CN103082827B - 一种咖啡炭聚酯纤维弹力地毯及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种咖啡炭聚酯纤维弹力地毯及其制备方法，其特征在于，包含由上至下依次层叠的咖啡炭聚酯纤维层、涤纶无纺布层及用于固定咖啡炭聚酯纤维的微气囊弹力胶层，咖啡炭聚酯纤维层通过簇绒大织机插植到涤纶无纺布层中，微气囊弹力胶层涂敷在涤纶无纺布层的背面。本发明环保、除臭、抗紫外线、发散负离子功能，且弹性高、稳定性好，带给消费者一种健康、舒适的触感。

Description

一种咖啡炭聚酯纤维弹力地毯及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及地毯技术领域，具体地说，是一种咖啡炭聚酯纤维弹力地毯及其制备方法。

【背景技术】

随着经济的发展，人们生活质量也在不断提高，同时对地毯的要求除了美观、舒适外，开始追求环保性、功能保健性，开发各种功能性地毯已成为当今的主流。

咖啡炭聚酯纤维是利用喝完咖啡后剩下的咖啡渣，经煅烧后制成晶体，再研磨成纳米粉体，加入到聚酯纤维中，生产出一种功能性聚酯短纤——咖啡炭纤维，其主要功能是抑菌除臭、发散负离子和抗紫外线、蓄热保温、低炭环保的功能和特色。

随着地毯工业的迅速发展，品种不断增加，所需要的胶粘剂用量巨大，目前市场上常用的地毯黏合剂主要有丙烯酸系列乳液、醋酸乙烯酯乳胶、PVA缩甲醛类，EVA等等。但是存在的问题是：

(1)基体价格高昂，为了降低地毯的生产成本，地毯胶粘剂填料含量不断增加，这直接导致地毯的质量增加，手感***，很容易出现脆裂；

(2)地毯胶粘剂的粘结性不好，使毯坯与胶粘剂很容易脱落，减少了地毯的使用寿命；

(3)胶粘剂直接粘合在地毯上，其弹性会大幅度降低，舒适性能达不到人们的要求；

(4)为了增加地毯的舒适度和弹性，很多厂家采用在毯坯与胶粘剂之间增加海绵背衬；这就使生产工序复杂，劳动力成本大大加大；且对毯坯、背衬、胶粘剂三者之间的粘结要求更加严格；同时海绵背衬容易褶皱，影响地毯平整性，长期踩踏海绵导致失去弹性。

基于以上地毯及地毯胶粘剂所存在的问题，迫切需要开发一种环保、除臭、抗紫外线、发散负离子功能且弹性高、粘结强度好、耐用性强的功能性弹性地毯。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种咖啡炭聚酯纤维弹力地毯及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种咖啡炭聚酯纤维弹力地毯，其特征在于，包含由上至下依次层叠的咖啡炭聚酯纤维层、涤纶无纺布层及用于固定咖啡炭聚酯纤维的微气囊弹力胶层，咖啡炭聚酯纤维层通过簇绒大织机插植到涤纶无纺布层中，微气囊弹力胶层涂敷在涤纶无纺布层的背面。

优选地，所述的咖啡炭聚酯纤维层的厚度为3mm～50mm。

优选地，所述的涤纶无纺布层的厚度为0.1～0.5mm。

优选地，所述的微气囊弹力胶层的厚度为3mm～20mm。

所述的咖啡炭聚酯纤维层由咖啡炭聚酯纤维制备，包含聚酯纤维本体以及分散在聚酯纤维本体中的纳米级咖啡炭粉体。

优选地，所述的纳米级咖啡炭粉体的含量为0.5～5wt％

所述咖啡炭聚酯纤维制备，其具体步骤为：

第一步：将对苯二甲酸与乙二醇按照1∶1.05～2.0的摩尔比进行混合，配制浆料；将配制好的浆料加入酯化反应釜进行第一酯化反应，在副产物收集量达到理论值的82～95％时，加入山梨醇和聚乙二醇，进行第二酯化反应，完成酯化反应后，将酯化物进行缩聚反应，制成聚酯切片；

第二步：将咖啡渣干燥后，煅烧得到咖啡炭；将咖啡炭微粉化得到纳米级咖啡炭粉体；

第三步：将第二步得到的纳米级咖啡炭粉体和第一步得到的聚酯切片进行熔融造粒，温度为260～300℃，得到功能母粒；

第四步：将第三步得到的功能母粒和第一步得到的聚酯切片进行熔融纺丝，最终制得含咖啡炭的聚酯纤维。

优选地，所述第一步中，第一酯化反应在225～250℃，0～0.4MPa条件下进行，反应时间为0.5～4h。

优选地，所述第一步中，第二酯化反应在240～260℃、常压条件下进行，反应时间为0.5～1h。

优选地，所述第一步中，在将配制好的浆料加入酯化反应釜进行第一酯化反应前，先将其与催化剂混合，所述的催化剂为钛系催化剂、锑系催化剂或它们的组合物，催化剂的加入量为120～550ppm，基数为所述的对苯二甲酸的质量。

更优选地，所述的钛系催化剂为钛酸四丁酯，所述的锑系催化剂为三氧化二锑、醋酸锑或乙二醇锑。

优选地，所述第一步中，在将配制好的浆料加入酯化反应釜进行第一酯化反应前，先将其与热稳定剂和抗氧化剂混合，所述的热稳定剂的加入量为对苯二甲酸的0.001～0.02wt％，抗氧化剂的加入量为对苯二甲酸的0.001～0.03wt％。

更优选地，所述的抗氧化剂为抗氧化剂1010、抗氧化剂168和抗氧化剂616中的一种或两种以上的混合物；所述的热稳定剂为磷酸三甲酯、烷基磷酸二酯和三(壬苯基)亚磷酸酯中的一种或两种以上的混合物。

优选地，所述第一步中，副产物为水，在第一酯化反应过程中，通过分馏塔将水分离出来进行收集，用量筒测量收集量，根据反应式计算出理论值。

优选地，所述第一步中，山梨醇的加入量为对苯二甲酸摩尔数的0.1～2％。

优选地，所述第一步中，聚乙二醇为PEG-2000、PEG-4000或者PEG-6000，聚乙二醇的加入量为对苯二甲酸摩尔数的0.05～0.2％。

优选地，所述第一步中，缩聚反应的温度保持在260～290℃。

优选地，所述第一步中，缩聚反应包括预缩聚反应和终缩聚反应；预缩聚反应时间为0.5～2h，终缩聚反应时间为1～2h。

优选地，所述第二步中，咖啡渣的干燥温度为150～180℃，时间为1～3小时。

优选地，所述第二步中，咖啡渣的煅烧过程为：升温至600～700℃煅烧0.5～2小时，再升温至800～1000℃煅烧1～3小时。将废弃的咖啡渣煅烧成咖啡炭，可使咖啡渣的晶体向与孔隙呈现最佳状态，并除去咖啡渣孔洞内的油与淀粉等有机物。

优选地，所述第二步中，将咖啡炭微粉化的具体步骤为将咖啡炭采用球磨法研磨成粒径为50～400nm的纳米级咖啡炭粉体。所述的微粉化还可采用高速离心法或纳米技术等。

优选地，所述第三步中，纳米级咖啡炭粉体的用量为功能母粒质量的0.5～2％。

优选地，所述第四步中，纺丝温度为240～300℃，纺丝速度为3000～4000m/min。

第一步所得的聚酯的分子链中包含-COC₆H₄COOCH₂CH₂O-和链段，

且两种链段的数量比例为100∶0.1～2.0；

所述的微气囊弹力胶层是将化学发泡剂添加到胶粘剂基料中制备微气囊弹力胶。所述发泡溶液组成为：发泡剂0.4～3.0g、氢氧化钾0.1～0.3g、水10g。所述胶粘剂基料组成：羧基丁苯乳液100g，发泡助剂0.1～0.75g，增稠剂3.0～8.5g，填料10～20g，防老剂0.5～2.5g，分散剂1～2g，水20～30g。具体配方为发泡剂选用偶氮二甲酰胺(又称AC发泡剂)，发泡助剂是氧化锌、硬脂酸锌、氧化锌与硬脂酸锌的混合物或尿素中的一种，发泡剂与发泡助剂按1∶0.25重量进行复配，增稠剂选用聚丙烯酸钠或羧甲基纤维素的一种，填料选用滑石粉、重质炭酸钙、轻质炭酸钙或陶土的一种，防老剂选用N-异丙基-N’-苯基对苯二胺、N-(1，3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺和N、N’-二苯基对苯二胺的一种，分散剂选用十二烷基苯磺酸钠、乙基纤维素或聚乙烯醇的一种。

所述微气囊弹力胶的制备方法，其具体步骤为：

第一步：制备胶粘剂基料：将羧基丁苯乳液倒进容器中，用分散器搅拌10分钟；然后加入分散剂，搅拌5分钟；分散均匀后加入水和填料，搅拌15～20分钟；最后依次加入防老剂、发泡助剂、增稠剂充分搅拌10～15分钟，达到均匀无颗粒；

制备胶粘剂基料的原料配比为：羧基丁苯乳液100g，分散剂1～2g，填料10～20g，防老剂0.5～2.5g，发泡助剂0.1～0.75g，增稠剂3.0～8.5g，水20～30g；

所述的分散剂选用十二烷基苯磺酸钠、乙基纤维素或聚乙烯醇的一种；

所述的填料选用滑石粉、重质炭酸钙、轻质炭酸钙或陶土的一种；

所述的防老剂选用N-异丙基-N’-苯基对苯二胺、N-(1，3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺和N、N’-二苯基对苯二胺的一种；

所述的发泡助剂是氧化锌、硬脂酸锌、氧化锌与硬脂酸锌的混合物或尿素中的一种；

所述的增稠剂选用聚丙烯酸钠或羧甲基纤维素的一种；

第二步：制备发泡溶液：将水10g和氢氧化钾0.1～0.3g加入容器中，搅拌至完全溶解制成氢氧化钾溶液，然后加入发泡剂0.4～3.0g，充分搅拌溶解直至变成黄色溶液，即制备成发泡溶液；

所述的发泡剂选用偶氮二甲酰胺(又称AC发泡剂)；

第三步：制备的地毯用微气囊弹力胶：将第二步制备的发泡溶液加入第一步制备的胶粘剂基料中，胶粘剂基料的羧基丁苯乳液与发泡溶液的发泡剂重量比为100∶0.4～100∶3；并不断进行搅拌10～20分钟，混合均匀后即得地毯用微气囊弹力胶；

本发明还提供了上述咖啡炭聚酯纤维弹力地毯的制备方法，其特征在于，其具体步骤为：

第一步：将咖啡炭聚酯纤维进行开松、梳理、并条、加捻、热定型形成纱线，然后通过簇绒大织机插植到涤纶无纺布层中形成地毯坯布，并将地毯坯布收卷。

第二步：将第一步得到的地毯坯布退卷，同时将配备好的微气囊弹力胶进行涂覆、成型、干燥从而形成微气囊结构，成型工艺条件包括：成型温度为90℃～130℃，成型时间为5～15分钟，干燥工艺条件包括：干燥温度为90℃～120℃，干燥时间为10～30分钟。通过工艺条件的选择可实现对地毯用微气囊弹力胶的微气囊结构的控制；

含咖啡炭聚酯纤维的地毯具有如下优点：(1)咖啡炭纤维生产原料来自回收的咖啡渣，环保回收再利用，不增加地球的负担，其炭排放比竹炭减少48％，比椰炭减少85％，从而达到节能减炭的目的。(2)将咖啡炭导入纤维，制成功能性地毯，能迅速调节脚部将产生的湿气或是外来水分吸收并迅速挥发快干。(3)当身体或身边环境有异味时，咖啡炭的多孔吸附效果，也会通过范德华引力作用将异味吸收。(4)咖啡炭在纤维中高效均匀分散，结构精细，保证光线的有效吸收，及时反射，具有抗紫外线功能。(5)咖啡炭结构空隙大，表面粗糙，对热量的吸收效率高，速度快，具有瞬间升温、蓄热保暖功能。(6)咖啡炭纤维地毯只需以清水洗涤即可，无需化学洗涤剂，符合节约用水、节能减排的概念。(7)咖啡炭纤维本身是灰色的，可以不染色就进行后道加工，减少了加工工序。(8)咖啡炭纤维还能发散负离子，经研究证实，“氧自由基”对健康有着慢性的不良影响，不但会造成细胞衰老、破坏蛋白质，甚至还能降低免疫力、加速动脉硬化和致癌。而负离子的主要功能就是中和“氧自由基”，使细胞的氧化减缓。室内铺设咖啡炭聚酯纤维地毯，所吸收的负离子，和清晨在公园散步的效果一样，每立方公分约400-800个，相当于办公室的2-4倍，室外交通繁忙处的6-8倍，大大提高了居住环境的空气质量。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

将地毯纤维层通过选用咖啡炭聚酯纤维来实现环保、除臭、抗紫外线、发散负离子功能，而且微气囊弹力胶不仅具有稳定弹性，微气囊结构可控，从而实现弹性可控，合成原料选用咖啡炭聚酯纤维，生物环保，纤维素纤维的优良特点符合人们对于绿色健康的需求，而且咖啡炭纤维生产原料来自回收的咖啡渣，环保回收再利用，从而形成循环经济，而且地毯中使用的微气囊弹力胶，将传统的在背胶中添加海绵层的二步工艺改为一步法，直接通过微气囊弹力胶获得优良的弹性，大大简化了加工工艺以及加工成本。

【附图说明】

图1为本发明咖啡炭聚酯纤维弹力地毯的结构示意图；

附图中的标记为：1咖啡炭聚酯纤维层，2涤纶无纺布，3微气囊弹力胶层。

【具体实施方式】

以下提供本发明一种咖啡炭聚酯纤维弹力地毯及其制备方法的具体实施方式。

实施例1

请参见附图1，一种咖啡炭聚酯纤维弹力地毯，其特征在于，包含由上至下依次层叠的咖啡炭聚酯纤维层1、涤纶无纺布层2及用于固定咖啡炭聚酯纤维的微气囊弹力胶层3，咖啡炭聚酯纤维层通过簇绒大织机插植到涤纶无纺布层中，微气囊弹力胶层涂敷在涤纶无纺布层的背面。

所述的咖啡炭聚酯纤维层的厚度为3mm。

所述的涤纶无纺布层的厚度为0.1mm。

所述的微气囊弹力胶层的厚度为3mm。

所述的咖啡炭聚酯纤维层由咖啡炭聚酯纤维制备，包含聚酯纤维本体以及分散在聚酯纤维本体中的纳米级咖啡炭粉体。纳米级咖啡炭粉体的含量为0.5wt％，其具体步骤为：

(1)亲水聚酯切片的制备：

将对苯二甲酸与乙二醇按比例进行混合，配制浆料。将配制好的浆料与催化剂钛酸四丁酯混合后加入酯化反应釜进行第一酯化反应，第一酯化反应温度为225℃，反应的时间为4h，反应的相对压力为0MPa。通过分馏塔将副产物水分离出来进行收集，用量筒测量收集量，根据反应式计算出理论值，在水的收集量达到理论值的82％时，加入山梨醇和聚乙二醇(PEG-2000)进行第二酯化反应，第二酯化反应温度为240℃，压力为常压，酯化反应时间为1h。完成酯化反应后，将酯化物输送至缩聚反应釜，抽真空，进行预缩聚和终缩聚反应，预缩聚反应在低真空条件下进行，终缩聚在高真空条件下进行，缩聚反应的温度保持在260℃，预缩聚反应时间为2h，终缩聚反应时间为2h，制成亲水性聚酯切片；该亲水性聚酯的分子链中包含-COC₆H₄COOCH₂CH₂O-

和

两种链段数量比例为100∶0.1；所述的亲水性聚酯的特性粘度为0.50g/dl，熔融温度为210℃。制备方法采用间歇式聚合生产工艺。

(2)将废弃的咖啡渣先经过150～180℃的干燥处理1小时，之后将温度升至600～700℃煅烧0.5小时，然后再升温至800～1000℃煅烧1小时，得到咖啡炭；将咖啡炭采用球磨法研磨得到粒径为50～70nm的纳米级咖啡炭粉体；

(3)将步骤(2)得到的纳米级咖啡炭粉体和步骤(1)得到的聚酯切片进行熔融造粒，温度为260～300℃，得到功能母粒；纳米级咖啡炭粉体的用量为功能母粒质量的0.5％。

(4)将步骤(3)得到的功能母粒和步骤(1)得到的聚酯切片进行熔融纺丝，其中纺丝温度为240～300℃，纺丝速度为3000～4000m/min，工艺采用常规聚酯纤维生产工艺，最终制得含咖啡炭的聚酯纤维。

所述的微气囊弹力胶层是将化学发泡剂添加到胶粘剂基料中制备微气囊弹力胶。其制备方法为：

(1)胶粘剂基料的制备：

将羧基丁苯乳液倒进容器中，用分散器搅拌10分钟；然后加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌5分钟；分散均匀后加入水和滑石粉，搅拌15～20分钟；最后依次加入N-异丙基-N’-苯基对苯二胺、氧化锌、聚丙烯酸钠充分搅拌10～15分钟，达到均匀无颗粒；

(2)制备发泡溶液：

将水和氢氧化钾加入容器中，搅拌至完全溶解制成氢氧化钾溶液，然后加入偶氮二甲酰胺，充分搅拌溶解直至变成黄色溶液，即制备成发泡溶液；

(3)将第二步制备的发泡溶液加入第一步制备的胶粘剂基料中，胶粘剂基料的羧基丁苯乳液与发泡溶液的发泡剂重量比为100∶0.4；并不断进行搅拌10～20分钟，混合均匀后即得地毯用微气囊弹力胶。

一种咖啡炭聚酯纤维弹力地毯的制备方法，其具体步骤为：

(1)将咖啡炭聚酯纤维进行开松、梳理、并条、加捻、热定型形成纱线，然后通过簇绒大织机插植到涤纶无纺布层中形成地毯坯布，并将地毯坯布收卷。

(2)将第一步得到的地毯坯布退卷，同时将配备好的微气囊弹力胶进行涂覆、成型、干燥从而形成微气囊结构，成型工艺条件包括：成型温度为90℃，成型时间为15分钟，干燥工艺条件包括：干燥温度为90℃，干燥时间为30分钟。通过工艺条件的选择可实现对地毯用微气囊弹力胶的微气囊结构的控制。

实施例2

请参见附图1，一种咖啡炭聚酯纤维弹力地毯，其特征在于，包含由上至下依次层叠的咖啡炭聚酯纤维层1、涤纶无纺布层2及用于固定咖啡炭聚酯纤维的微气囊弹力胶层3，咖啡炭聚酯纤维层通过簇绒大织机插植到涤纶无纺布层中，微气囊弹力胶层涂敷在涤纶无纺布层的背面。

所述的咖啡炭聚酯纤维层的厚度为20mm。

所述的涤纶无纺布层的厚度为0.2mm。

所述的微气囊弹力胶层的厚度为10mm。

所述的咖啡炭聚酯纤维层由咖啡炭聚酯纤维制备，包含聚酯纤维本体以及分散在聚酯纤维本体中的纳米级咖啡炭粉体。纳米级咖啡炭粉体的含量为2wt％，其具体步骤为：

(1)亲水聚酯切片的制备：

将对苯二甲酸与乙二醇按比例进行混合，配制浆料。将配制好的浆料与乙二醇锑、抗氧化剂616、磷酸三甲酯和三(壬苯基)亚磷酸酯的混合物按比例混合后加入酯化反应釜进行第一酯化反应，第一酯化反应温度为230℃，反应的时间为2.5h，反应的相对压力为0.25MPa。通过分馏塔将副产物水分离出来进行收集，用量筒测量收集量，根据反应式计算出理论值，在水的收集量达到理论值的85％时，加入山梨醇和聚乙二醇(PEG-2000)进行第二酯化反应，第二酯化反应温度为245℃，压力为常压，酯化反应时间为0.5h。完成酯化反应后，将酯化物输送至缩聚反应釜，抽真空，进行预缩聚和终缩聚反应，预缩聚反应在低真空条件下进行，终缩聚在高真空条件下进行，缩聚反应的温度保持在265℃，预缩聚反应时间为1h，终缩聚反应时间为1.5h，制成亲水性聚酯切片；该亲水性聚酯的分子链中包含-COC₆H₄COOCH₂CH₂O-和

两种链段数量比例为100∶0.6；所述的亲水性聚酯的特性粘度为0.55g/dl，熔融温度为220℃。制备方法采用间歇式聚合生产工艺。

(2)将废弃的咖啡渣先经过150～180℃的干燥处理3小时，之后将温度升至600～700℃煅烧2小时，然后再升温至800～1000℃煅烧3小时，得到咖啡炭；将咖啡炭采用球磨法研磨得到粒径为60～80nm的纳米级咖啡炭粉体；

(3)将步骤(2)得到的纳米级咖啡炭粉体和步骤(1)得到的亲水聚酯切片进行熔融造粒，温度为260～300℃，得到功能母粒；纳米级咖啡炭粉体的用量为功能母粒质量的1％。

(4)将步骤(3)得到的功能母粒和步骤(1)得到的亲水聚酯切片进行熔融纺丝，其中纺丝温度为240～300℃，纺丝速度为3000～4000m/min，工艺采用常规聚酯纤维生产工艺，最终制得含咖啡炭的聚酯纤维。

所述的微气囊弹力胶层是将化学发泡剂添加到胶粘剂基料中制备微气囊弹力胶，其制备方法为：

(1)胶粘剂基料的制备：

将羧基丁苯乳液倒进容器中，用分散器搅拌10分钟；然后加入聚乙烯醇，搅拌5分钟；分散均匀后加入水和轻质碳酸钙，搅拌15～20分钟；最后依次加入N、N’-二苯基对苯二胺、氧化锌与硬脂酸锌的混合物、聚丙烯酸钠充分搅拌10～15分钟，达到均匀无颗粒。

(2)制备发泡溶液：

将水和氢氧化钾加入容器中，搅拌至完全溶解制成氢氧化钾溶液，然后加入偶氮二甲酰胺，充分搅拌溶解直至变成黄色溶液，即制备成发泡溶液；

(3)将第二步制备的发泡溶液加入第一步制备的胶粘剂基料中，胶粘剂基料的羧基丁苯乳液与发泡溶液的发泡剂重量比为100∶3.0；并不断进行搅拌10～20分钟，混合均匀后即得地毯用微气囊弹力胶。

一种咖啡炭聚酯纤维弹力地毯的制备方法，其具体步骤为：

(1)将咖啡炭聚酯纤维进行开松、梳理、并条、加捻、热定型形成纱线，然后通过簇绒大织机插植到涤纶无纺布层中形成地毯坯布，并将地毯坯布收卷。

(2)将第一步得到的地毯坯布退卷，同时将配备好的微气囊弹力胶进行涂覆、成型、干燥从而形成微气囊结构，成型工艺条件包括：成型温度为120℃，成型时间为10分钟，干燥工艺条件包括：干燥温度为100℃，干燥时间为20分钟。通过工艺条件的选择可实现对地毯用微气囊弹力胶的微气囊结构的控制。

实施例3

请参见附图1，一种咖啡炭聚酯纤维弹力地毯，其特征在于，包含由上至下依次层叠的咖啡炭聚酯纤维层1、涤纶无纺布层2及用于固定咖啡炭聚酯纤维的微气囊弹力胶层3，咖啡炭聚酯纤维层通过簇绒大织机插植到涤纶无纺布层中，微气囊弹力胶层涂敷在涤纶无纺布层的背面。

所述的咖啡炭聚酯纤维层的厚度为50mm。

所述的涤纶无纺布层的厚度为0.5mm。

所述的微气囊弹力胶层的厚度为20mm。

所述的咖啡炭聚酯纤维层由咖啡炭聚酯纤维制备，包含聚酯纤维本体以及分散在聚酯纤维本体中的纳米级咖啡炭粉体。纳米级咖啡炭粉体的含量为5wt％，其具体步骤为：

(1)亲水聚酯切片的制备：

将对苯二甲酸与乙二醇按比例进行混合，配制浆料。将配制好的浆料与醋酸锑、抗氧化剂1010、抗氧化剂168和三(壬苯基)亚磷酸酯按比例混合后加入酯化反应釜进行第一酯化反应，第一酯化反应温度为230℃，反应的时间为3h，反应的相对压力为0.35MPa。通过分馏塔将副产物水分离出来进行收集，用量筒测量收集量，根据反应式计算出理论值，在水的收集量达到理论值的88％时，按比例加入山梨醇和聚乙二醇(PEG-4000)进行第二酯化反应，第二酯化反应温度为250℃，压力为常压，酯化反应时间为0.5h。完成酯化反应后，将预缩聚反应时间为1.5h，终缩聚反应时间为1.5h，制成亲水性聚酯切片；该亲水性聚酯的分子链中包含-COC₆H₄COOCH₂CH₂O-和

两酯化物输送至缩聚反应釜，抽真空，进行预缩聚和终缩聚反应，预缩聚反应在低真空条件下进行，终缩聚在高真空条件下进行，缩聚反应的温度保持在265℃，种链段数量比例为100∶0.8；所述的亲水性聚酯的特性粘度为0.60g/dl，熔融温度为235℃。制备方法采用间歇式聚合生产工艺。

(2)将废弃的咖啡渣先经过150～180℃的干燥处理2小时，之后将温度升至600～700℃煅烧1小时，然后再升温至800～1000℃煅烧2小时，得到咖啡炭；将咖啡炭采用球磨法研磨得到粒径为90～100nm的纳米级咖啡炭粉体；

(3)将步骤(2)得到的纳米级咖啡炭粉体和步骤(1)得到的亲水聚酯切片进行熔融造粒，温度为260～300℃，得到功能母粒；纳米级咖啡炭粉体的用量为功能母粒质量的2％。

(4)将步骤(3)得到的功能母粒和步骤(1)得到的亲水聚酯切片进行熔融纺丝，其中纺丝温度为240～300℃，纺丝速度为3000～4000m/min，工艺采用常规聚酯纤维生产工艺，最终制得含咖啡炭的聚酯纤维。

所述的微气囊弹力胶层是将化学发泡剂添加到胶粘剂基料中制备微气囊弹力胶，其制备方法为：

(1)胶粘剂基料的制备：

将羧基丁苯乳液倒进容器中，用分散器搅拌10分钟；然后加入乙基纤维素，搅拌5分钟；分散均匀后加入水和重质碳酸钙，搅拌15～20分钟；最后依次加入N-(1，3-二甲基丁基)-N’-苯基对苯二胺、尿素、羧甲基纤维素充分搅拌10～15分钟，达到均匀无颗粒。

(2)制备发泡溶液：

将水和氢氧化钾加入容器中，搅拌至完全溶解制成氢氧化钾溶液，然后加入偶氮二甲酰胺，充分搅拌溶解直至变成黄色溶液，即制备成发泡溶液；

(3)将第二步制备的发泡溶液加入第一步制备的胶粘剂基料中，胶粘剂基料的羧基丁苯乳液与发泡溶液的发泡剂重量比为100∶3.0；并不断进行搅拌10～20分钟，混合均匀后即得地毯用微气囊弹力胶。

一种咖啡炭聚酯纤维弹力地毯的制备方法，其具体步骤为：

(1)将咖啡炭聚酯纤维进行开松、梳理、并条、加捻、热定型形成纱线，然后通过簇绒大织机插植到涤纶无纺布层中形成地毯坯布，并将地毯坯布收卷。

(2)将第一步得到的地毯坯布退卷，同时将配备好的微气囊弹力胶进行涂覆、成型、干燥从而形成微气囊结构，成型工艺条件包括：成型温度为130℃，成型时间为5分钟，干燥工艺条件包括：干燥温度为120℃，干燥时间为10分钟。通过工艺条件的选择可实现对地毯用微气囊弹力胶的微气囊结构的控制。

Claims (4)

1.一种咖啡炭聚酯纤维弹力地毯，其特征在于，包含由上至下依次层叠的咖啡炭聚酯纤维层、涤纶无纺布层及用于固定咖啡炭聚酯纤维的微气囊弹力胶层，咖啡炭聚酯纤维层通过簇绒大织机插植到涤纶无纺布层中，微气囊弹力胶层涂敷在涤纶无纺布层的背面；

所述的咖啡炭聚酯纤维层由咖啡炭聚酯纤维制备，包含聚酯纤维本体以及分散在聚酯纤维本体中的纳米级咖啡炭粉体；

所述咖啡炭聚酯纤维弹力地毯用咖啡炭聚酯纤维的制备方法，其具体步骤为：

第一步：将对苯二甲酸与乙二醇按照1:1.05～2.0的摩尔比进行混合，配制浆料；将配制好的浆料加入酯化反应釜进行第一酯化反应，在副产物收集量达到理论值的82～95%时，加入山梨醇和聚乙二醇，进行第二酯化反应，完成酯化反应后，将酯化物进行缩聚反应，制成亲水性聚酯切片；

第二步：将咖啡渣干燥后，煅烧得到咖啡炭；将咖啡炭微粉化得到纳米级咖啡炭粉体；

第三步：将第二步得到的纳米级咖啡炭粉体和第一步得到的亲水性聚酯切片进行熔融造粒，温度为260～300℃，得到功能母粒；

第四步：将第三步得到的功能母粒和第一步得到的亲水性聚酯切片进行熔融纺丝，最终得到含咖啡炭的亲水聚酯纤维。

2.如权利要求1所述的一种咖啡炭聚酯纤维弹力地毯，其特征在于，所述的纳米级咖啡炭粉体的含量为0.5～5wt％。

3.如权利要求1所述的一种咖啡炭聚酯纤维弹力地毯，其特征在于，所述第一步中，第一酯化反应在225～250℃，0～0.4MPa条件下进行，反应时间为0.5～4h；

所述第一步中，第二酯化反应在240～260℃、常压条件下进行，反应时间为0.5～1h；

所述第一步中，在将配制好的浆料加入酯化反应釜进行第一酯化反应前，先将其与催化剂混合，所述的催化剂为钛系催化剂、锑系催化剂或它们的组合物，催化剂的加入量为120～550ppm，基数为所述的对苯二甲酸的质量；

所述第一步中，在将配制好的浆料加入酯化反应釜进行第一酯化反应前，先将其与热稳定剂和抗氧化剂混合，所述的热稳定剂的加入量为对苯二甲酸的0.001～0.02wt%，抗氧化剂的加入量为对苯二甲酸的0.001～0.03wt%；

所述第一步中，山梨醇的加入量为对苯二甲酸摩尔数的0.1～2%；

所述第一步中，聚乙二醇为PEG-2000、PEG-4000或者PEG-6000，聚乙二醇的加入量为对苯二甲酸摩尔数的0.05～0.2%。

4.如权利要求1所述的一种咖啡炭聚酯纤维弹力地毯，其特征在于，所述第二步中，咖啡渣的煅烧过程为：升温至600～700℃煅烧0.5～2小时，再升温至800～1000℃煅烧1～3小时。