КОВЕР
CARPET

Настоящее изобретение относится к ковру для покрытия пола. Настоящее изобретение особенно относится к ковру, с помощью которого обеспечивают уменьшение содержания мелкой пыли в пространстве, в котором уложен этот ковер.
Из-за увеличения степени изоляции помещения, например, с целью кондиционирования воздуха в нем, замена воздуха, находящегося в помещении, наружным воздухом уменьшается, а концентрация мелкой пыли и других загрязнений в пространстве помещения увеличивается.
Мелкая пыль и эндотоксины представляют большую опасность для людей, страдающих аллергиями. При вдыхании маленькие частицы пыли вызывают раздражение дыхательных путей, особенно у людей со слабыми легкими. Загрязнения, например аллергены и эндотоксины, кроме того, прилипают к этим маленьким частицам и при вдыхании проникают глубоко в легкие. Пыль может также вызывать болезни, например, из-за того, что плавающая <в воздухе> пыль попадает в кровь, в результате чего густота крови может увеличиваться, повышая риск сердечного приступа.
Обычно считается, что покрытие пола, содержащее текстильный материал, например ковер, менее пригодно для людей с астматическим комплексом.
Известны так называемые ковры для контролирования содержания пыли, которые предназначены не столько для предотвращения попадания (мелкой) пыли и грязи в воздух (пространства, в котором уложен ковер), сколько для удаления пыли и грязи с обуви. Известно применение с этой целью ковров с относительно высоким ворсом из тонких элементарных нитей и с относительно низким ворсом из грубых волокон или элементарных нитей, обычно - с разрезным ворсом, для удаления, как щеткой, грязи с обуви.
В Европейской заявке на патент EP 0378004 описан такой ковер для контролирования содержания пыли, состоящий из первых областей, содержащих тонкую нить, и вторых областей, содержащих грубую нить. Области предпочтительно имеют ширину, составляющую, по меньшей мере, 2 мм. Тонкая нить изготовлена из волокна тониной (линейной плотностью) 15-60 денье/элементарная нить (д/эн) (16-55 дтекс), а грубые нити тониной (линейной плотностью) - 150-5000 д/эн (160-5500 дтекс). Однако ковер, описанный в документе EP 0378004, не был предназначен для уменьшения содержания мелкой пыли в пространстве, и он не пригоден для этого.
В Американском патенте US 4820566 также описан ковер для контролирования содержания пыли, содержащий высокие пучки ворса из тонких волокон и низкие пучки ворса из грубых волокон. Ковер, описанный в патенте US 4820566, не предназначен для уменьшения содержания или для связывания мелкой пыли. Тонкие волокна обладают тониной 15-50 д/эн, а грубые волокна - тониной 150-500 д/эн.
Однако целью настоящего изобретения является создание ковра, с помощью которого можно уменьшать содержание мелкой пыли в пространстве или вносить вклад в обеспечение возможности такого уменьшения.
Настоящим изобретением с этой целью создан ковер с базовой структурой из основного грунтового материала, содержащий высокий и низкий ворс, в котором самые толстые волокна высокого ворса обладают меньшей линейной плотностью, чем самые тонкие волокна низкого ворса, и в котором, по меньшей мере, некоторые из волокон высокого ворса обладают линейной плотностью, составляющей менее 15 дтекс, а предпочтительно - менее 5 дтекс. Термины "высокий" и "низкий" следует здесь понимать как относительные величины, где высокий ворс, таким образом, выше низкого ворса. Высокий ворс, однако, предпочтительно выше низкого ворса минимум на 1 мм.
Следует отметить, что в данной заявке размеры, выраженные в дтексах, указанные в соответствии с настоящим изобретением, относятся к элементарной нити [этот параметр (тонину) выражают также в виде размерности д/эн (тонина в денье элементарной нити), употребляемой в данной области производства]. Используемые <комплексные> нити могут содержать множество таких элементарных нитей.
Так как ковер содержит как высокий, так и низкий ворс, эффект втаптывания пыли в ковер уменьшен. Мелкая пыль попадает в пространства, образованные в местах, где находится низкий ворс между <пучками> высокого ворса. После попадания мелкой пыли в эти пространства она прочно удерживается там и больше не попадает обратно в пространство помещения. Мельчайшие частицы <пыли> (<10 мкм) прилипают к высокому ворсу, содержащему сверхтонкие элементарные нити, и прочно удерживаются им. Низкий ворс содержит более толстые нити, на которых собирается более грубая пыль. Это явление более четко осуществляется, т.е. достигается эффект связывания мелкой пыли, при применении, по меньшей мере, некоторых из волокон высокого ворса с линейной плотностью, составляющей менее 15 дтекс, а предпочтительно - менее 5 дтекс. Под мелкой пылью понимаются, например, частицы размером порядка PM 10 или PM 2,5 (PM - частица вещества).
Значение PM 10 относится к частицам, которые могут быть захвачены при вдыхании, размер которых соответствует аэродинамическому диаметру, меньшему 10 мкм. Частицы такого размера создают проблемы, связанные со здоровьем, так как они обычно проходят через горло и нос и попадают в легкие.
Значение PM 2,5 относится к частицам, которые могут быть захвачены при вдыхании, размер которых соответствует аэродинамическому диаметру, меньшему 2,5 мкм. Эти частицы могут оказывать пагубное воздействие на сосудистую систему, и продолжительное их воздействие на сосудистую систему может приводить к сокращению продолжительности жизни.
Высокий ворс, из которого образуют контактную поверхность ковра согласно настоящему изобретению, предпочтительно изготавливают из нити, вырабатываемой из волокон с разнообразными значениями линейной плотности. Было установлено, что особенно благоприятно, чтобы другие волокна высокого ворса обладали линейной плотностью, меньшей 25 дтекс. Доля волокон с линейной плотностью менее 15 дтекс, а предпочтительно - менее 5 дтекс, предпочтительно составляет более 30%, более предпочтительно - более 50%, а еще более предпочтительно - более 70%.
Грубые волокна также предназначены для образования разреженной ворсовой структуры ковра, благодаря которой получается лучший воздушный поток во время чистки ковра. Измерения с использованием датчиков, введенных через грунтовой слой в места расположения оснований ворсовых волокон, показывают, что во время чистки ковра согласно настоящему изобретению пылесосом этот воздушный поток, измеренный непосредственно над основным грунтовым слоем, имеет скорость 28 м/с, тогда как в стандартном ковре эта скорость составляет 18 м/с, благодаря чему может быть обеспечено удаление большего количества концентрированной мелкой пыли.
Дополнительной целью <изобретения> является аккумулирование мелкой пыли таким образом, чтобы ее можно было затем удалить, и при этом предотвратить ее повторное попадание в окружающее пространство. Для достижения этой цели предпочтительно, чтобы низкий ворс был изготовлен из нити, по меньшей мере, некоторые волокна которой обладают линейной плотностью, превышающей 400 дтекс. С этой целью можно использовать множество нитей, каждая из которых обладает отличающейся линейной плотностью, вшиваемых тафтинговым способом в базовую структуру, подаваемых с различных бобин или конусных паковок, и можно использовать множество видов приготовления различных типов нитей до прошивания.
Так как низкий ворс окружен высоким ворсом, то предотвращается возможность повторного переноса мелкой пыли вдоль ковра при ходьбе по нему или в случае возникновения воздушных потоков, параллельных полу, покрытому ковром. Однако при чистке ковра пылесосом воздушный поток проходит по существу перпендикулярно к ковру и в направлении от ковра, из-за чего все ворсинки под действием отсасываемого воздуха направляются прямо вверх, и мелкую пыль отсасывают простым способом. Было установлено, что пригодная ширина пространства между <участками> высокого ворса составляет 5,1 мм (1/10"×2) и 6,4 мм (1/8"×2).
Для дальнейшего уменьшения действия ворса ковра как щетки, вызывающего вылетание пыли вверх, по меньшей мере, высокий ворс или низкий ворс может быть сформирован из петельного ворса. Высокий ворс и низкий ворс более предпочтительно формировать из петельного ворса.
Такой ворс можно формировать посредством использования тафтингового способа, при этом можно использовать множество способов изготовления ковра. Высокий ворс и низкий ворс можно формировать, вырабатывая при этом различные варианты структур, например, располагая пучки ворса в смешанном порядке или в чередующемся порядке в одном или большем числе рядов, или, не обязательно, парами, в шахматном порядке или в хаотическом виде.
Ниже изобретение пояснено со ссылками на следующие чертежи, на которых изображено:
на фиг. 1 - ковер согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 - ковер согласно настоящему изобретению во время удаления мелкой пыли;
на фиг. 3a-3f представлены результаты ряда сравнительных испытаний ковра согласно настоящему изобретению, стандартного ковра и твердого покрытия пола, например, из ламината или линолеума.
На фиг. 1 изображен ковер 1 согласно настоящему изобретению, расположенный в пространстве 4, в котором находятся мелкие частицы 5 и 6 пыли. Мелкие частицы пыли падают вниз под действием силы тяжести и ложатся на ковер 1. Небольшая часть наиболее мелких частиц 6 при этом прилипает к высокому ворсу 2 ковра 1, а несколько более крупные частицы 5 прилипают к низкому ворсу 3 ковра 1. Можно увидеть, что частицы 5 ложатся в пространстве, окруженном двумя высокими <пучками> ворса. В этом положении они не захватываются воздушным потоком, параллельным ковру 1 (в направлении, создаваемом при ходьбе в пространстве или, например, создаваемом сквозняком), и поэтому они не поднимаются снова вверх в воздух в пространстве.
На фиг. 2 показаны направления перемещения частиц 5 и 6 пыли с высокого и низкого ворса, вызываемого в результате воздействия по существу вертикального воздушного потока в направлении от ковра 1. Такой воздушный поток образуется во время чистки ковра пылесосом, и, как показано на чертежах, таким образом можно эффективно удалять собравшуюся пыль. Ковер, таким образом, служит в качестве повторно используемого резервуара для сбора мелкой пыли.
На фиг. 3a-3d показано количество пыли, находящейся в пространстве, в котором уложен ковер (A) согласно настоящему изобретению, с течением времени, в сравнении с аналогичной характеристикой стандартного ковра (B).
На фиг. 3a представлено сравнение данных, полученных при испытаниях ковра (A) согласно настоящему изобретению и стандартного ковра (B), где количество частиц размером PM 10 представлено как функция времени. На диаграмме показано, что воздушный поток создавали несколько раз для генерирования турбулентности, соответствующей потоку воздуха, возникающему при ходьбе или возникающему при сквозняке. Можно увидеть, что количество пыли, витающей в пространстве, при испытаниях ковра (A) согласно настоящему изобретению, относительно существенно уменьшилось через некоторый промежуток времени, чем при испытаниях стандартного ковра (B), даже в случае, когда количество мелкой пыли в начале испытаний было больше.
На фиг. 3b представлено сравнение данных, полученных при испытаниях ковра (A) согласно настоящему изобретению и стандартного ковра (B), где количество частиц размером PM 2,5 представлено как функция времени. Количество мелкой пыли, введенной в пространство для испытаний, в случае испытания ковра (A), приблизительно равно количеству пыли в случае испытания ковра (B). Разница в осаждении после введения <определенного> количества мелкой пыли размером PM 2,5 не заметна. После более продолжительного промежутка времени заметна разница в количестве витающей пыли, вызванной воздушными потоками, например, образуемыми людьми при ходьбе по ковру, или сквозняком, где конечная концентрация мелкой пыли в пространстве меньше. Как <и при испытаниях, представленных> на фиг. 3a, воздушный поток создавали несколько раз для генерирования турбулентности, соответствующей потоку воздуха, возникающему при ходьбе или возникающему при сквозняке. Можно увидеть, что количество пыли, витающей в пространстве, при испытаниях ковра (A) согласно настоящему изобретению, относительно существенно уменьшилось через некоторый промежуток времени, чем при испытаниях стандартного ковра (B).
На фиг. 3c представлено сравнение данных, полученных при испытаниях ковра (A) согласно настоящему изобретению, стандартного ковра (B) и дополнительно твердого покрытия пола, например, из ламината или линолеума (D), а также стандартного ковра (C). Как <и при испытаниях, представленных> на фиг. 3a, в пространство было введено <определенное> количество частиц размером PM 10. Можно увидеть, что уменьшение количества мелких частиц пыли, обеспеченное с помощью ковра согласно настоящему изобретению, более чем в 10 раз превышает аналогичную характеристику твердого покрытия пола.
На фиг. 3d представлено сравнение данных, подобное представленному на фиг. 3a, но где были использованы частицы размером PM 2,5 вместо частиц размером PM 10. Здесь также можно увидеть, что уменьшение количества мелких частиц пыли, обеспеченное с помощью ковра согласно настоящему изобретению, более чем в 10 раз превышает аналогичную характеристику твердого покрытия пола.
На фиг. 3e представлен средний результат сравнения данных, полученных при испытаниях, повторенных 15 раз, касающихся уменьшения количества мелкой пыли, обеспечиваемого ковром согласно настоящему изобретению и твердым покрытием пола. Можно увидеть, что ковер согласно изобретению обеспечивает концентрацию B частиц размером PM 10 в воздухе, которая в 8 раз меньше аналогичной характеристики A твердого покрытия пола.
На фиг. 3f показан средний результат сравнения данных, полученных при испытаниях, повторенных 15 раз, касающихся уменьшения количества мелкой пыли, обеспечиваемого ковром согласно настоящему изобретению и твердым покрытием пола. Можно увидеть, что ковер согласно изобретению обеспечивает концентрацию B' частиц размером PM 2,5 в воздухе, которая в 3 раза меньше аналогичной характеристики A' твердого покрытия пола.
Замечено посредством сравнения, что стандартные ковры с низким петельным ворсом обеспечивают улучшение концентрации, которая только в 1,3 раза, приблизительно в 2 раза меньше аналогичной характеристики твердого покрытия пола.
На основании приведенных выше данных можно сделать заключение о том, что ковер согласно настоящему изобретению значительно менее восприимчив к вихревому и турбулентному движению воздуха в пространстве, в котором уложен ковер, с одной стороны, потому, что при его использовании обеспечивается возможность прочного удерживания мелкой пыли в пространствах, образованных между <пучками> длинного ворса, а с другой стороны, благодаря увеличенной способности удерживания тонких элементарных нитей высокого ворса.
Создан вариант осуществления, который очень хорошо функционирует на практике, посредством изготовления высокого ворса из нити с линейной плотностью 700 дтекс, содержащей 30 элементарных нитей (т.е. при линейной плотности элементарной нити 23,3 дтекс или д/эн), и нити с линейной плотностью 320 дтекс, содержащей 72 элементарные нити (т.е. при линейной плотности элементарной нити 4,4 дтекс или д/эн), в соотношении 3:5, и посредством изготовления низкого ворса из нити с линейной плотностью 1600 дтекс, содержащей 4 элементарные нити (т.е. при линейной плотности элементарной нити 400 дтекс или д/эн), и нити с линейной плотностью 1000 дтекс, содержащей 42 элементарные нити (т.е. при линейной плотности элементарной нити 23,8 дтекс или д/эн) в соотношении 5:3.
В дополнение к представленным вариантам осуществления возможно несколько вариантов осуществления, которые (все) по предположениям подпадают под объем защиты следующей формулы изобретения. Следует особенно отметить, что ковер согласно настоящему изобретению можно изготавливать как в виде сплошного изделия, укладываемого от стены до стены, так и в виде ковровой плитки, где ворс прикреплен к грунтовому материалу ковра посредством предварительного покрытия и тяжелого покрытия или, например, посредством подплавления, и где защитный и/или упрочняющий слой может, например, состоять из битума, полиолефинов, ПВХ, бутиен-стирольного каучука или сополимера этилена и винилацетата.