CN101643959A - 一种气囊用织物及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气囊用织物及其生产方法，该织物中，每1cm段的连续经纱和/或纬纱，其回缩率的标准偏差和回缩率平均值的比值为1.5％－15.0％。织造时，每1cm段的连续经纱和/或纬纱之间存在张力差异。本发明的织物的生产工艺简单，成本低，制成的气囊展开时不仅能够保持基本性能，而且缝制部分滑移很小。

Description

一种气囊用织物及其生产方法

技术领域：

本发明涉及一种气囊用织物，具体来说，是关于一种能保持基本性能并具有制成的气囊展开时，缝制部分滑移很小的织物。

背景技术：

近年来，随着汽车工业的快速发展和高速公路的开发和建设，汽车的行驶速度越来越快，交通事故的发生也更加频繁，所以汽车的安全性就变得尤为重要。作为汽车安全备件之一的安全气囊随着人们安全意识的提高而迅速提高安装率。安全气囊的基本工作过程：在发生碰撞后迅速在乘员和车内部件之间打开一个充满气体的袋子，让乘员扑在气囊上。通过气囊的排放节流阻尼吸收乘客的动能，使猛烈的车内碰撞得以缓冲，以达到保护乘客的目的。

气囊的发展已经经历了四个阶段：第一代产品是缝制型涂层织物气囊，其织物表面涂以氯丁烯，以达到阻气效果。第二代产品仍为缝制型涂层织物气囊，只是改为硅酮涂层。第三代产品是缝制型非涂层织物气囊，织物自身的结构具有阻气性。第四代产品是非涂层全成型，这种气囊在织机上加工成袋装，属于非缝制型。

目前，从气囊的耐热性、低透气度方面出发开展了很多研究。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，不能满足市场的发展需求。因此，无涂敷气囊用基布成为主要的发展趋势，并为其展开时缝制部分滑移很小、柔软性和低透气率提出各种方案。

在以往专利公开号CN101033569中提出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。将织物基布通过轧光加工制成，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。但其轧光加工工序提高了气囊用织物的生产成本。

专利公开号CN1381366中，公开了一种保持必要的机械特性并具有高压时透气率特性高的低透气率的气囊用高密度织物。但没有改善气囊用织物的滑脱抵抗力。

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。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，造成成本提高。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种保持气囊基本性能并在气囊展开时，缝制部分滑移很小的气囊用织物及其生产方法。

本发明的气囊用织物中每1cm段的连续经纱和/或纬纱，其回缩率的标准偏差和其回缩率平均值的比值为1.5％-15.0％，优选1.5％-10.0％，其中回缩率是根据下面的公式(3)计算：

$C(\%)=\frac{L-L_0}{L_0}\×100$ (式3)

L：从织物中拆下的纱线的伸直长度(mm)

L₀：在织物上标记长度(mm)

经向回缩率的具体测试方法是：根据GB 6529纺织品的调湿和试验用标准大气对样品进行16小时以上调湿后，在织物的经向上做500mm长的标记线，剪切有标志线的织物，剪切的长度不小于500mm。从剪切织物的一侧连续拆下10根标记线的经纱，拆下经纱的时候要先拆下剪切织物的一端，尽可能握住端部以免退捻，把这一头端置入测试装置的上端，使经纱的标志线和测试装置上端的基准线重合，然后从剪切织物中拆下纱线的另一端，置入一个重量为40gf夹钳内，放下夹钳，纱线呈伸直状态，并在该状态下测量其长度。

每1cm的连续经纱回缩率平均值的计算公式为：

$\stackrel{\‾}{X}=\frac{\mathrm{\Σ}{X}_i}{n}=\frac{X_1+X_2+\·\·\·{+X}_n}{n}$

n：是1cm的连续经纱的根数。

回缩率的标准偏差反映回缩率相对于其平均值的离散程度。

每1cm的连续经纱回缩率的标准偏差的计算公式为：

$S=\sqrt{\frac{\mathrm{n\Σ}{X}^2-{\left(\mathrm{\Σ}\stackrel{\‾}{X}\right)}^2}{n(n-1)}}$

经纱回缩率的标准偏差和其回缩率平均值的比值 $(\%)=\frac{S}{\stackrel{\‾}{X}}\×100$

纬纱与经纱回缩率的测试方法，及回缩率标准偏差的计算方法相同。

每1cm段的连续经纱和/或纬纱的回缩率的标准偏差和其回缩率平均值的比值大，则织物经、纬向的滑脱抵抗力较大。如果每1cm段的连续经纱和/或纬纱的同缩率的标准偏差和其回缩率平均值的比值＜1.5％时，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；而每1cm段的连续经纱和/或纬纱的回缩率的标准偏差和其回缩率平均值的比值＞15.0％时，则布面会起皱，影响织物的其他物性。

本发明的气囊用织物的经向滑脱抵抗力为400-1000N，纬向滑脱抵抗力为300-900N，织物的经纬向滑脱抵抗力优选400N以上。根据ASTM D6479-02滑脱抵抗力的测试标准进行测试。具体测试方法是，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。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。

本发明的气囊用织物经向的撕裂强度为100-400N，纬向的撕裂强度为100-400N，织物的经、纬向撕裂强度优选150N以上，最优选200N-300N。根据JISL1096：19998.15.A2撕裂强度(单舌法)的测试标准进行测试。具体方法是：将样品尺寸76mm×200mm(在试样短边正中沿纵向剪出一条长度75mm的切口)放在撕裂强度测试专用的装置上，测试装置上下夹口距离为100mm，上夹口移动速度为200mm/min的速度进行实验。若织物的经、纬向撕裂强度高于400N，则会造成织物在展开时透气性不良。如织物的滑脱抵抗力低于100N，则织物不能承受气囊展开时高压高温气流对气囊的冲击而产生的集中应力作用，不能起到对人体的保护作用。

本发明的气囊用织物，在压力为19.6KPa时，织物的透气度＜2.0L/cm²/min，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，失去对人体的保护作用。

本发明的气囊用高滑脱抵抗力织物，其尺寸变化率根据公式(4)计算得到，

$E(\%)=\frac{L_0-L_1}{L_0}\×100$ (式4)

L₀：织物热处理前的尺寸(cm)

L₁：织物热处理后的尺寸(cm)

其织物的经、纬向尺寸变化率均＜3.0％；本发明织物的经、纬向尺寸变化率在3.0％以下，优选2.5％以下，最优选1.5％以下。经、纬向尺寸变化率大于3.0％的织物厚度变厚，不利于气囊用织物的小型化。本发明的加热处理温度无特别规定，通常在150℃处理30分钟，处理可用烘箱。

本发明的气囊用织物的生产方法，包括整经、织造和干燥，分批整经机整经，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。织造时每1cm段的连续经纱和/或纬纱之间存在张力差异。具体来说，可以是每1cm段的连续经纱间有张力差异，也可以是每1cm段的连续纬纱间有张力差异，还可以是每1cm段连续经纱和纬纱间同时有张力差异。后梁到后织口之间每1cm段的连续经纱的张力差异率为5％-50％，优选7.5％-40％，其中经纱的张力差异率符合下面的计算公式(1)：

$D_j(\%)=\frac{T_0-T_1}{T_0}\×100$ (式1)

T₀：连续经纱中张力最大的纱线张力值(cN)

T₁：连续经纱中张力最小的纱线张力值(cN)

考虑到张力测量时的误差，如果每1cm段中连续经纱间的张力差异率小于5％的话，可以认为张力没有差异，而且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。若织造时后梁到后织口之间每1cm段的连续经纱间的张力差异率大于50％，则布面会起皱，影响织物的其他物性。

每1cm段的连续纬纱的张力差异率为5％-80％，优选为7.5％-50％，其中纬纱的张力差异率符合下面的计算公式(2)：

$D_w(\%)=\frac{T_0-T_1}{T_0}\×100$ (式2)

T₀：连续纬纱中张力最大的纱线张力值(cN)

T₁：连续纬纱中张力最小的纱线张力值(cN)

若织造时每1cm段的连续纬纱的张力差异率＜5％，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。若织造时每1cm段的连续纬纱的张力差异率＞80％，则布面会起皱，影响织物的其他物性。

本发明的织物的生产工艺简单，成本低，制成的气囊展开时不仅能够保持基本性能，而且缝制部分滑移很小。

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。

【织物经纱/纬纱回缩率的标准偏差】

L₀是在织物上标记长度，即在织物的经向(或纬向)上做500mm长的标记线；L是从织物中拆下的每根经纱(或纬纱)的伸直长度，即测量该经纱(或纬纱)的标记线在张力状态下的伸直长度。具体方法是：根据GB 6529纺织品的调湿和试验用标准大气对样品进行16小时以上调湿后，在织物的经向(或纬向)上做500mm长的标记线，剪切有标志线的织物，剪切的长度不小于500mm。从剪切织物的一侧连续拆下1cm内的所有经纱(或纬纱)，拆下经纱(或纬纱)的时候要先拆下剪切织物的一端，尽可能握住端部以免退捻，把这一头端置入测试装置的上端，使经纱(或纬纱)的标志线和测试装置上端的基准线重合，然后从剪切织物中拆下纱线的另一端，置入一个夹钳内，夹钳的重量(gf)取值为0.1(gf/D)×纱线的纤度值(D)，放下夹钳，纱线呈伸直状态，并在该状态下测量其长度。

每1cm的连续经纱(或纬纱)回缩率平均值的计算公式为：

$\stackrel{\‾}{X}=\frac{\mathrm{\Σ}{X}_i}{n}=\frac{X_1+X_2+\·\·\·{+X}_n}{n}$

n：是1cm中的连续经纱(或纬纱)的根数。

每1cm的连续经纱(或纬纱)回缩率的标准偏差的计算公式为：

$S=\sqrt{\frac{\mathrm{n\Σ}{X}^2-{\left(\mathrm{\Σ}\stackrel{\‾}{X}\right)}^2}{n(n-1)}}$

回缩率的标准偏差和其回缩率平均值的比值 $(\%)=\frac{S}{\stackrel{\‾}{X}}\×100$

【密度】

根据JIS L 10968.6密度法，用密度镜来测量织物的经纬密。

【厚度】

根据JIS L 10968.5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。

【撕裂强度(单舌)】

根据JIS L1096：19998.15.A2撕裂强度(单舌法)的测试标准进行测试。具体方法是：将样品尺寸76mm×200mm(在试样短边正中沿纵向剪出一条长度75mm的切口)放在撕裂强度测试专用的装置上，测试装置上下夹口距离为100mm，上夹口移动速度为200mm/min的速度进行实验。

【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个数据的平均值为最后的试验结果。

【尺寸变化率】

具体方法是：在同一纬向上取3个试样(即水平取样)，距离布边两侧各200mm，试样间距平均分布，样品尺寸300mm×300mm。在每个试样上标注200mm的线，经纬向各3个，平均分布。然后将试样放入150℃烘箱中，30分钟后取出，放入实验室调湿处理，测量并计算出织物尺寸变化率。

【张力差异率】

具体方法是：在织物织造时的经向、纬向各取10组试样，经向水平取样，距离布边两侧各200mm，试样间距平均分布。纬向取样时各组间距为100mm。每组试样取连续1cm内的纱线，然后用纱线张力仪测定纱线的张力。

其中连续纱线的张力差异率是根据下面的公式计算，

$D(\%)=\frac{T_0-T_1}{T_0}\×100$

T₀：连续纱线中张力最大的纱线张力值(cN)

T₁：连续纱线中张力最小的纱线张力值(cN)

实施例1

采用总纤度为470dtex、单丝根数为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，织造时后梁到后织口之间，每1cm的连续经纱间的张力差异率(测量10组数据)为10％，用喷水织机织造成平纹织物后，并在温度为80±2℃，速度为10±1米/分的干燥机中进行干燥处理，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、表3中。

实施例2

采用总纤度为470dtex、单丝根数为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％。经过分批整经机整经，织造时后梁到后织口之间，每1cm的连续经纱间的张力差异率(测量10组数据)为20％，用喷水织机织造成平纹织物后，并在温度为80±2℃，速度为10±1米/分的干燥机中进行干燥处理，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、表3中。

实施例3

采用总纤度为470dtex、单丝根数为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％。经过分批整经机整经，织造时后梁到后织口之间，每1cm的连续经纱间的张力差异率(测量10组数据)为35％，采用两个喷嘴的打纬，每1cm的连续纬纱间的张力差异率(测量10组数据)为15％，织造成平纹织物后，并在温度为80±2℃，速度为10±1米/分的干燥机中进行干燥处理，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、表2、表3中。

实施例4

采用总纤度为350dtex、单丝根数为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23.5％。经过分批整经机整经，织造时采用两个喷嘴的打纬，每1cm的连续纬纱间的张力差异率(测量10组数据)为50％，织造成平纹织物后，并在温度为80±2℃，速度为10±1米/分的干燥机中进行干燥处理，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、表2、表3中。

比较例1

采用用总纤度为470dtex、单丝根数为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，并在温度为80±2℃，速度为10±1米/分的干燥机中进行干燥处理，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、表2、表3中。

比较例2

采用总纤度为350dtex、单丝根数为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23.5％。经过分批整经，用喷水织机织造成平纹织物后，并在温度为80±2℃，速度为10±1米/分的干燥机中进行干燥处理，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、表2、表3中。

表1

表2

表3

Claims (9)

1、一种气囊用织物，其特征是：该织物中，每1cm段的连续经纱和/或纬纱的回缩率的标准偏差和其回缩率平均值的比值为1.5％-15.0％。

2、根据权利要求1所述的气囊用织物，其特征是：该织物的经向滑脱抵抗力为400-1000N，纬向滑脱抵抗力为300-900N。

3、根据权利要求1所述的气囊用织物，其特征是：该织物经向的撕裂强度为100-400N，纬向的撕裂强度为100-400N。

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＜2.0L/cm²/min。

5、根据权利要求1所述的气囊用织物，其特征是：该织物的经、纬向尺寸变化率＜3.0％。

6、一种气囊用织物的生产方法，包括整经、织造和干燥，其特征是：织造时，每1cm段的连续经纱和/或纬纱之间存在张力差异。

7、根据权利要求6所述的气囊用织物的生产方法，其特征是：织造时，后梁到后织口之间每1cm段的连续经纱之间的张力差异率为5％-50％，张力差异率符合下面的公式(1)：

$D_j(\%)=\frac{T_0-T_1}{T_0}\×100$ (式1)

T₀：连续经纱中张力最大的纱线张力值(cN)

T₁：连续经纱中张力最小的纱线张力值(cN)。

8、根据权利要求7所述的气囊用织物的生产方法，其特征是：织造时，后梁到后织口之间每1cm段的连续经纱之间的张力差异率优选7.5％-40％。

9、根据权利要求6所述的气囊用织物的生产方法，其特征是：织造时每1cm段的连续纬纱的张力差异率为5％-80％，张力差异率符合下面的公式(2)：

$D_w(\%)=\frac{T_0-T_1}{T_0}\×100$ (式2)

T₀：连续纬纱中张力最大的纱线张力值(cN)

T₁：连续纬纱中张力最小的纱线张力值(cN)。