專利名稱：涂膜厚度極小的低透氣率安全氣囊緩沖墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及涂布的可充氣織物，更具體說(shuō)，涉及安全氣囊緩沖墊，其上涂料附加量很少且其透氣率極低。本發(fā)明的可充氣織物主要用于要求低透氣率特性的汽車保護(hù)緩沖墊(如側(cè)簾安全氣囊)。傳統(tǒng)上，重而貴的化合物涂料，如氯丁橡膠、硅酮等，已被應(yīng)用來(lái)提供這樣要求的低透氣率。本發(fā)明的織物采用便宜、很薄的涂層來(lái)提供這樣必要的低透氣率。因此，本發(fā)明涂布的可充氣安全氣囊包括一層層壓在至少一部分目標(biāo)織物表面上的涂膜，其中所述涂膜的拉伸強(qiáng)度至少為2000，斷裂伸長(zhǎng)率至少為180％。涂膜提供安全氣囊緩沖墊低的透氣率，其漏氣下降時(shí)間至少5秒鐘，其中涂膜涂在織物表面上的量至多3.0盎司/平方碼織物。
現(xiàn)有技術(shù)背景機(jī)動(dòng)車輛安全氣囊是已知的且已用了很長(zhǎng)一段時(shí)間。安全氣囊典型的結(jié)構(gòu)材料是聚酯或尼龍織物，涂上彈性材料，如氯丁橡膠、硅酮。此氣囊用的織物通常是用本領(lǐng)域已知的紡織技術(shù)由合成絲織成的編織織物。
這種涂布的材料得到認(rèn)可因?yàn)樗鼘?duì)充氣介質(zhì)起不透性屏障的作用。充氣介質(zhì)通常是氮?dú)?，由氣體發(fā)生器或充氣裝置產(chǎn)生。此氣體在相對(duì)溫?zé)岬臏囟认滤偷骄彌_墊中。涂層阻擋此熱氣體對(duì)織物的滲透，因而使緩沖墊迅速充氣，而不會(huì)在撞車事故中過(guò)分減壓。
安全氣囊還可由未涂布的織物做成，其編織方式能使產(chǎn)生的制品透氣率低；或用經(jīng)過(guò)處理的織物做成，如壓延處理以降低透氣性。編織后通過(guò)壓延或其它機(jī)械處理降低了透氣性的織物公開(kāi)在美國(guó)專利4,921,735；美國(guó)專利4,977,016；和美國(guó)專利5,073,418上(它們都被包括進(jìn)來(lái)以供參考)。
硅酮涂布通常利用溶劑型或復(fù)合型雙組分反應(yīng)體系。側(cè)簾安全氣囊前后面板上硅酮干涂層重量范圍是約3-4盎司/平方碼或更高。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該了解，附加重量高基本上會(huì)增加安全氣囊底布的成本并使其很難填裝在小的安全氣囊容器中。此外，硅酮拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率很低，如果不用很厚涂層就不能經(jīng)受住高壓充氣。
如在Menzel等人的美國(guó)專利5,110,666(包括在此供參考)中所公開(kāi)的，采用某種聚氨酯作涂層可使附加量減少，據(jù)報(bào)導(dǎo)在0.1-1盎司/平方碼范圍內(nèi)，但這種材料本身較貴，而且據(jù)信由于涂料固有特性需要相對(duì)復(fù)雜的混合與涂布工序。但這些專利權(quán)所有人未能公布其特殊聚氨酯涂料的任何相關(guān)彈性及/或拉伸強(qiáng)度特性。此外，也未討論有關(guān)駕駛員或乘客側(cè)緩沖墊的側(cè)簾安全氣囊用的織物上涂布低附加量的這種聚氨酯材料的涂層性能(并因此與低透氣性相關(guān))的重要性。所有安全氣囊都必須極快充氣；事實(shí)上感到有碰撞時(shí)，安全氣囊一般在10-20毫秒內(nèi)便達(dá)到峰值壓力。合格的駕駛員側(cè)及乘客側(cè)安全氣囊設(shè)計(jì)成能耐此巨大充氣壓力；但它們也很快泄氣，以有效地吸收汽車乘客撞擊氣囊的能量。因此這種駕駛員和乘客側(cè)緩沖墊(安全氣囊)用低透氣性織物制造，但它們很快會(huì)在接縫(其上未涂防漏氣涂料)處或經(jīng)排氣孔放氣。此外，在Menzel及Li等人的美國(guó)專利5,945,186中所教導(dǎo)的低附加量涂層不會(huì)長(zhǎng)期保存氣體。它們實(shí)際上承受由激活的充氣裝置所提供長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)的壓力最多不會(huì)超過(guò)約2秒鐘。這些安全氣囊織物中的低透氣率因此幫助在駕駛員和乘客安全氣囊緩沖墊中提供低程度的持續(xù)氣體保留，為充分的碰撞保護(hù)提供所需的排氣緩沖作用。這樣的安全氣囊織物不會(huì)和側(cè)簾安全氣囊一起很好起作用，因?yàn)橹辽俳涌p處沒(méi)有涂層，下面將詳細(xì)討論接縫在此安全氣囊中形成枕狀緩沖結(jié)構(gòu)。因?yàn)檫@些區(qū)域在充氣時(shí)和充氣后有最大程度漏氣，上面提到的有專利權(quán)的低涂布、低透氣率的安全氣囊織物不能適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于側(cè)簾安全氣囊中。
如上提及，主要有三類不同的安全氣囊，每類有不同用途。例如，駕駛員側(cè)安全氣囊一般裝于轉(zhuǎn)向管柱內(nèi)，且其透氣率較高以便撞擊時(shí)為駕駛員起更好的緩沖作用。乘客側(cè)安全氣囊也包括有相對(duì)高的透氣率的織物，可從其中放氣或通過(guò)與其成一體的通氣孔放氣。這兩種安全氣囊設(shè)計(jì)成在突然碰撞時(shí)保護(hù)人身安全，且它們通常從存在于轉(zhuǎn)向管柱或儀表板(因而有多“側(cè)面”)的包裝容器中彈出。但側(cè)簾安全氣囊設(shè)計(jì)成主要在傾翻事故中保護(hù)乘客，通過(guò)將其充氣狀態(tài)保持較長(zhǎng)時(shí)間并且一般從存在于車頂襯里的包裝容器中沿汽車側(cè)窗展開(kāi)(因而只有正面和背面)。側(cè)簾安全氣囊因而不僅提供緩沖作用而且防止碎玻璃及其他碎片的傷害。這樣，如上所述，側(cè)簾安全氣囊必須在整個(gè)可能發(fā)生的較長(zhǎng)時(shí)間傾翻狀態(tài)中保留大量空氣和高氣壓以保持充氣狀態(tài)。為此，這些側(cè)簾一般在其正面和背面涂有大量密封材料。由于大部分側(cè)簾安全氣囊織物包括編織坯布，其是縫合、密封或整體編織在一起的，所以潛在高度漏氣的不連續(xù)區(qū)域很普遍，特別在接縫上或其周圍。已經(jīng)被接受的要求是，為了提供給側(cè)簾安全氣囊必要的低透氣率(因而有高的漏氣下降時(shí)間)，必須有厚涂層。沒(méi)有此等厚涂層，此安全氣囊很可能太快放氣，因而在傾翻期間不能正常起作用。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能很好了解，這種厚涂層使目標(biāo)側(cè)簾安全氣囊的總制造成本增加很多。因而很有必要制造低透氣率的側(cè)簾安全氣囊，其涂層價(jià)格不貴(優(yōu)選涂層附加重量輕)，又沒(méi)有失去在使用時(shí)為正常起作用所需的老化、濕度和透氣性。迄今為止，如果不能說(shuō)完全沒(méi)有，緩和這種對(duì)側(cè)簾安全氣囊的厚重涂層的需要并未取得多大進(jìn)展。
此外，有一種流行的趨勢(shì)，將此低透氣率的側(cè)簾安全氣囊貯存在圓柱形容器中。因?yàn)檫@些安全氣囊通常裝在汽車車頂襯里內(nèi)，且可用面積很有限，所以很需要把這些安全緩沖墊的填密容積限制在其最小值。但以前實(shí)踐過(guò)的低透氣率側(cè)簾安全氣囊已經(jīng)證明貯裝在目標(biāo)汽車車頂襯里處圓柱形容積中時(shí)顯得很笨重。將這些涂層厚的低透氣物件卷起來(lái)所以實(shí)際時(shí)間和能量，以及填密容積本身都很難減少。此外，隨著厚涂料的應(yīng)用，當(dāng)這類物件緊密填充在一起時(shí)粘連問(wèn)題也突出了(即緩沖墊不同涂布部分互相黏結(jié))。當(dāng)有粘連可能時(shí)在充氣時(shí)推遲其展開(kāi)的概率上升。因此，十分希望有裝填緊密，填密容積小，低粘連的側(cè)簾低透氣率安全氣囊。不幸，現(xiàn)有技術(shù)并未給予安全氣囊工業(yè)這種改進(jìn)。
發(fā)明的目的及簡(jiǎn)要說(shuō)明根據(jù)上述容易看出，需要有一種低透氣率的側(cè)簾安全氣囊，它應(yīng)用少量而不貴的涂料，因此比標(biāo)準(zhǔn)的低透氣率側(cè)簾安全氣囊具有基本上減少的填密容積。這類涂布的低透氣率安全氣囊在充氣時(shí)和長(zhǎng)期存放后必須有必要的長(zhǎng)的漏氣下降時(shí)間。這種新型安全氣囊和新型涂料配方比以往使用的價(jià)格貴，附加涂層厚的安全氣囊涂層(及所得到的安全氣囊制品)有明顯改進(jìn)。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供涂布的安全氣囊，其中所述涂層的附加重量很低，充氣后漏氣下降時(shí)間特性很高，因而有低的透氣率。本發(fā)明的另一目的是提供便宜的側(cè)簾安全氣囊緩沖墊。本發(fā)明又一目的是提供安全氣囊的高效的涂料配方，它以少的附加量涂上即可獲得在充氣后有極低透氣率的安全氣囊結(jié)構(gòu)。本發(fā)明另一目的是提供一種安全氣囊涂料配方，它不僅提供好的長(zhǎng)期低透氣率，而且有極好的長(zhǎng)期貯裝穩(wěn)定性(經(jīng)過(guò)熱老化和潮濕老化試驗(yàn))。本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供低透氣率的側(cè)簾安全氣囊，它有很小的卷曲填密容積和長(zhǎng)期貯裝在汽車車頂襯里內(nèi)的非粘連特性。
因此，本發(fā)明針對(duì)的安全氣囊緩沖墊包括涂布織物，其中所述織物層壓一層涂膜，其中所述涂膜在織物上的量至多3.0盎司/平方碼織物；其中所述安全氣囊緩沖墊在長(zhǎng)期貯放后，其特征漏氣下降時(shí)間至少5秒。而且，本發(fā)明涉及一種安全氣囊緩沖墊，其包括涂布織物，其中所述織物涂布一層層壓涂膜；其中所述層壓涂膜的拉伸強(qiáng)度至少2,000，伸長(zhǎng)率至少180％，其中所述安全氣囊緩沖墊在長(zhǎng)期貯存后的特征漏氣下降時(shí)間至少5秒。另外，本發(fā)明包括涂布的安全氣囊緩沖墊，其卷曲填密容積因子至多1.20(此因子以安全氣囊緩沖墊卷緊直徑除以從目標(biāo)汽車車頂襯里的固定點(diǎn)到充氣后車頂襯里下面的覆蓋的最低點(diǎn)測(cè)定的覆蓋高度，再乘以構(gòu)成安全氣囊本身的具體旦尼爾紗線的的紗線直徑平方根測(cè)得)。
術(shù)語(yǔ)“特征漏氣下降時(shí)間”擬包括在隨后的10psi恒壓下再充氣過(guò)程中，全部充氣氣體進(jìn)入已充過(guò)氣(達(dá)到最初峰值壓力，其“打開(kāi)了”弱的封接區(qū)域)并排氣的安全氣囊緩沖墊所需時(shí)間。在安全氣囊領(lǐng)域眾所周知并明白，特別是有關(guān)側(cè)簾(低透氣率)安全氣囊緩沖墊，在碰撞時(shí)長(zhǎng)期保持充氣氣體至關(guān)重要。側(cè)簾安全氣囊設(shè)計(jì)成能像駕駛員和乘客側(cè)氣囊一樣快地充氣，但它們必須慢慢排氣，以便保護(hù)傾翻或側(cè)向沖擊時(shí)乘客的安全。因此，有必要使氣囊在瞬時(shí)快速充氣時(shí)在氣囊達(dá)到峰值壓力后漏氣速率很低。因此，氣囊上的涂層必須足夠強(qiáng)以致在氣囊快速充氣時(shí)能耐沖擊和壓力。因此高的特征漏氣下降速率測(cè)定值是至關(guān)重要的，以便在充氣的安全氣囊中保持最大量的可使用的緩沖氣體。安全氣囊充氣后(及達(dá)到峰值壓力后)的泄漏因此與實(shí)際壓力保持特性密切相關(guān)。已充氣和放氣的側(cè)簾安全氣囊的壓力保持特性(以后叫“漏氣下降時(shí)間”)可由特征漏氣下降速率t描述，其中 *SCFH標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/小時(shí)應(yīng)該了解，10psi常量并非本發(fā)明限定值，而只是測(cè)量漏氣下降速率時(shí)的恒定壓力。因此，在實(shí)際充氣或在安全氣囊初始增壓后，即使壓力高于或低于此值，唯一的限制是，如果一名本領(lǐng)域普通技術(shù)人員去測(cè)氣囊容積并將其除以容積泄漏速率(在10psi穩(wěn)定狀態(tài)充氣時(shí)以目標(biāo)安全氣囊漏出測(cè)量)，則得到的時(shí)間至少為5秒。優(yōu)選此時(shí)間大于約9秒，更優(yōu)選大于約15秒，最優(yōu)選大于約20秒。
可選地，在未充氣側(cè)簾安全氣囊的測(cè)試方式中，術(shù)語(yǔ)“漏氣下降時(shí)間”測(cè)定為在到達(dá)初始峰值壓力后，引入的充氣氣體從目標(biāo)安全氣囊泄漏一半所需的時(shí)間。因此，此測(cè)試在用標(biāo)準(zhǔn)充氣裝置充氣達(dá)到初始峰值壓力(例如傳統(tǒng)上約30psi)后立即開(kāi)始，其在峰值初始?jí)毫Φ竭_(dá)時(shí)及此后持續(xù)將氣體泵入目標(biāo)安全氣囊。普遍理解，在達(dá)到峰值初始?jí)毫髩喝氚踩珰饽业臍怏w的壓力不能保持穩(wěn)定(在后來(lái)的充氣氣體的進(jìn)入中其下降)，并且在此期間目標(biāo)安全氣囊不可避免地允許一定量的充氣氣體的逸出，此類側(cè)簾安全氣囊的主要關(guān)注點(diǎn)(如上所述)是盡可能久地保持充氣狀態(tài)以在翻車事故中為汽車上的人提供足夠的緩沖保護(hù)。保留的氣體量越多，給予乘客的緩沖效果越好。因此，安全氣囊保留大量的充氣氣體越久，以及因此的特征漏氣下降時(shí)間越長(zhǎng)，達(dá)到的緩沖效果就越好。至少在達(dá)到峰值初始?jí)毫蟊景l(fā)明的安全氣囊必須將至少一半的其氣充氣氣體體積保留5秒。優(yōu)選此時(shí)間為9秒，更優(yōu)選15秒，最優(yōu)選20秒。
同樣，術(shù)語(yǔ)“長(zhǎng)期貯存后”包括本發(fā)明安全氣囊緩沖墊實(shí)際貯存在汽車內(nèi)的充氣設(shè)備(容器)中及/或在等待裝配的儲(chǔ)存設(shè)備中。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解和領(lǐng)會(huì)的是，這種測(cè)量是通過(guò)代表性熱和潮濕老化測(cè)試后的比較分析進(jìn)行的。這些試驗(yàn)通常涉及在107℃的烘箱老化16天，隨后在83℃，95％相對(duì)濕度下老化16天，且被普遍認(rèn)為是安全氣囊緩沖墊長(zhǎng)期貯存狀況的適當(dāng)評(píng)估方法。因此，這一術(shù)語(yǔ)包括這些試驗(yàn)。本發(fā)明安全氣囊織物在經(jīng)過(guò)如此嚴(yán)格的假擬貯存試驗(yàn)后必須有合適的特征漏氣下降時(shí)間。
本發(fā)明涂層，這里是涂膜，其拉伸強(qiáng)度至少為2000psi，斷裂伸長(zhǎng)率大于約180％。優(yōu)選拉伸強(qiáng)度至少3000psi，更優(yōu)選6000，最優(yōu)選8000(高的值基本上是能產(chǎn)生可粘附到織物表面的最高值)。優(yōu)選斷裂伸長(zhǎng)率大于約200％，更優(yōu)選大于約300％，最優(yōu)選大于約600％。涂膜的這些特征轉(zhuǎn)移到涂層上，使其十分牢固(并因此能在充氣時(shí)和充氣以后的時(shí)期內(nèi)耐巨大壓力并不易破裂)且能拉伸來(lái)平衡如此大的充氣等的壓力。涂膜本身是在與目標(biāo)安全氣囊緩沖墊或織物的表面接觸前就制備好。為了貼此涂膜，必須通過(guò)在與目標(biāo)表面接觸的同時(shí)把涂膜暴露在熱和壓力下來(lái)進(jìn)行層壓工序。此層壓材料可應(yīng)用到目標(biāo)結(jié)構(gòu)任何部分，盡管優(yōu)選覆蓋在整個(gè)緩沖墊或織物上。同樣，在目標(biāo)緩沖墊上可以有一層以上層壓膜，因?yàn)橐环N膜(有一定拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率特性)可優(yōu)選用于目標(biāo)緩沖墊某不連續(xù)區(qū)域，而有不同特性的不同涂膜可選擇貼在其他位置(如接縫處)。唯一要求是成品須有上述的好的漏氣下降性能。此涂膜看起來(lái)通過(guò)在適當(dāng)位置“膠合”接觸的各根紗，并能防止通過(guò)編織紗及/或針腳之間開(kāi)孔區(qū)漏氣。于是在充氣時(shí)，涂層防止通過(guò)各根紗之間的空隙漏氣并有助于防止紗的偏移(這會(huì)引起較大空隙使氣體逃逸)。
這種高拉伸強(qiáng)度和高斷裂伸長(zhǎng)率的組分的應(yīng)用令人驚奇地可因此采用附加量極少的這種涂膜。一般在側(cè)簾安全氣囊上的所需涂層(不是涂膜，而是用于表面的真實(shí)涂層配方，其隨后形成非層壓膜)很高，至少3.5盎司/平方碼(標(biāo)準(zhǔn)值實(shí)際上遠(yuǎn)高于此值，約4.0)。本發(fā)明安全氣囊緩沖墊只需約2.7盎司/平方碼的所需涂膜層(優(yōu)選更小，如約2.5，更優(yōu)選約2.2，還更優(yōu)選小于2.2)，本發(fā)明涂層的這一盎司/平方碼數(shù)值可實(shí)現(xiàn)要求的高的漏氣下降時(shí)間(低透氣率)。此外，以往的涂層要求有良好的熱和潮濕老化穩(wěn)定性。出人意料地，即使在這樣低的附加量時(shí)，尤其歷史上引起過(guò)爭(zhēng)議的涂料(如聚氯酯)，本發(fā)明涂層以及由此形成的本發(fā)明涂布的安全氣囊緩沖墊，有優(yōu)異的熱老化和潮濕老化特性。因此，涂料組合物及涂布的安全氣囊在此專門的安全氣囊領(lǐng)域內(nèi)有明顯改進(jìn)。
作為所需涂膜的特別關(guān)注的是聚氯酯，雖然別的上述具有相同所需拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)特性的涂膜也在本發(fā)明低透氣率安全氣囊緩沖墊中起作用。聚氯酯共聚物、聚酰胺等可以僅用作一種實(shí)例。同樣，此涂膜可以在安全氣囊表面上交聯(lián)，也可以不交聯(lián)。優(yōu)選涂膜是聚氨酯，最優(yōu)選是基于聚丁二醇的聚碳酸酯聚氨酯或聚氨酯涂膜(可從賓西法尼亞，艾維蘭，Deerfield尿烷公司買到，商品名DureflexTMPT9400)。這種特效的涂膜的拉伸強(qiáng)度為8000psi，斷裂伸長(zhǎng)率約600％。這種涂膜可以以低至2.2盎司/平方碼的量加到緩沖墊上而仍有必要的好的漏氣下降時(shí)間特性。當(dāng)然，滿足上述特性的其它涂膜也包括在本發(fā)明范圍內(nèi)，但其它可利用涂膜的附加重量要比優(yōu)選的這種多，取決于可獲得的實(shí)際拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率特性。但為了滿足本發(fā)明不能超過(guò)3.0盎司/平方碼的上限。想要的涂膜可以多層施加，只要不超過(guò)總涂層要求的厚度?？蛇x地，多層涂膜/涂層系統(tǒng)也可應(yīng)用，只要利用了至少一層有想要的拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率并有必要的低透氣率的涂膜。
存在于這些涂膜中或其上的其它可能組分是增稠劑、抗氧化劑、阻燃劑、聚結(jié)劑、粘合增進(jìn)劑及著色劑。根據(jù)本發(fā)明可能的優(yōu)選實(shí)踐首先在目標(biāo)緩沖墊表面或?qū)訅和磕ど蠎?yīng)用底涂用粘合劑作為粘合層以增強(qiáng)層壓涂膜與織物緩沖墊之間的粘附力。第一層干燥后，想要的涂膜通過(guò)加熱加壓層壓到目標(biāo)表面選定的區(qū)域，并保持足夠時(shí)間完成層壓。優(yōu)選優(yōu)選的涂膜(或多層涂膜)不包括任何硅酮，因?yàn)樗睦鞆?qiáng)度極低(通常低于約1,500psi)。但為了提供有效的老化和不粘連優(yōu)點(diǎn)，此等組分可涂到涂膜上作為面漆，只要整個(gè)涂膜與面漆的附加重量不超過(guò)3.0盎司/平方碼。另外，不希望有包括聚酯或聚醚段或其它類似組分的彈性材料，特別在附加重量很低的情況下(也就是0.8-1.2oz/yd2)，因?yàn)闊岷统睗窭匣瘯r(shí)的穩(wěn)定問(wèn)題(聚酯在潮濕時(shí)易水解，聚醚在加熱時(shí)易氧化)；但此種彈性材料可用于面漆配方，只要不超過(guò)3.0盎司/平方碼。
在涂膜內(nèi)或其上特別優(yōu)選的其他添加劑中有熱穩(wěn)定劑、阻燃劑、底涂用粘合劑、及保護(hù)面漆材料。一種潛在的優(yōu)選增稠劑以商品名NATROSOLTM250 HHXR上市，由Hercules公司Aqualon分公司銷售，據(jù)信在德拉華的威爾明頓有業(yè)務(wù)處。為了滿足聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車輛安全標(biāo)準(zhǔn)第302條對(duì)汽車工業(yè)的阻燃要求，也優(yōu)選在復(fù)合混合物中加入組燃劑。一種潛在優(yōu)選的組燃劑是AMSPERSE F/R51，由Amspec化學(xué)公司出售，據(jù)信在新澤西格洛斯特市有售。如上所述，底涂用粘合劑可用于促進(jìn)目標(biāo)織物表面與涂膜本身之間的粘合。因此，雖然涂膜優(yōu)選是整個(gè)涂層與織物表面接觸的唯一組分，但仍可應(yīng)用粘合增進(jìn)劑，如異氰酸酯，環(huán)氧樹(shù)脂，功能硅烷及有粘附性的其它這類樹(shù)脂，而不會(huì)對(duì)涂膜對(duì)目標(biāo)安全氣囊緩沖墊提供所需的低透氣性的能力產(chǎn)生不利影響。如上所述，正如潛在的硅酮一樣，面漆組分也可用來(lái)完成對(duì)目標(biāo)安全氣囊緩沖墊的適當(dāng)非粘連性能。此面漆可有許多功能，包括但不限于，由于涂料的粘附性改進(jìn)涂膜(如用硅酮的涂膜)的老化性能或提供抗粘連性(最引人注目的是優(yōu)選的聚氨酯聚碳酸酯類)。
安全氣囊織物必須通過(guò)一定試驗(yàn)，以便在保護(hù)系統(tǒng)中應(yīng)用。一個(gè)試驗(yàn)叫粘連試驗(yàn)，其指出經(jīng)長(zhǎng)期互相接觸貯存后(如貯存的安全氣囊)將兩部分涂布的織物分開(kāi)所需的力，粘連的實(shí)驗(yàn)室分析要求將安全氣囊織物兩片2英寸*2英寸試樣在5psi，100℃條件下將涂布面壓在一起歷時(shí)7天。如果此后將兩試樣拉開(kāi)所需力大于50克，或用50克重物懸吊在織物層底部使織物分開(kāi)所需時(shí)間超過(guò)10秒，則涂層粘連試驗(yàn)未通過(guò)。顯然，所需的分離剪切力越小，涂層越好。為了改進(jìn)抗粘連性(并因此降低填密織物之間的不當(dāng)?shù)恼澈蠙C(jī)率)，可利用的面漆組分有如滑石、二氧化硅、硅酸鹽粘土、及淀粉粉末，只要整個(gè)彈性材料組合物的附加重量(包括面漆)不超過(guò)3.0盎司/平方碼(優(yōu)選存在量更小，如約1.5)。
特定涂布的安全氣囊緩沖墊必須通過(guò)的另兩次試驗(yàn)是烘箱(熱)老化試驗(yàn)和潮濕老化試驗(yàn)。這兩試驗(yàn)也模擬安全氣囊織物長(zhǎng)期暴露在高溫和相對(duì)高濕度下的貯存情況。這些試驗(yàn)實(shí)際上用來(lái)分析各種不同織物長(zhǎng)期貯存在熱風(fēng)爐(＞100℃)(有或沒(méi)有濕度條件)中兩周或更長(zhǎng)時(shí)間時(shí)的性能的變化。對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)，基本上用該試驗(yàn)通過(guò)測(cè)量特征漏氣下降時(shí)間(如上面詳細(xì)討論的)來(lái)分析涂布的側(cè)簾安全氣囊的透氣性。最初制作和貯存的本發(fā)明安全氣囊緩沖墊在如此苛刻貯存條件下應(yīng)當(dāng)有大于約5秒的特征漏氣下降時(shí)間(氣囊先以高于約15psi的峰值壓力充氣并完全放氣后再以10psi氣體壓力重新充氣)。由于本發(fā)明優(yōu)選彈性材料聚氨酯可能由于高溫潮濕的不利影響(雖然其不利影響不如某些含聚酯及聚醚彈性材料那樣嚴(yán)重)，增加某種組分到面漆及/或彈性材料本身內(nèi)也許是明智之舉。抗氧化劑、抗降解劑、及金屬去活化劑可用于此目的。例子有，但不限于，Irganox1010及Irganox565，二者均可從CIBA特種化學(xué)品公司買到。此面漆還可另外防止老化，因此可包括面漆老化改進(jìn)材料，如但不限于，聚酰胺，丁腈橡膠，EPDM橡膠等，只要彈性材料組合物(包括面漆)不超過(guò)3.0盎司/平方碼的附加重量到目標(biāo)織物上(優(yōu)選比此更小，最好至多約1.5)。
為了形成根據(jù)本發(fā)明所述安全氣囊底布而涂上涂膜涂層的底材優(yōu)選編織織物，其由包括合成纖維的紗線形成，如聚酰胺或聚酯。這樣的紗線的線密度優(yōu)選約105旦至約840旦，更優(yōu)選約210-630旦。此紗優(yōu)選用復(fù)絲做成，其中所述長(zhǎng)絲的線密度為每根約7旦或更低，更優(yōu)選約6dpf或更低，最優(yōu)選約4dpf或更低。在較優(yōu)選的實(shí)施方案中，這樣的底材織物用尼龍纖維制成，最優(yōu)選是尼龍6，6。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，這樣的聚酰胺材料在和根據(jù)本發(fā)明所述的涂料結(jié)合使用時(shí)，有特別好的粘附力和耐水解抗力。此底材織物優(yōu)選使用Bower等人的美國(guó)專利5,503,197和5,421,378中公布的方法用流體噴射織機(jī)編織(引用在此供參考)。此編織織物此后稱作安全氣囊底布。如上所述，本發(fā)明安全氣囊必須有極低的透氣率且必須因而叫做“側(cè)簾”安全氣囊。如前常說(shuō)，這樣的側(cè)簾安全氣囊(又稱緩沖墊)在碰撞時(shí)必須保留大量充氣氣體以便在傾翻事故中對(duì)乘客提供適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)時(shí)間緩沖保護(hù)。任何標(biāo)準(zhǔn)的側(cè)簾安全氣囊都可和低附加量涂層結(jié)合使用，所獲得的產(chǎn)品有如上所述的所需漏氣下降時(shí)間。大部分側(cè)簾安全氣囊用勞動(dòng)密集型的縫合或輥壓(或其它方式)方法將兩塊編織物坯料做成可充氣結(jié)構(gòu)。此外，正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能很好理解的，縫合等方法是在關(guān)鍵位置上進(jìn)行的，以形成接縫(織物層之間的連接點(diǎn))，但這隨后會(huì)產(chǎn)生不相連的開(kāi)孔區(qū)，充氣時(shí)會(huì)流過(guò)充氣氣體。此開(kāi)孔區(qū)在最終充氣后的安全氣囊緩沖墊中產(chǎn)生枕狀結(jié)構(gòu)，使在碰撞時(shí)提供更多表面區(qū)域，并加強(qiáng)氣囊本身的強(qiáng)度，以便能承受很高的初始充氣壓力(因而在此充氣過(guò)程中不會(huì)爆破)。其它的側(cè)簾安全氣囊緩沖墊是單片編織物?；旧夏承┛沙錃獍踩珰饽业闹苽涫峭ㄟ^(guò)同時(shí)編織單獨(dú)兩層織物，將其在某些關(guān)鍵位置結(jié)合起來(lái)(同樣形成要求的枕狀結(jié)構(gòu))。于是此緩沖墊上有二層之間的連接縫。正是由于有如此多的接縫存在(不論是多片還是單片編織氣囊)才會(huì)在充氣時(shí)和充氣后產(chǎn)生上述的氣體損失問(wèn)題。紗線偏移，尤其是許多不同方式和數(shù)量的紗線偏移的可能性引起充氣氣體迅速逃逸而使氣囊很快放氣。因此，安全氣囊底布對(duì)降低透氣率沒(méi)有多少幫助(也無(wú)助于相關(guān)的漏氣下降時(shí)間，尤其在相對(duì)高壓時(shí))，正是此接縫問(wèn)題在過(guò)去最初產(chǎn)生了對(duì)很厚，因而昂貴涂層的應(yīng)用的需求，希望達(dá)到低的透氣率。
近來(lái)有動(dòng)向，即從多片式側(cè)簾安全氣囊(它需要大量的勞動(dòng)密集型縫合作業(yè)將編織織物坯料縫在一起)和傳統(tǒng)制備的單片編織緩沖墊向著更特殊的單片編織織物發(fā)展，其基本上減少編織紗之間的跳花，從而基本上降低充氣時(shí)紗線的不平衡偏移，如Sollars，Jr.的專利系列09/406,264和09/668,857，它們的說(shuō)明內(nèi)容引用在此完全引用，下面將詳細(xì)描述。
術(shù)語(yǔ)“可充氣織物”在此包括由至少二層織物構(gòu)成，能密封形成氣囊的任何織物。本發(fā)明的可充氣織物因此必須包括能作這樣的充氣的雙織物層，及單織物層，或可在此織物端部起密封作用，或在充氣時(shí)使目標(biāo)織物內(nèi)形成“枕狀”小室。術(shù)語(yǔ)“全編織”，它是屬于本發(fā)明織物的，因而要求有雙層和單層織物的可充氣織物只在織機(jī)上生產(chǎn)。任何形式的織機(jī)均可用于此項(xiàng)目的，如噴水式，噴氣式，劍桿式等等。利用提花織造及/或多臂提花織造，尤其在流體噴射及/或高速劍桿織機(jī)上可完成圖案結(jié)構(gòu)的形成。
構(gòu)成的織物可以有平衡或不平衡的緯紗/經(jīng)紗支數(shù)，編織結(jié)構(gòu)中的主要要求是，可充氣織物的單層區(qū)只有席紋編織圖案。這些花紋的形成是將至少一條經(jīng)紗(或緯紗)繞此編織圖案中兩相鄰緯紗(或經(jīng)紗)的同一側(cè)排列。當(dāng)同一經(jīng)紗(或緯紗)排列在下一相鄰經(jīng)紗(或緯紗)的相反側(cè)時(shí)，得到的圖案看起來(lái)像“席紋”。此席紋編織圖案可包括將經(jīng)紗(或緯紗)繞任何偶數(shù)根緯紗(或經(jīng)紗)的同一側(cè)排列，優(yōu)選一次繞過(guò)高至約6根，最優(yōu)選高至約4根。
這種席紋編織圖案在單層區(qū)內(nèi)的單獨(dú)應(yīng)用在可充氣織物結(jié)構(gòu)中提供很多至今還不大明白的好處。例如，這種席紋編織圖案可在整個(gè)單層區(qū)內(nèi)有恒定的“接縫”寬度和編織結(jié)構(gòu)，即使在彎曲處。如上所述，目前在用的標(biāo)準(zhǔn)牛津布在彎曲接縫周圍不能保持相同編織圖案，它們成了平紋編織圖案。同樣，此席紋接縫編織圖案可使可充氣織物的結(jié)構(gòu)只有平紋編織的雙層織物區(qū)和單層接縫，在整個(gè)織物結(jié)構(gòu)內(nèi)，沒(méi)有多于三根緯紗的跳花。這樣的織物因而沒(méi)有其透氣率基本上大于織物其余部分的互不相連區(qū)域。另外，這樣的編織結(jié)構(gòu)可在生成的接縫區(qū)內(nèi)利用低至兩種不同的織紋密度(圖案等)。因此，接縫本身是一種編織圖案，而與接縫直接相鄰區(qū)的編織圖案的是另一編織圖案。在此特定接縫區(qū)域無(wú)其它圖案。通過(guò)直接相鄰，希望這一描述區(qū)域離實(shí)際接縫本身的距離至多14根紗的寬度，優(yōu)選低至2根紗寬度，最優(yōu)選約4-8根紗寬度之間。不同織紋密度的這一限制是以往全編織安全氣囊從未做到過(guò)的。
一般，現(xiàn)有技術(shù)(如Thomton等人，supra)提供的接縫連接方式在與接縫本身直接相鄰區(qū)域內(nèi)有至少三種不同的織紋密度。此外，現(xiàn)有技術(shù)編織工序產(chǎn)生的跳花有時(shí)可一次多至6或7根緯紗。雖然紡織業(yè)可用軟件可“填補(bǔ)”織紋圖案中的這種跳花，但這種工序花費(fèi)時(shí)間且仍不能在整個(gè)結(jié)構(gòu)上連續(xù)提供有基本平衡的透氣性特征的織物。單層織物層內(nèi)席紋編織結(jié)構(gòu)必須在織物中定位，以防在單織物層和雙織物層交界處織紋結(jié)構(gòu)出現(xiàn)參差不齊(如大量跳花)(見(jiàn)圖2)。此等席紋編織圖案合乎用戶要求的另一優(yōu)點(diǎn)是能在第一“接縫”相鄰處產(chǎn)生一個(gè)以上單層織物區(qū)(即織物內(nèi)另一“接縫”)。此第二接縫提供將兩接縫中各根紗傳來(lái)的壓力分散或?qū)⒆饔迷谄渖系妮d負(fù)傳走的途徑。這一優(yōu)點(diǎn)因而通過(guò)嚴(yán)格利用編織織物結(jié)構(gòu)(即不必依賴于使用涂層)降低了充氣過(guò)程中紗線發(fā)生有害偏移的機(jī)會(huì)。以前公開(kāi)或利用的有雙層和單層織物層區(qū)域的可充氣織物尚未研究使用雙席紋編織圖案的接縫的可能性。此外，此雙接縫結(jié)構(gòu)不需要在目標(biāo)可充氣織物中編織出大面積單層織物層區(qū)。制作安全氣囊緩沖墊(如側(cè)簾)的“枕狀”室的現(xiàn)有技術(shù)的織物，已通過(guò)在單層織物層全部面積編織過(guò)程中(它實(shí)際上不是接縫本身)形成。此過(guò)程耗時(shí)久，且難以操作。本發(fā)明的可充氣織物，在另一實(shí)施方案中，只需在織物結(jié)構(gòu)中編織至少兩個(gè)很窄的單層織物層區(qū)(接縫)(另一優(yōu)選實(shí)施方案只用單層織物的一條接縫)，位于這兩區(qū)域內(nèi)的織物其余部分只要有需要可以是雙層的。因此，本發(fā)明織物提供制作“枕狀”可充氣織物的先進(jìn)，價(jià)廉的方法。
如上所述，可充氣織物本身優(yōu)選用全合成纖維制造，如聚酯和聚酰胺，盡管一定情況下也可用天然纖維。纖維優(yōu)選用尼龍6，6制成，但聚酯也非常優(yōu)選。這類纖維的混合物也行。在此織物底材中用的單根紗線，其旦數(shù)須在約40-840范圍內(nèi)，優(yōu)選約100-630。最優(yōu)選整個(gè)安全氣囊織物結(jié)構(gòu)的平均旦數(shù)至多為525；更優(yōu)選平均最多為420，也優(yōu)選平均315，需要時(shí)甚至可低到210。在低平均旦數(shù)(420以下)的情況下，織物結(jié)構(gòu)本身的厚度很小，因此，加上本發(fā)明的附加量小的涂層，填密容積就相當(dāng)小了。
此外，盡管在本發(fā)明中并非優(yōu)選，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的涂料組合物具有與標(biāo)準(zhǔn)單片編織安全氣囊有相似的低透氣率的優(yōu)點(diǎn)，尤其是本發(fā)明的無(wú)硅酮涂層附加量少，拉伸強(qiáng)度高，伸長(zhǎng)率大；但為獲得長(zhǎng)的漏氣下降時(shí)間所需涂層量比前述的本發(fā)明單片編織結(jié)構(gòu)高得多。因此，為了使其他單片編織安全氣囊有適當(dāng)?shù)退降耐笟饴?，必須使附加量高達(dá)1.5，甚至達(dá)到3.0盎司/平方碼。即使用如此高的附加涂料，本發(fā)明涂料本身也比標(biāo)準(zhǔn)的商用現(xiàn)有技術(shù)硅酮等涂料(它的附加量至少3.0盎司/平方碼)有明顯改進(jìn)。
此外，亦已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明涂膜涂料組合物在本發(fā)明附加量等條件下與前述縫合、輥壓的側(cè)簾安全氣囊有同樣優(yōu)點(diǎn)。雖然這種結(jié)構(gòu)很不理想，因?yàn)樵谄溥B接接縫處有漏氣可能，但業(yè)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的涂料使透氣率基本下降(事實(shí)上達(dá)到漏氣下降時(shí)間可接受的水平)，同時(shí)比用標(biāo)準(zhǔn)的硅酮和氯丁橡膠涂料配方的附加量少。此附加量達(dá)2.7盎司/平方碼極限值，但更低值(如2.2盎司/平方碼)也證明是有效的，這取決于在與目標(biāo)織物表面直接接觸的涂膜涂料組合物中應(yīng)用拉伸強(qiáng)度足夠高和可充分拉伸的彈性材料組分。再有，能夠降低涂料用量(其價(jià)格通常很貴)，同時(shí)使目標(biāo)安全氣囊結(jié)構(gòu)透氣率基本下降，以及耐濕性極好且老化穩(wěn)定性極好，本發(fā)明涂料組合物及本發(fā)明涂布的安全氣囊本身顯然比現(xiàn)有安全氣囊涂布技術(shù)有很大改進(jìn)。
本發(fā)明特別重要的是能將層壓的安全氣囊緩沖墊以盡量小的容積裝填到在目標(biāo)汽車車頂襯里的貯存容器中，如圓柱形或多邊形容器中。本發(fā)明安全氣囊可用壓縮成卷曲的、手風(fēng)琴式、Z形折疊(或其他形狀)的形式限制成盡量小容積的貯存形式(為了緊密配合在貯存容器中，并且為了在碰撞事故時(shí)能很好充氣給乘客足夠保護(hù))。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，未充氣側(cè)簾安全氣囊的有效小容積的最佳測(cè)定方法(盡管不是唯一方法)，是將氣囊沿長(zhǎng)度方向卷曲，直到基本上形成圓柱形。這種形狀下，優(yōu)選目標(biāo)側(cè)簾安全氣囊的直徑至多23mm。術(shù)語(yǔ)“直徑”包括可充氣織物在卷曲貯存形狀，使貯存的織物的長(zhǎng)度和充氣后織物長(zhǎng)度相同時(shí)任何一個(gè)橫截面以及此橫截面上相對(duì)點(diǎn)之間最大距離。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)而且會(huì)了解，實(shí)踐中測(cè)得的實(shí)際側(cè)簾不必裝在這樣一個(gè)特殊卷曲形狀中，只是為了與深度相比用直徑來(lái)評(píng)估卷曲的填密容積才這樣做，目標(biāo)側(cè)簾應(yīng)先放平，然后卷成基本上圓柱形，再測(cè)其直徑。
因此，在一個(gè)非限定性實(shí)施例中，2米長(zhǎng)的圓柱形車頂襯里貯存容器，此容器的必要容積等于約830cm3(2πR2計(jì)算)。標(biāo)準(zhǔn)的卷曲填密直徑對(duì)市場(chǎng)上買得到的側(cè)簾安全氣囊緩沖墊而言至少是25mm(由于有為提供低透氣率所需涂層厚度)。因此，所需圓柱形容器容積至少為980cm3。本發(fā)明安全氣囊緩沖墊貯存時(shí)的卷曲直徑優(yōu)選至多20mm(填密容積約628cm3)(可高達(dá)23mm，并盡可能低，例如約16mm)，這顯然遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)填密容積。當(dāng)然，提供很小填密容積的能力直接與涂在安全氣囊本身上的涂層厚度有關(guān)，很可能與制造氣囊本身的纖維旦數(shù)有關(guān)。旦數(shù)越小，則氣囊結(jié)構(gòu)越薄，因而越有降低填密容積的可能。因此，和安全氣囊緩沖墊充氣時(shí)的深度有關(guān)(即，安全氣囊從車頂襯里向下沿目標(biāo)汽車側(cè)面，如車窗延伸到最低點(diǎn)時(shí)的長(zhǎng)度)，填密容積等于具體氣囊的填密直徑(也處于卷曲狀態(tài)，雖然任何其他填密形狀，如“手風(fēng)琴式”，“Z形折疊式”等實(shí)際上也可象卷曲一樣使用)除以本發(fā)明安全氣囊緩沖墊的深度(此深度常是大約17英寸或431.8mm，雖然不需要測(cè)量)，此值應(yīng)至多0.05。優(yōu)選此因子至多為0.486(直徑21mm)，更優(yōu)選至多為約0.0463(20mm)或0.044(19mm)，或0.0417(18mm)，或0.0394(17mm)。最優(yōu)選使用的纖維旦數(shù)平均約420，且因此涂層附加量約0.8盎司/平方碼，則填密直徑約18mm(因而填密容積因子約為0.0417)。
現(xiàn)有技術(shù)的涂層極厚，纖維旦數(shù)(420及更高)較高，其最多提供約24mm的填密直徑，(一般涂層超過(guò)4.0盎司/平方碼)，填密容積因子約0.0556，遠(yuǎn)高于上述的0.05限值。如上所述隨著主題側(cè)簾安全氣囊中應(yīng)用較小的纖維平均旦數(shù)，填密容積可減小。在本發(fā)明范圍內(nèi)一樣是第一位的，雖然不僅如此，降低填密容積的目標(biāo)是向目標(biāo)側(cè)簾安全氣囊提供高效(即很低的透氣率)低附加量的涂膜層壓材料。當(dāng)然，上述因子的范圍不要求安全氣囊深度是標(biāo)準(zhǔn)的17英寸，它主要是涂膜厚度，因而是附加重量及紗線的旦數(shù)的函數(shù)。但顯然，較長(zhǎng)(較深)的氣囊裝在圓柱形貯存容器中時(shí)需要較大直徑。
雖然本發(fā)明在一定的優(yōu)選實(shí)施方案和實(shí)踐中作了說(shuō)明和公開(kāi)，但這決不意味著本發(fā)明局限于這些特定實(shí)施方案，而是要包括等效結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)等價(jià)物及附加權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)及其等價(jià)物限定的一切可供選擇的實(shí)施方案及修改形式。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明令人意想不到的，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，拉伸強(qiáng)度至少2000psi，斷裂伸長(zhǎng)率至少1 80％的任何涂膜以至多3.0盎司/平方碼，優(yōu)選低于約2.5，更優(yōu)選約2.2，最優(yōu)選低于約2.2盎司/平方碼的重量涂在側(cè)簾安全氣囊織物表面兩側(cè)，使涂布的安全氣囊緩沖墊在充氣時(shí)和充氣后有極小和延長(zhǎng)的透氣性。這一始料不及的涂膜涂層的有利品種與數(shù)量使安全氣囊緩沖墊容易在長(zhǎng)期貯存后充氣并保持充氣狀態(tài)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以確保在乘員保護(hù)系統(tǒng)中安全性最高。此外，不言而喻，所需涂膜涂料組合物越少，最終成品價(jià)格越不貴。另外，所需涂膜涂料組合物的量較少導(dǎo)致安全氣囊織物在安全氣囊裝置中填密容積的減少。這有利于提高安全氣囊織物的可裝填性。
本發(fā)明優(yōu)選安全氣囊緩沖墊按以下實(shí)施例生產(chǎn)
實(shí)施例首先生產(chǎn)有以下組合物的優(yōu)選底層配方組分重量份額Desmodern43195(拜爾公司，聚氨酯樹(shù)脂) 25克二甲基甲酰胺(Aldrich，溶劑) 75克DesmodurCB-75N(拜爾公司，聚異氰酸酯粘合增 4克進(jìn)劑)此配方涂在按以下

圖1和圖2制造的2.5升提花織紋尼龍安全氣囊(440旦纖維)的兩個(gè)側(cè)面。底層在約160℃溫度下烘干2分鐘，每側(cè)面的干涂層重量為約0.25盎司/平方碼。接下來(lái)，利用熱壓機(jī)以約80psi壓力和約188℃溫度在有底層涂料的安全氣囊兩側(cè)面上層壓2mil厚的聚氨酯涂膜(DureflexTMPT9400)并停留約1分鐘。安全氣囊兩側(cè)聚氨酯涂膜總附加重量為約2.2盎司/平方碼。隨后迅速將安全氣囊充氣到30psi空氣壓力?？諝鈮毫β┑?psi的時(shí)間超過(guò)28秒。在10psi時(shí)測(cè)定的泄漏速率為約4 SCFH。特征漏氣下降時(shí)間令人驚奇，竟大于80秒。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1是本發(fā)明全編織可充氣織物的橫截面圖，顯示優(yōu)選的雙層和單層區(qū)，包括二個(gè)單獨(dú)的單層區(qū)。
圖2是織紋圖，顯示潛在優(yōu)選重復(fù)織物緯紗圖案，是利用重復(fù)平紋編織和席紋編織的四緯紗排列形成的。
圖3顯示本發(fā)明側(cè)簾安全氣囊展開(kāi)前的汽車側(cè)向內(nèi)視圖。
圖4顯示本發(fā)明側(cè)簾安全氣囊展開(kāi)后的汽車側(cè)向內(nèi)視圖。
圖5顯示側(cè)簾安全氣囊的側(cè)視圖。
圖6顯示側(cè)簾安全氣囊容器的側(cè)視圖。
圖7顯示卷曲安全氣囊的橫截面透視圖，用于測(cè)試填密容積因子。
附圖詳細(xì)說(shuō)明現(xiàn)在參看附圖，圖1所示是本發(fā)明可充氣織物10的雙織物層12，14，18，20，24，26和單織物層16，22的優(yōu)選結(jié)構(gòu)截面。緯紗28(每根優(yōu)選旦數(shù)約420)形成在每一織物層區(qū)域12，14，16，18，20，22，24，26中，其上和其下編織了單根經(jīng)紗38，40，42，44(其優(yōu)選旦數(shù)也是420)。雙織物層12，14，18，20，24，26織成平紋編織圖案。單織物層16，22織成席紋編織圖案。四根緯紗都穿過(guò)本優(yōu)選結(jié)構(gòu)中的重復(fù)席紋編織圖案；但在這些單織物層區(qū)域(接縫)16，22中可以有2-12根緯紗。中間的雙織物層區(qū)域18，20每個(gè)區(qū)域在平紋編織圖案中只包括四根緯紗28。在單織物層區(qū)域16，22之間的中間緯紗28的根數(shù)必須是二的倍數(shù)，以便在兩個(gè)接縫16，22內(nèi)有最大承壓能力，從而在接縫16，22與雙織物層區(qū)12，14，24，26的界面處充氣時(shí)發(fā)生的紗線偏移的可能性最小。
圖2顯示本發(fā)明織物的編織圖案30，其包括作為接縫的兩個(gè)不規(guī)則形狀的同心圓。本圖還提供織物本身內(nèi)有關(guān)席紋編織圖案位置必要選擇準(zhǔn)則的一般解釋。圖中有三種不同的圖案，用不同陰影線表示。第一種32指出穿過(guò)整個(gè)雙織物層(如圖1中的12，14，18，20，24，26)的重復(fù)平紋編織圖案，它必須總是在第4X+1根經(jīng)線位置和第4X+1緯線位置開(kāi)始(因而緯向布置，包括特定雙層平紋編織方塊32，在其下面沿雙向四個(gè)空格的方塊開(kāi)始)，其中X代表圖中緯向排數(shù)。第二種34指“上下”席紋編織圖案，其中空格必須存在且總是在第4X+1經(jīng)向位置，和當(dāng)要求接縫時(shí)(如圖1中的16和22)在第4X+1的緯向位置開(kāi)始(因此包括適當(dāng)?shù)摹吧舷隆狈綁K34的圖案包括在沿經(jīng)向和緯向的其下面四個(gè)空格中的席紋經(jīng)向排列內(nèi)的空格)，X代表圖中重復(fù)緯向排數(shù)。其余圖案由特殊陰影線方塊36表示，它基本上是單織物層(如圖1中的16和22)的“下上”席紋編織圖案。此圖案必在沿4X+1經(jīng)向和4X+3緯向位置開(kāi)始，或4X+3經(jīng)向和4X+1緯向位置，如果需要接縫的話。這種區(qū)分“上下”席紋編織結(jié)構(gòu)34和“下上”席紋編織結(jié)構(gòu)36圖案的特殊排列是實(shí)現(xiàn)連續(xù)重復(fù)編織結(jié)構(gòu)所必需的，其中不多于三個(gè)跳花(既空格)同時(shí)在目標(biāo)織物結(jié)構(gòu)中存在。此外，相信在充氣織物領(lǐng)域中尚未有公開(kāi)或探索過(guò)這種概念。
圖3所示的是在側(cè)簾安全氣囊(未示)充氣前汽車110的內(nèi)部情況。汽車110包括前座椅112和后座椅114，前側(cè)車窗116和后側(cè)車窗118，車頂襯里120，其內(nèi)存貯圓柱形容器122，其包括本發(fā)明側(cè)簾安全氣囊(未示)。車頂襯里120內(nèi)還有充氣裝置124，它在碰撞事故時(shí)能點(diǎn)火并迫使氣體進(jìn)入側(cè)簾安全氣囊(圖4的126)。
圖4顯示充氣的側(cè)簾安全氣囊126。如上所示，安全氣囊126用至多2.7盎司/平方碼的涂料配方(未示)層壓，優(yōu)選是上例中的聚氨酯的涂膜配方。本發(fā)明的安全氣囊126保持充分充氣狀態(tài)時(shí)間至少5秒，優(yōu)選更久，最優(yōu)選高達(dá)至少20秒。
圖5顯示在以其未充氣狀態(tài)貯存在車頂襯里圓柱形容器122內(nèi)之前的側(cè)簾安全氣囊126。安全氣囊126的厚度測(cè)為卷曲的填密直徑(入圖7所示)與安全氣囊高度(從在未充氣時(shí)或未充氣狀態(tài)下車頂襯里圓柱形容器122到安全氣囊126最底點(diǎn)128的距離再乘以420旦紗線直徑的平方根)之比至少約1.004。附加涂料重量越大，紗線越粗，則因子越大。較細(xì)紗線也可以用較小或較大的附加涂料重量。
圖6和7有助于通過(guò)觀察沿著線2貯存在容器122內(nèi)的卷曲安全氣囊126理解這個(gè)概念。上面實(shí)施例3的安全氣囊126的直徑測(cè)量值大致為20mm。側(cè)簾安全氣囊標(biāo)準(zhǔn)高度大約為17英寸或約431.8mm。因此，優(yōu)選的填密容積因子約0.046(20mm/431.8mm)。比較而言，硅酮的約4.0盎司/平方碼的厚涂層附加重量產(chǎn)生的直徑約為25mm，因子約0.0579(25mm/431.8mm)。
當(dāng)然，本發(fā)明還有許多另外實(shí)施方案和修改，這些都包括在下列權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍內(nèi)。具體說(shuō)，應(yīng)理解，任何制造方法和結(jié)構(gòu)的有小的透氣率，很低層壓附加量，并滿足上面提到的填密容積限制條件的(可以是卷曲織物，或填密的手風(fēng)琴式，或其它填密形狀)任何側(cè)簾安全氣囊，都在本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種側(cè)簾安全氣囊，其填密容積因子至多為0.05到至少一部分已經(jīng)應(yīng)用層壓涂膜的表面；其中所述側(cè)簾安全氣囊在充氣后的漏氣下降時(shí)間至少5秒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全氣囊，其中所述安全氣囊包括平均旦數(shù)至多為525的纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安全氣囊，其中所述纖維的平均旦數(shù)至多420。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的安全氣囊，其中所述纖維的平均旦數(shù)至多315。
5.一種側(cè)簾安全氣囊，其填密容積因子至多0.05到至少一部分已經(jīng)應(yīng)用層壓涂膜的表面，其中所述側(cè)簾安全氣囊充氣后漏氣下降時(shí)間至少5秒；且其中所述側(cè)簾安全氣囊包括在某互不相連織物區(qū)域中至少兩層織物和在所述織物內(nèi)的互不相連區(qū)域上的至少一個(gè)單織物層，其中此側(cè)簾安全氣囊的織紋圖案的任何一排或一列中沒(méi)有三個(gè)以上連續(xù)未填陰影線的方塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的安全氣囊，其中所述層壓膜是聚氨酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的安全氣囊，其中所述安全氣囊的織物層是編織的且包括聚酰胺紗。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的安全氣囊，其中所述安全氣囊是單片編織的側(cè)簾安全氣囊。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的安全氣囊，其中所述聚酰胺紗由尼龍6，6纖維制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的安全氣囊，其中所述聚酰胺紗是復(fù)絲紗，其特征在于其平均線密度在約210-630旦之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的安全氣囊，其中所述復(fù)絲紗的特征在于其長(zhǎng)絲線密度為約4旦/長(zhǎng)絲或更低。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的安全氣囊，其中所述填密容積因子至多約0.048。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的安全氣囊，其中所述填密容積因子至多約0.046。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的安全氣囊，其中所述填密容積因子至多約0.044。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的安全氣囊，其中所述填密容積因子至多約0.041。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的安全氣囊，其中所述填密容積因子至多約0.393。
17.一種側(cè)簾安全氣囊，其填密容積因子至多0.05到至少一部分已經(jīng)應(yīng)用層壓涂膜的表面；其中所述涂布的側(cè)簾安全氣囊充氣后的漏氣下降時(shí)間至少5秒；且其中所述安全氣囊包括在織物的某互不相連區(qū)域中的至少兩個(gè)織物層和在所述安全氣囊互不相連區(qū)域的至少一層單織物層，其中只有兩種獨(dú)立的織紋密度存在于與所述單織物層直接相鄰的區(qū)域內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的安全氣囊，其中所述層壓膜包括聚氨酯。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的安全氣囊，其中所述安全氣囊織物層是編織的且包括聚酰胺紗。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的安全氣囊，其中所述安全氣囊是單片編織側(cè)簾安全氣囊。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的安全氣囊，其中所述的聚酰胺紗由尼龍6，6纖維制成。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的安全氣囊，其中所述聚酰胺紗是復(fù)絲紗，其特征在于其平均線密度在約210-630旦之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的安全氣囊，其中所述復(fù)絲紗的特征在于長(zhǎng)絲線密度為約4單/長(zhǎng)絲或更低。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的安全氣囊，其中所述填密容積因子至多約0.048。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的安全氣囊，其中所述填密容積因子至多約0.046。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的安全氣囊，其中所述填密容積因子至多約0.044。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的安全氣囊，其中所述填密容積因子至多約0.041。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的安全氣囊，其中所述填密容積因子至多約0.393。
29.一種涂布側(cè)簾安全氣囊，其填密容積因子至多0.05到至少一部分已經(jīng)應(yīng)用層壓涂膜的表面，其中所述涂布的側(cè)簾安全氣囊充氣后的漏氣下降時(shí)間至少5秒；且其中所述安全氣囊包括在安全氣囊某互不相連區(qū)域中的至少兩層織物和在所述織物至少兩個(gè)互不相連區(qū)域上的至少一層窄的單織物層，其中所述至少一層窄的單織物層只由偶數(shù)根紗，至多12根紗寬度的席紋組織圖案形成，其中所述單織物層的至少兩個(gè)互不相連窄區(qū)域存在于安全氣囊中，其中單織物層的所述至少兩個(gè)區(qū)域由至少兩層織物的區(qū)域分開(kāi)，且其中各單層的寬度為4-8根紗的距離。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的安全氣囊，其中所述層壓膜包括聚氨酯。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的安全氣囊，其中所述安全氣囊織物層是編織的且包括聚酰胺紗。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的安全氣囊，其中所述安全氣囊是單片編織的側(cè)簾安全氣囊。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的安全氣囊，其中所述聚酰胺紗由尼龍6，6纖維制成。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的安全氣囊，其中所述聚酰胺紗是復(fù)絲紗，其特征在于其平均線密度在約210-630旦之間。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的安全氣囊，其中所述復(fù)絲紗的特征在于長(zhǎng)絲線密度為約4單/長(zhǎng)絲或更低。
36.根據(jù)權(quán)利要求29所述的安全氣囊，其中所述填密容積因子至多約0.048。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的安全氣囊，其中所述填密容積因子至多約0.046。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的安全氣囊，其中所述填密容積因子至多約0.044。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的安全氣囊，其中所述填密容積因子至多約0.041。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的安全氣囊，其中所述填密容積因子至多約0.393。
全文摘要
一種涂布的可充氣織物，更具體說(shuō)，是涂上很少量附加涂料的安全氣囊，其透氣率極低。本發(fā)明的可充氣織物主要用于汽車的要求透氣率低的汽車保護(hù)緩沖墊(如側(cè)簾安全氣囊)。傳統(tǒng)上，利用厚而貴的化合物涂料，如氯丁橡膠、硅酮等，來(lái)提供這樣要求的低透氣率。本發(fā)明的織物采用便宜、很薄的涂層來(lái)提供此必要的低透氣率。因此，本發(fā)明涂布的可充氣安全氣囊包括層壓在至少一部分目標(biāo)織物表面上的涂膜，其中該膜的拉伸強(qiáng)度至少為2,000，斷裂伸長(zhǎng)率至少180％。該涂膜使低透率安全氣囊緩沖墊的漏氣下降時(shí)間至少為5秒，并且目標(biāo)側(cè)簾安全氣囊的填密容積很小(為了更有效利用汽車的貯存空間)。
文檔編號(hào)B32B27/12GK1525913SQ01822082
公開(kāi)日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2001年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月22日
發(fā)明者S·李, J·A·小索拉斯, S 李, 小索拉斯 申請(qǐng)人:美利肯公司