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1、应用产业用纺织品总第2 2 5 期新型纤维在汽车内装饰材料中的应用姚明华万玉峰(上海汽车地毯总厂，上海，2 0 1 6 0 0)摘要：重点介绍了新型功能纤维、复合纤维、碳纤维以及经纳米材料后整理的纤维材料等新型化学纤维在汽车内装饰领域中的应用情况。关键词：化学纤维，功能化纤维，复合纤维，碳纤维，纳米材料，后整理，汽车内装饰中图分类号：T S l 0 2；U 4 6 5 9文献标识码：A文章编号：1 0 0 4 7 0 9 3(2 0 0 9)0 6 0 0 3 4 一0 3汽车工业近几十年来一直快速增长，相关的汽车内装饰用化学纤维工业技术也与汽车工业技术共同进步。随着我国经济飞速发展，人们对大
2、件耐用消费品的需求增加，汽车逐渐进入家庭，汽车工业已经成为国家的支柱产业。统计数据显示：2 0 0 8年我国汽车销量达到9 3 8 0 5 万辆，同比增长6 7。预计中国汽车产量将超过日本和美国成为世界第一，这将带动相关产业的快速发展。化学纤维是汽车装饰用织物的主要原材料。汽车内装饰材料包括座椅面料、车顶棚、车门护壁材料、地毯、隔音隔热垫、安全带和安全气囊等。随着科学技术的进步、人民生活水平的提高，汽车内装饰用纤维材料和纺织面料的需求从经济实用型向功能化、时尚化、轻鼍化、以及绿色环保化的方向发展。国外从事汽车内饰面料用聚合物和纤维生产的著名厂家有杜邦、英威达、巴斯夫等，而专门从事汽车内饰面料用
3、织物牛产的厂家比较著名的有美国的李尔公司、I A C 公司，奥地利的爱卜公司，日本的川岛、住江，德国的林顿发盘、依蒂尔，法国的泰佛、意大利的阿加菲等。1功能化纤维新型的汽车装饰用纺织品除了对原料有很高收稿日期：2 0 0 8 一0 7 2 4；修改稿：2 0 0 9 0 6 0 2作者简介：姚明华男，1 9 6 2 年生，现任上海申达股份有限公司副总经理、上海汽车地毯总厂总经理。多年从事民用织物面料，产和汽车内饰面料和复合材料研发的工作。-3 4-的要求之外，其加工及后整理工艺也十分复杂。这些纺织品须具有特殊的针对材质的阻燃、拒水、抗静电、防污、色牢度、耐光照、耐清洗性、抗菌防霉等特性。防水、
4、可清洗、阻燃已作为汽车内饰面料的普遍标准要求。另外细旦化、高膨松、高收缩、高强力、各类异形截面、导湿、保温等常用功能化和差别化纤维可以提供给乘客舒适的驾乘感受。一般我们熟悉的纤维是涤纶(P E T)、锦纶(P A)、腈纶(P A N)、丙纶(P P)等，以这些纤维为基础的功能化纤维的应用迎合了汽车内饰件的相关法规要求不断提升和汽车的功能化、轻量化和舒适性的需求趋势。涤纶作为目前使用最广泛的纤维，其本身的耐光稳定性以及生产过程的环保性优于锦纶，因此新型的涤纶弹性纤维作为锦纶的替代品在汽车内装饰上也得到了广泛的应用。随着P B T(聚对苯二甲酸丁二酯)纤维、m(对苯二甲酸丙二酯)纤维的生产技术的成
5、熟，锦纶有渐渐淡出汽车内装饰领域的趋势。目前市场卜虽然P B T 价格比锦纶低，但与普通涤纶相比还是略高，因此涤纶弹性纤维和锦纶一样还局限于一些高档车上。出于安全性优先考虑的原因，高强涤纶在安全气囊及安全带上广泛使用。丙纶材料在轿车中的使用日渐广泛，特别在地毯材料和内饰件热塑性骨架材料(如玻璃纤维、天然纤维增强热塑性毡材)上。由于具有较小的密度(0 9 1g c m 3)，同样面密度的产品丙纶的绒面比涤纶、锦纶均更丰满；另外，其良好的回收利用性能万方数据2 0 0 9 年第6 期产业用纺织品应用满足了欧洲日益严格的汽车回收法规要求；普通丙纶由于耐老化、抗紫外线性能较差，不能达到轿车内饰严格的性
6、能指标要求，因此阻燃、高色牢度和抗老化的丙纶得到大力发展，欧洲I D E A L 公司P O L Y F I L 生产的丙纶短丝和长丝束已经能满足S A EJ 1 8 8 5G M E6 0 2 9 3P V l 3 0 3 等汽车行业用纤维的色牢度标准和热老化标准。在欧洲生产的轿车地毯用抗老化、抗紫外线、阻燃的簇绒地毯丙纶长丝的用量已经超过锦纶长丝的用量，欧洲轿车内饰生产商已经研制出簇绒长丝、簇绒基布、绒头纤维固结用黏合剂、塑性涂层材料和背面覆盖非织造布材料，均用于聚丙烯树脂的车用模压簇绒地毯，整体性能接近于普通锦纶簇绒地毯，因其原料和成品的边脚料均可采用通常的回收方法循环使用而绿色环保性能
7、极高。阻燃、抗老化、耐光照的丙纶短丝在轿车内受到阳光直接光照的衣帽架针刺面料中也得到广泛应用。像大众汽车已经在轿车内饰中大量使用耐光照丙纶非织造布面料，并形成了严格的检测标准。锦纶在中高档轿车地毯中的应用也比较广泛，以往中高档轿车中锦纶地毯主要采用锦纶6 6 短丝加捻纱线，簇绒工序后匹染着色，产品风格细腻，纤维膨松柔软。随着簇绒技术的不断进步以及汽车用特种纺前染色锦纶6 纱线的技术成熟，生产的原液染色B C F 长丝线密度更小，单束丝根数更多(可达到1 3 5 根甚至更高)，丝束膨化效果更好，耐光照性能加强，并消除了印染对环境造成的污染，降低了产品的生产成本，因此锦纶6 原液染色B C F长丝
8、在中高档轿车中的应用成为一种趋势。意大利的专业汽车地毯用丝生产厂商A Q U A F I L 等正增加这类纤维的产能以应对这种趋势。英威达特种纤维(上海)有限公司 收购原霍尼威尔特种纤维(上海)有限公司、常州灵达特种纤维有限公司等可为汽车行业提供这类特种纤维。由于对车内雾翳特性的指标的要求越来越高，使得不加或少加各种助剂且易于加工成型的纤维如细旦纤维、高膨松及异形纤维等被广泛应用于新车型的内饰面料的开发之中。我们已看到在日系、德系高档车的顶棚面料上有了细旦纤维、高膨松纤维、异形纤维的身影。例如使用高收缩和高膨松的改性新型纤维在特里科特经编机上编织的织物，通过后整理获得了不同于普通单针床经编织物
9、风格而类似机织割绒织物风格的外观效果。其各项物性指标更适合于用在座椅面料上。无论在绒面的抗倒伏性上、织物的机械强度上、缝纫强度和耐磨性上以及制造成本上，特里科特织物比大网机织物更具优势作为新兴坐垫面料。但该种纤维唯一的弱点是价格较高，在以价格为导向的市场上大规模的推广还有待时日。2复合纤维复合纤维技术在汽车中的应用也越来越广泛，如作为取代黏合剂的P P P P、P E T P A、P E T C O P E T 组分的复合纤维等，在轿车装饰用非织造布材料内作为骨架纤维和热黏合材料使用越来越广泛。在加热时温度不断升高的过程中，取代黏合剂的复合纤维易熔性组分熔融成高黏度液体，冷却后可以将其本身和其
10、他纤维黏结起来。这种热黏合功能复合纤维单独使用或结合少量黏合剂共同使用，改变了传统非织造布材料在增加产品耐磨、断裂和撕裂强度以及膨松度等方面过分依赖黏合剂或其他机械(如针刺、水刺、缝编等方法)或化学方法加固(如添加热固性组分)的现状。现在，起热黏合作用的双组分纤维应用在非织造布车顶内饰(与涤纶混合使用)、轿车地毯(与涤纶混合使用或制成基布作为簇绒地毯底布)、非织造布声学件(与涤纶、棉、丙纶混合使用)等零件中已逐步形成规模。其他的功能型复合纤维，如采用添加有其他功能型成分(如炭黑或碳纳米管)的高聚物或其他本身具有吸湿性的共聚酯等作为芯层和常规纤维(如P E T 或P B T 或P A、P P)复
11、合纺丝，制3 点式、4 点式、皮芯式或“三明治”式的抗静电纤维和高吸湿性涤纶，或制成偏心复合纤维。通过两种不同性质的聚合物制成的偏心型复合纤维，还具有三维永久卷曲性能，纤维的弹性和耐用性能提高怛J。这种纤维在汽车装饰用纤维材料中的应用主要是在提高汽车舒适性方面。与纤维后整理方法相比，这些方法纺制的纤维功能耐久性方面比较好，但是由于性价比方面的劣势在轿车装饰纤维方面还处在实验和推广阶段。双组分熔喷法可生产超细旦复合纤维，该方法制成的非织造布可达到普通单组分纤一3 5 万方数据应用产业用纺织品总第2 2 5 期维无法达到的性能，如P P P E T 双组分纤维熔喷棉，经过后道热处理可形成吸音性能极
12、好的车用声学材料。复合功能型纤维作为轿车装饰用化学纤维应用的方向正受到广泛关注。3碳纤维碳纤维是一种碳元素质鼍分数超过9 0 的纤维材料，是以有机纤维聚丙烯腈(P A N)纤维、粘胶纤维、沥青纤维等原丝经过预氧化、炭化、石墨化等高温固相反应工艺过程制备而成，由有择优取向的石墨微晶构成，因而具有很高的强度和弹性模量(刚性)。碳纤维呈黑色，坚硬，具有强度高、质量轻等特点，是一种力学性能优异的新材料，它的密度一般为1 7 0 一1 8 0g c m 3，而它的强度可高达l2 0 0-70 0 0M P a，弹性模量2 0 0 4 0 0G P a。从这个性能指标上可看出碳纤维在工程材料中的广阔应用前
13、景。碳纤维在汽车中的应用范围很广，除了应用其耐高温性生产刹车片和应用其高强的力学特性应用于汽车的结构件外，在轿车内装饰件中也有一定的应用。从装饰性、安全性、轻量化和时尚等方面考虑，已经有汽车厂商尝试使用碳纤维复合材料生产轿车仪表板表面材料。随着碳纤维的生产规模的不断扩大，生产成本的逐渐降低，可以预测将来轿车内部装饰材料使用碳纤维及其复合材料会越来越多，一方面减轻产品质量增加结构强度，另一方面又可以提升装饰材料的运动性和时尚感。聚丙烯腈预氧化丝(P A N o x)是在用丙烯腈系纤维制造碳纤维过程中的中间产品。该纤维一般碳化比例5 0，具有优越的耐燃耐热性能，可耐9 0 0 0 C 火焰5r a
14、 i n 以上，可以在高温下(。3 5 0 0 C)长期使用，且绝热性能优良。该纤维导热系数小，隔热效果好，耐酸耐碱，适应在极端恶劣的环境下应用；还有着无机耐火纤维材料所不可比的良好的后续加工性能；可适合以短纤维形式制成非织造布等材料加以应用。近年来，它作为一个独立的阻燃纤维新品种在轿车耐热隔音部件上普遍应用，如使用混有聚丙烯腈预氧化短纤维的非织造布面料(一般与涤纶以接近1：l 的比例混合作为原料生产8 0 1 2 0g,m 2 针刺非织造布)作为引擎盖隔音隔热3 6 一垫和引擎舱与驾驶舱之间隔音隔热垫的表面材料使用。作为满足安全阻燃要求的聚丙烯腈预氧化丝在轿车声学件中也得到了广泛使用。4纳米
15、技术纳米技术在纤维的后整理方面得到了广泛的应用，上海工程技术大学与上海汽车地毯总厂合作研发车用内饰织物的纳米光触媒功能化加工技术的开发项目，在纳米光触媒在纤维织物上的应用方面获得一定的突破。纳米光触媒整理主要是为了赋予织物具有光催化的功能以获得降解V O C、除异味、抗菌、防污或自清洁功能。这种光触媒功能技术可应用于汽车车内织物所使用的各种纤维织物以及室内装饰家纺用品上，使得这些材料获得持久的降解V O C 的功能，达到净化车内和室内空气的目的。另外，这种技术也可用于服装面料以获得良好的抗菌、抗紫外线功能和一定的自清洁功能。5结束语中国汽车用化学纤维行业发展时间比较短，目前国内该行业可以供应汽
16、车内装饰领域普通化学纤维或其他低技术含量改性或性能增强纤维。具有高技术高附加值的新型化学纤维的技术和市场份额主要掌握在国外企业或其国内的生产工厂手中。国内企业存在小而散、重复低水平投资情况严重，低水平价格竞争激烈，企业研发能力弱等现状。国内汽车用化学纤维企业创新能力和市场化能力还有待进一步提高。随着技术的不断进步，更多的新型纤维不断涌现，而汽车行业正在快速发展之中，我们相信新型化学纤维在汽车装饰材料中的应用将日趋普遍，提升轿车的科技含量，提供给人们更舒适、更安全的车内外环境以及达到更多的使用功能和更高的性价比。参考文献 1 顾翔华，杨萌，倪全2 0 0 8 年汽车工业发展形势分析 J 中国汽车
17、导迅2 0 0 8(1 2)：6-7 2 张大省。王锐，秦艳华。等功能性皮芯型复合纤维 J 合成纤维，2 0 0 6(6)：1 3(下转第3 9 页)万方数据2 0 0 9 年第6 期产业用纺织品功能性整理2 5 透气性能由于整理工艺不会改变织物组织等织物固有参数，所以文中对其他过滤性能不作讨论，只是检测整理前后涤纶织物的透气性，以此反映整理工艺对涤纶织物过滤性能的影响。壳聚糖整理前后织物透气量分别为6 6 8 3L(c m 2 S)和6 4 5 6 3L(c m 2 S)。可见整理后的织物透气性变化不大，故而壳聚糖整理使涤纶织物具有抗静电性能，整理工艺对涤纶织物的过滤性能影响不大。2 6 耐
18、久性试验壳聚糖整理涤纶织物抗静电效果的耐久性试验结果见表1。3结论壳聚糖抗静电整理采用二浸二轧的整理方式，最佳工艺参数为：壳聚糖浓度0 7，浸渍时间为5I I l i n，焙烘温度9 0，催化剂醋酸钠的用量0 7，表1 壳聚糖整理涤纶织物水洗前后抗静电效果的比较水b t 次电荷面密度斗c m 交联剂柠檬酸的用量0 4。经检测，采用该工艺整理后的过滤布电荷面密度满足抗静电织物的要求(7“c m 2)，并且抗静电性能耐久。壳聚糖整理后织物具有稳定的整理效果和良好的透气性，能满足抗静电过滤材料的要求。参考文献 1 程隆棣静电的起因及滤料抗静电的研究 J 纺织科学研究，1 9 9 8(1)：4 6 4
19、 9 2 崔淑玲壳聚糖用于涤纶织物抗静电整理的研究 J 印染助剂，2 0 0 2，1 9(4)：3 4 A p p l i c a t i o no fc h i t o s a nt op o l y e s t e rf i l t e rf a b r i ca n t i s t a t i cL C h u n(C o l l e g eo fT e x t i l e L i g h tI n d u s t r y D a l i a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y)A b s t r a c t：A p p l i c a t
20、 i o no fc h i t o s a nt oa n t i s t a t i cf i n i s h i n go fp o l y e s t e rf a b r i cw h e nt h ef a b r i ch a sb e e nt r e a t e dw i t ha l k a l i n es o l u t i o nf o rw e i g h tr e d u c t i o nc a nr e n d e rt h ef a b r i cd u r a b l ea n t i-s t a t i ce f f e c t T h eo r t h
21、 o g o n a le x p e r i m e n t sw e r eu s e dt oa n a l y z ea n dd e t t h eo p t i m a lp r o c e d u r eo ft h ea b o v ef i n i s h i n g T h eo p t i m a lf i n i s h i n gc o n d i t i o ni sc h i t o s a nc o n c e n t r a t i o n0 7，s o a k i n gt i m e5 m i n，b a k i n gt e m p e r a t u
22、r e9 0，c a t a l y s ts o d i u ma c e t a t e0 7 T h i sp r o c e s sc a nr e n d e rt h ef a b r i cd u r a b l ea n t i s t a t i ce f f e c t K e y w o r d s：c h i t o s a n，p o l y e s t e rf a b r i c，a l k a l iw e i g h tr e d u c t i o n，a n t i s t a t i cf i n i s h i n g(上接第3 6 页)A p p l
23、 i c a t i o no ft h eu pt od a t es t y l ef i b e ri na u t o m o t i v ei n n e rd e c o r a t i o nY a oM i n g h u a，W a nY u f e n g(S h a n g h a iC a rC a r p e tP l a n t)A b s t r a c t：T h i sa r t i c l ei n t r o d u c e sa p p l i c a t i o no fu pt od a t es t y l ef i b e rs u c ha s
24、f u n c t i o n a lf i b e r，t h ec o m p o s i t ef i b e r，c a r b o nt i b e ta n dn a n o-m a t e r i a l sf i n i s h i n gf i b e ri nt h ef i e l do fa u t o m o t i v ei n n e rd e c o r a t i o n K e y w o r d s：c h e m i c a lf i b e r，f u n c t i o n a lf i b e r，c o m p o s i t ef i b e r，c a r b o nf i b e r，n a n o-m a t e r i a l s，a f t e r f i n i s h i n g，a u t o m o t i v ei n n e rd e c o r a t i o n一3 9 万方数据