改善滌綸針刺地毯防滑性的研究

彭景洋 劉 亞

(天津工業(yè)大學(xué)紡織學(xué)院，天津，300160)

改善滌綸針刺地毯防滑性的研究

彭景洋 劉 亞

(天津工業(yè)大學(xué)紡織學(xué)院，天津，300160)

針對(duì)針刺地毯在應(yīng)用過程中防滑性不夠的問題，通過與PVC板材的復(fù)合減少滑動(dòng)性，并通過黏合劑的選擇與合適的處理方法來(lái)增強(qiáng)產(chǎn)品的層間黏合強(qiáng)力，減少使用時(shí)的分層現(xiàn)象，以提高針刺地毯的防滑性。

針刺地毯，防滑性，黏合劑，復(fù)合

針刺是眾多地毯生產(chǎn)工藝中的一種。與機(jī)織地毯、縫編地毯、經(jīng)編地毯、簇絨地毯相比，針刺地毯具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)，還具有吸收噪聲、保暖減震、防滑等特點(diǎn)［1］，廣泛應(yīng)用于家居領(lǐng)域，如居室餐廳、過道、浴室防滑以及用作廚房墊、門墊等，也可用于商業(yè)、公共場(chǎng)所等地。公共場(chǎng)所人員流動(dòng)頻繁，老年人、兒童出入較多，因此對(duì)地毯的防滑性要求相對(duì)較高;出入汽車時(shí)，車廂內(nèi)放置地毯能有效地緩沖腳步，增大摩擦力，維持人體平衡，減少滑倒和跌傷的可能性［2］，因此對(duì)地毯的防滑性也有一定的要求。

單一的滌綸針刺地毯防滑性并不都能達(dá)到市場(chǎng)所要求的標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)其進(jìn)行處理來(lái)增加產(chǎn)品的防滑性。一般現(xiàn)有市場(chǎng)的產(chǎn)品大多數(shù)采用背襯涂層膠乳與石粉的混合物以增加產(chǎn)品的質(zhì)量，提高其防滑性，但該方法存在一定的問題，多次使用后會(huì)出現(xiàn)地毯基布與涂層分離、涂層的石粉膠乳混合物會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的掉粉現(xiàn)象［3］。因此，利用其他的復(fù)合及涂層技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以較低的成本改善滌綸針刺地毯的防滑性能是一個(gè)值得研究的課題。

目前市場(chǎng)上有一些以聚氨酯(PU)發(fā)泡涂層的地毯產(chǎn)品，其防滑性能、涂層的剝離性能都很好，但是價(jià)格高成為其一大弊端，因此一些廠商改用軟質(zhì)聚氯乙烯(PVC)板材進(jìn)行復(fù)合，使地毯增重，并利用PVC材料增加地毯的防滑性。但是利用PVC復(fù)合方法生產(chǎn)的地毯基布與PVC板材的黏合力不夠，使用過程中容易出現(xiàn)分層現(xiàn)象。針對(duì)上述情況，本課題對(duì)滌綸針刺地毯與PVC板材的黏合工藝進(jìn)行了研究，通過對(duì)多種黏合劑的試驗(yàn)，確定了比較適合的黏合劑品種，并通過對(duì)板材的表面處理達(dá)到增加黏合強(qiáng)力的目的。

1 試驗(yàn)原材料與產(chǎn)品性能測(cè)試

1.1 原料

3.3 dtex滌綸短纖，湖北赤壁市秋盛纖維有限公司;

丙烯酸類、PVC類黏合劑，廣州化學(xué)試劑有限公司;

環(huán)己酮，廣州化學(xué)試劑有限公司;

PVC板材，廣東江門三江塑橡制品公司。

1.2 設(shè)備和儀器

土工布綜合強(qiáng)力機(jī)YT010-50，溫州市大榮紡織儀器有限公司;

電子強(qiáng)力機(jī)YG(B)026E，溫州市大榮紡織儀器有限公司;

臺(tái)灣懋昌非織造生產(chǎn)線，中國(guó)臺(tái)灣懋昌投資股份有限公司。

1.3 產(chǎn)品性能測(cè)試

1.3.1 剝離強(qiáng)力

采用YG(B)026E電子強(qiáng)力機(jī)測(cè)試復(fù)合后地毯與PVC板材的黏結(jié)性能。試樣尺寸20 cm×5 cm，預(yù)先剝離5 cm，強(qiáng)力機(jī)上夾持寬度為5 cm。每種樣品測(cè)試3次，對(duì)最高剝離強(qiáng)力和平均剝離強(qiáng)力求均值。

1.3.2 防滑性試驗(yàn)

采用行走法和斜面法來(lái)測(cè)試地毯的防滑性能。

(1)行走法:取0.5 m2地毯樣品，放置于干凈的水泥地面上，通過人正常行走踩踏，測(cè)量其位移的距離，以比較其防滑性。圖1是行走法測(cè)試滑動(dòng)位移示意圖。

圖1 行走法測(cè)試滑動(dòng)位移示意

(2)斜面法:采用光滑平面的鐵板在水平地面上測(cè)樣品的下滑角度。該測(cè)試方法參考日用鞋防滑性能的影響因素和測(cè)試方法［4］。圖2是斜面法測(cè)試防滑性示意圖。

圖2 斜面法測(cè)試防滑性示意

2 黏合劑及溶劑的選擇

PVC材料是一種應(yīng)用比較廣泛的產(chǎn)品，價(jià)格適中，分軟質(zhì)和硬質(zhì)兩種板材［5］。硬質(zhì)板材質(zhì)硬而脆，防滑性能不夠好，不適宜作為滌綸針刺地毯的背襯復(fù)合材料，故采用軟質(zhì)板材進(jìn)行復(fù)合［6］。由于該板材處于實(shí)驗(yàn)階段，故所有產(chǎn)品均為小樣。

2.1 黏合劑的選擇

一般常用的地毯黏合劑是丙烯酸類黏合劑和PVC類黏合劑兩種，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的性能要求選用。地毯基布與PVC材料復(fù)合，主要是利用PVC材料的防滑性能來(lái)增加地毯產(chǎn)品的防滑性，要求兩種材料之間有很強(qiáng)的黏合力，因此應(yīng)選用黏合力強(qiáng)的黏合劑。

為了對(duì)比上述兩種黏合劑的黏合力，在黏合劑的施加過程中應(yīng)該采用相同的工藝參數(shù)。兩種黏合劑的上膠量都為150 g/m2［7］，用涂刷的方式將黏合劑涂覆于PVC材料上，再與滌綸針刺地毯壓合20 s，然后進(jìn)入 150℃的恒溫鼓風(fēng)烘箱烘燥3 min，取出樣品在室溫下冷卻，待冷卻后測(cè)試其黏合力。表1是用兩種黏合劑復(fù)合產(chǎn)品的剝離強(qiáng)力。

表1 不同類型黏合劑復(fù)合產(chǎn)品的剝離強(qiáng)力

由表1可以看出，PVC類黏合劑比較合適，產(chǎn)品的剝離強(qiáng)力比較高。這是由于PVC黏合劑固化形成的材料與底材是同類材料，有更好的黏合性，因此本課題選用PVC類黏合劑作為主要黏合成分。

2.2 溶劑的選擇

溶劑是黏合劑中重要的組成部分，一般用于配制主體材料(多為有機(jī)高分子物質(zhì))是固態(tài)或黏稠液體的黏合劑，高黏度的黏合劑不便施工，為了降低其黏度而加入合適的溶劑使其便于施工。溶劑還能增加黏合劑的潤(rùn)濕能力和分子的活動(dòng)能力，從而提高黏合力。溶劑的選用要考慮如極性、揮發(fā)性、毒性和價(jià)格等很多因素。

根據(jù)相似相容規(guī)律和溶解度參數(shù)相似的規(guī)律，應(yīng)選擇與PVC材料溶解度相似的溶劑作為表面處理劑。根據(jù)常見聚合物的溶解度參數(shù)表和常見溶劑的溶解度參數(shù)［8］，環(huán)己酮的溶解度參數(shù)與PVC材料最為接近，所以采用環(huán)己酮作為PVC的表面處理劑。

在預(yù)處理過程中，環(huán)己酮施加量為50 g/m2，將環(huán)己酮均勻噴施到板材表面，待PVC板材與環(huán)己酮反應(yīng)約20 s后，再按照上述PVC黏合劑的施加方法進(jìn)行操作。表2是使用和不使用環(huán)己酮處理的產(chǎn)品的剝離強(qiáng)力數(shù)據(jù)比較。

表2 使用與不使用環(huán)己酮處理的產(chǎn)品剝離強(qiáng)力比較

由表2可以看出，環(huán)己酮的溶解作用大大提高了黏合劑膠層的黏結(jié)力。原因是環(huán)己酮有使PVC板材表面溶解的作用，PVC黏合劑固化形成的PVC固體與復(fù)合的PVC板材結(jié)為一體，而滌綸針刺地毯的表面通過軋壓作用深入到膠層中，固化后成為板材中的一部分，從而大大提高了黏合力，使產(chǎn)品整體的結(jié)合性增強(qiáng)，在使用過程中不易出現(xiàn)分層的現(xiàn)象。

由此可知，采用環(huán)己酮預(yù)處理、經(jīng)PVC黏合劑黏合制備的樣品，經(jīng)剝離試驗(yàn)后可見到許多纖維已經(jīng)牢牢地黏固在PVC板材上，黏結(jié)效果非常好。

3 防滑性能研究

3.1 行走法測(cè)試結(jié)果

采用行走法測(cè)試防滑性能，行走時(shí)按照?qǐng)D1箭頭方向，人隨意行走通過地毯。分別測(cè)量未復(fù)合與復(fù)合PVC材料的滌綸針刺地毯原來(lái)在起始線上的一端經(jīng)行走后滑動(dòng)的距離。表3是行走法防滑性試驗(yàn)的結(jié)果。

表3 行走法防滑性能試驗(yàn)結(jié)果

3.2 斜面法測(cè)試結(jié)果

采用如圖2所示的斜面法進(jìn)行防滑性測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果如表4所示。

表4 斜面法防滑性能測(cè)試結(jié)果

3.3 結(jié)果分析與討論

通過上述兩種方法測(cè)試結(jié)果均值的比較，可以看出復(fù)合后產(chǎn)品的防滑性有了顯著的提高。這是因?yàn)镻VC材料的復(fù)合增加了產(chǎn)品的質(zhì)量，PVC材料的防滑性提高了整體產(chǎn)品的防滑性能。軟質(zhì)PVC材料與地面發(fā)生相對(duì)位移時(shí)產(chǎn)生較大的摩擦力，同時(shí)針刺地毯的表面也與鞋子之間產(chǎn)生很大的摩擦力，阻礙了復(fù)合地毯整體的移動(dòng)，從而使人在行走或運(yùn)動(dòng)時(shí)都不會(huì)滑倒摔傷。黏合劑的施加和溶劑的合理應(yīng)用使復(fù)合產(chǎn)品成為一個(gè)整體，在受力時(shí)復(fù)合產(chǎn)品有效地利用了PVC材料的防滑性。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，尤其當(dāng)?shù)孛嬗猩倭克纫后w時(shí)，未復(fù)合的地毯防滑性明顯下降，而復(fù)合了PVC板材的地毯的防滑性由于少量水對(duì)板材與地面之間形成了一定的黏附作用，防滑性不但沒有下降，反而略有提高。

4 結(jié)論

(1)溶劑環(huán)己酮的合理應(yīng)用可以增強(qiáng)PVC黏合劑的黏合力，使復(fù)合地毯的平均剝離強(qiáng)力由89.4 N提高到118.3 N，改善了產(chǎn)品的分層現(xiàn)象。

(2)通過PVC材料和地毯的復(fù)合可以增加產(chǎn)品的防滑性，兩種方法的測(cè)試結(jié)果均表明防滑性能得到了很大的提高。

［1］冷純廷.針刺起絨復(fù)合非織造布汽車內(nèi)飾材料的生產(chǎn)工藝技術(shù)研究［J］.非織造布，2007(4):11-13.

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［3］齊景霞，王蕾，王麗茹.機(jī)織地毯背襯膠乳的制備［J］.橡膠工業(yè)，2007(4):613-614.

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［8］程博聞.非織造布用粘合劑［M］.北京:中國(guó)紡織出版社，2007.

Study on the skid resistance performance improvement of PET needle punched carpet

Peng Jingyang，Liu Ya
(School of Textile，Tianjin Polytechnic University)

According to the shortage of skid resistance of the needle punched carpet in its application，PVC board was used as the composite material to reduce its sliding performance.The appropriate binders and treat method were used to improve the adhere force of the two layers.Therefore，the delaminating and separate phenomenon was diminished and the skid resistance performance was improved.

needle punched carpet，skid resistance performance，binder，composite

TS176.6

A

1004－7093(2010)01－0015－04

2009－09－23

彭景洋，女，1986年生，在讀碩士研究生。主要從事功能性非織造材料的研究。