CN111132876A - 气囊以及生产气囊的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于生产空气泄漏减少且其充气状态的持续时间增加的汽车气囊的方法，以及根据这些方法生产的气囊。

Description

气囊以及生产气囊的方法
技术领域
本发明涉及用于生产气囊的方法以及由此生产的气囊。本文公开的方法可以用于生产气囊，所述气囊的接缝的泄漏减少，从而使得气囊的充气状态的持续时间增加。
背景技术
可充气气囊是车辆安全***的关键组成部分。气囊是可充气被动安全约束装置的一种形式，现在是汽车使用中的标准配置。近年来，气囊的数量以及这些气囊的覆盖面积有所增加。在使用的多种气囊配置包括以下用途的气囊：用于前座区域、用于侧面撞击保护、用于后座用途、用于顶棚区域可充气帘以及用于可充气安全带。
最近，在机动车辆等发生侧面和横向车辆撞击期间，对头部和上身的保护有了更大的需求。
在侧面撞车事故中丧生的乘员通常发生头部、颈部和上身受伤的可能性较高。现有的驾驶员侧缓冲垫、乘客侧缓冲垫以及最近的侧面撞击缓冲垫有助于防止或减轻受伤，但未被设计成保护乘员的头部，特别是在发生侧翻或另一车辆刚好从侧面碰撞的情况下。
为了在侧翻期间保护头部和上身，已经设计了通常安装在汽车的车顶或车顶支架中的气囊帘。当触发传感器激活气囊帘时，帘将展开以至少部分地覆盖车辆的车窗的一部分，或者在一些情况下，覆盖车辆的整个内侧。被设计用于侧翻保护的气囊与常规的前部和侧面气囊的不同之处在于，与前部撞击气囊相比，它们被设计成可更长时间保持充气，而前部撞击气囊最好在乘客撞击气囊时放出一些空气以便缓冲这种猛击，而不是使乘客从充气气囊反弹。
为了满足有效充气的要求，用于侧翻保护的气囊织物必须具有抵抗空气通过的能力，该能力的特征在于透气度和孔隙率的度量不同。因此，期望织造尼龙或聚酯侧翻气囊具有非常低的孔隙率和相应低的透气度。虽然织物特性诸如纱线的线密度、捻系数、织造构造以及厚度和重量都会影响透气度，但通常必须将涂层或附加层添加到气囊织物上才能满足行业标准。
然而，随着汽车趋向于更小更轻的车辆，有时更少的空间可用于强制性安全物品诸如气囊，而一些气囊需要物理上更大才能满足不断发展的汽车安全标准。这就导致了一些气囊模块需要更小而一些气囊需要更大的问题。已经发展出在较高压力和/或温度下包装气囊的方法。虽然此类方法可改善气囊在模块内的可包装性，但是它们往往也比较昂贵并且增加了气囊模块制造过程的复杂性。
传统上，通过间隙涂布、逆转辊、旋转筛、转移、挤出、热熔、层压、浸渍和计量杆等过程，经由各种形式的涂布织物来实现形成气体和液体不可渗透的结构。所有得到的结构都显著增加了基底织物的成本和厚度。
根据气囊的复杂性，气囊可以由被切割和缝合的平织织物制成，或者与织造接缝成一片(一片式织造或OPW)。这些OPW气囊使设计师在创建图案和设计时具有极大的灵活性。它们还减少了生产步骤的数量，从而最大限度地缩短了生产时间。OPW气囊在现代高速织机上由各种经线和纬线材料以各种图案和形状织造而成的。
先前的OPW概念存在的一个问题是它们不能在侧翻情况下保持空气一段时间。为了满足充气时间要求，一些OPW设计在缓冲垫的外表面上利用涂层，这需要缓冲垫在缓冲垫的每一侧上涂布最多150g/m2。这是由于从气囊的平织区域到气囊的接缝区域存在过渡。该过渡区域是气囊充气时的主要焦点，往往会使外部涂层与织造织物的表面分离，从而在导致气囊接缝处发生泄漏。可以在某些条件下压延气囊织物(包括OPW气囊织物)，以使气囊织物(例如聚酰胺气囊织物，诸如尼龙6，6)的合成纤维内的细丝至少部分地变形并熔合。已经证明过渡区的行为是特别有问题的，因为压延不能令人满意地改善这些过渡区域(也称为“接缝”)的透气度。已经证明对于降低气囊织物(特别是OPW气囊织物)的其他(非过渡或非接缝)区域的透气度来说可接受的涂层在过渡区域(“接缝”)的表现不佳。压延的气囊织物的示例在2017年5月11日公布的WO2017/079499以及2018年4月26日提交的PCT/US2018/029504中公开。
美国公布专利申请号2002/0140218公开了一种具有上层、下层和结合边缘的一片式织造气囊。涂层或层压层与上层和下层的内侧相关联，并且结合边缘位于气囊内部。一种制造气囊的方法包括形成一片式气囊、切割气囊、将气囊内部翻到外面以及封闭气囊。通过切口部分将气囊内部翻到外面，以便将各层的涂布侧以及结合边缘设置在气囊内部。
美国专利号7,780,194和8,733,788分别在图1和图4中示出了一片式织造气囊(其中将两层织造成单层)的横截面图。美国专利号7,686,331在图2和图3中示出了侧帘式气囊的位置和构型。
然而，仍然需要包装体积减小的改善侧翻气囊，所述气囊仍然表现出安全的充气状态的持续时间。
发明内容
本发明涉及充气状态的持续时间增加的气囊及其生产方法。因此，本发明的一个方面涉及用于减少一片式织造(OPW)气囊的空气泄漏的方法。
本文提出了一种用于减少一片式织造(OPW)气囊的空气泄漏的方法，所述方法包括形成具有接缝的OPW气囊；以及将热熔密封胶材料施加到OPW气囊的一个或多个接缝。
在一种形式中，该方法还包括在将密封胶材料施加到一个或多个接缝之前压延OPW气囊。
在另一种形式中，该方法还包括在将密封胶材料施加到一个或多个接缝之后将轻质涂层施加在OPW气囊上。
在这种形式中，轻质涂层可以是选自聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃和聚酯的轻质膜的形式，或者由诸如聚二亚甲基硅氧烷的有机硅类涂层、聚氨酯和诸如聚氯丁二烯的橡胶组合物形成，所述轻质涂层的单位面积重量选自从由以下各项组成的组选择的范围：≥5g/m2至≤40g/m2以及≥5g/m2至≤20g/m2。
在另一种形式中，热熔密封胶材料的熔融范围小于OPW气囊的织物的熔融范围，诸如≥50℃至≤180℃或者≥120℃至≤160℃。
在另一种形式中，该方法还包括将密封胶材料熔融、粘合并压缩到OPW气囊接缝中，并且在施加密封胶材料之后可选地压延OPW气囊。
有利地，热熔密封胶材料还包括示踪剂化合物，所述示踪剂化合物在用紫外光照射时在可见光范围内发出荧光，并且该方法还包括用紫外光追踪热熔密封胶材料的施加。
方便地，热熔密封胶材料选自：微孔可渗透、低粘度、低表面张力密封胶；低厚度膜；粘合剂网；或不可渗透的多层膜。
在另一种形式中，热熔密封胶材料是通过热、光或化学交联(包括通过暴露于大气湿度)可固化的低粘度密封胶。
有利地，OPW气囊表现出其充气状态的持续时间的增加。
在一种形式中，该方法还可以包括围绕整个接缝形成双线迹，所述双线迹位于OPW腔室中距离OPW接缝≥0.2cm至≤0.4cm，例如位于OPW腔室中距离OPW接缝0.3cm。
本文还呈现了一种包括一片式织造织物的OPW气囊，其中织物的主要部分具有多个织造层，并且织物的次要部分具有比主要部分少的织造层，并且其中过渡部分或接缝连接分开的主要部分并将主要部分连接到次要部分，并且其中接缝涂布有热熔密封胶材料。
在这种形式中，接缝(过渡)占OPW气囊的表面积的≥2％且≤14％。
在一种形式中，热熔密封胶材料是熔点范围为≥50℃至≤180℃或者≥120℃至≤160℃的反应性聚氨酯。
在另一种形式中，在施加热熔密封胶材料之前压延气囊。
有利地，整个OPW还包括轻质涂层，所述轻质涂层选自诸如聚二亚甲基硅氧烷的有机硅类涂层、聚氨酯和诸如聚氯丁二烯的橡胶组合物，所述轻质涂层的单位面积重量选自从由以下各项组成的组选择的范围：≥5g/m2至≤40g/m2以及≥5g/m2至≤20g/m2。
另外，织物的主要部分的特征可以在于透气度＜11/dm2/min，所述透气度是通过静态透气性在100cm2的测试面积和500Pa的测试压力下测量的。
在一种形式中，织物的主要部分表现出低表面平整度，如通过激光表面轮廓测定法给出的＜70μm的RMS表面粗糙度值所表征的。
在另一种形式中，热熔密封胶材料以小于100g/m2的含量存在。
尽管在泄漏测试期间可以定性地观察到充气OPW气囊的泄漏的主要部位，但很难量化气囊特定部分的精确泄漏率。
在另一种形式中，气囊可以由未涂布的织物结合接缝密封制成。
在一种形式中，气囊在气囊的整个表面上的平均涂层重量可以为≥10g/m2至≤65g/m2，或者≥10g/m2至≤35g/m2，或者甚至≥10g/m2至≤25g/m2。
在一些形式中，压延气囊织物并且将轻质膜施加到压延的气囊织物上。
在这种形式中，可以在没有单独的接缝密封的情况下施加轻质膜，并且轻质膜可以是选自聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃和聚酯中的至少一种。
有利地，轻质膜的单位面积重量为≥10g/m2至≤50g/m2，例如≥20g/m2至≤40g/m2。
在另一种形式中，气囊还包括围绕整个接缝的双线迹，所述双线迹位于OPW腔室中距离OPW接缝≥0.2cm至≤0.4cm，例如位于OPW腔室中距离OPW接缝0.3cm。
另外，本文呈现了一种用于减少OPW气囊的空气泄漏的方法，所述方法包括压延OPW气囊，并将膜层压到OPW气囊。
有利地，压延OPW气囊能够在保持可接受的泄漏特性的同时将更轻重量的膜施加到气囊。
在一种形式中，压延OPW气囊降低了面内气流通过气囊的切割边缘的泄漏率。
在这种形式中，孔径在织物中的分布在整个单层区域的厚度上是不均匀的。
在另一种形式中，通过热和/或压力施加膜，从而改变织物的整个厚度渗透性，使得能够将轻质膜用于层压。
附图说明
本公开易于进行各种修改并且具有替代形式，其特定示例性实施方式已经在附图中示出并且在本文中详细描述。然而，应当理解，本文对特定示例性实施方式的描述并非旨在将本公开限制为本文所公开的具体形式。
图1A和1B示出了OPW气囊的相对侧。
具体实施方式
本文公开了用于生产气囊的方法，所述气囊的充气状态的持续时间增加。
定义
如本文所用，“气囊”是指用于汽车和许多其他形式的运输工具(包括军事和航空应用)的可充气被动安全约束装置。
如本文所用，术语“轻质膜”是指重量为≥10g/m2至≤50g/m2、例如≥20g/m2至≤40g/m2的膜。仅举几个非限制性示例，合适的化学物质包括聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃和聚酯。应当理解，轻质膜可能需要附加的粘合剂层或者能够是自粘合的。
术语“接缝”是指OPW气囊的一部分，其表示具有多层织造织物的气囊的分开的主要部分之间或者具有较少层织物的气囊的主要部分与次要部分之间的过渡部分。接缝或过渡部分在分开的主要部分之间以及主要部分与次要部分之间的边缘之间延伸并连接边缘。例如，气囊的主要部分可以具有两层织造织物，并且接缝可以仅具有一层织造织物，但是可以存在任何数量层的织造织物，只要接缝的层数少于主要部分的层数即可。接缝的面积可以为OPW气囊的表面积的约≥2％至约≤20％，例如≥4％至≤18％，例如≥6％至≤16％，例如≥10％至≤15％，例如小于OPW气囊表面的14％，并且气囊表面的主要部分和次要部分可以是表面的其余部分。术语“接缝”和“过渡部分”可以互换使用。
如本文所用，术语“低粘度密封胶”是指在施加条件下至少部分地填充织造织物中的空隙空间以减少透气度的材料。合适的粘度范围的示例包括≥6,000mPa.s至≤50,000mPa.s，例如≥10,000mPa.s至≤40,000mPa.s，或者甚至≥20,000mPa.s至≤40,000mPa.s。
描述
本文公开的方法涉及减少OPW气囊的空气泄漏，并且包括形成具有接缝的OPW气囊以及将热熔密封胶材料施加到OPW气囊的一个或多个接缝。有利地，仅将热熔密封材料施加到一个或多个接缝，而不施加到气囊的其余部分。
该方法还可以包括将轻质涂层施加在OPW气囊上。在该非限制性实施方案中，可以在施加轻质涂层之前将热熔密封胶材料施加到一个或多个接缝，所述轻质涂层可以是例如有机硅弹性体或聚氨酯涂层。
可以在施加接缝密封材料之前或之后压延气囊，并且在将接缝密封材料施加到接缝之前可选地精练气囊。例如，可以在施加热熔密封胶材料和/或轻质涂层之后压延OPW气囊。压延OPW气囊可以在5m/min的线速度、225℃的气缸温度和57MPa的压区压力下进行，其中织物宽度上的力为400N/mm。可以通过将浴液温度从85℃升至95℃并使织物以12m/min通过，然后在四区展幅机烘箱中在120℃下以10m/min的线速度干燥织物来精练织物。随后，可以施加涂层。
可以施加的热熔密封胶材料的非限制性示例包括热塑性树脂(诸如SIKA的反应性聚氨酯SikaMelt 9676)和挤出膜(诸如单层或多层粘合带，诸如Gluetex GmbH的SST 800，诸如熔珠、熔粉或熔粒的形式)。如果热熔密封胶材料包括示踪剂化合物(诸如Stokes位移染料或颜料)，所述示踪剂化合物在用紫外光照射时在可见光范围内发出荧光，这也可以是有利的。通过包括这种示踪剂化合物，可以在将热熔密封胶材料施加到一个或多个接缝期间用紫外光来追踪其覆盖程度。
在另一个非限制性实施方案中，接缝密封胶材料可以是可以渗透到OPW气囊接缝的孔中的低粘度密封胶。可以使用已知的用低粘度流体填充微孔材料的各种技术来施加密封胶，诸如施加负压以及经由流体粘度和表面张力的组合来调节毛细作用力。热熔密封胶材料选自：熔珠；熔粉；熔粒；微孔可渗透、低粘度、低表面张力密封胶；低厚度膜；粘合剂网；或不可渗透的多层膜，并且有利地是通过热、光或化学交联(例如通过暴露于大气湿度可固化)可固化的低粘度密封胶。合适的低粘度密封胶可以是可交联有机硅密封胶、低厚度膜、粘合剂网或不可渗透的多层膜(诸如共聚酰胺、共聚酯、聚烯烃或聚氨酯的膜)。
有利地，接缝密封胶是可以通过热、光或化学交联(包括暴露于大气湿度)固化的密封胶，并且可以是熔融范围小于OPW气囊的织物的熔融范围诸如≥50℃至≤180℃或者≥120℃至≤160℃的密封胶。接缝密封化合物或接缝密封粘合剂可以≥20g/m2至≤100g/m2，例如≥30g/m2至≤80g/m2，例如≥40g/m2至≤60g/m2的含量存在。
该方法还可以包括将轻质涂层施加在OPW气囊上。合适的轻质涂层的非限制性示例包括诸如聚二亚甲基硅氧烷的有机硅类弹性体、聚氨酯类涂层和诸如聚氯丁二烯的橡胶组合物。另选地，可以以低厚度膜、粘合剂网或不可渗透的多层膜(例如共聚酰亚胺、共聚酯、聚烯烃或聚氨酯膜)的形式施加轻质涂层。可以以约≥5g/m2至≤40g/m2或者约≥8g/m2至≤30g/m2或者甚至约≥10g/m2至≤20g/m2的单位面积重量施加轻质涂层。轻质涂层材料供应商包括Shin-Etsu、Bluestar和Dow Coming。
有利地，可以在将轻质涂层施加到整个OPW气囊之前将热熔密封胶材料施加到一个或多个接缝。可选地，能够将轻质涂层仅添加到主要部分，或者仅添加到主要部分和次要部分。
本发明公开的使用有限量涂层的方法提供了与典型较高重量的涂布织物的功能特性相匹配的织物。由于密封胶的较重涂布量被限制在OPW气囊的较小部分即接缝上，因此本方法使得OPW气囊在整个气囊上具有低平均涂层重量。例如，气囊上的平均涂层重量可以小于或等于约65g/m2，诸如约35g/m2至约50g/m2，或者甚至约25g/m2至约35g/m2。低平均涂层重量有利于限制气囊的总重量，以及增强将气囊包装成小体积的可包装性。
在另一个非限制性实施方案中，该方法还能够包括在将轻质涂层施加到OPW气囊的一个或多个接缝之前压延OPW气囊。压延气囊可以通过施加压力来改变织物的面内孔隙率。类似地，压延和层压的组合可以改变织物的面内孔隙率，从而大大减少通过织物平面的气流机构，因此可以制成更多具有改善充气寿命的OPW气囊。
另外，降低气囊织物的主要部分的面内孔隙率可以减少可能需要施加以增强气囊的该部分的不可渗透性的任何量的轻质涂层，从而使得总重量减少且增强可包装性。
由所公开的发明产生的期望技术效果可以包括织物渗透性更低并且织物表面更平坦，这允许施加非常轻质量的膜或轻质的涂层以降低渗透性。
在另一个非限制性实施方案中，该方法还能够包括将双线迹部分编织到接缝前面的OPW气囊区域中，或者围绕整个接缝形成双线迹，所述双线迹位于OPW腔室中距离OPW接缝≥0.2cm至≤0.4cm，例如位于OPW腔室中距离OPW接缝0.3cm。
图1A和1B示出了根据本发明的OPW气囊100的相对侧，该气囊包括具有较多层数的主要织物区域110、一个或多个接缝(过渡区域)120以及具有较少层数的次要织物区域130。接缝120和可选的次要区域130涂布有接缝密封胶材料(未示出)。
本发明的另一个方面涉及一种用于减少OPW气囊的空气泄漏的方法，所述方法包括压延OPW气囊，并将膜、特别是轻质膜层压到气囊。如上所述，压延气囊改变了其织物的面内孔隙率。另选地，在层压期间向气囊施加压力可以改变其织物的面内孔隙率，并且压延和层压的气囊的组合改变其织物的面内孔隙率。压延OPW气囊能够在保持可接受的泄漏特性的同时将更轻重量的膜施加到气囊。压延还可以降低面内气流通过气囊的切割边缘的泄漏率。
本文还公开了由根据这些方法生产的织物形成的制品。在本发明的一个非限制性实施方案中，使用所述织物来生产不可渗透的产品，诸如汽车气囊、帆布、可充气滑梯、临时遮蔽物、帐篷、管道、覆盖物和印刷介质。在一个非限制性实施方案中，制品是OPW气囊。
本文还公开了一种通过任何以上公开的方法制成的气囊织物，所述气囊织物还包括轻质涂层。在一个非限制性实施方案中，气囊织物具有轻质涂层，所述轻质涂层的单位面积重量为≥5g/m2至≤40g/m2。轻质涂层选自但不限于聚氯丁二烯、有机硅类涂层、聚二亚甲基硅氧烷、聚氨酯和橡胶组合物。在另一个非限制性实施方案中，气囊织物的大部分的特征在于透气度＜11/dm2/min，所述透气度是通过静态透气性在100cm2的测试面积和500Pa的测试压力下测量的，并且表现出低表面平整度，如通过激光表面轮廓测定法给出的＜70μm的RMS表面粗糙度值所表征的。
观察到本文所公开的压延产生较低的通过织物的泄漏，但在与整个涂层结合时产生惊人较高的通过接缝的泄漏。所公开的气囊可以结合接缝密封包括压延的未涂布的织物。可以可选地在涂布或未涂布的条件下对所公开的压延的织物进行接缝密封。
本文还提出了一种包括上述任何气囊织物的OPW气囊。在一个非限制性实施方案中，气囊可以是侧帘式气囊，并且可以具有接缝密封化合物或接缝密封粘合剂，其中接缝密封化合物或接缝密封粘合剂以小于100g/m2的含量存在。
在一种形式中，OPW气囊可以是一片式织造织物，其中织物的主要部分具有多个织造层，并且织物的次要部分具有比主要部分少的织造层，并且过渡部分或接缝连接分开的主要部分的边缘并将主要部分与次要部分连接，其中接缝和可选的次要部分涂布有热熔密封胶材料。例如，接缝部分占OPW气囊的表面积的≥2％且≤14％。OPW气囊可以由以上公开的气囊织物制成或根据所述气囊织物制成，并且具有所述气囊织物的特性。
例如，热熔密封胶材料可以是熔点范围为≥50℃至≤180℃或者≥120℃至≤160℃的反应性聚氨酯，并且可以小于100g/m2的含量存在。
整个OPW气囊可以具有轻质涂层，所述轻质涂层选自诸如聚二亚甲基硅氧烷的有机硅类涂层、聚氨酯和诸如聚氯丁二烯的橡胶组合物，所述轻质涂层的单位面积重量选自从由以下各项组成的组选择的范围：≥5g/m2至≤40g/m2以及≥5g/m2至≤20g/m2，并且整个OPW气囊的特征可以在于透气度＜11/dm2/min，所述透气度是通过静态透气性在100cm2的测试面积和500Pa的测试压力下测量的。
另外，可以在施加热熔密封胶材料之前压延气囊，使得气囊织物的主要部分表现出低表面平整度，如通过激光表面轮廓测定法给出的＜70μm的RMS表面粗糙度值所表征的。
另选地，OPW气囊可以由未涂布的织物结合接缝密封制成。然而，在任何情况下，气囊整个表面上(即主要部分、次要部分和接缝部分上)的平均涂层重量小于约65g/m2、小于约35g/m2或者甚至小于约25g/m2。
在另一种形式中，可以形成OPW气囊使得已经压延气囊织物，并且其中已经将轻质膜施加到压延的气囊织物。可以在没有单独的接缝密封的情况下施加轻质膜，并且轻质膜可以是选自聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃和聚酯中的一种。有利地，轻质膜的单位面积重量为≥10g/m2至≤50g/m2，例如≥20g/m2至≤40g/m2。
OPW气囊还可以包括围绕整个接缝的双线迹，所述双线迹位于OPW腔室中距离OPW接缝≥0.2cm至≤0.4cm，例如位于OPW腔室中距离OPW接缝0.3cm。
如本领域技术人员在阅读本公开后将理解，可获得本文所例举的方法和设备的替代方法和设备，所述替代方法和设备使得顶表面上的至少一部分纱线或底表面上的至少一部分纱线的纤维具有永久改变的横截面并且至少部分地熔融熔合在一起，并且其用途包括在本发明中。
本文引用的所有专利、专利申请、测试程序、优先权文件、文章、出版物、手册和其他文件都以引用方式完全并入，其程度使得此类公开内容不与本发明矛盾，并且用于允许这种并入的所有权限。
实施例
以下实施例示出本发明及其使用能力。在不脱离本发明的范围和实质的情况下，本发明能够具有其他和不同的实施方案，并且其若干细节能够在各种明显的方面进行修改。因此，实施例被认为本质上是例示性而非限制性的。
缩写词
DAP 动态透气性
dtx 分特
N66 尼龙6，6
SAP 静态透气性
OPW 一片式织造
测试方法和程序
进行以下步骤以评估各种构造的OPW气囊在充气时降低渗透性的功效。
(1)在提花喷气织机上使用470分特的高韧性尼龙6，6纱线与136根细丝以20根经纱/厘米×18根纬纱/厘米的构造织造许多OPW缓冲垫，所有这些缓冲垫具有相同的基本设计。
(2)在织造过程之后，通常通过将包含常规水性精练液体的浴液的温度从85℃升至95℃，使织物以12m/min通过浴液，然后在四区展幅机烘箱中在120℃下以10m/min的线速度干燥织物来精练OPW气囊。
(3)通过将反应性聚氨酯热熔粘合剂施加到OPW气囊接缝的上表面或下表面中的至少一个上来处理一些OPW缓冲垫。热熔粘合剂的熔点在≥50℃至≤180℃的范围内，并且热熔粘合剂的熔融粘度为7,000mPa.s至40,000mPa.s(使用Brookfield Thermosel牌恒温容器在≥90℃至≤130℃的范围内测量)。所使用的优选的热熔粘合剂在130℃下的粘度为30,000mPa.s，并且熔点在≥120℃至≤160℃的范围内。这种类型的热熔粘合剂在暴露于大气湿度时固化，并且形成耐用的弹性体。使用手动加热的粘合剂枪在160℃下施加粘合剂。将紫外光示踪剂添加到热熔粘合剂中。为了确保粘合剂完全覆盖接缝，在施加期间使用了紫外光。这样，能够确保将粘合剂一致且完全地施加到整个接缝。
(4)在施加热熔粘合剂之后，在升高的温度下将外部压力施加到缓冲垫，以使粘合剂渗透到接缝结构中。这能够使用任何常规压力/加热处理设备来进行。合适方法的一个非限制性示例可以是压延。在使用压延的情况下，压力可以为≥1MPa至≤45MPa，其中压延辊表面温度为≥50℃至≤250℃。例如，可以结合约170℃的辊表面温度在50N的力(约7MPa)下进行压延。
对于一些实验，将接缝密封胶施加到先前压延的OPW缓冲垫。在这些情况下，在5m/min的线速度、225℃的热辊温度和57MPa的压区压力下在两侧上压延缓冲垫，其中织物宽度上的力为400N/mm。这种条件压缩织物内的细丝，并且使包括接缝在内的整个OPW缓冲垫的气囊织物中的表面细丝永久变形并至少部分地熔合。然后用与未压延的样品相同的热熔粘合剂施加和热/压力过程处理压延的OPW缓冲垫，以使其能够渗透到接缝中。
使用以下方法涂布一些OPW缓冲垫：首先如步骤(2)所述精练OPW缓冲垫，然后设定在150℃下加热1分钟。对于涂布的样品，使用刮刀空气技术(knife over air technique)将工业上典型的有机硅涂层(例如Dow Corning LCF 3600)施加到织物上。通过调节织物与刮刀之间的间隙来控制涂层重量。使涂层在150℃下固化2分钟。
一些预压延的OPW缓冲垫具有层压到两个表面上的轻质多层膜。通过热和高压技术将这些膜层压到OPW缓冲垫表面上。如下研究了两种类型的膜：
Figure BDA0002425893120000121
作为涂布整个缓冲垫的替代方案，一些未压延和压延的OPW缓冲垫具有直接施加到接缝的相同的常规有机硅涂层。涂布方法如上所述，不同之处在于将掩模施加到OPW缓冲垫上，仅使接缝区域暴露在外。涂布之后，除去掩模，从而仅在接缝形成局部涂层。该局部涂层通常为40g/m2至80g/m2。仅在接缝形成局部涂层之后，一些缓冲垫所添加的总涂层为20g/m2至40g/m2。
一些未压延和压延的OPW缓冲垫具有使用热和高压技术直接施加到接缝的带材。该带材有两层：聚酰胺粘合剂层(熔点120℃)和低渗透性聚氨酯膜阻隔层(熔点190℃)。
然后对通过上述方法制备的OPW缓冲垫样品进行比较泄漏测试，以测定各种接缝密封技术中的每一种的相对功效。
泄漏测试：
将OPW缓冲垫支撑在机架中，并且将缓冲垫的开口夹到压力受控的空气管中，使得形成气密密封。将机架被放置在水箱中。一旦缓冲垫进入水中，就使用流量控制阀增加气压。该测试被设计成增加缓冲垫中的气压并测量总风量以达到特定压力。测量每个缓冲垫的压力增加速率以及随后的衰减。衰减时间是指缓冲垫从其可达到的最高压力下降到大气压力(即完全放气)的时间(单位为秒)。将压力增加到最大145kPa。一旦达到最大压力，就停止供气，并让缓冲垫放气。该方法旨在给出各种处理的OPW缓冲垫的压力保持能力的相对指标。另外，用高速相机记录充气和随后的放气。检查记录能够确定泄漏机构，诸如初始泄漏的部位。在每种情况下，初始泄漏部位是以下各项中的一种：面内气流通过OPW缓冲垫腔室的面料、通过接缝或者通过OPW缓冲垫的切割边缘。
实施例1(a-d)：
下表1中的测试数据表明，当共同涂布重量都为40g/m2时，与未压延的OPW缓冲垫[样品1c]相比，压延OPW缓冲垫[样品1d]导致泄漏率恶化。当未涂布OPW缓冲垫时，与未压延的OPW缓冲垫[样品1a]相比，压延的缓冲垫[样品1b]的泄漏性能有所改善。证据是达到设定压力所需的空气体积(单位为升)较低，并且达到的绝对压力(单位为kPa)较高。压延和涂布的OPW的主要泄漏部位是通过接缝。
表1
Figure BDA0002425893120000141
实施例2(a-d)：
下表2中的测试数据表明，与接缝上没有热熔粘合剂但总涂层重量为75g/m2[样品2a]的未压延的OPW缓冲垫相比，当涂布有40g/m2[样品2b]和20g/m2[样品2c]的总涂层时，接缝上施加了热熔粘合剂的未压延的OPW缓冲垫具有显著更好的泄漏紧度。这表明可以通过将热熔粘合剂施加到接缝上来减少总涂层重量。下表还显示了将带材局部施加到接缝上的结果[样品2d]。虽然观察到了类似的趋势，但是带材作为接缝密封胶不如热熔粘合剂有效。这一点的证据是，尽管需要相似体积的空气来达到特定压力，但样品2b或2c从最大压力衰减的时间比样品2d的测量的更长。这可能是因为带材不能像低粘度热熔粘合剂一样渗透到接缝中。
表2
Figure BDA0002425893120000142
Figure BDA0002425893120000151
实施例3(a-f)：
下表3显示了将热熔粘合剂、带材或局部常规涂层施加到预压延的OPW缓冲垫的接缝上的结果。在每种情况下，观察到的功效顺序为：热熔粘合剂的最好[样品3a和3d]，接着是局部接缝涂层[样品3b和3e]，接着是接缝带材[样品3c和3f]。当将预压延的[样品3a-c]与未压延的[样品3d-f]OPW织物进行比较时，在每种情况下，在达到最大压力所需较少空气体积方面，结果都是优异的。
表3
Figure BDA0002425893120000152
实施例4(a-c)：
下表4中的测试数据表明，通过使用预压延的OPW缓冲垫，并将热熔粘合剂施加到接缝上，可以使用较轻的总涂层重量20g/m2[样品4c]和40g/m2[样品4a]，并且仍然实现比总涂层重量为75g/m2[表2中的样品2a]的未压延的常规OPW缓冲垫具有显著更好的泄漏性能。与表2相比时，这些结果表明，预压延OPW缓冲垫然后将热熔粘合剂施加到接缝上产生了优异的泄漏性能。表4中的样品4a显示出特别好的泄漏性能。该结果表明，与展开之后需要保持充气数秒的现有侧翻侧帘式气囊技术相比，这将是一种改善的解决方案。具有施加到接缝上的带材的样品4b与未压延的型式相比产生了改善的性能，但与测试的热熔粘合剂样品相比却不太有效。
表4
Figure BDA0002425893120000161
实施例5(a-b)：
下表5显示了将常规涂层施加到未压延的OPW缓冲垫的接缝上，随后将涂层施加到整个OPW缓冲垫上之后的结果。与没有局部涂层的更重涂布的OPW缓冲垫[表2中的样品2a]相比，将局部涂层添加到接缝中改善了达到设定压力所需的气体体积，有趣的是，总涂层为20g/m2的OPW缓冲垫的泄漏性能与总涂层为40g/m2的OPW缓冲垫的泄漏性能相当。然而，由局部涂布接缝产生的改善不如由将热熔粘合剂施加到接缝上[表2中的样品2b和2c]产生的改善。这大概是因为热熔粘合剂进一步渗透到接缝中，从而形成对空气泄漏更好的阻隔。
表5
Figure BDA0002425893120000162
实施例6(a-b)：
下表6显示了将常规涂层局部施加到预压延的OPW气囊的接缝上时的结果。通过施加局部涂层改善了泄漏性能，因此就表2中的样品2a(其中使用了重的总涂层重量)而言，能够使用较低的总涂层重量。然而，结果不如表4中的样品4a和4c(通过将热熔粘合剂施加到预压延的OPW缓冲垫来实现接缝密封)的结果。这种观察结果与热熔粘合剂到接缝中的改善的渗透一致。
表6
Figure BDA0002425893120000171
实施例7(a-f)：
下表7显示了将各种轻质多层膜粘合到预压延的OPW缓冲垫上时的泄漏测试结果。这些实施例中使用的两种类型的膜(即标记为膜1和膜2)在上面的测试方法和程序部分中描述。测试数据表明，与将轻质膜施加到常规的未压延的OPW缓冲垫[样品7b、7d、7f]相比，将相同的膜施加到预压延的OPW缓冲垫[样品7a、7c、7e]获得了改善的泄漏性能。
表7
Figure BDA0002425893120000172
Figure BDA0002425893120000181
实施例8(a-b)：
在这些实施例中，对已经在上述所有实施例中使用的常规OPW设计进行改良，使其包括围绕整个接缝的双线迹，所述双线迹位于OPW腔室中距离OPW接缝0.3cm(例如≥0.2cm至≤0.4cm)。每16根纬纱8根经纱区域(0.18mm2区域)上有6个线迹。测试数据显示在下表8中。当与表2中的常规涂布的OPW样品2a的结果相比时，样品8a和8b的数据表明，对于具有较轻总涂层的样品8b，达到设定压力所需的体积较小，而对于总涂层重量与样品2a相当的样品8a，放气时间和达到的最大压力也有所增加。
表8
Figure BDA0002425893120000182
工业适用性
本文公开的***和方法适用于汽车工业。
据信以上阐述的公开内容包括具有独立实用性的多个不同发明。虽然已经以优选形式公开了这些发明中的每一项，但是本文公开和示出的其具体实施方案不应被认为是限制意义的，因为可以进行多种变化。本发明的主题包括本文公开的各种元件、特征、功能和/或特性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。类似地，在权利要求叙述“一个”或“第一”元件或其等同物的情况下，这类权利要求应被理解为包括一个或多个这类元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这类元件。
据信以下权利要求特别指出了针对所公开发明中的一项的某些组合和子组合，并且是新颖的和非显而易见的。在本申请或相关申请中，能够通过修正当前的权利要求或提出新的权利要求来要求保护以特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合实施的发明。这种修正的或新的权利要求(无论它们是针对不同发明还是针对同一发明，无论在范围上相较于原始权利要求不同、更宽、更窄或相等)也被认为包括在本公开的发明的主题内。

Claims (31)

1.一种用于减少一片式织造(OPW)气囊的空气泄漏的方法，所述方法包括：
形成具有接缝的OPW气囊；以及
将热熔密封胶材料施加到所述OPW气囊的一个或多个接缝。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括在将所述密封胶材料施加到所述一个或多个接缝之前压延所述OPW气囊。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括在将所述密封胶材料施加到所述一个或多个接缝之后将轻质涂层施加在所述OPW气囊上。
4.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述轻质涂层是选自聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃和聚酯的轻质膜的形式，或者由有机硅类涂层如聚二亚甲基硅氧烷、聚氨酯和橡胶组合物如聚氯丁二烯的分散体形成，所述轻质涂层的单位面积重量选自从由以下各项组成的组选择的范围：≥5g/m2至≤40g/m2以及≥5g/m2至≤20g/m2。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述热熔密封胶材料具有小于所述OPW气囊的织物的熔融范围的熔融范围，诸如≥50℃至≤180℃或者≥120℃至≤160℃。
6.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括将所述密封胶材料熔融、粘合并压缩到所述OPW气囊接缝中，并且在施加所述密封胶材料之后可选地压延所述OPW气囊。
7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述热熔密封胶材料还包括示踪剂化合物，所述示踪剂化合物在用紫外光照射时发出在可见光范围内的荧光，并且所述方法还包括用紫外光追踪所述热熔密封胶材料的施加。
8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述热熔密封胶材料选自：微孔可渗透的、低粘度、低表面张力密封胶；低厚度膜；粘合剂网；或不可渗透的多层膜。
9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述热熔密封胶材料是通过热、光或化学交联(包括通过暴露于大气湿度)可固化的低粘度密封胶。
10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述OPW气囊表现出其充气状态的持续时间的增加。
11.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括围绕整个接缝形成双线迹，所述双线迹位于OPW腔室中距离所述OPW接缝≥0.2cm至≤0.4cm，例如位于所述OPW腔室中距离所述OPW接缝0.3cm。
12.一种OPW气囊，包括：
一片式织造织物，其中所述织物的主要部分具有多个织造层，所述织物的次要部分具有比所述主要部分少的织造层，以及位于主要部分的边缘之间以及主要部分与次要部分之间的接缝；并且
所述接缝涂布有热熔密封胶材料。
13.根据权利要求12所述的OPW气囊，其中所述接缝占所述OPW气囊的表面积的≥2％且≤14％。
14.根据权利要求12或13所述的OPW气囊，其中所述热熔密封胶材料是熔点范围为≥50℃至≤180℃或者≥120℃至≤160℃的反应性聚氨酯。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的OPW气囊，其中在施加所述热熔密封胶材料之前压延所述气囊。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的OPW气囊，其中所述气囊的所述主要部分、所述次要部分和所述接缝部分涂布有轻质涂层，所述轻质涂层选自有机硅类涂层(诸如聚二亚甲基硅氧烷)、氨基甲酸酯(诸如聚氨酯)和橡胶组合物(诸如聚氯丁二烯)，并且其中所述轻质涂层的单位面积重量选自由以下各项组成的范围的组：
a.≥5g/m2至≤40g/m2；以及
b.≥5g/m2至≤20g/m2。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的OPW气囊，其中所述织物的所述主要部分的特征在于透气度≤1l/dm2/min，所述透气度是通过静态透气性在100cm2的测试面积和500Pa的测试压力下测量的。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的OPW气囊，其中所述织物的所述主要部分表现出低表面平整度，所述低表面平整度通过激光表面轮廓测定表征，得到＜70μm的RMS表面粗糙度值。
19.根据权利要求12至18中任一项所述的OPW气囊，其中所述热熔密封胶材料以小于100g/m2的含量存在。
20.根据权利要求12至19中任一项所述的OPW气囊，所述OPW气囊由未涂布的织物结合接缝密封制成。
21.根据权利要求12至19中任一项所述的OPW气囊，所述OPW气囊在所述气囊的整个表面上的平均涂层重量选自由以下各项组成的范围的组：
a.≥10g/m2至≤65g/m2；
b.≥10g/m2至≤35g/m2；以及
c.≥10g/m2至≤25g/m2。
22.根据权利要求12所述的OPW气囊，其中已经压延所述气囊织物，并且其中已经将轻质膜施加到压延的气囊织物。
23.根据权利要求22所述的OPW气囊，其中已经在没有单独的接缝密封的情况下施加所述轻质膜。
24.根据权利要求22或23所述的OPW气囊，其中所述轻质膜包括选自聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃和聚酯中的至少一种。
25.根据权利要求24所述的OPW气囊，其中所述轻质膜的单位面积重量为≥10g/m2至≤50g/m2，例如≥20g/m2至≤40g/m2。
26.根据权利要求12至25中任一项所述的OPW气囊，还包括围绕整个接缝的双线迹，所述双线迹位于OPW腔室中距离所述OPW接缝≥0.2cm至≤0.4cm，例如位于所述OPW腔室中距离所述OPW接缝0.3cm。
27.一种用于减少OPW气囊的空气泄漏的方法，所述方法包括：
a.压延所述OPW气囊；以及
b.将膜层压到所述OPW气囊上。
28.一种方法，通过所述方法，压延所述OPW气囊能够在保持可接受的泄漏特性的同时将更轻重量的膜施加到所述气囊。
29.一种方法，通过所述方法，压延所述OPW气囊使面内气流通过所述气囊的切割边缘的泄漏率降低。
30.根据权利要求27至29中任一项所述的方法，其中用热和/或压力施加所述膜。
31.根据权利要求31所述的方法，其中改变所述织物的渗透性，使得能够将轻质膜用于层压。
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