乘用车内饰零件气味改善的技术方法

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摘要：针对车内异味问题，本文依据德国汽车工业联合会VDA 270《气味性测试参考标准》，主要从气味强度、气味性质和气味是否可接受3个方面考察零件或材料的气味状态。对几种内饰零件的异味改善方法进行探究，为改善车内异味提供技术思路。经过实验验证，气味改善思路对气味改善有一定作用。
关键词：乘用车 内饰 异味 气味改善1 前言
车内空间相对封闭，车内零件、加装的脚垫、座椅垫等均会产生异味，使驾乘人员感觉不适。本文开展了改善乘用车内饰零件气味的技术方法研究，开展内饰零件的气味改善，为改善车内空气质量提供不同的技术思路。
2 零件异味溯源
为探究不同工艺环节对零件气味的影响，开展了气味试验。试验方法参考德国汽车工业联合会VDA 270《气味性测试参考标准》，主要从气味强度、气味性质和气味是否可接受3个方面考察零件或材料的气味状态。气味强度按照6个等级进行评价（1级为纯水的气味，6级为纯正丁醇的气味）；气味性质按照日常生活中接触到的气味进行关联描述，如甜味、酸味等；气味是否可接受根据评价者对气味的直观感受，评价气味是否让评价者觉得舒适。
2.1 塑料类零件
车内塑料类零件主要使用的材料为聚丙烯（PP）、聚酰胺（PA）、苯乙烯类聚合物或其合金（ABS，PC ABS）、聚碳酸酯（PC）等；在零件制备过程中涉及到的工艺环节主要有注塑、喷漆，部分零件还存在表面包覆、镭雕、印刷等。针对原材料、注塑后零件、喷漆后零件、后处理后零件不同阶段的零件或材料分别开展了试验；选取了两种不同材料类型的零件分别进行试验，测试结果如表1所示。对表1 中数据进行整理，形成图1 和图2 中结果。由图1和图2内容可知，零件1气味强度在经过注塑后小幅上升，气味性质增加了塑料味；喷漆后，零件气味未发生较大变化；经过镭雕处理后，气味强度大幅上升，气味性质变化较大，且评价员对气味性质全不可接受。零件2气味在经过注塑后零件气味强度略微下降，性质未发生改变，气味性质不可接受率下降；喷漆后气味强度下降，气味不可接受率降低；印刷后气味强度变大，不可接受率升高。

由此可得到如下结论：
a.零件材料类别不同，气味性质及强度差异较大；
b.原料（粒料）比表面积较大，气味挥发较大，经过注塑后，比表面积变小，气味强度及性质改善；
c.喷漆对零件气味的挥发存在影响，零件1及零件2使用的均为水性油漆，对异味有一定程度的改善作用；
d.后处理工艺对零件异味贡献较大，如镭雕、印刷等，会导致气味强度变大，气味性质变恶劣；
e.ABS 类材料的零件气味可以通过在表面增加喷漆等工艺对异味进行改善。
2.2 人造革/真皮类材料
内饰使用的人造革材料主要应用在座椅、门板扶手等零件，真皮材料主要应用在座椅上；由于工艺原因，可能存在溶剂味、皮革味、动物味、刺激性气味等。人造革材料和真皮材料主要应用方式有两种，若用在座椅上，采用背衬加泡沫后制成面套；若用在门护板等零件上，采用吸附或手工包覆方式。针对座椅使用的表皮类材料，按照热烘处理方式进行处理，在60 ℃条件下加热8 h，保持样品通风；处理后与处理前进行对比试验，结果如表2所示。

由表2结果得知，热烘处理可以有效降低表皮类材料的气味强度和优化材料的气味性质。由于在工艺中使用到了胶黏剂，因此对胶黏剂单独进行试验，胶黏剂按照工艺换件均匀喷涂在铝箔纸上，经过固化后进行气味试验，选取了同一供应商3种不同类型的胶黏剂分别进行了气味试验，其结果如表3所示。

从表3中可以看出，水性胶黏剂的气味强度较大，溶剂型胶黏剂的气味性质较差，热熔胶相比之下气味强度和性质优于其他两种胶黏剂。咨询胶黏剂供应商后得知，水性胶黏剂由于胶内部未完全固化，会在高温情况下（如车内暴晒后）散发出较多的小分子，因此气味较大。针对胶黏剂固化状态进行了第二轮试验，结果如表4所示。

再次固化后，气味强度明显下降，气味性质也较易接受，因此可以判断，是水性胶黏剂未完全固化导致气味较差。
综上可知，表皮类材料本身气味较大，性质不易接受，但通过热烘处理后，表皮材料气味强度和性质得到改善；不同类型的胶黏剂气味强度和性质差异较大，是否完全固化对气味也有较大影响。
2.3 泡沫材料
内饰常用的泡沫材料主要作用为密封填塞减振，主要应用零件为座椅、踏脚垫等，同时还有部分泡沫密封条应用在空调等零件上。根据泡沫类型差异，按照应用状态进行分类，分为座椅泡沫、密封减振泡沫、踏脚垫泡沫。选取不同材料的泡沫进行气味试验，其结果如表5-表7所示。

根据表5-表7数据依次进行分析：座椅泡沫：不同密度的泡沫在气味强度上存在差异，密度越大的泡沫材料气味强度越大，气味性质相差不大；密封泡沫：为验证零件上的泡沫减振密封条的气味来源，分别对带背胶和无背胶两种状态的泡沫进行试验，可以确定双面胶带对零件的气味存在负面贡献，同时胶带用量和牌号的差异也直接导致负面贡献的程度不同；横向比较不同材质的密封泡沫材料，XPE和PU材料的气味强度及性质优于EVA和EPDM材料；踏脚垫泡沫：再生PU泡沫主要存在胶味，EPS泡沫存在刺激性气味，相比之下EPP 泡沫的气味强度和性质均较优。
3 零件异味改善方案
根据上述溯源结果，根据零件生产的工艺环节，提出了不同的应对改善方案。
3.1 材料切换
针对不同的材料类别，在零件性能和成本允许的情况下，采用材料切换方式进行气味改善，如将踏脚垫的EPS或再生PU材料切换为EPP，将EP.DM减振条切换为XPE或PU。根据溯源气味试验结果，可以明显且有效地降低零件气味。
3.2 零件工艺优化
要求零件供应商在零件注塑过程中对注塑条件进行优化，可以对零件气味有一定程度的改善，验证结果如下。
3.2.1 不使用脱模剂
对零件注塑过程中，使用和不使用脱模剂的零件进行气味试验，结果如表8所示。可以看出，脱模剂对零件气味有一定程度的负面影响，建议在注塑过程中不使用脱模剂，以降低零件气味。

3.2.2 适当降低模温
以PP 零件注塑为例，现生产注塑温度为220 ℃，对注塑温度分别为210 ℃、220 ℃、230 ℃的零件进行气味试验，结果如表9所示。

注塑温度低10 ℃与高10 ℃对注塑后零件的气味均产生了影响，建议在注塑过程中，在保证注塑效率的前提下，注塑温度尽可能降低，可以有效降低零件气味。
3.2.3 对原料进行烘烤
在原料进行加工前进行加热烘烤处理，在一定程度上可以降低零件气味，如表10所示。

3.3 零件热烘处理
对加工完成零件进行热烘处理，在一定程度上可以降低零件气味，如表11所示。对零件进行热烘处理需要考虑零件本身的热老化性能，在加热处理时需要加装特定的工装，避免零件在热烘时变形翘曲。
3.4 适当条件仓储
部分模压件在生产后，不可避免的存在层积、堆叠等情况，导致零件通风不畅，不利于零件异味的散发，如表12所示。

保持零件通风状态可以在一定程度上降低零件的气味强度，对零件气味性质也略有影响。
4 总结分析
针对消费者对车内异味持续存在抱怨的情况，从零件气味入手，对车内空气质量进行改善，根据上文提及的试验数据及结果分析，总结零件气味改善的技术方案。
4.1 塑料类零件
塑料类零件主要通过如下思路进行气味改善：
a.原料切换：将普通牌号的树脂材料切换为低散发的牌号，在一定程度上可以降低气味；
b.不使用脱模剂：在模具设计加工过程中尽可能提高模具精度，避免后续生产过程中使用脱模剂，可以有效改善气味；
c.注塑温度优化：优化零件注塑的温度，可以有效改善气味；
d.喷漆：部分气味较大的大尺寸零件可以通过在表面喷涂水性漆的方式对气味进行改善，但由于此项对零件成本影响较大，不推荐使用；
e.后处理工艺优化：若零件需要进行镭雕、印刷等后处理，在完成后，需对零件进行热烘、通风等措施处理，以降低后处理工艺对零件气味的影响。
4.2 模压类零件
模压类零件可以通过如下思路进行气味改善：
a.热烘处理：对加工完成零件进行热烘处理，在一定程度上可以降低零件气味；
b.零件通风仓储：保持零件的通风状态可以在一定程度上降低零件的气味强度，对零件气味性质也略有影响。
4.3 泡沫类零件和表皮零件
泡沫类零件主要可以通过如下思路进行气味改善：
a.原料切换：将气味强度大、气味性质差的材料切换为气味较好的材料，在一定程度上可以降低气味；
b.胶带和胶黏剂的优化：泡沫类零件在保证粘接性能的前提下，选取气味较好的双面胶带，表皮零件在保证粘接性能的前提下，选取气味较好的胶黏剂，可以有效降低零件气味；
c.热烘处理：对加工完成零件进行热烘处理，在一定程度上可以降低零件气味；
d.零件通风仓储：保持零件的通风状态可以在一定程度上降低零件气味强度，对零件气味性质也略有影响。