ткани из лент из разрезанной полимерной пленки для изготовления подушек безопастности

Формула изобретения

1. Ткань, пригодная для использования в производстве подушек безопасности для транспортных средств, причем ткань выполнена из множества вытянутых в продольном направлении основных лент из термопластичного полимера, имеющих ширину от около 3 мм до около 15 мм, и из множества вытянутых в продольном направлении уточных лент из термопластичного полимера, имеющих ширину от около 3 мм до около 15 мм; при этом вытянутые в продольном направлении основные ленты и уточные ленты изготовлены из термопластичной полимерной пленки и обладают прочностью на растяжение, составляющей, по меньшей мере, около 200 МПа; при этом ткань обладает поверхностной плотностью от около 40 г/м2 до около 140 г/м2, причем основные и уточные ленты изготовлены из вытянутой, по меньшей мере, в продольном направлении, разрезанной термопластичной полимерной пленки, имеющей до вытяжки толщину от около 80 мкм до около 240 мкм.

2. Ткань по п.1, в которой термопластичная полимерная пленка, из которой изготовлены основные и уточные ленты, содержит полиамидную пленку.

3. Ткань по любому из пп.1 или 2, в которой термопластичная полимерная пленка вытянута в продольном направлении со степенью вытяжки от около 2 до около 6 до изготовления из этой пленки основных и уточных лент.

4. Ткань по п.1 или 2, в которой основные и уточные ленты изготовлены из разрезанной невытянутой или частично вытянутой полимерной пленки, имеющей толщину от около 80 мкм до около 240 мкм, до того, как основные и уточные ленты будут по существу вытянуты или дополнительно вытянуты в продольном направлении.

5. Ткань по п.4, в которой основные и уточные ленты вытянуты или дополнительно вытянуты с общей степенью вытяжки от около 2 до около 6 после разрезания полимерной пленки.

6. Ткань по любому из пп.1 или 2, в которой основные и уточные ленты заработаны в ткань полотняного переплетения или саржевого переплетения.

7. Ткань по любому из пп.1 или 2, в которой основные и уточные ленты, каждая, имеют среднюю ширину от около 4 мм до около 10 мм.

8. Ткань по любому из пп.1 или 2, в которой основные и уточные ленты, каждая, обладают прочностью на растяжение, составляющей, по меньшей мере, около 300 МПа.

9. Ткань по любому из пп.1 или 2, в которой основные и уточные ленты изготовлены из полиамидной пленки, полученной отливом или раздувом, содержащей полимерные вещества: найлон 6 или найлон 6,6.

10. Ткань по п.9, в которой полиамидная пленка содержит найлон 6 или найлон 6,6, модифицированный этиленовым сополимером.

11. Ткань по п.10, в которой этиленовый сополимер для модификации найлона выбран из группы, состоящей из двойных и тройных сополимеров этилена и винилацетата, и этилена и алкилметакрилата.

12. Ткань по п.1, обладающая прочностью на растяжение при испытаниях по грэб-методу, составляющей, по меньшей мере, около 1000 Н, при определении по методике ASTM D-5034.

13. Ткань по п.1, обладающая прочностью на растяжение при испытаниях по язычковому методу в продольном направлении, составляющей, по меньшей мере, около 200 Н, при определении по методике ASTM D-2261.

14. Ткань по п.1, покрытая органическим кроющим веществом для снижения ее воздухопроницаемости.

15. Ткань по п.14, в которой органическое кроющее вещество выбрано из группы, состоящей из неопрена, хлоропрена, полиуретана и силикона.

16. Подушка безопасности, пригодная для использования в качестве дополнительного тормозящего устройства для пассажира в транспортном средстве, содержащая ткань по любому из пп.1-15.

17. Подушка безопасности по п.16, содержащая, по меньшей мере, два отдельных отрезка материала.

18. Подушка безопасности по п.17, в которой, по меньшей мере, два отдельных отрезка материала скреплены друг с другом с использованием адгезива или термического скрепления.

19. Подушка безопасности по п.18, в которой отрезки материала скреплены друг с другом с использованием адгезива, выбранного из группы, состоящей из адгезивов: из блок-сополимеров простого полиэфира и полиамида, адгезивов из акрилата и эпоксидной композиции, адгезивов из акрилата и силикона, адгезивов из этилена и акриловой кислоты, адгезивов из полиуретана, адгезивов из сложного полиэфира, адгезивов из сложного полиэфира и эпоксидной композиции, адгезивов из полиолефинового каучука, адгезивов из эпоксидной композиции и полиолефина, адгезивов из полиамида, адгезивов из полимочевины и их сочетаний.

20. Ремни, страховочные фалы или желоба, содержащие ткань по любому из пп.1-15.

21. Способ изготовления ткани, пригодной для использования в производстве подушек безопасности для транспортных средств, в котором:

A) обеспечивают термопластичную полимерную пленку, обладающую продольным направлением и имеющую толщину от около 80 мкм до около 240 мкм;

B) вытягивают пленку, по меньшей мере, в продольном направлении со степенью вытяжки от около 2 до около 6;

C) разрезают вытянутую пленку в продольном направлении для формирования множества термопластичных полимерных лент, каждая из которых имеет ширину от около 3 мм до около 15 мм и обладает прочностью на растяжение, составляющей, по меньшей мере, около 200 МПа;

D) используют множество термопластичных полимерных лент в качестве основных и уточных лент для выработки ткани из этих лент, причем ткань обладает поверхностной плотность от около 40 г/м² до около 140 г/м².

22. Способ изготовления ткани, пригодной для использования в производстве подушек безопасности для транспортных средств, в котором:

A) обеспечивают термопластичную полимерную пленку, обладающую продольным направлением и имеющей толщину от около 80 мкм до около 240 мкм;

B) разрезают пленку для формирования множества термопластичных полимерных лент, из которых каждая обладает продольным направлением и имеет ширину от около 3 мм до около 15 мм;

C) осуществляют вытяжку лент из множества лент в продольном направлении до степени, необходимой для того, чтобы по существу все ленты из множества лент обладали прочностью на растяжение, составляющей, по меньшей мере, около 200 МПа;

D) используют множество термопластичных полимерных лент в качестве как основных, так и уточных лент для выработки ткани из этих лент, причем ткань обладает поверхностной плотностью от около 40 г/м² до около 140 г/м².

23. Способ по п.22, в котором множество лент получают посредством разрезания термопластичной полимерной пленки в продольном направлении пленки.

24. Способ по п.22 или 23, в котором ленты из множества лент вытягивают до степени вытяжки от около 2 до около 6.

25. Способ по любому из пп.21 или 22, в котором термопластичная полимерная пленка содержит полиамидную пленку.

26. Способ по любому из пп.21 или 22, в котором основные и уточные ленты зарабатывают в ткань полотняного переплетения или саржевого переплетения.

27. Способ по любому из пп.21 или 22, в котором основные и уточные ленты имеют среднюю ширину от около 4 мм до около 10 мм.

28. Способ по любому из пп.21 или 22, в котором основные и уточные ленты обладают прочностью на растяжение, составляющей, по меньшей мере, около 300 МПа.

29. Способ по любому из пп.21 или 22, в котором термопластичная полимерная пленка является пленкой, получаемой отливом или раздувом, содержащей полимерные вещества: найлон 6 или найлон 6,6.

30. Способ по п.29, в котором полиамидная пленка содержит найлон 6 или найлон 6,6, модифицированный этиленовым сополимером.

31. Способ по п.30, в котором этиленовый сополимер для модификации найлона выбирают из группы, состоящей из двойных и тройных сополимеров этилена и винилацетата, и этилена и алкилметакрилата.

32. Способ по любому из пп.21 или 22, в котором изготовленный материал обладает прочностью на растяжение при испытаниях по грэб-методу, составляющей, по меньшей мере, около 1000 H, при определении по методике ASTM D-5034.

33. Способ по любому из пп.21 или 22, в котором изготовленный материал обладает прочностью на растяжение при испытаниях по язычковому методу в продольном направлении, составляющей, по меньшей мере, около 200 H, при определении по методике ASTM D-2261.

34. Способ по любому из пп.21 или 22, в котором осуществляют дополнительный этап, заключающийся в нанесении покрытия на сформированный материал из органического кроющего вещества для уменьшения воздухопроницаемости материала.

35. Способ по п.34, в котором органическое кроющее вещество выбирают из группы, состоящей из неопрена, хлоропрена, полиуретана и силикона.

Описание изобретения к патенту

Данное изобретение относится к способу изготовления материалов, пригодных для использования в производстве подушек безопасности. Такие материалы изготавливают путем переплетения ткацким способом множества вытянутых полимерных лент в обоих направлениях: по основе и утку. Эти полиамидные ленты изготавливают из полимерных пленок, например пленок, включающих пленки из полиамида, вытянутые, по меньшей мере, в продольном направлении.

В пассажирском салоне транспортного средства можно использовать много систем устройств пассивной безопасности пассажиров, например, систем ремней безопасности и подушек безопасности. Например, системы подушек безопасности могут дополнять защиту, обеспечиваемую ремнями безопасности. Системы подушек безопасности обычно содержат, по меньшей мере, одну сложенную подушку безопасности и средства для обеспечения газа для надувания. Система подушки безопасности выполнена таким образом, чтобы надувание подушки безопасности газом для надувания происходило при определении столкновения транспортного средства с другим объектом.

Обычно подушки безопасности изготавливают из ткани для обеспечения прочности подушки безопасности таким образом, чтобы подушка безопасности могла противостоять силе действия газа для надувания, которым быстро надувают подушку безопасности. Кроме того, некоторые подушки безопасности покрывают композицией, с помощью которой можно увеличить или изменить прочность, термостойкость и/или характеристики воздухопроницаемости подушки безопасности.

Подушки безопасности как дополнительные устройства пассивной безопасности для пассажиров в транспортных средствах, например, исторически стали изготавливать из тканей, сформированных из основных и уточных волокон или нитей. Основные и уточные волокна или нити, которые использовали для формирования таких тканей для подушек безопасности, обычно преимущественно изготавливали из найлона 6,6 с линейной плотностью (номером) элементарных нитей от 34 до 250. Материалы для подушек безопасности, включая материалы с покрытием, сотканные из нитей, включающих плоские нити, описаны, например, в патентах США № 5508073; № 5881776; № 6632753; и № 6803333; и в заявках на патенты США № 2006/0284403 и № 2007/0031621.

Подушки безопасности также изготавливали, используя непрерывную пленку, например, из полиамида или полиуретана. Компания Life Hightech Co Ltd, например, поставляла на рынок подушки безопасности, основанные на полиуретановых пленках. Благодаря использованию пленки для подушек безопасности обеспечивалась возможность уменьшения веса, и исключались этапы ткачества и отделки. Однако недостатком использования непрерывной пленки была обычно относительно низкая стойкость к распространению разрыва, свойственная пленкам. По этой причине при изготовлении подушек безопасности на основе пленки часто использовали упрочняющий элемент для повышения сопротивления разрыву в сочетании с непрерывной пленкой. Такие подушки безопасности из упрочненной пленки раскрыты, например, в патентах США № 5746446 и № 6149194 и в заявках на патенты США № 2006/0192373, № 2007/0065614 и № 2007/0278775.

Несмотря на пригодность подушек безопасности, изготовленных как из тканей, так и из упрочненных пленок, было бы благоприятным создание новых материалов-подложек для изготовления подушек безопасности, благодаря которым обеспечивали бы подушки безопасности, изготовленные из этих материалов, сочетанием требуемых свойств и характеристик. В частности, с помощью таких новых материалов-подложек получали бы требуемые выгоды от использования пленки, а именно: потенциальную возможность использования пленки малой толщины и высокой прочности, при этом также получая выгоду от тканой структуры, а именно: высокую прочность на разрыв и хорошую стойкость к повреждению.

В дополнение к функциональным требованиям, предъявляемым к подушкам безопасности, изготовители транспортных средств предъявляют также повышенные требования к снижению веса и объема модулей подушек безопасности. При использовании меньших <по занимаемому объему> и более легких подушек безопасности в модулях подушек безопасности обеспечивают возможность сохранения пространства в транспортном средстве для других функциональных возможностей. При использовании меньших <по занимаемому объему> и более легких подушек безопасности в модулях подушек безопасности также обеспечивают потенциальную возможность снижения общего веса транспортного средства, таким образом достигая повышенной экономии топлива и уменьшения выбросов CO₂ транспортным средством.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения оно направлено на создание ткани, пригодной для использования в производстве подушек безопасности для транспортных средств, и на создание подушек безопасности, изготавливаемых из этой ткани. Такой материал является тканью, которую вырабатывают из множества основных лент из термопластичного полимера, например полиамида, и из множества уточных лент из термопластичного полимера, например полиамида. Основные ленты и уточные ленты можно изготавливать либо путем разрезания в продольном направлении полимерной пленки, например, из полиамида, вытянутой, по меньшей мере, в продольном направлении; либо путем разрезания невытянутой или частично вытянутой в продольном направлении полимерной пленки и путем последующей вытяжки в продольном направлении или дополнительной вытяжки в продольном направлении полученных в результате лент. Как основные, так и уточные ленты имеют ширину от около 3 мм до около 15 мм, и обладают прочностью на растяжение, составляющей, по меньшей мере, около 200 МПа. Полученная в результате ткань, выработанная из этих лент, обладает поверхностной плотностью от около 40 г/м² до около 140 г/м². Такие материалы предпочтительно обладают прочностью на растяжение при испытаниях по грэб-методу, составляющей, по меньшей мере, около 1000 Н, и прочностью на растяжение при испытаниях по язычковому методу в продольном направлении, составляющей, по меньшей мере, около 200 Н.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения оно направлено на создание способа изготовления ткани, пригодной для использования в производстве подушек безопасности для транспортных средств. На первом этапе такого способа обеспечивают пленку из термопластичного полимера, например из полиамида. Такая пленка обладает продольным направлением и имеет толщину от около 80 мкм до около 240 мкм. На втором этапе способа эту полимерную пленку вытягивают, по меньшей мере, в продольном направлении со степенью вытяжки от около 2 до около 6. На третьем этапе способа эту пленку, вытянутую в продольном направлении, разрезают в продольном направлении для получения множества лент из термопластичного полимера, например из полиамида, где каждая лента имеет ширину от около 3 мм до около 15 мм и обладает прочностью на растяжение, составляющей, по меньшей мере, около 200 МПа. На четвертом этапе способа эти полимерные ленты используют в качестве как основных, так и уточных лент для выработки ткани из этих лент. Такая ткань обладает поверхностной плотностью от около 40 г/м² до около 140 г/м².

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения оно направлено на создание способа изготовления ткани, пригодной для использования в производстве подушек безопасности для транспортных средств. На первом этапе такого способа обеспечивают пленку из термопластичного полимера, например из полиамида. Такая пленка обладает продольным направлением и имеет толщину от около 80 мкм до около 240 мкм. На втором этапе способа эту полимерную пленку разрезают, например, в продольном направлении, для получения множества лент из термопластичного полимера, например из полиамида, где каждая лента обладает продольным направлением и имеет ширину от около 3 мм до около 15 мм. На третьем этапе способа эти ленты вытягивают в продольном направлении, предпочтительно со степенью вытяжки от около 2 до около 6, для получения лент, каждая из которых обладает прочностью на растяжение, составляющей, по меньшей мере, около 200 МПа. На четвертом этапе способа эти вытянутые полимерные ленты используют в качестве как основных, так и уточных лент для выработки ткани из этих лент. Такая ткань обладает поверхностной плотностью от около 40 г/м² до около 140 г/м².

Материалы, используемые для изготовления подушек безопасности согласно настоящему изобретению, ткут из вытянутых полимерных лент, изготовленных из термопластичных полимерных пленок. Термопластичные материалы, используемые для формирования таких пленок, и ленты, изготавливаемые из них, являются ориентируемыми, нормально твердыми, обычно кристаллическими полимерами и сополимерами. К обычным примерам таких полимерных материалов относятся: полиолефины, например: полиэтилен высокой плотности, полипропилен, поли-1-бутен и поли-4-метил-1-пентен; сложные полиэфиры, например: полиэтилентерефталат (ПЭТ) и полибутилентерефталат (ПБТ); и полиамиды, например, найлоны. К пригодным полимерным материалам для формирования пленок, лент и материалов согласно настоящему изобретению относятся полиамиды.

Полиамиды, пригодные для использования, согласно настоящему изобретению могут включать эти полукристаллические и аморфные полимеры, обладающие среднечисловым молекулярным весом, составляющим, по меньшей мере, 5000, температурой плавления 350°C или менее, и обычно называемые «найлонами». Пригодные полиамиды включают полиамиды, описанные в патентах США № 2071250; № 2071251; № 2130523; № 2130948; № 2241322; № 2312966; № 2512606; и № 3393210, включенные в настоящее описание путем ссылки.

Полиамид, пригодный для изготовления пленки, можно изготавливать, например, путем конденсации эквимолярных количеств алифатических или ароматических дикарбоновых кислот, содержащих от 4 до 12 атомов углерода, с диамином, где диамин содержит от 4 до 14 атомов углерода. Избыточный диамин можно использовать для обеспечения избыточных аминовых концевых групп, превышающих количество карбоксильных концевых групп в полиамиде. Полиамиды, таким образом, обычно получают посредством полимеризации одной или большего числа насыщенных двухосновных кислот, например: щавелевой кислоты, янтарной кислоты, адипиновой кислоты, субериновой кислоты, себациновой кислоты и т.д., с одним или большим числом насыщенных диаминов, например: гидразином, этилендиамином, тетраметилендиамином, пентаметилендиамином, гексаметилендиамином, декаметилендиамином. Полиамиды можно также изготавливать посредством полимеризации одной или большего числа моноамино-монокарбоксильных кислот или их циклических лактамов, например, 6-аминокапроевой кислоты, 11-аминоундеканоевой кислоты, 12-аминостеариновой кислоты и т.п.; или посредством сополимеризации смеси одного или большего числа диаминов; одной или большего числа дикарбоновых кислот и одной или большего числа моноамино-монокарбоксильных кислот. К предпочтительным полиамидам, пригодным для использования в изготовлении пленок, из которых можно изготавливать полиамидные ленты согласно настоящему изобретению, относятся: поликапролактам (найлон-6), полигексаметиленадипамид (найлон-6,6), политетраметиленадипамид (найлон-4,6), полигексаметиленамид себациновой кислоты (найлон-6,10), полиаминоундеканоевая кислота (найлон-11), полиамино-додеканоевая кислота (найлон-12) и их смеси.

Полиамидные пленки, пригодные для изготовления лент согласно настоящему изобретению, могут также содержать полиамидные смолы в сочетании с другими полимерными материалами, например, сополимерами на основе этилена. Такие сополимеры на основе этилена могут включать, например: двойные и тройные сополимеры этилена и винилацетата и этилена, и алкилметакрилата. Модифицированные полиамиды данного типа раскрыты в патенте США № 7267884, включенном в настоящее описание путем ссылки.

Полиамидные пленки, пригодные для использования согласно настоящему изобретению, могут также включать многокомпонентные пленки, содержащие дополнительные компоненты для придания им пригодных функциональных характеристик. Такие дополнительные компоненты включают (но их состав не ограничен данным перечнем) компоненты, посредством которых обеспечивают повышенную термостойкость, повышенную способность к термоскреплению и/или пониженную воспламеняемость пленок, используемых согласно настоящему изобретению. Один особенно пригодный тип добавки включает медьсодержащие компаунды или комплексы, которые могут служить в качестве антиоксидантов и термостабилизаторов.

Пленки, из которых изготавливают полимерные ленты согласно настоящему изобретению, можно формировать обычными способами, например: отливкой, экструзией с нанесением на материал или экструзией с нанесением на валы, или раздувом. Отлив или раздув пленок являются предпочтительными способами. Пленки, изготавливаемые такими способами, обычно до их вытяжки имеют толщину от около 3,15 мил до около 9,45 мил (от 80 мкм до 240 мкм), более предпочтительно - от около 3,94 мил до около 5,91 мил (от 100 мкм до 150 мкм). Пленки, используемые для формирования лент согласно настоящему изобретению, могут быть однослойными пленками или многослойными пленками. Полимерные пленки, пригодные для изготовления полимерных лент, используемых для формирования материалов для изготовления подушек безопасности согласно настоящему изобретению, доступны для приобретения на рынке. Один пригодный тип полиамидной пленки из найлона 6,6 для использования согласно настоящему изобретению продается на рынке под торговой маркой Dartek® компанией DuPont (Канада).

В одном варианте осуществления полимерную пленку, предназначенную для использования согласно настоящему изобретению, обычно следует вытягивать, по меньшей мере, в продольном направлении для получения ориентированной пленки. Пленку можно обычно вытягивать в продольном направлении со степенью вытяжки от около 2 до около 6, более предпочтительно - со степенью вытяжки от около 3 до около 5. В настоящем описании под термином «степень вытяжки» понимают окончательный размер пленки в продольном направлении, достигнутый в результате вытяжки, деленный на первоначальный размер пленки в продольном направлении до вытяжки.

В варианте осуществления настоящего изобретения, в котором пленку вытягивают до разрезания на ленты, такие пленки можно вытягивать либо вдоль одной оси, либо вдоль двух осей при условии, что пленку вытягивают, по меньшей мере, в продольном направлении. Обычно при использовании пленок для изготовления подушек безопасности, их следует вытягивать вдоль двух осей: в продольном направлении и в поперечном направлении, для обеспечения достаточной прочности на растяжение, для использования в подушках безопасности. Однако при использовании вытянутой полимерной пленки согласно настоящему изобретению для изготовления лент, для последующего их использования в ткани, пленку требуется вытягивать только в продольном направлении, таким образом, упрощая процесс приготовления пленки к окончательному разрезанию для изготовления требуемых полимерных лент. В соответствии с этим, в случае, когда пленки согласно настоящему изобретению вытягивают до разрезания, пленки, используемые согласно настоящему изобретению, можно вытягивать вдоль одной оси в продольном направлении.

Операции, используемые для одноосного ориентирования полимерных пленок посредством вытяжки, хорошо известны. Одна обычная операция для изготовления одноосно ориентированной, например, в продольном направлении, найлоновой пленки раскрыта, например, в патенте США № 4477407, включенном в настоящее описание путем ссылки.

После формирования или получения каким-либо другим способом и, возможно, после вытяжки в требуемой степени, полимерные пленки согласно настоящему изобретению, как это описано выше, можно разрезать в продольном направлении для получения множества полимерных лент для окончательного использования в ткачестве при изготовлении материалов для подушек безопасности согласно настоящему изобретению. Ленты из разрезанной пленки можно получать, используя резальный аппарат, содержащий: опорную раму; множество по существу плоских резальных лезвий; установочную структуру для установки резальных лезвий на опорной раме; и питающий вал, установленный на опорной раме. Каждое из резальных лезвий содержит режущую кромку и противоположный край. Установочная структура может быть выполнена таким образом, чтобы с ее помощью можно было устанавливать резальные лезвия по существу в выставленном, параллельном порядке и на отдалении друг от друга, где лезвия могут быть установлены таким образом, чтобы одна из режущих кромок каждого лезвия была выставлена для резания, и чтобы режущие кромки расположенных рядом лезвий были выставлены на отдалении друг от друга. Питающий вал может быть выполнен таким образом, чтобы с его помощью можно было подавать пленку в направлении ниже по потоку к выступающим режущим кромкам лезвий. Изготовление, например, полиамидных лент посредством разрезания вытянутых полиамидных пленок данным способом описано в упомянутом выше патенте США № 7267884.

Полимерные ленты, получаемые посредством разрезания полимерной пленки, обычно имеют ширину в диапазоне от около 3 мм до около 15 мм, более предпочтительно - от около 4 мм до около 10 мм. Ленты такой ширины можно вытягивать, если это требуется, и наматывать на бобины таким образом, чтобы их можно было использовать на окончательном этапе как в качестве основных, так и уточных лент для ткачества материалов для подушек безопасности согласно настоящему изобретению.

Если полимерная пленка, которую разрезали на ленты, не была вытянута или была только частично вытянута до разрезания, то обычно необходимо вытянуть или дополнительно вытянуть отдельные ленты после разрезания полимерной пленки на ленты. Такую вытяжку или дополнительную вытяжку лент обычно осуществляют до степени вытяжки, необходимой для получения ленты, обладающей требуемой прочностью на растяжение, чтобы их можно было использовать в ткани для изготовления материалов для подушек безопасности согласно настоящему изобретению. Таким образом, согласно данному изобретению пленку считают «частично вытянутой», если она была вытянута в некоторой степени, но не в той степени, при которой такие основные и уточные ленты, полученные разрезанием этой пленки, обладают требуемой прочностью на растяжение без «дополнительной вытяжки».

Ленты, полученные разрезанием невытянутых, неориентированных пленок, могут быть подвержены вытяжке в степени в пределах от около 2 до около 6, например, от около 3 до около 5. Опять-таки, согласно изобретению, под «степенью вытяжки» в данном случае понимают окончательную длину в продольном направлении ленты, полученной в результате вытяжки, деленную на первоначальную длину в продольном направлении ленты до вытяжки.

Для лент, полученных разрезанием пленок, которые были частично вытянуты в продольном направлении, обычно требуется «дополнительная вытяжка» для получения лент, обладающих требуемой прочностью на растяжение. В этом случае должна быть достигнута общая степень вытяжки (степень вытяжки пленки плюс степень вытяжки ленты), составляющая от около 2 до около 6. И основные, и уточные ленты, полученные путем разрезания вытянутой пленки, или ленты, вытянутые после разрезания пленки, или после обоих процессов, должны обладать прочностью на растяжение, составляющей, по меньшей мере, около 200 МПа, более предпочтительно, по меньшей мере, около 300 МПа.

Полимерные ленты согласно настоящему изобретению, описанные выше, используют как в качестве основных, так и в качестве уточных лент в изготовлении ткани, вырабатываемой из таких лент. Ткачество материала из лент можно осуществлять, используя любой пригодный ткацкий станок, обычно - станок, в котором используют малогабаритные прокладчики утка, или рапирный ткацкий станок, хотя можно также использовать и другие типы станков. Можно использовать любой пригодный ткацкий рисунок переплетения, например, полотняное переплетение или саржевое переплетение. Какой бы ни был ткацкий рисунок переплетения, материалы согласно настоящему изобретению обычно содержат множество основных лент, расположенных по существу параллельно рядом друг с другом, и множество уточных лент, также расположенных по существу параллельно рядом друг с другом. Способы и устройства для переработки различных типов термопластичных лент в различные типы тканей, холстов или других тканых материалов описаны в патентах США № 3918501; № 6367513; № 6539983 и № 7259113; в заявке на патент США № 2006/0166577 и в Международной PCT заявке на патент № WO 2006/075962. Все эти патентные публикации включены в настоящее описание путем ссылки.

Для повышения производительности в ткачестве при использовании разрезанной пленки или для придания улучшенных свойств конкретным областям ткани из разрезанной пленки (например, для обеспечения улучшенной термостойкости определенных областей), ткань из разрезанной пленки может содержать ленты из разрезанной пленки более одной толщины или ленты из разрезанной пленки более одной ширины по основе, по утку либо и по основе, и по утку. Таким образом, основные и/или уточные ленты из разрезанной пленки различной толщины и ширины можно использовать в одном и том же отрезке ткани из разрезанной пленки.

Использованием полимерных лент, изготовленных из разрезанной пленки, обеспечивают ряд преимуществ в процессе ткачества, в сравнении с обычными тканями для подушек безопасности, в которых используют комплексные нити. Благодаря природе лент из разрезанной пленки и конструкции ткани из таких лент достигаются условия, при которых возникает меньше потенциальных дефектов, которые могли бы вести к снижению эффективности ткацкого процесса. Полимерные ленты, которые больше элементарных нитей <комплексных> нитей, обычно используемых, менее восприимчивы к повреждению и, благодаря этому, исключается проблема обрыва элементарных нитей. Использование более широких лент также позволяет использовать более широкие станки, а также требуется меньше прокидок на сантиметр (т.е., меньше концов и прокидок на сантиметр), благодаря чему может быть повышена скорость изготовления ткани.

Полученные в результате ткани, выработанные из полимерных лент, изготовленных из вытянутых полимерных пленок и/или отдельно вытянутых и обладающих характеристиками, представленными выше, могут обладать свойствами, которые делают такие материалы особенно пригодными для изготовления подушек безопасности для транспортных средств. Такие материалы, например, обычно обладают величинами поверхностной плотности в диапазоне от около 40 г/м² до около 140 г/м², более предпочтительно - от около 60 г/м ² до около 130 г/м². При таких поверхностных плотностях эти материалы обладают прочностью и сопротивлением разрыву (описанными ниже), которые сравнимы с показателями материалов для подушек безопасности, выработанных из обычных комплексных нитей, но которые обладают поверхностными плотностями, по меньшей мере, на 20% большими, чем материалы согласно данному изобретению.

Ткани из лент из разрезанной пленки согласно настоящему изобретению предпочтительно обладают прочностью на растяжение при испытаниях по грэб-методу, составляющей, по меньшей мере, около 1000 Н, например, от около 1400 Н до около 2000 Н. Для оценки данного изобретения прочность на растяжение при испытаниях по грэб-методу определяли, используя методику ASTM D-5034 «Определение прочности на растяжение при испытаниях по грэб-методу» (ASTM - Американское общество по испытанию материалов - примечание переводчика).

Ткани из лент из разрезанной пленки согласно настоящему изобретению также предпочтительно обладают прочностью на растяжение при испытаниях по язычковому методу в продольном направлении, составляющей, по меньшей мере, около 200 Н, например, от около 300 Н до около 500 Н. Для оценки данного изобретения прочность на растяжение при испытаниях по язычковому методу в продольном направлении определяли, используя методику ASTM D-2261 «Определение прочности на растяжение при испытаниях по язычковому методу в продольном направлении».

Ткани из лент из разрезанной пленки согласно настоящему изобретению особенно пригодны в качестве компонентов подушек безопасности для транспортных средств. При использовании в подушках безопасности такие материалы обладают сочетанием преимуществ: пленочной подложки, т.е. относительно малого веса, жесткости и объема упаковки, с преимуществами ткани на основе нитей, т.е. относительно высокой прочности на разрыв и высокой стойкости к повреждению. Эти ткани из лент из разрезанной пленки можно, таким образом, использовать для формирования первичной надуваемой газом подушки, которая разворачивается при надувании. Материалы согласно настоящему изобретению можно также использовать для изготовления ремней, страховочных фалов и/или желобов для подушек безопасности. Ремнями прикрепляют подушки безопасности к местам крепления на шасси транспортного средства. Страховочные фалы являются внутренними ремнями, которыми удерживают вместе внутренние поверхности передней стороны и задней стороны подушки безопасности. Желоба являются структурами, из которых образуют проходы, посредством которых направляют подушки безопасности, разворачивающиеся при надувании (См., например, патент США № 5863063, включенный в настоящее описание путем ссылки).

При заданной относительно разреженной структуре ткани из лент из разрезанной пленки согласно настоящему изобретению, получаемой в результате относительно малого перекрывания и мест скрепления между основой и утком, материалы согласно настоящему изобретению благоприятно покрывают органическим кроющим веществом для уменьшения воздухопроницаемости материала подушки безопасности. Такие органические кроющие вещества могут быть любыми из веществ, обычно используемых для покрывания подушек безопасности для транспортных средств. Пригодные органические кроющие вещества включают, например: неопрен, хлоропрен, полиуретан и силикон.

Материалы для подушек безопасности согласно настоящему изобретению могут быть покрыты с одной или обеих сторон. Так как такие материалы являются тканями из лент из разрезанных пленок, то получаемые в результате материалы согласно настоящему изобретению являются относительно плоскими в сравнении с обычными тканями из нитей для подушек безопасности. Это означает, что можно использовать широкий диапазон способов нанесения покрытия на материал, включающий способы, которые обычно не используют для нанесения покрытия на материалы для подушек безопасности.

Подушки безопасности, изготовленные из тканей, из лент, из разрезанной пленки согласно настоящему изобретению, обычно содержат, по меньшей мере, два отдельных, или отдельных, отрезка материала, которые должны быть соединены вместе, например, одним или большим числом швов. К тому же, принимая во внимание то, что ткани из лент из разрезанной пленки согласно настоящему изобретению являются относительно разреженными, некоторые обычные способы соединения отрезков материалов, например, сшивание, могут быть непригодными. В соответствии с этим, при соединении отрезка материала согласно настоящему изобретению с другим материалом или компонентом для изготовления подушки безопасности, предпочтительно используют адгезив или термоскрепление материала согласно настоящему изобретению.

Скрепление материалов подушки безопасности с использованием адгезива известно в данной области техники и может быть осуществлено при применении материалов согласно настоящему изобретению обычным способом. Использование материалов, скрепляемых адгезивом, при изготовлении подушек безопасности, раскрыто, например, в патенте США № 5782489 и в Международной PCT заявке на патент № WO 99/14082. Оба эти патентных документа включены в настоящее описание путем ссылки. Предпочтительными адгезивными материалами, которые можно использовать для скрепления материалов подушки безопасности согласно настоящему изобретению с другими материалами или компонентами в процессе изготовления подушки безопасности, включают адгезивы из блок-сополимеров простого полиэфира и полиамида, адгезивы из акрилата и эпоксидной композиции, адгезивы из акрилата и силикона, адгезивы из этилена и акриловой кислоты, адгезивы из полиуретана, адгезивы из сложного полиэфира, адгезивы из сложного полиэфира и эпоксидной композиции, адгезивы из полиолефинового каучука, адгезивы из эпоксидной композиции и полиолефина, адгезивы из полиамида, адгезивы из полимочевины и их сочетания.

Так как подушки безопасности, изготавливаемые из материалов согласно настоящему изобретению, обычно формируют из отрезков материала, скрепляемых адгезивами или термически, или свариваемых друг с другом, то при предъявлении требований к прочности таких подушек безопасности руководствуются не требованиями к прочности швов, как это имеет место в случае с подушками безопасности, изготавливаемыми из обычных тканей, соединяемых швейными швами. Это означает, что требования к прочности подушек безопасности, изготовленных из материалов согласно настоящему изобретению, скрепленных адгезивами или термически, или сваренных друг с другом, могут быть основаны на относительно более низких требованиях к прочности на растяжение при испытаниях по грэб-методу и прочности на растяжение при испытаниях по язычковому методу в продольном направлении самого материала.

Пример

Материал, пригодный для использования в подушке безопасности согласно настоящему изобретению изготавливали следующим образом.

Рулон пленки из найлона 6,6 поставляли для разрезания на ленты из найлона 6,6. Такая пленка была одноосно ориентированной пленкой, которая была вытянута со степенью вытяжки 4 в продольном направлении. Эта пленка после ориентирования имела ширину 380 см и толщину 60 мкм.

Эту вытянутую пленку из найлона 6,6 подавали в резальный аппарат, на котором пленку разрезали в продольном направлении на 760 лент, каждая из которых имела ширину приблизительно 5 мм. Такие ленты, каждая из которых обладала прочностью на разрыв, составлявшей приблизительно 135 Н, наматывали на бобины или на навой и бобины для использования их в качестве основных и уточных лент для выработки ткани из этих лент.

Используя ткацкий станок с малогабаритными прокладчиками утка, основные и уточные ленты с бобин зарабатывали в ткань полотняного переплетения с плотностью по основе около 17 концов на 10 см и плотностью по утку 17 прокидок на 10 см. Полученная в результате ткань обладала поверхностной плотностью около 110 г/м². Она обладала прочностью на растяжение при испытаниях по грэб-методу около 1120 Н и прочностью на растяжение при испытаниях по язычковому методу в продольном направлении - около 370 Н. Такой материал пригоден для изготовления надуваемой найлоновой подушки безопасности для использования в качестве дополнительного тормозящего устройства для пассажира в автомобиле.

Сравнительный пример

Материал, подобный материалу, изготовленному в Примере, описанном выше, но содержавший ленты, нарезанные из существенно более тонкой пленки, изготавливали следующим образом.

Рулон вытянутой пленки из найлона 6,6 поставляли для разрезания на ленты из найлона 6,6. Такая пленка была одноосно ориентированной пленкой, которая была вытянута со степенью вытяжки 4 в продольном направлении. Эта пленка после ориентирования имела ширину 380 см, а толщину - только 20 мкм.

Эту вытянутую пленку из найлона 6,6 подавали в резальный аппарат, на котором пленку разрезали в продольном направлении на 760 лент, каждая из которых имела ширину приблизительно 5 мм. Такие ленты, каждая из которых обладала прочностью на разрыв, составлявшей приблизительно 45 Н, наматывали на бобины или на навой и бобины для использования их в качестве основных и уточных лент для выработки ткани из этих лент.

Используя ткацкий станок с малогабаритными прокладчиками утка, основные и уточные ленты с бобин зарабатывали в ткань полотняного переплетения с плотностью по основе около 17 концов на 10 см и плотностью по утку 17 прокидок на 10 см. Полученная в результате ткань обладала поверхностной плотностью около 37 г/м². Она обладала прочностью на растяжение при испытаниях по грэб-методу около 370 Н и прочностью на растяжение при испытаниях по язычковому методу в продольном направлении - около 120 Н. Такой материал непригоден для изготовления надуваемой найлоновой подушки безопасности для использования в качестве дополнительного тормозящего устройства для пассажира в автомобиле. Это объясняется тем, что при использовании ткани в подушке безопасности, которую надувают, применяя устройства для надувания, действующие согласно существующим технологиям надувания подушек безопасности, такая ткань не обладает достаточной прочностью на растяжение при испытаниях по грэб-методу или прочностью на растяжение при испытаниях по язычковому методу в продольном направлении для сохранения целостности подушки безопасности при надувании.