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、共享經濟、氣候變化及物聯網等發展的大勢所趨，新的要求和法規應運而生，這些要求和法規促使代加工制造商(OEM)設計出具有自主性、共享性、互聯性、可持續性及電動或帶有其他任何環境可持續性推進系統的車輛。所有這些變化將如何改變車輛內飾？

——借助自動駕駛，車輛將成為工作和生活的空間，內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計理念設計車輛內飾，將為使用者提供舒適感。根據預測，將有必要使內飾更加耐用且易于保養。

——共享車輛意味著持續的疏于保養的使用。日常不愛護車輛的用戶數量會增加，車輛的每日使用量和行駛里程也將增加。這將催生對汽車內飾更耐用和易于保養的需求。

——互聯意味著活躍的內飾。物聯網正在改變人們對產品功能的視角。這將有機會對汽車地板產生特殊功能需求，開辟新的設計可能性。

——可持續性意味著減少對環境的影響。在客戶的習慣和相關法規要求的強烈推動下，可持續發展方面的競爭將促使產品來自可持續/可回收資源，且易于回收和可能更加耐用。

總體而言，汽車內飾發展的關鍵點在于需更加耐用、易于保養，原材料和制作工藝需具有可持續性，且產品設計更具創意。

著眼于最近和即將到來的概念，OEM已經考慮這些主要特征，開發出相應車輛(如寶馬遠景未來100、奧迪愛康、豐田i概念車及沃爾沃)的內飾。其內飾概念的關鍵點在于耐用、更具創造性，以及質輕和纖薄的設計。

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

1 輕量化和耐用性的發展

為了滿足汽車內飾的當前和未來需求，蘭蒂奇集團的膨體連續長絲(BCF)紗線業務部高性能紗分部2018年一直專注于開發質輕、耐用、易于保養和環境可持續性產品，同時為一級地毯制造商和OEM提供創造性生態設計支持。

為了提供輕量化解決方案，該部門對不同類型的紗線進行了調研，以了解其減輕質量和實現相關性能的真實能力?？紤]到減輕質量的主要目的是降低成本，因此調查主要聚焦于成本效益較高的產品。

調研重點是PA 6的BCF復絲紗線，其通過減少紗線數量，增大單絲線密度實現輕量化。將其與當前應用于地毯的主流產品即Samtvelour進行比較，該紗線線密度為1 020 dtex，由128根單絲(線密度為8 dtex)構成，能確保制成的輕質地毯(面密度為320 g/m2)具有良好的耐磨性和柔軟的觸感。

為實現PA 6的BCF復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域，重點研究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，確切數據取決于應用、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注針腳密度分別為52和57針/10 cm的地毯，與Samtvelour產品比較，其面密度平均減少18%(表1)。

表1 紗線、地毯質量相關參數

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

使用Taber設備(用于汽車地毯評估的標準設備)進行磨損測試，與Samtvelour產品進行定性比較。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的任何影響。根據OEMs的主要標準和規定，該測試的輸出是質量損失和灰度，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量損失方面，表現優于Samtvelour產品。所得重要試驗結果與地毯結構有關。分析表明，質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 磨損測試后的質量損失

車輛地毯設計的其他關鍵之處在于觸覺和表面視覺方面的設計，這是設計師的設計重點，有時這方面的設計可影響OEM決策。基于前期研究的假設和技術性能試驗結果，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，可減輕產品質量，降低成本，同時不會損失品質、清潔性和耐久性能，尤其對后備箱室的耐磨性要求而言。

Samtvelour產品仍然是主地板材料的良好解決方案，因為它在技術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展

隨著汽車共享行業的發展，共享車輛將被不同的人使用，但大多數使用者不會注意車輛的保養或清潔。同時，自動駕駛技術將使車輛內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了兩類產品：抑菌和耐污的PA 6 BCF紗線。

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

表2 抗菌活性值

Radifloor Stanet是一種本質防污產品，因而其防污性能持久顯著，且其清洗處理不影響環境。采用兩種不同的方法對其進行防污性能測試，所得結果表明，Radifloor Stanet產品的優勢在于即使對酒或咖啡等強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，可安全地在嚴苛的環境如共享車輛中安裝使用。圖3顯示了根據AATCC標準測試的被Red 40染料(用于食品和飲料的典型強染色劑)污染的兩種地毯清洗效果對比，表3為根據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，其中1級表示差，5級表示優秀。

圖3 被Red 40染料污染的兩種地毯產品的清洗效果AATCC測試結果

表3 根據ISO 105 A03的測試結果單位：級

3 可持續性和耐久性的發展

何種材料滿足可持續材料需求？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點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特性有關。從車內空氣質量的角度來看，這種聚合物不涉及己內酰胺的排放，而己內酰胺排放是地毯揮發性有機化合物(VOC)排放的部分原因。

從有關該產品耐久性的可持續性觀點來看，Radipol DC具有更高的耐化學性，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 結語

趨勢分析和市場預測表明，未來20年內汽車內飾將發生系列變化，該變化的主要驅動因素是自動化/共享車輛和電氣化的發展。即使5級自動駕駛在未來20年或25年內不太可能占據顯著的市場份額，但內飾已經在朝著5級自動駕駛方向發展，其目標是在車內獲得更多空間并創造更舒適的環境。

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，這是因為其質量更好、經久耐用、易于保養，且其高性能紗線產品具有顯著的成本效益。耐用性、易于保養，采用Radipol DC原料，均有利于PA 6 BCF簇絨地毯的可持續性。

圖4 生物基聚合物Radipol DC