汽车针织内饰顶篷面料的开发与生产

２００９年第４期
江苏丝绸
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汽车针织内饰顶篷面料的开发与生产
何铮（上海新纺联汽车内饰有限公司，上海２０１８０５） 摘要：介绍了汽车内饰面料的性能要求、生产工艺流程、原料选择、染料选择、染色工艺和复合 工艺等生产关键技术。 关键词：汽车内饰材料；生产关键技术；国产化生产 汽车用纺织品主要有机织物、针织物、非 织造布以及纤维复合材料，近年来汽车内饰材 料中纺织品占５０％以上，其中针织物与机织物 是主要的两大类。针织物具有良好的延伸性和 弹性，手感柔软舒适，结构稳定，脱散性小， 通过特殊染整加工，能赋予面料耐磨、阻燃、 抗紫外线等各种满足汽车内饰标准的功能，已 逐步成为汽车内饰顶篷面料的首选，具有广阔
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汽车内饰面料作为纺织行业内的一大新兴 产业，它的技术含量、生产难度都比一般纺织 品要高，近１０年来汽车内饰面料经历了从进口 面料供货到逐步国产化供货的历程。本世纪初 上海大众汽车有限公司开发了ＰＡＳＳＡＴ Ｂ５车 型，当时上海针织厂进口了一种锦涤复合丝， 摸索出一套织造、染色及后整理加工工艺，使 我国汽车内饰面料走上了一条国产化的道路。
维护保养很关键。
限性，从而有冷胶复合的应用。冷胶复合的成 本与热熔复合的成本基本相仿，通过冷胶复合 的面料也能通过汽车内饰标准，气味、甲醛含 量等。但实际生产过程中，胶水为挥发性材料， 操作性差，生产控制困难，目前还未广泛应用。
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结论 （１）由于我国没有汽车内饰面料性能和测
试的行业标准，所以对产品的测试标准主要根 据各车厂提供的企业标准，实际测试项目基本 一致，无非耐光性、拉伸力、尺寸稳定性等，・ 但由于测试方法不同，对测试器材各有要求， 增加了生产面料企业的测试成本。作为产品开 发人员，需熟悉各车厂针对内饰面料提出的测 试标准与测试方法，但随着我国汽车生产领域 的扩大，需制定统一的行业标准，为走出国门 进入国际市场做好准备。 （２）汽车内饰面料作为产业用纺织品，近 １０年来发展迅速。我们在发展的同时应注重环 境污染、破坏生态等问题，在生产加工过程中， 应逐步引进新材料、新技术、新工艺，通过对 加工对象、加工技术的创新，努力减少对环境 的破坏，提高对资源的使用效率，降低消耗， 保证生产出的产品是绿色的、健康的。 （３）随着我国经济的发展和人们生活水平 的提高，我国将成为汽车生产和汽车消费的大 国，因此作为汽车内饰的针织面料将有较大的 市场潜力和发展空间。汽车内饰面料生产企业， 必须具备技术优势、设备优势以及一定的生产 规模，必须与汽车生产厂密切合作，参与到设 计、开发中，才能生产出满足市场需求的产品， 才能在激烈的竞争中占有一定的市场份额。
ＰＶ ３０１５
空警差妻娈金属材料冷凝组分（重量 法）的测定
汽车车厢内零部件气味验 聚合材料甲醛散发特性
６ ７ ８
Ｐｖ ３３４１ ３９００ ３９２５
ｇｃ，ｇ 妻孽豢意喜金属材料冷凝组分‘重量碳含量≤５０ｐ 一９ ２…’５“５ 法）的测定
气味ＰＶ 甲醛排放特性ＰＶ
气味分数≤３
甲醛含量≤１０ｍｇ＆ｇ
２．４染色工艺
２．３染料选择
常规涤纶纤维吸湿染色性差Ｗ＝０．４％，不
表２染料和工艺对面料性能的指标要求
霉
．
１
试验项目 耐光色牢度（２周 期） 耐水色牢度
测试方法
ＰＶ １３０３ ＤＩＮ ＥＮ ２０１０５－Ａ０２
内容简述 平幅织物氙弧灯连续照射
技术标准 ≥４级 不允许色调变化 ５级 不允许色调变化 稍微有点起绒是允许 的
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剥离牢度好，但成本高，而且会影响面料的延 伸性，为工装带来不利影响。粉量过少，剥离 牢度差，达不到汽车内饰面料标准（大于 １０Ｎ／Ｓｃｍ），车厂拒收，面料报废，损失巨大。 因此制定工艺，对关键参数的设定及监控非常 重要。热熔复合时洒粉的均匀性也很关键。汽 车内饰顶篷面料是车内使用面料最大的一块， 一般用料为ｌ ３００ｍｍ×２０００ｒａｍ，如果洒粉不 匀．工装时会暴露出来，粉量过少部分面料会 脱落，粉量过多部分不宜拉伸，不能满足面料 有弧度部分的工装要求，所以对设备的点检、
现象，回修颜色准确率不高。这个问题需与染 料厂共同研究解决，从而推广应用碱性染色工 艺，使之节约能耗、提高产量、降低成本。
２．５复合工艺
２．５．１火焰复合 火焰复合就是将后整理后合格的面料与阻 燃海绵通过火焰燃烧的方法进行复合。设备参 数的调节非常关键，复合车速过快会导致海绵 燃烧不充分，面料与海绵之间的剥离牢度差， 一般车厂标准：剥离牢度大于１０Ｎ／５ｃｍ，但如 果一味追求剥离牢度，复合车速过慢，则会造 成海绵燃烧后厚度不达标，并且面料会露底， 海绵燃烧后的小黑点会渗到织物表面，影响外 观，因而两者应作恰当的考虑。 ２．５．２热熔复合 热熔复合就是将整理后合格的面料与无纺 布通过热熔粉热轧的方法进行复合。洒粉的均 匀性以及洒粉量是复合的关键指标。粉量过多，
功能、良好的持久性、耐洗耐高温、安全性并 加工方便。用防紫外线纤维制作的汽车内装饰 面料可减轻褪色，延长因紫外线照射而引起老 化的时间。作为一种功能性纤维，天津石化公 司已有开发，其对紫外线的阻挡率可达到９７％， 接近日本公司制造的防紫外线纤维水平。考虑 到成本因素，目前汽车内饰顶篷面料生产织造 选用的还是普通涤纶纤维，通过染色后整理的 方法添加抗紫外吸收剂，满足汽车厂耐光牢度 标准要求。 ２．２织造工艺的选择 织造主要分针织与机织，由于顶篷面料成
表１大众标准ＴＬ５２２５４对单面料要求
型过程中要求的延伸性能所以一般采用针织
工艺。对面料要求达到的试验指标如表ｌ所示。 如表ｌ所要求的，面料静态延伸率是重要指标， 而对强力要求不高，因此，我们可以选择涤纶 纤维。且纤维纤度一般控制在２２—１６５ｄｔｅｘ （２０—１５０旦）之间，选择针织工艺，保证生产出 的面料克重在１００—１７０９／ｍ２２．Ｎ，可以满足成本 及物理指标要求。
的发展前景。
在生产过程中，由于锦纶的耐光性较差， 为了达到大众耐光色牢度标准（ＰＶｌ３０３）２周 期＞１４级，在染色中增加许多抗紫外线吸收剂， 生产成本高。因此，降本增效，加快国产化进 程是我们近十年的努力方向。涤纶纤维由于价 格低廉，服用性好，因而近十年来被广泛应用 于汽车内饰顶篷面料生产中。 １．２生产工艺流程 起绒产品：整经一织造一初定一染色一轧 起毛油一拉毛一定形一检验一轧树脂打卷一复 合—终检。 非起绒产品：整经—织造—水洗—染色一 定形—检验一轧树脂打卷一复合一终检。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
滤纸试验ＴＬ
２ ４．６
５２２５４
评价渗色用灰色样卡
３９０７和 纺织品电刷磨损试验 评价渗色用灰色样卡 ５２２５４４．８节
ＤＩＮ ＥＮ ２０１０５．Ａ０３ ３
刷磨损
ＰＶ
ＴＬ５２２５４４．７ ＤＩＮ ＥＮ ２０１０５一Ａ０３
４
鑫于度‘圆磨试
冷凝组分 总碳排放特性
和
ＴＬ
潞中间等级４５是允
……６
Ｇ≤２ｍｇ
５
１．１性能要求 经过几年来的摸索，我们认为汽车内饰面 料的性能要求是： 舒适性——手感好，柔软有弹性； 耐用性——耐压耐磨，不起毛起球，色牢 度稳定，尺寸稳定性好； 工艺性——延伸性、热收缩性、弹性量稳 定，满足工装成型要求； 适用性——抗紫外线照射，防水性好。 万方数据
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温度
间缩短，前处理后在染浴中加入碱剂、染料以 及相关助剂就可以染色了，水洗不必很充分， 碱剂可以使染浴偏碱性，同时又能稳定ｐＨ值 在９．５左右，起到缓冲作用，防止染浴ｐＨ值过 高、碱性太强而造成对涤纶纤维的损伤。这样 通过碱性染色工艺的设计，可以减少染色时间 ２０％左右。两种染色工艺参数的对比为： 碱性染色的前处理温度为８０℃，染色保温 时间为４０ｍｉｎ酸性染色的前处理温度为１３０ ℃，染色保温时间为６０ｍｉｎ。 在碱性条件下染色，低聚物随着温度升高， 部分被水解，溶解度增加，同时随染浴不断循 环流动，难以吸附到面料 表面，从而使面料染色疵 点减少，但是在实际生产 中，如果色光不对需要回 修则非常困难，常规染色 当色光不对需加料回修
下，在溢流染色机高温高压的湿热状态下进行 染色，由于是高温型染料上染速率很慢，即使
涤纶织物通常选用分散染料在弱酸性条件
万方数据
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在沸腾的染浴中染色，上染速率和上染百分率 也不高，所以必须加压，使染浴温度提高到１３０ ℃染色，由于温度提高，纤维分子的链段剧烈 运动，产生的瞬时孔隙也越多和越大，此时染 料分子的扩散也加快，增加了染料向纤维内部 的扩散速率，使染色速率加快，这时需控吱声 温速率，使染料缓慢上染纤维，如果升温速率 过快，会导致染色不匀，产生色花。在汽车内 饰顶篷面料染色过程中，通过增加匀染剂、添 加抗紫外线吸收剂、控制升温速率、延长保温 时间的方法，使面料达到汽车内饰面料高品质 的要求。
一旦在此类模具上压顶，会造成二次熔融现象，
压顶效果不理想，报废率极大，因此可选用冷 胶复合工艺。 ２．５．４三种复合工艺对汽车内饰顶篷面料成
本的影响
一个产品的好坏，是否有生命力，质量、 成本是关键，因而对比三种复合工艺，从中选 择较好的工艺十分重要。 火焰复合——面料与海绵粘结。海绵分国 产海绵与进口海绵，进口海绵的价格是国产海 绵的两倍多，但由于产品能满足汽车内饰面料 标准，如气味、甲醛含量、有机物散发等，所 以该工艺被广泛应用。考虑到成本因素，热熔 复合——面料与无纺布粘结，无纺布以其价格 低廉、无气味等特点，逐渐被车厂接受，无纺 布的价格等同或略低于国产海绵，价格优势明 显，但顶篷面料选择的针刺无纺布均匀性较差， 对无纺布的进货检验控制很关键，只有找到合 格的供应商才能保证产品质量。但由于热熔粉 的高温二次熔化问题，使该面料在工装时有局
能采用常温染色，通常选用分散染料高温高压 染色。一般民用产品对耐光牢度没有特殊要求， 采用普通国产分散染料３Ｂ红、ＧＲＬ黄、２ＢＬＮ 蓝染色，可以达到顾客对颜色及外观的要求。 但由于汽车内饰顶篷面料有其行业的特殊标 准，因此对染料的筛选非常重要。德国科莱蒽 公司、德国ＤｙＳｔａｒ公司专门为汽车顶篷面料染 色开发了相关染料，这类染料属于高温型染料， 耐升华牢度较高，但匀染性差，因此染色工艺 的设计非常重要。以宝来顶篷面料满足大众标 准ＴＬ５２２５４为例，它对染料和工艺给予面料各 项性能的指标要求如表２所示。
生产关键技术
汽车内饰面料的性能要求和生产工 艺流程
ｌ
在国产化汽车内饰顶篷面料生产中，我们 认为应掌握的主要关键技术有以下方面。 ２．１原料选择 原料选择对汽车内饰顶篷面料的性能及产 品成本的影响很明显。涤纶纤维具有以下特点： 断裂强度高、回弹性好、耐磨性好、尺寸稳定 性好、耐酸不耐强碱，不霉不蛀，被广泛应用 于汽车内饰面料的生产中。汽车内饰顶篷面料 生产选用的涤纶纤维，其纤度一般在 ２２。１６５ｄｔｅｘ（２０—１５０旦）之问，由于汽车内饰 面料有耐光牢度的要求，因此要纺丝厂在成纤 高聚物中添加少量防紫外线添加剂，然后纺制 成防紫外线纤维，将大大提高面料的耐光性能。 防紫外线纤维有以下优点：良好的紫外线屏蔽
前处理
染色
还原清洗热洗 ：图１染色工艺曲线
冷洗
冷洗
时原上染的颜色不会掉 色，但碱性染色后的颜色 在回修碱浴中会有掉色
染色工艺曲线见图ｌ。 由于生产过程中，涤纶织物的前处理是在 碱性条件下进行的，前处理如果不充分，或者 前处理后水洗不充分，那么染色时染浴的ｐＨ 值会波动，导致染色不匀，产生色光变化等质 量问题。另外，涤纶织物在染色过程中会析出 低聚物，这些低聚物难以在酸性浴中溶解，需 经常洗缸，通过溢流冲洗，把这些低聚物清洗 掉，否则织物染色时会出现色渍，严重影响织 物的外观。但经常洗缸会提高成本，对环境保 护，对节约能源不利，因此碱性染色被许多工 厂采用。因为分散染料的染色通常在弱酸性条 件下进行，如果选择碱性染色工艺，为了防止 分散染料在高温及碱性条件下产生水解，需寻 找恰当的分散染料及在碱性条件下保持染料性 能稳定的工艺参数。目前德国ＤｙＳｔａｒ公司有碱 性染色分散染料供应，我们在汽车内饰顶篷面 料的生产中已有试生产的经验。首先前处理时 万方数据
（４）随着ＷＴＯ的加入，随着全球采购的
２．５．３冷胶复合 冷胶复合就是将整理后合格的面料与无纺 布通过胶水冷轧的方法进行复合。这是目前新 应用的一项汽车内饰顶篷面料的复合工艺。汽 车顶篷制作时，有些生产工艺模具温度需调节
到１４０—１ ５０＂Ｃ，热熔复合选择的热熔粉，熔融
温度在１２０℃左右，因此选择热熔复合的面料