JP4076593B2 - エアバッグ用基布およびその製造法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車が衝突した際、乗員の身体を保護するためのエアバッグ用基布およびその製造法に関する。より詳しくは、軽量で柔軟であり、通気特性に特に優れるノンコ−トエアバッグ用基布およびその製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車衝突時における乗員の保護、安全確保のためのエアバッグシステムが急速に実用化されつつある。エアバッグは、自動車の衝突時に、衝突の衝撃を感知したセンサ−が作動し、ガス発生装置（以下、インフレ−タ−と記す）から発生するガスによって、瞬間的に膨張、展開し、乗員の衝突エネルギ−を受容して、乗員の身体を保護するものである。
【０００３】
従来のエアバッグは、エアバッグに気密性とインフレ−タ−から発生する高温ガスに対する耐熱性を付与するために、それを構成する基布の片面にクロロプレンゴムやシリコ−ンゴムなどの柔軟で耐熱性、耐久性に優れる被覆材を塗布、積層していた。しかし、これらの被覆材と基布からなる複合布は、重く、風合いも粗硬になりがちで、エアバッグとなした際、折り畳み時の容積もおおきくなり、収納性にも問題があった。
【０００４】
その為、ガス遮蔽性の良い、低通気性の高密度基布を、被覆材を併用せずにノンコ−ト基布として用いることが提案され、このことと発生するガス温度の低いインフレ−タ−の開発とが相まってノンコ−トエアバッグの搭載が実現しつつある。
エアバッグは、実際に作動する迄の長期間、金属製または樹脂製容器内で折り畳まれた状態で保存され、作動時には瞬時に衝撃的に展開し、乗員の衝突エネルギ−を受容し得る衝撃吸収の機能を、長年にわたって維持することが求められる。
【０００５】
従って、エアバッグは、長期の保存期間中に温度や湿度が変化する状況に置かれても、初期と変わらぬ性能を発現する必要がある。
一方、ノンコ−トエアバッグでは、インフレ−タ−からの高温ガスが乗員に悪影響を与えることのない様に、例えば、織密度の高い、気密性に優れた低通気性の基布が望まれる。また、織物組織は、バッグ外周などの縫着部の目ずれなどを最小限にし、縫着部強力を高めることのできる緻密なものが必要である。
【０００６】
また、エアバッグ用基布に使用される繊維は通常合成繊維であるが、その中でもナイロン６６、ナイロン６などのポリアミド繊維は、力学的特性、耐熱性、長期耐久性のみならず、耐衝撃性に優れる一方、極めて柔軟性に富み、エアバッグには特に最適な材料である。
しかしながら、ポリアミド繊維はそれを構成する高分子が親水性であるため、合成繊維の中では比較的湿度の影響を受け易く、特に、高温多湿の雰囲気下では通気特性が変化することがあった。
【０００７】
従って、ポリアミド繊維を用いたノンコ−トエアバッグ用基布に、安定した通気特性を付与することができれば、極めて優れたエアバッグを提供することができる。
このような問題に対処するための提案もすでになされている。例えば、特開平４−２８３５号公報では、基布の両面を圧熱加圧して通気度を低下させる方法により作成したノンコ−ト基布を提案している。しかしながら、この提案による方法では、基布が薄く圧密されて柔軟性が著しく損なわれる恐れがあり、また力学的特性の低下および折り畳みにより折れ皺になった部分の展開時の耐衝撃性の低下などが懸念される。
【０００８】
また、特開平５−１９５４１９号公報は、ポリアミド繊維からなる織物を６０〜１４０℃の水浴で湿式処理し、その後、テンタ−で熱セットし、次いで、ゆっくり冷却し、小さい張力で巻き取る方法を提唱している。しかしながら、この方法によるときも、１４０℃に至る温度まで使用し得る水浴設備の設置を必要とし、かつ、この水浴工程およびそれに続く乾燥工程で消費されるエネルギ−が多量と なる可能性があり、織物製造コスト上不利にならざるを得ない。さらにテンタ−を工業的に用い、冷却速度、巻き取り張力等、多くの製造諸条件を精度よく、かつ正確に調整、管理する必要があるため、予期し難い工程変動への対応が困難となる恐れがある。従って、本方法には、目的とする特性を有する織物を再現性よく、かつ廉価に得ることが必ずしも容易でない、という懸念がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記した問題点を解消し得る、すなわち、軽量で柔軟な上、耐衝撃性に優れ、かつ極めて安定した通気特性を有するノンコ−トエアバッグ用基布、およびその製造法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記本発明課題を達成するために、エアバッグ用基布の試作、評価等の検討を重ねているうちに、基布の通気度の安定性と基布の初期引張抵抗度の低下率との間に特定の関係が存在することを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、
１． ポリアミド繊維を用いて製織されたノンコート織物を、精練、熱セット後、温度２０〜６０℃、相対湿度８０％以上で２〜２４時間処理されたもので、カバーファクターＫが２０００≦Ｋ≦２３００であり、かつ、４０℃、相対湿度９５％で２４時間処理後の初期引張抵抗度の低下率が１０％以内であることを特徴とするエアバッグ用基布、
２． 前記１記載の織物の織組織が平織またはリップ・ストップ織であることを特徴とするエアバッグ用基布、
３． 前記２記載のリップ・ストップ織が、経糸および緯糸がそれぞれ２本引き揃えられて構成される格子の本数が、経糸方向および緯糸方向に１／２吋間隔に４２０ｄ換算で２〜５本並列して織り込まれて成る織組織であることを特徴とするエアバッグ用基布、
４． 通気度の保持係数が０．８５以上であることを特徴とする１．〜３．のいずれかに記載のエアバッグ用基布、である。
【００１２】
以下において本発明をさらに詳細に説明する。
本発明によるエアバッグ用基布のカバ−ファクタ−Ｋは、２０００〜２３００であることが必要であり、カバ−ファクタ−Ｋが２０００より小さい場合は通気度が大きくなりガスの遮蔽性が不足する。また、２３００より大きい場合は基布が粗硬になり、バッグの折り畳みが容易でなく、引裂強力などの力学的特性が低下する可能性がある。
【００１３】
ここで、カバ−ファクタ−Ｋは、Ｋ_t ＋Ｋ_w である。
Ｋ_t ＝経糸密度（本／吋）×√経糸のデニ−ル
Ｋ_w ＝緯糸密度（本／吋）×√緯糸のデニ−ル
本発明は、既述のように基布の通気度の安定性と基布の初期引張抵抗度の低下率との 間に特定の関係があることを見出したことに基づく。即ち、製織し、精練、乾燥、熱セットした基布を特定の多湿雰囲気即ち、４０℃、相対湿度９５％、で処理し、その前後の初期引張抵抗度を測定することによって評価される初期引張抵抗度の低下率が特定の領域にある基布は、全く意外なことに通気度も極めて安定することを見出したのである。
【００１４】
本発明では、基布の前記初期引張抵抗度の低下率が１０％以内、好ましくは８％以内である必要がある。このようになせば長期間にわたる保存後も通気度特性が安定したエアバッグ用基布を得ることができる。前記初期引張抵抗度の低下率が１０％超の場合は、得られる基布の通気特性の安定性が不足する。本発明における初期引張抵抗度は、ＪＩＳ−Ｌ−１０１３（７．10法）に準じて測定したもので、後述する条件により引張試験機を用いて得られる基布の荷重−伸長曲線の初期立ち上がり時の直線部の傾きを求め、基布の経方向と緯方向で平均して初期引張抵抗度とした。
【００１５】
本発明の基布の通気度は、要求されるエアバッグの排気特性を考慮すれば、フラジール法による通気度が好ましくは３ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ以下、より好ましくは２ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ以下とされる。また、本発明によるエアバッグ用基布の通気度の安定性は、本発明においては初期引張抵抗度の低下率の場合と同様に評価され、エージング（４０℃、相対湿度９５％で２４時間）処理した前後の基布のフラジール法通気度の保持性をいう。本発明になる基布の通気度の保持性は、通気度保持係数によって評価される。本発明では、通気性の保持係数が０．８５以上であることが好ましく、０．９以上であることが特に好ましい。ここで、保持係数は、前記多湿雰囲気処理前後の基布通気度をそれぞれＱ_０、Ｑ_ｗとしたとき双方の比Ｑ_０／Ｑ_ｗで表わす。
【００１６】
本発明になる基布の織組織は、最も緻密な平織が縫製部の目ずれが極めて小さいなどの点から好ましい。しかしながら、平織基布は、カバ−ファクタ−が大きくなるにつれ粗硬になるため、本発明においては、柔軟性を確保できるリップ・ストップ織とすることがより好ましい。更に、前記リップ・ストップ織が、経糸および緯糸がそれぞれ２本引き揃えられて構成される格子の本数が、経糸方向および緯糸方向の１／２吋間隔に４２０ｄ換算で２〜５本並列して織り込んだ基布を用いることが特に好ましい。この際、用いた糸デニ−ルが大きい場合は並列する糸の本数を少なくし、糸デニ−ルが小さい場合は糸の本数を多くすれば良い。同じ糸デニ−ルでは格子本数が増えるに従い、通気度は大きくなるが、引き裂き強力などの力学的特性が改善され、柔軟性も増大する。４２０ｄ換算で１／２吋間隔に６本以上並列して織り込むと通気度レベルの増大に加え、織組織の目ずれが大きくなる可能性がある。
【００１７】
本発明による通気特性の安定したエアバッグ用基布は、製織された基布を精練、乾燥、熱セットした後、温度２０〜６０℃、相対湿度８０％以上で処理する多湿処理によって特に好ましく得られる。処理時間は、少なくとも２時間であることが好ましく、より好ましくは４時間〜２４時間であるが、必要とする織物構造、通気度レベルなどにより適宜処理時間を選定して良い。
【００１８】
前記基布の処理温度が２０℃より低い場合は安定した通気度となるのに長時間を要し、６０℃より高い場合は短時間に通気度が安定化するが、強力、伸度などの物理特性に悪い影響を与える可能性がある。さらに、基布処理条件として相対湿度を８０％以上となすことが肝要であり、相対湿度が８０％未満の場合は得られる基布の通気度が十分に安定しない。
【００１９】
本発明によれば、前記多湿処理によって、ポリアミド繊維から構成される基布は、製織、熱セットなどの工程で受けた歪みを緩和する方向にその構造が極めて微少変化し、より嵩高ではあるが極めて安定した織構造を形成するようになり、その結果、織物構造の粗密を表わす引張抵抗度が低下するのである。
本発明によるエアバッグ用基布は、初期引張抵抗度の低下率が小さく、それ故エアバッグとなした後も経時的に湿度、温度の影響を受けることが少なく、長期保存後の通気特性が極めて安定したエアバッグとなることを期待し得る。
【００２０】
本発明によるエアバッグ用基布は、基布全体に安定した通気特性を付与し得る方法によって製造すればよく、織物の力学的特性に悪影響を及ぼすことのない環境で長時間放置する方法、早期に安定化させる為多湿の雰囲気で処理する方法、あるいは高周波などの機械的な外部エネルギーを加えて織物構造の歪を緩和する方法、などによれば良い。これら中のでも前記多湿処理が特に有効であり、より具体的には例えば、連続式スチ−マ−、スタ−スチ−マ−などのバッチ式スチ−マ−など拡布状で基布を処理できる装置によれば良い。また、場合によっては、浸漬、散布、塗布などにより基布に余剰の水、温湯を与えて巻き取り、前記の湿度、温度雰囲気下に放置しても良い。これらの中で、本発明においては、拡布状で基布を多湿処理することが特に好ましい。
【００２１】
本発明になるエアバッグ用基布を構成する繊維材料は、耐熱性、耐久性、耐衝撃性、強力などの力学的特性にすぐれるポリアミド繊維であれば良く、通常エアバッグに用いられる各種ポリアミドである例えばナイロン６、６６、４６、６１０、６１２などの脂肪族ポリアミド、パラフェニレンテレフタルアミドおよびこれと芳香族エ−テル化合物との共重合体などに代表される芳香族ポリアミドを、単独または混合、併用して得られる長繊維、短繊維または混合繊維から得られるもので良い。必要があれば、前記ポリアミド以外の繊維材料が半分以下混合されている繊維材料であっても差し支えない。
【００２２】
また、本発明の基布に使用される繊維材料は、紡糸性、製織性、可縫性、材質の耐久性を改良するために通常使用されている各種の添加剤、例えば、耐熱安定剤、酸化防止剤、老化防止剤、潤滑剤、平滑剤、顔料、撥水剤、撥油剤、酸化チタンなどの隠蔽剤、光沢付与剤、難燃剤、防炎剤、可塑剤、などの一種または二種以上を使用していても良い。また、場合によっては、加撚、嵩高加工、捲縮加工、捲回加工などの加工を施してある糸条を用いても良い。更に、本発明の基布に用いる糸条は長繊維フィラメント糸、短繊維の紡績糸、これらの複合糸であっても良い。
【００２３】
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、太さが１０００ｄ以下、好ましくは２００ｄ〜７００ｄである繊維から選定すれば良く、細い糸を使用すれば基布の目付け、厚みを軽減できる。また、本発明におけるポリアミド繊維の単糸太さは１〜６ｄの範囲にあれば良いが、場合によっては１ｄ以下の極細繊維であっても良い。
【００２４】
本発明による基布は、ノンコ−トエアバッグ用基布である。本発明の基布によるエアバッグの排気方式は、全面基布排気方式、部分基布排気方式、排気孔方式、これらの複合方式などいずれでも良く、要望される排気特性に応じて適宜設計して良い。
また、本発明の基布によるエアバッグの製造方法は、複数枚の基布を縫製、接着、加圧圧着、加硫などの方法、またはこれらの併用、あるいは製織、製編により袋体を作成する方法などいずれの方法によっても良い。
【００２５】
本発明になる基布から作成されるエアバッグの形状は、特に限定されるものではなく、円形、球形、楕円形、矩形であって良く、またその用途は、運転席用、助手席用、後部座席用、サイド用などいずれの用途のエアバッグであっても良い。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明におけるエアバッグ用基布の特性評価は次の方法によった。
（１）初期引張抵抗度
ＪＩＳ−Ｌ−１０１３（７．１０法）に準じて測定した。試料寸法は、測定方向（経または緯）の長さ３５０mm、幅方向３０mmで、経および緯にそれぞれＮ＝３枚採取した。引張試験機は、オ−トグラフＤＳＳ−２０００（島津製作所製）を用い、荷重フルスケ−ル１００kg、試料掴み間隔２００mm、引張速度２００mm／min 、チャ−ト速度１０００mm／min ．にて荷重−伸長特性を測定した。測定は、チャ−トフルスケ−ルの６〜７割の荷重になるまで行ない、得られた曲線の初期立ち上がり部の直線部分の傾きを本発明の初期引張抵抗度とした。
【００２７】
（２）通気度
ＪＩＳ−Ｌ−１０９６（６．２７．１Ａ法）に記載のフラジ−ル法により測定した。
（３）引裂強力
ＪＩＳ−Ｌ−１０９６（６．１５．４Ｃ法）に記載のトラペゾイド法により、経、緯について測定した。
【００２８】
【実施例１】
ナイロン６６繊維４２０ｄ／７０ｆを用いて、織密度が経、緯いずれも５０本／吋である平織物を製織し、この機物をジッガ−にて９０℃で精練した。乾燥後、１８０℃で熱セットし、次いで、５０℃、相対湿度８５％の雰囲気中で１６時間処理し、本発明によるエアバッグ用ノンコ−ト基布を得た。得られた基布の織密度は経、緯いずれも５２本／吋であり、カバ−ファクタ−は２１３１であった。
【００２９】
得られた基布を、エージング（４０℃、相対湿度９５％の雰囲気で２４時間）処理し、処理後の初期引張抵抗度の低下率を求めた。得られた低下率は３％であり、また通気度の保持係数は０．９７であり極めて通気性が安定した基布であった。
【００３０】
【実施例２】
実施例１において、基布の織組織が、格子本数が１／２吋間隔に３本並列させたリップ・ストップ織である以外は実施例１と全く同様にして本実施例のノンコ−ト基布を得た。得られた基布の引張抵抗度の低下率は５％で、通気度の保持係数は０.95 であった。
【００３１】
【実施例３】
ナイロン６６繊維３１５ｄ／７０ｆを用いて、織密度が経、緯いずれも６１.5本／吋であるリップ・ストップ織物を製織し、これをジッガ−にて９０℃で精練した。乾燥後、１５５℃で熱セットし、次いで、３５℃、相対湿度９５％の雰囲気中で２４時間処理し、本実施例のエアバッグ用ノンコ−ト基布を得た。得られた基布の織密度は経、緯いずれも６４本／吋であり、格子本数は１／２吋間隔に３本（４２０ｄ換算２.3本）であった。また基布のカバ−ファクタ−は２２７１であった。さらに初期引張抵抗度の低下率は８％で、通気度の保持係数は０.91 であった。
【００３２】
【実施例４】
１９０℃で熱セットした以外は実施例１と全く同様にして織密度が経、緯いずれも５２本／吋の平織物を得た。ついで、この織物を５０℃、相対湿度９８％の雰囲気中を連続的に通した後、そのまま巻き上げて４０℃、９０％の雰囲気中に２４時間放置した。得られたノンコ−ト基布の初期引張抵抗度の低下率は７％で、通気度の保持係数は０.93 であった。
【００３３】
【比較例１】
織密度を経、緯いずれも５５.5本／吋の平織物とした以外は実施例１と全く同様にしてノンコ−ト基布を作成した。織密度は、経、緯いずれも５６.5本／吋であり、基布のカバ−ファクタ−は２３１６であった。得られた基布は初期引張抵抗度の低下率が２％であり、基布の通気度特性も優れるものの、引裂強力が低く耐衝撃性に劣り、エアバッグ用基布としての力学的特性に欠けるものであった。
【００３４】
【比較例２】
織密度を経、緯いずれも４５本／吋で平織物を製織した以外は、比較例１と全く同様にしてノンコ−ト基布を作成した。織密度は経、緯いずれも４８本／吋でありカバ−ファクタ−は１９６７であった。得られた基布の初期引張抵抗度の低下率は９％であり、通気度保持係数は０.83 と低く、かつ通気度も大であり、エアバッグ用ノンコ−ト基布としては不満足なものであった。
【００３５】
【比較例３】
実施例１において、高湿度雰囲気中での処理を施さずに、その他は実施例１と全く同様にしてノンコ−ト基布を得た。初期引張抵抗度の低下率は１５％であり、通気度の保持係数も０.45 で安定した通気特性を有する基布ではなかった。
なお、以上の結果をまとめて表１に示した。
【００３６】
【表１】

Claims (4)

1. ポリアミド繊維を用いて製織されたノンコート織物を、精練、熱セット後、温度２０〜６０℃、相対湿度８０％以上で２〜２４時間処理されたもので、カバーファクターＫが２０００≦Ｋ≦２３００であり、かつ、４０℃、相対湿度９５％で２４時間処理後の初期引張抵抗度の低下率が１０％以内であることを特徴とするエアバッグ用基布。
2. 請求項１記載の織物の織組織が平織またはリップ・ストップ織であることを特徴とするエアバッグ用基布。
3. 請求項２記載のリップ・ストップ織が、経糸および緯糸がそれぞれ２本引き揃えられて構成される格子の本数が、経糸方向および緯糸方向に１／２吋間隔に４２０ｄ換算で２〜５本並列して織り込まれて成る織組織であることを特徴とするエアバッグ用基布。
4. 通気度の保持係数が０．８５以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエアバッグ用基布。