JP4940382B2 - エアバッグ用合成繊維処理剤、エアバック用合成繊維フィラメントおよびエアバッグ用基布 - Google Patents
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Description
前記合成繊維フィラメントは、ナイロン6,6、ナイロン6またはポリエステルの合成繊維フィラメントであることが好ましい。
本発明のエステル化合物(A)は、脂肪族多価アルコールと脂肪酸とのエステル(A1)および脂肪族1価アルコールと脂肪族多価カルボン酸とのエステル(A2)から選ばれる少なくとも1種の多価エステルであり、かつ分子量が200〜1300である。エステル化合物(A)は、分子内に2個以上のエステル基を有する多価エステルであり、また分子内にポリオキシアルキレン基を有しない化合物である。エステル化合物(A)は1種又は2種以上使用してもよい。
エステル化合物(A)は、後述するエステル化合物(B)による高摩擦を抑え、製糸時と製織時に必要な潤滑性と収束性を与える成分である。さらに、エステル化合物(A)はエアバック基布の滑脱抵抗を下げる作用があるため、エアバック基布製織後の精練またはウォータージェットルーム製織時の水圧で除去されやすい性質(以下、精練性ということがある)が必要である。ポリオキシアルキレン基を含有するエステルは摩擦が高くなるため、好ましくない。
脂肪族多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、エリスリトール、ジグリセリン、ソルビタン、ソルビトール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、トリグリセリン、テトラグリセリン、ショ糖等が挙げられる。これらの中でも、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、エリスリトール、ジグリセリン、ソルビタン、ソルビトール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、ショ糖が好ましく、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、エリスリトール、ジグリセリン、ソルビタンがより好ましく、グリセリン、トリメチロールプロパンがさらに好ましい。
脂肪族多価カルボン酸としては、クエン酸、イソクエン酸、リンゴ酸、アコニット酸、オキサロ酢酸、オキサロコハク酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等が挙げられる。これらの中でも、アコニット酸、オキサロ酢酸、オキサロコハク酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸が好ましく、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸がより好ましい。
分子量が200未満になると、処理剤を付与した合成繊維の極圧性が低く、延伸時に糸条と延伸ローラーとの間で油膜切れを起こし、糸条と延伸ローラーとの摩擦が増大する。その結果、製糸性が低下して合成繊維を高倍率延伸できなくなり、高強度の合成繊維を得ることができなくなる。一方、分子量が1300を越えると、糸条と延伸ローラーなどとの摩擦、すなわち対金属摩擦が高くなり、高倍率延伸によるローラー表面と合成繊維の各単糸との摺動が円滑に行われなくなって、単糸切れが生じやすくなる。
エステル化合物(A)の粘度(25℃)は、エステル化合物(B)による高摩擦を抑え、製糸時と製織時の潤滑性と収束性を向上させる点から、40〜90mm2/sが好ましく、50〜80mm2/sがより好ましく、60〜70mm2/sがさらに好ましい。
また、エステル化合物は、精練性の点から、分子内に不飽和結合を有することが好ましい。不飽和結合の数については特に限定はないが、同一アルキル鎖中に2つ以上有する場合、酸価により劣化が進行して処理剤が増粘して精練性が損なわれるため、同一アルキル鎖中に1つが好ましい。
本発明のエステル化合物(B)は、芳香族カルボン酸とアルコールとのエステル(B1)および芳香族アルコールとカルボン酸とのエステル(B2)から選ばれる少なくとも1種の芳香環を有するエステルであり、かつ分子量が200〜2600である。エステル化合物(B)は、分子内に少なくとも1つの芳香環を有するものであり、また分子内にポリオキシアルキレン基を有しない化合物である。エステル化合物(B)は、1種または2種以上を使用してもよい。エステル化合物(B)は、エアバック基布の滑脱抵抗を高める成分であり、エアバック基布製織後の精練またはウォータージェットルーム製織時の水圧で除去され難い性質(以下、残留性ということがある)が必要である。このようなエステル化合物(B)を前述のエステル化合物(A)と併用することにより、製糸時と製織時の潤滑性と収束性を向上させ、さらにエアバック基布の滑脱抵抗を高めることができる。
芳香族カルボン酸としては、安息香酸、トルイル酸、ナフトエ酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、サリチル酸、没食子酸、メリト酸、ケイ皮酸、トリメリット酸等が挙げられる。これらの中でも、トリメリット酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸が好ましく、トリメリット酸がさらに好ましい。
脂肪族1価アルコールは、残留性の点から、飽和であることが好ましい。脂肪族1価アルコールは、直鎖状であっても分岐を有していてもよい。脂肪族1価アルコールの炭素数は、製糸性と残留性の両立から、8〜24が好ましく、12〜24がより好ましく、18〜24がさらに好ましい。
多価アルコールとしては、エステル(A1)で説明した脂肪族多価アルコールやエステル(B2)で説明する芳香族多価アルコール等を挙げることができる。
芳香族アルコールとしては、アルキルベンゼンアルコール等の芳香族1価アルコール、ジアルキルベンゼンアルコール、ビスフェノールA、ビスフェノールZ、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等の芳香族多価アルコール等が挙げられる。これらの中でもビスフェノールA、ビスフェノールZ、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼンが好ましく、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼンがより好ましい。
多価のカルボン酸としては、エステル(A2)で説明した脂肪族多価カルボン酸や、エステル(B1)で説明した芳香族多価カルボン酸等を挙げることができる。
分子量が200未満になると、完成したエアバッグ用基布を解体した時の経糸、緯糸各々の糸−糸間静摩擦力が低くなり、基布滑脱抵抗力(エッジコームレジスタンス)が小さくなる。また、分子量が2600を越えると、糸条と延伸ローラー等との摩擦、すなわち対金属摩擦が高くなり、高倍率延伸によるローラー表面と合成繊維の各単糸との摺動が円滑に行われなくなって、単糸切れが生じやすくなる。
本発明のエアバッグ用合成繊維処理剤は、必須成分であるエステル化合物(A)とエステル化合物(B)に加えて、チオジプロピオン酸と脂肪族アルコールとのジエステル化合物(C)、含芳香環シリコーン化合物(D)、後述の非イオン界面活性剤(E)および後述の非イオン界面活性剤(F)から選ばれる少なくとも1種を含有することが好ましい。
含芳香環シリコーン化合物(D)としては、フェニル変性ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン等が用いられる。製糸性と滑脱抵抗の両立から、粘度(25℃)は200〜600mm2/sが好ましく、300〜500mm2/sがより好ましく、350〜450mm2/sがさらに好ましい。ポリシロキサン鎖を構成するメチル基(M)と芳香環を有する基(P)のモル比(M/P)は、10以下が好ましく、5以下がより好ましく、2以下がさらに好ましく、0が特に好ましい。
ポリオキシアルキレン脂肪族アルコールエーテルとしては、例えば、オクチルアルコール、2−エチルヘキシルアルコール、デシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコールなどの脂肪族アルコールのアルキレンオキサイド付加物が挙げられる。これらの中でも、ラウリルアルコール、トリデシルアルコールのアルキレンオキサイド付加物が好ましく、トリデシルアルコールのアルキレンオキサイド付加物がさらに好ましい。
アルキレンオキサイドの付加モル数としては、2〜30モルが好ましく、4〜20モルがより好ましく、6〜15モルがさらに好ましい。
非イオン界面活性剤(E2)に用いられる1価の脂肪族カルボン酸としては、飽和であっても不飽和であってもよい。例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、ミリストレイン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、イソセチル酸、マルガリン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、リノール酸、リノレン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、イソイコサン酸、ガドレイン酸、エイコセン酸、ベヘン酸、イソドコサン酸、エルカ酸、リグノセリン酸、イソテトラドコサン酸、ネルボン酸等が挙げられる。
アルキレンオキサイドの付加モル数としては、5〜35が好ましく、10〜30がより好ましく、15〜25がさらに好ましい。
非イオン界面活性剤(E2)の分子量は、1000〜3000が好ましく、1200〜2800がより好ましく、1500〜2500がさらに好ましい。
非イオン界面活性剤(E3)に用いられる脂肪族ヒドロキシ1価カルボン酸としては、リシノール酸、リシネライジン酸、ヒドロキシステアリン酸、セレブロン酸、ヒドロキシリグノセリン酸等が挙げられる。
これらの中でも、多価アルコールとしては、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、エリスリトール、ソルビタン、脂肪族ヒドロキシ1価カルボン酸としては、リシノール酸、リシネライジン酸、セレブロン酸、が好ましく、多価アルコールとしては、グリセリン、ソルビタン、脂肪族ヒドロキシ1価カルボン酸としては、リシノール酸がさらに好ましい。
アルキレンオキサイドの付加モル数としては、1〜50が好ましく、5〜35がより好ましく、10〜30がさらに好ましく、15〜25が特に好ましい。
非イオン界面活性剤(E3)の分子量は、1000〜3000が好ましく、1200〜2800がより好ましく、1500〜2500がさらに好ましい。
また、非イオン界面活性剤(F)は、分子中のアルキレンオキサイド全体に対してプロピレンオキサイドを50モル%以上含有することが好ましく、65モル%以上がより好ましく、80モル%以上がさらに好ましい。プロピレンオキサイドの含有量が50モル%未満の場合、完成したエアバッグ用基布を解体した時の経糸、緯糸各々の糸・糸間静摩擦力が小さくなり、基布滑脱抵抗力(エッジコームレジスタンス)が小さくなるため、好ましくない。
エアバッグ用合成繊維処理剤の不揮発分に占める前記エステル化合物(A)の重量割合は、30〜80重量%が好ましく、45〜80重量%がより好ましく、60〜80重量%がさらに好ましい。30重量%未満の場合、糸条と延伸ローラーなどとの摩擦、すなわち対金属摩擦が高くなって、高倍率延伸できず、高強度の合成繊維が得られなくなる場合がある。80重量%超の場合、エアバック基布の滑脱抵抗が低下する場合がある。
処理剤の不揮発分に占める前記エステル化合物(B)の重量割合は、2〜30重量%が好ましく、5〜20重量%がより好ましく、10〜20重量%がさらに好ましい。2重量%未満の場合、エアバック用基布の滑脱抵抗が低下する場合がある。30重量%超の場合、糸条と延伸ローラーなどとの摩擦、すなわち対金属摩擦が高くなって、高倍率延伸できず、高強度の合成繊維が得られなくなる場合がある。
なお、本発明における不揮発分とは、処理剤を105℃で熱処理して溶媒等を除去し、恒量に達した時の絶乾成分をいう。
これらの中でも、均一付着性の理由から、前述の不揮発分を低粘度鉱物油で希釈して給油装置に適切な任意の粘度へ調整したものが好ましい。希釈する鉱物油の粘度(25℃)としては、1〜3mm2/sが好ましい。また、鉱物油で希釈したときの不揮発分の濃度は、30〜99重量%が好ましい。
本発明のエアバック用合成繊維フィラメントは、(原料)合成繊維フィラメントに対して、本発明のエアバック用合成繊維処理剤が付与されたものである。エアバック用合成繊維処理剤の付与量は、(原料)合成繊維フィラメントに対して、0.01〜2重量%が好ましく、0.5〜1.5重量%がより好ましく、0.75〜1.25重量%がさらに好ましい。
(原料)合成繊維フィラメントに本発明のエアバック用合成繊維処理剤を付与する方法としては、特に限定はなく、公知の方法を採用することできる。通常、合成繊維フィラメントの紡糸工程または延伸工程で付与され、(原料)合成繊維フィラメントに対して、不揮発分のみからなる処理剤、不揮発分を低粘度鉱物油で希釈した処理剤、又は水中に不揮発分を乳化した水系エマルジョン処理剤をジェットノズル給油装置やローラー給油装置を用いて付与する方法等が挙げられる。
本発明のエアバッグ用基布は、本発明のエアバッグ用合成繊維処理剤が付与されたエアバッグ用合成繊維フィラメントを製織したものである。本発明のエアバッグ用基布を製造する方法は、本発明のエアバッグ用合成繊維処理剤が付与されたエアバッグ用合成繊維フィラメントを製織する製織工程を含むものである。製織工程としては、特に限定はなく、公知の工程・方法を採用できる。例えば、ウォータージェットルームによる製織、レピア製織、エアジェットルーム、スルーザー織機による製織等が挙げられる。
ウォータージェットルームによって製織するエアバッグ用基布の製造方法では、製織時に水圧により処理剤の大部分が除去されるので、精練工程は省かれる。
下記表1または表2に記載の成分を混合撹拌して、各実施例・比較例のエアバッグ用合成繊維処理剤の不揮発分を調製した。表1における処理剤成分の各記号の詳細は、表3に示した通りである。これらの処理剤不揮発分と炭素数13のパラフィンオイルを1:1の重量比で混合してエアバッグ用合成繊維処理剤を調製した。
次に、470デシテックス、68フィラメントの丸断面ナイロン6,6フィラメントを溶融紡糸し、調製した処理剤をジェットノズル給油法により、得られた糸条に対して1重量%となるように付与した後、巻き取ることなく210℃で延伸倍率5倍にホットローラーを用いて多段熱延伸して巻き取り、エアバッグ用合成繊維フィラメントを得た。延伸性の評価は下記の方法で行った。その結果を表4及び5に示す。
紡糸―延伸後、3000m/minで巻き取った10kgのボビン表面を観察し、長さ1mm以上の毛羽の数をもって延伸性とした。
○:毛羽数0以上10未満
△:毛羽数10以上20未満
×:毛羽数20以上
糸・糸間静摩擦力はエアバック基布を解体して糸(経糸と緯糸)を取り出し、図1のような測定装置を用い、荷重T1(g)の張力下で、撚り数3回、引張り速度3cm/minで引っ張った時の張力T2(g)を測定し、T2/T1の比を糸・糸間静摩擦力とした。T2/T1の数値が大きいほど糸・糸間静摩擦力が高く、数値が小さいほど糸・糸間静摩擦力が低い。エアバック基布の滑脱抵抗と破断強力を両立するためには、T2/T1が2.75〜3.50であることが好ましい。
基布試料約300gを採取し、105℃の熱風乾燥機内に90分放置した後の質量(S)を電子天秤で測定し、大型ソックスレー抽出器に入れた。次にシクロヘキサン約2リットルを加えて、約4時間加熱環流した後、シクロヘキサンを回収し、抽出分の絶乾重量(M)を測定し、次式から残留油分量を求めた。 残留油分量(%)=M÷S×100
抽出された残留油分を溶媒(クロロフォルム90重量部とジエチルエーテル10重量部の混合液)に溶解させ、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを通過させた後に溶媒を回収して、エステル化合物(A)とエステル化合物(B)の混合物(チオジプロピオン酸と脂肪族アルコールとのジエステル化合物(C)、含芳香環シリコーン化合物(D)を含む場合はそれらを含む)の重量(X)を得た。次に、この混合物中に含まれるエステル化合物(B)(含芳香環シリコーン化合物(D)を含む場合はそれらの和)の含有率(Y;重量%)をガスクロマトグラフィー/質量分析法により決定し、エステル化合物(B)(含芳香環シリコーン化合物(D)を含む場合はそれらの和)の残留量(%)を次式から求めた。
エステル化合物(B)の残留量(%)=X×Y÷S
試験法:JIS L1096に基づき、織物幅は3cm、掴み具間距離15cm、引張り速度200mm/minで引っ張った時の破断強力を測定した。
◎:測定値が2250(N)以上
○:測定値が2000(N)以上
△:測定値が1500(N)以上、2000(N)未満
×:測定値が1500(N)未満
試験法::ASTM D6479に基づき、エアバッグ用基布から幅5cm、長さ30cmの大きさのテストピースを切り出し、引張り速度200mm/minで引っ張った時の経糸及び緯糸の滑脱抵抗力を測定した。基布滑脱抵抗力が大きいほど、エアバッグにしたときの気密性が優れていることになる。
◎:測定値が450(N)以上
○:測定値が400(N)以上
△:測定値が300(N)以上、400(N)未満
×:測定値が300(N)未満
一方、比較例1〜12(エステル化合物(A)及びエステル化合物(B)を必須に含有しない処理剤や、エステル化合物(A)とエステル化合物(B)との重量比(A/B)が1/1〜40/1を満足しない処理剤を用いた場合)では、実施例と比べ、製糸時の延伸性が劣るものがあり、また糸・糸間静摩擦力が低く、基布破断強力及び基布滑脱抵抗力ともに劣っている。
Claims (10)
- 脂肪族多価アルコールと脂肪酸とのエステルおよび脂肪族1価アルコールと脂肪族多価カルボン酸とのエステルから選ばれる少なくとも1種の多価エステルであり、かつ分子量が200〜1300であるエステル化合物(A)と、
芳香族カルボン酸とアルコールとのエステルおよび芳香族アルコールとカルボン酸とのエステルから選ばれる少なくとも1種の芳香環を有するエステルであり、かつ分子量が200〜2600であるエステル化合物(B)とを必須に含有し、
前記エステル化合物(A)と前記エステル化合物(B)の重量比(A/B)が1/1〜40/1である、エアバック用合成繊維処理剤。 - 前記エステル化合物(A)が、不飽和結合を有する化合物である、請求項1に記載の処理剤。
- 前記エステル化合物(A)が、分子内に3個以上のエステル基を有する化合物である、請求項1または2に記載の処理剤。
- 前記エステル化合物(A)が、3価以上の脂肪族多価アルコールと炭素数8〜24の不飽和脂肪酸とのエステルである、請求項1〜3のいずれかに記載の処理剤。
- 前記エステル化合物(B)が、分子内に2個以上のエステル基を有する化合物である、請求項1〜4のいずれかに記載の処理剤。
- 前記エステル化合物(B)が、芳香族カルボン酸と炭素数8〜24の脂肪族アルコールとのエステルである、請求項1〜5のいずれかに記載の処理剤。
- 処理剤の不揮発分に占める、前記エステル化合物(A)の重量割合が30〜80重量%であり、前記エステル化合物(B)の重量割合が2〜30重量%である、請求項1〜6のいずれかに記載の処理剤。
- 合成繊維フィラメントに対して、請求項1〜7のいずれかに記載の処理剤が付与された、エアバック用合成繊維フィラメント。
- 前記合成繊維フィラメントが、ナイロン6,6、ナイロン6またはポリエステルの合成繊維フィラメントである、請求項8に記載のエアバック用合成繊維フィラメント。
- 請求項8または9に記載の合成繊維フィラメントを製織した、エアバッグ用基布。
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