DE69916085T2

DE69916085T2 - Flüssigkeitsundurchlässige teppichrückenbeschichtung

Info

Publication number: DE69916085T2
Application number: DE69916085T
Authority: DE
Inventors: L. Rick TABOR; R. Rhonda SUAREZ; C. Randall JENKINES
Original assignee: Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1999-08-17
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2019-08-18
Also published as: BR9914300A; DK1112406T3; CA2340761A1; ATE263267T1; CA2340761C; NZ509897A; ES2219058T3; JP2002522662A; AU761208B2; WO2000009798A1; EP1112406B1; AU5776699A; DE69916085D1; EP1112406A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf eine flüssigkeitsundurchlässige Teppichrückenbeschichtung. Mehr spezifisch bezieht sie sich auf die Verwendung eines hydrophoben säurebehandelten anorganischen Füllstoffes oder Salzen hiervon als ein Teil einer wässrigen dispergierten polymeren Zusammensetzung, um die Flüssigkeitsundurchlässigkeit einer Teppichrükkenbeschichtung zu erhöhen.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Im allgemeinen bestehen getuftete Teppiche zumindest aus durch eine Primärrückschicht und eine Vorbeschichtung getuftete Fasern. Getuftete Teppiche haben eine Vorschicht, und sie können ebenfalls zusätzliche Schichten wie eine Laminatschicht, eine Sekundärschicht und eine Schaumstoffschicht haben. Darüber hinaus kann der getuftete Teppich mehr als eine Sekundärschicht haben. Der getuftete Teppich kann auf eine Vielzahl von darunter liegenden Böden, einschließlich Holz, Beton und Fliesen, aufgebracht werden.
Die Vorschicht ist erforderlich, um die Teppichbüschel an der Primärrückschicht zu verankern. Sie kann ebenfalls einen Klebstoff enthalten, um den getufteten Teppich an zusätzliche Schichten oder den darunter liegenden Boden zu kleben. Die Vorschicht kann die Bindung der Büschel des Teppichs, die Handhabung, die Entlaminierungseigenschaften, die Naßbeständigkeitseigenschaften, die Abnutzungsfestigkeit und die Leistungsfähigkeit als Barriere beeinflussen. Ein besseres Verankern wird jedoch erreicht, wenn eine Vorschicht aufgetragen wird, als mit einer alleine aufgetragenen Laminatschicht.
Die Vorschicht kann aus verschiedenen Materialien hergestellt werden. Jedoch wird sie üblicherweise aus einem Polyurethanmaterial oder einem Styrol-Butadienlatex hergestellt. Sie kann aus einem Butadien-Acrylnitrillatex, einem Ethylen-Vinylacetatlatex, einem Styrol-Butadien-Butylacrylatlatex, einem Chloroprenlatex, einem Polyethylencopolymerlatex, einem Ethylen-Styrollatex, einem Styrol-Butadien-Vinylidenchloridlatex, einem Styrol-Alkylacrylatlatex, einem Vinyllatex oder einem Acryllatex hergestellt werden.
Im Hinblick auf eine Polyurethanvorschicht erfordert die konventionelle Praxis bei der Teppichherstellungsindustrie, daß die Vorschicht aus einer Isocyanatformulierung (A-Seitenformulierung) und einer Polyolformulierung (B-Seitenformulierung) an dem Ort der Teppichherstellung hergestellt wird. Dies wird manchmal auch als "A + B-Chemie" bezeichnet. Die Herstellung einer Polyurethanvorschicht durch A + B-Chemie kann einen unvorhersehbaren Verlust an Produktion und Ineffektivität als Folge von Problemen mit sich bringen, welche auftreten, wenn die Reaktion an dem Herstellungsort durchgeführt wird, wie eine vorzeitige Gelierung.
Alternativ kann die Polyurethanvorschicht als eine wässrige Polyurethandispersion (PU-Dispersion) aufgetragen werden. Wässrige PU-Dispersionen können durch Polymerisieren der Polyurethanreaktionsteilnehmer in einem organischen Lösungsmittel, gefolgt von Dispersion der resultierenden Lösung in Wasser und wahlweise gefolgt von Entfernung von organischem Lösungsmittel hergestellt werden. Siehe US-Patente Nr. 3 437 624, 4 092 286, 4 237 264, 4 742 095, 4 857 565, 4 879 322, 5 037 864 und 5 221 710. Ebenfalls kann eine wässrige Polyurethandispersion dadurch hergestellt werden, daß zuerst ein Prepolymeres hergestellt wird, als nächstes das Prepolymere in Wasser dispergiert wird und abschließend eine Kettenverlängerung in dem Wasser durchgeführt wird, wie in der WO 98/41552, veröffentlicht am 24. September 1998, angegeben ist. Präparationen von wässrigen Dispersionen von Po lyurethan sind ebenfalls in den US-Patentanmeldungen Serial Nos. 09/039 978 und 09/039 976 beschrieben. Das US-Patent Nr. 4 296 159 an Jenkines, et al. beschreibt die Herstellung eines getufteten oder gewebten Gegenstandes, der eine einheitliche Rückbeschichtung aufweist, hergestellt durch Auftrag einer Polyurethan bildenden Zusammensetzung auf der Unterseite des getufteten oder gewebten Gegenstandes.
Die Vorschicht kann aus einem wässrigen Styrol-Butadienlatex bestehen. Styrol-Butadienlatices (SB-Latices) zur Verwendung bei Teppichen sind beispielsweise beschrieben in P. L. Fitzgerald "Integral Latex Foam Carpet Cushioning", J. Coat. Fab. 1977, Vol. 7 (S. 107–120) und in R. P. Brentin "Latex Coating Systems for Carpet Backing", J. Coat. Fab. 1982, Vol. 12 (S. 82–91). SB-Latices liefern Flexibilität bei den Produktionskosten als Folge der Fähigkeit, niedrige bis hohe Konzentrationen von Füllstoffkomponente in einem Latex mit niedriger Viskosität einzuschließen. Jedoch können SB-Latices mit Füllstoff nicht die strengen Anforderungen erfüllen, welche für Teppiche mittlerer Qualität gefordert werden. Zusätzlich kann die derzeitige Technologie es erfordern, daß ein Latexmaterial für eine Zeitspanne bis zu einem Jahr stabil bleibt. Hoher Feststoffgehalt beeinträchtigt die Stabilität von SB-Latices. Daher haben kommerziell erhältliche SB-Latices typischerweise einen Feststoffgehalt von nicht größer als 55%.
Ohne Berücksichtigung des Typs von Material, welches zur Herstellung der Vorschicht verwendet wird, kann ein Flüssigkeitsdurchtritt die Leistungsfähigkeit und das Aussehen des Teppichs negativ beeinträchtigen. Die Flüssigkeit kann durch die Vorschicht und dann bis zur Unterseite des Teppichs fließen oder hier adsorbiert werden. Insbesondere können verschüttete Flüssigkeiten wie Getränke, Nahrungsmittel, Blut, Urin und Faeces bis zur Unterseite des Teppichs und in den darunter liegenden Boden eindringen, so daß die Flüssigkeiten für die verschiedenen Reinigungsmethoden nicht zugänglich sind.
Wenn die vorschicht eine wässrige polymere Dispersion ist, werden verschiedene konventionelle Methoden angewandt, um eine feuchtigkeitsfeste oder feuchtungsundurchlässige Barriere zwischen der primären Rückschicht und anderen Schichten oder dem darunter liegenden Boden zu liefern. Die konventionellen Methoden schließen ein: (1) Modifizieren der Vorschichtformulierung, (2) Zufügen einer im wesentlichen undurchlässigen Membran zwischen der Vorschicht und den anderen Schichten oder dem darunter liegenden Boden und (3) Aufbringen einer flüssigkeitsundurchlässigen Beschichtung auf die Vorschicht oder eine andere Schicht.
Ein Beispiel eines Versuches zur Verbesserung der Flüssigkeitsfestigkeit durch Modifizieren der Vorschichtformulierung besteht darin, das Beschichtungsgewicht der Dispersion zu erhöhen. Diese Methode ist nicht erwünscht, da sie mehr Material, welches kostspielig ist, erfordert. Sie kann ebenfalls einen fertigen Teppich ergeben, der unerwünschten Griff oder nicht erwünschte Steifigkeitseigenschaften aufweist. Darüber hinaus besteht eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, daß die Vorschicht in den Trockenöfen Blasen wirft.
Ein anderes Beispiel eines Versuchs zur Verbesserung der Flüssigkeitsfestigkeit durch Modifizieren der Formulierung der Vorschicht ist die Zugabe eines Wachsfüllstoffes zu der Dispersion. Obwohl die Zugabe von Wachsen zu wässrigen Styrol-Butadienlatices zur Verbesserung der Wasserbarriereeigenschaften der Vorschicht bekannt ist, ist es ebenfalls bekannt, daß Wachszusätze im allgemeinen für andere Teppicheigenschaften schädlich sind.
Ein anderes Beispiel einer Modifizierung der Formulierung ist die Reduzierung von Füllstoffgehalten. Jedoch erhöht diese Änderung der Formulierung die Teppichkosten und kann die Neigung der Vorschicht zur Blasenbildung in Trockenöfen erhöhen.
Beispiele eines Versuches zur Verbesserung der Flüssigkeitsfestigkeit durch Zugabe einer im wesentlichen undurchlässigen Membran zwischen der Vorschicht und den anderen Schichten oder dem darunter liegenden Boden sind in den US-Patenten Nr. 4 336 089 und 5 763 040 beschrieben. Im US-Patent Nr. 4 336 089 beschreibt der Patentinhaber einen wasserundurchlässigen Film, welcher die verschüttete Flüssigkeit unterhalb der Teppichoberfläche sammelt. Im US-Patent Nr. 5 763 040 beschreibt der Patentinhaber das Aufbringen eines nicht-durchlässigen Stoffes oder einer nicht-durchlässigen Folie auf eine Teppichrückschicht. Diese sekundäre Rückschicht verhindert den Fluß von Flüssigkeit zu nachfolgenden Schichten oder bis zu dem darunter liegenden Boden. Unglücklicherweise können die beiden beschriebenen Membrane es ermöglichen, daß verschüttete Flüssigkeit sich in einer Tiefe zwischen dem Teppich und der darunter liegenden Barriere sammelt, so daß die verschüttete Flüssigkeit mittels traditioneller Reinigungsmethoden nicht entfernt werden kann.
Ein Beispiel eines Versuches zur Verbesserung der Flüssigkeitsfestigkeit durch Auftragen einer flüssigkeitsundurchlässigen Beschichtung ist das Aufbringen einer Fluorchemikalie oder eines anderen Materials auf die Vorschicht oder einer anderen Schicht. Das US-Patent Nr. 5 348 785 beschreibt das Aufbringen einer Fluorchemikalie auf die Unterseite einer Sekundärrückschicht. Die Verwendung von Fluorchemikalien zur Herbeiführung von Wasserundurchlässigkeit ist ebenfalls in den US-Patenten Nr. 4 619 853 und 4 643 930 beschrieben. Unglücklicherweise kann die Verwendung von Fluorchemikalien die Kosten des Teppichs erhöhen. Zusätzlich kann Dampfreinigung oder Extraktionsreinigung eines Teppichs die Fluorchemikalien auf dem Teppich auslaugen.
Andere Materialien, welche als flüssigkeitsbeständige Beschichtung aufgetragen werden, schließen Zusammensetzungen auf Silikonbasis, Wachsemulsionen, natürlich vorkommende Öle und hydrophobe Acrylatharze ein. Das Aufbringen dieser ver schiedenen hydrophoben Zusammensetzungen auf eine Sekundärrückschicht ist im US-Patent Nr. 5 558 916 beschrieben, jedoch verhindern diese Zusammensetzungen nicht die Absorption von verschütteten Flüssigkeiten durch darunter liegende Schichten.
Es wäre erwünscht, eine Teppichrückenbeschichtung herzustellen, welche dem Durchdringen von verschütteten Flüssigkeiten widersteht. Ebenfalls wäre es erwünscht, eine Teppichrückenbeschichtung nach einem Verfahren herzustellen, welches die Kosten der Herstellung des Teppichs nicht signifikant erhöht. Weiterhin wäre es erwünscht, eine flüssigkeitsfeste Teppichrückenbeschichtung herzustellen, welche die Unterseite eines Teppichs von verschütteten Flüssigkeiten schützt, so daß die verschütteten Flüssigkeiten für die Entfernung durch verschiedene Reinigungsmethoden zugänglich wären.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine wässrige dispergierte polymere Zusammensetzung zur Herstellung einer flüssigkeitsundurchlässigen Teppichrückenbeschichtung entsprechend Anspruch 1 bereitgestellt.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bei der vorliegenden Erfindung umfaßt die wässrige dispergierte polymere Zusammensetzung eine wässrige Polyurethandispersion, einen anorganischen Füllstoff und ein hydrophobes Salz einer hydrophoben Säure, worin die hydrophobe Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: Buttersäure, Hexansäure, Octansäure, Decansäure, Dodecansäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Oleinsäure, Linoleinsäure, Stearinsäure, Linolensäure, Gumkolophonium, Harzkolophonium, Tallölkolophonium, Abietinsäure, oxidiertem, Carbonsäuregruppen enthaltendem Polyethylen, Ethylen-Acrylsäurecopolymeren, Ethylen-Methacrylsäurecopolymeren, mit ungesättigten Carbonsäuren gepfropften Polyolefinen, mit Anhydriden gepfropften Polyolefinen, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Acrylsäure.
In der vorliegenden Erfindung kann sich Polyurethan auf eine Polyurethanverbindung, eine Polyharnstoffverbindung oder Mischungen hiervon beziehen. Eine Polyurethanverbindung kann durch die Reaktion eines Polyols mit einem Polyisocyanat erhalten werden. Eine Polyharnstoffverbindung kann durch die Reaktion eines Amins mit einem Polyisocyanat erhalten werden. Eine Polyurethanverbindung oder Polyharnstoffverbindung kann sowohl Harnstoff- als auch Urethanfunktionalität enthalten, abhängig davon, welche Verbindungen in den Formulierungen für die A- und/oder B-Seite eingeschlossen sind. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird keine weitere Unterscheidung hier zwischen Polyurethanverbindungen und Polyharnstoffverbindungen gemacht. Der Ausdruck "Polyurethan" wird allgemein zur Beschreibung einer Polyurethanverbindung, einer Polyharnstoffverbindung oder von Mischungen hiervon verwendet.
Eine Polyurethandispersionszusammensetzung, welche bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung brauchbar ist, schließt Wasser und eine polymere Verbindung ein, ausgewählt aus der aus einer Polyurethanverbindung, einer Mischung von Polyurethan bildenden Verbindungen und Mischungen hiervon bestehenden Gruppe. Eine Polyurethandispersion, wie hier beschrieben, kann Kettenverlängerer, Tenside, Füllstoffe, Dispergiermittel, Schaumstabilisatoren, Verdikkungsmittel, Feuerhemmstoffe, Entschäumer und andere Materialien, welche in Polyurethanformulierungen nützlich sind, einschließen.
Polyurethan bildende Verbindungen, wie in der vorliegenden Erfindung verwendet, sind Verbindungen, welche zur Bildung von Polyurethanpolymeren fähig sind. Polyurethan bildende Verbindungen schließen beispielsweise Polyurethanprepolymere ein. Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung nützliche Prepolymere werden durch die Reaktion von Verbindungen mit aktivem Wasserstoff mit einer beliebigen Menge eines Materials, welches Isocyanat im Überschuß relativ zu dem Material mit aktivem Wasserstoff enthält, hergestellt. Die Isocyanatfunktionalität kann in einer Menge von etwa 0,2 Gew.-% bis etwa 40 Gew.-% vorhanden sein. Ein geeignetes Prepolymeres kann ein Molekulargewicht im Bereich von etwa 100 bis etwa 10.000 haben. Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung nützliche Prepolymere sollten im wesentlichen Flüssigkeiten unter den Bedingungen der Dispersion sein.
Verbindungen mit aktivem Wasserstoff können als Verbindungen beschrieben werden, welche funktionelle Gruppen besitzen, die wenigstens ein Wasserstoffatom enthalten, das direkt an ein elektronegatives Atom wie Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel gebunden ist. Geeignete Verbindungen mit aktivem Wasserstoff können Polyole mit einem Molekulargewicht von weniger als etwa 6000 sein.
Die wässrige dispergierte polymere Zusammensetzung kann einen Kettenverlängerer einschließen. Ein Kettenverlängerer wird hier verwendet, um das Molekulargewicht des Polyurethanprepolymeren durch Reaktion des Kettenverlängerers mit der Isocyanatfunktionalität in dem Polyurethanprepolymeren aufzubauen, d. h. Kettenverlängerung des Polyurethanprepolymeren. Ein geeigneter Kettenverlängerer ist typischerweise eine aktiven Wasserstoff enthaltende Verbindung mit niedrigem Äquivalentgewicht, welche etwa 2 oder mehr aktive Wasserstoffgruppen pro Molekül aufweist. Die aktiven Wasserstoffgruppen können Hydroxyl-, Mercaptyl- oder Aminogruppen sein. Ein Amin-Kettenverlängerer kann geblockt, eingekapselt oder in anderer Weise weniger reaktiv gemacht sein. Andere Materialien, insbesondere Wasser, können dazu dienen, die Kettenlänge auszudehnen, und so sind sie Kettenverlängerer für die Zwecke der vorliegenden Erfindung. Polyamine sind bevorzugte Kettenverlängerer. Es ist besonders bevorzugt, daß der Kettenverlängerer aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus aminterminierten Polyethern besteht, wie beispielsweise Jeffamine D- 400 von Huntsman Chemical Company, Aminoethylpiperazin, 2-Methylpiperazin, 1,5-Diamino-3methylpentan, Isophorondiamin, Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Triethylenpentamin, Ethanolamin, Lysin in irgendeiner seiner stereoisomeren Formen und Salzen hiervon, Hexandiamin, Hydrazin und Piperazin. Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung wird der Kettenverlängerer oftmals als eine Lösung von Kettenverlängerer in Wasser eingesetzt.
Kleine Mengen von Kettenverlängerer können vorteilhaf terweise verwendet werden. Im allgemeinen wird der Kettenverlängerer mit einem ausreichenden Gehalt eingesetzt, um mit etwa null (0) bis etwa 100% der in dem Prepolymeren vorliegenden Isocyanatfunktionalität zu reagieren, basierend auf einem Äquivalent Isocyanat, das mit einem Äquivalent von Kettenverlängerer reagiert. Es kann unter bestimmten Bedingungen erwünscht sein, daß es ermöglicht wird, daß Wasser als Kettenverlängerer wirkt und mit einem Teil oder der Gesamtmenge der vorhandenen Isocyanatfunktionalität reagiert.
Ein Katalysator kann verwendet werden, um die Reaktion zwischen einem Kettenverlängerer und einem Isocyanat zu fördern. Geeignete Katalysatoren schließen tertiäre Amine, organometallische Verbindungen, vergleichbare Verbindungen und Mischungen hiervon ein. Beispielsweise schließen geeignete Katalysatoren ein: Di-n-butyltzinn-bis(mercaptoessigsäureisooctylester), Dimethylzinndilaurat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinnsulfid, Zinn(II)-octoat, Bleioctoat, Eisen(III)-acetylacetonat, Bismuthcarboxylate, Triethylendiamin, N-Methylmorpholin, ähnliche Verbindungen und Mischungen hiervon. Eine Menge von Katalysator wird vorteilhafterweise derart verwendet, daß eine relativ rasche Aushärtung zu einem von Klebrigkeit freien Zustand erhalten werden kann. Falls ein organometallischer Katalysator verwendet wird, kann eine solche Aushärtung durch Verwendung von etwa 0,01 bis etwa 0,5 Teilen pro 100 Teile der Polyurethan bildenden Zusammensetzung, in Gewicht, erreicht werden. Falls ein tertiärer Amin katalysator verwendet wird, liefert der Katalysator bevorzugt eine Aushärtung bei Verwendung von etwa 0,01 bis etwa 3 Teilen von tertiärem Aminkatalysator pro 100 Teile der Polyurethan bildenden Zusammensetzung, in Gewicht. Sowohl ein Katalysator vom Amintyp als auch ein organometallischer Katalysator können in Kombination verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung kann andere Füllstoffmaterialien einschließen. Das Füllstoffmaterial kann konventionelle Füllstoffe wie gemahlenes Glas, Calciumcarbonat, Aluminiumtrihydrat, Talk, Bentonit, Antimontrioxid, Kaolin, Flugasche oder andere bekannte Füllstoffe einschließen. Eine geeignete Füllstoffbeladung in einer Polyurethandispersion kann von etwa 100 bis etwa 1000 Teile Füllstoff pro 100 Teile der Polyurethanverbindung sein. Bevorzugt kann das Füllstoffmaterial in einer Menge von wenigstens etwa 200 pph (phr), mehr bevorzugt wenigstens etwa 300 pph, am meisten bevorzugt wenigstens etwa 400 pph eingeladen werden.
Die vorliegende Erfindung kann ein Netzmittel für den Füllstoff einschließen. Ein Füllstoff-Netzmittel macht im allgemeinen das Füllstoffmaterial mit der ein Polyurethan bildenden Zusammensetzung verträglich. Brauchbare Netzmittel schließen Phosphatsalze wie Natriumhexametaphosphat ein. Ein Füllstoff-Netzmittel kann in eine Polyurethan bildende Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung mit einer Konzentration von wenigstens etwa 0,5 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Füllstoff eingegeben werden.
Die vorliegende Erfindung kann andere Komponenten einschließen, wie Tenside, Blähmittel, Aufschlagmittel, Entschäumer, Feuerhemmmittel, Pigmente, antistatische Mittel, verstärkende Fasern, Antioxidantien, Konservierungsstoffe, Säurefänger und dergleichen. Brauchbare Tenside schließen kationische und anionische Tenside ein. Beispiele von anionischen Tensiden schließen Sulfonate, Carboxylate und Phosphate ein. Beispiele von kationischen Tensiden schließen quaternäre Amine ein.
Tenside können entweder extern oder intern sein. Externe Tenside sind Tenside, welche nicht in das Polymere während der Dispersionsherstellung einreagiert wurden. Interne Tenside sind chemisch in das Polymere während der Dispersionsherstellung einreagiert worden. Ein Tensid kann in einer Menge im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 20 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile von Polyurethankomponente eingebaut sein.
Beispiele von geeigneten Blähmitteln sind Gase wie Luft, Kohlendioxid, Stickstoff, Argon und Helium; Flüssigkeiten wie Wasser und flüchtige halogenierte Alkane und Azo-Blähmittel wie Azobis(formamid). Flüchtige halogenierte Alkane schließen die verschiedenen Chlorfluormethane und Chlorfluorethane ein. Die Verwendung eines Gases als ein Blähmittel oder Aufschlagmittel ist bevorzugt. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Luft als ein Blähmittel oder Aufschlagmittel. Ein Aufschlagmittel kann sich von einem Blähmittel dadurch unterscheiden, daß Aufschlagmittel typischerweise durch mechanisches Einführen eines Gases in eine Flüssigkeit zum Aufschäumen der polymeren Zusammensetzung eingegeben werden.
Eine Polyurethandispersion der vorliegenden Erfindung kann für einen späteren Auftrag auf die Rückenschicht eines Teppichs gelagert werden. Lagerung für diesen Zweck erfordert, daß die Dispersion lagerstabil ist. Alternativ kann die Polyurethandispersion in einer kontinuierlichen Weise auf die Rückenschicht einer Teppich-Primärrückenbeschichtung aufgetragen werden. Dies bedeutet, daß die Dispersion auf die Rükkenschicht eines Teppichs aufgebracht wird, wenn die Dispersion erhalten wird. Polyurethandispersionen, welche auf einen Teppich in einer kontinuierlichen Weise aufgetragen sind, müssen nicht lagerstabil sein, und sie können höhere Feststoffgehalte und/oder größere mittlere Teilchengröße im Vergleich zu typischen lagerstabilen Polyurethandispersionsformulierungen haben.
Eine geeignete lagerstabile Polyurethandispersion, wie hier definiert, ist eine beliebige Polyurethandispersion, welche eine mittlere Teilchengröße von weniger als etwa 5 Mikron besitzt; eine mehr bevorzugte mittlere Teilchengröße ist geringer als etwa 1 Mikron. Eine Polyurethandispersion, welche nicht lagerstabil ist, kann eine mittlere Teilchengröße von größer als 5 Mikron haben. Beispielsweise kann eine geeignete Dispersion durch Vermischen eines Polyurethanprepolymeren mit Wasser und Dispergieren des Prepolymeren in dem Wasser unter Verwendung eines kommerziellen Mischers hergestellt werden. Alternativ kann eine geeignete Dispersion durch Einspeisen eines Prepolymeren in eine statische Mischvorrichtung zusammen mit Wasser und Dispergieren des Wassers und des Prepolymeren in dem statischen Mischer hergestellt werden. Kontinuierliche Verfahren zur Herstellung von wässrigen Dispersionen von Polyurethan sind bekannt, und sie können in der Praxis der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Beispielsweise beschreiben die US-Patente Nr. 3 437 624, 4 092 286, 4 237 264, 4 742 095, 4 857 565, 4 879 322, 5 037 864 und 5 221 710 kontinuierliche Verfahren, welche zum Erhalt von wässrigen Polyurethandispersionen brauchbar sind. Zusätzlich ist ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Polyurethandispersion, welche in hohes Verhältnis von innerer Phase hat, im US-Patent Nr. 5 539 021 beschrieben.
Die bei der Herstellung einer Polyurethan-Teppichrückenbeschichtung verwendeten Stufen können in kontinuierlicher Weise durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Prepolymere aus einer geeigneten aktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindung in einer kontinuierlichen Weise hergestellt werden. Das Prepolymere kann direkt in eine Mischeinrichtung mit Wasser zum Erhalt einer wässrigen Dispersion geladen werden. Abschließend kann die wässrige Polyurethandispersion auf eine Teppich-Primärrückenbeschichtung in einer kontinuierlichen Weise zum Erhalt eines Teppichs mit Polyurethanrückenbeschichtung aufgebracht werden.
Bei Herstellung von Teppichen mit Polyurethanrückenbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine wässrige Polyurethandispersion als eine Schicht von bevorzugt gleichförmiger Dicke auf eine Oberfläche einer Teppich-Primärrückenbeschichtung aufgebracht. Wässrige Polyurethandispersionen der vorliegenden Erfindung können als eine Vorschicht, eine Laminatschicht oder eine Schaumstoffschicht aufgebracht werden. Polyurethan-Vorschichten, -Laminatschichten und -Schaumstoffschichten können nach auf dem Fachgebiet bekannten Verfahren hergestellt werden. Vorschichten, Laminatschichten und Schaumstoffschichten, welche aus Latices hergestellt werden, sind in P. L. Fitzgerald, "Integral Latex Foam Carpet Cushioning", J. Coat. Fab. 1977, Vol. 7 (S. 107–120) und in R. P. Brentin, "Latex Coating Systems for Carpet Backing", J. Coat. Fab. 1982, Vol. 12 (S. 82–91) beschrieben. Bei der Herstellung einer aufgeschlagenen Polyurethanrückenbeschichtung (Schaumstoffbildung) wird es bevorzugt, alle Komponenten zu mischen und dann Gas in das Gemisch unter Verwendung einer Ausrüstung wie eines Oakes- oder Firestonfoamers einzumischen.
Die Polyurethan bildende Zusammensetzung kann auf eine Oberfläche einer Teppich-Primärrückenbeschichtung aufgebracht werden, bevor sie bis zu einem klebrigfreien Zustand aushärtet. Alternativ kann eine Polyurethandispersion, welche nicht-reagierte Isocyanatfunktionalität enthält, aufgebracht werden, wodurch die Notwendigkeit zur Aushärtung des Polymeren aufgehoben wird. Typischerweise wird die Polyurethan bildende Zusammensetzung auf die Oberfläche, welche an einer Primärrückenbeschichtung befestigt ist, aufgebracht.
Die Zusammensetzung kann auf die Teppich-Primärrückenbeschichtung unter Verwendung einer Ausrüstung wie einer Rakel, einer Luftrakel oder eines Extruders aufgebracht und in der Dicke eingestellt werden. Alternativ kann die Zusammensetzung dadurch aufgebracht werden, daß (1) sie zu einer Schicht auf einem sich bewegenden Band oder einer anderen geeigneten Vorrichtung ausgebildet wird, (2) dehydratisiert oder partiell ausgehärtet wird und (3) abschließend sie mit der Teppich-Primärrückenbeschichtung vereinigt wird. Sie kann mit der Teppich-Primärrückenbeschichtung mit Vorrichtungen wie eines Doppelbandlaminators (ebenfalls bekannt als Doppelband) oder als ein sich bewegendes Band mit einem aufgelegten Schaumpolster vereinigt werden.
Die verwendete Menge von Polyurethan bildender Zusammensetzung kann im breiten Maße variieren, von etwa 5 bis etwa 500 Unzen pro Quadratyard, in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Textilmaterials. Nachdem die Schicht aufgetragen und in der Dicke eingestellt ist, wird Wasser aus der Dispersion entfernt, und die Schicht kann unter Anwendung von Wärme aus einer geeigneten Wärmequelle wie einem Infrarotofen, einem Umluftofen oder Heizplatten ausgehärtet werden.
Ein zur praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung brauchbarer Styrol-Butadienlatex ist in P. L. Fitzgerald, "Integral Latex Foam Carpet Cushioning", J. Coat. Fab. 1977, Vol. 7 (S. 107–120) und in R. P. Brentin, "Latex Coating Systems for Carpet Backing", J. Coat. Fab. 1982, Vol. 12 (S. 82–91) beschrieben. Ein Styrol-Butadien-Vinylidenchloridlatex, der zur praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung brauchbar ist, ist im US-Patent Nr. 5 741 393 beschrieben.
Das US-Patent Nr. 5 770 660 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Butadien-Acrylnitrillatex, der für die praktische Durchführung der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Die US-Patente Nr. 3 644 262 und 4 164 489 beschreiben Verfahren zur Herstellung von Ethylen-Vinylacetatlatices, welche zur praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung nützlich sind. Das US-Patent Nr. 5 591 806 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Ethylen-Acrylsäuredispersion, welche zur praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung nützlich ist.
Die US-Patente Nr. 3 890 261 und 5 661 205 beschreiben Verfahren zur Herstellung von Chloroprenlatices, welche für die praktische Durchführung der vorliegenden Erfindung nützlich sind. Das US-Patent Nr. 5 380 785 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Butylacrylat-Acrylnitril-Styrollatex, der für die praktische Durchführung der vorliegenden Erfindung nützlich ist. Die US-Patente Nr. 4 689 256 und 5 300 551 beschreiben Verfahren zur Herstellung von Vinylchloridpolymerlatices, welche für die praktische Durchführung der vorliegenden Erfindung nützlich sind.
Das US-Patent Nr. 5 591 806 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Ethylen-Acrylsäurecopolymerlatex, welcher für die praktische Durchführung der vorliegenden Erfindung nützlich ist. Das US-Patent Nr. 4 714 728 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Dispersion von sauren Ethyleninterpolymeren, welche bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung nützlich sind.
Das US-Patent Nr. 4 228 058 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Mischung von Vinylidenchloridlatex und einem Styrol-Butadienlatex, die bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung nützlich sind. Andere Verfahren zur Herstellung von brauchbaren wässrigen dispergierten polymeren Zusammensetzungen sind dem Fachmann auf dem Gebiet unter Berücksichtigung dieser Angaben offensichtlich. Solche Verfahren und wässrige dispergierte polymere Zusammensetzungen liegen innerhalb des Rahmens der Erfindung im Hinblick auf die Herstellung von brauchbaren wässrigen dispergierten polymeren Zusammensetzungen.
Die anorganischen Füllstoffe der vorliegenden Erfindung schließen ein: Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Kaolin, Lignit, Flugasche, Siliziumdioxid, Talk, Feldspat, Glimmer, Glaskugeln, Wollastonit, Aluminiumtrihydrat, Aluminiumoxid, Faserglas, vergleichbare Verbindungen und Mischungen hiervon. In der vorliegenden Erfindung ist der bevorzugte anorganische Füllstoff Calciumcarbonat.
Die hydrophoben Salze von hydrophoben Säuren zur Behandlung der anorganischen Füllstoffmischungen der vorliegenden Erfindung schließen die Salze von Buttersäure, Hexansäure, Octansäure, Decansäure, Dodecansäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Oleinsäure, Linoleinsäure, Stearinsäure, Linolensäure, ähnliche Verbindungen und Mischungen hiervon ein. In der vorliegenden Erfindung ist der bevorzugte mit Säure behandelte anorganische Füllstoff ein mit Stearinsäure behandeltes Calciumcarbonat.
Die Salze von beliebigen der hier angegebenen hydrophoben Säuren oder in Zusammenmischung mit irgendeinem anderen Salz oder irgendeiner anderen hydrophoben Säure können bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung nützlich sein. Bevorzugt wird das Salz aus der Gruppe ausgewählt, die aus Calciumstearat, Lithiumstearat und Zinkstearat besteht, und mehr bevorzugt aus Zinkstearat und am meisten bevorzugt benetzbarem Zinkstearat. Benetzbares Zinkstearat wird in einfacher Weise und gleichförmig mit einer Polyurethandispersion kompoundiert und liefert überlegene Feuchtigkeitsundurchlässigkeit. Die bevorzugte Kombination von anorganischem Füllstoff und hydrophobem Salz ist Calciumcarbonat mit Zinkstearat.
Andere brauchbare hydrophobe Säuren oder hydrophobe Säuresalze schließen ein: Gumkolophonium, Harzkolophonium, Tallölkolophonium, Abietinsäure, Carbonsäuregruppen enthaltendes oxidiertes Polyethylen, Ethylen-Acrylsäurecopolymere, Ethylen-Methacrylsäurecopolymere, mit ungesättigten Carbonsäuren gepfropfte Polyolefine, mit Anhydriden wie Maleinanhydrid gepfropfte Polyolefine, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Acrylsäure und dergleichen.
Die hydrophobe Säure oder ein Salz hiervon kann zu dem Formulierungsgemisch für die Teppichrückenbeschichtung in einer Menge von etwa 0,025 Gew.-%/Gewicht (Gew./Gew.) bis etwa 10% (Gew./Gew.) zugesetzt werden, bezogen auf das Gesamtgewicht in der Mischung vorhandenen Feststoffe. Bevorzugt wird die hydrophobe Säure oder ihr Salz in einer Menge von etwa 0,5% (Gew./Gew.) bis etwa 6,0% (Gew./Gew.), mehr bevor zugt von etwa 1,0% (Gew./Gew.) bis etwa 3,0% (Gew./Gew.), am meisten bevorzugt von etwa 1,0% (Gew./Gew.) bis etwa 2,0 (Gew./Gew.), bezogen auf Gesamtfeststoffe, zugegeben.
Der anorganische Füllstoff kann ebenfalls mit dem hydrophoben Salz vor der Einführung in die Formulierung der Teppich-Rückenbeschichtungsdispersion oberflächenbehandelt werden. Dies kann in einer Vielzahl von Wegen durchgeführt werden. Beispielsweise durch Aufsprühen des wässrigen aufgelösten oder dispergierten hydrophoben Salzes auf den in Bewegung gehaltenen Füllstoff.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele exemplifizieren lediglich verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Dies ist so zu verstehen, daß die folgenden Beispiele zur weiteren Erläuterung der Erfindung gegeben werden. Sie schränken in keiner Weise den Umfang der vorliegenden Erfindung ein.
Tabelle von Verbindungen
Die folgenden Verbindungen wurden bei der Herstellung der als Beispiel gezeigten Dispersionen verwendet. Die Tabelle liefert den allgemeinen Namen der Verbindung, ihre Markenbezeichnung und ihren Verkäufer.
Herstellung von wässriger Polyurethandispersion
Für die Beispiele Nr. 1 und 13–23 wurde ein Prepolymeres dadurch hergestellt, daß 63,35 Gew.-% (% Gew./Gew.) VORANOL^TM 5287 Polyol, 33,3% Gew./Gew. ISONATE^TM 50 MDI, 1,35% Gew./ Gew. Diethylenglycol und 2,00% Gew./Gew. Polyethylenoxidmonol mit einem Molekulargewicht von 950 umgesetzt wurden. Die Beispiele Nr. 2–6 verwendeten ISONATE^TM 25 OP MDI für die Vorschicht anstelle von ISONATE^TM 50 MDI; die Laminatschicht wurde mit ISONATE^TM 50 MDI hergestellt. Die Beispiele Nr. 13–18 wurden mit 1,63 Teilen pro einhundert Harz von Paragum^TM 241 hergestellt. Die Beispiele Nr. 24 und 25 wurden mit einer Sekundärrückenbeschichtung hergestellt. Alle Schichten wurden mit 5 Teilen pro hundert von Nopco NDW hergestellt.
Die verbliebenen Stufen wurden bei einer Umgebungstemperatur von 19°C durchgeführt.
Das Prepolymere wurde kontinuierlich mit einer Rate von 32,1 Gallon/Minute (121,5 Liter/Minute) durch einen ersten Arm, der an ein erstes T angeschlossen war, eingespeist. Tensid DeSulf DBS-60T wurde mit einer Rate von 1,61 Gallon/Minute (6,09 Liter/Minute) durch einen ersten Arm eines zweiten T eingespeist und vermischte sich mit einer Wasserströmung, die mit einer Rate von 5,5 Gallon/Minute (20,8 Liter/Minute) durch den zweiten Arm des zweiten T strömte. Die Prepolymerströmung und die Strömung Wasser/Tensid wurden an dem ersten T vermischt und durch einen statischen Mischer durchgeleitet.
Als nächstes wurden sie in die Einlaßöffnung eines Dispergierinstrumentes IKA-SD 41 Super-Dispax^TM (einer Handelsmarke von Ika Works, Inc.) eingespeist. Das Dispergierinstrument IKA-SD 41 Super-Dispax^TM ist eine Rotor/Statorvorrichtung, welche mit 1200 Upm betrieben wurde. Die Verhältnisse der Einspeisungen in das Dispergierinstrument waren 81,9 Prepolymeres, 4,1% Tensidlösung und 14,0 Wasser.
In dem Dispergierinstrument bildete sich eine Emulsion mit einem hohen Innenphasenverhältnis (HIPR). Sie hatte eine Volumendurchschnittsteilchengröße von 0,285 Mikron und eine Polydispersität von 3,1, gemessen mittels eines Teilchengrößenanalysators Coulter LS130.
Die HIPR-Emulsion aus dem Dispergierinstrument wurde in einen ersten Arm, der an einem dritten T befestigt war, eingespeist und mit einer wässrigen Strömung vermischt, die durch einen zweiten Arm des dritten T mit einer Rate von 5,1 Gallon/Minute (19,3 Liter/Minute) eingespeist wurde. Der Austritt der kombinierten Strömungen wurde in einen Arm eines vierten T eingespeist, das mit dem Einlaß eines Inlinemischers Lightnin^TM Modell 0,025 LB (eine Handelsmarke von Greey/Lightnin) verbunden war.
Kettenverlängerung wurde in dem Inlinemischer durch gleichzeitiges Pumpen einer 10%igen wässrigen Piperazinlösung durch den anderen Arm des vierten T herbeigeführt. Die Piperazinlösung wurde mit einer konstanten Rate von 18,0 Gallon/ Minute (68,1 Liter/Minute) (0,75 Äquivalente, bezogen auf die Isocyanatgruppen des Prepolymeren) zugesetzt. Die zwei Strömungen wurden in dem Inlinemischer, der bei 1500 Upm betrieben wurde, gemischt.
Das Produkt wurde gesammelt und über Nacht stehen gelassen, damit das Wasser mit den verbliebenen Isocyanatgruppen reagieren konnte. Es wurde gefunden, daß die resultierende stabile Dispersion von Poly(urethan/harnstoff) einen Feststoffgehalt von 56,0 Gew.-% hatte und eine Volumendurchschnittsteilchengröße von 0,256 Mikron und eine Polydispersität von 3,5, gemessen mittels eines Teilchengrößenanalysators Coulter LS 230.
Vergleichsbeispiel Nr. 7 – Herstellung von Styrol-Butadienlatex
Eine Testprobe von Styrol-Butadienlatex wurde in den Polyurethandispersionsformulierungen substituiert. Der Latex enthielt annähernd 50% Feststoffe.
Herstellung von Teppichbeschichtungsprobe für British Spill Test
Die Teppichbeschichtungsproben für den British Spill Test (Flüssigkeitsdurchlässigkeitstest) wurden unter Verwendung der folgenden Methode hergestellt. Zuerst wurde eine Teppichprobe auf einem Rahmen aufgespannt. Als nächstes wurde der Teppich am Ort eines Tandemwalzenbeschichters gehalten. Eine Dauermarkierung wurde verwendet, um eine Fläche von 11'' × 14'' (28 cm × 35,6 cm) auf dem Teppich zu markieren.
Die Menge von Vorschicht und Laminat zur Erzielung des gewünschten Beschichtungsgewichtes wurde unter Anwendung der folgenden Berechnung bestimmt:

a) Berechnet die abzudeckende Fläche (yd²) = Länge*Breite = 11''*14'' = 154 in²*(1 yd²/1296 in²) = 0,119 yd² (0,099 m²);
b) Ziel TROCKEN 38 oz/yd² (900,7 g/m²) 80% Vorschicht = 30,4 oz/yd² (720,5 g/m²) 20% Laminat = 7,6 oz/yd² (180,1 g/m²);
c) Ziel FEUCHT 30,4 oz/yd² (730,5 g/m²)/ 0,762 Feststoffe = 39,9 oz/yd² (945,6 g/m²) 7,6 oz/yd² (180,1 g/m²)/ 0,762 Feststoffe = 9,60 oz/yd² (227,5 g/m²);
d) Für Vorschicht, Umwandlung von oz in Gramm (39,9 oz/yd²) (1 lb/16 oz) (454 g/1 lb) = 1132 g/yd² (945,6 g/m²);
e) Verwenden der berechneten Bedeckungsfläche zum Erhalt der erforderlichen Gramm (113 2 g/yd²)*0,119 yd² = 134,7 g;
f) Zugabe von 20 g, um die Bedeckung des Jumborollers zu berücksichtigen; und
g) Wiederholen der Stufen d–f für die Laminatbeschichtung und Zugabe von lediglich zusätzlichen 10 Gramm für die Bedeckung des Jumborollers.

Der Roller wurde derart angeordnet, daß sein gerändelter Spalt und seine Seitenstangen am Oberteil des Teppichs waren. Die Vorschicht wurde aufgegossen und gleichmäßig vor dem Roller verteilt. Ohne Anlegen irgendeines Druckes wurden die Rollerenden gehalten und bis zu der Dauermarke am Ende des Teppichs abgerollt. Der Jumboroller mit zwei Seitengewichten wurde zweimal auf und ab abgerollt.
Das Laminat wurde ausgewogen. Der Roller ohne den gerändelten Spalt wurde am Oberteil des Teppichs angeordnet. Das Laminat wurde aufgegossen und gleichmäßig vor dem Roller verteilt. Ohne Anlegen von Druck wurden die Enden des Rollers gehalten und bis zu der Dauermarkierung am Ende des Teppichs geschleppt.
Der Teppich wurde dann an den Enden des Rahmens an Ort und Stelle eingeklammert und unmittelbar in einen Ofen bei 400°F (204°C) eingesetzt, bis das Pyrometer eine Temperatur von 265°F (129°C) auf dem Teppich anzeigte. Der Teppich wurde dann aus dem Ofen entfernt und auf Zimmertemperatur abkühlen gelassen. Nachdem der Teppich abgekühlt war, wurde er aus dem Rahmen entfernt und in einer kontrollierten Umgebung zum Equilibrieren angeordnet.
Beispiele Nr. 24 und 25
Herstellung von Teppichen mit Sekundärrückenschicht
Die Teppiche mit Sekundärrückenschicht der Beispiele Nr. 24 und 25 wurden unter Anwendung der folgenden Methode hergestellt. Zuerst wurde eine Teppichprobe vom Oberteil nach unten gehalten und die Bodenkanten waren auf einer Plexiglasoberfläche. Als nächstes wurde eine Dauermarkierung verwendet, um eine Fläche von 11'' × 15'' (28 cm × 38,1 cm) auf dem Teppich zu markieren.
Die Menge von Vorschicht und Laminat zum Erzielen des gewünschten Beschichtungsgewichtes wurden unter Anwendung der folgenden Berechnung bestimmt:

a) Berechnet die abzudeckende Fläche (yd²) = Länge*Breite = 11''*15'' = 165 in²*(1 yd²/1296 in²) = 0,127 yd² (0,106 m²);
b) Ziel TROCKEN 44 oz/yd² (1042,8 g/m²) 80% Vorschicht = 35,2 oz/yd² (834,2 g/m²) 20% Laminat = 8,8 oz/yd² (208,6 g/m²);
c) Ziel FEUCHT 35,2 oz/yd² (834,2 g/m²)/ 0,762 Feststoffe = 46,2 oz/yd² (1094,9 g/m²) 8,8 oz/yd² (208,6 g/m²)/ 0,762 Feststoffe = 11,1 oz/yd² (263,1 g/m²);
d) Für Vorschicht, Umwandlung von oz in Gramm (46,2 oz/yd²) (1 lb/16 oz) (454 g/1 lb) = 1311 g/yd² (1096 g/m²);
e) Verwenden der berechneten Bedeckungsfläche zum Erhalt der erforderlichen Gramm (1311 g/yd²)*0,127 yd² = 166,5 g;
f) Zugabe von 20 g, um die Bedeckung des Jumborollers zu berücksichtigen; und
g) Wiederholen der Stufen d-f für die Laminatbeschichtung und Zugabe von lediglich zusätzlichen 10 Gramm für die Bedeckung des Jumborollers.

Der Roller wurde derart angeordnet, daß sein gerändelter Spalt und seine Seitenstangen am Oberteil des Teppichs waren. Die Vorschicht wurde aufgegossen und gleichmäßig vor dem Roller verteilt. Ohne Anlegen irgendeines Druckes wurden die Rollerenden gehalten und bis zu der Dauermarke am Ende des Teppichs abgerollt. Der Jumboroller mit zwei Seitengewichten wurde zweimal auf und ab abgerollt.
Das Laminat wurde ausgewogen. Der Roller ohne den gerändelten Spalt wurde am Oberteil des Teppichs angeordnet. Das Laminat wurde aufgegossen und gleichmäßig vor dem Roller verteilt. Ohne Anlegen von Druck wurden die Enden des Rollers gehalten und bis zu der Dauermarkierung am Ende des Teppichs geschleppt.
Eine Abziehbox mit ihrer 25 mm Seite nach unten wurde auf einem zweiten Stück Plexiglas angeordnet. Die Abziehbox wurde bis zur Füllhöhe ¾ mit gleichmäßig verteilter Vorschicht gefüllt. Mit einem nach unten gerichteten Druck wurde die Abziehbox verwendet, um einen Film der Verbindung auf dem zweiten Stück Plexiglas aufzubringen.
Ein Stück der Sekundärrückenbeschichtung wurde auf die Größe des Teppichs ausgeschnitten und oben auf dem Film angeordnet. Ein Roller wurde über die Rückenbeschichtung bis zum Ende des Glases gerollt. Die Sekundärrückenschicht wurde aus dem Glas entfernt und über der beschichteten Fläche des Teppichs angeordnet, so daß die beschichtete Fläche der Rückenbeschichtung der beschichteten Fläche des Teppichs gegenüber lag.
Der Teppich und die Sekundärrückenbeschichtung wurden mit einem Gewicht an ihrer oberen Kante aufeinander gehalten. Die Beschichtungen wurden mit einem Roller vereinigt.
Der Teppich und die Sekundärrückenbeschichtung wurde in einen Ofen bei 275°F (135°C) angeordnet, bis das Pyrometer eine Temperatur von 265°F (129°C) auf dem Teppich anzeigte. Der Teppich wurde dann aus dem Ofen entfernt und in einer kontrollierten Umgebung zum Equilibrieren angeordnet.
Produktionsskala Beispiele Nr. 8–12
Ein Ansatz von 3300 pound (1497 kg) der Vorbeschichtungsmasse und ein Ansatz von 3200 pound (1451 kg) der Laminatmasse wurden unter Anwendung einer Standardkompoundierungsmischeinrichtung hergestellt. Die abschließende Stufe bestand aus einer Doppelauftragseinrichtung und einem Gaze-Schwenkrollbeschichter. Die direkten Beschichter wurden so eingestellt, daß sie die Vorschichtbeschichtungen und Laminatbeschichtungen auf eine gewünschte 80–20 Verteilung aufspalteten.
Ein erster Rollbeschichter hatte einen Durchmesser von 6 Zoll (15,2 cm) und lief mit 30+ Upm. Der zweite Rollbeschickter hatte einen Durchmesser von 8 Zoll (20,3 cm) und wurde stationär gehalten. Die Klebstoffpfanne war möglichst klein für den Rollbeschickter und hatte Hilfskantenbeschichterrollen.
Die durch die primäre Rückenbeschichtung getufteten Teppichfasern wurden mit der Fläche nach unten mit dem Vorschichtroller, der auf die Geschwindigkeit des Teppichs eingestellt war und dessen Gewicht bei normalen Produktionsgeschwindigkeiten eingestellt war, beschichtet. Der Laminatroller war fixiert und hatte einen Spalt. Ein Mitnahmerollenbeschichter, der direkt in der Klebstoffpfanne angeordnet war, wurde zum Aufbringen der Vorschicht verwendet. Die Naßbeschichtung/Naßverteilung war 40 opsy (ounces per square yard) (948 g/m²) Vorschicht, 10 opsy (237 g/m²) Laminatschicht und 8 opsy (190 g/m²) Klebstoffschicht. Nach dem Zusammenbringen wurde der Teppich mit seiner Fläche nach oben in einem Ofen bei 400°F (204°C) getrocknet.
Tabellen 1–4
Tabelle 1 enthält die Formulierungseigenschaften für die Beispiele Nr. 1–33. Tabelle 1 identifiziert ebenfalls die Zusatzstoffe und anorganischen Füllstoffe, falls vorhanden, und die zugesetzten Mengen in Teilen pro hundert Harz.
Tabelle 2 enthält die physikalischen Eigenschaften von Beispielen Nr. 1–6 und Vergleichsbeispiel 7. Beispiele Nr. 1–6 enthielten 200 pph Füllstoffbeladungen in den Laminatschichten mit nicht-behandeltem Calciumcarbonat. Beispiel 4 enthält ebenfalls 25% mit Stearinsäure behandelten Calciumcarbonatfüllstoff in der Vorschicht. Alle versagten jedoch beim British Spill Test.
Tabelle 3 enthält die physikalischen Testwerte für die Beispiele 8–12. Beispiele Nr. 8–10 waren Teppichproben mit nicht-behandeltem Calciumcarbonat, und Beispiele Nr. 11–12 wurden mit mit Stearinsäure behandeltem Calciumcarbonat hergestellt. Die Laminatschichten enthielten 200 pph Füllstoffbeladungen. Alle der nicht-behandelten Teppichproben versagten beim British Spill Test, während beide der mit Säure behandelten Proben diesen bestanden.
Tabelle 4 enthält die physikalischen Testwerte für Beispiele Nr. 13–33. Beispiel 13 war mit Ammoniumstearat hergestellt. Beispiele Nr. 14–18 waren mit Calciumstearat hergestellt. Beispiele Nr. 19, 24, 26 und 32 waren mit einer Kombination von Ammoniumstearat/Calciumcarbonat hergestellt, und Beispiele Nr. 20–23, 25, 27–31 und 33 waren mit einer Kombination von Zinkstearat/Calciumcarbonat hergestellt. Beispiel Nr. 13 erfüllte den British Spill Test. Obwohl Beispiel Nr. 14 keine Durchblutung zeigte, hatte es eine Wassermarkierung. Die Beispiele Nr. 15–18 erfüllten den British Spill Test. Die Beispiele Nr. 14–18 zeigen, daß Calciumstearat im allgemeinen gute Flüssigkeitsundurchlässigkeit liefert, gemessen mit dem British Spill Test.
Die Beispiele Nr. 19, 24, 26 und 32 erfüllten den British Spill Test, jedoch hatte jedes Beispiel eine Wassermarke. Die Beispiele Nr. 19, 24, 26 und 32 zeigen, daß Ammoniumstearat gute Flüssigkeitsundurchlässigkeit liefert, gemessen mit dem British Spill Test. In ähnlicher Weise erfüllten die Beispiele Nr. 20–23, 25, 27–31 und 33 den British Spill Test, jedoch hatten die Beispiele Nr. 20–23, 27–28 und 30–31 eine Wassermarke. In signifikanter Weise zeigten die Beispiele Nr. 30 und 31 nur eine kleine Wassermarkierung nach 5 Stunden, und Beispiel Nr. 33 zeigte keine Wassermarke. Beispiele Nr. 20–23, 25, 27–31 und 33 zeigen, daß die Kombination von Zinkstearat und Calciumcarbonat Flüssigkeitsundurchlässigkeit liefert, gemessen mit dem British Spill Test.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen werden zur Erläuterung des Umfangs der vorliegenden Erfindung gegeben. Die Ausführungsformen hierin eröffnen dem Fachmann auf dem Gebiet andere Ausführungsformen, welche ebenfalls angewandt werden können. Diese anderen Ausführungsformen liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung. Daher sollte der Umfang der Erfindung durch die anhängenden Ansprüche und ihre rechtlichen Äquivalente bestimmt werden, nicht durch die hier gegebenen Ausführungsformen.

Claims

Wässrige dispergierte polymere Zusammensetzung zur Herstellung einer flüssigkeitsundurchlässigen Teppichrückenbeschichtung, umfassend: eine wässrige Polyurethandispersion; einen anorganischen Füllstoff; ein hydrophobes Salz einer hydrophoben Säure, worin die hydrophobe Säure ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus: Buttersäure, Hexansäure, Octansäure, Decansäure, Dodecansäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Oleinsäure, Linoleinsäure, Stearinsäure, Linolensäure, Gumkolophonium, Harzkolophonium, Tallölkolophonium, Abietinsäure, oxidiertem, Carbonsäuregruppen enthaltendem Polyethylen, Ethylen-Acrylsäurecopolymeren, Ethylen-Methacrylsäurecopolymeren, mit ungesättigten Carbonsäuren gepfropften Polyolefinen, mit Anhydriden gepfropften Polyolefinen, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Acrylsäure.
Wässrige dispergierte polymere Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei welcher der anorganische Füllstoff mit dem hydrophoben Salz vor der Bildung der wässrigen dispergierten polymeren Zusammensetzung behandelt wird.
Wässrige dispergierte polymere Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei welcher der anorganische Füllstoff ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus: Calciumkarbonat, Calciumsulfat, Kaolin, Lignitflugasche, Siliziumdioxid, Talk, Feldspat, Glimmer, Glaskugeln, Wollastonit, Aluminiumtrihydrat, Aluminiumoxid, Fiberglas und Mischungen hiervon.
Wässrige dispergierte polymere Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei welcher das Salz der hydrophoben Säure Lithiumstearat, Zinkstearat oder Calciumstearat ist.
Wässrige dispergierte polymere Zusammensetzung nach Anspruch 4, bei welcher die hydrophobe Verbindung Zinkstearat ist.
Wässrige dispergierte polymere Zusammensetzung nach Anspruch 5, bei welcher die hydrophobe Verbindung Zinkstearat ist, welches benetzbar ist.
Teppichrückenbeschichtung, hergestellt aus der wässrigen dispergierten polymeren Zusammensetzung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche.
Teppichrückenbeschichtung nach Anspruch 7, bei welcher die Teppichrückenbeschichtung aus einer Schaumschicht besteht.
Teppich, welcher eine Teppichrückenbeschichtung von Anspruch 7 hat.