非织造布生产线在汽车工业上的应用Alfred Watzl (Fleissner GmbH)摘 要:简述汽车用纺织品的市场情况,主要介绍汽车工业用非织造布及其加工方法,包括Fleissner非织造设备的性能和用途。

关键词:非织造布,汽车用纺织品,生产,设备,应用中图分类号:TS173 文献标识码:A 文章编号:1004-7093(2004)08-0006-081 简介人们很早就已经认识到现代汽车不仅仅是用金属制成的,用塑料和纺织品加工的汽车零件的数量在不断增加。

这些零件重量轻、价格便宜,有助于汽车设计者追求其独具魅力的时尚设计,并由此营造出豪华与舒适的氛围。

非织造布被用作各种汽车内饰物,如座椅、门和车身挡板的包覆材料、车顶基布和车顶衬里。

非织造布还可用作汽车地毯、行李箱的衬里以及隔音和绝热材料。

2 市场情况(全球和中国)北美和欧洲汽车内饰用织物用量约为5亿~ 6亿m2,非织造布占据其中一定的份额。

结构织物(如产业用纺织品/非织造布)在汽车工业领域的用量可能翻倍。

根据美国非织造布工业协会(I NDA)的信息,汽车上40多个零件是用非织造布加工的。

除机织物和针织物以外,更主要的还有新型轻薄织物,用于吸声结构、涂层织物、人造皮革以及复合产品中的泡沫材料。

先进的技术使得汽车地板、门以及车顶等部位更加柔软、触摸舒适,并且在保持透气性的同时提高了耐用性。

聚烯烃泡沫材料的使用提高了聚丙烯材料的利用率,用100%聚丙烯收稿日期:2004-07-05材料加工的结构件易于重复利用,所以这种材料变得更加有吸引力。

汽车的购买者会在安全性和舒适性方面提出更高的要求,这也要求纺织品的供应商注意产品的安全性和舒适性。

许多法律通用条款有利于产品重量减轻并且易于回收利用,而非织造布和产业用纺织品在这方面会发挥作用。

车用纺织品(包括非织造布)的贸易在持续增长。

2002年全球汽车产量为5800万辆(其中包括850万辆商用车),因此众多的纺织品公司和非织造布生产商把羡慕的目光投向了这个市场。

预计全球汽车年增长率为2.8%~3%,中国和东欧市场更具发展潜力。

1977年生产1辆汽车平均需要1m2非织造布,而目前每辆客车非织造布的用量已达到20m2,而且这个数字还在继续增长。

同样,在中国汽车正在逐渐取代自行车成为出行和运输的工具。

2003年中国生产了200万辆汽车,其中大约有70万辆是由德国厂商在华投资的企业生产的,占到了市场总额的36%。

预计到2010年中国的汽车总产量将达到820万辆,那么中国最终将由一个汽车进口国变成出口国。

仅在2004年的第一季度,中国的客车市场膨胀了48%。

大众汽车(VW)公司与他的合作伙伴上海汽车工业公司(SAIC)规划一个新的工厂;此外,其在沈阳的工厂正在全力生产。

宝马汽车公司(BMW)已经与中国的合作者在沈阳签署投资一个新的合资工厂。

戴姆勒 克莱斯勒公司(Daim综述 产业用纺织品 总第167期ler Chrysler)刚刚获得北京政府的批准,作为与北京汽车工业公司(BAIC)共同的项目,在北京生产梅塞德斯C级和E级汽车。

MAN公司与中国D Long公司合作生产重型卡车,双方已在公共汽车领域有过合作。

3 汽车工业用非织造布的生产非织造布是通过干法成网(如梳理成网,气流成网)、湿法成网或纺丝成网并经过粘合剂粘合、热粘合或针刺、水刺缠结而成。

汽车工业用的大部分非织造布是干法成网非织造布(主要是针刺非织造布,也有马利瓦特缝编织物)和纺粘非织造布。

由于无法涵盖所有非织造布的加工方法,因此选择一些在汽车工业应用领域倍受关注的原料加以介绍:(1)用作地毯、后搁板包覆材料、行李箱衬里的针刺非织造布。

(2)用酚醛树脂粘合纤网或熔融纤维粘合纤网加工而成的绝缘网垫。

(3)用作地毯基布的纺粘非织造布。

(4)纤维生产线。

(5)用化学粘合剂粘合或热粘合固结的填充絮垫。

(6)柔性泡沫材料。

(7)免胶涂层地毯基布。

(8)经过水刺工艺改良过的机织物。

(9)水刺非织造产品。

3.1 针刺非织造布在汽车工业中的应用3.1.1 应用作为内部装饰的组成部分或技术配件而安装在汽车上的织物,将在促进汽车的销售方面起到更加重要的作用,特别是针刺非织造布,其价格具有吸引力,易于加工和安装。

针刺非织造布主要被用作:(1)汽车地毯。

(2)后搁板的包覆材料。

(3)行李箱的衬里。

(4)覆轮罩。

(5)聚乙烯和聚氯乙烯涂层基布,例如布质座椅的座套。

(6)聚乙烯车顶基布。

(7)车顶衬里。

(8)车门的包覆材料。

随着有仓门式后背的汽车数量的不断增加,汽车行李箱的装饰发生了本质上的变化。

后排座椅折起,使仓门成为扩大了的特制车身,这就要求仓门的装修与车箱相一致。

针刺非织造布的表面根据用途而有所不同,它可以是光滑的、绒头状的或毛圈状的。

针刺非织造布可以具有单层或多层纤网结构。

根据不同的表面要求,粘合剂可以是部分渗透或完全渗透。

在很多情况下,使用废纤维加工地毯垫毡,地毯表面可以看到纤网中的纤维。

3.1.2 纤维除少量的纤维以外,只有化学纤维可以用于汽车工业,如:聚丙烯纤维(PP)、聚酯纤维(PES)和聚酰胺纤维(PA)。

这些纤维可以被单独使用(100%)也可以混合使用。

例如:加工车内地毯,通常采用聚酰胺/聚酯/聚丙烯的粗旦/中粗旦混合纤维;加工后搁板的包覆材料,普遍采用细旦聚酯纤维;而中等粗细的聚丙烯纤维或聚酯纤维可用来加工行李箱的衬里。

经过聚乙烯涂层的聚丙烯纤网难以加工成为形态稳定的部件,近来聚酯纤网替代聚丙烯纤网用作行李箱衬里。

另一方面,用聚酯纤网加工的部件即使在高的模塑温度下也不易变形,最新的进展是可以自行承载的模塑件替代了原来的金属板结构。

最近,原产品的回收再利用问题被特别关注。

目前有一些汽车已经使用亚麻纤维。

Fleissner的AquaJet系统的水刺缠结工艺已被证明非常适用于加工面密度高达1200g/m2的亚麻或大麻纤网。

3.1.3 粘合剂的种类可以使用化学法、热粘合法固结针刺纤网。

不同种类的粘合剂不仅影响纤网的强度,而且会影响到纺织品的手感、硬度和使用性能等。

在多数情况下,可使用苯乙烯 丁二烯粘合剂,但也可以使用诸如聚醋酸乙烯酯类或丙烯酸酯类的粘合剂。

到目前为止针刺纤网仍在使用聚乙烯涂层,但是出于经济原因的考虑,针刺纤网趋于使用专用化学粘合剂浸渍,这些粘合剂由B ASF、Polymer Chemie、B ohm&Haas等公司提供。

用于加工模塑部件的针刺纤网浸渍60%的固体粘合剂后,被传送到烘干机中,通过红外线加热,直到热塑性粘合剂开始软化为止,冷却装置具有机械成形和稳定的作用。

3.1.4 非织造布的粘合纤维混合后,经过梳理机、交叉铺网机或气流成网机加工成网。

在刺针密度约100~300针/c m2的针刺作用下,蓬松的纤网被极大压缩。

3.1.4.1 泡沫浸渍粘合和烘干浸渍纤网有两种不同的方法,一种是将纤维2004年第8期 产业用纺织品 综述网完全浸透;一种是利用泡沫浸渍或喷洒液体粘合剂,将粘合剂涂在纤网的一面。

近几年,液体饱和浸渍已经逐渐被泡沫浸渍所取代。

(1)Fleissner泡沫浸渍机的性能和优点Fleissner公司大力推广泡沫浸渍技术的应用,并开发出先进的泡沫浸渍设备,该设备具有明显的优势,包括:(1)与传统的液体饱和浸渍相比较,由于液体中充入了大量的空气(高的发泡率),因此泡沫浸渍工艺的浸液量减少40%,相应地大大缩短烘干时间,提高了烘干速度。

(2)准确计量粘合剂的用量,即便添加很少的固体粘合剂。

(3)粘合剂分布均匀。

(4)粘合剂的泳移小。

(5)操作可靠性高。

该浸渍机适用于在基布一侧或两侧涂胶。

泡沫浸渍程度可有所不同:泡沫可以涂在纤网的表面,也可以根据预先设定的浸渍程度部分浸到纤网内部或是完全浸渍。

其气动滚筒驱动1~2个涂刮器在纤网上左右往复运动,将泡沫涂抹在纤网上。

滚筒有两种直径:400mm或500mm,500m m的滚筒用在宽幅浸渍机上。

轧点的设定值具有可重复性,并且有数字显示。

滚筒气动加压并配置不锈钢网套。

改变发泡率(泡沫密度)和轧点的设定值,可以准确地调节泡沫的施加和浸渍的程度。

发泡工艺中泡沫的体积质量(g/l)是一项重要参数。

为最大程度降低烘干过程中的能耗,尽量减少液态粘合剂中水的含量是十分重要的,即粘合剂溶液的固体含量应该高,而泡沫重量应该低。

随后的烘干和焙烘工序是在Fleissner抽吸式滚筒烘干机上完成的。

泡沫浸渍设备和抽吸式滚筒烘干机的联合机组也适用于废纤维加工的地毯的抗菌处理。

(2)Fleissner抽吸式滚筒烘干机的基本原理和本质特征抽吸式滚筒烘干机基本原理:气流穿透系统的最大优势在于干燥空气穿透纤网,从而保证了高效的热传递、热量转移和不同的烘干速度。

近几年,Fleissner公司不同型号的抽吸式滚筒烘干机在世界各地的销售量超过4 5万台,这种烘干机单位面积水蒸发量是其他类型烘干机的几倍。

抽吸式滚筒烘干机的本质特征:(1)抽吸式滚筒烘干机的基本特征是多孔滚筒与大型轴流式风机直接组合。

(2)风机从滚筒内部抽出空气,气流经加热线圈加热,然后强使气流返回滚筒表面,这样在多孔滚筒内部造成真空状态,纤网受真空作用而附着在滚筒网套上,与此同时热空气受压穿过纤网。

(3)在烘干、焙烘、热定型和湿处理操作过程中,这种抽吸式滚筒烘干机可以保证纤网经过时不起皱,没有张力。

(4)利用气流穿透原理是产品具有良好透气性、可呼吸性和吸湿性的最佳前提条件,加工的纤网品质高,厚实蓬松并具有与纺织品一样的柔软手感。

(5)多孔滚筒的抽吸作用可使纤网平稳地吸附在滚筒网套上,因此可防止网面和边缘起皱。

(6)选择不同尺寸的单个滚筒或是采用几个排列成组的滚筒,可以达到需要的烘干能力。

纤网在滚筒的出口被补入的新鲜空气冷却,同时也对进入烘干机的补充空气起到加热作用,节约了能源成本。

(7)由于采用无级变速风机,因此可以根据纤网的特征(如透气性)调节生产线的烘干能力。

(8)采用微处理系统控制烘干机,可将生产成本降到最低。

(9)多滚筒烘干机配有自动传递装置,保证纤网自动转移到下一个滚筒。

因此,对于长度短的纤网不用导布,操作经济。

(10)烘干机的工作温度精度可控制在 1.5 ,最高温度可达到250 。

(11)多滚筒抽吸式烘干机将纤网从一个滚筒转移到另一个滚筒,气流交替穿透纤网,这样可保证烘干过程连续、均匀。

(12)抽吸式滚筒配备一个非常经济的气体直接加热系统,可采用不同的导热介质加热。

3.1.4.2 热粘合双组分熔融纤维或单一均聚物熔融纤维及其与其他类型的纤维混合,可用于针刺纤网的热粘合。

表面带有组织结构、毛圈或绒头的针刺地毯,是用70%的聚酰胺双组分纤维和30%的标准聚酰胺66纤维生产的。

聚酰胺双组分纤维呈皮芯结构,皮层是聚酰胺6,纤维熔融温度215~ 218 ;芯层为聚酰胺66,纤维熔融温度为245~ 250 。