WO1998031854A1 - Technische gewebe für airbags - Google Patents

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Rémi LALONDE
Franz Hurschler
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Rhodia Filtec Ag
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    • D02G3/00—Yarns or threads, e.g. fancy yarns; Processes or apparatus for the production thereof, not otherwise provided for
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
    • Y10T442/3065—Including strand which is of specific structural definition

Definitions

  • the present invention relates to technical fabrics, in particular for airbags, consisting of a filament yarn containing coarse and fine thermoplastic filaments with a total titer between 30 and 1000 dtex, and a method for producing the filament yarn.
  • filament yarns made of polyamides or polyesters with a total denier between about 50-750 denier (56-830 dtex) are used (JP-A-01 -104848).
  • Such yarns can also consist of mixtures of different raw materials.
  • Various approaches have been taken to reduce air permeability. So there is a way to coat the fabric with an elastomer. Such fabrics are usually stiff, difficult and expensive to manufacture. Because of the high manufacturing costs, the reduced foldability and the limited recyclability, this solution has proven to be unsuitable.
  • Another way has been proposed in the manufacture of uncoated fabrics in a denser weave and / or adapted finishing processes. However, these fabrics were unsatisfactory in terms of foldability and weight.
  • the air permeability can be also improve by calendering the fabric, but with the disadvantage of additional process steps and impairment of the mechanical properties such as strength and tear resistance in the warp and weft directions.
  • the production of a mixed titer yarn with a total titer of 50 to 800 dtex is also known from EP-A-0 022 065.
  • the yarn produced using a spinneret with different holes for coarse and fine filaments is false twist textured and is said to have a so-called spun-like effect. It is intended for loose textile applications. It consists of a core filament group with a coarser titer and a sheath filament group with a finer titer, which is placed around the core group and a maximum of two further filaments with a single titer between 4.0 and 10 dtex.
  • the spun-like yarn is not suitable for the production of fabrics with low air permeability and good tear resistance.
  • the object of the invention is to provide a fabric which has a low air permeability, is light and smooth and yet an improved Tear strength, in particular an improved tear resistance.
  • Another object is to provide a method for producing the filament yarn.
  • the coarse filaments of the filament yarn have an individual titer of 5 to 14 dtex, in particular 5.5 to 8 dtex, preferably 6 to 8 dtex and the fine filaments an individual titer of 1.5 to 5 dtex, in particular 2.5 to 4 dtex, preferably 3 to 4 dtex.
  • a mixed title yarn with a total denier between 30 and 1000 dtex, preferably between 200 and 950 dtex, ie, a yarn consisting of a mixture of finer and coarser individual filaments, especially for technical use in airbag fabrics is particularly suitable with regard to the combination of characteristics of air permeability and thus filtration capacity, softness and foldability.
  • the coarse filaments help to improve the tensile strength and thus tear resistance.
  • the fine filaments guarantee good foldability and thus lower flexural rigidity and thus better softness and suppleness. These advantages, particularly the softness and suppleness, result in better foldability with both uncoated and coated fabrics.
  • the mixture of coarse and fine filaments contributes to a deeper one Air permeability due to the arrangement of the single filaments in the fabric. With lighter fabrics, a better seam strength is achieved at the same time, thanks to the blocking effect of the individual flames or the yarn structures, such as trilobal or other multilobal designs. Thanks to the high coverage of the fine single filaments, it is possible to work with lower thread counts in the fabric while maintaining a high tear strength / tear strength.
  • the mixed yarn is produced by melt spinning through spinnerets, in which the holes for the coarse filaments and for the fine filaments are arranged alternately. This has the advantage that the coarse and fine filaments are mixed before the intermingling. As a rule, a uniform polymer is used.
  • Fig. 3 shows a variant of the mixed yarn according to the invention.
  • Fig. 5 shows a variant of a spinneret
  • the reference numeral 1 shows a filament of a filament bundle in cross section.
  • the individual filaments 1 have the same round diameter.
  • a bundle of coarse filaments 1 'and fine filaments 2 is shown in FIG.
  • the filaments. ', 2 are distributed over the entire cross-sectional area.
  • the coarse filaments can be trilobal or multilobal.
  • 4 shows the top view of the exit side of a spinneret plate 10.
  • the designation 11 or 12 stands for a row or a whole bundle or a group of similar holes. Alternation is essential, which ensures that the coarse and fine filaments in the yarn are thoroughly mixed.
  • FIG. 5 shows a variant of the arrangement of the bores with a right side of a spinneret plate 100 and a left side of the spinneret plate 100 ', for example two-end spinning, according to FIG. 4.
  • the weaving in Lemwandbmdung was carried out on a rapier weaving machine, with a warp thread density of 18 f / cm and a weft thread density of 17.5 f / cm. This was followed by treatment in a chamber with saturated water vapor at temperatures above 100 ° C. The fabrics were dried / fixed on a stenter.
  • the fabrics according to the invention, uncoated or coated, are preferably suitable for

Landscapes

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  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
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Abstract

Technische Gewebe, insbesondere zur Herstellung für Airbag, bestehen aus einem Mischgarn mit groben Einzeltiter (1) von 5 bis 14 dtex und feinen Einzeltiter (2) von 1,5 bis 5 dtex, mit einem Gesamttiter zwischen 30 und 1000 dtex. Die groben Filamente und die feinen Filamente des Garns sind in einem Verhältnis von 1:1 bis 1:5 gleichmässig vermischt. Die hergestellten Gewebe weisen bei einem tiefen Gewicht, guter Faltbarkeit und gleichbleibend tiefer Luftdurchlässigkeit eine hohe Reiss- und Weiterreisskraft auf. Das Mischgarn wird mittels Spinndüsen hergestellt, welche alternierend grössere und kleinere Bohrungen aufweisen.

Description

Technische Gewebe für Airbags
Die vorliegende Erfindung betrifft technische Gewebe, insbesondere für Airbags, bestehend aus einem Filament- garn enthaltend grobe und feine thermoplastische Filamente mit einem Gesamttiter zwischen 30 und 1000 dtex sowie ein Verfahren zur Herstellung des Filamentgarns .
Zur Herstellung von technischen Geweben, insbesondere von Airbaggeweben, werden Filamentgarne aus Polyamiden oder Polyestern mit einem Gesamttiter zwischen etwa 50-750 denier (56-830 dtex) verwendet (JP-A-01 -104848) . Solche Garne können auch aus Mischungen verschiedener Rohstoffe bestehen. Zur Erniedrigung der Luftdurchlässigkeit wurden verschiedene Wege beschritten. So besteht ein Weg in der Beschichtung der Gewebe mit einem Elastomeren. Solche Gewebe sind in der Regel steif, schwer und aufwendig herzustellen. Wegen der hohen Herstellungskosten, der verminderten Faltbarkeit und der begrenzten Recycling- Fähigkeit hat sich diese Lösung als wenig geeignet erwiesen. Ein weiterer Weg wurde in der Herstellung von unbeschichteten Geweben in einer dichteren Webart und/oder adaptierten Ausrüstverfahren vorgeschlagen. Bezüglich Faltbarkeit und Gewicht waren diese Gewebe aber nicht befriedigend. Die Luftdurchlässigkeit lässt sich auch durch Kalandrieren der Gewebe verbessern, jedoch mit dem Nachteil zusätzlicher Verfahrensschritte und Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften wie Festigkeit und Weiterreiss-festigkeit in Kett- und Schussrichtung.
Die Herstellung eines Mischtitergarns mit einem Gesamttiter von 50 bis 800 dtex ist auch aus der EP-A- 0 022 065 bekannt. Das mittels einer Spinndüse mit unterschiedlichen Bohrungen für grobe und feine Filamente hergestellte Garn ist falschdralltexturiert und soll einen sogenannten Spun-like Effekt aufweisen. Es ist für lockere textile Anwendungen vorgesehen. Es besteht aus einer Kernfilamentgruppe mit einem gröberen Titer und einer Hüllfilamentgruppe mit einem feineren Titer, die um die Kerngruppe herumgelegt ist sowie höchstens zwei weiteren Filamenten mit einem Einzeltiter zwischen 4.0 und 10 dtex. Das Spun-like Garn ist zur Herstellung von Geweben mit geringer Luftdurchlässigkeit und guter Weiterreissfestigkeit nicht geeignet.
Eine Optimierung zu tieferer Luftdurchlässigkeit einerseits, guter Faltbarkeit und tiefem Gewicht andererseits ist bisher nur bedingt gelungen, da eine hohe Reisskraft und insbesondere eine für Airbags hohe Weiterreissfestig- keit nicht gewährleistet ist. Insbesondere leichtere Gewebekonstruktionen weisen einen besonders hohen Verlust an Weiterreisskraft auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gewebe zur Verfügung zu stellen, das eine geringe Luftdurchlässigkeit aufweist, leicht und geschmeidig ist und dennoch eine verbesserte Reisskraft, insbesondere eine verbesserte Weiterreiss- festigkeit, aufweist.
Eine weitere Aufgabe besteht darin ein Verfahren zur Herstellung des Filamentgarns zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die groben Filamente des Filamentgarns einen Einzeltiter von 5 bis 14 dtex, insbesondere von 5,5 bis 8 dtex, vorzugsweise 6 bis 8 dtex und die feinen Filamente einen Einzeltiter von 1,5 bis 5 dtex, insbesondere 2,5 bis 4 dtex, bevorzugt 3 bis 4 dtex aufweisen.
Es wurde überraschend gefunden, dass ein Mischtitergarn mit einem Gesamttiter zwischen 30 und 1000 dtex, bevorzugt zwischen 200 und 950 dtex, d.h., ein Garn, bestehend aus einer Mischung von feineren und gröberen Einzelfila- menten, besonders für den technischen Einsatz für Airbag- gewebe bezüglich der Merkmalkombination von Luftdurch- lässigkeit und damit Filtrationsfähigkeit, Weichheit und Faltbarkeit besonders geeignet ist.
Dabei tragen die groben Filamente zur Verbesserung der Reisskraft und damit der Weiterreissfestigkeit bei. Die feinen Filamente garantieren eine gute Faltbarkeit und damit eine tiefere Biegesteifigkeit und damit eine bessere Weichheit und Geschmeidigkeit. Diese Vorteile, insbesondere die Weichheit und die Geschmeidigkeit ergeben sowohl bei unbeschichteten als auch bei beschich- teten Geweben eine bessere Faltbarkeit. Die Mischung von groben und feinen Filamenten trägt zu einer tieferen Luftdurchlässigkeit durch die Anordnung der Emzelfila- mente im Gewebe bei. Bei leichteren Geweben wird gleichzeitig eine bessere Nahtfestigkeit erreicht, dank der blockierenden Wirkung der Einzelfllamente bzw. der Garn- Strukturen, wie trilobalen oder anderen multilobalen Gestaltungen. Dank dem hohen Deckungsvermögen der feinen Emzelfilamente kann mit geringeren Fadenzahlen im Gewebe gearbeitet werden bei gleichbleibend hoher Reisskraft/ Weiterreisskraft .
Es hat sich als besonders zweckmässig erwiesen, die groben Filamente und die feinen Filamente des Garns m einem Verhältnis von 1:1 bis 1:5 möglichst gleichmässig vermischt zu verwenden. Bei einem Verhältnis von weniger als 1:1 sind zu wenig feine Filamente vorhanden, und das Gewebe ist zu luftdurchlässig, zu steif und lässt sich nicht gut falten. Bei einem Verhältnis über 1:5 sind zu wenig grobe Filamente vorhanden, das Gewebe ist zwar geschmeidig, aber die Weiterreissfestigkeit ist ungenü- gend.
Es ist zweckmässig diese Garne aus einem Polyamid, einem Polyester oder Polypropylen oder deren Copolymeren herzustellen.
Es ist weiter zweckmässig, die verwendeten Multifllamente zu verwirbeln, wobei eine Luftverwirbelung mit 25-40 Knoten pro Meter, am besten geeignet ist.
Die Herstellung des Mischgarns erfolgt durch Schmelzspinnen durch Spinndüsen, bei denen die Bohrungen für die groben Filamente und für die feinen Filamente alternierend angeordnet sind. Das hat den Vorteil, dass eine Vermischung der groben mit den feinen Filamenten bereits vor der Verwirbelung stattfindet. In der Regel wird ein einheitliches Polymer verwendet.
Das erfindungsgemasse Garn soll anhand einer Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 ein Filamentgarn nach dem Stand der Technik,
Fig. 2 das erfindungsgemasse Mischgarn,
Fig. 3 eine Variante des erfindungsgemässens Mischgarns.
Fig. 4 eine Spinndüse zur Herstellung des erfindungsgemässen Garns,
Fig. 5 eine Variante einer Spinndüse
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Filament eines Filamentbündels im Querschnitt gezeigt. Die einzelnen Filamente 1 weisen einen gleichen runden Durchmesser auf.
In Fig. 2 ist ein Bündel aus groben Filamenten 1 ' und feinen Filamenten 2 gezeigt. Die Filamente . ' , 2 liegen über die ganze Querschnittsfläche verteilt.
In Fig. 3 ist ein Bündel ebenfalls aus groben Filamenten 3 und feinen Filamenten 2 ' gezeigt. Die groben Filamente können trilobal oder multilobal ausgebildet sein. In Fig. 4 ist die Aufsicht auf die Austrittsseite einer Spinndüsenplatte 10 gezeigt. Mit 11 und 11' ist eine Bohrung für grobe Filamente; mit 12 und 12' ist je eine Bohrung für feine Filamente bezeichnet. Die Bezeichnung 11 bezw. 12 steht für eine Reihe oder ein ganzes Bündel oder eine Gruppe von gleichartigen Bohrungen. Wesentlich ist die Alternierung, wodurch eine gute Durchmischung der groben und feinen Filamente im Garn erzielt wird.
In Fig. 5 wird eine Variante der Anordnung der Bohrungen mit einer rechten Seite einer Spinndüsenplatte 100 und einer linken Seite der Spinndüsenplatte 100', zum beispielsweise Zweiendspinnen, nach Fig. 4 gezeigt. Eine Bohrung 111 bzw. 111' steht für je eine Gruppe von gleichartigen Bohrungen für grobe Filamente. Eine Bohrung 122 bzw. 122' steht für eine Gruppe von gleichartigen Bohrungen für feine Filamente.
Die Erfindung soll anhand eines Beispiels (Nr. 3) und zwei Vergleichsbeispielen (Nr. 1 und Nr. 2) weiter erläutert werden. Die Spinn- und Streckbedingungen waren bei allen Beispielen die gleichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst .
Es wurden 3 Gewebe ebenfalls unter gleichen Bedingungen hergestellt :
Das Weben in Lemwandbmdung wurde auf einer Greifer- Webmaschme, mit einer Kettfaden-Dichte von 18 f/cm und einer Schussfaden-Dichte von 17,5 f/cm durchgeführt. Daran schloss sich eine Behandlung in einer Kammer mit gesättigtem Wasserdampf bei Temperaturen über 100°C an. Die Trocknung / Fixierung der Gewebe erfolgte auf einem Spannrahmen.
Tabelle 1
2
Garntiter (dtex) 470 470 470
Filamentzahl 68 1 36 102 Filament-Titer (dtex) 6,9 3 , 5 gemischt 3,5&6,9
Verwirbelung kn/m 30 30 30
Bindung Leinwand inwand Leinwand
Kette Schuss Kette Schuss Kette Schuss
Dichte (f/cm) 20 20 20 20 20 20
Reisskraft (N/5cm) 3120 3190 3010 3050 31 00 31 00 Bruchdehnung (%) 40 33 38 30 38 31
Weiterreisskraft (N) 154 157 124 132 1 50 1 52
Biegesteiflgkeit (mN)47,3 54,7 42,7 49,5 43 , 2 50 , 1
Luftdurchl. (l/dm2/mn) 16,8 5,5 6 , 0
Gewicht 215 218 21 0 Es ist überraschend, dass Reisskraft und Weiterreisskraft des erfindungsgemässen Gewebes wesentlich höher sind als diejenigen des Vergleichsbeispiels 2, bei vergleichbarer Luftdurchlässigkeit und geringerem Gewicht. Messmethode :
Fadendichte DIN 53 853
Reisskraft DIN 53 857
Bruchdehnung DIN 53 857
Weiterreisskraft: DIN 53 859 Luftdurchlässigkeit: DIN 53 887
Gewicht DIN 53 854
Biegesteifigkeit DIN 53 121
Die erfindungsgemässen Gewebe, unbeschichtet oder beschichtet eignen sich bevorzugt zum Einsatz für
Airbags. Sie können aber auch als Gewebe für Filter,
Segel, Fallschirme und Gleitschirme zur Verwendung gelangen.

Claims

Patentansprüche
1. Technisches Gewebe, insbesondere für Airbags, bestehend aus einem Filamentgarn, enthaltend grobe und feine thermoplastischen Filamente mit einem Gesamttiter zwischen 30 und 1000 dtex, dadurch gekennzeichnet, dass die groben Filamente des Filamentgarns einen Einzeltiter von 5 bis 14 dtex und die feinen Filamente einen Einzeltiter von 1 , 5 bis 5 dtex, aufweisen.
2. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die groben Filamente und die feinen Filamente des Garns in einem Verhältnis von 1 : 1 bis 1 : 5 vermischt sind.
3. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente aus einem Polyamid, einem Polyester oder Polypropylen bestehen.
4. Gewebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Multifilamente mit 5-40 Knoten pro Meter luft- verwirbelt sind.
5. Verfahren zur Herstellung des Filamentgarns für die Gewebe nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass Spinndüsen verwendet werden, bei denen die Bohrungen (11) für die groben Filamente und die Bohrungen (12) für die feinen Filamente alternierend angeordnet sind. GEÄNDERTE ANSPRÜCHE
[beim Internationalen Büro am 01. Mai 1998 (01.05.98) eingegangen; ursprüngliche Ansprüche 1-5 durch neve Ansprüche 1 und 2 ersetzt
(1 Seite)]
5 1. Technisches Gewebe aus einem Polyamid, insbesondere für Airbags, bestehend aus einem Filamentgarn, enthaltend grobe und feine thermoplastischen Filamente mit einem Gesamttiter zwischen 30 und 1000 dtex, dadurch gekennzeichnet, dass die groben o Filamente des Filamentgarns einen Einzeltiter von 5 bis 14 dtex und die feiner. Filamente einen Einzeltiter von 1,5 bis 5 dtex, aufweisen, wobei die groben Filamente und die feinen Filamente des Garns in einem Verhältnis von 1:1 bis 1:5 vermischt sind, 5 die Multifilamente mit 5-40 Knoten pro Meter luftverwirbelt sind.
2. Verfahren zur Herstellung des Filamentgarns für die Gewebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass 0 Spinndüsen verwendet werden, bei denen die Bohrungen (11) für die groben Filamente und die Bohrungen (12) für die feinen Filamente alternierend angeordnet sind.
IN ARTIKEL 19 GENANNTE ERKLÄRUNG
Zur Klarstellung gegenüber den im Recherchenbericht genannten Druckschriften wird
Anspruch 1 geändert.
Die Einzeltiter für Airbaggewebe nach der EP-A-0 501 295 bestehen aus einheitlichen
Filamenten und betragen maximal 4.8 dtex. Mit diesen bereits als zu hoch angesehenen Titern sei zwar die Festigkeit erzielbar, ein daraus hergestelltes Gewebe sei jedoch zu steif und damit dessen Faltbarkeit schlecht.
Bei den nach US-A-5 188 892 bekannten Garnen handelt es sich um Polyester-Stapelfasern für allgemein textile Anwendungen, die für Airbaggewebe nicht vorgesehen sind. Die aus getrennten Spinndüsen hergestellten Garne bestehen einerseits aus groben Filamenten, andererseits aus feinen Filamenten in ungeordneter Folge. Das resultierende Kabel wird zu
Stapelfasern verarbeitet.
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