论高速列车铺椅的不同材料应用与设计
2016-11-22刘阿威
刘阿威
(唐山华达总公司,河北 唐山 063035)
Research and Exploration | 研究与探索·探讨与创新
论高速列车铺椅的不同材料应用与设计
刘阿威
(唐山华达总公司,河北 唐山 063035)
随着高速列车的不断发展,其产品也在不断地开发,在高速列车的铺椅产品应用过程中,人们关注的是座椅的舒适度,同样也关注高速列车铺椅的材料应用与安全性能。要考虑高速列车实际运行的状况,对铺椅的不同部位选用不同的材料,要注重采用先进的座椅材料,使其具备安全、经济、实用、环保的要求,并给人以良好的心理效应,使其成为高速列车先进技术应用的名片,引领高速列车交通事业不断向前发展。
高速列车;铺椅;材料;应用
我国的交通运输事业发展迅速,以高速列车为代表的交通运输方式成为了人们重要的交通工具,在高速列车不断延伸的态势下,我们可以从高速列车的座椅,领略到高速列车先进、安全、实用材料的高效运用和设计,并充分地感受到它在经济性、环保性和轻量性方面的应用优势和效应,并体会到未来高速列车座椅材料应用的发展趋势和方向。
1 超纤皮在高速列车座椅中的应用与设计
在我国的高速列车座椅领域,研发出了一种先进仿生科技应用之下的环保新型材料,它与天然皮革材料相比,具有更为优越的经济性、安全性和环保性特征,它是在高性能聚氨酯材料技术和现代纺织技术的支持之下,研发出的具有高真皮感的新型环保座椅材料。超纤皮又称聚氨脂超细纤维合成革,它的内部组成物质有聚氨酯弹性体、超细纤维等组分,这些组分之中,聚氨酯与天然皮革的胶原蛋白相类似,超细纤维与天然皮革的胶原弹性纤维相类似,其结构如图1所示。
通过比较发现,超纤皮的组织结构与天然皮革相类似,然而,超纤皮纤维是以尼龙6为原料,其中含有大量的酰胺键,这就使超纤皮含有优良的吸湿性能,而且在超纤皮之中,它的聚氨酯弹性体也有极强的回弹性能,我们可以通过对聚氨酯的软硬度调节,观察它在超纤皮中的微观结构,可以发现有一种类似于真皮的真实触感。在聚氨酯涂层的特殊设计之下,超纤皮材料加工而成的座椅可以如真皮般美观。
超纤皮的生产流程包括纺丝、无纺布制备、聚氨酯含浸、减量开纤、涂层制备、染色整理等加工过程,一些颇具实力的超纤皮厂商还可以实现对聚氨酯弹性体的合成生产与制备。在这些生产流程的合成之下,可以生成具有上述结构的贴面超纤皮,在这个合成工艺之下可以使其具备仿头层牛皮的风格,适宜于应用于车辆的内饰之中。并且在染色处理之下,可以形成绒面超纤革,它的风格呈现出仿麂皮的特色,可以应用于座椅之上。
图1 天然皮革的显微结构超纤皮的显微结构
超纤皮的生产流程包括纺丝、无纺布制备、聚氨酯含浸、减量开纤、涂层制备、染色整理等加工过程,一些颇具实力的超纤皮厂商还可以实现对聚氨酯弹性体的合成生产与制备。在这些生产流程的合成之下,可以生成具有上述结构的贴面超纤皮,在这个合成工艺之下可以使其具备仿头层牛皮的风格,适宜于应用于车辆的内饰之中。并且在染色处理之下,可以形成绒面超纤革,它的风格呈现出仿麂皮的特色,可以应用于座椅之上。
高速列车座椅选用的超纤皮具有超强的性能优势,它与天然头层牛皮相比,从常规的力学性能来看,其抗张强力、撕裂强力和针眼撕裂强力都有不可替代的优势,并且还重点体现出以下几个方面的优势性能:
一是优越的阻燃性能。在高速列车上的座椅材料选用这种超纤皮,具有优越的阻燃性能。按照我国轨道交通内饰各部件的验收标准来看:高速列车座椅用的材料氧指数要≥32,可燃性等级要达到S4,烟雾生产等级要达到SR2,熔滴性等级要达到ST2。通过测试表明,这种应用于高速列车座椅上的超纤皮的燃烧安全性能完全符合上述要求,可以作为高速列车座椅的面料。
二是具有成本低廉的经济性能。超纤皮相较于真皮而言,明显降低了生产成本,它的材料利用率高达85%,而天然皮革的材料利用率却低许多,极大地降低了生产耗费成本。同时,超纤皮的材料质地均匀,这对于生产过程中的剪裁工序而言,具有较高的生产效能,在厚薄稳定、均匀的前提下,超纤皮的剪裁稳定、效率较高,而真皮存在较大的质地、厚薄变化,需要根据真皮的不同特征进行剪裁,很显然,其生产效率远不如超纤皮。
三是具有轻量化的优越性能。在高速列车座椅中的超纤皮应用,也有其卓越的轻量化特性,并且这也是未来高速轨道交通发展的趋势和方向。在相同的厚度下,超纤皮表现出比真皮更为良好的物理力学特征,而其单位面积的质量却比真皮要小很多,经过测试表明,高速列车中的超纤皮座椅要比真皮座椅轻622g/个。
四是具有良好的环保性能。高速列车座椅中应用超纤皮,可以在环保安全性能方面,表现出不可替代的优势,它具有不含可溶性铅、可溶性铬、可溶性镉、可溶性汞的特性,挥发物也小于35g/m2,完全符合《机车车辆内装材料及室内空气有害物质限量》的标准,在挥发物、气味性、游离甲醛等方面,也具有安全环保的性能。
五是实现高速列车内饰的协调性能。由于超纤皮可以在颜色和皮纹上,进行多样化的加工选择,并通过不同涂层的特殊化设计和应用,可以使乘客感受到舒适的颜色、皮纹、光雾度等,并在超纤皮座椅与墙部、地板等内饰的协调统一之下,可以使乘客享受到丰富化色泽和舒适愉悦的氛围。同时,超纤皮还可以实现对涂层和基布的异色处理,呈现出不同的色泽,并在打孔处理的方式之下,对乘客的视觉产生冲击,增强列车座椅的舒适、协调性。
高速列车座椅的超纤皮设计与应用必将沿着更为环保和高性能的方向发展,在水性聚氨酯技术和无溶剂聚氨酯技术不断升级和进步的条件下,超纤皮的制造过程必将更加优化,例如可以运用碳纤维替代尼龙纤维和涤纶纤维,减少或消除座椅的金属材料,从而使高速列车座椅的刚度和强度达到规定的要求,同时也可以极大地降低金属材料的重量,从而提升安全性能。
2 高速列车铺椅纺织品的设计与应用
在高速列车座椅的纺织品面料的性能设计方面,主要考虑以下几个因素:
一是列车座椅蒙面材料的坚韧性。在高速列车座椅的蒙面材料中,纺织品面料的纤维类别、纱线形式、纱线捻度、织物密度、织物重量等因素。对于面料的强度和性能有直接的影响,面料的纱线强度要大,能够承受拉伸以及由此带来的摩擦损耗,要具有良好的回弹性能,纺织品织物的密度组织也要结实,对于高速列车的座椅而言,其蒙面材料的织物要能够有五年左右的使用寿命。
二是列车座椅蒙面材料的摩擦系数。在高速列车座椅上的蒙面材料要有一定的表面摩擦系数,能够增加坐姿的稳定性和舒适度。
三是列车座椅蒙面材料的稳定性。对于高速列车座椅的蒙面织物的织造工艺方法也有一定的要求,要使这种织物材料抗起球、抗钩丝、抗脱滑、撕裂等。同时,织物的色牢度方面,也要达到较高的要求,防止座椅蒙面在使用过程中发生脱色、褪色现象。
四是列车座椅蒙面材料的透气性能。织物材料要具有吸湿性,可以快速地传递湿气,从而使其具有良好的透气性能,同时,还可以对织物材料进行轧光处理,增强透气性能。
五是抗污性能。高速列车座椅上的织物材料要具有抗污性能,要在设计时考虑织物材料的拒水、拒油等问题,可以采用碳氟化合物实现座椅织物材料的拒污处理。
3 结束语
高速列车的座椅面料可以选用超纤皮和纺织物材料,可以从物理力学和环保的角度,对高速列车座椅进行设计和改造,使高速列车的座椅具有轻量化和经济化的特征。并且可以获得极为先进的性能,诸如回弹性能、环保性能、阻燃性能、抗撕裂性能等,从而使高速列车的座椅经济实用、环保而先进,可以替代天然皮革材料,成为未来调整列车座椅材料的发展趋势和应用方向,更好地提升乘客的舒适度和安全性。
[1]高红.城际列车座椅纺织品纹样设计及应用研究[D].西南交通大学 2012 .
[2]李龄.超纤皮替代真皮在汽车座椅上的应用研究[J].汽车工艺与材料. 2014(07).
TS943.4
A
1671-0711(2016)11(上)-0160-02