摘要：介绍了层压纺织品在汽车工业中的应用，论述了汽车用层压纺织品的三种层压工艺——焰熔层压工艺、热熔层压工艺、水基黏合剂工艺的加工方法及其影响因素。为了提高汽车用层压纺织品的产品质量，汽车用面料生产厂家需要选择合适的生产工艺。
关键词：车用纺织品；层压面料；生产工艺
中图分类号：TS102.5 文献标志码：A 文章编号：1001-7054(2016)04-39-04
汽车工业的高速发展使得汽车用纺织品发展迅猛。调查显示，每辆汽车平均耗用15~20kg的纺织品，我国每年的车用纺织品消费量在30万~40万t[1]。随着汽车产量的不断提高和纺织品在汽车应用范围的不断扩大，汽车工业已经成为产业用纺织品的一大消费对象。近年来，国外车用纺织品在产业用纺织品领域所占的比重越来越大，西欧汽车用纺织材料在产业用纺织材料中更是达到了35%的比例，而中国汽车用纺织品的生产也正以每年15%~20%的速度递增，但是仍不能满足汽车工业日益增长的需求。目前，大部分汽车用纺织品是涂层织物、层压织物和复合材料[2]。我国汽车用层压纺织材料领域仍有巨大的发展空间。
1汽车用层压纺织品介绍
1.1座椅面料
层压技术生产的复合产品，广泛用于服用、装饰用、产业用领域[3]。汽车座椅织物几乎都是由表层织物、聚氨酯泡沫层和疏松背衬三层材料组成的。层压赋予织物柔软的手感，有较深的缝合线外观。疏松背衬有助于控制层压织物的拉伸性能，也有利于提高缝接强度，同时还可以防止聚氨酯泡沫“扒”在其他物体表面帮助织物“移动”。汽车座椅面料需要具有良好的耐磨性、耐光性和抗紫外线。面料必须在使用几年后仍具有较新的外观和较好的性能，这样才能使汽车具有较好的二手价[4]。此外，这些面料的使用寿命必须大于汽车使用寿命，一般要超过二十年或更长时间。汽车内部环境变化很大，夏天太阳照射下温度可高达100℃。同时，汽车内部封闭空间的相对湿度变化也很大，变化范围在0~100%。目前，全球大约70%以上的座椅织物使用的是聚酯纤维[5]，因为聚酯具有很好的抗紫外线性能和优良的耐磨性，并且成本也很低。
1.2车顶内衬
汽车车顶内衬是由多组分相互层压而成的，每层都具有其特殊的作用，有的是为了外表美观，有的是为了隔音降噪，有的是为了提高车顶整体结构的刚性。特别在隔音、减震方面，研究人员做了大量的研究。粉末黏合剂或胶膜起着将各层材料黏合在一起的作用，但对于连续胶膜和切割胶膜哪个对隔音减噪更有帮助尚未得到统一结论。近年来非织造材料被广泛用于车顶内衬的生产，逐渐代替了针织车顶内衬材料。与针织物相比，非织造材料具有价格低廉，较大变形后不产生收缩等特点。
1.3可折叠式车篷
高档汽车折叠式车篷多采用三层层压织物，外层材料需具备优良的防紫外线和其他光线辐射的功能，优良的耐水、耐霜冻、耐微生物、耐交通烟尘及耐汽车清洗剂的功能，还应具有在各种天气中的尺寸稳定性和耐磨性。此外，对外层材料进行含氟化合物整理可以提高防污性能。目前，三层层压车篷材料的内层多用聚酯斜纹织物，中间层多用橡胶，外层目前只有聚丙烯腈织物符合各项性能要求。
1.4汽车引擎罩内衬
汽车引擎罩内衬通常也是由层压材料制得，主要目的是为了吸收和降低发动机噪音。引擎罩内衬主要由经酚醛树脂处理的废旧再生纺织品与非织造布两面层压而成。贴近发动机的一面需要具有防油、防洗涤剂、防水等性能，可以利用有机碳氟化物整理来提高这些能力。内衬越厚，隔音效果越好，但重量会加大，所以需要平衡内衬重量与吸音率。黏合剂也必须具有优良的耐热及防水性，并且在汽车使用寿命内不会损坏。
1.5其他内部覆盖材料
层压和模压结合的处理办法也常用于车门面板、行李架等，这种工艺需要在织物背面复合一层屏蔽材料，用来防止熔融聚合物凝固前发生渗透。屏蔽层可以是非织造布、薄膜或密度更高的聚氨酯泡沫。但大多数的车门面板装饰织物的生产仍然采用传统层压工艺，通常使用织物与聚氨酯泡沫或聚烯烃泡沫进行层压，可以得到柔软的手感及良好的隔热、隔音效果。
2汽车用层压纺织品生产工艺
2.1焰熔层压工艺
焰熔层压工艺在汽车座椅面料的生产中得到广泛的应用。焰熔层压工艺是利用聚氨酯泡沫本身作为黏合剂，将其与织物黏合在一起形成层压制品，是一种经济、快捷的生产加工工艺。在汽车座椅层压织物的生产中，将表面织物、聚氨酯泡沫、稀疏织物底衬喂入层压机，结合速度大约25~40m∕min，气体火焰将移动的聚氨酯泡沫熔化，成为黏合织物的黏合剂。熔融会使聚氨酯泡沫变薄，为补偿损失的厚度，通常喂入泡沫的厚度要略高于规定的厚度。车顶和门板表面织物通常也采用此方法进行生产，只是不需要稀疏织物。焰熔层压工艺的影响因素很多，主要归结为以下几个方面。(1)火焰温度及燃烧器与泡沫的距离。为了使层压加工效果稳定，必须使用相同的设置。火焰温度取决于所用燃气类型、燃气与空气的混合比及火焰喷射到泡沫的位置。为提高层压速度及减少层压过程中聚氨酯泡沫厚度损失，一般采用高温气浪加热熔融聚氨酯泡沫。这种方式可以在一定程度下提升火焰温度，还可以加强黏结效果并减少有毒气体的产生。(2)层合速度要合适。速度太快，泡沫迅速通过火焰不能够充分加热熔融，导致产生的熔融态聚氨酯不够，与面料的黏结强度较低；而速度太慢，聚氨酯停留在火焰加热区域的时间延长，加热过度产生过多的熔融态聚氨酯，一方面会浪费能量，使泡沫厚度损失较大，另一方面过多的熔融态聚氨酯可能会渗透表面织物影响面料手感。所以选择合适的层合速度是非常重要的。(3)压辊之间的距离会影响材料所受的压力大小。压力大时可以提高黏结强力但会使层压过程中泡沫厚度损失加大；压力小时会使材料复合时与黏合剂结合不充分，产品黏结强力不够。(4)聚氨酯的阻燃等级升高也会加强层压的黏合效果，因为阻燃等级高的聚氨酯较等级低的会产生更多的熔融聚氨酯。另外，聚氨酯泡沫的种类、泡沫密度、厚度、孔径也对层压产品质量起着重要作用。
2.2热熔层压工艺
由于聚氨酯燃烧产生具有潜在毒性的烟雾[6]，焰熔层压工艺对环境的污染问题受到重视。作为替代方法，热熔型黏合法逐渐受到人们的关注。热熔层压是利用加热热熔型黏合剂，当温度超过其熔点时产生的高黏合力将两层材料黏合在一起，冷却之后形成永久黏合[7]。热熔层压具有加工材料形状、长度灵活，可加工不连续纺织品或其他柔性材料，黏合剂渗透少，产品透气性好等特点。但热熔层压存在一个缺点，当第二层材料引入之前，暴露在空气中的热熔型黏合剂会快速冷却使黏合性损失。2.2.1热熔层压方法根据热熔层压过程中施胶方式的不同，可将热熔层压归结为以下几种方法。(1)平板层压法平板层压的加工方法是热熔型黏合剂、网或粉末在中间，上下两面是层压材料，一起喂入平板层压机，加热熔化黏合剂并生产出层压产品。黏合网或黏合膜的宽度是固定的，需求量够大，生产商可以生产任意尺寸的黏合网或黏合膜，使用粉末黏合剂可以不受加工范围、织物长短等限制。平板加工前要先蒸发掉织物中的水分，以免其带走机器产生的温度，影响产品质量。加工过程最重要的温度是“黏合剂温度”，即两层材料之间黏合剂的实际温度，而非机器设定温度。根据产品厚度及机器运行速度，机器设定温度要比黏合剂温度高一定值，可用热敏试纸测定黏合剂的实际温度。(2)粉末黏合剂层压法粉末黏合剂层压法是热熔层压法中最多样、最经济的方法，因为粉末黏合剂不受尺寸影响，成本也比胶网或胶膜低。粉末黏合剂适合哪种材料需要仔细考虑并预先做些试验研究。粉末黏合剂用在汽车用层压纺织品时，一般将黏合剂洒在织物表面，当层压织物是稀疏织物时，必须将粉末洒在泡沫材料上，因为稀疏织物一般孔隙较大，黏合剂无法散布在其表面。当粉末黏合剂需要洒在泡沫上时，要考虑粉末可能会落入泡沫孔隙中的情况，这样不仅会造成浪费，还会使泡沫失去弹性，手感变硬，孔隙减少，透气性降低等。因此，要根据泡沫孔隙合理选择粉末黏合剂的粒径。粉末黏合剂可以使用平板层压机加工但不仅仅局限于平板层压机。(3)圆网点状印刷和刮刀涂层法圆网点状印刷或刮刀涂层层压方法都是将粉末黏合剂配制成浆料，再使用圆网印刷机点状印刷或用刮刀进行涂层加工。点状印刷可以加工精致的轻薄材料，在加工过程中基材受热时间少，降低了材料变硬、变色的风险。配制浆料必须要有适当的黏度、稳定性和流动性，并要根据需要的手感、黏合力设定好网眼尺寸。(4)凹版滚筒热熔印刷法这种加工方法是将热熔型黏合剂熔化存在贮料槽中，当滚筒旋转，滚筒表面凹槽将黏合剂转移到基材上，然后将其与另外一种材料压合在一起。这种方法的缺点是每当换黏合剂或滚筒时要花费大量时间清理机器。2.2.2热熔层压影响因素热熔层压的影响因素和焰熔层压有些区别，主要有以下几种。(1)织物结构及规格、织物表面的平整度、纱线之间的孔隙大小及织物厚度等都对黏合工艺有影响。织物的紧度与厚度会直接影响热熔胶对织物的渗透情况，要合理选择，否则可能会出现透胶现象或产品手感太硬等情况。平整度则会影响施胶的均匀度，从而影响织物手感及黏结强度。(2)热熔黏合剂的选择。不同的黏合剂具有不同的黏合温度、耐热性、耐水和溶剂性等。另外，不同类型的黏合剂对不同材料的黏合效果不同，生产商要根据产品具体的性能要求及生产工艺来选择合适的黏合剂。(3)黏结温度、层压压力、复合速度等热熔层压工艺参数都会对产品质量产生影响。不同的热熔胶有不同的熔点，应根据其选择合适的层压工艺黏结温度。黏结温度过低，热熔胶未充分熔融，黏结强度不够；黏结温度过高，容易发生透胶现象。层压压力直接影响热熔胶嵌入材料的程度，合适的压力可以使热熔胶与织物充分接触。复合速度会影响到机器温度向织物的转移，从而影响黏结温度。复合速度过快，温度转移效率低，会造成能量浪费；速度过慢会影响生产效率，所以选择合适的复合速度也是非常的重要。
2.3水基黏合剂法
黏合剂法是利用水基黏合剂通过辊涂、刮涂、喷涂等方法，涂覆在需要黏合的基材上，使用红外线预烘并迅速与另一层材料层合，然后在烘箱里将多余的水分蒸发掉，冷却固化得到层压织物的方法。此方法对环境污染小，设备简单，且层压产品手感好，不易燃，但其能耗大，黏结力弱。
3结语
目前，由于成本低廉、复合效果好、产品手感好等特点，我国汽车用层压纺织品基本上采用的都是焰熔层压法。随着化工行业的发展及政府对环保的重视，热熔层压技术将会得到更广泛的应用。汽车用纺织品生产厂家应综合考虑成本、客户要求、自身加工条件及产品性能要求，合理选择符合工艺及产品的方法，提高产品综合性能及客户满意度。
参考文献
[1]潘鹏,强利玲,李小兰.近期车用纺织品发展现状与展望[J].棉纺织技术,2012,40(7):65-68.
[2]金磊,王建平.我国汽车工业现状及车用纺织品标准简析[J].产业用纺织品,2010(5):26-29.
[3]杨栋樑.三十年我国整理技术的回顾与展望[J].印染,2005(9):31-34.
[4]RThier-Grebe.汽车用纺织品—要求和性能特征[J].国际纺织导报,2001(1):46-49.
[5]张阳,沈兰萍.涤纶汽车座椅面料阻燃工艺的优化[J].合成纤维,2015,44(7):40-42．
[6]迟克栋,罗欣,吴慧莉.纺织品的清洁层压复合技术[J].产业用纺织品,2004(2):1-6．
[7]金梁英,崔运花,都胜.汽车座椅面料的复合工艺及其影响因素[J].纺织学报,2013,34(1):151-156.
作者：崔威威 郭嫣 宋敏芳 单位：西安工程大学 纺织与材料学院
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