DE69419729T2 - Gewebe für hochleistungs-luftsack und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Description

TECHNISCHER BEREICH
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gewebe für Airbags und ein Verfahren zum Herstellen desselben. Im einzelnen betrifft die vorliegende Erfindung ein Gewebe, das für die Herstellung von Hochleistungsairbags von Nutzen ist, welche beim Aufblasen ein hohes Vermögen, sich in der Anfangsphase des Aufblasens glatt zu entfalten, und eine hohe Berstfestigkeit zeigen, sowie ein Verfahren zum Herstellen desselben.
TECHNISCHER HINTERGRUND
• Von Airbags wird verlangt, daß sie einem Insassen bei einem Unfall vollen Schutz gegen einen Stoß bieten können.
• Um diese Anforderung zu erfüllen, muß ein Gewebe für die Herstellung des Airbags die folgenden Leistungsmerkmale erfüllen.
• (1) In der Anfangsphase des sich Entfaltens und Ausdehnens (Aufblasen) des aus dem Gewebe hergestellten Airbags wird keine auf den Airbag örtlich einwirkende Spannung erzeugt.
• (2) In der schließlich erhaltenen aufgeblasenen Form des Airbags kann durch den Airbag bei einem Aufprall eine große Menge an Energie aufgenommen werden.
• (3) In seiner schließlich erhaltenen aufgeblasenen Form zeigt der Airbag eine gleichmäßige Luftdurchlässigkeit, und die größte Beständigkeit gegen Innendruck in dem Airbag, wenn er aufgeblasen ist, ist konstant.
• Ein typisches Gewebe für herkömmliche Airbags ist in dem kanadischen Patent Nr. 974745 offenbart. Dieses Gewebe wird durch thermische Schrumpfung eines Nylon-Rohgewebes unter Verwendung eines Spannrahmens unter keiner Spannung hergestellt und zeigt daher eine Zugfestigkeit von 400 Pounds/2,5 cm (ungefähr 1775 N (181 kg)/2,5 cm) oder mehr, gemessen durch einen Grabtest sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung des Gewebes, und eine geringe Luftdurchlässigkeit von 160 Kubikfuß pro Minute oder weniger, gemessen unter einem Druck von 5 Pounds/Inch² (ungefähr 7,1 Liter/dm²/min oder weniger unter einem Druck von ungefähr 500 Pa).
• Außerdem offenbart die japanische Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 3-137245, welche US-A-5093163 entspricht, ein unbeschichtetes Nylongewebe für Airbags. Dieses Gewebe ist durch Vorwaschen eines Rohgewebes und Wärmebehandeln des zweiten Gewebes hergestellt worden und zeigt daher eine Zugfestigkeit von 2,900 N/5 cm (ungefähr 178 kg/3 cm) sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung des Gewebes und eine niedrige Luftdurchlässigkeit von 10 Liter/dm²/min unter einem Druck von 500 Pa.
• Die zuvor genannten Druckschriften aus dem Stand der Technik erwähnen nicht die zuvor genannten Anforderungen (1), (2) und (3) für das Airbag-Gewebe und enthalten daher weder Lehre noch Vorschläge für Mittel zum Erfüllen der Anforderungen.
• Ferner offenbart die japanische Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 4-214,437 ein Polyestergewebe für Airbags. Das Gewebe wird nicht einer Vorwasch- und einer Wärmebehandlung unterzogen und zeigt, selbst bei einem Flächengewicht von 200 g/m² oder weniger, eine Zugfestigkeit von 2200 N/5 cm (ungefähr 135 kg/3 cm) oder mehr und eine Bruchdehnung von 25% oder mehr.
• Ferner offenbart U.S.-Patent Nr. 4,977,016, welches der japanischen Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 4-2,835 entspricht, ein Polyestergewebe für Airbags, welches eine Zugfestigkeit von 2600 N/5 cm (161 kg/3 cm) oder mehr und eine Bruchdehnung von 25% oder mehr aufweist.
• Desweiteren offenbart die Beschreibung der EP-A1-0,442,373 Polyestergewebe. Die Gewebe werden nicht einer Vorwasch- und einer wärmebehandlung unterworfen und zeigen eine Bruchdehnung (Zugdehnung beim Bruch) von 25% oder mehr und eine Luftdurchlässigkeit von 4,7 bis 9,4 Liter/dm²/min unter einem Druck von 50 mm Wassersäule. Jedoch betragen die Bruchdehnungen der Gewebe in der Schußrichtung alle weniger als 30% und die EP-Beschreibung enthält keinerlei Angaben bezüglich der Gleichmäßigkeit der Gewebe im gesamten Gewebebereich. Die Gewebe im Rohzustand werden vielen während des Webens erzeugten und in den Geweben verbleibenden Spannungen und Dehnungen unterworfen und sind daher im allgemeinen nicht als Gewebe für Airbags geeignet.
• Das heißt, die zuvor erwähnten Dokumente aus dem Stand der Technik enthalten keine Erwähnung der zuvor genannten Anforderungen (1) bis (3) und daher auch keine Angaben bezüglich eines Mittels zum Erfüllen dieser Anforderungen. Nichtsdestotrotz besteht in jüngster Zeit eine starke Nachfrage nach Airbags mit sehr hoher Berstfestigkeit.
• Insbesondere in bezug auf leichte und kompakte Airbags, bei welchen in letzter Zeit große Fortschritte gemacht werden, ist die Anforderung bezüglich der hohen Berstfestigkeit von immer größerer Bedeutung.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Gewebes, welches für Hochleistungsairbags, die in der Anfangsphase des Aufblasens glatt aufgeblasen werden können, von Nutzen ist, eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung und eine hohe Berstfestigkeit aufweist und welches daher einen hohen Grad der Sicherheit zeigt, sowie eines Verfahrens zum Herstellen desselben.
• Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Gewebes, welches für Hochleistungsairbags von Nutzen ist, welches eine gleichmäßige Luftdurchlässigkeit über das ganze Gewebe hinweg aufweist, zusätzlich zu der guten Eigenschaft des anfänglichen leichten Aufblases und der hohen Berstfestigkeit, und daher eine verbesserte Sicherheit zeigt, sowie eines Verfahrens zum Herstellen desselben.
• Die zuvor erwähnten Aufgaben können durch das erfindungsgemäße Gewebe für Hochleistungsairbags erfüllt werden, welches Kett- und Schußgarne aus Polyesterfilamenten umfaßt und alle Anforderungen dahingehend erfüllt, daß:
• (A) in wenigstens einer der Spannungs-Dehnungs-Kurven des Gewebes in dessen Kett- und in dessen Schußrichtung, wobei die Zugdehnung ε des Gewebes in Einheiten von Prozent im Bereich von:
• 1% ≤ ε ≤ 20% liegt,
• eine Ableitung 2. Ordnung S"(ε) der Zugfestigkeit S(ε) in Einheiten von kg/3 cm, welche eine abgeleitete Funktion höherer Ordnung der Zugdehnung ε ist, im wesentlichen positiv ist,
• (B) wenn die Zugdehnung (ε) des Gewebes im Bereich von:
• ε ≤ 10% liegt,
• die Zugfestigkeit S(ε) des Gewebes in seiner Kett- und in seiner Schußrichtung 98 bis 980 N/3 cm (10 bis 100 kg/ 3 cm) beträgt; und
• (C) bei jedem der Graphen, die die Spannungs-Dehnungs-Kurven des Gewebes in dessen Kett- und Schußrichtungen zeigen, wobei eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Zugbeanspruchung des Gewebes jeweils sowohl seiner Kett- als auch in seiner Schußrichtung durch eine Fläche eines Bereiches dargestellt ist, welcher definiert ist durch die Spannungs-Dehnungs-Kurve und durch eine horizontale Gerade, die einer Spannung von Null entspricht und parallel zur Achse der Abszissen eines jeden Graphs gezogen ist, das Gewebe eine Widerstandsfähigkeit von 19600 bis 39200 N (2000 bis 4000 kg) · %/3 cm sowohl in seiner Kett- als auch in seiner Schußrichtung aufweist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Die Fig. 1A und 1B sind Graphen, welche die Spannungs-Dehnungs-Kurven eines in Beispiel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Polyestergewebes jeweils in dessen Kett- und Schußrichtung zeigen;
• die Fig. 2A und 2B sind Graphen, welche die Spannungs-Dehnungs-Kurven eines in Beispiel 2 gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Polyestergewebes jeweils in dessen Kett- und Schußrichtung zeigen;
• die Fig. 3A und 3B sind Graphen, welche die Spannungs-Dehnungs-Kurven eines herkömmlichen Polyestergewebes (Vergleichsbeispiel 1) jeweils in dessen Kett- und Schußrichtung zeigen;
• Fig. 4 zeigt ein Modell einer Kalandriervorrichtung, welche bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann; und
• Fig. 5 zeigt ein Modell einer Schrumpffixier-Vorrichtung, welche bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
DIE BESTE METHODE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
• Die charakteristischen Eigenschaften (A) bis (C), welche durch das erfindungsgemäße Gewebe für Airbags zum Erfüllen der Aufgaben der vorliegenden Erfindung geboten werden, werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen in Einzelheiten erläutert.
• Bei jedem der in den Fig. 1A bis 3B gezeigten Graphen repräsentiert die Achse der Ordinaten eine Zugfestigkeit S(ε) in Einheiten von kg/3 cm und die Achse der Abszissen repräsentiert eine Zugdehnung ε in Einheiten von Prozent.
• In den Fig. 1A und 1A wird gezeigt, daß, wenn die Dehnung ε in dem Bereich:
• 1% ≤ ε ≤ 20%
• liegt, die Ableitung 2. Ordnung S"(ε) der Zugfestigkeit sowohl in den Kett- als auch in den Schußrichtungen im wesentlichen positiv ist, und daß, wenn die Dehnung ε in dem Bereich:
• ε ≤ 10%
• liegt, die Zugfestigkeit S(ε) im Bereich von 98 bis 980 N/3 cm (10 bis 100 kg/3 cm) liegt.
• In den Fig. 2A und 2B wird dargestellt, daß, wenn die Dehnung ε in dem Bereich:
• 1% ≤ ε ≤ 10%
• liegt, die Ableitung 2. Ordnung S"(ε) der Zugfestigkeit nur in der Kettrichtung im wesentlichen positiv ist, und daß, wenn die Dehnung ε in dem Bereich:
• ε ≤ 10
• liegt, die Zugfestigkeit S(ε) sowohl in den Kett- als auch in den Schußrichtungen im Bereich von 98 bis 980 N/3 cm (10 bis 100 kg/3 cm) liegt.
• In den Fig. 3A und 3A wird gezeigt, daß, wenn die Dehnung ε in dem Bereich:
• 1% ≤ ε ≤ 20%
• liegt, die Ableitung 2. Ordnung S"(ε) der Zugfestigkeit sowohl in den Kett- als auch in den Schußrichtungen im wesentlichen negativ ist, und daß, wenn die Dehnung 6 in dem Bereich:
• ε ≤ 10%
• liegt, die Zugfestigkeit S(ε) in der Schußrichtung mehr als 980 N/3 cm (100 kg/3 cm) beträgt.
Eigenschaft (A)
• Die Ableitung 2. Ordnung S"(ε) der Zugfestigkeit S(ε) ist eine zweimal differenzierte Funktion der Zugfestigkeit S(ε). Die Tatsache, daß S"(ε) im wesentlichen positiv ist, zeigt, daß S(ε) durch eine Kurve repräsentiert ist, welche im wesentlichen nach unten konvex ist, wie in den Fig. 1A oder 1B gezeigt. Das heißt, bei dem erfindungsgemäßen Gewebe für Airbags gilt, daß, wenn die Dehnung ε innerhalb des Bereiches von 1% ≤ ε ≤ 20% liegt, die Spannungs-Dehnungs-Kurve in wenigstens einer der Kett- oder der Schußrichtungen des Gewebes im wesentlichen nach unten konvex sein muß. Der Begriff "im wesentlichen positiv" bedeutet, daß eine Spannungs-Dehnungs-Kurve nahe einer geraden Linie unter die Eigenschaft (A) fällt. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung stellten klar, daß im allgemeinen die Berstfestigkeit der Airbags eng von dem Verhalten der Airbags in der Anfangsphase des Aufblasens abhängt, und das anfängliche Aufblasverhalten entspricht der Form eines anfänglichen Be reichs der Spannungs-Dehnungs-Kurven. Vor der vorliegenden Erfindung wurde zur Verbesserung der Berstfestigkeit der Airbags versucht, nur die Zugfestigkeit und die Dehnung beim Bruch des Gewebes zu verbessern. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung jedoch beobachteten das Berstverhalten von Airbags ganz genau und infolgedessen wurde gefunden, daß in der Anfangsphase des Aufblasens eines jeweiligen Airbags, das heißt, daß, bevor der Innendruck des Airbags sein Höchstmaß erreicht und während welcher sich der Airbag aus dem zusammengefalteten Zustand rasch ausdehnt, ein aus einer Aufblasvorrichtung direkt in den Airbag geblasenes, unter hohem Druck stehendes Hochtemperaturgas übermäßige, lokal auftretende Spannungen erzeugte, welche auf Bereiche des Airbags gerichtet waren, welche sich nicht glatt ausdehnten, und wodurch Bereiche der Kett- und Schußgarne des Gewebes, welche sich in den Bereichen des Airbags um die Aufblasvorrichtung herum und an Umfangsnahtlinien befinden, unregelmäßig voneinander fort rutschen und die verrutschten Bereiche als Ausgangspunkte für das Bersten des Airbags dienen.
• Das heißt, die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden, daß die Berstfestigkeit des Airbags verbessert werden kann, indem die Bildung von kleinen Stellen, an welchen das Bersten beginnt, während der Anfangsphase der Ausdehnung des Airbags verhindert wird. Um die Bildung von kleinen Berstbeginn-Stellen zu verhindern, ist erforderlich, daß der Airbag gleichmäßig in seiner Kett- und seiner Schußrichtung entfaltet werden kann, ohne daß in der Anfangsphase der Ausdehnung übermäßige, lokal auftretende Spannungen erzeugt werden, und daß der Airbag eine ausreichende anfängliche Zugdehnung sowohl in der Kett- als auch in der Schußdehnung aufweist, um die während der Anfangsphase des Aufblasens auf den Airbag einwirkenden, übermäßig großen Ausdehnungsspannungen völlig aufzunehmen.
• Die Ableitung 2. Ordnung S"(ε) der Zugfestigkeit S(ε) ist ein wichtiger Faktor beim Abschätzen, ob die anfängliche Ausdehnung des Airbags glatt durchgeführt werden kann. Wenn die Dehnung ε in dem Bereich 1% ≤ ε ≤ 20% liegt und wenn bei jeder der Kett- und Schußrichtungen der Wert von S"(ε) negativ ist oder von positiv zu null oder zu negativ übergeht, oder von negativ zu null oder zu positiv, umfaßt die Spannungs-Dehnungs-Kurve des Gewebes in jeder seiner Kett- und Schußrichtungen einen Bereich, welcher im wesentlichen nach oben konvex ist, wie in den Fig. 3A und 3B gezeigt. In diesem Fall werden während der Anfangsphase der Ausdehnung des Airbags, das heißt, wenn sich der Airbag entfaltet und ausdehnt, große Spannungen sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung erzeugt, und diese Spannungen verursachen die Bildung von Ausgangspunkten für das Bersten des Airbags.
• Im Vergleich zu diesem Fall ist in dem Fall, der beispielsweise in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist, der Wert von S"(ε) im wesentlichen positiv in wenigstens einer der Kett- und Schußrichtungen; die auf den Airbag einwirkende Spannung ist gering im Verhältnis zu der anfänglichen Zugdehnung des Airbags; keine übermäßige, lokal auftretende Spannung wird erzeugt und keine Berstbeginn-Stellen werden gebildet.
• Der Wert S"(ε) ist vorzugsweise positiv sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung.
• Die Zugfestigkeit S(ε) des Gewebes der vorliegenden Erfindung erfüllt die folgende Gleichung:
• S(ε) = a&sub1;ε2n+1 + a&sub2;ε2n + a&sub3;ε2n-1 + ... a2n+1ε
• worin S(ε) eine Zugfestigkeit N/3 cm (kg/3 cm) des Gewebes darstellt, ε eine Dehnung des Gewebes (%) im Bereich von 1% ≤ ε ≤ 20% repräsentiert; a&sub1;, a&sub2; ... a2n+1 jeweils eine positive Zahl (> 0) repräsentieren; und n eine ganze Zahl von 1 oder mehr darstellt.
Eigenschaft (B)
• Bei dem erfindungsgemäßen Gewebe für Airbags, bei welchem die Dehnung ε in dem Bereich: ε ≤ 10% liegt, betragen die Zugspannungen S(ε) des Gewebes sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung 98 bis 980 N/3 cm (10 bis 100 kg/3 cm). Um die Bildung von Berstbeginn-Stellen zu vermeiden, ist es erforderlich, daß sich der Airbag entfaltet und ausdehnt, während er in der Anfangsphase des Aufblasens sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung gleichmäßig gedehnt wird. Aufgrund dieser Notwendigkeit muß bei der anfänglichen Dehnung von 10% oder weniger die Zugspannung S(ε) sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung innerhalb eines bestimmten Bereichs liegen.
• Wenn die Zugfestigkeit S(ε) in dem zuvor erwähnten Dehnungsbereich weniger als 98 N/3 cm (10 kg/3 cm) beträgt, wird das Gewebe übermäßig gedehnt und daher werden die Berstbeginn-Stellen leicht gebildet. Auch kann in diesem Fall ein ausreichender Innendruck in dem Airbag in der notwendigen Aufblasphase nicht völlig erzeugt werden. Anderenfalls, wenn die Zugfestigkeit S(ε) mehr als 980 N/3 cm (100 kg/3 cm) beträgt, wirkt eine übermäßig große Spannung auf den Airbag ein und der Innendruck des Airbags wird zu hoch, und die Berstbeginn-Stellen werden leicht gebildet. In dem Fall, daß die Dehnung ε im Bereich von ε ≤ 10% liegt, liegt die Zugfestigkeit S(ε) sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung vorzugsweise im Bereich von 196 N/3 cm bis 785 N/3 cm (20 bis 80 kg/3 cm).
Eigenschaft (C)
• Bei der vorliegenden Erfindung wird der Begriff "Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung" durch einen Wert dargestellt, welcher so erhalten wird, daß bei einem Graph, der eine Spannungs-Dehnungs-Kurve eines Gewebes sowohl in der Kettrichtung als auch in der Schußrichtung des Gewebes (welche als die Kett- und Schußrichtungen erwähnt werden können) zeigt, wie beispielsweise in Fig. 1 gezeigt, die Spannungswerte der Spannungs-Dehnungs-Kurve bezüglich der Beanspruchung aufgrund einer Dehnung, welche 1% einer Vollbelastung entspricht, das heißt einer Dehnung unter einer anfänglichen Last bis zu der äußersten Dehnung beim Bruch, integriert werden. Konkret gesagt, bei jeder der Fig. 1A bis 3B, eine Fläche des schraffierten Bereichs zwischen der Spannungs-Dehnungs-Kurve von einer Dehnung von Null bis zur äußersten Dehnung beim Bruch und einer Achse der Abszissen, durch eine Spannung von Null gezogen. Die Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung zeigt eine Energiemenge, welche von dem Gewebe in der Form eines aufgeblasenen Airbags bei einem Zusammenstoß aufgenommen werden kann. Je höher die Widerstandsfähigkeit des Gewebes gegen Zugbeanspruchung, desto höher ist die Berstfestigkeit des resultierenden Airbags. Wenn die Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung sowohl in seiner Kettrichtung als auch in seiner Schußrichtung weniger als 2000 kg · %/3 cm beträgt, ist die Berstfestigkeit des Gewebes unbefriedigend und daher kann der resultierende Airbag nicht den Zweck erfüllen, zu welchem der Airbag verwendet wird. Ausserdem, wenn die Widerstandsfähigkeit des Gewebes gegen Zugbeanspruchung sowohl in seiner Kett- als auch in seiner Schußrichtung mehr als 39200 N (4000 kg) · %/3 cm beträgt, weist der resultierende Airbag insofern Nachteile auf, als das Flächengewicht und die Dicke zu groß werden und daher die Kompaktheit verschlechtert wird und die Kraftstoffkosten des Autos ansteigen. Vorzugsweise beträgt die Widerstandsfähigkeit des Gewebes gegen Zugbeanspruchung 20600 bis 38300 N (2100 bis 3900 kg) · %/3 cm, noch bevorzugter 21600 bis 37300 N (2200 bis 3800 kg) · %/3 cm, sowohl in seiner Kett- als auch in seiner Schußrichtung.
• Das Gewebe der vorliegenden Erfindung mit den Eigenschaften (A) bis (C) zeigt ein ausgezeichnetes anfängliches Entfaltungs- und Ausdehnungsvermögen und ist für Airbags mit einer signifikant verbesserten Berstfestigkeit von Nutzen.
• Das erfindungsgemäße Gewebe für Airbags weist vorzugsweise ein Verhältnis PR/PM im Bereich von 0,01 bis 0,60 auf, wobei bei dem Verhältnis PR/PM, für welches Luftdurchlässigkeiten des Gewebes in Einheiten von Liter/dm²/min unter einem Druck von 500 Pa an 100 Punkten gemessen werden, die sich an den Schnittpunkten von 10 Linien, welche auf dem Gewebe parallel zu der Längsachse des Gewebes in vorher festgelegten Abständen gezogen werden, mit 10 Linien, welche auf dem Gewebe rechtwinklig zu der Längsachse des Gewebes in Abständen von ungefähr einem Meter gezogen werden, befinden, PR den Unterschied in der Luftdurchlässigkeit zwischen der größten und der kleinsten der gemessenen Luftdurchlässigkeiten repräsentiert und PM einen Mittelwert aller Luftdurchlässigkeiten, die an den 100 Punkten gemessen worden sind, repräsentiert. Beträgt das Verhältnis PR/PM weniger als 0,01, so ist der Wert PM relativ zu dem Wert PR groß, und so zeigt der resultierende Airbag eine zu hohe Luftdurchlässigkeit und ist daher von Nachteil. Außerdem, wenn das Verhältnis PR/PM mehr als 0,60 beträgt, wird die Luftdurchlässigkeit des resultierenden Airbags ungleichmäßig und kann je nach den aus dem Gewebe geschnittenen Stücken, aus welchen der Airbag gefertigt ist, variieren, und daher wird es unmöglich, aus dem Gewebe Airbags mit der erwünschten gleichmäßigen Luftdurchlässigkeit herzustellen. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis PR/PM 0,02 bis 0,58, noch bevorzugter 0,03 bis 0,55. Ferner, wenn ein Airbag aus dem Gewebe der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, indem das Gewebe in zwei kreisförmige Stücke mit einem Durchmesser von ungefähr 700 mm geschnitten wird, die kreisförmigen Stücke aufeinandergelegt werden und die aufeinandergelegten Stücke an ihren Umfangsbereichen mit Doppelkettenstichen miteinander vernäht werden, um eine kreisförmige Naht mit einem Durchmesser von 670 mm zu bilden, und wenn dieser Airbag durch Einblasen von 40 Litern Hochdruckluft mit einem Druck von 2,9 MPa (30 kg/cm²) in einem Augenblick in den Airbag innerhalb von 100 Millisekunden nach dem Einblasen zum Bersten gebracht wird, zeigt der resultierende Airbag vorzugsweise eine Berstfestigkeit, welche durch einen Innendruck des Airbags beim Bersten von 390 bis 980 kPa (4,0 bis 10,0 kg/cm²G) repräsentiert ist.
• Die Berstfestigkeit in Einheiten von kg/cm²G/kg/m² ist eine Berstfestigkeit in Einheiten von kg/cm²G pro Flächengewicht des Gewebes in Einheiten von kg/m². Beträgt die Berstfestigkeit weniger als 390 kPa (4,0 kg/cm²G)/kg/m², besteht bei dem resultierenden Airbag bei einer Kollision des Automobils eine große Gefahr des Berstens und Beschädigtwerdens, und daher ist er sehr gefährlich. Außerdem, wenn die Berstfestigkeit mehr als 980 kPa (10,0 kg/cm²G)/kg/m² beträgt, zeigt der resultierende Airbag aufgrund des zu großen Flächengewichts und und der zu großen Dicke des Gewebes eine schlechte Kompaktheit und verschlechtert die Sparsamkeit des Automobils hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs. Noch bevorzugter weist das erfindungsgemäße Gewebe für Airbags eine Berstfestigkeit von 410 bis 960 kPa (4,2 bis 9,8 kg/cm²G)/kg/m² auf.
• Wenn des erfindungsgemäße Gewebe für Airbags in 200 kreisförmige Stücke mit einem Durchmesser von ungefähr 700 mm geschnitten wird, werden jeweils zwei Stücke hiervon übereinandergelegt und an ihren Umfangsbereichen durch Doppelreihenstiche miteinander vernäht, um eine kreisförmige Nahtlinie mit einem Durchmesser von 670 mm zu bilden, wodurch 100 Airbags erhalten werden; die resultierenden Airbags werden einer Messung der Luftdurchlässigkeit unterworfen, indem Luft unter einem Druck von 980 Pa in die Airbags eingeblasen wird und die Differenz in der Luftdurchlässigkeit PR' zwischen dem größten und dem kleinsten Wert der gemessenen Luftdurchlässigkeiten und ein mittlerer Wert PM' aller gemessener Luftdurchlässigkeiten werden bestimmt, und das Verhältnis PR'/PM' beträgt vorzugsweise 0,01 bis 0,50.
• Der aus dem Gewebe wie zuvor erwähnt hergestellte Airbag kann eine gleichmäßige Luftdurchlässigkeit und daher einen stabilen Innendruck zeigen. In diesem Fall repräsentiert PR' die Differenz in der Luftdurchlässigkeit zwischen dem größten und dem kleinsten der Luftdurchlässigkeitswerte der 100 Airbags, und PM' repräsentiert einen Mittelwert der Luftdurchlässigkeitswerte von 100 Airbags. Das Verhältnis PR'/PM' beträgt noch bevorzugter 0,02 bis 0,48 und am meisten bevorzugt 0,03 bis 0,45.
• Das erfindungsgemäße Gewebe für Airbags zeigt einen Nahtschlupfwert von 0,1 bis 1,0 mm, welcher unter einer auf das Gewebe in der Kett- oder Schußrichtung des Gewebes einwirkenden Last von 11760 N (120 kg)/5 cm bestimmt wird. Wenn der Nahtschlupfwert in der Kett- oder der Schußrichtung weniger als 0,1 mm beträgt, ist das resultierende Gewebe zu steif und daher zeigt der resultierende Airbag eine verschlechterte Kompaktierbarkeit, und bei dem Zusammenprall des Gesichts eines Insassen mit dem Airbag kann das Gesicht des Insassen Verletzungen erleiden. Außerdem kann bei einem Nahtschlupfwert in der Kett- oder der Schußrichtung von mehr als 1,0 mm ein Füllgas durch die durch Nahtschlupf verursachten Löcher treten und der Airbag kann perforiert werden oder bersten. Noch bevorzugter beträgt der Nahtschlupfwert 0,15 bis 0,8 mm.
• Bei dem Polyestergewebe der vorliegenden Erfindung betragen die Deckfaktoren hiervon in der Kett- und in der Schußrichtung vorzugsweise 1000 bis 1280. Der "Deckfaktor in der Kettrichtung" ist ein Produkt des Werts der Quadratwurzel der Dicke der Kettgarne des Gewebes und der Webdichte (Anzahl der Garne/Inch) der Kettgarne des Gewebes. Desgleichen ist der "Deckfaktor der Schußgarne" ein Produkt des Werts der Quadratwurzel der Dicke der Schußgarne des Gewebes und der Webdichte (Anzahl der Garne/Inch) der Schußgarne des Gewebes.
• Wenn der Deckfaktor in der Kett- oder der Schußrichtung weniger als 1000 beträgt, weist das resultierende Gewebe eine zu geringe Webdichte für Airbags auf und daher kann beim Aufblasen des resultierenden Airbags Nahtschlupf auftreten und der Airbag eine verringerte Berstfestigkeit zeigen. Außerdem ist bei einem Deckfaktor von mehr als 1280 in der Kett- oder Schußrichtung das resultierende Gewebe zu steif und der resultierende Airbag kann nur schwer in einem Airbagmodul untergebracht werden.
• Bei dem erfindungsgemäßen Gewebe für Airbags betragen seine Deckfaktoren sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung des Gewebes noch bevorzugter 1050 bis 1230.
• Vorzugsweise weist das Polyestergewebe der vorliegenden Erfindung eine Luftdurchlässigkeit von 0,2 bis 9,5 Liter/dm²/min unter einem Druck von 500 Pa auf. Beträgt die Luftdurchlässigkeit unter einem Druck von 500 Pa weniger als 0,2 Liter/dm² pro Minute, ist das resultierende Gewebe zu steif und daher kann das Gesicht eines Insassen durch den Airbag Verletzungen erleiden. Außerdem können bei einer Luftdurchlässigkeit unter einem Druck von 500 Pa von mehr als 9,5 Liter/dm²/min. da ein Füllgas leicht durch den resultierenden Airbag treten kann, der Insasse Verbrennungen oder die Augen des Insassen Verletzungen erleiden. Die Luftdurchlässigkeit des Gewebes der vorliegenden Erfindung unter einem Druck von 500 Pa beträgt noch bevorzugter 0,3 bis 0,9 Liter/dm²/min.
• Das Gewebe der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise die Webstruktur einer 1/1-Leinwandbindung oder einer 2/2-Mattenbindung auf. Das Gewebe kann die Webstruktur einer 2/1- oder 2/2-Köperbindung oder einer Ripstopbindung aufweisen. Außerdem kann das Gewebe eine für Filtertücher verwendbare Leinwand- /Scheindreherbindungswebstruktur aufweisen. Nichtsdestotrotz ist die 1/1-Leinwandbindung die Webstruktur, welche für die Realisierung eines Airbags mit befriedigend leichtem Gewicht und befriedigender Kompaktheit und einer ausgezeichneten Berstfestigkeit am geeignetsten ist.
• Das Polyestergewebe der vorliegenden Erfindung wird gegebenenfalls kalandriert. Das kalandrierte Gewebe weist eine verbesserte Oberflächenglätte auf und daher kann das Gesicht eines Insassen bei einem Aufprall des Gesichts auf dem Airbag geschützt werden. Außerdem verringert das Kalandrieren die Dicke des Gewebes und der resultierende Airbag weist eine erhöhte Kompaktheit auf.
• Die Vorrichtung zum Kalandrieren des Gewebes für Airbags kann aus herkömmlichen Kalandriermaschinen ausgewählt sein, z. B. eine wie in Fig. 4 gezeigte Maschine.
• Das Kalandrierverfahren wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 180ºC bis 220ºC unter einem Druck von 50 bis 150 Tonnen bei einer Geschwindigkeit von 4 bis 50 m/min durchgeführt. Das Kalandrieren kann auf nur eine Oberfläche des Gewebes oder auf beide Oberflächen des Gewebes angewendet werden.
• In Fig. 4 ist die Kalandervorrichtung mit einer Heizwalze (Kalanderwalze) 1, einer Pufferwalze 2 und einer Druckwalze 3 ausgestattet, und ein Rohgewebe oder ein vorgewaschenes Gewebe 4 wird in die Kalandervorrichtung eingeführt.
• Das Gewebe 4 wird mittels Zuführwalzen (in Fig. 4 nicht gezeigt) in die Kalandervorrichtung in der durch einen Pfeil gezeigten Richtung eingeführt, wird zwischen der Heizwalze 1 und einer Pufferwalze 2 durchgeführt und dabei kalandriert, und wird dann durch Abzugswalzen (nicht gezeigt) herausgeführt. Bei diesem Kalandertyp ist die Heizwalze 1 in einer ortsfesten Stellung angeordnet und wird (wie durch einen Pfeil gezeigt) von der Pufferwalze 2 durch das Gewebe 4 nach oben gedrückt. Die Pufferwalze 2 wird durch die Druckwalze 3 nach oben gedrückt.
• Das aus Polyesterfilamentgarnen hergestellte Gewebe der vorliegenden Erfindung wird gegebenenfalls einem Beschichtungsverfahren unterzogen. Für dieses Beschichtungsverfahren werden vorzugsweise Silikon- und Chloroprenkautschuke verwendet. Die Silikonkautschuke weisen eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und Auftrageigenschaften auf und werden daher für die Beschichtung des erfindungsgemäßen Gewebes bevorzugt. Für das Beschichtungsverfahren können eine Rakelstreichbeschichtungsmaschine oder eine Kommabeschichtungsmaschine verwendet werden. Desweiteren kann bei der Anwendung des Beschichtungsverfahrens auf ein kalandriertes Gewebe ein ausreichender Effekt selbst mit einer verringerten Menge des Beschichtungsmaterials erzielt werden, was noch mehr bevorzugt wird.
• Das Polyestergewebe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Verfahren hergestellt, welches die folgenden Schritte umfaßt:
• Weben von Kett- und Schußgarnen, welche aus nichtverzwirnten Polyesterfilamentgarnen bestehen, um ein Rohgewebe mit einer Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung von 9800 N (1000 kg) · %/3 cm oder mehr, aber weniger als 19600 N (2000 kg) · %/3 cm sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung des Rohgewebes zu erhalten;
• Anwenden einer Schrumpffixier-Behandlung auf das Rohgewebe, ohne oder nach Anwenden einer Vorwaschbehandlung auf dieses;
• wobei die Schrumpffixier-Behandlung bis zu einem solchen Ausmaß durchgeführt wird, daß eine Erhöhung sowohl der Kett- als auch der Schußdichte des Rohgewebes oder des vorgewaschenen Gewebes 5 bis 25% beträgt und eine Erhöhung der Zugdehnung beim Bruch des Gewebes sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung 70 bis 250% beträgt.
• Die zuvor erwähnten Polyesterfilamentgarne weisen vorzugsweise eine Zugdehnung beim Bruch von 9 bis 18% auf. Wenn die Zugdehnung beim Bruch weniger als 9% beträgt, kann das resultierende Gewebe eine unbefriedigende Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung aufweisen, selbst nach der Anwendung der Schrumpffixier-Behandlung. Außerdem kann bei einer Zugdehnung beim Bruch von mehr als 18% das resultierende Gewebe eine ungenügende Trockenhitzeschrumpfung zeigen und daher kann es schwierig sein, die Luftdurchlässigkeit des Gewebes unter einem Druck von 500 Pa auf 0,2 bis 9,5 Liter/dm²/min einzustellen. Noch bevorzugter beträgt die Zugdehnung beim Bruch der Polyesterfilamentgarne 10 bis 17%.
• Ferner weisen die Polyesterfilamentgarne vorzugsweise eine Trockenhitzeschrumpfung von 3 bis 13% bei einer Temperatur von 150ºC auf. Beträgt die Trockenhitzeschrumpfung weniger als 3%, so zeigt das resultierende Gewebe eine schlechte Schrumpfung und daher kann es schwierig sein, die Luftdurchlässigkeit des Gewebes unter einem Druck von 500 Pa auf 0,2 bis 9,5 Liter/dm²/min einzustellen. Außerdem kann infolgedessen das resultierende Gewebe eine verringerte Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung zeigen.
• Desweiteren weist bei einer Trockenhitzeschrumpfung von mehr als 13% das resultierende Gewebe eine zu große Schrumpfung und eine zu große Steifigkeit auf, und daher besteht bei dem resultierenden Airbag eine erhöhte Gefahr, daß er dem Gesicht des Insassen Verletzungen zufügt. Noch bevorzugter weisen die Polyesterfilamentgarne eine Trockenhitzeschrumpfung von 3,5 bis 12% auf.
• Die Kett- und Schußgarne für die Herstellung des Gewebes der vorliegenden Erfindung weisen vorzugsweise eine Einzelfilamentdicke (dpf) von 1,1 bis 2,8 dtex (1,0 bis 2,5 den) auf. Beträgt die Einzelfilamentdicke weniger als 1,1 dtex (1,0 den), kann das Webverfahren erschwert sein und daher kann das resultierende Gewebe eine unbefriedigende Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung aufweisen. Außerdem kann bei einer Einzelfilamentdicke von mehr als 2,8 dtex (2,5 den) das resultierende Gewebe zu steif sein und daher kann der resultierende Airbag eine unbefriedigende Kompaktheit und eine erhöhte Gefahr, bei einem Zusammenprall dem Gesicht des Insassen Verletzungen zuzufügen, aufweisen. Außerdem kann es schwierig sein, die Luftdurchlässigkeit des Gewebes unter einem Druck von 500 Pa auf ein Niveau von 0,2 bis 9,5 Liter/dm²/min einzustellen.
• Noch bevorzugter beträgt die Einzelfilamentdicke 1,3 bis 2,5 dtex (1,2 bis 2,3 den).
• Ferner beträgt die Gesamtdicke der Polyesterfilamentgarne, das heißt die Garndicke, vorzugsweise 220 bis 550 dtex (200 bis 500 den). Wenn die Garndicke weniger als 220 dtex (200 den) beträgt, kann der resultierende Airbag eine unbefriedigende Berstfestigkeit aufweisen. Außerdem weist, wenn sie mehr als 550 dtex (500 den) beträgt, das erhaltene Gewebe ein unbefriedigendes Gewicht auf und der resultierende Airbag kann eine unbefriedigende Leichtigkeit und Kompaktheit aufweisen. Noch bevorzugter beträgt die Garndicke 275 bis 495 dtex (250 bis 450 den). Die für die vorliegende Erfindung verwendbaren Polyesterfilamentgarne sind nichtverzwirnte Garne. Wenn sie verzwirnt sind, weisen die resultierenden Garne eine verringerte Fähigkeit, über einander zu rutschen, auf und daher ist bei dem Schrumpffixierverfahren das Gewebe möglicherweise nicht in der Lage, völlig zu schrumpfen, und das resultierende Gewebe kann eine unbefriedigende Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung zeigen. Die Polyesterfilamentgarne weisen vorzugsweise eine Zugfestigkeit von 9,0 bis 13,0 g/den (1 g/den entspricht 8,9 mN/dtex) auf. Beträgt die Zugfestigkeit weniger als 9,0 g/den, so kann das resultierende Gewebe eine verringerte Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung aufweisen und der resultierende Airbag kann eine unbefriedigende Berstfestigkeit zeigen. Beträgt die Zugfestigkeit mehr als 13,0 g/den, so können die resultierenden Polyesterfilamentgarne eine verschlechterte Gleichmäßigkeit aufweisen und daher kann der resultie rende Airbag eine unbefriedigende Berstfestigkeit zeigen. Noch bevorzugter beträgt die Zugfestigkeit der Polyesterfilamentgarne 9,0 bis 12,0 g/den.
• Der für die Herstellung der Polyesterfilamentgarne für die vorliegende Erfindung verwendbare Polyester wird vorzugsweise ausgewählt aus Polyesterhomopolymeren, beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polyhexylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, Polybutylennaphthalat, Polyethylen-1,2- bis(phenoxy)ethan-4,4'-dicarboxylat, und aus Polyestercopolymeren wie beispielsweise Polyethylenisophthalat, Polybutylenterephthalat oder -naphthalat, und Polybutylenterephthalat oder -decandicarboxylat. Insbesondere Polyethylenterephthalat, welches geeigneterweise ausgewogene mechanische Eigenschaften und Faserbildungseigenschaften aufweist, wird für die vorliegende Erfindung am meisten bevorzugt verwendet.
• Die zuvor erwähnten Polyesterfilamentgarne weisen vorzugsweise eine Grenzviskosität von 0,80 bis 0,95 dl/g auf. Wenn die Grenzviskosität weniger als 0,80 dl/g beträgt, können die resultierenden Filamentgarne eine verringerte Zugfestigkeit aufweisen und daher kann das resultierende Gewebe eine verringerte mechanische Festigkeit aufweisen. Außerdem, wenn die Grenzviskosität mehr als 0,95 dl/g beträgt, kann das Polymer eine verschlechterte Eigenschaft der Filamentbildung zeigen und die resultierenden Filamentgarne können eine schlechtere Qualität aufweisen und das resultierende Gewebe kann eine verringerte Gleichmäßigkeit im Leistungsverhalten aufweisen. Noch bevorzugter beträgt die Grenzviskosität 0,82 bis 0,90 dl/g.
• Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung weisen die Rohgewebe für Airbags sowohl in ihrer Kett- als auch in ihrer Schußrichtung vorzugsweise eine Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung von 9800 N (1000 kg) · %/3 cm oder mehr, aber weniger als 19600 N (2000 kg) · %/3 cm auf. Beträgt die Widerstandsfähigkeit des Rohgewebes gegen Zugbeanspruchung weniger als 9800 N (1000 kg) · %/3 cm sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung des Gewebes, nachdem dieses einer Schrumpffixier- Behandlung unterworfen wurde, kann das resultierende Rohgewebe oder vorgewaschene Gewebe eine unbefriedigende Widerstandsfähigkeit aufweisen. Beträgt die Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung 19600 N (2000 kg) · %/3 cm oder mehr, kann das resultierende Rohgewebe oder vorgewaschene Gewebe zu steif sein und kann eine übermäßig hohe Steifigkeit aufweisen und die Trockenhitzeschrumpfung des Gewebes kann schwieriger sein. Noch bevorzugter beträgt die Widerstandsfähigkeit des Rohgewebes gegen Zugbeanspruchung sowohl in seiner Kett- als auch in seiner Schußrichtung 10000 N bis 19130 N (1020 bis 1950 kg) · %/3 cm.
• Ferner wird bei der vorliegenden Erfindung für Airbags vorzugsweise das Webverfahren so durchgeführt, daß die Deckfaktoren des Rohgewebes sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung auf Werte zwischen 800 und 1150 eingestellt werden. Der Deckfaktor in der Kett- oder der Schußrichtung ist ein Produkt des Wertes der Quadratwurzel der Dicke der Polyesterfilamentgarne in Einheiten von Denier (1,1 dtex) und der Webdichte in Einheiten von Anzahl der Garne/ Inch (2,53 cm) der Kett- oder der Schußgarne. Beträgt der Deckfaktor des Rohgewebes in der Kett- oder der Schußrichtung weniger als 800, kann die Zugdehnung des Gewebes selbst durch Anwendung des Schrumpffixierverfahrens auf das Gewebe nicht in größtmöglichem Maß erhöht werden und der resultierende Airbag kann eine unbefriedigende Berstfestigkeit zeigen. Noch bevorzugter liegen die Werte der Deckfaktoren des Rohgewebes sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung zwischen 830 und 1100.
• Bei dem Webverfahren wird vorzugsweise eine Differenz zwischen den Deckfaktoren des Rohgewebes in der Kett- und der Schußrichtung auf 5 bis 100 eingestellt. Beträgt die Differenz zwischen den Deckfaktoren in der Kett- und der Schußrichtung weniger als 5, ist die Verarbeitbarkeit beim Weben gering und die Herstellung eines gleichmäßigen Gewebes schwierig. Außerdem konzen triert sich bei einer Differenz von mehr als 100 Spannung auf die Kett- oder Schußgarne und daher zeigt der resultierende Airbag eine unbefriedigende Berstfestigkeit. Noch bevorzugter beträgt die Differenz zwischen den Deckfaktoren in der Kett- und in der Schußrichtung 10 bis 95. Der Deckfaktor in entweder der Kett- und Schußrichtung kann größer sein als derjenige in der anderen Richtung. Nichtsdestotrotz wird zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit beim Weben bevorzugt, daß der Deckfaktor in der Kettrichtung das Fünf- bis Hundertfache desjenigen in der Schußrichtung beträgt.
• Das Schrumpffixierverfahren wird vorzugsweise so ausgeführt, daß im wesentlichen keine Spannung auf das Gewebe in der Schußrichtung angewendet wird und das Gewebe nur in der Kettrichtung unter einer Spannung von 0,1 bis 4,9 N/cm (10 bis 500 g/cm) belastet wird. Der zuvor genannte Spannungswert ist geringfügig niedriger als eine Wärmeschrumpfungskraft, die bei einer Oberflächentemperatur einer Heizwalze, wenn das Gewebe in der Kettrichtung einer vollständigen Wärmebehandlung unterworfen wird, auf dem Gewebe in der Kettrichtung erzeugt wird. Wenn die auf das Gewebe in der Kettrichtung ausgeübte Spannung weniger als 0,1 N/cm (10 g/cm) beträgt, kann das Gewebe nicht gleichmäßig schrumpfen und daher kann das resultierende Gewebe eine ungleichmäßige Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung zeigen. Außerdem, wenn die Spannung mehr als 4,9 N/cm (500 g/cm) beträgt, kann das resultierende schrumpffixierte Gewebe eine unbefriedigende Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung zeigen. Noch bevorzugter beträgt die auf das Gewebe in der Kettrichtung ausgeübte Spannung 0,2 bis 4,8 N (20 bis 490 g/cm).
• Während der Schrumpffixier-Behandlung wird im wesentlichen keine Spannung auf das Gewebe in seiner Schußrichtung angewendet. Jedoch kann das Gewebe gleichmäßig heißfixiert werden, während es in alle Richtungen gespannt wird, aufgrund von Spannungen, welche durch einen Reibungswiderstand des Gewebes gegen die Metalloberfläche einer Heißfixiermaschine erzeugt werden, und so mit während des gleichmäßigen Schrumpfens in einem Ausmaß, welches der Trockenhitzeschrumpfung des Gewebes entspricht.
• Als Ergebnis kann ein Gewebe hergestellt werden, welches eine Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung aufweist, die in allen Richtungen groß und in der Kett- sowie in der Schußrichtung gleichmäßig ist, und welches eine anfängliche Zugdehnung aufweist, die in allen Richtungen hoch und in der Kett- sowie in der Schußrichtung gleichmäßig ist.
• Das Schrumpffixierverfahren kann auf das Gewebe vor oder nach der Anwendung des Kalandrierverfahrens auf das Gewebe angewendet werden.
• Während des Schrumpffixierverfahrens wird eine Erhöhung der Dichte des Gewebes in der Kett- oder der Schußrichtung auf ein Niveau von 5 bis 25% eingestellt. Beträgt die Erhöhung der Dichte weniger als 5%, kann das resultierende Gewebe eine unbefriedigende Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung zeigen und daher kann der aus dem Gewebe hergestellte Airbag eine unbefriedigende Berstfestigkeit zeigen. Außerdem kann bei einer Erhöhung der Dichte von mehr als 25% das resultierende Gewebe ein zu großes Flächengewicht aufweisen und daher kann der aus dem Gewebe hergestellte resultierende Airbag eine verringerte Kompaktheit aufweisen. Noch bevorzugter beträgt die Erhöhung der Dichte in der Kett- sowie in der Schußrichtung 7 bis 23%.
• Außerdem wird während des Schrumpffixierverfahrens eine Erhöhung der Zugdehnung beim Bruch des Gewebes vorzugsweise auf ein Niveau von 70 bis 250% sowohl in der Kettrichtung als auch in der Schußrichtung eingestellt. Wenn die Erhöhung der Zugdehnung beim Bruch des Gewebes weniger als 70% beträgt, kann das resultierende Gewebe eine ungenügende Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung zeigen und daher kann der resultierende Airbag, welcher aus dem Gewebe hergestellt ist, eine unbefriedigende Berstfestigkeit zeigen. Außerdem wird, wenn die oben genannte Erhöhung mehr als 250% beträgt, das resultierende Ge webe zu steif und der resultierende Airbag, welcher aus dem Gewebe hergestellt ist, kann dem Gesicht des Insassen beim Aufblasen Verletzungen zufügen und eine verringerte Kompaktheit aufweisen. Noch bevorzugter beträgt die Erhöhung der Zugdehnung beim Bruch des Gewebes nach der Schrumpffixier-Behandlung 80% bis 220%.
• Die Erhöhung der Zugdehnung beim Bruch des Gewebes kann gemäß der Gleichung (1) berechnet werden:
• Erhöhung der Zugdehnung beim Bruch (%) = {[Zugdehnung (%) beim Bruch des Gewebes nach der Schrumpffixier-Behandlung] - [Zugdehnung (%) beim Bruch der ursprünglichen Polyesterfilamentgarne] / Zugdehnung (%) beim Bruch der ursprünglichen Garne} · 100 ... (1)
• Nach dem Webverfahren wird das resultierende Rohgewebe zur Weiterbehandlung vorzugsweise einer Vorwaschbehandlung unterworfen. Jedoch kann die Vorwaschbehandlung zum Zweck beispielsweise der Kosteneinsparung weggelassen werden. Durch die Vorwaschbehandlung können beim Spinnen und Weben eingesetzte Schmälzmittel von dem Gewebe entfernt werden. Daher wird zum Verbessern der Langzeitzuverlässigkeit und der Flammhemmungseigenschaften vorzugsweise eine Vorwaschbehandlung des Rohgewebes ausgeführt.
• Das Rohgewebe, gegebenfalls nach der Vorwaschbehandlung, wird einem Schrumpffixierverfahren unterworfen.
• Fig. 5 zeigt eine kurze Darstellung eines Schrumpffixierverfahrens. In Fig. 5 sind Heizwalzen 5, 6 und 7 nacheinander angeordnet, um einen Förderweg für ein Gewebe 4 zu bilden. Die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen sind so festgelegt, daß die folgenden Beziehungen gelten:
• Walze 5 > Walze 6 > Walze 7
• Für die Schrumpffixierbehandlung des Rohgewebes oder des gegebenenfalls vorgewaschenen Gewebes wird eine mehrstufige Metallwalzenfixiermaschine verwendet. Bei der Maschine weisen die Metallwalzen im wesentlichen eine Oberflächentemperatur von 150 bis 230ºC auf und das Schrumpffixierverfahren wird solchermassen durchgeführt, daß dem Gewebe erlaubt wird, bei einer Flächenschrumpfung von 10 bis 40% zu schrumpfen. Beträgt die Oberflächentemperatur der Metallwalzen im wesentlichen weniger als 150ºC, kann das Schrumpffixieren nicht befriedigend bewirkt werden und das resultierende Gewebe kann eine unbefriedigende Zugfestigkeit aufweisen. Außerdem kann, wenn die Oberflächentemperatur im wesentlichen mehr als 230ºC beträgt, das Gewebe zerknittert sein. Die Oberflächentemperatur der Metallwalzen beträgt im wesentlichen noch bevorzugter 155ºC bis 220ºC.
• Die mehrstufige Metallwalzen-Fixiermaschine ist vorzugsweise mit 3 bis 30 Metallwalzen ausgestattet, welche an beiden Enden hiervon getragen sind, und jede Metallwalze wird von einem Drehmomentmotor angetrieben. Wenn die Anzahl der Metallwalzen kleiner ist als 3, kann das Ausmaß der auf das Gewebe angewandte Wärme ungenügend sein und daher kann es sein, daß das Gewebe nicht völlig schrumpffixiert ist. Außerdem, wenn die Anzahl der Metallwalzen mehr als 30 beträgt, ist der Schrumpffixiereffekt in der Sättigung, die Betriebskosten steigen und der wirtschaftliche Vorteil wird geringer. Die Anzahl der Metallwalzen beträgt noch bevorzugter 4 bis 20. Die zuvor erwähnte mehrstufige Metallwalzen-Fixiermaschine vom Drehmomentmotor-Typ kann das Gewebe schrumpffixieren, ohne beide Seitenkantenbereiche des Gewebes zu erfassen, und kann daher ermöglichen, daß das Gewebe in hohem Maß und gleichmäßig in seiner Schußrichtung schrumpft, während ein herkömmlicher Nadelspannrahmen oder Kluppenspannrahmen die Seitenkantenbereiche des Gewebes erfassen muß.
• Außerdem wird durch den Antrieb der Metallwalzen mittels der Drehmomentmotoren ermöglicht, daß das Gewebe gleichmäßig in hohem Maß bei einer gleichmäßig eingestellten Spannung schrumpft.
• Infolgedessen ist es möglich, eine gleichmäßige und hohe Widerstandsfähigkeit des resultierenden Gewebes gegen Zugbeanspruchung zu erhalten.
• Bei der mehrstufigen Metallwalzen-Fixiermaschine vom Drehmomentmotor-Typ werden die Metallwalzen an ihren beiden Enden getragen und sind hohl. Hochtemperaturluft wird auf die Oberflächen der Metallwalzen geblasen und alle Walzen sind in einem Kasten enthalten, dessen Innentemperatur auf ein vorher bestimmtes Niveau eingestellt ist, so daß die Oberflächentemperatur der Metallwalzen auf dieses vorher bestimmte Niveau eingestellt ist.
• Wenn das Schrumpffixierverfahren durch die zuvor erwähnte mehrstufige Metallwalzen-Fixiermaschine vom Drehmomentmotor-Typ in zwei Stufen ausgeführt wird, das heißt bei einer niedrigen Temperatur und bei einer hohen Temperatur, wird das Schrumpfen des Gewebes bei einer hohen Schrumpfung und die Herstellung eines geschrumpften Gewebes mit einer befriedigenden Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung möglich. Wenn das Schrumpffixierverfahren durchgeführt wird, während das Gewebe rasch auf eine hohe Temperatur erwärmt wird, können unerwünschte Knitterfalten und eine ungleichmäßige Schrumpfung auftreten. Bevorzugte Schrumpftemperaturen umfassen eine niedrige Erwärmungstemperatur von 150ºC bis 160ºC, bei welcher das Gewebe geringfügig geschrumpft wird, und eine hohe Erwärmungstemperatur von 170ºC bis 230ºC, bei welcher das Gewebe vollständig geschrumpft und heißfixiert wird. Noch mehr bevorzugt wird eine Durchführung des Schrumpffixierverfahrens in drei Schritten unter allmählicher Erhöhung der Erwärmungstemperatur. Jedoch kann zum Zweck der Vereinfachung des Schrumpffixierverfahrens das Verfahren in einem einzigen Schritt durchgeführt werden. Das Schrumpffixierverfahren wird vorzugsweise bei einer Geschwindigkeit von 5 bis 50 m/min durchgeführt. Wenn die Geschwindigkeit geringer ist als 5 m/min. steigen die Kosten des Verfahrens. Außerdem kann es bei einer Geschwindigkeit von mehr als 50 m/min schwierig werden, das Gewebe gleichmäßig zu schrumpffixieren und somit ein schrumpffixiertes Gewebe mit einer befriedigenden Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung zu erhalten.
• Durch die Verwendung der mehrstufigen Metallwalzen-Fixiermaschine vom Drehmomentmotor-Typ wird keine uneinheitliche Spannung auf einen der Seitenkantenbereiche des Gewebes angewendet und daher kann der Seitenkantenbereich des Gewebes flach gehalten werden, während bei der Verwendung eines Nadelspannrahmens aufgrunddessen, daß die Seitenkantenbereiche des Gewebes durch eine Vielzahl von Kluppen oder Nadeln gehalten werden, die Flachheit der Seitenkantenbereich abnimmt. Außerdem sind die Seitenkantenbereiche des Gewebes frei von Kluppenabdrücken oder durch Nadeln hervorgerufenen Perforationen und daher kann das gesamte Gewebe einschließlich seiner Seitenkantenbereiche beschichtet werden. Außerdem kann, da die Flachheit gut ist und die Gasdurchlässigkeit einheitlich ist, die Beschichtungsflüssigkeit das ganze Gewebe gleichmäßig durchdringen und das resultierende beschichtete Gewebe weist eine gleichmäßige Beschichtung auf. Wenn ein Kalandrierverfahren durchgeführt wird, kann ein Gewebe, welches frei von Kluppenabdrücken oder von durch Nadeln verursachten Perforationen ist und daher sehr flach ist, wirkungsvoll, stabil und effizient kalandriert werden, ohne die elastische Walze des Kalanders zu beschädigen.
• Bei dem Schrumpffixierverfahren beträgt die gesamte Länge, über welche das Gewebe mit den Metallwalzen in Kontakt kommt, vorzugsweise 3 bis 50 m und der kleinste Winkel, unter welchem das Gewebe mit den Metallwalzen in Kontakt kommt, beträgt vorzugsweise 10 bis 90 Grad. Die gesamte Kontaktlänge ist die Summe der Längen, über welche das Gewebe mit einer Mehrzahl einzelner Metallwalzen in Kontakt kommt. Beträgt die gesamte Kontaktlänge weniger als 3 m, kann das Ausmaß der von den Metallwalzen auf das Gewebe übertragenen Wärme ungenügend und daher der Effekt der Schrumpffixierung auf das Gewebe ungenügend sein. Außerdem kann bei einer gesamten Kontaktlänge von mehr als 50 m der Effekt der Schrumpffixierung in der Sättigung sein und die Be triebskosten können steigen. Die gesamte Kontaktlänge beträgt noch bevorzugter 3,5 bis 40 m.
• Der kleinste Kontaktwinkel bedeutet einen kleinsten Winkel θ, wie in Fig. 5 gezeigt, der Winkel, welche zwischen Normalen an Punkten des Kontakts des Gewebes mit den Metallwalzen und Verlängerungen der geraden Linie, die von den Bereichen des Gewebes gebildet wird, welche sich zwischen den Metallwalzen und den hierzu benachbarten Metallwalzen befinden, gebildet werden. Wenn der kleinste Kontaktwinkel θ weniger als 10 Grad beträgt, kann der Reibungswiderstand des Gewebes gegenüber den Oberflächen der Metallwalzen zu hoch sein und daher die Schrumpfung des Gewebes auf den Metallwalzen möglicherweise nicht vollständig durchgeführt werden, und daher kann ein resultierendes geschrumpftes Gewebe eine unbefriedigende Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung aufweisen. Wenn der kleinste Kontaktwinkel mehr als 90 Grad beträgt, kann der Reibungswiderstand des Gewebes gegenüber den Oberflächen der Metallwalzen zu klein sein, und daher ist ein uneinheitliches und ungleichmäßiges Schrumpfen des Gewebes insbesondere in seiner Schußrichtung möglich und das resultierende geschrumpfte Gewebe kann eine ungleichmäßige Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung zeigen. Der kleinste Kontaktwinkel beträgt noch bevorzugter 15 bis 85 Grad.
BEISPIELE
• Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert. Bei den Beispielen wurden die physikalischen Eigenschaften durch die folgenden Verfahren beurteilt.
Zugdehnung ε und Zufestigkeit S(ε) des Gewebes:
• Diese Eigenschaften wurden gemäß der japanischen Industrienorm (JIS) L 1096, Zugtestverfahren für Gewebe, gemessen. Die Gewebeteststücke waren 3 cm breit und 20 cm lang und die Messung wurde bei einer Zugrate von 20 cm/min durchgeführt. Bei der Messung der Zugdehnung war der Ausgangspunkt eine Zugdehnung, bei welcher eine Last 43 N (5 kg) erreichte, was einem Prozent der Skala entsprach.
Ableitung der 2. Ordnung S"(ε) der Zugfestigkeit des Gewebes
• Die Daten der Zugfestigkeitsmessung des Gewebes wurden anhand eines Computers mittels eines Minimuminvolutionverfahrens analysiert, um die Zugfestigkeit S(ε) als eine abgeleitete Funktion einer höheren Ordnung von der Dehnung ε zu definieren, und die Ableitung 2. Ordnung S"(ε) wird aus der zuvor erwähnten abgeleiteten Funktion einer höheren Ordnung berechnet.
Widerstandsfähigkeit des Gewebes gegen Zugbeanspruchung
• Unter Verwendung der durch die Zugfestigkeitsmessung erhaltenen S(ε)- Daten des Gewebes und unter Verwendung eines Computers wurde eine Fläche eines Bereichs, welcher definiert ist zwischen einer Spannungs-Dehnungs-Kurve des Gewebes von einer Dehnung, bei welcher die Belastung 1% der Skala erreichte, bis zu einer Dehnung, bei welcher das Gewebe zum Brechen gebracht wurde, und der durch eine Dehnung von Null führenden Abszisse, durch ein Integrationsverfahren berechnet.
Berstfestigkeit des Airbags
• Ein Gewebe wurde in zwei Stücke mit der Form eines echten Kreises mit einem Durchmesser von 700 mm geschnitten, die beiden Stücke wurden übereinandergelegt und mit einer kreisförmigen Nahtlinie mit einem Durchmesser von 670 mm mit Doppelreihenstichen miteinander vernäht, um einen Airbag zu bilden. Der Airbag wurde zum Bersten gebracht, indem 40 Liter von unter hohem Druck stehender Luft mit einem Druck von 2,9 MPa (30 kg/cm²) in einem Augenblick in den Airbag eingeblasen wurden. Als der Airbag innerhalb von 100 msec nach dem Einblasen der Hochdruckluft barst, wurde der maximale Innendruck in dem Airbag gemessen. Die Berstfestigkeit des Airbags wurde durch einen Wert in Ein heiten von kg/cm²G/kg/m² repräsentiert, welcher durch Teilen des maximalen Innendrucks in Einheiten von kg/cm²G durch das Flächengewicht des Gewebes in Einheiten von kg/m² berechnet wurde.
Luftdurchlässigkeit des Gewebes
• Die Luftdurchlässigkeit des Gewebes wurde unter Verwendung eines Geräts zum Testen der Luftdurchlässigkeit (Warenzeichen: GAS PERMEABILITY TESTER FX 3300, hergestellt von Textest Co.) mit einer Öffnung mit einer Querschnittsfläche von 100 cm² unter einem Differentialdruck von 500 Pa gemessen.
Wert des Verhältnisses PRLPM der Luftdurchlässigkeit des Gewebes
• Die Luftdurchlässigkeit des Gewebes wurde unter Verwendung des Luftdurchlässigkeitstestgeräts (FX3300, Textest Co.) mit einer Öffnung mit einer Querschnittsfläche von 100 cm² unter einem Differentialdruck von 500 Pa gemessen. Auf der Gewebeoberfläche wurden 100 Punkte bestimmt, die sich an den Schnittpunkten von 10 Linien, welche auf dem Gewebe parallel zu der Längsachse des Gewebes in vorher festgelegten Abständen gezogen wurden, mit 10 Linien, welche auf dem Gewebe rechtwinklig zu der Längsachse des Gewebes in Abständen von ungefähr einem Meter gezogen wurden, befanden, und die Luftdurchlässigkeit des Gewebes (Liter/dm²/min bei 500 Pa) wurde an den 100 Punkten gemessen. Bei diesen gemessenen Werten der Luftdurchlässigkeit wurde ein Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Wert durch PR repräsentiert, und der Mittelwert der Werte der Luftdurchlässigkeit wurde durch PM repräsentiert. Das Verhältnis PR/PM wurde dadurch berechnet, indem PR durch PM geteilt wurde.
• Außerdem wurde ein Mittelwert der Luftdurchlässigkeit des Gewebes an 10 sich im Mittenbereich des Gewebes befindenden Punkten berechnet, und ein Mittelwert der an 20 sich in den beiden Sei tenkantenbereichen des Gewebes befindenden Punkten gemessenen Luftdurchlässigkeiten wurde berechnet.
Wert des Verhältnisses PR'/PM' der Luftdurchlässigkeit des Airbags
• Zweihundert kreisförmige Stücke mit jeweils einem Durchmesser von ungefähr 700 mm wurden hergestellt. Jeweils zwei Stücke der 200 kreisförmigen Stücke wurden mit Doppelreihenstichen durch eine kreisförmige Nahtlinie mit einem Durchmesser von 670 mm miteinander vernäht, wodurch 100 gurtlose Airbags für Fahrersitze hergestellt wurden.
• Jeder Airbag wurde einer Messung der Luftdurchlässigkeit unterworfen. Die Messung wurde unter einem Innendruck 980 Pa durchgeführt. Das Verhältnis PR'/PM' wurde dadurch berechnet, daß eine Differenz PR' zwischen dem größten und dem kleinsten gemessenen Wert der Luftdurchlässigkeit (Liter/min) der 100 Airbags durch einen Mittelwert PM' der gemessenen Luftdurchlässigkeiten geteilt wurde.
Nahtschlupfwert
• Der Nahtschlupfwert des Gewebes wurde gemäß JIS L 1096, 6.21.1 Nahtschlupfverfahren, gemessen. Bei der Messung waren die verwendeten Garne Nylon-66-Filamentgarne mit einer Dicke von 1386 dtex (1260 Denier). Die Messung des Schlupfwerts erfolgte durch Beaufschlagen der Naht mit einer Last von 1177 N (120 kg) pro 5 cm, Entfernen der Last, und eine Stunde nach Entfernen der Last durch Beaufschlagen der Nähgarne mit einer Last von 4,9 N (0,5 kg)/5 cm.
Dichte und Deckfaktor des Gewebes
• Die Dichtewerte des Gewebes in der Kett- und in der Schußrichtung wurden unter Verwendung eines Dichtemeters gemessen und die Deckfaktoren des Gewebes wurden aus den Dichtewerten und den Garndickewerten des Gewebes berechnet. Für das Rohgewebe wurde die Dicke der ursprünglichen Garne verwendet, und bei dem schrumpffixierten Gewebe wurde die Dicke der aus dem Gewebe herausgezogenen Garne gemessen und verwendet.
Zugdehnung beim Bruch und Zugfestigkeit beim Bruch von Filamentgarnen
• Diese wurden durch das in JIS L 1017 (TESTING METHOD FOR CHEMICAL FIBER TIRE CODE) beschriebene Zugtestverfahren gemessen. Die Verzwirnungszahl betrug 80 Drehungen/m, die Länge der Teststücke betrug 25 cm, die Dehnungsrate betrug 30 cm/min.
Schrumpfung in Trockenhitze
• Das Filamentgarn im unverzwirnten Zustand wurde bei 150ºC 30 Minuten lang geschrumpft und die Schrumpfung wurde gemäß der folgenden Gleichung berechnet.
• Schrumpfung in Trockenhitze = ((L - L&sub0;)/L) · 100 (%)
• wobei L eine Länge des Filamentgarns vor dem Schrumpfen repräsentiert und L&sub0; eine Länge des Filamentgarns nach dem Schrumpfen repräsentiert.
Grenzviskosität
• Die Polyesterfilamentgarne in einer Menge von 0,6 g wurden in 50 ml o-Chlorophenol aufgelöst, die resultierende Lösung wurde der Messung der Grenzviskosität bei einer Temperatur von 35ºC unterworfen.
Beispiel 1
• Polyesterfilamentgarne [hergestellt von Teijin Ltd.], welche in Tabelle 1 gezeigt sind und eine Zugdehnung beim Bruch von 13,5%, eine Schrumpfung in Trockenhitze von 6,5% bei einer Temperatur von 150ºC, und eine Garnnummer von 462 dtex (420 Denier)/249 Filamente aufwiesen, wurden bereitgestellt. Die Polyesterfilamentgarne im unverzwirnten Zustand wurden mittels einer Wasserstrahldüsenwebmaschine zu einem in Tabelle 2 gezeigten Gewebe mit Leinwandbindung verwebt. (Die Deckfaktoren des Rohgewebes betrugen: 1086 in der Kettrichtung, 1045 in der Schußrichtung, Differenz zwischen Kett- und Schußrichtung: 41). Das Rohgewebe wurde vorgewaschen und getrocknet und mittels einer mehrstufigen Walzenfixiermaschine unter den in Tabelle 4 gezeigten Bedingungen schrumpffixiert, wobei auf das Gewebe in seiner Kettrichtung eine Spannung angewendet wurde. Das resultierende Polyestergewebe wies einen Deckfaktor in der Kettrichtung von 1231, einen Deckfaktor in der Schußrichtung von 1189 und eine Differenz zwischen den Deckfaktoren in der Kett- und der Schußrichtung von 42, eine Flächenschrumpfung von 22,0% und eine Erhöhung der Zugdehnung beim Bruch von 202% in der Kettrichtung und 190% in der Schußrichtung auf. Bei der Fixiermaschine betrugen die Oberflächentemperaturen der im Anfangsbereich der Maschine befindlichen Metallwalzen 155ºC und die Oberflächentemperatur der anderen, im Endbereich der Maschine befindlichen Metallwalzen betrug 190ºC, und die gesamte Zeit der Fixierung in zwei Schritten betrug ungefähr 1,5 Minuten.
• Die Zugdehnung ε des durch die zuvor genannten Verfahren hergestellten Gewebes wurde gemessen und eine Spannungs-Dehnungs- Kurve angefertigt. (Fig. 1A und 1B). Wie aus den Fig. 1A und 1B ersichtlich ist, war S"(ε), wenn die Dehnung ε im Bereich 1% ≤ ε ≤ 20% liegt, im wesentlichen positiv sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung, und S(8) betrug, wenn die Dehnung ε im Bereich ε ≤ 10% lag, 295 N (30,1 kg)/3 cm oder weniger in der Kettrichtung und 306 N (31,2 kg)/3 cm oder weniger in der Kettrichtung.
• Als nächstes wurden Airbags aus dem Gewebe hergestellt. Als die Airbags einer Messung der Berstfestigkeit unterworfen wurden, wiesen sie eine Berstfestigkeit von 900 kPa (9,2 kg/cm²G)/kg/m² auf, wie in Tabelle 8 gezeigt, und es wurde bestätigt, daß die Airbags eine ausgezeichnete Berstfestigkeit aufwiesen.
Beispiele 2 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3
• Bei jedem der Beispiele 2 bis 5 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 wurden die in Tabelle 1 angegebenen Polyesterfilamentgarne verwendet, um mittels derselben Verfahren wie in Beispiel 1 Gewebe mit Leinwandbindung, in den Tabellen 2 und 3 gezeigt, herzustellen. Das resultierende Gewebe wurde unter Anwendung des mehrstufigen, Metallwalzen verwendenden Fixierverfahrens (10 Walzen wurden verwendet) oder unter Verwendung einer Fixiermaschine vom Spannrahmentyp bei den in den Tabellen 4 und 5 gezeigten Temperaturen schrumpffixiert, um das in den Tabellen 6 und 7 gezeigte Gewebe herzustellen. Einige der resultierenden Gewebe wurden einem Kalandrierverfahren unterworfen. Die Zugdehnung ε der resultierenden Gewebe wurde gemessen und Spannungs-Dehnungs-Kurven der Gewebe wurden angefertigt. Die Spannungs-Dehnungs-Kurven von Beispiel 2 sind in den Fig. 2A und 2B gezeigt und die Spannungs-Dehnungs-Kurven von Vergleichsbeispiel 1 sind in den Fig. 3A und 3B gezeigt.
• Die physikalischen Eigenschaften der Gewebe und die Berstfestigkeit der Airbags der Beispiele 1 bis 5 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 8 und 9 angegeben.
• Bei den Beispielen 3 und 4 wurde das Schrumpffixierverfahren in einem einzigen Schritt bei einer Temperatur von 200ºC unter Verwendung einer Fixiermaschine des mehrstufigen Metallwalzentyps mit 10 Walzen durchgeführt. Außerdem wurde bei den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 das Schrumpffixierverfahren bei einer Temperatur von 200ºC unter Verwendung eines Spannrahmens durchgeführt. In diesen Fällen war die Geschwindigkeit der Zuführung des Rohgewebes geringfügig höher als diejenige in Beispiel 1. Tabelle 1
• * 1 den entspricht 1,1 dtex Tabelle 2
• * 1 den entspricht 1,1 dtex; 1 Inch entspricht 2,53 cm
• ** 1 kg entspricht 9,8 N Tabelle 3
• * 1 den entspricht 1,1 dtex; 1 Inch entspricht 2,53 an
• ** 1 kg entspricht 9,8 N Tabelle 4
• * 1 den entspricht 1,1 dtex; 1 Inch entspricht 2,53 cm
• ** 1 kg entspricht 9,8 N Tabelle 5
• * 1 den entspricht 1,1 dtex; 1 Inch entspricht 2,53 cm
• ** 1 kg entspricht 9,8 N Tabelle 6
• * 1 den entspricht 1,1 dtex; 1 Inch entspricht 2,53 cm
• ** 1 kg entspricht 9,8 N Tabelle 7
• * 1 den entspricht 1,1 dtex; 1 Inch entspricht 2,53 cm
• ** 1 kg entspricht 9,8 N Tabelle 8 Tabelle 9
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
• Das erfindungsgemäße Gewebe für Hochleistungsairbags erfüllt nach der Verarbeitung zu einem Airbag alle zuvor erwähnten Anforderungen (1) bis (3), welche für die Airbags erforderlich sind, und daher zeigt der resultierende Airbag eine ausgezeichnete Sicherheit und weist eine hohe Eignung für die Praxis auf.

Claims (18)

1. Gewebe für Hochleistungsairbags, umfassend Kett- und Schußgarne aus Polyesterfilamentgarnen und welches alle Anforderungen dahingehend erfüllt, daß:

(A) in wenigstens einer der Spannungs-Dehnungs-Kurven des Gewebes in dessen Kett- und in dessen Schußrichtung, wobei die Zugdehnung ε des Gewebes in Einheiten von Prozent im Bereich von:

1% ≤ ε ≤ 20% liegt,

eine Ableitung 2. Ordnung S"(ε) der Zugfestigkeit S(ε) in Einheiten von kg/3 cm, welche eine abgeleitete Funktion höherer Ordnung der Zugdehnung ε ist, im wesentlichen positiv ist,

(B) wenn die Zugdehnung (ε) des Gewebes im Bereich von:

ε ≤ 10% liegt,

die Zugfestigkeit S(ε) des Gewebes in seiner Kett- und in seiner Schußrichtung 98 bis 980 N (10 bis 100 kg)/3 cm beträgt; und

(C) wobei bei jedem der Graphen, die die Spannungs-Dehnungs-Kurven des Gewebes in dessen Kett- und in dessen Schußrichtung zeigen, in denen eine Widerstandsfähigkeit des Gewebes gegen Zugbeanspruchung sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung durch eine Fläche eines Bereiches dargestellt ist, welcher definiert ist durch die Spannungs-Dehnungs-Kurve und durch eine horizontale Gerade, die einer Spannung von Null entspricht und parallel zur Achse der Abszissen eines jeden Graphen gezogen ist, das Gewebe eine Widerstandsfähigkeit von 19600 bis 39200 N (2000 bis 4000 kg) · %/3 cm sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung aufweist.

2. Gewebe für Airbags nach Anspruch 1, wobei ein Verhältnis PR/PM des Gewebes im Bereich von 0,01 bis 0,60 liegt, wobei in dem Verhältnis PR/PM, für welches Luftdurchlässigkeiten in Einheiten von Liter/dm²/min des Gewebes unter einem Druck von 500 Pa an 100 Punkten gemessen werden, die sich in den Schnittpunkten von 10 Linien, die auf dem Gewebe parallel zu der Längsachse des Gewebes in vorbestimmten Abständen gezogen werden, mit 10 Linien, die auf dem Gewebe rechtwinklig zu der Längsachse des Gewebes in Abständen von ungefähr einem Meter gezogen werden, befinden; PR den Unterschied in der Luftdurchlässigkeit zwischen der größten und der kleinsten der gemessenen Luftdurchlässigkeiten bedeutet, und PM einen Mittelwert aller Luftdurchlässigkeiten, die an den 100 Punkten gemessen worden sind, bedeutet.

3. Gewebe für Airbags nach Anspruch 1, wobei, wenn ein Airbag hergestellt wird, indem das Gewebe in zwei kreisförmige Stücke geschnitten wird, die einen Durchmesser von ungefähr 700 mm aufweisen, die kreisförmigen Stücke übereinander gelegt werden und die übereinander gelegten Stücke in ihren Umfangsbereichen vernäht werden, sodaß eine kreisförmige Nahtlinie mit Doppelreihenstichen gebildet wird, die einen Durchmesser von 670 mm aufweist, und der Airbag zum Bersten gebracht wird, indem 40 Liter Hochdruckluft, die einen Druck von 2,9 MPa (30 kg/cm²) aufweist, auf einmal in den Airbag innerhalb einer Zeitspanne von 100 msec vom Beginn des Aufblasens an eingeblasen werden, der Air bag eine Berstfestigkeit aufweist, die durch einen Innendruck des Airbags beim Bersten von 390 bis 980 kPa (4,0 bis 10,0 kg/cm²G) repräsentiert wird.

4. Gewebe für Airbags nach Anspruch 2, wobei, wenn das Gewebe in 200 kreisförmige Stücke, die einen Durchmesser von ungefähr 700 mm aufweisen, geschnitten wird, wobei jeweils zwei dieser Stücke übereinander gelegt werden und in ihren Umfangsbereichen mit Doppelreihenstichen vernäht werden, sodaß eine kreisförmige Nahtlinie gebildet wird, die einen Durchmesser von 670 mm aufweist, sodaß 100 Airbags erhalten werden; die 100 Airbags werden der Messung der Luftdurchlässigkeit unterworfen, indem Luft mit einem Druck von 980 Pa in die Airbags geblasen wird, und die Differenz in der Luftdurchlässigkeit PR zwischen dem größten und dem kleinsten der gemessenen Luftdurchlässigkeitswerte und ein Mittelwert PM aller gemessenen Luftdurchlässigkeitswerte wird bestimmt, wobei das Verhältnis PR'/PM' 0,01 bis 0,50 beträgt.

5. Gewebe für Airbags nach Anspruch 1, wobei ein Nahtschlupf des Gewebes 0,1 bis 1,0 mm beträgt, bestimmt bei einer Last von 1177 N (120 kg)/5 cm, mit welcher das Gewebe sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung des Gewebes beaufschlagt wird.

6. Gewebe für Airbags nach Anspruch 1, wobei Deckfaktoren des Gewebes 1000 bis 1280 betragen, bestimmt sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung des Gewebes, und wobei eine Differenz zwischen den Deckfaktoren der Kett- und der Schußrichtung des Gewebes 5 bis 100 beträgt.

7. Gewebe für Airbags nach Anspruch 2, wobei die Luftdurchlässigkeit des Gewebes bei einem Druck von 500 Pa 0,2 bis 9,5 Liter/dm²/min beträgt.

8. Gewebe für Airbags nach Anspruch 1, wobei eine Oberfläche des Gewebes kalandriert wurde.

9. Verfahren zur Herstellung eines Gewebes für Airbags hoher Qualität nach Anspruch 1, umfassend die Schritte:

Weben von Kett- und Schußgarnen, bestehend aus ungezwirnten Polyesterfilamentgarnen, die eine Zugdehnung beim Bruch von 9 bis 18% und eine Schrumpfung in Trockenhitze bei 150ºC von 3 bis 13% aufweisen, sodaß ein Rohgewebe erhalten wird, welches eine Widerstandsfähigkeit gegen Zugbeanspruchung von 9800 N (1000 kg) · %/3 cm oder mehr, aber weniger als 19600 N (2000 kg) · %/3 cm sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung des Rohgewebes aufweist; und

Anwenden einer Schrumpffixierbehandlung auf das Rohgewebe, ohne daß dieses oder nachdem dieses einer Vorwaschbehandlung unterzogen wurde,

wobei die Schrumpffixierbehandlung bis zu einem solchen Ausmaß durchgeführt wird, daß eine Erhöhung sowohl der Kett- als auch der Schußdichte des Rohgewebes oder des vorgewaschenen Gewebes 5 bis 25% beträgt und wobei eine Erhöhung der Zugdehnung beim Bruch des Gewebes sowohl in der Kett- als auch in der Schußrichtung 70 bis 250% beträgt.

10. Verfahren zur Herstellung eines Gewebes für Airbags nach Anspruch 9, wobei die Polyesterfilamentgarne eine Einzelfilamentdicke von 1,1 bis 2,75 dtex (1,0 bis 2,5 Denier) aufweisen.

11. Verfahren zur Herstellung eines Gewebes für Airbags nach Anspruch 9, wobei die Polyesterfilamentgarne eine Zugfestigkeit von 9,0 bis 13,0 g/Denier (1 g/den entspricht 8,9 mN/dtex) aufweisen.

12. Verfahren zur Herstellung eines Gewebes für Airbags nach Anspruch 9, wobei das Rohgewebe Deckfaktoren von 800 bis 1150 in seiner Kett- und in seiner Schußrichtung aufweist.

13. Verfahren zur Herstellung eines Gewebes für Airbags nach Anspruch 12, wobei eine Differenz zwischen den Deckfaktoren der Kett- und der Schußrichtung des Rohgewebes 5 bis 100 beträgt.

14. Verfahren zur Herstellung eines Gewebes für Airbags nach Anspruch 9, wobei die Schrumpffixierbehandlung unter Verwendung einer mehrstufigen Metallwalzen-Fixiermaschine durchgeführt wird, die mit einer Mehrzahl von Metallwalzen versehen ist, deren jede eine Manteltemperatur aufweist, die auf 150ºC bis 230ºC eingestellt ist.

15. Verfahren zur Herstellung eines Gewebes für Airbags nach Anspruch 14, wobei die mehrstufige Metallwalzen-Fixiermaschine 3 bis 30 Metallwalzen aufweist, die an ihren beiden Enden gehalten sind, wobei jede der Walzen durch einen Motor mit konstantem Drehmoment angetrieben wird.

16. Verfahren zur Herstellung eines Gewebes für Airbags nach Anspruch 14, wobei die Schrumpffixierbehandlung auf das Rohgewebe oder auf das vorgewaschene Gewebe angewendet wird, indem auf das Gewebe in der Schußrichtung im wesentlichen keine Spannung und einzig in der Kettrichtung eine Spannung von 0,1 bis 4,9 N/cm (10 bis 500 g/cm) ausgeübt wird.

17. Verfahren zur Herstellung eines Gewebes für Airbags nach Anspruch 14, wobei die Schrumpffixierbehandlung unter Verwendung der mehrstufigen Metallwalzen-Fixiermaschine derart durchgeführt wird, daß die Temperatur eines Gewebebereichs, welcher sich in einem Auslaßbereich der Fixiermaschine befindet, auf ein höheres Niveau als dasjenige eines Gewebebereichs, der sich im Einlaßbereich der Fixiermaschine befindet, eingestellt wird, um so der Oberflächentemperaturverteilung des sich durch die Fixiermaschine vorwärtsbewegenden Gewebes, eine Steigung zu verleihen.

18. Verfahren zur Herstellung eines Gewebes für Airbags nach Anspruch 16, worin die Schrumpffixierbehandlung durch die mehrstufige Metallwalzen-Fixiermaschine dadurch geregelt wird, daß eine Summe von Kontaktlängen der Mantelflächen der Metallwalzen mit dem Rohgewebe oder mit dem vorgewaschenen Gewebe im Bereich von 3 bis 50 m eingestellt wird, und ein minimaler Kontaktwinkel zwischen den Mantelflächen der Metallwalzen und dem Rohgewebe oder dem vorgewaschenen Gewebe im Bereich von 10 bis 90 Grad eingestellt wird.