隆莱特蛋白皮在汽车内饰市场的开发与应用
2014-09-04
(1. 福建华阳超纤有限公司,漳州,636900; 2. 吉林润泽(汽车)超纤科技有限公司,吉林,132013)
最近几年,我国汽车工业年增长率以两位数字递增,体现了我国汽车工业发展的良好势头和旺盛的需求。据我国汽车工业协会预计,2013年我国汽车生产有望突破2 200万辆。
汽车的质量,尤其是汽车内饰的质量越来越受到消费者和汽车从业者的高度重视,而内饰的环保性能、舒适性能及适用性能是当前摆在人们面前的一个重要的课题。随着越来越多的消费者对内饰质量的重视,汽车内空气质量及内饰适用性能受到极大关注。
2012年3月1日国家环境保护部和国家质量监督检验检疫总局联合下发GB/T 27630—2011《乘用车内空气质量评价指南》的国家标准,给汽车内空气质量检测提供了法律依据。
事实上,消协通过检测发现,如果按照这个标准来对主机厂下线的汽车进行检测,则有近九成的汽车无法下线,包括合资品牌汽车。在汽车制造过程中,尤其是内饰制造时大量使用黏合剂和化学助剂,其中有机物的挥发造成了有害气体和异味的产生。为解决这一问题,急需使用环保型黏合剂与环保的汽车内饰材料。本文主要探讨汽车内饰皮革材料的环保问题。
1 汽车内饰皮革材料
汽车内饰材料主要有织物与皮革两大类。
织物如不经染色后整理,其环保性能基本可以保证;但如经过染色后整理,织物的环保性能就要打折扣;若采用非环保染料,则情况更不容乐观,游离甲醛、有毒芳香胺都可对人体产生永久伤害。
皮革分天然皮革与合成皮革两种。天然皮革取自动物本身,原料来源是环保的,但是动物皮革在后续加工制作中,尤其是去脂、鞣制、染色加工中加入了大量的化学助剂,这些助剂里含有更多的甲醛、苯、甲苯、六价铬、重金属等有害物质,使本来环保的材料变得不环保。天然皮革鞣制处理所造成的环境污染极其严重,目前是影响环境的一大污染源。因此,自2008年开始国际和国内节能减排要求取缔环保不达标以及年产30万张皮以下的小工厂,逐渐缩小天然皮革用量并有条件限制使用,尽快采用与其性能接近的环保材料替代。
笔者在采用天然皮革生产汽车座椅的某知名汽车坐垫制造厂中看到,由于天然皮革不规则、质量不稳定等客观原因,导致实际天然皮革利用率仅为50%,每天可产生7~8 t的废天然皮革边角料,浪费极其严重。目前天然皮革后续加工处理不仅需要人工挑选,还需要大量人员裁剪管理,造成材料和工时的双重浪费。这样大的资源浪费和隐患值得汽车从业人员,尤其是有识之士深思与重视。目前笔者已经与相关大学和专家着手研究该材料的回收再利用问题,并已经取得了可喜的进展。
一般的聚氯乙烯(PVC)人造革基本不环保,而高档环保PVC人造革虽然环保,但性能达不到天然皮革要求,价格却接近天然皮革价格,且不透气透湿,不适合中高档车使用。
合成皮革主要是采用非织造、针织、机织底基涂覆聚氨酯(PU)树脂制成,环保性能优于PVC人造革,但耐磨性能比PVC人造革差,因此在汽车上的应用不及PVC人造革广泛。
近年来新研发的合成皮革——隆莱特汽车超纤皮革已经有取代天然皮革的态势,越来越受到消费者的青睐。隆莱特汽车超纤皮革是由束状超细纤维与PU树脂经过特殊工艺加工而成,具有天然皮革的特点和优点,且在理化性能上超过天然皮革,又有节约材料、降低成本和减少余料对环境污染的优势。
然而,人们的追求是无止境的,期望有更好舒适性能和亲肤性的产品出现。
2 蛋白皮的开发与应用
为适应市场需求,福建华阳超纤公司通过自主研发,研制出具备天然皮革和合成皮革共同性能特点的复合材料——隆莱特蛋白皮系列产品。
隆莱特蛋白皮采用天然皮革的胶原纤维与PU树脂共混涂覆底基表面,而织物底基采用含有35%以上胶原纤维的超纤底基和水刺底基进行优化组合,制成的产品表面柔韧、细腻、亲肤性好,内在理化性能优于天然皮革,不仅透气透湿且环保生态。表1是天然皮革、蛋白皮和汽车超纤皮革的物理性能对比。
隆莱特蛋白皮产品包括超纤蛋白皮和胶原蛋白皮两个系列。两个系列产品都含有蛋白质成分,都是在生产制造过程中引入蛋白质纤维基团所合成的新材料。
超纤蛋白皮是一种具有阻燃性能的汽车超纤PU合成革。底基是有着与真皮手感接近的超纤底基;涂覆层采用高性能聚碳树脂,以满足汽车内饰耐光、耐热、耐磨等要求;而具有透湿透气性的天然蛋白质粉末以纳米微粉状态的分散方式,先采用机械分散,然后进行超声波分散,均匀地分散于涂覆层树脂溶液中。采用此方法制得的超纤革,具有天然皮革触感,透湿透气效果也很显著(透气性大约为天然皮革的50%~90%),既提升了超纤汽车革表面的亲肤感及环保性,亦弥补了常规人造革不透湿透气的缺陷。
胶原蛋白皮与超纤蛋白皮最大的区别在于底基。胶原蛋白皮的底基是胶原底基。将动物皮革边角废料通过粉碎、离心分离,以达到所需粒径,再通过特殊处理提取胶原蛋白纤维;提取出来的胶原蛋白采用特殊设备,借鉴造纸技术制造成网,与涤纶三维纤网采用水刺加固法复合成胶原纤维基布,然后经过湿法工艺制成胶原底基。最后制得的胶原底基中胶原蛋白的质量分数达40%以上,具有真皮丰满的手感,亦有真皮透气透湿的效果。涂覆层采用与超纤蛋白皮相同的工艺。以此方法制得的胶原蛋白皮外观酷似天然皮革,性能达到甚至超过天然皮革。更重要的是胶原蛋白皮工艺回收利用了天然皮革加工时产生的废料,变废为宝,不仅减轻了环境压力还创造了经济价值,未来有很大的市场应用空间与前景。
3 蛋白皮的性能特点与优势
隆莱特蛋白皮系列的汽车革产品和一般汽车革相比,主要优势如下:
(1)有着很好的表面触感和透气透湿性。普通汽车超纤皮革和PU合成皮革是采用离型纸转移涂层法来制备的,表面涂覆溶剂型PU树脂或水性树脂,经过加热的烘箱挥发溶剂或水分,PU树脂将形成一层致密的塑胶膜,使汽车超纤皮或胶原蛋白底基的透湿透气性局部丧失,从而使整个汽车超纤皮革的透湿透气性大打折扣。超纤蛋白皮或胶原蛋白皮通过在涂覆材料中添加一种特殊的蛋白质粉末,使制备的汽车超纤蛋白皮或胶原蛋白皮具有很好的透湿透气性,同时具有与天然皮革相类似的表面触感。由于汽车蛋白皮具有和天然皮革相类似的透湿透气性,与普通人造革相比,闷热感大大减轻,用于汽车内饰,如座椅、头枕、扶手、门板、手刹套等,能完全替代天然皮革,提高驾驶人员和乘车人员的舒适性。
表1 天然皮革、蛋白皮和汽车超纤皮革的物性对比
(2)环保、无气味。因蛋白皮是采用有机高分子材料与天然胶原纤维加工合成,不使用会严重污染环境的重金属和化学药剂,是一款理想的环保型的天然皮革替代品,解决了天然皮革的环境污染问题。天然皮革始终具有其特殊的气味,而汽车蛋白皮几乎是无味的。
(3)易加工、易保养。蛋白皮有着规则的长度、宽度和厚度,利用率可以达到90%以上,远远高于天然皮革只有50%左右的利用率,节约了成本。同时,真皮容易滋生细菌和发生霉变,保养和清洁工作相对比较繁杂,而采用汽车蛋白皮,只需进行日常维护即可,不产生霉变等问题。
4 结语
作为天然皮革的替代品,隆莱特生态超纤皮革已经得到国内主机厂的批量使用和推广,而作为隆莱特生态超纤皮革的升级产品——汽车蛋白皮,由于质优价廉,必将以更快的速度走进汽车内饰设计领域,进入人们的生活。