カーペットとラグ研究所
手織りまたは手結びのカーペットは、紀元前数世紀にペルシャで生まれました。 米国初の織りカーペット工場は、1791 年にフィラデルフィアで建設されました。 1839 年、エラストゥス・ビゲローが動力織機を発明したことで、産業は再編されました。 カーペットの大部分は、次の XNUMX つのプロセスのいずれかによって、最新の工場で機械製造されています。 房状 or 織り.
タフテッド カーペットは現在、カーペット製造の主要な方法です。 たとえば、米国では、すべてのカーペットの約 96% がマシン タフトであり、これはジョージア州北西部を中心としたタフト ベッドカバー製造から発展したプロセスです。 タフテッド カーペットは、パイル糸を一次裏地生地 (通常はポリプロピレン) に挿入し、合成ラテックスを使用して二次裏地生地を取り付けて糸を所定の位置に保持し、裏地を互いに取り付けて、カーペットに安定性を追加することによって作られます。
カーペット施工
マシンタフティング
タフティング マシンは、マシンの幅を横切る水平バーに数百本 (最大 2,400 本) の針で構成されています (図 1 を参照)。 クリール、またはラックに配置された円錐形の糸は、頭上で小径のガイド チューブを通って上にある機械の針に渡されます。 ジャーカー バー。 一般に、針ごとに 2 つの糸スプールが用意されています。 XNUMX番スプールの糸端とXNUMX番スプールの糸端が継ぎ合わされており、XNUMX番スプールの糸を使い終わったら、機械を止めずにXNUMX番スプールから糸を供給します。 糸が絡まるのを防ぐために、各糸端にガイドチューブが設けられています。 糸は、機械本体に取り付けられた一連の垂直に整列した固定ガイドと、機械の可動針棒から伸びるアームの端にあるガイドを通過します。 針棒が上下に動くと、XNUMX つのガイドの関係が変わります。 住宅用カーペットに使用されるタフテッド製品を図 XNUMX に示します。
図 1. タフティング マシン
カーペットと敷物協会
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ジャーカーバーは、針の上昇ストローク中に送られたたるんだ糸を取り上げます。 糸は、針棒のそれぞれの針に通されます。 針は、垂直方向の往復運動で毎分 500 回以上のストロークで同時に作動します。 タフティング マシンは、1,000 時間の稼働で 2,000 ～ 8 平方メートルのカーペットを生産できます。
糸が挿入される一次裏地は、機械の前にあるロールから供給されます。 カーペット裏地のロールの速度は、ステッチの長さと 3 インチあたりのステッチ数を制御します。 ミシンのインチまたはセンチメートルあたりの幅の針の数によって、16/5 ゲージまたは 32/XNUMX ゲージなどの布のゲージが決まります。
タフティングマシンの針板の下には、ルーパーまたはルーパーとナイフの組み合わせがあり、針によって運ばれた糸をつかんで一時的に保持します。 ループパイルを形成するとき、逆ホッケースティックのような形状のルーパーが機械に配置され、裏地が機械を通って前進するにつれて、形成されたパイルループがルーパーから離れます。
カットパイル用のルーパーは逆コの字型で、三日月形の内側上部にカット面があります。 片端が研ぎ刃になっている包丁と組み合わせて使用します。 裏地がカットパイル ルーパーに向かってマシンを進むと、針からピックアップされた糸が、ルーパーとナイフの刃先の間でハサミのような動作で切断されます。 図 3 と図 4 は、裏地のタフトと利用可能なループの種類を示しています。
図 3. 業務用カーペットのプロファイル
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図 4. レベル ループ。 カットアンドループ; ベルベットのぬいぐるみ; ザクセン
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ウィービング
織られたカーペットは、統合された裏地を形成する縦糸と横糸と同時に織られたパイル表面の糸を持っています。 裏地の糸は通常、ジュート、綿、またはポリプロピレンです。 パイル糸は、ウール、綿、またはナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、アクリルなどの合成繊維のいずれかです。 安定性を高めるためにバックコーティングが施されています。 ただし、セカンダリ バックは不要であり、めったに適用されません。 織りカーペットのバリエーションには、ベルベット、ウィルトン、アクスミンスターなどがあります。
ニット、ニードルパンチ、融着などのカーペットの製造方法は他にもありますが、これらの方法はあまり使用されておらず、より専門的な市場で使用されています。
繊維と糸の生産
カーペットは主に合成糸 (ナイロン、ポリプロピレン (オレフィン)、ポリエステル) から製造されており、アクリル、ウール、綿、およびこれらの糸のブレンドは少量です。 1960 年代には合成繊維が主流になりました。これは、手頃な価格帯で耐久性のある高品質の製品を提供できるためです。
合成糸は、溶融ポリマーを金属板または紡糸口金の小さな穴から押し出すことによって形成されます。 溶融ポリマーへの添加剤は、原液染色色または透明度の低い色、より白く、より耐久性のある繊維、およびその他のさまざまな性能属性を提供する場合があります。 フィラメントが紡糸口金から出た後、それらは冷却され、引き伸ばされ、テクスチャー加工されます。
合成繊維は、紡糸口金の穴の設計と形状に応じて、丸型、三葉型、五葉型、八葉型、または四角形など、さまざまな形状または断面で押し出すことができます。 これらの断面形状は、光沢、かさばり、風合いの保持、汚れを隠す能力など、カーペットの多くの特性に影響を与える可能性があります。
繊維の押出成形後、延伸やアニーリング (加熱/冷却) などの後処理により、引張強度が向上し、一般的に繊維の物理的特性が向上します。 次に、フィラメントの束はクリンピングまたはテクスチャリング プロセスを経て、まっすぐなフィラメントが、ねじれた、カールした、または鋸歯状の構成が繰り返される繊維に変換されます。
ヤーンは、バルク連続フィラメント (BCF) またはステープルとして製造できます。 BCF は、糸の束に形成された合成繊維の連続ストランドです。 押し出し糸は、目的の糸のデニールに適切な数のフィラメントを「巻き取り」パッケージに直接巻き付けることによって作られます。
短繊維は、紡績糸の紡績工程によって紡績糸に変換されます。 ステープル ファイバーが製造されると、「トウ」と呼ばれる繊維の大きな束が押し出されます。 けん縮工程の後、トウは10～20cmの繊維長に切断されます。 ステープル ファイバーが紡績される前に、ブレンド、カーディング、ドラフトという XNUMX つの重要な準備ステップがあります。 ブレンディングでは、ステープル ファイバーの俵を慎重に混合して、繊維が確実に混ざり合うようにし、その後の染色操作で糸の筋が発生しないようにします。 カーディングは繊維をまっすぐにし、連続したスライバー (ロープのような) 構成にします。 ドラフティングには XNUMX つの主な機能があります。繊維をブレンドし、それらを平行な形に配置し、繊維束全体の単位長さあたりの重量を減らし続けて、最終的な糸に紡ぎやすくします。
スライバーを目的の糸のサイズに引き下げる紡績の後、糸を撚り合わせ、撚り合わせてさまざまな効果を出します。 次に、ヤーンをヤーンコーンに巻き付けて、ヒートセットおよびヤーンツイストプロセスの準備をします。
配色テクニック
合成繊維はさまざまな形状をしているため、染料の取り方が異なり、発色性能の特性も異なる場合があります。 同じ一般的なタイプの繊維を処理または変更して、特定の染料に対する親和性を変更し、マルチカラーまたはツートーン効果を生み出すことができます.
カーペットの色付けは、製造プロセスの 150 つの時点で行うことができます。布地にタフティングを施す前に繊維または糸を染色する方法 (前染色) と、タフティングされた布地を染色する方法 (生機の後染色) のいずれかです。二次裏打ちと仕上げ工程。 前染めの方法には、溶液染め、ストック染め、糸染めなどがあります。 後染めの方法には、後染め、未完成のカーペットへの水性染料浴からの色の適用が含まれます。 約XNUMXメートルの生機のバッチを扱うベック染色。 連続染色は、アプリケーターの下で開いた幅の形で移動するときに、注入アプリケーターでカーペットの幅全体に染料を分配することにより、ほぼ無制限の量を染色する連続プロセスです。 カーペット印刷は、本質的に拡大され、変更されたテキスタイル印刷機器である機械を使用します。 フラットベッドプリンターとロータリースクリーンプリンターの両方が使用されます。
カーペット仕上げ
カーペットの仕上げには、個々の房を一次裏地に固定する、房状の一次裏地を二次裏地に接着する、表面のパイルをせん断してきれいにして魅力的な表面の外観を与える、という XNUMX つの別個の目的があります。 織られたポリプロピレン、ジュート、付属のクッション素材などの二次裏地素材を追加すると、カーペットの寸法安定性が高まります。
最初に、通常は合成ラテックス混合物をローラーで回転させてカーペットの裏側をコーティングし、ラテックスをドクターブレードで広げます。 ラテックスは粘性溶液で、通常 8,000 ～ 15,000 センチポスの粘度です。 通常、22 平方ヤードあたり 28 ～ 625 オンス (795 ～ XNUMX g) のラテックスが適用されます。
二次裏地の別のロールがラテックスコーティング上に慎重に配置されます。 次に、24 つの材料をマリッジ ローラーで慎重に押し合わせます。 このラミネートは、平らで曲がっていないままで、通常は 49 ～ 115 m の長さの長いオーブンを通過します。そこで、150 つの加熱ゾーンで 2 ～ 5 °C の温度で XNUMX ～ XNUMX 分間乾燥および硬化されます。 カーペットの乾燥には、正確に制御された加熱ゾーンに沿って熱風が強制的に移動するため、蒸発率が高いことが重要です。
染色と仕上げの段階で繊維の先端に毛羽が発生した可能性がある表面の糸をきれいにするために、カーペットは軽くシャーリングされます。 せん断は、カーペットのパイルを強くブラッシングして、直立させて均一にするユニットです。 カーペットを一連のロータリー ナイフまたはブレードに通し、繊維の先端を正確に調整可能な高さでせん断または切断します。 XNUMX つまたは XNUMX つのシャー ブレードがタンデムで動作します。 「ダブルシャー」は、ハードブリストルまたはナイロンブラシのダブルセットと、ユニットごとにXNUMXつのシャーブレードヘッドをタンデムで使用します。
カーペットは厳格な検査プロセスを経て、梱包されて保管されるか、裁断され、梱包されて出荷されます。
カーペット工場の安全慣行
最新のカーペットおよび糸工場は、安全ポリシー、安全パフォーマンスの監視、および必要に応じて迅速かつ徹底的な事故調査を提供します。 カーペット製造機械は、従業員を保護するために十分に保護されています。 機器の保守と安全を維持することは、品質と生産性を高め、労働者を保護するために最も重要です。
作業者は、電気機器の安全な使用方法と作業方法について訓練を受け、予期しない機械の起動による怪我を避ける必要があります。 彼らは、危険なエネルギー源、利用可能なエネルギーの種類と大きさ、およびエネルギーの分離と制御に必要な方法を認識するためのトレーニングが必要です。 また、露出した充電部分を電気機器の他の部分と区別できるように訓練する必要があります。 露出した通電部品の公称電圧を決定する。 必要な空間距離と対応する電圧を知ること。 ロックアウト/タグアウトが実施されるエリアでは、従業員は機器の再起動または再通電を禁止するように指示されます。
古い機器が使用されている場合は、慎重な検査を頻繁に行い、必要に応じてアップグレードを行う必要があります。 回転シャフト、V ベルトとプーリー ドライブ、チェーンとスプロケット ドライブ、オーバーヘッド ホイストと索具は定期的に検査し、可能な限りガードを取り付ける必要があります。
手押しのヤーンバギーは製糸工場で材料を移動するために使用され、糸飛散やリント (糸生産のスクラップ) が床に蓄積するため、ヤーンバギーのホイールは清潔に保ち、自由に転がることができるようにしておく必要があります。
従業員は、クリーンアップ手順で頻繁に使用される圧縮空気の安全な使用についてトレーニングを受ける必要があります。
電気式またはプロパン式のフォーク リフト トラックが、カーペットの製造および倉庫施設全体で使用されています。 適切なメンテナンスと、安全な給油、バッテリー交換などへの注意が不可欠です。 フォーク リフト トラックは他の人員が作業している場所で使用されるため、事故を回避するためにさまざまな方法が採用される場合があります (例: トラックが禁止されている作業員専用の歩道)。 従業員がフォーク リフト トラックの交通量の多い通路で作業する必要がある場合の携帯用一時停止標識。 倉庫/出荷ドックエリアをフォークリフトのオペレーターと出荷担当者に限定する。 および/または一方通行システムを導入する。
反復運動を最小限に抑えるように機械を再設計することは、反復運動による傷害の発生率を減らすのに役立つはずです。 十分な休憩と頻繁な作業の変更に加えて、簡単な手と手首の運動を定期的に練習するよう労働者に奨励することも役立つ場合があります。
物を持ち上げたり運んだりすることによる筋骨格系の損傷は、機械式の持ち上げ装置、台車、ローリングカートを使用すること、および材料をプラットフォームやテーブルに積み上げること、および可能であれば、それらのかさばりと重量を扱いやすい大きさに保つことによって減らすことができます。 適切なリフティング技術と筋肉強化エクササイズのトレーニングも、特に背中の痛みのエピソードの後に戻ってきた労働者にとって役立ちます.
一部の工場の操業で発生する騒音レベルによる傷害を避けるために、聴力保護プログラムをお勧めします。 製造設備の騒音レベル調査により、工学的管理が十分に効果的でなく、労働者が聴覚保護具を着用し、年に XNUMX 回の聴力検査を受ける必要がある領域が特定されます。
工場は、熱、糸くず、ほこりの換気と排気の現代的な基準を満たす必要があります。