新型纺织品复合材料在汽车内饰中的应用

上海纺织科技S H ANG H A ITEXT I LE SC I E N CE&T ECHNO L OG Y2010年5月 第38卷 第5期专题论坛Vo.l38No.5,2010

新型纺织品复合材料在汽车内饰中的应用

姚明华,万玉峰

(上海汽车地毯总厂,上海201600)

摘 要:简要叙述了轿车内饰件的性能要求和发展趋势,并介绍了针织面料聚烯烃泡沫复合材料、聚丙烯玻璃纤维针刺毡型材料和可循环再生型等密度汽车隔音垫等几种复合材料在轿车内饰件上的开发与应用情况,认为汽车内饰件发展已

相当成熟,今后必须以满足客户需求为前提,提高制品的经济性和环保性。

关键词:纺织复合材料;汽车内饰;应用;开发

中图分类号:T S106.6 文献标识码:B 文章编号:1001 2044(2010)05 0020 03

Applicati o n of ne w tex tile co m posit es in car i n ner decorati o n

YAO M i n g hua,WAN Yu feng

(Shangha i Car Carpet P lant,Shanghai201600,China)

Abstrac t:Th i s paper briefl y descri bes the perfo r mance require m en ts and t he 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 unified 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

轿车内饰件行业在我国与轿车工业同时起步,但国内轿车生产企业产品设计、开发能力不足,在产品开发方面与零部件配套商之间的合作关系较为松散,这些都严重制约着轿车内饰产业的发展。了解汽车内饰的最终客户要求并有针对性地开发产品,通过新产品的应用推动自身和下游汽车内饰企业提高竞争力十分必要。本文主要针对轿车对内饰材料的要求,介绍几种新型产业用纺织品复合材料的开发与应用情况。

1 轿车内饰对产业用纺织品的要求

现代轿车日益提高的产品舒适性以及产品质量对内饰件产品性能和质量提出了越来越高的要求,具体包括以下几个方面。

(1)强制性法规环保要求。包括非法规禁用材质、气味特性、总有机物散发、甲醛散发、雾翳性能、阻燃性能(CCC),以及ISO-14001环境管理体系要求。

(2)基本性能及使用功能特性。包括断裂强度、断裂伸长、撕破强度等常规物理性能,隔音性能,吸音性能。

(3)工艺功能特性。包括复合性能,软化点和熔点,加工塑性和回弹性,热量吸收性能,收缩率等。

(4)风格设计相关特性。包括材质和质地,手感,表面风格,颜色,时尚性和新颖性。

收稿日期:2009-12-09

作者简介:姚明华(1961-),男,上海市人,高级工程师,从事产业用纺织品的研发和产品质量管理研究。

(5)耐用性。包括耐磨性(表层),耐磨色牢度(表层),耐光照强度(表层),抗霉变性,抗老化性能,耐水洗色牢度,抗污性能。

(6)产品经济性。包括低成本材料可循环使用性,制造过程单耗,材料的易获取性,包装运输特性,产品定量,耐高低温性,耐气候交变性,耐油和耐盐雾性能。

很少有全新的材料开发出来,但是产品的功能性和质量必须满足强制性环保要求、工艺功能特性以及耐用性能,而且在使用功能特性、经济性或风格设计特性上有所提高,才能使产品符合轿车内饰价格降低、质量提高的趋势。

2 几种汽车内饰用纺织品复合材料

2.1 针织面料聚烯烃泡沫复合材料

传统的针织面料在轿车内饰中的应用比较多,例如轿车座椅面料、轿车顶棚材料、轿车衣帽架面料等。轿车针织面料的材质、颜色搭配、表面风格、结构组织织方法、印染、表面处理等新的技术应用已经非常多。现在针织复合材料的应用也比较普遍,如针织面料复合PU海绵或针刺非织造布来增加产品厚度,提高材料的性能等。复合工艺可采用火焰法、洒粉复合、热熔胶涂层层压复合法等。可根据产品特性和企业资源的实际情况选用特定的加工方法。

I XPE/XPE电子/化学交联聚乙烯泡沫材料是以低密度聚乙烯(LDPE)与乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为主要原料,添加发泡剂等制成的高分子泡沫

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2010年5月 第38卷 第5期

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Vo.l 38No .5,2010

专题论坛

材料。采用密度为30~50kg /m 3

的I X PE /XPE 片材与针织面料复合,与传统的聚氨酯泡沫复合针织材料相比具有如下优点:在面料衬里层使用时,可为成品提供良好的手感;模压成形后的产品可提供非常清晰的棱角,提升产品的外观;相对于同样厚度的低密度(粗孔)P U 弹性海绵具有良好的吸音和隔音性能;

该材料具有可塑性,适合深度成形,满足应用工艺需求;在制造过程中如采用火焰法复合与聚氨酯泡沫相比,减少了燃烧所产生的有毒废气的排放。

可在轿车顶棚、门内板、行李架等部件的覆盖材料领域应用,一般采用与骨架材料进行复合的方法,可通过加热成型和冷成型的方法用模压复合在骨架材料的表面,可形成棱角分明的线条,与安装的附件形成精密的配合效果,符合当代棱角分明、张扬个性、凸显质量的轿车设计思路。图1是采用此材料制成的轿车棱角分明的行李架本体(未安装附件)。

图1 轿车棱角分明的行李架本体材料

2.2 聚丙烯玻璃纤维针刺毡型材料

轿车内饰成形骨架材料种类很多,有PP 木粉板、PP 天然纤维混合(麻、棉)纤维毡、短玻璃纤维增强PP 板(也称GMT 材料)、玻纤增强P U 复合板、聚胺酯硬泡增强玻纤板等,但是均有较为明显的缺点,如PP 木粉板韧性和刚性不能达到良好的统一,PP 天然纤维混合毡有气味,GMT 和PU 增强材料的经济性和循环使用性低等。

近几年,随着生产制造过程防护技术的进一步提高,改善或解决了生产过程中梳理和针刺对玻璃纤维的物理作用而导致玻纤粉尘对员工的危害问题,PP 玻纤混合纤维针刺毡逐渐应用在轿车内饰成形骨架材料中。可根据产品使用刚性和韧性的要求混合一定比例的玻璃纤维和聚丙烯纤维,最高玻璃纤维含量可达到50%,由于玻璃纤维有明显的刚性增强作用,在原料上进行一定控制后可达到良好的散发性能。使用玻璃纤维与传统的内饰成形骨架材料均有明显的优势。与酚醛热固化毡相比,在同样厚度、达到同样刚性情况下可减少产品质量20%~40%,直接降低了整车质量,达

到节能效果;与PP 麻纤维毡生产的产品相比,厚度相

同且单位面积质量也相同时,通过调节PP 玻璃纤维的比例可获得更好的产品刚性和保形性。与GMT 材料相比虽然刚性有所降低,但密度降低对产品的声学性能有益,更适合于生产汽车内饰件骨架材料,且使用成本较低。

图2为使用单位面积质量1500g /m 2

PP 玻璃纤维毡生产的轿车行李架骨架件。由于该材料较高的强度和刚性,在产品边缘长方形孔的外侧边虽仅有4mm 宽度,但已经具备较高的强度,满足了产品安装要求。

图2 轿车行李架骨架件

2.3 可循环再生型等密度汽车隔音垫

汽车隔音垫具有隔音减震和提高内部舒适性和美观性的作用,在轿车中已得到广泛的应用。汽车隔音垫因材料和制造工艺不同而分成许多种类。

较早的汽车隔音垫是由混合酚醛树脂粉末的再生纤维毡制成的片材,按需要尺寸形状裁剪成小片直接

铺设于车身或黏贴于轿车内饰地毯背面,此类隔音垫虽然廉价而且能回收再利用,但因含甲醛、铺设烦琐及不服帖,隔音性能差,目前正逐渐被淘汰。随着化纤科技的进步,低熔点化纤的使用替代了酚醛毡中起固接作用的酚醛,从而甲醛问题得到了解决。改进铺设的贴合问题的方法是片材不分割,而是加热模压成形,这种方法使减震垫做成了整体,但厚薄处的密度(硬度)差异引起的回弹落差问题在日后长时间的踩踏使用中暴露出来。在日系车中已广泛采用的一种特殊冷却技术制成的与地毯一起成形的隔音垫也有同样问题。除了质量问题,这些成形隔音垫还有一个主要缺点,即二次加热的高能耗。

另一种是采用聚胺酯模内发泡技术生产隔音垫,由于形状设计任意、密度均匀、弹性好、声学性能优异而广泛用于中高档轿车,但是随着环保和再循环利用要求的提高、石油价格的不断攀升和整车厂对零部件降价的要求,聚氨酯隔音垫在批量较大的中低档轿车中应用已经很少。

可循环再生型等密度汽车隔音垫是一种既有聚氨酯隔音垫等密度优点又有废纤毡可循环利用、较廉价、

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