汽車地毯用BCF紗線的新趨勢

P. Saragat

蘭蒂奇化工有限公司(意大利)

受諸如城市化、共享經(jīng)濟(jì)、氣候變化及物聯(lián)網(wǎng)等發(fā)展的大勢所趨，新的要求和法規(guī)應(yīng)運(yùn)而生，這些要求和法規(guī)促使代加工制造商(OEM)設(shè)計(jì)出具有自主性、共享性、互聯(lián)性、可持續(xù)性及電動(dòng)或帶有其他任何環(huán)境可持續(xù)性推進(jìn)系統(tǒng)的車輛。所有這些變化將如何改變車輛內(nèi)飾？

——借助自動(dòng)駕駛，車輛將成為工作和生活的空間，內(nèi)飾在車輛中將具有不同的功能，且需要新的特性。從起居空間與工作空間中汲取的新設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)車輛內(nèi)飾，將為使用者提供舒適感。根據(jù)預(yù)測，將有必要使內(nèi)飾更加耐用且易于保養(yǎng)。

——共享車輛意味著持續(xù)的疏于保養(yǎng)的使用。日常不愛護(hù)車輛的用戶數(shù)量會(huì)增加，車輛的每日使用量和行駛里程也將增加。這將催生對汽車內(nèi)飾更耐用和易于保養(yǎng)的需求。

——互聯(lián)意味著活躍的內(nèi)飾。物聯(lián)網(wǎng)正在改變?nèi)藗儗Ξa(chǎn)品功能的視角。這將有機(jī)會(huì)對汽車地板產(chǎn)生特殊功能需求，開辟新的設(shè)計(jì)可能性。

——可持續(xù)性意味著減少對環(huán)境的影響。在客戶的習(xí)慣和相關(guān)法規(guī)要求的強(qiáng)烈推動(dòng)下，可持續(xù)發(fā)展方面的競爭將促使產(chǎn)品來自可持續(xù)/可回收資源，且易于回收和可能更加耐用。

總體而言，汽車內(nèi)飾發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)在于需更加耐用、易于保養(yǎng)，原材料和制作工藝需具有可持續(xù)性，且產(chǎn)品設(shè)計(jì)更具創(chuàng)意。

著眼于最近和即將到來的概念，OEM已經(jīng)考慮這些主要特征，開發(fā)出相應(yīng)車輛(如寶馬遠(yuǎn)景未來100、奧迪愛康、豐田i概念車及沃爾沃)的內(nèi)飾。其內(nèi)飾概念的關(guān)鍵點(diǎn)在于耐用、更具創(chuàng)造性，以及質(zhì)輕和纖薄的設(shè)計(jì)。

通過一級(jí)地毯制造商分析可知，其中期戰(zhàn)略和愿景聚焦輕量化解決方案，同時(shí)也關(guān)注可持續(xù)性和創(chuàng)造性。蘭蒂奇集團(tuán)(RadiciGroup)客戶對汽車地毯的需求反映了這一愿景，這些汽車地毯質(zhì)輕，成本效益高(如轉(zhuǎn)向針刺氈)，均來自可持續(xù)性資源(rPA 6，rPET和生物質(zhì)聚酰胺)，并具有更強(qiáng)的抵抗能力和清潔性能。

1 輕量化和耐用性的發(fā)展

為了滿足汽車內(nèi)飾的當(dāng)前和未來需求，蘭蒂奇集團(tuán)的膨體連續(xù)長絲(BCF)紗線業(yè)務(wù)部高性能紗分部2018年一直專注于開發(fā)質(zhì)輕、耐用、易于保養(yǎng)和環(huán)境可持續(xù)性產(chǎn)品，同時(shí)為一級(jí)地毯制造商和OEM提供創(chuàng)造性生態(tài)設(shè)計(jì)支持。

為了提供輕量化解決方案，該部門對不同類型的紗線進(jìn)行了調(diào)研，以了解其減輕質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)相關(guān)性能的真實(shí)能力。考慮到減輕質(zhì)量的主要目的是降低成本，因此調(diào)查主要聚焦于成本效益較高的產(chǎn)品。

調(diào)研重點(diǎn)是PA 6的BCF復(fù)絲紗線，其通過減少紗線數(shù)量，增大單絲線密度實(shí)現(xiàn)輕量化。將其與當(dāng)前應(yīng)用于地毯的主流產(chǎn)品即Samtvelour進(jìn)行比較，該紗線線密度為1 020 dtex，由128根單絲(線密度為8 dtex)構(gòu)成，能確保制成的輕質(zhì)地毯(面密度為320 g/m2)具有良好的耐磨性和柔軟的觸感。

為實(shí)現(xiàn)PA 6的BCF復(fù)絲紗線制得的地毯面密度低于320 g/m2，且確保足以覆蓋模壓主地板的高延伸區(qū)域，重點(diǎn)研究3種紗線制備的地毯，其紗線線密度均低于1 000，單絲線密度度分別為7、10和12 dtex(圖1)。

大多數(shù)由Samtvelour制造的汽車地板地毯的針腳密度為每10厘米50～60針，絨頭高度為3～5 mm，確切數(shù)據(jù)取決于應(yīng)用、覆蓋范圍需求和OEM要求。本研究中，每種紗線制備的地毯各有4個(gè)不同針腳密度的樣品，其針腳密度分別為47、52、57和62針/10 cm，絨頭高度為3.5 mm。

圖1 不同紗線制成的地毯的對比

覆蓋性能分析使人們關(guān)注針腳密度分別為52和57針/10 cm的地毯，與Samtvelour產(chǎn)品比較，其面密度平均減少18%(表1)。

表1 紗線、地毯質(zhì)量相關(guān)參數(shù)

假定地毯的面密度合理減少，且具有適當(dāng)覆蓋率，則耐磨性將成為汽車地板產(chǎn)品的主要性能。

使用Taber設(shè)備(用于汽車地毯評估的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備)進(jìn)行磨損測試，與Samtvelour產(chǎn)品進(jìn)行定性比較。所有試樣僅由基底(PET非織造布)和長絲組成，以盡可能減少與紗線本身無關(guān)的任何影響。根據(jù)OEMs的主要標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，該測試的輸出是質(zhì)量損失和灰度，前者表征纖維損失，后者表征顏色變化。正如預(yù)期，單絲線密度為10和12 dtex的紗線在色牢度和較粗長絲引起的質(zhì)量損失方面，表現(xiàn)優(yōu)于Samtvelour產(chǎn)品。所得重要試驗(yàn)結(jié)果與地毯結(jié)構(gòu)有關(guān)。分析表明，質(zhì)量損失與針腳密度不成正比，正如色牢度與纖維線密度不成正比一樣。使用針腳密度為50～60針/10 cm，單絲線密度為10 dtex的紗線所得地毯可獲得更佳的整體性能(圖2)。

圖2 磨損測試后的質(zhì)量損失

車輛地毯設(shè)計(jì)的其他關(guān)鍵之處在于觸覺和表面視覺方面的設(shè)計(jì)，這是設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，有時(shí)這方面的設(shè)計(jì)可影響OEM決策?；谇捌谘芯康募僭O(shè)和技術(shù)性能試驗(yàn)結(jié)果，使用Radifloor單絲線密度為10或12 dtex紗線制成的簇絨地毯是LV針刺氈的良好替代品，可減輕產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，同時(shí)不會(huì)損失品質(zhì)、清潔性和耐久性能，尤其對后備箱室的耐磨性要求而言。

Samtvelour產(chǎn)品仍然是主地板材料的良好解決方案，因?yàn)樗诩夹g(shù)特征和手感柔軟的奢華感之間取得了平衡。

2 清潔性和耐用性的發(fā)展

隨著汽車共享行業(yè)的發(fā)展，共享車輛將被不同的人使用，但大多數(shù)使用者不會(huì)注意車輛的保養(yǎng)或清潔。同時(shí)，自動(dòng)駕駛技術(shù)將使車輛內(nèi)部成為生活和工作的空間。這場車輛使用方式的變革將催生保持車輛內(nèi)部清潔和健康的需求。為了滿足這一需求，蘭蒂奇高性能紗線公司開發(fā)了兩類產(chǎn)品：抑菌和耐污的PA 6 BCF紗線。

Radifloor Bacteriostatic是一種經(jīng)過處理的抑菌制品，符合歐盟殺菌劑法規(guī)的要求。該產(chǎn)品摻入了具有抑菌功能的活性物質(zhì)，可抑制微生物在紗線表面生長。該活性物質(zhì)為磷酸銀、鈉及磷酸氫鋯鹽，根據(jù)歐盟殺菌劑法規(guī)528/2012第95條，其屬于歐洲化學(xué)品管理局(ECHA)發(fā)布的所屬產(chǎn)品(PT9)。該產(chǎn)品已依據(jù)ISO 20743進(jìn)行測試，與未經(jīng)處理的PA 6相比，即使在5次洗滌循環(huán)后，仍顯示出較強(qiáng)的抗菌活性。表2數(shù)據(jù)為抗菌活性值，在此用以表征處理效率。測試值高于3時(shí)表明產(chǎn)品具有強(qiáng)烈的抑菌性能，測試值為2～3時(shí)表明產(chǎn)品抑菌效果顯著。

表2 抗菌活性值

Radifloor Stanet是一種本質(zhì)防污產(chǎn)品，因而其防污性能持久顯著，且其清洗處理不影響環(huán)境。采用兩種不同的方法對其進(jìn)行防污性能測試，所得結(jié)果表明，Radifloor Stanet產(chǎn)品的優(yōu)勢在于即使對酒或咖啡等強(qiáng)污漬也顯示出易清潔性能，且清洗污漬僅使用水或腐蝕性小的清潔劑即可。用Radifloor Stanet制成的地毯使用壽命更長，可安全地在嚴(yán)苛的環(huán)境如共享車輛中安裝使用。圖3顯示了根據(jù)AATCC標(biāo)準(zhǔn)測試的被Red 40染料(用于食品和飲料的典型強(qiáng)染色劑)污染的兩種地毯清洗效果對比，表3為根據(jù)ISO 105 A03測試的被咖啡、葡萄酒、鞋油和巧克力污染的Radifloor Stanet地毯的抗污等級(jí)，其中1級(jí)表示差，5級(jí)表示優(yōu)秀。

圖3 被Red 40染料污染的兩種地毯產(chǎn)品的清洗效果AATCC測試結(jié)果

表3 根據(jù)ISO 105 A03的測試結(jié)果單位：級(jí)

3 可持續(xù)性和耐久性的發(fā)展

何種材料滿足可持續(xù)材料需求？蘭蒂奇的答案是生物基聚合物Radipol DC(圖4)，其64%來自植物蓖麻的蓖麻油，36%來自原油。這種生物基聚酰胺的優(yōu)點(diǎn)不僅在于其生物源不是來自食用植物，還與這種聚合物具有的技術(shù)特性有關(guān)。從車內(nèi)空氣質(zhì)量的角度來看，這種聚合物不涉及己內(nèi)酰胺的排放，而己內(nèi)酰胺排放是地毯揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)排放的部分原因。

從有關(guān)該產(chǎn)品耐久性的可持續(xù)性觀點(diǎn)來看，Radipol DC具有更高的耐化學(xué)性，更好的耐高溫性，且具有更好的彈性記憶性和出色的回彈性。

4 結(jié)語

趨勢分析和市場預(yù)測表明，未來20年內(nèi)汽車內(nèi)飾將發(fā)生系列變化，該變化的主要驅(qū)動(dòng)因素是自動(dòng)化/共享車輛和電氣化的發(fā)展。即使5級(jí)自動(dòng)駕駛在未來20年或25年內(nèi)不太可能占據(jù)顯著的市場份額，但內(nèi)飾已經(jīng)在朝著5級(jí)自動(dòng)駕駛方向發(fā)展，其目標(biāo)是在車內(nèi)獲得更多空間并創(chuàng)造更舒適的環(huán)境。

盡管針刺氈越來越多，PA 6 BCF簇絨地毯仍然是汽車地板的首選，這是因?yàn)槠滟|(zhì)量更好、經(jīng)久耐用、易于保養(yǎng)，且其高性能紗線產(chǎn)品具有顯著的成本效益。耐用性、易于保養(yǎng)，采用Radipol DC原料，均有利于PA 6 BCF簇絨地毯的可持續(xù)性。

圖4 生物基聚合物Radipol DC