汽车顶棚面料的选择

汽车顶棚面料的选择

王艳斌

一汽丰田技术开发有限公司 天津市  300462

摘要：随着汽车行业的高速发展，汽车内饰顶棚的要求也越来越高，不仅仅要求顶棚的美观性，还要求顶棚具备环保和降噪的功能，因此在汽车的设计与生产工艺中，汽车顶棚材料的选择变得尤为重要。

关键词： 汽车内饰 顶棚面料 生产工艺

前言

就汽车内饰顶棚而言，在整个汽车内饰中是重要的组成部分，它覆盖在车顶钣金处，作为汽车的装饰品，随着汽车本身的奢华感和舒适感的日益增强，不但要具有很好的美观性，满足阻燃、防污染和高色牢度的要求，同时，还要对汽车内外部的噪声和热传导有着降低减少的作用，并且对乘员的头部应起到保护作用，因此在汽车的设计与生产工艺中，汽车顶棚材料的选择变得尤为重要。

1、汽车顶棚结构

汽车顶棚一般由表皮层、基材层和背面无纺布层热压成型（如下图1所示）；其中表皮层可以呈现顶棚的外观，通常会选择无纺布、针织布、PVC 薄膜、仿麂皮等相配套的面料。基材层决定了顶棚的功能，通常用的是 PU 纤维板，PP 纤维板，瓦通纸板和麻纤维板等材料制成。背层无纺布主要起到固定加强、隔绝胶渗透的作用，通常选用价格价低的针刺无纺布。由于PVC面料在高温环境下会产生刺鼻的气味和形状的变化，它越来越被淘汰。基材中的瓦通纸板和麻纤维板在潮湿的环境中容易发霉，并且在大环境中隔音性能也较差，所以在汽车顶棚的应用中也逐年下降。目前使用最多的就是PU 纤维板为基材层配合底层无纺布，随着车辆豪华程度依次选用无纺布、织物、仿麂皮等的表皮层。

图1 顶棚结构图

2、汽车顶棚面料

2.1 针织面料

顶棚针织面料通常采用三层复合结构： 针织面料 + 海绵 + 无纺布，三种单一材料通过火焰复合连接在一起，形成一个整体。火焰复合，是面料深加工工艺中的后处理工艺，是依靠两种面料中间的海绵烧化后产生的粘性把两种面料粘合在一起。与传统的胶水复合相比，这种火焰复合工艺做成的面料更加牢固，两块布中间不会起泡，即使在水中泡很久也不容易开胶，手感也更加柔软。海绵层一般由聚氨酯制成，聚氨酯可用作隔热、隔音、吸声和减振；无纺布常采用较柔软的水刺无纺布。

在整个顶棚的装配过程中，顶棚与A、B、C 柱和顶灯搭接容易产生小缝隙，由于海绵具有良好的压缩性和回弹性，采用织物面料可以弥补顶棚与这些附件之间的缝隙，减少顶棚组装缺陷。近些年，随着顶棚针织面料价格的下探，越来越多的车型选着这种表皮材料（如图2所示）。

图2 某汽车织物顶棚

2.2 无纺布面料

无纺布又称不织布、针刺棉等，是由定向的或随机的纤维而构成。因具有布的外观和某些性能而称其为布。无纺布生产用纤维主要是丙纶（PP）聚丙烯、涤纶（PET）聚酯原料。顶棚里面的无纺布基本上都是涤纶（PET）聚酯原料的，简称PET无纺布。顶棚无纺布面料可以深度成型以满足造型的要求，材料来源广泛，具有环保型性质，因此在近年来，无纺布面料在汽车工业中发展迅速。顶棚无纺布面料可分为： 针刺无纺布、缝编无纺布和印花无纺布。

2.2.1针刺无纺布是利用针刺的上下反复穿刺作用，将蓬松织物加固成布。其优点是生产速度快，价格便宜，缺点是易起毛，不耐磨，纤维较粗、手感较粗糙，表面有细小的针孔。针刺一般比较厚，克重一般在80克以上，仅用于一些低端车型上。

2.2.2缝编无纺布是一种以经编线圈结构为原料，用于生产无纺布的织物。该面料具有一定的纹理，抗划伤性能优于普通无纺布，价格又远低于针织面料，所以近年来逐渐得到许多汽车制造商的认可。缝编无纺布由于其线圈结构的特殊性，在实际应用中存在也许多不足之处，如顶棚的边缘经过水切割后容易脱落，针对这一情况，在无纺布生产时可以加入一定量的低熔点 pp 纤维，将其放在烘箱中加热熔化低熔点纤维，可以加固线圈结构；另一方面，由于织物本体工艺的局限性，织物会出现厚薄不均的现象，形成顶棚时会出现严重的厚薄不均现象，在变形较大的部位会出现暴露基体等缺陷。近年来，随着缝编工艺的改进，这些缺陷也在逐渐消失。

2.2.3印花无纺布是用染料或颜料在无纺布上施印花纹后的无纺布。这样得到的无纺布可以满足各种外观的要求，价格便宜，也被汽车厂家大量使用。

2.3 ＰＶＣ面料

PVC人造革是以纺织或针织材料为基料，由聚氯乙烯制成，外观与天然皮革相似。合成顶棚面料时，可以使用单层皮革，也可以在单层皮革或薄膜的背面复合海绵软泡沫，但使用皮革和海绵层较薄的面料时，顶棚的生产工艺和附加要求较高，稍不小心，顶棚表面就会出现玻璃纤维勒痕或橙橘皮等缺陷。从环境保护的角度来看，PVC生产过程中产生和释放的有毒二恶英及聚氯乙烯中的有毒添加剂会污染环境，进入人体后会产生一定的致癌作用，这种织物很难达到挥发性有机化合物的要求，因此应用较少，一般不会被家庭汽车使用，但因为它很容易清洁，所以会少量使用在出租车的车顶上。

2.4仿麂皮面料
仿麂皮面料是近几年兴起的一种高端面料。仿麂皮不都全是用真正的动物麂的皮绒做成的，有天然和人造之分。人造仿麂皮的方法有梭织、针织、非织造布等。仿麂皮织物的毛感柔软、爽滑，质地轻薄，糯性好，悬垂性好，还十分耐磨。

这就使得仿麂皮面料看起来高档有品位、舒适性好。另外雨滴的直径一般在100～200μm之间，而人体的水汽约为0.1μm左右，只要控制收缩率，改变纤维间隙，便可织成间隙仅为0.2～10μm的海岛高密织物，如此就赋予了织物优良的防水透汽性能。

仿麂皮面料的缺点主要是不耐脏、清洁复杂、耐水性差、价格高。仿麂皮水洗后容易变形、起皱，甚至收缩，因此最好避免大面积遇水，清洁时还要用上洗涤溶剂，如四氯乙烯等。正是由于其价格高，仅在一些豪华车或者改装车上逐渐有所应用（如图3所示）。

图3 某汽车仿麂皮顶棚

3、结语

汽车顶棚作为整车内饰的重要组成部分，对提高汽车竞争力有着不可或缺的作用，其功能也在发生着变化，不仅是提高车内的装饰性，更要求顶棚具有良好的隔热、绝热效果以及降低车内噪声、提高吸音效果等作用，需要我们根据不同的车型选用合适的面料。

汽车顶棚面料也在不断的涌现出诸如防水、防尘、防污的纳米型表皮材料，但是新型的表皮材料也是由上述的基本表皮材料演化而来的。

参考文献

[1]余斌.汽车顶棚设计与生产工艺研究[J].科技经济导刊，2017(24):10.

[2] 袁峰，于范芹. 汽车功能性纺织品的研究现状及开发 对策[J]. 印染，2010(21)：44－47.

[3] 张卫红 赵建勇. 汽车顶棚面料的种类及应用[D]. 汽车工程师,2015.4.