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交通工具内饰面料染整技术创新开发

交通工具内饰面料染整技术创新开发
2022-10-18 205

摘要:从染色技术和后整理技术两方面概括内饰面料产品的染整技术现状;分析内饰面料产品新的消费需求;提出内饰面料产品染整技术创新方向,并阐述针对新型纤维材料的染整加工、复合功能整理、绿色环保染整加工、视觉价值创新类染整加工等创新技术应用。文章表明,染整加工是内饰面料设计开发过程中的重要环节,对内饰面料产品的视觉效果、内在品质和物理性能指标等起着非常重要的作用。


关键词:产品开发;交通;内饰纺织品;后整理;染整工艺;技术创新


交通工具内饰用纺织品是产业用纺织品的一个重要门类,作为重要的表皮覆盖材料,由于其使用环境的特殊性,产品的设计开发首先应考虑满足近乎苛刻的技术标准要求,如耐磨、耐老化、阻燃等指标,确保消费者使用过程中的安全与舒适;同时,作为交通工具内饰重要的装饰材料,其产品的设计开发还需要满足整车的设计思想需要,符合内饰空间整体设计理念、色彩纹理搭配以及目标消费者个性化的需求等。


作为纺织面料产品开发过程中必不可少的环节,染整加工技术在很大程度上反映了产品研发创新能力和技术水平,在交通工具内饰面料这个高新技术产品的设计开发中尤为凸显。内饰面料产品具有的两大作用,即装饰作用和附加功能作用,除了受到原材料、组织结构及搭配的影响外,染整加工环节为内饰面料产品的装饰性和附加功能性呈现提供了更大的可能和更多的选择。


1、内饰面料产品染整技术现状


   染色技术

目前,交通工具内饰面料颜色开发通常来说有两个途径进行,即有色纱线的开发和染色工艺开发。染色工艺根据形式的不同又可以分为筒子纱染色和坯布染色两种。筒子纱染色工艺具有批量可调、颜色多、色彩丰富、开发快、调色快等优势,适用于开发色织面料产品;坯布染色工艺具有颜色均匀、布面紧致柔软、批量可调、开发快、调色快等优势,适用于开发经编面料产品。由于目前交通工具内饰面料的原料绝大部分为涤纶纤维,因此多采用高温高压染色,考虑到内饰面料的技术要求,使用的染料体系为内饰专用的高日晒分散染料。


染色工艺对于坯纱的均匀性要求较高,不同规格坯纱得色量不一致容易造成色花,限制了面料开发中对纱线的选择,一些异形纱线、功能性纱线的广泛应用,推动染色工艺调整及改进。


   后整理技术

目前,后整理技术在交通工具内饰面料中的应用较多,已基本涵盖了改善面料手感、蓬松度、尺寸稳定性、延伸弹性、绒感以及表面清洁性、耐磨性等一系列的面料后道加工整理工艺,主要包括热定形、水洗、干洗、汽蒸预缩、机械预缩、缸洗、空气洗、拉毛、磨毛及涂层、印花等。此外,后整理工艺中用到最多的整理工艺为浸轧整理。对于交通工具内饰面料的浸轧整理主要集中在阻燃整理、防水整理、防油整理、易去污整理。其中阻燃要求是法律法规要求,内饰用面料必须达到阻燃标准,确保材料安全,三防整理需求是客户对织物面料的易打理、易清洁功能的需求,满足日常使用过程中的实用性。


2、内饰面料产品新的消费需求


随着人民生活水平的提高,以及国内相关法律法规的不断完善,人们对于交通工具内饰空间的需求也越来越高。作为生活空间的延伸,人们对于内饰面料产品的健康安全性、绿色环保以及装饰美观的视觉价值3大方面的需求越来越重视,对面料触感、舒适感、清洁性的需求不断提高。与此同时,伴随着吸湿排汗、自清洁、吸味除臭、抑菌抗菌等新兴后整理新材料的越来越多以及泡沫涂层整理、复合功能整理、微胶囊整理等工艺的不断兴起,更多更好的新技术新方法可以应用在交通工具内饰面料的设计和开发上,为内饰面料的创新发展提供技术支撑。


3、内饰面料产品染整技术创新方向


从交通工具内饰材料的功能性方向出发,结合消费者的实际需求,采用新型的纤维材料,搭配新型染整工艺对内饰面料产品进行再加工,赋予内饰面料新的附加功能,从而达到改善内部环境的作用,提升消费者用车安全和健康;另一方面,从内饰材料的装饰特性出发,应用创新的染色或者后道整理技术,与纤维材料、组织结构相配合,从色彩和纹理设计着手,赋予内饰面料更好的装饰美观效果,提升内饰件产品品质、美化内部空间。可以说,交通工具内饰面料的染整技术创新是建立在纺织化学、材料科学、装备制造能力和工艺技术迭代发展与进步的基础上。


4、创新技术应用


新型纤维的染整加工技术


01

异收缩复合涤纶纤维

异纤异收缩涤纶复合长丝是一种由不同单丝线密度和不同热水收缩率的涤纶丝束合股组成的涤纶长丝。异收缩复合涤纶纤维织物具有丰满的外观风格、柔软垂沉的手感、良好的回弹性和理想的染色性。细旦异纤异收缩涤纶复合长丝织物具有真丝的外观和手感,粗旦异纤异收缩涤纶复合长丝则具有羊毛的外观和手感,因此异纤异收缩涤纶复合长丝织物深受人们喜爱。常用的异收缩涤纶丝规格为1160tex/156f(105D/156f),通常用于开发梭织或针织起绒织物。因此在起绒之前,必须先对坯布进行预定形处理。预定形时温度要适宜,只需将布面皱纹去除,使布面平整挺括,幅宽一致即可。定形温度太低达不到效果,太高则容易使纤维结构发生变化影响磨绒工序中起绒效果。磨绒整理是车用磨绒织物开发过程中最关键的环节,对织物绒面效果、布面风格和手感有着重要的影响。磨绒机进布前先通过一个浸轧水装置,然后进入热滚筒式预烘装置,60%~70%的水分在预烘过程中烘干,以减轻布面折皱,使布面平整,有利于后续布面的磨绒效果。


02

海岛纤维

通过织物的设计加工,利用海岛纤维极度的细纤化特点,可以获得许多特殊的织物风格,如仿羊绒、仿麂皮、超高密织物等。利用海岛纤维开发的仿麂皮绒织物的许多性能并不亚于天然麂皮,有许多性能甚至优于天然麂皮。其织物手感柔软,悬垂性好,质地轻薄,为真皮的一半,可织成不同厚度和质量的织物;可以进行多种表面处理,取得形形色色的表面效果。表面有书写效果,立体感好;湿热收缩变形小,具有良好的透气防水效果,织物强度高,远优于天然麂皮。随着近年来耐碱分散染料技术的不断发展,它为开纤、染色同浴进行的短流程工艺提供了可能性。通过在碱性染色浴中加入苯甲醇作为载体,实现仿麂皮面料100℃低温染色。短流程工艺合并了开纤与染色工序,缩短了加工流程,可以达到节能减排、降本节耗的目的。


03

仿棉纤维

超仿棉汽车内饰织物面料开发过程中,为保证较好的棉感,面料在染色前要进行精练处理。精练时温度要略高于普通涤纶,并注意适当延长保温时间。超仿棉产品由于原料的特殊性,其仿棉效果在很大程度上是通过后整理工艺来实现。为了加强棉型感,需对精练后的面料进行预定形,保证仿棉纤维的充分收缩和蓬松。为了保证较好的染色效果,应尽量使面料处于松弛状态,染色时建议采用较慢的升温速度和较长的保温固色时间;同时,为了达到更好的亲肤效果和适度柔软的触感,染色过程中需要添加一定量的亲水柔软剂。匀染剂要具有优异的匀染性、良好的染料分散性和极低的起泡性,有效地提高超仿棉涤纶纤维的染色均匀性;同时,为了提高面料的色牢度,在染色后需要对面料进行充分的还原清洗,以去除织物上残留的表面活性剂,避免对后整理产生不良影响。定形时采用拉幅定形工艺,温度不宜太高,车速可以稍快,尽量使面料受热时间短一些,以保证其仿棉效果。定形温度为160℃,车速为28~30m/min。


复合功能整理技术

随着消费者对交通工具内饰产品品质和性能需求的提升,对内饰面料进行复合功能整理成为了新的技术需求。


01
浸轧整理

内饰面料产品功能性的赋予,在浸轧整理工艺条件下,其关键的技术点在于各种不同功能性助剂的开发和应用上。这些功能助剂主要涉及防水防油防污的三防整理剂、抗静电整理剂、超高阻燃整理、抗菌剂、负离子功能助剂、易去污助剂、硬挺剂等。除了对产品进行单一功能的附加整理,采用两种及两种以上整理剂进行叠加功能的复合整理也成为了新的发展趋势。复合功能整理时需要考虑助剂之间的相容性以及对内饰面料表观质量及物理性能指标的影响。


02

涂层整理

涂层整理技术是纺织品实现多种功能和价值附加的一个重要工艺手段。涂层整理即是指在织物表面均匀地涂一层或多层高分子化合物,通过黏合作用在织物表面形成一层或多层薄膜结构的加工整理技术。常用的涂层工艺有发泡涂层和普通涂层两种,发泡涂层后对于面料手感和柔软度的影响较小,适合于细旦高密织物的涂层整理,而普通的涂层胶刮涂对于改善织物的结构稳定性、接缝强度及耐磨性能有比较好的优势。目前用作涂层整理剂的高分子材料主要有聚丙烯酸、聚氨酯等。通过涂层整理可以实现织物面料诸多性能的提升和改善,如阻燃、耐刮擦、接缝疲劳、耐磨、防水、抗静电等性能,涂层后不仅可以提高织物的物理机械性能,还能赋予织物一些特殊的功能。复合功能化、智能化和绿色环保是纺织品涂层技术发展创新的热门课题。



绿色环保染整加工技术

01
原液着色技术

印染加工过程中的废水排放量占纺织废水排放量的七成以上,随着绿色环保理念的发展,越来越多的交通工具内饰面料产品采用原液着色的纤维代替纱线染色或者坯布染色,减少了染色工艺带来的高能耗、高排污的影响,同时原液着色纤维在色牢度以及面料的回弹性方面较传统染色工艺有着明显的优势。对于交通工具内饰面料来说,由于其使用环境的特殊性,对于颜色、染料安全等相关性能的要求越来越高,原液着色技术的应用将会迎来更广阔的发展空间。


02
低温染色技术

涤纶纤维的低温染色技术,即在110℃条件下染色,目前也取得了一些突破。低温染色技术使得染色效率得到提升,达到节能降耗的作用。但是,该技术还存在上染率不高、色牢度较差等问题,现在主要应用于接枝共聚类的阻燃涤纶、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)等部分纤维材料的染色。随着载体技术发展,一些新型的涤纶低温染色载体也已经实现不含烷基酚聚氧乙烯醚类化合物(APEO)、甲醛、重金属、有机卤化物和Reach法规高度关注物质,能提高涤纶纤维增塑、膨化程度,降低涤纶纤维玻璃化温度,从而加快分散染料在纤维中的扩散速度,提高上染率。这将会给低温染色带来更好的应用前景。


03
数码印花技术

数码印花是目前生产色彩鲜艳且高度图案化的高价值纺织品的理想选择。它快速高效、灵活、竞争力强,可个性化定制印花织物,同时还具有绿色环保的优点,在服装家纺等领域已经广泛应用。然而,到目前为止,还没有任何数码印花技术能够满足汽车行业严格的耐日晒色牢度要求。为了应对这一挑战,亨斯迈纺织染化推出了第一款可达到汽车制造商极高的色牢度和同步褪色要求的墨水系列TeratopRXksHl,可实现最深的黑色色调,并使多种颜色具有同色异谱一致性,同种颜色在不同场合的人造灯光下看起来没有差异,具有出色的可靠性、流畅性和色彩重现性。该墨水符合所有适用标准,包括ISO、AATCC、FAKRA、SAE标准,以及领先汽车品牌的技术标准。使用该墨水印花的织物均符合危险化学品零排放(ZDHC)路线图要求。这项技术将会使数码印花技术在交通工具内饰面料领域的应用成为可能,带来新的发展机遇。


04
天然染料染色技术

天然染料以其自然的色相,防虫、杀菌的作用,自然的芳香赢得了世人的喜爱和青睐,适合应用于开发高附加值的绿色生态产品,用天然染料染色的织物,其发展前景非常看好。采用天然染料对交通工具内饰面料进行染色,目前还只是停留在前期的研究阶段,在一些概念车的内饰面料中使用,暂时不具备产业化的可能,主要是由于天然染料染色牢度与交通工具内饰面料苛刻的使用环境之间的矛盾。但是像坐垫、抱枕、头枕、腰靠等汽车后市场产品中的应用还是有很大的市场空间。而在一些羊毛或者毛麻混纺材质的高级内饰面料中,使用天然染料进行染色开发绿色健康环保的内饰面料产品将会成为一种新的发展趋势。


05
微胶囊技术

以微胶囊技术为基础,进行微胶囊染色、微胶囊印花、微胶囊涂层以及微胶囊后整理等制备具有特种功能的纺织品如芳香、阻燃、抗菌防臭、蓄热保温、防毒、防雾、防污、防皱、防缩、柔软、防紫外线等,已经成为提高产品附加值和改善纺织品功能的重要途径之一,是目前发展的热点技术。



视觉价值创新类染整加工

01
压花工艺

压花工艺是当前交通工具内饰面料产品设计开发过程中重要的表面加工手段,赋予面料丰富的视觉效果和特殊的3D立体感。压花工艺的核心在于压花模具即压花板或者压花辊的设计开发,压花模具加热后,通过压力在面料表面呈现出压花的纹理。根据模具中花纹纹理的不同,可以分为平面压花、坡面立体压花和极细压花,其中最常见最成熟的为平面压花工艺,而坡面立体压花和极细压花工艺对于模具的加工提出了更精密的要求,目前还没有广泛推广和应用。


02
高频焊接工艺

高频焊接工艺是利用高频电磁场使物料内部分子间互相激烈碰撞产生高温达到焊接和熔接的目的。高频焊接主要用于:各种聚氯乙烯为主的塑胶熔接、焊接、烫金等。高频焊接工艺的应用可以 在内饰表面进行不同材质的焊 接,通过材质、颜色以及花型纹理的对比, 从而实现内饰面料视觉价值的创新。


03
绗缝绣花工艺

绗缝绣花工艺在交通工具内饰面料中的应用趋多, 尤其是在一些个性化定制的内饰产品中使用较多。绗缝工艺可以通过缝线的颜色和轨迹赋予内饰面料更丰富的视觉效果和3D立体美感, 应用在汽车座椅面料的设计开发中成为新趋势。


04
印花与烂花工艺

印花工艺多应用于家纺和服装领域, 在汽车内饰中的应用首先是由日系品牌车型开始的。由于汽车面料性能要求较高, 目前欧美系和国内品牌主机厂中对于印花烂花技术的使用尚处在尝试阶段, 在部分概念车和少量量产车型中采用。但是由于印花烂花工艺在花型图案及色彩多样性、 灵活性上有着很大优势, 后续会有更好的应用空间。


05
镭雕工艺

镭雕工艺是利用激光能量在内饰面料上根据设计输入的花型纹理进行表面雕刻印花的工艺。这种技术的特点是环保高效、无污染、花型变化灵活,缺点是镭雕基布受限,以绒布为宜,镭雕花型层次变化困难,不过可以通过与压花等工艺相结合的方式来克服此缺点。除了以上多种视觉价值创新类染整加工技术的独立应用外,根据客户和产品的实际设计需求,采用两种或两种以上工艺的组合进行后道加工,赋予面料更多更丰富的视觉效果。


5、结束


染整加工技术作为交通工具内饰面料产品开发过程中必不可少的环节, 代表了产品研发创新能力和技术水平。随着国家法律法规的健全和完善, 以及消费者对交通工具内饰空间消费需求的变化和升级, 这也给内饰面料的设计开发提出了新的挑战。同时, 随着材料科学等相关学科的不断发展, 染整加工技术的创新也内饰面料的设计开发带来了新的实现路径,提供了新的思路。




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