汽車內飾面料的性能要求及測試標準探討

吳雙全,陳 華

(江蘇曠達汽車織物集團股份有限公司,江蘇常州213162)

汽車內飾面料的性能要求及測試標準探討

吳雙全,陳 華

(江蘇曠達汽車織物集團股份有限公司,江蘇常州213162)

闡述了紡織面料在作為汽車內裝飾材料重要組成部分的特殊使用環境下,為了滿足內飾材料的裝飾性、舒適性、耐用性和安全性等方面要求,所應具備的各項性能及相應的測試方法與標準。

內飾面料;性能要求;測試標準

紡織品作為汽車內飾材料的重要組成部分,在汽車內飾領域已經被廣泛應用。從安全帶、安全氣囊、頂篷、遮陽板到座椅、扶手、中控臺,再到立柱、衣帽架、行李箱和地毯等,無處不有紡織品的存在。在這些汽車內飾件中,采用的紡織品的種類各不相同,有機織、經編和緯編面料,也有無紡布等非織材料[1]。經過近30年的發展,目前國內已有一大批比較成熟的汽車內飾材料企業與汽車工業進行配套。

由于汽車內飾面料使用環境和條件的特殊性,其性能要求和測試方法也與常規的服用或家紡用面料有所不同。目前國內針對于汽車內飾面料的標準,只有QC/T 236-1997《汽車內飾材料性能的測試方法》標準,該標準主要是等效或等同采用美國SAE的標準,其中一般的測試項目則采用ASTM、AATCC等標準[2]。而在紡織行業或國家標準中,對于汽車內飾面料的性能要求及測試方法尚未有相關標準發布實施。國內大多數合資或者自主品牌車企大都對各自的材料性能有著具體的技術指標和方法標準,各級材料供應商必須按照主機廠的企業標準進行產品的設計開發和認證,主要指標涉及面料的基本物性(密度、平方米克重、斷裂強力、伸長率等)、耐久性(耐摩擦、耐光照等)、安全性(阻燃性、氣味、霧化等)等要求,而且這些性能指標要求也隨著汽車終端消費者要求的提高而不斷提升。

1 基本規格檢驗

汽車內飾面料的基本規格檢驗通常包括面料的厚度、平方米克重、幅寬、透氣性和緯斜等指標。厚度和平方米克重要求通常是根據主機廠客戶認可的面料狀態給出允許上下偏差的范圍。一般情況下,厚度測試都依據ISO 5084[3]進行,而平方米克重的檢測則按照GB/T 4669[4]標準執行。幅寬要求則是供應商根據主機廠的需求在面料開發時進行設計,客戶在物料接收時進行檢驗。面料透氣性的好壞對于乘客的舒適性有著一定的影響。汽車面料的透氣性通常按照ISO 9237[5]進行,不同的主機廠針對不同種類的織物設定的標準值也不相同。此外,汽車內飾面料的緯斜性能也是影響內飾件(座椅、門板、車頂等)外觀視覺效果的重要因素,通常對于有明顯緯向花型紋理的面料,緯斜的要求也相對較高,衡量標準多為ASTMD3882[6]。

2 物理機械性能

2.1 斷裂強力

斷裂強力指的是在規定條件下進行的拉伸試驗過程中,試樣被拉斷記錄的最大力。試驗條件所涉及的試樣的尺寸大小、夾距和拉伸速度等參數的設置需依據不同的試驗標準進行。目前業內常用的標準為ISO 13934.1[7],國家標準中對于織物斷裂強力的測試亦依據國際標準制定的。除此之外,各主機廠對于測試條件和不同織物種類指標要求均有所不同。

2.2 撕裂強力

汽車座椅、門板以及車頂等部位的內飾面料在其使用過程中,存在著遇到尖銳物體時產生撕破的情況出現,因此抗撕裂能力也是衡量汽車內飾面料的一項重要指標。針對不同的織物類型,測試方法通常有褲型撕裂(適用于針織物)和梯形撕裂(適用于機織物)兩種。

2.3 剝離強力

通常汽車內飾面料的基本狀態為面料與聚氨酯海綿進行兩層復合或再加一層底布進行三層復合而成的。因此,面料、海綿及底布之間的粘結牢度也會對汽車面料及內飾件使用的耐久性產生一定的影響。剝離強力的測試標準多采用GMW 3220、DIN 5337等主機廠標準。

2.4 尺寸穩定性

內飾面料的尺寸穩定性對于汽車內飾件的成型包覆及使用過程中狀態的穩定性有著直接的影響,受汽車內飾件造型曲面、角度和深度等參數影響,對于其表面包覆材料的靜態和永久伸長率等性能要求也比較高。一般情況下,通過對內飾面料施加規定的負荷,在規定的時間后,測試樣品的靜態延伸率;在卸載一定時間后,測試出材料的永久變形率。部分主機廠標準還對面料在干熱和濕態環境下的尺寸穩定性有著具體的要求。

3 耐久性能

3.1 耐磨性能

衡量汽車內飾面料耐磨性能主要可以通過馬丁代爾耐磨、肖泊爾耐磨、泰伯耐磨、搭扣耐磨以及MIE耐磨等試驗進行。這幾種耐磨試驗在設備結構、磨料選擇、適用面料類型(主料與輔料、機織物與針織物)、摩擦次數評價指標(起毛起球、外觀變化、重量損失和顏色變化等)方面均有所不同,具體要求根據主機廠技術標準執行其中一項或者幾項。

最常用的為馬丁代爾耐磨,其測試依據標準ISO 12947-1,2,3[8]進行。目前大眾汽車標準中對于面料的要求需要考核馬丁代爾、肖泊爾和搭扣耐磨共3項,而標致雪鐵龍的標準中只需考量MIE耐磨,通用汽車標準中則涵蓋了馬丁代爾、肖泊爾、泰伯和搭扣耐磨等4項測試,但是不同面料類型只需選用對應的測試項目。

3.2 色牢度性能

色牢度的考核指標需要根據內飾件使用的環境進行確定,主要包括耐光色牢度、耐汗漬色牢度、摩擦色牢度與抗水漬等要求。

摩擦色牢度測試一般依據ISO 105-X12[9]進行,分別采用干摩和濕摩兩種狀態,經過10次反復摩擦后,與ISO 105-A03沾色會卡比較,評判結果。

耐光色牢度也是汽車內飾面料的一個非常重要的評價指標。將試樣與一組藍色羊毛標樣一起在人造光源下按照規定條件(溫濕度、輻照度、輻照時間周期)曝曬,然后將試樣與藍色羊毛標樣進行變色對比,評定色牢度。根據使用部位的不同,內飾面料的耐光性能要求也不相同。通常汽車座椅、車頂和遮陽板等光照直射到的部位,對面料的耐光色牢度要求最高。業內參照的標準多以大眾PV 1303[10]和通用SAE J2412等標準為主。

3.3 縫紉性能

汽車內飾面料特別是座椅面料,因其需要進行縫紉加工,所以面料縫紉性能的好壞對于座椅的使用有著直接影響。目前對于縫紉性能的考核指標主要有接縫強力和接縫疲勞兩項。其中,接縫強力考察的是面料縫制后,沿垂直于縫線方向施加力直至發生斷裂時的強力,常用試驗方法為ISO 13935-1[11];而接縫疲勞則是模擬一定載荷下,面料接縫位置動態耐久性的實驗,具體考核的是在規定動態負荷下,經過規定次數后,縫跡處針跡外漏或者織物紗線發生滑移的狀況。一般來說這兩個指標均需要對經向和緯向分別取樣測試。

4 安全性能

隨著汽車的普及和人們認識的提高,消費者對于汽車內飾的要求不僅局限于美觀舒適,而且越來越關注到內飾空間的健康、環保與安全。這里面就涉及到內飾材料的阻燃性能基本要求及車內空氣質量的管控方面新要求。

4.1 阻燃性能

阻燃性能是國家強制要求,主要是依據標準GB 8410-2006[12],考核的是水平方向的阻燃性能,乘用車中內飾材料的阻燃性能指標需達到燃燒速度≤100 mm/min。在GB 24407-2012專用校車安全技術條件新國標中對于內飾材料的燃燒速度和極限氧指數進行了規定,其中燃燒速度按GB 8410-2006規定的方法進行試驗時,材料的最大水平燃燒速度要求由原來的≤100 mm/min提高至≤70 mm/min,同時新增加了內飾材料的極限氧指數的規定,要求OI≥22%。一部分窗簾類面料還需考慮垂直方向的燃燒性能。

4.2 散發性能

汽車內飾面料的散發性能指標主要指的是甲醛含量、霧化、氣味和VOC等。這些指標都是與消費者的身體健康息息相關的。甲醛含量的測試多采用分光光度計進行,限值一般為≤10μg/g。目前汽車內飾材料的成霧試驗標準國際國內有許多種,這些標準共涉及到了3種試驗方法,即光澤度法、重量法和霧度法。最常用的方法為重量法,根據主機廠及材料類型的不同,通常的限值設定也不同,多為≤3 mg或≤2 mg,試驗方法常用的為大眾PV3015[13]標準。

氣味性指標的測試主要是通過人的主觀評判來確定的。不同的主機廠對于內飾面料的氣味類型、氣味等級和可接受的限值等要求也不相同。氣味測試試驗對于實驗室條件、實驗員的嗅辨能力及內飾面料的狀態等都有著詳細的要求,特別是實驗員的辨別能力需要進行定期的比對試驗以便校正。

2012年實施的乘用車內空氣質量評價指南GB/T 27630—2011[14]推薦標準對于車內空氣質量中的8項指標給予了推薦限值,見表1。根據推薦標準的要求,各大主機廠以及內飾材料供應商一起做了大量的摸底試驗,并總結歸納出了各自主機廠的指標控制要求。國家環保部2014年首次發布了車內空氣質量標準制定的時間表和路線圖,計劃在2015年底發布并實施車內空氣質量強制性標準,這不僅對主機廠汽車質量管控和銷售帶來了巨大的挑戰,也給內飾材料產業鏈的上下游企業形成了極大壓力。

表1 車內空氣中有機物濃度要求 單位:mg/m3

4.3 有毒有害物質(ELV)

為了保護消費者的身心健康和提高汽車報廢后的材料回收再利用效率,歐盟ELV2000/53/EC法令[15]及中國《汽車產品限制使用有害物質和可回收利用率管理辦法》中都對汽車在設計生產時禁用有毒有害物質和破壞環境的材料,減少并最終停止使用不能再生利用的材料和不利于汽車環保的材料做了明確要求。對于汽車內飾面料來說,法規要求限制使用鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯苯(PBB)、多溴聯苯醚(PBDE)等有害物質,具體限值參見表2。

根據目前多次測試的結果顯示,汽車內飾面料一般都可以滿足法規規定的禁限用物質限值要求。

5 其他

除了上述相關性能外,不同的主機廠對于汽車內飾面料還有部分特殊的要求,如耐污易清潔性能、抗靜電性能、濕熱老化性能、防脫散性和折疊角等指標。所有的要求都是為了滿足汽車內飾面料的裝飾性、安全性、舒適性和耐用性要求。

表2 在所有部件和材料中禁用組分的限量

6 結語

隨著中國汽車工業的蓬勃發展和人們消費水平的不斷提高,汽車內飾面料產業也面臨著越來越大的挑戰。在國家及各汽車廠對于整車質量提升的大背景下,汽車內飾面料的行業標準和國家標準的盡快出臺,也會一定程度上改變目前執行標準不統一、指標要求不一致等情況的出現,整體提高我國汽車內飾紡織品產業的研發能力和創新水平。同時,汽車面料企業應該從原材料開發、工藝流程優化、色彩紋理的設計以及新技術新工藝的開發應用等多方面著手,走科技創新之路,才能確保汽車內飾材料各項性能滿足汽車廠要求,滿足消費者需求。

[1]杜 群.汽車內飾織物的開發應用[J].浙江紡織服裝職業技術學院學報,2009,(4):22.

[2]吳 嵐.車用內飾面料性能與測試方法[J].產業用紡織品, 2001,(19):30.

[3]ISO 5084-1996,紡織品機織物和針織物(紡織地毯除外)厚度的測定[S].

[4]GB/T 4669-2008,紡織品機織物單位長度質量和單位面積質量的測定[S].

[5]ISO 9237-1995,紡織品織物透氣性的測定[S].

[6]ASTM D3882-1999,機織物和針織物中弓緯和偉斜的試驗方法[S].

[7]ISO 13934.1-1999,紡織品織物拉伸性能第1部分:斷裂強度和斷裂伸長率的測試條樣法[S].

[8]ISO 12947-1-1998,紡織品織物耐磨性馬丁代爾法的測定第1部分馬丁代爾耐磨試驗儀[S].

[9]ISO 105-X12-2001,紡織品色牢度試驗第X12部分:耐磨擦色牢度[S].

[10]PV 1303-2001,非金屬材料汽車內部空間結構件光照射試驗[S].

[11]ISO 13935-1-1999,紡織品纖維和紡織成品接縫拉伸性能第1部分:條樣法測定接縫最大斷裂強度[S].

[12]GB 8410-2006,汽車內飾材料的燃燒特性[S].

[13]PV 3015-1994,內裝飾的非金屬材料可冷凝組分的測定[S].

[14]GB/T 27630-2011,乘用車內空氣質量評價[S].

[15]ELV2000/53/EC,歐盟汽車報廢指令[S].

Discussion on the Performance Requirement and Testing Standards of the Automotive Interior Fabrics

WU Shuang-quan,CHEN Hua
(Jiangsu Kuangda Automobile Textile Group Co.,Ltd.,Changzhou 213162,China)

As the important parts of the automotive decoration materials,automotive textiles were used in special environments. To meet the requirements of decorative,comfort,durability and safety for interior materials,the properties and testing standards of the automotive interior fabrics were discussed.

interior fabric;properties requirement;test standard

TS197

:B

:1673-0356(2015)03-0051-03

2015-03-16;

:2015-03-27

吳雙全(1984-),男,碩士,工程師,主要從事汽車內飾紡織品的設計與研發工作。