O Instituto de Carpetes e Tapetes

Os tapetes tecidos à mão ou feitos à mão originaram-se vários séculos aC na Pérsia. A primeira fábrica de tapetes tecidos dos Estados Unidos foi construída em 1791 na Filadélfia. Em 1839, a indústria foi reformulada com a invenção do tear mecânico por Erastus Bigelow. A maioria dos carpetes é fabricada em fábricas modernas por meio de um dos dois processos: tufado or tecida.

O carpete tufado é agora o método predominante de produção de carpetes. Nos Estados Unidos, por exemplo, aproximadamente 96% de todos os carpetes são tufados à máquina, um processo que se desenvolveu a partir da fabricação de colchas tufadas centralizada no noroeste da Geórgia. O carpete tufado é feito inserindo-se um fio de lã em um tecido de suporte primário (geralmente polipropileno) e, em seguida, anexando um tecido de suporte secundário com um látex sintético para manter os fios no lugar e prender os suportes um ao outro, adicionando estabilidade ao carpete.

Construção de Carpete

Máquina de tufagem

A máquina de tufagem é composta por centenas de agulhas (até 2,400) em uma barra horizontal ao longo da largura da máquina (consulte a figura 1). O cesto, ou fios em cones dispostos em prateleiras, são passados ​​por cima através de tubos guia de pequeno diâmetro para as agulhas da máquina em um idiota bar. Geralmente, dois carretéis de fio são fornecidos para cada agulha. A extremidade do fio do primeiro carretel é emendada junto com a extremidade dianteira do segundo, de modo que, quando o fio do primeiro carretel for usado, o fio seja fornecido do segundo sem parar a máquina. Um tubo guia é fornecido para cada ponta de fio, a fim de evitar que os fios fiquem emaranhados. Os fios passam por uma série de guias fixas alinhadas verticalmente presas ao corpo da máquina e uma guia localizada na extremidade de um braço que se estende da barra de agulha móvel da máquina. Quando a barra da agulha se move para cima e para baixo, a relação entre as duas guias é alterada. O produto tufado utilizado para carpete residencial é mostrado na figura 2.

Figura 1. Máquina de tufagem

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Figura 2. Perfil de carpete residencial

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A barra do puxador absorve o fio solto entregue durante o curso ascendente das agulhas. Os fios são passados ​​por suas respectivas agulhas na barra de agulhas. As agulhas são operadas simultaneamente a 500 ou mais golpes por minuto em um movimento alternativo vertical. Uma máquina de tufagem pode produzir de 1,000 a 2,000 metros quadrados de carpete em 8 horas de operação.

O reforço primário no qual os fios são inseridos é fornecido por um rolo localizado na frente da máquina. A velocidade do rolo do forro do carpete controla o comprimento do ponto e o número de pontos por polegada. O número de agulhas na largura por polegada ou cm da máquina determina a bitola do tecido, como bitola 3/16 ou bitola 5/32.

Localizadas abaixo da placa da agulha da máquina de tufagem estão as laçadeiras ou combinações de laçadeira e faca, que pegam e seguram momentaneamente os fios transportados pelas agulhas. Ao formar pilha de laçadas, laçadeiras em forma de tacos de hóquei invertidos são posicionadas na máquina de modo que as laçadas de pilha formadas se afastem das laçadeiras à medida que o forro avança pela máquina.

Os laçadores para pilha cortada têm formato de “C” invertido, com uma superfície de corte na borda interna superior da forma crescente. Eles são usados ​​em combinação com facas com uma aresta de corte retificada em uma das extremidades. À medida que o forro avança pela máquina em direção aos laçadores de pilha cortada, os fios recolhidos das agulhas são cortados com uma ação semelhante a uma tesoura entre o laçador e a ponta da faca. A Figura 3 e a Figura 4 mostram os tufos em um forro e os tipos de laços disponíveis.

Figura 3. Perfil de carpete comercial

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Figura 4. Loop de nível; corte e laço; pelúcia de veludo; Saxônia

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Tecelagem

O carpete tecido tem um fio de superfície de pilha tecido simultaneamente com fios de urdidura e trama que formam o suporte integrado. Os fios de suporte são geralmente juta, algodão ou polipropileno. Os fios de pilha podem ser lã, algodão ou qualquer uma das fibras sintéticas, como nylon, poliéster, polipropileno, acrílico e assim por diante. Um revestimento traseiro é aplicado para adicionar estabilidade; no entanto, um back secundário é desnecessário e raramente é aplicado. Variações de tapete tecido incluem veludo, Wilton e Axminster.

Existem outros métodos de fabricação de tapetes - tricotados, perfurados, colados por fusão -, mas esses métodos são usados ​​com menos frequência e para mercados mais especializados.

Produção de fibras e fios

O carpete é fabricado principalmente com fios sintéticos – náilon, polipropileno (olefina) e poliéster – com quantidades menores de acrílico, lã, algodão e misturas de qualquer um desses fios. Na década de 1960, as fibras sintéticas tornaram-se predominantes porque fornecem um produto durável e de qualidade em uma faixa de preço acessível.

Os fios sintéticos são formados pela extrusão de um polímero fundido forçado através dos minúsculos orifícios de uma placa de metal ou fieira. Os aditivos para o polímero fundido podem fornecer cor tingida em solução ou fibras menos transparentes, mais brancas e mais duráveis ​​e vários outros atributos de desempenho. Depois que os filamentos saem da fieira, eles são resfriados, desenhados e texturizados.

Fibras sintéticas podem ser extrudadas em diferentes formas ou seções transversais, como redonda, trilobal, pentalobal, octalobal ou quadrada, dependendo do desenho e forma dos orifícios da fieira. Essas formas de seção transversal podem afetar muitas propriedades do carpete, incluindo brilho, volume, retenção de textura e capacidade de ocultar a sujeira.

Após a extrusão da fibra, os pós-tratamentos, como trefilação e recozimento (aquecimento/resfriamento), aumentam a resistência à tração e geralmente melhoram as propriedades físicas da fibra. O feixe de filamentos então passa por um processo de crimpagem ou texturização, que converte filamentos retos em fibras com uma configuração repetida de torção, enrolamento ou dente de serra.

O fio pode ser produzido como filamento contínuo a granel (BCF) ou grampo. O BCF são fios contínuos de fibra sintética formados em feixes de fios. O fio extrudado é feito enrolando o número adequado de filamentos para o denier de fio desejado diretamente nas embalagens de “recolhimento”.

As fibras descontínuas são convertidas em fios fiados por processos de fiação de fios têxteis. Quando a fibra básica é produzida, grandes feixes de fibras chamados “reboques” são extrudados. Após o processo de crimpagem, a estopa é cortada em comprimentos de fibra de 10 a 20 cm. Existem três etapas críticas de preparação - mistura, cardagem e estiramento - antes que as fibras sejam fiadas. A mistura mistura cuidadosamente fardos de fibras descontínuas para garantir que as fibras se misturem de forma que não ocorram listras de fios nas operações de tingimento subsequentes. A cardagem endireita as fibras e as coloca em uma configuração de fita contínua (semelhante a corda). O estiramento tem três funções principais: mistura as fibras, coloca-as de forma paralela e continua a diminuir o peso por unidade de comprimento do feixe total de fibras para facilitar a fiação no fio final.

Após a fiação, que puxa a mecha até o tamanho de fio desejado, o fio é dobrado e torcido para proporcionar vários efeitos. O fio é então enrolado em cones de fio para prepará-lo para os processos de termofixação e torção.

Técnicas de Coloração

Como as fibras sintéticas têm várias formas, elas aceitam corantes de maneira diferente e podem ter características de desempenho de coloração variadas. Fibras do mesmo tipo genérico podem ser tratadas ou modificadas de modo que sua afinidade por determinados corantes seja alterada, produzindo um efeito multicolorido ou bicolor.

A coloração do carpete pode ser obtida em dois momentos possíveis no processo de fabricação - tingindo a fibra ou fio antes do tecido ser tufado (pré-tingimento) ou tingindo o tecido tufado (pós-tingimento de produtos cinza) antes da aplicação de o forro secundário e o processo de acabamento. Os métodos de pré-tingimento incluem tingimento em solução, tingimento de estoque e tingimento de fios. Os métodos de pós-tingimento incluem tingimento de peças, a aplicação de cor de um banho de tinta aquosa em carpete inacabado; tinturaria beck, que processa lotes de mercadorias cinzas de aproximadamente 150 metros corridos; e tingimento contínuo, um processo contínuo de tingir quantidades quase ilimitadas, distribuindo corante com um aplicador de injeção em toda a largura do tapete enquanto ele se move em forma aberta sob o aplicador. A impressão de carpetes usa máquinas que são essencialmente equipamentos de impressão têxtil modificados e ampliados. São usadas impressoras de mesa plana e de tela rotativa.

Acabamento de Carpete

O acabamento do carpete tem três finalidades distintas: ancorar os tufos individuais no forro primário, aderir o forro primário tufado a um forro secundário e cortar e limpar a pilha de superfície para dar uma aparência de superfície atraente. Adicionar um material de suporte secundário, como polipropileno tecido, juta ou material de almofada anexado, adiciona estabilidade dimensional ao carpete.

Primeiro, a parte de trás do carpete é revestida, geralmente por meio de um rolo girando em uma mistura de látex sintético, e o látex é espalhado por uma lâmina raspadora. O látex é uma solução viscosa, geralmente de 8,000 a 15,000 centipose de viscosidade. Normalmente, são aplicados entre 22 e 28 onças (625–795 g) de látex por metro quadrado.

Um rolo separado de suporte secundário é posicionado cuidadosamente sobre o revestimento de látex. Os dois materiais são cuidadosamente pressionados juntos por um rolo de união. Esse laminado, permanecendo plano e sem flexão, passa então por um longo forno, geralmente de 24 a 49 m de comprimento, onde é seco e curado em temperaturas de 115 a 150 C por 2 a 5 minutos em três zonas de aquecimento. Uma alta taxa de evaporação é importante para a secagem do carpete, com ar quente forçado movendo-se ao longo de zonas de aquecimento controladas com precisão.

A fim de limpar os fios superficiais que podem ter desenvolvido penugem nas pontas da fibra durante as etapas de tingimento e acabamento, o carpete é levemente tosado. A tesoura é uma unidade que escova fortemente a pilha do carpete para torná-lo ereto e uniforme; ele passa o carpete por uma série de facas ou lâminas rotativas que cisalham ou cortam as pontas das fibras em uma altura precisa e ajustável. Duas ou quatro lâminas de cisalhamento operam em conjunto. A “cisalha dupla” possui um conjunto duplo de cerdas duras ou escovas de nylon e duas cabeças de lâmina de tesoura por unidade, usadas em conjunto.

O carpete passa por um intenso processo de inspeção e é embalado e armazenado, ou cortado, embalado e despachado.

Práticas seguras em fábricas de carpetes

Modernas fábricas de carpetes e fios fornecem políticas de segurança, monitoramento do desempenho de segurança e, quando necessário, investigação imediata e completa de acidentes. As máquinas de fabricação de carpetes são bem protegidas para proteger os funcionários. Manter o equipamento em bom estado e seguro é de importância primordial para melhorar a qualidade e a produtividade e para a proteção dos trabalhadores.

Os trabalhadores devem ser treinados no uso seguro de equipamentos elétricos e práticas de trabalho para evitar lesões resultantes da partida inesperada de máquinas. Eles precisam de treinamento para reconhecer fontes de energia perigosas, o tipo e a magnitude da energia disponível e os métodos necessários para isolamento e controle de energia. Eles também devem ser treinados para distinguir partes energizadas expostas de outras partes de equipamentos elétricos; para determinar a tensão nominal das partes expostas e energizadas; e conhecer as distâncias de folga necessárias e as tensões correspondentes. Nas áreas onde o bloqueio/sinalização estará em vigor, os funcionários são instruídos sobre a proibição de reiniciar ou reenergizar o equipamento.

Onde equipamentos mais antigos estão em uso, inspeções cuidadosas devem ser frequentes e atualizações feitas quando aconselháveis. Eixos rotativos, correias trapezoidais e acionamentos de polias, acionamentos por corrente e roda dentada, e guinchos suspensos e cordame devem ser inspecionados periodicamente e proteções devem ser instaladas sempre que possível.

Como os carrinhos de fio empurrados à mão são usados ​​para mover o material em uma fábrica de fios, e como os resíduos de fios voadores ou fiapos (a sobra da produção de fio) se acumulam no chão, as rodas dos carrinhos de fio devem ser mantidas limpas e livres para rolar.

Os funcionários devem ser treinados no uso seguro de ar comprimido, que é frequentemente usado em procedimentos de limpeza.

Empilhadeiras, elétricas ou movidas a propano, são usadas em toda a fabricação de carpetes e instalações de armazenamento. Manutenção adequada e atenção ao reabastecimento seguro, troca de bateria e assim por diante são essenciais. Como as empilhadeiras são usadas onde outras pessoas estão trabalhando, várias maneiras podem ser empregadas para evitar acidentes (por exemplo, passarelas reservadas exclusivamente para trabalhadores, nas quais os caminhões são proibidos); sinais de parada portáteis onde os funcionários são obrigados a trabalhar em corredores com tráfego intenso de empilhadeiras; limitar as áreas de armazém/doca de expedição a operadores de empilhadeiras e pessoal de expedição; e/ou instituir um sistema de tráfego de sentido único.

O redesenho de máquinas para minimizar movimentos repetitivos deve ajudar a reduzir a incidência de lesões por movimentos repetitivos. Incentivar os trabalhadores a praticar regularmente exercícios simples de mãos e punhos, juntamente com intervalos de trabalho adequados e mudanças frequentes nas tarefas de trabalho também pode ser útil.

Lesões musculoesqueléticas decorrentes de levantamento e transporte podem ser reduzidas pelo uso de dispositivos mecânicos de levantamento, carrinhos de mão e carrinhos de rodinhas, e pelo empilhamento de materiais em plataformas ou mesas e, sempre que possível, mantendo seu volume e peso em dimensões mais fáceis de manusear. O treinamento em técnicas adequadas de levantamento e exercícios de fortalecimento muscular também pode ser útil, especialmente para trabalhadores que retornam após um episódio de dor nas costas.

Um programa de conservação auditiva é aconselhável para evitar danos causados ​​pelos níveis de ruído gerados em algumas operações da fábrica. As pesquisas de nível sonoro do equipamento de fabricação identificarão as áreas nas quais os controles de engenharia não são suficientemente eficazes e nas quais os trabalhadores podem ser obrigados a usar equipamentos de proteção auditiva e fazer testes audiométricos anuais.

Os padrões contemporâneos de ventilação e exaustão de calor, fiapos e poeira devem ser atendidos pelas fábricas.

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