WO2010124876A1

WO2010124876A1 - Gewebe, insbesondere für einen luftsack

Info

Publication number: WO2010124876A1
Application number: PCT/EP2010/002662
Authority: WO
Inventors: Norbert Huber; Thomas Eschbach
Original assignee: Global Safety Textiles Gmbh
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2010-11-04
Also published as: DE102009019638A1; CA2760593A1; JP2012525508A; US20120058699A1; EP2425045A1; KR20120016259A; MX2011011440A; CN102459730A

Abstract

Es wird Gewebe, insbesondere für einen Luftsack beschrieben, welches wenigstens teilweise aus Hohlf ilamentgamen K, S aus Polymermaterial besteht, wobei das Gewebe eine Gewebedichte DG, berechnet nach Prof. Walz hat, die gleich der Gewebedichte bei Einsatz von Vollf ilamentgamen gleichen Durchmessers ist.

Description

Gewebe, insbesondere für einen Luftsack

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gewebe, insbesondere für einen Luftsack, welches wenigstens teilweise aus Hohlfilamentgarnen aus Polymermaterial besteht.

Derartige Gewebe sind beispielsweise aus dem europäischen Patent EP 0 616 061 B1 von AKZO bekannt, wobei die dort offenbarten Kontakt- oder Filtergewebe mit unterschiedlichen Fadendichten und unterschiedlichen Garndurchmessern gewebt sind. Dies hat zunächst den Nachteil, dass das Gewebe trotz des Einsatzes von Hohlfäden noch zu schwer ist. Auf die stetig steigernden Anforderungen der Automobilhersteller an die Gewichtsreduzierung muss man an dieser Stelle nicht besonders eingehen.

Die in dem dort offenbarten Gewebe verwebten Voll- und Hohlfäden haben den gleichen Titer, da der Erfinder davon ausging, dass die erforderliche hohe Luftdurchlässigkeit und das hochfeste Gewebe Voll- und Hohlfäden gleicher Garnfestigkeit und damit gleicher Materialmasse im Querschnitt erforderlich macht. Aufgrund der sich dadurch ergebenden unterschiedlichen Durchmesser von Vollfäden und Hohlfäden ergibt sich bei Verarbeitung beider Fadentypen zu einer textilen Fläche ein unruhiges und ungleichmäßig dickes Gewebe mit unterschiedlicher Fadendichte bei Vollfäden (Fadendichte höher) und Hohlfäden (Fadendichte geringer). Ungünstig ist auch, dass derartige Gewebe nur schwer gleichmäßig zu beschichten sind. Der Einsatz von Hohlfäden erhöht u. a. auch die Gewebedicke und führt zu voluminöseren Airbags mit dem Nachteil eines höheren Packvolumens. Die Gewebe gemäß der EP 0 616 061 B1 weisen bereichsweise auch eine unterschiedliche Gewebedichte und damit auch eine ungleichmäßige Luftdurchlässigkeit auf. Dies ergibt die zur Berechnung - -

der Gewebedichte (im Gegensatz zur Berechnung in der EP O 616 061 B1 ) richtig angewandte Methode nach Prof. Walz. Eine ungleichmäßige Luftdurchlässigkeit ist für ein Gewebe für einen Airbag sehr ungünstig, da damit die Ermittlung der „Standzeit" des Airbags, also der Zeit, in der dieser aufgeblasen bleibt, also seine eigentliche Aufgabe erfüllt, nicht zuverlässig möglich ist.

Es ist bekannt, mit Hohlfasern oder diese enthaltenden Hohlfäden die Wärmekapazität von Geweben zu erhöhen. Um diesen Effekt zu nutzen setzt die EP 0 616 061 B1 Hohlfasergame und Vollfasergarne unterschiedlicher Dicke ein, was zu den bereits oben genannten Nachteilen führt.

Hierzu beklagt die EP 0 616 061 B1 außerdem, dass ein Hohlflächenanteil von über 40 % zu einer Versteifung der Faser und damit zu einer Verschlechterung der Faltbarkeit der Airbaggewebe führe und stellt beispielhaft fest, dass die ganz oder teilweise aus Hohlfasern bestehenden Garne einen Garntiter von 200 - 1100 dtex aufweisen. Kleinere Titer seien im Hinblick auf die Produktionsleistung problematisch, und größere Titer können wegen der dann stark verschlechterten Faltbarkeit der Airbaggewebe nicht zum Einsatz kommen.

Wichtig zu erwähnen ist, dass hier die Herstellung von Hohlfilamenten durch die Beibehaltung des Garntiters und eine Hinzunahme des jeweiligen Lumens erfolgt, d. h., im Ergebnis ist die Polymermasse im Hohlfilament-Mantel gleich der Polymermasse im Vollfilament. Das Lumen kommt hinzu und vergrößert den Fadendurchmesser. Dadurch werden bei den in der EP 0 616 061 B1 beschriebenen Konstruktionen zwar weniger Fäden/cm benötigt. Die Einbindung (Ondulation) der dickeren Garne und damit auch der Widerstand gegen das Auseinanderziehen der Webverbindungen von Kett- und Schussfäden sind jedoch geringer. Des Weiteren sind die Hohlfi- lamente umso biegesteifer, je dicker die Fadenwandungen (Ringfläche) sind und bieten damit - dies ist ein Nachteil - größeren Widerstand gegen die Ondulation.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gewebe für einen Airbag vorzuschlagen, bei dem die Nachteile des Standes der Technik vermieden oder zumindest stark verringert sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Gewebe, insbesondere für einen Luftsack, welches wenigstens teilweise aus Hohlfilamentgarnen aus Polymermaterial besteht und dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gewebe eine Gewebedichte DG₁ berechnet nach Prof. Walz hat, die gleich der Gewebedichte bei Einsatz von Vollfilamentgarnen gleichen Durchmessers ist. Mit dem erfindungsgemäßen Gewebe lässt sich vorteilhafterweise eine Eigenschaft von Hohlfilamenten gezielt nutzen, indem die Wärmekapazität oder der Wärmewiderstand des Gewebes bei gleichbleibend hoher Dichte (LD) und hoher Kammausziehkraft erhöht wird, und dies mit gegenüber bekannten Geweben geringerem Gewicht. Vorteilhafterweise bleiben bei dem erfindungsgemäßen Einsatz von Hohlfasergarnen und Vollfasergarnen die Steifigkeit, die Gewebedicke und die Gewebedichte konstant. Die Kammausziehkraft (Maß für die Nahtfestigkeit) steigt vorteilhafterweise sogar. Das erfindungsgemäße Gewebe eignet sich insbesondere für Luftsäcke bzw. Airbags für Personenrückhalte- systeme in Fahr- und Flugzeugen.

Das erfindungsgemäße Gewebe ist aufgrund dessen, dass der Durchmesser von Hohlfasergarnen und Vollfasergarnen gleich ist, leichter als ein bis auf die Hohlfasern gleichartiges Gewebe, wobei die Gewichtsreduzierung dem Lumenprozentsatz entspricht. Erfreulicherweise bleibt die Packungsdichte eines aus dem erfindungsgemäßen Gewebe hergestellten Airbags konstant, weswegen Änderungen von Modul-Dimensionen bei Einsatz des erfindungsgemäßen Gewebes nicht erforderlich sind. Ein weiterer bedeutender Vorteil ergibt sich dadurch, dass das geringere Gewebegewicht eine vorteilhaft verbesserte Massenbeschleunigung während des hochdynamischen Aufblasprozesses ermöglicht. Daneben lassen sich die Hohlfäden gleichen Durchmessers z. B. in Kombination mit Vollfäden vorteilhafterweise zu einer einheitlichen textilen Fläche verarbeiten.

Die vorliegende Erfindung geht von einer Gewebekonstruktion aus, bei der

- der Gamtiter der Hohlfilamente mit zunehmendem Lumen-%-Satz geringer wird,

- der Garndurchmesser, die Faden- und die Gewebedichte gleich bleiben,

- die Wandungen der Ringflächen der Hohlfilamente mit zunehmenden Lumen-%- Satz dünner werden und

- die Formel: Lumen-%-Reduzierung = Gewichtsreduzierung gilt.

Definition „Lumen-%-Satz": Der Lumenprozentsatz gibt den Anteil des Lumens eines Hohlfilaments im Verhältnis zum Gesamtquerschnitt des Hohlfilaments an.

Während demnach bei aus dem Stand der Technik bekannten Geweben eine (negative) Zunahme der Versteifung der Hohlfilamente bei zunehmendem Hohlflächenan- - A -

teil bekannt ist, ist bei dem erfindungsgemäßen Konstruktionsprinzip mit zunehmenden Lumen eine dünnere Ringflächenwandung zu verzeichnen, was erfreulicherweise die Biegesteifigkeit der Hohlfilamente nicht erhöht.

Mit der dünneren Ringflächenwandung wird das Einbinden der Fäden gleichen Durchmessers wie bei Vollfilamenten erfolgen. Bei hochdichten Geweben werden die an sich runden Hohlfilamente an den Abbindepunkten die jeweilige Umlenkung durch ovales Abknicken bilden, wodurch vorteilhafterweise der Widerstand gegen den Kammauszug größer wird (mehr Reibungswiderstand).

Beispielsweise können erfindungsgemäß Hohlfilamente in einer Fadenfolge (Kette und/oder Schuss) von Voll- zu Hohlfilamenten, z. B. 1 Faden Vollfilament und 1 Faden Hohlfilament verwebt werden.

Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Gewebes kann man vorteilhafterweise auch einen Hohlfaden als Stickschuss (siehe deutsches Patent DE 101 15 890 B2) in thermisch besonders belasteten Zonen eines in einem Stück gewebten Airbags (sog. One-Piece-Woven, OPW) verwenden. Dies ist deshalb nur mit dem erfindungsgemäßen Gewebe möglich, da aufgrund des gleichen Durchmessers aller Fäden ein untragbarer Dick-Dünn-Effekt mit unebener Gewebe- oder OPW-Oberfläche vermieden werden kann.

In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfilamentgarne einen geringeren Titer als Vollfilamentgarne gleichen Durchmessers und gleichen Polymers haben, welches viele im Folgenden noch diskutierte Vorteile aufweist. So sind die Steifigkeit, die Gewebedicke und die Gewebedichte konstant. Dies vereinfacht die Herstellung von gleichmäßigen Geweben (siehe oben). Auch die Kammausziehkraft (Maß für die Nahtfestigkeit) ist höher als bei aus Vollfilamenten hergestellten vergleichbaren Geweben.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe dadurch gekennzeichnet, dass es Vollfilamentgarne gleichen Durchmessers und gleichen Polymers aufweist, und dass die Hohlfilamentgarne an vordefinierten Stellen eines Webrapports in Kette und/oder Schuss angeordnet sind und in gegenüber Leinwand L1/1 höherbindiger Webkonstruktion und mit höherer Fadendichte als bei einer L1/1 Webkonstruktion eingebunden sind. Dies erlaubt vorteilhafterweise die technologisch und designtechnisch gezielte Anordnung von Hohlfasergarnen in z. B. thermisch kritischen Bereichen eines Gewebes oder OPW.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe dadurch gekennzeichnet, dass es Vollfilamentgarne gleichen Durchmessers und gleichen Polymers aufweist, und dass die Hohlfäden als Stickschuss in thermisch besonders belasteten Zonen eines in einem Stück gewebten Airbags (sog. One-Piece-Woven, d. h. OPW) angeordnet sind und in gegenüber Leinwand L1/1 höherbindiger Webkonstruktion und mit höherer Fadendichte als bei einer L1/1 Webkonstruktion eingebunden sind.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlflächenanteil der Hohlfasergarne im Bereich von größer / gleich 20% beträgt. Dieser Hohlflächenanteil hat sich in Versuchen als besonders günstig herausgestellt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe dadurch gekennzeichnet, dass die Gewebedichte nach Prof. Walz [DG%] größer als 100% ist. Die sich dadurch ergebende Festigkeit des Gewebes ist in einem als Sicherheitsbauteil verwendeten Airbag von besonderem Vorteil.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe dadurch gekennzeichnet, dass die Gewebedichte nach Prof. Walz [DG%] größer als 105% ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe dadurch gekennzeichnet, dass das Gewicht des Gewebes bei Einsatz von Hohlfilamenten im Vergleich zu Vollfilamenten im Umfang des Lumenprozentsatzes geringer ist. Dieses gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Gewebevarianten geringere Gewicht erlaubt eine besonders vorteilhaft verbesserte Massenbeschleunigung während des hochdynamischen Aufblasprozesses des Airbags.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe dadurch gekennzeichnet, dass der zur Ermittlung der Gewebedichte nach Prof. Walz relevante Effektiv-Titer um den ausgelösten Schrumpf über dem Ausgangstiter liegt. - -

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe dadurch gekennzeichnet, Hohlfäden als Stickschuss in thermisch besonders belasteten Zonen eines in einem Stück gewebten Airbags (sog. One-Piece-Woven, OPW) einzutragen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe dadurch gekennzeichnet, dass das Polymermaterial Polyester ist und a) der Garndurchmesser (d), b) die Fadendichte je cm, c) die Gewebedichte DG, berechnet nach Prof. Walz, d) die Gewebedicke und e) das Gewebegewicht dem eines Gewebes aus Polyamid 6.6-Vollfilamenten entsprechen.

Das erfindungsgemäße Gewebe kann also vorteilhafterweise auch mit Polyestergarnen mit Hohlfilamenten hergestellt werden, wobei das höhere spezifische Gewicht des Polyesters gegenüber dem heute regelmäßig eingesetzten Werkstoff Polyamid aufgrund der erfindungsgemäß erreichbaren Gewichtsreduzierung von etwa 21 % durch ein entsprechend gewähltes Lumen der Hohlfasern ausgeglichen wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe dadurch gekennzeichnet, dass es eine Fadendichte hat, die gleich ist als bei Einsatz von VoII- filamenten gleichen Durchmessers und gleicher Webkonstruktion.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe dadurch gekennzeichnet, dass es eine Gewebedicke hat, die gleich ist als bei Einsatz von Vollfilamentgamen gleichen Durchmessers und gleicher Webkonstruktion.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe als OPW- Gewebe mit einlagigen und zweilagigen Bereichen gewebt, welches dadurch gekennzeichnet, dass es in Kett- oder Schussrichtung verlaufende im Wesentlichen längliche schlauchförmige Gebilde oder Tubes aufweist, wobei die einlagigen Bereiche Hohlfilamente enthalten.

Sowohl in der zuvor gehenden Beschreibung als auch anhand der Tabellen A und B sind vorwiegend Ausführungsbeispiele dargestellt aus dem Bereich hochdichtes, unbeschichtetes Gewebe. Der Einsatz von Hohlfilamenten aus Polymermaterial, deren Lumen -% - Satz der Reduktion des Garntiters entspricht und somit der Garndurchmesser unverändert dem des entsprechenden Volfilamentfadens mit einem um den Lumen - % - Satz höheren Titers entspricht, ist in weiteren vorteilhaften Ausbildun- gen der Erfindung möglich, beispielsweise als Tubativgewebe mit in Kett- oder Schussrichtung verlaufenden Tubes. Hierbei werden vorteilhafterweise zweitägig gewebte Tubes wegen der hohen Zugbelastung mit Vollfilamenten in Richtung der Zugbeanspruchung ausgeführt. Die einlagigen Bereiche enthalten Hohlfilamente zum Zwecke der Gewichtseinsparung. Das quer zu den Tubes verlaufende Fadensystem (in der Regel die Schussfäden) kann je nach Funktion entweder in Voll- oder in Hohlfilamenten, bzw. in wechselnder Fadenfolge ausgeführt sein.

In noch einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe dadurch gekennzeichnet, dass das quer zu den Tubes verlaufende Fadensystem entweder in Voll- oder in Hohlfilamenten ausgeführt ist.

In noch einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe dadurch gekennzeichnet, dass das quer zu den Tubes verlaufende Fadensystem in wechselnder Fadenfolge ausgeführt ist.

In noch einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das Gewebe dadurch gekennzeichnet, dass die schlauchförmigen Gebilde oder Tubes in Kett- und Schussrichtung aus Hohlfilamenten gebildet sind und die einlagigen Bereiche insbesondere in Richtung besonderer Zugbeanspruchung aus Vollfilamenten gebildet sind. Dieses Gewebe bietet folgende Vorteile: Sofern die Tubes die Funktion einer besonderen thermischen Beständigkeit, bzw. Isolierung erfüllen müssen, werden die Tubes in Kett- und Schussrichtung aus Hohlfilamenten hergestellt. Der einlagige Zwischenbereich besteht vorteilhafterweise dann in Richtung besonderer Zugbeanspruchung aus Vollfilamenten.

Gewebe aus Hohlfilamenten im Sinne der Erfindung weisen eine einheitliche Oberfläche (ohne Dick-Dünneffekte) auf. Sie eignen sich demzufolge hervorragend zur Beschichtung. Ein beschichtetes Hohlfilamentgewebe erhält durch die Beschichtung eine spezifische Zusatzfunktion, wobei das Beschichtungsgewicht durch die Reduzierung des Flächengewichts des Trägergewebes (Hohlfilamentgewebe) ausgeglichen wird. Darüber hinaus führt das oval im Bindungspunkt liegende Hohlfilament zu einer größeren Haftfläche für die Beschichtungsmasse.

Die erfindungsgemäßen Gewebe aus Voll-, bzw. Hohlfilamenten mit gleicher Dichte, Dicke und vor allem Kammausziehkraft eignen sich für den konfektionstechnischen Misch verbau. Die Nahtkonstruktion wird nicht beeinflusst. Bei den hier beschriebe- nen Ausführungsbeispielen handelt es sich entweder um die Substitution von Vollfi- lamenten durch Hohlfilamente oder um einen webtechnischen Mischverbau.

Zur Klarstellung wird festgestellt, dass mit dem erfindungsgemäßen Gewebe auch ein in einem Stück gewebter Airbag (sog. One-Piece-Woven, OPW) gemeint ist. Es kann ein Airbag also aus einem erfindungsgemäßen Flachgewebe mit Hohlfasern gleicher Dicke, in Fadenfolge Kette und/oder Schuss mit Vollfasern oder in OPW- Technologie hergestellt werden.

Der Titer eines Garnes ist definiert durch das Gewicht von 10.000 m Fadenlänge in Gramm (dtex). Demzufolge errechnet sich der Titer aus der Grundfläche - bei Hohlfi- lamenten nur aus der Ringfläche um den Hohlraum herum - der Fadenmasse, multipliziert mit dem spezifischen Gewicht und der Länge von 10.000 m.

Der Fadendurchmesser d von Hohlfäden wird aus der Gesamtgrundfläche F_Rmg plus Fι_um_en nach folgender Formel errechnet:

dtex

Fges bzw Ring ~ [mm J g/cm³ x 10.000

Aus F_Rιng wird unter Berücksichtigung des Lumenprozentsatzes [Lumen-%] die Gesamtfläche Fg_es in mm² berechnet. Der Fadendurchmesser d errechnet sich in Anlehnung an die Formel nach Prof. Walz zur Berechnung der Gewebedichte wie folgt:

V Fges d = [m_m]

0,885

Zur hier verwendeten Terminologie verschiedener Begriffe soll folgende Erklärung dienen: Hohlfasergarne sind Hohlfäden oder Synthese-Filamentgarne mit Filamenten, welche innen hohl sind, mit einem Hohlflächenanteil, bezogen auf die Gesamtquerschnittsfläche der Filamente.

Die Gewebedichte [DG] nach Prof. Walz ist definiert in "Die Gewebedichte I" und "Die Gewebedichte II" in der Veröffentlichung "Textilpraxis" von 1947, Seiten 330 bis 366, Robert Kohlhammer-Verlag, Stuttgart, Deutschland. Die Errechnung der Gewe- - -

bedichte DG setzt die Bestimmung der Garnfeinheiten, der Einstellungen und die Kenntnis der Dichte des eingesetzten Faserstoffs voraus. Die Berechnung der Gewebedichte DG % nach Prof. Walz:

Gewebedichte: DG % = (d_k + d_s)^{2 •} f _k ^• f _s

Hierbei gilt: d_k/d_s = Substanzdurchmesser des Kett- bzw. Schussgarnes in mm; f_k/f_s = Anzahl Kettfäden bzw. Schussfäden pro cm;

Die Substanzdurchmesser der Garne aus Vollfilamenten werden wie folgt berechnet:

Vdtex_ks dks = [mm]

88,5 ^• VDichte g/cm³

{Die obige Formel gilt nur für Leinwandbindungen (Gewebedichte I). Liegen andere, von der Leinwandbindung verschiedene, höherbindige Bindungen - also Bindungen oder Webkonstruktionen höher als Leinwand L1/1 - vor, so sind die errechneten Gewebedichten mit bestimmten Faktoren zu multiplizieren (z. B. Köper 2:1 = 0,70, Köper 2:2 = 0,56, Köper 3:1 = 0,56, Köper 4:4 = 0,38, Satin 1 :4 = 0,49, Panama 2:2 = 0,56), man erhält so die Gewebedichte II.}

Interpretation der Berechnung der Gewebedichte nach der Formel von Prof. Walz:

1. Effektiv-Titer:

Der Effektiv-Titer errechnet sich beim Vollfaden aus der Kreisfläche und beim Hohlfaden aus der Ringfläche.

2. Fadendurchmesser:

Der Fadendurchmesser (d) ist relevant für die Berechnung der Gewebedichte und ergibt sich im Falle von Hohlfilamenten aus der Gesamtquerschnittsfläche (Ringfläche + Hohlfläche).

3. Zusammenhang von Fadendicke, Fadendichte und Bindung:

Der Flächenbedarf je Bindungspunkt (bei L1/1 ) ergibt sich in mm² aus (d_k + d_s)². Der Quotient aus 100 mm²: (d_k + d_s)² entspricht der max. möglichen Anzahl von Bin- dungspunkten je cm² = 100%. Das Produkt aus /_k x /_s entspricht der je cm² erreichten Anzahl von Bindungspunkten.

Die folgenden Ausführungen werden zur Veranschaulichung durch die Fig. 1 bis 4 gestützt.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Webpatrone.

Fig. 2 zeigt schematisch ein Beispiel einer homogenen Polymerplatte.

Fig. 3 zeigt schematisch ein Beispiel einer „Sandwich-Platte".

Fig. 4 zeigt schematisch die Einbindung von Hohlfilamenten in Kett- und Schussrichtung.

Fig. 5 zeigt schematisch ein Beispiel eines Tubativgewebes mit in Kett- oder Schussrichtung verlaufenden Tubes in einer ersten Ausführung.

Fig. 6 zeigt schematisch ein weiteres Beispiel eines Tubativgewebes mit in Kettoder Schussrichtung verlaufenden Tubes in einer zweiten Ausführung.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer Webpatrone für die Bindung L 1/1 und das zugehörige Schnittbild in Kett- und Schussrichtung gesehen.

Die Formel zur Berechnung der Gewebedichte (DG%) nach Prof. Walz leitet sich demnach ab aus:

100 x f_κ x f_s = DG %

100

(d_κ + ds)²x fκ x fs = DG %

Als Fadendurchmesser (d) kommt der geometrisch korrekte Wert in [mm] in Ansatz, d. h. der Substanzdurchmesser bei Vollfilamenten und der Gesamtdurchmesser aus Ring- und Hohlfläche (F_ges) bei Hohlfilamenten.

Die EP 0 616 061 B1 lehrt, dass schon bei einem Hohlflächenanteil von 20 % eine Erhöhung des Wärmewiderstandes von ca. 175 % eintritt. Diese Aussage basiert auf folgendem Rechenmodell: Die angenommene Fläche von 1 m² mit einem Gewicht von 210 g/m² wird dividiert durch das spezifische Gewicht in g/m³. Das Ergebnis (Fig. 2) ist die Dicke dv einer homogenen Polymerplatte von 1 m², in dem aufgeführten Beispiel, von 0,18 mm bei PA 6.6.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer homogenen Polymerplatte von 1 m² Fläche.

Die so ermittelte Wanddicke wird dividiert durch die Wärmeleitzahl (λ), um im Ergebnis den Wärmewiderstand Rw [K/W] der Vollfäche zu erhalten. Der Wärmewiderstand (Rw) der Hohlflächen wird nach dem gleichen Prinzip, z. B. bei 20 % Lumen mit zwei unterschiedlichen Medien verrechnet.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer „Sandwich-Platte" von 1 m², bei der die das Lumen L von der „Dicke" 0.036 mm einschließenden „Außenwände" A eine Dicke dh von 0,09 mm haben.

Aus der Summe von Rw der Wandung + Rw der Hohlfläche ergibt sich der um ca. 175% höhere Wärmewiderstand gegenüber der Vollfläche. Wenn man den Wärmewiderstand eines Vollfilaments dem eines Hohlfilaments mit 20% Lumen - berechnet mit den gleichen Parametern - gegenüberstellt, dann ergibt sich eine relative Erhöhung von Rw um > 300 % im Garnkörper. In beiden Modellen ist der Wärmedurchgang senkrecht, bzw. radial zur Wandungsfläche angenommen.

Das Modell der EP 0 616 061 B1 geht von einer geschlossenen Polymerplatte aus, wobei die Konstruktionsmerkmale einer textilen Fläche (Bindung, Ondulation) jedoch nicht berücksichtigt werden.

Das Modell gemäß der vorliegenden Erfindung basiert dagegen auf dem geometrisch richtigen Aufbau des Garnkörpers, erfasst jedoch nur den Wärmedurchgang in radialer Richtung. Unter Berücksichtigung der Gewebekonstruktion (Einbindung der Garnkörper, Bindungsart, DG-%) ist die Richtung der Wärmebeaufschlagung bezogen auf den Garnkörper unterschiedlich, d. h. radial bis axial. Darüber hinaus muss bedacht werden, dass bei radialer Wärmebeaufschlagung der Wärmewiderstand in der Ringfläche geringer ist als im Lumen und demzufolge die Richtung der Wärmebeaufschlagung nicht geradlinig verläuft. Fig. 4 zeigt die Einbindung von in Abschnitten dargestellten Hohlfilamenten K und S in Kett- und Schussrichtung schematisch im Schnitt dargestellt als Leinwandbindung (L 1/1 ). Bei einer senkrecht zur textilen Fläche in Richtung von Pfeil V erfolgenden Wärmebeaufschlagung erfolgt der Wärmedurchgang dem Fadenverlauf entsprechend unterschiedlich.

Dies führt zu folgendem vorteilhaften Ergebnis: Wenn in einer textilen Fläche - oder in OPWs - sowohl Vollfilamente als auch Hohlfilamente verarbeitet werden, dann sind an thermisch belasteten Flächen die Hohlfilamente vorzugsweise auch in hö- herbindigen Webkonstruktionen, z. B. Panama in ggf. höherer Webdichte bzw. Fadendichte einzutragen (Gewebedichte II).

Fig. 5 zeigt schematisch ein Beispiel eines Tubativgewebe mit in Kett- oder Schussrichtung verlaufenden Tubes in einer ersten Ausführung. Hierbei tragen beispielhaft wabenförmig „aufgeblasen" dargestellte Tubes mit Vollfilamenten in Zugrichtung das Bezugszeichen 2. Zwischen den Tubes 2 liegende einlagige Zwischenbereiche mit Hohlfilamenten in Zugrichtung sind mit 4 bezeichnet. Das zugehörige Querfadensystem Voll- oder Hohlfilament trägt das Bezugszeichen 6.

In Fig. 6 ist schematisch ein Beispiel eines Tubativgewebe mit in Kett- oder Schussrichtung verlaufenden Tubes in einer zweiten Ausführung gezeigt. Dort sind beispielhaft wabenförmig „aufgeblasen" dargestellte Tubes mit Hohlfilamenten in Kett- und Schussrichtung mit dem Bezugszeichen 12 versehen. Zwischen den Tubes 12 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 6 liegende einlagige Zwischenbereiche mit Vollfilamenten in Zugrichtung sind mit 14 bezeichnet. Das zugehörige Querfadensystem mit Hohlfilamenten trägt das Bezugszeichen 16.

Um zu zeigen wie die Erfindung ausgeführt werden kann wird diese im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen kurz erläutert.

Es folgen Ausführungsbeispiele I und Il Tabelle A

In der vorhergehenden Tabelle A wird ein Vergleich eines Standard-Artikels (nur Vollfasern) mit zwei Ausführungsbeispielen I und Il (nur Hohlfasern) des erfindungsgemäßen Gewebes dargestellt. Die Substitution von Vollfilamenten durch Hohlfila- mente gleichen Polymers in einer gleichbleibend dichten textilen Fläche führt bei gleichem Fadendurchmesser (d) zu einem geringeren Titer und einem um den Lumenprozentsatz geringeren Gewebegewicht.

Das hochdichte Gewebe „Standard-Artikel" (Stand der Technik) besteht aus Polyamid 6.6 (PA 6.6)-Vollfilamenten und soll in gleicher Gewebedichte durch eine Flächenkonstruktion wenigstens teilweise aus PA 6.6-Hohlfilamenten substituiert werden.

Die Dichtigkeit des Gewebes wird wegen der LD im Zusammenhang mit unbeschichtetem Einsatz und hoher Nahtfestigkeit (Kammausziehkraft) benötigt. Hinsichtlich Festigkeit und Gewicht ist das Gewebe gemäß Standard-Artikel „over-engineered".

Ausführungsbeispiel I

Das Ausführungsbeispiel I geht von einem vorhandenen PA 6.6-Garn in Titer dtex 380/72 mit 20 % Lumen aus. Unter Berücksichtigung der spezifischen Schrumpfwerte - der ausgelöste Schrumpf steht in einem definierten Verhältnis zum Nenn- Schrumpf (Heißluftschrumpf des Garnes) und ist abhängig vom Ausrüstverfahren - wird über die vorgegebene Gewebedichte von 106,4 % nach Prof. Walz auf der Grundlage des Fadendurchmessers im Fertiggewebe (nach Schrumpf) die entsprechende Fadendichte der Fertigware (22 x 22 Fd/cm) festgelegt.

Das Quadratmeter-Gewicht, berechnet aus Fadendichten, Einarbeitung und Effektiv- Titer (nach Schrumpf), ist um den Prozentsatz des Lumens (Lumen-%-satz) geringer, und die Höchstzugkräfte in N/5cm reduzieren sich entsprechend.

Das Gewebe hat aufgrund seiner Dichte die erforderliche Nahtfestigkeit (Kammausziehkraft). Ausführungsbeispiel Il

Beim Ausführungsbeispiel Il wird ein Gewebe aus PA 6.6-Hohlfilamenten mit exakt den gleichen Parametern (DG-%, Fadendurchmesser, Fadendichte) des Fertiggewebes gemäß „Standard-Artikel" hergestellt. Ausgehend von dem dazu erforderlichen Effektiv-Titer und unter Berücksichtigung des Schrumpfwertes (ausgelöster Schrumpf) wird retrograd der Nenn-Titer als Ausgangswert für das erforderliche Garn ermittelt.

Die Reduktion des Quadratmetergewichts entspricht dem Lumen-Prozentsatz, und die Höchstzugkräfte in Kett- und Schussrichtung reduzieren sich aufgrund der unterschiedlichen Fadendichten in Kett- und Schussrichtung um den gleichen Prozentsatz zu annähernd gleichen absoluten Werten. Im Blick auf eine biaxiale Zugbelastung des Gewebes ist diese Gleichwertigkeit von Vorteil. Mit dem Ausführungsbeispiel Il ist die Substitution des sog. Standardgewebes unter verbesserten technischen Einsatzbedingungen (nicht mehr „over engineered", leichter) durch ein Hohl- Filament-Gewebe möglich.

Ausführungsbeispiel III

Im Folgenden wird in Tabelle B noch ein weiteres Ausführungsbeispiel IM erläutert, wobei der bekannte „Standardartikel aus PA 6.6 unter Einsatz von Polyester- Hohlfilamenten mit gleichen Fertiggewebe-Parametern nachgestellt wird. Die Vorgehensweise entspricht dem Ausführungsbeispiel II. Damit lässt sich auch der Nachweis führen, dass der Werkstoff Polyester, da kostengünstiger, für Airbaggewebe zum Einsatz kommen kann.

Das Gewebe (Standard-Artikel) in dichter Konstruktion aus PA 6.6, dtex 470, 22 x 21 mit DG = 106,4 % in L 1/1 soll mit gleicher Dichte und gleicher Fadendicke (Fadendurchmesser) unter Einsatz eines entsprechenden PES-Hohlfilament-Fadens hergestellt werden.

Die Substitution von Vollfilamenten durch Hohlfilamente eines anderen Polymers in einer gleichbleibend dichten textilen Fläche führt bei gleichem Fadendurchmesser (d) und einem Lumenprozentsatz, welcher dem Prozentsatz aus der Differenz des spezifischen Gewichts beider Polymere entspricht, zu gleichem Titer und gleichem Gewebegewicht. Siehe Tabelle B. Tabelle B

Der Einsatz des PES-Hohlfilaments mit 20 % Lumen (Hohlraum in der Faser) ermöglicht die Herstellung eines Gewebes gleicher Dichte und dies trotz des höheren spezifischen Gewichts (+21 %) in der gleichen Gewichtsklasse.

Unter Berücksichtigung unterschiedlicher Garn- und Schrumpfwerte und Einarbeitungsverhältnisse gilt die Formel: Gewichtsreduktion = Lumen - %.

Der Einsatz von Hohlfilamenten gleichen Durchmessers in textile Flächen aus Vollfi- lamenten (Mischverbau) ergeben bei gleicher Bindungskonstruktion (z. B. Leinwand L1/1 ) gleiche Gewebedicke bei gleichzeitiger Gewichtsreduzierung. In thermisch besonders belasteten Zonen kann die Fadendichte für Hohlfilamente durch höherbindi- ge Konstruktion bei gleichbleibender Gewebedichte (DG II) entsprechend erhöht werden.

Beispiele:

a) Flachgewebe mit 1 Faden Voll- und 1 Faden Hohlfilament im Wechsel in Kett- und Schussrichtung. Das Gewebe wird leichter bei gleicher übriger Struktur.

b) Flachgewebe mit vordefinierten Stellen mit Hohlfilamenteintrag in höherbindi- ger Webkonstruktion dient dem verbesserten Wärmewiderstand. Eintrag in Kette und/oder Schuss.

c) Verwendung von Hohlfilamenten als Stickschuss in OPW - evtl. in höherbindi- ger Webkonstruktion - zum Zweck der Verbesserung des Wärmewiderstandes.

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Claims

Patentansprüche

1. Gewebe, insbesondere für einen Luftsack, welches wenigstens teilweise aus Hohlfilamentgamen aus Polymermaterial besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe eine Gewebedichte DG, berechnet nach Prof. Walz hat, die gleich der Gewebedichte bei Einsatz von Vollfilamentgarnen gleichen Durchmessers ist.

2. Gewebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfilament- garne einen geringeren Titer als Vollfilamentgame gleichen Durchmessers und gleichen Polymers haben.

3. Gewebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebegewicht im Bereich der zum Einsatz kommenden Hohlfilamente um deren Lumenprozentsatz geringer ist, als bei Einsatz von Vollfilamenten.

4. Gewebe nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Webkonstruktion (Bindung) L1/1 oder höherbindig ist.

5. Gewebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es Vollfilamentgar- ne gleichen Durchmessers und gleichen Polymers aufweist, und dass die Hohl- filamentgarne an vordefinierten Stellen eines Webrapports in Kette und/oder Schuss angeordnet sind und in gegenüber L1/1 höherbindiger Webkonstruktion und mit höherer Fadendichte als bei einer L1/1 Webkonstruktion eingebunden sind.

6. Gewebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es Vollfilamentgar- ne gleichen Durchmessers und gleichen Polymers aufweist, und dass die Hohlfäden als Stickschuss in thermisch besonders belasteten Zonen eines in einem Stück gewebten Airbags (sog. One-Piece-Woven, OPW) angeordnet sind und in gegenüber L1/1 höherbindiger Webkonstruktion und mit höherer Fadendichte als bei einer L1/1 Webkonstruktion eingebunden sind.

7. Gewebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlflächenanteil bzw. Lumen Prozentsatz der Hohlfilamentgarne bei 20% oder höher liegt.

8. Gewebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewebedichte nach Prof. Walz [DG%] größer als 100% ist.

9. Gewebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewebedichte nach Prof. Walz [DG%] größer als 105% ist.

10. Gewebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlfilamentgarne und die Vollfilamentgarne Polyestergarne sind.

11. Gewebe nach Anspruch 1 , wobei das Polymermaterial Polyester ist, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Garndurchmesser (d), b) die Fadendichte je cm, c) die Gewebedichte DG, berechnet nach Prof. Walz, d) die Gewebedicke und e) das Gewebegewicht dem eines Gewebes aus Polyamid 6.6-Vollfilamenten entsprechen.

12. Gewebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe eine gleichmäßige Kammausziehkraft hat.

13. Gewebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Fadendichte hat, die gleich oder höher ist als bei Einsatz von Vollfilamenten gleichen Durchmessers und gleicher Webkonstruktion.

14. Gewebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe eine Gewebedicke hat, die gleich oder größer ist als bei Einsatz von Vollfilamentgarnen gleichen Durchmessers und gleicher Webkonstruktion.

15. Gewebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches als OPW- Gewebe mit einlagigen und zweilagigen Bereichen gewebt ist, dadurch gekennzeichnet, dass es in Kett- oder Schussrichtung verlaufende im Wesentlichen längliche schlauchförmige Gebilde oder Tubes aufweist, wobei die einlagigen Bereiche Hohlfilamente enthalten.

16. Gewebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das quer zu den Tubes verlaufende Fadensystem entweder in Voll- oder in Hohlfilamenten ausgeführt ist.

17. Gewebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das quer zu den Tubes verlaufende Fadensystem in wechselnder Fadenfolge ausgeführt ist.

18. Gewebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die schlauchförmigen Gebilde oder Tubes in Kett- und Schussrichtung aus Hohlfilamenten gebildet sind und die einlagigen Bereiche insbesondere in Richtung besonderer Zugbeanspruchung aus Vollfilamenten gebildet sind.

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