（纺织工程专业论文）汽车内饰纺织品现状研究及数据库构建[纺织工程专业优秀论文].pdf

东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的 指导下。独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包 含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对 所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：别件军 日期：2 口口，年j 2 月2p 日 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可 以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等 复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本版权书。 本学位论文属于 不保密囝。 学位论文作者签名：刎彳字军 指导教师签名： 季弘衅 1 日期；工p 湃伪2 徊 日期泌年， 肋日 2 汽车内饰纺织品现状研究及数据库构建 摘要 随着我国汽车工业的飞速发展，各汽车厂商的竞争日趋激烈，汽 车吸引消费者的层面正在迅速扩大，除了汽车乘坐的舒适性、安全性 外，汽车内饰纺织品如座椅面料、地毯、安全带、安全气囊、后行李 箱面料、车内顶棚面料的环保、美观等内容已成为消费者所关注的内 容之一。我国汽车内饰纺织品的生产水平与国外相比尚存在差距，本 文通过对汽车内饰纺织品现状的研究以及对国内汽车内饰纺织品企 业的统计分析，为国内汽车内饰纺织品的发展提供参考和依据。本文 所涉及的汽车内饰纺织品数据库也可为相关机构提供信息参考。 本文分析了汽车工业对汽车内饰纺织品需求与应用的影响，对汽 车内饰纺织品的种类进行了详细的划分，分析了不同种类的汽车内饰 纺织品的特点。在汽车内饰纺织品分类的基础上，对原料与织造工艺 进行分析，得出了汽车内饰纺织品原料与织造工艺的发展趋势。分析 了汽车内饰纺织品的后整理现状，对人们日益关注的汽车内环境污染 问题从汽车内饰纺织品有害气体检测的角度进行了重点阐述。 为使本文更具参考价值，建立的汽车内饰纺织品数据，该数据库 包含国内外汽车内饰纺织品企业信息、产品信息、文献信息、专利信 息。最后，对搜集到的国内汽车内饰纺织品企业信息运用统计学知识 与分析软件进行分析，得出了较客观、准确地国内汽车内饰纺织品企 业现状。 关键词：汽车、内饰纺织品、现状、数据库 t h ev e h i c l ei n t e r i o r st e x t i l e sr e s e a r c ha n dd a t a b a s e a b s t r a c t w i t ht h er a p i d l yp r o g r e s sa n ds t r o n gc o m p e t i t i o ni na u t oi n d u s t r y , t h ec o n s u m e r sf o c u so nn o to n l yt h es a f e t ya n dc o m f o r tb u ta l s ot h e b e a u t i f u la n de n v i r o n m e n t - f r i e n d l yv e h i c l ei m e r i o r st e x t i l e s t h e r ei ss t i l l at e c h n o l o g i cg a pb e t w e e nc h i n aa n dt h ed e v e l o p e dc o u n t r i e s t h i sp a p e rc o u l db et h er e f e r e n c eo ft h ed e v e l o p m e n to fc h i n e s e v e h i c l ei n t e r i o r st e x t i l e s ，t h o u g ht h er e s e a r c ho fv e h i c l ei n t e r i o r st e x t i l e s a n dt h es t a t i s t i c a la n a l y s to fc h i n e s em a n u f a c t u r e s t h ev e h i c l ei n t e r i o r s t e x t i l e sd a t a b a s ec o u l db ea ni n f o r m a t i o ns o u r c ef o ra n yo r g a n i z a t i o nt h a t i sr e l a t i o nw i t hv e h i c l ei n t e r i o r st e x t i l e s f i r s t l y , t h i sp a p e rs h o w sh o wt h ea u t oi n d u s t r ya f f e c t e dt h ed e m a n d a n da p p l i c a t i o no fv e h i c l ei n t e r i o r st e x t i l e s t h e r ei sa l s oa no v e r v i e wo f a l lk i n d so fv e h i c l ei n t e r i o r st e x t i l e sa n dt h e i rc h a r a c t e r s s e c o n d l y , t h e r e i st h er e s e a r c ho fm a t e r i a l sa n dw e a v e ( n o n w e a v e k n i t t i n g ) t e c h n o l o g i e s b a s eo nt h ec l a s s i f y i n ga b o v e t h er e s e a r c hl e a d st ot h et r e n d so f m a t e r i a l sa n dw e a v e ( i n c l u d i n gn o n - w e a v ea n dk n i t t i n g ) t e c h n o l o g i e s t h i r d l y , t h i sp a p e re x p l a i n st h ei n s p e c t i o no fh a r m f u lg a si nt h er e s e a r c h o fv e h i c l ei n t e r i o r st e x t i l e sb e c a u s em o r ea n dm o r ep e o p l ep a yt h e i r a t t e n t i o n so nt h ep o l l u t i o n si nv e h i c l e s t oi n c r e a s i n gt h ea m o u n to fu s e f u li n f o r m a t i o ni nt h ep a p e r , i t i n c l u d e sav e h i c l ei n t e r i o r st e x t i l e sd a t a b a s e t h ed a t a b a s ei n c l u d e s m a n u f a c t u r e sp r o d u c t sl i t e r a t u r e sa n dp a t e n t si n f o r m a t i o nt h a t c o l l e c t e da sm u c ha sic a ni nd o m e s t i ca n da b r o a d a tt h ee n do f t h ep a p e r , t h es t a t i s t i c a la n a l y s to fc h i n e s em a n u f a c t u r e si sp r e s e n t e d t h ep r e c i s e s i t u a t i o no fc h i n e s ev e h i c l ei n t e r i o r st e x t i l e sc o u l db eg o tf r o mt h e a n a l y s ti nt h i sp a p e r l i uw e i j u n ( t e x t i l e se n g i n e e r i n g ) s u p e r v i s e db yp r o f z h a n gp e i h u a k e yw o r d s ：v e h i c l e ，i n t e r i o r st e x t i l e s ，s i t u a t i o n ，d a t a b a s e 6 第一章绪论 第一节国内外汽车工业概况 一、国外汽车工业现状及发展趋势 世界汽车产业发展历史，曾经发生过两次热点地区转移。第一次是2 0 世纪 2 0 年代，伴随着福特汽车革命，全球汽车产业重心从欧洲转移至北美。第二次 发生在2 0 世纪7 0 年代，日本汽车产业的崛起使得世界汽车产业发展热点又从美 国转移到了日本“1 。 今天，几大强势汽车品牌行销全球，汽车工业已经成为规模生产、规模营销 和大众消费的典范。在发达国家，汽车已经成为除住房之外的第二大耐用消费品。 表1 - 12 0 0 4 年世界汽车十大汽车厂商 销量排名 企业名称销售量( 万)销售额( 百万美元) lg e n e r a m o t o r sc o r p 8 6 0 1 8 6 ，7 6 3 2 t o y o t am o t o rc o r p 6 7 8 1 3 5 ，8 1 9 3f o r dm o t o rc o r p 6 7 2 1 6 4 ，1 9 6 4r e n a u l t s a5 3 5 63 8 1 6 8 5 v o l k s w a g e na g 5 0 0 9 1 ，3 3 2 6d a i m e rc h r y s l e ra g4 3 2 1 1 5 7 ，1 2 5 7 p e u g e o ts a 3 2 8 6 5 5 ，2 2 3 8h o n d am o t o rc o l t d 2 9 7 6 1 ，4 1 0 9 h y u n d a im o t o rc o 1 9 8 4 0 ，5 6 8 1 0 f i a ts p a 1 9 0 6 4 ，0 1 3 数据来源：世界汽车研究院 目前，全球汽车热点地区正出现第三次转移的趋势。中国、东南亚等新兴市 场增长迅速。 中国汽车报于2 0 0 5 年2 月2 1 日报导了来自韩国汽车工业协会在目前发 表的2 0 0 4 年世界汽车产量统计资料。该数据表明，中国汽车产量排名世界第四， 比世界第三名的德国低8 8 8 ，同时该协会认为2 0 0 5 年中国将取代德国成为世 界第三大汽车生产国。 表l - 22 0 0 4 年世界汽车1 0 0 强地域分布表 国家与地区企业数量总销售额( 百万荚元) 占世界汽车1 0 0 强比例 美国 2 9 7 0 8 ，6 5 3 3 8 9 日本 1 5 4 3 9 ，7 7 0 2 4 2 德国 u 2 7 7 ，9 5 2 1 5 3 中国 1 1 6 9 ，1 1 3 3 8 法国4 1 1 3 ，6 5 5 6 2 英国 4 2 1 。9 0 3 1 _ 2 加拿大 3 1 9 ，1 3 3 1 1 韩国2 5 1 ，6 1 9 2 8 马来西亚 2 6 。0 5 0 o 3 瑞典2 2 6 ，5 4 7 1 5 意大利 26 7 - 4 9 53 7 俄罗斯 l 3 ，7 3 9 o 2 瑞士l 2 ，5 1 0 o 1 西班牙 1 6 ，9 3 2 0 4 印度 1 2 ，3 5 4o 1 印度尼两亚 1 3 。2 9 6 o 2 数据来源：世界汽车研究院 二、国内汽车工业现状及发展趋势 中国汽车工业在过去的半个世纪中经历了从无到有、从小到大和正在从大到 强的变化。1 9 5 3 年到1 9 9 2 年达到1 0 0 万辆产量时经过了近4 0 年；从1 9 9 2 年到 2 0 0 0 年用了8 年时间完成了从1 0 0 万辆到2 0 0 万辆增长。2 0 0 4 年汽车产销分别 为5 0 7 0 5 万辆和5 0 7 1 1 万辆。这都表明中国汽车工业步入了一个高速增长的发 展阶段h 。 受巨大的市场空间和较低的制造成本的吸引，通用、大众、丰田、日产等汽 车巨头，把中国奉为决定胜负的战略要地，纷纷在中国建立新的全球性生产基地。 近年来，这些公司在中国的投资已占到其全球总投资的6 0 一8 0 。随着跨国公 司继续将其投资和生产能力转移到中国，中国将成为全球最大的汽车生产中心。 全球汽车产量出现了大约2 5 - 3 0 的过剩，许多汽车巨头已经或计划关闭其本 土的生产厂，将制造重心转移到中国，而将设计、研发部门继续保留在国内。品 9 牌的大量聚集和产能的迅速提升，导致中国汽车市场的竞争日趋白热化。由于拥 有较低的制造成本和较好的性价比，3 5 年内，中国制造的汽车将越来越多地出 口欧美地区，中国将不仅成为汽车制造大国，还将成为汽车出口大国【3 1 。 第二节国内外汽车内饰纺织品生产概况 一、国外汽车内饰纺织品生产概况 伴随着汽车工业的发展，汽车内装饰材料也经历了三次变革。在本世纪五十 年代，当时广泛使用的是乙烯基( p v c ) 聚合物。后来，除了传统的机织物以外， 薄膜切条技术将聚乙烯切条纤维与尼龙一起喂入顶端敞开的单面圆纬机编织，而 后将织物进行热定型，代替聚乙烯用在福特跑车的座椅上，有较好的拉伸性及外 观。富于改革的法国人多年来利用高收缩率的聚氯乙烯长丝，采用棉毛结构，生 产一种起绒汽车用布，受到极大的欢迎【4 j 。v o l v o 公司最先生产假编聚酰胺单面 织物和聚酯织物，也获得了极大的效益。自七十年代，国外采用纺织品代替乙烯 基聚合物作为汽车内部装饰材料。至八十年代，乙烯基聚合物的用量份额逐渐减 少，有的部位已完全由纺织品代替了乙烯基聚合物。九十年代，纺织品在汽车内 饰中占据着重要的地位，汽车工业已成为纺织品的一大买主。目前，世界用于汽 车内饰的纺织品每年为3 7 亿平方米，以西欧汽车用纺织品市场为例，2 0 0 1 年西 欧汽车用纺织品消耗量为2 5 3 万吨( 约1 亿平方米) ，消耗值为l o 5 亿美金，期 待每年增长1 6 ，预计2 0 0 8 年将达1 2 亿美金【引。汽车内饰纺织品用量可大致 估算如下叫： 座椅织物：5 ( m ) x 3 0 0 ( g m s s q m ) = 1 5 k g 辆 顶棚布：3 1 6 5 ( g m s s q m ) = o 5 - 0 6 k g 辆 地毯：5 ( m ) x 4 5 0 ( g m s s q m ) - - - 2 k g 阚 门内饰、遮阳板、安全带、头靠等：6 2 5 0 5 0 0 ( g m s s q m ) = 2 5 k g 辆 二、国内汽车内饰纺织品生产概况 1 0 国内汽车内饰纺织品的起步时间较晚，早期生产的轿车座椅均采用人造革。 至于大客车、铁路车厢，更是采用传统油漆作为装饰，只有少数高档轿车( 如红旗牌) 才采用丝绒之类纺织品作为座椅装饰。由于用量少，内饰面料一直没有形成规模 生产。国家把汽车工业列为支柱产业后，建立了一批汽车生产基地，其中上海大众 更率先达到国际公认的汽车规模，这给结构调整中的传统纺织业提供了一个发展 机遇。上世纪8 0 年代后期，上海、江苏、浙江、河北、湖北、天津、吉林等她都 出现了一批内饰面料生产企业，生产座椅、门板、顶篷用的包括机织、经编双针 床，纬编等多种织造方式的面料。今年来随着我国汽车工业的高速增长，国内汽 车内饰市场缺口不断加大。预计到2 0 1 0 年我国汽车内饰纺织品的需求量将达到 2 0 万吨 7 】。 第三节本课题的研究内容和意义 一、研究内容 本课题分析了国内外汽车内饰纺织品在各方面的现状与发展趋势，建立了汽 车内饰纺织品的数据库，并在此基础上利用统计学的原理对国内汽车内饰纺织品 的现状进行了相对准确的分析。 二、研究意义 随着汽车工业的快速发展，新车型不断推出，汽车工业对内饰纺织品尤需求 更加迫切，同时汽车内饰纺织品( 尤其是轿车和客车) 如座椅面料、地毯、安全 带、安全气囊、后行李箱面料、车内顶棚面料的环保性、美观性等内容已成为买 车族的主要选择。和服用纺织品相比，汽车内饰纺织品要求优美的外观，柔软和 温暖的手感，同时要具有舒适性、功能性、装饰性。近年来，我国在汽车内饰纺 织品方面已经有所发展，但与发达国家还有相当的差距，如：缺少生产汽车用纺 织品专业生产厂家，新产品开发能力有限，缺少行业标准和国家标准等。 第二章汽车内饰纺织品的种类 第一节汽车内饰纺织品的分类及总体性能 一、汽车内饰纺织品的分类 汽车内饰纺织品的织造方式：表2 1 【8 1 。 表2 - 1 汽车内饰纺织品大致分类 类型代表机种主要用途 经编面料 t r i c o t 经编机车门、车顶、中柱、窗帘 割绒面料针、机织割绒机座椅、车门 纬编提花面料提花大圆机座椅、车门 非织造面料地毯、顶、中柱、行李箱 汽车内饰纺织品的作用：装饰性汽车内饰纺织品，如：座椅面料、车项、门 饰、护壁、窗帘、地毯等。装饰性汽车内饰纺织品通常具有手感柔软、透气性好、 能使整车色彩协调、耐磨、防污、阻燃、有一定的摩擦系数与抗静电性等特点： 功能性汽车内饰纺织品，如：遮阳板、安全带、安全气囊等。功能性汽车内饰纺 织品通常具有强度高、韧性强、抗紫外线、耐磨等特点。 二、汽车内饰纺织品性能总体要求 汽车内饰纺织品主要功能是美化交通器具内环境、保护乘车者安全，所以它 的开发、设计必须具有安全性、舒适性和环保性。汽车内饰纺织的功能至少应符 合表2 2 所示的要求例。 表2 - 2 内饰面料性能要求 性能 要求 舒适美观柔软、手感好、图案新颖、结构设计灵活性强、色牢度稳定、 美学性佳 经济耐用价格适中，工艺合理，原料来源广；耐磨、耐压、不起球、尺 寸稳定 抗气候、拒油污 抗紫外线、防水、拒油、拒污 环保对人体无刺激、无异味、无毒、无害，最好能回收利用 工 艺延伸性、热收缩性、弹性量稳定，满足模塑成型要求 标准符合各种测试要求 第二节汽车地毯 一、汽车地毯的品种及特点 汽车地毯要求不但具有装饰功能，还要能隔音、防潮、减震、抗污，抗霉、阻 燃、有良好的色牢度、绒毛不易脱落等特点。汽车地毯按加工工艺划分主要为簇 绒地毯和针刺地毯两大类。目前世界上各种针刺地毯的产量仅次于簇绒地毯。其 中，日本的针刺地毯产量占其地毯总产量的2 5 ，欧洲占1 8 ，美国占2 【1 0 1 。 国内以生产针刺汽车地毯为主。 = 、新型汽车地毯的开发 传统汽车地毯的复合结构：头端和基布是由涤纶、锦纶、丙纶等制成的各类 型的针刺织物或簇绒织物。底部涂层为2 m m 左右的柔软弹性薄层，通常用发泡 塑料或橡胶。背衬以再生纤维为主，通常为1 2 1 5 m m 。背衬外还有防止漏水的 保护层，具体结构图2 1 所示。 黧潮 魏豢 溆灞漆缓 黉撩漱潲 图2 - 1 传统汽车地毯结构 德国巴斯夫公司研制成功一种非常耐热的变体尼龙6 ，他们的研究试验已经 表明这种称作l u m a x x 的纤维能承受7 0 的光照，并对3 种染料具有亲和力。用 l u m a x x 作簇绒制成的地毯，可以铺在窗下经受长期的强烈阳光照射【l l j 。另外， 该公司还开发了五叶中空截面和中空圆形、三叶形截面混合纤维。c a r p e t & r u g i n s t i t u t e 公司推出s o l u t i a 液染纤维；d u p o n t 公司推, 小, d r y l u x e 尼龙，其地毯制品快 干速率比常规产品高2 5 0 u 叫。荷兰a k z o 公司开发的兼具阻燃性和抗静电性的名 为“e n k a t h e m 特种聚酰胺纤维。i n t e r f a c e 公司开发的玉米纤维制造地毯。意大利 米兰的地毯厂开发了一种热压成形的丙纶地毯，上层是丙纶纤维织物，中层和底 层是聚丙烯泡沫材料，两层直接添加聚丙烯粘合剂然后热压成形，这种地毯具有 极佳的隔音性l ”j 。美国t a p i s t r o n 公司的c y p ( c 伽2 p ut e r i z e d y a r np l a c e m e n t ) 技术为与原簇绒机上不同的一项新型地毯织造技术。纱线喂入控制方式较为独特， 每一根针( 中空针) 上有6 根纱，分别由6 个喂纱附件控制，当需要某一根纱时，该 根纱线喂入，上一根纱线被切断。每一根针对应一把刀。该机器可生产各种类型 的地毯，比如：平圈绒地毯、平割绒地毯、圈绒割绒混合地毯、6 种不同颜色的圈 绒割绒相混合的地毯等，而且通过计算机设置，在同一块地毯上可织出不同密度、 不同形状的地毯【l 卅。 第三节汽车座椅织物 一、汽车座椅织物的品种及特点 汽车座椅织物不但要外观美观，而且要求有较好的弹性、热稳定性、光稳定 性。汽车座椅织物按加工工艺来分，主要有以下品种：单层机织物、机织提花绒 织物、经编丝绒织物起毛圈沉降片丝绒织物、双面拉舍尔织物、圆型纬编织物。 世界各国汽车坐椅采用的织物种类有所不同。西欧国家以单层机织物为主， 美国和日本则以割绒织物占较大比例“”。普通机织物及机织提花织物伸长小， 尺寸稳定，强度较高，花色丰富，但缺乏豪华感，经编绒类在这方面占有优势。 为使汽车内饰给人一种豪华感，拉舍尔经编织物越来越多的为坐椅的中心部位采 用，而车侧和坐垫仍采用机织物“”。这一变化趋向表明，单层机织物所占的比 例将有所下降，拉舍尔经编织物、机织提花装饰织物将得到更加广泛的应用。 不同汽车制造商因各自产品的差异对座椅织物的偏好也存在差别，如表2 - 3 所示 表2 3 各种生产工艺在汽车内装饰织物中所占比例( ) 1 4 生产商机织物 经编拉舍尔纬编织物皮革 b m w 4 21 643 8 d a i m l e r5 082 02 2 f i a t7 5491 2 f o r d4 31 8 2 4 1 5 o p e l 3 l4 6 1 21 l p s a3 2l o4 51 3 r c n a u l t1 81 65 6 1 0 v w6 01 l2 54 三、新型座椅织物开发 通用汽车公司在2 0 世纪8 0 年代中期开始全成型座椅套面料的研制。经过几 年来对立体结构的研究，在电子选针v 型横机上开发了著名的压脚技术，结合花型 和成型工艺成功生产出三维成型座椅织物。该座椅织物的生产直接由c a d 系统 控制，提供真正的c a d c a m 制造工艺。它具有以下优越性：设计灵活，可变换织物 花型及色泽，并可在屏幕上显示，研制时间减少到原来的4 0 ，成本降低，节约原料 1 5 2 0 。节约工时6 0 ，同时还减少仓储。自1 9 9 1 年起，一些汽车公司已开始使 用这种横机织物，其专门的生产机器由德国s t o l l 公司和日本s h i m a s e i k i 公 司生产【1 引。 第四节汽车安全气囊 一、汽车安全气囊的品种及特点 安全气囊是在碰撞下工作的，整个作用时间短( 5 0 m s 以内) ，受冲击力大( 以 乘员体重的2 5 倍力量撞击气囊) ，故对其工作性能和使用性能要求高【i 卅。安全气 囊织物轻薄，密度大，气密性好，充气后膨胀效果好；安全气囊织物伸长性能良 好，弹性恢复能量吸收性高，抗拉强度高，耐磨，以保证气囊膨胀后既有弹性又 不破裂；安全气囊织物耐热，耐老化，具有一定的阻燃性能；安全气囊织物柔软， 1 5 折叠尺寸小，摩擦系数小。 汽车安全气囊根据安全袋与安全带的不同关系，可分成主动安全气囊、被动 安全气囊。被动型指在未系安全带的情况下，对乘员仍具有保护作用。主动型是 指将安全气囊作为安全带保护能力的扩充，司乘人员必须系上安全带，发生撞 车事故时，由安全带吸收了大部分能量 2 0 】。汽车安全气囊按工艺分主要为有涂 层和无涂层，缝制和非缝制。涂层型空气安全袋采用涂层织物缝制而成。非涂层 空气安全袋采用高密度非涂层织物缝制而成，织物本身有一定的透气性，可满 足排气要求。涂层织物现在多数涂硅橡胶。非涂层织物不用涂料，生产成本低， 但要有一定的后整理，裁剪时要用激光切割。缝制的空气袋是用平面织物裁剪， 缝纫加工成袋状。由于缝边的存在，其气密性和均匀度较差。非缝制型空气安全 袋是用织机直接织制成袋状，这种空气袋由于避免了缝边的影响，空气袋的气 密性和均匀度有所改善。 国际上安全气囊技术已趋成熟，国外许多轿车已将其作为标准件安装，还有 部分作为选装件。美国是安全气囊使用最多的国家，轿车装有安全气囊的已占 8 5 ，而且还在增长，货车也在采用。美国早已对安全气囊实施立法，所有客车、 轻型卡车、篷车及多用途机动车都必须安装气囊。其他工业发达国家也都做出或 即将做出类似的规定。安全气囊用量增长迅猛，以美国为例，1 9 9 2 年消费量为 7 2 0 万m 2 ，1 9 9 3 年为1 0 0 0 万m 2 ，1 9 9 4 年则达1 6 0 0 万m 2 ，1 9 9 6 年约3 6 0 0 万 m 2 。从世界范围看，1 9 9 0 年安全气囊的销售额为8 亿美元，1 9 9 6 年达6 6 亿美 元1 2 1 1 。 二、汽车安全气囊开发 r h o d i u s 集团生产的可用于汽车安全气囊的针织金属丝网，气囊装有针织金 属丝网做的过滤器，这些过滤器能够冷却爆炸气体，避免灼伤皮肤。同时，压缩和 过滤掉爆炸产生的有害副产品【2 2 1 。 日本东京东丽工业公司提出了一种制造安全气囊的不涂层织物的与众不同 的方法。该织物的c f 2 c f l 的布面覆盖系数大于0 9 且小于l ( 布面覆盖系数是基 于c f 的，c f = c f i + c f 2 ，其中c f i 为经向的织物覆盖系数，c f 2 为纬向的织物覆盖 1 6 系数) 。c f i = 经纱旦数的平方经纱织造密度( 单位长度上的经纱数) ；c f 2 = 纬纱 旦数的平方纬纱的织造密度( 单位长度上的纬纱数) 。该织物在整经时，可以向纱 线上施加一种润滑剂以使它们所谓的“起毛现象减少到最小程度。该织物的穿经 基本上还是采用传统的方法。织造可以在喷水或喷气织机甚至在剑杆织机上进 行。用此方法生产出的织物可以用作安全气囊的底布。它们将被洗涤和热定形到 宽度为洗涤宽度的5 的程度。如果确定的宽度太狭窄的话，那么织物厚度就增加， 纬纱的卷曲率也增加，这样透气度也随之增高了j 。 第五节其它汽车内饰织物 一、汽车安全带 汽车安全带可分为腰带、肩带和腰肩连续带，一般安装在汽车驾驶座或前排 座位上的安全带为腰肩连续带。安全带的腰带、肩带要有一定的抗拉强度，还要 有一定的延伸性能，以减少负加速度在身上产生的力，以人体不碰到汽车前部的 东西为限，几个部分的伸长率规定分别低于2 0 、4 0 、3 0 ，伸长大了，对固 定人体不利，而且伸长后不能收缩。安全带由带扣、长度调节器、织带等组成， 安全性是它首要的技术关键，其次还要求舒适、耐用、阻燃、耐磨、耐光照等。 安全带宽度一般为4 8m l n 1m i l l ，厚度1 1 5 m m 0 0 5 m m ，在这有限的尺寸里 达到安全性能指标要求，纤维原料必须有高的质量指标幽。高强高模聚酯长丝 是安全带最理想的原料，8 0 年代以前聚酰胺长丝也曾是安全带的原料，但因其 较大的伸长恢复力容易使人受到二次撞击，所以目前安全带所用原料几乎是聚酯 一统天下【2 5 1 。 阿里德辛格有限公司开发了一种新型的汽车安全带纤维( p e l c o ) 。p e l c o 为涤锦嵌段聚合物。p e l c o 制作的安全带，在碰撞的过程中产生三个步骤的抑制 动作。首先，安全带将乘坐人固定在原来的位置上。接着，该纤维按需要松弛或伸 长，以降低乘坐人所受的外力，补充因气囊漏气而产生的负作用，并使乘坐人的身 体减速。最后，纤维的高强力开始起作用，帮助乘坐人避免与仪表板、行驶的车轮 1 7 或挡风玻璃相撞【凋。用赛可若丝纤维制作的安全带是取代如今一些新型轿车配 置的恒力回缩( c f r s ) 机械外力限制装置的一种换代产品。回缩器是安装在安全 带上用以支持或存贮安全带的装置，恒力回缩器是设计用以根据作用于安全带上 的外力大小来分配外力的附加机械装置。 二、汽车顶棚 汽车顶棚要求有阻燃防污性，有隔音隔热效果，材料要求有延伸性能，满足 模塑成型的要求，花型要给人以舒服感。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( t p o ) 板、非织造布、经编织物。世界车内顶棚材料 用量变化见表2 _ 4 2 7 。 表2 - 4 车内顶棚材料用量变化( ) 年份聚氯乙烯板聚烯烃板非织造布经编织物 1 9 9 02 2 82 1 22 1 23 5 o 1 9 9 52 2 87 65 1 51 8 1 2 0 0 01 4 81 0 15 8 21 6 9 由以上数据不难发现，汽车内顶棚织物大部分为非织造布和经编织物，其中 经编织物的比例有所下降，非织造布大幅度上升。 专利号为5 9 4 2 3 2 1 的美国专利报道采用黄麻、剑麻或洋麻代替玻璃纤维生产 汽车车顶呢。该车顶昵的具体制作方法如下：将这些天然韧皮纤维切断成3 8 m m 一7 6 m m 长度，然后制7 5 9 m 2 - - 8 0 9 m 2 的纤维网。接着喷上胶粘剂，将纤维粘合 在一起，形成弹性、多孔的非织造布。这样两层非织造布与聚氨酯泡沫塑料复合 成三明治结构，靠聚氨酯胶粘剂粘合在一起。再将装饰材料层火焰胶合至薄薄的 聚氨酯泡沫塑料层上，再靠粘合层将其与三明治复合层粘合在一起。最后聚酯网 作为底布，复合成良好的汽车车顶呢，其结构如图2 2 所示。 1 8 1 非织造布 2 聚氨酯泡沫塑料层 3 装饰材料层 4 粘合层 5 聚氰酯泡沫塑料 6 聚酯网 图2 - 2 汽车车顶呢结构示意图 这样的汽车车顶呢具有以下特点：减少噪音；表面柔软，减少乘客头部损伤；热 绝缘。 1 9 第三章汽车内饰纺织品用原料的现状及发展趋势 第一节汽车内饰纤维现状及趋势 一、汽车内饰纤维现状 汽车内饰纺织品用纤维主要分为两大类：天然纤维、合成纤维。汽车内饰中 采用天然纤维以羊毛为主。纯羊毛汽车内饰主要用于各种高档汽车内饰。但羊毛 耐日光牢度小、光稳定性差，长期使用颜色易发生改变。通常对纯羊毛的汽车内 饰织物采用一些措施，如：混纺、限定于一定颜色。由于成本过高，大多数情况 下羊毛还是与合成纤维混纺。麻纤维、棉纤维等其它天然纤维在汽车内饰上也有 一定程度的应用。 合成纤维在汽车内饰上主要有：聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、聚酯纤维、聚 丙烯纤维。相对于天然纤维，合成纤维具有良好的物理、化学、机械性能，在汽 车内饰中有相对广泛的应用。如表3 - 1 西欧汽车厂汽车用织物的纤维材料和使用 比例【2 8 1 。 表3 - 1 西欧汽车厂汽车用织物的纤维材料和使用比例( ) 纤维材料使用 比 例 聚酯长丝5 6 聚酯短纤维和混纺纱 2 4 聚丙烯腈纤维 1 4 聚酰胺，粘胶纤维 3 聚酰胺长丝和短纤维 2 其它纤维 1 聚酰胺纤维具有优良的力学性能( 强度、磨损性等) ，但耐热、耐紫外线辐射 不佳。图3 - i 比较了聚酸胺和聚酯纤维耐光照牢度与温度影响的关系【2 9 1 。聚酰胺 作为合纤的第二大品种产量正逐年下降，所占比重也e l 趋降低。目前聚酰胺在汽 车内饰中主要用于汽车安全气囊，世界最大的汽车安全气囊生产商美国 a l l i e d - s i g n a l 公司生产的汽车安全气囊完全采用聚酰胺【3 0 】。聚酰胺涂层织物或高 密度非涂层织物是空气袋的主要原料。聚酯和聚酰胺混用于安全带也有，但所占 的比例不大。此外，聚酰胺也作为座椅面料，顶棚及车门衬里，地毯和行李箱衬 里。随着对汽车安全气囊要求的不断提高，聚酰胺在汽车安全气囊领域将占有更 大的份额。 崩泉强力f ， 图3 - 1 聚酯纤维和聚酰胺纤维的耐光照牢度比较 ( 在c i 3 5 型光照试验仪中热光照时的温度影响，辐射量：5 4 0k j m z ，辐射强度：1 2w 8 1 2 ) 聚酯纤维强度高、耐热、耐紫外线辐射，吸水性很小，通过对纱线的变形工 艺处理，透湿和透汗水性有所改善，但提高其舒适性则要采用同羊毛混纺的方式。 聚酯纤维受到摩擦应力在一定条件下会发生纤维原纤化，即纤维端的撕裂，从而 产生肉眼可见的磨白现象( 织物表面的变白) 。聚酯纤维占世界化纤产量的5 0 以 上。高强涤纶模量高、伸长低、热性能好、尺寸稳定性好，在汽车内饰尤其安全 带织物应用广泛。另外，第四代空气袋织物中聚酯纤维与聚酰胺纤维混合使用， 起到了较好的效果。聚酯纤维各种变形丝多用于座椅织物，如：以聚酯纤维为原 料的针刺地毯。在顶棚及衬里中聚酯纤维用的较多，特别是经阻燃整理的聚酯纤 维【3 1 】。 聚丙烯纤维密度小( 0 9 - 0 9 2 9 c m 3 ) 、弹性好( 伸长5 ，回弹9 0 一l o o ) 、耐 腐蚀、吸湿性低、疏水性好、传热率低、价格便宜、具有良好的再循环回用性l j 卅。 聚丙烯纤维熔点低，上染困难和滑腻的手感同样阻碍其广泛应用。聚丙烯纤维的 染色大多为纺前染色( 熔融状态下的纺丝着色) 。聚丙烯增长很快，已成为合纤的 2 l 第三大品种。在汽车内饰中聚丙烯纤维的用量逐年递增。聚丙烯纤维目前在汽车 地毯中应用最多【3 3 1 。国际上对可回收利用的丙纶地毯进行了大量的研究，总的 看来聚丙烯纤维在汽车内饰的应用呈上升趋势。 二、汽车内饰纤维发展趋势 综合汽车内饰市场和汽车内饰纺织品技术现状，未来汽车内饰纤维将在以下 方面的的发展： 1 、功能化 随着汽车生产厂商对汽车内饰要求的不断提高，功能纤维势在必行，如：防 紫外线纤维可以使座椅面料、地毯、车篷等纺织品不致于褪色和脆化，尤其是汽 车窗帘织物；凉爽纤维通过屏蔽大部分的紫外线、可见光及红外线，使车内温度 降低，尤其是夏天，会给人一种清凉的感受。 2 、绿色化 随着人们对回归大自然的向往，“绿色消费”将成为人们的第一选择。在目 前技术条件下，尽可能使用单一纤维或增加可以降解的天然纤维使用量，降低纤 维回收难度是比较契合实际的选择。 3 、合成纤维仍将是汽车内饰纺织品的首选原料。 合成纤维相对于天然纤维成本低廉、产量巨大。伴随着合成纤维改性技术的 不断进步，必然受到汽车内饰生产厂和消费者的一直青睐。 第二节汽车内饰纺织品用合成纤维的改性 一、汽车内饰纺织品用合成纤维的选择标准1 1 、消光度 汽车内饰纺织品要求有消光的光学效果，因此须加入大量的t i 0 2 。纱线成分 中t i 0 2 含量越高，外观越显暗淡并呈乳白色，透明度低，色彩不明显，因而同样的上 染深度需要更多的染料。消光纱线虽然更易沾污，但污渍可见度低，如表3 3 。然 而二氧化钛对纺织品的抗光照强度也有影响。在光降解作用下，t i 0 2 的颗粒周围 出现晕环状损坏，因此被称为空穴。这些孔穴降低了纤维的强度，从而损害了其抗 光照强度。 表3 - 2 消光度对纱线性能的影响 性能消光度亮度 透明度提高降低 颜色效应减弱加强 上染量增加减少 污渍可见度降低增加 易污性 增加降低 2 、长丝截面 圆形截面的长丝亮度高，三角截面的长丝有闪光效应，八叶形截面的长丝消 光效应。异形截面长丝比扁平截面的长丝透明度低，手感粗燥，但传湿性好。异形 截面长丝因光线散射加强而色彩效应减弱，因此需要更多染料。圆形截面的长丝 比表面积小，与异形纤维相比，吸尘量少。 3 、长丝细度 汽车内饰纺织品应尽可能柔软，因此就要求长丝细度降低。然而这也会降低 弹性回复，导致绒头稳定性下降，并易折皱。随着长丝变细，纱线表面积增加，其光泽 变得暗淡，色泽变浅，染料用量也由于纱线表面积的增加而增加。长丝细化对抗光 照强度造成的负面影响非常明显。细度较低的长丝制成的织物不能用于仪表板或 帽架，只能用于门的衬里织物。 二、汽车内饰纤维的改性 l 、皮芯层结构纤维 d e h n t e x d e h n t w e e d 是用于模压纺织品的长丝，它最适合做单层机织物，可 以使机织物在模压加工时有足够的延伸性。该纤维是种基于聚酯长丝( p o y ) 的空气变形花呢纤维，有着皮芯结构。皮层：p o y 拉伸长丝；芯层：未拉伸的 p o y 长丝。芯层纤维的1 0 和皮层纤维的7 0 是经空气变形加工过的【3 4 1 。 日本可乐丽( k u r a l a y ) 公司开发出一种具有复合皮芯结构的锥形聚酯纤维，尤 其适合用于起绒织物【3 5 1 。这种改性纤维具有优良的悬垂性和良好的得色率，是 制造汽车内饰起绒织物得理想材料。 2 、化学改性纤维 抗起球聚酯纤维是针对聚酯纤维织物在使用过程中容易起球的缺点而开发 的。聚酯纤维或织物可以用后处理方法获得抗起球性，但效果持久的方法是加人 第三单体( 主要是磺酸盐) 共聚。目前，日本可乐丽公司正在销售一种低起球聚酷 纤维p a n a p a c k ；法国隆波利公司研制了抗起球聚酪纤维b a sp i l l i n g t e r g a l7 1 1 型， 另外，抗起球聚酯纤维还有德国的t r e v i r a3 5 0 、美国的d a c r o n6 5 、f o r u e l4 0 2 等【3 6 】 3 7 】。 台湾工业技术研究院化学工业研究所与美国舒适科技公司合作研究成功吸 水透湿加工技术，用亲水性助剂对聚醋纤维进行后处理，使其固着在纤维上赋予 亲水性。聚醋纤维用含羧基的乙烯系单体接枝后，再用钻、镍、锌等金属离子处 理可得到良好的吸湿性，常用的接枝单体是丙烯酸、甲基丙烯酸等【3 8 1 。 3 、双组份纤维 双组份纤维是在纺丝加工过程中，将两种高聚物熔融体混合均匀，从而使纤 维的性能较单组份纤维有一定的改进。如：尤尼奇卡公司的p a 双组分纤维，采 用z i o - n 型双组分长丝的纺丝工艺，把两种热性能完全不同的聚合体结合到一 起，z i o - n 具有特殊的性能，弹性适度、手感柔软、弹性恢复力、悬垂性都好， 色彩鲜艳，可以用于多种织物，包括纯纺和其它纤维的混纺 3 9 1 。 第三节汽车内饰纺织品用空气变形丝 生产质量优良、设计合理和美观舒适的汽车内饰织物，必须考虑所用纱线的 加工方法。汽车内饰纺织品对导热、导湿、保暖、透气等性能要求较高，因此空 气变形丝得到广泛地应用。在欧洲汽车内饰纺织品7 0 为变形丝，其中空气变形 丝为6 0 ，假捻变形丝为4 0 【柏】。 一、空气变形丝的形成原理 空气变形丝形成的原理如图3 2 所示【4 l 】。它的主要部件是空变喷嘴，当丝束 的喂人速度v i 高于输出速度v 2 时，即产生了一个超喂量，由于超喂量的存在， 丝线就在喷嘴内产生卷曲，从而形成毛圈，一经高温热定型，即成为具有蓬松毛 圈状的空气变形丝。压缩空气是使超喂的丝束中的单丝形成毛圈的重要条件；由 于加湿，使丝线在喷嘴中的移动更为顺畅和方便。 气 图3 2 空气变形丝的形成原理 二、空气变形丝的加工工艺 根据喂入长丝的不同类型，空气变形丝可采用以下不同的工艺方法制成。 1 、单种丝单独超喂喂入或两根平行超喂喂入加工成的空气变形丝，见图3 3 甲， 常用的喂入丝为f o y 缒- - ( 全取向丝) ，它可以是单种f o y 丝单独喂入变形喷嘴，也 可以是单种f o y 丝从简子架引出，两根平行喂入变形喷嘴。 2 、两种丝平行超喂喂入加工成的空气变形丝，见图3 3 乙，常用的喂入丝为f o y 丝和f d y 丝( 全拉伸线，即纺拉一步法纺丝) ，或f o y 丝和p o y 丝( 高速纺丝) ，两 种丝从筒子架引出，平行喂入变形喷嘴。 3 、两种丝以芯丝和皮丝的型式超喂喂入的空气变形丝，见图3 3 丙，常用的喂入 丝为f o y 、f d y 、p o y ，两种丝从筒子架以不同的速度引出，超喂进入喷嘴，从 而形成了芯丝和皮丝的结构状。 f o y 丝 单丝或平行 f o y 和p o y 丝 平行 甲 乙 丙 图3 3 空气变形丝的加工工艺 4 1 】 三、空气变形丝的性能 l 、光泽 空气变形丝加工过程中的超喂和高速气流作用，单丝呈蓬松卷曲，排列紊乱， 使得纱线表面反射光的分布比较均匀，呈漫反射。光泽变得晦暗，达到较好的消 光效果。采用消光剂t i 0 2 消光会影响纤维的耐紫外线牢度，对织物使用不利。 2 、蓬松性 空气变形丝具有类似短纤维纱的比较坚实的纱芯和包绒状的丝圈丝弧外表。 当纱表面受到一定的压力作用时，其弧圈将发生轻微的变形和位移，给人以丰满 舒适的感觉。纱芯部分还存在着一定程度的单丝屈曲和交格，从而增加了单丝之 间的间隙。空气变形丝单丝在横断面内的排列较为松散，表观直径要比同纤维的 环锭纱直径大的多。 3 、拉伸性能 成纱的强伸性主要取决于纤维本身及纤维在纱线中的排列情况。如：环锭纱和 空气变形丝和原丝相比，强力、初始模量和断裂伸长都有较大幅度的下降。对于 空气变形丝，由于气流和超喂的作用，单丝呈屈曲形态，拉伸时各单丝受力的不 均匀性以及不同的伸长情况，初始模量、强力和断裂伸长均下降。 4 、回潮率 空气变形丝单丝之间具有较多的间隔以及较好蓬松性，因此增加了它们的吸 附作用，这样使得空气变形丝的吸湿性较原丝有所改善。如表3 3 所示“妇。 表3 - 3 空气变形丝的回潮率( 试验条件：温度：1 8 ( 2 湿度：5 5 ) 试验品种回潮率( ) 1 5 0 d 7 2 fp e tf d y 长丝0 4 8 0