[发明专利]气囊织物

说明书

发明领域

本发明涉及适合在充气囊系统中使用的复合织物。

发明背景

在对汽车的安全性日益关注的时代，消极保护系统已成为消费者、政府机关和汽车制造商的关注焦点。充气囊系统是目前在美国最广泛使用的消极保护系统，在其他国家中的使用也在增加。早期商业化的气囊系统是置于方向盘中的，以便在汽车首尾碰撞中保护汽车驾驶员。气囊系统现在包括安装在方向盘前仪表板中的气囊，以便在首尾碰撞中保护前座的乘客。抗侧面冲击的后座系统也在开发中。气囊系统的其他用途(如用于飞行器消极保护系统)正在评定中。

气囊系统包括三个主要部件：(1)碰撞传感器；(2)充气源；(3)气囊或气垫。碰撞传感器通过检测迅速的减速或通过其他方式来检测碰撞。传感器发出用来引发充气源(例如罐装液化气或烟火气体发生器)的信号。气体通过喷口射入气囊中，将气囊迅速充气。充气囊通过来自气囊孔的气动阻尼效应而使乘客受到的冲击缓冲下来。

由于气囊系统作为消极碰撞安全系统(和在美国的责任问题)的重要性，用来构成气囊的织物必须满足各种设计标准。气囊织物的透气性应较小，以便能迅速充气。气囊织物还应抗穿刺和抗撕裂。考虑到烟火式充气源产生的热气体和热颗粒物质，气囊织物的易燃性应该较小。气囊外表面的磨蚀性应较小，以使得乘客在与张开的气囊碰撞时不会受到伤害。

其他更普通的标准也会影响气囊设计。气囊必须能迅速张开。此外，烟火式充气源的体积宜小。因此，气囊织物的重量应轻，填装密度应高。这些标准在装入方向盘中的驾驶员旁的系统中尤其重要。

考虑到车辆需维持较长时间的使用，气囊织物必须具有在各种环境条件下的长期稳定性(例如，至少10年或更长)。此外，鉴于当今汽车市场的激烈竞争，织物应还是价廉的。

目前在美国最广泛使用的气囊织物是机织的耐纶6或耐纶66织物。织物的全部或一部分可以经过涂布，这取决于用途如何(即用于驾驶员、前座乘客、侧面等)。必须将耐纶织物裁切和缝合，形成气囊。缝合气囊所需的时间和劳力会使气囊的总价格增加。

其他织物可满足设计的某一些标准，但一般不能提供许多气囊设计标准的良好平衡。例如，棉织物经过较长时间后会失去强度，尤其是在潮湿的环境中。某些玻璃纤维会发脆，导致纤维在弯曲后过度破裂。防弹纤维(例如，Kevlar^)易发硬且较昂贵。

发明的概述

本发明提供适合在气囊中使用的织物。该织物可用来形成气囊的全部或一部分。该织物包括具有两个互成背面的主表面的中心层。有许多基本上平行但互相之间留有间距的纤维分别粘合在其第一和第二主表面上。粘合在第一主表面上的纤维与其反面的第二主表面上的纤维之间的角度约为45至90度。

在一个实施方式中，中心层是一层热塑性薄膜。热塑性薄膜选自聚酯、聚烯烃、聚氨酯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、含氟聚合物、嵌段共聚物弹性体、聚酯弹性体和它们的组合。在另一实施方式中，中心层是一层可热粘合的非织造网布，所述非织造网布包括吹塑微纤维的、纺粘的、射流喷网法的、气流成网法的或粗梳的非织造网布。

在一个实施方式中，纤维是选自聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚烯烃纤维、芳酰胺纤维和它们的组合的高韧性的单丝或复丝。这些纤维的旦数最好在约200-900之间，韧性最好在约8克/旦以上。

在一个实施方式中，纤维用热机械方式粘合在第一和第二主表面上。在另一实施方式中，纤维藉施加在第一和第二主表面上的粘合剂而粘合在这两个表面上。这些纤维的间距相当于每厘米约7-17根纤维。

在一个实施方式中，织物中还有粘合在纤维和第一主表面上的第一层以及粘合在纤维和第二主表面上的第二层。第一和第二层可以相互独立地是热塑性薄膜、非织造网布或涂层。

在一个实施方式中，织物还包括至少一个粘合在第一薄片上的层压层。在另一实施方式中，织物还包括至少一个粘合在第二薄片上的层压层。

在又一实施方式中，提供适合在充气保护装置中使用的材料。所述材料中有许多增强层。这些增强层包含许多粘合在层上的基本上平行的纤维。相邻增强层中的纤维彼此呈大约45至90度的角度。

可将织物裁切、缝制或热机械结合，形成气囊的全部或一部分。热机械结合一般比缝制更快，并且在成本上更经济。

通过有选择地选定织物不同组分的材料，可以达到织物所要求的特性(包括其强度特性)。通过选择层压层的数目、层的材料、纤维的旦数、纤维的韧性和纤维的数目，可得到各种强度特性。可以使这些强度特性符合特定气囊用途的需要，或者与气囊的具体组分相配合构成具有所需特性的气囊。