JP5728889B2 - 低通気度織物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両衝突時に乗員の衝撃を吸収し、その保護を図るエアバッグに使用できる低通気度織物の製造方法に関するものであり、更に詳しくは少ない塗布量でも初期通気度が低く、低コストで収納性に優れる低通気度織物の製造方法に関するものである。

近年、自動車安全部品の一つとして急速に装着率が向上し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。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織物が、耐熱性、ガス遮断性（低通気度）、難燃性が高いという理由により使用されてきており、現在はシリコーンコーティング織物が主流となっている。

しかしながら、これらの合成ゴムをコーティングした織物は、織物の質量が増加し、また柔軟性が満足できるものではない。さらに、製造コストも高いため、エアバッグ用織物として使用するには不具合な点が多かった。

織物のコーティング塗布量を変更し、改良することは従来から知られている（特許文献１参照）。しかしながら特許文献１には、エアバッグ展開性能などに関しての記述はない。

一方、正面衝突用エアバッグでは、軽量で、収納性に優れる、コーティングを施さない織物を使用したノンコートエアバッグが主流になっている（特許文献２参照）。しかしながら、側面衝突用エアバッグのように、乗員との距離が近いエアバッグではより高速な展開性能が必要である。そのため、高い圧力のインフレータに耐えられるエアバッグ用織物が求められている。

また、織物のコーティング方法としては、一般にナイフコート、ロールコート、リバースコートなどによるコーティング方式が採用されているが、コーティングにより片面側にのみ積層あるいは薄膜を形成しようとすると、塗布量に限界があり、通常１０ ｇ／ｍ^２以下に均一塗布することが難しく、塗布量を少なくすると織物の凹部である目合いに多く塗布され、織物の凸部である織物の経糸および緯糸上にはほとんど塗布されない現象が発生する。（特許文献３参照）。特許文献３の方法では、「目合い部」に多くの樹脂を存在させることを目的としているが、「織糸部」にも樹脂が存在しているため樹脂量が増加している点や、特に樹脂量を低下させた場合には、通気度制御に必要な部分が「目合い部」のみならず経糸と緯糸が交わる境部もあるため通気度が高くなる問題が発生する。

更に、布帛を合成樹脂希釈液で含浸処理したエアバッグ用基布が提案されている（特許文献４参照）。しかし、かかる製造方法で製造されたコート布帛の場合、布帛の表面のみならず布帛中にも合成樹脂が存在することになり、低通気性能を達成するためには布帛に付与する樹脂量を多くしなければならず、基布の重量が増加し柔軟性が低下する問題点があった。

特開平５−１６７５３号公報 特開平４−２８１０６２号公報 特開平６−８７７９号公報 特開平１１−２２２７７６号公報

本発明は、かかる従来技術の課題を背景になされたものである。即ち、エアバッグ用コート布帛の表面に合成樹脂を偏在させ、皮膜を形成させることにより、少ない塗布量でも通気度が低く、低コストで収納性に優れるエアバッグ等に使用できる低通気度織物の製造方法を提供することにある。

本発明者らは鋭意検討した結果、以下に示す手段により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。すなわち、本発明は、以下の構成から成る。
１．少なくとも片面に合成樹脂が付与されてなる低通気度織物を製造する方法において、（１）織物に、合成樹脂を溶解または分散できる溶媒Ａを含浸させる工程、（２）溶媒を含浸させた織物に、合成樹脂を溶媒Ｂで溶解または分散した溶液（コート剤）を付与する工程、および（３）溶媒を除去する工程、を少なくとも含むことを特徴とする低通気度織物の製造方法。
２．合成樹脂を溶媒Ｂで溶解または分散した溶液粘度が、５０〜２０，０００ｍＰａ・ｓｅｃであることを特徴とする上記第１に記載の低通気度織物の製造方法。
３．織物が合成繊維から成り、カバーファクター（ＣＦ）が、１９００〜２４００であることを特徴とする上記第１または第２に記載の低通気度織物の製造方法。
４．１００ｋＰａにおける通気度が、０．１Ｌ／ｃｍ^２／ｍｉｎ以下であることを特徴とする、上記第１〜３のいずれかに記載の低通気度織物の製造方法。
５．熱可塑性合成樹脂の付着量が、乾燥後の質量で０．１〜１５ｇ／ｍ^２であることを特徴とする上記第１〜４のいずれかに記載の低通気度織物の製造方法。
６．溶液（コート剤）を付与する方法において、ナイフコーター、スリットダイコーターを用いることを特徴とする上記第１〜５のいずれかに記載の低通気度織物の製造方法。

本発明は、布帛に予め溶媒を含浸させ、その溶媒で基布中の空隙を満たすことで、布帛への合成樹脂付与時に、布帛中への合成樹脂を含む溶液の含浸を抑制することによって、エアバッグ用コート布帛の表面に合成樹脂を偏在させ、これまで不可能であった、少ない塗布量での低通気性を実現し、低コストで収納性に優れる低通気度織物の製造方法を究明したものである。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において、織物に使用する合成繊維としては、例えば、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、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメ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が挙げられる。他の合成繊維としては、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、ポリパラフェニン・ベンゾビス・オキサゾール繊維（ＰＢＯ繊維）、ポリフェニレンサルファイド繊維、ポリエーテルケトン繊維などが挙げられる。

これらの合成繊維の中でも、経済性を勘案すると、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維が特に好ましい。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を用いて製造されたものでもよい。

また、これらの合成繊維には、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。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、熱安定剤、平滑剤、帯電防止剤、増粘剤、難燃剤等が挙げられる。また、この合成繊維は、原着糸や製糸後染色したものでもよい。また、合成繊維の単糸の断面は、通常の丸断面のほか、異形断面であってもよい。合成繊維は、マルチフィラメント糸にして経糸と緯糸に用い、これらから製織することが、破断強度、破断伸度等の観点から好ましい。

本発明において、織物の製造方法は、特に限定されないが、織物の物性の均一性を勘案すると平織りが良い。使用する糸は、経糸と緯糸は単一でなくてもよく、例えば、繊度や糸を構成する単糸の本数、繊維の種類が異なっていてもよい。

本発明のエアバッグ用コート布帛に用いる合成繊維の原糸の総繊度及び単糸繊度は総繊度が１００〜６００ｄｔｅｘであり、単糸繊度が６ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。更に好ましくは総繊度が２００〜５００ｄｔｅｘ、単糸繊度は４ｄｔｅｘ以下である。すなわち、総繊度が上記下限値未満の場合は引張強力及び引裂強力が不足する恐れがある。また、上記上限値を超える場合、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展開時に問題を生じることがある。単糸繊度が上記上限値を超える場合も織物の柔軟性が損なわれ、収納性や展開特性に問題を生じることがあるため好ましくない。

織物としては、式１で示されるカバーファクター（ＣＦ）が１９００〜２４００であることが好ましい、更に好ましくは、１８００〜２３００である。１９００未満であると、目合い部に代表される糸と糸の間（単糸と単糸の間も含む）の空隙が大きくなるため、少ない樹脂量ではその空隙が覆いきれず、低通気性が得られない。さらに展開時に生じる圧力により、糸と糸の間がより拡がり、被膜では覆いきれない空隙を生じ通気度が上昇してしまうため、好ましくない。２４００より大きいと剛性が上がり、収納性が悪化するため好ましくない。
ＣＦ：Ｗａ×√（ＷａＤ ×０．９）＋Ｗｅ×√（ＷｅＤ×０．９）・・・・・（式１）
Ｗａ ： 経糸密度（本／ｉｎｃｈ） ＷａＤ ： 経糸繊度（ｄｔｅｘ）
Ｗｅ ： 緯糸繊度（本／ｉｎｃｈ） ＷｅＤ ： 緯糸繊度（ｄｔｅｘ）

本発明における低通気度織物は、例えば、公知の方法で製織した織物に、合成樹脂を付与することによって製造される。既存の布帛への合成樹脂付与方法としては、乾燥した布帛に対して合成樹脂をコーティングまたは含浸させる方法が採用されているが、この方法では織物内に樹脂が含浸するため、合成樹脂を含む溶液が布帛中へ浸透し、柔軟性が失われるばかりか、表面皮膜を形成するまでに要する付与量が多くなってしまい、コストの面から好ましくないものであった。
本発明者らは、合成樹脂が布帛中への含浸することを抑制することが必要であることを見出し、予め液体を含浸させた布帛に対して合成樹脂を付与することにより本発明を見出した。これにより布帛中の空隙が液体で満たされ、続く工程で付与する合成樹脂を含む溶液が布帛中へ浸透することを抑制し、合成樹脂が表面へ偏在化して皮膜形成が可能となり少ない付与量でも低通気性を得ることが出来る。

予め布帛に含浸させる液体（以下溶媒Ａ）は、合成樹脂を溶解または分散できる溶媒が望ましい。含浸させる溶媒Ａが、合成樹脂と適度な相溶性をもたない液体や親和性のない液体である場合、溶媒Ａを含浸させた布帛表面へコート剤をコーティングする際にコート剤が均一に付与されず、通気度が高くなり好ましくない。溶媒Ａは、コスト面や環境負荷低減を鑑みると、好ましくは水である。コート剤の溶媒である溶媒Ｂは、合成樹脂を溶解または分散できるものであれば、別段規定するものではない。溶媒Ａ及び溶媒Ｂは、互いに適度な相溶や親和性を有しているものであれば、同一の溶媒であっても、違っていても良い。

布帛への溶媒含浸方法については特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができ、例えばディップ法などがある。布帛への溶媒の含浸量は、含浸前の乾燥布帛の重量に対して５ｗｔ％〜４０ｗｔ％が好ましく、より好ましくは１０〜３０ｗｔ％である。含浸量が５ｗｔ％未満の場合は、コート剤の布帛中への含浸を抑制する効果が現れないため好ましくない。また含浸量が４０ｗｔ％を超える場合は、溶媒を除去するために多くの時間もしくはエネルギーが必要となり、生産性やコストの面から好ましくない。

合成樹脂を含む溶液の付与方法については特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができるが、布帛表面への合成樹脂の偏在性を高めるためには、ナイフコーティングまたはスロットダイコーティングを用いることが好ましい。

合成樹脂を含む溶液の粘度は５０〜２０，０００ｍＰａ・ｓｅｃ（Ｂ型粘度計で測定）に調整することが好ましい。更に好ましい粘度は、７０〜１０，０００ｍＰａ・ｓｅｃである。合成樹脂を含む溶液の粘度が５０ｍＰａ・ｓｅｃ未満の場合、溶媒を除去するために多くの時間もしくはエネルギーが必要となり、生産性やコストの面から好ましくない。合成樹脂を含む溶液の粘度が２０，０００ｍＰａ・ｓｅｃを超える場合、合成樹脂付与時において合成樹脂を含む溶液の基布表面に対する伸びが悪くなり、均一に付与できないばかりか付与量が多くなるため、好ましくない。

本発明において、合成樹脂の塗布量は、溶媒除去後の質量で０．１〜１５ｇ／ｍ^２が好ましく、より好ましくは１．０〜１０ｇ／ｍ^２であり、更に好ましくは１．０〜８．０ｇ／ｍ^２である。溶媒除去後の質量とは、合成樹脂を付与し溶媒を除去した後の低通気度高密度織物の質量を、ＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．４．２により測定した値から、付与前の織物の質量を同じくＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．４．２により測定した値を減算することにより求めたものである。溶媒除去後の質量が０．１ｇ／ｍ^２より少ないと、通気度を得られにくく、１５ｇ／ｍ^２より多いと柔軟性が損なわれ、かつコストが上昇する。なお、本発明において塗布前の織物は、製織工程を終えた織物で、精練、熱処理による収縮加工や熱セットなどが施されていてもされていなくても良い。

また、布帛に付与する合成樹脂としては、特に限定されるものではなく、シリコーン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリアミド系樹脂のエラストマー樹脂を用いる方が良い。また、ポリアミド繊維を用いる場合は、低通気度を得ることを考慮して、分子量１００〜５，０００のソフトセグメントを含むポリアミド系エラストマー樹脂を用いることが好ましい。また、ソフトセグメントは、溶媒への分散性を考慮してポリエーテルを選定することができる。ポリエーテルとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール及びそれらの共重合体等を用いることができる。

溶媒除去の方法としては、特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができ、例えば熱乾燥法、熱風乾燥法などがある。

本発明において、合成樹脂を付与して成る該織物の１００ｋＰａ差圧下での通気度が０．１Ｌ／ｃｍ^２／ｍｉｎ以下であることが好ましい。通常のエアバッグの展開時には３０〜５０ｋＰａの力がかかっているが、更にインフレータの火薬による熱の影響もあるため、織物を標準状態で測定するときには１００ｋＰａ差圧下での通気度を評価することが好ましい。１００ｋＰａ差圧下での通気度が０．１ Ｌ／ｃｍ^２／ｍｉｎより高いと初期拘束性能を要求するエアバッグには好ましくない。

次に、実施例により本発明を更に詳しく説明する。なお、実施例中における各種評価は、下記の方法にしたがって測定した。

（１）合成樹脂の平均分子量
ＧＰＣ法を用いて、以下の条件で標準ポリメチルメタクリレート換算により、合成樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）を測定した。
装置：ＴＯＳＨＯ ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣ
カラム：ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｈ×２ ＋ ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨ２０００（ＴＯＳＨＯ）
溶媒：ＨＦＩＰ／トリフルオロ酢酸ナトリウム １０ ｍＭ
流速：０．２５ ｍｌ／ｍｉｎ
濃度：０．０５ ％

（２）コート剤の粘度
粘度計（リオン株式会社製、ビスコテスターＶＴ−０４Ｆ）を用いて、コート剤の粘度を測定した。

（３）１００ｋＰａ圧力下での通気度
高圧通気度測定機（ＯＥＭシステム（株）製）を用いて測定した。

（実施例１）
合成樹脂にポリアミド系エラストマーでソフトセグメントにポリエチレングリコールポリプロピレングリコール（数平均分子量９００）を共重合したナイロン６を用い水に分散させ、固形分濃度１０％の水系分散液をコート剤とした。該コート剤の粘度は８０ｍＰａ・ｓｅｃであった。

コート用の布帛として、総繊度が４７０ｄｔｅｘ、フィラメント数１４４本のポリアミド６６繊維を平織りにてウォータージェットルームにて製織後、沸水にて収縮加工し、１２５℃で乾燥仕上げをし、経密度５３本／ｉｎｃｈ、緯密度５３本／ｉｎｃｈの織物を得た。この織物に水分率が約２０ｗｔ％となるように水を含浸させたのち、調整したコート剤をナイフコートにて片面に塗布し、乾燥後の樹脂量４．６ｇ／ｍ^２のコート布を得た。

（比較例１）
コート剤の固形分濃度を４０ｗｔ％、粘度２５，０００ｍＰａ・ｓｅｃとした以外は、実施例１と同様にしてコート布を得た。このコート布の樹脂付与量は２３．２ｇ／ｍ^２であった。

（比較例２）
布帛への水含浸工程を省略した以外は、実施例１と同様にしてコート布を得た。このコート布の樹脂付与量は４．２ｇ／ｍ^２であった。

（実施例２）
コート剤の固形分濃度を３０ｗｔ％、粘度３，３００ｍＰａ・ｓｅｃとし、コーティング方法をスリットダイコーティングにした以外は、実施例１と同様にしてコート布を得た。このコート布の樹脂付与量は５．１ｇ／ｍ^２であった。

（比較例３）
布帛への水含浸工程を省略した以外は、実施例２と同様にしてコート布を得た。このコート布の樹脂付与量は５．９ｇ／ｍ^２であった。

（比較例４）
コーティング方法をディップ−マングル絞り方法にした以外は、実施例１と同様にしてコート布を得た。このコート布の樹脂付与量は５．２ｇ／ｍ^２であった。

（比較例５）
布帛への水含浸工程を省略し、コーティング方法をディップ−マングル絞り方法にした以外は、実施例１と同様にしてコート布を得た。このコート布の樹脂付与量は４．８ｇ／ｍ^２であった。

（比較例６）
コート用の布帛として、総繊度が４７０ｄｔｅｘ、フィラメント数１４４本のポリアミド６６繊維を平織りにてウォータージェットルームにて製織後、沸水にて収縮加工し、１２５℃で乾燥仕上げをした、経密度４６本／ｉｎｃｈ、緯密度４６本／ｉｎｃｈの織物を用いた以外は、実施例１と同様にしてコート布を得た。このコート布の樹脂付与量は５．０ｇ／ｍ^２であった。

実施例１および２では、合成樹脂付与前に予め溶媒を含浸させておくことで、布帛中への樹脂の浸透を抑制し、少ない付与量でも低通気を達成できた。一方、乾燥した基布に直接樹脂を付与した比較例２，３，５では、合成樹脂付与前に予め溶媒を含浸させておいた布帛に樹脂を付与する場合と比較して、樹脂が布帛中に浸透してしまったために布帛表面を被覆しきれず、通気度が大幅に上昇した。

また、比較例１では、低通気性は得られているものの、コート剤の粘度が高すぎるために、コート剤の基布表面に対する伸びが悪くなり、付与量が多くなり、経済性の点で劣っている。

比較例４では、マングル絞りの際に予め含浸させた溶媒まで絞ってしまい、樹脂表面偏在化の効果が見られなかった。さらに、コート剤濃度が経時で薄くなってしまう問題も生じ、生産性の点からも好ましくない。

比較例６では、コート前の織物のＣＦが小さいために、糸と糸の間の空隙が大きく、少ない樹脂量ではその空隙が覆いきれない。このため、低通気性が得られなかった。

表１に記載の、実施例１〜２、比較例１〜６の結果から明らかなように、本発明のコート布製造方法では、従来のコート布製造方法であるベース布をＤＲＹの状態でコート剤を付与する方法に比べて、低い通気度が得られることが分かった。

本発明の低通気度高密度織物は、従来のコート布に比べて、１５ｇ／ｍ^２以下の少ない塗布量でも通気度が低く、自動車安全装置の一つであるエアバッグ用途に利用することができる。

Claims (6)

1. 少なくとも片面に合成樹脂が付与されてなる低通気度織物を製造する方法において、
   （１）織物に、合成樹脂を溶解または分散できる溶媒Ａを含浸させる工程、（２）溶媒を
   含浸させた織物に、合成樹脂を溶媒Ｂで溶解または分散した溶液（コート剤）を付与する
   工程、および（３）溶媒を除去する工程、を少なくとも含む、
   １００ｋＰａにおける通気度が、０．１Ｌ／ｃｍ ^２ ／ｍｉｎ以下、カバーファクター（ＣＦ）が、１９００〜２４００の低通気度高密度織物の製造方法。
2. 合成樹脂を溶媒Ｂで溶解または分散した溶液粘度が、５０〜２０，０００ｍＰａ・ｓｅ
   ｃであることを特徴とする請求項１に記載の低通気度高密度織物の製造方法。
3. 合成繊維から成る、平織物である請求項１または請求項２に記載の低通気度高密度織物の製造方法。
4. 合成樹脂の織物への付着量が、乾燥後の質量で０．１〜１５ｇ／ｍ^２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低通気度高密度織物の製造方法。
5. 溶液を付与する方法において、ナイフコーター、スリットダイコーターを用いることを
   特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の低通気度高密度織物の製造方法。
6. 含浸前の乾燥布帛の重量に対し、合成樹脂を溶解または分散できる溶媒Ａを５ｗｔ％〜４０ｗｔ％含浸させることを特長とする、請求項１〜５のいずれかに記載の低通気度高密度織物の製造方法。