Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Технический текстиль


Тенденции/Технический текстиль/Производство нетканых материалов для автомобильной промышленности. Часть 2. Технологии скрепления и отделки

Производство нетканых материалов для автомобильной промышленности. Часть 2. Технологии скрепления и отделки

26 апреля 2006
Технический текстиль №14, 2006

Ватцл Альфред (Alfred Watzl)
Сергеенков Алексей Петрович

Технология AquaTex для отделки текстильных материалов, используемых в автомобилестроении

Разработанная фирмой Fliessner технология AquaTex, используемая для отделки текстильных материалов, позволяет повысить качество этих материалов, уменьшить энергозатраты и степень загрязнения окружающей среды, исключить отдельные отделочные операции (например, промывку). Технология AquaTex может быть использована для обработки любых тканей, изготовленных из пряжи. Подвергнутые такой обработке ткани находят применение в самых различных областях: при изготовлении пневматических подушек, обивочных материалов для мебели, изделий для автомобильной промышленности, джинсовых тканей, фильтров и текстильных изделий бытового назначения.

В основу технологии AquaTex положен струйный способ скрепления волокнистых холстов, основанный на перепутывании волокон струями воды. В 1987 году фирма ВВА Nonwovens (США) разработала и запатентовала технологию InterSpun® для обработки текстильных полотен струями воды (рис. 5). 

В декабре 2000 года фирма-разработчик продала патенты на эту технологию фирме Polymer Group Inc., в то время как фирма Fliessner осталась единственным производителем оборудования для этой технологии.

Многолетний опыт эксплуатации системы AquaJet для скрепления волокнистых холстов, разработанной фирмой Fliessner, позволил применить эту технологию для обработки тканей (рис. 6).

Обработка ткани по технологии AquaTex сопровождается появлением следующих эффектов: отдельные нити распушаются, а затем входящие в их структуру волокна вновь перепутываются;  уточные и основные нити соединяются в точках взаимного перекрещивания, что проявляется в упрочнении ткани; эффективность такого упрочнения прямо зависит от интенсивности обработки ткани; соприкасающаяся с транспортирующим органом поверхность ткани приобретает мягкий бархатистый характер; устраняются внутренние напряжения в ткани.

Свойства обрабатываемой ткани изменяются следующим образом (в зависимости от вида ткани и параметров процесса обработки): увеличение толщины ткани может достигать 50% • поверхностная структура ткани получается более плотной и приобретает более закрытый характер • стойкость к истиранию повышается на 100...300% • прочность швов повышается на 100...200% • уменьшается разлохмачивание ткани • уменьшается склонность к пиллингообразованию • оптимальным образом может изменяться несминаемость • улучшаются мягкость и внешний вид ткани • улучшается равномерность ткани по всей ширине • сглаживаются и маскируются дефекты ткани • оптимизируются размеры пор • улучшается прокрашиваемость хлопчатобумажной ткани • улучшаются очистительные свойства тканей •  водо- и воздухопроницаемость снижаются на 40...80% • повышается равномерность ткани по структуре и плотности; облегчается очистка ткани.

Технология InterSpun предусматривает использование только воды для обработки ткани, что делает ее экологически безопасной.

После обработки по технологии AquaTex ткань обладает такими же физико-механическими свойствами, как и аналогичная ткань более высокой поверхностной плотности, не подвергнутая струйной обработке. Это открывает возможности для существенного снижения расхода сырья на изготовление тканей.

Кроме того, при изготовлении тканей для транспортных средств и для обивки мебели исключается необходимость проклеивания латексом изнаночной поверхности ткани с целью ее стабилизации, что, в свою очередь, позволяет сохранить высокую мягкость ткани.

Упрочнение изнаночного слоя ковровых изделий путем обработки на установке AquaJet-Spunlace фирмы Fleissner без применения латексных связующих

Тафтинговые ковровые изделия и способы их производства уже давно известны. Такое ковровое изделие содержит грунтовое полотно, в которое заработаны петли ворсовых нитей. В качестве грунтового полотна могут применяться изготовленные фильерным способом нетканые материалы или ткани из ленточных нитей. Ворс коврового изделия может быть как петлевым, так и разрезным.

Для придания тафтинговому ковровому изделию требуемых потребительских и механических свойств, а также для фиксации ворсовых петель, изнаночная сторона полотна обрабатывается связующим, образующим первичное изнаночное покрытие.

Кроме того, в большинстве случаев поверх первичного изнаночного покрытия наносится вторичное изнаночное покрытие в форме слоя вспененного латекса: нетканого материала или ткани.

Применение латексных связующих является серьезным недостатком технологии изготовления тафтинговых ковровых изделий и, кроме того, резко затрудняет повторную переработку изношенных изделий, так как связано с образованием загрязненных сточных вод и выделением неприятных запахов. Кроме того, использование химических связующих веществ увеличивает стоимость ковровых изделий. С целью снижения затрат на сырье латексные связующие частично заменяются мелом, однако при утилизации таких изделий путем сжигания образуются несгорающие твердые отходы.

Другой способ обработки изнаночной стороны тафтингового коврового изделия заключается в использовании полиэтиленового порошка. Однако и в этом случае перед образованием вторичного изнаночного покрытия изделие приходится промазывать латексом.

С целью устранения этих недостатков предпринимались попытки соединять первичное изнаночное покрытие со вторичным изнаночным покрытием методом иглопрокалывания, Однако такой способ приводит к существенному повреждению поверхности коврового изделия.

От применения латексных связующих можно отказаться, если использовать струйный способ для соединения волокнистого холста с изнаночной стороной сурового тафтингового изделия. В этом случае волокна холста, выполняющего функцию изнаночного покрытия, перепутываются струями воды с нитями грунтового материала и с закрепленными в нем ворсовыми нитями, В то же время эти волокна не выходят на лицевую (ворсовую) поверхность коврового изделия (рис. 7). Кончики волокон холста можно рассмотреть только у оснований ворсовых петель. Глубина проникновения волокон холста в структуру сурового тафтингового материала может регулироваться путем изменения основных параметров струйной обработки: давления струй воды, геометрических характеристик сопел и др.

Волокнистый холст может быть подвергнут предварительному скреплению, которое также может осуществляться струйным способом. Для формирования волокнистого холста могут быть использованы полиэфирные, полипропиленовые или другие волокна.

В состав волокнистого холста могут вводиться также термопластичные или бикомпонентные волокна. В этом случае после струйного соединения с тафтинговым суровым полотном и последующей сушки осуществляется термообработка полуфабриката (например, на барабанной сушильной машине), что приводит к частичному расплавлению и склеиванию термопластичных или бикомпонентных волокон. Тем самым увеличивается прочность закрепления ворсовых петель тафтингового коврового изделия.

Способ гидродинамического соединения волокнистого холста с тафтинговым суровым полотном реализуется на установке AquaJet-Spunlace фирмыFleissner и защищен патентом.

Волокнистый холст может быть использован также для стабилизации других видов ворсовых изделий.

Нетканые материалы на основе волокнистых холстов, скрепленных струйным способом

При изготовлении многих нетканых материалов струйный способ скрепления волокнистых холстов все чаще применяется вместо традиционного иглопробивного. Это объясняется рядом преимуществ струйного способа,  сведенным в таблицу.

Изготовленные струйным способом нетканые материалы находят применение при изготовлении промежуточных слоев между передними и задними слоями формованных изделий автомобиля, как основа под поливинилхлоридные и полиуретановые покрытия, а также в качестве фильтров и материала для звукоизоляции (рис. 8).

Установка AquaJet-Spunlace может быть использована для скрепления струйным способом волокнистых холстов поверхностной плотностью до 500...600 г/м2 (при переработке синтетических волокон) и поверхностной плотностью до 1200 г/м2 (при переработке натуральных волокон, например, льна или пеньки). Благодаря возможности повторной переработки и биологической разлагаемости натуральные волокна находят в этой области все более широкое применение.

Указанные волокна могут использоваться в смеси с легкоплавкими или бикомпонентными волокнами, что позволяет получать изделия с более плотной поверхностью, Возможно также применение волокнистых холстов, полученных фильерным способом и дополнительно пропитанных связующими веществами с целью повышения стойкости к истиранию и прочности при разрыве.

Установка AquaJet-Spunlace может быть использована для скрепления волокнистых холстов, сформированных сухим или мокрым способом из штапельных волокон, полученных фильерным способом, а также многокомпонентных полуфабрикатов. Волокнистые холсты могут состоять из всех видов химических и натуральных волокон (в том числе, хлопковых, льняных, целлюлозных, стеклянных, ультратонких), а также из ленточек.

Получаемые струйным способом нетканые материалы могут подвергаться крашению и отделке водоотталкивающими, огнезащитными и другими химическими препаратами в процессе изготовления.

В настоящее время разработан широкий ассортимент нетканых материалов с рельефной (рис. 9) и перфорированной (рис. 10) структурой, вырабатываемых на одно-, двух-, трех-, четырех- и многоступенчатых установках AquaJet-Spulace фирмы Fleissner (рис. 11).

Изоляционные материалы на основе пропитанных фенольными смолами волокнистых холстов

Нетканые материалы, полученные на основе сформированных из вторичного волокнистого сырья и пропитанных фенольными смолами волокнистых холстов, характеризуются отличными амортизирующими и изолирующими свойствами. Благодаря этому они за последние 20 лет нашли широкое применение в самых различных областях.

В автомобилестроении эти нетканые материалы перерабатываются в трех различных видах:

1. Материалы с объемной плотностью 50...100 кг/м3 и поверхностной плотностью 500...1200 г/м2, полученные на основе сформированных из вторичного волокнистого сырья и пропитанных фенольными смолами волокнистых холстов. Они применяются в форме плоских штампованных изделий для звуко- и виброизоляции в конструкции крыш и полов автомобилей. Такие изделия могут быть подвергнуты специальной обработке для придания самоклеящейся способности.

2. Формованные изделия с дополнительным текстильным покрытием или без него, видимые для пользователя или скрытые от него, используемые в качестве звукоизолирующих или самонесущих элементов. Объемная плотность таких изделий составляет 100...250 кг/м3. Они могут быть мягкими на ощупь, упругими или жесткими. Примерами практического применения таких изделий являются: изоляция капота, передней стенки кузова, панели управления и пространства для ног, покрытие для пола багажника, изоляция крыши.

3. Жесткие прессованные детали с объемной плотностью 400...900 кг/м3,  применяющиеся в качестве самонесущих элементов конструкции автомобиля в течение двух последних лет.

Изделия из указанных материалов по сравнению с пластмассами имеют меньшую массу, более высокие жесткость при изгибе и устойчивость к расщеплению.

Изделия из таких нетканых материалов формуют при высоком давлении в нагретой пресс-форме, в результате чего они приобретают стабильную форму и могут использоваться, например, в конструкции потолка кузова, спинки водительского сиденья или облицовки отсека для шляп.

В качестве волокнистого сырья для изготовления нетканых материалов такого типа наиболее пригодны хлопковые волокна. Из экономических соображений часто применяются восстановленные волокна. Используются также полиэфирные волокна, однако, их содержание в смеси не должно превышать 20%.

Для скрепления волокнистых холстов применяется порошкообразная фенольная смола, которая до полной вулканизации проходит три состояния (от плавящегося порошка до термопласта). В зависимости от предъявляемых к готовым изделиям конкретных требований соотношение восстановленных волокон и фенольного порошка может варьироваться в пределах от 90:10 до 60:40. Термоскрепление частично или полностью полимеризованного холста осуществляется на установках с двумя ленточными конвейерами (рис. 12).

Предварительное скрепление частично полимеризованного холста проводится при температуре 100...120оС. Фенольная смола должна сохранять достаточную реакционную способность для последующего процесса прессования (при изготовлении пластин и формованных изделий). Окончательное скрепление полностью полимеризованного холста проводится при температурах до 220оС.

Процесс отверждения фенольной смолы является функцией времени и температуры. Процесс непрерывного скрепления волокнистого холста протекает не только при повышенной температуре, но и при повышенном давлении, сопровождающемся сжатием волокнистого холста.

На установках с пластинчатыми конвейерами это обеспечивается с помощью второго пластинчатого конвейера, причем расстояние между верхним и нижним пластинчатыми конвейерами регулируется с помощью подъемного механизма.

Находящийся на пластинчатом конвейере волокнистый холст продувается горячим воздухом поочередно сверху вниз и снизу вверх. Тем самым обеспечивается равномерное и быстрое прогревание объемного волокнистого холста.

Подобные двухконвейерные установки могут быть использованы для скрепления волокнистых холстов как с фенольными порошками, так и с легкоплавкими волокнами. При отсутствии жестких требований к равномерности изделия по толщине для термоскрепления могут быть использованы также более экономичные установки с перфорированными барабанами, оборудованные парой охлаждаемых калибровочных валов (см.рис. 3рис. 4).

Проводятся также работы с целью замены фенольных порошков другими видами связующих, например, волокнами.

Использование изготовленных фильерным способом полиэфирных нетканых материалов в качестве основы напольных автомобильных ковриков

В качестве грунтовых полотен при изготовлении высококачественных тафтинговых ковровых изделий применяются вырабатываемые фильерным способом нетканые материалы (например, Lutradur фирмы Lutrafil или Colback фирмы Enka). Такое грунтовое полотно придает ковровому изделию высокую стабильность размеров; ковровое покрытие хорошо настилается без образования выпуклостей.

Автомобильные коврики на основе полученных фильерным способом полиэфирных материалов могут формоваться и вытягиваться с высокой точностью. В частности, по этой причине они применяются изготовителями автомобилей во всем мире (рис. 13). В Западной Европе такое грунтовое полотно имеют более 2/3 всех выпускаемых тафтинговых покрытий для автомобилей.

В качестве исходного сырья для изготовления фильерного нетканого материала используется гранулированный полиэфир. Формуемые из расплавленного полимера тонкие бесконечные волокна выходят с высокой скоростью из фильер и укладываются на приемную конвейерную ленту с образованием равномерного волокнистого холста. Скрепление и фиксации волокнистого холста осуществляются на установке с перфорированными барабанами, работающей по принципу продувания воздуха через материал (рис. 14).

Бесконечная движущаяся прессовая лента создает необходимое давление на обрабатываемый волокнистый холст и предотвращает его усадку. Обработка проводится при температуре 230оС. Система нагревания воздуха работает на максимальной мощности. Сформированные сухим способом волокнистые холсты имеют высокую воздухопроницаемость, благодаря чему они быстро прогреваются по всей толщине. Температура обработки поддерживается с точностью ±1,5оС. Фирма Fleissner выпускает барабанные сушильные установки с рабочей шириной до 6 м и с диаметром барабанов до 3,5 м (рис. 15).

КОМПАНИИ И ТОРГОВЫЕ МАРКИ, УПОМЯНУТЫЕ В СТАТЬЕ

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ