CN105059159A - 一体成型汽车座椅及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一体成型汽车座椅及其制备方法，汽车座椅包括一体加热成型的复合织布座椅基胎以及包覆在整个复合织布座椅基胎表面的第一无纺针刺复合短纤布；制备时，将复合短纤经开松及梳棉机梳理，平铺成复合短纤纤维网，通过针刺，制成第二无纺针刺复合短纤布，与加固织布共纺，交替重叠设置，共同构成复合织布座椅基胎，再通过针刺在复合织布座椅基胎表面包覆第一无纺针刺复合短纤布，并置于汽车座椅模具中，进行一体加热成型，即可。与现有技术相比，本发明一体成型汽车座椅的主体材质为复合纤维材料，质量更轻，表面材质为TPEE材料，弹性好，能给乘客和驾驶员以舒适的乘坐体验，制备工艺简单，适合大规模生产。
Description
技术领域
本发明属于汽车座椅技术领域，涉及一体成型汽车座椅及其制备方法。
背景技术
近年来，汽车制造为了减少整车质量、降低成本、提高竞争力，多采用塑料和复合材料来取代金属。随着化学工业和机械工业的不断发展，汽车座椅一体成型工艺应运而生。所谓一体成型是指将座椅织物外套在发泡模腔内真空成型，然后在同一模腔内灌料发泡。过去的几十年里，许多专家和厂商在这方面做了大量的工作，将这一座椅成型技术工艺应用于轿车上。
然而，现有的聚氨酯座椅一体成型工艺相当复杂，对织物、加工过程要求非常苛刻，例如，织物需要具有双向延展性，不能透气，而且要求能与聚氨酯泡沫具有良好均匀的附着性能，加工过程要求控温准确，模腔真空度高等，而上述这些问题一直阻碍着一体成型座椅的发展。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种质轻，能够灵活调节座椅弹性范围，提高乘客及驾驶员舒适性度的一体成型汽车座椅及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一体成型汽车座椅，该汽车座椅包括一体加热成型的复合织布座椅基胎以及包覆在整个复合织布座椅基胎表面的第一无纺针刺复合短纤布。
所述的复合织布座椅基胎包括多层加固织布及第二无纺针刺复合短纤布，并且所述的加固织布与第二无纺针刺复合短纤布交替重叠设置，共同构成复合织布座椅基胎。
所述的加固织布为涤纶织布、芳纶织布或涤纶与芳纶混纺织布中的一种。
所述的涤纶织布的经纱为线径为1000D的涤纶长纤，密度为6-12根/cm，纬纱为20支3股涤纶短纤，密度为6-10根/cm；所述的芳纶织布的经纱为线径为1000D的芳纶长纤，密度为6-12根/cm，纬纱为20支3股芳纶短纤，密度为6-10根/cm；所述的涤纶与芳纶混纺织布的经纱为线径为1000D的芳纶长纤，密度为6-12根/cm，纬纱为20支3股涤纶短纤，密度为6-10根/cm。
所述的第一无纺针刺复合短纤布及第二无纺针刺复合短纤布中的复合短纤的长度为56mm、66mm或76mm。
所述的复合短纤由聚酯线芯以及包覆在聚酯线芯上的外层热塑性聚酯弹性体组成，并且所述的聚酯线芯的横截面积与外层热塑性聚酯弹性体的横截面积之比为1:7(EU7)、2:6(EU6)、3:5(EU5)、4:4(EU4)、5:3(EU3)、6:2(EU2)或7:1(EU1)。
所述的复合短纤采用聚酯与热塑性聚酯弹性体(TPEE)共挤纺丝，以聚酯为线芯，外层包覆热塑性聚酯弹性体的复合长纤经切断制备而成，其中，聚酯为涤纶。
一体成型汽车座椅的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
(1)根据汽车座椅设计要求，确定汽车座椅加工形状；
(2)将复合短纤经开松及梳棉机梳理后，根据步骤(1)中汽车座椅加工形状，剪裁成汽车座椅伸展后的形状，并平铺成厚度为0.5-3mm的蓬松复合短纤纤维网；
(3)取步骤(2)的复合短纤纤维网1-3层，置于针刺机中进行针刺，控制针刺次数为1000-4000次/m2，制成第二无纺针刺复合短纤布；
(4)在第二无纺针刺复合短纤布上铺设一层加固织布，并进行针刺，控制针刺次数为1000-4000次/m2，再取步骤(2)的复合短纤纤维网1-3层，置于加固织布表面上进行针刺，控制针刺次数为1000-4000次/m2；
(5)重复步骤(4)至少3次，即制得复合织布座椅基胎；
(6)取步骤(2)的复合短纤纤维网，包覆在步骤(5)制得的复合织布座椅基胎的表面上，进行针刺，控制针刺次数为1000-4000次/m2，制得第一无纺针刺复合短纤布；
(7)置于汽车座椅模具中，进行一体加热成型，即制得所述的一体成型汽车座椅。
步骤(1)所述的复合短纤的线径为8D。
步骤(6)所述的第一无纺针刺复合短纤布的厚度为0.3-0.8mm。
步骤(7)所述的一体加热成型的工艺条件为：采用模具接触加热方式，控制温度为160-190℃，控制时间为2-10min。
步骤(7)所述的汽车座椅模具中，设有相应的花纹、形状且能够准确控温。
所述的复合短纤在成纤之前已染色符合汽车座椅颜色。
本发明一体成型汽车座椅是一种以多种复合纤维由无纺布针刺加工工艺，通过在汽车座椅模具一体加热定型，制得表面为TPEE材质的汽车座椅，表面邵氏硬度为40-70HA。
本发明中，所述的涤纶或聚酯(全称为“聚对苯二甲酸乙二醇酯”)的熔点大于250℃，具有耐油、耐磨、强度高等优异性能；所述的芳纶(全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺”)的熔点大于450℃，具有超高强度、高模量、耐酸碱、耐磨耐寒、质量轻等优异性能；所述的TPEE(全称为“热塑性聚酯弹性体”)的熔点为160-190℃，具有热可塑性、强度高、弹性好、硬度范围广、耐磨耐寒及耐溶剂性能好等优异性能。
本发明采用不同熔点的纤维共挤纺丝，将TPEE与高强度高熔点的涤纶纤维共挤，TPEE熔点低于涤纶的熔点，可控制温度使TPEE熔化，在模具的作用下，形成具有类皮革性状的表面，而涤纶不融化，其纤维穿插交错于TPEE熔体之中，冷却后，汽车座椅表面为TPEE层，中间仍然有聚酯纤维作支撑。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)该座椅质量轻便，弹性较好，符合汽车轻量化的要求；
2)座椅表面为TPEE材质，提供给乘客和驾驶员以舒适的驾乘体验，TPEE表面和针刺纤维均具有较高的弹性，具有一定缓释冲击的作用；
3)采用一体加热成型，工艺条件简单，加工操作方便，能有效降低对织物和模具等材料和设备的苛刻要求，降低加工成本，适合大规模生产，产品稳定性可控。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
本实施例一体成型汽车座椅，包括一体加热成型的复合织布座椅基胎以及包覆在整个复合织布座椅基胎表面的第一无纺针刺复合短纤布。
其中，复合织布座椅基胎包括多层加固织布及第二无纺针刺复合短纤布，加固织布与第二无纺针刺复合短纤布交替重叠设置，共同构成复合织布座椅基胎。
本实施例中，加固织布为涤纶织布，其经纱为线径为1000D的涤纶长纤，密度为6-12根/cm，纬纱为20支3股涤纶短纤，密度为6-10根/cm。
第一无纺针刺复合短纤布及第二无纺针刺复合短纤布中的复合短纤的长度为56mm，并且复合短纤采用涤纶与TPEE共挤纺丝而成的EU6、EU7。
复合短纤在成纤之前已染色符合汽车座椅颜色。
本实施例一体成型汽车座椅具体通过以下步骤制备而成：
(1)根据汽车座椅设计要求，确定汽车座椅加工形状；
(2)将复合短纤EU6、EU7经开松及梳棉机梳理后，根据步骤(1)中汽车座椅加工形状，剪裁成汽车座椅伸展后的形状，并平铺成厚度为2mm的蓬松复合短纤纤维网；
(3)取步骤(2)的复合短纤EU6纤维网3层，置于针刺机中进行针刺，控制针刺次数为2000次/m2，制成第二无纺针刺复合短纤布；
(4)在第二无纺针刺复合短纤布上铺设一层加固织布，并进行针刺，控制针刺次数为2000次/m2，再取步骤(2)的复合短纤EU6纤维网3层，置于加固织布表面上进行针刺，控制针刺次数为2000次/m2；
(5)重复步骤(4)3次，即制得复合织布座椅基胎；
(6)取步骤(2)的复合短纤EU7纤维网，包覆在步骤(5)制得的复合织布座椅基胎的表面上，进行针刺，控制针刺次数为2000次/m2，制得第一无纺针刺复合短纤布；
(7)置于汽车座椅模具中，进行一体加热成型，采用模具接触加热方式，控制温度为170℃，控制时间为10min，即制得所述的一体成型汽车座椅。
步骤(2)中，复合短纤的线径为8D。
步骤(6)中，第一无纺针刺复合短纤布的厚度为0.3mm。
步骤(7)中，汽车座椅模具中，设有相应的花纹、形状且能够准确控温。
本实施例制得的一体成型汽车座椅的表面邵氏硬度为40HA。
实施例2：
本实施例一体成型汽车座椅，包括一体加热成型的复合织布座椅基胎以及包覆在整个复合织布座椅基胎表面的第一无纺针刺复合短纤布。
其中，复合织布座椅基胎包括多层加固织布及第二无纺针刺复合短纤布，加固织布与第二无纺针刺复合短纤布交替重叠设置，共同构成复合织布座椅基胎。
本实施例中，加固织布为芳纶织布，其经纱为线径为1000D的芳纶长纤，密度为6-12根/cm，纬纱为20支3股芳纶短纤，密度为6-10根/cm。
第一无纺针刺复合短纤布及第二无纺针刺复合短纤布中的复合短纤的长度为66mm，并且复合短纤为采用涤纶与TPEE共挤纺丝而成的EU5、EU4。
复合短纤在成纤之前已染色符合汽车座椅颜色。
本实施例一体成型汽车座椅具体通过以下步骤制备而成：
(1)根据汽车座椅设计要求，确定汽车座椅加工形状；
(2)将复合短纤EU4、EU5经开松及梳棉机梳理后，根据步骤(1)中汽车座椅加工形状，剪裁成汽车座椅伸展后的形状，并平铺成厚度为3mm的蓬松复合短纤纤维网；
(3)取步骤(2)的复合短纤EU4纤维网1层，置于针刺机中进行针刺，控制针刺次数为4000次/m2，制成第二无纺针刺复合短纤布；
(4)在第二无纺针刺复合短纤布上铺设一层加固织布，并进行针刺，控制针刺次数为4000次/m2，再取步骤(2)的复合短纤EU4纤维网1层，置于加固织布表面上进行针刺，控制针刺次数为4000次/m2；
(5)重复步骤(4)5次，即制得复合织布座椅基胎；
(6)取步骤(2)的复合短纤EU5纤维网，包覆在步骤(5)制得的复合织布座椅基胎的表面上，进行针刺，控制针刺次数为4000次/m2，制得第一无纺针刺复合短纤布；
(7)置于汽车座椅模具中，进行一体加热成型，采用模具接触加热方式，控制温度为160℃，控制时间为4min，即制得所述的一体成型汽车座椅。
步骤(2)中，复合短纤的线径为8D。
步骤(6)中，第一无纺针刺复合短纤布的厚度为0.3mm。
步骤(7)中，汽车座椅模具中，设有相应的花纹、形状且能够准确控温。
本实施例制得的一体成型汽车座椅的表面邵氏硬度为60HA。
实施例3：
本实施例一体成型汽车座椅，包括一体加热成型的复合织布座椅基胎以及包覆在整个复合织布座椅基胎表面的第一无纺针刺复合短纤布。
其中，复合织布座椅基胎包括多层加固织布及第二无纺针刺复合短纤布，加固织布与第二无纺针刺复合短纤布交替重叠设置，共同构成复合织布座椅基胎。
本实施例中，加固织布为涤纶与芳纶混纺织布，其经纱为线径为1000D的芳纶长纤，密度为6-12根/cm，纬纱为20支3股涤纶短纤，密度为6-10根/cm。
第一无纺针刺复合短纤布及第二无纺针刺复合短纤布中的复合短纤的长度为76mm，并且复合短纤为采用涤纶与TPEE共挤纺丝而成的EU3、EU1。
复合短纤在成纤之前已染色符合汽车座椅颜色。
本实施例一体成型汽车座椅具体通过以下步骤制备而成：
(1)根据汽车座椅设计要求，确定汽车座椅加工形状；
(2)将复合短纤EU1、EU3经开松及梳棉机梳理后，根据步骤(1)中汽车座椅加工形状，剪裁成汽车座椅伸展后的形状，并平铺成厚度为0.5mm的蓬松复合短纤纤维网；
(3)取步骤(2)的复合短纤EU1纤维网2层，置于针刺机中进行针刺，控制针刺次数为1000次/m2，制成第二无纺针刺复合短纤布；
(4)在第二无纺针刺复合短纤布上铺设一层加固织布，并进行针刺，控制针刺次数为1000次/m2，再取步骤(2)的复合短纤EU1纤维网2层，置于加固织布表面上进行针刺，控制针刺次数为1000次/m2；
(5)重复步骤(4)4次，即制得复合织布座椅基胎；
(6)取步骤(2)的复合短纤EU3纤维网，包覆在步骤(5)制得的复合织布座椅基胎的表面上，进行针刺，控制针刺次数为1000次/m2，制得第一无纺针刺复合短纤布；
(7)置于汽车座椅模具中，进行一体加热成型，采用模具接触加热方式，控制温度为180℃，控制时间为2min，即制得所述的一体成型汽车座椅。
步骤(2)中，复合短纤的线径为8D。
步骤(6)中，第一无纺针刺复合短纤布的厚度为0.5mm。
步骤(7)中，汽车座椅模具中，设有相应的花纹、形状且能够准确控温。
本实施例制得的一体成型汽车座椅的表面邵氏硬度为50HA。
实施例4：
本实施例一体成型汽车座椅，包括一体加热成型的复合织布座椅基胎以及包覆在整个复合织布座椅基胎表面的第一无纺针刺复合短纤布。
其中，复合织布座椅基胎包括多层加固织布及第二无纺针刺复合短纤布，加固织布与第二无纺针刺复合短纤布交替重叠设置，共同构成复合织布座椅基胎。
本实施例中，加固织布为芳纶织布，其经纱为线径为1000D的芳纶长纤，密度为6-12根/cm，纬纱为20支3股芳纶短纤，密度为6-10根/cm。
第一无纺针刺复合短纤布及第二无纺针刺复合短纤布中的复合短纤的长度为56mm，并且复合短纤为采用涤纶与TPEE共挤纺丝而成的EU2、EU4。
复合短纤在成纤之前已染色符合汽车座椅颜色。
本实施例一体成型汽车座椅具体通过以下步骤制备而成：
(1)根据汽车座椅设计要求，确定汽车座椅加工形状；
(2)将复合短纤EU2、EU4经开松及梳棉机梳理后，根据步骤(1)中汽车座椅加工形状，剪裁成汽车座椅伸展后的形状，并平铺成厚度为1mm的蓬松复合短纤纤维网；
(3)取步骤(2)的复合短纤EU2纤维网3层，置于针刺机中进行针刺，控制针刺次数为3000次/m2，制成第二无纺针刺复合短纤布；
(4)在第二无纺针刺复合短纤布上铺设一层加固织布，并进行针刺，控制针刺次数为3000次/m2，再取步骤(2)的复合短纤EU2纤维网1层，置于加固织布表面上进行针刺，控制针刺次数为3000次/m2；
(5)重复步骤(4)6次，即制得复合织布座椅基胎；
(6)取步骤(2)的复合短纤EU4纤维网，包覆在步骤(5)制得的复合织布座椅基胎的表面上，进行针刺，控制针刺次数为3000次/m2，制得第一无纺针刺复合短纤布；
(7)置于汽车座椅模具中，进行一体加热成型，采用模具接触加热方式，控制温度为190℃，控制时间为8min，即制得一体成型汽车座椅。
步骤(2)中，复合短纤的线径为8D。
步骤(6)中，第一无纺针刺复合短纤布的厚度为0.8mm。
步骤(7)中，汽车座椅模具中，设有相应的花纹、形状且能够准确。
本实施例制得的一体成型汽车座椅的表面邵氏硬度为70HA。
Claims (10)
1.一体成型汽车座椅，其特征在于，该汽车座椅包括一体加热成型的复合织布座椅基胎以及包覆在整个复合织布座椅基胎表面的第一无纺针刺复合短纤布。
2.根据权利要求1所述的一体成型汽车座椅，其特征在于，所述的复合织布座椅基胎包括多层加固织布及第二无纺针刺复合短纤布，并且所述的加固织布与第二无纺针刺复合短纤布交替叠加设置，共同构成复合织布座椅基胎。
3.根据权利要求2所述的一体成型汽车座椅，其特征在于，所述的加固织布为涤纶织布、芳纶织布或涤纶与芳纶混纺织布中的一种。
4.根据权利要求3所述的一体成型汽车座椅，其特征在于，所述的涤纶织布的经纱为线径为1000D的涤纶长纤，密度为6-12根/cm，纬纱为20支3股涤纶短纤，密度为6-10根/cm；所述的芳纶织布的经纱为线径为1000D的芳纶长纤，密度为6-12根/cm，纬纱为20支3股芳纶短纤，密度为6-10根/cm；所述的涤纶与芳纶混纺织布的经纱为线径为1000D的芳纶长纤，密度为6-12根/cm，纬纱为20支3股涤纶短纤，密度为6-10根/cm。
5.根据权利要求2所述的一体成型汽车座椅，其特征在于，所述的第一无纺针刺复合短纤布及第二无纺针刺复合短纤布中的复合短纤的长度为56mm、66mm或76mm。
6.根据权利要求5所述的一体成型汽车座椅，其特征在于，所述的复合短纤由聚酯线芯以及包覆在聚酯线芯上的外层热塑性聚酯弹性体组成，并且所述的聚酯线芯的横截面积与外层热塑性聚酯弹性体的横截面积之比为1:7、2:6、3:5、4:4、5:3、6:2或7:1。
7.如权利要求1所述的一体成型汽车座椅的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
(1)根据汽车座椅设计要求，确定汽车座椅加工形状；
(2)将复合短纤经开松及梳棉机梳理后，根据步骤(1)中汽车座椅加工形状，剪裁成汽车座椅伸展后的形状，并平铺成厚度为0.5-3mm的蓬松复合短纤纤维网；
(3)取步骤(2)的复合短纤纤维网1-3层，置于针刺机中进行针刺，控制针刺次数为1000-4000次/m2，制成第二无纺针刺复合短纤布；
(4)在第二无纺针刺复合短纤布上铺设一层加固织布，并进行针刺，控制针刺次数为1000-4000次/m2，再取步骤(2)的复合短纤纤维网1-3层，置于加固织布表面上进行针刺，控制针刺次数为1000-4000次/m2；
(5)重复步骤(4)至少3次，即制得复合织布座椅基胎；
(6)取步骤(2)的复合短纤纤维网，包覆在步骤(5)制得的复合织布座椅基胎的表面上，进行针刺，控制针刺次数为1000-4000次/m2，制得第一无纺针刺复合短纤布；
(7)置于汽车座椅模具中，进行一体加热成型，即制得所述的一体成型汽车座椅。
8.根据权利要求7所述的一体成型汽车座椅的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的复合短纤的线径为8D。
9.根据权利要求7所述的一体成型汽车座椅的制备方法，其特征在于，步骤(6)所述的第一无纺针刺复合短纤布的厚度为0.3-0.8mm。
10.根据权利要求7所述的一体成型汽车座椅的制备方法，其特征在于，步骤(7)所述的一体加热成型的工艺条件为：采用模具接触加热方式，控制温度为160-190℃，控制时间为2-10min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |