DE4321311A1 - Gewebe zur Herstellung von Airbags - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gewebe zur Herstellung von Airbags.

Airbags werden bevorzugt aus Geweben aus hochfesten Synthese-Filamentgarnen hergestellt. Als Faserpolymere kommen hierfür besonders Polyamide, bevorzugt Polyhexa­ methylenadipamid, und Polyester, bevorzugt Polyethylen­ terephthalat, zum Einsatz.

An Airbaggewebe wird eine Reihe von Forderungen gestellt. So müssen diese eine gezielt eingestellte, auch bei langer Lagerzeit sich nicht verändernde Luftdurchlässigkeit auf­ weisen. Weiter wird von Airbaggeweben eine hohe Festigkeit und eine gute Faltbarkeit, d. h. ein geringer Platzbedarf bei der Lagerung im Lenkrad des Fahrzeugs, gefordert.

Um den Fahrzeuginsassen im Falle einer Kollision sanft auf­ fangen zu können, muß dem in den Airbag einströmenden Gas die Möglichkeit eines partiellen Entweichens gegeben werden, so daß der Airbag beim Aufprallen des Fahrzeuginsassen keine hohe Härte aufweist. Dies wird dadurch erreicht, daß der Airbag aus zwei Geweben mit unterschiedlicher Luft­ durchlässigkeit hergestellt wird, wobei zwei Gewebe mit­ einander vernäht oder Gewebe mit unterschiedlicher Gewebedichte einstückig gewebt werden.

Der Teil des Airbags, mit dem beim Auslösen der Airbag­ funktion der Fahrzeuginsasse in Kontakt kommt, weist eine niedrige Luftdurchlässigkeit auf. Gewebe zur Herstellung dieses Airbagteils werden als Kontaktgewebe bezeichnet. Für sie werden Luftdurchlässigkeiten unter 10 l/dm².min bei 500 Pa Prüfdifferenzdruck gefordert.

Der Teil des Airbags, der ein partielles Entweichen des in den Airbag eingeflossenen Gases ermöglicht und somit die Dämpfung des Airbags im Falle einer Kollission ermöglicht, wird als Filterteil bezeichnet. Die hierfür eingesetzten Gewebe werden üblicherweise Filtergewebe genannt. Für den Filterteil des Airbags werden, je nach Fahrzeugtype, Luft­ durchlässigkeiten zwischen 20 und 140 l/dm² · min, bevorzugt zwischen 40 und 100 l/dm² · min bei 500 Pa Prüfdifferenzdruck verlangt.

Die für den Filterteil des Airbags eingesetzten Gewebe haben nicht nur die Aufgabe, ein partielles Entweichen des ein­ geströmten Gases zu ermöglichen, sondern diese Gewebe müssen auch die heißen Partikel, die mit dem Generatorgas in den Airbag gelangen, zurückhalten. Diese heißen Partikel können, wenn sie auf die Haut der Fahrzeuginsassen gelangen, dort Hautrötungen oder sogar Verbrennungen hervorrufen.

Das Zurückhalten größerer Partikel aus dem Generatorgas gelingt üblicherweise mit den zur Zeit im Einsatz befindlichen Filtergeweben. Die Größe der vom Generatorgas mitgerissenen Partikel ist aber, je nach Generatortyp, sehr unterschiedlich, so daß manchmal ein verhältnismäßig hoher Anteil sogenannter Feinpartikel in den Airbag gelangt. Diese werden von den Filtergeweben nicht ausreichend zurück­ gehalten.

Deshalb bestand die Aufgabe, ein Airbaggewebe, insbesondere ein Filtergewebe für Airbags, zu entwickeln, das die Möglichkeit bietet, auch Feinpartikel zurückzuhalten, um so die Gefahr von Verletzungen der Fahrzeuginsassen zu verringern.

Überraschend wurde nun gefunden, daß das Ausfiltrieren und damit das Zurückhalten der Feinpartikel in der gewünschten Weise gelingt, wenn die Gewebe zur Herstellung von Airbags, insbesondere die Filtergewebe des Airbags mindestens teil­ weise aus texturierten Garnen hergestellt werden.

Texturierte Garne, teilweise auch als Kräusel- oder Textur­ garne bezeichnet, sind in der Textilindustrie allgemein bekannt. Sie finden vielfach in Bekleidungstextilien sowie in Bezugstoffen Einsatz. Auch im Gebiet der technischen Textilien sind texturierte Garne bekannt, besonders bei Grundgeweben für Beschichtungen.

Die Herstellung der texturierten Garne erfolgt nach verschiedenen, in der Chemiefaser- und Textilindustrie gut bekannten Methoden. Die gebräuchlichsten sind das Falsch­ draht-, das Stauchkammer- und das Luftblasverfahren. Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Gewebe sind alle Arten von texturierten Garnen geeignet. Garne, die mittels Luftblas­ texturierung erzeugt wurden, werden jedoch besonders be­ vorzugt.

Durch die Verwendung von texturierten Garnen kann die Festigkeit der Airbaggewebe etwas zurückgehen, da texturierte Garne normalerweise eine geringere Festigkeit besitzen als die üblichen Glattgarne. Der Festigkeits­ rückgang ist allerdings bei luftblastexturierten Garnen sehr gering, weshalb diese Variante der texturierten Garne zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gewebe besonders bevorzugt wird.

Die für die Herstellung der erfindungsgemäßen Gewebe ein­ zusetzenden texturierten Garnen können aus allen Faser­ polymeren, die für die Texturierung und für technische Textilien geeignet sind, bestehen. Bevorzugt werden jedoch texturierte Garne aus Polyestern oder Polyamiden. Unter den Polyestern werden Garne aus Polyethylenterephthalat besonders bevorzugt, unter den Polyamiden werden für den Einsatz in Airbaggeweben Polyamid 6.6 (Polyhexamethylen­ adipamid) und Polyamid 4.6 (Polytetramethylenadipamid) besonders bevorzugt.

Im Gegensatz zu den nicht texturierten Garnen, die üblicher­ weise als Glattgarne bezeichnet werden, besitzen texturierte Garne ein höheres Garnvolumen und eine höhere Bauschigkeit.

Neben der Reinverarbeitung texturierter Garne wurde weiter versucht, texturierte Garne in Mischung mit Glattgarnen zu verarbeiten. Überraschend wurde dabei gefunden, daß bereits ein gegenüber Geweben, die nur aus Glattgarnen hergestellt wurden, deutlich besserer Filtereffekt für Kleinpartikel erzielt wurde, wenn lediglich in einer Fadenrichtung des Gewebes texturierte Garne alternierend neben Glattgarnen verarbeitet werden. Als günstig hat sich hierbei der Einsatz texturierter Garne im Schuß erwiesen, wobei in das her­ zustellende Gewebe jeweils im Wechsel ein Glattgarn und ein texturiertes Garn eingebracht werden.

Die erfindungsgemäßen Gewebe sind besonders als Filtergewebe für den Airbag geeignet. In gleicher Weise ist es auch möglich, Kontaktgewebe für den Airbag durch alternierende Verarbeitung von Glatt- und Texturgarnen herzustellen. Eben­ so können die erfindungsgemäßen Gewebe vorteilhaft in verschiedenen Einsatzgebieten der Heißgasfiltration Ver­ wendung finden.

Die zusammen mit Glattgarnen zur Herstellung der erfindungs­ gemäßen Gewebe einzusetzenden texturierten Garne sollten bevorzugt aus denselben Polymeren bestehen wie die Glatt­ garne. Im Interesse eines problemlosen Recyclings wird dies angestrebt. Es ist aber auch möglich, verschiedene Garne zu kombinieren, so beispielsweise Glattgarne aus Polyamid 6.6 und texturierte Garne aus Polyester.

Die texturierten Garne haben bevorzugt den gleichen Titer und die gleiche Zahl von Einzelfilamenten wie die für die Herstellung von Airbaggeweben üblicherweise eingesetzten Glattgarne. So haben sich Garntiter von 235, 350 und 470 dtex für dieses Einsatzgebiet als gut geeignet erwiesen. Aber auch höhere oder niedrigere Garntiter können Einsatz finden. Bei 235 dtex beträgt die Zahl der Einzel­ filamente normalerweise 36, bei 350 und 470 dtex 72. Bevorzugt wird die Verwendung von Garnen mit feineren Einzeltitern.

Bei einer kombinierten Verwendung von texturierten und Glattgarnen finden bevorzugt für beide Garnarten gleiche Titer Verwendung, es können aber auch unterschiedliche Titer eingesetzt werden. So kann beispielsweise ein Glattgarn mit einem Titer von 350 dtex zusammen mit einem texturierten Garn mit einem Titer von 235 oder 470 dtex zum Einsatz kommen.

Um die Luftdurchlässigkeit der erfindungsgemäßen Gewebe genau einstellen zu können, ist der im Gewebe einzusetzenden Fadenzahl besondere Beachtung zu schenken. Die zu wählenden Fadenzahlen richten sich nach dem Garntiter. So sind bei symmetrischen Gewebeeinstellungen bei einem Titer von 235 dtex Fadenzahlen von 26-30/cm, bei einem Garntiter von 350 dtex Fadenzahlen von 18-28/cm und bei einem Garntiter von 470 dtex Fadenzahlen von 16-23/cm üblich. Je nach gewünschter Luftdurchlässigkeit kann es bei der Herstellung von Filtergeweben auch notwendig sein, die hier genannten Fadenzahlen zu unterschreiten. Werden Garne mit verschiedenen Titern kombiniert, so müssen die Fadenzahlen, je nach Anteil der einzelnen Titer, entsprechend den obigen Angaben gewählt werden.

Als Gewebebindung wird eine Leinwandbindung bevorzugt. Dies gilt in besonderem Maße für die Kontaktgewebe des Airbags, da mit dieser Bindung niedrige Luftdurchlässigkeiten erziel­ bar sind. Besonders für Filtergewebe sowie für Gewebe für die Heißgasfiltration können, je nach gewünschter Luft­ durchlässigkeit, auch andere Gewebebindungen wie beispiels­ weise Panama- oder Köperbindungen, hieraus abgeleitete Bindungen sowie jede Art von Phantasiebindungen zum Einsatz kommen.

Die Ausrüstung der erfindungsgemäß hergestellten Gewebe erfolgt in einem Naßverfahren, das in EP-A 436 950 beschrieben wurde. Bei diesem Naßverfahren tritt eine Schrumpfauslösung und Verdichtung des Gewebes ein. Dieser Vorgang ist für die einzustellende Luftdurchlässigkeit von besonderer Bedeutung. Der Grad der Gewebeverdichtung bei diesem Naßverfahren ist vom Schrumpfverhalten des für die Herstellung der erfindungsgemäßen Gewebe eingesetzten Garnes abhängig.

Bei Verwendung von Polyamid 6.6-Garnen liegen für die Herstellung von Airbag-Kontaktgeweben die Heißluft-Schrumpf­ werte zwischen 5 und 10% (gemessen bei 190°C). Für Airbag- Filtergewebe kommen Polyamid 6.6-Garne mit Heißluftschrumpf­ werten unter 5%, bevorzugt 2-4%, (gemessen bei 190°C) zum Einsatz. Der Unterschied in den Schrumpfwerten ergibt sich aus den unterschiedlichen Luftdurchlässigkeits­ anforderungen für Kontakt- bzw. Filtergewebe. Für die für Kontaktgewebe geforderte niedrige Luftdurchlässigkeit ist ein gegenüber Filtergeweben dichteres Gewebe und damit eine stärkere Schrumpfauslösung bei der Naßbehandlung nötig, wofür ein höherer Ausgangsschrumpfwert erforderlich ist.

Das in EP-A 436 950 beschriebene Ausrüstungsverfahren eignet sich besonders für Gewebe aus Polyamidfasern. Bei Verwendung von Polyesterfasern zur Herstellung von Airbag-Geweben kann nach dem gleichen Verfahren gearbeitet werden. Hier liegen die Heißluft-Schrumpfwerte bei 1-4% (gemessen bei 190°C) für Filtergewebe und bei 5-9% (gemessen bei 190°C) für Kontaktgewebe.

Eine besondere Bedeutung kommt, besonders im Hinblick auf eine gute Alterungsbeständigkeit, der Trocknung der Gewebe nach der Naßbehandlung zu. Ein geeignetes Verfahren wurde in EP-A 523 546 beschrieben. Mit diesem Verfahren werden Gewebe erhalten, deren Luftdurchlässigkeit sich auch bei Lagerung unter extremen Klimabedingungen nur wenig ändert.

Bei einer kombinierten Verarbeitung von texturierten Garnen und Glattgarnen ist es notwendig, Garne mit gleichen Schrumpfeigenschaften miteinander zu verwenden.

Airbags, die mindestens Filterteil unter Verwendung des erfindungsgemäßen Gewebes hergestellt worden sind, ermöglichen beim Auslösen der Airbagfunktion im Falle einer Kollision ein sicheres Auffangen der Fahrzeuginsassen ohne Gefahr der Verletzungen durch in den Fahrgastraum auf­ tretende heiße Feinpartikel aus dem Generatorgas. Somit bietet ein Airbagsystem unter Verwendung eines Airbags, der mindestens teilweise aus dem erfindungsgemäßen Gewebe her­ gestellt wurde, gegenüber den bisher eingesetzten Systemen ein verringertes Verletzungsrisiko der Fahrzeuginsassen im Falle einer Kollision.

Unter Airbag-System ist der Airbag selbst, die Unterbringung des Airbags im Kraftfahrzeug sowie das Steuerungssystem zum Auslösen der Airbagfunktion zu verstehen.

Claims (9)

1. Gewebe zur Herstellung von Airbags, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es mindestens teilweise aus texturierten Garnen besteht.

2. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens teilweise in mindestens einer Fadenrichtung aus texturierten Garnen besteht.

3 Gewebe nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es in einer Fadenrichtung aus texturierten Garnen besteht.

4. Gewebe nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer Fadenrichtung jeweils alternierend ein texturiertes Garn neben einem Glattgarn angeordnet ist.

5. Gewebe nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die texturierten Garne aus denselben Polymeren bestehen wie die Glattgarne.

6. Gewebe nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die texturierten Garne und die Glatt­ garne aus unterschiedlichen Polymeren bestehen.

7. Filtergewebe für Airbags, hergestellt nach mindestens einem der Ansprüche 1-6.

8. Kontaktgewebe für Airbags, hergestellt nach mindestens einem der Ansprüche 1-6.

9. Airbag, hergestellt aus mindestens einem Gewebe nach mindestens einem der Ansprüche 1-6.