织物性能及整理工艺对非涂层安全气囊透气性的影响

2008年8月第3期第19页浙江纺织服装职业技术学院学报织物性能及整理工艺对非涂层安全气囊透气性的影响茅惠伟叶宏武摘要：非涂层安全气囊主要依靠透气织物作为其主要的结构材料。文章就织物性能及整理工艺对非涂层安全气囊透气性的影响进行了探讨。通过实验论证了以锦纶丝为原料织造的平纹组织的气囊织物，在一定的轧光速度、轧光线压力、轧光温度、轧光回数的加工条件下，其透气量的变化情况。关键词：安全气囊；织物性能；热轧整理；透气性中图分类号：TS101.92+3文献标识码：B文章编号：1674-2346（2008）02-0019-03————————————收稿日期：2008－04－11基金项目:宁波市先进纺织技术与服装CAD重点实验室基金资助项目[项目编号：2007ZDSYS-B-008]第一作者简介：茅惠伟，女，浙江纺织服装职业技术学院，硕士（浙江宁波315211）1引言安全气囊系统是一种汽车安全被动装置，其中安全气囊袋是其重要组件之一。安全气囊袋已经历了4个发展过程：第一代为缝制型的聚氯丁烯涂层织物；第二代为缝制型的硅酮橡胶涂层织物；第三代为缝制型的非涂层织物；第四代为全成型的非涂层织物。国外对气囊袋的研究主要集中在5个方面：一是气囊袋展开后，织物动态力学性能的变化，即织物经纬向应力、应变的情况和相互关系；二是气囊袋展开后影响透气量的因素；三是织物展开过程的模拟；四是织物透气性与织物力学性能的关系；五是气囊袋的折叠方法。而国内安全气囊袋的研究相对薄弱。由于第一、二代涂层安全气囊具有厚度厚、难折叠、涂层会随时间降解等缺点,故人们试图采用非涂层安全气囊。非涂层安全气囊主要依靠透气织物作为其主要的结构材料，就这一点而言，透气性将对司乘人员与安全气囊之间的作用产生重要影响。故本文拟对与织物透气性密切相关的影响因素即织物性能和整理工艺进行分析探讨，力求生产符合最佳指标的安全气囊透气织物。2实验理论分析织物透气性是指空气透过织物的能力，通常用透气量来表示。透气量是指织物两面在规定的压差下，单位时间内流过织物单位面积的空气体积，其单位为（cc/cm2/sec）。气囊织物的透气量大小是决定其能否张满的主要因素之一，另外也是其形状稳定性的保证。织物的透气性与织物性能和整理工艺都有密切关系，本实验的方案具体如下：2.1原料到目前为止，锦纶66（PA66）仍是安全气囊的首选原料，因为锦纶66具有热焓量高、初始模量低和弹性好等优良性能，从而使得其织物在动态载荷作用下具有应力分布均匀、抗冲击性能和阻燃性好等优点。构成本试验的锦纶丝的细度为300～800dtex，优选细度为320～700dtex的长丝，PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建的时候，安全气囊织物在折叠性和收纳性方面良好的性能，但是由于在强度方面存在着一定的问题，会使安全气囊在展开时发生破裂导致失去保护作用。本实验选用经纬细度为470dtex×470dtex的锦纶丝为原料。2.2织物组织由于车辆在受到撞击时必须要求安全气囊在极短的时间内展开，以便能够迅速地吸收司乘人员所受撞击的能量，基于这样的情况要求安全气囊展开时应具有低的透气性，以及为了防止安全气囊自身损坏、破裂的高强度。而在相同条件下1/1平纹，2/2斜纹，2/2重平3种组织的织物，它们的透气量大小为：斜纹组织的透气量重平组织透气量平纹的组织透气量。这是因为浮长越长，织物越松柔，在较大压差下，其透气量越大。所以选择平均浮长较小的平纹组织作为本实验气囊织物的组织。平纹组织具有最小的织物透气性、最高的结构稳定性和最大的织物强度。2.3织物密度根据ASTMD3775的执行标准，气囊织物的经密要求≥18根/cm，纬密要求≥18.5根/cm。密度低于18根/cm时，长丝与长丝间的交叉阻力会变小；密度高于25根/cm时，织物的刚软度会增大，织物变硬，不利于安全气囊的折叠小型化。本实验选用经纬密度分别为20～22根/cm的平纹织物。2.4透气量在设定空气压力为125Pa下，气囊织物的透气量要求在0.005～0.160（cc/cm2/sec）的范围。透气量低于0.005（cc/cm2/sec）的话，就要进一步提高织物的充填率（气囊织物经纬单丝间的充填率为80％～95％的范围，以此来实现气囊织物最重要的低透气性），这样织物就会变得很刚硬、效果不理想。若透气量高于0.160（cc/cm2/sec），就不能满足安全气囊织物的高速展开性和内压保持性。2.5整理工艺之热轧定型经纬纱线的原料、织物组织等在很大程度上决定了织物的工作性能和使用性能。然而，整理工艺对织物性能的进一步改善也起着很重要的作用。安全气囊织物通过整理加工可达到理想的透气率。由于气囊白坯织物的交织点间有一定的空隙，且织物表面具有凹凸的交织点，因此在后整理工序中利用锦纶长丝的热收缩性及热塑性，通过退浆和热轧加工，减小交织点间的空隙，达到理想的织物气密性和织物表面光洁程度。轧光加工的工艺条件为：轧光线压力为50.0~200.0Kg/cm，线压力低于50.0Kg/cm时没有压缩效果；与此相反轧光线压力高于200.0Kg/cm时织物将会变得刚硬效果较差。轧光速度10.0~35.0m/min，当速度低于10.0m/min时实际的生产性不佳，会使产品的成本提高；与此相反，轧光速度高于35.0m/min轧光达不到理想的效果。轧光温度15~220℃，温度低于15℃时没有明显的效果，而且使用低温的轧光机会额外的带来成本上升的问题；当温度高于220℃时会使织物的尺寸稳定性变差且可能会由于温度过高造成聚合物会黏附到轧车上，从而使得轧光的效果不太理想。轧光回数：1~3回。通过对平纹织物进行轧光加工使之产生压缩，使表面单丝的形状变得扁平化，以便实现标准的透气性。3实验结果在轧光速度为10~35.0m/min、轧光线压力为50.0~200.0Kg/cm、轧光温度为15~220℃、轧光回数为1回的加工条件下，用轧光机对细度为470dtex、经纬密度21根/cm的尼龙66安全气囊无涂层织物进行整理，设定空气压力为125Pa，通过改变温度，讨论其透气性的变化。得到相关实验结果如表1：表l轧光温度试验结果（实验1）名称轧光温度(℃)2050100150190透气量(cc/cm2/sec)0.1470.1580.1350.1180.098茅惠伟，等：织物性能及整理工艺对非涂层安全气囊透气性的影响PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建~35.0m/min、轧光线压力为50.0~200.0Kg/cm、轧光温度为15~220℃、轧光回数为1回的加工条件下，用轧光机对细度为470dtex、经纬密度为20~22根/cm的尼龙66安全气囊无涂层织物进行整理，设定空气压力为125Pa，通过改变密度，讨论其透气性的变化。得到相关实验结果如表2：将实验数据与测试要求相比较：得到相关结果如表3：4结语本文仅就织物性能及整理工艺对非涂层安全气囊透气性的影响进行了探讨。通过实验论证了以经纬细度为470dtex×470dtex的锦纶丝为原料织造而成的经纬密度分别为20和22根/cm的平纹组织的气囊织物，在轧光速度为10~35.0m/min、轧光线压力为50.0~200.0Kg/cm、轧光温度为15~220℃、轧光回数为1回的加工条件下，其透气量符合0.005~0.160(cc/cm2/sec)的范围要求。本文只是初步探讨，应进一步研究气囊织物的结构与工作性能的关系。安全气囊是一个相当大的纺织品市场，需要合理的结构设计，最佳的生产、整理工艺，以满足市场需求。参考文献[1]王新厚.安全气囊织物的透气性和力学性能[J].纺织学报，2005(6):13-14.[2]方一芳，蒋世祥.安全气囊织物的研制与开发[J].丝绸，2000(11):28-31.[3]宿颖峰.汽车用安全气囊及其织物[J].中国个体防护装备，2005(4):39-40.InfluenceofFabricPropertiesandFinishingTechniquesonthePermeabilityofUncoatedAirbagMAOHui-weiYEHong-wuTheuncoatedairbagismainlymadefrombreathablefabrics.Thispaperdiscussestheinfluenceoffabricpropertiesandfinishingtechniquesonthepermeabilityofuncoatedairbag.Theexperimentsdem-onstratethechangingairpermeabilityofairbagfabricswhichiswovenintabbytissuewithpolyamideyarnsasthematerialundertheprocessingconditionsofcertaincalenderingspeed,pressure,temperatureandtimes.airbag;fabricproperties;hotcalenderingfinish;permeability(责任编辑竺小恩)表3实验气囊织物与现有气囊织物标准的对比结果项目名称测试要求实验数据经密纬密透气度（125pa）经向≥18根/cm纬向≥18.5根/cm0.005~0.160(cc/cm2/sec)20根/cm，22根/cm20根/cm，22根/cm0.051~0.158(cc/cm2/sec)表2轧光密度试验结果（实验2）名称密度(根／cm)试样1试样2试样3经向纬向202022222222透气量(cc/cm2/sec)0.1470.0510.135PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建