JP3830332B2 - エアバッグ用基布およびエアバッグ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗員が車両衝突時に受ける衝撃を吸収し、その保護を図るエアバッグ用基布及びエアバッグに係り、詳しくはコンパクトな折り畳み収納性と軽量性に優れるエアバッグの製袋に用いられる耳だぶりのない高織密度で織られた低繊度糸織物基布に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の乗員保護安全装置としてエアバッグの装着が進みつつある。エアバッグは通常ステアリングホイールやインスルメントパネルなどの狭い場所にインフレーターケースを含めたモジュールとして装着されている。このような使用における事情から、エアバッグはその収納容積が小さいことが望れており、従来より収納容積をコンパクトにできる織物に繊度の小さい繊維を用いることや基布の被覆用ラストマーの選択や変更することでコンパクト性と軽量性の改良が行われていきた。
【０００３】
例えば、基布織物に使用される繊維の糸が９４０ｄｔｅｘから４７０ｄｔｅｘへ、そして基布に付与されれエラストマー被覆もクロロプレンゴムの９０〜１２０ｇ／ｍ² のコーティングからシリコーン樹脂の４０〜６０ｇ／ｍ² のコーティングへと変更され、現在では４７０ｄｔｅｘの繊維の織物のシリコーンコーテングタイプもしくはノンコーテングタイプの基布が使用される用になってきた。
【０００４】
最近では、ステアリングホイールの空隙スペースを大きくして速度パネル等の計器を見やすくしたり、車内空間をより大きくするために、エアバッグの収納容積を極力小さくするコンパクト性，風合いのソフト化が基布の性能条件として強く要求されている。エアバッグのコンパクト性と風合いソフト化に対応するためには、基布織物に使用される糸の繊度や単糸繊度を更に細くすることが必要である。
【０００５】
一方、エアバッグ用基布には、自動車の衝突事故の際、エアバッグを瞬間的に膨張させ、衝突時の乗員の顔面や前頭部を保護する機能が要求されているから、より高強力で低通気性が要求される。したがって、エアバッグ用基布は、通常の衣料用基布に対して、高強力の糸を用いた高密度織物であることが必要である。ところが、高密度織物は高密度になるほど、織物の耳端部近傍が波打ち状態になるいわゆる耳弛み（以下、耳タルミという）が本質的な問題点として発生する。
【０００６】
すなわちエアバッグの製作時、エアバッグ用基布を裁断し、縫製して袋体に作られるとき基布を最大限有効に利用するため、耳部近傍までが裁断パターンの対象として基布が用いられる。このような事情で、織物の耳端部に耳タルミが発生していると、特にレーザーカッター裁断においては、設計通りの形状に裁断されず、その後の縫製が困難であるばかりなく、正確な形状のエアバッグが得られず、所定の機能を有するエアバッグが得られなくなる。また生機の耳タルミはロール捲時、およびその後の精練、セットでの耳部折れ皺の発生原因となる外、発生した耳タルミや折れ皺により被覆樹脂の均一塗布を困難ならしめる。
【０００７】
織物の耳タルミを防止するための種々の試みが特開平６−３２２６３７号公報、特開平９−３０２５４９号公報、特開平９−３０２５５０号公報、特開平１０−２３６２５３号公報などに開示されている。特開平６−３２２６３７号公報には経糸最端部と耳糸絡み糸との間に３本以上の絡み糸を挿入する方法、特開平９−３０２５４９号公報には耳部の織密度が地部の織密度よりも高くする方法、特開平９−３０２５５０号公報では耳部に加工糸を増糸して打ち込む方法、特開平１０−２３６２５３号公報では織物の耳部の経糸マルチフィラメメント繊度が地経糸のマルチフィラメント繊度よりも小さい繊度とする方法がそれぞれ開示されている。これら公知の試みは地糸として４７０〜３５０ｄｔｅｘの糸を用いる織物の耳部形成に係る方法であるから、コンパクト性とソフト化が要求されるエアバッグ用基布にあっては、織物の地部が２５０ｄｔｅｘ以下と細い糸で構成されるので、このように繊度の小さい繊維で織られる耳部における緯糸の締め付けを強くするために、増糸や絡糸の製織張力を高くして製織すると単糸切れが発生して著しい織機の停台を起こして製織性の低下を招き、反対に製織張力を緩くすると耳タルミの問題が生じてくる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、優れたコンパクトな折り畳み収納性と軽量性を有するエアバッグの製袋に用いられる高織密度で織られた低繊度糸織物基布の製織性と耳タルミを解消することで、後工程における基布への均一コーテング性、裁断性および縫製性などの製袋特性に優れたエアバッグ用基布およびこの基布を用いるエア−バッグを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、地部がポリアミド繊維の繊度５０〜２５０ｄｔｅｘマルチフィラメント糸で構成され、２０００〜２５００のカバーファクタ−を有する織物で構成され、織物の耳端部に増糸が、最耳端に異形断面糸の絡み糸が挿入されていることを特徴とするエアバッグ用基布によって達成される。
【００１０】
以下に、発明を詳細に説明する。
本発明のエアバッグ用基布織物を構成するポリアミド繊維は、単糸繊度が好ましくは０．５〜４．５ｄｔｅｘ単糸で構成される全繊度５０〜２５０ｄｔｅｘ、好ましくは６７〜１８０ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸である。
本発明のエアバッグ用織物基布は、このように比較的繊度が小さいポリアミドマルチフィラメント糸を用いて、特に限定するものではないが、代表的には平織、斜子、格子織組織に織られた織物で構成されるので、基布の厚みが小さく柔軟であり、それ故に、この基布を用いて軽く、小さく折り畳める収納性に優れるエアバッグを製作することができる。
【００１１】
織物がエアバッグ用の織物基布に用いられるためには、織物の機械特性がエアバッグ膨張作動時に必要とされる耐圧機械特性を満足し得るレベルのものでなければならない。本発明では、織物基布は前記した比較的繊度の小さいマルチフィラメント糸を高強力ポリアミド繊維で構成して特定の２０００〜２５００のカバーファクターで表される高織り密度に織り上げることで、所定の耐圧機械特性もつ織物を得ている。
【００１２】
本発明で用いられるマルチフィラメント糸は、引張強度が５．７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、好ましくは６．２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、伸度が１５〜３０％を示すポリアミド繊維でなるものであり、所定のカバーファクターを満足する高密度織物野可織性が損なわれることがない。なお、ポリアミド繊維が糸長方向で均一な強度が得られる上限は、繊維製造時の糸切れが許容される範囲である９．７ｃN ／ｄｔｅｘ程度である。
【００１３】
織物のカバーファクターは２０００以上が必要である。カバーファクターが２０００未満の織物は引張機械特性が低いので、バッグ作動時の機械特性を満足させないおそれがある基布となる。
ここでいうカバーファクターは、織物を構成している糸の総繊度の平方根と２．５４ｃｍ当たりの糸本数（織密度）との積の経と緯との和をいう。すなわち次式により算出される値である。
【００１４】
Ｋ＝（Ｄ₁ ）^1/2 ×Ｎ₁ ＋（Ｄ₁ ）^1/2 ×Ｎ₂
式中、Ｋはカバーファクター、Ｄ₁ は経糸総繊度（ｄｔｅｘ）、Ｎ₁ は経糸織密度（本／２．５４ｃｍ）、Ｄ₂ は緯糸総繊度（ｄｔｅｘ）およびＮ₂ は緯糸織密度（本／２．５４ｃｍ）をそれぞれ表す。
なお、経糸（または緯糸）総繊度は、織物の経方向（または緯方向）の織組織単位を構成する糸の合計繊度をいい、織組織の単位を構成している糸が一本の糸であるときにはその糸の繊度をいい、複数本の合撚糸または引き揃え糸であるときには各糸の合計繊度をいう。本発明の織物では糸総繊度が２５０ｄｔｅｘ以下、より好ましくは６７〜１８０ｄｔｅｘが選ばれる。糸総繊度が２５０ｄｔｅｘを超えると軽量性，コンパクト性が低下する、一方全繊度を小さくするほど織物の軽量化性、コンパクト化性が改良されることになるが、総繊度が６７ｄｔｅｘ未満にすると織物構成糸の強力が基布としての織物の引張や引裂機械特性を低くしてしまうのでバッグ作動時に必要な所定の機械特性を満たさない基布となるおそれがある。マルチフィラメント糸の構成単糸繊度が４．５ｄｔｅｘを超えると織物が硬くなって、収納性が劣るエアバッグを作る基布となる。反対に単糸の繊度が０．５ｄｔｅｘ未満であると糸は毛羽立ち易くなって、織物の製織において織機の停台を招いて製織の稼働率の低下が避けられない。
【００１５】
比較的繊度の小さいマルチフィラメント糸がカバーファクターが２０００〜２５００の高密度織物組織に製織される本発明のエアバッグ用の基布であるが故に、織物の地部および耳部、特に耳部で品位に係わる問題が発生し易く、また製織における経糸の毛羽発生などによる織機の停台など製織コストの問題もある。
高密度織物になるほど、織物での耳タルミは、製織時の緯糸の張力が織物中央が高く、耳端近傍部が低いことに起因し、筬打ちポイントで緯糸両端部でだぶつきが発生し、筬打ち応力が耳端近傍部に集中して、耳端近傍部の織組織が崩れて耳タルミが発生する。耳部近傍部の組織崩れを防止するためには、耳端部の緯糸の締め付けを大きくすることが必要であるが、耳端部の経糸の張力を大きくすると単糸切れを発生する。
【００１６】
本発明は、製織中の織物の耳端部に地部とは別に経糸として織機に供給されるいわゆる増糸（力糸）としてモノフィラメントや加撚糸を、さらに耳端部最外部に異型糸でなる絡糸をして挿入して、単糸糸切れによる製織停台をなくすると共に耳タルミの発生を最小化する。
増糸は、総繊度が地糸の総繊度と同等以下で、且つ単糸繊度が地糸のそれよりも大きいきいマルチフィラメント糸またはモノフィラメントが好ましい。例えば、増糸がマルチフィラメント糸である場合は、加撚糸であることが好ましい。増糸がモノフィラメント糸である場合は、繊度は１０〜１００ｄｔｅｘ、好ましくは２２〜５５ｄｔｅｘである。モノフィラメント糸の繊度が１０ｄｔｅｘ未満では糸強力が低く製織時の張力に耐えない、一方１１０ｄｔｅｘ以上では剛性が高く緯糸拘束力が低下して耳ダブリを発生させる。増糸されるモノフィラメント本数は、地織密度が高くなるほど多くすることが望ましく、カバーファクター２０００以上では２本以上、好ましくは２〜４本であり、２５００付近では４〜１０本である。更にモノフィラメントの糸間隔は、できるだけ狭くしてモノフィラメント同志が接触する程度であることが望ましい。
【００１７】
増糸は、ポリエステル繊維、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド繊維、ポリプロピレンなどのポリオレフィン繊維などの合成繊維であれば、素材の種類を問わない。増糸の繊維中には各種添加剤（熱安定剤、酸化防止剤、艶消剤、光安定剤、平滑剤、帯電防止剤、 顔料等）を含んでもよいが、増糸の部分はバッグ縫製時点では使用されることがないので、裁断廃棄片のリサイクルを考慮すれば、基布織物の地部と同質のポリアミド繊維であることが望ましい。増糸にマルチフィラメント糸が使用さえる場合、糸がＳ撚でもＺ撚の加撚糸として、撚数は撚係数で４〜１００、好ましく８〜１００である。ここに、撚係数は１ｍ当たりの撚数を未加撚糸総繊度の平方根で除す下記式て算出される。
【００１８】
Ｎ＝Ｔ／Ｄ^1/2
式中、Ｎは撚係数、Ｔは撚数（回／ｍ）およびＤは未加撚糸条繊度（ｄｔｅｘ）をそれぞれ表す。撚係数が８未満では、製織時に単糸切れによる停台が発生しやすく、撚係数が１００以上ではスナールが発生して糸切れになる。
本発明において、絡糸は打ち込まれた緯糸を織物組織中で確実に把持するための絡糸であり、異型糸でなければならない。特に、絡糸は繊度が低くて繊維の表面積が大きい異型糸がよい。ここで、異型糸とは単糸の断面形状が丸型以外で、例えばＹ型，四角型，５輝型の多角型やＷ型，扁平型等で表面に凹凸状を形成したものである。絡糸の全繊度は、地糸繊度の７０％以下であることが望ましく、単糸断面が多角型の場合は外接円径／内接円径比が１．１〜４．０や扁平型の場合は横長さ／縦長さ比が１．０〜２０．０がよい。多角型で外接円径／内接円径比が１．０では把持力が弱く、４．０を超える異型度の絡み糸では高い異型度のために糸強力が２．５ｃＮ／ｄｔｅｘと弱く製織時に糸切れを発生しやすい。また、断面が単純扁平型では横長さ／縦長さ比が２０を超えると緯糸の把持力が弱くなる。絡糸の単糸繊度は、緯糸をしばりつけて把持を強固にするためにはモノフィラメントよりもマルチフィラメントがよく７ｄｔｅｘ以下、好ましくは１．０〜４．５ｄｔｅｘがよい。
【００１９】
本発明のエア−バッグ用基布織物の地部は一般的に無撚糸使いのマルチフィラメント糸で製織される。更にこの経糸は無撚マルチフィラメント糸の交絡糸で製織するのが好ましく、経糸の交絡数が多いほど製織性は向上する。
本発明のエアバッグ用基布を構成するポリアミド繊維は、ポリヘキサメチレンアジパミド繊維（ナイロン６６）、ポリカプラミド（ナイロン６）繊維が代表例として挙げられる。ポリヘキサメチレンアジパミド繊維は、ヘキサメチレンアジパミド単位を８０モル％以上含むポリアミド繊維であって、ヘキサメチレンアジパミドにナイロン６、ナイロン６１０など他のポリアミド基形成性コモノマー成分を含むコポリアミドからなるポリアミド繊維などが挙げられる。エアバッグの展開時にインフレータからの高温のガスがバッグ内に噴出するので、繊維の融点が２１５℃以上のポリアミド繊維の使用が材料の耐熱性の点で特に好ましい。ポリアミド繊維の硫酸相対粘度（ηｒ）が２．５〜３．３であることが望ましい。硫酸相対粘度とは、９５．５％硫酸１００ｃｃに油剤が付着していない繊維１ｇを溶解して２５℃恒温槽内でオストワルド粘度計にて測定して、算出される相対粘度である。
【００２０】
ポリアミド繊維は、高温、高湿、オゾン等の長期間暴露されたときの繊維の機械的性能低下を抑制するために繊維中に銅原子換算で銅含有率が１０〜２００ｐｐｍの割合で銅化合物を含有していることが好ましい。
本発明のエアバッグ用基布は、生機のままもしくは生機を熱セット、精練または被覆コーティング加工した基布としてエアバッグの製袋に用いられる。本発明のエアバッグ用基布は、汎用の裁断、縫製を含む製袋法を用いて、運転席、助手席などいかなる形態のエアバッグにでも製造することができる。
【００２１】
被覆コーティング用樹脂には、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂などが用いられる。樹脂には、増粘剤、難燃剤、顔料、酸化防止などが必要に応じて添加されてもよい。樹脂のコーティングは、ナイフコータ、グラビアコータ、リバースコータ、キスロールを用いて行われ、樹脂固形分で５〜３０ｇ／ｍ² の塗膜を形成することが軽量でコンパクトな収納性を有するエアバッグを製造する上で好ましい。
【００２２】
【実施例】
実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。以下の例において、織物基布に顕れる耳弛み欠点は、織物基布１０ｍを平面台上で移動させながら耳端（両耳端対象）から１０ｃｍの基布面に観察される高さ約３ｍｍ以上、波長約数ｃｍ〜１０ｃｍで波うつ弛みについて下記の基準により目視判定で評価した。
【００２３】
耳ダブリ評価基準
目立たない ： ◎
ほとんど目立たない： ○
やや目立つ ： △
著しく目立つ ： ×
〔実施例１〕
経糸および緯糸に下記の物性を有する交絡数３４ケ／ｍ、油剤付着率０．９ｗｔ％の１５５ｄｔｅｘ／４８フィラメントでなるポリヘキサメチレンアジパミドマルチフィラメント糸を用いてタフタ組織の平織地部を製織した。
【００２４】
織物用原糸の条件
硫酸相対粘度 ２．９５
銅含有量 ６５ｐｐｍ
強度 ６．９ｃＮ／ｄｔｅｘ
伸度 ２５％
沸水収縮率（％） ７．３
製織条件
織密度（経×横） ８９×８９本／２．５４ｃｍ
カバーファクター ２２１６
経糸群の耳部に３３ｄｔｅｘのナイロン６モノフィラメント（ＭＦ）（強度３．９ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３６％）の増糸を４本、更にその最外側端に５６ｄｔｅｘ／１７ｆのナイロン６６マルチフィラメント糸（強度４．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３７％）のＹ型断面（異型度１．４５）を絡み糸として配列して耳部を形成した。得られたタフタ生機織物１０００ｍを２０ｍ／min の速度で７６ｍｍφ紙管に捲き返し、１７０℃で１分間のセットを行った。得られた織物は経×横織密度９１×９１本／２．５４ｃｍとカバーファクター２２６６有するエア−バッグ用織物基布を得た。
【００２５】
得られた織物基布は、厚みが１２０μｍ、目付が１２３ｇ／ｍ² であり、エアバッグ用織物基布として標準的に用いられている織物基布（経、緯糸の繊度が４７０ｄｔｅｘ／７０ｆ、織密度（経×緯）が５５本×５５本／２．５４ｃｍ、厚み２５０μｍ、目付２２５ｇ／ｍ² ）と比ると、軽量でコンパクトな収納性を有するエアバッグが製作できる基布であることが明らかである。
【００２６】
表１に、このエア−バッグ用基布織物の耳部タルミ状態の評価結果と製織状況を示す。
〔実施例２〕
地本体部、耳部の経増糸に実施例１と同様の糸を使用して、絡糸にナイロン６のマルチフィラメント糸（５２ｄｔｅｘ／２０ｆ、強度６ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４０％、扁平比３．３）を用いる以外は実施例１と同様の糸仕様、製織条件でタフタ組織の平織物をで製織した。
【００２７】
得られた生機１０００ｍを２０ｍ／min の速度で７６ｍｍφ紙管に捲き返し、１７０℃で１ｍｉｎ間セットを行い、経×横織密度９１×９１本／２．５４ｃｍのカバーファクター２２６６のエア−バッグ用基布をを得た。
製織時の耳部停台状況及びエアバッグ用基布の耳部タルミ評価結果を表１に示す。
〔実施例３〕
地本体部、耳部最外部の絡糸は実施例１と同様の繊維を使用して、増糸にナイロン６６のマルチフィラメント糸（１５５ｄｔｅｘ／４８ｆ、強度７．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２６％、撚係数２４）を４本使用してタフタ組織で構成してエアジェット織機で製織した。
【００２８】
この生機を実施例１と同様の加工条件、但し織密度は実施例１と同じ仕上と生機変化率で加工した。このようにして得られたエアバッグ用基布の製織時の耳部停台状況及び耳部タルミ評価結果を表１に示す。
〔比較例１〕
地本体部、耳部の増糸は実施例１と同様の繊維及び織密度を同じにして、絡糸のみナイロン６６のマルチフィラメント糸（５６ｄｔｅｘ／１７、強度４．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３２％）の仮撚加工糸を使用してエアジェット織機で製織した。この生機を実施例１と同様の加工条件、織密度で加工した。
【００２９】
このようにして得られたエアバッグ用基布の製織時の耳部停台状況及び耳部タルミ評価結果を表１に示す。
〔比較例２〕
地本体部は実施例１と同様の繊維及び織密度で、増糸として地部と同じ糸を４本用い更に、絡糸として５６ｄｔｅｘ／１７ｆ（強度４．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３２％）のナイロン６６のマルチフィラメント糸の仮撚加工糸をエアジェット織機で製織した。この生機を実施例１と同様の加工条件、織密度で加工した。
【００３０】
このようにして得られたエアバッグ用基布の製織時の耳部停台状況及び耳部タルミ評価結果を表１に示す。
〔比較例３〕
地本体部は実施例１で使用した糸を用いて、経×緯織密度７２×７２本／２．５４ｃｍ（カバーファクター１７９３）で増糸はなく絡糸として５６ｄｔｅｘ／１７ｆ（強度４．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３２％）のナイロン６６マルチフィラメント糸の仮撚加工糸を使用してエアジェット織機で製織した。この生機を実施例１の加工条件で織密度７４×７４本／２．５４ｃｍ（カバーファクター１８４３）で加工した。
【００３１】
このようにして得られたエアバッグ用基布の製織時の耳部停台状況及び耳部タルミ評価結果を表１に示す。
・比較例１はカバーファクターが高い高密度織物で、絡糸に異型糸を使用しないで場合は耳タルミがほとんど目立たないが異型糸使いよりはやや劣るものである。比較例２はカバーファクターが高い高密度織物で、耳部に増糸を使用しない場合は製織時の耳部停台があり、また製品の耳部タルミも大きく、これにより折れシワがあるために、この基布をシリコーン樹脂でドクターナイフコーテングするとシワ部がそのまま残り外観検査で格外品となった。
【００３２】
比較例３はカバーファクターが低い織物の場合は、耳部に増糸を使用しないでも、製織時の耳部停台もなく、製品に耳部に弛みが発生していない。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【発明の効果】
本発明のエアバッグ用基布は、耳タルミのない２５０ｄｔｅｘ以下のマルチフィラメント糸で構成される高織密度織物で構成されているので、下記（１）、（２）の効果を奏し、エアバッグの製袋性に優れており、信頼性のある軽量性，コンパクト性に優れたエアバッグを安価に提供できる。
【００３５】
（１）耳タルミに起因するシワがないので基布に加工ロスのない均一な被覆コーテングを付与することができる。
（２）耳タルミがないので、設計通りの形状に裁断でき、縫製も容易である。

Claims (5)

1. 織物の地部がポリアミド繊維の繊度５０〜２５０ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸からなる２０００〜２５００のカバーファクターを有する織物で構成され、織物の耳端部に加撚糸又はモノフィラメント糸の増糸が、最耳端に非仮撚異形断面糸の絡糸が挿入されていることを特徴とするエアバッグ用基布。
2. 織物の地部が繊度０．５〜４．５ｄｔｅｘのポリアミド単糸で構成されていることを特徴とする請求項１記載のエアバッグ用基布。
3. 加撚糸の下記式で表される撚係数（Ｎ）が４〜１００であることを特徴とする請求項１または２記載のエアバッグ用基布。
   Ｎ＝Ｔ／Ｄ ^１／２ （ここで、Ｔは１ｍあたりの撚数（回／ｍ）、Ｄは未加撚糸条繊度（ｄｔｅｘ）である。）
4. モノフィラメント糸が繊度１０〜１００ｄｔｅｘであることを特徴とする請求項１または２記載のエアバッグ用基布。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のエアバッグ用基布で形成されてなることを特徴とするエアバッグ。