CN106592209A - 一种安全气囊面料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种安全气囊面料，按照ASTM D 6613可萃取物质的测试方法所测得的油剂残留量在0.1％以下，其他物质残留量在1.5％以下；按照ISO5981测试标准，经、纬向耐磨损次数在100次以上。本发明还涉及制造该安全气囊面料的方法。采用本发明获得的安全气囊面料具有优异的整体物性，并满足使用要求。

Description

一种安全气囊面料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种安全气囊面料，更具体地，涉及一种高针抓强度的非涂层安全气囊面料及其制备方法。
背景技术
安全气囊是目前广泛应用的被动安全系统的重要组成部分。近年来，随着汽车市场的扩大，汽车已逐步成为一种不可或缺的代步工具，随之而来的汽车使用安全性也越来越引起人们的关注，安全气囊的种类及装配率也越来越高。
安全气囊在汽车受到碰撞时会瞬间膨胀展开，充气时间极短，气囊展开后会在内部产生巨大压力，气囊的缝合处易成为薄弱部位，导致气体从该处泄漏，因此要求缝制安全气袋的面料有较高的针抓强度。
在专利申请号200810022661.9中，描述了通过将织物在有机硅溶液中进行后处理，可以使织物表面附着0.5％-2.0％的有机硅粒子，得到动态摩擦系数为0.3％-0.5％的安全气囊非涂层织物。主要目的是在纱线表面上直接附着一层有机硅粒子来增大纱线之间的摩擦系数，没有考察有机硅类物质和纱线之间结合的老化程度。其不是降低纱线在纺丝、织造过程中添加的油剂物质，没有充分考虑防滑剂和纱线之间结合的牢度。
本发明主要采用精炼剂和防滑剂，主要目的是降低面料中纱线的油剂类残留量，提高防滑剂和纱线之间粘合性，并通过防滑剂来提高面料的针抓效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针抓强度高、透气度好的安全气囊面料及其制备方法。
本发明所述安全气囊面料，按照ASTM D 6613可萃取物质的测试方法所测得的油剂类物质残留量在0.1％以下，其他物质残留量在1.5％以下；按照ISO5981测试标准，经、纬向耐磨损次数在100次以上。如果油剂类物质残留量大于0.1％，其他物质残留量大于1.5％，那么纱线和防滑剂结合牢度变小，面料长期放置后，防滑剂容易和纱线分离，造成针抓强度下降。如果经、纬向耐磨损次数小于100次，那么防滑剂和纱线的结合力小，面料制作成气囊，在折叠过程中，防滑剂容易脱落，纱线之间的空隙变大，透气性能变差，造成气囊爆破失效。
本发明的安全气囊面料的针抓强度为500N-1000N。这属于较优的力学范围，基本满足所有安全气囊设计方案对力学性能的要求。如果安全气囊面料的针抓强度小于500N时，缝合部位在气囊爆破时容易发生滑脱，导致气囊失效；如果针抓强度大于1000N，则需要大量的防滑剂来处理，一方面造成成本上升；同时面料的透气度变大，气囊爆破时起不到对人体的保护作用。
本发明的安全气囊面料的静态透气度在5-15L/min/dm2。如果透气度过小，则会使气囊爆破瞬间产生大量的气体没有及时泄露，对人体的冲击量大，造成意外的伤害；如果透气度过大，气囊变软，可能无法起到缓冲作用，不能保护乘车人员。
本发明的安全气囊面料所用原料优选为聚酰胺长丝，长丝的纤度为315D-630D。
本发明的安全气囊面料的加工方法包括精炼阶段、轧车阶段、热定型阶段。
本发明的安全气囊面料的加工方法中，所述精炼阶段采用精炼液，所述精炼液包含精炼剂，所述精炼剂是络合分散剂、表面活性剂以及双氧水稳定剂的复配物，属于阴离子型物质，pH值约为3.5-5.5，比重约为1.07-1.11g/cm3，粘度小于250mPa·s。如果pH值小于3.5或大于5.5，精炼后不能和防滑剂有效地结合在一起，影响防滑剂和纱线之间粘结牢度，也影响针抓强度。如果比重大于1.11g/cm3，和NaOH溶液或水的共溶性不好，容易发生沉淀。若粘度大于250mPa·s，容易粘附在面料表面，造成二次污染。
所述精炼剂中包含吩的乙氧基脂肪醇，含量为13-30％；十一烷基-十一羟基聚(氧-1,2-亚乙基)，含量为7-13％；聚丙烯酸钠，含量为0.1-1％；上述含量基于精炼剂的总重量计。基于精炼液的总重量，上述精炼剂的量为0.65重量％-1.0重量％。精炼温度为60-95℃。如果精炼剂的量小于0.65重量％，则除去纱线中油剂类物质的效果差。如果精炼剂的量大于1.0％，则造成成本上升。如果温度小于60℃，则除去油剂类和其他残留物质的效果差。如果温度大于95℃，一方面造成能源的浪费，另一方面对设备的保温性要求高。
本发明的安全气囊面料的加工方法，轧车阶段中采用的防滑剂的pH值为3.0-4.5，比重为1.1-1.15g/cm3，基于后整理液的总重量，防滑剂的量为1.0重量％-3.0重量％，湿轧液率为15-25％，浸轧时间是2分钟。如果防滑剂的pH小于3.0或大于4.5，一方面不能和精炼后纱线有效粘合在一起，同时加工后面料的pH不在6.0-8.0之间，不符合pH值的要求。比重在1.1-1.15g/cm3之间，和水能够均匀混合，不会分层和产生沉淀。如果防滑剂的量小于1.0重量％，湿轧液率小于15％，则达不到针抓强度高的效果。如果防滑剂的量大于3.0重量％，湿轧液率大于25％，则成本上升。轧车时间过长，轧液率大，时间过短，达不到效果。轧车温度在20-30℃，其效果最佳。
本发明中的防滑剂主要由阳离子型改性胶状聚硅酸构成。
本发明的安全气囊面料的加工方法中的热定型温度为110-150℃。如果热定型温度小于110℃，则定型效果差，面料放置一段时间后，物性会发生变化。如果温度大于150℃，则面料发软，针抓强度变小。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实验方法：
1.异物质萃取
根据ASTM D 2257-98异物质萃取方法，准备好一个圆底烧瓶(重量为A)，称取10±1g面料样品(具体重量记为B)，放入圆底烧瓶中，加入75mL乙醚，异物质溶于乙醚中，待乙醚挥发后，异物质残留在烧瓶里，再次称量圆底烧瓶重量记为C。异物质萃取量计算公式如下：
异物质萃取量(％)＝100×(C－A)/B
2.耐磨损性能
根据ISO5981的试验方法，沿经丝或纬丝方向剪取100×50mm的样品，放在耐磨损仪器上进行测试。压脚的宽度为11.0±1.0mm，加压负荷为10±0.2N
3.针抓强度
根据ASTM D 6479-12的测试方法，沿经丝或纬丝方向剪取300×50mm的样品，利用Instron强力机进行测试。具体操作如下：在强力机底座换上针抓夹具，夹具间距设定为200mm；在测试程序中调出针抓强度的测试方法；将样品一端垂直伸入针抓夹具内，针距离样品底端5mm，样品两边边缘与夹具两边边缘对齐；将测试速度设定为200mm/min进行测试。
4.透气度
根据EASC 9904 0180 A09透气度的测试方法，剪取尺寸为100mm×100mm样品，采用100cm2的夹头进行测试。
实施例1
采用纤度为315D(丹尼尔)，单丝根数为136根的聚酰胺66长丝，通过剑杆织机织造出密度为60根/英寸的平纹织物。将该织物先在含有pH值为3.5，比重为1.08g/cm3，粘度为220mPa·s，重量百分比为0.65％的精炼剂的65℃精炼液中进行精炼。然后在含有pH值为3.0，比重为1.10g/cm3，重量百分比为1.0％的防滑剂的后整理液中处理一遍后，在轧车温度为25℃，轧液率为15％的条件下进行轧车。最后在110℃的条件下热定型。其物性结果见表1。
实施例2
采用纤度为630D，单丝根数为105根的聚酰胺66长丝，通过剑杆织机织造出密度为41根/英寸的平纹织物。将该织物先在含有pH值为5.0，比重为1.09g/cm3，粘度为190mPa·s，重量百分比为0.8％的精炼剂的80℃精炼液中进行精炼。然后在在含有pH值为4.0，比重为1.12g/cm3，重量百分比为2.0％的防滑剂的后整理液中处理一遍后，在轧车温度为30℃，轧液率为25％的条件下进行轧车。最后在150℃的条件下热定型。其物性结果见表1。
实施例3
采用纤度为500D，单丝根数为144根的聚酯长丝，通过剑杆织机织造出密度为51根/英寸的平纹织物。将该织物先在含有pH值为5.5，比重为1.09g/cm3，粘度为160mPa·s，重量百分比为1.0％的精炼剂的90℃精炼液中进行精炼。然后在含有pH值为4.5，比重为1.15g/cm3，重量百分比为3.0％的防滑剂的后整理液中处理一遍后，在轧车温度为30℃，轧液率为20％的条件下进行轧车。最后在150℃的条件下热定型。其物性结果见表1。
实施例4
采用纤度为420D，单丝根数为140根的聚酰胺66长丝，通过剑杆织机织造出密度为51根/英寸的平纹织物。将该织物先在含有pH值为4.5，比重为1.10g/cm3，粘度为190mPa·s，重量百分比为0.8％的精炼剂的80℃精炼液中进行精炼。然后在含有pH值为4.0，比重为1.12g/cm3，重量百分比为2.0％的防滑剂的后整理液中处理一遍后，在轧车温度为25℃，轧液率为20％的条件下进行轧车。最后在120℃的条件下热定型。其物性结果见表1。
比较例1
采用纤度为315D，单丝根数为136根的聚酰胺66长丝，通过剑杆织机织造出密度为60根/英寸的平纹织物。将该织物先在含有pH值为3.0，比重为1.05g/cm3，粘度为260mPa·s，重量百分比为0.3％的精炼剂的65℃精炼液中进行精炼。然后在含有pH值为3.0，比重为1.10g/cm3，重量百分比为0.8％的防滑剂的后整理液中处理一遍后，在轧车温度为25℃，轧液率为15％的条件下进行轧车。最后在110℃的条件下热定型。其物性结果见表1。
比较例2
采用纤度为630D，单丝根数为105根的聚酰胺66长丝，通过剑杆织机织造出密度为41根/英寸的平纹织物。将该织物先在含有pH值为3.0，比重为1.09g/cm3，粘度为190mPa·s，重量百分比为0.8％的精炼剂的80℃精炼液中进行精炼。然后在含有pH值为2.0，比重为1.12g/cm3，重量百分比为2.0％的防滑剂的后整理液中处理后，在轧车温度为10℃，轧液率为10％的条件下进行轧车。最后在150℃的条件下热定型。其物性结果见表1。
比较例3
采用纤度为500D，单丝根数为144根的聚酯长丝，通过剑杆织机织造出密度为51根/英寸的平纹织物。将该织物先在含有pH值为6.0，比重为1.09g/cm3，粘度为160mPa·s，重量百分比为1.0％的精炼剂的90℃精炼液中进行精炼。然后在含有pH值为5.5，比重为1.15g/cm3，重量百分比为3.0％的防滑剂的后整理液中处理一遍后，在轧车温度为30℃，轧液率为20％的条件下进行轧车。最后在150℃的条件下热定型。其物性结果见表1。
比较例4
采用纤度为420D，单丝根数为140根的聚酰胺66长丝，通过剑杆织机织造出密度为51根/英寸的平纹织物。将该织物先在含有pH值为4.5，比重为1.15g/cm3，粘度为190mPa·s，重量百分比为0.8％的精炼剂的40℃精炼液中进行精炼。然后在含有pH值为4.0，比重为1.20g/cm3，重量百分比为2.0％的防滑剂的后整理液中处理一遍后，在轧车温度为40℃，轧液率为20％的条件下进行轧车。最后在120℃的条件下热定型。其物性结果见表1。
比较例5
采用纤度为420D，单丝根数为140根的聚酰胺66长丝，通过剑杆织机织造出密度为51根/英寸的平纹织物。将该织物先在含有pH值为4.5，比重为1.10g/cm3，粘度为190mPa·s，重量百分比为1.2％的精炼剂的80℃精炼液中进行精炼。然后在含有pH值为4.0，比重为1.12g/cm3，重量百分比为3.5％的防滑剂的后整理液中处理一遍后，在轧车温度为25℃，轧液率为35％的条件下进行轧车。最后在120℃的条件下热定型。其物性结果见表1。
比较例6
采用纤度为420D，单丝根数为140根的聚酰胺66长丝，通过剑杆织机织造出密度为51根/英寸的平纹织物。将该织物直接在含有pH值为4.0，比重为1.12g/cm3，重量百分比为2.0％的防滑剂的后整理液中处理一遍后，在轧车温度为25℃，轧液率为20％的条件下进行轧车。最后在120℃的条件下热定型。其物性结果见表1。
表1：安全气囊面料物性表。
由表1所示的数据看出，采用本发明的方法所获得的安全气囊面料(实施例1-4)相比不采用本发明的方法所获得的安全气囊面料(比较例1-6)在整体物性方面都有显著提高，并能满足使用要求。

Claims (7)

1.一种安全气囊面料，其特征在于，按照ASTM D 6613可萃取物质的测试方法所测得的油剂残留量在0.1％以下，其他物质残留量在1.5％以下；按照ISO5981测试标准，经、纬向耐磨损次数在100次以上。
2.根据权利要求1所述的安全气囊面料，其特征在于，所述安全气囊面料的针抓强度在500N-1000N。
3.根据权利要求1所述的安全气囊面料，其特征在于，所述安全气囊面料的静态透气度在5-15L/min/dm2。
4.根据权利要求1所述的安全气囊面料，其特征在于，所述安全气囊面料的原丝规格为315D-630D。
5.一种用于制备权利要求1所述的安全气囊面料的方法，所述方法包括精炼阶段、轧车阶段、热定型阶段，其特征在于，所述精炼阶段采用精炼液，所述精炼液包含精炼剂，所述精炼剂中包含吩的乙氧基脂肪醇，含量为13-30％；十一烷基-十一羟基聚(氧-1,2-亚乙基)，含量为7-13％；聚丙烯酸钠，含量为0.1-1％；上述含量基于精炼剂的总重量计；所述精炼剂的pH值为3.5-5.5，比重为1.07-1.11g/cm3，粘度小于250mPa·s；基于所述精炼液的总重量，所述精炼剂的量为0.65重量％-1.0重量％，精炼温度为60-95℃。
6.根据权利要求5中所述的方法，其特征在于，所述轧车阶段中采用防滑剂，所述防滑剂主要由阳离子型改性胶状聚硅酸构成，所述防滑剂的pH值为3.0-4.5，比重为1.1-1.15g/cm3，基于后整理液的总重量，所述防滑剂的量为1.0-3.0重量％，湿轧液率为15-25％，浸轧时间是2分钟。
7.根据权利要求6中所述的方法，其特征在于，热定型温度为110-150℃。
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