專利名稱：由低抗張強(qiáng)度的紗線制成的氣袋的制作方法
背景技術(shù)：
氣袋系統(tǒng)是使用一個(gè)傳感器，檢測(cè)碰撞事件而工作的。碰撞觸發(fā)一個(gè)充氣器部件，使氣袋緩沖墊在高壓下膨脹。這個(gè)過程的結(jié)果使得氣袋緩沖墊受到突然和猛烈的氣體壓力增加的作用，然后又受到汽車內(nèi)的乘客作用在氣袋緩沖墊上的外部壓力的影響。為了使氣袋緩沖墊能保護(hù)汽車內(nèi)的乘客，氣袋必需具有高的爆裂強(qiáng)度。
以前，作過各種嘗試來制造強(qiáng)度高，耐用性好，和爆裂強(qiáng)度大的氣袋緩沖墊。制造這種緩沖墊的一個(gè)通常采用的方法是使用抗張強(qiáng)度大于8.0克/旦尼爾(g/den)的高抗張強(qiáng)度的復(fù)絲。
日本未經(jīng)審查的專利公開號(hào)4-5145號(hào)公布了一種非圓形的氣袋，它由空心的織造織物制成，該織物在與經(jīng)紗方向成45°偏角的方向上的軸線長度，相當(dāng)于在經(jīng)紗和緯紗方向上的軸線長度的70-95％。
日本未經(jīng)審查的專利公開號(hào)4-43143號(hào)公布了一種由非圓形的空心織造織物件制成的氣袋。該織物件的在與經(jīng)紗或緯紗方向成一個(gè)偏角傾斜的方向上的軸線，比在織物件的經(jīng)紗方向上的軸線長。
這些想法是根據(jù)這樣的思路即氣袋緩沖墊爆裂的開始點(diǎn)在緩沖墊的圓周邊緣部分的接縫連接部分上；并提供了由非圓形的機(jī)織織物件制成的緩沖墊。該織物件在偏移方向的軸線，比在經(jīng)線或緯線方向上的軸線短，以增加接縫部分的爆裂強(qiáng)度。
美國專利5470106號(hào)說明了在包圍充氣器連接的區(qū)域上使用機(jī)織織物圍裙，經(jīng)改善爆裂強(qiáng)度。其他改善爆裂強(qiáng)度的措施包括使用粘接劑裝置以增強(qiáng)氣袋的較弱區(qū)域。美國專利5296278號(hào)提出，紗線拉伸強(qiáng)度小于8.0(g/den)(大約70cN/tex或厘牛頓/tex)的袋性能不好。這個(gè)文獻(xiàn)還提出了在接縫處涂硅酮橡膠的方法，以防止涂層織物磨損，防止在接縫處破壞。
大多數(shù)改善氣袋緩沖墊的爆裂強(qiáng)度的措施都集中在使用抗張強(qiáng)度高的紗線上，有時(shí)與一些增加接縫強(qiáng)度的其他裝置或方法結(jié)合。然而，沒有一種現(xiàn)有技術(shù)提供了具有新型接縫和低抗張強(qiáng)度紗線綜合來形成高爆裂強(qiáng)度的氣袋緩沖墊。在氣袋緩沖墊應(yīng)用中使用抗張強(qiáng)度低的紗線的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，一般抗張強(qiáng)度低的紗線的制造和購買成本比抗張強(qiáng)度高的紗線低。
發(fā)明目的因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種使用抗張強(qiáng)度小于70cN/tex(厘牛/特)，同時(shí)保持高的爆裂強(qiáng)度的紗線制造的氣袋緩沖墊。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是要提供一種具有新型的接縫結(jié)構(gòu)的氣袋緩沖墊，該結(jié)構(gòu)可以利用低抗張強(qiáng)度紗線制造氣袋緩沖墊，而不犧牲可接受的爆裂強(qiáng)度。
本發(fā)明還有一個(gè)目的要提供一種使用抗張強(qiáng)度小于70cN/tex，同時(shí)保持高的爆裂強(qiáng)度的紗線制造氣袋緩沖墊的方法。
本發(fā)明再一個(gè)目的是要提供一種制造成本低，和克服其他氣袋緩沖墊的某些常見缺點(diǎn)的氣袋緩沖墊。


參考以下的說明，附加的權(quán)利要求書和附圖，將會(huì)更好地理解本發(fā)明的這些和其他特點(diǎn)，方面和優(yōu)點(diǎn)。其中，圖1A為氣袋緩沖墊上所用的傳統(tǒng)的接縫結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖1B為圖1A所示的傳統(tǒng)接縫結(jié)構(gòu)的橫截面圖；圖1C為圖1B所示的傳統(tǒng)的接縫結(jié)構(gòu)的放大的橫截面圖；圖2A為具有新型的三針腳折邊的接縫結(jié)構(gòu)的氣袋緩沖墊的側(cè)視圖；圖2B為表示圖2A所示的新型三針腳折邊的接縫結(jié)構(gòu)的橫截面圖；圖2C為圖2B所示的新型三針腳折邊的接縫結(jié)構(gòu)的放大的橫截面圖；圖3A為圖2A-2C所示的氣袋緩沖墊的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。其中接縫方向相反；圖3B為表示方向相反的新型三針腳折邊的接縫結(jié)構(gòu)的橫截面圖；
圖3C為表示方向相反的新型三針腳折邊的接縫結(jié)構(gòu)的放大的橫截面圖；圖4A為具有新型的三針腳折邊的接縫的氣袋緩沖墊的另一個(gè)實(shí)施例，其中，接縫的折邊的部分在氣袋的內(nèi)面部分上；圖4B為表示圖4A所示的新型三針腳折邊的接縫的橫截面圖；圖4C為表示圖4B所示的新型三針腳折邊的接縫結(jié)構(gòu)的放大的橫截面圖；圖5A為具有新型的雙針腳折邊的接縫的氣袋緩沖墊的另一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖；圖5B為表示圖5A所示的新型的雙針腳折邊接縫的放大的橫截面圖；圖5C為表示圖5B所示的新型的雙針腳折邊的接縫結(jié)構(gòu)的放大的橫截面圖。
說明一般，氣袋緩沖墊包括至少二塊織物片，每一塊都有所希望的形狀，它們縫在一起，形成一個(gè)三維的結(jié)構(gòu)。圖1A-圖1C表示傳統(tǒng)的雙針鏈?zhǔn)结樐_接縫結(jié)構(gòu)10，它通常用作將形成氣袋緩沖墊的織物坯料連接在一起的方法。第一塊織物坯料12利用內(nèi)針腳16和外針腳18與第三塊織物坯料14連接。過去使用該雙針鏈?zhǔn)结樐_結(jié)構(gòu)，因?yàn)閱吾樐_的接縫強(qiáng)度不夠，并且使用這種接縫結(jié)構(gòu)的氣袋的爆裂強(qiáng)度因爆裂強(qiáng)度太低而受損害。
該雙針鏈?zhǔn)结樐_接縫結(jié)構(gòu)的一個(gè)問題是，由氣袋充氣器引起的高壓力使接縫容易被剝離打開(這里稱為剝開模式的狀態(tài))。圖1C表示剝開模式中，在應(yīng)力作用下的雙針鏈?zhǔn)结樐_的接縫結(jié)構(gòu)。當(dāng)由于充氣壓力作用緩沖墊膨脹時(shí)，內(nèi)針腳接受最大的應(yīng)力。該應(yīng)力有時(shí)使內(nèi)針腳形成的針穿透的孔易于受到獲得的充氣氣體的熱腐蝕。剝開模式時(shí)的接縫強(qiáng)度只等于織物強(qiáng)度的大約60％-70％。
為了改善雙針鏈?zhǔn)结樐_接縫結(jié)構(gòu)的接縫強(qiáng)度，從而增加氣袋緩沖墊的爆裂強(qiáng)度，在該接縫結(jié)構(gòu)上加入第三個(gè)針腳20，如圖2A-2C所示。如圖所示，如同內(nèi)針腳16和外針腳18一樣，第三個(gè)針腳20將第一和第二塊織物坯料連接在一起，而且以折疊方式將第一塊織物坯料反過來連接在本身上。這種結(jié)構(gòu)將接縫結(jié)構(gòu)上的應(yīng)力狀態(tài)從剝開模式轉(zhuǎn)換至剪切模式，使應(yīng)力負(fù)荷在接縫內(nèi)的多個(gè)針腳上散布，而不是由單一一個(gè)針腳承受全部應(yīng)力負(fù)荷。這里稱這三針腳折邊接縫(或三針腳)的接縫結(jié)構(gòu)，在接縫處具有100％的織物強(qiáng)度，并可保護(hù)內(nèi)針腳16和外針腳18不受熱氣體腐蝕。這樣，氣體可能泄露的唯一區(qū)域，即內(nèi)針腳16和外針腳18之間，被雙層織物覆蓋。
在圖3A-3C中表示了可選實(shí)施例，其中，第二塊織物片本身被折邊，而不是如圖2A-2C所示那樣，第一塊織物片被折邊。圖4A-4C表示三針腳折邊的接縫結(jié)構(gòu)的另一個(gè)可選實(shí)施例，其中，第二塊織物片本身折邊，并且折疊部分在緩沖墊內(nèi)側(cè)，而不是在氣袋緩沖墊的外側(cè)。圖5A-5C表示新型的接縫結(jié)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)施例，它是雙針腳折邊的接縫。在這個(gè)實(shí)施例中，如圖所示，不是在折邊步驟之前用兩條平行接縫連接織物坯料，而是利用一條接縫將織物坯料連接，然后利用折邊的接縫將織物的接縫折疊和連接。
如上所述，利用三針腳折邊的接縫或雙針腳折邊的接縫使得可以用抗張強(qiáng)度低的紗線制造氣袋緩沖墊，而在現(xiàn)有氣袋緩沖墊的應(yīng)用中，是不可能使用這種低抗張強(qiáng)度的紗線的。因?yàn)槿樐_和雙針腳折邊的接縫(統(tǒng)稱為“剪切接縫”)大大增加了緩沖墊的接縫的強(qiáng)度，沒有必要再使用抗張強(qiáng)度高的紗線來保持可接受的爆裂強(qiáng)度。
一種優(yōu)選的紗線為聚酯。優(yōu)選的抗張強(qiáng)度范圍約為60cN/tex-35cN/tex。第二個(gè)優(yōu)選的范圍大約為50cN/tex-40cN/tex。最優(yōu)選的范圍為大約55cN/tex-45cN/tex。雖然公布了一種特定的紗線形式，但應(yīng)理解，任何適當(dāng)?shù)募喚€都可以使用。
下面的例子表示與爆裂強(qiáng)度有關(guān)的接縫的效果例1使用傳統(tǒng)針腳的低抗張強(qiáng)度與高抗張強(qiáng)度的比較在噴水織機(jī)上，以每英寸40×40根的紗線結(jié)構(gòu)的平紋組織織造抗張強(qiáng)度為5.1g/den(45cN/tex)的復(fù)絲620d聚酯紗線。然后，將織物軋光使得表面平滑，并用硅酮橡膠涂層，使重量為0.74OZ/sqxd(0.74盎司/平方碼)。這種抗張強(qiáng)度低的織物和一般的630d尼龍6，6硅酮涂層的氣袋織物的物理性質(zhì)比較表示在下表中。
表1 氣袋織物的物理性質(zhì)

52升容積的系繩司機(jī)氣袋是利用圖1所示的典型的接縫方法，由上述二種織物制成。沿著周邊，利用雙針鏈?zhǔn)结樐_縫制二個(gè)圓形的片。當(dāng)如圖所示，將袋內(nèi)面翻出后，周邊接縫成為剝開模式。
利用傳統(tǒng)的雙針鏈?zhǔn)结樐_縫制方法，使用上述織物(一個(gè)緩沖墊用抗張強(qiáng)度高的紗線制造，另一個(gè)用抗張強(qiáng)度低的紗線制造)制造的氣袋緩沖墊，利用220Kpa的司機(jī)充氣器，進(jìn)行靜態(tài)和在負(fù)載下試驗(yàn)。如預(yù)期那樣，尼龍6，6袋工作正常，但低抗張強(qiáng)度聚酯袋在周邊接縫處受到熱腐蝕，產(chǎn)生相當(dāng)大的壓力損失。
因?yàn)榧眲〉膲毫λp(在45ms(毫秒)時(shí)＜1.0磅/平方英寸)，低抗張強(qiáng)度聚酯袋的有效約束功能喪失。盡管聚酯織物涂層，但紗線沒有涂層的一側(cè)很容易暴露在熱作用下，因?yàn)榭箯垙?qiáng)度低的紗線接縫處伸長較大。另外，因?yàn)榫埘サ臒崛萘繛?.5KJ/Kg.k，與之相比，尼龍的為1.7KJ/kg.k，因此希望保護(hù)接縫處紗線的沒有涂層側(cè)，并改善整個(gè)接縫。
例2使用三針腳的緩沖墊性能(高抗張強(qiáng)度對(duì)低抗張強(qiáng)度)在分別利用抗張強(qiáng)度低的聚酯紗絲和抗張強(qiáng)度高的尼龍6，6紗線織造的，由硅酮涂層織物制成的一組52升司機(jī)袋的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)三針腳折邊的接縫改造。如以前一樣，利用同樣的220Kpa司機(jī)充氣器對(duì)這些袋進(jìn)行靜態(tài)和負(fù)荷下的試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果綜合在下面的表2中。
表2 袋性能參數(shù)

從能量吸收來看，用抗張強(qiáng)度低的紗線制成的新袋的約束功能等同于或好于由抗張強(qiáng)度高的紗線制成的傳統(tǒng)氣袋。肉眼檢查袋沒有發(fā)現(xiàn)在接縫處有熱腐蝕的任何痕跡。
例3落下試驗(yàn)對(duì)于控制組，使用630d尼龍6，6以每英寸41×41根紗線的結(jié)構(gòu)制造一組氣袋緩沖墊；利用以每英寸40×40根紗線的結(jié)構(gòu)，由抗張強(qiáng)度低(4.8g/den)的聚酯紗線620d織造的織物來制造第二組氣袋緩沖墊。二組織物都在噴水織機(jī)上織造，并用硅酮涂層，涂層重量為0.7OZ/sq·yd(0.7盎司/平方碼)。所有的聚酯緩沖墊具有如圖3所示的三針腳折邊接縫結(jié)構(gòu)。這些試驗(yàn)所用的充氣器為231Kpa充氣器(在60升的容器中測(cè)試)。這種充氣器在氣袋工業(yè)中被認(rèn)為是苛刻的充氣器。
通過將一個(gè)重量為75磅的重塊從6英尺高度落下到充氣袋上，來進(jìn)行對(duì)氣袋的落下試驗(yàn)。面向該袋的重塊的12英寸×24英寸的表面在水平面上，并且重塊受約束，只能在垂直方向上下運(yùn)動(dòng)。記錄重塊的峰值減速度以及最大的回跳高度。
表3，利用充氣器的落下試驗(yàn)(每次平均6個(gè)袋)

確定氣袋性能時(shí)，由氣袋使其達(dá)到靜止的物體所經(jīng)歷的峰值減速度是一個(gè)重要參數(shù)。用G(由重力引起的標(biāo)準(zhǔn)加速度的倍數(shù))乘以物體重量測(cè)量的峰值減速度，給出了作用在物體上使其靜止的力。另一個(gè)重要參數(shù)為在達(dá)到靜止后，物體經(jīng)受的回跳量。這個(gè)參數(shù)是對(duì)在物體達(dá)到靜止后，由氣袋給予物體的能量的量度，該參數(shù)在第二次可能的損傷(如頸椎受傷)中起作用。
雖然，已參照了一些優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)地說明了本發(fā)明，但也可以采用其他實(shí)施例。因此，所附權(quán)利要求書的精神和范圍不應(yīng)限于在此所述的優(yōu)選實(shí)施例的說明。
權(quán)利要求
1.一種氣袋緩沖墊，包括至少一個(gè)織物坯料，所述坯料包括抗張強(qiáng)度不大于約60cN/tex的復(fù)絲紗線。
2.如權(quán)利要求1所述的氣袋緩沖墊，其特征在于，所述復(fù)絲紗線的抗張強(qiáng)度不大于約55cN/tex。
3.如權(quán)利要求1所述的氣袋緩沖墊，其特征在于，所述復(fù)絲紗線的抗張強(qiáng)度不大于約50cN/tex。
4.如權(quán)利要求1所述的氣袋緩沖墊，其特征在于，所述復(fù)絲紗線的抗張強(qiáng)度不大于約45cN/tex。
5.如權(quán)利要求1所述的氣袋緩沖墊，其特征在于，所述復(fù)絲紗線的抗張強(qiáng)度不大于約40cN/tex。
6.如權(quán)利要求1所述的氣袋緩沖墊，其特征在于，所述復(fù)絲紗線包括聚酯連續(xù)長絲紗線。
7.如權(quán)利要求6所述的氣袋緩沖墊，其特征在于，所述聚酯連續(xù)長絲紗線在大約100至大約800旦尼爾的連續(xù)長絲紗線范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求6所述的氣袋緩沖墊，其特征在于，所述聚酯連續(xù)長絲紗線包括多根線性密度在每根長絲為大約2至大約6旦尼爾范圍內(nèi)的長絲。
9.如權(quán)利要求6所述的氣袋緩沖墊，其特征在于，所述聚酯連續(xù)長絲紗線包括多根線性密度在每根長絲為大約4至大約6旦尼爾范圍內(nèi)的長絲。
10.如權(quán)利要求1所述的氣袋緩沖墊，其特征在于，所述氣袋緩沖墊還包括涂在至少一個(gè)表面上的涂層。
11.如權(quán)利要求10所述的氣袋緩沖墊，其特征在于，所述涂層包括大約為0.5至2.0盎司/平方碼的量的至少70％的硅酮樹脂。
12.如權(quán)利要求1所述的氣袋緩沖墊，還包括至少一個(gè)剪切接縫。
13.如權(quán)利要求11所述的氣袋緩沖墊，其特征在于，所述接縫為三針腳折邊接縫。
14.如權(quán)利要求11所述的氣袋緩沖墊，其特征在于，所述接縫為雙針腳折邊接縫。
15.如權(quán)利要求1所述的氣袋緩沖墊，其中所述連續(xù)長絲紗線是大約150旦尼爾的連續(xù)長絲紗線或大約150旦尼爾的倍數(shù)的連續(xù)長絲紗線；并且其中所述復(fù)絲紗線包括線性密度在每根長絲約為2至6旦尼爾范圍內(nèi)的多根長絲。
16.如權(quán)利要求1所述的氣袋緩沖墊，還包括涂在織物的至少一個(gè)表面上的涂層，其中所述涂層量大約為0.2盎司/平方碼至2.0盎司/平方碼。
17.一種具有三針腳折邊接縫的氣袋緩沖墊。
18.一種具有雙針腳折邊接縫的氣袋緩沖墊。
19.一種制造氣袋緩沖墊的方法，所述方法包括下列步驟提供至少一塊織物坯料；形成包括所述至少一塊織物坯料的三維氣袋緩沖墊結(jié)構(gòu)，其中所述氣袋緩沖墊結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)接縫；其中所述接縫是由三針腳折邊的接縫結(jié)構(gòu)形成的。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，還包括下列步驟提供第二塊織物坯料，并通過使所述第一塊織物坯料與所述第二塊織物坯料連接，形成所述的三維結(jié)構(gòu)。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，還包括將涂層加在所述氣袋緩沖墊的至少一個(gè)表面上的步驟。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述涂層包括大約0.5至2.0盎司/平方碼的量的至少70％的硅酮樹脂。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述至少一種織物坯料包括抗張強(qiáng)度不大于約60cN/tex的復(fù)絲紗線。
24.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述至少一塊織物坯料包括抗張強(qiáng)度不大于約55cN/tex的復(fù)絲紗線。
25.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述至少一塊織物坯料包括抗張強(qiáng)度不大于約50cN/tex的復(fù)絲紗線。
26.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述至少一塊織物坯料包括抗張強(qiáng)度不大于約45cN/tex的復(fù)絲紗線。
27.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述至少一塊織物坯料包括抗張強(qiáng)度不大于約40cN/tex的復(fù)絲紗線。
28.一種制造氣袋緩沖墊的方法，所述方法包括下列步驟提供至少一塊織物坯料；形成包括所述至少一塊織物坯料的三維氣袋緩沖墊結(jié)構(gòu)，其中，所述氣袋緩沖墊結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)接縫；并且其中所述接縫是由雙針腳折邊的接縫結(jié)構(gòu)形成的。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，還包括下列步驟提供第二塊織物坯料，并通過使所述第一塊織物坯料與所述第二塊織物坯料連接，形成所述的三維結(jié)構(gòu)。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，還包括將涂層加在所述氣袋緩沖墊的至少一個(gè)表面上的步驟。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，所述涂層包括大約0.5至2.0盎司/平方碼的量的至少70％的硅酮樹脂。
32.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述至少一種織物坯料包括抗張強(qiáng)度不大于約60cN/tex的復(fù)絲紗線。
33.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述至少一塊織物坯料包括抗張強(qiáng)度不大于約55cN/tex的復(fù)絲紗線。
34.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述至少一塊織物坯料包括抗張強(qiáng)度不大于約50cN/tex的復(fù)絲紗線。
35.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述至少一塊織物坯料包括抗張強(qiáng)度不大于約45cN/tex的復(fù)絲紗線。
36.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述至少一塊織物坯料包括抗張強(qiáng)度不大于約40cN/tex的復(fù)絲紗線。
全文摘要
一種具有新型接縫結(jié)構(gòu)的氣袋緩沖墊，包括一個(gè)三針腳折邊接縫結(jié)構(gòu)或一個(gè)雙針腳折邊接縫結(jié)構(gòu)。該新型接縫結(jié)構(gòu)允許利用在約40cN/tex至65cN/tex范圍內(nèi)的低抗張強(qiáng)度的紗線制造氣袋緩沖墊。
文檔編號(hào)D06M15/643GK1612819SQ02826949
公開日2005年5月4日 申請(qǐng)日期2002年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月8日
發(fā)明者R·凱沙瓦熱, M·D·赫斯特, W·J·馬丁 申請(qǐng)人:美利肯公司