專利名稱：具有極薄涂層的低透氣率側(cè)簾安全氣囊緩沖墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文引用的所有美國(guó)專利完整的收入供參考。
本發(fā)明一般涉及可充氣的涂布織物，更具體說(shuō)，涉及涂上很少量涂料且漏氣率極低的安全氣囊緩沖墊。本發(fā)明的可充氣織物主要用于要求透氣率低的汽車乘員保護(hù)系統(tǒng)緩沖墊(如側(cè)簾安全氣囊)。在傳統(tǒng)上，諸如氯丁橡膠，硅酮之類化合物的重而貴的涂料已被用來(lái)產(chǎn)生這樣要求的低透氣率。因此，本發(fā)明可充氣涂布安全氣囊的涂層包括與目標(biāo)織物相接觸的一種或幾種彈性體材料，其中所述彈性體材料的拉伸強(qiáng)度至少2,000psi，斷裂伸長(zhǎng)率至少180％。涂到安全氣囊表面的涂料至多3.0盎司/平方碼(最好形成薄膜)。本發(fā)明安全氣囊充氣后的特征漏氣下降時(shí)間(定義可充氣的氣囊容積與10psi時(shí)氣囊容積漏氣率之比)至少5秒。獲得的安全氣囊緩沖墊，特別是卷曲填密容積很小且透氣率低的緩沖墊，預(yù)期均屬于本發(fā)明的范圍。
先有技術(shù)的背景汽車的安全氣囊是已知的，且已用了很長(zhǎng)一段時(shí)間，安全氣囊的典型結(jié)構(gòu)材料是聚酯或尼龍織物，其上涂有彈性材料，如氯丁橡膠或硅酮。這種氣囊所用的織物通常是用本領(lǐng)域已知的紡織技術(shù)由合成紗織成的編織織物。
這種涂料得到認(rèn)可是因?yàn)樗鼘?duì)充氣介質(zhì)起不透性屏障的作用。充氣介質(zhì)通常是用氣體發(fā)生器或充氣裝置產(chǎn)生的氮?dú)饣蚝?。此氣體在相對(duì)溫?zé)岬臏囟认螺斔偷骄彌_墊中。涂層阻擋此種氣體對(duì)織物的滲透，使撞車事故中緩沖墊可迅速充氣，而不會(huì)過(guò)分減壓。
安全氣囊也可由不涂膜織物制成，其編織方式可使制品的透氣性率，或用已經(jīng)過(guò)砑光等處理的織物做成以降低透氣率。編織后通過(guò)砑光或其它機(jī)械處理以降低透氣性的織物公布在美國(guó)專利4,921,735；美國(guó)專利4,977,016；及美國(guó)專利5,073,418上(編入本文供參考)。
硅酮涂料通常利用溶劑型或復(fù)合型雙組分反應(yīng)系統(tǒng)。硅酮涂料涂在側(cè)簾安全氣囊正面和反面的干重約3-4盎司/平方碼或更多。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，附加重量大基本上會(huì)提高安全氣囊底布成本并使其很難裝入小的安全氣囊容器中。此外，硅酮的拉伸強(qiáng)度很低，如果不用很厚的涂層，就不能承受高壓充氣。
在Menzel等人的美國(guó)專利5,110,666(編入供參考)中公開(kāi)的，采用特種聚胺酯作涂層可允許附加量很低，據(jù)報(bào)道為0.1-1盎司/平方碼，但材料本身比較貴且由于這種涂料的性質(zhì)，據(jù)信需要較復(fù)雜的攪拌涂抹工序，但其專利權(quán)所有人未公開(kāi)這些特種聚胺酯涂料的有關(guān)彈性及/或拉伸強(qiáng)度特性。此外，也未討論在駕駛員或乘客側(cè)緩沖墊用布的側(cè)簾安全氣囊上小附加量的這種聚胺酯材料上涂布性能(因此與低流氣率相關(guān))的重要性。所有安全氣囊必須很快充氣，事實(shí)上當(dāng)感測(cè)到碰撞時(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)和乘客側(cè)安全氣囊設(shè)計(jì)成能耐此巨大充氣壓力，但它們也會(huì)很快減壓以便有效吸收來(lái)自汽車乘客撞擊氣囊的能量。因而，這種駕駛員和乘客側(cè)緩沖墊(安全氣囊)由低透氣率的織物制作，但它們也在連接接縫處(未涂防漏氣涂料)或通過(guò)排氣孔很快放氣。此外，在Menzel的專利及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)際上承受由激活氣體發(fā)生器提供的長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)壓力不會(huì)超過(guò)2秒鐘，至多2秒。這些安全氣囊織物的低透氣率有助于在駕駛員和乘客安全氣囊緩沖墊中持續(xù)保留少量氣體，以便提供足夠的碰撞保護(hù)所需的減壓緩沖作用。這樣的安全氣囊織物不會(huì)和側(cè)簾安全氣囊一起很好地起作用，因?yàn)橹辽僬秊橄旅嬖敿?xì)討論的，在此安全氣囊內(nèi)產(chǎn)生枕狀緩沖結(jié)構(gòu)的接縫在必要的高氣壓下充氣時(shí)漏氣率會(huì)太高。因?yàn)檫@些區(qū)域在充氣時(shí)和充氣后提供極大漏氣，所以前面提到專利的薄涂層低漏氣率的安全氣囊織物不會(huì)適當(dāng)?shù)赜迷趥?cè)簾安全氣囊，尤其是打算提供持久的傾翻防護(hù)的側(cè)簾安全氣囊中。
如上提及，有三大類不同的安全氣囊，每一類有不同的用途。例如，駕駛員側(cè)的安全氣囊一般裝在轉(zhuǎn)向管柱內(nèi)。且有相對(duì)高的透氣率以便更能在碰撞時(shí)對(duì)駕駛員起緩沖墊作用。乘客側(cè)安全氣囊也由相對(duì)高透氣率的織物組成，它可以通過(guò)織物中或與織物形成一體的通氣孔放氣，這二種安全氣囊都設(shè)計(jì)成在突然碰撞時(shí)能保護(hù)人員安全且一般從轉(zhuǎn)向管柱或儀表板(因而有多個(gè)側(cè)面)包裝容器中彈出。但側(cè)簾氣囊的主要設(shè)計(jì)目的是側(cè)向碰撞時(shí)保護(hù)乘客，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間保持充氣狀態(tài)提供傾翻保護(hù)，并且通常從貯存在車頂線的包裝容器中沿汽車側(cè)窗展開(kāi)(因而只有前面和后面)。側(cè)簾安全氣囊因此不僅提供緩沖作用而且提供碎玻璃和其它碎片的防護(hù)。這樣，如上所述，側(cè)簾安全氣囊保留大量氣體和高氣壓，以便在整個(gè)可能傾翻狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間保持充氣是絕對(duì)必要的。為此，這些側(cè)簾一般在前面和后面涂上大量密封材料。由于大多數(shù)側(cè)簾安全氣囊織物由編織坯料組成，它們或者縫合、密封，或者織成一體，所以可能大量漏氣的離散區(qū)域很普遍，特別在接縫處或其附近。業(yè)已被接受的要求是，必須用厚涂層，以提供側(cè)簾安全氣囊所需的低透氣率(因而漏氣下降時(shí)間高)。沒(méi)有這些厚涂層，此安全氣囊很可能迅速減壓，因而在傾翻碰撞時(shí)不能正常起作用。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解的是，這樣厚的涂層大大增加了目標(biāo)側(cè)簾安全氣囊的總生產(chǎn)成本。因而很有必要制造這樣一種低透氣率的側(cè)簾安全氣囊，其涂層價(jià)格不貴(最好附加涂料重量少)，使用時(shí)不會(huì)失去正常工作所需的老化，穩(wěn)定性和透氣性特征，迄今為止，即使不能說(shuō)完全沒(méi)有，緩和側(cè)簾安全氣囊對(duì)此厚重涂層的需求沒(méi)有多少進(jìn)展。
此外，有一種流行的趨勢(shì)，將此低透氣率的側(cè)簾安全氣囊貯存在很薄，最好是，但并非必定是，圓柱形容器中。由于這些安全氣囊一般貯存在汽車車頂線內(nèi)，可用地方很有限，所以有必要將此乘員保護(hù)緩沖墊的填密容積限制在最小絕對(duì)值。但以前實(shí)踐過(guò)的低透氣率側(cè)簾安全氣囊已經(jīng)證實(shí)要貯存在目標(biāo)汽車車頂線處的這種圓柱形容器中十分不方便。將這些涂層厚、透氣率低的物件卷起所花實(shí)際時(shí)間和力氣，以及填密容積本身都很難降低。此外，隨著這種厚涂料的應(yīng)用，當(dāng)這些物件緊密填裝在一起時(shí)，粘連問(wèn)題(即，使緩沖墊不同的涂料部分粘結(jié)在一起)突出了。當(dāng)有可能粘連時(shí)，充氣時(shí)推遲展開(kāi)的概率上升。因此，十分希望有裝填很緊，填密容積小，不粘連，低透氣率的側(cè)簾安全氣囊。不幸，先有技術(shù)未給予安全氣囊行業(yè)這種改進(jìn)。
發(fā)明的目的及簡(jiǎn)要說(shuō)明根據(jù)上述背景，容易看出，需要有一種低透氣率的側(cè)簾安全氣囊，它采用少量，因而不貴的涂料，因此填密容積比標(biāo)準(zhǔn)低透氣率側(cè)簾安全氣囊小很多。這樣一種有涂層的低透氣率安全氣囊必須在充氣時(shí)和長(zhǎng)期貯存后有必要的長(zhǎng)的漏氣下降時(shí)間。這一新型安全氣囊和新型涂料配方比以往使用的價(jià)格貴，附加量高許多的安全氣囊涂層(及由此產(chǎn)生的安全氣囊物件)有明顯進(jìn)步。
因此本發(fā)明的目的是提供一種有涂層的安全氣囊，其中所述涂層附加重量很少，充氣后的漏氣下降時(shí)間很長(zhǎng)，因而相應(yīng)的透氣率低。本發(fā)明另一目的是提供一種便宜的側(cè)簾安全氣囊緩沖墊。本發(fā)明又一目的是提供一種高效安全氣囊涂料配方，其以很低的添加量使用，以在充氣后獲得極低透氣率的安全氣囊結(jié)構(gòu)。本發(fā)明一附加目的是提供一安全氣囊的涂料配方，不僅有很好的長(zhǎng)期低透氣性，而且有極好的長(zhǎng)期貯存穩(wěn)定性(通過(guò)熱老化和潮濕老化試驗(yàn))。本發(fā)明還有另外目的是提供一種低透氣率的側(cè)簾安全氣囊，它有很小的卷曲填密容積和對(duì)于有效地長(zhǎng)期貯存在汽車車頂線內(nèi)所需的不粘連性能。
因此，本發(fā)明涉及的安全氣囊緩沖墊包括一有涂料的織物，其中所述織物涂上彈體成分，其量至多為3.0盎司/平方碼織物，且其中所述安全氣囊緩沖墊經(jīng)長(zhǎng)期貯存后的特征漏氣下降時(shí)間為至少5秒鐘。而且，本發(fā)明涉及的安全氣囊緩沖墊包括一有涂料的織物，其中所述織物涂上彈體成分，其中所述彈體成分包括至少一種彈體，其拉伸強(qiáng)度為至少2000psi且延伸率為至少180％；且其中所述安全氣囊緩沖墊經(jīng)長(zhǎng)期貯存后的特征漏氣下降時(shí)間至少為5秒。另外，本發(fā)明包括一有涂料的安全氣囊，其填密容積系數(shù)(將安全氣囊的卷曲直徑除以從目標(biāo)汽車車頂線安裝點(diǎn)到充氣后車頂線以下覆蓋的最低點(diǎn)所測(cè)得的覆蓋高度)至多0.05。
術(shù)語(yǔ)“特征漏氣下降時(shí)間”擬包括全部充氣氣體進(jìn)入已充過(guò)氣(到峰值壓力，吹開(kāi)封接不牢區(qū)域)并排氣的安全氣囊緩沖墊中并在隨后的10psi恒壓下需要再充氣時(shí)所需的時(shí)間。眾所周知在安全氣囊技術(shù)，特別是關(guān)于側(cè)簾(低透氣率)安全氣囊緩沖墊中，長(zhǎng)期保存充氣氣體在碰撞導(dǎo)致傾翻和其它后繼問(wèn)題時(shí)是至關(guān)重要的。側(cè)簾安全氣囊設(shè)計(jì)成能和駕駛員側(cè)及乘客側(cè)氣囊充氣得一樣快，但其減壓必須很慢以便傾翻和側(cè)向碰撞時(shí)保護(hù)乘客。因此，氣囊在瞬時(shí)迅速充氣時(shí)達(dá)到峰值壓力后具有很慢漏氣速率是至關(guān)重要的。因此，氣囊上的涂層必須牢固，足以承受氣囊如此迅速充氣時(shí)的沖擊和應(yīng)力。因此，為了在已充氣的安全氣囊中保存最大的氣體數(shù)量，特征漏氣下降時(shí)間長(zhǎng)是頭等要緊的。充氣后(及達(dá)到峰值壓力后)安全氣囊的漏氣與實(shí)際壓力保持特性緊密相關(guān)。已充氣和減壓的側(cè)簾安全氣囊的壓力保持特性(以下稱“漏氣下降時(shí)間”)可由特征漏氣下降時(shí)間t描述，其中 *SCFH標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/小時(shí)。
應(yīng)明白，常量10psi并非對(duì)本發(fā)明的限制，而只是測(cè)量漏氣下降時(shí)間時(shí)的恒定壓力。因此，即使實(shí)際充氣時(shí)或安全氣囊初始增壓后的壓力高于或低于此值，唯一的限制是，本領(lǐng)域普通專業(yè)技術(shù)人員測(cè)出氣囊容積并將此值除以容積漏率(10psi時(shí))，則得出的時(shí)間為至少5秒，此時(shí)間大于9秒為好，大于15秒更好，大于20秒最好。
同樣，術(shù)語(yǔ)“長(zhǎng)期貯存后”涉及本發(fā)明安全氣囊換實(shí)際貯存在汽車的充氣裝置(容器)中和/或待安裝的貯存設(shè)備中。此外，該術(shù)語(yǔ)還涉及模擬這種長(zhǎng)期存放(通過(guò)例為熱力老化)的貯存。這種測(cè)量法是公認(rèn)的且被普通技工所了解和掌握，以便分別經(jīng)過(guò)熱老化和潮濕老化試驗(yàn)后通過(guò)可比分析進(jìn)行，該試驗(yàn)通常包括107℃爐內(nèi)老化400小時(shí)，接著以83℃和95％相對(duì)濕度老化400小時(shí)，且被公認(rèn)作為安全氣囊緩沖墊長(zhǎng)期貯存條件的適當(dāng)評(píng)估方法。因此這一術(shù)語(yǔ)包括該試驗(yàn)。本發(fā)明安全氣囊織物在經(jīng)過(guò)如此嚴(yán)格的假貯存試驗(yàn)后必須有正確的特征漏氣下降時(shí)間。
本發(fā)明彈體涂料成分包括至少一彈體，其拉伸強(qiáng)度至少為2000psi，斷裂延伸率大于180％。拉伸強(qiáng)度優(yōu)選為大于3000psi，更優(yōu)選為大于4000，最優(yōu)選為大于6000(此最高值基本上是仍能粘住織物表面的最大值)。優(yōu)選的斷裂伸長(zhǎng)率大于200％，更優(yōu)選為大于300％，最優(yōu)選為大于600％。彈體的這些特性導(dǎo)致涂層十分強(qiáng)勁(能耐充氣時(shí)和充氣后一段時(shí)間內(nèi)巨大壓力而不易破裂)并能張緊來(lái)抗衡如此大的充氣等的壓力。因此當(dāng)涂到側(cè)簾安全氣囊裂縫上或安全氣囊結(jié)構(gòu)的其余部分上時(shí)，涂料最好(當(dāng)然不是必要的)形成一層連續(xù)薄膜。此涂層既能填漏織紗線之間和/或針腳間的小孔，又能“粘住”各根長(zhǎng)紗線。因此在充氣時(shí)涂層能防止從紗線間的空隙中漏氣，也有助于防止紗線的偏移(它會(huì)產(chǎn)生較大空隙，而引起漏氣)。
這種高拉伸強(qiáng)度，高斷裂伸長(zhǎng)率成分的應(yīng)用因而能允許使用極少附加量的涂料配方。一般，側(cè)簾安全氣囊上所需涂料很厚，至少為3.0盎司/平方碼(標(biāo)準(zhǔn)值實(shí)際上高得多，達(dá)4.0)。本發(fā)明安全氣囊緩沖墊只需至多3.0(少些為好，如2.0，較好為1.8，更好為1.5，最好可達(dá)到0.8)盎司/平方碼即可達(dá)到高漏氣下降時(shí)間(低透氣率)的要求。此外，過(guò)去的涂層要求有良好的熱和潮濕老化穩(wěn)定性。出人意料地，甚至以如此低的附加量，特別用歷史上引起過(guò)爭(zhēng)議的涂料(如聚胺酯)，本發(fā)明涂料，因而本發(fā)明有涂層的安全氣囊緩沖墊也會(huì)有極好的熱老化和潮濕老化穩(wěn)定性，涂料配方和有涂層的安全氣囊因此在本特殊安全氣囊技術(shù)范圍內(nèi)有明顯進(jìn)步。
特別感興趣的是，本發(fā)明彈體配方中的彈體成分是聚酰胺，聚胺酯，丙烯酸酯類彈體，氫化丁腈橡膠(即氫化NBR)，氟彈體(即含氟聚合物和含氟單體的共聚物)，乙烯乙酸-乙烯酯共聚物，及乙烯丙烯酸酯共聚物，而且，這樣的彈體可以，也可以不交聯(lián)在安全氣囊表面。彈體優(yōu)選是聚胺酯，最優(yōu)選是聚碳酸酯聚胺酯彈體。這樣的配混料可從拜爾公司買到，其商標(biāo)名稱是Imprail，包括Impranil85UD，ELH，及EHC-01。其它可接受的聚胺酯包括Bayhydrol123，也是拜爾公司產(chǎn)品；Ru41-710；EX51-550，及Ru40-350，后二種均產(chǎn)自美國(guó)Stahl公司。就此而言，任何聚胺酯或彈體，有和上述相同的拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率特征的，都是在本發(fā)明涂料配方中，因而在本發(fā)明有涂層的安全氣囊緩沖墊上有潛在的應(yīng)用可能。但為了在長(zhǎng)期貯存時(shí)有所希望的漏氣下降時(shí)間，可買到的別的彈體的附加重量大于其它的。但要符合本發(fā)明要求，不得超過(guò)3.0盎司/平方碼這一上限。必要時(shí)彈體可疊加成多層，只要總涂層不超過(guò)要求的厚度。另一方面，也可應(yīng)用多層涂料系統(tǒng)，只要至少有一層彈體的拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率符合要求。具體說(shuō)，(作為一例，有良好的拉伸強(qiáng)度和低透氣率)這一涂料系統(tǒng)可包括聚胺酯基的底層(此層與織物之間有可任選的增粘劑)和硅酮的第二層(有優(yōu)異的抗老化性能)。其它形式的多層涂料系統(tǒng)公布在授權(quán)的申請(qǐng)09/350,620中，均提出來(lái)供參考。
彈體涂料中的其它可能成分是增稠劑，防氧化劑，阻燃劑，聚結(jié)劑，增粘劑及著色劑。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的做法，將細(xì)粒彈性樹(shù)脂的分散物質(zhì)(溶液或水稀釋，取決于選用的彈體)與增稠劑及阻燃劑混合，或撒在樹(shù)脂溶液中，產(chǎn)生的符合填料的粘度為約8000厘泊或更大。優(yōu)選為用聚胺酯，最優(yōu)選為用聚碳酸酯聚胺酯，如上所示可從拜爾和Stahl公司買到。其它有希望的彈性樹(shù)脂包括其它聚胺酯，如Witco公司的WitcobondTM253(35％固體)及俄亥俄州克利夫蘭的BFGoodrich公司的Sancure；氫化NBR，如俄亥俄州阿克倫的Goodyear化學(xué)公司的ChemisatTMLCH-7335X(40％固體)；EPDM，如賓夕法尼亞洲伊利的Lord公司EP-603A橡膠乳膠；丁基橡膠，如Lord公司的丁荃橡膠乳膠BL-100；及丙烯酸橡膠(彈體)，如BFGoodrich公司的HyCarTM。這份清單不應(yīng)理解為包括一切，只是有希望的彈體的例子。此外，優(yōu)選的彈性體不含任何硅酮，因?yàn)樵摬牧系睦鞆?qiáng)度極低(通常小于1500psi)。但為了提供老化和防粘連，該成分可作為面層涂到彈體成分上，只要整個(gè)彈性體及面層的附加重量不超過(guò)3.0盎司/平方碼且硅酮含量在整個(gè)彈體成分中按重量百分比計(jì)不超過(guò)20％。此外，包括聚酯或聚醚鏈段或其它類似組分的某些彈性體也是有希望的，尤其在極低附加重量(即0.8-1.2OZ/yd2)時(shí)，這是由于在熱和潮濕老化引起的穩(wěn)定問(wèn)題(聚酯在潮濕時(shí)易水解而聚醚在加熱時(shí)易氧化)；但是這樣的彈體可使用較高附加量，只要不超過(guò)3.0盎司/平方碼。
在這彈性體成分中特別優(yōu)選的其它添加劑中有熱穩(wěn)定劑，阻燃劑，底層黏合劑，及保護(hù)面層的材料。一種優(yōu)選的增稠劑的商標(biāo)是NATROSOLTM250HHXR，由Hercules公司Aqualon分公司銷售，據(jù)信在特拉華州威爾明頓有營(yíng)業(yè)處。為了符合聯(lián)邦汽車安全標(biāo)準(zhǔn)302條汽車工業(yè)阻燃劑技術(shù)要求，最好也將阻燃劑加入到復(fù)合填料中。一種優(yōu)選的阻燃劑是Amspec化學(xué)公司銷售的AMSPERSE F/R 51，據(jù)信在新澤西州格洛斯時(shí)有營(yíng)業(yè)處。底層粘附劑可用于促使目標(biāo)織物表面與彈性體本身之間的粘附力。因此，雖然彈性體最好是與織物表面接觸的全部彈體組成的唯一組分，但可應(yīng)用增粘劑，如異氰酸鹽，環(huán)氧樹(shù)脂，功能硅烷及其它有粘附性的這類樹(shù)脂，而不會(huì)對(duì)彈性體性能有不利影響，從而提供目標(biāo)安全氣囊緩沖墊有希望的低透氣性。如上所述，如同硅酮一樣，面層也可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)安全氣囊緩沖墊正常的抗粘連性。這種面層可有多種功能，包括，但不限于，改善彈體(如硅酮)的老化性能或提供對(duì)由于涂料(最明顯是優(yōu)選的聚碳酸酯聚胺酯的情況)粘附性引起的粘連抗力。
安全氣囊織物必須通過(guò)一定試驗(yàn)，以便用于人員保護(hù)系統(tǒng)。一個(gè)這樣的試驗(yàn)叫做粘連性試驗(yàn)，可指出經(jīng)長(zhǎng)期互相接觸貯存(如安全氣囊的貯存)后有涂料織物二部分互相分開(kāi)所需的力。粘連實(shí)驗(yàn)分析需要將二片2″×2″的安全氣囊織物試片有涂層側(cè)面以5psi壓力壓緊，在100℃溫度下保持7天。如果這段時(shí)間后拉開(kāi)兩試片所需為大于50克，或以50克重量懸掛底織物層使織物分開(kāi)所需時(shí)間大于10秒，則涂層未通過(guò)粘連性試驗(yàn)。顯然，分離的切力越低，涂層越好。為了改進(jìn)抗粘連性(因而降低填密的織物部分之間不當(dāng)黏附的機(jī)會(huì))，可利用的面層成分有滑石，硅石，硅酸鹽粘土，及淀粉粉末，只要整個(gè)彈體成分(包括面層)的附加重量不超過(guò)3.0盎司/平方碼(最好在很低水平，如1.5)。
特殊的有涂層安全氣囊緩沖墊必須通過(guò)的二種其他試驗(yàn)是熱老化試驗(yàn)和潮濕老化試驗(yàn)。這二種試驗(yàn)也模擬安全氣囊織物長(zhǎng)期暴露在高溫且相對(duì)潮濕環(huán)境下的貯存情況。這二試驗(yàn)實(shí)際上用于分析各種不同織物在熱風(fēng)爐(＞100℃)(具備或不具備濕度條件)中貯存2周或更長(zhǎng)時(shí)間后性質(zhì)的改變。對(duì)本發(fā)明而言，該試驗(yàn)主要用于通過(guò)測(cè)量漏氣下降時(shí)間(如上所述)來(lái)分析有涂層的側(cè)簾安全氣囊的透氣率。初期生產(chǎn)并貯存的本發(fā)明安全氣囊緩沖墊在如此嚴(yán)酷的貯存條件下，其特征漏氣下降時(shí)間須大于5秒(氣囊先充氣到15psi以上峰值壓力并完全放氣后以10psi氣體壓力重新充氣)。由于本發(fā)明優(yōu)選的彈性體，聚胺酯受高溫高濕有不利影響(雖然其影響不如某些聚酯和含聚醚彈體嚴(yán)重)，將一定成分加入面層及/或彈體本身中要謹(jǐn)慎。防老化劑，抗降解劑及金屬鈍化劑可用于此目的。例子有，但不限于，Irganox1010及Irganox565，二者可從CIBA特種化學(xué)品公司買到。面層可提供附加防護(hù)以抗老化，因此可包括改善面層老化的材料，例如，但不限于，聚酰胺，NBR橡膠，EPDM橡膠等，只要彈體成分(包括面層)加到目標(biāo)織物上的附加重量不超過(guò)3.0盎司/平方碼(最好低些，至多1.5)。
彈體成分中可有其它添加劑，包括，但不限于，著色劑，UV穩(wěn)定劑，填充劑，顏料及交聯(lián)劑/硫化劑，如在本技術(shù)中常知的那些。
根據(jù)本發(fā)明，其上涂有本發(fā)明彈性涂料以形成安全氣囊襯底織物的底材優(yōu)選為由諸如聚酰胺或聚酯那樣的含有合成纖維的紗線構(gòu)成制成。這種紗線的線密度約105-840登尼爾，更優(yōu)選為210-630登尼爾。這種紗線最好由復(fù)紗做成，其中所述復(fù)紗的線密度在每紗6登尼爾或更少，最好為4登尼爾或更少。在一更優(yōu)選實(shí)施例中，此底材織物由尼龍纖維做成，最好是尼龍6，6。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，這種聚酰胺材料當(dāng)和根據(jù)本發(fā)明所述涂料結(jié)合使用時(shí)有特別好的粘附力和耐水解保持能力。此底材織物最好用Bower等人的美國(guó)專利5,503,197和5,421,378(引用在此供參考)中公開(kāi)的液體噴射織機(jī)編織。此機(jī)織織物在今后叫做安全氣囊底布。如上所述，本發(fā)明安全氣囊必須有極低透氣率，因而必定是叫做“側(cè)簾”安全氣囊者。如前經(jīng)常所述，此側(cè)簾安全氣囊(也稱為緩沖墊)在碰撞中間必須保存大量充氣氣體，以便在傾翻事故中向乘客提供長(zhǎng)時(shí)期緩沖保護(hù)。任何標(biāo)準(zhǔn)側(cè)簾安全氣囊都可與低附加量涂層一起使用，使提供的產(chǎn)品有如上所述的要求的漏氣下降時(shí)間。大多數(shù)側(cè)簾安全氣囊都是通過(guò)勞動(dòng)密集的縫合或縫紉(或其它方式)使二塊分開(kāi)的機(jī)織織物坯料縫在一起形成一可充氣結(jié)構(gòu)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，此縫紉的操作發(fā)生在重要位置，形成接縫(各織物層之間的連接點(diǎn))，這樣又產(chǎn)生離散的開(kāi)孔區(qū)域，充氣時(shí)充氣氣體會(huì)流進(jìn)其中。此開(kāi)孔區(qū)域在最終的充氣的安全氣囊中形成枕狀結(jié)構(gòu)，以在碰撞過(guò)程中提供更多的表面區(qū)域，并給氣囊本身提供強(qiáng)度，以便承受很高的初始充氣壓力(因而不會(huì)在充氣時(shí)外破)。其它側(cè)簾安全氣囊緩沖墊是單片機(jī)織物。有些可充氣安全氣囊是通過(guò)同時(shí)編織二層織物來(lái)制造的，將它們?cè)谝欢ǖ闹匾恢蒙线B結(jié)起來(lái)(也是形成要求的枕狀結(jié)構(gòu))。此緩沖墊因而有連接二層織物的接縫。正是由于這許多接縫的出現(xiàn)，(在多片機(jī)織氣囊和單片機(jī)織氣囊中都有)，產(chǎn)生上述的在充氣時(shí)和充氣后的漏氣問(wèn)題。紗線的偏移，特別是以很多路徑、很多處發(fā)生偏移的可能性會(huì)使氣囊的充氣氣體漏出而迅速減壓。因此安全氣囊底布對(duì)透氣率的降低(及相關(guān)的漏氣下降時(shí)間，尤其在高壓時(shí))不會(huì)提供很多幫助。正是該接縫問(wèn)題才使以往產(chǎn)生了對(duì)使用很厚，因而很貴涂層的需求，來(lái)提供低的透氣率。
最近有一種從多片側(cè)簾安全氣囊(它需要大量勞動(dòng)密集形縫合工藝來(lái)連接機(jī)織織物坯料)和傳統(tǒng)生產(chǎn)的單片機(jī)織緩沖墊向更特別的單片機(jī)織織物(能極大減少織物紗線之間的跳花，從而減少充氣時(shí)紗線的不平衡偏移)發(fā)展的趨勢(shì)，如系列號(hào)09/406,264和09/668,857專利所述，兩篇專利所有權(quán)人是Sollars，Jr.，其說(shuō)明書完整引入，以下作詳細(xì)說(shuō)明以后術(shù)語(yǔ)“可充氣織物”擬包括由至少二層織物構(gòu)成的織物，其可通過(guò)連接及/或密封來(lái)形成。本發(fā)明可充氣織物因此必須包括雙層織物，可充氣；及單層織物，可在織物面料端部密封或充氣時(shí)在目標(biāo)織物內(nèi)形成枕狀小室。術(shù)語(yǔ)“全機(jī)織”，因?yàn)閷儆诒景l(fā)明織物，因此要求有雙層和單層織物的可充氣織物只在織布機(jī)上生產(chǎn)。任何形式織機(jī)都可用于本目的，如水噴式，氣噴式，劍桿式等。圖案的組成利用特別在流體噴射及/或高速劍桿式織造式機(jī)器上提花織造及/或多臂織造而成。
構(gòu)造的織物可有平衡或不平衡的經(jīng)緯密度單紗支數(shù)；織造結(jié)構(gòu)主要要求是，可充氣織物單層區(qū)域只有席紋圖案。這些圖案是通過(guò)將至少一條經(jīng)紗(或緯紗)在織物圖案中繞兩相鄰緯紗(或經(jīng)紗)同一側(cè)布置。得出的圖案使相同經(jīng)紗(或緯紗)布置在下一相鄰緯紗的相反側(cè)，看起來(lái)像“席紋”。這種“席紋”織紋圖案緯紗(或經(jīng)紗)的同一側(cè)，最多可一次繞過(guò)6根，最好是4根。
這種席紋式織紋圖案在單層區(qū)的唯一用途是在可充氣織物結(jié)構(gòu)中提供了很多迄今未被研究過(guò)的好處。例如，這種席紋式織紋圖案可以在整個(gè)單層區(qū)，甚至是彎曲的區(qū)域，有不變的“接縫”寬度和織紋結(jié)構(gòu)。如上所述，目前使用的標(biāo)準(zhǔn)牛津布織紋不能在彎曲的接縫周圍保持相同的織紋圖案。它們是平紋式織紋圖案。同樣，這樣的席紋式織紋接縫圖案使可充氣織物結(jié)構(gòu)只有平紋雙層織物區(qū)和單層“接縫區(qū)”。在整個(gè)織物結(jié)構(gòu)中沒(méi)有三次投梭以上的“跳花”。這樣的織物沒(méi)有比織物其余部分透氣率高的離散位置。此外，這樣的織紋結(jié)構(gòu)在生成的接縫區(qū)域內(nèi)可有低達(dá)二種不同的織紋密度(圖案)等。因此，接縫本身是一種織紋圖案，而在與此接縫直接相鄰的是另一織紋圖案。在特定接縫區(qū)域無(wú)其它圖案。通過(guò)直接靠近辦法使上述區(qū)域與實(shí)際接縫本身的間距至多14根紗的寬度，最好小到2根紗的寬度，約4和8根紗的寬度最有利。對(duì)不同織紋密度的這種限制是以往全機(jī)織安全氣囊從未實(shí)現(xiàn)過(guò)。
通常，先有技術(shù)(如Thornton等人，Supra)提供接縫連接，在與接縫本身直接相鄰區(qū)域內(nèi)至少有三種不同的織紋密度，此外。先有技術(shù)編織工藝產(chǎn)生的跳花有時(shí)一次可多達(dá)6或7投梭。雖然紡織行業(yè)可將織紋圖內(nèi)這種跳花“填入”，但這一工藝花費(fèi)時(shí)間且仍不能在整個(gè)結(jié)構(gòu)中連續(xù)提供有平衡透氣性的織物。在單織物層中的席紋式織紋結(jié)構(gòu)必須定位，以防止單與雙織物層(見(jiàn)圖2所述)之間交界處的織紋結(jié)構(gòu)內(nèi)有不勻率發(fā)生(如大量跳花)。符合用戶要求的這種席紋圖案的另一優(yōu)點(diǎn)是第一“接縫”相鄰處有一個(gè)以上單層織物區(qū)(即在織物部有另一“接縫”)。這一第二接縫提供使二個(gè)接縫內(nèi)各單紗傳來(lái)的力分散或傳遞給它的方式。這一優(yōu)點(diǎn)因而通過(guò)機(jī)織織物的嚴(yán)格結(jié)構(gòu)(即未必依賴于涂層的應(yīng)用)使充氣時(shí)人造紗發(fā)生不利偏移的概率下降。先前公布或應(yīng)用的有雙織物層和單織物層區(qū)的可充氣織物未發(fā)現(xiàn)利用二個(gè)席紋圖案接縫的可能。此外，此兩接縫結(jié)構(gòu)無(wú)需在目標(biāo)可充氣織物中編織大的單織物層區(qū)域。先有技術(shù)的產(chǎn)生安全氣囊緩沖墊(如側(cè)簾)“枕狀”小室的織物，是通過(guò)將單織物層(不是實(shí)際接縫本身)的整個(gè)區(qū)域編織形成的。這種工藝費(fèi)時(shí)且很難。本發(fā)明的可充氣織物在這備選的實(shí)施例中需將至少二個(gè)很狹單織物層區(qū)域(接縫)織入織物結(jié)構(gòu)(另一優(yōu)選實(shí)施例只利用一條單層織物接縫)；位于這二區(qū)域內(nèi)的織物的其余部分必要時(shí)可以是雙層。因此，本發(fā)明織物提供制作“枕狀”可充氣織物的先進(jìn)省錢的方法。
如上所述，可充氣織物本身最好了由全合成纖維制造，如聚酯及聚酰胺，雖然天然纖維在一定情況下也可以。但是，優(yōu)選為用尼龍6，6，最優(yōu)選為用聚酯，或者也可以用這些纖維的混合物?？椢锟椢锝Y(jié)構(gòu)中使用的各單紗，其登尼樂(lè)數(shù)一般在40-840之間，100-630之間較好，最優(yōu)選為整個(gè)安全氣囊結(jié)構(gòu)的平均登尼爾數(shù)至少525，更優(yōu)選為平均至多420，還更優(yōu)選為平均315，如果需要的話，甚至低達(dá)210。在平均登尼爾數(shù)低的情況下(420及以下)，織物結(jié)構(gòu)本身厚度很小，因此在本發(fā)明涂料少量涂敷情況下，有很小的填密容積。
如上所述，涂料作為必要的補(bǔ)充應(yīng)被涂到表面上，以降低本發(fā)明織物的透氣率，由于本發(fā)明織物的一種優(yōu)選用途是作為側(cè)簾安全氣囊，在整個(gè)碰撞事故中必須保持極小的透氣率(如傾翻時(shí)側(cè)簾必須在一定時(shí)間內(nèi)保護(hù)乘客)，所以十分希望降低透氣率。通過(guò)在本發(fā)明可充氣織物內(nèi)應(yīng)用這樣特別的織紋圖案，可允許使用少量涂料(與這種材料標(biāo)其它的準(zhǔn)附加量比較)，即可提供要求的低充氣氣體透氣率。任何標(biāo)準(zhǔn)涂料或?qū)訅耗ぃ绻柰郯孵?，聚酯，聚酰胺，橡膠(如氯丁橡膠)等，如上所述，均可用于此目的，且可用標(biāo)準(zhǔn)方法及標(biāo)準(zhǔn)量涂到織物表面。但這種涂料(或涂層或?qū)訅耗せ驅(qū)訅耗さ膶?為提供要求的低透氣率所需的必要量極少，且已在上面詳細(xì)討論。此外本發(fā)明可充氣織物特殊織紋結(jié)構(gòu)可利用如此少量的涂料即可提供要求的低透氣率。
本發(fā)明附加的目的和優(yōu)點(diǎn)將在下面說(shuō)明中列出。且可從說(shuō)明中看明白，或從本發(fā)明的實(shí)施中學(xué)到。應(yīng)當(dāng)明白，前面的一般說(shuō)明和下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明只是解釋性和示例性的，決不能看成是對(duì)權(quán)利要求書中所列本發(fā)明范圍的限制。
通過(guò)單片側(cè)簾安全氣囊(及可充氣織物)的這種改進(jìn)，在接縫處漏氣大的可能性已大大降低，這些安全氣囊在二層織物間的連接點(diǎn)及其周圍提供平衡的織紋結(jié)構(gòu)，因此在高壓充氣時(shí)紗線移動(dòng)的可能性比標(biāo)單片編織安全氣囊下降了。不幸，本發(fā)明單片編織安全氣囊仍有問(wèn)題，即織紋交織處在高壓充氣時(shí)可能發(fā)生移動(dòng)，因而仍然很可能以太高速率出現(xiàn)漏氣，因此有必要將材料涂到此單片編織結(jié)構(gòu)上來(lái)減少或消除這種影響。但這種單片編織結(jié)構(gòu)允許涂上極少附加量的彈性涂料，即可有低透氣率。事實(shí)上，本發(fā)明這些安全氣囊在附加涂層低于1.5盎司/平方碼，并可低到0.8盎司/平方碼時(shí)性能很好，。
此外，雖然本發(fā)明并不是優(yōu)選，業(yè)已發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的涂料成分提供的低透氣性和標(biāo)準(zhǔn)單片機(jī)織安全氣囊相似，尤其用了本發(fā)明低附加量，高拉伸強(qiáng)度，不含硅酮的涂料時(shí)，但達(dá)到高漏氣的下降時(shí)間所需涂層厚度遠(yuǎn)大于前面提到的Sollars.Jr.的本發(fā)明單片織紋結(jié)構(gòu)，這樣，為了使這些其他的單片編織安全氣囊達(dá)到低水平的透氣率，有必要將附加量達(dá)到1.5，甚至2.2盎司/平方碼。即使用了這樣多的附加涂料，但本發(fā)明涂料本身顯然比標(biāo)準(zhǔn)的商用的，現(xiàn)有的含硅酮等的涂料(它必須有至少3.0盎司/平方碼)有明顯改進(jìn)。
另外，也發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明附加量等情況下，本發(fā)明的涂料成分提供與前述縫合、縫紉的側(cè)簾安全氣囊同樣的優(yōu)點(diǎn)。雖然由于在接縫處漏氣可能性大，這種結(jié)構(gòu)不太受歡迎，但業(yè)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明涂料用比標(biāo)準(zhǔn)硅橡膠和氯丁橡膠涂料配方少的附加量就可提供有少得多的透氣率(事實(shí)上達(dá)到認(rèn)可的漏氣下降時(shí)間值)，此附加量將達(dá)到3.0盎司/平方碼，再低些也行，(例如，1.5盎司/平方碼)，這取決于和目標(biāo)織物表面直接接觸的涂料配方內(nèi)的拉伸強(qiáng)度高、可足夠張緊的彈性配料的應(yīng)用。此外，隨著涂料用量的降低(通常涂料是很貴的)，同時(shí)對(duì)目標(biāo)安全氣囊透氣性有很大降低，且抗?jié)裥院芎?，老化穩(wěn)定性極好，本發(fā)明的涂料配方及本發(fā)明涂上涂料后的安全氣囊本身顯然比先有安全氣囊涂布技術(shù)有很大進(jìn)步。
本發(fā)明特別重要的是能將有涂料的安全氣囊緩沖墊以盡量小的容積填密在圓柱形或多邊形的目標(biāo)汽車車頂線處貯存容器中。本發(fā)明安全氣囊以卷曲的手風(fēng)琴式，Z形折疊(或其他形狀)(為了很好裝進(jìn)貯存容器并為了在碰撞事故中很好充氣，向乘客提供足夠保護(hù))，可收縮成體積最小的貯存形狀。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，非充氣側(cè)簾安全氣囊的有效小容積最佳測(cè)定(雖然不是唯一的)結(jié)果是將氣囊沿長(zhǎng)度方向卷緊，直到成圓柱形。這種形狀的目標(biāo)側(cè)簾安全氣囊的直徑優(yōu)選為至多23mm。術(shù)語(yǔ)“直徑”指的是卷緊貯存結(jié)構(gòu)中可充氣織物的橫截面，因此貯存織物的長(zhǎng)度與充氣織物長(zhǎng)度相同，再測(cè)量橫截面積上相對(duì)二點(diǎn)之間的最大距離。本領(lǐng)域普通專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，被測(cè)的實(shí)際側(cè)簾安全氣囊不必以這樣特殊的卷緊方式貯存，這樣做只是為了用與高度相比較的直徑來(lái)評(píng)估卷緊的填密容積，目標(biāo)側(cè)簾必須先放平，然后卷成大體圓柱形，接著測(cè)量其直徑。
因此，在一非限制性實(shí)例中，一個(gè)2米長(zhǎng)圓柱形車頂線貯存容器，其必要容積等于830cm3(容積按2лR2計(jì)算)。市場(chǎng)上能買到的側(cè)簾安全氣囊緩沖墊的標(biāo)準(zhǔn)卷曲填密直徑至少25mm，(由于為了有低透氣率而要求的涂層厚度)。因此，所需圓柱形容器的容積至少為980cm3。優(yōu)選地，本發(fā)明安全氣囊緩沖墊貯存時(shí)的卷曲直徑至多20mm(填密容積約628cm2)(可多達(dá)23mm，也可低到16mm)，此容積顯然低于標(biāo)準(zhǔn)填密容積。當(dāng)然，提供很小填密容積的能力直接和安全氣囊本身上涂層厚度，及制造氣囊本身時(shí)所使用的纖維登尼爾數(shù)有關(guān)。登尼爾數(shù)越低，氣囊結(jié)構(gòu)越薄，因此可能有較小填密容積。然后，與安全氣囊緩沖墊充氣時(shí)的高度(即安全氣囊從車頂線沿目標(biāo)汽車側(cè)面，如車窗，下伸到其最低點(diǎn)的長(zhǎng)度)有關(guān)，填密容積等于具體氣囊填密直徑(在卷緊狀態(tài)下，雖然實(shí)際上卷緊時(shí)還有其它填密結(jié)構(gòu)，如手風(fēng)琴式，Z形折疊式等都可用)。除以本發(fā)明安全氣囊緩沖墊的高度(此高度盡管不必測(cè)量，它常常是近似17時(shí)，或431.8mm)的比值，此值應(yīng)至多0.05。此系數(shù)優(yōu)選為至多是0.486(21mm直徑)，更優(yōu)選為是0.0463(20mm)或0.044(19mm)，或0.0417(18mm)，或0.0394(17mm)。采用的纖維登尼爾數(shù)平均最好是420，因此在涂層附加量約0.8盎司/平方碼的情況下，填密直徑為18mm(因此填密容積系數(shù)為約0.0417)。
先有技術(shù)有極厚涂層，纖維登尼爾數(shù)較高(420以上)，其填密直徑至多24mm，因此在涂層超過(guò)4.0盎司/平方碼的情況下，填密容積系數(shù)為約0.0556，這高于上述0.05極值。如上所述，隨著較低平均登尼爾數(shù)纖維在本例側(cè)簾安全氣囊中的應(yīng)用，填密容積可以減少。在本發(fā)明范圍內(nèi)，降低填密容積的主要的(但不是唯一的)目的是給目標(biāo)側(cè)簾安全氣囊提供高效(即低透氣率)，低附加量的涂層。當(dāng)然，系數(shù)的上述范圍不要求安全氣囊高度是標(biāo)準(zhǔn)的17時(shí)，它主要隨涂料厚度，附加重量及紗線登尼爾數(shù)而變化。但顯然較長(zhǎng)(較寬)氣囊在圓柱形貯器中填密直徑要求較大。
令人驚奇的是，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％的任何彈性體涂在側(cè)簾安全氣囊織物表面二個(gè)側(cè)面上，重量至多為3.0盎司/平方碼，優(yōu)選為0.8-2.0，更優(yōu)選為0.8-1.5，還更優(yōu)選為0.8-1.2，最優(yōu)選為0.8盎司/平方碼，這時(shí)提供的有涂層安全氣囊緩沖墊，通過(guò)長(zhǎng)期貯存粘連試驗(yàn)和長(zhǎng)期熱老化試驗(yàn)，充氣時(shí)和充氣后的透氣率非常低而持久。涂料的這種有利形式和數(shù)量因而使安全氣囊緩沖墊經(jīng)長(zhǎng)期貯存也容易充氣且仍能充氣足夠長(zhǎng)時(shí)間以確保人身保護(hù)系統(tǒng)有最佳安全水平。此外，勿需說(shuō)，所需涂層混合料越少，則成品越便宜。另外，所需涂層混合料少導(dǎo)致安全氣囊織物在其容器中填密容積小，這一優(yōu)點(diǎn)可提高安全氣囊織物的可包裝性。
雖然本發(fā)明是通過(guò)一定的優(yōu)選實(shí)施例和實(shí)踐來(lái)進(jìn)行描述和揭示的，但這決不意味著本發(fā)明局限于這些特定實(shí)施例，而包括附屬權(quán)利要求書及其等價(jià)物范圍定義的等價(jià)結(jié)構(gòu)及一切另外可替換的實(shí)施例和修改。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明二種優(yōu)選的彈性體分成按下表生產(chǎn)表1標(biāo)準(zhǔn)水性彈性體成分組分 份額(每整個(gè)組合物)樹(shù)脂(30-40％水中固體含量)100Natrosol250HHXR(增稠劑)10Irganox1010(穩(wěn)定劑)0.5DE-83R(阻燃劑) 10表2標(biāo)準(zhǔn)溶劑性彈性體成分組分 份額(每整個(gè)組合物)樹(shù)脂(30-40％溶劑中固體含量) 100Irganox1010(穩(wěn)定劑)0.5DE-83R(阻燃劑) 10表3標(biāo)準(zhǔn)溶劑性彈體成分組分 份額(每整個(gè)組合物)樹(shù)脂(25-40％溶劑中固體含量) 100Irganox1010(穩(wěn)定劑)0.5DE-83R(阻燃劑) 10
DemodurCB-75(增粘劑) 2(列于下表4中的特種樹(shù)脂僅以表中數(shù)量加入此標(biāo)準(zhǔn)成分中形成本發(fā)明涂料配方的優(yōu)選實(shí)施例)。
混合配方用布衣粘計(jì)測(cè)好的粘度為15000厘泊。一旦混合完畢，單一配方就按上述Sollars.Jr.的專利中所述涂到單片提花機(jī)織安全氣囊的兩個(gè)側(cè)面。(氣囊是420登尼爾數(shù)的尼龍6，6紗線)。用定隙涂裝法涂抹。接著將氣囊在高溫(約300°F)下干燥3分鐘，形成必然很薄的涂層，如上所述，也可接著刮削涂層以達(dá)到要求的薄膜保護(hù)層，但定隙涂布在氣囊表面提供均勻的薄膜厚度，因此是好辦法。在此意義上，刮削涂布包括，但不限于，刮涂，特別是輥隙輥道，浮動(dòng)刮刀及輥襯泡沫墊等方法。涂層最后干重最好0.6-3.0盎司/平方碼或更少，最優(yōu)選為0.8-1.5盎司/平方碼或更少。按照ASTM Test D737“織物透氣性”測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，這樣得到的安全氣囊緩沖墊是不透氣的。
為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，以下列出非限制性例子。這些例子只是為了說(shuō)明本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例，并非以任何方式對(duì)本發(fā)明范圍作限制。這些例子把下述的優(yōu)選彈性體加入到上表1-3的涂料配方中。
每個(gè)有涂層的氣囊首先迅速充氣到峰值壓力30psi。然后充氣的氣囊在10psi壓力下測(cè)漏氣量(SCFH)。特征漏氣下降時(shí)間(秒)由漏氣率和氣囊容積算出。
表4
*老化條件107℃烘箱老化16天，接著83℃，95％相對(duì)濕度下老化16天。
*老化條件107℃烘箱老化16天，接著83℃，95％相對(duì)濕度下老化16天。
**樹(shù)脂是硅酮橡膠。
如上所述，例1-6使用性好，在本發(fā)明范圍之內(nèi)，例10，11有某些不足，聚酯基彈體(Witcobond290H)有很好熱老化(氧化)穩(wěn)定性但在高濕度下有水解傾向，聚酯基彈體(Sancure861)抗水解性好，但氧化性差。但這些彈性體已證明在其最大值在3.0盎司/平方碼以下的較高附加重量時(shí)可降低透氣性。此外，雖然硅酮有很好熱老化和水解(潮濕老化)抗力，但拉伸強(qiáng)度和抗扯強(qiáng)度有限。天然橡膠，SBR(丁苯橡膠)，氯丁橡膠及其它含不飽和碳雙鍵的橡膠都有很好耐水解性能。但提供彈性的不飽和碳雙鍵容易氧化，使橡膠性能在熱老化后改變。本實(shí)施例優(yōu)選為應(yīng)用物理性能及抗水解及氧化性能好的彈性體?；诰厶妓狨ボ涙湺蔚木郯孵ナ潜旧暾?qǐng)優(yōu)選材料。
例3的安全氣囊的滑動(dòng)摩擦系數(shù)約0.6。相比之下，包括非機(jī)織層的有厚硅酮涂層的側(cè)簾安全氣囊的系數(shù)為約0.8。
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視圖，示出優(yōu)選的雙層和單層區(qū)，其中包括二個(gè)分開(kāi)的單層區(qū)。
圖2是織紋圖，示出優(yōu)選的重復(fù)投梭圖案，是利用平紋和席紋四投梭結(jié)構(gòu)形成的。
圖3是本發(fā)明側(cè)簾安全氣囊展開(kāi)前汽車的內(nèi)部側(cè)視圖。
圖4是本發(fā)明側(cè)簾安全氣囊展開(kāi)后汽車的內(nèi)部側(cè)視圖。
圖5是一側(cè)簾安全氣囊側(cè)視圖。
圖6是一側(cè)簾安全氣囊容器的側(cè)視圖。
圖7是貯存在圖6的容器中的安全氣囊橫斷面透視圖。
附圖詳細(xì)說(shuō)明現(xiàn)在參看附圖，圖1示出本發(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)的橫截面。緯紗28(其登尼爾數(shù)優(yōu)選為約420)存在于各織物層區(qū)域12，14，16，18，20，22，24，26中，其上和其下編織各根經(jīng)紗38，40，42，44(其登尼爾數(shù)也優(yōu)選為約420)。雙織物層12，14，18，20，24，26織成平紋圖案。單織物層16，22織成席紋圖案。四條緯紗每根在本優(yōu)選結(jié)構(gòu)中均設(shè)為穿過(guò)各重復(fù)席紋圖案，但在單織物層區(qū)域(接縫)16，22處可用2-12根經(jīng)紗。中間的雙織物層區(qū)18，20各有四根經(jīng)紗28在平紋結(jié)構(gòu)中。在單織物層16，22之間中間緯紗28的根數(shù)必須是二的倍數(shù)，才能在二個(gè)接縫16，22中有最大承壓力，并使在充氣時(shí)在接縫16，22與雙織物層區(qū)域12，14，24，26交界處發(fā)生紗線偏移的可能性最小。
圖2示出本發(fā)明織物織紋圖30，它包括二個(gè)不規(guī)則形狀的同心圓作為接縫。此圖還對(duì)在織物中席紋圖案位置的必要選擇標(biāo)準(zhǔn)作一般解釋。圖上有三種不同的圖案，用不同陰影線表示。第一種32指在整個(gè)雙織物層(如圖1的12，14，18，20，24，26)中的重復(fù)平紋圖案，它總是在4X+1經(jīng)紗方向位置開(kāi)始(X代表圖中投梭排列(pickarrangement)數(shù))和4X+1緯紗方向位置處開(kāi)始，(這樣，投梭排列包括沿經(jīng)向和緯向其下四個(gè)空格的空塊處開(kāi)始的特殊兩層平紋方塊32)。第二個(gè)34表明“上下”席紋圖案，其中空塊必須存在，且總是在4X+1的經(jīng)紗方向位置開(kāi)始，其中X代表圖案中重復(fù)的投梭排列數(shù)。當(dāng)要求有接縫時(shí)(如圖1的16，22)，在4X+1的填充方向位置處開(kāi)始(因此包括相應(yīng)的“上下”符號(hào)的方塊34的圖案包括沿經(jīng)向和緯向在其下四個(gè)空格的席紋投梭中的空方塊)。其余圖案，基本上是單織物層(如圖1的16和22)的“下上”席紋圖案，由特殊陰影線方塊36表示。這種圖案總在4X+1經(jīng)向開(kāi)始，或者當(dāng)需要接縫時(shí)，從4X+3緯向的位置開(kāi)始，或4X+3經(jīng)向和4X+1緯向開(kāi)始，。這種不同的“上下”席紋34和“下上”席紋36圖案的特殊布置是實(shí)現(xiàn)連續(xù)重復(fù)織紋結(jié)構(gòu)所必須的(在目標(biāo)織物結(jié)構(gòu)中同時(shí)存在不超過(guò)三個(gè)以上跳花，即空格。此外，可以相信，在可充氣織物技術(shù)上尚未公布或探討過(guò)這種情況。
如圖3所示，圖中示出在側(cè)簾安全氣囊(未示)充氣之前汽車110的內(nèi)景。汽車110包括前座椅112和后座椅114，前側(cè)窗116和后側(cè)窗118，車頂線120，(其中貯藏一圓柱形容器122，內(nèi)有本發(fā)明側(cè)簾安全氣囊(未示))。在車頂線120內(nèi)還有一充氣裝置124，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示出充氣的側(cè)簾安全氣囊126。如上所述，安全氣囊126涂上至多2.5盎司/平方碼的涂料配方(未示)，最好是聚胺酯聚碳酸酯。本發(fā)明安全氣囊126足以保持充氣狀態(tài)至少5秒，多些更好，最好優(yōu)選為20秒以上。
圖5示出以非充氣狀態(tài)貯存在車頂線圓柱形容器122中之前的側(cè)簾安全氣囊126。安全氣囊126的厚度(以圖7所示封裝直徑度量)，與安全氣囊高度(從車頂線圓柱形容器122位置到安全氣囊126最低位置128的長(zhǎng)度度量)之比在非充氣狀態(tài)或充氣狀態(tài)至多0.05。附加涂料重量越多，紗線越粗，則系數(shù)越大。較細(xì)的紗線可與較少或較多附加涂料重量一起應(yīng)用，并符合此限制條件。
圖6及7有助于了解這一概念，其為沿2-2線剖開(kāi)的容器122中貯存的卷緊安全氣囊126的情況。以上例3的安全氣囊126測(cè)得的直徑約20mm。側(cè)簾安全氣囊的標(biāo)準(zhǔn)高度約17時(shí)，約為431.8mm。因此，優(yōu)選的填密容積系數(shù)為0.046(20mm/431.8mm)。作比較用的硅酮基的厚涂料附加重量約4.0盎司/平方碼。若直徑25mm，則系數(shù)為0.0579(25mm/431.8mm)。
當(dāng)然，本發(fā)明還有許多其它實(shí)施例的改型，這些均包括在以下權(quán)利要求書的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)，特別應(yīng)明白，任何生產(chǎn)方法和結(jié)構(gòu)的側(cè)簾安全氣囊，其透氣率低，涂料附加量極小，符合上述填密容積要求(可以是卷緊織物，或填密的手風(fēng)琴式，或其它包裝形狀)者，均在本發(fā)明范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種有涂層的側(cè)簾安全氣囊，其填密容積系數(shù)至多約0.05；其中，所述有涂層側(cè)簾安全氣囊的至少一部分涂有彈性體涂料，且其中，所述有涂層側(cè)簾安全氣囊充氣后的特征漏氣下降時(shí)間為至少5秒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全氣囊，其中，所述安全氣囊包括纖維，纖維的平均登尼爾數(shù)至多為525。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安全氣囊，其中，所述纖維的平均登尼爾數(shù)至多420。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的安全氣囊，其中，所述纖維的平均登尼爾數(shù)至多315。
5.一種有涂層的側(cè)簾安全氣囊，其填密容積系數(shù)至多約0.05；其中，所述有涂層側(cè)簾安全氣囊的至少一部分涂上彈性體涂料；其中，所述有涂層側(cè)簾安全氣囊充氣后的特征漏氣下降時(shí)間為至少5秒；且其中，所述可充氣織物在織物的一定離散區(qū)內(nèi)包括至少二層織物，并在所述織物內(nèi)的離散區(qū)處包括至少一個(gè)單層織物，其中此可充氣織物的織紋圖在任何一排或一列中不會(huì)有三個(gè)以上連續(xù)未填色的方塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的安全氣囊，其中，所述彈性體成分包括聚胺酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的安全氣囊，其中，所述有涂層的織物是機(jī)織的且包括聚酰胺紗線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的安全氣囊，其中，所述聚酰胺紗線由尼龍6，6纖維制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的安全氣囊，其中，所述聚酰胺紗線是復(fù)線，其平均線密度在約210-630登尼爾之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的安全氣囊，其中，所述復(fù)線的的特征在于，單紗線密度為約每紗4登尼爾或更少。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的安全氣囊，其中，所述彈性聚胺酯成分是聚碳酸酯聚胺酯。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的安全氣囊，其中，所述填密容積系數(shù)至多約0.048。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的安全氣囊，其中，所述填密容積系數(shù)至多約0.046。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的安全氣囊，其中，所述填密容積系數(shù)至多約0.044。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的安全氣囊，其中，所述填密容積系數(shù)至多約0.041。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的安全氣囊，其中，所述填密容積系數(shù)至多約0.393。
17.一種有涂層的側(cè)簾安全氣囊，其填密容積系數(shù)至多約0.05，其中，該有涂層側(cè)簾安全氣囊的至少一部分上涂有彈性體涂料；其中，該有涂層側(cè)簾安全氣囊充氣后的漏氣后的下降時(shí)間至少5秒；及其中，所述可充氣織物在織物的一定離散區(qū)中包括至少二層織物，而在此織物內(nèi)的一離散區(qū)包括至少一層織物層，其中，在與所述單層織物層直接鄰接區(qū)域中只有二種單獨(dú)的織紋密度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的安全氣囊，其中，所述彈性體成分階段包括聚胺酯。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的安全氣囊，其中，所述有涂層織物是機(jī)織的且包括聚酰胺紗線。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的安全氣囊，其中，所述聚酰胺紗線由尼龍6，6纖維制成。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的安全氣囊，其中，所述聚酰胺紗線是復(fù)紗，其特征在于，平均線密度在約210-630登尼爾之間。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的安全氣囊，其中，所述復(fù)紗的特征在于單紗線密度為約每紗4登尼爾或更少。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的安全氣囊，其中，所述彈性聚胺酯成分是聚碳酸酯聚胺酯。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的安全氣囊，其中，所述填密容積系數(shù)至多約0.048。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的安全氣囊，其中，所述填密容積系數(shù)至多約0.046。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的安全氣囊，其中，所述填密容積系數(shù)至多約0.044。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的安全氣囊，其中，所述填密容積系數(shù)至多約0.041。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的安全氣囊，其中，所述填密容積系數(shù)至多約0.393。
29.一種有涂層的側(cè)簾安全氣囊，其填密容積系數(shù)至多約0.05，其中，所述有涂層側(cè)簾安全氣囊的至少一部分上涂有彈性體涂料；其中，所述有涂層側(cè)簾安全氣囊充氣后的漏氣下降時(shí)間至少5秒；且其中，所述可充氣織物在織物的一定離散區(qū)包括至少二層織物，并在該織物內(nèi)的至少二個(gè)離散區(qū)包括至少一層窄的單層織物層，其中，所述至少一層窄的單層織物層只用偶數(shù)根，寬度至多12根紗線的席紋圖案織成，其中，在所述可充氣織物中有至少二個(gè)離散窄區(qū)的單層織物層，其中所述至少二個(gè)區(qū)域的單層織物層被一個(gè)至少二層織物的區(qū)域分開(kāi)，且其中各單層的寬度在4-8根紗線長(zhǎng)度之間。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的安全氣囊，其中，所述彈性體成分包括聚胺酯。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的安全氣囊，其中，所述有涂層織物是機(jī)織的且包括聚酰胺紗線。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的安全氣囊，其中，所述聚酰胺紗線是用尼龍6，6纖維制成。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的安全氣囊，其中，所述聚酰胺紗線是復(fù)紗，其特征在于，該復(fù)紗的平均線密度在約210-630登尼爾之間。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的安全氣囊，其中，所述復(fù)紗的特征在于，其單紗線密度為約每紗4登尼爾或更少。
35.根據(jù)權(quán)利要求30所述的安全氣囊，其中，所術(shù)彈性聚胺酯成分是聚碳酸酯聚胺酯。
36.根據(jù)權(quán)利要求29所述的安全氣囊，其中，所述填密容積系數(shù)至多約0.048。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的安全氣囊，其中，所述填密容積系數(shù)至多約0.046。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的安全氣囊，其中，所述填密容積系數(shù)至多約0.044。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的安全氣囊，其中，所述填密容積系數(shù)至多約0.041。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的安全氣囊，其中，所述填密容積系數(shù)至多約0.393。
全文摘要
可充氣涂布織物，更具體說(shuō)是涂上很少附加量涂層的安全氣囊，有極低的透氣率。本發(fā)明的織物主要用于要求有低透氣率的汽車乘員保護(hù)系統(tǒng)的緩沖墊(如側(cè)簾安全氣囊)。傳統(tǒng)上，重而貴的，諸如氯丁橡膠，硅酮之類化合物的涂料已被用來(lái)產(chǎn)生這種要求的低透氣性。因此，本發(fā)明的涂布安全氣囊涂層至多3.0盎司/平方碼，最好是0.8盎司/平方碼，且漏氣下降時(shí)間(以峰值壓力充氣到安全氣囊以足量氣體至安全氣囊漏氣到10psi所需時(shí)間)至少5秒并有很小填密容積(為了更有效地利用車內(nèi)貯存空間)，所有涂料，特別是彈性體的(最好，但非一定是)無(wú)硅涂料及符合這些指標(biāo)的涂布安全氣囊均屬于本發(fā)明范圍。
文檔編號(hào)D03D11/02GK1487890SQ01822211
公開(kāi)日2004年4月7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