制备用于气囊的聚酯织物的方法与流程

本发明涉及一种制备用于气囊的聚酯织物的方法。更具体地，本发明涉及一种制备用于气囊的织物的方法，其使得在使用聚酯纱线织造用于气囊的高密度织物时整个织物能够被提供有均匀的张力。

背景技术：

通常，气囊是一种当以约40km/h或大于40km/h的速度行驶的车辆发生对正碰撞时，在碰撞传感器感测到车辆的碰撞冲击后，使火药爆炸以将气体供应至气囊中，从而使得气囊膨胀而保护驾驶员和乘客的装置。

用于气囊的织物所需的特性如下：低透气性，以在碰撞时较好地展开气囊；高强度和高耐热性，以防止气囊本身的损坏和破裂；以及柔性，以减少给乘客带来的冲击。

具体地，将用于车辆的气囊制备为一定的形状，并将其以使得其体积最小化的折叠形式安装在车辆的方向盘、侧窗或者侧面结构中，并且当气体发生器充气器运行时，气囊膨胀并展开。

为了确保通过气体发生器中突然的气体的产生而展开气囊时的优良的膨胀性能和展开性能，可以通过在经纱或纬纱方向上保持恰当的(correct)形状来增加气囊垫(airbag cushion)的气密性。然而，在气囊垫制备中先前使用的诸如尼龙66的聚酰胺纤维通常对温度和速度敏感，因此，难以在切割织物时在经纱或纬纱方向上保持恰当的形状。具体地，在大尺寸的垫(cushion)的情况下，不能进行精准地织物切割(fabric cutting)，这会产生外观差和产率下降的问题。

同时，日本专利公开No.Heisei 04-214437提出在用于气囊的织物中使用聚酯纤维，以便减少聚酰胺纤维的缺点。然而，当通过使用现有的聚酯纤维制造气囊时，由于其高刚度，难以将气囊安装在车辆的狭窄空间中，由于其高模量和低延伸率，导致由在高温下的热处理所引起的过度热收缩，并且在高温度和高湿度的苛刻条件下在保持足够的机械特性和展开特性方面具有局限性。

另外，当应用聚酯纱线织造用于气囊的高密度织物时，施加至引纬区域的力与施加至与所述引纬区域相对的区域的力不同，因此，施加至引纬区域中的纱线的力变得高于施加至与所述引纬区域相对的区域中的纱线的力，使得在与所述引纬区域相对的区域中的织物被织造得并不牢固，导致织物的布边中产生褶皱。

由于这个问题，在处理和涂覆时涂层剂不能均匀地涂覆到整个织物上，并且留在用于车辆气囊的织物中的热应力被释放，因此织物发生收缩。另外，这种收缩变形特性会引起织物的固有织造密度的变化，从而产生诸如气密性和尺寸稳定性的下降，最终衬垫产品的体积和厚度的变化等问题。

因此，有必要研发能够有效制备用于气囊的聚酯织物的工艺的需要，其使得在使用聚酯纱线织造高密度织物时整个织物能够被提供以均匀的张力，并且能够有效地制备用于气囊的具有优良的机械特性和气密效果的聚酯织物，以适合作为用于车辆气囊的织物。

技术实现要素：

技术问题

本发明提供一种通过在使用聚酯纤维织造用于气囊的高密度织物时向整个织物提供均匀的张力来制备同时具有优良的机械特性和优良的包装特性(packing property)、尺寸稳定性以及气密效果的用于气囊的织物的方法。

另外，本发明提供一种通过上述方法制备的用于气囊的织物。

技术方案

提供一种制备用于气囊的聚酯织物(polyester fabric)的方法，所述方法包括使用聚酯纤维(polyester fiber)织造用于气囊的原料织物(raw fabric)，其中，在织造工序中20根纱线至100根纱线的高密度组织(weave)被插入到用于气囊的原料织物的布边中。

下文中，将更加详细地描述根据本发明的具体实施例的制备用于气囊的聚酯织物的方法。然而，下述内容仅用于说明性目的，并且本发明的范围不旨在限制于此，并且很显然，对于本领域中的技术人员来说，在不脱离本发明的范围的情况下可以以许多不同的方式修改所述实施例。

另外，“包括”或“包含”指的是包括任意组分(或成分)而没有特别限制，除非在此说明书中特别提到，并且其不应当被解释为具有排除其他组分(或成分)的添加的含义。

同时，正如本文所使用的，用于气囊的织物指的是用于制造用于车辆的气囊的机织织物(woven fabric)或非织造织物(nonwoven fabric)。通过剑杆织机织造的尼龙66平纹织物或者尼龙66非织造织物已经被用作用于气囊的通常织物。然而，本发明的用于气囊的织物的特点在于通过使用聚酯纤维而具有诸如尺寸稳定性、韧性、气密性、刚度等优良的基本物理特性。

为了将聚酯纤维应用于用于气囊的纤维而取代现有的聚酰胺纤维(例如，尼龙66)，诸如物理特性中的长期稳定性、包装特性(packing property)、衬垫(cushion)的展开能力等性能的劣化应当通过改善现有的聚酯纤维的耐热性和模量而被克服。

就分子结构而言，聚酯具有比尼龙更硬的结构，并且具有高模量的特性。因此，当聚酯纱线被应用以织造用于气囊的高密度织物时，施加至引纬区域(纬纱织造的起点)的力与施加至与所述引纬区域相对的区域(纬纱织造的终点)的力不同，因此，难以在后续的涂布工序等中保持整个织物的均匀的物理特性。具体地，由于聚酯纱线具有比尼龙更低的弹性，在织造产生后，会存在在较低张力下织物下垂的问题。

因此，本发明发明人证实当预定的高密度、高张力的组织(weave)在使用聚酯纤维织造用于气囊的高密度织物时被插入到布边中，以向整个织物提供均匀的张力，因此，用于气囊的织物具有改善了的物理特性，从而完成本发明。

根据本发明的实施例，提供一种通过使用聚酯纤维制备用于气囊的具有优良的机械特性和尺寸稳定性的织物。制备用于气囊的聚酯织物的方法包括使用聚酯纤维织造用于气囊的原料织物(raw fabric)，其中，在织造工序中，20纱线至100纱线的高密度组织可以被插入到用于气囊的原料织物的织边中。

本发明的用于气囊的织物的特征在于：在使用聚酯纤维织造用于气囊的高密度织物时，具有比织物的其他部分高的张力的高密度组织(high-density weave)被单独地插入(inserted)到没有包括在最终产品中而是通过切割工序中的切割被移除的布边(selvage)中，从而人为地向整个织物提供均匀的张力。具体地，在使用具有比尼龙低的弹性的聚酯纱线织造用于气囊的高密度织物时，高密度、高张力的组织(weave)被插入到对应于张力变低的纬纱织造(weft weaving)的终点的织边中，从而显著减少织物的下垂。

高密度组织可以由20根纱线至100根纱线，优选地，30根纱线至95根纱线，以及更优选地，40根纱线至90根纱线组成。在这一点上，就控制使在织物的宽度方向上的张力均匀而言高密度组织必须由20根或大于20根的纱线组成，就防止织造机故障和避免产率下降而言高密度组织必须由100根或小于100根的纱线组成。然而，在OPW(一片式织造，One Piece Woven)型织物中，布边的张力根据所设计的形状大有不同，因此，可以选择被插入至布边中的高密度、高张力组织，并且可以依据衬垫(cushion)的设计来确定将应用的纱线的数量。

另外，如图1至3所示，高密度组织可以为3×3方平组织(basket weave)(图1)，2×2方平组织(图2)，部分共织造组织(partially co-woven weave)(图3)，或者其中的一种或多种混合组织。正如图3所示，两个分开(separated)的织物层的周边(circumference)被部分共织造为单个织物(single fabric)，使得可以包括部分共织造型的平纹双层组织。然而，就防止经纱方向上的张力波动和容易控制宽度方向上的张力而言，2×2方平组织或3×3的方平组织是优选的。

在本发明中，通过使用聚酯纤维作为纬纱和经纱来织造织物而制备用于气囊的聚酯织物。就此而言，聚酯纤维可以具有200旦尼尔至1000旦尼尔，优选地300旦尼尔至950旦尼尔，且更优选地400旦尼尔至900旦尼尔的总纤度。就织物的强度而言，聚酯纤维可以具有200旦尼尔或大于200旦尼尔的总纤度，就衬垫的包装特性而言可以具有1000旦尼尔或小于1000旦尼尔的总纤度。旦尼尔是表示纱线或纤维的纤度的单位，并且长9000m的纱线重1g为1旦尼尔。另外，优选地，聚酯纤维的丝线的数量可以为50至210，并且优选地可以为60至180，这是由于聚酯纤维的高数量的丝线可以给予更柔软的感觉，但是就可纺性而言过多的丝线并不好。

具体地，在本发明中，在制备中可以使用低于先前已知的聚酯纤维的初始模量(通常，初始模量为120g/de或大于120g/de)的具有45g/d至100g/d，优选地50g/d至90g/d，更优选地55g/d至85g/d的初始模量的聚酯纤维。就此而言，聚酯纤维的模量指的是从通过抗拉试验获得的强度-应变曲线图的弹性范围内的梯度(gradient)获得的弹性模量值。当纤维的模量很高时，弹性良好，但是织物的刚度可能会变差。另一方面，当模量太低时，织物的刚度良好但是弹性恢复变低并且织物的韧性会变差。同样地，由于由具有比现有纤维的初始模量低的初始模量的聚酯纤维制备用于气囊的织物，所以织物可以解决由现有PET织物的高刚度引起的问题，并会呈现优异的可折叠性、柔性以及包装特性(packing property)。

另外，聚酯纤维优选地为普通聚酯中的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维，并且更优选地，包括70mol％或大于70mol％，优选地，90mol％或大于90mol％的量的PET的PET纤维。

聚酯纤维可以呈现8.0g/d或大于8.0g/d，优选地8.0g/d至10.0g/d，更优选地8.3g/d至9.5g/d的抗拉强度，以及15％至27％，更优选地18％至24％的断裂延伸率。聚酯纤维的干热收缩率可以为1.0％至5.0％，更优选地为1.2％至3.5％。正如上所述，在本发明的聚酯织物通过使用具有在最优范围内的特性粘度、初始模量以及延伸率的聚酯纤维被制备为用于气囊的纤维时，所述聚酯织物可以呈现优异的性能。

同时，可以通过使用普通织造机进行使用聚酯纤维织造用于气囊的原料织物的工序，并且所述织造机没有限制于任何特定的织造机。例如，通过使用剑杆织机、喷气织机、喷水织机等制备平纹型织物，并且通过诸如提花喷气织机、提花喷水织机等的提花织机制备OPW型织物。然而，就在制备气囊垫时就改善保持内压力的性能，简化整个制备工序以及有效降低工序成本而言，可以通过提花织机将本发明的用于气囊的聚酯织物以OPW(一片式织造)型织造。具体地，当两个分开的织物层被共织造为OPW(一片式织造)型时，同时在双层织物的两侧上执行随后的涂覆工序，因此，通过如上所述的将高密度组织插入至织物的布边中来为整个织物提供均匀的张力是很重要的。

用于气囊的聚酯织物的织造张力可以为200N至400N，优选地为200N至300N，并且就织造特性而言织造张力优选地为200N或大于200N，以及就避免根据纺纱油剂和织造油剂的减少而导致纱线断头产生而言织造张力优选地为400N或小于400N。

另外，用于气囊的聚酯纤维的织造速度可以为400RPM至700RPM，优选地为450RPM至650RPM，并且就提高产率而言织造速度优选地为450RPM或大于450RPM，以及就移除纺纱油剂和织造油剂与避免产生缺陷而言织造速度优选地为650RPM或小于650RPM。

就此而言，用于气囊的聚酯纤维的经纱密度和纬纱密度中的每一个，即，聚酯织物的经向织造密度和纬向织造密度中的每一个可以分别为36根纱线/英寸至65根纱线/英寸，优选地为38根纱线/英寸至63根纱线/英寸，更优选的为40根纱线/英寸至60根纱线/英寸。就确保用于气囊的织物的机械特性而言用于气囊的聚酯织物的经纱密度和纬纱密度中的每一个可以为36根纱线/英寸或大于36根纱线/英寸，就改善织物的气密性和可折叠性而言可以为65根纱线/英寸或小于65根纱线/英寸。

另外，针对(against)由高压空气引起的张力而最小化聚酯纤维的延伸率是很重要的，以便提高用于气囊的聚酯纤维的气密性，并且为了在运行气囊时确保足够的机械性能，使从高温和高压废气聚酯纤维的能量吸收性能最大化是很重要的。因此，本发明的用于气囊的织物可以为具有1500或大于1500的覆盖系数的高密度织物。具体地，织造和处理所述织物，使得其根据下述公式1具有1500至2500的覆盖系数，从而改善在展开气囊时的气密性和能量吸收性能。

[公式1]

这里，当织物的覆盖系数小于1500时，就有空气在空气膨胀期间很容易释放到外部的问题，并且当织物的覆盖系数大于2500时，就有当安装气囊时气囊垫的包装特性和可折叠性会显著劣化的问题。然而，根据本发明的用于气囊的高密度织物的覆盖系数可以依据织物的织造方法或者纱线的种类而为1600或大于1600，1700或大于1700，或者1780或大于1780。

在本发明中，织造工序后的织物可以进一步经受洗涤和拉幅工序。

洗涤工序可以在40℃至100℃，优选地45℃至99℃，更优选地50℃至98℃的温度条件下进行。在纱线生产或织物织造中产生的污染物和外来物质可以通过洗涤工序从织造的织物中移除。可以根据处理速度控制洗涤工序中的停留时间，以从洗浴中移出织物，并且织物的洗涤速度可以为5m/min至30m/min，优选地为10m/min至30m/min，更优选地为10m/min至20m/min。可以根据处理效率，以及如果需要的话考虑例如洗涤剂等的适用性而修改此洗涤工序的条件。另外，在洗涤工序后，织物可以经受为热固定步骤的拉幅工序以固定形状，使得外部影响不会改变所述形状。

这样，织物可以经受拉幅工序以确保用于气囊的聚酯织物的尺寸稳定性。拉幅工序可以在5％至10％，优选地5.5％至9.5％，更优选地6％至9％的超喂(overfeed)条件下进行。就此而言，超喂指当所洗涤的织物被喂入拉幅工序中的室中时的供应，并且其表示在拉幅工序中喂入(feed)速率与排出速率之间的差(％)。例如，拉幅工序的超喂可以计算为喂入辊的运行速度和卷绕辊的运行速度的百分比(％)。当以大于10％的超喂将织物喂入室中时，由于室中的热空气会发生针的丢失(pin missing)，不会完成均匀的热处理，并且会提供过多的纬纱密度。相反，当拉幅工序的超喂小于5％时，就有由于过多的张力而损伤织物并降低纬纱密度的问题。在这种情况下，纬纱密度变低，织物的透气性变高，并且衬垫不会被制备为所需尺寸。

在拉幅工序中，所洗涤的织物的喂入速率，即，喂入辊的运行速度可以为10m/min至40m/min，更优选地为15m/min至35m/min。织物的喂入速率与织物在洗涤工序的室中的停留时间紧密相关。具体地，如果喂入速率小于10m/min时，在加热室中过久的停留会引起织物柔软度的下降和热损伤。相反，当喂入速率超过40m/min，因此拉幅工序进行太快时，织物在所述室中的停留时间太短，因此不会产生足够的热处理，进而导致织物的不均匀收缩。

拉幅工序是通过将在洗涤步骤中收缩的织物的密度调整至产品所需的特定水平而控制织物的密度和尺寸的工序。在本发明中，拉幅步骤可以在150℃至190℃，优选地153℃至185℃，更优选地155℃至180℃的温度条件下进行。就最小化织物的热收缩和改善尺寸稳定性而言拉幅工序的温度可以在上述范围内。

在本发明中，所述方法还可以包括用橡胶组分(rubber component)涂布织造织物或者涂布额外经受洗涤和拉幅工序的织物。

当用于气囊的织物通常使用聚酯纱线织造时，由于相比于尼龙，聚酯纱线具有较低的弹性，因此，出现织造后在较低张力下织物的下垂，并且由于在刮刀与织物之间的不同张力而导致产生涂布量偏差。然而，在本发明中，预定的组织在使用聚酯纤维织造用于气囊的高密度织物时被插入到布边中，以向整个织物提供均匀的张力，因此，涂布剂在涂布时被均匀地涂覆至整个织物，并且可以确保用于气囊的织物的优异的机械特性。

在本发明中，在织物的一侧或两侧上可以进行用橡胶组分的涂布，并且所述橡胶组分可以为选自由粉末型硅氧烷(silicon)、液体型硅氧烷、聚氨酯、氯丁二烯、氯丁橡胶、聚氯乙烯以及乳液型硅氧烷树脂组成的组中的一种或多种。就展开时的气密性和强度保持而言，粉末型硅氧烷、液体型硅氧烷或者两者的混合物是优选的。

如上所述，根据本发明，预定的高密度组织(weave)在织造用于气囊的高密度织物时被插入到布边中，以向整个织物提供均匀的张力，从而在涂布时将涂布剂均匀地涂覆在整个织物上。因此，每单位面积的橡胶组分的涂布量可以为15g/m²至150g/m²，优选地20g/m²至140g/m²，更优选地30g/m²至130g/m²，并且为了获得优异的耐洗性(scrub resistence)和内部压力保持特性，涂布量可以为15g/m²或大于15g/m²，并且就包装特性而言，涂布量可以为150g/m²或小于150g/m²。

另外，在织物的宽度方向上，每单位面积的涂布量偏差可以为±20％，即，在20％以内，优选地为±18％，更优选地为±15％。

橡胶组分的涂布是为了改善用于气囊的织物的机械特性，有效阻止空气渗透至织物的表面，并且也是为了通过与织物的化学粘合(chemical bonding)来改善粘合性能和气密性。在织物的整个表面进行橡胶组分的涂布。诸如刮涂法(knife coating)、刮片法、喷涂法等的常规涂布法可以用作所述涂布法，并且优先使用刮涂法。

例如，当使用气刀法(Knife Over Air)时，通过刀的锐利度和织物的张力来控制涂布量。涂布工序的顺序包括：依据涂布量在检查所述刀的厚度之后装配刀；然后安装板，所述板用于防止涂层剂流出到其他侧中。另外，通过在依据涂布量设定了高度和角度后进行硅树脂(silicone)的排放，而可以进行基底涂布操作。具体地，在本发明中，预定组织在织造用于气囊的聚酯织物时被插入到布边中，以向整个织物提供均匀的张力，从而防止织物在涂布工序中下垂，并且最小化刀与织物之间的张力偏差以将涂布剂均匀地涂覆在整个织物上。同时，为了抑制由于涂层的厚度和粘度而产生的织物粘结现象，可以进行顶部涂布操作。本文中，可以以使用凹版辊(gravure roll)的方式进行所述顶部涂布操作。

为了干燥完成涂布的织物并固化涂布剂，可以进一步进行硫化处理，随着硫化处理最终完成，涂布工序完成。

硫化处理可以在150℃至200℃，优选地160℃至190℃，最优选的165℃至185℃的温度下进行，以继续固化。就改善耐洗性而言，硫化温度可以为150℃或大于150℃，就确保优选的织物厚度和刚度而言硫化温度可以为200℃或小于200℃。另外，在上述硫化温度下的固化时间可以在120秒至300秒，优选地150秒至250秒，最优选地180秒至240秒的范围内。如果固化时间小于120秒，由于橡胶组分就不能有效地进行涂层的固化操作，使得织物的机械性能降低，并且涂层会被剥离。相反，如果固化时间大于300秒，最终制造的织物就会增加刚度和厚度，从而降低折叠特性。

在本发明中，由于根据需要可以对除了上述说明之外的物质进行调整，所以其在本发明中没有特别限定。

有益效果

根据本发明，提供一种制备用于气囊的织物的方法，所述方法通过在使用聚酯纤维织造高密度织物时将预定的高密度组织插入到布边中以向整个织物提供均匀的张力使得所述气囊同时具有优异的机械性能和优异的包装特性、尺寸稳定性以及气密效果。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的插入到聚酯织物的布边中的3×3的方平组织的组织图(a)，以及其横截面(b)。

图2示出了根据本发明的一个实施例的插入到聚酯织物的布边中的2×2的方平组织的组织图(a)，以及其横截面(b)。

图3示出了根据本发明的一个实施例的插入到聚酯织物的布边中的部分共织造型的平纹双层组织的组织图(a)，以及它的横截面(b)。

具体实施方式

下文中，将提供优选示例以用于更好的理解本发明。然而，下述示例仅用于说明本发明，而且本发明的范围未限制于下述示例。

示例

示例1

在如下表1所示的条件下制备用于气囊的聚酯织物。

首先，通过使用提花喷气织机的500旦尼尔的复丝聚酯纤维(丝线的数量：144)以及通过将57根纱线/英寸的经纱密度和49根纱线/英寸的纬纱密度应用为织造密度来织造具有2370覆盖系数的用于气囊的原料织物。此时，如图1所示的60根纱线的3×3的方平组织在织造工序中被插入到用于气囊的坯布的布边中。

这样织造的织物的两侧通过气刀法经受75g/cm²的硅树脂涂布。这样制备的用于气囊的织物的左、中和右部分的涂布量被测量并显示在下表1中。

示例2

除了在织造工序中将如图2所示的60根纱线的2×2的方平组织插入到用于气囊的原料织物的布边中之外，以与示例1相同的方式制备用于气囊的聚酯纤维。

这样织造的织物的两侧通过气刀法经受75g/cm2的硅树脂的涂布。这样制备的用于气囊的织物的左、中和右部分的涂布量被测量并显示在下表1中。

示例3

除了在织造工序中将如图1所示的80根纱线的3×3的方平组织插入到用于气囊的原料织物的布边中之外，以与示例1相同的方式制备用于气囊的聚酯纤维。

这样织造的织物的两侧通过气刀法经受75g/cm2的硅树脂涂布。这样制备的用于气囊的织物的左、中和右部分的涂布量被测量并显示在下表1中。

比较例1

除了在织造工序中未将额外的方平组织插入到用于气囊的原料织物的布边中之外，以与示例1相同的方式制备用于气囊的聚酯纤维。

这样织造的织物的两侧通过气刀法经受75g/cm²的硅树脂涂布。这样制备的用于气囊的织物的左、中和右部分的涂布量被测量并显示在下表1中。

比较例2

除了在织造工序中将如图2所示的120根纱线的2×2的方平组织被插入到用于气囊的原料织物的布边中之外，以与示例2相同的方式制备用于气囊的聚酯纤维。

然而，在上述织造工序中，布边的张力被过度增加而损伤织造机。因此，织造所述织物是不可能的。

比较例3

除了在织造工序中将如图1所示的18根纱线的3×3的方平组织插入到用于气囊的原料织物的布边中之外，以与示例1相同的方式制备用于气囊的聚酯纤维。

这样织造的织物的两侧通过气刀法经受75g/cm²的硅树脂(silicone resin)涂布。这样制备的用于气囊的织物的左、中和右部分的涂布量被测量并显示在下表1中。

用于制备根据示例1至示例3与比较例1至比较例2的聚酯织物的条件以及所制备的织物的涂布量的测量结果被显示在下表1中。

[表1]

如表1所示，可以看出，由于根据本发明通过在编织工序中将最优的(optimized)3×3方平组织或2×2方平组织插入到用于气囊的原料织物的布边中来制备示例1至示例3的织物，所以最终制备的整个织物的张力被控制为均匀的并且涂布剂在处理和涂布时被均匀地涂覆在整个织物上。

相反，当在比较例1中通过现有方法没有额外的方平组织被插入到布边中时，施加至引纬区域的力与施加至与所述引纬区域相对的区域的力不同。因此，在比较例1中，施加至引纬区域中的纱线的力高于施加至与所述引纬区域相对的(opposite)区域中的纱线的力，并且在与所述引纬区域相对的区域中的织物并没有被牢固地织造，导致在所述织物的布边中产生褶皱。为此，涂布剂在处理(processing)和涂布时不能均匀地涂覆在比较例1的整个聚酯织物中。另外，可以确认，当在比较例3中在织造工序中将18根纱线的3×3方平组织插入到布边中时，在布边中产生褶皱。另外，在比较例3中，涂层剂在涂布时不能均匀涂覆至整个织物。同时，可以看出，当在比较例2中在织造工序中将120根纱线的2×3的方平组织插入到布边时，布边张力过度增加而损伤织造机，并且织物的织造是不可能的。