DE102009009905A1 - Gassack - Google Patents

Abstract

Ein Gassack hat ein Gewebe mit einem Polyestergarn, dessen Bruchdehnung etwa 20-30%, insbesondere etwa 24-25%, beträgt und dessen Schrumpfung kleiner als etwa 1%, insbesondere kleiner als 0,5% ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Gassack.
• Derzeit werden Gassäcke bevorzugt aus einem Polyamidgewebe gefertigt, wobei als Garn für das Gewebe häufig PA66 (Nylon) zum Einsatz kommt.
• Es gibt Bestrebungen, das Nylongarn durch ein Polyestergarn zu ersetzen, da dieses weniger aufwändig und kostengünstiger herstellbar ist, wie dies beispielsweise in der US 7 375 042 beschrieben ist.
• Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gassack zu schaffen, der ein Gewebe mit einem Polyestergarn enthält, dabei aber die positiven Eigenschaften eines Gassacks mit einem aus Nylon bestehenden Gewebe behält.
• Dies wird mit einem Gassack erreicht, der ein Gewebe aufweist, das ein Polyestergarn enthält, dessen Bruchdehnung (Elongation at break) etwa 20% bis 30%, insbesondere etwa 24% bis 25%, beträgt und dessen Schrumpfung kleiner ist als etwa 1%, insbesondere kleiner als 0,5% ist. Es sind die Eigenschaften des Garns, die größtenteils die Eigenschaften des Gewebes bestimmen. Um sich für den Einsatz in einem Gassack zu eignen, muss das Garn bei ausreichender Stärke bzw. Reißfestigkeit eine möglichst große Dehnungsfähigkeit aufweisen und sich gleichzeitig durch eine möglichst geringe Schrumpfung bei Wärme bzw. Feuchtigkeit auszeichnen. Bei den genannten Parametern ist sichergestellt, dass die technischen Anforderungen, die an einen Gassack gestellt werden, erfüllt werden können.
• Es ist möglich, das Gewebe des Gassacks vollständig aus einem derartigen Garn herzustellen.
• Die Zähigkeit eines Garnes steht generell in umgekehrtem Verhältnis zu dessen Dehnfähigkeit, so dass Garne mit einer hohen Zähigkeit eine geringere Dehnung aufweisen und umgekehrt. Die Zähigkeit des bei der Erfindung eingesetzten Polyestergarns liegt bevorzugt etwa zwischen 65 cN/tex und 75 cN/tex, insbesondere etwa zwischen 70 cN/tex und 71 cN/tex.
• Die Bruchfestigkeit des Polyestergarns beträgt vorzugsweise 30% bis 40%, insbesondere etwa 33% bis 34%.
• Der Bedeckungsfaktor (cover factor) des Gewebes liegt bei Gassäcken aus Polyamidgarn vorteilhaft etwa zwischen 1800 und 2000. Der Bedeckungsfaktor errechnet sich dabei aus der Fadenstärke d in Denier und der Fadendichte wc bzw. fc der Kett- bzw. Schussfäden pro Inch (Bedeckungsfaktor = √d·wc + √d·fc). Polyester hat eine höhere spezifische Dichte (1,38 verglichen mit 1,14) und somit ein geringeres Volumen als Nylon. Um einen gleichwertigen Bedeckungsfaktor unter Verwendung eines Polyestergarnes zu erreichen, muss die höhere spezifische Dichte berücksichtigt und durch eine größere Fadenstärke ausgeglichen werden. Ein Gewebe aus einem Nylonfaden mit einer Fadenstärke von 347 Denier in einem Gewebeverbund von jeweils 50 Kett- bzw. Schussfäden/Inch hat beispielsweise einen Bedeckungsfaktor von 1863. Um ein entsprechendes Gewebe mit einem Polyestergarn zu erhalten, muss die Fadenstärke entsprechend der unterschiedlichen spezifischen Dichten angeglichen werden, so dass sich bei der Erfindung vorzugsweise eine Fadenstärke von 420 Denier für ein Polyestergarn ergibt, das im Volumen gleichwertig zu einem 347 Denier Nylongarn ist.
• Die Fadenstärke des Polyestergarns beträgt bevorzugt etwa zwischen 400 und 450 Denier.
• Vorzugsweise weist das Polyestergarn einen ITC-Faktor von größer als ca. 1% auf, wobei ITC für Instantaneous Thermal Creep steht. Dieser wurde bei 100°C gemessen. Der ITC-Wert wurde dabei analog zu dem in der US 7 375 042 angegebenen Verfahren bestimmt.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
• 1 schematisch einen erfindungsgemäßen Gassack;
• 2 ein Diagramm, das die Haftung einer Beschichtung auf verschiedenen Geweben zeigt, darunter ein Gewebe eines erfindungsgemäßen Gassacks; und
• 3 Druckkurven für zwei erfindungsgemäße Gassäcke.
• 1 zeigt einen Gassack 10 in der Form eines herkömmlichen vorhangartigen Seitengassacks. Der Gassack 10 könnte aber genauso von einem beliebigen anderen Typ sein, etwa ein Fahrer- oder Beifahrergassack, ein sich aus der Rückenlehne entfaltender Seitengassack oder ein Kniegassack.
• Der Gassack 10 besteht aus einem Gewebe aus einem Polyestergarn mit einer Filamentzahl von 96, einer Bruchfestigkeit von 33,5 N, einer Zähigkeit von 70,6 cN/tex, einer Bruchdehnung (elongation at break) von 24,4%, sowie einer Schrumpfung von 0,3%. Die Schrumpfung wurde dabei nach dem Verfahren ASTM D 4974 gemessen, bei der eine entspannte Fadenprobe einer trockenen Hitze bei einer vorbestimmten Spannung für eine vorbestimmte Zeit unterworfen wird. Im genannten Beispiel beträgt die Belastung 0,05 cN/dtex bei einer Temperatur von 177°C für einen Zeitraum von 10 min. Als Mittelwert für die Größe des ITC wurde 1,5% (mit einer Standardabweichung von 21%) ermittelt.
• Aus diesem Garn wurde ein Gewebe mit einer Fadendichte von 19,5 × 19,5 Kett- bzw. Schussfäden/cm hergestellt. Dieses Gewebe zeigte eine Bruchfestigkeit von 3030 N in Kett- bzw. 3186 N in Schussrichtung, bei einer Bruchdehnung von 31% in beiden Richtungen. Das Gesamtgewicht des Gewebes betrug 195 g/m². Weitere Daten für dieses Gewebe ergeben sich aus Tabelle 1, in der zum Vergleich auch ein herkömmliches Gassackgewebe aus einem 470 dtex PA66-Garn aufgeführt ist.

  TEST	EINHEIT	RICH- TUNG	470 dtexPA66	470 dtex PES
  GESAMTGEWICHT	g/m2		172	195
  KONSTRUKTIONSDICHTE	Kettfäden/ dm	Kette	171	196
  	Schussfä- den/dm	Schuss	173	199
  DICKE	mm		0,30	0,24
  ZÄHIGKEIT	N	Kette	2978	3030
  		Schuss	2943	3186
  DEHNUNG	%	Kette	20,0	31,0
  		Schuss	25,0	31,0
  ENTFLAMMBARKKEIT	mm/min	Kette	1	2
  		Schuss	1	2
  KAMMAUSZIEHKRAFT	N	Kette	164	373
  		Schuss	175	342
  STEIFIGKEIT	N	Kette	3,8	5,1
  		Schuss	3,8	5,4
  WEITERREISSKRAFT	N	Kette	194	135
  		Schuss	213	142

  Tabelle 1
• Das Gewebe wurde im Wasserjetverfahren hergestellt und anschließend mit einer Silikonbeschichtung von 25 g/m² versehen (Bluestar TCS 7534). Das Gewebe wurde dabei frisch vom Webstuhl, ohne weitere Vorbehandlungen, verwendet. Weitere Daten zu diesem Versuch im Vergleich mit dem ebenso beschichteten, herkömmlichen Gewebe aus 470 dtex PA66-Garn sind in Tabelle 2 dargestellt.

  						CSS Beschichtung
  						470 dtex PA66	470 dtex PES
  TEST	ISO/ASTM	Einheit	Rich- tung	Min	Max
  GESAMTGEWICHT	ISO3801	g/m2	NA	195	225	210	212
  KONSTRUKTIONS- DICHTE	ISO 7211-2	Per dm	Kette	172	188	178	196
  		Per dm	Schuss	167	183	178	190
  DICKE	ISO 5084	mm	NA	0,25	0,35	0,28	0,24
  HÖCHSTZUG- KRAFT (50 MM RAVEL STRIP TENSILE)	ASTMD5035	N	Kette	2500	na	3363	3082
  		N	Schuss	2500	na	3297	3174
  DEHNUNG	ASTMD5035	%	Kette	25	45	31,3	30,1
  		%	Schuss	25	45	31,0	29,7
  ENTFLAMMBAR- KEIT	ISO 3795	mm/min	Kette	na	100	2	2
  		mm/min	Schuss	ra	100	2	2
  KAMMAUSZUGS- KRAFT	ASTMD6479	N	Kette	250		366	513
  		N	Schuss	250		369	430
  BIEGESTEIFIGKEIT	ASTMD4032	N	NA		6,0	5,7	8,1
  WEITERREISS- KRAFT	ISO 13937-2	N	Kette	175		285	289
  		N	Schuss	175		276	263
  REIBUNGS- KOEFFIZIENT STATISCH	ISO 8295	N/M	Kette		0,4	0,24	0,23
  		N/N	Schuss		0,4	0,20	0,17
  ABRIEBS- BESTÄNDIGKEIT	ISO 5981	Strokes	Kette	500		2000	2000
  		Strokes	Schuss	500		2000	2000

  Tabelle 2
• Für das Gassackgewebe aus dem Polyestergarn ergibt sich eine gleichbleibend hohe Haftkraft für die Beschichtung sowohl direkt nach dem Auftragen der Beschichtung als auch nach Wärmealterung über 408 h bei 105°C bzw. Feuchtealterung über 408 h bei 40°C und 95% relativer Feuchte (siehe 2).
• Zwei aus dem genannten Polyestergarn hergestellte, einstückig gewobene Seitengassäcke, die mit einer PVC/Polyurethan-Beschichtung mit 75 g/m² versehen wurden, bewiesen bei einem anfänglichen Fülldruck von über 965 hPa (14 psi) nach 5 s noch einen Innendruck von über 689 hPa (10 psi). In diesem Fall wurde pro Lage eine Gewebedichte von 22 Kettfäden auf 19,5 Schussfäden/cm verwendet. In 2 ist ein Füllversuch mit zwei mit identischen Parametern hergestellten, erfindungsgemäßen Gassäcken gezeigt. Im Allgemeinen wird ein Druck von 50% des Spitzendrucks nach 5 s als ausreichend für einen Überrollschutz angesehen.
• Ein Vorteil der geringen Schrumpfungsrate des Garnes liegt auch darin, dass die Breite der Gewebebahn besser ausgenutzt werden kann, was sich positiv auf die Anordnung der Gassackzuschnitte auswirkt. Beispielsweise kann bei der derzeitigen Wasserdüsenwebtechnik eine maximale Rietbreite von 230 cm erreicht werden. Bei Verwendung eines typischen Nylongarns resultiert daraus eine maximale verwendbare Gewebebreite von etwa 200 cm. Mit dem hierfür verwendeten Polyestergarn mit niedrigem Schrumpf kann mit derselben Maschine eine nutzbare Breite von 210 cm angesetzt werden. Ähnliches ergibt sich bei der Verwendung einer Jaquardwebmaschine für einstückig gewebte Gassäcke. Diese Webmaschinen arbeiten meistens nach dem Rapierverfahren oder mit Luftstrahlen. Typischerweise haben sie eine maximale Rietbreite von 280 cm, was bei der Verwendung eines herkömmlichen Nylonfadens zur maximal verwendbaren Gewebebreite von etwa 245 cm führt. Das erlaubt eine maximale Gassackhöhe bei einer vierreihigen Zuschnittsanordnung von etwa 600 mm. Mit dem hier verwendeten Polyestergarn ist hingegen eine Gassackhöhe von 625 mm erzielbar.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• - US 7375042 [0003, 0011]
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• - ASTM D 4974 [0017]
• - ISO3801 [0019]
• - ISO 7211-2 [0019]
• - ISO 5084 [0019]
• - ASTMD5035 [0019]
• - ASTMD5035 [0019]
• - ISO 3795 [0019]
• - ASTMD6479 [0019]
• - ASTMD4032 [0019]
• - ISO 13937-2 [0019]
• - ISO 8295 [0019]
• - ISO 5981 [0019]

Claims (6)

1. Gassack, mit einem Gewebe, das ein Polyestergarn enthält, dessen Bruchdehnung etwa 20–30%, insbesondere etwa 24–25%, beträgt und dessen Schrumpfung kleiner als etwa 1%, insbesondere kleiner als 0,5% ist.
2. Gassack nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe des Gassacks aus diesem Polyestergarn besteht.
3. Gassack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähigkeit des Polyestergarnes etwa zwischen 65 und 75 cN/tex, insbesondere zwischen 70 und 71 cN/tex, liegt.
4. Gassack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bruchfestigkeit des Polyestergarnes etwa 30–40%, insbesondere etwa 33–34%, beträgt.
5. Gassack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenstärke des Polyestergarnes etwa zwischen 400 und 500 Denier beträgt.
6. Gassack nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ITC-Faktor des Polyestergarnes größer als ca. 1% ist.