CN115667620A - 气囊织物 - Google Patents

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Abstract

一种机织织物包括在经向和纬向上织造的纺制的合成聚酰胺纱线，其中，在所述机织织物中的聚酰胺纱线呈现出至少60的甲酸相对粘度、至少2.0的卤素：铜的摩尔比以及不超过25ppm的钠含量，而且其中，所述机织织物呈现出在450℃下的至少2.10秒的抗熔穿性。本发明还提供一种由所述机织织物制成的气囊以及一种制造所述机织织物的方法。

Description

气囊织物
技术领域
本发明涉及包括纺制的(spun)合成聚酰胺纱线的适合用作改进的气囊织物的整理后(finished)的机织织物(woven fabrics)以及一种制造所述织物的方法。
背景技术
充气气囊是车辆安全系统的关键构件且安装在全球生产的几乎每一车辆中。典型地，充气气囊由尼龙纱线或聚酯纱线的机织织物制成。为了满足针对有效气胀的要求，气囊织物必须满足一定的拉伸强度要求且具有阻止空气通过的能力，并因此希望气囊具有极低的空气渗透性。如本文中所采用的，“气囊”指的是用于汽车以及包括飞行应用的许多其它形式的运输的充气被动安全约束。近年来，气囊的数量以及这些气囊在各种类型的车辆舱室内的覆盖的区域增加。在使用时的多气囊配置包括用于前排落座区域的气囊、用于侧冲击保护的气囊、用于后排座位用途的气囊、用在顶篷内衬区域的充气窗帘的气囊以及用在充气安全带中的气囊或行人的气囊。汽车存在着不断地朝向更小且更轻的车辆趋势，这意味着诸如气囊的强制性的安全部件可利用的空间更少。汽车制造商的目的在于鉴于安全、环境占用(environmental footprint)以及成本来对一般是碰撞冲击安全系统且特别是气囊模块进行改进。
每可展开的气囊的单位面积的气囊模块的重量的减少一般能使总重量减少而不会使安全折衷。随着每辆车辆的气囊的数量已陡升至在多个角度提供乘坐者保护，这已变得越发重要。气囊模块因此被要求在尺寸和重量上更高效。
气囊气体发生器尺寸的减少也能使总重量减少并加大成本节约。为了确保同等效力，与历史对应物相比，越小的气体发生器会越热。
气囊模块行业的该趋势是朝向越薄的、越轻的织物与越小的越热的气体发生器一起使用。然而，这种更为激进的设计导致来自气囊展开排放的热颗粒和/或热气体刺穿气囊织物所经历的事件，这会伤害到车辆乘坐者并导致数百万的模块的召回。随着每辆车辆的气囊的数量以及其与乘坐者的相对接近度增加，保护免受在本文中统称为织物针孔(pinhole)失效的热颗粒刺穿以及热气体的释放在努力改进车辆安全上变得日益重要。
本发明的目的在于提供气囊织物，其具有更大的耐针孔失效性，以维持在气囊模块重量的减少和提高的成本效益上的获益。由此，本发明的特别目的在于提供气囊织物，其具有更大的耐针孔失效性且其也比常规的气囊织物相对地更薄且更轻，特别地不会损害空气渗透性或使其损害到不可接受的水平。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种机织织物，其包括纺制的合成聚酰胺纱线，其中，所述织物由在经向和纬向上织造的聚酰胺纱线制成，其中在所述机织织物中的聚酰胺纱线呈现出至少60的甲酸相对粘度、至少2.0的卤素：铜的摩尔比以及不超过25ppm(优选不超过20ppm、优选不超过15ppm、优选不超过10ppm)的钠含量，而且其中，所述机织织物呈现出在450℃下的至少2.10秒的抗熔穿性。
发明人已发现，织物的抗熔穿性的表征能够预测在全(full)气囊模块展开测试中的针孔失效的可能性。
发明人已惊讶地发现，煮练后的纱线的甲酸相对粘度(在本文中也称为“相对粘度”)对整理后的织物的抗熔穿性是关键影响，且呈现出越高的相对粘度的纱线呈现出越高的抗熔穿性。由此，这样的纱线在新的更有效的气囊模块设计下能阻止在展开期间热颗粒刺穿气囊。
此外，发明人还已惊讶地发现，即使无论相对粘度还是铜卤素的浓度都不具有对所述纤维或织物的熔点处于本文所说明的水平下的能测量到的影响，在所述织物的聚合物中的铜卤素的有效的浓度令人满意地维持由所述高的相对粘度提供的影响。此外，发明人已发现，令人惊讶地，在整理后的织物中的卤素与铜的摩尔比是令人满意地维持在有效的水平之上，以维持增加的聚合物的相对粘度在抗熔穿性上具有的所述影响。
根据本发明的第二方面，提供一种物品，优选一种气囊，由所述第一方面的机织织物制成。
根据本发明的第三方面，提供一种制造所述第一方面的机织织物的方法，包括步骤：织造纺制的合成聚酰胺纱线并在织造之前、在织造期间或在织造之后煮练所述纱线，使得在所述机织织物中的聚酰胺纱线呈现出至少60的甲酸相对粘度、至少2.0的卤素：铜的摩尔比以及不超过25ppm(优选不超过20ppm、优选不超过15ppm、优选不超过10ppm)的钠含量。
根据本发明的第四方面，提供根据本发明所述的第一方面的机织织物的用于提高由所述机织织物制成的气囊的耐针孔失效性的用途。
具体实施方式
本发明的机织织物由高韧性的纺制的合成聚酰胺纱线构成。所述纱线由连续的长丝的形式的纤维制成。这样的长丝形成为：熔融聚合物在高的温度和压力下挤出穿过喷丝头，并随后在空气中侧吹风，用纺纱油剂润滑剂(spin finish lubricant)涂布，在成对的导辊之间被拉伸，轻微变形以提供足够的缠结来制成粘连的纱线(coherent yarn)，并随后卷绕在上作为筒管(bobbin)的纸板筒(cardboard tube)上。
长丝上的纺纱油剂便于在纱线的生产过程中纱线的处理并随后被去除以提供整理后的机织织物。从纱线上去除诸如润滑剂或油的纺纱油剂以及抗静电物质、灰尘、污染物等典型地由如本领域常规地使用的煮练处理实施，比如通过采用诸如水(可选地具有预定的pH水平)、表面活性剂、洗涤剂、碱、螯合剂、乳化剂等的常规的试剂来漂洗或浸渍。这样的煮练处理典型地在织造期间和/或在织造之后实施。特别地，所述的物质可在用于制造机织织物的织造工序(比如喷水织造工序)的过程中被去除。就此而言，本领域技术人员将认识到的是，术语“去除(remove)”或“去除(removal)”不必须暗含彻底去除所述的物质，但彻底或基本彻底去除为该术语所包含。
将认识到的是，本发明的机织织物中的聚酰胺纱线是煮练后的纱线。如本文中所采用的，术语“煮练后的纱线”指的是纺纱油剂或其它润滑剂或油已从其上去除的纱线。纱线的相对粘度在本文中定义为在从纱线上去除纺纱油剂之后的相对粘度。纺纱油剂的去除可在织造之前、在织造期间或在织造之后(优选在织造期间或在织造之后)实施。由此，纺纱油剂的去除(或“煮练”)可在织造之前或在织造期间且优选在织造期间(比如在喷水织造工序中)通过纱线的常规的煮练工序实施。可替代地，纺纱油剂的去除可在纱线已织造成织物之后实施。
纱线的相对粘度指的是所述煮练后的纱线在整理后的机织织物中所呈现的相对粘度，优选与供给到织造工序中的纱线的相对粘度相同。
在本发明的机织织物中，在织物的经向上使用的纱线的至少大部分(且优选全部)优选由通过单一聚酰胺组分制成的合成纤维形成。类似地，在织物的纬向上使用的纱线的至少大部分(且优选全部)优选由通过单一聚酰胺组分制成的合成纤维形成。在优选但是非限制的实施例中，在织物的经向和纬向上使用的纱线的至少大部分(且优选全部)由通过单一聚酰胺组分形成的合成纤维形成。优选地，单一聚酰胺使用在经向和纬向中的每一个方向上且优选地，相同的聚酰胺使用在经向和纬向上。
合适的聚酰胺纤维优选选自由尼龙6，6、尼龙6、尼龙6，12、尼龙7、尼龙12、尼龙4，6或它们的共聚物或混合物形成的聚酰胺纤维。在优选但是非限制的实施例中，聚酰胺为尼龙6，6。
纱线的相对粘度优选至少70，优选至少78，优选至少85，优选至少90，且典型地不超过150，典型地不超过110，典型地不超过100。优选地，相对粘度在从60到110的范围内、优选在从70到110的范围内、优选在从85到100的范围内。发明人观察到的是，在原纱(baseyarn)或织物中，在抗熔穿性(melt-through)与聚酰胺的熔点之间无明显的关系。由此，由发明人观察到的抗熔穿性与相对粘度之间的正相关性令人惊讶地给出，在相关的相对粘度范围上，高的相对粘度(RV)的聚酰胺纱线的熔点与对应的低的相对粘度的聚酰胺纱线的熔点难以有效地区分开。
呈现出这样的相对粘度值的聚酰胺纱线可由本领域常规的手段制备。比如，如本领域知晓的，相对粘度可通过增加聚酰胺的聚合度(即分子量)来增加。比如，分子量和相对粘度可通过固态聚合步骤(典型地在高温(比如约180℃)下在干氮下进行)来增加。
在本发明的机织织物中，在经向上的纱线的至少大部分(且优选全部)是具有从6.8到10.1g/den的韧性的纱线。类似地，纬向上的纱线的至少大部分(且优选全部)是具有从6.8到10.1g/den的韧性的纱线。在优选但是非限制的实施例中，在经向和纬向上的纱线的至少大部分(且优选全部)是具有从6.8到10.1g/den的韧性的纱线。
本发明中使用的纱线优选具有在从约100到约2000分特(decitex)、优选从约150到约1000分特、优选从约150到约940分特、优选从约150到约750分特的范围内的单位长度质量密度(linear mass density)。
组成纱线的纤维的单位长度质量密度优选在从约1到约25DPF(decitex perfilament，分特每丝)的范围内，或在从约2到约12DPF的范围内。
本发明的机织织物优选由具有从90到300经纱数/dm(ends/dm)、优选从160到240经纱数/dm的纱线制成。优选地，机织织物呈现出对称构造。由此，经纱线的经纱数/dm优选与纬纱线的纱数/dm相同。
本发明中使用的纱线可也包括纤维的生产和处理中使用的各种添加剂。合适的添加剂包括但不限于热稳定剂、抗氧化剂、光稳定剂、平滑剂、抗静电剂、增塑剂、增稠剂、颜料、阻燃剂、填料、粘合剂、固色剂、柔软剂或它们的组合。
铜化合物已常规地添加到聚酰胺纱线中，典型地是在纤维纺纱(fiber spinning)之前或在纤维纺纱期间(且优选在纺纱之前添加到聚酰胺中)，以改善气囊织物在长周期的存储中的长期氧化降解。这些添加剂的效力已常规地通过织物强度(韧性)在高温下的长的存储间隔中的保持来测量。合适的铜化合物包括卤化铜(优选溴化铜和/或碘化铜(copperiodide)、乙酸铜、磷酸铜(copper phosphate)，水杨酸铜、硬脂酸铜以及苯甲酸铜，以及带有1，4-苯二甲胺(xylenediamine)、巯基苯并咪唑(mercaptobenzimidazole)或苯并咪唑的铜化合物。铜化合物可处于氧化态I或II。发明人惊讶地观察到，铜在聚酰胺中的存在与抗熔穿性上的改善正相关，尽管事实是聚酰胺的熔点保持不变。越发令人惊讶地，发明人观察到的是，铜的存在与聚酰胺的更高的相对粘度之间的一起提供在抗熔穿性上的进一步的改善的关系。按在整理后的织物中的聚酰胺纱线的重量计，所述铜化合物优选存在于10-500ppm的范围，优选存在于50-150ppm的范围，优选存在于60-120ppm的范围(以元素铜(elemental copper)计算)。溴化铜和/或碘化铜是特别地优选的。
发明人已确定的是，铜在改善机织织物的抗熔穿性上的效力与纱线中的卤素：铜(halide：copper)的摩尔比相关。优选地，在本发明的机织织物的纱线中的卤素：铜的摩尔比(即在整理后的织物中的卤素：铜的摩尔比)为至少2.0∶1，优选至少3.0∶1，优选至少4.0∶1，优选至少6.0∶1。发明人已发现的是，这样的卤素-铜的摩尔比出乎预料地改进了抗熔穿性。优选地，在整理后的织物中的卤素：铜的摩尔比不超过25.0∶1，优选不超过20.0∶1。由此，优选地，卤素：铜的比在2.0∶1到25.0∶1的范围内，优选在3.0∶1到25.0∶1的范围内，优选在4.0∶1到25.0∶1的范围内，优选在6.0∶1到25.0∶1的范围内。
发明人已还确定的是，卤素(特别是溴和/或碘)在纱线中的浓度在织物形成之后未被得到维持，这归因于流失到在织造之前或在织造之后的煮练步骤和漂洗(rinsing)步骤中的水中以及流失到织造工序(比如喷水织造)中的任何的水中。纤维或整理后的织物暴露于水中会去除卤素，其中流失的速率依赖于许多因素，包括水的体积、温度、pH以及在煮练工序中使用的碱(base)的特性(identity)。这样的纱线和织物的处理典型地采用诸如氢氧化钾或氢氧化钠的煮练剂。典型地，纱线的约15-50％的卤素含量在这种纱线和织物的处理(就此而言，它们在本文中统称为“煮练工序”)期间流失，而在苛刻的(harsh)煮练工序中80％或更多地流失。
优选地，卤素：铜的摩尔比在本发明中通过控制煮练工序的苛刻性(harshness)来维持，以最小化卤素流失并确保在整理后的织物中的充分高的摩尔比。去除纺纱油剂的煮练处理能通过各种手段实现且在本领域是很清楚的，且因此能相应地由本领域技术人员调制，比如通过控制在该工序中使用的水的体积、温度、pH、滞留时间以及碱的特性和/或浓度中的一个或多个。煮练处理也有时被采用到最后的织物(final fabric)的构造或尺寸的定型(finalize)；比如，针对那个目标采用的温和的(mild)煮练处理典型地通过在处于高温的水中漂洗来进行。
优选地，煮练工序中的温度低于95℃，优选低于75℃。
优选地，煮练浴(scouring bath)的最终的(final)pH为至少10，优选至少11。
优选地，在煮练浴中的滞留时间不超过5分钟/m2的织物，优选不超过3分钟/m2的织物，优选不超过2分钟/m2的织物。
优选地，煮练浴或流体中的钠离子的浓度低于35ppm，优选低于10ppm。
在一个实施例中，因为碱来控制pH，故煮练浴含有氢氧化钾，而不是氢氧化钠。
煮练工序的苛刻性通过测量整理后的织物中的残留的钠含量来合适地确定，越低的残留的钠含量对应于越不苛刻的煮练工序。按整理后的机织织物(即在织造和煮练之后)的总重量计，残留的钠含量不超过25ppm，优选不超过20ppm，优选不超过15ppm，优选不超过10ppm(以元素钠计)。
可替代地或另外地，在机织织物的纱线中的卤素：铜的摩尔比可通过控制在基纤维或原纱(base fiber or yarn)中的卤素负载来控制，以确保在整理后的机织织物中至少2.0∶1(优选至少4.0∶1、优选至少6.0∶1)的卤素：铜的摩尔比。在原纱中的卤素负载在本文中定义为在从纱线中去除任何纺纱油剂之前在该纤维或纱线中的卤素负载。由此，在该实施例中，在原纱中的卤素负载优选是在原纱中的卤素：铜的摩尔比为至少4.0∶1，优选地，至少8.0∶1，优选至少10.0∶1，优选至少12.0∶1。将认识到的是，在原纱中的合适的卤素负载优选利用后续的煮练工序的知识来确定。然而，针对温和的煮练工序(即在温和的煮练工序中不超过50％的卤素含量流失)，在原纱中的至少4.0∶1、优选至少8.0∶1或至少10.0∶1或至少12.0∶1的卤素：铜的摩尔比将足以实现本发明的目的。对于将经历80％或更多的卤素含量流失的更为苛刻的煮练工序的纱线和织物，原纱中的卤素含量可相应地(accordingly)增加比如到至少15.0∶1或至少20.0∶1，即使会增加制造成本。然而，依赖于煮练条件，甚至高水平(level)的卤素经历几乎定量的去除，且抗熔穿性的损失因此发生。
为了控制在原纱中的卤素负载，卤盐(除卤化铜外之外的还有的)，除了铜化合物外的诸如卤化钾(优选溴化钾或碘化钾)可添加到该纱线中。优选地，所述卤盐在纺纱之前添加到聚酰胺中。将认识到的是，在本发明中，该卤盐不是钠盐。
在还有的实施例中，通过控制在织造和/或煮练处理步骤中使用的水中的钠含量，比如通过针对供应水的处理系统，在最后的织物中的钠浓度最小化到本文所述的所希望的水平。由此，为了在喷水织造中最小化钠离子非有意的引入到织物中，比如通过能够排斥供应水中的至少90％的钠离子的薄膜反渗透系统，织造的水的钠含量可被控制。可替代地或另外地，为了最小化因煮练工序而钠离子非有意地引入到织物中，比如通过能够排斥供应水中的至少90％的钠离子的薄膜反渗透系统，煮练处理中使用的水的钠含量可被控制。织造步骤或煮练步骤中的水可再循环(recycled)。纺纱油剂典型地在油和脂肪上是富的，且为了避免通过堵塞反渗透系统而使水处理系统的性能下降，优选在去除钠之前使用超滤膜系统来滤掉任何的脂肪或油。
本发明的机织织物可采用本领域知晓的织造技术由经纱线和纬纱线形成。合适的织造技术包括但不限于平纹织造、斜纹织造、缎纹织造，这些类型的修改的织造、一次成型机织(one piece woven OPW)织造或多轴向织造。能用于机织的合适的织机包括喷水织机、喷气织机或剑杆织机，且优选织机为喷水织机。这些织机能也与提花机(jacquard)一起使用，以创建OPW结构。织物可根据本领域知晓的任何方法来整理，包括在织机上干燥，煮练，能干燥并热定型。优选地，本发明的机织织物为在织机上干燥的喷水织造织物，或由独立的工序来干燥。在喷水织造中，纺纱油剂溶解在水中以及纱线相对彼此的刮擦以及织机的综丝和筘使得纺纱油剂从纱线上去除。
本发明的机织织物优选呈现出从50到500g/m2、优选不超过300g/m2、优选不超过260g/m2、优选不超过225g/m2、以及优选至少约80g/m2、优选至少约100g/m2、优选至少约150g/m2、及典型地至少170g/m2的总织物重量。在优选实施例中，本发明的机织织物呈现出从150到260g/m2、优选从170到225g/m2的总织物重量。
本发明的机织织物优选呈现出不超过750kg/m3、优选不超过725kg/m3、典型地不超过700kg/m3的织物密度。
本发明的机织织物的总厚度优选不超过0.40mm。
如本文说明地测量的，本发明的机织织物在450℃下的抗熔穿性优选至少2.10秒，优选至少2.20秒，优选至少2.30秒，优选至少2.40秒，优选至少2.50秒，优选至少2.60秒。发明人已观察到抗熔穿性随着织物重量的增加而增加。
本发明的机织织物优选呈现出当织物未老化(unaged)时不超过6.0l/dm2/分钟、优选不超过5.0l/dm2/分钟、优选不超过4.0l/dm2/分钟、优选不超过3.0l/dm2/分钟、优选不超过2.0l/dm2/分钟的静态空气渗透性(SAP)。
本发明的机织织物优选呈现出当织物未老化时不超过700mm/s、优选不超过600mm/s、优选不超过500mm/s、优选不超过400mm/s、优选不超过300mm/s、优选不超过200mm/s的动态空气渗透性(DAP)。
优选地，当织物未老化时，织物的在经向和纬向两者上的撕裂强度为至少120N，优选至少150N，优选至少170N。
本发明的机织织物优选是无涂层的(uncoated)。知晓在本领域中存在有有涂层(coated)机织织物，其包括出于减少空气渗透性的目标而涂覆到机织织物的表面上的层或涂层。包含另外的层或涂层的这样的现有技术的机织织物在本文中称为“有涂层机织织物”，并比如采用的任何的可能已采用的涂层、网状(web)、网带(net)、叠层或膜的形式，以赋予空气渗透性上的减少或在热阻上的提高。这样的涂层的示例包括氯丁橡胶、硅酮基涂层、聚二甲基硅氧烷(polydimethylenesiloxane)、聚氨酯以及橡胶组分。这样的网状、网带和膜的示例包括聚氨酯、聚丙烯酸脂、聚酰胺、聚酯、聚烯烃、聚烯烃弹性体以及它们的混合物和共聚物。将认识到的是，本发明的优选的无涂层机织织物不是本文所定义的“有涂层机织织物”。在一个实施例中，本发明的机织织物还通过将所述层或涂层涂覆到机织织物的表面上来进一步处理，以进一步提高织物抗由在高能量(热)充气的过程中过度的热的气体和/或热的颗粒创建针孔。
在第二方面，本发明还提供一种物品，由本文所述的机织织物制成，其中，所述物品选自气囊、帆布、充气滑梯(slides)、临时遮蔽物、帐篷、管道、覆盖物以及印刷媒体，而且特别地其中，所述物品为气囊。术语“气囊”，如本文中所采用的，包括气囊垫子。气囊垫子典型地由多个织物的板形成并能快速地充气。本发明的织物能用在由多片织物缝制或来自一次成型机织(OPW)织物的气囊。一次成型机织(OPW)织物能由本领域技术人员所知晓的任何方法制成。
根据本发明的第三方面，提供一种制造如本文所述的机织织物的方法，包括步骤：织造纺制的合成聚酰胺纱线并在织造之前、在织造期间或在织造之后煮练所述纱线，从而聚酰胺纱线在机织织物中呈现出至少60的甲酸相对粘度、至少2.0的卤素：铜的摩尔比以及不超过25ppm的钠含量。
如上所述，所述制造机织织物的方法优选包括控制所述煮练处理的苛刻性。可替代地或另外地，所述制造机织织物的方法包括控制在机织织物由其制的原纱中的卤素负载，以确保在整理后的机织中的至少2.0∶1(优选至少4.0∶1、优选至少6.0∶1)的卤素：铜的摩尔比，优选其中，在原纱中的卤素负载为在原纱中的卤素：铜的摩尔比是至少4.0∶1、优选地是至少8.0∶1，优选至少10.0∶1，优选至少12.0∶1。可替代地或另外地，所述方法包括：通过控制在织造和/或煮练处理步骤使用的供应水中的钠含量，比如通过能够排斥供应水中的至少90％的钠离子的薄膜反渗透2系统，来控制在所述机织织物中的钠的浓度。
根据本发明的第四方面，提供根据本发明所述的第一方面的机织织物的用途来提高由所述机织织物制成的气囊的耐针孔失效性，特别地针对本文所说明的抗熔穿性的水平。
将认识到的是，关于本文的第一方面说明的优选和要素同等地可适用于第二方面、第三方面以及第四方面。
下面的测试方法用于表征本文公开的机织织物。
(i)甲酸相对粘度
采用90％的甲酸溶液根据ASTM D789-19对织物进行相对粘度(RV)测量。针对该分析的每一次重复(replicate)，需要一个20克的织物样品。在RV测量之前，各样品被处理，以去除也知晓的作为纺纱油剂的任何残留的纤维润滑剂油。为了去除润滑剂，各片织物浸泡在足够二氯甲烷中以完全覆盖样品。使样品浸泡在被遮盖的(covered)萃取漏斗中20分钟同时搅拌。随后重复该过程。一旦第二次的二氯甲烷漂洗完成，织物浸泡在足够的1∶1的甲醇：二氯甲烷中以完全覆盖样品。使样品浸泡在遮盖的萃取漏斗中20分钟同时搅拌。该过程再重复两次。一旦全部五个浸泡步骤完成，采用清洁加压的空气吹掉织物样品的残留溶剂。随后使织物在排气罩(exhaust hood)中彻底空气干燥。一旦干燥，ASTM D789-19随着测量织物样品的相对粘度。
(ii)抗熔穿性
为了测量机织织物的抗熔穿性，采用“热杆”测试。各织物片为75mm宽(经向)和100cm长(纬向)。每个织物样品需要三个织物片(每个测试温度一个)。在测试之前，织物片在受控的气氛(20±2℃且65±4％相对湿度)下在测试之前被调制(conditioned)至少24小时。该测试采用12L14碳钢圆柱杆，其为50mm长、直径为11mm且各端在其边缘以2mm半径倒圆来给予直径7mm的平的端部、重量36.5g、具有502.4J/(kg°K)的比热容。该杆在马弗炉中被加热至少一个小时，以到受控的温度，来确保在测试之前温度稳定化。该热杆被转移到传送管并与水平安放在传送管下方的织物片接触。三个织物片在450℃、550℃以及650℃下测试。首先测试位点(site)必须与织物的织边相距至少20cm。传送管中的光传感器和贴接到位于织物下侧的收集盘(catch tray)的压电传感器允许针对该杆一旦形成接触就穿透织物所需要的时间的精确的测量。在该测试中被记录的时间是该杆阻断光束与碰到收集盘之间的总时间(秒)，其中，总时间等于该杆在织物上的滞留时间加0.19秒(0.19是在无织物存在的情况下该杆通过光束与收集盘之间的自由落下的时间)。该杆所需要的熔穿织物的时间(即该杆在织物上的滞留时间)随后被计算且该时间周期定义为抗熔穿性。越长的熔穿时间表示增加的热阻。在各温度下各测试重复10次以按秒来表征熔穿织物样品所需要的时间。
(iii)元素分析
元素分析采用中子活化分析进行。
(iv)织物的纱线根数(fabric Count)
织物的纱线根数采用ISO-7211-2来评估。
(v)织物厚度
对已调制到20±2℃以及65±4％相对湿度的标准实验室条件下至少24小时的织物样本进行厚度测试。从织物上以无任何两个样本具备任何共同的经纱线或纬纱线的方式切出多个样本。样本不在织边的20cm内或在任何起皱的、明显损坏的或脏的织物区域处切出。样本通过使用利用液压的切刀模合适地切出。采用精度0.001mm的0-25mm的测试范围的电子千分尺测量(具有6.5mm直径颌面)五个样本的厚度并记录结果。报告的结果(以mm为单位)为五个独立的样本结果的算术平均(mean average)。
(vi)织物重量
根据具有EASC修改的ISO 3801(1977)并根据覆盖织物测试的EASC操作指南99040180(章节3.05和章节4.01)来测量织物重量。对已调制到20±2℃和65±4％的相对湿度的标准实验室条件至少24小时的织物的样品进行重量测试。从样品上按对角线方式横跨织物以无任何两个样本具备任何共同的经或纬纱线的方式切出五个尺寸10×10cm的方形的样本(各以与经向成45°偏向的取向)。样本不在织边的10cm内或在任何起皱的织物区域、明显损坏的织物区域或脏的织物区域切出。样本通过采用利用液压的10×10cm切刀模切出。一旦切出，五个样本在以克为单位的三位小数天平上称重并记录结果。各结果乘以100以给予按g/m2的织物重量。报告的织物重量结果是五个结果的算术平均。
(vii)静态空气渗透性(SAP)
根据ISO 9237(1995)测量静态空气渗透性SAP，但具有下列的修改：
(a)测试面积为100cm2。
(b)测试压力(局部真空(partial vacuum))为500Pa。
(c)针对边缘泄漏，各独立的测试值被校正。
(d)横跨并沿织物按对织物内的经丝线和纬丝线(warp and weft threadlines)的6个独立的区域测试的取样方式，在测试织物的六个点位处进行静态空气渗透性测试。
(e)报告的静态空气渗透性(以l/dm2/分钟为单位)为六个测量的算术平均。
(viii)动态空气渗透性(DAP)
动态空气渗透性定义为在选定的30-70kPa(转换到100kPa(14.2psi)的压力)的测试压力范围内和20℃的温度的空气或气体的平均速度(mm/s)。根据测试标准ASTMD 6476-12测量动态空气渗透性，但具有下列的修改：
(a)测量压力范围的限度(如测试仪器上设定)为30-70kPa；
(b)起始压力(如测试仪器上设定)调整达到100±5kPa的峰值压力。
(c)测试头容积(head volume)为400cm3，除非采用该头不能达到该指定的起始压力，在这种情况下，如针对测试下的织物合适，则采用可互换的容积100、200、800或1600cm3的测试头。
(d)横跨并沿织物按对织物内的经丝线和纬丝线的6个独立的区域测试的取样方式，在测试织物的六个点位处进行动态空气渗透性测试。
(e)报告的动态空气渗透性(以mm/s为单位)为六个测量的算术平均。
(ix)撕裂力
以牛顿(N)表述的织物的撕裂力(也称为撕裂强度)根据标准ISO 13937-2(2000)来确定，但具有如下所列的修改：
(a)织物样本尺寸为150mm×200mm(其中100mm开缝从窄端的中点延伸到中心。
(b)对从各测试织物上按对角横跨方式并避开在织物的织边的200mm内的任何区域切出的5个经向样本和5个纬向样本进行撕裂测试。
(c)经向撕裂结果由横跨经线进行撕裂(即经丝条被撕裂)的测试样本得到，而纬向结果由从横跨纬线进行撕裂(即纬丝条被撕裂)的测试样本得到。
(d)根据ISO 13937-2附录D/D.2，各样本的脚部对折以被固定在英斯特朗夹具(Instron clamp grips)上。
(e)测试结果的评估是根据ISO 13937-2章节10.2“采用电子设备计算”。
(f)经撕裂力报告为五个经向样本的撕裂力结果的算术平均，而纬撕裂力报告为五个纬向样本的撕裂力结果的算术平均，均按牛顿(N)计。
(x)织物密度的计算
织物密度通过每单位面积(g/m2)织物重量除以织物厚度测量值(mm)以转换为kg/m3的单位来计算。
本发明进一步通过下列的实施例说明。将认识到的是，这些实施例是仅出于说明性的目的且不意欲将本发明限制到所说明的那样。在不脱离本发明的范围的情况下可对其进行细节的修改。
实施例
实施例1
一系列的机织织物由利用各采用不同相对粘度的尼龙6，6纱线的209×209经纱数/dm的构造制造。在各织物中，经纱线与纬纱线相同。各织物的抗熔穿性在450℃、550℃以及650℃下测试。如图1所示，结果证明，抗熔穿性出乎预料地发现随着相对粘度(RV)而增加。由此，能从图1看到的是，相对粘度从约70增加到约85令人满意地使抗熔穿性增加0.2秒，这是在气囊展开的时间尺度上的显著提高。最令人满意的抗熔穿性性能在至少78、优选至少85的RV达到。
实施例2
另一系列的机织织物由利用各采用不同的卤素：Cu的摩尔比的尼龙6，6纱线的209×209经纱数/dm的构造制造。在各织物中，经纱线与相同纬纱线，且在整理后的织物中的纱线呈现出66的相对粘度和低于10ppm的残留的钠含量。各织物的抗熔穿性在450℃、550℃以及650℃下测试。如图2所示，结果证明，针对具有相对高的卤素：Cu的摩尔比的织物的抗熔穿性优于具有相对低的卤素：Cu的摩尔比的织物。
在一个范围的其它织物样品(全部具有209×209经纱数/dm的构造)的450℃下的抗熔穿性的进一步调查确信那个效果，如图3所示。最令人满意的抗熔穿性性能在至少4.0∶1、优选至少6.0∶1的卤素：Cu的摩尔比得到。由此，对于60ppm的Cu，针对有效的抗熔穿性，织物应优选维持至少302ppm的溴或至少480ppm的碘。
实施例3
另一系列的机织织物由尼龙6，6纱线制造，与上述的情况类似但采用不同的煮练条件，以评价(i)煮练工序中的滞留(residence)时间、(ii)煮练浴的pH以及(iii)煮练浴的温度对卤素：Cu的摩尔比的影响。
发明人观察，卤素：Cu的摩尔比与煮练工序中的织物驻留(dwell)时间反相关，如图4所示。发明人也观察到，煮练后的织物中的卤素：Cu的摩尔比与煮练浴的pH相关，如图5所示。发明人也观察到，因暴露于碱性的煮练而观察到的卤素流失并未通过采用弱酸对煮练浴组分的pH中和而减轻。令人惊讶地发现，弱酸加重卤素在这种中和的浴组分中从纱线或织物上脱出(1each)。发明人还观察到，织物中的卤素：Cu的摩尔比也与煮练浴温度反相关，如图6所示。
实施例4
另一系列的机织织物制备，与上述的情况类似，以调查残留的钠含量。发明人观察到，具有相同的构造(209×209经纱数/dm)和相对粘度(66)的但具有不同残留的钠含量的织物具有不同的抗熔穿性，如图7所示。由此，具有低的残留的钠含量的织物具有高的抗熔穿性。具有相同的构造但具有不同的相对粘度(65到86)的范围的机织尼龙6，6织物的分析给出相同的相关性。
实施例5
发明人也观察到，具有高的相对粘度(RV)的织物被发现对残留的钠的影响更敏感，即不同的钠的水平在越高的相对粘度下对抗熔穿性具有越大的影响。具有相同构造(209×209经纱数/dm)的高RV(至少75)织物和低RV(低于75)织物采用各种浓度的钠在各种激进的工业(commercial)煮练条件下被煮练。结果呈现在图8，图8提供进一步的确信是，具有越高残留的钠的水平的织物表现出越差的抗熔穿性，并证实这种影响对于高的RV织物而言更明显。
实施例6
另一系列的实验进行，以调查残留的钠的水平与抗熔穿性的相关性。通过浸渍在NaOH浴或NaCl浴中与工业有效的煮练工序相比短的时间和低的温度，钠添加到毛坯(greige)机织织物中。观察到对抗熔穿性无影响，这证明，在织物上的钠的存在不自身引起抗熔穿性降低。而是，残留的钠含量是煮练工序的苛刻性的指示，且是在苛刻的条件下暴露于钠导致差的抗熔穿性。
发明人也发现，在去离子水中在各种温度和浸泡时间下漂洗苛刻煮练的织物导致低的织物的钠含量但不会恢复抗熔穿性，这确信，在整理后的织物中的残留的钠含量是指示性的但不引起抗熔穿性的降低，而且是煮练工序的相对苛刻性的指示。由此，煮练条件的选择使给定的聚酰胺机织织物的抗熔穿性最大化是重要的。

Claims (27)

1.一种机织织物，包括在经向和纬向上织造的纺制的合成聚酰胺纱线，其中，在所述机织织物中的所述聚酰胺纱线呈现出至少60的甲酸相对粘度、至少2.0的卤素∶铜的摩尔比以及不超过25ppm的钠含量，而且其中，所述机织织物呈现出在450℃下的至少2.10秒的抗熔穿性。
2.根据权利要求1所述的机织织物，其中，所述相对粘度为至少70，优选至少78，优选至少85，优选至少90。
3.根据权利要求1或2所述的机织织物，其中，所述聚酰胺纱线包括溴化铜或碘化铜。
4.根据任一前述权利要求所述的机织织物，其中，在所述机织织物的所述聚酰胺纱线中的所述卤素∶铜的摩尔比为至少4.0∶1，优选至少6.0∶1。
5.根据任一前述权利要求所述的机织织物，其中，所述聚酰胺纱线呈现出按所述机织织物中的聚酰胺纱线的总重量计的以元素铜计算的60到120ppm的铜含量。
6.根据任一前述权利要求所述的机织织物，其中，所述聚酰胺纱线呈现出不超过20ppm、优选不超过15ppm、优选不超过10ppm的钠含量。
7.根据任一前述权利要求所述的机织织物，其中，所述机织织物由其制成的所述聚酰胺纱线呈现出至少4.0∶1、优选至少8.0∶1、优选至少10.0∶1、优选至少12.0∶1的卤素∶铜的摩尔比。
8.根据任一前述权利要求所述的机织织物，其中，所述机织织物由其制成的所述聚酰胺纱线还包括除卤化铜或卤化钠外的卤盐，优选溴化钾或碘化钾。
9.根据任一前述权利要求所述的机织织物，其中，在经向和纬向上的所述纱线为具有从6.8到10.1g/den的韧性的纱线。
10.根据任一前述权利要求所述的机织织物，其呈现出在450℃下的至少2.20秒、优选至少2.30秒、优选至少2.40秒、优选至少2.50秒的抗熔穿性。
11.根据任一前述权利要求所述的机织织物，其具有从50到500g/m2、优选不超过300g/m2、优选不超过260g/m2、优选不超过225g/m2、优选在170到225g/m2的范围内以及优选不超过220g/m2、优选不超过210g/m2的总织物重量。
12.根据任一前述权利要求所述的机织织物，其中，所述纱线具有从90到300经纱数/dm或从160到240经纱数/dm。
13.根据任一前述权利要求所述的机织织物，其中，所述聚酰胺为尼龙-6，6。
14.根据任一前述权利要求所述的机织织物，其中，所述纱线具有在从150到940分特的范围内或在150到750分特的范围内的单位长度质量密度。
15.根据任一前述权利要求所述的机织织物，其具有不超过0.40mm的总厚度。
16.根据任一前述权利要求所述的机织织物，其中，当所述织物未老化时，所述织物在经向和纬向两者上的撕裂强度为至少120N、优选至少150N、优选至少170N。
17.根据任一前述权利要求所述的机织织物，其中，所述织物呈现出不超过6.0l/dm2/分钟、优选不超过5.0l/dm2/分钟、优选不超过4.0l/dm2/分钟、优选不超过3.0l/dm2/分钟、优选不超过2.0l/dm2/分钟的静态空气渗透性。
18.根据任一前述权利要求所述的机织织物，其中，所述织物呈现出不超过700mm/s、优选不超过600mm/s、优选不超过500mm/s、优选不超过400mm/s、优选不超过300mm/s、优选不超过200mm/s的动态空气渗透性。
19.根据任一前述权利要求所述的机织织物，其中，所述织物是无涂层的。
20.根据任一前述权利要求所述的机织织物，其中，所述织物的密度不超过750kg/m3。
21.一种物品，优选一种气囊，由权利要求1-20中的任一项所述的机织织物制成。
22.一种制造根据权利要求1-20中的任一项的机织织物的方法，包括步骤：织造纺制的合成聚酰胺纱线并在织造之前、在织造期间或在织造之后煮练所述纱线，使得所述机织织物中的聚酰胺纱线呈现出至少60的甲酸相对粘度、至少2.0∶1的卤素∶铜的摩尔比以及不超过25ppm的钠金属含量。
23.根据权利要求22所述的方法，包括：通过控制所述煮练工序中使用的水的体积、温度、pH、滞留时间以及碱的特性中的一个或多个，控制所述煮练工序的苛刻性。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述煮练工序中的温度低于95℃、优选低于75℃；和/或煮练浴的最终的pH为至少10、优选至少11；和/或在煮练浴中的滞留时间不超过5分钟/m2的织物、优选不超过3分钟/m2的织物、优选不超过2分钟/m2的织物；和/或在煮练浴或流体中的钠离子的浓度低于35ppm、优选低于10ppm；和/或煮练浴含有氢氧化钾而不含有氢氧化钠。
25.根据权利要求22、23或24所述的方法，包括：对在所述机织织物由其制成的原纱中的卤素负载进行控制，优选地，其中，在所述原纱中的卤素负载是使得在所述原纱中的卤素∶铜的摩尔比为至少4.0∶1、优选至少8.0∶1、优选至少10.0∶1、优选至少12.0∶1。
26.根据权利要求22-25中的任一项所述的方法，包括：通过控制所述织造和/或煮练处理步骤中使用的供应水中的钠含量，比如通过能够排斥所述供应水中的至少90％的钠离子的薄膜反渗透系统，来控制在所述机织织物中的钠的浓度。
27.根据权利要求1-20中的任一项的机织织物的用于提高由所述机织织物制成的气囊的耐针孔失效性的用途。
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