JP2884769B2 - エアーバッグ用基布 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はエアーバッグ用基布に関するものであり、詳
しくは、軽量かつ柔軟で収納性に優れ、機械的特性の優
れたエアーバッグ用基布に関するものである。

［従来の技術］ 自動車の乗員保護用安全装置としてエアーバッグの装
着が急速に進みつつある。

このエアーバッグは、通常その袋状のエアーバッグ本
体がステアリングホイールの中心部に折畳んで収納され
ており、自動車の事故の際、衝突のショックをセンサー
が検知すると共に、インフレーターから発生するガスに
より、膨張展開され、衝突時の乗員の移動を阻止して安
全を図るようにしている。

そのため、エアーバッグの要求機能としては、エアー
バッグを瞬間的に膨張させるために基布の通気性が小さ
いこと、瞬間的な膨張に耐えられるよう基布の強度、特
に引張り強度、引裂き強度、破裂強度等が高いこと、膨
張したエアーバッグが乗員に当った後の衝撃を吸収する
エネルギーが大きいこと、およびインフレーターから発
生する高温ガスに対する耐熱性を有すること等である。

エアーバッグは通常ステアリングホイールやインスト
ルメントパネルなどの狭い場所に収納されるため、収納
容積をより小さくすることが強く求められている。そこ
でエアーバッグ用基布は機械的特性を満足する範囲で可
能な限り折畳み性がよく、収納容積を最少にする努力が
なされてきた。

例えば、ゴムコート基布ではポリクロロプレンゴムか
らシリコーン系ゴムへの移行が進みつつあるが、これは
シリコーン系ゴムを用いた方がゴムコートの塗布量が少
なくて済み、かつ柔軟なゴムコート基布にでき上がるか
らである。

しかしながら、エアーバッグ用基布の柔軟化と収納
性、および軽量性の点からはノンコート基布が最も有利
であることは云うまでもない。

従来のゴムコート基布はエアーバッグの通気性の制御
および耐熱性の点で有利であったが、エアーバッグの通
気性は高密度織物等の織物構造で制御できるようにな
り、また、耐熱性は低温インフレーターの開発によっ
て、必じすも難燃素材によるコーティングを必要としな
いレベルになりつつある。

しかし、耐熱性に関し、通常多く用いられているナイ
ロン66基布のままではノンコート基布化には不安が残る
という課題があった。

エアーバッグ用基布として、優れた機械的特性を有し
ながら柔軟で、折畳み特性に優れ、かつ収納容積を小さ
くできる糸条についての提案もなされている。例えば特
開昭64−41438号公報に記載された糸条は、強度8.5g/d
以上であり、かつ単糸デニールが３デニール以下のナイ
ロン66繊維が用いられたエアーバッグ用基布について開
示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記特開昭64−41438号公報で開示された技術は、エ
アーバッグ用基布が柔軟で、折畳み性が良く、収納容積
を小さくする目的で、単糸デニールが３デニール以下の
原糸を用いるものである。

確かに前記の技術によればエアーバッグ用基布の性能
については一応満足するが、該基布に用いられる糸条と
してはナイロン66繊維が用いられており、ノンコート基
布としては耐熱性が十分でないという課題を有する。

また、ゴムコートされた基布は柔軟性、折畳み性に限
界があり、また軽量性についても十分ではないという課
題を有する。

本発明の目的は、前記の従来技術の課題を解決し、エ
アーバッグの機械的特性を損うことなく、柔軟なエアー
バッグ用基布を提供するものであり、収納容積が小さ
く、かつ軽量のエアーバッグを実現せしめるものであ
る。

［課題を解決するための手段および作用］ 上記目的を達成するため、本発明のエアーバッグ基布
は、エアーバッグ用基布の経糸及び／又は緯糸として、
ポリマ構成単位の90モル％以上がテトラメチレンアジパ
ミド単位であり、硫酸相対粘度が3.5以上である高重合
度ポリテトラメチレンアジパミドからなる繊維からな
り、強度が8.5g/d以上、伸度が15％以上、かつ、沸騰水
収縮率が５％以下であるポリテトラメチレンアジパミド
繊維糸条を用いたことを特徴とする。さらに、そのエア
ーバッグ用基布は、下記の機械的特性及び柔軟性を有す
ることが好適である。

引張り強力≧180kg/3cm 引裂き強力≧18kg/2.54cm 柔軟性（カンチレバー法）≦70mm 本発明に係るエアーバッグ用基布に用いられるポリテ
トラメチレンアジパミド繊維はテトラメチレンアジバミ
ド成分が90モル％以上の実質的にテトラメチレンアジパ
ミド単位からなるが、共重合成分を２〜７％含むものが
特に好ましい。

共重合成分としては、ε−カプロラクタム、アミノカ
プロン酸、ｐ−アミノ安息香酸、α−ピロリドン、ω−
アミノウンデカン等のアミノカルボン酸類、ジアミン成
分とジカルボン酸成分とからなるナイロン塩、例えばジ
アミン成分としてはヘシサメチレンジアミン、オクタメ
チレンジアミン、デカメチレンジアミン、ｐ−フェニレ
ンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、シクロヘキサン
ジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、ｍ−キシリレンジ
アミン等であり、ジカルボン酸成分としてはアジピン
酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等をもち
いることができるが、とりわけε−カプロラクタムまた
はアミノカプロン酸を共重合した場合に、本発明が目的
とするエアーバッグ用基布に用いられる繊維として優れ
た特性を有するポリテトラメチレンアジパミド繊維が得
られる。

また、本発明に係るエアーバッグ用基布に用いられる
ポリテトラメチレンアジパミド繊維の硫酸相対粘度は3.
5以上の高重合度である。3.5未満では本発明の目的とす
る機械的特性、即ち瞬間的な膨張に耐えられる基布の強
度、特に衝撃強度、破裂強度、引裂き強度等および膨張
したエアーバッグが乗員に当った後の衝撃を吸収するエ
ネルギー等を満足しない。

本発明に係るエアーバッグ用基布に用いられるポリテ
トラメチレンアジパミド繊維糸条は好ましくは150〜100
0デニール、より好ましくは210〜840デニールである。
繊維糸条の強度は8.5g/d以上、好ましくは9.0〜11.0g/d
と高強度で、かつ伸度が15％以上、好ましくは18％以上
である。エアーバッグ用基布として要求される機械的特
性、特に衝撃強度、引裂き強度、破裂強度および吸収エ
ネルギーを満足させるために上記繊維糸条の強伸度特性
が必要である。

また本発明に係るエアーバッグ用基布に用いられるポ
リテトラメチレンアジパミド繊維の沸騰水収縮率は５％
以下、好ましくは３％以下と寸法安定性に優れているこ
とが特徴である。５％以上の沸騰水収縮率を有する繊維
は、エアーバッグ用基布を製造する際の熱セット工程に
おける熱収縮によって基布の通気性の安定な制御が困難
である。

本発明のエアーバッグ用基布は、例えば織物、編み物
およびその積層体や、シート状物等のものがあるが、エ
アーバッグ用基布としての総合性能は等方性織物が好ま
しい。

エアーバッグ用基布の組織は通常はタフタが用いら
れ、その組織構成密度は、繊維糸条繊度の平方根の積か
ら下記式によって求められるカバーファクター（Ｋ）が
1500以上の高密度織物でることが好ましい。

Ｋ＝N_W×Ｄ^1/2＋N_F×Ｄ^1/2 N_W ：縦糸密度（本／インチ） Ｄ^1/2：縦糸デニール N_F ：緯糸密度（本／インチ） Ｄ^1/2：緯糸デニール また、本発明に係るエアーバッグ用基布は、前記ポリ
アミド繊維の特徴を基布性能として有効に発現させるた
め、基布単独でエアーバッグを構成することが最も好ま
しい。

本発明に係るエアーバッグ用基布はノンコートのまま
用いた時、柔軟性、収納性、および軽量性において最も
優れている。

しかしながら、本発明に係るエアーバッグ用基布は従
来通り、エラストマーを副次的に全面或いは部分的にコ
ーティングしたコート基布としても十分用いることがで
き、エラストマーとしては例えばクロロプレンゴム、シ
リコーンゴム、ウレタン樹脂等が用いられる。

次に本発明に係るエアーバッグ用基布に用いられる糸
条、すなわちポリテトラメチレンアジパミド繊維の製造
方法について以下に詳述する。

前記ポリテトラメチレンアジパミド繊維は、テトラメ
チレンアジパミド単位90モル％以上からなるホモポリマ
ー、または10％以下の共重合成分を含む共重合ポリマ
で、硫酸相対粘度が3.8以上の高重合度ポリマを溶融紡
糸して得られる。本発明のエアーバッグ用基布に適した
高い強伸度を有する繊維を得るためには、ポリテトラメ
チレンアジパミド繊維の硫酸相対粘度は3.5以上、好ま
しくは4.0以上とする。

また本発明に係るエアーバッグ用基布は糸条製造中に
おける熱履歴、および製造として保管、使用される間の
熱、光および酸化劣化を防ぐ目的で酸化劣化防止剤とし
て銅塩およびその他の有機、無機化合物を含有させるこ
とが好ましい。通常、銅塩として沃化銅、塩化銅、臭化
銅、酢酸銅、ステアリン酸銅等の無機及び有機酸銅を銅
として10〜300ppm、好ましくは20〜150ppm添加し、沃化
カリウム、臭化カリウム、塩化カリウム、沃化ナトリウ
ム、臭化ナトリウム、塩化ナトリウム、沃化リチウム、
臭化リチウム、塩化リチウム等のハロゲン化アルカリ金
属、またはハロゲン化土類金属、或いは第４級ハロゲン
化アンモニウム塩等を0.05〜0.5重量％併用添加する。
更に必要に応じて有機、無機の燐化合物を燐として10〜
500ppm併用添加させる。

上記ポリマを紡糸温度285〜315度の範囲で溶融紡糸す
るが、ポリマを溶融した後の紡糸機内における滞留時間
は10分以内、好ましくは１〜５分以内とする。紡糸温度
が高かったり、滞留時間が長くなるとポリマが熱分解す
るし、一方、低温であったり、滞留時間が短いと未溶融
ポリマが繊維中に混入し、安定な紡糸状態が保持されな
い。

溶融ポリマの正常な紡出状態を確認した後、ポリマは
約５〜30μの細孔を有する金属不織布を組込んだ紡糸パ
ック内を通過させ、口金を通して紡出する。口金直下に
は10〜100cm、好ましくは20〜50cmの長さからなる加熱
筒で囲み、該加熱筒の内部は250℃以上、好ましくは300
〜400℃の高温不活性ガスでシールし、紡出糸の熱酸化
を防ぐ。紡糸温度および口金下雰囲気温度が高いので、
紡出糸条が加熱筒内を通過する間の熱酸化劣化は無視で
きないからである。

前記口金直下の高温雰囲気の制御は特に糸条を構成す
る各単糸間の均一性を高めるために必要でり、これによ
って毛羽の少ない糸条が製造でき、品位の優れたエアー
バッグ用基布が得られる。

紡出糸条は上記高温雰囲気中を通過した後冷風で冷却
固化され、次いで油剤を付与された後、紡糸速度を制御
する引取ロールで引取られる。

引取ロールに引取られた未延伸糸条は通常連続して延
伸するが、一旦巻き取った後、別工程で延伸することも
できる。紡糸速度が3000m/分以上の高速紡糸の場合は一
般に一旦巻取った後、別工程で延伸する。

前記のように引取ロールに引取られた未延伸糸条は20
0℃以上、好ましくは220〜260℃の温度をかけて熱延伸
される。延伸は２段以上の多段延伸が好ましく、延伸倍
率は未延伸糸の複屈折、および延伸温度、多段延伸する
際の延伸妃配分等によって変化させるが、1.5〜6.0倍、
好ましくは2.0〜5.5である。

以上の方法によって強度8.5g/d以上、伸度15％以上
で、沸騰水収縮率が５％以下のポリテトラメチレンアジ
パミド繊維が得られ、該ポリテトラメチレンアジパミド
繊維を用いたエアーバッグ用基布は引張り強力が180kg/
3cm、引裂き強力が18kg/2.54cm、かつ、カンチレバー法
で測定した柔軟性が70mm以下となり、さらに、基布の破
裂強度45kg/cm²を満足させることもできるので、収納性
に優れており、該糸条を織成して得られたエアーバッグ
は極めて軽量となる。

次に実施例に基づいて説明するが、本発明明細書本
文、及び実施例中に記載した繊維特性の定義、及び測定
法は次の通りである。

（イ）硫酸相対粘度 試料0.25gを98％硫酸25mlに溶解し、オストワルド粘
度計にて25℃で測定した。

（ロ）原糸の強度、伸度： JIS L1017に準拠した。

（ハ）原糸の沸騰水収縮率 JIS L1073に準拠した。

（ニ）基布の引張り強力： JIS K6328（ストリップ法）に準拠し、試料巾3cmで
測定した。

（ホ）基布の引裂き強力： JIS K6328（トラベゾイド法）に準拠し、試料巾2.54
cmで測定した。

（ヘ）基布の破裂強度： JIS K6328（ミューレン法）に準拠した。

（ト）柔軟性： JIS Ｌ−1096（45゜カンチレバー法）に準拠し、試
料巾2cmで測定した。

（チ）折畳み性： 基布20×20cmを４つ織した時の嵩高さ（cm）を測定
し、収納性のパラメーターとした。

［実施例］ 実施例１〜５ テトラメチレンアジパミドを主成分とし、共重合成分
としてヘキサメチレンアジパミド単位を少量比率で共重
合し、かつ硫酸相対粘度の異なるポリマを用いて、紡糸
速度を変えて溶融紡糸した。エクストルーダー型紡糸機
を用い、紡糸機内での溶融ポリマの滞留時間が約３分と
なるように紡糸速度および糸条繊度に合せて吐出量を変
化させた。

紡糸に先立って、熱酸化防止剤として酢酸第２銅を0.
02重量％、沃化カリウムを0.1重量％、臭化カリウムを
0.1重量％混合した。

口金孔径は0.3mmφ、孔数は延伸糸の単糸繊度が約３
〜６デニールとなるよう延伸糸総繊度、紡糸速度、およ
び延伸速度等を考慮して決定した。

溶融ポリマは紡糸パック内で約15μの細孔を有するス
テンレス繊維製不織布を通して濾過した。

口金直下には20cmの長さの加熱筒を取り付け、筒内雰
囲気温度を280℃となるよう加熱した。加熱筒の下には
長さ120cmの横型ユニフローチムニーを取り付け、糸条
に直角方向から20℃の冷風を30m/分の速度え吹きつけ、
冷却固化させた。ついで油剤を付与した後、引取りロー
ルで糸条速度を制御した後、一旦巻取ることなく連続し
て延伸した。延伸はネルソン型ロールによって２段延伸
した後、３％の弛緩を与えながら熱処理して巻取った。
延伸条件は引取ロールを80℃、第１延伸ロールを110
℃、第２延伸ロールを240℃とした。延伸ロールの後に
非加熱の張力調整ロールを用いて第２延伸ロールとの間
で弛緩熱処理を行った。１段延伸倍率は全延伸倍率の75
％に設定し、全延伸倍率を変化させて延伸した。延伸糸
の繊度は約420デニールとなるよう吐出量を変化させて
調整した。

得られた糸条は一部を整経して縦糸とし、一部を緯糸
としてエアージェットルームで製織した。緯糸打込み速
度は800prmで行なった。

糸条の製造条件、原糸特性、およびエアーバッグ用基
布特性等について表に示した。

本発明に係るエアーバッグ用基布は目的とする機械的
特性および柔軟性、収納性を兼備していることがかわ
る。

比較例１〜５ 実施例１〜５と類似の製糸条件で、本発明で特定した
ポリマ種および強伸度特性の異なる糸条をそれぞれ作製
し、実施例１〜５と同様にエアーバッグ用基布を作製し
た。それらの製造条件および糸条特性およびエアーバッ
グ用基布特性等について表に示した。

［発明の効果］ 本発明に係るエアーバッグ用基布を用いて得られたエ
アーバッグは、機械的特性および耐熱性に優れ、かつ柔
軟で収納容積が小さく、軽量のエアーバッグが得られ、
ノンコートエアーバッグ用基布として最適である。その
結果、本発明に係るエアーバッグ用基布を用いることに
よってエアーバッグを収納する装置全対を小型化、軽量
化することができる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｄ０３Ｄ 15/00 Ｄ０３Ｄ 15/00 Ａ (56)参考文献 特開 昭64−41438（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−176750（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−104848（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−108748（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) D03D 1/02 D03D 15/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エアーバッグ用基布の経糸及び／又は緯糸
   として、ポリマ構成単位の90モル％以上がテトラメチレ
   ンアジパミド単位であり、硫酸相対粘度が3.5以上であ
   る高重合度ポリテトラメチレンアジパミドからなる繊維
   からなり、強度が8.5g/d以上、伸度が15％以上、かつ、
   沸騰水収縮率が５％以下であるポリテトラメチレンアジ
   パミド繊維糸条を用いたことを特徴とするエアーバッグ
   用基布。
2. 【請求項２】請求項１記載のエアーバッグ用基布におい
   て、下記の機械的特性及び柔軟性を有することを特徴と
   するエアーバッグ用基布。 引張り強力≧180kg/3cm 引裂き強力≧18kg/2.54cm 柔軟性（カンチレバー法）≦70mm