DE4308871A1 - Fabric for the production of airbags - Google Patents

Fabric for the production of airbags

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DE4308871A1 DE19934308871 DE4308871A DE4308871A1 DE 4308871 A1 DE4308871 A1 DE 4308871A1 DE 19934308871 DE19934308871 DE 19934308871 DE 4308871 A DE4308871 A DE 4308871A DE 4308871 A1 DE4308871 A1 DE 4308871A1
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Abstract

For the production of fabrics for airbags, it is proposed to use synthetic hollow-fibre filament yarns with a hollow-area fraction of 10-40% in relation to the total cross-sectional area of the fibre. The use of hollow fibres makes it possible not only to reduce the production costs, but also to produce lighter fabrics. These have the advantageous effect of a higher operating reliability of the airbag system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gewebe aus Synthese-Filament­ garnen für die Herstellung von Airbags.The invention relates to a fabric made of synthetic filament yarn for the production of airbags.

Bei Geweben für Airbags steht besonders die Forderung nach einer gezielt eingestellten Luftdurchlässigkeit im Vorder­ grund. Diese soll bei Kontaktgeweben für einen zweiteiligen Airbag unter 10 l/dm2·min bei 500 Pa Prüfdifferenzdruck liegen. Für Filtergewebe des zweiteiligen Airbags werden, je nach Fahrzeugtype, Luftdurchlässigkeiten zwischen 40 und 100 l/dm2·min gefordert. Bei den bisher hergestellten Airbaggeweben wurde die geforderte niedrige Luftdurchlässig­ keit größtenteils durch Beschichten der Gewebe eingestellt. In neuerer Zeit wurden jedoch Verfahren vorgeschlagen, die auch die Herstellung von Geweben mit niedriger Luftdurch­ lässigkeit ohne eine zusätzliche Beschichtung ermöglichen.In the case of fabrics for airbags, the focus is particularly on the requirement for a specifically set air permeability. For contact fabrics for a two-part airbag, this should be less than 10 l / dm 2 · min at 500 Pa test differential pressure. Depending on the vehicle type, air permeability between 40 and 100 l / dm 2 · min is required for the filter fabric of the two-part airbag. In the previously manufactured airbag fabrics, the required low air permeability was largely set by coating the fabrics. In recent times, however, methods have been proposed which also allow the production of fabrics with low air permeability without an additional coating.

Daneben muß aber ein Gewebe für die Herstellung von Airbags noch eine Reihe weiterer Forderungen erfüllen. So muß das Gewebe eine ausreichend hohe Festigkeit als Voraussetzung für die Funktionstüchtigkeit aufweisen. Außerdem werden gut faltbare Gewebe gewünscht, um damit den Platz für die Unter­ bringung im Lenkrad möglichst klein zu halten. In diesem Zusammenhang wird auch die Forderung nach möglichst leichten Geweben erhoben.In addition, however, a fabric for the production of airbags meet a number of other requirements. Thats how it is suppost to be A sufficiently high strength as a prerequisite  for functionality. Besides, be good foldable fabric wanted to make room for the sub to keep the position in the steering wheel as small as possible. In this The demand for the lightest possible is also connected Tissues raised.

Von besonderem Interesse ist die kostengünstige Herstellung der Airbaggewebe. Da wegen der erforderlichen niedrigen Luftdurchlässigkeit verhältnismäßig dichte Gewebe erzeugt werden müssen, ist es notwendig, in der Weberei mit einer hohen Zahl von Kett- und Schußfaden pro cm zu arbeiten. Vor allem die Zahl der Schußfäden zeigt einen direkten Einfluß auf die Produktionsleistung in der Weberei.Inexpensive production is of particular interest the airbag fabric. Because of the required low Air permeability creates relatively dense fabric need to be in the weaving mill with a high number of warp and weft threads per cm. In front the number of weft threads shows a direct influence on the production output in the weaving mill.

Überraschend wurde nun gefunden, daß eine deutliche Erhöhung der Webleistung möglich ist, wenn an Stelle von Synthese­ garnen aus den üblicherweise eingesetzten Vollfasern Syn­ thesegarne aus Hohlfasern zum Einsatz kommen. Bei gleichem Grad der Abdeckung und damit gleicher Luftdurchlässigkeit ist mit Synthese-Filamentgarnen aus Hohlfasern eine höhere Webleistung dadurch möglich, daß weniger Garne pro cm ein­ gesetzt werden können. Darüberhinaus läßt sich durch den Einsatz von Hohlfasern bei gleichem Grad der Abdeckung und gleicher Luftdurchlässigkeit ein leichteres Gewebe erzeugen, was bei Airbag-Geweben besonders erwünscht ist.Surprisingly, it has now been found that a significant increase the weaving performance is possible if instead of synthesis yarn from the commonly used full fibers Syn thesis yarns made of hollow fibers are used. With the same Degree of coverage and thus the same air permeability is a higher one with synthetic filament yarns made from hollow fibers Weaving performance possible because fewer yarns per cm can be placed. In addition, the Use of hollow fibers with the same degree of coverage and create a lighter fabric with the same air permeability, which is particularly desirable for airbag fabrics.

Hohlfasern aus Synthese-Filamentgarnen sind bekannt. Auch die Verfahren zur Herstellung dieser Garne sind in der Chemiefaserindustrie bekannt. Hohlfasern finden teilweise in Bekleidungstextilien, seltener in technischen Textilien Einsatz. Besonders häufig werden Synthese-Hohlfasern mit speziellen semipermeablen Eigenschaften der Faserwand als Membranen in der Trenntechnik eingesetzt. Hollow fibers made from synthetic filament yarns are known. Also the processes for producing these yarns are in the Chemical fiber industry known. Hollow fibers are partly found in Clothing textiles, less often in technical textiles Commitment. Synthetic hollow fibers are particularly common special semi-permeable properties of the fiber wall as Membranes used in separation technology.  

Die für Airbaggewebe einzusetzenden Hohlfasern werden be­ vorzugt nach dem Schmelzspinnverfahren unter Einsatz dafür vorgesehener Spezialdüsen hergestellt. Als Polymere kommen besonders Polyester, Polyamid 6.6, Polyamid 6, Polyamid 4.6, Polypropylen und Polyethylen zum Einsatz. Aber auch andere schmelzspinnbare Polymere sind für die Herstellung der Hohl­ fasern geeignet.The hollow fibers to be used for airbag fabrics are preferably after the melt spinning process using it provided special nozzles. Coming as polymers especially polyester, polyamide 6.6, polyamide 6, polyamide 4.6, Polypropylene and polyethylene are used. But others too melt-spinnable polymers are used to manufacture the hollow suitable for fibers.

Die Erfindung soll nicht auf Hohlfasern nach dem Schmelz­ spinnverfahren beschränkt bleiben. Auch nach anderen Ver­ fahren ersponnene Synthese-Hohlfasern können zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gewebe Einsatz finden.The invention is not intended to apply to hollow fibers after melting spinning processes remain limited. According to other ver Drive spun synthetic hollow fibers can be used to manufacture the fabrics of the invention are used.

Die Erfindung soll auch nicht auf Synthesefaser-Garne, die nur aus Hohlfasern bestehen, beschränkt bleiben. Die er­ findungsgemäßen Gewebe können auch aus Mischungen von Hohl­ fasern mit normalen Vollfasern bestehen. Der zu wählende Mischungsanteil richtet sich nach den gewünschten Eigen­ schaften. Um die Vorteile der Hohlfasern ausreichend zu er­ halten, werden Mischungen mit hohem Hohlfaseranteil be­ vorzugt.The invention is also not intended to cover synthetic fiber yarns consist only of hollow fibers, remain limited. Which he Fabrics according to the invention can also be made from mixtures of hollow fibers with normal full fibers. The one to choose Mixing proportion depends on the desired own create. To take advantage of the hollow fibers sufficiently hold, mixtures with a high proportion of hollow fibers be prefers.

Die Mitverwendung normaler Vollfasern kann in Form einer Mischung der Einzelfilamente erfolgen, d. h. im Filamentgarn sind neben Hohlfasern auch normale Vollfasern enthalten. Ebenso können sogenannte Systemmischungen zum Einsatz kommen. Hierbei werden in einer Fadenrichtung Garne aus Hohlfasern, in der anderen Fadenrichtung Garne aus Voll­ fasern eingesetzt. Bei dieser Variante wird der Einsatz von Hohlfasergarnen im Schuß bevorzugt. Die Mischung kann auch durch einen rapportmäßigen Einsatz von Hohlfasergarnen neben Vollfasergarnen in der Kette bzw. im Schuß erfolgen. The use of normal full fibers can take the form of a Mixing the individual filaments takes place, d. H. in filament yarn In addition to hollow fibers, normal full fibers are also included. So-called system mixtures can also be used come. Here, yarns are made in one thread direction Hollow fibers, in the other direction, yarns made of solid fibers used. In this variant, the use of Hollow fiber yarns preferred in the weft. The mixture can too thanks to the regular use of hollow fiber yarns Full fiber yarns are made in the warp or in the weft.  

Ebenso soll die Erfindung nicht auf den Einsatz von Hohl­ fasern mit normalem Rundprofil beschränkt bleiben. In der Chemiefaserindustrie sind Verfahren bekannt, die das Er­ spinnen von Profilfasern mit einem Hohlraum ermöglichen. Auch diese Fasern können zur Herstellung der erfindungs­ gemäßen Gewebe Einsatz finden.Likewise, the invention is not intended to use hollow fibers with normal round profile remain limited. In the Chemical fiber industry processes are known that the Er allow spinning of profile fibers with a cavity. These fibers can also be used to manufacture the invention appropriate fabrics are used.

Besonders wichtig ist für die Herstellung der erfindungs­ gemäßen Gewebe, daß die hierfür eingesetzten Hohlfasern einen Hohlflächenanteil von 10-40%, bezogen auf die Gesamtquerschnittsfläche der Faser, aufweisen.It is particularly important for the manufacture of the invention appropriate fabric that the hollow fibers used for this a void share of 10-40%, based on the Total cross-sectional area of the fiber.

Ein geringerer Hohlflächenanteil als 10% läßt die Vorteile gegenüber den normalen Vollfasern im Hinblick auf die höhere Webleistung und auf den besseren Abdeckungsgrad nicht mehr deutlich werden, da dann der Unterschied zur normalen Voll­ faser zu gering wird. Ein Hohlflächenanteil über 40% führt zu einer Versteifung der Faser und damit zu einer Ver­ schlechterung der Faltbarkeit der Airbaggewebe. Außerdem wird die Produktionssicherheit bei der Herstellung von Fasern mit höherem Hohlflächenanteil verschlechtert. Ein bevorzugter Hohlflächenanteil liegt bei 10-30%, besonders bevorzugt werden 15-25%.A share of the void area less than 10% leaves the advantages compared to normal full fibers in view of the higher Weaving performance and no longer on the better coverage become clear because then the difference to the normal full fiber becomes too low. A void share of over 40% leads to stiffen the fiber and thus to ver deterioration in the foldability of the airbag fabric. Furthermore is the production security in the manufacture of Fibers with a higher percentage of voids deteriorate. A preferred proportion of hollow surfaces is 10-30%, especially 15-25% are preferred.

Die ganz oder teilweise aus Hohlfasern bestehenden Garne weisen einen Garntiter von 200-1100 dtex auf. Kleinere Titer sind im Hinblick auf die Produktionsleistung problematisch, größere Titer können wegen der dann stark verschlechterten Faltbarkeit der Airbaggewebe nicht zum Ein­ satz kommen. Der Titer der Einzelfilamente liegt bevorzugt unter 8 dtex. Höhere Titer können zwar Verwendung finden, sie verschlechtern aber die Faltbarkeit der Gewebe.The yarns consisting entirely or in part of hollow fibers have a yarn count of 200-1100 dtex. Smaller ones Titers are in terms of production output problematic, larger titers can be strong because of that deteriorated foldability of the airbag fabric not to the sentence come. The titer of the individual filaments is preferred  under 8 dtex. Higher titers can be used but they worsen the foldability of the tissues.

Die für die Herstellung der erfindungsgemäßen Gewebe ein­ zusetzenden Garne weisen bevorzugt eine Festigkeit über 60 cN/tex und eine Bruchdehnung von 10-30% auf. Bei der Wahl der Schrumpfdaten muß unterschieden werden, ob das herzustellende Gewebe als Kontaktgewebe oder als Filter­ gewebe Einsatz finden soll. Für Kontaktgewebe liegen die Schrumpfwerte für Polyamid-Garne bei 6-10%, für Poly­ ester-Garne bei 6-12%. Garne mit niedrigeren Schrumpf­ werten finden für Filtergewebe Verwendung. Hier sind sowohl bei Polyamid- als auch bei Polyester-Garnen Schrumpfwerte zwischen 2 und 5% zu wählen. In allen Fällen handelt es sich um Schrumpfwerte, die bei 190°C ermittelt wurden.Die for the manufacture of the fabrics of the invention yarns to be added preferably have a strength 60 cN / tex and an elongation at break of 10-30%. In the The choice of shrinking data must be differentiated whether that Fabrics to be manufactured as contact fabrics or as filters tissue should be used. For contact tissues Shrinkage values for polyamide yarns at 6-10%, for poly ester yarns at 6-12%. Yarns with lower shrinkage values are used for filter fabrics. Here are both shrinkage values for both polyamide and polyester yarns choose between 2 and 5%. It acts in all cases shrinkage values determined at 190 ° C.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Gewebe kann auf allen in der Webereitechnik bekannten Maschinen erfolgen. Wichtig ist eine titerbezogene Auswahl der Fadenzahlen. In der nach­ folgenden Tabelle sind die zu wählenden Fadenzahlen als Beispiele für verschiedene Garntiter für die Herstellung der erfindungsgemäßen Gewebe aufgeführt:The fabric of the fabrics according to the invention can be used on all in machines known in weaving technology. Important is a titer-based selection of thread numbers. In the after The following table shows the thread numbers to be selected as Examples of different yarn titers for the production of Tissue according to the invention listed:

Bei Einsatz von Vollfasern werden bei entsprechenden Garn­ titern 1-3 Fäden/cm mehr benötigt, wenn ein entsprechender Abdeckungsgrad erzielt werden soll. Der wirtschaftliche Vor­ teil des Einsatzes von Hohlfasern für die Herstellung von Airbaggeweben zeigt sich hier deutlich.When using full fibers with appropriate yarn titers 1-3 threads / cm more needed if a corresponding  Degree of coverage should be achieved. The economic advantage part of the use of hollow fibers for the production of Airbag fabrics are clearly shown here.

Umgekehrt wird, werden bei Garnen aus Voll- bzw. aus Hohl­ fasern gleiche Fadenzahlen eingesetzt, bei Verwendung von Hohlfasern ein Gewebe mit einem dem- Anteil der Hohlfläche entsprechenden geringerem Flächengewicht erhalten, was sich beim Einsatz im Airbag positiv auswirkt.Conversely, yarns made from solid or hollow same number of threads used when using Hollow fibers a fabric with a proportion of the hollow surface get corresponding lower basis weight, which is has a positive effect when used in the airbag.

Das weitere Behandlungsverfahren richtet sich nach der ein­ gesetzten Faserart. Bei Einsatz von Polyamidfasern kommt zur Einstellung der gewünschten Luftdurchlässigkeit ein Naß verfahren zum Einsatz, wie es in EP-A 436 950 beschrieben wurde. Im Interesse einer guten Alterungsbeständigkeit der Airbaggewebe muß ein besonderes Trocknungsverfahren nach der Naßbehandlung vorgenommen werden. Dieses wurde in EP-A 523 546 beschrieben.The further treatment procedure depends on the set fiber type. When using polyamide fibers Setting the desired air permeability a wet process for use as described in EP-A 436 950 has been. In the interest of good aging resistance Airbag fabric needs a special drying process after the Wet treatment can be made. This was in EP-A 523 546.

Auch Gewebe aus Polyesterfasern werden nach einer Wasch­ passage getrocknet. Das hierfür anzuwendende Verfahren wurde ebenfalls in EP-A 523 546 beschrieben.Fabrics made of polyester fibers are also washed passage dried. The procedure to be used for this was also described in EP-A 523 546.

Ein weiteres Nachbehandlungsverfahren, zweckmäßigerweise nach einer Waschpassage, ist eine Kalanderbehandlung der erfindungsgemäßen Gewebe. Für dieses Ausrüstungsverfahren sind Hohlfaser-Synthese-Filamentgarne besonders geeignet, da Hohlfasern durch den Druck der Kalanderwalzen eine stärkere Abflachung zeigen als normale Vollfasern und somit, im Ver­ gleich zu entsprechenden Geweben aus Vollfasern, einen besseren Gewebeschluß ergeben, was sich positiv auf die Luftdurchlässigkeit auswirkt. Another aftertreatment procedure, expediently after a washing passage, a calender treatment is the tissue according to the invention. For this finishing process Hollow fiber synthetic filament yarns are particularly suitable because Hollow fibers are stronger due to the pressure of the calender rolls Flattening show as normal full fibers and thus, in the ver equal to corresponding fabrics made of full fibers, one better tissue closure result, which is positive for the Air permeability affects.  

Das erfindungsgemäße Gewebe zeigt beim Einsatz im Airbag erhebliche Vorteile. Das bei gleichem Abdeckungsgrad und damit auch gleicher Luftdurchlässigkeit gegenüber her­ kömmlichen Vollfasern mit leichterem Gewicht herstellbare Gewebe ergibt gegenüber schwereren Geweben eine bessere Ent­ faltbarkeit und damit beim Auslösen der Airbagfunktion ein sichereres Auffangen des Fahrzeuginsassen.The fabric according to the invention shows when used in the airbag significant benefits. That with the same degree of coverage and thus also equal air permeability conventional solid fibers with a lighter weight Fabric gives a better ent than heavier fabrics foldability and thus when the airbag function is triggered safer catching of the vehicle occupant.

Besonders vorteilhaft wirkt sich das leichtere Gewebe bei sogenannten Out-of-Position-Unfällen aus. Hierunter ist zu verstehen, daß sich der Fahrer oder Beifahrer im Augenblick der Kollision nicht in seiner normalen Sitzhaltung befindet. Der beim explosionsartigen Aufblasen des Airbags auf die Fahrzeuginsassen durch den Airbag ausgelöste Impuls wird bei einer niedrigeren Gewebemasse geringer, was sich in Form eines sanfteren Auffangens des Fahrzeuginsassen im Falle der Kollision und eines niedrigeren Verletzungsrisikos bei den sogenannten Out-of-Position-Unfällen auswirkt.The lighter tissue has a particularly advantageous effect out-of-position accidents. Below is too understand that the driver or passenger at the moment the collision is not in its normal sitting position. The when the airbag is inflated explosively onto the Vehicle occupants are triggered by the airbag a lower tissue mass less which is in the form a smoother collection of vehicle occupants in the case of Collision and a lower risk of injury in the so-called out-of-position accidents.

Somit bietet das erfindungsgemäße Gewebe erhebliche Vorteile im Hinblick auf die Funktionstüchtigkeit des Airbag-Systems und besonders im Hinblick auf den Schutz der Fahrzeug­ insassen gegen Verletzungen.The fabric according to the invention thus offers considerable advantages with regard to the functionality of the airbag system and especially in terms of protecting the vehicle inmates against injuries.

Claims (9)

1. Gewebe aus Synthese-Filamentgarnen für die Herstellung von Airbags, dadurch gekennzeichnet, daß die hierfür eingesetzten Garne mindestens teilweise aus Hohlfasern bestehen und daß die Hohlfasern einen Hohlflächenanteil von 10-40%, bezogen auf die Gesamtquerschnittsfläche der Faser, aufweisen.1. Fabric from synthetic filament yarns for the production of airbags, characterized in that the yarns used for this purpose consist at least partially of hollow fibers and that the hollow fibers have a void fraction of 10-40%, based on the total cross-sectional area of the fiber. 2. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hierfür eingesetzten Garne mindestens teilweise aus Hohlfasern bestehen und daß die Hohlfasern einen Hohl­ flächenanteil von 10-30%, bezogen auf die Gesamt­ querschnittsfläche der Faser, aufweisen.2. Fabric according to claim 1, characterized in that the yarns used for this at least partially Hollow fibers exist and that the hollow fibers form a hollow area of 10-30%, based on the total cross-sectional area of the fiber. 3. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hierfür eingesetzten Garne mindestens teilweise aus Hohlfasern bestehen und daß die Hohlfasern einen Hohl­ flächenanteil von 15-25%, bezogen auf die Gesamt­ querschnittsfläche der Faser, aufweisen. 3. Fabric according to claim 1, characterized in that the yarns used for this at least partially Hollow fibers exist and that the hollow fibers form a hollow area of 15-25%, based on the total cross-sectional area of the fiber.   4. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synthese-Filamentgarne einen Titer von 200 bis 1100 dtex aufweisen.4. Fabric according to claim 1, characterized in that the Synthetic filament yarns have a titer of 200 to 1100 dtex. 5. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filamenttiter der Synthese-Filamentgarne < 8 dtex ist.5. Fabric according to claim 1, characterized in that the Filament titer of synthetic filament yarns is <8 dtex. 6. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synthese-Filamentgarne eine Festigkeit < 60 cN/tex und eine Bruchdehnung von 10-30% aufweisen.6. Fabric according to claim 1, characterized in that the Synthetic filament yarns with a strength of <60 cN / tex and have an elongation at break of 10-30%. 7. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamentgarne aus Polyester, Polyamid 6.6, Polyamid 6, Polyamid 4.6, Polypropylen oder Polyethylen bestehen.7. Fabric according to claim 1, characterized in that the Filament yarns made of polyester, polyamide 6.6, polyamide 6, Polyamide 4.6, polypropylene or polyethylene. 8. Verwendung eines Gewebes nach mindestens einem der Ansprüche 1-7 zur Herstellung eines Airbags.8. Use of a fabric according to at least one of the Claims 1-7 for the manufacture of an airbag. 9. Airbag aus mindestens einem Gewebe nach mindestens einem der Ansprüche 1-7.9. Airbag made of at least one fabric after at least one of claims 1-7.
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