JP3815670B2

JP3815670B2 - Airbag base fabric

Info

Publication number: JP3815670B2
Application number: JP2001315780A
Authority: JP
Inventors: 秀夫竹内
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2001-10-12
Filing date: 2001-10-12
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2021-10-12
Also published as: JP2003119643A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエアバッグ用基布に関する。さらに詳しくは、低い通気性、剛軟性、軽量性を兼ね備えたエアバッグ用基布に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エアバッグは、自動車の乗員保護用安全装置として、近年その普及が著しく広がっている。
【０００３】
エアバッグ用基布に対する要求項目としては、まず第一に、衝撃時にスムーズに膨脹するだけの低い気体透過性ならびに機械的強度を有することが必要である。さらに、膨脹時に人体、特に顔面を擦過などで傷つけないことや、コンパクトに収納できること、さらには、長期間車体に設置している間の寸法変化がないことなども必要である。
【０００４】
現在開発されている代表的なエアバック用基布は、単糸繊度４ｄ〜７ｄ、総繊度４００Ｄ〜１０００Ｄの丸断面をしたナイロン糸条で構成された基布や、さらにこれらにクロロプレンやシリコンなどの樹脂をコーティングしたもの（以下コート品と称する。）が使われている。しかしながら、樹脂でコーティングしたものは４００ｄ以上の太い糸を使うために機械的特性は維持され、またコーティングにより通気性などには効果を発揮するが、剛軟性、軽量性については十分改良されたものはない。
【０００５】
しかるに最近では、軽量・コンパクト性・コストをより意識して、布帛表面に樹脂をコーティングしない布帛も提案されている。しかしながら、樹脂をコーティングせずに気体の通気性を抑えるためには、布帛を高密度に織る必要があり、目付けが増えた結果、布帛の柔軟性はほとんど改善されない。
【０００６】
一方、前記[０００４]の問題点を解決するために、すなわち十分に低い通気性を維持ために例えば特開平１０−１９４０６３号公報には、３１５ｄにシリコンコートをして布帛の柔軟性を高めることが記載されている。しかし、まだ、単糸繊度も４．４ｄと太く、経緯方向の剛軟度の差もあり、収納性など十分とはいえるものでなかった。
【０００７】
一方、前記[０００５]の問題点を解決するために、すなわち十分に低い通気性を維持し、かつ布帛の柔軟性を高めるために、布帛を構成する繊維の単糸繊度をより細くする方法が考えられ、実際に数多く提案されている。
【０００８】
例えば特開昭６４−４１４３８号公報には、おりたたみ性を重視し、単糸繊度３ｄ以下の繊維よりなるエアバッグ用基布が提案されている。
【０００９】
また、特開平４−２８３５号公報には、ポリエチレンテレフタレートより構成されたノンコートのエアバッグ用基布が、軽量で薄いという特徴のもと通気量が０．５cm³/sec/ cm²以下、６５０ｐｓｉ以上の破裂強度、３００ポンドの引張強度、４０ポンドの台形片引裂強度を有する織布が提案されている。
【００１０】
さらに、特開平４−２１４４３７号公報においては、ポリエチレンテレフタレートなる４ｄｔｅｘ以下、総繊度２５０〜４００ｄｔｅｘのノンコート布帛が提案されている。
【００１１】
しかしながら、上述の提案はいずれもノンコートタイプであり、コートすることの効果としての通気性と経緯方向の均一性な剛軟性の両方を兼ね備えた基布にはなっていない。またこれらの糸は、通常の丸断面の糸を意識したものであり、異形断面糸の使用は未だ試みられていない。
【００１２】
これら丸断面糸の場合は、単糸繊度を細くすることで柔軟性はある程度改善されるものの、通気性を考慮するとある程度の布帛厚みが必要となり、重量的にはほとんど改善されない結果となる。
【００１３】
また、単純に単糸繊度を小さくする方法では、一般に紡糸・製織時に毛羽・糸切れを発生しやすいという問題が生じる。特にエアバッグの分野においては、コストの面から、製織時に糊付けや撚りを施すことを行わないため、上記問題点が非常に大きなトラブルの原因となってくる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記の従来の技術における問題点を解決し、コートタイプのエアバッグ用基布において、機械的特性はもちろんのこと、低い気体透過性と優れた剛軟性を有し、かつ布帛全体の軽量化および経緯方向の剛軟度の差を小さくし、その結果、収納性、衝撃時衝突エネルギー軽減を可能としたエアバッグ用基布を提供するものである。
【００１５】
【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に、本発明のエアバッグ用基布は、単糸断面の偏平度が１より大きくかつ１．４以下の異形断面糸であるフィラメントであって強度７．５ｇ／ｄ以上、伸度１２．０％以上の特性を有するフィラメントを用いて製織された基布に樹脂を塗工量１〜７ｇ／ｍ^２でコーティングしたエアバッグ用基布であって、コーティング後のエアバッグ用基布の経緯方向の剛軟度の差が１０％以下であることを特徴とする。
【００１６】
本発明のエアバック用基布は、さらに、その構成フィラメント糸が、総繊度１５０Ｄ以上５００Ｄ以下、単糸繊度０．１ｄ以上７．０ｄ以下のマルチフィラメントであること、布帛の１．２７ｃｍの圧力降下での通気量が１．２ｃｍ^３／ｓｅｃ／ｃｍ^２以下であること、また、ポリアミドフィラメントであることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明の最大の特徴は、エアバッグ用基布を構成するフィラメントの単糸断面が、通常の丸断面ではなく特定の偏平度を有する異形断面であることにある。一定以上の偏平率を有する異形断面糸（以下、単に偏平糸という）を用いると、織物としたときに単糸断面の長径が織物平面上で該平面に平行に配置されることになる。その結果、織物の厚み方向に対して単位表面積あたりの隙間が減少し、同等繊度の丸断面を使用し織り密度が同等である場合に比較し、通気量が抑制されることになる。また、同等の通気量に設計しようとすると総繊度を減少させることが可能となり、厚みの薄い軽量な基布とすることができるのである。
【００１８】
本発明における単糸断面の偏平度とは、単糸断面形状を楕円に近似した際、その長径と短径の比で定義する。その断面は厳密に楕円である必要はなく、全体の偏平性に影響を与えない範囲で一部に突起や窪みを有していても差し支えない。このような場合にもその全体の外形を損ねないような楕円に近似し、偏平度を算出すればよい。
【００１９】
本発明の効果を得るためには、上記偏平度が３．５以下、より好ましくは２．５以下であることが必要である。特に断面としては楕円形が好ましい。３．５以上であると、例え偏平断面であっても、織物としたときに単糸断面はランダムに位置しがちとなり、布帛厚み方向の空隙が大きくなる。また、長径どうし、短径どうしが同一方向に向く確率も小さくなってしまう。従って、本発明の、通気量軽減や軽量化といった効果が得られなくなる。一方、偏平度が３．５を越えてあまりにも大きくなり過ぎると、製糸性、製織性が悪化し、ケバ等も生じやすくなり好ましくない。また、紡糸工程でのノズルの管理も複雑なものとなる。
【００２０】
本発明の如く偏平度が１より大きくかつ３．５以下であれば、偏平度１即ち丸断面よりも繊維外周が大きくなり、表面積が増加し、同じコート液を塗布したとしても、塗布された樹脂層の厚みを小さくすることが可能となり、より柔軟性を維持するとともに剛軟度が増加する。さらに驚くべきことに、経緯方向の剛軟度もほぼ等しくなり、その差は経／緯の差として１０％以下となり、より収納性が向上する。
【００２１】
図１に本発明における代表的な異形断面の例を記載する。もちろん、これらは代表例であって何等これに制限されるものではない。図１のａは長径、ｂは短径で、偏平度はａ／ｂで計算される。
【００２２】
本発明におけるエアバッグ用基布を構成するフィラメント糸は、好ましくは総繊度１５０Ｄ以上５００Ｄ以下、より好ましくは２５０Ｄ以上３５０Ｄ未満であり、また好ましくは単糸繊度０．１ｄ以上７．０ｄ以下、より好ましくは１．０ｄ以上５．０ｄ以下未満のマルチフィラメント糸である。総繊度が５００Ｄを越えると布帛の厚みが厚くなり、柔軟性および軽量性が損なわれてしまうため好ましくない。逆に、総繊度が１５０Ｄ未満であると、いかに高密度に織ったとしても布帛の機械的強度が弱く、膨脹時に破裂してしまうため好ましくない。一方、単糸繊度は、７．０ｄより太いと、本発明における偏平度２．５以下の偏平糸を用い、かつ総繊度を抑えても柔軟性はそれほど改善されない。逆に単糸繊度が０．１ｄ未満と細くなると紡糸が困難となり、また本発明の偏平の効果が小さくなってしまい好ましくない。
【００２３】
単糸繊度が１．５ｄより細いフィラメントを得るには、公知の海島型複合紡糸法を使用することが有効である。この場合、島成分の断面が偏平となるような口金を用いればよい。
【００２４】
さらに、本発明におけるエアバッグ用基布を構成するフィラメント糸は、好ましくは強度７．５ｇ／ｄ以上、より好ましくは８．５〜１０．５ｇ／ｄであり、好ましくは、伸度１２．０％以上、より好ましくは１４．０％以上の特性を有する。前述の繊度構成において、エアバッグ用基布として要求される機械的特性、特に衝撃強度、引き裂き強度および破裂強度を満足させるためには上記強伸度特性が好ましい条件となる。上記値より低いとこれら機械的特性が得られにくく好ましくない。
【００２５】
本発明に使用される該コーティング膜は、付加型シリコーンゴムコーティング剤を溶剤で希釈することなく、１〜６０ｇ／ｍ²好ましくは、５〜３０ｇ／ｍ²の塗工量で塗布することにより形成される。繊度が１５０〜５００ｄの異形断面というフィラメント糸からなる基布からなるものであれば、薄く軽量で、折り畳み易く、収納性に優れたエアバッグ用基布とすることができる。また、フィラメント糸を異形断面にすることで表面積が大きくなることから、塗工量も１〜３０ｇ／ｍ²という薄いコーティング膜でガスリークを防止することができる。このため、従来のコートタイプのものと比べて軽量化が可能となる。表面平滑性に優れたものとなると共に、より一層エアバッグのコンパクト化が可能となる。
【００２６】
しかも、本発明では、コーティング剤として付加型シリコンゴムコーティング剤が良く、熱加硫シリコンゴム、室温加硫シリコンゴム、水溶性エマルジョンシリコンゴムなどでも効果はある。従来から知られているクロロプレン系コート剤、ウレタン系コート剤でもよいが、好ましくはシリコン系で、特に偏平糸からなる基布の場合は、シリコン系が良い。表面張力の関係で塗布後、基布全体にしみわたる速度が速い。
【００２７】
また、このコーティング剤の粘度としては１〜２００Ｐａ・ｓの粘度がよく、好ましくは、１〜１００Ｐａ・ｓの粘度がよい。ナイフコータで塗布することにより、塗工量１〜３０ｇ／ｍ²の薄く、かつ均質なコーティング膜を容易に形成することができる。また表面の粘着性の小さくタック性も２以上、好ましくは３以上となり収納性がさらに良好になる。
ここで、タック性とは、１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさのサンプル２枚を採取し、樹脂面を重ね合わせて５ｋｇの荷重をのせ、８０℃の乾燥機中に１時間放置後、資料の重ね合わせた部分の剥離状態を観察し、下記のランク付け評価をおこない、ランク付けした測定値であり、２以上が基布を折りたたんで放置後の広げた時の剥離性を意味する。
３：タックがなく、剥離する。
２：剥離するがベタつく。
１：樹脂が接着して、剥離しない部分がある。
【００２８】
さらに本発明におけるエアバッグ用基布は、好ましくは布帛の１．２７cmの圧力降下での通気量が１．２cm³/sec/ cm²以下、より好ましくは０．７cm³/sec/ cm²であればよい。ここにおいて該布帛の通気量は、ＪＩＳ−Ｌ１０９６−６．２７Ａ法に準じて測定した値である。すなわち、水柱１．２７ｃｍの圧力下においての試験片を通過する空気量を求めたものである。上記通気量が１．２cm³/sec/ cm²を越えると、エアバッグ用基布としての高い信頼性の瞬時の展開能が軽減してしまい好ましくない。
【００２９】
上述した気体通気量を得るためには、通常の丸断面糸を用いた場合、カバーファクタとしてはおおよそ１７００以上が必要で、それだけ高い総繊度や高い織り密度が必要であった。
【００３０】
本発明におけるエアバッグ用基布を構成するフィラメントとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン１２などのポリアミド、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィンなど公知のポリマを用いることができる。中でも、耐熱性や寸法安定性、製糸性、機械的強度などを考慮するとポリエステルやポリアミドが好ましく、ナイロン６，６がより好ましい。もちろんこれらの共重合体でもよい。
【００３１】
特にポリアミド系繊維については、各々その性質を損ねない範囲で、曳糸性を高めるなどの目的で、共重合成分を含んでいても何等差し支えない。例えば、ポリアミド系繊維とし、ナイロン６・６、ナイロン６、ナイロン４・６、およびナイロン６とナイロン６・６の共重合体、ナイロンにポリアルキレングリコール、ジカルボン酸やアミンなどを共重合したポリアミド系繊維が好ましいが、この限りではない。
【００３２】
次に、本発明にかかるエアバッグ用基布に用いられるマルチフィラメントの製造方法について以下に説明する。
【００３３】
本発明に用いられるポリマーは、通常、溶融紡糸法により口金より紡出される。紡糸条件は用いるポリマにより異なり、ポリマーの粘性や熱特性等により適当な条件を選択すればよい。一般には、ポリマの熱による劣化を防ぐために、紡糸機内におけるポリマの滞留時間は短いほど好ましく、通常１０分以内、好ましくは１〜５分以内である。たとえば、ポリエチレンテレフタレートやポリヘキサメチレンアジパミドの繊維の場合、紡糸温度は、２８０℃〜３１０℃の範囲であり、口金直下には１０〜１００cmの長さで、２００℃〜３５０℃、相対湿度８５％に制御された加熱筒を用い、吐出糸条は該加熱筒内を通過させる。加熱筒の長さおよび温湿度条件は、得られる糸条の繊度、偏平度やフィラメント数により最適化されうる。該加熱筒は、溶融ポリマの固化を遅らせ、高強度を発現させるために必要である。
【００３４】
なお、高温での熱劣化を防止する目的で、必要に応じて加熱筒内雰囲気を高温不活性ガスでシールすることは何等差し支えない。
【００３５】
本発明における単糸断面の偏平度が３．５以下の異形断面の偏平糸を得るには、種々の方法が可能である。異形口金孔よりポリマを吐出させる直接製糸法により目的とする偏平糸を得ることもできるし、また、前述の複合紡糸法を用いて２種以上のポリマを同時に吐出した後、少なくとも１成分を除去することで目的の偏平糸を得ることも可能である。製糸の容易さや工程の容易さからは異形孔を有する口金を使用することが好ましい。
【００３６】
紡出糸条は、上記高温雰囲気中を通過した後冷風で冷却固化され、ついで油剤が付与されたあと、紡糸速度を制御する引取りロールで引き取られる。
【００３７】
引取りロールに引き取られた未延伸糸条は、通常連続して延伸するが、一旦巻き取った後別工程で延伸することも可能である。紡糸速度は、通常２０００ｍ／ｍｉｎ以下で行われ、延伸は常法の熱延伸が採用される。延伸は、２段以上の多段延伸が好ましく、延伸倍率は未延伸糸の複屈折、延伸温度、および多段延伸する際の延伸比配分等によって変化させるが、１．５〜６．０倍、好ましくは２．０〜５．５倍であればよい。
【００３８】
次いで、該延伸糸は熱固定されるが、熱固定時の張力および温度を変化させることはなんら差し支えない。
【００３９】
さらに、延伸工程および熱固定工程においては、走行糸条に交絡をかけてもよい。交絡は、エア交絡など公知の方法が採用でき、例えばエア交絡の場合、用いる糸条の繊度や張力に応じて、エアの圧力を適宜変更する事で高い交絡度を達成することができる。必要に応じ、得られた糸に熱固定処理を施してもよい。
【００４０】
一方、特に単糸繊度が細いフィラメントを作製するために、複合紡糸法を採用する場合には、延伸後もしくは後述の布帛作製後に少なくとも１成分を除去することで本発明における偏平糸とすることができる。
【００４１】
以上の方法によって、単糸断面が偏平度３．５以下の偏平形状であるフィラメントからなり、総繊度１５０Ｄ以上５００Ｄ以下、単糸繊度０．１ｄ以上７．０ｄ以下、強度７．５ｇ／ｄ以上、伸度１２．０％以上のマルチフィラメント糸が得られる。
【００４２】
上記マルチフィラメント糸を用い、エアバッグ用基布を作製するには、得られたマルチフィラメント糸をそのまま経糸および緯糸に用い通常の方法で製織すればよい。このとき、特に撚糸したり、糊づけする必要はない。組織は、平織り、斜織りなど限定されないが、製造の容易さなどから平織りが好ましい。またエアバッグ用基布としての総合特性から等方性織物が好ましい。織り密度は、用いるフィラメントの総繊度に応じて、前述のように通気量が１．２cm³/sec/ cm²以下になるように設定すればよい。
【００４３】
得られた基布の表面に上記した特性をもつ樹脂をグラビアコーティングや捺染などがあり、布帛内部に樹脂を付与する方法としてはディッピングなどがあり、その手段は限定されないが、樹脂を積層又は付与した布帛の通気度が１．２cm³/sec/ cm²以下を満足するように決められる。
【００４４】
コート布帛の特性を十分に発現するためには６０ｇ／ｍ²以下であることが好ましい。樹脂付与量が３０ｇ／ｍ²をこえると重く剛直な布帛となり本発明の目的を達し得なくなる。
【００４５】
得られたエアバッグ用基布は、構成する総繊度、単糸繊度、織物の打ち込み本数にも因るが、基布として引張強力が１５０Kg／3cm 以上、引裂強力が２０kgf以上、カンチレバー法による柔軟性評価が１００mm以下のように、柔軟性、軽量性および低い通気性を同時に兼ね備えることができる。
【００４６】
本発明のエアバッグ用基布は、偏平度３．５以下の偏平糸を用いているので、同等繊度の丸断面糸構成の基布に比較し柔軟性、剛軟度をより高めたり、気体の通気量をより抑えたりすることができ収納性が向上する。また、同等の低い通気性を得ようとした場合、総繊度もしくは織り密度をより軽減でき、薄くて軽量な布帛とすることが可能となる。
【００４７】
本発明におけるエアバッグ用基布は、必要に応じ、本発明の特性を損ねない範囲で基布に公知の方法で、精練、熱セットを施すことは何等差し支えない。
【００４９】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。本文もしくは実施例中の各物性は、次のようにして測定した。
【００５０】
（１）原糸の引張強度、破断伸度：ＪＩＳ−Ｌ−１０１７に準拠した。
【００５１】
（２）布帛の柔軟性（剛軟度）：ＪＩＳ−Ｌ−１０９６（４５度カンチレバー法）で測定した。
【００５２】
（３）基布の引張強力：ＪＩＳ−Ｋ−６３２８（ストリップ法）に準拠し、試料幅３cmで測定した。結果は、布帛の経方向の値と緯方向の値の平均値で示した。
【００５３】
（４）引裂強力：ＪＩＳ−Ｋ−６３２８（トラペゾイド法）に準拠し、試料幅２．５４cmで測定した。結果は、布帛経方向の値と緯方向の値の平均値で示した。
【００５４】
（５）布帛のカバーファクタ：カバーファクタＫは下記式により算出した。
Ｋ＝Ｎ_w×Ｄ_w ^0.5＋Ｎ_F×Ｄ_F ^0.5（ただし、Ｎ_w：経糸密度（本／吋）、
Ｄ_w：経糸繊度（デニール）、Ｎ_F：緯糸密度（本／吋）、Ｄ_F：緯糸繊度（デニール）である。）
【００５５】
（６）タック性：１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさのサンプル２枚を採取し、樹脂面を重ね合わせて５ｋｇの荷重をのせ、８０℃の乾燥機中に１時間放置後、資料の重ね合わせた部分の剥離状態を観察し、下記のランク付け評価をおこなった。
３：タックがなく、剥離する。
２：剥離するがベタつく。
１：樹脂が接着して、剥離しない部分がある。
【００５６】
【実施例】
［実施例１］ナイロン６・６チップを通常の溶融紡糸法により、単孔の形状がタテ・ヨコ比１．３の長方形状である、ホール数７２の口金を用いて紡糸した。紡糸温度は２９８℃であり、口金直下には、長さ３００mm、温度３００℃の加熱筒を用い、紡糸速度は６２０ｍ／ｍｉｎとした。
【００５７】
紡出糸を、巻き取ることなく引き続き２２０℃の温度で５．４倍に延伸熱処理した後、エア交絡をかけながら３．０％の弛緩率でリラックス処理を施し、３１５Ｄ、７２フィラメントの延伸糸を得た。
【００５８】
得られたフィラメントは、その単糸断面が偏平度１．３の偏平糸であり、物性は単糸繊度４．４ｄ、強度８．９ｇ／ｄ、伸度１４．９％であった。
【００５９】
次いで、上記フィラメントを経糸、および緯糸に用い、織密度経５６本／吋、緯５５本／吋の平織を作製した。
【００６０】
上記で得られた基布を精練、乾燥後、樹脂（ポリジメチルシロキサン）５０（重量％）、触媒（白金触媒）、トルエン４７．２（重量％）からなるシリコンゴム（固形分５０％、粘度１００００ｃｐｓ）をグラビアコーティング（メッシュ密度４０ｍｅｓｈ／ｉｎ、メッシュ深度１５０μｍ）し、乾燥１００℃、熱処理１５０℃×３０分を行ったコート基布を得た。樹脂付着量は１０ｇ／ｍ²であった。
【００６１】
［参考例１、２］偏平度を１．８、３．３となる様にした以外は実施例１と同じ方法で、コートされた基布を得た。得られたフィラメントは単糸断面の偏平度が２．８であり、その物性はそれぞれ強度８．９、９．０ｇ／ｄ、伸度１３．９、１４．５％であった。
【００６２】
[比較例１、２、３、４]実施例１、参考例１，２と同じ方法としたが、偏平度、シリコンの塗布は表１の如くとした。
【００６３】
[実施例２]については、フィラメント数を変え、単糸繊度の効果を確認した。
【００６４】
[実施例３]については、総繊度の効果を確認した。
【００６５】
[参考例３]については、塗布量についての効果を確認した。
【００６６】
［比較例６］については、扁平度、塗布量とタック性についての効果を確認した。
【００６７】
上記実施例１〜３、比較例１〜６および参考例１〜３の原糸物性および布帛特性を表１に示す。
【００６８】
【表１】
【００６９】
表１より明らかなように、本実施例中のサンプルは、同等繊度構成で同等の織密度を有する丸断面糸使いの布帛に比較し、柔軟性および気体透過性が低く、かつ剛軟度の経緯方向の差も１０％以下であり、エアバッグ用基布として優れていることがわかる。また、このことは同等通気量に設計した場合、本発明の偏平断面糸使いの基布は、総繊度、コート剤の塗布量を減少、あるいは織り密度を減少させることが可能なことを示しており、丸断面糸使いの場合に比較し、軽量化ひいてはより柔軟化かつ収納性の向上を達成することが可能であることがわかる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明に係るエアバッグ用布帛は、フィラメントとして単糸断面が偏平度３．５以下の偏平糸を用いているため、機械的特性はもちろんのこと、低い気体透過性と優れた柔軟性を有し、かつコート剤の塗布量も減らすことが可能となり、布帛全体の軽量化を図ることができ、収納性、衝撃時衝突エネルギー軽減を可能としたエアバッグ用基布が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】偏平糸の断面の例
【符号の説明】
ａ長径
ｂ短径[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an airbag base fabric. More specifically, the present invention relates to an airbag base fabric having low breathability, stiffness and lightness.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the spread of airbags has been remarkably widespread as a safety device for protecting passengers in automobiles.
[0003]
As the requirements for the airbag fabric, first of all, it is necessary to have low gas permeability and mechanical strength that allow it to expand smoothly upon impact. Furthermore, it is necessary that the human body, particularly the face, is not damaged by being scratched during expansion, that it can be stored compactly, and that there is no dimensional change during long-term installation on the vehicle body.
[0004]
Typical airbag base fabrics that are currently being developed include base fabrics composed of nylon yarns with round cross sections with single yarn fineness of 4d to 7d and total fineness of 400D to 1000D, as well as chloroprene and silicon. A resin coating (hereinafter referred to as a coated product) is used. However, those coated with resin use a thick thread of 400d or more, so that the mechanical properties are maintained, and the coating is effective for breathability, but the stiffness and lightness are sufficiently improved. There is no.
[0005]
However, recently, fabrics in which the surface of the fabric is not coated with a resin have been proposed in consideration of light weight, compactness, and cost. However, in order to suppress the gas permeability without coating the resin, it is necessary to weave the fabric at a high density, and as a result of the increase in the fabric weight, the flexibility of the fabric is hardly improved.
[0006]
On the other hand, in order to solve the above-mentioned problem [0004], that is, in order to maintain a sufficiently low air permeability, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-194063, a silicone coating is applied to 315d to increase the flexibility of the fabric. Is described. However, the single yarn fineness is still as thick as 4.4 d and there is a difference in the bending resistance in the weft direction, so that the storage property is not sufficient.
[0007]
On the other hand, in order to solve the above-mentioned problems [0005], that is, in order to maintain sufficiently low air permeability and increase the flexibility of the fabric, there is a method of further reducing the single yarn fineness of the fibers constituting the fabric. Many have been proposed.
[0008]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-41438 proposes an air bag base fabric made of fibers having a single yarn fineness of 3 d or less, with an emphasis on warpability.
[0009]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-2835 discloses that an uncoated airbag base fabric made of polyethylene terephthalate is lightweight and thin and has an air flow rate of 0.5 cm ³ / sec / cm ² or less, 650 psi. A woven fabric having the above burst strength, a tensile strength of 300 pounds, and a trapezoidal piece tear strength of 40 pounds has been proposed.
[0010]
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-214437 proposes a non-coated fabric of polyethylene terephthalate having 4 dtex or less and a total fineness of 250 to 400 dtex.
[0011]
However, all of the above proposals are non-coating types, and are not a base fabric having both air permeability as the effect of coating and uniform stiffness in the weft direction. These yarns are conscious of ordinary round cross-section yarns, and the use of irregular cross-section yarns has not yet been attempted.
[0012]
In the case of these round cross-section yarns, the flexibility is improved to some extent by reducing the fineness of the single yarn. However, considering the air permeability, a certain amount of fabric thickness is required and the weight is hardly improved.
[0013]
In addition, the method of simply reducing the single yarn fineness generally causes a problem that fluff and yarn breakage are likely to occur during spinning and weaving. Particularly in the field of airbags, from the viewpoint of cost, the above-mentioned problem causes a very large trouble because no gluing or twisting is performed during weaving.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, and in a coat type airbag base fabric, it has not only mechanical properties but also low gas permeability and excellent stiffness and flexibility, and It is an object of the present invention to provide an air bag base fabric that can reduce the weight of the entire fabric and reduce the difference in bending resistance in the weft direction, and as a result, can store and reduce impact energy during impact.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the airbag fabric of the present invention is a filament having an irregular cross-sectional yarn having a flatness of a single yarn cross section of greater than 1 and 1.4 or less, and a strength of 7.5 g / d. As described above, a base fabric for an airbag in which a resin is coated on a base fabric woven using a filament having an elongation of 12.0% or more at a coating amount of 1 to 7 g / m ² , and the air after coating The difference in the bending resistance in the weft direction of the base fabric for the bag is 10% or less.
[0016]
In the airbag fabric of the present invention, the constituent filament yarn is a multifilament having a total fineness of 150D or more and 500D or less and a single yarn fineness of 0.1d or more and 7.0d or less, and a pressure of 1.27 cm of the fabric. It is preferable that the air flow rate during the descent is 1.2 cm ³ / sec / cm ² or less, and that it is a polyamide filament.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The greatest feature of the present invention is that the single yarn cross section of the filament constituting the airbag fabric is an irregular cross section having a specific flatness rather than a normal round cross section. When a modified cross-section yarn having a flatness of a certain level or more (hereinafter simply referred to as flat yarn) is used, the long diameter of the single yarn cross section is arranged in parallel to the plane on the fabric plane when the fabric is made. As a result, the gap per unit surface area decreases with respect to the thickness direction of the woven fabric, and the air flow rate is suppressed as compared with the case where round sections having the same fineness are used and the weave density is equal. Moreover, if it is intended to design to the same air flow rate, the total fineness can be reduced, and a thin lightweight base fabric can be obtained.
[0018]
The flatness of the single yarn cross section in the present invention is defined by the ratio of the major axis to the minor axis when the single yarn cross section is approximated to an ellipse. The cross section does not have to be strictly an ellipse, and may have protrusions or depressions in part within a range that does not affect the overall flatness. In such a case, the flatness may be calculated by approximating an ellipse that does not impair the overall outer shape.
[0019]
In order to obtain the effect of the present invention, the flatness is required to be 3.5 or less, more preferably 2.5 or less. In particular, the cross section is preferably elliptical. If it is 3.5 or more, even if it is a flat cross section, the single yarn cross section tends to be located randomly when it is made into a woven fabric, and the gap in the fabric thickness direction becomes large. In addition, the probability that the major axis and the minor axis are in the same direction is reduced. Therefore, the effects of reducing the air flow and reducing the weight of the present invention cannot be obtained. On the other hand, if the flatness exceeds 3.5 and becomes too large, the yarn-making property and the weaving property are deteriorated, and cracks and the like are liable to occur. In addition, the management of the nozzle in the spinning process becomes complicated.
[0020]
If the flatness is greater than 1 and less than or equal to 3.5 as in the present invention, the outer circumference of the fiber is larger than the flatness 1, that is, the round cross section, the surface area is increased, and even if the same coating solution is applied, it is applied. The thickness of the resin layer can be reduced, so that the flexibility is maintained and the bending resistance is increased. Surprisingly, the bending resistance in the direction of the warp is almost equal, and the difference is 10% or less as the difference of the warp / wet, so that the storage property is further improved.
[0021]
FIG. 1 shows an example of a typical modified cross section in the present invention. Of course, these are representative examples and the present invention is not limited thereto. In FIG. 1, a is a major axis, b is a minor axis, and flatness is calculated as a / b.
[0022]
The filament yarn constituting the airbag fabric in the present invention preferably has a total fineness of 150D or more and 500D or less, more preferably 250D or more and less than 350D, and more preferably a single yarn fineness of 0.1d or more and 7.0d or less. The multifilament yarn is preferably 1.0 d or more and less than 5.0 d or less. If the total fineness exceeds 500D, the thickness of the fabric increases, and the flexibility and lightness are impaired. On the other hand, if the total fineness is less than 150D, no matter how densely weaved, the mechanical strength of the fabric is weak, and it is not preferable because it bursts during expansion. On the other hand, if the single yarn fineness is larger than 7.0 d, even if the flat yarn having a flatness of 2.5 or less in the present invention is used and the total fineness is suppressed, the flexibility is not improved so much. On the other hand, if the single yarn fineness is less than 0.1 d, spinning becomes difficult, and the flatness effect of the present invention is reduced, which is not preferable.
[0023]
In order to obtain a filament whose single yarn fineness is smaller than 1.5 d, it is effective to use a known sea-island type composite spinning method. In this case, a base having a flat cross section of the island component may be used.
[0024]
Furthermore, the filament yarn constituting the airbag fabric in the present invention preferably has a strength of 7.5 g / d or more, more preferably 8.5 to 10.5 g / d, and preferably an elongation of 12.0. % Or more, more preferably 14.0% or more. In the above-described fineness configuration, the above-mentioned high elongation property is a preferable condition in order to satisfy the mechanical properties required for the airbag fabric, in particular, impact strength, tear strength, and burst strength. If it is lower than the above value, it is not preferred that these mechanical properties are hardly obtained.
[0025]
The coating film to be used in the present invention, without diluting the addition type silicone rubber coating with a solvent, 1~60g / m ^2, preferably, formed by coating with a coating weight of 5 to 30 g / m ² Is done. If it consists of the base fabric which consists of a filament thread | yarn of the unusual cross section of 150-500d fineness, it can be set as the base fabric for airbags which is thin and lightweight, is easy to fold, and was excellent in the storing property. Further, since the surface area of the filament yarn is increased by changing the shape of the filament yarn, gas leakage can be prevented with a thin coating film having a coating amount of 1 to 30 g / m ² . For this reason, the weight can be reduced as compared with the conventional coat type. In addition to excellent surface smoothness, the airbag can be made more compact.
[0026]
Moreover, in the present invention, an addition type silicone rubber coating agent is good as a coating agent, and heat vulcanized silicone rubber, room temperature vulcanized silicone rubber, water-soluble emulsion silicone rubber and the like are also effective. Conventionally known chloroprene-based coating agents and urethane-based coating agents may be used, but silicon-based materials are preferable, and silicon-based materials are particularly preferable in the case of a base fabric made of flat yarn. Due to surface tension, the speed of spreading over the entire base fabric is high after application.
[0027]
The coating agent has a viscosity of 1 to 200 Pa · s, preferably 1 to 100 Pa · s. By applying with a knife coater, a thin and uniform coating film having a coating amount of 1 to 30 g / m ² can be easily formed. Further, the tackiness of the surface is small and the tackiness is 2 or more, preferably 3 or more, and the storage property is further improved.
Here, tackiness refers to taking two samples of size 10 cm x 10 cm, placing the resin surface on top of each other, applying a 5 kg load, leaving it in a dryer at 80 ° C for 1 hour, and then overlaying the materials. The peeled state of the part was observed, the following ranking evaluation was performed, and the ranking was a measured value. Two or more mean the peelability when the base fabric is folded and spread after standing .
3: There is no tack and peels.
2: Peeling but sticky.
1: There is a portion where the resin adheres and does not peel off.
[0028]
Further, the airbag fabric according to the present invention preferably has an air permeability of 1.2 cm ³ / sec / cm ² or less, more preferably 0.7 cm ³ / sec / cm ² at a pressure drop of 1.27 cm. I just need it. Here, the air permeability of the fabric is a value measured according to the JIS-L1096-6.27A method. That is, the amount of air passing through the test piece under a pressure of 1.27 cm of water is obtained. When the air flow rate exceeds 1.2 cm ³ / sec / cm ² , it is not preferable because the instantaneous and reliable deployment capability of the airbag fabric is reduced.
[0029]
In order to obtain the above-described gas flow rate, when a normal round cross-section yarn is used, a cover factor of approximately 1700 or more is required, and thus a high total fineness and a high weave density are required .
[0030]
Examples of the filament constituting the airbag fabric according to the present invention include polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyamides such as nylon 6, nylon 66, nylon 46, and nylon 12, and known polymers such as polyolefins such as polyethylene and polypropylene. Can be used. Of these, polyester and polyamide are preferable, and nylon 6 and 6 are more preferable in consideration of heat resistance, dimensional stability, yarn-forming property, mechanical strength, and the like. Of course, these copolymers may be used.
[0031]
In particular, polyamide fibers may contain a copolymer component for the purpose of improving the spinnability within a range that does not impair their properties. For example, polyamide fiber, nylon 6,6, nylon 6, nylon 4,6, copolymer of nylon 6 and nylon 6,6, polyamide based on polyalkylene glycol, dicarboxylic acid, amine, etc. Fiber is preferred but not limited to this.
[0032]
Next, the manufacturing method of the multifilament used for the base fabric for airbags concerning this invention is demonstrated below.
[0033]
The polymer used in the present invention is usually spun from a die by a melt spinning method. The spinning conditions vary depending on the polymer used, and appropriate conditions may be selected depending on the viscosity and thermal characteristics of the polymer. In general, in order to prevent deterioration of the polymer due to heat, the residence time of the polymer in the spinning machine is preferably as short as possible, usually within 10 minutes, preferably within 1 to 5 minutes. For example, in the case of fibers of polyethylene terephthalate and polyhexamethylene adipamide, the spinning temperature is in the range of 280 ° C. to 310 ° C., the length of 10 to 100 cm just below the base, 200 ° C. to 350 ° C., relative humidity A heating cylinder controlled to 85% is used, and the discharged yarn passes through the heating cylinder. The length of the heating cylinder and the temperature and humidity conditions can be optimized depending on the fineness, flatness and number of filaments of the yarn obtained. The heating cylinder is necessary for delaying solidification of the molten polymer and developing high strength.
[0034]
In addition, for the purpose of preventing thermal deterioration at high temperatures, it is possible to seal the atmosphere in the heating cylinder with high-temperature inert gas as necessary.
[0035]
In order to obtain a flat yarn having an irregular cross section with a flatness of a single yarn cross section of 3.5 or less in the present invention, various methods are possible. The target flat yarn can be obtained by a direct spinning method in which a polymer is discharged from a deformed die hole, and at least one component is removed after simultaneously discharging two or more kinds of polymers by using the above-described composite spinning method. It is also possible to obtain the target flat yarn. It is preferable to use a die having a deformed hole in view of ease of yarn production and ease of process.
[0036]
The spun yarn is passed through the high-temperature atmosphere and then cooled and solidified with cold air. After the oil agent is applied, the spun yarn is taken up by a take-up roll that controls the spinning speed.
[0037]
The unstretched yarn taken up by the take-up roll is usually drawn continuously, but may be drawn in a separate step after being wound up once. The spinning speed is usually 2000 m / min or less, and a conventional hot drawing is adopted for the drawing. Stretching is preferably multistage stretching of two or more stages, and the draw ratio is changed depending on the birefringence of the undrawn yarn, the stretching temperature, and the ratio of the draw ratio when multistage stretching is performed, but is preferably 1.5 to 6.0 times, preferably May be 2.0 to 5.5 times.
[0038]
Next, the drawn yarn is heat-set, but there is no problem in changing the tension and temperature during heat setting.
[0039]
Furthermore, the running yarn may be entangled in the stretching step and the heat setting step. For entanglement, a known method such as air entanglement can be adopted. For example, in the case of air entanglement, a high degree of entanglement can be achieved by appropriately changing the air pressure according to the fineness and tension of the yarn used. If necessary, the obtained yarn may be heat-set.
[0040]
On the other hand, when a composite spinning method is adopted to produce a filament having a particularly fine single yarn fineness, the flat yarn in the present invention can be obtained by removing at least one component after drawing or after producing a fabric described later. it can.
[0041]
By the above method, the single yarn cross-section is made of a filament having a flat shape with a flatness of 3.5 or less, the total fineness is 150 D or more and 500 D or less, the single yarn fineness is 0.1 d or more and 7.0 d or less, and the strength is 7.5 g / d or more. A multifilament yarn having an elongation of 12.0% or more is obtained.
[0042]
In order to produce a base fabric for an airbag using the multifilament yarn, the obtained multifilament yarn may be used as it is for warp and weft to be woven by a usual method. At this time, it is not necessary to twist or glue in particular. The organization is not limited to plain weave and oblique weave, but plain weave is preferable from the viewpoint of ease of manufacture. Further, an isotropic woven fabric is preferred from the comprehensive characteristics as a base fabric for an air bag. The weaving density may be set so that the air flow rate is 1.2 cm ³ / sec / cm ² or less as described above according to the total fineness of the filaments used.
[0043]
There are gravure coating and printing on the surface of the obtained base fabric with the above-mentioned properties, and there are methods such as dipping as a method for applying the resin to the inside of the fabric. The air permeability of the finished fabric is determined so as to satisfy 1.2 cm ³ / sec / cm ² or less.
[0044]
In order to fully express the characteristics of the coated fabric, it is preferably 60 g / m ² or less. If the amount of resin applied exceeds 30 g / m ² , the fabric becomes heavy and rigid, and the object of the present invention cannot be achieved.
[0045]
The obtained base fabric for airbags depends on the total fineness, single yarn fineness, and the number of fabrics to be laid, but the base fabric has a tensile strength of 150 kg / 3 cm or more, a tear strength of 20 kgf or more, and cantilever softness As the property evaluation is 100 mm or less, it is possible to simultaneously have flexibility, light weight and low air permeability.
[0046]
The airbag fabric of the present invention has a flatness of 3 . Since flat yarns of 5 or less are used, the flexibility and bending resistance can be further increased compared to a base fabric with a round cross-section yarn structure of the same fineness, and the gas flow rate can be further suppressed, so that the storage capacity is good. improves. Moreover, when trying to obtain the same low air permeability, the total fineness or weaving density can be further reduced, and a thin and lightweight fabric can be obtained.
[0047]
The airbag fabric according to the present invention may be subjected to scouring and heat setting by a known method within a range that does not impair the characteristics of the present invention, if necessary.
[0049]
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. Each physical property in the text or the examples was measured as follows.
[0050]
(1) Tensile strength and breaking elongation of raw yarn: compliant with JIS-L-1017.
[0051]
(2) Softness of fabric (flexibility): Measured by JIS-L-1096 (45 degree cantilever method).
[0052]
(3) Tensile strength of base fabric: Measured with a sample width of 3 cm in accordance with JIS-K-6328 (strip method). The results are shown as an average value of the warp direction value and the weft direction value of the fabric.
[0053]
(4) Tear strength: Measured with a sample width of 2.54 cm in accordance with JIS-K-6328 (trapezoid method). The result was shown by the average value of the value of the cloth warp direction and the value of the weft direction.
[0054]
(5) Cover factor of fabric: Cover factor K was calculated by the following equation.
_{_{^{K = N w × D w 0.5}}} + N F × D F 0.5 ( however, N _w: warp density (lines / inch),
D _w : warp fineness (denier), N _F : weft density (main / 吋), D _F : weft fineness (denier). )
[0055]
(6) Tackiness: Two samples with a size of 10 cm × 10 cm were taken, the surface of the resin was superposed and a 5 kg load was placed on it, left in a dryer at 80 ° C. for 1 hour, and then the part of the material superimposed The peeling state of was observed, and the following ranking evaluation was performed.
3: There is no tack and peels.
2: Peeling but sticky.
1: There is a portion where the resin adheres and does not peel off.
[0056]
【Example】
[Example 1] Nylon 6 and 6 chips were spun by a usual melt spinning method using a die having 72 holes and a single hole shape of a rectangular shape having a vertical / horizontal ratio of 1.3. The spinning temperature was 298 ° C., a heating cylinder having a length of 300 mm and a temperature of 300 ° C. was used just below the die, and the spinning speed was 620 m / min.
[0057]
The spun yarn was continuously heat-treated at a temperature of 220 ° C. by 5.4 times without being wound, and then subjected to a relaxation treatment with a relaxation rate of 3.0% while applying air entanglement, and a 315D, 72-filament drawn yarn Got.
[0058]
The filament obtained was a flat yarn having a single yarn cross section of flatness 1.3, and the physical properties were a single yarn fineness of 4.4d, a strength of 8.9 g / d, and an elongation of 14.9%.
[0059]
Next, plain filaments with a weaving density of warp 56 / 吋 and weft 55 / 吋 were prepared using the filaments as warp and weft.
[0060]
After scouring and drying the base fabric obtained above, silicon rubber (solid content 50%, viscosity) consisting of resin (polydimethylsiloxane) 50 (wt%), catalyst (platinum catalyst), toluene 47.2 (wt%) 10000 cps) was subjected to gravure coating (mesh density 40 mesh / in, mesh depth 150 μm) to obtain a coated base fabric subjected to drying 100 ° C. and heat treatment 150 ° C. × 30 minutes. The resin adhesion amount was 10 g / m ² .
[0061]
[Reference Examples 1 and 2] A coated base fabric was obtained in the same manner as in Example 1 except that the flatness was 1.8 and 3.3. The filament obtained had a flatness of 2.8 in cross section of the single yarn, and the physical properties were strength 8.9, 9.0 g / d, elongation 13.9 and 14.5%, respectively.
[0062]
[Comparative Examples 1, 2, 3, 4] The same method as in Example 1 and Reference Examples 1 and 2 was used, but the flatness and silicon application were as shown in Table 1.
[0063]
For [Example 2], the effect of single yarn fineness was confirmed by changing the number of filaments.
[0064]
For [Example 3], the effect of the total fineness was confirmed.
[0065]
For [Reference Example 3], the effect on the coating amount was confirmed.
[0066]
For [Comparative Example 6], the effects of flatness, coating amount, and tackiness were confirmed.
[0067]
Table 1 shows the raw yarn physical properties and fabric characteristics of Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 6, and Reference Examples 1 to 3.
[0068]
[Table 1]
[0069]
As is clear from Table 1, the samples in this example have lower flexibility and gas permeability and are less flexible than the fabric using round cross-section yarns having the same fineness configuration and the same weave density. The difference in the direction of the weft is 10% or less, which indicates that it is excellent as a base fabric for an airbag. In addition, this shows that the base fabric using the flat cross-section yarn of the present invention can reduce the total fineness, the coating amount of the coating agent, or the weave density when designed to have the same air flow rate. Thus, it can be seen that it is possible to achieve weight reduction and further flexibility and improved storage, compared to the case of using a round cross-section yarn.
[0070]
【The invention's effect】
The airbag fabric according to the present invention uses a flat yarn having a flatness of 3.5 or less as a filament as a filament, so that it has not only mechanical properties but also low gas permeability and excellent flexibility. In addition, the coating amount of the coating agent can be reduced, the weight of the entire fabric can be reduced, and an airbag base fabric that can be stored and reduced in impact energy at impact is obtained.
[Brief description of the drawings]
Fig. 1 Cross section example of flat yarn
a major axis b minor axis

Claims

Weaved using a filament which is a deformed cross-section yarn having a flatness of a single yarn cross section greater than 1 and 1.4 or less and having a strength of 7.5 g / d or more and an elongation of 12.0% or more. A base fabric for an air bag in which a resin is coated on the base fabric at a coating amount of 1 to 7 g / m ² , and the difference in bending resistance of the base fabric for an air bag after coating is 10% or less. An air bag base fabric.

2. The airbag fabric according to claim 1, wherein the bending resistance in the warp and weft directions is 70 mm or less and the difference is 10% or less.

The filament yarn constituting the airbag fabric is a multifilament yarn having a total fineness of 150D to 500D and a single yarn fineness of 0.1d to 7.0d. The base fabric for airbag as described.

The air bag base according to any one of claims 1 to ³ , wherein an air flow rate at a pressure drop of 1.27 cm of the air bag base fabric is 1.2 cm ³ / sec / cm ² or less. cloth.

5. The airbag fabric according to claim 1, wherein the filament constituting the airbag fabric is a polyamide filament or a polyester filament.

6. The airbag fabric according to claim 1, wherein a resin coat layer is present on the surface.