第二節　非織造布內裝飾材料的結構性能及應用

一、汽車頂棚內裝飾材料

1.整體組件的技術性能要求　一般來說，汽車頂棚內裝飾材料都是由多層復合模壓而成的整體組件，基于汽車制造商和汽車設計師對汽車頂棚組件的技術性能要求，只有采用多層復合制品，才能滿足汽車制造的技術要求，總體來說，汽車制造商和汽車設計師對頂棚內裝飾材料的具體要求，包括以下幾項內容。

（1）尺寸穩定性好、不變形、不彎曲、不顫動。

（2）剛性強、不斷裂、隔音、減震、吸音、降噪、防寒、保暖、隔熱、防輻射。

（3）厚度小、質量輕。

（4）手感柔軟舒適、美觀大方。

（5）阻燃、抗靜電、不易污。

（6）不起毛起球、不脫絨、不霉變、無氣味、不變色。

2.結構性能分析　為了滿足頂棚內裝飾材料整體組件的技術性能要求，一般汽車頂棚內裝飾材料都設計成多層復合產品如圖3-1和圖3-2所示。

有的轎車頂棚內裝飾材料，復合層數達到十幾層，多層復合頂棚常用于客車、卡車、面包車或豪華車，而小型轎車常用的是5～7層復合制品。不管多少層復合，其基本結構都是由蓬松體的中間層、表層的防護層和內裝飾層以及粘合層所組成。更多層的復合產品，無非是增加一些增強層、柔軟層，已使其頂棚組件中具有更大的剛性和強度及柔軟手感。但是，并非層數越多越好，復合層增加，會增加汽車零部件制造商的生產成本，同時也增加了復合難度。

（1）中間層。一般來說，汽車頂棚內裝飾材料的中間層都選擇一種蓬松體材料，最早期的中間層選用波紋紙板，這種中間層的頂棚內裝飾材料隔音、減震、吸音、降噪、防寒、保暖、隔熱、防輻射效果都不是十分理想，而且成型易褶皺，潮濕易變性。隨著新型材料的不斷出現，泡沫塑料取代了波紋紙板。泡沫塑料板作為頂棚內裝飾材料的中間層，與波紋紙板相比，成型效果有所提高，功能性也有所增強，解決了頂棚潮濕易變形的缺點，其優點是質量較輕，但是成本相對也比較高。當非織造布新型材料出現以后，給汽車制造商和汽車設計師又增加了選擇的余地。再生纖維針刺法或粘合法非織造布，平方米質量為500～800g/m2、密度為50～150kg/m3。

非織造布頂棚內裝飾材料，不僅成本低，而且成型性好，整體組件強度大、剛性強、不易變形，但是也有其缺點，整體組件的重量較大，潮濕后易變形、有氣味。后來隨著技術的進步，又出現了天然纖維、玻璃纖維與丙綸混合針刺法非織造布（GPF板），平方米質量為500～800g/m2、密度為50～150kg/m3。此種中間層蓬松體不僅功能性強，成型性好，而且剛性更大，重量更輕，同時模壓成型效果好于其他所有中間層，因為丙綸比重小、熔點低，自身具有熱融黏結作用，節省了粘合層粘結粉的用量，降低了制造成本。

（2）黏合層。為了使增強層、表面防護層及裝飾層與中間層牢固地黏合在一起，形成一個完整的組件，在中間層與增強層或裝飾層中間必須有一層黏合層，黏合層材料構成一般由幾種形式，一種是熱融黏結膜，另一種是熱融黏結粉，還有噴涂黏結劑。這幾種材料都會在模壓成型的過程中，起到一種黏合劑的作用，從而保證中間層與其他組成材料的牢固結合。通過長期的實踐和理論檢驗證明，以黏結膜作為黏合層，制成的頂棚內裝飾材料，整體組件的剛性較好、強度大、尺寸穩定性好；而用黏結粉為黏合層制成的頂棚內裝飾材料，其剛性和強度不如黏結膜，但是其隔音、減震、吸音、降噪功能比前者要好。噴涂黏結劑做黏合層，制成的汽車頂棚，整體組件強度大、剛性強、尺寸穩定性好，但是，吸音、降噪、隔音、減震功能較差。因此，汽車零部件制造商通常根據汽車制造的具體技術要求，可選用不同的黏合層。

（3）增強層。增強層材料一般都選用非織造布，其中包括薄型玻璃纖維熱軋法非織造布、錦綸短纖維熱軋法非織造布、滌綸短纖維熱軋法非織造布，也有紡粘薄型滌綸非織造布，還有以非織造布為基布的鋁箔布。無論是哪一種非織造布，其作用都是要增加頂棚內裝飾材料整體組件的剛性和強度，對中間層蓬松體起到防護增強作用。

（4）防護層。靠近車頂金屬表面的是一層薄型防護層，主要作用是進一步的防護增強，有時也是增強層玻璃纖維非織造布的要求，最上部防護層，一般都采用薄型熱軋法、紡粘法和粘合法的滌綸非織造布，也有丙綸非織造布，一般平方米質量為15～50g/m2。

（5）柔軟層。如果中間層選用再生纖維針刺法或粘合法非織造布，在裝飾層上面還要設計一層柔軟層，主要目的是增加頂棚內裝飾材料的柔軟觸摸手感。一般柔軟層都采用聚氨酯泡沫，厚度范圍為3～5mm；密度范圍為300～700kg/m3。柔軟層的設計，不僅增強了觸摸手感舒適度，也相應地增加了頂棚內裝飾材料整體組件的功能性。

（6）內裝飾層。最下面的內裝飾層，以前都選用針織面料或機織起絨面料，隨著新型材料的不斷出現，一般都選用針刺法非織造布汽車頂棚呢或縫編法非織造布汽車頂棚呢，平方米質量為185～230g/m2。非織造布汽車頂棚呢的優點是，它自身是一種三維立體網狀結構產品，不僅生產成本低，色澤多樣，而且可增強頂棚內裝飾材料的隔音、減震、吸音、降噪、防寒、保暖和隔熱性。采用非織造布作為內表面裝飾層，可不用泡沫柔軟層，因為非織造布的手感柔軟，足以滿足汽車制造商對觸摸手感的柔軟性要求。從美學的角度看，非織造布頂棚呢也具有極強的誘惑力，會使不同的汽車消費群體給予普遍的認可，有助于汽車的市場銷售。另外，與針織面料相比，非織造布成本只是針織面料的1/5，同時非織造布模壓成型性好于針織物，在較大的變形后，沒有回縮。

3.非織造布的應用　從汽車頂棚內飾材料結構分析可以知道，非織造布不僅可以做中間層蓬松體，而且可以做中間層增強防護材料；還可以做最上面防護增強層，同時也可以做最下面內裝飾層。非織造布做中間層蓬松體，是由于非織造布自身結構特點所決定的。非織造布本身就是一種三維立體網狀結構，在其立體空間中，可以儲藏大量的空氣分子，從而起到了良好的隔音、減震、吸音、降噪、防寒、保暖、隔熱、防輻射作用。尤其是垂直鋪網技術的采用，使非織造布大大增加了自身彈性，使其成為泡沫塑料的理想替代品。中間層、增強層、防護層和內裝飾層都是非織造布產品，整體組件便于二次回收利用，符合綠色環保新型汽車的設計要求。僅就汽車頂棚內裝飾材料對非織造布的需求而言，非織造布的生產工藝方法就包括了紡粘法、熱軋法、粘合法、針刺法和縫編法；纖維網成型方法有普通機械成網、垂直機械成網、氣流成網。有材料報道，再生纖維針刺法或粘合法非織造布中間層汽車頂棚內裝飾材料整體組件，其剛性強度是波紋紙板中間層同類產品的2.3倍；是泡沫中間層同類產品的1.1倍。非織造布中間層頂棚組件的隔音效果是波紋紙板同類產品的2.5倍；是泡沫同類產品的1.2倍。由此可見，非織造布作為汽車頂棚內裝飾材料的主體，是一種必然趨勢，這是非織造布的特殊結構性能及特點所決定的，是其他產品所無法比擬的。

從目前非織造布在汽車頂棚內裝飾材料中的應用狀況看，以面積計算，一輛轎車頂棚最少需要4層，總面積為12～15m2，總重量為3500～4000g。未來的發展趨勢是，在應用面積保持不變的情況下，重量將降到2800～3000g，有利于汽車頂棚內裝飾材料整體組件的輕型化，從而減少整車的重量，降低能耗。未來汽車頂棚內裝飾材料的原材料要趨向一致性，要么都選滌綸制品，要么都選用丙綸非織造布，以便于二次回收利用，不形成二次污染。隨著化學纖維工業生產技術水平的不斷提高，超細中空高強纖維將不斷涌現，汽車頂棚內裝飾材料的整體組件重量有望更輕，厚度可能會更薄，而功能性會更好，這既有利于汽車工業的發展，也會促進非織造布行業的高速發展。非織造布產品在汽車頂棚內裝飾材料生產中將發揮積極的作用。

二、汽車門面板和門立柱內裝飾材料

1.汽車門面板內裝飾材料的技術性能要求　汽車門面板內裝飾材料和頂棚內裝飾材料一樣，是從低級產品起步，后來逐漸改進，最初的門面板有木板、膠合板，后來發展成塑料板。當非織造布出現之后，這些傳統材料基本被替代。因為汽車門面板內裝飾材料和頂棚內裝飾材料的作用基本相同，所以汽車制造商和汽車設計師，對汽車門面板內裝飾材料具體的技術要求與頂棚內裝飾材料大體一致。

2.汽車門面板內裝飾材料的結構性能分析　汽車門面板內裝飾材料的結構不像頂棚內裝飾材料那么復雜，但為了滿足汽車制造商和汽車設計師的具體技術要求，也必須加工成復合模壓成型組件。常見結構如圖3-3所示。

從圖3-3可以看出，汽車門面板內裝飾材料主要由中間層、黏合層、外增強防護層和內裝飾層組成。

（1）中間層。一般中間層的主要作用是隔音、減震、吸音、降噪、防寒、保暖、隔熱、防輻射等，現在基本上都選用針刺法或化學粘合法非織造布。纖維原料有滌綸、丙綸、天然纖維、再生纖維等。

（2）內裝飾層。最早期的門面板內裝飾材料中，機織物或針織物只作為腳踢板而小塊使用，隨著非織造布的應用，整個門面板內裝飾層全部是針刺法或化學粘合法非織造布。一般平方米質量為500～750g/m2、密度為100～250kg/m3。由于選用的原料不同，生產工藝方法不同，其技術性能也有所差異，但是新型材料的門內襯，其隔音、減震、吸音、降噪效果要好于傳統的產品。表面內裝飾材料除針刺法非織造布之外，也有以非織造布為基布的超真皮內裝飾材料，其美學性和功能性都有相對的提高。門面板內部有車窗玻璃升降裝置，還有車把手，所以車門面板一體化成型過程中必須考慮這些因素，以便組裝配合，既起到內裝飾作用，又起到防護作用。要根據配用車的檔次而選用不同的內裝飾層。高檔轎車一般選用以非織造布為基布的超真皮產品，中低檔轎車一般采用針刺法非織造布，一般平方米質量為185～230g/m2。

（3）粘合層。粘合層仍然是以粘結膜和粘結粉為主，具體是采用膜或粉作為粘合層，要根據汽車制造商的具體要求而定。

（4）外增強防護層。汽車零部件廠家多選用15～50g/m2熱粘合法、紡粘法滌綸或丙綸非織造布，不僅對中間層起到防護作用，也對門面板整體組件起到增強作用。

3.非織造布的應用

（1）門面板。從門面板內裝飾材料看非織造布應用現狀，非織造布至少用兩層，一輛轎車四個門面板用非織造布，總面積為1.5～1.8m2、重量為800～1200g。隨著新型材料的不斷出現，汽車門面板的重量還可以向輕型化、薄型化方向發展，這樣有利于整體組件對整車重量的影響。

（2）門立柱。門立柱對非織造布的用量較小，品種也比較單一，每一個轎車門立柱對針刺法或水刺法非織造布的要求有兩種，一種是靠金屬板的防護層用針刺法或水刺法非織造布，一般平方米質量為180～300g/m2，主要是防護密封增強作用，也具有吸音、降噪、隔音、減震功能；另一種是內表面門立柱有時也選用針刺法非織造布，一般平方米質量為200～230g/m2，這種非織造布具有美麗的外觀、柔軟的觸摸手感。門立柱用非織造布總面積為0.30～0.35m2、重量為160～200g。門立柱對非織造布的用量雖小，但是對整車的內裝飾起到了輔襯的作用。門立柱防護層非織造布的具體要求是，要有良好的延伸性和強度，有理想的吸音效果。門立柱外裝飾層用非織造布的具體要求是，強度好、延伸性強，美學性和功能性兼顧，手感觸摸柔軟，成型不回縮。傳統的機織物和針織物顯然無法與非織造布相比。

三、汽車座椅內裝飾材料

1.整體組件的技術性能要求　汽車座椅是轎車中最重要的內裝飾，其內裝飾材料的好壞直接影響汽車的市場銷售。因此，座椅的椅墊、靠背及表面內裝飾材料，對汽車消費者具有最大的誘惑力，所以，汽車制造商和汽車設計師也非常注重座椅內裝飾材料的選擇。從安全性、舒適性、耐用性方面，都對座椅內裝飾面料提出了具體技術要求。

（1）彈性回復率要好。

（2）耐磨性要好。

（3）透氣性要好。

（4）要具有較強的抗沖擊力和承載能力。

（5）阻燃、抗靜電、不易污、不折皺。

（6）蓬松性好、重量輕、耐老化、不變色。

（7）要便于二次回收。

（8）不霉變、無氣味。

（9）尺寸穩定性好、不易變形。

2.結構性能分析　最古老的汽車座椅的主體是金屬彈簧，不僅壽命短、承載能力差，而且當人體對其造成連續沖擊時，不斷發出響聲。彈簧的防護墊通常采用機織麻布或帆布，也有采用毛氈作彈簧防護墊。防護墊的作用，一方面防護彈簧不傷害外表面內裝飾面料；另一方面也讓人體接觸坐墊和靠背時有舒適感；同時這些防護層也能起到吸音、降噪、隔音、減震的效果。彈簧逐步被后來的泡沫所取代，然而泡沫的使用壽命有局限性，耐老化性能也不好，燃燒時還會產生一氧化碳有毒氣體，導致司乘人員窒息死亡。另外，對泡沫的硬度要求也比較高，必須大于850kg/m3以上，這對泡沫加工造成了很大困難，不僅技術難以控制，成本也比較高。當有了非織造布這種新型材料之后，泡沫也逐漸被取代。而從安全性、舒適性及功能性多方面綜合分析，非織造布都是彈簧和泡沫的理想替代品。

座椅的主體構成是坐墊、座椅靠背芯、座椅骨架和座椅面料。其中，座椅骨架又分為坐墊骨架和靠背芯骨架，基本上都是金屬材料和塑料制品構成。骨架護邊增強材料為非織造布，坐墊內襯是一種厚重型非織造布，平方米質量一般為1800～3000g/m2、密度為50～150kg/m3。早期產品是采用椰子絲、豬毛等動物毛纖維混合后，噴涂天然膠乳制成非織造布天然纖維氈，將天然纖維氈按坐墊或靠背芯設計規格模壓成型，然后將其填入座椅骨架加以固定，最后內裝飾面料覆在外面。隨著汽車零部件生產技術的不斷進步，直接采用噴涂模壓技術將非織造布天然纖維氈與面料黏合在一起進行模壓成型。使紡織面料不易與內襯分離，黏結一體化比較好。但是，此技術方法也有一定的缺陷，模壓都是在加熱條件下進行，對紡織面料起絨表面損傷嚴重，難以保證產品的設計風格。

3.非織造布的應用　滌綸采用垂直鋪網技術，加工成粘合法非織造布，因原料中混合有多孔中空纖維和高彈纖維，使非織造布富有更大的彈性及彈性恢復率，尺寸穩定不變形。多孔中空纖維給產品提供了較高的孔隙率和良好的吸濕性，使產品賦予了座椅更大的透氣性，較長時間在座椅上面蠕動時，舒適性強；高彈滌綸坐墊和座椅靠背都保證了承載能力的技術要求。另外，這種內襯材料與外部的內裝飾面料均為聚酯原料，有利于環保回收分解再利用；還能使座椅的骨架內襯材料重量減輕30%～40%，比泡沫塑料更耐老化，且抗沖擊成型后不像天然纖維非織造布氈那樣，表面不平整。固定骨架與填充內襯一般用非織造布與塑料復合制成長帶，這種非織造布要求強度大，熱尺寸穩定性要好，熱收縮率變化范圍不能大于±2%，平方米質量一般為185～200g/m2。超細纖維（0.001～0.003dtex）面料或超細纖維基布超真皮，更是無與倫比，它不但使座椅美觀大方，更具有良好的舒適性，長時間駕駛，不會讓司乘人員感到疲勞，使汽車座椅達到了安全性和舒適性的要求。據統計，座椅套、椅墊和座椅靠背用非織造布的總面積為6.0～6.5m2，其總重為7000～8000g。非織造布已成為座椅內裝飾材料的非常重要的產品，其產品的生產工藝方法包括了針刺法、化學粘合法、水刺法和縫編法。

四、汽車地毯內裝飾材料

1.地毯種類及技術性能要求　地毯是一種非常重要的轎車內裝飾材料，它的質量不僅影響汽車性價比，也直接影響汽車的銷售競爭力。汽車地毯一般有兩大類，一類是高檔轎車用簇絨地毯，包括圈絨和割絨兩種，為了確保不脫絨，簇絨地毯底布通常采用機織麻布和紡粘法聚酯非織造布。簇絨地毯大部分以錦綸長絲為原料，采用原液紡絲方法制成不同顏色的空氣變形長絲。另一類是針刺法非織造布地毯，包括針刺法非織造布平毯、針刺法非織造布提花地毯、針刺法非織造布起絨地毯。

作為內裝飾材料的汽車地毯，是汽車不可缺少的重要組成部分。其具體技術要求如下。

（1）耐磨性能要好。

（2）耐老化、抗紫外線。

（3）不變色、無氣味。

（4）模壓成型性要好。

（5）抗撕裂、耐溫阻燃。

（6）熱穩定性要好。

（7）耐用性要強。

（8）要有良好的隔音減震、吸音降噪、隔熱防潮性。

2.汽車地毯的結構性能分析及其應用　無論是哪一類汽車地毯，應用在汽車中，除自身的結構外，還需增加底部吸音減震襯墊材料，越是高檔轎車，越要考慮襯墊材料的結構，如奧迪轎車，在簇絨地毯的底部模壓成型后面覆蓋一層吸音減震泡沫，個別部位還需要增加一塊隔熱、隔音、減震、吸音降噪阻尼橡膠板，如圖3-4所示。為了防止發泡時液體不滲漏到地毯表面，在地毯底部還需要增加針刺法非織造布防護層，防護層非織造布的平方米質量為100～130g/m2，應用面積為4m2，總重量為400～600g。

表面裝飾用簇絨地毯重量一般為450～600g/m2，針刺地毯毯面平方米質量為450～600g/m2。針刺法非織造布地毯，由于工藝流程短，成本低，風格與簇絨地毯相似，質量和應用性能可以與簇絨地毯相媲美，所以在一些國家和地區，應用量越來越大。針刺法非織造布汽車地毯，在使用中，為了增加其吸音減震、隔熱防寒性，在其底部增加一層再生纖維非織造布襯墊材料，在個別部位也增加一塊阻尼橡膠板。為了確保汽車地毯總成的良好模壓成型性，一般針刺法非織造布汽車地毯都制成復合材料（圖3-5）。

經過復合后的針刺法非織造布汽車地毯，總重一般為1200～1600g/m2，底部襯墊材料重1200～2500g/m2，厚度為8～12mm，為了增強防護，襯墊材料有時需要增加一層紡粘法或熱軋法防護層。在復合汽車地毯底部，一般增加一層30～60g/m2的紡粘法、熱軋法非織造布防護層，也有采用85～120g/m2針刺法非織造布作為防護層。總體算來，在汽車地毯內裝飾材料中，非織造布的應用總面積約為20m2，總重為10～12kg。