包裹可膨胀物用的物件 本发明涉及一种用来包裹可膨胀物的覆盖件，特别是涉及一种用来包裹汽车气袋的覆盖件。
汽车内通常设有气袋以资在发生意外时保护乘员。汽车气袋通常具有一个在正常使用时以折叠状态保持在壳体或容器内的可充气的袋但在遇到例如意外事故受到突然冲击时，马上便会膨胀并冲破壳体。气袋可典型地设在汽车的方向盘内以资保护司机克服前面的冲击。类似的气袋可设在汽车乘客侧的前仪表板或工具箱内以资保护前面的乘客克服前面的冲击。近来有人还提出将气袋将在车门内或周围，或者装在座位内或周围以资保护汽车乘员使它们免受侧向冲击。这种气袋，例如在“汽车工业”杂志95年二月号104页的题为“侧向冲击的气袋系统”的文章内曾有说明。
本发明的覆盖件特别适宜用来包裹任何一种已知的汽车气袋，或任何其他可想像出来的气袋，例如后面冲击的气袋，以及不仅用在汽车内部而且还可用于外部的气袋。
汽车气袋用的任何壳体或其他容器的一个重要性能是在受到冲击时它必须能可靠地在瞬间、最好为数毫秒内打开，使气袋能够胀开。通常还需要使气袋壳体在预定位置打开为的是控制气袋胀开的方向。为了达到这两个目标，在本行业中已知的做法是在气袋壳体上设有一条比气袋壳体的主体薄弱的预定的裂缝，这样在受到冲击时，这个裂缝便被打开，使气袋能胀开。
例如EP-A-0604776和GB-A-227086曾说明可在气袋壳体上设有较薄的壁部或槽，使它起到一条薄弱线的作用，在气袋膨胀时可撕开将气袋放出来。具有这样一条薄弱线的冷缩配合的套在DE-A-4137691(Mercedes-Benz)中曾有说明。与此类似，US-A-5288103曾说明一种气袋覆盖物，它由第一种热塑性材料制成，但它包含一个开口，其中充填着第二种热塑性材料，该第二种热塑性材料具有比第一种热塑性材料低的抗拉强度和延伸强度。被充填的开口具有所需撕裂线的形状，在所示实施例中为字母H的形状。
EP-A-0510738曾说明容纳气袋的另一种方法，该方法不用在壳体上制出的预定的撕裂线。在EP-A-0410738中，可膨胀的气袋被容纳在一钢制壳体中，该壳体有一面向仪表板的敞开侧。该敞开侧被一铰接活板覆盖，当气袋膨胀时，该活板能向风挡的方向上扬。敞开侧被一收缩在壳体周围的聚乙烯或聚丙烯的连续薄膜(厚50微米)覆盖。该薄膜可包围整个壳体或只覆盖敞开口。在壳体外部的面向风挡的部分上设有一个带锯齿的金属条或一齿形的突出物，可用来在气袋膨胀时割断薄膜。
我们曾发现汽车气袋的一个特别有效的容器可由一个可热缩的织物覆盖件制成，该覆盖件具有一个预定的薄弱区，最好为一条锁边线，后面将予以说明。
因此本发明所提供的为一织物覆盖件，它至少部分可被收缩，以使用来包裹可膨胀物的至少一部分。该覆盖件设有预定的薄弱区，它会在所说可膨胀物膨胀到大于预定数量时裂开。
本发明还提供一种包裹可膨胀物的至少一部分的方法，该方法包括将这样一块可收缩的织物覆盖件装在可膨胀物的所说部分上，使它被约束在第一被压缩状态的步骤。
按照本发明的覆盖件和方法特别适宜用来包裹汽车气袋，但它们也可被用来包裹任何可膨胀物，特别是当需要限制及/或紧压该可膨胀物和要控制该可膨胀物的展开时。本专利说明书主要涉及如何使用覆盖件来包容汽车气袋，但所作的各项说明也可适用于包容其他物品。作为本发明的覆盖件的其他用途的例子在此可以一提的是包裹各种可膨胀物如浮力救生用具紧急提升用的膨胀袋、可膨胀的保护包装或衣服、等等以及用泡沫材料膨胀的物品的包裹。覆盖件也可用来覆盖由于支撑物件的膨胀而展开的物品。例如飞机内的氧气面具可用按照本发明的覆盖件覆盖，在危难关头只须触发扳机使支撑物件如泡沫材料膨胀，便可使面具展开。按照本发明的覆盖件的其他用途对本行业的行家来说是很容易想到的。
这里所用“可膨胀物”一词是指任何能从初次所占较小地第一体积转变到较大的第二体积的物品。例如可膨胀物在其较小的第一体积的状态可具有一个卷拢的形状，当它松卷时便可说是膨胀了。可膨胀物的卷拢状态最好是均匀的，例如气袋那样的物品一般可以是平面状的，在覆盖件内可被布置成螺旋卷绕的形状或折叠的形状。取而代之或另外增加，可膨胀物可具有一种可膨胀的材料如泡沫材料，它能从其小的第一体积的状态膨胀成为庞然大物。
本发明还可提供一种在膨胀以前按照本发明装在可膨胀物上的覆盖件。
本发明的覆盖件只有当可膨胀物膨胀到超过预定数量时才断裂。这样可膨胀物所占体积的小量增加将不会使覆盖件断裂。最好当可膨胀物膨胀到所占体积为其未膨胀时体积的至少120％、最好至少为150％、或者甚至至少为200％时覆盖件才断裂。
按照本发明，用来包裹的物品为一可收缩的覆盖件。可收缩的覆盖件最好为可热收缩的。热收缩的物件是大家都知道的。它们在加热时，可缩回到原始形状，它们先前即从该原始形状开始变形，或者即使以前没有经过变形，也可收缩到采取一个新的形状。关于这方面，可参考例如US-A-2027962、US-A-3086242、US-A-3597372和GB-A-1440524。
已知的可热收缩的物件包括单一的联合物材料如聚烯烃片、织物覆盖件和具有纤维或织物的复合片。在复合片中，具有聚合物纤维的织物也可任选地与非聚合物纤维如玻璃结合，它们典型地与聚合物基层构成叠层，而纤维、或基层、或两者都可热收缩以致复合片亦可热收缩。热收缩复合片的例子例如在EP-A-0116393、EP-A-0117026中曾有说明。
没有聚合物层叠层的可热收缩的织物制品也已为人所知。例如US-A-3466210(Warcham)曾说明一种织造的或编织的套，在所需收缩的方向上有热收缩纤维交织在其内，以便用来作为加在一个物品如电机转子上的保护层。另一种复合片曾在US-A-3058863(Gaines)中说明。其中说明一种包装材料的制造，该材料用于繁重目的如工具包装，该包装材料具有聚乙烯薄膜加在主要含有聚亚烷基纤维的织物上的叠层结构。
在生产可热收缩的制品时，聚合物材料(不论是单独成片的及/或成为复合片中纤维的)通常在生产物件的某个阶段交联，以便增加尺寸上的可收缩性。
用在按照本发明的可收缩织物覆盖件可以是单一的织物或具有聚合物基层的复合织物。用在本发明的覆盖件最好是交联的或含有交联构件的。
本发明的可收缩覆盖件可包围在整个可膨胀物上，或只是该物的一部分上。例如，该覆盖件可以管状形式绕气袋设置，例如包裹一个侧向冲击的汽车气袋，因此覆盖件完全包围着气袋。或者，该覆盖件可与敞开一侧的壳体结合使用，这时该覆盖件将收缩在该壳体的敞开侧上，例如，用来包裹一个前面冲击的气袋。在这两种应用中，覆盖件的可热收缩性质都可被有效地利用，不仅可容纳而且还可压紧气袋。这对所有型式的气袋都是有利的，但对侧向冲击的气袋特别有利，因为这些气袋要被装在汽车的门框或侧框内、或乘客座位的四周或其他部分内，贮存空间有限。
为了提高本发明的热收缩覆盖件的压紧能力，覆盖件的恢复率适宜为至少1.2∶1，最好为至少2∶1。另外，覆盖件的厚度最好具有至少0.08mm，较好为至少0.1mm，更好为至少0.2mm，特别好为至少0.4mm，这个厚度可使覆盖件压紧气袋而自身不被撕裂。在EP-A-0510738的布置中，覆盖件只是用来覆盖口袋的敞开侧，并不用来压紧气袋。
在本说明书中，恢复率的较佳值有时以数值比表示，如2∶1，有时以百分比值表示，如20％。当用数值比表示恢复率时，恢复率指下列比率：
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当用百分比值表示恢复率时，恢复率指下列比率：
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由于恢复率为一比率，物件的任何尺寸都可被测量，例如对于径向恢复的物件，可测量管子的直径或周长。所谓“自由恢复”是指不受任何限制的恢复。
按照本发明的热收缩覆盖件最好由交联的材料构成。例如，在一聚合物的织物中，制成该织物的聚合物纤维可以是交联的及/或复合片中的聚合物片或基层可以是交联的。但本发明预计在某些用途上也有可能采用非交联的覆盖件，特别是当所需恢复率较低，例如小于20％时。
当可收缩覆盖件为交联的热收缩覆盖件时，为了进一步提高覆盖件的压紧能力，覆盖件最好施加恢复力，这个恢复力为至少0.1Mpa，较好为至少0.5Mpa，特别是为至少1.5Mpa，这介恢复力是在完全保持在拉力试验机的钳口内径过4分钟以后在温度为覆盖件可收缩构件的晶体熔点以上30-80℃的条件下测定的。
覆盖件最好具有厚度，恢复率和恢复力的合适性能，使它能被装在气袋上，而在压紧状态下，气袋所占的体积是压紧前体积的最多80％，较好最多为70％，特别好最多为60％、40％或20％。
除了提高其压紧能力，热收缩覆盖件的最小厚度至少为0.08mm，这个厚度还有一个优点可减少车辆行走时从气袋发出的噪声。采用现有技术的气袋，例如在EP-A-0510738中所说明的那种型式，由于覆盖薄膜和气袋之间会沙沙作响，由此而产生的噪声成为一个问题。而采用以织物为基础的覆盖件可基本上消灭这个噪声。我们认为这是因为织物具有内在的多孔性，所以当用织物为基础的覆盖件封闭可膨胀物体时能特别有效地减少噪声，但不应认为对本发明有任何限制。
另外，在EP-A-0510738中说明的那种薄膜在被气袋冲击时曾发生过碎裂成片的问题。在冲击时这些薄膜碎片被抛掷到车辆内，会对乘客造成伤害。按照本发明采用含有薄弱区的较厚织物也可避免发生这个问题。
按照本发明的覆盖件设有预定的薄弱区。这个区域可以有多种形状并以多种方式设置。对某些用途来说，薄弱区最好成为一条薄弱线，该线可以是笔直的或弯曲的或两者的结合。
对以织物为基的可收缩覆盖件来说，薄弱线最好由合适的织物设计提供。在一较优实施例中，设有一条锁边线以便将一块或多块可热恢复的织物覆盖件的对接边连结起来。当气袋或其他可膨胀物充气膨胀或其他方式膨胀时该锁边线会断裂，从而提供一条可靠的薄弱线。最好在锁边线区断裂，这一点可用多种方法做到，如用比织物覆盖件的纤维弱的材料来制造锁边线，或者使锁边线制造得细一点使它具有比织物纤维低的抗拉强度及或断裂的延伸率，或者通过锁边线与织物覆盖件边的互相啮合的设计，或者进行多种方法的结合。织物最好是织造的，但也可能是针织的、编织的和非织造的。
对于某些用途，如同上面曾提到的，覆盖件最好一般为管状。当覆盖件为管状时，该管可以在横截面上封闭的或敞开即抱绕的。具有封闭横截面的织物为基的管状覆盖件可方便地用管状织造、插针织造、针织等方法制造出来，或者可将平片卷绕成管，然后闭合，例如将搭接的或对接的纵长边用缝合或焊接的方法闭合。以织物为基的包绕覆盖件作为平片来说易于制造。
当覆盖件为管状织造织物时，预定的薄弱区最好由锁边线提供，该锁边线作为其中一条沿管状覆盖件的纵长方向上延伸的经纱延伸。该锁边线最好与纬纱啮合，纬纱在管状覆盖件的圆周方向上延伸，然后绕所说锁边线打圈后返回。这样一种织物设计可方便地用插织造制出。
当使用锁边线时，锁边线的抗拉强度适宜在3到5牛顿的范围内，最好约为4牛顿。而锁边线的断裂延伸率适宜在15到25％的范围内，最好约为20％。
织物构造可方便地加以修改以便改变该片的机械性能。例如在一织物片的边上，可方便地增加纤维的密度借以增加这些边的强度。这一点将是有利的，例如当覆盖件边要被锚固到车架上时，或者作为另一个例子，当要提供增强边以便容易进行缝合或其他连结方法时。
作为另一种可能性，一块平的以织物为基的覆盖件可被卷绕在一个一般为瘦长的物品如气袋上，然后予以缝合，或在覆盖件被收缩前环绕可膨胀物固定在位。
在较优的实施例中，覆盖件的薄弱区及/或覆盖件上紧接薄弱区周围的部分与覆盖件的其余部分不同，具有不同的颜色或其他容易识别的标识。在一个实施例中，大部分覆盖件是一种颜色，而薄弱区及/或覆盖件上紧接薄弱区周围的部分是为一种颜色。这样可使薄弱区特别容易看见。这一点在安装覆盖件而需将薄弱区定在特定方向时将是有利的。例如，对于一个保护乘客的汽车气袋覆盖件来说，薄弱区应指向要被保护的乘客。当使用锁边线来连结以织物为基的覆盖件时，锁边线最好具有与织物其他纤维不同的颜色，及/或织物覆盖件上紧接锁边线的纤维也具有与织物其余部分不同的颜色，这样来形成容易看见的带或条，以便立即可以识别锁边线的位置。
就其他用途言，覆盖件最好一般为平面。对以织物为基的覆盖件来说，它们可以一开始就被制成平面的形式，或者它们可被制成一管状(用锁边线连结)，然后在一离开锁边线的点上沿纵向割开，这样来形成一个片，该片具有一条沿其长度延伸的薄弱线。
使锁边线与可收缩织物覆盖件的边互相啮合可以有多种可能的设计。一种连接织造织物的边的特佳布置是在一个无梭织带机的布边系统内采用锁边线的边连结，该布边系统可采用BS(英国标准)7141第一部，1991的图1中所示出的型式。该英国标准说明一种可用来将纬纱纤维保持在单一织造织物的布边上的锁线布边系统。对行家来说当然懂得如何使用这种布边锁线作为锁边线来连结两个对接的织造织物边上的起圈纬纱纤维。相当于所引用的BS锁线的锁边线的具体设计可在本说明书的附图中示出。另一种能使用的锁边线设计相当于上面引用的BS的图2中所示出的筒管式互锁锁线。由于要适宜地将两个对接的织物边连结起来，这根连结线必然要轮流通过第一织物边和第二织物边的边纬起圈。
用锁边线连结两条对接的织物边时，对接边可以有下列各种情况：(ⅰ)卷绕成管状单一织物片的纵长边；(ⅱ)两个或多个分离而互相邻接的织物片的边，(ⅲ)两个或多个原先分离但已用某些方法(最好是用机械穿透方法如缝合、钉住或铆住)固定在一起的织物片的边。
对于用锁边线连结的织造织物来说，最为适宜的材料如下：纬线-可热收缩的聚烯烃，例如收缩率为10X的高密度聚乙烯；经线-聚对苯二甲酸乙二醇酯；锁边线-聚烯烃，例如高密度聚乙烯，但其直径比织物纬线纤维的高密度聚乙烯小。
其他能使用的合适材料包括下列这些：尼龙；两烯酸树脂；芳族聚酰胺；聚丙烯；棉纱；羊毛；人造丝(再生纤维素)；醋酸纤维素；热解聚丙烯腈；碳纤维；西烯酸树脂的均聚物、改性聚合物或共聚物；氟聚合物；及玻璃纤维。
另一个能用的织物结构为具有可热收缩的纤维作为衬纬的导纬经编织物。在按照本发明的一个实施例中，该可热收缩纤维为直径约为0.4mm的HDPE，而在径向上的大部分针织毛圈为双股167Tex的Kevlar 29纤维(Dupont公司的商品名)并以单一纵行(线迹容量)的三股、16.7特的聚对苯二甲酸乙二醇酯作为薄弱线。在一特别适宜的实施例中，该结构被缝合或钉住在可膨胀物如气袋的周围。缝合时最好用Kevlar(五股、22特)的结实锁缝而使疵线为三股、16.7特的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
还有另外一个可用的织物结构为平的织造片。在平的织造片中，薄弱线可由将该平片缝合成管状的缝纫线来提供。断裂强度为10牛顿的双股、22特的Nomex(商品名)的单线链式线迹可被用来将平的织造片缝合成管状。
这里用的“特”(Tex)为国际标准化组织(I.S.O)规定的纺织股线、纱线、纤维等的线密度，等于以克计的1000米产品长度的重量。
当可收缩覆盖件为具有纤维成份和聚合物基层的复合覆盖件时，那么上面所说的关于单一聚合物可收缩覆盖件和关于织物的可收缩覆盖件的设计特点可结合起来应用以便提供所需的薄弱区。
织物的可收缩覆盖件或含有纤维或织物的复合覆盖件特别适宜用来作为气袋的可收缩覆盖件，因为这种覆盖件在收缩时特别能抗拒撕裂。
由于某些理由，可收缩覆盖件的抗撕裂强度特别重要。首先该覆盖件最好装在气袋或其他可膨胀物的周围，以便最好用热收缩将它压紧，因此重要的是在这收缩过程中不能过早地撕裂。其次，对于某些应用如某些气袋的应用，重要的是要将气袋锚固到车架上，使气袋在展开时不会飞到车厢内，因为这会伤害乘员。当提供一个能抗撕裂的覆盖件时，就可用机械的穿透固定装置和螺栓、铆钉、骑马钉或螺钉等通过气袋覆盖件方便地将它锚固在车架上。由于这些理由，因此织物的可收缩覆盖件或以纤维为基的可收缩覆盖件特别适宜，因为在用收缩(即对热收缩覆盖件进行热收缩)安装时，在织物上机械穿透固定装置周围出现的任何裂纹不会被传播开来。织物材料具有良好的抗撕裂能力，这是人所共知的。
将气袋和其覆盖件锚固在各个点上以免伤害乘员，这是很重要的。作为一个例子如设计用来保护前面乘客的侧向冲击气袋斜向越过前车门上的窗，这时可锚固在两个点上，即该气袋在被装入一般为管状的覆盖件时的两端。又如一个沿着车辆整个侧边长度而垂直地向下展开成为片状的气袋可连同其包裹覆盖件沿着车辆侧边锚固在其顶部的几个(例如四个到十个)点上。
在按照本发明的较优的以织物为基的覆盖件中，在织物制造时在管状覆盖件内可包括一条拉索，该拉索可方便地被用来将瘦长的可膨胀物拉入到管状覆盖件内。
如上所述，可收缩覆盖件最好收缩在气袋周围以便将它压紧。在该操作中，可收缩覆盖件的全部或只是部分可被收缩。对于热收缩覆盖件，最好只加热那些偏离薄弱区的部分。
现在举例说明本发明的实施例，其中：
图1为一侧向冲击汽车气袋的透视图；
图2a为图1中气袋被包裹在按照本发明的覆盖件内并用螺栓装到车框上的透视图；
图2b为一能用来代替图2a所示覆盖件的气袋覆盖件的透视图；
图3为从图2a所示的薄弱区取出的部分Ⅲ的放大图；
图4为一透视图示出图2a中气袋的膨胀和随之发生的图2a中包裹气袋的覆盖件的断裂；
图5为通过一个被按照本发明的产品包裹的前面冲击气袋的剖视图；及
图6为图5中所用包裹物件的平面图。
现在参阅附图，图1示出一个用来保护前座乘客的侧向冲击气袋1的典型设计。它一般在结构上为瘦长形(如图中点划线所示)，典型的尺寸约为1.2米长乘约为20厘米宽。气袋沿线3粘合以便形成分开的气道5。每一气道5都与一个气室7(未示出)连通。在发生意外时气体会立即释放到通道5内使气袋胀开。气袋1沿一侧还设有突缘7以便能方便地连结到车架上。设计用来沿着乘客车厢整个长度延伸的另外的侧向冲击气袋通常要大些，例如约为2.4米长乘约为50厘米宽。它们的设计在其他方面都与上述类似。
图2a示出图1中的气袋1被折叠成为手风琴的形状，并被一个按照本发明的可收缩的管形织物物件9包裹着。它在经线上为多丝的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，沿着管的纵向延伸，而在纬线上为可热收缩的高密度聚乙烯单丝纤维，一般沿着圆周延伸。可收缩纤维的恢复率约为8∶1到10∶1(X到10X)。在经线方向沿着管状物件9延伸的是一根由可收缩的高密度聚乙烯纱线构成的锁边线13。锁边线13与织物9的纬线纤维的互相啮合在图3中较详细地示出。
织物覆盖件9的经纱纤维中最靠近锁边线13的一条为了便于辨认已用标号11指出。锁边线13和/或经纱纤维11、和/或与经纱纤维11靠近的另外的经纱纤维可具有与织物其他纤维不同的颜色，以便使锁边线13所提供的薄弱区容易被看见。
织物物件9已被加热到收缩在气袋1的周围，将气袋压紧成手风琴的形状并使它保持该形状。一般来说，一旦被收缩，在覆盖件内还留有50-80％的未定的恢复，即如果允许自由恢复的话，该覆盖件还可恢复50到80％。包裹的气袋1用螺栓17固定在车架15的一部分上，螺栓17穿过包围气袋1的织物覆盖件9。织物上被螺栓17穿过的区域可用例如增加纤维密度的方法来增强。
图2b示出另一种由经纱锁边线13连结的织物片9″、9的平直构造。片9″、9的自由边14具有在经线、纵长方向1上数目增加的纤维。这样可使边缘区域14增强。如同图2a那样，最靠近锁边线13的经纱纤维用标号11指出。片9″、9可被卷绕成管状并且旋入车框15内的螺栓17穿过片9″、9的边缘区域14，其方式与图2a类似。边缘14在卷拢时可搭接在一起，或成为一个突缘从所形成的管向外或向内伸出。
制造图1和2a中较优设计的气袋覆盖件9的织物的性能如下：
织造设计纱线设定材料细度断裂延伸率断裂载荷(室温)
简单织造(管状)经纱在每一表面上8根/cm聚对苯二甲酸乙二醇酯(多丝)16.7tex 7股35％273N/cm在经线方向
纬纱在每一表面上5双导纬/cm HDPE(单丝)47tex 0.25mm直径20％178N/cm在纬线方向
图3为锁边线13与织物覆盖件9的纬纱纤维19互相啮合的放大图。所示互相啮合是在适宜用来连结两条织物边的BS7142中图2所示那种无梭织带机布边系统上作出的。在图3中，一般的经纱纤维用标号21指出，而最接近锁边线13的经纱纤维用标号11指出，如同图2a和2b那样。
图4为一概略的剖视图，示出在发生意外时气袋1从图2a的覆盖件9内展开的情况。气体被引入到气袋的气囊5内将它们膨胀，致使气袋的体积超过包容织物覆盖件9的体积。因此锁边线13被膨胀的气袋断裂而织物套的纵长边11被崩开。覆盖件9于是沿边缘11裂开使气袋1得以伸展到车辆内。气袋1仍然被螺栓17锚固在车架15上，因此可防止气袋在车内飞散而伤害乘客。
图5示出另一种布置，其中一个前冲击气袋1′被覆盖片9′保持着，覆盖片9′用螺栓25固定在车辆的部分23上和气室26的后部壳体24上。如图6所示，覆盖片9′设有上面说过的薄弱线27。覆盖片还设有多个孔眼29用来接纳螺栓25。织物覆盖片可类似图2b所示那样，用螺栓25穿过增强边14。
片9′可只在其一段31上加热以便装在气袋1′上而将气袋压紧。在安装时的恢复最好被限制为最大不超过5％，借以减少安装时片9′撕裂的危险。
在发生意外时，气体从气室26出来使气袋1′膨胀，于是盖片9′沿疵线27撕裂，气袋就可展开。