CN101506430B - 气囊用底布及气囊 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种气囊用底布，其质轻·柔软且收纳性高，可以满足空气遮蔽性、耐热性及阻燃性，在树脂覆盖膜与布帛的粘接性方面优良，难以引起网眼错移或脱线。该气囊用底布是合成纤维织物的至少一面被树脂覆盖了的气囊用底布，其特征在于，在该合成纤维织物的经纱与纬纱所交叉的交织部界面的总面积的85％以上都存在该树脂。
Description
技术领域
本发明涉及配备在车辆中而在车辆的碰撞事故时瞬间地膨胀以保护乘客的气囊，更具体来说，涉及一种使用涂覆有树脂的布帛的气囊，其在阻燃性、轻质性、触感及收纳性方面优良。
背景技术
近年来，开发出用于在各种交通工具，尤其是汽车的事故发生之时，确保乘客的安全的气囊装置，其有用性得到认同，正开始以非常高的比例配备在汽车中。该气囊装置由检测车辆的碰撞等的急剧减速状态的传感器、从传感器接收信号而产生高压气体的充气机、利用来自充气机的高压气体膨胀·展开而缓解施加给乘客的冲击的气囊、以及判断气囊装置是否正常地发挥作用的诊断电路构成。
作为该气囊中所用的材料有各种形态的材料，例如有在聚酰胺等高强力长纤维织物上进行了氯丁二烯橡胶等耐热性弹性体的涂覆处理的布帛材料。通过将耐热性弹性体涂布于布帛表面，来实现仅利用聚酰胺纤维布帛则不足的耐热性或阻燃性、空气遮蔽性等性能的提高。该涂覆处理对于防止布帛的网眼错移或脱线也起到很大的作用。
但是，通过对布帛实施涂覆处理，会使布帛材料硬化，难以紧凑地折叠，在收纳性方面存在问题。另外，为了满足耐热性或阻燃性、空气遮蔽性，布帛的单位面积的耐热性弹性体涂布量达到50g/m2以上，从而还有气囊的重量变大的问题。
为了消除此种问题，研究过抑制了耐热性弹性体的涂布量的气囊用底布，例如在日本专利第2853936号公报中，公开有具有如下特征的气囊，即，弹性体树脂相对于构成织物的织造用纱部(日文：織糸部)1.0，以3.0以上的膜厚比集中于织物网眼部中。但是，虽然对于收纳性来说得到改善，但是就树脂覆盖膜与织物的粘接性的方面而言不能说是充分的，另外，在设为20g/m2以下的低涂布量的情况下，在像这样树脂不均匀地存在的状态下，很难满足基于树脂覆盖而产生的阻燃性。
另外，在日本特开2004-124321号公报中，公开有如下特征的气囊用底布，是由纤维布帛制成的气囊用底布，该布帛的至少一面被树脂覆盖，并且构成该布帛的至少一部分的单纱被该树脂包围，而且构成该布帛的至少一部分的单纱未被该树脂包围。现实状况是，虽然在改善收纳性的同时，提高了树脂覆盖膜与织物的粘接性，然而不得不说，在基于树脂覆盖而产生的阻燃性的方面不够充分。
发明内容
本发明鉴于此种以往的气囊用底布的缺点，提供一种气囊用底布，其质轻·柔软且收纳性高，可以满足空气遮蔽性、耐热性及阻燃性，在树脂覆盖膜与布帛的粘接性方面优良，难以引起网眼错移或脱线，并提供其制造方法及由它制成的气囊。
本发明人为了解决上述的问题反复进行了深入研究，结果发现，在合成纤维织物的至少一面被树脂覆盖了的气囊用底布中，通过控制合成纤维织物上的树脂的分布状态，即使将树脂的涂布量设为极少量，也可以获得阻燃性、粘接性、空气遮蔽性优良并且难以引起网眼错移或脱线的气囊用底布，从而完成了本发明。
本发明之一是一种气囊用底布，是合成纤维织物的至少一面被树脂覆盖了的气囊用底布，其特征在于，在该合成纤维织物的经纱与纬纱相交叉的交织部界面的总面积的85％以上都存在该树脂。
本发明之二是上述的气囊用底布的制造方法，其特征在于，在于气囊用合成纤维织物的至少一面涂布树脂液，进行干燥，继而进行热处理来制造气囊用底布之际，在涂布该树脂液时使该树脂液也浸透该合成纤维织物的经纱与纬纱相交叉的交织部，对该合成纤维织物的经纱与纬纱相交叉的交织部界面的总面积的85％以上涂覆该树脂。
本发明之三是由上述的气囊用底布制成的气囊。
根据本发明，由于可以提供质轻·柔软且收纳性高；满足空气遮蔽性、耐热性及阻燃性；树脂覆盖膜与布帛的粘接性优良；难以引起网眼错移或脱线的气囊用底布及由它制成的气囊，因此可以有助于促进气囊的普及，另外可以实现由气囊装置的轻质化带来的汽车的低油耗化，从而也可以有助于保护地球环境。
附图说明
图1是表示在本发明的气囊用底布中树脂在去除经纱的交织部界面中以95％的面积比率分布的图。
图2是表示在依照以往技术的气囊用底布中树脂在去除经纱的交织部界面中以43％的面积比率分布的图。
图中，A及B为交织部界面。图1及图2的倍率为5倍。
具体实施方式
本发明的气囊用底布的特征在于，在将合成纤维织物的至少一面用树脂覆盖之际，使树脂不仅浸透该合成纤维织物的露出的表面部分，而且还浸透经纱与纬纱交叉的交织部，在将处于表面的经纱或纬纱去除时而初次显现的交织部界面中，该树脂以交织部界面的总面积的85％以上的面积比率分布。
这里所说的“交织部界面”是指织物的经纱与纬纱交叉而重合，经纱与纬纱所接触的部分。
交织部界面是在通常的织物的状态下未向表面露出的部分，是形成织物的经纱与纬纱所接触的部分，对于织物的机械的特性当然有很大的影响，本发明人等发现，通过在该交织部界面中分布足够量的树脂，即使树脂的总涂布量为极少量，也可以发挥出很高的阻燃性。在该交织部界面的树脂的面积比率不足85％的情况下，容易引起网眼错移，阻燃性或空气遮蔽性有可能变得不充分。
通过提高树脂的总涂布量可以提高合成纤维织物的机械的特性，提高阻燃性或空气遮蔽性，然而织物的重量当然就会变大，触感变差，柔软性也会受到损害。本发明在将树脂的涂布量设为20g/m2以下的情况下，尤其能够发挥其效果。
本发明中所说的合成纤维织物是指使用合成纤维纱条织成的织物。织物在机械强度方面优良，在可以减小厚度的方面优良。织物的组织没有特别限定，可以举出平纹组织、斜纹组织、缎纹组织及它们的变化组织、多轴向组织等。其中特别优选机械强度优良的平纹织物。
合成纤维纱条的种类没有特别限定，例如可以举出尼龙66、尼龙6、尼龙12、尼龙46等聚酰胺纤维；聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯纤维；聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃纤维；聚乙烯醇纤维；聚偏氯乙烯纤维；聚氯乙烯纤维；聚丙烯腈纤维；聚氨酯纤维；芳香族聚酰胺纤维；聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维等。其中，基于制造容易并且耐热性优良的理由，优选聚酰胺纤维及聚酯纤维，基于抗冲击性优良、热容量大的理由，更优选聚酰胺纤维。在这些合成纤维中，也可以含有耐热改善剂、防氧化剂、阻燃剂、防静电干扰剂等。
纱条的形态没有特别限定，例如可以举出长丝、短纤维纱、混纺纱、混合长丝、交捻纱线、螺旋纱等。其中，基于生产性、成本方面、机械强度方面优良，另外通过利用单纱的展开而容易获得低透气性的理由，优选无捻或弱捻的长丝。单纱(也称作单纤维)的截面形状没有特别限定，例如可以举出圆形、扁平形、三角形、长方形、平行四边形、空心、星形等。从生产性或成本的方面考虑优选圆截面，从由于可以减小布帛的厚度而使气囊的收纳性变得良好的方面考虑，优选扁平截面。
单纱强度优选为5.4g/dtex以上，更优选为7.0g/dtex以上。如果单纱强度小于5.4g/dtex，则有可能难以满足作为气囊的物理的特性。
纱条的总纤度优选为155～470dtex，更优选为235～470dtex。如果总纤度小于155dtex，则有可能难以维持布帛的强度。如果总纤度超过470dtex，则布帛的厚度增大，气囊的收纳性有可能变差。
作为本发明中所用的树脂，使用阻燃性高于布帛的涂覆树脂。通常来说，使用硅酮或氯丁二烯等耐热性弹性体状聚合物，然而尤其优选使用硅酮。这里所说的“硅酮”是指具有硅氧烷重复单元的弹性体状的聚合物。硅酮没有特别限定，例如可以举出二甲基硅酮橡胶、甲基乙烯基硅酮橡胶、甲基苯基硅酮橡胶、三甲基硅酮橡胶、氟硅酮橡胶、甲基硅酮树脂、甲基苯基硅酮树脂、甲基乙烯基硅酮树脂、醇酸改性硅酮树脂、环氧基改性硅酮树脂、丙烯酸改性硅酮树脂、聚酯改性硅酮树脂等。其中，基于在固化后具有橡胶弹性；强度、伸长率等方面优良；成本方面也有利的理由，优选使用甲基乙烯基硅酮橡胶等。
硅酮可以使用通常在市面上所售的材料。作为涂布用的硅酮液的类型，有无溶剂型、溶剂稀释型、水分散型等，都在市面上销售，可以用于本发明中。
本发明中，出于降低硅酮覆盖膜固化后的粘接性或加强硅酮覆盖膜等目的，也可以在硅酮中含有聚氨酯、丙烯酸系聚合物、聚酯等其他的高分子材料。另外，也可以含有固化剂、粘接改善剂、填充剂、加强剂、颜料、阻燃助剂等添加剂。
作为将合成纤维织物的至少一面用树脂覆盖的方法，可以使用将树脂以液状涂布的涂覆方式。尤其优选使用以下的所谓床式刮刀涂布(knife-on-bed)方式，即，在涂布用刮刀与台(底床)之间加入合成纤维织物的状态下进行涂覆。根据床式刮刀涂布方式，通过从合成纤维织物的表背两面施加适度的压力来促进树脂对交织部的浸透，很容易提高交织部界面中的树脂的面积比率。优选将刮刀与底床对合成纤维织物的夹持力设为0.5～4.0N/cm。这里所说的夹持力是用与合成纤维织物接触的刮刀的宽度除将刮刀向合成纤维织物推压的力的值。在夹持力小于0.5N/cm的情况下，树脂的涂布量有可能变得过多，使收纳性、柔软性受到损害，重量增大。如果夹持力超过4.0N/cm，则有可能在合成纤维织物的表面无法形成均匀的树脂覆盖膜。更优选的夹持力为1.0～3.0N/cm。作为其他的涂覆方式，也可以通过适当地调整进行涂覆之时的合成纤维织物的张力、刮刀的刀刃压力，使用浮刮方式来制造。
底床的材质没有特别限定，然而优选天然橡胶或合成树脂等具有适度的弹力的材料。尤其优选由能够容易地制成具有各种硬度的底床的聚氨酯树脂构成的。
刮刀优选金属制，如果考虑生锈难度或柔软性、磨损强度，则特别优选不锈钢。刮刀的形状没有特别限定，然而与合成纤维织物的接触部的刀刃的厚度优选为0.05～0.5mm，更优选为0.1～0.2mm。如果接触部的刀刃的厚度超过0.5mm，则即使增大夹持力，涂布量也有可能变得过多，使收纳性、柔软性受到损害，重量也会增大。在刀刃的厚度小于0.05mm的情况下，作为与合成纤维织物的接触部的头端的刀刃的强度不足，有可能产生折曲而使涂布量不均，或形成条纹、皱纹、斑点。
涂布后，通过依照常法进行干燥、热处理(通常为130～200℃)，就可以得到气囊底布。气囊底布中的树脂的量优选为20g/m2以下，特别优选为10～19g/m2。通过在此种很少的树脂量下在交织部界面的85％～100％中都存在树脂，就可以获得如下的气囊用底布及气囊，即，质轻·柔软且收纳性高，满足空气遮蔽性、耐热性及阻燃性，树脂覆盖膜与布帛的粘接性优良，难以引起网眼错移或脱线。
利用本发明的气囊底布的气囊的制造可以依照常法进行。
实施例
以下，利用实施例对本发明进行进一步详细说明。而且，实施例的各种评价是依照下述的方法测定的。
(1)交织部树脂夹杂率：是分布于气囊用底布的交织部界面中的树脂的面积比率。对于将气囊用底布的经纱或纬纱抽掉而露出的纬纱或经纱的交织部界面，从树脂的涂布面以反射电子像(组成像)拍摄。在拍摄中使用了株式会社日立High Technologies制扫描电子显微镜S-3000N。在反射电子像中，由于树脂附着面显现出更强的亮度，因此就可以与合成纤维面区分开。图1的A的部分是表示一个交织部界面的部分，在中央部的暗的部分不存在树脂。说明在其两侧树脂将纤维间全都填充。将一个交织部界面的面积设为100％，测定附着有树脂的部分相对于它的面积比率，设为交织部树脂夹杂率(％)。这里所说的附着有树脂的部分的面积是指图1的A中所示的交织部界面当中的、树脂将纤维间全都填充的部分的面积，即，从交织部界面的面积中减去在A的中央部所看到的不存在树脂的部分的面积的值。对经纱、纬纱分别测定5个部位，取其平均值。
(2)透气性：是评价气囊用底布的空气遮蔽性的量，依照JIS L 10968.27.1A法(Frazier法)进行测定。
(3)抗滑脱性：评价气囊用底布的网眼错移·脱线的产生容易度的程度。除了将测定试样的宽度变更为1cm而测定以外，依照的是JIS L10968.21.3挂针法(pin-hooking)。
(4)硬挺度：是评价气囊用底布的柔软性的量，依照JIS L 1096 8.19.1A法(45°悬臂法)进行测定。
(5)阻燃性：利用由FMVSS 302规定的方法测定燃烧速度[mm/min.]，以其进行评价。
[实施例1]
将圆截面的尼龙66纤维、470dtex/72长纱(filament)的纱作为经纱及纬纱进行织造，得到经纱和纬纱的织物密度都为46根/2.54cm的平纹组织的织物。然后将经纱和纬纱的织物密度都保持46根/2.54cm地对该织物利用常法进行了精练、热定形。然后，利用粘度为15000mPa·s的无溶剂系硅酮树脂，使用接触部的刀刃的厚度为0.1mm的不锈钢制刮刀和聚氨酯制底床，以夹持力2.5N/cm推压而进行了涂覆。其后使用拉幅针板干燥机，以180℃、60秒进行热处理，得到了树脂涂布量为12g/m2的气囊用底布。所得的气囊用底布在经纱与纬纱所交叉的交织部界面中，树脂所占的面积比率为95％，虽然是12g/m2的低涂布量，但是阻燃性、抗滑脱性、柔软性、空气遮蔽性优良。
[实施例2]
除了使用了与在实施例1中进行了织造、精练、热定形的织物相同的织物，使用接触部的刀刃的厚度为0.2mm的不锈钢制刮刀，将夹持力设为0.6N/cm以外，利用与实施例1相同的条件进行了涂覆。其后的热处理也是与实施例1相同的条件。
如此得到的气囊用底布的树脂涂布量为18g/m2，在经纱与纬纱所交叉的交织部界面中，树脂所占的面积比率为100％。该气囊用底布在阻燃性、抗滑脱性、柔软性、空气遮蔽性方面优良。
[实施例3]
将圆截面的尼龙66纤维、470dtex/72长纱的纱作为经纱及纬纱进行织造，得到经纱和纬纱的织物密度都为53根/2.54cm的平纹组织的织物。然后将经纱和纬纱的织物密度都保持53根/2.54cm地对该织物进行了热定形。然后，利用粘度为15000mPa·s的无溶剂系硅酮树脂，使用接触部的刀刃的厚度为0.1mm的不锈钢制刮刀和聚氨酯制底床，以夹持力2.5N/cm推压而进行了涂覆。其后使用拉幅针板干燥机，以180℃、60秒进行热处理，得到了树脂涂布量为15g/m2的气囊用底布。所得的气囊用底布在经纱与纬纱所交叉的交织部界面中，树脂所占的面积比率为89％，虽然是15g/m2的低涂布量，但是阻燃性、抗滑脱性、柔软性·空气遮蔽性优良。
[比较例1]
将圆截面的尼龙66纤维、470dtex/72长纱的纱作为经纱及纬纱进行织造，得到经纱和纬纱的织物密度都为46根/2.54cm的平纹组织的织物。然后将经纱和纬纱的织物密度都保持46根/2.54cm地对该织物利用常法进行了精练、热定形。然后，利用粘度为15000mPa·s的无溶剂系硅酮树脂，使用接触部的刀刃的厚度为0.1mm的不锈钢制刮刀和聚氨酯制底床，以夹持力6.0N/cm推压而进行了涂覆。其后使用拉幅针板干燥机，以180℃、60秒进行热处理，得到了树脂涂布量为12g/m2的气囊用底布。所得的气囊用底布在经纱与纬纱所交叉的交织部界面中，树脂所占的面积比率为83％。该气囊用底布虽然在空气遮蔽性方面优良，然而阻燃性、抗滑脱性差。
[比较例2]
使用与在实施例1中进行了织造、精练、热定形的织物相同的织物，使用接触部的刀刃的厚度为0.1mm的不锈钢制刮刀，利用浮刮方式进行了涂覆。所使用的树脂是粘度为15000mPa·s的无溶剂系硅酮树脂。其后，在与实施例1相同的条件下实施热处理，得到树脂涂布量为12g/m2的气囊用底布。所得的气囊用底布在经纱与纬纱所交叉的交织部界面中，树脂所占的面积比率为77％。该气囊用底布虽然在空气遮蔽性、阻燃性方面优良，然而抗滑脱性差。
[比较例3]
使用与在实施例1中进行了织造、精练、热定形的织物相同的织物，利用在辊子上穿过织物而以任意的间隙宽度固定的刮刀，以辊式刮刀涂布(knife-on-roll)方式进行了涂覆。所使用的树脂是粘度为15000mPa·s的溶剂系硅酮树脂，刮刀是通常被称作J刀的刀具，接触部的刀刃的厚度为10mm。其后，在与实施例1相同的条件下实施热处理，得到树脂涂布量为20g/m2的气囊用底布。所得的气囊用底布在经纱与纬纱所交叉的交织部界面中，树脂所占的面积比率为43％。该气囊用底布虽然在柔软性、空气遮蔽性方面优良，然而阻燃性和抗滑脱性差。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | |
| 总纤度[dtex] | 470 | 470 | 470 | 470 | 470 | 470 |
| 长纱数[根] | 72 | 72 | 72 | 72 | 72 | 72 |
| 织物密度经/纬[根/2.54cm] | 46/46 | 46/46 | 53/53 | 46/46 | 46/46 | 46/46 |
| 树脂涂布量[g/m2] | 12 | 18 | 15 | 12 | 12 | 20 |
| 交织部树脂夹杂率[％] | 95 | 100 | 89 | 83 | 77 | 43 |
| 透气性[cc/cm2/sec] | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 抗滑脱性经/纬[N] | 51.6/41.2 | 43.4/46.4 | 76.1/75.8 | 19.6/17.3 | 35.9/34.6 | 35.9/43.2 |
| 硬挺度经/纬[mm] | 69/87 | 79/99 | 70/78 | 65/82 | 67/84 | 64/89 |
| 阻燃性[mm/min] | 65.8 | 67.1 | 51.2 | 144.2 | 72.6 | 129.2 |
Claims (6)
1.一种气囊用底布，其是合成纤维织物的至少一面被树脂覆盖了的气囊用底布，其特征在于，在该合成纤维织物的经纱与纬纱相交叉的交织部界面的总面积的85％以上都存在该树脂，所述树脂的涂布量为20g/m2以下。
2.根据权利要求1所述的气囊用底布，其特征在于，树脂为耐热性弹性体。
3.根据权利要求2所述的气囊用底布，其特征在于，耐热性弹性体为硅酮。
4.一种权利要求1所述的气囊用底布的制造方法，其特征在于，在于气囊用合成纤维织物的至少一面涂布树脂液，进行干燥，而后进行热处理来制造气囊用底布之际，在涂布该树脂液时使该树脂液也浸透该合成纤维织物的经纱与纬纱相交叉的交织部，对该合成纤维织物的经纱与纬纱相交叉的交织部界面的总面积的85％以上赋予该树脂，所述树脂的涂布量为20g/m2以下。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，作为树脂的覆盖方法使用床式刮刀涂布方式，在刮刀与底床对合成纤维织物的夹持力为0.5～4.0N/cm的条件下涂布树脂液。
6.一种由权利要求1～3中任一项所述的气囊用底布所制成的气囊。
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