新型紡織品復(fù)合材料在汽車內(nèi)飾中的應(yīng)用

1、上海紡織科技S H ANG H A ITEXT I LE SC I E N CE &TECHNO L OG Y 2010年5月 第38卷 第5期Vo.l 38No . 5, 2010新型紡織品復(fù)合材料在汽車內(nèi)飾中的應(yīng)用姚明華, 萬玉峰(上海汽車地毯總廠, 上海201600摘 要:簡要敘述了轎車內(nèi)飾件的性能要求和發(fā)展趨勢, 并介紹了針織面料聚烯烴泡沫復(fù)合材料、聚丙烯玻璃纖維針刺氈型材料和可循環(huán)再生型等密度汽車隔音墊等幾種復(fù)合材料在轎車內(nèi)飾件上的開發(fā)與應(yīng)用情況, 認(rèn)為汽車內(nèi)飾件發(fā)展已相當(dāng)成熟, 今后必須以滿足客戶需求為前提, 提高制品的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。關(guān)鍵詞:紡織復(fù)合材料; 汽車內(nèi)飾; 應(yīng)

2、用; 開發(fā)中圖分類號:T S106. 6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1001 2044(2010 05 0020 03Applicati o n of ne w tex tile co m posit es in car i n ner decorati o nYAO M i n g hua , WAN Yu feng(Shangha i Car Carpet P lant , Shanghai 201600, ChinaAbstrac t :Th i s paper briefl y descri bes the perfo r mance require m en ts and t he

3、deve lop m ent trend o f car i n terior tri m parts w ith the develop m ent and app licati on of seve ra l new tex tile co m pos ites such as kn itted fabric-po lyolefi n foa m composites , PP (po lypropy lene and g lass fiber needle punched m ater i a ls and recyclable sound insu l a ti ons o f uni

4、fied density i n the field o f auto m obile i nner deco ra ti on i ntroduced . T he autom ob ile i nter i or tr i m products must be furt her i m proved i n t he ir economy and env i ron m ent protecti on .Key words :textil e co m pos i tes ; car i nteri or trm i ; applicati on ; devel oping轎車內(nèi)飾件行業(yè)在

5、我國與轎車工業(yè)同時起步, 但國內(nèi)轎車生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)能力不足, 在產(chǎn)品開發(fā)方面與零部件配套商之間的合作關(guān)系較為松散, 這些都嚴(yán)重制約著轎車內(nèi)飾產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。了解汽車內(nèi)飾的最終客戶要求并有針對性地開發(fā)產(chǎn)品, 通過新產(chǎn)品的應(yīng)用推動自身和下游汽車內(nèi)飾企業(yè)提高競爭力十分必要。本文主要針對轎車對內(nèi)飾材料的要求, 介紹幾種新型產(chǎn)業(yè)用紡織品復(fù)合材料的開發(fā)與應(yīng)用情況。1 轎車內(nèi)飾對產(chǎn)業(yè)用紡織品的要求現(xiàn)代轎車日益提高的產(chǎn)品舒適性以及產(chǎn)品質(zhì)量對內(nèi)飾件產(chǎn)品性能和質(zhì)量提出了越來越高的要求, 具體包括以下幾個方面。(1 強(qiáng)制性法規(guī)環(huán)保要求。包括非法規(guī)禁用材質(zhì)、氣味特性、總有機(jī)物散發(fā)、甲醛散發(fā)、霧翳性能、阻燃性能(C

6、CC , 以及ISO-14001環(huán)境管理體系要求。(2 基本性能及使用功能特性。包括斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長、撕破強(qiáng)度等常規(guī)物理性能, 隔音性能, 吸音性能。(3 工藝功能特性。包括復(fù)合性能, 軟化點(diǎn)和熔點(diǎn), 加工塑性和回彈性, 熱量吸收性能, 收縮率等。(4 風(fēng)格設(shè)計(jì)相關(guān)特性。包括材質(zhì)和質(zhì)地, 手感, 表面風(fēng)格, 顏色, 時尚性和新穎性。收稿日期:2009-12-09作者簡介:姚明華(1961-, 男, 上海市人, 高級工程師, 從事產(chǎn)業(yè)用紡(5 耐用性。包括耐磨性(表層, 耐磨色牢度(表層, 耐光照強(qiáng)度(表層, 抗霉變性, 抗老化性能, 耐水洗色牢度, 抗污性能。(6 產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性。包括低成本材料

7、可循環(huán)使用性, 制造過程單耗, 材料的易獲取性, 包裝運(yùn)輸特性, 產(chǎn)品定量, 耐高低溫性, 耐氣候交變性, 耐油和耐鹽霧性能。很少有全新的材料開發(fā)出來, 但是產(chǎn)品的功能性和質(zhì)量必須滿足強(qiáng)制性環(huán)保要求、工藝功能特性以及耐用性能, 而且在使用功能特性、經(jīng)濟(jì)性或風(fēng)格設(shè)計(jì)特性上有所提高, 才能使產(chǎn)品符合轎車內(nèi)飾價(jià)格降低、質(zhì)量提高的趨勢。2 幾種汽車內(nèi)飾用紡織品復(fù)合材料2. 1 針織面料聚烯烴泡沫復(fù)合材料傳統(tǒng)的針織面料在轎車內(nèi)飾中的應(yīng)用比較多, 例如轎車座椅面料、轎車頂棚材料、轎車衣帽架面料等。轎車針織面料的材質(zhì)、顏色搭配、表面風(fēng)格、結(jié)構(gòu)組織織方法、印染、表面處理等新的技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)非常多?，F(xiàn)在針織復(fù)合材

8、料的應(yīng)用也比較普遍, 如針織面料復(fù)合PU 海綿或針刺非織造布來增加產(chǎn)品厚度, 提高材料的性能等。復(fù)合工藝可采用火焰法、灑粉復(fù)合、熱熔膠涂層層壓復(fù)合法等?？筛鶕?jù)產(chǎn)品特性和企業(yè)資源的實(shí)際情況選用特定的加工方法。I XPE /XPE電子/化學(xué)交聯(lián)聚乙烯泡沫材料是以低密度聚乙烯(LDPE 與乙烯-醋酸乙烯共聚物, 202010年5月 第38卷 第5期SHANG H A I TEXT I LE S CI ENCE &TECH N OLOGY 上海紡織科技Vo.l 38No . 5, 2010材料。采用密度為3050kg /m3的I X PE /XPE片材與針織面料復(fù)合, 與傳統(tǒng)的聚氨酯泡沫復(fù)合針

9、織材料相比具有如下優(yōu)點(diǎn):在面料襯里層使用時, 可為成品提供良好的手感; 模壓成形后的產(chǎn)品可提供非常清晰的棱角, 提升產(chǎn)品的外觀; 相對于同樣厚度的低密度(粗孔 P U 彈性海綿具有良好的吸音和隔音性能;該材料具有可塑性, 適合深度成形, 滿足應(yīng)用工藝需求; 在制造過程中如采用火焰法復(fù)合與聚氨酯泡沫相比, 減少了燃燒所產(chǎn)生的有毒廢氣的排放。 可在轎車頂棚、門內(nèi)板、行李架等部件的覆蓋材料領(lǐng)域應(yīng)用, 一般采用與骨架材料進(jìn)行復(fù)合的方法, 可通過加熱成型和冷成型的方法用模壓復(fù)合在骨架材料的表面, 可形成棱角分明的線條, 與安裝的附件形成精密的配合效果, 符合當(dāng)代棱角分明、張揚(yáng)個性、凸顯質(zhì)量的轎車設(shè)計(jì)思路

10、。圖1是采用此材料制成的轎車?yán)饨欠置鞯男欣罴鼙倔w(未安裝附件 。 圖1 轎車?yán)饨欠置鞯男欣罴鼙倔w材料2. 2 聚丙烯玻璃纖維針刺氈型材料轎車內(nèi)飾成形骨架材料種類很多, 有PP 木粉板、PP 天然纖維混合(麻、棉 纖維氈、短玻璃纖維增強(qiáng)PP 板(也稱GMT 材料 、玻纖增強(qiáng)P U 復(fù)合板、聚胺酯硬泡增強(qiáng)玻纖板等, 但是均有較為明顯的缺點(diǎn), 如PP 木粉板韌性和剛性不能達(dá)到良好的統(tǒng)一, PP 天然纖維混合氈有氣味, GMT 和PU 增強(qiáng)材料的經(jīng)濟(jì)性和循環(huán)使用性低等。近幾年, 隨著生產(chǎn)制造過程防護(hù)技術(shù)的進(jìn)一步提高, 改善或解決了生產(chǎn)過程中梳理和針刺對玻璃纖維的物理作用而導(dǎo)致玻纖粉塵對員工的危害問題,

11、 PP 玻纖混合纖維針刺氈逐漸應(yīng)用在轎車內(nèi)飾成形骨架材料中?？筛鶕?jù)產(chǎn)品使用剛性和韌性的要求混合一定比例的玻璃纖維和聚丙烯纖維, 最高玻璃纖維含量可達(dá)到50%, 由于玻璃纖維有明顯的剛性增強(qiáng)作用, 在原料上進(jìn)行一定控制后可達(dá)到良好的散發(fā)性能。使用玻璃纖維與傳統(tǒng)的內(nèi)飾成形骨架材料均有明顯的優(yōu)勢。與酚醛熱固化氈相比, 在同樣厚度、達(dá)到同樣剛性情況下可減少產(chǎn)品質(zhì)量20%40%, 直接降低了整車質(zhì)量, 達(dá); 同且單位面積質(zhì)量也相同時, 通過調(diào)節(jié)PP 玻璃纖維的比例可獲得更好的產(chǎn)品剛性和保形性。與GMT 材料相比雖然剛性有所降低, 但密度降低對產(chǎn)品的聲學(xué)性能有益, 更適合于生產(chǎn)汽車內(nèi)飾件骨架材料, 且使用

12、成本較低。圖2為使用單位面積質(zhì)量1500g /m2PP 玻璃纖維氈生產(chǎn)的轎車行李架骨架件。由于該材料較高的強(qiáng)度和剛性, 在產(chǎn)品邊緣長方形孔的外側(cè)邊雖僅有4mm 寬度, 但已經(jīng)具備較高的強(qiáng)度, 滿足了產(chǎn)品安裝要求。圖2 轎車行李架骨架件2. 3 可循環(huán)再生型等密度汽車隔音墊汽車隔音墊具有隔音減震和提高內(nèi)部舒適性和美觀性的作用, 在轎車中已得到廣泛的應(yīng)用。汽車隔音墊因材料和制造工藝不同而分成許多種類。較早的汽車隔音墊是由混合酚醛樹脂粉末的再生纖維氈制成的片材, 按需要尺寸形狀裁剪成小片直接鋪設(shè)于車身或黏貼于轎車內(nèi)飾地毯背面, 此類隔音墊雖然廉價(jià)而且能回收再利用, 但因含甲醛、鋪設(shè)煩瑣及不服帖, 隔

13、音性能差, 目前正逐漸被淘汰。隨著化纖科技的進(jìn)步, 低熔點(diǎn)化纖的使用替代了酚醛氈中起固接作用的酚醛, 從而甲醛問題得到了解決。改進(jìn)鋪設(shè)的貼合問題的方法是片材不分割, 而是加熱模壓成形, 這種方法使減震墊做成了整體, 但厚薄處的密度(硬度 差異引起的回彈落差問題在日后長時間的踩踏使用中暴露出來。在日系車中已廣泛采用的一種特殊冷卻技術(shù)制成的與地毯一起成形的隔音墊也有同樣問題。除了質(zhì)量問題, 這些成形隔音墊還有一個主要缺點(diǎn), 即二次加熱的高能耗。另一種是采用聚胺酯模內(nèi)發(fā)泡技術(shù)生產(chǎn)隔音墊, 由于形狀設(shè)計(jì)任意、密度均勻、彈性好、聲學(xué)性能優(yōu)異而廣泛用于中高檔轎車, 但是隨著環(huán)保和再循環(huán)利用要求的提高、石油

14、價(jià)格的不斷攀升和整車廠對零部件降價(jià)的要求, 聚氨酯隔音墊在批量較大的中低檔轎車中應(yīng)用已經(jīng)很少?？裳h(huán)再生型等密度汽車隔音墊是一種既有聚氨酯隔音墊等密度優(yōu)點(diǎn)又有廢纖氈可循環(huán)利用、較廉價(jià)、21上海紡織科技S H ANG H A ITEXT I LE SC I E N CE &TECHNO L OG Y 2010年5月 第38卷 第5期Vo.l 38No . 5, 2010節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)的填充成形的新型汽車隔音墊。該類隔音墊由比利時I D EAL 集團(tuán)屬下的Schaeffler 公司在1997年首次開發(fā)成功并應(yīng)用于德國大眾Passat B5車上, 其第一條生產(chǎn)線體積龐大, 運(yùn)行時塵埃多, 速度慢

15、, 產(chǎn)品廢邊多, 但是其產(chǎn)品獨(dú)特的環(huán)保、節(jié)能和性價(jià)比優(yōu)勢促使它飛速發(fā)展, 工藝技術(shù)不斷革新, 到2003年已研制出了第4代生產(chǎn)線, 而產(chǎn)品已應(yīng)用擴(kuò)展到了德國奧迪、德國寶馬、通用歐寶等客戶。它利用回收棉/化纖、回收PU 海綿、低熔點(diǎn)纖維、滌綸纖維等材料制成, 其特殊的制造工藝和技術(shù)使產(chǎn)品的粉塵含量極低, 產(chǎn)品各部位密度均勻, 壓縮回彈強(qiáng)度和恢復(fù)性能優(yōu)良, 并抗霉和阻燃。不僅在制造過程中節(jié)能, 廢邊料可再利用, 而且產(chǎn)品在車輛報(bào)廢后也可再循環(huán)利用; 更主要的是原料從纖維開松混合開始到帶型面產(chǎn)品的一次成型, 具有流程短、速度快、節(jié)能的制造優(yōu)勢。避免了傳統(tǒng)隔音墊纖維須經(jīng)開松、混配、混合氣流或機(jī)械成網(wǎng)再

16、加熱定形, 制成一定厚度氈材, 再進(jìn)行第二次加熱模壓冷卻成形的工藝, 從而節(jié)約能源, 提高效率, 減少排放。圖3左圖為可循環(huán)再生型等密度汽車隔音墊, 右圖為氣流成網(wǎng)隔音墊。 圖3 兩種汽車隔音墊對比從產(chǎn)品截面可以看出可循環(huán)再生型等密度汽車隔音墊的纖維三維排列的雜亂性明顯優(yōu)于氣流成網(wǎng)隔音墊, 且有均勻分布的添加P UR 泡沫, 該產(chǎn)品的壓縮強(qiáng)度和回彈指標(biāo)與同密度P UR 泡沫接近, 而經(jīng)濟(jì)性和循環(huán)使用性能優(yōu)異。3 結(jié) 語經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展, 轎車內(nèi)飾件行業(yè)已經(jīng)發(fā)展得十分成熟, 想在此領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新的確比較困難。國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)用紡織品行業(yè)、針對汽車內(nèi)飾進(jìn)行研發(fā)的企業(yè)和紡織高等校院、研究所處在起步階段, 要想在這個領(lǐng)域獲得較大突破, 必須依靠自身的努力和以市場客戶需要為導(dǎo)向, 充分考慮產(chǎn)品的使用性能提升, 注重產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性, 滿足批量產(chǎn)業(yè)化條件等方面著手。在引進(jìn)消化國外產(chǎn)品和技術(shù)的同時必須注重理解先進(jìn)技術(shù)的開發(fā)理念, 不能簡單模仿和應(yīng)用, 必須在能夠掌握的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新。作為這個領(lǐng)域發(fā)展的動力, 國內(nèi)各個擁有自主設(shè)計(jì)和制造能力的整車企業(yè)應(yīng)該起著引導(dǎo)作用, 將突出科技創(chuàng)新和滿足可持續(xù)發(fā)展的思路應(yīng)用在產(chǎn)品