專利名稱：：方形斷面聚酰胺纖維的制造方法及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種無涂層氣囊袋織物用的方形斷面聚酰胺纖維紗線的制造方法，利用該方法制得的一種無涂層氣囊袋織物，及一種由該方法制得的無涂層低透氣度氣囊袋織物的用途。
背景技術(shù)：
：近年來隨著汽車用戶安全意識的提高，在汽車中安裝安全氣囊的數(shù)量急劇增加，以保護乘坐人員的安全及降低受傷的發(fā)生率。一般安全氣囊用的織物必須具有低的透氣度，從而在受到?jīng)_擊時能夠順利地膨脹，且必須具有高強度以防止氣囊本身的破裂，還必須具有柔軟性等特性要求，以防止其膨脹時對乘坐人員臉部造成擦傷。傳統(tǒng)上，在安全氣囊袋織物的制造中，在織造完成后，經(jīng)常需要在織物表面進行橡膠涂布加工以使織物具有低透氣度，然而這種加工處理方式存在許多問題，例如織物經(jīng)加工處理后會造成織物底布重量的增加、柔軟性降低、制造成本增加以及難以再循環(huán)回收等諸多缺點。因此，積極開發(fā)一種具有低透氣度的無涂層的安全氣囊袋織物已逐漸成為主流。現(xiàn)有技術(shù)中，已有利用無涂層織物底布的技術(shù)，例如特開平6-41844、美國專利5,073,418及特開平7-252740等現(xiàn)有技術(shù)。在特開平6-41844號專利申請中公開了一種供車輛氣囊用的底布，其利用化學收縮處理織物，處理過的絲條溶脹，從而獲得低透氣度底布，然而，這種供車輛氣囊用的底布的制造方法存在缺點，其因為進行化學處理而使得制造成本提高，而且，因為使用化學試劑將會引起原紗強度的下降(即底布強度的下降)。美國專利5,073,418號專利中公開了一種低透氣度織物、由其制得的氣囊及其制法，其使用(例如)小于或等于600丹尼的原絲織造成布，然后通過軋光機加工以降低織物透氣度，從而提高氣密性，但是該專利的方法存在降低布的撕裂強度的問題。又如特開平7-252740號專利申請中公開了一種氣囊袋用的底布，其可通過使用扁平度大于或等于1.5的扁平斷面絲為材料，從而制得低透氣度、折迭性及收放性良好的無涂層氣囊袋用的底布，然而，根據(jù)該方法所制得的底布在124Pa氣壓下的透氣度為大于或等于0.3cc/cm々sec，因此無法充分滿足近年來對安全氣囊所要求的更低的透氣度。由于上述的現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺點及問題，為解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺點及問題，本發(fā)明的發(fā)明人因而開發(fā)出一種無涂層氣囊袋織物用的纖維紗線的制造方法，由此方法制得的纖維紗線可用于織造氣囊袋織物，其無須再經(jīng)額外的橡膠涂層加工即可滿足織物低透氣度的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種無涂層氣囊袋織物用的方形斷面聚酰胺纖維紗線的制造方法，該方法包括下述步驟將聚酰胺原料加熱熔融后，從類方形紡嘴擠出；之后經(jīng)冷卻固化及延伸，而獲得具有方形斷面形狀的聚酰胺纖維延伸絲。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種由上述制造方法制得的無涂層氣囊袋織物，其特征在于構(gòu)成織物所用的纖維紗線具有方形的異型斷面，而應用此種方形異型纖維紗線將具有不易滾動的特性，且其所織造的織物在相同經(jīng)緯向織物的組織結(jié)構(gòu)下，具有高堆積及高遮蔽率等特性，從而提供具有低透氣度功能的織物，此外，低透氣度的結(jié)果是，對織物的阻燃性及耐環(huán)境老化性能都能有所提升，更能增加產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢。應用上述低透氣特性，上述制得的方形斷面纖維特別適合運用于任何需要低透氣度要求的織物制作上。因此，本發(fā)明的另一個目的在于提供一種由該方法制得的無涂層低透氣度的氣囊袋織物的用途。圖l代表方形纖維紗線的斷面。圖2代表類方形紡嘴孔洞斷面的外觀。圖3代表本發(fā)明的方形斷面聚酰胺纖維的紡絲流程示意圖。圖4a及4b代表方形纖維紗線的方形異型度保持率(A/B值)示意圖。圖4c代表傳統(tǒng)的圓形斷面纖維紗線的保持率示意圖。圖5a代表方形纖維織物的斷面。圖5b代表圓形纖維織物的斷面。主要組件符號說明1紡絲組件2方形紡嘴3緩冷區(qū)域4冷卻區(qū)域5熔融紡出絲6上油裝置7，8，9，10，11延伸輥12方形聚酰胺纖維延伸絲紗線具體實施例方式本發(fā)明中，術(shù)語"方形斷面纖維"、"方形斷面紗線"或"方形纖維紗線"是指纖維或紗線具有方形或類方形的斷面形狀，例如圖l所示。本發(fā)明中，術(shù)語"類方形紡嘴"或"方形紡嘴"是指具有正方形孔洞斷面的"方形"紡嘴，或者是四邊具有內(nèi)凹弧度孔洞斷面的"類方形"紡嘴，例如圖2所示。根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的無涂層氣囊袋織物用的方形斷面聚酰胺纖維紗線的制造方法的特征在于包括將聚酰胺原料加熱熔融后，從類方形紡嘴擠出，經(jīng)冷卻固化及延伸后，而獲得具有方形斷面形狀的聚酰胺纖維延伸絲紗線。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，如圖3所示，本發(fā)明的無涂層氣囊袋織物用的方形斷面聚酰胺纖維紗線的制造方法包括下述步驟(A)使聚酰胺原料通過紡絲組件1及類方形斷面紡嘴2，進行熔融紡絲，(B)之后，熔融紡出絲5通過緩冷區(qū)域3后，經(jīng)冷卻區(qū)域4使其冷卻固化，(C)經(jīng)冷卻的固化紡出絲5通過油輪6，進行上油，(D)已上油的紡出絲通過連續(xù)式延伸輥7、8、9、lO及l(fā)l，從而制得具有方形斷面形狀的聚酰胺纖維延伸絲紗線12。根據(jù)本發(fā)明的方法，聚酰胺原料是選自脂肪族聚酰胺及其共聚物，優(yōu)選為<:4.12脂肪族聚酰胺及其共聚物，或者是它們的組合物。優(yōu)選地，脂肪族聚酰胺是選自包括聚酰胺66、聚酰胺46、聚酰胺6及聚酰胺12的組中，它們可以單一或組合形式使用。更優(yōu)選地，脂肪族聚酰胺選自聚酰胺66或聚酰胺46，它們可以單一或組合形式使用。在根據(jù)本發(fā)明方法的一個具體實施方式中，在本發(fā)明的方形斷面聚酰胺纖維紗線的制造中使用具有相對粘度(RV)大于等于2.7的熔融聚酰胺聚合物作為原料，優(yōu)選使用具有相對粘度為3.3至3.6的熔融聚酰胺聚合物。根據(jù)本發(fā)明的方法，在步驟(A)中，聚酰胺原料通過紡絲組件1及方形斷面紡嘴2進行熔融紡絲，熔融紡絲溫度為270至320°C。在本發(fā)明方法的步驟(B)中，冷卻區(qū)域4可使用空氣冷卻的方式使通過緩冷區(qū)3的紡出絲5進行冷卻固化。在本發(fā)明方形斷面聚酰胺纖維紗線的制造方法中，未延伸絲的紡絲速度設(shè)定為400至800m/min，利用連續(xù)式紡絲延伸(SpinDraw)方式，使已通過延伸輥7的纖維紗線接著通過延伸輥8、9、10、ll進行延伸、定型及應力松弛，總延伸比大于或等于4.0倍，優(yōu)選為4.5至6.5倍，定型溫度為180至250。C，優(yōu)選為200至220。C，松弛比為2%至12%，優(yōu)選為5%至10%。7本發(fā)明的方形斷面聚酰胺纖維延伸絲紗線的制造方法也可以采用非連續(xù)式方法制得，即先制得部分順向絲后再經(jīng)多道延伸、熱定型、松弛工序而制得方形斷面聚酰胺纖維延伸絲紗線。根據(jù)本發(fā)明的方法制得的方形斷面纖維紗線具有的方形異型度保持率(A/B)為U00至1.414，優(yōu)選為1.160至1.414，紗線總細度為150De至1000De，纖維紗線強度為7.5至9.5G/d，纖維紗線斷裂伸度為18至30%，纖維紗線干熱收縮率為4.0至10.0%，使用該纖維紗線所織造成的織物在124Pa氣壓下的透氣度小于0.2cc/cm2/sec。關(guān)于本發(fā)明氣囊袋織物用方形纖維紗線的方形異型度保持率(A/B值，其中A代表方形纖維紗線斷面的1/2對角線長度，B代表1/2方形纖維紗線斷面的寬度)的定義如圖4a，4b所示。對照下，傳統(tǒng)上使用圓型紡嘴制得圓形圓型斷面纖維紗線的保持率(A/B值，其中設(shè)定原型半徑為1單位，即A-B4)的定義如圖4c所示。利用本發(fā)明方形斷面纖維紗線所織造的織物(如圖5a所示)與利用傳統(tǒng)上通過圓型紡嘴制得的圓型斷面纖維紗線所織造的織物(如圖5b所示)相比，本發(fā)明的方形纖維織物的斷面具有較致密的結(jié)構(gòu)。實施例本發(fā)明通過下述實施例更詳盡地說明，該實施例不以任何方式限制本發(fā)明范圍，雖然設(shè)于大范圍的數(shù)字范圍和參數(shù)范圍是近似值，但盡可能精確地紀錄在特定的實施例中的數(shù)值。本發(fā)明的各實施例及比較例中制得的紗線及織物的各種物理性質(zhì)依據(jù)下述方法進行評估及測定(l)相對粘度(RV):準備待測的聚酰胺料粒樣品，其水分含量需小于2800ppm，若超過上述含水量，則須在真空中90。C溫度下先將待測的聚酰胺粒料干燥至規(guī)定值。將具有標準含水率的聚酰胺料粒樣品溶于96%的硫酸中，待全部溶解后，以三叉粘度計測定其流動時間，與溶劑做比較，根據(jù)下式計算得到相對粘度(RV)，相對粘度(RV)H式料的滴落時間(秒)/溶劑的滴落時間(秒)(2)紗線強度及伸長率根據(jù)ASTMD885規(guī)定的標準測試方法，采用STATIMAT4強伸度測試儀(Textechno公司，德國)，將試料樣品在標準狀態(tài)(24士1°C，相對濕度55±2%)下放置24小時后，在試料樣品長度為250mm、拉伸速度為300mm/min及20turns/m的條件下測定試料的強度及伸長率(％)。(3)紗線干熱收縮(Shrinkage)率根據(jù)ASTMD885規(guī)定的標準測試方法，采用FST-3000R(ForceShrinkageTesterWithTemperatureRamp)收縮率領(lǐng)!j試儀(Lawson-hemphillInc,USA)。根據(jù)ASTMD4974規(guī)定的標準測試方法，將試料在標準狀態(tài)(24士1°C，相對濕度55±2%)下放置24小時后，在預張力負重(Pre-tensionWeight(g))為0.05克/丹尼(g/denier)及在177。C歷時2分鐘的條件下測定，根據(jù)以下公式算出收縮率收縮率(％)=[(L0-L)/L0]X100其中，LO為測試前紗線長度；L為測試后紗線長度。(4)方形纖維紗線的方形異型度保持率對用光學顯微鏡放大400倍的單絲斷面進行攝影，測量方形纖維紗線斷面的1/2對角線長度(即A)，并測量1/2方形斷面的寬度(即B)，用各IO根的平均值按照下式計算方形異型度保持率方形異型度保持率氣A/B)9(5)織物厚度根據(jù)ASTMD1777規(guī)定的標準測試方法測定織物厚度。(6)織物重量根據(jù)ASTMD3776規(guī)定的標準測試方法測定織物重量。(7)織物透氣度根據(jù)ASTM737規(guī)定的標準測試方法，使用透氣度測量儀，在壓力為124Pa的條件下測定織物的透氣度。(8)織物阻燃測試根據(jù)FMVSS302規(guī)定的標準測試方法進行織物阻燃性測試。(9)織物環(huán)境加速老化測試高溫老化試驗在+107。C下，歷經(jīng)408小時。溫濕循環(huán)老化試驗依序在各條件下試驗，，此為1個循環(huán)，本試驗共執(zhí)行3個循環(huán)。(10)織物強度測試根據(jù)ASTMD5034規(guī)定的標準測試方法進行織物強度測試。實施例l如圖3所示方法流程，將相對粘度(RV"3.3的聚酰胺66料粒在292。C下通過紡絲組件1進行熔融紡絲，熔融態(tài)的聚酰胺66經(jīng)由如圖2所示的類方形紡嘴2中被擠出，使絲條通過位于類方形紡嘴下方的長度(L)為5cm的緩冷區(qū)域3后，以0.5m/s的速度向冷卻區(qū)域4供應冷風對絲條進行冷卻固化，經(jīng)過上油裝置6對通過冷卻區(qū)域4的固化紡出絲5進行上油后，通過5組連續(xù)式延伸輥7、8、9、10及11進行總延伸倍率為4.9倍的延伸及施以7%的松弛處理后，經(jīng)吹交絡器裝置(未標示)賦予絲條交絡，以2965m/min的速度利用巻取機將固化紡出絲進行巻取，最后制得具有方形斷面形狀的聚酰胺纖維延伸絲紗線12，依此所制得的方形纖維紗線適用于制造無涂層低透氣度的氣囊織物。對上述制得的延伸絲紗線進行各項物理性質(zhì)測試，結(jié)果如表1所示。實施例2按照與實施例1相同的方法流程及條件，除了實施例2中使用長度(L)為10cm的緩冷區(qū)域，最后制得具有方形斷面形狀的聚酰胺纖維延伸絲紗線。對該制得的延伸絲紗線進行各項物理性質(zhì)測試，結(jié)果如表1所示。實施例3按照與實施例1相同的方法流程及條件，除了實施例3中使用長度(L)為15cm的緩冷區(qū)域，最后制得具有方形斷面形狀的聚酰胺纖維延伸絲紗線。對該制得的延伸絲紗線進行各項物理性質(zhì)測試，結(jié)果如表1所示。比較例1按照與實施例3相同的方法流程及條件，除了比較例1中改用圓孔紡嘴，最后獲得圓形斷面形狀的聚酰胺纖維延伸絲紗線。對該制得的圓形纖維延伸絲紗線進行各項物理性質(zhì)測試，結(jié)果如表l所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>實施例5利用噴水式織機將實施例2制造的方形纖維紗線平織織造后，用沸水收縮加工，并在11(TC下進行干燥處理，獲得經(jīng)密度為55根/英吋、緯密度為55根/英吋的織物。對如上制造的織物進行透氣度測試，結(jié)果如表2所示。實施例6利用噴水式織機將實施例3制造的方形纖維紗線平織織造后，用沸水收縮加工，并在ll(TC下進行干燥處理，獲得經(jīng)密度為55根/英吋、緯密度為55根/英吋的織物。對如上制造的織物進行透氣度測試，結(jié)果如表2所示。比較例2禾U用噴水式織機將比較例i制造的圓形纖維紗線平織織造后，用沸水收縮加工，并在ll(TC下進行干燥處理，獲得經(jīng)密度為55根/英吋、緯密度為55根/英吋的織物。對如上制造的織物進行透氣度測試，結(jié)果如表2所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>對實施例6制造的方形纖維紗線織物進行環(huán)境加速老化測試，結(jié)果如表4所示。比較例4對比較例2制造的圓型纖維紗線織物進行環(huán)境加速老化測試，結(jié)果如表4所示。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>根據(jù)本發(fā)明方法制造的方形斷面形狀的聚酰胺纖維紗線具有不同于已知方法制造的圓形斷面形狀的聚酰胺纖維紗線的結(jié)構(gòu)及物理性質(zhì)，由上述實施例結(jié)果得知，依據(jù)本發(fā)明制得的方形斷面聚酰胺纖維紗線具有低透氣度、優(yōu)異的阻燃性及強度保持率，此外，與已知的圓形斷面聚酰胺纖維紗線制造的織物相比較，由本發(fā)明的方形斷面纖維紗線制造的織物具有較致密的結(jié)構(gòu)，因此更適合用于制造無涂層低透氣度的氣囊袋織物。以上具體實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及特點，使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能了解本發(fā)明的目的及內(nèi)容并據(jù)以實施，而并非用來限制本發(fā)明，因此在不偏離本發(fā)明的內(nèi)容和精神所完成的改良或修飾的發(fā)明，仍應涵蓋在本發(fā)明范疇內(nèi)。權(quán)利要求1.一種無涂層氣囊袋織物用的方形斷面聚酰胺纖維紗線的制造方法，其特征在于該方法包含下述步驟將聚酰胺原料加熱熔融后，經(jīng)由類方形紡嘴擠出，之后經(jīng)冷卻固化及延伸，而獲得具有方形斷面形狀的聚酰胺纖維延伸絲，其中所述方形纖維的方形異型度保持率(A/B)在1.100至1.414的范圍內(nèi)。2.權(quán)利要求1的方法，其中所述方形纖維的紗線總細度為150De至1000De，強度為7.5至9.5G/d，斷裂伸度為18至30%，及干熱收縮率為4.0至10.0%。3.權(quán)利要求l的方法，其中所述聚酰胺原料選自聚酰胺66和/或聚酰胺46。4.權(quán)利要求1的方法，其中所述方形斷面聚酰胺纖維延伸絲是采用連續(xù)式紡絲延伸、熱定型及松弛方式而制得。5.權(quán)利要求1的方法，其中先制得部分順向的方形斷面聚酰胺纖維延伸絲，之后再以多道延伸、熱定型及松弛程序的非連續(xù)式進行而制得。6.—種通過權(quán)利要求1至5中任一項的方法制得的方形斷面聚酰胺纖維紗線，其特征在于所述方形纖維的方形異型度保持率(A/B)在1.100至1.414的范圍。7.權(quán)利要求6的方形斷面聚酰胺纖維紗線，其中所述方形纖維的方形異型度保持率(A/B)在1.160至1.414的范圍。8.—種使用權(quán)利要求6的方形斷面聚酰胺纖維紗線制造無涂層低透氣度氣囊袋織物的用途。9.權(quán)利要求8的用途，其中用于制造無涂層低透氣度氣囊袋織物的方形斷面聚酰胺纖維紗線的方形異型度保持率(A/B)為1.160至1.414。10.權(quán)利要求8的用途，其中制得的無涂層低透氣度氣囊袋織物在124Pa氣壓下具有透氣度小于0.2cc/cm2/sec。11.權(quán)利要求8的用途，其中所述的無涂層低透氣度氣囊袋織物以FMVSS302測試方法測得的水平燃燒速率為小于60mm/min。12.權(quán)利要求8的用途，其中所述的無涂層低透氣度氣囊袋織物在+107匸溫度下，歷經(jīng)408小時高溫加速老化后，該織物強度保持率(°/。)為大于99%。13.權(quán)利要求8的用途，其中所述的無涂層低透氣度氣囊袋織物依序進行下述溫濕循環(huán)老化程序在-4(TC溫度下，歷經(jīng)29小時；接著，在+22。C溫度，95。/。RH濕度下，歷經(jīng)19小時；之后，在+107。C溫度下，歷經(jīng)29小時；及在22'C溫度，95。/。RH濕度下，歷經(jīng)19小時；共進行3個循環(huán)的溫濕循環(huán)老化程序，依此老化后的織物強度保持率(％)為大于97%。全文摘要本發(fā)明涉及一種無涂層氣囊袋織物用的方形斷面聚酰胺纖維紗線的制造方法，其特征在于將聚酰胺原料加熱熔融后，經(jīng)由類方形紡嘴擠出，之后經(jīng)冷卻固化及延伸，而獲得具有方形斷面形狀的聚酰胺纖維延伸絲；本發(fā)明還涉及利用該方法制得的一種無涂層氣囊袋織物，其特征在于該織物具有方形斷面聚酰胺纖維紗線及低透氣度，并可提升該織物的阻燃性及耐環(huán)境老化性能；本發(fā)明還涉及一種由該方法制得的無涂層低透氣度氣囊袋織物的用途。文檔編號D03D15/00GK101440529SQ200710193668公開日2009年5月27日申請日期2007年11月23日優(yōu)先權(quán)日2007年11月23日發(fā)明者沈淑貞,涂益仁申請人:新光合成纖維股份有限公司