張 瑜,李素英,付譯鋆,范立元,于樹發(fā),謝檸蔚

(1.南通大學(xué) 紡織服裝學(xué)院,江蘇 南通226019;2.江蘇迎陽無紡機(jī)械有限公司,江蘇 常熟215539)

0 引言

車用內(nèi)飾布分為機(jī)織車用內(nèi)飾布、編織車用內(nèi)飾布和非織造車用內(nèi)飾布三種[1],其中非織造車用內(nèi)飾布能夠選用不同的原料與工藝流程,通過纖維成網(wǎng)和固結(jié)方法制成;纖維排列呈三維結(jié)構(gòu),具有良好的延伸性和力學(xué)性能,能夠設(shè)計(jì)成具有廣泛結(jié)構(gòu)特征與不同性能的織物;且生產(chǎn)成本低,價(jià)格便宜。進(jìn)入21世紀(jì)以來,世界車用內(nèi)飾布產(chǎn)量已超過了15億m2,非織造車用內(nèi)飾布占全部車用內(nèi)飾布的比例達(dá)到70%左右[2-3]。由于非織造車用內(nèi)飾布是科技含量高、附加值高的產(chǎn)品,在世界范圍內(nèi)都具有很好的發(fā)展前景,且它的應(yīng)用和推廣可以帶動(dòng)非織造企業(yè)的技術(shù)提升和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整[4]。

我國車用內(nèi)飾布用量較大,但與國際先進(jìn)水平相比國產(chǎn)車用內(nèi)飾布生產(chǎn)技術(shù)裝備及其產(chǎn)品質(zhì)量還有很大差距,存在著品質(zhì)不高、生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品性能穩(wěn)定性較差等問題。目前國內(nèi)外車用非織造材料聯(lián)合機(jī)都是通過采購各個(gè)生產(chǎn)商的單元機(jī),由用戶根據(jù)生產(chǎn)工藝要求自行拼裝成聯(lián)合機(jī)。而且聯(lián)合機(jī)功能單一,產(chǎn)品調(diào)換度差,不能適應(yīng)市場中多品種、小批量的需求現(xiàn)狀;如果需要多個(gè)品種,就要購置多條聯(lián)合機(jī),不僅投資大,且聯(lián)合機(jī)閑置時(shí)間長造成資源浪費(fèi)[5]。

本項(xiàng)目將多種生產(chǎn)車用非織造材料的工藝技術(shù)融合到一條聯(lián)合機(jī)中,滿足了多品種小批量的生產(chǎn)需要;且將原來的離線產(chǎn)品功能復(fù)合變?yōu)樵诰€復(fù)合,大大提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。將針刺車用內(nèi)飾布、纖維氈墊生產(chǎn)技術(shù)、針刺布與PP膜在線復(fù)合、纖維氈墊針刺布PP膜三層在線復(fù)合等多種產(chǎn)品工藝技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合,可滿足多品種小批量生產(chǎn)需要。通過在線復(fù)合,能實(shí)現(xiàn)車用非織造材料的高強(qiáng)度、安全環(huán)保性要求,使聯(lián)合機(jī)適應(yīng)多種纖維原料能生產(chǎn)更多品種的產(chǎn)品;對(duì)聯(lián)合機(jī)主要單元機(jī)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì),以滿足多種規(guī)格的滌綸、丙綸、錦綸、特種纖維及混合纖維的生產(chǎn)需要,填補(bǔ)了國際市場上柔性針刺非織造車用內(nèi)飾布生產(chǎn)裝備的空白。這將有利于國內(nèi)外車用內(nèi)飾合成材料生產(chǎn)企業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模并提高生產(chǎn)效益,有利于車用內(nèi)飾合成材料的質(zhì)量、產(chǎn)量與生產(chǎn)效率的顯著提高,有益于提升車用內(nèi)飾布產(chǎn)品的應(yīng)用廣度和深度。

1 工藝路線

圖1為柔性車用內(nèi)飾材料針刺裝備整體路線示意圖,其工藝路線如下:

2 高強(qiáng)度多功能復(fù)合型車用非織造材料聯(lián)合機(jī)

2.1 單元機(jī)的組合匹配技術(shù)

隨著車用內(nèi)飾非織造產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,對(duì)車用內(nèi)飾產(chǎn)品的品種、結(jié)構(gòu)及功能性提出了新的要求,如針刺氈/纖維氈復(fù)合、針刺氈/針刺氈復(fù)合、針刺布/PP膜復(fù)合、纖維氈/針刺氈/PP膜復(fù)合產(chǎn)品。在單一生產(chǎn)線上只能完成不同結(jié)構(gòu)產(chǎn)品(其他生產(chǎn)線加工而成)的離線功能復(fù)合,復(fù)合品種越多,單線裝備越多,勢必會(huì)增加購置成本、生產(chǎn)成本、用人成本及土地成本等。因此所開發(fā)的高強(qiáng)度多功能復(fù)合型車用非織造材料聯(lián)合機(jī)應(yīng)集多種纖維混合、梳理、鋪網(wǎng)、針刺、撒粉、熱壓、熱風(fēng)等工藝為一體,研發(fā)配備相關(guān)關(guān)鍵設(shè)備,使其最大限度地發(fā)揮一機(jī)多能、在線復(fù)合的特性,從而滿足多種功能車用非織造工藝的生產(chǎn)要求。

高強(qiáng)度多功能復(fù)合型車用非織造材料聯(lián)合機(jī)包括開包機(jī)、粗開松機(jī)、混棉機(jī)、配棉器、精開棉機(jī)、喂棉箱、自調(diào)勻整裝置、梳理機(jī)、鋪網(wǎng)機(jī)、過渡機(jī)構(gòu)、預(yù)針刺機(jī)、針刺機(jī)、撒粉機(jī)、遠(yuǎn)紅外烘箱、燙光機(jī)、水冷機(jī)、風(fēng)冷機(jī)、收卷機(jī)、縱切機(jī)、橫切機(jī)等成套裝備,尤其是為了組合需要第二臺(tái)鋪網(wǎng)機(jī)及針刺機(jī)組進(jìn)行架高處理,便于設(shè)備下方有網(wǎng)簾輸送。該套系統(tǒng)的基本組成如圖2所示。

圖2 高強(qiáng)度多功能復(fù)合型車用非織造材料聯(lián)合機(jī)

該聯(lián)合機(jī)的多功能主要是通過多種功能的單位設(shè)備實(shí)現(xiàn)的,主要實(shí)現(xiàn)設(shè)備如圖3所示。

圖3 聯(lián)合機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)

圖3 中5個(gè)關(guān)鍵部件均能單獨(dú)調(diào)整,若將每個(gè)設(shè)備安裝在聯(lián)合機(jī)中,則可按照不同工藝要求進(jìn)行調(diào)整。

(1)梳理機(jī) 可實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié),主要應(yīng)對(duì)不同材質(zhì)、不同棉料不同疏密和不同生產(chǎn)效率要求的調(diào)整,對(duì)于長纖維可適當(dāng)增加梳理速度,同時(shí)為了提高輸出速度和產(chǎn)量,設(shè)計(jì)安裝了雙道夫結(jié)構(gòu)。

(2)鋪網(wǎng)機(jī) 屬成網(wǎng)的關(guān)鍵部件,為滿足不同厚度產(chǎn)品的需求,設(shè)計(jì)了上下兩鋪網(wǎng)口,同時(shí)鋪網(wǎng)速度可根據(jù)產(chǎn)品需求進(jìn)行調(diào)整。

(3)過橋裝置 緊接鋪網(wǎng)機(jī)安裝,可實(shí)現(xiàn)三種位置調(diào)整,分別為上下過渡簾分別進(jìn)入針刺和熱熔,上下簾同時(shí)進(jìn)入針刺和上下同時(shí)進(jìn)入熱熔,以此滿足不同產(chǎn)品的工藝需求。

(4)針刺機(jī) 根據(jù)產(chǎn)品需求分別對(duì)針刺密度、頻率、厚度等進(jìn)行調(diào)整,以滿足不同厚薄產(chǎn)品的需求。

(5)遠(yuǎn)紅外熱熔箱 它可為產(chǎn)品提供不同厚度、不同溫度的熱熔要求。

2.2 在線復(fù)合技術(shù)

為了提高車用非織造材料的強(qiáng)度等物理性能指標(biāo),拓寬內(nèi)飾材料的功能性,提高產(chǎn)品附加值,實(shí)現(xiàn)不同纖維原料、不同非織造結(jié)構(gòu)材料的功能優(yōu)勢互補(bǔ),保證產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性及外觀性能,本聯(lián)合機(jī)在針刺布、纖維氈墊單線產(chǎn)品加工的基礎(chǔ)上,通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)與技術(shù)組合,將多種性能各異的針刺非織造材料通過熱熔、熱扎方法復(fù)合在一起,將原來多種產(chǎn)品的離線功能復(fù)合變?yōu)樵诰€復(fù)合,實(shí)現(xiàn)了針刺氈/纖維氈、針刺布/PP膜、纖維氈/針刺氈/PP膜、針刺氈/針刺氈的在線復(fù)合。

2.2.1 針刺氈+纖維氈墊在線熱熔復(fù)合

其工藝流程如下:

該復(fù)合產(chǎn)品由不同規(guī)格纖維分別制成緊密結(jié)構(gòu)的針刺氈和蓬松結(jié)構(gòu)的纖維氈墊,通過遠(yuǎn)紅外熱熔烘箱實(shí)現(xiàn)在線復(fù)合,形成兩種不同緊密層次結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料如圖4所示,主要用于車用吸聲隔音性能材料等產(chǎn)品。

圖4 針刺氈+纖維氈墊熱熔復(fù)合車用材料

2.2.2 針刺氈與PP膜在線復(fù)合

該復(fù)合產(chǎn)品由不同規(guī)格纖維的針刺氈和PP膜疊層,通過燙光機(jī)熱軋實(shí)現(xiàn)在線復(fù)合,形成透氣防水功能的覆膜結(jié)構(gòu)材料如圖5所示,主要用于車用發(fā)電機(jī)防滲漏材料等產(chǎn)品。

圖5 針刺氈與PP膜復(fù)合車用材料

2.2.3 纖維氈+針刺布+PP膜三層在線復(fù)合

其工藝流程如下:

該復(fù)合產(chǎn)品由不同規(guī)格纖維分別制成緊密結(jié)構(gòu)的針刺氈和蓬松結(jié)構(gòu)的纖維氈墊通過遠(yuǎn)紅外烘箱實(shí)現(xiàn)在線復(fù)合,形成兩種不同緊密層次結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料;再針刺氈面和PP膜疊層,通過燙光機(jī)實(shí)現(xiàn)在線復(fù)合,形成透氣防水功能的覆膜結(jié)構(gòu)材料如圖6所示,主要用于車用防滲、吸聲隔音性能材料等產(chǎn)品。

圖6 纖維氈+針刺布+PP膜在線復(fù)合車用材料

2.2.4 針刺布+撒粉+針刺布在線復(fù)合

該復(fù)合產(chǎn)品由不同規(guī)格纖維分別制成緊密結(jié)構(gòu)的針刺氈,通過撒粉后疊層,再由遠(yuǎn)紅外烘箱實(shí)現(xiàn)在線復(fù)合,燙光機(jī)熱軋?zhí)幚砗笮纬蓛煞N針刺結(jié)構(gòu)組成的復(fù)合材料如圖7所示,主要用于車用頂棚和鋪墊材料等產(chǎn)品。

圖7 針刺布+撒粉+針刺布復(fù)合車用材料

2.3 適用多種纖維組合

為了滿足車用非織造材料的高強(qiáng)度、環(huán)保性要求,使聯(lián)合機(jī)適應(yīng)多種纖維原料能生產(chǎn)更多的產(chǎn)品品種,對(duì)聯(lián)合機(jī)主要單元機(jī)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì),可滿足多種規(guī)格的滌綸、丙綸、錦綸、特種纖維及混合纖維的生產(chǎn),適用纖度3～20 D,長度51 mm的各種規(guī)格纖維材料。

2.3.1 風(fēng)管連接結(jié)構(gòu)改造

為了不同規(guī)格原料輸送,專門設(shè)計(jì)一種風(fēng)管連接結(jié)構(gòu),風(fēng)管包括中空的圓筒形風(fēng)管本體,風(fēng)管本體在彼此連接的一端端部向外彎折形成有圓形翻邊;風(fēng)管連接結(jié)構(gòu)包括U形抱箍、密封條和卡位環(huán),U形抱箍包覆在彼此連接的相鄰兩風(fēng)管本體的一對(duì)圓形翻邊外。其中U形抱箍兩側(cè)的一對(duì)側(cè)壁與一對(duì)圓形翻邊相貼合、頂壁與一對(duì)圓形翻邊之間設(shè)密封條,U形抱箍的一端設(shè)彎形鐵片、另一端設(shè)把手座,把手座上鉸接把手;該把手通過鐵絲與彎形鐵片連接,當(dāng)U形抱箍處于抱緊狀態(tài)下,卡位環(huán)穿設(shè)并卡固在把手和把手座上。強(qiáng)度加強(qiáng),不易變形,且不會(huì)產(chǎn)生掛棉現(xiàn)象,密封性能好;U形抱箍在鎖緊狀態(tài)下有自鎖功能,操作簡單,方便相鄰兩風(fēng)管之間的連接與拆卸。

2.3.2 高效開包機(jī)研制

為了適應(yīng)各種規(guī)格纖維,開包機(jī)箱體設(shè)有前置開包松解腔和纖維過渡腔,前置開包松解腔內(nèi)設(shè)有前置開包松解機(jī)構(gòu),箱體的頂部設(shè)前置開包松解動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu);輸送簾設(shè)在纖維過渡腔內(nèi),輸送簾的左端探入前置開包松解腔內(nèi),右端探入均棉腔內(nèi),在對(duì)應(yīng)于進(jìn)料腔及前置開包松解腔的下方位置設(shè)原棉傳送帶;原棉傳送帶的左端途經(jīng)箱體進(jìn)料口對(duì)應(yīng)于上料簾的右端下方,右端對(duì)應(yīng)于輸送簾的左端上方。提高了均棉機(jī)構(gòu)的均棉效率,有利于保護(hù)均棉機(jī)構(gòu)。

2.3.3 簡易式凝棉器研制

在凝棉箱箱體上且位于凝棉箱箱體左箱壁上設(shè)左箱門腔,在凝棉箱箱體右箱壁上設(shè)右箱門腔;在對(duì)應(yīng)于左箱門腔的位置設(shè)箱體腔進(jìn)風(fēng)量左調(diào)整機(jī)構(gòu),在對(duì)應(yīng)于右箱門腔的位置設(shè)箱體腔進(jìn)風(fēng)量右調(diào)整機(jī)構(gòu)?？捎稍诰€作業(yè)人員對(duì)進(jìn)入到儲(chǔ)棉箱箱體腔內(nèi)的空氣量依需調(diào)整,確保對(duì)非織造纖維有優(yōu)異的氣、棉分離及除雜效果。

3 與國內(nèi)外同類機(jī)比較

本聯(lián)合機(jī)與國內(nèi)外同類機(jī)比較如表1所示。

表1 國內(nèi)外車用內(nèi)飾針刺非織造材料生產(chǎn)裝備比較表

從表1可見,本聯(lián)合機(jī)具有梳理速度、針刺速度快的特點(diǎn),不僅高于國內(nèi)相關(guān)非織造機(jī)械企業(yè)的同類聯(lián)合機(jī)水平,而且還達(dá)到了國際知名企業(yè)的生產(chǎn)水平。本車用內(nèi)飾聯(lián)合機(jī)的生產(chǎn)能力達(dá)到了1 000 kg/h,生產(chǎn)效率達(dá)到了國際領(lǐng)先水平,與業(yè)內(nèi)同類型聯(lián)合機(jī)相比更加顯示出節(jié)能、高效的優(yōu)勢。

4 結(jié)語

本項(xiàng)目產(chǎn)品工藝研發(fā)有利于引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)用紡織品汽車內(nèi)飾用非織造材料行業(yè)開展技術(shù)創(chuàng)新,促進(jìn)企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)技術(shù)裝備升級(jí),促使企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),培育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,具有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益前景。

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