DE69404941T2 - Mit Polymerisatdispersion behandelte Gewebe zur Reduzierung der Porosität - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf ein für die Herstellung von Auto-Airbags geeignetes Gewebe und im besonderen auf ein Gewebe, das als Folge des Auftragens einer wässrigen Polyolefindispersion auf das Gewebe eine verringerte Luftdurchlässigkeit aufweist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Airbags für Kraftfahrzeuge werden auf der Fahrer- und vermehrt auch auf der Beifahrerseite von Kraftfahrzeugen eingebaut. Ihr Zweck besteht darin, im Falle des Aufpralls des Fahrzeuges auf einem anderen Objekt sich schnell aufzublasen und den Fahrer und Beifahrer vor schweren Verletzungen zu schützen.
• Gewebe für Airbags müssen einer Reihe von sehr strengen Auflagen entsprechen, die nicht leicht zu erfüllen sind. Die Gewebe müssen eine geringe Luftdurchlässigkeit aufweisen, so daß bei dem unmittelbaren Aufblasen Luftdruck lange genug übrigbleibt, um den Insassen des Fahrzeugs zu schützen. Die Gewebe sollten so leicht und biegsam wie möglich sein, so daß die daraus gemachten Airbags für den Einbau in das Fahrzeug kompakt zusammengefaltet werden können. Sie dürfen nicht leiden wenn sie lange gefaltet und zusammengedrückt bei Hitze und Feuchtigkeit gelagert werden, wie es bei in der Sonne geparkten Autos vorkommen kann. Sie dürfen zum Beispiel nicht klebrig werden, da klebrige Gewebeoberflächen die gefalteten Schichten zusammenkleben würden oder die Gewebeoberfläche an dem Airbagbehälter zum Haften bringen würde, wodurch der schnelle und zeitgemäße Einsatz des Airbags nicht mehr geleistet wäre. Es ist wichtig, daß das Gewebe seine Luftundurchlässigkeit über die gesamte Zeit seines Einsatzes beibehält.
• Abgesehen davon sollten Gewebe für Airbags nicht von sich aus oder durch mit dem Gewebe in Verbindung gebrachte Chemikalien, wie zum Beispiel Chemikalien, die einen Teil der Gewebebeschichtung ausmachen, Faserabschwächungen erleiden. Um den Bruch während des explosionsartigen Aufblasens zu vermeiden, müssen sie im wesentlichen ihre ganze Zerreißfestigkeit beibehalten. Sie sollten bei Hitze und Feuchtigkeit keine unerwünschten oder giftigen Gase freisetzen. Sie müssen Flammbarkeits- und Verbrennungsgeschwindigkeitsauflagen erfüllen. Um die Herstellung zu erleichtern und wirtschaftlicher zu machen, sollte man sie während der Herstellung leicht äbschneiden können ohne daß sie ausfransen. Sowohl das Gewebe als auch der daraus hergestellte Airbags sollten kostengünstig sein.
• Heutzutage werden Airbags hauptsächlich aus Webnylon- und Polyesterfilamentgeweben hergestellt. Um die Ansprüche für geringe Luftdurchlässigkeit zu erfüllen, werden die Gewebe entweder engmaschig gewoben und dann wärmetechnisch geschrumpft und kalandriert, um die benötigte Luftundurchlässigkeit zu erreichen, oder aber die Gewebe werden mit einem der vielen polymerischen filmbildenden Materialien, wie zum Beispiel Neopren, Urethan oder Acrylpolymerisaten bedeckt. Menzel et al., U.S. Patent Nr. 5 110 666 zum Beispiel offenbaren ein Gewebe, das mit neuartigen Polycarbonat-polyetherpolyurethanpolymerisaten beschichtet ist. Andernfalls werden Gewebe verwendet, die mit luftundurchlässigen Polymerisatfilmen beschichtet sind.
• Mit vielen der oben erwähnten Gewebe gehen Nachteile einher. Zum Beispiel können dicht angeordnete nicht beschichtete Gewebe beim Herstellungsverfahren von Airbags Probleme ergeben, weil Filamentgewebe bekannterweise ausfransen wenn sie geschnitten werden, egal ob mit Abstanzern oder Vorschneidern. Man muß auch spezielle Vorkehrungen bei dem Design und der Herstellung von aus nichtbeschichtetem Filamentgewebe hergestellten Airbags treffen, da nichtbeschichtete Filamentgewebe gerne unerwünschten Nahtschlupf aufweisen.
• Andere beschichtete Gewebe, die zwar nicht die Probleme des Ausfransens und des Nahtschlupfs aufweisen, haben hingegen andere Nachteile. Die Beschichtung kann bei oder in der Nähe der beschichteten Gewebeoberfläche eine sehr starke Faser-Faser- oder Garn-Garn-Bindung ergeben und dadurch die Faser-Faser- und Garn-Garn- Beweglichkeit einschränken und weiterhin das Gewebe steifer machen, auch wenn die Steife des Polymerisatfilms an sich niedrig ist, was nicht immer der Fall ist. Zusätzlich dazu fand man, daß Beschichtungen, die die Garne einschließen sich nachteilig auf die Reißfestigkeit des Gewebes auswirken.
• Neoprengummi, Urethan- und Acrylstoffe können sich bei Hitze, Feuchtigkeit oder dem Vorhandensein von Sauerstoff nach einiger Zeit verschlechtern und klebrige Materialien bilden, die die Gewebeschichten zusammenkleben und sie an den Wänden des Airbagbehälters anhaften lassen und somit den Einsatz des Airbags stören. Die Verschlechterung kann auch eine Verringerung der Luftundurchlässigkeit zur Folge haben. Zersetzungs- und Hydrolyseprodukte können möglicherweise auch die Stärke der Fasern mit denen sie durch chemischen Angriff in Berührung treten negativ beeinflussen.
• Einige Materialien, zum Beispiel Acrylstoffe mit einem niedrigen Transformationspunkt, sind von sich aus klebrig. Diese Klebrigkeit kann zwar kontrolliert werden, indem man sie mit den geeigneten harzbildenden Chemikalien, wie z.B. Formaldehyd oder Di-hydroxy-dimethylol-ethylen Urea, vernetzt, aber durch die Vernetzung werden sie viel steifer. Ein anderes Verfahren, um dem Problem der klebrigen Gewebeoberflächen gegenzuwirken, wird in Konen, U.S. Patent Nr. 3 705 645 offenbart. Konen offenbart ein Gewebe, das durch das Beschichten einer Gewebeseite mit einer wässrigen Dispersion eines Acrylpolymerisats flüssigkeitsundurchlässig gemacht wird. Die Beschichtung wird mit einem faserigen Material, wie z.B. Seidenpapier, bedeckt, um das Ankleben der anliegenden Teile der beschichteten Gewebeoberfläche zu vermeiden. Das löst zwar das Problem des Anhaftens zwischen Schicht und Schicht und Airbag und Behälterwand, wird aber ein unhandliches Gewebe ergeben, das man schwieriger kompakt zusammenfalten kann.
• Die Polymerisatmaterialien werden manchmal aufgetragen indem das Gewebe mit eingedickter wässriger Polymerisatdispersion etwa durch Bespachteln beschichtet wird. Um unvermeidbare unbedeckte Stellen zu vermeiden, die dann eine größere Luftdurchlässigkeit aufweisen, werden oft recht dicke Schichten verwendet. Das erhöht das Gewicht und die Dicke des Airbags und wirkt sich negativ auf den Faltenwurf und die Faltbarkeit aus und wirkt sich deshalb störend auf die Fähigkeit, den Airbag kompakt und platzsparend zusammenzufalten aus. Obwohl man dünne Schichten verwenden kann, sind solche Schichten aus der Herstellungssicht teuer in der Anwendung, da ein qualifiziertes Bedienungspersonal zur Kontrolle notwendig ist.
• Lösungsmittelbeschichtungen teilen viele der Nachteile der wässrigen Beschichtungen und haben zusätzlich dazu den Nachteil, teurer zu sein, hauptsächlich deshalb weil man das gebrauchte Lösungsmitel aus Umwelt- und Kostengründen zurückgewinnen muß. Ein weiterer Nachteil der Beschichtungen auf Lösungsmittelbasis sind potentielle Gesundheitsrisiken, die mit der Lösungsmittelverarbeitung in Verbindung gebracht werden.
• Manchmal wurden Polymerisatfilme auf die oben erwähnten Gewebe geschichtet, um sie luftundurchlässig zu machen. Einen vorgeformten Polymerisatfilm auf ein Gewebe zu schichten ist ziemlich teuer und arbeitsintensiv und erfordert die genaue Kontrolle von qualifiziertem Bedienungspersonal. Bei Schichtstoffen besteht das beträchtliche Risiko der Schichtspaltung nach einer gewissen Zeit und unter Druck, wodurch die Möglichkeit eines Filmbruchs und einer Verringerung der Luftundurchläsigkeit bei dem explosionsartigen Aufblasen erhöht wird. Zum Schutz vor Schichtspaltung ist es oft wünschenswert, ein Verfahren zur Erhöhung des Haftvermögens zwischen Film und Gewebe anzuwenden. In EP 0 496 894 A, das Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha zugeteilt ist, wird die Gewebeoberfläche in einem Glimmentladunsverfahren oxidiert und/oder ein Ankerbeschichtungsklebemittel kann aufgetragen werden. Geschmolzenes Harz wird dann auf das Gewebe extrudiert. Danach wird ein nicht gewobenes Gewebe vorzugsweise auf den Harzfilm gelegt, um das Ankleben bei dem Falten des Schichtstoffes zu vermeiden.
• Sowohl Polyester- und Nylonfilamente als auch andere synthetische Fasern erhalten einen Teil ihrer Flammenwidrigkeitseigenschaften durch das Schmelzen und Einlaufen, das auf die von einer herannahenden Flamme abgegebene Hitze zurückzuführen ist. Durch Beibehalten einer Entfernung zu der Flamme, bleiben die Fasern unter ihrer Zündtemperatur und breiten das Brand deshalb nicht aus. Die meisten Beschichtungen werden aufgrund ihrer hohen Schmelzpunkte, ihrer hohen Schmelzviskosität und hauptsächlich wegen ihrer Neigung, eine formbeibehaltende Kohle zu bilden, deren mechanische Integrität ausreichend ist, um das Einlaufen des Filaments zu vermeiden und dadurch ihren innewohnenden Hauptmechanismus der Flammwidrigkeit zu besiegen, das Einlaufen des Filaments vermeiden. Oft wird die Verwendung von zusätzlichen flammwidrigen Chemikalien, die wiederum eigene Nachteile aufweisen und etwas kosten, notwendig, um den Verlust der innewohnenden Flammwidrigkeitseigentschaften der Fasern auszugleichen.
• Es ist in bekannt, daß man durch das Auftragen einer kleinen Menge einer Polyolefinemulsion oder -dispersion auf einem Gewebe den Griff des Textilgewebes verbessern und seine Schmierfähigkeit erhöhen kann. Typische Anwendungen befinden sich zwischen 0,5 bis 1,0 Gew.% Polyolefin, das zum Gewicht des Gewebes dazukommt. Diese Bereiche sind jedoch nicht ausreichend, um die Luftdurchlässigkeit des Gewebes signifikant zu verändern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, ein Gewebe mit geringer Luftdurchlässigkeit bereitzustellen, das für den Einsatz bei Airbags geeignet ist.
• Ein weiteres Ziel ist es, ein Gewebe bereitzustellen, das beschichtet ist, um die Porosistät zu verringern.
• Ein weiteres Ziel ist es, ein beschichtetes Gewebe bereitzustellen, das seine Biegsamkeit und Zerreißfestigkeit beibehält und kompakt zusammengefaltet werden kann.
• Weiterhin ist es ein Ziel, ein Beschichtungsverfahren bereitzustellen, das keine Klebstoffverfahren benötigt, um Beschichtung und Gewebe zu binden.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es außerdem, ein beschichtetes Gewebe bereitzustellen, das nicht klebrig ist und wobei die Beschichtung nicht mit einem faserigen Material, ungewobenen Gewebe oder Talk überzogen werden muß, um das Ankleben von angrenzenden beschichteten Gewebefalten zu vermeiden.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein beschichtetes Gewebe bereitzustellen, das der US Straßen-Verkehrs-Zulassungs-Ordnung 302 für Flammbarkeit entspricht.
• Dementsprechend wird ein beschichtetes Airbaggewebe durch ein Verfahren hergestellt, das aus den folgenden Schritten besteht: Bereitstellung eines gewobenen, synthetischen, thermoplastischen (zum Beispiel Nylon oder Polyester) Textilgewebes mit einem Gewicht von 136 - 339 g/m² (4 bis 10 oz/yd²), Auftragen einer wässrigen Dispersion eines Polyolefinharzes auf das Gewebe, um 3 bis 30 Gew.% Polyolefin pro Trockengewicht des Gewebes zu erreichen und Trocknen des Gewebes, um Wasser zu entfernen und dadurch einen Polyolefinfilm auf dem Gewebe zu bilden. Das beschichtete Gewebe hat eine Luftdurchlässigkeit von höchstens 91,44 cm³/cm² pro Minute (3 cfm/ft²), vorzugsweise höchstens 30,48 cm³/cm² pro Minute (1 cfm/ft²) bei 1,27 cm (0,5 Inch) Wasser und einer Verbrennungsgeschwindigkeit laut US Straßen- Verkehrs-Zulassungs-Ordnung Nr. 302 von 7,62 cm (3 Inch) pro Minute oder weniger.
• In einer weiteren Ausführungsform wird das Gewebe der vorliegenden Erfindung zu einem Airbag verarbeitet, was bei denen, die sich auf dem Gebiet auskennen, wohl bekannt ist. Das vorliegende Gewebe kann den ganzen Airbag ausmachen oder in Teile des Airbags eingebaut sein, in denen ein Gewebe mit den Eigenschaften des vorliegenden Gewebes wünschenswert ist. Vorzugsweise macht das vorliegende Gewebe zumindest 25% der in Yard angegebenen Größe des Airbags aus.
• Zusätzlich dazu, daß die oben erwähnten Ziele erfüllt und die Nachteile früherer Gewebe vermieden werden, weist das Gewebe der vorliegenden Erfindung eine Beschichtung auf, die auf beide Seiten des Gewebes aufgetragen wird und notwendigerweise einen Film auf den Gewebegarnen bildet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Abbildung 1 ist ein Querschnitt eines 49 x 49 glatten Gewebes, 420 Denier, Multifilament, Nylonstoff, der, wie in Beispiel 1 bei einer Vergrößerung von 60x beschrieben, behandelt wird.
• Abbildung 2 ist eine Draufsicht des oben erwähnten Gewebes bei einer Vergrößerung von 60x.
• Abbildung 3 ist eine Draufsicht des oben erwähnten Gewebes bei einer Vergrößerung von 500x.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
• Ohne den Erfindungsbereich einzugrenzen, werden im Anschluß die bevorzugten Eigenschaften der Erfindung dargestellt.
• Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Gewebe wird aus Garnen gewoben, die aus synthetischen thermoplastischen Harzen, vorzugsweise Polyester- oder Polyamidgarnen wie Nylon- und Aramidgarnen, hergestellt werden. Die Garne können von 200 bis 1200 Denier reichen, vorzugsweise 300 bis 900 Denier und am besten 300 bis 700 Denier. Typischerweise werden fortlaufende Multifilamentgarne verwendet. Das Gewebegewicht kann zwischen 136 - 339 g/m² (4 bis 10 oz/yd²) liegen, wobei 170 - 288 g/m² (5 bis 8,5 oz/yd²) bevorzugt werden. Beispielsweise kann das Gewebe eine glatte Feinköper-, Satin- oder Panamabindung oder eine Abart davon sein. Konstruktionen mit 20 bis 80 Kettfäden pro 2,54 cm (1 Inch) und 20 bis 80 Schußfäden pro 2,54 cm (1 Inch) werden generell verwendet. Das Gewebe ist vorzugsweise eine glatte Webkonstruktion.
• Das Gewebe wird mit einer wässrigen Dispersion eines Polyolefinharzes beschichtet. Das Polyolefin kann aus Polymerisaten von Ethylen, Propylen und Butylen, inklusive statistischen und geblockten Kopolymerisaten und Terpolymerisaten, ausgewählt werden. Kleinere Teile anderer olefinischen Monomere können in den Polymerisat eingebaut werden, zum Beispiel bis zu 10 Gew.% an C&sub5;-C&sub1;&sub2; Olefinen. In einer Ausführungsform sind Ethylen oder Propylen oder beide mit 2 bis 10 Gew.% eines C&sub6; bis C&sub1;&sub0; Alpha-olefins kopolymerisiert, vorzugsweise circa 4 bis 8 Gew.% von einem C&sub6; bis C&sub8; Alpha-olefin. Polyolefine, die modifiziert wurden, um zum Beispiel ihr Dispersionsvermögen zu verbessern, sowie Polyolefine, auf die Acrylgruppen gepfropft sind, typischerweise zwischen 2 und 10 Gew.% Pfropfmaterial, fallen auch in den Bereich der vorliegenden Erfindung.
• Bevorzugte Polyolefine beinhalten linares Polyethylen mit geringer Dichte, Polyethylen mit hoher Dichte, Polypropylen, und statistische Kopolymerisate von Polypropylen und Polyethylen. Klebrigkeit oder Blockieren des beschichteten Gewebes können vermieden werden, indem man ein Polyolefinharz mit einem Erweichungspunkt von mehr als 110ºC verwendet. Zusätzlich dazu muß ein Gewebe, das für die Verwendung bei Airbags in Frage kommt, eine Reihe von Leistungstests durchmachen, inklusive beschleunigte Wärmealterungsstudien. Es ist deshalb wünschenswert eine Polyolefinharzschicht bereitzustellen, die einen Erweichungspunkt von oder über 120ºC aufweist.
• Für den Einsatz als Autoairbag, sollte das Gewebe wünschenswerterweise auch die US Straßen-Verkehrs- Zulassungs-Ordnung (StVZO) Nr. 302 für Flammbarkeit erfüllen. Das Testverfahren wird im Detail in Textile Flammability... a Handbcok of Regulations, Standards and Test Methods, veröffentlicht von dem Amerikanischen Verband der Textilchemiker und Färber, beschrieben. Kurz gesagt besteht der Test daraus, daß das Gewebe in waagerechte Stellung gebracht, eine Flammenquelle über eine gemessene Zeit auf ein Ende gehalten und die Geschwindigkeit mit der die Flamme sich über die Gewebelänge ausbreitet gemessen wird. Um den Test zu bestehen, muß die Verbrennungsgeschwindigkeit , 7,62 cm (3,0 Inch) oder weniger pro Minute betragen oder muß selbstverlöschend (SV) sein.
• Es wird angenommen, daß Gewebe aus Polyester- und Polyamidfilamenten einen Teil ihrer Flammenwidrigkeitseigenschaften dadurch erhalten, daß sie schmelzen oder von der Flammenquelle zurückweichen und damit das Entzünden vermeiden. Beschichtungen, die von sich aus leicht entzündbar sind, aushärtbar sind oder das Gewebe aufgrund ihrer hohen Schmelzpunkte, hohen Schmelzviscositäten oder Neigung, eine formbbeibehaltende Kohle zu formen, vom Zurückweichen abhalten sind nicht wünschenswert. Dementsprechend werden Polyolefinharze mit einem Erweichungspunkt von bis zu 160ºC, vorzugsweise 150ºC oder weniger bevorzugt. Die wässrige Polyolefindispersion kann 15 bis 70 Gew.% des Polyolefinharzes ausmachen, vorzugsweise 20 bis 50 Gew.%, noch besser 30 bis 40 Gew.%.
• Die wässrige Polyolefindispersion besteht vorzugsweise in der Form einer stabilen Emulsion. Der Begriff Emulsion wird hier auch bezüglich Feststoff-in Flüssigkeit-Dispersionen verwendet, da Polyolefindispersionen typischerweise durch Druckemulsionierverfahren, wie die, die bei Termperaturen über dem Erweichungspunkt des Polyolefins durchgeführt werden, entstehen. Es wird jedoch nicht beabsichtigt, daß die Erfindung auf irgendein bestimmtes Verfahren zur Emulsionsbildung begrenzt ist.
• Vorzugsweise beträgt die mittlere Teilchengröße der Polyolefinphase 3µm (Mikronen) oder weniger, noch bevorzugter 1µm (Mikron) oder weniger und am bevorzugtsten 0,01 bis 0,1µm (Mikronen). Es wird angenommen, daß die kleinere Teilchengröße die Emulsion nicht nur stabiler macht aber es auch ermöglicht, daß die Polyolefinteilchen in die Garnbündel eindringen, die als eine Art Sieb für größere Teilchen funktionieren könnten. Zusätzlich dazu können kleinere Teilchen leicht zu einem zusammenhängendem Film zusammenwachsen, wenn das behandelte Gewebe getrocknet wird.
• Zusätzlich zu dem Polyolefinharz kann die Dispersion Zusatzstoffe wie Emulgatoren, Tenside, Antimikrobenteile und pH Modifikatoren enthalten. Der gewünschte Erweichungspunktsbereich für das Polyolefinharz kann durch das Vermischen von zwei oder mehreren Polyolefinharzen erreicht werden. Polyethylen mit hoher Dichte erwies sich als besonders nützlich. Kompatible, wasserlösliche, nicht entzündliche Öle wie z.B. einige Phosphonatester können auch als Weichmacher verwendet werden, um die Schmelzviskosität einzustellen.
• Die wässrige Dispersion kann praktischerweise bei Umgebungstemperatur aufgetragen werden, obwohl die Dispersion bis zu ihrem Siedepunkt erhitzt werden kann, ohne dadurch den Bereich der Erfindung zu verlassen. Die wässrige Dispersion kann vorteilhafterweise bei einer Viskosität von weniger als 0,3Pa.s (300 Zentipoise), vorzugsweise 0,01-0,20Pa.s (10 bis 200 Zentipoise), am bevorzugtesten 0,05-0,150Pa.s (50-150 Zentipoise) aufgetragen werden, gemessen an der Temperatur bei der die Dispersion auf das Gewebe aufgetragen wird, generell bei 25ºC. Es wird angenommen, daß eine zu große Viskosität das Durchdringen der Dispersion in die kleinen Zwischenräume der Garnbündel verringert. Ohne an irgendeine bestimmte Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß die Haltbarkeit des Polyolefinfilms und seine Fähigkeitkeit, die Luftdurchlässigkeit des Gewebes zu reduzieren, durch das partielle Durchdringen des Garnbündels und durch Brückenbildung von Faser zu Faser innerhalb des Garnbündels verbessert wird.
• Jede Menge an geeigneten Verfahren kann verwendet werden, um die wässrige Polyolefinharzdispersion (Flüssigkeit) auf das Gewebe aufzutragen. Das Gewebe kann zum Beispiel in die Flüssigkeit eingetaucht werden, oder die Flüssigkeit kann auf das Gewebe gesprüht werden. Vorzugsweise ist das Gewebe mit Flüssigkeit angereichert, so daß beide Seiten des Gewebes behandelt werden. Danach wird überschüssige Flüssigkeit durch ein geeignetes Verfahren entfernt, zum Beispiel durch Einklemmen zwischen Rollern, Vakuumschlitzsaugen oder Zentrifugieren.
• Nach der Entfernung der überschüssigen Flüssigkeit ergibt das Auftragen der wässrigen Polyolefinharzdispersion auf das Gewebe ein Auftragegewicht von 3 bis 30 Gew.% des Polyolefinharzes (Trockengewicht), vorzugsweise 5 bis 20 Gew.%, basierend auf dem Gewicht des Gewebes.
• Das naße Gewebe wird dann getrocknet und formt dabei einen Film des Polyolefinharzes auf dem Gewebe. Vorzugsweise wird das Gewebe bei oder über der Erweichungstemperatur des Polyolefinharzes getrocknet, um das Zusammenwachsen der Harzteilchen und die Bildung eines zusammenhängenden Films zu fördern. Temperaturen von 110ºC und darüber können vorteilhaft eingesetzt werden obwohl man aufpassen muß, das Gewebe nicht zu schmelzen. Temperaturen von ungefähr 110ºC-160ºC, vorzugsweise ungefähr 120ºC werden generell verwendet. Das Trockenverfahren kann in einem Spannofen durchgeführt werden, wie auf dem Gebiet wohl bekannt ist. Nach dem Trockenverfahren kann das Gewebe hitzegehärtet werden, was typischerweise bei einer Temperatur von ungefähr 175º bis 190ºC erfolgt. Danach wird das Gewebe auf Umgebungstemperatur abgekühlt.
• Die Luftdurchlässigkeit des Gewebes kann gemessen werden, indem man den Luftstrom durch eine gemessene Fläche auf jenem Gewebe mißt, wenn es einem bestimmten Differentialdruck zwischen seinen Seiten ausgesetzt ist. Ein Verfahren für diese Messung wird in der US Bundestestverfahrensordnung Nr. 191A, Verfahren 5450 beschrieben. Kurz gesagt umfaßt der Test das Festmachen einer Gewebeprobe über einer Öffnung einer bekannten Fläche und das Durchziehen der Luft durch die Probe mit einem Saugventilator. Der Testdruck wird von dem Bedienungspersonal gesteuert, das ein Ventil anpaßt, bis der gewünschte Differtialdruck erreicht ist. Der Luftstrom durch das Gewebe wird dann von einem kalibrierten Manometer (Durchflußmeter) abgelesen.
• Die durch das oben beschriebene Verfahren hergestellte Polyolefinbeschichtung verringert die Luftdurchlässigkeit des Gewebes auf weniger als 91,44 cm³/cm² pro Minute (3 cfm/ft²) bei 1,27 cm (0,5 Inch) Wasser, vorzugsweise auf 30,48 cm³/cm² pro Minute (1 cfm /ft²) oder weniger bei 1,27 cm (0,5 Inch) Wasser.
• Das beschichtete Gewebe hat laut dem US StVZO Nr. 302 eine Flammbarkeitsgeschwindigkeit von 7,62 cm (3 Inch) pro Minute oder mehr. Die Flammbarkeit des Gewebes kann minimiert werden wenn das Auftrags-Gew.% des Polyolefins 20% oder weniger beträt, basierend auf dem Trockengewicht des Gewebes.
• Zusätzlich zu den Luftdurchlässigkeits- und Flammbarkeitsbestimmungen für Airbaganwendungen müssen die Gewebe eine Reihe standard-bezogener mechanischer Auflagen erfüllen. Ein Beispiel solcher Standards wird weiter unten in Tabelle 1 geliefert. TABELLE 1
• Das beschichtete Gewebe muß, je nach Hersteller des Airbagmoduls, außerdem eine Reihe von Wärmealterungstests bestehen. Diese Tests können eine Hitzeeinwirkung von bis zu 120ºC für bis zu 400 Stunden beinhalten. Dieses Testverfahren kann auch ein wechselhaftes Aussetzen des beschichteten Gewebes auf die oben beschriebene Hitze und auf Temperaturen bis zu -40ºC beinhalten, wobei die Atmosphäre aus einer relativen Luftfeuchtigkeit besteht die von Umgebungsfeuchtigkeit bis 95% reicht. Die meisten von diesen Produkten erfordern nach dem Aussetzen auf diese Bedingungen eine Beibehaltung der ursprünglichen Zereißfestigkeit von mindestens 80%.
• Die Erfingung kann unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele näher verstanden werden, die Erfindung soll aber nicht als übermäßig davon eingeschränkt verstanden werden. Wenn nicht anders erwähnt, beziehen sich alle Teile und Prozentzahlen auf das Gewicht.
BEISPIEL 1
• Ein glattes gewobenes (49 Kettfäden/2,54 cm (1 Inch) x 49 Schußfäden/2,54cm (1 Inch) Gewebe aus 420 Denier, Multifilament Nylongarn wurde mittels Standardtechniken entschlichtet und gewaschen.
• Ein Polyethylenpolymerisat mit hoher Dichte, der katalytisch mit Luft oxidiert wurde, um sein Dispersionsvermögen zu verbessern (mittleres Molekulargewicht 8000, Schmelzpunkt 138-140ºC), wurde mit einem nicht-ionischen Tensid emulgiert, um eine Dispersion zu erzielen, die 40% an nicht-flüchtigen Stoffen mit einem pH-Wert von 9,5, einer gemessenen Viskosität von 0,10Pa.s (100 Zentipoise) bei 25ºC und eine mittlere Teilchengröße von 0,02 - 0,05µm (Mikronen) enthielt. Diese Polymerisatemulsion wurde mit Wasser verdünnt, um eine aus 35% aus nicht-flüchtigen Stoffen bestehende Dispersion zu ergeben.
• Das Gewebe wurde in diese Lösung getaucht und durfte sich anreichern. Es wurde dann aus der Dispersion genommen und überschüssige Flüssigkeit wurde durch das Zusammenpressen des Gewebes zwischen einem Rollenpaar entfernt. Die auf dem Gewebe übrigbleibende Flüssigkeit stellt 24 Gew.% des gesamten Flüssigkeitauftragsgewichts dar, oder 8% des Polyolefinharzauftragsgewichts, basierend auf dem Gewicht des Gewebes.
• Danach wird das Gewebe in einen Spannofen gegeben und bei 121ºC (250ºF) 0,3 Minuten lang und danach bei 177- 190ºC (350 bis 375ºF) 1,3 Minuten lang getrocknet. Das getrocknete Gewebe hatte ein Gewicht von 206,8g/m² (6,1 oz/yd²).
• Bezüglich den Abbildungen 1 - 3 zeigt sich die Beschichtung auf beiden Oberflächen des Gewebes, wobei sie alle ganz außen gelegenen Fasern mit einem Garnbündel verbindet und üblicherweise dabei nicht tiefer eindringt wie diese ganz außen gelegenen Fasern und bei den meisten der kleinen Zwischenräumen zwischen den das Warp und die Füllung ausmachenden Garnbündeln unterbrochen wird. Dieser Film kann gelegentlich einige Risse aufweisen, die jedoch die gemessenen Eigenschaften des Produkts nicht beeinflussen.
• Das Gewebe wurde getestet und die oben erwähnten Testverfahren ergaben die folgenden Eigenschaften. TABELLE 2
• Zusätzlich dazu wurde die Biegsamkeit des Gewebes ausgewertet und es stellte sich heraus, daß sie besser als die herkömmlichen beschichteten Gewebe, wie z.B. mit Neopren beschichtetes Gewebe, ist.
• Das Gewebe wurde dann 400 Stunden lang bei 107ºC wärmegealtert und auf die unten in Tabelle 3 zusammengefaßten Werte getestet. TABELLE 3
BEISPIEL 2
• Die in Beispiel 1 beschriebene Polyolefindispersion wurde durch Zugabe einer 15% (Gewicht) der gesamten nicht-flüssigen Stoffe entsprechenden Menge eines wasserlöslichen zyklischen Phosphonatesters modifiziert. Ein 650 Denier, glatt gewobenes Polyestergewebe (41 x 37) wurde wie die in Beispiel 1 beschriebenen Probe eingetaucht, zusammengepresst und getrocknet. Das Auftragsgewicht der gesamten Flüssigkeit und nichtflüchtigen Stoffe des Gewebes machten allein jeweils 45 Gew.% und 16 Gew.% aus. Nach dem Trocknen hatte das beschichtete Gewebe ein Gewicht von 274,6 g/m² (8,1 oz/yd²). Das Gewebe wurde getestet und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengefaßt. TABELLE 4
• Die Biegsamkeit des Gewebes erwies sich als besser als die von herkömmlichen beschichteten Geweben. Nach der in Beispiel 1 beschriebenen Wärmealterung ergaben sich die folgenden in Tabelle 5 aufgelisteten Ergebnisse. TABELLE 5

Claims (14)

1. Ein Produkt, das durch ein aus den folgenden Schritten bestehendes Verfahren gewonnen werden kann:

(a) Bereitstellen eines Webstoffes mit einem Gewicht von 136-339 g/m² (4 bis 10 oz/yd²);

(b) Auftragen einer wässrigen Lösung eines Polyolefinharzes auf den Stoff, um, basierend auf dem Trockengewicht des Stoffes, zwischen 3 und 30 Gew.% des Polyolefinharzes zu gewinnen;

(c) Trocknen des Stoffes, um Wasser zu entfernen und einen Film aus dem Polyolefinharz auf dem Stoff zu bilden;

wobei der Stoff eine Luftdurchlässigkeit von höchstens 91,44 cm³/cm² pro Minute (3 cfm/ft²) bei 1,27 cm (0,5 Inch) Wasser aufweist.

2. Ein Produkt nach Anspruch 1, wobei die wässrige Lösung eine Emulsion ist, die aus 20 bis 50 Gew.% des Polyolefinharzes besteht.

3. Ein Produkt nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei das Polyolefinharz eine mittlere Teilchengröße von höchstens 3µm (Mikronen) hat.

4. Ein Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Polyolefinharz eine mittlere Teilchengröße von höchstens 1µm (Mikron) hat.

5. Ein Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die wässrige Lösung mit einer Viskosität von mindestens 0,3Pas (300 Zentipoise) auf den Stoff aufgetragen wird.

6. Ein Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Polyolefinharz ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus Polyethylen, Polypropylen und statistischen Copolymerisaten und Blockcopolymerisaten und Terpolymerisaten aus Ethylen, Propylen, Butylen und aus bis zu 10 Gew.% C&sub5;-C&sub1;&sub2; Olefinen.

7. Ein Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Polyolefinharz ausgewählt wird aus einer Gruppe, bestehend aus Polyethylen, Polypropylen und statistischen Copolymerisaten und Blockcopolymerisaten aus Ethylen und Propylen.

8. Ein Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Stoff während des Auftragungsschritts mit der wässrigen Lösung angereichert wird.

9. Ein Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Stoff während des Auftragungsschritts in die wässrige Lösung eingetaucht wird.

10. Ein Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Stoff aus Garnen mit 300 bis 900 Denier hergestellt wird.

11. Ein Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Stoff aus Polyamid- und Polyesterstoffen ausgewählt wird.

12. Ein Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Stoff eine Luftdurchlässigkeit von höchstens 30,48 cm³/cm² pro Minute (1 cfm/ft²) bei 1,27 cm (0,5 Inch) Wasser, eine Brenngeschwindigkeit von höchstens 7,62 cm (3 Inch) pro Minute, entsprechend der US Straßen-Verkehrs- Zulassungs-Ordnung Nr. 302, eine Zerreißfestigkeit von mindestens 136,1kg (300lb), eine Dehnung von 30 - 60%, einen Trapezriß von mindestens 13,6kg (30lb), einen Zungenriß von mindestens 6,8kg (15lb), eine Berstfestigkeit von mindestens 3446,5kNm&supmin;² (500psi), und eine Zerreißfestigkeit nach der Abrasion von mindestens 108,9kg (240lb) aufweist.

13. Ein Produkt nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Stoff, nachdem in dem Trocknungsschritt Wasser entfernt wurde, auf eine Temperatur erhitzt wird, die über dem Erweichungspunkt des Polyolefinharzes aber unter dem Schmelzpunkt des Stoffes liegt.

14. Ein Stoff zur Verwendung für einen Airbag, der aus dem Produktmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 13 besteht.