气囊及其制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种气囊及其制造方法，所述气囊用于防止乘客在汽车翻转时被汽车 的侧面车窗或结构伤害。
【背景技术】
[0002] -般来讲，气囊是用于保护驾驶员和乘客的设备，当行驶的车辆以约40km/h或更 高的速度正面撞击或侧面撞击时，在由碰撞检测传感器检测到碰撞冲击之后，通过使火药 爆炸来提供气体到气囊中以便给气囊充气（inf late)。
[0003] 最近，随着对乘客安全与汽车功能和便捷性的关注一同提高，目前的趋势是越来 越关注能够保护乘客免受交通事故的伤害的安全设备的重要性。在安全设备中，特别地，气 囊系统与安全带配合使用并且用于在汽车发生正面碰撞或侧面碰撞时防止乘客受伤。此 外，在气囊系统中，与汽车的侧面碰撞特别相关的气囊系统一般单独用作用于保护乘客的 头部的帘式气囊(curtain airbag)和用于保护乘客的侧部的侧面气囊。这里，帘式气囊一 般具有沿着汽车的内部上侧安装并且当汽车碰撞时像窗帘一样被充气的结构，并且侧面气 囊安装在车门上或座位侧面，并且防止乘客的侧部由于直接碰撞车体(包括车门）而受伤。
[0004] 特别地，侧帘式气囊(side-curtain-type airbag)指的是为了防止乘客在汽车翻 转时被侧面车窗或结构伤害的目的而安装在汽车的侧面车窗或结构上的气囊。安装在汽车 前方的普通气囊可以通过气囊防止乘客受到二次冲击，并且能够仅在汽车碰撞时由爆炸的 气体快速充气且气囊中的气体在短时间内排出而确保驾驶员的视野。为此，安装在汽车前 方的最普通的气囊具有用于排气的孔。然而，侧帘式气囊是用于保护乘客的头部在汽车翻 转时免受汽车的侧面车窗或结构的伤害的装置，并且因此侧帘式气囊必须充气用于在汽车 翻转时安全地支撑乘客的头部至少6秒。为此，气体不得比从气囊的织物的接缝部分所需的 速度更快地渗漏。因此，侧帘式气囊一般没有用于排气的孔。
[0005] 因此，需要研究开发具有出色的力学性能(mechanical properties)和充气性能 (inflating performance)的气囊，以便充分地实现内部压力维持性能和气囊充气性能以 安全地保护乘客免受交通事故，例如，汽车翻转的伤害，即，以便使充气气体高效地转换成 气囊缓冲垫(airbag cushion)。
【发明内容】
[0006] 【技术问题】
[0007] 本发明的一方面提供了一种气囊，所述气囊几乎不会由于从充气机（inflates)喷 出的高温高压气体而破损，并且能在汽车碰撞时表现出出色的内部压力维持性能和充气性 能。
[0008] 本发明的另一方面提供了气囊的制造方法。
[0009] 【技术方案】
[0010] 本发明提供了一种气囊，所述气囊包括:可充气的充气部分;支撑所述充气部分的 非充气部分;构成所述充气部分和所述非充气部分之间的边界的结合部分；以及，超声熔接 部分(ultrasonic fusion bonded part)，所述超声恪接部分位于所述结合部分与充气机 的端部之间，当汽车碰撞时高压气体从所述充气机喷出。
[0011] 本发明还提供了一种气囊的制造方法，所述方法包括以下步骤:制备双层织物，所 述双层织物包括可充气的充气部分、支撑所述充气部分的非充气部分以及构成所述充气部 分和所述非充气部分之间的边界的结合部分；以及，在所述结合部分与充气机的端部之间 的所述双层织物处形成超声熔接部分，当汽车碰撞时高压气体从所述充气机喷出。
[0012] 以下根据本发明的具体实施例更加详细地解释气囊及其制造方法。然而，它们仅 仅表现为本发明的实例，并且因此本领域的技术人员应当清楚地理解，本发明的范围不限 于具体实施例，并且根据实施例能够在本发明的范围内进行各种修改和实施。
[0013]此外，术语"包括"或"包含"的意思是包括任何部件(或成分），而没有特别限制，除 非在说明书中没有特别提及它们，并且不能理解为排除增加其他部件(或成分)的意思。
[0014] 通过本发明人的实验，揭示了所述气囊能够表现出出色的耐久性和力学性能，并 且当气囊工作时能确保出色的充气性能和提高的稳定性，因为在制造气囊期间超声熔接部 分形成于容易破裂的结合部分附近，使得气囊具有对抗在高温和高压下的瞬间充气情形的 强压力的足够的耐久性。
[0015] 根据本发明的一个实施例，提供了包括具有某些特性的超声熔接部分的气囊。所 述气囊包括:可充气的充气部分;支撑所述充气部分的非充气部分;构成所述充气部分和所 述非充气部分之间的边界的结合部分；以及，超声熔接部分，所述超声熔接部分位于所述结 合部分与充气机的端部之间，当汽车碰撞时高压气体从所述充气机喷出。
[0016] 特别地，本发明的特征在于，所述气囊表现出出色的耐久性和力学性能，并且当气 囊工作时能确保出色的充气性能和提高的稳定性，因为超声熔接部分形成于结合部分附 近。
[0017] 超声熔接部分与结合部分之间的最短距离可以是0.1cm至30cm，优选地，0.5cm至 25cm，并且更优选地，lcm至20cm。在形成超声熔接部分期间防止结合部分受损的方面，最短 距离可以是0.1cm或更大，并且在当气囊充气时有效地提高结合部分保护功能的方面，最短 距离可以是30cm或更小。
[0018] 此外，超声恪接部分的宽度可以是0. lcm至2cm，优选地，0.15cm至lcm，并且更优选 地，0.2cm至0.5cm。超声恪接部分的长度可以是lcm至30cm，优选地，2cm至20cm，并且更优选 地，3cm至15cm。在提高保护结合部分免受在汽车碰撞时从充气机喷出的高温高压气体的损 坏的性能方面，宽度及长度可以分别为〇.2cm或更大及lcm或更大。此外，在防止织物在翻转 或汽车碰撞中在有效充气过程期间的分离时受损的方面，宽度及长度可以分别为0.5cm或 更小及30cm或更小。
[0019] 本发明的气囊的超声熔接部分可以具有实线、虚线、曲线、之字形（zigzag)、箭头 或多条线(multiple lines)等的形状，并且可以根据气囊的结合部分(接缝)的形状通过多 样化地混合形状来形成超声熔接部分。然而，在提高结合部分保护性能的方面，超声熔接部 分的形状优选地是曲线、之字形、箭头或多条线的形状，并且在防止织物在分离期间受损的 方面，形状优选地是实线或虚线。
[0020] 按照美国材料与试验协会(ASTM)D 1683的方法测量的超声熔接部分的结合强度 为5kgf/英寸至50kgf/英寸，优选地，lOkgf/英寸至40kgf/英寸，并且更优选地，15kgf/英寸 至30kgf/英寸。在提高结合部分保护效果的方面，超声恪接部分的结合强度可以是5kgf/英 寸或更大，并且在防止织物在分离期间受损的方面，超声熔接部分的结合强度可以是 50kgf/英寸或更小。
[0021]同时，本发明的结合部分指的是在可充气的充气部分与支撑所述充气部分的非充 气部分之间形成边界的部分，结合部分实现以下作用:在气囊充气时，防止给气囊充气的气 体渗漏到充气部分外并且经受膨胀气体的压力。
[0022]首先，用于本发明的气囊的织物(fabric)可以是通过普通织造方法制造的织物。 所述织物可以包括从由基于尼龙(nylon)的织物、基于聚酯(polyester)的织物、基于聚苯 硫醚(polyphenylene sulfide，PEN)的织物和基于芳纟仑(aramid)的织物组成的组中选择的 至少一种织物。本发明不限制所使用的织物的种类，但是通过考虑低透气性、高强度、高耐 热性、可折叠性、在高温高湿度条件下长时间之后的出色的抗拉强度维持和耐热老化性以 及用于防止在气囊充气时的二次损伤的出色的自媳性（self-extinguishability)和能量 吸收性能，这些都是用于气囊的织物所需的性能，在本发明中可以优选地使用尼龙66织物。 织物必然可以进一步包括添加剂，例如用于提高耐热性的试剂(agent)、抗氧化剂、阻燃剂、 抗静电剂等。
[0023] 用于气囊的织物可以使用总细度(fineness)为210旦尼尔(denier)至840旦尼尔， 或者优选地315旦尼尔至525旦尼尔，长丝数(number of filaments)为60至200,或优选地， 60至150，抗拉强度为7.0g/d至10.0g/d，或优选地8.2g/d至9.5g/d，并且热收缩率约为6 % 至7%的纱线，但是不限于此。
[0024] 用于本发明的气囊的织物可以根据普通方法通过整经和织造炜纱和经纱以及精 练和拉幅经纱和炜纱来制造。特别地，织物可以是双层织物，其中通过一体织造 (one piece weaving，0PW)方法同时织造的两个单独的织物层通过共同织造点（co-woven points)部分 地共同织造(co-woven)。双层织物，即，通过类似空气的气体可充气的织物，具有两个单独 的织物层以及两层织物之间的共同织造点。织物具有由共同织造点封闭的系统，共同织造 点起到在通过空气对织物迅速充气时牢固地结合两个层的作用，并且气体不得在两个层结 合的部分渗漏。为此，3X3方平组织(basket weave)或2X2方平组织可以主要用于在双层 织物中的共同织造部分的织造。此外，由共同织造部分限定的非充气部分用于支撑充气部 分，并且因此双层织物的集中于共同织造点的两个单独的层被维持或者平纹组织（plain weave)可以用作非充气部分。
[0025] 通过使用具有对抗外部张力的高抗延伸性的平纹组织作为织物层并且织造以不 同的织造结构同时织造的充气部分的上下织物层，用于气囊的织物可以解决所说的问题。 优选地，气囊的气密性可以通过织造具有高密度的织物来增加，使得同时织造的充气部分 的上下织物层的覆盖系数(根据以下计算公式1计算)分别为1900或更大。当覆盖系数小于 1900时，存在的问题是，