專利名稱：可充氣的兩層織物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及可充氣的兩層織物，更具體而言，涉及能夠用于汽車氣囊或救生衣的可充氣兩層織物。
背景技術：
可充氣織物可用于汽車氣囊和救生衣。該可充氣織物尤其適用于側幕氣囊，該氣囊在側邊窗玻璃上打開以保護乘客的頭避免由于頭與窗玻璃或其它結構碰撞而導致的損害。因為如果汽車翻滾，則該織物應該維持充氣狀態(tài)5秒以上，因而該織物是非常有用的。
通常，用于制備汽車氣囊的可充氣織物的方法可分為1)將兩層織物縫合、熔合或粘合的方法；以及2)使用兩層織物的方法，其中所述兩層通過連接點而部分交叉。
然而，第一種方法除制備兩層織物外，還需要另外的縫合、熔合或粘合過程，因而導致了復雜的工序，并且增加了制造成本。
為解決上述問題，最近提出了第二種方法。
可充氣織物具有兩個分離的織物層，并且在所述織物層之間具有連接點。當每個單層快速充氣時，通過連接點包圍的織物強有力地互鎖了這兩層，以致沒有氣體泄漏。
在所述可充氣的兩層織物中形成連接點的方法在USP-6,220,309、5,098,125、5,011,183和5,603,647中有建議。
USP-6,220,309公開了一種兩層織物，其分離區(qū)域(separator area)是由平織紙形成，而其連接區(qū)域(attachment area)由2/2席紋紡織形成；USP-5,098,125和5,011,183公開了一種兩層織物，其分離區(qū)域是由平紋紡織形成，而其連接區(qū)域由2/2席紋或3/3席紋紡織，1/2斜紋紡織或1/3斜紋紡織，或5綜緞子(harness satin)形成的；而USP-5,603,647公開了一種兩層織物，其分離區(qū)域由平紋紡織、席紋紡織或斜紋紡織形成，而其連接區(qū)域是由3/3席紋紡織形成。此處，分離區(qū)域是指在兩個織物層(上層和下層)彼此分離的兩層織物中的區(qū)域，因此該兩層織物可以通過空氣等充氣。連接區(qū)域指的是兩個分離織物層彼此接觸的區(qū)域。
上述兩層織物主要利用由3/3席紋紡織或2/2席紋紡織形成的連接區(qū)域。然而，如果兩層織物單獨使用，則當兩個分離層充氣時，空氣可以在連接區(qū)域泄漏出來。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明目的是解決上述問題，并提供可充氣的兩層織物，該兩層織物具有稠密的連接區(qū)域，以便當織物充氣時可使在連接區(qū)域的空氣泄漏最小化，該織物的所有織物層由平紋紡織形成，以便可以使用提花機(jacquard)制備具有各種形式的空氣囊，并且能夠在沒有縫合工藝的情況下制備，從而可以顯著降低生產成本并且具有良好的編織性和光滑性。
本發(fā)明的另一個目的是提供包括所述可充氣兩層織物的汽車氣囊。
為了獲得這些目的，本發(fā)明提供一種可充氣的兩層織物，它包括由織機同時織成的兩個分離織物層以及在連接所述兩個織物層的連接區(qū)域中心的連接點，所述連接區(qū)域的每單位長度的空氣泄漏為小于0.8L/min/cm(使用Antares′Leak Tester 900Se在2.5kPa測定)。
所述兩層織物包括由兩個分離織物層構成的分離區(qū)域(A，B)以及將所述兩個分離織物層連接在一起的連接點(C)。
所述分離區(qū)域(A，B)是由平紋紡織形成的兩個分離織物層構成。所述分離區(qū)域的左邊部分(A)和右邊部分(B)是以所述連接點為中心互為鏡像。通過重復所述分離區(qū)域的左邊部分(A)和右邊部分(B)，由平紋紡織形成所述連接點(C)。而且，優(yōu)選所述兩層織物涂敷有合成樹脂。
本發(fā)明還提供一種含有所述充氣兩層織物的汽車氣囊。優(yōu)選所述氣囊為側幕氣囊以保護乘客。


圖1示出解釋兩層織物的重復圖案(a)及其擴大圖案(b)的織物圖，所述兩層織物由兩個分離的平紋紡織平面構成。
圖2是本發(fā)明的兩層織物的橫截面圖。
圖3所示為織物圖，它解釋在圖2所示兩層織物的左邊部分(a)和右邊部分(b)的重復圖案。
圖4是本發(fā)明一個實施方案的可充氣兩層織物的橫截面圖，該織物被空氣充氣。
圖5示出測定氣囊內壓力的方法。
具體實施例方式
下面，更詳細地描述本發(fā)明。
本發(fā)明涉及可充氣兩層織物，對于生產吸收振動的產品如氣囊，所述可充氣兩層織物能夠簡化制備工藝并降低該制備工藝的成本，它能夠在分離區(qū)域充氣過程中使在連接區(qū)域的氣體泄漏最小化，并且具有良好的編織性質和表面平滑性，而且它能夠易于涂敷上合成樹脂。
下面，參考附圖，更詳細描述本發(fā)明。圖1所示為織物圖，它解釋了由兩個分開的平紋紡織構成的兩層織物的重復圖案(a)及其擴大圖案(b)，而圖2是本發(fā)明的兩層織物的橫截面圖。
如圖2所示，本發(fā)明的兩層織物包括由兩個分離織物層構成的分離區(qū)域(A，B)以及將所述兩個分離織物層連接在一起的連接區(qū)域(C)。制備本發(fā)明的可充氣兩層織物通過使用提花織物織機同時織成兩個分開的織物層(圖2和圖4的A和B)，并以連接區(qū)域(C)為中心使所述兩個織物層形成鏡像。
本發(fā)明所述織物層的主要目的是提供受空氣等充氣的織物袋。該連接區(qū)域隔離出導致在兩個分離織物層之間的袋子充氣的袋子，并且當充氣氣體在其中被引導時該連接區(qū)域要經(jīng)受所施加的壓力。
在本發(fā)明中，連接區(qū)域(C)可以指在分離區(qū)域(A，B)的兩個分離的織物層中的點、線或面，在分離區(qū)域(A，B)中，上層的經(jīng)線和下層的緯線形成單一織物，下層的經(jīng)線和上層的緯線形成單一的織物，或下層的緯線和上層的經(jīng)線形成單一織物，以使該兩層織物層在連接區(qū)域形成單一層。這種具有連接的結構稱為連接結構。當該連接結構作為點形成時，連接結構稱為連接點；當該連接結構作為線形成時，連接結構稱為連接線；當該連接結構作為面形成時，連接結構稱為連接面。連接點、連接線和連接面共同成為連接區(qū)域?？椩禳c指的是經(jīng)線和緯線彼此交叉的區(qū)域，因此可形成織物。
具有分離成上層和下層的結構以及連接結構的織物可以分成分離結構(圖2和圖4的A、B)和連接結構(圖2和圖4的C)。而且，它可以分成下列三個區(qū)域被分離結構包圍的區(qū)域(圖4的B)或充氣區(qū)域；連接區(qū)域(圖2和圖4的C)；以及被連接結構包圍區(qū)域之外的區(qū)域(圖4的A)，該區(qū)域與充氣不相關。
在圖2中，位于連接點左側的左邊分離區(qū)域(A)和位于連接點右側的右邊分離區(qū)域(B)是彼此成鏡像的，這正如圖3和圖4所示的那樣。
換句話說，所述左邊分離區(qū)域(A)是在圖3(a)所示的完全重復的圖案，而所述右邊分離區(qū)域(B)是圖3(a)的鏡像圖像以及在圖3(b)所示的完全重復的圖案。它們在接觸點(C)上彼此交叉。
在本發(fā)明中，分離區(qū)域(A，B)可以重復兩次或更多次以確保有多個連接點。假如這樣的話，在充氣過程中產生的力并不是集中在第一連接點，而是也可轉移到第二或更多個連接點上，以使連接線變得更堅固，并可以防止空氣泄漏。
而且，優(yōu)選本發(fā)明的可充氣兩層織物涂敷有合成樹脂，以減少空氣泄漏。對于所述合成樹脂，在織物涂層中所使用的任何合成樹脂都可以使用。鑒于氣密性和強度考慮，優(yōu)選地，聚硅氧烷涂層是合適的。
聚硅氧烷樹脂涂層有效地進行以填滿兩層織物的小空隙中，它可以在織物的任一側或兩側實施。對于涂敷方法，優(yōu)選多步驟涂敷。如果底涂敷和面涂敷通過多步驟涂敷實施，則由于涂敷量降低，因而氣密性可以改善，而且織物變得更有彈性。
優(yōu)選合成樹脂以40～150g/m2進行涂敷。如果涂敷量小于40g/m2，則大量空氣從氣囊中泄漏出來，因此充氣狀態(tài)不能保持5秒以上。另外，如果涂敷量超過150g/m2，則氣囊變得太厚，并且在充氣過程中氣囊可以接觸其它結構。
在本發(fā)明的兩層織物中，分離層具有由平紋紡織形成的雙重結構(圖1)，而連接結構通過形成以連接區(qū)域為中心的鏡像而獲得。
優(yōu)選可以形成兩個或更多個連接點以減少空氣的泄漏。
為了確保兩層織物的氣密性，通過提供對于高壓空氣等的抗拉力而使織物伸展最小是非常重要的。因此，在兩層開始彼此分離或開始連接的部分上的結構是非常重要的因素。
在本發(fā)明的兩層織物中，這個問題通過使用平紋紡織解決，該平紋紡織對于在織物層中的外來拉力具有高的抵抗力。優(yōu)選使用覆蓋因子(coverfactor)大于1900的高密度織物以提供良好的氣密性，所述覆蓋因子由下列等式1定義。如果該覆蓋因子小于1900，則在充氣過程中，空氣趨于泄漏出來。
等式1覆蓋因子(CF)＝經(jīng)線密度(/英寸)×SQRT(經(jīng)線旦尼爾)+緯線密度(/英寸)×SQRT(緯線旦尼爾)本發(fā)明的兩層織物在連接區(qū)域每單位長度的空氣泄漏為低于0.8L/min/cm(使用Antares′Leak Tester 900Se在2.5kPa時測定)。如果連接區(qū)域每單位長度的空氣泄漏超過0.8L/min/cm，則由該織物制成的汽車氣囊不能有效保護乘客。
此外，本發(fā)明兩層織物的每個織物層具有小于0.5mm的厚度以及小于3.5kgf的剛度值，所述厚度由ASTM D 1777方法測定的，而所述剛度值由ASTM D 4032環(huán)形帶方法(circular band method)測定。如果每個織物層的厚度超過0.5mm，則不易于在車輛內安裝汽車氣囊。而且，如果剛度值超過3.5kgf，則汽車氣囊通常不能因氣體壓力而充氣。
對于起著側幕氣囊功能的氣囊，當對其施用50kPa的初始壓力時，5秒后其內部壓力應該為至少6kPa。當側幕氣囊在高溫和高壓下充氣時，由ASTM D 5822方法測定的連接區(qū)域(圖2的C)的縫合強度應該至少為80kg/in以防止氣囊撕裂。此外，為了在充氣過程中使在連接區(qū)域的氣體泄漏最小化并防止織物受熱熔化，斷裂模量不應該超過60％。尤其地，因為側幕氣囊與通常的氣囊相比需要相對更高的涂敷量，因此即使由于織物被汽車的振動磨損后，側幕氣囊也能夠長時間保持它的強度。為滿足這些條件，本發(fā)明可充氣兩層織物需要具有如下性質當施用具有50kPa初始壓力的氣體5秒后，它具有至少6kPa內壓；它在連接區(qū)域上具有至少80kg/in的縫合強度；小于60％的斷裂模量；以及具有至少80％的強度維持比例，該比例是通過ASTM D 4157方法測定的。如果該強度維持比例小于80％，則在充氣過程中氣囊可以被撕裂。
本發(fā)明還提供用于車輛的側幕氣囊，它包括可充氣兩層織物。當車輛翻滾時，本發(fā)明的側幕氣囊保持至少5秒的充氣。
如上所述，本發(fā)明的可充氣兩層織物可使充氣過程中的空氣泄漏最小，因此該織物對于汽車氣囊、救生衣和其它吸收震動產品是有用的。此外，因為本發(fā)明兩層織物不需要縫合，因此生產工藝可以簡化，因而生產成本可以減少。
下面，通過實施例更詳細地描述本發(fā)明。然而，下列實施例只是為了理解本發(fā)明，而不是對于本發(fā)明范圍的限制。
實施例本發(fā)明兩層織物的物理性質進行如下測定。
a)在連接區(qū)域每單位長度的空氣泄漏(L/min/cm)使用裝備有空氣壓力調節(jié)器、氣流計和壓力計的測定裝置對空氣泄漏進行測定。向切割兩層織物的分離區(qū)域注入2.5kPa的空氣壓力，以使兩層織物完全充氣。然后，測定該兩層織物的單位時間(1分鐘)泄漏空氣的量(單位L)，然后將該泄漏空氣量除以總連接長度(單位cm)以獲得連接區(qū)域每單位長度的空氣泄漏，所述總連接長度由游標卡尺、卷尺或直尺測定。
b)覆蓋因子由下列等式1計算。
等式1覆蓋因子(CF)＝經(jīng)線密度(/英寸)×SQRT(經(jīng)線旦尼爾)+緯線密度(/英寸)×SQRT(緯線旦尼爾)c)剛度由ASTM D 4032環(huán)形帶方法測定d)單個織物層的厚度由ASTM D 1777方法測定。
e)縫合強度ASTM D 5822方法測定。
f)強度維持比例ASTM D 4157方法測定。
實施例1使用426-旦尼爾的聚酰胺復絲作為經(jīng)線和緯線，用提花織物織機制備平紋紡織兩層織物(圖2)，其中在連接點(C)左側的分離區(qū)域(A)具有圖3(a)的結構；在連接點(C)的右側分離區(qū)域(B)是左側分離區(qū)域(A)的鏡像并且具有圖3(b)的結構；左側分離區(qū)域(A)和右側分離區(qū)域(B)在連接點(C)上彼此交叉。經(jīng)線密度和緯線密度為52/英寸，而覆蓋因子為2131。然后，聚硅氧烷橡膠通過兩步涂敷法涂敷在兩層織物的兩側(涂敷量100g/cm2)。切割織物，測定連接區(qū)域上每單位長度的空氣泄漏，單個織物層的厚度和剛度值。連接區(qū)域上每單位長度的空氣泄漏為0.6L/min/cm，剛度值為2.5kgf，單個織物層的厚度為0.4mm。
實施例2使用315-旦尼爾的聚酰胺復絲作為經(jīng)線和緯線，用提花織物織機制備平紋紡織兩層織物(圖2)，其中在連接點(C)左側的分離區(qū)域(A)具有圖3(a)的結構；在連接點(C)的右側分離區(qū)域(B)是左側分離區(qū)域(A)的鏡像并且具有圖3(b)的結構；左側分離區(qū)域(A)和右側分離區(qū)域(B)在連接點(C)上彼此交叉。經(jīng)線密度和緯線密度為60/英寸，而覆蓋因子為2129。連接線在整個織物上通過平紋紡織結構圍住。在所圍住的連接線外部，除充氣圖案外，形成平面結構。該平面結構并不必須是連接結構。
然后，通過底涂敷和面涂敷的兩步涂敷法，將聚硅氧烷橡膠涂敷在兩層織物的兩側(涂敷量100g/cm2)，以停止空氣從連接點或織點中泄漏出來。切割織物，測定連接區(qū)域上每單位長度的空氣泄漏，單個織物層的厚度和剛度值。該連接區(qū)域上每單位長度的空氣泄漏為0.7L/min/cm，剛度值為1.9kgf，單個織物層的厚度為0.39mm。
實施例3除聚硅氧烷橡膠涂敷量改變?yōu)?0g/m2之外，以與實施例2相同的方式制備兩層織物。
通過ASTM D 1777方法測定的兩層織物的單層厚度為0.39mm。由ASTM D 4032環(huán)形帶方法測定的剛度值為1.9kgf。對含有該織物的氣囊施加50kPa的初始壓力，5秒后測定氣囊的內壓為12.5kPa。通過ASTM D5822方法測定的連接區(qū)域(圖2的C)的縫合強度為119kg/in，而斷裂模量為43％。而且，根據(jù)ASTM D 4157方法，通過涂敷織物磨損測試測定的強度維持比例為90％。因此，該側幕氣囊具有良好的安裝性質和可充氣性。
實施例4除420-旦尼爾的尼龍用作經(jīng)線和緯線外，以與實施例1相同的方式制備兩層織物。
通過ASTM D 1777方法測定的兩層織物的單層厚度為0.4mm。由ASTM D 4032環(huán)形帶方法測定的剛度值為2.5kgf。對含有該織物的氣囊施加50kPa的初始壓力，5秒后測定氣囊的內壓為9.5kPa。通過ASTM D5822方法測定的連接區(qū)域(圖2的C)的縫合強度為123kg/in，而斷裂模量為49％。而且，根據(jù)ASTM D 4157方法，通過涂敷織物磨損測試測定的強度維持比例為93％。因此，該側幕氣囊具有良好的安裝性質和可充氣性。氣囊的內壓通過圖5所示的方法測定。
如圖5所示，空氣注入到氣囊中，內壓升高。當壓力達到最大時，氣體注入停止，5.0秒后測定該氣囊的內壓。使用電子空氣注入控制器以使操作誤差最小化。
比較實施例1使用426-旦尼爾的聚酰胺復絲作為經(jīng)線和緯線，用提花織物織機制備一種兩層織物，其連接區(qū)域由2/2席紋紡織形成，而其分離區(qū)域由平紋紡織形成。經(jīng)線密度和緯線密度為53/英寸。然后，通過兩步涂敷法，將聚硅氧烷橡膠涂敷在兩層織物的兩側(涂敷量100g/cm2)。切割織物，測定連接區(qū)域上每單位長度的空氣泄漏，單個織物層的厚度和剛度值。該連接區(qū)域上每單位長度的空氣泄漏為0.9L/min/cm，剛度值為3.6kgf，單個織物層的厚度為0.52mm。
比較實施例2
除了將經(jīng)線密度和緯線密度改變?yōu)?6/英寸，單個織物的覆蓋因子為1880之外，以與實施例4相同的方式制備兩層織物。
該制備的織物以與實施例1相同的方式涂敷。通過ASTM D 1777方法測定的單層織物厚度以及由ASTM D 4032環(huán)形帶方法測定的剛度值都是滿意的，它們分別為0.38mm和1.9kgf。對含有該織物的氣囊施加50kPa的初始壓力，5秒后測定氣囊的內壓為5.8kPa。通過ASTM D 5822方法測定的連接區(qū)域(圖2的C)的縫合強度為109kg/in，而斷裂模量為47％。而且，根據(jù)ASTM D 4157方法，通過涂敷織物磨損測試測定的強度維持比例為90％，因而具有良好的安裝性質。然而，該內壓太低，意味著大量空氣從氣囊中泄漏出來。
比較實施例3通過一步法對以與實施例1相同的方式制備的兩層織物進行涂敷(涂敷量200g/m2)。在2.5kPa測定的每單位長度的氣體泄漏量為0.6L/min/cm。因此，含有該織物的氣囊具有優(yōu)異的氣密性。然而，因為通過ASTM D 1777方法測定的織物厚度為0.52mm，以及通過ASTM D 4032環(huán)形帶方法測定的剛度值為3.6kgf，因此從用于側幕氣囊的安裝性質和可充氣性考慮，這種織物是不能勝任的。
本發(fā)明的可充氣兩層織物不需要縫合，因此可以簡化生產工藝，從而減少生產成本。而且，因為連接區(qū)域是剛性的，因此可以使空氣泄漏最小化。此外，本發(fā)明織物具有優(yōu)異的編織性質，而且對于合成樹脂涂層而言具有良好的表面平滑性。因此，本發(fā)明織物可以用于汽車氣囊，救生衣和其它吸收震動的產品。
雖然本發(fā)明參考優(yōu)選實施方案進行了詳細的描述，但是本領域技術普通人員將意識到在不背離所附權利要求提出的本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以進行各種變化和代替。
權利要求
1.一種可充氣兩層織物，它包括用織機同時織成的兩個分離的織物層以及連接所述兩個織物層的連接區(qū)域，其中所述連接區(qū)域的每單位長度的空氣泄漏(在2.5kPa測定)為小于0.8L/min/cm。
2.如權利要求1所述的可充氣兩層織物，它包括由兩個分離織物層構成的分離區(qū)域(A，B)以及將所述兩個分離織物層連接在一起的連接點(C)，其中所述分離區(qū)域(A，B)的左邊分離區(qū)域(A)和右邊分離區(qū)域(B)分別位于所述連接點的左側和右側，并且彼此成為鏡像，所述連接區(qū)域由平紋紡織形成，而該平紋紡織是通過重復編織左側分離區(qū)域(A)和右側分離區(qū)域(B)而形成的。
3.如權利要求1所述的可充氣兩層織物，它具有等于或小于3.5kgf的剛性值。
4.如權利要求1所述的可充氣兩層織物，其中每個單一織物層都包括厚度等于或小于0.5mm的所述兩層織物。
5.如權利要求1所述的可充氣兩層織物，其中包括所述兩層織物的每個單一織物層都具有等于或大于1900的覆蓋因子，所述覆蓋因子由下面等式1定義等式1覆蓋因子(CF)＝經(jīng)線密度(/英寸)×SQRT(經(jīng)線旦尼爾)+緯線密度(/英寸)×SQRT(緯線旦尼爾)。
6.如權利要求1所述的可充氣兩層織物，它在施用50kPa的初始壓力5秒后具有等于或大于6kPa的內壓，它具有等于或大于80kg/in的連接區(qū)域處的縫合強度、小于60％的斷裂模量、以及等于或大于80％的磨損強度維持比例。
7.如權利要求2所述的可充氣兩層織物，其中所述連接點重復兩次或更多次。
8.如權利要求1所述的可充氣兩層織物，它涂敷有合成樹脂。
9.如權利要求8所述的可充氣兩層織物，其中在所述兩層織物的一側上的涂敷量范圍為40～150g/m2。
10.一種包括如權利要求1～9中任一項所述的可充氣兩層織物的汽車氣囊。
11.如權利要求10所述的汽車氣囊，它是用于車輛的側幕氣囊。
全文摘要
本發(fā)明涉及可充氣兩層織物，并提供包括兩個分離織物層以及連接所述兩個織物層的連接區(qū)域的可充氣兩層織物，所述兩個分離織物層是使用織機同時編織成的。因為本發(fā)明的可充氣織物不需要縫合，因此它可以顯著降低生產成本。尤其是因為所有的織物層由平紋紡織形成，因此使用提花織物織機可以生產具有不同形狀的氣囊。此外，因為該織物具有優(yōu)異的編織性質和平滑性，因此它可以用于側幕氣囊和其它吸收震動的產品。
文檔編號D03D1/02GK1735721SQ200380108383
公開日2006年2月15日 申請日期2003年11月6日 優(yōu)先權日2002年11月6日
發(fā)明者金光五, 樸樣洙, 李相牧 申請人:可隆株式會社