EP1458911A1 - Gewebtes sicherheitsgurtband - Google Patents

Gewebtes sicherheitsgurtband

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EP1458911A1
EP1458911A1 EP02787751A EP02787751A EP1458911A1 EP 1458911 A1 EP1458911 A1 EP 1458911A1 EP 02787751 A EP02787751 A EP 02787751A EP 02787751 A EP02787751 A EP 02787751A EP 1458911 A1 EP1458911 A1 EP 1458911A1
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EP
European Patent Office
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seat belt
threads
belt webbing
core
component
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EP02787751A
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English (en)
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EP1458911B1 (de
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Rigo Bosman
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Diolen Industrial Fibers GmbH
Original Assignee
Diolen Industrial Fibers GmbH
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D1/00—Woven fabrics designed to make specified articles
    • D03D1/0005—Woven fabrics for safety belts
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/04—Heat-responsive characteristics
    • D10B2401/041—Heat-responsive characteristics thermoplastic; thermosetting

Definitions

  • the present invention relates to a woven seat belt with threads in the warp direction and in the weft direction.
  • Woven seat belt straps or belt straps and methods for their production are known for example from WO 01/48285 A1. They usually consist of multifilaments in the warp direction. In the weft direction, monofilaments or a combination of multifilaments and monofilaments are used for the purpose of stiffening. Such stiffening in the transverse direction in fabrics for seat belts is necessary so that the belt does not fold, which would impair its function. In particular, this measure prevents the seat belt from being obstructed by the guide holders and during winding.
  • fabrics are flat structures that consist of two or more thread systems, warp and weft crossing at right angles, and are produced on a loom or a weaving machine.
  • weft means the entirety of the threads required for producing a fabric and running from edge to edge in the finished fabric, that is to say in the transverse direction or weft direction. Thread is to be understood to mean those linear textile structures which can consist of both multifilaments and monofilaments.
  • monofilaments as weft threads also has disadvantages.
  • polyester threads with diameters in the range of 0.2 to 0.3 mm are used as monofilaments in fabrics for seat belts.
  • the high stiffness of these monofilaments on the one hand leads to problems during the weaving process, in addition, the fabrics and thus the seat belts made from them also become relatively thick. This increase in thickness due to the introduction of the monofilaments as weft threads in the fabric at least partially nullifies the advantages described above, in particular the running properties of the belt.
  • the present invention solves this problem by providing a woven seat belt webbing - as described in the opening paragraph - wherein the multifilaments of the threads in the weft direction predominantly have a bicomponent structure, which structure consists of two polymeric components with different melting points, the lower melting component at least that Surface of the individual filaments forms.
  • the seat belt according to the present invention consequently contains a multifilament as weft thread, which has a bicomponent structure.
  • Bikompo- Element structures are well known to the person skilled in the art. As a rule, these are filaments that are composed of two polymeric components. Such filaments are also referred to as heterofilaments, conjugated fibers or filaments or as composite fibers or filaments.
  • the structure of these bicomponent structures can be quite different and is also known to the person skilled in the art. For example, bicomponent structures are present as “side-by-side” structures or also as “skin-core” structures or “core-shell” structures. A number of other arrangements are known in the art and need not be explained further.
  • Multifilaments that contain bicomponent structures are easy to process during the weaving process because, in contrast to the relatively thick monofilaments, they have a significantly lower stiffness. This largely avoids the problems that arise in the prior art when manufacturing the fabric for seat belts.
  • the multifilaments in the weft lie between the warp threads in a flattened configuration.
  • the seat belt webbing is less thick than one with a monofilament in the weft. This reduced thickness significantly improves the handling of the belt, in particular the winding behavior, which also leads to an increase in safety.
  • the bicomponent structure is a core-shell structure, the shell component having a lower melting point than the core component.
  • the core component is essentially a polymer which is selected from the group comprising polyesters, polyamides and polyolefins or their copolymers.
  • the jacket component also consists essentially of a polymer which is selected from the group comprising polyesters, polyamides and polyolefins.
  • the weft thread consist of a core-sheath structure with polyester as the core component and polyamide 6 as the sheath component.
  • Combinations between polymers of the same class of compounds, e.g. Polyester as the core and co-polyester as the sheath component or polyamide 6.6 as the core and polyamide 6 as the sheath or polypropylene / co-polypropylene combinations are possible as long as the condition that the core component has a higher melting point than the sheath or skin component is met is.
  • the difference in melting temperatures between the two components should not fall below 10 ° C, preferably the difference is greater than about 30 °. Differences in the melting points of the components for the core and sheath of at most about 100 ° C. are generally completely sufficient.
  • a particularly preferred embodiment of the seat belt webbing is obtained if the bicomponent structure has a core-sheath structure, the core component consisting essentially of polyethylene terephthalate and the sheath component consisting essentially of polybutylene terephthalate.
  • the difference in melting temperatures is about 40 to 50 ° C, with the jacket component having a melting point of about 220 ° C.
  • the bicomponent structure has a core-shell structure in which the core component consists of polyethylene terephthalate and the shell component consists of a polyether ester.
  • the core component consists of polyethylene terephthalate and the shell component consists of a polyether ester.
  • a copolymer of polybutylene terephthalate and polytetrahydrofuran is outstandingly suitable as the polyether ester.
  • Such a polyether ester has a melting point between 190 and 200 ° C.
  • the ratio of core to shell component in the bicomponent structures used with preference is between 85/15 and 65/35 vol / vol, for example 70/30 vol / vol.
  • the multifilaments with a bicomponent structure advantageously have a total titer between 400 and 1700 dtex, preferably between 400 and 700 dtex. In a particularly preferred embodiment, these multifilaments have a titer of 800 dtex.
  • the woven seat belt straps are subjected to a thermal treatment such that the sheath component of the multifilaments with bicomponent structure running in the weft direction at least partially melts.
  • the temperature for the thermal treatment should be chosen so that the core component is not melted, or is essentially not melted, i.e. the strength of the weft threads essentially achieved by the core component is retained.
  • a thermal connection of the multifilaments with bicomponent structure forming the weft threads is then formed in the fabric in the weft direction. In the finished fabric, these multifilaments thus lead to the transverse stiffness of the seat belt, like the monofilaments used in the prior art as weft threads, but without having the disadvantages in the manufacture of the fabric that are caused by the monofilaments.
  • Fig. 1 The structure of a woven seat belt webbing, drawn from a microscopic image (in about 30 times magnification), containing a
  • Fig. 2 The structure of a woven seat belt webbing, drawn from a microscopic image (in approximately 30 times magnification), containing a
  • the woven seat belt webbing shown in FIG. 2 is characterized by a smaller thickness and, at the same time, increased flexural rigidity, as a result of which the thickness of the seat belt webbing can be reduced even further without the mechanical properties being impaired.

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  • Emergency Lowering Means (AREA)

Description

Gewebtes Sicherheitsgurtband
Beschreibung:
Die vorliegende Erfindung betrifft ein gewebtes Sicherheitsgurtband mit Fäden in Kettrichtung und in Schussrichtung.
Gewebte Sicherheitsgurtbänder oder auch Gurtbänder und Verfahren zu ihrer Herstellung sind beispielsweise aus der WO 01/48285 A1 bekannt. Sie bestehen in der Regel aus Multifilamenten in Kettrichtung. In Schussrichtung werden zum Zwecke der Versteifung Monofilamente oder auch eine Kombination aus Multifilamenten und Monofilamenten eingesetzt. Eine derartige Versteifung in Querrichtung bei Geweben für Sicherheitsgurte ist notwendig, damit der Gurt sich nicht faltet, was zur Beeinträchtigung seiner Funktion führen würde. Insbesondere wird durch diese Maßnahme eine Behinderung des Laufes des Sicherheitsgurtes durch die Führungshalterungen und bei der Aufwicklung vermieden.
Die Begriffe Gewebe sowie Kette und Schuss und ableitend davon Kettrichtung und Schussrichtung werden im Rahmen dieser Erfindung in einer dem Fachmann geläufigen Weise verwendet. Gewebe sind demnach Flächengebilde, die aus zwei oder mehreren sich rechtwinklig kreuzenden Fadensystemen, Kette und Schuss, bestehen und auf einem Webstuhl bzw. einer Webmaschine hergestellt werden. Als Kette wird nach DIN 61 050 die Gesamtheit der zur Herstellung eines Gewebes erfordern- chen und im fertigen Gewebe in Längsrichtung, also Kettrichtung, verlaufenden Fäden, die Kettfäden, bezeichnet. Mit Schuss ist demnach die Gesamtheit der zur Herstellung eines Gewebes erforderlichen und im fertigen Gewebe von Kante zu Kante, also in Querrichtung oder Schussrichtung, verlaufenden Fäden gemeint. Unter Faden sollen solche linienförmigen textilen Gebilde verstanden werden, die sowohl aus Multifilamenten als auch aus Monofilamenten bestehen können.
Die Verwendung von Monofilamenten als Schussfäden bringt jedoch auch Nachteile mit sich. So werden als Monofilamente in Geweben für Sicherheitsgurte in aller Regel Polyesterfäden mit Durchmessern in Bereich von 0,2 bis 0,3 mm eingesetzt. Die hohe Steifigkeit dieser Monofilamente führt zum einen zu Problemen beim Webvorgang, darüber hinaus werden die Gewebe und damit die daraus hergestellten Sicherheitsgurte auch relativ dick. Diese Dickenzunahme durch Einführung der Monofilamente als Schussfäden im Gewebe macht die oben geschilderten Vorteile, insbesondere die Laufeigenschaften des Gurtes, zumindest teilweise wieder zunichte.
Es ist daher wünschenswert, gewebte Sicherheitsgurtbänder zur Verfügung zu stellen, die zum einen die Vorteile der Verwendung von Monofilamenten in Schussrichtung aufweisen, zum anderen aber die Nachteile, die bei der Herstellung dieser Gewebe und bei der Verwendung der Sicherheitsgurte auftreten, weitestgehend vermeiden.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch die Bereitstellung eines gewebten Sicherheitsgurtbandes - wie im Eingangsabsatz beschrieben - wobei die Multifi- lamente der Fäden in Schussrichtung überwiegend eine Bikomponentenstruktur aufweisen, welche Struktur aus zwei polymeren Komponenten mit unterschiedlichem Schmelzpunkt besteht, wobei die niedriger schmelzende Komponente wenigstens die Oberfläche der einzelnen Filamente bildet.
Der Sicherheitsgurt gemäß der vorliegenden Erfindung enthält demzufolge als Schussfaden ein Multifilament, das eine Bikomponentenstruktur aufweist. Bikompo- nentenstrukturen sind dem Fachmann hinlänglich bekannt. Es handelt sich dabei in aller Regel um Filamente, die aus zwei polymeren Komponenten zusammengesetzt sind. Derartige Filamente werden auch als Heterofilamente, konjugierte Fasern bzw. Filamente oder als Kompositfasern oder -filamente bezeichnet. Der Aufbau dieser Bikomponentenstrukturen kann durchaus unterschiedlich sein und ist dem Fachmann ebenfalls bekannt. So liegen Bikomponentenstrukturen beispielsweise als „Seite-an- Seite'-Strukturen oder auch als „Haut-Kem"-Strukturen bzw. „Kem-Mantel"-Struktu- ren vor. Eine Reihe von weiteren Anordnungen sind einschlägig bekannt und brauchen nicht weiter erläutert zu werden.
Solche Bikomponentenstrukturen sind kommerziell erhältlich. Multifilamente, die Bikomponentenstrukturen enthalten, lassen sich während des Webprozesses einfach verarbeiten, da sie - im Gegensatz zu den relativ dicken Monofilamenten - eine deutlich geringere Steifigkeit aufweisen. Dadurch lassen sich die Probleme, die im Stand der Technik bei der Herstellung der Gewebe für Sicherheitsgurte auftreten, weitgehend vermeiden. Die Multifilamente im Schuss legen sich in einer abgeflachten Konfiguration zwischen die Kettfäden. Dadurch ist das Sicherheitsgurtband weniger dick als ein solches mit Monofilamenten im Schuss. Durch diese geringere Dicke wird die Handhabbarkeit des Gurtes, insbesondere das Aufwickelverhalten, deutlich verbessert, was auch zu einer Erhöhung der Sicherheit führt.
Es wird für das Sicherheitsgurtband gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass es sich bei der Bikomponentenstruktur um eine Kern-Mantel-Struktur handelt, wobei die Mantelkomponente einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als die Kernkomponente.
Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass es sich bei der Kernkomponente im wesentlichen um ein Polymer handelt, das gewählt ist aus der Gruppe enthaltend Polyester, Polyamide und Polyolefine oder deren Copolymere. In gleicher weise ist es vorteilhaft, wenn auch die Mantelkomponente im wesentlichen aus einem Polymer besteht, das gewählt ist aus der Gruppe enthaltend Polyester, Polyamide und Polyolefine.
Ausgehend von diesen beiden Gruppen für die Bestandteile der Bikomponentenstruktur sind eine ganze Reihe von Kombinationen denkbar und auch günstig. So kann der Schussfaden z.B. aus einer Kern-Mantel-Struktur mit Polyester als Kernkomponente und Polyamid 6 als Mantelkomponente bestehen. Auch Kombinationen zwischen Polymeren der gleichen Verbindungsklasse, wie z.B. Polyester als Kern- und co-Polyester als Mantelkomponente oder Polyamid 6.6 als Kern und Polyamid 6 als Mantel oder Polypropylen/co-Polypropylen-Kombinationen sind möglich, solange die Bedingung, dass die Kernkomponente einen höheren Schmelzpunkt aufweist als die Mantel- oder Hautkomponente, erfüllt ist. Der Unterschied der Schmelztemperaturen zwischen den beiden Komponenten soll 10 °C nicht unterschreiten, bevorzugt ist der Unterschied größer als etwa 30 °. Differenzen in den Schmelzpunkten der Komponenten für Kern und Mantel von höchstens etwa 100 °C sind in aller Regel völlig ausreichend.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Sicherheitsgurtbandes wird erhalten, wenn die Bikomponentenstruktur eine Kern-Mantel-Struktur aufweist, wobei die Kernkomponente im wesentlichen aus Polyethylenterephthalat und die Mantelkomponente im wesentlichen aus Polybutylenterephthalat besteht. Der Unterschied in den Schmelztemperaturen liegt hierbei bei ca. 40 bis 50 °C, wobei die Mantelkomponente einen Schmelzpunkt von etwa 220 °C aufweist.
Eine weiterhin besonders bevorzugte Ausführungsform wird erhalten, wenn die Bikomponentenstruktur eine Kern-Mantel-Struktur aufweist, bei der die Kernkomponente aus Polyethylenterephthalat und die Mantelkomponente aus einem Polyetherester besteht. Als Polyetherester eignet sich in hervorragender Weise ein Copolymer aus Polybutylenterephthalat und Polytetrahydrofuran. Ein solcher Polyetherester hat einen Schmelzpunkt zwischen 190 und 200 °C. Das Verhältnis von Kern- zu Mantelkomponente in den bevorzugt eingesetzten Bikomponentenstrukturen liegt zwischen 85/15 und 65/35 vol/vol, beispielsweise bei 70/30 vol/vol.
Die Multifilamente mit Bikomponentenstruktur weisen vorteilhaft einen Gesamttiter zwischen 400 und 1700 dtex, bevorzugt zwischen 400 und 700 dtex, auf. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen diese Multifilamente einen Titer von 800 dtex auf.
Die gewebten Sicherheitsgurtbänder werden einer thermischen Behandlung unterzogen, so, dass die Mantelkomponente der in Schussrichtung verlaufenden Multifilamente mit Bikomponentenstruktur wenigstens teilweise aufschmilzt. Die Temperatur für die thermische Behandlung sollte dabei so gewählt werden, dass die Kernkomponente dabei nicht oder im wesentlichen nicht mit angeschmolzen wird, d.h. die im wesentlichen durch die Kernkomponente erreichte Festigkeit der Schussfäden erhalten bleibt. Im Gewebe bildet sich dann in Schussrichtung eine thermische Verbindung der die Schussfäden bildenden Multifilamente mit Bikomponentenstruktur aus. Im fertigen Gewebe führen diese Multifilamente somit zur Quersteifigkeit des Sicherheitsgurtes, so wie die im Stand der Technik eingesetzten Monofilamente als Schussfaden, ohne dabei aber die Nachteile bei der Herstellung des Gewebes aufzuweisen, die durch die Monofilamente hervorgerufen werden.
Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung wird jedoch dadurch erhalten, dass die Schussfäden aus Bikomponenten-Multifilamenten im fertigen Gewebe für den Sicherheitsgurt zu einer deutlich geringeren Dicke der Gurte führen.
Die Herstellung von Sicherheitsgurtbändern ist der Fachperson im Prinzip bekannt. Anregungen dazu sind beispielsweise der WO 01/48285 A1 zu entnehmen.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 : Die von einer mikroskopische Aufnahme (in etwa 30-facher Vergrößerung) abgezeichnete Struktur eines gewebten Sicherheitsgurtbandes enthaltend ein
Monofilament als Schussfaden gemäß dem Stand der Technik.
Fig. 2: Die von einer mikroskopische Aufnahme (in etwa 30-facher Vergrößerung) abgezeichnete Struktur eines gewebten Sicherheitsgurtbandes enthaltend ein
Bikomponenten-Multifilament als Schussfaden gemäß der Erfindung.
Das in der Fig. 2 gezeigte gewebte Sicherheitsgurtband zeichnet sich durch eine geringere Dicke bei gleichzeitig erhöhter Biegesteifigkeit aus, wodurch die Dicke des Sicherheitsgurtbandes sogar noch weiter verringert werden kann, ohne dass es zur Einbuße der mechanischen Eigenschaften kommt.

Claims

Gewebtes SicherheitsgurtbandAnsprüche:
1. Gewebtes Sicherheitsgurtband mit Fäden in Kettrichtung und in Schussrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Fäden jeweils um Fäden aus Multifilamenten handelt, wobei die Multifilamente der Fäden in Schussrichtung überwiegend eine Bikomponentenstruktur aufweisen, welche Struktur aus zwei poly- meren Komponenten mit unterschiedlichem Schmelzpunkt besteht, wobei die niedriger schmelzende Komponente wenigstens teilweise die Oberfläche der einzelnen Filamente bildet.
2. Gewebtes Sicherheitsgurtband nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Bikomponentenstruktur um eine Kern-Mantel-Struktur handelt, wobei die Mantelkomponente einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als die Kernkomponente.
3. Gewebtes Sicherheitsgurtband nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kernkomponente im wesentlichen um ein Polymer handelt, das gewählt ist aus der Gruppe enthaltend Polyester, Polyamide und Poly- olefine oder deren Copolymere.
4. Gewebtes Sicherheitsgurtband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Mantelkomponente im wesentli- chen um ein Polymer handelt, das gewählt ist aus der Gruppe enthaltend Polyester, Polyamide und Polyolefine oder deren Copolymere.
5. Gewebtes Sicherheitsgurtband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bikomponentenstruktur eine Kern-Mantel- Struktur aufweist, wobei die Kernkomponente im wesentlichen aus Polyethylenterephthalat und die Mantelkomponente im wesentlichen aus Polybutylenterephthalat besteht.
6. Gewebtes Sicherheitsgurtband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Multifilamente mit Bikomponentenstruktur einen Titer zwischen 400 und 1700 dtex aufweisen.
7. Gewebtes Sicherheitsgurtband nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Kern- zu Mantelkomponente zwischen 85/15 und 65/35 vol/vol liegt.
8. Gewebtes Sicherheitsgurtband Multifilamente nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass im Gewebe die Multifilamente der Fäden in Schussrichtung thermisch miteinander verbunden sind.
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