第七節 運輸用紡織品,產業用紡織品廣泛應用于汽車、火車、飛機和船舶等交通運輸工具。隨著我國人民生活水平的提高，運輸用紡織品的市場前景十分廣闊。 每輛汽車耗用紡織品材料平均約42，用于內裝飾(坐席、車頂篷、側面板、地毯和行李箱等)、增強材料、里襯、墊底織物、輪胎、過濾材料、安全帶、軟管、氣囊、消聲器和隔熱器材等。,汽車使用的纖維產品及其成形固結方法,一、安全氣囊 氣囊是一種自動安全保護系統，氣囊成套產品包括氣囊、吹脹器、安裝器材和模塑罩蓋及非紡織材料部件。碰撞傳感器和鑒別功能元件用作該成套產品系統的部件。 座位安全帶能提供多方向碰撞時的保護作用，氣囊是座位安全帶的補充。在車內位于方向盤和儀表板處。,安全氣囊,安全氣囊的使用大大的降低了撞車后的傷殘和死亡，加用安全氣囊比單獨使用座位安全帶效果要好得多，與單獨使用座位安全帶相比，死亡事故減少28，嚴重傷殘下降29。,安全氣囊的保護原理是：當汽車碰撞時，氣囊吹脹器中心的點火器由傳感器發動，點燃吹脹器中的疊氮化鈉粒子（美國最早使用疊氮化鈉粒子，現在開始使用混合氣體，如壓縮氬氣），釋放出的主要成分為氮氣，該氣體經過濾器除去灰分雜質進入氣囊，將其鼓脹。 在車輛前方60范圍內受到撞擊時，相當于以19kmh速度撞到墻上時的撞擊強度，氣囊會膨脹鼓起。絕大多數的碰撞事故，都發生在0.125s時間內，因此氣囊必須在0.04s時間內完成膨脹過程。當碰撞時，氣囊在0.03s時間內開始充氣，在0.06s時間內充分膨脹，使司機獲得緩沖。,(一) 安全氣囊的材料和性能 從安全氣囊的使用原理可以知道，其所使用的纖維材料必須具有強度高、熱穩定性好、抗老化、吸收能量、涂層粘結性好以及在極端高溫嚴寒時仍能保持良好的功能性，同時材料的抗撕裂強度、韌性和抗積垢性很重要。氣囊本身的充氣性能和強度是關鍵的使用性能，同時要求材質柔軟以減少人體皮膚磨傷。,氣囊使用最多的原料是聚酰胺66長絲，如315旦、420旦、630旦和840旦，也有少量使用聚酰胺6的。近來，因PET材料尺寸穩定好(即使在潮濕環境中也好)、壓縮性佳，目前正在氣囊產品中獲得使用。無論使用那一種原料制作氣囊的織物應該沒有結頭、疊接、油污和紗線斷頭。目有世界上生產氣囊纖維原料的公司有：美國杜邦、荷蘭阿克蘇和日本東麗等。,氣囊用尼龍66長絲的典型性能,(二)安全氣囊的制造 氣囊一般采用高密機織物。氣囊織物織成后涂敷黑色氯丁橡膠或硅橡膠。對涂料的性能要求是粘結性好、防粘連、柔韌性持久、耐大幅度溫度差異(-40121)反復變化、抗臭氧、穩定性持久、透氣率低。氣囊織物的裁切和縫制加工要格外仔細。尺寸公差要很小，要嚴格選擇縫紉線的纖維品種、粗細輕重、結構和涂層情況。縫紉線可用尼龍66、聚酯纖維和凱夫拉爾(kevlar)纖維制作；縫紉花型和針跡工藝對氣囊運行性能來說，也是關鍵因素。,氣囊的設計要使其恰巧在開始收縮時剛與出事者相接觸，這一點是極其重要的，這樣出事者碰到氣囊時，能順著安全氣囊收縮，可以獲得最大的安全保護。,(三)安全氣囊的測試 因氣囊的性能指標直接關系到人身安全，因此對安全氣囊的性能指標測試是非常重要的。目前世界上現成的有關工業標準很少，美國是進行這方面研究較早的國家，美國材料試驗學會已制訂了下述有關氣脹式安全產品的實施條例。,美國氣囊織物檢驗項目,二、座位安全帶 座位安全帶的作用，就是當行進中的交通工具突然減速時，使佩帶者處于被控狀態，它是一種方便有效和價廉的防止事故的措施。 座位安全帶的性能要求是能承受1500kg靜負載，最大伸長達2530，其它的主要性能要求是耐磨、耐熱、耐光、重量輕、柔韌性好、伸長小、使用方便。伸長是其一個非常重要的性能指標，撞車時產生不可回復的延伸以降低減速對人體的影響，就是說不希望彈性伸長，以免造成乘坐者頭部傷害。,當事故發生時，標準的座位安全帶應該是有控制的延伸，使乘坐者向前移動約0.3m距離，這種既能延伸又可減小伸長恢復的彈性是在進行整理時對安全帶采取控熱松弛措施而獲得的。 座位安全帶一般都是機織物，織物組織常為斜紋或緞紋。用的較多的纖維原料是經緯向采用高強聚酯長絲或尼龍長絲，目前聚酯長絲用得最多，尼龍長絲正逐漸減少，安全帶的經向強度要求較高，因為發生事故時，負載的絕大部分施加于經向。,典型的座位安全帶由320根、每根1100dtex長絲織成。這類產品設計時，安全帶兩面的經紗浮長較長，可為負載方向提供必要的強度，使織物輕巧柔韌、表面平整、使用方便、感覺舒適。織物在整理時產生收縮，可提高其吸收能量的性能。經過收縮，重量增加，如由50gm增加到60gm。一定要選用合宜的染料，保證日曬、摩擦、汗漬和水洗色牢度好，不能讓安全帶的顏色沾到系戴者的衣服上。,三、輪胎的增強基（簾子布） 用于輪胎的增強基主要是指輪胎簾子布，最早在輪胎中以織物為增強基是在19世紀末，當時JBDunlop(鄧洛普)在輪胎制作中采用了愛爾蘭亞麻機織物。真正在輪胎中大量的使用紡織材料為增強基是在二戰期間，人們才開始使用粘纖和尼龍材料，再后是用聚酯纖維、玻纖，最近更有用芳族聚酰胺纖維和鋼纖維作增強材料的。紡織品簾子線增強材料的主要物理性能是強度高、伸長小、回潮率低、熱穩定性強、抗疲勞強度高、柔韌性好以及和橡膠的粘結性優良。,輪胎簾子布,（一）輪胎種類 1. 斜交輪胎 斜交輪胎又可稱為斜交簾子布層。簾子線和輪胎滾動方向成交叉角，胎圈間各簾子布層斜向相反，簾子布要均勻繃緊，以免胎體脹大。 2. 帶束斜交輪胎 帶束斜交輪胎又可稱為半子午線輪胎。這類輪胎和斜交輪胎相似，但是在胎面下方加添了增強層(帶束層)。帶束層延伸穿過輪胎的胎冠部分，其交叉角比胎體的小，其方向和胎體層的相反，并且各層之間相互交叉。半子午線輪胎采用聚酯纖維簾子布和玻璃纖維帶束層。帶束層的作用是增加胎面的穩定性。 3. 子午線輪胎 子午線結構也采用帶束層，但是帶束層下面胎體簾子線的方向和輪胎滾動方向垂直，這種結構使輪胎側壁具有可撓曲性，帶束原料采用玻纖、芳族聚酰胺纖維和鋼纖維。,以上三種輪胎的特點： 斜交輪胎是最普通的輪胎，操作性好，無發熱變性、均勻性好，但是在不平的路面上耐久性差。 帶束斜交輪胎，彈性好，回轉阻力小、胎面穩定性好，但是乘坐舒適性差，耐久性不夠好。 子午線輪胎，使用壽命長、高速行駛性好、拐彎方便、耐磨損、方向控制穩定性好，是目前使用最多的一種輪胎。,(二) 簾子布的結構要求 簾子布的結構影響到輪胎的性能要求，為提高輪胎的性能，在設計、生產簾子布時，必須考慮以下因素： 1簾子布的捻度及捻向 簾子布是由若干根加有捻度的長絲再復捻制成，各股長絲的捻度方向和簾子線的捻回方向相反。簾子線的捻系數一般較高，在一定范圍內捻度增加抗疲勞度增加，但捻度增加到一定程度時，抗疲勞度下降，因此，捻系數具體選多少，主要依據其強力和伸長的要求，保證其抗疲勞性好、保形性好、強度高。,2. 簾子布密度 簾子布的密度影響簾子層之間的粘結力及浸膠液的粘附狀態。在簾子布中，最終主要是靠經紗起作用的，緯紗的主要功能是在簾子布處理過程中保持經紗的間隔距離，對簾子布層和輪胎的性能均不起作用，相對較細的緯紗只是在上橡膠和壓延加工時防止經紗錯位。簾子布要先經粘結壓延涂膠約1mm厚，再經熱定形改善物理性能。一旦經紗已固定于橡膠中，緯紗的作用就消失，在以后的制作過程中簾子布的分布位置則隨輪胎的形態而變化，實際上這時緯紗的存在可能對輪胎受力分布的均勻性和簾子布的幾何形狀反而有不利影響。為避免出現這種情況，可把緯紗拉斷或采用伸長大的緯紗。子午線輪胎特別要消除這種緯紗的影響。伸長較大的緯紗為包芯紗，紗芯為尼龍或聚酯纖維未拉伸絲，伸長可達200；外層為棉纖維。延伸性很大的紗芯確保輪胎成形時經紗排列均勻。簾子布的緯密要比經密小的多，同時緯紗要比經紗細的多，經密5198根/10cm，緯密48根/10cm。鋼絲簾子布和某些經處理過的紡織品簾子布可直接從紗架喂給橡膠壓延設備，這樣就不需要緯紗了。,3簾子布的結構與層數 簾子布的結構，一般是以紗線間連接越穩定越好，可避免上橡膠和壓延加工時防止經紗錯位，平紋織物交織點多，經緯紗之間相對位移少，因此一般選用平紋織物。簾子布和橡膠在行駛過程中，其交界處會發生微小的剝離現象，層數越多，越容易產生這種現象。因此在能滿足輪胎所需要的功能的前提下，簾子線的層數以少為宜。 目前的簾子布加工過程最主要的是加捻成紗及織造，紡織材料胎體層為簾子布和細緯紗交織的機織簾子布。加捻簾子布的設備有三類，即環錠捻線機、直接制線機和倍捻捻線機，織造通常在劍桿、噴氣和有梭織機上生產。,(三) 輪胎簾子布的原料 胎圈中簾子布所占的體積不大，但是對輪胎構成和使用性能有著十分重要的作用。用于簾子布的原料，錦綸最多，其次是滌綸、粘膠、鋼絲、芳綸、玻璃纖維等。 1. 錦綸簾子布 錦綸具有高強度、耐沖擊、抗疲勞等優點，成為簾子布的首選材料。錦綸的耐動態應力疲勞性最好，簾子布配以鋼絲簾子布帶束用于子午線貨車輪胎。在轎車和載重汽車的斜交輪胎方面，錦綸簾子布也是首選材料。20世紀80年代開發了適應高速的高性能子午線輪胎，用于高速賽車和豪華旅游車，用胎肩或冠帶層簾子布纏繞鋼絲帶束肩部或整個帶束。這類簾子布材料絕大多數為尼龍，從強度和熱收縮方面看，錦綸66優于錦綸6。,2粘膠絲簾子布 粘膠絲簾子布與錦綸、滌綸相比，熱收縮性極小，初始模量高，蠕變小，尺寸穩定性較好。其缺點是強度低，特別是濕強差、耐動態應力疲勞性比尼龍和滌綸都差。粘纖絲一般用于子午簾子線輪胎胎體和帶束層，用于轎車和輕型卡車的輪胎。,3滌綸簾子布 滌綸纖維本身強度高，受力伸長變形小，滌綸簾子布的性質與錦綸相比，具有較高的模量，較小的變形，操作穩定性好，熱收縮性小，浸膠易均勻，所制成的輪胎側向與橫向的剛性比錦綸簾子布高。其缺點是：滌綸比錦綸強力略小，與橡膠粘合性較差，運行過程中易發熱。滌綸簾子布主要用于子午簾子線輪胎。目前，在客車輪胎中用的較多。,4芳綸簾子布 芳綸是一種高技術纖維，其特性是具有良好的耐熱性、伸長率小、保形性好、耐輻射性、模量高，重量比鋼絲簾子布輕5倍，耐疲勞則為鋼絲簾子布的30倍左右，是較理想的輪胎簾子布。這種輪胎適宜在高溫下作業，高溫下強度不會受到損傷。如飛機著陸時，輪胎內溫度可達120150，其強度仍可保持100。因芳綸的成本較高，目前只用于特種汽車、航空航天飛機輪胎的簾子布。,5鋼絲繩簾子布 用鋼絲繩簾子布制作的輪胎主要特性是耐磨損、強度高、導熱性好、保形性好、使用壽命長、耐釘刺、輪胎的自定中心作用好，主要缺點是相對密度大、胎體較重、與橡膠的粘結性差、側向穩定性差、易銹蝕，不宜在劣性路面上行駛，主要用于緩沖層簾子布。另外，在要求耐彎曲疲勞和有可撓性的輪胎時，可使用直徑細、加捻結構復雜的鋼絲。要求緩沖層簾子布有剛性時，可使用直徑粗的加捻結構簡單的鋼絲。,四、貨車蓋布和汽車蓋布 蓋布可減少汽車在運動中的阻力，可提高燃料利用率。實踐證明，用帆布等紡織品作貨車蓋布能減小阻力，從而改進貨車的空氣動力學性能。特別對于裝載開放式的貨物，加包貨車蓋布更為有效。 當捆扎合適時，使用蓋布可節省燃料7。汽車加蓋篷布除了提高燃料的利用效率之外，還可以防止貨物在運輸過程中的丟失和防護貨物免受氣候（如風雨）影響。有些國家對某些種類的貨物運輸，法律明文規定必須要用蓋布。帆布是高強聚酯纖維和尼龍織物的涂層產品。,不使用蓋布,使用蓋布,除了貨車的蓋布外，目前還有一些用于車體覆蓋的紡織品，其主要使用目的是：保護汽車不受日曬、雨淋、雹打、落雪等嚴重氣候因素的影響。常年通用的全天候蓋布為聚酯原料和抗震墊材做成。,五、紡織品用作運輸工具的結構部件 在汽車、飛機、輪船等交通運輸工具中，其結構部件，越來越多的采用紡織復合結構材料。如塑料減震器、汽車前端和后端、散熱器水箱、擋泥板、車輪罩和門把手等。 所謂的紡織復合結構材料是指：不同的材料相結合，能發揮某種效能，而這種效能是其構成的各成分單獨都不能勝任的。一般說來，復合材料由兩種成分構成，增強材料和基體結合體。 紡織復合結構作為交通運輸工具的構成的部件主要優點是：重量輕、耐化學品性能好、耐高溫性好、耐磨性好等等。,在世界各國，運輸工具所消耗的汽油量是非常大的。現代運輸工具本身重量稍有減輕，對節約汽油消耗量和減少二氧化碳排放量都有著巨大的作用。因此，在不影響其它運行性能的前提下，其重量減輕，可顯著地減少了燃料消耗。人們希望能在更多的汽車部位用聚合物復合材料來取代鋼材，因為鋼材重量重且易于腐蝕，而聚合物復合材料不僅重量輕、柔韌性好，而且有較好的耐沖擊性能。,擋泥板目前用得最多的材料是反應注射成形法生產的聚脲。片料模塑化合物(SMC)是用于車頭蓋的主導材料。SMC是一種熱固性聚酯，采用碳酸鈣等充填劑改性、用玻璃短纖維增強的復合材料，國外的一些雙座轎型運動車的車頂、車門、艙口、偏導器等都是用玻璃短纖維聚酯SMC材料做成的。SMC材料的價格較低，如通用汽車公司載重汽車的車廂側板中就使用了SMC材料，SMC材料也用于輕載車輛的特種車頂中。,六、航海用品 紡織品材料用于多種航海用產品，如系泊遮蓋篷、桅桿臺用材、遮陽材料、風帆遮蓋物、蛙人潛水服等。 1船帆 船帆是較早使用產業用紡織品的一個代表，最早使用的帆船主要是用于運