JP3859135B2

JP3859135B2 - エアバッグ用基布

Info

Publication number: JP3859135B2
Application number: JP2002095628A
Authority: JP
Inventors: 憲一郎加納; 治夫浅井
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: JP2003293240A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は軽量で低通気性能を有し、経済性にも優れたエアバッグ用基布に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車安全部品の一つとしてほとんどの車に装着されているエアバッグは、自動車の衝突事故の際、衝撃をセンサーが感知し、インフレーターから高温、高圧のガスを発生させ、このガスによってエアバッグを急激に展開させて、運転者や同乗者の身体が衝突した方向へ飛び出した際、特に頭部がハンドル、フロントガラス、ドアガラス等に衝突することを防止し保護するものである。
【０００３】
従来、エアバッグにはクロロプレン、クロルスルフォン化オレフィン、シリコーンなどの合成ゴムを被覆したコーティング基布が、耐熱性、空気遮断性（低通気度）、難燃性が高いという理由により使用されてきた。
【０００４】
しかしながら、これらのコーティング基布のうち、クロロプレンやクロルスルフォン化オレフィンをコーティングした基布は基布の重量が増加し、また柔軟性が満足できるものではなく製造コストも高いため、エアバッグ用基布として使用するには不具合な点が多かった。また、現在でも一部で使用されているシリコーンコーティング基布は上記不具合点がかなり改善されているが、まだ満足できるものではない。
【０００５】
そこで、最近はコーティングを施さないノンコートエアバッグ用基布を使用したノンコートエアバッグが主流になっており、軽量化、良好な収納性、低通気度化のために以下のような提案がなされている。
【０００６】
例えば、（１）特許第２５３８９３４号公報にあるように、８．５ｇ／ｄ以上、３ｄｐｆ以下の原糸を用いて、収納性に優れた基布を得る方法、（２）特開平１−１２２７５２号公報にあるように、高密度織物を製織した後に収縮加工やカレンダー加工を施すことで軽量、低通気度基布を得る方法、（３）特開平４−２８３５号公報にあるように、両面カレンダー加工することで軽量かつ１２４Ｐａ差圧で０．５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以下の低通気度基布を得る方法、（４）特開平６−４１８４４号公報にあるように織物に化学収縮処理を施すことにより、布を構成する糸条を膨潤させて低通気度基布を得る方法、（５）特開平８−３２５８８８号公報にあるように、単糸繊度が１．５ｄ〜７．０ｄの熱可塑性合成繊維と、０．２ｄ〜１．５ｄの熱可塑性合成繊維とを混合する方法等がある。
【０００７】
しかし、上記従来のノンコートエアバッグはいずれも問題点を有する。すなわち、従来例（１）の場合、収納性には優れているが、通気度の点でまだ改善の必要がある。また、単糸繊度を小さくしているので製織時のフィラメント切れを起こしやすくなり基布品位上または製織稼動上問題が多く、織機回転数も上げにくくなり、製織製造コストが高い。従来例（２）の場合、カレンダー加工することで製造工程が一工程増加し製造コストがアップするのみならず柔軟性が損なわれる問題がある。従来例（３）の場合、軽量、低通気度化は得られるが、この場合もカレンダー加工することで製造工程が一工程増加し製造コストがアップするのみならず柔軟性が損なわれる問題がある。従来例（４）の場合、化学処理するため製造コストがアップし、その上、化学薬品による原糸強度低下すなわち基布強度低下を引き起こし、エアバッグとして使用するには信頼性に問題がある。従来例（５）の場合、別々に作製した単糸繊度の異なる２種類の糸条を合糸しており、一工程増加することによる製造コストアップが問題となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の問題点に鑑み創案されたものであり、その目的は軽量で低通気性能を有し、経済性にも優れたエアバッグ用基布を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者はかかる課題を解決するために鋭意検討した結果、遂に本発明を想到するに到った。すなわち、本発明は合成繊維のフィラメントを製織し収縮加工させることによって製造されるエアバッグ用基布であって、エアバッグ用基布を構成する合成繊維のフィラメントが異形断面糸を含み、前記異形断面糸の単糸断面の扁平度が２．８〜５．０であること、収縮加工前の合成繊維の沸水収縮率が７〜１３％であること、およびエアバッグ用基布の２０ｋＰａ圧力下における通気度が０．７ｌ／ｃｍ^２／ｍｉｎ以下であることを特徴とするエアバッグ用基布である。
【００１０】
本発明のエアバッグ用基布の好ましい実施態様では、前記合成繊維のフィラメントは製織前の段階で異形断面糸を含む。
【００１１】
また、本発明のエアバッグ用基布の更に好ましい実施態様では、エアバッグ用基布を構成する合成繊維のフィラメントの総繊度は１００ｄｔｅｘ〜７００ｄｔｅｘであり、単糸繊度は０．１ｄｔｅｘ〜７．０ｄｔｅｘである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のエアバッグ用基布は合成繊維のフィラメントを製織し収縮加工させることによって製造されるものであり、加工後の合成繊維のフィラメントが特定の扁平度を有する異形断面糸を含み、加工前の合成繊維が特定の沸水収縮率を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明のエアバッグ用基布に用いる合成繊維は、素材としては特に限定されるものではないが、特にナイロン６６、ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン１２等の脂肪族ポリアミド繊維、アラミド繊維のような芳香族ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維または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などのポリエステル繊維を用いることができる。他の素材としては全芳香族ポリエステル繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ＰＰＳ繊維、ポリエーテルケトン繊維等を用いることもできる。ただし、経済性を勘案するとポリエステル繊維またはポリアミド繊維を用いるのが特に好ましい。また、これらの繊維はその一部または全部が再利用された原材料より得られるものでもよい。また、これらの合成繊維は原糸製造工程や後加工工程での工程通過性を向上させるために、各種添加剤を含有していても何ら問題はない。例えば、酸化防止剤、熱安定剤、平滑剤、帯電防止剤、増粘剤、難燃剤等を含有することができる。また、これらの合成繊維は色糸であっても何ら問題はない。
【００１４】
本発明のエアバッグ用基布の最大の特徴は、エアバッグ用基布を構成する合成繊維のフィラメントが、通常の丸断面糸ではなく特定の扁平度を有する異形断面糸を含むことにある。特定の扁平度を有する異形断面糸（以下、単に扁平糸という）を用いることにより、織物としたときに単糸断面の長径が積重なるように配置させることができ、織物の断面における単位面積あたりの隙間が減少する。従って、同等繊度の丸断面糸を使用し織密度が同等である場合と比較して、エアバッグ展開時の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、厚みの薄い軽量で柔軟性のある基布とすることができる。
【００１５】
本発明における単糸断面の扁平度とは、単糸断面形状を楕円に近似した場合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、全体の扁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何ら差し支えなく、左右対称である必要もない。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、一番長いところを長径とし、一番短いところを短径として、扁平度を算出すればよい。
【００１６】
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、これは代表例であって何らこれに制限されるものではない。図１のａは長径、ｂは短径であり、扁平度はａ／ｂで計算される。
【００１７】
本発明の効果を得るためには、上記扁平度が１．５〜５．０、好ましくは１．５〜４．０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。扁平度が１．５より小さいと扁平の効果が弱くなり、５．０より大きいと、製糸時に糸切れ、毛羽の原因となるため好ましくない。また、全ての単糸が上記範囲の扁平度を有する必要はなく、一部が１．５〜５．０であれば良い。しかし、扁平の効果を強くするためには上記範囲の扁平度を有する単糸数がフィラメント総単糸数の５０％以上であることが好ましく、７０％以上がより好ましい。
【００１８】
本発明で使用する扁平糸は従来公知の種々の方法により得ることができる。例えば異形口金孔よりポリマーを吐出させる直接製糸法により扁平糸を得ることができ、あるいは複合紡糸法を用いて２種以上のポリマー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扁平糸を得ることができる。製糸の容易さや工程の簡易さの点からは前者の直接製糸法を用いることが一般的に好ましい。
【００１９】
ただし、単糸繊度が特に細いフィラメントを作製する場合は後者の複合紡糸法を用いることが好ましい。この場合、少なくとも１成分の除去は延伸後または布帛作製後に行われる。
【００２０】
従って、本発明のエアバッグ用基布は原糸の段階から扁平糸を用いて製織したもののみならず、原糸の段階では通常の丸断面糸を用いて製織するが、布帛作製後に一部の成分を除去して扁平糸にしたものをも包含する。
【００２１】
次に、本発明のエアバッグ用基布のもう一つの特徴は、エアバッグ用基布に用いられる合成繊維の収縮加工前の沸水収縮率が６〜１５％であることである。沸水収縮率が、６％より小さいとたとえ扁平糸を用いたとしても収縮加工後に低通気度が得られず、１５％を超えると収縮加工後の織物の厚さが厚くなりコンパクト性を損ねることとなり好ましくない。沸水収縮率の好ましい値は７〜１３％である。本発明における布帛の収縮加工における加熱処理温度は特に規定するものではなく、通常９０〜２００℃で実施する。１６０℃以下の処理が低通気性を得る点で好ましい。処理は、ヒートセッター、沸水バス等、特に限定されないが、織物の経糸方向のオーバーフィードが、２〜１５％程度可能な加工機を用いてもよい。
【００２２】
また、本発明のエアバッグ用基布を構成する合成繊維のフィラメントの総繊度は１００ｄｔｅｘ〜７００ｄｔｅｘ、単糸繊度は０．１ｄｔｅｘ〜７．０ｄｔｅｘであることが好ましい。更に好ましくは総繊度は１２０ｄｔｅｘ〜５００ｄｔｅｘ、単糸繊度は０．１ｄｔｅｘ〜５．０ｄｔｅｘである。すなわち、総繊度が１００ｄｔｅｘ未満の場合は引張強力及び引裂強力が不足し、７００ｄｔｅｘを超える場合には強度には問題はないが、織物の柔軟性が損なわれ、収納性や布帛表面が硬くなることから衝突時に人体の皮膚を傷つける恐れがあり不利になる。単糸繊度が０．１ｄｔｅｘ未満と細くなると紡糸が困難となり、また本発明の扁平糸の効果が小さくなるので好ましくない。逆に７ｄｔｅｘを超える場合には織物の柔軟性が損なわれ、収納性や人体への影響の面から不利になるため好ましくない。
【００２３】
また、本発明のエアバッグ用基布は２０ｋＰａ圧力下における通気度が０．７ｌ／ｃｍ^２／ｍｉｎ以下であることが好ましく、０．５ｌ／ｃｍ^２／ｍｉｎ以下であることが更に好ましい。ここにおいて基布の通気度は、高圧通気度試験機（ＯＥＭシステム（株）製）を用い、２０ｋＰａ圧力に設定したときの通気量から求めたものである。上記通気量が０．７ｌ／ｃｍ^２／ｍｉｎより大きいと、エアバッグとして瞬時の展開性能が減少してしまうため好ましくない。
【００２４】
次に、本発明にかかるエアバッグ用基布に用いられる合成繊維の製造方法の一例について以下に説明する。
【００２５】
本発明のエアバッグ用基布に用いられる合成繊維を構成するポリマーは、通常溶融紡糸法により口金より紡出される。ここで上述の直接製糸法により扁平糸を得る場合には、この口金として異形孔を有する口金を使用すればよい。また複合紡糸法により扁平糸を得る場合には、２種以上のポリマーを同時に紡出すればよい。紡糸条件は用いるポリマーにより異なり、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、ポリマーの熱による劣化を防ぐために、紡糸機内におけるポリマー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、扁平度やフィラメント数により最適化されうる。前記加熱筒は、溶融ポリマーの固化を遅らせ、高強度を発現させるために必要である。
【００２６】
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ら差し支えない。
【００２７】
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後、紡糸速度を制御する引取りロールで引き取られる。
【００２８】
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い。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、通常１．５〜６．０倍、好ましくは２．０〜５．５倍である。
【００２９】
次いで、前記延伸糸は熱固定されるが、熱固定時の張力及び温度を変化させることはなんら差し支えない。
【００３０】
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こと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。
【００３１】
上述の複合紡糸法により扁平糸を得る場合は、この延伸後もしくは後述の基布作製後に少なくとも１成分を除去すればよい。
【００３２】
以上の方法によって、単糸断面の扁平度が１．５〜５．０である異形断面糸を含み、総繊度が１００ｄｔｅｘ〜７００ｄｔｅｘ、単糸繊度が０．１ｄｔｅｘ〜７．０ｄｔｅｘである合成繊維が得られる。
【００３３】
上記合成繊維を用いてエアバッグ用基布を作製するには、得られた合成繊維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、糊づけしたりする必要はない。製織方法は特に限定するものではないが、基布物性の均一性を勘案すると平織りが良い。使用する糸は、経糸・緯糸は単一でなくてもよく、例えば太さや糸本数、繊維の種類が異なっても何ら差し支えはない。織機は、エアージェットルーム、レピアルーム、ウオータージェットルーム等、特に限定するものではない。織密度は、前述のように通気量が０．７ｌ／ｃｍ^２／ｍｉｎ以下になるように設定すればよい。
【００３４】
本発明のエアバッグ用基布は、エアバッグ用基布を構成する合成繊維のフィラメントが単糸断面の扁平度が１．５〜５．０である異形断面糸を含み、収縮加工前の合成繊維の沸水収縮率が６〜１５％であるので、同等繊度の丸断面糸構成の基布に比較して通気度を低くすることが可能である。また、同等の低い通気度を得ようとした場合、総繊度もしくは織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である。
【００３５】
本発明の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公知の方法で、精練、熱セット、さらには片面もしくは両面にカレンダー加工を基布に施すことができる。また、扁平断面を揃える目的でセッターにかけることも可能である。
【００３６】
また、本発明のエアバッグ用基布はノンコート品、コート品のどちらにも有効であるが、経済性や軽量・コンパクトな点、リサイクルのし易さを勘案するとノンコート品に用いるのが好ましい。
【００３７】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。本文および実施例中の各物性は、次のようにして測定した。
【００３８】
（１）単糸断面の扁平度：ＪＩＳ−Ｌ−１０９６−３により調整した布帛の断面写真を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって撮影し、その写真上での単位長さを基準にして、単糸の最も幅の広いところをａ_１（ｍｍ）、最も幅の狭いところをｂ_１（ｍｍ）として求め、撮影倍率Ｔ（倍）で割った値をそれぞれ長径ａ（ｍｍ）、短径ｂ（ｍｍ）とした。
ａ（ｍｍ）＝ａ_１／Ｔ
ｂ（ｍｍ）＝ｂ_１／Ｔ
単糸断面の扁平度は、ａ／ｂの値とした。
【００３９】
（２）沸水収縮率：沸水収縮率はＪＩＳ−Ｌ−１０１３（熱水収縮率Ｂ法１００℃）で測定した。
【００４０】
（３）布帛のカバーファクター：カバーファクターＫは下記式より算出した。
Ｋ＝ＮＷ×ＤＷ０．５＋ＮＦ×ＤＦ０．５
（但し、ＮＷ：経密度（本／ｉｎｃｈ）、ＤＷ：経糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＮＦ：緯密度（本／ｉｎｃｈ）、ＤＦ：緯糸総繊度（ｄｔｅｘ）である。）
【００４１】
（４）通気度：通気度は高圧通気度試験機（ＯＥＭシステム（株）製）を用い、２０ｋＰａ圧力に設定したときの通気量から求めた。
【００４２】
（５）厚さ：布帛の厚さはＪＩＳ−Ｌ−１０９６−６．５により測定した。
【００４３】
【実施例】
実施例１
総繊度が４７０ｄｔｅｘ、９６フィラメント、沸水収縮率が８．０％、単糸断面の扁平度が３．３のナイロン６６の原糸を平織りにてウオータージェットルームにて製織後、沸水にて収縮加工し、１１０℃で乾燥仕上げをし、経密度４９本／ｉｎｃｈ、緯密度４９本／ｉｎｃｈの織物を得た。この基布の特性を評価し表１に示した。
【００４４】
実施例２
総繊度が３５０ｄｔｅｘ、１４４フィラメント、沸水収縮率が８．３％、単糸断面の扁平度が２．８のナイロン６６の原糸を平織りにてウオータージェットルームにて製織後、沸水にて収縮加工し、１１０℃で乾燥仕上げをし、経密度５２本／ｉｎｃｈ、緯密度５２本／ｉｎｃｈの織物を得た。この基布の特性を評価し表１に示した。
【００４５】
比較例１（扁平糸の効果確認）
原糸として沸水収縮率が８．０％の丸断面糸（単糸断面の扁平度１．０）を使用した以外は実施例１と同様にして織物を得た。この基布の特性を評価し表１に示した。
【００４６】
比較例２（フィラメントの沸水収縮率の効果確認）
原糸として沸水収縮率が５．８％、単糸断面の扁平度が３．５の扁平糸を使用した以外は実施例１と同様にして織物を得た。この基布の特性を評価し表１に示した。
【００４７】
【表１】

【００４８】
表１から明らかなように、単糸断面の扁平度及び沸水収縮率が本発明の範囲内である実施例１および２の基布はいずれも通気度が十分低い。これに対し単糸断面の扁平度が本発明の範囲外の比較例１および沸水収縮率が本発明の範囲外の比較例２はいずれも通気度が高く、エアバッグ用基布としては問題がある。
【００４９】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成されているので、軽量で低通気性能を有し、経済性にも優れたエアバッグ用基布を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】扁平糸の断面の例である。
【符号の説明】
ａ：長径
ｂ：短径

Claims

合成繊維のフィラメントを製織し収縮加工させることによって製造されるエアバッグ用基布であって、エアバッグ用基布を構成する合成繊維のフィラメントが異形断面糸を含み、前記異形断面糸の単糸断面の扁平度が２．８〜５．０であること、収縮加工前の合成繊維の沸水収縮率が７〜１３％であること、およびエアバッグ用基布の２０ｋＰａ圧力下における通気度が０．７ｌ／ｃｍ^２／ｍｉｎ以下であることを特徴とするエアバッグ用基布。
合成繊維のフィラメントが製織前の段階で異形断面糸を含むことを特徴とする請求項１記載のエアバッグ用基布。
エアバッグ用基布を構成する合成繊維のフィラメントの総繊度が１００ｄｔｅｘ〜７００ｄｔｅｘであり、単糸繊度が０．１ｄｔｅｘ〜７．０ｄｔｅｘ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。