Виды волокон

Волокно — основной материал текстильного изделия, оно бывает натурального или искусственного происхождения.

Волокна натурального происхождения делаются из растительных и животных материалов. Среди натуральных растительных материалов используются лен, хлопок, джут, сизаль, кокосовые волокна и др. Материалы животного происхождения — шелк и шерсть.

Материалы искусственного происхождения — растительные (вискоза, резина), минеральные — стекловолокно, металлическое волокно, синтетические материалы:

• полипропилен (РР);
• полиамид (РА) или нейлон;
• полиакрил (РАС);
• полиэфир или, как его часто называют, полиэстер (PES).

В настоящее время наиболее широко используется полиамидное и полипропиленовое волокно, из природных материалов — шерсть. У каждого из материалов, применяемых для изготовления коврового ворса, есть свои достоинства и свои недостатки. Выбор зависит от того, где будет использоваться данное ковровое покрытие.

Полиамидное волокно (нейлон)

Полиамидное волокно или нейлон (создано DuPont в 1938 году) — самый дорогой синтетический материал, но при этом наиболее распространенный. Его преимущества: упругость, износостойкость, грязеотталкиваемость, антистатичность и высокие противопожарные показатели. Хорошо окрашивается, широкая цветовая гамма. Покрытия из нейлона характеризует простота ухода, разнообразие внешнего вида, пожаробезопасность Ковер длительное время сохраняет текстуру и цвет, ворс не приминается под тяжестью мебели и не изнашивается от интенсивного хождения.

Волокно покрывается грязезащитным составом (тефлоном), для придания волокну антистатических свойств на молекулярном уровне в него добавляются графитовые добавки, либо металлическое волоконце.

Различные формы сечения волокна позволяют достичь эффекта «незаметности» грязи, а также «световой игры» самого покрытия. Свойства волокна позволяют использовать различные способы обработки ворса, а соответственно и создание разнообразных коллекций ковровых покрытий.

Наиболее известные производители полиамидных волокон: BASF, DuPont (производит Antron®, антрон), Solutia. В зависимости от эксплуатационного назначения плотность ковровых покрытий из полиамида может быть от 28 до 80 унций и выше.

Полиамид нашел широкое применение в производстве офисных, и домашних ковровых покрытий. Его можно использовать как в чистом виде, так и в качестве добавки к другим материалам, например, шерсти или полипропилену.

Полипропиленовое волокно

Полипропилен — единственный материал, изначально обладающий антистатичностью. Преимущество этого волокна также в его дешевизне. Полипропилен дешевле шерсти и полиамида.

Материал химически инертен, красители добавляются в полипропиленовое волокно непосредственно перед экструзией. То есть пряжа должна быть окрашена до изготовления ковра. Покрытия из полипропилена не выцветают, хотя их цветовая гамма не отличается особым разнообразием.

Полипропилен имеет высокую пятностойкость. Он не боится веществ на водной основе (вино, лимонад), однако маслянистые вещества (например, крем от торта или майонез) представляют для него опасность.

К недостаткам полипропилена можно отнести низкую износостойкость и слабую пожаробезопасность. Полипропилен плавится уже при температуре 165 °С и быстро изнашивается, поэтому использование ковровых покрытий в общественных помещениях не рекомендуется.

Полиэфирное волокно (полиэстер)

Полиэфирное волокно используют для производства ковров с 60-х годов ХХ века. Его применение зависело от некоторых технических проблем окраски.

Волокно выглядит похожим на шерсть, существенно уступает по прочности полиамиду, но может с ним смешиваться с целью улучшения свойств изделий. В зависимости от добавок полиэстер может быть блестящим или матовым.

Полиэстеровые волокна подходят для комфорт-видов ковролинов с достаточной массой ворса.

Акриловое волокно

В 50-х годах ХХ века акрил стал очень популярен, т.к. изделия из него очень похожи на шерсть. Этот материал активно используют в США, в Европе из него в смеси с пропиленом делают пледы и ковры.

Акрил — мягкий и податливый материал, достаточно дешев в производстве, но имеет тенденцию к скатыванию в катыши (шарики), поэтому ковры требуют более частой уборки. Применение акриловых волокон позволяет производить элегантные имитации шерсти с рекомендацией использования в домашних условиях. Акрил обладает средней устойчивостью к истиранию, которая значительно ниже, чем у изделий из полиамида. Поэтому их часто соединяют.

Шерсть

Овечья шерсть — традиционное волокно для производства ковров. Австралия, Новая Зеландия и Великобритания — крупнейшие производители шерсти.

Качество шерсти зависит от:

• участка тела овцы, с которого она взята;
• от здоровья и питания овец; климатических условий.

Шерстяная пряжа состоит из отдельных шерстинок, спряденных в непрерывную нить. Качество ковра зависит не только от вида шерсти, но и от метода прядения. Некачественная шерстяная пряжа сильно вычесывается, и ковер из нее может «облысеть».

К несомненным достоинствам шерстяного ковра можно отнести:
прочность и упругость;

• эластичность ворса;
• низкую теплопроводность;
• высокие противопожарные показатели.

Недостатки:

• высокая стоимость;
• накапливает статический заряд;
• низкая пятностойкость;
• подверженность воздействию моли и плесени.

Современные производители шерстяных ковров научились компенсировать недостатки натурального волокна — применяются специальные грязеотталкивающие, антистатические и противомолевые пропитки ворса. Комбинирование шерсти и синтетических волокон (80% к 20%) позволяет повысить износостойкость.

Пряжа

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. Синтетические волокна позволяют получать непрерывную комплексную нить (BCF) или штапель (волокно), из которого затем получается пряжа. Синтетические волокна — наиболее используемые в настоящее время.

Основные этапы производства синтетической пряжи

Полимеризация и экструзия

Синтетическая пряжа производится с использованием процессов полимеризации и верчения (кручения) расплавов.

Синтетическим полимерам придают форму шариков или гранул, которые уже содержат УФ-стабилизаторы, подавляющие блеск реагенты и другие добавки. Исходные вещества закладываются в автоклав – «гигантскую скороварку» с большим давлением. Здесь происходит полимеризация. Находящиеся в расплаве молекулы ингредиента соединяются, образуя гигантскую цепочку, называемую линейным полимером. Экструзия – следующий этап. Расплавленный полимер прокачивают через решето (спинарет). Размер и форма отверстий спинарета определяет форму и размер поперечного сечения волокна, пышность ворса, грязеустойчивость и незаметность следов грязи.

Затем расплавленный полимер охлаждают воздухом или водой до образования твердых нитей. Получается волокно (штапель) и филаментная нить (BCF). После соединения волокон они готовы к третьей операции — протяжке.

На готовую пряжу наносят покрытие — низко концентрированный водный раствор или эмульсию натуральных или синтетических смазок.

Вытягивание/протяжка

Перед тем как нити наматываются на бобины, их вытягивают. Молекулярная структура полимера становится более линейной, нити — более прочными и крепкими.

Придание структуры (текстурирование)

Текстурирование — последняя операция в производстве ковровых волокон. Цель — придание большего объема и упругости пряже за счет превращения ее в «волнистую» и подготовка к окрашиванию. Волокна текстурируются при высокой температуре, которая фиксирует форму. Антистатические волокна, добавляемые в фирменные волокна, снижают заряд до уровня, безопасного для человека и офисных электронных устройств.

При производстве штапеля волокна смешиваются во вращающемся барабане. Чтобы обеспечить однородность пряжи, волокна из нескольких барабанов собираются вместе, протягиваются и текстурируются. После этого они подаются на дисковые ножи и разрезаются на куски определенной длины. Затем штапель пакуется и отправляется на ковровые фабрики, где из него сделают пряжу. При изготовлении филаментной нити все операции — один непрерывный процесс.

Обработка пряжи

Пряжа используется в крученом виде, две или более нити (одного или разных цветов) скручиваются в одну, более толстую. Это позволяет производителю получать новые технические или эстетические свойства. Использование крученой термофиксированной пряжи влияет на прочность и внешний вид ковра. На этой стадии могут использоваться окрашенные и неокрашенные волокна, в зависимости от типа ковра. В основном, используются две разные системы для получения нагретой пряжи. В первом случае пряжа сначала обрабатывается горячим паром, а затем при определенной температуре и давлении объем пряжи фиксируется. При другом способе пряжа подвергается сухому нагреванию, однако, в этом случае возникают проблемы с окраской твердыми красителями.