葉早萍 張聲明 陳建麗

(1.上海紡織科學(xué)研究院，上海，200082;2.上海申達(dá)股份有限公司，上海，200060)

1 我國(guó)汽車用紡織品產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)概況

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn)。2009年，我國(guó)汽車產(chǎn)量達(dá)到1 379.1萬(wàn)輛，首次成為世界汽車產(chǎn)量第一大國(guó);2012年，我國(guó)汽車產(chǎn)量達(dá)到1 927.2萬(wàn)輛，已是連續(xù)四年保持全球第一(見圖1)。

圖1 2000—2012年我國(guó)汽車產(chǎn)量增長(zhǎng)情況

作為產(chǎn)業(yè)用紡織品最重要的應(yīng)用市場(chǎng)之一，汽車產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步帶動(dòng)了汽車用紡織品產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。在汽車制造材料中，除了鋼鐵、塑料等之外，最主要的材料就是紡織品，主要包括汽車內(nèi)飾材料和功能性材料。其中，汽車內(nèi)飾紡織品大約占到汽車用紡織品的70%［1］。汽車內(nèi)飾材料包括座椅面料、頂篷面料、汽車地毯、鋪墊織物、車門內(nèi)裝飾板、行李箱內(nèi)飾、衣帽架、窗簾、篷蓋布等;汽車功能性材料包括安全氣囊、安全帶、輪胎簾子布、門窗密封材料、輪罩、減震隔聲材料、熱絕緣材料、過(guò)濾材料、軟管等。

紡織材料在汽車上的用量不斷增加。以乘用車為例，不同車型表面纖維及紡織品用量為20～40 m2，質(zhì)量為15 ～40 kg［2-4］。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010 年我國(guó)乘用車地毯的用量約為2 300萬(wàn)m2，座椅面料約為1.1億m2，行李箱內(nèi)襯約為1 800萬(wàn)m2，行李架用紡織品約為 760萬(wàn) m2，車門內(nèi)板面料約為810萬(wàn)m2，頂篷面料約為2 600萬(wàn)m2，安全帶約為9 100萬(wàn)m［5］。中國(guó)汽車用紡織品的銷售量正在以每年15%～20%的速度遞增。按每輛汽車使用20 kg紡織材料計(jì)算，2012年僅中國(guó)汽車生產(chǎn)所需的紡織品消費(fèi)量達(dá)到38萬(wàn)t。

廣闊的市場(chǎng)空間不僅催生了一批國(guó)內(nèi)汽車用紡織品龍頭企業(yè)，如上海申達(dá)股份有限公司、浙江宏達(dá)高科控股股份有限公司、江蘇曠達(dá)汽車織物集團(tuán)股份有限公司，而且還吸引了大量國(guó)外汽車用紡織品生產(chǎn)商跟隨整車企業(yè)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，如美國(guó)李爾(LEAR)、德國(guó)佩爾哲(PELZER)、德國(guó)謝夫勒(SCHAEFFLER)、法國(guó)泰佛(TREVES)、瑞典奧托立夫(AUTOLIV)、日本川島(KAWASHIMA)等世界汽車用紡織品巨頭紛紛在中國(guó)獨(dú)資、合資建廠，國(guó)內(nèi)汽車用紡織品市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。我國(guó)車用紡織品企業(yè)近年來(lái)發(fā)展迅速，但整個(gè)行業(yè)的發(fā)展水平與國(guó)外相比還有很大差距。

2 汽車用紡織品的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和新進(jìn)展

紡織品對(duì)于汽車外觀、功能性和安全性都起著十分重要的作用。例如，紡織品使汽車座椅更加美觀、舒適;汽車地毯和頂篷面料在提供舒適性和裝飾性的同時(shí)，還起到降噪和減震的重要作用;輪胎簾子線提高了汽車的道路適應(yīng)性和輪胎耐用性;紡織增強(qiáng)紗應(yīng)用于汽車高壓管和高壓帶的基材;非織造材料則廣泛應(yīng)用于空氣和油的過(guò)濾、各類襯墊材料;纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在替代較重的金屬材料方面發(fā)揮了重要作用，促進(jìn)了汽車的輕量化發(fā)展;而安全氣囊、安全帶等安全裝置則有助于道路交通安全和拯救生命。

近年來(lái)，不管是汽車制造商還是汽車用紡織品生產(chǎn)商都不斷調(diào)整，使企業(yè)能夠適應(yīng)汽車工業(yè)的發(fā)展變化。汽車制造商對(duì)汽車用紡織品提出了很高的要求，并以此作為吸引消費(fèi)者的重要手段。除了功能性(隔熱、吸聲、防滑、防污、透氣、阻燃、吸水、抗菌、抗老化、防靜電、強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定、色牢度和耐磨性好)以及裝飾性(美觀、舒適)之外，更健康、更環(huán)保、更安全、輕量化、低成本日益成為汽車用紡織品重要的發(fā)展趨勢(shì)。為迎合新的發(fā)展潮流，汽車用紡織品制造商加快了產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新，新產(chǎn)品、新工藝層出不窮。

2.1 更健康、更舒適是普遍的消費(fèi)需求

現(xiàn)代社會(huì)，汽車已成為人們生活中不可或缺的一部分。汽車已不僅是運(yùn)輸工具，更已經(jīng)成為一種生活空間、活動(dòng)載體甚至休閑場(chǎng)所。人們每天花在車內(nèi)的時(shí)間超過(guò)40 min，因此對(duì)車內(nèi)舒適、健康環(huán)境的要求越來(lái)越高。在色彩、圖案和性能等方面的創(chuàng)新，已成為汽車廠商創(chuàng)造產(chǎn)品特色的重要途徑之一。汽車紡織內(nèi)飾材料的設(shè)計(jì)和性能與車型、風(fēng)格等因素緊密地聯(lián)系在一起，成為吸引消費(fèi)者的重要因素，那些具有防水、防污、抗菌、阻燃等功能的汽車更能吸引消費(fèi)者的購(gòu)買欲望。

為滿足消費(fèi)者的需求，許多功能性汽車內(nèi)飾紡織品應(yīng)運(yùn)而生，功能性纖維、改性纖維的用量明顯增多。例如，能消除車內(nèi)異味的負(fù)離子纖維，能平衡車內(nèi)濕度的異型截面和中空微孔纖維，能降低車內(nèi)溫度的抗紫外線纖維，極限氧指數(shù)大于30%的阻燃纖維，能抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的抗菌纖維等。美國(guó)Foss公司通過(guò)Fossshield?技術(shù)開發(fā)的雙組分抗菌纖維，可以抑制有害菌類、霉菌和其他病菌的繁殖，消除車內(nèi)異味。美國(guó)Sage公司推出了一款用于索納塔的名為YES Essentials的面料，不僅可以抑制霉菌和細(xì)菌的生長(zhǎng)，而且還可以消除異味(包括揮發(fā)性的有機(jī)物)，改善空氣質(zhì)量，同時(shí)還具有抗靜電性能。國(guó)內(nèi)廠商聯(lián)暢化纖廠開發(fā)的負(fù)離子纖維應(yīng)用于汽車內(nèi)飾材料，能夠釋放負(fù)離子，有效去除車內(nèi)異味，改善空氣質(zhì)量，并已在雪鐵龍等多個(gè)車型上獲得應(yīng)用。除了新型纖維的開發(fā)，用于汽車內(nèi)飾紡織材料的各類功能性整理劑、整理工藝的研究也不斷取得進(jìn)展［6］。

車內(nèi)空氣質(zhì)量作為重要的健康要素越來(lái)越受到人們的關(guān)注。車內(nèi)揮發(fā)性有害物質(zhì)(VOC)、致癌物、致敏物等污染物的控制水平，已經(jīng)成為消費(fèi)者對(duì)汽車品牌認(rèn)知度的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。汽車內(nèi)的污染物種類很多，能檢測(cè)到的有100多種，常見的有30余種，主要包括:苯、甲苯、二甲苯等系列;甲醛、揮發(fā)性有機(jī)物;重金屬以及 NH3、CO、氮氧化物;微生物等［7］。對(duì)于車內(nèi)揮發(fā)物和有害氣味，發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于車內(nèi)空氣質(zhì)量有嚴(yán)格的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，Oeko-Tex Standard 100已成為汽車制造商選購(gòu)車用紡織品的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)也開始正式實(shí)施《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》。這對(duì)汽車紡織內(nèi)飾的開發(fā)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，例如，使用更加環(huán)保的纖維材料，在著色過(guò)程中盡可能減少重金屬含量，在染色和后整理中避免使用含有甲醛和致癌物質(zhì)的染化料，在加工過(guò)程中使用更加環(huán)保的膠黏劑和助劑并盡量揮發(fā)完全，執(zhí)行嚴(yán)格的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)等。

2.2 環(huán)保、循環(huán)利用成為市場(chǎng)主流

在環(huán)保日益受到重視的今天，各汽車產(chǎn)業(yè)大國(guó)紛紛出臺(tái)相關(guān)政策法規(guī)。歐盟報(bào)廢車輛指令(End-of-Life Vehicle)規(guī)定，2015年之后，轎車的全部組成部分中至少有95%要求可回收利用;美國(guó)《未來(lái)報(bào)廢汽車回收利用指南》規(guī)定，到2020年報(bào)廢汽車回收利用率要達(dá)到95%;日本《汽車回收再利用法》規(guī)定，汽車生產(chǎn)廠家有義務(wù)承擔(dān)汽車殘?jiān)?、氣囊等指定零部件的回收利用以及處理工作。我?guó)《汽車產(chǎn)品回收利用技術(shù)政策》規(guī)定，2012年起所有國(guó)產(chǎn)及進(jìn)口汽車的可回收利用率要達(dá)到90% 左右，其中材料的再利用率不低于80%;2017年起，所有國(guó)產(chǎn)及進(jìn)口汽車的可回收利用率要達(dá)到95% 左右，其中材料的再利用率不低于85%。這些相關(guān)的法律法規(guī)都鼓勵(lì)整車和部件制造商在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，要考慮到再利用和回收事宜，還限制使用鉛、汞、鎘、鉻等特定物質(zhì)，以及在某些情形下溴化阻燃劑的使用，如多溴聯(lián)苯醚(PBDE)和多溴聯(lián)苯(PBB)，以降低汽車報(bào)廢對(duì)環(huán)境的影響。

這意味著整車和部件制造商要更多地使用環(huán)保型汽車材料，并要求在設(shè)計(jì)之初就要考慮產(chǎn)品壽命結(jié)束后的回收問題。雖然目前消費(fèi)者的認(rèn)知度和環(huán)保條例施加的壓力還不高，但是這一趨勢(shì)促使汽車行業(yè)努力提高可回收能力。汽車環(huán)保材料發(fā)展的方向:一是使用天然纖維或單一合成纖維，以利于生物降解和提高回收能力;二是開發(fā)能夠使用廢舊原料的生產(chǎn)工藝。

天然纖維，包括漢麻、黃麻、劍麻、亞麻、木纖維、竹纖維、椰殼纖維、香蕉纖維等在汽車產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)有了大量的研究［8］。天然纖維增強(qiáng)復(fù)合材料憑借其高強(qiáng)度、低密度、低成本、可降解、可再生的特點(diǎn)，正逐漸成為一種新型的汽車用工程材料，廣泛應(yīng)用于汽車門板/襯墊、雜物箱/后擱物架、座位靠板、貨車車廂地板、備胎板/車身后壁板等，天然纖維含量可達(dá)50%。國(guó)外汽車業(yè)已逐步使用天然纖維制造汽車零部件，并已有很好的技術(shù)積累。例如，標(biāo)致雪鐵龍公司承諾，到2015年所使用的1/3塑料聚合物用可循環(huán)材料替代，包括使用亞麻和漢麻等天然纖維。戴姆勒克萊斯勒公司除了使用亞麻、漢麻、劍麻作為內(nèi)飾材料外，在2004年就開始研究蕉麻(又稱馬尼拉麻)纖維在汽車上的應(yīng)用，奔馳A級(jí)三門轎車底部的備用輪胎外罩中，蕉麻纖維的含量達(dá)25%。福特公司在歐洲投放的車型中，有290多種部件采用了天然纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，在其新款汽車Flex的置物箱所用的材料中，含有20%小麥秸稈纖維。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車用紡織品完全有效的回收利用，采用單一的合成纖維已成為新的趨勢(shì)。目前在汽車常用的纖維材料中，聚酯和聚酰胺纖維的用量最大［9］。聚酯纖維作為主要材料，用量約占60%［10］。綜合比較各種合成纖維的性能以及回用條件，聚酯纖維有望成為最理想的選擇。聚酯纖維不僅容易獲得、符合成本效益原則，而且滿足汽車用紡織品的高性能標(biāo)準(zhǔn)。日本川島織物SELKON開發(fā)的高強(qiáng)高彈聚酯纖維BANEX，用于汽車座椅、頭枕面料時(shí)，可以省去襯墊織物，不僅提高了舒適度，而且降低了面料厚度，只需3 mm的厚度即可實(shí)現(xiàn)與原來(lái)80 mm厚的材料相同的功能。荷蘭Colbond BV公司則率先使用回收聚酯生產(chǎn)汽車用地毯基布，其研發(fā)的環(huán)保型地毯基布 Colback Green，由雙組分長(zhǎng)絲構(gòu)成皮芯結(jié)構(gòu)，以消費(fèi)后回收的PET(聚酯)瓶做芯，回收PA 6(尼龍6)做皮，不但具有很好的熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性，而且其聚酰胺皮層可以用作結(jié)合層，與各種染料和涂料有很好的親和能力。日本帝人公司開發(fā)的生物聚酯纖維PLANTPET，是使用甘蔗成分代替乙二醇(EG)原料制成的部分生物聚酯纖維，最近已在量產(chǎn)車型中應(yīng)用，主要是日產(chǎn)LEAF(聆風(fēng))車型的座椅、內(nèi)飾面料。在綠色環(huán)保型合成纖維方面，日本帝人公司開發(fā)的可生物降解PLA(聚乳酸)纖維，已在馬自達(dá)汽車的座椅面料中獲得應(yīng)用。

由德國(guó)謝夫勒公司首創(chuàng)的可循環(huán)再生型等密度汽車隔聲墊，能夠利用回收棉、回收化纖、回收PU海綿、廢邊角料等廢舊材料進(jìn)行加工，而且產(chǎn)品在車輛報(bào)廢后也可再循環(huán)利用。其特殊的制造工藝和技術(shù)使產(chǎn)品的粉塵含量極低，產(chǎn)品各部位密度均勻，壓縮回彈強(qiáng)度和恢復(fù)性能優(yōu)良，并具有抗霉和阻燃性能［11］，產(chǎn)品已在奧迪、寶馬等車型中獲得應(yīng)用。該工藝從纖維開松、混和到帶型面產(chǎn)品，可以一次成型，具有流程短、速度快、節(jié)能降耗的制造優(yōu)勢(shì)。2003年，謝夫勒公司已研制出了第四代生產(chǎn)線。國(guó)內(nèi)廠家上海汽車地毯總廠有限公司也引進(jìn)了全套生產(chǎn)線，并對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行消化吸收和創(chuàng)新，產(chǎn)生了良好的效益。

2.3 在汽車安全領(lǐng)域發(fā)揮更大作用

伴隨頻繁發(fā)生的交通事故，人們的安全駕駛意識(shí)不斷提高，相關(guān)的法律法規(guī)也日趨嚴(yán)格、完善，這也迫使相關(guān)企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，不斷推出增加汽車駕駛安全系數(shù)的產(chǎn)品和應(yīng)用。在汽車用紡織品中，安全帶和安全氣囊是汽車被動(dòng)安全中十分重要的安全系統(tǒng)裝置。

安全帶對(duì)于乘車安全的重要性不言而喻，現(xiàn)在基本上每輛汽車都配備了安全帶。正確使用安全帶能使汽車撞擊的傷害降低60% ～70%，死亡率下降約75%。根據(jù)美國(guó)國(guó)家公路交通安全局(NHTSA)的估算，僅在美國(guó)，通過(guò)使用汽車安全帶每年挽救1.3萬(wàn)人的生命，避免30萬(wàn)起的嚴(yán)重傷害，挽回500億美元的社會(huì)損失。安全帶不僅能減少?zèng)_擊，而且能將使用者固定在合適的位置，這更能發(fā)揮安全氣囊的作用。安全帶經(jīng)常處于伸縮狀態(tài)，容易造成磨損。因此安全帶不僅要求強(qiáng)度高、不易變形，而且還要有一定比例的伸長(zhǎng)，同時(shí)還要求表面光滑、色澤與車廂匹配、具有抗紫外線等性能。高強(qiáng)度聚酯纖維能很好地滿足這些要求，也因此成為汽車安全帶的首選纖維材料。美國(guó)Performance Fibers公司開發(fā)生產(chǎn)的用于汽車安全帶的Securus纖維，是一種PET和E-聚己內(nèi)酯的嵌段聚合物，與PET纖維制成的汽車安全帶相比，能量吸收可增加30%，乘員受到的撞擊力可減少30%。

汽車安全氣囊的使用主要是為了盡可能在瞬間均勻地減緩乘員的移動(dòng)，它與汽車安全帶配合以發(fā)揮更好的效用。汽車安全氣囊的使用近年來(lái)大幅增加，除了主、副駕駛室，側(cè)方和車頂也開始使用安全氣囊。汽車安全氣囊系統(tǒng)中，使用纖維材料的主要是氣囊袋，一般為尼龍或聚酯的機(jī)織面料。安全氣囊系統(tǒng)小型、輕量、高性能化的發(fā)展要求，以及特殊的使用環(huán)境，要求紡織材料強(qiáng)度優(yōu)異、耐沖擊、環(huán)境耐久且強(qiáng)度劣化少、耐高溫、輕薄、柔軟、可折疊、摩擦阻力小。瑞典AUTOLIV公司最新開發(fā)了一種配備氣囊的新型座椅安全帶，并已被裝配于梅賽德斯—奔馳的新款S級(jí)轎車上。這種新型安全帶將傳統(tǒng)的安全帶和安全氣囊合二為一，能夠分散汽車碰撞帶來(lái)的沖擊，有效防止肋骨折斷、內(nèi)傷和瘀傷，尤其適用于兒童和老人。

由于汽車內(nèi)飾中絕大多數(shù)都具有可燃性，阻燃材料的應(yīng)用也是汽車安全的一個(gè)重要方面。與人體直接接觸的座椅、地毯、頂棚等汽車內(nèi)飾材料，以及用于電池隔板、發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)襯等部位的紡織材料都有著較高的阻燃要求。用于汽車紡織材料的阻燃技術(shù)不斷發(fā)展，阻燃纖維和阻燃整理技術(shù)齊頭并進(jìn)。阻燃纖維主要是在纖維原液中加入阻燃性物質(zhì)或在后整理時(shí)加入阻燃整理劑。德國(guó)PyroTex公司開發(fā)的新型高性能阻燃纖維PyroTex?，是一種本身具有阻燃性質(zhì)的丙烯腈系纖維，不含鹵素和銻等物質(zhì)，具有較強(qiáng)的阻燃抗熱性、抗酸堿性、抗腐蝕性，還可以抵抗紫外線輻射。聚丙烯腈預(yù)氧化絲(PANOX)是一種碳纖維制造過(guò)程的中間產(chǎn)品，作為一種獨(dú)立的阻燃纖維新品種，可制成非織造布材料應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)蓋隔聲隔熱墊、發(fā)動(dòng)機(jī)倉(cāng)與駕駛艙之間的隔聲隔熱墊。

2.4 在汽車輕量化中扮演重要角色

輕量、節(jié)能一直是國(guó)際汽車工業(yè)的主題。面對(duì)資源和環(huán)境等問題的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，推進(jìn)汽車輕量化以降低油耗顯得尤為重要。根據(jù)美國(guó)最新的汽車能耗政策要求，到2017年美國(guó)新出廠轎車的燃油經(jīng)濟(jì)性要達(dá)到15.3 km/L，以減少汽車尾氣污染和達(dá)到節(jié)能目的。所謂的汽車輕量化，就是在保證汽車強(qiáng)度和安全性能的前提下，盡可能地減輕汽車質(zhì)量，從而提高汽車動(dòng)力性，減少燃料消耗，降低排氣污染。碳纖維、玻璃纖維以及其他高強(qiáng)纖維復(fù)合材料，是汽車輕量化研究的熱點(diǎn)之一。雖然目前纖維材料在汽車所用材料中，按質(zhì)量計(jì)算僅占3% ～5%，但是未來(lái)這一數(shù)字將不斷放大。

玻璃纖維及其復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用十分廣泛，尤其是在高端車型上的應(yīng)用。汽車工業(yè)已成為玻璃纖維復(fù)合材料最大的市場(chǎng)。玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、剛度大、耐高溫、成本低的特點(diǎn)，在汽車上的應(yīng)用廣泛，包括備胎托架、油門和離合器踏板、行李架、門板、儀表板、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、輪罩、保險(xiǎn)杠、座椅骨架、風(fēng)扇等?，F(xiàn)在廣泛使用的SMC(Sheet Molding Compound)成型工藝最早就是專為汽車工業(yè)開發(fā)的，而目前國(guó)際上極為活躍的玻璃纖維氈增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(GMT)、長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(LFT)也都大量應(yīng)用于汽車工業(yè)。在美國(guó)，至少已經(jīng)有20多種汽車零部件是利用GMT、LFT制成的［12］。在一些新型的概念汽車上，例如法國(guó)推出的空氣動(dòng)力車和印度TATA集團(tuán)研發(fā)的空氣動(dòng)力車，車身都是由玻璃纖維制成的。GMT以熱塑性樹脂為基體(一般為聚丙烯)，以短切玻璃纖維或連續(xù)的玻璃纖維氈為增強(qiáng)骨架，LFT則含有玻璃長(zhǎng)纖維相互纏結(jié)形成骨架結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料即使經(jīng)受100℃的高溫也不會(huì)產(chǎn)生明顯的蠕變，且比短玻纖增強(qiáng)聚丙烯有著更好的抗蠕變性能。福特新嘉年華汽車(Fiesta)的車前門模塊就采用了Owens Coring開發(fā)的長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料。

在減輕汽車整體質(zhì)量的研究中，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)扮演了重要的角色。CFRP的密度不到鋼的1/4，但強(qiáng)度卻是鋼的7～9倍，相較于玻璃纖維復(fù)合材料，也可減輕質(zhì)量 20%以上［13］。CFRP耐疲勞強(qiáng)度優(yōu)良，熱膨脹系數(shù)小，沖擊吸收能大，并有震動(dòng)阻尼效果［14］;CFRP耐腐蝕性強(qiáng)，比金屬材料的壽命更長(zhǎng)，不易損壞，安全性良好。因此CFRP是汽車實(shí)現(xiàn)輕量化，又能夠保證安全性與乘用舒適性等特點(diǎn)的首選新材料，國(guó)際上的研究進(jìn)展很快。

目前碳纖維及其復(fù)合材料主要應(yīng)用于賽車、超級(jí)跑車等高端車型，以及電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車等新型動(dòng)力汽車。蘭博基尼多款車型中都使用了一系列的碳纖維材料部件。在蘭博基尼Murciélago替代車型中，全車大量采用了CFRP，尤其是全碳纖維復(fù)合材料單殼體車身。在混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車的研究開發(fā)中，質(zhì)量是限制汽車?yán)锍痰年P(guān)鍵因素，CFRP的應(yīng)用能有效地減輕汽車質(zhì)量。日本東麗公司研發(fā)的“TEEWAVE”ARI敞篷電動(dòng)車，車體基本結(jié)構(gòu)、車頂、后備箱蓋均采用了碳纖維復(fù)合材料，既能實(shí)現(xiàn)輕量化又能體現(xiàn)車體的剛性和沖擊安全性;德國(guó)寶馬公司2013年投產(chǎn)的BMW i3和i8型電動(dòng)汽車，以及新推出的量產(chǎn)特大城市車(MCV)，均大量使用了CFRP。

CFRP在汽車產(chǎn)業(yè)中的普及應(yīng)用主要是受碳纖維產(chǎn)量小、成本高，以及碳纖維復(fù)合材料連續(xù)生產(chǎn)快速成型技術(shù)的限制。但是隨著各國(guó)的政策推動(dòng)和大批量生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，碳纖維及其復(fù)合材料在汽車產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用將不斷擴(kuò)大。CFRP快速成型技術(shù)的研發(fā)不斷取得進(jìn)展，日本的帝人、東麗、三菱麗陽(yáng)公司掌握著最前沿的技術(shù)。日本帝人公司的CFRTP快速成型技術(shù)，獲得了Frost＆Sullivan全球汽車碳纖維復(fù)合材料技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)和ICIS(International Chemical Information Service)雜志主辦的“ICIS Innovation Awards 2011”最佳產(chǎn)品創(chuàng)新獎(jiǎng)，并與美國(guó)通用公司合作開發(fā)新的CFRP，以大規(guī)模應(yīng)用于通用公司全球生產(chǎn)的汽車上。寶馬公司一直致力于碳纖維在汽車輕量化上的研究，并投入了1億美元用于建設(shè)碳纖維工廠，這也是首家由汽車制造商建造的碳纖維工廠。

在汽車輕量化材料的研究方面，一項(xiàng)最新的研究進(jìn)展就是日本開發(fā)的纖維素納米纖維(CNF)，其質(zhì)量只有鋼的1/5，強(qiáng)度卻是鋼的5倍以上，對(duì)于汽車部件輕量化的應(yīng)用潛力巨大。CNF通過(guò)在紙漿中添加特殊催化劑TEMPO，攪拌后分解出來(lái)，直徑只有4 nm。雖然CNF尚處于樣品供貨階段，生產(chǎn)方法和用途有待開拓，但由于在汽車輕量化方面可發(fā)揮巨大作用，因此備受關(guān)注。日本京都大學(xué)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)公開的最新研究成果中，通過(guò)向CNF增強(qiáng)PP(聚丙烯)復(fù)合材料中添加超臨界CO2使其微細(xì)發(fā)泡，可以提高復(fù)合材料的剛性和強(qiáng)度，減輕質(zhì)量，用于汽車的輕量化設(shè)計(jì)。

2.5 成本控制越來(lái)越重要

成本控制已日益成為汽車產(chǎn)業(yè)的重要課題。汽車制造商持續(xù)對(duì)其供應(yīng)商施加壓力，要求降低價(jià)格，汽車配套供應(yīng)商因此面臨著嚴(yán)峻的成本和競(jìng)爭(zhēng)壓力。目前，國(guó)內(nèi)汽車用紡織品制造商為了從整車廠獲得新的項(xiàng)目，有時(shí)在投標(biāo)時(shí)就要對(duì)老項(xiàng)目進(jìn)行捆綁降價(jià);而新項(xiàng)目也要有持續(xù)的降價(jià)承諾，每年都要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行一定幅度的降價(jià)。

為了回應(yīng)整車廠降低成本的要求，汽車用紡織品制造商就必須保持成本優(yōu)勢(shì)才能在競(jìng)爭(zhēng)中勝出。選擇更適合的原材料生產(chǎn)替代品，加快技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新，開發(fā)高附加值產(chǎn)品，成為汽車用紡織品制造商的必然選擇。例如，F(xiàn)oss公司為通用汽車開發(fā)的新型車用地毯，是增強(qiáng)型16-20OPSY升級(jí)產(chǎn)品，規(guī)格更符合當(dāng)今輕質(zhì)、低成本的趨勢(shì)。Eswegee Vliesstoff公司積極研發(fā)輕質(zhì)、低成本材料，推出了用于發(fā)動(dòng)機(jī)蓋和排氣管的低成本耐高溫降噪產(chǎn)品。Colbond BV公司開發(fā)了用于汽車行業(yè)的新型三維襯墊材料Enka-Spacer，主要由PA 6、PET、PP制成，在聚氨酯泡沫注塑或其他樹脂傳遞模塑(RTM)生產(chǎn)過(guò)程前使用，可以增強(qiáng)層定位性能。

在降低成本方面，非織造材料具有明顯的優(yōu)勢(shì)，故在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用日益增長(zhǎng)，呈現(xiàn)出對(duì)傳統(tǒng)織物持續(xù)的替代趨勢(shì)。汽車制造商正在用非織造布代替過(guò)去使用的經(jīng)編布，例如頂篷面料，國(guó)內(nèi)非織造材料的應(yīng)用量逐年增加，尤其是在中低端車型上。除了成本效益優(yōu)勢(shì)外，非織造材料比機(jī)織、針織材料更易于進(jìn)行工程化設(shè)計(jì);可以深度模壓成型，能滿足汽車內(nèi)飾件復(fù)雜表面形狀的要求，模壓成型后的外觀均勻;作為汽車內(nèi)飾材料，在車艙內(nèi)各個(gè)部位均可使用，可獲得一致的色彩和結(jié)構(gòu)形態(tài)［15］。目前，針刺、縫編、紡黏、熱黏等非織造材料在汽車內(nèi)飾件上都有應(yīng)用，包括地毯、頂篷、座椅、立柱、門板、發(fā)動(dòng)機(jī)襯套、后備箱、輪罩等，以及絕緣、隔熱、吸聲、隔聲等部件。

非織造材料在汽車產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用，最引人矚目的是隔聲材料的發(fā)展。從行李箱壁、駕駛室內(nèi)襯到發(fā)動(dòng)機(jī)罩、輪罩等，非織造隔聲材料在汽車上的應(yīng)用廣泛。在汽車聲學(xué)領(lǐng)域，非織造材料可以滿足輕質(zhì)、音頻調(diào)諧和用作襯墊的要求，正在取代更重的EVA(乙烯—醋酸乙烯共聚物)隔聲材料。德國(guó)Sandler公司開發(fā)的輕型吸聲非織造布Sawasorb系列，應(yīng)用范圍覆蓋了汽車所有的隔聲部件，已在全球50多款車型上獲得應(yīng)用。Sawsorb Exterior材料是一種基于聚酯的高效非織造吸聲材料，質(zhì)輕且可回收利用，具有吸水性低、速干、尺寸穩(wěn)定、低燃燒特性，用于發(fā)動(dòng)機(jī)頂罩時(shí)，能夠最大限度地降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲;用于輪罩護(hù)板時(shí)，不但能夠降低路面噪聲，而且吸聲性能不受外部天氣變化和潮濕環(huán)境的影響。美國(guó)Lydall公司開發(fā)的DbCore(梯度密度)隔聲材料，具有高效的降噪功能，可以消除特定目標(biāo)的噪聲，同樣具有質(zhì)輕、可回收的特點(diǎn)。德國(guó)Textilgruppe Hof公司開發(fā)的Zetajet系列水刺非織造布吸聲材料，采用了特殊的纖維取向技術(shù)，材料質(zhì)量輕，面密度范圍為35～250 g/m2，已得到汽車制造商的認(rèn)可，并將在新車型中獲得應(yīng)用。加拿大Texel公司的專利產(chǎn)品ThermoFit，使用獨(dú)有的熱塑性和非熱塑性纖維混合制造而成，具有良好的吸聲性和透氣性，并能起到減震作用，特定的纖維取向技術(shù)使產(chǎn)品在縱橫兩個(gè)方向均可獲得較高的強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)，特別適用于模壓成型的汽車部件。

非織造材料對(duì)車用泡沫塑料和PVC薄膜的替代趨勢(shì)也很明顯。德國(guó)Eswegee Vliesstoffe公司生產(chǎn)的熱熔層壓復(fù)合非織造布可替代傳統(tǒng)的泡沫層壓材料，而且可以完全回收再利用。該公司位于Mittweida的Techtex縫編生產(chǎn)線生產(chǎn)的Multiknit和Kunit非織造布，可以替代厚度達(dá)8 mm的泡沫。德國(guó)Textilgruppe Hof公司開發(fā)的新型Malivlies縫編非織造布產(chǎn)品，可替代汽車行李箱蓋上的PVC膜，產(chǎn)品成本低、揚(yáng)塵少并具有良好的織物表面。

3 結(jié)語(yǔ)

技術(shù)進(jìn)步是企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力和持續(xù)發(fā)展強(qiáng)有力的保障。汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、消費(fèi)者需求的變化和激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)我國(guó)汽車用紡織品制造商提出了越來(lái)越高的要求。要獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，不但要有設(shè)備優(yōu)勢(shì)、規(guī)模優(yōu)勢(shì)、成本優(yōu)勢(shì)，更重要的是要有研發(fā)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。我國(guó)汽車用紡織品制造商起步晚，專業(yè)化水平低，與國(guó)際先進(jìn)企業(yè)之間還有較大差距，所以必須要積極學(xué)習(xí)國(guó)外專業(yè)公司成熟的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、先進(jìn)的生產(chǎn)與服務(wù)流程、精湛的企業(yè)運(yùn)營(yíng)及管理水平等，以縮短與國(guó)際先進(jìn)企業(yè)之間的距離;要不斷提升技術(shù)能級(jí)，與整車廠緊密合作，參與整車廠新產(chǎn)品的全球同步研發(fā)，這樣才能開發(fā)出適應(yīng)新車型的產(chǎn)品，爭(zhēng)取更大的市場(chǎng)份額。

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