实施《汽车产品回收利用技术政策》后的汽车用纺织品开发方向
2010-09-08榕廖启标毛翊顾钰良江苏悦达纺织集团有限公司盐城4055盐城市纺织研究所盐城4000
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实施《汽车产品回收利用技术政策》后的汽车用纺织品开发方向
陈 榕1廖启标1毛 翊1顾钰良2(1.江苏悦达纺织集团有限公司,盐城,224055;2.盐城市纺织研究所,盐城,224000)
概述国内外报废汽车的回收利用现状,指出在我国实施《汽车产品回收利用技术政策》后,开发汽车用纺织品时要充分考虑回收问题。
汽车用纺织品,开发,报废汽车,回收技术
0 引言
节约能源、减少污染是世界各国经济发展过程中倡导并正在实施的新政策。据联合国环保组织调查,汽车拥有量大的欧美国家城市空气污染源的60%~80%,空气污染中所含的CO的25%、NO2的50%来自汽车废气。报废汽车的各种有害部件,包括安全气囊、铅电池以及氟利昂等废液残渣也同样对环境产生污染。因此,对越来越多的报废汽车加强管理,研究其拆卸部件的回收再利用,是减少污染、节约可再生资源的重要工作。
报废汽车回收利用是发展循环经济和建设资源节约型、环境友好型社会的主要途径。
1 废弃汽车回收利用法规及回收利用现状
1.1 欧美等发达国家和地区情况
从上世纪90年代起欧、美等汽车工业发达国家和地区纷纷出台相关报废汽车回收利用的政策和法规。2000年9月,欧盟委员会和欧洲议会制定了关于报废机动车回收利用管理的指令(DIRECTIVE 2000/53/EC),规定成员国在2001年完成国内立法。2001年,美国制定的《未来报废汽车回收利用指南》明确到2020年报废汽车回收利用率要达到95%的目标。同年美国环境保护署发布《再制造材料建议公告》,要求政府采购项目中优先选择再生原料制造的汽车零件及相关材料,推动美国再生汽车零部件制造业的发展。2002年7月,日本国会通过了《汽车回收利用法》,2005年1月1日起已正式实施。该法规规定汽车用户需交纳废旧汽车回收利用费,包括ASR(粉碎残渣)、安全气囊、氟利昂处理费、资金管理费和信息管理费,否则车辆不能通过年检。德国是比较早实行报废汽车回收利用的国家之一,已形成了较完整的法律法规和管理体系。
目前,欧洲汽车材料回收的发展趋势是以先进的粉碎后处理技术来替代原来复杂的拆解工艺,德国大众汽车的Sicon工艺最具代表性。该工艺以“零废弃物处理模式”、采用模块化的工艺设计前处理、精处理及后处理工序,主要是将经过粉碎作业后的粉碎残渣进行进一步的分离,分离出铁、有色金属和含聚氯乙烯的物料以及其他碎颗粒、碎毛等物质。经过处理的二级原材料可替代初级原材料被重新利用,从而有益于自然资源的保护。Sicon工艺是目前唯一能达到报废汽车95%材料回收利用率的工艺。
1.2 我国目前情况
我国在1997年制定了《汽车报废标准》,2001年制定《报废汽车回收管理办法》,2004年发布《关于调整汽车报废基本规定的通知》,2006年国家发改委、科技部、环保总局发布《汽车产品回收利用技术政策》(现行政策)。该政策在2010年前陆续开始实施,从2010年1月1日起正式实施。
政策规定,从2010年起,所有国产及进口的M2类和M3类、N2类和N3类汽车产品的可回收利用率要达到85%,其中材料的再利用率不低于80%;所有国产及进口的M1类、N1类汽车产品的可回收利用率要达到80%,其中材料的再利用率不低于75%。政策还规定,2012年起,所有国产及进口汽车的可回收利用率要达到90%左右,其中材料的再利用率不低于80%;2017年起,所有国产及进口汽车的可回收利用率要达到95%左右,其中材料的再利用率不低于85%。
政策要求汽车生产企业或进口汽车总代理商要负责回收处理其销售的汽车产品及其包装物品;汽车回收利用率指标纳入汽车产品准入许可管理体系;在我国销售的汽车产品设计时,要充分考虑产品报废后的可拆和易拆解性,遵循易于分检不同种材料的原则,优先采用资源利用率高、污染物产生量少,有利于产品废弃后回收利用的材料、技术和工艺,减少并最终停止使用不能再生利用的材料。
在我国,报废汽车的处理还没有引起政府和环保部门足够的重视,大量的报废汽车所带来的问题正在日益显现。
2 废弃汽车中纺织品的回收利用
普通5座的乘用车中约有40kg的纺织产品,包括轮胎帘子布、地毯、安全气囊袋、座椅套、顶篷布、行李架及车内墙饰布等,约占汽车质量的1.7%左右,约占汽车销售价的4.5%。在报废汽车拆解厂,安全气囊和氟利昂一道被作为有害物质处理,其他纺织品和玻璃、塑料、橡胶等非金属材料一并作为垃圾运到填埋场填埋或焚烧[1]。随着对废弃汽车回收利用提出越来越高的要求,甚至苛刻到“零废弃”,报废汽车中非金属材料的回收利用已引起全球大多数国家政府有关部门的高度重视。目前欧洲在废旧汽车回收利用中已逐步重视汽车用纺织品的回收利用。
2.1 安全气囊和安全带
由交通事故而造成报废的汽车安全气囊一般已经打开,其他报废汽车安全气囊一般都没有打开。安全气囊因内含类似于火药或推进剂的固体型气体发生剂,属于易爆物品,因此作为有害物质被处理。实际上,报废汽车拆解的安全气囊组件可予以分解,使安全气囊内各组件再资源化,运到安全气囊生产厂重新使用。安全气囊袋以聚酰胺或聚酯纤维为材料,安全带以聚酰胺6纤维或聚酰胺66纤维为材料,散热器水箱是以玻纤增强聚酰胺66为材料,这三件汽车零部件都采用不可降解性纤维,在汽车报废时被粉碎,残渣埋掉。德国的Sicon工艺中,开发“聚酰胺复合材料再生利用”技术,将废弃聚酰胺66材料的性能提升到初始材料的水平而加以回收利用。
2.2 轮胎及其帘子布、橡胶制品等的回收利用
轮胎及其帘子布、橡胶制品等的回收利用有以下几种方式。
(1)整体再用:最主要的方法是轮胎翻新,是提高轮胎帘子布等材料利用率的有效途径之一,此法投资大,技术要求高。
(2)再生利用:主要是橡胶材料的再生利用。方法有:制成橡胶粒进行利用,制成再生橡胶。
(3)热解回收:通过热解反应,制造有价值的化工产品。
(4)焚烧转能:直接焚烧,用于发电等。
轮胎翻新是目前发达国家处理旧轮胎的主要方式。大多数旧轮胎的胎面被磨损或磨破,胎体基本完好,翻新就是将已经磨损的旧轮胎的外层剥去,粘贴上胶料,凉化后重新使用。翻新轮胎可以按照新胎同样的速度行驶,在安全性和舒适程度上不亚于新胎。
2.3 地毯、座椅、顶篷及行李厢等车用纺织品
上述材料约占汽车用纺织品的60%~70%,均为二层或三层的层压复合材料,面层及底布材料为聚酯纤维或聚丙烯长丝,里层或夹层为海绵[2]。层合复合材料大多采用火焰复合或热熔胶复合,要将其分离处理十分困难。聚酯纤维或聚丙烯纤维等化纤都具有不可降解性,所以废弃汽车中的上述材料一般作为垃圾运到填埋场填埋或垃圾发电厂焚烧。
3 实施《汽车产品回收利用技术政策》后我国的汽车用纺织品开发方向
实施《汽车产品回收利用技术政策》后,政府及有关部门要逐步建立比较完善的报废汽车回收利用法律法规体系、政策支持体系、技术创新体系和有效的激励约束机制。2010年起汽车生产企业或进口汽车总代理商要负责回收处理其销售的汽车产品及其包装物品,必然会相应地对汽车零部件供应商提出零部件可回收的要求。汽车生产厂和零部件供应商将共同商议零部件的可回收利用性,这是汽车用纺织品生产企业以前从未考虑过的问题。
近期,我们对东风悦达起亚有限公司两款乘用车纺织品所使用纤维原料进行了成分分析,结合我们所掌握的有关资料,对实施《汽车产品回收利用政策》新形势下的汽车用纺织品的开发提出如下建议。
3.1 尽量采用单一纤维原料[3](如聚酯纤维)制作汽车内饰纺织品和零部件
尽量采用单一纤维原料制作汽车内饰纺织品和零部件,可考虑将聚酯纤维作为汽车内饰纺织品的主要原料。
聚酯纤维约占世界化纤产量的50%以上,是合纤的主要品种。聚酯纤维具有高强力、高模量、回潮率低、不易燃烧、防腐蚀、尺寸稳定性好、耐磨等特点,在汽车内饰纺织品中约有60%~70%的材料采用聚酯纤维。一些功能性零部件如安全带、安全气囊以及内饰织物如地毯,原多采用聚丙烯BCF、聚酰胺纤维为原材料,建议上述产品改为以聚酯纤维为原料织造。美国最大的安全带生产商Allied Signal公司的安全带织物全部采用聚酯纤维为原料。
建议采用聚酯纤维为原料的汽车内饰纺织品和零部件如表1所示。
3.2 试制聚酯纤维为原料的汽车用纺织品复合材料及其汽车零部件
(1)聚氨酯泡沫塑料(海绵)在汽车中应用较多,如汽车座椅、椅垫、座椅面料、顶篷布、内壁饰物的里衬等。由于热熔复合海绵的一些内饰织物无法剥离,致使海绵的可回收性差,增加了回收难度。建议以聚酯纤维为原料,用经编机织造的3D织物和双剑杆织机织造的3D织物代替海绵。
表1 建议采用聚酯纤维为原料的汽车内饰纺织品和零部件
(2)以玻纤增强聚酰胺66为原料的散热器水箱,是汽车中聚酰胺材料用量较大的塑料件之一,在长期使用过程中会逐渐老化降解,可进行用增强聚酯长丝代替聚酰胺66的可行性研究[4]。
3.3 加强新结构的使用和推广,提高可回收性
加强新结构汽车用纺织品复合材料及其汽车零部件的使用和推广,提高可回收性,可从以下几方面入手。
(1)汽车座椅面料、顶篷布、衣帽架、行李厢面料、内饰门板等内饰材料,用海绵作内衬所制成的复合材料是采用火焰熔合使海绵一面或双面复合上织物的材料,回收性差。可采用3D织物替代海绵用热熔胶与织物复合制成上述内饰产品。
(2)没有涂层的零部件更容易回收,且回收成本更低。安全气囊有涂层和非涂层两种,建议采用非涂层织物。另外,还应避免或尽量少用有毒、有害的材料或物质,限制使用溴化阻燃剂(如PBB、PBDE)生产阻燃汽车用纺织品。
(3)采用再生材料生产零部件,如采用纺织厂边角料和废棉纤维生产地毯和隔音垫、衬垫、隔离垫[5]。
3.4 配合汽车制造厂研究汽车用纺织品回收技术
配合汽车制造厂研究汽车用纺织品回收技术,这是开发汽车用纺织品的新课题。
《汽车产品回收利用技术政策》实施后,众多汽车制造厂都将在产品开发阶段就开始致力于提高报废汽车回收利用率。例如沃尔沃积极与其他汽车制造商以及拆解、粉碎和回收利用设备生产公司合作,优化拆解流程,控制有毒、有害物质流出,提高报废汽车的回收利用率。汽车制造商也将和众多零部件供应商包括不同产品汽车用纺织品的生产企业共同致力于零部件原材料的使用和结构、加工工艺的研究。作为供应同一汽车制造厂、同一车型的汽车用纺织品的生产企业将会携起手来,共同探讨相关问题,其目的是提高报废汽车中纺织品的可回收率。
汽车用纺织品生产企业在将产品提供给汽车制造商时,要表明使用的材料及生产加工工艺,建议将使用材料、生产日期和供货厂商等信息标记在零部件上,以便于汽车制造商及报废汽车拆解厂识别。由于汽车使用时间长会造成零部件材料性能退化,因此材料的标识要有良好的耐用性,同时要标在拆解时能够方便读取的部位,标记的位置应定位在拆解时不易遭受损坏的位置。
为了节约能耗,汽车轻量化技术一直是汽车制造厂研究部门及一些院校和研究部门的研究重点,采用碳纤维增强塑料(CFRP)代替金属和采用复合材料是研究的两大方向。轻量化技术采用非金属材料及复合技术将有可能增加报废汽车的回收难度。在轻量化技术研究的同时要充分考虑回收技术。
4 结语
《汽车产品回收利用技术政策》的实施将进一步迫使各汽车制造企业自觉加大科技研发的力度,从工艺、材料、技术等多方面达到和提高汽车材料回收利用的效果,这对于节约能源、减少浪费、建设绿色生活都有着十分重要的意义。
[1] 王建青.废纺纤维无纺布在汽车内饰件中开发与应用[C]//首届宏达杯中国汽车用纺织品创新论坛论文集.上海:中国纺织信息中心,中国产业用纺织品行业协会,2007:22-23.
[2] 郑涛.车用纤维及纺织品的应用和发展趋势[C]//首届宏达杯中国汽车用纺织品创新论坛论文集.上海:中国纺织信息中心,中国产业用纺织品行业协会,2007:4-5.
[3] 陈南梁.我国汽车用纺织品的发展趋势[C]//2009年中国国际产业用纺织品及非织造布高端论坛论文集.上海:中国纺织品工业协会,2009:100-104.
[4] 王来力,吴雄英,丁雪梅.废旧纺织品的回收再利用探讨[J].纺织导报,2009(4):26-27.
[5] 裘愉发.废弃纺织品的综合利用[J].江苏纺织,2007 (06A):68-70.
The development orientation of textiles for automobile after the recycle technology policy for automobile and related has been implemented
Chen Rong1,Liao Qibiao1,Mao Yi1and Gu Yuliang2
(1.Jiangsu Yueda Textile Group Co.,Ltd.;2.Yancheng Textile Research Institute)
This article states the recycle status quo of domestic and overseas automobile abandonment.We should allow for recycle factor while developing textile products for automobile,after China has implemented the recycle technology policy for automobile and related.
textile for automobile,development,automobile abandonment,recycle technology
TS106.6
A
1004-7093(2010)08-0035-04
2010-05-03
陈榕,男,1964年生,高级工程师/总经理。长期从事产业用纺织品、家用纺织品的研究和开发。