汽车座椅 PVC 革柔软度影响因素研究

瑞兴材料

摘要：介绍了座椅面套用材现状及 PVC 革的特点。基于汽车座椅 PVC 革，研究了纹理形态、表处层类型、PVC 粉体聚合度、增塑剂含量、基布种类对 PVC 革柔软度的影响，并采用主观评价与客观测试对材料的柔软度进行表征。结果表明，细纹理材料主观柔软度结果相对较好，纹理大小对客观测试值基本无影响；表处层类型主要影响材料的主观柔软度结果，对客观测试值基本无影响；PVC 粉体的聚合度从 1300 向 2500 增大时，客观柔软度指标逐渐降低，主观柔软度结果只有当聚合度大于 1700 时才出现明显降低；增塑剂含量越高材料主观柔韧评价结果越好，且柔软度客观测试结果也越好；基布对材料柔韧影响较大，基布弹性越好、越蓬松，材料主观柔软度结果和客观测试值均越好。本文研究结果对柔软度优异的 PVC 革材料开发有一定指导意义。

随着社会经济和科技水平的进步，汽车工业近年得到飞速发展，国内车市趋于饱和。目前，各大车企为了进一步提升品牌竞争力，竞相开展精益化成本控制，如何平衡好成本、性能及感知质量是一门重要课题。整车座椅作为汽车内部重要的具备一定装饰性的功能件，设计选材及成本控制尤为关键。PVC 人造革是常用的座椅面套材料，也是最早发明应用的人造革材料，不少国内主机厂在座椅上逐步减少真皮、超纤革材料的用量，采用 PVC 人造革替换，这样不仅能大幅度节省成本，而且还能做到外观类似真皮的效果 [1]。汽车用人造革配方通常由 PVC 树脂、增塑剂、稳定剂、阻燃剂、发泡剂、表面处理剂及基布构成，基布通常有针织布、无纺布或超纤布等，生产工艺一般有涂布法和压延法。汽车座椅用 PVC 革必须具备一定耐光老化性、耐气候老化性、耐高低温性、高柔软度、良触感、机械性能、耐化学介质性、耐磨损性及环保性等 [2]。车用 PVC 人造革材料除了满足基础物性要求，如何通过配方设计提高材料本身的品质感成为当今研究的重要课题，材料触感作为其品质感的重要维度成为研究热点，本文主要针对 PVC 人造革柔软度的影响因素进行了研究，并采用主观评价及客观评价对材料柔软度进行了表征 [3]。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

主要研究纹理形态、表处层类型、PVC 粉体聚合度、增塑剂含量、基布种类对材料柔软度的影响。所有试样由同一供应商提供，采用涂布工艺生产，以符合公司技术标准的现用 PVC 革配方为基础，通过控制变量法研究某因素对材料柔软度影响 [4]。具体试样如表 1 所示。

1.2 主要试验设备

皮革压入刚度测试仪，MSA，SS-300；环形柔软度测试仪，台湾松恕，SS-308；45° 斜坡测试仪，台湾松恕。

1.3 试验方法

压入刚度

对所有试样进行测试，其中每种试样选 3 个样品，根据 ISO 17235 标准进行测试，压头直径为 4.9 mm，孔洞直径为 20 mm，负载为 530 g。记录材料的形变量，结果采用 mm 表 示，值越大表示材料柔软度越好 [5]。

环形柔韧度

对所有试样进行测试，其中每种试样选 3 个样品， 参考 QB/T 5155《人造革合成革试验方法柔软度的测定》标准进行，试样尺寸 270 mm×100 mm，记录样件所成拱型的长高比，计算横纵样件的平均值，结果为无量纲数，值越大表示柔软度越好 [6,7]。

45° 斜坡

对所有试样进行测试，其中每种试样选 3 个样 品，参考 QB/T 5155《人造革合成革试验方法柔软度的测定》标准进行测试，样件尺寸为 200 mm×25 mm，样件推出速度为 10 mm/s，记录横纵向推出长度，计算横纵样件的平均值，结果采用 mm 表示，值越小表示材料柔软度越好 [8]。

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主观评价

总共选取 26 人（13 男，13 女）对样件进行柔软度感知评价。评价方式为，样件放在平台上 (正面朝上)，手掌轻触材料表面沿样件表面划过，记录柔软性；将样件拿起用手掌抓捏，记录其柔软度。最后， 综合能够接受样件的柔软度记 1 分，否则不记分。

2 结果与分析

2.1 纹理对柔软度影响

对纹理影响因子试样进行主、客观柔软度评价，结果如表 2 表所述。

从表 2 数据可知，相同配方的 PVC 革材料，仅纹理变化不会影响客观柔软度测试结果，但细纹理样件更容易得到主观评价者青睐，这一定程度受目前主流造型纹理设计风格趋势的影响，细纹理样件显得更为精致奢华。当评价者同时面对同一配方不同纹理的样件时，心理更容易接受主流细腻奢华纹理的风格，所以会导致细纹理材料得分较高。

2.2 表处类型对柔软度影响

对表处层影响因子试样进行主、客观柔软度评价，结果如表 3 表所述。

从表 3 数据可知，相同配方的 PVC 革材料，仅表面处理层变化不会影响客观柔软度测试结果，但所用不同类型表处层的材料主观评价差异较大。这可能是由于 2# 样为爽滑类表处剂，干湿适中，评价者接触后表面对皮肤的浸润性较佳导致肤感好，因此整体得分较高 [9]；4# 样为干滑类表处剂，评价者接触后表面对皮肤的浸润性稍差，因此整体得分较 2# 样略低；1# 样为偏蜡感表处剂，实际略有偏粘滞感， 因此得分较低；3# 样件表处偏超爽滑、耐磨，涂层相对硬且滑，因此得分最低。

2.3 PVC 革粉体聚合度对柔软度影响

对 PVC 革粉体聚合度影响因子试样进行主、客观柔软度评价，结果如表 4 表所述。

从表 4 数据可知，PVC 革配方相同情况下，改变面层、发泡层 PVC 粉体聚合度，材料客观柔软度评价结果均反映出材料柔软度逐渐变差，但主观柔软度评价结果在 PVC 粉体聚合度小于 1700 时基本没有影响，大于 1700 时主观柔软度评价结果大幅下降，当聚合度达到 2500 时，基本得不到评价者的青睐。这种现象可能是，粉体聚合度越大 PVC 分子链越长，且 PVC 革生产时实际加工温度更高，PVC 分子链、塑化剂分子链互穿更充分，PVC 皮层更朝 “橡皮 Q 弹” 方向转变，皮层挺阔度、张力更好，因此客观测试柔软度结果相对越差；粉体聚合度小于 1700 时皮层 “橡皮 Q 弹” 转变还不足以引起主观评价的结果变化 [10]，因此 PVC 革主观柔软度基本不受影响，聚合度大于 1700 时，这种 “橡皮 Q 弹” 现象变得明显，此时主观评价者会明显差异这种变化，因此主观柔软度评价结果明显变差。

2.4 增塑剂含量对柔软度影响

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对 PVC 革增塑剂含量影响因子试样进行主、客观柔软度评价，结果如表 5 表所述。

从表 5 数据可知，PVC 革相同配方前提下，增塑剂含量越高主、客观柔软度测试结果均增加，这主要是因为增塑剂含量增加导致 PVC 层变软，人造革材料会表现出主、客观柔软度测试结果变好。

2.5 基布类型对柔软度影响

对基布影响因子试样进行主、客观柔软度评价，结果如表 6 表所述。

从表 6 数据可知，E3#E5# 样件主客观柔软度测试均较好，这可能是 E3#E5# 样件基布更蓬松，基布材料柔软度更好，因此导致 PVC 革主、客观柔软度结果均较好。E2# 样件主观柔软度评价得分高、但客观柔软度测试结果相对低，这可能是 E2# 样基布为双 层编织结构，基布内部有许多 “纱线 - 空腔” 结构，宏观触摸时更易发生形变，因此柔软度主观评价结果较好 [11]；客观柔软度测试结果不高，主要基布为双层结构挺括性好且每层相对密实，因此环形柔软度、45° 斜坡及压入刚度柔软度测试结果较低。

3 结论

通过本文对汽车座椅 PVC 人造革柔软度影响因素研究，可得出如下结论。

（1）PVC 革表面纹理变化，不会影响客观柔软度测试结果，但受材料表面设计流行趋势的影响，评价者心理认知上通常会认为细纹理材料更柔韧、 细腻。

（2）PVC 革表面处理剂类型的变化，不会影响客观柔软度测试结果，但不同类型的表面处理剂，与人体的兼容性不一致，采用亲肤性好的表面处理剂（爽滑型、干滑型）主观柔软度评价结果相对较好。

（3）PVC 革粉体聚合度增加，相对高的加工温度使 PVC 分子链、塑化剂分子链相容更充分、微观 “网络互穿” 更明显，宏观上材料更挺括、更具 “橡胶 Q 弹” 效果，因此客观柔软度测试结果会一定程度增加；但只有当粉体聚合度大于 1700 时，才会引起主观柔软度评价结果的逐步变差。

（4）PVC 革配方相同情况下，主、客观柔软度测试结果均会随增塑剂含量的增加而增加。

（5）PVC 革柔软度受基布影响较大，基布结构上越蓬松延伸率越好会导致材料主、客观柔软度测试结果更好；双层经编底衬微观结构上含许多 “纱线 - 空腔” 结构，宏观形变吸能较好，导致主观柔韧评价结果非常好，但底衬各层相对紧实，一定程度是客观柔软度测试结果偏低。