CN103541224A - 安全气囊用织物、全成形型安全气囊及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安全气囊用织物，其经纬纱由聚酰胺或聚酯纤维组成，其特征在于：所述聚酰胺或聚酯纤维的干热收缩率与湿热收缩率均在5%以下，且经过热水、热风处理及在所述织物表面涂覆35-115g/㎡的硅胶树脂之后所述安全气囊织物的尺寸的变化率小于3%。本发明还涉及一种包括所述安全气囊用织物的全成形型安全气囊及其制造方法。本发明在降低成本的基础上解决了目前全成形型安全气囊的尺寸稳定性、平整性、气密性、高强度、耐老化等问题。

Description

安全气囊用织物、全成形型安全气囊及其制造方法

技术领域

  本发明涉及一种安全气囊用织物，该安全气囊用织物使用聚酯纱线部分或全部替代传统的尼龙纱线，而气囊的各项性能指标均满足要求。本发明还涉及一种包括所述安全气囊用织物的全成形型安全气囊及其制造方法。

背景技术

近年来，汽车安全气囊在汽车碰撞时给人类提供了较大的保护，减少了伤害。人们对安全气囊的要求越来越高，例如良好的尺寸稳定性、平整性、气密性、高强度、耐老化以及低成本。聚酰胺纤维（例如尼龙66）在各项指标上都能满足，但其价格昂贵。聚酯的价格相对便宜，各项性能也能满足气囊面料的要求，但其在高温高湿的环境下分子链断裂造成老化之后的性能下降。

在全成形型安全气囊中，大多用于汽车的侧面，用来保护人体在汽车翻滚时不受伤害，通常汽车翻滚要经过数秒钟甚至更长时间，因此会要求气囊在展开之后8秒内气囊的压强不小于40kPa。对于全成形型安全气囊来说，不是经过缝制而成，而是依靠上下两层织物织造在一起，这样织物的组织结构发生变化，接缝处的形状、强度、气密性以及尺寸稳定性都将发生变化，因此全成形型安全气囊不仅要满足性能的需求，而且外观也要求平整。

  CN 102958760 A涉及一种由一片式织就的安全气囊材料构成的安全气囊，该气囊中的经纱聚酰胺和纬纱聚酯纱具有相同的线密度，但材质的不同，会使屈曲波高存在差异，这样在涂胶时经纬组织点上的涂胶量也会相差很大，低涂层下很难保证气囊的气密性。

  CN102325673 A涉及一种含有聚酯纱线的气囊织物，该发明只对比涂层在耐老化前后的差异，完全没有记载聚酯气囊织物在老化之后的强度能否满足要求。

发明内容

本发明在降低成本的基础上解决了目前全成形型安全气囊的尺寸稳定性、平整性、气密性、高强度、耐老化等问题。通过选取具有耐老化性能的低收缩聚酯纤维配合逐渐变紧的接缝结构可完成上述目标。

根据本发明的一个方面，提供了一种安全气囊用织物，其经纬纱由聚酰胺或聚酯纤维组成，其特征在于：所述聚酰胺或聚酯纤维的干热收缩率与湿热收缩率均在5%以下，且经过热水、热风处理及在所述织物表面涂覆35-115g/㎡的硅胶树脂之后所述安全气囊用织物的尺寸变化率小于3%。

本发明中的聚酰胺纤维优选尼龙66，但并不局限于此。

本发明中的聚酰胺纤维和聚酯纤维的干热收缩率和湿热收缩率均小于5%，气囊面料织制完成之后要经过热水处理、热风处理，面料的尺寸受热的影响会收缩。同样大小尺寸的面料，在经过热水和热风处理之后，低收缩纤维可获得更大的尺寸，尺寸稳定性也更好。

本发明中的聚酰胺纤维和聚酯纤维都具有耐老化性能，尤其是聚酯纤维中的羧端基（以下简称CEG）含量小于25meq/kg。聚酯分子链上的CEG在高温高湿的条件下攻击酯键并使其断裂，于是性能恶化。因此，优选所述聚酯纤维的CEG含量为25meq/kg或小于25meq/kg。这样才能用于安全气囊用织物，在老化之后的气囊用织物的强度可以保持97%或以上。

本发明中的聚酰胺纤维和聚酯纤维的纤度在315dtex-700dtex,优选350dtex-700dtex 如果纤度小于350dtex，则需要更高密度才能达到面料强度的要求，而高密度会使织造工艺复杂，织造过程中原丝磨擦解丝，而大于700dtex面料的厚度会增加，将影响面料的收纳性。

本发明中的气囊用织物是经过50-85℃的热水、150-190℃的热风处理之后涂覆35-115g/㎡的硅胶树脂。气囊织制完成之后需要将织物上的油剂、杂质去除。水的温度一方面影响精炼剂的活性，另一方面将影响织物的收缩。在水温低于50℃时，织物上的油脂残留率过高，耐燃性能将会降低；水温过高的话，织物收缩大，成本将会增加。热风处理的温度也会影响织物，温度低，需要定型的时间长；温度高，织物容易变黄，因此在150-190℃是最佳选择。硅胶的涂覆重量影响气袋的气密性，涂覆重量越大气密性越好，但大于115g/㎡时，难以折叠，收纳性不好。

根据本发明的另一方面，提供了一种全成形型安全气囊，所述全成形型安全气囊包括上述安全气囊用织物。

本发明中全成形型安全气囊的接缝3处采用平缓过渡的方式，如图1所示，上层织物中的经纱2与下层织物中的纬纱1’或上层中的纬纱1与下层中的经纱2’交织次数逐渐增加，上层的纬纱与下层的经纱交织一次之后，经过了3根经纱再次交织，而第3次交织的间隔只有1根经纱，最终上层纬纱与下层经纱交织在一起。这样避免了陡然增加会使织物表面有褶皱产生，同时也能保证涂胶时硅胶在织物上的均匀性。同时经纬纱的直径相同，经纬向的密度设计也相同，经纬组织点上的涂胶厚度也是一样的。

根据本发明的又一方面，提供了一种上述全成形型安全气囊的制造方法，所述方法包括以下步骤：a) 准备安全气囊用织物；b)将所述安全气囊用织物经过50-95℃的热水浴处理；c)将经过步骤b)处理过的安全用气囊织物再经过150-190℃的热风处理；d)将经过步骤c)处理过的安全气囊用织物涂覆35-115g/㎡的硅胶树脂，其中，所述安全气囊用织物的经纬纱由聚酰胺或聚酯纤维组成，所述聚酰胺或聚酯纤维的干热收缩率与湿热收缩率均在5%以下。 

优选地，在上述全成形型安全气囊的制造过程中，所述气囊的上下层织物接缝处上层经纱与下层纬纱或上层纬纱与下层经纱的交织次数逐渐增加。

本发明在降低成本的基础上提供了解决了目前全成形型安全气囊的尺寸稳定性、平整性、气密性、高强度、耐老化等问题，获得了良好的技术效果。

实验方法

1.强伸度

选取全成型安全气囊面料的单层部分，根据ASTM D 5034，所测样品经过调温调湿之后，放置在夹钳宽1英寸，夹距76mm的拉伸设备上，以300mm/min的速度进行拉伸，测量断裂时的强度和伸度。 

2.尺寸变化率

在坯布的经纬向上各做上相距20cm的标识点，经过处理之后测量相应两标识点的距离L，尺寸变化率=1-L/20。

3.羧端基含量

根据ASTM D 664 和D 4094 法测量聚酯纤维的CEG 含量。将0.2g 的纤维样品加入到50mL 爱伦美氏烧瓶中，将20mL苄醇加入到其中，使用加热板将该烧瓶加热到180℃，保持该温度5分钟以使样品完全溶解。然后，使上述溶液冷却至160℃，当温度达到135℃时向其中加入5~6 滴酚酞，用0.02N KOH 滴定该溶液，在无色溶液变成粉色的滴定点处由计算公式1 计算CEG 含量(COOH 百万当量/kg 样品)。

                CEG=(A-B)×20×1/W     [计算公式1]

其中，A 是纤维样品滴定中消耗的KOH 的量(mL)，B 是空白样品滴定中消耗的KOH的量(mL)，W 是纤维样品的重量(kg)。

4.纱线干热收缩率

根据ASTM D 4974的标准，将纱线在一端固定，一端施加5.0±1.0mN/tex的定荷载，在温度为177±2℃的干热环境下经过120秒之后的纱线的伸长率。

5.纱线沸水收缩率

      根据GB 6505-2008的标准，将纱线绕成10圈周长1m在沸水中煮30分钟，在预张力为0.56cN/D╳10╳2下测试煮前长度L₀和煮后长度 L₁，计算收缩率=1-L₁/L₀。

6.湿热老化

      将面料放置在70℃，95%相对湿度的可调温调湿的烘箱中408小时后，在20℃、65%相对湿度中调温调湿24小时，测试物性。

附图说明

图1是本发明的全成形型安全气囊的组织结构示意图。

     标号说明：1-上层织物纬纱；2-上层织物经纱；1’-下层织物纬纱；2’-下层织物经纱；3-接缝。

具体实施方式

实施例1

    选用干热收缩率为4.1%，沸水收缩率为4.3%的尼龙66作为经丝，干热收缩率为2.2%，沸水收缩率为1.5%的聚酯作为纬丝，其中聚酯中的CEG含量为20meq/kg。织制而成的面料经过60℃的含有精炼剂的水溶液处理2分钟之后，再在150℃的以热空气加热的烘箱干燥定型1分钟之后涂覆45g/㎡的硅胶，最终制成经纬密度均为60根/英寸的织物，这一过程织物的经纬尺寸变化率分别为3%和2.5%，经过湿热老化之后的面料的强度保持率在97%以上。

实施例2-实施例4和对比实施例1、对比实施例2采用纱线的物性见表1，使用与实施例1相同的办法，得到的织物的物性见表2。

 

表1

表2

     由表1、2可看出，本发明中的安全气囊用织物相比对比实施例1、2具有更高的强度保持率和更低的尺寸变化率。

Claims (8)

1.一种安全气囊用织物，其经纬纱由聚酰胺或聚酯纤维组成，其特征在于：所述聚酰胺或聚酯纤维的干热收缩率与湿热收缩率均在5%以下，且经过热水、热风处理及在所述织物表面涂覆35-115g/㎡的硅胶树脂之后所述安全气囊用织物的尺寸变化率小于3%。

2.根据权利要求1所述的安全气囊用织物，其特征在于：所述聚酰胺是尼龙66。

3.根据权利要求1所述的安全气囊用织物，其特征在于：所述安全气囊用织物的经纱是尼龙66纤维或聚酯纤维，纬纱是聚酯纤维，且所述聚酯的羧端基含量小于25meq/kg。

4.根据权利要求1所述的安全气囊用织物，其特征在于，所述织物经过湿热老化之后的强度保留率在97%以上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的安全气囊用织物，其特征在于：所述经纬纱的纤度为350dtex-700dtex，且经纬纱的直径相同。

6.一种全成形型安全气囊，其特征在于：包括权利要求1-5任一项所述的安全气囊用织物。

7.根据权利要求6所述的全成形型安全气囊，其特征在于：所述气囊的上下层织物接缝处上层经纱与下层纬纱或上层纬纱与下层经纱的交织次数逐渐增加。

8.一种全成形型安全气囊的制造方法，包括以下步骤：

     a)准备安全气囊用织物；

  b)将所述安全气囊用织物经过50-95℃的热水浴处理；

  c)将经过步骤b)处理过的安全用气囊用织物再经过150-190℃的热风处理；

  d)将经过步骤c)处理过的安全气囊用织物涂覆35-115g/㎡的硅胶树脂，

其中，所述安全气囊用织物的经纬纱由聚酰胺或聚酯纤维组成，所述聚酰胺或聚酯纤维的干热收缩率与湿热收缩率均在5%以下。

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