CN103541092A - 一种pet安全气囊织物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PET安全气囊用织物，具体涉及一种具有高断裂比功、高强度、高伸长率和高柔软性的用于汽车安全气囊的织物。一种PET安全气囊织物，其特征是：组成织物的经纬纱均为PET纱线，在ISO13934拉伸强力测试标准条件下测得该织物具有30-50KJ/Kg的断裂比功，在温度为90℃、湿度为95%的湿热烘箱内老化处理4小时后织物拉伸断裂强力保持在96%以上；所用纱线的断裂比功大于100J/m3。本发明的PET气囊织物比普通PET织物在性能方面具有全面的优越性，且具有与PA66气囊织物相近的能量吸收性能、断裂伸长率以及撕裂强力，并且在断裂强力、针抓及硬挺度方面具有优越性。本发明的PET气囊织物具有很高的经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种PET安全气囊用织物，具体涉及一种具有高断裂比功、高强度、高伸长率和高柔软性的用于汽车安全气囊的织物，所用PET纱线具有高强力和高伸长率特性。
背景技术
汽车安全气囊作为一种乘驾人员的安全保护***，其主要作用是为了防止乘驾人在车辆碰撞过程中与车体内饰件发生二次碰撞。车辆碰撞时，汽车安全气囊对乘驾人生命安全起到了一定的积极保护作用，特别是车辆正面和侧面的碰撞下的保护尤为明显。从而，汽车安全气囊成为目前汽车行业广泛接受的一种乘员安全保护措施，安全气囊的使用明显提高了汽车的被动安全性。安全气囊***作为汽车乘驾人员的辅助安全保护设备，其由安全气囊、撞击传感器和充气***三部分构成。目前，安全气囊主要布置于汽车的驾驶盘和前排乘员的前方以及侧方（车内前排和后排）、车外等位置，为前方或侧方车辆的碰撞提供乘驾人员的安全保护。安全气囊绝大部分由纤细的尼龙纤维制成，折叠后装入方向盘或仪表盘等位置，气囊的内表面通常涂覆一层合成橡胶或硅橡胶保证其气密性，利用气囊内表面固定专门的带子保证气囊充气时使其保持一定形状。当车辆前方或侧方与车辆或其他物体撞击时，碰撞传感器监视碰撞过程中汽车速度减少程度来判断安全气囊是否应该弹出。
目前应用于安全气囊的纤维主要为锦纶。涤纶安全气囊织物目前来说是一个新型产品，其具有成本低、强度高、耐化学性好、受湿度变化的影响不明显等优点，现在仅处于国际主要生产厂家初步批量使用阶段，相对来说是一个高端行业。在非涂层织物的开发研制中,涤纶以其优异的特性占有了一定的使用率。传统安全气囊生产中,锦纶在做安全气囊材料时占有优势,但是只要用涤纶织物生产出的安全气囊具有锦纶气囊的高断裂比功、高断裂伸长率和高柔性,就可以替代锦纶生产安全气囊。
Nishimura等的美国专利5，540，965公开了一种通过收缩-定形处理获得的机织聚酯充气袋。该专利公开了优选的聚酯纤维的断裂伸长率在9-18%之间，如果断裂伸长率小于9%，所得机织物的拉伸韧性不足，如果断裂伸长率大于18%，机织物可能表现出干收缩不足。Kozauro等申请的日本专利7-186858公开了由韧度为9g/D且断裂伸长率为15%的聚酯长丝纱织成的轻型聚酯充气袋。上述专利均未对所织制聚酯织物的能量吸收和柔软度性能进行说明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高能量吸收、高强力、高伸长率、耐老化性能良好的PET安全气囊织物。
本发明的PET安全气囊织物由具有高强度、高伸缩和低模量的PET纤维经织造加工而成。该织物具有30-50KJ/Kg的断裂比功，具有普通PET织物所不具备的高能量吸收性能和高强力、高伸长性能。实现该气囊面料高能量吸收性的方法是对具有高强高伸缩和高韧度的聚酯纤维进行织造。普通PET纤维的断裂比功在70J/m3,该面料所用PET纤维的断裂比功大于100J/m3,从而实现了气囊面料高能量吸收。如果断裂比功小于30KJ/Kg，则织物不能有效吸收能量起到保护作用；如果使织物断裂比功大于50KJ/Kg则需要更高性能的PET纱线，将使价格升高。所用纤维断裂比功大于100J/m3时，有利于气囊织物断裂比功提高，提高气囊抗破坏性能。
一种PET安全气囊织物，其特征是：组成织物的经纬纱均为PET纱线，在ISO 13934拉伸强力测试标准条件下测得该织物具有30-50KJ/Kg的断裂比功，在温度为90℃、湿度为95%的湿热烘箱内老化处理4小时后织物拉伸断裂强力保持在96%以上；所用纱线的断裂比功大于100J/m3。
本发明的PET面料气囊织物，该气囊织物层中形成织物经纬向的纱线为PET纱线，其纤度为300-700D，长丝根数60-144，单纱强度为8-9.5g/D,断裂伸长率＞17%。如果PET长丝的纤度小于300D就会导致织物拉伸强力变小，在气囊展开时容易断裂，不能起到保护作用。如果PET长丝的纤度大于700D，就会导致织物的刚软度和收纳性变差。
本发明的PET面料安全气囊织物，该织物可以是涂层或非涂层织物。对于涂层织物，所用涂层为有机硅氧烷及其粘合剂，其涂布量为15-100g/m2。如果涂布量小于15g/m2,织物的透气度会变大，不利于气囊充气。如果涂布量大于100g/m2，则涂层织物变厚，气囊折叠厚度变大不利于气囊重量轻、体积小的发展趋势。对于该PET气囊织物涂布量优选为20-70g/m2。
本发明的PET面料安全气囊织物，所述织物层中织物的经纬向密度（又称经纬密）为25-70根/英寸。如果织物的经纬向密度小于25根/英寸,织物的强度太低，不能用作气囊织物。如果织物的经纬向密度大于70根/英寸，则制造困难并且织物较硬，不利于气囊的柔软度，充气时可能对人体造成一定伤害。考虑到织造条件及适用性，该织物的经纬向密度优选为41-64根/英寸。
本发明的PET面料安全气囊织物，该织物经纬向挺度小于20N。如果织物的经纬向挺度大于20N,在气囊展开时对于人体的冲击强度较大，可能对人体造成伤害。考虑到织造条件及适用性，该织物的硬挺度优选为4-10N。
本发明的PET面料安全气囊织物，该织物的经纬向拉伸断裂强力为2500N/5cm以上。如果织物的经纬向拉伸断裂强力小于2500N/5cm，则气囊在高温高压展开时，织物承受不住高压气流带来的拉伸破坏，织物断裂，起不到对人体的保护作用。
在室温下根据ASTM D 5034法测量的用于安全气囊的织物断裂伸长率可以为25-60%，且优选30-50%。就韧度而言，优选地，断裂伸长率≥25%。就耐边缘梳化性而言，同样优选地，断裂伸长率不超过60%。
本发明的PET面料安全气囊织物，该织物的经纬向针抓抵抗力为300-1000N。如果织物的经纬向针抓抵抗力小于300N，则织物在展开时物性不良。如果织物的针抓抵抗力高于1000N，则织物中丝与丝之间抱合力非常大，织物表面比较硬，气囊不易折叠。该织物针抓抵抗力优选为450-800N。
本发明的PET安全气囊织物，该织物的经纬向抗撕裂强力为100-400N。如果织物抗撕裂强力小于100N,气囊展开时可能***；如果抗撕裂强力大于400N，当气囊展开时，织物耐边缘梳化性降低，并且气密性快速劣化。据此该织物抗撕裂强力优选为150-380N。
本发明的PET面料安全气囊织物的生产方法包括整经、织造、精练、干燥定型及涂层。
本发明的PET面料安全气囊织物具有高能量吸收、高强力、高伸长率的性能。
具体实施方式
通过以下实施例，更加详细地说明本发明。实施例中的物性由下列方法测定。
织物与纤维的断裂比功
断裂比功= 
F表示织物或纤维被拉长了dl时提供给织物的载荷
dl表示织物或纤维被拉长了的长度
M表示织物或纤维的质量
厚度
根据ASTM D 1777厚度测量标准测量织物厚度。
经纬密
根据ASTM D 3775密度测试标准利用密度仪对织物密度进行测试。
拉伸强力
根据ISO 13934拉伸强力测试标准进行测量。具体方法是，在拉伸试验仪上把5*30（cm）的式样夹在拉伸强力专用装置上，夹头间距离为200mm，以200mm/min的速度进行试验。
针抓抵抗力
根据ASTM D6479-02针抓抵抗力的测试标准进行测量。具体方法是，在拉伸试验仪上把5*30（cm）的式样夹在针抓抵抗力测试专用装置上，拉伸试验仪的夹头间距离为20cm，以200mm/min的速度进行试验。
经纬向撕裂强力
根据ASTM D2261撕裂强度测试标准进行测量。具体方法是将75*200（mm）的样品夹在撕裂强度测试专用装置上，夹板间距离为76mm，以300mm/min的速度进行试验。
实施例1
采用纤度为315D、单纱根数为136根、断裂强力为29.8N、断裂伸长率为18%的PET原纱。将上述原纱经整经织造获得经纬密均为60根/英寸的平纹织物，对其进行精练热定型处理后得到安全气囊用织物，评价该织物的物性。将得到的气囊用织物在温度为90℃、湿度为95%的湿热烘箱内老化处理4小时，再评价老化处理后的织物物性，并表示于表1中。
实施例2
采用纤度为420D、单纱根数为105根、断裂强力为37.5N、断裂伸长率为18%的PET原纱。将上述原纱经整经织造获得经纬密均为49根/英寸的平纹织物，对其进行精练热定型和涂胶处理后得到涂层安全气囊用织物，评价该织物的物性。将得到的气囊用织物在温度为90℃、湿度为95%的湿热烘箱内老化处理4小时，再评价老化处理后的织物物性，并表示于表1中。
实施例3
采用纤度为630D、单纱根数为68根、断裂强力为58.5N、断裂伸长率为17.6%的PET原纱。将上述原纱经整经织造获得经纬密均为41根/英寸的平纹织物，对其进行精练热定型和涂胶加工后得到涂层安全气囊用织物，评价该织物的物性。将得到的气囊用织物在温度为90℃、湿度为95%的湿热烘箱内老化处理4小时，再评价老化处理后的织物物性，并表示于表1中。
比较例1
采用纤度为500D、单纱根数为105根、断裂强力为37.7N、断裂伸长率为14.2%的普通PET原纱。将上述原纱经整经织造获得经纬密均为49根/英寸的平纹织物，对其进行精练热定型处理后得到安全气囊用织物，评价该织物的物性。将得到的气囊用织物在温度为90℃、湿度为95%的湿热烘箱内老化处理4小时，再评价老化处理后的织物物性，并表示于表1中。
比较例2
采用纤度为315D、单纱根数为136根、断裂强力为28.4N、断裂伸长率为18.9%的PA66原纱。将上述原纱经整经织造获得经纬密均为41根/英寸的平纹织物，对其进行精练热定型得到安全气囊用织物，评价该织物的物性。将得到的气囊用织物在温度为90℃、湿度为95%的湿热烘箱内老化处理4小时，再评价老化处理后的织物物性，并表示于表1中。
比较例3
采用纤度为630D、单纱根数为68根、断裂强力为58.6N、断裂伸长率为19.3%的PA66原纱。将上述原纱经整经织造获得经纬密均为41根/英寸的平纹织物，对其进行精练热定型和涂胶加工后得到安全气囊用织物，评价该织物的物性。将得到的气囊用织物在温度为90℃、湿度为95%的湿热烘箱内老化处理4小时，再评价老化处理后的织物物性，并表示于表1中。
表1
从表中可以看出实施例与比较例1可看出本PET气囊织物比普通PET织物在性能方面具有全面的优越性。通过与比较例2和比较例3可得出本PET气囊织物具有与PA66气囊织物相近的能量吸收性能、断裂伸长率以及撕裂强力，并且在断裂强力、针抓及硬挺度方面具有优越性。由于价格优势明显，该PET气囊织物具有很高的经济价值。
Claims (9)
1.一种PET安全气囊织物，其特征是：组成织物的经纬纱均为PET纱线，在ISO 13934拉伸强力测试标准条件下测得该织物具有30-50KJ/Kg的断裂比功，在温度为90℃、湿度为95%的湿热烘箱内老化处理4小时后织物拉伸断裂强力保持在96%以上；所用纱线的断裂比功大于100J/m3。
2.根据权利要求1所述的PET安全气囊织物，其特征是：所述PET纱线纤度为300D-700D，长丝根数60-144，单纱强度为8-9.5g/D,断裂伸长率＞17%。
3.根据权利要求1或2所述的PET安全气囊织物，其特征是：该织物为涂层或非涂层织物。
4.根据权利要求3所述的PET安全气囊织物，其特征是：该织物为涂层织物，所述涂层织物的涂布量为15-100g/m2。
5.根据权利要求1或2所述的PET安全气囊织物，其特征是：该织物的经纬向密度为25-70根/英寸。
6.根据权利要求1或2所述的PET安全气囊织物，其特征是：该织物经纬向挺度＜20N。
7.根据权利要求1或2所述的PET安全气囊织物，其特征是：该织物经纬向拉伸强力大于3000N/5cm,断裂伸长率为25-35%。
8.根据权利要求1或2所述的PET安全气囊织物，其特征是：该织物经纬向针抓抵抗力为300-1000N。
9.根据权利要求1或2所述的PET安全气囊织物，其特征是：该织物经纬向撕裂强力为100-400N。
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