技术资料

汽车内饰测试的试验全面解析

  一、基本规格检验:

  汽车内饰面料的基本规格检验通常包括面料的厚度、平方米克重、幅宽、透气性和纬斜等指标。厚度和平方米克重要求通常是根据主机厂客户认可的面料状态给出允许上 下 偏 差 的 范 围。一 般 情 况 下,厚 度 测 试都依据ISO5084[3]进行,而平方米克重的检测则按照GB/T4669[4]标准执行。幅宽要求则是供应商根据主机厂的需求在面料 开 发 时 进 行 设 计,客 户 在 物 料 接 收时进行检验。面料透气性的好坏对于乘客的舒适性有着一 定 的 影 响。 汽车面料的透气性通常按照 ISO9237[5]进行,不同的主机厂针对不同种类的织物设定的标准值也不 相 同。此 外,汽车内饰面料的纬斜性能也是影响内饰件(座椅、门板、车顶等)外观视觉效果的重要因素,通常对于有明显纬向花型纹理的面料,纬斜的要求也相对较高,衡量标准多为 ASTMD3882[6]。


  二、物理机械性能:

  1、断裂强力

  断裂强力指的是在规定条件下进行的拉伸试验过程中,试样被拉 断 记 录 的 大 力。试验条件所涉及 的试样的尺寸大小、夹距和拉伸速度等参数的设置需依据不同的试验标准进行。目前业内常用的标准为ISO13934.1[7],国家标准中对于织物断裂强力的测试亦依据国际标准制 定 的。除 此 之 外,各 主 机 厂 对 于 测 试 条件和不同织物种类指标要求均有所不同。

  2、撕裂强力

  汽车座椅、门板以及车顶等部位的内饰面料在 其使用过程中,存在着遇到尖锐物体时产生撕破的情况出现,因此抗撕裂能力也是衡量汽车内饰面料的一项重要指标。针对 不 同 的 织 物 类 型,测试方法通常有 裤型撕裂(适用于针织物)和梯形撕裂(适用于机织物)两种。

  3、剥离强力

  通常汽车内饰面料的基本状态为面料与聚氨酯海绵进行两 层 复 合 或 再 加 一 层 底 布 进 行 三 层 复 合 而 成的。因此,面料、海绵及底布之间的粘结牢度也会对汽车面料及内饰件使用的耐久性产生一定的影响。剥离强力的测试标准多采用 GMW3220、DIN5337等主机厂标准。

  4、尺寸稳定性

  内饰面料的尺寸稳定性对于汽车内饰件的成型包覆及使用过程中状态的稳定性有着直接的影响,受 汽车内饰件造型曲面、角度和深度等参数影响,对于其表面包覆材 料 的 静 态 和 永 久 伸 长 率 等 性 能 要 求 也 比 较高。一般情况下,通过对内饰面料施加规定的负荷,在规定的时间后,测试样品的静态延伸率;在卸载一定时间后,测试出材 料 的 永 久 变 形 率。部 分 主 机 厂 标 准 还对面料在干热和湿态环境下的尺寸稳定性有着具体的要求。


  三、耐久性能:

  1、耐磨性能

  衡量汽车内饰面料耐磨性能主要可以通过马丁代尔耐磨、肖泊尔耐磨、泰伯耐磨、搭扣耐磨以及 MIE 耐磨等试验进行。这几种耐磨试验在设备结构、磨 料 选择、适用面料类型(主 料 与 辅 料、机 织 物 与 针 织 物)、摩擦次数评价指标(起 毛 起 球、外 观 变 化、重 量 损 失 和 颜色变化等)方面均有所不同,具体要求根据主机厂技术标准执行其中一项或者几项。


  常用的为 马 丁 代 尔 耐 磨,其 测 试 依 据 标 准ISO12947-1,2,3[8]进行。目前大众汽车标准中对于面料的要求需要考核马丁代尔、肖泊尔和搭扣耐磨共3项,而标致雪铁龙的标准中只需考量 MIE 耐磨,通用汽车标准中则涵盖了马丁代尔、肖泊尔、泰伯和搭扣耐磨等4项测试,但是不同面料类型只需选用对应的测试项目。


  2、色牢度性能

  色牢度的考核指标需要根据内饰件使用的环境进行确定,主要包括耐光色牢度、耐 汗 渍 色 牢 度、摩 擦 色牢度与抗水渍等要求。

  摩擦色牢度测试一般依据ISO105-X12[9]进行,分别采用干 摩 和 湿 摩 两 种 状 态,经 过 10 次 反 复 摩 擦后,与ISO105-A03沾色会卡比较,评判结果。

  耐光色牢度也是汽车内饰面料的一个非常重要的评价指标。将试样与一组蓝色羊毛标样一起在人造光源下按照规定条件(温湿度、辐照度、辐照时间周期)曝晒,然后将试样与蓝色羊毛标样进行变色对比,评定色牢度。根据使用 部 位 的 不 同,内 饰 面 料 的 耐 光 性 能 要求也不相同。通 常 汽 车 座 椅、车 顶 和 遮 阳 板 等 光 照 直射到的部位,对 面 料 的 耐 光 色 牢 度 要 求 高。业 内 参照的标准 多 以 大 众 PV1303[10]和 通 用 SAEJ2412等标准为主。


  3、缝纫性能

  汽车内饰面料特别是座椅面料,因其需要进行缝纫加工,所以面料缝纫性能的好坏对于座椅的使用有着直接影响。目前对于缝纫性能的考核指标主要有接缝强力和接缝疲劳两项。其中,接缝强力考察的是面料缝制后,沿垂直于缝线方向施加力直至发生断裂时的强力,常用试验方法为ISO13935-1[11];而接缝疲劳则是模拟一定载荷下,面料接缝位置动态耐久性的实验,具体考核的是在规定动态负荷下,经过规定次数后,缝迹处针迹外漏或者织物纱线发生滑移的状况。一般来说这两个指标均需要对经向和纬向分别取样测试。


  四、安全性能 :

  随着汽车的普及和人们认识的提高,消费者对 于汽车内饰的要求不 仅 局 限 于 美 观 舒 适,而 且 越 来 越 关注到内饰空间 的 健 康、环 保 与 安 全。这 里 面 就 涉 及 到内饰材料的阻燃性能基本要求及车内空气质量的管控方面新要求。


  1、阻燃性能

  阻燃性能 是 国 家 强 制 要 求,主要是依据标准 GB8410-2006[12],考核的是水平方向的阻燃性 能,乘 用车中内饰材料的阻燃性能指标需达到燃烧速度≤100mm/min。在 GB24407-2012专 用 校 车 安 全 技 术 条件新国标中对于内饰材料的燃烧速度和极限氧指数进行了规定,其中燃烧速度按 GB8410-2006规定的方法进行试验时,材料的大水平燃烧速度要求由原来的≤100 mm/min提 高 至≤70 mm/min,同 时 新 增 加了内饰材料的极限氧指数的规定,要求 OI≥22%。一部分窗帘类面料还需考虑垂直方向的燃烧性能。


  2、散发性能

  汽车内饰面料的散发性能指标主要指的是甲醛含量、雾化、气味和 VOC 等。这些指标都是与消费者的身体健康息息相关的。甲醛含量的测试多采用分光光度计进行,限值一般为≤10μg/g。目前汽车内饰材料的成雾试验标准国 际 国 内 有 许 多 种,这 些 标 准 共 涉 及到了3种试验方法,即光泽度法、重量法和雾度法。常用的方法为重量法,根据主机厂及材料类型的不同,通常的限值设定也不同,多为≤3mg或≤2mg,试验方法常用的为大众 PV3015[13]标准。

  气味性指标的测试主要是通过人的主观评判来确定的。不同的主机厂对于内饰面料的气味类型、气 味

  等级和可接受的限值等要求也不相同。气味测试试验

  对于实验室条件、实验 员 的 嗅 辨 能 力 及 内 饰 面 料 的 状

  态等都有着详细的要 求,特 别 是 实 验 员 的 辨 别 能 力 需

  要进行定期的比对试验以便校正。


  3、有毒有害物质(ELV)

  为了保护消费者的身心健康和提高汽车报废后的材料回收再 利 用 效 率,欧 盟 ELV2000/53/EC 法 令[15]及中国《汽车产品限制使用有害物质和可回收利用率管理办法》中都对汽车在设计生产时禁用有毒有害物质和破坏环境的材料,减 少 并 终 停 止 使 用 不 能 再 生利用的材料和不利于汽车环保的材料做了明确要求。


  五、拒水拒油及防污性能:

  汽车作为人类常用的交通工具,在使用过程中难免沾水、油和沾污,由于汽车内饰织物都是固定在车内,往往不易拆卸下来进行清洗,或者,即使能拆下来也会非常麻烦,并不能像普通纺织品一样能够经常洗涤,所以汽车内饰织物必须具有拒油、防污易去污功能,因此,对汽车内饰面料进行拒水拒油整理是非常必要的。汽车内饰织物在使用过程中的,主要可能会沾染油、水、饮料等液体污垢和灰尘、沙土等固体污垢。纺织品上的污垢主要存在于纤维或纱线之间、织物表面等地方。


  六、光和抗紫外性能:

  现代汽车中为了满足采光及汽车轻量化的要求,窗面玻璃开始占据大量面积,这导致汽车内部空间会受光照的影响。随着太阳升起,在某些极端气候条件下,车厢内部温度可达130℃;随着太阳的降落,车内温度下降而大大地影响车厢的相对湿度。如此大的冷热循环可能会影响到织物的褪色和降解,不仅影响材料的使用寿命,而且纺织品褪色后会大大影响织物美观性。因此要求汽车用纺织品必须具有较好的耐光性及抗紫外性能。


  纺织材料在长期受到紫外线辐射、湿热的作用下会引起降解。天然纤维的抗紫外线性能较差,棉织物抗紫外效果差,羊毛抗紫外性能稍好一些。合成纤维的抗紫外性能一般优于天然纤维,聚酯、腈纶纤维的抗紫外线性能较好,腈纶的耐磨性稍差,因而实际应用不多,涤纶的抗紫外性能好,且具有很好的耐磨性,实际应用较多。为了提高汽车内饰织物的抗紫外、耐光性能,有必要对汽车内饰织物进行抗紫外整理,以降低内饰织物的降解并延长产品的使用寿命。


  七、抗雾化性能:

  汽车内饰材料会在使用之前经过各种功能整理,并且在安装过程中会用到黏合剂,因此成品汽车内饰材料内可能含有许多低分子的易挥发物,这些易挥发物在受热的时候会挥发出来凝结在车窗及挡风玻璃上,在其表面形成一种“雾凇”现象。车窗玻璃上的“雾凇”很难去除,会严重影响司乘人员的视线,并且悬浮于空气中的挥发物有可能会被吸入人体,进而影响人们的健康安全。因此,汽车内饰织物必须具有一定的抗雾化性能。若织物没有经过长时间的拉幅定形,则会因为在纱线织造、染色和后整理等过程中所用的化学试剂积累而产生严重雾化,这个问题必须严格控制。绒类织物正面的纤维表面积大,雾淞现象会更严重。


  八、耐磨性:

  耐磨性是对汽车座椅面料重要的要求。织物结构、纱线类型、整理方法以及是否涂层等因素都会影响面料的耐磨性。座椅面料一般情况下要使用至少 2年的时间,某些时候,可能会使用超过10年甚至更久,因此汽车座椅面料需要具有较高的耐磨性能,使其在使用过程中不起球、不勾丝以保证座椅的美观性。聚酰胺纤维作为早期主要使用的座椅面料,主要存在耐光性不足的缺点,因此现在汽车座椅面料已很少使用聚酰胺纤维。由于聚酯纤维不仅具有较好的耐磨性,而且其耐光、抗紫外性能也较好,因此现在的座椅面料主要原料是聚酯纤维。此外,座椅面料也会用到聚丙烯纤维,一些高档车内的座椅面料会用到羊毛纤维。棉纤维在天然纤维素纤维中具有更好的耐磨性,但是其耐光性一般,日晒940h后,强力损失可达50%以上,而麻纤维不仅具有较好的耐磨性,且具有质轻、强度高、伸长小、吸湿、透湿、透气性好、耐热、耐腐蚀等特性,因此一般用于防尘罩、包装架、车顶呢及地毯隔离底层等。


  九、阻燃性:

  汽车内饰材料特别是纺织品必须要有很好的延燃性和阻燃性。这样一旦汽车发生火情危险后就能保证乘客有足够的时间离开,或者降低火灾危险的发生。车用纺织材料中可能会用到各种纤维,它们的组成和化学结构各不相同,其热性能和燃烧性能也都不一样。


  目前的阻燃整理剂只能使用于部分合成纤维,不能用于所有的合成纤维。在汽车用纺织品中,聚酯的使用量大,约占 50%以上。聚酯纤维在熔融时具有良好的热收缩性,接触火焰后会有熔滴效应而使纤维本身不易燃烧,但目前聚酯纤维一般会经过很多化学处理或与其他织物混纺,这就会妨碍纤维熔融时的熔滴效应。目前用于聚酯纤维的阻燃剂,主要为磷系阻燃剂。


  汽车内饰测试仪包含类型很多,而汽车内饰测试的方法也有几种


  一、VOC及TVOC测试:

  VOC:是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写,对人体健康有巨大影响。当密闭空间内的VOC达到一定浓度时,短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、乏力等,严重时会出现抽搐、昏迷,并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统,造成记忆力减退等严重后果。

  TVOC:总挥发性有机化合物(Total volatile organic compounds)的英文缩写

  VDA277,大众PV3341,通用TSINT-002,奇瑞Q/SQR04.098-2004,沃尔沃VCS1027.2749


  二、甲醛含量测试:

  甲醛是一种很强的聚合剂,但甲醛有较强的毒性对人体危害很大。而由于甲醛的广泛使用,因此甲醛很早就已被列入有害物质并在各行业都有管控。欧美系车厂都有单独测甲醛挥发量的标准,而日系车厂在有害物质管控方面起步较晚,将甲醛列入到VOC测试方法中。

  德国汽车协会VDA275,大众PV3925,奇瑞Q/SQR.04.096,通用GME60271,沃尔沃VCS1027.2739


  三、雾化测试:

  汽车内装饰材料如皮革、塑料、纺织物以及粘结材料的胶粘剂等,都含有一些挥发性物质,尤其是在阳光的照射下,车内温度升高,会加剧这种挥发。挥发气体在汽车窗户或挡风玻璃上凝结,造成视线不良,会影响驾驶者的视线和行车安全;还有些挥发物质会对人体有害,影响驾乘者的身体健康。为了合理控制挥发性物质的产生,对用于汽车内饰的材料进行雾化试验是十分必要的,成雾值超出标准指标的材料将不可以用于汽车内饰。


  一般雾化测试有均采用重量法或光泽度法,每个汽车厂家均有自己内部的执行标准:

  大众PV3015,奇瑞Q/SQR.04.097-2004, 通用GMW3235, 丰田TSM0503G, 日产NES M0161, 英国BS AU 168-1978,德国DIN75201,美国SAEJ1756,神龙D45 1727,三菱ES-X83217,国标GB2410


  四、气味测试:

  气味是挥发性物质刺激人体的鼻腔嗅觉神经而在中枢神经中引起的一种感觉,其能直观反应汽车内饰件的优劣,基于人嗅觉感官和舒适度的主观评价。不同物质产生的气味不同。有些是令人喜欢的味道,而有些是让人厌恶的味道。气味是一种整体的感觉,其表征包括气味的浓度和气味的性质。因此很多汽车厂家均以气味的好坏作为评价其零部件是否会令顾客反感的一种方式。现在各大厂家均有自己的气味检测方法和标准,例如:大众vw50180,大众PV3900, 奇瑞Q/SQR.04.103-2004。通用GME60276, 丰田TSM0505G,德国汽车工业协会VDA270,沃尔沃VCS1027,2729