CN101205650A

CN101205650A - 安全气囊的非涂层织物

Info

Publication number: CN101205650A
Application number: CNA2006101664927A
Authority: CN
Inventors: 朱国华; 土崎徹
Original assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Current assignee: Toray Fibers and Textiles Research Laboratories China Co Ltd
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2008-06-25

Abstract

本发明公开了一种安全气囊用的非涂层织物，由合成纤维长丝织造而成，织物中合成纤维的长丝中含有50－500根单丝，织物中合成纤维长丝的截面为圆形截面，合成纤维中单丝细度为：0.10－10dtex。本发明具有高滑脱抵抗力并且具有低透气性。

Description

安全气囊的非涂层织物

技术领域：

本发明涉及到一种安全气囊非涂层织物。

背景技术：

近年来作为汽车安全部件之一的安全气囊伴随着乘员对汽车安全意识的提高而得到迅速地安装，安全气囊成了车辆乘员不可或缺的安全保护装置。汽车安全气囊主要是由传感器、气体发生器和气囊组成。在撞车的瞬间，传感器采集撞车信号，计算机对信号识别、处理，点燃气体发生器，爆炸所释放的气体将充满整个气囊，它可以吸收身体向前运动产生的冲击，并通过排放气体以释放能量，整个过程所需要的时间大约在100ms之内。

车辆在受到撞击时必须要求安全气囊在极短的时间内展开，而且必须具有一定的内压保持性，以便能够迅速地吸收司乘人员所受撞击的能量，因此安全气囊应满足下列要求：展开时应具有较低的透气性；为了防止安全气囊在展开的过程中由于高温高压气体的作用导致缝制部位发生滑移过度，要求安全气囊织物必须具有较高的滑脱抵抗力；此外，安全气囊还应具有必要的柔软性以防止展开时对人面部的擦伤。随着安全模块的小型化，对安全气囊的折叠性和收纳性及成本方面也提出了新的要求。在这些要求的特性中、高速展开和内压保持性是安全气囊的重要特性。

针对安全气囊低透气性的问题，在公开的专利中提出了不少的解决方案。

专利CN1070129C公布了一种由单丝纤度为1.5-7dtex、强度为50-80×10^-2N/tex和伸长为15-30％的聚酰胺长丝纱织造的安全气囊非涂层织物，虽然其透气性为＜3L/d²m/min，实现了较低的透气性，但是由于是在低压(500Pa)下测试的透气量，因此不能满足越来越高的低透气性要求。此外在专利CN1637178A中的透气量也实在125Pa的前提下测定的数据，因此也不能满足越来越高的低透气性要求。

专利CN1603174A中公开了用一种截面含有异形形状的合成纤维长丝织造的安全气囊织物，具体说是采用了具有一定扁平度的长丝，该织物虽然实现了较低的透气性，但是由于扁平丝在织造时容易发生错乱偏离，从而使得织物的滑脱抵抗力降低，织物的透气性变差，影响安全气囊在展开时的内压保持性。

特开平1-122752号公报所记载，在采用高密度进行织物织造后，再通过收缩加工或轧光加工，使得织物具有轻质、低透气度等特性，但是在织物经过轧光加工后，会使得织物的撕裂强力下降，影响安全气囊织物的性能。

在特开平1-41438号公报中公开了通过一种强度不小于8.5g/d且由单丝细度不大于3旦尼尔的长丝织造而成的安全气囊织物，虽然该织物具有低的透气性和良好的折叠性，但是文献中并没有具体涉及到涂层与非涂层织物的差异，实际上该专利是在织物的表面涂覆一层含有氯丁二烯橡胶等弹性体形成的涂层织物，因此将该技术应用于非涂层方面时，不能获得良好的低透气性。

在上述的所有专利中，作为安全气囊重要的抗滑移性即滑脱抵抗力没有进行阐述。它们都是从织物的透气性方面来考虑织物的性能特征。

美国在2000年修改了FMVSS208法规，就气体发生器的二级化问题进行了探讨，因此有必要进行面向气体发生器二级化产生的高温高输出的安全气囊织物的开发，提高织物的滑移抵抗力。

到目前为止，有一些公司从缝制部位与织物的滑移抵抗力方面进行了考虑并提出了改善的方法。例如专利WO2003/059702提出了用新的接缝方式来提高缝制部位与织物的滑移抵抗力。美国专利5470106号说明了在包围气体发生器连接的区域上使用机织物，可以改善抗滑移抵抗力。但是这些方法在操作性方面存在着一定的问题，此外使用补强布虽然会增加滑移抵抗力但是它会使产品的成本增加。

另外、在美国专利5296278里，提出了在缝制部位进行硅涂层的方法，这种方法也会带来成本的上升，不能满足汽车业界降低成本的要求。

基于以往的发明背景及迄今为止的技术背景，本专利发明了一种由圆形截面的细纤度长丝构成的安全气囊非涂层织物，该织物具有优异的抗滑移性和低透气性。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种具有高滑脱抵抗力并且具有低透气性的安全气囊织物。

本发明的技术解决方案是：

一种用于安全气囊的非涂层织物，由合成纤维长丝织造而成，其特征是：

(1)织物中合成纤维的长丝中含有50-500根单丝；

(2)织物中合成纤维长丝的截面为圆形截面；

(3)合成纤维中单丝细度为：0.10-10dtex。

发明的安全气囊织物是通过织造含有50-500根单丝的合成纤维长丝并经加工后得到的安全气囊织物。优选96-200根单丝，如果采用单丝数小于50根的长丝进行织造，织物的透气性会偏大；如果采用单丝数高于500根的长丝进行织造，作为该专业的技术人员来说，单丝数越多越好，但是这样会增加纺丝的难度，另一方面也会使织物的织造难度提高，导致成本的增加。

本发明采用具有圆形截面的细纤化单丝(LDPF)，在织造时单丝的排列不易发生错乱和偏离现象，因此可以获得具有稳定构造的织物。利用该技术可以获得具有高滑脱抵抗力和低透气性的织物。

本发明的非涂层安全气囊织物用长丝的单丝细度为0.10-10dtex。优选2.0-6.0dtex的单丝。如果单丝细度小于0.1dtex，则纺丝将显得比较困难；如果单丝细度大于10dtex，则织造后织物的单丝间空隙率将会变大，达不到低透气性的效果。

织物的经向滑脱抵抗力为300-1000N，优选300-900N；纬向的滑脱抵抗力为250-900N，优选250-650N。滑脱抵抗力经向若小于300N、纬向小于250N，就不能适用于高输出的气体发生器。具体就是说即使可以适用于驾驶席的190KPa点火器、但对于230KPa的高热型点火器来说、构成气囊在缝制部的开孔会变明显，不仅会造成气囊内压下降而且热风泄漏也会造成对司乘人员的伤害。另外、若滑脱抵抗力比经向的1000N和纬向的900N大的话、会使得安全气囊织物的刚软性将会增大，从而影响到安全气囊织物折叠小型化的问题。众所周知，在不影响安全气囊织物折叠性和刚软性的前提下，织物的滑脱抵抗力是越大越好。这里所说的滑脱抵抗力是用ASTM D-6479法測定的，它是评价安全气囊在缝制部位滑移的一个非常重要的物理指标。

本发明的非涂层安全气囊织物的透气度为在压力为19.6KPa时，织物的透气度为＜2.5L/cm²/min，优选透气度为＜0.9L/cm²/min，当织物的透气度高于2.5L/cm²/min时，由其制成的安全气囊在展开时气囊的内压保持性将会变得很差，达不到保护的效果，作为织物它失去了单丝细纤化的效果。

本发明的非涂层安全气囊织物的理论覆盖系数(CF)为2000-2600，优选2200-2500，当织物的覆盖系数高于2600时，会使织物的手感发硬，安全气囊织物不易于折叠，导致安全模块的体积比较大，从而增加生产的成本。本专利中的覆盖系数是采用下述计算公式得到的：

CF = N_{W} \times \sqrt{D_{W}} + N_{F} \times \sqrt{D_{F}}

其中N_W：织物的经向密度(根/inch)；D_W：织物中经向长丝的细度(dtex)；N_F：织物的纬向密度(根/inch)；D_F：织物中纬向长丝的细度(dtex)。作为从事该项事业的技术人员来说，在安全气囊织物的其他条件都能满足的前提下，织物的覆盖系数是越小越好，但是过小的织物覆盖系数会使织物间长丝与长丝间的空隙增大，导致透气性增大。

织物的经向拉伸强度为：550-1000N/cm，纬向的拉伸强度为：550-950N/cm。经纬向拉伸强度优选600-800N/cm。本专利中的拉伸强度是根据JISK6404的测试标准，采用扯边纱条样法测试安全气囊织物的拉伸强度。

用于本发明的安全气囊织物的纤维，从原材料来说并没有特别的限定，可以使用尼龙66、尼龙6、尼龙46等脂肪族聚酰胺纤维，聚酰胺类纤维等芳香族聚酰胺纤维；聚丙稀纤维或聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等。聚酯纤维。作为其它的原料，也可以使用全芳香族聚酯纤维、超高分子量聚乙烯纤维、PPS纤维、聚醚酮纤维等，如果从成本方面来考虑，优先选取聚酯纤维或聚酰胺纤维。此外为了提高长丝在织造工艺或者后加工工艺中的加工性，这些纤维可以含有各种添加剂，例如抗静电剂、抗氧化剂、阻燃剂、润滑剂等。构成本发明的安全气囊长丝的细度为100-1000dtex，单丝细度为0.1-10dtex。优选细度为300-700dtex的长丝，当总细度小于300dtex的时候，安全气囊织物在折叠性和收纳性方面良好的性能，但是由于长丝中单丝根数的增加会降低安全气囊的强力，它将不能完全满足安全气囊织物对强力的要求，会使安全气囊在展开时发生破裂导致失去保护作用。由于汽车种类和装着部位的不同使得安全气囊所使用的织物在长丝细度方面有所差异，因此要根据车种和部位的不同选择合适的长丝细度。

本发明中的安全气囊织物可以通过喷水织机、喷气织机、剑杆织机等织机织造，对于织机的类型并没有特定的限定。织造后的织物在不影响本发明中所要求特性的范围内可以通过热定型、精炼热定型等公知的加工方法来实施。

另外，还可以对本发明中的安全气囊织物进行涂层加工，但是从经济性、折叠性及再回收利用等方面来说，优选安全气囊非涂层织物。

本发明主要是从安全气囊织物本身出发，充分利用细纤化单丝的效果来降低安全气囊织物的透气性和提高织物自身的滑脱抵抗力，以此来提高缝制部位与织物间的滑移抵抗力。本发明的安全气囊织物具有高滑脱抵抗力并且具有低透气性。

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式：

本说明书中和以下的实施例、比较例中所述的性能测试方法如下。

【滑脱抵抗力】

根据ASTM D6479-02滑脱抵抗力的测试标准进行测试。具体测试方法如下：在拉伸试验仪上把5×30(cm)的试样夹到滑脱抵抗力测试专用的装置上，拉伸试验仪的夹头间距为20cm，以的速度进行试验。

【透气度】

在高压法透气性试验仪上进行此测试。具体测试方法如下：沿着织物的幅宽方向依次画直径为10cm的圆形试样13个，然后在19.6KPa的压力下测试每个试样的透气度，最后取中间9个数据的平均值最为最后的试验结果。

【拉伸强度】

根据JIS K-6404织物的拉伸试验方法测试织物的拉伸强度。具体测试方法如下：把在织物上采用扯边纱条样法取得的试样(4×25cm)夹入拉伸试验议夹口里，拉伸试验议的夹口距离为15cm，以200mm/min的试验速度进行试验。

实施例1

采用纤维细度为350dtex/136f、强度为8.46cN/dtex、伸长率为26％的圆形截面尼龙66长丝，用喷水织机织造密度为59根/inch的安全气囊平纹织物。对织造后的安全区气囊织物进行热定型后处理加工。加工后安全气囊织物的结果见表1。

实施例2

采用纤维细度为470dtex，单丝根数为72f、120f、136f、144f，强度为8.47cN/dtex、伸长率为26％的圆形截面尼龙66长丝，在用喷水织机织造密度为57根/inch的安全气囊平纹织物。对织造后的安全区气囊织物进行热定型后处理加工。加工后安全气囊织物的结果见表1。

实施例3

采用纤维细度为580dtex/136f、强度为8.0cN/dtex、伸长率为25％的圆形截面尼龙66长丝，用喷水织机织造密度为44根/inch的安全气囊平纹织物。对织造后的安全区气囊织物进行热定型后处理加工。加工后安全气囊织物的结果见表1。

表1安全气囊织物性能表

从表1中可以看出采用圆形断面的LDPF长丝织造并经后处理后可以得到具有高滑脱抵抗力和低透气度的安全气囊织物。

实施例4

采用纤维细度为470dtex/72f、强度为8.4cN/dtex、伸长率为26％的圆形断面尼龙66长丝用喷水织机织造密度为49和53根/inch的安全气囊平纹织物。对织造后的安全区气囊织物进行热定型后处理加工。加工后安全气囊织物的结果见表2。

比较例1

采用纤维细度为470dtex/96f、强度为7.94cN/dtex、伸长率为24.5％的扁平形断面尼龙长丝，用喷水织机织造密度为49和53根/inch的安全气囊平纹织物。对织造后的安全区气囊织物进行热定型后处理加工。加工后安全气囊织物的结果见表2。

表2安全气囊织物性能表

从表2中可以发现虽然使用扁平断面丝得到的织物具有较低的透气性，但是与圆形断面丝织物的滑脱抵抗力相比，扁平断面丝织物的滑脱抵抗力显得非常小。因此由此织造的安全气囊织物的抗滑移性将会变得非常差，不能满足高输出功率的气体发生器的要求。

实施例5：

一种用于安全气囊的非涂层织物，由合成纤维长丝织造而成，

(1)织物中合成纤维的长丝中含有50-500根(例50、250、300根)单丝；

(2)织物中合成纤维长丝的截面为圆形截面；

(3)合成纤维中单丝细度为：0.10-10dtex(例0.10dtex、5dtex、10dtex)。

合成纤维长丝的细度为100～1000dtex(例100dtex、500dtex、1000dtex)。织物的经向滑脱抵抗力为300-1000N(例300N、700N、1000N)，纬向的滑脱抵抗力为250-900N(例250N、600N、900N)。在压力为19.6KPa时，织物的透气度为＜2.5L/cm²/min。根据下面的公式计算得到织物的理论覆盖系数(CF)为2000-2600(例2000、2300、2600)

CF = N_{W} \times \sqrt{D_{W}} + N_{F} \times \sqrt{D_{F}}

N_W：织物的经向密度(根/inch)

D_W：织物中经向长丝的细度(dtex)

N_F：织物的纬向密度(根/inch)

D_F：织物中纬向长丝的细度(dtex)。

织物的经向拉伸强度为：550-1000N/cm(例550N/cm、800N/cm、1000N/cm)，纬向的拉伸强度为：550-950N/cm(例550N/cm、700N/cm、950N/cm)。

Claims

1.一种用于安全气囊的非涂层织物，由合成纤维长丝织造而成，其特征是：

(1)织物中合成纤维的长丝中含有50-500根单丝；

(2)织物中合成纤维长丝的截面为圆形截面；

(3)合成纤维中单丝细度为：0.10-10dtex。

2.根据权利要求1所述的安全气囊的非涂层织物，其特征是：织物的经向滑脱抵抗力为300-1000N，纬向的滑脱抵抗力为250-900N。

3.根据权利要求1或2所述的安全气囊非涂层织物，其特征是：在压力为19.6KPa时，织物的透气度为＜2.5L/cm²/min。

4.根据权利要求1或2所述的安全气囊非涂层织物，其特征是：根据下面的公式计算得到织物的理论覆盖系数(CF)为2000-2600

CF = N_{W} \times \sqrt{D_{W}} N_{F} \times \sqrt{D_{F}}

N_W：织物的经向密度(根/inch)

D_W：织物中经向长丝的细度(dtex)

N_F：织物的纬向密度(根/inch)

D_F：织物中纬向长丝的细度(dtex)。

5.根据权利要求1或2所述的安全气囊的非涂层织物，其特征是：织物的经向拉伸强度为：550-1000N/cm，纬向的拉伸强度为：550-950N/cm。

6.根据权利要求1或2所述的安全气囊的非涂层织物，其特征是：合成纤维长丝的细度为100～1000dtex。