CN101363154B

CN101363154B - 一种气囊用织物

Info

Publication number: CN101363154B
Application number: CN2008101293521A
Authority: CN
Inventors: 庄建国; 曹志丹; 土崎徹
Original assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2028-06-27
Also published as: CN101363154A

Abstract

本发明公开了一种气囊用织物，该织物截面上，每10根连续经纱和/或纬纱卷曲部分曲率半径的标准偏差和其曲率半径平均值的比值大于10.0％。本发明提供气囊展开时缝合部分滑移很小，柔软和低透气度的织物。

Description

一种气囊用织物

技术领域：

本发明涉及一种气囊展开时缝合部分滑移很小、柔软和低通气度的安全气囊非涂层织物。

技术背景：

近年来，作为汽车安全备件之一的气囊随着人们安全意识的提高而迅速提高安装率。汽车发生碰撞时，司机和乘客会高速撞向方向盘等车内部件，受到伤害。在汽车上安装安全带和安全气囊等保护系统，可以在撞车时把乘客约束在座椅上，限制乘客头部、胸部的移动距离，避免与车内部件发生剧烈碰撞，从而起到保护作用。气囊通过气囊的排放节流阻尼吸收乘客的动能以达到保护乘客的目的。

安全气囊可按碰撞方式、气囊数量和气囊触发机构来分类，但其基本组成相同，主要由识别系统(传感器)、充气系统(气体发生器)和气囊3部分组成。当汽车发生碰撞时，由安装在汽车前保险杠上的一对传感器来识别冲击强度，当超过预定强度时传感器将发出信号触发气体发生器中的推进燃料，由此产生的高温高速气流将原先折叠安装的气囊充涨展开，以保护司乘人员安全。从决定展开到气囊完全展开大约只需35ms左右；完全展开后，气囊将以一定方式放气，涂层气囊主要依靠气囊后部的2个气孔放气，而非涂层气囊主要依靠气囊织物本身的透气性来放气，整个安全气囊作用过程大约需150ms。目前，气囊从耐热性、低透气度的目的出发。涂敷有橡胶的基布，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，无涂敷气囊用基布已成为主要的发展趋势，并为其缝制部分滑移很小、柔软性和低透气率提出各种方案。在这种情况下，对无涂敷气囊基布，要求其具有较高的滑脱抵抗力、较好的柔软度和低透气率。

在以往例(1)专利公开号CN 1603174A中提出了一种轻质、具有低透气度的气袋用底布，该底布是通过织造合成纤维的长丝并经收缩加工而制造，合成纤维长丝中含有异形截面丝，异形截面丝的单丝截面扁平度为1.5-2.0，气袋用底布在20KPa压力下的透气度在0.7L/cm2/min以下；(2)专利公开号CN 1381366A里，使用热塑性纤维材料，制造一种在50kPa压差下的透气率为2.5L/cm²/min，布面覆盖系数为1800-2400的气囊用高密度织物；(3)专利WO98/55677中，用线密度范围是550-650分特，纱中单丝根数是100-125根的聚酰胺长丝制造的气袋，该织物加载强度动态透气性(SWDP)值的范围是0.1-0.3(l·mm/dm²·min·kPa)，更优选0.2-0.25(l·mm/dm²·min·kPa)；(4)专利WO98/31854讲述的用于气袋的工业用织物，是由粗的单丝纤度从5至14dtex和细的单丝纤度从1.5至5dtex的混合纱组成的，总纤度在30和1000dtex之间。纱线的粗丝和细丝是以1∶1至1∶5的比例均匀混合。制造得织物在低重量、良好的折叠性和低透气性的同时具有高的断裂强力和撕破强力。(5)专利WO96/05985所记载，采用热空气收缩的聚酰胺长丝作为原料，在温度为80-160℃和相对湿度为90-100％的条件下进行处理，放在张力框上干燥和定型等方法进行处理的用于制造碰撞缓冲气垫的无土层织物，其空气透过性少于3升/分米²/分钟，经纬纱的撕破强力大于110N；(6)专利公开号CN1637178A所记载一种聚酰胺纤维无涂层气囊用聚酰胺纤维，由该纤维制造的无涂层气囊用的织物，其拉伸强度为200-300kg，撕裂强度为25-40kg，透气性小于1.0立方厘米/平方厘米/秒。

但是上述的专利中没有讲述气囊用织物经、纬纱弯曲处曲率半径的标准偏差和经、纬纱弯曲处曲率半径的比值，没有涉及织物具有高的滑脱抵抗力，因而不能了解气囊用基布在展开时，缝合部分是否滑移很大。

在专利WO2005/045123里，记载了将有机硅组合物涂布到织物载体上并交联的方法，这种方法带来成本的上升，不能满足汽车业界降低成本的要求。

美国专利09/326368提出了用焊接接缝方式来提高缝制部位与基布的滑移抵抗力，但是由于织物焊珠不完全牢固，损害了聚合物焊珠产生的密闭结构。专利WO2001/023219应用一种新的焊接的方法，用缝合接缝加固，可以改善抗滑移抵抗力，但是由于该方法通常涉及使织物下侧的薄膜与第二层膜处理过的织物相接触并处于高频能量下，从而在两层织物之间的附着点处形成聚合物焊珠，增加后道工序，带来成本上升。

发明内容：

本发明鉴于上述存在的问题而提出的，其目的在于提供一种气囊展开时缝制部分滑移很小、柔软和低透气度的安全气囊非涂层织物。

为了解决这种问题，本发明之1特征在于，每10根连续经纱和/或纬纱卷曲部分曲率半径的标准偏差和其曲率半径平均值的比值、大于10.0％。包括每10根连续经纱卷曲部分曲率半径的标准偏差和其曲率半径平均值的比值大于10.0％、每10根连续纬纱卷曲部分曲率半径的标准偏差和其曲率半径平均值的比值大于10.0％、每10根连续经纱卷曲部分曲率半径的标准偏差和其曲率半径平均值的比值且每10根连续纬纱卷曲部分曲率半径的标准偏差和其曲率半径平均值的比值都大于10.0％三种方式。弯曲是指经纱和纬纱交织时，纱线的形状在接触处发生变化。弯曲处曲率半径就是纱线形状发生变化处的曲率半径。

具体做法是：用数码显微镜在35倍率下对试样的断面进行拍摄，由经、纬纱线相互交织处的弯曲形状做内接圆，该内接圆的半径为经、纬纱线相互交织弯曲处曲率半径，测量该内接圆的半径，依次测量10个数据，计算出的标准偏差作为织物经、纬纱弯曲处曲率半径的标准偏差。图1记载了本发明中织物经、纬纱弯曲处曲率半径的标准偏差的代表例。1表示织物中某一系统的纱线、2表示织物中另一系统的纱线、3表示经、纬纱交织处弯曲的内接圆、4表示内接圆的半径，也就是经、纬纱弯曲处曲率半径。当然，这只是代表例，并不仅限于此。本发明织物中每10根连续经纱和/或纬纱卷曲部分曲率半径的标准偏差和其曲率半径平均值的比值大于10.0％，优选为15.0％-20.0％。织物中经、纬纱弯曲处曲率半径的标准偏差和其弯曲处曲率半径的比值大，则织物经、纬向的滑脱抵抗力较大。若织物中每10根连续经纱/或纬纱卷曲部分曲率半径的标准偏差和其曲率半径平均值的比值均＜10.0％，则织物经纬向的滑脱抵抗力较小，不利于有效地防止高压高温气流对气囊的冲击和拉伸作用。

本发明之2为本发明之1所述的气囊用织物，经向滑脱抵抗力为500-1000N，纬向滑脱抵抗力为400-900N。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。如果详细地说明气囊用的高滑脱抵抗力织物的特征，则构成织物的经纬向滑脱抵抗力在500N以上为优选，600N-900N以上为最优选。高的滑脱抵抗力可使气囊承受充气时高压高温气流对气囊的冲击和拉伸作用。若织物的经、纬向滑脱抵抗力低于500N，则织物在展开时物性不良。如织物的滑脱抵抗力高于1000N，则织物丝与丝之间的抱合力非常大，织物表面比较硬，气囊不易折叠。

本发明之3为本发明之1所述的安全气囊用织物，其特征是，织物的经向刚软度为＜100mm，优选为80mm-100mm；纬向刚软度为＜140mm。优选为120mm-140mm。具体做法：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。若织物的经、纬向刚软度太大，会使织物的手感发硬，安全气囊织物不易于折叠，导致安全气囊模块的体积比较大，从而增加生产的成本，同时气囊织物在冲击时对人体造成擦伤。若织物的经、纬向刚软度太小，则气囊织物在展开时不能有效的阻止人体冲向方向盘的惯性力，起不到对人体的保护作用。

本发明之4为本发明之1所述的气囊用织物，在压力为19.6KPa时，织物的透气度＜2.0L/cm²/min以下，优选1.5L/cm²/min以下。在高压法通气性试验仪上进行此测试。具体测试方法如下：沿着织物的幅宽方向依次画直径为10cm的圆形试样13个，然后在19.6KPa的压力下测试每个试样的透气度，最后取中间9个数据的平均值最为最后的试验结果。若织物的透气度＞2.0L/cm²/min，则气囊不能及时地展开，导致失去对人体的保护作用。

发明之5为根据本发明1所述的气囊用织物，其特征是：根据下面的公式计算得到织物的理论覆盖系数(CF)为2000-2500。

CF = N_{W} \times \sqrt{D_{W}} + N_{F} \times \sqrt{D_{F}}

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)

本发明的非涂层安全气囊织物的理论覆盖系数(CF)优选为2200-2400，当织物的覆盖系数高于2500时，则增加织造时的麻烦、降低生产率而不理想。织物的覆盖系数是在2000以下，则得不到低透气率而为不良。

本发明之6为本发明1所述的气囊用织物，合成纤维的长丝中含有60-144根单丝、合成纤维的细度为：300-700dtex。

由于气囊的性能要求，目前用作气囊织物的原料主要从合成纤维中选用。聚酰胺纤维具有初始模量低、断裂伸长大、弹性好及热焓量高(聚酰胺66为620J/g，聚酰胺6为507J/g)等特点。纤维初始模量低，有利于织物将压力分布到较大面积上，从而使应力分布均匀；纤维断裂伸长大、弹性好，可使织物具有高能量吸收性和高抗冲击性；纤维热焓量高，可使其织物具有好的耐热性。此外，聚酰胺纤维的密度较小，在气囊织物经纬密不变时可使织物面密度减小。因此，聚酰胺纤维自安全气囊发明以来一直占有绝大部分的市场份额，尤其是聚酰胺66长丝。用于气囊织物的聚酰胺长丝规格品种繁多，纱线线密度在110～940dtex范围内都有应用，具体应用情况因国家(或地区)、应用场合(司机座还是前排客座)、织物(涂层织物还是非涂层织物)的不同而有所不同。

本发明从织物的柔软性、收纳性、滑脱抵抗力、撕裂强度等方面考虑，以总纤度在350-500dtex左右，单丝纤度在2-8dtex左右为最佳。本发明的整经方式是样本整经机或者分条整经机的整经方法，织造方法无特别限定，但考虑到底布的物性的均匀性，以平纹为宜，织机也无特别限定，可选用喷水织机、剑杆织机和喷气织机等。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图是反映本发明中织物经纱曲率半径的示图。

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。

【经、纬纱弯曲处曲率半径的标准偏差】

具体做法是：用数码显微镜在35倍率下对试样的断面进行拍摄，由经、纬纱线相互交织处的弯曲形状做内接圆，测量该内接圆的半径，依次测量10个数据，计算出的标准偏差作为织物经、纬纱弯曲处曲率半径的标准偏差。附图记载了本发明中织物经纱曲率半径的代表例。1表示织物中经向的纱线，2表示织物中纬向纱线，3表示经、纬纱交织处的内接圆，4表示内接圆的半径，也就是经纱卷曲部分的曲率半径。

【密度】

根据JIS L 1096 8.6密度法，用密度镜来测量织物的经纬密。

【厚度】

根据JIS L 1096 8.5厚度法，测试的压力为23.5kPa(240gf/cm2)。

【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。

【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。

【通气度】

在高压法透气性试验仪上进行此测试。具体测试方法如下：沿着织物的幅宽方向依次画直径为10cm的圆形试样13个，然后在19.6KPa的压力下测试每个试样的透气度，最后取中间9个数据的平均值最为最后的试验结果。

实施例1

采用总细度为470dtex、根数为72根、截面为圆形的锦纶66原纱，断裂强力为39.5N，断裂伸长率为23.5％。经过样本整经机整经，用喷水织机织造成平纹织物后，并在80℃进行干燥处理，获得经纱密度为53根/英寸、纬纱密度为53根/英寸的织物。评价该基布的特性，并示于表1中。

实施例2

采用总细度为470dtex、根数为136根、截面为圆形的锦纶66原纱，断裂强力为40.5N，断裂伸长率为23.0％。经过样本整经机整经，用喷水织机织造密度为53根/英寸平纹织物，对织造后的安全区气囊织物进行热定型后处理加工。加工后安全气囊织物的结果见表1。

实施例3

采用总细度为350dtex、根数为72根、截面为圆形的锦纶66原纱，断裂强力为29.6N，断裂伸长率为23.5％。经过整经机整经，用喷水织机织造成平纹织物后，并在温并在80℃进行干燥处理，获得经纱密度为59根/英寸、纬纱密度为59根/英寸的织物。评价该基布的特性，并示于表1中。

实施例4

采用总细度为350dtex、根数为136根、截面为圆形的锦纶66原纱，断裂强力为30.6N，断裂伸长率为23.0％。经过整经机整经，用喷水织机织造成平纹织物后，并在温并在80℃进行干燥处理，获得经纱密度为59根/英寸、纬纱密度为59根/英寸的织物。评价该基布的特性，并示于表1中。

比较例1

采用用总细度为470dtex、根数为72根、截面为圆形的锦纶66原纱，断裂强力为39.5N，断裂伸长率为23.5％。经过分批整经，用喷水织机织造成平纹织物后，并在80℃进行干燥处理，获得经纱密度为53根/英寸、纬纱密度为53根/英寸的织物。评价该基布的特性，并示于表1中。

比较例2

采用总细度为470dtex、根数为136根、截面为圆形的锦纶66高收缩丝，断裂强力为30.6N，断裂伸长率为23.0％。经过分批整经机整经，用喷水织机织造密度为53根/英寸平纹织物，对织造后的安全区气囊织物进行热定型后处理加工。加工后安全气囊织物的结果见表1。

比较例3

采用用总细度为350dtex、根数为72根、截面为圆形的锦纶66原纱，断裂强力为29.6N，断裂伸长率为23.5％。经过分批整经，用喷水织机织造成平纹织物后，并在80℃进行干燥处理，获得经纱密度为59根/英寸、纬纱密度为59根/英寸的织物。评价该基布的特性，并示于表1中。

比较例4

采用总细度为350dtex、根数为136根、截面为圆形的锦纶66高收缩丝，断裂强力为30.6N，断裂伸长率为23.0％。经过分批整经机整经，喷水织机织造成平纹织物后，并在80℃进行干燥处理，获得经纱密度为59根/英寸、纬纱密度为59根/英寸的织物。评价该基布的特性，并示于表1中。

表1

如表1的实施例1、实施例2、实施例3和实施例4，可知：每10根连续经纱和/或纬纱卷曲部分曲率半径的标准偏差和其曲率半径平均值的比值大于10.0％时，织物的滑脱抵抗力高。

本发明可以提供种一种气囊展开时缝合部分滑移很小，柔软和低透气度的织物。

Claims

1.一种气囊用织物，其特征是：该织物截面上，每10根连续经纱和/或纬纱卷曲部分曲率半径的标准偏差和其曲率半径平均值的比值大于10.0％；即每10根连续经纱卷曲部分曲率半径的标准偏差和每10根连续经纱卷曲部分曲率半径平均值的比值大于10.0％或每10根连续纬纱卷曲部分曲率半径的标准偏差和每10根连续纬纱卷曲部分曲率半径平均值的比值大于10.0％或每10根连续经纱卷曲部分曲率半径的标准偏差和每10根连续经纱卷曲部分曲率半径平均值的比值且每10根连续纬纱卷曲部分曲率半径的标准偏差和每10根连续纬纱卷曲部分曲率半径平均值的比值都大于10.0％。

2.根据权利要求1所述的气囊用织物，其特征是：该织物经向滑脱抵抗力为500-1000N，纬向滑脱抵抗力为400-900N。

3.根据权利要求1所述的气囊用织物，其特征是：该织物的经向刚软度＜100mm，纬向刚软度＜140mm。

4.根据权利要求1所述的气囊用织物，其特征是：在压力为19.6KPa时，该织物的透气度为＜2.0L/cm²/min。

5.根据权利要求1所述的气囊用织物，其特征是：组成该织物经、纬纱的合成纤维的长丝中含有60-144根单丝、织物中合成纤维的总细度为：300-700dtex。