陳文龍，徐玉康，楊旭紅

（蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇蘇州 215021）

汽車(chē)成為人們出行的重要交通工具[1]，車(chē)用非織造材料在汽車(chē)防護(hù)及內(nèi)飾等方面發(fā)揮著重大作用。據(jù)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2021 年全國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)售超2 000 萬(wàn)臺(tái)，汽車(chē)中使用的基于非織造材料的零件已超過(guò)40 種，一輛轎車(chē)平均要消耗20 m2左右的非織造布，包括襯墊、覆蓋、過(guò)濾、加固材料等[2]。在車(chē)體防護(hù)方面，根據(jù)2021 年汽車(chē)車(chē)衣行業(yè)分析報(bào)告，僅車(chē)體防護(hù)材料市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)100 億，并保持穩(wěn)中向好發(fā)展趨勢(shì)。

淋膜非織造材料是車(chē)體防護(hù)材料中的重要組成部分，該材料結(jié)構(gòu)主要分為表面層和基材，同時(shí)也會(huì)添加抗老化助劑、染色劑、阻燃劑等以滿足產(chǎn)品的各類(lèi)實(shí)用需求。表面層為采用淋膜技術(shù)制備的高聚物膜層，基材選用非織造材料，將高聚物熔體膜淋于非織造材料表面而制成淋膜非織造材料。在汽車(chē)領(lǐng)域，淋膜非織造材料主要被用于車(chē)體防護(hù)產(chǎn)品中，同時(shí)在頂棚、地毯、行李箱內(nèi)襯等汽車(chē)內(nèi)飾領(lǐng)域也具有較多的應(yīng)用[3]。在汽車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域，淋膜非織造材料所選用的基材類(lèi)型主要為針刺非織造材料、水刺非織造材料以及紡粘非織造材料，再根據(jù)汽車(chē)不同應(yīng)用部件的特性要求，制備具有柔軟性、防曬性、防腐性等功能性淋膜復(fù)合非織造材料。本文將從淋膜非織造材料成型工藝機(jī)理、材料類(lèi)型及產(chǎn)品等方面進(jìn)行綜述。

1 淋膜非織造材料

淋膜是使高聚物熔體通過(guò)淋膜機(jī)淋到基材上的涂層，再經(jīng)過(guò)烘干成為基材表面的保護(hù)膜。淋膜高聚物通常為聚乙烯、聚丙烯或聚酯，根據(jù)淋膜高聚物特性分為水性淋膜和油性淋膜。水性淋膜技術(shù)將高聚物溶于水中，再將該溶劑涂覆于織物表面，最后經(jīng)紅外線烘干或者自然干燥而制成基材保護(hù)層。油性淋膜技術(shù)采用的溶劑主要為UV 感光樹(shù)脂，只能通過(guò)紫外線烘干。油性淋膜層具有較好的耐摩擦性能，能在紅外線、紫外線、激光或風(fēng)霜雨雪及酸堿等各種生態(tài)或物理化學(xué)環(huán)境下長(zhǎng)期使用[4]。

淋膜非織造材料以非織造材料為基材，再淋覆高聚物熔體或溶劑制備獲得，形式有單層淋膜和雙層淋膜，如圖1、圖2 所示。淋膜層能夠提供一定的強(qiáng)力并束縛基材表面纖維、抑制纖維間的相互滑移，提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。同時(shí)利用淋膜層特性還可賦予材料拒水、拒油等性能。

圖1 單面淋膜非織造材料

圖2 雙面淋膜非織造材料

2 淋膜非織造材料類(lèi)型

目前，規(guī)?；褂玫牧苣し强椩觳牧纤捎玫幕闹饕獮獒槾谭强椩觳牧虾图徴撤强椩觳牧?，部分采用水刺非織造材料。

2.1 淋膜針刺非織造材料

針刺非織造材料由三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的纖維組成，使得針刺非織造布具有較好的通透性與過(guò)濾性能。在成型過(guò)程中，刺針對(duì)纖網(wǎng)進(jìn)行反復(fù)穿刺，將纖網(wǎng)表面和局部的纖維強(qiáng)迫刺入纖網(wǎng)內(nèi)部，原來(lái)蓬松的纖網(wǎng)被壓縮，使得針刺非織造布具有優(yōu)良的機(jī)械性能。在針刺非織造材料表面淋覆一層高聚物膜、熔融態(tài)的膜層能夠滲透至該材料內(nèi)部，提高淋膜復(fù)合強(qiáng)度[5]。對(duì)于雙組分纖維針刺氈，熔融膜與纖維形成更多的鍵合，使得材料結(jié)構(gòu)更加緊密[6]。

2.2 淋膜紡粘非織造材料

紡粘非織造布具有強(qiáng)度高、表面光滑、手感柔軟、耐折耐磨等優(yōu)異性能，被廣泛應(yīng)用于車(chē)用紡織品中[7]。紡粘非織造材料內(nèi)部纖維通過(guò)軋點(diǎn)進(jìn)行緊密粘合，在該材料表面淋覆一層高聚物層，熔融態(tài)膜易與紡粘材料纖維及軋點(diǎn)粘合，提高了淋膜紡粘非織造材料綜合性能。

2.3 淋膜水刺非織造材料

水刺非織造材料成型工藝機(jī)理為高壓極細(xì)水射流沖擊纖維網(wǎng)，使得纖維網(wǎng)內(nèi)的纖維在水射流沖擊作用下發(fā)生相互纏結(jié)、形成連續(xù)狀非織造材料。水刺非織造材料具有好的柔軟性能、彈性性能。相對(duì)于剛性針刺非織造材料，水針沖擊作用強(qiáng)度較弱，使得水刺非織造材料內(nèi)部纖維間相互纏結(jié)度較低，賦予水刺非織造材料較好的透氣性能。采用淋膜技術(shù)，在水刺非織造材料表面淋覆一層高聚物流體膜使得淋膜水刺非織造材料既具有優(yōu)異的膜層防護(hù)性能又具有較好的柔軟度和拉伸彈性性能。

3 車(chē)用淋膜非織造材料

3.1 車(chē)用過(guò)濾材料

對(duì)于車(chē)用過(guò)濾材料，早期研究人員采用濕法無(wú)紡布，但綜合過(guò)濾性能較低[8]。三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)賦予針刺非織造材料較高的孔隙率（可達(dá)70%～80%）、高容量、高過(guò)濾精度等優(yōu)點(diǎn)，成為車(chē)用過(guò)濾材料的重要原料[9]。LAWRENCE 等[10]通過(guò)涂層壓延等手段使針刺非織造布表面平均孔徑減小、顆粒滲透能力降低，從而提高了針刺非織造布的過(guò)濾效能。因此，采用淋膜技術(shù)能夠顯著提高針刺非織造材料的過(guò)濾效率。

3.2 汽車(chē)內(nèi)飾材料

CHEN 等[11]在針刺非織造布上淋膜一層熱塑性聚氨酯以提高TPU 淋膜針刺非織造材料的機(jī)械性能和耐燃性。孫輝等[12]制備了2 種針刺布淋膜復(fù)合材料，使用原色與黑色2 種聚乙烯作為淋膜原料，并分析復(fù)合材料的微觀和宏觀性能，研究結(jié)果表明，淋膜加工能夠提升原色聚乙烯的結(jié)晶度，對(duì)淋膜層的力學(xué)性能有促進(jìn)作用。

3.3 車(chē)用防護(hù)材料

紡粘非織造布憑借其諸多優(yōu)勢(shì)成為汽車(chē)用防護(hù)材料的首選原料。趙博[13]對(duì)幾種淋膜紡粘非織造布進(jìn)行了力學(xué)性能、透氣透濕性、尺寸穩(wěn)定性率等測(cè)試，得出淋膜后的紡粘非織造材料透氣透濕性能均降低。因此，淋膜對(duì)紡粘非織造材料起到防水防油效果，在汽車(chē)內(nèi)飾、過(guò)濾、包裝方面的應(yīng)用效果突出。

隨著人均收入與消費(fèi)水平的提高，擁有汽車(chē)的家庭越來(lái)越多，導(dǎo)致城市的家用轎車(chē)車(chē)位供不應(yīng)求，很多車(chē)量不得不被迫停在露天環(huán)境中，車(chē)輛表面易受到侵蝕或損傷，車(chē)衣是包覆于車(chē)體外表面的防護(hù)材料，對(duì)車(chē)體起到有效防護(hù)。車(chē)衣也叫汽車(chē)服飾，按汽車(chē)的外形尺寸用帆布或其他柔韌耐磨材料制作的外罩衣等汽車(chē)防護(hù)用品，能對(duì)車(chē)漆、車(chē)窗玻璃起到較好的保護(hù)作用[14-15]。

3.3.1 車(chē)衣分類(lèi)與相應(yīng)特點(diǎn)

對(duì)于傳統(tǒng)型車(chē)衣，材料上通常使用帆布或其他耐磨材料制作而成，雖能起到除塵、阻燃、防腐蝕、防輻射作用，但很難做到有機(jī)配合。非織造材料從材料結(jié)構(gòu)和性能到生產(chǎn)制備上都具有較大優(yōu)勢(shì)，如彈性強(qiáng)促使包覆效果更好的水刺無(wú)紡布、強(qiáng)力較好且力學(xué)性能易調(diào)控的針刺無(wú)紡布等。傳統(tǒng)型車(chē)衣依據(jù)使用功能主要分為防塵遮陽(yáng)車(chē)衣、隔熱車(chē)衣、防盜車(chē)衣以及防曬隔熱防盜等多功能車(chē)衣，依據(jù)結(jié)構(gòu)可分為卷軸式[16]、折疊式[17]、齒輪收卷式[18]車(chē)衣等[19]。

隱形車(chē)衣具有多功能性與便捷性，逐漸成為車(chē)衣的首選。隱形車(chē)衣也可稱(chēng)為汽車(chē)漆面保護(hù)膜，早期通常使用PVC 和PU 作為基材，但具備無(wú)法修復(fù)劃痕、易發(fā)黃等缺陷。新一代的TPU 隱形車(chē)衣則使用TPU基膜，通過(guò)精密涂布防護(hù)涂層和膠水、貼合膜制成。這種隱形車(chē)衣不僅具備優(yōu)良的抗沖擊、抗穿刺、抗腐蝕、抗斷裂和耐候性，而且具備高光亮度、優(yōu)異的耐黃變性能和劃痕自我修復(fù)能力，使用在車(chē)身上可以使得漆面與空氣隔絕，大大減輕路面刮蹭、飛石、紫外線、酸雨等對(duì)車(chē)身漆層造成的損傷，起到保護(hù)車(chē)身的作用。

3.3.2 隱形車(chē)衣發(fā)展

從發(fā)展歷程來(lái)看，隱形車(chē)衣在國(guó)外形成產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有近30 年的時(shí)間。隱形車(chē)衣從最開(kāi)始的PU 材質(zhì)到PVC 材質(zhì)，再到TPU 材質(zhì)以及如今的TPU 材質(zhì)+涂層及其他技術(shù)，經(jīng)歷了至少4 次迭代升級(jí)，性能及效果也越來(lái)越好。

近期，經(jīng)過(guò)多次迭代的隱形車(chē)衣逐漸在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)出現(xiàn)，促進(jìn)中國(guó)汽車(chē)美容養(yǎng)護(hù)發(fā)展，汽車(chē)漆面養(yǎng)護(hù)正從簡(jiǎn)單的洗車(chē)、打蠟、封釉、鍍晶逐步轉(zhuǎn)向“隱形車(chē)衣”的終極漆面保護(hù)形態(tài)。有數(shù)據(jù)調(diào)查顯示：超過(guò)90%的高端車(chē)車(chē)主有給愛(ài)車(chē)做養(yǎng)護(hù)的習(xí)慣，大部分車(chē)主都會(huì)選擇對(duì)汽車(chē)漆面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)保養(yǎng)，隱形車(chē)衣是他們的優(yōu)選。

3.3.3 隱形車(chē)衣市場(chǎng)分析

TPU 隱形車(chē)衣制備成本相對(duì)較高，這就導(dǎo)致該車(chē)衣終端售價(jià)較傳統(tǒng)型車(chē)衣更高，普遍超過(guò)萬(wàn)元，其中TPU 基膜成本約1 000 元，因此隱形車(chē)衣多為高端車(chē)型采用。如今隨著居民可支配收入的穩(wěn)步提高，豪華車(chē)潛在消費(fèi)群體快速擴(kuò)大，據(jù)車(chē)衣行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，2019 年中國(guó)汽車(chē)總銷(xiāo)量達(dá)2 576.9 萬(wàn)臺(tái)，其中豪華車(chē)銷(xiāo)量為319.5 萬(wàn)臺(tái)，按TPU 車(chē)衣50%的滲透率，國(guó)內(nèi)TPU基膜的市場(chǎng)空間達(dá)16 億元。

然而，目前車(chē)衣行業(yè)存在著2 個(gè)發(fā)展瓶頸。首先并不是所有的TPU 都能適用于制備淋膜車(chē)衣，制備隱形車(chē)衣的通常為脂肪族聚己內(nèi)酯TPU 原料，隱形車(chē)衣產(chǎn)業(yè)便受其產(chǎn)能所限，這也是價(jià)格過(guò)萬(wàn)的主要原因。其次，國(guó)內(nèi)好的車(chē)衣TPU 基膜廠并不多，主要依賴于進(jìn)口，如美國(guó)Argotec 公司，隱形車(chē)衣行業(yè)克服原料產(chǎn)能與基膜制備成為亟待解決的首要難題。

4 結(jié)論

汽車(chē)行業(yè)發(fā)展帶動(dòng)車(chē)衣行業(yè)的快速發(fā)展，特別是熱門(mén)的隱形車(chē)衣領(lǐng)域，進(jìn)而促進(jìn)車(chē)衣用淋膜復(fù)合非織造材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。淋膜技術(shù)相對(duì)于非織造與汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展起步較晚，尤其在中國(guó)汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域，淋膜技術(shù)還有著巨大的發(fā)展空間。本文介紹了淋膜非織造材料成型工藝以及現(xiàn)有淋膜復(fù)合非織造材料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模。相較于傳統(tǒng)車(chē)衣，淋膜復(fù)合非織造材料制成的各種功能性車(chē)衣已成為車(chē)衣行業(yè)發(fā)展主流。然而，面向高端車(chē)衣，現(xiàn)有淋膜復(fù)合非織造材料車(chē)衣急需解決原料廣泛性及產(chǎn)業(yè)規(guī)?；男袠I(yè)問(wèn)題。