Das Teppich- und Teppichinstitut

Handgewebte oder handgeknüpfte Teppiche entstanden mehrere Jahrhunderte v. Chr. in Persien. Die erste US-Webteppichfabrik wurde 1791 in Philadelphia gebaut. 1839 wurde die Branche mit der Erfindung des elektrischen Webstuhls durch Erastus Bigelow neu gestaltet. Der Großteil der Teppiche wird in modernen Fabriken nach einem von zwei Verfahren maschinell hergestellt: büschelig or woven.

Tufting-Teppiche sind heute die vorherrschende Methode der Teppichherstellung. In den Vereinigten Staaten werden beispielsweise etwa 96 % aller Teppiche maschinell getuftet, ein Verfahren, das sich aus der Herstellung getufteter Tagesdecken im Nordwesten von Georgia entwickelt hat. Tufting-Teppiche werden hergestellt, indem ein Polgarn in ein primäres Rückengewebe (normalerweise Polypropylen) eingeführt und dann ein sekundäres Rückengewebe mit einem synthetischen Latex befestigt wird, um die Garne an Ort und Stelle zu halten und die Rücken aneinander zu befestigen, was dem Teppich Stabilität verleiht.

Teppichbau

Maschinelles Tufting

Die Tuftingmaschine besteht aus Hunderten von Nadeln (bis zu 2,400) in einem horizontalen Balken über die Breite der Maschine (siehe Abbildung 1). Das Gatter oder Garn auf in Gestellen angeordneten Kegeln wird über Kopf durch Führungsrohre mit kleinem Durchmesser zu den Maschinennadeln auf a geführt Ruckler Bar. Im Allgemeinen sind für jede Nadel zwei Garnspulen vorgesehen. Das Garnende der ersten Spule wird mit dem vorderen Ende der zweiten Spule verspleißt, so dass, wenn Garn von der ersten Spule verwendet worden ist, Garn von der zweiten zugeführt wird, ohne die Maschine anzuhalten. Für jedes Garnende ist ein Führungsrohr vorgesehen, um ein Verwickeln der Garne zu verhindern. Die Garne laufen durch eine Reihe vertikal ausgerichteter fester Führungen, die am Maschinenkörper angebracht sind, und eine Führung, die sich am Ende eines Arms befindet, der sich von der beweglichen Nadelstange der Maschine erstreckt. Wenn sich die Nadelstange auf und ab bewegt, ändert sich die Beziehung zwischen den beiden Führungen. Getuftetes Produkt, das für Wohnteppiche verwendet wird, ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 1. Tuftingmaschine

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Abbildung 2. Profil von Wohnteppichen

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Die Jerkerstange nimmt den beim Aufwärtshub der Nadeln zugeführten Schlafffaden auf. Die Garne werden durch ihre jeweiligen Nadeln in der Nadelstange eingefädelt. Die Nadeln werden gleichzeitig mit 500 oder mehr Hüben pro Minute in einer vertikalen, hin- und hergehenden Bewegung betrieben. Eine Tuftingmaschine kann in 1,000 Betriebsstunden 2,000 bis 8 Quadratmeter Teppich produzieren.

Das Grundgewebe, in das die Garne eingetragen werden, wird von einer vor der Maschine angeordneten Rolle geliefert. Die Geschwindigkeit der Rolle des Teppichrückens steuert die Stichlänge und die Anzahl der Stiche pro Zoll. Die Anzahl der Nadeln in der Breite pro Zoll oder cm der Maschine bestimmt die Maschenweite des Stoffes, z. B. 3/16 Gauge oder 5/32 Gauge.

Unterhalb der Nadelplatte der Tuftingmaschine befinden sich Greifer oder Greifer-und-Messer-Kombinationen, die die von den Nadeln getragenen Garne aufnehmen und kurzzeitig halten. Beim Bilden von Schlingenflor werden Greifer, die wie umgedrehte Hockeyschläger geformt sind, in der Maschine so positioniert, dass sich die gebildeten Florschlingen von den Greifern wegbewegen, wenn das Grundgewebe durch die Maschine befördert wird.

Greifer für Schnittflor haben eine umgekehrte „C“-Form mit einer Schneidefläche an der oberen Innenkante der Halbmondform. Sie werden in Kombination mit Messern verwendet, die an einer Seite eine geschliffene Schneide haben. Wenn das Grundgewebe durch die Maschine zu den Schnittflorgreifern vorrückt, werden die von den Nadeln aufgenommenen Garne mit einer scherenähnlichen Wirkung zwischen dem Greifer und der Schneidkante des Messers geschnitten. Abbildung 3 und Abbildung 4 zeigen die Büschel auf einem Grundgewebe und die verfügbaren Arten von Schlaufen.

Abbildung 3. Profil eines kommerziellen Teppichs

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Abbildung 4. Pegelschleife; schneiden und schleifen; Samtplüsch; Sachsen

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Weben

Webteppiche haben ein Floroberflächengarn, das gleichzeitig mit Kett- und Schussfäden gewebt wird, die den integrierten Träger bilden. Grundgarne sind in der Regel Jute, Baumwolle oder Polypropylen. Florgarne können Wolle, Baumwolle oder beliebige synthetische Fasern wie Nylon, Polyester, Polypropylen, Acryl usw. sein. Zur Erhöhung der Stabilität wird eine Rückseitenbeschichtung aufgebracht; Ein Sekundärrücken ist jedoch unnötig und wird selten angewendet. Variationen von gewebten Teppichen umfassen Samt, Wilton und Axminster.

Es gibt andere Methoden zur Herstellung von Teppichen – gestrickt, genadelt, fusionsgebunden – aber diese Methoden werden seltener und für spezialisiertere Märkte verwendet.

Faser- und Garnherstellung

Teppiche werden hauptsächlich aus synthetischen Garnen – Nylon, Polypropylen (Olefin) und Polyester – mit geringeren Mengen an Acryl, Wolle, Baumwolle und Mischungen aus diesen Garnen hergestellt. In den 1960er Jahren wurden synthetische Fasern vorherrschend, weil sie ein langlebiges Qualitätsprodukt in einer erschwinglichen Preisklasse bieten.

Synthetische Garne werden durch die Extrusion eines geschmolzenen Polymers gebildet, das durch die winzigen Löcher einer Metallplatte oder Spinndüse gedrückt wird. Zusätze zum geschmolzenen Polymer können lösungsgefärbte Farbe oder weniger transparente, weißere, haltbarere Fasern und verschiedene andere Leistungsattribute bereitstellen. Nachdem die Filamente aus der Spinndüse austreten, werden sie gekühlt, verstreckt und texturiert.

Synthetische Fasern können in verschiedenen Formen oder Querschnitten extrudiert werden, wie etwa rund, dreilappig, fünflappig, achtlappig oder quadratisch, je nach Gestaltung und Form der Spinndüsenlöcher. Diese Querschnittsformen können viele Eigenschaften von Teppichen beeinflussen, einschließlich Glanz, Bauschigkeit, Beibehaltung der Textur und Schmutzverbergungsfähigkeiten.

Nach der Faserextrusion erhöhen Nachbehandlungen wie Ziehen und Glühen (Erhitzen/Kühlen) die Zugfestigkeit und verbessern im Allgemeinen die physikalischen Eigenschaften der Faser. Das Filamentbündel durchläuft dann einen Kräusel- oder Texturierungsprozess, der gerade Filamente in Fasern mit einer sich wiederholenden geknickten, gekräuselten oder Sägezahnkonfiguration umwandelt.

Garn kann entweder als gebauschter Endlosfaden (BCF) oder Stapel produziert werden. Die BCF sind kontinuierliche Stränge aus synthetischen Fasern, die zu Garnbündeln geformt werden. Extrudiertes Garn wird hergestellt, indem die richtige Anzahl von Filamenten für den gewünschten Garntiter direkt auf Aufwickelspulen gewickelt wird.

Stapelfasern werden durch textile Garnspinnverfahren zu Spinngarnen verarbeitet. Bei der Herstellung von Stapelfasern werden große Faserbündel, die als „Tow“ bezeichnet werden, extrudiert. Nach dem Kräuselvorgang wird das Kabel in Faserlängen von 10 bis 20 cm geschnitten. Es gibt drei entscheidende Vorbereitungsschritte – Mischen, Kardieren und Verstrecken – bevor die Stapelfasern gesponnen werden. Beim Mischen werden Stapelfaserballen sorgfältig gemischt, um sicherzustellen, dass sich die Fasern so vermischen, dass bei nachfolgenden Färbevorgängen keine Garnstreifen auftreten. Beim Kardieren werden die Fasern geradegerichtet und in eine durchgehende (seilähnliche) Form gebracht. Das Strecken hat drei Hauptfunktionen: Es mischt Fasern, bringt sie in eine parallele Form und verringert weiterhin das Gewicht pro Längeneinheit des gesamten Faserbündels, um es einfach zu dem endgültigen Garn zu spinnen.

Nach dem Spinnen, das das Faserband auf die gewünschte Garngröße herunterzieht, wird das Garn gezwirnt und gedreht, um verschiedene Effekte zu erzielen. Anschließend wird das Garn auf Garnkonen gewickelt, um es für die Thermofixierung und Garnzwirnung vorzubereiten.

Färbetechniken

Da die synthetischen Fasern verschiedene Formen haben, nehmen sie Farbstoffe unterschiedlich an und können unterschiedliche Farbleistungseigenschaften aufweisen. Fasern des gleichen Gattungstyps können behandelt oder modifiziert werden, so dass ihre Affinität zu bestimmten Farbstoffen verändert wird, wodurch ein mehrfarbiger oder zweifarbiger Effekt erzeugt wird.

Die Färbung von Teppichen kann zu zwei möglichen Zeitpunkten im Herstellungsprozess erreicht werden – entweder durch Färben der Faser oder des Garns, bevor der Stoff getuftet wird (Vorfärben) oder durch Färben des getufteten Stoffs (Nachfärben von Rohware) vor dem Auftragen der Zweitrücken und der Veredelungsprozess. Verfahren zum Vorfärben umfassen Lösungsfärben, Vorratsfärben und Garnfärben. Zu den Nachfärbeverfahren gehören das Stückfärben, das Auftragen von Farbe aus einem wässrigen Färbebad auf einen unfertigen Teppich; die Färberei Beck, die Partien Rohware von ca. 150 Laufmetern verarbeitet; und kontinuierliches Färben, ein kontinuierliches Verfahren zum Färben nahezu unbegrenzter Mengen durch Verteilen von Farbstoff mit einem Injektionsapplikator über die gesamte Breite des Teppichs, während er sich in offener Form unter dem Applikator bewegt. Der Teppichdruck verwendet Maschinen, die im Wesentlichen vergrößerte, modifizierte Textildruckgeräte sind. Es werden sowohl Flachbett- als auch Rotationssiebdrucker verwendet.

Teppichveredelung

Die Teppichveredelung hat drei getrennte Zwecke: die einzelnen Büschel im Primärrücken zu verankern, den getufteten Primärrücken an einen Sekundärrücken zu kleben und den Oberflächenflor zu scheren und zu reinigen, um ein attraktives Oberflächenaussehen zu erzielen. Das Hinzufügen eines Zweitrückenmaterials, wie z. B. gewebtes Polypropylen, Jute oder angebrachtes Polstermaterial, verleiht dem Teppich Formstabilität.

Zunächst wird die Rückseite des Teppichs beschichtet, meist mittels einer in einer synthetischen Latexmischung rotierenden Walze, und der Latex wird mit einem Rakelmesser verteilt. Der Latex ist eine viskose Lösung, üblicherweise mit einer Viskosität von 8,000 bis 15,000 Centipose. Normalerweise werden zwischen 22 und 28 g Latex pro Quadratyard aufgetragen.

Eine separate Rolle Sekundärrücken wird sorgfältig auf der Latexbeschichtung positioniert. Anschließend werden die beiden Materialien durch eine Heiratswalze vorsichtig zusammengepresst. Dieses Laminat, das flach und unflexibel bleibt, durchläuft dann einen langen Ofen, normalerweise 24 bis 49 m lang, wo es bei Temperaturen von 115 bis 150 C für 2 bis 5 Minuten durch drei Heizzonen getrocknet und ausgehärtet wird. Für die Teppichtrocknung ist eine hohe Verdunstungsrate wichtig, wobei Heißluft durch präzise gesteuerte Heizzonen strömt.

Um die Oberflächengarne zu reinigen, die während der Färbe- und Veredelungsstufen möglicherweise Fusseln an den Faserspitzen entwickelt haben, wird der Teppich leicht geschoren. Die Schere ist eine Einheit, die den Teppichflor stark bürstet, um ihn sowohl aufrecht als auch gleichmäßig zu machen; Es führt den Teppich durch eine Reihe von rotierenden Messern oder Klingen, die die Faserspitzen in einer präzisen, einstellbaren Höhe abscheren oder abschneiden. Zwei oder vier Schermesser arbeiten im Tandem. Die „Doppelschere“ hat einen doppelten Satz harter Borsten- oder Nylonbürsten und zwei Schermesserköpfe pro Einheit, die im Tandem verwendet werden.

Der Teppich durchläuft einen intensiven Inspektionsprozess und wird verpackt und gelagert oder geschnitten, verpackt und versendet.

Sichere Praktiken in Teppichfabriken

Moderne Teppich- und Garnfabriken bieten Sicherheitsrichtlinien, Überwachung der Sicherheitsleistung und, falls erforderlich, sofortige und gründliche Unfalluntersuchungen. Maschinen zur Teppichherstellung werden zum Schutz der Mitarbeiter gut bewacht. Die Wartung und Sicherheit der Ausrüstung ist von größter Bedeutung für die Verbesserung von Qualität und Produktivität und für den Schutz der Arbeiter.

Arbeiter sollten in der sicheren Verwendung elektrischer Geräte und Arbeitspraktiken geschult werden, um Verletzungen durch das unerwartete Anlaufen von Maschinen zu vermeiden. Sie müssen geschult werden, um gefährliche Energiequellen, die Art und Größe der verfügbaren Energie und die zur Energieisolierung und -kontrolle erforderlichen Methoden zu erkennen. Sie sollten auch darin geschult werden, freiliegende, stromführende Teile von anderen Teilen elektrischer Geräte zu unterscheiden; zur Ermittlung der Nennspannung freiliegender, spannungsführender Teile; und die erforderlichen Luftabstände und die entsprechenden Spannungen zu kennen. In Bereichen, in denen Lockout/Tagout in Kraft ist, werden die Mitarbeiter über das Verbot des Neustarts oder Wiedereinschaltens von Geräten informiert.

Wenn ältere Geräte verwendet werden, sollten häufig sorgfältige Inspektionen durchgeführt und Upgrades durchgeführt werden, wenn dies ratsam ist. Rotierende Wellen, Keilriemen und Riemenscheibenantriebe, Ketten- und Kettenradantriebe sowie Überkopf-Hebezeuge und -Racks sollten regelmäßig inspiziert und Schutzvorrichtungen installiert werden, wann immer dies möglich ist.

Da handgeschobene Garnwagen verwendet werden, um Material in einer Garnfabrik zu bewegen, und weil sich Garnflugabfälle oder Flusen (der Abfall aus der Garnproduktion) auf dem Boden ansammeln, müssen die Räder der Garnwagen sauber gehalten werden und frei rollen.

Mitarbeiter sollten im sicheren Umgang mit Druckluft geschult werden, die häufig bei Reinigungsverfahren verwendet wird.

Gabelstapler, entweder mit Elektro- oder Propangasantrieb, werden in den gesamten Teppichherstellungs- und Lagereinrichtungen eingesetzt. Ordnungsgemäße Wartung und Aufmerksamkeit für sicheres Auftanken, Batteriewechsel usw. sind unerlässlich. Da Gabelstapler dort eingesetzt werden, wo anderes Personal arbeitet, können verschiedene Maßnahmen ergriffen werden, um Unfälle zu vermeiden (z. B. ausschließlich für Arbeiter reservierte Gehwege, in denen die Stapler verboten sind); tragbare Stoppschilder, bei denen Mitarbeiter in Gängen mit starkem Gabelstaplerverkehr arbeiten müssen; Beschränkung der Lager-/Versandbereiche auf Staplerfahrer und Versandpersonal; und/oder Einrichtung eines Einbahnverkehrssystems.

Die Umgestaltung von Maschinen zur Minimierung sich wiederholender Bewegungen sollte dazu beitragen, das Auftreten von Verletzungen durch sich wiederholende Bewegungen zu verringern. Es kann auch hilfreich sein, die Arbeitnehmer zu ermutigen, regelmäßig einfache Hand- und Handgelenksübungen zusammen mit angemessenen Arbeitspausen und häufigen Änderungen der Arbeitsaufgaben zu praktizieren.

Muskel-Skelett-Verletzungen durch Heben und Tragen können durch die Verwendung mechanischer Hebevorrichtungen, Sackkarren und Rollkarren sowie durch das Stapeln von Materialien auf Plattformen oder Tischen und, wo möglich, durch das Halten ihrer Masse und ihres Gewichts auf leichter handhabbare Dimensionen reduziert werden. Das Training in richtigen Hebetechniken und Muskelstärkungsübungen kann ebenfalls hilfreich sein, insbesondere für Arbeitnehmer, die nach einer Episode von Rückenschmerzen zurückkehren.

Ein Gehörschutzprogramm ist ratsam, um Verletzungen durch den Lärmpegel zu vermeiden, der bei einigen Mühlenbetrieben entsteht. Schallpegeluntersuchungen der Produktionsanlagen werden die Bereiche identifizieren, in denen technische Kontrollen nicht ausreichend wirksam sind und in denen Arbeiter möglicherweise Gehörschutz tragen und sich jährlichen audiometrischen Tests unterziehen müssen.

Die Fabriken sollten zeitgemäße Standards für Belüftung und Ableitung von Wärme, Flusen und Staub erfüllen.

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