一种汽车座椅复合面套及成型方法

技术领域

本发明属于汽车座椅技术领域，具体涉及一种汽车座椅复合面套及成型方法。

背景技术

目前，针对汽车座椅面套的研究主要集中在透气性、缝纫美观和不同面料组装方式等方面，对驾乘舒适性影响的研究较少。多数情况下，国内主机厂面套仅要求满足抗拉抗疲劳性能，然而普通面套成型工艺满足驾乘过程中抗拉性能后，其柔软性已经不能满足座椅落座和驾乘过程中柔软舒适性的需求。

现有技术公开了一种用于汽车座椅的面套结构，包括：若干裁片，该裁片包括表皮层、与表皮层相对设置的底面层以及夹设于表皮层和底面层之间的衬垫层，该底面层和表皮层的侧部均凸伸出衬垫层对应的侧部并缝合以形成延伸部；相邻两个裁片通过延伸部缝合连接，从而拼合形成面套结构。

但是，现有对汽车座椅面套从驾乘感知软硬需求方面入手的研究很少，从面套同时满足小变形率柔软舒适性和大变形率抗拉抗疲劳性的研究几乎空白。随着纤维和复合成型工艺的发展，使得兼顾面套柔软舒适性和抗拉抗疲劳性的面套开发成为可能。基于此，急需研发一种小变形率具有柔软舒适性和大变形率具有高强抗拉性的汽车座椅复合面套及成型方法。

发明内容

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种小变形率具有柔软舒适性和大变形率具有高强抗拉性的汽车座椅复合面套，还提供一种上述汽车座椅复合面套的成型方法，以解决同时满足面套柔软舒适性和疲劳抗拉性的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种汽车座椅复合面套，其特征在于：包括座椅面套，所述座椅面套由PVC/PU薄膜半成品、弯曲纤维和无纺布/泡沫形成三明治结构粘贴固化制得；

其中，所述座椅面套A面由PVC/PU薄膜制成；所述座椅面套B面由无纺布/泡沫制成；所述弯曲纤维设置在座椅面套的A、B面之间。

进一步地，所述弯曲纤维分为单一纤维束和径向纬向编织2种。

更进一步地，所述弯曲纤维为弯曲纤维束或弯曲纤维编制好的纤维薄膜。

进一步地，所述座椅面套分别在腰部和臀部下方以及肩部和大腿中前端缠绕弯曲纤维，且腰部和臀部处弯曲纤维的密度大于肩部和大腿中前端。

一种汽车座椅复合面套的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、PVC/PU薄膜半成品的半湿弯曲纤维缠绕：

将制作好的PVC/PU薄膜半成品安装在纤维缠绕机的芯模上，进行半湿弯曲纤维缠绕；

B、成型的弯曲纤维进行半湿弯曲纤维处理：

再将成型的弯曲纤维按浸渍区域浸渍到树脂混合物中；

C、待弯曲纤维缠绕完成后，将无纺布/泡沫缠绕到预成型的芯模上；

D、半固化后，拆卸预成型芯模放入真空成型袋内，完全固化后，去除真空袋和芯模。

进一步地，步骤A，缠绕时，按着设计的纤维走向和铺设方式进行。

进一步地，步骤B，所述浸渍纤维区域呈小于等于45°间隔5～20mm浸渍。

进一步地，步骤B，所述弯曲纤维分为单一纤维束和径向纬向编织2种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明从驾乘者人体生物力学角度的舒适性感知为理论支撑，研发了一种小变形率具有柔软舒适性和大变形率具有高强抗拉性的复合面套及其成型工艺，采用缠绕真空成型，区域浸渍纤维法，既能保证大变形率下抗拉抗疲劳强度又能减少树脂涂层厚度和强度，从而保证PVC/PU薄膜和弯曲纤维的柔软性；

成型的面套具备较好柔软性，保证了在驾乘者触摸或落座过程感知或在驾乘者驾乘过程中大腿中段前段或在驾乘者驾乘过程中肩部支撑需要的柔软舒适性；通过调整纤维缠绕数量和浸渍区域调整小变形率具有柔软舒适性和大变形率具有高强抗拉性的平衡性，满足客户对座椅面套性能的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1真空成型前的弯曲纤维在PVC/PU薄膜半成品上的缠绕方式示意图；

图2弯曲纤维束或薄膜的浸渍区和非浸渍区及其浸渍方式示意图；

图3a-图3c弯曲纤维束和编制成的纤维薄膜形式示意图；

图4缠绕成型的三明治结构剖面示意图；

图5行驶过程中承载驾乘者过程中面套小变形率和大变形率下弯曲纤维状态演变的工作原理图；

图6驾乘者不同部位对面套柔软舒适性和疲劳抗拉性的需求示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明汽车座椅复合面套，采用缠绕真空成型，由PVC/PU薄膜半成品、弯曲纤维和无纺布/泡沫形成三明治结构粘贴固化制得。

本发明汽车座椅复合面套的成型方法，包括以下步骤：

1、PVC/PU薄膜半成品上进行半湿弯曲纤维缠绕：

将制作好的PVC/PU薄膜半成品安装在纤维缠绕机的芯模上，开动缠绕机进行半湿弯曲纤维缠绕。缠绕时，按着设计的纤维走向和铺设方式进行。

2、成型的弯曲纤维进行半湿弯曲纤维处理：

将成型的弯曲纤维按着设计好的浸渍区域浸渍到树脂混合物中，浸渍的树脂混合物具备粘贴性能，是粘贴PVC/PU薄膜和无纺布/泡沫的粘接剂。其中，浸渍纤维区域呈小于等于45°间隔5～20mm浸渍。

区域浸渍纤维法是与缠绕纤维束成小于等于45°，浸渍区域之间间隔5～20mm浸渍，既能保证大变形率下抗拉抗疲劳强度又能减少树脂涂层厚度和强度，从而保证PVC薄膜和弯曲纤维的柔软性。

3、待弯曲纤维缠绕完成后，将无纺布/泡沫缠绕到预成型的芯模上。

4、半固化后，拆卸预成型芯模放入真空成型模腔内，完全固化后，去除芯模。

弯曲纤维形式分为单一纤维束和径向纬向编织2种。

本发明通过弯曲纤维束和编制的纤维薄膜和浸渍方式进行研究，实现不同人体部位面套的柔软性能，变形率较大的时候，里面的弯曲纤维拉直后，还能增加疲劳抗拉性能。

采用弯曲纤维束或弯曲纤维编织层，在面套小变形率下，纤维弯曲状态处于伸展未开状态，纤维层还未对拉伸起到增加作用，保留了PVC/PU薄膜弹性，即面套具备较好柔软性。保证了在驾乘者触摸或落座过程感知或在驾乘者驾乘过程中大腿中段前段或在驾乘者驾乘过程中肩部支撑需要的柔软舒适性。

采用弯曲纤维束或弯曲纤维编织层，在面套较大变形率下，纤维弯曲状态处于伸展状态，纤维层对拉伸起到增加作用，与PVC/PU薄膜一起作用呈现出面套抗拉强度，通过调整纤维缠绕数量和浸渍区域调整小变形率具有柔软舒适性和大变形率具有高强抗拉性的平衡性，满足客户对座椅面套性能的需求。

如图1所示，真空成型前的弯曲纤维在PVC/PU薄膜半成品上进行缠绕时缠绕的可以是弯曲纤维束，也可以是弯曲纤维编制好的纤维薄膜。

如图2所示，依据面套抗拉强度要求，设计纤维数量和浸渍区域，来满足柔软舒适性和疲劳抗拉强度的需求。

如图5所示，缠绕真空成型后的面套，是使用过程中，受到驾乘者体重和行驶过程中颠簸影响，在腰部和臀部下方面套变形率较大，这时面套中的部分弯曲纤维处于拉直状态，与小变形率情况相比，这时抗拉强度明显增加，承载住驾乘者保证肌肉变形在舒适张力范围内。相比而言，行驶过程中，多数情况，肩部和大腿中前端部位，需要面套柔软舒适性，这时小变形率下，弯曲纤维未被拉直，大部分承载力来自于PVC/PU薄膜，保证面套小变形率下的柔软舒适性。本发明中，设计者可以根据需求，选择在腰部和臀部下方缠绕密度较大的弯曲纤维，肩部和大腿中前端缠绕较小密度的弯曲纤维，更灵活的实现人体不同部位对面套柔软舒适性的需要。

如图6所示，肩部和大腿中前端需要较大的面套柔软性，即肩部和大腿中前端需要的柔软性较好，对比之下，腰部和臀部下方柔软性可以偏硬一些。

本发明采用真空缠绕成型方法，所制面套可以满足舒适性人体不同部位的需求。即一个座椅的面套，对应着人体不同部位是不同的，例如柔软性能分为1-3种。例如，肩部的大腿中前段对应的面套需要较柔软，对应柔软性能1，腰部和臀部则可以不那么柔软，对应柔软性能2。再比如，肩部腰部臀部大腿中前段都是相同的柔软性能，只不过腰部和臀部会产生较大变形率，这时弯曲纤维拉直，弯曲纤维和PVC薄膜一起共同形成抗拉性能。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。