汽車用層壓紡織品及生產(chǎn)工藝分析論文

　　摘要：介紹了層壓紡織品在汽車工業(yè)中的應(yīng)用，論述了汽車用層壓紡織品的三種層壓工藝——焰熔層壓工藝、熱熔層壓工藝、水基黏合劑工藝的加工方法及其影響因素。為了提高汽車用層壓紡織品的產(chǎn)品質(zhì)量，汽車用面料生產(chǎn)廠家需要選擇合適的生產(chǎn)工藝。

　　關(guān)鍵詞：紡織品論文

　　汽車工業(yè)的高速發(fā)展使得汽車用紡織品發(fā)展迅猛。調(diào)查顯示，每輛汽車平均耗用15~20kg的紡織品，我國每年的車用紡織品消費(fèi)量在30萬~40萬t[1]。隨著汽車產(chǎn)量的不斷提高和紡織品在汽車應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，汽車工業(yè)已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)用紡織品的一大消費(fèi)對象。近年來，國外車用紡織品在產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域所占的比重越來越大，西歐汽車用紡織材料在產(chǎn)業(yè)用紡織材料中更是達(dá)到了35%的比例，而中國汽車用紡織品的生產(chǎn)也正以每年15%~20%的速度遞增，但是仍不能滿足汽車工業(yè)日益增長的需求。目前，大部分汽車用紡織品是涂層織物、層壓織物和復(fù)合材料[2]。我國汽車用層壓紡織材料領(lǐng)域仍有巨大的發(fā)展空間。

　　1汽車用層壓紡織品介紹

　　1.1座椅面料

　　層壓技術(shù)生產(chǎn)的復(fù)合產(chǎn)品，廣泛用于服用、裝飾用、產(chǎn)業(yè)用領(lǐng)域[3]。汽車座椅織物幾乎都是由表層織物、聚氨酯泡沫層和疏松背襯三層材料組成的。層壓賦予織物柔軟的手感，有較深的縫合線外觀。疏松背襯有助于控制層壓織物的拉伸性能，也有利于提高縫接強(qiáng)度，同時(shí)還可以防止聚氨酯泡沫“扒”在其他物體表面幫助織物“移動”。汽車座椅面料需要具有良好的耐磨性、耐光性和抗紫外線。面料必須在使用幾年后仍具有較新的外觀和較好的性能，這樣才能使汽車具有較好的二手價(jià)[4]。此外，這些面料的使用壽命必須大于汽車使用壽命，一般要超過二十年或更長時(shí)間。汽車內(nèi)部環(huán)境變化很大，夏天太陽照射下溫度可高達(dá)100℃。同時(shí)，汽車內(nèi)部封閉空間的相對濕度變化也很大，變化范圍在0~100%。目前，全球大約70%以上的座椅織物使用的是聚酯纖維[5]，因?yàn)榫埘ゾ哂泻芎玫目棺贤饩�性能和優(yōu)良的耐磨性，并且成本也很低。

　　1.2車頂內(nèi)襯

　　汽車車頂內(nèi)襯是由多組分相互層壓而成的，每層都具有其特殊的作用，有的是為了外表美觀，有的是為了隔音降噪，有的是為了提高車頂整體結(jié)構(gòu)的剛性。特別在隔音、減震方面，研究人員做了大量的研究。粉末黏合劑或膠膜起著將各層材料黏合在一起的作用，但對于連續(xù)膠膜和切割膠膜哪個(gè)對隔音減噪更有幫助尚未得到統(tǒng)一結(jié)論。近年來非織造材料被廣泛用于車頂內(nèi)襯的生產(chǎn)，逐漸代替了針織車頂內(nèi)襯材料。與針織物相比，非織造材料具有價(jià)格低廉，較大變形后不產(chǎn)生收縮等特點(diǎn)。

　　1.3可折疊式車篷

　　高檔汽車折疊式車篷多采用三層層壓織物，外層材料需具備優(yōu)良的防紫外線和其他光線輻射的功能，優(yōu)良的耐水、耐霜凍、耐微生物、耐交通煙塵及耐汽車清洗劑的功能，還應(yīng)具有在各種天氣中的尺寸穩(wěn)定性和耐磨性。此外，對外層材料進(jìn)行含氟化合物整理可以提高防污性能。目前，三層層壓車篷材料的內(nèi)層多用聚酯斜紋織物，中間層多用橡膠，外層目前只有聚丙烯腈織物符合各項(xiàng)性能要求。

　　1.4汽車引擎罩內(nèi)襯

　　汽車引擎罩內(nèi)襯通常也是由層壓材料制得，主要目的是為了吸收和降低發(fā)動機(jī)噪音。引擎罩內(nèi)襯主要由經(jīng)酚醛樹脂處理的廢舊再生紡織品與非織造布兩面層壓而成。貼近發(fā)動機(jī)的一面需要具有防油、防洗滌劑、防水等性能，可以利用有機(jī)碳氟化物整理來提高這些能力。內(nèi)襯越厚，隔音效果越好，但重量會加大，所以需要平衡內(nèi)襯重量與吸音率。黏合劑也必須具有優(yōu)良的耐熱及防水性，并且在汽車使用壽命內(nèi)不會損壞。

　　1.5其他內(nèi)部覆蓋材料

　　層壓和模壓結(jié)合的處理辦法也常用于車門面板、行李架等，這種工藝需要在織物背面復(fù)合一層屏蔽材料，用來防止熔融聚合物凝固前發(fā)生滲透。屏蔽層可以是非織造布、薄膜或密度更高的聚氨酯泡沫。但大多數(shù)的車門面板裝飾織物的生產(chǎn)仍然采用傳統(tǒng)層壓工藝，通常使用織物與聚氨酯泡沫或聚烯烴泡沫進(jìn)行層壓，可以得到柔軟的手感及良好的隔熱、隔音效果。

　　2汽車用層壓紡織品生產(chǎn)工藝

　　2.1焰熔層壓工藝

　　焰熔層壓工藝在汽車座椅面料的生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。焰熔層壓工藝是利用聚氨酯泡沫本身作為黏合劑，將其與織物黏合在一起形成層壓制品，是一種經(jīng)濟(jì)、快捷的生產(chǎn)加工工藝。在汽車座椅層壓織物的生產(chǎn)中，將表面織物、聚氨酯泡沫、稀疏織物底襯喂入層壓機(jī)，結(jié)合速度大約25~40m∕min，氣體火焰將移動的聚氨酯泡沫熔化，成為黏合織物的黏合劑。熔融會使聚氨酯泡沫變薄，為補(bǔ)償損失的厚度，通常喂入泡沫的厚度要略高于規(guī)定的厚度。車頂和門板表面織物通常也采用此方法進(jìn)行生產(chǎn)，只是不需要稀疏織物。焰熔層壓工藝的影響因素很多，主要?dú)w結(jié)為以下幾個(gè)方面。(1)火焰溫度及燃燒器與泡沫的距離。為了使層壓加工效果穩(wěn)定，必須使用相同的設(shè)置。火焰溫度取決于所用燃?xì)忸愋�、燃�(xì)馀c空氣的混合比及火焰噴射到泡沫的位置。為提高層壓速度及減少層壓過程中聚氨酯泡沫厚度損失，一般采用高溫氣浪加熱熔融聚氨酯泡沫。這種方式可以在一定程度下提升火焰溫度，還可以加強(qiáng)黏結(jié)效果并減少有毒氣體的產(chǎn)生。(2)層合速度要合適。速度太快，泡沫迅速通過火焰不能夠充分加熱熔融，導(dǎo)致產(chǎn)生的熔融態(tài)聚氨酯不夠，與面料的黏結(jié)強(qiáng)度較低；而速度太慢，聚氨酯停留在火焰加熱區(qū)域的時(shí)間延長，加熱過度產(chǎn)生過多的熔融態(tài)聚氨酯，一方面會浪費(fèi)能量，使泡沫厚度損失較大，另一方面過多的熔融態(tài)聚氨酯可能會滲透表面織物影響面料手感。所以選擇合適的層合速度是非常重要的。(3)壓輥之間的距離會影響材料所受的壓力大小。壓力大時(shí)可以提高黏結(jié)強(qiáng)力但會使層壓過程中泡沫厚度損失加大；壓力小時(shí)會使材料復(fù)合時(shí)與黏合劑結(jié)合不充分，產(chǎn)品黏結(jié)強(qiáng)力不夠。(4)聚氨酯的阻燃等級升高也會加強(qiáng)層壓的黏合效果，因?yàn)樽枞嫉燃壐叩木郯滨ポ^等級低的會產(chǎn)生更多的熔融聚氨酯。另外，聚氨酯泡沫的種類、泡沫密度、厚度、孔徑也對層壓產(chǎn)品質(zhì)量起著重要作用。

　　2.2熱熔層壓工藝

　　由于聚氨酯燃燒產(chǎn)生具有潛在毒性的煙霧[6]，焰熔層壓工藝對環(huán)境的污染問題受到重視。作為替代方法，熱熔型黏合法逐漸受到人們的關(guān)注。熱熔層壓是利用加熱熱熔型黏合劑，當(dāng)溫度超過其熔點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的高黏合力將兩層材料黏合在一起，冷卻之后形成永久黏合[7]。熱熔層壓具有加工材料形狀、長度靈活，可加工不連續(xù)紡織品或其他柔性材料，黏合劑滲透少，產(chǎn)品透氣性好等特點(diǎn)。但熱熔層壓存在一個(gè)缺點(diǎn)，當(dāng)?shù)诙�層材料引入之前，暴露在空氣中的熱熔型黏合劑會快速冷卻使黏合性損失。2.2.1熱熔層壓方法根據(jù)熱熔層壓過程中施膠方式的不同，可將熱熔層壓歸結(jié)為以下幾種方法。(1)平板層壓法平板層壓的加工方法是熱熔型黏合劑、網(wǎng)或粉末在中間，上下兩面是層壓材料，一起喂入平板層壓機(jī)，加熱熔化黏合劑并生產(chǎn)出層壓產(chǎn)品。黏合網(wǎng)或黏合膜的寬度是固定的，需求量夠大，生產(chǎn)商可以生產(chǎn)任意尺寸的黏合網(wǎng)或黏合膜，使用粉末黏合劑可以不受加工范圍、織物長短等限制。平板加工前要先蒸發(fā)掉織物中的水分，以免其帶走機(jī)器產(chǎn)生的溫度，影響產(chǎn)品質(zhì)量。加工過程最重要的溫度是“黏合劑溫度”，即兩層材料之間黏合劑的實(shí)際溫度，而非機(jī)器設(shè)定溫度。根據(jù)產(chǎn)品厚度及機(jī)器運(yùn)行速度，機(jī)器設(shè)定溫度要比黏合劑溫度高一定值，可用熱敏試紙測定黏合劑的實(shí)際溫度。(2)粉末黏合劑層壓法粉末黏合劑層壓法是熱熔層壓法中最多樣、最經(jīng)濟(jì)的方法，因?yàn)榉勰�黏合劑不受尺寸影響，成本也比膠網(wǎng)或膠膜低。粉末黏合劑適合哪種材料需要仔細(xì)考慮并預(yù)先做些試驗(yàn)研究。粉末黏合劑用在汽車用層壓紡織品時(shí)，一般將黏合劑灑在織物表面，當(dāng)層壓織物是稀疏織物時(shí)，必須將粉末灑在泡沫材料上，因?yàn)橄∈杩椢镆话憧紫遁^大，黏合劑無法散布在其表面。當(dāng)粉末黏合劑需要灑在泡沫上時(shí)，要考慮粉末可能會落入泡沫孔隙中的情況，這樣不僅會造成浪費(fèi)，還會使泡沫失去彈性，手感變硬，孔隙減少，透氣性降低等。因此，要根據(jù)泡沫孔隙合理選擇粉末黏合劑的粒徑。粉末黏合劑可以使用平板層壓機(jī)加工但不僅僅局限于平板層壓機(jī)。(3)圓網(wǎng)點(diǎn)狀印刷和刮刀涂層法圓網(wǎng)點(diǎn)狀印刷或刮刀涂層層壓方法都是將粉末黏合劑配制成漿料，再使用圓網(wǎng)印刷機(jī)點(diǎn)狀印刷或用刮刀進(jìn)行涂層加工。點(diǎn)狀印刷可以加工精致的輕薄材料，在加工過程中基材受熱時(shí)間少，降低了材料變硬、變色的風(fēng)險(xiǎn)。配制漿料必須要有適當(dāng)?shù)酿ざ�、穩(wěn)定性和流動性，并要根據(jù)需要的手感、黏合力設(shè)定好網(wǎng)眼尺寸。(4)凹版滾筒熱熔印刷法這種加工方法是將熱熔型黏合劑熔化存在貯料槽中，當(dāng)滾筒旋轉(zhuǎn)，滾筒表面凹槽將黏合劑轉(zhuǎn)移到基材上，然后將其與另外一種材料壓合在一起。這種方法的缺點(diǎn)是每當(dāng)換黏合劑或滾筒時(shí)要花費(fèi)大量時(shí)間清理機(jī)器。2.2.2熱熔層壓影響因素?zé)崛蹖訅旱挠绊懸蛩睾脱嫒蹖訅河行﹨^(qū)別，主要有以下幾種。(1)織物結(jié)構(gòu)及規(guī)格、織物表面的平整度、紗線之間的孔隙大小及織物厚度等都對黏合工藝有影響�？椢锏木o度與厚度會直接影響熱熔膠對織物的滲透情況，要合理選擇，否則可能會出現(xiàn)透膠現(xiàn)象或產(chǎn)品手感太硬等情況。平整度則會影響施膠的均勻度，從而影響織物手感及黏結(jié)強(qiáng)度。(2)熱熔黏合劑的選擇。不同的黏合劑具有不同的黏合溫度、耐熱性、耐水和溶劑性等。另外，不同類型的黏合劑對不同材料的黏合效果不同，生產(chǎn)商要根據(jù)產(chǎn)品具體的性能要求及生產(chǎn)工藝來選擇合適的黏合劑。(3)黏結(jié)溫度、層壓壓力、復(fù)合速度等熱熔層壓工藝參數(shù)都會對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響。不同的熱熔膠有不同的熔點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)其選擇合適的層壓工藝黏結(jié)溫度。黏結(jié)溫度過低，熱熔膠未充分熔融，黏結(jié)強(qiáng)度不夠；黏結(jié)溫度過高，容易發(fā)生透膠現(xiàn)象。層壓壓力直接影響熱熔膠嵌入材料的程度，合適的壓力可以使熱熔膠與織物充分接觸。復(fù)合速度會影響到機(jī)器溫度向織物的轉(zhuǎn)移，從而影響?zhàn)そY(jié)溫度。復(fù)合速度過快，溫度轉(zhuǎn)移效率低，會造成能量浪費(fèi)；速度過慢會影響生產(chǎn)效率，所以選擇合適的復(fù)合速度也是非常的重要。

　　2.3水基黏合劑法

　　黏合劑法是利用水基黏合劑通過輥涂、刮涂、噴涂等方法，涂覆在需要黏合的基材上，使用紅外線預(yù)烘并迅速與另一層材料層合，然后在烘箱里將多余的水分蒸發(fā)掉，冷卻固化得到層壓織物的方法。此方法對環(huán)境污染小，設(shè)備簡單，且層壓產(chǎn)品手感好，不易燃，但其能耗大，黏結(jié)力弱。

　　3結(jié)語

　　目前，由于成本低廉、復(fù)合效果好、產(chǎn)品手感好等特點(diǎn)，我國汽車用層壓紡織品基本上采用的都是焰熔層壓法。隨著化工行業(yè)的發(fā)展及政府對環(huán)保的重視，熱熔層壓技術(shù)將會得到更廣泛的應(yīng)用。汽車用紡織品生產(chǎn)廠家應(yīng)綜合考慮成本、客戶要求、自身加工條件及產(chǎn)品性能要求，合理選擇符合工藝及產(chǎn)品的方法，提高產(chǎn)品綜合性能及客戶滿意度。

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