專利名稱：用于汽車應(yīng)用的簇絨地毯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及簇絨地毯，更具體地涉及用于汽車應(yīng)用的簇絨地毯。
背景技術(shù)：
在汽車工業(yè)中，簇絨地毯用于多種目的并使用在各種各樣的應(yīng)用場合中。一個這樣的目的是噪音衰減。另一個目的是增加駕駛環(huán)境的舒適度。這些目的是通過車輛底板系統(tǒng)、主底板、行李箱中板側(cè)裝飾包括貨箱地板和行李架來實現(xiàn)的。那些應(yīng)用可以在人類的運輸車輛諸如汽車、貨車或卡車中發(fā)現(xiàn)。車輛底板系統(tǒng)包括幾層表面層或絨毛層、主背襯層、背涂層、襯底層以及減振層(decoupler)。該減振層是與白車身(Body-in-White，Biff)相接觸的層，其作用在于減弱BIW中來自客艙的任何噪音或振動。該減振層大體上以泡沫和纖維材料為基礎(chǔ)。襯底層可以是吸收層或阻擋層并可以基于纖維以及泡沫的材料組合用以形成受控的多孔襯底。背涂層用于將簇絨牢固地保持在主背襯層中?？蛇x擇地，通過熔融將簇絨和主背襯層牢固地粘合在一起的熱過程可以替代背涂層。主背襯層由紡織物或無紡材料形成。絨毛層由簇絨形成。絨毛層和主背襯層構(gòu)成地毯，其中背涂層構(gòu)成到襯底的區(qū)際層(intersectional layer)。大體上在車輛底板系統(tǒng)中，絨毛層和主背襯層形成地毯。板側(cè)裝飾也可以在人類的運輸車輛諸如汽車、貨車或在卡車中找到。板側(cè)裝飾包含地毯、背涂層或其替代物以及如果必要的話包括第二背襯層或更多背襯層。地毯由絨毛層和主背襯層形成。簇絨地毯的其他汽車應(yīng)用可以是可選擇的底板墊或其他的內(nèi)部裝飾件。根據(jù)它的應(yīng)用，裝飾構(gòu)造或墊構(gòu)造以其結(jié)構(gòu)和和設(shè)計的不同來滿足要求。所述構(gòu)造包括簇絨地毯，該簇絨地毯包括絨毛層和主背襯層、背涂層以及與應(yīng)用的特定要求相適應(yīng)的附加層。絕大多數(shù)挑戰(zhàn)性的要求與用在車輛底板系統(tǒng)中的簇絨地毯有關(guān)。由于有割絨層或絨圈層，故，獨立于應(yīng)用，具有其絨毛層的簇絨地毯主要具有兩種不同類型的地毯表面構(gòu)造。簇絨地毯大體上包括諸如將地毯紗線的簇絨引入到其中的主背襯層的復合結(jié)構(gòu)。簇絨形成絨毛層。主背襯層典型地由聚酰胺、聚酯、聚烯烴、棉或前述聚合物的混合物的非紡織材料或紡織材料形成。典型地，非紡織的主背襯層通過紡粘 (spunbonding)形成。在簇絨處理后，然后背涂層可以被施加到地毯構(gòu)造的下側(cè)，以牢固地將簇絨材料保持在主背襯層中。為簇絨以及主背襯層選擇相同類型的合成材料在回收方面是有利的。 背涂層由例如乳膠組成。具有背涂層的相同目的，通過擠出來將除了乳膠外的其他合成材料施加到地毯構(gòu)造的下側(cè)也是已知的。對于背涂層，可選擇地，將簇絨材料保持在主背襯層中能夠通過熱過程來完成；其中簇絨和主背襯層被熔融在一起。在用于汽車應(yīng)用的簇絨地毯中使用的地毯紗線通常是一種包含有聚酰胺、聚酯纖維或聚烯烴的人造紗線。這些紗線是一種由一定數(shù)量的單絲構(gòu)成的BCF紗線(膨化長絲， Bulked Continuous Filament yarns)。BCF紗線為已經(jīng)被熔融紡紗、牽伸和紋理處理的成卷細絲。在汽車應(yīng)用中用作地毯紗線的大多數(shù)普通的BCF紗線為聚酰胺(PA)。在技術(shù)上的發(fā)展已經(jīng)產(chǎn)生了相比于用在簇絨地毯構(gòu)造中的PA紗線的替代紗線。那些替代紗線包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)紗線和聚丙烯(PP)紗線。在車輛地毯中支配性因素是成本，進一步地，通過磨損、應(yīng)力致白以及重量作為用在汽車應(yīng)用中的地毯的最重要的特性來評估簇絨地毯，品質(zhì)的其他方面為所用材料的可清潔性、美觀度、觸覺感以及可回收利用性。提高地毯技術(shù)的希望已經(jīng)在最大的磨損特性和最小的重量之間做出了妥協(xié)以使成本最優(yōu)化。為了滿足標準的磨損規(guī)格，構(gòu)成簇絨地毯需要一定重量的材料。磨損能夠根據(jù)DIN 53 754 (德國工業(yè)標準，German Industrial Standard)測試。這種程序是一種通過旋轉(zhuǎn)的樣品支撐平臺以及雙砂輪型機器來測定裝飾材料的耐磨性的方法。當樣品旋轉(zhuǎn)時， 輪子壓到樣品的絨毛層上。當樣品在一定數(shù)量的旋轉(zhuǎn)后，測量其重量損失并評估其視覺外觀。重量損失表明耐磨性或者在泰伯工業(yè)(Taber Industries)的測試裝置測試后的泰伯磨損(Taber abrasion) 0另一種由泰伯測試導致的結(jié)果是應(yīng)力致白。物理的或視覺的外觀被改變了。這種影響由光反射的變化而導致，光反射的變化是因為細絲由于磨損而導致的小部分的機械損傷而產(chǎn)生的。通過將PP紗線用作地毯紗線，材料的重量由于磨損規(guī)格必須相對于PA紗線增加。 另一方面，PP紗線的簇絨地毯相比于PA紗線的簇絨地毯具有更高的耐沾污性；可清潔性是用在車輛中的地毯的重要特性。使用PET紗線作為地毯紗線使其鋪成的地毯不如PA紗線鋪成的地毯耐磨，并且推薦僅僅用于輕度到中度的磨損條件。PET紗線也具有天然的耐沾污性的特性，其避免PA紗線由于其極易于著色而需要應(yīng)用耐沾污性化學制品的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有高的耐沾污性的地毯，其由聚丙烯(PP)紗線或聚對苯二甲酸乙二酯(PET)紗線制成，這種地毯在未增加地毯的重量或制造成本的情況下表現(xiàn)出改進的耐磨性。本發(fā)明的上述目的的方案由權(quán)利要求1的特征給出。該目的通過具有絨毛層和至少一主背襯層的簇絨地毯來解決，其中絨毛層具有絨毛重量并且包含有膨化長絲(BCF)紗線。BCF紗線包含有預(yù)定數(shù)目的具有預(yù)定直徑的細絲。BCF紗線由在50%到70%的伸長率時具有在2. 6克力/分特(cN/dtex，百分之一牛頓每分特)和3. 2克力/分特之間的韌性的聚丙烯(PP)紗線構(gòu)成，或者由在20%到40%的伸長率時具有在2.6克力/分特到3. 4 克力/分特之間的韌性的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)紗線構(gòu)成。關(guān)于不同類型的地毯以及BCF紗線的廣泛變化的研究已經(jīng)顯示出，用于汽車應(yīng)用的地毯的耐磨性取決于所用的BCF紗線以及其材料的物理特性。韌性是那些物理特性的其中之一。為了達到預(yù)定的韌性，紗線在其生產(chǎn)過程中被拉伸到一定的程度。細絲越被拉伸， 韌性就變得越高。由于有拉伸比的限制，故拉伸紗線在某一點后將導致細絲斷裂。在強度方面過去的經(jīng)驗基本認為，對于提高耐磨性能而言不需要較高的韌性，并且此外在紗線生產(chǎn)過程中產(chǎn)生抽絲問題，因此，BCF PP紗線和BCF PET紗線在最適宜水平的韌性上被制造從而具有好的流動性能(沒有斷絲)。與目前的信念相反，看起來，韌性增強到一定程度，PP或PET紗線并未增加斷絲(具有同樣的流動性能)，使得地毯的磨損性能增加。看起來， PP紗線或PET紗線當它們在高韌性區(qū)內(nèi)生產(chǎn)時就抗磨性而言具有有益的性能。因此，通過增加韌性，可以結(jié)合PET紗線或PP紗線的優(yōu)點在耐沾污性上超過PA紗線并具有改進的抗磨性。關(guān)于簇絨地毯的磨損性能，通過使用在50%到70%的伸長率時具有2. 6克力/分特(百分之一牛頓每分特)到3. 2克力/分特之間的韌性的BCF PP紗線而得到最好的結(jié)果。較優(yōu)地，所用的PP紗線的韌性在50%到65%的伸長率時處于2.8克力/分特(百分之一牛頓每分特)到3. 1克力/分特的范圍內(nèi)。令人驚訝地，這種特性也適用于BCF PET 紗線。關(guān)于簇絨地毯的磨損特性，通過使用在20%到40%的伸長率時具有2. 6克力/分特 (百分之一牛頓每分特)到3. 4克力/分特的韌性的BCF PET紗線而得到最好的結(jié)果。較優(yōu)地，所用的PET紗線的韌性在25%到35%的伸長率時處于2. 8克力/分特(百分之一牛頓每分特)到3. 2克力/分特的范圍。為了減少地毯的重量，單絲的直徑被減少。無論是PP紗線還是PET紗線，細絲的直徑處于5 20dpf (分特每絲，decitex per filament)。較優(yōu)地，用來制造簇絨地毯的 PP紗線具有6 12dpf的直徑。對于結(jié)合有磨損性能和特定韌性的PP紗線最好的結(jié)果通過7dpf的直徑給出。較優(yōu)地，用于制造簇絨地毯的PET紗線具有10 20dpf的直徑。對于結(jié)合有磨損性能和特定韌性的PET紗線最好的結(jié)果是通過15dpf的直徑給出。改性率應(yīng)當接近于一以在細絲直徑上具有高的一致性。典型地，對于BCF紗線，改性率在0. 9和1. 1 之間。為了達到與通常使用的地毯纖維相當?shù)哪p性能，諸如PA，通過制造具有纖細的分特每絲(dpf)的PP紗線的地毯而使用重量上較少的材料或者通過制造具有纖細的分特每絲(dpf)的PET紗線而相當于使用重量上較少的材料。PP紗線包括120到150根細絲， 較優(yōu)地包括130到140根細絲。重量相對性能的最佳比例可以以135根細絲的PP紗線來實現(xiàn)。PET紗線包括70到100根細絲，較優(yōu)地為75到90根細絲。重量相對性能的最佳比例可以以80根細絲的PET紗線來實現(xiàn)。每平方米細絲的數(shù)量也影響著簇絨地毯的觸覺感或觸摸感；通過更多數(shù)量的細絲來增強觸覺感。根據(jù)DIN 53754標準的磨損測試已經(jīng)顯示與PA紗線制造的已知地毯相當?shù)哪湍バ?。根?jù)本發(fā)明，由于韌性增加，絨毛層的耐磨性是優(yōu)于本領(lǐng)域已知的PP紗線或PET紗線的簇絨地毯。PP細絲以及PET細絲以不同的橫截面形狀制造，諸如圓形的、矩形的、多邊形的或其他形式的橫截面形狀以及中空的或帶芯的以及帶殼的細絲。根據(jù)本發(fā)明，PP或PET的BCF 紗線有利地由三葉形類型的細絲構(gòu)成用以制造地毯。根據(jù)本發(fā)明，簇絨地毯的絨毛重量是200gsm(克每平方米，grams per square meter)到750gsm，其取決于在汽車地毯鋪設(shè)的技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用。例如，根據(jù)本發(fā)明具有 PP紗線或PET紗線的地毯的絨毛重量處于250gsm到450gsm的范圍中，其中所述地毯用在具有最高磨損標準的車輛底板系統(tǒng)中。PP或PET相比于用在簇絨地毯中的其他人造纖維， 考慮到增加簇絨地毯的汽車應(yīng)用的環(huán)境證書的愿望，低重量同回收利用可能性一起越來越重要。根據(jù)本發(fā)明用在地毯中的BCF紗線以及主背襯層可以由20%到80%的回收的工業(yè)化后的廢物制成。在汽車應(yīng)用中地毯的一種染色類型是匹染(piece dyeing)。在匹染中，地毯以白色生產(chǎn)并在簇絨處理后應(yīng)用背涂層之前染色。另一種染色類型用于簇飾BCF紗線，其為紡前染色紗(solution dyed yarn)的類型。由于簇絨地毯準備在簇飾后使用，故紡前染色工藝在制造上具有優(yōu)點。有利地，PP紗線是紡前染色紗，然而由PET紗線制成的地毯通常是匹染的地毯。根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用，為了達到視覺的和觸覺的特性，在制造過程中，對于較纖細的 PP紗線，簇飾的規(guī)格較優(yōu)地選在5/64英寸。在PET紗線的情況下，5/64英寸、1/10英寸的規(guī)格是優(yōu)選的。簇飾的規(guī)格的選擇也影響應(yīng)力致白，當?shù)靥河捎诘装寤蜓b飾件的輪廓而產(chǎn)生形狀時，其表現(xiàn)出，每平方米的細絲越多，應(yīng)力致白就越少。也可以被用于兩者之中任一種聚合物的通常的簇飾規(guī)格為1/8英寸、5/32英寸以及1/10英寸。


根據(jù)附圖從下面對優(yōu)選的實施方式的詳細說明，本發(fā)明的上面的以及其他的優(yōu)點對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，其中圖1是車輛底板系統(tǒng)的示意性的橫截面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的簇絨的割絨地毯的示意性的橫截面圖。
具體實施例方式本發(fā)明大體上涉及車輛的底板系統(tǒng)、行李箱板側(cè)裝飾、可選的墊子或其他的內(nèi)部裝飾件以及更具體地，涉及簇絨的PP地毯或簇絨的PET地毯以及其生產(chǎn)方法。參考圖1，示出了大體上根據(jù)已知的現(xiàn)有技術(shù)的底板系統(tǒng)1的實施方式。車輛底板系統(tǒng)1包括三個主要組成部分，第一個主要組成部分為具有裝飾性的纖維頂層3的地毯2， 第二個主要組成部分為襯底4和第三個主要組成部分為具有聲音和振動衰減層的減振層 5。減振層5是與車輛的白車身、車身6接觸的層，該減振層大體上以泡沫和纖維材料作為 ■石出。襯底4可以是吸收體或阻隔層，并可以以纖維以及泡沫的組合材料作為基礎(chǔ)用以形成被控的多孔襯底。地毯2由絨毛層和主背襯層兩層形成。裝飾性的頂層3由成簇絨狀的紗線形成并構(gòu)成絨毛層。簇絨被縫合成主背襯層。該主背襯層由紡織材料或非紡織材料形成。絨毛層和主背襯層構(gòu)成地毯，其中背涂層構(gòu)成到襯底的區(qū)際層。大體上在車輛底板系統(tǒng)內(nèi)，絨毛層和主背襯層形成地毯。參考圖2，根據(jù)本發(fā)明以示意圖示出了成簇絨狀的割絨地毯2的實施方式。割絨以及圈絨地毯2的結(jié)構(gòu)除簇絨7的特征外均是相同的。簇絨地毯包括引入到主背襯層8中的簇絨7。然后在地毯2的上側(cè)將該簇絨割開。根據(jù)本發(fā)明，絨毛層7和主背襯層8形成簇絨地毯。為了將簇絨7在主背襯層8中鎖定在它們的位置上，在本技術(shù)領(lǐng)域中有幾種已知的可能性。例如為了將簇絨7保持在主背襯層8中，背涂層9相鄰于主背襯層8而形成?；蛘?，簇絨7和主背襯層在地毯的下側(cè)上被熔融在一起。取決于底板系統(tǒng)中的位置或其他汽車應(yīng)用以及地毯2的所希望的功能，可以將第三或更多的背襯層附接成鄰近于背涂層9。
簇絨7形成了被車輛的使用者看到并感覺到的絨毛層。該絨毛層由成簇絨狀的PP 或PET紗線構(gòu)成，該PP或PET紗線包括預(yù)定數(shù)量的細絲。由于纖細的細絲，故根據(jù)本發(fā)明的地毯每平方米的重量不會超過如本領(lǐng)域中已知的所制造的地毯的重量。
權(quán)利要求
1.一種用于在汽車應(yīng)用中的簇絨地毯，具有絨毛層和至少一主背襯層，其中，所述絨毛層具有絨毛重量并包含有膨化長絲(BCF)紗線，所述膨化長絲(BCF)紗線包含有預(yù)定數(shù)量的具有預(yù)定直徑的細絲，其特征在于，所述BCF紗線由在50%到70%的伸長率時具有在 2. 6cN/dtex (克力/分特)(百分之一牛頓每分特)和3. 2cN/dtex (克力/分特)之間的韌性的聚丙烯(PP)紗線構(gòu)成，或者由在20%到40%的伸長率時具有在2.6cN/dteX (克力/ 分特)到3. 4cN/dteX(克力/分特)之間的韌性的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)紗線構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地毯，其特征在于，所述細絲的所述預(yù)定直徑為5 20dpf (分特每絲)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地毯，其特征在于，所述細絲的所述預(yù)定數(shù)量為所述BCF 紗線的70 150根細絲。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地毯，其特征在于，所述PP紗線包括120 150根細絲。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地毯，其特征在于，所述PET紗線包括70 100根細絲。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的至少一個權(quán)利要求所述的地毯，其特征在于，所述紗線包括三葉形類型的細絲。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的至少一個權(quán)利要求所述的地毯，其特征在于，所述絨毛重量為200gsm(克每平方米)到750gsm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的至少一個權(quán)利要求所述的地毯，其特征在于，所述地毯在簇絨處理后被匹染。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的至少一個權(quán)利要求所述的地毯，其特征在于，所述紗線是紡前染色型紗線。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的至少一個權(quán)利要求所述的地毯，其特征在于，主背襯層和所述BCF紗線為相同類型的PP合成材料或者PET合成材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的地毯，其特征在于，一個或多個由與所述地毯相同類型的合成材料制成的附加層附接到所述地毯的下側(cè)。
12.—種生產(chǎn)具有根據(jù)權(quán)利要求1至7所述的BCF紗線的簇絨地毯的方法，其特征在于，將所述BCF紗線以5/64英寸的規(guī)格簇飾到主背襯層上，其中所述簇絨是縫合的，并且通過擠出或乳膠應(yīng)用或熱過程將背涂層施加到所述簇絨上以將所述成簇絨狀的紗線固定到所述主背襯層上。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在施加所述背涂層之前，所述簇絨地毯被匹染。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述主背襯層包含有與所述簇絨相同類型的合成材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求12-14中至少一個權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述紗線和所述主背襯層包含有20% -80%的再生的后工業(yè)廢物。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于在汽車應(yīng)用中的簇絨地毯。地毯由絨毛層和至少一主背襯層組成。絨毛層具有絨毛重量并包含有膨化長絲(BCF)紗線，膨化長絲(BCF)紗線包含具有預(yù)定直徑的預(yù)定數(shù)量的細絲。地毯以預(yù)定的規(guī)格被簇飾。BCF紗線由在50％到70％的伸長率時具有在2.6cN/dtex(百分之一牛頓每分特)和3.2cN/dtex之間的韌性的聚丙烯(PP)紗線構(gòu)成，或者由在20％到40％的伸長率時具有在2.6cN/dtex到3.4cN/dtex之間的韌性的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)紗線構(gòu)成。
文檔編號B60N3/04GK102459737SQ201080022712
公開日2012年5月16日 申請日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者梅加納坦·米納克施森達拉姆, 詹姆斯·P·泰勒 申請人:歐拓科技公司