用于乘客传感系统的透气防潮层技术方案

一种透气防潮层，其适用于将软电极、泡沫基材和其它电气部件封闭在基本不渗透液体环境中，而不会严重损害电传感器精确测量如汽车车厢等周围环境中的温度和湿度变化的能力。本发明专利技术进一步公开了一种具有足够高的湿气渗透率（ＭＶＴＲ）的透气聚合材料，其能允许水蒸气透过防潮层并迅速在封闭的坐椅传感器垫组件中达到平衡，使乘客传感系统的湿度补偿能正确工作。本发明专利技术的透气防潮层提供了足够高的ＭＶＴＲ，使传感器垫中的湿度迅速平衡，从而在启动汽车和开启空调或暖气时能更好地跟踪乘客车厢环境条件的快速变化。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及透气防潮织物，更具体地涉及一种适用于乘客传感系统的封闭有软电极天线组件的不透水但透气防潮层。
技术介绍
据美国专利5914610和5936412所公开，确定限定空间中人的位置，方向或存在的能力在从医疗到安全保卫的应用中是很重要的。对那些确定限定空间中人的位置，方向或存在是很重要的应用而言，已经开发出电极传感器阵列对限定空间进行自动监控。这些传感器阵列和确定限定空间中是否存在物体的方法已经公开在上述专利中。虽然用传感器阵列确定限定空间中是否存在物体或其活动的方法已经为人所知，但是现有技术未涉及将那些传感器阵列应用于特定环境中的能力。具体地说，用该传感器阵列监控或检测人的存在或活动时，会受到另外因素的影响，这些因素会在很大程度上影响传感器阵列给出精确电场读数的能力。如美国专利5914610和5936412中所述，这些传感器阵列和方法的一个预计用途是在汽车坐椅中控制安全气囊的展开。另外，于2001年2月8日提交的共同所有人的PCT申请号为PCT/US01/04057(其全文在此引入)中公开和说明了一种软电极天线，在非常接近于人的的应用中，比如在汽车坐椅中，具有足够的柔性，舒适性和耐用性。但是，这些参考文献中都没有充分涉及防止传感系统吸收液体的问题，吸收液体会严重损害该系统确定乘客类别的能力。因此，需要开发出一种封闭有传感系统(由电极天线，泡沫基材和其它电气部件组成)的透气防潮层，提供基本上不透液体的密封，同时具有足够高的透气性，不会影响位于坐椅传感器垫组件中的温度/湿度传感器的读数。专利技术概述本专利技术提供了一种透气防潮层，其适用于将软电极，泡沫基材和其它电气部件封闭在基本不渗透液体环境中，而不会严重损害电传感器精确测量如汽车车厢等周围环境中温度和湿度变化的能力。本专利技术中包括一种具有足够高湿气渗透率(MVTR)的透气聚合材料，使水蒸气能透过防潮层并在封闭的坐椅传感器垫组件中迅速达到平衡，使乘客传感系统的温度和湿度补偿能正确工作。本专利技术的透气防潮层提供了足够高的MVTR，使传感器垫中的温度和湿度迅速平衡，在启动汽车和开启空调或暖气时能更好地跟踪乘客车厢环境条件中的快速变化。在一个优选实例中，该透气防潮层是粘合于聚丙烯非织造的微孔聚丙烯膜。在其它实例中，也可以使用其它透气聚合物织物或膜，它们具有足够高的MVTR，适当水平的耐用性和汽车坐椅应用要求的其它特性，包括舒适性，噪音，阻燃性，和热稳定性。本申请使用的术语具有以下含义1.术语“透气“是指一种材料能透过蒸汽，但是不能透过液体和颗粒，比如用于外衣和尿布应用中的膜。2.术语“微孔”是指一种材料的结构能透过液体，其有效孔径至少是流动分子平均自由程的若干倍(从几微米到100埃)。附图简要说明参考以下详细说明和附图，能更全面地理解本专利技术，附图中用相同编号表示相同部分。其中附附图说明图1是坐椅传感器垫组件的透视图，其包括泡沫垫，软电极天线和湿度/温度传感元件，都被封闭在一个本专利技术实例所述的透气防潮层中；附图2a-c分别是附图1所示实例的坐椅传感器垫组件的上视图，侧视图和下视图；附图3a是附图2b所示实例中坐椅传感器垫组件一角的构造细部的侧视详图；附图3b是附图2b所示实例中坐椅传感器垫组件底部的构造细部的侧视详图；附图4a是坐椅传感器垫组件沿剖面线A-A的侧视剖面图；附图4b是清楚显示附图4a所示坐椅传感器垫组件中的温度/湿度传感器位置的侧视剖面详图；附图5是说明不同透气面积对湿度传感器平衡时间影响的一系列偏移(offest)图；附图6是说明使用具有不同水平MVTR的各种市售聚合材料对湿度传感器平衡时间影响的一系列偏移图；和附图7是在25℃和50％相对湿度下理论计算求得的达到平衡需要的时间随MVTR而变化的对数图。优选实施方式的详细说明虽然本领域技术人员能很容易地认识到有许多独特结构可以作为乘客传感系统的透气防潮层，但是本专利技术主要描述一种优选结构。特别是，本专利技术在这里说明了一种封闭了具有柔软传感器电极和与之相连的湿度/温度传感器的泡沫垫的透气聚合织物层压体，使该器件基本不渗透液体并具有足够高的MVTR，不会影响传感器件的工作。认为除本申请所述之外的另外结构也在本专利技术的范围和精神之内。在一个用于汽车坐椅传感器垫组件的实例中，该组件由一些被粘合于一个开孔软质聚氨酯泡沫芯的顶面和底面的导电传感带组成。每根传感带都与一个电子控制单元相连，该单元通过测量每个传感带周围随乘客尺寸和存在改变的电场阻抗变化，对该乘客传感系统进行控制。将该坐椅传感器垫组件设计成能被容纳入汽车坐椅底垫的挖空部分中。因为乘客传感系统使用电场传感技术，所以如果坐椅溅上水或其它液体，会损害传感系统正确工作的能力。由于导电液体会在坐椅传感器垫组件上的相邻导电带之间产生耦合和短路，因此水和其它导电液体会阻碍系统正确传感乘客的变化。一种解决这个问题的方法是将整个坐椅传感器垫组件封闭在一个不透液体的聚合膜中。就象用无孔不透气的聚合膜包裹或涂覆坐椅传感器垫组件，不使其碰到水一样。但是，由于这个方法使坐椅传感器垫组件内部和汽车乘客车厢周围环境之间产生了非常不同的环境条件，即温度和湿度，因此造成了其它问题。导电带周围环境中材料和气体的介电特性取决于温度和湿度。将整个组件封闭得既不渗透液体又不透气，会使电场数据的温度和湿度补偿变得更困难。采用这个方法时，最终需要在坐椅传感器垫组件内部和外部的乘客车厢中同时放置温度和湿度传感器。密封材料中的残存空气无法逸出，会随着坐椅的承重而受到挤压，因此又出现了舒适性的问题。还要注意的是，如果坐椅传感器垫组件中残留有湿气的话，很有可能会在组件中造成发霉和其它不良状况。如果坐椅面中残留的汗液与乘客接触的话，会造成舒适性方面的另一个问题。因此，在乘客传感系统中使用透气防潮层可以提供若干益处。可使用透气防潮织物来正面密封开孔泡沫体防止其吸水。另外，透气性能使坐椅传感器垫组件和乘客车厢之间保持一致的温度和湿度环境。这种均一的环境条件使仅在坐椅传感器垫组件中放置一个温度/湿度传感器就能对组件本身和乘客车厢的环境进行表征。而且，由于坐椅传感器垫组件，坐椅面材料和乘客车厢内材料和气体的介电特性是一致的，因此能更容易地作出电场数据的温度和湿度补偿。透气防潮层还应防止坐椅传感器垫组件，坐椅密封面材料或坐椅泡沫块中的湿气凝聚或发霉。虽然当乘客坐下时，透气膜通常不会使足量空气离开坐椅传感器垫组件，但是可以在组件底面上分布排气孔，用转移粘合剂将传感器垫粘合于坐椅泡沫块上，还可以在排气孔的边缘使用该粘合剂，防止湿气进入组件。虽然可以获得多种透气防潮膜或织物，但是本专利技术一个优选实例使用一种层压在聚丙烯无纺织物上的微孔聚丙烯膜，从Minnesota Mining andManufacturing Company(3M)购得，商品名是PROPORE牌织物。这种微孔聚丙烯膜的物理性质和制造方法参见美国专利4539256，4726989，4902553和5238623中的较完整讨论。这种特殊膜/非织造织物层压体具有若干优点，包括湿气渗透率相对较高(MVTR是约8000克/平方米24小时)，345千帕(50磅/平方英寸)保水(water holdout)，因为存在非织造层而具有耐磨性，使用丙烯酸类转移粘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种坐椅传感器垫组件，包括：绝缘泡沫基材；至少一个粘合于该泡沫基材上的导电传感元件；位于泡沫基材内的湿度传感器；和包覆该泡沫基材的至少一部分的基本不渗透液体的透气材料。

【技术特征摘要】
US 2001-11-20 60/332,077;US 2002-7-16 10/196,9971.一种坐椅传感器垫组件，包括绝缘泡沫基材；至少一个粘合于该泡沫基材上的导电传感元件；位于泡沫基材内的湿度传感器；和包覆该泡沫基材的至少一部分的基本不渗透液体的透气材料。2.如权利要求1所述的坐椅传感器垫组件，其特征在于该基本不渗透液体的透气材料是一种微孔膜/非织造聚合物层压体。3.如权利要求1所述的坐椅传感器垫组件，其特征在于所述透气材料具有至少100克/米224小时的湿气渗透率。4.如权利要求3所述的坐椅传感器垫组件，其特征在于所述透气材料具有至少500克/米224小时的湿气渗透率。5.如权利要求1所述的坐椅传感器垫组件，其特征在于所述透气材料具有至少1000克/米224小时的湿气渗透率。6.如权利要求2所述的坐椅传感器垫组件，其特征在于微孔材料是聚烯烃膜。7.如权利要求6所述的坐椅传感器垫组件，其特征在于所述聚烯烃是聚丙烯。8.如权利要求2所述的坐椅传感器垫组件，其特征在于所述粘合于所述聚烯烃膜的非织造织物材料还包括聚烯烃。9.如权利要求8所述的坐椅传感器垫组件，其特征在于所述非织造织物材料是聚丙烯。10.如权利要求1所述的坐椅传感器垫组件，其特征在于所述透气材料覆盖至少5％的泡沫基材表面。11.如权利要求10所述的坐椅传感器垫组件，其特征在于所述透气材料覆盖至少25％的泡沫基材表面。12.如权利要求1所述的坐椅传感器垫组件，其特征在于所述透气材料覆盖至少5厘米×5厘米的开口。13.如权利要求1所述的坐椅传感器垫组件，其特征在于所述不渗透液体的透气材料还包含阻燃剂。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：MA霍伊辛顿，DV马赫尼，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[]