Ковровые покрытия

Попова Е. Ковровые покрытия // Ватерпас. 2001. №4. C.96-103

Продолжаем разговор о напольных материалах. Темой сегодняшнего обсуждения будут ковровые покрытия. Кто-то скажет, что ковровый бум прошел уже давно и сегодня ковры - это признак мещанства и что нужно как можно быстрее освобождаться от этих пылесборников, давая зеленую улицу новым, более перспективным материалам. Не будем разубеждать скептиков (тем более, что дело это бессмысленное), а попробуем разобраться и сравнить потребительские свойства покрытий, предлагаемых современной ковровой промышленностью с материалами, считающимися более популярными. Я думаю, что после этого пара-тройка ложных мифов о ковровых покрытиях развеются самопроизвольно.

Ворс ковровых покрытий

Как бы ни банально звучало данное утверждение, но, тем не менее, факт остается фактом ? ковровые покрытия отличаются от других напольных материалов наличием ворса. Именно ворс и определяет почти на 90 % основные свойства ковровых покрытий и его цену примерно на 85%. А на качество ворса определяющее влияние оказывает материал, из которого он состоит. Традиционно считается, что хороший ковер должен быть сделан из шерсти. Традиции есть традиции и до сих пор шерстяные покрытия считаются элитными, своего рода символом достатка и стабильности. Да, несомненно, шерстяное волокно замечательный материал для ковра: натуральное, теплое, упругое, эстетичное. Но, если судить с точки зрения износостойкости, то здесь шерстяное волокно несколько уступает синтетическим аналогам. Чтобы сохранить все природные достоинства шерстяных покрытий и в то же время придать им износостойкость, было принято компромиссное решение: в процессе производства в состав шерстяного волокна вводят некоторую часть синтетического, обычно полиамида. Усиленные таким образом ковровые покрытия могут с успехом применяться и для общественных помещений с высокими эксплуатационными нагрузками.

Практически все современные ковровые покрытия (примерно 99% выпускаемой продукции) выполняются из синтетических волокон. В последние десятилетия мировая химическая промышленность развивалась достаточно бурно, и результатом, в частности для ковровой промышленности, стало появление и совершенствование синтетических полимерных волокон, позволяющих получить износостойкие, эстетичные, антистатичные, химически стойкие покрытия и в то же время значительно снизить их стоимость. В ковровой промышленности применяют такие виды синтетических волокон: полиамид, полипропилен, полиэстер, акрил.

Полиамид (или нейлон) ? идеальная нить для ковра с точки зрения износостойкости. И с других точек зрения этот материал выглядит весьма прилично: упругий и эластичный, пятноустойчивый и прекрасно чистится, хорошо окрашивается, но дорогой, это и сдерживает его повсеместное применение. В ковровом производстве применяется два типа нейлоновых волокон: нейлон-6 и нейлон-6.6 (число указывает на молекулярную структуру полимера). Так вот, последний вследствие более плотной молекулярной структуры обладает большей прочностью и упругостью, чем обычный нейлон-6.

Полипропиленовые волокна имеют более низкую износостойкость, чем нейлоновые, менее пятноустойчивы и пожаробезопасны, но гораздо дешевле и, кроме того, антистатичны, но главным их преимуществом является возможность использования на открытом воздухе, так как практически они не подвержены воздействию ультрафиолета и влаги. Именно из полипропилена делают искусственные травяные покрытия.

Волокна из полиэстера обладают средней износоустойчивостью, поэтому их используют для производства средне- и высоковорсовых ковровых покрытий бытового назначения. Полиэстеровые волокна хорошо поддаются окрашиванию, а цвета получаются яркими и контрастными.

Акрил - одно из первых синтетических соединений, которое было успешно использовано в производстве ковровых покрытий. Акриловые волокна имеют прекрасные тактильные характеристики, они мягкие и на ощупь напоминают шерсть, хорошо окрашиваются, но не износоустойчивы, поэтому, как правило, применяются в виде добавки к другим волокнам, например к полиамиду. Самостоятельно используются редко, только для покрытий жилых помещений.

Кроме материала на свойства ворса влияет тип используемой пряжи. Волокна для ковров изготавливаются двумя основными способами. Здесь специалисты употребляют термины BSF и Staple. Первый ? аббревиатура Balked Continuous Filament - объемное непрерывное волокно. Согласно этому методу, волокно получают выдавливанием жидкого полимера через крошечные фигурные отверстия - фильеры. Полученные в процессе полимеризации нити собираются в волокнистую пряжу, представляющую собой десятки длинных параллельных волокон. Штапельное волокно (Staple) полу чают путем скручивания предварительно разрезанных на короткие отрезки нитей (полученных первым способом). Этот способ подобен прядению шерстяной пряжи, и волокна, изготовленные таким способом, похожи на шерстяные.

Волокна BSF могут иметь различные формы, в зависимости от профиля и сложности фильер. В настоящее время все чаще применяют сложные формы фильер: трилобальные, квадратные, шести угольные, звездообразные, с внутренними полостями. Сложные формы волокна могут влиять на свойства коврового покрытия, включая сочность цвета и пышность волокна, сохранение текстуры и устойчивость ворса, рассеивание света и качество скрытия грязи и ?стеклянного блеска?. К примеру, круглое сечение ворса увеличивает этот самый синтетический блеск и визуально ?подчеркивает? грязь. Трилобальная форма придает ковру пышность, напоминает структуру шерсти и оптически скрывает грязь, но в то же время такая поверхность позволяет этой грязи скапливаться. А квадратная форма волокна с закругленными углами, наоборот, отталкивает пыль. Внутренние полости в волокнах рассеивают свет и придают ковру натуральный вид, маскируя попутно все загрязнения. От вида пряжи (волокнистая или штапельная) зависят телло- и звукоизоляционные качества покрытия. При высоких значениях этих показателей у ковров в целом, у покрытий из штапельных волокон они выше.

В настоящее время получают все большее распространение оболочечные волокна типа нейлон-тефлон. Одно из таких - Антрон предлагает всемирно известный химический концерн Дюпон, кстати, тефлон и нейлон - тоже его детища. Тефлон - фотополимер, одно из самых инертных веществ Тефлоновые покрытия защищают ворс от проникновения загрязнений на молекулярном уровне (вспомним тефлоновую поверхность сковородок, к которым ничего не пригорает).

Традиционно считается, что синтетические материалы - накопители статического электричества. Информация об этом уже во многом устарела. Создаются новые поколения нейлонов, полипропиленов, акрилов со значительно улучшенными показателями по накоплению статического электричества. Например, применение полипропилена и полиэстера позволяет получить ковровое покрытие с антистатическими характеристиками на уровне 2 ? 2,5 кВ (согласно DIN 54345 этот показатель должен быть не более 2 кВ). Электростатическое поле такого напряжения не ощущается человеком. Для улучшения антистатических характеристик ковровых покрытий в структуру пряжи (волокна Антрон) вводят помимо обычных, специальные нити с электропроводным углеродным сердечником. Благодаря высоким проводящим свойствам угля, возникающий заряд не концентрируется на одной точке, а растекается по всей поверхности ковра. В сочетании с электропроводящей подложкой покрытию гарантирована защита от статического электричества не на какой-то промежуток времени, а в течение всего срока службы (в соответствии с требованиями стандарта). Для придания ковровым покрытиям бактерицидных свойств, материал ворса обрабатывают специальными атимикробными составами.

Таким образом, перспектива развития ковровых покрытий тесно связана с дальнейшим развитием индустрии производства синтетического волокна.

Производство ковровых покрытий

Другой составляющей, определяющей свойства ковровых покрытий, является способ их производства.

Тканый способ производства имеет самую длинную и интересную историю от ручного плетения до современного машинного ткачества. Хотя изобретение ткацких станков и позволило значительно ускорить процесс изготовления ковров, но малая производительность процесса так и осталась недостатком ткацкой технологии В процессе ткачества уже окрашенные нити ворса переплетаются с нитями основы и утка, образуя сложный рисунок. Часто тканые покрытия называют по типу конструкций станка, на котором они были произведены: Аксминстер (разрезной ворс) или Вилтон (петлевой или разрезной ворс). Обычно тканые ковры имеют красивый и сложный рисунок, изготавливаются из дорогих волокон (преимущественно из шерсти) и имеют соответствующую стоимость.

Самой распространенной технологией, по которой производится около 90% всех выпускаемых ковров, является тафтинг. Свою историю она ведет еще с 1895 года, но массовой стала с 50-х годов прошлого века с изобретением тафтинг-машины и распространением синтетических волокон. Суть процесса упрощенно заключается в следующем. Нити пряжи простегиваются специальными иглами сквозь первичную основу и с другой стороны подхватываются особым крючком, образуя петлю (если того требует рисунок, крючок может иметь лезвие, и тогда петля разрезается). Высота петель определяется расстоянием от крючка до основы, а расстояние между иглами называется гейч и определяет плотность ковра (количество ворса на поверхности). Плотность пропорциональна массе ворса и обратно пропорциональна его высоте. Чем больше масса ворса (и соответственно его плотность), тем выше износостойкость коврового покрытия, тепло- и звукоизоляционные показатели. Существует эмпирическое правило: при увеличении высоты ворса в два раза его масса должна увеличиваться в три раза для сохранения износостойкости покрытия.

Первичная основа представляет собой тканый синтетический материал, обычно на основе полипропилена. Так как при уборке покрытия на эту основу может попасть вода, то ее материал не должен поддерживать гниения. Для покрытий специального назначения с особыми требованиями к стабильности размеров и прочности применяют нетканые первичные основы из полипропилена, полиэстера и полиамида. Пряжа ворса закрепляется в первичной основе слоем клеящего состава на основе латекса с наполнителем (мел, каолин, мраморная пыль). Слишком большое количество наполнителя в компаунде ведет к преждевременному старению ковра. Для придания покрытию специфических свойств в клеящий компаунд часто добавляют антимикробные антипиреновые и электропроводящие добавки. Латексным слоем приклеивается вторичная основа ковра. Здесь применяется большое количество различных материалов, которые определяют теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства покрытия, его упругость. Для вторичной основы применяют джутовую ткань, полипропиленовую сетку, латексную пену, ПВХ. Иногда применяют вторичные основы из синтетического войлока. Последние придают ковровому покрытию высокую тепло- и звукоизоляцию, но имеют меньшую прочность и стабильность размеров.

Самым ?экономичным? методом изготовления ковровых покрытий является иглопробивная технология. Кипа нарезанных волокон пробивается специальными иглами с зазубринами. Таким образом, нити переплетаются между собой, создавая прочную однородную структуру похожую на войлок. Для закрепления волокон материал с одной стороны фиксируется специальной грунтовкой. Иногда применяется дополнительная основа (чаще всего резина) для стабилизации размеров покрытия. Иглопробивные покрытия, как правило, изготавливаются из стопроцентного или смешанного полипропилена и используются в основном там, где требуется голая функциональность, повышенная износостойкость при минимальных затратах, так как в эстетичности и комфорте такие покрытия значительно уступают тафтинговым и уж тем более тканым коврам.

Пока еще не такой распространенной, но, безусловно, перспективной технологией является метод вплавления волокон (fusion bonding). Основой таких покрытий обычно служит подложка из ПВХ, армированная стекловолоконным материалом. В эту основу методом электростатического напыления вплавляется ворс покрытия, как правило, применяется нейлоновое волокно. В результате получается ковровое покрытие чрезвычайно высокой плотности. Благодаря высокой плотности ворса загрязнение практически не проникает в толщу ковра, значительно облегчая этим его уборку, к слову, такие покрытия допускают влажную уборку. Высокая плотность ковра влияет не только на функциональные, но и на эстетические качества: стыки полотен практически не заметны. Это дает возможность создавать интересные и сложные рисунки, тем более что края материала не осыпаются при резке, а армированная подложка обеспеч