JP2014037229A - エアバッグ用基布 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】合成繊維からなる織物の少なくとも片面に樹脂が配される基布であって、樹脂付着量が10〜50g/m2であり、かつ、樹脂表面に織糸単糸が露出し、織糸単糸露出率が1〜25%であることを特徴とするエアバッグ用基布、およびそれを用いたエアバッグ。
【選択図】なし
Description
その粘着性を防止するため、下記特許文献1には、シリコーン表面において、塗布剤に平滑剤、無機化合物を添加すること、または塗布表面に微小な凹凸模様を施すことにより、展開特性を向上させることが開示されている。しかしながら、加工工程が煩雑化してしまうという欠点があった。
現在までのところ、上記の問題を解決し、展開速度、内圧保持性、さらに加工性にも優れたエアバッグおよびエアバッグ用基布は知られていない。
(2)溶媒抽出油分が0.15〜0.005重量%であることを特徴とする上記(1)項に記載のエアバッグ用基布。
(3)織糸中心断面の織糸扁平度が経糸および緯糸において、2.0以上6.0以下であることを特徴とする上記(1)または(2)項に記載のエアバッグ用基布。
(4)樹脂がシリコーンであることを特徴とする上記(1)〜(3)項のいずれか一項に記載のエアバッグ用基布。
(5)合成繊維がポリアミド繊維であることを特徴とする上記(1)〜(4)項のいずれか一項に記載のエアバッグ用基布。
(6)インクジェット印字された基布であることを特徴とする上記(1)〜(5)項のいずれか一項に記載のエアバッグ用基布。
(7)織物表面にコーティング樹脂液をコーティングすることによって樹脂が配されることを特徴とする上記(1)〜(6)項のいずれか一項に記載のエアバッグ用基布。
(8)コーティング樹脂液の粘度が15,000〜500,000cPであることを特徴とする上記(7)項に記載のエアバッグ用基布。
(9)低分子量アルコキシシランがコーティング樹脂液に1〜10重量%添加されていることを特徴とする上記(7)または(8)項に記載のエアバッグ用基布。
(10)コーティング樹脂液が、粘度が500cPを超え、10,000cP未満の低粘度樹脂成分を含んでいることを特徴とする上記(7)〜(9)項のいずれか一項に記載のエアバッグ用基布。
(11)コーティング時に使用するナイフと基布との接圧が0.5〜20N/cmであることを特徴とする上記(7)〜(10)項のいずれか一項に記載のエアバッグ用基布。
(12)上記(1)〜(11)項のいずれか一項に記載のエアバッグ用基布からなるエアバッグ。
(13)上記(12)項に記載のエアバッグを用いたエアバッグ装置。
本発明における織糸単糸露出率とは、下記のような測定方法によって得られる。以下にシリコーン樹脂コーティングを例にして、図1および図2を用いて説明する。
本発明の基布の樹脂コーティング面をSEM装置(S3400N(HITACHI製))およびEDX装置(INCAx−act(OXFORD製))にて、下記条件で撮影および画像処理を行ない、コーティング樹脂であるシリコーン由来の珪素(Si)の分布図および織糸単糸由来の炭素(C)の分布図を得る。
前処理:カーボンコーティング(100〜200Å)
加速電圧:15kV
ワーキングディスタンス:10mm
マッピング収集時間:約220秒
図2において(a)は珪素マッピング分布図の例であり、図中Aで示した部分が珪素不在部分で、織糸(経糸および緯糸)の単糸がコーティング樹脂の表面に露出している部分である。(b)は炭素マッピング分布図の例であり、図中Bで示した部分が炭素存在部分で、織糸(経糸および緯糸)の単糸が表面に露出している部分である。(a)におけるAの位置と(b)におけるBの位置がよく一致していることが分かる。なお、(c)はSEM観察結果であり、図中Cにおいて織糸(経糸および緯糸)が観察され、その位置は(a)におけるAおよび(b)におけるBの位置とよく一致していることが分かる。
SEM観察像によって織糸露出と認められる部位に関して、図2の(a)珪素マッピング分布図の画像をもとに、珪素の不在面積(S1)を測定し、下式により織糸単糸露出率を算出する。
織糸単糸露出率(%)=(S1/S0)×100
上式において、S0は撮影エリアであり、図1に示す経糸由来の凸部の頂点および緯糸由来の凸部の頂点を囲む面積である。撮影エリアは凸部の頂点が少なくとも4個入るように選択し、その外郭線は隣接する経糸および緯糸の中間とする。
コーティング樹脂としてポリウレタンや共重合ポリアミド樹脂を用いた場合は、珪素分布の検出に替えて、電子染色剤である四酸化ルテニウムを曝露吸着した後に、易染色性のコーティング樹脂と難染色性のポリアミド繊維について、ルテニウム分布を指標として検出すればよい。
本発明の基布は、基布を構成する織糸の単糸群の集束がよいことにより、基布表面が適度に凹凸を有することが好ましい。織糸の単糸群の収束程度は織糸の扁平度によって表すことができる。図5は経糸の中心線を通る断面で基布を厚み方向に切断した際の断面の模式図である。図5において、1が経糸であり、2が緯糸であり、3が経糸の中心線である。また、tは緯糸2の基布厚み方向の広がりであり、lは緯糸2の経糸長さ方向の広がりである。本明細書では、l/tを緯糸の扁平度と呼ぶ。同様にして、緯糸の中心線を通る断面から経糸の扁平度を求めることができる。このようにして求めた経糸扁平度および緯糸扁平度のいずれもが6.0以下で2.0以上であることが好ましい。より好ましくは、5.0以下である。織糸扁平度が6.0以下であれば、単糸集束がよく、基布表面での織糸の凹凸が適度に存在し、樹脂コーティングした際に織糸単糸露出率を上げることに寄与する。
織糸は無撚、無糊で製織に供することが好ましい。織糸を撚糸して製織した場合は、織糸の扁平度が2.0未満になるなど集束性がよくなるが、織物基布表面の凹凸が大きすぎて、軽量コーティングでは凹凸表面形態の樹脂埋め込みが不足し、均一塗布量での製造がし難くなる。また、織糸に糊付けして製織した場合は、製織後に精練工程で確実に糊を除去する必要があるが、その際、後述する油分も完全除去されてしまうため、好ましくない。
本発明の基布は、100kPa程度までのエア圧力を瞬時に負荷して通気度を計測する動的通気度測定で100〜0mm/sで非通気であることが好ましい。より好ましくは20mm/s以下である。エア圧による基布たわみで樹脂皮膜が接着したり、樹脂皮膜そのものが破壊されて通気が生じたりすることがない。
また、本発明の基布は、樹脂皮膜の形態が、織物単糸が一部表面露出しているにもかかわらず、樹脂が織物繊維に浸透した形態であり、樹脂皮膜の織物繊維に対する接着性に優れるため、湿熱経時後の安定性に優れ、湿熱経時後の内圧保持時間が長い。湿熱経時後の内圧保持時間は500ms以上が好ましく、乗員保護に有利となる。さらに、湿熱経時後の動的通気度が抑制されている。湿熱経時後の動的通気度は20mm/s以下が好ましく、乗員保護に有利となる。
また、織組織についても、平織り、綾織りおよびその他の織組織にすることができ、織組織が限定されるものではない。しかし、織物の織糸構造に由来する単糸露出部位をより均一に分布させるためには、平織組織が好ましい。
本発明の基布は、剥離帯電が抑制され、製造工程においてインクジェット印字により生産情報が印字された基布にすることができる。剥離帯電が抑制された基布は、帯電でインクジェット印字が乱されることなく、鮮明な印字ができる。剥離帯電は1000V以下が好ましい。
本発明の基布でエアバッグを構成し、さらに、そのエアバッグを用いてエアバッグ装置として車両に組み込むことができる。
1)織密度:
JIS L−1096:2010(8.6)に従った。
2)シリコーン粘度:
JIS Z8803:2011(8)に基づきB型粘度計で恒温槽温度25℃の条件で測定した。
3)樹脂付着量:
JISK6404−2−2:1998に準じた。ただし、シリコーンコーティングの場合、樹脂付着量は、基布からポリアミド織物を蟻酸溶解除去した後のコーティング樹脂残渣量から求めた。
シリコーンコーティング面をSEM装置(S3400N(HITACHI製))およびEDX装置(INCAx−act(OXFORD製))にて、下記条件で撮影および画像処理を行ない、基布表面のシリコーン由来の珪素(Si)の分布を得た。基布表面でシリコーン皮膜が存在する部分には概ね一様な珪素分布が観測された。一方、基布表面でシリコーン皮膜が存在しない部分では、SEM観測用にコーティングしたカーボンからなる背景以上の炭素密度分布が観測され、ポリアミド繊維からなる織糸単糸の露出部分のSEM観察と一致する画像が得られることが確認できた。
前処理:カーボンコーティング(100〜200Å)
加速電圧:15kV
ワーキングディスタンス:10mm
マッピング収集時間:約220秒
図2および3の(a)が珪素(Si)の分布マッピングの画像であり、(c)がSEM観察結果である。
SEM観察像によって織糸露出と認められる部位に関して、図2の(a)珪素マッピング分布図の画像をもとに、珪素の不在面積(S1)を測定し、下式により織糸単糸露出率を算出する。
織糸単糸露出率(%)=(S1/S0)×100
5)溶媒抽出油分
JISL1096:2010の8.32(油脂分)に示されるソックスレー抽出法の4時間還流で、溶媒をシクロヘキサンにして抽出を行った。また、試料は適度にカットしたコーティング基布で、50gの試料から抽出評価した。
2枚の基布試料でコーティング面を内側にして図4に示したように作成された直径50cmのモデルエアバッグを、直径25mm以内になるようロール状に巻き熱風オーブンに入れ、105℃で408時間放置した。
マイクロシス社製CGSシステムを用い、モデルエアバッグを取付け、Heガス(6MPa、1L)をガス挿入口から高速流入させ、展開挙動をHeガス噴出口の側面側から高速VTRで撮影し、観察した。エアバッグが膨張展開して、Heガス噴出口先端から前方30cmの箇所までバッグが膨張する時間を測定した。
マイクロシス社製CGSシステムを用い、上記6)項と同様に作成された直径50cmのモデルエアバッグに、Heガス(6MPa、1L)をガス挿入口から高速流入させた際に生じる最高圧が半分になるまでの時間を測定した。ガスリークが激しく、内圧が50kPaに達しない場合は×判定とした。
8)湿熱処理後内圧保持時間:
上記6)項と同様のモデルエアバッグを95%RH、80℃、400時間放置した後に上記7)項と同様に内圧保持時間を測定した。
ISO5978に準拠して評価した。試料は、基布から5cm角でサンプリングし、2片の試料をコーティング面同士を向かい合わせに重ね合わせ試料台に置き、さらに、試料と同じ5cm角のステンレス板を重ねて、その上から50Nの重りを乗せた。そのまま、熱風オーブンに入れ、105℃で408時間放置した。その後、JISL0105の標準状態にし、試料の一片をつまみあげ、他片が自重で剥がれ落ちるものを0(秒)とした。自重落下しない場合、50gの重りを他片にかけ、剥がれ落ちる時間(秒)を計測した。荷重で即時落下した場合は1秒以下とした。
JIS L−1096:2010(8.26.1)フラジール法(FRAZIER法)を用いた。
11)動的通気度:
TEXTEST社製FX3350を用い、充填圧300kPa、充填容量400cc、試料のコーティング面を上側すなわち充填タンク側にして測定を実施し、50kPa時の通気度を測定した。充填タンクで蓄圧された圧力空気が放出されずに、正常に計測が行なわれない場合は、実質的に通気が観測されないものとして、通気度は0mm/sと判断した。
基布試料を、2cm幅でZ字状に折り、折り目を12cm角の板ではさみ、9.8Nの重りを乗せ、95%RHの50℃環境に19時間晒し、重りを外して標準状態に戻してから、折り目部分を中心にして前項の動的通気度を計測した。
13)剥離帯電電位:
エアバッグ用基布の反物ロールを50m/分で引出し、6mの位置でコーティング面の表面電位を計測した。測定環境は室温25℃で湿度50%RHであった。静電電位測定器STATIRON−DZ3(シシド静電気株式会社製)の検出部を基布から5cmの位置に設置し、幅方向に25cm間隔で測定し、最大の値を剥離帯電電位(V)とした。
基布の経糸または緯糸の中心部で厚み方向に切断し、それぞれ緯糸断面、経糸断面を得た。断面をSEM写真により観察し、基布厚み方向の単糸の広がり(t)に対して、経糸または緯糸方向の単糸の広がり(l)の比率(l/t)を織糸の扁平度として求めた。基布の上下面につき、それぞれ5箇所(合計10箇所)測定し、平均値を求めた。
水浸法により長さ1cm以内で単糸が交差している部分を交絡部とし、長さ50cm中の個数を測定し、1mあたりの個数に換算した。原糸10本を測定し、その平均値で示した。水浸バスは、長さ70cm、幅15cm、深さ5cmで、長手方向の両端より10cmの位置に仕切板を設けたものを用いた。このバスに純水を満たし、原糸サンプルを水浸させ、交絡部個数を測定した。油剤等の不純物の影響を排除するために測定毎に純水を交換した。
剥離帯電電位の計測と同時に、電位測定位置にてインクジェット方式で非コーティング面にバーコード印字を行った。60ミクロンノズルのインクジェットプリンタでエタノール性の黒インクを用い、10mm幅のCODE−39のバーコード印字を実施した。JISX0520:2001に準拠したバーコード検証器による印字面の印刷品位を格付け、AからBを〇、CからDを△、E以下を×とした。
総繊度235dtex、フィラメント数72本、強度8.5cN/dtex、無撚りのナイロン6・6繊維で、交絡数20回/mの丸断面マルチフィラメント糸を用い、ウォータージェット織機にて、経糸と緯糸の織密度がともに72本/2.54cmになるように調整し、平織組織の織物を得た。この織物を拡幅状態で80℃で3段の温水浴で1分間の洗浄をし、110℃で乾燥した。次いでこの織物に、粘度6万cPの無溶剤系メチルビニルシリコーン樹脂を主成分とする付加反応架橋シリコーン液にテトラエトキシシラン(TES)を8重量%添加したコーティング樹脂液を、フローティングナイフコーターを用い、該織物と該ナイフの接圧を15、10、2N/cmとして、コーティングを行った後、190℃で2分間加硫処理を行い、エアバッグ用基布を得た。
図2には実施例1のシリコーンコーティング基布表面の珪素分布写真、炭素分布写真およびSEM観察結果を示す。
粘度10万cPの付加反応架橋シリコーン液にテトラエトキシシランを8重量%添加したコーティング樹脂液を用いた以外は、実施例3と同様にして、エアバッグ用基布を得た。図3に実施例4のシリコーンコーティング基布表面の珪素分布写真、炭素分布写真およびSEM観察結果を示す。
粘度6万cPの付加反応架橋シリコーン液にテトラエトキシシランを2重量%添加したコーティング樹脂液を用いた以外は、実施例3と同様にして、エアバッグ用基布を得た。
総繊度470dtex、フィラメント数72本、強度8.5cN/dtex、無撚りのナイロン6・6繊維で、交絡数20回/mの丸断面フィラメント糸を用い、エアージェットにて、平織組織の織物を得た。次いでこの織物に、粘度6万cPの付加反応架橋シリコーン液にテトラエトキシシランを8重量%添加したコーティング樹脂液を、フローティングナイフコーターを用い、該織物と該ナイフの接圧を10N/cmに保ちコーティングを行った後、190℃で2分間加硫処理を行い、エアバッグ用基布を得た。基布の経糸と緯糸の織密度はともに51本/2.54cmになった。
粘度3万cPの付加反応架橋シリコーン液にテトラエトキシシランを8重量%添加したコーティング樹脂液を用いた以外は、実施例3と同様にして、エアバッグ用基布を得た。
付加反応架橋シリコーンで、成分のアルケニルシリコーンについて粘度6万cPと粘度5千cPの組み合わせとし、テトラエトキシシランは添加せず、粘度3万cPの付加反応架橋シリコーン液とし、コーティング樹脂液とした。このコーティング樹脂液を用いた以外は、実施例3と同様にして、エアバッグ用基布を得た。
以上のようにして得られた実施例1〜8のエアバッグ用基布の特性を表1に示した。これらのエアバッグ用基布は、優れた製織性、速い展開速度、良好な内圧保持性、および取り扱いやすさを有していた。
総繊度235dtex、フィラメント数72本、強度8.5cN/dtex、無撚りのナイロン6・6繊維で、交絡数12回/mの丸断面マルチフィラメント糸を用いた以外は、実施例5と同様にして、エアバッグ用基布を得た。得られたエアバッグ用基布の特性を表1に示した。エアバッグ用基布は、優れた製織性、速い展開速度、良好な内圧保持性、および取り扱いやすさを有していた。
総繊度235dtex、フィラメント数72本、強度8.5cN/dtex、無撚りのナイロン6・6繊維で、交絡数5回/mの丸断面マルチフィラメント糸を用いた以外は、実施例5と同様にして、エアバッグ用基布を得た。得られたエアバッグ用基布の特性を表1に示した。エアバッグ基布は、織糸単糸露出率が低めだが、優れた製織性、速い展開速度、良好な内圧保持性、および取り扱いやすさを有していた。
粘度1.2万cPの付加反応架橋シリコーン液にテトラエトキシシランは添加しなかったことを除いて、実施例3と同様にして、エアバッグ用基布を得た。得られたエアバッグ用基布の特性を表1に示した。
織糸単糸のコーティング表面露出なく、経時粘着を有するため、展開時間がかかる。また、負荷がかかる動的通気度で通気性を示す。さらに、バッグ形態での評価では、ロール状への畳み込みやガスの高速流入の負荷でガスリークが生じ、展開時間が長く内圧保持性が悪い。湿熱経時後動的通気度では、通気度が増加していた。さらに、剥離帯電しやすく、その影響でインクジェット印字品位が悪い。
粘度1.2万cPの付加反応架橋シリコーン液にテトラエトキシシランは添加せず、ナイフ接圧を7N/cmとした以外は実施例1と同様にして、エアバッグ用基布を得た。得られたエアバッグ用基布の特性を表1に示した。
低粘性コーティングだが高接圧塗布で樹脂は織物に浸透しきれず、コーティング量は少なくなる。織物単糸の露出がわずかにあるが粘着性は抑制されず、圧力負荷でガスリークするため展開時間が長く内圧保持も悪い。剥離帯電抑制もみられない。
総繊度350dtex、フィラメント数72本、強度8.5cN/dtex、無撚りのナイロン6・6繊維で、交絡数20回/mの丸断面フィラメント糸を用い、エアージェットにて、平織組織の織物を得た。次いでこの織物に、粘度6万cPの付加反応架橋シリコーン液にテトラエトキシシランを8重量%添加したコーティング樹脂液を、フローティングナイフコーターを用い、該織物と該ナイフの接圧を10N/cmに保ちコーティングを行った後、190℃で2分間加硫処理を行い、エアバッグ用基布を得た。経糸と緯糸の織密度がともに67本/2.54cmになった。得られたエアバッグ用基布の特性を表1に示した。
織糸単糸のコーティング表面露出はごくわずかで、熱処理後に粘着性である上に、圧力負荷でガスリークするため、展開時間がかかり、内圧保持も悪い。剥離帯電抑制もみられない。
粘度3万cPの付加反応架橋シリコーン液にテトラエトキシシランを12%添加し、ナイフ接圧を13N/cmとした以外は実施例1と同様にして、エアバッグ用基布を得た。得られたエアバッグ用基布の特性を表1に示した。
テトラエトキシシランの添加が過剰で、織物単糸露出は多く、粘着性はない。しかし、ガスリークが多く、展開時間が長く内圧保持しない。
粘度2万cPの付加反応架橋シリコーン液にテトラエトキシシランを添加しなかったことを除いて、実施例3と同様にして、エアバッグ用基布を得た。得られたエアバッグ用基布の特性を表1に示した。
織糸単糸のコーティング表面露出なく、熱処理後に粘着性を有するため、展開時間がかかる。また、負荷がかかる動的通気度測定で通気性を示し、展開時間が長く内圧保持性が悪い。さらに、剥離帯電し、その影響でインクジェット印字品位が悪い。
粘度3万cPの付加反応架橋シリコーン液にテトラエトキシシランを添加しなかったことを除いて、実施例3と同様にして、エアバッグ用基布を得た。得られたエアバッグ用基布の特性を表1に示した。
織糸単糸のコーティング表面露出がなく、熱処理後に粘着性を有するため、展開時間がかかる。また、負荷がかかる動的通気度測定で通気性を示し、展開時間が長く内圧保持性が悪い。さらに、剥離帯電し、その影響でインクジェット印字品位が悪い。
粘度6万cPの付加反応架橋シリコーン液にテトラエトキシシランを添加しなかったことを除いて、実施例3と同様にして、エアバッグ用基布を得た。得られたエアバッグ用基布の特性を表1に示した。
織糸単糸のコーティング表面露出がなく、熱処理後に粘着性を有するため、展開時間がかかる。さらに、剥離帯電し、その影響でインクジェット印字品位が悪い。
粘度10万cPの付加反応架橋シリコーン液にテトラエトキシシランを添加しなかったことを除いて、実施例3と同様にして、エアバッグ用基布を得た。得られたエアバッグ用基布の特性を表1に示した。
織糸単糸のコーティング表面露出がなく、熱処理後に粘着性を有する上に、基布重量も重く展開時間がかかる。さらに、剥離帯電し、その影響でインクジェット印字品位が悪い。
実施例1に記載の235dtex平織り織物を、水系エマルジョン化されたメチルビニルシリコーン樹脂を主成分とする付加反応架橋シリコーンエマルジョン液に浸漬し、絞って120℃で2分間乾燥した後190℃で2分間加硫処理を行い、シリコーン塗布量が15g/m2のエアバッグ用基布を得た。
織糸単糸露出率は100%であり、粘着性を示さないが、通気度が大きく、内圧保持できない。剥離帯電位は低めだが、コーティング樹脂が基布内部にしっかり浸み込んでいる影響でインクジェットのインクがにじみ、印字性は悪かった。
エアージェット織機で製織し、精練することなしにコーティングしたことを除いて実施例1と同様に実施した。製糸油分が概ねすべて残留しており、剥離帯電は抑制され、インクジェット印字は鮮明であった。しかし、湿熱経時後は、負荷時に樹脂皮膜の剥離を伴い、動的通気度が大きく、内圧保持時間も悪化した。
ウォータージェット織機で製織し、精練することなしにコーティングしたことを除いて実施例1と同様に実施した。製糸油分がまだ残留しており、剥離帯電は抑制され、インクジェット印字は鮮明であった。湿熱経時後は、負荷時に樹脂皮膜の剥離を伴い、通気度が大きく、内圧保持時間も悪化した。
2 緯糸
3 経糸の中心線
Claims (13)
- 合成繊維からなる織物の少なくとも片面に樹脂が配される基布において、樹脂付着量が10〜50g/m2であり、かつ、樹脂表面に織糸単糸が露出し、織糸単糸露出率が1〜25%であることを特徴とするエアバッグ用基布。
- 溶媒抽出油分が0.15〜0.005重量%であることを特徴とする請求項1に記載のエアバッグ用基布。
- 織糸中心断面の織糸扁平度が経糸および緯糸において、2.0以上6.0以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のエアバッグ用基布。
- 樹脂がシリコーンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のエアバッグ用基布。
- 合成繊維がポリアミド繊維であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のエアバッグ用基布。
- インクジェット印字された基布であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のエアバッグ用基布。
- 織物表面にコーティング樹脂液をコーティングすることによって樹脂が配されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のエアバッグ用基布。
- コーティング樹脂液の粘度が15,000〜500,000cPであることを特徴とする請求項7に記載のエアバッグ用基布。
- 低分子量アルコキシシランがコーティング樹脂液に1〜10重量%添加されていることを特徴とする請求項7または8に記載のエアバッグ用基布。
- コーティング樹脂液が、粘度が500cPを超え、10,000cP未満の低粘度樹脂成分を含んでいることを特徴とする請求項7〜9のいずれか一項に記載のエアバッグ用基布。
- コーティング時に使用するナイフと基布との接圧が0.5〜20N/cmであることを特徴とする請求項7〜10のいずれか一項に記載のエアバッグ用基布。
- 請求項1〜11項のいずれか一項に記載のエアバッグ用基布からなるエアバッグ。
- 請求項12に記載のエアバッグを用いたエアバッグ装置。
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