汽車內(nèi)飾織物“顆粒絨”的設(shè)計(jì)與開發(fā)

(江蘇曠達(dá)汽車織物集團(tuán)股份有限公司，常州，213179)

近年來(lái)，亞洲地區(qū)特別是中國(guó)的汽車工業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，無(wú)論是中外合作還是自主創(chuàng)新都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，汽車產(chǎn)業(yè)持續(xù)顯現(xiàn)巨大潛力［1］。汽車技術(shù)是各個(gè)領(lǐng)域高新技術(shù)的綜合體現(xiàn)，在人們不斷追求空間舒適性與個(gè)性化的同時(shí)，汽車內(nèi)飾也漸漸成為購(gòu)車時(shí)所選擇的重點(diǎn)，而紡織面料由于其具有透氣性好、造型多樣、手感優(yōu)良、耐久、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各品牌的各級(jí)別汽車中［2］。紡織面料中經(jīng)編絨類面料因其外觀優(yōu)雅、高檔，手感細(xì)膩、柔軟，再通過(guò)各種后整理工藝可生產(chǎn)出不同造型、風(fēng)格各異的面料，市場(chǎng)需求量漸大，特別受日系汽車廠家的推崇。筆者所屬公司的工程技術(shù)中心人員在經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)與總結(jié)后，得到似翻毛般風(fēng)格同時(shí)手感柔軟細(xì)膩的經(jīng)編“顆粒絨”面料，市場(chǎng)反饋好，附加值高。本文以經(jīng)編“顆粒絨”面料為實(shí)例介紹經(jīng)編絨類汽車面料的設(shè)計(jì)，并按照汽車內(nèi)飾面料的標(biāo)準(zhǔn)要求，詳述了以差別化滌綸原料為基礎(chǔ)進(jìn)行多重后整理加工的實(shí)際生產(chǎn)工藝。

1 產(chǎn)品風(fēng)格研究與設(shè)計(jì)

日系汽車內(nèi)飾面料一般要比歐美系更強(qiáng)調(diào)細(xì)節(jié)，紋理和花色素雅，造型變化更多，特別強(qiáng)調(diào)觸感的舒適，一般親睞于豐滿、細(xì)膩與柔糯手感的面料。所以在日系汽車內(nèi)飾中經(jīng)編絨類面料運(yùn)用最多，經(jīng)過(guò)印花、壓花和爛花后整理工藝得到視覺(jué)和感官高度舒適悅?cè)说拿媪?。?jù)此，本產(chǎn)品的基本要求是絨面平整，毛絨豐滿細(xì)膩、不可露底，目標(biāo)特點(diǎn)是外觀傾向翻毛風(fēng)格，具有均勻的微觀顆粒。

設(shè)計(jì)方案如下:首先，白坯需要用多針橫移產(chǎn)生較長(zhǎng)浮線配合紗線的高孔數(shù)形成絨紗，底紗線圈緊密而且要為后整理磨毛、拉毛等多道工序保證強(qiáng)力。其次，后整理時(shí)利用磨毛工藝磨斷絨紗后進(jìn)行染色，在染缸內(nèi)絨頭收縮并且相互摩擦，在力學(xué)疲勞后形成顆粒狀。最后，進(jìn)行輕微的拉絨起毛，要控制好布面張力和各輥的速比，在不破壞顆粒的情況下將顆粒周邊的絨毛拉起，形成錦簇的效果。另外工藝流程采用先磨毛后起毛工藝，因?yàn)槔笤倌ッ貌坏筋w粒效果，且染色前拉毛增加了染色難度，也容易造成各種疵點(diǎn)。

2 坯布準(zhǔn)備

2.1 原料選擇

汽車織物廣泛使用滌綸。因?yàn)闇炀]強(qiáng)度高，而且在浸水、摩擦或長(zhǎng)時(shí)間日曬后纖維的強(qiáng)度變化非常小;耐熱性好;具有熱可塑性;織成織物后尺寸穩(wěn)定性好;造價(jià)相對(duì)較低。在美系、歐系和日韓系汽車內(nèi)飾面料中，滌綸運(yùn)用得最多。

為了使面料的絨感豐滿而細(xì)膩，面紗(絨紗)應(yīng)選擇單紗為高孔數(shù)的異收縮DTY紗線，在溫度變化的作用下，紗線中的纖維足夠蓬松而且柔軟，起毛后絨毛可以充分覆蓋底紗。底紗宜選擇高收縮FDY長(zhǎng)絲，可以使底部線圈在起絨作用過(guò)程中板實(shí)從而易于浮線起絨，在起絨后因緊密牢固使絨纖密而不脫落。紗線規(guī)格見表1。

表1 紗線原料及規(guī)格

紗線過(guò)粗或過(guò)細(xì)會(huì)使最終面料過(guò)于輕薄或者過(guò)于厚重。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和挑選，采用面紗為120 dtex/156 f異收縮滌綸長(zhǎng)絲，以保證絨紗的孔數(shù)與蓬松性;底紗為83 dtex/12 f高收縮FDY長(zhǎng)絲。一般常用的滌綸FDY強(qiáng)度＞3 cN/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率18% ～28%，沸水收縮率6% ～10%;而高收縮FDY在保證常規(guī)生產(chǎn)的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率條件下，沸水收縮率可達(dá)42%，十分有利于形成緊密的底組織。結(jié)果證明，恰當(dāng)?shù)募喚€配置可使織物既有身骨又有豐滿柔糯的絨感。

2.2 整經(jīng)和織造

坯布織造選用機(jī)號(hào)為E28的卡爾邁耶HKS4P(EL)型經(jīng)編機(jī)。整經(jīng)根數(shù)的設(shè)計(jì)要綜合考慮產(chǎn)品的門幅、橫密以及原料的線密度和盤頭本身的容量。因?yàn)樾枰拿媪铣善访芏容^大，橫密為16橫列/cm，所以，若要達(dá)到常規(guī)的≥1.5 m幅寬白坯，需要的紗線根數(shù)比較多，4盤頭分段整經(jīng)，每個(gè)盤頭整經(jīng)根數(shù)為628根。為實(shí)現(xiàn)緊密的組織結(jié)構(gòu)要求，前后梳櫛導(dǎo)紗針皆為滿穿。整經(jīng)和織造工藝參數(shù)見表2。

表2 整經(jīng)和織造工藝參數(shù)

如表2所示，底紗組織選用經(jīng)平紋組織能夠達(dá)到較好的固結(jié)效果。表紗采用浮線較長(zhǎng)的經(jīng)斜組織，浮線的長(zhǎng)短一定程度上決定了最終成品所形成的絨頭大小，為獲得適宜的絨面效果，需要選擇恰當(dāng)?shù)臋M移針數(shù)。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和總結(jié)后發(fā)現(xiàn)，絨長(zhǎng)約為0.2 mm的顆粒時(shí)，絨面手感舒適，布面外觀較好，配合幅寬和縮率采用5針經(jīng)平最為合適。

前后梳櫛在織造過(guò)程中的走向相同或者相反會(huì)影響織物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的應(yīng)力方向和后整理加工過(guò)程的難易。前后梳櫛反向線圈進(jìn)行編織易形成卷邊現(xiàn)象［3］，在定型時(shí)產(chǎn)生脫邊而不利于生產(chǎn)，同時(shí)布面的不平整直接影響砂磨毛和起絨效果，而且會(huì)產(chǎn)生少量脫絨現(xiàn)象。所以白坯選擇前后梳櫛相同的線圈走向進(jìn)行編織。

3 后整理加工

后整理工藝流程為:

白坯→缸洗預(yù)縮→預(yù)定型→磨毛→染色→定型→拉毛→成品定型。

3.1 缸洗預(yù)縮

預(yù)縮的目的是利用高收縮紗線遇高溫收縮的性質(zhì)，將幅寬充分收縮一定比例，再在此基礎(chǔ)上定型以及起絨整理，使成品不受單針床設(shè)備E28所織造的白坯橫向密度的局限，從而使面料達(dá)到較高的緊密度。

設(shè)備:德國(guó)產(chǎn)10 kg(272 L)試驗(yàn)用染缸。

條件:100℃保溫30 min。高收縮纖維的超分子結(jié)構(gòu)較不穩(wěn)定，但常規(guī)80℃水洗并不能使紗線和線圈充分收縮。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)得到相對(duì)適宜的溫度控制曲線，如圖1所示。

圖1 缸洗預(yù)縮溫控曲線圖

缸洗之后，白坯織物呈繩狀的卷曲松弛狀態(tài)。為磨毛做準(zhǔn)備需要預(yù)定型，工藝條件為:溫度180℃，超喂5%，全幅166 cm。

3.2 磨毛整理

磨毛加工就是靠包覆了金剛砂皮帶的砂輥在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，與織物產(chǎn)生摩擦，利用砂皮上分布的砂粒將織物面紗中的纖維拉出、割斷，形成絨毛。對(duì)于經(jīng)編產(chǎn)品的磨毛加工來(lái)說(shuō)，就是將工藝反面的平直且緊密排列的延展線磨斷，進(jìn)而形成細(xì)膩的絨毛。

設(shè)計(jì)工藝要求將延展線磨斷，并在微觀上形成一個(gè)個(gè)紗線頭，露在織物表面，為后道工序形成微小“顆?！弊鰷?zhǔn)備。磨毛加工過(guò)程中需要注意調(diào)節(jié)織物的張力、車速、砂輥轉(zhuǎn)動(dòng)方向、織物在砂輥上的包覆角以及砂皮的目數(shù)。所使用的磨毛機(jī)為立式4磨毛輥的MB342G型混合磨毛機(jī)，磨毛主要參數(shù)見表3和表4。

表3 磨毛機(jī)主要參數(shù)

表4 刷毛輥和砂皮輥工藝參數(shù)

磨毛加工時(shí)要注意調(diào)節(jié)各輥的壓力和速度，以適當(dāng)?shù)牧Φ滥ァＨ裟ッΦ肋^(guò)小則不易磨斷纖維或只產(chǎn)生浮毛，若力道過(guò)大則對(duì)坯布產(chǎn)生不可恢復(fù)的損傷。為實(shí)現(xiàn)絨紗完全磨斷，需使用偏大些的力道。磨毛時(shí)將4個(gè)磨毛輥全開，以漸進(jìn)梯度增大的力道配置，逆向旋轉(zhuǎn)。

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，織物在同向進(jìn)布時(shí)絨頭纖維不齊，而且纖維較散，不易形成“顆?！睜?而正進(jìn)磨一次再倒進(jìn)磨一次加工兩遍，反復(fù)的刷磨修正了纖維不齊并且使之疲勞，有利于產(chǎn)生細(xì)微球狀，絨頭效果較好，“顆?！钡拇笮『头植季鶆?。

3.3 染色

汽車內(nèi)飾面料對(duì)顏色的要求很高。比如顏色色牢度方面要求高日曬而且一般要求耐干磨、濕磨和水洗，色牢度和色差方面要求大于五檔4級(jí)，高于常規(guī)民用面料一級(jí)。

染色處方應(yīng)使用恰當(dāng)?shù)娜玖?、助劑以達(dá)到均勻性和高色牢度，選用時(shí)要注意配伍性和相容性。前處理時(shí)添加PN-G進(jìn)行清洗;染色過(guò)程中選用進(jìn)口分散染料德斯達(dá)高日曬牢度系列AS-GG藍(lán)、ASRR黃和AS-86紅。同時(shí)使用高溫勻染劑、消泡劑和S-100日曬增進(jìn)劑，適當(dāng)?shù)拇姿嵴{(diào)節(jié)pH值，浴比為1∶40;后處理中使用醋酸和SRC還原劑。工藝溫度控制曲線見圖2。

3.4 拉毛

在染色后和拉毛工藝前要定型，不僅要將織物烘干，而且要使織物平整，結(jié)構(gòu)硬挺，有利于起毛的順利、均一。另外為起到柔軟、蓬松的作用，使鋼針容易刺進(jìn)織物表面的纖維便于織物起絨，可在定型機(jī)軋水槽內(nèi)添加2%～3%的起毛柔軟劑和PBC酸助劑。定型工藝參數(shù)同預(yù)定型。

起毛要求:作輕量起毛，將顆粒周圍的底絨勾起，使絨面豐滿，但要求是不能將顆粒絨頭打散，要充分覆蓋底部線圈。

拉毛加工使用的起毛設(shè)備為臺(tái)灣產(chǎn)CL-0-2000型三臺(tái)聯(lián)合式拉毛機(jī)。加工工藝為:

布速8.5 m/min;

伏毛壓力表指針6 V;

起毛壓力表指針8 V;

織物張力壓力表指針5～7 V。

單臺(tái)機(jī)加工一遍，實(shí)際工藝參數(shù)視絨面顆粒情況和起絨效果調(diào)節(jié)。

成品定型工藝參數(shù)為:溫度175℃，車速25 m/min，超喂0%，全幅157 cm。

3.5 后整理幅寬變化

能夠?qū)崿F(xiàn)毛面的風(fēng)格特點(diǎn)以及手感風(fēng)格的一個(gè)重點(diǎn)在于后整理過(guò)程中織物紗線的收縮和結(jié)構(gòu)的收縮。從織物幅寬變化的大小可以反映加工過(guò)程中織物中紗線和結(jié)構(gòu)的伸縮情況。圖3為白坯在經(jīng)過(guò)整個(gè)后整理加工過(guò)程中幅寬的變化情況。

圖2 染色工藝曲線

圖3 后整理各工藝幅寬變化

缸洗預(yù)縮是整個(gè)工藝中面紗和底紗產(chǎn)生差異化收縮的一環(huán)，在此過(guò)程中紗線發(fā)生了較大的收縮，坯布中的異收縮面紗和高收縮底紗纖維內(nèi)部不夠穩(wěn)定的大分子結(jié)構(gòu)作了較大程度的調(diào)整。面紗蓬松并突出在外，底紗收縮并掩藏在下，坯布的這種狀態(tài)十分適合面紗在下道工序中的磨斷成絨。

磨毛、染色和拉毛加工都是幅寬收緊的過(guò)程，而緊接著的定型加工進(jìn)行了拉伸。磨毛加工后幅寬達(dá)到最小，也反映了在此套生產(chǎn)工藝中，磨毛工藝對(duì)紗線和結(jié)構(gòu)作用的強(qiáng)度較大。最后的成品幅寬和總經(jīng)根數(shù)確定了織物的密度:縱密26橫列/cm，橫密16橫列/cm。

收縮的作用配合著紗線原料、織物組織和后整理加工使織物達(dá)到了較高的緊密度，支撐了絨面豐滿和底紗堅(jiān)實(shí)的特殊風(fēng)格。

4 織物性能測(cè)試

汽車面料的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中項(xiàng)目很多，在測(cè)試指標(biāo)和測(cè)試方法方面較常規(guī)民用面料有特殊的、更高的要求。一般各系汽車的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)總體上主要關(guān)注的是斷裂強(qiáng)力、伸長(zhǎng)、耐磨性 、阻燃性、氣味性、色牢度、抗靜電性能等幾個(gè)方面［4］。

對(duì)照大眾和通用等歐美標(biāo)準(zhǔn)可以發(fā)現(xiàn)，日系主機(jī)廠要求的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中的測(cè)試項(xiàng)目更多、更豐富，測(cè)試手段多樣，增加了很多細(xì)節(jié)項(xiàng)目。例如，耐揉性、絨毛倒伏性、灰塵性(灰塵附著、灰塵去除)，以及不同于起球性的起毛性測(cè)試等。由于本文側(cè)重于經(jīng)編絨類面料且鑒于篇幅原因，選擇同類面料測(cè)試中的幾項(xiàng)主要指標(biāo)列出(見表5)。結(jié)果表明，按照日系測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，本文所開發(fā)的面料性能符合汽車內(nèi)飾要求。

表5 主要測(cè)試結(jié)果

5 結(jié)語(yǔ)

開發(fā)經(jīng)編“顆粒絨”風(fēng)格汽車面料的要點(diǎn)為:①適宜采用較高密度，具有浮線較長(zhǎng)易起絨的組織結(jié)構(gòu)。②起絨紗線宜采用多孔柔軟的紗線，底紗用細(xì)特高熱收縮紗線。③后整理較好的工藝順序?yàn)轭A(yù)縮、磨毛、染色、起毛，其中磨毛要用較大的力道，適宜正反加工2次，起毛要輕起少起。在以上幾點(diǎn)的基礎(chǔ)上注意嚴(yán)格進(jìn)行流程控制，最終可實(shí)現(xiàn)觸感舒適柔糯的“顆粒絨”面料。

經(jīng)編面料在汽車行業(yè)中應(yīng)用廣泛，特別是幾大日系汽車公司的需求較大，要求也非常高。經(jīng)編絨類面料加工工藝流程較復(fù)雜，一般日系產(chǎn)品還要在其上分別或同時(shí)運(yùn)用壓花、印花、爛花等加工，產(chǎn)品不僅符合汽車工業(yè)要求，而且造型設(shè)計(jì)和加工工藝均達(dá)到較高水平，可謂面料中的精品和工藝品。相比之下，我國(guó)面料水平與之仍存在差距，我們要以日系面料為目標(biāo)，通過(guò)不斷向國(guó)內(nèi)外同行學(xué)習(xí)和自身提高，在工藝技術(shù)的不斷發(fā)展和開發(fā)設(shè)計(jì)的不斷創(chuàng)新中，謀求汽車面料市場(chǎng)的主動(dòng)權(quán)。

［1］ 馮慶祥，邁克·哈德卡斯特爾.汽車用紡織品［M］.宋廣禮，譯.北京:中國(guó)紡織出版社，2004.

［2］ 郭琪，郁崇文.車用紡織品材料應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)的研究［J］.山東紡織經(jīng)濟(jì)，2012(2):53-55.

［3］ 蔣高明，宗平生.現(xiàn)代經(jīng)編產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝［M］.北京:中國(guó)紡織出版社，2002.

［4］ 吳嵐.車用內(nèi)飾面料性能與測(cè)試方法［J］.產(chǎn)業(yè)用紡織品，2001，19(6):30-32.