含增强抗热性微球体的气囊涂层制造技术

本发明专利技术涉及一种新的气囊涂层组合物及系统，其包含有预膨胀的和不可膨胀的微球体，该微球体在放热充气中能对目标织物提供有效地隔热。本发明专利技术的气囊织物或者在应用该组合物之前被预轧光，或是采用沟隙（浮）刀方法用这种可热膨胀的含有微球体的组合物涂敷。然后，将已被涂敷的气囊织物和缓冲垫加热，以蒸发涂层组合物中的溶剂。从而，所得的织物的各个纱线的间隙内、以及织物的浮纱上方均存在有涂层组合物的微球体成分。在处于热环境中时，该涂层系统可以提供极高程度的保护，使目标气囊和缓冲垫气囊保持结构完整，并在如此高放热的充气过程中，向汽车乘客缓冲垫提供高温充气保护。本发明专利技术还包括在气囊织物上形成该气囊涂层系统的方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新的气囊涂料组合物，以及具有预膨胀或不可膨胀的微球体以在目标气囊的放热充气过程中提供有效隔离的系统。本专利技术的气囊织物或者在应用该组分之前预轧光，或者在浮刀法(floatingknife method)中用该可热膨胀的含有微球体的组合物涂敷。已被涂敷的气囊织物和缓冲垫可以被加热以蒸发涂层组合物中的溶剂。这样，所得的织物在单根纱线之间的空隙处以及该织物浮纱上方都存在涂料组合物的微球体结构。因而，如此的涂层系统在热暴露(heat exposure)中提供极高程度的保护，使得目标气囊、缓冲垫气囊保持结构完整，而且在高度放热的充气过程中，保护汽车乘客免受如此高的充气温度的影响。本专利技术还包括在气囊织物上形成该种特定的气囊涂层系统的方法。最近，有一种趋势是避免使用钠的叠氮化物(主要是因为它的高毒性，还有别的一些原因)作为应用在气囊充气组件中的爆炸点火化学品。虽然可以证明该化学品对人类十分有害，但在过去，它曾经以相对低的充气温度(大约1200°F)，提供过一种对气囊缓冲垫进行快速充气的方法。新的点火化学品，诸如以硝化纤维-基化合物，在毒性方面证明是安全的，且使用费用较低，但是，它们也会产生大量的放热反应。从费用消耗的角度来考虑，硝化纤维充气物(inflator)(其不像含有钠的叠氮化物类型的充气物那样需要被过滤)的使用，相对于钠的叠氮化物技术是一种进步。但遗憾的是在展开时还会产生更高的温度(大约2000°F)。目前，在这种避免用钠的叠氮化物的趋势中，需要对气囊织物和缓冲垫作相应的调整，以在充气过程中的极度高的温度下，使该气囊织物和缓冲垫的结构保持完整。有一些意见是采用高纤度(denier)的纱线(亦即515、630或更高的纱线)，以提高目标织物的热容量。然而，如此高纤度的纱线也增大了该目标气囊缓冲垫的包装容积，还增加了该气囊织物和缓冲垫的生产成本，抵销了通过使用新的充气组件所节约的部分。因而，为了从与使用硝化纤维充气物组件有关的成本节约中受益，需要用较低纤度的纱线(亦即最高为大约420丹尼尔)，结合使用改进的涂料，以获得所需的抗热性能。供各种气囊缓冲垫使用的该涂料，必须具有如上述提及的各项标准性能(亦即快速充气、长时间持续充气，等等)。迄今为止，尚未讨论过另外的现有技术中已知的气囊织物涂料组合物，以补偿从低温含钠叠氮化物的充气组件到含产生更高温度(大约2000°F)爆炸和充气的化学品的充气组件的潜在变化。以前，在汽车气囊的织物上使用涂料的目的是为了防止出现空气渗透出织物的不希望的情形，以及保护织物，使其免于被用于对袋体充气的热气所损伤。在该产品早期的发展中，选择的聚合物是聚氯丁烯；然而，减小整个气囊折叠状态的尺寸的需要，以及聚氯丁烯受热时降解、并释放出盐酸成分(因而潜在地降解了织物成分，且释放出有害化学品)的趋势，导致接受其它的涂料化合物，如包括硅树脂(聚二甲基硅氧烷橡胶，仅作为一个例子)、聚氨酯、其它橡胶组合物、以及类似物。众所周知，这些组合物具有该目标气囊织物和缓冲垫所需的渗透性，以及对应于由钠的叠氮化物的充气爆炸所产生的热所具有的抗热保护能力。然而，如上所述，对于用于气囊充气组件中的使用温度更高，费用更低、对人的毒害更小的抗热保护的充气化学品的改进而言，还从来没有任何的讲述，也从来没有可行的建议。因而，本专利技术的一个目的是提供这种涂层系统。本专利技术的另一个目的是提供一种成本经济的气囊涂敷织物，其和该新的充气组件结合，能承受高温。本专利技术的又一个目的是提供一种气囊缓冲垫，其采用该新的充气组件，能够把产生于充气过程中的热量屏蔽于司机和乘客之外，从而，本专利技术包括一种气囊织物，该织物的至少一个部分上涂敷有一种涂料组合物，其中所述涂料组合物包含微球体材料，该材料选自不可膨胀的微球体、预膨胀的微球体、上述二者的混合物、以及至少一种使气体渗透性降低的材料。另外，本专利技术还包括一种生产一种涂敷的气囊织物的方法，该方法包括步骤提供一种尚未涂敷的织物；在所述织物的至少一个部分上涂敷一种包含有微球体的组合物，该微球体选自预膨胀的微球体、不可膨胀的微球体、上述二者的混合物、以及至少一种使气体渗透性降低的材料；所述涂敷步骤应用浮刀(floating knife)技术进行。另外，本专利技术还包括一种生产涂敷的气囊织物的方法，该方法包括以下步骤(a)提供一种尚未涂敷的织物；(b)用一种以溶剂稀释的含有微球体的组合物涂敷步骤“a”的织物，该微球体选自预膨胀的微球体、不可膨胀的微球体、上述二者的混合物、以及至少一种使气体渗透性降低的材料；所述涂敷步骤在一种浮刀涂敷器上进行，其中涂敷刀刃的高度大于微球体的最大直径；以及(c)步骤“b”的已涂敷织物通过至少一个加热区，其足以蒸发该溶剂，且硫化该气体渗透性材料。该特定的织物和该特定的方法，可以提供所需的隔热和抗热性能，而且，当其与使气体渗透性降低的材料混合时，还能使该材料的用量减少，同时仍能保持气囊缓冲垫所需的性能。基本上，膨胀的微球体提供一种屏障，其阻止热量从目标织物的微球体层中传导。没有足够的表面来从气囊缓冲垫内部向外表面传导热流，充气过程的高温就不能够传向复合材料的织物部分，因而就保持了织物的强度。术语“预膨胀(热膨胀)或不可膨胀的微球体”是指任何空心球状物体(小气球，仅作一例)，其处于热环境中时，可以充分地膨胀，也可以不明显地膨胀。该微球体的直径最大为100微米，且一般地由玻璃、橡胶及类似物组成。本专利技术中供销售的优选的微球体的商品名称为Expancel(由Expancel Inc.of Duluth，GA制造，级别为DE或WE)；Q-CEL(由PQ Corporation of Valley Forge，PA制造)；以及Extendospheres(也是由PQ Corporation制造)。迄今为止，还从来没有在气囊织物或缓冲垫上应用过这种预膨胀或不可膨胀的微球体，更不用说提供相同的隔热和抗热效果了(如上面所讨论的)。这些微球体应存在于目标织物和经硫化的使气体渗透性降低的材料之间，以产生一个隔热的空气隔离层。该层的存在实质上阻止了(并且由此散逸)充气过程中所产生的热的传导。术语“使气体渗透性降低的材料”基本上包括任何公知的气囊织物或缓冲垫涂层材料，其暂时地或永久性地对产生于充气过程中的气体提供一个屏障，防止该气体从该封装内部向外移动。如此，该材料选自含有硅树脂的化合物、聚氨酯、聚丙烯酸酯、丁基橡胶、EPDM、氯丁二烯、氯丁橡胶、聚酰胺、氢化腈橡胶、乙烯-乙烯基乙酸酯的共聚物、和它们的任意混合物或分散体。含有硅树脂的化合物是最优选的，因为其具有极佳的降低气体渗透性和老化稳定性的优点。该材料非限定性地包括聚二甲基硅氧烷橡胶及其衍生物(诸如Dow Coming3625 LSR硅树脂)、以及它们的任意混合物。从费用角度考虑，聚二甲基硅氧烷橡胶是最优选的。考虑到其它可能的可降低气体渗透性的材料，可能的优选材料包括聚氨酯(可从Stahl USA，PeabodyMassachusetts获得、商品名为Ru 40-350(40％固体))；聚丙烯酸酯((a)可从Rohm&Hass获得，商品名为RhoplexE-358(60％固体)，(b)可从Shall Chemic本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气囊织物，其至少部分被涂敷以一种涂层组合物，其中所述涂层组合物包含有微球体材料，该材料选自预膨胀的微球体、不可膨胀的微球体、它们的任意混合物以及至少一种可降低气体渗透性的材料。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：AD蔡尔德，DS科兹洛夫斯基，
申请(专利权)人：美利肯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]