【技术帖】汽车内饰材料中人造皮革的应用研究

郑德银

【技术帖】汽车内饰材料中人造皮革的应用研究
摘 要: 介绍了人造皮革的发展历程, 并对PU 合成革与PVC 人造革的性能进行了比较, 同时就PU 合成革与PVC 人造革在汽车内饰设计应用中现状与发展趋势进行了分析, 并对今后汽车内饰用革的发展提出了一些见解。



1人造皮革发展过程

人造皮革发展基本经历了三个阶段: 20 世纪30 年代出现了以PVC 高分子材料涂敷的人造革, 在天然革的替代上实现了工业化的实际应用, 这是人造皮革的第一代产品; 到了20 世纪60 年代, 随着聚氨酯工业和非织造布技术在人工革上的应用, 诞生了第二代合成革; 超细纤维PU 合成革的出现是第三代人造皮革。


2PU 合成革与PVC 人造革性能比较

2. 1 原材料性能比较
人造皮革按原料分类可大致分为PVC 人造革与PU 合成革。PVC 人造革是以纺织或针织材料为底基、聚氯乙烯树脂为涂层的仿革制品。主要是将外观制作成类似于天然皮革的材料, 它的特点是近似天然皮革, 外观鲜艳、耐磨、耐折、耐酸碱等。

郑德银

从环保的角度看, 在PVC 的生产过程中会产生和释放有剧毒的二噁英, PVC 产品中的有毒添加剂会污染环境, 进入人体会有一定的致癌作用。PVC 垃圾的处理问题更为棘手, 不管是燃烧还是掩埋都会产生和释放出造成土地和水污染的二噁英及含氯化合物, 而PVC 的回收利用又非常困难。PVC 人造革将逐渐被淘汰。
PU 合成革是用PU 代替PVC 应用在人造革上。聚氨酯( PU) 是一种新兴的有机高分子材料。它具有以下优良的特性:
( 1) 强度高, 薄而有弹性, 柔软滑润, 透气透水性好, 并可防水;
( 2) 低温下仍具有较好的抗张强度和挠曲强度, 有较好的耐光老化性和耐水解稳定性;
( 3) 柔韧耐磨, 外观和性能均接近天然皮革, 易洗涤去污, 易缝制;
( 4) 表面光滑紧密, 可进行多种表面处理及染色, 品种多样。

2. 2 结构仿真性的比较
随着非织造布技术在人工革加工中的应用, 使PU 合成革具有类似天然皮革的网状结构, 通过湿法加工工艺, 革表面形成了一层类似真皮粒面结构的致密层, 从而使PU 合成革的外观、内在结构、物理特性都更接近于天然革。超细纤维PU 合成革的出现是人造皮革发展的一大突破, 它在PU 合成革的基础上更进了一步。通过对真皮微观结构的研究积累, 已成功开发出具有类似皮革胶原结构的束状超细纤维。该产品采用具有开孔结构的PU 浸渍、复合面层加工技术, 发挥了超细纤维巨大表面积和强烈的吸水性作用, 具有了天然革所固有的吸湿特性, 因而无论从内部微观结构, 还是外观质感及物理特性和人们穿着舒适性等方面, 均能与高级天然皮革相媲美。

PVC 人造革仅采用针织或机织布作为底基, 其结构性能无法与PU 合成革相比, 更无法与超纤革相比, 仅是外观上接近天然革, 综合性能已不适应市场发展的变化要求。


3合成革在汽车内饰应用现状

3. 1 国外发展状况
日本汽车生产量世界排名第一, 汽车内饰用革产销量增长很快。据日本合成革调查会的资料, 2006 年汽车内饰用超纤革、合成革的产量与前一年相比增加了31. 2%, 为615. 5 万米。近年来日本汽车用革以两位数递增, 特别是超纤仿麂皮绒面革增长迅猛。韩国也开始集中精力于汽车内饰材料的商品开发、市场运营。原本具有优势的运动鞋和服装用革因中国的追赶而处于窘境, 所以对汽车革市场期待很大。

超纤仿麂皮绒革具有豪华外观、柔软质感、优雅光泽和高耐用性, 使汽车内饰有了居室的感觉, 得到了汽车生产商的青睐, 成为不可缺少的内饰材料。

郑德银

3. 2 国内发展状况
中国的合成革主要是以鞋用途为主发展起来的, 使用超细纤维国产高级合成革的只有20%左右, 高级品主要还是从国外进口。

虽然总体发展水平与国外有很大的差距, 但最近几年我国合成革在汽车上的应用发展很快, 基本能生产符合汽车内饰使用的合成革面料, 产品符合ISO/ T S16949 汽车行业质量管理标准, 及中国国家强制性产品3C 认证体系, 产品品质及安全性能有良好的保障。中国人造革、合成革行业主要精力着重于制鞋、箱包、家具等下游企业, 对汽车行业缺乏关注, 更不了解汽车内饰革的应用。而且中国轿车业是近几年才发展起来的, 人造革、合成革行业与轿车行业之间缺乏相互了解与交流, 造成了隔阂。

作为合成革中的高附加值产品, 汽车内饰革有独特的技术要求, 其生产技术难点较多。中国合成革企业发展较晚, 汽车内饰领域开发能力与技术投入非常有限。此外, 由于国内汽车行业没有统一的标准, 而国外标准苛刻, 国内企业对标准的采用无所适从, 中国汽车内饰生产企业面临巨大的挑战。


4应用前景

水溶性聚氨酯是整个行业的发展趋势, 开发使用无毒、无污染、节能的水性PU 浆料, 扩大功能性聚氨酯材料在合成革的应用, 是我国合成革产业发展的当务之急。随着合成革在汽车使用范围的不断扩大, 革的应用越来越细化, 对PU 也提出更多的功能性要求: 1 阻燃处理的PU 涂层; o形状记忆聚氨酯; ? 高透湿性聚氨酯; ?聚氨酯四防涂层:防火、防水、防油、抗静电涂层; ? 自洁性防水拒油整理聚氨酯涂层; ?抗菌整理PU 涂层; ?高耐久性聚碳酸酯型, 具有独特的真皮触感、外观。

要提高我国本行业的水平和竞争力, 向高附加值的高端产品进军, 必须加大新型纤维的研发和应用。采用功能化纤维, 如抗菌、调温、抗紫外线、阻燃、异形截面纤维及表面改性纤维, 可以改善合成革产品的卫生性能、抗寒保暖性、透气性和耐磨性等, 而且这些特定功能是永久不变的。高功能纤维一般都是应用高分子化合物改性、特殊异形截面化、超细纤维化、混纤化、表面处理等纤维制造高技术制得的。现在合成革高档品种的海岛超细纤维, 主要应发展以水溶性易降解切片做连续相的纤维, 减少溶剂剂量, 日本在这方面做得相当成功。