-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Gebiet der
Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
unbeschichteten Gewebes für Airbags.
Das unbeschichtete Gewebe für
Airbags wird hergestellt durch ein Verfahren, umfassend die Schritte: (A)
Weben einer schrumpfarmen Polyamidfaser, die eine Trockenwärmeschrumpfung
von 3–6
(190°C für 15 Minuten)
aufweist, zu einem Rohgewebe für
Airbags; (B) Wärmeschrumpfen
des Rohgewebes durch aufeinanderfolgendes Leiten durch 3–10 wässerige
Bäder,
wobei die Temperatur eines jeden wässerigen Bades 5–20°C höher ist
als diejenige des vorhergehenden wässerigen Bades; (C) zusätzliches
Wärmeschrumpfen des
Gewebes aus den wässerigen
Bädern
durch Leiten durch eine Dampfheizvorrichtung; und (D) Trocknen des
Gewebes aus der Dampfheizvorrichtung durch Leiten durch einen Heißlufttrockner.
-
Das
unter Verwendung der obigen schrumpfarmen Polyamidfaser hergestellte
Gewebe besitzt eine hohe Zugfestigkeit und Reißfestigkeit und ausgezeichnete
Qualität
und eignet sich somit als Gewebe für Airbags.
-
Stand der
Technik
-
In
jüngerer
Zeit sind Airbags erforderlich geworden, um die Sicherheit von Passagieren
zu gewährleisten,
und deshalb nimmt ihr Einbau in Fahrzeuge allmählich zu.
-
Die
Anforderungen an die Airbags umfassen eine niedrige Durchlässigkeit
(Permeabilität),
um deren glatte Entfaltung im Falle einer Kollision sicherzustellen,
hohe Festigkeit, um die Beschädigung
und das Platzen der Airbags selbst zu verhindern, und Flexibilität, um eine
Abschürfung
des Gesichts des Passagiers nach deren Entfaltung zu verhindern,
und dgl. In jüngerer
Zeit wurden Verbesserungen hinsichtlich Faltbarkeit und Verpackungsvermögen von
Airbag-Geweben an sich und deren Kostenverringerung ebenfalls zu
wichtigen Faktoren.
-
Gewebe
für Airbags
werden grob eingeteilt in beschichtete Gewebe, deren Oberfläche nach
dem Weben mit einem Harz beschichtet wurde, und unbeschichtete Gewebe,
welche nach dem Weben unverändert verwendet
werden. In Anbetracht der Erhaltung einer niedrigen Durchlässigkeit,
wie oben beschrieben, sind die unbeschichteten Gewebe im Allgemeinen
zur Verwendung in den Airbags vorteilhaft.
-
Es
gab viele Technologien zur Realisierung von Airbags, welche eine
ausgezeichnete Faltbarkeit aufweisen und bei verringertem Volumen
verpackt werden, ohne die hohe Festigkeit und niedrige Durchlässigkeit, die
für die
Airbags geeignet ist, zu beeinträchtigen.
Für diesen
Zweck offenbart beispielsweise die japanische offengelegte Patentveröffentlichung
Nr. Heisei 1-41438 die Herstellung eines Airbag-Gewebes unter Verwendung
eines Garnstranges, der aus Fasern mit einer Festigkeit von mindestens
8,5 g/d und einer Monofilament-Feinheit von weniger als 3 Denier
hergestellt wurde. Obwohl diese Veröffentlichung nichts bezüglich des Unterschieds
zwischen beschichteten Geweben und unbeschichteten Geweben offenbart,
sind die in dieser Veröffentlichung
offenbarten Airbag-Gewebe im Wesentlichen ein beschichtetes Gewebe,
dessen Oberfläche mit
einem Elastomer, wie z.B. Chloropren-Kautschuk, beschichtet wurde.
Wenn die in dieser Publikation offenbarte Technologie auf unbeschichtetes
Gewebe angewandt wird, könnte
sicherlich die Festigkeit und Verpackbarkeit des Gewebes gewährleistet
sein, jedoch könnte
die Aufrechterhaltung einer niedrigen Luftdurchlässigkeit nicht ausreichend
gewährleistet
sein.
-
Ferner
offenbart die offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nr.. Heisei 4-201650
eine Technologie zur Herstellung eines Airbag-Gewebes mit ausgezeichneter
Festigkeit und Faltbarkeit, bei der das Airbag-Gewebe unter Verwendung
eines Polyamid-Multifilaments hergestellt wird, das aus einer Vielzahl
von Monofilamenten, die jeweils einen deformierten Querschnitt mit
einem Deformationsgrad von 1,5–7,0
und eine Monofilament-Feinheit von 1,0–12 Denier aufweisen, gebildet
wurde. Wenn die in dieser Veröffentlichung
offenbarte Technologie auf die beschichteten Gewebe angewandt wird,
werden die Anforderungen für
Airbags erfüllt
werden, wenn sie jedoch auf die unbeschichteten Gewebe angewandt
wird, wird die Luftdurchlässigkeit, insbesondere
an den Nähten,
ein zu lösendes
Problem bleiben.
-
Techniken
bezüglich
der unbeschichteten Gewebe umfassen ein in der japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung
Nr. Heisei 7-252740 beschriebenes Verfahren. Diese Publikation offenbart,
dass Garne mit einem abgeflachten Querschnitt, die ein Abflachungsverhältnis von
mindestens 1,5 aufweisen, zur Herstellung eines unbeschichteten
Airbag-Gewebes mit ausgezeichneter niedriger Durchlässigkeit,
Faltbarkeit und Verpackbarkeit verwendet werden. Jedoch hat das
unbeschichtete Airbag-Gewebe eine Luftdurchlässigkeit von mehr als 0,3 cc/cm2/s unter niedrigem Druck (124 Pa) und kann
somit nicht ausreichend das jüngste
Erfordernis niedriger Durchlässigkeit
erfüllen.
-
Mittlerweile
wird zur Erfüllung
des im Jahre 2000 überarbeiteten
US-Standards FMVSS208 die Herstellung einer doppelten Aufblasvorrichtung
geprüft.
Nachdem diese Aufblasvorrichtung eine zweistufige Entfaltung umfasst,
ist der Gasausstoß in
der zweiten Stufe größer als
der Ausstoß der
ersten Aufblasvorrichtung. Aus diesem Grund ist eine geringere Luftdurchlässigkeit
als diejenige des Standes der Technik, selbst unter hohem Druck,
und auch eine Verringerung der Gleitung zwischen einem Nähgarn und
einem Gewebe an den Nähten
von Airbags (hier im Folgenden als Nahtgleitung bezeichnet) erforderlich.
-
Unter
diesem Gesichtspunkt scheinen unbeschichtete Gewebe, hergestellt
unter Verwendung von Garnen mit einer Gesamtfeinheit von 300–400 dtex,
wie offenbart im japanischen Patent Nr. 2950954 (EP-A-0416483),
kaum eine ausreichend niedrige Nahtgleitung zu haben. Ferner offenbart
die japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. Heisei 8-2359
Airbag-Gewebe mit
einem Kette/Schuss-Deckfaktor von 900–1400, welche durch eine spezifizierte
Menge an verbleibendem Öl
darin und einen spezifizierten Gleitwiderstand gekennzeichnet sind.
Die in dieser Veröffentlichung
offenbarten Airbag-Gewebe können
jedoch ebenfalls nicht ausreichend erscheinen, um der Nahtgleitung
zu entsprechen.
-
Das
US-Patent Nr. 5 073 418 offenbart ein Verfahren, bei dem ein Stoff
unter Verwendung eines Garns von weniger als 500 Denier und anschließender Kalandrierung,
um dessen Durchlässigkeit
zu verringern und somit die Wirkung einer Verbesserung seiner Luftdichtheit
zu erzielen, hergestellt wird. Jedoch ist dieses Verfahren insofern
nachteilig, als die Reißfestigkeit
des Stoffes reduziert wird.
-
Die
europäische
Patentveröffentlichung
Nr. 416483 offenbart ein wärmeschrumpfbares
oder wärmegeschrumpftes
unbeschichtetes Gewebe zur Herstellung von Airbags, wobei das Gewebe
aus einem synthetischen Filamentgarn hergestellt wird, das eine
im Wesentlichen symmetrische Struktur und eine Feinheit von 300–400 dtex
aufweist. Jedoch ist das Verfahren zur Herstellung des Gewebes,
das in dieser Veröffentlichung offenbart
ist, insofern problematisch, als die Festigkeit des synthetischen
Filamentgarns während
eines Wärmeschrumpfprozesses
schnell unter Verminderung der Reißfestigkeit des Gewebes verringert
wird.
-
Die
europäische
Patentveröffentlichung
Nr. 436950 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines industriellen
Gewebes, welches eine dichte Textur aufweist und nicht beschichtet
werden muss. Bei dem offenbarten Verfahren wird das Gewebe, hergestellt
aus einem Polyamid-Filamentgarn mit einer Heißluftschrumpfung von 6–15 % bei
160°C und
mindestens im Wesentlichen symmetrischer Struktur in einem wässerigen
Bad bei einer Temperatur von 60–140°C behandelt.
Dieses Verfahren ist jedoch insofern problematisch als die Wärmeschrumpfung
des synthetischen Filamentgarns in dem wässerigen Bad hoher Temperatur
schnell geschieht, so dass die Qualität des Gewebes verringert und
die Reißfestigkeit
des Stoffes vermindert ist.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Dementsprechend
wurde die vorliegende Erfindung gemacht, um die oben genannten Probleme,
die im Stand der Technik bestehen, zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist die Bereitstellung eines unbeschichteten Gewebes für Airbags,
welches hergestellt wird durch ein Verfahren, umfassend die Schritte:
- (A) Weben einer schrumpfarmen Polyamidfaser,
die eine Trockenwärmeschrumpfung
von 3–6
% (bei 190°C
für 15
Minuten) aufweist, zu einem Rohgewebe für Airbags;
- (B) Wärmeschrumpfen
des Rohgewebes durch aufeinanderfolgendes Leiten durch 3–10 wässerige
Bäder, wobei
die Temperatur eines jeden wässerigen
Bades 5–20°C höher ist
als diejenige des vorhergehenden wässerigen Bades;
- (C) zusätzliches
Wärmeschrumpfen
des Gewebes aus den wässerigen
Bädern
durch Leiten durch eine Dampfheizvorrichtung; und
- (D) Trocknen des Gewebes aus der Dampfheizvorrichtung durch
Leiten durch einen Heißlufttrockner.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird das Rohgewebe für
Airbags unter Verwendung der schrumpfarmen Polyamidfaser hergestellt,
welche durch Einstellung des gestreckten Garns, um eine stabilere kristalline
Struktur aufzuweisen, erhalten wird und eine Trockenwärmeschrumpfung
von 3–6
% (bei 190°C
für 15
Minuten) aufweist. Somit ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden
Erfindung die Bereitstellung eines unbeschichteten Gewebes für Airbags,
welches eine hohe Zugfestigkeit und Reißfestigkeit und ausgezeichnete
Qualität
aufweist.
-
Eine
schrumpfarme Polyamidfaser, welche für die Verwendung in der vorliegenden
Erfindung geeignet ist, wird vorzugsweise hergestellt durch ein
Verfahren, umfassend die Schritte:
- (A) Schmelzextrudieren
eines Polyhexamethylenadipamid-Polymers
durch eine Spinndüse
bei einer Temperatur von 270–320°C, wobei
das Polymer Hexamethylenadipamid-Wiederholungseinheiten
in einem Ausmaß von
mindestens 85 Mol-% enthält
und eine relative Viskosität
von 2,5–4,0
aufweist;
- (B) Abschrecken und Verfestigen des extrudierten Polymers nach
der Spinndüse
mit Hilfe eines Kühlgases, um
ein ungestrecktes Garn zu bilden, und Aufnahme des ungestreckten
Garns mit einer Rate von 200–1000
m/min; und
- (C) Unterwerfen des ungestreckten Garns einem mehrstufigen Strecken
auf ein Gesamtstreckverhältnis von
4,0, Wärmebehandlung
und Entspannung (Relaxation), um ein gestrecktes Garn zu bilden,
und Aufwickeln des gestreckten Garns.
-
Die
Polyamidfaser, die wie hier offenbart hergestellt wurde, hat die
folgenden physikalischen Eigenschaften:
- (1)
eine Trockenwärmeschrumpfung
von 3–6
% (bei 190°C
für 15
Minuten),
- (2) eine Festigkeit von mindestens 9,0 g/d,
- (3) eine Dehnung von mindestens 20 %,
- (4) eine Doppelbrechung von weniger als 0,065, und
- (5) eine Feinheit von 200–1000
Denier.
-
In
der vorliegenden Erfindung beträgt
die Gesamtfeinheit der verwendeten Polyamidfaser vorzugsweise 630
Denier.
-
In
der vorliegenden Erfindung beträgt
die Gesamtfeinheit der verwendeten Polyamidfaser vorzugsweise 420
Denier.
-
In
der vorliegenden Erfindung beträgt
die Gesamtfeinheit der verwendeten Polyamidfaser vorzugsweise 210
Denier.
-
In
dem Schritt (C) des Verfahrens zur Herstellung einer schrumpfarmen
Polyamidfaser, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung
geeignet ist, beträgt
die Entspannungstemperatur des Garns vorzugsweise 200–260°C und die
prozentuale Entspannung des Garns beträgt 2–7 %.
-
In
der vorliegenden Erfindung hat die verwendete Polyamidfaser vorzugsweise
eine Monofilament-Feinheit von 3–7 Denier.
-
Ein
Polyhexamethylenadipamid-Polymer, das in der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, enthält mindestens
85 Mol-% Hexamethylenadipamid-Wiederholungseinheiten und besteht
vorzugsweise ausschließlich
aus den Hexamethylenadipamid-Wiederholungseinheiten.
-
In
der vorliegenden Erfindung kann ein Polyamid-Homopolymer und -Copolymer
als Ersatz für
das Polyhexamethylenadipamid-Polymer
verwendet werden. Solche Polyamide sind in erster Linie aliphatisch.
Nylon-Polymere, wie z.B. Poly(hexamethylenadipamid) (Nylon 66),
Poly(ε-caproamid)
(Nylon 6) und ein Copolymer davon etc., können vorzugsweise verwendet
werden. Nylon 66 wird besonders bevorzugt verwendet. Andere Nylon-Polymere,
welche vorteilhafterweise verwendet werden können, umfassen Nylon 12, Nylon
46, Nylon 6/10, Nylon 6/12 und dgl.
-
Zur
Verbesserung der thermischen Stabilität wird das Polyhexamethylenadipamid-Polymer,
das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, vorzugsweise in
einer solchen Menge zugegeben, dass die verbleibende Menge an Kupfermetall
in dem Endpolymer 20–50
ppm beträgt.
Falls die Menge an Kupfermetall, die in dem Endpolymer verbleibt,
weniger als 20 ppm beträgt,
wird die thermische Stabilität
des Polymers nach dem Spinnen verringert sein, um eine thermische
Zersetzung des Polymers zu verursachen. Wenn sie andererseits 50
ppm übersteigt,
werden überschüssige Kupfermetalle
als Fremdsubstanz wirken und unerwünschte Effekte beim Spinnen
verursachen.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
-
1 illustriert
schematisch ein Verfahren zur Herstellung einer schrumpfarmen Polyamidfaser,
die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
-
Das
Polyhexamethylenadipamid-Polymer wird zu einer Faser gesponnen. 1 zeigt
schematisch ein Herstellungsverfahren einer schrumpfarmen Polyamidfaser,
die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
-
In
dem Schritt (A) des Verfahrens zur Herstellung einer schrumpfarmen
Polyamidfaser, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung
geeignet ist, wird das Polyhexamethylenadipamid-Polymer durch eine Spinnpackung 1 und
Düsen 2 bei
einem Spinn-Streck-Verhältnis
(die lineare Geschwindigkeit bei einer ersten Aufwickelrolle/lineare
Geschwindigkeit in den Düsen)
von 20–200
bei einer relativ niedrigen Temperatur von 270–320°C schmelzgesponnen, um seine
durch thermische Zersetzung verursachte Viskositätsabnahme zu verhindern. Wenn
das Spinn-Streck-Verhältnis
unter 20 liegt, wird die Gleichmäßigkeit
des Filament-Querschnitts vermindert werden, wodurch die Streckverarbeitbarkeit
des Polymers erheblich beeinträchtigt
wird, wohingegen, wenn es 200 übersteigt,
während
des Spinnens Filamentbrüche
auftreten und es somit schwierig werden wird, einen normalen Stoff
herzustellen.
-
Ferner
ist es kritisch, dass die Verweilzeit des Polymers in der Spinnpackung
auf 3–30
Sekunden eingestellt wird. Falls die Verweilzeit in der Spinnpackung
kürzer
als 3 Sekunden ist, wird die Filtration von Fremdsubstanzen ungenügend sein,
wohingegen, wenn sie länger
als 30 Sekunden ist, eine übermä ßige Druckzunahme
der Spinnpackung auftreten wird, um eine übermäßige thermische Zersetzung
des Polymers zu verursachen.
-
Darüber hinaus
liegt das Länge/Durchmesser(L/D)-Verhältnis einer
Extenderschnecke vorzugsweise im Bereich von 10–40. Falls das L/D-Verhältnis der
Schnecke unter 10 liegt, wird es schwierig sein, das gleichförmige Schmelzen
des Polymers zu erreichen, wohingegen, wenn es 40 übersteigt,
eine übermäßige Scherbeanspruchung
auftreten wird und eine übermäßige Verringerung
des Molekulargewichts des Polymers verursacht.
-
In
dem Schritt (B) des Verfahrens wird das schmelzgesponnene Garn 4,
das im Schritt (A) gebildet wurde, durch Passieren durch eine Kühlzone 3 abgeschreckt
und verfestigt.
-
In
der Kühlzone 3 kann
ein Abschreckverfahren (Quenchverfahren), welches ausgewählt ist
aus offenem Abschrecken, zirkulär
geschlossenem Abschrecken, Radialausstromabschrecken und dgl., je
nach dem Blasverfahren der Kühlluft
angewandt werden. Das offene Abschreckverfahren wird vorzugsweise
eingesetzt.
-
Dann
kann das gesponnene Garn 4, welches durch Passieren der
Kühlzone 3 verfestigt
wurde, durch eine Ölzufuhrwalze 5 auf
0,5–10
% geölt
werden.
-
In
dem Schritt (C) des Verfahrens wird das ungestreckte Garn vorzugsweise
mit einer Geschwindigkeit von 200–1000 m/min aufgenommen.
-
In
dem Schritt (D) des Verfahrens wird das Garn, welches die erste
Streckwalze 6 passiert hat, in einem mehrstufigen Streckverfahren
durch eine Folge von Streckwalzen 7, 8, 9 und 10 geleitet,
so dass es auf ein Gesamtstreckverhältnis von mindestens 4,0 und
vorzugsweise 4,5–6,5
gestreckt wird, um ein endgültiges gestrecktes
Garn 11 zu bilden.
-
Ein
technischer Gegenstand des Verfahrens zur Herstellung einer schrumpfarmen
Polyamidfaser, die für
die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist,
dass die Trockenwärmeschrumpfung
der Polyamidfaser 3–6
% (bei 190°C
für 15
Minuten) beträgt.
Die Trockenwärmeschrumpfung
der Faser hängt
von den Temperaturen ab, bei denen die Schrumpfmessung durchgeführt wird.
Die Trockenwärmeschrumpfung, die
bei 190°C
für 15
Minuten gemessen wird, ist 1 % höher
als die bei 160°C
für 30
Minuten gemessene. Die Schrumpfung der schrumpfarmen Faser, welche
gemäß diesem
Verfahren hergestellt wurde, beträgt nämlich etwa 2–5 % bei
160°C für 30 Minuten.
Die niedrige Schrumpfung einer solchen Faser wird erzielt durch
Stabilisierung der kristallinen Struktur des gestreckten Garns in
einem Wärmebehandlungsverfahren
nach einem zweistufigen Streckverfahren. Das zweistufige Streckverfahren
besteht aus einem Streckverfahren der ersten Stufe, das bei niedriger
Temperatur und einem hohen Streckverhältnis durchgeführt wird,
und einem Streckverfahren der zweiten Stufe, das bei hoher Temperatur
und einem relativ niedrigen Streckverhältnis durchgeführt wird.
-
Bei
dem Streckverfahren der ersten Stufe findet die Orientierungskristallisierung
des Garns hauptsächlich
statt. Die durch die Orientierung gebildeten Kristalle sind ein
Faktor, welcher die thermische Schrumpfung eines Gewebes in einem
Spülprozess
("scouring process") bestimmt. Das Streckverfahren
der ersten Stufe wird vorzugsweise bei einer Strecktemperatur von
20–50°C und einem
Streckverhältnis
von mindestens 3,0 durchgeführt.
Falls die Strecktemperatur niedriger als 20°C ist, wird es erforderlich
sein, eine zusätzliche
Kühleinheit
bei den Streckwalzen vorzusehen, um die Strecktempe ratur bei 20°C oder darunter
zu halten und somit wird ein Nachteil bezüglich wirtschaftlicher Effizienz
verursacht werden. Falls die Strecktemperatur höher als 50°C liegt, wird die thermische
Kristallisierung des Garns eintreten und unerwünschte Effekte verursachen. Ferner
wird, wenn das Streckverhältnis
niedriger als 3,0 ist, eine ausreichende Orientierungskristallisierung des
Garns kaum stattfinden.
-
In
dem Streckverfahren der zweiten Stufe geschieht die thermische Kristallisierung
des Garns aufgrund Wärme
hoher Temperatur. Die durch Wärme
hoher Temperatur gebildeten Kristalle haben eine Auswirkung auf
die Wärmeschrumpfung
eines Gewebes während
eines Trocknungsprozesses in einem Heißlufttrockner nach Spülen des
Gewebes. Das Streckverfahren der zweiten Stufe wird vorzugsweise
bei einer Strecktemperatur von 200–250°C und einem Streckverhältnis von
weniger als 2,0 durchgeführt.
Falls die Strecktemperatur niedriger als 200°C ist, wird die thermische Kristallisierung
des Garns unzureichend sein, wohingegen, wenn sie 250°C übersteigt,
eine Schädigung
des Garns unter Verursachung unerwünschter Effekte induziert werden
wird. Ferner wird, wenn das Streckverhältnis über 2,0 liegt, die Dehnung
(Elongation) des Garns schnell verringert werden.
-
Ein
weiterer technischer Gegenstand des Verfahrens zur Herstellung einer
schrumpfarmen Polyamidfaser, die für die vorliegende Erfindung
geeignet ist, besteht darin, dass die Entspannungstemperatur und
die prozentuale Entspannung des Garns auf 200–260°C bzw. 2–7 % eingestellt werden. Falls
die Entspannungstemperatur des Garns niedriger als 200°C liegt,
wird es schwierig werden, die kristalline Struktur des Garns durch
Wärme ausreichend
zu stabilisieren, wohingegen, wenn sie höher als 260°C liegt, eine Schädigung des Garns
aufgrund der Wärme
verursacht werden wird, um unerwünschte
Effekte zu verursachen. Ferner wird, wenn die prozentuale Entspannung
des Garns unter 2 % liegt, die Schrumpfung des Garns erhöht werden,
so dass eine übermäßige Verringerung
der Festigkeit des Garns in einem Schrumpfprozess nach dem Weben veranlasst
werden wird. Andererseits wird, wenn die prozentuale Entspannung über 7 %
liegt, ein übermäßiges Schwingen
des Garns in einem Streckverfahren verursacht werden. Durch die
Eigenschaft der niedrigen Schrumpfung der mit dem obigen Verfahren
hergestellten Faser kann ein Rohgewebe für Airbags daran gehindert werden,
während
seiner Veredelungs- und Trocknungsprozesse schnell wärmegeschrumpft
zu werden, und somit kann die Qualität des Gewebes verbessert und
eine Verringerung der Festigkeit des Gewebes minimiert werden.
-
Die
gemäß dem obigen
Verfahren hergestellte schrumpfarme Polyamidfaser hat die folgenden
physikalischen Eigenschaften: (1) eine Trockenwärmeschrumpfung von 3–6 % (bei
190°C für 15 Minuten);
(2) eine Festigkeit von mindestens 9,0 g/d; (3) eine Dehnung von
mindestens 20 %; (4) eine Doppelbrechung von weniger als 0,065;
und (5) eine Feinheit von 200–1000
Denier.
-
Die
mit dem obigen Verfahren hergestellte schrumpfarme Polyamidfaser
wird in einer Leinwandbindungs-Konfiguration mit typischerweise
27–30
Garnen/cm in allen Kette-und-Schuss-Garnen für 210-Denier-Polyamidgarne,
16–22
Garnen/cm in allen Ketteund-Schuss-Garnen für 420-Denier-Polyamidgarne
und 13–18
Garnen/cm in allen Kette-und-Schuss-Garnen für 630-Denier-Polyamidgarne
unter Verwendung einer Rapier-Webmaschine oder einer Wasserstrahl-Webmaschine
gewoben, so dass die Bedingung niedriger Luftdurchlässigkeit
erfüllt
wird.
-
Beim
Weben eines Gewebes aus der schrumpfarmen Polyamidfaser, hergestellt
mit dem obigen Verfahren, wird die Faser vorzugs weise in einer Leinwandbindungs-Konfiguration
mit symmetrischer Struktur gewoben. Alternativ kann zur Herstellung
eines attraktiven Gewebes ein Garn mit einer niedrigeren linearen Dichte
ebenfalls zu einem 2/2-Panamagewebe symmetrischer Struktur gewoben
werden.
-
Das
unbeschichtete Gewebe für
Airbags gemäß der vorliegenden
Erfindung wird vorzugsweise mit einem Verfahren hergestellt, welches
die folgenden Schritte umfasst:
- (A) weben einer
schrumpfarmen Polyamidfaser, die eine Trockenwärmeschrumpfung von 3–6 % (bei
190°C für 15 Minuten)
aufweist, zu einem Rohgewebe für
Airbags;
- (B) Wärmeschrumpfen
des Rohgewebes durch aufeinanderfolgendes Leiten durch 3–10 wässerige
Bäder, wobei
die Temperatur eines jeden wässerigen
Bades 5–20°C höher ist
als diejenige des vorhergehenden wässerigen Bades;
- (C) zusätzliches
Wärmeschrumpfen
des Gewebes aus den wässerigen
Bädern
durch Leiten durch eine Dampfheizvorrichtung; und
- (D) Trocknen des Gewebes aus der Dampfheizvorrichtung durch
Leiten durch einen Heißlufttrockner.
-
Im
Schritt (B) des Verfahrens zur Herstellung des unbeschichteten Gewebes
für Airbags
der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das Rohgewebe
für Airbags
zuerst durch ein wässeriges
Bad von 50°C geleitet
wird, und dann nacheinander durch fünf wässerige Bäder geleitet wird, wobei die
Temperatur eines jeden wässerigen
Bades 10°C
höher ist
als diejenige des vorhergehenden wässerigen Bades.
-
Im
Schritt (C) dieses Verfahrens beträgt die Temperatur der Dampfheizvorrichtung
vorzugsweise 150–220°C.
-
Im
Schritt (D) dieses Verfahrens hat die Gewebeeintrittsöffnung des
Heißlufttrockners
vorzugsweise eine Temperatur von 140–160°C und die Temperatur der Gewebeaustrittsöffnung ist
etwa 30–70°C höher als diejenige
der Gewebeeintrittsöffnung.
-
Das
unbeschichtete Gewebe für
Airbags, hergestellt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, hat die folgenden
physikalischen Eigenschaften: eine Zugfestigkeit von 200–300 kg,
eine Reißfestigkeit
von 25–40
kg und eine Luftdurchlässigkeit
von weniger als 1,0 cm3/cm2/s.
-
Das
Verfahren zur Herstellung des unbeschichteten Gewebes für Airbags
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist durch das Verfahren gekennzeichnet, bei dem das Gewebe
für Airbags,
gewoben aus der schrumpfarmen Polyamidfaser mit einer Trockenwärmeschrumpfung
von 3–6
% (bei 190°C
für 15
Minuten), gespült
und in mehreren Stufen in der Dampfheizvorrichtung und dem Heißlufttrockner
wärmegeschrumpft wird.
-
In
dem Schritt (B) des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Airbag-Gewebes
wird das Rohgewebe für
Airbags zuerst durch das wässerige
Bad von 50°C
geleitet und dann nacheinander durch 3–6 wässerige Bäder geleitet, wobei die Temperatur
eines jeden wässerigen
Bades 10–20°C höher liegt
als diejenige des vorhergehenden wässerigen Bades. Zu diesem Zeitpunkt
beträgt
die Temperatur des letzten wässerigen
Bades 100°C.
-
Ein
weiteres Charakteristikum des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Airbag-Gewebes
ist, dass das wärmegeschrumpfte
Gewebe zusätzlich
durch Leiten durch die Dampfheizvorrichtung von 150–220°C nach dem
Spülprozess
wärmegeschrumpft
wird. Der Grund, warum diese zusätzliche
Wärme schrumpfung
durchgeführt
wird, liegt darin, dass es schwierig ist, zu gewährleisten, dass die gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellte schrumpfarme Polyamidfaser eine ausreichend
niedrige Durchlässigkeit
für Airbags
aufweist, wenn die Gewebeschrumpfung nur in den Spül- und Trocknungsprozessen
geschieht. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Wärmeschrumpfung des Gewebes
in der Dampfheizvorrichtung vorzugsweise etwa 10–40 %, bezogen auf das gesamte
Gewebe.
-
Wie
oben beschrieben, verwendet die vorliegende Erfindung die schrumpfarme
Polyamidfaser zur Herstellung des unbeschichteten Gewebes für Airbags,
so dass verhindert werden kann, dass die Qualität des Gewebes aufgrund seiner
schnellen Schrumpfung in dem Heißlufttrockner verringert wird
und eine Verringerung der Festigkeit des Gewebes minimiert werden
kann.
-
Die
folgenden Beispiele sind nur zur Illustrationszwecken gegeben und
sollen den Umfang der Erfindung nicht beschränken. Die physikalischen Eigenschaften
von Garnen und Geweben, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen
hergestellt wurden, wurden auf folgende Art und Weise beurteilt.
-
(1) Relative Viskosität (R.V.)
-
0,1
g einer Probe wurde in Schwefelsäure
(90 %) für
90 Minuten auf eine Konzentration von 0,4 g/100 ml gelöst. Die
Lösung
wurde in einen Ubbelohde-Viskometer eingebracht und 10 Minuten lang
in einem Inkubator von 30°C
gehalten. Die Abtropfzeit (Sekunden) der Probe sowie diejenige des
Lösungsmittels
(Sekunden) wurde mit Hilfe eines Viskometers und eines Aspirators
gemessen und die RV-Werte wurden auf Grundlage der folgenden Formel
berechnet:
RV = Abtropfzeit (s) der Probe/Abtropfzeit (s) des
Lösungsmittels
(1)
-
(2) Festigkeit und Dehnung
-
Eine
Probe wurde 24 Stunden lang unter einer Standardatmosphäre (20°C und 65
% relative Feuchtigkeit) gehalten und dann wurde ihre Festigkeit
und Dehnung gemäß ASTM D
885 bei einer Probenlänge
von 250 mm, einer Ziehgeschwindigkeit von 300 mm/min und 20 Umdrehungen/m
unter Verwendung von Instron 5565 (Instron Co., Ltd, USA) gemessen.
-
(3) Schrumpfen in siedendem
Wasser
-
Eine
Probe wurde 24 Stunden lang unter einer Standardatmosphäre (20°C und 65
% relative Feuchtigkeit) gehalten und dann wurde ihre Länge (L0) bei 0,1 g/d Belastung gemessen. Die Probe
wurde in siedendem Wasser von 100°C
für 30
Minuten unter spannungsfreien Bedingungen gehalten und im Freien
für 4 Stunden
belassen und dann wurde seine Länge
(L) bei 0,1 g/d Belastung gemessen. Die Schrumpfung (%) der Probe
wurde anhand der folgenden Formel berechnet: ΔS(%) = (L0 – L)/L0 × 100
-
(4) Trockenwärmeschrumpfung
-
Eine
Probe wurde 24 Stunden lang unter einer Standardatmosphäre (20°C und 65
% relative Feuchtigkeit) gehalten und dann wurde ihre Länge (L0) bei 0,1 g/d Belastung gemessen. Die Probe
wurde in einem Trockenofen von 190°C 15 Minuten lang unter spannungsfreien
Bedingungen gehalten und im Freien 4 Stunden lang belassen und dann
wurde ihre Länge
(L) bei 0,1 g/d Belastung gemessen. Die Schrumpfung (%) der Probe
wurde anhand der folgenden Formel berechnet: ΔS(%) = (L0 – L)/L0 × 100
-
(5) Zugfestigkeit des
Gewebes
-
Ein
Gewebe, das 10 cm breit und 15 cm lang war, wurde 24 Stunden lang
unter einer Standardatmosphäre
(20°C und
65 % relative Feuchtigkeit) gehalten und dann wurde seine Zugfestigkeit
gemäß ASTM D 5034
unter Verwendung von Instron 4465 (Instron Co., Ltd, USA) gemessen.
-
(6) Reißfestigkeit
des Gewebes
-
Ein
Gewebe wurde 24 Stunden lang unter einer Standardatmosphäre (20°C und 65
% relative Feuchtigkeit) gehalten und dann wurde seine Reißfestigkeit
gemäß ASTM D
2261 (Zunge) unter Verwendung von Instron 4465 (Instron Co., Ltd,
USA) gemessen.
-
(7) Luftdurchlässigkeit
des Gewebes
-
Die
Luftdurchlässigkeit
eines Gewebes wurde gemäß ASTM D
737 unter einem Druck von 125 Pa unter Verwendung eines Frazier-Luftdurchlässigkeitstesters
gemessen.
-
(8) Doppelbrechung
-
Die
Doppelbrechung einer Probe wurde unter Verwendung eines Polarisationsmikroskops,
das mit einem Berek-Kompensator ausgerüstet war, gemessen.
-
BEISPIEL 1
-
Ein
Polyhexamethylenadipamid-Polymer mit einer relativen Viskosität (R.V.)
von 3,4, das 40 ppm Kupfermetall enthielt, wurde auf ein Spinn-Streck-Verhältnis von
40 bei 296°C
unter Verwendung eines Extruders schmelzgesponnen. Zu diesem Zeitpunkt
betrug die Verweilzeit des Polymers in einer Spinnpackung 17 Sekunden,
das L/D-Verhältnis
der Extenderschnecke wurde auf 35 eingestellt und das schmelzgesponnene
Polymer wurde gleichmäßig in einem
statischen Mischer mit zwei Mischeinheiten gemischt, welche in der
Polymer-Transportleitung der Spinnpackung angeordnet worden waren.
Danach wurde das gesponnene Garn verfestigt mittels Leiten durch
eine 600 mm lange Kühlzone
(offene Kühlkammer),
wo kühlende
Luft von 20°C
mit einer Geschwindig keit von 0,6 m/s eingeblasen wurde. Dann wurde
das verfestigte Garn geölt
und mit einer Rate von 470 m/min aufgenommen und dann in zwei Stufen
gestreckt. Die erste Streckung wurde bei 30°C und einem Streckverhältnis von
3,5 durchgeführt
und die zweite Streckung wurde bei 223°C und einem Streckverhältnis von
1,6 durchgeführt.
Dann wurde das gestreckte Garn bei 235°C thermofixiert, auf 6 % entspannt und
zur Bildung eines endgültigen
gestreckten Garns mit einer Feinheit von 630d/136f aufgewickelt.
-
Die
physikalischen Eigenschaften des so erhaltenen gestreckten Garns
wurden gemessen und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle
1 angegeben.
-
BEISPIELE 2–4 und VERGLEICHSBEISPIELE
1–4
-
Gestreckte
Garne wurden auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit
Ausnahme dessen, dass Feinheit, Spinntemperatur und Streckbedingungen
wie in Tabelle 1 gezeigt verändert
wurden.
-
Die
physikalischen Eigenschaften des so erhaltenen gestreckten Garns
wurden gemessen und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle
1 angegeben.
-
-
BEISPIEL 5
-
Das
in Beispiel 1 hergestellte Garn wurde mit einer Rapier-Webmaschine
zu einem Gewebe mit Leinwandbindung von 41 × 41 pro Zoll gewoben, um ein
Rohgewebe für
Airbags herzustellen. In einem Spülprozess wurde das Rohgewebe
durch ein wässeriges
Bad von 50°C
geleitet und dann nacheinander durch fünf wässerige Bäder geleitet, wobei die Temperatur
eines jeden 10°C
höher liegt
als diejenige des vorhergehenden wässerigen Bades. Zu diesem Zeitpunkt
beträgt
die Temperatur des letzten wässerigen
Bades 100°C. Nach
dem Spülprozess
wurde das Gewebe zusätzlich
wärmegeschrumpft
durch Leiten durch eine Dampfheizvorrichtung von 180°C und dann
in einem Heißlufttrockner
von 180°C
getrocknet.
-
Die
physikalischen Eigenschaften des so erhaltenen gestreckten Garns
wurden gemessen und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle
2 angegeben.
-
VERGLEICHSBEISPIEL 5
-
Das
im Vergleichsbeispiel 1 hergestellte Garn wurde mit einer Rapier-Webmaschine
zu einem Gewebe von 41 × 41
pro Zoll mit Leinwandbindung gewoben, um ein Rohgewebe für Airbags
herzustellen. In einem Spülprozess
wurde das Rohgewebe durch ein wässeriges
Bad von 50°C
geleitet und dann nacheinander durch fünf wässerige Bäder geleitet, wobei die Temperatur
eines jeden 10°C
höher liegt
als diejenige des vorhergehenden wässerigen Bades. Zu diesem Zeitpunkt
beträgt
die Temperatur des letzten wässerigen
Bades 100°C.
Nach dem Spülprozess
wurde das Gewebe zusätzlich
wärmegeschrumpft
durch Leiten durch eine Dampfheizvorrichtung von 190°C und dann
in einem Heißlufttrockner
von 180°C
getrocknet.
-
Die
physikalischen Eigenschaften des so erhaltenen gestreckten Garns
wurden gemessen und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle
2 angegeben.
-
VERGLEICHSBEISPIEL 6
-
Das
in Beispiel 1 hergestellte Garn wurde mit einer Rapier-Webmaschine
zu einem Gewebe von 41 × 41
pro Zoll mit Leinwandbindung gewoben, um ein Rohgewebe für Airbags
herzustellen. Das Rohgewebe wurde schnell wärmegeschrumpft durch Leiten
durch ein wässeriges
Bad von 95°C
und dann in einem Heißlufttrockner
von 180°C
getrocknet.
-
Die
physikalischen Eigenschaften des so erhaltenen gestreckten Garns
wurden gemessen und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle
2 angegeben.
-
VERGLEICHSBEISPIEL 7
-
Das
in Beispiel 1 hergestellte Garn wurde mit einer Rapier-Webmaschine
zu einem Gewebe von 41 × 41
pro Zoll mit Leinwandbindung gewoben, um ein Rohgewebe für Airbags
herzustellen. Das Rohgewebe wurde bei 180°C unter einem Druck von 483
kPa mit einer Kalandriervorrichtung wärmegeschrumpft, um ein gestrecktes
Garn zu ergeben.
-
Die
physikalischen Eigenschaften des so erhaltenen gestreckten Garns
wurden gemessen und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle
2 angegeben.
-
-
Wie
oben beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung das unbeschichtete
Gewebe für
Airbags bereit, welches mit dem Verfahren hergestellt wird, das
die Schritte umfasst:
- (A) Weben einer schrumpfarmen
Polyamidfaser mit einer Trockenwärmeschrumpfung
von 3–6
% (bei 190°C
für 15
Minuten) zu einem Rohgewebe für
Airbags;
- (B) Wärmeschrumpfen
des Rohgewebes durch aufeinanderfolgendes Leiten durch 3–10 wässerige
Bäder, wobei
die Temperatur eines jeden wässerigen
Bades 5–20°C höher liegt
als diejenige des vorhergehenden wässerigen Bades;
- (C) zusätzliches
Wärmeschrumpfen
des Gewebes aus den wässerigen
Bädern
durch Leiten durch eine Dampfheizvorrichtung; und
- (D) Trocknen des Gewebes aus der Dampfheizvorrichtung durch
Leiten durch einen Heißlufttrockner.
-
Ferner
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung das Rohgewebe für
Airbags hergestellt unter Verwendung der schrumpfarmen Polyamidfaser,
welche durch Einstellung des gestreckten Garns, um eine stabilere kristalline
Struktur aufzuweisen, erhalten wird und eine Trockenwärmeschrumpfung
von 3–6
% (bei 190°C
für 15 Minuten)
aufweist. Somit stellt die vorliegende Erfindung das unbeschichtete
Gewebe für
Airbags bereit, welches eine hohe Zugfestigkeit und Reißfestigkeit
und ausgezeichnete Qualität
aufweist.