專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)涂層氣囊用聚酰胺纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)涂層氣囊用聚酰胺纖維，通過(guò)對(duì)聚酰胺拉伸絲的細(xì)度以及應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)的調(diào)節(jié)，使其在氣囊啟動(dòng)時(shí)，吸收瞬間發(fā)生的沖擊能量。本發(fā)明的聚酰胺纖維所制成的織物可以提供用于制造需要高拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度的無(wú)涂層氣囊的織物。
背景技術(shù)：
近年，氣囊已經(jīng)成為不可缺的保護(hù)車(chē)輛乘員的安全裝置，車(chē)輛的氣囊安裝率一直在上升。
作為對(duì)于氣囊用織物的要求，必須具有低透氣性，以達(dá)到?jīng)_擊時(shí)能夠順利膨脹，以及具有高強(qiáng)度，以防止氣囊本身的損傷、破裂，還必須具有柔軟性等，以防止膨脹時(shí)對(duì)乘坐人員面部的擦傷。另外，最近，提高氣囊織物本身的折疊性、收放性，以及降低成本等也成為了對(duì)氣囊用織物的重要要求。
氣囊用織物大致分為兩種，一種是織制完后要在織物表面涂敷樹(shù)脂的所謂涂層織物；另一種是織制完后在織物表面不涂敷樹(shù)脂的無(wú)涂層織物。為了維持前述的低透氣性，一般來(lái)說(shuō)，采用涂層織物作為氣囊比較有利。
迄今為止，已公開(kāi)了許多技術(shù)以實(shí)現(xiàn)不僅擁有合適的強(qiáng)度，而且不喪失低透氣性、具有良好的折疊性且收放體積小巧的氣囊。例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)了通過(guò)制造一種強(qiáng)度大于等于8.5g/d且由單絲細(xì)度小于等于3丹尼爾的纖維構(gòu)成的絲線(xiàn)所構(gòu)成的氣囊用織物而達(dá)成了上述目的。專(zhuān)利文獻(xiàn)1中并沒(méi)有提到涂層織物及無(wú)涂層織物的差異，專(zhuān)利文獻(xiàn)1中的氣囊用織物實(shí)際上是在織物表面涂敷有氯丁二烯橡膠等彈性體的所謂涂層織物。因此，將此技術(shù)應(yīng)用于無(wú)涂層織物時(shí)，雖然能夠充分滿(mǎn)足強(qiáng)度及收放性方面的要求，但是在維持低透氣性的方面并不理想。
在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，公開(kāi)了使用由大量單絲細(xì)度為1.0～12丹尼爾，并具有單絲變形度為1.5～7.0的異形斷面的單絲構(gòu)成的聚酰胺復(fù)絲，得到具有良好的強(qiáng)度和折疊性的氣囊用織物的技術(shù)。盡管專(zhuān)利文獻(xiàn)2中的氣囊用織物的制造技術(shù)在用于涂層織物時(shí)可以滿(mǎn)足其作為氣囊用織物的特性要求，但用于無(wú)涂層織物時(shí)，其在透氣性，特別是接縫部的透氣性方面存在問(wèn)題。
專(zhuān)利文獻(xiàn)3中記載了涉及無(wú)涂層織物的技術(shù)。專(zhuān)利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了一種無(wú)涂層氣囊用織物，其通過(guò)使用扁平度大于等于1.5的扁平單面絲實(shí)現(xiàn)了良好的低透氣性、折疊性和收放性。但是，專(zhuān)利文獻(xiàn)3所述的無(wú)涂層氣囊用織物在低壓(124Pa)時(shí)的透氣性大于等于0.3立方厘米/平方厘米/秒，這已經(jīng)不能充分滿(mǎn)足近年對(duì)實(shí)現(xiàn)低透氣性的要求。
另一方面，為了對(duì)應(yīng)2000年修改的美國(guó)法規(guī)FMVSS208，正在研究充氣機(jī)的兩階段化。該充氣機(jī)以?xún)蓚€(gè)階段的方式進(jìn)行充氣，所以第2個(gè)階段的氣體輸出功率會(huì)大于以往的充氣機(jī)的輸出功率力。因此，在高壓下需要具有比以往更低的透氣性。而且，需要減小構(gòu)成氣囊接縫部分的接縫線(xiàn)和織物的滑動(dòng)(以下，稱(chēng)為“接縫部滑動(dòng)”)。
從這一點(diǎn)來(lái)看，專(zhuān)利文獻(xiàn)4中提到了使用了總細(xì)度為300～400分特(dtex)的紗的無(wú)涂層織物，但其接縫部滑動(dòng)不夠小。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)5中公開(kāi)了經(jīng)緯覆蓋系數(shù)均為900～1400的氣囊用織物，雖然規(guī)定了該織物的殘留油劑附著量和滑脫抵抗力，但專(zhuān)利文獻(xiàn)5實(shí)際上不能夠充分滿(mǎn)足對(duì)接縫部滑動(dòng)的要求。
專(zhuān)利文獻(xiàn)6中公開(kāi)了，為了通過(guò)軋光機(jī)加工降低氣囊的透氣性以提高其密封性，而在用小于等于500丹尼爾的原絲制布之后，進(jìn)行軋光機(jī)加工的方法。但是這種方法存在降低布撕裂強(qiáng)度的問(wèn)題。
專(zhuān)利文獻(xiàn)7中公開(kāi)了氣囊制造用的具有熱收縮性或已經(jīng)熱收縮化的無(wú)涂層織物，其通過(guò)使用具實(shí)質(zhì)性對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，丹尼爾數(shù)為300～400dtex的合成纖絲制成。但專(zhuān)利文獻(xiàn)7的方法中，由于熱收縮步驟的影響，合成纖絲的強(qiáng)度急劇下降，降低布的撕裂強(qiáng)度的問(wèn)題。
專(zhuān)利文獻(xiàn)8公開(kāi)了擁有致密組織的不需要進(jìn)行涂敷處理的工業(yè)用織物的制造方法。其中包括將織物在60～140℃的水浴中進(jìn)行處理的步驟。所述織物是由160℃的熱風(fēng)收縮率為6％～15％，織物構(gòu)造至少是大致對(duì)稱(chēng)的聚酰胺纖絲構(gòu)成。但由于合成纖絲在高溫的水浴中熱收縮加劇，織物質(zhì)量下降，所以專(zhuān)利文獻(xiàn)8的方法存在降低布撕裂強(qiáng)度的問(wèn)題。
為了吸收在氣囊啟動(dòng)時(shí)瞬間發(fā)生的沖擊能，本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)拉伸絲的細(xì)度和應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)，可以提高最終織物的撕裂強(qiáng)度。
另外，在本發(fā)明中，通過(guò)降低聚酰胺纖絲的單絲細(xì)度，以及增加拉伸絲取向度的均勻性和增加連接結(jié)晶與結(jié)晶的連接鏈(Tie chain)的形成，提供具有高強(qiáng)度和高收放性的無(wú)涂層氣囊用織物。
特開(kāi)平1-41438號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)2]特開(kāi)平4-201650號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)3]特開(kāi)平7-252740號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)4]特許第2950954號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)5]特開(kāi)平8-2359號(hào)公報(bào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)6]美國(guó)專(zhuān)利公報(bào)第5073418號(hào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)7]歐洲專(zhuān)利公報(bào)第416483號(hào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)8]歐洲專(zhuān)利公報(bào)第436950號(hào)發(fā)明內(nèi)容如前所述，本發(fā)明涉及無(wú)涂層氣囊用聚酰胺纖維，通過(guò)對(duì)單絲的細(xì)度及應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)的調(diào)節(jié)，在氣囊啟動(dòng)時(shí)，其能吸收瞬間發(fā)生的沖擊能。本發(fā)明的目的是提供氣囊用的高強(qiáng)度的聚酰胺纖維。這種纖維由聚酰胺單絲構(gòu)成，單絲的細(xì)度小于等于4丹尼爾，在常溫下測(cè)定的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)為置于1.0g/d的初期應(yīng)力時(shí)，拉伸不足5％，置于4.5g/d的中期應(yīng)力時(shí)，拉伸不足12％，從施加最小9.0g/d的拉伸強(qiáng)力到被拉斷為止，拉伸3％或3％以上。
使用本發(fā)明的高強(qiáng)度的聚酰胺纖維的織物的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度大，所以其可以有效地應(yīng)用于無(wú)涂層氣囊用織物。
本發(fā)明提供無(wú)涂層氣囊用聚酰胺單絲，其細(xì)度小于等于4丹尼爾，常溫下測(cè)定時(shí)，其應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)為(A)置于1.0g/d的初期應(yīng)力時(shí)，拉伸不足5％，(B)置于4.5g/d的中期應(yīng)力時(shí)，拉伸不足12％，(C)從施加最小9.0g/d的拉伸強(qiáng)度到被拉斷為止，拉伸3％或3％以上。
優(yōu)選上述聚酰胺單絲在切斷時(shí)的拉伸強(qiáng)度值為9.0～11g/d。
優(yōu)選上述聚酰胺單絲的細(xì)度為2～3.5丹尼爾。
本發(fā)明提供由上述聚酰胺單絲的集合體構(gòu)成的無(wú)涂層氣囊用聚酰胺復(fù)絲。
上述聚酰胺單絲的集合體優(yōu)選由50～500個(gè)聚酰胺單絲組成，更優(yōu)選由136個(gè)聚酰胺單絲組成。
優(yōu)選上述聚酰胺復(fù)絲的整體細(xì)度為200～800丹尼爾。
本發(fā)明提供經(jīng)以下步驟制造的無(wú)涂層氣囊用織物。步驟(A)使用上述聚酰胺復(fù)絲織制氣囊用的布料；步驟(B)將上述布料連續(xù)性地通過(guò)溫度順次上升5～20℃的3～10個(gè)水浴，使其熱收縮；以及步驟(C)將上述織物通過(guò)熱風(fēng)干燥機(jī)，使其干燥。
上述步驟(B)中，優(yōu)選氣囊用布料第一次通過(guò)50℃的水浴，然后連續(xù)性地通過(guò)溫度順次上升10℃的5個(gè)水浴。
優(yōu)選選擇性地將已經(jīng)通過(guò)上述水浴的織物連續(xù)性地通過(guò)150～220℃的蒸汽加熱機(jī)，從而進(jìn)一步使其熱收縮。
上述步驟(C)中，優(yōu)選將熱風(fēng)干燥機(jī)的織物投入口的溫度設(shè)定為140～160℃，織物排出口的溫度設(shè)定為比投入口的溫度高約30～70℃的溫度。
優(yōu)選通過(guò)本發(fā)明制造的無(wú)涂層氣囊用織物的拉伸強(qiáng)度為200～300kg。
優(yōu)選通過(guò)本發(fā)明制造的無(wú)涂層氣囊用織物的撕裂強(qiáng)度為25～40kg。
優(yōu)選通過(guò)本發(fā)明制造的無(wú)涂層氣囊用織物的透氣性小于等于1.0立方厘米/平方厘米/秒。
本發(fā)明可提供高強(qiáng)度的聚酰胺復(fù)絲，所述復(fù)絲具有能夠吸收氣囊啟動(dòng)瞬間發(fā)生之沖擊能的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)，由細(xì)度小于等于4丹尼爾的聚酰胺單絲構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用本發(fā)明的高強(qiáng)度的聚酰胺復(fù)絲而制成用于無(wú)涂層氣囊用的布料，可制成具有高拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度、輕巧而且具有良好收放性的無(wú)涂層氣囊用織物。


圖1本發(fā)明的聚酰胺纖維的紡絲以及拉伸步驟的步驟簡(jiǎn)圖。
圖2顯示本發(fā)明中制造的聚酰胺單絲的S-S(應(yīng)力-應(yīng)變)曲線(xiàn)的例子的圖表。
符號(hào)說(shuō)明1紡絲組件、2噴絲頭、3冷卻區(qū)域、4熔融紡出絲、5上油劑裝置、6、7、8、9、10拉伸輥、11拉伸絲。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明中所用的聚己二酰己二胺聚合物最少含有85摩爾％的己二酰己二胺的重復(fù)單元，優(yōu)選只含有己二酰己二胺的重復(fù)單元。
本發(fā)明中，可以選擇性地用任意的聚酰胺均聚物以及共聚物代替上述聚己二酰己二胺聚合物。這樣的聚酰胺主要是脂肪族的。優(yōu)選是用聚己二酰己二胺(尼龍66)、聚(ε-己酰胺)(尼龍6)、以及它們的共聚物等普通的尼龍聚合物。其中最優(yōu)選尼龍66。作為可以很好利用的其他的尼龍聚合物可以例舉如下尼龍12、尼龍46、尼龍6 10以及尼龍6 12。
為了提高本發(fā)明所涉及的聚己二酰己二胺聚合物的熱穩(wěn)定性，優(yōu)選在最終聚合物中添加金屬Cu，使其殘存量為10～80ppm。如果最終聚合物中的金屬Cu的殘存量不足10ppm，則會(huì)在紡絲時(shí)由于熱穩(wěn)定性差而發(fā)生熱分解。另一方面，如果最終聚合物中的金屬Cu的殘存量超出80ppm，則多余的金屬Cu會(huì)作為異物而成為紡絲時(shí)的問(wèn)題。
通過(guò)本發(fā)明的高強(qiáng)度聚酰胺纖維的制造方法將上述聚己二酰己二胺聚合物纖維化，圖1簡(jiǎn)單給出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形態(tài)的制造過(guò)程。
本發(fā)明的高強(qiáng)度聚酰胺纖維的制造中，將聚己二酰己二胺通過(guò)紡絲組件1以及噴絲頭2，優(yōu)選在紡絲溫度為270～320℃、紡絲拉伸比為20～200(最初的卷軸上的線(xiàn)速度/噴絲頭的線(xiàn)速度)的條件下，進(jìn)行低溫熔融紡絲，借此可以防止因熱分解導(dǎo)致的聚合物粘度下降。如果紡絲拉伸比不足20時(shí)，纖絲斷面的均勻性下降，拉伸作業(yè)性顯著下降。另一方面，如果紡絲拉伸比超過(guò)200時(shí)，紡絲中的纖絲則會(huì)發(fā)生破損，使生產(chǎn)正常的原絲變得困難。
在本發(fā)明中，優(yōu)選將紡絲組件內(nèi)的濾過(guò)滯留時(shí)間調(diào)整為3～30秒。如果在紡絲組件內(nèi)的濾過(guò)滯留時(shí)間不足3秒，則對(duì)異物的濾過(guò)效果不充分。另一方面，如果在紡絲組件內(nèi)的濾過(guò)滯留時(shí)間超過(guò)30秒，則會(huì)導(dǎo)致紡絲組件壓力過(guò)度上升，過(guò)度地進(jìn)行了熱分解。
在本發(fā)明中，壓出機(jī)螺桿的L/D(長(zhǎng)度/直徑)優(yōu)選為10～40。如果壓出機(jī)螺桿的L/D小于10，則難以進(jìn)行均勻地熔融。另一方面，如果超過(guò)40，由于過(guò)度的剪斷應(yīng)力導(dǎo)致分子量急劇下降，進(jìn)而物性下降。
在本發(fā)明中，將熔融紡出絲4通過(guò)冷卻區(qū)域3使之冷卻固化。在冷卻區(qū)域3中，通過(guò)吹送冷卻空氣的方法可以使用開(kāi)放式冷卻法(openquenching)、循環(huán)密閉冷卻法(circular closed quenching)、以及紡絲型排出冷卻法(radial outflow quenching)等都。其中，優(yōu)選使用開(kāi)放式冷卻法。
接著，使用上油裝置5，以0.5重量％～3.0％的量，對(duì)通過(guò)冷卻區(qū)域3得以固化的紡出絲4進(jìn)行上油。
在本發(fā)明的高強(qiáng)度聚酰胺纖維的制造方法中，優(yōu)選未拉伸絲的紡絲速度設(shè)定為200～1000米/秒。
本發(fā)明的核心技術(shù)項(xiàng)是調(diào)節(jié)未拉伸絲的單絲細(xì)度為10～25丹尼爾，比以往更細(xì)?，F(xiàn)有技術(shù)中，未拉伸絲的單絲細(xì)度超過(guò)25丹尼爾，而這種情況下，細(xì)度太粗難以進(jìn)行均勻冷卻。另一方面，由于未拉伸絲的表面與內(nèi)部的冷卻差異，在高倍率拉伸時(shí)會(huì)導(dǎo)致絲的損傷。再者，如果未拉伸絲的單絲細(xì)度小于等于10丹尼爾，則未拉伸絲的纖維數(shù)過(guò)多，導(dǎo)致紡絲時(shí)工藝穩(wěn)定性下降，所以單絲細(xì)度大于25丹尼爾，或小于10丹尼爾均不是優(yōu)選的。
本發(fā)明的高強(qiáng)度聚酰胺纖維的制造中，利用紡絲拉伸(spin draw)法，使已經(jīng)通過(guò)第1拉伸輥6的紗接著通過(guò)一系列的拉伸輥7、8、9和10，使其得到拉伸，總拉伸比大于等于4.0倍，優(yōu)選為4.5～6.5倍，最終得到拉伸絲11。
本發(fā)明的多階段拉伸步驟包括在低拉伸溫度下進(jìn)行的第1階段拉伸步驟及第2階段拉伸步驟和在高溫、低拉伸倍率下進(jìn)行的第3階段拉伸步驟。于是，通過(guò)這3段拉伸步驟制造的本發(fā)明的聚酰胺單絲的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)為置于1.0g/d的初期應(yīng)力時(shí)，拉伸不足5％；置于4.5g/d的中期應(yīng)力時(shí)，拉伸不足12％；從施加最小9.0g/d的拉伸強(qiáng)度到被拉斷為止，拉伸3％或3％以上。
在本發(fā)明的第1階段拉伸步驟以及第2階段拉伸步驟中，主要是提供取向進(jìn)行結(jié)晶化。本發(fā)明的第1階段拉伸步驟中，優(yōu)選拉伸溫度為20～50℃，拉伸倍率為1.05～1.5倍。如拉伸溫度不足20℃，則在工藝上需要在拉伸輥上追加設(shè)置冷卻裝置，這是不經(jīng)濟(jì)的。另一方面，當(dāng)拉伸溫度超過(guò)50℃時(shí)，可能會(huì)因熱而發(fā)生結(jié)晶化。而且，拉伸倍率超過(guò)1.5倍時(shí)，紗線(xiàn)會(huì)產(chǎn)生過(guò)度的拉伸張力，所以上述情況不是優(yōu)選的。
在本發(fā)明的第2階段拉伸步驟中，拉伸溫度優(yōu)選聚酰胺的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度，即50～90℃，拉伸倍率為2.5～3.5倍。如拉伸溫度小于50℃，則拉伸性變差。另一方面，如拉伸溫度超過(guò)90℃，發(fā)生熱導(dǎo)致的結(jié)晶化，所以上述情況不是優(yōu)選的。
在本發(fā)明的第3階段拉伸步驟中，高溫下進(jìn)行熱結(jié)晶。本發(fā)明的第3階段拉伸步驟的優(yōu)選的拉伸溫度為200～250℃，拉伸倍率小于等于2.0倍。如拉伸溫度小于200℃，則不能充分地進(jìn)行熱結(jié)晶。另一方面，如拉伸溫度超過(guò)250℃，則可能導(dǎo)致對(duì)紗線(xiàn)的損傷。而且，拉伸倍率如果超過(guò)2.0，則紗線(xiàn)的伸長(zhǎng)率會(huì)急劇下降，所以上述情況不是優(yōu)選的。
在本發(fā)明中，通過(guò)調(diào)節(jié)拉伸輥7、8、9及10的表面粗度至2～3μm，可以將由于與輥摩擦而導(dǎo)致的對(duì)紗線(xiàn)的損傷減至最小。
本發(fā)明中的聚酰胺纖維的干熱收縮率(190℃、15分)為3％～8％。本發(fā)明通過(guò)穩(wěn)定拉伸絲的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的松弛處理步驟實(shí)現(xiàn)這樣較低的紗線(xiàn)收縮率。在3階段的拉伸步驟后接著進(jìn)行松弛處理步驟。在松弛處理步驟中，將松弛處理溫度設(shè)定為200～260℃，回縮率設(shè)定為2％～7％。如松弛處理溫度不足200℃，則利用熱充分穩(wěn)定結(jié)晶結(jié)構(gòu)是困難的。另一方面，如松弛處理溫度超過(guò)260℃，則可能因熱量而導(dǎo)致對(duì)紗線(xiàn)的損傷。而且，如回縮率不足2％，高收縮率的紗線(xiàn)在制絲后的收縮步驟中會(huì)出現(xiàn)紗線(xiàn)的強(qiáng)度急劇下降。如回縮率大于等于7％，在拉伸步驟中則會(huì)出現(xiàn)紗線(xiàn)的擺動(dòng)加劇。
因?yàn)閺?qiáng)度及彈性率高則集束性差，為了改善這點(diǎn)，本發(fā)明中，選擇性地在第3階段拉伸后，在松弛處理步驟前后使通過(guò)高倍率的熱拉伸步驟制造的聚酰胺纖維通過(guò)交織噴絲頭。此時(shí)，為了提高交織的效果，可以使用各種形態(tài)的交織噴絲頭。此時(shí)，交織噴絲頭前后的紗線(xiàn)的張力及通過(guò)兩側(cè)的孔供給的氣壓等成為了決定紗線(xiàn)的品質(zhì)的重要因素，在本發(fā)明中，將松弛處理張力固定至最小，按各交織噴絲頭的氣壓為0.5～4kg/cm2供給。如氣壓不足0.5kg/cm2，則聚酰胺纖維不能進(jìn)行充分的交織。另一方面，如氣壓超過(guò)4kg/cm2，則由于聚酰胺纖維發(fā)生張力過(guò)度以及纏結(jié)，導(dǎo)致強(qiáng)度下降，所以不是優(yōu)選的。而且，如果上油處理后使之通過(guò)交織噴絲頭，則會(huì)帶來(lái)分散油劑的效果。
本發(fā)明的另一核心的技術(shù)項(xiàng)是氣囊啟動(dòng)時(shí)吸收瞬間發(fā)生的沖擊能的方法，可以舉出調(diào)節(jié)聚酰胺單絲的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)的方法。此時(shí)，優(yōu)選常溫下測(cè)定的聚酰胺單絲的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)中，置于1.0g/d的初期應(yīng)力時(shí)，拉伸不足5％；置于4.5g/d的中期應(yīng)力時(shí)，拉伸不足12％；從施加最小9.0g/d的拉伸強(qiáng)度到被拉斷為止，拉伸3％或3％以上。
為了使織物在初期能安全吸收氣囊內(nèi)部的火藥爆發(fā)而排出的氣體的瞬間沖擊能，紗線(xiàn)的初期模量必須很高。在本發(fā)明中，優(yōu)選紗線(xiàn)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)中，置于1.0g/d的初期應(yīng)力時(shí)，拉伸不足5％。如果對(duì)于1.0g/d的初期應(yīng)力紗線(xiàn)的拉伸大于等于5％，則有可能因織物發(fā)生急劇的變形而帶來(lái)在初期就導(dǎo)致織物的損傷。
在本發(fā)明中，優(yōu)選紗線(xiàn)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)中，置于4.5g/d的中期應(yīng)力時(shí)，拉伸不足12％。如果對(duì)于4.5g/d的中期應(yīng)力紗線(xiàn)的拉伸大于等于12％，則織物的透氣性急劇增大，有可能因排出的氣體而導(dǎo)致對(duì)人體的燒傷。
在本發(fā)明中，為了提高織物的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度，以及為了通過(guò)織物厚度的最小化實(shí)現(xiàn)提高收放性，優(yōu)選從最小9.0g/d的拉伸強(qiáng)度直到絲被拉斷為止，拉伸3％或3％以上。如果從最小9.0g/d的拉伸強(qiáng)度直到絲被拉斷為止，拉伸大于3％，紗線(xiàn)的最大拉伸負(fù)荷的吸收力不足，如果織的織物很輕時(shí)，則拉伸強(qiáng)度及撕裂強(qiáng)度不足。
本發(fā)明的聚酰胺單絲的細(xì)度小于等于4丹尼爾，優(yōu)選為2～3.5丹尼爾。本發(fā)明的聚酰胺單絲優(yōu)選拉斷時(shí)的拉伸強(qiáng)度值為9.0～11g/d。本發(fā)明的聚酰胺復(fù)絲是由聚酰胺單絲的集合體構(gòu)成，優(yōu)選是50～500個(gè)單絲的集合體，更優(yōu)選是136個(gè)單絲的集合體。而且，本發(fā)明的聚酰胺復(fù)絲的整體細(xì)度優(yōu)選為200～800丹尼爾。
使用劍桿或噴水紡織機(jī)織制根據(jù)本發(fā)明的高強(qiáng)度聚酰胺纖維的制造方法生產(chǎn)的高強(qiáng)度聚酰胺纖維，為了達(dá)到預(yù)期的透氣性，織制成平紋組織，210丹尼爾的聚酰胺絲的情況下，平紋組織具有典型的25～33/cm的紗線(xiàn)數(shù)；420丹尼爾的聚酰胺絲的情況下，平紋組織具有經(jīng)紗及緯紗共14～25/cm的紗線(xiàn)數(shù)；630丹尼爾的聚酰胺絲的情況下，平紋組織具有經(jīng)紗及緯紗共11～20/cm的紗線(xiàn)數(shù)。
織制通過(guò)本發(fā)明的高強(qiáng)度聚酰胺纖維的制造方法生產(chǎn)的高強(qiáng)度聚酰胺纖維時(shí)，優(yōu)選織制成具有目的結(jié)構(gòu)的平紋組織。根據(jù)需要，為了得到更美觀(guān)的布料，可以采用線(xiàn)密度更細(xì)的紗線(xiàn)制成對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的2/2的巴拿馬式織物。
本發(fā)明的用于無(wú)涂層氣囊的織物的特征為其是通過(guò)以下步驟制造的步驟(A)，用根據(jù)所述本發(fā)明的方法制造的聚酰胺復(fù)絲來(lái)織制氣囊用的布料；步驟(B)，將上述布料連續(xù)性地通過(guò)3～10個(gè)水浴，每個(gè)水浴的溫度順次上升5～20℃。
以及步驟(C)，將上述織物通過(guò)熱風(fēng)干燥機(jī)，使其干燥。
本發(fā)明中，當(dāng)進(jìn)行清洗步驟時(shí)，為了防止由于水浴的高溫(90～100℃)使布料急劇收縮從而導(dǎo)致對(duì)織物品質(zhì)的損傷以及強(qiáng)度下降，要使水浴的溫度漸漸地上升。優(yōu)選第一次通過(guò)50℃的水浴后，連續(xù)性地將布料通過(guò)溫度依次增加10℃的5個(gè)水浴。
本發(fā)明的無(wú)涂層氣囊用織物的制造方法中，優(yōu)選將前述(C)步驟的熱風(fēng)干燥機(jī)的織物投入口的溫度設(shè)定為140～160℃，織物排出口的溫度設(shè)定為比投入口溫度高30～70℃的溫度。
本發(fā)明中在制造具有充分低透氣性的無(wú)涂層織物時(shí)，選擇性地于清洗步驟后，連續(xù)使用150～220℃的蒸汽加熱機(jī)進(jìn)一步使織物收縮。此時(shí)優(yōu)選通過(guò)蒸汽加熱機(jī)產(chǎn)生的熱收縮是織物整體的熱收縮的10％～40％。
使用本發(fā)明的無(wú)涂層氣囊用織物的制造方法制造的無(wú)涂層氣囊用織物具有以下的物性拉伸強(qiáng)度為200～300kg、撕裂強(qiáng)度為25～40kg、透氣性小于等于1.0立方厘米/平方厘米/秒。
如前所述，本發(fā)明可以提供一種氣囊用聚酰胺織物，通過(guò)調(diào)節(jié)高強(qiáng)度聚酰胺單絲的細(xì)度及應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)，其在氣囊啟動(dòng)時(shí)吸收其瞬間發(fā)生的沖擊能。
以下，舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。但本發(fā)明并不只限于以下實(shí)施例，實(shí)施例不過(guò)是用來(lái)舉例的。利用以下的方法對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例和比較例所制造的紗線(xiàn)以及經(jīng)處理的線(xiàn)的各種物性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
(1)相對(duì)粘度(R.V.)用90％的硫酸將0.1g樣品稀釋成濃度為0.4g/100ml，溶解90分鐘后放入烏氏(Ubbelohde)粘度計(jì)中，在30℃的恒溫水槽中保溫10分鐘，利用粘度計(jì)和吸氣器測(cè)定溶液的落下時(shí)間(秒)。用同一方法計(jì)算出溶劑的落下時(shí)間(秒)后，據(jù)下式得出R.V。
R.V.＝試料的滴落時(shí)間(秒)/溶媒的滴落時(shí)間(秒)(2)強(qiáng)度以及伸長(zhǎng)率(Strength and elongation)用英斯特朗(Instron)5565(英斯特朗公司制，美國(guó))，根據(jù)ASTMD885的規(guī)定，將試料在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(20℃、相對(duì)濕度65％)下放置24小時(shí)后，在試料長(zhǎng)為250mm、拉伸速度為300m米/秒以及20年回(turns)/米的條件下測(cè)定強(qiáng)度以及伸長(zhǎng)率。
(3)干熱收縮率將試料在20℃、相對(duì)濕度65％的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下放置24小時(shí)后，測(cè)定在0.1g/d的載荷下的長(zhǎng)度(L0)，無(wú)張力狀態(tài)下使用烘干爐在190℃的溫度下處理15分鐘后，取出放置4小時(shí)后，測(cè)定相應(yīng)載荷的試料的長(zhǎng)度(L)，根據(jù)以下公式算出收縮率。
ΔS(％)＝(L0-L)/L0×100(4)織物的拉伸強(qiáng)度用英斯特朗4465(英斯特朗公司制，美國(guó))，根據(jù)ASTMD5034的規(guī)定，將試料在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(20℃、相對(duì)濕度65％)下放置24小時(shí)后，以寬為10cm、長(zhǎng)為15cm的織物測(cè)定織物的拉伸強(qiáng)度。
(5)織物的撕裂強(qiáng)度用英斯特朗4465(英斯特朗社制，美國(guó))，根據(jù)ASTMD2261法中舌型織物撕裂強(qiáng)度試驗(yàn)(tang)法的規(guī)定，將試料在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(20℃、相對(duì)濕度65％)下放置24小時(shí)后，測(cè)定其撕裂強(qiáng)度。
(6)織物的透氣性使用弗雷澤(Frazier)透氣性測(cè)量?jī)x，根據(jù)ASTM737法的規(guī)定，在壓力為125Pa的條件下測(cè)定織物的透氣性。
(7)雙折射率使用帶有貝瑞克補(bǔ)償板(Berek compensator)的偏光顯微鏡來(lái)測(cè)定。
(實(shí)施例1)在溫度為295℃，將含有40ppm金屬Cu、相對(duì)粘度(RV)為3.5的聚己二酰己二胺聚合物用押出機(jī)以40倍紡絲拉伸比熔融紡絲。此時(shí)，紡絲組件內(nèi)的濾過(guò)滯留時(shí)間為12秒，使用的押出機(jī)螺桿的L/D為31，將有著3個(gè)混合單元的靜態(tài)混合器設(shè)在紡絲組件的聚合物導(dǎo)管內(nèi)，使熔融紡絲后的聚合物均等混合。接著，使紡出的紗線(xiàn)通過(guò)長(zhǎng)度為600mm的冷卻區(qū)域(開(kāi)放式冷卻腔、通入溫度為20℃、風(fēng)速為0.6米/秒的冷卻空氣)使之固化后，用紡絲油劑上油。將該未拉伸絲用470米/秒的紡絲速度卷起，進(jìn)行3階段的拉伸。在第1階段拉伸中，溫度為25℃，拉伸1.2倍，在第2階段拉伸中，溫度為70℃，拉伸3.0倍，在第3階段拉伸中，溫度為215℃，拉伸1.7倍，在溫度為235℃(松弛處理溫度)時(shí)將其熱固定，使之回縮4％后將其卷起，最終得到315d/136f的拉伸絲。紡絲以及拉伸條件如下述表1所示。對(duì)以上方法制造的拉伸絲的物性的評(píng)價(jià)如表2所示。
(實(shí)施例2～5以及比較例1～4)如下表1所示，改變細(xì)度、紡絲溫度、拉伸，同時(shí)用與上述實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，制造拉伸絲。紡絲以及拉伸條件如下表1所示。對(duì)這樣制造的拉伸絲的物性評(píng)價(jià)如表2所示。



(實(shí)施例6)用劍桿紡織機(jī)將實(shí)施例2中制造的原絲平織成每1英寸49×49的織物，得到氣囊用布料。將此布料在清洗步驟中第1次通過(guò)50℃的水浴，然后連續(xù)通過(guò)5個(gè)溫度順次上升10℃的水浴。此時(shí)，最終的水浴溫度為100℃。清洗步驟后，將織物連續(xù)性地通過(guò)蒸汽加熱機(jī)使其再次熱收縮。此時(shí)的蒸汽加熱機(jī)的溫度為160℃。之后，將前述通過(guò)蒸汽加熱機(jī)后的織物放在投入口溫度為150℃、排出口溫度為190℃的熱風(fēng)干燥機(jī)中進(jìn)行干燥。
對(duì)以上方法制造的織物的物性評(píng)價(jià)如表3所示。
(比較例5)用劍桿紡織機(jī)將比較例3中制造的原絲平織成每1英寸49×49的織物，得到氣囊用布料。將此布料在清洗步驟中第1次通過(guò)50℃的水浴，然后連續(xù)通過(guò)5個(gè)溫度順次上升10℃的水浴。此時(shí)，最終的水浴溫度為100℃。清洗步驟后，將織物連續(xù)性地通過(guò)蒸汽加熱機(jī)使其再次熱收縮。此時(shí)的蒸汽加熱機(jī)的溫度為160℃。之后，將前述通過(guò)蒸汽加熱機(jī)后的織物放在投入口溫度為150℃、排出口溫度為190℃的熱風(fēng)干燥機(jī)中進(jìn)行干燥。
對(duì)以上方法制造的織物的物性評(píng)價(jià)如表3所示。
(比較例6)用劍桿紡織機(jī)將實(shí)施例2中制造的原絲平織成每1英寸49×49的織物，得到氣囊用布料。將此布料通過(guò)95℃的水浴后使其急劇熱收縮，然后將其放在投入口溫度為150℃、排出口溫度為190℃的熱風(fēng)干燥機(jī)中進(jìn)行干燥。
對(duì)以上方法制造的織物的物性評(píng)價(jià)如表3所示。
(比較例7)用劍桿紡織機(jī)將實(shí)施例2中制造的原絲平織成每1英寸49×49的織物，得到氣囊用布料。利用軋光裝置在175℃、480kPa的壓力條件下使上述布料熱收縮，制造織物。
對(duì)以上方法制造的織物的物性評(píng)價(jià)如表3所示。


以上是對(duì)本發(fā)明中記載的具體的例子進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的技術(shù)思想范圍內(nèi)，可能會(huì)有多種多樣的變化和修正，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明確這一點(diǎn)。當(dāng)然，加入這些變形和修正也是屬于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于無(wú)涂層氣囊的聚酰胺單絲，其特征為，在常溫下測(cè)定時(shí)，其應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)為(A)置于1.0g/d的初期應(yīng)力時(shí)，拉伸不足5％，(B)置于4.5g/d的中期應(yīng)力時(shí)，拉伸不足12％，(C)從施加最小9.0g/d的拉伸強(qiáng)度到被拉斷為止，拉伸3％或3％以上；細(xì)度小于等于4丹尼爾。
2.如權(quán)利要求1所述的用于無(wú)涂層氣囊的聚酰胺單絲，其特征為，拉斷時(shí)的拉伸強(qiáng)度值為9.0～11g/d。
3.如權(quán)利要求1所述的用于無(wú)涂層氣囊的聚酰胺單絲，其特征為，所述細(xì)度為2～3.5丹尼爾。
4.用于無(wú)涂層氣囊的聚酰胺復(fù)絲，其特征為，其由權(quán)利要求1所述的聚酰胺單絲的集合體構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的用于無(wú)涂層氣囊的聚酰胺復(fù)絲，其特征為，其由50～500個(gè)所述聚酰胺單絲的集合體構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求4所述的用于無(wú)涂層氣囊的聚酰胺復(fù)絲，其特征為，其由136個(gè)所述聚酰胺單絲的集合體構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求4所述的用于無(wú)涂層氣囊的聚酰胺復(fù)絲，其特征為，所述聚酰胺復(fù)絲的整體細(xì)度為200～800丹尼爾。
8.用于無(wú)涂層氣囊的織物，其特征為，其是通過(guò)以下步驟所制造的，步驟(A)利用權(quán)利要求4中所述的聚酰胺復(fù)絲來(lái)織造氣囊用的布料；步驟(B)將上述布料連續(xù)性地通過(guò)3～10個(gè)水浴，每個(gè)水浴的溫度順次上升5～20℃；以及步驟(C)將上述織物通過(guò)熱風(fēng)干燥機(jī)，使其干燥。
9.如權(quán)利要求8所述的無(wú)涂層氣囊用的織物，其特征為，將所述步驟(B)中，氣囊用的布料第一次通過(guò)50℃的水浴，然后連續(xù)地將其通過(guò)溫度依次上升10℃的5個(gè)水浴。
10.如權(quán)利要求8所述的無(wú)涂層氣囊用的織物，其特征為，將已通過(guò)所述水浴的織物連續(xù)性地通過(guò)蒸汽加熱機(jī)，進(jìn)一步使其熱收縮。
11.如權(quán)利要求10所述的無(wú)涂層氣囊用的織物，其特征為，所述蒸汽加熱機(jī)的溫度為150～220℃。
12.如權(quán)利要求8所述的無(wú)涂層氣囊用的織物，其特征為，所述步驟(C)中熱風(fēng)干燥機(jī)的織物投入口的溫度設(shè)定為140～160℃，織物排出口的溫度設(shè)定為比投入口溫度高30～70℃的溫度。
13.如權(quán)利要求8所述的無(wú)涂層氣囊用的織物，其特征為，所述無(wú)涂層氣囊用的織物的拉伸強(qiáng)度為200～300kg。
14.如權(quán)利要求8所述的無(wú)涂層氣囊用的織物，其特征為，所述無(wú)涂層氣囊用的織物的撕裂強(qiáng)度為25～40kg。
15.如權(quán)利要求8所述的無(wú)涂層氣囊用的織物，其特征為，所述無(wú)涂層氣囊用的織物的透氣性小于等于1.0立方厘米/平方厘米/秒。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無(wú)涂層氣囊用聚酰胺纖維，其通過(guò)對(duì)單絲的細(xì)度及應(yīng)力－應(yīng)變曲線(xiàn)的調(diào)節(jié)，使其在氣囊啟動(dòng)時(shí)，能吸收瞬間產(chǎn)生的沖擊能量。其特征在于，該高強(qiáng)度無(wú)涂層氣囊用聚酰胺纖維由細(xì)度小于等于4丹尼爾的聚酰胺單絲組成，在常溫下測(cè)定的這種聚酰胺單絲的應(yīng)力－應(yīng)變曲線(xiàn)為置于1.0g/d的初期應(yīng)力時(shí)，拉伸不足5％；置于4.5g/d的中期應(yīng)力時(shí)，拉伸不足12％；從施加最小9.0g/d的拉伸強(qiáng)度到被拉斷為止，拉伸3％或3％以上。
文檔編號(hào)D01F6/60GK1637178SQ200410078288
公開(kāi)日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2004年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月30日
發(fā)明者柳濟(jì)安, 李昌奐 申請(qǐng)人:株式會(huì)社曉星