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非织造 技 术 与产 业 用纺 织 品 高压下空气袋织物的透气性研究 摘要: 研究了高压下空气袋织物的透气 性能。 通过对3 种不同的 锦纶6 6 空气袋织 物进行透气性实验研究， 发现在高压下空气袋织物透气 率与压力并非呈线性关系， 而幕律式可以 很好地描述二者的关系。 关键词:空气袋; 技术织物;透气性 中图分类号: T S 1 0 6 .6 9文献标识码: A 文章编号: 1 0 0 3 一3 0 2 5 ( 2 0 0 5 ) 0 2 一0 0 6 3 一0 2 东华大学纺织学院王新厚李立轻 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， 当超过一定的强度时 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 以保护乘员 特别是防止其与方向盘 和前窗玻璃相撞。 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2 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。 由于 涂层空气袋具有厚度大、 难折叠、 涂层会随时间降解等缺 点 近年来人们试图采用非涂层空气袋。 非涂层空气袋主 要依靠作为空气袋结构材料的 ( 锦纶6 6 ) 织物本身的透气 性来实现对乘员的保护。 一般情况下. 从决定展开到空气 袋完全展开应在3 5 m s 之内在如此短的时间内要使空气 袋充满气体， 就要求空气袋织物透气量小。 但为减缓充胀 空气袋对向前飞出的乘员的剧烈冲击， 又要求空气袋具有 一定的透气量以使其中的气体能在设定时间内排出。 因此， 为了保证空气袋的使用安全性 就必须能够精确控制和预 测空气袋织物的透气性。 目前国内外常规的织物透气性测试标准被认为不适于 空气袋织物这是因为它们原本是为一般服用织物、 帐篷 织物和降落伞织物等工作压力较低的织物而设计的 川。 A S T M D 7 3 7 一 9 6 和J I S L 1 0 9 6 一 A织物透气性测试标准规 定的测试压力为1 2 5 P a : D IN 5 3 8 8 7 和I S O 9 2 3 7 : 1 9 9 5 规 定为2 0 0 P a G B 5 4 5 3 一 8 5 规定为1 2 7 P a 还有一些非正 式标准建议对产业用布采用5 0 0 P a 的测试压力。 空气袋织 物的典型工作压力在6 8 .9 - 1 0 3 .4 k P a 之间 最高在2 0 0 k P a 以上. 远远高于上述常规标准的规定值。 本文提出一种高压下测试空气袋织物透气性的方法， 即利用压缩空气将由夹具固定的空气袋充胀以模拟空气袋 的展开，当织物两侧压差达到某一值时 记录其透气量。 1 实验 高压下空气袋织物透气性实验测试装置如图1 所示。 实验装置包括一个内径为4 0 m m的弯管， 弯管一端开口 测试时用来安装待测空气袋织物样本 弯管另一端通过一 个流量计和一个手动阀与空压机的储气罐相连。实验时， 先用上下两个夹具圆环密封夹持织物样本， 然后打开空压 机使空气袋织物充胀 调节手动阀使织物两侧压差达到某 一预设值并使之保持一定时间， 同时记录流量值。 实验中 压力由安装在织物上游的静电容式压力传感器D P - 3 3 0 测 得而流量值由安装在弯管入口的热式质量流量计T F - 2 ) 经热熔粘结处理后的木棉/ 低熔点纤维絮片 当体 积质量为0 .0 4 g / c m ， 时浮力倍数在2 5 左右满足救生衣 浮力材料的要求。 3 )通过粘结成絮的方式改善木棉纤维集合体的浮力 行为是可行的。 优选低熔点纤维细度和含量 优化结构. 合 理设计:可提高现有救生衣浮力材料的性能。 1 0 参考文献 I 葛恒林. 救生衣与水上救生 M . 北京: 人民交通出版社， 1 9 8 3 . 2 1 C M V a n W y k . N o t e s o n t h e C o m p r e s s i b i l i t y o f W o o l J . J T e x t I n s t , 1 9 4 6 ( 3 7 ) :2 6 5 - 2 9 2 . 纺 织 导 报C h in a T e x t ile L e a d e r . 2 0 0 5 N o .2 6 3 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark 非织造技术与产业用纺织品 1 1 0 0 测得。 来自 压力传感器和流量计的模拟电压信号通过 A/ D转换成为数字信号被传输到计算机。本实验主要研 究流量与织物两侧压差的关系 图1 中压力计所测得的只 是织物上游的压力 但由于织物与大气相通即织物下游 压力为零 ( 表压) ， 也就是说织物上游的气体压力 ( 即压力 计的指示值)为本实验所求的压差。 式中. R 透气率; A p 能有关的2 个参数。 压差; c , b 与织物性 n钊气 2l 少日·日 0气门 100 d卜的一铃犷归 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 压力 / k P a 图2 空气袋织物透气率和压力的关系 空压机 图1 空气袋织物透气性测试装置 到目 前为止 锦纶6 6 仍是空气袋生产的首选原料. 这 是因为锦纶6 6 具有热烙量高、初始模量低和弹性好等性 能 从而使得其织物在动态载荷作用下具有应力分布均匀、 抗冲击性能优良和阻燃性好等优点。本文实验采用了3 种 不同的锦纶6 6 织物. 其物理性能如表 1 所示。 表1 空气袋织物的物理性能 根据最小二乘法可得到3 种空气袋织物透气率的拟 合方程 其中的参数b 和c 的值如表2 所示。 另外 表2 中 还给出了R 2 值 即样本相关系数的平方， 它是衡量回归关 系强度的指标. 表示回归曲线对实验数据的拟合程度 2 1 R 2 值越接近1 表示拟合程度越好。从表2 可以看出， 对于 3 种织物， 其回归方程的R 2 值均大于0 .9 7 这说明用幂律 式可以很好地描述高压下空气袋织物透气率与压力的关系。 表2 参数c , b 以及R z 值 织物 0 . 0 0 95 织物原料 细度/经密x 纬密/ A H ( d t e x( 根( 1 0 c m 织物组织 0 . 0 0 76 0 _ 0 0 55 0 0 06 01 59 0 5 93 0 . 9 8 27 0 .9 8 14 0 . 9 7 67 锦纶6 6 锦纶6 6 锦纶 6 6 3 5 0/ 7 3 4 7 0/ 7 2 3 5 0/ 7 2 2 5 0 x 2 3 8 2 1 6 . 5 x 2 1 6 . 5 2 6 0 x 2 5 6 平纹 平纹 平纹 2 结果与讨论 实验中采用的测试压力范围是从5 0 k P a( 织物C的起 始测试压力为6 5 k P a ) 到2 0 0 k P a 测试间隔为1 0 k P a 。 对 于每个压力测试点进行3 次实验 结果取其平均值。 图2 给 出了实验结果。关于透气率由实验直接测得的是质量流 率. 图2 中已转换成为标准状态 ( S T P ) 下的体积流率。 从 图2 可以看出， 空气袋织物的透气率随压力的增加而增加 但它们并非呈线性关系。 如将图2 中两坐标轴转换为对数 坐标并作散点图， 可以看到实验数据均分布在一条直线上 或其附近 这说明透气率的对数值与压力的对数值呈线性 关系，即透气率与压力呈幂律关系 表示形式如下: y=c ( A n ) ” 幂律关系式中的系数。 和指数b 是2 个常数 它们取 决于织物的性能。 系数。 表征了织物的透气性， 而指数b 描 述了透气曲线的形状。对于所得到的3 种织物的透气率- 压力曲线， 其b 值均大于1这表示曲线具有渐升趋势 ( 图 2 ) 。随着压力的增加 织物透气率呈非线性增长。当压力 增加1 % 织物A的透气率将增长1 .0 0 0 6 % 织物B将 增长1 .0 1 5 9 %， 而织物C将增长1 .0 5 9 3 %。 3 结论 在高压下 空气袋织物的透气率随压力的增加呈非线 性增加 透气率与压力的关系可以用幂律关系描述。 幂律 关系式中的系数c 和指数b 是2 个常数， 它们取决于织物的 性能。系数c 表征了织物的透气性， 而指数b 描述了透气 曲线的形状。 t 作者简介:王新厚，男，1 9 7 0 年生，副教授，上海， 2 0 0 0 5 1 基金项目: 2 0 0 3 年度教育部 “ 优秀青年教师资助计划” 项目 ; 教 育部留学回国 人员 科研启动基金资助项目 参考文献 【 M u k h o p a d h y a y S K , P a r tr i d g e J F . A u t o m o t i v e T e x t i l e s J . T e x t i l e P r o g r e s s , 1 9 9 9 , 2 9 ( 1 / 2 ) :6 8 . 2 R i c h a r d J o h n s o n , G o u r i B h a t t a c h a r y y a . S t a t i s t i c s P r i n c i p l e a n d Me t h o d s M . H o b o k e n : J o h n Wi l e y a n d S o n s , 1 9 8 7 : 3 8 9 一 3 9 1 . 4 纺织导报 C h in a T e x t ile L e a d e r · 2 0 0 5 N o .2 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
