聚酯纱线缓冲地垫及其制造方法与流程
相关申请的引用
本申请要求享有2018年11月13日提交的美国临时申请号62/760,667和2018年11月27日提交的欧洲申请号18208540.7的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本发明涉及可洗地垫，其包括聚酯纱线，特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)纱线，具有足够低的结晶度，以改善染料上染并使得漂洗或清洗过程能够在染色循环之后去除过量的染料分子。本发明进一步涉及制备这种可洗地垫的方法。
背景技术：
在地垫(地毯、小地毯、rug)和地毯(大地毯，carpet)的生产中，有几种将地垫和地毯染成期望颜色的已知方法。这些方法包括：1)溶液染色，其中在纤维被纺纱之前将染料包含在纤维的聚合物中；2)纱线染色，其中在纺纱之后但在簇绒到主衬里之前将纱线染色；3)喷射染色，其中在簇绒之后将染料喷射到纤维簇上；和4)缸染(beckdyeing)，其中将地垫和地毯浸入包含染料和水的缸中。缸染的一个优点是，与其他方法相比，以较小批次的不同颜色染色地毯更经济。
聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)是聚酯家族中的一种热塑性纤维聚合物树脂，是地毯和地垫的常用聚合物。pet地毯和地垫用分散染料染色，这些染料通常是水不溶性的。用于pet的染料的作用更像是粘附在pet纤维上的污渍。这种染料还会在地毯和地垫的底布上污染大多数其他材料。在地毯制造中，在染色过程之后涂覆成品底布，以避免污染。对于缸染的地垫，在染色之前涂覆底布。因此，底布容易受到分散染料的污染。
为了生产诸如在浴室或厨房中可能使用的可洗地垫，将一定厚度的泡沫和/或粘合剂附接到簇绒主衬里的一部分的下侧。泡沫和/或粘合剂可提供缓冲和支撑。与地毯不同，这种地垫优选可由消费者洗涤。
到目前为止，pet地垫主要使用用于簇绒的溶液染色或纱线染色来生产。然而，为了满足消费者对品种和装饰的需求，如果可以使用缸染(在该上下文中其也称为匹染)将pet地垫染色，则对于地垫制造商来说将具有竞争优势。可以更有效地制造以多种颜色生产的小批量地垫。然而，鉴于先前附接的泡沫和/或粘合剂底布(或“底布”)，本领域技术人员将不会想到可以将缸染用于pet地垫。整个地垫，包括簇绒主底布和地垫底布，将被浸入染缸中并浸透。可以认为，对pet纤维进行适当染色所需的染料的量具有一个或多个不期望的特征，例如底布的染色或斑点染色，消费者无法清洗地垫、和染料脱色和转移，其中一些染料从地垫上擦掉，并擦到相邻的表面(例如地板)上。对于较暗的颜色，这将被认为是特别有问题的，其需要吸收更多的染料。当消费者拥有地垫时，这通常会导致更多的过量染料残留在地垫底布中，反过来又增加了染料脱色和转移的风险和严重性。
缸染后用于去除过量染料的过程称为“清洗(scouring)”，且通常涉及将染色的地毯或地垫浸入苛性化学品中。由于pet纤维的低可染性和/或需要制备深色纤维，这并不总是完全有效的，特别是当使用过量的染料时。
因此，需要一种具有改善的可染性和较少的脱色的pet可洗地垫，以及制备和清洗这种可洗地垫的改进方法。
技术实现要素：
根据本发明的第一方面，提供了一种地垫，所述地垫包括：
a)包含聚酯纱线的纺织面料，所述聚酯纱线包含聚酯的纤维或长丝，所述纤维或长丝具小于约30％有的平均百分比结晶度，并且所述纤维或长丝包含降低结晶度的改性剂；和
b)固定在纺织面料上的衬里层(底布层，backinglayer)。
根据本发明的第二方面，提供了一种制造缓冲地垫的方法，所述方法包括：
提供包含聚酯纱线的坯布面料(greigefabric)，所述聚酯纱线包含聚酯的纤维或长丝，所述纤维或长丝具有小于约30％的百分比结晶度，并且所述纤维或长丝包含降低结晶度的改性剂；
将衬里层固定到坯布面料上，以形成中间地垫(intermediaterug)；
用分散染料对中间地垫进行缸染，以形成染色的地垫；和
用碱液冲刷染色的地垫。
根据本发明的第三方面，提供了一种缓冲地垫，所述缓冲地垫通过以上任何方法制备。
附图说明
现在将参考附图，这些附图不一定按比例绘制，并且其中：
图1是根据本发明的一个实施方式的缓冲地垫的截面示意图。
图2是根据本发明的实施方式的一部分的簇绒地毯面料的截面图。
图3是适用于制造膨体连续长丝的方法的mrs挤出机的透视图。
具体实施方式
在下文中将参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的一些但不是所有实施方式。实际上，这些发明可以许多不同的形式来体现，并且不应被解释为限于在本文阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开满足适用的法律要求。贯穿全文，相同的数字表示相同的元素。在下面的描述中，可以将各种组件标识为具有特定的值或参数，然而，将这些项目作为示例性实施方式来提供。实际上，示例性实施方式不限制本发明的各个方面和概念，因为可以实现许多可比较的参数、大小、范围和/或值。术语“第一”、“第二”等、“主要”、“示例性”、“次要”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于区分一个元素与另一个元素。此外，术语“一”、“一个”和“该”不表示数量的限制，而是表示存在“至少一个”所引用的项目。
预期本文公开的每个实施方式可应用于每个其他公开的实施方式。本文所述的各种元素的所有组合和子组合均在本发明的范围内。此外，在没有本文未具体公开的任何元素的情况下，可适当地实践本文示例性公开的发明。
应当理解，在提供参数范围的情况下，实施方式还提供了该范围内的所有整数和范围，以及其十分之一和百分之一。例如，“5-10％”包括5％、6％、7％、8％、9％和10％；5.0％、5.1％、5.2％....9.8％、9.9％和10.0％；和5.00％、5.01％、5.02％....9.98％、9.99％和10.00％，以及例如6-8％、7-9％、5.1％-9.9％和5.01％-9.99％。
如本文所用，在数值或范围的上下文中，“约”是指所列举或要求的数值或范围的±10％。
如本文所用，“回收的(再利用的，recycled)”是指消费后的任何材料或塑料废料。
如本文所用，“底布(backing)”是指泡沫和/或粘合剂层。这与地毯中的主要或次要底布不同。
如本文所用，“面料(facefabric)”或“地毯(carpet)”是指与主要底布和任选的次要底布结合的纱线或纤维。
如本文所用，聚酯材料的“百分比结晶度”(xc)是指与材料的整体(其可以同时包含结晶和非晶部分)相比，该材料为结晶的部分。百分比结晶度可以使用差示扫描量热法(通常称为dsc)进行评估，并使用以下公式计算：
xc＝(δhf/δho)*100
其中：δhf＝以焦耳/克(j/g)为单位的测试样品的熔化焓，且δho＝全结晶聚合物的熔化焓。在一些实施方式中，dsc方法的加热速率可为0.1-30℃/min，或1-10℃/min。在一个优选的实施方式中，加热速率为10℃/min。
如本文所用，“降低结晶度的改性剂”是当被添加到制造该纤维或长丝的聚合物时，与缺乏改性剂的纤维或长丝的结晶度相比其降低纤维或长丝的结晶度的改性剂。在一个实施方式中，降低结晶度的改性剂使结晶度降低约1-90％。在一个实施方式中，降低结晶度的改性剂使结晶度降低大于约1-90％。
如本文所用，“坯布(greige)”面料是以某种方式未整理的面料，例如不被染色。
如本文所用，将两个物体“固定(secure)”在一起是指通过诸如粘合剂或其他方式将物体彼此固定或附接。
如本文所用，就效果而言，“协同”是指两个元素的相互作用或存在产生比基于由那些元素中的每一个单独产生的效果所预期的效果更大的效果的情况。在当前情况下，该术语可以指这样的情况，其中包含改性剂的纤维f1与缺少所述改性剂并具有较高结晶度的另一种纤维f2相比具有较低的结晶度，或者在可染性方面显示出更大的改进，或者与f2相比的一些其他性质或性能度量，与基于另外两种纤维表现出的改进所预期的相比，其第一种包含改性剂，但与f2具有相同的结晶度，而其第二种缺少改性剂但具有与f1相同的结晶度。
分散染料类别的非限制性实例包括偶氮苯衍生物和蒽醌衍生物。某些分散染料可包含硝基、胺或羟基。
根据本发明的第一方面，提供了一种地垫，所述地垫包括：
a)包含聚酯纱线的纺织面料，所述聚酯纱线包含聚酯的纤维或长丝，所述纤维或长丝具有小于约30％的平均百分比结晶度，并且所述纤维或长丝包含降低结晶度的改性剂；和
b)固定在纺织面料上的衬里层。
根据一些实施方式，所述地垫基本上由所述织物面料和所述衬里层组成。根据一些实施方式，所述地垫由所述织物面料和所述衬里层组成。
根据一些实施方式，平均百分比结晶度小于约29％、28％、27％、26％、25％、24％、23％、22％、21％、20％、19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％。
根据一些实施方式，所述聚酯的纤维或长丝包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。
根据一些实施方式，所述衬里层包括泡沫，所述泡沫的密度在约2盎司/平方码至约50盎司/平方码的范围内。在另一个实施方式中，所述衬里层包含聚氨酯泡沫。在一个实施方式中，所述衬里层包括粘弹性泡沫材料。在一个实施方式中，所述衬里层包括粘合剂。在另一个实施方式中，所述粘合剂是泡沫粘合剂。在一个实施方式中，所述粘合剂不是泡沫粘合剂。在一个实施方式中，所述地垫不包括粘合剂。
根据一些实施方式，聚酯的纤维或长丝包含按重量计为约0.5％至约16％的量的改性剂。根据一些实施方式，聚酯的纤维或长丝包含按重量计小于、大于或等于约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％或16％的量的改性剂。根据一些实施方式，聚酯的纤维或长丝包含按重量计为约1％至约15％、约3％至约14％、约5％至约12％、或约8％至约10％的量的改性剂。优选地，聚酯的纤维或长丝包含约8％至约10％的量的改性剂。根据一些实施方式，改性剂是支化的聚酯。根据一些实施方式，改性剂是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(polybutyleneadipateterephthalate,pbat)。
根据一些实施方式，聚酯纱线包括连续长丝。根据一些其他实施方式，连续长丝是膨体连续长丝(膨化连续长丝，bulkedcontinuousfilament)。
根据一些实施方式，与包含具有相同程度的结晶度但缺乏改性剂的聚酯的纤维或长丝的聚酯纱线相比，聚酯纱线表现出增加的可染性。根据一些其他实施方式，可染性的增加为至少约1％到至少约300％。根据一些其他实施方式，增加为至少1％到至少25％。
根据一些实施方式，聚酯的纤维或长丝包含再利用聚酯。在一个实施方式中，再利用聚酯是再利用pet。根据一些实施方式，已经从地毯废料或塑料瓶中回收再利用pet。根据一些实施方式，聚酯的纤维或长丝包含再利用pet和原始pet，并且其中再利用pet与原始pet的比例为约99:1至约1:99。
根据一些实施方式，地垫是被缸染的。根据一些实施方式，纺织面料和衬里层已经被同时染色。
根据一些实施方式，地垫进一步包含至少一种选自由以下项组成的组的组分：整理剂(finishingagent)、退光剂、粘度调节剂、荧光增白剂、消光剂、热稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、颜料和紫外线稳定剂。
根据本发明的第二方面，提供了一种制造缓冲地垫的方法，所述方法包括：
提供包含聚酯纱线的坯布面料，所述聚酯纱线包含聚酯的纤维或长丝，所述纤维或长丝具有小于约30％的百分比结晶度，并且所述纤维或长丝包含降低结晶度的改性剂；
将衬里层固定到坯布面料上，以形成中间地垫；
用分散染料对中间地垫进行缸染，以形成染色的地垫；和
用碱液冲刷染色的地垫。
根据一些实施方式，平均百分比结晶度小于约29％、28％、27％、26％、25％、24％、23％、22％、21％、20％、19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％。
根据一些实施方式，坯布面料通过簇绒法获得。根据一些实施方式，通过熔融纺丝或通过挤出纺丝获得纱线。
根据一些实施方式，所述碱液包含分散剂。根据一些其他实施方式，所述分散剂是萘磺酸盐。
根据一些实施方式，所述聚酯的纤维或长丝是包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)纱线的纤维或长丝。
根据一些实施方式，所述衬里层包括泡沫，所述泡沫的密度在约2盎司/平方码至约50盎司/平方码的范围内。根据一些其他实施方式，所述衬里层包含聚氨酯泡沫。根据一些实施方式，所述衬里层包括粘弹性泡沫材料。根据一些实施方式，所述衬里层包括粘合剂。根据一些其他实施方式，所述粘合剂是泡沫粘合剂。根据一些实施方式，所述粘合剂不是泡沫粘合剂。
根据一些实施方式，聚酯的纤维或长丝包含按重量计为约0.5％至约16％的量的改性剂。根据一些实施方式，聚酯的纤维或长丝包含按重量计小于、大于或等于约1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％或16％的量的改性剂。根据一些实施方式，聚酯的纤维或长丝包含按重量计为约1％至约15％、约3％至约14％、约5％至约12％、或约8％至约10％的量的改性剂。优选地，聚酯的纤维或长丝包含约8％至约10％的量的改性剂。根据一些实施方式，改性剂是支化的聚酯。根据一些实施方式，改性剂是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(pbat)。
根据一些实施方式，聚酯纱线包括连续长丝。根据一些其他实施方式，连续长丝是膨体连续长丝。
根据一些实施方式，所述方法进一步包括以下步骤：提供所述聚酯纱线，其中所述聚酯的纤维或长丝是通过熔融挤出熔融聚合物而获得的挤出的纤维或长丝，所述聚合物包含所述降低结晶度的改性剂，并拉伸挤出的长丝以获得小于30％的结晶度。
根据一些实施方式，与包含具有相同程度的结晶度但缺乏改性剂的聚酯的纤维或长丝的聚酯纱线相比，聚酯纱线表现出增加的可染性。根据一些其他实施方式，可染性的增加为至少约1％到至少约300％。根据一些其他实施方式，增加为至少1％到至少25％。
根据一些实施方式，聚酯的纤维或长丝包含再利用聚酯。根据一些实施方式，再利用聚酯是再利用pet。在一个实施方式中，已经从地毯废料或塑料瓶中回收再利用pet。根据一些实施方式，聚酯的纤维或长丝包含再利用pet和原始pet，并且其中再利用pet与原始pet的比例为约99:1至约1:99。
根据本发明的第三方面，提供了一种缓冲地垫，所述缓冲地垫通过以上任何方法制备。
图1示出了根据本发明的一个实施方式的缓冲地垫2的示意性截面视图。如图1所示，缓冲地垫2是一种分层结构，包括顶层的面料4和衬里层6。
在图1所示的实施方式中，衬里层6包括单层泡沫。然而，在其他实施方式中，衬里层6可以是多个泡沫层的复合物，其底部具有任选的面料层。例如，可以将各种密度和/或厚度的底布固定在一起以产生各种缓冲效果。这些泡沫也可以被压花以在底布上形成图案。在特定的实施方式中，泡沫的密度可以是2盎司/平方码至50盎司/平方码。在特定的实施方式中，泡沫可具有多达1”的厚度。在一个实施方式中，泡沫为防滑层的形式。在特定的实施方式中，泡沫是粘弹性泡沫或聚氨酯泡沫。泡沫也可以由天然和合成乳胶橡胶制成。
衬里层6可以是泡沫粘合剂，该泡沫粘合剂通过其自身的粘合特性被固定到面料4上。在可替换的实施方式中，泡沫可以是一层泡沫材料，其已经被层压到面料4上。
在一个实施方式中，缓冲地垫的面积为约0.2-10m2。在一个实施方式中，缓冲地垫的面积为约0.3-2m2。
图2示意性地示出了图1的部分的面料4或地毯的一种潜在的地毯结构。它通常由参考数字21表示。地毯21包括面纱22，面纱22簇绒成网状、织造或纺粘织物，称为主要底布25。主要底布25具有从一个表面向外延伸的借此簇绒的绒头纱线22，相对表面上的主要背涂层或预涂层23，以及至少一个次要背涂层或主涂层(通常称为跳跃涂层)24。其他层也可以与地毯1相关联。
主要背涂层或预涂层23通常包括羧化乳胶(例如，基于苯乙烯-丁二烯的乳胶)、pvc(聚氯乙烯)、eva(乙烯-乙酸乙烯酯)或其他基于聚合物的材料，并且次要背涂层24还可包括这些相同的聚合物。该主要和/或次要背涂层可以是泡沫聚合物。在一个实施方式中，主要和/或次要背涂层是不是粘合剂的泡沫。主要背涂层23和次要背涂层24中的一个或两个可以包括填充材料。最常见的填料是矿物填料，例如碳酸钙，尽管也可以使用其他填料，例如三水合氧化铝、铝土矿、氢氧化镁等。在某些情况下，碳酸钙可与其他常见材料(例如金属盐)一起使用。地毯1可在包括作为全部或部分填料的废地毯的主要背涂层23和次要背涂层24中的一者或两者中使用填料生产。可替换地，可以仅提供一个单一的背涂层，而不是主要和次要背涂层。像第一个替代方案中的主要背涂层一样，这种单一背涂层也将绒头纱线锚固在主要底布中。该单一背涂层可以由与主要和次要背涂层所述相同的材料组成。
通常，在制造地毯1时，将纤维簇簇通过织造或非织造面料簇绒，其是主要底布25。地垫的暴露表面上的簇绒部分包括面纤维或面纱2。背涂层23被施加到簇绒结构的背面以锁定簇绒。接下来，将织造的或非织造的次要底布24层压到主要底布25的背面，以赋予地垫增加的尺寸稳定性。
主要底布是支撑性粗布(scrim)，通过其通过簇绒法被簇绒，通常是聚烯烃，例如聚乙烯或聚丙烯；然而，可以使用诸如聚酯的其他材料(包括例如pet)。例如，可以使用由pet制成的狭缝胶带。次要底布是在主要底布后面粘附的织物，其中用粘合剂材料将簇绒的背面夹在中间。次要底布通常由聚丙烯制成；然而，可以使用其他底布类型，例如黄麻、pvc(聚氯乙烯)、聚氨酯和pet。次要底布可以是非织造面料，包括但不限于纺粘、湿法成网、熔喷和空气缠结。
通常将诸如碳酸钙的填充材料和粘合剂材料以各种浓度的浆液形式施加到簇绒地毯底布的背面。几乎总是有比粘合剂材料更多的填料。例如，代表性填料与粘合剂比例可以包括约80重量％(“wt％”或“％”)的碳酸钙相对于约20wt％的粘合剂。尽管碳酸钙是最常用的填料材料之一，但是本公开所属领域的技术人员应该认识到，包含其他填料材料的地毯可以用于本文所述的方法中。
粘合剂材料用于将簇绒与底布粘合在一起。粘合剂材料可以包括乳胶，例如，羧基-苯乙烯-丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶(sbr)、天然橡胶乳胶、乙酸乙烯酯乙烯共聚物(vae或eva)、其他天然或合成橡胶、聚氨酯或诸如pet的聚合物。尽管乳胶是用于将簇绒保持在地毯底布上的最常用的粘合剂材料之一，但是本公开所属领域的技术人员应该认识到，可以在本文所述的方法中使用包含其他粘合剂的地毯。
纱线中可以使用多种不同的聚酯。例如，聚酯可包含pet聚合物，例如
纤维可以通过本领域已知的任何方法由聚合物形成，以由单一聚酯或由共混物生产纤维。可以将聚合物挤出以具有适合于聚合物地毯纤维的任何形状或尺寸。此外，地毯纤维可以经历通常被认为可用于制备聚合物地毯纤维的任何后纺纱过程。纤维可以是初纺的或热定型的。所谓“纤维”，是指在本领域中被认为是纤维的物品，例如连续长丝、单长丝、短纤维等。纤维可以是圆形的，也可以具有其他形状，例如八叶形、三角形、日爆式(也称为溶胶)、扇形椭圆形、三叶形、四通道(也称为四通道(quatra-channel))、扇形带状、带状、星爆式等。纤维也可以是实心的、中空的或多空心的。纤维可用于制造纱线，并且纤维或纱线可用于制备许多材料，特别是地毯、地垫、垫子等。
本发明的纤维可进一步包含其他组分，例如但不限于整理剂、退光剂、增粘剂、荧光增白剂，消光剂(例如氧化钛)、热稳定剂(例如磷化合物)、抗氧化剂(例如受阻酚)、抗静电剂、颜料、紫外线阻断剂及其组合。在一个实施方式中，纤维不包含至少一种选自整理剂、退光剂、增粘剂、荧光增白剂、消光剂、热稳定剂、抗氧化剂、抗静电剂、颜料和紫外线稳定剂的组分。
因此，可以根据本领域中公认有用的任何制备纱线的方法来制备纱线。例如，本发明的纱线可以是部分取向的纱线、纺丝拉伸纱线、变形纱线、摩擦假捻纱线和膨体连续长丝(“bcf”)纱线。制备bcf纱线的优选步骤包括在定义的温度和拉伸比下纺丝(例如，挤出、冷却和涂覆长丝)、单级或多级拉伸(例如，使用加热的辊、加热的针或热流体辅助)、退火、膨胀、缠结，任选地松弛，并将长丝缠绕在包装上以备后用。
讨论与实施例
用于减少对聚酯纤维进行适当染色所需的时间和能量的一种改进是在制造纤维之前(例如，在挤出过程中)将改性剂混入纤维的聚合物中。一种这样的改性剂是聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(pbat)(可从basfse,ludwigshafen,germany以商标
pbat改性剂通过在纤维结构中添加非晶区来发挥作用。通常，具有降低的结晶度并因此具有更多非晶区的纤维将比具有更高的结晶度的纤维表现出更高的可染性，即使纤维在其他方面是相同的。非晶区在纤维中提供了更多的位置以使染料被吸收。尽管这些非晶区降低了结晶度，从而降低了纤维韧性，但这一缺点被纤维对染料吸收的增加所抵消。通过使用改性剂并增加纤维对染料的吸收(即，增加纤维的可染性)，可以更快地实现期望的颜色渐变发生，并且缸中需要更少的染料，或者需要更少的时间和机器能量，以使纤维染色。结果，纤维(或包含纤维的地垫)可以在缸染缸中花费更少的时间。在缓冲地垫中，这导致较少的染料被底布吸收，并且较少的染料在提供给消费者之前必须从底布上除去。
有利地，已经完成了用于在染色之后从缸染的pet可洗地垫中去除过量染料的清洗过程。清洗过程包括将染色的地垫浸入苛性化学品(如苏打粉或氢氧化钠)的缸中，其起作用以从纤维中去除过量的染料。通过向缸中添加分散剂化学品(如萘磺酸盐)可以改善该清洗过程。
本发明人已经发现，通过在pet纤维中使用改性剂，其允许在缸中使用更少染料或允许更快染色，从而减少由底布吸收的染料的量，结合使用苛性化学品和分散剂化学品以去除过量的染料的冲刷过程，可以缸染用pet纤维制成的地垫，而所得地垫却没有不期望的沾染底布或引起染料脱色或转移到地板上。另外，地垫可由消费者洗涤。发明人是首次使用苛性化学品和分散剂化学品将染色前纤维改性剂与染色后清洗工艺相结合。通过减少染色步骤所需的染料的量，然后在染色步骤之后除去过量的染料，本发明人发明了一种缸染的pet地垫及其制造方法，其是不褪色和可洗的。以下方法描述了使用pet纱线和pbat改性剂制造缓冲地垫的过程；本领域技术人员将容易认识到，可以用不同的聚酯和改性剂来实施该方法。
如美国专利号8,597,553中的描述，一种使用再利用聚酯瓶生产本发明纤维的方法是经由多旋转螺杆(mrs)挤出机，其全部内容通过引入结合在此。该过程产生膨体连续长丝(bcf)。
根据特定的实施方式，bcf(膨体连续长丝)制造过程通常可以分为四个步骤：(1)由消费后的瓶制备聚酯聚合物薄片以用于该过程；(2)使薄片通过挤出机，该挤出机熔化薄片并纯化所得的聚合物；(3)将聚酯聚合物进料到纺丝机中，和(4)在纺丝机中添加改性剂，其中纺丝机将聚酯聚合物(和改性剂转变成长丝或纤维，用于制造地毯和地垫的纱线)。
从图3中可以理解，在特定的实施方式中，mrs挤出机包括第一单螺杆挤出机部分410，用于将材料供给到mrs部分420；以及第二单螺杆挤出机部分440用于将材料从mrs部分运走。
在特定的实施方式中，在通过上述挤出方法挤出并纯化pet聚合物之后，将熔融的聚合物冷却成粒料。然后将这些粒料熔融并送入bcf(或“纺丝”)机器中。pbat也被添加到纺丝机中，其被配置为将熔融的聚合物和pbat转变成膨体连续长丝。如果使用原始聚合物(例如，原始pet)，则将不进行纯化步骤，并且将原始聚合物的粒料直接添加到纺丝机中。
在特定的实施方式中，改性剂与pet以1-16％的负载百分比结合。在另一个实施方式中，改性剂与pet以8％的负载百分比结合。
纺丝机将熔融的聚合物通过喷丝头中的小孔挤出，以便从聚合物中生产出纱线长丝。在离开喷丝头后，熔融的聚合物冷却。然后，纱线被辊吸收，最终转变成用于生产地毯和地垫的长丝。在不同实施方式中，由纺纱机生产的纱线的强度可以在约2克力/单位旦尼尔(gf/den)和约9gf/den之间。在特定的实施方式中，所得纱线的韧性为至少约2gf/den。在特定的实施方式中，纺丝在220℃至350℃范围内的温度下进行。在另一个实施方式中，纺丝在280℃下进行。
步骤5：制备缓冲地垫
将纱线簇绒到主要底布以形成“面料”。簇绒地毯被上料到涂覆机，其中液体泡沫或粘合剂材料被直接泵送到地毯的背面。当地毯在施涂辊下方移动时，底布材料会被刮擦或测量到期望的厚度。地垫可以通过预热烤箱，以允许将图案压印到底布材料中。然后将材料通过加热的烤箱或替代能源，以固化泡沫或粘合剂，形成缓冲地垫。
步骤6：缸染
然后将缓冲地垫切割并缝制，并放入适合在分散染料的缸中缸染的批量大小。批量大小取决于缸染机器的能力。地垫被装载到染色缸，并添加期望的环境水位。含水量相对于地垫的重量在3/1比例至20/1比例的范围内。然后将分散染料添加到染色缸中。然后，以控制的速度将染色缸水加热到212°f，使染料粘附到纤维上。地垫在染色缸中循环，直到染料均匀地分布在纤维上。排干染料水，并在染色缸中重新装满水，以进行漂洗循环。然后，将漂洗水排干。可以根据需要重复漂洗循环。如果地垫需要冲刷，则染色缸将再次充满水以开始冲刷循环。如果地垫不需要清洗，则地垫将移动到干燥过程。
步骤7：清洗
在缸染后，如有必要，可对缓冲地垫进行清洗，以去除过量的染料。在染色和漂洗过程之后，染色缸将再次充满水。碱液，例如包含苏打粉或氢氧化钠的液体，被添加到染色缸中。碱液可以包括分散剂。在一个实施方式中，分散剂是萘磺酸盐。在一个实施方式中，碱液的ph为7.5-11。在环境温度至212°f的水温下，地垫在染色缸中循环。然后，将清洗水排干，然后在地垫移至干燥过程之前，染色缸返回漂洗模式。
众所周知，地垫在使用中时，特别是在潮湿的环境中，痕量的染料可能会导致斑点染色。用碱液和分散剂清洗可以允许除去、甚至完全除去这种过量的残留痕量染料，清洗步骤本身构成了本发明的一个单独的独立的方面。
在替代实施方式中，碱液的ph为约7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5或11。在可替换的实施方式中，碱液的ph大于或小于约7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5或11。
可替换实施方式
非mrs挤出系统
在特定的实施方式中，该方法可以利用除上述mrs挤出机以外的聚合物流挤出系统。替代挤出系统可包括例如双螺杆挤出机、多螺杆挤出机、行星式挤出机或任何其他合适的挤出系统。该方法可以包括任何合适的锥形螺杆挤出机(例如，四个双螺杆挤出机、三个多螺杆挤出机等)的多个任意组合。
聚酯聚合物和改性剂混合的变化
在一些可替换实施方式中，没有将纯化的、熔融的pet冷却成粒料的步骤。在该可替换实施方式中，可将熔融组分直接进料至合适的纺丝机中以与改性剂结合并转变为纤维。再利用pet薄片从一个进料器进料到挤出机中，且改性剂从另一进料器进料到挤出机中。
在可替换实施方式中，将再利用pet粒料从一个进料器进料到挤出机中，且改性剂从另一进料器进料到挤出机中。
在可替换实施方式中，将原始pet粒料从一个进料器进料到挤出机中，且改性剂从另一进料器进料到挤出机中。
在可替换实施方式中，将再利用pet粒料和改性剂在熔融之前在一个进料器中混合在一起，并将粒料混合物进料到挤出机中。
在可替换实施方式中，将原始pet粒料和改性剂在熔融之前在一个进料器中混合在一起，并将粒料混合物进料到挤出机中。
在可替换实施方式中，将再利用pet粒料与原始pet粒料混合，并从一个进料器进料到挤出机中，并将改性剂从另一进料器进料到挤出机中。
在可替换实施方式中，在熔化之前将再利用pet粒料，原始pet粒料和改性剂在一个进料器中混合在一起，并将粒料混合物进料到挤出机中。
在所有这些变型中，可以使用其他添加剂，例如退光剂、着色剂、稳定剂等，如前所讨论的。
结论
受益于前述描述中提出的教导，本文阐述的本发明的许多修改和其他实施方式将由本发明所涉及领域的技术人员想到。因此，应当理解，本发明不限于所公开的特定实施方式，并且修改和其他实施方式旨在被包括在本公开的范围内。尽管本文采用了特定术语，但是它们仅在一般性和描述性意义上使用，而不是出于限制的目的。
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