CN108528380A - 接缝密封帘式气囊垫 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种接缝密封帘式气囊垫，其使用织物制备面板，所述织物施加有硅酮涂布液体，并且借助硅酮密封剂和缝合纱线使构成所述面板的第一个面板和第二个面板进行双重连接，以在侧面碰撞或车辆翻倒的情况下使其内部压力保持一定时间。根据本发明，所述接缝密封帘式气囊垫在拉伸强度和撕裂强度上具有改进，并且甚至在多种外部环境下其性能不变差。

Description

接缝密封帘式气囊垫
技术领域
本发明接缝密封帘式气囊垫，更具体而言，涉及附接于车辆内部的侧面顶端的接缝密封帘式气囊垫，以使其在车辆侧面碰撞情况下的一定时间内得以展开，因而保护车辆中的乘客免受侧面碰撞所施加的冲击。
背景技术
通常而言，帘式气囊附接于车辆内部侧窗的顶端，以使在侧面碰撞的情况下得以快速展开，以特别地保护乘客的头部或肩部免于侧面挤压。若通过车身的冲击传感器而感测到侧面碰撞所施加的冲击时，则借助连接于帘式气囊的充气机使气体供应到帘式气囊的内部，使得帘式气囊得以立即展开。
与在展开之后立即排出气体以确保乘客的视野并且为他或她从车辆逃离提供空间的驾驶员或乘客安全气囊不同，帘式气囊首先保护后座乘客免受侧面挤压，然后使其内部气体保持压力几秒钟以预备车辆翻倒。因此，帘式气囊的织物需要高强度和高耐热性，以使甚至在内部气体压力立即增加下，也会防止帘式气囊本身被损坏或变形，此外，即使在任何冲击下面板的连接部分也必须不会断裂。
然而，在常规的帘式气囊垫中，在帘式气囊垫展开之后，内部气体通过接缝部分而泄漏，使得帘式气囊垫的内部压力不能保持在给定水平。因此，为了防止帘式气囊垫的内部气体通过缝在织物上的纱线上而形成的间隙泄漏，发明人进行了各种研究，然后发现若将涂布液体施加到帘式气囊垫的织物上，织物的气密性会得到改善，此外，若接缝密封部分形成于接缝部分上，则接缝密封部分的强度得以增加。
发明内容
技术问题
因此，由于现有技术中存在的上述问题而进行了本发明，并且本发明的目的是提供接缝密封帘式气囊垫，其能够允许在车辆的侧面发生侧面碰撞时或者当车辆翻倒时，其内部压力保持给定时间段，从而保护车辆中的乘客免受侧面挤压或翻倒，并且能够甚至在高温、低温或高湿度的条件下保持其性能。
技术方案
为了实现上述目的，本发明提供了一种接缝密封帘式气囊垫，其包括施加有涂布液体的面板、接缝密封部分、缝合部分、和开口，其中借助接缝密封部分而将第一个面板和第二个面板彼此连接，以使所述第一个面板和所述第二个面板借助通过所述接缝密封部分的缝合部分而得以缝合，其中所述面板由聚酰胺或聚酯织物制成，并且所述开口用于释放抵抗帘式气囊垫的内部压力的应力。
根据本发明，优选所述涂布液体为硅酮组合物。
根据本发明，优选所述面板的织物的伸长率为25-65％。
根据本发明，优选所述聚酯织物的每平方米克数为220-300g/m2，拉伸强度为180kgf/in或更高，撕裂强度为15kgf或更高。
根据本发明，优选所述聚酰胺织物的每平方米克数为190-240g/m2，拉伸强度为180kgf/in或更高，撕裂强度为20kgf或更高。
根据本发明，优选所述接缝密封部分具有硅酮密封剂，所述密封剂的施加宽度为8-18mm，施加厚度为0.5-1.2mm，施加边缘为3mm或更大。
根据本发明，优选构成缝合部分的缝合线的厚度为1260D或更大。
根据本发明，优选在室温条件下，与缝合之前相比，拉伸强度增加150％，并且撕裂强度增加120％。
根据本发明，优选在第一循环条件下，与缝合之前相比，拉伸强度增加150％，撕裂强度增加120％，并且所述第一循环条件如下：a)在38℃的温度和95％的湿度下经过24小时；b)在80℃的温度下经过24小时；c)在29℃的温度下经过6小时；和d)将以上过程重复两次。
根据本发明，优选在第二循环条件下，比缝合之前拉伸强度增加150％，撕裂强度增加120％，所述第二循环条件如下：a)在-40℃的温度下经过24小时；b)在22℃的温度和95％的湿度下经过19小时；c)在107℃的温度下经过29小时。d)在22℃的温度和95％的湿度下经过19小时；和e)将以上过程重复两次。
根据本发明，优选在热老化的条件下，比缝合之前的拉伸强度增加150％，撕裂强度增加120％，所述热老化条件如下：108℃的温度下经过408小时。
根据本发明，优选在臭氧条件下，比缝合之前的拉伸强度增加150％，撕裂强度增加120％，并且所述臭氧条件如下：在臭氧气体浓度为0.5ppm且温度为38℃下经过14天。
根据本发明，优选，在湿度条件下，比缝合之前的拉伸强度增加150％，撕裂强度增加120％，所述湿度条件如下：在70℃的温度和95％的湿度下经过408小时。
有益效果
根据本发明，所述接缝密封帘式气囊垫由具有优异气密性的织物制成，并且带有密封剂和具有高强度的缝合线，以使在侧面碰撞发生在车辆的侧面上或者当车辆翻倒时，能够恒定地保持其内部压力而没有损毁，此外，即使在各种外部环境下其性能也不会变差。
附图说明
图1是显示本发明的接缝密封帘式气囊垫的整体结构的示意图。
图2a是显示本发明的接缝密封帘式气囊垫的展开状态的照片。
图2b是显示由PET织物制成的接缝密封帘式气囊垫的左侧部分中的内部压力与由尼龙66制成的帘式气囊垫的左侧部分中的内部压力之间的对比图。
图2c是显示由PET织物制成的接缝密封帘式气囊垫的右侧部分中的内部压力与由尼龙66制成的帘式气囊垫的右侧部分中的内部压力之间的对比图。
图2d是显示在经过一定时间之后，在由PET织物制成的接缝密封帘式气囊垫的右侧部分中的内部压力与由尼龙66织物制成的帘式气囊垫的右侧部分中的内部压力之间的对比图。
图3a是显示气体通过由用于连接第一个面板和第二个面板的缝合线而形成的缝合孔而从帘式气囊垫的内部泄漏的状态的示意图。
图3b是显示缝合孔通过接缝密封部分而与本发明的帘式气囊垫的内部分开的状态的示意图。
图4是显示形成接缝密封部分的硅酮密封胶的施加宽度和厚度的示意图。
图5是显示硅酮密封胶的施加边缘的示意图。
图6a是显示在第二个接缝密封部分的内部形成的直线型(-)开口的示意图。
图6b是显示在第二个接缝密封部分的内部形成的交叉型(+)开口的示意图
发明模式
下文将参考附图对本发明的接缝密封帘式气囊进行详细说明。
图1为显示本发明的接缝密封帘式气囊垫的整体结构的示意图。如图1所示，本发明的接缝密封帘式气囊垫100包括施加有涂覆液体的面板110、接缝密封部分120、缝合部分130和开口140，并且所述面板110通过一个面板111和第二个面板112彼此连接而被提供。所述接缝密封部分120包括通过将密封剂施加到帘式气囊垫100的边缘而形成的第一个接缝密封部分121，和通过将密封剂以圆形形状施加到第一个接缝密封部分121的内部而形成的第二个接缝密封部分122。
若感应到对车辆施加侧面碰撞，则启动充气机，并且通过充气机的启动，将气体注入到帘式气囊垫100中以使帘式气囊垫100得以展开。所述帘式气囊垫100应保护车辆中的乘客免受侧面碰撞以及车辆翻倒。因此，帘式气囊垫100的内部压力必须保持数秒钟，但是若帘式气囊垫由未施加涂布液体的织物制成，则气体会从纱线之间的间隙泄漏，从而难以保持所述帘式气囊垫的内部压力。因此，将涂布液体施加到帘式气囊垫100的织物的表面，以增强帘式气囊垫100的气密性。
所述面板110是平纹织物，并且构成面板110的织物由聚酯或聚酰胺纱线制成。所述聚酯或聚酰胺纱线的断裂伸长率为15-30％。若该断裂伸长率小于15％，则帘式气囊垫100的织物可能由于在帘式气囊垫展开时缺乏弹性而损坏，相反，若该断裂伸长率大于30％，则帘式气囊垫100的织物可能由于过度的弹性而松散。此外，所述帘式气囊垫100的织物在高温(180℃)下具有4％至8％的收缩率，并且若收缩率小于4％或大于8％，则织物可能根据帘式气囊垫100的内部环境而严重变形。
优选，本发明所用的聚酯纱线为聚对苯二甲酸乙二醇酯(下文成为“PET”)纱线。PET纱线的厚度为470-590Dtex。若PET纱线的厚度小于470Dtex，则由于纱线强度的不足，而使织物的强度变低，从而不能满足帘式气囊垫100的性能，相反，若PET纱线的厚度大于590Dtex，则帘式气囊垫100的重量得以增加，从而降低车辆的燃料效率。
通过PET纱线编制的且在其表面上施加有涂布液体的聚酯织物具有49-53EA/in的纬向密度和经向密度以及220-300g/m2的每平方米克数。若每平方米克数小于220g/m2，则织物的强度变低，从而使织物不能用作帘式气囊垫100的织物，相反，若每平方米克数大于300g/m2，则车辆的燃料效率可能急剧下降，从而使织物不能理想地用作帘式气囊垫100的织物。
此外，所述聚酯织物的拉伸强度为180kgf/in或更高，并且撕裂强度为15kgf或更高。若所述聚酯织物的拉伸强度小于180kgf/in或者其撕裂强度小于15kgf，则不能满足作为帘式气囊垫100所需的性能，从而不能保护车辆中的乘客免受冲击。
另一方面，本发明中所用的聚酰胺纱线为尼龙6纱线，优选尼龙66纱线。尼龙66纱线的厚度为470-500Dtex。若尼龙66纱线的厚度小于470Dtex，则织物的强度变低，从而不能满足帘式气囊垫100的性能，相反，若尼龙66纱线的厚度大于500Dtex，则帘式气囊垫100的重量增加，从而降低车辆的燃料效率。
通过尼龙66纱线编织且在其表面上施加有涂布液体的聚酰胺织物具有44-48E A/in的纬向密度和经向密度以及190至240g/m2的每平方米克数。若每平方米克数小于190g/m2，则织物的强度显著降低，从而使织物不能用作帘式气囊垫100的织物，相反，若每平方米克数大于240g/m2，则车辆的燃料效率可能急剧下降，从而使织物不能理想地用作帘式气囊垫100的织物。
此外，聚酰胺织物的拉伸强度为180kgf/in或更高，撕裂强度为20kgf或更高。若聚酰胺织物的拉伸强度小于180kgf/in或其撕裂强度小于20kgf，则不能满足帘式气囊垫100所需的性能，从而不能保护车辆中的乘客免受冲击。
帘式气囊垫100的织物具有20–65％的伸长率，并且若伸长率小于20％或大于65％以使弹性显著降低或增加，则帘式气囊垫100的性能可能变差。由于尼龙66纱线具有比PET纱线更高的伸长率，特别是在彼此相同的外部条件下，PET纱线的伸长体积小于尼龙66纱线的伸长体积。根据PET织物的特性，若帘式气囊垫100的织物由PET纱线制成，则帘式气囊垫100的内部压力高于由尼龙66纱线制成的帘式气囊垫100的内部压力。
图2a显示了帘式气囊垫100展开下的状态，为了便于解释，将连接于车辆前侧的帘式气囊垫100的部分定义为左侧部分，并且其连接于车辆后侧的部分定义为右侧部分。在图2b中，‘a’表示由PET织物制成的帘式气囊垫100的左侧部分的内部压力的变化，并且‘b’表示由尼龙66织物制成的帘式气囊垫100的左侧部分的内部压力的变化。此外，在图2c中，‘c’表示由PET织物制成的帘式气囊垫100的右侧部分的内部压力的变化，并且‘d’表示由尼龙66织物制成的帘式气囊垫100右侧部分的内部压力的变化。在内部压力达到最高点之前，内部压力的增加速度彼此类似，而与织物的种类无关，但是在它们达到最高点之后，应理解的是由PET织物制成的帘式气囊垫100的内部压力保持高于由尼龙66织物制成的帘式气囊垫。
图2d为在从帘式气囊垫100的展开后经过一定时间之后，由PET织物制成的接缝密封帘式气囊垫的右侧部分中的内部压力与由尼龙66织物制成的帘式气囊垫的右侧部分中的内部压力之间的对比图。在初始步骤中，由PET织物制成的帘式气囊垫100的内部压力高于由尼龙66织物制成的帘布式气囊垫的内部压力，但是在经过6秒之后，由于其内部气体的泄漏，它们的内部压力彼此接近。
所述涂布液体含有硅酮，并且断裂伸长率为180％或更高，拉伸强度为3.0MPa或更高，撕裂强度为4.0KN/m或更高，硬度为30或更高。当涂布液体施加到织物的表面时，其填充在纱线之间的间隙中以增加帘式气囊垫100的气密性，并且所述帘式气囊垫100的织物在施加了涂布液体后的空体渗透性为0.15cfm或更低。
用于将涂布液体施加到帘式气囊垫100的织物的表面上的方法可以借助已知方法而进行。例如，该方法可以借助气刀涂布、刮刀涂布(comma coating)、辊涂、浸涂、喷涂等进行。尤其是进行气刀涂布，其中在织物的表面上形成较薄的膜，以抑制涂布液体侵入织物，并且期望形成柔软的涂布气泡。
将用于接缝密封的密封剂施加到帘式气囊垫100的织物上，然后，将密封剂在室温下放置12小时或更长以使其固化。所述密封剂为含有硅酮的物质，密度为1-1.5g/cm3，拉伸强度为35.69kgf或更高，伸长率为1050％或更高。
将所述密封剂以8-18mm的宽度施加到面板110上。若密封剂的施加宽度偏离上述范围，则密封剂的施加厚度会显著增加或减小，导致帘式气囊垫100在其展开时受损。因此，密封剂的施加厚度必须保持在0.5-1.2mm的范围内。
所施加的密封剂的每平方米克数的范围是0.061-0.147g/cm2。若所施加的密封剂的每平方米克数小于0.061g/cm2，则密封剂的粘附力降低，导致在帘式气囊垫100展开时气体泄漏，相反，不希望的是，若所施加的密封剂的每平方米克数大于0.147g/cm2，则过度消耗密封剂的固化时间。
在将密封剂施加到帘式气囊垫100之后，将第一个面板111和第二个面板113彼此连接，然后，帘式气囊垫100的织物通过经过第一个面板111和第二个面板113之间的接缝密封部分120而被缝合。如图3a所示，若第一个面板111和第二个面板113仅借助缝合纱线而彼此连接，而没有任何接缝密封部分120，则帘式气囊垫100的内部气体可能通过由缝合而形成的孔得以泄漏，但是根据本发明(如图3b所示)，通过缝合而形成的孔借助硅密封剂与帘式气囊垫100的内部分开，从而不会产生气体泄漏。
若缝合纱线的厚度小于1260D，则在帘式气囊垫100展开时缝合纱线可能损坏，因此，优选缝合纱线的厚度大于1260D。此外，缝合纱线的每25mm的针数为9-15EA，缝合纱线的施加边缘为3mm或更大(参加附图5)。本发明中使用的施加边缘是指从施加的密封剂的末端到缝合纱线通过的点的距离，若施加边缘小于3mm，则密封剂的功能在展开帘式气囊垫100时不起作用，从而导致气体从缝合部分泄漏。
另一方面，第一个面板111和第二个面板112借助密封剂和缝合纱线而彼此连接，因而增加了帘式气囊垫100的织物的拉伸强度和撕裂强度。更具体而言，当缝合之前和之后的接缝密封部分120的强度相互对比时，在室温、循环、热老化、臭氧和湿度的条件下，在缝合之后接缝密封部分120的拉伸强度比缝合之前增加了150％，其撕裂强度增加了120％。通过选择如下所述的第一循环条件和第二循环条件中的任一个而施加所述循环条件。
[第一循环条件]
a)在38℃的温度和95％的湿度下经过24小时
b)在80℃的温度下经过24小时
c)在29℃的温度下经过6小时
d)将以上过程重复两次。
[第二循环条件]
a)在-40℃的温度下经过29小时
b)在22℃的温度和95％的湿度下经过19小时
c)在107℃的温度下经过29小时
d)在22℃的温度和95％的湿度下经过19小时
e)将以上过程重复两次。
[热老化条件]
在108℃的温度下经过408小时。
[臭氧条件]
在臭氧气体浓度为0.5ppm且38℃的温度下经过14天。
[湿度条件]
在70℃的温度和95％的湿度下经过408小时。
根据本发明的接缝密封部分120的强度大于18kgf。若所述接缝密封部分120的强度小于18kgf，则由于帘式气囊垫100的内部的瞬时压力增加而使接缝密封部分120破裂，因而不可能使内部压力保持一定的时间。
帘式气囊垫100的织物的强度即使在高温和高湿度、低温、或高浓度的臭氧的条件下会得以保持。因此，即使在夏天的温度、高湿度条件或高浓度的臭氧下，帘式气囊垫100的性能也不会变差。
根据本发明，开口140在第二个接缝密封部分122的内部形成。若在车辆的侧表面上发生侧面碰撞，则气体通过充气机的操作而注入到帘式气囊垫100中，以使帘式气囊垫100快速展开。在该过程中，第二个接缝密封部分122的密封剂可能受到推动。为了防止该问题发生，配备了开口140，并且图6a和6b显示了直线型(-)和交叉型(+)开口140。此外，当然，可以配备圆形和多边形开口140。
在下文中，现在将通过具体实施例而对本发明进行详细描述。给出本发明的实施例以使本发明得以更加详细的描述，因此，它们并不限制本发明的范围。
实施例1
通过将硅酮涂布液体(由Dow Corning制造的LCF 3600)施加到用尼龙66纱线(厚度为470Dtex/420D，断裂强度为39.4N，断裂伸长率为21.6％，高温下的收缩率为5.7％)而编织的尼龙66织物上制成的第一个面板和第二个面板借助硅酮密封剂(Dow Corning制备的SE 6777)而彼此连接，然后借助缝合纱线(由AMAA制备的20M)而进行缝合，因而制备了本发明的接缝密封帘式气囊垫。该帘式气囊垫具有直线型开口。
实施例2
通过将硅酮涂布液体(由Dow Corning制造的LCF 3600C)施加到用PET纱线(厚度为566.5Dtex/500D，断裂强度为46.2N，断裂伸长率为19.3％，高温下的收缩率为6.9％)而编织的PET织物上制成的第一个面板和第二个面板借助硅酮密封剂(Dow Corning制备的SE6777)而彼此连接，然后借助缝合纱线(由AMAA制备的20M)而进行缝合，因而制备了本发明的接缝密封帘式气囊垫。该帘式气囊垫具有直线型开口。
对比实施例1
以与实施例1相同的方法制备接缝密封帘式气囊垫，排除将硅酮涂布液体施加于织物。
对比实施例2
以与实施例2相同的方法制备接缝密封帘式气囊垫，排除将硅酮涂布液体施加于织物。
对比实施例3
以与实施例1相同的方法制备接缝密封帘式气囊垫，排除通过缝合纱线进行缝合。
对比实施例4
以与实施例2相同的方法制备接缝密封帘式气囊垫，排除通过缝合纱线进行缝合。
在施加涂布液体之前和之后对所制备的接缝密封帘式安全气囊垫的织物的物理性能进行评价并列于表1和2中。
(1)每平方米克数(g/m2)
测量了一件250mm×250mm织物的克数，并将所测量的克数除以该织物的平方米(0.0625m2)，因而评价每平方米的克数。
(2)厚度(mm)
借助织物厚度测量仪而测量织物的厚度。
(3)拉伸强度(kgf/in)
制备了一件100mm×300mm的织物，对在以300mm/min的速度和75mm的初始距离(夹持距离)切割时所产生的力通过UTM(Universal Testing Machine)进行测量。
(4)伸长率(％)
当测量织物的拉伸强度时，对在拉伸开始时的织物的初始距离和当织物被切割时织物的距离进行测量，从而通过下式评估伸长率
伸长率＝初始距离/切割时的距离×100
(5)撕裂强度(kgf)
制备了一件75mm x 200mm的织物，对在以300mm/min的速度和75mm的初始距离(夹持距离)切割时所产生的力通过UTM(Universal Testing Machine)而进行测量。
(6)气体渗透性(cfm)
测量了在125Pa下在一分钟内每立方英尺渗透的空气的量(CFM＝立方英尺每分钟)。
表1
表2
从表1和表2可以看出，在将涂布液体施加于帘式气囊垫的织物上以后，撕裂强度有所增加，并且空气渗透性为0.5或更小。
在室温、循环、热老化、臭氧和湿度的条件下对所制备的接缝密封帘式气囊垫的织物在缝合前后的物理性质进行了评估，并列于表3-6中。
表3
表4
表5
表6
从表3-6可知，当在各自条件下施加密封剂之后进行缝合时，平均而言，与缝合之前相比，拉伸强度增加150％，撕裂强度平均增加120％。

Claims (13)

1.一种接缝密封帘式气囊垫，其包括施加有涂布液体的面板、接缝密封部分、和开口，其中借助接缝密封部分将第一个面板和第二个面板彼此连接，使得所述第一个面板和所述第二个面板借助通过所述接缝密封部分的缝合部分而被缝合，从而提供所述面板，所述面板由聚酰胺织物或聚酯织物制成，并且所述开口用于释放抵抗帘式气囊垫的内部压力的应力。
2.权利要求1的接缝密封帘式气囊垫，其中所述涂布液体为硅酮组合物。
3.权利要求1的接缝密封帘式气囊垫，其中所述面板的织物具有25-65％的伸长率。
4.权利要求1的接缝密封帘式气囊垫，其中所述聚酯织物的每平方米克数为220-300g/m2，拉伸强度为180kgf/in或更高，撕裂强度为15kgf或更高。
5.权利要求1的接缝密封帘式气囊垫，其中所述聚酰胺织物的每平方米克数为190-240g/m2，拉伸强度为180kgf/in或更高，撕裂强度为20kgf或更高。
6.权利要求1的接缝密封帘式气囊垫，其中所述接缝密封部分具有硅酮密封剂，并且所述密封剂的施加宽度为8-18mm，施加厚度为0.5-1.2mm，施加边缘为3mm或更大。
7.权利要求1的接缝密封帘式气囊垫，其中构成缝合部分的缝合纱线的厚度为1260D或更高。
8.权利要求1-7中任一项的接缝密封帘式气囊垫，其中在室温条件下，与缝合之前相比，拉伸强度增加150％，撕裂强度增加120％。
9.权利要求1-7中任一项的接缝密封帘式气囊垫，其中在第一循环条件下，与缝合之前相比，拉伸强度增加150％，撕裂强度增加120％，所述第一循环条件如下：a)在38℃的温度和95％的湿度下经过24小时；b)在80℃的温度下经过24小时；c)在29℃的温度下经过6小时；和d)将以上过程重复两次。
10.权利要求1-7中任一项的接缝密封帘式气囊垫，其中在第二循环条件下，与缝合之前相比，拉伸强度增加150％，撕裂强度增加120％，所述第二循环条件如下：a)在-40℃的温度经过29小时；b)在22℃的温度和95％的湿度下经过19小时；c)在107℃的温度下经过29小时；d)在22℃的温度和95％的湿度下经过19小时；和e)将以上过程重复两次。
11.权利要求1-7中任一项的接缝密封帘式气囊垫，其中在热老化条件下，与缝合之前相比，拉伸强度增加150％，撕裂强度增加120％，所述热老化条件如下：在108℃的温度下经过408小时。
12.权利要求1-7中任一项的接缝密封帘式气囊垫，其中在臭氧条件下，与缝合之前相比，拉伸强度增加150％，撕裂强度增加120％，所述臭氧条件如下：在0.5ppm的臭氧浓度和38℃的温度下经过14天。
13.权利要求1-7中任一项的接缝密封帘式气囊垫，其中在湿度条件下，与缝合之前相比，拉伸强度增加150％，撕裂强度增加120％，所述湿度条件如下：在70℃的温度和95％的湿度下经过408小时。
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