带有涂层的复合非织造垫的制作方法

带有涂层的复合非织造垫
1.相关专利交叉引用
2.本技术要求2019年12月6日提交的美国临时专利申请no.62/944,784的优选权和所有权益，其全部公开内容在这里作为参考引入。
技术领域
3.总的发明概念涉及非织造纤维垫，和更具体地涉及包括热塑性聚合物涂层的复合非织造纤维垫。


背景技术：

4.传统玻璃纤维可用于多种用途中，包括增强材料、建筑材料、纺织品以及隔音和隔热材料。非织造垫可以通过常规的湿铺工艺由纤维制成，其中将湿的短切纤维分散在含表面活性剂、粘度调节剂、消泡剂和/或其它化学试剂的水浆液中。将含纤维的浆液输送到移动筛上，在其中脱除大部分的水，留下由纤维和粘附于纤维的浆液中的各种化学试剂组成的网状物。然后为所述网状物施用粘合剂，并使所得的垫子干燥以脱除任何残余的水，并固化所述粘合剂。所形成的非织造垫是分散的、单独的短切纤维的组件。
5.粘合剂组合物用作粘合剂将纤维粘合在一起形成粘附产品，同时改善产品的性能，如形状恢复、刚度、声学开放性、孔隙率和结构。
6.石膏或泡沫复合板等墙板用于建筑结构中形成房间、走廊、天花板等的隔板或墙壁。类似的板材也用于外墙或屋顶结构，如包覆板或屋顶板。这种复合板可在一面或两面上包括面垫或背垫(如玻璃纤维或其它织造或非织造垫)，以增强板的性能如板强度、刚度、耐候性、防潮或防霉性。这种织造或非织造垫可单独或与墙板一起生产。
7.传统的非织造垫通常具有多孔结构，使得施用于非织造垫的材料(特别是液体材料)会从非织造垫的一个表面渗到非织造垫的相对表面上。已经尝试了各种方法来防止渗透，包括在非织造垫上施用涂层。
8.能有效密封环境和底层板之间屏障的轻型产品是理想的。传统的涂覆组合物包括各种配制物，它们通常包含矿物颜料、有机粘合剂和填料(包括碳酸钙、迪克西粘土等)。这些矿物质通常用丙烯酸等聚合物粘合剂结合在一起。虽然这种涂覆组合物在防止渗透时是有用的，但为了达到改进的性能，施用这种组合物需要额外的处理设备、时间和显著的施加重量。另外，当应用传统方法(包括板式刮刀或辊式刮刀)施用时，需要高得多的涂层重量来明显改善屏障的gurley孔隙率。因此，希望提供更为成本和时间有效的解决方案，以减少非织造垫和加垫面板的孔隙率和渗透。


技术实现要素：

9.这里描述了一种复合非织造垫。按照多种实施方案，所述复合非织造垫可以包括：由通过粘结剂连在一起的多根纤维形成的非织造基层，所述非织造基层具有第一表面和第二表面；和粘附于第一表面的涂层。在各种实施方案中，所述涂层包括涂覆组合物，所述涂
覆组合物可以包括在载体组合物中的聚合物材料。在各种实施方案中，所述涂层部分延伸入非织造基层中。在各种实施方案中，所述复合非织造垫的平均gurley孔隙率为至少500秒。在各种实施方案中，所述非织造基层可以包括玻璃纤维。在各种实施方案中，所述聚合物材料可以包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯和聚氨酯中的一种或多种。在各种实施方案中，所述聚合物材料包括聚乙烯、聚丙烯和聚甲基丙烯酸酯中的一种或多种。在各种实施方案中，所述载体组合物可以为聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、苯乙烯-丁二烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚醋酸乙烯酯、聚(乙烯-醋酸乙烯酯)、丙烯酸聚合物、苯乙烯-丙烯酸聚合物、苯乙烯-丁二烯聚合物、脲醛聚合物、三聚氰胺-甲醛聚合物、苯酚-甲醛聚合物或它们的组合物中的一种或多种。在各种实施方案中，聚异氰脲酸酯泡沫板可以包括至少一个面层，其中所述至少一个面层包括本发明的复合非织造垫。在各种实施方案中，地板材料可以包括本发明的复合非织造垫。在各种实施方案中，所述纤维的平均纤维直径为5.5-20微米。在各种实施方案中，所述纤维的平均纤维基重为10-100g/m2。在各种实施方案中，所述纤维的平均纤维厚度为0.25-2mm。在各种实施方案中，所述纤维的平均纤维长度为6.35-50.8mm。在各种实施方案中，所述非织造基层的未涂覆基重为65-75g/m2。在各种实施方案中，所述复合非织造垫的基重为100-150g/m2。在各种实施方案中，所述复合非织造垫的烧失量为15-75％。在各种实施方案中，所述涂层的粘度为500-20,000cp。在各种实施方案中，所述涂层的涂层重量为25-75g/m2。
10.在各种实施方案中，提供一种制备复合非织造垫的方法。所述方法可以包括：输送具有第一表面和第二表面的非织造基层；向非织造基层的第一表面施用涂覆组合物，以在非织造基层上形成涂层；和加热所述涂覆后的非织造垫，以形成复合非织造垫。在各种实施方案中，所述涂覆组合物可以包括在载体组合物中的聚合物材料。在各种实施方案中，加热涂覆后的非织造垫可以包括使涂覆组合物在非织造基层的第一表面上熔融。在各种实施方案中，所述纤维可以包括玻璃纤维。在各种实施方案中，所述非织造基层的第二表面不含涂层。在各种实施方案中，所述复合非织造垫的gurley孔隙率为至少500秒。在各种实施方案中，所述聚合物材料可以包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯和聚氨酯中的一种或多种，和所述载体组合物可以包括聚乙烯醇。
附图说明
11.在说明书结尾部分具体指出并明确要求了本发明的主题。但在结合附图下参考详细说明和权利要求可以更好地全面理解本发明，其中相似的标记代表相似的元件。
12.图1描述了本发明的复合非织造垫的示例性实施方案的截面图。
具体实施方式
13.除非另有定义，否则本文中应用的所有技术和科学术语具有本技术所属领域普通技术人员通常理解的相同含义。虽然在示例性实施方案的实施或测试中可能应用与本文所述类似或等价的其它方法和材料，但下文描述了示例性的合适方法和材料。如有冲突，以包含定义的本说明书为准。另外，所述材料、方法和实施例只是描述性的，并不打算限制总的发明概念。
14.本文所述的术语仅用于描述示例性实施方案，不应解释为限制整个申请。除非另
有规定，冠词和“至少一个”可以互换使用。另外，如在本技术的说明书和所附权利要求中所使用，除非与其上下文中相矛盾，否则单数形式的冠词包括它们的复数形式。
15.除非另外指出，在说明书和权利要求书中应用的所有表示数量的数字均应理解为用术语“约”调整。术语“约”指在数值 /-10％范围内，或在某些情况下，在数值 /-5％范围内，和在某些情况下，在数值 /-1％范围内。
16.如果在说明书或权利要求书中应用术语“包括”，该术语用于与术语“包括”在权利要求书中用作过渡用语时的解释类似，为包括性的。另外，如果使用术语“或”(例如a或b)，指“a或b或者a和b两者”。因此，这里应用术语“或”是包括性的，而不是排他性的。
17.本文中使用的术语“粘合剂”、“粘合剂组合物”和“可固化组合物”可以互换使用，并指将非织造制品的一个或多个组分连在一起的材料。本领域的普通技术人员应理解粘合剂组合物通常为溶解组分的含水混合物或溶液，它们固化后将纤维连接在一起。
18.本文中使用的术语“粘合剂固体”或“粘合剂组分”可互换使用，指的是在添加或与水混合形成用于无机纤维的最终粘合剂之前粘合剂组合物的功能组分。
19.术语“非织造”、“垫”、“面纱”和“面层”可在本文中互换使用，指的是纤维的粘合网状物。
20.虽然总发明概念可以以多种不同形式的实施方案来实施，但在附图中给出了一些具体实施方案，并将在这里更详细地进行描述，应理解本发明为总发明概念原则的示例化。因此，总的发明概念不受限于这里描述的具体实施方案。
21.除非另有说明，否则任何元素、属性、特征或元素、属性和特征的组合均可在本文公开的任何实方案中使用，无论该实施方案中是否明确公开了所述元素、属性、特征或元素、属性和特征的组合。应理解与本文所述任何特定方面相关的所述特征均可用于本文所述的其它方面，前提是这些特征与该方面相容。具体地，与复合非织造垫相关的本文所述特征可以适用于所述方法，反之亦然。
22.总的发明概念涉及复合非织造垫和制备复合非织造垫的方法。所述复合非织造垫通常包括降低非织造垫孔隙率的涂层。所述涂层包括在载体组合物中悬浮的聚合物材料或聚合物颗粒的涂覆组合物。聚合物材料或颗粒可以为粉末形式，例如热塑性粉末，和所述载体组合物可以为聚乙烯醇。所述涂覆组合物可以沉积到由通过粘合剂连接在一起的多根纤维形成的非织造基层上。在一个示例性实施方案中，所述涂层提供不可渗透(例如不透水)或基本不可渗透的屏障，从而在将材料(特别是液体材料)施用于复合非织造垫与涂层相对的表面时，所述材料至少部分被涂层阻隔而不能通过复合非织造垫。
23.在一个示例性实施方案中，提供复合非织造垫100。参考图1，复合非织造垫100包括具有第一表面12和第二表面14的非织造基层10。本发明的非织造基层10可通过各种工艺形成，包括湿铺方法和干铺方法。在一些实施方案中，非织造基层10通过湿铺方法形成，其包括在装有如水、表面活性剂、粘度调节剂、消泡剂、润滑剂、杀生物剂和/或其它化学试剂等各种组分(有时称作白水)的混合罐中形成离散纤维的含水浆液。搅拌白水促进其中纤维(例如短切玻璃纤维)的分散，从而形成短切玻璃纤维浆液。希望充分搅拌浆液以实现均匀或接近均匀的纤维分散体。
24.然后，按本领域已知的任何常规方法将纤维的水分散体或浆液处理为湿铺垫。例如，将含水纤维浆液沉积在移动的筛网或传送带上，在此将大部分水排掉，留下随机取向的
纤维网。纤维网可通过真空狭缝或其它干燥装置进一步干燥。然后可以将粘合剂组合物以传统方式如帘涂、喷涂、双丝浸浴、双辊轧机等施用于纤维网上。然后可通过真空或其它水脱除方式将水和过量粘合剂组合物除去。
25.最后，可以在一个或多个烘箱中使纤维产品干燥和固化。干燥的示例性温度范围为350-600
°
f(177-316℃)。干燥和固化后的产品为成品非织造基层10。
26.本发明的非织造基层10可以由多种材料形成。通常，非织造基层10包含多根纤维和将所述纤维粘结在一起的粘合剂组合物。用于形成非织造基层10的示例性纤维包括但不限于玻璃纤维、合成纤维(例如聚酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚酰胺纤维、芳纶纤维、聚芳纶纤维)、矿物纤维、碳纤维、陶瓷纤维、天然纤维(例如纤维素纤维、棉纤维、黄麻纤维、竹纤维、苎麻纤维、蔗渣纤维、大麻纤维、椰壳纤维、亚麻纤维、洋麻纤维、剑麻纤维、亚麻纤维、龙舌兰纤维)或两种或更多种类型纤维的掺混物。
27.在一些实施方案中，非织造基层10包含玻璃纤维。玻璃纤维可以由任何类型的玻璃制成。示例性的玻璃纤维包括但不限于a-类玻璃纤维、c-类玻璃纤维、e-类玻璃纤维、s-类玻璃纤维、ecr-类玻璃纤维(例如商购自toledo,ohio的owens cornin的玻璃纤维)、玻璃纤维、羊毛玻璃纤维和它们的组合物。
28.用于形成非织造基层10的玻璃纤维可以具有多种纤维直径。在一些实施方案中，用于形成非织造基层10的玻璃纤维的平均纤维直径为5.5-20微米。在一些实施方案中，用于形成非织造基层10的玻璃纤维的平均纤维直径为3-18微米。在一些实施方案中，用于形成非织造基层10的玻璃纤维的平均纤维直径为6-16微米。在另一些实施方案中，用于形成非织造基层10的玻璃纤维的平均纤维直径为11-13微米。还设想的是可以应用具有不同纤维直径的玻璃纤维的混合物，例如较小直径玻璃纤维(例如平均纤维直径为5.5-10微米)和较大直径玻璃纤维(例如平均纤维直径为13-16微米)的混合物来形成非织造基层10。
29.用于形成非织造基层10的玻璃纤维也可以具有多种纤维长度。在一些实施方案中，用于形成非织造基层10的玻璃纤维的平均纤维长度为6.35-50.8mm。在一些实施方案中，用于形成非织造基层10的玻璃纤维的平均纤维长度为12.7-38.1mm。在另一些实施方案中，用于形成非织造基层10的玻璃纤维的平均纤维长度为19.05-25.4mm。还设想的是可以应用具有不同纤维长度的玻璃纤维的混合物，例如较短玻璃纤维(例如平均纤维长度为6.35-12.7mm)和较长玻璃纤维(例如平均纤维长度为19.05-31.75mm)的混合物来形成非织造基层10。
30.如上面所述，非织造基层10还包括将非织造基层10的纤维粘结在一起的粘合剂组合物。可以应用用于形成非织造垫的任何常规粘合剂组合物来形成本发明的非织造基层10。在一些实施方案中，非织造基层10以其总重量计包括1-30wt％的粘合剂组合物。在一些实施方案中，非织造基层10以其总重量计包括5-27wt％的粘合剂组合物，包括10-25wt％的粘合剂组合物，以及包括15-23wt％的粘合剂组合物。本领域普通技术人员将会理解，用于形成非织造基层10的粘合剂组合物的量可以通过测量烧失量来确定。
31.在一些实施方案中，粘合剂组合物包括粘合剂树脂材料、偶联剂和一种或多种任选的添加剂。粘合剂树脂可以为热固性材料、热塑性材料或热固性材料和热塑性材料的混合物。在一些示例性实施方案中，粘合剂树脂材料包括丙烯酸材料、苯乙烯-丙烯酸材料、苯
乙烯丁二烯、脲醛材料、三聚氰胺甲醛材料或其中两种材料的组合中的任何一种。在一些示例性实施方案中，丙烯酸材料为聚丙烯酸，如重均分子量为10,000道尔顿或更低的低分子最聚丙烯酸。
32.在一些实施方案中，以粘合剂组合物的总重量为基准，粘合剂树脂在粘合剂组合物中的存在量可以为90-99wt％。在另一些实施方案中，以粘合剂组合物的总重量为基准，粘合剂树脂在粘合剂组合物中的存在量可以为97-99wt％。
33.粘合剂组合物还可以包括偶联剂。应理解这里描述的偶联剂只是示例性的，本领域普通技术人员已知的任何合适偶联剂均可以用于这里描述的或以其它方式建议的任何示例性实施方案中。在一些实施方案中，以粘合剂组合物的总重量为基准，偶联剂在粘合剂组合物中的存在量可以为0.05-10wt％。在一些实施方案中，以粘合剂组合物的总重量为基准，偶联剂在粘合剂组合物中的存在量可以为0.1-3wt％。在一些实施方案中，以粘合剂组合物的总重量为基准，偶联剂在粘合剂组合物中的存在量可以为0.15-0.5wt％。
34.在一些实施方案中，至少一种偶联剂为硅烷偶联剂。合适的硅烷偶联剂可以包括含一个或多个氮原子的具有一个或多个官能团的硅烷，所述官能团如胺(伯、仲、叔和季胺)、氨基、亚氨基、酰胺基、酰亚胺基、脲基或异氰酰基。合适的硅烷偶联剂可以包括但不限于氨基硅烷、硅烷酯、乙烯基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、环氧硅烷、硫硅烷、脲基硅烷和异氰酰基硅烷。用于本发明的硅烷偶联剂的具体的非限定性实例包括γ-甲基丙烯丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷(a-174)、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(a-1100)、n-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷(y-9669)、n-三甲氧基-甲硅烷基-丙基-亚乙基-二胺(a-1120)、甲基-三氯硅烷(a-154)、γ-氯丙基-三甲氧基-硅烷(a-143)、乙烯-三乙酰氧基硅烷(a-188)和甲基三甲氧基硅烷(a-1630)。
35.用于形成本发明的非织造基层10的粘合剂组合物可以任选包括附加组分，如染料、油、填料、着色剂、含水分散剂、uv稳定剂、润滑剂、润湿剂、表面活性剂、粘度调节剂和/或抗静电剂。以粘合剂组合物的总重量为基准，这些添加剂在粘合剂组合物中的存在量可以为0-10wt％。
36.在一些实施方案中，用于形成本发明的非织造基层10的粘合剂组合物可以包含水以溶解或分散在纤维表面施用的官能组分。可以加入足量水，以稀释含水粘合剂组合物至适合于施用到纤维上的粘度。
37.本发明的非织造基层10可以具有宽的基重(未涂覆)范围。在一些实施方案中，非织造基层10的未涂覆基重为25-300g/m2。在另一些实施方案中，非织造基层10的未涂覆基重为30-200g/m2。在又一些实施方案中，非织造基层10的未涂覆基重为40-150g/m2，包括未涂覆基重为50-100g/m2、未涂覆基重为55-80g/m2，也包括未涂覆基重为65-75g/m2。在又一些实施方案中，非织造基层10的未涂覆基重为73g/m2。
38.本发明的非织造基层10也可以具有多种厚度。在一些实施方案中，非织造基层10的厚度为0.25-2mm。在另一些实施方案中，非织造基层10的厚度为0.3-0.7mm。在又一些实施方案中，非织造基层10的厚度为0.3-0.6mm。在一些实施方案中，非织造基层10的厚度为0.75-2mm，包括厚度为1-2mm、厚度为1.25-1.9mm，也包括厚度为1.5-1.8mm。
39.再次参考图1，复合非织造垫100包括粘附于非织造基层10的第一表面12的含涂覆组合物的涂层20。涂层20优选应用如下更详细描述的涂布方法施用于非织造基层10的第一
表面12上。
40.如图1所示，涂层20部分延伸入非织造基层中10(即部分进入非织造基层10由第一表面12至第二表面14测量的厚度)。在一些实施方案中，涂层20可以以非织造基层10厚度(由第一表面12至第二表面14测量)的至多75％延伸入非织造基层10。在一些实施方案中，涂层20可以以非织造基层10厚度(由第一表面12至第二表面14测量)的至多50％延伸入非织造基层10。在一些实施方案中，涂层20可以以非织造基层10厚度(由第一表面12至第二表面14测量)的10-50％延伸入非织造基层10，也包括非织造基层10厚度(由第一表面12至第二表面14测量)的5-25％。在一些实施方案中，非织造基层10的第二表面14无涂覆组合物。应理解涂层20延伸入非织造基层10的厚度可以沿非织造基层10的宽度和/或长度在一定程度上变化。
41.涂层20包括涂覆组合物，所述涂覆组合物包括悬浮在载体组合物中的聚合物材料或颗粒。所述聚合物材料或颗粒可以为粉末形式如热塑性粉末。已经令人惊讶地发现，可以在不使用分散剂、流变改性剂或粘度调节剂的情况下在特定载体组合物中悬浮聚合物颗粒。这可能是因为特定载体组合物的浓度和组成可以改变或调节涂层的分散性能和/或粘度。
42.可以应用多种聚合物材料来形成本发明的涂层20。所述聚合物材料可以为由多种单体获得的均聚物或共聚物。在一些实施方案中，涂层20包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯和聚氨酯中的一种或多种。在一些实施方案中，涂覆组合物包括聚乙烯、聚丙烯和聚甲基丙烯酸酯中的一种或多种。在一些实施方案中，涂覆组合物包括选自高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、极低密度聚乙烯以及它们的组合物的聚乙烯。用于形成本发明的涂覆组合物的聚合物材料也可以包括各种均聚物和/或共聚物的混合物。
43.用于生产含水分散体的载体组合物可以包括例如聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、苯乙烯-丁二烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚醋酸乙烯酯、聚(乙烯-醋酸乙烯酯)、丙烯酸聚合物、苯乙烯-丙烯酸聚合物、苯乙烯-丁二烯聚合物、脲醛聚合物、三聚氰胺-甲醛聚合物和苯酚-甲醛聚合物或它们的组合物。
44.聚合物材料可以占涂覆组合物重量的至少1wt％至50wt％。在一个或多个实施方案中，聚合物材料可以占涂覆组合物重量的5-25wt％。在一个或多个实施方案中，聚合物材料可以占涂覆组合物重量的10-20wt％。在一个或多个实施方案中，聚合物材料可以占涂覆组合物重量的至少15wt％。
45.在向非织造基层10的第一表面12上施用涂覆组合物之前，可以将聚合物材料加到载体组合物中。在一个或多个实施方案中，以涂覆组合物中的总固体重量为基准，涂覆组合物可以包括2-20％的载体组合物，在其它实施方案中，包括4-15％的载体组合物、5-10％的载体组合物。
46.本发明的涂层20也可以具有多种粘度。在一些实施方案中，涂层20的粘度为250-25,000cp。在一些实施方案中，涂层20的粘度为500-20,000cp。在一些实施方案中，涂层20的粘度为1000-15,000cp。在一些实施方案中，涂层20的粘度为5000-10,000cp。在一些实施方案中，涂层20的粘度为7000-8,000cp。
47.本发明的涂覆组合物可以任选包括一种或多种添加剂。示例性添加剂包括但不限
于阻燃剂、染料、颜料、uv稳定剂、抗静电剂、成膜剂等。这些添加剂对本领域普通技术人员来说是公知的。示例性的阻燃剂可以包括矿物基(ath、氢氧化镁)、卤素基(tcpp)、磷基(app)和膨胀基(膨胀石墨)阻燃剂。在各种实施方案中，涂覆组合物中矿物基(ath、氢氧化镁)和膨胀基(膨胀石墨)阻燃剂占涂覆组合物重量的0-40wt％。在各种实施方案中，涂覆组合物中矿物基(ath、氢氧化镁)和膨胀基(膨胀石墨)阻燃剂占涂覆组合物重量的5-30wt％，包括涂覆组合物重量的15-25wt％。
48.在一个或多个实施方案中，涂覆组合物包含一种或多种常规的无机矿物填料，包括但不限于粉碎的石灰石(碳酸钙)、粘土(高岭土)、砂子、云母、滑石、石膏(二水硫酸钙)、三水合铝(ath)、蛭石、氧化锑或这些物质中任意两种或更多种的组合。在各种实施方案中，填料占涂覆组合物重量的5-98wt％。在各种实施方案中，填料占涂覆组合物重量的15-95wt％。在各种实施方案中，填料占涂覆组合物重量的25-93wt％。在各种实施方案中，填料占涂覆组合物重量的30-90wt％。在各种实施方案中，填料占涂覆组合物重量的45-85wt％。
49.在一个或多个实施方案中，涂覆组合物不含常规的无机矿物填料或基本上不含常规的无机矿物填料，包括但不限于粉碎的石灰石(碳酸钙)、粘土(高岭土)、砂子、云母、滑石、石膏(二水硫酸钙)、三水合铝(ath)、蛭石、氧化锑或这些物质中任意两种或更多种的组合。“基本不含”指涂覆组合物包含不大于5.0wt％的填料，包括不大于3.0wt％、不大于2.0wt％、不大于1.5wt％和不大于1.0wt％的填料。
50.本发明的涂层20可以以很宽的涂层重量范围施用。在一些实施方案中，涂层20的涂层重量为10-200g/m2。在另一些实施方案中，涂层20的涂层重量为25-150g/m2。在另一些实施方案中，涂层20的涂层重量为50-100g/m2，包括涂层重量20-80g/m2，也包括涂层重量25-75g/m2。
51.本发明的涂层20也可以具有多种厚度。在一些实施方案中，涂层20的厚度为1-500微米。在另一些实施方案中，涂层20的厚度为5-250微米。在另一些实施方案中，涂层20的厚度为10-200微米。在另一些实施方案中，涂层20的厚度为50-100微米。
52.可以将涂覆组合物沉积在由通过粘结剂连在一起的多根纤维形成的非织造基层上。可以应用多种方法沉积涂覆组合物。可以应用包括板式刮刀通过浸泡浴或辊式刮刀通过浸泡浴的方法来沉积涂覆组合物。其它合适的方法包括但不限于瀑布涂覆、帘式涂覆、喷泉涂覆、浸渍涂覆、刷涂和喷涂。
53.涂层20的作用是基本封闭或密封本发明的复合非织造垫100的一个表面。因此，本发明的复合非织造垫100包括一个允许液体/可流动材料润湿或穿透的多孔表面和一个至少基本密封以防止流体/可流动材料渗过的相对表面。
54.由于涂层20提供的至少基本封闭或密封表面，复合非织造垫100通常可防止液体渗过垫子。本发明的复合非织造垫100的不可渗透特性可以由其gurley孔隙率来表征。gurley孔隙率是材料耐受空气渗透性的量度，其可以按tappi t-460(gurley方法)或类似方法来测量。该试验测量100cm3空气在约1.22kpa下被推动通过约6.45cm2(1in2)环形样品面积所需的时间。结果以秒表示，通常称作gurley秒。当gurley孔隙率增加时，渗透率降低，而当gurley孔隙率减小时，渗透率增加。本发明的复合非织造垫100的平均gurley孔隙率通常为至少500秒。在一些实施方案中，本发明的复合非织造垫100的平均gurley孔隙率为300-30,000秒，包括平均gurley孔隙率为500-20,000秒、平均gurley孔隙率为1,000-17,
000秒、平均gurley孔隙率为1,100-15,000秒、平均gurley孔隙率为1,150-13,000秒，也包括平均gurley孔隙率为12,000-12,500秒。在一些实施方案中，本发明的复合非织造垫100的平均gurley孔隙率为1,000-10,000秒，包括平均gurley孔隙率为1,200-7,500秒，也包括平均gurley孔隙率为2,000-5,000秒。
55.本发明的复合非织造垫100可以具有很宽范围的基重。在一些实施方案中，复合非织造基层10的基重为25-350g/m2。在另一些实施方案中，复合非织造基层10的基重为50-300g/m2。在又一些实施方案中，复合非织造基层10的基重为75-200g/m2。在又一些实施方案中，复合非织造基层10的基重为100-150g/m2。在又一些实施方案中，复合非织造基层10的基重为115-125g/m2。
56.在本发明复合非织造垫中存在的粘合剂组合物的量可以通过测量烧失量(loi)来确定。本发明的复合非织造垫100可以具有很宽范围的loi。在一些实施方案中，非织造基层10的loi为15-75％。在一些实施方案中，复合非织造垫100的loi为25-60％。在一些实施方案中，复合非织造垫100的loi为30-50％。在一些实施方案中，复合非织造垫100的loi为40-45％。
57.如上面所述，涂层20粘附于非织造基层10的第一表面12上。涂层20粘附到复合非织造垫100的非织造基层10的第一表面12上的程度可通过剥离强度测量。可应用instron 3345型设备(由instron of norwood,massachusetts获得)测试本发明的复合非织造垫100的剥离强度，其中利用如下参数实施t-剥离试验：载荷传感器＝100n；夹具间距＝12.7mm；样品尺寸＝1
″
宽x 6
″
长(2.54cm宽x15.24 cm长)；和位移速率＝5.08mm/s。在一些实施方案中，本发明的复合非织造垫100的剥离强度为140-320gf，包括145-310gf、150-300gf、160-250gf，也包括190-235gf。
58.由于其具有两个不同的表面(即封闭/密封表面和多孔表面)，本发明的复合非织造垫100可用于多种应用和产品中。在一个或多个实施方案中，复合非织造垫100可用作建筑板(例如石膏板、聚合物泡沫板或水泥板)的预涂覆面层。
59.正如上文所指出，复合非织造垫100包括第一面和与第一面相对的第二面。在一个或多个实施方案中，可将结构板连接或结合到复合非织造垫100的第二面上。所述结构板具有位于结构板一个侧面的复合非织造垫100，且结构板具有与复合非织造垫100相对的另一侧面。在一个或多个实施方案中，结构板的相对侧可以具有与复合非织造垫100相同或不同的第二面层。在一个或多个实施方案中，所述第二面层为按照本发明形成的纸面层、涂布纸面层、箔面层、纤维面层、传统的涂布纤维面层或第二复合非织造垫。在其它实施方案中，结构板的相对侧面可以没有面层。
60.在一个或多个实施方案中，复合非织造垫100可以包含在聚合物泡沫板中。所述泡沫板包括具有两个相对侧面的泡沫芯和至少一个位于其中一个相对侧面上的复合非织造垫100。用于泡沫板的合适泡沫包括聚氨酯、聚苯乙烯和聚异氰脲酸酯泡沫。聚异氰脲酸酯和聚氨酯泡沫组合物有三种主要组分：多官能的异氰酸酯化合物、多元醇和发泡剂。当这三种组分与少量催化剂和表面活性剂混合时，产生热量的化学反应会导致液体发泡剂沸腾。由此产生的发泡剂蒸气使泡沫膨胀，形成充气泡孔。
61.在一个或多个实施方案中，泡沫可以用异氰酸根指数来描述。本领域技术人员将理解，异氰酸根指数是泡沫组合物中应用的异氰酸根基团(nco)的实际数量除以与异氰酸
酯可反应基团(多元醇和h2o)反应所需的异氰酸根基团的理论数量乘以100。当nco基团的数量等于配制物中oh基团的数量时，nco:oh的化学计量比达到1.0，并产生聚氨酯聚合物/泡沫。当nco基团的数量显著大于配制物中oh基团的数量时，过量的异氰酸根基团在催化条件下与其自身反应，形成异氰脲酸根键，并生成聚异氰脲酸酯泡沫。通常，当泡沫的异氰酸根指数大于约200时，所述泡沫被认为是聚异氰脲酸酯。指数介于约250和约270之间时，提供至少2:1的nco:oh比，已发现这提供了结构完整性、热强度和/或稳定性以及耐火性的理想组合。
62.正如本领域普通技术人员所理解，聚异氰脲酸酯或聚氨酯泡沫可由分开的反应混合物制备，通常指a侧物流和b侧物流。a侧物流包括多官能的异氰酸酯化合物，和b侧物流包括与多官能的异氰酸酯化合物反应的组分(即包含oh基团的多元醇或其它分子)。发泡剂通常包含在b侧中。在一个或多个实施方案中，通过分开制备b侧反应物和发泡剂的混合物以及a侧反应物、将它们混合以制备生长泡沫、然后将所述生长泡沫沉积到uv-涂覆的面层上，从而制备包含涂覆面层的泡沫板。可任选将第二面层材料(或不同面层材料的uv涂覆面层)施用到所述生长泡沫的上表面。通过调节移动泡沫的高度(即限制升高)、调节移动泡沫的侧面至所需宽度以及将连续泡沫产品切割为所需长度，可以控制所得泡沫板的最终尺寸。
63.在一个或多个实施方案中，泡沫板可以用泡沫材料的密度来描述。在一个或多个实施方案中，泡沫板的密度或平均密度可大于6lbs/ft3。在这些或其它实施方案中，泡沫板的密度或平均密度为约6-25lbs/ft3，和在其它实施方案中为约8-23lbs/ft3。在其它实施方案中，泡沫板的密度或平均密度可以小于6lbs/ft3。在其它实施方案中，泡沫板的密度或平均密度为约1-6lbs/ft3，和在其它实施方案中为约2-5lbs/ft3。
64.在一个或多个实施方案中，复合非织造垫100可包括在石膏板中。石膏板包括具有两个相对侧面的石膏芯和位于其中一个相对侧面上的至少一个复合非织造垫。由夹在面层之间的石膏芯制成的墙板在建筑行业中通常用作住宅和商业建筑的内墙和天花板。石膏板的配方和设计可根据板的特定用途进行定制。在一个或多个实施方案中，石膏芯包括石膏、任选的湿短切玻璃纤维、耐水化学品、粘合剂、促进剂和低密度填料。在一个或多个实施方案中，通过提供复合非织造垫的连续层并在所述复合非织造垫的一个表面(通常是涂覆组合物的相对侧面)上沉积石膏浆液，可以制备石膏板。然后将面层材料的第二连续层(复合非织造垫100或不同面层材料)施用到石膏浆液的相对表面。以这种方式，将石膏浆液夹在面层材料的相对层之间。然后调节夹心石膏浆至所需厚度，并干燥以硬化石膏芯和形成石膏板。在其它实施方案中，不施用第二面层以制备具有单个面层的板。接下来，可以将石膏板切割为预定尺寸(如长度)以供最终使用。
65.在另一种应用中，本发明的复合非织造垫100可用作形成屋顶瓦或屋顶底层的基材。复合非织造垫100的涂层20防止柏油/沥青渗透，而柏油/沥青可以浸湿并粘到部分未涂覆的非织造基层10上。
66.在另一种应用中，本发明的复合非织造垫100可用作制备地板材料的基材。例如，地板产品，如地毯砖和乙烯基砖，由于在制造过程中塑性溶胶或pvc发生渗透，可能在砖的衬底上有一层不连续或不均匀的塑性溶胶或聚氯乙烯(pvc)。本发明的复合非织造垫100可用作地板材料的衬底或增强件，以防止塑性溶胶或pvc渗透，并(通过涂层20)提供光滑表面，允许塑性溶胶或pvc(通过非织造材料)润湿，以在复合非织造垫100与地板材料的其它
结构部分之间形成牢固的结合，同时还为地板材料提供良好的尺寸稳定性和机械性能。在另一种应用中，本发明的复合非织造垫100可用作生产瓷砖背衬板(包括防水或轻型聚异氰脲酸酯瓷砖背衬板)的基材。
67.总的发明概念还涉及形成复合非织造垫的方法。形成本发明复合非织造垫的方法包括：a)在处理线上沉积纤维含水浆液，以形成具有第一主表面和第二主表面的湿铺垫；b)将粘合剂组合物施用于所述湿铺垫的第一主表面和/或第二主表面；和c)加热所述湿铺垫以固化粘合剂组合物，从而形成非织造垫。本文公开的任意一种或多种纤维均可以用于本发明的方法中。在一些实施方案中，通过储存容器将纤维提供给输送设备(如输送机)以输送至混合罐，所述混合罐包含各种表面活性剂、粘度改进剂、消泡剂和/或其它化学试剂，搅拌以分散纤维并形成纤维含水浆液。
68.按照本发明的方法，将纤维浆液沉积到处理线上形成具有第一主表面和第二主表面的湿铺垫。所述处理线可以为能够形成湿铺垫的任何合适的形成设备，包括但不限于在倾斜的线材成型机上的移动丝网或成型线材、线材筒、fourdrinier机器、stevens成型机、roto成型机、inver成型机或venti成型机。在处理线上，纤维浆液中的大部分水被脱除形成网状的随机取向纤维的湿铺垫。通过常规真空或空气吸入系统可以从湿铺垫中脱除水。
69.本发明方法还包括在湿铺垫的第一表面和/或第二表面上施用粘合剂组合物。所述粘合剂组合物可以是本文前面描述的任意的粘合剂组合物。可以应用合适的施用方法向所述湿铺垫上施用粘合剂组合物，包括但是不限于粘合剂线刷、喷涂器、帘式涂布机和foulard涂布机。
70.按照本发明的方法，在向湿铺垫施用粘合剂组合物后，加热所述湿铺垫以脱除任何残余水并固化所述粘合剂组合物，从而形成非织造垫。可以应用任何已知的加热或干燥方法来加热湿铺垫。可在本发明方法中应用的合适加热方法包括但不限于旋转/直通式空气干燥器或烘箱、加热滚筒干燥器、红外加热源、热风机和微波发射源。在一些实施方案中，加热步骤包括将其中施用有粘合剂组合物的湿铺垫暴露于150-250℃的温度下长达45秒的时间。
71.制备复合非织造垫的方法还包括向非织造基层的第一表面和/或第二表面施用包括涂覆组合物的涂层，以形成涂覆的非织造垫。可通过常规的涂覆技术如喷涂、meyer棒涂、狭缝涂布、刀片/刮刀涂布、前辊涂布、逆辊涂布、凹版涂布或帘涂向非织造垫上施用涂覆组合物。制备复合非织造垫的方法还包括加热所述涂覆后的非织造垫，从而形成最终的复合非织造垫。加热涂覆后的非织造垫可以在一个或多个烘箱中实施。用于干燥的示例性温度范围为350-600℉(177-316℃)。加热涂覆后的非织造垫也可以包括使涂覆组合物在非织造基层上熔融，使涂覆组合物流动和形成具有低孔隙率的更紧密密封的涂层。
72.可以应用本发明方法制备前述任一个实施方案的复合非织造垫。
73.除非引用的上下文另有规定或明确暗示相反，否则对本发明的单数特征或限制的所有引用均应包括相应的复数特征或限制，反之亦然。
74.除非引用的上下文另有规定或明确暗示相反，否则这里使用的方法或工艺步骤的所有组合可按任何顺序进行。
75.这里公开的所有范围和参数，包括但不限于百分比、份数和比，均应理解为包含其中假设和包含的任何和所有子范围以及端点之间的每个数字。例如，所描述的“1-10”范围
应认为包括最小值1和最大值10之间(包括端值)的任何和所有子范围；也就是说，所有子范围从最小值1或更大(例如1-6.1)开始，以最大值10或更小(例如2.3-9.4、3-8、4-7)结束，最后在范围内包含每个数字1、2、3、4、5、6、7、8、9和10。
76.本发明的复合非织造垫可以包括这里描述的本发明基本要素和限制以及这里所述或另外可用于非织造垫应用中的任何附加或任选的组分或限制、由它们组成或基本由它们组成。
77.在一些实施方案中，有可能相互结合地应用各种发明概念。另外，涉及特定公开的实施方案而引述的任何特定元件均应解释为可用于所公开的所有实施方案，除非所述特定元件的并入会与实施方案中的明确用语相矛盾。对于本领域技术人员来说，附加的优点和调整将是显而易见的。因此，本发明在其更广义的方面不限于这里描述的具体细节、代表性装置或所给出和描述的描述性实施例。因此，可以在不偏离总发明概念的精神和实质的条件下对所述细节有所偏离。
78.这里提到的总发明概念范围不限于这里给出和描述的具体示例性实施方案。从所给出的公开来看，本领域熟练技术人员不仅理解总发明概念及其附带优点，而且还将发现所公开的设备、系统和方法明显的各种改变和调整。因此，力求涵盖本文所描述和/或要求保护的总发明概念的实质和范围内的所有这些改变和调整及其任何等价形式。
79.如下段落提供更多示例性实施方案。
80.段落1.一种复合非织造垫，包括：
81.由通过粘结剂连在一起的多根纤维形成的非织造基层，所述非织造基层具有第一表面和第二表面；和
82.粘附于第一表面的涂层，其中所述涂层包括涂覆组合物，所述涂覆组合物包括在载体组合物中的聚合物材料，
83.其中所述涂层部分延伸入非织造基层中，和
84.其中所述复合非织造垫的平均gurley孔隙率为至少500秒。
85.段落2.段落1的复合非织造垫，其中所述纤维包括玻璃纤维。
86.段落3.段落1或段落2的复合非织造垫，其中所述纤维的平均纤维厚度为0.25-2mm。
87.段落4.段落1-3任一段的复合非织造垫，其中所述纤维的平均纤维基重为10-100g/m2。
88.段落5.段落1-4任一段的复合非织造垫，其中所述纤维的平均纤维直径为5.5-20微米。
89.段落6.段落1-5任一段的复合非织造垫，其中所述纤维的平均纤维长度为6.35-50.8mm。
90.段落7.段落1-6任一段的复合非织造垫，其中所述非织造基层的未涂覆基重为65-75g/m2。
91.段落8.段落1-7任一段的复合非织造垫，其中所述复合非织造垫的基重为100-150g/m2。
92.段落9.段落1-8任一段的复合非织造垫，其中所述复合非织造垫的烧失量为15-75％。
93.段落10.段落1-9任一段的复合非织造垫，其中所述涂层的粘度为500-20,000cp。
94.段落11.段落1-10任一段的复合非织造垫，其中所述涂层的涂层重量为25-75g/m2。
95.段落12.段落1-11任一段的复合非织造垫，其中所述聚合物材料包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯和聚氨酯中的一种或多种。
96.段落13.段落1-12任一段的复合非织造垫，其中所述聚合物材料包括聚乙烯、聚丙烯和聚甲基丙烯酸酯中的一种或多种。
97.段落14.段落1-13任一段的复合非织造垫，其中所述载体组合物包括聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、苯乙烯-丁二烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚醋酸乙烯酯、聚(乙烯-醋酸乙烯酯)、丙烯酸聚合物、苯乙烯-丙烯酸聚合物、苯乙烯-丁二烯聚合物、脲醛聚合物、三聚氰胺-甲醛聚合物、苯酚-甲醛聚合物或它们的组合物中的一种或多种。
98.段落15.一种聚异氰脲酸酯泡沫板，其包括至少一个面层，其中所述至少一个面层包括段落1-14任一段的复合非织造垫。
99.段落16.一种制备复合非织造垫的方法，所述方法包括：
100.提供由通过粘结剂连在一起的多根纤维形成的非织造基层，所述非织造基层具有第一表面和第二表面；
101.向非织造基层的第一表面施用涂覆组合物，以在非织造基层上形成涂层，其中所述涂覆组合物包括在载体组合物中的聚合物材料；和
102.加热所述带有涂层的非织造基层，以形成复合非织造垫。
103.段落17.段落16的方法，其中所述纤维包括玻璃纤维。
104.段落18.段落16或段落17的方法，其中所述非织造基层的第二表面不含涂层。
105.段落19.段落16-18任一段的方法，其中所述复合非织造垫的gurley孔隙率为至少500秒。
106.段落20.段落16-19任一段的方法，其中所述聚合物材料包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯和聚氨酯中的一种或多种，和其中所述载体组合物为聚乙烯醇。