PU方塊印花地毯翹曲問題解決方法

崔子民，張治文，姜 偉

(威海海馬地毯集團有限公司，山東 威海 264205)

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PU方塊印花地毯翹曲問題解決方法

崔子民，張治文，姜 偉

(威海海馬地毯集團有限公司，山東 威海 264205)

針對PU方塊印花地毯在塊毯印花時，經高溫、高濕蒸化固色，水洗，真空吸水及高溫烘干等過程后，出現嚴重翹曲的問題，重點對比研究了煙灰非織造布底布、防水預涂處理、PU上膠等工藝參數。結果表明：煙灰底布調整纖維細度后，在相同生產條件下，翹曲值由7～9 mm下降到0.9～1.7 mm；優選防水預涂方案，印花中吸水量由1500 g/m2降低到900 g/m2。經過正交試驗，找到了PU上膠工藝中關鍵因素及調整方向，最終成品滿足國內外相關標準要求，很好地解決了PU方塊印花地毯翹曲問題。

PU方塊印花地毯；翹曲；工藝改進

隨著商用房地產的開發，中國方塊地毯市場日益火爆，但國內廠家生產的多為PVC或瀝青方塊地毯，而高端方塊地毯市場多被美國Shaw、Interface、美林肯等國外公司壟斷。為參與高端市場的競爭，海馬集團早在2005年就斥巨資試制并投產PU方塊地毯生產線，以搶占高端市場。美林肯主打的先上PU底切塊后印花方塊地毯，此類產品因花色絢麗，圖案自由，拼接方便，符合當代高檔場所對花色品種的個性需求，備受青睞，為此海馬集團因勢利導，裝配76 dpi方塊印花生產線，隨之擺在我們面前的就是對PU底上膠更高要求這一技術難題。因為常規產品是坯毯先上膠，再切塊檢驗包裝。此款產品是白坯先上膠切塊后印花，必須經得住印花過程高溫汽蒸、反復水洗、真空吸水、高溫烘干等惡劣過程，對PU上膠是一個挑戰。國際范圍內，只有美國美林肯公司按此工藝生產，在國內，有個別廠家生產PVC塊印產品，但翹曲問題未解決。本文主要介紹經過反復試驗，找出解決PU方塊印花塊毯翹曲的途徑和方案。

1 情況簡介及可行性分析

國際范圍內，先上膠切塊后印花工藝美國美林肯公司已成功使用多年，其工藝比較特殊，與海馬常規生產工藝相差很大：(1)使用附有PP編織布的非織造布織造；(2)預涂層厚重；(3)上層為改性瀝青層；(4)余下是PU層及煙灰非織造布。從而很好保證印花后翹曲指標要求。而海馬產品上下兩層均為PU層，海馬PU產品結構圖見圖1。

圖1 海馬PU地毯結構示意圖

從翹曲形成原因來分析，方塊地毯膠底上下層中間有玻璃絲布，在方塊地毯中起到支架作用，翹曲與否關鍵在于其上下兩層的收縮性大小的比較，上面收縮大，則會拉動下層往上翹，反之亦然。所以關鍵在于解決上下層的收縮性。常規工藝上膠后產品在印花后翹曲十分嚴重，既然有往上翹起必然性，也就有往下翹的可能性，因此只要設法改變扭轉其上下層的收縮狀態即可，從理論上是完全可行的。

2 原因分析及解決方案

2.1 原因分析

PU印花方塊地毯的新工藝要解決翹曲問題，肯定與常規PU工藝不同。具體原因分析見圖2。

圖2 原因分析

2.2 要因確認及方案提出

逐一分析以上各條原因，歸結如下：工藝設計調整是要因，針對新工藝必須創新性地重新設計調整。歸結制定以下三個方案：煙灰底布改進；阻水預涂膠的工藝研究；PU上膠工藝參數調整(預涂量、上下層比例、上下層杯重)。

3 方案實施

3.1 煙灰底布改進

3.1.1 煙灰底布收縮性分析(見圖3)

3.1.2 調整底布纖維規格(見表1)并保證燙光效果。

3.1.3 結果比較及結論

圖3 煙灰底布收縮分析

在同樣工藝條件下上機生產試驗，按地毯背襯剝離強力的測定標準[1]，檢測結果對比見表2。

表1 煙布調整指標

表2 結果比較

綜上所述，選用2#底布，并參照簇絨地毯背襯剝離檢測方法[1]，消除煙灰底布對翹曲的不良影響。

3.2 阻水預涂膠的工藝研究

3.2.1 阻水效果分析比較

比較美林肯PU印花產品與海馬同類產品吸水量，見表3。

表3 吸水量比較

表3可知美林肯公司地毯吸水量相對少，可減少不必要的高強度烘干，有效避免因烘干帶來的翹曲。

3.2.2 方案

針對阻水這個課題，提出以下幾種方案，方案見表4。

3.2.3 實施

結合原來預涂膠方，制定以下對比試驗膠方，見表5。

表4 各種對策方案分析 評價 優選表

表5 膠方組成

3.2.4 結果比較

同樣工藝條件下，跟蹤對比，平均水分下滲透時間及吸水量，見表6。

3.2.5 結論

為保證在印花過程中吸水少，便于烘干，在預涂中使用EVA阻水配方。

表6 吸水效果比較

3.3 PU上膠工藝參數調整

3.3.1 措施制定

在選定了煙灰底布、EVA阻水膠方等方案后，為了保證PU塊毯印花后不翹曲，對PU上膠工藝參數篩選如下。針對PU上膠影響較明顯的3個參數，采用L9(3-3)進行正交試驗，以確定合理工藝參數數值，見表7。杯重大小見表8。

表7 主要因素

表8 杯重

試驗安排及實驗結果見表9。

3.3.2 結果分析

由各因素對結果的影響程度對比發現，極差R越大，影響程度越大：預涂>杯重>比例； 從結果直接看(數值越小越好)，最佳工藝組合：m2，f1，b3；從位級之和(越小越好)，可以看出最好的為：m3，f1，b2；趨勢分析發現： m、b兩因素還有潛力可挖，但由于m因素再做調整，則會影響強度、耐用性。b因素若進一步調整，則會造成毯背太硬，易出現折痕等質量問題。

綜合分析發現，“直接看”與“算一算”結果有差異，但重要因素：預涂是一致的。次要因素m會影響強度、耐用性，故在m2、m3中選擇m2。而最次因素b在b2、b3中選擇，若選定b3，則會因膠密度原因，帶來成本上升。經綜合選定，最佳工藝組合可望為m2，f1，b2。

表9 正交試驗表及結果

3.3.3 小批跟蹤試驗數據(見表10)

按QB/T 2755—2005 拼塊地毯[2]和JIS 4406：2000 日本工業標準：拼塊地毯[3]標準試驗翹曲指標。

表10 試驗結果

結論：結果顯示試驗取得成功。

3.3.4 小結

把m2，f1，b2的工藝組合納入工藝標準，對各工序人員進行培訓，指導實際生產，并嚴格工藝紀律檢查落實，確保工藝執行無偏差。

3.3.5 效果檢查

經過反復試驗、對比、研究，PU塊毯印花后的翹曲已得以突破解決，攻關前后結果見表11。

表11 成品實驗結果

4 結論

4.1 在此次課題研究攻關中，先從課題特殊性與常規PU工藝的普遍性比較分析入手，找出三個關鍵因素，并對三因素制定實施方案，逐一攻克解決，服務于最終目標。確定的工藝改進方案，在實際生產中取得良好效果，最終圓滿攻克解決了PU方塊印花地毯翹曲問題。

4.2 由于此工藝與常規工藝相差較大，工藝執行要進一步跟蹤總結對比，同時因地毯用戶分布區域不同，帶來實際使用條件不同，可能有其他問題暴露及反應出來。所以要進一步跟蹤實際使用情況，以便進一步完善改進。

4.3 該工藝相對于其他廠家工藝的優點，因上下層均為PU，結合牢固，避免上下層材質不同，不易結合，易分離情況，明顯增強了產品的競爭優勢。

[1] GB/T 26843—2011 地毯背襯剝離強力的測定[S]. 北京：中國標準出版社,2011.

[2] QB/T 2755—2005 拼塊地毯[S]. 北京：中華人民共和國國家發展和改革委員會,2005.

[3] JIS 4406：2000 日本工業標準：拼塊地毯[S]. 東京：日本工業標準調查會,2000.

The Methods of Solving Warping of PU Printed Carpet Tile

CuiZimin,ZhangZhiwen,JiangWei

(Carpet Tile Factory of Haima Carpet Group, Weihai 264205, China)

The paper mainly studied technological parameters of nonwovens backer, in waterproofing pretreatment and PU coating process to solve warping of PU printed carpet tile after hot and humid fixation, wash, water absorption under vacuum and high temperature baking. Results showed after adjusting the fiber fineness of nonwovens backer， warping value decreased from 7～9 mm to 0.9～1.7 mm, and after optimizing waterproofing pretreatment， water absorption decreased from 1500 g/m2to 900 g/m2. Through orthogonal experiment， the key factors and directions of adjustment in the PU coating process was found to solve warping of PU printed carpet tile and the products met requirements of domestic and overseas standards.

PU printing carpet tile; warpage; technology improvement

2016-06-14

崔子民(1972-)，男，山東菏澤人，高級工程師。

TS106.7+6

B

1009-3028(2016)04-0018-05