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CN1756658A - 回收的聚乙烯醇缩丁醛组合物及其用途 - Google Patents

回收的聚乙烯醇缩丁醛组合物及其用途 Download PDF

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CN1756658A CNA2003801101014A CN200380110101A CN1756658A CN 1756658 A CN1756658 A CN 1756658A CN A2003801101014 A CNA2003801101014 A CN A2003801101014A CN 200380110101 A CN200380110101 A CN 200380110101A CN 1756658 A CN1756658 A CN 1756658A
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Abstract

通过在地毯背面涂层(34)的生产中使用回收的聚乙烯醇缩丁醛(30)，显著地降低了在生产聚乙烯醇缩丁醛时需要的以填埋或其它方式处理的废聚乙烯醇缩丁醛的量。粉碎(32)回收的聚乙烯醇缩丁醛(30)，然后使用其本身或结合其它成分(33、36)提供一种在生产有用产品(35、37)(如地毯背衬)中使用的复合物，然后使用该复合物来制备有用产品(35、37)，如地毯背衬(34)，该有用产品在新地毯(35)的生产中用作第一或第二背面涂层(34)，或在新组合地毯(35)的生产中用作预涂层、主背面涂层或组合预涂层/主背面涂层(34)。另外，可以将废地毯(20)选择性地与回收的聚乙烯醇缩丁醛一起用作填料材料(24)，因此进一步减少了废弃物的填埋或焚烧量。

Description

回收的聚乙烯醇缩丁醛组合物及其用途
技术领域
本发明涉及回收的聚乙烯醇缩丁醛组合物及其用途。
背景技术
在例如地毯、绒头地毯、组合地毯等地面覆盖物的常规生产中，绒头纱线或其它地毯面料采用第一背衬和通常的背面涂层、预涂层和/或主背面涂层以及与地毯相关的其它可能的层进行固定。这些背面涂层、预涂层和主背面涂层(特别是乳胶、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或其它聚合物类背衬)中至少有一些使用不同成分作为其重要组分。
本发明利用使用后和/或工业生产后的聚乙烯醇缩丁醛(这里称为废弃物、回收或循环利用的PVB，在本发明中它们是等同的，可以相互替代)作为背面涂层、预涂层和主背面涂层组合物的全部、几乎全部和部分成分，该组合物用于例如地毯、绒头地毯和组合地毯等地面覆盖物。在优选实施方案中，本发明使用：(a)回收的PVB、增塑剂和填料的混合物作为背面涂层组合物、(b)回收的PVB、增塑剂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和填料的混合物作为背面涂层组合物(这里定义为“涂料(coating)”组合物)、(c)回收的PVB、增粘剂组合物、EVA和填料(和可选择的增塑剂)的混合物作为涂层或预涂层和主背面涂层的组合物(预涂层和主背面涂层的组合物在这里定义为“涂层(coat)”组合物)、(d)回收的PVB、增塑剂、阴离子表面活性剂和填料的混合物作为预涂层和主背面涂层的组合物，将该组合物单独地或与填料或其它添加剂结合挤压到基材上，以便使该组合物进入地面覆盖物或其它覆盖物品的结构中；或者直接将该组合物单独地或与填料或其它添加剂结合挤压到半成品上。这些回收的PVB组合物表现出优异的化学和物理性能，包括长期耐久性和与其它地面覆盖物(例如地毯衬垫和底层地板)的相容性。
由于各种聚合物材料的使用和处置量的增加、环境意识的增强、政府关于聚合物处置的规定的出台以及废弃聚合物的再利用中所遇到的技术难题，需要对废弃(报废)的聚合物进行可行的回收利用。由于其中含有多种添加剂和杂质等，因此废PVB是一种几乎不能循环利用的聚合物。
PVB大量地用于交通工具的安全玻璃、某些建筑物和其它特定用途。废PVB的来源包括交通工具的拆解，以及在制造例如汽车、卡车、客车等交通工具的安全玻璃时产生的废弃物。根据本发明，可以通过商业化的挡风玻璃回收方法或通过与安全玻璃生产相关的商业化的回收方法，从这些玻璃中分离出PVB。例如，可以通过破碎、研磨和碾磨安全玻璃碎屑，从而形成小玻璃颗粒和PVB，以便从安全玻璃中回收玻璃。然后回收得到的玻璃颗粒。所得到的PVB一般填埋在填埋场或通过焚烧处理。本发明回收了PVB，而不是将其弃去。
发明内容
根据本发明，已经发现，可以将回收的PVB经过加工，用在一些地毯涂料组合物和涂层组合物中，以便减轻上面指出的环境问题及相关问题。在本发明中，由前述商业化方法得到球状、颗粒或粉末形式的回收的PVB，例如优选为约1/16英寸(1英寸≈2.54厘米)至约3/8英寸的球状或颗粒，或优选为约10～16目的粉末。处理方法包括：使用常规设备通过粉碎并通过密度差从玻璃和其它组分中分离出PVB；使用常规设备将PVB研磨到需要的尺寸，研磨可以在环境条件下完成；在分离和研磨过程中的许多环节上，还可以包括将各种玻璃和金属杂质分离。可以使用常规处理方法例如Andela Windshield Pulverizing System(俄亥俄州Upper Sandusky的Dlubak Glass Company使用的商业化系统)，或使用一系列粉碎机、研磨机和/或分离器的其它系统，将碎片粉碎至用于本发明的组合物的前述尺寸。可用于本发明的回收的PVB可以含有例如增塑剂、玻璃、沙子等添加剂或杂质，这大大有助于几乎完全的回收。商业上得到的前述尺寸的回收的PVB可以具有微量的玻璃、金属或其它添加剂或杂质，它们一般没有达到足以对本发明产生不利影响的量。根据本发明，可以在粉碎回收的PVB之前或之后，用常规处理方法除去不需要的添加剂和/或杂质。
为了制备特定的地毯背衬组合物，本发明优选将增塑剂与回收的PVB结合使用。与本发明的回收的PVB一起使用的可接受的增塑剂包括但不限于苯甲酸丁酯、苯甲酸苯甲酯、油酸丁酯和它们之间的混合物以及其它的增塑剂。在一些情况中，可以用多种二元醇产品替代增塑剂或与增塑剂混合，二元醇产品包括但不限于聚氧乙烯二醇(聚乙二醇)、1，3-丙二醇等。
对于组合地毯的预涂层，本发明还优选使用例如POLYOXTM(由Dow提供)的聚环氧乙烷聚合物，其用量优选为组合物的约0.5重量％～10重量％。该成分可改进在涂布设备上的流动性(runnability)。
本发明还可以使用增粘剂，增粘剂包括但不限于烃类树脂、其它增粘剂及其混合物。
本发明的特定的地毯涂料组合物和涂层组合物还可以包含填料或填料混合物。优选的填料是碳酸钙、粉碎到填料尺寸的回收的地毯材料及其混合物，或与其它材料组合使用这类填料。所述碳酸钙优选是约99％或99％以上的碎石灰石和约1％以下的晶体。碳酸钙优选是地毯工业中通常已知的层压复合物的尺寸。
可以以多种方式得到本发明中用作填料的回收地毯。例如，在通常的地毯生产过程中会产生废地毯，这些废地毯一般被填埋或焚烧。另外，当铺设新地毯来取代旧地毯时，从建筑物上除去用过的废地毯(即，使用后的废地毯)，然后一般将其填埋或焚烧。本发明并未将这些废地毯填埋或焚烧，而是可将它们用作回收的地毯填料材料。本发明使用普通的粉碎、研磨和分离技术来对回收的地毯的组分进行分离，并粉碎到填料尺寸。
回收的地毯可以含有碳酸钙或类似的矿物填料，它们可以保留和用在本发明的组合物中。在某些废地毯中，例如热塑性树脂等其它材料和碳酸钙填料一起形成废材料的组成部分，这类其它材料也可以保留和用在本发明的组合物中。使用这种回收的地毯材料排除了或至少显著地减少了需要进行填埋或以其它方式进行处理的废地毯的量。
如上所述，本发明不是使用任何新开采的石灰石碳酸钙作为地毯背衬组合物的填料，而是可以使用含碳酸钙以及热塑树脂的回收的废地毯(来自新地毯的生产和/或来自使用后的废弃物)作为本发明的填料材料。还可以将例如新开采并经粉碎的石灰石等新碳酸钙以及新热塑性树脂与回收的材料结合使用。
使用用来制备标准型地毯背衬的常规加热系统，在其中制备本发明的地毯背衬组合物和地毯背衬。但是该系统不需要加热。有益的是，将本发明的组合物设计为可用常规涂覆和施用设备来涂覆到地毯和组合地毯的背面。
根据本发明的优选方面，提供了一种回收PVB的方法，该方法基本上依次包括：(a)收集回收的PVB，(b)粉碎回收的PVB，(c)与其它成分一起处理回收的PVB，(d)制造可在有用产品的生产中使用的复合材料，和(e)使用所述复合材料生产有用的产品。可以合并步骤(c)和(d)来实现对经适当调节尺寸的回收PVB和其它成分的处理，从而制得用于有用产品(例如地毯的第一或第二背面涂层，或组合地毯的预涂层、主背面涂层或预涂层/主背面涂层的组合)生产的复合材料。
在该方法中，可以实施步骤(a)来基本上仅收集使用后回收的PVB、基本上仅收集生产后回收的PVB(例如来自新产品生产中)或两者的混合物。如上所述，通过商业化的挡风玻璃回收方法，或通过与安全玻璃生产相关的商业化回收方法，可以从用过的或废弃的安全玻璃中分离和回收PVB。如果需要或有必要的话，可以使用常规技术处理使用后回收的PVB或生产后回收的PVB，以便除去某些杂质或添加剂。
在该方法中，可以通过使用常规技术(例如使用常规研磨机研磨)将回收的PVB粉碎到一定尺寸来实施步骤(b)。为了将回收的PVB用在地毯背衬中，优选将其粉碎到约1/6英寸，以便用40目筛进行筛分。为了挤出或用诸如受热的狭缝进行熔融施用，可以使用粉碎挡风玻璃时所产生的3/8英寸的常用尺寸。为了在组合地毯背面涂层(预涂层或主背面涂层)中使用，优选粉碎回收的PVB，使得约90％或90％以上的PVB可以通过标准的12号筛(Tyler 10目；1.70mm或0.0661英寸)，但是低于或等于约10％的PVB可以通过标准的18号筛(Tyler 16目；1.0mm或0.0394英寸)。
在该方法中，可以使用碳酸钙作为填料原料来实施步骤(c)，此时的碳酸钙尺寸是地毯工业中层压复合物通常使用的尺寸。另外，可以通过基本上仅使用使用后的废弃地毯、基本上仅使用工业生产后的废地毯(例如来自新地毯的生产)、或使用二者的混合物或与新碳酸钙的混合物作为填料成分来实施步骤(c)。关于这一点及其附带的公开内容，在此以参考的方式引入未授权的美国专利申请第09/686798号、未授权的美国专利申请第09/782518号和未授权的美国专利申请第09/986058号的全部内容。如果需要或者有必要的话，在本发明使用之前，可以用常规清洁技术对使用后的废地毯进行清洁。尽管通常可以将废地毯的面纱、第一背衬和背面涂层全部用来实施该方法，但该方法还可包括将废弃地毯背面涂层与面纱和第一背衬分离，从而得到基本上没有面纱和第一背衬的废地毯背面涂层，然后基本上仅使用该废地毯背面涂层。并且，可以使各种废地毯背衬彼此分离，以便于仅使用一种特定的地毯背衬，例如第一或第二背面涂层。
在该方法中，实施步骤(c)时，可以将例如苯甲酸丁酯、苯甲酸苯甲酯、油酸丁酯和它们的混合物等可接受的增塑剂与其它用于地毯背衬组合物的可接受的增塑剂结合使用。在本发明的一个实施方案中，基于组合物的总重量，增塑剂的含量约为1重量％～30重量％，根据组合物的其它成分的不同，进一步的实施方案包含约1重量％～20重量％或约5重量％～30重量％的增塑剂。增塑剂可以用多种二元醇产品来代替，或与多种二元醇产品混合，所述二元醇包括但不限于聚氧乙烯二醇、1，3-丙二醇等。在本发明的一个实施方案中，基于组合物的总重量，所述二元醇产品的含量约为1重量％～30重量％，根据组合物其它组分的不同，进一步的实施方案包含约1重量％～20重量％或约5重量％～30重量％的二元醇产品。挤压涂覆时，不需要增塑剂和二元醇产品。
在该方法中，可以使用EVA、例如烃类树脂混合物等可接受的增粘剂和它们的各种混合物来实施步骤(c)。EVA可以在没有增粘剂的情况下用在本发明中。EVA可以是ElvaxTM(由杜邦公司提供)、Escorene TM(由Exxon提供)或类似物质。所述增粘剂可以是Exxon提供的EscorezTMECR 171、Arizona Chemical提供的XR-4231或其它类似的树脂。使用EastoflexTM树脂(由Eastman提供)也可以得到所希望的结果。
在制备组合地毯预涂层或预涂层/主涂层背衬组合物的方法中，使用例如Novawet PPWTM(由Boehme-Filatex提供)等阴离子表面活性剂或类似阴离子表面活性剂来实施步骤(c)。也可以使用水。例如，对于组合地毯类的涂覆，优选使用PPW作为体系的一部分。水是任选的，并且可以仅作为负载混合物的介质而存在。因此，可以将步骤(c)和(d)组合成生产复合物的一个步骤。
在该方法中，可以使用步骤(d)来生产复合材料，可以将所述复合材料涂覆到基材上，然后变为地毯或组合地毯的一部分。
在生产组合地毯型产品或涂覆有PVC的传统地毯产品的替代品的另一种方法中，可以生产100重量％的回收的PVB、或回收的PVB与地毯填料(例如填料尺寸的碳酸钙和/或粉碎到填料尺寸的回收的废地毯材料)的混合物，然后挤压到玻璃纤维稳定化纤维织物上，这种纤维织物是组合地毯生产中普通类型的纺粘或纺织织物，或者挤压到例如阔幅地毯或组合地毯中通常使用的第一或第二背衬上，或者直接挤压到簇绒或编织的地面覆盖物的背面。
在步骤(c)之前，本发明也可以使用另外的选择性步骤，包括收集废地毯，处理废地毯以便由可能含有填料和热塑树脂的废地毯得到第一种材料，然后将第一种材料粉碎到约50-100至约95-325范围内的预定尺寸，其中，第一个数字表示第一种材料通过目数规格为第二个数字的网筛的百分比。
另外，可以以熔融形式处理复合材料，使其具有约10,000至约30,000CPS的粘度。面的粘度范围对形成地毯的第一或第二背面涂层是特别有用的。
可以使用地毯工业中已知的常规机器、方法和技术实施本发明的步骤，包括该方法的步骤(e)中用来生产地毯背衬组合物和地毯背衬的常用的混合和加热体系。
在由此形成有用产品的一个实施方案中，地毯产品可以具有由大于0％且最多约100重量％的回收的PVB制成的第一或第二背衬或背面涂层。在由此形成有用产品的另一个实施方案中，地毯产品可以具有第一或第二背衬或背面涂层，基于第一或第二背衬或背面涂层的总重量，所述第一或第二背衬或背面涂层由大于0％且最多约50重量％的回收的PVB、约1重量％～10重量％的EVA、约30重量％～40重量％的增粘剂树脂、约0重量％～55重量％的填料(或大于0％且最多约55重量％的填料)制成，其中，所述填料包含碳酸钙和/或回收的废地毯材料和可选择的约1重量％～30重量％的增塑剂。在由此形成有用产品的再一个实施方案中，地毯产品可以具有第一或第二背衬或背面涂层，基于第一或第二背衬或背面涂层的总重量，所述第一或第二背衬或背面涂层由大于0％且最多约20重量％的回收的PVB、约0重量％～10重量％的EVA、约30重量％～40重量％的增粘剂树脂、约0重量％～55重量％的填料(或大于0％且最多约55重量％的填料)制成，其中，所述填料包括碳酸钙和/或回收的废地毯原料和可选择的约1重量％～20重量％的增塑剂。
在由此形成有用产品的另一个实施方案中，组合地毯产品可以具有预涂层、背面涂层或组合的预涂层/背面涂层，基于预涂层、背面涂层或组合的预涂层/背面涂层的总重量，所述预涂层、背面涂层或组合的预涂层/背面涂层由约1重量％～100重量％的回收的PVB制成。在由此形成有用产品的另一个实施方案中，组合地毯产品可以具有预涂层、背面涂层或组合的预涂层/背面涂层，基于预涂层、背面涂层或组合的预涂层/背面涂层的总重量，所述预涂层、背面涂层或组合的预涂层/背面涂层由约15重量％～60重量％的回收的PVB、约10重量％～25重量％的增塑剂、约0.25重量％～10重量％的阴离子表面活性剂、约20重量％～60重量％的填料制成，其中，所述填料包括碳酸钙和/或回收的废地毯材料和约0重量％～10重量％的水。
应当认识到，本发明的回收的PVB组合物和方法可用于形成地毯的第一和第二背衬、背面涂层和组合地毯的预涂层、背衬涂层和组合预涂层/背衬涂层。本发明还包括采用由回收的PVB制成的地毯背面涂层来制备新地毯。
附图说明
图1是常规地毯或根据本发明生产的地毯的横截面示意图；和
图2是表示本发明可实施的各种方法程序的框图。
具体实施方式
图1中的附图标记10表示地毯的普通结构。地毯包括面纱11，面纱11被植入称为第一背衬的机织织物或纺粘织物14。第一背衬14具有植入背衬14中并从一个面向外延伸的绒头纱线11、在相反面上的第一背面涂层或预涂层12以及至少一个第二背面涂层或主背衬涂层(主背面涂层)13。地毯10还可以具有其它层。第一背面涂层或预涂层12通常包含乳胶、PVC(聚氯乙烯)、EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)或其它聚合物类材料，并且第二背面涂层13还可以含有或包含聚合物。通常第一背面涂层12和第二背面涂层13中的一个或两个包含填料。最普通的填料是矿物填料，尽管可使用其它填料，但通常是碳酸钙，或将碳酸钙与例如金属盐等其它普通原料结合使用。根据本发明，可以用包含回收的PVB的第一背面涂层或预涂层12和第二背面涂层或主涂层13，并且可以使用废地毯代替碳酸钙作为全部或部分填料，由此来生产地毯10。
根据其用途的不同，地毯10还可以具有任意数量的其它层。例如，地毯10可以具有常规的第二背衬(通常为适于与地面或垫板接触的机织织物或针刺织物)。
图2图解了根据本发明的示范性方法。在该方法中，如图2中30所示，首先收集回收的PVB。所述收集可以包括收集使用过和/或生产后的废PVB，下文称为回收的或循环利用的PVB。如果回收的PVB包含过量的杂质或添加剂，则如图2中31所示，可以除去该杂质或添加剂，或降低其含量。例如，在下文所述的粉碎之前或之后，可以使用合适的常规技术除去该杂质或添加剂，或降低其含量。
在所述示范性方法中，如图2中32所示，将回收的PVB粉碎到一定尺寸。可以使用常规技术来粉碎回收的PVB。在本发明中，可以由前述商业化方法得到球状、颗粒或粉末状的回收的PVB，例如，优选约1/16英寸至约3/8英寸的球状或颗粒，或优选10～16目之间的粉末。常规方法包括：使用常规设备通过粉碎并通过密度差从玻璃和其它组分中分离出PVB；使用常规设备将PVB研磨到需要的尺寸，研磨可以在环境条件下完成；在分离和研磨过程中的许多环节上，还可以包括将各种玻璃与金属杂质分离。可以使用常规处理方法例如Andela Windshield PulverizingSystem(俄亥俄州Upper Sandusky的Dlubak Glass Company使用的商业化系统)，或使用一系列粉碎机、研磨机和/或分离器的其它系统，将碎片粉碎至用于本发明的组合物的前述尺寸。如上所述，可用于本发明的回收的PVB可以含有例如增塑剂、玻璃、沙子等添加剂或杂质，这大大有助于几乎完全的回收。商业上得到的前述尺寸的回收的PVB可以具有微量的玻璃、金属或其它添加剂或杂质，它们一般没有达到足以对本发明产生不利影响的量。根据本发明，可以在粉碎回收的PVB之前或之后，用常规处理方法除去不需要的添加剂和/或杂质。
为了在地毯背衬中使用，优选用40目的网筛将回收的PVB粉碎为约20目的粉末或约1/16英寸的碎片，但是碎片可以在低于或等于约3/8英寸范围内使用。对于优选的涂覆处理，热熔融配方中所使用的3/8英寸范围内的碎片可能需要另外加热以将其软化。
为了在组合地毯背面涂层中使用，优选将回收的PVB粉碎，使得90％或90％以上的PVB可以通过标准的12号网筛(Tyler10目；1.70mm或0.0661英寸)，但是低于或等于10％的PVB可以通过标准的18号网筛(Tyler16目；1.0mm或0.0394英寸)。使用常规处理方法将碎片粉碎到本发明组合物中所使用的这些尺寸。
在所述示范性方法中，如图2中33所示，将经粉碎的回收的PVB与其它成分一起处理。为了制备地毯背衬组合物，下面是一种优选的组合物：当将PVB筛分到约1/16英寸或1/16英寸以下时，基于组合物总重量，大于0％且最多约20重量％的回收的PVB；约30重量％～38重量％的EscorezTM ECR171型增粘剂树脂；约0％～10重量％的ElvaxTM、EscoreneTM或类似类型的EVA；约0％～55重量％的碳酸钙填料(优选大于约99％的石灰石和小于约1％的晶体)和/或研磨到地毯工业中层压复合物通常使用的填料尺寸的回收的地毯材料；和可选择的增塑剂。
在所述示范性方法中，制备地毯背衬组合物的系统优选由用蒸汽加热以生产热熔融混合物的夹套混合罐组成，但是也可以使用其它的常规系统。尽管可以从罐顶入口加入所述成分，但是优选用常规方法经加压封闭系统将所述成分输送到该罐中。为了精确称重，优选所有的罐都位于测压元件上。将热熔融混合物在加热套管中泵送到生产线以保持其温度。然后如下所述涂覆到地毯上。
优选地，在加入其它成分之后，在优选约300～360F的温度下将回收的PVB加入至混合罐中。已经注意到在该温度下并非所有回收的PVB都熔融，但是优选分散在混合物中，从而生产出背面涂料组合物，如图2中34所示。然后，如图2中35所示，使用常用的处理技术和设备，优选通过采用这里提及的涂布辊/刮片，在320～340F之间的温度下将该混合物涂覆到地毯上。使用常规技术和设备，使涂布的织物优选与第二背衬(第二背衬也可以以本发明的回收的PVB组合物为基础)接触，然后用压力使其结合，随后冷却该复合物。
在制备例如预涂层复合物或组合预涂层/主背面涂层组合物等地毯背衬组合物的示范性方法中，下面是一种优选组合物：约15重量％～65重量％的回收的PVB，它经过筛分，使得大于或等于90％的PVB可以通过标准的12号网筛(Tyler10目；1.70mm或0.0661英寸)，但是低于或等于10％的PVB仅可以通过标准的18号网筛(Tyler16目；1.0mm或0.0394英寸)；约10重量％～25重量％的增塑剂，例如在制备用于玻璃的PVB中通常使用的类型，包括但不限于苯甲酸丁酯、苯甲酸苯甲酯、苯甲酸的其它酯、这些酯与其它增塑剂的混合物；约0.25重量％～10重量％的例如Novawet PPWTM等阴离子表面活性剂；约0重量％～60重量％的碳酸钙填料(优选大于约99％的石灰石和小于约1％的晶体)和/或粉碎到地毯工业层压复合物通常使用的填料尺寸的回收的地毯材料；和约0重量％～10重量％的水。
根据本发明，可以优选在通常用于制备乳胶地毯复合物或PVC塑料溶胶的常规设备中制备所述组合地毯的预涂层/主涂层混合物，但是也可以在其它设备中制备。优选通过常规的搅炼涂覆法将所述混合物涂覆到地毯上，然后辊压修整到所需的水平。优选地，使用常规技术和设备，在约350F下将涂布的材料进行加热，以熔融回收的PVB组合物。作为选择，如果采用这种涂覆方法，所述方法可以在涂覆时使回收的PVB与某些加湿成分结合，以减少最终组合物所需要的加湿成分的量。涂布的地毯优选通过一系列砑光辊和/或印花辊以形成背面的表面。
优选使用常规的单螺杆或双螺杆挤出机将本发明的PVB组合物挤出到地毯的稳定化纤维织物上。可以使所述材料以绳状或片材状从挤出机里出来，然后砑光到合适的宽度和厚度。如果与填料一起涂布，可以在挤出机上添加填料，该挤出机优选双螺杆挤出机，以便获得适当的混合，或在加入挤出机之前将填料与回收的PVB混合。
可以使用经涂布的稳定化纤维织物来代替普通的纤维织物，并且可以代替一部分用来粘合纤维织物的普通层压复合物。可以对经涂布的基材另行加热，以便产生归因于回收的PVB的胶粘性。
为了根据前述优选的增粘剂/EVA组合物和方法制备地毯背衬组合物，优选所述材料的粘度(在310F下约13000～20000CPS)使得能够通过常规涂抹器/刮刀技术进行涂布，并具有通常在商品地毯市场中所需要的绒头联结、分层、可燃性和其它性能。当挤出到地毯背衬材料上时，该组合物将粘附至其它组分上。根据一些地毯的技术说明中所规定的通常称为British Spill Test的试验，当所述组合物挤出到附着在地毯上的第二背衬上时，所述组合物还具有不会对倒在成品表面上的水份产生渗透的特性。
为了采用前述优选的组合物制备组合地毯预涂层复合物或组合预涂层/主涂层组合物，需要前述的类似性能，但是当将它与其它组分结合来生产组合地毯时，还需要尺寸稳定性。当该组合物挤出到用于组合地毯的稳定化纤维织物并渗入到所述复合物中时，所述组合物将和其它组分粘合，形成满足所有必需的规定性能的组合地毯产品。可以按照通常处理第二背衬的方法使经涂布的第二背衬进入产品中。已经发现，热熔融混合物的热足以将涂布的材料粘合到地毯上。另行加热有助于引发这种粘合或使这种粘合更加有力。并且，由于回收PVB的增粘性能，可以减少热熔融混合物的量。
在本发明的替代实施方案中，在对随后成为地毯或组合地毯的一部分的基材进行涂覆时，可以将100％的回收PVB或回收PVB与地毯填料(例如碳酸钙填料和/或回收的地毯材料，研磨到地毯工业中层压复合物通常使用的填料尺寸)的混合物挤出到玻璃纤维稳定化纤维织物上，这种纤维织物是组合地毯生产中常用的纺粘或机织类型的织物，或将其挤出到例如常用于阔幅地毯或组合地毯中的第一或第二背衬上。不使用稳定化纤维织物时，许多组合物可表现出良好的根据工业标准亚琛(Aachen)试验所测定的尺寸稳定性。
根据本发明的其它实施方案，使用常规技术，可以将回收的PVB和/或结合有填料和其它聚合物的混合物挤出为独立的片材(膜)，或挤出到基材上。这种片材或经涂布的基材可以通过成为被多层产品的其它层所包裹的层状物的一层，或通过附着在地面覆盖物的底面上，由此而进入地面覆盖物中。包封物可以位于与片材反应的液体或塑料溶胶产品的层间，或经加热/加压与其它层融合在一起。所述回收的PVB对于包括玻璃、乳胶混合物、聚烯烃和其它聚合物在内的多种其它材料具有固有的热熔融粘着性能。它也可以通过加热/加压粘合到地面覆盖物的底面上，或与现有热熔融层压方法中所使用的一种或多种通用的复合物粘合。
可以在目前对例如聚酰胺、聚酯、各种聚烯烃等其它聚合物进行乳化所使用的系统中对经精细研磨的回收的PVB(20目)进行乳化。该乳化混合物可以含有填料和其它聚合物以及用于乳化的常用表面活性剂和稳定剂。使用多种现有设备的组合中的任意一种组合，例如那些用于涂覆丙烯酸或SBR胶乳或PVC塑料溶胶的设备的组合，来将所述混合物涂覆到地面覆盖物的背面。该(这些)层可以是地面覆盖物的底层，或使用该(这些)层将第二背衬层粘着到地面覆盖物上。
作为另外的实施方案，起初如图2中20所示收集废地毯。包括收集用过的废地毯、收集来自与生产新地毯相关常用程序的废地毯或两者兼收。如果步骤20收集的废地毯受到明显污染，如图2中22和24所示，可以如下所述在粉碎之前或之后使用任何合适的常规技术来进行清洁。
应当理解，根据本发明，在本发明的实施中选择性地使用的以及随后使用的废地毯基本上是废地毯的所有组分，包括面纱、第一背衬和第一和第二背面涂层以及可能的其它组分。但是，对于部分或全部废地毯，在一些情况中，在进一步处理之前可能需要将面纱和第一背衬以及背面涂层相互分离开。图2中21图解了可选择的地毯组分的分离。根据是否要将面纱与所有的背衬以及背面涂层分离，可以使用任何适用的常规技术来完成所述分离，例如美国专利5728741(在此以参考的方式引入其公开内容)所大致描述的技术。如果仅使用一个特定的背衬或背面涂层，则可尝试使其适用于基本同类的新背衬或背面涂层(例如乳胶背面涂层)的生产。
尽管许多不同类型的废地毯材料可以选择地用在本发明中，但是处理具有碳酸钙和热塑树脂混合物作为构成组分的废地毯是有益的。一种这样的废地毯材料是Evergreen Nylon Recycling LLC(佐治亚州奥古斯塔的DSM和Honeywell的合资企业)生产的Co-Product(来自地毯回收过程的残余物)，其中，该废地毯材料包含50％～70％的碳酸钙、0％～45％的热塑树脂混合物、0％～45％的尼龙和0％～8％的己内酰胺，所有的百分比都以重量计。另一种这样的地毯废材料是产品PCR-3，它是由佐治亚州Calhoun的Dupont Flooring Systems Environmental InitiativesDivision对用过的地毯废弃物进行分离所生产的。废材料中也可以含有其它微量物质。因为在形成地毯背面涂层的正常温度下，所述废地毯材料具有适合本发明的其它成分的温度、流动性和粘度的参数，所以认为这些废产品材料是特别有益的。
再看图2，如图2中22和24所示，不论是否分离废地毯组分，均需要将包含碳酸钙和热塑树脂的废地毯材料粉碎，使其达到与生产地毯背面涂层所用的填料尺寸相应的粒径。另外，需要的话，如图2中23所示，可以使用本行业中已知的例如Condux或挤压成球状或条状等常规技术将材料压实。粉碎所述地毯废材料，优选将其研磨，使其能够用于地毯背面涂层中所使用的树脂和乳胶类复合物。可以用填料行业中使用的例如Pallmann Pulverizer、Raymond Roller Mill或Imp Mill等常规机械进行这种研磨。尽管上述材料并非必需进行低温研磨，但是也可以采取低温研磨。研磨废地毯材料不需要特殊的设备。据信，粉碎后的粒径的优选范围是50-100至95-325，特别优选78-200(第一个数字表示第一种原料通过对应于目数规格为第二个数字的网筛的百分比)。因此，如图2中33所示，磨碎的废地毯材料可以作为填料加到其它普通的地毯背衬组分中。
在根据本发明的优选工序中，可以将适当尺寸的回收的PVB与其它普通的地毯背面涂层组分一同使用，所述地毯背面涂层组分可以用于地毯的第一背面涂层、第二背面涂层或其它背衬构件(一般统称为背面涂层)。例如，所述回收的PVB可以与常规结构的乳胶、EVA或PVC背面涂层结合使用。
在上述任一工序中，可以使用各种常规精制方法。例如，当希望生产具有所需性能的产品时，可以采用过筛或其它去除杂质的手段。
本发明的效果是，通过将回收的PVB(和废地毯)用于地毯背面涂层和其它可能的最终用途，在不牺牲产品质量的情况下，可以基本上免除或显著地减少PVB(和废地毯)的填埋或其它处理工作。
虽然在目前认为的本发明的最实用和优选的实施方案中已经公开并描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应当清楚，可以在本发明的范围内进行许多修改，该范围与权利要求书的最宽解释相一致，以便包括所有等同的产品和方法。

Claims (57)

1.一种地毯背面涂层组合物，所述组合物包含从用过的材料或从生产过程中回收的聚乙烯醇缩丁醛，其中基于地毯的总重量，所述回收的聚乙烯醇缩丁醛为大于0％且最多约40重量％～60重量％。
2.如权利要求1所述的组合物，其中将所述回收的聚乙烯醇缩丁醛粉碎到约10～40目的尺寸。
3.如权利要求1所述的组合物，其中还包含增粘剂树脂。
4.如权利要求1所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量，所述组合物还包含约30重量％至约40重量％的增粘剂树脂。
5.如权利要求1所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量，所述组合物还包含大于0％且最多约10重量％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
6.如权利要求1所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量，所述组合物还包含大于0％且最多约55重量％的填料，其中所述填料是选自碳酸钙、回收的地毯材料及其混合物的组中的至少一种。
7.如权利要求1所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量，所述组合物还包含约1重量％～20重量％的增塑剂，其中所述增塑剂是选自苯甲酸丁酯、苯甲酸苯甲酯、油酸丁酯及其混合物的组中的至少一种。
8.如权利要求1所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量，所述组合物还包含约1重量％～20重量％的二元醇产品，其中所述二元醇产品是选自聚氧乙烯二醇、1，3-丙二醇及其混合物的组中的至少一种。
9.一种组合地毯预涂层组合物、主背面涂层组合物或组合预涂层/主背面涂层组合物，其中包含从用过的材料或生产过程中回收的聚乙烯醇缩丁醛。
10.如权利要求9所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量，所述回收的聚乙烯醇缩丁醛是约1重量％～约65重量％。
11.如权利要求9所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量，所述回收的聚乙烯醇缩丁醛是约15重量％～约65重量％。
12.如权利要求9所述的组合物，其中粉碎所述回收的聚乙烯醇缩丁醛，使得大于或等于约90重量％的聚乙烯醇缩丁醛能够通过标准的12号网筛，而低于或等于约10重量％的聚乙烯醇缩丁醛能够通过标准的18号网筛。
13.如权利要求9所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量，所述组合物还包含约10重量％至约25重量％的增塑剂，其中所述增塑剂是选自苯甲酸丁酯、苯甲酸苯甲酯、油酸丁酯及其混合物的组中的至少一种。
14.如权利要求9所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量，所述组合物还包含约0.25重量％至约10重量％的阴离子表面活性剂。
15.如权利要求9所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量，所述组合物还包含约20重量％～60重量％的填料，其中所述填料是选自碳酸钙、回收的地毯材料及其混合物的组中的至少一种。
16.如权利要求9所述的组合物，其中基于所述组合物的总重量，所述组合物还包含约1重量％～20重量％的二元醇产品，其中所述二元醇产品是选自聚氧乙烯二醇、1，3-丙二醇及其混合物的组中的至少一种。
17.如权利要求9所述的组合物，基于所述组合物的总重量，所述组合物还包含约0.5重量％～10重量％的聚环氧乙烷聚合物。
18.一种地毯背面涂层的制备方法，所述方法包括：
(a)收集废聚乙烯醇缩丁醛；
(b)处理聚乙烯醇缩丁醛，由其生产在地毯背面涂层的生产中有用的复合材料；和
(c)用所述复合材料制备地毯背面涂层。
19.如权利要求18所述的方法，其中在(a)和(b)之间还包括粉碎聚乙烯醇缩丁醛的步骤。
20.如权利要求19所述的方法，其中将所述聚乙烯醇缩丁醛粉碎到约20～40目。
21.如权利要求18所述的方法，其中基于所述复合材料的总重量，所述复合材料含有约1重量％～30重量％的废聚乙烯醇缩丁醛。
22.如权利要求18所述的方法，其中基于所述复合材料的总重量，所述复合材料含有约20重量％～50重量％的增粘剂树脂。
23.如权利要求18所述的方法，其中基于所述复合材料的总重量，所述复合材料含有大于0％且最多约25重量％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
24.如权利要求18所述的方法，其中基于所述复合材料的总重量，所述复合材料含有大于0％且最多约55重量％的填料，其中所述填料是选自碳酸钙、回收的地毯材料及其混合物的组中的至少一种。
25.如权利要求18所述的方法，其中基于所述复合材料的总重量，所述复合材料含有约5重量％～30重量％的增塑剂，其中所述增塑剂是选自苯甲酸丁酯、苯甲酸苯甲酯、油酸丁酯及其混合物的组中的至少一种。
26.如权利要求18所述的方法，其中基于所述复合材料的总重量，所述复合材料含有约5重量％～30重量％的二元醇产品，其中所述二元醇产品是选自聚氧乙烯二醇、1，3-丙二醇及其混合物的组中的至少一种。
27.一种制备组合地毯的预涂层、主背面涂层或组合预涂层/主背面涂层的方法，该方法包括：
(a)收集废聚乙烯醇缩丁醛；
(b)处理聚乙烯醇缩丁醛，由其生产在组合地毯预涂层、主背面涂层或组合预涂层/主背面涂层的生产中有用的复合材料；和
(c)用所述复合体材料制备组合地毯预涂层、主背面涂层或组合预涂层/主背面涂层。
28.如权利要求27所述的方法，其中在(a)和(b)之间还包括粉碎聚乙烯醇缩丁醛的步骤。
29.如权利要求28所述的方法，其中粉碎所述聚乙烯醇缩丁醛，使得大于或等于约90重量％的聚乙烯醇缩丁醛能够通过标准的12号网筛，而低于或等于约10重量％的聚乙烯醇缩丁醛能够通过标准的18号网筛。
30.如权利要求27的方法，其中基于所述复合材料的总重量，所述复合材料含有约15重量％至约35重量％的废聚乙烯醇缩丁醛。
31.如权利要求27的方法，其中基于所述复合材料的总重量，所述复合材料含有约10重量％至约25重量％的增塑剂，其中所述增塑剂是选自苯甲酸丁酯、苯甲酸苯甲酯、油酸丁酯及其混合物的组中的至少一种。
32.如权利要求27的方法，其中基于所述复合材料的总重量，所述复合材料含有约0.25重量％至约10重量％的阴离子表面活性剂。
33.如权利要求27的方法，其中基于所述复合材料的总重量，所述复合材料含有约20重量％至约60重量％的填料，其中所述填料是选自碳酸钙、回收地毯材料及其混合物的组中的至少一种。
34.如权利要求27的方法，其中基于所述复合材料的总重量，所述复合材料含有5重量％～30重量％的二元醇产品，其中所述二元醇产品是选自聚氧乙烯二醇、1，3-丙二醇及其混合物的组中的至少一种。
35.如权利要求27的方法，其中基于所述复合材料的总重量，所述复合材料含有约0.5重量％～10重量％的聚环氧乙烷聚合物。
36.一种地毯，该地毯具有面纱、第一背衬、第一背面涂层和至少一个第二背面涂层，其中所述第一背面涂层和第二背面涂层中的至少一个含有回收的聚乙烯醇缩丁醛。
37.如权利要求36所述的地毯，其中基于包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的背面涂层的总重量，所述背面涂层中的至少一个包含大于0％且最多约65重量％的回收的聚乙烯醇缩丁醛。
38.如权利要求36所述的地毯，其中将所述回收的聚乙烯醇缩丁醛粉碎至约10～40目尺寸。
39.如权利要求36所述的包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的至少一个所述背面涂层，该背面涂层还包含增塑剂树脂。
40.如权利要求36所述的包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的至少一个所述背面涂层，基于包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的背面涂层的总重量，该背面涂层还包含约30重量％至约40重量％的增塑剂树脂。
41.如权利要求36所述的包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的至少一个所述背面涂层，基于包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的背面涂层的总重量，该背面涂层还包含大于0％且最多约10重量％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
42.如权利要求36所述的包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的至少一个所述背面涂层，基于包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的背面涂层的总重量，该背面涂层还包含大于0％且最多约55重量％的填料，其中所述填料是选自碳酸钙、回收地毯材料及其混合物的组中的至少一种。
43.如权利要求36所述的包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的至少一个所述背面涂层，基于包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的背面涂层的总重量，该背面涂层还包含约1重量％～30重量％的增塑剂。
44.如权利要求36所述的包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的至少一个所述背面涂层，基于包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的背面涂层的总重量，该背面涂层还包含约1重量％～30重量％的增塑剂，其中所述增塑剂是选自苯甲酸丁酯、苯甲酸苯甲酯、油酸丁酯及其混合物的组中的至少一种。
45.如权利要求36所述的包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的至少一个所述背面涂层，基于包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的背面涂层的总重量，该背面涂层还包含约1重量％～30重量％的二元醇产品。
46.如权利要求36所述的包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的至少一个所述背面涂层，基于包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的背面涂层的总重量，该背面涂层还包含约1重量％～30重量％的二元醇产品，其中所述二元醇产品是选自聚氧乙烯二醇、1，3-丙二醇及其混合物的组中的至少一种。
47.一种组合地毯，该组合地毯具有面纱和预涂层和/或主背面涂层，其中所述预涂层和/或主背面涂层含有回收的聚乙烯醇缩丁醛。
48.如权利要求47所述的组合地毯，其中基于包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的背面涂层的总重量，所述预涂层和/或主背面涂层包含大于0％且最多约65重量％的回收的聚乙烯醇缩丁醛。
49.如权利要求47所述的组合地毯，其中粉碎所述聚乙烯醇缩丁醛，使得大于或等于约90重量％的聚乙烯醇缩丁醛能够通过标准的12号网筛，而低于或等于约10重量％的聚乙烯醇缩丁醛能够通过标准的18号网筛。
50.如权利要求47所述的包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的至少一个所述背面涂层，其中基于包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的背面涂层的总重量，该背面涂层还包含约10重量％至约25重量％的增塑剂。
51.如权利要求47所述的包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的至少一个所述背面涂层，其中基于包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的背面涂层的总重量，该背面涂层还包含约10重量％至约25重量％的增塑剂，其中所述增塑剂是选自苯甲酸丁酯、苯甲酸苯甲酯、油酸丁酯及其混合物的组中的至少一种。
52.如权利要求47所述的包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的至少一个所述背面涂层，其中基于包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的背面涂层的总重量，该背面涂层还包含约0.25重量％至约10重量％的阴离子表面活性剂。
53.如权利要求47所述的包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的至少一个所述背面涂层，其中基于包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的背面涂层的总重量，该背面涂层还包含约0.5重量％～10重量％的聚环氧乙烷聚合物。
54.如权利要求47所述的包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的至少一个所述背面涂层，其中基于包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的背面涂层的总重量，该背面涂层还包含约20重量％～60重量％的填料。
55.如权利要求47所述的包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的至少一个所述背面涂层，其中基于包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的背面涂层的总重量，该背面涂层还包含约20重量％～60重量％的填料，其中所述填料是选自碳酸钙、回收地毯材料及其混合物的组中的至少一种。
56.如权利要求47所述的包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的至少一个所述背面涂层，基于包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的背面涂层的总重量，该背面涂层还包含约1重量％～30重量％的二元醇产品。
57.如权利要求47所述的包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的至少一个所述背面涂层，基于包含回收的聚乙烯醇缩丁醛的背面涂层的总重量，还包含约1重量％～30重量％的二元醇产品，其中所述二元醇产品是选自聚氧乙烯二醇、1，3-丙二醇及其混合物的组中的至少一种。
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