改善涤纶针刺地毯防滑性的研究

彭景洋 刘 亚

(天津工业大学纺织学院，天津，300160)

改善涤纶针刺地毯防滑性的研究

彭景洋 刘 亚

(天津工业大学纺织学院，天津，300160)

针对针刺地毯在应用过程中防滑性不够的问题，通过与PVC板材的复合减少滑动性，并通过黏合剂的选择与合适的处理方法来增强产品的层间黏合强力，减少使用时的分层现象，以提高针刺地毯的防滑性。

针刺地毯，防滑性，黏合剂，复合

针刺是众多地毯生产工艺中的一种。与机织地毯、缝编地毯、经编地毯、簇绒地毯相比，针刺地毯具有生产效率高、生产成本低的特点，还具有吸收噪声、保暖减震、防滑等特点［1］，广泛应用于家居领域，如居室餐厅、过道、浴室防滑以及用作厨房垫、门垫等，也可用于商业、公共场所等地。公共场所人员流动频繁，老年人、儿童出入较多，因此对地毯的防滑性要求相对较高;出入汽车时，车厢内放置地毯能有效地缓冲脚步，增大摩擦力，维持人体平衡，减少滑倒和跌伤的可能性［2］，因此对地毯的防滑性也有一定的要求。

单一的涤纶针刺地毯防滑性并不都能达到市场所要求的标准，需要对其进行处理来增加产品的防滑性。一般现有市场的产品大多数采用背衬涂层胶乳与石粉的混合物以增加产品的质量，提高其防滑性，但该方法存在一定的问题，多次使用后会出现地毯基布与涂层分离、涂层的石粉胶乳混合物会出现严重的掉粉现象［3］。因此，利用其他的复合及涂层技术进行改进，以较低的成本改善涤纶针刺地毯的防滑性能是一个值得研究的课题。

目前市场上有一些以聚氨酯(PU)发泡涂层的地毯产品，其防滑性能、涂层的剥离性能都很好，但是价格高成为其一大弊端，因此一些厂商改用软质聚氯乙烯(PVC)板材进行复合，使地毯增重，并利用PVC材料增加地毯的防滑性。但是利用PVC复合方法生产的地毯基布与PVC板材的黏合力不够，使用过程中容易出现分层现象。针对上述情况，本课题对涤纶针刺地毯与PVC板材的黏合工艺进行了研究，通过对多种黏合剂的试验，确定了比较适合的黏合剂品种，并通过对板材的表面处理达到增加黏合强力的目的。

1 试验原材料与产品性能测试

1.1 原料

3.3 dtex涤纶短纤，湖北赤壁市秋盛纤维有限公司;

丙烯酸类、PVC类黏合剂，广州化学试剂有限公司;

环己酮，广州化学试剂有限公司;

PVC板材，广东江门三江塑橡制品公司。

1.2 设备和仪器

土工布综合强力机YT010-50，温州市大荣纺织仪器有限公司;

电子强力机YG(B)026E，温州市大荣纺织仪器有限公司;

台湾懋昌非织造生产线，中国台湾懋昌投资股份有限公司。

1.3 产品性能测试

1.3.1 剥离强力

采用YG(B)026E电子强力机测试复合后地毯与PVC板材的黏结性能。试样尺寸20 cm×5 cm，预先剥离5 cm，强力机上夹持宽度为5 cm。每种样品测试3次，对最高剥离强力和平均剥离强力求均值。

1.3.2 防滑性试验

采用行走法和斜面法来测试地毯的防滑性能。

(1)行走法:取0.5 m2地毯样品，放置于干净的水泥地面上，通过人正常行走踩踏，测量其位移的距离，以比较其防滑性。图1是行走法测试滑动位移示意图。

图1 行走法测试滑动位移示意

(2)斜面法:采用光滑平面的铁板在水平地面上测样品的下滑角度。该测试方法参考日用鞋防滑性能的影响因素和测试方法［4］。图2是斜面法测试防滑性示意图。

图2 斜面法测试防滑性示意

2 黏合剂及溶剂的选择

PVC材料是一种应用比较广泛的产品，价格适中，分软质和硬质两种板材［5］。硬质板材质硬而脆，防滑性能不够好，不适宜作为涤纶针刺地毯的背衬复合材料，故采用软质板材进行复合［6］。由于该板材处于实验阶段，故所有产品均为小样。

2.1 黏合剂的选择

一般常用的地毯黏合剂是丙烯酸类黏合剂和PVC类黏合剂两种，应根据产品的性能要求选用。地毯基布与PVC材料复合，主要是利用PVC材料的防滑性能来增加地毯产品的防滑性，要求两种材料之间有很强的黏合力，因此应选用黏合力强的黏合剂。

为了对比上述两种黏合剂的黏合力，在黏合剂的施加过程中应该采用相同的工艺参数。两种黏合剂的上胶量都为150 g/m2［7］，用涂刷的方式将黏合剂涂覆于PVC材料上，再与涤纶针刺地毯压合20 s，然后进入 150℃的恒温鼓风烘箱烘燥3 min，取出样品在室温下冷却，待冷却后测试其黏合力。表1是用两种黏合剂复合产品的剥离强力。

表1 不同类型黏合剂复合产品的剥离强力

由表1可以看出，PVC类黏合剂比较合适，产品的剥离强力比较高。这是由于PVC黏合剂固化形成的材料与底材是同类材料，有更好的黏合性，因此本课题选用PVC类黏合剂作为主要黏合成分。

2.2 溶剂的选择

溶剂是黏合剂中重要的组成部分，一般用于配制主体材料(多为有机高分子物质)是固态或黏稠液体的黏合剂，高黏度的黏合剂不便施工，为了降低其黏度而加入合适的溶剂使其便于施工。溶剂还能增加黏合剂的润湿能力和分子的活动能力，从而提高黏合力。溶剂的选用要考虑如极性、挥发性、毒性和价格等很多因素。

根据相似相容规律和溶解度参数相似的规律，应选择与PVC材料溶解度相似的溶剂作为表面处理剂。根据常见聚合物的溶解度参数表和常见溶剂的溶解度参数［8］，环己酮的溶解度参数与PVC材料最为接近，所以采用环己酮作为PVC的表面处理剂。

在预处理过程中，环己酮施加量为50 g/m2，将环己酮均匀喷施到板材表面，待PVC板材与环己酮反应约20 s后，再按照上述PVC黏合剂的施加方法进行操作。表2是使用和不使用环己酮处理的产品的剥离强力数据比较。

表2 使用与不使用环己酮处理的产品剥离强力比较

由表2可以看出，环己酮的溶解作用大大提高了黏合剂胶层的黏结力。原因是环己酮有使PVC板材表面溶解的作用，PVC黏合剂固化形成的PVC固体与复合的PVC板材结为一体，而涤纶针刺地毯的表面通过轧压作用深入到胶层中，固化后成为板材中的一部分，从而大大提高了黏合力，使产品整体的结合性增强，在使用过程中不易出现分层的现象。

由此可知，采用环己酮预处理、经PVC黏合剂黏合制备的样品，经剥离试验后可见到许多纤维已经牢牢地黏固在PVC板材上，黏结效果非常好。

3 防滑性能研究

3.1 行走法测试结果

采用行走法测试防滑性能，行走时按照图1箭头方向，人随意行走通过地毯。分别测量未复合与复合PVC材料的涤纶针刺地毯原来在起始线上的一端经行走后滑动的距离。表3是行走法防滑性试验的结果。

表3 行走法防滑性能试验结果

3.2 斜面法测试结果

采用如图2所示的斜面法进行防滑性测试，其测试结果如表4所示。

表4 斜面法防滑性能测试结果

3.3 结果分析与讨论

通过上述两种方法测试结果均值的比较，可以看出复合后产品的防滑性有了显著的提高。这是因为PVC材料的复合增加了产品的质量，PVC材料的防滑性提高了整体产品的防滑性能。软质PVC材料与地面发生相对位移时产生较大的摩擦力，同时针刺地毯的表面也与鞋子之间产生很大的摩擦力，阻碍了复合地毯整体的移动，从而使人在行走或运动时都不会滑倒摔伤。黏合剂的施加和溶剂的合理应用使复合产品成为一个整体，在受力时复合产品有效地利用了PVC材料的防滑性。在实际应用时，尤其当地面有少量水等液体时，未复合的地毯防滑性明显下降，而复合了PVC板材的地毯的防滑性由于少量水对板材与地面之间形成了一定的黏附作用，防滑性不但没有下降，反而略有提高。

4 结论

(1)溶剂环己酮的合理应用可以增强PVC黏合剂的黏合力，使复合地毯的平均剥离强力由89.4 N提高到118.3 N，改善了产品的分层现象。

(2)通过PVC材料和地毯的复合可以增加产品的防滑性，两种方法的测试结果均表明防滑性能得到了很大的提高。

［1］冷纯廷.针刺起绒复合非织造布汽车内饰材料的生产工艺技术研究［J］.非织造布，2007(4):11-13.

［2］宋强.汽车用非织布地毯及其发展趋势［J］.纺织科技进展，2006(1):19-21.

［3］齐景霞，王蕾，王丽茹.机织地毯背衬胶乳的制备［J］.橡胶工业，2007(4):613-614.

［4］闵文乾，丁绍兰.日用鞋防滑性能的影响因素及检测方法［J］.检验检疫科学，2007(4):36-38.

［5］张剑，齐暑华，赵小玲，等.国内PVC材料所用胶粘剂概况［J］.化学与粘合，2004(2):100-104.

［6］焦晓宁，刘建勇.非织造布后整理［M］.北京:中国纺织出版社，2008.

［7］吕耀宏，朱祁庆.针刺地毯背衬粘合剂［J］.宁波化工，1989(1):14-15.

［8］程博闻.非织造布用粘合剂［M］.北京:中国纺织出版社，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，在读硕士研究生。主要从事功能性非织造材料的研究。