第一節　汽車工業常用纖維材料

按汽車內裝飾材料常用纖維分類，基本上各種纖維都能應用于汽車內裝飾材料，如天然纖維中的棉、毛、麻和椰殼纖維，化學纖維中的滌綸、錦綸、丙綸、腈綸、芳綸、黏膠纖維，無機纖維中的玻璃纖維和碳纖維等。

一、天然纖維

棉、毛、麻、絲等由于組成成分不同，通常將其分為纖維素纖維和蛋白質纖維。纖維素纖維包括棉纖維、麻纖維和椰殼纖維；蛋白質纖維主要包括毛纖維和絲，毛纖維又包括綿羊毛纖維、山羊絨纖維、兔毛纖維、駝絨纖維等。

1.纖維素纖維

（1）棉纖維。棉纖維是最傳統的紡織原料，也是最基本的紡織原料。最早期的汽車內裝飾材料幾乎是以棉纖維為主，高檔產品用棉毛混紡。后來，棉纖維汽車內裝飾材料在汽車工業中的應用量明顯下降，但是棉纖維廢料的利用量，廢棉再生纖維在汽車工業的隔音減震材料中的應用量，卻是大幅度增加。棉纖維一直是汽車工業不可缺少的重要纖維原料之一。

棉纖維手感柔軟、蓬松度好，干、濕態強度較高，吸濕性好，具有較好的耐磨性。一般濕態強度比干態強度可提高10%左右。缺點是棉纖維彈性略差，均勻性差，彈性回復率低。棉產品易出現褶皺，但是棉纖維價格比較低廉，產品成本易于接受。

（2）麻纖維。麻纖維也是纖維素纖維的一類，其中包括黃麻、紅麻、亞麻、苧麻、劍麻、大麻、洋麻等。但汽車內裝飾材料常用的麻纖維有亞麻、黃麻、洋麻、苧麻纖維。麻纖維是一年或多年生草本雙子葉植物的韌皮纖維和單子葉植物的葉纖維的總稱。

黃麻纖維長度較短，平均長度為25～37mm，纖維較粗硬，纖維直徑為0.01～0.10mm。可以作為汽車簇絨地毯底布，也可以對黃麻進行改性處理或混紡使用，加工汽車內裝飾材料用針刺地毯或隔音減震氈。通常為了降低汽車內裝飾材料的制造成本，可以利用黃麻纖維部分取代汽車內裝飾材料的輔助原材料，減少高價化學纖維的應用量，同時又確保了應用性能。

亞麻纖維長度比較短，平均長度為17～20mm，細度為16～18μm，纖維密度為1.46～1.51g/m3，回潮率為13%左右，單纖維強度為6.3～10.1cN/dtex，其最大的特點是濕態伸長率可比干態的提高10%～20%。具有良好的吸濕性和可紡性，可與棉混紡生產汽車用內裝飾材料，也可以與丙綸混合生產針刺法非織造布增強材料。

苧麻纖維在汽車用內裝飾材料的生產中也得到了大量的應用。尤其是苧麻的精梳落麻纖維，更是汽車內裝飾材料中理想的填充材料，吸濕好，隔音減震，吸音降噪，防寒保暖性強。苧麻纖維長度為60～250mm，細度為28～40μm，密度為1.32～1.54g/m3。纖維長度長、可紡性好、吸濕性強、硬挺、剛度高，可與毛混紡加工成不同的汽車用內裝飾材料，也可用苧麻加工汽車頂棚和門內襯板增強材料。

（3）椰殼纖維。椰殼纖維也是纖維素纖維的一種，這種纖維是從椰子殼外層剝取下來的，其突出特點是彈性好、剛度大，有假彈簧之美稱。是生產汽車坐墊、靠背的理想填充材料。一般平均長度為150～330mm，直徑為0.05～0.30mm，在汽車內裝飾材料中得到大量應用。

2.蛋白質纖維　所有動物纖維基本上都屬于蛋白質纖維，如綿羊毛、山羊絨、駝絨、牦牛絨、兔毛，也包括桑蠶絲、柞蠶絲等。蠶絲在汽車內裝飾材料中很少使用，故不介紹其性能。在汽車工業的發展初期，化學纖維和非織造布生產技術不發達的時候，毛纖維在汽車內裝飾材料中，有著很大的應用市場。毛混紡機織絨類、針織絨類產品，在美國、日本、歐洲各大汽車工業市場，都被看作是一種高檔的汽車內裝飾材料，也曾為汽車工業的發展發揮了積極的作用。羊毛纖維的主體成分是蛋白質，它的突出特點是彈性好、手感柔軟、吸濕性強、保暖性好、可紡性強，是一種傳統的紡織品用纖維。由于羊毛纖維的性能所決定，它多用于高檔紡織品，從而，也得到了汽車內裝飾材料的尊崇。羊毛單纖維細度范圍：直徑為20～30μm；長度一般為50～100mm。山羊毛直徑為30～50μm，長度一般為150～250mm，通常與椰絲纖維混合，用于加工汽車坐墊和靠背芯。毛纖維的回潮率為13%，纖維密度為1.28～1.33g/m3；單纖維強度為1.7～3.1cN/dtex，伸長率為29～43%。毛纖維具有較好的耐熱性和耐光性，但是因價格較貴，在汽車內裝飾材料的應用中也受到一定的限制。采用非織造布做汽車內裝飾材料，已是一種國際發展趨勢。特別是利用羊毛纖維加工的非織造布更是受到汽車工業的普遍歡迎。由于羊毛纖維具有天然的阻燃性，并能吸收空氣中的有害氣體，如甲醛、二氧化氮、二氧化硫等，讓人們免受有毒氣體之害，所以，常用羊毛纖維加工成汽車頂棚襯墊材料、汽車地毯、汽車座椅襯墊材料。采用羊毛纖維加工的汽車內裝飾材料，不僅具有良好的吸音、隔音、減震、防潮、防寒、隔熱、抗污、阻燃等功能性，而且還能夠增加汽車的美學性能和舒適性能，同時還具有凈化汽車內部空氣的特殊功能。

二、化學纖維

化學纖維是一種高新技術產品，多數化學纖維都是以石油副產品為加工原料。最大優點是長細度變化范圍大，可按生產工藝要求人為控制，物理機械性能遠好于天然纖維。長細度一致性好，不含雜質，易于深加工。其單纖強度、伸長率、彈性和耐磨性能夠滿足汽車內裝飾材料的技術性能要求。所以，在汽車工業的應用量逐年遞增，為此，必須學習和掌握化學纖維的基本性能，以便更好地利用各種化學纖維，加工出不同風格特點的汽車內裝飾材料，以滿足汽車工業高速發展的需求。

由于化學纖維的生產工藝方法的不同，通常人們把化學纖維分成兩大類，一類稱作再生纖維，另一類稱作合成纖維。

1.再生纖維　再生纖維包括再生纖維素纖維和再生蛋白質纖維。常用的黏膠纖維、醋酯纖維和銅氨纖維都屬于再生纖維素纖維；大豆纖維、花生纖維、玉米纖維和酪酸纖維都屬于再生蛋白質纖維。應用于汽車內裝飾材料較多的是黏膠纖維，這是由于其特性接近天然纖維，具有良好的吸濕性，其化學組成與棉纖維相似，而應用性能優于棉纖維，這是由于黏膠纖維的內部結構所決定的。黏膠纖維的聚合度和結晶度都比棉纖維的低，因此在纖維內部結構中的無定形區較多，使其具有更大的吸濕性，一般可達到115%，最高可達到300%。當然，此種結構特點也決定了其單纖維強度比棉纖維的低，一般單纖維強度為2.0～8.0cN/dtex。纖維密度為1.50～1.52g/cm3，常用黏膠纖維的線密度為3.34dtex，伸長率為17～29%，回潮率為12%，濕態強度一般僅為干態強度的40%～65%。其最大的缺點是耐磨性差，且彈性回復能力弱、手感略差；其優點除吸濕性好、干態強度大以外，它還具有良好的懸垂性、不起毛起球、易清潔、價格便宜，所以被大量混紡用于汽車內裝飾材料中，以提高汽車內裝飾材料的舒適性。

隨著化學纖維生產工藝技術的不斷進步，黏膠纖維的品種越來越多，應用性能也越來越強，國內外不斷研制出差別化黏膠纖維，通過纖維截面形狀的改變，采用不同的生產工藝路線和方法，利用各種助劑進行處理，使黏膠纖維結晶度提高，單纖維強度增大，彈性和伸長率增強，卷曲數和中空度增加；使其具有更好的吸濕性、蓬松性；改善手感和染色性，增強耐溫性和阻燃性，這就使得黏膠纖維擴大了應用范圍，提高了應用性能。除可以用于加工汽車內裝飾材料外，還可用于加工汽車用擦拭布、過濾材料、隔音減震襯墊材料、防寒保暖填充材料，從而受到了汽車工業的高度重視。

2.合成纖維　隨著世界化學工業的不斷發展，化學纖維生產技術水平不斷提高，合成纖維的品種數量、質量性能都在不斷增強和增加。合成纖維與人造纖維相比，物理機械性能有了質的飛躍。由于合成纖維在強度、伸長率、彈性、耐磨、耐光、耐腐蝕等方面的條件得天獨厚。合成纖維從某種意義上講，可以替代傳統的各種紡織纖維原料。而且具有天然纖維、人造纖維所不具備的應用功能。合成纖維不僅是紡織服裝必不可少的纖維原料，而且未來的汽車工業發展，同樣也離不開合成纖維原料。因此，更應該學習和掌握合成纖維的相關知識和基本性能，這對于汽車內裝飾材料的發展和功能性提高，以及促進整個汽車工業的快速發展，都具有十分重要的意義。

（1）聚酯纖維。聚酯纖維是以聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯或聚對苯二甲酸丁二酯為原料，經熔融紡絲加工而成的一種合成纖維。以聚對苯二甲酸乙二酯為原料的稱為滌綸，用PET表示；以聚對苯二甲酸丙二酯為原料的用PTT表示；以聚對苯二甲酸丁二酯為原料的用PBT表示。滌綸分為滌綸長絲和滌綸短，滌綸長絲是汽車內裝飾材料經編或緯編針織物的理想原材料。經過機械加工，將連續長絲束切斷成等長纖維，就制成滌綸短纖維。一般滌綸長絲用量占其產量的 35%～45%，而滌綸短纖維用量占其產量的55%～65%。這就是說，滌綸短纖維的用途更加廣泛。滌綸無論是長絲或短纖維，在汽車工業的發展中，尤其是作為汽車內裝飾材料的所需原料，一直發揮著重要的作用，而且應用量越來越大，占據著所有纖維原料的統治地位。這完全是由于滌綸的結構特點和基本性能所決定的。

滌綸的主要特點是單纖維強力高、彈性好、耐磨性好、耐高溫、耐腐蝕，干濕態機械性能一致性好、尺寸穩定性強、易洗快干，還具有良好的電絕緣性。缺點是吸濕性差，易產生靜電，不耐堿、不阻燃。到目前為止，滌綸通過改性處理已經完全彌補了其先天不足，從而，使其得到了大量的應用。正是由于滌綸的基本性能，使其可以替代各種天然纖維，可與各種纖維混合使用，所以先后出現了不同類型的滌綸。滌綸長絲又分為細旦變形長絲、異形長絲和復合長絲。按其用途不同又分為棉型滌綸、毛型滌綸和麻型滌綸；按其功能性又分為中空型滌綸、高卷曲性滌綸、超細滌綸、復合型滌綸、雙組分型滌綸、高收縮型滌綸等。這些功能性滌綸恰好是加工汽車內裝飾材料廣泛應用的纖維原料。滌綸的特性完全能夠滿足汽車內裝飾材料的功能性要求。

滌綸工藝適應性強，既可采用棉紡工藝、精梳毛紡工藝、粗梳毛紡工藝、半精梳毛紡工藝，也可用化纖工藝加工，同時又能用各種非織造工藝生產汽車內飾材料。無論是機織、針織、經編、緯編、縫編工藝，還是針刺、水刺、熱軋工藝，滌綸都能滿足工藝技術要求。

滌綸染色牢度特別好，根據用途的不同，滌綸又分別可加工成有光滌綸長絲、無光滌綸長絲、半有光滌綸長絲。這就為汽車內裝飾材料在花型、美學性方面提供了更多的選擇余地，增加了滌綸長絲在汽車內裝飾材料中的應用機會。滌綸短纖維也同樣可以加工成有光滌綸短纖維、無光滌綸短纖維、半有光滌綸短纖維。光澤的變化不僅會影響到汽車內裝飾材料的外觀風格、花型色彩和美學效果，同時也會影響著汽車內裝飾材料的耐光性能和使用壽命。

滌綸不僅性能優良，從生產成本的角度分析，價格也比較便宜。因此，在汽車內裝飾材料的生產加工中的用量越來越大。現在已是主要原料，將來隨著滌綸應用性能的進一步增強，將一直占據著汽車內裝飾材料所用纖維原料的主導地位。

（2）錦綸。俗稱尼龍，它的主要成分是聚酰胺，是由聚酰胺切片，經熔融紡絲加工而成的錦綸，用PA表示。常用的錦綸有錦綸6和錦綸66。最早期的汽車內裝飾材料是以錦綸為主，因為錦綸的最突出特點是耐磨性好，單纖維強度高。彈性也特別好，光澤亮、抗污性好、易洗快干、耐化學穩定性較好、干濕態強度高。缺點也很突出，熱收縮大、熱穩定性不好、耐光差、不耐酸、靜電大、易起球、價格高，這就使其在汽車內裝飾材料中的應用受到了極大的影響。在汽車工業發展的初期階段，錦綸無論是長絲還是短纖維，在汽車內裝飾材料的生產加工中，都發揮了重要作用。

（3）丙綸。也稱聚丙烯纖維，通常用符號PP表示，是聚烯烴纖維中的一種，它的主要原料是丙烯，是石油裂解的產物。烯烴是由不飽和碳氫化合物組成，其分子極易形成鏈狀結構，聚丙烯經過熔融紡絲工藝，可以加工成丙綸長絲和短纖維。常用的聚丙烯纖維是等規聚丙烯，這種纖維原料來源廣泛、成本低、廢料可重新利用，環保性強，無污染，被稱作綠色環保纖維。

丙綸的最大優點是比重輕，纖維密度只有0.90～0.91g/cm3，比黏膠纖維輕40%；比滌綸輕30%；比錦綸輕20%。從汽車內裝飾材料輕量化的角度考慮，丙綸占有絕對的競爭優勢。丙綸耐磨性也符合汽車內裝飾材料所需纖維原料的性能要求，其具有彈性好、不起球，耐酸、耐堿、耐化學溶劑性好，防霉防蛀、環保衛生性能好，對人體無過敏現象，易洗快干，電絕緣性好，還具有良好的吸附性、隔音減震的功能，吸音吸油能力強，價格便宜等優點。從汽車內裝飾材料對纖維原料性能要求來看，丙綸的缺點是易老化、不吸濕、耐熱性差、靜電大、不易染色、不阻燃，從而在應用上受到一定的影響。

丙綸熔點低，通常被認為是一種缺點，由于汽車內裝飾材料逐漸趨于模壓組件化，而現實生產中卻把丙綸作為一種低熔點黏結纖維利用，恰好發揮了丙綸熔點低的特性。同時，還可以利用丙綸的低熔點性加工成雙組分纖維，可以將聚丙烯作為雙組分纖維的皮層與高熔點聚酯復合，形成皮芯層雙組分PP/PET纖維，如圖2-1所示。也可以利用聚丙烯作為芯層，以聚乙烯為皮層，加工成PE/PP雙組分皮芯層復合纖維。這些雙組分皮芯層纖維在汽車內裝飾材料的生產加工中，都是非常有用的。不僅可以替代傳統的黏合粉劑，用于汽車內裝飾材料中，如汽車頂棚、車門板多層組合黏合在一起，增加了復合牢度，同時也可以改善組合件的功能性。因此，丙綸和丙綸雙組分纖維被大量地應用于汽車內裝飾材料的生產加工中，受到了汽車工業的高度重視，對汽車工業的發展起到了積極的作用。

丙綸的導熱系數非常低[0.080～0.109J/（m·℃·h）]，比羊毛還低，所以是一種十分理想的保暖材料，用于汽車內裝飾材料中，可以發揮其良好的保溫性。利用丙綸加工的汽車內裝飾材料模壓組件，其回收利用十分方便。所以說丙綸是汽車內裝飾材料中一種十分重要的纖維原料。

（4）腈綸。也稱聚丙烯腈纖維，常用PAN表示。聚丙烯腈纖維與聚酯纖維和聚酰胺纖維不同，它不是將高聚物經過熔融紡絲制成纖維，而是采用濕法或干法溶劑紡絲工藝制成腈綸。腈綸耐光性優良，日曬1000h，單纖維強力仍能保持在80%以上，這是由于其內部結構含有腈基所決定的。從耐光性方面考慮是可優先選擇的汽車內裝飾材料所需的纖維原料。腈綸的突出特點是，比重小，比羊毛輕10%，比棉纖維輕20%，導熱系數低，保暖性比羊毛高11.6倍，初始模量比羊毛高2.2倍，高于錦綸而低于滌綸，伸長性、彈性好于棉纖維、麻纖維和黏膠纖維，僅次于羊毛。多次變形后的剩余延伸率較大，這一特點非常適用于加工汽車內裝飾材料。

腈綸耐酸不耐堿，對氧化劑及有機溶劑比較穩定，腈綸特性近似于羊毛，所以人們通常稱其為人造羊毛。手感柔軟，觸摸溫暖舒適，所以腈綸是汽車內裝飾材料的理想原材料，尤其是座椅套。冬季用人造毛皮，全部采用腈綸。腈綸產品無論是色澤度和鮮艷性，還是豐滿飄逸感、厚重溫暖感，都受到了汽車主人的喜愛。早期的汽車內裝飾材料中，腈綸與毛混紡的機織絨類和針織絨類產品，占有很大的市場份額，而且還占據著高檔汽車用品領域。

腈綸的截面是天然異形，外觀酷似羊毛，手感、彈性、易染性、保暖性、抱合力、覆蓋性及吸濕性都很好。尤其采用干法溶劑紡絲工藝，可紡成細旦異形、復合、三維立體卷曲、高收縮的腈綸。腈綸的回潮率為2.0%，通過改性可制成高吸水腈綸，所以利用腈綸改性纖維，可以提高汽車內裝飾材料的舒適性。腈綸的良好回彈性和高蓬松度，特別適用于加工座椅外套，美觀大方、色澤鮮艷、柔軟飄逸、高雅尊貴，能充分體現汽車主人的個性化。腈綸的致命缺點是耐磨性能差，使其在汽車內裝飾材料中的應用量受到了極大的影響。耐磨性是汽車內裝飾材料最基本的要求，可腈綸與滌綸和錦綸相比要差得多，另外易起球，造價高。

雖然目前腈綸在汽車工業的用量有限，但是，隨著汽車工業高速發展，從汽車工業發展趨勢看，腈綸在未來市場還有很大的潛力。

三、無機纖維

無機纖維在紡織服裝方面應用量很小，但是，在汽車工業中的應用，將會越來越大。因為無機纖維的特殊結構決定了它的高強度和抗拉伸性，是未來復合新型汽車材料的主體。

1.玻璃纖維　玻璃纖維可以采用玻璃熔體經過熔體噴絲法制成束狀的玻璃長絲，也可以采用玻璃熔體經過玻璃棒加熱抽絲法制成玻璃長絲，還可以采用玻璃熔體經過熔體噴絲吹出法制成玻璃短纖維。由于玻璃纖維截面呈圓形，所以表面光滑、剛度大、抗拉伸、脆性大、易折斷，常用玻璃纖維密度為2.50g/cm3；細度范圍在：8～12μm。在汽車工業用的超細過濾材料中，常用玻璃纖維的細度為5μm。根據需要玻璃纖維直徑可紡成18～20μm。

玻璃纖維的突出特點是耐高溫不燃、耐磨耐酸、剛性大、尺寸穩定性好，因此，是模壓汽車頂棚板、門內襯板等組件的理想原材料，成本低也是玻璃纖維被汽車工業作為內裝飾材料所選用的一個重要因素。因為玻璃纖維的自身特點，加工成汽車內裝飾材料不能夠使用化學黏合劑，只能采用濕法加工成非織造布，或采用針刺法和縫編法制成玻璃纖維復合材料。不僅目前被大量應用于汽車內裝飾材料，而且將來也會隨著汽車工業的發展，應用量會越來越大。由于玻璃纖維的獨特結構，決定了它具有良好的絕熱性和良好的吸音性，這一性能在汽車內裝飾材料中，可以用于加工發動機隔板、前翻板襯墊材料，也可以加工成各種汽車內裝飾材料的隔音、吸音、減震、降噪材料。

2.碳纖維　碳纖維是高科技的新型材料，它的用途極其廣泛，未來的發展潛力極大。在汽車工業中，碳纖維復合材料將會大量地取代金屬和塑料汽車零部件，從而使汽車實現真正意義上的輕量化和節能減排。

碳纖維是以黏膠纖維、腈綸或瀝青纖維為基體，經過1000～1500℃高溫炭化處理，制成高強度含碳量在96%～98%的碳纖維。碳纖維的突出優點是強度大、剛性強、耐高溫阻燃、尺寸穩定性好。纖維密度只有1.7～1.9g/cm3，比玻璃纖維還輕25%，所以碳纖維復合材料將是今后汽車工業應用的重點，前途廣闊。

四、汽車用纖維材料的發展趨勢

從國內外汽車內裝飾材料市場應用纖維材料現狀分析，結合汽車未來的發展趨勢，將來天然纖維用量的比例將會越來越小，天然纖維將來主要應用在襯墊材料方面，而化學纖維和無機纖維的應用量將會越來越大，因為，功能性、差別化纖維品種會越來越多，功能性會越來越強，能夠適應汽車未來發展的需要。例如：汽車座椅內襯材料用V形截面的高彈、中空多孔滌綸短纖維，既具有較強的吸濕性，還具有較高的彈性恢復能力，是聚氨酯泡沫的最佳替代品，所以，是未來最理想的汽車座椅襯墊材料。超細纖維在未來汽車內裝飾材料中，也將成為主力軍，尤其是超纖皮革基布，將來會大量使用超細纖維；另外，將來汽車的高級吸音材料，也將會大量使用超細纖維。將來汽車零部件逐漸模壓組件化，汽車逐漸向輕量化方向發展，所以，對丙綸短纖維、玻璃纖維、各種天然麻纖維的應用量也會明顯增加。隨著碳纖維生產技術的發展，碳纖維的生產成本會越來越低，汽車零部件碳纖維化是一個必然的發展趨勢。汽車室內空氣環境越來越引起人們的高度重視，汽車過濾器是今后的發展方向，因此將大量使用活性碳纖維，黏膠纖維是活性碳纖維的基礎原料，所以，在未來的汽車工業中，也將發揮重要的作用。雙組分、多組分改性差別化纖維，在未來的汽車工業中，用量將越來越大。為了凈化汽車內部空氣，保證局部空間的空氣質量，今后汽車內裝飾材料用非織造布，將采用高科技的負離子纖維、納米纖維等，而且應用量會逐漸增加。