CN107429445A - 安全气囊用织物和安全气囊 - Google Patents

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Abstract

提供一种轻量、紧凑性优异、并且低透气性优异的安全气囊用无涂层织物,以及透气度低、柔软、维持织物的机械强度并且兼顾良好的收纳性的安全气囊用织物,以及使用该织物的安全气囊。对该安全气囊用织物而言,构成基布的纤维包含原纤化纱的纱线加宽比为2.4以上且3.5以下的纤维、或者包含截面形状为近似三角形、异形度为1.3~2.2的单丝纤维,撕裂强度为120N以上,并且在20kPa差压下的透气度为0.65L/cm2/min以下。

Description

安全气囊用织物和安全气囊
技术领域
本发明涉及安全气囊用织物和安全气囊。
背景技术
近年来,作为汽车***件之一、安装率快速增加的安全气囊用于在汽车发生碰撞事故时,传感器探测到冲击,利用由气体发生器所产生的高温、高压的气体而使安全气囊快速地展开,防止驾驶员、乘客的身体、特别是头部碰撞到方向盘、挡风玻璃、门玻璃等来进行保护。
现在,不仅已经采用应对来自汽车前面的碰撞的驾驶员座位、副驾驶员座位用的安全气囊,还采用了保护膝盖的膝盖安全气囊、应对来自侧面的碰撞的侧面安全气囊、侧帘安全气囊、防备来自后方的碰撞的安全气囊。此外,近年来还已知有保护被碰撞的行人的安全气囊,其使用部位现在也在继续增加。
安全气囊的安装率正在增加,安全气囊模块的轻量紧凑化对于确保汽车的燃油性能以及车内空间而言是非常重要的技术。在该模块的各部件中,由于安全气囊在体积上和重量上均占据大的比率,因此总是要求安全气囊轻量、紧凑化。
为了应对这种要求,近年来对未施加树脂涂层、更轻量且紧凑的无涂层布的需求正在增加。
为了使这种无涂层布进一步轻量、紧凑化,研究了降低构成织物的纤维的纤度、减少经纬密等、降低织物的使用丝量,但由于同时透气度发生恶化(对于透气度而言为上升),因此需要气体发生器的大型化,其结果是具有引起安全气囊模块的体积、重量的增加的问题。
作为解决该问题的方法之一,已知通过使构成纤维的单丝纤度变细来降低基布的透气度的方法(专利文献1)。
除了使单丝纤度变细以外,还已知使单丝截面成为扁平形状来降低透气度的方法(专利文献2)。专利文献2中记载了:对于使用扁平截面丝的织物而言,由于单丝截面的长径以堆叠的方式进行配置,因此织物截面中的每单位截面的间隙减少,能够实现低透气度。
另外,近年来不断推进汽车的小型化,在车内空间的确保、从驾驶员座位的各种仪表的可视性、基于提高驾驶时的燃油效率而实现的车体重量的轻量化等的开发需求中,特别是对于安全气囊的轻量化、紧凑化的要求正在快速提高。
安全气囊***所使用的安全气囊要求:能够将安全气囊用织物裁剪为特定的形状、并缝制而得的袋状物收纳至尽可能小的空间中。为了收纳于小的空间中,使用刚性低、容易折叠的织物。
作为用于得到刚性低的织物的通常的方法,已知减小构成织物的纤维的纤度、或者降低织造密度的方法。然而,在这些方法中,存在即使刚性能够降低,但透气度却升高,因此难以满足安全气囊所必需的性能的问题。因此,作为降低织物的透气度的方法,提出了使用具有异形截面的纤维的技术。
专利文献3中公开了将截面为Y字型、或T字型的具有特定异形度的纤维进行织造而得的安全气囊用基布。其中,记载了:通过对基布进行加热加压、压缩加工,使布帛的组织填充压实化,并且使构成织造用纱的单丝纤维变形,成为经纱和纬纱相互啮合的状态,从而实现低透气度。
专利文献4公开了:着眼于具有类似于正方形的截面的纱线不易滚卷(rolling)、在织物的纵向和横向上发挥高的屏蔽效果的方面,通过以截面为大致正方形状的纤维来织造安全气囊用织物,来实现低透气度的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第3144307号公报
专利文献2:日本专利第3859135号公报
专利文献3:日本特开平8-199449号公报
专利文献4:日本专利第4685904号公报
发明内容
发明要解决的问题
根据为了实现低透气度而使单丝纤度变细的专利文献1所公开的方法,能够降低至某种程度的透气度,但是难以进一步进行低透气度化。
另外,制造安全气囊时,安全气囊织物在折叠工序等中受到相对于纤维轴的正交方向的外力,对于由扁平截面纱线织造而得的织物(专利文献2)而言,存在该工序中“单丝截面的长径以堆叠的方式进行配置”而成的结构变形时,透气度反而变高(发生恶化)的问题。
进而,对于安全气囊用织物,除了为低透气度之外,还要求为轻量、柔软、折叠形状紧凑、具有良好的收纳性,然而专利文献4没有研究织物的柔软性、收纳性。另一方面,专利文献3记载了:通过对织物实施加热加压、加压压缩加工能够实现低透气度以及收纳性,然而存在由于加热加压、加压压缩加工而导致织物的撕裂强度降低的问题。
本发明是着眼于如上所述那样的事项而得到的,其目的在于,解决现有技术的问题。即,本发明的目的在于,提供一种同时实现安全气囊的低透气度化和低单位面积重量化、轻量且紧凑性优异的安全气囊用织物、以及使用该安全气囊用织物的安全气囊。
并且,本发明的另一目的在于,提供一种透气度低、柔软、能够发挥良好的收纳性而不损害织物的机械强度的安全气囊用织物以及安全气囊。
用于解决问题的手段
解决上述问题的本发明由以下方案构成(第1发明);
1.一种安全气囊用织物,其特征在于,构成基布的纤维包含原纤化纱(日文:解織糸)的纱线加宽比为2.4以上且3.5以下的纤维。
2.根据上述1所述的安全气囊用织物,其中,构成基布的纤维包含单丝长丝的截面形状为近似三角形、异形度为1.3~2.2的纤维。
3.根据上述1或2所述的安全气囊用织物,其中,构成基布的纤维包含单丝长丝的截面形状为近似三角形、异形度为1.4~2.0的纤维。
4.根据上述1~3中任一项所述的安全气囊用织物,其中,长丝截面内包有连接以下的点而得的三角形,所述点是构成基布的纤维的单丝长丝截面与其外接圆相接的点。
5.根据上述1~4中任一项所述的安全气囊用织物,其中,纤维为聚酰胺纤维。
6.根据上述1~5中任一项所述的安全气囊用织物,其中,纤维的纤度为100dtex~600dtex。
7.根据上述1~6中任一项所述的安全气囊用织物,其中,安全气囊用织物的透气度在20kPa差压下为0.1L/cm2/min~0.7L/cm2/min。
8.根据上述1~7中任一项所述的安全气囊用织物,其中,通过下述方法测定的安全气囊用织物的折叠后的透气度在20kPa差压下为0.1L/cm2/min~0.7L/cm2/min。
[织物折叠后在20kPa差压下的透气度]
从除距离织物的宽度方向两端部30cm的范围之外的任意位置切出20cm见方的试验片,将试验片沿着纤维轴方向(a)对折,接着沿着与上述纤维轴方向(a)正交的纤维轴方向(b)对折,再次沿着上述纤维轴方向(a)对折,沿着与上述纤维轴方向(a)正交的纤维轴方向(b)对折,折叠为5cm见方。对经折叠的试验片的整个表面施加50N的载荷1分钟,接着在展开为20cm见方的状态下放置1分钟。将以第1次的折痕与第2次的折痕的交点为中心的直径10cm的圆作为测定部位,测定20kPa差压下的透气度。
另外,本发明还包含由以下方案构成的发明(第2发明);
9.一种安全气囊用织物,其特征在于,包含截面形状为近似三角形、异形度为1.3~2.2的单丝纤维,
撕裂强度为120N以上,并且
在20kPa差压下的透气度为0.65L/cm2/min以下。
10.根据上述8所述的安全气囊用织物,其中,通过上述8所述的方法测定的上述织物折叠后在20kPa差压下的透气度为0.65L/cm2/min以下。
11.根据上述9或10所述的安全气囊用织物,其中,通过上述10所述的方法测定的织物折叠后在20kPa差压下的透气度相对于上述织物在20kPa差压下的透气度的变化率为150%以下。
12.根据上述9~11中任一项所述的安全气囊用织物,其中,由ASTM D 6478定义的收纳性为1200cm3~2400cm3,由ASTM D4032定义的刚度在经向、纬向均为5N~22N。
13.根据上述9~12中任一项所述的安全气囊用织物,其中,构成上述织物的纤维的总纤度为200dtex~500dtex,覆盖系数为2300以下。
14.根据上述9~13中任一项所述的安全气囊用织物,其中,将上述单丝纤维的截面所呈现的近似三角形的顶点彼此相连的直线位于该单丝纤维截面的外周的内侧。
15.一种安全气囊,其特征在于,使用上述1~14中任一项所述的织物。
16.一种安全气囊用织物的制造方法,其特征在于,是上述9~14中任一项所述的安全气囊用织物的制造方法,包括:
织造复丝的工序;以及
将经织造的坯布自然干燥、或在20℃~190℃下进行热处理的工序。
17.一种安全气囊用织物的制造方法,其特征在于,是上述9~14中任一项所述的安全气囊用织物的制造方法,包括:
织造复丝的工序;
将经织造的坯布在50℃~100℃的水中进行精练的工序;以及
将精练后的坯布在100℃~150下进行热处理的工序。
18.一种安全气囊用织物的制造方法,其特征在于,是上述9~14中任一项所述的安全气囊用织物的制造方法,包括:
织造复丝的工序;
将经织造的坯布在30℃~90℃的水中进行精练的工序;以及
将坯布的移动方向的超喂率设为1.5%~6.0%、将与上述移动方向正交的方向的超喂率设为相对于该正交方向的长度为1.0%~4.0%,从而在110℃~190℃下对精练后的坯布进行热处理的工序。
发明效果
根据本发明,能够提供轻量且紧凑性优异、并且具有低透气度的安全气囊用织物以及使用其的安全气囊。即,在织造本发明的构成安全气囊用织物的复丝的阶段中,具有构成纤维的各单丝长丝间的填密性(最密填充性)高、由此厚度降低的特征。另外,在纤维上产生应力、即在与纤维轴正交的方向上产生压力的情况下,单丝长丝自身的移动容易,因此作为纤维,单丝长丝自身扩展并存在,产生填补相邻纤维间的间隙(网眼)的效果。因此,作为织物能够实现低透气度。
另外,本发明的安全气囊用织物的织造用纱包含具有特定的异形度的近似三角形截面纤维,因此具备低透气度和织物的机械强度,并且柔软、能够发挥良好的收纳性。
附图说明
图1是示出具有异形截面的喷嘴及其异形度的求出方法的图。
图2是示出单丝纤维的优选截面形状的一例以及该单丝纤维的截面的异形度的求出方法的截面示意图。
图3是示出另一单丝纤维的截面形状以及该单丝纤维的截面的异形度的求出方法的截面示意图。
图4是示出在实施例1-1中得到的单丝纤维的截面的扫描电子显微镜照片。
图5是示出在比较例1-3中得到的单丝纤维的截面的扫描电子显微镜照片。
图6是示出在实施例2-1中得到的单丝纤维的截面的扫描电子显微镜照片。
图7是示出在比较例2-3中得到的单丝纤维的截面的扫描电子显微镜照片。
图8是纱线加宽比的测定方法的概略图。
具体实施方式
本发明包括:
(I)构成基布的纤维包含原纤化纱的纱线加宽比为2.4以上且3.5以下的纤维的安全气囊用织物、以及使用该安全气囊用织物的安全气囊(以下,有时称为第1发明);以及
(II)包含截面形状为近似三角形、异形度为1.3~2.2的单丝纤维、撕裂强度为120N以上、并且在20kPa差压下的透气度为0.65L/cm2/min以下的安全气囊用织物、以及使用该安全气囊用织物的安全气囊(以下,有时称为第2发明)。
首先,对第1发明进行说明。
作为构成安全气囊用织物的纤维,对于素材没有特殊限定,可使用例如尼龙66、尼龙6、尼龙46、尼龙12等脂肪族聚酰胺纤维、芳纶纤维之类的芳香族聚酰胺纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯纤维。作为其他例子,可举出全芳香族聚酯纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚对亚苯基苯并二噁唑纤维(PBO纤维)、聚苯硫醚纤维、聚醚酮纤维等。其中,考虑到经济性,特别优选聚酯纤维、聚酰胺纤维,其中,从对高温气体的耐久性的观点出发,特别优选包含聚己二酰己二胺纤维的尼龙66。
对尼龙66而言,优选基于硫酸的相对粘度为3.2以上。相对粘度小于3.2时,会有作为安全气囊用织物所必需的强度不足的情况。更优选为3.3以上,进一步优选为3.4以上。然而,相对粘度过高时,不仅聚合成本增加,还会有纺丝操作性恶化的情况。优选为3.6以下,进而更优选为3.5以下。
另外,构成安全气囊用织物的纤维可以是其一部分或全部可由再利用的原材料得到的纤维。另外,为了提高制造工序中的工序通过性,即使含有各种添加剂也没有任何问题。作为添加剂,可举出例如抗氧化剂、热稳定剂、平滑剂、抗静电剂、增稠剂、阻燃剂等。并且,即使是原液染色丝、制丝后染色而得的丝也没有任何问题。
对于构成安全气囊用织物的纤维(复丝),可以根据通常的方法,将原料树脂用单轴或双轴等挤出机进行熔融挤出,使用齿轮泵进行计量,经由合适的金属无纺布过滤器向喷嘴挤出而成为纤维状熔融物,然后使纤维状熔融物直接通过喷嘴正下方的加热缸并用冷却风进行冷却,施加纺丝油剂,卷绕至牵引辊并直接进行拉伸,进行交织处理后,成为纤维。
对尼龙66而言,优选喷嘴的温度为280℃以上、320℃以下的范围。喷嘴的温度低于280℃时,通过喷嘴时的压力损失变大,纺丝变得困难。喷嘴的温度高于320℃时,引起聚合物的劣化、凝胶化,因此导致过滤器的堵塞、断线等,不仅会降低生产率,有时还会降低纤维强度。
从喷嘴到进行卷绕之间,也可以设置保温缸、加热缸之类的用于使喷嘴表面的温度变得均匀的装置。例如优选加热缸的长度为距离喷嘴2cm以上且50cm以下的范围。加热缸的长度短于2cm时,后续的冷却工序的冷却风进入,使得喷嘴表面的温度不均匀,因此有容易发生单丝长丝间的不匀的风险。加热缸的长度大于50cm时,会有容易发生称为所谓的共振(resonance)的周期性长度方向的纱线不匀的情况。
用于冷却经熔融的纱线的冷却风的温度优选为15℃至30℃的范围。冷却风的温度低于15℃时,有单丝长丝间的异形度、强度等物性差异变大的风险。冷却风的温度高于30℃时,有单丝长丝截面的异形度降低的风险。
冷却风的风速优选为0.1m/sec以上、1m/sec以下的范围。冷却风的风速小于0.1m/sec时,存在无法进行冷却从而容易发生单丝长丝间的不匀的风险。冷却风的风速大于1m/sec时,会有冷却风上游侧与下游侧的冷却速度不同、容易发生单丝长丝间的不匀的情况。
另外,优选由下式定义的牵伸比为100以上且150以下。牵伸比由下述式算出。
牵伸比=牵引辊速度(m/min)/{单孔体积喷出量(m3/min)/喷嘴孔截面积(m2)}
该牵伸比低于100时,会有丝摆变大、容易引起单丝长丝的熔融粘着、断线的情况。牵伸比高于150时,会有容易产生单丝长丝截面内的取向不匀、特别是截面内中央部与三角形顶点附近的取向差异变大、强度降低等问题的情况。
并且,拉伸倍率优选为4.5倍以上且4.9倍以下。拉伸倍率小于4.5倍时,有强度降低的风险。拉伸倍率大于4.9倍时,会有产生单丝长丝截面内的取向不匀、单丝长丝内容易产生裂纹、容易引起纤维的强度降低、生产时的断线等情况。
拉伸的温度虽然取决于后续的织造方法,但是优选为20℃以上、240℃以下的范围。拉伸的温度低于20℃时,有达到必需的拉伸倍率之前引起断线的风险。拉伸的温度大于240℃时,会有纱线熔断而难以拉伸的情况。
在本发明中,优选将基于气压等流体处理的所谓的交织处理的交织保持在必要的最低限度。原丝阶段的纤维的交织度优选为5个/m以上、30个/m以下。
为此,优选在实质上无张力的情况下、即在拉伸处理结束后至卷绕之间进行交织处理,调整交织于纤维的交织个数。
交织度过少时,会有在后续工序、即织造工序时容易产生绒毛、发生品位降低的情况。相反地,交织度过多时,有在织造后的基布的状态下交织仍残留、后述的纱线加宽比变小的风险。在原丝阶段交织度优选为8个/m以上,更优选为10个/m以上。上限为28个/m以下,更优选为25个/m以下。
对于本发明中的纤维的机械特性,为了满足用于无涂层安全气囊时所要求的织物的机械特性,断裂强度优选为7.0cN/dtex以上,进一步优选为7.5cN/dtex以上。另外,优选断裂强度高的情况,但考虑到生产时的成品率等,优选为9.5cN/dtex以下。
构成纤维的长丝的单丝纤度优选为1dtex以上、8dtex以下。单丝纤度大于8dtex时,有织造后作为安全气囊时透气度变高的风险。另一方面,单丝纤度过细的情况下,有纤维的生产率恶化的风险。单丝纤度优选为2dtex以上、7.5dtex以下,更优选为2.5dtex以上、6.5dtex以下。
本发明的构成纤维的单丝长丝的根数优选为40根以上。长丝根数小于40根时,收纳性容易恶化,因此不优选。另一方面,长丝根数大于200根时,纤维的生产率恶化,因此不优选。优选为50根以上,更优选为60根以上。并且,优选为180根以下,更优选为160根以下。
本发明的纤维的总纤度优选为100dtex以上且600dtex以下,进一步优选为150dtex以上且500dtex以下。总纤度小于100dtex的情况下,有作为安全气囊用基布时拉伸强度和撕裂强度不足、在强度方面有问题的风险。总纤度大于600dtex的情况下,强度方面没有问题,但有织物的柔软性受损、收纳性降低的风险、或由于布帛表面***从而碰撞时损伤人体皮肤的风险。
本发明中的构成基布的纤维(复丝)优选包含单丝长丝的截面形状为近似三角形截面的纤维。
为了获得三角形截面形状的单丝长丝,有以下方法:作为喷出的喷嘴孔,将3个喷出孔以成为近似三角形状的方式进行配置,喷出的树脂利用熔融聚合物从喷嘴挤出后立即发生扩展的挤出胀大(die swell)现象发生接合而形成的方法;由从中心点向三角形的顶点方向的3个直线状的狭缝进行喷出的、使用所谓的Y形的喷出孔形状的方法;或者设为如图1所示的以底边相交于中心的方式配置3个近似等腰三角形的喷出孔形状的方法等。
为了获得期望的三角形截面形状的单丝长丝,特别优选设为如图1所示的喷出孔形状的方法。通过使用该形状,容易调整长丝的异形度。单丝长丝的异形度受到喷嘴异形度的很大影响,喷嘴的异形度可以用外接圆与内切圆的半径的比表示。具体而言,外接圆由通过存在于3个近似等腰三角形的最外侧的顶点的3个点、在图1中为A、B、C的圆来表示,内切圆由通过相邻的等腰三角形的等边的交点、在图1中为D、E、F的圆来表示。
喷嘴异形度优选为2以上且10以下,进一步优选为3以上且8以下。喷嘴异形度小于2时,有制丝后的单丝长丝截面过于接近圆形截面的倾向。喷嘴异形度大于10时,有制丝后的单丝长丝截面接近Y形截面的倾向。
在本发明中,对于构成纤维的单丝长丝,优选单丝长丝截面接近于正三角形形状。通过截面为大致正三角形,单丝长丝间的沿纤维轴的长度方向的接触为面接触,因此容易获得良好的透气特性(低透气度)。即,当截面为圆形截面时,相邻的单丝长丝间的接触状态为截面内的1个点,有抑制透气度的效果降低的倾向。另外,异形度过大的情况下、即截面为Y形截面时,虽然相邻的单丝长丝间的接触位置存在多个点,却均为点接触,因此有透气度的降低效果受到限制的倾向。
为了增大单丝间的接触面积,还已知将单丝长丝截面形状设为扁平截面的方法。该技术的目的在于:通过使织物内的扁平截面的长径以堆叠的方式进行配置,单丝长丝间的长度方向的接触面积增大,由此实现了低透气度的织物。
然而,在将单丝长丝截面形状设为扁平截面的方法中,在安全气囊制造时所必需的折叠、收纳等受到相对于纤维轴方向为正交方向的外力的情况下,存在“单丝截面的长径以堆叠的方式进行配置”而成的结构发生变形、即长径轴沿扰乱层叠结构的方向发生旋转时,接触面积显著降低,因此透气度变高的问题。在本发明中,能够将由该基布的状态受到正交方向的外力而导致的透气度的恶化抑制到1.5倍以下。
在本发明中,通过将单丝长丝截面形状设为近似三角形截面,在增加单丝间的接触面积的同时,即使在安全气囊制造工序时发生的受到相对于纤维轴方向为正交方向的外力的情况下,也很少会降低单丝间的接触面积,容易维持初始的状态,因此难以发生透气度的上升(恶化)。
为了表示单丝长丝截面的异形形状,通常使用异形度。在本发明中,该异形度优选为1.3以上、2.2以下。理论上,优选截面形状为正三角形,然而对于实际的原丝而言,熔融的树脂由喷嘴挤出时会发生扩展现象(挤出胀大现象),因此单丝纤维的截面形状成为各顶点带有圆润度的形状。因此,在本发明中最优选的异形度以1.6附近为中心。异形度小于1.3时,截面接近于圆形截面,从而有单丝间的接触接近于点接触、透气度上升的同时作为纱线的填密性降低、制成织物时的透气性提高(恶化)的倾向。另外,异形度大于2.2的情况下,同样由于在单丝长丝间产生空隙,因此有制成织物时的透气性提高(恶化)的倾向。单丝长丝的异形度更优选为1.4以上、2.0以下,进一步优选为1.5以上、1.8以下。
进而,在本发明中,构成纤维的单丝长丝更优选为:单丝长丝截面(外周)内包有将单丝长丝截面(外周)与外接于单丝长丝截面的圆相接的3个点作为顶点而得的三角形的状态。单丝长丝截面内包有位于该截面的外接圆上的顶点彼此连接而成的三角形与下述情况是同义的:连接位于外接圆上的顶点的线段的垂直平分线与单丝长丝截面的交点处于位于外接圆上的顶点彼此连接而得的三角形的外侧(图2)。
单丝长丝截面未内包位于外接圆上的顶点彼此连接而得的三角形是指单丝长丝实质上接近于Y形截面(图3)。本发明中的单丝长丝的截面理想地为正三角形,该截面接近于Y形截面时,由于单丝长丝间产生空隙,因此有制成织物时的透气性提高(恶化)的倾向。
安全气囊用织物在20kPa差压下的透气度优选为0.7L/cm2/min以下。更优选透气度为0.6L/cm2/min以下,进一步优选为0.5L/cm2/min以下。20kPa差压下的透气度大于0.7L/cm2/min时,会有难以设计轻量、具有紧凑性的安全气囊的情况。优选透气度低的情况,但是对无涂层安全气囊而言,优选为0.1L/cm2/min以上。20kPa差压下的透气度小于0.1L/cm2/min时,在制造成本方面不优选。更优选为0.15L/cm2/min以上,进一步优选为0.2L/cm2/min以上。
作为在安全气囊制造时必需的折叠、收纳等受到相对于纤维轴方向为正交方向的外力的情况下,“单丝截面的长径以堆叠的方式进行配置”而成的结构是否发生变形、透气度是否发生变化的评价方法,在本发明中进行“折叠后的高压透气度”试验。该试验的目的在于:再现作为安全气囊安装于汽车的基布的状态,测定此时的透气度。该测定方法如以下所示。
从除距离织物的宽度方向两端部(布边)30cm的范围之外的任意位置切出5片20cm见方的试验片,将试验片沿着纤维轴方向(a)对折,接着沿着与上述纤维轴方向(a)正交的纤维轴方向(b)对折,再次沿着上述纤维轴方向(a)对折,进而沿着纤维轴方向(b)对折,折叠为5cm见方。对经折叠的试验片的整个表面施加50N的载荷1分钟,接着在展开为20cm见方的状态下放置1分钟。将以第1次的折痕与第2次的折痕的交点为中心的直径10cm的圆形部分作为测定部位,用高压透气度测定机测定20kPa差压下的透气度。
该折叠后的透气度(折叠后的基布在20kPa差压下的透气度)优选为0.7L/cm2/min以下。更优选为0.6L/cm2/min以下,最优选为0.5L/cm2/min以下。优选透气度低的情况,但在无涂层安全气囊中,优选为0.1L/cm2/min以上。
在安全气囊用织物的折叠前后的高压透气度试验(20kPa差压下的透气度)中,透气度的变化优选为0.05L/cm2/min以下,若透气度的变化为0.03L/cm2/min以下,则安全气囊的展开变得均匀,因此更优选。
织造安全气囊用织物时,织造时的经纱张力优选为0.1cN/dtex以上、0.5cN/dtex以下。更优选为0.2cN/dtex以上、0.4cN/dtex以下,进一步优选为0.25cN/dtex以上、0.35cN/dtex以下。经纱张力低于0.1cN/dtex的情况下,有难以调整织造密度、并且经纱的交织度的降低过少、难以获得规定的低透气度织物的风险。高于0.5cN/dtex的情况下,有施加于经纱的力过大、容易产生绒毛的风险。
织造安全气囊用织物时,所使用的织机优选为喷水织机、喷气织机、剑杆织机或多相织机等,能够使用它们制作织物。特别是,从高速化、宽幅化、或机械价格的观点出发,优选为喷水织机。
安全气囊用织物的织造方法没有特别限制,考虑到织物物性的均匀性,可以为平纹。对于所使用的纱线,经纱、纬纱不一定是单一的,只要满足作为安全气囊的性能、满足强度、透气度等,则例如粗细、纱线根数、纤维的种类即使不同也没有任何问题。
对于安全气囊用织物,优选实施将织造后坯布通过50~100℃的温水槽的温水处理。并且,温水处理时的张力优选为0.04cN/dtex以下。通过在规定的张力下进行温水处理,使基布充分地收缩而使坯布中的纱线重排,并且由于水溶胀导致尼龙66中的氢键断裂,由此容易得到柔软性更高的基布。温水槽的温度小于50℃的情况、或不实施温水处理的情况下,不能充分地收缩,不优选。更优选为60~98℃,进一步优选为70~95℃。经纱张力大于0.04cN/dtex时,有织物在温水处理时无法自由地收缩、织物自身成为被定型的形状因而织物的柔软性容易受损的倾向。
对于安全气囊用织物,优选在上述温水处理后,在不实施热定型加工的条件下进行干燥。干燥工序中的经向的张力基于与温水处理时相同的理由,优选为0.04cN/dtex以下,更优选为0.02cN/dtex以上。还已知一边使用针板拉幅机等施加必要以上的张力一边实施热定型加工的方法,但这种情况下纱线的热固定已完成,因此无法得到后文所示的纱线的加宽效果,因此不优选。
对于干燥温度,为了不损害安全气囊用织物的柔软性,优选为150℃以下。干燥温度更优选为140℃以下。优选干燥温度低的情况,但干燥温度过低时,干燥时间变长,从工业生产的角度不优选。干燥温度优选为100℃以上,更优选为110℃以上。
对于安全气囊用织物,优选由下述式1算出的覆盖系数(CF)为2300以下。覆盖系数大于2300时,有紧凑性容易恶化的倾向。另外,覆盖系数小于1800时,有透气度提高的倾向。覆盖系数更优选为1900以上、2180以下。
CF=[经纱密度(根/2.54cm)×√(经纱纤度(dtex)×0.9)]+[纬纱密度(根/2.54cm)×√(纬纱纤度(dtex)×0.9)]
(式1)
构成安全气囊用织物的纤维中包含从安全气囊用织物取出的纱线(以下,也称为原纤化纱)的加宽比为2.4以上且3.5以下的纤维。加宽比可由后述的测定方法得到,其模拟的是作为安全气囊展开时的复丝的状态。该加宽比大意味着更容易实现低透气化。即,安全气囊展开时,与向纤维轴方向的拉伸张力同时地,来自相对于纤维轴正交的纱线的“来自正交方向的力”也起作用。虽然认为向纤维轴方向的张力导致单丝长丝沿集束方向移动,但也认为“来自正交方向的力”导致单丝长丝加宽,并沿堵塞网眼的方向移动。需要说明的是,在后述的测定方法中,对于纤维的总纤度(dtex),施加1.52倍的载荷(g)这一点使用的是通过计算安全气囊展开时施加于布的力而导出的值。通过该测定方法,可以再现安全气囊展开时对构成基布的复丝施加的拉伸张力以及由正交的丝赋予的来自横向的压力。
在原纤化纱的加宽比小于2.4的情况下,加宽效果小,填埋网眼的效果低。因此,难以得到低透气度,因此不优选。原纤化纱的加宽比优选为2.5以上,更优选为2.6以上。没有特别的上限,但是实际上考虑到将纱线加宽,为3.5以下,优选为3.4以下,更优选为3.2以下,进一步优选为3.0以下。
高的纱线加宽比是通过单丝长丝截面为近似三角形截面、以及原丝阶段的交织度数小来实现的。通过截面为近似三角形截面,在仅施加拉伸张力的状态下,由于高填密性,纱线的宽度变小,施加来自相对于纤维轴正交的方向的应力时,长丝以楔型的方式移动,可使纱线整体向横向扩展。这种形状示出:在施加与纤维轴方向正交的力时,单丝容易进行最密填充。认为这是作为安全气囊基布成为低透气的一个原因。因此,从进一步降低安全气囊用织物的透气度的观点出发,优选原纤化纱的加宽比对于经纱、纬纱均为2.4以上、3.5以下。构成安全气囊用织物的100%纤维中(经纱、纬纱的合计),优选使用25%以上具有上述范围的加宽比的单丝纤维。更优选为50%以上,最优选为100%。
从布取出的丝(原纤化纱)的交织度优选为20个/m以下。由于原纤化纱的交织度小,因此单丝的扩展容易,能够有助于透气度降低。制造织物的织造工序时,由于对纱线赋予的张力,交织度降低。从上述纱线加宽比的方面出发,优选交织度小的情况。原纤化纱的交织度优选为15个/m以下,进一步优选为10个/m以下,更优选为8个/m以下。没有特别的下限,可以为0个/m。
接下来,对第2发明的安全气囊用织物以及安全气囊进行说明。
本发明的安全气囊用织物具有以下特征:包含截面形状为近似三角形、异形度为1.3~2.2的单丝纤维,撕裂强度为120N以上,并且在20kPa差压下的透气度为0.65L/cm2/min以下。
本发明人等发现:通过使用具有特定的异形度的近似三角形截面纤维替代以往使用的圆形截面、异形截面等纤维来织造安全气囊用织物,能够得到透气度低、维持织物的机械强度、并且柔软、通过折叠而紧凑化、具有良好的收纳性的织物,从而完成本发明。以下,对本发明进行详细说明。
本发明的构成安全气囊用织物的纤维的素材没有特殊限定,可以举出例如尼龙66、尼龙6、尼龙46、尼龙12等脂肪族聚酰胺纤维、芳纶纤维之类的芳香族聚酰胺纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯纤维等。另外,也可使用全芳香族聚酯纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚对亚苯基苯并二噁唑纤维(PBO纤维)、聚苯硫醚纤维、及聚醚酮纤维等。其中,考虑到经济性,优选聚酯纤维、聚酰胺纤维,从对高温气体的耐久性的观点出发,优选包含聚己二酰己二胺纤维的尼龙66。
作为安全气囊用织物的构成纤维使用尼龙66的情况下,优选使用基于硫酸的相对粘度为3.2以上的尼龙66。相对粘度小于3.2时,会有作为安全气囊用织物所必需的强度不足的情况。更优选为3.3以上,进一步优选为3.4以上。然而,相对粘度过高时,不仅聚合成本增加,还有纺丝操作性恶化的倾向。因此,相对粘度优选为3.6以下,更优选为3.5以下。
构成织物的纤维可以使用其一部分或全部是由塑料废材再生的原材料得到的纤维。另外,构成纤维的材料也可以含有用于提高制造工序中的工序通过性的各种添加剂。作为添加剂,可以举出例如抗氧化剂、热稳定剂、平滑剂、抗静电剂、增稠剂、阻燃剂等。进而,构成安全气囊用织物的纤维也可以是原液染色丝、或制丝后染色而得的丝。
对于本发明的安全气囊用织物,重要的是使用与纤维轴方向正交的截面形状为近似三角形的单丝纤维(以下,有时简称为近似三角形截面纤维)。
对于通过使用单丝纤维的截面形状为近似三角形的纤维可以得到折叠形状紧凑、发挥良好的收纳性的织物的原因,本发明人等考虑如下。认为以下是发挥良好的收纳性的原因之一:在折叠织物前的纤维内,虽然截面形状为近似三角形的单丝纤维相邻存在,但单丝纤维间存在一定程度的空隙,通过将该织物折叠,在折痕部分,单丝纤维向着填埋上述空隙的方向移动,纤维以细密的状态被填充。即,据推测:通过单丝纤维的移动而使织物的厚度变薄的同时,织物自身的刚性也变低,因此该织物的折叠形状变紧凑,并发挥良好的收纳性。另外,认为:尽管单丝纤维进行移动也难以发生透气度的增大是因为单丝纤维的移动导致纤维内的空隙减少。
对于降低织物的刚度、或者实现紧凑的折叠形状而言,降低织物自身的厚度是有效的,已知为此降低纤维的纤度、织物的密度的情况。然而,只要使用上述具有特定的异形度的近似三角形截面纤维,即使不降低纤度、织物的密度,也可得到柔软、发挥良好的收纳性的织物。这一点也是由本发明人等首先发现的。通常,在织物的折痕处,由于对被折叠的纤维施加纤维轴方向的张力和来自与纤维轴正交的方向的压缩力而发生变形。关于这一点,据推测:在使用具有特定的异形度的近似三角形截面纤维的情况下,上述张力和压缩力导致单丝纤维以填埋纤维内的空隙的方式移动,并且相邻的单丝纤维在界面处发生移位,由此织造用纱沿与纤维轴正交的方向扩展,因此折痕部分的厚度降低,其结果是折叠形状变紧凑,安全气囊的收纳性提高。
作为如上所述地由外力导致单丝纤维移动的原因,可以举出:在与单丝纤维的纤维轴方向正交的截面所呈现的形状为近似三角形的情况下,与截面形状为其他多边形的纤维相比,顶点的数目较少,单丝彼此的钩挂较少。
在本发明中使用的单丝纤维的异形度为1.3以上、2.2以下。异形度用作单丝纤维截面的异形形状的指标。理论上,优选截面形状为正三角形,然而对于实际的原丝而言,熔融的树脂由喷嘴挤出时会发生扩展现象(挤出胀大现象),因此单丝纤维的截面形状成为各顶点带有圆润度的形状。因此,在本发明中最优选的异形度以1.6附近为中心。异形度优选为1.35以上、2.0以下,更优选为1.4以上、1.8以下。异形度过小时,会有单丝纤维间产生间隙从而织物的透气度降低,同时单丝纤维的移动受到抑制的情况。另一方面,异形度过大时,会有纤维表面的凹凸变大,相邻的纤维间产生钩挂,单丝纤维难以移动的情况。
需要说明的是,织造前后的异形度的变化小,通常,织造后的单丝纤维与织造前的单丝纤维(原丝)具有相同程度的异形度。因此,优选从织物取出的原纤化纱的异形度也为上述范围。单丝纤维截面的异形度通过实施例所记载的方法求出。
对于本发明的单丝纤维,如图2所示那样地,与其纤维轴方向正交的截面所呈现的近似三角形(单丝纤维截面的外周)34的顶点(a,b,c)彼此相连而成的直线优选位于该单丝纤维截面的外周34的内侧或外周34上。并且,也优选用直线连接上述近似三角形34的顶点a、b、和c的三角形33位于单丝纤维截面的外周34的内侧。该关系与下述情况是同义的:连接上述单丝纤维截面的外周34的顶点a、b、c的线段ab、bc、和ca的垂直平分线21与上述单丝纤维截面的外周34的交点22位于上述三角形33的外侧。作为本发明的单丝纤维,理想的是:与纤维轴方向正交的截面所呈现的形状为正三角形。这种情况下,上述三角形33与单丝纤维截面的外周34一致。
另一方面,例如如图3所示的纤维那样,在即使具有一定的异形度,但与纤维轴方向正交的截面所呈现的形状34’、与连接该形状34’的顶点(a’,b’,c’)的直线(例如a’b’)和/或形状(三角形33’)不是上述关系的情况下,即三角形33’未在纤维截面的外周34’内的情况下(意味着单丝纤维的截面形状实质上为接近于Y形的形状),有单丝纤维间的空隙量变多,因此不仅透气度提高,而且在纤维(复丝)内单丝纤维难以移动的倾向。
为了得到通过外力在复丝内容易移动的单丝纤维,优选降低纤维的交织度。在原丝制造阶段的交织数优选为5个/m以上、30个/m以下,由织物进行原纤化的阶段的纱线的交织度以经纱和纬纱的平均值计优选为20个/m以下,更优选为15个/m以下,进一步优选为8个/m以下。没有特别的下限,交织度也可以是0个/m。只要交织度在上述范围内,就能得到难以阻碍单丝纤维的移动、并且兼顾低透气度和收纳性的安全气囊用织物。
需要说明的是,原丝阶段的交织度更优选为8个/m以上,进一步优选为10个/m以上。原丝阶段的交织度的上限更优选为28个/m以下,进一步优选为25个/m以下。
构成上述纤维的单丝纤维移动的容易度能够由将安全气囊用织物进行原纤化而取出的纱线(纤维)的加宽率来掌握。因此,在本发明中,将纱线的加宽率用作表示以下情况的指标:通过张力等外力,在纤维内单丝纤维以成为最密填充的方式移动,并且单丝纤维在与相邻的单丝纤维的界面处发生移位,由此沿着与纤维轴正交的方向移动。加宽率的值大意味着受到外力的影响时单丝纤维容易移动。
将安全气囊用织物进行原纤化而取出的纤维的加宽率优选为2.4以上、3.5以下。纱线的加宽率小于2.4的情况下,有单丝纤维难以移动、特别是降低折叠部分的厚度的效果、提高收纳性的效果变小的倾向。因此,纱线的加宽率更优选为2.5以上,进一步优选为2.6以上。纱线的加宽率高于3.5时,有单丝纤维过于容易移动,无法维持单丝纤维间的间隙被密集地填充的状态,透气度变高的风险。更优选为3.4以下。需要说明的是,对于上述原纤化纱的加宽率,只要是构成安全气囊用织物的经纱或纬纱的任一者满足即可,但是优选经纱和纬纱均具有上述加宽率。纱线的加宽率通过后述的测定方法获得。
对于构成安全气囊用织物的纤维的机械特性,从满足安全气囊所要求的机械特性的观点出发,断裂强度优选为7.0cN/dtex以上,更优选为7.5cN/dtex以上。优选断裂强度高的情况,但若考虑生产时的成品率等,则优选为9.5cN/dtex以下,更优选为9.0cN/dtex以下。
构成纤维的长丝的单丝纤度优选为1dtex以上、8dtex以下。单丝纤度过大时,会有进行织造并制成安全气囊时刚性变高,并且织物的厚度也增加,因此难以获得良好的收纳性的情况。另一方面,单丝纤度过小时,有纤维的生产率降低的情况。单丝纤度更优选为2dtex以上、7.5dtex以下,进一步优选为2.5dtex以上、6.5dtex以下。
构成纤维的长丝的根数优选为40根以上、200根以下。长丝根数小于40根的情况下,有收纳性容易降低的倾向。另一方面,长丝根数大于200根时,有纤维的生产率降低的倾向。更优选长丝的根数为50根以上、进一步优选为60根以上,更优选为180根以下、进一步优选为160根以下。
对纤维的总纤度没有特别限制,优选为100dtex以上、600dtex以下,更优选为150dtex以上、500dtex以下,进一步优选为200dtex以上、500dtex以下,特别优选为235dtex以上、470dtex以下。总纤度小于100dtex的情况下,有制成安全气囊用织物时拉伸强度和撕裂强度不足的风险。另一方面,总纤度大于600dtex的情况下,虽然难以产生强度方面的问题,但是有织物的厚度增加,柔软性受损,收纳性降低,或者布帛表面***因此碰撞时损伤人体皮肤的风险。
安全气囊用织物的组织没有特别限制,考虑到织物物性的均匀性,优选为平纹。对于织造用纱,经纱、纬纱不一定是相同的,只要得到满足作为安全气囊的性能的强度、透气度等,则粗细、纱线根数、纤维的种类等也可不同。需要说明的是,从得到兼顾低透气度和良好的收纳性的织物的观点出发,优选使用构成安全气囊用织物的100%纤维中(经纱、纬纱的合计),25%以上包含上述的截面形状为近似三角形、具有特定的异形度的单丝纤维的纤维(复丝)。更优选为50%以上,最优选为100%。
对于安全气囊用织物,优选由下述式1算出的覆盖系数(CF)为2300以下。覆盖系数大于2300时,有紧凑性容易恶化的倾向。另外,覆盖系数小于1800时,有难以获得作为安全气囊所必需的低透气度的风险。覆盖系数更优选为1900以上、2180以下。
CF=(经纱密度[根/2.54cm])×√(经纱纤度[dtex]×0.9)+(纬纱密度[根/2.54cm]×√(纬纱纤度[dtex]×0.9))
(式1)
安全气囊用织物在20kPa差压下的透气度(高压透气度)为0.65L/cm2/min以下。高压透气度大于0.65L/cm2/min时,会有难以确保作为安全气囊所必需的内压的情况。高压透气度更优选为0.6L/cm2/min以下,进一步优选为0.5L/cm2/min以下。
另外,优选安全气囊用织物用规定的方法折叠后的高压透气度(20kPa差压下的透气度)为0.65L/cm2/min以下。安全气囊用织物在折叠、或随意压缩的状态下被存储在车内的规定位置,因此折叠后的透气度高时,有安全气囊展开时难以确保约束乘客所必需的内压的倾向。折叠后的高压透气度更优选为0.6L/cm2/min以下,进一步优选为0.5L/cm2/min以下。安全气囊用织物的折叠后的高压透气度通过实施例所记载的方法求出。
进而,安全气囊用织物由折叠前后的高压透气度的比表示的透气度变化率(下式2)优选为150%以下。透气度变化率大于150%时,有安全气囊展开时难以确保约束乘客所必需的内压的风险。透气度变化率更优选为130%以下,进一步优选为120%以下,特别优选为110%以下。
透气度变化率(%)=(折叠后的高压透气度)/(折叠前的高压透气度)×100 (式2)
本发明的安全气囊用织物的厚度优选为0.3mm以下。由于织物的厚度越薄则收纳性越提高,因此厚度更优选为0.29mm以下,进一步优选为0.28mm以下,更进一步优选为0.27mm以下。然而,织物的厚度过薄时,有作为织物的机械强度降低、或难以维持低透气度的风险,因此厚度优选为0.20mm以上,更优选为0.22mm以上,进一步优选为0.23mm以上。认为能够如此地将织物的厚度变薄是因为:对于具有特定的异形度的近似三角形截面纤维,在复丝内的单丝纤维自身能够以成为最密填充的方式移动,由该纤维构成的织物具有与以往安全气囊中使用的圆形截面纤维、异形截面纤维等相比厚度变薄的特征。并且据推测:通过使厚度变薄,织物变柔软,其结果是收纳性也变良好。
安全气囊用织物由ASTM D 4032定义的刚度优选为在经向、纬向均为5N以上、22N以下。刚度过小的情况下,有由于织物缺乏弹性,因此弹力过小,为了收纳而折叠安全气囊时的操作性恶化的倾向。另一方面,刚度过大时,会有织物的刚性过高,收纳性降低的情况。刚度更优选为6N以上、20N以下,进一步优选为7N以上、18N以下。
安全气囊用织物的由ASTM D 6478定义的收纳性优选为1200cm3以上、2400cm3以下。收纳性低于1200cm3的情况下,显示出织物所使用的纤维的粗细、织造密度不充分,有难以得到作为安全气囊所必需的力学特性、低透气度的倾向。另外,收纳性大于2400cm3时,会有收纳变得困难的情况。收纳性更优选为1300cm3以上、2300cm3以下,进一步优选为1400cm3以上、1800cm3以下。
安全气囊用织物的撕裂强度的值为120N以上。若撕裂强度为120N以上,则能够满足作为安全气囊的性能。特别是本发明的安全气囊用织物的构成织物的单丝纤维彼此的约束少,因此即使在织物的经纱或纬纱方向施加张力,负荷也难以集中于特定的位置,安全气囊用织物的撕裂强度为较高的值。撕裂强度优选为125N以上,更优选为130N以上。撕裂强度的上限没有特别限制,作为安全气囊用织物,优选为例如300N以下。
接下来,对第2发明的安全气囊用织物所使用的纤维以及安全气囊用织物的制造方法进行说明。
构成安全气囊用织物的纤维通过通常的方法进行制造即可。例如,将原料树脂用单轴或双轴等挤出机进行熔融挤出,使用齿轮泵进行计量,经由合适的金属无纺布过滤器向喷嘴挤出而成为纤维状熔融物,然后使纤维状熔融物直接通过喷嘴正下方的加热缸并用冷却风进行冷却,施加纺丝油剂,卷绕至牵引辊并直接进行拉伸,接着进行交织处理,由此能够成为长丝。
本发明的构成安全气囊用织物的纤维如上所述,截面形状为近似三角形、且具有特定的异形度是必需的。为了得到该纤维,优选使用具有合适的形状的喷嘴进行纺丝。可以举出例如:使用将3个喷出孔以包围其的外缘成为近似三角形状的方式进行配置的喷嘴,使利用熔融树脂从喷嘴喷出后立即发生扩展的挤出胀大现象而喷出的树脂接合而形成为丝状的方法;使用喷出孔形状为Y形的喷嘴,从3个直线状的狭缝喷出熔融树脂的方法;或者如图1所示那样地,从具有将3个近似等腰三角形以相邻的大致等腰三角形共有底边的端部的方式进行配置而得的喷出孔形状的喷嘴喷出熔融树脂的方法等。
纤维截面的异形度受到喷嘴的异形度的很大影响,因此,为了得到具有特定的异形度的近似三角形截面形状的纤维,优选使用具有如图1所示那样的喷出孔形状的喷嘴。通过使用该形状的喷嘴,容易调整纤维截面的异形度。
喷嘴的异形度优选为2以上、10以下,更优选为3以上、8以下。喷嘴异形度过小时,制丝后的纤维截面容易成为接近于圆形截面的形状。另一方面,喷嘴的异形度过大时,制丝后的纤维截面容易成为接近于偏平状、Y形的形状。
喷嘴的异形度可以用喷嘴孔的外接圆与内切圆的半径的比(外接圆的半径/内切圆的半径)表示。参照图1来进行具体说明,外接圆11是图1中由虚线表示的、通过喷嘴的喷出孔外缘13的顶点A、B、和C的圆。另一方面,内切圆12是图1中由点划线表示的、将上述喷出孔视为由将上述A、B和C作为顶点的3个近似等腰三角形构成的形状的情况下、通过相邻的等腰三角形的等边的交点D,E,F的圆。
喷嘴温度只要根据所使用的树脂进行适当决定即可,例如使用尼龙66等聚酰胺纤维的情况下,优选将喷嘴的温度设为280℃~320℃。喷嘴温度过低时,会有树脂通过喷嘴时的压力损失变大、纺丝变困难的情况。另一方面,喷嘴温度过高时,容易发生聚合物的劣化、凝胶化,这会导致过滤器的堵塞、断线等,因此有不仅会降低生产率,还会降低纤维的强度的风险。
为了使喷嘴表面的温度均匀化,在从喷嘴到卷绕纤维的卷绕辊之间也可以设置保温缸、加热缸之类的装置。保温缸或加热缸的长度优选为例如距离喷嘴2cm以上、50cm以下的范围。加热缸的长度短于2cm时,其后续的冷却工序的冷却风进入,使得喷嘴表面的温度不均匀,有纤维间容易产生纤度不匀的风险。另一方面,保温缸或加热缸长于50cm时,有容易发生称为所谓的共振的周期性长度方向的纱线不匀的倾向。
用于冷却经熔融的纱线的冷却风的温度优选设为15℃以上、30℃以下的范围。冷却风的温度低于15℃时,有纤维间的异形度、强度等物性差异变大的风险,另一方面,冷却风的温度高于30℃时,有纤维截面的异形度变得过小的风险。冷却风的温度更优选为18℃以上、28℃以下,进一步优选为20℃以上、25℃以下。
冷却风的风速优选为0.1m/sec以上、1m/sec以下的范围。冷却风的风速小于0.1m/sec时,会有难以充分冷却成丝状的情况,有纤维间容易产生纤度不匀的风险。另一方面,风速大于1m/sec时,有冷却风上游侧与下游侧的冷却速度容易不同、纤维间产生纤度不匀的风险。
另外,将经冷却的纱线进行卷绕时,优选将由下式算出的牵伸比设为100以上、150以下。
牵伸比=牵引辊速度[m/min]/(单孔体积喷出量[m3/min]/喷嘴孔截面积[m2])
牵伸比小于100时,有丝摆变大、容易引起纤维间的熔融粘着、断线的倾向。另一方面,牵伸比大于150时,有容易产生在单丝纤维的截面内的分子链的取向不匀、特别是截面中央部与近似三角形的顶点附近的分子链的取向差异变大、强度降低等问题的倾向。
拉伸倍率优选设为4.5倍以上、4.9倍以下。拉伸倍率小于4.5倍时,有纤维的强度降低的风险。另一方面,拉伸倍率高于4.9倍时,有产生长丝截面内的分子链的取向不匀、长丝内容易产生裂纹、容易引起纤维的强度降低、制造纤维时的断线等的风险。
拉伸时的温度虽然取决于后续的织造方法,但是优选设为20℃以上、240℃以下的范围。拉伸温度低于20℃时,有达到必需的拉伸倍率之前发生断线的风险。另一方面,拉伸温度大于240℃时,有纱线熔断而难以拉伸的倾向。
对于用于本发明的安全气囊用织物的纤维,优选将基于气压等流体处理、所谓的交织处理的交织保持在必要的最低限度。具体而言,原丝阶段的纤维的交织度优选为5个/m以上、30个/m以下。为了将交织度设为上述范围内,优选在拉伸处理结束后至卷绕之间进行交织处理,调整纤维的交织度。
交织度过小时,会有在后续工序、即织造工序时容易产生绒毛、出现织物品位降低的情况。另一方面,交织度过大时,有在织造后的织物的状态下仍残留大量的交织,从而阻碍单丝纤维的移动的风险。因此,原丝阶段的交织度优选在上述的范围内。
织造安全气囊用织物的方法没有特别限制,使用以往公知的方法即可。例如,织造时的经纱张力优选为0.1cN/dtex以上、0.5cN/dtex以下。更优选为0.15cN/dtex以上、0.4cN/dtex以下,进一步优选为0.18cN/dtex以上、0.35cN/dtex以下。经纱张力低于0.1cN/dtex时,有难以调整织造密度、并且经纱的交织度容易保持不变、制成织物时难以得到长丝间的良好的填密性的情况。经纱张力高于0.5cN/dtex的情况下,施加于经纱的力过大、有产生绒毛的风险。
织造所使用的织机也没有特别限制,优选使用喷水织机、喷气织机、剑杆织机、或多相织机等。从高速化、宽幅化或机械价格的观点出发,优选为喷水织机。
安全气囊用织物的织造后的加工方法没有特别限制。因此,只要能够维持上述本发明的特征、即外力的影响导致织物内单丝纤维发生移动的特征,则实施何种加工均可。作为织造后的安全气囊用织物的加工方法,可以举出例如精练处理、干燥、热定型等热处理。这些方法可以单独实施,也可以组合2种以上实施。
作为织造后的织物的加工方法的组合的方式,具体而言,可以举出:将用喷水织机织造的坯布进行自然干燥、或者为了干燥而提供至热处理工序的方式;将用各种织机织造的坯布提供至精练工序后,为了干燥而提供至热处理工序的方式;将用各种织机织造的坯布提供至精练工序后,为了热定型而提供至热处理工序的方式等。当然,也可以不将已经在织机上织成的织物(坯布)提供至上述那样的加工工序而是直接进行裁剪、缝制而制成安全气囊。
首先,对于将用喷水织机织造的坯布进行自然干燥、或者为了干燥而提供至热处理工序的方式进行说明(以下,有时称为第1方式)。在实施特定温度的热处理工序的情况下,将坯布的热处理温度(干燥温度)设为20℃以上、190℃以下。优选为40℃以上、160℃以下,更优选为60℃以上、140℃以下。另外,热处理时间(干燥时间)优选设为10秒以上、5分钟以下。更优选为20秒以上、3分钟以下,进一步优选为30秒以上、2分钟以下。只要能够在热处理工序中于上述温度下对坯布进行热处理即可,对其方法没有特别限制。因此,对于实施热处理工序的装置没有特别限制,例如只要是将热风作为加热介质的干燥机(干燥式加热炉)、将热风、蒸气等作为加热介质的转筒干燥机等用于织物的干燥的装置,则可以使用任一者。另外,在第1方式中,也可以将织造后的坯布进行自然干燥来替代上述热处理工序,从而制成安全气囊用织物。
在将用各种织机织造的坯布提供至精练工序后、为了干燥而提供至热处理工序的方式(以下,有时称为第2方式)中,在织造后,实施将坯布通入50℃以上、100℃以下的水槽的温水处理(精练工序)。在温水处理中,将在纺丝工序、织造工序中赋予的油剂、上浆剂等从织物去除,并且使织物收缩。在水的温度小于50℃的情况下,会有难以使织物充分收缩的情况。水的温度更优选为60℃以上、98℃以下,进一步优选为70℃以上、95℃以下。温水处理优选实施10秒以上、3分钟以下。更优选为20秒以上、2分钟以下,进一步优选为30秒以上、1分钟以下。作为在温水处理中使用的水,除自来水、纯水之外,还可以使用将烷基苯磺酸钠等表面活性剂、苏打灰等碱精练剂、酶、或有机溶剂等的1种以上溶解而得的水溶液。
并且,优选一边对坯布的经纱方向施加0.040cN/dtex以下的张力一边实施温水处理。通过在规定的张力下实施温水处理,而使织物充分地收缩,由此能够使坯布中的纱线重排。另外,使用尼龙66等聚酰胺纤维的情况下,由于水的存在导致纤维中的氢键容易发生断裂,由此,容易得到柔软性更高的基布。经纱方向的张力大于0.040cN/dtex时,有温水处理时织物难以自由地收缩,并且织物自身在拉紧状态下接近于热固定的状态,因此织物的柔软性容易受损的风险。
接下来,将经过了精练工序(温水处理)的织物提供至热处理工序。在第2方式的热处理工序中,优选在不实施热定型加工的条件下使织物干燥。基于与温水处理相同的理由,热处理(干燥)工序的经纱方向的张力也优选设为0.040cN/dtex以下。
对于热处理温度(干燥温度),从确保安全气囊用织物的柔软性的观点出发,优选为150℃以下。更优选为140℃以下。优选干燥温度低的情况,但干燥温度过低时,干燥时间变长,从工业生产的角度不优选。热处理温度优选为100℃以上,更优选为110℃以上。热处理时间优选设为10秒以上、5分钟以下。热处理时间更优选为20秒以上、3分钟以下,进一步优选为30秒以上、2分钟以下。
在将用各种织机织造的坯布提供至精练工序后、为了热定型而提供至热处理工序的方式(以下,有时称为第3方式)中,在精练工序中,使用较低温的水,具体而言为30℃以上、90℃以下的水。水的温度优选为40℃以上、80℃以下,更优选为50℃以上、70℃以下。若水的温度在上述温度范围内,则能够将在纺丝工序、织造工序中赋予的油剂、上浆剂等高效地从织物去除。
只要使用特定温度的水,则对精练工序没有限制,可以采用以往公知的精练方法。作为在精练工序中使用的水,除自来水、纯水之外,还可以使用将烷基苯磺酸钠等表面活性剂、苏打灰等碱精练剂、酶、和有机溶剂等的1种以上溶解而得的水溶液。
另外,也可以一边对坯布的移动方向、和与移动方向正交的方向(宽度方向)施加张力一边实施精练工序。例如,坯布的移动方向的超喂率优选设为0%以上、5%以下,更优选为1%以上、4%以下,进一步优选为2%以上、3%以下。另一方面,坯布的宽度方向的超喂率优选设为0%以上、3%以下,更优选为0.5%以上、2.5%以下,进一步优选为1%以上、2%以下。
精练处理优选实施10秒以上、5分钟以下。更优选为20秒以上、3分钟以下,进一步优选为30秒以上、2分钟以下。精练处理后的织物(坯布)一旦实施脱水、干燥处理后,也可以提供至热处理工序,但由于在热处理工序中将织物加热至110℃以上,因此也可以不实施干燥处理等而将精练处理后的织物直接提供至热处理工序。
接下来,将精练处理后的织物在110℃以上、190℃以下进行热处理(热处理工序)。热处理温度优选为120℃以上,更优选为130℃以上,优选为185℃以下,更优选为180℃以下,进一步优选为175℃以下。热处理温度过低时,有使在精练处理中润湿的织物干燥时需要较长时间的倾向,不仅效率不高,而且有纤维本来具有的收缩力无法充分发挥、纤维间的网眼变大、透气度提高的风险。另一方面,热处理温度过高时,不仅有构成织物的纤维发生热劣化从而力学强度降低的风险,而且有由于热收缩而对织物施加强的拉紧作用,织物发生固化、收纳性降低的风险。
在第3方式中,一边对织物施加张力一边实施热处理(热定型)。从得到透气度更低的织物的观点出发,优选以成为超喂的方式将织物(坯布)供给至热处理工序。织物的移动方向的超喂率为1.5%以上、6.0%以下,优选为2.0%以上、5.0%以下,更优选为2.5%以上、4.5%以下。另一方面,与织物(坯布)的移动方向正交的方向(宽度方向)的超喂率(宽放率)为1.0%以上、4.0%以下,优选为1.5%以上、3.5%以下,更优选为2.0%以上、3.0%以下。
需要说明的是,在精练工序和热处理(热定型)工序二者中将坯布在超喂的状态下供给的情况中,在热定型工序中,织物的移动方向的超喂率优选设为0%以上、5.0%以下,更优选为1.0%以上、4.0%以下,进一步优选为1.5%以上、3.0%以下。另一方面,与织物的移动方向正交的方向(宽度方向)的超喂率(宽放率)优选设为0%以上、3.0%以下,更优选为0.5%以上、2.5%以下,进一步优选为1.0%以上、2.0%以下。
此处,织物的移动方向的超喂率是指由下述式表示的值。通过使处于热处理工序的上游侧、将织物供给至热处理工序的进料辊的速度(V1)比处于热处理工序的下游侧的卷绕辊的速度(V2)快,能够成为超喂的状态。
移动方向的超喂率(%)=(V1/V2)×100
[V1:进料辊速度、V2:卷绕辊速度]
另一方面,与织物的移动方向正交的方向(宽度)的超喂率是指由下述式表示的值。通常,热处理工序在将织物的宽度方向两端固定的状态下实施,但通过使从固定的一个端部至另一个端部的距离比供给热处理工序前的织物的宽度窄,能够成为超喂的状态。
与织物的移动方向正交的方向的超喂率(%)=(1-L0/L1)×100
[L0:供给至热处理工序之前织物的宽度(m)、L1:供给至热处理工序之后的织物的宽度(m)]
若织物的移动方向、以及宽度方向的超喂率在上述范围内,则织物受到外力时的单丝纤维的移动、织造用纱向纤维轴正交方向的扩展会合适地发生,因此优选。超喂率过小时,因热处理纱线发生收缩,由此对单丝纤维自身施加过多的张力,因此即使受到外力,单丝纤维也难以移动、或织造用纱难以在纤维轴正交方向上扩展,从而有透气度增加的风险。另外,超喂率过大时,由于纤维的收缩力而使卷曲变大,从而有纤维间产生间隙、透气度恶化,或织物变厚、收纳性降低的风险,或有对织物施加过多的张力,从而织物自身***的风险。
热定型只要并用公知的装置和加热设备来实施即可。作为该装置,可举出例如称为针板拉幅机、夹子拉幅机的保持织物的装置。作为加热设备,例如可以使用干燥式加热炉。
通过将上述安全气囊用织物以成为期望的形状的方式进行裁剪、缝制或熔接,可得到安全气囊。
需要说明的是,本申请要求基于2015年4月3日提出的日本专利申请第2015-76561号、2015年6月11日提出的日本专利申请第2015-118278号、2016年3月16日提出的日本专利申请第2016-52275号的优先权。
为了参考,在本申请中援用2015年4月3日提出的日本专利申请第2015-76561号、2015年6月11日提出的日本专利申请第2015-118278号、2016年3月16日提出的日本专利申请第2016-52275号的说明书的全部内容。
实施例
以下,列举实施例来对本发明进行更具体的说明,但是本发明原本就不受下述实施例的限制,当然可以在能适应于上述、下述的主旨的范围内合适地进行变更来实施,其均包含于本发明的技术范围内。需要说明的是,以下,如果没有特殊说明,则“份”意味着“质量份”,“%”意味着“质量%”。
(1)总纤度
根据JIS L1095 9.4.1进行测定。
(2)构成纤维的单丝长丝数
根据JIS L1013(1999)8.4算出。
(3)强度、伸长率
根据JIS L10178.5a)标准时间试验的定义,放置于将温湿度管理为20℃、65%RH的房间中24小时后,通过拉力试验机(株式会社Orientec制“TENSILON万能材料试验机”),得到强度、伸长率。
(4)沸水收缩率
根据JIS L1013(1999)8.18.1所述的(a)绞纱收缩率(A法)进行测定。
(5)织造密度(经纬密)
根据JIS L1096(1999)8.6进行测定。
(6)截面形状、异形度
使用扫描电子显微镜,对任意选取的5根单丝纤维的截面进行拍摄(倍率1000~2000)。使用市售的软件(例如NIS-Elements Documentation),在所得的单丝纤维的截面照片中通过目视选择单丝纤维的截面所显示的近似三角形的顶点的3个点(称为a,b,c),描画通过这3个点a、b、c、外接于单丝纤维截面的圆(外接圆31)。
接着,作出连接上述顶点的线段ab、bc、和ac的垂直平分线21,描画通过与该垂直平分线21相交的单丝纤维截面的3个交点22、内切于单丝纤维截面的圆(内切圆32)。
并且,将上述外接圆31的半径除以内切圆32的半径而得的值设为异形度(参照图2~5)。异形度使用的是5根长丝的平均值。喷嘴孔的异形度也用相同的方法算出。
需要说明的是,单丝纤维截面形状为近似三角形以外的形状的情况下,设定与单丝纤维截面的外缘相接的外接圆和内切圆,由它们的半径比求出异形度。纤维截面内能够描画出多个内切圆的情况下,使用最小的内切圆的半径来求出异形度。
(7)纱线加宽比
参照图8来说明纱线加宽比的测定方法。将纤维(复丝)61以周长为20cm的方式进行捆扎来制作单环。将水平设置的直径1cm的特氟隆(注册商标)棒62穿过该环部分,将纤维61吊起。此时,以捆扎点64不会到达特氟隆(注册商标)棒62上以及最低点的方式来调节捆扎点64的位置。将相对于纤维的总纤度(dtex)为1.52倍的载荷63吊于环状的纤维61的最低点。需要说明的是,载荷63经由使用了用于测定的纤维而成的接合丝67而吊于纤维61。
测定在该状态下位于特氟隆(注册商标)棒62的最上部的复丝的纤维宽度(a)、以及位于无捆扎点64一侧的距离载荷点(纤维61的最低点)5cm上侧的纤维的最粗纤维宽度(b),算出二者的比(a/b)。改变纤维,重复10次上述测定,将其平均值作为纱线加宽比。需要说明的是,来自织物的原纤化纱的纱线加宽比也用相同的方法测定。
(8)高压透气度(20kPa差压下的透气度)
对于从除距离在实施例和比较例中得到的织物的宽度方向两端部30cm的范围之外的部分任意选取的5个测定部位,使用高压透气度测定机(OEM System(株)制)测定20kPa差压下的透气度,将其平均值作为高压透气度。
(9)折叠后的高压透气度(20kPa差压下的透气度)
从除距离织物的宽度方向两端部30cm的范围之外的任意位置切出5片20cm见方的试验片,将试验片沿着纤维轴方向(a)对折,沿着与上述纤维轴方向(a)正交的纤维轴方向(b)对折,然后再次沿着上述纤维轴方向(a)对折,沿着与纤维轴方向(a)正交的纤维轴方向(b)对折,折叠为5cm见方。对经折叠的试验片的整个表面施加50N的载荷1分钟,接着在展开为20cm见方的状态下放置1分钟。将以第1次的折痕与第2次的折痕的交点为中心的直径10cm的圆形部分作为测定部位,用高压透气度测定机(OEM System(株)制)测定20kPa差压下的透气度。将5片试验片的平均值作为折叠后的高压透气度。
(10)透气度变化率
由以下的式2求出折叠前后的透气度变化率。
透气度变化率(%)=(折叠后的高压透气度)/(折叠前的高压透气度)×100 (式2)
(11)基布厚度
根据JIS L1096(1999)8.5(240g/cm2加压下)进行测定。
(12)交织度
原丝、以及原纤化纱的交织度根据JIS L1013 8.15算出。
(13)ASTM刚度
根据ASTM D 4032进行测定。
(14)ASTM收纳性
根据ASTM D 6478进行测定。
(15)撕裂强度
根据JIS L1096 8.15.2的A-2法(单舌法)进行测定。结果采用中位值。
实施例1-1
作为具有异形截面的纤维,将聚酰胺66树脂用单轴挤出机进行熔融挤出,使用齿轮泵进行计量,经由金属无纺布过滤器(日本精线株式会社NF-07)向将孔形状加工为图1所述形状的喷嘴(异形度4)挤出而成为纤维状熔融物。使纤维状熔融物直接通过喷嘴正下方的加热缸并用冷却风进行冷却,然后施加脂肪酸酯系纺丝油剂,卷绕至牵引辊并直接用公知的方法进行拉伸,得到350dtex、48长丝的三角形截面聚酰胺66纤维。将所得纤维的物性记载于表1。
作为具有圆形截面的纤维,将聚酰胺66树脂用单轴挤出机进行熔融挤出,使用齿轮泵进行计量,经由金属无纺布过滤器(日本精线株式会社NF-07)向喷嘴挤出而成为纤维状熔融物。使纤维状熔融物直接通过喷嘴正下方的加热缸并用冷却风进行冷却,然后施加脂肪酸酯系纺丝油剂,卷绕至牵引辊并直接用公知的方法进行拉伸,得到350dtex、108长丝的圆形截面聚酰胺66纤维。
如上所述,纬纱使用三角形截面纱线、经纱使用圆形截面纱线,用喷水织机进行织造。织造后,通入98℃的温水槽,以经纱方向的移动张力为0.026cN/dtex的方式来调整加工张力,从而实施温水处理。接下来,在0.026cN/dtex的经纱方向的移动张力下实施干燥处理,得到经、纬的织物密度为59根/英寸的平纹布。将得到的织物的物性记于表1。
实施例1-2
将三角形截面纤维的纺丝时的喷嘴孔数设为108个、将长丝数设为108长丝,除此以外,进行与实施例1-1相同的操作,得到三角形截面聚酰胺66纤维以及织物。将得到的织物的物性记于表1。
实施例1-3
将三角形截面纤维的纺丝时的喷嘴的异形度设为6、将长丝的异形度设定为高,除此以外,进行与实施例1-2相同的操作,得到三角形截面聚酰胺66纤维以及织物。将得到的织物的物性记于表1。
实施例1-4
将三角形截面纤维的纺丝时的喷嘴的异形度设为8、将长丝的异形度设定为更高,除此以外,进行与实施例1-2相同的操作,得到三角形截面聚酰胺66纤维以及织物。将得到的织物的物性记于表1。
实施例1-5
织造时,经纱也使用三角形截面纤维,除此以外,进行与实施例1-3相同的操作,得到织物。将得到的织物的物性记于表1。
实施例1-6
织造时,将经纱和纬纱的经纬密设定为多,除此以外,进行与实施例1-5相同的操作,得到织物。将得到的织物的物性记于表1。
实施例1-7
织造时,将经纱和纬纱的经纬密设定为少,除此以外,进行与实施例1-5相同的操作,得到织物。将得到的织物的物性记于表1。
比较例1-1
将聚酰胺66树脂用单轴挤出机进行熔融挤出,使用齿轮泵进行计量,经由金属无纺布过滤器(日本精线株式会社制NF-07)向喷嘴挤出而成为纤维状熔融物。使纤维状熔融物直接通过喷嘴正下方的加热缸并用冷却风进行冷却,然后施加脂肪酸酯系的纺丝油剂,卷绕至牵引辊并直接用公知的方法进行拉伸,得到350dtex、48长丝的圆形截面聚酰胺66纤维。将所得纤维的物性记载于表2。
将聚酰胺66树脂用单轴挤出机进行熔融挤出,使用齿轮泵进行计量,经由金属无纺布过滤器(日本精线株式会社制NF-07)向喷嘴挤出而成为纤维状熔融物。使纤维状熔融物直接通过喷嘴正下方的加热缸并用冷却风进行冷却,然后施加脂肪酸酯系纺丝油剂,卷绕至牵引辊并直接用公知的方法进行拉伸,得到350dtex、108长丝的圆形截面聚酰胺66纤维。
使用得到的聚酰胺66纤维用喷水织机进行织造后,通入98℃的温水槽,以经纱方向的移动张力为0.026cN/dtex的方式来调整加工张力从而实施温水处理后,接着在移动张力为0.026cN/dtex的张力下实施干燥处理,得到经、纬的织物密度为59根/英寸的平纹布。将得到的织物的物性记于表2。
比较例1-2
将聚酰胺66树脂用单轴挤出机进行熔融挤出,使用齿轮泵进行计量,经由金属无纺布过滤器(日本精线株式会社制NF-07)向喷嘴挤出而成为纤维状熔融物。使纤维状熔融物直接通过喷嘴正下方的加热缸并用冷却风进行冷却,然后施加脂肪酸酯系纺丝油剂,卷绕至牵引辊并直接用公知的方法进行拉伸,得到350dtex、108长丝的圆形截面聚酰胺66纤维。
使用得到的聚酰胺66纤维用喷水织机进行织造后,通入98℃的温水槽,以经纱方向的移动张力为0.026cN/dtex的方式来调整加工张力从而实施温水处理后,接着在移动张力为0.026cN/dtex的张力下实施干燥处理,得到经、纬的织物密度为59根/英寸的平纹布。将得到的织物的物性记于表2。
比较例1-3
将喷嘴的异形度设为12、将长丝的异形度设为2.3、以连接单丝纤维截面的顶点而得的三角形的一部分到达纤维截面的外侧的方式进行设定,除此以外,进行与实施例1-1相同的操作。将得到的纤维以及织物的物性示于表2。所得的纤维在施加横向压力时的纱线加宽比低,织物的透气度高。
比较例1-4
将交织处理的气压设定为高、将原丝的交织度设定为35个/m,除此以外,进行与实施例1-5相同的操作。将得到的纤维以及织物的物性示于表2。所得的纤维在施加横向压力时的纱线加宽比低,织物的透气度高。
比较例1-5
使所使用的喷嘴的孔形状为狭缝状、使长丝截面为扁平形状,除此以外,进行与比较例1-3相同的操作。将得到的纤维以及织物的物性示于表2。虽然所得的织物的透气度低,但折叠后的透气度高。
[表1]
[表2]
根据本发明,能够提供低透气性优异、并且轻量紧凑性优异的安全气囊用织物。由于本发明的安全气囊用织物为低透气度、并且轻量紧凑性优异,因此特别适用于驾驶员座位、副驾驶员座位。
实施例2-1
将聚酰胺66树脂用单轴挤出机进行熔融挤出,使用齿轮泵进行计量,经由金属无纺布过滤器(日本精线株式会社NF-07)向将孔形状加工为图1所述形状的喷嘴(异形度6)挤出而成为纤维状熔融物。使纤维状熔融物直接通过喷嘴正下方的加热缸并用冷却风进行冷却,然后施加脂肪酸酯系纺丝油剂,卷绕至牵引辊并直接用公知的方法进行拉伸,得到350dtex、108长丝的近似三角形截面聚酰胺66纤维(近似三角形截面纱线)。将该纤维截面的扫描电子显微镜照片示于图6。
经纱、纬纱使用所得的近似三角形截面纱线,用喷水织机进行织造。织造后,通入98℃的温水槽,以经纱方向的移动张力为0.026cN/dtex的方式来调整加工张力,从而实施温水处理。接下来,在0.026cN/dtex的经纱方向的移动张力下实施干燥处理,得到经、纬的织物密度为59根/英寸的平纹布。将原丝的物性、以及织物的物性示于表3。
实施例2-2
纺丝时使用异形度4的喷嘴,除此以外,用与实施例2-1相同的方法,制造具有异形截面的纤维,将该纤维进行织造而得到织物。将原丝的物性、以及织物的物性示于表3。
实施例2-3
纺丝时使用异形度8的喷嘴,除此以外,用与实施例2-1相同的方法,制造具有异形截面的纤维,将该纤维进行织造而得到织物。将原丝的物性、以及织物的物性示于表3。
实施例2-4
纺丝时使用异形度10的喷嘴,除此以外,用与实施例2-1相同的方法,制造具有异形截面的纤维,将该纤维进行织造而得到织物。将原丝的物性、以及织物的物性示于表3。
实施例2-5
纺丝时使用异形度6的喷嘴,除此以外,与实施例2-1同样地操作,得到470dtex、72长丝的三角形截面聚酰胺66纤维。
经纱、纬纱使用所得的三角形截面纱线,用喷水织机进行织造。织造后,通入98℃的温水槽,以经纱方向的移动张力为0.026cN/dtex的方式来调整加工张力,从而实施温水处理。接下来,在0.026cN/dtex的经纱方向的移动张力下实施干燥处理,得到经、纬的织物密度为54根/英寸的平纹布。将原丝的物性、以及织物的物性示于表3。
比较例2-1
将聚酰胺66树脂用单轴挤出机进行熔融挤出,使用齿轮泵进行计量,经由金属无纺布过滤器(日本精线株式会社NF-07)向喷嘴(异形度1.0)挤出而成为纤维状熔融物。使纤维状熔融物直接通过喷嘴正下方的加热缸并用冷却风进行冷却,然后施加脂肪酸酯系纺丝油剂,卷绕至牵引辊并直接用公知的方法进行拉伸,得到350dtex、108长丝的圆形截面聚酰胺66纤维。
经纱、纬纱使用所得的聚酰胺66纤维,用喷水织机进行织造。织造后,通入98℃的温水槽,以经纱方向的移动张力为0.026cN/dtex的方式来调整加工张力从而实施温水处理后,接着在移动张力为0.026cN/dtex的张力下实施干燥处理,得到经、纬的织物密度为59根/英寸的平纹布。将原丝的物性、以及织物的物性示于表3。
与用单丝纤维的截面形状为近似三角形的纤维制成的实施例的织物相比,在比较例2-1中得到的织物的高压透气度高。
比较例2-2
根据比较例2-1的步骤,制造470dtex、72长丝的圆形截面聚酰胺66纤维,将该纤维进行织造,得到经、纬的织物密度为54根/英寸的平纹布。将原丝的物性、以及织物的物性示于表3。
认为:对于在比较例2-2中得到的织物,虽然构成该织物的纤维的总纤度与实施例2-5相同,但单丝纤维为圆形截面,因此纤维内单丝纤维发生移动的效果小,而且织物的厚度厚、并且硬,因此收纳性降低。比较例2-2的织物的高压透气度也高。
比较例2-3
纺丝时使用异形度12.0的喷嘴、用公知的方法使单丝纤维的截面形状成为Y字形状,除此以外,与比较例2-1同样地操作,制造Y字截面聚酰胺66纤维,将该纤维进行织造,得到织物。将原丝的物性、以及织物的物性示于表3。在比较例2-3中得到的纤维截面的扫描电子显微镜照片示于图7。
与用总纤度和长丝数相同、三角形截面的纤维制成的实施例的织物相比,使用Y字截面的纤维的比较例2-3的织物的基布厚度厚,收纳性也差。并且,比较例2-3的织物的高压透气度也比实施例的织物高。
比较例2-4
改变所使用的喷嘴的孔形状,用公知的方法使单丝纤维的截面形状成为方形,除此以外,与比较例2-1同样地操作来制造纤维,将该纤维进行织造,得到织物。将原丝的物性、以及织物的物性示于表3。
与用总纤度和长丝数相同、三角形截面的纤维制成的实施例的织物相比,使用方形截面的纤维的比较例2-4的织物的厚度厚,收纳性也差。
比较例2-5
使所使用的喷嘴的孔形状为狭缝状、用公知的方法使与纤维轴方向正交的截面成为扁平形状,除此以外,用与比较例2-1相同的步骤来制造纤维,将该纤维进行织造,得到织物。将原丝的物性、以及织物的物性示于表3。
与用三角形截面的纤维制成的实施例的织物相比,比较例2-5的织物的折叠后的高压透气度高。认为这是因为将织物折叠时,扁平截面的单丝纤维的层叠结构被扰乱了。
比较例2-6
根据实施例2-1的步骤,制造近似三角形截面纤维,将该纤维进行织造,得到织物。织造后,将坯布通过55℃的温水槽1分钟,然后在120℃下进行1分钟干燥(精练处理C)。接着,使用针板拉幅机,在织物移动方向的超喂率为4.0%、宽放率为2.5%的条件下,在180℃下对织物实施30秒的热处理(热收缩处理(热定型))。接着,在加热至150℃的表面平坦的金属辊与常温的塑料辊之间以线压170kg/cm、速度10m/min对单面进行压制压缩并加工。将原丝的物性、以及织物的物性示于表3。
比较例2-6的织物与在总纤度和覆盖系数相同的实施例2-1中得到的织物相比,撕裂强度劣化。关于此,认为:通过对织物实施压制加工,成为经纱和纬纱相互啮合的状态,负荷集中于该经纱与纬纱的接合部,因此撕裂强度降低。另外,比较例2-6的织物与实施例的织物相比,透气度变化率也差。认为这是因为通过压延加工,纤维牢固地硬化,加宽率变小。
[表3]
实施例2-6
纺丝时使用异形度6.0的喷嘴,用与实施例2-1相同的方法,得到350dtex、108长丝、沸水收缩率为5.5%的三角形截面聚酰胺66纤维。
经纱和纬纱使用所得的近似三角形截面纱线,用喷水织机进行织造。织造后,使用OPEN SOAPER型精练机,将得到的织物浸渍于充满烷基苯磺酸钠浓度0.5g/L、苏打灰浓度0.5g/L的水溶液的精练槽(温度65℃)中1分钟来进行精练处理。其后,将织物在40℃的温水槽中水洗1分钟,在130℃下干燥1分钟(精练处理B)。
接下来,使用针板拉幅机,在织物的移动方向的超喂率为2.5%、宽放率为1.5%的条件下,在180℃下实施1分钟的热处理(热收缩处理(热定型)),得到经、纬的织物密度为59根/英寸的平纹布。将原丝的物性、以及织物的物性示于表4。
实施例2-7
纺丝时使用异形度6.0的喷嘴,用与实施例2-1相同的方法,得到350dtex、108长丝、沸水收缩率为9.6%的三角形截面聚酰胺66纤维。
经纱和纬纱使用所得的近似三角形截面纱线,用喷水织机进行织造。织造后,将坯布通过55℃的温水槽1分钟,然后在120℃下进行1分钟干燥(精练处理C)。接着,使用针板拉幅机,在织物移动方向的超喂率为4.5%、宽放率为3.0%的条件下,在160℃下对织物实施1分钟的热处理(热收缩处理(热定型)),所得的织物为平纹,经、纬的织物密度为59根/英寸。将原丝的物性、以及织物的物性示于表4。
实施例2-8
纺丝时使用异形度4.0的喷嘴,用与实施例2-2相同的方法,得到350dtex、108长丝、沸水收缩率为9.8%的三角形截面聚酰胺66纤维。
经纱和纬纱使用所得的近似三角形截面纱线,用喷水织机进行织造。织造后,在与实施例2-7相同的条件下,对坯布实施精练、干燥及热收缩处理(热定型)。所得的织物为平纹,经、纬的织物密度为59根/英寸。将原丝的物性、以及织物的物性示于表4。
实施例2-9
纺丝时使用异形度8.0的喷嘴,用与实施例2-3相同的方法,得到350dtex、108长丝、沸水收缩率为9.5%的三角形截面聚酰胺66纤维。
经纱和纬纱使用所得的近似三角形截面纱线,用喷水织机进行织造。织造后,在与实施例2-7相同的条件下,对坯布实施精练、干燥及热收缩处理(热定型)。所得的织物为平纹,经、纬的织物密度为59根/英寸。将原丝的物性、以及织物的物性示于表4。
实施例2-10
纺丝时使用异形度10.0的喷嘴,用与实施例2-4相同的方法,得到350dtex、108长丝、沸水收缩率为9.2%的三角形截面聚酰胺66纤维。
经纱和纬纱使用所得的近似三角形截面纱线,用喷水织机进行织造。织造后,在与实施例2-7相同的条件下,对坯布实施精练、干燥及热收缩处理(热定型)。所得的织物为平纹,经、纬的织物密度为59根/英寸。将原丝的物性、以及织物的物性示于表4。
实施例2-11
纺丝时使用异形度6.0的喷嘴,用与实施例2-1相同的方法,得到350dtex、108长丝、沸水收缩率为9.6%的三角形截面聚酰胺66纤维。
经纱和纬纱使用所得的近似三角形截面纱线,用喷水织机进行织造。织造后没有特别地实施加工,而是使之直接自然干燥,从而完成了织物。所得的织物为平纹,经、纬的织物密度为57根/英寸。将原丝的物性、以及织物的物性示于表4。
实施例2-12
纺丝时使用异形度6.0的喷嘴,用与实施例2-1相同的方法,得到470dtex、72长丝、沸水收缩率为6.2%的三角形截面聚酰胺66纤维。
经纱和纬纱使用所得的近似三角形截面纱线,用喷水织机进行织造。织造后,使用OPEN SOAPER型精练机,将得到的坯布浸渍于充满烷基苯磺酸钠浓度0.5g/L、以及苏打灰浓度0.5g/L的水溶液的精练槽(温度65℃)中1分钟来进行精练处理,然后在45℃的温水槽中水洗1分钟,接着在140℃下干燥1分钟(精练处理D)。
接下来,使用针板拉幅机,在织物移动方向的超喂率为3.0%、宽放率为2.0%的条件下,在180℃下实施1分钟的热收缩处理(热定型),完成织物。织物为平纹,经、纬的织物密度为54根/英寸。将原丝的物性、以及织物的物性示于表4。
实施例2-13
纺丝时使用异形度6.0的喷嘴,除此以外,用与实施例2-1相同的方法,得到470dtex、72长丝、沸水收缩率为9.3%的三角形截面聚酰胺66纤维。
经纱和纬纱使用所得的近似三角形截面纱线,用喷水织机进行织造。将得到的坯布通过60℃的温水槽1分钟来进行精练,然后在130℃进行干燥1分钟(精练处理E)。
接下来,使用针板拉幅机,在织物移动方向的超喂率为3.0%、宽放率为2.0%的条件下,在160℃下实施1分钟的热收缩处理(热定型),完成织物。所得的织物为平纹,经、纬的织物密度为54根/英寸。将原丝的物性、以及织物的物性示于表4。
比较例2-7
将聚酰胺66树脂用单轴挤出机进行熔融挤出,使用齿轮泵进行计量,经由金属无纺布过滤器(日本精线株式会社制NF-07)向喷嘴(异形度1.0)挤出而成为纤维状熔融物。使纤维状熔融物直接通过喷嘴正下方的加热缸并用冷却风进行冷却,然后施加脂肪酸酯系纺丝油剂,卷绕至牵引辊并直接用公知的方法进行拉伸,得到350dtex、108长丝、沸水收缩率为5.9%的圆形截面聚酰胺66纤维。
经纱和纬纱使用所得的纤维,用喷水织机进行织造。织造后,在与实施例2-6相同的条件下,对坯布实施精练、干燥及热收缩处理(热定型),得到经、纬的织物密度为59根/英寸的平纹布。将原丝的物性、以及织物的物性示于表5。
与用单丝纤维的截面形状为近似三角形的纤维制成的实施例2-6的织物相比,比较例2-7的织物的高压透气度高。
比较例2-8
根据比较例2-1的步骤,制造350dtex、108长丝、沸水收缩率9.2%的圆形截面聚酰胺66纤维。
经纱和纬纱使用所得的纤维,用喷水织机进行织造。织造后,在与实施例2-7相同的条件下,对坯布实施精练、干燥及热收缩处理(热定型),得到经、纬的织物密度为59根/英寸的平纹布。将原丝的物性、以及织物的物性示于表5。
与用单丝纤维的截面形状为近似三角形的纤维制成的实施例2-7的织物相比,比较例2-8的织物的高压透气度高。
比较例2-9
根据比较例2-1的步骤,制造350dtex、108长丝、沸水收缩率9.2%的圆形截面聚酰胺66纤维。
经纱和纬纱使用所得的纤维,用喷水织机进行织造。织造后没有特别地实施加工,而是使之直接自然干燥,完成了织物。所得的织物为平纹,经、纬的织物密度为57根/英寸。将原丝的物性、以及织物的物性示于表5。
与用单丝纤维的截面形状为近似三角形的纤维制成的实施例2-11的织物相比,比较例2-9的织物的高压透气度高。
比较例2-10
根据比较例2-1的步骤,制造470dtex、72长丝、沸水收缩率5.8%的圆形截面聚酰胺66纤维。
经纱和纬纱使用所得的纤维,用喷水织机进行织造。织造后,在与实施例2-12相同的条件下,对坯布实施精练、干燥及热收缩处理(热定型),得到经、纬的织物密度为54根/英寸的平纹布。将原丝的物性、以及织物的物性示于表5。
认为:虽然构成在比较例2-10中得到的织物的纤维的总纤度与实施例2-12相同,但单丝纤维为圆形截面,纤维内单丝纤维发生移动的效果小,因此织物厚、并且硬,从而收纳性降低。并且,高压透气度也高。
比较例2-11
根据比较例2-1的步骤,制造470dtex、72长丝、沸水收缩率9.3%的圆形截面聚酰胺66纤维。
经纱和纬纱使用所得的纤维,用喷水织机进行织造。织造后,在与实施例2-13相同的条件下,对坯布实施精练、干燥及热收缩处理(热定型),得到经、纬的织物密度为54根/英寸的平纹布。将原丝的物性、以及织物的物性示于表5。
认为:虽然构成在比较例2-11中得到的织物的纤维的总纤度与实施例2-13相同,但单丝纤维为圆形截面,纤维内单丝纤维发生移动的效果小,因此织物厚、并且硬,从而收纳性降低。并且,在比较例2-11中得到的织物的高压透气度也高。
[表4]
[表5]
根据本发明,能够提供不损害低透气度和织物的机械强度、柔软、且发挥良好的收纳性的安全气囊用织物以及安全气囊。
附图标记
11 外接于设置于喷嘴的喷出孔的圆
12 内切于设置于喷嘴的喷出孔的圆
13 设置于喷嘴的喷出孔的外缘
21、21’ 将与单丝纤维的纤维轴方向正交的截面所呈现的形状的顶点彼此相连的直线的线段的垂直平分线
22、22’ 垂直平分线与单丝纤维截面的外周的交点
31、31’ 外接圆
32、32’ 内切圆
33、33’ 将单丝纤维的截面所呈现的形状的顶点相连而成的三角形
34、34’ 单丝纤维的截面外周
61 测定样品(纤维)
62 直径1cm的特氟隆(注册商标)棒
63 载荷
64 捆扎点
65 施加一定拉伸张力时的、位于特氟隆(注册商标)棒的最上部的纤维的宽度(a)的测定点
66 施加一定拉伸张力时的纤维的宽度(b)的测定点
67 使用与测定样品相同的纱线的、与载荷的接合丝

Claims (18)

1.一种安全气囊用织物,其特征在于,构成基布的纤维包含原纤化纱的纱线加宽比为2.4以上且3.5以下的纤维。
2.根据权利要求1所述的安全气囊用织物,其中,构成基布的纤维包含单丝长丝的截面形状为近似三角形、异形度为1.3~2.2的纤维。
3.根据权利要求1或2所述的安全气囊用织物,其中,构成基布的纤维包含单丝长丝的截面形状为近似三角形、异形度为1.4~2.0的纤维。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的安全气囊用织物,其中,长丝截面内包有连接以下的点而得的三角形,所述点是构成基布的纤维的单丝长丝截面与其外接圆相接的点。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的安全气囊用织物,其中,纤维为聚酰胺纤维。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的安全气囊用织物,其中,纤维的纤度为100dtex~600dtex。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的安全气囊用织物,其中,安全气囊用织物的透气度在20kPa差压下为0.1L/cm2/min~0.7L/cm2/min。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的安全气囊用织物,其中,通过下述方法测定的安全气囊用织物的折叠后的透气度在20kPa差压下为0.1L/cm2/min~0.7L/cm2/min,
织物折叠后在20kPa差压下的透气度:
从除距离织物的宽度方向两端部30cm的范围之外的任意位置切出20cm见方的试验片,将试验片沿着纤维轴方向(a)对折,接着沿着与所述纤维轴方向(a)正交的纤维轴方向(b)对折,再次沿着所述纤维轴方向(a)对折,沿着与所述纤维轴方向(a)正交的纤维轴方向(b)对折,折叠为5cm见方;对经折叠的试验片的整个表面施加50N的载荷1分钟,接着在展开为20cm见方的状态下放置1分钟;将以第1次的折痕与第2次的折痕的交点为中心的直径10cm的圆作为测定部位,测定20kPa差压下的透气度。
9.一种安全气囊用织物,其特征在于,包含截面形状为近似三角形、异形度为1.3~2.2的单丝纤维,
撕裂强度为120N以上,并且
在20kPa差压下的透气度为0.65L/cm2/min以下。
10.根据权利要求9所述的安全气囊用织物,其中,通过下述方法测定的所述织物折叠后在20kPa差压下的透气度为0.65L/cm2/min以下,
织物折叠后在20kPa差压下的透气度:
从除距离织物的宽度方向两端部30cm的范围之外的任意位置切出20cm见方的试验片,将试验片沿着纤维轴方向(a)对折,接着沿着与所述纤维轴方向(a)正交的纤维轴方向(b)对折,再次沿着所述纤维轴方向(a)对折,沿着与所述纤维轴方向(a)正交的纤维轴方向(b)对折,折叠为5cm见方;对经折叠的试验片的整个表面施加50N的载荷1分钟,接着在展开为20cm见方的状态下放置1分钟;将以第1次的折痕与第2次的折痕的交点为中心的直径10cm的圆作为测定部位,测定20kPa差压下的透气度。
11.根据权利要求9或10所述的安全气囊用织物,其中,通过权利要求10所述的方法测定的织物折叠后在20kPa差压下的透气度相对于所述织物在20kPa差压下的透气度的变化率为150%以下。
12.根据权利要求9~11中任一项所述的安全气囊用织物,其中,由ASTM D 6478定义的收纳性为1200cm3~2400cm3,由ASTM D 4032定义的刚度在经向、纬向均为5N~22N。
13.根据权利要求9~12中任一项所述的安全气囊用织物,其中,构成所述织物的纤维的总纤度为200dtex~500dtex,覆盖系数为2300以下。
14.根据权利要求9~13中任一项所述的安全气囊用织物,其中,将所述单丝纤维的截面所呈现的近似三角形的顶点彼此相连的直线位于该单丝纤维截面的外周的内侧。
15.一种安全气囊,其特征在于,使用权利要求1~14中任一项所述的织物。
16.一种安全气囊用织物的制造方法,其特征在于,是权利要求9~14中任一项所述的安全气囊用织物的制造方法,包括:
织造复丝的工序;以及
将经织造的坯布自然干燥、或在20℃~190℃下进行热处理的工序。
17.一种安全气囊用织物的制造方法,其特征在于,是权利要求9~14中任一项所述的安全气囊用织物的制造方法,包括:
织造复丝的工序;
将经织造的坯布在50℃~100℃的水中进行精练的工序;以及
将精练后的坯布在100℃~150℃下进行热处理的工序。
18.一种安全气囊用织物的制造方法,其特征在于,是权利要求9~14中任一项所述的安全气囊用织物的制造方法,包括:
织造复丝的工序;
将经织造的坯布在30℃~90℃的水中进行精练的工序;以及
将坯布的移动方向的超喂率设为1.5%~6.0%、将与所述移动方向正交的方向的超喂率设为相对于该正交方向的长度为1.0%~4.0%,从而在110℃~190℃下对精练后的坯布进行热处理的工序。
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