專利名稱：使用耐熱性優(yōu)異的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維的氣囊用織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維的氣囊用織物，具體而言，涉及具有增強(qiáng)的耐熱性和瞬時(shí)熱變形率的氣囊用織物，所述氣囊用織物是使用通過控制聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維的強(qiáng)度和伸長率而制造的氣囊用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維而制得的，從而代替使用由尼龍66形成的紗線的常見氣囊用織物。
背景技術(shù)：
氣囊需要低透氣率特性來使其易于在汽車碰撞時(shí)展開(rupture)，并需要能量吸收性以避免氣囊自身的損傷和爆裂。此外，為了更易于收納，需要與織物自身的折疊性相關(guān) 的特性。通常使用尼龍66作為具有上述特性的合適纖維。然而，近來，為了節(jié)省成本，對(duì)尼龍66以外的纖維日益關(guān)注?？梢允褂镁蹖?duì)苯二甲酸乙二醇酯作為能夠用于氣囊的纖維。然而，當(dāng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯用作氣囊用紗線時(shí)，接縫在氣囊墊模塊測試過程中破裂。為了解決該問題，重要的是使用不降低氣囊的能量吸收性的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯紗線。此外，必須改善使用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維的氣囊用織物的柔韌性使其易于收納。

發(fā)明內(nèi)容
[技術(shù)問題]本發(fā)明旨在提供使用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的氣囊用織物，所述織物具有優(yōu)異的能量吸收性，使得外部接縫在氣囊墊擴(kuò)展測試中的破裂較少，并使其更易于收納。[技術(shù)方案]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式，提供了包含聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維的氣囊用織物，所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維通過對(duì)特性粘度為O. 8dl/g I. 3dl/g的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯碎片(chip)進(jìn)行紡絲而制得。所述氣囊用織物通過下述等式計(jì)算出的350°C耐熱性為O. 45秒 O. 65秒[等式I]織物耐熱性(秒)=T1 - T2等式I中，T1是加熱至350°C的鋼棒從織物上方IOcm處落下穿過織物的時(shí)間，T2是同樣的鋼棒從同樣的高度落下的時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方式，提供了包含聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維的氣囊用織物，所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維通過對(duì)特性粘度為O. 8dl/g I. 3dl/g的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯碎片進(jìn)行紡絲而制得。所述氣囊用織物通過下述等式計(jì)算出的450°C耐熱性為O. 75秒 I. O秒，并且瞬時(shí)熱變形率為I. 0% 5. 0%。[等式2]織物耐熱性(秒)=T3 - T4
等式2中，T3是加熱至450°C的鋼棒從織物上方IOcm處落下穿過織物的時(shí)間，T4是同樣的鋼棒從同樣的高度落下的時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明的再一示例性實(shí)施方式，所述氣囊用織物的剛度為5. ON 15. 0N。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施方式，所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維在室溫下的強(qiáng)度為8. Og/d 11. Og/d，伸長率為15% 30%。根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實(shí)施方式，所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維的瞬時(shí)熱變形率為1.0% 5. 0%，單絲細(xì)度為4. 5丹尼爾以下?！有益效果]本發(fā)明提供了氣囊用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯織物，所述織物克服了常規(guī)氣囊用織物所具有的柔韌性不足的缺陷，并具有更好的耐熱性。結(jié)果，使用所述氣囊用織物制造的氣囊模塊可以更容易進(jìn)行收納，并且在氣囊擴(kuò)展測試中很少因高溫膨脹氣體瞬時(shí)施加的壓力和熱量而爆裂。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了氣囊用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯織物，所述織物如下制備通過控制聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維的強(qiáng)度和伸長率來制備氣囊用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維，從而獲得優(yōu)異的耐熱性和瞬時(shí)熱變形率。因此，在氣囊墊擴(kuò)展測試中，外部接縫破裂較少發(fā)生，并且氣囊用織物的折疊性和收納性得到改善。在本發(fā)明中，氣囊用織物使用通過對(duì)特性粘度(IV)為O. 8dl/g I. 3dl/g的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯碎片進(jìn)行紡絲而獲得的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)絲來安全地吸收氣囊中火藥爆發(fā)所產(chǎn)生的廢氣的瞬時(shí)沖擊能。特性粘度(IV)小于O. 8dl/g的聚酯紗線并不合適，因?yàn)榫埘ゼ喚€的韌性不足以用作氣囊。制造氣囊用合成纖維復(fù)絲的樹脂可以選自由下述物質(zhì)組成的組聚合物，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚亞乙基-1，2-二(苯氧基)乙烷_4，4' - 二羧酸酯和聚(1，4-亞環(huán)己基-二亞甲基對(duì)苯二甲酸酯)；包含所述聚合物中的至少一種作為重復(fù)單元的共聚物，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/間苯二甲酸乙二醇酯共聚酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/萘二甲酸丁二醇酯共聚酯，和聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯/癸烷二羧酸酯共聚酯；以及所述聚合物和共聚物中至少兩種的混合物。其中，在本發(fā)明中，就機(jī)械特性和纖維形成性而言，最優(yōu)選使用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯樹脂。本發(fā)明的氣囊用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維在室溫下的強(qiáng)度可以為8. Og/d
11.0g/d，伸長率為15% 30%。當(dāng)本發(fā)明的氣囊用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維的強(qiáng)度小于
8.0g/d時(shí)，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維由于所制備的氣囊用織物的抗張強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度較低而不適于本發(fā)明。此外，當(dāng)纖維的伸長率小于15%時(shí)，氣囊墊突然膨脹時(shí)能量吸收性下降，氣囊墊因而爆裂，這是不合適的。當(dāng)紗線制備得使纖維的伸長率大于30%時(shí)，由于紗線制造工序的特點(diǎn)而難以充分表現(xiàn)強(qiáng)度。本發(fā)明的氣囊用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維的單絲細(xì)度可以為4. 5丹尼爾以下，優(yōu)選為3丹尼爾以下。通常，由于使用具有單絲細(xì)度較小的纖維，所獲得的織物變得柔軟，從而獲得優(yōu)異的折疊性和更好的收納性。此外，當(dāng)單絲細(xì)度較小時(shí)，同時(shí)可增強(qiáng)遮蓋性(covering property)。結(jié)果,可以抑制織物的透氣性。當(dāng)單絲細(xì)度大于4. 5丹尼爾時(shí),織物的折疊性和收納性劣化，并且低透氣性劣化，因此織物無法適當(dāng)?shù)赜米鳉饽矣每椢铩１景l(fā)明的氣囊用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維的瞬時(shí)熱變形率在100°C可以為
O.1% 5. 0%，優(yōu)選為2. 0% 4. 0%。當(dāng)纖維的瞬時(shí)熱變形率小于I. 0%時(shí)，氣囊墊因高溫氣體所致而膨脹時(shí)對(duì)施加能量的吸收性劣化，因而氣囊墊容易爆裂。此外，當(dāng)纖維的瞬時(shí)熱變形率大于5. 0%時(shí)，高溫時(shí)纖維長度增大，因而在氣囊墊因高溫氣體所致而膨脹時(shí)，氣囊墊的接縫破裂。因此，失控的膨脹氣體將泄漏。在精煉收縮工序后密度為50緯線或經(jīng)線/英寸的未涂覆聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯織物中，在通過圓形彎曲(circular bend)測定法評(píng)價(jià)時(shí),剛度可以為約5. ON 15. 0N,優(yōu)選為6. ON 9. ON0當(dāng)剛度大于15. ON時(shí)，織物變硬，因此難以在氣囊模塊制造中進(jìn)行收納， 并使氣囊墊的擴(kuò)展性能劣化。在精煉收縮工序后密度為50緯線或經(jīng)線/英寸的未涂覆聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯織物中，在熱鋼棒測試中，使用加熱至350°C的鋼棒測量的耐熱性可以為O. 75秒 I. O秒。當(dāng)在350°C測量的耐熱性小于O. 75秒時(shí)，氣囊用織物的耐熱性過低而無法經(jīng)受氣囊墊擴(kuò)展時(shí)的高溫氣體，因此氣囊的外部接縫容易破裂。當(dāng)在350°C測量的耐熱性大于I. O秒時(shí)，由于必須使用單絲細(xì)度較大的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯紗線，所以織物的剛度增大，因此氣囊用織物難以收納在模塊中。在精煉收縮工序后密度為50緯線或經(jīng)線/英寸的未涂覆聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯織物中，在熱鋼棒測試中，使用加熱至450°C的鋼棒測量的耐熱性可以為O. 45秒 O. 65秒。當(dāng)在450°C測量的耐熱性小于O. 45秒時(shí)，氣囊用織物的耐熱性過低而無法經(jīng)受氣囊墊擴(kuò)展時(shí)的高溫氣體，因此氣囊的外部接縫容易破裂。當(dāng)在450°C測量的耐熱性大于O. 65秒時(shí)，由于必須使用單絲細(xì)度較大的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯紗線，所以織物的剛度增大，因此氣囊用織物難以收納在模塊中。本發(fā)明中，可以用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維將織物織成具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的平紋織物。作為另一選擇，為了獲得更有利的物理性質(zhì)，可以使用線密度較小的紗線將織物織成具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的2/2巴拿馬織物。織造織物可以涂覆有重量為15g/m2 60g/m2的涂布劑以確保適于氣囊用織物的低透氣性，所述涂布劑選自硅類涂布劑、聚氨酯類涂布劑、丙烯酸類涂布劑、氯丁橡膠類涂布劑和氯丁二烯類涂布劑。實(shí)施例和比較例中的物理性質(zhì)的評(píng)價(jià)如下進(jìn)行I)特性粘度(I. V.)將O. Ig樣品溶解在通過將苯酚和1，1，2，2-四氯乙醇以6:4的重量比(90°C)混合90分鐘所配制的試劑中。將所得的溶液轉(zhuǎn)移至烏氏粘度計(jì)并在30°C的恒溫烘箱中保持10分鐘，并使用粘度計(jì)和抽吸器測量溶液的滴落時(shí)間。還如上所述測量溶劑的滴落時(shí)間，然后通過下述等式計(jì)算R. V.值和I. V.值。R. V.=樣品滴落時(shí)間/溶劑滴落時(shí)間I. V. =1/4 X [ (R. V. -I) /C] +3/4 X (In R. V. /C)上述等式中，C是溶液中樣品的濃度(g/100ml)。
2)瞬時(shí)熱變形率的測量通過從多根單絲紗線中隨機(jī)選擇單絲來制備厚度為約59丹尼爾的單絲束。將該單絲束安裝在TA儀器(型號(hào)TMS Q-400)中以使其長度為10mm，然后對(duì)其施加I. Ogf/den的應(yīng)力。施加應(yīng)力后2分鐘時(shí)，開始測試并用30分鐘將溫度由30°C快速升高到100°C。用溫度達(dá)到100°C時(shí)樣品的長度增量除以樣品的初始長度并表示為百分比，由此獲得瞬時(shí)熱變形率。3)織物剛度的測量根據(jù)ASTM D4032的說明書，通過圓形彎曲測定法測量織物的剛度。此處，相對(duì)于緯線和經(jīng)線方向測量剛度，緯線和經(jīng)線方向上獲得值的平均值以牛頓(N)為單位顯示。4)織物耐熱性的測量方法(350°C熱鋼棒測試)·將重量為50g、直徑為IOmm的圓柱形鋼棒加熱至350°C，然后從氣囊用織物上方IOcm處垂直落下。此處，熱鋼棒落下穿過織物的時(shí)間為T1，無織物時(shí)鋼棒落下的時(shí)間為T2。通過下述等式測量耐熱性。此處，使用了單層未折疊的氣囊用織物。[等式I]織物耐熱性(秒)=T1-T25)織物耐熱性的測量方法(450°C熱鋼棒測試)將重量為50g、直徑為IOmm的圓柱形鋼棒加熱至450°C，然后從氣囊用織物上方IOcm處垂直落下。此處，熱鋼棒落下穿過織物的時(shí)間為T3，無織物時(shí)鋼棒落下的時(shí)間為T4。通過下述等式測量耐熱性。此處，使用了單層未折疊的氣囊用織物。[等式2]織物耐熱性(秒)=T3-T46)紗線強(qiáng)度和伸長率的測量方法將紗線樣品在標(biāo)準(zhǔn)條件下(即，溫度為25°C，相對(duì)濕度為65%)的恒溫恒濕箱中放置24小時(shí)，并使用拉力試驗(yàn)機(jī)通過ASTM 2256的方法進(jìn)行測試。7)織物的織造和涂覆用單絲紗線織成平紋織物，使得紗線密度在緯線和經(jīng)線方向上均為50緯線或經(jīng)線/英寸。坯布使用連續(xù)精煉機(jī)在水浴中(由50°C逐漸設(shè)定為95°C )進(jìn)行精煉并收縮，然后通過熱加工處理在200°C處理2分鐘。隨后，利用硅類涂布劑以25g/m2的重量涂覆織物。8)氣囊墊擴(kuò)展測試?yán)媒?jīng)涂覆的氣囊用織物制造駕駛員氣囊(DAB)模塊，并在85°C放置4小時(shí)后，在幾分鐘內(nèi)對(duì)該模塊進(jìn)行靜態(tài)測試。此處，粉末充氣泵(powder inflator)的壓力為180kPa,并且在擴(kuò)展測試后未顯示織物撕裂、形成針孔和織物燃燒時(shí)，評(píng)價(jià)為“合格”。然而，在顯示出織物撕裂、接縫中形成針孔和織物燃燒中的任何一種時(shí)，則評(píng)價(jià)為“不合格”。[實(shí)施例]下面，將參考實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明，但本發(fā)明的范圍不限于下述實(shí)施例和比較例。實(shí)施例I使用劍桿織機(jī)，通過平紋織造法用具有表I中所列特征的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯紗線制造氣囊用坯布，使其織物密度在緯線和經(jīng)線方向上均為50緯線或經(jīng)線/英寸。
實(shí)施例2通過實(shí)施例I中所述的方法用具有表I中所列特征的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯紗線制造氣囊用坯布。實(shí)施例3通過實(shí)施例I中所述的方法用具有表I中所列特征的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯紗線制造氣囊用坯布。比較例I
使用劍桿織機(jī)，通過平紋織造法用具有表I中所列特征的尼龍66紗線制造氣囊用坯布，使其織物密度在緯線和經(jīng)線方向上均為50緯線或經(jīng)線/英寸。比較例2通過比較例I中所述的方法用具有表I中所列特征的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯紗線制造氣囊用坯布。比較例3通過比較例I中所述的方法用具有表I中所列特征的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯紗線制造氣囊用坯布。實(shí)施例4實(shí)施例I中所制造的坯布使用連續(xù)精煉機(jī)在水浴中(由50°C逐漸設(shè)定為95°C )進(jìn)行精煉并收縮，然后通過熱加工處理在200°C處理2分鐘。在未涂覆狀態(tài)下，測量織物的剛度、350°C耐熱性和450°C耐熱性，其結(jié)果示于表2中。此外，利用硅類涂布劑以25g/m2的重量涂覆所制造的織物，并在180°C熱處理2分鐘。利用經(jīng)熱處理的織物制作氣囊墊，并進(jìn)行氣囊墊擴(kuò)展測試。測試結(jié)果和在模塊中的收納性示于表2中。實(shí)施例5通過實(shí)施例4中所述的方法處理實(shí)施例2中所制造的坯布。所制造的織物的物理性質(zhì)、氣囊墊擴(kuò)展測試的結(jié)果以及在模塊中的收納性示于表2中。實(shí)施例6通過實(shí)施例4中所述的方法處理實(shí)施例3中所制造的坯布。所制造的織物的物理性質(zhì)、氣囊墊擴(kuò)展測試的結(jié)果以及在模塊中的收納性示于表2中。比較例4比較例I中所制造的坯布使用連續(xù)精煉機(jī)在水浴中(由50°C逐漸設(shè)定為95°C )進(jìn)行精煉并收縮，然后通過熱加工處理在20(TC處理2分鐘。在未經(jīng)涂覆狀態(tài)下，測量織物的剛度、350 V耐熱性和450 °C耐熱性，結(jié)果示于表2中。此外，利用硅類涂布劑以25g/m2的重量涂布所制造的織物，并在180°C熱處理2分鐘。利用經(jīng)熱處理的織物制作氣囊墊，并進(jìn)行氣囊墊擴(kuò)展測試。測試結(jié)果和在模塊中的收納性示于表2中。比較例5通過比較例3中所述的方法處理比較例2中所制造的坯布。所制造的織物的物理性質(zhì)、氣囊墊擴(kuò)展測試的結(jié)果以及在模塊中的收納性示于表2中。比較例6
通過比較例3中所述的方法處理比較例3中所制造的坯布。所制造的織物的物理性質(zhì)、氣囊墊擴(kuò)展測試的結(jié)果以及在模塊中的收納性示于表2中。

[表 I]

權(quán)利要求
1.一種氣囊用織物，所述氣囊用織物包含 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維，所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維通過對(duì)特性粘度為O. 8dl/g I. 3dl/g的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯碎片進(jìn)行紡絲而制得， 其中，所述氣囊用織物的350°C耐熱性為O. 75秒 I. O秒，所述耐熱性通過下述等式計(jì)算出 [等式I] 織物耐熱性(秒)=T1 - T2 其中，T1是加熱至350°C的鋼棒從織物上方IOcm處落下穿過織物的時(shí)間，T2是同樣的鋼棒從同樣的高度落下的時(shí)間。
2.一種氣囊用織物，所述氣囊用織物包含 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維，所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維通過對(duì)特性粘度為O. 8dl/g I. 3dl/g的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯碎片進(jìn)行紡絲而制得， 其中，所述氣囊用織物的450°C耐熱性為O. 45秒 O. 65秒，所述耐熱性通過下述等式計(jì)算出 [等式2] 織物耐熱性(秒)=T3 - T4 其中，T3是加熱至450°C的鋼棒從織物上方IOcm處落下穿過織物的時(shí)間，T4是同樣的鋼棒從同樣的高度落下的時(shí)間。
3.如權(quán)利要求I或2所述的氣囊用織物，其中，所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維的瞬時(shí)熱變形率為I. 0% 5. 0%。
4.如權(quán)利要求I或2所述的氣囊用織物，其中，所述氣囊用織物的剛度為5.ON 15.0N。
5.如權(quán)利要求I或2所述的氣囊用織物，其中，所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維在室溫下的強(qiáng)度為8. Og/d 11. Og/d，伸長率為15% 30%。
6.如權(quán)利要求I或2所述的氣囊用織物，其中，所述聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維的單絲細(xì)度為4. 5丹尼爾以下。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維的氣囊用織物，更具體而言，本發(fā)明涉及耐熱性和瞬時(shí)熱變形性經(jīng)改善的氣囊用織物，所述氣囊用織物如下制備通過控制聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維的強(qiáng)度和伸長率來制備氣囊用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維，并用其代替使用由尼龍66制成的紗線的已知?dú)饽矣每椢铩１景l(fā)明的氣囊用織物包含聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維，所述纖維通過對(duì)特性粘度為0.8dl/g～1.3dl/g的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯碎片進(jìn)行紡絲而制得，所述氣囊用織物的450℃耐熱性為0.45秒～0.65秒，350℃耐熱性為0.75秒～1.0秒。
文檔編號(hào)D03D1/02GK102959147SQ201180030541
公開日2013年3月6日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者丁一元, 梁承哲 申請人:株式會(huì)社曉星