CN103582726A - 气体可膨胀的双层织物及其制造方法 - Google Patents

气体可膨胀的双层织物及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双层织物，其包括采用OPW(一片式织造)法被同时织造的分开的两个织物层。更具体而言，本发明涉及一种气体可膨胀的双层织物、其制备方法以及包括该双层织物的气囊，所述双层织物包括由分开的上织物层和下织物层所组成的双重图案组织，所述上织物层和下织物层被同时织造且彼此图案不同。

Description

气体可膨胀的双层织物及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种气体可膨胀的双层织物，其包括采用OPW(一片式织造)法被同时织造的分开的两个织物层。更具体而言，本发明涉及一种气体可膨胀的织物，该织物对于汽车气囊或救生衣非常有用。
背景技术
可膨胀的织物可用于汽车气囊和救生衣等。特别是，可膨胀的织物可用于侧面帘式气囊，为了在汽车翻倾和翻滚时保护驾驶员或乘客头部免受汽车车窗或侧梁伤害，在事故中侧面帘式气囊在汽车侧窗上展开。为了在事故过程中保护乘客安全，当汽车发生翻滚时，侧面帘式气囊应该保持膨胀状态至少5秒钟，可膨胀的织物可用于这种情况。
制造具有气体可膨胀性的产品例如汽车用气囊的方法主要分为：将两片织物缝合、熔合或粘合的方法，以及使用双层织物的方法，其中分开的两个织物层采用OPW(一片式织造)法被同时织造，并凭借混编部分被部分结合。
然而，将两片织物缝合、通过加热或超声处理熔合、或用粘合剂粘合的方法(即上述第一种方法)在制造出两个织物层后需要额外的缝合、熔合或粘合过程，因此存在过程变得复杂而且制造成本增加的问题。
为了解决这些问题，最近对作为上述第二种方法的利用气体可膨胀的双层织物制造气体可膨胀的产品例如气囊的方法进行了尝试。
通过气体例如空气可膨胀的双层织物具有分开的两个织物层以及用于结合分开的织物层的混编部分。在具有被混编部分封闭的体系即膨胀部分的织物中，混编部分起到将分开的两个织物层牢固地结合起来的作用，当织物通过气体例如空气被迅速膨胀时，使得在将两个分开的织物层结合起来的部分处气体不应发生泄漏。因此，在双层织物中主要采用3×3方平组织或2×2方平组织用于混编部分的组织。此外，双层织物具有通过混编部分固定边界的非膨胀部分。非膨胀部分用于支撑膨胀部分。对于非膨胀部分，保持以混编部分为中心的膨胀部分中分开的两个织物层的形状，或者通常使用平纹组织等。
然而，如以上所公开的方法，当根据OPW(一片式织造)法通过对分开的两个织物层进行混编来制造双层织物时，即使应用了多种不同的图案组织，在混编织物的上层和下层在对应的位置总是不得不使用相同的图案组织。在将相同的图案应用于上层和下层时，可能难以用肉眼区分前和后、左和右或者上和下。特别是存在着如下问题，即为了进行这种区分，需要对每个产品逐一检查并分别做出标记的额外的过程。因此，需要进行研究以改善上述问题。
发明内容
技术问题
本发明的一方面提供一种具有维持性能、耐久性和稳定性的优良的内部压力的气体可膨胀的双层织物，该织物的分开的两个织物层采用OPW(一片式织造)法被织造且彼此图案不同。
本发明的另一方面提供一种制造所述气体可膨胀的双层织物的方法。
本发明的又另一方面提供一种汽车气囊，其通过包括所述气体可膨胀的双层织物来制造。
技术方案
本发明提供一种气体可膨胀的双层织物，其包括由分开的上织物层和下织物层所组成的双重图案组织，所述上织物层和下织物层被同时织造且彼此图案不同。
本发明也提供一种制造所述气体可膨胀的双层织物的方法，其包括如下步骤：用OPW(一片式织造)法织造双重图案组织，使得分开的上织物层和下织物层被同时织造且彼此图案不同。
本发明还提供一种汽车气囊，其通过包括所述气体可膨胀的双层织物来制造。
在下文中，对根据本发明的详细实施方案的气体可膨胀的双层织物以及包括该织物的气囊进行更加详细的说明。然而，这些实施方案仅作为本发明的实例而提出，因此对于本领域的技术人员应该清楚理解的是，本发明的范围并不局限于这些详细实施方案，并且可以在本发明的范围内根据所述实施方案来进行各种修改和实施。
另外，在本说明书中，除非特别提及，“包括”或“包含”是指包括任何组分(或成分)而没有特别限制，而不可解释为排除加入其它组分(或成分)的意思。
本发明人发现，如果气体可膨胀的双层织物包括由分开的上织物层和下织物层所组成的双重图案组织，该上织物层和下织物层采用OPW法被同时织造且彼此图案不同，则可以制造出一种气囊垫，通过OPW法容易地对该气囊垫的前、后以及上、下进行区分而无需额外的过程，同时保持优异的机械性能和维持性能的内部压力，并完成了本发明。这种气体可膨胀的双层织物可以有效地应用于汽车气囊或救生衣。
特别是，以前的气囊可以通过简便的方法来安装，但是最近，气囊正变得更加复杂和细化以满足更为强化的安全法规的要求。也就是说，在过去并不需要对气囊的前和后或者上和下加以区分，但是最近对于制造和安装区分前和后或者上和下的气囊的需求则有所提高。本发明的气体可膨胀的双层织物采用OPW法制造，并且能够有效提供复杂且细化的气囊垫产品，而无需进行在每个产品上标出记号的额外过程。
根据本发明的一个实施方案，可以提供一种气体可膨胀的双层织物，其包括由分开的上织物层和下织物层所组成的双重图案组织，所述上织物层和下织物层被同时织造且彼此组织图案不同。
本发明的气体可膨胀的双层织物由上织物层和下织物层所组成，该上织物层和下织物层以彼此不同的组织图案被同时织造，因此可以用肉眼对产品的前和后或者上和下容易地进行区分。因此，该织物可以使得减震制品例如气囊的制造过程变得高效，并可以显著防止工人犯漏掉检查产品的左和右或者上和下的错误。
特别是，本发明可以提供一种气体可膨胀的双层织物，其包括具有气体可膨胀性的膨胀部分，支撑膨胀部分的非膨胀部分，以及构成膨胀部分与非膨胀部分之间的边界的混编部分，其中所述膨胀部分由包括分开的上织物层和下织物层的双重图案组织组成，该上织物层和下织物层被同时织造且彼此图案不同。
在所述气体可膨胀的双层织物中，如图8至图10中所示，“双重图案组织”是指包括分开的上织物层和下织物层的织物组织图案，该上织物层和下织物层被同时织造并且在对应的位置处彼此不具有相同的组织图案而具有不同的组织图案。此时，所述双重图案组织的上织物层和下织物层在织物的对应位置处可以全部或部分不同。
在所述气体可膨胀的双层织物中，所述上织物层和下织物层的组织可以分别包括1×1组织、2×2组织、3×3组织、缎纹组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织。
在本发明中，可以以多种组织图案来应用所述双重图案组织，只要上织物层和下织物层在对应的位置处的组织图案彼此不同即可。具体而言，在所述双重图案组织中，上织物层的组织可以为1×1组织，下织物层的组织可以为2×2组织、3×3组织、缎纹组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织；上织物层的组织可以为2×2组织，下织物层的组织可以为1×1组织、3×3组织、缎纹组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织；上织物层的组织可以为3×3组织，下织物层的组织可以为1×1组织、2×2组织、缎纹组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织；上织物层的组织可以为缎纹组织，下织物层的组织可以为1×1组织、2×2组织、3×3组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织；上织物层的组织可以为经重平组织，下织物层的组织可以为1×1组织、2×2组织、3×3组织、缎纹组织、纬重平组织或其混合组织；或者上织物层的组织可以为纬重平组织，下织物层的组织可以为1×1组织、2×2组织、3×3组织、缎纹组织、经重平组织或其混合组织。此时，也可以改变所述双重图案组织的上层和下层以形成不同的组织。然而，就在气囊的制造中保证维持性能的有效内部压力和优异的机械性能例如抗撕强度而言，上织物层和下织物层中的一个可以为1×1组织，另一个可以为2×2组织或3×3组织。
在本发明的气体可膨胀的双层织物中，对于分开的上织物层和下织物层的总面积，所述双重图案组织的面积可以为0.01%至60%，优选为0.05%至50%，更优选为0.1%至40%，又更优选为0.3%至35%。对于分开的上织物层和下织物层的总面积，就用肉眼对包括所述双层织物的最终产品的前和后、左和右或者上和下容易地进行区分而言，双重图案组织的面积可以为0.01%或大于0.01%；而就保证在织造过程中最佳的张力保持和织造效率而言，双重图案组织的面积可以为60%或小于60%。
在下文中，通过参照附图，对根据本发明的一个实施方案的双层织物以及包括该织物的气囊进行如以下所公开的更为详细的说明。
图1a和图1b为形成本发明的双层织物的组织的横截面。如图1a和图1b所示，本发明的双层织物由分开的层部分A、B和混编部分C所组成，所述分开的层部分A、B为分开的两个织物层，所述混编部分C被混编在分开的两个织物层之间。在本发明的气体可膨胀的双层织物中，使用提花织机同时织造具有平纹组织的分开的两个织物层(图1a至图2b中的A和B)，并织造混编部分(图1a至图2b中的C)。此时，同时织造的上织物层和下织物层具有彼此不同的组织图案，例如，可以对上织物层和下织物层进行织造，使它们分别包括1×1平纹组织(图3)、2×2方平组织(图4)、3×3方平组织、缎纹组织(图5)、经重平组织和纬重平组织(图6)、平纹双层组织的部分混编组织(图7)、或上述组织中至少一种的混合组织。
本发明的织物的主要目的是由气体所产生的膨胀性，特别是混编部分防止膨胀气体通过分开的两层织物发生泄漏以及承受气体的膨胀压力。
如以上所公开的，包括分成上层和下层的组织以及将上层和下层结合起来的组织的织物可以被分成分开的层组织(图1a至图2b中的A和B)和混编组织(图1a至图2b中的C)。并且，所述织物可以包括三等分结构。根据图案的排列，该结构由通过分开的层封闭的区域(图2a和图2b中的B)即可膨胀的区域、混编区域(图1a至图2b中的C)、以及与膨胀性无关的区域(图2a和图2b中的A)例如封闭区域与混编区域的外部区域所组成。
图1a和图1b中位于混编点左侧的左侧分开的层部分A的组织和位于混编点右侧的右侧分开的层部分B的组织示于图8至图10中。此外，上述左侧部分和右侧部分被混编部分C的组织分隔开。
本发明的气体可膨胀的膨胀部分包括采用OPW法织造的分开的两个织物层，并且该膨胀部分可以织造成如图1a和图1b中的B所示的双层织物。特别是，在所述气体可膨胀的膨胀部分中被同时织造的分开的两个织物层可以是由应用图8至图10中所示组织图案的彼此不同的组织图案所组成的双层织物。
此外，具有气体膨胀性的膨胀部分的分开的两个织物层通过混编部分且在该混编部分处结合在一起。也就是说，如图1a和图1b中的C所示，混编部分在膨胀部分与非膨胀部分之间形成边界。优选地，两个分开的织物层的周边被部分混编成单层织物，使得混编部分不透气地密封具有气体膨胀性的膨胀部分。
在本发明中，所述混编部分C是指分开的层部分A、B的分开的两个织物层结合在一起并形成一个层的织造点、织造线或织造面。分开的两个织物层的混编部分(即织造点、织造线或织造面)可以通过使上层经线与下层纬线、上层纬线与下层经线、下层经线与上层纬线或下层纬线与上层经线进行结合来形成。形成混编部分的组织称为混编组织，并且当混编组织表现为点时称为混编点，当混编组织表现为线时称为混编线，当混编组织表现为面时称为混编面。混编点、混编线和混编面通称为混编部分。此外，织造点是指经线与纬线相互上下交叉而组成织物的部分。
特别是，可以将如图8至图10中所示的组织图案应用于根据本发明一个实施方案的气体可膨胀的双层织物中，从而可以以不同的组织图案同时织造膨胀部分的上织物层和下织物层。
此外，所述膨胀部分的上织物层和下织物层的组织图案可以为1×1组织(图3)、2×2组织(图4)、3×3组织、缎纹组织(图5)、经重平组织(图6a至图6c)和纬重平组织(图6d至图6f)或其混合组织。
此处，所述经重平组织和纬重平组织在经线或纬线方向上的宽度可以为4根纱线或多于4根纱线。可以使用如图6a至图6c中所示的2×2组织、3×3组织或4×4组织作为经重平组织，并且可以使用如图6d至图6f中所示的2×2组织、3×3组织或4×4组织作为纬重平组织。
同时，本发明能够在制造像气囊这种最终的减震产品时使得制造过程变得有效，并且由于混编部分和非膨胀部分的结合力较为牢固，在分开的层部分通过气体发生膨胀时可以最大限度地阻止气体泄漏。
此处，所述混编部分防止膨胀气体从分开的两个织物层之间泄漏，并起到抵抗膨胀气体的压力的作用。混编部分与由双层组织组成的具有气体膨胀性的膨胀部分结合，并在膨胀部分与非膨胀部分之间形成边界。有时，可以将分开的两个织物层的周边部分混编成单层织物，使得混编部分将具有气体膨胀性的膨胀部分不透气地密封起来。
所述混编部分的组织图案可以由2×2方平组织(图4)、3×3方平组织、缎纹组织(图5)、经重平组织(图6a至图6c)、纬重平组织(图6d至图6f)、双层组织的部分混编组织(图7)或上述组织中至少一种的混合组织所组成。
特别是，优选所述混编部分由至少13根纱线或多于13根纱线组成，或者由至少18根纱线或多于18根纱线组成，使得在气体膨胀过程中使混编部分保持牢固，有效阻止气体泄漏，并可以在气体膨胀过程中封堵从袋中泄露的气体。
同时，在根据本发明的另一个实施方案的气体可膨胀的双层织物中，支撑膨胀部分的非膨胀部分可以包括双层织物部分和分隔双层织物部分的部分混编部分。特别是，通过在双层织物的非膨胀部分的组织中包括被阶梯式地和交替地混编的部分混编部分，由于在双层织物通过气体发生膨胀时气体甚至在非膨胀部分可以逐步释放出去，因此可以最大限度地防止在混编部分产生气体泄漏现象，并可以改善例如内部压力维持性能等性能。
所述非膨胀部分可以包括部分混编部分，该部分混编部分通过对包括分开的两个织物层和选自如下中的组织的双层织物进行阶梯式地和交替地混编来形成：1×1组织(图3)、2×2组织(图4)、3×3组织、缎纹组织(图5)、经重平组织(图6a至图6c)、纬重平组织(图6d至图6f)和上述组织中至少一种的混合组织。
在本发明中，对于在用于制造双层织物的平纹组织、双层组织、单层组织、部分混编组织等中使用的纱线的材料没有特别限制，然而，优选为选自尼龙-66、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯和聚酯中的任意一种。
此外，为了减少气体泄漏，所述气体可膨胀的双层织物可以包括涂布在该织物的表面上的树脂层。用于该涂布层的树脂可以是用于纤维涂层的常规树脂，优选包括有机硅树脂、聚氨酯树脂或其混合物，更优选有机硅树脂涂层以保持膨胀过程中的气密性和强度。
所述树脂涂层用于有效填充双层织物的间隙，且可以涂布在织物的一个面或两个面。可以采用常规的涂布法像刮涂法(knife coating method)、刮刀法(doctor blade method)、喷涂法等作为涂布方法，且优选采用刮涂法。此外，可以将进行多次涂布的多步骤涂布用作涂布方法。当将底涂和顶涂一起用作多步骤涂布时，不仅提高了气密性，而且因为与涂布量相比减小了织物的厚度，所以可以有效地改善柔韧性。特别是，优选在织物的同一表面上涂布底涂层和顶涂层2次。
此时，所涂布的树脂的量优选为30g/m2至150g/m2。当涂布量少于30g/m2时，气囊的气体泄漏过多，并且在膨胀后不可能以一定的压力下保持膨胀状态5秒钟或多于5秒钟。此外，当涂布量多于150g/m2时，气囊无法显示其能力，原因不仅在于气囊变厚和存储性能变差，而且在于当气囊膨胀时会与车梁发生接触。
如以上所公开的，双层织物的分隔点或上述混编部分的起始点的组织的形成方法对于设计气体可膨胀的织物来说是最为重要的因素，这是因为对于双层织物的气密性而言，对于高压气体所产生张力的伸长率保持在最低限度是非常重要的。
特别是，本发明的双层织物通过使用对于外部张力具有较高抗伸长性的平纹组织作为织物层，并将不同的组织图案应用于被同时织造的上织物层和下织物层而解决了上述问题。优选地，气囊的气密性可以通过以较高密度进行织造，使得膨胀部分中被同时织造的上织物层和下织物层的根据下面计算公式1的覆盖系数为1,900或大于1,900来提高。当覆盖系数小于1,900时，存在气体膨胀过程中气体容易发生泄漏的问题：
[计算公式1]
Figure BDA0000428280170000081
特别是，所述上织物层和下织物层的经线密度和纬线密度可以为80根纱线/英寸或小于80根纱线/英寸或者40至80根纱线/英寸，优选为75根纱线/英寸或小于75根纱线/英寸或者45至75根纱线/英寸，更优选为72根纱线/英寸或小于72根纱线/英寸或者49至72根纱线/英寸。就织造生产效率而言，膨胀部分的织物层的织造密度(即经线密度和纬线密度)可以为80根纱线/英寸或小于80根纱线/英寸。
此外，所述膨胀部分的上织物层和下织物层的纱线的细度可以为150至900旦尼尔，优选为170至870旦尼尔，更优选为210至840旦尼尔。此处，就织物强度而言，细度可以为150旦尼尔或大于150旦尼尔，而就织造生产效率而言，细度可以为900旦尼尔或小于900旦尼尔。
优选地，组成本发明的气体可膨胀的双层织物的一个织物层的平均厚度为0.65mm或小于0.65mm或者0.1至0.65mm，优选为0.60mm或小于0.60mm或者0.15至0.60mm，更优选为0.55mm或小于0.55mm或者0.15至0.55mm，又更优选为0.5mm或小于0.5mm或者0.2至0.5mm，所述平均厚度按照ASTM D1777方法测量。当织物层的平均厚度超过0.65mm时，可能存在不易将气囊安装在汽车内部的问题。
并且，所述气体可膨胀的双层织物的硬挺度可以为3.5kgf或小于3.5kgf或者0.1至3.5kgf，优选为3.3kgf或小于3.3kgf或者0.15至3.3kgf，更优选为3.0kgf或小于3.0kgf或者0.15至3.0kgf，又更优选为2.0kgf或小于2.0kgf或者0.2至2.0kgf，所述硬挺度按照ASTM D4032圆形弯曲法测量。如果硬挺度值超过3.5kgf，则可能存在车用气囊无法由气体压力正常膨胀的问题。
组成所述气体可膨胀的双层织物中的膨胀部分的一个织物层(即上织物层和下织物层)的拉伸强度可以为1,000N/5cm或大于1,000N/5cm，优选为1,300N/5cm或大于1,300N/5cm，更优选为1,500N/5cm或大于1,500N/5cm。所述上织物层和下织物层的抗撕强度可以为50N或大于50N，优选为60N或大于60N，更优选为70N或大于70N。所述织物层的拉伸强度和抗撕强度可以分别为1,000N/5cm或大于1,000N/5cm以及50N或大于50N，从而使得由本发明的织物所制成的气囊在膨胀时不发生爆裂并保持形状。
组成所述膨胀部分的一个织物层(即上织物层和下织物层)的断裂伸长率可以为15%至60%，优选为17%至57%，更优选为20%至55%。该断裂伸长率可以为15%或大于15%，从而使得由本发明的织物所制成的气囊在膨胀时通过吸收膨胀能而不发生爆裂并保持形状；而就保证优异的内部压力维持性能而言，该断裂伸长率可以为60%或小于60%。
组成所述膨胀部分的一个织物层(即上织物层和下织物层)的线缝强力可以为500N/5cm或大于500N/5cm，优选为600N/5cm或大于600N/5cm，更优选为700N/5cm或大于700N/5cm。该线缝强力可以为500N/5cm或大于500N/5cm，从而使得由本发明的织物所制成的气囊在膨胀时不发生爆裂并保持形状。
在以25巴的瞬时压力注入气体后对气囊的内部压力进行测量时，本发明的双层织物在膨胀部分中的初始最大压力为40KPa或大于40KPa，且其在6秒后的压力为25KPa或大于25KPa，以起到侧面帘式气囊的作用。在通过高温和高压使侧面帘式气囊膨胀时，为了防止气囊发生撕裂，按照ASTM D5822方法测量的混编部分(图1中的C)的线缝强力应为至少500N/5cm。并且，按照ASTM D5822方法测量的断裂伸长率应为50%或小于50%，从而使膨胀过程中气体在混编部分处的泄露降至最低限度，并防止织物因高温而熔化。特别是，由于侧面帘式气囊需要比普通气囊相对更高的涂布量，因此非常重要的是，甚至在织物已经因汽车振动被磨损之后，也要长时间地保持其强度。
在本发明的优选实例中，气囊的内部压力可以使用如图12中所示的装置来进行测量。在用高压将氮气充入第一高压缩罐中之后，通过计算机控制测量装置打开第一电磁阀，从而通过打开该电磁阀而使氮气充入第二罐中直至达到25巴。当第二罐已经充满时，通过计算机关闭第一电磁阀并打开第二电磁阀，立即将以25巴的压力充入第二罐中的压缩氮气注入保持大气压的气囊中并使该气囊膨胀。通过压力传感器测量气囊中此时的初始最大压力并将结果传输至计算机，然后对几秒钟后的压力再次进行测量并记录在计算机中。
因此，本发明的双层织物满足以上条件，当将气体以25巴的瞬时压力注入气囊中时，膨胀部分中的初始最大压力可以为40KPa或大于40KPa，6秒钟后的压力可以为25KPa或大于25KPa，混编部分的线缝强力可以为500N或大于500N，断裂伸长率可以为50%或小于50%。
另一方面，本发明的另一个实施方案提供一种用OPW法制造所述气体可膨胀的双层织物的方法。
所述制造气体可膨胀的双层织物的方法可以包括如下步骤：用OPW(一片式织造)法织造双重图案组织，使得分开的上织物层和下织物层被行织造且彼此图案不同。
具体而言，所述制造气体可膨胀的双层织物的方法可以包括如下步骤：用OPW法织造具有气体膨胀性的膨胀部分、支撑膨胀部分的非膨胀部分、以及构成膨胀部分与非膨胀部分之间的边界的混编部分，使得膨胀部分由包括分开的上织物层和下织物层的双重图案组织组成，该分开的上织物层和下织物层被同时织造且彼此图案不同。
可以将如图8至图10中所示的组织图案应用于根据本发明的气体可膨胀的双层织物中，使得膨胀部分的上织物层和下织物层以不同的组织图案被同时织造。此时，所述双重图案组织的上织物层和下织物层在织物的对应位置处可以全部或部分不同。
在所述气体可膨胀的双层织物中，所述上织物层和下织物层可以分别被织造成1×1组织、2×2组织、3×3组织、缎纹组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织。
在本发明中，所述双重图案组织可以被织造成多种组织图案，只要上织物层和下织物层在对应位置处的组织图案彼此不同即可。具体而言，在所述双重图案组织中，上织物层的组织可以被织造成1×1组织，下织物层的组织可以被织造成2×2组织、3×3组织、缎纹组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织；上织物层的组织可以被织造成2×2组织，下织物层的组织可以被织造成1×1组织、3×3组织、缎纹组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织；上织物层的组织可以被织造成3×3组织，下织物层的组织被织造成1×1组织、2×2组织、缎纹组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织；上织物层的组织可以被织造成缎纹组织，下织物层的组织可以被织造成1×1组织、2×2组织、3×3组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织；上织物层的组织可以被织造成经重平组织，下织物层的组织可以被织造成1×1组织、2×2组织、3×3组织、缎纹组织、纬重平组织或其混合组织；或者上织物层的组织可以被织造成纬重平组织，下织物层的组织可以被织造成1×1组织、2×2组织、3×3组织、缎纹组织、经重平组织或其混合组织。此时，也可以改变双重图案组织的上层和下层以形成不同的组织。然而，就在气囊的制造中保证有效的内部压力维持性能和优异的机械性能例如抗撕强度而言，上织物层和下织物层中的一层可以被织造成1×1组织，另一层织物可以被织造成2×2组织或3×3组织。
本发明的气体可膨胀的双层织物可以被织造，使得所述双重图案组织的面积对于分开的上织物层和下织物层的总面积为0.01%至60%，优选为0.05%至50%，更优选为0.1%至40%，又更优选为0.3%至35%。对于分开的上织物层和下织物层的总面积，就用肉眼对包括所述双层织物的最终产品的前和后、左和右或者上和下容易地进行区分而言，双重图案组织的面积可以为0.01%或大于0.01%；而就保证在织造过程中最佳的张力保持和织造效率而言，双重图案组织的面积可以为60%或小于60%。
在织造所述膨胀部分的过程中的卷曲率可以为1%至10%，优选为2%至9%，更优选为3%至8%。如果卷曲率低于1%，则气囊不能充分吸收膨胀能，并且可能由于织物伸长率过低而发生爆裂。而如果卷曲率超过10%，则在气囊膨胀时气囊垫内部的气体会向外泄漏，而且内部压力维持率可能由于织物伸长率过高而显著劣化。
在所述双层织物的制造方法中，织造张力可以为30至550cN，优选为40至530cN，更优选为50至500cN。如果织造张力低于30cN，则可能存在经线由于重力而下垂以及纬线插入不顺利的问题。而如果织造张力超过500cN，则可能因施加于经线的力过大而造成纱线断裂。
此外，本发明的双层织物的织造效率是指反映在运行织机的过程中由生产中断所造成的所有损失的函数值，并表示织机每1小时的运行率(%)。织造效率可以因多种变量而改变，例如要使用的纱线的种类、伸长率和细度，以及织造类型例如平纹组织或方平组织。通过应用如本发明的双层织物中的双重图案组织，可以以彼此不同的图案同时织造上织物层和下织物层，并且可以保持优异的织造效率。具体而言，本发明的气体可膨胀的双层织物的织造效率可以为70%或大于70%或者70%至99%，优选为75%或大于75%或者75%至99%，更优选为80%或大于80%或者80%至99%。所述双层织物的织造效率优选为70%或大于70%，这是因为当织造效率过低时，大批量生产率下降，且收益性可能变差。
同时，本发明的又另一个实施方案提供一种汽车气囊，其通过包括所述气体可膨胀的双层织物来制造。所述气囊优选为帘式气囊。
所述气囊可以由包括如下步骤的方法来制造：在所述气体可膨胀的双层织物的一个表面上涂布树脂层并使其干燥；和在该气体可膨胀的双层织物的另一个表面上涂布树脂层并使其干燥。
如上所述，本发明的气体可膨胀的双层织物可以将膨胀过程中的气体泄漏降至最低限度，从而可用于汽车气囊、救生衣以及其它减震产品。另外，由于本发明的双层织物不需要进行缝合，因此可以简化制造过程，从而能够降低制造成本。特别是，通过将不同的组织图案应用于所述气体可膨胀的双层织物分开的上层和下层，可以用肉眼对最终产品的前和后、左和右或者上和下进行区分，由于无需进行对每个产品逐一核对的单独检查或者做出记号或标记的额外过程，因此能够显著地提高加工效率。
对于除以上公开以外的要素没有特别限制，因为它们可以根据必要性而在本发明中进行添加或删减。
有益效果
根据本发明，提供一种由分开的两个织物层所组成的气体可膨胀的双层织物，该分开的两个织物层采用OPW法被同时织造并且在对应位置处彼此图案不同，以及提供一种通过包括该织物而制造的汽车气囊。
这种采用OPW法制造的气体可膨胀的双层织物可以保持优异的机械性能和内部压力维持性能，并可以有效提供在不单独进行额外过程的情况下易于区分前和后以及左和右的气囊垫。特别是，由于上述双层织物不需要缝合过程或对最终产品逐一做出标记的额外过程，因此可以将制造最终产品的过程简化至最低限度，并且可以降低制造成本。
因此，本发明的气体可膨胀的双层织物可以非常优选地用于制造汽车气囊。
附图说明
图1a和图1b为形成根据本发明一个实施方案的双层织物的组织的横截面；
图2a和图2b为显示根据本发明一个实施方案的气体可膨胀的双层织物的膨胀状态的横截面；
图3显示根据本发明一个实施方案的(a)组成混编部分的2×2方平组织的组织图，以及(b)该组织的横截面；
图4显示根据本发明一个实施方案的(a)由组成混编部分的平纹双层组织和2×2方平组织所组成的部分混编组织的组织图，以及(b)该组织的横截面；
图5显示根据本发明一个实施方案的(a)构成混编部分的缎纹组织的组织图，以及(b)该组织的横截面；
图6显示根据本发明一个实施方案的混编部分的(a)～(c)经重平组织和(d)～(f)纬重平组织的完整组织图；
图8显示(a)根据实施例1的双层织物的分开的两个织物层的组织图，(b)具有2×2方平组织的上织物层的横截面，(c)具有1×1平纹组织的下织物层的横截面，以及(d)包括彼此图案不同的上层和下层的织物层的横截面；
图9显示(a)根据实施例2的双层织物的分开的两个织物层的组织图，(b)具有3×3方平组织的上织物层的横截面，(c)具有1×1平纹组织的下织物层的横截面，以及(d)包括彼此图案不同的上层和下层的织物层的横截面；
图10显示(a)根据实施例3的双层织物的分开的两个织物层的组织图，(b)具有3×3方平组织的上织物层的横截面，(c)具有2×2方平组织的下织物层的横截面，以及(d)包括彼此图案不同的上层和下层的织物层的横截面；
图11显示(a)根据比较例1的双层织物的分开的两个织物层的组织图，(b)具有相同的1×1平纹组织的上层和下层的横截面，以及(d)包括图案相同的上层和下层的织物层的横截面；
图12为显示用于监测根据本发明一个实施方案的气囊内部压力的装置的示意图；
图13为根据实施例1的包括双重图案组织的双层织物照片，其中上层为2×2方平组织而下层为1×1平纹组织；
图14为根据比较例1的包括上层和下层同为1×1平纹组织的双层织物的照片。
<对于附图中主要部分的标记的说明>
A：左侧分开的层部分的组织
B：右侧分开的层部分的组织
C：混编点
具体实施方式
在下文中，通过实施例来更详细地描述本发明。然而，下面的实施例仅用于理解本发明，而本发明的范围并不局限于所述实施例或受到这些实施例的限制。
实施例1
采用OPW法，以420旦尼尔的聚酰胺复丝作为经线和纬线，在提花织机中制造气体可膨胀的双层织物。
如图1a和图1b中所示，对双层织物同时进行织造，使得左侧分开的部分A的非膨胀部分和右侧分开的部分B的膨胀部分通过混编部分C分隔开来。此处，将混编部分C织造成如图4中所示的20根纱线的2×2方平组织，并对以混编部分C为中心的左侧分开的部分A的非膨胀部分进行织造，使其具有如图7中所示的部分混编组织，其中双层组织与2×2方平组织被阶梯式地交替混编。
此外，将以混编部分C为中心的右侧分开的部分B的膨胀部分织造成如图8a中所示的组织图案，上层和下层分别如图8b和图8c中所示为2×2方平组织和1×1平纹组织。因此，膨胀部分被制造成包括如图8d中所示的双重图案组织的组织形式，其中上层和下层分别包括2×2方平组织和1×1平纹组织的不同图案。在膨胀部分的织造过程中，卷曲率为8%，织造张力为50cN。此时，将由彼此图案不同的上层和下层所组成的双层图案组织应用在相当于膨胀部分总面积的约5%的面积，并将膨胀部分的上层和下层制造成57根纱线/英寸的经线密度和49根纱线/英寸的纬线密度。
接下来，用有机硅树脂以95g/m2对以上所制双层织物的两个表面进行涂布，以防止气体从混编点或组织分开的两层的织造点处泄漏。
实施例2
除了将膨胀部分织造成如图9a中所示的组织图案，其中分别如图9b和图9c中所示，上层为3×3方平组织和下层为1×1平纹组织以外，基本上按照与实施例1中所述的相同方法来制造双层织物。
如图9d的横截面所示，膨胀部分被制造成包括双层图案组织的组织形式，其中上层和下层分别包括3×3方平组织和1×1平纹组织的不同图案。
实施例3
除了将膨胀部分织造成如图10a中所示的组织图案，其中分别如图10b和图10c中所示，上层为3×3方平组织和下层2×2方平组织以外，基本上按照与实施例1中所述的相同方法来制造双层织物。
如图10d的横截面所示，膨胀部分被制造成包括双层图案组织的组织形式，其中上层和下层分别包括3×3方平组织和2×2方平组织的不同图案。
比较例1
除了将膨胀部分织造成如图11a中所示的组织图案，其中如图11b中所示上层和下层同为1×1平纹组织以外，基本上按照与实施例1中所述的相同方法来制造双层织物。
如图11c的横截面所示，膨胀部分被制造成包括双层图案组织的组织形式，其中上层和下层包括1×1平纹组织的相同图案。
此时，经线密度为114根纱线/英寸，纬线密度为98根纱线/英寸。接下来，用有机硅树脂以95g/m2对以上所制双层织物的两个表面进行涂布，以防止气体从混编点或组织分开的两层的织造点处泄漏。
比较例2
除了应用2×2组织替代1×1平纹组织以外，基本上按照与比较例1中所述的相同方法来制造双层织物。
比较例3
除了应用3×3组织替代1×1平纹组织以外，基本上按照与比较例1中所述的相同方法来制造双层织物。
实验例1
按照如下方法测量根据实施例1至3和比较例1至3的气体可膨胀的双层织物的性质以及气囊的性能。
a)覆盖系数：
按照下式1计算：
[计算公式1]
Figure BDA0000428280170000161
b)硬挺度：按照ASTM D4032圆形弯曲法测量。
c)一个织物层的平均厚度：按照ASTM D1777方法测量。
d)线缝强力：按照ISO13934-1方法测量。
e)断裂伸长率：按照ISO13934-1方法测量。
f)拉伸强度：按照ISO13934-1方法测量。
g)抗撕强度：按照DIN53356方法测量。
h)双层织物气囊的内部压力测量：
如图12中所示，在向气囊中注入25巴的压缩氮气作为空气而使其膨胀后，按照时间间隔对该气囊的内部压力变化进行测量。此处使用电子控制装置以控制注入和封堵空气的操作，这是因为通过电子方式来控制操作可以更好地将误差减小至最低限度。
此时，在以25巴的瞬时压力注入气体时，对气囊的初始最大压力和6秒后内部压力进行测量。
i)对于双层织物外观识别的评价：
当用肉眼明显地区分出垫的前表面和后表面时，将其评价为“可以”；否则将其评价为“不可以”。
j)织造效率：
织造效率是指反映在运行织机的过程中由生产中断所造成的所有损失的函数值。对织机每1小时的平均运行时间进行测量，并以每1小时运行率(%)来表示。
对根据实施例1至3和比较例1至3的气体可膨胀的双层织物的性能测量结果列于下表1中。
[表1]
Figure BDA0000428280170000171
同时，如图13中所示，可知在实施例1的气体可膨胀的双层织物中，膨胀部分的分开的两个织物层根据本发明由彼此不同的图案组成，该气体可膨胀的双层织物具有用肉眼可明显区分的前表面和后表面。
但如图14中所示，比较例1的双层织物中的上层和下层由按照现有整体织造法织造的相同组织组成，由该双层织物所制造的垫的前表面和后表面无法进行区分。这种“不可以”的外观识别评价结果与所有按照现有方法上层和下层由相同组织组成的双层织物有关，不仅包括比较例1的双层织物，而且包括比较例2和比较例3的双层织物，因此这些织物需要进行单独检查，以及做出记号或标记的额外过程。
此外，如表1中所示，本发明实施例1至3的气体可膨胀的双层织物的硬挺度为1.3至1.4kgf，一个织物层的厚度为0.37至0.38mm，抗撕强度为1,470至1,537N/5cm，因此可知上述织物除优异的机械性能以外还具有优异的可折叠性。而且，在以25巴的瞬时压力注入气体后，实施例1至3的气体可膨胀的双层织物的初始最大内部压力为110至114KPa，6秒后内部压力为62至65KPa。因此，还可知所述织物可以有效地用于具有非常优异的内部压力保持性能的汽车气囊或救生衣。
同时，比较例1至3的气体可膨胀的双层织物虽然显示出与实施例1至3相似的拉伸强度、抗撕强度和线缝强力，但在气囊垫的外观检查中无法用肉眼区分出前表面和后表面，而且不能确认最终产品的方向。并且，由于比较例2和比较例3的上层和下层都分别由相同的2×2方平组织和3×3方平组织组成，因此织物层的厚度和硬挺度增大，并且由于折叠性能较差而不易于将气囊安装在汽车内部。此外，在使气囊膨胀时，由于气囊可能无法通过空气压力而实现正常膨胀，因此可能存在保证乘客安全的问题。
此外，还可知实施例1至3的气体可膨胀的双层织物保持了非常优异的90%的织造效率，而比较例2和比较例3的气体可膨胀的双层织物的织造效率仅分别为40%和50%，存在生产率明显偏低的问题。

Claims (12)

1.一种气体可膨胀的双层织物，其包括由分开的上织物层和下织物层所组成的双重图案组织，所述上织物层和下织物层被同时织造且彼此图案不同。
2.根据权利要求1所述的气体可膨胀的双层织物，其中，所述上织物层和下织物层分别包括1×1组织、2×2组织、3×3组织、缎纹组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织。
3.根据权利要求1所述的气体可膨胀的双层织物，其中，所述双重图案组织的上织物层和下织物层的组织按照如下组成：
上织物层的组织为1×1组织，下织物层的组织为2×2组织、3×3组织、缎纹组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织；
上织物层的组织为2×2组织，下织物层的组织为1×1组织、3×3组织、缎纹组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织；
上织物层的组织为3×3组织，下织物层的组织为1×1组织、2×2组织、缎纹组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织；
上织物层的组织为缎纹组织，下织物层的组织为1×1组织、2×2组织、3×3组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织；
上织物层的组织为经重平组织，下织物层的组织为1×1组织、2×2组织、3×3组织、缎纹组织、纬重平组织或其混合组织；或者
上织物层的组织为纬重平组织，下织物层的组织为1×1组织、2×2组织、3×3组织、缎纹组织、经重平组织或其混合组织。
4.根据权利要求1所述的气体可膨胀的双层织物，其中，根据下面的计算公式1，所述上织物层和下织物层的覆盖系数为1,900或大于1,900：
[计算公式1]
Figure FDA0000428280160000011
5.根据权利要求1所述的气体可膨胀的双层织物，其中，所述上织物层和下织物层的硬挺度为3.5kgf或小于3.5kgf。
6.根据权利要求1所述的气体可膨胀的双层织物，其中，所述上织物层和下织物层的厚度为0.5mm或小于0.5mm。
7.一种制造气体可膨胀的双层织物的方法，其包括如下步骤：
用OPW(一片式织造)法织造双重图案组织，使得分开的上织物层和下织物层被同时织造且彼此图案不同。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述上织物层和下织物层分别具有1×1组织、2×2组织、3×3组织、缎纹组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述双重图案组织的上织物层和下织物层的组织按照如下组成：
上织物层的组织为1×1组织，下织物层的组织为2×2组织、3×3组织、缎纹组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织；
上织物层的组织为2×2组织，下织物层的组织为1×1组织、3×3组织、缎纹组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织；
上织物层的组织为3×3组织，下织物层的组织为1×1组织、2×2组织、缎纹组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织；
上织物层的组织为缎纹组织，下织物层的组织为1×1组织、2×2组织、3×3组织、经重平组织、纬重平组织或其混合组织；
上织物层的组织为经重平组织，下织物层的组织为1×1组织、2×2组织、3×3组织、缎纹组织、纬重平组织或其混合组织；或者
上织物层的组织为纬重平组织，下织物层的组织为1×1组织、2×2组织、3×3组织、缎纹组织、经重平组织或其混合组织。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述织造步骤中的卷曲率为1%至10%。
11.一种汽车气囊，其包括根据权利要求1至7中任意一项所述的气体可膨胀的双层织物。
12.根据权利要求11所述的气囊，其中，该气囊为帘式气囊。
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