棉短絨在汽車內(nèi)飾中的應(yīng)用及專用生產(chǎn)線的初步研究

■　王澤武　胡之浩　孫亞楠

〔1鄭州棉麻工程技術(shù)設(shè)計(jì)研究所，河南鄭州450004〕〔2鄭州人造金剛石及制品工程技術(shù)研究中心有限公司，河南鄭州450001〕

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棉短絨在汽車內(nèi)飾中的應(yīng)用及專用生產(chǎn)線的初步研究

■王澤武1胡之浩2孫亞楠2

〔1鄭州棉麻工程技術(shù)設(shè)計(jì)研究所，河南鄭州450004〕
〔2鄭州人造金剛石及制品工程技術(shù)研究中心有限公司，河南鄭州450001〕

我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展迅速，特別是家庭乘用車已經(jīng)像冰箱、彩電一樣走入普通百姓家。汽車內(nèi)裝飾也緊隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而不斷進(jìn)步。傳統(tǒng)的低檔次汽車內(nèi)飾件原料主要為通用塑料（PP、PVC、ABS）及玻璃纖維復(fù)合材料，不能降解和回收再利用，廢料對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。近幾年，汽車內(nèi)飾材料逐步向綠色、環(huán)保、低碳、可回收、高檔化方向發(fā)展。

一、汽車內(nèi)飾應(yīng)用及生產(chǎn)流程簡(jiǎn)介

（一）汽車內(nèi)飾應(yīng)用簡(jiǎn)介

相對(duì)應(yīng)汽車的金屬部件，汽車內(nèi)飾一般稱之為車用紡織品。由于車用紡織品內(nèi)飾的質(zhì)量直接對(duì)汽車的質(zhì)量、性能、美觀及車內(nèi)人員的安全、健康、乘用舒適性都有直接的影響，因此汽車內(nèi)飾在汽車生產(chǎn)中越來(lái)越被重視。常用的汽車內(nèi)飾一般有：車頂棚、車門(mén)內(nèi)側(cè)模壓板、隔音棉、轎車后部行李倉(cāng)襯墊、座椅填充包裹物等。

我國(guó)汽車內(nèi)飾的生產(chǎn)越來(lái)越多的采用了非織造布的工藝與技術(shù)，應(yīng)用各種非織造布可滿足汽車不同內(nèi)飾部件的功能要求，也有利于減輕汽車自重及產(chǎn)品的回收再利用，采用非織造布用作汽車內(nèi)飾材料是當(dāng)前國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在一輛轎車上應(yīng)用非織造布可達(dá)到20 m2～25 m2，總質(zhì)量在20 kg以上。

（二）汽車內(nèi)飾生產(chǎn)流程簡(jiǎn)介

目前家用車內(nèi)飾的材料應(yīng)用最廣泛的是服裝廠下腳料（圖1）。服裝廠下腳料價(jià)格低廉，具有纖維的主要特性。經(jīng)初步強(qiáng)力開(kāi)松、除雜、混合后打包，作為進(jìn)入非織造生產(chǎn)線的原料備用（圖2）。

圖1　服裝廠下腳料

圖2　下腳料經(jīng)強(qiáng)力開(kāi)松后成為原料

經(jīng)初步處理過(guò)的服裝廠下腳料基本上被開(kāi)松、打擊成單線的狀態(tài)，在打擊中，纖維長(zhǎng)度已經(jīng)變得很短，一般小于30 mm，適用于非織造布的氣流成網(wǎng)的工況。

汽車內(nèi)飾用非織造布的生產(chǎn)流程一般如下：

1.針對(duì)布狀較小克重產(chǎn)品一般流程為：圓盤(pán)抓棉機(jī)（2臺(tái)）→預(yù)混棉機(jī)→大倉(cāng)混棉機(jī)→豪豬開(kāi)棉機(jī)→鋸齒輥筒開(kāi)棉機(jī)→氣壓棉箱喂棉機(jī)→氣流成網(wǎng)機(jī)→多輥牽伸機(jī)→預(yù)壓軋輥→軋輥→儲(chǔ)布架→成卷機(jī)。

2.針對(duì)板狀較大克重產(chǎn)品一般流程為（牽伸機(jī)以前的類似）：→多輥牽伸機(jī)→熱風(fēng)烘箱→冷卻箱→分切機(jī)→模壓定型→后處理。

在圖3中的氣流成網(wǎng)熱軋生產(chǎn)線流程中，將先期開(kāi)松、除雜、混合后的服裝下腳料放入圓盤(pán)抓棉機(jī)1的貨盤(pán)中，在貨盤(pán)中可進(jìn)行配包。圓盤(pán)抓棉機(jī)1均勻抓取纖維由輸棉管路2通過(guò)風(fēng)機(jī)6向后輸送，通過(guò)氣纖分離器4完成氣體與纖維的分離，氣體排出車間，纖維落入預(yù)混棉機(jī)5。預(yù)混棉機(jī)5對(duì)圓盤(pán)抓棉機(jī)1貨盤(pán)中的纖維進(jìn)行混合并初步開(kāi)松清理。經(jīng)初步混合開(kāi)松清理的纖維經(jīng)氣纖分離器進(jìn)入大倉(cāng)混棉機(jī)9，大倉(cāng)混棉機(jī)9對(duì)纖維進(jìn)行進(jìn)一步的混合并具有部分開(kāi)松清理的功能，大倉(cāng)混棉機(jī)9因有較大的儲(chǔ)料空間，作為生產(chǎn)線的緩沖，可以向下游穩(wěn)定持續(xù)的供料。經(jīng)大倉(cāng)混棉機(jī)9充分混合的物料經(jīng)氣纖分離器依次進(jìn)入梳針輥筒開(kāi)棉機(jī)10、鋸齒輥筒開(kāi)棉機(jī)11進(jìn)行進(jìn)一步的精細(xì)除雜、開(kāi)松。精細(xì)除雜、開(kāi)松后的纖維被風(fēng)機(jī)送入氣壓喂棉機(jī)12中，在氣壓及喂棉機(jī)中的各羅拉作用下，氣壓喂棉機(jī)12穩(wěn)定輸出一定厚度的棉層。氣壓喂棉機(jī)12喂料的長(zhǎng)片段及幅寬方向的均勻性，直接決定了氣流成網(wǎng)后的縱橫向CV值及縱橫向強(qiáng)力比。由氣壓喂棉機(jī)12喂料均勻進(jìn)入氣流成網(wǎng)機(jī)13，成網(wǎng)后網(wǎng)隨輸送簾進(jìn)入多輥牽伸機(jī)14，在這里，較厚的網(wǎng)面被包纏針布的多輥牽伸機(jī)14穿刺、壓縮、牽伸，這樣使網(wǎng)面具有了一定的強(qiáng)度，并提升了整個(gè)生產(chǎn)線的車速。牽伸后經(jīng)軋輥15預(yù)壓，進(jìn)入多軋輥的軋車16，軋輥具有一定溫度，在這個(gè)設(shè)定的溫度下，混在纖維中的聚酯類粘合劑熔化與纖維粘接、軋壓在一起。從軋車16出來(lái)后，形成布狀。進(jìn)入儲(chǔ)布架17，在卷繞機(jī)18上成卷，形成產(chǎn)品，一般用作汽車襯墊、隔音棉等。圖3中回花棉箱3是用來(lái)回收各機(jī)風(fēng)運(yùn)后氣流中所含纖維的裝置，所回收纖維重新回入生產(chǎn)線。橋式吸鐵7在輸棉管路2上多處配置，能將纖維中所含金屬及時(shí)吸附，保護(hù)了下游設(shè)備的安全并減少發(fā)生火災(zāi)的隱患。軋機(jī)16中的軋輥也可根據(jù)需要用刻花輥，這樣軋壓出的“布”就具有所需花紋或商標(biāo)。

1.圓盤(pán)抓棉機(jī)；2.輸棉管路；3.回花棉箱；4.氣纖分離器；5.預(yù)混棉機(jī)；6.輸送風(fēng)機(jī)；7.橋式吸鐵；8.氣纖分離器；9.大倉(cāng)混棉機(jī)；10.梳針輥筒開(kāi)棉機(jī)；11.鋸齒輥筒開(kāi)棉機(jī)；12.氣壓棉箱；13.氣流成網(wǎng)機(jī)；14.牽伸機(jī)；15.預(yù)壓機(jī)；16.熱軋機(jī)（熱風(fēng)烘箱或熱模壓成型機(jī)）；17.儲(chǔ)布架；18.成卷機(jī)（或分切機(jī)、后處理）圖3　汽車內(nèi)飾生產(chǎn)線流程示意圖

同樣的設(shè)備配置和原料，氣流成網(wǎng)工藝的不同能衍生出各種差異很大的產(chǎn)品。在圖3中的生產(chǎn)線中，根據(jù)不同的產(chǎn)品用途可調(diào)整原料的配比、開(kāi)松除雜工藝、成網(wǎng)工藝，成網(wǎng)工藝中主要是調(diào)整成網(wǎng)的單位質(zhì)量。例如：此生產(chǎn)線中將熱軋機(jī)16更換成熱風(fēng)烘箱或熱模壓成型機(jī)，工藝成網(wǎng)較大的克重，在此工序可熱模壓成型成“板狀”內(nèi)飾件，如車頂棚、車門(mén)側(cè)板等。

二、棉短絨概況及在汽車內(nèi)飾中的應(yīng)用探討

（一）棉短絨簡(jiǎn)介

棉短絨是國(guó)防、紡織、化纖、造紙等輕、化工業(yè)的重要原料，是重要的戰(zhàn)略物資。我國(guó)盛產(chǎn)棉花，如將軋花后的棉籽全部剝絨，所得短絨量相當(dāng)于皮棉總產(chǎn)量的15%～20%，我國(guó)的棉短絨資源十分豐富。

（二）棉短絨在汽車內(nèi)飾中的應(yīng)用探討

在汽車內(nèi)飾中，不論是頂棚、門(mén)側(cè)板還是減震墊、隔音棉等，普遍要求具有隔音的功能。內(nèi)飾材料中包含的纖維品種越多，能阻擋的共振頻率越多，也就是隔音效果越好。由于棉短絨的纖維細(xì)度、質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于下腳料開(kāi)松后的紗線，在氣流成網(wǎng)中，首先凝聚在網(wǎng)簾上然后逐漸過(guò)渡成較粗的服裝下腳料纖維，這時(shí)在成品的截面中形成了雙層隔音結(jié)構(gòu)，由于這兩層的質(zhì)量、密度、共振頻率范圍差異較大，在使用中能抑制住板的共振，起到了阻尼音頻的作用，隔音效果遠(yuǎn)大于同樣厚度單一材料的內(nèi)飾。

汽車內(nèi)飾具有一定的柔軟性，能使人觸感舒服，給人以汽車檔次高的感覺(jué)。硬邦邦的內(nèi)飾，給人以生冷的感覺(jué)，同時(shí)也給人第一印象是車的檔次不高。加入棉短絨的汽車內(nèi)飾，在氣流成網(wǎng)中形成了雙層隔音結(jié)構(gòu)，使隔音效果好，同時(shí)棉短絨一側(cè)的板面由于纖維細(xì)、一致性好，形成的板面柔軟、有質(zhì)感。這種內(nèi)飾提升了乘員的舒適性，在遇到磕碰時(shí)能有效緩沖，對(duì)車內(nèi)人員起到了保護(hù)作用。

我國(guó)棉短絨需方市場(chǎng)一直低迷，多年來(lái)造成大量積壓，價(jià)格也連年下滑，是質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的適合制造汽車內(nèi)飾的材料。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類棉短絨都非常適于氣流成網(wǎng)，利用原生產(chǎn)線稍加改動(dòng)即可。

（三）以棉短絨為主要材料汽車內(nèi)飾生產(chǎn)線探討

服裝下腳料與棉短絨的不同配比、不同生產(chǎn)工藝可衍生出不同的產(chǎn)品，如加大棉短絨比例的內(nèi)飾，能很好的隔音、減震，適用于車內(nèi)與人有接觸的內(nèi)飾；加大服裝下腳料比例的內(nèi)飾耐磨，適用于車后行李箱；純短絨的非織造布可用于車內(nèi)座椅的包覆布；純服裝下腳料的非織造布可用作車內(nèi)座椅和其它地方的填充物。

圖4與圖3生產(chǎn)流程近似。筆者考慮到為適應(yīng)服裝下腳料與棉短絨不同配比的需求，將2臺(tái)圓盤(pán)抓棉機(jī)更換成2到3臺(tái)稱量機(jī)1。圓盤(pán)抓棉機(jī)也能完成一定原料配比的功能，但精確度遠(yuǎn)不及含有電子稱的稱量機(jī)。利用稱量機(jī)能精確控制短絨與服裝下腳料、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類棉短絨之間、不同下腳料之間的精確配比。通過(guò)不同的配比和生產(chǎn)線工藝來(lái)得到所需的各種汽車內(nèi)飾產(chǎn)品。在使用稱量機(jī)后加裝混棉簾子開(kāi)棉機(jī)2，使各種物料充分混合均勻。

1.稱量機(jī)；2.混棉簾子開(kāi)棉機(jī)；3.回花棉箱；4.氣纖分離器；5.預(yù)混棉機(jī)；6.輸送風(fēng)機(jī)圖4　汽車內(nèi)飾生產(chǎn)線流程示意圖

三、結(jié)語(yǔ)

棉短絨是軋花企業(yè)最主要的副產(chǎn)品之一，由于其價(jià)格一直低迷，很多軋花企業(yè)剝毛棉籽的利潤(rùn)甚至彌補(bǔ)不了人工、電費(fèi)的成本消耗。筆者認(rèn)為，利用價(jià)格低廉的棉短絨與紡織下腳料，運(yùn)用非織造布技術(shù)中的氣流成網(wǎng)、貼膜、熱軋等復(fù)合技術(shù)制作汽車內(nèi)飾材料，不僅能大大拓展棉短絨的應(yīng)用領(lǐng)域，提升棉短絨的附加值，而且能提升汽車內(nèi)飾的品質(zhì)，由此產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益巨大。☆