车用非织造材质市场大,车用纺品

2019-09-24 作者:新车导购   |   浏览(126)

据统计,近年我国非织造布每年用于汽车工业的数量高达7000万平方米,而且用量还将继续增加,作为化纤原料的下游产品

如今,汽车内饰中最细微的瑕疵也可能成为全车的一大败笔。假如购车者发现地毯过于耀眼而座椅的外观却给人一种廉价之感,便会影响对此车的购买计划。消费者对汽车的要求已经不仅仅局限于车的外形,而是不断深入到汽车的内饰。一次车展上,记者发现连以往对内饰不太重视的美国和亚洲厂商也开始转变观念。正如中国的一句俗话“武装到牙齿”。

汽车工业是纤维材料的一个具有巨大潜力的市场,尽管在汽车所用的原材料中按重量计纤维材料仅占3%。如今在汽车中应用的基于非织造材料的零件已超过 40种,从空气和油的过滤介质到内饰材料等,内饰非织造材料包括声、热绝缘材料,结构件以及装饰件。模压成型的非织造内饰件包括门内饰、行李舱盖板、车顶、车厢衬垫、座椅靠背等。

目前国产车用非织造行业在环保型材料、高强度复合材料、高性能汽车过滤材料等带有前瞻性的基础材料研发上,与国外有一定差距,化纤行业应积极配合研发。

技术改造、国产装备等基础条件的改善,为汽车用纺织品的创新创造了良好环境,使汽车用纺织品在品质、环保、功能性、时尚性等方面加入了更加丰富的内涵。

1997年,生产一辆轿车平均仅需1平方米非织造材料,今天则需20平方米非织造材料,而且用量还在继续增加。汽车中不同应用部位占用非织造材料的比例分别为:吸音、隔音、隔震衬垫材料17%,地毯43%,车厢衬垫13%,发动机罩衬垫 10%,座椅6%,车顶内饰6%,后舱盖板3%,车门内饰1%,其他1%。

由于汽车配套所需的非织造布产品原料来源广泛,工艺流程短,成本低,同时又具有良好的适用性能,因此,近年来越来越受到汽车生产商的重视,其发展势头异常迅猛。

汽车用纺织材料的选择和使用对汽车的美观有着十分重要的影响。倘若按每辆汽车平均耗用15千克~20千克纺织品计算,那么仅中国每年的汽车用纺织品消费量将达到8.3万~1 1万吨。一项调查也显示,目前我国汽车内饰纺织品销量每年以15%~20%的速度递增。然而,我国汽车用纺织品生产还远远不能满足汽车业的需求。一些车用纺织品生产企业过多过小、开发能力普遍薄弱、品种单一、质量不高、高级轿车面料和原料仍依赖进口……这些或许都是汽车用纺织品亟须解决的问题。

据大众汽车公司统计,仅高尔夫车型每天使用的汽车用纺织内饰材料就达 10万~15万平方米(日产高尔夫汽车5000辆,每辆车用20~30平方米),其中多数为非织造材料,尚不包括如纤维增强塑料板基材、吸音材料等内含的非织造材料。在日本系列汽车中用非织造材料做车顶表面的装饰已非常普通,日本国内达到70%,在欧洲达到50%,在北美由于非织造材料优异的可成型性受到了广泛的关注,预测其市场亦将进一步扩大。

汽车平民化为非织造材料带来商机

技术创新切勿伤害品质
随着汽车工业的升温,汽车制造商对汽车用纺织品提出了更高的要求。汽车内饰纺织品要求外观优美,同时具有舒适性、功能性和装饰性等,还要求纤维可回收再生、改进安全性、减轻汽车用纺织品重量,使每辆汽车的纺织品重量尽量减轻以便节省燃料和有利回收。因此车用纺织品生产者应加大科研和开发投入。

1. 主要车用非织造材料

据统计,过去生产一辆轿车平均仅需1平方米非织造材料,而今天则需20多平方米非织造材料,而且用量还在继续增加。据大众汽车公司统计,仅高尔夫车型每天使用的汽车用纺织内饰材料就达10万~15万平方米,其中多数为非织造材料。这还不包括纤维增强塑料板基材、吸音材料等非织造材料。

一名业内知名专家曾解释,技术进步和技术创新能力是两个不同的概念, 技术进步可以通过引进技术取得, 而技术创新的难度要大得多, 搞不好就会涉及到质量问题。汽车内饰纺织品生产企业应加大设备及技术上的投入,从根本上提高汽车内饰纺织品的质量,开发新技术,为自主生产高档汽车内饰纺织品打好基础。
365bet官网客户端下载,就技术创新和产品品质问题,记者有幸采访到上海申达股份有限公司副总经理、上海汽车地毯总厂有限公司总经理姚明华。他谈到,从企业角度来讲,技术创新的动力主要是市场需求。市场需求在产品上主要表现在两方面,一方面是以产品的性能提升来引导客户,这属于较高层次的技术创新,而一般的方法是提高产品的质量,比如开发新型材料、提升产品加工工艺来提高产品的物理耐用性、耐气候性能、抗静电性能、声学性能、阻燃性等。另一方面车用纺织品的市场需求很大程度上表现在降低产品的采购成本。这种情况下,企业的技术创新也许有两种途径,首先,生产过程中以缩短流程、减少材料损耗、提升过程可靠性、节约能耗或寻求替代能源并减少浪费,另外提高装备水平如增加加工机械化程度、提高劳动生产率来达到这一目的,这种创新对质量提升的贡献有限。其次,仅以满足产品相关标准为目的、减少材料和生产过程中的质量过剩,如复合材料的表层减少,在基层中采用循环使用的材料或其他相对成本较低的材料。这样的话表面上产品质量没有下降,符合相关标准和法规,但是本质上降低了产品的内在质量。

汽车用非织造材料所用的纤维包括聚酯纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维、碳纤维和天然纤维(如再生棉纤维、亚麻、大麻、黄麻和剑麻纤维等)。

在日本,汽车用非织造材料做车顶表面的装饰已非常普遍,有70%的车顶装饰都使用非织造材料,欧洲也已超过50%。可以说,几乎所有的汽车生产国,在汽车生产过程中,都大量使用非织造材料。权威机构预测,随着汽车进入家庭的普及化,汽车用非织造材料的市场将进一步扩大,从而给汽车用纺织品及上游化纤原料行业带来巨大的市场空间。

提及企业处理产品性能和产品成本之间的关系是否比较困难时,姚明华的答案是肯定的,“由于国内车市的激烈竞争,产品同质化趋势明显,在满足客户需求的情况下如何降低生产成本是车用纺织品目前的技术创新主流。很多新技术的亮点首要表现为降低产品的成本。当然我们也确实发现了很多又降低产品成本又提升产品质量的好例子。但是投入辛勤努力的创新技术或花巨资从国外引进的新技术一旦上市后,由于国内技术保护意识和手段的缺乏,对这种创新技术的复制和低成本开发就会接踵而至,产品质量明显下降,造成用户对该技术创新的怀疑。”

1.1 聚酯纤维

近年来,我国非织造布每年用于汽车工业的数量达近7000万平方米,汽车用非织造布已占国内非织造布生产总量的两成。纺织工业非织造布技术开发中心高级工程师陈忠宽认为,非织造布作为一种新型纺织品,在很多产业应用领域已完全能替代甚至超过传统的机织物和针织物。在汽车制造领域,非织造布更能满足不同用途的需要。如长春一汽生产的CA7220型红旗轿车就在前挡板左上部、中部、右上部以及前挡板上部的左右两侧使用了非织造布;同时,在仪表板右下护板,左右两侧护板上,也使用了非织造布。

365bet手机版客户端,可回收环保产品是发展核心
中国纺织工业协会副会长孙瑞哲指出,目前高档汽车内饰纺织品的多样化需求特别迫切,开发可回收环保产品是目前发展的核心之一。欧盟法律要求汽车材料的部分回收是必须的,2006年汽车的回收率已要达80%,到2015年将达到85%,这意味着用于汽车的内饰纺织品也需要可回收。而现阶段我国的车用纺织品尚未达到这些要求,存在污染和循环利用率低的问题。因此,新型环保、可循环使用的汽车内饰纺织品的研发将是我国在该领域的主要发展方向。

1.1.1 PEN

陈忠宽认为,汽车制造业,特别是轿车制造工业,是衡量一个国家工业发展水平的重要标志。根据我国汽车工业的发展规划,在跨入新世纪的第一个十年,在不断提高轿车产量和质量,重点开发生产适合我国特点的家庭实用节能型轿车的同时,作为汽车配套所需的非织造布产品的开发必将大有作为。

专家们曾预测,到21世纪30年代中后期,我国汽车的保有量将赶上或超过美国,这将为汽车内饰纺织品企业带来广阔的发展空间。面对诱人的汽车内饰纺织品市场需求,东华大学非织造研究发展中心负责人说,目前制约我国汽车内饰纺织品发展的两大主要问题是安全和环保。

由于新型聚萘二甲酸乙二醇酯纤维具有极其优异的物理机械性能和广泛的用途,引起了众多化纤制造厂商的浓厚兴趣,纷纷投资建设PEN纤维制造厂,并进行新产品的开发,如杜邦、帝人、东丽、东洋纺、伊斯曼、ICI、赫司特等公司均处于领先地位。

影响未来发展的关键性技术还是空白

近几年来,一批重点汽车内饰纺织品生产企业正加紧开发新产品,西安交通大学与广东省东方剑麻集团有限公司联合研制的环保型剑麻纤维增强汽车刹车片,经过权威部门性能测试,摩擦系数、磨损率、硬度、冲击韧性等各项性能均达到国家标准。这种以剑麻作为增强纤维的汽车刹车片既环保又健康。目前负离子纤维能消除车内异味等有害气体、异型截面和中空微孔纤维可以平衡车内湿度、抗紫外线纤维能降低车内的温度、极限氧指数大于30的阻燃纤维可以达到防火要求等很多功能性汽车内饰纺织品应运而生。

PEN 纤维比PET纤维具有更多的优异性能,模量高,尺寸稳定性好,不变形,弹性足,刚性好,在产业用纺织品方面前景十分看好,目前主要用于:⑴汽车防冲撞充气安全袋。这种安全袋折叠后体积小、重量轻、强度高、阻燃性能好,由PEN纤维制织的织物可满足此要求;⑵轮胎的骨架材料。由于PEN纤维具有较大的回弹性和刚性,能够满足对橡胶骨架材料的耐高温性、抗疲劳性、抗冲击性、粘结性和抗蠕变性的要求,因而将成为替代钢丝、PA66、PET等的理想材料;

目前,我国已形成初具规模的一批重点非织造材料生产企业,可基本满足汽车整机厂配套所需的各类内饰用非织造材料。我国在汽车非织造材料方面的研究开发逐步扩展,已经取得一些成果。如仪化公司与世界最大的功能布料用聚合纱线生产商美国UNIFI公司合资成立仪化宇辉化纤有限公司,开发新品,使仪化的长丝产品进入汽车装饰面料原料等新领域。又如,西安交通大学与广东省东方剑麻集团有限公司联合研制的环保型剑麻纤维增强汽车刹车片,经过权威部门性能测试,刹车片的摩擦系数、磨损率、硬度、冲击韧性等各项性能均达到国家标准。这种以剑麻作为增强纤维的环保型汽车刹车片,具有摩擦系数平稳、热恢复性能好、使用寿命长、成本低等优点,同时消除对人体的危害及对环境的污染。

欧洲车辆法规规定,从2015年之后,轿车的全部组成部分中很大比例要求可循环利用,这意味着天然纤维素纤维、单组份聚合物材料的应用。汽车制造商与非织造材料制造商正在不断地对现有的新型纤维做实验,研发其在车体与内饰材料制造过程中的使用,以便降低车辆成本、减少燃油消耗。在此过程中,非织造材料的使用量越来越多。据相关部门统计,每年汽车工业大约要消费128万吨非织造材料。

日本的东洋纺与帝人公司合作,采用复合纺丝工艺和技术,已经开发出PEN/PET皮芯型复合纤维,它具有性能优异、成本低的特点,用于骨架材料轮胎帘子线时,与橡胶的粘结性非常好,也可用于制织汽车椅罩、安全保护带等。

近年来,国内以装饰为主的汽车面料市场发展很快,需求价值将达800亿元人民币以上。但专家认为,国产产品的质量和性能与进口产品还有一定差距,主要是技术研发力度不够,在环保型材料、高强度复合材料、高性能汽车过滤材料以及电动汽车电池隔膜材料等带有前瞻性的基础材料研究开发上有一定距离。此外,影响汽车用材料工业未来发展的关键性技术还是空白。

据了解,碳纤维被广泛地用于制造一级方程式赛车和高档自行车,可以用于各种附件和部件,如挡泥板、汽车地板、汽车座椅框架、踏板、换挡把手等等。据来自日本的资料显示,一些主要的汽车制造商正在探索用碳纤维来代替汽车中钢铁的可能性,而且日本的经贸和工业也支持这个项目。美国也在进行这方面的研究。用碳纤维来代替钢铁有许多显而易见的优点:碳的强度比钢铁高而重量却是钢铁的1/4,这可以使汽车的重量至少减轻40%,并且能够提高燃料效率、减少二氧化碳的排放。

1.1.2 乙烯基酯树脂

车用非织造材料的“蛋糕”如何切?

完善“协作”是当务之急
经过技术改造和技术改进,车用纺织品企业的产品、装备等方面都有较大的提高,已形成了一批重点非织造材料生产企业,满足了汽车整机厂配套所需的各类内饰用非织造材料。但与国外的先进水平相比,我国汽车内饰材料的研究和开发工作存在很大差距,尤其不能做到与整车同步开发,在环保型材料、轻量化、高强度复合材料、高性能汽车过滤材料等方面的研发还有待提高。此外,我国的车用纺织品生产企业多为中外合资,先进的生产技术来自国外,缺少产品的开发自主权。因此,企业要加强产品的研发力度,开发自主知识产权。
在专家看来,根据当前的汽车面料情况,国内企业必须向国外先进企业学习,汽车行业整车厂之间也必然要走纵向、横向联合之路。随着国家对汽车用产业一系列明显的政策拉动作用,也将为国内外汽车整车厂家与汽车面料供应商实现上下游联动、共同发展创造良机,纺织厂有必要与汽车制造厂加强联系、合作开发,使织物的组织结构和外观效果能体现设计的意图和风格,形成汽车用纺织品专用材料,做到品种多样化、专业化、功能化和系列化。

乙烯基酯树脂是采用环氧树脂与不饱和酸反应制成的,使其具有类似于环氧树脂的力学特性的同时,更具有不饱和树脂的工艺特性。由于环氧乙烯基酯树脂以其具有的足够的机械强度和刚度、耐热循环、耐腐蚀的独特性能,更好地满足了高品质FRP产品的要求。

有关数据显示,我国目前汽车保有量已达3400万辆,近10年以12%的年均速度增长。有专家预测,到本世纪30年代中后期,我国汽车保有量将赶上或超过美国(美国汽车保有量2004年为2.4亿辆),这为非织造材料生产及化纤原料企业带来更大的发展空间。

姚明华说,对汽车内饰企业来讲,“协作”显得尤为重要,与客户签订的产品供应合同都需要保证批量供应几年,还要保证10年售后配件的供应。因此寻找稳定的配套渠道对车用一级供应商来讲非常重要。作为车用产品的配套企业,不管在零部件供应体系中所排列的次序如何,首先必须是有责任的企业,必须将产品的最终用户定格在买车用车的用户身上。以对用户负责的态度做好产品质量,配合好下游企业,保证稳定的供应。当然汽车整车企业更要肩负起维护自身信誉和企业品牌的责任,对零部件供应商的情况做好监控,并做好一定的应急和防范措施。

美国福特四轮驱动Aerostar横梁是采用FRP部件设计制造的。多功能车的前横梁/横向弹簧,这一体化构件虽小但结构复杂,且可承受高载荷,只需用螺栓将其固定在车上。由于结构强度、刚度、耐久性和悬挂等性能要求,所以采用的材料主要是玻璃纤维增强材料和乙烯基酯树脂,制造工艺为RTM。在六个装附件处和缓冲块安装处,由钢嵌入件增强以承受很高的压缩载荷。结构本身由聚氨酯泡沫芯材和变厚度的复合材料蒙皮组成。其他装附件处如低位悬臂梁处则采用玻璃纤维织物增强。除了转向架,减震器、低位控制臂和缓冲块外,横梁还在两个装附件处支撑横向片簧,此设计是基于路面坑洼冲击、急转弯、最大前轮加速和制动1g的组合作用。刚度和耐久性要求的依据是原有钢结构件。该构件重27kg,而同样的钢构件重33kg。

如苏州一家规模较大的汽车地毯制造企业,每年为上海大众、东风神龙富康、上海通用、广州本田等公司生产汽车地毯、后备厢垫布、密封条、后隔盖板等无纺布800万平方米,大部分为水刺无纺布产品。该企业的相关人士表示,这几年的产量在逐年扩大。

“车用纺织品企业一般作为一级企业的供应商,因此在完善车用纺织品的配套渠道中起着非常大的作用,在企业的生存和发展过程中争取做一个经营稳定、产品质量上乘、产品成本有优势、不断有新品开发和完成客户提出的开发任务的有竞争力的企业,并能持续发展壮大的专业车用材料供应商。如果确实有困难企业无法维持,在停产、转产或重组过程中一定要注意汽车用材料供应的特点并且及早提出,协助客户寻找替代方案,切不可一关了事。”姚明华补充。

目前,国内几家主要的汽车FRP部件生产商将我们的模具乙烯基酯树脂应用到FRP汽车部件的模具制作和制品上,有手糊模具、RTM模具、真空吸塑模具、聚氨酯发泡模具,他们的产品主要应用于亚奔、大众、依维柯、大宇、凯斯鲍尔等车型上。

面对诱人的非织造材料市场,专家坦言,目前制约我国汽车内饰材料的两大问题一是安全,二是环保。企业除要考虑减震性、缓冲性、阻燃性等性能外,还要考虑不含甲醛等有毒物质,满足环境保护需求。化纤原料及下游企业要特别重视开发节约资源、可循环利用的绿色车用内饰材料。

1.1.3 芳纶

芳纶是一种高科技特种纤维,它具有优良的力学性能,稳定的化学性质和理想的机械性质。它的全称为“芳香族聚酰胺纤维”。芳纶在汽车上的应用量年增长率接近10%。摩擦材料是全球最大的芳纶市场,大多用在汽车的制动系统上。2002年摩擦材料消耗了芳纶总销售3.1万t中接近35%的份额。工业化国家中摩擦材料中使用芳纶的量占有很大的比率,而发展中国家在摩擦密封材料领域里应用芳纶还刚刚起步,但这些国家的汽车市场发展迅猛,同时又面临环境保护,要求开发无石棉摩擦材料。因此,从全球来看,芳纶的消费量将会有较大的增长。在这个过程中,充分利用芳纶边角料,既不浪费资源,又不污染环境,是一种具有良好发展前途的方法。

1.2 聚丙烯纤维

在汽车塑料件所用塑料材料中,聚丙烯是用量最大、发展最快的塑料品种,其原因不仅是由于聚丙烯材料本身具有密度小、成本低、产量大、性价比高、化学稳定性好、易于加工成型和可回收利用等突出特点,而且还因为该种材料可通过共聚、共混、填充增强等方法得到改性,因而可适合不同的汽车零件的使用性能要求。目前可用于汽车零部件的聚丙烯材料已有多个牌号的品种,可分别作为汽车保险杠、仪表板、方向盘、车门护板、发动机冷却风扇以及车身暖风组件等多种零部件的材料。

自增强聚丙烯复合材料(Self-Reinforced Polypropylene Composite,简称SR-PP)是一种由高定向性的聚丙烯纤维和各向同性的聚丙烯基材组成的100%聚丙烯片材。SR-PP是继GMT之后国外最新开发应用的一种热塑性复合材料,它由英国Leads大学研制成功。2002年初,Amoco纤维有限公司在德国Gronau建立了第一条生产5000t SR-PP的生产线,其生产的产品目前主要用作车底遮护板。SR-PP片材及用其制作的车底遮护板除了具有重量轻和良好的抗冲击性能外,还具有优异的抗石击耐磨性。这就使得SR-PP特别适用于车底部件的生产,它使车底部件采用更薄的材料成为可能,从而在减重方面具有更大的潜力。

1.3 玻璃纤维

目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。由于高强度玻璃纤维性价比较高,因此增长率也比较快,年增长率达到10%以上。

目前,最好的漆面保护方式是玻璃纤维素镀膜。玻璃素纤维具有高密度的化学特性,使保护膜具备了如盔甲般的高强度及卓越的伸缩性,可有效防护灰尘、酸雨、鸟粪等各类含酸碱物质对车漆的侵蚀,有效提高漆面光洁度、硬度,具有高防护性,超持久性。一次施工可有效护理漆面达2年以上。除了漆面以外,玻璃滑水膜也是雨季必备的护车措施。玻璃滑水膜采用全纯氟素环保材料制造,利用氟的排水性,使雨水在接触玻璃的瞬间变成水珠飞溅滑出,使视线更加清晰,其滑水功效可达半年。

以玻璃纤维增强的聚丙烯具有较低的密度、低廉的价格以及可以循环使用等特点,目前正逐步取代工程塑料与金属在汽车仪表板、汽车车身和底盘零件中的应用。在车用玻璃纤维增强塑料中,长玻纤增强聚丙烯(Long Glass Fiber Reinforced Polypropylene,简称LGFPP)是倍受人们关注的新品种之一。作为汽车模块载体材料,该材料不仅能有效地提高制品的刚性、抗冲击强度、抗蠕变性能和尺寸稳定性,而且可以做出复杂的汽车模块制品。

宝马2002款Mini Platform车的前端支架采用Stamax LLC公司的30%长玻纤聚丙烯注塑成型的。聚丙烯支架把散热器、喇叭、冷凝器、托架这样一些前端部件都整合“悬挂”成为一个零件,从而降低了成本,并且比GMT车的零件重量减轻了大约30%。Dow Automotive公司推出一种将长玻纤聚丙烯与钢结合在一起的塑料/钢混合系统,它不采用外覆成型,而是采用DOW公司开发的结构胶黏剂系统。一种叫作低能表面胶黏剂的双组份丙烯酸一环氧树脂胶黏剂将聚丙烯黏接在金属上,无需火焰加热或者电晕处理,也不用刷底层胶。

长玻纤增强聚丙烯可作为汽车模块载体材料。最近,新福特Fiesta车型前门模块也相继由Owens Coring汽车公司开发成功,该车门模块集成了多种功能元件,诸如门锁、车门玻璃升降器、扬声器、防盗装置等,采用的载体材料是DSM公司的牌号为 StaMax P30YM240长玻纤增强聚丙烯材料。长玻纤增强聚丙烯材料即使经受100℃的高温也不会产生明显的蠕变,且比短玻纤增强聚丙烯有着更好的抗蠕变性能。

1.4 碳纤维

碳纤维具有强度高、模量高、耐高温、导电等一系列性能。在加装汽车座椅加热装置方面德国诺顿NOLDEN汽车新概念公司将最新碳纤维加热元技术应用上了,任何一款汽车都可以加装含有这种技术的汽车座椅加热系统,从而使汽车驾驶更加舒适和提高汽车档次。与传统的热电阻丝座椅加热技术相比,碳纤维加热元技术显示出了更多的优点。传统的座椅加热产品由一根以S形或正弦型,由上而下或由左至右波浪般布置在加热垫上的热电阻丝组成。如果这根电阻丝在加热垫的使用过程中任何一处损坏或断掉,例如由过热或机械损伤引起,结果是加热垫大面积不能工作,直至整个加热系统完全失效。相反,而在碳纤维加热元技术上,应用了网联技术。人们在加热垫的整个加热区域上并、串联布满了许多微小的碳纤维网。如果有一根碳纤维在某处损坏,则结果只是在受损区域上有局部热损失,而加热垫其它部分仍然能够正常工作。这就使得加热垫可根据所需尺寸的大小进行裁剪,密布或折叠。诺顿碳纤维加热垫热载荷明显小于传统的电阻丝加热垫。安装了此加热系统的座椅表面平整,能感到座椅的温暖和舒适,但感不到碳纤维的集中加热源。相反,由于电阻丝热载荷大,电阻布线分布稀疏,在加热垫的整个加热区域上电阻丝附近温度高,电阻丝之间温度低的现象,导致加热垫温度分布不均匀的缺陷。长期使用传统的加热座椅,热阻丝纹路在整个座椅上变得清晰可见。与其相比,安装碳纤维加热垫的座椅则非常平整光滑,长期使用座椅表面无纹路痕迹。碳纤维加热垫热量在整个座椅加热区域上均匀释放,温度分布均匀,并且舒适感强。特别是对皮革座椅面料,这种均匀温度分布与传统加热垫的温度分布相比较,避免了热阻丝加热技术的缺陷,表现出了其独特的优点;热阻丝加热技术对座椅表面进行不同的加热,它将会使皮革座椅表面靠近热阻丝之处变干,进而褪色。

美国Rennworx公司是一家进口多种高级轮圈和零件的公司,已经与Dymag公司达成协议定制进口一整系列Dymag碳纤维滚轴。他们的产品已经应用在很多顶级汽车轮罩拱(wheel arch)上,包括Ascari跑车、Mosler和Koenigsegg。这种新的轮胎与传统的相比,还能提供很多的动力学好处,比如提高加速度,改善制动效果和操纵感受,允许更好减震设置以及更好的散热效果等等。

国产碳纤维的主要问题是性能不太稳定且离散系数大、无高性能碳纤维、品种单一、规格不全、连续长度不够、未经表面处理、价格偏高等。

1.5 天然纤维

随着人们保护环境意识的日益增长,各种天然纤维被人们进一步认识而步入汽车部件的领域。目前各汽车工业大国已经开始大量使用天然纤维复合材料,生产的产品有:轿车的门内板、行李厢、顶棚、座椅背板、衣帽架、仪表盘;以及卡/客车的车厢内衬板、门板、顶棚、座椅背板等。天然纤维作为隔热/音和阻尼材料、特别是作为聚合材料的填充和增强材料,因在重量和成本方面的优势在汽车内饰件制造中的作用愈来愈大,并已开始了用于汽车外部部件(如挡泥板衬和扰流板等)的尝试。

汽车用天然纤维主要是指植物纤维,如洋麻、大麻、亚麻、黄麻和剑麻等麻纤维及椰壳纤维等。与合成纤维相比,天然纤维及其复合材料具有性能优势。麻纤维生长期短、生长环境要求不高;其生长过程无需农药和化肥;生长、收获、加工的能量消耗较小;对二氧化碳的吸收能力强,具有减缓“温室效应”的作用;生产过程无“三废”污染、使用过程也无有害的游离化学物质(如近来备受关注的“甲醛”)和微粒,无需化学胶粘剂,可在一步法成形过程中与基材热粘合;替代化纤和塑料等人造材料,可节约有限的石油资源;焚烧时无毒物排放、填埋后可生物降解;可再生循环利用;麻纤维复合材料的隔热、吸音性能好;能量吸收能力好、耐冲击,无脆性断裂(对提高汽车的安全性很有利);燃烧速率低;具有良好的刚度、切口韧性、断裂特性;低温性能好。在发生碰撞事故中,与玻璃纤维增强塑料件比,其模压件不会产生锐利碎片,因而更安全,同时也不像玻璃纤维会引起皮肤及呼吸道过敏反应。

国外汽车内饰材料开发研究方面重视采用麻类天然纤维。多数韧皮纤维亚麻、洋麻、黄麻和椰壳纤维都可满足高强、低伸性的要求。采用天然纤维的热塑性或热固性模压件已成为欧洲轿车的标准配置,作为一种新的加工技术——麻类天然纤维+聚丙烯注射模压技术在未来几年中将呈继续增长的态势。由美国福特公司参加的英国 Qinetig-Led公司的生态型汽车用非织造材料研究项目的目标就是开发用于注塑成型内饰件的天然纤维热塑性非织造复合材料技术,以减少汽车工业对不可再生原材料的依赖。

天然纤维也可用于聚氨酯复合材料。1999年款的S级“奔驰”汽车的门内板是第一个采用这种工艺的,它采用了35%的半硬 PUR弹性体和65%的亚麻、洋麻和剑麻混合物。挤出机厂家也在开发将天然纤维直接引入混料头的设计,从而不需经过制毡过程。1999年欧宝的“Zefira”牌微型车的顶棚采用两层剑麻毡网中间放置PUR发泡材料的方法制成。

2.国内车用非织造材料生产情况

上世纪80年代中期,上海市纺织科学研究院在“七五”和“八五”国家重点科技攻关项目中,先后研究开发了汽车内饰用非织造材料,如低密度吸音、隔热、隔震衬垫材料,中、高密度非织造结构内饰件(如车顶内饰、门内饰、后舱盖板等),上述研究项目现已应用于生产(如温州环球汽车衬垫有限公司、常熟汽车饰件有限公司),产品达到德国大众汽车公司标准。国内的一些汽车内饰件厂也通过引进技术与生产线以及自行开发,生产各类汽车内饰件(如针刺模压地毯、车顶内饰等)。

目前我国已形成初具规模的一批重点非织造材料生产企业,可满足汽车整机厂配套所需的各类内饰用非织造材料。去年仪征化纤股份有限公司与世界最大的功能布料用聚合纱线生产商美国UNIFI公司合资成立的仪化宇辉化纤有限公司揭牌成立并正式投入运营。合资后,仪化的长丝产品将历史性地进入汽车装饰面料等新领域,产品附加值和市场竞争能力将得到进一步提升。近年来,世界聚酯发展格局正处于不断调整之中,世界聚酯的产业中心向中国转移,中国成为世界聚酯生产和消费第一大国。涤纶长丝的发展非常迅速,特别是汽车装饰面料的发展势头良好,市场空间广阔,对细旦丝及功能性差别化纤维的需求有明显上升趋势。据预测,随着中国汽车消费高潮的到来,国内以装饰为主的汽车面料市场也随之加快发展,市场需求将达800亿元。做为美国500强上市公司的UNIFI 负责人表示,合资公司要在5年内实现年销售收入5亿美元的目标。双方共同努力将合资公司打造成国内领先、世界一流的差别化长丝生产商。

由西安交通大学与广东省东方剑麻集团有限公司联合研制成功“环保型剑麻纤维增强汽车刹车片”,经过权威部门性能测试,刹车片的摩擦系数、磨损率、硬度、冲击韧性等各项性能均达到国家标准,专家们一致认为:该种以剑麻作为增强纤维的环保型汽车刹车片产品具有摩擦系数平稳、热恢复性能好、刹车噪音小、使用寿命长、低成本等优点。同时在生产和使用过程中消除了对人体的危害及对环境的污染,开创了我国汽车刹车片的新时代。目前刹车片的主流增强纤维以钢纤维、碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维以及其他有机合成纤维等为主。但是,使用单独一种纤维作为增强材料都存在一些弱点。因此,目前往往采用数种纤维混合增强摩擦材料。剑麻纤维是可再生资源,并能够自然降解,分解产物无毒无害,摩擦性能优良。经过几年的研究,科研人员在产品的开发和研究过程中攻克了剑麻纤维应用于汽车制动材料的关键技术难题,成功研制出了单纯以剑麻纤维增强的汽车用制动材料,这在摩擦增强纤维研究领域也是一个创新。

2006年3月29日,在盛况空前的中国国际纱线展览会上,由烟台氨纶股份有限公司研制成功,首次亮相国内的高科技纤维——芳纶1313成为整个展会的主角。从而,中国——昔日美国芳纶禁运的重点对象,如今突出重围,成功地实现了芳纶1313的工业化生产,并跻身于世界三大芳纶制造商行列,与美国杜邦公司、日本帝人公司共同掌控世界芳纶市场。

与国外的先进水平相比,我国汽车内饰材料的研究和开发工作存在很大差距。汽车内饰非织造材料的研究与开发力度不够,在环保型材料、轻量化、高强度复合材料、高性能汽车过滤材料以及电动汽车电池隔膜材料等带有前瞻性,并会影响汽车用材料工业未来发展的重大研究课题方面还是空白。

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