CN101348962A - 安全气囊的非涂层织物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全气囊的非涂层织物，其特征是：根据ASTMD6479滑脱抵抗力测试标准测定，经向滑脱抵抗力为400－900N，纬向滑脱抵抗力为350－800N。本发明织物制成的气囊袋在袋子快速打开的膨胀过程中使袋子的缝合部位具有很好抗滑移性能，能使气囊高速的展开。同时织物制成的气囊袋具有良好的柔软度，高的尺寸稳定性。

Description

安全气囊的非涂层织物

技术领域：

本发明涉及到一种安全气囊非涂层织物。

背景技术：

近几年来，安全气囊成为了车辆成员不可缺少的安全保护装置，在车辆上的安装率迅速提高。安全气囊是在汽车发生撞击时，传感器感知撞击，由充气设备快速充气，使气囊迅速展开，有益于保护乘员的部件。

车辆在受到撞击时气囊快速充气，气流在气囊织物内表面产生巨大冲力，故在高压工作气流作用下，气囊织物必须具有一定的气密性，以形成人体与其前方机械构件之间的缓冲气囊。同时在人体与气囊接触过程中，气囊背离人体一面宜快速逸气，以防止气囊内压过大对人体产生碰撞反弹，从而造成对人体的第二次冲击损伤，同时也可以防止因头部与展开的气囊接触时间过长而造成的窒息事故。因此，气囊织物又必须具有一定的微透气性。同时，气囊在高速气流作用下展开时，受到拉伸、撕裂等综合作用，因此气囊必须达到一定的拉伸、撕裂强力，以承受气囊展开气流及乘员人员的冲击。

为了防止安全气囊在展开的过程中由于高温高压气体的作用导致缝制部位发生滑移过度，要求安全气囊织物必须具有较高的滑脱抵抗力。

此外，安全气囊还应具有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。

目前，气囊从耐热性、低透气度的目的出发涂层有橡胶的基布，由于其重量的增加、柔软性的降低、不易折叠和制造成本的增加，不能满足目前市场的发展要求。因此，非涂层气囊用基布已成为主要的发展趋势，并为其具有低的通气度、良好的滑脱性、柔软性等提出各种方案。

针对安全气囊低透气性的问题，在公开的专利中提出了不少的解决方案。

专利CN1603174A中公开了用一种截面含有异形形状的合成纤维长丝织造的安全气囊织物，具体说是采用了具有一定扁平度的长丝，该织物虽然实现了较低的透气性，但是由于扁平丝在织造时容易发生错乱偏离，从而使得织物的滑脱抵抗力降低，织物的透气性变差。

专利CN1381366A中公开了在采用高密度进行织物织造后，再通过收缩加工或轧光加工，使得织物具有轻质、低透气度等特性，但是在织物经过轧光加工后，会使得织物的撕裂强力下降，影响安全气囊织物的性能。

在上述的所有专利中，作为安全气囊重要的抗滑移性即滑脱抵抗力没有进行阐述。它们都是从织物的透气性方面来考虑织物的性能特征。

到目前为止，有一些公司从缝制部位与织物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织物的滑移抵抗力。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。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种具有高的滑脱抵抗力，性能好的安全气囊的非涂层织物。

本发明的技术解决方案是：

一种安全气囊的非涂层织物，其特征是：根据ASTM D6479滑脱抵抗力测试标准测定，经向滑脱抵抗力为400-900N，纬向滑脱抵抗力为350-800N。

优选经向滑脱抵抗力为500-800N，纬向滑脱抵抗力为400-700N。若滑脱抵抗力低于300N，则安全气囊的缝合部位易滑移。若滑脱抵抗力超过经向的900N和纬向的800N大，安全气囊基布的柔软性将会增大，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，它是评价安全气囊在缝制部位滑移的一个非常重要的物理指标。

根据公式(1)计算得到织物的理论覆盖系数(CF)为2150-2700；

$\mathrm{CF}=N_W\×\sqrt{D_W}+N_F\×\sqrt{D_F}$ (公式1)

N_W：织物的经向密度(根/inch)

D_W：织物中经向长丝的细度(dtex)

N₁：织物的纬向密度(根/inch)

D_F：织物中纬向长丝的细度(dtex)。

当织物的覆盖系数高于2700时，会使织物的手感发硬，安全气囊织物不易于折叠，导致安全模块的体积比较大，从而增加生产的成本。在保证安全气囊其他性能的条件下，织物的覆盖系数越小越好，但织物的覆盖系数越小，同时会造成透气性增大。

根据JIS L-1096A法(45°悬臂法)刚软度测试标准测定，经向刚软度在100mm以下，纬向刚软度在130mm以下。

优选经向刚软度在90mm以下，纬向刚软度在120mm以下。当织物的经向刚软度超过100mm，纬向刚软度超过130mm，则织物的手感较硬。在保证安全气囊其他性能的条件下，织物的柔软性能越小越好，且易于折叠。这里所说的干软度是用JIS L-1096A法(45°悬臂法)测定的，其是评价安全气囊柔软性能一个非常重要的物理指标。

根据JIS L-1042干热收缩率测试标准测定，根据公式(2)计算得到的经向干热收缩率在2.00％以下，纬向干热收缩率在2.00％以下；

E＝(L₀-L₁)/L₀×100(公式2)

L₀：织物热处理前的尺寸(cm)

L₁：织物热处理前的尺寸(cm)。

经纬向干热收缩率低于2.00％，则尺寸稳定性较优。这里所说的干热收缩率是用JIS L-1042法測定的，其是评价安全气囊尺寸稳定性的一个非常重要的物理指标。

织物使用原丝的沸水收缩率为8％-15％，织物中合成纤维的截面为圆形截面。如果沸水收缩率小于8％，在加工后得不到高密度的织物，而如果沸水收缩率超过15％，则加工后的织物厚度会增大，不易折叠。由于圆形截面的单丝在织造时单丝的排列不易发生错乱和偏离现象，因此可以获得具有稳定构造的织物。这里所说的沸水收缩率是用JISL-1013法測定的。

织物中合成纤维的细度为100-1000dtex，合成纤维中单丝细度为0.1-10dtex，合成纤维的长丝中含有60-150根单丝，织物是经过将织造后的坯布进行热定型加工处理制成。热定型加工的温度为180-210℃，时间为30-90s。

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。

本发明的安全气囊非涂层织物，合成纤维的细度优选为300-500dtex，单丝细度为2.0-6.0dtex。如果总细度低于100dtex，则拉伸强力、撕裂强度太低，如果总细度高于1000dtex，则织物表面***挺。如果单丝细度小于0.1dtex，则纺丝将显得比较困难；如果单丝细度大于10dtex，则有损于织物的柔软性。

合成纤维的长丝中含有60-150根单丝，优选72-136根，单丝根数过低则织物的透气性会偏大，尽管单丝根数越多越好，但因此而会增加纺丝的难度，同时也会提高织造的难度。

本发明的安全气囊非涂层织物可以采用喷气织机、剑杆织机、喷水织机等，并没有特殊限定。

本发明的安全气囊非涂层织物是经过热定型加工处理的，其热定型温度为180℃-210℃，时间30s-90s为较好。温度低于180℃则织物尺寸稳定性差，织物物性偏差大，温度高于210℃则织物撕裂强度降低，织物的延伸度降低。热定型时间低于30s则织物尺寸稳定性差，织物物性偏差大，热定型时间高于90s则织物撕裂强度降低，织物的延伸度降低。

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采用收缩丝织造后经过热定型加工处理，获得较高的滑脱抵抗力，高密度同时具备良好的柔软度，高的尺寸稳定性。

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。

【沸水收缩率】

根据JIS L-1013沸水收缩率的测试标准进行测试。具体方法是，用缕纱测长仪卷长丝20回，测定丝绞的初长L₀，再将丝绞放入沸水中沸煮30min，取出试样，用吸水纸吸干，水平状态自然干燥，再测定沸煮后的长度L_S。根据公式S＝(L₀-L_S)/L₀×100，计算沸水收缩率。

【织物密度】

根据JIS L 1096的方法，把织物平放在桌面上，数出5cm间隔中丝的根数，在换算成一英寸的距离内丝的根数。

【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5cm×30cm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。

【刚软度】

根据JIS L-1096A法(45°悬臂法)刚软度的测试标准进行测试。具体方法是，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。

【干热收缩率】

根据JIS L-1042干热收缩率的测试标准进行测试。具体方法是，试样尺寸为30cm×30cm，用直线在每个试样上标注20cm的线L₀，经纬向各3个，平均分布，进行150℃×30min热处理，调湿后(标准条件温度20±2℃，相对湿度65±2％，调湿≥4hr)再测定标线的距离L₁。根据公式E＝(L₀-L₁)/L₀×100，计算干热收缩率。

实施例1

采用纤维细度为470dtex，单丝根数为136f，强度为8.46cN/dtex、伸长率为23.5％，沸水收缩率为9.5％的圆形截面尼龙66长丝，在用喷水织机织造密度为53根/inch的安全气囊平纹织物。对织造后的安全气囊织物进行热定型后处理210℃×60s加工。加工后安全气囊织物的结果见表1。

实施例2

采用纤维细度为470dtex，单丝根数为136f，强度为8.46cN/dtex、伸长率为23.5％，沸水收缩率为9.5％的圆形截面尼龙66长丝，在用喷水织机织造密度为55根/inch的安全气囊平纹织物。对织造后的安全气囊织物进行热定型后处理210℃×60s加工。加工后安全气囊织物的结果见表1。

实施例3

采用纤维细度为350dtex，单丝根数为72f，强度为8.46cN/dtex、伸长率为23.5％，沸水收缩率为9.1％的圆形截面尼龙66长丝，在用喷水织机织造密度为63根/inch的安全气囊平纹织物。对织造后的安全气囊织物进行热定型后处理210℃×60s加工。加工后安全气囊织物的结果见表1。

表1安全气囊织物性能表

比较例1

采用纤维细度为470dtex，单丝根数为136f，强度为8.47cN/dtex、伸长率为23.0％，沸水收缩率为7.0％的圆形截面尼龙66长丝，在用喷水织机织造密度为53根/inch的安全气囊平纹织物。对织造后的安全气囊织物进行热定型后处理210℃×60s加工。加工后安全气囊织物的结果见表2。

表2安全气囊织物性能表

从表2中可以发现，经过热定型加工后，高沸水收缩率的丝织造的安全气囊织物滑脱抵抗力高于低沸水收缩率的丝织造的安全气囊织物，且同时具备有良好的柔软度，高的尺寸稳定性。

本发明的安全气囊用非涂层织物在安全气囊展开时，缝制部位的滑移非常少，而且具有良好的柔软性，尺寸稳定性。

Claims (8)

1、一种安全气囊的非涂层织物，其特征是：根据ASTM D6479滑脱抵抗力测试标准测定，经向滑脱抵抗力为400-900N，纬向滑脱抵抗力为350-800N。

2、根据权利要求1所述的安全气囊的非涂层织物，其特征是：根据公式(1)计算得到织物的理论覆盖系数(CF)为2150-2700；

$\mathrm{CF}=N_W\×\sqrt{D_W}+N_F\×\sqrt{D_F}$ (公式1)

N_W：织物的经向密度(根/inch)

D_W：织物中经向长丝的细度(dtex)

N_F：织物的纬向密度(根/inch)

D_F：织物中纬向长丝的细度(dtex)。

3、根据权利要求1或2所述的安全气囊的非涂层织物，其特征是：根据JIS L-1096 A法(45°悬臂法)刚软度测试标准测定，经向刚软度在100mm以下，纬向刚软度在130mm以下。

4、根据权利要求1或2所述的安全气囊的非涂层织物，其特征是：根据JIS L-1042干热收缩率测试标准测定，根据公式(2)计算得到的经向干热收缩率在2.00％以下，纬向干热收缩率在2.00％以下；

E＝(L₀-L₁)/L₀×100    (公式2)

L₀：织物热处理前的尺寸(cm)

L₁：织物热处理前的尺寸(cm)。

5、根据权利要求1或2所述的安全气囊的非涂层织物，其特征是：织物使用原丝的沸水收缩率为8％-15％，织物中合成纤维的截面为圆形截面。

6、根据权利要求1或2所述的安全气囊的非涂层织物，其特征是：织物中合成纤维的细度为100-1000dtex，合成纤维中单丝细度为0.1-10dtex，合成纤维的长丝中含有60-150根单丝。

7、根据权利要求1或2所述的安全气囊的非涂层织物，其特征是：织物是经过将织造后的坯布进行热定型加工处理制成。

8、根据权利要求7所述的安全气囊的无涂层织物，其特征是：热定型加工的温度为180-210℃，时间为30-90s。