CN114867895A - 气囊用聚酯基布 - Google Patents

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Abstract

本发明所解决的问题是提供一种气囊用聚酯基布，所述聚酯基布使用能够降低成本的聚酯纤维，同时保持气囊用基布所需的机械特性，并且表现出在展开时容纳乘员的高约束性能，即使聚酯基布随着时间推移发生变化，所述约束性能仍保持在高水平。作为用于解决所述问题的手段，本发明提供了一种气囊用聚酯基布，所述聚酯基布在至少一个表面上具有树脂，同时其特征在于：该聚酯基布的卷曲率被优化，并且在70℃在95％RH下的408小时劣化处理后的擦洗试验次数为400以上。

Description

气囊用聚酯基布
技术领域
本发明涉及气囊用聚酯基布。更具体地，本发明涉及如下的气囊用聚酯基布，其具有在展开期间容纳乘员的高约束性能，并且甚至在老化后仍将该性能保持在高水平，同时保持作为气囊用基布的机械特性。
背景技术
气囊广泛地安装在汽车中作为乘员的安全保护设备，并且安装在各种位置，比如用于驾驶员座椅和前排乘客座椅的气囊，内置到乘客座椅中的用于大腿保护的气囊，和沿着侧窗展开的帘式气囊。每辆车使用的气囊基布的量日益增加。当前气囊中使用的基布主要由具有适合于气囊用基布的性质的聚酰胺纤维、尤其是尼龙6，6纤维形成。然而，尼龙6，6纤维比较昂贵，并且随着气囊广泛地使用而增加成本。因此，需要由原纱成本比尼龙6，6纤维的原纱成本低的聚酯纤维形成的基布。
然而，气囊用基布需要具有各种特性以保护汽车的乘员。例如，气囊用基布必须不仅具有展开性能，而且具有容纳乘员所需的各种机械特性，并且还必须在其中模拟操作环境的老化劣化的加速试验中保持足够的性能。为了满足这些要求，例如，专利文献1提出了一种气囊用基布，其目的是通过限定在水热老化后的抗皱性而使其在老化劣化后保持性能。然而，实质上并没有公开这样的由聚酰胺(比如尼龙6，6)形成的基布，和具有这样的性质的聚酯基布。
与尼龙6，6纤维相比，聚酯纤维具有在气囊用基布中使用时不优选的性质，并且目前并未广泛使用由聚酯纤维形成的气囊基布。
引用清单
专利文献
专利文献1：中国专利公布号103132333B
发明内容
技术问题
本发明是鉴于现有技术中的所述技术问题完成的，并且一个目的是提供一种由可以降低成本的聚酯纤维形成的气囊用聚酯基布，这种聚酯基布具有在展开期间用于容纳成员的高约束性能，并且甚至在老化后仍将性能保持在高水平，同时保持作为气囊用基布的机械特性。
问题的解决方案
本发明人进行了深入细致的研究以实现所述目的，并且完成了本发明。具体地，本发明如下所述。
1.一种气囊用聚酯基布，其特征在于，所述气囊用聚酯基布在70℃、95％RH下老化处理408小时后的擦洗试验次数为400以上。
2.根据项目1所述的气囊用聚酯基布，
其中根据下式1计算的每单位重量的能量容许量(EA)为5.0(J/g)以下，式1：EA(J/g)＝(EW+EF)/W
其中EW(mJ/cm2)表示在将所述基布拉伸到120N/cm的应力、然后松弛到0N/cm的应力时在经纱方向上的每单位表面积的滞回能，
EF(mJ/cm2)表示在将所述基布拉伸到120N/cm的应力、然后松弛到0N/cm的应力时在纬纱方向上的每单位表面积的滞回能，并且
W(g/m2)表示所述基布的每单位面积的重量。
3.根据项目1或2所述的气囊用聚酯基布，其中根据下式2计算的约束能力使用率(RR)为85％以上，
式2：RR(％)＝RW/BW+RF/BF
其中RW(mm)表示所述基布在120N/cm的负荷下在经纱方向上的伸长率，
BW(mm)表示所述基布在经纱方向上的断裂伸长率(elongation at breakingforce)，
RF(mm)表示所述基布在120N/cm的负荷下在纬纱方向上的伸长率，并且
BF(mm)表示所述基布在纬纱方向上的断裂伸长率。
4.根据项目1至3中任一项所述的气囊用聚酯基布，其中所述气囊用聚酯基布的初始擦洗试验次数为500以上。
5.根据项目1至4中任一项所述的气囊用聚酯基布，其中所述气囊用聚酯基布的覆盖系数为1900至2600。
6.根据项目1至5中任一项所述的气囊用聚酯基布，其中所述气囊用聚酯基布的总重量为300g/m2以下。
7.根据项目1至6中任一项所述的气囊用聚酯基布，其中所述涂布树脂是有机硅树脂，并且所述树脂以5g/m2以上且50g/m2以下的量涂布。
8.根据项目1至7中任一项所述的气囊用聚酯基布，所述气囊用聚酯基布包含总纤度为200至555dtex并且单丝纤度为6.0dtex以下的聚酯纤维。
9.根据项目1至8中任一项所述的气囊用聚酯基布，其中所述气囊用聚酯基布的干热尺寸变化率为3％以下。
10.根据项目1至9中任一项所述的气囊用聚酯基布，其中所述气囊用聚酯基布的弯曲率(bow rate)为3％以下。
11.根据项目1至10中任一项所述的气囊用聚酯基布，其中所述气囊用聚酯基布的VOC组分含量为100ppm以下。
12.根据项目1至11中任一项所述的气囊用聚酯基布，其中构成所述基布的经纱和纬纱的卷曲率分别为1.0％至12.0％。
发明的有益效果
本发明可以提供一种具有高水平的各种特性以在用于气囊时保护汽车中的乘员的基布，即使该基布由比较廉价的聚酯纤维形成。
附图说明
图1说明了用于测量弯曲率的方法。
具体实施方式
本发明的技术构思包括三个主要要素。具体地，在70℃、95％RH下老化处理408小时后的擦洗试验次数为400以上，由基布在120N/cm的应力下的滞回能确定的每单位重量的能量容许量(EA)为5.0J/g以下，并且由120N/cm时的伸长率相对于断裂伸长率的百分比确定的约束能力使用率(RR)为85％以上。
本发明人详细分析了聚酯基布和聚酰胺(例如，尼龙6，6)基布，并且发现，首先，在70℃、95％Rh下老化处理408小时后的擦洗试验次数为400以上的聚酯基布可以提供与聚酰胺基布相当的气囊用基布。更优选地，在70℃、95％RH下老化处理408小时后的擦洗试验次数为450以上。尽管擦洗试验次数的上限没有特别限制，但是考虑到使用的气囊用基布和涂层剂之间的关系，擦洗试验次数的上限优选为2500以下，并且更优选2000以下。
根据本发明人的分析，与聚酰胺基布相比，典型的聚酯基布倾向于在水热老化后具有更低的抗皱性。这可能是由于以下事实：与尼龙6，6相比，气囊涂层中通常使用的有机硅涂料与聚酯之间的结合更易受水分影响。
用于获得在70℃、95％RH下老化处理408小时后的擦洗试验次数为400以上的聚酯基布的手段没有特别限制，并且可以是例如对聚酯纤维的表面的改性。
然而，为了有效地利用聚酯纤维的低成本特征，推荐形成基布的聚酯纤维的卷曲率较高，如下文所述。本发明人发现，卷曲率越高，基布的表面结构中存在越多的凸起和凹陷，由此增大涂层剂与聚酯基布接触的表面积，并且由此甚至改善在水热老化后的抗皱性。这消除了对例如聚酯纤维的表面改性的需求，并且以低成本提供可以经受水热老化的气囊用聚酯基布。
在本发明中，根据ISO 5981测量基布的在70℃、95％RH下老化处理408小时后的擦洗试验次数。具体地，将利用恒温恒湿器在70℃、95％RH下进行老化处理408小时后的试样固定到擦洗试验机上，并且在1kgf的初始负荷下进行试验，然后目视研究试验后样品上的涂层的剥离程度。
根据本发明的气囊用聚酯基布的根据下式1计算的每单位重量的能量容许量(EA)优选为5.0(J/g)以下。
式1：EA(J/g)＝(EW+EF)/W
其中EW(mJ/cm2)表示在将所述基布拉伸到120N/cm的应力、然后松弛到0N/cm的应力时在经纱方向上的每单位表面积的滞回能，
EF(mJ/cm2)表示在将所述基布拉伸到120N/cm的应力、然后松弛到0N/cm的应力时在纬纱方向上的每单位表面积的滞回能，并且
W(g/m2)表示所述基布的每单位面积的重量。
值“120N/cm”对应于施加至展开中的气囊基布的最大应力。具体地，气囊在拉伸到120N/cm的应力、然后松弛到0N/cm的应力时的能量容许量表明气囊基布在气囊展开行为期间从充气机接收的能量的容许量程度。能量容许量越小，展开性能越好；从防止气囊由于基布接收的能量而爆裂的观点来看，能量容许量也是一种重要因素。
如果每单位重量的能量容许量(EA)为5.0J/g以下，则所得气囊可以在展开期间不浪费地使用从充气机发出的能量。可能地，这允许快速展开，并且甚至降低由因为基布允许的能量的量小引起的基布断裂造成爆裂的风险。更优选地，每单位重量的能量容许量(EA)为4.0J/g以下。每单位重量的能量容许量(EA)的下限没有特别限制；由于聚酯纤维的特性，每单位重量的能量容许量(EA)的下限优选为0.1J/g以上，并且更优选0.5J/g以上。
根据本发明的气囊用聚酯基布的根据下式2计算的约束能力使用率(RR)优选为85％以上。
式2：RR(％)＝RW/BW+RF/BF
其中RW(mm)表示所述基布在120N/cm的负荷下在经纱方向上的伸长率，
BW(mm)表示所述基布在经纱方向上的断裂伸长率，
RF(mm)表示所述基布在120N/cm的负荷下在纬纱方向上的伸长率，并且
BF(mm)表示所述基布在纬纱方向上的断裂伸长率。
更优选地，约束能力使用率(RR)为90％以上。约束能力使用率(RR)的上限没有特别限制；由于基布的特性，约束能力使用率(RR)的上限优选为200％以下，并且更优选150％以下。
本发明人发现，与聚酰胺基布相比，聚酯基布更容易爆裂。这可能是因为以下原因：传统的聚酯基布比聚酰胺基布(比如尼龙6，6)刚性更高，并且聚酯基布的应力伸长率的伸长曲线(curve)在与尼龙6，6相比更短的伸长的情况下达到高应力(即具有高刚性水平)；因此，聚酯基布与尼龙6，6相比具有更低的伸长性能，并且不能容忍在在展开时的能量，因此容易爆裂。
定义为“120N/cm时的伸长率相对于断裂伸长率”的约束能力使用率(RR)的值表示在气囊的展开行为中的应力伸长曲线的斜率。具体地，本发明人发现，因为更高的约束能力使用率(RR)导致基布在展开期间的更大伸长率，所以可以降低在展开期间由于基布的快速伸长导致的气囊爆裂的风险。
从确保在展开期间的安全性的观点来看，根据本发明的气囊用聚酯基布的初始擦洗试验次数优选为500以上，并且更优选550以上。擦洗试验次数的上限没有特别限制；考虑到所使用的聚酯基布与涂层剂之间的关系，擦洗试验次数的上限优选为3000以下，并且更优选2500以下。
在本发明中，根据ISO 5981测量基布的初始擦洗试验次数。具体地，将试样固定到擦洗试验机上，并且在1kgf的初始负荷下进行试验，然后目视研究试验后样品上的涂层的剥离程度。
考虑到约束能力使用率(RR)和擦洗试验次数，根据本发明的气囊用聚酯基布的覆盖系数(CF)优选为1900至2600。更优选地，覆盖系数(CF)的下限为2200，并且更优选地，覆盖系数(CF)的上限为2500。根据下式计算CF。
CF＝(√A)×(W1)+(√B)×(W2)
其中A和B分别表示经纱的厚度和纬纱的厚度(dtex)，并且W1和W2分别表示经向编织密度和纬向编织密度(根/2.54cm)。
根据本发明的气囊用聚酯基布的总重量优选为300g/m2以下，并且更优选233g/m2。在此范围内的总量使得容易减轻气囊基布的重量，并且进一步改善气囊形成为模块(module)的收纳性。
根据本发明的气囊用聚酯基布的总重量的下限没有特别限制，只要基布在气囊中应用时可以实现令人满意的透气性即可；总重量为180g/m2以上的聚酯基布被认为具有可用作气囊的透气性。
在本发明中，根据JIS L 10968.3测量总重量。从样品中取两个约200mm×200mm的试样，并且测量每个试样的绝干质量(g)以确定每平方米的质量(g/m2)。计算平均值，并且将其确定为总重量。
优选地，涂布至根据本发明的气囊用聚酯基布的树脂是有机硅树脂，并且以5g/m2以上且50g/m2以下的量涂布。有机硅树脂比较廉价，并且可以实现出色的低透气性。在该范围内的量的树脂可以实现柔性和收纳性，同时充分地限制透气性。
根据本发明的气囊用聚酯基布优选地由总纤度为200至555dtex的聚酯纤维形成。尽管聚酯纤维倾向于由于它们比尼龙6，6纤维大的刚性而具有降低的收纳性，但是总纤度为200dtex以上的聚酯纤维没有过度提高编织密度的需求，因此限制了经纱和纬纱的结合力过度增大，使得在气囊模块中的收纳性容易落在适当范围内。总纤度为555dtex以下的聚酯纤维也使得容易限制构成织物的纱线的刚性过度增大。
根据本发明的气囊用聚酯基布优选地由单丝纤度为6.0dtex以下的聚酯纤维形成。单丝纤度为6.0dtex以下的聚酯纤维可以实现可纺性以及气囊的收纳性。
在150℃干燥30分钟之后，根据本发明的气囊用聚酯基布的干热尺寸变化率优选为3％以下，并且更优选2.5％以下。在此范围内的干热尺寸变化率确保了充分消除纱线的残余收缩，并且可以减小在将基布并入到气囊模块中之后的尺寸变化。
根据本发明的气囊用聚酯基布的弯曲率优选为3％以下，并且更优选2.5％。在这些范围内的弯曲率由于织物的低弯曲而有助于在裁切和缝制过程中的工作效率的提高。
根据本发明的气囊基布的VOC含量优选为100ppm以下。100ppm以下的VOC含量可以符合各国的环境法规。
根据本发明的气囊用聚酯基布的构成基布的纱线在经纱和纬纱二者中的卷曲率优选为1.0％至12.0％，更优选1.5％至10.0％，并且仍更优选在经纱和纬纱中为2.0％至7.0％。本发明人发现，如果卷曲率在这些范围内，则可以以低成本获得在70℃、95％RH下老化处理408小时后的擦洗试验次数、每单位重量的能量容许量(EA)和约束能力使用率(RR)均在令人满意的范围内的聚酯基布。具体地，如果卷曲率在这些范围内，则基布具有适当的凸起和凹陷；这不仅改善聚酯基布层与树脂层之间的粘合性，并且允许树脂的均匀涂布，而且为基布赋予了适当的应力-伸长特性和对应力的响应，从而使得聚酯基布更容易具有在令人满意的范围内的每单位重量的能量容许量(EA)和约束能力使用率(RR)。
据推测在气囊展开期间基布在纵向或横向上被拉伸时，在这些范围内的卷曲率使得拉伸的卷曲能够作为分散突然施加至基布的力的缓冲，并且这弥补了聚酯基布被认为比尼龙基布更难以拉伸的缺点。
根据JIS L1096(2010)8.7.2方法B中描述的方法测量本公开中的卷曲率。所施加的负荷为1/10g/dtex。
在根据本发明的气囊用聚酯基布中使用的聚酯纤维的实例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯；聚酯纤维可以是由通过使聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯与作为酸组分的脂族二羧酸(比如间苯二甲酸、5-磺基间苯二甲酸钠或己二酸)共聚形成的共聚聚酯组成的纤维。
根据本发明的气囊用聚酯基布在经纱方向和纬纱方向二者上的编织密度优选为40根/2.54cm以上，并且更优选46根/2.54cm以上。46根/2.54cm以上的编织密度可以限制在编织过程期间的基布结构的损失。尽管编织密度的上限没有特别限制，但是由于在编织时的纬纱插入的限制，该上限优选为70根/2.54cm以下。
在本发明中，根据JIS L1096(2010)8.6.1测量编织密度。具体地，将样品放置在平台上，并且除去不自然的褶皱和卷曲，以及张力。然后，数出在五个不同部分中的每2.54-cm段中的经纱和纬纱的根数，并且计算每单位长度的各纱线的平均值，并且将其确定为编织密度。
从机械特性的观点来看，根据本发明的气囊用聚酯基布的抗拉强度优选为500N/cm以上，并且更优选550N/cm以上。尽管抗拉强度的上限没有特别限制，但是相对于所使用的聚酯复丝的总纤度和抗拉强度，以及气囊基布的编织密度，该上限优选为1000N/cm以下，并且更优选900N/cm以下。
在本发明中，根据JIS L1096(2010)8.12.1测量基布的抗拉强度。具体地，在初始负荷下用拉伸测试仪夹住试样，并且以50mm的试样宽度和200mm的夹具间的距离以200m/min的拉伸速率进行测试，然后测量试样被切断时的强度(N)。然而，排除在距夹具10mm以内切断的试样和不正常断裂的试样。
构成根据本发明的气囊用聚酯基布的聚酯纤维的单丝的横截面形状的长宽比优选为1.4以下。气囊基布的构成丝线的单丝的横截面形状可以改变为与原纱的单丝的横截面形状不同的形状，比如由于在加工期间的张力导致。气囊基布的构成丝线的单丝的横截面形状的长宽比在1.4以下范围内可以使得在折叠气囊时纱线的横截表面能够在预定方向上整齐地对齐，使得更容易实现所需的低透气性。
从降低透气性和提高适当的卷曲率的观点来看，用于制备根据本发明的气囊用聚酯基布的原纱的聚酯纤维的干热尺寸变化率优选为3％以上，并且更优选4％以上。然而，过高的干热尺寸变化率可能增加收缩处理后的气囊基布的厚度，或者可能由于在表面上的大的凸起和凹陷而导致无法形成均匀的树脂层。从气囊在模块中的收纳性的观点来看，作为原纱的聚酯纤维的干热尺寸变化率优选为12％以下，并且更优选10％以下。由于在这些范围内的干热尺寸变化率，之后描述的收缩处理可以提供具有低透气性、合适的卷曲率和出色的模块中收纳性的气囊用涂布基布。
在本发明中，根据JIS L1013(2010)8.18.2干热尺寸变化率方法B测量原纱的干热尺寸变化率。具体地，按以下方式测量干热尺寸变化率。使样品经受初始负荷，然后标记间隔500mm的两个点。在移除初始负荷之后，将样品悬挂在180℃的干燥器中，并且静置30分钟。之后，取出样品，并且将其冷却至室温，然后再次使其经受初始负荷。测量两点之间的长度，并且根据下式计算干热尺寸变化率(％)。将三次测量的平均值确定为干热尺寸变化率。
ΔL＝L-500/500×100
ΔL：干热尺寸变化率(％)，L：2个点之间的长度(mm)
以下内容详细描述了适合于获得根据本发明的气囊用聚酯基布的方法；然而，根据本发明的气囊用聚酯基布不限于通过这些方法制备的基布。
在编织根据本发明的气囊用聚酯基布时的经纱张力优选为120至200cN/根。120cN/根以上的经纱张力使得卷曲率能够落入适当的范围内，另外使得不太可能在编织期间在经纱中出现松弛部分，在基布中形成缺陷，或织机停止。200cN/根以下的经纱张力使得更容易防止向经纱施加过量的张力，由此减少基布中的缺陷。
由于与尼龙6，6纤维相比难以提高聚酯纤维的卷曲率，因此在编织根据本发明的气囊用聚酯基布时，优选的是将筘(reed)的休止角(dwell angle)设定为60至120°以提高卷曲率，同时减少基布缺陷。在此范围之外的筘的休止角可能导致无法确保纬纱的行进区域，因此可能造成许多基布缺陷。
此外，优选的是将导辊附接在背辊和综丝(heddle)之间，以将经纱从经纱线提升20至50mm，以提高在经向上的卷曲率并且减少基布缺陷。如果经纱线在此位置范围之外，则上纱线和下纱线之间的张力差可能导致许多基布缺陷。
还优选的是将主动式松经机构附件至背辊以保持基布强度，同时提高在经向上的卷曲率。主动式松经机构中的松经量优选为5至7.5mm，并且松经时机优选为织机+30°的交叉时机。使用在此设定范围内的主动式松经机构防止了在开口运动(shedding motion)期间过量张力被施加至经纱，防止了过量张力被施加至纱线，由此保持基布强度。此外，因为可以以适当的张力对经纱进行开口，所以可以提高在经向上的卷曲率。还优选的是在提高纱线输送力的方向上调整泵直径、冲程、喷嘴直径以提高在经纱方向上的卷曲率。
因为与尼龙6，6纤维相比聚酯纤维的卷曲率更难以提高，所以优选的是在编织过程中在卷绕装置中将卷取张力设定为250至1500N。因为聚酯基布比尼龙6，6基布更硬，并且可以将卷取张力设定为低于尼龙6，6的卷取张力，所以可以通过将卷取张力设定为低至防止在卷取期间的褶皱或松弛部分的程度来提高卷曲率。
收缩处理包括例如水热处理和以针拉幅机为代表的热定型处理，并且在收缩处理中使用热水的水热处理是特别优选的。热水可以通过诸如将上述编织过程中得到的织物浸入热水中或用热水喷洒织物的方法来使用。热水的温度优选为约80至100℃，并且更优选95℃以上。在这些范围内的热水温度是优选的，因为其使得坯布能够在编织后高效地收缩并且提高基布的卷曲率。可以首先将通过编织得到的织物干燥，然后对其进行收缩过程；然而，在生产成本方面有利的是在不进行干燥的情况下对通过编织得到的织物进行收缩处理，然后进行干整理。
根据本发明的气囊用聚酯基布的制备步骤中的热风干燥处理的干燥温度优选地在干燥器出口的基布表面处为100℃至150℃。在此范围内的基布表面温度使得能够充分地干燥基布，并且甚至通过热风提高基布的卷曲率。还优选的是调整热风干燥器的温度，以使得在干燥器出口处的基布表面温度在100℃至150℃的范围内。为此，优选的是将热风干燥器的温度设定为130℃至180℃。
在根据本发明的气囊用聚酯基布的制备步骤的涂布步骤中，所使用的涂布树脂优选为具有耐热性、耐冷性和阻燃性的弹性体树脂；有机硅系树脂是最有效的。有机硅系树脂的具体实例包括加成聚合型有机硅橡胶。实例包括二甲基有机硅橡胶、甲基乙烯基有机硅橡胶、甲基苯基有机硅橡胶、三甲基有机硅橡胶、氟有机硅橡胶、甲基有机硅树脂、甲基苯基有机硅树脂、甲基乙烯基有机硅树脂、环氧改性的有机硅树脂、丙烯酸改性的有机硅树脂和聚酯改性的有机硅树脂。特别地，甲基乙烯基有机硅橡胶由于其固化后橡胶弹性、出色的强度和伸长率以及成本效益而是优选的。
在根据本发明的气囊用聚酯基布中，所使用的有机硅树脂的树脂粘度非常重要。有机硅树脂的粘度优选为10Pa·sec以上，并且更优选15Pa·sec以上。尽管上限没有特别限制，但是超过40Pa·sec的树脂粘度导致由在非涂布表面上的经纱和纬纱形成的编织网部分不具有对提高涂布后聚酯基布的抗拉强度来说是必需的树脂。溶剂系树脂或无溶剂树脂都是可使用的，只要可以将粘度调整为落入所述范围内即可。然而，考虑到环境影响，无溶剂树脂是优选的。在本发明中，如果使用含有除了树脂以外的添加剂的树脂组合物，则树脂组合物的粘度也定义为“树脂的粘度”。
还优选的是树脂具有3MPa以上的膜强度和250％以上的膜伸长率。通常，膜强度和膜伸长率是协同的物理性质。然而，250％以上的膜伸长率使得经纱和纬纱的编织网部分中存在的树脂能够拉伸并且提高涂布基布在擦洗试验中的适形性(追随性，conformability)，从而实现高抗皱性。膜伸长率的更优选范围是300％以上。膜强度的上限没有特别限制，但是优选为10MPa以下。在气囊用基布上的实际涂布和成膜的条件(温度、时间和压力)下制备用于测量有机硅树脂的膜强度和伸长率的样品。具体地，制备具有0.5mm的恒定厚度的有机硅树脂膜，通过将其暴露于热风使其在190℃固化2分钟，然后对其进行拉伸测试。
根据ASTM D2240测量树脂的硬度，并且使用肖氏A硬度计测量的硬度优选为40以下，并且更优选38以下。40以下的硬度提高了适形性，原因在于与关于树脂伸长率相同的方式在擦洗试验期间由于树脂变形而导致，从而实现作为基布的高抗皱性。下限没有特别限制，但是一般为25以上。
根据本发明的气囊用聚酯基布在涂布基布顶部的经纱和纬纱中的平均树脂厚度优选为4μm以上，并且更优选6μm以上。“顶部”是指经纱或纬纱中树脂膜最薄的部分。在本发明中，优选的是树脂不过深地渗透到织物内部中，并且存在于织物的整个涂布表面上，特别是在织物的顶部，具有较均匀的膜厚度。小于4μm的平均树脂厚度可能导致无法限制通风和满足阻燃性。尽管没有设定上限，但是25μm以上的平均树脂厚度可能使得难以通过刮刀涂布法来涂布基布。
根据本发明的气囊用聚酯基布在涂布基布顶部的经纱和纬纱中的平均树脂厚度优选为4μm以上，并且更优选6μm以上。“顶部”是指经纱或纬纱中树脂膜最薄的部分。在本发明中，优选的是树脂不过深地渗透到织物内部中，并且存在于织物的整个涂布表面上，特别是在织物的顶部，具有较均匀的膜厚度。小于4μm的经纱和纬纱中的平均树脂厚度可能导致无法限制通风和满足阻燃性。尽管没有设定上限，但是25μm以上的平均树脂厚度可能使得难以通过刮刀涂布法来涂布基布。
在本发明中，用于涂敷树脂的方法可以是常规的已知方法。从调整涂布量的容易性和混合异物(突起物)的影响的观点来看，通过刮刀涂布法、特别是浮动刮刀法(knife-on-air)的涂布是最优选的。在床上式刮刀法(knife-on-bed method)中，树脂容易渗透到织物，但是难以使树脂存在于织物的涂布表面的顶部；这使得难以实现涂布基布中本来所需的通风控制。在本发明中，刮刀涂布法中使用的刮刀可以具有刀片，所述刀片具有诸如半圆形或方形的刀尖形状(point shape)。
在通过浮动刮刀法的刮刀涂布中，在行进方向上的基布张力优选为500至2000N/m，并且特别优选1000至1800N/m。在行进方向上小于500N/m的基布张力可能导致具有蓬松布边(selvage)部分的基础织物，使得可能造成基布的中央部分和端部之间的涂布量有大的差异。在行进方向上超过2000N/m的基布张力可能封闭经纱和纬纱之间的间隙，由此不允许树脂存在于由在非涂布表面上的经纱和纬纱形成的编织网部分中，并且可能进一步使基布在涂布过程期间拉伸，由此降低基布的卷曲率。
在本发明中，重要的是刮刀的推入深度为1至6mm。刮刀的推入深度相当于刮刀从浮动刮刀中的床的顶面向下推动的量，其中预先将顶面处的高度设定为0mm。刮刀的推入深度更优选为1.5至4.5mm。小于1mm的推入深度不可能使得树脂存在于由在未涂布表面上的经纱和纬纱形成的编织网部分中，而使得树脂存在于由在未涂布表面上的经纱和纬纱形成的编织网部分中是本发明的目的。6mm以上的推入深度使得树脂容易渗透到织物内部，但是使得树脂难以存在于织物的涂布表面的顶部；这可能导致无法实现涂布基布中本来所需的通风控制。
用于干燥和固化所涂布的涂层剂的方法可以是典型的加热法，比如热空气、红外光或微波。关于涂层的固化温度和固化时间，在热处理装置出口处的基布表面温度优选为165℃至200℃。在此范围内的基布表面温度可以使有机硅树脂充分固化，并且甚至可以通过加热提高基布的卷曲率。关于热处理装置的温度，因为在热处理装置出口处的基布表面温度优选为165℃至200℃，所以优选地将热处理装置的温度没定为200℃至220℃。
例如，由根据本发明的气囊用聚酯基布形成的气囊适用于驾驶员气囊、前排乘客气囊、帘式气囊、侧气囊、膝部气囊、座椅气囊和加强布。因此，这些产品也被包括在本发明的范围内。由根据本发明的气囊基布形成的气囊优选为其中特别需要在横向上的长部件的那些气囊，因为在沿横向裁切涂布基布以得到长部件时不太可能发生缝制后纱线错位。具体地，侧面帘式气囊是优选的。另外，因为根据本发明的气囊用涂布基布具有出色的收纳性，所以尤其需要具有收纳性的气囊也是优选的。具体地，驾驶员气囊、前排乘客气囊和帘式气囊是优选的。由根据本发明的气囊用基布形成的气囊更优选为需要是在横向上的长部件并且具有收纳性的气囊。具体地，用于侧帘的气囊是更优选的。
实施例
以下参照实施例更详细地描述了本发明。然而，本发明不受以下实施例限制，并且当然可以在改变符合上文和下文所述的目的的范围内以适当改变进行实施，这些改变全都被包括在本发明的技术范围内。以下实施例中进行的各种性能的测试方法如下。
基布的总重量
根据JIS L1096(2010)8.3.2进行测量。从样品中取两个试样(约200mm×200mm)，称量各试样的绝干质量(g)以确定每平方米的质量(g/m2)。计算平均值，并且将其确定为总重量。
基布的编织密度
根据JIS L1096(2010)8.6.1进行测量。将样品放置在平台上，并且除去不自然的褶皱和张力。数出在五个不同部分中的每2.54-cm段中的经纱和纬纱的根数，并且计算每单位长度的平均值，并且将其确定为密度。
基布厚度
根据JIS L1096(2010)8.4进行测量。具体地，在等待10秒使厚度稳定后，在23.5kPa的压力下用厚度测量机在五个不同部分测量样品，并且计算平均值。
基布的抗拉强度和断裂伸长率
根据JIS K 6404-3：19996测试方法B(条带法)进行测量。在初始负荷下用拉伸测试仪夹住试样，并且以50mm的试样宽度和200mm的夹具间的距离以200m/min的拉伸速率进行测试，然后测量试样被拉断时的强度(N)和伸长率(mm)。然而，排除在距夹具10mm以内拉断的试样和不正常断裂的试样。
每单位重量的能量容许量
关于每单位重量的能量容许量，根据JIS K 6404-3：19996.测试方法B(条带法)，从在纵向和横向这两方向上的宽度的两侧取出纱线，并且取三个试样(宽度：30mm，长度：300mm)，并用测试仪(用于定速牵引的型号)、以150mm的夹具间距离、以200mm/min的拉伸速率进行拉伸，直到应力达到120N/cm。之后立即将试样以200mm/min的拉伸速率松弛，直到应力达到0N/cm。基于得到的关于应力和伸长率的数据以及下式(3)，计算从伸长的开始到结束的曲线所包围的面积。此面积对应于基布在从伸长的开始到结束的过程期间可以容许的能量的量。基于所计算面积的积分结果计算基布的经纱方向上的平均值和纬纱方向上的平均值，并且将平均值除以在夹具之间的表面积(30mm×150mm)以确定每单位表面积的滞回能。将在经纱方向和纬纱方向上的基布在夹具之间的每单位表面积的滞回能分别除以基布的总重量以确定经纱方向上的能量容许量(EW)和纬纱方向上的能量容许量(EF)。
式(3)：给定时间点的能量吸收量＝{(第n+1伸长率)-(第n伸长率)}×(第n+1应力)
第n伸长率是在从在纵向或横向上施加应力到松弛的一系列过程中的给定时间点的纵向或横向上的伸长率的值。第n+1伸长率(应力)是在从第n伸长率(应力)的值开始50msec之后的纵向或横向上的伸长率(应力)的值。根据式(3)，可以计算在从在纵向或横向上施加应力到松弛的一系列过程中的给定时间点的能量容许量。因此，通过将从开始到结束获得的各点的能量容许量加起来求和并且将该和除以夹具之间的表面积(30mm×150mm)，以计算出每单位面积的滞回能。此外，经纱方向上的能量容许量(EW)和纬纱方向上的能量容许量(EF)可以通过将在经纱方向和纬纱方向上的基布在夹具之间的每单位表面积的滞回能除以总重量来计算。
约束能力使用率
关于约束能力使用率，根据JIS K 6404-3：19996.测试方法B(条带法)，从在纵向和横向这两个方向上的宽度的两侧取出纱线，并且取三个试样(宽度：30mm，长度：300mm)，并用测试仪(用于定速牵引的型号)、以150mm的夹具间距离、以200mm/min的拉伸速率进行拉伸，直到应力达到120N/cm。经纱方向上的约束能力使用率(RW)和纬纱方向上的约束能力使用率(RF)基于获得的关于伸长率的数据、以上确定的基布的断裂伸长率和下式(4)来计算。
式(4)：120N/cm时的伸长率/断裂伸长率
基布的初始擦洗试验次数
根据ISO 5981进行计算。具体地，从样品取五个试样。将各试样固定到擦洗试验机上，并且在1kgf的初始负荷下进行试验，然后目视研究试验后样品上的涂层的剥离程度。以50次为单位确定样品涂层马上被剥离而暴露基布表面之前的次数(即样品涂层不剥离的次数的界限)。计算平均值，并且将其确定为擦洗试验次数。
基布的在70℃、95％RH下老化处理408小时后的擦洗试验次数
使用低温且恒定气候室亚铂J-Series PL-2J(ESPEC Corp.)在70℃、95％RH下对样品进行老化处理408小时，并且使用老化处理后的样品根据ISO 5981进行计算。具体地，从样品取五个试样。将各试样固定到擦洗试验机上，并且在1kgf的初始负荷下进行试验，然后研究试验后样品上的涂层的剥离程度。以50次为单位确定样品涂层马上被剥离而暴露基布表面的次数(即样品涂层不剥离的次数的界限)。计算平均值，并且将其确定为擦洗试验次数。
基布的干热尺寸变化率
根据JIS L1096(2010)8.38.3进行测量。具体地，从样品取两个试样(约250mm×250mm)，并且在从距切割边缘2.5cm的点开始20cm的长度处，在垂直方向和水平方向这二个方向上以等间隔标记三个点，并且记录标记之间的长度作为处理前长度。将记录了长度的样品在恒温干燥器中在150℃干燥30分钟。在将经处理的样品取出之后，以与处理前长度相同的方式记录标记之间的长度作为处理后长度，并且基于下式(5)计算干热尺寸变化率。
式(5)：干热尺寸变化率(％)＝(b-a)/a×100
a：处理前长度(cm)，b：处理后长度(cm)
基布的弯曲率
根据JIS L1096(2010)8.12.A进行测量。具体地，从样品取全宽的长度为10cm的试样，并且如图1所示从一条布边A沿着其水平纱线到另一条布边B画出水平纱线的直线AB。其次，从A画出垂直于布边的直线，并且将所画出的直线与另一条布边相交的点确定为C，接着确定直线AC(宽度)的长度a(cm)。测量图1所示的AC之间的最大斜距(cm)，并且根据下式(6)计算弯曲率。
式(6)：织物的弯曲率(％)＝b/a×100
a：宽度(cm)，b：最大斜距(cm)
基布中的VOC含量
根据VDA278进行测量。具体地，精确地称取30mg±5mg的样品，并且通过热脱附-GCMS来测量将样品在90℃加热30分钟期间产生的组分，然后以甲苯当量进行定量。相同的测量进行两次，并且将较高的值确定为VOC含量。
基布的卷曲率
根据JIS L1096(2010)8.7.2：方法B进行测量。所施加的负荷为1/10g/dtex。
涂布至基布的涂层剂的量
在将树脂固化后，取精确的5-cm见方的涂布基布样品，并且将其浸入仅溶解作为基布的纤维的溶剂(对于聚酯纤维来说为六氟异丙醇)中以溶解基布。随后，仅收集不溶物(有机硅涂层)，并且进行丙酮洗涤。在真空干燥后，称量样品。涂布量表示为每平方米的质量(g/m2)。
原纱的总纤度
根据JIS L1013(2010)8.3.1进行测量。具体地，施加初始负荷，并且精确地称量长度为90cm的样品。测量绝干质量，并且基于下式(7)计算校正纤度(dtex)。将五次测量的平均值确定为总纤度。
式(7)：F0＝1000×m/0.9×+(100+R0)/100
F0：校正纤度(dtex)，L：样品的长度(m)，m：样品的绝干质量(g)，R0：公定回潮率(％)
实施例1
将纤度为555dtex/96f的聚酯复丝原纱(单丝的横截表面具有圆形形状)用于经纱和纬纱。以经纱和纬纱的预定编织密度均为51根/2.54cm的平纹组织图案，使用喷水织机，在表1中所示的编织条件下进行编织。之后，使基布在不进行干燥的情况下通过98℃的热水收缩槽，然后连续地通过干燥过程，以使得在干燥器出口处的基布表面温度达到120℃(用非接触式温度计测量)。
随后，通过浮动刮刀法在表1所示的条件下将树脂粘度为18Pa·sec的无溶剂有机硅树脂组合物涂布至织物的一个表面，使得涂布量为26g/m2。进一步进行固化处理，使得在热处理装置出口处的基布表面温度(用非接触式温度计测量)为170℃，由此得到涂布基布。表1示出了制备条件的详情，并且表2示出了所得涂布基布的物理性质。
实施例2
将纤度为470dtex/144f的聚酯复丝原纱(单丝的横截表面具有圆形形状)用于经纱和纬纱。以经纱和纬纱的预定编织密度均为51根/2.54cm的平纹组织图案，使用喷水织机，在表1中所示的编织条件下进行编织。之后，使基布在不进行干燥的情况下通过98℃的热水收缩槽，然后连续地通过干燥过程，以使得在干燥器出口处的基布表面温度达到120℃(用非接触式温度计测量)。
随后，通过浮动刮刀法在表1所示的条件下将树脂粘度为18Pa·sec的无溶剂有机硅树脂组合物涂布至织物的一个表面，使得涂布量为24g/m2。进一步进行固化处理，使得在热处理装置出口处的基布表面温度(用非接触式温度计测量)为170℃，由此得到涂布基布。表1示出了制备条件的详情，并且表2示出了所得涂布基布的物理性质。
实施例3
将纤度为470dtex/96f的聚酯复丝原纱(单丝的横截表面具有圆形形状)用于经纱和纬纱。以经纱和纬纱的预定编织密度均为46根/2.54cm的平纹组织图案，使用喷水织机，在表1中所示的编织条件下进行编织。之后，使基布在不进行干燥的情况下通过98℃的热水收缩槽，然后连续地通过干燥过程，以使得在干燥器出口处的基布表面温度达到120℃(用非接触式温度计测量)。
随后，通过浮动刮刀法在表1所示的条件下将树脂粘度为18Pa·sec的无溶剂有机硅树脂组合物涂布至织物的一个表面，使得涂布量为15g/m2。进一步进行固化处理，使得在热处理装置出口处的基布表面温度(用非接触式温度计测量)为170℃，由此得到涂布基布。表1示出了制备条件的详情，并且表2示出了所得涂布基布的物理性质。
实施例4
将纤度为470dtex/96f的聚酯复丝原纱(单丝的横截表面具有圆形形状)用于经纱和纬纱。以经纱和纬纱的预定编织密度均为46根/2.54cm的平纹组织图案，使用喷水织机，在表1中所示的编织条件下进行编织。之后，使基布在不进行干燥的情况下通过98℃的热水收缩槽，然后连续地通过干燥过程，以使得在干燥器出口处的基布表面温度达到120℃(用非接触式温度计测量)。
随后，通过浮动刮刀法在表1所示的条件下将树脂粘度为50Pa·sec的无溶剂有机硅树脂组合物涂布至织物的一个表面，使得涂布量为15g/m2。进一步进行固化处理，使得在热处理装置出口处的基布表面温度(用非接触式温度计测量)为170℃，由此得到涂布基布。表1示出了制备条件的详情，并且表2示出了所得涂布基布的物理性质。
实施例5
将纤度为470dtex/144f的聚酯复丝原纱(单丝的横截表面具有圆形形状)用于经纱和纬纱。以经纱和纬纱的预定编织密度均为58.5根/2.54cm的平纹组织图案，使用喷水织机，在表1中所示的编织条件下进行编织。之后，使基布在不进行干燥的情况下通过98℃的热水收缩槽，然后连续地通过干燥过程，以使得在干燥器出口处的基布表面温度达到120℃(用非接触式温度计测量)。
随后，通过浮动刮刀法在表1所示的条件下将树脂粘度为18Pa·sec的无溶剂有机硅树脂组合物涂布至织物的一个表面，使得涂布量为25g/m2。进一步进行固化处理，使得在热处理装置出口处的基布表面温度(用非接触式温度计测量)为170℃，由此得到涂布基布。表1示出了制备条件的详情，并且表2示出了所得涂布基布的物理性质。
实施例6
将纤度为555dtex/144f的聚酯复丝原纱(单丝的横截表面具有圆形形状)用于经纱和纬纱。以经纱和纬纱的预定编织密度均为54.5根/2.54cm的平纹组织图案，使用喷水织机，在表1中所示的编织条件下进行编织。之后，使基布在不进行干燥的情况下通过98℃的热水收缩槽，然后连续地通过干燥过程，以使得在干燥器出口处的基布表面温度达到120℃(用非接触式温度计测量)。
随后，通过浮动刮刀法在表1所示的条件下将树脂粘度为18Pa·sec的无溶剂有机硅树脂组合物涂布至织物的一个表面，使得涂布量为25g/m2。进一步进行固化处理，使得在热处理装置出口处的基布表面温度(用非接触式温度计测量)为170℃，由此得到涂布基布。表1示出了制备条件的详情，并且表2示出了所得涂布基布的物理性质。
比较例1
将纤度为560dtex/96f的聚酯复丝原纱(单丝的横截表面具有圆形形状)用于经纱和纬纱。以经纱和纬纱的预定编织密度均为46根/2.54cm的平纹组织图案，使用喷水织机，在表1中所示的编织条件下进行编织。之后，使基布在不进行干燥的情况下通过65℃的热水收缩槽，然后连续地通过干燥过程，以使得在干燥器出口处的基布表面温度达到90℃(用非接触式温度计测量)。
随后，通过浮动刮刀法在表1所示的条件下将树脂粘度为50Pa·sec的无溶剂有机硅树脂组合物涂布至织物的一个表面，使得涂布量为29g/m2。进一步进行固化处理，使得在热处理装置出口处的基布表面温度(用非接触式温度计测量)为160℃，由此得到涂布基布。表1示出了制备条件的详情，并且表2示出了所得涂布基布的物理性质。
比较例2
将纤度为560dtex/96f的聚酯复丝原纱(单丝的横截表面具有圆形形状)用于经纱和纬纱。以经纱和纬纱的预定编织密度均为46根/2.54cm的平纹组织图案，使用喷水织机，在表1中所示的编织条件下进行编织。之后，使基布在不进行干燥的情况下通过65℃的热水收缩槽，然后连续地通过干燥过程，以使得在干燥器出口处的基布表面温度达到90℃(用非接触式温度计测量)。
随后，通过浮动刮刀法在表1所示的条件下将树脂粘度为50Pa·sec的无溶剂有机硅树脂组合物涂布至织物的一个表面，使得涂布量为18g/m2。进一步进行固化处理，使得在热处理装置出口处的基布表面温度(用非接触式温度计测量)为160℃，由此得到涂布基布。表1示出了制备条件的详情，并且表2示出了所得涂布基布的物理性质。
表1
Figure BDA0003712733610000211
表2
Figure BDA0003712733610000221
工业实用性
本发明涉及一种气囊用聚酯基布，其保持作为气囊的机械特性，具有在展开时捕获乘员的高约束性能，并且甚至在基布随时间经历变化后仍保持高水平的性能。本发明将扩展比较低价的聚酯气囊的使用，因此在很大程度上有助于产业的发展。
附图标记说明
A：在一条布边上的点
B：在另一条布边上的点
C：从A画出的垂直于一条布边的直线与另一条布边相交的点
a：直线AC(宽度)的长度
b：AC之间的最大斜距。

Claims (12)

1.一种气囊用聚酯基布，所述聚酯基布在至少一个表面上具有涂布树脂，其特征在于，所述气囊用聚酯基布在70℃、95％RH下老化处理408小时后的擦洗试验次数为400次以上。
2.根据权利要求1所述的气囊用聚酯基布，
其中根据下式1计算的每单位重量的能量容许量(EA)为5.0(J/g)以下，
式1：EA(J/g)＝(EW+EF)/W
其中EW(mJ/cm2)表示在将所述基布拉伸到120N/cm的应力、然后松弛到0N/cm的应力时在经纱方向上的每单位表面积的滞回能，
EF(mJ/cm2)表示在将所述基布拉伸到120N/cm的应力、然后松弛到0N/cm的应力时在纬纱方向上的每单位表面积的滞回能，并且
W(g/m2)表示所述基布的每单位面积的重量。
3.根据权利要求1或2所述的气囊用聚酯基布，其中根据下式2计算的约束能力使用率(RR)为85％以上，
式2：RR(％)＝RW/BW+RF/BF
其中RW(mm)表示所述基布在120N/cm的负荷下在经纱方向上的伸长率，
BW(mm)表示所述基布在经纱方向上的断裂伸长率，
RF(mm)表示所述基布在120N/cm的负荷下在纬纱方向上的伸长率，并且
BF(mm)表示所述基布在纬纱方向上的断裂伸长率。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的气囊用聚酯基布，其中所述气囊用聚酯基布的初始擦洗试验次数为500次以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的气囊用聚酯基布，其中所述气囊用聚酯基布的覆盖系数为1900至2600。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的气囊用聚酯基布，其中所述气囊用聚酯基布的总重量为300g/m2以下。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的气囊用聚酯基布，其中所述涂布树脂是有机硅树脂，并且所述树脂以5g/m2以上且50g/m2以下的量涂布。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的气囊用聚酯基布，所述气囊用聚酯基布包含总纤度为200至555dtex并且单丝纤度为6.0dtex以下的聚酯纤维。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的气囊用聚酯基布，其中所述气囊用聚酯基布的干热尺寸变化率为3％以下。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的气囊用聚酯基布，其中所述气囊用聚酯基布的弯曲率为3％以下。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的气囊用聚酯基布，其中所述气囊用聚酯基布的VOC组分含量为100ppm以下。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的气囊用聚酯基布，其中构成所述基布的经纱和纬纱的卷曲率分别为1.0％至12.0％。
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