第二节 汽车用纺织品概述
进入21世纪以来,全球汽车工业进入高速发展期阶段。世界汽车工业的高速发展,带动了一大批相关行业的快速发展,纺织工业也是受益较大的行业。纺织品在汽车工业中的应用,越来越受到汽车设计者和汽车制造商的高度重视,应用量与日俱增。据有关方面统计,每一辆轿车将使用纺织品20多千克。如果按面积考核要超过几十平方米。纺织品之所以能广泛地在汽车工业中得到应用,是由于纺织品的独特结构和应用性能,可以满足汽车设计师和汽车制造商的美学性、功能性和舒适性的具体要求。纺织品质地紧密、美观大方、舒适柔软、颜色多样,给汽车设计师提供了更大的选择空间,同时纺织品又具有良好的阻燃性、耐高温性、耐日晒性、色牢度好、强度高、尺寸稳定、耐磨不脱绒,还具有良好的吸音、降噪、隔热、防寒、保暖、隔音、减震阻尼作用,也具有良好的抗紫外线降解性,从环保学的角度看,纺织品汽车零部件,可回收再利用,不存在二次环境污染。
一、汽车用纺织品简介
总体说来,汽车用纺织品基本分成三大类:机织物、针织物和非织造布。汽车用机织物和针织物是传统的纺织品,纤维原料、生产设备、生产技术以及后整理方法都比较成熟。因为纺织工业的发展历史要远远早于汽车工业,满足汽车工业生产工艺技术要求,已不存在更多的问题。传统的机织物和针织物,在加工过程中对纺织原料的质量要求都比较严格,尤其是汽车用纺织品对纤维原料的质量要求更高,同时对纺织品生产工艺技术要求也相对民用产品要高得多。汽车用机织物和针织物在加工过程中,工艺流程较长,加工难度系数也比较大。很多纺织企业投入大量资金、人力、物力,尤其是时间,但产品开发并不理想,所以很多纺织企业对汽车用纺织品的开发望而却步。汽车工业早期对纺织品的需求是批量小、品种多、颜色多、用量少、要求高,很多企业即便开发成功,在短期内也很难收回投资成本。进入汽车工业的高速发展期后,汽车产量逐年递增,车型相对稳定,同一档次的汽车用纺织品可以参照使用,从而使得汽车工业用纺织品加工形成了规模化生产。另外,随着汽车工业设计制造技术水平的不断提高,市场对汽车的性价比越来越重视。纺织品的质优价廉特性得到突出体现,使汽车设计师们将一些能用纺织品替代的产品,重新加以设计,改变了传统的汽车设计理念。纺织品逐渐扩大了其在汽车工业中的应用范围,使其在汽车工业的发展中,起到了更加积极的作用,尤其是纺织品的内装饰作用,感观风格给汽车增加了很大的市场竞争力,对消费者具有很大的诱惑力。因此,纺织品在汽车工业中的应用,引起了汽车设计师和汽车制造商的高度重视,纺织品也在汽车工业的发展中体现了自身价值。
汽车用传统纺织品,必须经过各种原料的混合、开松、除杂、梳理、粗纱、细纱、加捻、络筒等工序,加工成半成品,然后再根据汽车工业的具体要求,采用机织或针织生产工艺进行深加工。这就决定了汽车用传统纺织品的生产成本,从而也影响了汽车内装饰材料的制造成本。
随着纺织工业的不断发展和纺织工业科学技术水平的逐步提高,20世纪中叶,纺织工业中的一个新兴行业应运而生,而且很快发展成为纺织工业的朝阳行业,这就是非织造布行业。非织造布产品的生产工艺特点、产品结构的特殊性、应用性能的优越性、物美价廉的新颖性,决定了它是替代传统纺织品、塑料、泡沫等材料的一种非常理想的汽车工业用产品。
二、汽车用非织造布简介
非织造布(Nonwovens)又称无纺布或不织布,它是一种独特的新型纺织品,与传统的纺织品相比,它可以说是一种高新技术产品。
1.非织造布的生产工艺 非织造布是利用高聚物切片、短纤维或长丝以及天然纤维通过各种成网方法和纤网固结工艺,制成的具有柔软性、透气性的三维立体网状平面结构的新型纤维制品。非织造布生产工艺技术是集纺织、化学、造纸、塑料、化纤、染整等工业生产技术于一体,而形成的一种新的纺织品制造工艺技术。它充分利用了现代化学、物理和生物等学科理论知识,形成了一个全新的工程领域,其优越性是传统纺织品所无法比拟的。因此,非织造布在各不同领域得到了广泛的应用。
2.非织造布的特点 非织造布加工是纺织行业中最年轻、最有发展前途的一项新技术,它以其独特的结构,多变的工艺,较短的工艺流程,极高的生产能力,较强的原料适应性等特点,在汽车工业中逐渐取代了传统的纺织品、塑料和泡沫。非织造布的生产成本远低于机织物和针织物,其机械性能和应用性能又好于机织物和针织物。例如,汽车工业用的非织造布过滤材料,基本上已完全取代了传统的纺织品和纸制品,因为非织造布是一种三维立体网状结构,作为一种新型汽车工业用过滤材料,其过滤阻力小,过滤精度高,过滤效果理想。既适用于气—固相分离过滤,又适用于液—固相分离过滤,也适用于液—液相分离过滤,还适用于气—液相分离过滤,非织造布是汽车工业中一种最为理想的新型过滤材料。新型过滤材料生产工艺简单,流程短、产量高、制造成本较低,产品的市场竞争力和生命力强,有着广阔的发展前景。仅以热熔法过滤材料为例,其生产工艺流程为:
纤维配料→开包→粗开松→精开松→大仓混棉→气压定量喂棉→梳理→成网→热熔(复合纱网或尼龙网)→冷却处理→检验→成卷→成品→包装→入库。
3.非织造布的加工方法 主要有针刺法、化学粘合法、热粘合法、纺粘法、水刺法、熔喷法、缝编法和闪蒸法。
4.非织造布的应用 生产工艺技术的特殊性,决定了非织造布具有较好的力学性能和应用性能。机织物和针织物经起绒处理和柔软整理后,虽然具有柔软的手感,舒适的触觉,可是与非织造布相比还存在一定距离。如高新技术产品——水刺法非织造布,其强度、耐磨性、柔软性、不脱绒性远远超过传统纺织品。因此,在汽车工业中取代了传统纺织品的各种擦拭布。水刺法非织造布擦拭布,不仅应用于汽车制造厂和汽车零部件生产厂,而且应用于汽车修配厂,还应用于汽车洗车场、汽车美容店等。水刺法非织造布的最大特点是不脱绒、顶破强度大、抗拉强度高、撕裂强度大、吸附性强、柔软耐用,因此,普遍应用于烤漆打磨、除尘清洁,汽车零部件厂的擦拭净化,例如轴承、发动机用擦布、生产装配线用擦手布等等。汽车产业中的新兴行业——汽车美容店遍布每一个大中城市的大街小巷,有的城市里还有汽车美容一条街或专业市场。用水刺法非织造增光芳香擦车布擦拭过的车身,干净光亮,使汽车增添了豪华感,同时对车身无任何磨损。水刺法非织造布汽车擦拭布,非常受汽车主人的欢迎。
水刺法仿麂皮非织造擦拭布,柔软、不脱绒、吸水性好、强度大、耐用、易洗快干,是各汽车洗车场必备产品。
仅从水刺法非织造擦拭布就可以看出,非织造布在汽车工业中应用普遍。从汽车零部件加工厂到汽车制造厂以及汽车修配厂、汽车改装厂、汽车洗车场、汽车美容店,处处都有非织造布产品,这些都是由非织造布自身结构性能及特点所决定的。随着我国汽车工业的高速发展,必将给非织造布企业带来巨大的商机,也将给非织造布产品创造更加广阔的发展空间。
总之,汽车工业用非织造布,种类繁多,门类齐全,各种工艺方法的非织造布,都能应用于汽车工业,而且已经大量应用于汽车工业中,且功能多样,用途极为广泛(表1-2)。随着汽车工业的发展,以及环保法的贯彻实施,人们的环保意识不断增强,汽车设计师和汽车制造厂商的思想理念也在不断更新,对非织造布的需求量越来越大。非织造布在汽车工业中,不仅取代了传统的纺织品,而且取代了塑料制品、纸制品、泡沫产品和薄膜等。非织造布可应用于车身的各个部位,如座椅、顶棚、地毯、车门、行李箱、轮背罩、门立柱、发动机、空调、电池、消音器、天窗、遮阳板、衣帽架、前后翻板、防水板、杂物斗、档位器、仪表板、门把手、方向盘、安全带、安全气囊、软管、传送带等(图1-4)。
表1-2 非织造布在汽车工业中的功能作用
图1-4 非织造布在汽车上的应用示意图
5.汽车用非织造布展望 从汽车工业用非织造布的现状及未来的发展趋势看,将来更多的非织造布将与其他材料一同用于汽车的内装饰材料、衬垫材料、过滤材料、擦拭材料、防护材料和增强材料。未来的发展趋势是复合材料、层压材料、模压成型材料、各种非织造布生产工艺方法组合技术产品,将大量应用于汽车工业中。仅以汽车座椅为例,骨架材料和座椅面料都将是聚酯纤维产品。骨架材料采用高弹中空吸湿性纤维,利用垂直铺网技术,增加粘合法非织造布自身的弹性和吸湿性,使其成为更加理想的泡沫替代品。当汽车报废时,座椅骨架和面料便可重新回收利用。无论从安全性和环保性,还是从适用性能方面分析,非织造布都将逐步取代泡沫材料和塑料制品。汽车工业所用的非织造布过滤材料,随着加工技术水平的不断提高,其过滤精度和效率都将伴随纳米材料的应用而大幅度提高。活性炭除味过滤器,今后将广泛应用于汽车驾驶室内,以提高小气候的空气质量,使人们在汽车内部的生活环境不受空气污染。传统机织物、针织物和纸过滤材料,在未来的汽车工业发展中,将逐步退出历史舞台。天然纤维非织造布、双组分超细纤维非织造布、纳米纤维非织造布、碳纤维非织造布等,将大量应用于汽车工业。随着非织造布生产技术的不断发展,更多的高科技非织造布及复合产品,将会越来越多地应用于汽车工业中。
汽车工业的高速发展,无疑给非织造布行业创造了巨大的商机。随着人们对未来汽车性能要求的不断提高和非织造布新产品的不断创新开发,会有更多的新型高科技含量的非织造布,以其优异的性能应用于未来的汽车工业中。例如高强碳纤维非织造布,可取代大部分金属材料,增加了汽车的碰撞安全性,又减轻了车体重量,降低了能耗,这是未来的发展方向。非织造布行业已经瞄准了汽车工业这一潜在的巨大市场,不仅要使非织造布产品在未来的汽车工业发展中,发挥积极的作用,而且,还将与汽车工业同步发展,从而创造良好的经济效益和社会效益,也为非织造布企业创造更大的生存空间。