产线的示意图。
图6为根据本发明一方面的示例性簇绒地毯的示意图。
具体实施方式
本发明可通过参考以下详细的说明、实施例、附图和权利要求 以及上下文说明书更容易地理解。然而，在本发明的设备、系统和/ 或方法被公开和描述前，应理解除非另有指明，本发明并不限于所 述特定的设备、系统和/或方法，因为它们毫无疑问地可有多种变化 形式。还应理解本文所用术语只是出于说明具体方面的目的，而不意 欲作为限制。
提供本发明的以下说明作为本发明对其当前获知的最佳实施方 式的可能教导。为此，本领域技术人员将认识和理解，可针对本文 所述的本发明的各方面作出多种变化方案，而仍可获得本发明的有 益效果。同样显而易见的是，本发明的预期效果也可通过选择本发 明的部分特征而不利用其它特征实现。因此，本领域技术人员将认 识到，多种针对本发明的改进方案和调整方案都是可行的，且在某 些条件下甚至是理想的，这些也都是本发明的一部分。因此，提供 的以下说明是为说明本发明的基本原则，而不对其造成限制。
除非上下文中另外明确指出，本文使用的单数形式的“一”、“一 个”和“该”包括复数指代对象。因此，例如，除非上下文中另外明 确指出，提及一个“表面”包括两个或更多个这类表面的情况。
本文中范围可以表示为从“约”一个具体的数值，和/或至“约” 另一个具体的数值。当表示为这种范围时，另一方面包括从该一个具 体的数值和/或至该另一个具体的数值。类似地，当通过在前面使用 “约”将数值表示为近似值时，应理解具体的数值构成另一方面。另 外，应当理解的是，每个范围的端点在与另一个端点相关和独立于另 一个端点时都是有意义的。
本文所用“任选的”或“任选地”意指后面描述的事件或情况可 能出现，也可能不出现，并且这样的描述包括所述事件或情况出现的 情形和所述事件或情况不出现的情形。
术语“紧密接触”指主要背衬材料的背表面和粘合背衬材料之 间的机械相互作用。
术语“基本包覆”指粘合背衬材料较大程度地围绕处于或贴近 主要背衬材料的背表面和粘合背衬材料间界面处的纱线或纤维束。
术语“基本固结”是指通过对纱线或纤维束的基本包覆、并使 主要背衬材料的背表面与粘合背衬材料紧密接触而获得的地毯的整 体一体性和尺寸稳定性。在一个方面，基本固结的地毯中的各地毯 组分具有良好的组分粘结性和良好的抗脱层性能。
本文所用术语“一体熔合(integral fusing)”与本领域公知 的含义相同，是指使用高于粘合背衬材料熔点的温度使地毯组分热 粘合。在这一方面，当粘合背衬材料包括与纤维或主要背衬材料或 其二者相同的聚合物时，会发生一体熔合。而当粘合背衬材料包括 与纤维和主要背衬材料不同的聚合物时，不发生一体熔合。另一方 面，术语“相同的聚合物”意指聚合物的各个单体单元的化学性质 相同，尽管它们的分子或形态特征可能不同。相反地，术语“不同 的聚合物”意指聚合物的各个单体单元的化学性质不同，而不考虑 分子和形态的任何差异。因此，根据本发明的各个定义，聚丙烯主 要背衬材料和聚乙烯粘合背衬材料不会发生一体熔合，因为这些地 毯组分具有不同的化学性质。
本文所用术语“地毯组分”分别指地毯纤维束、主要背衬材料、 任选的预涂层、粘合背衬材料、任选的强化层和任选的辅助背衬材 料。
本文所用术语“挤出涂布”具有其常规的含义，是指这样一种 挤出技术，其中通常为球状的聚合物组合物在挤出机中被加热至高 于其熔点温度的高温，然后压送过狭缝模头以形成一种半熔态或熔 融态的聚合物片材。所述半熔态或熔融态的聚合物片材被连续拉送 至连续供料的坯布上，以在坯布的背面涂布所述聚合物组合物。还 应理解，本文所用挤出涂布并不限于涂布坯布，而可用于将组合物 覆于任何所需的地毯构造组分上，包括，例如，主要背衬和/或辅助 背衬。
一方面，本文所用术语“层压技术”具有其常规的含义，是指 首先通过使粘合背衬材料成形为固化或基本固化的膜或片材，然后 在一个单独的工艺步骤中再热所述膜或片材或对其升温，然后再将 所述膜或片材覆于主要背衬材料的背表面上，以此将粘合背衬材料 覆于坯布上。
本文所用术语“热焓”是填充剂的热容和比重的数学计算结果。 在本发明的具体实施方案中，使用特征为高热焓的填充剂以延长粘 合背衬材料的固化或熔化时间。The Handbook for Chemical Technicians，Howard J.Strauss and Milton Kaufmann，McGraw Hill Book Company，1976，第14节和2-1中提供了精选的矿物填 充剂的热容和比重信息，在此通过引用的方式将该公开文本纳入本 说明书中。本发明适用的填充剂在本发明的整个挤出涂布加工温度 范围内不改变其物理状态(即，保持为固体材料)。示例性优选的高 热焓填充剂同时具有高比重和高热容。
本文所用术语“内爆剂(implosion agent)”指常规发泡剂或 者其它在受热活化时-通常在某一特定的活化温度下-放出气体或 引起气体放出的化合物。在本发明中，内爆剂可用于将粘合背衬材 料内爆或压入纱线或纤维束的空余空间内。
本文所用术语“加工用料”是指诸如纺丝油蜡(spin finishing wax)、设备用油、上浆剂(sizing agent)等物质，其可影响粘合 背衬材料的粘合或物理界面相互作用。任选地，至少部分加工用料 可通过本发明的冲洗或洗涤技术除去或移去，以此实现改善的机械 粘合性能。
本文所用术语“聚丙烯地毯”和“聚丙烯坯布”意指主要由聚 丙烯纤维构成的地毯或坯布，而不考虑所述地毯或坯布的主要背衬 材料是由聚丙烯还是由某种其它材料构成。
本文所用术语“尼龙地毯”和“尼龙坯布”意指主要由尼龙纤 维构成的地毯或坯布，而不考虑所述地毯或坯布的主要背衬材料是 由尼龙还是由某种其它材料构成。
本文中用于描述乙烯聚合物的术语“线型”，意指乙烯聚合物的 聚合物主链不含可测定或可表征的长支链，例如，所述聚合物的取 代为平均小于0.01长支链/1000个碳。
本文所用术语“共聚物”意指由两种或更多种不同的重复单元 (单体残余)所形成的聚合物。示例性而非限制性地，共聚物可为 交替共聚物、无规共聚物、嵌段共聚物或接枝共聚物。
用于描述乙烯聚合物的术语“均相乙烯聚合物”以基于Elston 的美国专利3,645,992的原始公开文本的常规含义使用，所述公开 文本通过引用的方式纳入本文中；该术语是指乙烯聚合物中共聚单 体在给定的聚合物分子内随机分布、且其中几乎所有的聚合物分子 都具有基本相同的乙烯/共聚单体摩尔比。如本文所定义，基本线型 乙烯聚合物和均相支化线型乙烯二者都是均相乙烯聚合物。
均相支化乙烯聚合物为具有短支链的均相乙烯聚合物，其特征 在于具有相对高的短链支化分布指数(SCBDI)或相对高的组成分布 支化指数(CDBI)。也就是说，所述乙烯聚合物具有大于或等于50％、 优选大于或等于70％、更优选大于或等于90％的SCBDI或CDBI，且几 乎不含可测的高密度(晶态)聚合物片段。
所述SCBDI或CDBI定义为共聚单体含量在中值总摩尔共聚单体 含量50％以内的聚合物分子的重量百分比，表示聚合物中的共聚单体 分布与伯努利(Bernoullian)分布期望的共聚单体分布的比较。聚 烯烃的SCBDI或CDBI可方便地通过本领域已知技术所得的数据计算 得出，所述已知技术例如升温洗脱分级技术(简称为“TREF”)，描 述于例如Wild等人，Journal of Polymer Science，Poly.Phys.Ed.， Vol.20，p.441(1982)，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)或者在美国专利4,798,081和 5,008,204中，上述所有公开文本通过引用的方式纳入本文。然而， 优选的TREF技术不包括SCBDI或CDBI计算中的清洗量(purge quantity)。更优选地，所述聚合物中共聚单体的分布以及SCBDI或 CDBI按照例如美国专利5,292,845和J.C.Randall在Rev.Macromol. Chem.Phys.，C29，pp.201-317中的描述通过13C NMR分析确定，所 述公开文本通过引用的方式纳入本文。
术语“均相支化线型乙烯聚合物”和“均相支化线型乙烯/α- 烯烃聚合物”意指所述烯烃聚合物具有均相分布或窄的短支化分布 (即聚合物具有相对高的SCBDI或CDBI)，而不具有长链支化。也就 是说，所述线型乙烯聚合物是一种以不含长链支化为特征的均相乙 烯聚合物。这类聚合物可通过能获得均一的短链支化分布(即均相 支化)的聚合法制备(例如，描述于Elston的美国专利3,645,992)。 在该聚合法中，Elston使用可溶性钒催化剂体系制备这类聚合物， 然而其他研究者，例如Mitsui Petrochemical Industries和Exxon Chemical Company，已报道使用所谓的单活性中心催化剂体系制备 与Elston所述聚合物具有类似的均相结构的聚合物。此外，Ewen等 人的美国专利4,937,299和Tsutsui等人的美国专利5,218,071公 开了使用茂金属催化剂制备均相支化线型乙烯聚合物，这些公开文 本通过引用的方式纳入本文。均相支化线型乙烯聚合物的典型特征 在于具有小于3、优选小于2.8、更优选小于2.3的分子量分布 (Mw/Mn)。
术语“均相线型支化乙烯聚合物”或“均相支化线型乙烯/α- 烯烃聚合物”不包括本领域技术人员公知的具有大量长支链的高压 支化聚乙烯。一方面，术语“均相线型乙烯聚合物”总括性地代表 线型乙烯均聚物和线型乙烯/α-烯烃共聚体二者。例如，线型乙烯/ α-烯烃共聚体具有短链支化，且所述α-烯烃通常为至少一种C3-C20α-烯烃(例如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯和 1-辛烯)。
另一方面，当用在乙烯均聚物(即不含任何共聚单体、因而无 短支链的高密度乙烯聚合物)时，术语“均相乙烯聚合物”或“均 相线型乙烯聚合物”意指该聚合物示例性地使用均相催化剂体系制 备，所述均相催化剂体系为例如Elston或Ewen、或Canich在美国 专利5,026,798和5,055,438中、或Stevens等人在美国专利 5,064,802中所描述的均相催化体系，这三篇公开文本全部通过引用 的方式纳入本文。
一方面，本文所用术语“基本线型乙烯聚合物”是指具有长链 支化的均相支化乙烯聚合物。该术语不包括具有线型聚合物主链的 非均相或均相支化乙烯聚合物。对于基本线型乙烯聚合物而言，所 述长支链具有与聚合物主链相同的共聚单体分布，且长支链的长度 可约等于它们所连接的聚合物主链的长度。基本线型乙烯聚合物的 聚合物主链的取代为约0.01长支链/1000碳至约3长支链/1000碳、 更优选为约0.01长支链/1000碳至约1长支链/1000碳、且特别是 约0.05长支链/1000碳至约1长支链/1000碳。
另一方面，长链支化在本文中定义为具有至少6个碳的链长，6 碳以上的长度无法通过13C核磁共振谱辨别。乙烯均聚物中可利用13C 核磁共振(NMR)谱来确定长链支化是否存在，并可使用Randall描 述的方法(Rev.Macromol.Chem.Phys.，C29，V.2&3，p.285-297) 量化，所述公开文本通过引用的方式纳入本文。
尽管目前的13C核磁共振谱不能确定超过6个碳原子的长支链的 长度，但存在其它已知的技术可用于测定乙烯聚合物、包括乙烯/1- 辛烯共聚体中长支链是否存在。两种示例性的这类方法为与激光小 角光散射检测器联机的凝胶渗透色谱(GPC-LALLS)和与差示粘度计 检测器联机的凝胶渗透色谱(GPC-DV)。这些技术在长支链检测中的 应用和理论已有许多文献报道，参见，例如Zimm，G.H.和Stockmayer， W.H.，J.Chem.Phys.，17，1301(1949)和Rudin，A.，Modem Methods of Polymer Characterization，John Wiley&Sons，New York(1991)pp.103-112，所述公开文本通过引用的方式纳入本文。
又一方面，基本线型乙烯聚合物为均相支化乙烯聚合物，并描 述于美国专利5,272,236和美国专利5,278,272中，所述公开文本 通过引用的方式纳入本文。均相支化基本线型乙烯聚合物可由以下 来源获得，即产自Dow Chemical Company，Midland，Michigan的 AFFINITYTM聚烯烃塑性体和产自Dupont Dow Elastomers JV的 ENGAGETM聚烯烃弹性体。均相支化基本线型乙烯聚合物可在限定几何 构型催化剂(constrained geometry catalyst)的存在下，通过乙 烯与一种或多种任选α-烯烃共聚单体的溶液、淤浆或气相聚合作用 制备，例如欧洲专利申请416,815-A所公开的方法，所述公开文本 通过引用的方式纳入本文。优选使用溶液聚合法制造本发明所用的 基本线型乙烯聚合物。
术语“非均相”和“非均相支化”意指乙烯聚合物可以表现为 一种具有不同乙烯/共聚单体摩尔比的共聚体分子的混合物。非均相 支化乙烯聚合物的特点在于具有小于约30％的短链支化分布指数 (SCBDI)。非均相支化线型乙烯聚合可由以下来源获得，即产自Dow Chemical Company的DOWLEXTM线型低密度聚乙烯和ATTANETM超低密 度聚乙烯树脂。非均相支化线型乙烯聚合物可按照例如Anderson等 人的美国专利4,076,698所公开的方法，在齐格勒-纳塔(Ziegler Natta)催化剂的存在下，通过乙烯和一种或多种任选α-烯烃共聚 单体的溶液、淤浆或气相聚合作用制备，所述文献通过引用的方式 纳入本文。非均相支化乙烯聚合物的典型特征为具有3.5至4.1范 围内的分子量分布(Mw/Mn)，并且在组成短链支化分布和分子量分布 上与基本线型乙烯聚合物和均相支化线型乙烯聚合物有所不同。
令人惊讶的是，用于本发明的基本线型乙烯聚合物具有优良的 加工性能，尽管它们具有相对窄的分子量分布(MWD)。在这方面， 基本线型乙烯聚合物的熔体流动比(I10/I2)可基本不随多分散指数 (即分子量分布(Mw/Mn))而变化。这与其流变性为随多分散指数的 增加I10/I2值亦增加的常规非均相支化线型聚乙烯树脂不同。基本线 型乙烯聚合物的流变性能也不同于具有相对低的、基本固定I10/I2值的均相支化线型乙烯聚合物。
本说明书和所附权利要求中提及的特定元素或组分在组合物或 产品中的重量份数表示该元素或组分与用重量份表示的组合物或产 品中的任意其它元素或组分之间的重量关系。因此，在含有2重量 份组分X和5重量份组分Y的组合物或组合物的一部分中，X和Y以 2∶5的重量比存在，并且该存在的比例与所述组合物中是否含有其它 组分无关。
组分的重量百分数以含有该组分的制剂或组合物的总重量为基 准，除非明确指明相反。
除非上下文中另有明确说明，所用术语地毯总括性地包括阔幅 地毯、块状地毯、甚或小地毯。“阔幅地毯”指一种制造为按滚展式 (roll form)使用及意欲以滚展式使用的阔幅铺地织物。“块状地 毯”指一种组合式铺地织物，常规为18”×18”、24”×24”或36” ×36”的正方形，但其它尺寸和形状也在本发明的范围内。
通过参考以下对本发明优选实施方案的详细描述和其中所包含 的实例以及附图及其上下文说明，可更容易地理解本发明。
如上概述，在一个宽泛方面，本发明提供一种回收从已制得的 地毯结构例如用后地毯结构中回收一种或多种聚合物的地毯回收系 统和方法。所述回收系统和方法可用于回收任何可溶于含萜溶剂体 系的聚合物材料。可回收且在已制得的地毯结构中常见的示例性聚 合物包括：聚乙烯聚合物，例如低密度聚乙烯(LDPE)、非均相支化 线型低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、非均相支化超 低密度聚乙烯(ULDPE)、非均相支化极低密度聚乙烯(VLDPE)、非 均相支化线型低密度聚乙烯(LLDPE)、非均相支化线型极低密度聚 乙烯(VLLDPE)；乙烯与α-烯烃的共聚物；聚丙烯；丙烯与α-烯烃 的共聚物；丙烯与乙烯的共聚物；乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)； 乙烯丙烯酸甲酯共聚物(EMA)；接枝的聚乙烯聚合物(例如马来酸 酐挤出接枝的非均相支化线型低聚乙烯或马来酸酐挤出接枝的均相 支化超低密度聚乙烯)；乙烯丙烯酸共聚物；乙烯丙烯酸乙酯共聚物； 聚苯乙烯；聚烯烃；聚丁烯；聚碳酸酯；乙烯丙烯聚合物；乙烯苯 乙烯聚合物；以及苯乙烯嵌段共聚物。
在一个示例性而非限制性的方面，本发明方法和系统可用于从 用后地毯组合物中回收均相支化乙烯聚合物。示例性的可回收均相 支化乙烯聚合物包括于2005年7月29日提交的美国专利申请 11/193,277中描述的地毯结构中用作粘合背衬材料的此类聚合物， 为各种目的通过引用的方式将所述公开文本全文纳入本文。除了这 些聚合物组分的回收外，本发明的方法和系统还可回收地毯组合物 中的一种或多种非萜溶性组成部分，包括例如尼龙纱线纤维、无机 阻燃剂、添加剂和填充剂，这在下文将更详细地描述。
已制得的包括待回收聚合物的地毯结构可为任何所需的地毯结 构，包括但不限于，簇绒地毯、针刺地毯以及甚至手织地毯。此外， 所述系统和方法还可用于阔幅地毯、块状地毯以及甚至小地毯，只 要所述地毯结构包括至少一种可溶于萜基溶剂体系的聚合物材料即 可。在一个方面，所述待回收的地毯结构包括纤维束、一种主要背 衬材料、一个任选的预涂层、一种粘合背衬材料、一个任选的强化 层和一种任选的辅助背衬材料。对此，待回收的聚合物材料可存在 于任意一种或多种上述组成部分中。例如，一方面，所述纤维束可 由聚丙烯纤维束组成。根据这一方面，纤维束中的聚丙烯可通过本 文所述的方法和系统回收。然而，另一方面，所述纤维束可包括一 种不溶于含萜溶液的尼龙材料。根据这一方面，待回收的聚合物可 存在于地毯结构的一种或多种其它组成部分中。例如，上述的一种 或多种聚合物组分可存在于粘合背衬材料甚或任选的辅助背衬材料 中。因此，应理解，用作本发明方法和系统的原料的地毯不限于任 何特定的形状、结构或材料，只要所述地毯包括至少一种可溶于含 萜溶剂体系的聚合物即可。此外，构想待回收的地毯可为任何地毯。 在一个方面，所述地毯可非限制性地为用后或用前地毯、制造边角 料、质量不合格地毯等。
图1示出根据本发明一方面的一种示例性回收方法和系统100。 如图所示，提供用后地毯原料110。地毯原料110同样可为含有至少 一种本文所述的聚合物组合物的任何所需地毯结构。如通常在用后 地毯中发现的，用后地毯中可能存在对回收方法的功效产生不利影 响的外来物质。示例性的外来物质可包括金属材料，例如钩环 (staple)、金属带、钉、角钉(brad)甚或在将地毯从最初安装位 置移除时所使用的工具。因此，所述系统和方法可任选包括首先将 所有外来物质从用后地毯中除去的步骤120。在除去外来物质后(如 果有的话)，可将用后地毯送至粉碎点130。粉碎可增加与溶剂体系 接触的地毯的表面积，从而促进聚合物在萜溶剂体系中的溶解。为 此，可使用任何常规的工业粉碎机、截切机、研磨机等进行粉碎。 一方面，优选的粉碎设备包括一种Herbold Type SMS 60/100/G3/2 成粒机。尽管任何所需的粉碎程度均可使用，然而在一个优选的方 面，地毯被粉碎成平均长度和/或宽度为0.5英寸至4英寸范围内的 块或碎片。
在将原料地毯粉碎成合适大小的碎片之后，可任选在洗涤点140 对原料进行预洗涤以除去可能存在于用后地毯中的一切杂质，例如 污垢、沙子、油渍、无机废料或有机废料。所述任选的粉碎地毯碎 片的预洗涤工序可包括使用例如水、丙酮甚或一种有机溶剂等进行 的溶剂洗涤。
在任选的预洗涤工序之后，将地毯原料引入包含萜的溶剂体系 150中。在引入溶剂体系后，如本文所述的任何可溶于萜的聚合物材 料都将溶解于萜溶剂中。如果需要，可将该溶剂体系加热至高于室 温以促进聚合物在溶剂中的溶解。例如，根据本发明的多个方面， 可合乎需要地将溶剂加热至接近但仍低于萜溶剂体系的沸点。此外， 在其他方面，溶剂体系可保持加压状态。正如本领域技术人员将会 理解的，可使用压力容器以使溶剂体系保持在高压下。通过增加压 力，可将溶剂体系加热至甚至更高的温度而不会达到压力溶剂的沸 点，这可进一步促进聚合物在溶剂体系中溶解。
所述溶解步骤可包括在处于上述所需温度和压力条件的一个单 独容器中，使地毯与溶剂体系接触足够长的时间，直至地毯中存在 的所有萜溶性聚合物至少基本完全溶解。然而，在一个可选方面， 所述溶解步骤可包括多个顺次的溶出容器，其中初始地毯原料被相 继地引入所述多个溶出容器中。多个容器的使用可使溶出聚合物在 进行下文所述的脱挥发分作用前在给定容器中所能达到的浓度最 大。图2示出一个示例性的由三个顺次的逆流罐组成的溶出系统200。 在图2a中，地毯205首先被引入初始含纯溶剂的容器1中，其中地 毯中的第一部分萜溶性聚合物材料开始在该溶剂体系中溶解。由于 地毯中可能存在不同材料而具有不同的溶出率，容器1中溶解基本 所有萜溶性聚合物的效率，可能会在溶剂达到溶出聚合物的最大浓 度前，或在基本所有的萜溶性聚合物都被溶解前显著降低。因此， 在第一部分聚合物溶解后，可将包括不溶物质和其它萜溶性聚合物 的剩余地毯205’从容器1中移出并引入初始含有纯溶剂的容器2。在 引入容器2后，第二部分萜溶性聚合物将溶解于溶剂体系中。然而， 同样由于地毯中可能存在不同材料而使溶出率不同，容器2中溶解 基本所有剩余的萜溶性聚合物的效率，可能会在溶剂达到溶出聚合 物的最大浓度前显著降低。因此，在第二部分聚合物在容器2中溶 解后，可将包括不溶物质和其它萜溶性聚合物的剩余地毯205”从容 器2中移出，随后引入同样初始含有纯溶剂的容器3。所述过程可反 复进行，直至容器1中的溶出聚合物的浓度达到最大，这时可使容 器1脱离所述生产线，以随后对溶出聚合物进行脱挥发分和回收。
如图2b所示，在移去容器1后，容器2和3可各自提前并向系 统中引入新的含有纯溶剂的容器4。然后可重复上述顺次溶解过程， 直至容器2中的溶出聚合物的浓度达到最大，此时可使容器2脱离 生产线，以随后对溶出的聚合物进行脱挥发分和回收。如图2c所示， 在移去容器2后，容器3和4可各自提前并引入新的容器5。应理解， 虽然示出的示例性逆流过程包括3个溶出容器，但该过程可使用任 何所需数量的脱挥发分容器而不限于所示例的方面。
所述萜溶剂体系150包括至少一种具有以下结构通式的萜：
其中“----”各自代表一个任选的键；应存在至少两个任选的键； R1、R1’和R5独立地选自烷基和羧基；R3、R4和R7独立地选自氢、羟基、 羰基、卤素、烷基、烷氧基、羧基和酰基；并且R6选自氢、羟基或 氧。在一个示例性的方面，所述萜溶剂体系可包括一种上述萜，其 中进一步满足：R1和R5为甲基；C1和C2之间的任选的键存在且R1为亚甲基；C1和C2之间的任选的键存在；并且其中R3、R4和R7为氢。 在另一个示例性的方面，所述萜可具有上述结构通式，其中C5和C6 之间以及C6和R6之间任选的键不存在，且其中C6具有S构型。
在示例性的方面，所述萜可为二聚戊烯(外消旋的苧烯)。或者， 所述萜可为非外消旋的1-甲基-4-丙-1-烯-2-基-环己烯(R或S苧 烯)。此外，所述萜还可为(S)-对映异构体(非天然苧烯)。另一方 面，所述萜为2-甲基-5-(丙-1-烯-2-基)环己-2-烯酮。
或者，所述至少一种萜可为D-苧烯，其具有如下结构：
(D-苧烯)。
或者，所述至少一种萜可为香芹醇，其具有如下结构：
此外，所述至少一种萜还可具有如下结构：
在另一个实施方案中，所述至少一种萜可具有如下结构：
(1-甲基-4-(1-甲基乙基)苯)。
另一方面，所述至少一种萜可为蒎烯。为此，在一个示例性的 方面，所述蒎烯可为具有如下结构的α-蒎烯：
(α-蒎烯)。
或者，所述蒎烯可为具有如下结构的β-蒎烯：
(β-蒎烯)。
还构想在某些方面，本领域技术人员已知的具有相似溶度参数、 相似介电常数、相似可混性、相似亲水性、相似疏水性、相似密度、 相似沸点和/或相似化学结构的溶剂可用于代替所公开的溶剂，或与 所公开的溶剂结合。
除所述萜外，溶剂体系还可任选包括至少一种助溶剂。例如， 加入的助溶剂或共溶剂可用作促进溶出聚合物与含萜溶液分离的分 离剂。一方面，所述助溶剂可包括：一种或多种选自例如但不限于 以下的烃，包括戊烷、己烷、环己烷、庚烷和辛烷；一种或多种选 自例如但不限于以下的醇，包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、 叔丁醇和异丙醇；一种或多种选自例如但不限于以下的酮，包括丙 酮、丁酮、环己酮；或一种或多种烃；或者其混合物。因此，所述 至少一种萜可以约25体积％至约100体积％范围内的任何所需量存在 于溶剂体系中，且至少一种助溶剂可以约0体积％至约25体积％的量 存在。此外，另一方面，所述至少一种萜可以约50体积％至100体 积％的量存在，且至少一种助溶剂以约0体积％至约50体积％的量存 在。在另一个示例性的方面，所述至少一种萜可以约75体积％至约 100体积％的量存在，且至少一种助溶剂可以约0体积％至约25体积％ 的量存在。
将会理解，溶剂与被溶解材料的最佳重量比将部分地根据所使 用的具体溶剂体系和/或待溶解的具体地毯结构的组成而变化。然 而，在某些示例性而非限制性的方面，以总重量百分比为基准，萜 溶剂与存在于地毯材料中的萜溶性聚合物的重量比可为约1∶1、5∶1、 7∶1、10∶1、15∶1、20∶1、25∶1甚或高达50∶1。此外，正如本领域 技术人员将理解的，可有利地使所用的溶剂量最小，因为这可减少 脱挥发分过程中待从溶液中提取的溶剂的量。
在聚合物的溶解至少基本完全后，可将含有溶出聚合物的萜溶 液转移至分离点160，在此可使所有未溶解的组分与溶剂体系分离。 例如，待回收的初始地毯原料可示例性而非限制性地包括：无机材 料，例如填充剂和阻燃剂；和聚合物材料，例如尼龙毯面纤维及其 它不溶于萜溶剂体系的聚合物。这些材料165可在该后续的分离步 骤160中从溶液中机械除去。任何常规的从溶液中去除固体的方法 均可使用。例如，不溶性纱线和/或纤维束可使用例如滤网篮或过滤 袋通过常规过滤法分离。不溶性固体颗粒例如无机填充剂和阻燃剂 可利用诸如离心分离、膜过滤、真空带式过滤、烛形管式过滤(candle tube filtration)和超频振动过滤法(vibratory shear enhanced filtration process)(VSEP)等技术回收。在一个示例性的方面， 优选的用于材料165分离的设备包括产自Larox，Inc的PANNEVIS RT-GT HGD真空带式过滤器。此外，过滤后，这些不溶性材料可进一 步加工以用于之后的二代地毯材料中。后续加工工序可包括例如步 骤167，以干燥分离出的含有任何残留溶剂的不溶性材料。在进行所 述干燥步骤167的过程中，可对残留溶剂进行收集以在本文所述的 回收系统中重复使用。
在不溶性组分材料165全部分离后，对含有溶出聚合物的萜溶 剂体系进行脱挥发分170。所述脱挥发分可采用任何常规的分离萜溶 剂与溶出聚合物组分的方法，示例性而非限制性地包括蒸馏、真空 加压、闪蒸罐法、排气式挤出机甚或刮膜式蒸发器。在一个示例性 的方面，可通过蒸馏将萜溶剂从溶液中提取出来，从而使萜溶剂与 初始溶出的聚合物材料至少基本分离。在分离的过程中，可对提取 出的溶剂体系175进行收集，以在本文所述的回收系统和方法中作 为溶剂使用。在一个示例性的方面，优选的萜溶剂提取设备包括产 自LIST USA，Inc的7升CSTR的应用。
应当理解，在初始脱挥发分步骤170后，根据用后地毯的组成， 剩余的回收聚合物组合物可包括两种或多种可溶性聚合物材料的掺 和物。进一步地，初始回收的聚合物材料还可包括一种或多种聚合 物添加剂或存在于原始地毯碎片中的随机污染物(event contaminant)。甚至构想回收的聚合物组合物还包括残留的未提取 的萜溶剂。因此，所述回收的聚合物组合物可任选进行进一步处理 以除去这些聚合物组合物部分中的任意一种或多种。例如，在如图1 所示的一个示例性的方面，可将回收的聚合物组合物转移至任选的 第二或后续脱挥发分点180以除去残留溶剂。所述第二或任意后续 的脱挥发分步骤同样可使用如上述第一脱挥发分步骤列举的设备。 示例性的设备可包括产自NFM Welding Engineers的WE系列2”非啮 合异向旋转排气式54∶1L/D双螺旋挤出机。
在一个示例性的方面，所述任选的第二脱挥发分步骤可包括例 如使来自第一脱挥发分步骤170的初始回收聚合物组合物通过排气 式挤出机以提供回收的聚合物190。所述回收的聚合物还可进一步加 工成任意所需的形状以进行后续的使用和/或储存。例如，回收的聚 合物190可使用例如Gala水下造粒机或Conair线料切粒机进行造 粒。
如下文进一步详细地描述，所回收的聚合物190可用于制造二 代地毯组合物的一种或多种组分。此外，还可在挤出过程中对所有 可能存在于在步骤170的初始回收聚合物材料中的残留萜溶剂185 进行收集，并在之后进一步的回收过程中重复使用。还应理解，本 文所述的工艺可根据某些实施方案设定为分批工艺。或者，所述工 艺也可设定为连续工艺。
根据本发明的多个方面，由本文所述工艺得到的回收聚合物组 合物可表现出适于在二代地毯的制造中后续使用的物理性能。例如， 一方面，根据ASTM D1238-04C所测定，本发明的回收聚合物组合物 表现出2g/10min至200g/10min范围内的熔体流动速率，示例性的 速率包括10g/10min、25g/10min、50g/10min、75g/10min、 100g/10min、125g/10min、150g/10min、175g/10min以及由上述任 意两值所得的熔体流动速率范围内的任意值。其他方面，根据ASTM D1238-04C所测定，所述回收聚合物组合物可表现出20g/10min至 100g/10min范围内的熔体流动速率，示例性的熔体流动速率包括 30g/10min、40g/10min、50g/10min、60g/10min、70g/10min、 80g/10min、90g/10min以及由上述任意两值所得的熔体流动速率范 围内的任意熔体流动速率值。
根据另一个宽泛方面，本发明提供一种二代地毯，其包括一种 通过上述工艺回收的聚合物组合物。在一个优选的方面，所述二代 地毯可为一种簇绒阔幅地毯。或者，所述二代地毯可为一种簇绒块 状地毯。图3示出一种示例性的簇绒地毯300。所述簇绒地毯300为 一种复合结构，包括纱线320(也称为纤维束)、一种具有正表面312 和背表面314的主要背衬材料310、一种粘合背衬材料330以及任选 地一种辅助背衬材料340。为了制成簇绒地毯的正表面，使纱线成簇 穿过主要背衬材料以使每一簇绒毛圈(stitch)的较长段贯穿主要 背衬材料的正表面。
所述簇绒地毯的正面通常可以三种方式制造。第一，对于圈绒 地毯，使簇绒过程中形成的纱线圈保留完整。第二，对于割绒地毯， 在簇绒过程中或簇绒后，对纱线圈进行切割以产生纱线单端绒堆以 代替纱圈。第三，一些地毯样式包括圈绒和割绒两者。这种混和型 地毯的一个变化方案为剪头地毯，其中在不同长度的纱圈成簇后于 一定的高度剪切地毯以制成未切割、部分切割和完全切割纱圈的混 合。或者，可将簇绒机设定为仅切割一部分纱圈，以此形成具有切 割和未切割纱圈的式样。无论是圈绒、割绒还是混和型，主要背衬 材料背面上的纱线都包括致密的未贯穿的圈。
未覆上粘合背衬材料或辅助背衬材料的簇绒纱线与主要背衬材 料的结合物在地毯工业上称为原坯簇绒地毯或坯布。通过在主要背 衬材料的背面覆上粘合背衬材料和任选的辅助背衬材料，坯布即变 为簇绒地毯成品。簇绒地毯成品可制成通常为6或12英尺宽的阔幅 地毯卷。或者，也可制成块状地毯，其大小为，例如但不限于，美 国通常24平方英寸，其它地区通常为50平方厘米。
所述粘合背衬材料被覆于主要背衬材料的背表面以使纱线粘附 于主要背衬材料上。一方面，所述粘合背衬基本包覆纱线的背面簇 绒毛圈部分、渗透纱线、并且粘附每根地毯纤维。适当施用的粘合 背衬材料基本不会透过主要背衬材料。
如上所述和图3所示，本发明的地毯还优选包括一种任选的辅 助背衬材料。优选地，所述辅助背衬材料在挤出涂布后、挤出物仍 然处于熔融状态时直接层压至挤出的粘合背衬层上。已发现该技术 可改善挤出涂布对主要背衬的渗透作用。
或者，辅助背衬材料可在之后的步骤中通过至少对挤出层的最 外层再热和/或再熔化、或采用共挤出涂布技术使用至少两台专用挤 出机而进行层压。此外，辅助背衬材料还可通过其它方法层压，例 如在粘合背衬材料与辅助背衬材料之间插入一层聚合物粘合材料。 合适的聚合物粘合材料包括，但不限于，乙烯丙烯酸(EAA)共聚物、 离子交联聚合物以及马来酸酐接枝的聚乙烯组合物。
用于辅助背衬材料的材料可为常规材料，例如Propex，Inc.出 售的名为Action的聚丙烯机织物。这种材料是一种纱罗组织， 其中聚丙烯单丝朝一个方向编织，而聚丙烯纱线朝另一个方向编织。 合适的这类材料的实例为Propex，Inc出售的名为Style 3870的材 料。该材料的基本重量为约2OSY。另一方面，本发明使用的辅助背 衬材料可为单丝双向编织的聚丙烯机织物。
或者，辅助背衬材料可为一种非织造布。多种类型均可使用， 包括但不限于，针刺型、纺粘型、湿法成网型、熔喷型、水缠结型 和空气缠结型。一方面，辅助背衬材料优选由聚烯烃制成以利于重 复利用。例如，非织造布可为聚丙烯纺粘布。通常，纺粘布由经挤 出和气流拉伸的聚合物长丝制成，将所述长丝放在一起，然后使用 例如热的轧光辊进行点粘结。这类纺粘布的基本重量可不同，优选 在35至80g/m2(gsm)之间，更优选在60至80gsm之间。最优选 地，所述基本重量为77-83gsm(例如80gsm)。优选较高基本重量 的纺粘布的一个原因是，在与熔融挤出背衬接触时，较高基本重量 的纺粘布较不容易熔化。另一个实例中，优选使用一种针刺非织造 布辅助背衬。一种示例性的聚丙烯非织造布针刺辅助背衬材料产自 Propex，Inc.，式样号为9001641，其具有约3.5OSY的基本重量。
在又一个方面，辅助背衬可为一种针刺聚丙烯机织物，例如由 Shaw Industries，Inc.生产的在这个示例性的方面， 这种材料通过在其一面针刺约1.5OSY的聚丙烯纤维进行增强，并 具有约3.5OSY的总基本重量。层压所述针刺机织物以使聚丙烯纤 维嵌入粘合背衬材料内。从而，聚丙烯机织物的股线暴露在外。已 证明与不使用针刺纤维的实施方案相比，这一实施方案具有改善的 粘合性能，这是因为，不使用针刺纤维，聚丙烯机织物的股线会至 少部分地嵌入粘合背衬层内。因而，粘合用的表面积减少。还注意 到在这一实施方案中制造的地毯的背面比常规的乳胶背衬地毯更耐 磨。所述地毯还比常规的乳胶背衬地毯更柔软。因此，优选使用这 一实施方案制造小地毯等。辅助背衬还可使用其它材料。例如，如 果需要整体浸轧，可将聚氨酯泡沫体或其它垫层材料层压至地毯的 背面。这种背衬既可用于阔幅地毯也可用于块状地毯。
根据本发明的一方面，上述示例簇绒地毯结构的粘合背衬材料 为一种回收的粘合背衬组合物。所述回收粘合背衬组合物中至少一 部分由一种或多种如上所述从用后地毯中回收的回收聚合物材料组 成。为此，本发明的二代粘合剂组合物包括聚合物部分和填充剂部 分。根据一些方面，回收粘合剂组合物的聚合物部分可全部由回收 聚合物材料组成。或者，回收粘合剂的聚合物部分可为回收聚合物 和未用过的(virgin)或非回收聚合物组分的结合物。因此，以粘 合剂组合物中聚合物部分的总重量为基准，粘合剂组合物的回收聚 合物部分可以占粘合剂组合物中的聚合物组分0重量％以上至约100 重量％范围内的任意量存在。例如，回收聚合物存在的相对重量百分 比还可示例性而非限制性地为5重量％、10重量％、15重量％、20重 量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50％、55％、 60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％和95％。此外，回收聚合物部 分还可以某一第一百分比至第二百分比的任意范围内的量存在，其 中所述第一和第二百分比选自上述任意重量百分比值。
本领域技术人员将理解，粘合剂组合物中所用回收聚合物材料 的实际组成取决于使用上述回收工艺处理的初始地毯材料中存在的 具体的萜溶性组分。根据本发明的多个方面，所述回收聚合物组合 物可包括一种或多种聚烯烃聚合物。例如，所述回收聚合物组合物 可包括：聚乙烯聚合物，例如低密度聚乙烯(LDPE)、非均相支化线 型低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、非均相支化超低 密度聚乙烯(ULDPE)、非均相支化极低密度聚乙烯(VLDPE)、非均 相支化线型低密度聚乙烯(LLDPE)、非均相支化线型极低密度聚乙 烯(VLLDPE)；乙烯与α-烯烃的共聚物；聚丙烯；丙烯与α-烯烃的 共聚物；丙烯与乙烯的共聚物；乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)；乙 烯丙烯酸甲酯共聚物(EMA)；接枝的聚乙烯聚合物(例如马来酸酐 挤出接枝的非均相支化线型低聚乙烯或马来酸酐挤出接枝的均相支 化超低密度聚乙烯)；乙烯丙烯酸共聚物；乙烯丙烯酸乙酯共聚物； 聚苯乙烯；聚烯烃；聚丁烯；聚碳酸酯；乙烯丙烯聚合物；乙烯苯 乙烯聚合物；以及苯乙烯嵌段共聚物。此外，应理解所述粘合剂的 回收聚合物部分还可包括具有任意不同相对重量百分比的前述聚合 物的任意结合物。
除上述聚乙烯聚合物外，所述回收聚合物组合物还可包括一种 或多种存在于待回收的一代地毯中的非聚合物材料，所述非聚合物 材料还可与回收的聚烯烃材料结合存在(同样因为其已存在于回收 的初始地毯原料中)。因此，可存在于粘合剂组合物的回收聚合物部 分中的示例性而非限制性的非聚烯烃组合物包括，但不限于：烯键 式不饱和的羧酸、酐、烷基酯和半酯，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、 马来酸、马来酸酐、衣康酸、延胡索酸、巴豆酸及柠康酸、柠康酸 酐、琥珀酸、琥珀酸酐、马来酸单甲酯和马来酸单乙酯；烯键式不 饱和羧酸的酯，例如丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙 酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯和延胡索酸甲酯；羧酸的不饱和酯， 例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯；以及烯键式不饱和 的酰胺和腈，例如丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈和富马腈；以及 (2)一种或多种烯键式不饱和的烃单体，例如烯烃单体或脂族α-烯 烃单体或其共聚物，例如乙烯、丙烯、1-丁烯和异丁烯；共轭二烯， 例如丁二烯和异戊二烯；以及单亚乙烯基芳香族碳环类单体，例如 苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲苯和叔丁基苯乙烯。
如上所述，粘合剂组合物中的聚合物部分可包括回收聚合物组 合物与一种或多种未用过的聚合物组合物的掺和物。为此，当未用 过的聚合物部分存在于粘合剂组合物中的聚合物部分中时，以粘合 剂组合物中聚合物部分内存在的聚合物组分的总重量为基准，所述 未用过的聚合物部分可以占总聚合物部分约0重量％至约99重量％的 量存在。进一步示例性的重量百分比包括，但不限于，5％、10％、15 重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重 量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量 ％、80重量％、85重量％、90重量％甚或95重量％。另一方面，粘合剂 组合物中的未用过的聚合物组分可以某一第一百分比至第二百分比 的任意范围内的量存在，其中所述第一和第二百分比选自上述任意 重量百分比值。
当存在于粘合剂组合物中时，所述未用过的聚合物组分可包括： 聚乙烯聚合物，例如低密度聚乙烯(LDPE)、非均相支化线型低密度 聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、非均相支化超低密度聚乙 烯(ULDPE)、非均相支化极低密度聚乙烯(VLDPE)、非均相支化线 型低密度聚乙烯(LLDPE)、非均相支化线型极低密度聚乙烯 (VLLDPE)；乙烯与α-烯烃的共聚物；聚丙烯；丙烯与α-烯烃的共 聚物；丙烯与乙烯的共聚物；乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)；乙烯 丙烯酸甲酯共聚物(EMA)；接枝的聚乙烯聚合物(例如马来酸酐挤 出接枝的非均相支化线型低聚乙烯或马来酸酐挤出接枝的均相支化 超低密度聚乙烯)；乙烯丙烯酸共聚物；乙烯丙烯酸乙酯共聚物；聚 苯乙烯；聚烯烃；聚丁烯；聚碳酸酯；乙烯丙烯聚合物；乙烯苯乙 烯聚合物；以及苯乙烯嵌段共聚物。
在一个优选的方面，所述未用过的聚合物组分包括一种均相支 化线型乙烯聚合物，例如基本线型乙烯聚合物。在一个示例性的方 面，优选的可用于未用过的聚合物组分中的基本线型乙烯聚合物包 括产自Dow Chemicals的系列聚合物。这些优选的示例 性乙烯聚合物具有对挤出涂布地毯背衬的应用而言特有的优点，特 别是对于商用和住宅用地毯市场而言。例如，它们具有相对低的固 化温度、相对优良的与聚丙烯的粘合性-这在当纤维束由聚丙烯组 成时是有利的、以及比常规乙烯聚合物-例如低密度聚乙烯(LDPE)、 非均相支化线型低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和 非均相支化超低密度聚乙烯(ULDPE)-更低的模量。
在本发明中，在涂覆粘合背衬材料的地毯背面挤出涂布期间， 粘合剂组合物提供良好的对地毯纱线(纤维束)的渗透性，并且使 纱线内的纤维良好地固结。一方面，当作为簇绒地毯的粘合背衬使 用时，可获得3.25磅(1.5kg)以上、更优选5磅(2.3kg)以上、 甚至最优选7.5磅(3.4kg)以上的绒头粘结(或绒头抗拔)强度。 另一方面，绒头粘结强度还可随着粘合剂组合物中所选择的未用过 的聚合物组分的分子量的增加而增加。然而，为改善绒头粘结强度 而选择较高的聚合物分子量，与为获得良好的纱线渗透性和良好的 挤出涂布性能而通常需要较低聚合物分子量的要求是相反的。因而， 应当对混合的回收聚合物组分和未用过的聚合物组分的性能进行选 择，以保持挤出涂布性能和耐磨性、以及耐化学腐蚀性和地毯柔软 性之间的平衡。
在另一个方面，当地毯坯布使用包括基本线型乙烯聚合物和均 相支化线型乙烯聚合物的粘合剂组合物作背衬时，(无论作为未用 过的聚合物部分、回收聚合物部分还是其结合而存在)这些材料的 低弯曲模量可为地毯安装和常规地毯处理的简易性提供有利条件。 在这一方面，特别是当使用基本线型乙烯聚合物作为粘合背衬材料 时，显示出对聚丙烯增强的机械粘合性，这可改善各种地毯层和组 分-即聚丙烯纤维、纤维束、主要背衬材料、粘合背衬材料和任选 使用的辅助背衬材料-的固结和抗脱层性。因此，在这一示例性的 方面，可获得格外好的耐磨性和绒头粘结强度。正如本领域技术人 员将理解的，良好的耐磨性对于商用地毯的清洁操作非常重要，因 为良好的耐磨性通常可改善地毯的耐久性。
在操作上，使用优选的基本线型乙烯聚合物和均相支化线型乙 烯聚合物作为粘合剂组分(无论作为未用过的聚合物部分、回收聚 合物部分还是其结合而存在)即可不使用辅助背衬材料，因而可显 著节约制造成本。此外，使用所述优选的聚合物粘合剂作粘合背衬 的地毯还可提供一种牢固的液体和颗粒屏障，从而增加地毯的卫生 性能。
根据差示扫描量热法测定，可作为未用过的聚合物使用的或可 存在于待回收的用后地毯中的示例性优选均相支化乙烯聚合物具有 在-30℃至150℃温度范围内的熔融单峰。最优选的用于本发明的均 相支化乙烯聚合物为一种具有以下特征的基本线型乙烯聚合物：
(a)熔体流动比，I10/I2≤5.63，
(b)分子量分布，Mw/Mn，通过凝胶渗透色谱检测并通过下式定 义：
i.(Mw/Mn)≤(I10/I2)-4.63，
(c)气体挤出流变行为，基本线型乙烯聚合物发生表面熔体破 裂时的临界剪切速率比线型乙烯聚合物发生表面熔体破裂 时的临界剪切速率至少高50％，其中所述线型乙烯聚合物 具有一种均相支化的短链支化分布，而不具有长链支化， 并且其中所述基本线型乙烯聚合物和线型乙烯聚合物同时 为乙烯均聚物或乙烯与至少一种C3-C20α-烯烃的共聚物， 并且具有相同的I2和Mw/Mn值，其中基本线型乙烯聚合物和 线型乙烯聚合物各自的临界剪切速率在相同的熔融温度下 使用气体挤出流变仪测定，以及
(d)-30℃至150℃之间的差示扫描量热DSC熔融单峰。
在一个实例中，与熔体破裂有关的临界剪切速率以及其他流变 性能例如“流变加工指数(rheological processing index)”(PI) 可使用气体挤出流变仪(GER)进行检测。一种示例性气体挤出流变 仪描述于M.Shida，R.N.Shroff和L.V.Cancio的Polymer Engineering Science Vol.17，No.11，p.770(1977)中以及John Dealy的“Rheometers for Molten Plastics”，Van Nostrand Reinhold Co.(1982)，97-99页中，所述两篇公开文本通过引用的方 式纳入本文。在一个实例中，所述GER实验使用入口角度约180°的 直径为0.0754mm、20∶1L/D冲模在温度为190℃、氮气压力为约250 至约5500psig(约1.7至约37.4MPa)的条件下进行。对于本文 所述的优选的基本线型乙烯聚合物而言，PI为在2.15×106dyne/cm2(2.19×104kg/m2)的表观剪切应力下通过GER测定的材料的表观粘 度(以千泊计)。用于本发明的基本线型乙烯聚合物具有0.01千泊 至50千泊、优选15千泊以下范围内的PI。在一个示例性的方面， 本文所用的基本线型乙烯聚合物，与I2和Mw/Mn各自在基本线型乙烯 聚合物的10％以内的线型乙烯聚合物(通过齐格勒法聚合的聚合物或 如Elston的美国专利3,645,992中所述的均相支化线型聚合物)相 比，其PI值小于或等于后者PI值的70％。
另一方面，可使用表观剪切应力-表观剪切速率曲线来识别熔体 破裂现象，并量化乙烯聚合物的临界剪切速率和临界剪切应力。根 据Ramamurthy在Journal of Rheology，30(2)，337-357，1986中 的描述-所述公开文本通过引用的方式纳入本文，在超出特定的临 界流速时，所观察到的挤出物的不规则性可宽泛地划分为两种主要 类型：表面熔体破裂和总熔体破裂(gross melt fracture)。通常， 表面熔体破裂在表观稳态流的条件下发生，且具体为从丧失镜面膜 光泽度至更严重的“鲨鱼皮”的程度。这里，如使用上述GER法所 检测，表面熔体破裂开始(OSME)可通过在挤出物的表面粗糙度仅 可通过40倍放大率才能检测到的挤出物开始失去光泽之时来表征。 如美国专利5,278,272中所述，基本线型乙烯共聚物和均聚物发生 表面熔体破裂时的临界剪切速率比I2和Mw/Mn基本相同的线型乙烯聚 合物发生表面熔体破裂时的临界剪切速率至少高50％。
进一步地，总熔体破裂可在不稳定挤出流的条件下发生，且具 体为从规则(粗糙和光滑交替存在、螺旋状等)畸变至随机畸变的 程度。优选地，为了商业上可接受以使薄膜、涂层和塑模性能达到 最大，表面缺陷即使存在，也应当最小化。用于本发明的优选的基 本线型乙烯聚合物、特别是密度小于0.910g/cc的基本线型乙烯聚 合物，在总熔体破裂开始时的临界剪切应力为大于4×106dyne/cm2。 一方面，表面熔体破裂开始时(OSMF)和总熔体破裂开始时(OGMF) 的临界剪切速率在本发明中根据通过GER挤出的挤出物的表面粗糙 度和构造的变化而应用。
另一方面，用于本发明的优选的均相支化乙烯聚合物可通过DSC 熔融单峰来表征。在这一方面，所述熔融单峰可使用经铟和去离子 水标准化的差示扫描量热仪进行检测。示例性的方法包括：获取5-7 mg的样品量；“一次加热”至约140℃并保持4分钟；以10℃/min 的速率冷却至-30℃并保持3分钟；然后以10℃/min的速率加热至 150℃以完成“二次加热”。所述熔融单峰取自“二次加热”的热流- 温度的曲线。聚合物熔融的总热量通过曲线下面积计算。
一方面，对于优选的密度为0.86g/cc至0.910g/cc的均相支 化乙烯聚合物而言，根据设备的灵敏度，熔融单峰可表现为低熔融 区的“肩峰”或“驼峰(hump)”，其占聚合物熔融总热量的低于12％， 一般低于9％，更典型地低于6％。这一人为现象在其它的均相支化聚 合物例如ExactTM树脂中可观测到，并根据在人为现象熔化区内单调 变化的熔融单峰的斜率来鉴别。在这一方面，所述人为现象可发生 在熔融单峰熔点的34℃内、一般为27℃内、更一般为20℃内。归因 于人为现象的熔融热可另行通过其热流-温度曲线下面积的具体积 分而确定。
在另一个示例性的方面，用于本发明的基本线型乙烯聚合物和 均相线型乙烯聚合物的分子量分布(Mw/Mn)通常为约1.8至约2.8。 然而，另一方面，已知尽管基本线型乙烯聚合物具有相对窄的分子 量分布，但具有优良的加工性能。与均相和非均相支化线型乙烯聚 合物不同，基本线型乙烯聚合物的熔体流动比(I10/I2)可基本不随 其分子量分布(Mw/Mn)而变化。
在多个方面，存在于本发明粘合剂组合物中的优选的均相支化 乙烯聚合物(不论作为未用过的聚合物、回收聚合物还是其结合物 而存在)可包括乙烯与至少一种α-烯烃通过溶液、气相或淤浆聚合 法或其结合所制备的共聚物。在一个非限制性的实例中，合适的α- 烯烃由下式CH2＝CH-R表示，其中R为一个烃基团。进一步地，R可 为一个具有1至20个碳原子的烃基团，因而上式包括C3-C20α-烯烃。 用作共聚单体的示例性α-烯烃可包括丙烯、1-丁烯、1-异丁烯、1- 戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯和1-辛烯，以及其它类型的 共聚单体，例如，但不限于，苯乙烯、卤代或烷基取代的苯乙烯、 四氟乙烯、乙烯基苯并环丁烷、1，4-己二烯、1，7-辛二烯、以及环 烯例如环戊烯、环己烯和环辛烯。由于较高级α-烯烃组成的粘合背 衬材料具有特别改善的韧性，因此优选地，所述共聚单体为1-丁烯、 1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯或其混合物。然 而，最优选地，所述共聚单体为1-辛烯，并且所述乙烯聚合物通过 溶液法工艺制备。
在本发明的一方面，优选的用于本发明的乙烯聚合物具有相对 低的模量。也就是说，根据ASTM D790测定，所述乙烯聚合物可表 征为其2％割线模量低于24,000psi(163.3Mpa)、特别低于19,000 psi(129.3Mpa)、且最特别低于14,000psi(95.2Mpa)。此外， 优选的用于本发明的乙烯聚合物为基本无定形或完全无定形。也就 是说，所述乙烯聚合物可表征为，根据差示扫描量热法使用公式结 晶率＝Hf/292*100(其中Hf为以焦耳/克计的熔融热)测定，其结晶 率低于40％、优选低于30％、更优选低于20％、且最优选低于10％。
另一方面，应当理解，粘合剂组合物中无论是回收聚合物部分 还是未用过的聚合物部分，均可包括掺有一种或多种合成或天然聚 合物材料的所述优选的均相支化乙烯聚合物。示例性而非限制性地， 适合与用于本发明的均相支化乙烯聚合物掺和或混合的聚合物可包 括另一种均相支化乙烯聚合物、低密度聚乙烯、非均相支化LLDPE、 非均相支化ULDPE、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、接枝聚乙烯(例 如马来酸酐挤出接枝的非均相支化线型低聚乙烯或马来酸酐挤出接 枝的均相支化超低密度聚乙烯)、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯乙酸乙烯 酯共聚物、乙烯丙烯酸乙酯共聚物；聚苯乙烯；聚丙烯；聚丁烯； 聚碳酸酯；乙烯丙烯聚合物；乙烯苯乙烯聚合物；以及苯乙烯嵌段 共聚物。
在本发明的另一方面，粘合剂组合物中的回收聚合物部分或未 用过的聚合物部分可包括一种改性的均相支化乙烯聚合物。特别地， 在本发明的一些方面，可存在于粘合剂组合物的未用过的聚合物部 分或回收聚合物部分中的至少一种均相支化乙烯聚合物可通过加入 至少一种粘合剂聚合物添加剂进行改性。合适的粘合剂聚合物添加 剂示例性而非限制性地包括由以下物质组成的聚合物产品：(1)一种 或多种烯键式不饱和的羧酸、酐、烷基酯和半酯，例如丙烯酸、甲 基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸、延胡索酸、巴豆酸及柠康 酸、柠康酸酐、琥珀酸、琥珀酸酐、马来酸单甲酯和马来酸单乙酯； 烯键式不饱和羧酸的酯，例如丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基 丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯和延胡索酸甲酯；羧酸的 不饱和酯，例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯；以及烯 键式不饱和的酰胺和腈，例如丙烯酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈和富 马腈；以及(2)一种或多种烯键式不饱和的烃单体，例如脂族α-烯 烃单体例如乙烯、丙烯、1-丁烯和异丁烯；共轭二烯，例如丁二烯 和异戊二烯；以及单亚乙烯基芳香族碳环类单体，例如苯乙烯、α- 甲基苯乙烯、甲苯和叔丁基苯乙烯。
用于粘合剂组合物的未用过的聚合物部分的改性均相支化乙烯 聚合物可通过已知技术方便地制备，例如共聚作用或者聚合然后是 化学或挤出接枝工艺。合适的接枝技术描述于美国专利4,762,890、 4,927,888、4,230,830、3,873,643和3,882,194中，所述公开文本 通过引用的方式纳入本文。进一步地，应理解，之所以存在前述粘 合剂聚合物添加剂-无论单独存在还是作为改性均相支化乙烯聚合 物的一部分存在，是因为如本文所述被回收以提供粘合剂组合物中 的回收聚合物部分的初始用后地毯中存在这些聚合物和聚合物添加 剂。
优选的用于本发明的粘合剂聚合物添加剂包括马来酸酐以约 0.1至约5.0重量％、优选约0.5至约1.5重量％的浓度接枝至乙烯聚 合物上的马来酸酐接枝物。本发明中作为粘合剂聚合物添加剂存在 的乙烯聚合物/马来酸酐接枝物、特别是当其与极性聚合物一起使用 时，可改善作为粘合背衬材料的挤出涂布均相支化乙烯聚合物的性 能和操作范围(operating window)；所述极性聚合物例如，但不限 于尼龙和聚酯面地毯。所述改善包括显著提高的相对耐磨性和绒头 粘结强度。在一个示例性的方面，优选的用于形成马来酸酐接枝物 的组合物是产自Dow Chemicals的GR 204.
优选的用作被接枝主体聚合物的乙烯聚合物包括低密度聚乙烯 (LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、非均相支化线型低密度聚乙烯 (LLDPE)、均相支化线型乙烯聚合物和基本线型乙烯聚合物。优选 的主体乙烯聚合物具有大于或等于0.86g/cc、0.87g/cc、0.88g/cc、 0.89g/cc、0.90g/cc、0.91g/cc、0.92g/cc、0.93g/cc甚或最 优选大于或等于0.94g/cc的聚合物密度。基本线型乙烯聚合物和 高密度聚乙烯是优选的主体乙烯聚合物。
对各种粘合背衬聚合物的实际掺和和混合，包括回收聚合物部 分和任选的未用过的聚合物部分的掺和，可通过任意本领域已知的 技术方便地完成，所述已知技术包括但不限于，例如在班伯里密炼 机(Banbury mixer)、双螺旋挤出机和多反应器聚合中的熔体挤出 混合、干混、辊炼、熔融混合。
应理解，可构想待挤出至坯布上的粘合剂组合物既可无掺杂使 用，也可包括一种或多种添加剂。在这一方面，本发明的粘合剂组 合物可任选包括示例性的添加剂，例如本领域所熟知的发泡剂、pH 调节剂、阻燃剂、填充剂、增粘剂、润湿剂、分散剂、抗微生物剂、 润滑剂、染料、抗氧化剂等，而不会破坏其特性。
一方面，粘合剂组合物进一步包括一种或多种阻燃剂，其选择 足以确保地毯结构满足根据ASTM-E648测试程序所进行的辐射通量 铺地材料试验的要求。特别地，在某些方面，根据ASTM-E648所测， 本发明的地毯结构表现出大于0.45瓦/cm2的1级临界辐射通量。在 另一些方面，根据ASTM-E648所测，本发明的地毯结构可表现出0.22 至0.44瓦/cm2的二级临界辐射通量。在又一些方面，根据ASTM-E648 所测，本发明的地毯结构可表现出小于0.22瓦/cm2的未分类临界辐 射通量。
可掺入本发明的粘合背衬组合物中的示例性阻燃剂包括，但不 限于，有机磷阻燃剂、红磷-氢氧化镁(red phosphorous magnesium hydroxide)、二氢氧化镁、六溴环十二烷、含溴阻燃剂、溴化芳族 阻燃剂、氰尿酸三聚氰胺、磷酸三聚氰胺、硼酸三聚氰胺、羟甲基 及其衍生物、二氧化硅、碳酸钙、间苯二酚双(二苯基磷酸酯) (resourcinol bis-(diphenyl phosphate))、溴化胶乳碱 (brominated latex base)、三氧化二锑、硼酸锶、磷酸锶、单体 N-烷氧基受阻胺(NOR HAS)、三嗪及其衍生物、大展旋比滑石、磷 酸化酯、有机改性的纳米粘土和纳米管、非有机改性的纳米粘土和 纳米管、聚磷酸铵、聚磷酸、铵盐、三芳基磷酸酯、异丙基化三苯 基磷酸酯、磷酸酯、氢氧化镁、硼酸锌、膨润土(碱活化纳米粘土 和纳米管)、有机粘土、三水合铝(ATH)、偶氮二甲酰胺、二氮烯二 甲酰胺、偶氮二甲酰二胺(ADC)、三芳基磷酸酯、异丙基化三苯基 磷酸酯、三嗪衍生物、碱活化有机粘土和氧化铝。任意所需量的阻 燃剂均可用于本发明的粘合剂组合物，并且这一量的选择将部分地 取决于所用的具体阻燃剂，以及在制造的二代地毯中所意欲达到的 阻燃水平。所述量可仅通过常规实验容易地确定。
可掺入本发明粘合剂背衬组合物中的示例性而非限制性的填充 剂可包括碳酸钙、煤灰、尼龙6解聚时的产品剩余物(也称为ENR 副产物)、回收碳酸钙、三水合铝、滑石、纳米粘土、硫酸钡、重晶 石、重晶石玻璃纤维、玻璃粉、碎玻璃、金属粉、氧化铝、水合氧 化铝、粘土、碳酸镁、硫酸钙、硅石、玻璃、煅制二氧化硅、炭黑、 石墨、水泥粉尘、长石、霞石、氧化镁、氧化锌、硅酸铝、硅酸钙、 二氧化钛、钛酸盐、玻璃微球、白垩、氧化钙、及其任意结合。在 一个优选的方面中，所述回收粘合剂组合物包括具有高热焓的无机 填充剂。在一些方面，优选填充剂可表现出相对高的热焓。这类填 充剂的实例包括但不限于，碳酸钙、三水合铝、滑石和重晶石。所 述示例性的高热焓填充剂使挤出物能够在高温下保持更长时间，从 而获得增强的包覆性和渗透性的有益效果。在这一方面，所述高热 焓填充剂应当被研磨或沉淀成可方便地掺入挤出涂布熔体流中的尺 寸。
无机填充剂材料的示例性而非限制性的粒度可包括约1至约50 微米范围内的粒度。此外，还应理解，所述填充剂组分可以任意所 需量存在。然而，在一个示例性的方面，以粘合剂组合物的总重量 为基准，所述填充剂以25重量％至90重量％范围内的量存在，包括 以下示例性的量：30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重 量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量 ％和85重量％。此外，填充剂的存在量可在由任意两个上述重量百分 比所引出的范围内。
另一方面，所述粘合剂组合物还可进一步包括一种或多种增粘 添加剂。所述增粘剂可为例如浮油或松香基增粘剂，或者可为一种 脂族树脂或脂族芳香烃掺和树脂。在一个示例性的方面，所述增粘 剂可为一种烃类增粘剂，例如产自美国田纳西州金斯敦Eastman Chemical Company的Piccotac 1115增粘剂。由于增粘剂为任选组 分，所以当存在时增粘剂占粘合剂组合物的量可为大于0重量％直至、 甚至超过50重量％的范围内。例如，一方面，增粘剂的量可为5重 量％至45重量％范围内。另一方面，增粘剂的量可为10重量％至20 重量％范围内。
另一方面，所述粘合背衬可为一种泡沫粘合背衬。为此，如果 地毯上需要泡沫背衬，则可向粘合背衬材料和/或任选的辅助背衬材 料中加入发泡剂。使用时，所述发泡剂优选常规的热活化发泡剂， 例如但不限于，偶氮二甲酰胺、甲苯磺酰氨基脲和氧代双(苯磺酰) 肼。在这一方面，可构想将选定的内爆剂配入粘合背衬材料中，并 将挤出条件设定为使内爆剂在粘合背衬材料仍为半熔态或熔融态时 通过辊隙瞬间发生活化。由于使用内爆剂而具有改善的纱线渗透性， 故地毯会表现出相对改善的耐磨性。因此，内爆剂的使用可使在使 用具有低分子量的聚合物组合物时获得改善的挤出涂布性，而同时 保持较高的耐磨性(即与基于较高分子量聚合物组合物的粘合背衬 材料相比)。
常规发泡剂或任何通常起发泡剂作用的材料均可用作本发明的 内爆剂，只要在该材料活化时粘合背衬材料基体的膨胀被适当地限 制或约束，从而使熔融聚合物压入纱线或纤维束的内部和空余空间 内，并且基本不会因使用该内爆剂而造成粘合背衬材料膨胀即可。
此外，应理解，本发明的粘合背衬材料也可含有其它的添加剂， 示例性而非限制性地包括抗氧化剂，例如可使用空间位阻酚、空间 位阻胺和亚磷酸盐。合适的抗氧化剂可包括，例如位阻酚和亚磷酸 盐。其它可选的添加剂包括抗粘连剂、颜料和色料、抗静电剂、抗 微生物剂(例如季铵盐)及冷却辊脱除剂(chill roll release additives)(例如脂肪酰胺)。
在又一宽泛方面，本发明还提供一种制造本文所述的地毯的方 法。虽然如所提到的，地毯和块状地毯是本发明的分开的两个方面， 但是在这些方面中毯面纤维的基本结构对本发明并非关键，因而将 一起讨论。
在本发明的第一方面，提供一种毯面纤维。所述毯面纤维既可 为簇绒坯布、熔融粘结料、也可为编织和针刺料。无论使用簇绒坯 布、熔融粘结还是编织和针刺毯面纤维，毯面纱线均可由合成纤维 制得，所述合成纤维例如但不限于，聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚对 苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯和聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)。 此外，所述毯面纱线还可由天然纤维组成，例如粘胶短纤维、纤维 素纤维、棉纤维、粘胶纤维及其结合物。在一个特别优选的方面， 所述毯面纱线由聚丙烯组成。在另一个优选的方面，所述毯面纱线 由尼龙纤维组成。
为了制备坯布，将纱线簇绒、编织或针刺入主要背衬中。所述 簇绒、编织或针刺可采用任何本领域技术人员公知的合适方式进行， 这里不再赘述。为了将纱线固定于主要背衬，在织物的背面覆上粘 合剂材料。在本发明的一方面，覆于所述织物背面的粘合剂材料由 一种本文所述的回收粘合背衬组合物组成。然而，在一个替代方面， 如下文更加详细的描述，在覆以本发明的回收粘合背衬材料前，可 先在织物的背面涂布一层预涂层，以将纱线固定于主要背衬。
在本发明中，可使用织造和非织造的主要背衬材料。所需的主 要背衬的类型取决于多种因素，包括但不限于，制造的是阔幅地毯、 块状地毯还是小地毯、所需产品的最终用途(例如商用还是住宅用)、 所用毯面纱线的类型以及产品的价格。合适的织造型主要背衬的一 个实例为产自Propex，Inc.的型号为2218的24×18织造型主要背 衬。合适的非织造型背衬材料的一个实例为由卡罗莱纳州恩卡的 Colbond制造的Colbond UMT 135。其它类型的主要背衬也适用于本 发明，例如水合缠结纤维和玻璃纤维。
熔融粘结毯面纤维的特征在于具有大量割绒纱线，例如尼龙或 其它天然或合成纤维状材料，它们插入粘合层、特别是热塑性层例 如聚氯乙烯层或热熔粘合层中。当使用聚氯乙烯增塑溶胶层时，加 热所述层使之凝胶化，然后使该层熔化成固态，而使用热熔粘合材 料时，涂覆熔化层，随后冷却至固态。大量纤维状纱线粘结至粘合 基础层上，并从该粘合基础层上竖直伸出，形成毯面耐磨表面(face wear surface)。制造熔融粘结毯面料(face goods)的方法是已知 的，并描述于例如美国专利6,089,007中，该公开文本通过引用的 方式纳入本文。
另一方面，任何常规的簇绒或针刺设备和/或线迹花样均可用于 本发明的地毯。同样地，不论簇绒纱圈是否不裁剪以形成圈绒；裁 剪以形成割绒；或者裁剪、部分裁剪及不裁剪以形成称为剪头绒头 的绒面结构都不重要。在纱线簇绒或针刺入主要背衬材料后，坯布 可被方便地卷曲为主要背衬材料的背面朝外，并保持这种状态直至 将其转移至背衬涂布生产线(backing line)。
在一个示例性的方面，在将粘合背衬材料挤出于坯布上之前， 可先冲洗或洗涤坯布以除去或移去全部或基本全部的加工用料，例 如在纱线制造过程中残留在纱线上的称为纺丝油剂化学品的油性或 蜡质化学品。还构想可使用聚烯烃蜡(而不是常规的有机或矿物油) 作为加工用料，这可以改善粘合背衬材料本身的性能，或至少可以 使冲洗或洗涤程序的使用最简化。
如所提到的，根据本发明的一些方面，坯布可任选涂布一层预 涂材料(未示出)，然后再将粘合背衬材料挤出于其上。水性预涂材 料可作为例如分散体或乳液加入。在一个示例性的方面，乳液可由 多种聚烯烃材料制备，例如但不限于，乙烯丙烯酸(EAA)、乙烯乙 酸乙烯酯(EVA)、聚丙烯或聚乙烯(例如低密度聚乙烯(LDPE)、线 型低密度聚乙烯(LLDPE)或基本线型乙烯聚合物或其混合物)。进 一步构想所述预涂材料可选自但不限于，EVA热熔体、VAE乳液、羧 化苯乙烯-丁二烯(XSB)胶乳共聚物、SBR胶乳、BDMMA胶乳、丙烯 酸胶乳、丙烯酸类共聚物、苯乙烯共聚物、丁二烯丙烯酸酯共聚物、 聚烯烃热熔体、聚氨基甲酸酯、聚烯烃分散体和/或乳液、及其任意 结合物。
使用时，所述预涂料可进一步包括一种或多种阻燃剂。可掺入 任选的预涂层中的示例性的阻燃剂包括但不限于，有机磷阻燃剂、 红磷-氢氧化镁、二氢氧化镁、六溴环十二烷、含溴阻燃剂、溴化芳 族阻燃剂、氰尿酸三聚氰胺、磷酸三聚氰胺、硼酸三聚氰胺、羟甲 基及其衍生物、二氧化硅、碳酸钙、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、 溴化胶乳碱、三氧化二锑、硼酸锶、磷酸锶、单体N-烷氧基受阻胺 (NOR HAS)、三嗪及其衍生物、大展旋比滑石、磷酸化酯、有机改 性的纳米粘土和纳米管、非有机改性的纳米粘土和纳米管、聚磷酸 铵、聚磷酸、铵盐、三芳基磷酸酯、异丙基化三苯基磷酸酯、磷酸 酯、氢氧化镁、硼酸锌、膨润土(碱活化纳米粘土和纳米管)、有机 粘土、三水合铝(ATH)、偶氮二甲酰胺、二氮烯二甲酰胺、偶氮二 甲酰二胺(ADC)、三芳基磷酸酯、异丙基化三苯基磷酸酯、三嗪衍 生物、碱活化有机粘土和氧化铝。任意所需量的阻燃剂均可用于预 涂料，且这一量的选择将部分地取决于所用的具体阻燃剂，以及在 制造的二代地毯中所意欲达到的阻燃水平。所述量可仅通过常规实 验容易地确定。
在又一方面，所述预涂料可优选含有其它成分。例如，可含有 表面活性剂以有助于使聚烯烃颗粒至少基本分散。合适的表面活性 剂可示例性而非限制性地包括，非离子、阴离子、阳离子及含氟表 面活性剂。优选地，以乳液或分散体的总重量为基准，表面活性剂 可以约0.01至约5重量％之间的量存在。更优选地，表面活性剂为 阴离子表面活性剂。
在另一个实例中，所述预涂料可进一步包括增稠剂、消泡剂和/ 或分散促进剂。在这一方面，所述增稠剂有助于使分散体具有合适 的粘度。例如，所述增稠剂可示例性地包括聚丙烯酸的钠盐和铵盐， 并以分散体的总重量为基准，以约0.1至约5重量％之间的量存在最 佳。所述消泡剂可非限制性地为非硅消泡剂，并以分散体的总重量 为基准，以约0.01至约5.0重量％的量存在。示例性的分散促进剂 可为对分散体起增容剂作用的煅制二氧化硅，其使得可使用更大的 聚烯烃颗粒。优选地，以分散体的总重量为基准，所述煅制二氧化 硅以约0.1至约0.2重量％的量存在。
在又一方面，所述预涂料可包括一种或多种填充剂。可掺入本 发明的粘合背衬组合物中的示例性而非限制性的填充剂可包括碳酸 钙、煤灰、尼龙6解聚时的产品剩余物(也称为ENR副产物)、回收 碳酸钙、三水合铝、滑石、纳米粘土、硫酸钡、重晶石、重晶石玻 璃纤维、玻璃粉、碎玻璃、金属粉、氧化铝、水合氧化铝、粘土、 碳酸镁、硫酸钙、硅石、玻璃、煅制二氧化硅、炭黑、石墨、水泥 粉尘、长石、霞石、氧化镁、氧化锌、硅酸铝、硅酸钙、二氧化钛、 钛酸盐、玻璃微球、白垩、氧化钙、及其任意结合。
所述预涂料可以多种方式涂布于地毯上。例如，分散体可使用 例如辊式涂料器上的辊(roll over roller applicator)或刮刀直 接进行涂布。或者，预涂料可使用盘式涂料器(pan applicator) 间接涂布。构想预涂料的涂布量和预涂料中颗粒的浓度可根据所需 工艺和产品参数变化。在一个实例中，分散体的涂布量和颗粒浓度 选择为达到每平方码地毯约4至约12盎司(OSY)。一方面，这可通 过使用含有约50重量％聚烯烃颗粒(以乳液的总重量为基准)的分 散体或乳液并涂布约8至约30OSY的分散体来实现。因此，应理解， 所需的预涂料的涂布量将至少部分地取决于预涂料中是否存在无机 填充剂和/或阻燃剂以及它们的量。在一个示例性的方面，一种优选 的胶乳预涂料为产自Dow Chemicals的LXC 807NA。
在预涂料涂布后，可对主要背衬的背面加热以干燥、熔化和/或 固化乳液。由此，纱线圈可至少部分地固定在主要背衬中。优选通 过使产品经过烘箱进行加热。
在使用任选的聚烯烃颗粒预涂乳液处理后，可对其涂布另外的 背衬材料。所述另外的背衬可采用多种方法进行涂布，优选的方法 包括使用热塑性材料的挤出片材，优选上述回收粘合背衬组合物的 挤出片材，在其上还可层压一层常规的辅助背衬。具体而言，熔融 的热塑性材料优选通过冲模挤出，以制成与地毯相同宽度的片材。 将所述熔融的挤出片材覆于主要地毯背衬的背面。由于所述片材是 熔融的，故该片材将与纱线圈的形状相匹配，并进一步起到将纱线 圈包覆并固定到主要背衬中的作用。当坯布背面涂布了预涂料时， 应理解，所述预涂料是处于粘合背衬组合物和坯布的背面之间。或 者，当未覆有任选的预涂层时，本发明的回收粘合背衬组合物被直 接覆于主要背衬的背面，且其本身即可起到将纱圈固定于主要背衬 中的作用。
示例性的挤出涂布构造可包括，但不限于，单层T-型模、单口 模共挤出涂布、双口模共挤出涂布、衣架式口模及多级式挤出涂布。 优选地，所述挤出涂布设备设定为总涂布量为约4至约60盎司/yd2(OSY)之间，示例性的量包括5、10、15、20、25、30、35、40、 45、50和55盎司/yd2(OSY)以及取自这些值的任意涂布量范围。 对此，应理解被挤出涂层的所需涂布量将至少部分地取决于挤出物 中的所有阻燃剂或无机填充剂的量。
挤出涂布熔融温度主要取决于被挤出的粘合背衬组合物的具体 组成。当使用上述的回收粘合背衬组合物-包括上述优选的基本线 型聚乙烯-时，挤出涂布熔融温度可高于约350°F，并且在一些方 面为350°F至650°F范围内。另一方面，所述熔融温度可为375 °F至600°F。或者，所述熔融温度可为400°F至550°F范围内。 此外，在本发明的一些方面，所述熔融温度还可为425°F至500°F 范围内。
图4示出一条将本文所述的回收粘合背衬组合物覆于坯布背面 以提供带粘合背衬的地毯470的示例性生产线400。如图所示，生产 线400包括一个装配有狭缝模头422的挤出机421、一个夹辊424、 一个冷却辊423、一个排气罩426、一个回转辊428和一个预热器425。 如所示出的，所述夹辊优选装配有真空吸嘴429以对其周缘的一部 分抽真空，并设定为与真空泵427相连。狭缝模头422设定为将半 熔态或熔融态聚合物片材的回收粘合背衬材料430分布至坯布440 上，并且将所述聚合物片材330定向为朝向冷却辊423，而坯布440 定向为朝向任选真空的夹辊424。如进一步所示出的，任选的辅助背 衬材料450可涂覆于聚合物片材430上。夹辊424和冷却辊423彼 此距离最近的一点称为辊隙460。
根据本发明的多个方面，还可进一步构想将两个或更多个单独 的本发明的回收粘合背衬组合物层覆于坯布的底面。例如，在尚未 涂布上述任选预涂料的实施方案中，可按需要先涂布一层所述回收 粘合背衬组合物以便首先将纱线圈固定在主要背衬上，然后再涂布 本发明的回收粘合剂组合物。对此，可构想具有两层挤出回收粘合 背衬的地毯可使用与图4所示类似的单挤出模头、夹辊和冷却辊制 造。具体而言，可在通过第一条生产线时涂覆第一挤出背衬层，然 后再卷取地毯。之后可在通过第二条同样的生产线时在第一层的上 面涂覆第二挤出背衬层。
在具有两个或更多个回收粘合背衬组合物挤出层时，所述两层 可任选地由相同的粘合背衬组合物组成，或者可任选地各自为包括 不同粘合背衬组合物的层。例如，直接覆于主要背衬材料的背面的 第一层(首层)的熔融指数可高于覆于第一层背面的第二层的熔融 指数。在这一方面，由于需要依赖该第一层包覆并渗透纱线，故该 层应当具有足够高的熔融指数(足够低的熔体粘度)以促进对纱线 的包覆和渗透。第二层通常不依靠其来包覆并渗透纱线，该层既可 用作地毯的底表面，也可用于促进任选的辅助背衬材料的涂覆。在 这一实例中，该第二层可优选具有较低的熔融指数以便在冷却后提 供较高的强度。进一步地，质量较差和/或性能控制不是很严格的树 脂也可用于第二层中，因为并不依靠它来包覆或渗透纤维束。在一 个优选的实施方案中，所述第二层可由回收粘合剂组合物制成。在 这一方面，可构想所述第一和第二层由具有不同化学性质或组成的 聚合物组成。
在又一方面，可挤出两个或更多个单一聚合物组合物层以更好 地控制覆于地毯上的粘合背衬的厚度或重量。此外，在替代实施方 案中，可在主要背衬材料的背表面挤出三个或更多个粘合背衬组合 物层以便达到甚至更高的涂胶量和/或使涂覆的第一层和最后一层 之间具有更缓和的过渡。在这一方面，可使用双口模头来涂覆两层。 或者，可使用两个或更多个挤出点或单口共挤模头来涂覆两层或更 多层。
又一方面，还可按需要对地毯的粘合背衬材料涂覆一层强化层。 所述强化层可以，例如，增加欲用作块状地毯的本发明多个方面的 产品的尺寸稳定性。为此，任何常规的增强材料均可使用，包括织 造和非织造的玻璃纤维或聚丙烯稀纱布等。在一个优选的方面，所 述稀纱布可用在两个或更多个回收粘合背衬组合物层之间。例如， 图5示出一条制造本发明多个方面的地毯的示例性生产线520。如所 示出的，一定长度的坯布521-即纱线簇绒进主要背衬中-通过辊 523展开。坯布521经过辊525和527并使主要背衬朝向预热器529。 所述预热器-例如对流烘箱或红外面板-可用于在将粘合背衬材料 挤出到坯布的背面之前对其加热，以增加对纱线束的包覆和渗透作 用。除预热外或者作为预热的替代方案，本发明的工艺还可使用一 种热后浸渍工艺步骤来延长粘合背衬材料的熔化时间，从而改善粘 合背衬材料对纱线或纤维束的包覆和渗透作用。
挤出机531安装为使得通过模头533将第一回收粘合背衬组合 物片材535挤出在坯布的背面、辊527和夹辊541之间的位置上。 片材535与坯布接触的确切位置可根据线速度以及在坯布通过夹辊 541与冷却辊543间之前所需的熔融聚合物在坯布上的停留时间而变 化。在该示出的实施方案中，非织造玻璃纤维的稀纱布539可通过 辊537供给，以便恰好在送达夹辊541之前接触冷却辊543。以此， 在地毯成品中将起到增强纤维作用的稀纱布539通过聚合物层压至 坯布上。
夹辊541和冷却辊543之间所需的压力-以磅每线型英寸(PLI) 测定-可根据推压挤出片材所需的力而变化。具体而言，该所需压 力可通过改变气缸内的压力来调节。或者，可以使夹辊541和冷却 辊543以一定间隔的方式运行，以此两辊之间的空间可根据例如通 过其间的材料的厚度而调节至所需的间隔宽度。并且，如关于图4 的描述，夹辊中可按需要包括一个真空吸嘴。另外，还可利用喷出 的加压气体将挤出片材推入地毯背衬中。此外，冷却辊543的尺寸 以及地毯卷与其接触的时间长度可根据工艺所需的冷却水平变化。 优选地，冷却辊543可简单地通过使环境温度的水或冷却水流过而 冷却。
在经过冷却辊543后，地毯被送入辊545和547，同时使地毯绒 头朝向所述辊，而具有第一粘合层535和层压于其上的稀纱布539 的地毯背面则朝向第二预热器563。第二挤出机549通过其模头551 将第二回收粘合背衬组合物片材553挤出至稀纱布539的背面上。 挤出片材553与稀纱布539的接触点如上所述同样可发生变化。
在这点上，如果地毯组合物需要任选的辅助衬布567，则所述衬 布可通过与537所示类似的第二辊565引入，以便在其在经过夹辊 555和冷却辊557之间时通过挤出片材553层压至地毯上。随后，所 述地毯穿过夹辊555和冷却辊557之间。同样地，555和557两辊之 间所施加的压力可根据需要变化。最后，在绕过冷却辊557之后， 地毯成品561绕过辊559，并优选经过一个印花辊(未示出)以便在 该地毯背面印制所需样式。
如上所述，本发明的地毯可任选包括一种辅助背衬材料。如图4 和图5所示，所述辅助背衬材料优选在挤出涂布后在挤出物仍然熔 融时直接层压至一个或多个挤出层上，以改善挤出涂层对主要背衬 的渗透性。或者，辅助背衬材料可在之后的步骤中通过至少对挤出 层的最外层再热和/或再熔化、或采用共挤出涂布技术使用至少两台 专用挤出机而进行层压。并且，所述辅助背衬材料可通过其它一些 常规方法层压，例如在粘合背衬材料和辅助背衬材料之间插入一层 聚合物粘合剂材料。合适的聚合物粘合剂材料包括但不限于，乙烯 丙烯酸(EAA)共聚物、离子交联聚合物以及马来酸酐接枝的聚乙烯 组合物。所述辅助背衬材料可为织造布或非织造布，并且进一步可 由以下材料组成：一种或多种聚乙烯聚合物，例如但不限于，低密 度聚乙烯(LDPE)、非均相支化线型低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度 聚乙烯(HDPE)、非均相支化超低密度聚乙烯(ULDPE)、非均相支化 极低密度聚乙烯(VLDPE)、非均相支化线型低密度聚乙烯(LLDPE)、 非均相支化线型极低密度聚乙烯(VLLDPE)；乙烯与α-烯烃的共聚 物；聚丙烯；丙烯与α-烯烃的共聚物；丙烯与乙烯的共聚物；乙烯 乙酸乙烯酯共聚物(EVA)；乙烯丙烯酸甲酯共聚物(EMA)；接枝的 聚乙烯聚合物(例如马来酸酐挤出接枝的非均相支化线型低聚乙烯 或马来酸酐挤出接枝的均相支化超低密度聚乙烯)；乙烯丙烯酸共聚 物；乙烯丙烯酸乙酯共聚物；聚苯乙烯；聚烯烃；聚酯；聚氨基甲 酸酯；聚丁烯；聚酰胺；聚碳酸酯；橡胶；乙烯丙烯聚合物；乙烯 苯乙烯聚合物；苯乙烯嵌段共聚物；以及硬质橡胶(vulcanate)。
在又一方面，本文所述的具有挤出背衬的地毯构造以及方法特 别适用于制造块状地毯。图6示出根据本发明制造的示例性的块状 地毯600的横截面。毯面纱线603簇绒入主要背衬601中，以使地 毯绒头面604留在主要背衬601的上面、且回针线迹605留在主要 背衬的下面。在主要背衬601的背面和回针线迹605上覆上一个包 括至少一种通过本文所述工艺回收的回收聚烯烃聚合物组分的回收 粘合剂组合物层607。在块状地毯的一个优选实施方案中，所述地毯 包括约5至约200OSY的挤出粘合背衬。更优选地，所述块状地毯 包括约30至约80OSY的挤出背衬，最优选50OSY。
优选地，所述块状地毯通过如上图5中示例的两条路线接收它 的挤出背衬。第一条路线是涂覆层607。优选地，所述层607为约 2.5至约100OSY的挤出聚合物，更优选约15至约40OSY，且最优 选25OSY。第二条路线是加入层611。优选地，第二层611为约2.5 至约100OSY，更优选约15至约40OSY，且最优选25OSY。
当制造例如块状地毯时，同样可优选在第一和第二挤出背衬层 之间插入一层增强材料609。块状地毯一个重要的性质是尺寸稳定 性，即地毯块随时间保持其尺寸和平整度的能力。已发现强化层的 加入可改善根据所述优选实施方案制造的块状地毯的尺寸稳定性。 合适的增强材料包括尺寸稳定和热稳定的织物，例如非织造或湿法 成网的玻璃纤维稀纱布、以及织造和非织造热塑性织物(例如聚丙 烯、尼龙和聚酯)。最优选地，所述强化层为一种由Reemay出售的 基本重量为3.5OSY的聚丙烯非织造布“Typar”。或者，优选的强 化层为由ELK公司出售的基本重量为1.4OSY的“Ultra-Mat”。
所述块状地毯在第二挤出背衬层611的下面可包括一种辅助衬 布613。合适的辅助衬布材料包括上文所述的材料。
本领域技术人员将理解，尽管有上述具体实例，然而可构想所 述地毯还可通过本领域技术人员已知的方法制备，包括但不限于直 接涂布和轧辊测量(roll metering)、以及刮刀涂布和舐液辊涂覆， 如D.C.Blackly，Latex and Textiles，section 19.4.2，361页 所述，该文献通过引用的方式纳入本文。
实施例
为了进一步阐明本发明的基本原则，提出以下实施例，以便就如 何实施和/或评估本文所公开的本发明各种实施方案为本领域普通技 术人员提供完整的公开和描述。它们仅意欲作为本发明的示例，而非 意在限制发明人认定的本发明的范围。已经努力确保有关数字(例如 数量、温度等)的准确性，但仍可能存在一些误差和偏差。除非另有 说明，份数为重量份数，温度以℃为单位或者为环境温度，并且压力 接近或等于大气压或者为全真空。
实施例1：对照样的熔体流动比和回收的评估
为评估示例性粘合剂组分的熔体流动比和可回收性进行了一系列 实验。然后将这些熔体流动比与示例性的未用过的粘合剂组合物的熔 体流动比作比较。不预囿于理论，现认为熔体流动比可用来部分地表 示聚合物粘合剂组合物的加工性能，因而测量的熔体流动比的相关性 或相似性可部分地表示本发明的回收粘合剂组合物在制备二代地毯组 合物中利用的能力。
首先，评估由未用过的粘合剂组分组成的对照样品的熔体流动加 工特性。所述对照样品为一种由约75重量％的产自Dow Chemicals的 系列基本线型乙烯聚合物、约20重量％的烃类增粘剂树脂 (产自Eastman Chemical的Piccotac 1115)和约5重量％的粘合剂 改性剂(产自Dow Chemical的GR204)组成的聚合物粘合剂组合物。 根据ASTM D1238-04C对五个对照组合物进行测试，并将所得数据列 于下表1中：
表1：未用过的对照样品的熔体流动比
然后对由上述未用过的粘合剂组分组成的对照粘合剂组合物在 萜溶剂体系中的溶解能力进行评估，然后根据本发明的方法进行回 收。所述回收方法包括将真空炉预热至约200℃。获得挤出的未用过 的粘合剂对照层样品，并将其粉碎成尺寸小于约25英寸的聚合物碎 片。
将约60.0克D-苧烯和约6.0g聚合物碎片在250ml圆底烧瓶中 混合。然后向该烧瓶中加入磁力搅拌子进行机械搅拌。在加热样品 前，用CO2气流吹扫出烧瓶中的空气。然后，将样品在CO2保护气中 加热。使用圆底加热套以使液体样品受热均匀。所述搅拌子中速搅 拌以保持聚合物碎片在加热期间脱离玻璃器壁。缓慢加热所述样品 至接近沸腾并且使碎片溶于溶液中。
在CO2保护气被D-苧烯蒸汽排出容器时，接入冷凝器和溶剂回收 装置，以便收集从烧瓶中蒸出的D-苧烯。对样品连续缓慢加热的同 时蒸馏出大量D-苧烯。加热温度随液体体积的减小而逐渐增加，注 意不要过热而使该过程加快。对溶出的聚合物组合物进行脱挥发分 直至搅拌子因溶剂去除引起的粘度增加而几近或完全停止搅拌。当 不再有溶剂被脱挥发分后，移去热源。
移去热源后，烧瓶中再充入CO2气体，以防止样品氧化，然后盖 上塞子。使样品于室温下冷却，直至可对该玻璃器皿安全处理。冷 却后，从玻璃器皿中刮出回收的聚合物并置于涂有PTFE的表面皿中 (6”直径)。然后将该装有聚合物的PTFE表面皿置于氮气保护的预 热真空炉中。接入真空泵并氮气吹扫30秒钟。之后，关闭氮气阀并 运行真空泵以获得约29.5”或更高的真空压力。
使样品在200℃于全真空压力下放置16小时。真空干燥除去回 收聚合物中所含的、且通常不能在常压蒸馏的条件下除去的残留溶 剂。真空干燥完成后，再次向炉室内充入N2，直至真空压力释放。 然后将样品从该炉中取出，并于环境条件下冷却。
回收的聚合物样品冷却后，再次使用与上述对照样相同的方法 对九个回收对照聚合物组合物样品的熔体流动速率特性进行测试。 所得熔体流动速率列于下表2中。
表2-回收对照样品的熔体流动特性
与上表1中所列的未用过的对照样品的初始熔体流动特性相比， 回收对照样品的熔体流动速率的结果表明，从挤出粘合层中回收的 聚合物具有与未用过的粘合剂组合物相似的加工性能。
此外，对质量平衡和聚合物质量进行研究以测定回收聚合物中 残留的所有溶剂的残留量。具体而言，按照上文所列出的对照样品， 测定聚合物对照样品在200℃、约16小时保留时间和29.5”真空度 的条件下是否能够达到示例的约0％至0.26％范围内的溶剂残留量。 该测试所得及所用数据列于下表3中。
表3
实施例2：实际地毯组合物的示例性粘合剂回收
对本发明方法从实际地毯组合物中回收聚合物材料的能力进行 了评估。对簇绒阔幅地毯构造的地毯组合物进行了一系列11个回收 实验，该地毯的总材料重量为约57.92oz/sy，包括约26.6oz/sy 的总纱线重量和约31.32oz/sy的总聚合物重量。所述纱线为尼龙 纱线，其簇绒入重量约为3.2oz/sy的聚丙烯主要背衬中。将产自 Dow Chemicals的LXC 807NA胶乳预涂料以约5.16oz/sy的量涂覆 于主要背衬上。将参照对照样品如上所述的未用过的粘合剂组合物 以约19.24oz/sy的量涂覆于主要背衬中。再涂覆一层总重量约为 3.68oz/sy的非织造聚丙烯辅助背衬。
根据该实验，将真空炉同样预热至200℃。将上述地毯粉碎成约 1/2”x1/2”的碎片。使约6.00克粉碎的地毯碎片与约60.00克D-苧烯 在250ml圆底烧瓶中混合。也加入磁力搅拌子以进行机械搅拌。在 样品加热前使用CO2气体排出烧瓶中的“空气”。所述样品在CO2保护 气下使用圆底加热套加热以使液体样品受热均匀。然后使搅拌子中 速搅拌，以便保持地毯碎片在加热期间脱离玻璃器壁。缓慢加热样 品直至接近沸腾，使样品溶解于溶剂中。
在地毯的非尼龙组分溶解于D-苧烯溶液中后，将烧瓶从加热套 上移开。然后剪切网筛材料(60目)使之适用于布氏漏斗。在筛网 过滤器置于布氏漏斗中后，将漏斗置于空的圆底烧瓶上。然后使溶 出聚合物混合物、液体、纱线等通过布氏漏斗过滤，并过筛以收集 聚合物溶液并分离未溶解的组分，例如尼龙纱线。然后用沸腾的D- 苧烯对收集的纱线洗涤3遍，以便收集包裹在纱线上的残留聚合物。 该D-苧烯可与主聚合物溶液滤液再合并进行脱挥发分，以便获得较 高的聚合物总产率。
将烧瓶中收集的聚合物溶液再次放回加热套上脱挥发分。再次 使用CO2气体从烧瓶中排除空气然后再热样品。再次在瓶内含有CO2保护气的情况下将样品加热至接近沸腾。当CO2保护气开始被D-苧烯 排出容器时，使冷凝器和溶剂回收装置与烧瓶连接，以便收集从烧 瓶中蒸出的D-苧烯。对所述样品缓慢加热的同时从烧瓶中蒸出大量 D-苧烯，并且热量随烧瓶中液体体积的减小而逐渐增加。该步骤持 续进行，直至搅拌子因粘度的增加和溶液的去除而几近或完全停止 旋转。当不再有溶剂被脱挥发分后除去热源。利用与上述对照样品 相同或相似的方法冷却回收的聚合物组分，并进行真空干燥以至少 基本除去样品中剩余的残留溶剂。
回收聚合物样品冷却后，对回收聚合物组合物的熔体流动速率 性能进行测试。所得熔体流动速率列于下表4中：
表4-回收样品1-8的熔体流动性能
与上表1中所列的未用过的对照样品的初始熔体流动特性比较， 这些回收样品的熔体流动速率结果表明，从实际地毯组合物回收的 聚合物表现出与未用过的粘合剂组合物相似的加工性能，因而可作 为回收组分用于二代粘合剂组合物中。
利用与上文实施例2中所列相同的实验程序测量三个附加样品 的熔体流动特性，以评估从实际地毯样品中回收的聚合物组合物的 熔体流动性的重现性和可靠性。这三个附加样品的熔体流动速率按 照ASTM D1238-04C程序各自分别测量4次(A-D)。这些附加样品的 熔体流动数据列于下表5中：
表5-回收样品9-11的熔体流动性
机译： 回收地毯及由回收材料制造的地毯的方法和系统
机译： 回收地毯及由回收材料制造的地毯的方法和系统
机译： 回收地毯及由回收材料制造的地毯的方法和系统
