JP2004502052A - 再生材料を使用して床を製造するための方法 - Google Patents
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Abstract
使用済カーペット及びカーペット製造廃棄物からの再生PVCを含む種々の材料の使用に適応する連続したカーペット(10)或いは他の床製造プロセスである。連続プロセスは裏打ち(12)を形成し、裏打ちをフェイスクロス(14)と接着するためにラミネーションステージ内に送り込む。連続プロセスを提供することにより、裏打ち層は、形成上、フェイスクロスに速やかにラミネートすることができ、製造時間及び関連したコストが削減される。さらに、プロセスとして裏打ち層の形成がラミネーションから分離され、それにより、不要な熱及び圧力からフェイスクロスを保護し、再生及び廃棄物材料、特に使用済カーペット及び製品による使用済カーペットを含む多くの種類の材料を整備する。これらの安価な材料の使用は、床の製造コストと埋立廃棄物の量の両方を減少し、関連した環境問題を減少させる。
Description
【0001】
発明の分野
本発明は、カーペット及びカーペット製造廃棄物から再生された材料から床の裏打ちを形成すること、並びに、商業用カーペット、カーペットタイル及び他の床に関する。
【0002】
発明の背景
商業用カーペット、カーペットタイル及び関連した織物繊維面の床は、一般に、織物繊維の耐久面を有するフェイスクロス(表地)に接着された裏打ちを含む。フェイスクロスは、タフティングプライマリ(房化の下塗材)に房状にされた糸、裏打ち材に接着された糸フュージョン、織った若しくは編んだ織物、あるいは、種々の他の面層構造体であり得る。いくつかの例では、裏打ちとフェイスクロスは独立に形成され、次いで、一緒にラミネートまたは接着されて最終の床複合材を形成する。他の例では、フェイスクロスまたは裏打ちの一方が形成され、次いでその一方の上に他方が形成される。例えば、房状にしたフェイスクロスは、タフティングプライマリに糸を房状にすることにより形成され得、次いで、フェイスクロスが生産ラインをさかさまになって行き来する間に、裏打ちがフェイスクロスの下側に形成され得る。
【0003】
歴史的に、殆どのカーペット、カーペットタイル及び関連したタイプの床は、カーペット製造材料の多大な価値にもかかわらず使用されて廃棄されてきた。カーペットと床の材料及び構成材の再生において、いくらかの努力が払われてきた。例えば、使用済カーペット及びカーペット製造廃棄物は処理されて面繊維がポリ塩化ビニル(PVC)裏打ち材のような他の構成材料から分離されてきた。ポリ塩化ビニル裏打ち材は「PVC片」としても知られる材料に分断される。そのようなPVC片は、カーペットの裏打ちに押し出すプロセスにより形成され、次いで、フェイスクロスに接着されてきた。そのようなカーペットまたは床の裏打ちの製造に関して限界がある。例えば、押出機に送り込まれる小片は、一般に、均一の形状及び密度である必要がある。さらに、送り込む材料の化学組成もまた類似していなければならない。
【0004】
押し出しによるそのような裏打ちの製造と、製造時間及びコストを削減するための別の方法として、裏返しされたフェイスクロスの下側に小片及び他の裏打ちの構成材を配置し、次いで加熱し得られた複合物を加圧して材料の全てを一緒に接着することにより、一つの工程で、裏打ちが形成され且つフェイスクロスに接着され得る。しかしながら、裏打ち層の構成材の融合は、一般に、かなりのレベルの熱と圧力を必要とする。従って、フェイスクロスは、フェイスクロスを押しつぶす熱及び圧力レベルにかけられるであろうし、それでなければ得られる床の外観及び一体性に妥協しなければならないであろう。
【0005】
従って、製造プロセスをまとめること、及び、プロセスの使用に適した材料の種類と物理特性を拡大することにより関連した製造時間とコストを削減する床製造の改良したプロセスの必要性が存在する。
【0006】
発明の概要
本発明は、種々の材料に適応する床の製造プロセスを提供することにより上述の問題及びその他の問題の多くに対処するものである。そのプロセスは、連続プロセスで裏打ちの形成及び裏打ちをフェイスクロスに接着することを提供する。連続プロセスを提供することにより、裏打ちは、形成の際、速やかにフェイスクロスにラミネートされ、製造時間及び関連するコストが削減される。しかしながら、裏打ちはまた生産後巻き取られて保存され、後にフェイスクロスに接着することもできる。
【0007】
さらに、ラミネーションプロセスとは別のプロセスで裏打ちを形成することは、裏打ち形成と接着の各々のプロセスにおいて使用される熱及び圧力のレベルの別々の制御を可能とし、それにより、不必要な熱及び圧力に対してフェイスクロスを保護し、得られる床の外観及び一体性が向上する。
【0008】
加えて、本発明のプロセスは、殆ど任意の材料、特に再生及び廃棄材料、とりわけ使用したカーペット及び床とカーペット及び床の製造廃棄物を含む材料から裏打ち層を形成するのに有効である。これらの安価な材料の使用は、床の製造コストと埋立て廃棄物の量及びそれに関連した環境問題の両方を減少させる。
【0009】
図面の詳細な説明
本発明はカーペット及び他の床の製造のための改良されたプロセスを含む。このプロセスで形成される床の複合材である、図1に示されている一つの具体例10は、フェイスクロス14に接着された裏打ち12を備える。複合材10では、フェイスクロス14はタッフィングプライマリ19に房状にされた糸17を備える。裏打ち12は下方マット16とマット16に接着された熱可塑性層18とで形成されている。しかしながら、多くの他に採りうる具体例の中で、図2に示された複合材11は、下方マット16の下に配置された第2熱可塑性層20を含む。
【0010】
下方マット16は、好ましくは、繊維ガラスマットであるが、得られる床の複合材10または11に、巻き上げ、収縮及び膨張に対する抵抗性と床の設置、使用及び再生利用を容易にする物理的一体性とを含む寸法安定性を与える任意の材料で形成され得る。層18及び20は、典型的にはPVCであるか、またはPVCを含む。
【0011】
層18は、好ましくは、ビニルシートであるが、熱及び圧力のもとで柔らかくなり下方マット16に接着される任意の材料から形成され得、限定されないが、ウレタン、アスファルト、改良されたアスファルト、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、オレフィン、ポリエステル、ポリウレタン、ナイロン繊維及び天然繊維あるいはそれらの組み合わせを含む任意の熱硬化性及び熱可塑性高分子材料を含む。フォーム及び他の柔軟なまたは弾性のある材料が層18及び20に使用され得、緩衝効果を与える。未使用の材料が層18及び20を形成するために使用しても良いが、それらは、好ましくは、再生材料、特に使用済カーペットと、カーペットの裏打ち、グランドカーペット面の糸、縁あるいは端のトリミングのようなカーペットの製造副産物とから形成される。他の使用可能な材料は、ワイヤ及びケーブルの外皮廃棄物、糸、繊維廃棄物、そして、セルロース誘導体及び他の天然繊維を含む。さらに、層18及び20は、そのようなプラスチック材料の適切な量が層18または20に含まれて、仕上がった床において所望の特性を達成することを条件として熱及び圧力のもとでは軟化しない充填材及びその他の材料を含み得る。
【0012】
フェイスクロス14は任意の床カバー材料から形成され得、限定はされないが、図1及び2に示されたような房状の材料、融合接着した材料、及び、織った、不織りのまたは編んだ材料或いは繊維を含む。フェイスクロス14の繊維は、例えば、ナイロン、ポリエステル、PTT(ポリトリメチルテレフタレート)、PBT(ポリブチルテレフタレート)、PLA(ポリ乳酸)、ポリプロポリン、麻、ウール及び他の繊維から形成され得る。
【0013】
裏打ち12の層18とフェイスクロス14は接着剤22で互いに接着される。接着剤22は低融解粘度を有して最小限の圧力でフェイスクロス14中への接着材の浸透を容易にすることが望ましい。それにより、接着材22はフェイスクロス14の糸17の一部を被包し、束のラップと房の固定を確実にする。好適な接着剤は、限定されないが、ホットメルト、ラテックス、エチレンビニルアセテート、アクリル、アスファルト化合物或いはゴム化合物、または、それらの材料の任意の組み合わせを含む任意の熱可塑性ポリマーを含む。さらに、抗微生物剤、抗ダストマイト(anti−dustmites)及び難燃剤を接着剤22に添加しても良い。
【0014】
接着剤22は室温で任意の形態を有し得るが、裏打ち12(または21)あるいはフェイスクロス14上に、最小限の量の接着剤22で接着剤22の連続で平坦な層の塗布を容易にする形態を有することが望ましい。粉末接着剤が特に有用であることが証明されており、この議論の目的のために本発明のプロセスを説明する以下に詳細に述べる具体例では粉末接着剤を説明する。
【0015】
本発明の連続製造プロセスは、好ましくは、少なくとも2つの工程を含む。裏打ち12または21は、第1工程で形成され(図3−5に例示されている)、裏打ち12または21は第2工程でフェイスクロス14にラミネートされる(図6−8に例示されている)。
【0016】
裏打ち形成
最初に、階層または層18を形成する粒状の、好ましくはビニルの、断片24が、例えば、二重散布装置28を使用してコンベヤベルト26上に散布される。上で説明したように、他の高分子材料を使用して層18及び20を形成しても良い。現存の裏打ち層形成プロセスとは対照的に、層18の形成に使用される材料はサイズまたは形状を一定にする必要がない。さらに、種々の材料を一緒に混合して層18を形成しても良い。コンベヤベルト26は、好ましくは、製造プロセスの間に、得られる裏打ち12がベルト26に付着することを妨げる耐熱材料から製造されている。PTFE(テトラフルオロエチレン、すなわち、「テフロン(登録商標)」)コートしたガラス繊維ベルトが特にこの用途に機能する。
【0017】
二重散布装置28は2つの散布装置を備え、第1の装置はより大きな粒あるいは粒子29のための装置であり、第2の装置はより小さい粒子30のための装置である(図4参照)。次いで、散布したビニル断片24は、エッジトリミング装置(不図示)を介してベルト26上を移動する。エッジトリミング装置は、裏打ち12の所望の幅を超えて散布されたビニル断片24を除去する。多くの装置がこの機能を実行するために使用され得るが、好ましいエッジトリミング装置は、前記所望の幅を超えて散布された断片24をコンベヤベルト26上から吸引する。このようにして、これらの範囲外にあるビニル断片24は、散布装置29,30によりコンベヤベルト26上に再堆積され得る。
【0018】
次いで、コンベヤベルト26はビニル断片24を赤外線(IR)ヒーター32の列の下に搬送する。ヒーター32は、ビニル断片24をコンベヤベルト26がIRヒーター32の下を通過するときの速度に応じて、100℃〜300℃の範囲の温度で加熱する。しかしながら、別の温度が使用される材料に応じて必要とされるであろう。マット16は巻き戻しステーション34から送り込まれ、そして、ビニル断片24の上部に配置されて2層裏打ち12を形成する。マット16は、ビニル断片24の上部に配置される前に加熱され得、好ましくは、100℃〜300℃の範囲の温度に加熱される。ビニル断片24及び下方マット16のどちらか一方或いは両方の結合前の加熱は、常に必要でなく、あるいは必ずしも必要でないが、そのような加熱が2つ素材間の接着を促進する。別の具体例では、2層裏打ち12の形成順序は反対にしても良く、マット16はコンベヤベルト26上に直接置かれ、次いで、ビニル断片24がマット16上に直接散布されても良い。
【0019】
図5は、3層裏打ち21を形成するために2層裏打ち12上にビニル断片36の第2階層或いは第2層を堆積する随意の工程を例示している。ビニル断片24をマット16に接着した後、ビニル断片36が随意の二重散布装置38により添加され得る。このビニル断片36の第2層は下方マット16をビニル断片24,36の2つの層18及び20の間に挟み込む。次いで、得られる3層裏打ち21は第2エッジトリミング装置(不図示)を通過する。ビニル断片36のこの随意の第2層20への結合は、図2に例示した床複合材11の具体例をもたらす。
【0020】
次の議論のみのために、2層裏打ち12のみがこのプロセスにより形成されると仮定する。ビニル断片およびまたはマットのさらなる付加的な層は、また、本発明に従って裏打ちに結合することができる。
【0021】
次に、裏打ち12は、裏打ち12がオーブン42に送り込まれる前に、ビニル層18とマット16を予熱する赤外線(IR)ヒーター40の第2の列の下に送り込まれる。かさねて、そのような予熱は随意であるが、それはオーブン42内での熱伝導過程を促進するので望ましい。
【0022】
次に、裏打ち12はオーブン42に送り込まれる。オーブン42は加熱部44と冷却部46を有する。織物仕上げの繊維、様々な熱可塑性或いは熱硬化性高分子を含む熱可塑性材料並びに種々の有機材料を熱的に接着する能力のある任意の加熱ラミネートプロセスを使用して必須の熱及び圧力を裏打ち12に供給し得るが、Thermofix(登録商標)オーブンがこの用途では特に適切である。
【0023】
上側ベルト48は、オーブン42内でコンベヤベルト26と平行に配置される。裏打ち12は2つのコンベヤベルト26,48の間を走行する。上側ベルト48は高さ調節可能であり、裏打ち12の厚さに影響を与える。熱は、熱プレート(不図示)を経て、ベルト26,48を経て、そして裏打ち12に伝達され、層18中のビニル断片24をマット16に融合あるいは接着する。最適なオーブン温度は、加熱される材料の種類とコンベヤベルト26の速度に依存するが、180℃〜250℃の間のオーブン温度が、ほとんどの材料及びベルト速度に対して適切であろう。
【0024】
加熱後、裏打ち12は、次に、1組の調節可能のカレンダローラー50,52を通過する。1組のカレンダローラー50,52は、ほぼ裏打ち12の所望の厚さで隔てられている。裏打ち12がローラー50,52に入ると、ローラー50,52は裏打ち12に一定の圧力を及ぼし、ローラー50,52を抜け出る裏打ち12が均一な所望の厚さを有することを確実にする。裏打ち12の厚さは使用されるであろう用途に依存することは明らかであるが、裏打ち12は任意の所望の厚さを有し得る。0.5−2ミリメートルの範囲の裏打ち厚さ(従って、ローラー50,52間の分離ギャップ)は、多くの用途に対して最適である。次いで、裏打ち12は冷却部46を通過し、裏打ち12の冷却は冷却プレート(不図示)で達成される。
【0025】
ここに冷却された裏打ち12は、冷却部46を通過した後、オーブン42を抜け出し、ウェブアキュムレータ54により受け入れられる。ウェブアキュムレータ54は、裏打ち12を巻かれる前に格納する。ウェブアキュムレータ54は、上下に動いてアキュムレータ54の貯蔵容量を増大する一連のローラー56の周りに裏打ち12を搬送することにより動作する。この製造段階で、裏打ち12はロール変換機60を有する貯蔵ための巻き上げステーション58内に送り込まれるか、他の用途に使用されるか、または、好ましくは、直ちにフェイスクロス14とラミネートすることができ、これにより、製造プロセスにおける費用のかかる障害を避けることができる。
【0026】
ラミネーション
図6−8に別のラミネーションプロセスを例示する。図6において、まず、二重散布装置62は裏打ち12上に粉末接着剤(不図示)を散布する。別の具体例では、粉末接着剤はフェイスクロス14上に散布される。次いで、粉末接着剤と裏打ち12はIRヒーター64の列に曝される。次いで、フェイスクロス14は巻き戻し機66から送り込まれ、裏打ち12及び粉末接着剤の上部に並べられ、床複合材10を形成する。IRヒーター64は、オーブン68内に送り込まれる前に、100℃〜300℃の範囲の温度で床複合材10を予熱する。
【0027】
次いで、床複合材10はオーブン68内に送り込まれる。オーブン68はオーブン42と同一であり得る。再度かさねて、種々の加熱ラミネーションプロセスが使用され得る。オーブン68は加熱部70と冷却部72を有する。上側ベルト74は、オーブン68内でコンベヤベルト26と平行に配置される。床複合材10は2つのコンベヤベルト26,74の間を走行する。上側ベルト74は高さ調節可能であり、床複合材10の厚さに影響を与え、異なる厚さの床10に適応する。熱は過熱プレート(不図示)からベルト26,74を介して床複合材10中に伝達され、それにより粉末接着剤を融解し、裏打ち12とフェイスクロス14を単一のラミネート床複合材10に熱接着する。次いで、床複合材10は、床複合材10に圧力を与え、床複合材10の接着及び寸法設定を容易にする1組の調節可能なカレンダローラー76,78を通過する。
【0028】
一般に、ラミネーションプロセスの間の熱と圧力を、裏打ち層形成プロセスの間に必要とされる熱と圧力に比べて、より少なくすることが必要であり、それが望ましい。150℃〜200℃の範囲のオーブン68の温度がほとんどのラミネート用途に好適である。さらに、ローラー76,78の間の分離ギャップは、フェイスクロス14の表面を押しつぶすことなく裏打ち12とフェイスクロス14の間の接着を確実にするために、床複合材10がローラー76,78間を通過する際に、ローラー76,78が床複合材10上を軽く加圧するように設定されるべきである。6−12mmの間のローラー分離ギャップがほとんどの用途に対して好適である。
【0029】
次いで、床複合材10は冷却部72に入る。付加的な冷却装置80を設けて冷却プロセスをさらに促進しても良い。
【0030】
図6に示されたプロセスに代わるラミネーションプロセスがスロットダイプロセスであり、その例が図7に示されている。液状接着剤90は、スロットダイ塗布機92を介して、床ローラー15により運ばれるフェイスクロス14上に送り込まれる。次いで、フェイスクロス14は、裏打ちローラー13により運ばれる裏打ち12と結合される。図8に示された第2の代わりのラミネーションプロセスでは、液化された接着剤90が浴槽94内に含まれ得る。ローラー96は浴槽94中で浸され、それによりローラー96の外側を接着剤90で覆う。次いで、ローラー96の外側は、ローラー96と隣接して走行しているフェイスクロス14と接触して、次いで、裏打ち12と結合する。制御装置98は、接着剤90がフェイスクロス14に供給される前にローラー96に接触して、供給される接着剤90の量を調節し、それにより接着剤廃棄物を削減する。
【0031】
裏打ち12とフェイスクロス14が一緒にラミネートされて床複合材10が形成された後、複合材10はアキュムレータ82内に送り込まれる。アキュムレータ82は、床複合材をセルベージ・アンド・ウェブトリマー84に送り込む。セルベージ・アンド・ウェブトリマー84は、床複合材10の端を切り取り、床複合材10をあらかじめ決まったロール長さに切る。床複合材10はロール変換機86で巻かれ、次いで、望むなら床タイル或いは他のモジュールに裁断するために別個の裁断ステーションに搬送される。
【0032】
本発明を実行するための好適なコンベヤベルト及びオーブンアセンブリは、Schott & Meissner,Postfach 1143; 74568 Blaufelden/Germanyから得ることができる。
【0033】
上述は、本発明の具体例の例示、説明及び記載目的のために与えられる。これらの具体例のさらなる改良及び適応は当業者にとっては明白であり、発明或いは請求の範囲の精神から逸脱することなくなされ得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、断面図であり、本発明の製造プロセスに従って作られた床の一つの具体例の概略図である。
【図2】図2は、断面図であり、本発明の製造プロセスに従って作られた床の他に採りうる具体例の概略図である。
【図3】図3は、裏打ち層形成のために使用された本発明の製造プロセスの一つの具体例の側面図である。
【図4】図4は、図3の製造プロセスで使用された第1の二重散布装置の側面図である。
【図5】図5は、図3の製造プロセスで使用することができる任意的な第2の二重散布装置の側面図である。
【図6】図6は、図3に示された製造プロセスから形成された裏打ち層にフェイスクロスをラミネートするために使用された本発明の製造プロセスの一つの具体例の側面図である。
【図7】図7は、図3に示された製造プロセスから形成された裏打ち層にフェイスクロスをラミネートするために使用された本発明の製造プロセスの他に採りうる具体例の側面図である。
【図8】図8は、図3に示された製造プロセスから形成された裏打ち層にフェイスクロスをラミネートするために使用された本発明の製造プロセスのさらにもう一つの他に採りうる具体例の側面図である。
発明の分野
本発明は、カーペット及びカーペット製造廃棄物から再生された材料から床の裏打ちを形成すること、並びに、商業用カーペット、カーペットタイル及び他の床に関する。
【0002】
発明の背景
商業用カーペット、カーペットタイル及び関連した織物繊維面の床は、一般に、織物繊維の耐久面を有するフェイスクロス(表地)に接着された裏打ちを含む。フェイスクロスは、タフティングプライマリ(房化の下塗材)に房状にされた糸、裏打ち材に接着された糸フュージョン、織った若しくは編んだ織物、あるいは、種々の他の面層構造体であり得る。いくつかの例では、裏打ちとフェイスクロスは独立に形成され、次いで、一緒にラミネートまたは接着されて最終の床複合材を形成する。他の例では、フェイスクロスまたは裏打ちの一方が形成され、次いでその一方の上に他方が形成される。例えば、房状にしたフェイスクロスは、タフティングプライマリに糸を房状にすることにより形成され得、次いで、フェイスクロスが生産ラインをさかさまになって行き来する間に、裏打ちがフェイスクロスの下側に形成され得る。
【0003】
歴史的に、殆どのカーペット、カーペットタイル及び関連したタイプの床は、カーペット製造材料の多大な価値にもかかわらず使用されて廃棄されてきた。カーペットと床の材料及び構成材の再生において、いくらかの努力が払われてきた。例えば、使用済カーペット及びカーペット製造廃棄物は処理されて面繊維がポリ塩化ビニル(PVC)裏打ち材のような他の構成材料から分離されてきた。ポリ塩化ビニル裏打ち材は「PVC片」としても知られる材料に分断される。そのようなPVC片は、カーペットの裏打ちに押し出すプロセスにより形成され、次いで、フェイスクロスに接着されてきた。そのようなカーペットまたは床の裏打ちの製造に関して限界がある。例えば、押出機に送り込まれる小片は、一般に、均一の形状及び密度である必要がある。さらに、送り込む材料の化学組成もまた類似していなければならない。
【0004】
押し出しによるそのような裏打ちの製造と、製造時間及びコストを削減するための別の方法として、裏返しされたフェイスクロスの下側に小片及び他の裏打ちの構成材を配置し、次いで加熱し得られた複合物を加圧して材料の全てを一緒に接着することにより、一つの工程で、裏打ちが形成され且つフェイスクロスに接着され得る。しかしながら、裏打ち層の構成材の融合は、一般に、かなりのレベルの熱と圧力を必要とする。従って、フェイスクロスは、フェイスクロスを押しつぶす熱及び圧力レベルにかけられるであろうし、それでなければ得られる床の外観及び一体性に妥協しなければならないであろう。
【0005】
従って、製造プロセスをまとめること、及び、プロセスの使用に適した材料の種類と物理特性を拡大することにより関連した製造時間とコストを削減する床製造の改良したプロセスの必要性が存在する。
【0006】
発明の概要
本発明は、種々の材料に適応する床の製造プロセスを提供することにより上述の問題及びその他の問題の多くに対処するものである。そのプロセスは、連続プロセスで裏打ちの形成及び裏打ちをフェイスクロスに接着することを提供する。連続プロセスを提供することにより、裏打ちは、形成の際、速やかにフェイスクロスにラミネートされ、製造時間及び関連するコストが削減される。しかしながら、裏打ちはまた生産後巻き取られて保存され、後にフェイスクロスに接着することもできる。
【0007】
さらに、ラミネーションプロセスとは別のプロセスで裏打ちを形成することは、裏打ち形成と接着の各々のプロセスにおいて使用される熱及び圧力のレベルの別々の制御を可能とし、それにより、不必要な熱及び圧力に対してフェイスクロスを保護し、得られる床の外観及び一体性が向上する。
【0008】
加えて、本発明のプロセスは、殆ど任意の材料、特に再生及び廃棄材料、とりわけ使用したカーペット及び床とカーペット及び床の製造廃棄物を含む材料から裏打ち層を形成するのに有効である。これらの安価な材料の使用は、床の製造コストと埋立て廃棄物の量及びそれに関連した環境問題の両方を減少させる。
【0009】
図面の詳細な説明
本発明はカーペット及び他の床の製造のための改良されたプロセスを含む。このプロセスで形成される床の複合材である、図1に示されている一つの具体例10は、フェイスクロス14に接着された裏打ち12を備える。複合材10では、フェイスクロス14はタッフィングプライマリ19に房状にされた糸17を備える。裏打ち12は下方マット16とマット16に接着された熱可塑性層18とで形成されている。しかしながら、多くの他に採りうる具体例の中で、図2に示された複合材11は、下方マット16の下に配置された第2熱可塑性層20を含む。
【0010】
下方マット16は、好ましくは、繊維ガラスマットであるが、得られる床の複合材10または11に、巻き上げ、収縮及び膨張に対する抵抗性と床の設置、使用及び再生利用を容易にする物理的一体性とを含む寸法安定性を与える任意の材料で形成され得る。層18及び20は、典型的にはPVCであるか、またはPVCを含む。
【0011】
層18は、好ましくは、ビニルシートであるが、熱及び圧力のもとで柔らかくなり下方マット16に接着される任意の材料から形成され得、限定されないが、ウレタン、アスファルト、改良されたアスファルト、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、オレフィン、ポリエステル、ポリウレタン、ナイロン繊維及び天然繊維あるいはそれらの組み合わせを含む任意の熱硬化性及び熱可塑性高分子材料を含む。フォーム及び他の柔軟なまたは弾性のある材料が層18及び20に使用され得、緩衝効果を与える。未使用の材料が層18及び20を形成するために使用しても良いが、それらは、好ましくは、再生材料、特に使用済カーペットと、カーペットの裏打ち、グランドカーペット面の糸、縁あるいは端のトリミングのようなカーペットの製造副産物とから形成される。他の使用可能な材料は、ワイヤ及びケーブルの外皮廃棄物、糸、繊維廃棄物、そして、セルロース誘導体及び他の天然繊維を含む。さらに、層18及び20は、そのようなプラスチック材料の適切な量が層18または20に含まれて、仕上がった床において所望の特性を達成することを条件として熱及び圧力のもとでは軟化しない充填材及びその他の材料を含み得る。
【0012】
フェイスクロス14は任意の床カバー材料から形成され得、限定はされないが、図1及び2に示されたような房状の材料、融合接着した材料、及び、織った、不織りのまたは編んだ材料或いは繊維を含む。フェイスクロス14の繊維は、例えば、ナイロン、ポリエステル、PTT(ポリトリメチルテレフタレート)、PBT(ポリブチルテレフタレート)、PLA(ポリ乳酸)、ポリプロポリン、麻、ウール及び他の繊維から形成され得る。
【0013】
裏打ち12の層18とフェイスクロス14は接着剤22で互いに接着される。接着剤22は低融解粘度を有して最小限の圧力でフェイスクロス14中への接着材の浸透を容易にすることが望ましい。それにより、接着材22はフェイスクロス14の糸17の一部を被包し、束のラップと房の固定を確実にする。好適な接着剤は、限定されないが、ホットメルト、ラテックス、エチレンビニルアセテート、アクリル、アスファルト化合物或いはゴム化合物、または、それらの材料の任意の組み合わせを含む任意の熱可塑性ポリマーを含む。さらに、抗微生物剤、抗ダストマイト(anti−dustmites)及び難燃剤を接着剤22に添加しても良い。
【0014】
接着剤22は室温で任意の形態を有し得るが、裏打ち12(または21)あるいはフェイスクロス14上に、最小限の量の接着剤22で接着剤22の連続で平坦な層の塗布を容易にする形態を有することが望ましい。粉末接着剤が特に有用であることが証明されており、この議論の目的のために本発明のプロセスを説明する以下に詳細に述べる具体例では粉末接着剤を説明する。
【0015】
本発明の連続製造プロセスは、好ましくは、少なくとも2つの工程を含む。裏打ち12または21は、第1工程で形成され(図3−5に例示されている)、裏打ち12または21は第2工程でフェイスクロス14にラミネートされる(図6−8に例示されている)。
【0016】
裏打ち形成
最初に、階層または層18を形成する粒状の、好ましくはビニルの、断片24が、例えば、二重散布装置28を使用してコンベヤベルト26上に散布される。上で説明したように、他の高分子材料を使用して層18及び20を形成しても良い。現存の裏打ち層形成プロセスとは対照的に、層18の形成に使用される材料はサイズまたは形状を一定にする必要がない。さらに、種々の材料を一緒に混合して層18を形成しても良い。コンベヤベルト26は、好ましくは、製造プロセスの間に、得られる裏打ち12がベルト26に付着することを妨げる耐熱材料から製造されている。PTFE(テトラフルオロエチレン、すなわち、「テフロン(登録商標)」)コートしたガラス繊維ベルトが特にこの用途に機能する。
【0017】
二重散布装置28は2つの散布装置を備え、第1の装置はより大きな粒あるいは粒子29のための装置であり、第2の装置はより小さい粒子30のための装置である(図4参照)。次いで、散布したビニル断片24は、エッジトリミング装置(不図示)を介してベルト26上を移動する。エッジトリミング装置は、裏打ち12の所望の幅を超えて散布されたビニル断片24を除去する。多くの装置がこの機能を実行するために使用され得るが、好ましいエッジトリミング装置は、前記所望の幅を超えて散布された断片24をコンベヤベルト26上から吸引する。このようにして、これらの範囲外にあるビニル断片24は、散布装置29,30によりコンベヤベルト26上に再堆積され得る。
【0018】
次いで、コンベヤベルト26はビニル断片24を赤外線(IR)ヒーター32の列の下に搬送する。ヒーター32は、ビニル断片24をコンベヤベルト26がIRヒーター32の下を通過するときの速度に応じて、100℃〜300℃の範囲の温度で加熱する。しかしながら、別の温度が使用される材料に応じて必要とされるであろう。マット16は巻き戻しステーション34から送り込まれ、そして、ビニル断片24の上部に配置されて2層裏打ち12を形成する。マット16は、ビニル断片24の上部に配置される前に加熱され得、好ましくは、100℃〜300℃の範囲の温度に加熱される。ビニル断片24及び下方マット16のどちらか一方或いは両方の結合前の加熱は、常に必要でなく、あるいは必ずしも必要でないが、そのような加熱が2つ素材間の接着を促進する。別の具体例では、2層裏打ち12の形成順序は反対にしても良く、マット16はコンベヤベルト26上に直接置かれ、次いで、ビニル断片24がマット16上に直接散布されても良い。
【0019】
図5は、3層裏打ち21を形成するために2層裏打ち12上にビニル断片36の第2階層或いは第2層を堆積する随意の工程を例示している。ビニル断片24をマット16に接着した後、ビニル断片36が随意の二重散布装置38により添加され得る。このビニル断片36の第2層は下方マット16をビニル断片24,36の2つの層18及び20の間に挟み込む。次いで、得られる3層裏打ち21は第2エッジトリミング装置(不図示)を通過する。ビニル断片36のこの随意の第2層20への結合は、図2に例示した床複合材11の具体例をもたらす。
【0020】
次の議論のみのために、2層裏打ち12のみがこのプロセスにより形成されると仮定する。ビニル断片およびまたはマットのさらなる付加的な層は、また、本発明に従って裏打ちに結合することができる。
【0021】
次に、裏打ち12は、裏打ち12がオーブン42に送り込まれる前に、ビニル層18とマット16を予熱する赤外線(IR)ヒーター40の第2の列の下に送り込まれる。かさねて、そのような予熱は随意であるが、それはオーブン42内での熱伝導過程を促進するので望ましい。
【0022】
次に、裏打ち12はオーブン42に送り込まれる。オーブン42は加熱部44と冷却部46を有する。織物仕上げの繊維、様々な熱可塑性或いは熱硬化性高分子を含む熱可塑性材料並びに種々の有機材料を熱的に接着する能力のある任意の加熱ラミネートプロセスを使用して必須の熱及び圧力を裏打ち12に供給し得るが、Thermofix(登録商標)オーブンがこの用途では特に適切である。
【0023】
上側ベルト48は、オーブン42内でコンベヤベルト26と平行に配置される。裏打ち12は2つのコンベヤベルト26,48の間を走行する。上側ベルト48は高さ調節可能であり、裏打ち12の厚さに影響を与える。熱は、熱プレート(不図示)を経て、ベルト26,48を経て、そして裏打ち12に伝達され、層18中のビニル断片24をマット16に融合あるいは接着する。最適なオーブン温度は、加熱される材料の種類とコンベヤベルト26の速度に依存するが、180℃〜250℃の間のオーブン温度が、ほとんどの材料及びベルト速度に対して適切であろう。
【0024】
加熱後、裏打ち12は、次に、1組の調節可能のカレンダローラー50,52を通過する。1組のカレンダローラー50,52は、ほぼ裏打ち12の所望の厚さで隔てられている。裏打ち12がローラー50,52に入ると、ローラー50,52は裏打ち12に一定の圧力を及ぼし、ローラー50,52を抜け出る裏打ち12が均一な所望の厚さを有することを確実にする。裏打ち12の厚さは使用されるであろう用途に依存することは明らかであるが、裏打ち12は任意の所望の厚さを有し得る。0.5−2ミリメートルの範囲の裏打ち厚さ(従って、ローラー50,52間の分離ギャップ)は、多くの用途に対して最適である。次いで、裏打ち12は冷却部46を通過し、裏打ち12の冷却は冷却プレート(不図示)で達成される。
【0025】
ここに冷却された裏打ち12は、冷却部46を通過した後、オーブン42を抜け出し、ウェブアキュムレータ54により受け入れられる。ウェブアキュムレータ54は、裏打ち12を巻かれる前に格納する。ウェブアキュムレータ54は、上下に動いてアキュムレータ54の貯蔵容量を増大する一連のローラー56の周りに裏打ち12を搬送することにより動作する。この製造段階で、裏打ち12はロール変換機60を有する貯蔵ための巻き上げステーション58内に送り込まれるか、他の用途に使用されるか、または、好ましくは、直ちにフェイスクロス14とラミネートすることができ、これにより、製造プロセスにおける費用のかかる障害を避けることができる。
【0026】
ラミネーション
図6−8に別のラミネーションプロセスを例示する。図6において、まず、二重散布装置62は裏打ち12上に粉末接着剤(不図示)を散布する。別の具体例では、粉末接着剤はフェイスクロス14上に散布される。次いで、粉末接着剤と裏打ち12はIRヒーター64の列に曝される。次いで、フェイスクロス14は巻き戻し機66から送り込まれ、裏打ち12及び粉末接着剤の上部に並べられ、床複合材10を形成する。IRヒーター64は、オーブン68内に送り込まれる前に、100℃〜300℃の範囲の温度で床複合材10を予熱する。
【0027】
次いで、床複合材10はオーブン68内に送り込まれる。オーブン68はオーブン42と同一であり得る。再度かさねて、種々の加熱ラミネーションプロセスが使用され得る。オーブン68は加熱部70と冷却部72を有する。上側ベルト74は、オーブン68内でコンベヤベルト26と平行に配置される。床複合材10は2つのコンベヤベルト26,74の間を走行する。上側ベルト74は高さ調節可能であり、床複合材10の厚さに影響を与え、異なる厚さの床10に適応する。熱は過熱プレート(不図示)からベルト26,74を介して床複合材10中に伝達され、それにより粉末接着剤を融解し、裏打ち12とフェイスクロス14を単一のラミネート床複合材10に熱接着する。次いで、床複合材10は、床複合材10に圧力を与え、床複合材10の接着及び寸法設定を容易にする1組の調節可能なカレンダローラー76,78を通過する。
【0028】
一般に、ラミネーションプロセスの間の熱と圧力を、裏打ち層形成プロセスの間に必要とされる熱と圧力に比べて、より少なくすることが必要であり、それが望ましい。150℃〜200℃の範囲のオーブン68の温度がほとんどのラミネート用途に好適である。さらに、ローラー76,78の間の分離ギャップは、フェイスクロス14の表面を押しつぶすことなく裏打ち12とフェイスクロス14の間の接着を確実にするために、床複合材10がローラー76,78間を通過する際に、ローラー76,78が床複合材10上を軽く加圧するように設定されるべきである。6−12mmの間のローラー分離ギャップがほとんどの用途に対して好適である。
【0029】
次いで、床複合材10は冷却部72に入る。付加的な冷却装置80を設けて冷却プロセスをさらに促進しても良い。
【0030】
図6に示されたプロセスに代わるラミネーションプロセスがスロットダイプロセスであり、その例が図7に示されている。液状接着剤90は、スロットダイ塗布機92を介して、床ローラー15により運ばれるフェイスクロス14上に送り込まれる。次いで、フェイスクロス14は、裏打ちローラー13により運ばれる裏打ち12と結合される。図8に示された第2の代わりのラミネーションプロセスでは、液化された接着剤90が浴槽94内に含まれ得る。ローラー96は浴槽94中で浸され、それによりローラー96の外側を接着剤90で覆う。次いで、ローラー96の外側は、ローラー96と隣接して走行しているフェイスクロス14と接触して、次いで、裏打ち12と結合する。制御装置98は、接着剤90がフェイスクロス14に供給される前にローラー96に接触して、供給される接着剤90の量を調節し、それにより接着剤廃棄物を削減する。
【0031】
裏打ち12とフェイスクロス14が一緒にラミネートされて床複合材10が形成された後、複合材10はアキュムレータ82内に送り込まれる。アキュムレータ82は、床複合材をセルベージ・アンド・ウェブトリマー84に送り込む。セルベージ・アンド・ウェブトリマー84は、床複合材10の端を切り取り、床複合材10をあらかじめ決まったロール長さに切る。床複合材10はロール変換機86で巻かれ、次いで、望むなら床タイル或いは他のモジュールに裁断するために別個の裁断ステーションに搬送される。
【0032】
本発明を実行するための好適なコンベヤベルト及びオーブンアセンブリは、Schott & Meissner,Postfach 1143; 74568 Blaufelden/Germanyから得ることができる。
【0033】
上述は、本発明の具体例の例示、説明及び記載目的のために与えられる。これらの具体例のさらなる改良及び適応は当業者にとっては明白であり、発明或いは請求の範囲の精神から逸脱することなくなされ得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、断面図であり、本発明の製造プロセスに従って作られた床の一つの具体例の概略図である。
【図2】図2は、断面図であり、本発明の製造プロセスに従って作られた床の他に採りうる具体例の概略図である。
【図3】図3は、裏打ち層形成のために使用された本発明の製造プロセスの一つの具体例の側面図である。
【図4】図4は、図3の製造プロセスで使用された第1の二重散布装置の側面図である。
【図5】図5は、図3の製造プロセスで使用することができる任意的な第2の二重散布装置の側面図である。
【図6】図6は、図3に示された製造プロセスから形成された裏打ち層にフェイスクロスをラミネートするために使用された本発明の製造プロセスの一つの具体例の側面図である。
【図7】図7は、図3に示された製造プロセスから形成された裏打ち層にフェイスクロスをラミネートするために使用された本発明の製造プロセスの他に採りうる具体例の側面図である。
【図8】図8は、図3に示された製造プロセスから形成された裏打ち層にフェイスクロスをラミネートするために使用された本発明の製造プロセスのさらにもう一つの他に採りうる具体例の側面図である。
Claims (38)
- 床を製造するための連続的な方法であって、
a.フェイスクロスを形成することと;
b.高分子材料を含むプラスチック層をマットに付着し、プラスチック層が少なくとも部分的に軟化してマットと付着するようにプラスチック層とマットに熱と圧力を与えることにより裏打ちを形成することと;
c.裏打ちを形成した後、裏打ちをラミネートステーションに搬送して、裏打ちをフェイスクロスにラミネートして床複合材を形成すること;とを含む方法。 - さらに、裏打ち層とフェイスクロスとの間に接着剤を配置して裏打ち層をフェイスクロスに付着することを含む請求項1に記載の方法。
- ラミネートすることが、床複合材に熱と圧力を与えて、少なくとも部分的に接着剤を溶融して裏打ちとフェイスクロスに付着することを含む請求項2に記載の方法。
- ラミネートするための熱と圧力が、付着するための熱と圧力と異なる請求項3に記載の方法。
- 裏打ちを形成することがさらに、
a.コンベヤベルト上にプラスチック層を配置することと;
b.プラスチック層の上部にマットを配置して、熱と圧力を与える前に裏打ちを形成すること;とを含む前記請求項に記載の方法。 - プラスチック層を配置することが、粒剤の第1階層をコンベヤベルト上に堆積させることを含む請求項5に記載の方法。
- さらに、高分子材料を含む第2の層をマットの上部に配置することを含む請求項5に記載の方法。
- 第2の層を配置することが、粒剤の第2階層をマット上に堆積させることを含む請求項7に記載の方法。
- 熱と圧力を与えることが、裏打ちを、第1圧力を与える1組のローラーの間に搬送することを含む請求項5に記載の方法。
- さらに、裏打ちを冷却することを含む請求項5に記載の方法。
- 裏打ちを形成することがさらに、
a.マットをコンベヤベルト上に配置することと;
b.プラスチック層をマット上に配置して裏打ちを形成し、そして裏打ちを第1の熱に露呈すること;とを含む請求項1に記載の方法。 - プラスチック層を配置することが、粒剤の階層をマットの上部に堆積させることを含む請求項11に記載の方法。
- さらに、裏打ちを第1量の圧力を与える1組のローラーの間に搬送することを含む請求項11に記載の方法。
- さらに、裏打ちを冷却することを含む請求項11に記載の方法。
- ラミネートすることが、
a.接着剤をフェイスクロスに与えることと;
b.裏打ちをフェイスクロス上に且つ接着剤と接触させて配置して床複合材を形成することと;
c.床複合材を第2の熱に露呈すること;とを含む請求項1に記載の方法。 - 接着剤を与えることが、粉末接着剤をフェイスクロス上に散布することを含む請求項15に記載の方法。
- 接着剤を与えることが、スロットダイ塗布器を使って液状接着剤をフェイスクロスに塗布することを含む請求項15に記載の方法。
- 裏打ち層とフェイスクロスをラミネートすることが、
a.接着剤を裏打ちに与えることと;
b.フェイスクロスを裏打ち上に且つ接着剤と接触して配置して床複合材を形成することと;
c.床複合材を第2の熱に露呈すること;とを含む請求項1に記載の方法。 - 接着剤を与えることが、粉末接着剤を裏打ち層上に散布することを含む請求項18に記載の方法。
- 接着剤を与えることが、スロットダイ塗布器を使って液状接着剤を裏打ちに塗布することを含む請求項18に記載の方法。
- さらに、床複合材をモジュールに切断することを含む請求項1に記載の方法。
- プラスチック層が再生PVC材料を含む請求項1に記載の方法。
- 再生PVC材料がカーペット副産物を含む請求項20に記載の方法。
- マットが繊維ガラスを含む請求項1に記載の方法。
- フェイスクロスがタフテッド材料を含む請求項1に記載の方法。
- フェイスクロスが織布材を含む請求項1に記載の方法。
- 接着剤が熱可塑性ポリマーを含む請求項1に記載の方法。
- 接着剤が抗微生物剤を含む請求項1に記載の方法。
- 接着剤が抗ダストマイトを含む請求項1に記載の方法。
- 接着剤が難燃剤を含む請求項1に記載の方法。
- 高分子材料が熱硬化性ポリマーを含む請求項1に記載の方法。
- 高分子材料が熱可塑性ポリマーを含む請求項1に記載の方法。
- 床製造のための連続的な方法であって、
a.再生高分子材料を含む粒剤をコンベヤベルト上に堆積することと;
b.繊維ガラスマットを粒剤の上部に配置することと;
c.第1量の熱と第1量の圧力を裏打ち層に与えて、粒剤を少なくとも部分的に軟化して繊維ガラスと付着させて裏打ちを形成することと;
d.接着剤を裏打ちに与えることと;
e.フェイスクロスを裏打ち層上に且つ接着剤と接触させて配置して床複合材を形成することと;
f.第2量の熱と第2量の圧力を床複合材に与えて少なくとも部分的に接着剤を裏打ち層とフェイスクロスに溶融することであって、第2量の熱と第2量の圧力が第1量の熱と第1量の圧力と異なるように調節可能であること;とを含む連続的な方法。 - 床製造装置であって、
a.第1量の熱と第1量の圧力をプラスチック層とマットに与えてプラスチック層を少なくとも部分的に軟化してマットに付着させることにより、プラスチック層がマットに付着されて裏打ちを形成する裏打ち形成ステーションと;
b.接着剤を裏打ちとフェイスクロスとの間に配置して裏打ちをフェイスクロスに接着すること、及び、第2量の熱と第2量の圧力を床複合材に与えて少なくとも部分的に接着剤を溶融することにより、裏打ち層をフェイスクロスにラミネートして床複合材を形成するためのラミネーティングステーションと;を備えた装置。 - 床の裏打ちを製造するための方法であって、
a.少なくとも一種の高分子材料を含む粒剤を下地上に堆積することと;
b.マットを粒剤と接触させて配置することと;
c.熱と圧力を粒剤とマットに与えて粒剤を少なくとも部分的に軟化してマットに付着すること;とを含む方法。 - 粒剤が高分子材料の混合物を含む請求項35に記載の方法。
- 混合物が再生高分子材料を含む請求項36に記載の方法。
- 粒剤が異なったサイズと形状を有する請求項36に記載の方法。
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