一、技术方案
公司切入“不断创新，永远追求卓越”的指导思想，紧紧抓住市场信息，不断研究市场消费，根据当前汽车消费趋于环保安全新材料的发展方向自立研究课题，采用天然棕麻纤维和PP纤维融合一体，应用新工艺而开发出“汽车内饰件用麻纤维复合板”，本项目的成功研究开发，对提高企业的产品品质、经济效益与社会效益，环保效益意义重大、影响深远。热塑性麻纤维复合板材是一种由长切麻纤维、PP纤维混合经梳理、铺网、针刺制备成针刺麻毡，热塑性麻纤维复合板材的物理特性和工艺特性不仅受混合纤维材料长度、粗细、比例、麻纤维品种和特性等因素；相对梳理、铺网、针刺；热压成型、冷压定型等工艺影响也较大；复合工艺和梳理、铺网的组合形式不同，对产品质量也有较大影响；因受麻纤维吸湿放湿快的特性、热熔纤维比例的影响，部分产品有局部霉变现象发生。目前常用热塑性麻毡纤维板复合板材规格有：500g/㎡～2500g/㎡，使用热熔纤维长度为56 mm～76mm；长切麻纤维长度60mm～120mm；麻纤维与热熔纤维比例约为4.8～5.2之间。热塑性麻纤维板复合材料与其它汽车内饰材料比较优势体现在：1、高强度韧性；2、吸音隔热、耐候性好；3、拉伸强度大、伸长率高；4、阻燃性能好；5、产品符合环保要求并可回收利用等特点。
二、产品风格
更多地关注未来汽车内装饰材料的发展方向，开发更多、更好的汽车用非织造材料是我国汽车内饰件的发展方向之一。其方向包括：根据生活方式的变化，追求便利性、经济性、明快舒适及多样化的需求，轻质环保麻纤维复合板具有深度模压成形性、轻量化、薄型化的非织造材料；能满足环境保护的需求，以节省能源、资源及具有循环再生使用特性的“绿色环保”的汽车内饰材料，具有更加吸音、隔音性能，防沾污、抗菌、消臭、芳香等负离子性能的功能性内饰新材料；国外汽车制造商内饰结构材料方面（如车顶、车门内饰板及后舱盖板等），非常重视采用麻类天然植物纤维复合基材在高档轿车上的使用。
三、工艺的制定
1、热塑性麻纤维复合板材是一种由长切麻纤维、PP纤维、ES纤维、PP膜等材料构成的复合材料。热塑性麻纤维复合板由麻纤维和PP纤维混合层、PE膜中间层等组成，经非纺织梳理、铺网、针刺等工艺制备成毡，再经热溶融粘合成型工艺压制成汽车内饰件复合板材。
2、天然麻纤维具有较好物理和化学特性，天然麻纤维的主要组成为纤维素，含量视品种而定，约占65%-80%；并含有较多的半纤维素、木质素和果胶等。由于其化学组成是纤维素，因此麻纤维较耐碱而不耐酸，麻纤维吸湿放湿快，回潮率约在14%左右；纤维素的降解温度为300℃，因此麻纤维毡通常需要在230℃以下烘燥、焙烘加工；天然麻纤维相对密度视品种而定约在1.3～1.52g/㎝³；纤维束纤长50～500㎜；线密度1.2～6.9dtex。
天然植物麻纤维的性能
3、PP纤维的特点是结晶度很高，相对密度小（约为0.90～0.91g/cm2），熔点在170～175℃范围内，分子量一般在15～70万之间，与其它聚烯烃相比，聚丙烯相对分子质量的分布较宽。聚丙烯有较好的强度和刚性，尤其具有突出的耐弯曲疲劳性能。缺点是蠕变较差。耐热性较好，热变形温度为90～105℃。聚丙烯为非极性高聚物，有优良的电绝缘性能，更兼有优良的耐热性。此外，它还有良好的化学稳定性，聚丙烯几乎不吸水，除对强氧化性的酸外，几乎都很稳定，耐碱性也很突出。由于聚丙烯大分子链中的叔碳原子对氧的侵蚀非常敏感，在光、热和空气中的氧作用下容易老化，可将抗氧剂与紫外光稳定剂并用使之起到协同效应作用，以抑制老化过程。
四、工艺技术的改进
我国是从90年代中期开始麻毡纤维板材的研究，采用非织造布成网工艺制毡生产热塑性麻纤维复合板材，经过近15年的发展，非织造布麻纤维成网工艺和设备制造都以比较成熟。根据汽车内饰材料特性要求，非织造布行业先后开发出专用麻纤维梳理机、针刺机，解决梳理机梳理100㎜～120㎜长纤维难题；现针刺机可针刺达2200g/㎡～2500g/㎡的麻纤维毡。使用PP纤维、低熔点ES复合纤维等，生产工序采用梳理、铺网串联形式；在热粘合成型和热压成型、冷压定型的成型工艺中，表层塑面增加了阻燃、阻隔等材料，使热塑性麻毡纤维板不仅满足汽车内饰材料成型工艺要求，符合汽车工业发展的需要。
1、织网织毡工艺的改进
在试运行过程中（麻纤维、PP纤维）大仓开清、混棉风送、气动给棉、梳理铺网，针刺切边成卷；织网成毡是热塑性麻纤维复合板工艺中较为重要的工艺之一，开清、梳理、铺网、针刺工艺是热塑性麻纤维复合板的关键工序，其织网成毡的好坏直接影响热塑性麻纤维复合板的拉伸强度、断裂强度、收缩率、翘曲等质量。因而该工艺特点是尽量减少对麻纤维的打击力度，避免过多的麻纤维损失，使纤维顺利成网，确保针刺毡中含有部分束状麻纤维，提高热塑性麻毡纤维复合板材的拉伸强度质量，梳理、铺网时应考虑梳理、铺网组合形式、叠加针刺及复合形式，针刺时应控制纤网的纤伸、针刺频率、针刺密度，使针刺麻毡具有一定的强度、密度，能够抵抗卷绕及复合过程中所受的外力，而不会产生基毡的尺寸变化，并具有良好的透气性和热粘合的均匀性，提高热塑性麻毡纤维复合板的断裂强度质量，降低纵横向强力比值、收缩率，确保板材表面平整减少产品翘曲。
2、针刺毡的质量工艺改进
受纤维材料的长度、粗细度、混合物比例的影响也很大。麻纤维和热熔纤维两者性能差异较大，纤维长度大，可以提高非织造布的强力，可以增加热粘合点数目，增加纤维之间的抱合力，增加纤维网中纤维的缠结程度，但纤维长度的选
择受到梳理、成网加工设备的条件限制，因而麻纤维剪切至适当长度，并需润麻处理，热熔纤维进行抗静电处理，一般热熔纤维混合比应高于50%较好。热熔纤维的混合比大一些，复合材料的强度会增大，硬挺度也较高，但收缩率也会增加，热成型后麻纤维的总表面积中约有50%～80%被热熔纤维所包覆，麻纤维吸湿放湿快特性得到改善，杜绝霉变现象的发生。对拉伸强度大、伸长率高的汽车内饰件，还可增加5%～10%的回弹性较好的PP纤维，48：52，以改善热塑性麻毡纤维复合板材的力学性能。麻纤维/热熔纤维的梳理、铺网、针刺单层单位面积克重应控制在400g/㎡～700g/㎡，对于单位面积克重较重麻毡，可在针刺麻毡上叠加梳理、铺网、针刺使之达到所需克重，既解决复合板材的翘曲问题，又确保针刺麻毡的均匀和平整；麻毡纤维板材成型和模压饰件成型工艺，是完成机械固网后的热粘合工艺，它通过加热、变形、熔融、流动和固化达到机械连锁和物理过程反映，达到粘合主体纤网的目的。它利用PP纤维受热熔融流动的特性，使其将主体纤维交叉点连在一起，再经过冷却使熔融聚合物得以固化，从而得到热塑性麻毡纤维复合板材和汽车内饰件新材料。麻纤维毡焙烘温度应控制在190℃～230℃范围内，压辊和压机的压力均由板料厚度决定。
4、麻纤维板成型工艺优缺点体现及改进
4.1热压粘合板材成型工艺采用烘箱连续烘燥的方式，纤维复合板材产量高，纤网中的热熔纤维受热熔融充分，熔体流动均匀，热塑性麻毡纤维复合板的拉伸强度好、收缩率低、翘曲率低；
4.2热压板材成型工艺因在一定的温度，压力条件下完成热粘合成型及复合工艺，间歇的方式生产，纤维复合板材产量相对较低，纤网中的热熔纤维虽受热熔融，但熔体流动差，因而该工艺生产的热塑性麻毡纤维复合板材的拉伸强度较好、断裂强度好、收缩率和翘曲率高，收缩率比热粘合板高出3%左右。以上工艺对比，汽车内饰件用麻纤维复合板，汽车内饰件新材料产品适用于4.1工艺。
五、关键生产技术难点及解决方法
热塑性麻纤维复合板材的热变型温度和纵横向断裂强力比值大等问题，一直是困扰厂家的难题，提高材料的热变型温度，可通过高分子聚合纤维适量提高配比来实现；纵横向断裂强力比值，还可通过调正梳理、铺网、针刺工艺及组合形式来调整纤维趋向，降低纵横向断裂强力比值。
六、技术水平
该产品经科技术查新报告，在国内汽车内饰领域应用天然植物纤维生产的复合板材“汽车内饰件用麻纤维复合板”具有以下特点：
1、采用麻纤维做基材，复合装饰面料加工而成，材料环保可回收利用；
2、材料为纤维丝状组合，克服了常规格材料的拉伸性差，将产品的拉伸率提高了2倍；
3、产品工艺性好，通过一次性复合成型，解决了二次复合的问题将工效提升了1.5倍；
4、烧烤时间比常规的塑质材料缩短了20秒，降低了机器能耗；
5、产品柔韧性好，在OEM组装时，方便快捷，提高了客户的工效，同时降低了组装过程中的报废率；
6、与现市场常规材料相比，产品的重量降低了30g/m2，符合汽车产业轻量化的要求。
7、技术处于国内领先、国际先进水平。
论文作者:庄理少
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
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