CN102458933A - 用于将气体引入气囊的管型织物部件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种当气囊工作时用于将气体发生器的气体注入气囊气垫的织物部件。具体而言，本发明涉及一种用于注入气体的管型织物部件，包括其上形成有一个或多个排气口的管型织物层，其中所述织物层由选自双层织物组织、方平组织、共织造织物组织、部分共织造织物组织及其混合组织中的组织形成，并且所述织物层的单位面积重量是10g/mm2或小于10g/mm2。本发明还涉及一种制备上述管型织物部件的方法，以及包括该管型织物部件的气囊系统。

Description

用于将气体引入气囊的管型织物部件及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于将气体引入气囊的管型织物部件，该管型织物部件安装在气囊模块中，有助于当气囊工作时气体发生器的气体在气垫中均匀地扩散，从而可以改善该气囊的性能和安全性。本发明还涉及一种制备上述管型织物部件的方法以及包括上述管型织物部件的气囊系统。
背景技术
一般而言，气囊是一种用于保护驾驶员和乘客的装置，其工作机制如下：当行驶中的汽车以大约40km/h以上的速率正面或侧面碰撞时，在冲击检测传感器检测到碰撞冲击后通过使火药爆炸而向气囊供给气体，从而使气囊膨胀。
最近，随着对汽车的功能性和方便性以及乘员安全性的关注的增加，目前的趋势是在交通事故中能够保护乘员的安全装置的重要性在增大。在所述安全装置中，气囊系统特别与安全带一起使用，用于当汽车正面或侧面碰撞时防止乘员受伤。此外，在气囊系统中，特别是与汽车的侧面碰撞有关的气囊系统通常单独用作用于保护乘员头部的帘式气囊和用于保护乘员侧面的侧面气囊。此处，所述帘式气囊通常具有沿汽车的内上侧安装且当汽车碰撞时象窗帘一样展开的结构；而侧面气囊安装在门中或座位的侧面，防止由于直接碰撞车身(包括门)而造成的乘员侧面受伤。
同时，图1是显示常规帘式气囊的结构的示意图。如图中所示，帘式气囊包括：气垫10，该气垫10分布在沿着车顶纵梁1内侧的一定区域内；车身紧固部件，例如用于将气垫固定到车顶纵梁1上的气垫固定件11；气体注入部件20(进气管或扩散器)，其具有排气口且安装在气垫10中；和气体发生器单元30，其与气体注入部件20的一端相连接。该气体注入部件20具有管子或导管的形状，且沿着其外表面的一侧形成有以有规律的间隔排列的多个排气口(开口)21。该气垫10与排气口21相通，且将一定区域的气体注入部件20的周围密封。气体发生器单元30与气体注入部件20的一端相通，其连接部分通过包裹在气垫10中和利用卡箍31卡紧而被牢固地密封上。另外，气体发生器单元30与用于检测汽车碰撞的传感器电连接。同时，系绳40与气垫的一端相连接，该系绳40由前立柱支撑，当气垫10展开时系绳40引导气垫10沿上下或左右方向广泛展开。根据这些，当传感器检测到汽车侧面碰撞的信号时，由气体发生器单元30产生的工作气体排出到气体注入部件20中，该被排出的气体通过气体注入部件20的排气口21注入到气垫10中，并使气垫10膨胀至一定区域。
如上所述，在汽车中使用的气囊气垫被制成一定的形状，并且为使体积最小化以折叠的形式安装在汽车的方向盘中、侧玻璃窗处或侧立柱中，且当汽车碰撞时，通过从气体发生器向气垫供给气体而使气囊气垫膨胀，用于保护驾驶员和乘客。
因此，为了有效地改善气囊气垫的折叠性和封装性、有效地保持上述性能和有效地显示气囊的优异的展开性，需要开发一种具有优异的机械性能、气密效果和折叠性的用于注入气体的部件的研究，即，使得气体发生器的气体被有效地递送给气囊气垫。
发明内容
本发明的一个方面是提供一种管型织物部件，该管型织物部件用于将气体引入具有优异的机械性能和气密效果的气囊，用于有效地改善和保持气囊气垫的折叠性和封装性，并且当气囊工作时通过使气体发生器的气体均匀地扩散到气垫中而显示气囊的优异的展开性。
本发明的另一方面是提供一种制备用于将气体引入气囊的管型织物部件的方法。
本发明的又一方面是提供一种气囊系统，该气囊系统包括上述用于将气体引入气囊的管型织物部件。
本发明提供一种用于将气体引入气囊的管型织物部件，包括管型织物层，在该管型织物层上形成有一个或多个排气口，其中所述织物层由选自双层织物组织、方平组织、共织造织物组织(co-woven fabric weave)、部分共织造织物组织及其混合组织中的组织形成，并且所述织物层的单位面积重量是10g/mm2或小于10g/mm2。
本发明还提供一种制备上述用于将气体引入气囊的管型织物部件的方法，包括以下步骤：将织物层织造成选自双层织物组织、方平组织、共织造织物组织、部分共织造织物组织及其混合组织中的组织；和对上述织物层进行裁剪和缝制-结合以形成在其上形成有一个或多个排气口的管形。
本发明还提供一种气囊系统，该气囊系统包括上述用于将气体引入气囊的管型织物部件。
附图说明
图1是显示根据本发明一个实施方案的帘式气囊系统的示意图。
图2是显示根据本发明一个实施方案的用于将气体引入气囊的管型织物部件的示意图。
具体实施方式
下文，更详细地说明根据本发明实施方案的用于将气体引入气囊的管型织物部件、制备该管型织物部件的方法和包括该管型织物部件的气囊系统。然而，这些仅是作为本发明的具体实施例提供的，对于相关领域的技术人员而言显然，可以在本发明的技术思想的范围内进行多种改变和改造，并且这些改变和改造也涵盖在所附的专利权利要求中是合理的。
此外，如果在本说明书中不特别提及，则“包括”或“包含”是指包括任何部件(或成分)而没有特别限制，并且不能解释为排除其它部件(或成分)加入的含义。
在本发明中，“所述用于将气体引入气囊的管型织物部件”是指由织物制成的装置，当气囊工作时，该装置有效地用于将气体发生器的气体递送到气囊气垫中并使该气垫膨胀。这种装置与气囊模块的气体发生器单元相连接并且安装在气囊气垫中，且具有带有一个或多个排气口的管子或导管的形状，以将气体注入到气囊气垫中。
特别地，因为用于注入气体的部件需要将来自气体发生器的高压高温气体注入到气囊气垫中，所以该部件必须在机械性能(例如耐热性和拉伸强度)方面优异，并且除了排气口之外的织物层必须具有气密效果，即气密性，以使气囊气垫被有效地均匀膨胀。
因此，现有的气囊气垫已采用使用圆形织机织造软管型织物并用橡胶管覆盖内部制得的产品，作为用于将气体发生器的气体递送给气垫的装置。然而，在用附加的橡胶管覆盖的情况下，存在以下缺点：当该产品安装在汽车内时，封装性显著下降，包括该产品的气囊气垫的折叠性不好，且总的汽车重量可能增加。
根据本发明人的实验，表明由于用于将气体引入气囊的管型织物部件是通过将织物层织造成具有一定特征的组织，并将该织物层的单位面积重量归入一定范围内而制备的，所以该管型织物部件显示出更加改善的折叠性、机械性能和气密性，并且当包括该管型织物部件的气囊被安装在汽车中时不仅可以保证更好的封装性，而且当该气囊工作时可以保证优异的展开性和改善的稳定性。
特别地，因为用于将气体引入气囊的管型织物部件可以保证足以经受住气体发生器的高压高温气体的优异的机械性能和气密效果，而无需插入或覆盖附加的橡胶管，所以该管型织物部件可以向包括该部件的气囊赋予良好的折叠性，并且当该部件安装在汽车内时，可以实现良好的封装性和总气囊系统的重量减轻。
根据本发明的一个实施方案，提供了一种具有一定性能的用于将气体引入气囊的管型织物部件。该用于将气体引入气囊的管型织物部件包括管型织物层，在该管型织物层上形成有一个或多个排气口，其中所述织物层由选自双层织物组织、方平组织、共织造织物组织、部分共织造织物组织及其混合组织中的组织形成，并且所述织物层的单位面积重量可以是10g/mm2或小于10g/mm2。
上述用于将气体引入气囊的管型织物部件的特征在于，通过采用具有改善机械性能(例如拉伸强度和抗撕强度)的基体组织，例如，被织成双层织物组织、方平组织、共织造织物组织、部分共织造织物组织及其混合组织的织物层，即使没有覆盖附加的橡胶管，该管型织物部件在高压高温条件下也可以经受得住而没有损坏(例如胀破)。
在本发明中，“双层织物组织”是指一种具有两层分离的平纹组织层的组织结构，该组织结构是通过用于织物的组织设计和织造工艺形成的。另外，“方平组织”是指一种其中相同数目的经纱和纬纱彼此相交的组织结构，例如，它们可以有1x1组织、2x2组织和3x3组织等。此外，“共织造织物组织”是指一种组织结构，其中在具有两层分离的平纹组织层(例如双层织物组织)的织物层中的上组织层和下组织层的每一经纱或纬纱形成交织点(weaving point)，从而两层织物层形成一层，即，它是指形成这种结合的组织结构。例如，在共织造织物组织中可以包括单一的组织。此外，“部分共织造织物组织”是指一种组织机构，其中双层织物组织和共织造织物组织部分地结合，并且在结合两层分离的织物层中形成不连续的结合部分。
具体而言，本发明的用于将气体引入气囊的管型织物部件包括织物层，该织物层织造成选自双层织物组织、方平组织、共织造织物组织、部分共织造织物组织及其混合组织中的组织，并且该织物层优选织造成双层织物组织和共织造织物组织或部分共织造织物组织的混合组织。必要时，所述用于将气体引入气囊的管型织物部件可以部分采用具有不同组织结构的组织层的混合组织，并且该管型织物部件可以采用单一织物层或一个多重织物层。
此外，如上所述，由于用于将气体引入气囊的管型织物部件可以通过使织物的组织结构最优化成一定范围内来制备，而无需附加的橡胶管插入或覆盖，所以该管型织物部件可以根据制备织物的常规方法，例如根据织造、织物整理(finishing)、裁剪和缝制-结合工艺，而容易地制得，无需使用特殊设备(例如圆形织机)以织造软管型织物。特别地，使用用于制备软管型织物的现有圆形织机等的情况，在对与各种规格的气囊气垫相应的设计的微小变化的响应方面存在困难，但是，本发明的管型织物部件对设计的微小变化能够更加容易地响应，这是因为该部件是以织物的形状织造和织物整理，并且能够容易地裁剪和缝制成所需形状。
本发明的用于将气体引入气囊的管型织物部件可以被制成不同的形状，例如直线型、Y型和H型等。根据气体发生器的位置，本发明的用于将气体引入气囊的管型织物部件可以被制成不同的形状。具体地，在当所述管型织物部件暴露于高压高温气体时使与气体发生器紧密接触的织物部件的初始展开部分胀破的风险最小化，以及更有效地向气囊气垫供给气体发生器的气体方面，所述管型织物部件可以制成不同的形状。例如，直线型管型织物可以有效地用于现有的A立柱型或C立柱型气体发生器，且Y型或H型织物可以更有效地与B立柱型气体发生器一起使用。此外，所述用于将气体引入气囊的管型织物部件可以制成一端和另一端开口的管型，或一端开口而另一端封闭的管型。此时，在一端开口而另一端封闭的管型的情况下，当气囊工作时，气体发生器的气体可以更有效地扩散进气垫中，并且可以表现出优异的气囊展开性。
此外，在所述用于将气体引入气囊的管型织物部件中，所述织物层的单位面积重量可以是10.0g/mm2或小于10.0g/mm2或者0.5～10.0g/mm2，优选9.0g/mm2或小于9.0g/mm2或者1.0～9.0g/mm2，且更优选7.5g/mm2或小于7.5g/mm2或者1.5～7.5g/mm2。在以最优化的织物组织结构改善气囊的性能和安全性，同时在气囊气垫的储存空间中实现优异的封装性和折叠性方面，所述织物层的单位面积重量可以是10.0g/mm2或小于10.0g/mm2。
所述用于将气体引入气囊的管型织物部件的织物层可以由通常已知用于气囊气垫的任何合成纤维制成，且具体地，所述织物层可以使用选自尼龙类纤维、聚酯类纤维和聚烯烃类纤维中的一种或多种合成纤维制成。在上述合成纤维中，在对抗高压高温气体的耐热性和机械性能方面，更优选所述织物使用尼龙类纤维来制备。
可以使用细度为210～1050旦尼尔、优选240～840旦尼尔、更优选315～630旦尼尔的合成纤维，并且在织物的强度方面优选使用细度为210旦尼尔或大于210旦尼尔的合成纤维，而在织物的厚度方面还优选使用细度为1050旦尼尔或小于1050旦尼尔的合成纤维。旦尼尔是表示纤维细度的单位，当长度为9000m的纤维的重量是1g时，表示为1旦尼尔。另外，所述合成纤维可以具有50～500根数量的丝，7.0g/d或大于7.0g/d或者7.0～11.0g/d的拉伸强度，和3％或小于3％的热收缩率。
此外，所述合成纤维可以以经纱和纬纱的织造密度(即经纱织造密度和纬纱织造密度)分别为38根纱线/英寸或大于38根纱线/英寸或者38～60根纱线/英寸，且优选为41根纱线/英寸或大于41根纱线/英寸或者41～57根纱线/英寸来织造。在当气囊工作时对气体发生器的气体实现优异的气密效果方面，所述合成纤维可以以38根纱线/英寸或大于38根纱线/英寸的高织造密度来织造。
在本发明的用于将气体引入气囊的管型织物部件中，当该管型织物部件用于气囊气垫中时在同时保证优异的机械性能、气密性和折叠性方面，特别可以使用通过采用细度为315～630旦尼尔的合成纤维以38根纱线/英寸或大于38根纱线/英寸的经纱和纬纱的织造密度织造的织物层。
如上所公开的，本发明的用于将气体引入气囊的管型织物部件可以由机械性能(例如拉伸强度和抗撕强度)得到改善的基体组织构成，例如，织成双层织物组织的单一织物层。此时，该单一织物层是指包括或不包括涂布树脂层的织物层，而没有覆盖有附加的橡胶管。当使用该单一织物层时，在包括该单一织物层的气囊气垫的折叠性和封装性方面，可能给予更好的性能。
所述用于将气体引入气囊的管型织物部件还可以包括在所述织物层的表面(即，一面或两面)上涂布的树脂层，以改善对抗高压高温气体的耐热性和机械性能，且稍稍多些降低透气性。上述涂布树脂层可以包括有机硅树脂、聚氨酯树脂或其混合物。
所述树脂层的每单位面积涂布量可以是20～300g/m2，且优选20～200g/m2。具体地，当所述织物层被织成双层织物组织或部分共织造织物组织时，优选该涂布量为30g/m2～200g/m2；当所述织物层被织成方平组织或共织造织物组织时，还优选该涂布量是20g/m2～180g/m2。
在本发明的用于将气体引入气囊的管型织物部件中，所述织物层的厚度可以是0.2～1.7mm，优选0.25～1.5mm，且更优选0.3～1.2mm。在保持对抗高压高温气体的耐热性和机械性能方面，所述织物层的厚度可以是0.2mm或大于0.2mm；在织物的折叠性方面，所述织物层的厚度可以是1.7mm或小于1.7mm。
在本发明的用于将气体引入气囊的管型织物部件中，所述管的直径可以是15～250mm，优选18～200mm，且更优选20～180mm。在保持织物的强度以对抗高压高温气体方面，优选所述管的直径是15mm或大于15mm；在保持用于气体注入的有效压力方面，还优选所述管的直径是250mm或小于250mm。
在本发明更优选的实施方案中，如图2所示，多个排气口21沿着所述用于将气体引入气囊的管型织物部件20的长度方向依次形成。
所述排气口是用于将气体发生器处产生的气体从管型织物部件注入气囊气垫中的直接手段，且在管型织物层保持用于向气囊气垫均匀且有效地递送气体发生器气体的最佳压力范围方面，可以来调整排气口的数量和尺寸。具体而言，根据如上所述的各种类型的管型织物层，所述排气口可以在管型织物的一个开口端和另一开口端之间形成，或者在该织物的一个开口端和封闭的另一端之间形成。
然而，在常规的帘式气囊的情况下，所述排气口可以以1～20ea/m、优选3～18ea/m、且更优选5～15ea/m的单位长度数量形成。所述织物层的排气口的数量可以根据该排气口的尺寸而不同，但是，在保持织物的耐热性和机械性能方面和在气体注入方面，所述数量可以是1ea/m或大于1ea/m；在保持有效压力方面，所述数量可以是20ea/m或小于20ea/m。
在将气体均匀地注入气囊气垫方面，随着距与气体发生器单元连接的部分的距离的增大，更优选形成更多和更大的排气口。
此外，在所述排气口周围可以形成增强部分(reinforcing part)，以防止当气体注入时排气口的周边被损坏。此时，所述增强部分可以通过在排气口的周边涂布粘合剂、在形成排气口时用激光束切去软管壁或在排气口周围接触直接的加热装置来形成。
如上所述，通过将所述织物层织成双层织物组织、方平组织、共织造织物组织、部分共织造织物组织及其混合组织，本发明的用于将气体引入气囊的管型织物部件能够具有优异的拉伸强度和抗撕强度，并且当该织物层形成为管型时，该管型织物部件可以包括能经受高压高温气体的高强度缝合接合部分。
如上所述，在本发明的用于将气体引入气囊的管型织物部件中，所述织物层可以包括用于形成管形的缝合接合部分，且必要时，可以将该缝合接合应用到织物层的一端或另一端，以形成封闭的管型。此时，可以对所述接合部分另外应用使用粘合剂以及利用电和热的熔融粘结等的其它粘结方法。
根据美国试验与材料学会(American Society for Testing and Materials(ASTM))D 5822方法测量的接合部分的接缝强度可以是1500N或大于1500N或者1500～3000N，且优选1800N或大于1800N或者1800～2500N。此时，在抵抗从气体发生器产生的高压高温气体的膨胀力的爆炸防护方面，优选所述接合部分的接缝强度是1500N或大于1500N；在保护织物层免受损坏方面，还优选所述接缝强度是3000N或小于3000N。
所述接合部分可以使用包括选自尼龙类纤维、聚酯类纤维和芳香族聚酰胺类纤维中的至少一种的缝纫纤维，且在耐热性和收缩率方面，更优选使用例如尼龙66、尼龙46和凯夫拉((Kevlar)芳族聚酰胺类纤维)等的缝纫纤维，并且最优选，可以使用尼龙66。
所述缝纫纤维的细度可以是420～1890旦尼尔，且优选840～1260旦尼尔，在强度方面优选缝纫纤维的细度是420旦尼尔或大于420旦尼尔，且在回弹性(弹性)方面优选该细度是1890旦尼尔或小于1890旦尼尔。
所述缝合部分可以缝合成使得针步数是30～55ea/100mm，且优选35～40ea/100mm。此时，当缝合部分的针步数小于30ea/100mm时，存在如下问题，即，该缝合部分的强度太弱，且在装配气囊时车身紧固部件的缝合部分可能胀破；而当该针步数大于50ea/100mm时，缝合效率降低，并且可能存在缝合缺陷的问题。
如上所述通过对织物组织进行最优化而保证所述织物层本身的优异的机械性能，并且另外通过使所述缝合接合部分保持高强度，本发明可以提供用于将气体注入气囊的管型织物部件，该部件可以有效地将气体发生器产生的高压高温气体注入气囊，并且具有优异的折叠性、挠性和封装性。
在本发明的用于将气体注入气囊的管型织物部件中，根据ASTM D 5034法测量的织物层的拉伸强度可以是2000N/5cm或大于2000N/5cm或者2000～9000N/5cm，且优选3500N/5cm或大于3500N/5cm或者3500～6000N/5cm。在抵抗从气体发生器产生的高压高温气体的膨胀力的爆炸防护方面，所述拉伸强度可以是2000N/5cm或大于2000N/5cm，而在考虑所述织物层的折叠性方面，所述拉伸强度可以是9000N/5cm或小于9000N/5cm。
此外，因为当气囊工作时高压高温气体被快速注入织物层中，所以该织物层要求优异水平的抗撕强度，并且当表示织物层的胀破强度的抗撕强度根据德国工业标准(Deutsche Industrienorm(DIN))53356法来测量时，该抗撕强度可以是90N或大于90N或者90～700N，优选100N或大于100N或者100～480N，且更优选120N或大于120N或者120～400N。此处，当该值小于90N时，当气囊工作时所述织物层可能胀破，而这在气囊起作用过程中可能引起巨大的危险。
根据ASTM D 4032法在室温下测量的织物层的硬挺度可以是0.5～15.0kgf，且优选1.0～10.0kgf。具体而言，当细度是630旦尼尔或大于630旦尼尔时，所述硬挺度可以是15.0kgf或小于15.0kgf；而当细度小于420旦尼尔时，所述硬挺度可以是10.0kgf或小于10.0kgf。
为了将本发明的用于将气体注入气囊的管型织物部件安装到气囊系统中，优选保持所述的硬挺度范围，并且当硬挺度过低时，例如小于0.5kgf，当气囊工作时所述管型织物部件可能不能执行足够的支撑和保护功能以抵抗高压高温气体，以及当所述管型织物部件被安装在汽车内时，形状保持性降低且封装性可能变差。此外，为了防止织物变得过于硬挺而难以折叠和封装性下降，并且为了防止织物部件变色，优选硬挺度是15.0kgf或小于15.0kgf，具体而言，当细度小于420旦尼尔时优选硬挺度是10.0kgf或小于10.0kgf，而当细度是630旦尼尔或大于630旦尼尔时硬挺度是15.0kgf或小于15.0kgf。
根据ASTM D 737法在室温下测量的所述织物层的透气性可以是10.0l/dm2/min或小于10.0l/dm2/min或者0～10.0l/dm2/min。特别地，通过在织物层上涂布树脂层，可以使该织物层的透气性显著下降，并且可以得到几乎0l/dm2/min的透气性。但是，当不涂布树脂层时，根据ASTM D 737法在室温下测量的本发明的未涂层织物层的透气性可以是0.5～10.0l/dm2/min，并且优选0.5～1.5l/dm2/min。此时，当透气性超过10.0l/dm2/min时，具体是超过3.5l/dm2/min时，在保持织物层的气密性方面这可能是不优选的。
此外，根据ASTM D 1776法测量的所述织物层在经纱方向和纬纱方向上的收缩率分别为2％或小于2％，优选1.5％或小于1.5％，且更优选1.0％或小于1.0％。此处，在保持织物部件的形状稳定性和耐热性方面，优选该织物层在经纱方向和纬纱方向上的收缩率不超过2.0％。
此外，在本发明的用于将气体注入气囊的管型织物部件中，对于气密性，织物经受住由高压气体产生的张力(tensile force)和使伸长率最小化可能非常重要，并且优选的是，所述管型织物部件的气密性可以通过高密度织造而变得更好，关于该高密度织造，由下面计算公式1表示的织物层的一面的覆盖系数(cover factor，CF)是1800或大于1800。当所述覆盖系数小于1800时，可能存在当高压高温气体由气体发生器产生时气体容易泄露的问题。
计算公式1
Figure BDA0000123143620000101
Figure BDA0000123143620000102
根据FMVSS 302的耐热性评价法测量的所述织物层的自熄率优选是80％～100％，且自熄性优选是0～80mm/min。此时，在经纱、纬纱和±45°的方向上所取样品的燃烧长度是80mm或小于80mm，且平均燃烧时间必须是60秒或小于60秒。
在根据本发明的用于将气体注入气囊的管型织物部件中，所述织物层的耐热性根据自熄性或自熄率来评价。根据FMVSS 302法，当将在经纱、纬纱和±45°的方向上从织物上取得的100个样品暴露于38mm高度的天然气火焰或具有相等热值的热源15秒时，当燃烧长度是80mm或小于80mm且燃烧时间是60秒或小于60秒时，定义为自熄性(SE)，而在所述100个样品中满足上述自熄性标准的样品的百分比定义为自熄率。该自熄率由计算公式2表示。
计算公式2
自熄率(％)＝(满足自熄性的样品的数量)/(待评价样品的数量)×100
同时，根据本发明的另一个实施方案，提供一种制备上述用于将气体引入气囊的管型织物部件的方法。具体而言，所述管型织物部件可以通过如下方法制备：织造具有上述特定组织结构的织物层，和对该织物层进行裁剪和缝制-结合(sew-binding)以形成管形。
所述制备用于将气体引入气囊的管型织物部件的方法包括如下步骤：将织物层织造成选自双层织物组织、方平组织、共织造织物组织、部分共织造织物组织及其混合组织中的组织；和对上述织物层进行裁剪和缝制-结合以形成在其上形成有一个或多个排气口的管形。
除了将所述织物层织造成特定的组织结构之外，可以按照已知为织物的制备方法的常规方法处理本发明的织物层。例如，最终的用于将气体引入气囊的织物层可以通过常规的织造方法、洗涤方法和拉幅方法来制备，所述织造方法可以将织物层织造成选自双层织物组织、方平组织、共织造织物组织、部分共织造织物组织及其混合组织中的组织。如上所述制备的织物层可以进行裁剪和缝制-结合以形成在其上形成有一个或多个排气口的管形。
特别地，所述织物层可以使用选自尼龙类纤维、聚酯类纤维和聚烯烃类纤维中的一种或多种合成纤维作为纬纱和经纱，通过整经、织造、洗涤和拉幅工序来制备。所述织物层可以使用常规的织机来制备，且所述织机不限于特定的一种。但是，平纹组织的织物层可以使用剑杆织机、喷气织机和喷水织机等来制备，而一片式织造((one piece woven)OPW)型的织物层可以使用提花织机来制备。此处，考虑到在本发明的用于将气体引入气囊的管型织物部件中的织物层被织造成双层织物组织、方平组织、共织造织物组织、部分共织造织物组织及其混合组织等，更优选使用提花织机。
此外，根据本发明的又一个实施方案，提供一种包括所述用于将气体引入气囊的管型织物部件的气囊系统。该气囊系统可以装备有相关领域技术人员公知的常规装置。所述气囊可以主要分为前面气囊和侧面帘式气囊。作为前面气囊，有用于驾驶员座的气囊、用于乘客座的气囊、用于保护膝盖的气囊和用于保护脚踝的气囊等，以及当汽车侧向碰撞或翻车时侧面帘式气囊保护乘客。因此，本发明的气囊包括前面气囊和侧面帘式气囊这两者。
本发明可以加入或去掉上面没有公开的内容，因此在本发明中不对它们作特别限制。
根据本发明，通过将组织结构和单位面积重量优化至特定的范围，提供在气囊气垫中不仅具有优异的机械性能和气密效果而且具有优异的挠性和折叠性的用于将气体引入气囊的管型织物部件。
由于所述用于将气体引入气囊的管型织物部件在机械性能和气密效果方面优异，且可以同时保证优异的折叠性和挠性，所以当该管型织物部件用于气囊气垫时可以获得良好的封装性和重量减轻，气体发生器的气体均匀地扩散进气垫中，并且表现出优异的气囊展开性能和改善乘员的安全变得可能。
因此，所述用于将气体引入气囊的管型织物部件可以非常好地用于制备汽车气囊。
在下文中，为了理解本发明，提供了优选的实施例和对比例。然而，下面的实施例仅用于阐明本发明，而本发明并不限于这些实施例或者被这些实施例限制。
实施例1～5
在用提花织机通过使用尼龙类合成纤维将用于将气体引入气囊的管型织物部件的织物层织造成双层织物组织和共织造组织的混合组织或者织造成方平组织之后，进行洗涤工序和拉幅工序。而后，采用辊衬刮刀辊涂法(knife overroll coating method)，通过在上述织物层上涂布液体有机硅橡胶(LSR)树脂来制备涂有有机硅的织物层。
此时，合成纤维的具体种类、细度、丝的数量、性能(例如拉伸强度)、织造密度、组织类型、涂布树脂的成分、涂布树脂的量、织物层的厚度、管的直径、每单位长度排气口的数量以及织物层的单位面积重量与下面表1中的相同，且其它条件按照制备用于将气体引入气囊的织物部件或用于气囊的织物的常规条件。
[表1]
Figure BDA0000123143620000131
在表1中，将实施例1～5的管型织物部件任意切成10mm×10mm的不包括排气口的10个样品，对上述样品进行称重，用上述样品的平均重量除以单位面积得到织物的单位面积重量(g/mm2)。
对比例1
在根据现有的制备进气管的技术用圆形织机通过使用3000旦尼尔的聚酯纤维织造织物软管之后，通过将圆形EPDM橡胶管插入上述织物软管中来制备进气管，通过进行涂布工序将上述织物软管和橡胶管粘合在一起，以及用自动切削机对上述管进行切削而形成排气口。
此时，按照与实施例1～5的管型织物部件相同的方法，通过切下上述进气管的样品来测量该进气管的单位面积重量，测得根据对比例1的橡胶管粘合型进气管的单位面积重量是14.2g/mm2。
对比例2
在根据现有的制备进气管的技术用圆形织机通过使用3000旦尼尔的聚酯纤维织造织物软管之后，在不进行涂布工序的情况下，通过用自动切削机对软管进行切削以形成排气口，而制成进气管。
此时，按照与实施例1～5的管型织物部件相同的方法，通过切下上述进气管的样品来测量该进气管的单位面积重量，测得根据对比例2的非橡胶管粘合型进气管的单位面积重量是11.1g/mm2。
实验实施例1
按照下面的方法测量根据实施例1～5制备的用于将气体引入气囊的管型织物部件和对比例1～2的进气管的性能，所测得的性能列于下面的表2中。
(a)抗撕强度
根据德国工业标准(DIN)53356法测量上述管型织物部件和进气管的抗撕强度。在从管型织物部件和进气管上切下样品之后，在每个样品中沿着经纱或纬纱方向上切下7cm，将该样品的切下部分的左端和右端固定到用于测量抗撕强度的装置的夹具上。当将样品固定到夹具上时，通过向上和向下相反移动该夹具而将样品撕裂并测量强度。
(b)断裂时的拉伸强度和伸长率
根据ASTM D 5034，从管型织物部件和进气管上切下样品，并固定在用于测量拉伸强度的试验机的下夹具上。在使固定样品的上部分的上夹具向上移动时，测量当样品断裂时的强度和伸长率。
(c)经纱和纬纱方向上的收缩率
根据ASTM D 1776测量经纱和纬纱方向上的收缩率。首先，从管型织物部件和进气管上切下样品，并标示该样品以表示出在沿经纱和纬纱各自方向收缩之前的长度是20cm，在149℃下热处理1小时，由收缩后样品的长度计算经纱和纬纱方向上的收缩率{(收缩前的长度-收缩后的长度)/收缩前的长度×100}。
(d)硬挺度
根据ASTM D 4032，使用测量硬挺度的试验机以圆形弯曲法(circular bendmethod)测量管型织物部件和进气管的硬挺度。此外，可以使用悬臂法作为测量硬挺度的方法，也可以通过使用悬臂测量装置测量织物的弯曲长度(bendinglength)来测量硬挺度，所述悬臂测量装置是具有一定角度的斜面的测试装置，所述斜面用于使从管型织物部件和进气管切下的样品弯曲。
(e)厚度
根据ASTM D 1777，测量实施例1～5的管型织物部件的织物层的单侧的厚度，在对比例1～2的进气管中测量对应于织物层的单侧的厚度。
(f)耐热性和阻燃性
根据FMVSS 302法，在从管型织物部件和进气管上任意取100个100mm×355mm的样品之后，通过将该样品暴露于38mm高度的天然气火焰或具有相等热值的热源15秒，来评价耐热性。
当将制得的样品暴露于热源并在15秒后除去该热源时，当燃烧长度是80mm或小于80mm且燃烧时间是60秒或小于60秒时表示为自熄性(SE)，而在所述100个样品中满足上述自熄性标准的样品的百分比表示为自熄率，且自熄率根据下面计算公式2计算。
计算公式2
自熄率(％)＝(满足自熄性的样品的数量)/(待评价样品的数量)×100
(g)透气性
根据ASTM D 737，在将管型织物部件和进气管在20℃和65％RH的条件下存储1天或更长时间之后，将125Pa的压缩空气施加到38cm2的圆形横截面上，测量通过该横截面的空气的量。
(h)接合部分的接缝强度
根据ASTM D 5822，在从管型织物部件和进气管上切下接合部分的样品之后，将该样品固定在测量接缝强度的装置的下夹具上，当向上移动上夹具时，测量当接合部分样品断裂时的强度和伸长率。此时，将接缝部分定位在中心处后，测量接合部分的接缝强度。
[表2]
Figure BDA0000123143620000161
如表2所示，实施例1～3的用于将气体引入气囊的管型织物部件包括根据本发明的织造成双层织物组织和共织造组织的混合组织的织物层，该管型织物部件的单位面积重量为4.61～6.72g/mm2，其显著轻于现有的进气管，并且在经纱和纬纱方向上的收缩率为0.2％～0.4％，因此可以认识到它们具有非常优异的性能。同时，实施例1～3的用于将气体引入气囊的管型织物部件的硬挺度为9.8～10.3kgf，厚度为0.639～0.781mm，因此可以认识到除了优异的机械性能之外，它们还具有良好的折叠性和封装性。
此外，实施例4～5的用于将气体引入气囊的管型织物部件包括根据本发明以方平组织的形式织造的织物层，该管型织物部件的单位面积重量为2.40～2.45g/mm2，其显著轻于现有的进气管，硬挺度为1.0～1.3kgf，以及厚度为0.350～0.380mm，因此可以认识到它们在折叠性和封装性方面具有优异的性能。
同时，对比例1的进气管包括根据现有方法使用圆形织机织造的织物软管和插入在该织物软管中的橡胶管，对比例2的进气管不包括橡胶管，它们的单位面积重量分别为14.2g/mm2和11.1g/mm2，因此可以认识到它们明显重于实施例1～3的进气管，且织物层的硬挺度和厚度均高于实施例1～3的织物部件。从这一点，可以认识到当用于气囊系统时，对比例1和2的进气管在折叠性和封装性方面显然较差，并且在气囊系统的重量减轻和性能改善方面存在问题。特别是，如对比例2的情况，如果不将附加的橡胶管插入到由圆形织机织造的织物软管中，则因为难以如实施例2～5那样施加涂布的树脂层，所以当气囊实际工作时，可能存在进气管本身被高压高温气体发生器的气体损坏的问题。

Claims (27)

1.一种用于将气体引入气囊的管型织物部件，包括：
具有一个或多个排气口的管型织物层，
其中上述织物层由选自双层织物组织、方平组织、共织造织物组织、部分共织造织物组织及其混合组织中的组织形成；和
上述织物层的单位面积重量是10g/mm2或小于10g/mm2。
2.根据权利要求1所述的管型织物部件，其中，所述织物层由双层织物组织和共织造织物组织的混合组织形成，或者由双层织物组织和部分共织造织物组织的混合组织形成。
3.根据权利要求1所述的管型织物部件，其中，所述织物层由选自尼龙类纤维、聚酯类纤维和聚烯烃类纤维中的一种或多种合成纤维制成。
4.根据权利要求3所述的管型织物部件，其中，所述合成纤维的细度是210～1050旦尼尔，丝的数量是50～500根，拉伸强度是7.0g/d或大于7.0g/d，以及热收缩率是3％或小于3％。
5.根据权利要求1所述的管型织物部件，其中，所述织物层是使用细度为315～630旦尼尔的合成纤维织造的，使得经纱和纬纱的织造密度分别是38根纱线/英寸或大于38根纱线/英寸。
6.根据权利要求1所述的管型织物部件，该管型织物部件由单一织物层构成。
7.根据权利要求1所述的管型织物部件，该管型织物部件包括涂布在所述织物层的表面上的树脂层。
8.根据权利要求7所述的管型织物部件，其中，所述涂布树脂层包括有机硅树脂、聚氨酯树脂或其混合物。
9.根据权利要求7所述的管型织物部件，其中，所述树脂层的单位面积涂布量是20～300g/m2。
10.根据权利要求1所述的管型织物部件，其中，所述织物层的厚度是0.2～1.7mm。
11.根据权利要求1所述的管型织物部件，其中，所述织物层的管的直径是15～250mm。
12.根据权利要求1所述的管型织物部件，其中每单位长度排气口的数量是1～20ea/m。
13.根据权利要求1所述的管型织物部件，其中，根据美国试验与材料学会(ASTM)D 5034方法测量的所述织物层的拉伸强度是2000N/5cm或大于2000N/5cm。
14.根据权利要求1所述的管型织物部件，其中，根据德国工业标准(DIN)53356方法测量的所述织物层的抗撕强度是90N或大于90N。
15.根据权利要求1所述的管型织物部件，其中，根据ASTM D 4032方法测量的所述织物层的硬挺度是0.5～15.0kgf。
16.根据权利要求1所述的管型织物部件，其中，根据ASTM D 737方法测量的所述织物层的透气性是10.0l/dm2/min或小于10.0l/dm2/min。
17.根据权利要求1所述的管型织物部件，其中，根据ASTM D 1776方法测量的经纱方向和纬纱方向上所述织物层的收缩率分别是2％或小于2％。
18.根据权利要求1所述的管型织物部件，其中，由下面计算公式1表示的所述织物层的覆盖系数(CF)值是1800或大于1800：
计算公式1
Figure FDA0000123143610000021
19.根据权利要求1所述的管型织物部件，其中，根据FMVSS 302的耐热性评价法测量的，所述织物层的自熄率是80％～100％，燃烧长度是80mm或小于80mm，以及平均燃烧时间是60秒或小于60秒。
20.根据权利要求1所述的管型织物部件，其中，所述织物层包括缝合接合部分，该缝合接合部分用来形成管形。
21.根据权利要求20所述的管型织物部件，其中，根据ASTM D 5822方法测量的所述接合部分的接缝强度是1500N或大于1500N。
22.根据权利要求20所述的管型织物部件，其中，所述接合部分是使用包括选自尼龙类纤维、聚酯类纤维和芳香族聚酰胺类纤维中的至少一种的缝纫纤维缝合的。
23.根据权利要求20所述的管型织物部件，其中，所述接合部分是使用细度为420～1890旦尼尔的缝纫纤维缝合的。
24.根据权利要求20所述的管型织物部件，其中，所述接合部分被缝合成使得缝合部分的针步数是30～55ea/100mm。
25.一种制备权利要求1～24中任一项所述的用于将气体引入气囊的管型织物部件的方法，包括以下步骤：
将织物层织造成选自双层织物组织、方平组织、共织造织物组织、部分共织造织物组织及其混合组织中的组织；和
对上述织物层进行裁剪和缝制-结合以形成在其上形成有一个或多个排气口的管形。
26.一种气囊系统，包括权利要求1～24中任一项所述的用于将气体引入气囊的管型织物部件。
27.根据权利要求26所述的气囊系统，其中，所述气囊是前面气囊、侧面气囊或帘式气囊。
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