CN1986927A - 一种非涂层气囊织物及其制备工艺 - Google Patents

一种非涂层气囊织物及其制备工艺 Download PDF

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申素琴
段亚峰
盛秋华
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一种非涂层气囊织物及其制备工艺，以锦纶丝为织物原料，该非涂层气囊织物为平纹经织物，经纱密度为18.5～19.5根/厘米，纬纱密度为19～20根/厘米。该非涂层气囊织物的制备工艺如下：将织物原料锦纶丝用整经机进行整经，然后对整经后的锦纶丝上浆，上浆后的锦纶丝进行并轴和平纹穿经，经密为每筘一入，然后用重磅喷水织机进行织造，织造后织物经退浆后高温定型，得到该非涂层气囊织物。该织物采用同种锦纶纤维作为经纬丝原料，采用织物的后续处理，简化原料的处理成本，该织物的制备简单科学，不仅能够制备符合要求的气囊织物，还便于工业化大规模生产，织造成本低于国外气囊织物，可广泛的应用于各种缝制型高密高强非涂层锦纶长丝气囊织物的织造。

Description

一种非涂层气囊织物及其制备工艺
技术领域
本发明属于汽车用安全气囊织物，具体的涉及一种高密度高强度的非涂层锦纶长丝非涂层气囊织物及其制备工艺。
背景技术
安全气囊织物是制造汽车安全气囊的原材料，其生产技术经历了几个发展阶段，第一代为缝制型涂层安全气囊织物，织物表面涂以氯丁橡胶，已达到阻气效果；第二代为以硅酮为涂层的缝制型安全气囊织物；上述两代织物主要通过涂层来控制织物的透气性。第三代为缝制型非涂层安全气囊织物，利用织物自身的结构而具有阻气性，第四代为非涂层全成型安全气囊织物，这种织物在织机上直接加工成袋状。
随着汽车工业的发展，对安全气囊织物的需求迅猛增长。目前国外采用的主要是高密织造技术和后整理技术相结合的加工工艺，一方面控制性能，另一方面降低成本。高密度高强度锦纶织物非涂层气囊织物的安全性能可靠，一次性生产成功率高，产品质量稳定，是目前和今后相当长时期内汽车安全气囊织物的主导产品，但其生产设备投入较大，整个生产加工过程繁琐，成本居高不下，我国国内企业尚不能进行工业化生产。国外企业多采用经纬不同种纤维或非平纹经的方式进行该织物的制造。
发明内容
本发明的目的是提供一种经纬采用同种锦纶纤维的平纹经非涂层气囊织物，便于实现工业化生产并符合国际相关标准。本发明的另一目的是提供该非涂层气囊织物的制备工艺，利用现有的机械可以采用锦纶纤维进行工业化生产。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种非涂层气囊织物，以锦纶丝为织物原料，其特征在于该非涂层气囊织物为平纹经织物，经纱密度为18.5～20.5根/厘米，纬纱密度为19～21根/厘米，有效幅宽150～180cm，断裂强力≥3000N/5cm，断裂伸长率≥20％，单位重量173～220g/m2，难燃度＜50mm/min，透气度＜4.0cc/cm2min/125pa，撕破强力≥250N。
具体的讲，该非涂层气囊织物的制备工艺，包括织造工序，其特征在于其制备工艺的步骤如下：将织物原料锦纶丝用整经机进行整经，然后对整经后的锦纶丝上浆，上浆后的锦纶丝进行并轴和平纹穿经，经密为每筘一入，然后用重磅喷水织机进行织造，织造后织物经退浆后高温定型，得到该非涂层气囊织物。
另一种非涂层气囊织物的制备工艺，包括织造工序，其特征在于其制备工艺的步骤如下：将织物原料锦纶丝用整经机进行整经，然后对整经后的锦纶丝上油，上浆后的锦纶丝进行并轴和平纹穿经，经密为每筘一入，然后用重磅喷水织机进行织造，织造后织物经退油后高温定型，得到该非涂层气囊织物。
所述的整经是用分批整经机进行锦纶丝整经，整经经轴硬度为70°～80°。
所述的织物原料锦纶丝的线密度为420D±2.5％，断裂强度为6.5～9.5CN/dtex，断裂伸长率为16～29.7％，沸水收缩率为6.0～8.5％。
所述的高温定型是在温度为170℃～200℃、车速为17～25m/min的情况下进行定型机定型。
所述的上浆是用浆丝机对锦纶丝进行上浆，浆丝机的浆轴硬度为70°～80°，上浆温度为130～140℃，上浆率为4～7％。
所述的退浆是采用退浆机在pH值8～10之间的退浆液中进行超声波退浆，使织物的残浆率小于0.7％。
所述的上油是对锦纶丝进行织物油剂处理，所述织物油剂为合成水溶液润滑剂。
所述退油是采用去油助洗剂对织物进行去油净洗处理。
本案发明人经过大量实验研究发现，锦纶纤维非涂层气囊织物的增密增强可以通过对锦纶纤维长丝进行初步的处理而改进，通过对锦纶纤维结构与性能的分析，发明人采用整经工序对锦纶丝进行匀张力整经，确保经丝无单纤维发毛断裂疵点，该工序可利用动态自调匀张力精密分条整经机实现，同时这也保证了制造过程中无故障停车档顺利织造和成品织物强度、透气性与外观品质达标的要求。
退浆步骤是将织物的坯布在退浆液中进行超声波处理，通过超声波和退浆液中的渗透剂、退浆剂和液碱的渗透、溶胀、乳化和分散作用，水洗把织物坯布表面上的浆料、污渍等去除掉，以净化坯布。
退浆液中助剂除了液碱之外都是一些复配的表面活性剂类渗透剂和退浆剂，如现有商品退浆剂310、渗透剂303、精炼剂166等。在退浆过程中坯布经过退浆槽时，要带走一部分退浆液，同时还要与部分退浆液反应，降低了溶液的浓度，为了保证生产的连续稳定性，须连续的向槽内追加退浆液，以保证槽内的溶液量的稳定和槽内溶液浓度的稳定。
经过对织物进行超声波退浆处理，能确保布面残浆降低，提高成品的阻燃性，经过高温定型处理，控制加工温度、门幅和缩率参数，能保确保气囊织物的强度、伸长率和透气率等内在品质符合应用要求。
纺织油剂能够降低锦纶丝之间的抱合力，减少锦纶纤维间的动摩擦系数，本发明使用的织物油剂是由润滑油和表面活性剂组成的非乳化合成水溶液润滑剂，去油处理也采用常规的商业成品去油剂进行去油净洗作业，如各牌号的市售商品“去油灵”。
织物经退浆或去油后卷在大卷桩上，就可进入准备定型处理步骤，定型处理时，退浆后的布首先经过一溢流的水槽，使其含水均匀、气密性增加；然后织物经过轧车，接着织物被定在两条带有针板的轨道上，布的两边扎在针板上、两条轨道之间的距离可调、两条轨道运行同步，根据门幅的要求调节轨道之间的距离，然后通过带有循环风机的烘箱，使织物布面受热均匀，在门幅确定的情况下高温固定布的幅宽和布面平整度。
本发明的有益效果在于，该非涂层气囊织物采用同种锦纶纤维作为经纬丝原料，并采用织物的后续处理，简化了原料的处理成本，并符合国家和国际相关气囊织物标准，该非涂层气囊织物的制备工艺简单科学，不仅能够制备符合要求的气囊织物，还便于工业化大规模生产，织造成本明显低于国外气囊织物。该非涂层气囊织物及其制备工艺可以广泛的应用于各种缝制型高密高强非涂层锦纶长丝气囊织物的织造。
具体实施方式
实施例1选取锦纶工业长丝进行如下测试，选择符合要求的锦纶纤维原料：用天平和缕纱测长机测定锦纶纤维的线密度范围为420D±2.5％，用电子单丝强力机测定其断裂强度应在6.5～9.5CN/dtex之间，断裂伸长率为16～29.7％；采用高压锅和钢尺测定其沸水收缩率应在6.0～8.5％之间。
利用分批整经机对选取的锦纶长纤维进行整经，整经根数为1050根，整经机经轴硬度为70°～75°，分为3并，张力调节环两个，卷曲速度为150±10m/min。
经过整经后的锦纶纤维长丝采用KSH400浆丝机进行上浆作业，浆丝机的浆轴硬度为70°～75°，上浆温度为130～140℃，上浆率为5～6％，浆车速度为100m/min，卷曲张力为42±1kg。上浆后锦纶纤维采用KB-30并轴机进行并轴，织轴硬度为80°～85°，门幅为171cm，送出张力为38±1kg，车速为100m/min。
经过并轴后的锦纶纤维再进行穿经和织造，穿经时经丝每筘一入，筘幅为171cm，采用ZW405重磅喷水织机进行织造。织造后的织物用TF-RG-2000-3R×2RA-CHB退浆机在25±1m/min的车速下进行两次退浆，退浆时控制退浆温度在95±2℃，至残浆率小于0.7％。
最后利用TNT9 2000-T定型机对织物进行高温定型处理，定型机车速为20±1m/min，烘箱温度为185℃，轧辊压力3kg，有效幅宽为160±1cm，定型后的经纬密度为19×19.5根/cm，纬斜率小于1％，布面平整。
对上述制备工艺得到的非涂层气囊织物进行相关各项性能检测，检测结果和现有气囊织物的标准的对比结果见表1。
由该表可见，该实施例提供的非涂层气囊织物的各项技术指标均符合或明显高于现有非涂层气囊织物的各项技术指标，本发明提供的非涂层气囊织物的制备工艺简单，经纬采用同种性能的锦纶纤维，通过织造前纤维的预处理，实现纤维的匀张力，同时便于工业化制造。通过对织物坯布进行退浆和定型，净化织物表面，满足透气性和阻燃性的需要，并使织物匀整统一。
表1实施例1制备的气囊织物与现有气囊织物标准的对比结果
项目 执行标准 测试要求 实测结果
经纬密 ASTM D3775 经向 ≥18根/cm 18.5根/cm
纬向 ≥18.5根/cm 19根/cm
有效幅宽 ASTM D3774 160±1cm 160.5cm
撕破强力 ASTM D5587 ≥250N 320N
透气度 ASTM D737 ＜1.3cc/cm2min 1.0cc/cm2min
单位重量 ASTM D3776 189-191g/m2 190g/m2
断裂强力 ASTM D5035 ≥3000N/5cm 3760N/5cm
断裂伸长率 ASTM D5035 ≥20％ 23.2％
难燃度 FMVSS 302 ＜50mm/min 33.4mm/min
实施例2选取锦纶工业长丝进行如下测试，选择符合要求的锦纶纤维原料：用天平和缕纱测长机测定锦纶纤维的线密度范围为420D±2.5％，用电子单丝强力机测定其断裂强度应在6.5～9.5CN/dtex之间，断裂伸长率为16～29.7％；采用高压锅和钢尺测定其沸水收缩率应在6.0～8.5％之间。
利用分批整经机对选取的锦纶长纤维进行整经，整经根数为1050根，整经机经轴硬度为75°～80°，分为3并，张力调节环两个，卷曲速度为150±10m/min。
经过整经后的锦纶纤维长丝进行上油作业，织物油剂为市售合成水溶液润滑油，上油温度为130～140℃，上油率为4～5％，浆车速度为100m/min，卷曲张力为42±1kg。上油后锦纶纤维采用KB-30并轴机进行并轴，织轴硬度为75°～80°，门幅为1181cm，送出张力为38±1kg，车速为100m/min。
经过并轴后的锦纶纤维再进行穿经和织造，穿经时经丝每筘一入，筘幅为171cm，采用ZW405重磅喷水织机进行织造。织造后的织物用浙江产“退油灵AC”在25±1m/min的车速下进行两次去油处理，控制去油温度在95±2℃，将织物中的油剂去除干净。
最后利用TNT9 2000-T定型机对织物进行高温定型处理，定型机车速为20±1m/min，烘箱温度为185℃，轧辊压力3kg，有效幅宽为170±1cm，定型后的经纬密度为20.5×21根/cm，纬斜率小于1％，布面平整。
对上述制备工艺得到的非涂层气囊织物进行相关各项性能检测，检测结果和现有气囊织物的标准的对比结果见表2。
表2实施例2制备的气囊织物与现有气囊织物标准的对比结果
项目 执行标准 测试要求 实测结果
经纬密 ASTM D3775 经向 ≥18根/cm 20.5根/cm
纬向 ≥18.5根/cm 21根/cm
有效幅宽 ASTM D3774 160±1cm 170.5cm
撕破强力 ASTM D5587 ≥250N 290N
透气度 ASTM D737 ＜1.3cc/cm2min 1.1cc/cm2min
单位重量 ASTM D3776 189-191g/m2 191g/m2
断裂强力 ASTM D5035 ≥3000N/5cm 3420N/5cm
断裂伸长率 ASTM D5035 ≥20％ 22.7％
难燃度 FMVSS 302 ＜50mm/min 36.8mm/min
由上表可见，该实施例提供的非涂层气囊织物的各项技术虽然比实施例1略有降低，但各项指标仍符合或明显高于现有非涂层气囊织物的各项技术指标，分析其原因是因为上油和去油工艺造成的织物本身的性能下降。
本发明提供的非涂层气囊织物的制备工艺简单，经纬采用同种性能的锦纶纤维，通过织造前纤维的预处理，实现纤维的匀张力，同时便于工业化制造。通过对织物坯布进行退浆和定型，净化织物表面，满足透气性和阻燃性的需要，并使织物匀整统一。

Claims (10)

1.一种非涂层气囊织物，以锦纶丝为织物原料，其特征在于该非涂层气囊织物为平纹经织物，经纱密度为18.5～20.5根/厘米，纬纱密度为19～21根/厘米，有效幅宽150～180cm，断裂强力≥3000N/5cm，断裂伸长率≥20％，单位重量173～220g/m2，难燃度＜50mm/min，透气度＜4.0cc/cm2 min/125pa，撕破强力≥250N。
2.权利要求1所述的非涂层气囊织物的制备工艺，包括织造工序，其特征在于其制备工艺的步骤如下：将织物原料锦纶丝用整经机进行整经，然后对整经后的锦纶丝上浆，上浆后的锦纶丝进行并轴和平纹穿经，经密为每筘一入，然后用重磅喷水织机进行织造，织造后织物经退浆后高温定型，得到该非涂层气囊织物。
3.权利要求1所述的非涂层气囊织物的制备工艺，包括织造工序，其特征在于其制备工艺的步骤如下：将织物原料锦纶丝用整经机进行整经，然后对整经后的锦纶丝上油，上浆后的锦纶丝进行并轴和平纹穿经，经密为每筘一入，然后用重磅喷水织机进行织造，织造后织物经退油后高温定型，得到该非涂层气囊织物。
4.根据权利要求2或3所述的非涂层气囊织物的制备工艺，其特征在于所述的整经是用分批整经机进行锦纶丝整经，整经经轴硬度为70°～80°。
5.根据权利要求2或3所述的非涂层气囊织物的制备工艺，其特征在于所述的织物原料锦纶丝的线密度为420D±2.5％，断裂强度为6.5～9.5CN/dtex，断裂伸长率为16～29.7％，沸水收缩率为6.0～8.5％。
6.根据权利要求2或3所述的非涂层气囊织物的制备工艺，其特征在于所述的高温定型是在温度为170℃～200℃、车速为17～25m/min的情况下进行定型机定型。
7.根据权利要求2所述的非涂层气囊织物的制备工艺，其特征在于所述的上浆是用浆丝机对锦纶丝进行上浆，浆丝机的浆轴硬度为70°～80°，上浆温度为130～140℃，上浆率为4～7％。
8.根据权利要求2所述的非涂层气囊织物的制备工艺，其特征在于所述的退浆是采用退浆机在pH值8～10之间的退浆液中进行超声波退浆，使织物的残浆率小于0.7％。
9.根据权利要求3所述的非涂层气囊织物的制备工艺，其特征在于所述的上油是对锦纶丝进行织物油剂处理，所述织物油剂为合成水溶液润滑剂。
10.根据权利要求3所述的非涂层气囊织物的制备工艺，其特征在于所述退油是采用去油助洗剂对织物进行去油净洗处理。
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