王益重

摘要：汽車針刺地毯生產(chǎn)率高，制造成本低，通過(guò)乳膠涂層、淋膜涂覆等加工工藝制成復(fù)合材料，但制造生產(chǎn)過(guò)程中，面料的斷裂伸長(zhǎng)率是一個(gè)重要指標(biāo)。本文從針刺汽車地毯生產(chǎn)工藝流程實(shí)驗(yàn)研究入手，通過(guò)分析纖維原料對(duì)斷裂伸長(zhǎng)率的影響、開(kāi)松混合工序?qū)嗔焉扉L(zhǎng)率的影響、梳理鋪網(wǎng)工序?qū)嗔焉扉L(zhǎng)率的影響、針刺工序?qū)嗔焉扉L(zhǎng)率的影響、涂膠烘干工序?qū)嗔焉扉L(zhǎng)率的影響、淋膜復(fù)合工序?qū)嗔焉扉L(zhǎng)率的影響，提出了面料生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)對(duì)各工序控制地毯斷裂伸長(zhǎng)率加以控制，方可達(dá)到汽車內(nèi)飾件復(fù)雜表面形狀的設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：經(jīng)濟(jì)；紡織；斷裂伸長(zhǎng)率；質(zhì)量控制2013年，我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)持續(xù)強(qiáng)勁，全年汽車產(chǎn)銷量突破了2000萬(wàn)輛臺(tái)階，產(chǎn)銷量分別同比增長(zhǎng)14.8%和13.9%，再創(chuàng)歷史新高。隨著中國(guó)汽車工業(yè)近幾十年的發(fā)展，與之配套的針刺地毯行業(yè)得到了飛速發(fā)展。2013年國(guó)內(nèi)與汽車配套的無(wú)紡材料需求達(dá)到40000萬(wàn)㎡，其中針刺地毯占50%以上。

汽車針刺地毯生產(chǎn)效率高，制造成本較低，通過(guò)與乳膠涂層、淋膜涂覆等加工工藝制成復(fù)合材料，具有良好的隔音、減震等功能，不僅可滿足汽車主機(jī)廠性能設(shè)計(jì)要求，且具有深度模壓成型，適合各種內(nèi)飾件復(fù)雜表面形狀的設(shè)計(jì)要求。汽車地毯(圖1)成型過(guò)程工藝流程為：針刺復(fù)合地毯面料烘烤→模壓成型→水切割→整理加工→包裝。在汽車針刺地毯成型過(guò)程中，模壓成型工藝過(guò)程是汽車地毯生產(chǎn)過(guò)程的重要工序，為滿足汽車內(nèi)飾件地毯復(fù)雜表面形狀要求，必須進(jìn)行深度模壓成型。而滿足深度模壓成型過(guò)程，除烘烤溫度、烘烤時(shí)間以及模壓成型工藝參數(shù)調(diào)整外，則要求針刺地毯面料必須具有一定的縱橫向斷裂伸長(zhǎng)率，否則在模壓成型過(guò)程將會(huì)造成拉破現(xiàn)象，造成整片地毯報(bào)廢，如圖2所示。

汽車針刺地毯面料的縱橫向斷裂伸長(zhǎng)率是一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)，對(duì)汽車針刺地毯面料的生產(chǎn)工藝過(guò)程進(jìn)行控制分析是滿足模壓工藝過(guò)程重要保證。

1汽車針刺地毯面料的生產(chǎn)工藝流程

纖維原料選配→纖維原料開(kāi)松混合工序→梳理鋪網(wǎng)工序→預(yù)、主針刺工序→起絨針刺工序→涂膠烘干工序→淋膜復(fù)合工序→包裝工序。

按照設(shè)計(jì)的配比要求，將纖維進(jìn)行開(kāi)松混合，均勻喂給梳理機(jī)進(jìn)行梳理成網(wǎng)。根據(jù)汽車地毯設(shè)計(jì)的克重和幅寬要求，將纖維網(wǎng)均勻鋪疊成一定層數(shù)和寬度，送入預(yù)針刺機(jī)進(jìn)行針刺固結(jié)，經(jīng)起絨針刺機(jī)起絨形成絨面紋理，制成地毯坯毯。汽車地毯的后整理可根據(jù)主機(jī)廠設(shè)計(jì)要求進(jìn)行涂膠整理和涂膜整理（PE、PP、EVA、EPDM）。

2縱橫向斷裂伸長(zhǎng)率對(duì)成型工序的影響

汽車地毯模壓成型前，將地毯面料兩邊用針排夾子夾住，通過(guò)軌道鏈條送入烘箱烘烤，烘烤完成后，送到上下模具中間，上下模具合模過(guò)程，模具四周的壓板和鋼針控制住地毯后，夾住地毯面料兩邊的針排夾子松開(kāi)，完成模壓過(guò)程。在汽車針刺地毯成型過(guò)程中，面料橫向伸長(zhǎng)可通過(guò)地毯面料上膠或熱定型過(guò)程中寬度預(yù)收縮或預(yù)留一定寬度的面料來(lái)控制調(diào)整，而在模壓過(guò)程中縱向則做不到，滿足模壓縱向凹深必須靠地毯的縱向斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到要求，不同的車型因設(shè)計(jì)形狀不同，對(duì)地毯面料的斷裂伸長(zhǎng)率要求不一樣，一般橫向≥40%，縱向≥50%。

3汽車針刺地毯面料各生產(chǎn)工序?qū)嗔焉扉L(zhǎng)率的影響分析

3.1 纖維原料對(duì)斷裂伸長(zhǎng)率的影響分析

為滿足汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)風(fēng)格要求，汽車針刺地毯的顏色和紋理有不同的設(shè)計(jì)要求，需選配不同規(guī)格的纖維以滿足設(shè)計(jì)要求。地毯纖維通過(guò)針刺固結(jié)后相互纏結(jié)而產(chǎn)品強(qiáng)度，因此纖維的細(xì)度、長(zhǎng)度、卷曲數(shù)以及含油率等指標(biāo)對(duì)汽車針刺地毯斷裂伸長(zhǎng)率有一定的影響，因汽車地毯的設(shè)計(jì)克重和紋理不同，其針刺工藝（針深、針密）不同，纖維原料指標(biāo)對(duì)汽車針刺地毯斷裂伸長(zhǎng)率影響也有變化，一般纖維長(zhǎng)度相對(duì)短一些、細(xì)度相對(duì)粗一些、含油率相對(duì)高一些，汽車針刺地毯斷裂伸長(zhǎng)率相對(duì)大一些。

3.2 開(kāi)松混合工序?qū)嗔焉扉L(zhǎng)率的影響分析

開(kāi)松混合工序的作用是將不同規(guī)格和顏色的纖維進(jìn)行開(kāi)松，同時(shí)將其混合均勻。纖維混合的均勻性對(duì)地毯的外觀和單位克重均勻性影響較大。由于不同規(guī)格的纖維對(duì)汽車針刺地毯斷裂伸長(zhǎng)率有一定的影響，而地毯?jiǎn)挝豢酥夭煌?，同等狀態(tài)下的地毯斷裂伸長(zhǎng)率有所變化，因此纖維混合的均勻性對(duì)汽車針刺地毯斷裂伸長(zhǎng)率有一定的影響；纖維開(kāi)松混合效果越好，同等狀態(tài)下地毯的斷裂伸長(zhǎng)率相對(duì)較好。

3.3 梳理鋪網(wǎng)工序?qū)嗔焉扉L(zhǎng)率的影響分析

梳理鋪網(wǎng)工序是汽車針刺地毯生產(chǎn)過(guò)程的關(guān)鍵工序之一，其作用原理是將開(kāi)松混合后的小束狀纖維，通過(guò)各分梳輥的充分梳理形成單纖維狀的纖維網(wǎng)，單纖維分布方向呈與纖維網(wǎng)輸出方向平行排列。纖維網(wǎng)通過(guò)交叉折疊鋪網(wǎng)形成一定厚度和寬度的纖網(wǎng)層。纖網(wǎng)層的輸出方向與梳理毛網(wǎng)成90度角（如圖3所示）。對(duì)于無(wú)凝聚輥的單錫林單道夫梳理鋪網(wǎng)設(shè)備生產(chǎn)的坯毯，其纖維排列呈橫向排列趨向，坯毯縱向斷裂伸長(zhǎng)達(dá)到120%以上，橫向斷裂伸長(zhǎng)達(dá)到80%以上。對(duì)于雙錫林雙道夫雙凝聚輥的梳理機(jī)，凝聚輥一前一后安裝在道夫前面（如圖4所示），從道夫到凝聚羅拉1，再到凝聚羅拉2，速度依次降低，由此纖維從道夫轉(zhuǎn)移到凝聚羅拉1再到凝聚羅拉2時(shí)受推擠作用，從而使纖維產(chǎn)生隨機(jī)變向。最終輸出纖網(wǎng)中纖維從單向排列轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢ǔ潭鹊碾s亂排列。通過(guò)鋪網(wǎng)機(jī)鋪疊后棉網(wǎng)層中纖維縱橫向趨向度減小，坯毯縱橫向斷裂伸長(zhǎng)率差減小。道夫與凝聚輥1、凝聚輥1與凝聚輥2速比控制：V道夫:V1凝聚=2:1~1.75:1、V1凝聚:V2凝聚=1.5~1，通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)驗(yàn)證，減小速比可提高坯毯縱向斷裂伸長(zhǎng)率，反之提高橫向斷裂伸長(zhǎng)率。

3.4 針刺工序?qū)嗔焉扉L(zhǎng)率的影響分析

梳理鋪網(wǎng)形成的纖網(wǎng)層均勻喂入到預(yù)針刺機(jī)，利用三角截面(或其它截面)棱邊帶倒鉤的刺針對(duì)纖網(wǎng)進(jìn)行反復(fù)穿刺。倒鉤穿過(guò)纖網(wǎng)時(shí)，將纖網(wǎng)表面和局部里層纖維強(qiáng)迫刺入纖網(wǎng)內(nèi)部。由于纖維之間的摩擦作用，原來(lái)蓬松的纖網(wǎng)被壓縮。刺針退出纖網(wǎng)時(shí)，刺入的纖維束脫離倒鉤而留在纖網(wǎng)中，這樣，許多纖維束糾纏住纖網(wǎng)使其不能再恢復(fù)原來(lái)的蓬松狀態(tài)。經(jīng)過(guò)許多次的針刺，相當(dāng)多的纖維束被刺入纖網(wǎng)，使纖網(wǎng)中纖維互相纏結(jié)，從而形成具有一定強(qiáng)力和厚度的預(yù)針刺坯毯。影響預(yù)針刺坯毯斷裂伸長(zhǎng)率的關(guān)鍵因素：坯毯克重、針刺密度、針刺深度。在坯毯克重一定的情況下，針刺密度相對(duì)大一些、針刺深度相對(duì)深一些，斷裂伸長(zhǎng)率相對(duì)變大，但當(dāng)針刺密度、針刺深度超過(guò)一定值時(shí)，纖維纏結(jié)過(guò)緊，坯毯強(qiáng)力增大，但斷裂伸長(zhǎng)率會(huì)減小。再增加針刺密度、針刺深度時(shí)，纖維被刺斷，坯毯斷裂伸長(zhǎng)率會(huì)顯著降低。

3.5 涂膠烘干工序?qū)嗔焉扉L(zhǎng)率的影響分析

針刺坯毯完成后，根據(jù)汽車地毯設(shè)計(jì)要求，通常需進(jìn)行涂膠整理，增加地毯質(zhì)量，使地毯硬挺、厚實(shí)、平整。同時(shí)增加地毯的尺寸穩(wěn)定性、堅(jiān)固性和模壓性，延長(zhǎng)使用壽命。汽車地毯發(fā)泡上膠方法(如圖5所示)，上膠量的大小對(duì)汽車地毯的斷裂伸長(zhǎng)率有較大的影響。上膠量大斷裂伸長(zhǎng)率相對(duì)減小，除此之外壓力輥的壓力大小是影響地毯斷裂伸長(zhǎng)率的主要指標(biāo)，當(dāng)壓力輥壓力加大時(shí)，乳膠滲透到地毯纖維底板中的乳膠越深，則地毯斷裂伸長(zhǎng)率越小，反之則大。實(shí)際生產(chǎn)中控制乳膠滲透到地毯纖維底板中30%～40%較為理想，地毯斷裂伸長(zhǎng)率可達(dá)到70%以上。

3.6 淋膜復(fù)合工序?qū)嗔焉扉L(zhǎng)率的影響分析

為增加或改善汽車地毯性能，往往會(huì)將熱定型或涂膠后的針刺地毯面料與PE、PP、EVA、EPDM等塑性材料，通過(guò)擠出機(jī)淋膜涂層復(fù)合(如圖6所示)，形成復(fù)合地毯材料。涂層后的汽車針刺地毯斷裂伸長(zhǎng)率大小除與涂層材料性能、涂層材料的單位克重有關(guān)外，淋膜加工過(guò)程中淋膜輥與橡膠壓輥間距、橡膠壓輥的壓力以及淋膜過(guò)程中針刺地毯所受的縱向張力等因素影響較大。相同材質(zhì)的涂層材料，涂層克重加大，復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率減小，而涂層材料克重的大小是主機(jī)廠根據(jù)產(chǎn)品性能要求設(shè)計(jì)定義的，不能改變。因此通過(guò)淋膜涂層生產(chǎn)過(guò)程工藝調(diào)整來(lái)控制復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率尤為重要。

⑴在淋膜過(guò)程中擠出機(jī)從模頭?？跀D出的涂層材料為熱熔狀態(tài)，溫度大于120℃，通過(guò)橡膠壓輥與針刺地毯復(fù)合過(guò)程中，涂層材料溫度傳導(dǎo)給地毯，淋膜后輸出張力控制過(guò)大，會(huì)使地毯縱向意外牽伸，造成復(fù)合地毯縱向斷裂伸長(zhǎng)率減小。因此應(yīng)適當(dāng)控制淋膜涂層過(guò)程的縱向張力，減小地毯縱向牽伸率，滿足地毯的縱向斷裂伸長(zhǎng)率。

⑵淋膜輥與橡膠壓輥間距對(duì)復(fù)合地毯的斷裂伸長(zhǎng)率有較大影響。橡膠壓輥的壓力為0.65Mpa，使用毯面PET克重650g/㎡，上膠量100g/㎡的汽車地毯面料淋膜涂層450g/㎡PE，淋膜輥與橡膠壓輥空載時(shí)隔距分別為0㎜,1㎜、2㎜時(shí)的斷裂伸長(zhǎng)率由此可見(jiàn)在復(fù)合壓輥壓力一定的情況下，放大復(fù)合輥間距，可增大復(fù)合地毯的斷裂伸長(zhǎng)率。但復(fù)合輥間距過(guò)大會(huì)影響地毯的復(fù)合牢度，應(yīng)在保證地毯復(fù)合牢度的前提下，適當(dāng)放大復(fù)合輥間距。

⑶橡膠壓輥壓力對(duì)地毯復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率影響很大，在復(fù)合壓輥間距一定的情況下，增大復(fù)合輥壓力，地毯復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率減??；減小復(fù)合輥壓力，地毯復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率變大。但復(fù)合輥壓力過(guò)小會(huì)影響地毯的復(fù)合牢度，應(yīng)在保證地毯復(fù)合牢度的前提下，適當(dāng)減小復(fù)合輥壓力。

4總結(jié)

汽車針刺地毯制造生產(chǎn)過(guò)程中，面料的斷裂伸長(zhǎng)率是一個(gè)重要指標(biāo)，斷裂伸長(zhǎng)率小，地毯模壓過(guò)程易拉破，造成報(bào)廢，增加成本。因此面料生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)從各工序控制地毯的斷裂伸長(zhǎng)率：

⑴纖維的細(xì)度、長(zhǎng)度、卷曲數(shù)以及含油率等指標(biāo)對(duì)汽車針刺地毯斷裂伸長(zhǎng)率有一定的影響。纖維長(zhǎng)度相對(duì)短一些、細(xì)度相對(duì)粗一些、含油率相對(duì)高一些，汽車針刺地毯斷裂伸長(zhǎng)率相對(duì)大一些。

⑵纖維混合的均勻性對(duì)汽車針刺地毯斷裂伸長(zhǎng)率有一定的影響；纖維開(kāi)松混合效果越好，同等狀態(tài)下地毯的斷裂伸長(zhǎng)率相對(duì)較好。

⑶對(duì)于無(wú)凝聚輥的單錫林單道夫梳理鋪網(wǎng)設(shè)備生產(chǎn)的坯毯縱向斷裂伸長(zhǎng)率較大；對(duì)于雙錫林雙道夫雙凝聚輥的梳理機(jī)，可通過(guò)控制道夫與凝聚輥的速比來(lái)調(diào)整坯毯的斷裂伸長(zhǎng)率，減小速比可提高坯毯縱向斷裂伸長(zhǎng)率，反之提高橫向斷裂伸長(zhǎng)率。

⑷在坯毯克重一定的情況下，針刺密度相對(duì)大一些、針刺深度相對(duì)深一些，斷裂伸長(zhǎng)率變大，但當(dāng)針刺密度、針刺深度超過(guò)一定值時(shí)，纖維纏結(jié)過(guò)緊，坯毯強(qiáng)力增大，但斷裂伸長(zhǎng)率會(huì)減小。再增加針刺密度、針刺深度時(shí)，纖維被刺斷，坯毯斷裂伸長(zhǎng)率會(huì)顯著降低。

⑸涂膠壓力輥的壓力大小是影響地毯斷裂伸長(zhǎng)率的主要指標(biāo)，當(dāng)壓力輥壓力加大時(shí)，乳膠滲透到地毯纖維底板中的乳膠越深，則地毯斷裂伸長(zhǎng)率越小，應(yīng)適當(dāng)控制減小壓力輥壓力。

⑹淋膜復(fù)合過(guò)程應(yīng)控制減小地毯縱向張力，適當(dāng)增加淋膜輥與橡膠壓輥間距，適當(dāng)減小復(fù)合輥壓力。

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