El Instituto de Alfombras y Tapetes

Las alfombras tejidas a mano o anudadas a mano se originaron varios siglos antes de Cristo en Persia. La primera fábrica de alfombras tejidas de EE. UU. se construyó en 1791 en Filadelfia. En 1839, la industria fue remodelada con la invención del telar mecánico de Erastus Bigelow. La mayoría de las alfombras se fabrican a máquina en molinos modernos mediante uno de dos procesos: tufted or tejida.

La alfombra tufting es ahora el método predominante de producción de alfombras. En los Estados Unidos, por ejemplo, aproximadamente el 96 % de todas las alfombras se fabrican a máquina, un proceso que se desarrolló a partir de la fabricación de cubrecamas con mechones en el noroeste de Georgia. La alfombra con mechón insertado se fabrica insertando un hilo de pelo en una tela de respaldo principal (generalmente polipropileno) y luego uniendo una tela de respaldo secundaria con látex sintético para mantener los hilos en su lugar y unir los respaldos entre sí, agregando estabilidad a la alfombra.

Construcción de alfombras

Tufting a máquina

La máquina de mechones se compone de cientos de agujas (hasta 2,400) en una barra horizontal a lo ancho de la máquina (ver figura 1). La fileta, o hilo en conos dispuestos en bastidores, se pasa por encima de la cabeza a través de tubos guía de pequeño diámetro a las agujas de la máquina en un jerker bar. Generalmente, se proporcionan dos carretes de hilo para cada aguja. El extremo del hilo del primer carrete se empalma con el extremo delantero del segundo, de modo que cuando se ha usado hilo del primer carrete, se suministra hilo del segundo sin detener la máquina. Se proporciona un tubo guía para cada extremo del hilo, para evitar que los hilos se enreden. Los hilos pasan a través de una serie de guías fijas alineadas verticalmente unidas al cuerpo de la máquina y una guía ubicada en el extremo de un brazo que se extiende desde la barra de agujas móvil de la máquina. Cuando la barra de agujas se mueve hacia arriba y hacia abajo, la relación entre las dos guías cambia. El producto tufting utilizado para alfombras residenciales se muestra en la figura 2.

Figura 1. Máquina tufting

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Figura 2. Perfil de alfombra residencial

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La barra jerker recoge el hilo suelto entregado durante el movimiento ascendente de las agujas. Los hilos se enhebran a través de sus respectivas agujas en la barra de agujas. Las agujas funcionan simultáneamente a 500 o más golpes por minuto en un movimiento alternativo vertical. Una máquina tufting puede producir de 1,000 a 2,000 metros cuadrados de alfombra en 8 horas de funcionamiento.

El respaldo principal en el que se insertan los hilos se suministra desde un rollo ubicado en el frente de la máquina. La velocidad del rollo de respaldo de la alfombra controla la longitud de la puntada y el número de puntadas por pulgada. El número de agujas en el ancho por pulgada o cm de la máquina determina el calibre de la tela, como calibre 3/16 o calibre 5/32.

Debajo de la placa de agujas de la máquina de hacer mechones se encuentran los enlazadores o combinaciones de enlazador y cuchilla, que recogen y retienen momentáneamente los hilos transportados por las agujas. Al formar una pila de bucles, se colocan bucles en forma de palos de hockey invertidos en la máquina de modo que los bucles de pelo formados se alejen de los bucles a medida que el respaldo avanza a través de la máquina.

Los bucleadores para pelo cortado tienen forma de "C" invertida, con una superficie de corte en el borde interior superior de la forma de media luna. Se utilizan en combinación con cuchillos que tienen un filo rectificado en un extremo. A medida que el respaldo avanza a través de la máquina hacia las lanzaderas de pelo cortado, los hilos recogidos de las agujas se cortan con una acción similar a la de una tijera entre la lanzadera y el filo de la cuchilla. La figura 3 y la figura 4 muestran los mechones en un respaldo y los tipos de bucles disponibles.

Figura 3. Perfil de alfombra comercial

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Figura 4. Bucle de nivel; corte y lazo; peluche de terciopelo; Sajonia

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Tejido

La alfombra tejida tiene un hilo de superficie de pelo tejido simultáneamente con hilos de urdimbre y trama que forman el respaldo integrado. Los hilos de respaldo suelen ser de yute, algodón o polipropileno. Los hilos de pelo pueden ser de lana, algodón o cualquiera de las fibras sintéticas, como nailon, poliéster, polipropileno, acrílico, etc. Se aplica un recubrimiento posterior para agregar estabilidad; sin embargo, un respaldo secundario es innecesario y rara vez se aplica. Las variaciones de la alfombra tejida incluyen terciopelo, Wilton y Axminster.

Existen otros métodos para hacer alfombras (tejidas, punzonadas, unidas por fusión), pero esos métodos se usan con menos frecuencia y para mercados más especializados.

Producción de fibra e hilo

La alfombra se fabrica principalmente con hilos sintéticos (nylon, polipropileno (olefina) y poliéster) con cantidades menores de acrílico, lana, algodón y mezclas de cualquiera de estos hilos. En la década de 1960, las fibras sintéticas se hicieron predominantes porque brindan un producto duradero y de calidad a un precio asequible.

Los hilos sintéticos se forman mediante la extrusión de un polímero fundido forzado a través de los pequeños orificios de una placa de metal o hilera. Los aditivos para el polímero fundido pueden proporcionar un color teñido en solución o fibras menos transparentes, más blancas y más duraderas y varios otros atributos de rendimiento. Después de que los filamentos emergen de la hilera, se enfrían, estiran y texturizan.

Las fibras sintéticas se pueden extruir en diferentes formas o secciones transversales, como redondas, trilobulares, pentalobulares, octalobulares o cuadradas, según el diseño y la forma de los orificios de la hilera. Estas formas transversales pueden afectar muchas propiedades de la alfombra, incluido el brillo, el volumen, la retención de la textura y la capacidad de ocultar la suciedad.

Después de la extrusión de la fibra, los tratamientos posteriores, como el estirado y el recocido (calentamiento/enfriamiento), aumentan la resistencia a la tracción y, en general, mejoran las propiedades físicas de la fibra. Luego, el haz de filamentos pasa por un proceso de engarzado o texturizado, que convierte los filamentos rectos en fibras con una configuración retorcida, rizada o de dientes de sierra repetitiva.

El hilo se puede producir como filamento continuo a granel (BCF) o como fibra corta. El BCF es hebras continuas de fibra sintética formadas en paquetes de hilo. El hilo extruido se fabrica enrollando el número adecuado de filamentos para el denier de hilo deseado directamente en los paquetes de "recogida".

Las fibras cortadas se convierten en hilos hilados mediante procesos de hilado de hilos textiles. Cuando se produce fibra cortada, se extruyen grandes haces de fibra llamados "estopa". Después del proceso de rizado, el cable se corta en fibras de 10 a 20 cm de longitud. Hay tres pasos críticos de preparación (mezcla, cardado y estirado) antes de hilar las fibras cortadas. La mezcla mezcla cuidadosamente fardos de fibra cortada para garantizar que las fibras se entremezclen de manera que no se produzcan rayas en el hilo en las operaciones de teñido posteriores. El cardado endereza las fibras y las coloca en una configuración de astilla continua (similar a una cuerda). El estiraje tiene tres funciones principales: mezcla las fibras, las coloca en forma paralela y continúa disminuyendo el peso por unidad de longitud del paquete total de fibras para facilitar el hilado en el hilo final.

Después del hilado, que reduce la astilla al tamaño de hilo deseado, el hilo se dobla y se retuerce para proporcionar varios efectos. Luego, el hilo se enrolla en conos de hilo para prepararlo para los procesos de termofijado y torsión del hilo.

Técnicas de coloración

Debido a que las fibras sintéticas tienen varias formas, toman los colorantes de manera diferente y pueden tener diferentes características de rendimiento de coloración. Las fibras de un mismo tipo genérico pueden ser tratadas o modificadas para que cambie su afinidad por ciertos tintes, produciendo un efecto multicolor o bicolor.

La coloración de las alfombras se puede lograr en dos momentos posibles del proceso de fabricación: teñir la fibra o el hilo antes de teñir la tela (pre-teñido) o teñir la tela con mechones (post-teñido de productos crudos) antes de la aplicación de el respaldo secundario y el proceso de acabado. Los métodos de teñido previo incluyen el teñido en solución, el teñido en stock y el teñido en hilo. Los métodos posteriores al teñido incluyen el teñido en pieza, la aplicación de color de un baño de tinte acuoso sobre una alfombra sin terminar; Beck Tinting, que maneja lotes de crudo de aproximadamente 150 metros lineales; y teñido continuo, un proceso continuo de teñido en cantidades casi ilimitadas mediante la distribución del tinte con un aplicador de inyección en todo el ancho de la alfombra a medida que se mueve en forma abierta debajo del aplicador. La impresión de alfombras utiliza maquinaria que es esencialmente un equipo de impresión textil modificado y agrandado. Se utilizan tanto impresoras planas como rotativas.

Acabado de alfombras

El acabado de alfombras tiene tres propósitos distintos: anclar los mechones individuales en el respaldo principal, adherir el respaldo primario con mechones a un respaldo secundario y cortar y limpiar el pelo de la superficie para dar una apariencia superficial atractiva. Agregar un material de respaldo secundario, como polipropileno tejido, yute o material acolchado adjunto, agrega estabilidad dimensional a la alfombra.

En primer lugar, se recubre la parte posterior de la alfombra, generalmente por medio de un rodillo que gira en una mezcla de látex sintético, y el látex se extiende con una rasqueta. El látex es una solución viscosa, normalmente de 8,000 a 15,000 centiposas de viscosidad. Normalmente, se aplican entre 22 y 28 onzas (625–795 g) de látex por yarda cuadrada.

Un rollo separado de respaldo secundario se coloca con cuidado sobre el revestimiento de látex. Luego, los dos materiales se presionan juntos con cuidado mediante un rodillo de unión. Este laminado, que queda plano y sin doblar, pasa luego por un horno largo, generalmente de 24 a 49 m de largo, donde se seca y se cura a temperaturas de 115 a 150 C durante 2 a 5 minutos a través de tres zonas de calentamiento. Una alta tasa de evaporación es importante para el secado de alfombras, con aire caliente forzado moviéndose a lo largo de zonas de calentamiento controladas con precisión.

Para limpiar los hilos de la superficie que pueden haber desarrollado pelusa en las puntas de la fibra durante las etapas de teñido y acabado, la alfombra se corta ligeramente. La cizalla es una unidad que cepilla enérgicamente el pelo de la alfombra para que quede erguido y uniforme; pasa la alfombra a través de una serie de cuchillos giratorios o cuchillas que cortan o cortan las puntas de la fibra a una altura ajustable y precisa. Dos o cuatro cuchillas de corte funcionan en tándem. La “doble cizalla” tiene un juego doble de cepillos de cerdas duras o de nailon y dos cabezales de cuchillas de cizalla por unidad, que se usan en tándem.

La alfombra pasa por un intenso proceso de inspección y se empaqueta y almacena, o se corta, empaqueta y envía.

Prácticas seguras en fábricas de alfombras

Las fábricas modernas de alfombras e hilados brindan políticas de seguridad, monitoreo del desempeño de seguridad y, cuando es necesario, una investigación de accidentes rápida y exhaustiva. La maquinaria de fabricación de alfombras está bien protegida para proteger a los empleados. Mantener el equipo reparado y seguro es de primordial importancia para mejorar la calidad y la productividad y para la protección de los trabajadores.

Los trabajadores deben estar capacitados en el uso seguro de equipos eléctricos y prácticas de trabajo para evitar lesiones resultantes de la puesta en marcha inesperada de las máquinas. Necesitan capacitación para reconocer las fuentes de energía peligrosas, el tipo y la magnitud de la energía disponible y los métodos necesarios para el aislamiento y control de la energía. También deben estar capacitados para distinguir las partes vivas expuestas de otras partes del equipo eléctrico; para determinar la tensión nominal de las partes expuestas y energizadas; y conocer las distancias de separación requeridas y los voltajes correspondientes. En las áreas donde estará vigente el bloqueo/etiquetado, se instruye a los empleados sobre la prohibición de reiniciar o volver a energizar el equipo.

Cuando se utilicen equipos más antiguos, se deben realizar inspecciones cuidadosas con frecuencia y se deben realizar actualizaciones cuando sea aconsejable. Los ejes giratorios, las correas en V y las poleas, las cadenas y las ruedas dentadas, y los polipastos y aparejos aéreos deben inspeccionarse periódicamente y deben instalarse protecciones siempre que sea posible.

Debido a que los carros de hilo empujados a mano se utilizan para mover el material en una hilandería, y debido a que los desechos o pelusas (los desechos de la producción de hilo) se acumulan en el piso, las ruedas de los carros de hilo deben mantenerse limpias y libres para rodar.

Los empleados deben estar capacitados en el uso seguro del aire comprimido, que se usa con frecuencia en los procedimientos de limpieza.

Las carretillas elevadoras, ya sean eléctricas o de propano, se utilizan en todas las instalaciones de fabricación y almacenamiento de alfombras. El mantenimiento adecuado y la atención al reabastecimiento de combustible seguro, el cambio de batería, etc., son esenciales. Debido a que se utilizan carretillas elevadoras de horquilla donde trabaja otro personal, se pueden emplear varias formas de evitar accidentes (p. ej., pasillos reservados exclusivamente para los trabajadores, en los que las carretillas están prohibidas); señales de alto portátiles donde los empleados deben trabajar en pasillos con mucho tráfico de montacargas; limitar las áreas de almacén/muelle de embarque a los operadores de montacargas y al personal de embarque; y/o instituir un sistema de tráfico de un solo sentido.

El rediseño de las máquinas para minimizar los movimientos repetitivos debería ayudar a reducir la incidencia de lesiones por movimientos repetitivos. También puede ser útil animar a los trabajadores a que practiquen regularmente ejercicios sencillos de manos y muñecas junto con descansos adecuados en el trabajo y cambios frecuentes en las tareas laborales.

Las lesiones musculoesqueléticas por levantar y transportar pueden reducirse mediante el uso de dispositivos mecánicos de elevación, carretillas de mano y carros rodantes, y apilando materiales en plataformas o mesas y, cuando sea posible, manteniendo su volumen y peso en dimensiones más manejables. La capacitación en técnicas adecuadas de levantamiento y ejercicios de fortalecimiento muscular también puede ser útil, especialmente para los trabajadores que regresan después de un episodio de dolor de espalda.

Se recomienda un programa de conservación de la audición para evitar lesiones por los niveles de ruido creados en algunas operaciones de la planta. Las encuestas de nivel de sonido del equipo de fabricación identificarán aquellas áreas en las que los controles de ingeniería no son lo suficientemente efectivos y en las que se puede requerir que los trabajadores usen equipo de protección auditiva y se sometan a pruebas audiométricas anuales.

Los molinos deben cumplir con los estándares actuales de ventilación y escape de calor, pelusa y polvo.

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