車用紡織品的應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

根據(jù)財政部的報告，中國汽車產(chǎn)量接近550萬輛。選擇和使用汽車零部件材料對汽車的外觀和性能有著非常重要的影響。若按每輛汽車平均耗用15kg~20kg紡織品計算,那么僅我國每年的車用紡織品消費量將達到8.3×101車內車內紡織物的應用根據(jù)加工方法的不同,車用紡織品可分為機織物、針織物、非織造布和復合材料。其中,針織物以其良好的柔軟手感、延伸性、彈性和結構穩(wěn)定性以及較小的脫散性,已在車用紡織品中得到廣泛應用。而非織造材料以其相對簡易的工藝、良好的成形性、均勻的外觀、更輕的質量和更理想的性價比,開始大量應用于汽車領域,用作內飾材料、過濾材料、密封材料、隔熱材料等。隨著新纖維開發(fā)和新工藝研究的不斷深化,復合材料在車身、車體零部件、內飾件等方面的應用受到極大關注,并取得了一定的成果。根據(jù)在車內主要作用的不同,車用紡織品可分為裝飾性紡織品和功能性紡織品。裝飾性車用紡織品主要用于座椅、地毯、背襯、車頂、門飾、護壁、窗簾、篷蓋布等,起著提高乘車環(huán)境和舒適度的作用。功能性紡織品主要包括安全帶、安全氣囊、過濾材料、門窗封條以及軟管、輪胎、車輛外殼、行李倉、發(fā)動機殼等構件中的增強骨架材料,對提高整車安全性及環(huán)保性等有著重要意義。隨著生活水平的提高,車用裝飾性紡織品趨向于具有更多功能性,而功能性車用紡織品在追求更卓越性能的同時也可以兼具裝飾性。22.1汽車內飾材料汽車內飾織物在舒適性和裝飾性方面要求較高,而且隨著時代的進步,在功能性方面的要求也越來越高,各種物理或化學改性纖維得到了廣泛應用。如異形截面纖維的應用可改善內飾材料的防污性;假捻絲、空氣變形絲、異收縮絲、超細纖維和中空纖維的應用可極大提高內飾材料的舒適性;通過在紡絲過程中加入適當添加劑紡出纖維的應用可賦予內飾材料防紫外線、負離子釋放、除臭、抗菌、防靜電、阻燃等性能。此外,新型纖維也逐漸應用于該領域。具有良好耐化學性、回彈性、染色性、色牢度、抗污性和防靜電性的PTT纖維可用于座椅面料;具有良好吸濕性和環(huán)保性的Tencel纖維可用于座椅面料和地毯。隨著對環(huán)保的日益關注,天然纖維在汽車內飾材料中也有一定應用。羊毛滌綸混紡面料可用于座椅面料;麻非織造布可用于車頂棚面料、地毯和門飾面料等。車內飾在制作過程中多采用模壓成形工藝,因而要求汽車內飾織物具有良好的延伸性和彈性。除應用變形絲、加彈絲和彈性纖維等原料外,針織物和非織造布的應用備受關注。根據(jù)汽車內裝飾部位的不同,汽車內飾織物的性能和使用功能亦有差異,在原料和結構選擇上也有所不同。2.1.1針織面料的應用汽車座椅是車輛內裝飾的主體,其面料用量極大。由于與人體直接接觸,汽車座椅面料除具有柔軟的手感、賞心悅目的外觀外,還應具有良好的透氣性、色牢度、防污、阻燃、防靜電等性能。目前,汽車座椅面料多為滌綸長絲織物,短纖維織物因其具有良好的毛絨感,在汽車座椅面料中也有一定應用。為增加乘坐中的舒適感,座椅面料在織物組織上多為起絨織物和多層織物。近年來,針織物以其良好的延伸性、彈性、裝飾性和性價比在座椅面料中得到了大量使用,針織絨類織物和三維針織間隔織物的應用尤其受到關注。針織絨類織物分為緯編絨織物和經(jīng)編絨織物,采用線密度較細、模量較高的原料生產(chǎn),毛高2mm~3mm。由于毛絨紗與地組織是以線圈的方式穿套在一起,因而毛絨固著牢度較機織絨織物高。近年開發(fā)出的高密度提花絨類織物以其花形豐富、立體感強、風格奢華已成為高檔汽車內飾的理想選擇。為了提高針織絨類織物的外觀風格和舒適性,除組織設計外,毛絨紗的結構設計也受到關注,花式紗、短纖合股紗、水溶性維綸纖維與天然纖維伴紡紗亦有應用。三維針織間隔織物由上下兩個表面層和中間連接層組成,兩個表面層通過中間層的間隔紗線連接。該織物可代替聚氨酯泡沫片層壓物用于汽車座椅,不僅機械性能、抗壓彈性、透氣性及隔聲性均優(yōu)于聚氨酯泡沫,且易于回收,有助于環(huán)保2.1.2非織造材料的應用地毯也是車內飾的重要組成部分,在能增加車內豪華感和舒適感的同時應具有抗污、阻燃、隔聲、防潮、減振、抗霉等功能性。車用地毯主要有針刺地毯和簇絨地毯兩大類,針刺地毯以其成本優(yōu)勢占據(jù)較大市場份額。簇絨地毯以錦綸纖維為主;針剌地毯以滌綸纖維和丙綸纖維為主。隨著再生滌綸纖維的應用,滌綸纖維用量較大,而丙綸纖維以其價格上的優(yōu)勢用量也較大,且研究較多。異形截面丙綸、中空丙綸、超細丙綸以及添加有其他組分的防靜電、阻燃、抗菌、遠紅外、可染丙綸已被開發(fā)出來,并用于汽車地毯的生產(chǎn)。PTT纖維具有理想的柔軟性和彈性回復性,較好的抗皺性、尺寸穩(wěn)定性、防污性、防靜電性、耐氣候性、易染色性以及屏障性能,也非常適用于地毯。此外,麻類纖維在車用地毯中亦有一定應用,如以紅麻纖維為原料,經(jīng)針刺工藝加工而成的非織造車用地毯具有較強的抗菌抑菌性、吸濕散濕性、導熱性和消聲功能,且成本低、可生物降解。隨著人們對汽車噪聲危害認識的加深,車內地毯的隔聲吸聲效果受到關注。通常隔聲地毯采用增加厚度和增加填充物的方法來達到隔聲的目的,但基于車輛輕量化的要求,目前地毯更注重材料結構上的研究,多采用層疊復合加工技術,將具有不同功能的材料層通過熱熔、膠黏等方法復合在一起,以提高地毯的功能性。如采用薄型針刺或熱軋的非織造布與聚氨酯泡沫塑料復合成三明治結構,經(jīng)模壓成型的汽車隔聲毯。德國某公司已開發(fā)出的高性能汽車隔聲地毯,其表面為起絨織物,并有一層聚氨酯泡沫塑料隔聲襯墊層和一層不漏水的膜,在隔聲的同時具有防水功效。2.1.3非織造布的壓模技術汽車頂棚除要求具有良好的裝飾性外,還應具有較好的防靜電性、阻燃性、防污性、隔聲隔熱性以及一定延伸性,并可模塑成型。傳統(tǒng)汽車內飾中的頂棚材料多為層疊復合材料,表層為裝飾面料,中層為聚氨酯或聚苯乙烯發(fā)泡材料,里層為內襯材料或增強材料。汽車頂棚及內飾件表層裝飾面料多為經(jīng)編織物或非織造布,多采用滌綸纖維,線密度一般在22dtex~165dtex之間。與其他紡織材料相比,非織造布具有優(yōu)良的延伸性,更易進行工程化設計,可深度壓模,且壓模成型后外觀更均勻、成本更低,故而得到較大發(fā)展。德國Freudenberg公司推出了可用作車內頂棚的Evolon超細纖維非織造布,該非織造布以裂片型超細纖維(16瓣)為原料,將成網(wǎng)、開纖、固結在一道工序中完成,單位面積質量在40g/m汽車頂棚層疊復合材料的其他層應根據(jù)車型和標準要求的不同而選用不同材料。據(jù)介紹,汽車頂棚復合材料可用一層起增強定型作用的滌綸非織造布、一層起熱黏合作用的丙綸非織造布及一層纖維或廢紡材料經(jīng)復合壓模成型,其制成品吸聲、抗振及隔熱性好,且手感較好。麻類纖維不僅具有高強、低伸性的性能特點,而且具有合成纖維難以企及的環(huán)保、隔熱、舒適和可再生性等,在汽車頂棚及飾件中亦有應用。采用針刺工藝將丙綸纖維、滌綸纖維和天然黃麻纖維以一定配比制成的非織造布可用于車內飾件,其產(chǎn)品彎曲性能和尺寸穩(wěn)定性較好、成本較低,并具有一定環(huán)保性。以雙層麻纖維非織造布作為主體材料的車頂棚吸聲、隔熱效果都較理想。2.2錦綸墻體非織造布簾子布作為輪胎的骨架材料,對輪胎性能和壽命有著重要影響,要滿足必要的使用需求,其應具有良好的強伸性、耐熱性、與橡膠的黏合性、尺寸穩(wěn)定性、耐疲勞性、高彈性模量及一定的耐沖擊性。簾子布以強力股線為經(jīng)、以中細號單紗為緯,經(jīng)密通常在47根/10cm~98根/10cm,緯密通常在8根/10cm~16根/10cm,組織一般為平紋。關于簾子布的研究多集中于原材料領域。目前,錦綸簾子線用量最大,技術較為成熟錦綸纖維最大的缺點就是尺寸穩(wěn)定性差,導致錦綸簾子布輪胎在使用過程中會變形產(chǎn)生“平點”。為此低捻度錦綸66簾子線被開發(fā)出來,其制成的輪胎綜合性能與滌綸簾子線制成輪胎相當。杜邦公司也推出了一種基于錦綸66的名為Hyten的新型纖維。該纖維橫斷面呈圓角矩形,高寬比約為3,較普通加捻簾子線細得多,其強度比普通滌綸簾子線高38%,具有高模量、低收縮、尺寸穩(wěn)定性好、耐疲勞性能和黏合性能好等優(yōu)點芳綸簾子布與傳統(tǒng)簾子布相