Ковровые покрытия. Материалы. Структура. Виды ворса.

Волокна и пряжа

Основным материалом, необходимым для каждого текстильного изделия, является волокно. Волокна могут быть натурального или искусственного происхождения.

Волокна натурального происхождения

В свою очередь, они делятся на растительные и животные материалы. Среди натуральных растительных материалов для изготовления ковровых покрытий применяются такие, как лен, хлопок, джут, сизаль, кокосовые волокна и некоторые другие. Материалы животного происхождения это шелк и шерсть.

Материалы искусственного происхождения

Они могут быть на основе растительного (вискоза, резина) или минерального (стекловолокно, металлическое волокно) сырья, а также синтетическими. Сегодня, благодаря своим качествам, среди которых приемлемая стоимость, долговечность и особые технические свойства, все большую часть рынка завоевывают синтетические материалы (полипропилен (РР); полиамид или нейлон (РА); полиакрил (РАС); полиэфир или, как его часто называют, полиэстэр (PES)).

В настоящее время наиболее широко используются для производства ковровых покрытий полиамидное и полипропиленовое волокна, а также шерсть. Хлопок, полиакрил, полиэфир и вискоза используются в значительно меньших объемах. Разумеется, у каждого из материалов, применяемых для изготовления коврового ворса, есть свои достоинства и свои недостатки. Выбор конкретного вида зависит от того, где будет использоваться данное ковровое покрытие.

Шерсть

Овечья шерсть — традиционное волокно для производства ковров. Общеизвестно, что Австралия — крупнейший производитель шерсти в мире. Однако это верно только для шерсти, используемой для обивочных тканей и одежды, а шерсть для изготовления ковров производится, в основном, в Новой Зеландии и Великобритании.

Качество шерсти зависит от того, с какого участка тела овцы она взята; от здоровья и питания овец; климатических условий, в которых они выращивались. Все это объясняет важность тщательной сортировки шерсти перед дальнейшим использованием. После сортировки шерсть должна быть очищена и вымыта для удаления пыли, грязи и натуральных жиров. Только после этого волокна шерсти могут подвергаться прядению. Шерстяная пряжа состоит из отдельных шерстинок, спряденных в непрерывную нить. Качество коврового покрытия зависит не только от вида шерсти, но и от метода прядения.

К несомненным достоинствам шерстяного ковра можно отнести: экологическую безопасность, комфортность, низкую теплопроводность, а также высокие противопожарные показатели. Недостатки: высокая стоимость, подверженность накапливанию статического заряда, низкая устойчивость к загрязнениям. Также шерсть, в отличие от синтетических волокон, хуже поддаются окраске, поэтому изделия из чистой шерсти преимущественно натуральных, спокойных тонов.

Современные производители шерстяных ковровых покрытий научились компенсировать ряд вышеперечисленных недостатков натурального волокна специальными методами. Применяются специальные грязеотталкивающие, антистатические и противопаразитные пропитки ворса. Комбинирование шерстяной пряжи и синтетических волокон (обычно — 80% шерсти и 20% синтетики) позволяет, сохраняя преимущества натурального покрытия, повысить износостойкость коврового покрытия.

Полиамидное волокно (нейлон)

Полиамидное волокно или нейлон является самым дорогим синтетическим материалом, но при этом и наиболее распространенным. Это объясняется его свойствами, которые закладываются в процессе производства на молекулярном уровне: упругость, износостойкость, антистатичность и высокие противопожарные показатели. Хорошо окрашивается, что позволяет создавать широкую цветовую гамму.

Для повышения эксплуатационных качеств (антистатичность, лёгкость в уборке), волокно обрабатывается специальными химическими составами. Различные формы сечения волокна позволяют достичь эффекта «незаметности» грязи, а также «световой игры» самого покрытия. В чистом виде полиамид имеет «стеклянный» блеск, поэтому в процессе производства в него вводятся добавки, нейтрализующие этот недостаток.

По своим эксплуатационным свойствам полиамид нашел широкое применение как в производстве офисных, так и домашних ковровых покрытий. В зависимости от дизайна и плотности они могут использоваться в помещениях с любым функциональным назначением. Полиамид, в отличие от полипропилена, обладает высокой упругостью и стойкостью на излом, в результате чего в основном он используется для производства ковровых покрытий с резаным ворсом.

Полиамид можно использовать как в «чистом» виде, так и в качестве добавки к другим материалам, например, шерсти.

Полипропиленовое волокно

Вместе с полиэфирными волокнами (PES) полипропиленовое волокно (РР) относится к классу химических веществ, называемых полиолефинами. Эти вещества химически инертны, имеют довольно простую молекулярную структуру. Полипропиленовое волокно не может быть окрашено ни одним из традиционных красителей из-за своей химической инертности. Молекулы волокна не содержат реакционных групп, а его структура достаточно плотна, так что молекулы красителя не могут проникнуть в волокно. Таким образом, красители добавляются в полипропиленовое волокно непосредственно перед экструзией, то есть пряжа должна быть окрашена до изготовления коврового покрытия. Благодаря этому покрытия из полипропилена всегда цветоустойчивы, они не выцветают, хотя их цветовая гамма не отличается особым разнообразием. Полипропилен не боится веществ на водной основе (вино, лимонад), однако маслянистые вещества (например, крем от торта или майонез) представляют для него серьезную опасность.

Полипропилен является материалом, изначально обладающим антистатичностью, что позволяет не обрабатывать его антистатиком (но по мере загрязнения волокна утрачивают это свойство). Преимущество этого волокна также в его дешевизне. Полипропилен дешевле полиамида, не говоря уже о шерсти. Основными недостатками полипропилена являются:

• невысокая температура плавления — он плавится уже при температуре 165°С, что обуславливает опасность этого материала при пожаре
• низкая износостойкость, а точнее упругость, что не позволяет производить из полипропилена ковровые покрытия высокого качества с разрезным ворсом, так как ворс достаточно быстро приминается и не восстанавливается.

Таким образом, полипропилен в настоящее время получил применение в производстве недорогих ковровых покрытий с преимущественно петлевым ворсом.

Полиэфирное волокно (полиэстер)

Полиэфирное волокно впервые было использовано для производства ковров в 60-х годах нашего столетия. Его применение зависело от некоторых технических проблем окраски. Сегодня при помощи дорогостоящих красящих веществ невосприимчивость к окраске может быть сильно снижена, а для определенных типов полиэстеровых волокон совсем исключена. В отношении износостойкости это волокно значительно отстает от полиамида, однако более комфортное и выглядит похожим на шерсть. В некоторых случаях возможна смесь с полиамидом с целью улучшения свойств изделий, изготавливаемых из полученного волокна.

Полиэстеровые волокна особенно подходят для производства бытовых ковровых покрытий с достаточной массой ворса.

Акриловое волокно

В 50-х годах XX века акрил занял значительное место на рынке, т. к. изделия из него поразительно схожи с шерстяными. Но, к сожалению, акрил не может быть окрашен с помощью некоторых современных красящих технологий, которые позволяют снизить затраты на производство. Этот материал чаще используют в Северной Америке, а в Европе его использование, в основном, ограничено производством пледов, ковриков из смешанных волокон.

Акрил — мягкий и податливый материал, на ощупь напоминает шерсть, достаточно дешев в производстве, но он имеет тенденцию к скатыванию в катыши. Применение акриловых волокон позволяет производить элегантные имитации шерсти с рекомендацией использования в бытовых помещениях. Акрил обладает средней устойчивостью к истиранию, которая значительно ниже, чем у изделий из полиамида. Поэтому часто его применяют в соединении с другими волокнами, которые значительно увеличивают устойчивость коврового покрытия к истиранию.

От волокна к пряже

Как уже говорилось выше, в производстве ковровых покрытий используется пряжа, как из природных, так и из синтетических волокон. Природные волокна имеют ограниченную длину, и им нужно пройти стадию прядения (т. е. сначала получить пряжу) для дальнейшего использования в коврах. Синтетические волокна позволяют получать как непрерывную (комплексную) или, как ее еще называют, филаментную нить (BCF), так и штапель (волокно), из которого затем получается пряжа.

С развитием органической химии расширялось использование синтетических волокон. Сначала люди попытались полностью «повторить» природу, используя в качестве сырья материалы похожей структуры, именно так возникли волокна на основе целлюлозы. В конце концов, химики изготовили полностью новые волокна с совершенно новыми характеристиками, непохожими на те, которые присущи природным волокнам. Синтетические волокна — наиболее используемые в настоящее время.

Очень часто пряжа используется в крученом виде, две или более нити (одного или разных цветов) скручиваются в одну, более толстую. Это позволяет производителю получать специальные технические или эстетические результаты. Для предотвращения распускания пряжу подвергают специальной тепловой обработке.

Структура ковровых покрытий

Структура коврового покрытия состоит из следующих слоев: ворс, первичная основа, закрепляющий слой и вторичная основа.

Рассмотрим назначение и свойства каждого слоя.

Первичная основа

Первичная основа используется во всех видах коврового покрытия, произведенных методом тафтинга. Она закрепляет ворс и обеспечивает стабильность формы. Может быть тканой или нетканой.

На данном этапе производства (соединение ворса с первичной основой) нить сидит в основе еще не прочно и может быть легко извлечена из нее. Для предотвращения этого петли полуготового коврового покрытия необходимо зафиксировать в основе путем нанесения закрепляющего слоя и вторичной основы.

Закрепляющий слой

Для превращения полуготового коврового покрытия в пригодное к использованию изделие необходимо прочно зафиксировать нити коврового ворса. Для этого наносят специальный закрепляющий состав (клеящий компаунд).

В качестве клеящего компаунда используется латекс — дисперсионный материал на основе поливинилацетата, поливинилхлорида, полиуретана, полиакрилата. Для того чтобы придать ковровому покрытию антистатические свойства и огнеупорные характеристики, в латекс вводят добавки, обеспечивающие наличие у ковров этих дополнительных свойств.

Кроме фиксации петель, латексирование имеет огромное значение для придания прочности покрытию, что является чрезвычайно важным, т. к. ковровое покрытие подвергается значительным нагрузкам в процессе эксплуатации.

Одним из способов проверки соответствия коврового покрытия требованиям прочности является способ Кастора (испытание креслом на колесиках). В ходе этого испытания имитируется воздействие на ковер офисного кресла на колесиках, что позволяет оценить не только прочность первичной основы с нанесенной грунтовкой, но и качество материала, из которого изготовлен ворс ковра.

Тафтинговые ковровые покрытия всегда латексируются независимо от типа вторичной основы.

Вторичная основа

После нанесения закрепляющего слоя наносится вторичная основа — видимый с изнанки слой, который будет непосредственно соприкасаться с полом. Она придает ковровому покрытию дополнительные качества — сопротивление усадке, упругость, эластичность, износостойкость, звуко и теплоизоляцию, сопротивление скольжению.

Существуют следующие виды вторичной основы: натуральный джут, искусственный джут, войлок, тканевая основа, резина и другие.

Натуральный джут — экологически чистый материал. Имеет ряд недостатков. При длительной эксплуатации происходит истирание волокон джута и разрушение грунтовочного слоя. При попадании влаги на натуральный джут он, во-первых, дает усадку, что приводит к изменению линейных размеров коврового покрытия (на поверхности появляются «волны» и складки), а во-вторых, возможно гниение, образование плесени, разложение нитей (что в конечном итоге опять же ведет к разрушению грунтовочного слоя и, соответственно, ослаблению закрепления нитей).

Искусственный джут изготавливается обычно из полипропилена и очень редко из смешанных синтетических волокон. Его преимуществом по сравнению с натуральным джутом является влагоустойчивость, лёгкость и пластичность. При попадании влаги никаких изменений не происходит, материал не дает усадки, что позволяет ковровому покрытию сохранять свои размеры, не истирается, не подвергается разложению, и т. д.

Вспененная резина. Ковровые покрытия на вспененной основе были популярны в 70-е и 80-е годы в Европе. Объяснение этому факту можно найти, ознакомившись с преимуществами и недостатками данного вида основы. К преимуществам относятся: дополнительная звуко и теплоизоляция, ощущение мягкости и комфорта даже при незначительной высоте ворса и плотности набивки. Плотное прилегание покрытия к поверхности пола и, как следствие, отсутствие складок и морщин на поверхности.

Рассмотрим недостатки, присущие ковровым покрытиям на вспененной основе. Такая основа имеет склонность к прилипанию к поверхности пола, и поэтому вероятность перемещения покрытия без повреждения основы очень мала. Одним словом — ковровое покрытие с подобным типом основы укладывается один раз. Через 2–3 года после укладки коврового покрытия начинается процесс высыхания, и резина начинает крошиться. Следствием этого является появление вмятых «дорожек» на поверхности.

Искусственный войлок с успехом заменяет вспененную основу, сохраняя её плюсы.

Натуральный войлок, как и любое натуральное сырье, обладает рядом существенных недостатков — запах, образование плесени во влажном состоянии, необходимость обработки антистатическими средствами, и т. д. В настоящее время войлок в качестве основы при промышленном производстве ковровых покрытий практически не используется, но он послужил прототипом современной, очень перспективной вторичной основы — искусственного войлока.

Основным отличием этого вида основы от натурального войлока является то, что она изготавливается из полипропилена, а не из шерсти. Для придания основе водо и пылеотталкивающих свойств дополнительно делается пропитка специальными средствами. Искусственный войлок обладает высокими теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами.

Тканевая основа представляет собой плотный тканый материал и изготавливается, как правило, из полипропилена. К её достоинствам можно отнести высокую прочность в сочетании с мягкостью на ощупь. Ковровое покрытие с такой основой не повредит основание, на которое оно будет уложено (например, паркет).

Виды ворса

В современном производстве распространены три основных типа тафтинговых ковровых покрытий: с петлевым, резаным ворсом и комбинированные.

Петлевой ворс

Одноуровневая петля. Ковровые покрытия с петлевым ворсом — это ковровые покрытия, ворс которых представляет собой неразрезанные петли одинаковой высоты.

Такие покрытия могут быть как однотонными, так и с нанесённым печатным рисунком. В зависимости от плотности и применяемого материала покрытия с петлевым ворсом могут быть использованы как в бытовых, так и общественных помещениях.

Скульптурно-петлевой ворс (разноуровневая петля). Это ковровое покрытие, петли в котором сделаны различной высоты, за счет чего создается определённая фактура.

Ворс такого покрытия может быть как однотонным, так и многоцветным. Для этого используют пряжу, окрашенную в разные цвета. Комбинацией цветов и фактур достигается многообразие дизайнов коврового покрытия. Покрытия со скульптурно-петлевым ворсом, как правило, имеют бытовое назначение.

Стриженый петлевой ворс (Скролл). Является разновидностью покрытий со скульптурно-петлевым ворсом. Дополнительной технологической операцией является «распушение» петель большей высоты. Покрытия с таким ворсом имеют бытовое предназначение.

Резаный ворс

Ковровые покрытия с резаным ворсом — это ковровые покрытия, ворс которых представляет собой разрезанные петли, подстриженные на одну высоту. Могут быть однотонными, с печатным рисунком, с меланжевой окраской. Как правило, изготавливаются из скрученной термически обработанной пряжи.

В зависимости от плотности, высоты ворса, применяемого материала велюровые покрытия могут быть предназначены как для бытовых, так и общественных помещений.

«Фризе». Это покрытие, сделанное из высокой скрученной, термически обработанной пряжи. Ковровое покрытие такого типа долговечно, устойчиво к истиранию и сминанию, сильно скрученный ворс ковровых покрытий «фризе» помогает скрыть следы шагов и загрязнения. Покрытие хорошо чистится и относительно недорого.

«Саксони». Тоже из крученой термофиксированной пряжи. Это самый дорогой и самый популярный на Западе тип ворса. Нить сильно скручена и не просто разрезана, а заточена как карандаш, поэтому ворсинки не сливаются друг с другом и сохраняют вертикальное положение. Это создает эффект шерстяного ковра.

«Шэг». Это разновидность «саксони» с очень высоким и грубым ворсом. Высота ворса такого ковра может достигать 30–40 мм. Покрытие имеет самый высокий ворс из всех ковров со стриженым ворсом. Между стежками довольно большие расстояния, так что ворс падает. Поэтому ковровые покрытия такого типа не могут применяться в местах большого движения. Также затруднена их чистка. Из-за расхода большого количества пряжи хорошие ковровые покрытия «шэг» дороги.

«Велюр». Так же является разновидностью покрытий с резаным ворсом. Имеют небольшую высоту ворса (около 5 мм) и высокую плотность набивки. После стрижки ворс покрытия распушается и создает однородную, гладкую, похожую на бархат поверхность. В зависимости от плотности и применяемого материала велюровые покрытия могут быть предназначены как для бытовых, так и общественных помещений. Этот тип покрытий, благодаря низкой высоте ворса и высокой плотности, лёгок в уходе, хотя на велюре, особенно однотонном, хорошо заметны следы шагов и загрязнения. Скрыть это помогает меланжевая окраска или печатный рисунок.

Резаный петлевой ворс (комбинированный ворс)

Покрытия с резаным петлевым ворсом изготавливаются в процессе дальнейшей обработки петлевого коврового многоуровневого покрытия. Петли самой высокой высоты подстригаются после прошивки. Такие ковровые покрытия имеют, в основном, бытовое предназначение. В классическом варианте ворс с разрезными петлями всегда выше, чем неразрезные петли.

Однако существует и одноуровневый ворс такого типа.

При производстве такого покрытия используется специальный крючок с запрограммированными функциями образования петель и их разрезания, вытягивающий не подлежащую разрезанию петлю до уровня разрезанного ворса.

Путем комбинирования этой техники с использованием моделирующих приспособлений для создания высокой или низкой структуры, создается удивительное разнообразие современных моделей.