CN104066877B - 芳族聚酰胺织物和包含它的机动车用气囊 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种芳族聚酰胺织物以及包含该芳族聚酰胺织物的机动车用气囊，更具体而言，涉及一种芳族聚酰胺织物和包含该芳族聚酰胺织物的机动车用气囊，其中，所述芳族聚酰胺织物可以承受高水平的冲击力并且能够表现优异的气密性、尺寸稳定性和封装性能，并因此可以用于机动车用外部气囊。所述芳族聚酰胺织物包括：含有细度为300至1000旦尼尔的芳族聚酰胺纱线的芳族聚酰胺织物层；和在芳族聚酰胺织物层上形成的橡胶涂层，其中，在织物经向上如预定公式所定义的强度伸长指数(TIwa)为2.8至4.8，并且橡胶涂层的涂覆量为20至100g/m2。

Description

芳族聚酰胺织物和包含它的机动车用气囊
技术领域
本发明涉及芳族聚酰胺织物和包含该芳族聚酰胺织物的机动车用气囊。更具体而言，本发明涉及芳族聚酰胺织物和包含该芳族聚酰胺织物的机动车用气囊，其中，所述芳族聚酰胺织物可以承受高水平的冲击力并且可以表现优异的气密性、尺寸稳定性和封装性能，并因此适合用于机动车用外部气囊。
背景技术
一般而言，气囊是指，机动车以预定速度或更高速度发生正向或侧向碰撞过程中，在碰撞传感器感测到碰撞时通过引发爆炸性化学物质产生气体并向气囊垫充气，而向机动车乘坐人提供保护的一种机动车安全装置。
随着近年来对机动车安全关注的日益提高，持续进行着对多种机动车用气囊的深入研究和开发。此外，近来由于行人安全法一直得到加强，正开发机动车用外部气囊，其提供在机动车的外部诸如保险杠处，以降低在行人被机动车撞击的情况下对他们的伤害。
然而，因为安装在机动车外保险杠上的外部气囊对机动车车身的外部冲击力起到缓冲的作用，与通常的内部气囊相比较，外部气囊应该能够吸收更高的冲击力。因此，外部气囊必须承受、吸收并缓冲更高的冲击力。为此，需要开发在高冲击力下能够正常完成其功能而且织物不熔融或破裂的新型织物材料。
同时，常规气囊材料可以包括由诸如聚酯、尼龙6或尼龙66的纤维制成的织物，但这些织物不足以持久经受施加至外部气囊的高水平的冲击力、高温或高压，并因此不适于在外部气囊中使用。
与用于内部气囊的典型材料类似，用于外部气囊的材料必须表现出优异的气密效果和尺寸稳定性，并应该能够紧密地折叠以表现良好的封装性能。
发明内容
技术问题
因此，本发明旨在提供一种芳族聚酰胺织物，其能够承受高水平的冲击力，并可以表现优异的气密性、尺寸稳定性和封装性能，并因此适用于机动车用外部气囊。
此外，本发明旨在提供一种机动车用气囊，尤其是包含所述芳族聚酰胺织物的机动车用外部气囊。
技术方案
本发明提供一种芳族聚酰胺织物，所述芳族聚酰胺织物包括：含有细度为300至1000旦尼尔的芳族聚酰胺纱线的芳族聚酰胺织物层；和在该芳族聚酰胺织物层上形成的橡胶涂层，其中，在织物经向上的强度伸长指数(TIwa)为2.8至4.8，如以下公式1所定义，并且所述橡胶涂层的涂覆量为20至100g/m2：
[公式1]
TIwa＝Twa/(Swa×D)
其中，Twa为按照国际标准化组织(ISO)13934-1方法测量的芳族聚酰胺织物经向上的拉伸强度(N/5cm)，Swa为按照ISO13934-1方法测量的芳族聚酰胺织物经向上的拉伸伸长率(％)，D为芳族聚酰胺纱线的细度(denier)。
此外，本发明提供包含所述芳族聚酰胺织物的机动车用气囊。
下文中，根据本发明的具体实施方案，将给出芳族聚酰胺织物和包含该芳族聚酰胺织物的机动车用气囊的详细说明。然而，并不旨在将本发明限制于所公开的形式，并且应理解在本发明精神和技术范围内的所有修改、等同或替换均包含在本发明内。
本发明所用术语“包含”、“包括”或“具有”指明存在所说明的构成元素(或构成组分)，但应理解它们不预先排除存在或添加一种或多种其他构成元素(或构成组分)的可能性。
根据本发明的一个实施方案，所述织物被配置成包括：含有预定细度的芳族聚酰胺纱线的织物层和以最佳涂覆量形成于其上的橡胶涂层。此类芳族聚酰胺织物满足由公式1限定的具体性质，例如在特定范围内的经向上的强度伸长指数(TIwa)。
本发明的织物基本上包括含有芳族聚酰胺纱线的织物层。此芳族聚酰胺纱线是一种芳族聚酰胺纤维并已知具有优异的耐热性和机械性能。由于织物包含芳族聚酰胺纱线和织物层，其可以表现优异的耐热性和机械性能，并且可以经受高冲击力、高温和高压。
传统上用于气囊的尼龙类织物不足以持久满足外部气囊所需的高机械性能。例如，即使将尼龙类织物制备成具有高覆盖系数，由于其拉伸强度不足，也不能经受施加于外部气囊的高水平冲击力。然而，芳族聚酰胺织物层可以承受更高水平的冲击力并可以表现良好的机械性能。
另外，在此实施方案中，所述芳族聚酰胺织物包含细度和密度调节至预定范围的芳族聚酰胺纱线，从而获得织物层适当的覆盖系数范围，并且控制包括橡胶组分的涂覆量等的多种性质，使得织物满足特定范围内的经向上的强度伸长指数(TIwa)。已经证实，本发明的芳族聚酰胺织物，具有令人满意的经向上的强度伸长指数(TIwa)，能够承受、吸收并缓冲施加于外部气囊的高水平的冲击力，并表现适当的柔韧性以及优异的封装性能。具体而言，优化涂覆于芳族聚酰胺织物层上的橡胶涂层的涂覆量，从而确保了织物良好的机械性能和气密效果，而且最大化对于行人的冲击吸收性能。
因此，本发明的芳族聚酰胺织物非常适用于机动车用气囊，尤其是机动车用外部气囊。
所述芳族聚酰胺织物可以包括含有细度为约300至1000丹尼尔或约400至900丹尼尔的芳族聚酰胺纱线的芳族聚酰胺织物层；和形成于该芳族聚酰胺织物层上的橡胶涂层，其中，所述织物经向上的强度伸长指数(TIwa)为约2.8至4.8或约3.0至4.7，如以下公式1所定义，并且所述橡胶涂层的涂覆量为约20至100g/m2或约25至80g/m2：
[公式1]
TIwa＝Twa/(Swa×D)
其中，Twa为按照ISO13934-1方法测量的芳族聚酰胺织物经向上的拉伸强度(N/5cm)，Swa为按照ISO13934-1方法测量的芳族聚酰胺织物经向上的拉伸伸长率(％)，D为芳族聚酰胺纱线的细度(denier)。
另外，所述芳族聚酰胺织物可以具有纬向上约3.4至5.4或约3.7至5.2的强度伸长指数(TIwe)，如以下公式2所定义。
[公式2]
TIwe＝Twe/(Swe×D)
在公式2中，Twe为按照13934-1方法测量的芳族聚酰胺织物纬向上的拉伸强度(N)，Swe为按照13934-1方法测量的芳族聚酰胺织物纬向上的拉伸率(％)，D为芳族聚酰胺纱线的细度(denier)。
由以下实施例可以明显看出，所述芳族聚酰胺织物包含芳族聚酰胺纱线，并通过调节所述纱和织物的性质(诸如纱线的细度和密度、覆盖系数和涂覆量)而使芳族聚酰胺织物的拉伸强度和拉伸伸长率最优化。因此，此织物可以有效吸收高温高压气体的能量并可以经受高水平的冲击力。具体而言，此织物可以包含具有低细度和高强度的芳族聚酰胺纱线，并且芳族聚酰胺纱线的细度可以为约300至1000丹尼尔。该芳族聚酰胺织物可以具有如公式1所定义的在经向上约2.8至4.8或约3.0至4.7的强度伸长指数(TIwa)，其可以通过在控制所述纱线和织物的性质下优化织物经向上的拉伸强度(Twa)和拉伸伸长率(Swa)而实现。与常规尼龙和PET织物相比较，满足经向上强度伸长指数(TIwa)的芳族聚酰胺织物不仅表现出增强的韧性和能量吸收性能，而且还表现出适用于气囊织物的优异的可折叠性、柔韧性和封装性能。
优化所述芳族聚酰胺织物纬向上的拉伸强度(Twe)和拉伸伸长率(Swe)，以及经向上的拉伸强度(Twa)和拉伸伸长率(Swa)，从而在保持织物良好机械性能的同时改善尺寸稳定性、封装性能和气密效果。通过优化织物纬向上的拉伸强度(Twe)和拉伸伸长率(Swe)以及纱线的细度，如公式2所定义的织物纬向上的强度伸长指数(TIwe)可以为约3.4至5.4或约3.7至5.2。
如上所述，为使芳族聚酰胺织物有效吸收在气囊展开时瞬间产生的冲击能量，所述织物的纱线的细度以及织物的拉伸强度和拉伸伸长率调节至最佳范围内，从而改善最终织物的机械性能和可折叠性。确保了足以经受气囊内来自气体发生器的通过引发爆炸性化学物质产生的高温高压气体的耐热性和强度，使得气囊得以有效展开，并且拉伸强度和拉伸伸长率二者均被优化以获得良好的可折叠性。如此，织物的拉伸强度和拉伸伸长率可以调节至落在上述织物的强度伸长指数范围内。
更具体地，由公式1中Twa表示的织物的拉伸强度，即芳族聚酰胺织物经向上的拉伸强度，可以为约4000N/5cm以上，例如约4000至9000N/5cm或约4100至8800N/5cm。另外，由公式1中Swa表示的拉伸伸长率，即芳族聚酰胺织物经向上的拉伸伸长率，可以为约2.0％以上，例如约2.0％至8.0％，约2.5％以上，或2.5％至5.0％。当以此方式保持织物经向上约4000N/5cm以上的拉伸强度(Twa)和织物经向上约2.0％以上的拉伸伸长率(Swa)时，可以充分保证气囊展开时的能量吸收性能。如果织物的拉伸强度和拉伸伸长率小于所述下限，当提供至机动车外部时，所得到的气囊不能表现期望的冲击吸收性能。
如果织物经向上强度伸长指数(TIwa)为约2.8以上，在气囊展开时，可以获得令人满意的对于机动车和机动车乘坐人的冲击吸收性能。另一方面，如果该经向上强度伸长指数为约4.8以下，可以获得适用于气囊衬垫组件的封装性能。如果所述织物经向上强度伸长指数(TIwa)小于约2.8，则织物强度低，并因此在气囊展开时容易破裂。相比之下，如果织物经向上强度伸长指数(TIwa)超过约4.8，织物的刚性可能变得过高，不利地使气囊衬垫的可折叠性劣化，使得难以将所得的织物应用于气囊。同样，织物纬向上强度伸长指数(TIwe)可以设定为约3.4至5.4。
同时，为确保芳族聚酰胺织物对高温和高压的高耐热性，未涂覆的芳族聚酰胺织物层可以具有约6.5至400，例如，约13.0至350或约80至200的耐热常数(X)，如以下公式3所定义。
[公式3]
耐热常数(X)＝(T×t)/(600×D’)
在公式3中，T为热棒在织物层上自由下落过程中在350至750℃范围内的温度，t为热棒通过自由下落从与织物层接触的点穿过织物层所用的时间(sec)，D’为芳族聚酰胺织物层的厚度(mm)。
根据本发明人的测试结果，当包含具有在预定范围内最优化的耐热指标的特定的芳族聚酰胺织物层时，可以确定该芳族聚酰胺织物可以用作气囊织物，以有效吸收并承受高温高压气体的能量。具体而言，由于芳族聚酰胺织物中在橡胶涂层工艺之前的织物层的耐热指标(X)为约6.5以上或约13.0以上，可以确定该织物可以有效吸收并承受高温高压气体的能量，因此可以非常有效地用作气囊织物。
本发明所用术语“耐热常数”指基于芳族聚酰胺织物层的厚度热棒穿过织物层所用的停留时间(如公式3所示)，并表明织物层在高温条件下用于气囊的耐热指标。耐热常数是根据气囊织物的材料而变化的随机数值，用于进行模拟预测用于气囊的织物层和织物在气囊展开时可以承受多少由气体发生器喷出的瞬时高温高压气体。芳族聚酰胺纱线较高的熔融热容ΔH导致较高的织物层的耐热常数。具体而言，芳族聚酰胺织物层的低耐热常数使足以承受气囊展开时由气体发生器产生的高温高压气体所需的织物耐热性劣化，因此使用该芳族聚酰胺织物的气囊织物易于破裂或热熔化。因此，如果织物中的芳族聚酰胺织物层的耐热常数小于例如约6.5，织物可能在外部气囊垫完全展开之前熔融，并因此不适用于气囊，尤其是外部气囊。
所述芳族聚酰胺织物还包括通过在所述芳族聚酰胺织物层的表面上涂布或层合橡胶组分而形成的橡胶涂层。当热棒的温度(T)为750℃时，涂覆有橡胶组分的芳族聚酰胺织物的耐热常数(X)可以为约200以上，例如，约200至350。
本发明所用的橡胶组分可以包括，例如硅酮类橡胶或聚氨酯类橡胶，并且具体地包括选自粉状硅酮橡胶、液体硅酮橡胶、聚氨酯和乳液型硅酮树脂中的至少一种。相对于织物层，每单位面积橡胶涂层的涂覆重量可以为约20至100g/m2或约25至80g/m2。
尽管橡胶涂层可以用橡胶组分进行一次涂覆工艺来形成，但使用橡胶组分的涂覆工艺优选重复至少两次以获得给定的涂覆量范围。具体地，由于织物已经装载在展开待用的气囊内，可以通过一次涂覆然后二次涂覆形成橡胶涂层组合物，使得织物表面光滑以便控制织物间的摩擦。如此，可以实施二次涂覆以使得涂覆量为约10g/m2以下。
在本发明的一个优选实施方案中，耐热常数可以使用图1所示的装置(热棒测试仪)测量。在热棒测试仪中，热棒被加热至350至750℃，并且被布置成从织物(层)上方下落。自由下落状态的经加热的热棒落至织物(层)上。测量热棒从与芳族聚酰胺织物(层)接触的点至完全穿过该织物(层)所用的时间，并代入公式3中，基于芳族聚酰胺织物(层)的厚度，计算芳族聚酰胺织物(层)的耐热常数。在本发明的一个具体实施方案中，热棒可以置于距离芳族聚酰胺层上方约60至85mm处。本发明所用热棒由热导率为约40至70W/m·K以及重量为约40至60g的金属或陶瓷材料制成。
当基于未涂覆的织物层ΔP为125pa时，按照美国材料与试验协会(ASTM)D737方法所测量的芳族聚酰胺织物的静态空气渗透率可以为约5.0cfm以下、约0.3至5.0cfm、约4.0cfm以下、约0.3至4.0cfm、约3.0cfm以下或约0.3至3.0cfm；当ΔP为500pa时，静态空气渗透率可以为约14cfm以下、约7至14cfm、约10cfm以下或约5至10cfm。本发明所用术语“静态空气渗透率”指在预定压力下渗透进入气囊织物(层)的空气的量。静态空气渗透率随着纱线的长丝细度(旦尼尔/长丝)降低和织物(层)密度升高而降低。另外，芳族聚酰胺织物的空气渗透率可以通过在织物层上提供橡胶涂层而变低，并可以低至大约0cfm。如果橡胶涂层以此方式形成，当ΔP为125pa时，按照ASTM D737方法测得的织物的静态空气渗透率可以为约0.1cfm以下、约0至0.1cfm、约0.05cfm以下或约0至0.05cfm；当ΔP为500pa时，静态空气渗透率可以为约0.3cfm以下、约0至0.3cfm、约0.1cfm以下或约0至0.1cfm。
考虑到保持气囊织物的气密性，可能不期望所述芳族聚酰胺织物(经涂覆或未经涂覆)具有超过上述限定的相应的空气渗透率范围的上限的静态空气渗透率或动态空气渗透率。
考虑到确保当气囊装载于机动车内时的高封装性能和可折叠性，以及良好的机械性能和气密效果，按照ASTM D1777方法测量的芳族聚酰胺织物层的厚度可以为约0.20至0.50mm或约0.22至0.45mm。另外，芳族聚酰胺织物层的厚度，考虑折叠并装载在机动车内的气囊垫的尺寸稳定性，可以设定为约0.20mm以上，而考虑气囊垫的可折叠性，可以设定为0.50mm以下。
按照ASTM D4032方法测量，本发明的聚酰胺织物的硬挺度可以为约1.5kgf以下、约0.7至1.5kgf、约1.45kgf以下、约0.75至1.45kgf、约1.4kgf以下或约0.8至1.4kgf。如果织物的硬挺度超过约1.5kgf，织物可能具有很差的可折叠性，导致气囊垫的可折叠性变差。如果织物具有过低的硬挺度，则不能起到充分保护并支撑被充气并展开的气囊的作用，并且即使气囊装载在机动车内还可能使尺寸稳定性变差，不利地降低封装性能。因此，织物的硬挺度可以设定为0.7kgf以上。
另外，为获得气密性，所述芳族聚酰胺织物应具有在由高压空气导致的拉伸力下最小的伸长率，并且还应该表现出对释放的高温高压气体最大的能量吸收性能，以在气囊展开时确保足够的机械性能。因此，织造所述织物，使得织物层具有如以下公式4所定义的在约1,500至2,200或约1,550至2,150的最佳范围内的覆盖系数，导致气囊展开时增大的气密性和能量吸收性能。
[公式4]
当织物层的覆盖系数小于约1,500时，织物层的集束可能变得脆弱，并因此织物的拉伸强度可能降低，使得无法充分体现气囊垫的冲击吸收性能。另外，空气在气囊充气过程中可能易于释放至外部。相比之下，如果织物层的覆盖系数大于约2,200，当气囊装载于机动车内时气囊垫的封装性能和可折叠性可能明显劣化。
芳族聚酰胺织物层和织物的经向细度和纬向细度，即经向上和纬向上的芳族聚酰胺纱线的细度可以为约300至1000丹尼尔或约400至900丹尼尔。尽管经向细度和纬向细度可以彼此不同，但为更均匀的性质，它们可以被设定为彼此相同。鉴于通过优化织物的强度伸长指数确保优异的硬挺度以及良好的机械性能，芳族聚酰胺织物的经向细度和纬向细度可以在前述范围内确定。如此，丹尼尔为用于测量纱线或纤维的厚度的单位，1丹尼尔指9,000m的纱线重1g。
由于其中芳族聚酰胺纱线的存在，芳族聚酰胺织物可以具有良好的机械性能和耐热性，并且芳族聚酰胺纱线的分子结构可以被构造成使得除了酰胺基之外所有主链与苯基连接。此外，取决于苯环的连接状态，芳族聚酰胺可以划分成间位型(m-)和对位型(p-)。就表现更高的芳族聚酰胺织物性能而言，对位型尤其适用。配置对位芳族聚酰胺纱线，使得苯环的平面堆叠，导致高结晶度、优异的耐热性、低收缩率和良好的诸如高强度和弹性模量的机械性能，并因此更优选用于所述织物和其中的纱线。
所述芳族聚酰胺织物的织物层的经向密度和纬向密度，即经向上和纬向上的织造密度可以为约25至55根纱/英寸、约25至47根纱/英寸或约26至45根纱/英寸。为确保气囊织物的良好机械性能，芳族聚酰胺织物层的经向密度和纬向密度可以设定为约25根纱/英寸以上，并且为提高织物的可折叠性以及降低抗撕强度，还可以设定为约55根纱/英寸以下。
可以通过织造纱线细度和密度以及织物层的覆盖系数在前述范围内的芳族聚酰胺纱线以形成芳族聚酰胺织物层来制备所述芳族聚酰胺织物，然后进行精练、热定型以及用橡胶组分涂覆。除了芳族聚酰胺纱线的细度和密度以及织物层的覆盖系数之外，对橡胶组分的涂覆量进行优化，导致根据本发明的芳族聚酰胺织物具有良好的性质。
在一个具体的实施方案中，可以通过使芳族聚酰胺纱线在纬向和经向上集束、织造、精练和热定型，然后用橡胶组分涂覆来制备芳族聚酰胺织物。织物可以使用典型的织机制备，本发明不限于任何特定织机。可以使用剑杆织机、喷气织机或喷水织机制备平织织物。
使用聚氨酯类橡胶或硅酮类橡胶的涂覆工艺使得随后由织物形成气囊的缝制工艺的可操作性最优化。如果包括橡胶组分的种类或涂覆量的涂覆工艺条件未被优化，纱线长丝可能在缝制工艺期间分离，使可操作性显著劣化。然而，由于涂覆工艺的条件被优化，缝制的可操作性变高，导致得到具有最佳性质诸如气密性、耐热性和耐摩擦性以及高缝制可操作性的芳族聚酰胺织物。
根据本发明，包括橡胶涂层的织物可以通过典型的剪裁和缝制制备成具有预定形状气囊垫。所述气囊垫不限于特定形状，可以具有典型的形式。优选适用的例如为平纹织物。
根据本发明的另一个实施方案，提供了包括芳族聚酰胺织物的机动车用气囊。此外，提供了包括气囊的气囊系统，并且可以包括本领域技术人员熟知的典型装置。机动车用气囊可以包括例如机动车用外部气囊，例如行人气囊或保险杠气囊。
具体而言，行人气囊布置在机动车引擎盖上，以便缓冲对与机动车前方玻璃碰撞的行人的冲击，保险杠气囊布置在机动车灯的下方，以便缓冲和行人或某一结构的冲击，或者缓冲对机动车本身的冲击。
具有高机械性能和优异柔韧性的芳族聚酰胺织物可以有效应用于安装至机动车保险杠的保险杠气囊中。此类保险杠气囊在图2中示出。如图2所示，保险杠气囊装置201包括以折叠状态加载至机动车200的前保险杠202中的气囊203和连接至气囊203的气体发生器204。当气囊装置201运行时，高温高压气体通过气体发生器204产生，然后供应入气囊203内，从而展开在前保险杠202上的气囊。因此，可以减轻来自与前保险杠202碰撞的机动车的冲击或对行人的冲击。尽管使用本发明的芳族聚酰胺织物的气囊装置示例性地加载在机动车的前保险杠中，但必要时，可以将其安装至机动车侧面或后部保险杠中。
有益效果
根据本发明，可以由芳族聚酰胺纱线织造具有特定强度伸长指数的织物，从而提供具有良好机械性能、柔韧性和可折叠性的气囊织物，以及包含该气囊织物的机动车用气囊。
所述芳族聚酰胺织物可以具有良好的机械性能、尺寸稳定性和气密效果，并具有优异的可折叠性和柔韧性。因此，当其加载于机动车中时，封装性能可以显著改善，并且对机动车和机动车乘坐人的冲击可以最小化，使得机动车乘坐人能够得到安全保护。
此外，芳族聚酰胺织物能够吸收并缓冲很高水平的冲击力，并因此能够有效应用于提供至机动车外部的外部气囊，以便使对机动车乘坐人和机动车本身的冲击最小化。
附图说明
图1为示出根据本发明的实施方案用于测量耐热常数的装置的照片；
图2为示出具有提供至机动车外部的外部气囊(保险杠气囊)的机动车的示意图。
具体实施方式
通过以下说明的实施例可以更好的理解本发明，但其不应理解为是对本发明的限制。
实施例1至9
使用芳族聚酰胺纱线在下表1所示的加工条件下制备每个气囊织物。
具体而言，使用剑杆织机由芳族聚酰胺纱线织造用于气囊的坯布。在该坯布上连续重复两次精练和热处理，由此制备气囊织物。未涂覆的织物通过刮刀辊涂工艺用液体硅橡胶(LSR)组成的硅酮涂层剂涂覆，由此形成涂覆硅的织物，其用作用于气囊垫的织造织物。
该织造织物使用激光切割器切割，在下表1所示的缝制条件下缝制，由此制备气囊垫。
用于气囊织物的纱线的种类及其织造形式，涂覆组分和涂覆量，以及缝制纱线和缝制工艺的类型示于下表1中。织物的覆盖系数(CF)按照以下公式4计算。其他条件取决于制备气囊垫的典型条件。
[公式4]
[表1]
使用以下方法测量实施例1至9中制备的气囊垫的多种性质。所测量的性质总结于下表2中
(a)拉伸强度和拉伸伸长率
将芳族聚酰胺织物剪裁成测试样品，根据ISO13934-1方法，用拉伸实验机的下端固定夹具将其夹紧，在上部夹具向上移动的同时，在气囊织物样品破裂时测量织物经向上的拉伸强度和拉伸伸长率(Twa，Swa)，以及纬向上的拉伸强度和拉伸伸长率(Twe，Swe)。
将织物经向上的拉伸强度(Twa)和拉伸伸长率(Swa)以及纱线的细度(D)代入以下公式1中，以计算织物经向上的强度伸长指数(TIwa)。
[公式1]
TIwa＝Twa/(Swa×D)
在公式1中，Twa为通过ISO13934-1方法测量的芳族聚酰胺织物经向上的拉伸强度(N/5cm)，Swa为通过ISO13934-1方法测量的芳族聚酰胺织物经向上的拉伸伸长率(％)，D为芳族聚酰胺纱线的细度(denier，de)。
同样，将织物纬向上的拉伸强度(Twe)和拉伸伸长率(Swe)以及纱线细度(D)代入以下公式2，以计算织物纬向上的强度伸长指数(TIwe)。
[公式2]
TIwe＝Twe/(Swe×D)
在公式2中，Twe为通过ISO13934-1方法测量的芳族聚酰胺织物纬向上的拉伸强度(N/5cm)，Swe为通过ISO13934-1方法测量的芳族聚酰胺织物纬向上的拉伸伸长率(％)，D为芳族聚酰胺纱线的细度(denier，de)。
(b)耐热常数
将橡胶涂覆工艺之前未涂覆的芳族聚酰胺织物层剪裁成尺寸为50mm×50mm的测试样品。每个样品置于图1所示的热棒测试仪中。在热棒测试仪中，以20℃/min的速率将热棒(钢，10mm直径，82mm长，50g重，热导率：55W/m·K)加热至450℃和600℃的温度(T)，并将其置于样品上方约76mm的距离(d)。从样品上方，热棒自由下落以测量热棒从与样品接触的点至完全穿过该样品所用的时间(t)(sec)。然后，如以下公式3所定义的确定耐热常数。当热棒即使在1分钟以后仍没有穿过样品，记录以1分钟为基准测得的值。
[公式3]
耐热常数(X)＝(T×t)/(600×D’)
其中，T为热棒在织物层上自由下落过程中在350至750℃范围内的温度，t为热棒通过自由下落从与织物层接触的点穿过织物层所用的时间(sec)，D’为芳族聚酰胺织物层的厚度(mm)。
(c)厚度
根据ASTM D1777方法，测量在橡胶涂覆工艺之前未涂覆的芳族聚酰胺织物层的厚度。
(d)硬挺度
根据ASTM D4032方法(圆弯曲测试法)使用硬挺度测试仪评价织物的硬挺度。硬挺度测试采用悬臂法，其中，硬挺度测试仪使用悬臂系统作为测试支架，其以预定角度倾斜以使织物弯曲以测量弯曲后织物的长度。
(e)空气渗透率
根据ASTM D737方法，将气囊织物在20℃和65％RH的条件下保持一天或更长时间。将通过尺寸为38cm2的圆形横截面的空气的体积确定为静态空气渗透率，其中空气压力为125pa。
[表2]
对比实施例1至7
使用与实施例1至9中相同的方式制备气囊织物和使用该气囊织物的气囊垫，不同的是应用下表3的条件。
[表3]
使用前述方法测量对比实施例1至7的气囊垫的多种性质。所测量的性质总结于下表4。
[表4]
由表2可以明显看出，实施例1至9的使用芳族聚酰胺纱线的具有最佳强度伸长指数的织物的硬挺度为1.0至1.41kgf，并因此表现出至其可以紧密折叠以便适应保险杠的程度的优异可折叠性。实施例1至9中的每个织物的芳族聚酰胺织物层具有227至312的耐热常数和良好的机械性能，从而能够吸收高水平的来自机动车外部的冲击力并表现出期望的性能。
然而，由表4可以明显看出，如现有技术使用尼龙纱线的对比实施例1和2的气囊织物不满足这些性质。具体而言，对比实施例1和2的气囊织物分别具有非常低的0.8和1.0的耐热常数，并且不足以承受气体发生器产生的气体，而是部分熔融并损坏，并因此其在机动车外部表现的性能会受到限制。同样，尽管使用芳族聚酰胺纱线，对比实施例3和4的气囊织物仍具有非常低的强度伸长指数，不能保证机械性能，并因此在气囊展开时容易破裂，不期望地导致充气问题和对其性能的限制。相比之下，对比实施例5和6的气囊织物具有非常高的强度伸长指数，其硬挺度值分别为被视为较差的1.75kgf和1.80kgf，因此，此类气囊在垫折叠时不能加载在最小尺寸所限定的机动车的空间中。同样，对比实施例7的气囊织物由于非常低的强度伸长指数不能确保机械性能，并因此在气囊展开时容易破裂，不期望地导致充气问题，另外，气囊垫由于低空气渗透率具有较差的充气性能，并且当加载到机动车中时可折叠性非常差。

Claims (12)

1.一种芳族聚酰胺织物，包括：
含有细度为300至1000旦尼尔的芳族聚酰胺纱线的芳族聚酰胺织物层；以及
在所述芳族聚酰胺织物层上形成的橡胶涂层，
其中，所述织物经向上的强度伸长指数(TIwa)为2.8至4.8，如以下公式1所定义，并且
所述橡胶涂层的涂覆量为20至100g/m2：
[公式1]
TIwa＝Twa/(Swa×D)
其中，Twa为按照国际标准化组织ISO 13934-1方法所测量的所述芳族聚酰胺织物经向上的拉伸强度，所述拉伸强度的单位为N/5cm，Swa为按照国际标准化组织ISO 13934-1方法所测量的所述芳族聚酰胺织物经向上的拉伸伸长率(％)，D为所述芳族聚酰胺纱线的细度，所述芳族聚酰胺纱线的细度的单位为denier。
2.根据权利要求1所述的芳族聚酰胺织物，其中，所述织物纬向上的强度伸长指数(TIwe)为3.4至5.4，如以下公式2所定义：
[公式2]
TIwe＝Twe/(Swe×D)
其中，Twe为按照国际标准化组织ISO 13934-1方法所测量的所述芳族聚酰胺织物纬向上的拉伸强度，所述拉伸强度的单位为N/5cm，Swe为按照国际标准化组织ISO 13934-1方法所测量的所述芳族聚酰胺织物纬向上的拉伸伸长率(％)，D为所述芳族聚酰胺纱线的细度，所述芳族聚酰胺纱线的细度的单位为denier。
3.根据权利要求1所述的芳族聚酰胺织物，其中，所述芳族聚酰胺织物层的耐热常数(X)为6.5至400，如以下公式3所定义：
[公式3]
耐热常数(X)＝(T×t)/(600×D’)
其中，T为热棒在所述织物层上自由下落过程中在350至750℃范围内的温度，t为所述热棒通过自由下落从与所述织物层接触的点穿过该织物层所用的时间，所述时间的单位为sec，D’为所述芳族聚酰胺织物层的厚度，所述芳族聚酰胺织物层的厚度的单位为mm。
4.根据权利要求1所述的芳族聚酰胺织物，其中，所述芳族聚酰胺织物层的芳族聚酰胺纱线的经向密度和纬向密度在25至55根纱/英寸的范围内。
5.根据权利要求1所述的芳族聚酰胺织物，其中，所述芳族聚酰胺织物层的覆盖系数为1,500至2,200，如以下公式4所定义：
[公式4]
6.根据权利要求1所述的芳族聚酰胺织物，按照美国材料与试验协会ASTM D 4032方法，所述芳族聚酰胺织物的硬挺度为1.5kgf或小于1.5kgf。
7.根据权利要求1所述的芳族聚酰胺织物，其中，所述芳族聚酰胺织物层按照美国材料与试验协会ASTM D 1777方法所测量的厚度为0.20至0.50mm。
8.根据权利要求1所述的芳族聚酰胺织物，其中，所述橡胶涂层包含硅类橡胶或聚氨酯类橡胶。
9.根据权利要求1所述的芳族聚酰胺织物，其中，所述橡胶涂层通过重复涂覆工艺至少两次而形成。
10.根据权利要求1所述的芳族聚酰胺织物，所述芳族聚酰胺织物具有彼此相同的经向细度和纬向细度。
11.一种机动车用气囊，包括权利要求1至10中任一项所述的芳族聚酰胺织物。
12.根据权利要求11所述的气囊，该气囊为用于机动车的外部气囊，包括行人气囊或保险杠气囊。
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