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新能源汽车对内饰皮革的要求及未来发展方向

2024-10-16 14:44| 发布者: air| 查看: 72| 评论: 0

摘要: 一、新能源汽车的慨念:1、什么是新能源汽车?新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源,或使用常规的车用燃料但采用新型车载动力装置,并综合车辆的动力控制、驱动装置及内装饰材料的先进技术,形成的技术 ...

一、新能源汽车的慨念:

1、什么是新能源汽车?

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源,或使用常规的车用燃料但采用新型车载动力装置,并综合车辆的动力控制、驱动装置及内装饰材料的先进技术,形成的技术原理先进、具有节能、节材新技术、新结构的汽车。这类汽车旨在降低碳排放并推动绿色出行,不仅满足了环保需求,还带来了全新的驾乘体验。以动力装置不同来划分,新能源汽车的种类包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等;以车辆功能不同来划分,有新能源小轿车、新能源大巴车、新能源商旅车等等。

新能源汽车的发展不仅有助于减少对化石燃料的依赖,缓解环境污染问题,还推动了汽车行业的技术创新和产业升级。随着技术的进步和基础设施的完善,新能源汽车正逐渐成为未来出行的主要趋势。

2、新能源汽车对未来人们生活的影响

新能源汽车的普及将对我们的生活产生深远影响。首先,随着电车市场份额的不断扩大,燃油车将逐渐被退出主力市场,这将导致石油产业的升级,相关从业者将面临转型压力。其次,汽车后市场也将经历一场变革,电车的维修和检测将更加依赖现代化设备,对从业者的专业技能提出了更高要求。同时,新能源汽车的充电问题也将催生出新的行业和就业机会。最后,汽车制造业有望迎来新一轮的发展机遇,为社会创造更多就业岗位。总之,新能源汽车的普及将深刻改变我们的生活,带来新的机遇和挑战,并从多个层面重塑我们的日常工作、生活。

3、皮革对提升新能源汽车品质的作用

皮革在新能源汽车中扮演着重要的角色。作为重要的内装饰材料,不仅提升了汽车的舒适性和美观性,还对新能源汽车的高质量发展起到了积极的推动作用。

一方面,皮革作为汽车内饰的主要材料之一,其使用不仅提升了汽车的舒适性和美观性,还增加了汽车的内饰价值。在新能源汽车中,皮革的应用不仅限于座椅、顶棚以及车体内饰材料的选择,还包括车辆内置配件如靠背、枕头、脚垫等,这些都是新能源汽车低碳化发展以及提升车辆价值的重要方面。

另一方面,新能源汽车产业链的高速发展离不开皮革行业的支持。尤其是新型环保皮革材料的研发和应用也是新能源汽车高质量发展的重要因素。水性合成革、无溶剂合成皮革等产品具有高耐磨性、耐紫外线、耐水解、易清洁、透光性、无毒无味性和阻燃性等特点,非常适合汽车座椅及车辆顶棚的面料要求。这不仅提升了汽车的舒适性和安全性,也符合新能源汽车环保、低碳和安全的发展趋势。

因此,皮革在新能源汽车中的作用不仅体现在提升汽车的舒适性和美观性上,还在推动新能源汽车的高质量发展和实现低碳化目标方面发挥了重要作用。

二、人造革、合成革在汽车领域的应用发展

1、使用历史及其发展变化

人造革合成革在汽车领域的应用历史可以追溯到 20 世纪 60 年代,当时人工革开始大规模生产,并逐渐应用于各个领域,包括汽车内饰。

最早出现在公交车上的内饰革及坐椅革是 PVC 人造革的。这类人造革,通过 PVC 压延工艺制造,工艺简单,花纹清晰,外表真皮感强。但当时的聚氯乙烯味道重,增塑剂使用量大,在生态性和环保性方面,存在很大的缺陷。同时,受上世纪 PVC 性能较差的影响,坐椅革冷脆现象普遍,使用一段时间后,皮面开始破裂,坐椅上的小孔变成大洞,时间长了,惨不忍睹。再有,PVC 人造革不透气,故使用上的舒适性无从谈起。人们深深感觉到,真皮,才是汽车革的最好选择。

但随着人口增长、环境保护和社会需求的不断增加,真皮已经无法满足人们日常生活的需要,更无法满足汽车工业的发展需要。特别是在汽车内饰及坐椅方面,皮革用量大且需要宽幅。所以,人们的眼光重新回到人工革。一方面加强对 PVC 人造革的性能提高研究,另一方面,PU 合成革迅速发展,因其独特的成本优势和性能优势逐渐取代了天然皮革成为汽车工业的首选。

人造革合成革作为天然皮革的代用品,不仅克服了真皮利用率低、耐磨性差、撕裂强度低、质地不匀、难以裁剪等缺点,而且解决了真皮资源日趋紧张、环境污染严重的问题,为人造革合成革发展壮大提供了条件。这类人工皮革更因手感柔软、纹路清晰自然、成品色牢度好、易清洗、阻燃性和散热性好、易于机械打孔等优点被逐步广泛应用于汽车内饰材料。

2、市场形势及分析评估

由于我国汽车工业发展历史较短,技术水平与发达国家有较大差距,对应汽车产业及真皮应用于汽车内饰历史较短。但随着人民收入的提高和中国消费者对汽车出行及其真皮使用的偏好,汽车革产量实现了由慢到快的持续性增长。据统计,2010 年汽车皮革产量约 3 亿平方英尺,至 2019 年底达 4.16 亿平方英尺,年复合增长率 3.70%。2020 年以来,随着我国汽车市场稳定发展,尤其是电动智能汽车快速增长,并在碳中和的驱动下,2021 年我国新能源汽车出现了爆发式增长,2021 年 1-11 月我国新能源汽车产销分别完成 302.3 万辆和299.0 万辆。据中国汽车工业协会统计数据,2022 年,我国新能源汽车持续爆发式增长,产销分别完成 705.8 万辆和 688.7 万辆,同比分别增长 96.9%和 93.4%。由于车辆内饰配置同步升级,汽车革需求量已呈现持续稳定增长的态势。

从我国节能减排政策的推行、新能源汽车产品陆续上市等多方面来看,近年国内新能源汽车市场发展仍将继续扩大。新能源汽车市场的发展,将直接带动内饰皮革市场的发展,我国新能源汽车市场将会给内饰皮革市场带来极大的机遇。

三、新能源汽车对车内饰革的性能要求

汽车内饰皮革是指使用动物皮或人工皮来覆盖车辆的各种内饰部件,包括座椅、顶棚、仪表板、门板、方向盘等。作为新能源汽车特需的材料,还需要具有相应的特殊要求。

1、轻量化

随着“节能环保”越来越成为了广泛关注的话题,轻量化也广泛应用到普通汽车领域,尤其是新能源汽车领域,车辆在提高操控性的同时还应有出色的节油表现。汽车的油耗主要取决于发动机的排量和汽车的总质量,在保持汽车整体品质、性能和造价不变甚至优化的前提下,降低汽车自身重量可以提高输出功率、降低噪声、提升操控性、可靠性,提高车速、降低油耗、减少废气排放量、提升安全性等等。

皮革作为汽车内饰的重要组成部分,当然也必须要实现轻量化,即使用具有发泡工艺的轻质合成革材料。这类合成革,比传统真皮和 PVC 人造革都要轻,相比较来说,基材使用无纺布材料,面层使用 PU 发泡层,这种工艺下制造的人工革,从底到面,可比传统人造革或真皮面料降低重量可达 40-50%。

2、生态化

产品生态性定义即根据生态系统安全与人类健康标准,选择未来生态产品的生态环境特性指标。其目的在于确定产品的生态环境属性,使整个产品的商业价值中包含生态环境设计。

合成革的生态化表现为合成革产品具有零溶剂、低 VOC 特征,生态革的代表产品零溶剂合成革,已成为汽车内饰专用环保皮革的代名词,在产品加工过程中及产品中不含 DMF,甲醛,甲苯等有害物。零溶剂革的代表产品是水性革及水性、无溶剂革等产品。该类产品可通过 REACH 151 项高度关注物质(SVHC)的测试。

3、高物性

合成革高物性,一般指具有良好的耐化学品性能和本身具有的优良的物理性能。

其中,耐化学品性能指耐酸、耐碱、耐汗、耐油及耐相关耐溶剂性能,具有抗黄变耐老化和耐高低温性能等。汽车内饰及座椅,免不了接触到各类化学品,也常在户外受太阳曝晒和低温冰冻,内饰件的各类耐化学品性和接受自然极端条件考验非常重要。

优良的物理性能一般指皮面具有抗刮耐磨性能。汽车内饰尤其是座椅革,表面经常会受到物理磨蹭,因此好的合成革产品,必须要达到抗刮耐磨的要求。

4、舒适性

舒适性是人们的感官刺激在一定范围内所表现出的积极、满意等情绪性体验。感觉的舒适性同消费态度、消费满意度等消费体验一样可以进行主观评价与统计测量,比如消费者会表现出很舒适、比较舒适、无所谓舒适与不太舒适、不舒适等不同等级的体验。追求商品消费过程中的舒适,是消费者的原则。

内饰革的舒适性表现三个方面。一是视觉上的舒适性,花色、花纹都能影响视觉上的舒适性;二是手感和触感方面的舒适,表现为革的轻柔性、亲肤性、悬垂性等;三是革的透气性、透湿性,直接能影响人体的舒适度。

通常,手感丰满,垂感强烈,真皮的触感,是人体接触上的第一感知。内饰革尤其是座椅革的透气透湿性,则是决定人体久坐后的直接感受。

习惯经验告诉我们,真皮具有透气性,不管用于穿着或坐着,都不会出现闷热的感觉,舒适感强。而不良合成革产品,则穿着和坐着,都会感到闷气,烦躁。所以,对合成革产品的透气性要求,是满足舒适性的重要考量指标。

5、阻燃性

材料阻止延续燃烧的特性称为阻燃性。阻燃性特别对于建材、船舶、车辆、家电上要求较高。

汽车内饰材料主要包括座椅、顶棚、仪表板、地毯、内饰板等,这些材料在汽车中主要起美观、舒适和保护作用。在发生火灾事故时,这些没有阻燃性的材料往往会成为火灾中的燃料,从而使火势蔓延,加剧对车内人员造成伤害和财产损失。

由此可知,车辆内饰应特别强调阻燃性。所谓车辆内饰件阻燃性,是指车内材料在遇到明火或高温时,能够迅速熄灭火势或者延缓火势蔓延的能力。因此,提高汽车内饰材料的阻燃性,对于提高新能源汽车的安全性是具有非强重要的意义。

四、目前汽车内饰常见的几类皮和革的性能介绍

真皮可以说是一种历史悠久的皮革,其制作工艺随着时代的进步同时也发生着改变。但唯一没有改变的就是其原材料依旧是动物毛皮。就目前市面上的真皮主要以牛皮、羊皮为主。可分为头层皮、二层皮以及合成皮三种。其优点是拥有良好的透气性、韧性以及舒适的手感。真皮本身不具阻燃性,但不同其它化学品材料,一点就燃,一般微小火星,不易点燃,因此可作为难燃或不易燃类产品。真皮的缺点则是价格高,拥有较大的气味,易生菌,难护理。虽然说真皮的缺点明显,但就汽车内饰行业而言尤其是高端车辆内饰,拥有非凡的市场地位。

PVC 人造革、PU 革合成革。PVC 人造革是在织物上涂覆 PVC材料制造的革产品;PU 革合成革则是在织物上涂覆 PU 树脂加工而成的革。二者主要特点是手感舒适接近真皮,机械强度大、花色多、应用范围广且阻燃性能好,通过工艺手段,能达到难燃或不燃。而其缺点是传统化工制品,透气透湿性差、尤其是传统 PU 革生产过程中存在污染环境以及产品生态性差等,因此在汽车内饰行业的使用增幅受限明显。

科技布只是看起来像皮革,但其依旧是布艺的一类。主要成分是Polyester(涤纶),特点是具有真皮的纹理和色泽、透气性较好、舒适性高、耐用性强,布料可自由搭配;但价格高、维修点有限,表层容易脏,不易打理,清洗后会变色。在汽车内饰行业虽然有使用,但使用比例不是很高。

五、超纤及仿皮生态革是新能源汽车应用的主力军

根据新能源汽车对车内饰革的性能要求,综合皮革及合成革产业的发展现状,我们认为,只有超纤及仿皮生态革,才是当前乃至今后相当长时间新能源汽车应用的主力军。

1、超纤及超纤革

超纤是超细纤维的总称。用海岛超细纤维织成无纺布,经过高分子材料含浸处理,再进行开纤减量、染色及造面处理,最终制成的合成革为超纤革。

超纤合成革分超纤贝斯制造和超纤革加工制造二个阶段。

超纤贝斯制造主要是制成类似真皮一样的底坯,通过对超细纤维的专业织造、高分子材料含浸和减量开纤,染色定型处理,制成类似真皮或真皮二层皮一样的皮坯。

坐椅革超纤贝斯外表同牛二层皮相似,毛感、绒感、垂感及透气透湿性同真皮相仿,但其强度可大大优于真皮。一般超纤贝斯的撕裂强度在 8 公斤以上,好的在 10 公斤以上,是真皮撕裂强度的 3-4 倍。

目前,超纤贝斯有油性超纤和水性超纤二种。所谓油性超纤贝斯,是用油性树脂含浸加工处理,即用 DMF 工艺制造的超纤贝斯。这类超纤目前市场上占主要份额,尤其是用甲苯减量的不定岛超纤,几乎全部是 DMF 工艺。

随着科技的进步和技术的突破,水性超纤贝斯已有全面生产,并已开始普及应用到新能源汽车。

所谓水性超纤贝斯,是用以水性树脂含浸超纤无纺布而制成的超纤贝斯,这类贝斯不使用 DMF 工艺,生产过程中没有有机溶剂的挥发而伤害环境,在产品中也无有毒有害材料的残留,没有不良异味产生,属于全生态产品。特别是以浙江恒其徳科技有限公司生产的水溶性超纤及超纤革,其开纤使用水减量而不用甲苯减量和碱减量,且减出材料可重复使用,对环境没有伤害,代表了整个超纤贝斯产品及新能源车用革的最新发展方向,受到了行业内外专业人士的高度重视,也为新能源汽车及其装饰材料发展注入了发展灵魂。

用超纤贝斯进行造面,形成不同花色、花纹和手感,外表及质感同真皮相似产品的过程,是超纤革生产的第二阶段。这个过程,还需要经过湿法、干法生产及后整理加工。

目前,成品超纤贝斯进一步做成超纤革有二类工艺路线。

一类是在超纤贝斯上,进行湿法涂层加工。此工艺用油性树脂的,离不开 DMF 工艺,目前在新能源汽车应用上逐步在淘汰。水性湿法工艺目前在产业化推广阶段,由于水性湿法工艺在生产过程中清洁环保,产品生态安全,特别是还具有良好的手感和透气透湿性,已被行业所高度重视,未来发展将会非常快。

湿法涂层处理过的贝斯,还需在合成革干法生产线进行贴面处理才能完成最终产品的定型。这类产品应该是目前新能源汽车内饰材料的首选产品。

另一类是直接干法加工。即将加工制造好的超纤贝斯,用合成革干法工艺直接贴面。

此工艺分油性工艺、全水性工艺及水性加无溶剂工艺三种工艺。

第一种所谓油性工艺,即用油性树脂进行加工,由于对环境的伤害性和产品中含有不良有害物质残留,生态性不足,目前同样在缩减过程中,尤其是在新能源汽车上,最终将会彻底淡出。

第二种全水性工艺,一般指在离型纸上,进行三刀水性树脂上浆,然后贴合超纤贝斯。这类产品,具有良好的手感和完全的生态性,具有一定的透气透湿性,同样是新能源汽车应用上的首选产品之一。

第三种所谓水性无溶剂工艺,是以水性树脂作面层,无溶剂作粘接层。这类工艺加工简单,但对设备要求比较高。目前,这类产品已经大面积开始生产,其优异的物理性能、耐水解性能,已呈有全方位替代 PVC 产品及真皮产品的趋势。水性加无溶剂贴面产品,生态环保性没有任何问题,表面耐磨抗刮性优越,但透气透湿性差,因此在汽车座椅革上的应用,需要用其它手段进行弥补其不足。

2、仿皮生态革

仿皮生态革是不使用超细纤维制造超纤贝斯,不进行减量开纤工艺而制成的手感外表同真皮相似,撕裂强度略低于超纤的一类产品。

仿皮生态革使用的基材是针织、机织起毛布,加工过程中含浸高分子材料后,不需经过开纤减量过程,因而大大减少了生产工艺流程,且加工过程中,没有污染物产生,可以实现节能节水节材和清洁生产,成本优势明显。因此,具有十分显著的发展动力。

仿皮生态革从物理性能上看,其撕裂强度没有超纤好,但同真皮的撕裂强度相仿,其应用性能已达到汽车座椅革的撕裂强度应用要求标准。仿皮生态革另外显著的特点是生态性好,没有真皮的不良气味,但具有真皮的触感和透气透湿性,所以深受用户的喜爱。

目前,加工制造新能源汽车用仿皮生态革,主要采用水性湿法工艺制造,通过对基布的湿法处理,形成手感、垂感、质感同真皮相仿的基材,再进行合成革干、湿法加工处理,形成最终产品。

仿皮生态革的后加工工艺,同超纤革加工工艺完全相同。不同的是,仿皮和超纤的毛效不尽相同,加工过程中尤其是贴合过程中,要针对不同毛效采取不同的贴合工艺,确保贴合牢度不受布毛的影响。

新能源汽车用革,除了座椅革外,顶棚和车身用革,量也非常大。目前,顶棚大部分用绒面超纤代替真皮或其它布艺产品,随着更注重性价比的要求,仿皮生态绒面革也将快速登场。

六、结束语

总之,新能源汽车是时代发展的内在要求,不可逆转。车辆内饰皮革市场的需求量将会根据新能源汽车市场的发展而发展,也将根据消费者需求的变化而变化,同时根据技术的进步而会有不断的创新和发展。

目前,我国新能源汽车及相应的汽车内饰产品,已经走在了国际先进行列。随着整体技术、市场的进步和拓展,未来汽车内饰皮革市场将随着新能源汽车产业的发展会有更大幅的提升,并且将呈现出空前的发展势态。

 

(来源:丽水鑫科生态合成革研究院、中国水性树脂及水性生态合成革研发中心)


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