棉短絨在汽車內飾中的應用及專用生產線的初步研究

■　王澤武　胡之浩　孫亞楠

〔1鄭州棉麻工程技術設計研究所，河南鄭州450004〕〔2鄭州人造金剛石及制品工程技術研究中心有限公司，河南鄭州450001〕

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棉短絨在汽車內飾中的應用及專用生產線的初步研究

■王澤武1胡之浩2孫亞楠2

〔1鄭州棉麻工程技術設計研究所，河南鄭州450004〕
〔2鄭州人造金剛石及制品工程技術研究中心有限公司，河南鄭州450001〕

我國汽車工業發展迅速，特別是家庭乘用車已經像冰箱、彩電一樣走入普通百姓家。汽車內裝飾也緊隨著汽車工業的發展而不斷進步。傳統的低檔次汽車內飾件原料主要為通用塑料（PP、PVC、ABS）及玻璃纖維復合材料，不能降解和回收再利用，廢料對環境污染嚴重。近幾年，汽車內飾材料逐步向綠色、環保、低碳、可回收、高檔化方向發展。

一、汽車內飾應用及生產流程簡介

（一）汽車內飾應用簡介

相對應汽車的金屬部件，汽車內飾一般稱之為車用紡織品。由于車用紡織品內飾的質量直接對汽車的質量、性能、美觀及車內人員的安全、健康、乘用舒適性都有直接的影響，因此汽車內飾在汽車生產中越來越被重視。常用的汽車內飾一般有：車頂棚、車門內側模壓板、隔音棉、轎車后部行李倉襯墊、座椅填充包裹物等。

我國汽車內飾的生產越來越多的采用了非織造布的工藝與技術，應用各種非織造布可滿足汽車不同內飾部件的功能要求，也有利于減輕汽車自重及產品的回收再利用，采用非織造布用作汽車內飾材料是當前國際發展趨勢。據統計，在一輛轎車上應用非織造布可達到20 m2～25 m2，總質量在20 kg以上。

（二）汽車內飾生產流程簡介

目前家用車內飾的材料應用最廣泛的是服裝廠下腳料（圖1）。服裝廠下腳料價格低廉，具有纖維的主要特性。經初步強力開松、除雜、混合后打包，作為進入非織造生產線的原料備用（圖2）。

圖1　服裝廠下腳料

圖2　下腳料經強力開松后成為原料

經初步處理過的服裝廠下腳料基本上被開松、打擊成單線的狀態，在打擊中，纖維長度已經變得很短，一般小于30 mm，適用于非織造布的氣流成網的工況。

汽車內飾用非織造布的生產流程一般如下：

1.針對布狀較小克重產品一般流程為：圓盤抓棉機（2臺）→預混棉機→大倉混棉機→豪豬開棉機→鋸齒輥筒開棉機→氣壓棉箱喂棉機→氣流成網機→多輥牽伸機→預壓軋輥→軋輥→儲布架→成卷機。

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

在圖3中的氣流成網熱軋生產線流程中，將先期開松、除雜、混合后的服裝下腳料放入圓盤抓棉機1的貨盤中，在貨盤中可進行配包。圓盤抓棉機1均勻抓取纖維由輸棉管路2通過風機6向后輸送，通過氣纖分離器4完成氣體與纖維的分離，氣體排出車間，纖維落入預混棉機5。預混棉機5對圓盤抓棉機1貨盤中的纖維進行混合并初步開松清理。經初步混合開松清理的纖維經氣纖分離器進入大倉混棉機9，大倉混棉機9對纖維進行進一步的混合并具有部分開松清理的功能，大倉混棉機9因有較大的儲料空間，作為生產線的緩沖，可以向下游穩定持續的供料。經大倉混棉機9充分混合的物料經氣纖分離器依次進入梳針輥筒開棉機10、鋸齒輥筒開棉機11進行進一步的精細除雜、開松。精細除雜、開松后的纖維被風機送入氣壓喂棉機12中，在氣壓及喂棉機中的各羅拉作用下，氣壓喂棉機12穩定輸出一定厚度的棉層。氣壓喂棉機12喂料的長片段及幅寬方向的均勻性，直接決定了氣流成網后的縱橫向CV值及縱橫向強力比。由氣壓喂棉機12喂料均勻進入氣流成網機13，成網后網隨輸送簾進入多輥牽伸機14，在這里，較厚的網面被包纏針布的多輥牽伸機14穿刺、壓縮、牽伸，這樣使網面具有了一定的強度，并提升了整個生產線的車速。牽伸后經軋輥15預壓，進入多軋輥的軋車16，軋輥具有一定溫度，在這個設定的溫度下，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出來后，形成布狀。進入儲布架17，在卷繞機18上成卷，形成產品，一般用作汽車襯墊、隔音棉等。圖3中回花棉箱3是用來回收各機風運后氣流中所含纖維的裝置，所回收纖維重新回入生產線。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吸附，保護了下游設備的安全并減少發生火災的隱患。軋機16中的軋輥也可根據需要用刻花輥，這樣軋壓出的“布”就具有所需花紋或商標。

1.圓盤抓棉機；2.輸棉管路；3.回花棉箱；4.氣纖分離器；5.預混棉機；6.輸送風機；7.橋式吸鐵；8.氣纖分離器；9.大倉混棉機；10.梳針輥筒開棉機；11.鋸齒輥筒開棉機；12.氣壓棉箱；13.氣流成網機；14.牽伸機；15.預壓機；16.熱軋機（熱風烘箱或熱模壓成型機）；17.儲布架；18.成卷機（或分切機、后處理）圖3　汽車內飾生產線流程示意圖

同樣的設備配置和原料，氣流成網工藝的不同能衍生出各種差異很大的產品。在圖3中的生產線中，根據不同的產品用途可調整原料的配比、開松除雜工藝、成網工藝，成網工藝中主要是調整成網的單位質量。例如：此生產線中將熱軋機16更換成熱風烘箱或熱模壓成型機，工藝成網較大的克重，在此工序可熱模壓成型成“板狀”內飾件，如車頂棚、車門側板等。

二、棉短絨概況及在汽車內飾中的應用探討

（一）棉短絨簡介

棉短絨是國防、紡織、化纖、造紙等輕、化工業的重要原料，是重要的戰略物資。我國盛產棉花，如將軋花后的棉籽全部剝絨，所得短絨量相當于皮棉總產量的15%～20%，我國的棉短絨資源十分豐富。

（二）棉短絨在汽車內飾中的應用探討

在汽車內飾中，不論是頂棚、門側板還是減震墊、隔音棉等，普遍要求具有隔音的功能。內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度、質量遠遠小于下腳料開松后的紗線，在氣流成網中，首先凝聚在網簾上然后逐漸過渡成較粗的服裝下腳料纖維，這時在成品的截面中形成了雙層隔音結構，由于這兩層的質量、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，隔音效果遠大于同樣厚度單一材料的內飾。

汽車內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。硬邦邦的內飾，給人以生冷的感覺，同時也給人第一印象是車的檔次不高。加入棉短絨的汽車內飾，在氣流成網中形成了雙層隔音結構，使隔音效果好，同時棉短絨一側的板面由于纖維細、一致性好，形成的板面柔軟、有質感。這種內飾提升了乘員的舒適性，在遇到磕碰時能有效緩沖，對車內人員起到了保護作用。

我國棉短絨需方市場一直低迷，多年來造成大量積壓，價格也連年下滑，是質優價廉的適合制造汽車內飾的材料。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類棉短絨都非常適于氣流成網，利用原生產線稍加改動即可。

（三）以棉短絨為主要材料汽車內飾生產線探討

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

圖4與圖3生產流程近似。筆者考慮到為適應服裝下腳料與棉短絨不同配比的需求，將2臺圓盤抓棉機更換成2到3臺稱量機1。圓盤抓棉機也能完成一定原料配比的功能，但精確度遠不及含有電子稱的稱量機。利用稱量機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。通過不同的配比和生產線工藝來得到所需的各種汽車內飾產品。在使用稱量機后加裝混棉簾子開棉機2，使各種物料充分混合均勻。

1.稱量機；2.混棉簾子開棉機；3.回花棉箱；4.氣纖分離器；5.預混棉機；6.輸送風機圖4　汽車內飾生產線流程示意圖

三、結語

棉短絨是軋花企業最主要的副產品之一，由于其價格一直低迷，很多軋花企業剝毛棉籽的利潤甚至彌補不了人工、電費的成本消耗。筆者認為，利用價格低廉的棉短絨與紡織下腳料，運用非織造布技術中的氣流成網、貼膜、熱軋等復合技術制作汽車內飾材料，不僅能大大拓展棉短絨的應用領域，提升棉短絨的附加值，而且能提升汽車內飾的品質，由此產生的經濟及社會效益巨大。☆