皮革材料在汽车座椅上的应用

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本文主要介绍了座椅常用的PVC 革、PVC 耐磨革、超纤革及真皮等几类包覆材料，并从生产工艺、内部结构、关键性能及价格等方面对几种材料进行了详细对比分析。分析结果表明，超纤革作为一种新型材料在汽车座椅上应用综合性能有明显优势，具有广阔的应用前景。

座椅作为汽车内部的重要零部件，在整车开发初期常被当作核心件开发。面套皮革包覆材料的选择不仅影响座椅的使用性能，很大程度上也决定了整车的内饰外观水平，因此皮革材料选择对整车设计至关重要。人造革伴随科技水平的发展经历了PVC 人造革、聚氨酯人造革、聚氨酯合成革及聚氨酯超纤纤维合成革等阶段。目前，随着环保要求、客户要求和成本经济性的提高，如何开发出质优价廉、绿色环保的产品成为各大主机厂竞相研究的重点。本文针对座椅常用的几类包覆材料，对其生产工艺、物性指标、材料内部结构及价格等进行了详细对比分析。

常用座椅包覆皮革材料

1.PVC 人造革

PVC 人造革是最早被发明应用的座椅包覆材料。PVC 人造革也叫PVC 涂覆织物，是将PVC 粉体、增塑剂及添加剂混合并涂覆在基布上后形成的一种材料。PVC 革与PVC 耐磨革生产工艺类似，因为两种材料性能定位不一样，因此在PVC 密实层、表处层配方略有差异。目前PVC 人造革常用的生产工艺有压延法和涂覆法（图1、图2）。





2. 超纤革

超纤革是伴随纺织技术发展而兴起的一种新材料，超纤革表面层是一层薄薄的聚氨酯层，底层是采用超细纤维无纺布通过含浸聚氨酯制备的基材。超纤革不仅拥有与天然皮革相似的结构，其外观感知、触感均与天然皮革较为接近，外观上很难分辨二者的差异。因此，超纤革目前常用来替换真皮使用在汽车座椅上。超纤革加工工艺流程如图3 所示。



3. 真皮

真皮是指动物皮经过一系列化学工艺处理后形成的具备使用价值的天然材料。在汽车上使用的真皮尤其是小牛皮，在全球被公认是奢华高贵的标志。真皮加工工艺流程如图4 所示。



不过目前，由于车辆消费品的增加及天然资源的相对匮乏，经济型车使用真皮的数量越来越少。这也给了与真皮具有类似结构的超纤革这种新材料广泛的发展机会。

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各种材料对比分析

1. 生产工艺对比

原料本身特性决定了材料的生产工艺，PVC 革、超纤革及真皮的生产工艺完全不同。PVC 革的生产工艺较超纤革、真皮材料简单，这是导致其价格相对便宜的一个因素。

2. 材料结构对比

微观上，PVC 革主要由PVC 密实层、PVC 发泡层和基布层构成。PVC 革为密实结构，外观上可以尽量做到“仿真皮”效果，但透气性较差，乘坐舒适性较超纤革、真皮差。

超纤革主要由超细纤维无纺布含浸聚氨酯树脂制备的基底层、干法涂刮的聚氨酯面层构成。由于超细纤维无纺布本身存在较大空隙率，含浸聚氨酯后仍然保留着一定空隙率，不仅外观上可以达到真皮效果，结构上也接近真皮，乘坐舒适性较PVC 革好，与真皮相当。真皮由动物原皮制备而成，内部也存在多孔结构，真皮材料透气性好。三种材料微观结构如图5 ～ 7 所示。







3. 主要性能对比

座椅包覆皮革常用到PVC革、PVC 耐磨革、打孔PVC 革、超纤革、打孔超纤及真皮等包覆材料，本文分别从力学性能、 耐磨性能、颜色牢度、环保及法规性能等方面进行对比验证。

（1）力学性能对比

对几种材料的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度等性能进行测试分析，结果见表1。



从表1 数据可以得出：PVC革与PVC 耐磨革力学性能差异较小，这是由于两种材料配方大致相似，仅PVC 革面层配方与表处层略有不同，力学性能主要取决于织物背衬的性能；PVC 耐磨革打孔后拉伸强度、撕裂强度下降严重，原因可能是打孔破坏了织物背衬二维编织结构，导致强度值发生突变；超纤革各方面力学性能优于真皮，打孔后强度有所衰减，但仍然保持了较高值，这是由于超纤革与真皮结构均为超细纤维构成的3D 网状结构，且纤维间相互“胶接”，打孔并不会破坏微观组织结构，因此强度、打孔后强度值均较高。

（2）耐磨性能对比

对几种材料进行Taber 磨损、马丁代尔摩擦磨损，结果见表2。



从表2 马丁代尔测试数据可以得出：真皮、超纤革和PVC耐磨革耐磨性能基本相同，明显优于PVC 革。真皮、超纤革材料表面油漆层均附着在具有网状交联结构的基材上，有利于提升涂层的耐磨性；PVC 耐磨革相较PVC 革表面油漆层配方中含有耐磨硅助剂，PVC 密实层配方中含有聚合度更高的PVC 粉体树脂，因此耐磨性能明显优于PVC 革。三种材料均可应用于座椅易磨损区域的面料，PVC 革耐磨性能较差，只用于座椅辅面料。

（3）颜色牢度对比

对几种材料进行常用外观项试验考察，比较耐光色牢度、摩擦色牢度及耐磨性的差异，测试结果见表3。



从表3 数据可以得出，几种材料均有较好的抗光老化、摩擦色牢度和抗污染能力。

（4）环保法规性对比

对几种材料的气味性、材料VOC、雾化指数（反射系数法）及阻燃性能进行测试分析，结果见表4。



从表4 数据可以看出：几种材料的雾化指数、阻燃性差异较小；气味等级上除真皮外其他均较低，真皮的皮质味较大主要是由天然原皮本身气味决定；真皮、超纤革的醛酮释放量略微比PVC革材料高，可能是由于生产工艺相对复杂所致。

4. 使用经济性对比

材料的使用经济性是产品设计前期必须考虑的重要因素，皮革材料价格与原料、工艺复杂程度、运输及利用率直接相关，根据实际情况，几种材料的价格、利用率见表5。



从表5 数据可以看出：真皮由于单价高且利用率低导致综合使用成本最高；超纤革、耐磨PVC 革通常用于座椅主面料，价格适中，两者利用率相当，但超纤革由于原材料本身及工艺复杂程度更高，因此较耐磨PVC 革综合使用成本更高；PVC 革常用于座椅辅助面料，综合成本最低。

结语

综合以上对比测试数据可以看出，超纤革作为一种新型材料，具备优异的力学性能、颜色牢度性能及环保性相比真皮也具备更好的成本经济性。特别是超纤革还具备较强的耐磨损性，在打孔后仍然能保持较高的拉伸强度，因此可以给予造型师更多造型设计选择。超纤革目前在长安、吉利、海马和东风风神等车企的部分车型座椅上有一定应用。

预计随着环保性、轻量化和造型风格的多样化以及舒适性等要求的提高，超纤革在汽车座椅上的应用前景更加广阔，甚至随着内饰设计的发展、材料技术进

步带来的超纤革价格的下降，会为其应用带来新的增长点，例如门护板、遮阳板、转向盘和顶棚等零部件均可能大面积应用到超纤革材料。