保压性高的帘式安全气囊用一次成型气袋制备方法及气袋
阅读说明：本技术 保压性高的帘式安全气囊用一次成型气袋制备方法及气袋 (One-step forming air bag for curtain type safety air bag with high pressure maintaining performance and preparation method thereof ) 是由 庄建国 于 2021-09-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种保压性高的帘式安全气囊用气袋制备方法,包括以下步骤：将杨氏模量为1.10-1.25CN/dtex,拉伸强度为35N-50N、断裂伸长率为17%-22%的聚酯长丝织造成一次成型气袋,对所述一次成型气袋进行涂胶热定型,所形成的硅胶膜硬度为11-13度。本发明还涉及根据上述方法获得的保压性高的帘式安全气囊用一次成型气袋。(The invention relates to a preparation method of an airbag with high pressure maintaining performance for a curtain type safety airbag, which comprises the following steps: weaving polyester filaments with Young modulus of 1.10-1.25CN/dtex, tensile strength of 35N-50N and elongation at break of 17% -22% into a one-step formed air bag, and gluing and heat-setting the one-step formed air bag to form a silica gel film with hardness of 11-13 degrees. The present invention also relates to a one-shot formed airbag for a curtain airbag having high pressure retaining properties, which is obtained by the above-mentioned method.)
技术领域
本发明涉及一种帘式安全气囊用一次成型气袋制备方法，更具体地，涉及一种保压性高的帘式安全气囊用一次成型气袋制备方法及由该方法获得的保压性高的帘式安全气囊用一次成型气袋。
背景技术
帘式安全气囊是目前广泛应用的被动安全系统的重要组成部分。近年来，随着汽车市场的扩大及安全性要求的提高，帘式安全气囊的使用及装配率也越来越高。
传统帘式安全气囊用面料的涂胶量大时，保压性高，但是由面料做成的气袋折叠时，气袋折叠尺寸大，占用大量的空间。由于气袋闭合区位置采用缝纫线缝制，造成气袋爆破时候，大量高温高压气体从缝纫线位置泄漏。采用的一次成型气袋由于上下层闭合区是织造出来，涂胶时候可以将硅胶直接涂敷在上下层闭合区域，减少了气囊爆破时候产生气体的泄漏。
本
技术领域
仍然需要保压性高的帘式安全气囊用一次成型气袋及其制备方法。
发明内容
在本发明的一个方面，提供了一种保压性高的帘式安全气囊用一次成型气袋制备方法，所述方法包括以下步骤：
将杨氏模量为1.10-1.25CN/dtex，拉伸强度为35N-50N、断裂伸长率为17%-22%的聚酯长丝织造成一次成型气袋，其中所述一次成型气袋包括气腔区域，所述气腔区域具有可充气性，上下层分离，不接结；非气腔区域，所述非气腔区域用于支撑所述气腔区域；以及接缝区域，所述接缝区域形成所述气腔区域和非气腔区域之间的边界；所述接缝区域为 2/2接缝区域、3/3接缝区域和2/2接缝区域组成的混编组织，各个区域交接处上下层纱线经过换层织造；以及
对所述一次成型气袋进行涂胶热定型，所述涂胶热定型工序至少包括第一层涂胶热定型，所述第一层涂胶热定型用第一硅胶由A组分和B组分混合而成，A组分的粘度为130-160 Pa·S，B组分的粘度180-220 Pa·S，A组分和B组分按照1：1重量比混合后的粘度为150-190Pa· S，所形成的硅胶膜硬度为11-13度；
所述第一层涂胶热定型的温度为145-205℃。
在本发明方法的一个实施方案中，帘式安全气囊用一次成型气袋的体积为30L-50L。气袋体积的测试方法：采用PE圆形小球，小球的规格为160g/L。首先测量气袋的重量为A，将PE小球装入气袋中，测试小球塞满后连同帘式气袋的重量为B，然后根据下列公式换算气袋的体积：
V=（B-A）/160
所述帘式安全气囊用一次成型气袋的聚酯长丝的杨氏模量为1.10CN/dtex-1.25CN/dtex。测试方法为在拉伸-伸长曲线上，伸长0.1%时，拉伸强力比0.1%的结果。聚酯长丝的杨氏模量小于1.10CN/dtex，长丝容易变形，做成的一次成型气袋受到高温高压气体冲击时容易变形，影响保压效果。聚酯长丝的杨氏模量大于1.25CN/dtex，则长丝在织造过程中，受到外力作用容易产生毛羽。
在本发明的方法中，一次成型气袋包括：气腔区域，所述气腔区域具有可充气性，上下层分离，不接结；非气腔区域，所述非气腔区域用于支撑所述气腔区域；接缝区域，所述接缝区域形成所述气腔区域和非气腔区域之间的边界。接缝区域组织采用下列组织混编：2/2接缝区域、3/3接缝区域和2/2接缝区域混合而成，各个区域交接处上下层纱线经过换层织造。上下层纱线经过换层织造可以由上下层纬纱经过换层织造形成，无经纱参与织造；或由上下层经纱经过换层织造形成，无纬纱参与织造。接缝区域的宽度5mm-8mm。这样的接缝区域的组织设计主要是防止气囊爆破时候，高温高压气体对接缝区域冲击时，接缝区域无缓冲，应力集中，产生破裂透气。另一方面防止接缝区域形变太大，影响气腔的保压效果。如果接缝区域宽度＞8mm，则影响气腔的充气形状和效果，起不到对人体的有效保护。如果接缝区域宽度＜5mm，则高温高压气体容易造成接缝区域破坏，大量气体从接缝区域漏出。
在本发明的方法中，所述帘式安全气囊用一次成型气袋涂胶热定型中的第一层涂胶热定型采用的硅胶由A和B两个组分构成。A组分的粘度为130-160 Pa·S；B组分的粘度180-220 Pa·S。A和B按照1：1重量比混合，搅拌后的粘度为150-190Pa·S。所形成的硅胶膜硬度为11-13度。以上粘度测试方法为剪切流变仪10l/s条件下剪切粘度值。硅胶膜硬度的测试方法：将硅胶A和B按照1：1混合后加工成120mm╳260mm╳2mm的模块，在ASTMD2240Shore：1A条件下测试。若硅胶混合后粘度小于150Pa·S，涂胶热定型时候，硅胶由于粘度低，极容易渗透到织物的纱线中，造成帘式安全气囊用一次成型气袋的保压性不好。若硅胶混合后粘度大于190Pa·S，硅胶粘度太大，不容易渗透到织物的纱线中，耐磨损性下降。硅胶膜硬度＜11度，则做成的一次成型气袋硬度小，气囊爆破受到高温高压气体冲击时，容易产生形变，影响气袋的保压效果。硅胶膜硬度＞13度，则做成的一次成型气袋硬度太大，折叠后占用空间大。
在本发明的方法的一个实施方案中，所述帘式安全气囊用一次成型气袋涂胶热定型的第一层涂胶热定型的烘箱采用8节，前6节烘箱温度为145-195℃，且采用温度依次递增方式，后面2节烘箱温度设定在200℃。定型温度＜145℃，涂胶热定型时，由于温度低，硅胶容易渗透到织造的纱线中，造成一次成型气袋的透气度高，影响气袋的保压效果。热定型温度＞205℃，一方面浪费能源，同时会造成织物硬度大，做成的气袋折叠难。采用温度依次递增方式，一方面让硅胶一部分渗透到面料的纱线中，一方面让硅胶物性充分发挥，和织物之间的粘结程度以及做成的最终一次成型气袋硬度最佳。
本发明的方法中，所述帘式安全气囊用一次成型气袋气腔区域采用的长丝为聚酯，细度：470-550dtex；经向密度：220根/10cm；纬向密度：180-210根/10cm。
在本发明的方法中，帘式安全气囊用一次成型气袋的体积为30L-50L。若帘式安全气囊用一次成型气袋的体积小于30L，安全帘式气囊爆破时，产生的气体对气袋产生膨胀的厚度小，起不到对人体头部的保护作用。若帘式安全气囊用一次成型气袋的体积大于50L，气囊爆破时产生的气体充满整个气袋时间较长，不能够在有效时间内膨胀气袋，从而起不到对人体头部保护作用。
在本发明的方法中，还包括在第一层涂胶上的第二层涂胶热定型工序，所述第二层涂胶热定型工序采用的第二硅胶的粘度为6000-8000CPS，涂胶量为6g/m2-12g/m2，热定型温度为120-160℃。
在本发明的方法中，第一层涂胶热定型工序和所述第二层涂胶热定型工序的总涂胶量为70g/m2-90g/m2。总涂胶量＜70克/m2，接缝区域容易产生漏气，影响一次成型气袋的保压性。如果涂胶量大于＞90克/m2，一次成型气袋太厚，折叠困难。
在本发明的另一方面，提供了一种根据上述方法获得的保压性高的帘式安全气囊用一次成型气袋。
本发明的帘式安全气囊用一次成型气袋充压经过6S（6秒）后，气袋内气体的保压性≥60%。若保压性＜60%，则汽车侧面碰撞翻滚2次、3次后，安全帘式气囊内气体泄漏过快，起不到对人体头部保护作用。
本发明的帘式安全气囊用一次成型气袋的接缝区域的经向断裂强度≥2000N/5cm；纬向断裂强度≥1800N/5cm。按照ISO13934-1方法，以接缝区域为对称，将有接缝区域的气袋的上下面料裁剪成长16cm、宽5cm的试样。展开后变成长32cm、宽5cm的试样放入拉力机测试。如果接缝区域的经向断裂强度＜2000N/5cm；纬向断裂强度＜1800N/5cm。则气袋爆破时，高温高压产生的气体容易对接缝区域部分产生破坏，影响保压效果。
本发明的帘式安全气囊用一次成型气袋湿热老化后，经向耐磨损≥2000次；纬向耐磨损≥2000次。耐磨损是评价硅胶和织物之间结合程度一个指标，湿热老化是破坏耐磨损的实验。如果湿热老化后，经向耐磨损＜2000次，或者纬向耐磨损＜2000次，硅胶容易和织物剥离，撕裂强度下降，一次成型气袋爆破时容易失效。
附图说明
通过结合附图阅读
具体实施方式
，本发明将得到更好的理解，而且其它的特征和优点将变得显而易见，其中：
图1为本发明的保压性高的帘式安全气囊用一次成型气袋涂胶的剖视示意图。
图2为本发明的保压性高的帘式安全气囊用一次成型气袋的区域示意图。
图3为本发明的保压性高的帘式安全气囊用一次成型气袋的接缝区域示意图。
图4为本发明的图保压性高的帘式安全气囊用一次成型气袋的接缝区域剖视示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，下面给出的实施例仅为举例说明本发明用，不应解释为对本发明的任何限制。本发明的范围由所附的权利要求书进行限定。
应当理解，本发明的附图仅用来便于描述本发明，未必按比例绘制。
还应当理解，本发明中可能出现的方向性术语，如“上面”、“下面”、“右”、“左”、“前”、“后”、“底”、“顶”、“上部”、“下部”等等仅为方便于描述本发明，不应以任何方式解释为对本发明的限制。
如图1所示，本发明的保压性高的帘式安全气囊用一次成型气袋100包括气袋用织物10。织物10可采用本领域已知的气囊聚酯织物，纤度可在470-550dtex之间。
本发明的保压性高的帘式安全气囊用一次成型气袋100在织物10两侧还包括第一层硅胶涂层（即底层硅胶涂层）20，20’。第一层硅胶涂层20，20’采用混合后粘度为150-190Pa·S的硅胶喷涂在所述气袋用织物10的两侧表面上形成。
本发明的保压性高的帘式安全气囊用一次成型气袋100，在第一层硅胶涂层20，20’的上面还涂覆有第二层硅胶涂层（即顶层硅胶涂层）30，30’。顶层硅胶涂层30，30’采用粘度为6000-8000CPS的第二硅胶分别凃在底层硅胶涂层20、20’上形成。一次成型气袋面料的顶层硅胶涂层30，30’的涂胶量为6g/m2-12g/m2。
第一层硅胶涂层和第二层硅胶涂层的总涂胶量为70g/m2-90g/ m2。
如图2所示，本发明的保压性高的帘式安全气囊用一次成型气袋100包括：气腔区域101，所述气腔区域101具有可充气性，上下层分离、不接结，采用可分离的1/1组织结构；非气腔区域103，所述非气腔区域103用于支撑所述气腔区域101；接缝区域102，所述接缝区域102形成所述气腔区域101和非气腔区域103之间的边界。各个区域交接处上下层纱线纱经过换层织造。
如图3、4所示，本发明的保压性高的帘式安全气囊用一次成型气袋100的接缝区域102包括：6-8根2/2接缝区域、12-22根3/3接缝区域、6-8根2/2接缝区域混合而成，各个区域交接处上下层纱线经过换层织造。上下层纱线经过换层织造可以由上下层纬纱经过换层织造形成，无经纱参与织造；或由上下层经纱经过换层织造形成，无纬纱参与织造。
实验方法：
1、气袋的体积：
帘式气袋体积的测试方法：采用PE圆形小球，小球的规格为160g/L。首先测量气袋的重量为A，将PE小球装入气袋中，测试小球塞满后连同帘式气袋的重量为B，然后根据下列公式换算气袋的体积：
V=（B-A）/160
2、气袋的保压性：
按照ASTMD7559/7559M-09的测试方法，设定初始压力为75KPa，给气袋充压，在压力峰值达到平稳状态时记录为平稳压力V1，峰值压力开始下降，测量6S（6秒）后气袋内气体的压力V2，根据公式（V1-V2）/V1×100来计算气袋的保压率。
3、湿热老化后耐磨损：
按照EASC99040180的实验方法，样品放置在温度70±2℃、相对湿度95%±2%的条件下408小时后，取出样品，放置在温度为20±2℃、相对湿度65%±4%的条件下24小时后，按照ISO5981进行测试耐磨损性能。
4、动态摩擦系数：
按照ISO8295的测试方法进行测试。
实施例：
实施例1
将杨氏模量为1.10CN/dtex、纤度为470dtex的聚酯长丝，经过织机织造成经向密度为220根/10cm，纬向密度为200根/10cm、接缝区域组织为：8根2/2接缝区域、12根3/3接缝区域、8根2/2接缝区域混合而成，各个区域交接处上下层纱线经过换层织造。气袋体积为34L的一次成型气袋织物进行涂胶热定型，第一层硅胶的粘度为140Pa·S组分A和粘度为190Pa·S组分B硅胶以1：1的重量比经过自动混胶机混合后涂在织物表面上。烘箱的热定型温度为145℃、155℃、165℃、175℃、185℃、195℃、200℃和200℃进行热定型处理。第二层硅胶采用粘度200000-400000 CPS的A组分和粘度20-40 CPS的B组份按照一定比例混合成粘度为6000-8000CPS涂敷在第一层硅胶表面，烘箱温度为150℃。一次成型气袋的各种物性的物性参照下表1。
实施例2
将杨氏模量为1.15CN/dtex、纤度为470dtex的聚酯长丝，经过织机织造成经向密度为220根/10cm，纬向密度为209根/10cm接缝区域组织为：8根2/2接缝区域、16根3/3接缝区域、8根2/2接缝区域混合而成，各个区域交接处上下层纱线经过换层织造。气袋体积为38L的一次成型气袋织物进行涂胶热定型，第一层硅胶的粘度为140Pa·S组分A和粘度为190Pa·S组分B硅胶以1：1的重量比经过自动混胶机混合后涂在织物表面上。烘箱的热定型温度为145℃、155℃、165℃、175℃、185℃、195℃、200℃和200℃进行热定型处理。第二层硅胶采用粘度200000-400000 CPS的A组分和粘度20-40 CPS的B组份按照一定比例混合成粘度为6000-8000CPS涂敷在第一层硅胶表面，烘箱温度为150℃。一次成型气袋的各种物性参照下表1。
实施例3
将杨氏模量为1.20CN/dtex、纤度为550dtex的聚酯长丝，经过织机织造成经向密度为220根/10cm，纬向密度为182根/10cm，接缝区域组织为：8根2/2接缝区域、16根3/3接缝区域、8根2/2接缝区域混合而成，各个区域交接处上下层纱线经过换层织造。气袋体积为42L的一次成型气袋织物进行涂胶热定型，第一层硅胶的粘度为150Pa·S组分A和粘度为210Pa·S组分B硅胶以1：1的重量比经过自动混胶机混合后涂在织物表面上。烘箱的热定型温度为145℃、155℃、165℃、175℃、185℃、195℃、200℃和200℃进行热定型处理。第二层硅胶采用粘度200000-400000 CPS的A组分和粘度20-40 CPS的B组份按照一定比例混合成粘度为6000-8000CPS涂敷在第一层硅胶表面，烘箱温度为150℃。一次成型气袋的各种物性参照下表1。
实施例4
将杨氏模量为1.25CN/dtex、纤度为550dtex的聚酯长丝，经过织机织造成经向密度为220根/10cm，纬向密度为190根/10cm，接缝区域组织为：8根2/2接缝区域、16根3/3接缝区域、8根2/2接缝区域混合而成，各个区域交接处上下层纱线经过换层织造。气袋体积为45L的一次成型气袋织物进行涂胶热定型，第一层硅胶的粘度为160Pa·S组分A和粘度为220Pa·S组分B硅胶以1：1的重量比经过自动混胶机混合后涂在织物表面上。烘箱的热定型温度为145℃、155℃、165℃、175℃、185℃、195℃、200℃和200℃进行热定型处理。第二层硅胶采用粘度200000-400000 CPS的A组分和粘度20-40 CPS的B组份按照一定比例混合成粘度为6000-8000CPS涂敷在第一层硅胶表面，烘箱温度为150℃。一次成型气袋的各种物性参照下表1。
比较例1
将杨氏模量为0.8CN/dtex、纤度为470dtex的聚酯长丝，经过织机织造成经向密度为220根/10cm，纬向密度为200根/10cm、接缝区域组织为：上下层分离的4根1/1接缝区域、上下层分离的4根1/1接缝区域、上下层分离的16根1/1接缝区域、上下层分离的4根1/1接缝区域和4根1/1接缝区域混合而成，各个区域交接处上下层纱线经过换层织造。体积为34L的一次成型气袋织物进行涂胶热定型，第一层硅胶的粘度为140Pa·S组分A和粘度为190Pa·S组分B硅胶以1：1的重量比经过自动混胶机混合后涂在织物表面上。烘箱的热定型温度为145℃、155℃、165℃、175℃、185℃、195℃、200℃和200℃进行热定型处理。第二层硅胶采用粘度200000-400000 CPS的A组分和粘度20-40 CPS的B组份按照一定比例混合成粘度为6000-8000CPS涂敷在第一层硅胶表面，烘箱温度为150℃。一次成型气袋的各种物性的物性参照下表1。
比较例2
将杨氏模量为1.15CN/dtex、纤度为470dtex的聚酯长丝，经过织机织造成经向密度为220根/10cm，纬向密度为209根/10cm接缝区域组织为：上下层分离的2根1/1接缝区域、上下层分离的6根2/2接缝区域、上下层接结的12根1/1接缝区域、上下层分离的6根2/2接缝区域和2根1/1接缝区域混合而成，各个区域交接处上下层纱线经过换层织造。体积为38L的一次成型气袋织物进行涂胶热定型，第一层硅胶的粘度为100Pa·S组分A和粘度为150Pa·S组分B硅胶以1：1的重量比经过自动混胶机混合后涂在织物表面上。烘箱的热定型温度为145℃、155℃、165℃、175℃、185℃、195℃、200℃和200℃进行热定型处理。第二层硅胶采用粘度200000-400000 CPS的A组分和粘度20-40 CPS的B组份按照一定比例混合成粘度为6000-8000CPS涂敷在第一层硅胶表面，烘箱温度为150℃。一次成型气袋的各种物性参照下表1。
比较例3
将杨氏模量为1.20CN/dtex、纤度为550dtex的聚酯长丝，经过织机织造成经向密度为220根/10cm，纬向密度为182根/10cm接缝区域组织为：8根2/2接缝区域、16根3/3接缝区域、8根2/2接缝区域混合而成，各个区域交接处上下层纱线经过换层织造。气袋体积为42L的一次成型气袋织物进行涂胶热定型，第一层硅胶的粘度为190Pa·S组分A和粘度为240Pa·S组分B硅胶以1：1的重量比经过自动混胶机混合后喷在织物表面上。烘箱的热定型温度为145℃、155℃、165℃、175℃、185℃、195℃、200℃和200℃进行热定型处理。第二层硅胶采用粘度200000-400000 CPS的A组分和粘度20-40 CPS的B组份按照一定比例混合成粘度为6000-8000CPS涂敷在第一层硅胶表面，烘箱温度为150℃。一次成型气袋的各种物性参照下表1。
比较例4
将杨氏模量为1.25CN/dtex、纤度为550dtex的聚酯长丝，经过织机织造成经向密度为220根/10cm，纬向密度为190根/10cm接缝区域组织为：上下层分离的2根1/1接缝区域、上下层分离的6根2/2接缝区域、上下层分离的12根1/1接缝区域、上下层分离的6根2/2接缝区域和2根1/1接缝区域混合而成，各个区域交接处上下层纱线经过换层织造。气袋体积为55L的一次成型气袋织物进行涂胶热定型，第一层硅胶的粘度为160Pa·S组分A和粘度为220Pa·S组分B硅胶以1：1的重量比经过自动混胶机混合后涂在织物表面上。烘箱的热定型温度为190℃、190℃、190℃、190℃、190℃、190℃、200℃和200℃进行热定型处理。第二层硅胶采用粘度200000-400000 CPS的A组分和粘度20-40 CPS的B组份按照一定比例混合成粘度为6000-8000CPS涂敷在第一层硅胶表面，烘箱温度为150℃。一次成型气袋的各种物性参照下表1。
比较例5
将杨氏模量为1.4CN/dtex、纤度为550dtex的聚酯长丝，经过织机织造成经向密度为220根/10cm，纬向密度为160根/10cm接缝区域组织为:上下层分离的4根1/1接缝区域、上下层分离的4根1/1接缝区域、16根2/2接缝区域、上下层分离的4根1/1接缝区域和4根1/1接缝区域混合而成，各个区域交接处上下层纱线经过换层织造。气袋体积为45L的一次成型气袋织物进行涂胶热定型，第一层硅胶的粘度为160Pa·S组分A和粘度为220Pa·S组分B硅胶以1：1的重量比经过自动混胶机混合后喷在织物表面上。烘箱的热定型温度为130℃、130℃、140℃、140℃、150℃、150℃、160℃和160℃进行热定型处理。第二层硅胶采用粘度200000-400000 CPS的A组分和粘度20-40 CPS的B组份按照一定比例混合成粘度为6000-8000CPS涂敷在第一层硅胶表面，烘箱温度为150℃。一次成型气袋的各种物性参照下表1。
应当理解，对本申请所述的优选实施例的各种修改和变型对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。可在不脱离本发明的精神和范围且不减损其伴随的优点的情况下做出此类修改和变型。因此，此类修改和变型同属于所附权利要求书涵盖的范围。
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