我国汽车内装饰织物的功能化趋势及应用的可研报告

第一节 汽车室内装饰织物的起源

在汽车诞生初期,作为车内装饰所使用的主要材料是铁板、天然皮革以及羊毛等天然纤维,随着化纤工业、纺织工业的发展,如今汽车内装饰材料已经发展为以塑料和合成纤维织物为主体。而这些变化的原因则是基于以下几个方面的需求:①来自用户对内装饰材料整体美感、舒适感的需求。包括内装饰材料手感柔软、触感舒适,内装饰材料的光泽色彩与整车的设计协调。要求内装饰织物日晒牢度好,并且具有阻燃、防静电等功能。②来自制造商轻量化、低成本化的需求。包括内装饰材料要坚固耐磨、重量轻、材料延伸性好,适应模压要求。③来自社会对于环保、节能的需求,使得废弃后的汽车材料不成为环境负担以及能回收利用。（可研报告）
 

第二节 汽车室内装饰织物的选择

目前汽车内装饰材料主要有纤维、橡胶、塑料(聚氯乙烯等)、金属和玻璃几大类,其中纤维主要是用于座椅面料、地毯、车内顶棚、车门内装饰、行李箱内衬等。一般估计,每辆轿车的纤维织物的用量为10㎡。日本是亚洲的汽车生产大国,从日本的统计来看,近年来每辆汽车的纤维织物用量有增加的趋势,1990年每辆汽车使用纤维织物13.7㎡,2000年增加到17.4㎡,除了现在的车型车内空间增大的因素之外,主要是制造商为了提高车内的质感和美感,大量采用具有柔软感和豪华感的纤维织物代替了原来的聚氯乙烯等塑料,从而增加了纤维织物的用量,此举也符合环保的要求(尽量减少聚氯乙烯的用量)。

从纤维材料种类来看,以往是用棉、羊毛、人造纤维、聚酰胺和聚酯纤维等材料作为车内装饰的表面材料。在合成纤维中一度使用较多的是聚酰胺。但是聚酰胺的耐光性能比较差,容易发生变色和褪色,而且在光照下容易老化变脆。20世纪80年代后期,聚酰胺纤维逐渐被聚酯纤维所取代。汽车用聚酯编织物的纤维消费量比例1985年为59.5%,1990年为84.1%,2000年增加到92.2%。汽车内装饰用聚酯纤维主要是长丝,约占70%以上,短纤维纱的比例逐年下降,其原因是长丝种类丰富,且与加捻纱等组合的可能性较大。

聚酯长丝的成本低、纱线种类丰富,如假捻丝、空气变形丝能比较容易地表现出各种各样的风格、手感及视觉效果。但是,与聚酰胺纤维相比聚酯纤维也有自身的弱点,由于其标准回潮率仅为0.4%,因此聚酯纤维的柔软感、湿润感较差、触感单一,而且易产生静电而引起不愉快的感觉。

为此,在满足织物使用性能和降低成本的同时,开发新型纤维材料和新型加工技术,提高织物的柔软手感、舒适触感以及抗静电加工就成了汽车内装饰材料进一步研究的课题。

聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纤维的物理性能介于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚酰胺之间,将这类纤维应用在汽车内装饰材料上并使之产业化是一个研究方向。

提高汽车用装饰织物柔软触摸感最好的方法是纤维的细旦化,例如采用超细纤维制成仿麂皮织物、桃皮绒织物等等,dpf在0.5～0.2之间将是这类产品细旦化方向的主流。此外,利用碱减量加工得到细旦化的柔软风格也是可采用的加工方法之一。

从内装饰织物的品种来看,针织物具有良好的弹性和延伸性,而且针织物产量高、成本低,因此西欧、日本、美国轿车中各类内装饰织物中针织物用量已超过了机织物。

纬编织物是首先应用于汽车内装饰的针织物,尽管它面临着席卷而来的经编织物的挑战,但由于其有广泛的组织结构的选择,可以满足模压的要求,利用割绒技术能生产高质量的丝绒织物,而且工艺流程短、加工成本低,成为一种传统的汽车内装饰织物。现纬编织物又焕发了勃勃生机,近来有些进口车的内装饰织物又开始采用纬编拉绒织物来代替经编织物。

当然,汽车内装饰针织物还是首推经编丝绒织物,这是因为它的产品手感好、延伸性好,有豪华感,适合模压加工工艺的要求,而且价格便宜。现在,国外轿车仍普遍采用经编丝绒织物用作车内装饰材料。

目前,国内汽车内装饰材料仍然以平纹机织物为主,主要用于中低档轿车,个别厂家正在开发纬编提花织物和经纬编绒类织物。

非织造布是一种新型的纺织品,其原料来源广泛,生产工艺流程短,成本低,可以将多种功能性纤维根据使用要求进行组合,而且因为非织造布的适形性好,适合模压成型,还可以进行图案的印刷加工,于是就出现了乍一看不像非织造布的非织造布开始应用于包括座椅、车内顶棚、车门用的表面材料,这样的倾向使非织造布在汽车内装饰中的用量大幅度增加。

第三节 汽车室内装饰织物的功能化趋势

2003年春天韩国的地铁火灾使人触目惊心,为此世界各国对于列车和汽车的阻燃性能要求再次予以重视。汽车内装饰材料不仅要有阻燃性,为了提高车内的舒适性和保护人体的健康,用户还要求汽车内装饰材料具有拒水性、防污性,能防静电、消臭、吸音,也就是要求赋予内装饰织物一定的功能性。

抗静电纤维和超细纤维是国家“六五”期间的科技攻关顼目,“八五”期间产品开发和产业化进程加快,将这两项科研产品用作汽车内装饰材料,以解决车内装饰面料的柔软性和抗静电性能问题,是产品开发的一个研究方向。

以车内的空间宽畅为目标的各种设计倾向于用明亮颜色的内装饰材料,明亮颜色的内装饰材料的防污成为需解决的问题。目前正在对此进行的研究分为以下两个方面:一是如同拒水加工那样使内装饰材料附加防污功能,二是使所附上的污垢容易去除。

随着车内空间比较大的小型货车和客货两用车等的增加,为了减少车内特有的不愉快的回音,内装饰材料的吸音和隔音就成为提高其功能的又一个课题。如果采用增加地板材料的厚度以及防止从外面传入声音的充填物设计的方法,则与减轻车辆整体重量的趋势背道而驰了。因此,用内装饰材料来吸收从外面传入的声音和车内发出的声音,在内装饰材料的组成和结构上下功夫使所吸收的声音衰减,是研究和发展的方向。
 

第四节 汽车室内装饰织物的应用

一、座椅

座椅是汽车内装饰的主体,尤其是轿车座椅的面料,既是汽车制造商藉以提高轿车档次,以较低成本获得较高评价的卖点,也是用户用来评价车辆豪华感、舒适性和实用性的重要内容。如前所述,早期的座椅面料用聚酰胺纤维,现大都用聚酯纤维,主要是长丝,包括假捻丝和空变丝等。

座椅所用织物需有一定的弹性和延伸性,针织物比较合适。传统的座椅面料采用表层织物、聚氨酯发泡和内衬材料复合的三层织物面料。为了提高乘坐舒适性,采用天然纤维混合的非织造布坐垫以以针刺或热粘非织造布叠层结构代替聚氨酯发泡,是一种有益的尝试。

二、车内顶棚

汽车车内顶棚的材料大致可分为四类:聚氯乙烯板、热塑性聚烯烃(TPO)板、非织造布、经编平织物。国外有资料报导(如表2所示),2000年非织造布和经编平织物两种汽车内顶棚织物占到了75%,其中经编平织物的比例有所下降,非织造布大幅度上升。热塑性聚烯烃板1980年起作为聚氯乙烯板的代用品开始使用,作为容易回收利用的材料往往用于廉价车。现在,在纤维占优势的情况下,热塑性聚烯烃板使用量大幅度下降。

非织造布和经编平织物主要是作为车内顶棚复合材料的表层,中间是发泡材料,底层是非织造布或玻璃纤维。非织造布和经编针织物具有一定的延伸性,可以满足模压成型工艺的要求,经过技术处理后还可同时具有耐污、阻燃、防静电和吸音等性能。

三、地毯

在汽车内装饰材料中,地毯占到近四分之一,国外有资料介绍,每辆汽车的地毯使用量已从十年前的6㎡增加到了7.3㎡。汽车用地毯主要可以分为簇绒地毯和针剌地毯两大类。

从1990年到2000年的十年中,针剌地毯增加了32%。可以说车用地毯明显地针剌化了,之所以如此变化最大的原因是严酷的成本竞争。进口高档车用簇绒地毯较多,其他车一般都采用成本更具竞争力的针剌非织造地毯。

从地毯的材料变化来看,2000年针剌地毯所用材料的95%为聚酯,5%为聚丙烯,与1990年和1995年相比,聚酯纤维针剌地毯有很大的增加。这是由于采用再生聚酯短纤维的比例增加,由此可以大大地降低成本,且聚酯纤维具有耐光性能好的优点。

从簇绒地毯来看,1990年到2000年的十年中,聚酰胺纤维用量大幅度下降,聚丙烯和聚酯纤维的用量大幅度增加,其原因主要也是从降低成本考虑。

汽车地毯内部的缓冲材料现在也趋向采用容易再生的低熔点的聚酯,这样可以使地毯全聚酯化,避免多种材料在性能上的较大差异而造成废弃后很难回收使用或处理,从而增加环境负担的弊端。

为了使车内保持清静,往往用地毯隔音。最近为了车辆整体的轻量化,地毯隔音不再简单地采用增加厚度和增加填充物的方法,而是着眼于材料的选择和织物结构上的研究,同时分析由车体刚性的高低所发生的车内噪音的不同以及其频率的差异,并用隔音和吸音,结合成本综合考虑,从而达到吸音和消音的目的。

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