CN103173908B - 一种高密度无涂层气囊织物及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高密度无涂层气囊织物及其生产方法，组成该气囊织物的长丝为含有0.6～1.2重量%油剂的尼龙66长丝，所述油剂的主要成分为可溶性油脂、渗透剂与聚醚系高分子表面活性剂，且该气囊织物的油剂残留量为0.03%以下。通过原丝在纺丝过程中油剂成分的改善以及后加工条件的优化，得到了一种高滑脱抵抗力、低透气度、不燃烧的气囊织物。
Description
技术领域
本发明涉及一种安全气囊织物，具体涉及一种高密度无涂层气囊织物及其生产方法。
背景技术
随着汽车工业的快速发展以及道路上行驶的汽车越来越多，对汽车安全装置提出了更高的要求，其中安全气囊已经成为汽车安全装置中必不可少的配置。安全气囊是安装在汽车特定部位的安全保护装置，当汽车发生碰撞、翻滚等动作时，迅速引爆安全气囊中气体发生器，在0.003ms内打开安全气囊，形成一个充气的缓冲垫来保护司乘人员。然而，安全气囊的充气打开的过程中，承受的高温、高压，对安全气囊织物的缝合部位的强力以及燃烧性能提出了很高的要求。
中国专利CN101506430A中公开了一种气囊用底布，通过涂层来实现安全气囊织物的空气遮蔽性、耐热性。但是耐热弹性体树脂的使用导致了安全气囊织物在后期回收时的成本上升，以及不能实现气囊模块的小型化，并且通过对其实施例的分析，发现其燃烧性为50mm/min以上，没有自熄性。
中国专利CN1986927A中公开了一种非涂层气囊织物及其制备工艺，通过对织物坯布进行退浆和定型，净化织物表面，满足透气度和阻燃性的需要，并使织物匀整统一。但是该专利说明书中也提到了，该实施例提供的非涂层气囊织物的各项技术略有降低，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。
发明内容
本发明的目的在于提供一种滑脱抵抗力高、阻燃性好、透气度低的高密度无涂层气囊织物。
本发明的另一目的在于提供一种生产成本低、生产工艺简单的高密度无涂层气囊织物的生产方法。
本发明的技术解决方案如下：本发明的高密度无涂层气囊织物，组成该气囊织物的长丝为含有0.6～1.2重量%油剂的尼龙66长丝，上述油剂的主要成分为可溶性油脂、渗透剂与聚醚系高分子表面活性剂，且该气囊织物最终产品的油剂残留量为0.03%以下。采用上述成分的油剂能更有效地促使它们在加工过程中受热分解，能够显著降低最终产品的油剂残留量，上述渗透剂和聚醚系高分子表面活性剂是为了促进可溶性油酯在喷水织机织造和水洗过程中更好地去除。
本发明的高密度无涂层气囊织物，所述可溶性油脂、渗透剂、聚醚系高分子表面活性剂的混合比为0.6～0.8：0.1～0.2：0.1～0.2。这三种成分的混合比例能更有效的降低织造过程中丝与丝或丝与金属之间的摩擦，能省去一般整经工艺中的上油或上蜡的步骤，节约了成本，生产工艺变得简单。如果渗透剂、聚醚系高分子表面活性剂用量过高、可溶性油脂用量过低的话，就会导致织造过程中毛羽的发生频率增加；如果渗透剂、聚醚系高分子表面活性剂用量过低、可溶性油脂用量过高的话，就会导致织造、后整理过程中油剂不能很好的去除，最终产品的油剂残留量增加。
本发明的高密度无涂层气囊织物，上述可溶性油脂为油酸乙酯磺酸钾、甘油三油酸酯与油酸的混合物。这些混合物与一般使用的聚氧乙烯酯化合物、聚氧乙烯醇化合物油剂相比，能更容易的在喷水织机的织造过程中去除，以及在后整理过程中去除。
本发明的高密度无涂层气囊织物，所述尼龙66长丝的纤度为300～500dtex。如果尼龙66长丝的纤度小于300dtex的话，就会导致制得的安全气囊织物的强力下降且容易被烧穿；如果尼龙66长丝的纤度大于500dtex的话，就会导致安全气囊织物手感变硬，不适用于安全气囊的缝制，而纤度大于500dtex的一般用于气囊充气口补强织物。
本发明的高密度无涂层气囊织物，该气囊织物的经、纬向密度为20.0～26.0根/cm。如果该气囊织物的经、纬向密度低于20.0根/cm的话，就会导致制得的安全气囊织物的滑脱抵抗力下降以及透气度上升，如果该气囊织物的经、纬向密度高于26.0根/cm的话，就会导致制得的安全气囊织物的手感变硬，从而影响安全气囊模块的小型化。
本发明的高密度无涂层气囊织物，该气囊织物的经向滑脱抵抗力为650N以上、纬向滑脱抵抗力为600N以上。滑脱抵抗力过小的话，就会导致安全气囊在打开时受到高温高压气体的作用，造成缝合部位漏气，影响对司乘人员的缓冲保护的效果。
本发明的高密度无涂层气囊织物，该气囊织物的燃烧性为0mm/min。根据标准FMVSS 302进行测试时，点火15s关闭火源后，该织物会立刻自行熄灭，具有自熄性，防止了气囊织物因为打开时的高温高压气体的作用可能造成的织物烧穿破洞。
本发明的高密度无涂层气囊织物，该气囊织物的经向表面静态摩擦系数为0.35以上，纬向表面静态摩擦系数为0.65以上。形成该气囊织物的丝与丝之间的静态摩擦系数比一般织物提高了10%以上，从而提高了该气囊织物的滑脱抵抗力。考虑到制得的气囊织物具有柔软的手感，静态摩擦系数经向优选为0.35～0.50，纬向优选为0.65～0.80。
本发明的高密度无涂层气囊织物，在500Pa测试压力下，该气囊织物的透气度为1.0～2.5L/dm2/min，如果该气囊织物的透气度低于1.0L/dm2/min的话，就会导致安全气囊在完成对司乘人员的缓冲后，不能及时的放气而影响司乘人员的逃生；如果该气囊织物的透气度高于2.5L/dm2/min的话，就会影响安全气囊对司乘人员的缓冲效果。
本发明的高密度无涂层气囊织物的生产方法，采用含有0.6～1.2重量%油剂的尼龙66长丝进行织造、后整理，最后制得产品。本发明的加工工艺条件为整经、并轴、穿综、穿筘、织造、后整理，后整理加工又包括精练、水洗、干燥、热定型，而一般的制备气囊织物时的加工工艺条件为整经、上浆（包括上油或上蜡）、并轴、穿综、穿筘、织造、后整理，后整理加工又包括1次干燥、精练、水洗、2次干燥、热定型，这样的工艺步骤就变得复杂了。然而本发明将含有特殊油剂的长丝通过上述的工艺来制备气囊织物，改善了油剂的成分，从而降低了织造过程中毛羽的发生率，而且还省略了上浆（包括上油或上蜡）的工序，不仅如此，还缩短了织造到精练、热定型过程中的放置时间，省略了1次干燥的工序，工艺变简单了，而且还降低了生产成本。其中后整理加工过程中，精练温度为40～70℃、水洗温度为20～40℃、干燥温度为80～120℃、热定型温度为120～160℃，后整理的加工速度为30～40m/min。上述热定型温度的降低，在保证了安全气囊织物其他性能的条件下，降低了透气度。上述后整理加工过程中的各条件也会影响最终产品油剂残留量的多少，如果各条件的温度过高，就会造成气囊织物性能的下降；如果各条件的温度过低，就会造成油剂不能很好的去除。
本发明的气囊织物由于改善了原丝中的油剂成分，并且在后整理加工过程中受精练、水洗、干燥、热定型温度的影响，制得最终产品的油剂残留量少，且该气囊织物具有高的滑脱抵抗力、良好的阻燃性、低的透气度等特点。
具体实施方式
通过以下实施例及比较例更加详细地说明本发明。本发明中各物性的测试方法如下。
【滑脱抵抗力】
根据ASTM D6479-02滑脱抵抗力的测试标准进行测试。具体方法是，在拉伸试验仪上把50×300mm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200mm，以200mm/min的速度进行试验。
【燃烧性】
根据FMVSS 302燃烧性测试标准进行测试。具体方法是，取样356×100mm的试样，使用水平法进行测试，保持38mm的火焰高度点火15s，根据试样上的38mm、165mm、292mm处得标识线来进行燃烧速率的计算和判定。
【油剂残留量】
根据ASTM D2257纺织物中的可萃取物质测定标准进行测试。具体方法是，利用快速油分萃取仪进行测定。织物样品（重量为A）中的油剂溶解于正己烷，溶有油剂的正己烷溶液在铝盘（重量为B）中加热蒸发后，再称铝盘的重量为C；
油剂残留量（%）=100×（C-B）/A。
【静态摩擦系数】
根据ASTM D 1894-01塑料薄膜及薄板的静态和动态摩擦系数的测试方法进行摩擦系数测定。具体方法是沿织物经向或纬向分别取样10cm×20cm和10cm×6.5cm，将10cm×20cm样品固定在平板上，保持测试面平整；再将10cm×6.5cm样品通过软连接固定在感应器上，同样保持测试面平整，并且保证两个样品测试方向同为经向或纬向。启动测试仪，平板开始水平匀速运动并读出摩擦系数值，根据测试结果，计算出摩擦系数平均值。
【透气度】
根据ISO 9237织物透气度测试标准进行静态透气度测定，具体方法是在测试压力为500Pa时，使用100cm2 的标准测试头，测试织物得到的透气度减去测试织物上盖一块亚克力板模拟织物截面方向的透气度，得到该织物静态透气度。
实施例1
采用纤度为350dtex的含有0.8重量%油剂的尼龙66长丝，该油剂的主要成分为70重量份可溶性油脂、15重量份渗透剂、15重量份聚醚系高分子表面活性剂，将上述长丝通过喷水织机进行织造，制得经向密度为23.5根/cm、纬向密度为23.1根/cm的平纹织物，将制得的上述织物再进行精练、水洗、干燥、热定型后整理加工，其中精练温度为40℃、水洗温度为20℃、干燥温度为100℃、热定型温度为120℃，后整理的加工速度为40m/min，最后制得本发明的高密度无涂层气囊织物，测得该气囊织物的油剂残留量为0.028%，该气囊织物的其他物性示于表1中。
实施例2
采用纤度为350dtex的含有0.8重量%油剂的尼龙66长丝，该油剂的主要成分为80重量份可溶性油脂、10重量份渗透剂、10重量份聚醚系高分子表面活性剂，将上述长丝通过喷水织机进行织造，制得经向密度为24.8根/cm、纬向密度为24.6根/cm的平纹织物，将制得的上述织物再进行精练、水洗、干燥、热定型后整理加工，其中精练温度为65℃、水洗温度为40℃、干燥温度为100℃、热定型温度为160℃，后整理的加工速度为40m/min，最后制得本发明的高密度无涂层气囊织物，测得该气囊织物的油剂残留量为0.021%，该气囊织物的其他物性示于表1中。
实施例3
采用纤度为470dtex的含有1.1重量%油剂的尼龙66长丝，该油剂的主要成分为70重量份可溶性油脂、15重量份渗透剂、15重量份聚醚系高分子表面活性剂，将上述长丝通过喷水织机进行织造，制得经向密度为20.9根/cm、纬向密度为21.0根/cm的平纹织物，将制得的上述织物再进行精练、水洗、干燥、热定型后整理加工，其中精练温度为40℃、水洗温度为20℃、干燥温度为120℃、热定型温度为120℃，后整理的加工速度为40m/min，最后制得本发明的高密度无涂层气囊织物，测得该气囊织物的油剂残留量为0.026%，该气囊织物的其他物性示于表1中。
实施例4
采用纤度为470dtex的含有1.1重量%油剂的尼龙66长丝，该油剂的主要成分为80重量份可溶性油脂、10重量份渗透剂、10重量份聚醚系高分子表面活性剂，将上述长丝通过喷水织机进行织造，制得经向密度为21.5根/cm、纬向密度为21.6根/cm的平纹织物，将制得的上述织物再进行精练、水洗、干燥、热定型后整理加工，其中精练温度为65℃、水洗温度为40℃、干燥温度为120℃、热定型温度为160℃，后整理的加工速度为33m/min，最后制得本发明的高密度无涂层气囊织物，测得该气囊织物的油剂残留量为0.019%，该气囊织物的其他物性示于表1中。
比较例1
采用纤度为350dtex的含有0.8重量%油剂的尼龙66长丝，该油剂的主要成分为聚氧乙烯酯化合物、聚氧乙烯醇化合物、渗透剂、表面活性剂，将上述长丝通过喷水织机进行织造，制得经向密度为23.5根/cm、纬向密度为23.3根/cm的平纹织物，将制得的上述织物再进行精练、水洗、干燥、热定型后整理加工，其中精练温度为65℃、水洗温度为40℃、干燥温度为120℃、热定型温度为180℃，后整理的加工速度为40m/min，最后制得无涂层气囊织物，测得该气囊织物的油剂残留量为0.082%，该气囊织物的其他物性示于表1中。
比较例2
采用纤度为470dtex的含有1.2重量%油剂的尼龙66长丝，该油剂的主要成分为聚氧乙烯酯化合物、聚氧乙烯醇化合物、渗透剂、表面活性剂，将上述长丝通过喷水织机进行织造，制得经向密度为21.0根/cm、纬向密度为21.0根/cm的平纹织物，将制得的上述织物再进行精练、水洗、干燥、热定型后整理加工，其中精练温度为65℃、水洗温度为40℃、干燥温度为120℃、热定型温度为180℃，后整理的加工速度为40m/min，最后制得无涂层气囊织物，测得该气囊织物的油剂残留量为0.078%，该气囊织物的其他物性示于表1中。
表1
*可溶性油剂：可溶性油脂、渗透剂与聚醚系高分子表面活性剂。
*通常油剂：聚氧乙烯酯化合物、聚氧乙烯醇化合物、渗透剂、表面活性剂。
Claims (10)
1.一种高密度无涂层气囊织物，其特征是：组成该气囊织物的长丝为含有0.6～1.2重量%油剂的尼龙66长丝，所述油剂的主要成分为可溶性油脂、渗透剂与聚醚系高分子表面活性剂，且该气囊织物的油剂残留量为0.03%以下。
2.根据权利要求1所述的高密度无涂层气囊织物，其特征是：所述可溶性油脂、渗透剂、聚醚系高分子表面活性剂的混合比为0.6～0.8：0.1～0.2：0.1～0.2。
3.根据权利要求1或2所述的高密度无涂层气囊织物，其特征是：所述可溶性油脂为油酸乙酯磺酸钾、甘油三油酸酯与油酸的混合物。
4.根据权利要求1所述的高密度无涂层气囊织物，其特征是：所述尼龙66长丝的纤度为300～500dtex。
5.根据权利要求1所述的高密度无涂层气囊织物，其特征是：该气囊织物的经、纬向密度为20.0～26.0根/cm。
6.根据权利要求1所述的高密度无涂层气囊织物，其特征是：该气囊织物的经向滑脱抵抗力为650N以上、纬向滑脱抵抗力为600N以上。
7.根据权利要求1所述的高密度无涂层气囊织物，其特征是：该气囊织物的燃烧性为0mm/min。
8.根据权利要求1所述的高密度无涂层气囊织物，其特征是：该气囊织物的经向表面静态摩擦系数为0.35以上，纬向表面静态摩擦系数为0.65以上。
9.根据权利要求1所述的高密度无涂层气囊织物，其特征是：在500Pa测试压力下，该气囊织物的透气度为1.0～2.5L/dm2/min。
10.一种如权利要求1所述的高密度无涂层气囊织物的生产方法，包括整经、织造、后整理，其特征是：采用含有0.6～1.2重量%油剂的尼龙66长丝进行织造、后整理，最后制得产品，其中后整理加工包括精练、水洗、干燥、热定型，其中精练温度为40～70℃、水洗温度为20～40℃、干燥温度为80～120℃、热定型温度为120～160℃，后整理的加工速度为30～40m/min。
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