1. 浙江道爾頓地毯有限公司,浙江 嘉興314100 2. 華騰地毯有限公司,江西 新余 338000

拼塊地毯也稱“方塊地毯”，是以簇絨毯面為面層，預(yù)涂VAE漿料后，覆以瀝青或聚氯乙烯(PVC)等復(fù)合物底背后，再經(jīng)模具切割而成的正方形或長方形鋪地材料[1-2]。拼塊地毯多鋪設(shè)在公共場所或家庭室內(nèi)的地面上，故地毯需承載人體在其表面走動時所產(chǎn)生的踩踏力和摩擦力，以及因失誤導(dǎo)致熱水或其他液體噴濺在其表面而引發(fā)的形狀變化。因此，拼塊地毯對簇絨的絨頭高度、密度，底背的質(zhì)量、厚度、收縮率、延伸率，以及耐熱水穩(wěn)定性、面層抗污性等性能，均有一定的技術(shù)要求，特別是鋪設(shè)在一些高檔場所如貴賓室、展廳、酒店等空間的拼塊地毯，對視覺及耐踩踏等性能要求更高。因此，為使鋪地拼塊地毯適應(yīng)高端市場發(fā)展的需要，通過組織專業(yè)的工程技術(shù)人員，并歷時近一年的研究，開發(fā)出高檔次的高蓬松拼塊地毯。本文將就此高蓬松拼塊地毯的生產(chǎn)工藝進行介紹。

1 生產(chǎn)工藝流程

高蓬松拼塊地毯的制備工藝流程見圖1。

圖1 高蓬松拼塊地毯制備工藝流程

首先，技術(shù)部門根據(jù)設(shè)計師設(shè)計的地毯圖案，制定出地毯簇絨的生產(chǎn)工藝；接著，擋車工人按照工藝要求將紗線掛裝到指定的紗架位置上，簇絨機將紗線有序地簇絨到簇絨用非織造基布上，形成固定幅寬的地毯面層；再利用預(yù)涂生產(chǎn)線，將按一定比例充分混合的醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE)、碳酸鈣、水、阻燃劑、抗靜電劑等，均勻地涂覆到地毯面層的毯背上，在經(jīng)過一定的滲透時間后送入烘箱，通過加熱和抽濕獲得烘干的面層；然后，利用改性瀝青等混合料，將預(yù)涂毯背的面層通過瀝青與非織造布底布黏合，再送入冷卻箱降溫固化后裁切或者將預(yù)涂毯背的面層與兩層PVC混合料黏合，進入烘箱升溫塑化，再降至常溫；最后，傳輸至切機裁切成各種規(guī)格的拼塊地毯。所得高蓬松拼塊地毯結(jié)構(gòu)示意如圖2所示。

圖2 高蓬松拼塊地毯結(jié)構(gòu)示意

2 高蓬松拼塊地毯的制備

以生產(chǎn)500 cm×500 cm、厚度8.00 mm的高蓬松拼塊地毯為例介紹制備工藝。按照工序的先后，系列設(shè)備涉及地毯絲加捻機、多工位網(wǎng)絡(luò)機、高速整經(jīng)機、8+4提花簇絨機、6+6提花簇絨機、預(yù)涂生產(chǎn)線、瀝青覆底線和無尾料切機等。

2.1 表面簇絨的設(shè)計及加工

高蓬松地毯的蓬松性是由毯面和底背兩方面共同實現(xiàn)的。毯面方面可通過簇絨紗線的選擇、簇絨的絨頭密度和高度來實現(xiàn)；底背方面可通過選擇和搭配不同的材料來實現(xiàn)。當(dāng)絨頭既高且密時，人體接觸地毯就能獲得舒適的腳感，因此高蓬松地毯對簇絨紗線和底背提出了特殊要求，需要優(yōu)化配置材料及制造工藝。

高蓬松地毯的花型是由不同高度的絨頭和多種成圈方式來實現(xiàn)的。所用紗線可選擇的范圍較廣，線密度為139～278 tex的丙綸膨體紗或尼龍膨體紗均可采用。本文的簇絨紗線選用柔軟度較高的尼龍66，線密度為278 tex；簇絨用非織造布采用滌綸長絲紡黏非織造基布，其由彈力回復(fù)性較好的滌綸長絲經(jīng)開松、混合、梳理、鋪網(wǎng)、針刺加固、熱風(fēng)穿透定型、浸漬后處理等工序制成，面密度為100～120 g/m2、厚度為0.65～0.90 mm。簇絨織造機的主要機型為8+4提花簇絨機、5+5提花簇絨機、6+6提花簇絨機或1/10平圈簇絨機、5/64平圈簇絨機，織造時的隔距可根據(jù)地毯花型的不同而進行調(diào)整，選擇2.12、2.54、1.98 mm(即1/12、1/10和5/64英寸)等[3]，針密選用40針/(10 cm)，且在簇絨生產(chǎn)之前對紗線進行排列檢查，確保紗線的規(guī)格、顏色、穿紗位置與工藝單一致。毯面簇絨時，單位面積絨頭質(zhì)量在900 g/m2(較普通毯面高出60%)，絨頭高度在5.00～10.00 mm(較普通毯面高出30%)，針密在40～45針/(10 cm)(較普通毯面高出20%)。

此外，為實現(xiàn)高蓬松地毯的阻燃性，可采取兩種方式：一種是直接采用阻燃紗線，即采用添加環(huán)保阻燃成分的纖維紡制的紗線，進行簇絨加工；另一種是對面層進行阻燃處理，即采用發(fā)泡后的阻燃劑均勻地涂覆于毯背，從而達到阻燃的要求。其中，第二種方法較采用第一種方法的成本低。

2.2 預(yù)涂工序

制備高蓬松地毯時，為防止表層簇絨紗在外力的作用下易產(chǎn)生移位變形，特增加一道預(yù)涂工序——采用VAE漿料對面層的毯背進行預(yù)涂。其中，VAE漿料配方的選用將直接影響高蓬松地毯的耐磨性和絨頭的牢固穩(wěn)定性。

本文根據(jù)VAE漿料成膜性能，選用中硬配方，同時為降低成本，在VAE漿料中加入了再生的碳酸鈣微粉，這樣可減少新碳酸鈣的用量[4]。當(dāng)漿料的固含量為38%，并選用52%的漿水比上漿時，所獲得的地毯的硬度既能滿足客戶的使用要求，又不會因過于僵硬而造成打滑。此外，為增加功能性，在VAE漿料里還添加了防污劑、阻燃劑和抗靜電粉劑等成分。這樣，在經(jīng)過上漿、烘干和定型工序后，所得高蓬松地毯的硬挺度、尺寸穩(wěn)定性、絨毛防脫性和防污性、阻燃性、抗靜電性等都有所增加。

2.3 覆底

常見的覆底有瀝青黏合和PVC復(fù)合兩種方法。

2.3.1 瀝青黏合

為進一步增加彈性，本文選擇高面密度(1 100 g/m2)、厚度為4.50 mm的滌綸短纖針刺非織造布作為瀝青高蓬松地毯的底布，其面密度和厚度均比普通拼塊地毯背襯高出20%和10%；涂層的配方是在普通拼塊地毯背襯的基礎(chǔ)上，添加了一定比例的彈性物質(zhì)，如VAE乳液、70#改性瀝青、10#改性瀝青和500目碳酸鈣等。

將VAE預(yù)涂的面層、網(wǎng)格布和滌綸短纖針刺非織造布放在喂料裝置上，分上、中和下三層同步勻速喂入，并在毯面和網(wǎng)格布之間均勻地涂上黏合劑(即熔化的改性瀝青)，在壓輥的作用下面層和滌綸短纖針刺非織造布牢固地黏合在一起，即得瀝青高蓬松地毯。

瀝青涂層的厚薄及均勻程度決定著成品地毯的厚度和質(zhì)量，具體可通過調(diào)整壓輥的壓力大小來實現(xiàn)。且研究發(fā)現(xiàn)，厚度為1.50 mm的瀝青涂層有利于改進腳踏的舒適性。

此外，瀝青黏合時應(yīng)注意熔化瀝青的溫度要低于紗線和簇絨用非織造布的熔點，如PA 6的熔點是220 ℃、PA 66的熔點為260 ℃，故瀝青黏合的溫度選擇170 ℃。

2.3.2 PVC復(fù)合

PVC高蓬松地毯的底背分上、下兩層，兩層料的主體配方基本一致，均為PVC糊樹脂、增塑劑鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)、穩(wěn)定劑、降黏劑、碳酸鈣等。但為了從視覺上更易于被人們接受，加深了最底層底背的顏色，在下層料中添加了1%(相對于總質(zhì)量的比例)的碳黑及適量的塑化劑鄰苯二甲酸二辛脂(DOP)，兩者在小型密閉攪拌器中攪拌后再放入下層料缸里與主體料一起繼續(xù)攪拌再使用。此外，為增加PVC高蓬松地毯的硬挺度和尺寸穩(wěn)定性，在上、下兩層料之間嵌入了一層玻纖布。

故將VAE預(yù)涂的面層和玻纖布放在喂料裝置上，在與上下兩層PVC復(fù)合后，得到PVC高蓬松地毯。接著，PVC高蓬松地毯被送入烘箱中進行高溫塑化、降溫定型。其中，塑化區(qū)域溫度分中、高、低三檔。然后，降溫冷卻至常溫狀態(tài)，目的是使塑化后底背內(nèi)部的高分子所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力(收縮)得到充分釋放，有效減少因底背變形(收縮)而產(chǎn)生超量的廢品。

本文采用的塑化溫度分別為135、155、125 ℃，再逐步冷卻到常溫30 ℃左右，即可達到穩(wěn)定的狀態(tài)。

2.4 裁切

高蓬松地毯經(jīng)冷卻達到穩(wěn)定狀態(tài)后再傳輸至切機，切成所需尺寸的高蓬松拼塊地毯。

3 高蓬松拼塊地毯主要性能指標(biāo)

高蓬松拼塊地毯主要考核指標(biāo)有翹曲、拉毛及拔出力。

3.1 翹曲

在高蓬松拼塊地毯的加熱過程中，毯面及簇絨用非織造布會因加熱后收縮不一致，導(dǎo)致覆底雖已完成，但內(nèi)部應(yīng)力因未降到適宜的溫度而釋放不充分，致使地毯裁切成塊后仍出現(xiàn)收縮變形的現(xiàn)象。因此，為避免高蓬松拼塊地毯出現(xiàn)翹曲，生產(chǎn)瀝青高蓬松地毯時，應(yīng)根據(jù)材質(zhì)的不同，精確掌握瀝青復(fù)合時的溫度；生產(chǎn)PVC高蓬松地毯時，冷卻定型要充分，拼塊地毯的生產(chǎn)都采用連續(xù)流水線作業(yè)，冷卻系統(tǒng)及冷卻時間非常重要。

以瀝青高蓬松拼塊地毯為例，使用面密度為1 100 g/m2的滌綸短纖針刺非織造布作為背襯時，生產(chǎn)速度設(shè)定為5 m/min，冷卻時間設(shè)定為8 min，可達到完全冷卻定型的效果，且毯面一般不會出現(xiàn)因收縮變形而翹曲。

3.2 拉毛及拔出力

拉毛及拔出力這兩項指標(biāo)是聯(lián)系在一起考核的，主要針對地毯鋪裝后的使用品質(zhì)要求，如有些辦公桌椅帶有輪子，地毯需長期承受輪子的來回滾動，這對高蓬松拼塊地毯品質(zhì)是一種考驗。兩步法(增加預(yù)涂)地毯則對預(yù)涂的品質(zhì)提出了要求，其不僅要求預(yù)涂料能有效地滲入紗線根部，還要求不能滲到絨頭破壞毯面風(fēng)格，這就要求對毯面預(yù)涂附著適中，超重會影響后道工序，超輕則品質(zhì)不達標(biāo)。配料的精準(zhǔn)性、配方的合理性、發(fā)泡倍率的精確性，缺一不可。此外，預(yù)涂的均勻度也十分重要，VAE漿料滲透到位，毯背紗線附著能力增強，這是拉毛及拔出力兩個指標(biāo)的支撐點。

高蓬松拼塊地毯對拉毛及拔出力的技術(shù)要求和普通拼塊地毯對比，前者明顯要高。

4 性能測試

參照QB/T 2755—2005《拼塊地毯》標(biāo)準(zhǔn)，對由上述工藝措施生產(chǎn)的高蓬松拼塊地毯和本公司常規(guī)生產(chǎn)的同規(guī)格普通拼塊地毯進行技術(shù)指標(biāo)測試，并與合格指標(biāo)做比較，結(jié)果見表1。

表1 高蓬松拼塊地毯與普通地毯技術(shù)指標(biāo)對比

從表1可以看出：在通過模擬重物踩踏時的尺寸穩(wěn)定性測得腳輪椅引起的寬度和長度變化率方面，普通拼塊地毯比高蓬松拼塊地毯分別高出2.33和1.83倍；在由熱和水引起的寬度和長度變化率方面，普通拼塊地毯比高蓬松拼塊地毯分別高出3.00和2.00倍；在由熱和水引起的翹曲方面，普通拼塊地毯比高蓬松拼塊地毯高出2.00倍；在拉毛及拔出力方面，割絨類產(chǎn)品的高蓬松拼塊地毯高出普通拼塊地毯1.49倍，圈絨類產(chǎn)品的高蓬松地毯高出普通拼塊地毯1.35倍。此外，高蓬松拼塊地毯具有良好的阻燃性。

上述數(shù)據(jù)表明，高蓬松拼塊地毯的開發(fā)獲得了成功。

5 成本核算

制造高蓬松拼塊地毯：紗線30.0～35.0元/m2(占地毯總成本的一半)，簇絨用滌綸長絲紡黏非織造布約3.6元/m2，底層用滌綸短纖針刺非織造布約4.0元/m2，預(yù)涂加工費約2.0元/m2，玻纖網(wǎng)格布約2.5元/m2，瀝青覆底加工費約6.0元/m2。成本總計約58.0元/m2。

制造普通拼塊地毯：紗線20.0～25.0元/m2，底層用針刺非織造布基布約8.0元/m2，其他材料維持不變，成本總計約42.0元/m2。

因此，從數(shù)據(jù)對比可以看出，高蓬松拼塊地毯的生產(chǎn)成本高出普通拼塊地毯約16.0元/m2，但高蓬松拼塊地毯售價一般在80.0～90.0元/m2(毛利潤率達40%以上)，普通拼塊地毯的售價一般在45.0～55.0元/m2(毛利潤率只有8%左右)。從企業(yè)自身效益來說，高蓬松拼塊地毯的附加值是普通拼塊地毯的5倍；從社會效益來說，所用原材料和能源并沒有明顯增加，高蓬松拼塊地毯在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的固體廢棄物也沒有增加，但每平方米的利稅貢獻率是顯而易見的。因此，從開發(fā)高端鋪地材料的市場來說，高蓬松拼塊地毯無疑是首選產(chǎn)品。

6 結(jié)語

拼塊地毯具有運輸方便、鋪裝簡單、風(fēng)格多變等特征，是鋪地材料的優(yōu)選產(chǎn)品，非常適用于商務(wù)辦公，如寫字樓、辦公室、高檔住宅、商場、機場、醫(yī)院、養(yǎng)老中心等，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。本文從原材料、工藝及設(shè)備入手，就高蓬松拼塊地毯的開發(fā)和生產(chǎn)進行介紹，制得的高蓬松拼塊地毯比普通拼塊地毯具有更好的耐重物踩踏性、耐熱和水的尺寸穩(wěn)定性及舒適性。高蓬松拼塊地毯是在普通拼塊地毯基礎(chǔ)上研制的高端產(chǎn)品，推廣的鋪裝場所相應(yīng)更高端，如貴賓室、展廳、博物館、高檔酒店等?？傊瑹o論是從人的視覺或舒適感，還是從企業(yè)和社會綜合效益考慮，高蓬松拼塊地毯都具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，其發(fā)展空間廣闊。

參考文獻

[1] 王坤.方塊地毯背襯的制備及性能研究[D].上海：東華大學(xué),2011.

[2] 顧曉威. 新興鋪地材料——方塊地毯[J].國外紡織技術(shù),1998(8):37-41.

[3] 李康,趙鑫,華元明，等.簇絨地毯織造工藝的探討[J].廣西紡織科技,2008,37(5):19-21.

[4] 張網(wǎng),杜寧羲,方瑞峰，等.方塊地毯邊角廢料循環(huán)再利用技術(shù)初探[J].產(chǎn)業(yè)用紡織品,2016,34(12):4-8.