專利名稱：具有特別少的涂層量的低透氣性氣袋墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
總的來說本發(fā)明涉及有涂層的可充氣織物，具體說涉及氣袋墊，其上涂有極少量的附加涂層并且表現(xiàn)出特別低的透氣性。本發(fā)明的可充氣織物主要用于需要低透氣特性的汽車緩沖墊(例如側(cè)窗氣袋)中。通常地，重而貴的，例如氯丁(二烯)橡膠、硅樹脂等混合物的涂層已經(jīng)用來提供這種所需的低透氣性。本發(fā)明的織物利用便宜、非常薄的涂層來提供這種必需的低透氣水平。因此，本發(fā)明的帶有涂層的充氣氣袋包括由涂布在目標(biāo)織物上的一種(或多種)人造橡膠材料形成的涂層，其中該人造橡膠材料具有至少2,000的抗張強(qiáng)度和至少180％的斷裂伸度。然后該涂層以每平方碼至多2.5盎司的量涂附到該氣袋表面上(最好形成薄膜)。本發(fā)明的氣袋充氣之后具有至少5秒鐘的回降時間(定義為在10psi下充氣后的氣袋體積與氣袋體積泄漏速率的比值)。所得到的氣袋墊，特別是具有非常小的卷攏后的包裝體積的低透氣性軟墊，都將落入到本發(fā)明的范圍內(nèi)。
背景技術(shù)：
汽車氣袋已經(jīng)廣為人知和使用了相當(dāng)長的一段時間。常用的氣袋結(jié)構(gòu)材料是聚酯或尼龍織物，涂有例如氯丁(二烯)橡膠或硅樹脂等人造橡膠層。在這些氣袋中使用的織物通常是通過本領(lǐng)域中已知的紡織操作由合成纖維網(wǎng)線制成的機(jī)織織物。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有涂層的材料是可以接收的，因為它起到不允許充氣介質(zhì)滲透的屏障作用。該充氣介質(zhì)通常是由氣體發(fā)生器或充氣機(jī)產(chǎn)生的氮氣、氦氣或其他類似氣體。這種氣體以相對較高的溫度傳送到軟墊中。涂層通過這些熱氣體防止織物透氣，從而使軟墊在碰撞事故過程中快速地充氣而沒有過分的減壓。
氣袋還可以由具有低透氣性產(chǎn)品的方式紡織的沒有涂層的織物構(gòu)成，或已經(jīng)經(jīng)過例如砑光處理來降低透氣性的織物構(gòu)成。在美國專利No.4,921,735、No.4,977,016和No.5,073,418中公開了在機(jī)織之后通過砑光或其他機(jī)械處理降低透氣性的織物(在這里全部引用作為參考)。
硅樹脂涂層通常使用以溶劑為基的或綜合兩種成分的反應(yīng)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的駕駛員側(cè)氣袋的硅樹脂涂層重量通常是每平方碼0.5-1.2盎司。與駕駛員和乘客側(cè)氣袋很不同，在二十世紀(jì)90年代后期開始出現(xiàn)的側(cè)窗氣袋用來在側(cè)面沖擊和傾翻碰撞的過程中保護(hù)乘車人。側(cè)窗氣袋通常具有較高的工作壓力，更重要的是必須在特定的壓力范圍內(nèi)在一定的持續(xù)時間內(nèi)保持充氣狀態(tài)，該持續(xù)時間至少比駕駛員側(cè)或乘客側(cè)氣袋的充氣的持續(xù)時間長兩個數(shù)量級。對于側(cè)窗氣袋的前后片，硅樹脂的干涂層厚度都為大約3至4盎司每平方碼的范圍或更大。不犧牲性能已經(jīng)不能實現(xiàn)側(cè)窗氣袋的更低的涂層重量。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會理解的，高的附加重量大大提高了氣袋基織物的成本，并且很難包裝在小氣袋模塊內(nèi)。另外，硅樹脂具有非常低的抗張強(qiáng)度和較低的抗扯強(qiáng)度特性，不使用非常厚的涂層很難承受高壓充氣。
在Menzel等人的美國專利No.5,110,666(在這里引用作為參考)中公開了特定的聚亞安酯作為涂層，據(jù)報道允許的低附加重量為每平方碼0.1至1盎司的范圍內(nèi)，但該材料本身相對昂貴，并且由于涂層材料的特性，相信需要相對復(fù)雜的混合和涂敷處理。但是，專利權(quán)人沒能公開它們具體的聚亞安酯涂層材料的任何有關(guān)的彈性和/或抗張強(qiáng)度特性。另外，沒有關(guān)于這種聚亞安酯材料以低附加重量涂布在新側(cè)窗氣袋上的能力(以及與此相關(guān)的低透氣性或特有的回降時間)的重要性討論，這些新側(cè)窗氣袋僅僅是在駕駛員或乘客側(cè)軟墊中使用的織物上的。所有氣袋必需能夠非常快速地充氣；實際上，一旦感應(yīng)到碰撞，氣袋通常在10至20毫秒內(nèi)達(dá)到峰值氣壓。常規(guī)的駕駛員側(cè)和乘客側(cè)氣袋設(shè)計成承受這種巨大的充氣壓力；但是，為了有效地吸收來自汽車乘客碰撞氣袋的能量，它們還非常快速地放氣。因此這種駕駛員和乘客側(cè)軟墊(氣袋)由低透氣性織物制成，但是它們還在連接線縫處和通過放氣孔快速地放氣。另外，在Menzel的專利中和在Li等人的美國專利No.5,945,186中披露的低附加量涂層沒有提供長期的氣體保持力；它們實際上不能承受由激活后的充氣機(jī)提供的至多超過大約2秒鐘的延長的和連續(xù)的壓力。因此這些氣袋織物的低透氣性對駕駛員和乘客氣袋墊內(nèi)的持續(xù)的氣體保持力幫助很小，氣體保持力對于防止充分碰撞具有所需要的使軟墊放氣的效果。這些氣袋織物作為側(cè)窗氣袋不會很好地工作，因為至少在這些氣袋中形成枕墊形的、軟墊形結(jié)構(gòu)的連接線縫(下面將詳細(xì)討論)不帶有涂層。由于這些區(qū)域在充氣過程中和之后泄漏相當(dāng)嚴(yán)重，前面提到的獲得專利的低涂層的低透氣性氣袋織物將不能正確地在側(cè)窗氣袋中使用。
如上面所提到的，存在三種主要種類的不同氣袋，每種均具有不同的最終用途。例如，駕駛員側(cè)的氣袋通常固定在轉(zhuǎn)向柱管中，并表現(xiàn)出較高的透氣性，用于更好地作為受到?jīng)_擊時的駕駛員的緩沖墊。乘客側(cè)的氣袋也包括較高的透氣性織物，來允許或者通過它或者通過集成在其中的放氣孔釋放氣體。所有這些類型的氣袋設(shè)計成在突然碰撞中保護(hù)乘客，并且通常從轉(zhuǎn)向柱管中或儀表板中(因此具有多個“側(cè)”)以包裝成的模塊爆炸出來。但是，側(cè)窗氣袋已經(jīng)主要設(shè)計成通過將它的充氣狀態(tài)保持相當(dāng)長的持續(xù)時間，在傾翻碰撞中來保護(hù)乘客，和通常從沿著汽車的側(cè)窗保存在車頂輪廓線之內(nèi)(并因此只具有后側(cè)和前側(cè))的包裝容器中打開。因此側(cè)窗氣袋不僅有緩沖作用，而且還防止碎玻璃和其他碎片的傷害。同樣，如上所述側(cè)窗氣袋必需保持大量的氣體以及很高氣壓，從而在整個可能的傾翻狀態(tài)的較長時間內(nèi)持充氣狀態(tài)。為實現(xiàn)這一點，這些側(cè)軟墊的前后側(cè)通常都涂有大量的密封材料。由于大多數(shù)側(cè)窗氣袋織物包括縫制的、密封的或整體機(jī)織在一起的機(jī)織紗管用材，潛在的嚴(yán)重漏氣的不連續(xù)區(qū)域很普遍地存在，具體說位于線縫上及其周圍。已經(jīng)作為一種需要接受的是要求厚重的涂層來提供側(cè)窗氣袋所需要的低透氣性(以及由此而來的較長的回降時間)。沒有這種厚重的涂層，這些氣袋將非常容易地快速放氣，由此在傾翻碰撞過程中不能正確地起作用。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會很好地理解，這種厚重的涂層給目標(biāo)側(cè)窗氣袋的整個生產(chǎn)增加了很大的成本。因此存在很大的需求來生產(chǎn)具有便宜涂層(最優(yōu)選的是較低的涂層附加重量)的低透氣性側(cè)窗氣袋，而在展開使用時不會損壞其自身運行所需要的老化、濕度和透氣性特性。到此為止，基本沒有實現(xiàn)上述目的，即使有的話，也就是減少來自側(cè)窗氣袋的這種厚重氣袋涂層的需求。
另外，有一種將這種低透氣性的側(cè)窗氣袋保存在圓柱形狀的模塊中的電流驅(qū)動器。由于這些氣袋通常保存在汽車的車頂輪廓線中，所以可利用的面積相當(dāng)有限，因此一直迫切需要將這種壓縮的軟墊的包裝體積限制到它們的絕對最小值。但是，已經(jīng)證明前面實踐過的低透氣性側(cè)窗氣袋很難保存在位于目標(biāo)汽車的車頂輪廓線上的這種圓柱形的容器中。已經(jīng)很難降低卷攏這種厚重的帶涂層的低透氣性物件所需要的實際時間和能量以及自身的包裝體積。另外，對于這種厚重涂層的使用，當(dāng)這些物件非常緊密地包裝在一起時，將閉鎖的問題(即，將軟墊的帶涂層的不同部分粘接在一起)增大了。當(dāng)存在潛在的閉鎖問題時，充氣過程中延遲展開的機(jī)會增大。因此，迫切需要非常緊密包裝的、低包裝體積的、低閉鎖的側(cè)窗低透氣性氣袋?？上У氖?，現(xiàn)有技術(shù)再沒有給予氣袋工業(yè)這種優(yōu)點。
發(fā)明概述根據(jù)上面的背景技術(shù)，已經(jīng)看到存在對低透氣性的側(cè)窗氣袋的需求，這種氣袋使用較少的、并因此便宜的涂層量，由此與標(biāo)準(zhǔn)低透氣性類型的側(cè)窗氣袋相比其包裝體積大大減小。這種有涂層的低透氣性氣袋在充氣下和長時間保存后應(yīng)當(dāng)有所需的較長的回降時間。這種新穎的氣袋和新穎的涂層配方與過去使用的昂貴、高附加量的氣袋涂層(和得到的氣袋物件)相比具有顯著的進(jìn)步。
因此本發(fā)明的一個目的在于提供一種有涂層的氣袋，其中該涂層具有非常低的附加重量，充氣之后具有特別長的回降時間特性，由此得到的輔助特性是低透氣性。本發(fā)明的另一個目的是提供一種便宜的側(cè)窗氣袋墊。本發(fā)明的再一個目的是提供一種高效的氣袋涂層制劑，可以以非常低的附加量使用，來獲得充氣后透氣性特別低的氣袋結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的另一個目的是提供一種氣袋涂層制劑，其不僅僅提供有益的和長時間的低透氣性，還表現(xiàn)出優(yōu)良的長時間保存穩(wěn)定性(通過熱老化和濕度老化測試)。本發(fā)明的再一個目的是提供保存在汽車的車頂輪廓線中的低透氣性側(cè)窗氣袋，對于長期有效保存具有非常低的卷攏包裝體積和沒有閉鎖的特性。
因此，本發(fā)明涉及一種包括帶有涂層織物的氣袋墊，其中所說織物上以每平方碼織物至多2.5盎司的數(shù)量涂布人造橡膠合成物；并且其中所說氣袋墊在長時間的保存后表現(xiàn)出至少5秒鐘的特有的回降時間。同樣，本發(fā)明涉及一種包括有涂層織物的氣袋墊，其中所說織物上涂有人造橡膠合成物；其中所說人造橡膠合成物包括至少一種具有至少1,500的抗張強(qiáng)度和至少180％的伸度的人造橡膠；并且其中所說氣袋墊在長時間的保存后表現(xiàn)出至少5秒鐘的特有的回降時間。另外，本發(fā)明包括一種帶涂層的氣袋墊，其卷攏后的包裝體積系數(shù)至少為17(測量為氣袋墊的未卷攏的織物的長度與卷攏后的直徑的比值)。
術(shù)語“特有的回降時間”是指在氣袋充氣達(dá)到峰值工作壓力之后側(cè)窗氣袋的壓力衰減特性的測量。側(cè)窗氣袋的該壓力衰減曲線非常類似于精確的指數(shù)衰減曲線，其中使用簡單的時間常數(shù)來表征整個曲線。在本發(fā)明中使用的特有的回降時間用來作為描述氣袋的壓力衰減的時間常數(shù)。該測量在后來以10psi的恒定壓力進(jìn)行再充氣，在一個已經(jīng)充氣(達(dá)到“打開”弱密封區(qū)域的最高初始?xì)鈮?和放氣的氣袋墊中引入的全部數(shù)量的充氣氣體所需要的測量時間。在氣袋領(lǐng)域(特別涉及側(cè)窗(低透氣性)氣袋墊)中已經(jīng)知道和很好理解的是，在碰撞過程中充氣氣體的長時間的保持力是最重要的。側(cè)窗氣袋設(shè)計成與駕駛員側(cè)的和乘客側(cè)的氣袋一樣快地充氣，但它們必需非常慢地放氣以便在傾翻和側(cè)面沖擊的過程中保護(hù)乘車的人。因此，在連續(xù)快速的充氣過程中，在氣袋達(dá)到峰值壓力之后，該氣袋的漏氣速度必須非常低。因此，氣袋上的涂層必需足夠結(jié)實以承受當(dāng)氣袋這樣快速充氣時的沖擊和壓力。因此，為了保持充氣后的氣袋中最大數(shù)量的有3助于形成軟墊的氣體，長的特有回降時間測量是非常重要的。因此充氣之后(和達(dá)到峰值壓力之后)的氣袋泄漏與實際的氣壓保持力特性密切相關(guān)?？梢酝ㄟ^特有回降時間t描述已經(jīng)充氣的和放氣的側(cè)窗氣袋的氣壓保持力特性(以后稱之為“回降時間”)，其中 *SCFH每小時標(biāo)準(zhǔn)立方英尺應(yīng)當(dāng)理解常數(shù)10psi不是對本發(fā)明的限制；但僅僅是在該恒定壓力下測量回降時間。因此，即使在實際的充氣過程中或在氣袋的最初加壓后壓力高于或低于該值，僅有的限制是如果本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員準(zhǔn)備測量氣袋容積和用袋容積除以容積泄漏速度(通過在10psi以下穩(wěn)定狀態(tài)充氣的過程中目標(biāo)氣袋泄漏的數(shù)量測量到的)，結(jié)果測量的時間將是至少5秒鐘。優(yōu)選的是，該時間大于大約9秒鐘；更優(yōu)選的是，大于大約15秒；并且最優(yōu)選的是，大于大約20秒。
另外，在利用沒有充氣的側(cè)窗氣袋的測量方式中，術(shù)語“回降時間”可以測量成為在達(dá)到最初的峰值壓力之后，將引入的充氣氣體從目標(biāo)氣袋中釋放出一半所需要的時間量。因此，在利用標(biāo)準(zhǔn)充氣模式(例如，通常是大約30psi)充氣時，達(dá)到峰值初始壓力之后立即開始該測量。將會理解達(dá)到峰值初始壓力之后推入到氣袋中的氣體壓力將不保持穩(wěn)定(它在隨后引入充氣氣體的過程中減少)，并且在該過程中目標(biāo)氣袋將不可避免地使一定數(shù)量的充氣氣體溢出。這種側(cè)窗氣袋(如上所述)的主要任務(wù)是盡可能長時間地保持充氣狀態(tài)，從而在傾翻事故過程中向乘車的人提供足夠的緩沖墊保護(hù)。保留下的氣體的數(shù)量越大，向乘客提供的緩沖墊效果越好。因此，氣袋保持大量的充氣氣體的時間越長，結(jié)果特有的回降時間越長，從而實現(xiàn)的緩沖墊效果越好。無論如何，本發(fā)明的氣袋必需在達(dá)到峰值初始壓力之后，至少將它的充完氣的氣體體積的至少25％，優(yōu)選的是50％或更高保持5秒。優(yōu)選的是，該時間是9秒，更優(yōu)選的是15秒，并且最優(yōu)選的是20秒。
同樣，術(shù)語“長時間保存之后”包括除在保存設(shè)備中等待充氣之外，本發(fā)明的氣袋墊在汽車內(nèi)的充氣機(jī)組件(模塊)中的實際保存。這種測量通常對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是可以接受、很好理解和明白的，在典型的熱和濕度老化測試(ASTM D5427)之后可以通過比較分析來進(jìn)行。由本領(lǐng)域采用的這些測試通常包括在107℃的烤爐中老化16天，接著在83℃和95％的相對濕度下老化16天，并且普遍認(rèn)為這是對氣袋墊的長期保存條件的正確估計。因此，該術(shù)語包括這些測量試驗。本發(fā)明的氣袋織物在經(jīng)過這種嚴(yán)格的模擬保存測試之后必需表示出正確的特有的回降時間。
發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明的人造橡膠涂層合成物必須包括至少一種具有至少1,500psi的抗張強(qiáng)度和大于大約180％的斷裂伸度的人造橡膠。優(yōu)選的是，抗張強(qiáng)度是至少3,000psi，更優(yōu)選的是4,000，并且最優(yōu)選的是至少大約5,000。優(yōu)選的斷裂伸度大于大約200％，更優(yōu)選的是大于大約300％。人造橡膠的這些特性轉(zhuǎn)換成既很結(jié)實(并由此承受在充氣過程中和充氣后的巨大的壓力并且不容易斷裂)又可以伸長來補(bǔ)償這種巨大的充氣、壓力等的涂層。因此，當(dāng)在側(cè)窗氣袋的線縫處以及氣袋結(jié)構(gòu)的其他部分上涂敷涂層時，該涂層最優(yōu)選的是(盡管不是必需的)形成連續(xù)的薄膜。該涂層用來既填充位于機(jī)織紗線和/或針腳之間的單個孔，又將每個紗線“粘牢”在位置上。然后在充氣過程中，該涂層防止穿過位于紗線之間的空隙空間的泄漏，有助于防止紗線偏移(這將形成可以溢出氣體的更大的空間)。
這種高抗張強(qiáng)度和高斷裂伸度部件的使用使得后來使用的這種薄膜的附加重量非常低。通常，位于側(cè)窗氣袋上的所需要的涂層非常高，每平方碼至少是3.5盎司(利用該標(biāo)準(zhǔn)實際上更高，大約為4.0)。本發(fā)明氣袋墊的每一面上每平方碼僅需要至多2.5盎司的本發(fā)明的涂層(優(yōu)選地是每平方碼少于例如大約2.0，更優(yōu)選地是約1.8，進(jìn)一步優(yōu)選的是約1.5，并且最優(yōu)選的是低至0.8盎司)，從而形成所希望的長回降時間(低透氣性)。另外，過去的涂層要求具有優(yōu)異的熱和濕度老化穩(wěn)定性。意想不到的是，即使在這種低的附加量，特別是利用過去使用的有問題的涂層材料(例如，聚亞安酯)時，本發(fā)明的涂層，以及隨后的本發(fā)明的帶有涂層的氣袋墊，表現(xiàn)出優(yōu)異的熱老化和濕度老化特性。因此，在該具體的氣袋領(lǐng)域中，該涂層成分和帶有涂層的氣袋具有顯著的進(jìn)步。
作為本發(fā)明的人造橡膠合成物中的人造橡膠成分特別感興趣的是聚酰胺、聚亞安酯、丙烯酸人造橡膠、含氫腈橡膠(即，含氫NBR)、丁基合成橡膠、EPDM橡膠、氟橡膠(即，含氟聚合物和包含氟單體的共聚物)、乙烯基苯共聚物和乙烯基丙烯共聚物。同樣，這種人造橡膠可以交叉結(jié)合或非交叉結(jié)合在氣袋表面上。優(yōu)選地，該人造橡膠是聚亞安酯和最優(yōu)選的是聚碳酸酯聚亞安酯人造橡膠。這種合成物可以從Bayer Corporation得到，商品名為Impranil，包括Impranil85UD,ELH和EHC-01。其他可以接受的聚亞安酯包括同樣從Bayer得到的Bayhydrol123；全部從Stahl USA得到的Ru41-710,EX51-550和Ru40-350。然而，具有上面所述的同樣抗張強(qiáng)度和斷裂伸度特性的任何聚亞安酯或人造橡膠都可以在本發(fā)明的涂層配方中以及在本發(fā)明的帶有涂層的氣袋墊上很好地使用。但是，根據(jù)需要的實際抗張強(qiáng)度和斷裂伸度，其他可以利用的薄膜的附加重量可以大于該優(yōu)選的值。但是，不應(yīng)當(dāng)超出滿足本發(fā)明的每平方碼2.5盎司的上限。但是如果需要，只要不超出整個涂層所需要的厚度，就可以以多個層來附加所希望的人造橡膠。另外，只要使用至少一個具有所需要的抗張強(qiáng)度和斷裂伸度的人造橡膠，也可以使用多個層的涂層系統(tǒng)。
其他可以在這些人造橡膠涂層合成物中出現(xiàn)的成分是增稠劑、抗氧化劑、阻燃劑、結(jié)合劑、附著力促進(jìn)劑和著色劑。根據(jù)本發(fā)明的潛在的優(yōu)選實踐，精細(xì)分配的人造橡膠樹脂的彌散體(根據(jù)選擇的人造橡膠可以是含水的或含溶劑的)或樹脂溶液與阻燃劑混合，來提供具有大約8000厘泊或更大粘度的合成混合物。聚亞安酯是潛在的優(yōu)選的，其中例如上面提到的從Bayer和Stahl得到的聚碳酸酯聚亞安酯是最優(yōu)選的。其他潛在的人造橡膠樹脂包括其他聚亞安酯，例如從Witco得到的WitcobondTM253(35％固體)和從BFGoodrich,Cleveland,Ohio得到的Sancure；含氫的NBR，例如從GoodyearChemical,Akron,Ohio得到的ChemisatTMLCH-7335X(40％固體)；EPDM，例如從Lord Corporation,Erie,Pennsylvania得到的EP-603A橡膠乳膠；丁基合成橡膠，例如從Lord Corporation得到的Butyl橡膠乳膠BL-100；和丙烯酸橡膠(人造橡膠)，例如從BFGoodrich得到的HyCarTM。不應(yīng)當(dāng)將該列表看成是包括了全部，這僅僅是對可能的人造橡膠的舉例。另外，該優(yōu)選的人造橡膠不包括任何硅樹脂，因為這種材料表現(xiàn)出非常低的抗張強(qiáng)度(通常低于大約1,500psi)特性。但是，為了提供有效的老化和非閉鎖優(yōu)點，這些成分可以作為外涂層作用到人造橡膠上，只要整個人造橡膠和外涂層的附加重量不超過每平方碼2.5盎司。此外，因為熱和濕度老化中的穩(wěn)定問題(聚酯在潮濕的環(huán)境中容易水解和聚醚在熱中容易氧化)；所以包括聚酯或聚醚段(例如聚丙烯氧化物)或其他類似成分的人造橡膠是不希望的，特別是以非常低的附加重量(即，0.8-1.2oz/yd2)；但是，這種人造橡膠可以在外涂層配方中使用，只要不超過每平方碼2.5盎司。
這種人造橡膠合成物中的其他優(yōu)選附加劑是熱穩(wěn)定劑、阻燃劑、底漆粘合劑、防閉鎖制劑和用來保護(hù)外涂層的材料。潛在的優(yōu)選增稠劑是由HerculesCorporation的Aqualon分公司生產(chǎn)的注冊商標(biāo)為NATROSOLTM250HHXR的產(chǎn)品，確信該公司在Wilmington,Delaware具有經(jīng)銷點。為了滿足FederalMotor Vehicle Safety Standard320對汽車工業(yè)中的阻燃劑的要求，還優(yōu)選地將阻燃劑附加到復(fù)合的混合物中。一種潛在的優(yōu)選阻燃劑是由Amspec ChemicalCorporation銷售的AMSPERSE F/R51，確信其在Gloucester City New Jersey具有經(jīng)銷點?？梢允褂玫灼嵴澈蟿﹣泶龠M(jìn)目標(biāo)織物的表面與人造橡膠本身之間的粘合。因此，盡管對于人造橡膠來講優(yōu)選的是與織物表面接觸的整個涂層是整塊部件，可以利用附著力促進(jìn)劑，例如異氰酸鹽、環(huán)氧樹脂類、機(jī)能硅烷、和其他一些具有附著屬性的樹脂，而不會有害地影響人造橡膠提供給目標(biāo)氣袋墊所需要的低透氣性。可以在涂敷本發(fā)明的高強(qiáng)度人造橡膠涂層之前，將帶有附著力的底漆涂層直接涂到織物上，從而保證較大的附著強(qiáng)度。
由于具有上面所述的潛在的硅樹脂，外涂層部件還可以用來實現(xiàn)目標(biāo)氣袋墊的適當(dāng)?shù)姆情]鎖特性。大多數(shù)適合于密封側(cè)窗結(jié)構(gòu)的人造橡膠(包括特定等級的硅樹脂或聚亞安酯)具有較高的表面摩擦力和容易在較高的溫度下閉鎖。較高的表面摩擦力將延緩氣袋的展開(打開/解開)和危及由氣袋提供的安全性。目前的側(cè)窗氣袋在硅樹脂涂層的頂部使用非機(jī)織織物，除了提供不閉鎖優(yōu)點還外提供所需要的低摩擦力。但非機(jī)織織物明顯地增加了包裝體積和總成本?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)將硬度很大和軟化點很高的人造橡膠用作頂涂層，可以實現(xiàn)成本較低、包裝體積得到改善的不閉鎖和低摩擦力的表面。還可以通過利用外涂層中的交叉結(jié)合作用制劑實現(xiàn)更高的硬度和更高的軟化。合適的交叉結(jié)合作用制劑是三聚氰胺甲醛樹脂、聚亞安酯(雙功能的、三功能的和多功能的)、環(huán)氧交叉結(jié)合樹脂、polyaziridines、含碳二酰亞胺交叉結(jié)合樹脂、苯酚甲醛樹脂、尿素甲醛樹脂等等，但不限于此。通過使用硬度和軟化點屬性很高的頂涂層，可以實現(xiàn)小于約0.7的滑動摩擦系數(shù)(根據(jù)ASTMD4518測試方法B測量到的)。這種外涂層還可以實現(xiàn)多種其他功能，包括改善人造橡膠涂層的老化(例如利用硅樹脂)或進(jìn)一步加固人造橡膠涂層材料(最明顯的是利用優(yōu)選的聚碳酸酯聚亞安酯)，但不限于此。因此除了硅樹脂外，可以從一組有機(jī)聚合體樹脂中選擇外涂層材料，一旦涂敷這些材料和這些材料固化時，就具有更高的軟化點和硬度。這些材料的例子是聚亞安酯、polyacrylates、環(huán)氧樹脂、乙烯基醋酸共聚物、含氟聚合物、聚酰胺和聚酯。
為了在緩沖系統(tǒng)中使用，氣袋織物必須經(jīng)過特定的測試。這樣的一種測試稱之為閉鎖測試，代表帶有涂層的織物的兩部分在彼此相互接觸長時間地保存(例如氣袋保存)之后，將這兩部分彼此分開所需要的力。閉鎖的測試分析必須將兩個2英寸×2英寸的帶有涂層側(cè)的氣袋織物樣品以5psi在100℃下擠壓在一起7天。如果在該時間之后將兩個樣品撕開所需要的力大于50克，或者利用50克懸掛在織物底層上的重力將這些織物分開所需要的時間大于10秒，則該涂層不能通過閉鎖測試。顯然，分離所需要的剪切力越小，涂層越好。對于改進(jìn)后的閉鎖阻力(以及由此減小包裝在一起的織物的各部分之間的不合適的附著機(jī)會)，外涂層部分可以使用例如滑石、硅石、硅酸鹽粘土和淀粉，只要總的人造橡膠成分(包括外涂層)的附加重量不超過每平方碼2.5盎司(并且最優(yōu)選的以更低的值出現(xiàn)，例如大約1.5)。
特定的帶有涂層的氣袋墊必須經(jīng)過的另外兩種測試是烤爐(加熱)老化和濕度老化測試。這些測試還模擬氣袋織物在高溫曝曬下和相對高的濕度下經(jīng)過長時間的保存。這些測試實際上用來分析在熱通風(fēng)爐(＞100℃)中(具有或不具有潮濕的條件)經(jīng)過2個或更多星期的長期保存后，各種不同織物的屬性變化。對于本發(fā)明來說，該測試主要用來通過測量特有的回降時間(如上面詳細(xì)討論的)來分析帶有涂層的側(cè)窗氣袋的透氣性。原先生產(chǎn)和保存的本發(fā)明的氣袋墊在這種嚴(yán)格的保存條件下，應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)出大于大約5秒的特有的回降時間(在氣袋已經(jīng)預(yù)先充氣到大約高于15psi的峰值壓力并允許全部放氣之后，以10psi的氣體壓力再充氣時)。由于聚亞安酯，本發(fā)明中優(yōu)選的人造橡膠可能受到高溫和高濕度的不利(盡管不象特定的聚酯和含有聚醚的人造橡膠那樣有害)影響，應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎地將特定成分附加到外涂層中和/或人造橡膠本身中。抗氧化劑、抗降解劑和金屬減活化劑可以用于該目的。例如包括但不應(yīng)當(dāng)限于，從CIBA Specialty Chemical可以得到的Irganox1010和Irganox565。這種外涂層還可以提供防老化的額外的保護(hù)，因此可以包括外涂層老化改善材料，例如，但不限于，聚酰胺、NBR橡膠、EPDM橡膠、聚亞安酯、三聚氰胺甲醛樹脂、尿素甲醛樹脂、polyacrylates、硅樹脂、polyacrylates、含氟聚合物等等，只要人造橡膠成分不超過每平方碼2.5盎司(優(yōu)選的是至多遠(yuǎn)小于大約1.5)的目標(biāo)織物的附加重量。
可以出現(xiàn)在人造橡膠合成物的其他添加劑包括著色劑、紫外線穩(wěn)定劑、填料、顏料和交叉結(jié)合/固化劑等本領(lǐng)域中已知的，但不限于此。
還應(yīng)注意到硅樹脂可以作用到本發(fā)明的特定氣袋中，只要這些具有硅樹脂的氣袋保證較長的特有的回降時間。
通常使用刮擦涂布方法將標(biāo)準(zhǔn)的硅樹脂涂層粘到常規(guī)的氣袋織物(駕駛員和乘客側(cè)氣袋)上。由于刮擦涂布刀與目標(biāo)織物上的紗線的較高點始終保持接觸，得到的涂層在織物表面上的厚度很不相同或形成不連續(xù)的薄膜。這樣得到的涂層中較薄的點變成在充氣過程中形成潛在的缺陷和具有高的泄漏速度的薄弱點。
但是，由于織物表面拓?fù)涞牟痪鶆颍阅茉谀繕?biāo)織物的表面上以良好的附著力形成相對均勻的連續(xù)薄膜的涂布方法是最優(yōu)選的。固定間隙的涂布程序提供最好的結(jié)果。這種涂布處理包括刀刮-覆蓋-卷滾，卷滾-覆蓋-卷滾等。還可以使用中間導(dǎo)紙輥涂布方法(例如色彩逆轉(zhuǎn)輥、砑光輥和凹版印刷輥等等)，由于該方法可以在織物上提供連續(xù)的和均勻的涂層。只要它們提供良好的附著力，擠壓涂布和細(xì)縫膜涂布方法也可以使用。固定間隙涂布程序中的樹脂溶液或彌散體是優(yōu)選的。對于同樣的干涂層重量，樹脂溶液或彌散體使用的間隙調(diào)整遠(yuǎn)大于100％的樹脂系統(tǒng)。間隙設(shè)定越高使得得到的薄膜具有越均勻的涂層厚度。最優(yōu)選的是使用樹脂溶液，因為它提供更好的薄膜形成步驟(樹脂彌散體需要完全的樹脂微粒結(jié)合來形成優(yōu)異的薄膜)。
向其上涂附合成橡膠涂層來形成本發(fā)明的氣袋基本織物的基底，最優(yōu)選的是由包括合成纖維例如聚酯或聚醚的紗線形成的機(jī)織織物。這種紗線優(yōu)選地是具有大約105旦至大約840旦的線密度，更優(yōu)選地是大約210至大約630旦。這種紗線優(yōu)選地是由多根細(xì)絲形成，其中這些細(xì)絲具有每根細(xì)絲大約6旦或更小的線密度，并且最優(yōu)選的是每根細(xì)絲大約4旦或更小。在較優(yōu)選的實施例中，這種基本織物應(yīng)當(dāng)由尼龍纖維形成，并且最優(yōu)選的是尼龍6,6。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)與本發(fā)明的涂層共同使用時，這種聚酯材料表現(xiàn)出特別好的附著力和防止水解的保持能力。這種基本織物最優(yōu)選的是利用在屬于Bower等人的美國專利No.5,503,197和No.5,421,378中公開的流動噴氣式紡織機(jī)紡織。這種機(jī)織織物以后稱之為氣袋基本織物。如上所述，本發(fā)明的氣袋必需表現(xiàn)出特別低的透氣性以及必須是被稱之為“側(cè)窗”氣袋。如已經(jīng)詳細(xì)描述的那樣，為了在傾翻事故的過程中向乘客提供適當(dāng)?shù)拈L時間的緩沖墊保護(hù)，這種側(cè)窗氣袋(也叫做緩沖墊)必須在碰撞過程中保持大量的充氣氣體。任何標(biāo)準(zhǔn)的側(cè)窗氣袋均可以與低附加量的涂層組合使用來提供一種產(chǎn)品，其表現(xiàn)出所需要的如上所述的回降時間。絕大多數(shù)側(cè)窗氣袋是通過辛苦、密集的縫制或縫合(或其他方式)，將兩個單獨的機(jī)織織物坯體連接在一起形成可以充氣的結(jié)構(gòu)來制成的。另外，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，在關(guān)鍵的位置進(jìn)行這種縫制來形成線縫(織物的各個層之間的連接點)，該線縫接下來形成在充氣的過程中充氣氣體可以流進(jìn)的離散的開口區(qū)域。因此這些開口區(qū)域在最終充滿氣體的氣袋墊中形成枕墊形狀的結(jié)構(gòu)，以便在碰撞過程中提供更多的表面區(qū)域，以及為氣袋自身提供強(qiáng)度，從而承受非常高的內(nèi)部充氣壓力(并因此在這種充氣事件過程中不爆炸)。對于已經(jīng)縫制成的側(cè)窗氣袋，涂附到平整織物面上和縫制成的線縫處的本發(fā)明的涂層，在縫制成的線縫處提供良好的梳理阻力，使線縫和織物都具有較低的透氣性。其他側(cè)窗氣袋墊以不同的單件機(jī)織的形式出現(xiàn)?？偟膩碚f，通過在特定關(guān)鍵位置將兩個單獨的織物層同時機(jī)織連接在一起(同樣地，形成所需要的枕墊形狀的結(jié)構(gòu))來形成一些充氣氣袋。因此這些墊子具有在兩個層之間連接的線縫。存在這么多線縫(在多塊的和單塊的機(jī)織氣袋中都存在)會產(chǎn)生前面提到的在充氣過程中或之后氣體損失的問題。紗線可能偏移，特別是在紗線以多種不同方式和數(shù)量偏移之處，由此通過充氣氣體的快速溢出產(chǎn)生氣袋的快速放氣。因此，氣袋基本織物在降低透氣性(和相關(guān)的回降時間，特別是以相對高的氣壓)方面不提供更多的幫助。以前這種線縫問題主要提出了使用非常厚重而昂貴的涂層滿足必需的低透氣性的需要。
近來，無論是多塊的側(cè)窗氣袋(其需要非常大量的辛苦的密集的縫制來連接機(jī)織的布坯件)，還是傳統(tǒng)制成的單塊的機(jī)織軟墊都已經(jīng)取得了進(jìn)展，對于更特別的單塊的機(jī)織布，其位于機(jī)織紗線之間的浮絲大幅度減小，從而在根本上減少了在充氣狀態(tài)下紗線的不平衡的偏移，例如在屬于Sollars,Jr.的專利Ser.No.09/406,264中，在此將該說明書全部引用。這些單塊機(jī)織氣袋通常在多臂機(jī)織機(jī)或提花機(jī)流體噴射織布機(jī)上制成，優(yōu)選的是所使用的單塊氣袋由提花機(jī)機(jī)織處理制成。利用這種改進(jìn)，線縫處的較高的泄漏的可能性大大降低。這些氣袋提供位于兩層織物之間的連接點處及其周圍的平衡的機(jī)織結(jié)構(gòu)，使得與標(biāo)準(zhǔn)的單塊機(jī)織氣袋相比較，在高壓充氣的條件下紗線變得偏移的能力減小。由于它的明顯有效地改善了的浮絲自由和平衡的線縫結(jié)構(gòu)，所以這種單塊的機(jī)織結(jié)構(gòu)可以用附加量很少的人造橡膠涂層來得到低透氣性效果。實際上，利用每平方碼小于1.5和低至大約0.8盎司的低附加涂層，本發(fā)明的這些氣袋非常好地工作。
另外，盡管在本發(fā)明中它不是優(yōu)選的，但已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的涂層成分為標(biāo)準(zhǔn)單塊的機(jī)織氣袋提供類似的低透氣性優(yōu)點，特別是利用本發(fā)明的低附加量的高抗張強(qiáng)度、高斷裂伸度和無硅樹脂的涂層；但是，形成較長的回降時間所需要的涂層的數(shù)量遠(yuǎn)高于前面提到的Sollars,Jr.發(fā)明的單塊機(jī)織結(jié)構(gòu)。因此，對于這些其他單塊的機(jī)織氣袋，為實現(xiàn)適當(dāng)?shù)牡退降耐笟庑?，每平方碼可能需要1.2甚至達(dá)到大約2.2盎司的附加量。即使利用這么高的附加量的涂層，本發(fā)明的涂層本身與標(biāo)準(zhǔn)的、市場有售的現(xiàn)有技術(shù)中的硅樹脂等涂層(必須以每平方碼至少3.0盎司的數(shù)量存在)相比，明顯地具有顯著的進(jìn)步。
此外，還發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的薄膜涂層成分以本發(fā)明的附加數(shù)量等具有與前面提到的縫制、縫合形成的側(cè)窗氣袋等同樣的優(yōu)點。盡管非常不希望這種結(jié)構(gòu)在這些連接線縫處的潛在的高泄漏，但已經(jīng)發(fā)現(xiàn)利用比標(biāo)準(zhǔn)的硅樹脂氯丁(二烯)橡膠涂層配方低的附加量，本發(fā)明涂層的透氣性明顯減小(實際上達(dá)到可以接受的回降時間)。該附加量將達(dá)到每平方碼2.5盎司的極限，但根據(jù)在直接與目標(biāo)織物表面接觸的薄膜涂層成分中使用的，足夠高的抗張強(qiáng)度和足夠伸長能力的人造橡膠成分，已經(jīng)證明更低的數(shù)量(例如，每平方碼1.5盎司)是有效的。同樣，具有降低涂層材料(通?？偸欠浅０嘿F)數(shù)量的可能性，與此同時，使目標(biāo)氣袋結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)?shù)偷耐笟庑?、高的抗?jié)窕芰吞貏e有效的老化穩(wěn)定能力，本發(fā)明的涂層成分和本發(fā)明的帶有涂層的氣袋本身明顯比現(xiàn)有技術(shù)中的氣袋涂層具有很大的改進(jìn)。
令人驚訝的是，本發(fā)明的涂層還可以以不太緊密的結(jié)構(gòu)有益地涂附到側(cè)窗氣袋上。傳統(tǒng)的機(jī)織側(cè)窗氣袋使用非常緊密的機(jī)織織物來保證減小線縫梳理的可能性，使作用的涂層上的應(yīng)力較小。例如，通常的420旦Jacquard單塊機(jī)織氣袋具有每英寸54-57紗線的結(jié)構(gòu)。與之相對比，使用同樣的420旦紗線，通常的駕駛員側(cè)和乘客側(cè)氣袋織物具有每英寸39-49紗線的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的涂層實際上利用420旦紗線以小于每英寸54紗線的緊密結(jié)構(gòu)使織物的透氣性非常低。本發(fā)明的高強(qiáng)度涂層與較低結(jié)構(gòu)的組合得到更快的機(jī)織速度、更少的纖維消耗量、更有彈性的織物、帶有涂層的織物的更好的包裝體積、更小的包裝重量和更低的總成本。對于具有比較簡單結(jié)構(gòu)的織物來講，可能需要由更高強(qiáng)度的材料或更高的涂層重量來實現(xiàn)所需要的較低的整體透氣性或特有的回降時間。
本發(fā)明中的主要重點是能夠?qū)в型繉拥臍獯鼔|以盡可能小的體積，包裝在位于目標(biāo)汽車的車頂輪廓線處的圓柱形保存容器中。在一個卷攏后的結(jié)構(gòu)中(為了最優(yōu)選地配合在圓柱形容器本身中，并由此為了在發(fā)生碰撞事故時最優(yōu)選地充氣，來向乘客提供充分的保護(hù))，本發(fā)明的氣袋可以限定為具有至多23毫米的直徑的圓柱形和～43厘米的未卷攏時的織物的長度。在這種例子中，具有2米長的圓柱車頂輪廓保存容器，這種容器需要的體積約等于830立方厘米(該體積計算為長度*[π]*(半徑)2)。對于市場有售的側(cè)窗氣袋墊，標(biāo)準(zhǔn)的卷攏后的包裝直徑至少是25毫米(由于提供低透氣性特征所需要的涂層的厚度)。因此，需要的圓柱形容器的體積應(yīng)當(dāng)至少是980厘米3。優(yōu)選的是，在保存過程中本發(fā)明的氣袋墊卷攏后的直徑至多是20毫米(得到的包裝后的體積大約為628厘米3)，明顯地低于標(biāo)準(zhǔn)包裝體積。而且，與充氣后的氣袋墊的深度(即，從車頂輪廓線向下伸出到沿著目標(biāo)汽車一側(cè)例如窗戶的最低點的長度)相關(guān)，本發(fā)明的氣袋墊的深度(在標(biāo)準(zhǔn)情況下基本上是17英寸或431.8毫米)與它卷攏后的包裝后的直徑的比值應(yīng)當(dāng)至少是大約18.8。優(yōu)選地該比值應(yīng)當(dāng)約是21.6(20毫米直徑)，和在它的最大值應(yīng)當(dāng)約是24(具有約18毫米的最小直徑)。當(dāng)然，比值的范圍不需要是17英寸的標(biāo)準(zhǔn)的深度，其基本上是涂層厚度和這種附加重量的函數(shù)。
使用本發(fā)明的側(cè)窗氣袋得到的另一個優(yōu)點是能夠使用低壓力的充氣機(jī)。在過去，僅僅當(dāng)充氣壓力非常高時，所涂的涂層(相對較厚，即每平方碼4.0盎司，例如以硅樹脂為基的制劑)使側(cè)窗氣袋進(jìn)行有效的密封并使其保持足夠的氣體。由于較高的內(nèi)部峰值壓力向目標(biāo)氣袋內(nèi)非?？焖俚匾氪罅康某錃鈿怏w，能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)氣袋保持充氣狀態(tài)，使該氣袋的充氣狀態(tài)維持很長的時間，足以起到軟墊的作用。可惜的是，盡管滿足所需要的充氣時間值和剩余的氣體體積，但這些值基本上都非常低并且處于所需要的特征值的最低值。本發(fā)明的側(cè)窗氣袋與這種傳統(tǒng)的涂有硅樹脂的氣袋相比，在氣體保持力和充氣時間(即，特有的回降時間)方面具有明顯的改善。最終的用戶可以利用這種較低的充氣壓力(即，15-20psi并且可能更低)，仍然提供充氣后的側(cè)窗氣袋，保持足夠的充氣狀態(tài)以便在長時間的傾翻碰撞過程中提供最大的軟墊作用。這種使用較小充氣機(jī)的能力轉(zhuǎn)化成更好的安全性(較低的功率輸出，由于不容易導(dǎo)致嚴(yán)重的傷害而在充氣過程中向汽車乘車人提供更好的安全性)，更便宜的充氣機(jī)，更小體積的充氣機(jī)，和在充氣時需要承受較低物理要求的氣袋和織物。
雖然與特定的優(yōu)選實施例和實踐相聯(lián)系描述和公開了本發(fā)明，但本發(fā)明不限制在這些特定的實施例中，而是覆蓋相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)的等同物和所有變化的實施例和變形，以及可以由附屬的權(quán)利要求和相當(dāng)內(nèi)容的范圍限定。
優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述令人欣喜的是，已經(jīng)公開了一些具有至少1,500psi的抗張強(qiáng)度和至少180％的斷裂伸度的人造橡膠，以每平方碼至多2.5盎司，優(yōu)選的是0.8和2.0之間，更優(yōu)選的是從0.8到大約1.5，進(jìn)一步優(yōu)選的是從0.8到大約1.2，并且最優(yōu)選的是每平方碼大約0.8盎司的重量涂布在側(cè)窗氣袋織物兩個表面上，提供在充氣時和之后具有非常低的和延長的透氣性的帶有涂層的氣袋墊(都經(jīng)過了長時間的閉鎖測試和長時間的烤爐老化測試)。因此這種出乎意料的多個有益涂層形成一種氣袋墊，在長時間保存后很容易充氣，并在足夠長的時間內(nèi)保持充氣狀態(tài)，以保證緩沖系統(tǒng)內(nèi)最優(yōu)的安全水平。另外，毋庸置疑所需要的薄膜涂層成分越少，最終的產(chǎn)品越便宜。此外，所需要的涂層成分的數(shù)量的減少將轉(zhuǎn)化為氣袋裝置內(nèi)氣袋織物的包裝體積的減小。因此這有助于改善氣袋織物的包裝能力。
優(yōu)選地根據(jù)下面的例子生產(chǎn)本發(fā)明的人造橡膠合成物。
表1標(biāo)準(zhǔn)的含水人造橡膠合成物成分 配比(/全部成分)樹脂(在水中含有30-40％的固體)100Natrosol250HHXR(增稠劑)10Irganox1010(穩(wěn)定劑)0.5DE-83R(阻燃劑) 10(具體的樹脂列表在下面的表2中，并由此僅僅以表中的數(shù)量添加到該標(biāo)準(zhǔn)合成物中，來形成本發(fā)明的涂層制劑的優(yōu)選實施例)。
通過Brookfield粘度計測量到該合成后的合成物的粘度大約是15,000厘泊。一旦完成合成，通過固定間隙處理(位于涂層器與氣袋表面之間的間隙為接近于100微米的最大距離)將該制劑粘到如上面Sollars,Jr.說明書中討論的單塊的Jacquard機(jī)織氣袋(其中具有420旦尼龍6,6紗線)的兩個面上。然后氣袋在較高的溫度(大約300°F大約3分鐘)下干燥固化并由此形成所需要的薄涂層。如上所述，接下來還可以進(jìn)行刮擦涂層以提供所需要的薄膜涂層，但是，固定間隙的涂布在氣袋表面上提供所希望的均勻的薄膜寬度并且因此是優(yōu)選的。在這種情況中，刮擦涂層包括刀刮涂布方法，具體是刀刮-覆蓋-間隙平臺，浮動刮刀，和刀刮-覆蓋-形成泡沫襯墊方法，但不限于此。涂層在干燥以后的最終重量優(yōu)選的是每平方碼約0.6至約2.5盎司或更小并且最優(yōu)選的是每平方碼0.8-1.2盎司或更小。當(dāng)根據(jù)ASTM測試D737“AirPermeability of Textile Fabrics”標(biāo)準(zhǔn)測量時，得到的氣袋墊基本上不透氣。
表2標(biāo)準(zhǔn)的含溶劑人造橡膠合成物成分 配比(/全部成分)樹脂(在溶劑中含有25-40％的固體)100Irganox1010(穩(wěn)定劑) 0.5DE-83R(阻燃劑) 10以如上面所述的含水人造橡膠同樣的方式作用得到的涂層。
為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，給出下面的非限定性舉例。這些例子僅僅用于說明本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例而不能看作是以任何方式限制本發(fā)明的范圍。這些例子涉及下面的優(yōu)選人造橡膠與上面的表1和2中的涂層制劑的組合。
每個帶有涂層的氣袋首先進(jìn)行快速的充氣達(dá)到30psi的峰值壓力。然后在10psi壓力下測量充氣后的氣袋的空氣泄漏(SCFH)。在泄漏速度和氣袋體積的基礎(chǔ)上計算特有的回降時間(秒)。

*老化條件107℃烤爐下老化16天，然后在83℃和95％的相對濕度下老化16天。
**該樹脂是硅樹脂橡膠。
如上所述，例子1-6的性能特別好并因此位于本發(fā)明的范圍內(nèi)。例子10和11表示一些限制，以聚酯為基礎(chǔ)的人造橡膠(Witcobond290H)表現(xiàn)出優(yōu)異的熱老化(氧化)穩(wěn)定性，但在較高的濕度下容易水解；以聚醚為基的人造橡膠(Sancure861)具有優(yōu)異的抗水解能力，但抗氧化能力較差。但是，已經(jīng)證明這些人造橡膠在低于每平方碼2.5盎司的最大值下的較高的附加重量下是可以接受的透氣性小的材料。另外，盡管硅樹脂表現(xiàn)出優(yōu)異的抗熱老化和水解(濕度老化)的能力，但是它們具有有限的抗張強(qiáng)度和抗剪切阻抗力。天然橡膠、SBR、氯丁二烯橡膠和其他含有不飽和碳雙鍵的橡膠具有優(yōu)異的抗水解能力。但是使它們具有彈性的不飽和碳雙鍵容易氧化劑，熱老化處理后橡膠屬性發(fā)生改變。具有良好的物理屬性和優(yōu)異的抗水解和氧化能力的人造橡膠對于這種應(yīng)用是優(yōu)選的。以聚碳酸酯軟化段為基礎(chǔ)的聚亞安酯對于這種應(yīng)用是優(yōu)選的。
例子3中氣袋的滑動摩擦系數(shù)基本上是常數(shù)0.6。與之相比較的包含非針織層的帶有厚硅樹脂涂層的側(cè)窗氣袋具有大約0.8的恒定值。
附面說明

圖1表示使用本發(fā)明的側(cè)窗氣袋之前的車輛的側(cè)、內(nèi)部視圖。
圖2表示使用本發(fā)明的側(cè)窗氣袋之后的車輛的側(cè)、內(nèi)部視圖。
圖3表示側(cè)窗氣袋的側(cè)視圖；圖4為側(cè)窗氣袋容器的側(cè)視圖；圖5為保存在圖4的容器中的氣袋的剖視圖。
附圖的詳細(xì)說明如圖1所示，表示的是側(cè)窗氣袋(圖中沒有表示)充氣之前的車輛10的內(nèi)部。車輛10包括前座12和后座14，前側(cè)窗16和后側(cè)窗18，車頂輪廓線20，將一個包括本發(fā)明側(cè)窗氣袋(沒有表示)的圓柱形容器22保存在車頂輪廓線內(nèi)。在車頂輪廓線20中還有充氣機(jī)元件24，發(fā)生碰撞事故時它將氣體點燃和推進(jìn)到側(cè)窗氣袋(圖2中的26)中。
圖2表示充氣后的側(cè)窗氣袋26。如上所述，氣袋26每平方碼涂布有至多2.5盎司的涂層制劑(沒有示出)，優(yōu)選的是聚亞安酯聚碳酸酯。本發(fā)明的氣袋26將保持足夠的充氣狀態(tài)至少5秒鐘，優(yōu)選的是更多，最優(yōu)選的是至少達(dá)到20秒。
圖3表示側(cè)窗氣袋26在保存到車頂輪廓線的圓柱形的容器22內(nèi)之前的未充氣狀態(tài)。如上所述，氣袋26的厚度，測量為卷攏后的包裝直徑(如下面的圖5中所示)與處于未充氣狀態(tài)或充氣后的狀態(tài)中從車頂輪廓線的圓柱形容器22到氣袋26的最低點28測量得到的氣袋深度的比值應(yīng)當(dāng)是至少17和至多29。
圖4和5有助于理解當(dāng)卷攏后的氣袋26保存到沿著線2的容器22中時所看到的情況。上面的例子3中的氣袋26的直徑測量結(jié)果是大約20毫米。側(cè)窗氣袋的標(biāo)準(zhǔn)深度是大約17英寸或大約431.8毫米。因此，優(yōu)選的包裝體積系數(shù)是大約21.6。與之相比較，大約4.0盎司每平方碼的附加重量的以硅樹脂為基礎(chǔ)的涂層對于大約17.3的系數(shù)提供大約25毫米的直徑。
當(dāng)然，在由所附權(quán)利要求限定的構(gòu)思或范圍內(nèi)，本發(fā)明可以存在多種改變的實施例和變形。
權(quán)利要求
1．一種包括帶有涂層的織物的氣袋墊，其中所述織物以每平方碼織物至多2.5盎司的數(shù)量涂布人造橡膠合成物；并且其中所述氣袋墊具有充氣之后至少5秒鐘的特有的回降時間。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物是不含硅樹脂的。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物成分包括聚亞安酯。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣袋墊，其中所述帶有涂層的織物是由聚酯紗線機(jī)織而成的。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣袋墊，其中所述聚酯紗線由6,6尼龍纖維制成。
6．根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣袋墊，其中所述聚酯紗線是具有大約210-630旦的線密度特征的復(fù)絲紗線。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣袋墊，其中所述復(fù)絲紗線的特征在于大約每根細(xì)絲4旦或更少的細(xì)絲線密度。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物以含水或含溶劑的溶液的形式出現(xiàn)。
9．根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠聚亞安酯合成物是聚碳酸酯聚亞安酯。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物以至多每平方碼2.0盎司的數(shù)量存在于所述氣袋織物表面上。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物以至多每平方碼1.5盎司的數(shù)量存在于所述氣袋織物上。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物以至多每平方碼1.2盎司的數(shù)量存在于所述氣袋織物上。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物以至多每平方碼1.0盎司的數(shù)量存在于所述氣袋織物上。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物以至多每平方碼0.8盎司的數(shù)量存在于所述氣袋織物上。
15．一種包括帶有涂層的織物的氣袋墊，其中所述織物涂布有人造橡膠合成物；其中所述人造橡膠合成物具有至少1,500的抗張強(qiáng)度和至少180％的斷裂伸度；并且其中所述氣袋墊具有充氣之后至少7秒鐘的特有的回降時間。
16．根據(jù)權(quán)利要求15所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物包括聚亞安酯。
17．根據(jù)權(quán)利要求15所述的氣袋墊，其中所述帶有涂層的織物是由聚酯紗線機(jī)織而成的。
18．根據(jù)權(quán)利要求17所述的氣袋墊，其中所述聚酯紗線由6,6尼龍纖維制成。
19．根據(jù)權(quán)利要求18所述的氣袋墊，其中所述聚酯紗線是具有大約210-630旦的線密度特征的復(fù)絲紗線。
20．根據(jù)權(quán)利要求19所述的氣袋墊，其中所述復(fù)絲紗線的特征在于大約每根細(xì)絲4旦或更少的細(xì)絲線密度。
21．根據(jù)權(quán)利要求15所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物以乳膠的形式出現(xiàn)。
22．根據(jù)權(quán)利要求16所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠聚亞安酯合成物是聚碳酸酯聚亞安酯。
23．根據(jù)權(quán)利要求15所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物是聚碳酸酯聚亞安酯。
24．根據(jù)權(quán)利要求15所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物以至多每平方碼2.5盎司的數(shù)量存在于所述氣袋織物表面上。
25．根據(jù)權(quán)利要求24所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物以至多每平方碼2.0盎司的數(shù)量存在于所述氣袋織物表面上。
26．根據(jù)權(quán)利要求25所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物以至多每平方碼1.5盎司的數(shù)量存在于所述氣袋織物上。
27．根據(jù)權(quán)利要求26所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物以至多每平方碼1.2盎司的數(shù)量存在于所述氣袋織物上。
28．根據(jù)權(quán)利要求27所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物以至多每平方碼1.0盎司的數(shù)量存在于所述氣袋織物上。
29．根據(jù)權(quán)利要求28所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物以至多每平方碼0.8盎司的數(shù)量存在于所述氣袋織物上。
30．一種帶有涂層的側(cè)窗氣袋，具有大約18.8至大約29的卷攏后的包裝體積系數(shù)；其中所述帶有涂層的側(cè)窗氣袋具有充氣后至少5秒鐘的回降時間。
31．根據(jù)權(quán)利要求30所述的氣袋墊，其中所述卷攏后的包裝體積系數(shù)大約是21.6。
32．一種包括帶有涂層的織物的氣袋墊，其中所述織物涂布有人造橡膠合成物；其中所述人造橡膠合成物包括至少80％的不含硅樹脂的材料；并且其中所述氣袋墊在連續(xù)老化曝光之前和之后具有充氣之后至少5秒鐘的特有的回降時間。
33．根據(jù)權(quán)利要求32所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物包括至少一種聚亞安酯。
34．根據(jù)權(quán)利要求33所述的氣袋墊，其中所述聚亞安酯合成物是聚碳酸酯聚亞安酯。
35．根據(jù)權(quán)利要求32所述的氣袋墊，其中老化處理之前的氣袋與老化處理后的氣袋之間的特有的回降時間的變化小于大約50％。
36．根據(jù)權(quán)利要求32所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物的涂層附加重量是至多每平方碼2.5盎司。
37．根據(jù)權(quán)利要求32所述的氣袋墊，其中所述人造橡膠合成物包括至少一種具有1,500psi的抗張強(qiáng)度的不含硅樹脂的人造橡膠。
38．根據(jù)權(quán)利要求32所述的氣袋墊，其中所述氣袋具有0.7或更小的滑動摩擦系數(shù)。
39．根據(jù)權(quán)利要求32所述的氣袋墊，其中所述氣袋具有大約18.8至大約29的卷攏后的包裝體積系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供帶有涂層的可充氣的織物(26),更具體地是上面已經(jīng)涂有非常低的涂層附加量的氣袋,其具有非常低的透氣性。這種織物主要用于在需要低透氣性特征的汽車緩沖墊(例如側(cè)窗氣袋)中。傳統(tǒng)上,利用厚重昂貴的合成物的涂層,例如氯丁(二烯)橡膠、硅樹脂等等來實現(xiàn)這種所需要的低透氣率。因此,本發(fā)明的帶有涂層的氣袋具有每平方碼至多2.5盎司并且最優(yōu)選的是大約每平方碼0.8盎司的涂層,并且表現(xiàn)出至少7秒鐘的回降時間(在10psi下將充氣過程中引入到氣袋中的位于峰值壓力下的全部氣體排出氣袋所需要的時間的測量結(jié)果)。滿足這些指標(biāo)的所有涂層,具體是人造橡膠、不含硅的涂層和帶涂層的氣袋都將落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
文檔編號B60R21/232GK1320089SQ00801699
公開日2001年10月31日 申請日期2000年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月17日
發(fā)明者李書龍, 約翰·A·小索拉斯 申請人:美利肯公司