JP2012524845A - エアバッグ用ポリエステル織物及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明のエアバッグ用織物は、高強力高伸率低いモジュラスのポリエステル原糸を使用して、織物の強靭性及び引裂強度を最適化することによって、エアバッグの展開時に、エネルギー吸収性能及び形態安定性が優れていて、優れた収納性及び空気遮断効果を提供し、搭乗者に加えられる衝撃を最小化して、搭乗者を安全に保護することができる。
Description
エアバッグ用織物として要求される項目は、衝突時に円滑に展開されるようにする低通気性、エアバッグそのものの損傷及び破裂を防止するために高強力、高耐熱性、及び搭乗者に加えられる衝撃を低減させるための柔軟性などがある。
特に、自動車に使用されるエアバッグは、一定の形態に製造された後、その体積を最小化するために折り畳まれた状態で自動車のハンドルや自動車の側面ガラス窓または側面構造物などに装着されて、折り畳まれた状態を維持し、インフレータなどが作動する時にエアバッグが膨張して展開されるようにする。
一方、特許文献1には、このような欠点を軽減させることができるポリエステル繊維の使用が提案されている。しかし、このように既存のポリエステル原糸を使用してエアバッグを製造する場合には、高い剛軟度(stiffness)によって自動車への装着時に狭い空間に収納するのが難しく、高弾性率及び低伸率によって高温の熱処理などで過度な熱収縮が発生し、高温高湿の苛酷な条件下で十分な機械的物性及び展開性能を維持するのに限界があった。
本発明は、また、ポリエステル原糸でエアバッグ用生地を製織する段階、前記製織されたエアバッグ用生地を精練する段階、及び前記精練された織物をテンターリングする段階を含む前記エアバッグ用ポリエステル織物の製造方法を提供する。
本発明は、また、前記エアバッグ用ポリエステル織物を含む車両用エアバッグを提供する。
本発明において、エアバッグ用織物とは、自動車用エアバッグの製造に使用される織物または不織布などを言い、一般的なエアバッグ用織物としては、レピア織機で製織されたナイロン6平織物またはナイロン6不織布が使用されているが、本発明のエアバッグ用織物は、ポリエステル原糸を使用して、形態安定性及び空気透過度、剛軟度などの基本的物性が優れている。
[計算式1]
本発明の織物は、エアバッグ用に使用するためには、前記剛軟度の範囲を維持するのが好ましく、剛軟度が非常に低い場合には、エアバッグの膨張展開時に、十分な保護支持機能を行うことができず、車両への装着時にも、形態維持性能が劣って、収納性が低下する。
本発明によるエアバッグ用織物は、米国材料試験協会規格ASTM D 5034方法で常温で測定した切断伸度が25%乃至60%、好ましくは30%乃至50%である。ここで、織物の強靭性の側面からは前記切断伸度が25%以上であるのが好ましく、滑脱抵抗力の側面からは前記切断伸度が60%を超過しないのが好ましい。
前記ポリエステル原糸は、通常のポリエステルの中でもポリエチレンテレフタレート(PET)原糸であるのが好ましく、より好ましくはPETを70モル%以上または90モル%以上含むPET原糸であるのが好ましい。
前記のように、本発明のポリエステル織物は、固有粘度及び初期モジュラス、伸率の範囲が最適な範囲であるポリエステル原糸を使用して、エアバッグ用織物に製造する時に、優れた性能を発揮することができる。
一方、発明のまた他の実施態様により、前記ポリエステル織物を含む車両用エアバッグが提供される。また、前記エアバッグを含むエアバッグシステムが提供され、前記エアバッグシステムは、関連業者に周知の通常の装置を備えることができる。
所定の固有粘度を有するPETチップを溶融紡糸器を利用して1 stepでポリエステル原糸を製造した後に、前記原糸を使用してレピア織機を利用してエアバッグ用織物生地を製織し、精練及びテンターリング工程を経て、エアバッグ用織物を製造し、前記織物に液状シリコンゴム(LSR)樹脂をナイフコーティング(knife over ro1l coating)方法でコーティングして、シリコンコーティングされた織物を製造した。
下記の計算式1によって強靭性(Toughness、J/m3)値を計算した。
コーティング処理前のコーティングされていない織物及びコーティング処理後のコーティングされた織物を使用して、各々の試片から横75mm×縦200mmを裁断した後、前記試片の上側及び下側各々を米国材料試験協会規格ASTM D 2261 TONGUEによる装置の上段及び下段の挟持装置面(jaw face)の左右空間の間に位置させて、前記挟持装置面(jaw face)の間隔は76mm/min基準で、300mm/minの速度で非コーティング織物及びコーティング織物の引裂強度を各々測定した。
コーティング処理前のコーティングされていない織物から試片を裁断して、米国材料試験協会規格ASTM D 5034による引張強度測定装置の下部クランプに固定し、上部クランプを上に移動させながらエアバッグ織物の試片が破断される時の強度及び伸度を測定した。
米国材料試験協会規格ASTM D 1776により経/緯糸方向の織物収縮率を測定した。まず、コーティング処理前のコーティングされていない織物から試片を裁断した後、経糸及び緯糸方向に収縮前の長さである20cmを表示して、149℃で1時間チェンバで熱処理した試片の収縮した長さを測定し、経糸方向及び緯糸方向の織物収縮率{(収縮前の長さ−収縮後の長さ)/収縮前の長さ×100%}を測定した。
コーティング処理前のコーティングされていない織物に対して米国材料試験協会規格ASTM D 4032による剛軟度測定装置を利用してサーキュラーべンド(Circular Bend)法で織物の剛軟度を測定した。また、剛軟度測定法としてケンチレバー法を適用することもでき、織物にベンディングを与えるために一定の角度の傾斜を与えた試験台であるケンチレバー測定機器を利用して、織物のベンディングの長さの測定を通して剛軟度を測定することもできる。
米国材料試験協会規格ASTM D 1777によってコーティング処理前のコーティングされていない織物の厚度を測定した。
米国材料試験協会規格ASTM D 737によってコーティング処理前のコーティングされていない織物を20℃、65%RH下で1日以上放置した後、ΔPが各々125pa及び500paの圧力の空気が38cm2の円形断面を通過する量を測定して、静的空気透過度で示した。
また、ASTM D 6476によって動的空気透過度試験器(TEXTEST FX 3350Dynamic Air Permeability Tester)を使用して、前記非コーティング織物の動的空気透過度を測定して示した。
下記の表3に記載された条件を除いては、実施例1〜5と同様な方法により、比較例1〜5のエアバッグ用ポリエステル織物を製造した。
前記実施例1〜5及び比較例1〜5で、コーティング工程を行わないエアバッグ用ポリエステル非コーティング織物を使用してエアバッグクッションを製造し、各々下記の表5に示したようにDAB(driver airbag)クッションアセンブリーまたはPAB(passenger airbag)クッションアセンブリーに車両用エアバッグを製作した。このように完成された車両用エアバッグに対して、3つの熱処理条件(常温:25℃×4hrオーブン放置、Hot:85℃×4hrオーブン放置、Cold:−30℃×4hrオーブン放置)下で展開テスト(static test)を実施した。 前記展開テスト(static test)の結果、織物破断、ピンホール(pin hole)、及び織物炭化現象が発生しない場合に「Pass」と評価し、織物破断、縫製部ピンホール(pin hole)、または織物炭化現象のうちのいずれか一つでも発生した場合には「Fail」と評価した。
Claims (14)
- 下記の計算式1で定義される強靭性(Toughness)が70乃至95J/m3であるポリエステル原糸を含み、
下記の計算式1で定義される織物の強靭性が3.5乃至6.0kJ/m3であり、米国材料試験協会規格ASTM D 2261 TONGUE方法で測定した引裂強度が18乃至30kgfである、エアバッグ用ポリエステル織物。
前記計算式1で、Fはポリエステル原糸または織物の長さがdlだけ伸びる時に加えられる荷重を示し、dlはポリエステル原糸または織物の長さが伸びた長さを示す。 - 米国材料試験協会規格ASTM D 4032方法による剛軟度が1.5kgf以下である、請求項1に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
- 米国材料試験協会規格ASTM D 737方法による静的空気透過度は、ΔPが125paである時には10.0cfm以下であり、ΔPが500paである時には14cfm以下である、請求項1に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
- 米国材料試験協会規格ASTM D 6476方法による動的空気透過度が1,700mm/s以下である、請求項1に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
- 前記織物は、単糸繊度が2.9乃至6.0DPFであり、適用される原糸フィラメントが110本以上に形成されたポリエステル原糸を含む、請求項1に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
- 前記織物は、引張強度が8.3g/de以上であり、切断伸度が14%乃至24%、及び乾熱収縮率が1.0%乃至6.5%であるポリエステル原糸を含む、請求項1に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
- 前記織物は、ASTM D 885方法で測定したモジュラス(Young’s modulus)が伸度1%では60乃至100g/deであり、伸度2%では20乃至60g/deであるポリエステル原糸を含む、請求項1に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
- 前記織物は、固有粘度が1.05乃至1.40dl/gであるポリエステルチップから製造されたポリエステル原糸を含む、請求項1に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
- 前記織物は、粉末(powder)型シリコン、液状(liquid)型シリコン、ポリウレタン、クロロプレン、ネオプレンゴム、及びエマルジョン型シリコン樹脂からなる群より選択された1種以上のゴム成分でコーティングされている、請求項1に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
- 前記ゴム成分の単位面積当りコーティング量が20乃至200g/m2である、請求項9に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
- ポリエステル原糸でエアバッグ用生地を製織する段階、
前記製織されたエアバッグ用生地を精練する段階、及び
前記精練された織物をテンターリングする段階を含む、請求項1乃至請求項10のうちのいずれか一項によるエアバッグ用ポリエステル織物の製造方法。 - 前記テンターリング段階で、熱処理温度は140乃至210℃である、請求項11に記載のエアバッグ用織物の製造方法。
- 請求項1乃至請求項10のうちのいずれか一項によるエアバッグ用織物を含む、車両用エアバッグ。
- 前記エアバッグは、フロンタルエアバッグまたはサイドカーテンエアバッグである、請求項13に記載の車両用エアバッグ。
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