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空气袋织物织造与整理技术的进展 崔毅华 ( 嘉兴学院，嘉兴，3 1 4 0 0 1 ) 摘要：空气袋特殊的T 作原理和上作环境对其织物提出了很高的性能要求，由此促使空气袋织物的织造与整理相关技术不断发 展。综述r 牵气袋织物的织造和整理技术的盛新进展。 美越词：产业_ E j 纺织品空气袋织物织造整理 中国法分类号：偈1 0 66文献标识码： 空气袋( 亦称汽车安全气囊) 作为汽车的一个重 要安全配置获得汽车行业的普遍认可。现在，世界 上绝大多数的主流车都已配置了空气袋，它已经成 为现代汽车的重要标志之一。空气袋是被动的安全 防护装置，当汽车发生碰撞时，由安装在汽车前保险 杠上的一对传感器来感应冲击强度，当超过定的 强度时，传感器将发出信号触发气体发生器中的推 进燃料，由此产生的高温高速气流将原先折叠安装 的空气袋充胀展开，从决定展开到空气袋完全展开 大约只需3 5m 左右；完全展开后，空气袋将以一定 方式放气，涂层空气袋主要依靠空气袋后部的两个 气孔放气，而非涂层空气袋主要依靠空气袋织物本 身的透气性来放气，整个空气袋作用过程大约需 1 5 U m c 空气袋特殊的 作原理和工作环境，对其织物 提出了很高的性能要求。为了承受来自高温高速气 体的瞬时冲击，要求空气袋织物应具有强力高、伸长 大、耐高温等性能；由于事故的不可预测性，要求空 气袋织物有抗老化、耐疲劳、化学惰性等性能；为了 使空气袋易于折叠安装并能快速展开，要求空气袋 织物重量轻、柔软性好；为了使空气袋能在短时间内 展开以起到保护乘员安全的作用，而又不至于周为 织物透气率过小使其中的气体不能及时释放而造成 对乘员头部的过度撞击，要求非涂层空气袋织物有 精确的透气性。由于上述对空气袋织物严格的性能 要求，使空气袋织物的加工难度远远大干一般织物。 o 1 H o 廿| n o 嶙“ 一一1 制一6 | “+ P 到其商业化是一个过程，研究开发只是整个过程的 一个阶段，设计、试验、制造和营销是实现技术创新 链环的其它阶段。因此企业应从一体化的思路来考 虑科技经济结合的问题，只有通过与供应商、科研机 构建立战略合作，实行零起点合作研究和合作开发 市场，强化运作通畅和反应速度，才能发挥企业作为 技术创新主体的作用，才能在市场竞争中赢得主动， 获得显著的经济效益。 模仿刨新还应是我国大部分纺织企业的技术创 新模式。模仿创新要想取得成功，应在引进、消化、 吸收的基础上二次创新。为什么我国化纤工业的设 备基本处于世界领先水平，而产品不能有部分处于 领先或太部分处于先进水平；仿制的设备往往是形 似性不佳；在纤维、纺织和染整新产品方面多是仿 制，独创的产品寥寥无几? 关键的一点是我们的模 仿重点是引进，而消化和吸收跟不上，更不要谈二次 创新。模仿创新的优势能够少走弯路，创新成本低， 降低创新给企业带来的风险，从而使企业具备后发 优势。以日本纺织大企业东丽公司为例，1 9 5 1 年东 丽公司大胆决策，果断地投入了超过公司自有资金 数量的7 0 0 万美元，作为特许权使用费，从美国杜邦 公司购买合成尼龙丁艺流程专利，并竭尽全力使其 大批量生产，2 0 世纪5 0 年代后半期迅速开辟丁日 本的化纤市场。在消化、吸收杜邦专利的基础上，东 丽又进行了持续开发，相继获得众多相关专利，一举 成为日本纺织业霸主和世界台成纤维领域的核心企 业。现阶段模仿创新是我国纺织企业的主要技术创 新模式，要达到“站在别人肩上摘星星”这样超越式 的技术创新效果，纺织企业应通过引进一消化一吸 收一创新，增强模仿创新能力，争取制造出比原始创 新产品功能更先进、成本更低、更符合市场需要的改 进产品。 参考文献 l 万兴亚中小企业技术刨新与政府政策北京：人民出j 钸 仕 2 0 0 l ：1 4 0 一1 6 4 2 傅家嗔技术创莉学北京：清华大学出舨社1 9 9 9 ：l 一2 0 3 朱静美、u 、韩技术创新模式比较经济管理，2 0 0 l ( 8 ) ：6 7 4 4 中国纺鲷经济信息网 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 因此，为了使空气袋更加安全可靠，空气袋织物织造 和后整理相关技术都在不断的发展之中。本文综述 了空气袋织物的织造和后整理相关技术的最新 进展。 1 空气袋织物织造技术的发展 用于空气袋织物织造的原料正从以前的单一品 种向多样化发展。到目前为止空气袋织物的原料主 要是尼龙6 6 。由r 尼龙6 6 具有热焙量高、初始模 量低和弹性好等性能，使其织物在动态载荷作用下 具有应力分布均匀、抗冲击性能好和耐热阻燃等优 点，因此尼龙6 6 空气袋占有绝大部分的市场份额。 尼龙6 的熔点和热焓量均低于尼龙6 6 ，但经特殊整 理也可用做空气袋织物的原料，A l l i e ds i “ a l 公司2 生产的尼龙6 空气袋织物与尼龙6 6 空气袋织物相 比，其抗撕裂性、易折叠性和耐久性更好。尼龙4 6 因其具有比尼龙6 6 更高的耐热性和更好的尺寸稳 定性等特点也被用于空气袋织物加工”1 。近年来， 聚酯纤维空气袋织物呈现强劲的发展势头。尽管聚 酯纤维的耐高温性和耐冲击性不如尼龙织物，但随 着空气袋织物整理技术的发展，聚酯纤维以其成本 低、强度高、耐化学性好，受湿度变化的影响没有尼 龙6 6 明显等优点而逐渐被用于空气袋织物的加工， T e i j i J l 公司”J 开发的1 0 0 聚酯纤维空气袋，其性能 指标不亚于尼龙6 6 空气袋，而成本明显降低。另 外，还有生产厂家试图采用多组分原料来织造空气 袋织物，以达到取长补短，改善空气袋织物综合性能 的目的。例如采用聚酯和聚酰胺分别为芯和皮层的 皮芯型双组分纤维加工空气袋织物，可改善织物的 尺寸稳定性和耐热性”o 。 用于空气袋织物加工的尼龙6 6 长丝纱正向细 旦化发展。这主要是为了减轻空气袋重量，使之更 易折叠安装。第一代空气袋织物采用的尼龙6 6 长 丝纱，其典型纱支为8 4 0 D ，到第= 代和第三代其典 型纱支则降到4 2 0D 【“，日本在第三代细旦空气袋织 物的研发方面处于领先地位。另外，还有研究表明 将织造用纱的纱支由4 7 0d 降到2 3 5d t e x ，织物的 面密度由2 4 0g m 2 降至1 5 5 矗，但织物还将保持 足够的强力以承受来自高速热夺气的冲击”1 。 空气袋织物一般都是在剑杆织机、片梭织机或 喷气织机上织造。如s u k e rR u t i 公司成功地在他们 的G 6 2 0 ( ) 剑杆织机和P 7 1 0 0 片梭织机上实现了各种 规格空气袋织物的织造，根据他们的经验织造工艺 将极大地影响织物的强力、伸长和透气性能“j ； D o m i e r 公司则采用喷气织机开发空气袋织物”1 ；近 年来喷水织机也被用于空气袋织物的织造，M i l l i k e n 公司采用喷水织机实现了无浆空气袋织物的织 造”；另外还有采用双剑杆织机织造空气袋织物的 报道，双剑杆织机采用双梭【j ，允许两层织物同 时被织造并通过经纱将两者结合在一起。据称，利 用常规织机织造空气袋织物很难控制其透气性，而 采用双剑杆织机织造的双层织物通过热收缩整理可 达到完全不透气。空气袋织物采用的组织主要是平 纹或方平组织，也有采用一种具有菱形或方形纹路 的变化斜纹组织，据称此种结构比平纹结构更具多 孔性，通过改变织物组织和密度，可以达到目标孔隙 率和抗撕裂强度”】。在织物经纬密方面，以口本为 代表的第三代涂层空气袋织物的经纬密均为1 8 1 根 1 0c m ，而非传统的1 9 3 根，1 0c m ，经纬纱使用高强 尼龙6 6 纤维，由此制得的织物具有重量轻、刚度小 和易折叠等优点“1 。 2 空气袋织物整理技术的发展 织造加工后，空气袋织物还需要经过一系列的 整理工序，首先是洗涤工序。为了方便织造加工，尼 龙织物一般经1 0 丙烯酸的上浆和1 5 矿物油的 上油，而聚酯纤维织物的上浆率和上油率一般为 1 3 和l5 。因此，坯布还必须经过退浆和去油 处理，最终的油、浆残留率应控制在0 3 以下，以 达到卒气袋l O 年使用寿命的要求“。 为了降低空气袋织物透气性，可对其进行轧光 整理“。轧光整理就是使织物通过一对或几列液 压滚筒，滚筒一般都是加热的。通过轧光处理，可消 除织物孔隙，从而达到减小织物透气率的效果。一 种新的改变织物透气性的整理技术是类似于非织造 加工方法中的水刺法“。通过水射流对织物的冲 击，使纤维发生交缠并进行再排列。由此得到的织 物一方面柔软性增加，另一方面织物孔隙率也将发 生变化，导致织物透气率减小。为了赋予空气袋织 物更好的尺寸稳定性，町对织物进行热定型处 理”“。如果织物织八热敏纤维，热定型将导致热敏 纤维收缩，从f i i 改变织物透气性。 尽管非涂层织物与涂层织物相比有很多优点， 如体积小、重量轻、易折叠等，但透气量过高仍是非 涂层空气袋织物的最大缺点。因此，被以为最能精 确控制织物透气率方法是涂层技术。因为涂层空气 袋只有通过底部的两个气f L 排气。由于空气袋的展 开动作非常剧烈，到目前为止涂层空气袋的安全可 靠性还是要超过非涂层空气袋。最早用作空气袋涂 层材料的是氯丁橡胶。它具有价格较低，环境和化 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 【1 1 0 】4 9 8 纺织学报第丝堂塑! 塑 学稳定性好等优点，因此自空气袋发明以来一直被 用于夺气袋涂层整理“。但经过长期实验证明氯 丁橡胶与尼龙在性能上是不相容的。在高温下，氯 丁橡胶会分解出氯气，产生一种酸性环境，使尼龙织 物脆化，从而降低了空气袋的使用寿命；氯丁橡胶在 高低温交替变化的条件下，在有臭氧或其它氧化剂 存在的情况下，自身将发生老化，一段时间后，尼龙 织物会变硬，失去原有性能。此外氯丁橡胶涂层织 物还有体积大，难折叠和不适合回收利用等缺点。 因而，硅酮橡胶逐渐取代氯丁橡胶被用于空气袋织 物涂层整理o = 硅酮橡胶具有良好的环境稳定性 和化学惰性，因此硅酮涂层空气袋寿命长。实验证 明硅酮涂层织物的耐磨性能和耐久性能都优于氯丁 橡胶涂层织物。另外，由于硅酮橡胶的耐热性优于 氯丁橡胶，因此对相同面积的织物涂层时，硅酮橡胶 的用量比氯丁橡胶少，由此制成的空气袋重量轻，易 折叠。从对两种涂层空气袋织物的热老化实验结果 可以看出，硅酮橡胶与尼龙的相容性较氯丁橡胶为 好。对伸跃率分别为4 6 、4 1 和4 3 的非涂层尼 龙织物，氯丁橡胶涂层尼龙织物和硅酮涂层尼龙织 物进行1 2 0 的热老化实验，经过一星期，三种织物 的伸长率都基本不变，但六星期后，非涂层尼龙织物 的伸长率降为3 5 ，氯丁橡胶涂层尼龙织物的伸长 率则降到8 ，硅酮涂层尼龙织物的伸长率为 3 4 “9 。由此可见，高温下硅酮涂层尼龙织物的机 械性能优于氯丁橡胶涂层尼龙织物。以前在进行硅 酮橡胶涂层前，织物必须首先经过处理使之具有粘 结力，后来发明了由1 0 0 固体硅酮橡胶直接涂覆 未处理织物的新技术l 。 当然，人们还在不断地开发研究新的空气袋涂 层技术，其中包括涂层新材料的开发。例如M i J l i k e n 公司发明了一种用聚氨酯聚丙烯腈分散液涂层空 气袋的新技术，其成本低于上述的氯丁橡胶和硅酮 橡胶涂层方法，且具有非常好的耐老化性能“。 3 结束语 空气袋正向着更安全、更轻和成本更低的方向 发展。作为空气袋主要结构材料的空气袋织物的织 造和整理技术也必然向着这一方向发展。纤维原料 将向多样化、细旦化和复合功能化发展；织造技术将 继续围绕提高织物机械性能和透气性能而发展，由 于对空气袋织物的特殊性能要求以及空气袋织物的 大量市场需求，开发空气袋专用织机将成为个发 展方向；整理技术方面仍将以涂层技术为主，涂屡新 材料和新技术的研究和开发仍将不断发展，因为在 短期内非涂层空气袋仍无法取代安全可靠性更强的 涂层夺气袋，特别是司机侧空气袋。 参考文献 lpD l IC h e 舢c d ¨h nf n l e m n I I o n d 2 0 0 I ( 6 ) 3 8 8 2MP 且s 肿v 1 k h n l c a l r e n l l e sI n k r r I a t o n a l ，1 9 舛( 3 ) ：2 2 3vs l q “H l 小P e 舢T e 日1 l e s ，1 9 卯：6 8 4KS m oT U Th x m U s 噼n c h n l q 一，1 9 9 7 ：2 6 ，4 9 5EB e 晰nu s P57 6 88 7 5 ( 1 9 9 8 ) 6E TC 舢bJ o u m d ( ，fc o m e df 铀i c s 1 9 鲥( 1 ) ：2 0 2 7 vs l e 础T e c l l n l s c h eT 麒t l l 】e n ，帅，E 5 4 ( 1 9 卵) 8Fk d 朗T e x t i I eW m 似2 0 0 l ( 4 ) ：4 0 9AW | l b h o u d 1 h 【i l e 地l 口I h ，2 0 ：5 ，4 4 1 0 一H l 曲P B 血一衄T e m i l e 8 ，1 9 9 8 ：5 ，7 l lAD 州b 畔l M e m “T h L 【n * m h e ，1 9 9 4 ( 4 ) ：7 5 1 2JAs d ¨i 巾P e d D r r | I T e x m e 8 ，1 9 9 4 ：1 0 ，1 0 1 3KK a d a 4 e sM d l l 明dI n k m a H o n 一，1 9 9 s ：3 ，1 8 5 1 4 KK 一8 目幅曲p 町I 呻i e s h l 仳嘶，1 9 9 5 ( 3 ) ：3 4 1 5EH u b e nM d l l 衄dh I ，e m 鲥o T l a l 2 呻I ( 1 ) ：6 5 1 6wNR o 舱l l e T e m l kw 州d ，】9 9 5 ( 6 ) ：8 3 ” 咖T e c l m i c 出T 呲i l eh 她州加d 1 9 9 2 ：6 ，7 1 8FB o h 忆n _ TT e x m e 8 aU 8 咿h c h n l q 呲s ，1 9 9 7 ：2 3 ，4 8 1 9ETr m u c hA u l o n m E n g I n e 帆n g ，1 9 9 4 ：2 ，9 9 2 0FAW d T 血T 批h 面c D IT e m l t el m 帅“吼m 】9 ”( 5 ) ：2 0 2JS ¨U S P6 1 6 9 0 4 3 2 0 0 1 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark