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市场与行情
增长,挑战和机遇——非织造布在汽车中的应用
李燕立/文 2014/04/02

由于消费者期待更舒适和更安全的乘车环境,汽车制造商也期待通过原材料的革新和选用来节约成本、减轻重量,从而降低燃料消耗和CO2的排放,因此非织造布在汽车工业领域的应用不断增长。
虽然机织物和针织物仍然占据汽车设计中纺织品总用量的大部分,但是,非织造布的优越性能和低重量、低成本,正越来越多的吸引汽车的设计者。
北美日产公司的资深设计经理Francois Farion说:“非织造布在汽车工业中逐渐被接受,这一趋势的发生,不光是因为成本,还因为非织造布在轿车中的隔音效果更好。”
设计专家表示,以前汽车的内部设计没有得到足够的重视,而现在汽车制造商会把更多的时间和财力花在内部装饰的设计方面,而此时,非织造布是解决这一问题的重要手段之一。
Farion说:“在我们的设计中,非织造布的一个最新动态是,在汽车顶棚上使用印花材料,以此获得更好的视觉效果。此类更新用于2014Rogue和2014Versa Note两款车型。”
江森自控(Johnson Controls)是汽车座椅、天花板系统、车门、仪表盘和电子系统的制造商,公司的Vamsi Krishna Jasti经理说:“我们正把更多的非织造布用于汽车行业。因为非织造布生产速度快、价格低、易于加工成复合材料,所以,对非织造布的兴趣也越来越大。”
该公司最近和浙江万方新材料有限公司签订了一个协议,在海宁建设一个合资公司。江森自控成为世界500强中第一个在海宁投资的公司,新公司命名为浙江江森自控万方纺织技术有限公司。它将为中国及海外主要的汽车座椅和内饰生产商提供汽车用和功能织物。
Krishna说:“不论数量还是价值,非织造布在汽车上的使用正在增长,而且预计来年仍会增长。”
粗略地说,非织造布在汽车上有40项应用,不光是内饰,在汽车外部也有应用,比如,下部挡板和外车轮拱罩衬垫。
在近期召开的工程用织物的研究、创新、科学会议(Research, Innovation & Science for EngineeredFabrics(RISE))上,INDA的市场和研究总监Brad Kalil给出了当前耐用非织造布的市场情况。耐用非织造布占北美市场总吨位的32.5%。他认为,交通运输市场占了非织造布市场的5%,占了耐用非织造布市场的16%。INDA预测,由于汽车市场的回弹,消费者对舒适性持续增长的要求,使得其增长率大约为5.6%。
把非织造材料融入汽车内饰是一个挑战,因为消费认知还不太高。“我们相信,定性的选择,不论是外观上把材料做成毡子或法兰绒,还是做成浮雕装或者印花,都将有助于客户的接受。从汽车设计的愿景来看,我们正在寻找更多观念的创新,或者从我们非织造布供应商获得更多性能的选择。从购买的角度,成本效率仍然是关键。”


植物环保材料与汽车内饰

强调非织造材料的再循环能力是另一个关键因素,这将开启非织造布在汽车设计上的应用。为此,从塑料瓶回收而得的聚酯针刺非织造布正在轿车上得到应用。
例如,消费品生产巨人可口可乐公司和福特汽车公司最近联合开发一种内饰材料,这种材料,使用与可口可乐植物瓶技术(Coca-Cola’s PlantBottle Technology)包装相同的材料。(所谓植物瓶是指可口可乐公司把甘蔗转化为PET的一种原料,由此而生产的饮料包装瓶。)
两个公司共同发布了使用可口可乐植物瓶技术生产的内饰织物用于福特福星活力混合动力汽车(Ford Fusion Energi hybrid vehicle)座位垫子、座位靠背、头垫的包覆材料以及车门内衬和顶棚。这中正在开发中的汽车是一个标志,它第一次表明植物瓶技术被用到了包装之外,申明了两个全球核心的消费公司的承诺:使用再生性材料开发新的产品。
福特的可持续和汽车环境事务全球总管John Viera说:“在混合动力车上使用植物瓶技术,表明福特和可口可乐使用再生性材料替代石油和化石燃料的潜在能力,借此来减少未来汽车对环境的影响。”
在汽车背后的理念,是去年福特和可口可乐研究团队一起探索可持续创新机会时产生的。两个公司在很多产品中使用PET,一种耐用,长寿命,重量轻的塑料,包括塑料瓶,织物和地毯。这就为可回收和可再生技术提供了机会。
自2009年可口可乐公司采用植物瓶技术以来,作为第一个能部分使用植物生产的可再循环的PET塑料瓶,已经有180亿个植物瓶包装分散在28个国家,节省了40万桶石油。
假如植物瓶内饰织物能够成熟,这种福特模式,将节省400万磅石油衍生物,相应的节省汽油29.5万加仑,或者6000桶石油。
这项与福特的合作表明,植物瓶技术能够用到所有传统使用PET的地方,而且碳脚印要轻得多。
以植物瓶技术的成功为契机,福特公司又从植物环保瓶材料中获得一种新纤维,并能够织造成耐久的车用级PET织物。Fusion Energi,福特的混合动力中型轿车,被选定为测试这一产品的最佳车型,Fusion Energi是福特最节能高效的轿车。


汽车减重降噪新方案

汽车中的隔板和地板所用非织造毡毯是用一种新纤维制作的,这种纤维使用旋转喷射纺丝方法生产,该方法由欧托(Autoneum)公司开发,在瑞士生产。该公司声称,这种产品能显著减少重量并改善声学功能。
欧托是全球为汽车提供隔声/隔热材料的供应商,为全球轻型车制造商提供创新的和极具价格优势的产品,以减少噪音和提高隔热效率,提高乘坐舒适性和价格。
欧托的IFP-R2生产系统,采用旋转喷射纤维工艺,其设计优化了加工技术和环境功能。在这一工艺中,纤维混合物被准确的填入一个旋转的转鼓中。所得的中间产品再经模铸,成为最终产品的形状。除此之外,这一工艺使毡毯中的“声桥”减少,同时所需厚度可以准确定义,所需形状可以精确裁剪。随着这一工艺过程的优化,欧拓也实现了环境性能的改善——材料消耗综合效率从以前的80%提高到现在95%,而且剩下的材料还可以再生和重复使用。
IFP-R2已经在欧洲成功的运行,今后会在欧拓的欧洲及亚洲工厂中使用。这种紧凑的、可移动的系统可以在不同的生产位置间灵活的调运。对一些阻尼材料,欧拓的设计者还有一些其他技术,通过弱化或减少对汽车主体的震动,来减少让人感到不适的嗡嗡声。
AUTYL是欧拓的一种新型阻尼材料,可用于汽车主体的多个部位,以增加汽车的声学舒适性。同时,产品较轻的重量可以减少燃油的消耗,减少CO2的排放。在众多的用途中,AUTYL经过上色,适合用于汽车主体的外壳。在汽车组装过程中,给制造商更多的灵活性。由于它优越的粘合性能,可以用于平面或其他形状的制品,也可以用于垂直及水平的部件上,如前壁、车体、轮舱。
AUTYL的多层复合结构实现更好的声学效果,并超过当前环境标准的要求。德国的汽车制造商也使用AUTYL,并逐步推向欧洲以外的市场。
非织造布卷材生产商展开的创新,带给汽车更好的性能,如最佳的声学性能。加拿大Texel公司的ThermoFit技术,就瞄准了汽车内部的噪声来源。在这之前,这部分噪声被认为是不可控的。
Texel的业务部门经理Alex Alexis说:“非织造布在汽车市场表现出了很多优势。我们现在正寻求如何替代多种塑料挤出部件,因为非织造技术能减少重量并提供更好的声学性能。过去的4年,汽车市场有所增长,原因是北美汽车产量增加。我们预计,未来3年还会有所增长。”
由于针刺技术的使用,非织造布在汽车顶棚上的使用有所增长,因为针刺产品在模铸的过程中,能提供有效的伸长。比水刺更好用。该公司的Versaflex产品获得了更多的市场份额。在一些顶棚结构中,非织造布取代了泡沫,并在测试中确认了其优良的性能。
就全球趋势而言,Alexis预测,非织造面料在北美自由贸易区(NAFTA)会更加流行。“目前欧洲和日本汽车大量使用非织造布面料,市场明显向南移动。顶棚、地毯和干线客机将使用非织造布替代簇绒地毯,特别是在拉丁美洲市场。这就需要新的针刺技术和设备,生产新的图案和新的天鹅绒结构,满足市场标准。我们正期待墨西哥更多的需求。”
Texel从客户获得的最重要的信息是:减轻重量。提供轻型的解决方案,同时具有很好的刚度和声学阻尼是目前的主要任务。当然,要提供给客户不同的选择。使用天然纤维代替传统的PET、PP和玻璃纤维也是个趋势。Texel正开发多种天然基材与热固性树脂,这就要求有优异的涂层能力,打破原来的技术壁垒。
Texel最近投资1500万美元,用于Dilo生产线。新的Dilo设备每年能增加7吨的新型纤维加工能力,将让产品的宽度达到5.25米。这一新的生产线配有在线的烘箱和轧光辊,这样可以稳定并增加模铸基材的密度。
在技术方面,Texel的新型ThermoFit是黑色单层材料,由40%聚丙烯和60%聚酯构成。这一种基材是稳定的,在预热的过程中,不产生任何收缩。ThermoFit的设计本身就提供了适当的伸长和刚度,它适用于轮舱衬垫和汽车底部。
可持续性是工业企业面对的另一个挑战。Alexis说:“对我们客户所回收的纺织品进行再加工,并为该客户创造新的产品,是我们的努力方向。使用回收的纺织品不光本身是一个挑战,而且要创造一个封闭的物流环。Texel和其他的加拿大公司一起经营了一个新的回收中心,为的是推进我们的客户能封闭这一物流环,把回收的材料变成有用的纤维,再重新用于新的产品,从而避免垃圾填埋。”


满足客户不断的需求

科德宝通过日本宝翎公司(Vilene)为欧洲、亚洲、北美、南非和日本供应汽车内饰的非织造布。它在汽车用市场的核心产品是Lutradur(一种聚酯纺粘布),该产品用于生产植绒地毯。该公司最近推出Lutraflor产品,并迅速获得市场认可,在不牺牲技术性能的情况下,可作为针刺地毯的替代品。科德宝还用它的Soundtex M生产线,供应多种声学表面装饰织物,立体的或印花的非织造顶棚装饰织物依然吸引着整车厂用来替代传统顶棚材料的兴趣。
该公司正在实施集约型的开发活动,包括用于电动汽车燃料电池和锂离子电池组件的试生产和商业化。
大家都在为了满足整车厂更轻、更便宜的要求,寻求非织造布的更多使用。例如,车底部的护罩,过去全都是用钢铁和塑料制成,现在逐渐被更轻的用非织造布复合材料所替代。
随着汽车市场的复苏,全球汽车用非织造布市场会健康的持续发展。北美的汽车市场已经从2009年的危机中得到恢复,当时汽车的生产量几乎只有2006年顶峰时期的一半。在可预见的未来,北美市场的年增长率能够在3%~5%。作为世界汽车最大市场,中国仍然是整车厂战略计划中最优先考虑的,需要非织造布的一级供应商正在中国扩大经营,以此来支持他们的增长方案。
除了因为成本压力,而替代传统材料之外,全球对减少CO2排放、对汽车使用寿命的规定等,也促使人们选用更轻、可持续、可循环使用的材料。先进的非织造布技术在满足整车厂要求的同时,可以实现比传统纺织材料更低的成本。
终端用户近乎残酷的要求:高科技、安全、绿色、高燃油效率。这些是非织造布在汽车上增长的催化剂。整车厂在客户可以看到的和可以摸到的地方投入成本,而同时在其他地方节省成本。非织造布一般是用来替代价格高的,重量大的纺织品,所以,整车厂需要寻求创新的非织造布解决方案,寻求像柯德宝这样的二级供应商。
一级供应商需要更多的工程非织造布,即为一个最终应用目标而设计的非织造布。一些一级供应商需要对非织造布做一些增值操作,如满足高的阻燃性、疏水性或者特殊的粘合性等越来越多对性能的需求。
满足客户的需求是一个不断变化的过程。整车厂需要从一级供应商开始,到二级供应商,有一个完整的供应链。消费者对汽车的需求可以在几周之内产生戏剧性的变化,这样,整车厂的供应链就要产生快速反应。整车厂和一级供应商就要对非织造布的重量、颜色、宽度、技术属性作出快速的改变。非织造布的供应商也必须具有在几周之内快速改变的能力。
 

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