车载空气净化器滤网酸味问题的质量改进

谢春艳

摘 要：汽车给人们生活带来方便，但同时车内环境污染给人们的健康安全带来危害，使用车载空气净化器是降低车内污染的有效方法。亮锐（上海）管理有限公司的主要产品滤网式车载空气净化器在上市一段时间后发生较严重的滤网酸味问题投诉。因此，本文详细介绍了解决滤网酸味问题的质量改进方案。其间首先收集并统计了客户反馈信息，然后分析了滤网产生酸味的根本原因，研究了滤网酸味问题的质量改进措施，最后验证了改善型滤网的应用效果。

关键词：车载空气净化器;滤网;酸味;结构

Abstract： Cars bring convenience to people's lives， but at the same time， environmental pollution in the car brings harm to people's health and safety， using an automotive air purifier is an effective method to reduce pollution in the car. Lumileds （Shanghai） Management Co.， Ltd.'s main product， the filter-type automotive air purifier， has had a serious complaint about the problem of filter acidity after a period of time on the market. Therefore， this paper detailed the quality improvement program to solve the problem of sour taste of the filter. During this period， customer feedback information was first collected and counted， then the root cause of the sour taste of the filter was analyzed， quality improvement measures for the sour taste of the filter were studied， and finally the application effect of the improved filter was verified.

Keywords： automotive air purifier （AAP）;filter;sour smell;structure

随着人们生活水平的不断提高，汽车现在已经成为人们日常生活中不可或缺的交通工具。但是，人们在享受汽车带来的方便之余，也遭受着车内环境污染给人体健康安全带来的危害。车内环境污染不仅仅跟外部空气污染有关，因为汽车本身的密闭性决定了车内空气污染表现出不同于其他室内空气污染的特征，其最主要的污染源来自汽车内部使用的材料，存在的挥发性物质有上百种，包括烃类、醛类、酮类物质等[1]，可挥发出游离的甲苯、甲醛、总挥发性有机化合物（TVOC）等多种有害物质。保障人们的健康安全成为一项非常必要的需求，安装车载空气净化器是降低车内污染物的有效方法。目前，市场上销售的车载空气净化器很多，按原理分主要有四种，即滤网式空气净化器、集尘式空气净化器、臭氧空气净化器和负氧离子式空气净化器[2]。

本文主要介绍的是一种滤网式车载空气净化器中的关键部件——滤网，研究了客户使用中滤网产生酸味问题的质量改进措施。车载空气净化器的主要组成部分为壳体、风机和滤网。工作原理为风机将空气抽入机器，通过内置的滤网过滤空气，把污染物阻挡在滤材的进风面，出风面排出干净的空气[3]。过滤网是空气净化器的核心，起到降低车内污染物的关键作用。滤网主要利用多孔性滤材，如无纺布、纤维、泡棉、活性炭以及特殊的化学成分等，对空气中的悬浮颗粒、有害气体等进行过滤、吸附、分解，从而达到净化车内空气的目的[4]。受滤网结构特性和使用环境影响，滤网在使用一段时间后会产生酸味问题，这是目前业内的一个共同难题。以下详细介绍了亮锐（上海）管理有限公司滤网酸味问题的质量改进方案。

1 滤网酸味问题的统计与分析

亮锐（上海）管理有限公司研发的一款车载空气净化器在上市3个月后收到发生净化器滤网酸味问题的首起投诉，之后陆续收到较多关于净化器滤网使用一段时间后产生酸味问题的投诉。研发人员总结了18月以来每个月滤网酸味问题的反馈，统计了滤网酸味问题的客退品的数量和分布地区，分析了该产品因滤网酸味问题导致的退货在所有失效模式中的占比。滤网酸味问题退货数量的统计结果表明，滤网酸味问题主要发生在中国、泰國以及马来西亚等地。另外，研发人员对滤网酸味问题占比情况进行柏拉图分析，该产品所有失效模式中，滤网酸味问题占比最高，达54.2%。此问题变得越来越严峻，不管是为了满足客户需求，还是为了拓展本身业务，解决滤网酸味问题都非常必要。

2 滤网酸味问题真因分析

2.1 鱼骨图法真因分析

本文采用鱼骨图法，从人、机、料、法、环五个方面进行原因分析。首先，从人员方面核查工厂，排除了工厂涉及的生产人员方面的问题，目前无法排除跟消费者使用的相关原因。其次，从设备方面核查了工厂所有相关的设备，排除了设备的问题。第三，从材料方面核查了工厂的滤网库存品，没有发现酸味，同时核查了滤网生产过程中用到的所有原材料和中间半成品等，都未发现酸味问题。第四，从生产方法方面核查了整个生产过程中涉及的各个环节，排除了生产过程可能导致滤网酸味的可能性。最后，从环境方面排查了工厂内存放的几种试剂，如润滑油、防锈剂等，都未发现酸味，检查了工厂内的环境温湿度记录，均无异常。联系到产品在使用过程中的温湿度差异，目前无法排除产品实际使用环境的温湿度对滤网酸味问题的影响。

2.2 客退品与销量和生产批次的关系分析

按照客退品数量与销量的比例计算产品不良率得出，2018年6月、7月、8月三个月份的不良率异常高，因为这三个月内中国客户投诉非常高。研发人员分析了客退品数量和月生产量的关系，得出产品不良与产品生产批次没有相关性。综上可以看出，产品不良率与高温高湿的气候相关性很高，因为客户投诉最多的是泰国，泰国每个月的客户投诉量较多且较均匀，泰国的气候特点是常年高温高湿，其次较多客户投诉来自中国，尤其是夏季6月、7月、8月三个月份的客户投诉数量增加明显。

2.3 高温高湿试验设计

研发人员对滤网所有原材料和滤网成品进行高温高湿测试，在温度为55、65、75、85 ℃，湿度均为RH90%的条件下，分别对原材料和滤網进行48 h的测试。结果均未发现有酸味产生。由此得出，在干净的高温高湿环境中，滤网不会产生酸味问题，酸味问题与客户的实际使用环境密切相关，在高温高湿的特定环境下，有可能产生酸味。

2.4 不良品（客退的酸味滤网）分析

下面对滤网进行挥发性气味化合物分析，分析仪器为气相色谱-嗅觉-质谱分析仪（GC-O-MS）。

根据图1图谱分析结果，本研究得出以下结论：滤网挥发物可能是由吸烟过程产生的香烟烟雾吸附于滤网，检测过程高温脱附导致，小概率是其他香味添加物质（如香水等）吸附导致。理由有二。一是嗅觉中最强味道和图谱中，最强峰一致指向为壬醛，味道为脂肪味、柑橘味，玫瑰味，味道和谱图一致。其基本用途为实用香精的主要原料，用于配置具有柑橘味和玫瑰味的香精香料，应用于烟草和食品的香味添加剂中。二是嗅觉味道中明显的还有1-癸醛和苯甲醛，其中1-癸醛谱图峰较小，而苯甲醛峰较为明显，此两种物质味道分别为脂肪味、玫瑰味和苦杏仁味，也是广泛应用的食品添加剂和烟草香料的主要成分。

综上可知，滤网酸味并非来自滤网本身，因为检测结果中的所有挥发性气味化合物均与滤网及其原材料无关。因此，研发人员更加肯定滤网酸味产生于高温高湿下的特定环境（如客户在车内吸烟或处于香精气氛），该问题在根本上属于应用问题。但是，基于客户应用环境无法改变，因而在排除各种导致问题原因的可能性后，研发人员只能从滤网结构方面去考虑。

3 滤网酸味问题的改进措施

3.1 原滤网结构研究

从整体上看，原滤网的结构主要是一个具有空气净化效果的折叠夹碳布，将夹碳布剪开，其内部结构剖面图如图2所示。

由图2可以看到，原滤网的结构为类似于三明治的夹层结构。这是目前市场上大部分空气净化器滤网所采用的结构，其不具有通风能力，在高温高湿的环境中，滤网结构中心的活性炭层吸收水分、各种污染物和气味（如香烟、香精等物质）后，水分不容易及时挥发，导致很容易滋生各种细菌，产生异味。所以，研发人员将改进方案指向更改滤网结构，将其改成比较通风的结构，使滤网在高温高湿的环境下吸收水分和气味，及时挥发，避免产生酸味等异味。

3.2 改进型滤网结构

对滤网的结构进行改进，必须在保证两个基本要求的前提条件下进行。第一，解决滤网酸味问题不能引发其他方面的问题，即要保证滤网性能不能比之前低。滤网性能的主要评价指标包含PM2.5去除效率、甲醛去除效率以及总挥发性有机化合物的去除效率。第二，不能比之前的滤网成本有所增加。

经过不断开展滤网性能测试研究，在滤网性能不下降、成本不增加的前提下，最终对滤网结构进行设计改进，如图3所示。滤网不再采用夹层结构，而是采用海绵蜂窝层结构（黏附活性炭经特殊处理后形成这种结构），这样就相当于活性炭层不再被包裹，而是直接开放在空气中。

4 滤网酸味问题的改善结果及验证

滤网结构确定之后，研发人员生产样品进行现场测试。第一轮共做了800个样品的现场测试，发送到投诉较严重的地区，一个月后收集测试客户的反馈信息，所有客户均反馈良好，无滤网酸味问题。紧接着进行了第二轮现场测试，将2 800个改进型滤网发送到六个滤网酸味主要投诉地区，未收到滤网酸味方面的客户投诉。

两轮试运行未收到滤网酸味反馈，亮锐（上海）管理有限公司开始正式发布新结构的改进型滤网，自2019年4月上市至今，一年来，未收到滤网酸味问题投诉，也未收到其他关于滤网质量问题的投诉。综上，滤网酸味问题已解决。

参考文献：

[1]邱庆领，李金峰.汽车车内空气净化研究[J].应用科技，2016（21）：105：.

[2]赵桂芳.室内甲醛的光催化治理及空气净化器的设计[D].大连：大连理工大学，2007.

[3]连晓卫.空气净化器的技术升级方向[J].现代家电，2014（14）：36.

[4]董雪.滤网式车载空气净化器设计[J].现代制造技术与装备，2013（4）：30-31.