本发明涉及一种用于安全气囊的聚酯织物的制造方法，更具体地，涉及一种用于安全气囊的聚酯织物的制造方法，该制造方法不仅可以防止或最小化在织造工序过程中通过上浆工序涂布至纱线的上浆剂的分离，而且通过在织造工序之后有效地从织物基底上除去上浆剂，而可以使织物基底与随后在织物基底上形成的涂层之间的剥离强度最大化，并且降低安全气囊织物的刚度。
背景技术：
当冲击检测传感器检测到以不低于预定速度行驶的车辆的碰撞或倾覆所引起的对车辆的冲击时，安全气囊膨胀并展开以保护驾驶员和乘客。
通常，除了织物基底之外，用于安全气囊的织物还包括涂层以提高织物的气密性。
虽然主要使用聚酰胺纱线(如尼龙66纱线)来制备织物基底，但是为了满足降低成本的需要，目前正在研究和开发可以代替聚酰胺纱线的用于安全气囊的聚酯纱线。
织物基底可以是平纹组织图案或方平组织图案的机织织物，或者是OPW(一片式编织)(One Piece Woven)型的机织织物。通过以各种方式交织经纱和纬纱来制备机织织物。例如，根据平织法，经纱在相对较高和相对较低的位置之间交替地且周期性地上升和下降，从而形成空间，并且纬纱沿大致垂直于经纱的方向插入所述空间中。
可以通过循序地进行卷曲工序(warping process)、上浆工序、整经工序、穿经工序等来制备用于织造工序的经纱。在卷曲工序中，基于所设计的经纱的密度和宽度来排布从粗纱架退绕(unwound)的经纱，并将所设计的长度的经纱卷绕在整经轴上。在整经工序中，根据所设计的织物的经纱数，将从整经轴提供的多个经纱放在一起并缠绕在织机轴上。在将经纱卷绕在织机轴上之前进行的上浆工序中，在经纱上涂布上浆剂以提高它们的执扎和织造性能。在穿经工序中，将卷绕在织机轴上的经纱安装在停经片、综片和筘上。进行用于使所制备的经纱与纬纱交织的织造工序以得到机织织物。
在上浆工序中通常使用的用于提高用于安全气囊的机织织物的可织性的上浆剂是丙烯酸类上浆剂(acryl-based sizing agent)。然而，因为与丙烯酸类上浆剂对聚酰胺纱线的粘合强度相比，其对聚酯纱线的粘合强度更差，所以在织造工序过程中产生丙烯酸类上浆剂与聚酯纱线分离的问题。
一旦织造工序完成，粘附于纱线上的上浆剂起到杂质的作用，从而降低织物基底与涂层之间的剥离强度，并且也提高安全气囊织物的刚度。特别地，由于安装在车辆中的安全气囊长时间保持在封闭空间中直到发生事故，因此织物基底与涂层之间的粘合强度很可能进一步劣化，从而提高当安全气囊通过增压泵展开时涂层会容易地从织物基底剥离的风险。
技术实现要素：
技术问题
因此，本发明涉及一种用于安全气囊的聚酯织物的制造方法，该制造方法基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题。
本发明的一个方面是提供一种用于安全气囊的聚酯织物的制造方法，该制造方法不仅可以防止或者最小化通过上浆工序涂布至纱线的上浆剂在织造工序过程中的分离，而且通过在织造工序之后有效地从织物基底上除去上浆剂，而可以使织物基底与随后在织物基底上形成的涂层之间的剥离强度最大化，并且降低安全气囊织物的刚度。
本发明的另外的方面和特征将在下面的描述中部分地阐述，并且通过审查下面的内容部分本发明的另外的方面和特征对于本领域的普通技术人员将变得显而易见，或本发明的另外的方面和特征从本发明的实践中可以获知。
技术方案
根据本发明的方面，提供一种用于安全气囊的聚酯织物的制造方法，该制造方法包括：在聚酯纱线上涂布聚酯类上浆剂；用涂布有上浆剂的聚酯纱线制造织物基底；在pH为8至10的碱性条件下从织物基底上除去上浆剂；以及在除去上浆剂后的织物基底上形成涂层以提高气密性。
除去上浆剂可以包括使织物基底通过pH为8至10的擦洗溶液(scouring solution)。
擦洗溶液可以包含：水；以及全部溶解在水中的碱性化合物、渗透剂、不溶化剂(insolubilizing agent)和退浆剂。
将100重量份的碱性化合物、160重量份至190重量份的渗透剂、190重量份至220重量份的不溶化剂和450重量份至550重量份的退浆剂溶解在水中。
除去上浆剂还可以包括使已经通过擦洗溶液的织物基底通过洗涤溶液。
洗涤溶液可以基本上由水组成。
擦洗溶液可以包含在第一和第二擦洗浴中，洗涤溶液可以包含在第一、第二和第三洗涤浴中，第一擦洗浴中的擦洗溶液可以保持在50℃至70℃，第二擦洗浴中的擦洗溶液可以保持在75℃至95℃，第一洗涤浴中的洗涤溶液可以保持在70℃至90℃，第二洗涤浴中的洗涤溶液可以保持在70℃至90℃，第三洗涤浴中的洗涤溶液可以保持在40℃至60℃。
织物基底可以以10m/min至21m/min的速度通过擦洗溶液和洗涤溶液。
所述制造方法还可以包括在形成涂层之前，干燥除去上浆剂后的织物基底以及热定型干燥后的织物基底的步骤。
可以在150℃至190℃下进行热定型的步骤。
应当理解的是，本发明的上述总体描述和下面的详细描述是示例性和说明性的，旨在提供对所要求保护的本发明的进一步说明。
有益效果
根据本发明，使用对用于制造织物基底的聚酯纱线具有优异的粘合强度的上浆剂，使得可以防止或者最小化上浆剂在织造工序过程中的分离，并且可以提高加工性能。
此外，在通过织造工序得到织物基底之后，在优化的条件下有效地从织物基底除去上浆剂，使得可以使安全气囊织物的刚度最小化，并且可以提高织物基底和涂层之间的剥离强度。
此外，利用本发明的安全气囊织物制造的安全气囊由于织物的较低的刚度而可以具有优异的可折叠性和耐存储性，由于织物基底和涂层之间的高剥离强度而可以具有优异的内压保持性能，因此，可以更确切地保证驾驶员和乘客的安全，这是安全气囊的真正目的。
具体实施方式
下文中，将详细描述本发明的用于安全气囊的聚酯织物的制造方法。下面的描述仅是为了帮助理解本发明而提出的实例，并且对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，可以在本发明的范围内对本发明进行各种修改和改变。
本文所使用的“聚酯类上浆剂”是指基于聚酯树脂的上浆剂，本文所使用的“丙烯酸类上浆剂”是指基于丙烯酸树脂的上浆剂。
本发明的用于安全气囊的聚酯织物的制造方法包括：制备聚酯纱线；在聚酯纱线上涂布聚酯类上浆剂；用涂布有上浆剂的聚酯纱线制造织物基底；在pH为8至10的碱性条件下从织物基底上除去上浆剂；以及在除去上浆剂后的织物基底上形成涂层以提高气密性。
本文所使用的聚酯纱线定义为包含90摩尔％以上的聚酯树脂(例如，PET树脂)的纱线。
可以通过在270℃至320℃下，以300m/min至1,000m/min的纺丝速度进行熔融纺丝工序形成聚酯未拉伸纱线，然后以总拉伸比为5至7拉伸聚酯未拉伸纱线来制造聚酯纱线。可以在聚酯聚合物的熔融纺丝之后用15℃至60℃的冷却空气进行冷却工序来制造聚酯未拉伸纱线。在未拉伸纱线通过导丝辊之后，可以在吸油量(oil pick-up amount)为0.2％至2％的条件下进行拉伸工序。另外，可以在170℃至250℃下进行用于热定型所拉伸的纱线的工序。
或者，可以通过在单个过程中进行纺丝和拉伸的直接纺丝和拉伸(DSD)方法制造聚酯纱线。
聚酯纱线可以包含线密度分别为2.5旦尼尔至5.5旦尼尔的多个单丝，并且聚酯纱线的总线密度可以为315旦尼尔至600旦尼尔。
单丝的线密度应该不小于2.5旦尼尔，以防止或者最小化在纺丝工序过程中可能发生的纤维断裂。另一方面，考虑到通过喷丝头的熔体的冷却效率，单丝的线密度优选为不大于5.5旦尼尔。
另外，考虑到当安全气囊展开时吸收高温和高压展开能的吸收性能，纱线的总线密度应该不小于315旦尼尔，以保持优异的机械性能(例如，强度)。另一方面，为了安全气囊的可折叠性和重量减轻，纱线的总线密度优选为不大于600旦尼尔。
为了确保在制造用于安全气囊织物的织物基底时所需的优异的可织性，在聚酯纱线上涂布上浆剂。
要求上浆剂不仅能够提高纱线的可织性，而且对用于制造织物基底的纱线具有高粘合强度。如果纱线和上浆剂之间的粘合强度不好，则发生在织造工序过程中上浆剂分离的问题。
如上所述，通常使用的用来提高用于安全气囊的机织织物的可织性的上浆剂是丙烯酸类上浆剂。然而，由于丙烯酸类上浆剂对聚酯纱线的粘合强度比对聚酰胺纱线的粘合强度差，因此，在织造工序过程中产生与聚酯纱线分离的问题。
本发明人进行的不断研究表明，聚酯类上浆剂可以提高聚酯纱线的可织性，并且也对聚酯纱线具有优异的粘合强度。
也就是说，根据本发明，涂布到聚酯纱线上的上浆剂包含聚酯树脂。在将聚酯类上胶剂代替丙烯酸类上浆剂涂布到聚酯纱线上之后进行织造工序，使得可以防止或者最小化织造工序过程中上浆剂的分离，并且可以提高可加工性能。
用本发明的涂布有上浆剂的聚酯纱线制造的织物基底可以是具有经纱和纬纱的机织织物或针织物。
机织织物的经纱和纬纱可以以多种方式交织。例如，织物基底可以是平纹组织图案或方平组织图案的机织织物或OPW(一片式编织)型机织织物。
根据本发明的一个实施方案，织物基底可以是由下面的式1定义的覆盖系数(CF)为1,800至2,460的机织织物。
式1：经纱密度(纱线/英寸)×[经纱的线密度(旦尼尔)]1/2+纬纱密度(纱线/英寸)×[纬纱的线密度(旦尼尔)]1/2
如果织物基底的覆盖系数小于1,800，即使在其上形成涂层，安全气囊织物也不能满足关于空气阻滞性能和内压保持性能的工业要求。另一方面，如果覆盖系数大于2,460，则安全气囊的可折叠性劣化到难以存储安全气囊的程度。
本发明得到的织物基底还包含聚酯类上浆剂。如上所述，由于织物基底上/中的上浆剂作为杂质，其不仅降低织物基底和随后在其上形成的涂层之间的剥离强度，而且提高安全气囊织物的刚度。当安全气囊展开时，织物基底和涂层之间的较低的剥离强度导致涂层容易地从织物基底剥离，从而降低对于驾驶员和乘客的安全所需的安全气囊的空气阻滞性能和内压保持性能。此外，安全气囊织物的高刚度降低安全气囊的可折叠性。
因此，根据本发明，进行从织物基底上除去聚酯类上浆剂的工序。
在织物基底上形成涂层之前，为了充分降低残留的上浆剂的含量，应当基于上浆剂的种类适当地设定所述工序的条件。
本发明人发现，当将本领域中通常使用的用于除去丙烯酸类上浆剂的不低于pH 11的非常强的碱性条件应用于除去聚酯类上浆剂的工序时，上浆剂中包含的聚酯树脂变硬。据推测，通过酸碱反应生成盐而导致这种现象。由于这种现象，安全气囊织物的刚度提高，由此安全气囊的可折叠性降低。
本发明人进行的不断研究表明，当将pH为8至10的相对较弱的碱性条件应用于从织物基底上除去聚酯类上浆剂的工序时，聚酯类上浆剂可以最有效地从织物基底上除去。
下文中，更详细地说明根据本发明的一个实施方案的除去上浆剂的工序。
本发明的用于除去上浆剂的工序可以包括使织物基底通过pH为8至10的擦洗溶液的步骤。擦洗溶液可以包含水；以及溶解在水中的碱性化合物、渗透剂、不溶化剂和退浆剂。
可以将100重量份的碱性化合物、160至190重量份的渗透剂、190至220重量份的不溶化剂和450至550重量份的退浆剂溶解在擦洗溶液的水中。
例如，可以通过将约2.2kg的碱性化合物、约1.7kg至1.9kg的渗透剂、约2kg至2.1kg的不溶化剂和约4.9kg至5.1kg的退浆剂溶解在约3吨的水中来制备本发明的擦洗溶液。
碱性化合物可以是氢氧化钠(NaOH)、碳酸钠(Na2CO3)或它们的混合物，并且优选为氢氧化钠。
渗透剂是使擦洗溶液能够渗透入织物基底中的试剂，不溶化剂是将诸如上浆剂的杂质保持为在擦洗溶液中不能溶解的固体状态的试剂，退浆剂是从织物基底上除去上浆剂的试剂。
以这种方式制备擦洗溶液使得上述组分可以很好地混合。例如，将容器的大约一半装满水，向其中添加诸如氢氧化钠的水溶性碱性化合物，搅拌得到的混合物以充分混合水和碱性化合物。接着，进一步添加其他组分，如渗透剂、不溶化剂和退浆剂等，并搅拌混合物。将得到的擦洗溶液转移至擦洗浴中。
任选地，本发明的用于除去上浆剂的工序还可以包括使已经通过擦洗溶液的织物基底通过洗涤浴中包含的洗涤溶液的步骤。洗涤溶液可以基本上由水组成。
任选地，擦洗溶液可以包含在多个擦洗浴中，洗涤溶液也可以包含在多个洗涤浴中。例如，织物基底可以依次通过第一和第二擦洗浴以及第一、第二和第三洗涤浴。
根据本发明的一个实施方案，为了节省能量同时得到几乎相同水平的除去上浆剂效果，第一擦洗浴中的擦洗溶液可以保持在50℃至70℃，第二擦洗浴中的擦洗溶液可以保持在75℃至95℃，第一洗涤浴中的洗涤溶液可以保持在70℃至90℃，第二洗涤浴中的洗涤溶液可以保持在70℃至90℃，第三洗涤浴中的洗涤溶液可以保持在40℃至60℃。然而，考虑到除去上浆剂效果，最优选地，擦洗溶液和洗涤溶液保持在基本相同的温度。
根据本发明的一个实施方案，为了从织物基底有效地除去诸如上浆剂的杂质并且使织物基底的收缩最小化，织物基底可以以基本相同的速度，例如，10m/min至21m/min通过擦洗溶液和洗涤溶液。
可以进行干燥通过洗涤溶液后的湿织物基底的工序。干燥工序可以通过蒸汽缸进行。该干燥工序有助于有效地进行随后的热定型工序。
然后，可以进行热定型工序以固定干燥后的织物基底的形状，使得该形状不会由于外部环境而改变。为了使织物基底的热收缩最小化并且提高织物基底的尺寸稳定性，可以在150℃至190℃下进行热定型。
在热定型工序之后，进行冷却工序以降低织物基底的温度，然后卷绕冷却后的织物基底。可以通过冷却缸进行冷却工序。
在根据上述方法除去聚酯类上浆剂后的织物基底上形成涂层。涂层是用于提高安全气囊织物的机械性能、气密性、空气阻滞性能和内压保持性能的层。
可以在织物基底的一个表面或两个表面上形成涂层。可以使用选自粉末状硅氧烷(silicone)、液体硅氧烷、聚氨酯、氯丁二烯、氯丁橡胶、聚氯乙烯和乳液型硅氧烷中的至少一种来形成涂层。考虑到安全气囊展开过程中的气密性和强度保持性，涂层优选包含粉末状硅氧烷、液体硅氧烷、水性聚氨酯分散体或它们的混合物。
单位面积的涂布量为15g/m2至150g/m2，优选地为20g/m2至140g/m2，更优选地为30g/m2至130g/m2。如果涂布量小于15g/m2，无法获得足够的耐擦洗性和内压保持性。另一方面，如果涂布量大于150g/m2，安全气囊的可折叠性和耐存储性显著劣化。
可以使用任何常规的涂布方法，如刮刀涂布、刮片涂布和喷涂等来形成涂层。考虑到涂布均匀性，刮刀涂布是理想的。
在形成涂层之后，可以进行用于硫化(vulcanization)的附加工序。硫化工序可以在150℃至200℃下进行120秒至350秒。
下文中，将描述本发明的详细实施例和比较例以说明本发明的优点。提供下面的实施例仅用于更好地理解本发明，本发明的范围不应局限于此。
实施例1
在总线密度为约500旦尼尔的聚酯(PET)纱线上涂布PET类上浆剂(商标：PRS经纱浆料，由Huntsman公司制造)，用涂布有上浆剂的聚酯纱线进行平织，得到覆盖系数为2400的机织织物。
将机织织物以约20m/分钟的速度依次通过第一和第二擦洗浴中包含的pH为8的擦洗溶液以及第一、第二和第三洗涤浴中包含的洗涤溶液，从而从机织织物除去上浆剂。
通过将约2.2kg的氢氧化钠、约1.7kg的渗透剂(商品名：P-350，由Niccakorea有限公司制造)、约2kg的不溶化剂(商标：K-2500，由Niccakorea有限公司制造)和约5kg的退浆剂(商标：Texlon CD，由Daeyang公司制造)溶解在约3吨的水中制造擦洗溶液。洗涤溶液基本上由水组成。
第一擦洗浴中的擦洗溶液保持在约60℃，第二擦洗浴中的擦洗溶液保持在约85℃，第一洗涤浴中的洗涤溶液保持在约80℃，第二洗涤浴中的洗涤溶液保持在约80℃，第三洗涤浴中的洗涤溶液保持在约50℃。
随后，通过蒸汽缸干燥机织织物，然后经过保持在150℃至190℃的多个室以便热定型。
使用刮刀涂布法，用液体硅氧烷树脂类硅氧烷涂料组合物涂布得到的织物基底，然后干燥。涂布量为95g/m2。随后，在200℃下进行硫化工序300秒以使涂料组合物固化并得到具有硅氧烷涂层的安全气囊织物。
实施例2
除了用于制备擦洗溶液的溶解在水中的氢氧化钠的量为约3kg并且擦洗溶液的pH为9之外，以与实施例1中相同的方式制造安全气囊织物。
实施例3
除了用于制备擦洗溶液的溶解在水中的氢氧化钠的量为约3.8kg并且擦洗溶液的pH为10之外，以与实施例1中相同的方式制造安全气囊织物。
实施例4
除了将第一和第二擦洗浴中的擦洗溶液以及第一、第二和第三洗涤浴中的洗涤溶液保持在80℃的相同的温度之外，以与实施例1中相同的方式制造安全气囊织物。
比较例1
除了使用丙烯酸类上浆剂代替PET类上浆剂之外，以与实施例3中相同的方式制造安全气囊织物。当制造机织织物时发生上浆剂的分离。
比较例2
除了用于制备擦洗溶液的溶解在水中的氢氧化钠的量为约6kg并且擦洗溶液的pH为14之外，以与比较例1中相同的方式制造安全气囊织物。与比较例1相同，当制造机织织物时发生上浆剂的分离。
比较例3
除了用于制备擦洗溶液的溶解在水中的氢氧化钠的量为约4.2kg并且擦洗溶液的pH为11之外，以与实施例1中相同的方式制造安全气囊织物。
*残留上浆剂的含量
根据索氏提取法，分别测量在实施例1至4和比较例1至3中得到的各个热定型后的机织织物(机织织物上尚未形成涂层)中残留的上浆剂的含量。
也就是说，测量机织织物样品的重量(WF)。然后，根据索氏提取法，使用乙醚溶剂提取残留在机织织物样品中的上浆剂，以得到提取溶液。测量通过从提取溶液中蒸发乙醚和水而得到的提取物的重量(WE)。然后，根据下面的式2计算热定型后的机织织物的上浆剂的含量，其结果示于下面的表1中。
式2：残留上浆剂的含量(％)＝(WE/WF)×100
[表1]
*安全气囊织物的刚度的测量
根据ASTM D 4032圆形弯曲过程，分别测量在实施例1至4和比较例1至3中得到的各个安全气囊织物的刚度，其结果示于下面的表2中。
更具体地，从安全气囊织物得到样品(100mm×200mm)，对折成一半，放置在具有孔口的平台上，并通过棒压制。测量迫使织物进入平台的孔口所需的力。
*机织织物与涂层之间的剥离强度的测量
根据国际标准组织的标准测试方法ISO 5981，分别测量在实施例1至4和比较例1至3中得到的各个安全气囊织物的机织织物与涂层之间的剥离强度，其结果示于下面的表2中。
更具体地，根据ISO 5981，通过耐擦洗性测量装置测量织物的耐擦洗性。首先，将安全气囊织物切割成试样。在对设备加压时，将织物试样重复地进行往复运动，以进行耐擦洗性测试。
通过测量在10N的压力下磨料往复运动的总次数来确定耐擦洗性。在每50个冲程的往复运动之后观察涂层是否剥离。如果涂层没有剥离，认为是“合格”，并继续进行往复运动。如果涂层剥离，认为是“不合格”，停止往复运动，并且将直到涂层从织物上剥离时进行的冲程数作为表示安全气囊织物的剥离强度的指标。
[表2]
从上面的表2可以看出，在比较例3中制造的安全气囊织物的刚度大于3.5kgf。如果使用刚度大于3.5kgf的织物用于车辆的安全气囊，则这种安全气囊无法通过空气压力展开成正常形状。此外，与实施例1至4的安全气囊织物相比，涂层在仅经历2300个冲程之后就从织物上剥离的比较例3中制造的安全气囊织物表现出相对较低的剥离强度。