WO2023037982A1 - エアバッグ用織物およびエアバッグ - Google Patents

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WO2023037982A1
WO2023037982A1 PCT/JP2022/033132 JP2022033132W WO2023037982A1 WO 2023037982 A1 WO2023037982 A1 WO 2023037982A1 JP 2022033132 W JP2022033132 W JP 2022033132W WO 2023037982 A1 WO2023037982 A1 WO 2023037982A1
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airbag
polyamide
less
fiber
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PCT/JP2022/033132
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悠太 菅沼
陽望 永瀬
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東レ株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60R21/02Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/23Inflatable members
    • B60R21/235Inflatable members characterised by their material
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/60Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyamides
    • DTEXTILES; PAPER
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    • D03DWOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
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    • D03DWOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
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    • D03D15/20Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads
    • D03D15/283Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the material of the fibres or filaments constituting the yarns or threads synthetic polymer-based, e.g. polyamide or polyester fibres
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    • B60R2021/23504Inflatable members characterised by their material characterised by material
    • B60R2021/23509Fabric

Definitions

  • the present invention relates to fabrics for airbags and airbags.
  • an airbag system for occupant safety activates a gas generator (inflator) with an impact sensor to generate high-temperature, high-pressure gas inside the airbag, which instantly inflates the airbag. inflate to protect occupants in a crash.
  • a gas generator inflator
  • fabrics for airbags are required to have low air permeability.
  • airbag fabrics are required to have high heat resistance in order to prevent damage to the airbag itself.
  • the vicinity of the inflator is very hot. Therefore, thermal resistance is important to avoid breakage originating from melting.
  • airbags are exposed to high temperature and high humidity environments during the summer and rainy seasons. Therefore, an airbag that can maintain physical properties even in such an environment is desired.
  • Nylon 66 material has been mainly used as a fiber suitable for these characteristics required for fabrics for airbags.
  • nylon 66 there are few material manufacturers capable of producing hexamethylenediamine, which constitutes nylon 66, and adiponitrile, which is a raw material thereof, and supply shortages often occur. Therefore, in recent years, there has been a growing interest in fiber materials that can replace nylon 66.
  • Patent Literature 1 discloses an airbag fabric having improved heat resistance and instantaneous thermal deformation rate by adjusting the strength and elongation of polyethylene terephthalate fibers to produce polyethylene terephthalate fibers for airbags.
  • Patent Document 2 describes polyamide 410 having excellent spinning properties and fiber physical properties by adjusting the toughness calculated from the tensile strength and elongation, boiling water shrinkage, fineness fluctuation rate, and tensile strength and elongation of polyamide 410 fiber.
  • a method of providing fibers is disclosed and airbags are mentioned as one of the uses.
  • bio-airbag fabrics By using plant resources that take in carbon dioxide from the atmosphere and grow as raw materials, it is possible to suppress global warming through the circulation of carbon dioxide and solve the problem of resource depletion. Therefore, in recent years, attention has been focused on airbag fabrics starting from plant resources, that is, biomass-derived airbag fabrics (hereinafter referred to as bio-airbag fabrics).
  • a bio-airbag fabric is also desired as an alternative to nylon 66 fabric.
  • Patent Document 4 describes a method for manufacturing a bio-airbag fabric using biomass-derived high-melting alicyclic polyamide filaments.
  • Patent Document 5 discloses a method for producing fibers such as polyamide 410 with a high biomass ratio, polyamide 410 fibers are not only an alternative to nylon 66 fabrics, but also promising as a material for bio-airbag fabrics. be.
  • polyethylene terephthalate fibers having a high fineness compared to nylon 66 must be used in order to increase heat resistance.
  • the polyamide 410 fiber has a lower melting point than the nylon 66 fiber, so it is considered that the heat resistance is inferior to that of the nylon 66 fabric.
  • the bio-airbag fabric described in Patent Document 3 has a melting point lower than that of nylon 66, and is therefore considered to be inferior in heat resistance.
  • the bio-airbag fabric described in Patent Document 4 uses a high melting point polymer composed of three or more types of monomers to increase heat resistance, so it is necessary to raise the melt processing temperature, and it is an alternative to nylon 66 fabric. has not reached Moreover, even in Patent Document 5, an airbag fabric is not actually manufactured, and it is considered that the heat resistance is inferior to that of nylon 66 fabric because the melting point is lower than that of nylon 66 fabric. That is, there is no disclosure of a bio-airbag fabric that has a heat resistance equal to or higher than that of a nylon 66 fabric and that does not break in an airbag cushion deployment test, although it is made of polyamide 410, which has a melting point lower than nylon 66 and excellent melt processability.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has excellent heat resistance that can be used as a substitute for nylon 66 fabric and as a bio-airbag fabric.
  • an airbag fabric made of polyamide 410 fibers can solve the above problems, and completed the present invention.
  • the airbag fabric of one embodiment of the present invention that solves the above problems is an airbag fabric made of polyamide 410 fibers.
  • an airbag according to one embodiment of the present invention for solving the above problems is an airbag including the airbag fabric.
  • the airbag fabric of one embodiment of the invention comprises polyamide 410 fibers.
  • the sum of the crimp ratio in the vertical direction and the crimp ratio in the horizontal direction is preferably 7.00% or more, more preferably 7.30% or more. It is preferably 7.50% or more, and more preferably 7.50% or more.
  • the sum of the crimp ratio in the vertical direction and the crimp ratio in the horizontal direction is preferably 25.0% or less, more preferably 22.5% or less, and 20.0% or less. is more preferred.
  • the airbag fabric has increased voids between multifilaments, suppresses heat transfer, makes the fabric three-dimensional, and prevents contact with hot gas and residue. face decreases.
  • the airbag fabric is less likely to be melted or penetrated by heat. That is, even when biomass-derived polyamide 410 filaments having a filament melting point of less than 265 ° C., which is the melting point of nylon 66, are used, the resulting airbag fabric is equivalent to or higher than when nylon 66 filaments are used. May be resistant. Further, when the total crimp rate is 25.0% or less, the airbag fabric has excellent airbag properties. The crimp rate can be improved by suppressing the weaving tension. The crimp rate value can be calculated based on JIS L 1096:2010 8.7 B method.
  • the thermal resistance of the airbag fabric of the present embodiment can be measured by the melt drop time around the basis weight in a thermal resistance test called a hot rod test in which an iron rod heated to 350° C. is dropped onto the base fabric.
  • the melt drop time is preferably 7.00 msec/(g/m 2 ) or more, more preferably 7.30 msec/(g/m 2 ) or more, and more preferably 7.50 msec/(g/m 2 ). It is more preferable that it is above.
  • the melt drop time is preferably 20.0 msec/(g/m 2 ) or less, more preferably 19.0 msec/(g/m 2 ) or less, and more preferably 18.0 msec/(g/m 2 ) or less.
  • melt drop time is 7.00 msec/(g/m 2 ) or more, the high temperature gas generated from the inflator during the deployment test and the melting of the base fabric due to the residue, and the resulting burst of the airbag are less likely to occur. .
  • melt drop time is 20.0 msec/(g/m 2 ) or less, the fabric for air bags is less likely to harden and has excellent deployability when used as an air bag.
  • thermal resistance can be measured by the following procedures. First, a test piece is attached to a hot rod tester, and a hot rod (iron bar) heated at 350 ° C. for 1 hour is placed above the test piece so as to be separated from the test piece by a distance of 100 mm, and the hot rod is tested. Free fall to one side. Measure the time t a (msec) from the moment the test piece starts to fall completely until it touches the bottom of the tray, and then measure the drop time t b of the rod without the test piece installed.
  • a hot rod iron bar
  • the average value of ⁇ t after subtracting (msec) is set as the melt drop time in the thermal resistance test by the calculation formula shown in the following formula (1), divided by the basis weight M (g/m 2 ) of the test piece, and the thermal resistance (msec/(g/m 2 )) can be calculated by the following formula (2).
  • Melt drop time ⁇ t (msec) t a - t b
  • Thermal resistance (msec/(g/m 2 )) ⁇ t/M
  • the moisture content of the airbag fabric of the present embodiment preferably exceeds 0.5%, and more preferably exceeds 0.6%. Also, the moisture content is preferably 2.5% or less, more preferably 2.4% or less. With a moisture content above 0.5%, the heat resistance is less likely to be compromised. On the other hand, since the moisture content is 2.5% or less, the fabric for airbags does not easily deteriorate even in a hot and humid environment. Since nylon 410 has a smaller proportion of amide groups in the polymer than nylon 66, it is presumed that the moisture content falls within the above range. In addition, it can be calculated based on JIS L 1096:2010 8.10.
  • the airbag fabric of the present embodiment preferably has a dynamic air permeability increase rate of 25% or less, and preferably 22% or less after wet heat treatment for 408 hours under the conditions of a temperature of 70 ° C. and a humidity of 95% RH. is more preferably 20% or less.
  • the dynamic air permeability increase rate is 25% or less, the resulting airbag has excellent reliability in a hot and humid environment.
  • deterioration of the airbag fabric due to hot water in the polymer was suppressed because the moisture content was within the above range.
  • the dynamic air permeability can be measured according to ASTM D 6476-02 using a airbag airbag air permeability tester FX3350 manufactured by TEXTEST with a test head of 400 cm 3 .
  • the pressure of the compressed air filled in the test head (START PRESSURE) is adjusted so that the maximum pressure applied to the fabric is 100 ⁇ 5 kPa, and the compressed air filled in the test head is released and applied to the fabric sample. , to measure pressure and air permeability over time.
  • the wet heat treatment conditions are conditions in which the sample is left exposed for 408 hours in a moist heat oven at a temperature of 70° C. and a humidity of 95% RH.
  • the airbag fabric of the present embodiment preferably has a tensile strength retention of 97.0% or more, preferably 97.5% or more, after wet heat treatment for 408 hours under conditions of a temperature of 70 ° C. and a humidity of 95% RH. is more preferably 98.0% or more.
  • the tensile strength retention rate after wet heat aging is 97.0% or more, the resulting airbag has high reliability in a wet heat environment. It is presumed that the deterioration of the airbag fabric due to the hot water in the polymer was suppressed because the moisture content was within the above range.
  • the tensile strength is determined by removing threads from both sides of the width in each of the warp and weft directions to obtain a width of 50 mm based on ISO 13934-1. It can be measured by pulling the test piece at a gripping distance of 150 mm and a tensile speed of 200 mm/min until it breaks, and measuring the maximum load until breaking.
  • the wet heat treatment conditions are conditions in which the sample is left exposed for 408 hours in a moist heat oven at a temperature of 70° C. and a humidity of 95% RH.
  • the polyamide fiber of the present embodiment is polyamide 410 fiber composed of dicarboxylic acid, diamine and polycondensate.
  • Polyamide 410 fibers preferably contain a biomass-derived monomer in at least one of the dicarboxylic acid and the diamine. That is, the polyamide 410 fiber preferably contains a polyamide synthesized from biomass-derived monomers.
  • the content of the polyamide synthesized from biomass-derived monomers is preferably 25% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and more preferably 100% by weight in the polyamide 410 fiber. preferable. With a higher biomass-derived proportion, the polyamide 410 fiber is less dependent on petroleum resources and less environmentally friendly in terms of carbon dioxide cycling.
  • the dicarboxylic acid component is not particularly limited.
  • the dicarboxylic component is decanedioic acid (sebacic acid) and the like.
  • the dicarboxylic acid component can also be obtained from biomass-derived raw materials using chemical, biochemical, or biological processes.
  • the diamine component is not particularly limited.
  • One example of the diamine component is 1,4-diaminobutane, which can also be obtained from biomass-derived raw materials.
  • the polyamide 410 fiber of the present embodiment contains heat stabilizers, antioxidants, light stabilizers, smoothing agents, antistatic agents, plasticizers, Additives such as thickeners, pigments and flame retardants may also be included.
  • the fiber structure containing it, the airbag base fabric, and the resin pellet are synthesized from biomass-derived compounds, C14 (radiocarbon ) ASTM D6866, which is based on dating principles. Specifically, after drying the sample (polymer) to remove moisture, it is weighed, the CO 2 generated by burning the sample is adsorbed on an adsorbent through chemical manipulation, and measured with a liquid scintillation counter. A method of converting CO 2 generated by combustion into carbon graphite and then measuring it with an accelerator mass spectrometer, a method of synthesizing benzene from CO 2 generated by combustion and measuring it with a liquid scintillation counter, etc. The concentration of biomass fraction in the can be specified.
  • the polyamide 410 resin of the present embodiment preferably has a sulfuric acid relative viscosity of 2.0 to 5.0, which is an index of molecular weight.
  • the sulfuric acid melt viscosity refers to the value measured with raw material chips. The higher the sulfuric acid relative viscosity, that is, the higher the molecular weight, the higher the strength of the resulting fiber, which is preferable.
  • the polyamide 410 resin can be melt-spun at an appropriate spinning temperature because the relative viscosity of sulfuric acid is in an appropriate range, and the thermal decomposition of the polymer in the spinning machine is suppressed, resulting in good spinning properties.
  • the sulfuric acid relative viscosity is more preferably 2.2 to 4.8, even more preferably 2.5 to 4.5. In this embodiment, the sulfuric acid relative viscosity can be measured by the method described below.
  • the polyamide 410 resin of the present embodiment preferably has a degree of dispersion (Mw/Mn), which is an index of molecular weight distribution, of 1.5 to 4.0.
  • Mw is the weight average molecular weight
  • Mn is the number average molecular weight.
  • Mw/Mn is the index of molecular weight distribution
  • Mw/Mn when Mw/Mn is 4.0 or less, generation of low-molecular-weight compounds such as oligomers and pyrolysis gas can be suppressed during fiberization by melt spinning, and spinnability and production environment are not deteriorated.
  • Mw/Mn is more preferably 3.8 or less, even more preferably 3.6 or less. The smaller the Mw/Mn, the better. However, if the Mw/Mn is too small, the productivity drops, so the Mw/Mn is preferably 1.5 or more.
  • the polyamide 410 fiber of this embodiment may be monofilament or multifilament.
  • Polyamide 410 fibers are preferably multifilaments in consideration of airbag properties.
  • the cross-sectional shape of the single fiber of the polyamide 410 fiber of this embodiment may be a circular cross-section or a flat cross-section.
  • the spinning method of the polyamide 410 fiber of this embodiment will be described.
  • the polyamide 410 fiber of the present embodiment can be produced by using the polyamide resin produced above, obtaining an undrawn yarn by a melt spinning method, and then drawing it.
  • the moisture content of polyamide resin chips (raw material chips) is preferably 0.1 to 0.5%.
  • the moisture content is within the above range, the crystallinity size during spinning is increased, and in combination with the specified crimp ratio, the heat resistance of the base fabric is improved.
  • the deterioration of the fluff quality of the polyamide 410 fiber is suppressed because the moisture content is 0.1% or more.
  • the moisture content is 0.5% or less, water is less likely to bubble from the portion where the melted polymer is fibrillated, the spinnability is less likely to deteriorate, and threads can be easily obtained. More preferably, the moisture content is 0.15 to 0.40%.
  • the resin moisture content can be adjusted by adding a weighed amount of water to the chips after drying and stirring the mixture.
  • the spinning temperature in melt spinning is higher than the melting point of the polymer and is preferably 260-320°C.
  • the spinning temperature is more preferably 310° C. higher or lower, and even more preferably 300° C. higher or lower.
  • the polyamide 410 resin exhibits sufficient melt fluidity, the discharge amount between the discharge holes becomes uniform, and high-ratio stretching becomes possible.
  • Polyamide 410 resin is also preferable because it improves the spinnability.
  • the spinning temperature is more preferably 265°C or higher, even more preferably 270°C or higher.
  • An oil agent may be applied in the spinning process. The type of oil agent is not particularly limited.
  • the airbag fabric of this embodiment contains polyamide 410 fibers as weaving threads (warp and weft).
  • the types of warp and weft are not particularly limited.
  • biomass-derived polyamide 410 fibers as the main constituent of the warp and weft yarns in order to impart properties to the woven fabric.
  • the mixing ratio of the polyamide 410 fibers of the present embodiment is preferably 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and even more preferably 90% by weight or more.
  • synthetic fibers other than polyamide 410 fibers, semi-synthetic fibers, and natural fibers may be mixed with polyamide 410 fibers as long as the effects of this embodiment are not impaired.
  • filaments with a single fiber fineness of 1 to 7 dtex as the polyamide 410 fibers used as the base threads of the fabric.
  • the single fiber fineness is 7 dtex or less, the voids occupied between the single fibers in the woven fabric are reduced, the filling effect of the fibers is further improved, and the air permeability can be reduced.
  • the stiffness of the filament is moderately lowered, and the obtained fabric for airbags can be improved in flexibility and storability.
  • the total fineness of the polyamide 410 fiber used as the base thread of the fabric is preferably 20-900 dtex. When the total fineness is 20 dtex or more, the strength of the resulting airbag fabric is likely to be maintained. In addition, since the total fineness is 900 dtex or less, the resulting airbag fabric tends to maintain compactness when stored and low air permeability.
  • the total fineness is more preferably 25 dtex or more, more preferably 30 dtex or more. Further, the total fineness is more preferably 800 dtex or less, and even more preferably 700 dtex or less. When the total fineness is within the above range, the resulting airbag fabric can be improved in strength, slip resistance, low air permeability, flexibility, and compact storability in a well-balanced manner.
  • the boiling water shrinkage of the polyamide 410 fiber used as the base thread of the fabric is preferably 3 to 15%.
  • the polyamide 410 fiber does not undergo a drastic decrease in molecular chain orientation during treatment with boiling water, and does not easily lose strength even after treatment.
  • the fiber can be sufficiently shrunk by heat-shrinking the airbag fabric. Therefore, it is easy to obtain a soft woven fabric.
  • the boiling water shrinkage ratio is 3% or more, the weaving density of the airbag fabric can be increased by heat shrinking. As a result, the weaving tension in the weaving process is suppressed to an appropriate range, making it easy to obtain a high-density woven fabric. This eliminates the need to weave under high tension in the production of high density fabrics. Therefore, the occurrence of fluff and sink marks in the weaving process can be suppressed, and a woven fabric with few defects can be produced with good processability.
  • the tensile strength of the polyamide fibers that make up the woven fabric of the present embodiment, particularly the polyamide 410 multifilament used as the base yarn, is determined by the warp and weft yarns in order to satisfy the mechanical properties required for airbags and from the spinning operation aspect. Both are preferably 5.0 to 10.0 cN/dtex. When the tensile strength is 5.0 N/dtex or more, the polyamide fiber tends to have good passability and handleability in higher processing steps such as weaving and knitting. In addition, even if the weaving tension in the weaving process is increased, for example, the polyamide fiber does not easily generate fuzz, and a high-density woven fabric can easily be obtained through the process.
  • the tensile strength is more preferably 5.5 cN/dtex or more, and even more preferably 6.0 cN/dtex or more. It should be noted that the higher the tensile strength, the better, but if a fiber with too high a strength is to be produced, there is a tendency for yarn breakage and fluff to easily occur in the spinning or drawing process. Therefore, the tensile strength is more preferably 9.5 cN/dtex or less, and even more preferably 9.0 cN/dtex or less.
  • the tensile elongation of the polyamide 410 fiber of this embodiment is preferably 15-50%. When the tensile elongation is 15% or more, the polyamide 410 fibers are likely to be less fuzzy in the spinning and drawing processes. In addition, the polyamide 410 fiber has improved passability through processes such as twisting, warping, weaving, and knitting processes after the spinning/drawing process. Further, the tensile elongation is preferably 50% or less in order to suppress deformation of the fiber under low stress and to prevent dyeing defects in the final product due to weft shrinkage during weaving. The tensile elongation is more preferably 17% or more, and even more preferably 20% or more. Moreover, the tensile elongation is more preferably 48% or less, and even more preferably 45% or less.
  • the structure of the airbag fabric of this embodiment is not particularly limited.
  • the weave structure includes plain weave, twill weave, satin weave, variations of these weaves, and multiaxial weave.
  • the woven fabric when used for an airbag, is preferably a plain weave from the standpoint of excellent mechanical properties and a thin texture.
  • the weave density can vary depending on whether the fabric is resin-treated or not, and also depending on the fineness of the weaving yarn.
  • a cover factor of 1500 to 2500 is preferable for achieving both low air permeability and high slip resistance.
  • the fabric for airbags has an appropriate basis weight while appropriately maintaining the mechanical properties (tensile strength, tear strength, etc.) required for airbags.
  • the cover factor is a value calculated from the total fineness and weave density of yarns used for the warp or weft, and is defined by the following formula (3).
  • Dw is the warp total fineness (dtex)
  • Nw is the warp density (thread/2.54 cm)
  • Df is the weft total fineness (dtex)
  • Nf is the weft density (thread /2.54 cm).
  • CF (Dw x 0.9) 1/2 x Nw + (Df x 0.9) 1/2 x Nf
  • the tensile strength of the fabric of this embodiment is preferably 1500 N/50 mm or more, more preferably 1800 N/50 mm or more, and even more preferably 2000 N/50 mm in each of the warp and weft directions.
  • the tensile strength of the woven fabric is preferably 4500 N/50 mm or less, more preferably 4000 N/50 mm or less, in each of the warp and weft directions.
  • the woven fabric has better mechanical properties.
  • the tensile strength of the fabric can be calculated based on ISO 13934-1.
  • the tensile elongation of the woven fabric of this embodiment is preferably 15% or more, more preferably 17% or more, and even more preferably 20% in each of the warp and weft directions.
  • the tensile strength of the woven fabric is preferably 45% or less, more preferably 40% or less, in each of the warp and weft directions.
  • the woven fabric is excellent in shock absorption.
  • the tensile strength of the fabric can be calculated based on ISO 13934-1.
  • the tear strength of the woven fabric of this embodiment is preferably 80 N or more, more preferably 100 N or more, in each of the warp and weft directions. Moreover, the tear strength of the woven fabric is preferably 500 N or less, more preferably 450 N or less, in each of the warp and weft directions.
  • the tear strength is within the above range, the resulting airbag is less likely to be torn when stress or the like is concentrated in receiving the occupant during deployment. As a result, the deployed airbag is prevented from creating a vent.
  • the tear strength of the fabric can be calculated based on ISO 13937-2.
  • the slip resistance value of the woven fabric of this embodiment is preferably 150 N or more, more preferably 200 N or more, in each of the warp and weft directions. Moreover, the sliding resistance value of the woven fabric is preferably 900 N or less, more preferably 800 N or less, in each of the warp and weft directions. When the sliding resistance value is within the above range, the resulting airbag has less stitch misalignment at the sewn portion. As a result, the obtained airbag prevents the hot gas from the inflator from leaking during deployment, easily maintains the internal pressure, and prevents the base fabric from melting at the sewn portion.
  • the sliding resistance value of the fabric can be calculated based on ASTM D 6479-02.
  • the dynamic air permeability of the woven fabric of this embodiment is preferably 500 mm/s or less. When the dynamic air permeability is within the above range, it is possible to obtain an airbag that has excellent internal pressure retention with little energy loss when the airbag is deployed.
  • the dynamic air permeability of the fabric can be calculated based on ASTM D 6476-02.
  • the bending resistance of the woven fabric of the present embodiment is preferably 5N or higher, more preferably 7N or higher, and even more preferably 9N or higher. Also, the bending resistance is preferably 25 N or less, more preferably 20 N or less, and even more preferably 17 N or less. When the bending resistance is within the above range, the woven fabric is easy to sew. In addition, workability is excellent when the obtained airbag cushion is folded and stored.
  • the bending resistance of the woven fabric can be calculated based on the circular bend method of ASTM D 4032-94.
  • the warp yarns having the total fineness described above in relation to the fabric are warped and installed on a loom.
  • the weft threads are placed on the loom.
  • a loom is not particularly limited.
  • the loom is preferably a loom with a full-width temple device when weaving high-density fabrics.
  • Examples of looms include water jet looms, air jet looms, rapier looms, and the like.
  • the loom is preferably a water jet loom because high-speed weaving is relatively easy and productivity can be easily improved.
  • the tension applied to each warp constituting the base of the fabric is adjusted within the range of 0.15 to 0.50 cN/dtex.
  • the warp yarn tension is 0.15 cN/dtex or more, the binding force of the weft yarn during weaving becomes appropriate, and a fabric having the same density of the warp yarn and the weft yarn can be obtained.
  • the warp tension is 0.50 cN/dtex or less, the contact area (adhesion) between the warp and the weft tends to be moderate in the woven fabric. Therefore, the warp is easily prevented from becoming fuzzy, and the weaving property is excellent.
  • a method for adjusting the warp tension is not particularly limited.
  • the warp tension can be adjusted by adjusting the warp let-off speed of the loom, adjusting the weft driving density, or the like. Whether or not the warp tension is within the above range can be confirmed, for example, by measuring the tension applied to each warp between the warp beam and the central portion of the back roller during operation of the loom with a tension measuring instrument.
  • the warp tension is preferably 0.20 to 0.5 cN/dtex in order to increase the crimp rate. When the tension is 0.20 N/dtex or more, the gaps between the multifilaments can be increased, and a woven fabric with good heat resistance can be obtained.
  • the selvage uses a entwining thread and an additional thread at the selvage ends.
  • the materials and types of the entwining thread and the additional thread are appropriately selected according to the type of the base thread and the weave density.
  • Materials for the entwining thread and the additional thread are not particularly limited.
  • the material is preferably polyamide fiber or polyester fiber, which are excellent in mass productivity and economy.
  • the types are monofilament, multifilament, spun yarn, and the like.
  • the spun yarn is preferably a multifilament or a monofilament because it is less likely to cause troubles with the fluffing guide and heald.
  • the resulting fabric is dried if necessary.
  • the drying temperature is usually 80° C. or higher.
  • the drying temperature is 80° C. or higher, the woven fabric has a small dry heat shrinkage rate and improved dimensional stability. As a result, the woven fabric can be suitably used as an airbag.
  • the scouring temperature in the scouring process is preferably 30° C. or higher, more preferably 45° C. or higher.
  • the scouring temperature is preferably 30° C. or higher, more preferably 45° C. or higher.
  • the heat setting temperature in the heat setting is preferably a temperature that can remove the strain remaining in the woven fabric after weaving and can suppress large shrinkage of the woven fabric.
  • the heat setting temperature is preferably 110° C. or higher, more preferably 120° C. or higher.
  • the heat setting temperature is preferably 190° C. or lower.
  • the woven fabric that has undergone the above steps may be a coated woven fabric that is appropriately coated with a resin or elastomer.
  • the woven fabric of the present embodiment can be imparted with impermeability by being coated. When coating is applied, the amount of coating is preferably about 5 to 35 g/m 2 .
  • the resin or elastomer preferably has heat resistance, cold resistance, and flame resistance. Suitable resins or elastomers are, for example, silicone resins, polyamide resins, polyurethane resins, fluorine resins, and the like.
  • Airbag fabric made of polyamide 410 fiber.
  • the polyamide 410 fiber contains a polyamide synthesized from a biomass-derived monomer, and the content of the polyamide synthesized from the biomass-derived monomer is 25% by weight or more in the polyamide 410 fiber, ( The airbag fabric according to any one of 1) to (6).
  • An airbag comprising the airbag fabric according to any one of (1) to (7).
  • melting point The melting point was measured using a differential scanning calorimeter DSC-7 manufactured by PerkinElmer. That is, 10 mg of a sample was heated to 280° C. at a heating rate of 16° C./min, and then held for 5 minutes. After that, the sample was rapidly cooled down to room temperature, and then heated up to 280° C. at a heating rate of 16° C./min. In the differential calorimetry curve obtained by raising the temperature again, the peak showing an extreme value on the endothermic side was judged as the melting peak, and the temperature giving the extreme value was taken as the melting point (°C). When there are multiple extreme values, the extreme value on the high temperature side was taken as the melting point. The number of measurements was three, and the average value was taken as the melting point.
  • HIRANUMA Co., Ltd. (former Hiranuma Sangyo Co., Ltd.) moisture measuring device AQ-2200 and HIRANUMA Co., Ltd. (former Hiranuma Sangyo Co., Ltd.) moisture vaporizer EV-2000 were used in combination for measurement. That is, the EV-2000 was used to extract the moisture in the sample chip, and the AQ-2200 was used to measure the moisture content. The sample was 1.5 g, and the nitrogen used for moisture vaporization was 0.2 L/min.
  • the measurement conditions were as follows. ⁇ Step 1 Temperature 210°C, time 21 minutes ⁇ Baking time 0 minutes ⁇ End BG 0 ⁇ g ⁇ Cooling time 1 minute ⁇ B.G. stabilization times 30 times ⁇ Back purge time 20 seconds
  • Flow time (T1) at 25° C. was measured using an Ostwald type viscometer in 98% sulfuric acid at a concentration of 0.01 g/ml. Subsequently, the flow-down time (T2) of sulfuric acid having a concentration of 98% by weight was measured. The ratio of T1 to T2, ie, T1/T2, was defined as the sulfuric acid relative viscosity. The number of measurements was three, and the average value was taken as the sulfuric acid relative viscosity.
  • Mw/Mn Using gel permeation chromatography (GPC), 2.5 mg of polyamide resin was dissolved in 4 ml of hexafluoroisopropanol (0.005N-sodium trifluoroacetate added), and filtered through a 0.45 ⁇ m filter. Used for the measurement, weight average molecular weight Mw and number average molecular weight Mn were measured, and Mw/Mn was calculated. The number of measurements was three, and the average value was taken as Mw/Mn. The measurement conditions were as follows.
  • ⁇ GPC device Waters 515 (manufactured by Waters) ⁇ Column: Shodex HFIP-806M (two connected) + HFIP-LG ⁇ Solvent: hexafluoroisopropanol (0.005N-sodium trifluoroacetate added) ⁇ Temperature: 30°C ⁇ Flow rate: 0.5ml/min ⁇ Injection volume: 0.1ml ⁇ Detector: Differential refractometer Waters 410 (manufactured by Waters) ⁇ Molecular weight calibration: Polymethyl methacrylate
  • total fineness The total fineness was calculated by measuring the regular fineness with a predetermined load of 0.045 cN/dtex according to JIS L 1013:2010 8.3.1 A method.
  • the number of filaments was calculated based on the method of JIS L 1013:2010 8.4.
  • the strength was obtained by dividing the strength at the point showing the maximum strength on the SS curve by the total fineness.
  • the elongation was obtained by dividing the elongation at the point showing the maximum strength in the SS curve by the sample length and multiplying by 100.
  • Boiling water shrinkage is JIS L 1013:2010 8.16. It was calculated based on the method of A method.
  • weave density The weave density of each warp and weft was calculated based on JIS L 1096:2010 8.6.1. Specifically, the sample was placed on a flat table, unnatural wrinkles and tension were removed, and the number of warp and weft yarns in a 2.54 cm section was counted at five different locations, and the average value of each was calculated.
  • the crimp rate of the fabric is based on JIS L 1096:2010 8.7 B method, a sample is cut from the central portion of the airbag base fabric, and the initial load (cN) is set by the formula shown in the following formula (4). Then, the crimp rate (%) in the warp direction and the weft direction was calculated by the calculation formula shown in the following formula (5).
  • IG T ⁇ 0.1 In formula (4), IG indicates the initial load (cN), and T indicates the total fineness of the decomposed yarn (dtex).
  • Cw (L-200)/200 ⁇ 100 In formula (5), Cw indicates the crimp ratio (%), and L indicates the length (mm) measured under the initial load (IG) calculated by formula (4).
  • Test strength/elongation Based on ISO 13934-1, 5 test pieces were taken in each of the warp and weft directions, the yarn was removed from both sides of the width to make it 50 mm in width, and a constant speed tension type tester was used. Then, the test piece was pulled at a grip interval of 150 mm and a tensile speed of 200 mm/min until it broke, and the maximum load and elongation until breaking were measured, and the average value was calculated.
  • Tear strength Tear strength was calculated based on ISO 13937-2. Specifically, the tear strength is measured by creating a test piece (15 cm x 20 cm) from five different places on the fabric, and placing it at the center of the short side (7.5 cm from the end) at a distance of 10 cm perpendicular to the short side. I made a cut.
  • This sample was measured using a material testing machine (Instron (registered trademark, hereinafter the same) 5965, manufactured by Instron) using a clamp with a width of 15 cm or more, and each section (the point where the cut was made (7.5 cm The test was performed until the sample was torn by 9 cm at a tensile speed of 10 cm/min, with the x10 cm part)) being sandwiched at right angles to the upper and lower clamps. The resulting stress-strain curve was divided into 4 parts from the first maximum point to the end point of the test, and the average of the maximum points in the remainder (3/4 part) excluding the first 1/4 part was determined. This test was repeated three times, and the average value was defined as the tear strength (N). In this test method, the maximum point was defined as the point where the average stress in the remaining portion (3/4 portion) changed by 10% or more from the immediately preceding concave portion.
  • the sliding resistance value (N) was determined by taking test pieces (30 cm x 5 cm) from five different locations on the fabric based on ASTM D 6479-02, and using a material testing machine (Instron (registered trademark) 5965, Instron). ), and the average value was calculated.
  • the average flow velocity (mm/sec) within the range from the upper limit pressure (UPPER LIMIT: 70 kPa) to the lower limit pressure (LOWER LIMIT: 30 kPa) after reaching the maximum pressure in the pressure-dynamic air permeability curve obtained as a result of the measurement is obtained,
  • the average value was determined as the dynamic air permeability (mm/sec).
  • Bending resistance is measured by taking test pieces (20 cm x 10 cm) from five different locations on the airbag base fabric based on the Circular Bend method of ASTM D 4032-94, and folding them in half at the longitudinal center. Then, it was measured with a measuring instrument (based on ASTM D 4032), and the average value was calculated.
  • test pieces After cutting test pieces of 150 mm ⁇ 150 mm along the warp and weft at five different locations on the woven fabric, the test pieces were attached to a hot rod tester (manufactured by MEGA SCIENCE).
  • a hot rod (steel material, diameter 10 mm, length 82 mm, weight 50 g, thermal conductivity 55 W / m K) is heated at 350 ° C. for 1 hour with the above device, and the test is performed so that the distance is 100 mm from the test piece.
  • the hot rod was placed in the upward direction of the strip and allowed to freely drop onto the test strip side at the above position.
  • Moisture content of fabric Moisture content was calculated based on JIS L 1096:2010 8.10.
  • a module was assembled using an airbag for the driver's seat, a pyrotype inflator (output 190 kpa), a pressure gauge, an amplifier, and a fixing bracket.
  • a deployment test was conducted under an environment of 25° C., and the presence or absence of melting of the airbag fabric during deployment, the presence or absence of openings in the sewn parts, and the presence or absence of burst were observed. The evaluation was based on whether or not the airbag fabric was damaged. No burst was evaluated as "good”, melting of the airbag fabric, no stitch opening at the sewn part and no burst was evaluated as "acceptable”, and melting of the airbag fabric with burst was evaluated as "bad”.
  • the driver's seat airbag was created as follows.
  • Two circular body panels with an outer diameter of ⁇ 640 mm and three circular reinforcement fabric panels with an outer diameter of ⁇ 240 mm were collected from the prepared airbag base fabric.
  • a ⁇ 76 mm inflator mounting port is provided at the center of the main body panel and the reinforcing fabric panel.
  • the mounting openings of the three reinforcing fabric panels and one main panel were overlapped, and the positions of ⁇ 85 mm, ⁇ 180 mm, and ⁇ 196 mm from the center of the mounting opening were sewn in a circle with a lockstitch with a pitch of 2.5 mm.
  • another main body panel is superimposed on the above four panels so that the warp direction is shifted by 45 degrees, and the position of ⁇ 610mm from the center of the mounting opening is double chain stitched with a pitch of 2.5mm. and sewed in a circular shape.
  • the bag After making the necessary bolt holes in the resulting bag to fix it to the fixing bracket, the bag was turned over so that the reinforcing fabric was on the inside, making it an airbag for the driver's seat.
  • Example 1 (warp, weft) 0.15% of water was added to nylon 410 resin and melt-spun.
  • the warp and weft are made of polyamide 410 fibers using 100% biomass-derived sebacic acid (71% by weight derived from biomass), have a circular cross-sectional shape, and are composed of 136 filaments with a single fiber fineness of 2.7 dtex.
  • a non-twisted synthetic fiber filament having a total fineness of 362 dtex, a yarn strength of 7.80 cN/dtex, an elongation of 23.0%, and a boiling water shrinkage of 3.5% was prepared.
  • a plain weave fabric was woven using the above yarns as base yarns for the warp and weft, using a water jet loom equipped with full-width temples. At that time, the warp tension was adjusted to 0.25 cN/dtex.
  • entwining threads and additional threads were used for both selvages of the fabric.
  • a nylon 66 monofilament having a circular cross-sectional shape, 22 detex, a yarn strength of 4.80 cN / dtex, an elongation of 47.5%, and a boiling water shrinkage of 10.5% is used as the entwining yarn.
  • Two per section were supplied from the planetary system.
  • the same 22 dtex nylon 66 monofilament as the leno yarn was used as the booster yarn, and four yarns were supplied to each of the selvages from bobbins.
  • the resulting fabric was scoured at 65°C with an open soap scouring machine, washed with hot water at 40°C, and dried at 120°C. Furthermore, using a pin tenter dryer, the width ratio is set to be the same as the width of the fabric after drying, and the fabric is heat set at 180 ° C. for 60 seconds under a dimensional regulation with an overfeed rate of 1%.
  • the resulting woven fabric had a total crimp rate in the warp direction and a crimp rate in the weft direction of 10.8%, and had a heat resistance of 7.29 msec/(g/m 2 ), which was equivalent to nylon 66, and airbag deployment. In the test, there was no heat melting, opening of the seams, or bursting, and the expandability was good.
  • the woven fabric had a moisture content of 2.1%, a tensile strength retention rate of 101.0% and a dynamic air permeability increase rate of 10%. Table 1 shows the properties of the resulting fabric.
  • Example 2 Using the yarn of Example 1 as the base yarn for the warp and weft, a plain weave fabric was woven using a water jet loom equipped with full-width temples. At that time, the warp tension was adjusted to 0.20 cN/dtex. In addition, an airbag fabric was produced in the same manner as in Example 1 except that the fabric was heat-set using a pin tenter dryer under the dimensional regulation of an overfeed rate of 0%, and the warp density was 61.1. /2.54 cm and a weft density of 58.5/2.54 cm.
  • the resulting woven fabric had a total crimp rate in the vertical direction and a crimp rate in the weft direction of 6.92% and a heat resistance of 6.21 msec/(g/m 2 ). Melting occurred, but there was no opening or bursting at the sewn part, and there was no problem with spreadability.
  • the woven fabric had a moisture content of 2.2%, a tensile strength retention rate of 98.8% and a dynamic air permeability increase rate of 10%.
  • the warp and weft are made of polyamide 410 using 100% biomass-derived sebacic acid, have a circular cross-sectional shape, are composed of 136 filaments with a single fiber fineness of 3.5 dtex, and have a total fineness of 482 dtex, Changed to a non-twisted synthetic fiber with a yarn strength of 7.75 cN / dtex, an elongation of 22.6%, and a boiling water shrinkage of 3.7%.
  • a plain weave fabric was woven using a water jet loom with temples.
  • an airbag fabric was produced in the same manner as in Example 1 except that the warp tension was adjusted to 0.26 cN / dtex. /2.54 cm of fabric was obtained.
  • the resulting woven fabric had a total crimp rate in the warp direction and a crimp rate in the weft direction of 10.5% and a heat resistance of 8.07 msec/(g/m 2 ). There was no opening or bursting at the sewn part, and the expandability was good.
  • the woven fabric had a moisture content of 2.4%, a tensile strength retention rate of 101.0% and a dynamic air permeability increase rate of -11%.
  • Example 4 Using the yarn of Example 3 as the base yarn for the warp and weft, a plain weave fabric was woven using a water jet loom equipped with full-width temples. At that time, the warp tension was adjusted to 0.21 cN/dtex. In addition, an airbag fabric was produced in the same manner as in Example 1 except that the fabric was heat-set using a pin tenter dryer under the dimensional regulation of an overfeed rate of 0%, and the warp density was 51.5. /2.54 cm and a weft density of 48.8/2.54 cm.
  • the resulting woven fabric had a total crimp rate in the vertical direction and a crimp rate in the weft direction of 6.83% and a heat resistance of 6.97 msec/(g/m 2 ). Melting occurred, but there was no opening or bursting at the sewn part, and there was no problem with spreadability.
  • the woven fabric had a moisture content of 2.4%, a tensile strength retention rate of 97.9% and a dynamic air permeability increase rate of -10%.
  • Example 5 A nylon 410 resin to which 0.6% of water was added was melt-spun.
  • the warp and weft are made of polyamide 410 fibers using 100% biomass-derived sebacic acid (71% by weight derived from biomass), have a circular cross-sectional shape, and are composed of 136 filaments with a single fiber fineness of 2.7 dtex. , a non-twisted synthetic fiber filament having a total fineness of 365 dtex, a yarn strength of 6.80 cN/dtex, an elongation of 22.6%, and a boiling water shrinkage of 3.2% was obtained.
  • Example 2 The subsequent steps were carried out in the same manner as in Example 1 to obtain a fabric with a warp density of 60.2/2.54 cm and a weft density of 59.7/2.54 cm.
  • the resulting woven fabric had a total crimp rate in the warp direction and a crimp rate in the weft direction of 9.12%, and a heat resistance of 6.81 msec/(g/m 2 ), which was inferior to nylon 66.
  • heat melting occurred slightly, but there was no opening or bursting at the sewn part, and there was no problem with deployment. Table 1 shows the properties of the resulting fabric.
  • the warp and weft are made of nylon 66 derived from petroleum resources, have a circular cross-sectional shape, are composed of 136 filaments with a single fiber fineness of 2.7 dtex, a total fineness of 365 dtex, and a yarn strength of 8.47 cN. / dtex, elongation of 24.5%, boiling water shrinkage rate of 6.2%, change to non-twisted synthetic fiber, use the above yarn as the base yarn for the warp and weft, and a water jet loom equipped with a full-width temple was used to weave a plain weave.
  • an airbag fabric was produced in the same manner as in Example 1 except that the warp tension was adjusted to 0.20 cN / dtex. /2.54 cm of fabric was obtained.
  • the obtained woven fabric had a total crimp ratio in the vertical direction and a crimp ratio in the horizontal direction of 6.92%, and had a heat resistance of 7.29 msec/(g/m 2 ). Although there was an opening, there was no thermal melting or bursting, and there was no problem with spreadability.
  • the moisture content of the fabric was 3.6%, the wet heat tensile strength retention rate was 96.8%, and the wet heat dynamic air permeability increase rate was 29%.
  • the warp and weft are made of nylon 66 derived from petroleum resources, have a circular cross-sectional shape, are composed of 136 filaments with a single fiber fineness of 3.6 dtex, a total fineness of 486 dtex, and a yarn strength of 8.41 cN. / dtex, elongation of 24.6%, boiling water shrinkage rate of 6.4%, changed to non-twisted synthetic fiber, using the above yarn as the base yarn for the warp and weft, and a water jet loom equipped with a full-width temple was used to weave a plain weave.
  • an airbag fabric was produced in the same manner as in Example 1 except that the warp tension was adjusted to 0.21 cN / dtex. /2.54 cm of fabric was obtained.
  • the resulting woven fabric had a total crimp ratio in the vertical direction and a crimp ratio in the horizontal direction of 6.93%, and had a heat resistance of 8.05 msec/(g/m 2 ). Although there was an opening, there was no thermal melting or bursting, and there was no problem with spreadability. Also, the moisture content of the fabric was 3.8%, the wet heat tensile strength retention rate was 96.7%, and the wet heat dynamic air permeability increase rate was 28%.

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Abstract

ナイロン66織物の代替として、さらにはバイオエアバッグ織物として可能な、熱抵抗性に優れていて、エアバッグクッション展開実験でのインフレーターから発せられる高温ガスや残渣による破損を抑えることができるポリアミド410を利用したエアバッグ織物を提供する。ポリアミド410繊維からなる、エアバッグ用織物である。

Description

エアバッグ用織物およびエアバッグ
 本発明は、エアバッグ用織物およびエアバッグに関する。
 乗員安全用のエアバッグ装置は、乗り物の衝突事故の際、衝撃感知センサーでガス発生器(インフレーター)を作動させ、高温、高圧のガスをエアバッグ内で発生させ、このガスによってエアバッグを瞬間的に膨張させて衝突時に乗員を保護する。エアバッグが衝突時に円滑に展開するために、エアバッグ用の織物は、低通気性が要求される。また、エアバッグ用織物は、エアバッグ自体の破損を防止するために、高い熱抵抗性が要求される。特にインフレーター近傍は高熱である。そのため、溶融を起点とした破損を避けるためには、熱抵抗性は重要である。また、エアバッグは、夏季や雨季などに高温、高湿の環境下にさらされる。そのため、このような環境下でも物性が維持できるエアバッグが望まれている。
 エアバッグ用織物で要求されるこのような特性に適した繊維としてナイロン66素材が主に使用されてきた。しかしながら、ナイロン66を構成するヘキサメチレンジアミンやその原料となるアジポニトリルを生産できる素材メーカーは少なく、供給不足がしばしば生じている。そのため、近年ではナイロン66の代替となる繊維素材に対する関心が高くなっている。
 例えば、特許文献1では、ポリエチレンテレフタレート繊維の強度および伸びを調節し、エアバッグ用ポリエチレンテレフタレート繊維を製造することで、熱抵抗性および瞬間熱変形率が改善したエアバッグ用織物が開示されている。特許文献2には、ポリアミド410繊維の引張強伸度、沸騰水収縮率、繊度変動率、および引張強伸度から算出したタフネスを調整することで、製糸性と繊維物性とが優れたポリアミド410繊維を提供する方法が開示され、用途の1つとしてエアバッグが記載されている。
 一方、最近の地球的規模での環境に対する意識向上に伴い、非石油由来の繊維素材が切望されている。従来のポリアミド等の合成繊維は、石油資源を主原料としている。そのため、石油資源が将来枯渇することや、石油資源の大量消費により生じる地球温暖化が、大きな問題として採り上げられている。
 二酸化炭素を大気中から取り込み成長する植物資源を原料とすることで、二酸化炭素の循環により地球温暖化の抑制が期待できるとともに、資源枯渇の問題も解決できる可能性がある。よって近年では、植物資源を出発点とするエアバッグ織物、すなわちバイオマス由来のエアバッグ織物(以下、バイオエアバッグ織物と記載)に注目が集まっている。ナイロン66織物の代替という意味でも、バイオエアバッグ織物が求められている。
 バイオエアバッグ織物に対する種々の試みは、これまでにも先行技術文献に開示されている。例えば、特許文献3では、ポリアミド56のバイオエアバッグ織物の製造方法が記載されている。特許文献4では、バイオマス由来であり高融点脂環式ポリアミドフィラメントを用いたバイオエアバッグ織物の製造方法が記載されている。
 特許文献5に、バイオマス比率が高いポリアミド410等の繊維の製造方法が開示されているように、ポリアミド410繊維は、ナイロン66織物の代替というだけでなく、バイオエアバッグ織物の素材としても有望である。
特表2013-528719号公報 特開2013-49930号公報 国際公開第2009/119302号 特開2017-20126号公報 国際公開第2021/008942号
 しかしながら、特許文献1に記載の技術によれば、熱抵抗性を上げるためにはナイロン66対比繊度の高いポリエチレンテレフタレート繊維を用いなければならない。また、特許文献2では実際にエアバッグ用織物は作製されていないことに加え、ポリアミド410繊維はナイロン66繊維対比融点が低いため、熱抵抗性がナイロン66織物に劣ると考えられる。さらに、特許文献3に記載のバイオエアバッグ織物では、融点がナイロン66対比低いため、熱抵抗性が劣ると考えられる。加えて、特許文献4に記載のバイオエアバッグ織物では、耐熱性を上げるために3種類以上のモノマーからなる高融点ポリマーを用いるため、溶融加工温度を高くする必要があり、ナイロン66織物の代替にまでは到達していない。また、特許文献5においても実際にエアバッグ織物は製造されておらず、融点がナイロン66対比低いため熱抵抗性がナイロン66織物に劣ると考えられる。すなわち、融点がナイロン66未満で溶融加工性に優れるポリアミド410でありながらナイロン66織物同等以上の熱抵抗性を有し、エアバッグクッション展開試験で破損のないバイオエアバッグ織物は開示されていない。
 本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、ナイロン66織物の代替として、さらにはバイオエアバッグ織物として可能な、熱抵抗性に優れていて、エアバッグクッション展開実験でのインフレーターから発せられる高温ガスや残渣による破損を抑えることができるポリアミド410を利用したエアバッグ織物を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、ポリアミド410繊維からなるエアバッグ用織物が、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を解決させた。
 すなわち、上記課題を解決する本発明の一実施態様のエアバッグ用織物は、ポリアミド410繊維からなる、エアバッグ用織物である。
 また、上記課題を解決する本発明の一実施態様のエアバッグは、上記エアバッグ用織物を含む、エアバッグである。
<エアバッグ用織物>
 本発明の一実施形態のエアバッグ用織物は、ポリアミド410繊維からなる。
 本実施形態のエアバッグ用織物のクリンプについて、タテ方向のクリンプ率と、ヨコ方向のクリンプ率との合計は、7.00%以上であることが好ましく、7.30%以上であることがより好ましく、7.50%以上であることがさらに好ましい。また、タテ方向のクリンプ率と、ヨコ方向のクリンプ率との合計は、25.0%以下であることが好ましく、22.5%以下であることがより好ましく、20.0%以下であることがさらに好ましい。クリンプ率の合計が7.00%以上であることにより、エアバッグ用織物は、マルチフィラメント同士の空隙が増大し、熱伝達が抑えられ、織物が立体的になり、熱ガスや残渣との接触面が減少する。そのために、エアバッグ用織物は、熱による溶融、貫通が発生しにくくなる。すなわち、フィラメントの融点がナイロン66の融点である265℃未満のバイオマス由来のポリアミド410フィラメントを用いる場合であっても、得られるエアバッグ用織物は、ナイロン66フィラメントを使用した場合と同等以上の熱抵抗性を有し得る。また、クリンプ率の合計が25.0%以下であることにより、エアバッグ用織物は、エアバッグ特性に優れる。なお、クリンプ率は、製織張力を抑えることにより向上させることができる。クリンプ率の値は、JIS L 1096:2010 8.7 B法に基づいて算出し得る。
 本実施形態のエアバッグ用織物の熱抵抗は、350℃に熱した鉄棒を基布に落下させるホットロッド試験と呼ばれる熱抵抗試験の目付辺りの溶融落下時間によって測定し得る。溶融落下時間は、7.00msec/(g/m2)以上であることが好ましく、7.30msec/(g/m2)以上であることがより好ましく、7.50msec/(g/m2)以上であることがさらに好ましい。また、溶融落下時間は、20.0msec/(g/m2)以下であることが好ましく、19.0msec/(g/m2)以下であることがより好ましく、18.0msec/(g/m2)以下であることがさらに好ましい。溶融落下時間が7.00msec/(g/m2)以上であることにより、展開試験時にインフレーターから発生する高温ガス、および残渣による基布の溶融、およびそれに伴うエアバッグのバーストが発生しにくくなる。また、溶融落下時間が20.0msec/(g/m2)以下であることにより、エアバッグ用織物は、硬くなりにくく、エアバッグとしたときの展開性が優れる。
 なお、本実施形態において、熱抵抗は以下の手順で測定され得る。まず、ホットロッドテスターに試験片を装着し、350℃で1時間加熱したホットロッド(鉄の棒)を、試験片から距離100mm離隔するように試験片の上側方向に配置し、ホットロッドを試験片側へ自由落下させる。自由落下を開始した瞬間から試験片が完全に通過し、受け皿底部へ接触するまでの時間ta(msec)を測定し、そこから試験片を設置していない状態での棒の落下時間tb(msec)を引いたΔtの平均値を熱抵抗試験における溶融落下時間として下記式(1)で示す計算式にて設定し、試験片の目付M(g/m2)で割り返し、熱抵抗(msec/(g/m2))が下記式(2)で示す計算式で算出され得る。
(式(1))
  溶融落下時間Δt(msec)=ta-tb
(式(2))
  熱抵抗(msec/(g/m2))=Δt/M
 本実施形態のエアバッグ用織物の水分率は、0.5%を超えることが好ましく、0.6%を超えることがより好ましい。また、水分率は、2.5%以下であることが好ましく、2.4%以下であることがより好ましい。水分率が0.5%を超えることにより、熱抵抗性は、損なわれにくい。一方、水分率が2.5%以下であることにより、エアバッグ用織物は、湿熱環境下であっても劣化が進行しにくい。ナイロン410はナイロン66対比ポリマー内に含むアミド基の割合が小さいため、水分率が上記の範囲になると推測される。なお、JIS L 1096:2010 8.10に基づいて算出し得る。
 本実施形態のエアバッグ用織物は、温度70℃且つ湿度95%RHの条件下で408時間湿熱処理後の動的通気度増加率が、25%以下であることが好ましく、22%以下であることがより好ましく、20%以下であることがさらに好ましい。動的通気度増加率が25%以下であることにより、得られえるエアバッグは、湿熱環境下での信頼性が優れる。また、水分率が上記範囲であることにより、エアバッグ用織物は、ポリマー内の熱水による劣化が抑えられたと推測される。なお、本実施形態において、動的通気度は、ASTM D 6476-02に則り、TEXTEST社製エアバッグ専用通気性試験機FX3350を用い、テストヘッドは400cm3のものを用いることにより測定し得る。この際、テストヘッドに充填する圧縮空気の圧力(START PRESSURE)は、織物にかかる最大圧力が100±5kPaになるように調整し、テストヘッドに充填した圧縮空気を解放して布帛の試料に当て、経時的に圧力および通気度を測定する。湿熱処理条件は、湿熱オーブン内に温度70℃且つ湿度95%RHの条件下で試料を408時間放置曝露する条件である。
 本実施形態のエアバッグ用織物は、温度70℃且つ湿度95%RHの条件下で408時間湿熱処理後の引張強力保持率が、97.0%以上であることが好ましく、97.5%以上であることがより好ましく、98.0%以上であることがさらに好ましい。湿熱経時後の引張強力保持率が97.0%以上であることにより、得られるエアバッグは、湿熱環境下での信頼性が高い。水分率が上記の範囲であることにより、エアバッグ用織物は、ポリマー内の熱水による劣化が抑えられたと推測される。なお、本実施形態において、引張強力は、ISO 13934-1に基づいて、経方向および緯方向のそれぞれについて、幅の両側から糸を取り除いて幅50mmとし、定速緊張型の試験機にて、つかみ間隔150mm、引張速度200mm/minで試験片が切断するまで引っ張り、切断に至るまでの最大荷重を測定することにより測定し得る。湿熱処理条件は、湿熱オーブン内に温度70℃且つ湿度95%RHの条件下で試料を408時間放置曝露する条件である。
<ポリアミド410繊維>
 本実施形態のポリアミド繊維は、ジカルボン酸とジアミンと重縮合物とからなるポリアミド410繊維である。ポリアミド410繊維は、ジカルボン酸とジアミンとの少なくとも一方に、バイオマス由来のモノマーを含むことが好ましい。すなわち、ポリアミド410繊維は、バイオマス由来のモノマーから合成されたポリアミドを含むことが好ましい。また、バイオマス由来のモノマーから合成されたポリアミドの含有量は、ポリアミド410繊維中、25重量%以上であることが好ましく、70重量%以上であることがより好ましく、100重量%であることがさらに好ましい。バイオマス由来の比率が高まるほど、ポリアミド410繊維は、石油資源依存度が減り、二酸化炭素循環の観点から環境負荷が減る。なお、ポリアミドに占めるバイオマス由来のモノマーの比率は、アミド基を除く炭素数重量比で算出し得る。例えば、ポリアミド410のジカルボン酸部分がバイオマス由来である場合、ジアミン部分の炭素数は4であり、ジカルボン酸(デカン二酸)部分の炭素数は10であるため、バイオマス比率(重量%)は、10/(4+10)×100=71(重量%)と算出される。
 ジカルボン酸成分は特に限定されない。一例を挙げると、ジカルボン成分は、デカン二酸(セバシン酸)等である。ジカルボン酸成分は、化学的、生化学的、または生物学的プロセスを使用してバイオマス由来の原材料から得ることもできる。
 ジアミン成分は特に限定されない。一例を挙げると、ジアミン成分は、1,4-ジアミノブタン等であり、バイオマス由来の原材料から得ることもできる。
 本実施形態のポリアミド410繊維は、紡糸・延伸工程や加工工程での生産性、あるいは特性改善のために、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、平滑剤、帯電防止剤、可塑剤、増粘剤、顔料、難燃剤等の添加剤を含んでもよい。
 なお、本実施形態のポリアミド410繊維、およびそれを含有する繊維構造体、エアバッグ用基布、樹脂ペレットがバイオマス由来の化合物から合成されたものか否かを判定する方法として、C14(放射性炭素)年代測定の原理に基づいたASTM D6866がある。具体的には、試料(ポリマー)を乾燥して水分を除去した後、秤量し、試料を燃焼させて発生したCO2を、化学操作を経て吸着剤に吸着させ、液体シンチレーションカウンターにて測定する方法、燃焼させて発生したCO2をカーボングラファイトにした後、加速器質量分析計で測定する方法、燃焼させて発生したCO2からベンゼンを合成し、液体シンチレーションカウンターにて測定する方法、等によって試料中のバイオマス比率の濃度を特定することができる。
 本実施形態のポリアミド410樹脂は、強伸度などの機械物性の観点から、分子量の指標である硫酸相対粘度が2.0~5.0であることが好ましい。ここで、硫酸溶融粘度は、原料チップで測定した値をいう。硫酸相対粘度が高いほど、すなわち分子量が高いほど、得られる繊維の強度が高まるため好ましい。一方、硫酸相対粘度が適度な範囲であることにより、ポリアミド410樹脂は、適正な紡糸温度での溶融紡糸が可能となり、紡糸機内でのポリマーの熱分解が抑えられるため、製糸性が良好となり、繊維の着色や機械的特性の低下も抑えられるため好ましい。硫酸相対粘度は、2.2~4.8であることがより好ましく、2.5~4.5であることがさらに好ましい。本実施形態において、硫酸相対粘度は、後述する方法により測定され得る。
 本実施形態のポリアミド410樹脂は、分子量分布の指標である分散度(Mw/Mn)が1.5~4.0であることが好ましい。ここでMwは、重量平均分子量であり、Mnは数平均分子量である。両者の比であるMw/Mnは、値が小さいほど、分子量分布が狭いことを示す。上述のごとく硫酸相対粘度が高いことに加えて、Mw/Mnも4.0以下と分子量分布が狭い樹脂を用いることで、良好な繊維物性となるため好ましい。またMw/Mnが4.0以下であることにより、溶融紡糸での繊維化の際、オリゴマー等の低分子量化合物や熱分解ガスの発生を抑制でき、紡糸性や製造環境を悪化させない。Mw/Mnは、3.8以下であることがより好ましく、3.6以下であることがさらに好ましい。Mw/Mnは、小さいほど好ましいが、小さくしすぎると生産性が落ちるため、1.5以上であることが好ましい。
 本実施形態のポリアミド410繊維は、モノフィラメントであってもよく、マルチフィラメントであっても良い。ポリアミド410繊維は、エアバッグ特性を考慮すると、マルチフィラメントであることが好ましい。
 本実施形態のポリアミド410繊維の単繊維の断面形状は、円形断面であってもよく、扁平断面であってもよい。
 本実施形態のポリアミド410繊維の製糸方法について説明する。本実施形態のポリアミド410繊維は、上記により製造したポリアミド樹脂を用い、溶融紡糸方法で未延伸糸を得、次に延伸を施すことにより作製し得る。ポリアミド樹脂のチップ(原料チップ)の水分率は、0.1~0.5%であることが好ましい。水分率が上記範囲であることにより、紡糸時の結晶性サイズが高まり、規定のクリンプ率と組み合わせることで、基布の熱抵抗性が向上する。また、水分率が0.1%以上であることにより、ポリアミド410繊維は、毛羽品位の悪化が抑えられる。また、水分率が0.5%以下であることにより、溶融したポリマーを繊維化する部分から、水が突沸しにくく、曳糸性が低下しにくく、糸が得られやすい。水分率は、0.15~0.40%であることがより好ましい。樹脂水分率は、乾燥後のチップに、計量した水を添加し、攪拌する方法等によって調整し得る。
 溶融紡糸における紡糸温度は、ポリマー融点より高く、260~320℃であることが好ましい。紡糸温度を、320℃以下とすることにより、ポリアミド410樹脂は、熱分解が抑制される。紡糸温度は、310℃高い温度以下であることがより好ましく、300℃高い温度以下であることがさらに好ましい。一方、紡糸温度を、260℃以上とすることにより、ポリアミド410樹脂は、充分な溶融流動性を示し、吐出孔間の吐出量が均一化され、高倍率延伸が可能となる。また、ポリアミド410樹脂は、曳糸性も向上するため好ましい。紡糸温度は、265℃以上であることがより好ましく、270℃以上であることが更に好ましい。製糸工程では、油剤が塗布されてもよい。油剤の種類は特に限定されない。
 本実施形態のエアバッグ用織物は、ポリアミド410繊維を織糸(経糸・緯糸)として含む。経糸および緯糸の種類は特に限定されない。一例を挙げると、経糸および緯糸の種類は、バイオマス由来のポリアミド410繊維を主要な構成成分とすることが、織物に特性を付与できる点で好ましい。本実施形態のポリアミド410繊維の混率は、50重量%以上であることが好ましく、70重量%以上であることがより好ましく、90重量%以上であることがさらに好ましい。
 本実施形態のエアバッグ用織物は、本実施形態の効果を損なわない程度であれば、ポリアミド410繊維以外の合成繊維、半合成繊維、天然繊維をポリアミド410繊維中に混繊してもよい。
 本実施形態において、織物の地部糸として使用されるポリアミド410繊維は、単繊維繊度1~7dtexのフィラメントを用いることが好ましい。単繊維繊度が7dtex以下であることにより、織物中の単繊維間に占める空隙が小さくなり、繊維の充填化効果がより一層向上し、通気量を低下させることができる。また、単繊維繊度が上記範囲内であることにより、フィラメントの剛性が適度に低下し、得られるエアバッグ用織物は、柔軟性が向上し、収納性が向上し得る。
 織物の地部糸として使用されるポリアミド410繊維の総繊度は、20~900dtexであることが好ましい。総繊度が20dtex以上であることにより、得られるエアバッグ用織物は、強度が維持されやすい。また、総繊度が900dtex以下であることにより、得られるエアバッグ用織物は、収納時のコンパクト性や、低通気性が維持されやすい。総繊度は、25dtex以上であることがより好ましく、30dtex以上であることがさらに好ましい。また、総繊度は、800dtex以下であることがより好ましく、700dtex以下であることがさらに好ましい。総繊度が上記範囲内であることにより、得られるエアバッグ用織物は、強力、滑脱抵抗力、低通気性、柔軟性、コンパクト収納性がバランスよく向上し得る。
 織物の地部糸として使用されるポリアミド410繊維の沸騰水収縮率は、3~15%であることが好ましい。沸騰水収縮率が15%以下であることにより、ポリアミド410繊維は、沸騰水での処理中において分子鎖の配向度が極端に低下することがなく、処理後においても強度が低下しにくい。また、エアバッグ用織物を熱収縮させる加工により、繊維を充分に収縮させることができる。そのため、柔軟な織物が得られやすい。一方、沸騰水収縮率が3%以上であることにより、エアバッグ用織物は、熱収縮させることによって織り密度を高めることができる。その結果、製織工程における織り張力が適度な範囲に抑えられ、高密度な織物が得られやすい。これにより、高密度織物の製造において必ずしも高張力下で製織する必要が無くなる。そのため、製織工程での毛羽やヒケの発生が抑えられ、欠点の少ない織物を、工程通過性良く製造することができる。
 本実施形態の織物を構成するポリアミド繊維、特に地部糸として使用されるポリアミド410マルチフィラメントの引張強度は、エアバッグとして要求される機械的特性を満足するためと製糸操業面から、経糸および緯糸ともに5.0~10.0cN/dtexであることが好ましい。引張強度が5.0N/dtex以上であることにより、ポリアミド繊維は、製織や製編など高次加工工程の通過性や取扱性が良好となりやすい。また、ポリアミド繊維は、例えば製織工程における織張力を高めても、毛羽が発生し難く、高密度な織物が工程通過性良く得られやすい。引張強度は、5.5cN/dtex以上であることがより好ましく、6.0cN/dtex以上であることがさらに好ましい。なお、引張強度は、高いほど好ましいが、あまりに高強度な繊維を製造しようとすると、紡糸工程あるいは延伸工程において糸切れや毛羽が発生し易くなる傾向がある。したがって、引張強度は、9.5cN/dtex以下であることがより好ましく、9.0cN/dtex以下であることがさらに好ましい。
 本実施形態のポリアミド410繊維の引張伸度は、15~50%であることが好ましい。引張伸度が15%以上であることにより、紡糸や延伸工程において、ポリアミド410繊維は、毛羽の発生が抑制されやすい。また、ポリアミド410繊維は、紡糸・延伸工程以降である撚糸、整経、製織、製編工程等の工程通過性が向上する。また、低応力下での繊維の変形を抑制し、また製織時の緯ひけなどによる最終製品の染色欠点を防止するために、引張伸度は、50%以下であることが好ましい。引張伸度は、17%以上であることがより好ましく、20%以上であることがさらに好ましい。また、引張伸度は、48%以下であることがより好ましく、45%以下であることがさらに好ましい。
 本実施形態のエアバッグ用織物の組織は特に限定されない。一例を挙げると、織物組織は、平織、綾織、朱子織およびこれらの変化織、多軸織等である。これらの中でも、織物組織は、エアバッグに使用する場合、特に必要な機械的特性に優れ、かつ、地薄な点から、平織であることが好ましい。織密度は、樹脂加工される織物かあるいは樹脂加工されない織物かにより、また織糸の繊度などにより変わりうる。カバーファクターは、1500~2500であることが、低通気性と高滑脱抵抗力を両立する上で好ましい。一般的に、カバーファクターが上記範囲内であることにより、エアバッグ用織物は、エアバッグに必要な機械的特性(引張強力、引裂強力等)が適切に保持されつつ、かつ、適切な目付けとなりやすく、粗硬になりにくい。カバーファクターが1500以上であることにより、基布の目付けが小さくなり過ぎず、目ズレが起こりにくい。一方、カバーファクターが2500以下であることにより、基布の目付けが大きくなり過ぎず、粗硬になりにくい。なお、本実施形態において、カバーファクター(CF)は、経糸または緯糸に用いられる糸の総繊度と織密度から計算される値であり、以下の式(3)によって定義される。なお、式(3)において、Dwは経糸総繊度(dtex)であり、Nwは経糸密度(本/2.54cm)であり、Dfは緯糸総繊度(dtex)であり、Nfは緯糸密度(本/2.54cm)である。
(式(3))
  CF=(Dw×0.9)1/2×Nw+(Df×0.9)1/2×Nf
 本実施形態の織物の引張強力は、経方向および緯方向のそれぞれにおいて、1500N/50mm以上であることが好ましく、1800N/50mm以上であることがより好ましく、2000N/50mmであることがさらに好ましい。また、織物の引張強力は、経方向および緯方向のそれぞれにおいて、4500N/50mm以下であることが好ましく、4000N/50mm以下であることがより好ましい。引張強力が上記範囲内であることにより、織物は、機械特性がより優れる。なお、織物の引張強力は、ISO 13934-1に基づいて算出し得る。
 本実施形態の織物の引張伸度は、経方向および緯方向のそれぞれにおいて、15%以上であることが好ましく、17%以上であることがより好ましく、20%であることがさらに好ましい。また、織物の引張強力は、経方向および緯方向のそれぞれにおいて、45%以下であることが好ましく、40%以下であることがより好ましい。引張伸度が上記範囲内であることにより、織物は、衝撃吸収性が優れる。なお、織物の引張強力は、ISO 13934-1に基づいて算出し得る。
 本実施形態の織物の引裂強力は、経方向および緯方向のそれぞれにおいて、80N以上であることが好ましく、100N以上であることがより好ましい。また、織物の引裂強力は、経方向および緯方向のそれぞれにおいて、500N以下であることが好ましく、450N以下であることがより好ましい。引裂強力が上記範囲内であることにより、得られるエアバッグは、展開時に乗員を受け止める際の応力等が集中した際に、引き裂かれにくい。その結果、展開したエアバッグは、通気部が発生することが防がれる。なお、織物の引裂強力は、ISO 13937-2に基づいて算出し得る。
 本実施形態の織物の滑脱抵抗値は、経方向および緯方向のそれぞれにおいて、150N以上であることが好ましく、200N以上であることがより好ましい。また、織物の滑脱抵抗値は、経方向および緯方向のそれぞれにおいて、900N以下であることが好ましく、800N以下であることがより好ましい。滑脱抵抗値が上記範囲内であることにより、得られるエアバッグは、縫製部の目ズレが小さくなる。その結果、得られるエアバッグは、展開時にインフレーターの熱ガスが漏れにくく、内圧が維持されやすく、かつ、縫製部における基布の溶融が防がれる。なお、織物の滑脱抵抗値は、ASTM D 6479-02に基づいて算出し得る。
 本実施形態の織物の動的通気度は、500mm/s以下であることが好ましい。動的通気度が上記範囲内であることにより、エアバッグ展開時のエネルギーロスが少ない内圧保持性に優れたエアバッグが得られる。なお、織物の動的通気度は、ASTM D 6476-02に基づいて算出し得る。
 本実施形態の織物の剛軟度は、5N以上であることが好ましく、7N以上であることがより好ましく、9N以上であることがさらに好ましい。また、剛軟度は、25N以下であることが好ましく、20N以下であることがより好ましく、17N以下であることがさらに好ましい。剛軟度が上記範囲内であることにより、織物は、縫製しやすい。また、得られたエアバッグクッションを折り畳んで、収納する際の作業性が優れる。なお、織物の剛軟度は、ASTM D 4032-94のサーキュラーベンド法(Circular Bend)に基づいて算出し得る。
<エアバッグ用織物の製造方法>
 本実施形態の織物の製造方法は、まず、織物に関連して上記した総繊度の経糸が整経され、織機に設置される。同様に緯糸が織機に設置される。織機は特に限定されない。一例を挙げると、織機は、高密度織物を製織する場合は全幅テンプル装置を備える織機であることが好ましい。織機は、ウォータージェットルーム、エアジェットルーム、レピアルーム等が例示される。これらの中でも、高速製織が比較的容易であり、生産性を高めやすい点から、織機は、ウォータージェットルームであることが好ましい。
 製織の際、織物の地部を構成する経糸1本あたりにかける張力は、0.15~0.50cN/dtexの範囲に調整されることが好ましい。経糸張力が0.15cN/dtex以上であることにより、製織中における緯糸の拘束力が適度となり、経糸と緯糸とが同密度の織物が得られ得る。一方、経糸張力が0.50cN/dtex以下であることにより、織物において、経糸と緯糸との接触面積(密着度)が適度となりやすい。そのため、経糸の毛羽立ちが防がれやすく、製織性が優れる。経糸張力を調整する方法は特に限定されない。一例を挙げると、経糸張力は、織機の経糸送り出し速度を調整する方法、緯糸の打ち込み密度を調整する方法等により調整し得る。なお、経糸張力が上記範囲であるかどうかは、たとえば織機稼働中に経糸ビームとバックローラーの中央部分とにおいて、経糸1本当たりに加わる張力を張力測定器で測ることにより、確認し得る。特に、クリンプ率を増加させるために、経糸張力は、0.20~0.5cN/dtexであることが好ましい。張力が0.20N/dtex以上であることにより、マルチフィラメント同士の空隙を大きくすることでき、熱抵抗性の良い織物が得られ得る。
 本実施形態の織物を製織する際、耳部は、耳端に絡み糸と増し糸とが用いられることが好ましい。
 絡み糸および増し糸の素材、種類は、地部糸の種類、織密度により適宜選択される。絡み糸および増し糸の素材は特に限定されない。一例を挙げると、素材は、大量生産性や経済性に優れたポリアミド系繊維やポリエステル系繊維であることが好ましい。また、種類は、モノフィラメント、マルチフィラメント、紡績糸等である。紡績糸は、毛羽立ちガイドおよびヘルドでトラブルを起こしにくい点から、マルチフィラメントおよびモノフィラメントであることが好ましい。
 製織が終わると、得られた織物は、必要に応じて、乾燥処理が行われる。乾燥温度は、通常80℃以上である。乾燥温度が80℃以上であることにより、織物は、乾熱収縮率が小さくなり、寸法安定性が向上する。その結果、織物は、エアバッグとして好適に使用し得る。
 次に、織物は、精練、熱セット等の加工が適宜施される。精練加工における精練温度は、30℃以上であることが好ましく、45℃以上であることがより好ましい。熱が掛けられることにより、絡み糸と増し糸とが地部糸より収縮し、耳緩みが抑制され得る。精練温度が30℃以上であることにより、織物は、残留した歪みが除去され、寸法安定性が向上し得る。
 熱セットにおける熱セット温度は、精練と同じく、製織後の織物に残留した歪みを除去することができ、織物の大きな収縮を抑制し得る温度であることが好ましい。具体的には、熱セット温度は、110℃以上であることが好ましく、120℃以上であることがより好ましい。また、熱セット温度は、190℃以下であることが好ましい。熱セット温度が上記範囲内であることにより、得られる基布は、寸法安定性が向上し得、絡み糸と増し糸とが地部糸より収縮し、耳緩みが抑制され得る。
 以上の工程を経た織物は、樹脂やエラストマーのコーティングが適宜施されたコート織物としてもよい。本実施形態の織物は、コーティングが施されることにより、非通気性が付与され得る。コーティングを施す場合、コーティング量は、5~35g/m2程度であることが好ましい。樹脂またはエラストマーは、耐熱性、耐寒性、難燃性を有するものであることが好ましい。樹脂またはエラストマーは、たとえば、シリコーン樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂等が好適である。
 また、コーティングを施さずにノンコート織物として使用してもよい。
 以上、本発明の一実施形態について説明した。本発明は、上記実施形態に格別限定されない。なお、上記した実施形態は、以下の構成を有する発明を主に説明するものである。
 (1)ポリアミド410繊維からなる、エアバッグ用織物。
 (2)タテ方向のクリンプ率と、ヨコ方向のクリンプ率との合計は、7.00~25.0%である、(1)記載のエアバッグ用織物。
 (3)350℃に熱した鉄棒を基布に落下させる熱抵抗試験の目付辺り溶融落下時間は、7.00~20.0msec/(g/m2)以下である、(2)記載のエアバッグ用織物。
 (4)温度70℃且つ湿度95%RHの条件下で408時間の湿熱処理後の織物の動的通気度増加率は、25%以下である、(1)~(3)のいずれかに記載のエアバッグ用織物。
 (5)温度70℃且つ湿度95%RHの条件下で408時間の湿熱処理後の織物の引張強力保持率は、97.0%以上である、(1)~(4)のいずれかに記載のエアバッグ用織物。
 (6)JIS L 1096:2010 8.10で測定された織物の水分率は、0.5%を超え、2.5%以下である、(1)~(5)のいずれかに記載のエアバッグ用織物。
 (7)前記ポリアミド410繊維は、バイオマス由来のモノマーから合成されたポリアミドを含み、前記バイオマス由来のモノマーから合成されたポリアミドの含有量は、前記ポリアミド410繊維中、25重量%以上である、(1)~(6)のいずれかに記載のエアバッグ用織物。
 (8)(1)~(7)のいずれかに記載のエアバッグ用織物を含む、エアバッグ。
 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。本発明は、これら実施例に何ら限定されない。なお、以下の実施例において、それぞれの特性値は、以下の方法により算出した。
<特性値の算出方法>
(融点)
 パーキンエルマー社製示差走査型熱量計DSC-7型を用いて融点を測定した。すなわち試料10mgを昇温速度16℃/分にて280℃まで昇温し、昇温後、5分間保持した。その後、試料を急冷し室温まで降温した後、再び昇温速度16℃/分にて280℃まで昇温した。再度昇温して得た示差熱量曲線において吸熱側に極値を示すピークを融解ピークと判断し、極値を与える温度を融点(℃)とした。なお複数の極値が存在する場合は高温側の極値を融点とした。測定回数は3回であり、その平均値を融点とした。
(樹脂水分率)
 (株)HIRANUMA(旧平沼産業(株))の水分測定装置AQ-2200と(株)HIRANUMA(旧平沼産業(株))の水分気化装置EV-2000とを組み合わせて用いて測定した。すなわち、EV-2000を用いて、試料チップ中の水分を抽出し、AQ-2200を用いて、水分率を計測した。試料は1.5gとし、水分気化に用いる窒素は0.2L/minとした。
 測定条件は以下の通りとした。
・ステップ1 温度210℃、時間21分
・空焼き時間 0分
・終了 B.G.0μg
・冷却時間 1分
・B.G.安定回数 30回
・バックパージ時間 20秒
(硫酸相対粘度)
 98%硫酸中、濃度0.01g/ml条件でオストワルド型粘度計を用いて25℃での流下時間(T1)を測定した。引き続き濃度98重量%の硫酸のみの流下時間(T2)を測定した。T2に対するT1の比、すなわちT1/T2を硫酸相対粘度とした。測定回数は3回であり、その平均値を硫酸相対粘度とした。
(Mw/Mn)
 ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、ポリアミド樹脂2.5mgをヘキサフルオロイソプロパノール(0.005N-トリフルオロ酢酸ナトリウム添加)4mlに溶解し、0.45μmのフィルターでろ過して得られた溶液を測定に用い、重量平均分子量Mw、数平均分子量Mnを測定し、Mw/Mnを算出した。測定回数は3回であり、その平均値をMw/Mnとした。測定条件は以下のとおりとした。
・GPC装置:Waters515(Waters社製)
・カラム  :Shodex HFIP-806M(2本連結)+HFIP-LG
・溶媒   :ヘキサフルオロイソプロパノール(0.005N-トリフルオロ酢酸ナトリウム添加)
・温度   :30℃
・流速   :0.5ml/分
・注入量  :0.1ml
・検出器  :示差屈折計 Waters  410(Waters社製)
・分子量校正:ポリメチルメタクリレート
(総繊度)
 総繊度は、JIS L 1013:2010 8.3.1 A法により、所定荷重0.045cN/dtexで正量繊度を測定することにより算出した。
(フィラメント数)
 フィラメント数は、JIS L 1013:2010 8.4の方法に基づいて算出した。
(糸強度・伸度)
 JIS L 1017:1995、7.5項の引張強さおよび伸び率、(1)標準時試験の測定方法に準じ、オリエンテック(株)社製テンシロン(TENSILON)UCT-100を用いて、試料(フィラメントまたは分解糸)のS-S曲線を測定した。測定に先立ち、試料を室温25℃、相対湿度55%の環境下、無荷重の状態で48時間放置して調湿した。そして該試料を同環境下において、初荷重0.08cN/dtex、試料長250mm、引張速度300m/分として、S-S曲線を測定した。強度はS-S曲線における最大強力を示した点での強力を、総繊度で除することにより求めた。伸度はS-S曲線において最大強力を示した点の伸びを、試料長で除し、100倍することで求めた。
(沸水収縮率)
 沸水収縮率は、JIS L 1013:2010 8.16.A法の方法に基づいて算出した。
(織密度)
 経糸および緯糸のそれぞれの織密度は、JIS L 1096:2010 8.6.1に基づいて算出した。具体的には、試料を平らな台上に置き、不自然なしわや張力を除いて、異なる5箇所について2.54cmの区間の経糸および緯糸の本数を数え、それぞれの平均値を算出した。
(織物のクリンプ率)
 織物のクリンプ率は、JIS L 1096:2010 8.7 B法に基づき、エアバッグ用基布の中央部分からサンプルを切り出し、初荷重(cN)は下記式(4)で示す計算式にて設定し、経方向および緯方向のクリンプ率(%)を下記式(5)で示す計算式にてそれぞれ算出した。
(式(4))
  IG=T×0.1
 式(4)中、IGは初荷重(cN)、Tは分解糸の総繊度(dtex)を示す。
(式(5))
  Cw=(L-200)/200×100
 式(5)中、Cwはクリンプ率(%)、Lは式(4)にて算出した初荷重(IG)の下で測定した長さ(mm)を示す。
(エアバッグ用基布の目付)
 エアバッグ用基布の目付は、JIS L 1096:2010 8.3 A法に基づき、エアバッグ用基布の異なる3か所について、試料(寸法25cm×25cm)を作成し、電子天秤を用いて、1平方mあたりの質量を算出し、平均値を目付(g/m2)とした。
(引張強力・伸度)
 引張強力は、ISO 13934-1に基づいて、経方向および緯方向のそれぞれについて、試験片を5枚ずつ採取し、幅の両側から糸を取り除いて幅50mmとし、定速緊張型の試験機にて、つかみ間隔150mm、引張速度200mm/minで試験片が切断するまで引っ張り、切断に至るまでの最大荷重、伸度を測定し、平均値を算出した。
(経湿熱引張強力保持率)
 基布試料を温度70℃且つ湿度95%RHの湿熱オーブン内に408時間処理した後、上記の引張強力を評価し、湿熱処理後の湿熱処理前に対する引張強力の比率を算出し、経方向および緯方向の平均値を経湿熱引張強力保持率とした。なお、湿度は、相対湿度である。
(引裂き強力)
 引裂強力は、ISO 13937-2に基づいて算出した。具体的には、引裂強力は、織物の異なる5か所から、試験片(寸法15cm×20cm)を作成し、短辺の中央(端から7.5cmの位置)に短辺と直交する10cmの切れ目を入れた。このサンプルを、材料試験機(インストロン(登録商標、以下において同じ)5965、インストロン社製)により、幅15cm以上のクランプを用いて、各切片(上記切れ目が入れられた箇所(7.5cm×10cmの部分))が上下のクランプと直角になるように挟み、引張速度10cm/分にて、サンプルが9cm引き裂かれるまで試験を行った。得られた応力―ひずみ曲線の最初の極大点から試験終点までを4分割し、最初の1/4部分を除いた残部(3/4部分)において最大点の平均を求めた。この試験を3回繰り返し、その平均値を引裂強力(N)とした。なお、本試験方法において、最大点とは、上記残部(3/4部分)における平均の応力に対して10%以上、直前の凹部から変化した点とした。
(滑脱抵抗)
 滑脱抵抗値(N)は、ASTM D 6479-02に基づき、織物の異なる5か所から試験片(寸法30cm×5cm)を採取し、材料試験機(インストロン(登録商標)5965、インストロン社製)により測定し、平均値を算出した。
(動的通気度)
 ASTM D 6476-02に則り、TEXTEST社製エアバッグ専用通気性試験機FX3350を用い、テストヘッドは400cm3のものを用い、テストヘッドに充填する圧縮空気の圧力(START PRESSURE)は、織物にかかる最大圧力が100±5kPaになるように調整し、テストヘッドに充填した圧縮空気を解放して布帛の試料に当て、経時的に圧力および通気度を測定した。測定は試料の異なる場所の6か所にて行った。測定の結果得られた圧力-動的通気度曲線において最大圧力到達後の上限圧力(UPPER LIMIT:70kPa)~下限圧力(LOWER LIMIT:30kPa)の範囲内の平均流速(mm/sec)を求め、平均値を動的通気度(mm/sec)として求めた。
(経湿熱動的通気度増加率)
 基布試料を温度70℃且つ湿度95%RHの湿熱オーブン内に408時間処理した後、上記の動的通気度を評価し、湿熱処理後の湿熱処理前に対する引張強力の増加率を経湿熱動的通気度増加率とした。なお、湿度は、相対湿度である。
(剛軟度)
 剛軟度は、ASTM D 4032-94のサーキュラーベンド法(Circular Bend)に基づき、エアバッグ用基布の異なる5か所から試験片(寸法20cm×10cm)を採取し、長手中央部で2つ折りにして、測定器(ASTM D 4032準拠)により測定し、平均値を算出した。
(熱抵抗試験における溶融落下時間)
 織物地部の異なる5か所について、経糸と緯糸に沿った150mm×150mmで試験片を切り出した後、ホットロッドテスター(MEGA SCIENCE社製)に試験片を装着した。また上記装置でホットロッド(スチール材質、直径10mm、長さ82mm、重量50g、熱伝導率55W/m・K)を350℃で1時間加熱して、上記試験片から距離100mm離隔するように試験片の上側方向に配置し、上記位置でホットロッドを試験片側へ自由落下させた。このように自由落下させたホットロッドが、自由落下を開始した瞬間から試験片が完全に通過し、受け皿底部へ接触するまでの時間taを測定し、そこから試験片を設置していない状態での棒の落下時間tbを引いたΔtを5回算出し、その平均値を熱抵抗試験における溶融落下時間として算出した。
(織物の水分率)
 水分率は、JIS L 1096:2010 8.10に基づいて算出した。
(展開試験)
 運転席用エアバッグ、パイロ型インフレーター(出力190kpa)、圧力計、アンプ、固定金具を用いてモジュールを組み立て実施した。25℃環境下で展開試験を行い、展開時のエアバッグ織物の溶融の有無、縫製部の目開きの有無、およびバーストの有無を観察した。評価は、エアバッグ織物の破損の有無を判断し、エアバッグ織物の溶融無し、縫製部の目開き無し、かつバースト無し「優」、エアバッグ織物の溶融無し、縫製部の目開き有り、かつバースト無しを「良」、エアバッグ織物の溶融有り、縫製部の目開き無し、かつバースト無しを「可」、エアバッグ織物の溶融有り、かつバースト有りを「不良」とした。
 なお、運転席用エアバッグは下記のとおり作成した。
 準備したエアバッグ用基布から、外径φ640mmの円形の本体パネル2枚と、外径φ240mmの円形の補強布パネル3枚を採取した。本体パネル、補強布パネルの中心に、φ76mmのインフレーター取付け口を設けた。
 その後、補強布パネル3枚と本体パネル1枚の取付け口を重ね合わせ、取付け口の中心からφ85mm、φ180mm、φ196mmの位置を、ピッチ2.5mmの本縫にて、円形に縫製した。その後、もう1枚の本体パネルを、上記4枚を重ねたパネルに、経糸方向が45度ずれるように重ね合わせ、取付け口の中心からφ610mmの位置を、ピッチ2.5mmの二重環縫にて、円形に縫製した。
 得られたバッグに固定金具との固定に必要なボルト穴を設けた後、補強布が内側になるようバッグを反転し、運転席用エアバッグとした。
<実施例1>
(経糸、緯糸)
 ナイロン410樹脂に水分を0.15%添加し、溶融紡糸した。経糸および緯糸として、バイオマス由来のセバシン酸を100%用いたポリアミド410繊維からなり(バイオマス由来71重量%)、円形の断面形状を有し、単繊維繊度が2.7dtexの繊維136フィラメントで構成され、総繊度が362dtexであり、糸強度が7.80cN/dtex、伸度が23.0%、沸水収縮率が3.5%である無撚りの合成繊維フィラメントを準備した。
(製織)
 上記の糸を地部糸として経糸、緯糸に用い、全幅テンプルを備えるウォータージェット織機を使用して、平織物を製織した。その際、経糸張力を0.25cN/dtexに調整した。
 その際、織物の両方の耳部には絡み糸、増し糸を使用した。絡み糸としては、円形の断面形状を有し、22detex、糸強度が4.80cN/dtex、伸度が47.5%、沸水収縮率10.5%のナイロン66モノフィラメントを使用し、両方の耳部に2本ずつ、遊星装置から供給した。増し糸は、絡み糸と同様の22dtexのナイロン66モノフィラメントを使用し、両方の耳部に4本ずつ、ボビンから供給した。
(精練および熱セット)
 次いで、得られた織物を、オープンソーパー型精練機にて65℃で精練し、40℃で湯洗いし、120℃で織物を乾燥させた。さらに、ピンテンター乾燥機を用いて、乾燥後の織物幅と同じ幅になるよう幅出し率を設定し、オーバーフィード率1%の寸法規制の下で、180℃にて60秒間、織物を熱セットし、経糸の密度60.1本/2.54cm、緯糸の密度60.4本/2.54cmの織物を得た。得られた織物は、タテ方向のクリンプ率とヨコ方向のクリンプ率との合計が10.8%、熱抵抗性が7.29msec/(g/m2)となりナイロン66同等であり、エアバッグ展開試験で熱溶融および縫製部の目開き、バーストは無く展開性が良好であった。また、織物の水分率は2.1%であり、経湿熱引張強力保持率は101.0%、経湿熱動的通気度増加率は10%と良好であった。得られた織物の特性を表1に示す。
<実施例2>
 実施例1の糸を地部糸として経糸、緯糸に用い、全幅テンプルを備えるウォータージェット織機を使用して、平織物を製織した。その際、経糸張力を0.20cN/dtexに調整した。また、ピンテンター乾燥機を用いた織物の熱セット時のオーバーフィード率0%の寸法規制の下で実施した以外は実施例1と同様にエアバッグ用織物を作製し、経糸の密度61.1本/2.54cm、緯糸の密度58.5本/2.54cmの織物を得た。得られた織物は、タテ方向のクリンプ率とヨコ方向のクリンプ率との合計が6.92%、熱抵抗性が6.21msec/(g/m2)となり、エアバッグ展開試験で僅かに熱溶融は生じたが、縫製部の目開きとバーストはなく展開性に問題はなかった。また、織物の水分率は2.2%であり、経湿熱引張強力保持率は98.8%、経湿熱動的通気度増加率は10%と良好であった。
<実施例3>
 ナイロン410樹脂に水分を0.30%添加し、溶融紡糸した。経糸および緯糸として、バイオマス由来のセバシン酸を100%用いたポリアミド410からなり、円形の断面形状を有し、単繊維繊度が3.5dtexの繊維136フィラメントで構成され、総繊度が482dtexであり、糸強度が7.75cN/dtex、伸度が22.6%、沸水収縮率3.7%である無撚りの合成繊維に変更し、上記の糸を地部糸として経糸、緯糸に用い、全幅テンプルを備えるウォータージェット織機を使用して、平織物を製織した。その際、経糸張力を0.26cN/dtexに調整した以外は、実施例1と同様にエアバッグ用織物を作製し、経糸の密度50.9本/2.54cm、緯糸の密度50.2本/2.54cmの織物を得た。得られた織物は、タテ方向のクリンプ率とヨコ方向のクリンプ率との合計が10.5%、熱抵抗性が8.07msec/(g/m2)となり、エアバッグ展開試験で熱溶融および縫製部の目開き、バーストはなく展開性が良好であった。また、織物の水分率は2.4%であり、経湿熱引張強力保持率は101.0%、経湿熱動的通気度増加率は-11%と良好であった。
 <実施例4>
 実施例3の糸を地部糸として経糸、緯糸に用い、全幅テンプルを備えるウォータージェット織機を使用して、平織物を製織した。その際、経糸張力を0.21cN/dtexに調整した。また、ピンテンター乾燥機を用いた織物の熱セット時のオーバーフィード率0%の寸法規制の下で実施した以外は実施例1と同様にエアバッグ用織物を作製し、経糸の密度51.5本/2.54cm、緯糸の密度48.8本/2.54cmの織物を得た。得られた織物は、タテ方向のクリンプ率とヨコ方向のクリンプ率との合計が6.83%、熱抵抗性が6.97msec/(g/m2)となり、エアバッグ展開試験で僅かに熱溶融は生じたが、縫製部の目開きとバーストはなく展開性に問題はなかった。また、織物の水分率は2.4%であり、経湿熱引張強力保持率は97.9%、経湿熱動的通気度増加率は-10%と良好であった。
<実施例5>
 水分を0.6%添加したナイロン410樹脂を用いて溶融紡糸した。経糸および緯糸として、バイオマス由来のセバシン酸を100%用いたポリアミド410繊維からなり(バイオマス由来71重量%)、円形の断面形状を有し、単繊維繊度が2.7dtexの繊維136フィラメントで構成され、総繊度が365dtexであり、糸強度が6.80cN/dtex、伸度が22.6%、沸水収縮率が3.2%である無撚りの合成繊維フィラメントが得られた。それ以後の工程は実施例1と同様に実施し、経糸の密度60.2本/2.54cm、緯糸の密度59.7本/2.54cmの織物を得た。得られた織物は、タテ方向のクリンプ率とヨコ方向のクリンプ率との合計が9.12%、熱抵抗性が6.81msec/(g/m2)となりナイロン66より劣位であり、エアバッグ展開試験で僅かに熱溶融が生じたが、縫製部の目開きとバーストはなく展開性に問題はなかった。得られた織物の特性を表1に示す。
<比較例1>
 経糸および緯糸として、石油資源由来のナイロン66からなり、円形の断面形状を有し、単繊維繊度が2.7dtexの繊維136フィラメントで構成され、総繊度が365dtexであり、糸強度が8.47cN/dtex、伸度が24.5%、沸水収縮率6.2%である無撚りの合成繊維に変更し、上記の糸を地部糸として経糸、緯糸に用い、全幅テンプルを備えるウォータージェット織機を使用して、平織物を製織した。その際、経糸張力を0.20cN/dtexに調整した以外は、実施例1と同様にエアバッグ用織物を作製し、経糸の密度59.2本/2.54cm、緯糸の密度61.1本/2.54cmの織物を得た。得られた織物は、タテ方向のクリンプ率とヨコ方向のクリンプ率との合計が6.92%、熱抵抗性が7.29msec/(g/m2)となり、エアバッグ展開試験で縫製部の目開きは有ったが、熱溶融およびバーストはなく展開性に問題はなかった。また、織物の水分率は3.6%であり、経湿熱引張強力保持率は96.8%、経湿熱動的通気度増加率は29%と悪化した。
<比較例2>
 経糸および緯糸として、石油資源由来のナイロン66からなり、円形の断面形状を有し、単繊維繊度が3.6dtexの繊維136フィラメントで構成され、総繊度が486dtexであり、糸強度が8.41cN/dtex、伸度が24.6%、沸水収縮率6.4%である無撚りの合成繊維に変更し、上記の糸を地部糸として経糸、緯糸に用い、全幅テンプルを備えるウォータージェット織機を使用して、平織物を製織した。その際、経糸張力を0.21cN/dtexに調整した以外は、実施例1と同様にエアバッグ用織物を作製し、経糸の密度49.5本/2.54cm、緯糸の密度50.3本/2.54cmの織物を得た。得られた織物は、タテ方向のクリンプ率とヨコ方向のクリンプ率との合計が6.93%、熱抵抗性が8.05msec/(g/m2)となり、エアバッグ展開試験で縫製部の目開きは有ったが、熱溶融およびバーストはなく展開性に問題はなかった。また、織物の水分率は3.8%であり、経湿熱引張強力保持率は96.7%、経湿熱動的通気度増加率は28%と悪化した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001

Claims (8)

  1.  ポリアミド410繊維からなる、エアバッグ用織物。
  2.  タテ方向のクリンプ率と、ヨコ方向のクリンプ率との合計は、7.00~25.0%である、請求項1記載のエアバッグ用織物。
  3.  350℃に熱した鉄棒を基布に落下させる熱抵抗試験の目付辺り溶融落下時間は、7.00~20.0msec/(g/m2)以下である、請求項2記載のエアバッグ用織物。
  4.  温度70℃且つ湿度95%RHの条件下で408時間の湿熱処理後の織物の動的通気度増加率は、25%以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載のエアバッグ用織物。
  5.  温度70℃且つ湿度95%RHの条件下で408時間の湿熱処理後の織物の引張強力保持率は、97.0%以上である、請求項1~4のいずれか1項に記載のエアバッグ用織物。
  6.  JIS L 1096:2010 8.10で測定された織物の水分率は、0.5%を超え、2.5%以下である、請求項1~5のいずれか1項に記載のエアバッグ用織物。
  7.  前記ポリアミド410繊維は、バイオマス由来のモノマーから合成されたポリアミドを含み、
     前記バイオマス由来のモノマーから合成されたポリアミドの含有量は、前記ポリアミド410繊維中、25重量%以上である、請求項1~6のいずれか1項に記載のエアバッグ用織物。
  8.  請求項1~7のいずれか1項に記載のエアバッグ用織物を含む、エアバッグ。
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