CN101033569B

CN101033569B - 安全气囊的无涂层织物及生产方法

Info

Publication number: CN101033569B
Application number: CN2006100388046A
Authority: CN
Inventors: 朱国华; 马燕男; 唐春燕; 土崎彻
Original assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2026-03-08
Also published as: CN101033569A

Abstract

本发明公开了一种安全气囊的无涂层织物及生产方法，经向和纬向滑脱抵抗力分别为350-850N和300-750N。生产方法包括将织物基布通过轧光加工制成，轧光加工的工艺条件为：轧光线压力为P＝50.0-200.0Kg/cm、轧光速度V＝10-35.0m/min、轧光温度T＝15-220℃、轧光回数：1-3回。本发明是从安全气囊使用的基布本身出发，提高基布自身的滑脱抵抗力，以此来提高缝制部位与织物间的滑移抵抗力。本发明的安全气囊织物在经过轧光加工后可以获得较高的滑脱抵抗力，从而可以间接地提高缝制部位与基布的滑移阻力。

Description

安全气囊的无涂层织物及生产方法

技术领域：

本发明涉及到一种在安全气囊在展开时，能够提高安全气囊袋在缝制处的抗滑移能力的安全气囊非涂层织物，及用于加工该织物的方法。

背景技术：

近年来作为汽车***件之一的安全气囊伴随着乘员对汽车安全意识的提高而得到迅速地安装，安全气囊成了车辆乘员不可或缺的安全保护装置。汽车安全气囊主要是由传感器、气体发生器和气囊组成。在撞车的瞬间，传感器采集撞车信号，计算机对信号识别、处理，点燃气体发生器，***所释放的气体将充满整个气囊，它可以吸收身体向前运动产生的冲击，并通过排放气体以释放能量，整个过程所需要的时间大约在100ms之内。

车辆在受到撞击时必须要求安全气囊在极短的时间内展开，以便能够迅速地吸收司乘人员所受撞击的能量，基于这样的情况要求安全气囊具有如下特性：展开时应具有低的透气性，以及为了防止安全气囊自身损坏、破裂的高强度，此外还应该具备必要的柔软性以防止展开时对人面部的擦伤。随着安全模块的小型化，对安全气囊的折叠性和收纳性及成本方面也提出了新的要求。在这些要求的特性中、高速展开和内压保持性是安全气囊的重要特性。

美国在2000年修改了FMVSS208法规，就气体发生器的二级化问题进行了探讨，因此有必要进行面向气体发生器二级化产生的高温高输出的安全气囊基布的开发，提高基布的滑移抵抗力。

为了解决这个问题，有不少公司从缝制部位与基布的滑移抵抗力方面进行了考虑并提出了改善的方法。例如专利WO2003/059702提出了用新的接缝方式来提高缝制部位与基布的滑移抵抗力。美国专利5470106号说明了在包围气体发生器连接的区域上使用机织物，可以改善抗滑移抵抗力。但是这些方法在操作性方面存在着一定的问题，此外使用补强布虽然会增加滑移抵抗力但是它会使产品的成本增加。

另外、在美国专利5296278里，提出了在缝制部位进行硅涂层的方法，这种方法也会带来成本的上升，不能满足汽车业界降低成本的要求。

为了满足汽车业界降低成本的要求，对安全气囊基布不进行树脂涂层加工，也就是说使用一种非涂层基布，作为与此相对应的技术：由高強度的具有优秀机械特性的尼龙66、尼龙6等锦纶纤维或聚酯系列纤维所构成的高密度非涂层气囊的研究在进行中。

这些非涂层基布本身具有一定的抗滑移性、并且在以前没有提出过高温、高输出气体发生器的气囊基布。

发明内容：

基于以往的发明背景，本发明的目的在于提出一种缝制部位抗滑移优良的安全气囊的无涂层织物及生产方法。

一种安全气囊的无涂层织物，其特征是：经向和纬向滑脱抵抗力分别为350-850N和300-750N的范围之内。滑脱抵抗力经向若小于350N、纬向小于300N，就不能适用于高温、高输出的气体发生器。具体就是说即使可以适用于驾驶席的190KPa点火器、但对于230KPa的高热型点火器来说、构成气囊外缝制部的开孔会变明显，不仅会造成气囊内压下降而且热风泄漏也会造成对司乘人员的伤害。另外、若滑脱抵抗力比经向的850N和纬向的750N大的话、安全气囊基布的刚软性将会增大，这样又会影响到安全气囊基布折叠小型化的问题。这里所说的滑脱抵抗力是用ASTM D—6479法測定的。

本发明气囊用织物是：

密度为50—55根/inch时，经向滑脱抵抗力为350-650N，纬向滑脱抵抗力为300-550N；密度为55—65根/inch时，经向滑脱抵抗力为450—850N，纬向滑脱抵抗力为400—750N。

密度低于50根/inch时、长丝与长丝间的交叉阻力会变小、不能满足滑脱抵抗力350N的要求；另外密度高于65根/inch时，织物的刚软度会增大织物***，不利于安全气囊的折叠小型化。

本发明的气囊用织物是：

本专利是根据滑脱抵抗力与织物的充填率、引抜強力之间的密接关系发明的。

充填率的特征是，织物内经纬单丝间的充填率为80％—95％。

另外，织物的经纬向引拔强力分别为10.0-30.0N/根和7.0-20.0N/根。充填率小于80％时，丝与丝的交叉阻力会变小，这时经向引抜強力将小于10.0N/根，纬向的引拔强力小于7.0N/根；经向的滑脱抵抗力小于350N，纬向的滑脱抵抗力小于300N，在本发明范围之外。充填率大于95％时，经向的引抜強力大于30.0N/根、纬向大于20.0N/根；此时，经向滑的脱抵抗力将大于850N和纬向大于750N，也在本发明范围之外。

本发明中安全气囊用织物充填率在80％—95％的范围内、而且织物表面的单丝具有扁平化特征以此来实现气囊基布最重要的低通気性。

本发明的气囊用织物表面单丝扁平率是：1.0-3.5。扁平率＝长轴/短轴。

本发明的安全气囊用织物的特征为，织物的通气度在0.005-0.160cc/cm²/sec的范围。通気度低于0.005cc/cm²/sec的话，就要进一步提高织物的充填率、这样织物就会变的很刚硬、效果不太理想。如果通気度高于0.160cc/cm²/sec。就不能满足安全气囊织物的高速展开性和内压保持性。

本发明的气囊用织物具有同等的经向和纬向密度：在50—65根/inch范围内较好。使用产业用高强度长丝时当密度低于50根/inch长丝与长丝间的交织阻力变小，经向的滑脱抵抗力会低于350N，纬向的滑脱抵抗力低于300N，这不属于本发明范围。另外当密度高于65根/inch时会使织物变的刚硬，效果不理想。

用于本发明的安全气囊织物的纤维，从原材料来说并没有特别的限定，可以使用尼龙66、尼龙6、尼龙46等脂肪族聚酰胺纤维，聚酰胺类纤维等芳香族聚酰胺纤维；聚丙稀纤维或聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等。聚酯纤维。作为其它的原料，也可以使用全芳香族聚酯纤维、超高分子量聚乙烯纤维、PPS纤维、聚醚酮纤维等，如果从成本方面来考虑，优先选取聚酯纤维或聚酰胺纤维。此外为了提高长丝在织造工艺或者后加工工艺中的加工性，这些纤维可以含有各种添加剂，例如抗静电剂、抗氧化剂、阻燃剂、润滑剂等。构成本发明的安全气囊织物长丝的细度为300—800dtex，优选细度为315—700dtex的长丝，当总细度小于300dtex的时候，安全气囊织物在折叠性和收纳性方面良好的性能，但是由于在强度方面存在着一定的问题，会使安全气囊在展开时发生破裂导致失去保护作用。由于汽车种类和装着部位的不同使得安全气囊所使用的基布在长丝细度方面有所差异，因此要根据车种和部位的不同选择合适的长丝细度。

一种安全气囊的无涂层织物的生产方法，其特征是：具有高滑脱抵抗力的安全气囊非涂层织物是将织物坯布通过轧光加工制成，轧光加工的工艺条件为：轧光线压力为P＝50.0—200.0Kg/cm、轧光速度V＝10.0—35.0m/min、轧光温度T＝15-220℃、轧光回数：1—3回。

通过对平纹织物的坯布进行轧光加工使之产生压缩。轧光线压力在P＝50.0—200.0Kg/cm范围内效果较好，线压力低于50.0Kg/cm时没有压缩效果；与此相反轧光线压力高于200.0Kg/cm时织物将会变得刚硬效果较差。

轧光速度在V＝10.0—35.0m/min范围内效果较好。当速度低于10.0m/min时实际的生产性不佳，会使产品的成本提高；与此相反轧光速度高于35.0m/min轧光达不到理想的效果。

使表面单丝的形状变得扁平化，以便实现低的通气性能。轧光的温度在T＝15-220℃的范围内较好。温度低于15℃时没有明显的效果，而且使用低温的轧光机会额外的带来成本上升的问题；当温度高于220℃时会使织物的尺寸稳定性变差且可能会由于温度过高造成聚合物会黏附到轧车上，从而使得轧光的效果不太理想。

轧光的次数主要是从压缩效果和加工的成本方面来考虑，选择1—3次的轧光次数。

本发明是从安全气囊使用的基布本身出发，提高基布自身的滑脱抵抗力，以此来提高缝制部位与织物间的滑移抵抗力。本发明的安全气囊织物在经过轧光加工后可以获得较高的滑脱抵抗力，从而可以间接地提高缝制部位与基布的滑移抵抗力。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式：

本说明书中和以下的实施例、比较例中所述的性能测试方法如下。

【滑脱抵抗力】

根据ASTM D6479-02滑脱抵抗力的测试标准进行测试。具体方法是，在拉伸试验仪上把5×30(cm)的试样夹到滑脱抵抗力测试专用的装置上，拉伸试验仪的夹头间距为20cm，以200mm/min的速度进行试验。

【通气度】

根据JIS 1019在瑞士制弗雷泽型通气性试验仪上进行测试。具体方法如下：把20×20(cm)的试样放入弗雷泽型通气性试验仪上，在设定空气压力为125Pa，测试单位为cc/cm²/sec的前提下测试流过试样的空气流量。

【引拔强力】

根据JIS L—1096的丝引拔测试方法对加工后的织物进行测试。调整试验仪夹距4cm后，把2×7(cm)的试样夹入试验仪中、以速度50mm/min对试样中的两根长丝进行引拔试验，测试长丝的引拔强力。

【充填率】

用扫描电镜在200倍率下拍摄织物的断面，对得到的SEM图片进行放大处理，并且在A3纸上打印图片，然后在图片上用剪刀把整个经向(纬向)长丝部分剪下来称量其重量A，在剪下的图片中再把单丝部分剪下来称量其重量B，根据公式：充填率＝B/A×100％计算充填率。

【扁平率】

用扫描电镜(SEM)在不小于200倍率下对试样的断面进行拍摄，测量单丝的长轴方向的最大长轴长度a和短轴方向的最大短轴长度b，各测试10个数据，根据公式：扁平率＝a/b计算，最后以10个数据的平均值作为经、纬向的扁平率。

【刚软度】

取2cm×15cm的安全气囊织物试样，采用斜面法测试试样的刚软度。在试样上放上带有刻度的滑板，并使试样的下垂端与滑板平齐。试验时将滑板徐徐推出，直到由于织物本身重量的作用而下垂触及斜面为止，可由滑板移动的距离得到试样的滑出长度。

实施例1

采用纤维细度为470dtex/72f、强度为8.4cN/dtex、伸长率为26％的圆形断面尼龙66长丝，用喷水织机进行织造安全气囊平纹织物。

在轧光速度为20.7m/min、轧光线压力为181.3kg/cm、轧光回数为1回的加工条件下用轧光机对长丝细度为470dtex、经纬密度为55根/inch的安全气囊无涂层织物进行讨论轧光时的温度对滑脱抵抗力的影响，关于轧光温度与滑脱抵抗力的加工结果具体见下表。从表1可以看出产品为抗滑移性能良好的安全气囊织物。

表1轧光温度试验结果

实施例2

采用纤维细度为470dtex/72f、强度为8.4cN/dtex、伸长率为26％的圆形断面尼龙66长丝，用喷水织机织造安全气囊平纹织物。

将密度为50—55根/inch、长丝的细度为300—800dtex的无涂层坯布通过轧光加工，轧光加工的工艺条件为：轧光线压力为P＝50.0—200.0Kg/cm、轧光速度V＝10—35.0m/min、轧光温度T＝15-220℃、轧光回数：1—3回。得到的产品经向滑脱抵抗力、纬向滑脱抵抗力、织物内经纬单丝间的充填率、织物的经纬向引拔强力、织物的通气度、经纬单丝的扁平率指标见表2。从表2中可以看出本实施例中产品的滑脱抵抗力在经向为350—850N，纬向为300—750N范围内而且抗滑移性能良好。

表2实施例2的试验结果

实施例3

采用纤维细度为470dtex/72f、强度为8.4cN/dtex、伸长率为26％的圆形断面尼龙66长丝，用喷水织机织造安全气囊的平纹织物。

将密度为55根/inch、长丝的细度为300—800dtex(可以是300、500、800dtex)的无涂层坯布通过轧光加工，轧光加工的工艺条件为：轧光线压力为P＝50.0—200.0Kg/cm(可以是50、100、150、200Kg/cm)、轧光速度V＝10—35.0m/min(例10、25、35m/min)、轧光温度T＝15-220℃(例15℃、100℃、220℃)、轧光回数：1—3回。得到的产品经向滑脱抵抗力、纬向滑脱抵抗力、织物内经纬单丝间的充填率、织物的经纬向引拔强力、织物的通气度、经纬单丝的扁平率指标见表3。从表3的实施例3中可以看出本实施例中的滑脱抵抗力在经向为350—850N，纬向为300—750N范围内而且抗滑移性能良好。

实施例4

采用纤维细度为420dtex/72f、强度为8.4cN/dtex、伸长率为26％的圆形断面尼龙66长丝，用喷水织机织造经纬密度为60根/inch的安全气囊平纹织物。将上述织造后的无涂层基布通过轧光加工，轧光加工的工艺条件为：轧光线压力为P＝50.0—200.0Kg/cm(可以是50、100、150、200Kg/cm)、轧光速度V＝10—35.0m/min(例10、25、35m/min)、轧光温度T＝15-220℃(例15℃、100℃、220℃)、轧光回数：1—3回。得到的产品经向滑脱抵抗力、纬向滑脱抵抗力、织物内经纬单丝间的充填率、织物的经纬向引拔强力、织物的通气度、经纬单丝的扁平率指标见表3。从表3的实施例4中可以看出本实施例中的滑脱抵抗力在经向为350—850N，纬向为300—750N范围内而且抗滑移性能良好。

实施例5：

将密度为50—55根/inch(可以具有同等的经向和纬向密度)、长丝的细度为300—800dtex(可以是300、500、800dtex)的无涂层坯布通过轧光加工，轧光加工的工艺条件为：轧光线压力为P＝50.0—200.0Kg/cm(可以是50、100、150、200Kg/cm)、轧光速度V＝10—35.0m/min(例10、25、35m/min)、轧光温度T＝15-220℃(例15℃、100℃、220℃)、轧光回数：1—3回。得到的产品经向滑脱抵抗力为350-650N，纬向滑脱抵抗力为300-550N；织物内经纬单丝间的充填率为80％—95％。织物的经纬向引拔强力分别为15.0-30.0N和7.0-20.0N。织物的通气度为0.005-0.160cc/cm²/sec。经纬单丝的扁平率为1.0-3.5。

实施例6：

将密度为55—60根/inch(可以具有同等的经向和纬向密度)、长丝的细度为300—800dtex(可以是300、500、800dtex)的无涂层基布通过轧光加工，轧光加工的工艺条件为：轧光线压力为P＝50.0—200.0Kg/cm(可以是50、100、150、200Kg/cm)、轧光速度V＝10—35.0m/min(例10、25、35m/min)、轧光温度T＝15-220℃(例15℃、100℃、220℃)、轧光回数：1—3回。得到的产品经向滑脱抵抗力为450—850N，纬向滑脱抵抗力为400—750N。织物内经纬单丝间的充填率为80％—95％。织物的经纬向引拔强力分别为15.0-30.0N和7.0-20.0N。织物的通气度为0.005-0.160cc/cm²/sec。经纬单丝的扁平率为1.0-3.5。

比较例1

采用纤维细度为470dtex/72f、强度为8.4cN/dtex、伸长率为26％的圆形断面尼龙66长丝，在喷水织机织造密度为49.5根/inch的平纹织物。

将上述织造后得到的织物通过轧光加工，具体的轧光加工工艺条件为轧光线压力为P＝50.0—200.0Kg/cm、轧光速度V＝10—35.0m/min轧光温度T＝15-220℃、轧光回数：1—3回。轧光后织物的性能见表3。从表3中可以发现经纬向密度低于50根/inch时，滑脱抵抗力经向小于350N，纬向小于300N，没有得到高滑脱抵抗力的安全气囊基布。

比较例2

采用同样规格的尼龙66长丝用喷水织机织造密度为66根/inch的安全气囊织物目前存在着一定的困难，没有具体实施此比较例。实施例3、4和比较例1、2的试验结果见表3。

表3实施例与比较例的试验结果

Claims

1.一种安全气囊的无涂层织物，其特征是：经向和纬向滑脱抵抗力分别为350-850N和300-750N；密度为50-55根/inch时，经向滑脱抵抗力为350-650N，纬向滑脱抵抗力为300-550N；密度为55-65根/inch时，经向滑脱抵抗力为450-850N，纬向滑脱抵抗力为400-750N；织物内经纬单丝间的充填率为80％-95％；经纬单丝的扁平率为1.0-3.5；具有同等的经向和纬向密度：50一65根/inch。

2.根据权利要求1所述的安全气囊的无涂层织物，其特征是：织物的经纬向引拔强力分别为10.0-30.0N/根和7.0-20.0N/根。

3.根据权利要求1所述的安全气囊的无涂层织物，其特征是：织物的通气度为0.005-0.160cc/cm²/sec。

4.根据权利要求1所述的安全气囊的无涂层织物，其特征是：安全气囊织物的长丝的细度范围为：300-800dtex。

5.一种权利要求1所述的安全气囊的无涂层织物的生产方法，其特征是：具有高滑脱抵抗力的安全气囊非涂层织物是将织物坯布通过轧光加工制成，轧光加工的工艺条件为：轧光线压力为P＝50.0-200.0Kg/cm、轧光速度V＝10.0-35.0m/min、轧光温度T＝150-190℃、轧光回数：1-3回。

6.根据权利要求5所述的安全气囊的无涂层织物的生产方法，其特征是：轧光温度T＝190℃。