JP2004091942A

JP2004091942A - エアバッグ用基布およびエアバッグ

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Publication number: JP2004091942A
Application number: JP2002251329A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Morimoto; 森本　厚志; Tomomichi Fujiyama; 藤山　友道; Masao Seki; 関　昌夫
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】エアバッグとしての低通気性、収納性、かつ折畳み癖付き性に優れたエアバッグ用基布およびエアバッグを提供する。
【解決手段】合成繊維織物からなるノンコートエアバッグにおいて、織物を構成している織糸の単糸は、横断面のアスペクト比が１．５〜６の範囲内にある扁平糸であり、その織物のＫＥＳ−ＦＢ２−Ｓにより測定した曲げヒステリシスは、織物の経糸方向の曲げと緯糸方向の曲げとの平均で、５×１０^−３〜３×１０^−２Ｎ・ｃｍ／ｃｍの範囲内にあることを特徴とする。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両にあって衝突等の衝撃から乗員を保護するエアバッグに関するものであり、さらに詳しくは、エアバッグとして収納性および低通気性に優れ、とりわけ折畳み癖付き性に優れたノンコートエアバッグ用基布およびノンコートエアバッグに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エアバッグは、一般に、自動車等の車両のステアリングホイールの中央部やインストルメントパネル内に配された収納部に折畳まれた状態で収納され、車両衝突時に、インフレータの発するガスにより車両室内に展開膨脹して乗員を受け止めるものである。そのようなエアバッグにおいては、通気性が低いことや限られたスペース内にコンパクトに収納されることが望まれている。また、そのようなエアバッグを折り畳む収納作業性が高いことも望まれている。
【０００３】
そのようなエアバッグには、従来、繊度が３３０〜１，１００ｄｔｅｘのナイロン６６またはナイロン６マルチフィラメント糸の平織物にクロロプレンやシリコーン等のエラストマー樹脂を塗布することによって、エアバッグとして要求される耐熱性、耐寒性、難燃性、空気遮断性等の特性を向上させた基布が使われている。しかしながら、クロロプレンエラストマー樹脂を用いるものにあっては、上述した特性を満足するためには塗布量を９０〜１２０ｇ／ｍ^２程度としなければならず、厚くなって収納性が悪くなるという問題がある。耐熱性や耐寒性により優れるシリコーンエラストマー樹脂を用いるものにあっては、塗布量を４０〜６０ｇ／ｍ^２程度に低くでき、クロロプレンエラストマー樹脂を用いるものよりも軽量、コンパクトにできるものの、なお十分であるとはいえない。またコート基布は、コーティング層のゴム弾性により折り畳み癖がつきにくく、エアバッグの折り畳み収納作業性が低いという問題がある。
【０００４】
そこで、近年、このような問題点を解消するためにノンコート基布を使用したエアバッグが注目されてきた。その対応技術として、ナイロン６・６、ナイロン６などのポリアミド繊維織物あるいはポリエステル系繊維織物から構成される高密度ノンコートエアバッグの検討が進められている。しかし、上記はいずれも通常の丸断面の糸を用いた基布を意識したものであり、これら丸断面糸を用いた基布の場合、単糸繊度を細くすることで柔軟性、収納性はある程度改善されるものの、エアバッグの通気性を考慮すると基布を高密度に織る必要があり、目付が増えた結果、基布の柔軟性はほとんど改善されず、収納性が満足できるものではなかった。さらに、柔軟性を向上させるためにカレンダー加工や化学収縮による方法が行われているが、このような加工であると基布に皺が入り、品位面で問題が生じることや、コスト的にも安価なエアバッグを製造することができなくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来の技術の上述した問題点を解決し、低通気性と優れた収納性を有し、しかも、折畳み癖付き性に優れたノンコートエアバッグを構成することができるノンコートエアバッグ用基布を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するための本発明は、合成繊維織物からなるノンコートエアバッグにおいて、織物を構成している織糸の単糸は、横断面のアスペクト比が１．５〜６の範囲内にある扁平糸であり、その織物のＫＥＳ−ＦＢ２−Ｓにより測定した曲げヒステリシスは、織物の経糸方向の曲げと緯糸方向の曲げとの平均で、５×１０^−３〜３×１０^−２Ｎ・ｃｍ／ｃｍの範囲内にあることを特徴とするものである。ここで、アスペクト比は、単糸の横断面をみたときの長径と短径の比として表される。曲げヒステリシスの測定はＫＥＳ−ＦＢ２−Ｓにより測定し、布の低荷重域での基本的な力学特性と表面特性を測定するシステムであるＫＥＳ（Ｋａｗａｂａｔａ　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）における曲げ特性に関するものである。その測定は以下の手法による。すなわち、１ｃｍ間隔のチャックに試料（試料の長さは、１０ｃｍとする。）を把持し、一方のチャックを移動させて、曲率Ｋ＝−２．５〜＋２．５ｃｍ^−１の範囲内で等速度曲率の純曲げを行い、試料の単位長さ当りの曲げモーメントＭ（Ｎ・ｃｍ／ｃｍ）を計測して、曲率Ｋ＝０．５〜１．５および−０．５〜−１．５の範囲における曲げモーメントＭのヒステリシス幅２ＨＢの平均値を求める。これを、試料の直交する２方向の曲げ、本発明においては、基布の経糸方向の曲げと緯糸方向の曲げの双方で測定し、両者の平均を計算する。ここで、基布の経糸方向の曲げとは、経糸が曲がる方向に曲げることをいう。このノンコートエアバッグ用基布によれば、曲げヒステリシスが５×１０^−３Ｎ・ｃｍ／ｃｍ以上であることから、折畳み癖が付き易く、従って、エアバッグの折畳み作業及び収納作業が容易になり、曲げヒステリシスが３×１０^−２Ｎ・ｃｍ／ｃｍ以下であることから、エアバッグの展開時には開きやすい。
【０００７】
上記の織糸は、繊度が１３０〜７００ｄｔｅｘの範囲内にあることが好ましい。また、織糸を構成する単糸は、繊度が２〜７ｄｔｅｘの範囲内にあることが好ましい。
【０００８】
織糸は、引張強度が６．５〜９ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲内にあり、伸度が１２〜３５％の範囲内にあることが好ましい。カバーファクターは１，８００〜２，１５０の範囲内にあることが好ましい。ここで、カバーファクターとは、経糸繊度をＤ１（ｄｔｅｘ）、経糸密度をＮ１（本／２．５４ｃｍ）とし、緯糸繊度をＤ２（ｄｔｅｘ）、緯糸密度をＮ２（本／２．５４ｃｍ）とすると（Ｄ１×０．９）^１／２×Ｎ１＋（Ｄ２×０．９）^１／２×Ｎ２で表される。
【０００９】
本発明のノンコートエアバッグ用基布は、引張強力が少なくとも４００Ｎ／ｃｍであり、引裂強力が少なくとも１００Ｎであることが好ましい。ここで、ノンコートエアバッグ用基布の引張強力および引裂強力はそれぞれＪＩＳ　Ｌ　１０９６（８．１２．１Ａ法）、ＪＩＳ　Ｌ　１０９６（８．１５．２Ａ−２法）に準じて測定した経方向と緯方向との平均値である。
【００１０】
また、本発明のノンコートエアバッグ用基布は、通気度が０．１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ以下であることが好ましい。ここで、通気度とは、ＪＩＳ　Ｌ　１０９６（８．２７．１Ａ法）に規定される方法で測定したものである。
【００１１】
また、本発明は、上記のいずれかに記載のノンコートエアバッグ用基布を有するノンコートエアバッグを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のノンコートエアバッグ用基布において、合成繊維としては、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維、レーヨン繊維、ポリサルホン系繊維、超高分子量ポリエチレン繊維等が用いられる。ポリアミド繊維とは、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ナイロン４６や、ナイロン６とナイロン６６の共重合ポリアミド繊維、ナイロン６にポリアルキレングリコール、ジカルボン酸、アミン等を共重合させた共重合ポリアミド繊維等である。また、ポリエステル繊維とは、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維等である。ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートに酸成分としてイソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸や、アジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸を共重合させた共重合ポリエステル繊維であってもよい。なかでも、大量生産性やコスト性に優れたポリアミド繊維やポリエチレンテレフタレート繊維が好ましい。ナイロン６繊維、ナイロン６６繊維は耐衝撃性に特に優れており、好ましい。なお、上述した合成繊維は、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、平滑剤、帯電防止剤、可塑剤、増粘剤、顔料、難燃剤等の添加剤を含んでいてもよい。
【００１３】
織糸は、総繊度が１３０〜７００ｄｔｅｘの範囲内にあるのが好ましい。より好ましい範囲は、２００〜５５０ｄｔｅｘである。総繊度が１３０ｄｔｅｘ未満では、ノンコートエアバッグ基布としての引張強力や引裂強力といった物理的特性が十分でなくなることがある。また、総繊度が大きくなるほど嵩高になり、エアバッグとしたときの収納性の低下や重量の増大につながるので、７００ｄｔｅｘまでとするのが好ましい。
【００１４】
また、織糸を構成する単糸の単糸繊度は、２〜７ｄｔｅｘの範囲内にあるのが好ましい。より好ましい範囲は、３〜５ｄｔｅｘである。７ｄｔｅｘよりも太くなると、総繊度を抑えても収納性がそれほど改善されない。また、２ｄｔｅｘ未満と細いものは、紡糸自体が困難であり、糸の生産性の点から好ましくない。
【００１５】
本発明において、織糸を構成する単糸は、横断面形状がアスペクト比１．５〜６の範囲内にある楕円形等の形状を有する扁平断面糸を選択、使用する。好ましいのはアスペクト比２〜５の範囲である。このような扁平断面糸の使用は、基布の表面を平滑にするとともに、厚みを薄くしてエアバッグを軽量、コンパクトにするのに有効である。また、織物を構成する織糸（マルチフィラメント）中の単糸間の隙間が、アスペクト比が１である丸断面糸を用いた織物よりも少なくなるので、樹脂加工等の繁雑な工程を付与しなくても低通気性の織物が得られる。アスペクト比が１．５未満であると、織物としたときに、その横断面でみた単糸の姿勢、すなわち、長径の方向や短径の方向が揃いにくくなり、空隙が必ずしも小さくならない。一方、アスペクト比が６を超えると製糸性や製織性が悪化する。扁平断面糸は通常は楕円形であるが、アスペクト比１．５〜６を満足するならば、楕円形以外の形状であってもよい。たとえば、長方形、菱形、繭形のような左右対称形は勿論、左右非対称形でもよく、あるいは、それらの組み合わせ形でもよく、さらに、上記を基本形として突起や凹み、あるいは部分的に中空部があってもよい。
【００１６】
また、織物を構成する織糸は無撚り糸であることが好ましい。無撚り糸であると基布を構成したとき、織糸の糸幅が増大することで、低通気性に有利に働く。
【００１７】
織糸は、また、引張強度が６．５〜９ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲内、好ましくは７〜８．５ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲内にあり、伸度は１２〜３５％の範囲内、好ましくは１８〜３０％の範囲内にあるものがよい。これらの強度特性および伸度特性を有する織糸を選択、使用することにより、上述の繊度構成においてノンコートエアバッグ用基布に要求される物理的特性、とりわけ衝撃強度、引裂強度、引張強度をより向上させることができる。
【００１８】
さて、上述した糸を用い、ウォータジェットルームやエアジェットルーム、レピア織機等を用いて製織し、基布を得る。この時に製織時のタテ糸張力は２００ｃＮ／本より大きいと、タテ糸のクリンプが小さくなり、低通気性の面ではよいが、タテ糸方向の柔軟性が損なわれることや製織性が悪化することから好ましくない。タテ糸張力が、２００ｃＮ／本以下であれば、より高ければ高いほど（より２００ｃＮ／本に近いほど）、扁平単糸が水平方向へ向き、より平滑性が増すのでよい。基布構造としては、平織、綾織、朱子織やこれらの変化織、多軸織等、いずれも採り得るが、引張強力や引裂強力といった物理的特性に優れるという点から平織物とするのが好ましい。
【００１９】
また、ノンコートエアバッグ用基布のカバーファクターは１，８００〜２，１５０であることが好ましい。このカバーファクターが１，８００より小さいと布の物理的特性が低下する傾向がある。また、カバーファクターが２，１５０より大きいと基布が硬くなり、収納性が悪くなる傾向がある。
【００２０】
また、本発明のノンコートエアバッグ用基布を構成する織物の曲げヒステリシスについては、５×１０^−３Ｎ・ｃｍ／ｃｍ以上であることが重要である。好ましくは６×１０^−３Ｎ・ｃｍ／ｃｍ以上である。５×１０^−３Ｎ・ｃｍ／ｃｍより小さいと、エアバッグの折畳み作業性およびケースへの収納作業性が低くなる。
【００２１】
曲げヒステリシスを特定な範囲になるように制御する方法としては、低密度織物の表面に織布の凹凸に沿って樹脂被膜を形成させるような樹脂加工やカレンダー加工が一般的には考えられるが、これらの加工を適用すると、たとえば、引裂強力の低下といった強力面で問題が生ずるだけでなく、加工工程が繁雑になりコスト面でも不利になることから、好ましくない。そこで、強力低下もなく、コスト面でも不利にならずに織物の曲げヒステリシスを特定な範囲になるように制御する方法としては、断面形状のアスペクト比が１．５〜６の範囲内にある単糸を有する合成繊維マルチフィラメント糸を織糸に用い、織り工程での糸張力を適宜調整することにより、アスペクト比が１の丸断面糸を用いた織物よりも、製織後の織糸断面を扁平化させることが効果的である。
【００２２】
本発明のノンコートエアバッグ用基布の特性としては、引張強力が好ましくは４００Ｎ／ｃｍ以上、さらに好ましくは５００Ｎ／ｃｍ以上、引裂強力が好ましくは１００Ｎ以上、さらに好ましくは１５０Ｎ以上である。
【００２３】
また、通気度については、ＪＩＳ　Ｌ　１０９６（８．２７．１Ａ法）に規定される方法で測定し０．１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ以下であることが好ましい。通気度が０．１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃより大きいと、エアバッグが展開する際にバッグを構成する基布からガスが漏れ、内圧が低くなるとともに、ガスが顔面に接触するとそのガスは高温であることから乗員が火傷をする恐れがある。
【００２４】
また、ノンコートエアバッグ基布の収納性は、１０Ｎ荷重時のバッグの厚さが４０ｍｍ以下であるという条件を満足するものが好ましい。４０ｍｍより大きいと、折り畳んだバッグのボリュームが大きいということからコンパクトにバッグを収納しにくくなる。
【００２５】
ノンコートエアバッグ用基布の収納性は、６０Ｌ容量のエアバッグを１５０×１５０ｍｍになるようまず左右からそれぞれ４回蛇腹に折り畳んだ後、上下から４回蛇腹に折り畳み、その折り畳んだバッグに１０Ｎの荷重をかけ、その時のバッグ厚さを測定して評価したものである。
【００２６】
また、かかるノンコートエアバッグ用基布を用いたノンコートエアバッグは、運転席用エアバッグ、助手席用エアバッグ、後部座席用エアバッグ、側面衝突用エアバッグ、およびカーテンエアバッグなどに使用することができる。
【００２７】
【実施例】
次に本発明を実施例と比較例により具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
〔実施例１〜５、比較例１〜４〕
エクストルーダ型紡糸機を用い、２５℃での９８％硫酸相対粘度３．７のナイロン６６チップを２９５℃で溶融紡糸した。各紡糸機とも口金は扁平率、形状および孔数のそれぞれ異なる口金を用い、この口金を擁する紡糸パックから糸条を紡出し、直接紡糸延伸プロセスでエアバッグ原糸４７０ｄｔｅｘ、３５０ｄｔｅｘおよび２３５ｄｔｅｘの糸条を製糸した。
【００２８】
その織糸を無撚りで用いて、タテ糸張力を１７０ｃＮ／本に調整し、ウォータージェットルームにて平織物を製織した。次いで得られた織物をピンテンター式熱処理機にて、該織物を表１記載の織密度になるように１６０℃で３０秒間熱セットし、ノンコートエアバッグ用基布を得た。
【００２９】
しかる後、そのエアバッグ用基布から直径７２５ｍｍの円状布２枚を打ち抜き法にて裁断し、一方の円状布の中央に、同一布からなる直径２００ｍｍの円状補強布を３枚積層して、直径１１０ｍｍ、１４５ｍｍ、１７５ｍｍ線上を上下糸ともナイロン６・６繊維の１４００ｄｔｅｘの縫糸で、本縫いによるミシン縫製し、直径９０ｍｍの孔を設け、インフレータ取り付け口とした。さらに中心部よりバイアス方向に、２５５ｍｍの位置に、相反して、同一布からなる直径７５ｍｍの円状補強布を１枚当て、直径５０ｍｍ、６０ｍｍの線上を、上下糸とも、ナイロン６・６繊維の１４００ｄｔｅｘの縫糸で、本縫いによるミシン縫製し、直径４０ｍｍの孔を設けたベントホールを２カ所設置した。
【００３０】
次いで、この円状布の補強布側を外にし、他方の円状布と経軸を４５度ずらして重ね合わせ、直径７００ｍｍ、７１０ｍｍの円周上を上下糸とも、ナイロン６・６繊維の１４００ｄｔｅｘの縫糸で、二重環縫いによるミシン縫製した後、袋体を裏返し、６０Ｌ容量のノンコートエアバッグを作成した。
【００３１】
表１より明らかなように、実施例１〜５のものは、比較例１〜４のものに比較し、エアバッグとしての低通気性、収納性、かつ折畳み癖付き性に優れ、エアバッグ用基布として優れていることがわかる。
【００３２】
【表１】

【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、エアバッグとしての低通気性、収納性、かつ折畳み癖付き性に優れたエアバッグ用基布を提供することができる。

Claims

合成繊維織物からなるノンコートエアバッグにおいて、織物を構成している織糸の単糸は、横断面のアスペクト比が１．５〜６の範囲内にある扁平糸であり、その織物のＫＥＳ−ＦＢ２−Ｓにより測定した曲げヒステリシスは、織物の経糸方向の曲げと緯糸方向の曲げとの平均で、５×１０^−３〜３×１０^−２Ｎ・ｃｍ／ｃｍの範囲内にあることを特徴とするノンコートエアバッグ用基布。
織糸は、総繊度が１３０〜７００ｄｔｅｘの範囲内にある、請求項１に記載のノンコートエアバッグ用基布。
織糸を構成する単糸は、繊度が２〜７ｄｔｅｘの範囲内にある、請求項１または２に記載のノンコートエアバッグ用基布。
織糸は、引張強度が６．５〜９ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲内にあり、伸度が１２〜３５％の範囲内にある、請求項１〜３のいずれかに記載のノンコートエアバッグ用基布。
カバーファクターが１，８００〜２，１５０の範囲内にある、請求項１〜４のいずれかに記載のノンコートエアバッグ用基布。
引張強力が少なくとも４００Ｎ／ｃｍであり、引裂強力が少なくとも１００Ｎである、請求項１〜５のいずれかに記載のノンコートエアバッグ用基布。
通気度が０．１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ以下である、請求項１〜６のいずれかに記載のノンコートエアバッグ用基布。
請求項１〜７のいずれかに記載のノンコートエアバッグ用基布を有するエアバッグ。