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                超纖皮革被廣泛用于高速列車座椅

                出自:http://www.rubykiddy.com 發布時間:2016年8月5日

                隨著技術的進步和發展,以高鐵和動車為代表的高速列車已經成為我國高新技術產品的一張名片,有越來越多的新技術和新材料應用于高速列車領域。在高速列車座椅領域,目前應用于高速列車座椅蒙皮的材料主要有天然皮革和織物兩類,而已經大規模應用于中高檔汽車座椅的超纖皮革,卻鮮有在高速列車座椅應用的報道。超纖皮革是在高性能聚氨酯材料技術和現代紡織技術的基礎上,采用先進的仿生科技研發出的一種具有高真皮感的環保新材料。

                1超纖皮革的結構特點

                超纖皮革的全稱為聚氨酯超細纖維合成革,主要的成分為聚氨酯彈性體和超細纖維。這兩個組份中,超細纖維組份是作用類似于天然皮革的膠原彈性纖維,而聚氨酯彈性體組份的作用則類似于天然皮革的膠原蛋白。圖1為天然皮革與超纖皮革在電子顯微鏡下觀察到的結構,通過該電鏡圖可以看出超纖皮革的結構及其類似于天然皮革。超纖皮革的纖維采用尼龍6作為原料,含有大量的酰胺鍵且具有極大的比表面(超細纖維的纖度小比表面大)使得超纖皮革具有卓越的吸濕性能,從而可以提供與天然皮革相媲美的使用舒適性;超纖皮革基布中的聚氨酯彈性體具有優良的回彈性能,通過調節聚氨酯的軟硬及在超纖皮革中的微觀結構,可以得到與真皮類似的手感;超纖皮革的聚氨酯涂層,通過特殊的設計可以得到真皮般的表觀。

                目前,常規超纖皮革的生產過程主要包含:紡絲過程、無紡布制備過程、聚氨酯含浸過程、減量開纖過程、涂層制備過程或染色整理過程,有些有實力的超纖皮革廠商還會包含聚氨酯彈性體的合成過程。在超纖基布上進行涂層制備,可以得到如圖1(下)結構的貼面超纖皮革,這類產品有仿頭層牛皮的風格,目前已經大規模應用于汽車內飾;若在超纖基布基礎上進行染色等整理過程,可以得到絨面超纖革,這類產品是仿麂皮的風格,目前正在一些頂級汽車品牌的頂配車型中有一定的應用。該文研究的超纖皮革主要是貼面超纖皮革。

                2高速列車座椅用超纖皮革的性能特點

                與天然頭層牛皮相比,在常規的力學性能方面,包括抗張強力、撕裂強力和針眼撕裂強度等性能超纖皮革具絕對的優勢。若在高速列車座椅中進行應用,超纖皮革在以下性能也具有明顯的優勢。

                2.1卓越的燃燒安全性能

                據文獻報道,我國軌道交通內飾各部件驗收標準是按DIN54837-2007和TB/T3138-2006及TB/T3237-2010要求進行的,這些標準要求,高速列車座椅用材料的阻燃指標需達到:氧指數≥32,可燃性等級要達到S4,煙霧生成等級要達到SR2,熔滴性等級要達到ST2。超纖皮革通過技術研發其燃燒安全性能完全可以達到上述3個標準的要求。表1是筆者開發的一款高仿真皮高速列車用超纖皮革在權威第三方按上述標準測試的結果。該結果表明超纖皮革的燃燒安全性能完全可以達到我國高速列車座椅面料的要求。

                2.2降低座椅面料成本

                超纖皮革與真皮相比,可以極大的降低高速列車座椅面料的成本,這主要得益于超纖皮革的利用率和價格兩方面的優勢。據文獻報道,超纖皮革的材料利用率>85%,而天然皮革的材料利用率只有50%~60%,在價格上超纖皮革相對天然皮革也是較低的。另外,由于超纖皮革的質地均勻、厚薄穩定,在剪裁過程中的生產效率較真皮也會有較大的提升。因為真皮每張皮的大小、質地、厚薄會有很大的波動,剪裁人員需根據每張真皮的特點進行裁剪,所以其效率相對而言不如超纖皮革高。

                2.3實現座椅輕量化

                在保證高速列車內飾材料的安全性和舒適度的前提下,輕量化設計及制造是高速軌道交通發展的重要方向,因為輕量化對降低動力耗能成本費用有顯著地作用;可以降低地基震動,提高減震降噪的性能;有利于提高乘坐舒適度,降低線路建設及鐵路維護的費用。

                超纖皮革與真皮在相同厚度下,有更卓越的的物理力學性能,但其單位面積質量卻只有真[超纖皮革替代真皮在汽車座椅上的應用研究]皮的2/3左右。若一個高速列車座椅所用皮革量為2m2,按文獻報道的數據,超纖皮革座椅會比真皮座椅每個輕622g以上。

                2.4提高產品的環保性能

                在環保性能方面,超纖皮革也具有良好的性能。超纖皮革中完全可以做到不含可溶性鉛、可溶性鉻、可溶性鎘和可溶性汞,在揮發物方面也可以做到遠遠小于35g/m2。這可以達到原鐵道部頒發的TB/T3139-2006《機車車輛內裝材料及室內空氣有害物質限量》標準要求。除此以外在氣味性、游離甲醛含量等性能方面,超纖皮革也要遠遠優于天然皮革。

                2.5增強列車內飾的協調性

                超纖皮革在顏色上和皮紋上有很豐富的選擇,通過對涂層的研發,可以做到滿足列車內飾設計者要求的的顏色、皮紋及光霧度,是座椅在視覺上與列車頂部、墻部、地板等內飾相協調,能最大限度減少車內的單調與封閉的感覺。此外,超纖皮革還可以通過對涂層和基布進行異色開發,使得涂層與基布呈不同顏色,再通過對超纖皮革進行打孔處理,來達到皮革表面和內部的色差沖擊感,從而是列車內色彩更加豐富。

                3高速列車座椅用超纖皮革的發展方向

                高速列車座椅用超纖皮革在未來會朝更加環保及更加高性能化發展。在環保方面,未來除了關注產品本身的環保性能外,超纖皮革的研究者將更加注重生產過程的環保性能,這方面得益于水性聚氨酯技術和無溶劑聚氨酯技術的進步,這兩類材料的應用必將更進一步的提升超纖皮革制造過程的環保性能。

                在超纖皮革的高性能方面,通過一些高性能材料應用于超纖皮革中使超纖皮革具有超高的物理力學性能。如用碳纖維替代目前常規的尼龍纖維和滌綸纖維充當超纖皮革纖維的組份,高速列車座椅中可以通過采用這類的超纖皮革作為面料而去除部分座椅的金屬材料,這樣既可以使座椅達到足夠的強度,又可以減少金屬材料的使用降低重量提高乘坐的安全性。

                4結語

                無論是從材料的物理力學性能和環保性能方面,還是從材料的成本和輕量化方面,超纖皮革的應用都具有誘人的前景,未來的高速列車車廂中必將會出現越來越多采用超纖皮革做面料的座椅。

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