第二节　非织造布内装饰材料的结构性能及应用

一、汽车顶棚内装饰材料

1.整体组件的技术性能要求　一般来说，汽车顶棚内装饰材料都是由多层复合模压而成的整体组件，基于汽车制造商和汽车设计师对汽车顶棚组件的技术性能要求，只有采用多层复合制品，才能满足汽车制造的技术要求，总体来说，汽车制造商和汽车设计师对顶棚内装饰材料的具体要求，包括以下几项内容。

（1）尺寸稳定性好、不变形、不弯曲、不颤动。

（2）刚性强、不断裂、隔音、减震、吸音、降噪、防寒、保暖、隔热、防辐射。

（3）厚度小、质量轻。

（4）手感柔软舒适、美观大方。

（5）阻燃、抗静电、不易污。

（6）不起毛起球、不脱绒、不霉变、无气味、不变色。

2.结构性能分析　为了满足顶棚内装饰材料整体组件的技术性能要求，一般汽车顶棚内装饰材料都设计成多层复合产品如图3-1和图3-2所示。

有的轿车顶棚内装饰材料，复合层数达到十几层，多层复合顶棚常用于客车、卡车、面包车或豪华车，而小型轿车常用的是5～7层复合制品。不管多少层复合，其基本结构都是由蓬松体的中间层、表层的防护层和内装饰层以及粘合层所组成。更多层的复合产品，无非是增加一些增强层、柔软层，已使其顶棚组件中具有更大的刚性和强度及柔软手感。但是，并非层数越多越好，复合层增加，会增加汽车零部件制造商的生产成本，同时也增加了复合难度。

（1）中间层。一般来说，汽车顶棚内装饰材料的中间层都选择一种蓬松体材料，最早期的中间层选用波纹纸板，这种中间层的顶棚内装饰材料隔音、减震、吸音、降噪、防寒、保暖、隔热、防辐射效果都不是十分理想，而且成型易褶皱，潮湿易变性。随着新型材料的不断出现，泡沫塑料取代了波纹纸板。泡沫塑料板作为顶棚内装饰材料的中间层，与波纹纸板相比，成型效果有所提高，功能性也有所增强，解决了顶棚潮湿易变形的缺点，其优点是质量较轻，但是成本相对也比较高。当非织造布新型材料出现以后，给汽车制造商和汽车设计师又增加了选择的余地。再生纤维针刺法或粘合法非织造布，平方米质量为500～800g/m2、密度为50～150kg/m3。

非织造布顶棚内装饰材料，不仅成本低，而且成型性好，整体组件强度大、刚性强、不易变形，但是也有其缺点，整体组件的重量较大，潮湿后易变形、有气味。后来随着技术的进步，又出现了天然纤维、玻璃纤维与丙纶混合针刺法非织造布（GPF板），平方米质量为500～800g/m2、密度为50～150kg/m3。此种中间层蓬松体不仅功能性强，成型性好，而且刚性更大，重量更轻，同时模压成型效果好于其他所有中间层，因为丙纶比重小、熔点低，自身具有热融黏结作用，节省了粘合层粘结粉的用量，降低了制造成本。

（2）黏合层。为了使增强层、表面防护层及装饰层与中间层牢固地黏合在一起，形成一个完整的组件，在中间层与增强层或装饰层中间必须有一层黏合层，黏合层材料构成一般由几种形式，一种是热融黏结膜，另一种是热融黏结粉，还有喷涂黏结剂。这几种材料都会在模压成型的过程中，起到一种黏合剂的作用，从而保证中间层与其他组成材料的牢固结合。通过长期的实践和理论检验证明，以黏结膜作为黏合层，制成的顶棚内装饰材料，整体组件的刚性较好、强度大、尺寸稳定性好；而用黏结粉为黏合层制成的顶棚内装饰材料，其刚性和强度不如黏结膜，但是其隔音、减震、吸音、降噪功能比前者要好。喷涂黏结剂做黏合层，制成的汽车顶棚，整体组件强度大、刚性强、尺寸稳定性好，但是，吸音、降噪、隔音、减震功能较差。因此，汽车零部件制造商通常根据汽车制造的具体技术要求，可选用不同的黏合层。

（3）增强层。增强层材料一般都选用非织造布，其中包括薄型玻璃纤维热轧法非织造布、锦纶短纤维热轧法非织造布、涤纶短纤维热轧法非织造布，也有纺粘薄型涤纶非织造布，还有以非织造布为基布的铝箔布。无论是哪一种非织造布，其作用都是要增加顶棚内装饰材料整体组件的刚性和强度，对中间层蓬松体起到防护增强作用。

（4）防护层。靠近车顶金属表面的是一层薄型防护层，主要作用是进一步的防护增强，有时也是增强层玻璃纤维非织造布的要求，最上部防护层，一般都采用薄型热轧法、纺粘法和粘合法的涤纶非织造布，也有丙纶非织造布，一般平方米质量为15～50g/m2。

（5）柔软层。如果中间层选用再生纤维针刺法或粘合法非织造布，在装饰层上面还要设计一层柔软层，主要目的是增加顶棚内装饰材料的柔软触摸手感。一般柔软层都采用聚氨酯泡沫，厚度范围为3～5mm；密度范围为300～700kg/m3。柔软层的设计，不仅增强了触摸手感舒适度，也相应地增加了顶棚内装饰材料整体组件的功能性。

（6）内装饰层。最下面的内装饰层，以前都选用针织面料或机织起绒面料，随着新型材料的不断出现，一般都选用针刺法非织造布汽车顶棚呢或缝编法非织造布汽车顶棚呢，平方米质量为185～230g/m2。非织造布汽车顶棚呢的优点是，它自身是一种三维立体网状结构产品，不仅生产成本低，色泽多样，而且可增强顶棚内装饰材料的隔音、减震、吸音、降噪、防寒、保暖和隔热性。采用非织造布作为内表面装饰层，可不用泡沫柔软层，因为非织造布的手感柔软，足以满足汽车制造商对触摸手感的柔软性要求。从美学的角度看，非织造布顶棚呢也具有极强的诱惑力，会使不同的汽车消费群体给予普遍的认可，有助于汽车的市场销售。另外，与针织面料相比，非织造布成本只是针织面料的1/5，同时非织造布模压成型性好于针织物，在较大的变形后，没有回缩。

3.非织造布的应用　从汽车顶棚内饰材料结构分析可以知道，非织造布不仅可以做中间层蓬松体，而且可以做中间层增强防护材料；还可以做最上面防护增强层，同时也可以做最下面内装饰层。非织造布做中间层蓬松体，是由于非织造布自身结构特点所决定的。非织造布本身就是一种三维立体网状结构，在其立体空间中，可以储藏大量的空气分子，从而起到了良好的隔音、减震、吸音、降噪、防寒、保暖、隔热、防辐射作用。尤其是垂直铺网技术的采用，使非织造布大大增加了自身弹性，使其成为泡沫塑料的理想替代品。中间层、增强层、防护层和内装饰层都是非织造布产品，整体组件便于二次回收利用，符合绿色环保新型汽车的设计要求。仅就汽车顶棚内装饰材料对非织造布的需求而言，非织造布的生产工艺方法就包括了纺粘法、热轧法、粘合法、针刺法和缝编法；纤维网成型方法有普通机械成网、垂直机械成网、气流成网。有材料报道，再生纤维针刺法或粘合法非织造布中间层汽车顶棚内装饰材料整体组件，其刚性强度是波纹纸板中间层同类产品的2.3倍；是泡沫中间层同类产品的1.1倍。非织造布中间层顶棚组件的隔音效果是波纹纸板同类产品的2.5倍；是泡沫同类产品的1.2倍。由此可见，非织造布作为汽车顶棚内装饰材料的主体，是一种必然趋势，这是非织造布的特殊结构性能及特点所决定的，是其他产品所无法比拟的。

从目前非织造布在汽车顶棚内装饰材料中的应用状况看，以面积计算，一辆轿车顶棚最少需要4层，总面积为12～15m2，总重量为3500～4000g。未来的发展趋势是，在应用面积保持不变的情况下，重量将降到2800～3000g，有利于汽车顶棚内装饰材料整体组件的轻型化，从而减少整车的重量，降低能耗。未来汽车顶棚内装饰材料的原材料要趋向一致性，要么都选涤纶制品，要么都选用丙纶非织造布，以便于二次回收利用，不形成二次污染。随着化学纤维工业生产技术水平的不断提高，超细中空高强纤维将不断涌现，汽车顶棚内装饰材料的整体组件重量有望更轻，厚度可能会更薄，而功能性会更好，这既有利于汽车工业的发展，也会促进非织造布行业的高速发展。非织造布产品在汽车顶棚内装饰材料生产中将发挥积极的作用。

二、汽车门面板和门立柱内装饰材料

1.汽车门面板内装饰材料的技术性能要求　汽车门面板内装饰材料和顶棚内装饰材料一样，是从低级产品起步，后来逐渐改进，最初的门面板有木板、胶合板，后来发展成塑料板。当非织造布出现之后，这些传统材料基本被替代。因为汽车门面板内装饰材料和顶棚内装饰材料的作用基本相同，所以汽车制造商和汽车设计师，对汽车门面板内装饰材料具体的技术要求与顶棚内装饰材料大体一致。

2.汽车门面板内装饰材料的结构性能分析　汽车门面板内装饰材料的结构不像顶棚内装饰材料那么复杂，但为了满足汽车制造商和汽车设计师的具体技术要求，也必须加工成复合模压成型组件。常见结构如图3-3所示。

从图3-3可以看出，汽车门面板内装饰材料主要由中间层、黏合层、外增强防护层和内装饰层组成。

（1）中间层。一般中间层的主要作用是隔音、减震、吸音、降噪、防寒、保暖、隔热、防辐射等，现在基本上都选用针刺法或化学粘合法非织造布。纤维原料有涤纶、丙纶、天然纤维、再生纤维等。

（2）内装饰层。最早期的门面板内装饰材料中，机织物或针织物只作为脚踢板而小块使用，随着非织造布的应用，整个门面板内装饰层全部是针刺法或化学粘合法非织造布。一般平方米质量为500～750g/m2、密度为100～250kg/m3。由于选用的原料不同，生产工艺方法不同，其技术性能也有所差异，但是新型材料的门内衬，其隔音、减震、吸音、降噪效果要好于传统的产品。表面内装饰材料除针刺法非织造布之外，也有以非织造布为基布的超真皮内装饰材料，其美学性和功能性都有相对的提高。门面板内部有车窗玻璃升降装置，还有车把手，所以车门面板一体化成型过程中必须考虑这些因素，以便组装配合，既起到内装饰作用，又起到防护作用。要根据配用车的档次而选用不同的内装饰层。高档轿车一般选用以非织造布为基布的超真皮产品，中低档轿车一般采用针刺法非织造布，一般平方米质量为185～230g/m2。

（3）粘合层。粘合层仍然是以粘结膜和粘结粉为主，具体是采用膜或粉作为粘合层，要根据汽车制造商的具体要求而定。

（4）外增强防护层。汽车零部件厂家多选用15～50g/m2热粘合法、纺粘法涤纶或丙纶非织造布，不仅对中间层起到防护作用，也对门面板整体组件起到增强作用。

3.非织造布的应用

（1）门面板。从门面板内装饰材料看非织造布应用现状，非织造布至少用两层，一辆轿车四个门面板用非织造布，总面积为1.5～1.8m2、重量为800～1200g。随着新型材料的不断出现，汽车门面板的重量还可以向轻型化、薄型化方向发展，这样有利于整体组件对整车重量的影响。

（2）门立柱。门立柱对非织造布的用量较小，品种也比较单一，每一个轿车门立柱对针刺法或水刺法非织造布的要求有两种，一种是靠金属板的防护层用针刺法或水刺法非织造布，一般平方米质量为180～300g/m2，主要是防护密封增强作用，也具有吸音、降噪、隔音、减震功能；另一种是内表面门立柱有时也选用针刺法非织造布，一般平方米质量为200～230g/m2，这种非织造布具有美丽的外观、柔软的触摸手感。门立柱用非织造布总面积为0.30～0.35m2、重量为160～200g。门立柱对非织造布的用量虽小，但是对整车的内装饰起到了辅衬的作用。门立柱防护层非织造布的具体要求是，要有良好的延伸性和强度，有理想的吸音效果。门立柱外装饰层用非织造布的具体要求是，强度好、延伸性强，美学性和功能性兼顾，手感触摸柔软，成型不回缩。传统的机织物和针织物显然无法与非织造布相比。

三、汽车座椅内装饰材料

1.整体组件的技术性能要求　汽车座椅是轿车中最重要的内装饰，其内装饰材料的好坏直接影响汽车的市场销售。因此，座椅的椅垫、靠背及表面内装饰材料，对汽车消费者具有最大的诱惑力，所以，汽车制造商和汽车设计师也非常注重座椅内装饰材料的选择。从安全性、舒适性、耐用性方面，都对座椅内装饰面料提出了具体技术要求。

（1）弹性回复率要好。

（2）耐磨性要好。

（3）透气性要好。

（4）要具有较强的抗冲击力和承载能力。

（5）阻燃、抗静电、不易污、不折皱。

（6）蓬松性好、重量轻、耐老化、不变色。

（7）要便于二次回收。

（8）不霉变、无气味。

（9）尺寸稳定性好、不易变形。

2.结构性能分析　最古老的汽车座椅的主体是金属弹簧，不仅寿命短、承载能力差，而且当人体对其造成连续冲击时，不断发出响声。弹簧的防护垫通常采用机织麻布或帆布，也有采用毛毡作弹簧防护垫。防护垫的作用，一方面防护弹簧不伤害外表面内装饰面料；另一方面也让人体接触坐垫和靠背时有舒适感；同时这些防护层也能起到吸音、降噪、隔音、减震的效果。弹簧逐步被后来的泡沫所取代，然而泡沫的使用寿命有局限性，耐老化性能也不好，燃烧时还会产生一氧化碳有毒气体，导致司乘人员窒息死亡。另外，对泡沫的硬度要求也比较高，必须大于850kg/m3以上，这对泡沫加工造成了很大困难，不仅技术难以控制，成本也比较高。当有了非织造布这种新型材料之后，泡沫也逐渐被取代。而从安全性、舒适性及功能性多方面综合分析，非织造布都是弹簧和泡沫的理想替代品。

座椅的主体构成是坐垫、座椅靠背芯、座椅骨架和座椅面料。其中，座椅骨架又分为坐垫骨架和靠背芯骨架，基本上都是金属材料和塑料制品构成。骨架护边增强材料为非织造布，坐垫内衬是一种厚重型非织造布，平方米质量一般为1800～3000g/m2、密度为50～150kg/m3。早期产品是采用椰子丝、猪毛等动物毛纤维混合后，喷涂天然胶乳制成非织造布天然纤维毡，将天然纤维毡按坐垫或靠背芯设计规格模压成型，然后将其填入座椅骨架加以固定，最后内装饰面料覆在外面。随着汽车零部件生产技术的不断进步，直接采用喷涂模压技术将非织造布天然纤维毡与面料黏合在一起进行模压成型。使纺织面料不易与内衬分离，黏结一体化比较好。但是，此技术方法也有一定的缺陷，模压都是在加热条件下进行，对纺织面料起绒表面损伤严重，难以保证产品的设计风格。

3.非织造布的应用　涤纶采用垂直铺网技术，加工成粘合法非织造布，因原料中混合有多孔中空纤维和高弹纤维，使非织造布富有更大的弹性及弹性恢复率，尺寸稳定不变形。多孔中空纤维给产品提供了较高的孔隙率和良好的吸湿性，使产品赋予了座椅更大的透气性，较长时间在座椅上面蠕动时，舒适性强；高弹涤纶坐垫和座椅靠背都保证了承载能力的技术要求。另外，这种内衬材料与外部的内装饰面料均为聚酯原料，有利于环保回收分解再利用；还能使座椅的骨架内衬材料重量减轻30%～40%，比泡沫塑料更耐老化，且抗冲击成型后不像天然纤维非织造布毡那样，表面不平整。固定骨架与填充内衬一般用非织造布与塑料复合制成长带，这种非织造布要求强度大，热尺寸稳定性要好，热收缩率变化范围不能大于±2%，平方米质量一般为185～200g/m2。超细纤维（0.001～0.003dtex）面料或超细纤维基布超真皮，更是无与伦比，它不但使座椅美观大方，更具有良好的舒适性，长时间驾驶，不会让司乘人员感到疲劳，使汽车座椅达到了安全性和舒适性的要求。据统计，座椅套、椅垫和座椅靠背用非织造布的总面积为6.0～6.5m2，其总重为7000～8000g。非织造布已成为座椅内装饰材料的非常重要的产品，其产品的生产工艺方法包括了针刺法、化学粘合法、水刺法和缝编法。

四、汽车地毯内装饰材料

1.地毯种类及技术性能要求　地毯是一种非常重要的轿车内装饰材料，它的质量不仅影响汽车性价比，也直接影响汽车的销售竞争力。汽车地毯一般有两大类，一类是高档轿车用簇绒地毯，包括圈绒和割绒两种，为了确保不脱绒，簇绒地毯底布通常采用机织麻布和纺粘法聚酯非织造布。簇绒地毯大部分以锦纶长丝为原料，采用原液纺丝方法制成不同颜色的空气变形长丝。另一类是针刺法非织造布地毯，包括针刺法非织造布平毯、针刺法非织造布提花地毯、针刺法非织造布起绒地毯。

作为内装饰材料的汽车地毯，是汽车不可缺少的重要组成部分。其具体技术要求如下。

（1）耐磨性能要好。

（2）耐老化、抗紫外线。

（3）不变色、无气味。

（4）模压成型性要好。

（5）抗撕裂、耐温阻燃。

（6）热稳定性要好。

（7）耐用性要强。

（8）要有良好的隔音减震、吸音降噪、隔热防潮性。

2.汽车地毯的结构性能分析及其应用　无论是哪一类汽车地毯，应用在汽车中，除自身的结构外，还需增加底部吸音减震衬垫材料，越是高档轿车，越要考虑衬垫材料的结构，如奥迪轿车，在簇绒地毯的底部模压成型后面覆盖一层吸音减震泡沫，个别部位还需要增加一块隔热、隔音、减震、吸音降噪阻尼橡胶板，如图3-4所示。为了防止发泡时液体不渗漏到地毯表面，在地毯底部还需要增加针刺法非织造布防护层，防护层非织造布的平方米质量为100～130g/m2，应用面积为4m2，总重量为400～600g。

表面装饰用簇绒地毯重量一般为450～600g/m2，针刺地毯毯面平方米质量为450～600g/m2。针刺法非织造布地毯，由于工艺流程短，成本低，风格与簇绒地毯相似，质量和应用性能可以与簇绒地毯相媲美，所以在一些国家和地区，应用量越来越大。针刺法非织造布汽车地毯，在使用中，为了增加其吸音减震、隔热防寒性，在其底部增加一层再生纤维非织造布衬垫材料，在个别部位也增加一块阻尼橡胶板。为了确保汽车地毯总成的良好模压成型性，一般针刺法非织造布汽车地毯都制成复合材料（图3-5）。

经过复合后的针刺法非织造布汽车地毯，总重一般为1200～1600g/m2，底部衬垫材料重1200～2500g/m2，厚度为8～12mm，为了增强防护，衬垫材料有时需要增加一层纺粘法或热轧法防护层。在复合汽车地毯底部，一般增加一层30～60g/m2的纺粘法、热轧法非织造布防护层，也有采用85～120g/m2针刺法非织造布作为防护层。总体算来，在汽车地毯内装饰材料中，非织造布的应用总面积约为20m2，总重为10～12kg。