專利名稱：安全氣囊的無涂層織物及生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種在安全氣囊在展開時(shí)，能夠提高安全氣囊袋在縫制處的抗滑移能力的安全氣囊非涂層織物，及用于加工該織物的方法。
背景技術(shù)：
近年來作為汽車安全部件之一的安全氣囊伴隨著乘員對(duì)汽車安全意識(shí)的提高而得到迅速地安裝，安全氣囊成了車輛乘員不可或缺的安全保護(hù)裝置。汽車安全氣囊主要是由傳感器、氣體發(fā)生器和氣囊組成。在撞車的瞬間，傳感器采集撞車信號(hào)，計(jì)算機(jī)對(duì)信號(hào)識(shí)別、處理，點(diǎn)燃?xì)怏w發(fā)生器，爆炸所釋放的氣體將充滿整個(gè)氣囊，它可以吸收身體向前運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的沖擊，并通過排放氣體以釋放能量，整個(gè)過程所需要的時(shí)間大約在100ms之內(nèi)。
車輛在受到撞擊時(shí)必須要求安全氣囊在極短的時(shí)間內(nèi)展開，以便能夠迅速地吸收司乘人員所受撞擊的能量，基于這樣的情況要求安全氣囊具有如下特性展開時(shí)應(yīng)具有低的透氣性，以及為了防止安全氣囊自身損壞、破裂的高強(qiáng)度，此外還應(yīng)該具備必要的柔軟性以防止展開時(shí)對(duì)人面部的擦傷。隨著安全模塊的小型化，對(duì)安全氣囊的折疊性和收納性及成本方面也提出了新的要求。在這些要求的特性中、高速展開和內(nèi)壓保持性是安全氣囊的重要特性。
美國在2000年修改了FMVSS208法規(guī)，就氣體發(fā)生器的二級(jí)化問題進(jìn)行了探討，因此有必要進(jìn)行面向氣體發(fā)生器二級(jí)化產(chǎn)生的高溫高輸出的安全氣囊基布的開發(fā)，提高基布的滑移抵抗力。
為了解決這個(gè)問題，有不少公司從縫制部位與基布的滑移抵抗力方面進(jìn)行了考慮并提出了改善的方法。例如專利WO2003/059702提出了用新的接縫方式來提高縫制部位與基布的滑移抵抗力。美國專利5470106號(hào)說明了在包圍氣體發(fā)生器連接的區(qū)域上使用機(jī)織物，可以改善抗滑移抵抗力。但是這些方法在操作性方面存在著一定的問題，此外使用補(bǔ)強(qiáng)布雖然會(huì)增加滑移抵抗力但是它會(huì)使產(chǎn)品的成本增加。
另外、在美國專利5296278里，提出了在縫制部位進(jìn)行硅涂層的方法，這種方法也會(huì)帶來成本的上升，不能滿足汽車業(yè)界降低成本的要求。
為了滿足汽車業(yè)界降低成本的要求，對(duì)安全氣囊基布不進(jìn)行樹脂涂層加工，也就是說使用一種非涂層基布，作為與此相對(duì)應(yīng)的技術(shù)由高強(qiáng)度的具有優(yōu)秀機(jī)械特性的尼龍66、尼龍6等錦綸纖維或聚酯系列纖維所構(gòu)成的高密度非涂層氣囊的研究在進(jìn)行中。
這些非涂層基布本身具有一定的抗滑移性、并且在以前沒有提出過高溫、高輸出氣體發(fā)生器的氣囊基布。

發(fā)明內(nèi)容
基于以往的發(fā)明背景，本發(fā)明的目的在于提出一種縫制部位抗滑移優(yōu)良的安全氣囊的無涂層織物及生產(chǎn)方法。
一種安全氣囊的無涂層織物，其特征是經(jīng)向和緯向滑脫抵抗力分別為350-850N和300-750N的范圍之內(nèi)。滑脫抵抗力經(jīng)向若小于350N、緯向小于300N，就不能適用于高溫、高輸出的氣體發(fā)生器。具體就是說即使可以適用于駕駛席的190KPa點(diǎn)火器、但對(duì)于230KPa的高熱型點(diǎn)火器來說、構(gòu)成氣囊外縫制部的開孔會(huì)變明顯，不僅會(huì)造成氣囊內(nèi)壓下降而且熱風(fēng)泄漏也會(huì)造成對(duì)司乘人員的傷害。另外、若滑脫抵抗力比經(jīng)向的850N和緯向的750N大的話、安全氣囊基布的剛軟性將會(huì)增大，這樣又會(huì)影響到安全氣囊基布折疊小型化的問題。這里所說的滑脫抵抗力是用ASTM D-6479法測(cè)定的。
本發(fā)明氣囊用織物是密度為50-55根/inch時(shí)，經(jīng)向滑脫抵抗力為350-650N，緯向滑脫抵抗力為300-550N；密度為55-65根/inch時(shí)，經(jīng)向滑脫抵抗力為450-850N，緯向滑脫抵抗力為400-750N。
密度低于50根/inch時(shí)、長絲與長絲間的交叉阻力會(huì)變小、不能滿足滑脫抵抗力350N的要求；另外密度高于65根/inch時(shí)，織物的剛軟度會(huì)增大織物變硬，不利于安全氣囊的折疊小型化。
本發(fā)明的氣囊用織物是本專利是根據(jù)滑脫抵抗力與織物的充填率、引拔強(qiáng)力之間的密接關(guān)系發(fā)明的。
充填率的特征是，織物內(nèi)經(jīng)緯單絲間的充填率為80％-95％。
另外，織物的經(jīng)緯向引拔強(qiáng)力分別為10.0-30.0N/根和7.0-20.0N/根。充填率小于80％時(shí)，絲與絲的交叉阻力會(huì)變小，這時(shí)經(jīng)向引拔強(qiáng)力將小于10.0N/根，緯向的引拔強(qiáng)力小于7.0N/根；經(jīng)向的滑脫抵抗力小于350N，緯向的滑脫抵抗力小于300N，在本發(fā)明范圍之外。充填率大于95％時(shí)，經(jīng)向的引拔強(qiáng)力大于30.0N/根、緯向大于20.0N/根；此時(shí)，經(jīng)向滑的脫抵抗力將大于850N和緯向大于750N，也在本發(fā)明范圍之外。
本發(fā)明中安全氣囊用織物充填率在80％-95％的范圍內(nèi)、而且織物表面的單絲具有扁平化特征以此來實(shí)現(xiàn)氣囊基布最重要的低通気性。
本發(fā)明的氣囊用織物表面單絲扁平率是1.0-3.5。扁平率＝長軸/短軸。
本發(fā)明的安全氣囊用織物的特征為，織物的通氣度在0.005-0.160cc/cm2/sec的范圍。通気度低于0.005cc/cm2/sec的話，就要進(jìn)一步提高織物的充填率、這樣織物就會(huì)變的很剛硬、效果不太理想。如果通気度高于0.160cc/cm2/sec。就不能滿足安全氣囊織物的高速展開性和內(nèi)壓保持性。
本發(fā)明的氣囊用織物具有同等的經(jīng)向和緯向密度在50-65根/inch范圍內(nèi)較好。使用產(chǎn)業(yè)用高強(qiáng)度長絲時(shí)當(dāng)密度低于50根/inch長絲與長絲間的交織阻力變小，經(jīng)向的滑脫抵抗力會(huì)低于350N，緯向的滑脫抵抗力低于300N，這不屬于本發(fā)明范圍。另外當(dāng)密度高于65根/inch時(shí)會(huì)使織物變的剛硬，效果不理想。
用于本發(fā)明的安全氣囊織物的纖維，從原材料來說并沒有特別的限定，可以使用尼龍66、尼龍6、尼龍46等脂肪族聚酰胺纖維，聚酰胺類纖維等芳香族聚酰胺纖維；聚丙稀纖維或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯等。聚酯纖維。作為其它的原料，也可以使用全芳香族聚酯纖維、超高分子量聚乙烯纖維、PPS纖維、聚醚酮纖維等，如果從成本方面來考慮，優(yōu)先選取聚酯纖維或聚酰胺纖維。此外為了提高長絲在織造工藝或者后加工工藝中的加工性，這些纖維可以含有各種添加劑，例如抗靜電劑、抗氧化劑、阻燃劑、潤滑劑等。構(gòu)成本發(fā)明的安全氣囊織物長絲的細(xì)度為300-800dtex，優(yōu)選細(xì)度為315-700dtex的長絲，當(dāng)總細(xì)度小于300dtex的時(shí)候，安全氣囊織物在折疊性和收納性方面良好的性能，但是由于在強(qiáng)度方面存在著一定的問題，會(huì)使安全氣囊在展開時(shí)發(fā)生破裂導(dǎo)致失去保護(hù)作用。由于汽車種類和裝著部位的不同使得安全氣囊所使用的基布在長絲細(xì)度方面有所差異，因此要根據(jù)車種和部位的不同選擇合適的長絲細(xì)度。
一種安全氣囊的無涂層織物的生產(chǎn)方法，其特征是具有高滑脫抵抗力的安全氣囊非涂層織物是將織物坯布通過軋光加工制成，軋光加工的工藝條件為軋光線壓力為P＝50.0-200.0Kg/cm、軋光速度V＝10.0-35.0m/min、軋光溫度T＝15-220℃、軋光回?cái)?shù)1-3回。
通過對(duì)平紋織物的坯布進(jìn)行軋光加工使之產(chǎn)生壓縮。軋光線壓力在P＝50.0-200.0Kg/cm范圍內(nèi)效果較好，線壓力低于50.0Kg/cm時(shí)沒有壓縮效果；與此相反軋光線壓力高于200.0Kg/cm時(shí)織物將會(huì)變得剛硬效果較差。
軋光速度在V＝10.0-35.0m/min范圍內(nèi)效果較好。當(dāng)速度低于10.0m/min時(shí)實(shí)際的生產(chǎn)性不佳，會(huì)使產(chǎn)品的成本提高；與此相反軋光速度高于35.0m/min軋光達(dá)不到理想的效果。
使表面單絲的形狀變得扁平化，以便實(shí)現(xiàn)低的通氣性能。軋光的溫度在T＝15-220℃的范圍內(nèi)較好。溫度低于15℃時(shí)沒有明顯的效果，而且使用低溫的軋光機(jī)會(huì)額外的帶來成本上升的問題；當(dāng)溫度高于220℃時(shí)會(huì)使織物的尺寸穩(wěn)定性變差且可能會(huì)由于溫度過高造成聚合物會(huì)黏附到軋車上，從而使得軋光的效果不太理想。
軋光的次數(shù)主要是從壓縮效果和加工的成本方面來考慮，選擇1-3次的軋光次數(shù)。
本發(fā)明是從安全氣囊使用的基布本身出發(fā)，提高基布自身的滑脫抵抗力，以此來提高縫制部位與織物間的滑移抵抗力。本發(fā)明的安全氣囊織物在經(jīng)過軋光加工后可以獲得較高的滑脫抵抗力，從而可以間接地提高縫制部位與基布的滑移抵抗力。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式本說明書中和以下的實(shí)施例、比較例中所述的性能測(cè)試方法如下。
滑脫抵抗力根據(jù)ASTM D6479-02滑脫抵抗力的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。具體方法是，在拉伸試驗(yàn)儀上把5×30(cm)的試樣夾到滑脫抵抗力測(cè)試專用的裝置上，拉伸試驗(yàn)儀的夾頭間距為20cm，以200mm/min的速度進(jìn)行試驗(yàn)。
通氣度

根據(jù)JIS 1019在瑞士制弗雷澤型通氣性試驗(yàn)儀上進(jìn)行測(cè)試。具體方法如下把20×20(cm)的試樣放入弗雷澤型通氣性試驗(yàn)儀上，在設(shè)定空氣壓力為125Pa，測(cè)試單位為cc/cm2/sec的前提下測(cè)試流過試樣的空氣流量。
引拔強(qiáng)力根據(jù)JIS L-1096的絲引拔測(cè)試方法對(duì)加工后的織物進(jìn)行測(cè)試。調(diào)整試驗(yàn)儀夾距4cm后，把2×7(cm)的試樣夾入試驗(yàn)儀中、以速度50mm/min對(duì)試樣中的兩根長絲進(jìn)行引拔試驗(yàn)，測(cè)試長絲的引拔強(qiáng)力。
充填率用掃描電鏡在200倍率下拍攝織物的斷面，對(duì)得到的SEM圖片進(jìn)行放大處理，并且在A3紙上打印圖片，然后在圖片上用剪刀把整個(gè)經(jīng)向(緯向)長絲部分剪下來稱量其重量A，在剪下的圖片中再把單絲部分剪下來稱量其重量B，根據(jù)公式充填率＝B/A×100％計(jì)算充填率。
扁平率用掃描電鏡(SEM)在不小于200倍率下對(duì)試樣的斷面進(jìn)行拍攝，測(cè)量單絲的長軸方向的最大長軸長度a和短軸方向的最大短軸長度b，各測(cè)試10個(gè)數(shù)據(jù)，根據(jù)公式扁平率＝a/b計(jì)算，最后以10個(gè)數(shù)據(jù)的平均值作為經(jīng)、緯向的扁平率。
剛軟度取2cm×15cm的安全氣囊織物試樣，采用斜面法測(cè)試試樣的剛軟度。在試樣上放上帶有刻度的滑板，并使試樣的下垂端與滑板平齊。試驗(yàn)時(shí)將滑板徐徐推出，直到由于織物本身重量的作用而下垂觸及斜面為止，可由滑板移動(dòng)的距離得到試樣的滑出長度。
實(shí)施例1采用纖維細(xì)度為470dtex/72f、強(qiáng)度為8.4cN/dtex、伸長率為26％的圓形斷面尼龍66長絲，用噴水織機(jī)進(jìn)行織造安全氣囊平紋織物。
在軋光速度為20.7m/min、軋光線壓力為181.3kg/cm、軋光回?cái)?shù)為1回的加工條件下用軋光機(jī)對(duì)長絲細(xì)度為470dtex、經(jīng)緯密度為55根/inch的安全氣囊無涂層織物進(jìn)行討論軋光時(shí)的溫度對(duì)滑脫抵抗力的影響，關(guān)于軋光溫度與滑脫抵抗力的加工結(jié)果具體見下表。從表1可以看出產(chǎn)品為抗滑移性能良好的安全氣囊織物。
表1 軋光溫度試驗(yàn)結(jié)果

實(shí)施例2采用纖維細(xì)度為470dtex/72f、強(qiáng)度為8.4cN/dtex、伸長率為26％的圓形斷面尼龍66長絲，用噴水織機(jī)織造安全氣囊平紋織物。將密度為50-55根/inch、長絲的細(xì)度為300-800dtex的無涂層坯布通過軋光加工，軋光加工的工藝條件為軋光線壓力為P＝50.0-200.0Kg/cm、軋光速度V＝10-35.0m/min、軋光溫度T＝15-220℃、軋光回?cái)?shù)1-3回。得到的產(chǎn)品經(jīng)向滑脫抵抗力、緯向滑脫抵抗力、織物內(nèi)經(jīng)緯單絲間的充填率、織物的經(jīng)緯向引拔強(qiáng)力、織物的通氣度、經(jīng)緯單絲的扁平率指標(biāo)見表2。從表2中可以看出本實(shí)施例中產(chǎn)品的滑脫抵抗力在經(jīng)向?yàn)?50-850N，緯向?yàn)?00-750N范圍內(nèi)而且抗滑移性能良好。
表2 實(shí)施例2的試驗(yàn)結(jié)果

實(shí)施例3采用纖維細(xì)度為470drex/72f、強(qiáng)度為8.4cN/drex、伸長率為26％的圓形斷面尼龍66長絲，用噴水織機(jī)織造安全氣囊的平紋織物。
將密度為55根/inch、長絲的細(xì)度為300-800dtex(可以是300、500、800dtex)的無涂層坯布通過軋光加工，軋光加工的工藝條件為軋光線壓力為P＝50.0-200.0Kg/cm(可以是50、100、150、200Kg/cm)、軋光速度V＝10-35.0m/min(例10、25、35m/min)、軋光溫度T＝15-220℃(例15℃、100℃、220℃)、軋光回?cái)?shù)1-3回。得到的產(chǎn)品經(jīng)向滑脫抵抗力、緯向滑脫抵抗力、織物內(nèi)經(jīng)緯單絲間的充填率、織物的經(jīng)緯向引拔強(qiáng)力、織物的通氣度、經(jīng)緯單絲的扁平率指標(biāo)見表3。從表3的實(shí)施例3中可以看出本實(shí)施例中的滑脫抵抗力在經(jīng)向?yàn)?50-850N，緯向?yàn)?00-750N范圍內(nèi)而且抗滑移性能良好。
實(shí)施例4采用纖維細(xì)度為420dtex/72f、強(qiáng)度為8.4cN/dtex、伸長率為26％的圓形斷面尼龍66長絲，用噴水織機(jī)織造經(jīng)緯密度為60根/inch的安全氣囊平紋織物。將上述織造后的無涂層基布通過軋光加工，軋光加工的工藝條件為軋光線壓力為P＝50.0-200.0Kg/cm(可以是50、100、150、200Kg/cm)、軋光速度V＝10-35.0m/min(例10、25、35m/min)、軋光溫度T＝15-220℃(例15℃、100℃、220℃)、軋光回?cái)?shù)1-3回。得到的產(chǎn)品經(jīng)向滑脫抵抗力、緯向滑脫抵抗力、織物內(nèi)經(jīng)緯單絲間的充填率、織物的經(jīng)緯向引拔強(qiáng)力、織物的通氣度、經(jīng)緯單絲的扁平率指標(biāo)見表3。從表3的實(shí)施例4中可以看出本實(shí)施例中的滑脫抵抗力在經(jīng)向?yàn)?50-850N，緯向?yàn)?00-750N范圍內(nèi)而且抗滑移性能良好。
實(shí)施例5
將密度為50-55根/inch(可以具有同等的經(jīng)向和緯向密度)、長絲的細(xì)度為300-800dtex(可以是300、500、800dtex)的無涂層坯布通過軋光加工，軋光加工的工藝條件為軋光線壓力為P＝50.0-200.0Kg/cm(可以是50、100、150、200Kg/cm)、軋光速度V＝10-35.0m/min(例10、25、35m/min)、軋光溫度T＝15-220℃(例15℃、100℃、220℃)、軋光回?cái)?shù)1-3回。得到的產(chǎn)品經(jīng)向滑脫抵抗力為350-650N，緯向滑脫抵抗力為300-550N；織物內(nèi)經(jīng)緯單絲間的充填率為80％-95％?？椢锏慕?jīng)緯向引拔強(qiáng)力分別為15.0-30.0N和7.0-20.0N?？椢锏耐舛葹?.005-0.160cc/cm2/sec。經(jīng)緯單絲的扁平率為1.0-3.5。
實(shí)施例6將密度為55-60根/inch(可以具有同等的經(jīng)向和緯向密度)、長絲的細(xì)度為300-800dtex(可以是300、500、800dtex)的無涂層基布通過軋光加工，軋光加工的工藝條件為軋光線壓力為P＝50.0-200.0Kg/cm(可以是50、100、150、200Kg/cm)、軋光速度V＝10-35.0m/min(例10、25、35m/min)、軋光溫度T＝15-220℃(例15℃、100℃、220℃)、軋光回?cái)?shù)1-3回。得到的產(chǎn)品經(jīng)向滑脫抵抗力為450-850N，緯向滑脫抵抗力為400-750N。織物內(nèi)經(jīng)緯單絲間的充填率為80％-95％?？椢锏慕?jīng)緯向引拔強(qiáng)力分別為15.0-30.0N和7.0-20.0N?？椢锏耐舛葹?.005-0.160cc/cm2/sec。經(jīng)緯單絲的扁平率為1.0-3.5。
比較例1
采用纖維細(xì)度為470dtex/72f、強(qiáng)度為8.4cN/dtex、伸長率為26％的圓形斷面尼龍66長絲，在噴水織機(jī)織造密度為49.5根/inch的平紋織物。
將上述織造后得到的織物通過軋光加工，具體的軋光加工工藝條件為軋光線壓力為P＝50.0-200.0Kg/cm、軋光速度V＝10-35.0m/min軋光溫度T＝15-220℃、軋光回?cái)?shù)1-3回。軋光后織物的性能見表3。從表3中可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)緯向密度低于50根/inch時(shí)，滑脫抵抗力經(jīng)向小于350N，緯向小于300N，沒有得到高滑脫抵抗力的安全氣囊基布。
比較例2采用同樣規(guī)格的尼龍66長絲用噴水織機(jī)織造密度為66根/inch的安全氣囊織物目前存在著一定的困難，沒有具體實(shí)施此比較例。實(shí)施例3、4和比較例1、2的試驗(yàn)結(jié)果見表3。
表3 實(shí)施例與比較例的試驗(yàn)結(jié)果

權(quán)利要求
1.一種安全氣囊的無涂層織物，其特征是經(jīng)向和緯向滑脫抵抗力分別為350-850N和300-750N。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全氣囊的無涂層織物，其特征是密度為50-55根/inch時(shí)，經(jīng)向滑脫抵抗力為350-650N，緯向滑脫抵抗力為300-550N；密度為55-65根/inch時(shí)，經(jīng)向滑脫抵抗力為450-850N，緯向滑脫抵抗力為400-750N。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安全氣囊的無涂層織物，其特征是織物內(nèi)經(jīng)緯單絲間的充填率為80％-95％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安全氣囊的無涂層織物，其特征是織物的經(jīng)緯向引拔強(qiáng)力分別為10.0-30.0N/根和7.0-20.0N/根。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安全氣囊的無涂層織物，其特征是經(jīng)緯單絲的扁平率為1.0-3.5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安全氣囊的無涂層織物，其特征是織物的通氣度為0.005-0.160cc/cm2/sec。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安全氣囊的無涂層織物，其特征是具有同等的經(jīng)向和緯向密度50-65根/inch。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的安全氣囊的無涂層織物，其特征是安全氣囊織物的長絲的細(xì)度范圍為300-800dtex。
9.一種權(quán)利要求1所述的安全氣囊的無涂層織物的生產(chǎn)方法，其特征是具有高滑脫抵抗力的安全氣囊非涂層織物是將織物坯布通過軋光加工制成，軋光加工的工藝條件為軋光線壓力為P＝50.0-200.0Kg/cm、軋光速度V＝10.0-35.0m/min、軋光溫度T＝15-220℃、軋光回?cái)?shù)1-3回。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種安全氣囊的無涂層織物及生產(chǎn)方法，經(jīng)向和緯向滑脫抵抗力分別為350－850N和300－750N。生產(chǎn)方法包括將織物基布通過軋光加工制成，軋光加工的工藝條件為軋光線壓力為P＝50.0－200.0Kg/cm、軋光速度V＝10－35.0m/min、軋光溫度T＝15－220℃、軋光回?cái)?shù)1－3回。本發(fā)明是從安全氣囊使用的基布本身出發(fā)，提高基布自身的滑脫抵抗力，以此來提高縫制部位與織物間的滑移抵抗力。本發(fā)明的安全氣囊織物在經(jīng)過軋光加工后可以獲得較高的滑脫抵抗力，從而可以間接地提高縫制部位與基布的滑移阻力。
文檔編號(hào)D03D1/02GK101033569SQ20061003880
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2006年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者朱國華, 馬燕男, 唐春燕, 土崎徹 申請(qǐng)人:東麗纖維研究所(中國)有限公司