热熔粘合衬地毯用研究

田 娜

（青岛大学，山东 青岛 266071）

地毯作为一种软质铺地材料因其出色的隔音性、杰出的美化效果等特点，拥有广阔的发展前景。地毯胶是制备地毯的主要辅助原料之一，其作用是固着绒头纱线，防止纤维脱落和增加地毯尺寸稳定性，延长使用寿命等[1]。目前大部分工厂使用胶乳进行粘合背衬，但其存在用胶量大，生产和使用环境受影响，能源资源消耗高并且会产生有毒气体，对人体危害严重等缺陷。所以以热熔粘合衬固结地毯绒头的方式逐渐受到人们的青睐。

热熔胶是以热塑性树脂或热塑性弹性体为主要成分，添加增塑剂、增粘树脂、抗氧剂、阻燃剂及填料等成分，经熔融混合而制成的不含溶剂的固体状粘合剂。而热熔粘合衬则是由热溶胶均匀涂布在织物上制成的，在进行热压加工时，衬布与面料紧贴，在一定的温度和压力条件下，热熔胶熔融后与面料进行粘合[2]，故可广泛用于服装、特殊过滤材料、包装材料和卫生材料等领域。热熔粘合衬按基材不同可分为乙烯-醋酸乙烯（EVA）粘合衬、聚酯（PES）粘合衬、聚氨酯（PU）粘合衬、聚酰胺（PA）粘合衬，聚乙烯（PE）粘合衬等。

高升平等人通过掺入粘接强度高的聚合物或有机材料，制得了一种价格低廉、熔点低、流动性好、粘结强度高的地毯热熔胶。实验发现随着高聚物含量的增加，热熔胶的抗拉强度提高，流动性下降，可根据气化膜的粘接要求调节其加入量[3]。叶楚平简要介绍了EVA热熔地毯背衬粘合剂的基本组成、配方示例及其制备方法。指出用于化纤地毯的EVA热熔粘合剂是由EVA树脂、抗氧剂、增粘剂以及填充剂等配制而成。该粘合剂的缺点是EVA热熔地毯背衬粘合剂熔融温度高，易造成涂胶困难或涂胶不均[4]。居洪发明了一种环保型地毯的制备方法，第一道背胶是将PVC背胶料通过轧辊轧平，然后上面附一层玻璃纤维布，之后在玻璃纤维布上再增加一层PVC背胶料，最后将毯面覆在上层背胶玻璃纤维布上，再经过压辊将毯面与背胶面压在一起，之后进入烘干机，最后冷却得到成品，这种地毯环保舒适，对环境没有危害且耐温性能好[5]。李哲龙等人研发了一种聚芳酯热熔胶，苯二甲酸二甲酯和双酚A及1,4-丁二醇在钛催化剂环境下进行酯化反应，然后将间苯二甲酸和脂族二元羧酸加入其中获得共聚物，最后加入LDPE得到的热熔胶粘度低，粘结强度大，非常适合锦纶和丙纶地毯粘结[6]。

聚酰胺是主链上含有酰胺基团—CONH—重复结构单元的线型热塑性聚合物。酰胺基团上的氢原子可同被粘物（皮革或纤维织物）上的羟基的氧原子形成氢键,因而具有较强的粘接强度。且PA热熔粘合衬低温挠曲性好、弹性、悬垂性、耐磨性优良，故本实验以PA热熔粘合衬为粘合材料，探究粘结簇绒地毯的可行性。

1 实验部分

1.1 实验原料及设备

实验原料：50g/m2PA热熔粘合衬，热压温度：110°-130°，簇绒胚毯，沙罗布，PA热熔胶母粒。

实验设备：NHG—F500A型防偏带热熔粘合机、INSTRON-3300型万能强力测试机、RG20毛细管流变仪、Cubis精密天平。

1.2 样品制备

在簇绒胚毯与沙罗布之间放置分别为PA热熔网膜重量分别为 100g/m2，150g/m2，200g/m2，同一种网膜铺放量，做两种不同温度下的实验，并且温度分别设置为150℃和160℃，每个实验条件均作两个式样，其中测试绒头拔出力试样为10cm*10cm，测试背衬剥离强度试样为20cm*5cm，利用粘合机进行热压，热压时间为1min。试样设计方案具体如下表1所示。

表1 样品的制备

1.3 测试与表征

1.3.1 绒头拔出力测试

按照QB/T 1090 地毯绒簇拔出力的试验方法，夹住割绒绒头的一个端头，或钩住圈绒绒头一个毛圈，并在拔出的过程中记录测定的最大力。每组样品测试20次后参考《工程参数的最优化设计》将测试结果进行独立性，异常值和正态性检验后取平均值。

1.3.2 背衬剥离强度测试

按ISO 11857的测定进行试验，将受检式样的一端用手剥离，后在拉伸强度测试机上继续拉伸毯基上黏附的背衬，测量使之分离所需最大力。

1.3.3 粘度测试

通过毛细管流变仪探究在活塞不同速度和温度下高聚物熔体的粘度变化。

2 结果与讨论

2.1 簇绒地毯绒头拔出力结果

表2 绒头拔出力测试结果

从表2中可以看出，铺放量为100g/m2试样绒头拔出力数值较小，而当铺放量为150g/m2试样和200g/m2试样绒头拔出力均能达到国家簇绒地毯标准（10N），同时当热压温度为160℃，PA热熔粘合衬铺放量为200g/m2时簇绒地毯绒头拔出力达到最大为19.15N。其原因可能是当铺放量为100g/m2时，胶量较少以至于不足以牢固的粘结绒头，不管温度如何变化，其在地毯胚布表面只能形成薄薄的一层胶。而当铺放量为150g/m2与200g/m2时，在正在进行热压的过程中，热熔胶能更多的渗透到地毯胚布内进行粘结绒头，同时当温度升高，PA热熔胶的流动性增强，可更牢固地粘结绒头，使得绒头在受力时不容易拔出。

2.2 簇绒地毯背衬剥离强度结果

表3 背衬剥离强度测试结果

从表3中可以看出，簇绒地毯背衬剥离强度随着热压温度的提升以及PA热熔粘合衬铺放量的增多而增大，并均能达到国家簇绒地毯标准（20N），同时当热压温度为160℃，PA热熔粘合衬铺放量为200g/m2时簇绒地毯背衬剥离强度达到最大为173.4N。

2.3 粘度测试结果

图1 粘度测试结果

从图1纵向对比可知，当活塞速度一定时，随着温度增加，PA热熔胶的粘度降低，这和之前测得的簇绒地毯绒头拔出力和背衬剥离强度趋势相对应，热熔胶粘度降低使得热熔胶流动性能更好，对于绒头有着更好的包覆作用，地毯力学性能增强。

3 结论

通过实验可发现，PA热熔粘合衬铺放量与热压温度情况均会影响簇绒地毯的粘合效果，其中粘合衬的铺放量对地毯粘合效果影响尤为显著，同时综合节约粘合材料以及减少生产成本考虑，可选用PA热熔网膜铺放量为150g/m2，热压温度为150℃最好。同时随着现代工业的进步，越来越多的企业会选择无毒，不污染环境的热熔胶，这也将带动热熔胶技术的不断发展，可以预见在国家科技浪潮下，地毯胶产品也将从高性能、低耗能及生态环保等方面进行产品的创新与开发。