DE4009611A1

DE4009611A1 - Gasdurchlaessiges gewebe

Info

Publication number: DE4009611A1
Application number: DE4009611A
Authority: DE
Inventors: Steffen Kraemer; Dieter Moritz
Original assignee: Straehle & Hess
Current assignee: Straehle & Hess
Priority date: 1990-03-26
Filing date: 1990-03-26
Publication date: 1991-10-02

Description

Die Erfindung betrifft ein gasdurchlässiges Gewebe aus synthe tischem Garn, insbesondere zur Herstellung von "Automobil-Air bags".

Gasdurchlässige Gewebe dieser Art sollen unter anderem der Her stellung von "Automobil-Airbags" dienen. Diese "Luftsäcke", die bei einem Unfall explosionsartig aufgeblasen werden und den Fahrer des Automobils vor Aufprall-Verletzungen schützen sol len, werden bisher aus gasundurchlässigem, beschichtetem Gewebe hergestellt, wobei auf einer Öffnung des Sackes, deren Flächen anteil etwa 10% der gesamten Sackfläche beträgt, ein gasdurch lässiges Filtergewebestück angeordnet wird, dessen Gasdurchläs sigkeit bei 100 cm² Prüffläche und einem Druckunterschied zwi schen den beiden Seiten des Gewebes von 5 mbar etwa 225 l/min betrug. Nachteilig bei einem solchen Gewebe ist, daß die Beschichtung altern und undicht werden kann. Beschichtetes Gewebe und Filtergewebe sind außerdem unterschiedlich elastisch.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gasdurchlässiges Gewebe aus synthetischem Garn, insbesondere zur Herstellung von "Automo bil-Airbags" zu schaffen, welches eine wesentlich kleinere Gas durchlässigkeit als die bisher verwendeten Filtergewebe auf weist, so daß es möglich ist, "Automobil-Airbags" insgesamt oder beispielsweise zur Hälfte aus einem solchen Gewebe zu fertigen, die keine von einem Filtergewebestück überdeckte Öffnung aufweisen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das syn thetische Garn, aus dem das gasdurchlässige Gewebe besteht, aus einer Stapelfasermischung gesponnen ist, die 60-95 Gew.% thermisch widerstandsfähige Aramidfasern sowie 5-40 Gew.% thermisch verformbare Fasern enthält, und daß dem aus diesem Garn gefertigten Gewebe durch anschließende Druck- und Wärmebe handlung, im Verlauf welcher sich der verformbare Faseranteil verformt, eine definierte Gasdurchlässigkeit erteilt ist.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung, auf welcher schematisch ein Automobil-Airbag dargestellt ist, der weiteren Erläuterung.

Der auf der Zeichnung dargestellte "Automobil-Airbag" ("Luft sack") besteht aus einer oberen Hälfte 1 und einer unteren Hälfte 2, die durch eine Naht 3 gasdicht und fest miteinander verbunden sind. Die beiden Hälften 1 und 2 sind im wesentlichen identisch und gleich groß ausgebildet. Sie bestehen aus einem in definierter Weise gasdurchlässigen Gewebe, von dem auf der Zeichnung die die Kettfäden bildenden Garne 4 und die die Schußfäden bildenden Garne 5 angedeutet sind. Das aus den Gar nen 4, 5 bestehende Gewebe kann z. B. in Leinwand-, Köper- oder anderen Grundbindungen gefertigt sein.

Die das gasdurchlässige Gewebe bildenden Garne 4, 5 bestehen aus einer Stapelfasermischung, die 60-95 Gew.% thermisch widerstandsfähige Aramidfasern, also Fasern aus aromatisiertem Polyamid, sowie 5-40 Gew.% thermisch verformbare Polyamidfa sern, z. B. Nylon, enthält. Es ist wichtig, die das Gewebe bil denden Garne nicht aus Endlos-Filamenten, also "multifil" zu fertigen, sondern das Garn aus Stapelfasern zu spinnen. Hier durch weist das Garn über seine gesamte Länge hinweg an seiner Peripherie seitlich abstehende Faserenden auf, die das Garn besonders bauschig machen und hierdurch die Filterwirkung eines aus dem Garn gefertigten Gewebes erhöhen. Als thermisch wider standsfähige Aramidfasern verwendet man vorzugsweise Meta-Ara mid-Fasern, die sich durch besonders hohe thermische Beständig keit, Festigkeit und gegebenenfalls Elastizität auszeichnen können. Als thermisch verformbare Fasern werden bevorzugt Poly amidfasern, insbesondere Fasern aus Nylon 6 und/oder 6.6 einge setzt. Als thermisch verformbare Fasern eignen sich aber grund sätzlich auch Fasern aus Polyvinylchlorid, Polypropylen, Poly ester und dergleichen.

Das aus der beschriebenen Stapelfasermischung gesponnene Garn wird in herkömmlicher Weise auf einer Webmaschine zu einem Gewebe verarbeitet, welches beispielsweise Leinwand- oder Köperbindung aufweisen kann. Das Gewebe wird anschließend einer Druck- und Wärmebehandlung unterworfen, im Verlauf welcher sich der thermisch verformbare Faseranteil - gegebenenfalls unter vorübergehendem Erweichen und/oder Aufschmelzen - verformt und die Gewebeporen teilweise derart verschließt, daß dem Gewebe je nach Art der Druck- und Wärmebehandlung eine gezielte, defi nierte Gasdurchlässigkeit erteilt werden kann. Die Aramidfasern bilden dabei gewissermaßen das Gerüst des Gewebes, während die thermisch verformbaren Fasern die Zwischenräume des Gerüstes in vorbestimmter Weise schließen.

Das auf diese Weise hergestellte Gewebe hat eine kontrollierte Gasdurchlässigkeit und ist bis zu etwa 300°C zumindest kurz zeitig hitzebeständig, nicht brennbar sowie schwer entflammbar. Als Aramidfasern können insbesondere Fasern verwendet werden, die unter den Marken CONEX und NOMEX von den Firmen Teÿin bzw. Du Pont vertrieben werden.

Die erwähnte Druck- und Wärmebehandlung erfolgt vorteilhafter weise mit Hilfe eines üblichen Kalanders, wobei ein (Linien-) Druck bis zu etwa 300 N/cm Anwendung finden kann. Die Walzen können dabei eine Temperatur zwischen 160 und 210, vorzugsweise von etwa 200°C haben.

Je nach Einstellung von Druck und Temperatur verformen sich die z. B. aus Polyamid (Nylon) bestehenden Fasern und verschließen die Zwischenräume des Gewebes mehr oder weniger. Man kann auf diese Weise Gasdurchlässigkeiten von beispielsweise 20 l/min (5 mbar Druckdifferenz und 100 cm² Prüffläche) erreichen. Mit einem Gewebe dieser Gasdurchlässigkeit lassen sich beispiels weise die beiden Hälften 1 und 2 des auf der Zeichnung darge stellten Airbags herstellen, der somit insgesamt auf seiner gesamten Fläche gasdurchlässig ist. Bei anderer Einstellung von Druck und Temperatur kann die Gasdurchlässigkeit des Gewebes auch beispielsweise auf 40 l/min eingestellt werden. Aus einem solchen Gewebe kann z. B. die dem Fahrzeuginsassen abgewandte Hälfte des auf der Zeichnung dargestellten Airbags hergestellt werden. Die andere Hälfte wird dann aus einem gasundurchlässi gen (beschichteten) Gewebe oder aus einem nur geringfügig (z. B. ca. 5 l/min) gasdurchlässigen Gewebe gefertigt, wobei letz teres in ähnlicher Weise wie das höher gasdurchlässige Gewebe (z. B. 40 l/min) hergestellt werden kann.

Das beschriebene gasdurchlässige Gewebe hat eine gute Filter wirkung, d. h. es hält Feststoffe, nämlich Ruß- und andere Ver brennungsprodukte, wie sie beim explosionsartigen Aufblasen ei nes Airbags entstehen, zurück.

Das beschriebene Gewebe wird vorzugsweise möglichst dünn, bei spielsweise zwischen etwa 0,2 und 0,5, vorzugsweise etwa 0,3 mm dick ausgebildet, so daß es sich leicht falten läßt und platz sparend unterzubringen ist. Bei einer Herstellung des Gewebes aus den beschriebenen Faseranteilen ist es von großer Reißfe stigkeit.

Die Gasdurchlässigkeit läßt sich einerseits durch entsprechende Verformung des verformbaren Faseranteils (durch Druck und Hit ze) steuern. Bei konstantem Druck und konstanter Temperatur kann man die Gasdurchlässigkeit auch dadurch kontrolliert ein stellen, daß der verformbare Faseranteil entsprechend ernied rigt oder erhöht wird.

Die das synthetische Garn bildende Fasermischung kann 67-93 Gew.% Aramid- und 7-33 Gew.% thermisch verformbare Fasern, vorzugsweise 75-90 Gew. % Aramid- und 10-25 Gew.% verform bare Fasern enthalten.

Bevorzugte Gasdurchlässigkeiten des Gewebes liegen zwischen 3 und 50 l/min (100 cm² Prüffläche des Gewebes; Druckunterschied zwischen den beiden Gewebeseiten 5 mbar). Eine bevorzugte Gas durchlässigkeit liegt bei 5, 20 oder 40 l/min (unter den ange gebenen Prüfbedingungen).

Das beschriebene gasdurchlässige Gewebe kann ein Flächengewicht zwischen 200 und 300, vorzugsweise zwischen 230 und 260, insbe sondere von etwa 245 g/m² haben.

Die Dichte der Kettfäden 4 und der Schußfäden 5 kann 250-300, vorzugsweise etwa 280 Fäden pro dm betragen.

Ein bevorzugter Wert der Fadenfeinheit von Kette und Schuß liegt zwischen 350 bis 500, vorzugsweise bei etwa 400 dtex.

Die beschriebenen aus Aramidund Polyamidfasern bestehenden Gar ne werden ungeschlichtet zu dem gasdurchlässigen Gewebe ver webt. Nach Abschluß der Webung wird das Gewebe gewaschen, so daß die übliche "Avivage" entfernt wird. Anschließend erfolgt die Nachbehandlung unter Druck und Wärme, z. B. mit Hilfe eines Kalanders. Diese Nachbehandlung kann, falls erforderlich, mehr mals ausgeführt werden. Es kommt dabei lediglich darauf an, daß der thermisch verformbare Faseranteil unter Erweichung und gegebenenfalls Aufschmelzen entsprechend verformt wird und das Gewebe in der gewünschten Weise teilweise verschließt, wobei der Aramidfaseranteil unbeeinflußt bleibt.

Ein Ausführungsbeispiel eines in Köperbindung gewebten, gas durchlässigen Gewebes wies folgende Eigenschaften auf:

Höchstzugkraft (N/5 cm) in Kettrichtung
1886
Höchstzugkraft (N/5 cm) in Schußrichtung	1745
Höchstzugkraftdehnung (%) in Kettrichtung	33
Höchstzugkraftdehnung (%) in Schußrichtung	36
Weiterreißkraft (N) in Kettrichtung	98
Weiterreißkraft (N) in Schußrichtung	98
Luftdurchlässigkeit bei -5 mbar, 100 cm² (L/min)	50

Das Gewebe hatte ein Flächengewicht von 243 g/m²; eine Dicke (10 cm², 0,125 N/cm²) von 0,34; eine Fadendichte (Fd/dm) in der Kette von 285 und im Schuß von 280; eine Feinheit (dtex) in der Kette und im Schuß von 400. Die das Gewebe bildenden Fäden oder Garne waren aus Stapelfasern gesponnen. Die Brennprüfung ergab nahezu vollkommene Unbrennbarkeit des Gewebes. Die Garne be standen zu 10 Gew.% aus Nylon 6 und zu 90 Gew.% aus Meta-Aramid (NOMEX).

Claims

1. Gasdurchlässiges Gewebe aus synthetischem Garn, insbeson dere zur Herstellung von "Automobil-Airbags", dadurch gekennzeichnet, daß das Garn (4, 5) aus einer Stapelfasermischung gespon nen ist, die 60-95 Gew.% thermisch widerstandsfähige Aramidfasern sowie 5-40 Gew.% thermisch verformbare Fasern enthält, und daß dem aus diesem Garn gefertigten Gewebe durch anschließende Druck- und Wärmebehandlung, im Verlauf welcher sich der verformbare Faseranteil verformt, eine definierte Gasdurchlässigkeit erteilt ist.

2. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasermischung 67-93 Gew.% Aramid- und 7-33 Gew.% ver formbare Fasern enthält.

3. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasermischung 75-90 Gew.% Aramid- und 10-25 Gew.% ver formbare Fasern enthält.

4. Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Aramidfasern aus Meta-Aramid bestehen.

5. Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die thermisch verformbaren Fasern aus Poly amid, insbesondere Nylon, vorzugsweise Nylon 6 oder Nylon 6.6 bestehen.

6. Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Gasdurchlässigkeit eines Gewebestückes von 100 cm² Fläche bei einem Druckunterschied von 5 mbar zwischen 3 und 50, vorzugsweise zwischen 10 und 50 l/min beträgt.

7. Gewebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdurchlässigkeit zwischen 20 und 40 l/min beträgt.

8. Gewebe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyamidfaseranteil durch Kaland rierung bei einem Druck bis zu 300 N/cm und bei einer Tem peratur zwischen 160 und 210, vorzugsweise bei etwa 200°C verformt ist.

9. Gewebe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seine Dicke 0,2 bis 0,5, vorzugsweise etwa 0,3 mm beträgt.

10. Gewebe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es in Köper- oder Leinwandbindung gewebt ist.

11. Gewebe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Flächengewicht zwischen 200 und 300, vorzugsweise zwischen 230 und 360, insbesondere von etwa 245 g/m² hat.

12. Gewebe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadendichte von Kette (4) und Schuß (5) 250 bis 300, vorzugsweise etwa 280 Fäden pro dm beträgt.

13. Gewebe nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenfeinheit von Kette (4) und Schuß (5) 350 bis 500, vorzugsweise etwa 400 dtex beträgt.