無(wú)論開車、乘車,一直坐在柔軟的座椅上,接觸的也只是皮質(zhì)或布藝,卻從未關(guān)注過(guò)座墊或靠墊內(nèi)的世界,就像喝水從不關(guān)注水源從哪里來(lái)一樣。好奇心打開后,就想揭開那一層“面紗”,深入探究下提供舒適性和支撐力的座椅泡沫背后的故事。
究竟它是如何形成的?生產(chǎn)工藝有哪些?材質(zhì)的選擇上如何考究?如何區(qū)分其好壞……,作為記者的天性自然永遠(yuǎn)有無(wú)數(shù)個(gè)問(wèn)號(hào)旋轉(zhuǎn),不過(guò)亦有諸多對(duì)此興趣盎然之人,蓋世記者經(jīng)過(guò)多方問(wèn)題搜集,共匯總出十大問(wèn)題,具體整理報(bào)道如下,與業(yè)內(nèi)共饗!
問(wèn)題一:發(fā)泡如何形成的?
汽車座椅發(fā)泡說(shuō)得簡(jiǎn)單一點(diǎn),實(shí)際上感覺和做饅頭差不多——將面粉、水、酵母混合之后進(jìn)行搓揉,然后上爐子蒸。不過(guò)這當(dāng)中肯定有本質(zhì)的區(qū)別,蒸饅頭是通過(guò)酵母進(jìn)行物理發(fā)泡的過(guò)程。
而汽車座椅的泡沫制造實(shí)際上是將聚醚,異氰酸酯,如苯二異氰酸酯(
TolueneDiisocyanate,簡(jiǎn)稱TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯(Methylenediphenyl Diisocyanate,簡(jiǎn)稱MDI)之類的以及水和添加劑混合后反應(yīng)生成的。其中,水和異氰酸酯反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳和聚脲,聚醚和異氰酸酯反應(yīng)生成了聚氨酯,而所有的這些混合之后像發(fā)面一樣的形成泡沫。
在實(shí)際生產(chǎn)中我們會(huì)利用模具使得泡沫發(fā)起后形成我們需要的形狀,我們稱之為反應(yīng)模塑。之后就是后期處理,這個(gè)過(guò)程較為簡(jiǎn)單,就是將它放在自由狀態(tài)下進(jìn)行熟化。因?yàn)榕菽且环N粘彈性物質(zhì),它的特性會(huì)隨著時(shí)間、速度而產(chǎn)生變化,因此我們一般會(huì)把它靜止8到24個(gè)小時(shí),讓它的硬度穩(wěn)定之后,再拿到總裝工廠去包覆,這就是一個(gè)座椅泡沫的生產(chǎn)過(guò)程。
問(wèn)題二:制造工藝中熱發(fā)泡與冷發(fā)泡的區(qū)別?
目前的發(fā)泡制作通常有兩種工藝:熱發(fā)泡和冷發(fā)泡。所謂熱發(fā)泡就是澆注完成后,模具經(jīng)過(guò)烘箱來(lái)完成反應(yīng),這個(gè)烘箱的溫度一般情況下應(yīng)該在攝氏220度到250度,低一點(diǎn)的在180度。
通過(guò)此工藝生產(chǎn)出來(lái)的泡沫優(yōu)勢(shì)是密度低,熱老化性能很好,而且不需要單獨(dú)開孔。另外,該工藝模具成本很低,在歐洲一些主機(jī)廠還是比較熱衷于熱發(fā)泡的性能。然該工藝劣勢(shì)是能源消耗比較大,同時(shí)因?yàn)槟>呱系呐艢饪讜?huì)產(chǎn)生較多的“蘑菇頭”,化料浪費(fèi)較多,而且后期現(xiàn)場(chǎng)清理和設(shè)備維護(hù)也會(huì)比較麻煩。
而冷發(fā)泡并不是說(shuō)模具是冷的(溫度大概在50度到70度),只是相對(duì)熱發(fā)泡來(lái)說(shuō)較低。冷發(fā)泡反應(yīng)過(guò)程跟熱發(fā)泡是一樣的,只不過(guò)模具通過(guò)熱水或電來(lái)加熱,較為復(fù)雜.但它的制造現(xiàn)場(chǎng)會(huì)比較干凈,能源消耗較低, 這種工藝目前應(yīng)用較多。
在同樣密度條件下,兩種工藝成本差不多,熱發(fā)泡相對(duì)低一些。
問(wèn)題三:發(fā)泡材料TDI與MDI的應(yīng)用范圍與區(qū)別?
TDI、MDI的選擇是根據(jù)不同地區(qū)的需求來(lái)確定的,拿我們的客戶來(lái)舉例,北美的客戶,以前主要使用的是純TDI,現(xiàn)在有些公司開始轉(zhuǎn)用TM8020;日本傾向采用的是TDI,而歐洲用的則是MDI。而中國(guó)的客戶則是非常多元的。
MDI與TDI的區(qū)別在于,MDI能夠提高泡沫的耐濕熱老化性,耐久度,但反應(yīng)活性比TDI高,因此MDI用于泡沫生產(chǎn)的時(shí)候密度比較高?,F(xiàn)在歐系車一般密度要求都會(huì)在60kg/m3以上。TDI泡沫彈性較好,一般可以做到密度35kg/m3,最低據(jù)我所知是28 kg/m3的密度,但28的時(shí)候物理性能是個(gè)挑戰(zhàn)。這樣在同樣硬度時(shí),TDI可以做到更低密度,從成本上能夠節(jié)約很多。但是TDI因?yàn)檎魵鈮狠^高,氣味大,揮發(fā)毒性較MDI高,在生產(chǎn)中,需要更多關(guān)注對(duì)員工健康和環(huán)境的影響。
問(wèn)題四:生物基作為一種更環(huán)保的材料,目前開發(fā)和市場(chǎng)應(yīng)用情況如何?其提取是否更為困難?成本是否也會(huì)很高?
生物基的種類很多,如大豆油聚醚、蓖麻油聚醚、棕櫚油聚醚?,F(xiàn)在在國(guó)外很多車型上已經(jīng)應(yīng)用了,如福特、克萊斯勒等。在中國(guó),目前主機(jī)廠沒有這方面的需求,但隨著國(guó)家對(duì)乘用車車內(nèi)空氣質(zhì)量和VOC的要求越來(lái)越高,石油來(lái)源越來(lái)越少,國(guó)內(nèi)的主機(jī)廠也會(huì)往生物基聚醚方向轉(zhuǎn)變。
至于提煉上目前并不是特別困難,現(xiàn)在市場(chǎng)上的生物基聚醚并不是100%生物基。而是將生物基油提取出來(lái)之后結(jié)合常規(guī)的聚醚合成技術(shù),生產(chǎn)出來(lái)一種新的聚醚叫生物基聚醚,真正的生物基含量往往不到20%。
目前生物基聚醚在國(guó)內(nèi)價(jià)格上隨市場(chǎng)波動(dòng)較大,沒有形成大規(guī)模、批量化的生產(chǎn),價(jià)格和常規(guī)聚醚相比沒有優(yōu)勢(shì)。
問(wèn)題五:如何衡量企業(yè)發(fā)泡技術(shù)的成熟度?
我們會(huì)從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”這五個(gè)方面去考慮。
人:是指有經(jīng)驗(yàn)的發(fā)泡專家,能夠保證產(chǎn)品滿足客戶的要求。
機(jī):即生產(chǎn)設(shè)備的可靠性要高,有穩(wěn)定的輸出,以保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性。料:指的是要有一個(gè)可靠的原材料供應(yīng)。
法:主要指的是制造方法和檢測(cè)方法。
環(huán):主要指的環(huán)境保護(hù)。,歐洲、北美、中國(guó)、東南亞的分支機(jī)構(gòu)之間在工廠布局方面的歷史數(shù)據(jù),員工的健康安全、有毒有害氣體的排放,以及工廠的通風(fēng)系統(tǒng),新技術(shù)和手段等方面經(jīng)常會(huì)展開討論分享,最終實(shí)現(xiàn)既保證員工的身體健康,又不讓有毒有害的物質(zhì)揮發(fā)到大氣中去。
總的來(lái)說(shuō),人、機(jī)、料、法、環(huán)是衡量發(fā)泡技術(shù)成熟程度的關(guān)鍵。
問(wèn)題六:如何保持座椅泡沫長(zhǎng)久不變形同時(shí)又保持它的舒適度?
其實(shí)這是泡沫回彈性的一個(gè)問(wèn)題,我們需要從配方,生產(chǎn),和工藝角度來(lái)保證,同時(shí)兼顧考慮泡沫密度和硬度的最佳范圍,最終把泡沫結(jié)構(gòu)從配方上和生產(chǎn)工藝上保證其穩(wěn)定性。
其次我們會(huì)根據(jù)座椅的實(shí)際使用情況,采用模擬測(cè)試的方法,如反復(fù)壓縮實(shí)驗(yàn),假臀試驗(yàn),移入移出等,對(duì)泡沫或座椅進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)這一系列的手段保證座椅在使用過(guò)程當(dāng)中規(guī)避掉“坐塌陷”的問(wèn)題。
在舒適性方面,我們會(huì)在泡沫不同區(qū)域給出不同的硬度來(lái)支撐,比如腰椎這個(gè)地方,延緩長(zhǎng)時(shí)間駕駛的疲勞感。
問(wèn)題七:座椅泡沫是車內(nèi)污染源的一部分,關(guān)鍵控制措施有哪些?
泡沫揮發(fā)物主要有兩種來(lái)源:一個(gè)是從原材料里面來(lái)(包括聚醚和催化劑、添加物),一個(gè)是反應(yīng)過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的。
問(wèn)題八:座椅泡沫本身很輕了,有無(wú)促其更輕的辦法?
第一個(gè)是水平發(fā)泡DHH,這個(gè)是雙層發(fā)泡的技術(shù),我們可以將泡沫底層做得比較硬一些,上面一層做得比較軟一些。側(cè)翼也可以做到是同樣的雙層發(fā)泡,也可以是不同硬度。這樣一方面有非常好表面柔軟性,又能夠保證平均的應(yīng)力分布,提供長(zhǎng)途駕駛的舒適性。另外一個(gè)技術(shù)叫R-comfort,呈現(xiàn)在座椅泡沫上表面會(huì)有各種紋路。一方面保證了短途駕駛的柔軟性, 并且加快氣體的流動(dòng),幫助長(zhǎng)時(shí)間乘坐所造成的熱量的散發(fā),同時(shí)又保證泡沫的舒適性。
問(wèn)題九:座椅泡沫在降低成本上有哪些措施?
泡沫的成本主要由兩塊構(gòu)成,一個(gè)是材料成本,一個(gè)是生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本。
材料降本:我們只是從原料供應(yīng)商那里購(gòu)買原料,包括催化劑,這在成本和技術(shù)上都有優(yōu)勢(shì)。
至于生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本,我們主要的努力方向是通過(guò)自動(dòng)化、精益生產(chǎn)這兩個(gè)方面來(lái)降低我們生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的成本。
問(wèn)題十:在發(fā)泡技術(shù)方面目前還有哪些技術(shù)瓶頸難逾越或者存在哪些空間?未來(lái)技術(shù)趨向是什么?
聚氨酯生產(chǎn)是汽車座椅泡沫是行業(yè)內(nèi)的通用方法.任何一種技術(shù),都存在相應(yīng)的瓶頸和空間。做泡沫這么多年,我感覺首先原材料需要提升,目前我們的原材料都是通過(guò)石油提煉出來(lái)的,在生產(chǎn)過(guò)程中并不能保證材料成分的單一性, 而是會(huì)有很多的雜質(zhì)或副產(chǎn)品,而這些物質(zhì)在目前的生產(chǎn)工藝條件下是無(wú)法完全消除的,這就會(huì)對(duì)我們最終的制品無(wú)論從VOC方向還是從性能方向都會(huì)帶來(lái)影響。
舉個(gè)簡(jiǎn)單例子,聚醚的分子量,我們要求在質(zhì)譜圖上,分子量的峰值寬度給做的越窄越好,但是因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)的復(fù)雜性,這個(gè)峰值寬度可能會(huì)很寬,也就是平均分子量能夠做到要求,但是它里面大分子、小分子很多,最終就會(huì)對(duì)泡沫性能影響非常大。
需要提升的第二個(gè)方面就是泡沫的生產(chǎn)工藝。泡沫生產(chǎn)是一種閉模反應(yīng)過(guò)程,我們不知道合上了模具之后里面是什么一種情況。泡沫不像金屬零件,只要設(shè)置好,生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品偏差可能就在幾μ之內(nèi)的,先后連續(xù)出來(lái)的泡沫都不可能是一樣的。我們經(jīng)常會(huì)碰到的問(wèn)題是,同一個(gè)澆注路線,澆注配方,同樣的設(shè)備和參數(shù), 前面生產(chǎn)都沒有問(wèn)題,突然就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,往往還是不重現(xiàn)的, 這些常是由模具,設(shè)備等因素造成的。然而整個(gè)生產(chǎn)是我們看不見的,無(wú)法做出精確的判斷。
第三個(gè)是政策法規(guī)的具體實(shí)施上面,比如VOC的出臺(tái)和完善。
所以,我個(gè)人認(rèn)為主要困難的地方和需要提升的地方是原材料、設(shè)備和政策法規(guī)的實(shí)施三個(gè)方面。
至于技術(shù)趨勢(shì),我認(rèn)為主要有四個(gè)方面:環(huán)保低揮發(fā)、舒適性、耐久性、靈活性和多樣性。
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