CN101624776B - 安全气囊用非涂层织物及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种安全气囊用非涂层织物及生产方法，该织物上有机硅粒子附着量为0.5％-2.0％，且该织物的分解丝之间的动态摩擦系数为0.3-0.5。生产方法包括织物的织造，然后织物还经过后处理加工，所述的后处理加工是指将织物在有机硅溶液中至少处理一回，再经过热定型处理。用该织物制成的安全气囊在快速打开过程中，其缝合部位具有很好抗滑移性能，避免了内压力过大可能会造成的缝合部位破裂。同时该织物制成的安全气囊具有良好的柔软度，较低的通气度，高的尺寸稳定性。
Description
技术领域：
本发明涉及到一种通过特殊后加工处理的安全气囊用非涂层织物及其生产方法。
技术背景：
近年来，随着汽车性能的优化、路况的改善以及人们生活节奏的加快，车辆行驶的速度不断的提高。如何在激烈的碰撞事故中有效保障司乘人员的安全日益引起人们的重视。车辆在受到撞击时气囊快速充气，气囊内部产生巨大内压力，所以气囊织物必须具有较低的通气度，以形成人体与其前方机械构件之间的缓冲气囊。在人体与气囊接触过程中，通过气囊侧面、背面的排气孔快速排气使气囊快速收缩，吸收司乘人员向前运动的能量，避免了司乘人员被反弹回去造成的二次伤害。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司乘人员的冲击。
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。
专利CN1603174A中公开了用一种具有一定扁平度的异形截面合成纤维长丝织造的安全气囊织物，该织物虽然实现了较低的通气度，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，且织物的通气度变差。
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、低通气度等特性，但是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。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种具有较高的滑脱抵抗力，良好的柔软性、高的尺寸稳定性的安全气囊用非涂层织物及其生产方法。
以下对本发明进行详细说明：
本发明的安全气囊用非涂层织物，该织物上的有机硅附着量在0.5％-2.0％。如果有机硅附着量高于2.0％，安全气囊织物的手感会变硬；如果有机硅附着量低于0.5％，安全气囊织物滑脱抵抗力的提升效果不明显。其中
有机硅粒子附着量(％)＝(B A)/A
A：有机硅溶液处理前的织物克重(g/m2)
B：有机硅溶液处理后的织物克重(g/m2)。
该织物分解丝的之间的动态摩擦系数为0.3-0.5。具体测试方法：从安全气囊用织物的任意部位取出的分解丝，根据ASTM D 3412-2001纱线与纱线之间摩擦系数的标准试验方法，利用绞盘法进行摩擦系数测试。如果动态摩擦系数在0.3以下的话，滑脱抵抗力较低，缝制部位在安全气囊打开时的滑移较大；动态摩擦系数达到0.3以上的话，滑脱抵抗力较高，缝制部位在安全气囊打开时的滑移较小；动态摩擦系数达到0.4以上的话，效果更好；但是动态摩擦系数超过0.5的话，安全气囊织物手感会变硬。其中动态摩擦系数优选0.4-0.5。
本发明所述的动态摩擦系数，是指切向力即维持两个接触面之间匀速相对运动力和垂直力即使两接触面接触的力之间的比率。其具体方法是将单根纱线的两端加上同等预加张力夹，悬挂于仪器的用纱线样品覆盖的圆柱测量头上，当圆柱测量头旋转时，因纱线与圆柱体表面覆盖的纱线存在摩擦现象，随圆柱体转动方向一端的预加张力夹将向下滑动，落到随仪器的扭力天平秤钩上，测出摩擦力。根据单根纱线与圆柱体覆盖的纱线摩擦关系，可计算得摩擦系数。
该织物经向滑脱抵抗力为400N-900N，纬向滑脱抵抗力为400N-900N。如果滑脱抵抗力过低，安全气囊的缝合部位易滑移。如果滑脱抵抗力过高，安全气囊织物的柔软性将会受到影响，这样又会影响到安全气囊模块小型化的问题。其中经向滑脱抵抗力优选500N-800N，更优选600N-800N；纬向滑脱抵抗力优选450N-700N，更优选500N-650N。这里所说的滑脱抵抗力是根据ASTM D-6479法测定的。
该织物的经向刚软度在100mm以下，纬向刚软度在130mm以下。如果织物的经向刚软度超过100mm，纬向刚软度超过130mm，织物的手感较硬，在气囊打开过程中容易导致司乘人员面部擦伤。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。其中经向刚软度优选90mm以下，纬向刚软度优选120mm以下。这里所说的刚软度是根据JIS L-1096A法(45°悬臂法)测定的，它是评价安全气囊柔软性能一个非常重要的物理指标。
该织物在150℃×30min条件下进行干热处理，根据下面公式计算得到的经向干热收缩率在3.00％以下，纬向干热收缩率在3.00％以下。经纬向干热收缩率低于3.00％时，则尺寸稳定性较优。优选经向干热收缩率在2.00％以下，纬向干热收缩率在2.00％以下，
E＝(L0-L1)/L0×100
L0：织物热处理前的尺寸(cm)
L1：织物热处理前的尺寸(cm)
这里所说的干热收缩率是根据JIS L-1042法測定的。
本发明的安全气囊用非涂层织物，其合成纤维的细度为100dtex-1000dtex，合成纤维中单丝细度为0.1dtex-10dtex，合成纤维的长丝中含有60根-200根单丝。如果总细度过低，拉伸强力、撕裂强度太低，如果总细度过高，织物表面变硬挺。如果单丝细度过低，纺丝将显得比较困难；如果单丝细度过高，有损于织物的柔软性。合成纤维的细度优选300dtex-500dtex，单丝细度优选2.0dtex-6.0dtex。
本发明的安全气囊用非涂层织物的纤维，从原材料来说并没有特别的限定，从成本方面来考虑，优选聚酯纤维或聚酰胺纤维，一般使用尼龙66、尼龙6等聚酰胺纤维。此外，如果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、防滑剂、阻燃剂、润滑剂等。
合成纤维的长丝中含有60根-200根单丝，单丝根数过低则织物的通气度会偏大，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，优选72根-136根。
本发明的安全气囊用非涂层织物的织造可以采用喷气织机、剑杆织机、喷水织机等，并没有特殊限定。
本发明的安全气囊用非涂层织物织造后先通过有机硅溶液处理至少一回，具体方法为热定型机前增加1-2个用于盛放有机硅溶液的水槽和一个干燥机，使织物通过水槽并经过干燥，织物通过水槽的速度控制在20m/min-60m/min，优选30m/min-45m/min。然后再经过热定型加工处理，其中热定型温度为120℃-210℃，热定型时间为30s-90s。有机硅溶液处理1-2回即可达到提高滑脱抵抗力的效果，较低浓度的有机硅溶液，并不会影响气囊织物的柔软性，导致得织物的手感变硬，不利于折叠。如果通过有机硅溶液重复处理次数过多会导致过量的有机硅粒子附着在织物上，虽然能明显提高滑脱抵抗力，但是会影响织物手感。热定型温度过低则织物尺寸稳定性差，织物物性偏差大，热定型温度过高则织物撕裂强度降低，织物的延伸度降低。热定型时间过低则织物尺寸稳定性差，织物物性偏差大，热定型时间过高则织物撕裂强度降低，织物的延伸度降低。其热定型温度优选160℃-180℃，热定型时间选30s-60s。
本发明是从安全气囊用非涂层织物的后加工处理出发，提高织物自身的滑脱抵抗力，以此来提高缝制部位与织物间的滑移抵抗力。
本发明的安全气囊用非涂层织物具有较高的滑脱抵抗力，良好的柔软性、高的尺寸稳定性。
以下通过实施例对本发明作进一步说明。
本说明书和实施例、比较例中所述的测试方法及标准如下：
【动态摩擦系数】
根据ASTM D 3412-2001纱线与纱线之间摩擦系数的标准试验方法，利用绞盘法测定纺织材料摩擦系数原理进行测试。具体方法是将单根纱线的两端加上同等预加张力夹，悬挂于仪器的用纱线样品覆盖的圆柱测量头上，当圆柱测量头旋转时，因纱线与圆柱体表面覆盖的纱线存在摩擦现象，随圆柱体转动方向一端的预加张力夹将向下滑动，落到随仪器的扭力天平秤钩上，测出摩擦力。根据单根纱线与圆柱体覆盖的纱线摩擦关系μ＝ln(T2/T1)/θ，可计算摩擦系数μ。
μ：摩擦系数
ln：自然对数，是形成e(2.718)的基础
T1：平均输出张力
T2：平均输入张力
θ：包角，3.14rad(180°)
【滑脱抵抗力】
根据ASTM D 6479-02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。
【织物密度】
根据JIS L-1096法，把织物平放在桌面上，数出5cm间隔中丝的根数，在换算成一英寸的长度内丝的根数。
【刚软度】
根据JIS L-1096 A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≥24hr)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。
具体实施方式
有机硅溶液的配制：选用浙江日华化学公司的有机硅溶剂(防滑剂：NIKOSOLT S-6Z和NIKOSOLT 209)，溶液中不挥发物含量约21％，其主要成分为二氧化硅，有机硅溶剂∶水＝1.5∶98.5或3∶97，制得有机硅粒子重量浓度为0.3％或0.6％的有机硅溶液。
实施例1
采用纤维细度为470dtex，单丝根数为72f，截面为圆形的尼龙66长丝，用喷水织机织造得到密度为53根/inch的安全气囊用平纹织物，将制得的织物在有机硅粒子重量浓度为0.3％的阴离子型有机硅溶液(NIKOSOLT 209)中处理一回，处理速度为40m/min，再进行180℃×36s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2
采用纤维细度为470dtex，单丝根数为72f，截面为圆形的尼龙66长丝，用喷水织机织造得到密度为53根/inch的安全气囊平纹织物。将制得的织物在有机硅粒子重量浓度为0.6％的阴离子型有机硅溶液(NIKOSOLT 209)中处理一回，处理速度为40m/min，再进行热定型后处理180℃×36s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470dtex，单丝根数为72f，截面为圆形的尼龙66长丝，用喷水织机织造得到密度为53根/inch的安全气囊平纹织物。将制得的织物在有机硅粒子重量浓度为0.6％的阳离子型有机硅溶液(NIKOSOLT S-6Z)中处理一回，处理速度为40m/min，再进行热定型后处理180℃×36s加工。加工后安全气囊织物的结果见表1。
实施例4
采用纤维细度为470dtex，单丝根数为72f，截面为圆形的尼龙66长丝，用喷水织机织造得到密度为53根/inch的安全气囊平纹织物。将制得的织物在有机硅粒子重量浓度为0.6％的阳离子型有机硅溶液(NIKOSOLT S-6Z)中处理二回，处理速度为40m/min，再进行热定型后处理180℃×36s加工。加工后安全气囊织物的结果见表1。
比较例1
采用纤维细度为470dtex，单丝根数为72f，截面为圆形的尼龙66长丝，用喷水织机织造得到密度为53根/inch的安全气囊平纹织物。对织造后的安全气囊织物只进行热定型后处理180℃×36s加工。加工后安全气囊织物的结果见表1。
比较例2
采用纤维细度为470dtex，单丝根数为72f，截面为圆形的尼龙66长丝，用喷水织机织造得到密度为55根/inch的安全气囊平纹织物。对织造后的安全气囊织物只进行热定型后处理180℃×36s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
从表1中可以发现，织造后的气囊织物通过重量浓度为0.6％的有机硅溶液处理一回，再进行热定型后处理加工的安全气囊织物的滑脱抵抗力高于只进行热定型处理的气囊织物，能使气囊织物在打开过程中其缝制部位的滑移非常小，在保持较低通气度的前提下，同时具备有更好的柔软度，更高的尺寸稳定性。
Claims (6)
1.一种安全气囊用非涂层织物，其特征是：该织物上有机硅粒子附着量为0.5％-2.0％，且该织物的分解丝之间的动态摩擦系数为0.3-0.5，其中
有机硅粒子附着量％＝(B-A)/A
A：有机硅溶液处理前的织物克重，单位：g/m2
B：有机硅溶液处理后的织物克重，单位：g/m2，所述动态摩擦系数是根据ASTM D 3412-2001纱线与纱线之间摩擦系数的标准试验方法，利用绞盘法测定纺织材料摩擦系数原理进行测试得到的。
2.根据权利要求1所述的安全气囊用非涂层织物，其特征是：该织物的经向滑脱抵抗力为400N-900N，纬向滑脱抵抗力为400N-900N。
3.根据权利要求1或2所述的安全气囊用非涂层织物，其特征是：该织物的经向刚软度在100mm以下，纬向刚软度在130mm以下。
4.根据权利要求1或2所述的安全气囊用非涂层织物，其特征是：该织物的经向干热收缩率在3.00％以下，纬向干热收缩率在3.00％以下。
5.一种如权利要求1所述的安全气囊用非涂层织物的生产方法，包括织物的织造，其特征是：该织物还经过后处理加工，所述的后处理加工是指将织物在有机硅溶液中至少处理一回，再经过热定型处理。
6.根据权利要求5所述的安全气囊用非涂层织物的生产方法，其特征是：所述的热定型处理，其加工温度为120℃-210℃，时间为30s-90s。
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