無論開車、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。

下面就讓我們一起探究下座椅泡沫背后的故事吧！



問題一：發(fā)泡如何形成的？

汽車座椅發(fā)泡說得簡(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。不過這當(dāng)中肯定有本質(zhì)的區(qū)別，蒸饅頭是通過酵母進(jìn)行物理發(fā)泡的過程。



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)過程。

問題二：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)過烘箱來完成反應(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。

通過此工藝生產(chǎn)出來的泡沫優(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，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)泡來說較低。冷發(fā)泡反應(yīng)過程跟熱發(fā)泡是一樣的，只不過模具通過熱水或電來加熱,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，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)又能確保其客戶青睞的性能。

問題三：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)的需求來確定的，拿我們的客戶來舉例，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，江森在中國(guó)異氰酸酯范圍較為寬泛，有TM8020，、MDI、和MT（ TDI混在MDI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。現(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.

不過，江森自控自2008年開始研發(fā)MDI和TDI混線生產(chǎn)的方式，目前已經(jīng)在工廠里面開始量產(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，滿足不同客戶需求。今年的上海車展大家會(huì)看到這樣的產(chǎn)品.

問題四：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，如江森自控就有大豆油聚醚、蓖麻油聚醚、棕櫚油聚醚。現(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的要求越來越高，石油來源越來越少，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之后結(jié)合常規(guī)的聚醚合成技術(shù)，生產(chǎn)出來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。我們江森自控在中國(guó)的發(fā)泡專家有超過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。

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（Huntsman）三家，還有國(guó)內(nèi)最大的異氰酸酯供應(yīng)商萬華。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)。江森自控一直以來非常注重對(duì)環(huán)境和員工健康的保護(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。

總的來說，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)問題，我們需要從配方、生產(chǎn)、和工藝角度來保證,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。

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)壓縮試驗(yàn)、假臀試驗(yàn)、移入移出等，對(duì)泡沫或座椅進(jìn)行檢測(cè)。通過這一系列的手段保證座椅在使用過程當(dāng)中規(guī)避掉“坐塌陷”的問題。

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支撐，比如腰椎這個(gè)地方，延緩長(zhǎng)時(shí)間駕駛的疲勞感。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)途駕駛帶來的不舒適。

問題七：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)物主要有兩種來源：一個(gè)是從原材料里面來（包括聚醚和催化劑、添加物），一個(gè)是反應(yīng)過程當(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)商展開垂直的整合，將我們的問題帶給他們，之后再經(jīng)過反復(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)到或者超過了國(guó)家對(duì)VOC的要求。在反應(yīng)過程也是一樣，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，來降低反應(yīng)過程當(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，從2007年開始江森自控在中國(guó)就開始研發(fā)低揮發(fā)的配方，目前很多工廠，包括通用、大眾的諸多車型用的都是我們的低揮發(fā)配方產(chǎn)品。

問題八：座椅泡沫本身很輕了，有無促其更輕的辦法？

江森就有，我們主要通過模具的特殊設(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。歡迎你來今年上海車展的江森展臺(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,又能夠保證平均的應(yīng)力分布，提供長(zhǎng)途駕駛的舒適性。


（水平發(fā)泡DHH）

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。


（R-comfort）

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：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自動(dòng)化、精益生產(chǎn)這兩個(gè)方面來降低我們生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的成本。

問題十：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石油提煉出來的，在生產(chǎn)過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)工藝條件下是無法完全消除的，這就會(huì)對(duì)我們最終的制品無論從VOC方向還是從性能方向都會(huì)帶來影響。

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)用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)來保證入廠的穩(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。目前我們還沒有找到一個(gè)非常好的替代產(chǎn)品，特殊的有，但是沒有大規(guī)模的業(yè)務(wù)，且只是在實(shí)驗(yàn)?zāi)壳安]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)出來的產(chǎn)品偏差可能就在幾μ之內(nèi)的，先后連續(xù)出來的泡沫都不可能是一樣的。我們經(jīng)常會(huì)碰到的問題是，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)都沒有問題，突然就會(huì)出現(xiàn)問題，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。