專利名稱：極低覆蓋系數(shù)的氣囊織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣囊織物，該織物編織成具有小于約1900的覆蓋系數(shù)，但同時通過膜(疊層)或涂層的存在具有極低的透氣性。此前，一直不可能在防撞氣囊墊中使用這樣的松散結(jié)構(gòu)織物，甚至在有標(biāo)準(zhǔn)防撞氣囊涂層(例如硅樹脂)涂覆該織物表面時也是如此，原因是這些涂層不容易與該松結(jié)構(gòu)織物表面保持接觸(即該涂層會通過織物漏出)。但是，低布面覆蓋系數(shù)織物與疊層膜(或布面覆蓋系數(shù)至少為1600的涂層)的耦合解決了這一問題，并允許在防撞氣囊中采用廉價生產(chǎn)的機織織物。
防撞氣囊襯墊系統(tǒng)通常是指，過去已經(jīng)使用的保護機動車駕駛者和乘客的防撞氣囊系統(tǒng)。保護機動車駕駛者的系統(tǒng)一般安裝在機動車的轉(zhuǎn)向柱管中，并已經(jīng)采用可向駕駛者直接展開的襯墊結(jié)構(gòu)。這些司機側(cè)襯墊一般構(gòu)造比較簡單，因為它們在司機和轉(zhuǎn)向柱管之間相當(dāng)小的良好定位的區(qū)域之上發(fā)揮作用。1996年7月9日公布的Nelsen等的美國專利5,533,755中公開了一種這樣的結(jié)構(gòu)，其內(nèi)容在此引入作為參考。
用于保護乘客抗御前方或側(cè)面沖擊的防撞氣囊襯墊通常必須有更復(fù)雜的構(gòu)造，因為機動車乘客可能沒有良好定位，且在乘客和碰撞事故中乘客可能被拋向的機動車表面之間可能存在很大距離。用于這種情形的現(xiàn)有技術(shù)的襯墊公開在以下專利中Bishop的US5520416、Krickl的US 5454594、Hawthorn等人的US 5423273、Yamaji等人的US 5316337、Wehner等人的US 5310216、Watanabe的US5090729、Wallner等人的US 5087071、Backhaus的US 4944529和Buchner的US 3792873。
主要的商業(yè)用約束保護襯墊以機織物材料制成，該材料采用例如聚酯、尼龍6或尼龍6,6聚合物等材料的復(fù)絲合成紗。這種用途的代表性織物在以下專利中公開Bloch的US 4921735、Krummheuer等人的US 5093163、Menzel等人的US 5110666、Swoboda等人的US 5236775、Sollars，Jr.的US 5277230、Krummheuer等人的US5356680、Krummheuer等人的US 5477890、Krummheuer等人的US5508073、Bower等人的US 5503197和Bowen等人的US 5704402。
正如將會意識到的，在確定碰撞事件后充氣和隨后快速放氣的速率時，襯墊結(jié)構(gòu)的透氣性是一個重要因素。為了控制襯墊的總透氣性，通常希望用某些涂層(例如硅氧烷)填充防撞氣囊結(jié)構(gòu)中各紗之間的孔隙，并試圖在充氣期間保持這些紗不滑移(這在織物中產(chǎn)生更大的開放空間)。這樣，為了降低這些防撞氣囊織物的透氣性，通常使用較厚的涂層，其包含諸如硅氧烷等材料。但這些涂層的使用，已經(jīng)使作為基礎(chǔ)防撞氣囊織物所能獲得的不同機織織物結(jié)構(gòu)受到限制。
為了減少織物紗線之間孔隙的數(shù)量，織物結(jié)構(gòu)必需很密(即，每英寸織物高緯紗數(shù)和高紗線纖度)。通常用所謂“布面覆蓋系數(shù)”確定織物密度。該系數(shù)測量每英寸織物經(jīng)紗數(shù)與經(jīng)紗纖度平方根的乘積全部加到每英寸織物緯紗數(shù)與緯紗纖度平方根的乘積。因此高布面覆蓋系數(shù)織物將在織物經(jīng)向和緯向的紗中含較高纖度的紗線，它們?nèi)繖C織成每英寸高投緯數(shù)。過去，在任何防撞氣囊應(yīng)用中采用的最低氣囊織物覆蓋系數(shù)經(jīng)測量為約2000(雙方向上均是210丹尼爾的紗，69根緯紗/英寸和69根經(jīng)紗/英寸＝1999.8或約等于2000)。如上述，由于防撞氣囊應(yīng)用中最關(guān)心透氣性，所以需要使用這樣的致密織物，并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)防撞氣囊涂層，以提供所需要的低透氣性。如果這種織物的密度任意低，標(biāo)準(zhǔn)涂層將不能正確覆蓋織物表面；最可能的是，涂層材料會經(jīng)該織物漏掉，且不能提供任何真正的空氣阻擋作用。另外，在低布面覆蓋系數(shù)(低密度)防撞氣囊織物表面上不使用或不存在涂層，則透氣性這種織物的透氣性會非常高，以致不能恰當(dāng)?shù)匕l(fā)揮作用。低密度織物會在單個紗線之間擁有許多潛在開放空間，它們在充氣期間起空氣阻擋作用。因此，在過去或在已有技術(shù)中還沒有嘗試在防撞氣囊襯墊里結(jié)合低密度(低布面覆蓋系數(shù))織物的公開出版物或合理建議。盡管這些機織結(jié)構(gòu)可能是高成本效益的(由于更少需要特定、難的機織工序且紗線纖度更細(xì))，而且，現(xiàn)有技術(shù)還沒有給予任何指導(dǎo)或提示，使普通技術(shù)人員認(rèn)識到，在防撞氣囊襯墊中有可能或適當(dāng)?shù)厥褂眠@類低布面覆蓋系數(shù)織物。
為了達到這些以及其它目的，并按照本發(fā)明的目的，如這里具體實施和概括描述的那樣，本發(fā)明提供一種結(jié)合在防撞氣囊襯墊中的防撞氣囊織物，該防撞氣囊襯墊包含機織物基底，其至少一部分被涂層或疊層，其中所述機織物基底的布面覆蓋系數(shù)低于約1900，并且其中在124Pa壓力約25℃時所述防撞氣囊織物的透氣性小于約0.5cfm。使用涂層或疊層(即薄膜)，在整個防撞氣囊織物的遮蓋部分上提供了需要的低度透氣性。在這種情況下，術(shù)語“疊層”意欲包括經(jīng)使用粘合劑而粘合到織物結(jié)構(gòu)上的連續(xù)膜。因此，這樣的粘合劑可首先涂敷到織物表面，然后用該疊層覆蓋。或者，可將粘合劑結(jié)合到該疊層將會與該織物表面接觸的一面上。因此，該疊層的膜結(jié)構(gòu)顯著不同于該用途中先前使用的標(biāo)準(zhǔn)防撞氣囊涂層，因為該疊層是連續(xù)的、必需通過使用這樣的粘合劑粘合到該表面上，并作為一層膜涂敷到該織物上。涂敷涂層一般采用粘度非常高的涂料(即1個大氣壓25℃時約10000-約100000厘泊)且以標(biāo)準(zhǔn)涂層機理(例如刮刀涂層機)涂覆涂層的方法。這種涂層將僅被涂敷到布面覆蓋系數(shù)在1600和1900之間的織物基底上，因為即使這些涂料的粘度會極高并因此使對單個紗的粘著性達到最高，但這些紗線之間的空間體積會太大，以致不允許足夠的、連續(xù)的填充這些空間，為密度低于約1600的織物基底提供所需的透氣性。
盡管在某些環(huán)境下也可以采用天然纖維，但優(yōu)選由所有種類的合成纖維例如聚酯和聚酰胺制造織物基底。結(jié)構(gòu)上該基底必須是機織的。可采用任何類型的機織圖案產(chǎn)生該機織結(jié)構(gòu)，包括平紋、席紋、斜紋等，以及對稱和非對稱的緯紗和經(jīng)紗數(shù)。優(yōu)選該織物是由尼龍6,6以對稱構(gòu)造(例如78根緯紗/英寸和78根經(jīng)紗/英寸)的平紋圖案織物。在該織物基底中使用的單個紗線纖度必須在約100-約840；優(yōu)選約100-約630的丹尼爾數(shù)范圍內(nèi)?？稍谌魏晤愋偷臉?biāo)準(zhǔn)織機包括噴氣織機、噴水織機、多臂織機、劍桿織機等上制造該機織織物。
優(yōu)選的薄膜選自聚氨酯、聚酰胺、聚酯或任何其它熱塑性聚合物材料，該材料和目標(biāo)防撞氣囊織物基底相比熔點更低。因此，該粘合劑選自異氰酸酯、環(huán)氧樹脂、蜜胺、氮丙啶以及蜜胺與其它化合物的混合物。另外，優(yōu)選粘合劑溶解在或存在于任何揮發(fā)性溶劑中，當(dāng)該溶劑暴露于低溫(即高于室溫)時，其快速蒸發(fā)。這樣的揮發(fā)性溶劑優(yōu)選選自甲乙酮、二甲基甲酰胺、四氫呋喃、二乙基亞砜、n-甲基吡咯烷酮及其混合物。
織物表面上疊層的總重量為約0.6-約3.5盎司/平方碼；優(yōu)選該重量為約1.0-約3.0盎司/平方碼；更優(yōu)選約1.5-約2.5盎司/平方碼；且最優(yōu)選約2.0盎司/平方碼。當(dāng)最終粘合到織物表面上時，該薄膜的厚度為約0.1-約3.5密耳(mils)；優(yōu)選約1.0-約3.5密耳；更優(yōu)選約1.5-約3.0密耳；最優(yōu)選約2.0-約3.0密耳。
隨后將疊層粘合到目標(biāo)防撞氣囊織物表面的一般方法包括用粘合劑涂敷該織物；通過運行含將被涂敷的薄膜的加熱軋輥，將所需的薄膜層壓到至少一部分受處理織物上；將所得的復(fù)合材料加熱到介于約270到450°F，更優(yōu)選約290到約400°F，最優(yōu)選約300到約350°F之間的粘合溫度。該高溫通過將膜材料熔化然后形變成符合織物表面的外形和尺寸，完成所需的薄膜對織物表面粘合。當(dāng)冷卻時，粘合、形變薄膜作為覆蓋整個受處理織物表面的疊層保留其整體結(jié)構(gòu)，其填充了松散緯紗之間的空間。該疊層足夠柔韌，當(dāng)碰撞事故發(fā)生時，能足夠膨脹，從而提供給乘客或駕駛者襯墊；但是，該膜在整個單獨紗線上也呈現(xiàn)出剛性，使得紗線不過分偏離它們的設(shè)計圖案。這樣，由于填充了紗線之間的間隙空間并防止紗線由其設(shè)計圖案移動，因此該疊層以相當(dāng)可靠方式降低通過織物結(jié)構(gòu)透氣性，提供防撞氣囊織物(和隨后的防撞氣囊襯墊)。這樣，這種新穎工序使技術(shù)人員采用布面覆蓋系數(shù)低(低于1900)的廉價制造織物生產(chǎn)機動車約束保護系統(tǒng)中采用的有效的防撞氣囊織物和襯墊。
可能的涂料包括那些含有與上述薄膜相同材料(聚氨酯、聚丙烯酸酯等)的那些涂料，將其配制成如上述1個大氣壓和25℃時粘度約10000和100000厘泊之間。將這種涂料經(jīng)任何標(biāo)準(zhǔn)工序，包括刮刀涂布等添加到目標(biāo)織物基底的表面上。另外，這種可能的涂層僅會在布面覆蓋系數(shù)約1600-約1900更高密度織物有用。
說明書以下部分將提出本發(fā)明的其它目的和優(yōu)勢，并且一部分顯然來自說明書，或可能得自本發(fā)明實踐的教導(dǎo)。應(yīng)當(dāng)理解，前面的一般描述和以下的優(yōu)選實施方案詳細(xì)描述僅僅是示例和解釋性的，決不能將它們看作對本發(fā)明權(quán)利要求書所提出范圍的限定。本發(fā)明的優(yōu)選實施方案以下實施例顯示本發(fā)明范圍內(nèi)具體的優(yōu)選實施方案。
盡管舉例說明并描述了本發(fā)明的具體實施方案，但應(yīng)當(dāng)了解的是，本發(fā)明不限于此，因為對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，肯定能修改本發(fā)明，并且他們毫無疑問會想到其它實施方案。因此，試圖用所附權(quán)利要求書覆蓋任何這樣的修改和其它實施方案，因為本發(fā)明的組成特征是在所附權(quán)利要求的精神實質(zhì)和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)合在氣囊襯墊中的氣囊織物，該氣囊襯墊包含機織物基底，其至少一部分被涂層或疊層，其中所述織物基底的布面覆蓋系數(shù)低于約1900，并且其中在124Pa壓力約25℃時所述氣囊織物的透氣性小于約0.5cfm。
2.如權(quán)利要求1的氣囊織物，其中用涂層或薄膜涂覆或疊層所述機織物基底，該涂層和薄膜選自聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚酯和其共聚物。
3.如權(quán)利要求1的氣囊織物，其中所述布面覆蓋系數(shù)低于約1800。
4.如權(quán)利要求3的氣囊織物，其中所述布面覆蓋系數(shù)低于約1775。
5.如權(quán)利要求4的氣囊織物，其中所述布面覆蓋系數(shù)低于約1750。
6.如權(quán)利要求3的氣囊織物，其中所述涂層或疊層包含聚氨酯。
7.如權(quán)利要求4的氣囊織物，其中所述涂層或疊層包含聚氨酯。
8.如權(quán)利要求5的氣囊織物，其中所述涂層或疊層包含聚氨酯。
9.如權(quán)利要求1的氣囊織物，其中所述涂層或疊層的厚度為0.1-約3.5密耳。
10.如權(quán)利要求6的氣囊織物，其中所述涂層或疊層的厚度為0.1-約3.5密耳。
11.如權(quán)利要求7的氣囊織物，其中所述涂層或疊層的厚度為0.1-約3.5密耳。
12.如權(quán)利要求8的氣囊織物，其中所述涂層或疊層的厚度為0.1-約3.5密耳。
13.一種含權(quán)利要求1氣囊織物的氣囊襯墊。
14.一種含權(quán)利要求6氣囊織物的氣囊襯墊。
15.一種含權(quán)利要求7氣囊織物的氣囊襯墊。
16.一種含權(quán)利要求8氣囊織物的氣囊襯墊。
17.一種含權(quán)利要求9氣囊織物的氣囊襯墊。
18.一種含權(quán)利要求10氣囊織物的氣囊襯墊。
19.一種含權(quán)利要求11氣囊織物的氣囊襯墊。
20.一種含權(quán)利要求12氣囊織物的氣囊襯墊。
全文摘要
本發(fā)明涉及防撞氣囊織物,該織物以一種方式機織而成,使得織物布面覆蓋系數(shù)小于約1900,而同時其具有極低的穿過所含膜(疊層)或涂層的透氣性。此前,一直不可能在防撞氣囊墊中使用這樣的松散結(jié)構(gòu)織物,甚至在有標(biāo)準(zhǔn)防撞氣囊涂層(例如硅樹脂)涂覆該織物表面時也是如此,原因是這些涂層不容易與該松結(jié)構(gòu)織物表面保持接觸(即該涂層會通過織物漏掉)。但是,低布面覆蓋系數(shù)織物與疊層膜(或布面覆蓋系數(shù)至少為1600的情況下與涂層)的結(jié)合解決了這一問題,并允許在防撞氣囊應(yīng)用中采用廉價生產(chǎn)的機織織物。
文檔編號B60R21/16GK1370114SQ00811821
公開日2002年9月18日 申請日期2000年9月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月24日
發(fā)明者R·凱沙瓦拉伊 申請人:美利肯公司