汽車(chē)座椅發(fā)泡技術(shù)解析20180222

1、揭開(kāi)“面紗” “十問(wèn)”汽車(chē)座椅發(fā)泡技術(shù) 無(wú)論開(kāi)車(chē)、乘車(chē)，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(kāi)后，就想揭開(kāi)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， 并攜其采訪到江森自控專(zhuān)業(yè)汽車(chē)內(nèi)飾集團(tuán)泡沫制造高級(jí)經(jīng)理倪海峰先生，以尋究竟！具體整理報(bào)道如下，與業(yè)內(nèi)共饗！ 圖為：江森自控專(zhuān)業(yè)汽車(chē)內(nèi)飾集團(tuán)泡沫制造高級(jí)經(jīng)

2、理 倪海峰 問(wèn)題一：發(fā)泡如何形成的？問(wèn)題一：發(fā)泡如何形成的？ 倪海峰： 汽車(chē)座椅發(fā)泡說(shuō)得簡(jiǎn)單一點(diǎn)，實(shí)際上感覺(jué)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(chē)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(chēng) tdi）、二苯基甲烷二異氰酸酯（methylenediphenyl diisocyanate，簡(jiǎn)稱(chēng) mdi）之類(lèi)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

3、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(chēng)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？問(wèn)題二：制造工藝中熱發(fā)泡與冷發(fā)泡的區(qū)別？ 倪海峰： 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

4、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(kāi)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，江森在奧地利的工廠有一條熱發(fā)泡生產(chǎn)線， 主要給寶馬奧迪等廠商來(lái)供貨。 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。

5、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，江森自控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)目前正在研究熱發(fā)泡如何克服之前的劣勢(shì)，同時(shí)又能確保其客戶(hù)青睞的性能。 上海延鋒江森座椅有限公司發(fā)泡工廠 問(wèn)題三：發(fā)泡材料問(wèn)題三：發(fā)泡材料 tdi 與與 mdi 的應(yīng)用范圍與區(qū)別？的應(yīng)用范圍與區(qū)別？ 倪海峰： 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(hù)來(lái)舉例， 北美的客戶(hù)，以前主要使用的是純 tdi，現(xiàn)在有些公司開(kāi)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(hù)則是非常多元的，江森在中國(guó)異氰酸酯范圍較為寬泛，有tm8020，、mdi、和 mt（ tdi 混在 md

6、i 里面）。 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(chē)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. 不過(guò)，江森自控自 2008 年開(kāi)始研發(fā) mdi 和 tdi 混線生產(chǎn)的方式，目前已

7、經(jīng)在工廠里面開(kāi)始量產(chǎn)。這條線的特殊性在于既可以生產(chǎn) mdi 產(chǎn)品，又可生產(chǎn) tdi 產(chǎn)品，另一方面從舒適性考慮，在一塊泡沫上部分用 mdi，部分用 tdi，滿(mǎn)足不同客戶(hù)需求。今年的上海車(chē)展大家會(huì)看到這樣的產(chǎn)品. 問(wèn)題四：生物基作為一種更環(huán)保的材料，目前開(kāi)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？問(wèn)題四：生物基作為一種更環(huán)保的材料，目前開(kāi)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？ 倪海峰： 生物基的種類(lèi)很多，如江森自控就有大豆油聚醚、蓖麻油聚醚、棕櫚油聚醚?，F(xiàn)在在國(guó)外很多車(chē)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(méi)有這方面的需求，但隨著國(guó)家對(duì)乘用

8、車(chē)車(chē)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(méi)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(méi)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？問(wèn)題五：如何衡量企業(yè)發(fā)泡技術(shù)的成熟度？ 倪海峰：倪海峰： 我們會(huì)從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”這五個(gè)方面去考慮。我們會(huì)從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”這五個(gè)方面去考慮。 人：

9、是指有經(jīng)驗(yàn)的發(fā)泡專(zhuān)家，能夠保證產(chǎn)品滿(mǎn)足客戶(hù)的要求。我們江森自控在中國(guó)的發(fā)泡專(zhuān)家有超過(guò) 40 多名，針對(duì)工廠的整個(gè)制造流程會(huì)給出很多指導(dǎo)性的意見(jiàn)。 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。江森自控跟全球頂級(jí)的三家發(fā)泡設(shè)備供應(yīng)商克勞斯瑪菲（kraussmaffei）、亨內(nèi)基（hennecke）、意大利的 cannon 都有合作。同時(shí)對(duì)設(shè)備供應(yīng)商亦不斷提出引領(lǐng)行業(yè)的技術(shù)要求，包括設(shè)備流量的控制、壓力控制等，充分保證了設(shè)備輸出的可靠性。 料：指的是要有一個(gè)可靠的原材料供應(yīng)。以中國(guó)為例，江森和國(guó)內(nèi)外知名的、有品質(zhì)保證的供應(yīng)商合作。我們的異氰酸酯供應(yīng)商主要是拜耳、巴斯夫和亨斯邁（hu

10、ntsman）三家，還有國(guó)內(nèi)最大的異氰酸酯供應(yīng)商萬(wàn)華。 聚醚這一塊國(guó)內(nèi)我們主要和上海高橋石化、 天津三石化、藍(lán)星東大,南京可利亞這些中國(guó)首屈一指的聚醚生產(chǎn)廠家合作。同時(shí)我們?cè)谠牧先霃S之前都會(huì)進(jìn)行一系列的檢驗(yàn)，保證原材料的可靠性。 法：主要指的是制造方法和檢測(cè)方法。在制造方法方面，江森自控采用全球運(yùn)營(yíng)體系（global operations）和標(biāo)準(zhǔn)。另外，江森自控的 joint commission satellite network制造體系：全球的工廠設(shè)備、制造標(biāo)準(zhǔn)流程、檢測(cè)設(shè)備亦是統(tǒng)一的，這樣各個(gè)工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品可以進(jìn)行比照。 環(huán)：主要指的環(huán)境保護(hù)。江森自控一直以來(lái)非常注重對(duì)環(huán)境和員工健康的

11、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(kāi)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。 江森自控 r-comfort 技術(shù) 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？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？ 倪海峰：倪海峰： 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

12、上保證其穩(wěn)定性。 江森自控在配方體系和泡沫歷史數(shù)據(jù)的積累上有自己的獨(dú)到之處， 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， 江森自控在這方面為我們提出的是雙硬度產(chǎn)品或者是多硬度產(chǎn)品， 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。這次上海車(chē)展我們推出的 r-comfort,dhh 泡沫既可以提高泡沫的短途駕駛的舒適性又能夠延緩長(zhǎng)途駕駛帶來(lái)的不舒適. 江森自控水平分層發(fā)泡（dhh） 問(wèn)題七：座椅泡沫是車(chē)內(nèi)污染源

13、的一部分，關(guān)鍵控制措施有哪些？問(wèn)題七：座椅泡沫是車(chē)內(nèi)污染源的一部分，關(guān)鍵控制措施有哪些？ 倪海峰： 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。 江森自控目前的做法第一個(gè)是原材料的控制， 我們有攻關(guān)小組，會(huì)跟原材料供應(yīng)商展開(kāi)垂直的整合， 將我們的問(wèn)題帶給他們， 之后再經(jīng)過(guò)反復(fù)的測(cè)試、 檢測(cè)、反饋及修改， 進(jìn)而得到最佳解決方案， 這樣我們先從原材料上面已經(jīng)達(dá)到或者超過(guò)了國(guó)家對(duì)voc 的要求。在反應(yīng)過(guò)程也是一樣，我們會(huì)采用一些添加劑或者其他一些方法，對(duì)配方進(jìn)行優(yōu)化，來(lái)降低反應(yīng)過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的揮發(fā)物，從而能夠保證我們的產(chǎn)品做得非常環(huán)保。 事實(shí)上

14、，從 2007 年開(kāi)始江森自控在中國(guó)就開(kāi)始研發(fā)低揮發(fā)的配方，目前很多工廠，包括通用、大眾的諸多車(chē)型用的都是我們的低揮發(fā)配方產(chǎn)品。 問(wèn)題八：座椅泡沫本身很輕了，有無(wú)促其更輕的辦法？問(wèn)題八：座椅泡沫本身很輕了，有無(wú)促其更輕的辦法？ 倪海峰： 江森就有，我們主要通過(guò)模具的特殊設(shè)計(jì)，生產(chǎn)工藝的革新，不斷讓泡沫變薄，同時(shí)保證泡沫的舒適性和耐久度。 歡迎你來(lái)今年上海車(chē)展的江森展臺(tái), 屆時(shí)我可以給你展示我們的兩個(gè)新技術(shù)。 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

15、,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。 另外,江森還在不斷尋求新的原材料,使得產(chǎn)品在低密度情況下,仍能保持好的物理性能. 問(wèn)題九：座椅泡沫在降低成本上有哪些措施？問(wèn)題九：座椅泡沫在降低成本上有哪些措施？ 倪海峰： 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： 江森自控?fù)碛凶约旱呐浞襟w系, 我們只是從原料供應(yīng)商那里購(gòu)買(mǎi)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)

16、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？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？ 倪海峰 聚氨酯生產(chǎn)是汽車(chē)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(jué)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

17、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。江森自控在中國(guó)現(xiàn)在有三個(gè)主要的研發(fā)中心（上海、長(zhǎng)春、重慶），對(duì)原材料會(huì)用專(zhuān)業(yè)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)來(lái)保證入廠的穩(wěn)定性。當(dāng)然這種檢測(cè)只是治標(biāo)不治本的一項(xiàng)工作，最關(guān)鍵還是原材料的改善上。目前我們還沒(méi)有找到一個(gè)非常好的替代產(chǎn)品，特殊的有，但是沒(méi)有大規(guī)模的業(yè)務(wù)，且只是在實(shí)驗(yàn)?zāi)壳安](méi)有非常成功的案例。 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(méi)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(jiàn)的，無(wú)法做出精確的判斷。