ES2266020T3

ES2266020T3 - Generos para airbags realizados con hilos de alto denier por filamento.

Info

Publication number: ES2266020T3
Application number: ES00989305T
Authority: ES
Inventors: Jeffrey Steven Brown; John Alan Barnes
Original assignee: Invista Technologies SARL Switzerland; Invista Technologies SARL USA
Current assignee: Invista Technologies SARL Switzerland; Invista Technologies SARL USA
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2020-12-19
Also published as: GB2357520B; CA2389779C; DE60029004D1; CA2389779A1; EP1240370A1; GB2357520A; EP1240370B1; KR20020063913A; GB9930193D0; EP1240370A4; US6803333B2; DE60029004T2; US20030019535A1; WO2001046502A1; GB2357520A8; JP2003528991A; JP4575633B2

Abstract

Un género tejido para ser usado en la fabricación de un airbag, donde el tejido está hecho con una pluralidad de hilos multifilamento de un polímero sintético que se extienden en direcciones sustancialmente perpendiculares de trama y urdimbre, caracterizado porque cada uno de dichos hilos multifilamento en sí comprende una pluralidad de filamentos individuales, en que cada filamento tiene una densidad lineal en el rango de aproximadamente 8 decitex a aproximadamente 11 decitex por filamento, dicho tejido tiene una rigidez de doblado circular en el rango de aproximadamente 4 newtons a aproximadamente 7 newtons, medida según el método ASTM D4032-94

Description

Géneros para airbags realizados con hilos de alto denier por filamento.

Antecedentes de la invención Ámbito de la invención

Esta invención se refiere a géneros para airbags tejidos con hilos de polímeros sintéticos multifilamento de alto decitex por filamento.

Descripción de la técnica relacionada

Los tejidos utilizados para airbags deben presentar alta resistencia, baja permeabilidad al aire y la capacidad de plegarse en el mínimo volumen necesario. La patente de Estados Unidos 5.508.073 (Krummheuer y col.) revela que las ventajas en permeabilidad al aire y rigidez específica las poseen los tejidos hechos con hilos de poliamida multifilamento que tienen una finura del filamento individual menor de cinco (5) decitex por filamento, y más particularmente, que tienen una finura del filamento individual menor de cuatro (4) decitex por filamento.

Los tejidos para airbag fabricados con hilos mezclados que contienen una porción de hilos de alto decitex por filamento se conocen por la solicitud PCT publicada WO 98-31854 (LaLonde y col.). El componente de alto decitex por filamento se selecciona entre el rango de cinco (5) a catorce (14) decitex por filamento, mientras que el hilo de menor densidad lineal por filamento se selecciona entre el rango de 1,5 a cinco (5) decitex por filamento. La proporción de los componentes en el hilo mezclado de LaLonde y col. Se selecciona entre el rango de 1:1 a 1:5
(grueso:fino).

Se considera ventajoso aportar un tejido para un airbag hecho con un hilo de poliamida multifilamento que se beneficia de la resistencia inherente a los filamentos de alto decitex pero que aporta las características de plegabilidad y permeabilidad al aire de los filamentos de bajo decitex.

Resumen de la invención

La presente invención se dirige a un género tejido para ser usado en la fabricación de un airbag. El tejido está hecho con una pluralidad de hilos multifilamento de un polímero sintético que se extienden en direcciones sustancialmente perpendiculares de trama y urdimbre. Cada hilo multifilamento comprende una pluralidad de filamentos individuales en que cada filamento individual tiene una densidad lineal en el rango de aproximadamente ocho (8) decitex a aproximadamente once (11) decitex, y más de preferencia, una densidad lineal en el rango de aproximadamente nueve (9) decitex a aproximadamente once (11) decitex por filamento. El tejido tiene una rigidez de doblado circular en el rango de aproximadamente cuatro (4) newtons a aproximadamente siete (7) newtons, medida según el método ASTM D4032-94.

De preferencia, los hilos multifilamento tienen una densidad lineal (título o número de hilos) en el rango de aproximadamente doscientos (200) a aproximadamente seiscientos (600) decitex, y más de preferencia, en el rango de aproximadamente doscientos cincuenta (250) a aproximadamente quinientos cincuenta (550) decitex.

Dichos hilos multifilamento se tejen en direcciones de trama y urdimbre sustancialmente perpendiculares entre sí, como en un tejido de ligamento tafetán. La cuenta de urdimbre del tejido típico es de dieciocho (18) a veinticinco (25) hilos por centímetro en cualquier dirección de trama o urdimbre. Los tejidos de este tipo tienen una rigidez de doblado circular, también denominada rigidez "King", de cuatro newtons (0,9 libras de fuerza) a 7,1 newtons (1,6 libras de fuerza) medida según el método ASTM D4032-94. Los tejidos construidos con los hilos preferidos tienen una densidad en superficie de aproximadamente ciento veinticinco (125) gramos por metro cuadrado a aproximadamente doscientos cincuenta (250) gramos por metro cuadrado.

Los tejidos hechos con hilos de alto decitex por filamento según la presente invención aportan airbags que son de peso más ligero y tienen una mejor plegabilidad medida según la rigidez de doblado circular, que es la resistencia del tejido al doblado circular.

Entre los polímeros sintéticos adecuados para preparar hilos con filamentos de alto decitex figuran: nylon 66, nylon 6, nylon 46, nylon 12, nylon 612 y poliésteres como 2GT, 2GN, 3GN y 3GT. El nylon 66 es un polímero especialmente preferido para los hilos multifilamento de alto decitex según la presente invención.

Descripción del ejemplo de realización preferente

La presente invención se dirige a un género mejorado de tejido de polímero sintético para ser usado en airbags. El tejido está construido con una pluralidad de hilos multifilamento de alto decitex en ambas direcciones de trama y urdimbre del tejido.

\newpage

De preferencia cada filamento individual de un hilo multifilamento es un filamento de alta tenacidad con una densidad lineal en un rango de aproximadamente ocho (8) decitex a aproximadamente once (11) decitex por filamento. Más preferibles son los filamentos individuales con una densidad lineal entre nueve (9) decitex y once (11) decitex por filamento.

Los hilos multifilamento de alto decitex más preferidos tienen una densidad lineal (título del hilo) en un rango de aproximadamente doscientos (200) a aproximadamente seiscientos (600) decitex. Más de preferencia, el hilo multifilamento de alto decitex tiene una densidad lineal en un rango de aproximadamente doscientos cincuenta (250) a aproximadamente quinientos cincuenta (550) decitex.

Los hilos multifilamento de alto decitex se tejen en direcciones de trama y urdimbre sustancialmente perpendiculares entre sí, como en un tejido de ligamento tafetán. La cuenta de urdimbre típica es de dieciocho (18) a veinticinco (25) hilos por centímetro en cualquier dirección de trama o urdimbre. Los tejidos de este tipo tienen una rigidez de doblado circular, también denominada rigidez "King", de 4,0 newtons (0,9 libras de fuerza) a 7,1 newtons (1,6 libras de fuerza) medida según el método ASTM D4032-94.

Los tejidos construidos según la presente invención tienen una densidad en superficie de aproximadamente ciento veinticinco (125) gramos por metro cuadrado a aproximadamente doscientos cincuenta (250) gramos por metro cuadrado. Los tejidos hechos con hilos de alto decitex por filamento según la presente invención aportan airbags que son de peso más ligero y tienen una mejor plegabilidad, medida según la resistencia del tejido al doblado
circular.

Sorprendentemente, se ha comprobado que un tejido de ligamento tafetán hecho con hilos multifilamento de alto decitex en las direcciones de la trama y la urdimbre con una densidad lineal de filamentos individuales en el rango de aproximadamente ocho (8) decitex a aproximadamente once (11) decitex no presentan una elevada rigidez. En base a la medición de la rigidez del tejido al doblado circular, los tejidos según la presente invención tienen una reducida rigidez al doblado circular y una fácil plegabilidad superior a la de los tejidos convencionales para airbag. La rigidez de doblado circular está directamente relacionada con la facilidad de plegado y por tanto se correlaciona con un menor tamaño del paquete de airbag y un mejor despliegue del airbag al abrirse.

Se considera que los tejidos fabricados con hilos de alto decitex por filamento según la presente invención alcanzan un equilibrio óptimo entre la resistencia de las costuras del tejido, el peso del tejido y la intensidad de tejedura. Los tejidos para airbag según la técnica anterior que utilizan hilos de filamentos de bajo decitex requieren una mayor densidad del hilo y más hilos por centímetro para aportar la necesaria resistencia de las costuras. La ventaja de estos tejidos de baja masa, no obstante, queda contrarrestada por el mayor coste de la alta intensidad de tejedura.

Una segunda ventaja presentada por los tejidos de la presente invención es el menor peso que aporta la densidad lineal reducida. Cada vez más, se tiende a utilizar tejidos de peso más ligero para reducir la fuerza de impulso del airbag y las posibles lesiones a los ocupantes del vehículo producidas por el despliegue normal del airbag. Tanto los airbags de potencia reducida como los tejidos más ligeros desempeñan un papel en este esfuerzo. La presente invención puede aportar un tejido de peso ligero y elevada resistencia y plegabilidad a partir de hilos de mayor decitex por filamento que los hilos de uso convencional para tejidos para airbags.

Otra ventaja de la presente invención es la facilidad con que los filamentos se tejen para producir el tejido sin dañar los filamentos. Al tejer mediante métodos completamente convencionales (chorro de agua, chorro de aire y fleje tramador) se encuentran menos filamentos rotos a causa del manejo. En consecuencia, el tejedor que utiliza hilos de alto decitex por filamento según la presente invención consigue ganancias en productividad y ventajas de coste que no son alcanzables con hilos de filamentos de mucho menor decitex.

Aún otra ventaja en el comportamiento del tejido derivada del uso de hilos de alto decitex por filamento es una menor proporción entre área superficial y volumen que con hilos según la técnica anterior. Los tratamientos como el lavado del tejido para eliminar aprestos de acabado se efectúan con mayor productividad a consecuencia de la menor proporción entre superficie de filamento y volumen.

No se requieren procedimientos nuevos o especiales para el post-tratamiento de los tejidos fabricados según la presente invención. Específicamente, cuando se utilizan revestimientos como caucho de silicona entre veinte (20) y cuarenta (40) gramos por metro cuadrado, estos revestimientos modifican la permeabilidad al aire del tejido para alcanzar el estándar de la industria de menos de diez (10) litros por decímetro cuadrado por minuto bajo una presión diferencial de prueba de quinientos (500) pascales. Revestimientos y medios para aplicar dichos revestimientos completamente convencionales son adecuados para los tejidos de la presente invención. Es adecuado aplicar revestimientos a los tejidos de la presente invención por medio de cuchillas, rodillos, inmersión, extrusión y otros métodos de revestimiento, con materiales de revestimiento como siliconas, poliuretanos, cauchos, mezclas de dichos materiales y otros productos de revestimiento apropiados para su aplicación en airbags.

Se cree que las ventajas de los hilos de alto decitex por filamento en tejidos para airbags pueden alcanzarse con hilos multifilamento preparados utilizando una variedad de polímeros sintéticos. Los hilos multifilamento de alto decitex utilizados para los tejidos de la presente invención pueden prepararse con cualquier polímero de nylon 66, nylon 6, nylon 46, nylon 12, nylon 612, poliéster 2GT (tereftalato de polietileno), poliéster 2GN (naftalato de polietileno), poliéster 3GN (naftalato de politrimetileno) y poliéster 3GT (tereftalato de politrimetileno). El nylon 66 es un polímero especialmente preferido para los tejidos hechos con hilos multifilamento de alto decitex según la presente invención.

Métodos de prueba

El método de prueba de la rigidez al doblado circular (o rigidez "King") es un procedimiento estándar para tejidos especificado por el mencionado método ASTM designado D4032-94. El método fuerza un retazo de tejido plegado en plano a través de un orificio estándar. La fuerza máxima requerida para impulsar el tejido a través del orificio se correlaciona con la rigidez del tejido a su resistencia al doblado circular. Los resultados, una medida de fuerza, se registran directamente en libras de fuerza o newtons (una libra de fuerza equivale a 4,447 newtons).

Preparación del hilo

Todos los hilos utilizados en la construcción de los tejidos incluidos en la Tabla se hilaron por fusión a partir de nylon 66 homopolímero. Un paquete de aditivo estabilizador térmico estaba presente en el polímero. Cada filamento del hilo era de sección transversal redonda, y no contenía deslustrante. Los hilos se produjeron utilizando un proceso convencional de hilatura por fusión con etapas acopladas de estiraje y bobinado. Los hilos se lubricaron con un acabado al 0,8% por peso del hilo. El número por filamento para los ejemplos 1, 2, 3 y 7 era de 9,15 decitex (8,24 deniers). El denier por filamento se midió tomando el peso en gramos de cuatrocientos cincuenta (450) metros de hilo, multiplicando por veinte (20) y dividiendo por el número de filamentos de la muestra de hilo pesada. Decitex equivale a denier multiplicado por la fracción 10/9.

Preparación del tejido

Cada uno de los tejidos para los ejemplos 1 a 5 de la Tabla se tejió utilizando un telar convencional de flejes. Los tejidos para los ejemplos 6 y 7 de la Tabla se tejieron utilizando un telar convencional de chorro de agua. Todos los tejidos se tejieron en ligamento tafetán sin aprestar el tejido con ajustes y velocidades típicos de la práctica textil comercial. A continuación los tejidos se lavaron en agua y se secaron y termofijaron utilizando métodos de la práctica comercial convencional. Todos los tejidos estaban sin revestir. Los ejemplos se resumen en la Tabla.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA

Ejemplo	Denier	Núm.	Denier	Urdimbre/	Factor de	Densidad	Espesor	Rigidez de
núm.	del hilo	fil.	por fil.	pulgada x	cobertura	del tejido	del tejido	doblado
	(dtex)		(dtex/fil)	Trama/		g/m^{2}	Mil^{*}	circular
				pulgada			(mm)	lb. de
								fuerza
								(newtons)
1	280	34	8,2	53 x 52	0,71	142	9,9	0,95
	(311,5)		(9,2)				(0,25)	(4,2)
2	280	34	8,2	55 x 57	0,76	152	9,9	1
	(311,5)		(9,2)				(0,25)	(4,4)
3	280	34	8,2	61 x 60	0,82	164	9,9	1,45
	(311,5)		(9,2)				(0,25)	(6,4)
4	210	68	3,1	63 x 66	0,81	136	9,9	0,63
(Comp.)	(235)		(3,4)				(0,25)	(2,8)
5	315	96	3,3	60 x 60	0,91	191	11,02	1,62
(Comp.)	(350)		(3,7)				(0,28)	(7,2)
6	420	68	6,2	49 x 49	0,86	202	9,9	1,92
(Comp.)	(470)		(6,9)				(0,25)	(8,5)
7	420	51	8,2	49 x 49	0,86	202	9,9	1,47
	(470)		(9,2)				(0,25)	(6,5)
^{*)} Mil = milésima de pulgada

Ejemplos 1, 2 y 3

(Invención)

Los ejemplos 1, 2 y 3 muestran las propiedades de los tejidos de peso ligero construidos con hilos de alto decitex por filamento. En cada caso un hilo de nylon 66 de 280 denier (311,5 decitex) y 8,24 denier (9,11 decitex) por filamento (34 filamentos por cada haz de hilo) se tejió estrechamente para obtener un tejido de la siguiente construcción:

\vskip1.000000\baselineskip

Construcción

	Urdimbre x trama	Urdimbre Trama
Ejemplo	(Hilos por pulgada)	(Hilos por cm)
1	53 x 52	20,8 x 20,5
2	55 x 57	21,6 x 22,4
3	61 x 60	24,0 x 23,6

\vskip1.000000\baselineskip

El ejemplo 1 era un tejido de 53 hilos/pulgada por 52 hilos/pulgada con las propiedades indicadas en la Tabla. La densidad en superficie de 142 gramos por metro cuadrado es perfectamente comparable con tejidos muy ligeros construidos con hilos de mucho menor denier por filamento. El factor de cobertura del tejido fue de 0,71, determinado según la definición revelada en la publicación PCT WO-98-00592 (Bowen y col., asignada a Milliken Research Corp.). El factor de cobertura del tejido varía de modo lineal con el peso por superficie del tejido. La rigidez al doblado circular del ejemplo 1 fue de 4,2 newtons.

El ejemplo 2 era un tejido de 55 hilos/pulgada por 57 hilos/pulgada con las propiedades indicadas en la Tabla. El factor de cobertura del tejido fue de 0,76. La densidad en superficie de 152 gramos por metro cuadrado es perfectamente comparable con tejidos muy ligeros construidos con hilos de mucho menor denier por filamento. La rigidez al doblado circular del ejemplo 2 fue de 4,4 newtons.

El ejemplo 3 era un tejido de 61 hilos/pulgada por 60 hilos/pulgada con las propiedades indicadas en la Tabla. El factor de cobertura del tejido fue de 0,82. La densidad en superficie de 164 gramos por metro cuadrado es comparable con tejidos muy ligeros construidos con hilos de mucho menor denier por filamento. La rigidez al doblado circular del ejemplo 3 fue de 6,4 newtons.

Ejemplo 4

(Comparativo)

Un hilo de 210 denier (235 decitex), 3,1 denier (3,4 decitex) por filamento, (68 filamentos por cada haz de hilo) se tejió para obtener un tejido con 63 hilos de urdimbre por pulgada (24,8 por centímetro) y 66 hilos de trama por pulgada (26 por centímetro). El factor de cobertura del tejido fue de 0,81. La densidad en superficie fue de 136 gramos por metro cuadrado, característica de tejidos comerciales para airbag muy ligeros. Este tejido tenía una rigidez al doblado circular de 2,8 newtons.

Ejemplo 5

(comparativo)

Un hilo de 315 denier (350 decitex), 3,3 denier (3,7 decitex) por filamento, (96 filamentos por cada haz de hilo) se tejió para obtener un tejido con 60 hilos de urdimbre por pulgada y 60 hilos de trama por pulgada (23,6/cm x 23,6/cm). El factor de cobertura del tejido fue de 0,91. La densidad en superficie fue de 191 gramos por metro cuadrado, típica de tejidos comerciales para airbag hechos con hilos de bajo decitex por filamento. Este tejido tenía una rigidez al doblado circular de 7,2 newtons.

Ejemplo 6

(Comparativo)

Un hilo de 420 denier (470 decitex), 6,2 denier (6,9 decitex) por filamento, (68 filamentos por cada haz de hilo) se tejió para obtener un tejido con 49 hilos de urdimbre por pulgada y 49 hilos de trama por pulgada (19,3/cm x 19,3/cm). El factor de cobertura del tejido fue de 0,86. La densidad en superficie fue de 202 gramos por metro cuadrado, típica de tejidos comerciales para airbag. Este tejido tenía una rigidez al doblado circular de 8,5 newtons.

Ejemplo 7

(Invención)

Un hilo de 420 denier (470 decitex), 8,2 denier (9,2 decitex) por filamento, (51 filamentos por cada haz de hilo) se tejió para obtener un tejido con 49 hilos de urdimbre por pulgada y 49 hilos de trama por pulgada (19,3/cm x 19,3/cm). El factor de cobertura del tejido fue de 0,86. La densidad en superficie fue de 202 gramos por metro cuadrado, típica de tejidos comerciales para airbag. Este tejido tenía una rigidez al doblado circular de 6,5 newtons.

Discusión

El tejido del Ejemplo Comparativo 6 estaba hecho de un hilo multifilamento con una densidad lineal de 6,2 denier (6,9 decitex) por filamento y tenía una rigidez de doblado circular de 8,5 newtons. En comparación, el tejido del Ejemplo de la Invención 7 estaba hecho de un hilo multifilamento con una densidad lineal de 8,2 denier (9,2 decitex) por filamento y tenía una rigidez de doblado circular de 6,5 newtons. Sorprendentemente, la rigidez de doblado circular del tejido del Ejemplo de la Invención 7 sólo es de aproximadamente un setenta y seis por ciento (76%) del tejido según la técnica anterior del Ejemplo Comparativo 6. Esta reducción en la resistencia del tejido al doblado se traduce en una superior facilidad de plegado para un airbag construido con un tejido hecho de hilos de alto decitex por filamento según la presente invención.

El tejido del Ejemplo Comparativo 5 estaba hecho de un hilo multifilamento con una densidad lineal de 3,3 denier (3,7 decitex) por filamento y tenía una rigidez de doblado circular de 7,2 newtons. En comparación, el tejido del Ejemplo de la Invención 3 estaba hecho de un hilo multifilamento con una densidad lineal de 8,2 denier (9,2 decitex) por filamento y tenía una rigidez de doblado circular de 6,4 newtons. La rigidez de doblado circular del tejido del Ejemplo de la Invención 3 sólo es de aproximadamente un ochenta y nueve por ciento (89%) del tejido según la técnica anterior del Ejemplo Comparativo 5. También en este caso, esto se traduce en una superior facilidad de plegado para un airbag construido con un tejido hecho de hilos de alto decitex por filamento según la presente invención.

Claims

1. Un género tejido para ser usado en la fabricación de un airbag, donde el tejido está hecho con una pluralidad de hilos multifilamento de un polímero sintético que se extienden en direcciones sustancialmente perpendiculares de trama y urdimbre, caracterizado porque

cada uno de dichos hilos multifilamento en sí comprende una pluralidad de filamentos individuales, en que cada filamento tiene una densidad lineal en el rango de aproximadamente 8 decitex a aproximadamente 11 decitex por filamento,

dicho tejido tiene una rigidez de doblado circular en el rango de aproximadamente 4 newtons a aproximadamente 7 newtons, medida según el método ASTM D4032-94.

2. El tejido de la reivindicación 1, en el que cada hilo multifilamento tiene una densidad lineal en el rango de aproximadamente 200 a aproximadamente 600 decitex.

3. El tejido de la reivindicación 2, en el que cada hilo multifilamento tiene una densidad lineal en el rango de aproximadamente 250 a aproximadamente 550 decitex.

4. El tejido de la reivindicación 1, en el que cada filamento tiene una densidad lineal de aproximadamente 9 decitex, y en el que el tejido tiene una cuenta de urdimbre en el rango de aproximadamente 18 a aproximadamente 25 hilos por centímetro en las dos direcciones de trama o urdimbre y una densidad en superficie de aproximadamente 125 gramos por metro cuadrado a aproximadamente 250 gramos por metro cuadrado.

5. El tejido de la reivindicación 1, en el que cada hilo multifilamento está hecho de un polímero seleccionado del grupo que comprende: nylon 66; nylon 6; nylon 4,6; nylon 12; nylon 6,12; poliéster 2GT; poliéster 2GN; poliéster 3GN; y poliéster 3GT.

6. El tejido de la reivindicación 1, en el que cada filamento tiene una densidad lineal en el rango de aproximadamente 9 decitex a aproximadamente 11 decitex.