气囊用织物及气囊 技术领域 本发明涉及在因车辆导致的事故时吸收对人体的冲击并谋求其保护的气囊, 更具 体涉及轻量且收纳性优异的气囊用织物、 气囊及气囊模块。
背景技术 为了缓和汽车事故中的对人体的冲击, 正在推进对车辆安装气囊。作为在碰撞时 利用气体等而膨胀并吸收缓和对人体的冲击的气囊, 除了驾驶席用及副驾驶席用气囊以 外, 帘式气囊、 侧面气囊、 膝部气囊、 后座气囊等被实用化而用以保护乘客。进而, 为了保护 行人, 正在研究以向车辆的外侧膨胀的方式安装的气囊等各种气囊的安装。 另一方面, 由于 对地球环境问题的关心的提高, 从提高车辆的燃烧消耗率的观点考虑对作为这种安全装置 的气囊模块也期望实现轻量化。 此外, 为了将车辆小型化以谋求燃烧消耗率、 能量效率的提 高, 收纳气囊模块的区域也变窄, 对气囊模块期望更加的小型化。
气囊模块主要包括由合成纤维构成的织物形成为袋状而成的气囊、 产生可展开气 囊的气体的气体发生器及检测碰撞并控制展开的装置。其中, 气体发生器由于将推进剂收 纳到容器中而产生高压高速气体, 所以由结实的容器制成。 或者, 由于其将高压气体收纳到 容器中, 用火药等开封而产生高压高速气体, 所以由结实的高压气体容器制成。 因此, 重量、 容量在气囊模块中也占很大的比例。
另一方面, 关于气囊, 为了将气囊自身轻量化, 而减小构成气囊用织物的纤维的纤 度, 或者使用实质上未涂敷树脂、 弹性体的气囊用织物来构成无涂层气囊。
与涂敷气囊相比, 无涂层气囊中的展开气体的利用不充分。在气囊安装的历史较 长的驾驶席气囊、 副驾驶席气囊等正面碰撞用的气囊中, 利用气体将气囊展开后, 气囊边接 住人体, 边由设置在气囊上的通气孔、 过滤器织物部放出气体, 从而进行冲击能量的吸收。 因此, 这是无涂层气囊中的展开气体的漏泄量未成为严重问题的原委。但是, 近年来, 控制 通气孔的开闭来改变气囊的展开尺寸、 或者开始采用阶段性展开的气囊, 此外, 开始安装不 设置通气孔而谋求早期展开的侧面帘式气囊等。 因此, 相比于以前, 进一步要求未涂敷气囊 也在展开中不损失展开气体的气囊。 进而, 若展开气体没有损失, 则无需过量地增大气体发 生器的容量, 可预见到气囊模块的小型化。
关于未涂层气囊在高压下的透气度, 专利文献 1 中公开了制成高透气度时能够降 低冲击的技术, 但想要尽可能地抑制在高压下的透气度, 提高气体利用效率。此外, 专利文 献 2 中公开了用由聚酯长丝纱形成的织物制成未涂层气囊, 获得在高温高湿环境下没有透 气度变化、 破裂强度变化的气囊的技术, 但聚酯织物有时因气体发生器的推进剂的燃烧残 渣而产生熔解孔并发生破袋, 因而寻求使用耐热性优异的聚酰胺织物且在高压下的透气度 更低的气囊用织物。
关于耐热后的气囊的耐压性, 专利文献 3 中记载了聚己内酰胺纤维在热处理后保 持优异的撕裂强度, 但为了防止膨胀气体中使用火药时的高温气体、 反应残渣所导致的熔 融破袋, 从熔融温度的方面出发, 其并不胜于聚酰胺 6·6 纤维。由聚己内酰胺纤维制成的
布帛并不适于利用火药进行的气囊展开。专利文献 4 中记载了通过浸渍赋予聚硅氧烷系柔 软剂来提高撕裂强度, 但特别使用处理剂、 增加处理工序是不经济的。此外, 由于缝制部的 织造用纱滑脱, 成为脱纱, 会导致缝制部的强度降低。专利文献 5 中记载了通过不精炼而赋 予油剂的布帛在热处理后容易保持扯裂强度, 但关于在热处理后可维持展开速度那样的特 性并没有记载。专利文献 6 中记载了通过使聚己内酰胺纤维中含有热稳定剂, 制成在更高 温下产生热收缩应力的原纱, 从而能够抑制气囊基布的热处理后的透气度增加。 然而, 即使 在耐热后可维持低透气度, 关于用于维持展开速度所需要的特性也无记载。
以往, 在安装于汽车室内即驾驶室内的气囊中, 在夏季及昼间的显著的高温、 冬季 及夜间的低温的条件下长时间保管的气囊在经时后的膨胀展开动作时维持耐压性等展开 性能很重要。但是, 用于保护行人的以向车辆的外侧膨胀的方式安装的气囊的主要安装场 所是驾驶室外, 尤其是在发动机罩内的发动机室附近时, 被暴露在更苛刻的环境条件下。 即, 对气囊在苛刻环境下的耐久性的要求变得更加严格。 在比以往更苛刻的环境条件下, 经 时后维持展开性能成为课题。
用于保护行人的气囊为覆盖发动机罩前部、 挡风玻璃下部那样的大面积、 大尺寸。 此外, 与缓和车内的近距离的碰撞时相比, 其需要使用更大的膨起。因此, 这种气囊为大容 量的气囊, 但经长时间保管的气囊因经时变化导致展开速度变慢成为问题。即使利用检测 器、 展开点火控制机将气囊的展开时机优化, 只要在气囊的展开中至气体从一端充满到另 一端而发挥功能为止产生延迟等而导致错离时机, 冲击吸收性能就会变差。 因此, 大容量的 气囊在苛刻的环境条件下维持展开速度也成为课题。
现有技术文献
专利文献 专利文献 1 : 日本特开 2002-317343 号公报 专利文献 2 : 日本特开平 6-306731 号公报 专利文献 3 : 日本特开平 10-60750 号公报 专利文献 4 : 日本特开平 8-41751 号公报 专利文献 5 : 日本特开平 5-339840 号公报 专利文献 6 : 日本特开 2006-183205 号公报发明内容 发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种气囊模块, 由耐热性优异的聚酰胺纤维形成的织物所 构成的气囊利用气体发生器气体进行展开时, 可不损失气体地展开, 无需使发生气体量过 量, 其结果是使气体发生器轻量化。 目的尤其在于提供一种在未涂层气囊中耐破裂性优异、 能够不损失气体地高速展开的气囊模块。 目的还在于提供一种即使在高温高湿环境下可靠 性也高的气囊模块。
用于解决问题的方案
本发明为了达成上述目的, 具有如下所述的方案。
(1) 一种气囊用织物, 其特征在于, 其是由聚酰胺纤维制成的织物, 在 200kPa 的压 2 力下的织物的透气度为 10 ~ 200cc/cm /sec, 在初始载荷为 0.02cN/dtex、 纱长为 25cm 及
升温速度为 80℃ / 分钟的条件下测定的构成纱的热应力中, 230℃下的经纱及纬纱的总计 的热应力之和为 0.33 ~ 1.20cN/dtex。
(2) 根据上述项 1 所述的气囊用织物, 其特征在于, 织物中含有总量为 0.1 ~ 100ppm 的选自锌、 铝及镁中的至少 1 种元素, 10 ~ 500ppm 的铜元素, 总量为 100 ~ 3500ppm 的碘和 / 或溴, 及 0.01 ~ 20ppm 的铁元素。
(3) 根据上述项 2 所述的气囊用织物, 其特征在于, 其由添加脂肪酸金属盐进行熔 融纺丝而得到的聚酰胺纤维制成。
(4) 根据上述项 1 ~ 3 中任一项所述的气囊用织物, 其特征在于, 织物中的环状单 聚体含量相对于全部酰胺键单元为 0.1 ~ 3.0%。
(5) 根据上述项 4 所述的气囊用织物, 其特征在于, 聚酰胺纤维是添加含有环状单 聚体的低聚物进行熔融纺丝而获得的。
(6) 根据上述项 1 ~ 5 中任一项所述的气囊用织物, 其特征在于, 织物中的油剂成 分含量为 0.01 ~ 2.0 重量%。
(7) 根据上述项 1 ~ 6 中任一项所述的气囊用织物, 其特征在于, 织物表面的纬纱 的扩幅率 R(f) 与经纱的扩幅率 R(w) 之和即扩幅和 Ws 为 0 ~ 40%。 (8) 根据上述项 1 ~ 7 中任一项所述的气囊用织物, 其特征在于, 织物表面的纬纱 的扩幅率 R(f) 为 90 ~ 120%, 经纱的扩幅率 R(w) 为 105 ~ 135%。
(9) 根据上述项 1 ~ 8 中任一项所述的气囊用织物, 其特征在于, 在织物的应 力 - 应变曲线中, 在换算成每 1 根构成织物的纤维的应力相当于 4.0cN/dtex 的载荷下的织 物的伸长率在经纱方向和纬纱方向上的总计值为 40.0 ~ 58.0%。
(10) 根据上述项 1 ~ 9 中任一项所述的气囊用织物, 其特征在于, 通过以 20℃ / 分钟的升温速度测定织物的 DSC 测定测得的织物的熔解起始温度为 245 ~ 280℃, 并且熔解 热为 60 ~ 100J/g。
(11) 根据上述项 1 ~ 10 中任一项所述的气囊用织物, 其特征在于, 在对织物的构 成纱在初始载荷为 0.02cN/dtex、 纱长为 25cm 及升温速度为 80℃ / 分钟的条件下测定的热 应力中, 120℃下经纱及纬纱均为 0.005 ~ 0.10cN/dtex。
(12) 根据上述项 1 ~ 11 中任一项所述的气囊用织物, 其特征在于, 以相对粘度 为 2.7 ~ 4.7、 单纱纤度为 0.8 ~ 8.0dtex、 总纤度为 100 ~ 800dtex、 拉伸强度为 5.0 ~ 11.0cN/dtex、 断裂伸长率为 15 ~ 35%及沸水收缩率为 -4.5 ~ 5.0%的聚酰胺 6·6 纤维 作为构成纱。
(13) 根据上述项 1 ~ 12 中任一项所述的气囊用织物, 其特征在于, 未用树脂、 弹性 体进行涂敷。
(14) 一种气囊, 其使用了上述项 1 ~ 13 中任一项所述的气囊用织物。
(15) 一种气囊模块, 其使用了上述项 14 所述的气囊。
发明的效果
本发明的气囊用织物由耐热性优异的聚酰胺纤维制成, 能够构成收纳性优异、 并 且可以抑制利用高温气体进行的展开时展开气体的透气, 进而, 抑制热经时后的从缝制部 发生的气体漏泄, 总而言之展开气体利用性优异的气囊。因此, 由于能够将气体发生器的 生成气体量全部有效地利用于展开, 所以无需过量地增大气囊模块中使用的气体发生器容
量, 能够提供轻量小型的气囊模块。 此外, 缝制部得到强化, 耐破裂性优异, 使高速展开变为 可能。 进而, 能够提供经热物性变化受到抑制, 即使在高温高湿环境下可靠性也高的气囊模 块。 具体实施方式
以下, 对本申请发明进行具体的说明。
构成本发明的织物的聚酰胺纤维可列举出由聚酰胺 6、 聚酰胺 6·6、 聚酰胺 11、 聚 酰胺 12、 聚酰胺 6·10、 聚酰胺 6·12、 聚酰胺 4·6、 它们的共聚物及它们的混合物制成的纤 维。特别优选聚酰胺 6·6 纤维, 作为聚酰胺 6·6 纤维, 优选主要由聚己二酰己二胺纤维制 成。聚己二酰己二胺纤维是指由 100%的己二胺和己二酸构成的熔点为 250℃以上的聚酰 胺纤维。本发明中使用的聚酰胺 6·6 纤维也可以是在熔点不低于 250℃的范围内, 使聚己 二酰己二胺与聚酰胺 6、 聚酰胺 6·I、 聚酰胺 6·10、 聚酰胺 6·T 等共聚或者共混而成的聚 合物所制成的纤维。
此外, 聚酰胺 6·6 纤维的相对粘度 ηr 优选为 2.7 ~ 4.7。相对粘度 ηr 为 2.7 以上时, 能够以有助于作为气囊用织物充分的强伸度特性的高强度纱作为织物构成纱。此 外, 若为 4.7 以下, 则没有弱纱及细纱的混入, 也不会导致因绒毛而产生的织物缺陷显著之 类的不良影响, 作为气囊用织物容易形成高品位的织物。另外, 这里所说的相对粘度 ηr 是 指, 将 2.5g 试样溶解于 25cc 浓硫酸 (98% ) 中, 在恒温槽 (25℃ ) 的恒定温度下使用奥斯 特瓦尔德粘度计测定并求得的值。
此外, 聚酰胺 6·6 聚合物通过利用溶液聚合的缩聚来合成, 有在连续聚合获得的 聚合物和间歇聚合获得的聚合物。本发明中, 为了使相对粘度成为 2.7 ~ 4.7, 使两种聚 合工序获得的聚合物进一步通过固相聚合工序除去缩合水而提高聚合度, 或者通过将连续 聚合工序的最终工序设定为真空工序来除去缩合水提高聚合度, 从而能够得到高粘度聚合 物。
聚酰胺 6·6 聚合物利用熔融挤出机而纺丝成聚酰胺 6·6 纤维。此外, 也可以由 连续聚合工序直接纺丝。在熔融挤出过程中, 可以通过控制聚合物中的水分率来控制构成 本发明的织物的聚酰胺 6· 6 纤维的相对粘度 ηr。特别是以低水分率能够得到高 ηr。聚 合物中的水分率可以通过使熔融前的聚合物干燥、 吸湿, 或者真空抽吸熔融中的聚合物来 控制。
构成织物的聚酰胺 6· 6 纤维的沸水收缩率为 5.0%以下且越低则织物的形态稳定 性越好, 在大型气囊的情况下能够避免在高温环境下经时的形状变化。 此外, 在苛刻的环境 下即热经时后的撕裂耐性也良好, 有助于提高气囊的气体耐压性。 进而, 透气性变化也得到 抑制, 并且利用纤维的皱缩形态使织物的柔软性良好, 所以能够将气囊的展开时间维持在 短时间内。 构成织物的聚酰胺 6· 6 纤维的沸水收缩率来自作为织造用纱使用的聚酰胺 6· 6 纤维原纱的沸水收缩率, 进而, 在将织物干燥、 热定型的过程中沸水收缩率被确定下来。织 造用纱的聚酰胺 6·6 纤维原纱的沸水收缩率优选为 10.0%以下, 更优选为 8.0%以下, 进 而, 通过控制温度、 滞留时间、 张力以使在织物的干燥、 热定型过程中表现出收缩, 从而能够 将构成织物的聚酰胺 6·6 纤维的沸水收缩率抑制为 5.0%以下的低收缩率。构成织物的 聚酰胺 6· 6 纤维的沸水收缩也优选收缩完全, 也优选因沸水处理时的吸水而观察到表观上为负的收缩率即伸长。因此, 构成织物的聚酰胺 6·6 纤维的沸水收缩率优选为负 4.5%以 上。沸水收缩率优选为负 4.5 ~ 5.0%。更优选为负 4.0 ~ 3.0%, 进一步优选为负 3.0 ~ 2.5%。
由于聚酰胺 6·6 纤维的单纱纤度、 总纤度对作为气囊的机械特性以及收纳性方 面有很大影响, 所以单纱纤度优选为 0.8 ~ 8.0dtex。更优选为 1 ~ 7dtex。若单纱纤度 为 0.8dtex 以上, 则能够避免起因于织造工序等中的单纱断裂的织物缺陷等。单纱纤度为 8.0dtex 以下且越小则织物的折叠蓬松度越小, 成为气囊收纳性良好的织物。
此外, 总纤度优选为 100 ~ 800dtex。 更优选为 200 ~ 500dtex。 总纤度为 100dtex 以上时, 越粗则气囊织物的强度变得越大, 越可提高气囊的气体耐压性。总纤度为 800dtex 以下时, 越细则越成为轻量的织物。关于单纱纤度、 总纤度, 可在上述各范围内适当组合。
此外, 构成织物的聚酰胺 6·6 纤维的拉伸强度优选为 5.0cN/dtex ~ 11.0cN/ dtex。更优选为 6.0 ~ 10.5cN/dtex。最优选为 7.0 ~ 10.0cN/dtex。断裂伸长率优选为 15%~ 35%。
若拉伸强度为 5.0cN/dtex 以上的高强度, 则作为气囊用织物的强度优异。若是拉 伸强度为 11.0cN/dtex 以下的聚酰胺 6·6 纤维, 则与断裂伸长率取得平衡。此外, 若断裂 伸长率为 15%以上, 则织物不会变得粗硬, 若是断裂伸长率达到 35%以下的聚酰胺 6· 6纤 维, 则与拉伸强度取得平衡。构成织物的聚酰胺 6· 6 纤维的拉伸强度主要来自作为织造用 纱使用的聚酰胺 6·6 纤维的拉伸强度。织造用纱的聚酰胺 6·6 纤维的拉伸强度优选大概 为 5.5cN/dtex 以上, 进而, 即使是高密度的织造工序, 通过不受到异常的磨损, 成为由高强 度纱构成的织物。此外, 构成织物的聚酰胺 6· 6 纤维的断裂伸长率主要来自作为织造用纱 使用的聚酰胺 6·6 纤维的断裂伸长率。织造用纱的聚酰胺 6·6 纤维的断裂伸长率优选大 概为 20.0%以上, 即使是高密度的织造工序, 通过不受到异常的张力负荷, 成为由高伸长率 纱构成的织物。
本发明的织物在将织物以 20℃ / 分钟的速度进行升温的 DSC 测定中, 优选熔解起 始温度为 245 ~ 280℃, 并且熔解热为 60 ~ 100J/g。为了比较气囊在气体膨胀状态下的熔 解性, 在 DSC 测定的容器的底面放置大概与容器相同大小的织物试样, 通过将其与容器盖 一起堑紧而以试样的外周端被固定、 限制的方式进行测量。熔解起始温度是在晶体熔解之 前, 更低温纤维中的高分子取向开始焓松弛的温度。若熔解起始温度为 245℃以上、 并且熔 解热为 60J/g 以上, 则在气体发生器的展开气体的发生中产生的残渣即热颗粒飞来时, 织 物中产生熔解孔而导致破袋破裂的情况变少。熔解热来自聚酰胺聚合物的晶体熔解。晶体 熔解的焓越高、 晶化度越高则熔解热越大, 而晶体熔解的焓取决于晶体状态与熔解状态的 焓的差, 所以通过选择聚酰胺聚合物链从而在热力学上决定。晶化度根据对聚合物进行纺 丝拉伸时的热处理条件而改变, 高温热拉伸是有效的。 但是, 聚酰胺纤维是微结晶与非晶部 混合存在的次晶系, 晶化度存在限度。结果是, 实际上其熔解热成为 100J/g 以下。熔解热 更优选为 70 ~ 90J/g。
熔解起始温度是高分子链的高取向开始松弛的温度, 也受到纺丝拉伸工序中的利 用热拉伸的高分子结构定型、 织造·加工工序中的高分子结构的热定型、 布帛结构的影响。 熔解起始温度是在晶体熔解之前的温度, 最高是聚酰胺纤维的晶体熔解温度, 达到 280℃以 下。熔解起始温度更优选为 248 ~ 270℃。为了提高熔解起始温度, 构成织物的聚酰胺纤维的取向被热定型为较佳, 构成织物的纤维的沸水收缩率优选为 5.0%以下到负 4.5%。更优 选为到负 4.0%。进一步优选为 4.0%以下且到负 3.0%。其次, 以高密度织造的纤维彼此 被紧密地限制时, 熔解起始温度较高, 所以织物的布面覆盖系数优选为 2000 以上。更优选 为 2200 以上, 进一步优选为 2300 以上。 其中布面覆盖系数是对于经纱和纬纱将纤度 (dtex) 的平方根与纱织密度 ( 根 /2.54cm) 之积加和的值。
本发明的织物在常温下的 200kPa 压力下的透气度优选为 10 ~ 200cc/cm2/sec。 常温下的透气度为 200cc/cm2/sec 以下且越低则高温气体展开中的气体漏泄量越减少。为 了降低常温下的 200kPa 压力下的透气度, 织物的布面覆盖系数优选为 2000 以上。更优选 为 2200 以上, 进一步优选为 2300 以上。进而, 构成织物的纤维的单纱的纤度优选为 0.8 ~ 8.0dtex, 更优选为 1.0 ~ 7.0dtex, 较细时能够降低透气度。 进一步优选为 1.5 ~ 5.0dtex。 将常温下的高压透气度抑制得较低是利用高温气体展开时的低透气度的必要要件。透气 度优选气体被遮蔽到观测不到的程度, 但从与其他特性的平衡出发以 10cc/cm2/sec 为下 限。常温下的 200kPa 压力下的透气度更优选为 20 ~ 180cc/cm2/sec。进一步优选为 50 ~ 180cc/cm2/sec。
在本发明的织物表面的织造用纱中, 关于经纬分别织入的织造用纱的单纱并列的 最大宽度 W(mm), 纬纱的扩幅率 R(f) 为 90 ~ 120%, 经纱的扩幅率 W(w) 为 105 ~ 135%, 扩 幅和 Ws 优选为 0 ~ 40%。 其中, 扩幅率 R(f) = W(f)/(25.4/D(f))*100
扩幅率 R(w) = W(w)/(25.4/D(w))*100
扩幅和 Ws = R(f)+R(w)-200。
另外, W(f) 为纬纱最大宽度 (mm), W(w) 为经纱最大宽度 (mm), D(f) 为纬方向纱织 密度 ( 根 /25.4mm), D(w) 为经方向纱织密度 ( 根 /25.4mm)。
扩幅率是对在织物表面观测到的最大织造用纱宽度相对于由纱织密度算出的织 造用纱间距的百分率。 扩幅和表示将扩幅率在经纬方向总计膨胀至织造用纱间距以上的部 分。若扩幅和 Ws 为 0 以上, 则作为织物整体, 织造用纱的扩展成为遮挡气体透气的纤维的 重叠, 能够降低透气度。无论扩幅和 Ws 还是扩幅率 R 均是大则降低透气度。此外, 若扩幅 和 Ws 为 40%以下, 则不会因为除进行了扩幅的单纱以外的单纱开始松弛而导致在高压下 的透气度反而提高。扩幅和 Ws 优选为 2 ~ 30%。若经纱的扩幅率 R(w) 为 105%以上, 则 经纱彼此可靠地重叠而妨碍透气。若经纱的扩幅率 R(w) 为 135%以下, 则不会因为除进行 了扩幅的单纱以外的单纱开始松弛而导致在高压下的透气度反而提高。 经纱的扩幅率 R(w) 更优选为 110 ~ 130%。若纬纱的扩幅率 R(f) 为 90%以上, 则变成低透气度。若纬纱的扩 幅率 R(f) 为 120%以下, 则不会因为除进行了扩幅的单纱以外的单纱开始松弛而导致在高 压下的透气度反而提高。纬纱的扩幅率 R(f) 更优选为 93 ~ 110%。通过织物表面的织造 用纱互相重叠而满足这种扩幅率及扩幅和的织造用纱形态, 能够使透气度下降, 织物的高 压透气度降低变为可能。
为了增大扩幅率、 扩幅和, 首先, 通过织物设计提高纱织密度, 进而, 在织造后适度 地进行收缩加工, 均衡地提高经纬的纱织密度即可。 此外, 在织造工序中将加捻纱线用于织 造用纱时, 特别是通过经纱的单纱的集束而容易编织高密度织物, 但在织物表面上的单纱 集束性良好会导致扩幅率、 扩幅和减小。 因此, 优选不对织物中的织造用纱进行实质上的加
捻。即, 织造用纱中从包装中取出纱时的一点点解舒捻通常以低于 10 次 /m 存在, 优选不对 其进行这以上的有意识的加捻而使用。进而, 若通过制丝工序等对织造用纱赋予气流喷射 交缠, 则能够预防因织造用纱处理中的单纱散开导致的单纱断裂, 但在织物表面上的单纱 集束性良好会导致扩幅率、 扩幅和减小。因此, 优选在加工成织物的阶段实质上消除交织。 优选在将织物解体而得到的织造用纱中利用水面观察法未观测到交织。因此, 织物中使用 的织造用纱原纱的交织优选为 1 ~ 15 个 /m, 进一步优选为 1 ~ 10 个 /m。
在本发明的织物的拉伸试验中, 使每 1 根构成织物的纤维的载荷达到 4.0cN/ dtex 时的伸长率 ( 以下, 称为特定载荷伸长率 ) 在经纱方向和纬纱方向上的总计值优选为 40.0 ~ 58.0%。织物的拉伸试验的特定载荷伸长率总计为 58.0%以下且越小, 则越可抑 制通过气体赋予扩张应力时的织物的透气度。更优选为 45.0%~ 54.0%, 进一步优选为 51.0%以下。 为了降低织物的拉伸试验的特定载荷伸长率总和, 首先, 构成织造用纱的原纱 纤维不论经纬, 在其拉伸试验中 4.0cN/dtex 的载荷下的伸长率小, 优选为 15%以下。更优 选为 13%以下。进而, 通过织物织造及其以后的热定型而在经纬方向分别适当保持紧张进 行冷却定型即可。 此外, 若织物的拉伸试验的特定载荷伸长率总计为 40.0%以上, 则不会形 成粗硬的织物。构成织物的原纱纤维在其拉伸试验中在 4.0cN/dtex 的载荷下的伸长率优 选为 5%以上。更优选为 7%以上。 本发明中, 关于在初始载荷为 0.02cN/dtex、 试样长度为 25cm 及升温速度为 80℃ / 分钟的条件下测定的构成织物的纤维的热应力, 优选经纱纬纱均在 120 ℃下为 0.005 ~ 0.10cN/dtex。 此外, 关于在相同条件下测定的 230℃的热应力, 经纱及纬纱的总计的热应力 之和优选为 0.33 ~ 1.20cN/dtex。若 120℃的热应力为 0.10cN/dtex 以下且越低, 则在气 囊保管中的织物在高温环境下的尺寸稳定性越好。更优选为 0.05cN/dtex 以下。由此, 不 会在缝制部中产生皱褶而导致缝制部的透气度增加。 关于 120℃的热应力, 热稳定时实质上 为 0.005cN/dtex 以上。若 230℃的热应力之和高达 0.33cN/dtex 以上, 则能够抑制气囊展 开时, 高温下产生扩张应力时的织物的透气度。因此, 高温气体展开时的气体漏泄变少。若 230℃的热应力之和为 1.2cN/dtex 以下, 则 120℃的热应力不会过高。230℃的热应力之和 更优选为 0.35 ~ 1.00cN/dtex。
若在聚酰胺纤维的拉伸条件中选择高温拉伸条件, 则能够降低 120 ℃的热应力。 此外, 可以通过优化在织物织造及其以后的精炼热定型中的收缩来降低热应力。例如, 为 具有高收缩率的织造用纱原纱的情况下, 以利用高温精炼等的热收缩为主可谋求热应力的 降低, 但包括 230℃的高温时的热应力在内的热应力整体降低, 所以必须取得收缩条件的平 衡。此外, 在具有低收缩率的织造用纱原纱的情况下, 低温的热应力小, 有可能能够省略精 炼工序等中的收缩, 但另一方面, 有可能高温时的热应力变得过小。
若在聚酰胺纤维的拉伸条件中选择热拉伸后的冷却条件, 则能够降低 230℃的热 应力。即, 从热拉伸温度将处理温度条件阶段性地降低至 150℃左右, 可将其间的热时张力 以伸长松弛率阶段性地递减进行纺纱。 织物织造及其以后的精炼应该按照不会显著损害热 应力的方式适当选择条件, 宁可优选不进行精炼。此外, 这以后的织物热定型优选在 120 ~ 200℃的温度下不松弛张力保持紧张地进行, 在热处理后立即沿织物的经纬方向分别不松 弛张力而适当保持紧张地进行冷却即可。
本发明的构成织物的纤维在拉伸试验中的伸长率 2.5%下的初始刚性即应力优选
为 1.00cN/dtex 以下且 0.10cN/dtex 以上。 若初始刚性小至 1.00cN/dtex 以下, 则不易产生 织物的折叠褶儿 ( 褶锏 ), 容易避免成为气囊破袋的契机。 为了将构成织物的纤维的初始刚 性抑制得较小, 使用由脂肪族聚酰胺树脂形成的纤维且为利用直接纺丝拉伸法的纤维。进 而, 优选避免在织物加工的精炼、 热定型中表现出收缩的条件下施加紧张力, 或者, 不实施 精炼或热定型。
在本发明的织物中, 优选含有 10 ~ 500ppm 的铜元素。此外, 优选含有总量为 100 ~ 3500ppm 的碘和 / 或溴元素。它们作为聚酰胺的聚合物分子的热稳定剂可使长期耐 热性提高。铜元素更优选为 15 ~ 300ppm, 进一步优选为 20 ~ 200ppm, 特别优选为 30 ~ 100ppm。碘和 / 或溴元素总量更优选为 150 ~ 3000ppm, 进一步优选为 200 ~ 2500ppm。最 优选为 250 ~ 2000ppm。利用铜元素发挥使聚酰胺聚合物的分子链的开裂自由基淬灭的作 用。铜元素为 10ppm 以上且越多则越可期待聚酰胺聚合物的长期耐热性的提高。因此, 在 使气囊热经时后, 在进行气体展开时能够避免破裂破袋。铜元素为 500ppm 以下则经济, 在 纺丝工序中不易产生无机析出物堆积那样的不良情况。碘和 / 或溴元素用于反复体现出铜 的自由基淬灭作用, 用于长期维持铜所带来的热稳定效果。
铜元素以铜化合物的方式被添加到聚酰胺聚合物中。作为铜化合物的具体例子, 可列举出氯化亚铜、 氯化铜、 溴化铜、 碘化亚铜、 碘化铜、 硫酸铜、 硝酸铜、 磷酸铜、 醋酸亚铜、 醋酸铜、 水杨酸铜、 硬脂酸铜、 苯甲酸铜及上述无机卤化铜与苯二甲胺、 2- 巯基苯并咪唑、 苯 并咪唑等形成的铜化合物等。特别是更优选添加铜化合物与卤素的组合即 1 价的卤化铜化 合物, 具体而言, 可例示出醋酸亚铜、 碘化亚铜等作为特别合适的添加化合物。
此外, 碘和 / 或溴元素可以以卤化碱化合物的方式添加。作为该卤化碱化合物的 例子, 可列举出溴化锂、 碘化锂、 溴化钾、 碘化钾、 溴化钠及碘化钠等。碘和 / 或溴元素用于 在铜有助于聚合物的自由基淬灭时通过氧化还原反应使铜的作用再生, 为 100ppm 以上, 特 别优选为 300ppm 以上, 越多则越可期待聚酰胺聚合物的长期耐热性的提高。另一方面, 若 为 3500ppm 以下, 则能够避免在一般环境下的因碘游离导致的黄变。
本发明的织物中, 所含有的铁元素优选为 0.01 ~ 20ppm 的含量。 更优选为 0.05 ~ 10ppm, 进一步优选为 0.1 ~ 5ppm。所含有的铁元素为 20ppm 以下时, 越少则聚酰胺及聚酰 胺低聚物成分被氧化分解的情况越是限定性的, 能够更有效地享受铜及卤化合物带来的维 持耐热性的效果。在热经时后聚酰胺的氧化分解是限定性的, 机械物性降低受到抑制。因 此, 在热经时后高气密性地展开时负荷增高的气囊基布不会发生破袋, 能够进一步提高可 靠性。使聚酰胺聚合物含有铁元素的是在聚合纺丝工序中温度最高、 金属接触面积大的纺 丝过滤工序。优选纺丝过滤器中使用的金属无纺布使用铁含量少的合金材料、 例如镍合金 ( 哈斯特洛伊合金 (Hastelloy)( 注册商标 ) 等 )。聚酰胺纤维中含有的铁元素在工业中实 际上为 0.01ppm 以上。
本发明的织物优选含有总量为 0.1 ~ 100ppm 的锌、 铝及镁元素中的任一种或全 部。更优选为 0.5 ~ 50ppm, 进一步优选为 1.0 ~ 30ppm, 最优选为 5.0 ~ 20ppm。若织物中 含有锌、 铝及镁元素的总量为 0.1ppm 以上, 则由聚酰胺纤维制成的织物即使在高温环境、 高湿环境下, 也可抑制因聚酰胺纤维的劣化导致的物性降低。 若聚酰胺纤维中锌、 铝及镁元 素的总量为 100ppm 以下, 则可避免因在聚酰胺纤维中添加含该元素的添加物而导致的纺 丝不良情况、 即断纱或基于单纱断裂的聚酰胺纤维织物的织物缺陷。进而, 锌、 铝及镁元素量的总量优选超过铁元素量。此外, 尤其是铝元素在三元素中为主要量, 优选为 40%以上, 进一步优选为 60%以上。
本发明的织物中, 聚酰胺纤维中含有的锌、 铝及镁元素优选通过在聚酰胺聚合物 中添加脂肪酸金属盐进行纺丝而含有。 聚酰胺聚合物中添加的脂肪酸金属盐优选碳原子数 为 6 ~ 40 的脂肪酸的金属盐, 具体而言可列举出褐煤酸铝、 褐煤酸镁、 褐煤酸锌、 硬脂酸铝、 硬脂酸镁、 硬脂酸锌等。上述中, 可以优选使用褐煤酸铝、 褐煤酸镁、 褐煤酸锌。这种脂肪酸 金属盐对聚酰胺聚合物的热劣化作用少, 并且利用成核效果而容易得到高强度纤维, 进而, 由于纤维物性的均匀性提高而有助于织物的针迹强度的提高, 尤其有助于热经时后的织物 的针迹强度的提高。因此, 能够抑制气囊在热经时后的破袋。另外, 本发明中上述脂肪族金 属盐可以使用 1 种, 也可以组合使用 2 种以上。
本发明的织物优选适当控制聚酰胺低聚物的含量。为此, 优选在对聚酰胺纤维进 行纺丝时, 适当控制聚酰胺低聚物的含量。尤其优选相对于全部酰胺键单元含有 0.1 ~ 3.0 %的由己二胺与己二酸一个个缩合成环状的环状单聚体。进一步优选含有 0.5 ~ 2.5%。其中, 称为环状单聚体的化合物是下述式 (1) 表示的化合物。
聚酰胺低聚物中, 由于该环状单聚体为低分子量、 并且为环状, 而具有增塑效果并 且会缓慢地渗出到纤维表面, 因此是有效的。 另一方面, 由于不会在水处理等中被完全萃取 掉, 所以在织物加工上也合适。
环状单聚体可改善聚酰胺纤维的滑动, 维持织物的柔软性。若聚酰胺化合物中的 环状单聚体成分比为 0.1%以上, 则织物即使在经过高温环境后, 也可通过环状单聚体成分 的缓慢的渗出而持续良好的撕裂强度保持率。同样地, 经过高温环境后的织物的摩擦也不 会增大, 滑动良好。进而, 利用增塑作用而不会变得粗硬, 良好保持柔软性。因此, 在热经 时后不会变得粗硬, 不会促进针迹的气体漏泄, 可维持气密性, 并且气囊的展开速度不会变 慢。
若酰胺化合物中的环状单聚体成分比在 3.0%以内, 则经过高温环境后的织物的 滑脱阻力不会过度减少, 不会损害作为气囊的耐压性。
环状单聚体优选在对聚酰胺纤维进行纺丝时, 适当添加环状单聚体。将由聚酰胺 6·6 熔融聚合物作为升华物粉体得到的低聚物通过重结晶而纯化, 能够得到以环状单聚体 为主要成分的低聚物。
此外, 环状单聚体可通过脂肪酸金属盐而微分散, 能够有助于聚酰胺纤维的机械 特性的提高。 由环状单聚体带来的上述效果不会被锌、 铝及镁元素阻碍, 反而与这些脂肪族 金属盐相辅而发挥效果。
酰胺化合物中的环状单聚体成分比通过将织物溶解于 NMR 溶剂中由 13C-NMR 波 谱解析求得。例如在聚酰胺 6·6 聚合物的情况下, 波谱解析基本上按照 Davis 的方案 (R.D.Davis, et.al.Macromolecules 2000, 33, 7088-7092)。聚酰胺 6·6 聚合物中的位于 己二胺骨架的酰胺氮键位的 β 位上的碳显示 3 种化学位移。即, (1) 环状单聚体的碳、 (2)
链状聚酰胺中反式构象的碳及除环状单聚体以外的环状聚酰胺中的碳、 (3) 链状聚酰胺中 顺式构象的碳。将以 (2) 和 (3) 的峰强度总量为基准的百分率 (% ) 求得的 (1) 的 NMR 峰 强度值作为聚酰胺化合物中的环状单聚体成分比。当 NMR 波谱中纤维的油剂成分的波谱重 叠而成为干扰时, 将纤维的油剂成分用有机溶剂萃取而除去后进行波谱比较解析即可。
本发明中的聚酰胺织物中, 油剂成分的含量优选为 0.01 ~ 2.0 重量%。更优选为 0.05 ~ 1.5 重量%。进一步优选为 0.1 ~ 0.7 重量%。这里所说的油剂成分是指用有机溶 剂己烷从织物中萃取得到的物质, 是萃取物的重量相对于聚酰胺织物的重量的百分率。若 油剂成分的含量为 0.01 重量%以上, 则能够维持、 提高织物基布的撕裂强度。特别是油剂 成分中的表面活性剂成分有助于聚酰胺纤维的环状单聚体的渗出, 在聚酰胺纤维的表面, 环状单聚体与油剂成分成为一体而适度促进纤维彼此的滑动, 有助于维持、 提高经过高温 环境后的撕裂强度。 即, 由于可以期待作为气囊用织物在展开时的气体耐压性的提高, 所以 有助于防止展开时的破裂。由于织物摩擦的增大也得到抑制, 所以也有助于抑制展开时间 的延迟。 仅油剂成分时在高温环境下撕裂强度的维持、 提高效果会慢慢地丧失, 但通过与环 状单聚体一体化, 可进一步维持效果。
若油剂成分的含量为 2.0 重量%以下, 则气囊用织物在燃烧性试验 (FMVSS302) 中 不会变得不合格。 这些油剂成分也可以是来自纤维制造工序、 织造加工工序中赋予的工序油剂而残 留的油剂成分。
另外, 除上述以外, 只要是不损害本发明的效果的范围, 原料纤维中也可以包含为 了改善原纱的制造工序、 加工工序中的生产率或特性而通常使用的各种添加剂。例如可以 含有热稳定剂、 抗氧化剂、 光稳定剂、 平滑剂、 抗静电剂、 增塑剂、 增稠剂、 颜料、 阻燃剂等。
本发明的织物可以通过喷水、 喷气、 剑杆织机、 多相织机等将聚酰胺纤维织造而制 成织物。作为织物组织, 可使用平纹组织、 斜纹组织、 缎纹组织及它们的变化组织或组织混 合的织物、 多轴向组织等的织物, 这些当中, 特别是从机械特性优异、 或质地薄的方面出发, 优选为平织物。进而, 也可以是以袋织组织织造成气囊形状的织物。
在织造时, 也可以对经纱等赋予用于提高集束性的油剂成分。这里所赋予的油剂 成分也可以最终包含在气囊用织物中。
接着, 为了除去过量的油剂成分、 污垢, 可以进行精炼洗涤。 在精炼工序中, 利用温 水浴进行碱洗涤、 表面活性剂洗涤, 但本发明中, 需要考虑不要除去锌、 铝及镁元素、 进而环 状单聚体等。宁可优选在不精炼的情况下整理成气囊用织物。更优选通过喷水织机将油剂 成分大致脱落、 油剂成分附着量变适度的织物在不精炼的情况下整理成气囊用织物。容易 控制本发明所需的含有物的量, 也经济。 优选最终以平滑剂、 抗静电剂作为主要成分的整经 油剂 (warping oil)、 织造工序油剂作为油剂成分包含在织物中。
在精炼工序中, 为了降低构成织物的织造用纱的 120℃热应力, 优选提高精炼温度 而实施。另一方面, 为了较高地保持构成织物的织造用纱的 230℃热应力, 优选选择适度的 精炼温度, 或者不实施精炼。根据织造用纱原纱的性状、 特别是收缩率适当选择条件即可。
接着, 将织物干燥, 进行热定型, 从而可以整理成气囊用织物。优选针对织物的干 燥及热定型中对织物宽度和经纱方向的喂入, 分别控制其收缩量、 张力。例如, 可以使用拉 幅机等。为了较高地保持构成织物的织造用纱的 230℃热应力, 优选选定加热处理的温度,
边进行加热处理边不任其收缩地施加张力进行加工。进而, 优选在加热处理后边施加张力 边进行急冷。将低收缩纱作为织造用纱的情况下, 为了维持 230℃热应力, 也优选不定型。
为了气囊的轻量化, 本发明的气囊用织物优选实质上未进行树脂、 弹性体的涂敷 地用于气囊。 也可以对织物最终实施轧光加工, 但必须不导致撕裂强度的降低, 优选能够在 不实施轧光加工的情况下使用。
本发明的气囊用织物被裁断缝制后可以适宜用于驾驶席用气囊、 副驾驶席用气 囊、 后部座席用气囊、 侧面用气囊、 膝部用气囊、 汽车座椅间气囊、 侧面用帘状气囊、 后部窗 户用帘式气囊、 保护行人气囊等。 进而, 在上述气囊中, 可以将气体发生器安装口、 通气孔部 分等中所用的补强布或限制气囊展开形状的构件设定为与该气囊用织物同样的织物。此 外, 在气囊的缝制时, 可以使用通过冲孔、 熔断或裁断而形成的 1 张或多张所述气囊用织物 片, 缝制其边缘部而形成气囊, 进而, 可以形成边缘部的缝制由一重或二重的缝合构成的气 囊。
此外, 本发明的织物可以作为袋织物被织造, 将接结部的外周裁断后作为气囊使 用。
本发明的气囊模块优选将上述气囊与使用了火药、 推进剂的气体发生器组合作为 气囊模块。 实施例
接着, 通过实施例及比较例对本发明进行详细说明。 但是, 本发明并不仅限定于这 些实施例。
关于实施例中的气囊用织物的特性评价等, 通过下述方法实施。
(1) 织物单位面积重量 : 使用 10cm×10cm 的试样, 依据 JISL1096 附录 3 进行。
(2) 分解纱总纤度 : 依据 JIS L1096 附录 14, 将织物分解, 对于经纬的构成织造用 纱将试样长设定为 25cm 进行测量。
(3) 分解纱拉伸特性 : 依据 JIS L1013 8.5.1, 进行 20 次 /25cm 的加捻, 以夹具 间隔 25cm 实施拉伸速度 30cm/ 分钟的拉伸试验。分解纱特定载荷伸长率 (% ) 读取载荷 4.0cN/dtex 下的伸长率。此外, 初始刚性读取伸长率 2.5%下的总纤度的应力 (cN/dtex)。
(4) 分解纱长丝数 : 从织物的截面照片数出构成单纱根数。
(5) 分解纱热应力 : 使用东洋精机制作所制造的 CORDRHEOTESTER 进行测量。关于 升温分布, 初始载荷为 0.02cN/dtex, 试样长为 25cm, 以 EXP. 模式升温, 将起始温度设定为 20℃, 到达温度设定为 250℃, 以 3 分钟到达。 大约达到 80℃ / 分钟的升温速度。 求出 120℃ 和 230℃的时刻的应力。
(6) 分解纱交织 : 将分解纱浮于新鲜的水面观察交织。
(7) 分解纱捻数 : 依据 JIS L1096 附录 13, 使用检捻器, 以 20cm 的夹具宽度测量分 解纱, 换算成每 1m 的捻数。
(8) 分解纱沸水收缩率 : 依据 JIS L1013 8.18.1(B 法 ), 测量 25cm 的分解纱的沸 水收缩率。
(9) 布面覆盖系数 (CF) : 通过以下的式子求出。 1/2 1/2
CF = (Dw) ×Tw+(Df) ×Tf (1)
( 其中, Dw 为经方向的分解纱的总纤度 (dtex), Df 为纬方向的分解纱的总纤度
(dtex), Tw 为经纱纱织密度 ( 根 /2.54cm), Tf 为纬纱纱织密度 ( 根 /2.54cm)。)
(10) 弗雷泽透气度 : 通过 JIS L1096 8.27.1A 法来测定。
(11) 高 压 透 气 度 :使 用 Capillary Flow PorometerCFP-1200AEX(Porous Metrials, Inc. 制 ), 利用 GalWick 浸渍液从空气压 0 至 200kPa 描绘 Wet up/Dry up 透气 量曲线, 求出 200kPa 的透气度。
(12) 织物的拉伸强伸度 : 依据 JIS L1096 8.12.1A 法 ( 布条强伸度测定法 ) 进行。 关于织物特定载荷伸长率 (% ), 在所得应力 - 应变曲线中, 由纱织密度和分解纱纤度换算 成每 1 根分解纱的应力, 求出相当于 4.0cN/dtex 的载荷下的伸长率。
(13) 纱织密度 : 依据 JIS L1096 附录 11A 进行。使用密度计。
(14) 织物表面测量 : 用 SEM 拍摄表面照片, 测量织造用纱膨起的最大宽度的尺寸。 由最低 20 个以上的测量点求出平均值, 采用表面背面中较大的值作为织造用纱最大宽度 W(mm)。
(15) 织物 DSC : 将织物试样以与 DSC 测定的容器的底部大致相同的大小冲压成 6mmΦ 的圆形状, 秤量, 铺设在测量容器的底面, 以容器盖堑紧。以 20℃ / 分钟的升温速度 观测熔解峰。 在 260℃附近的晶体熔解峰以前以肩部形状产生吸热峰, 将该峰从基线升起的 温度作为熔解起始温度。 将包括晶体熔解峰和肩部在内的吸热峰整体的自基线起的面积作 为熔解热 (J/g)。使用 PERKIN-ELMER 公司制的 DSC7。
(16) 金属定量分析 : 将约 0.2g 织物试样采集到特氟隆 ( 注册商标 ) 制密闭式分 解容器中, 添加 5ml 分析级的高纯度的硝酸, 用微波分解装置 (Milestone General K.K. 制 ETHOS TC) 进行 200℃ ×20 分钟的加压分解, 确认试样被完全分解而变成无色透明。用超 纯水定容至 50ml 得到定量分析溶液。 利用 ICP 质量分析装置 (Thermo Fisher Scientific K.K. 制 X 系列 X7 ICP-MS) 通过内标法进行定量。铜、 镁元素的定量检测限为 0.03ppm。此 外, 关于铁、 锌、 铝的各元素, 各自的定量检测限为 0.01ppm。
(17) 碘定量分析 : 作为前处理, 使约 50mg 织物试样在封入有氧气的烧瓶内燃烧, 使试样中的碘吸收到 20mL 的 0.01N 氢氧化钠水溶液中, 以该溶液作为测定用检液。定量分 析测定中, 使用 Thermo Fisher Scientific K.K. 制的 ICP 质量分析装置 X 系列 X7 ICP-MS, 通过基于铟 (In) 的内标法利用碘标准曲线进行定量。定量检测限值为 0.5ppm。
溴的定量例如使用 NIPPON DIONEX K.K. 制的离子色谱装置 2000i/sp, 能够以 20ppm 的定量检测限值进行定量。这次的实施例中全部在检测限以下。
(18) 织物油剂成分 : 将 10g 织物试样用 300ml 的正己烷进行 8 小时索格利特萃取。 由正己烷萃取部分的干固重量求出试样中的油剂成分量 ( 重量% )。
(19) 环状单聚体 : 将织物溶解于 NMR 溶剂中, 利用 13C-NMR 进行测定。溶液完全溶 解, 未调节 pH 进行测定。13C-NMR 波谱使用 BRUKER 公司制的 AVANCE(II)400 型 NMR 装置, 在以下的条件下进行测定。
NMR 条件
试样浓度 : 100mg/NMR 溶剂 0.8 毫升
NMR 溶剂 : 六氟异丙醇 -d2
测定温度 : 25℃
脉冲重复间隔 : 2秒累积次数 : 18000 次
化学位移基准 : 将作为六氟异丙醇 -d2 的次甲基碳的峰顶的分支中心峰定为 71.28ppm。关于所得聚酰胺 6· 6 及所含有的环状单聚体, 将氮键 β 位碳 (C2) 的峰归属示 于表 1 中。
[ 表 1]
归属 链状碳 : 2 链状碳 : 2cis 环状单聚体碳 : C2
化学位移 (ppm) 30.5 31.5 29.1 计算范围 (ppm) 0.4 0.2 0.2关于环状单聚体成分比 (A), 由在计算范围内累积各峰得到的峰强度 I 利用下面 的式 (2) 算出百分率。 A = I(C2)/(I(2)+I(2cis))×100 (2)
(20) 气囊制袋 : 缝制了国际公开第 99/28164 号小册子中记载的气囊。其中, 外 周缝制设定为缝线为 235dtex/2×3、 运针数为 5.0 针 /cm 的 2 列双线锁缝 (double chain stitch)。未设置通气孔。向所得到的气囊中插入固定器 (retainer), 进行国际公开第 01/9416 号小册子中记载的气囊折叠, 安装气体发生器。接着, 为了使所折叠的气囊的形态 不走样, 使用 3cm 宽的、 利用假缝线将与气囊相同的织物缝制成环状的环状布, 盖住已折叠 的气囊和气体发生器的整体, 使假缝部分朝向正面。
(21) 气体发生器展开 : 气体发生器使用点火型、 28.3L 箱压为 210kPa 的功率的气 体发生器。从将气囊安装在气体发生器上的固定器螺栓部分进行气囊内压观测, 也利用高 速录像机观察气体发生器展开的情况。 读取气体发生器点火引起的最大直径展开附近的最 大展开压作为气体发生器展开压 (kPa)。此外, 将组装的气囊在 120℃下处理 1000 小时后 读取气体发生器点火引起的最大直径展开附近的最大展开压, 作为热经时后的气体发生器 展开压 (kPa)。
(22) 靠近展开 : 在气囊的正面 10cm 的位置设置挡板, 利用高速录像机观察气体发 生器展开的情况。 也检查展开后的破袋状态, 将生成熔解孔并且破袋者判断为熔解破袋。 此 外, 将组装的气囊在 120℃下处理 1000 小时后, 同样地设置挡板, 利用高速录像机观察气体 发生器展开的情况, 观察展开后的气囊。
(23) 展 开 特 性 的 耐 热 性 ( 热 处 理 前 后 的 展 开 时 间 比 ) : 缝制了国际公开第 99/28164 号小册子中记载的气囊。其中, 在外周缝制中, 设定为缝线的底线面线均为 235dtex/2×3、 运针数为 5.0 针 /cm 的 2 列双线锁缝。关于气体发生器, 安装箱压为 200kPa 容量的气体发生器, 在常温下进行展开试验。根据高速 VTR 观察将正面展开面积达到最大 展开面积的 98%时作为展开时间。求出在 140℃下处理 500 小时前后的展开时间变化率 (% )。
(24) 尺寸稳定性的耐热性 ( 耐热尺寸稳定性 ) : 比较在 140℃下处理 500 小时的 前后的上述缝制气囊的外周直径, 将变化为 5%以上者判定为不合格。(25) 寒冷下的展开特性 ( 寒冷下展开时间比 ) : 在 140℃下处理 500 小时后, 将气 囊模块在零下 35℃的槽中放置一晚后, 迅速地连接到点火装置上进行展开, 求出与热处理 前的常温下的展开时间的变化率 (% )。
(26) 织物燃烧试验 : 依据 FMVSS302 进行测定。燃烧速度为 102mm/ 分钟以下时阻 燃性合格, 进而, 将燃烧时间为 60 秒以下或燃烧长度为 51mm 以下的情况评价为自熄火性即 自熄的阻燃性合格。
[ 实施例 1]
在含有己二胺和己二酸的中和盐的水溶液中添加聚合催化剂次磷酸钠, 利用连续 聚合装置缩聚后, 接着添加热稳定剂碘化铜 / 碘化钾的水溶液, 经过后期聚合制成树脂片。 接着利用固相聚合得到相对粘度 ηr3.1 的聚酰胺 6·6 树脂。该聚酰胺 6·6 树脂的铁元 素含量为 0.12ppm。利用熔融挤出机对聚酰胺 6·6 树脂进行熔融纺出时, 添加环状单聚体 和褐煤酸铝。熔融纺丝机的过滤器中使用由哈斯特洛伊合金 C22 制成的金属无纺布过滤 器 ( 平均孔径为 15 微米 )。进而, 对喷出丝条赋予纺丝油剂成分, 进行热拉伸, 得到聚酰胺 6·6 纤维。纺丝油剂采用硫代二丙酸二油酯 60 重量份、 氢化蓖麻油 EOA( 分子量 2000) 硬 脂酸酯 20 重量份、 高级醇 EOPO 加成物 ( 分子量 1500)20 重量份的组成。交织数为 7 个 /m。 对于这样得到的纤度为 470dtex、 长丝数为 72 根、 单纱纤度为 6.5dtex 的长丝纱 线, 未进行加捻纱线也未进行上浆, 利用喷水织机得到平织物。 接着, 对于该织物, 未进行精 炼, 进行 80℃热风干燥, 接着使用针板拉幅机对经纬均以 2%的超喂在 180℃下加热 1 分钟 后进行急冷, 热定型。得到经纱和纬纱的纱织密度均为 55 根 /2.54cm 的气囊用织物。
将构成该气囊用织物的长丝纱线 ( 分解纱 ) 的总纤度、 织物的拉伸强度、 断裂伸长 率、 纱织密度、 透气度、 油剂成分量示于表 2 中。同样地将气囊用织物中所含的环状单聚体、 铜元素、 卤族元素 ( 碘 )、 铁元素、 镁元素、 铝元素、 锌元素的量示于表 2 中。
进而, 由该气囊用织物缝制气囊, 安装气体发生器, 评价气体发生器展开压。 此外, 对于在 120℃下暴露 1000 小时的气囊, 也评价热经时气体发生器展开压。 进而, 由靠近展开 的展开观察来评价有无热颗粒破袋。该结果也示于表 2 中。
没有展开气体的损失, 气体发生器展开压充分, 在热经时气体发生器展开压也同 等地充分。未产生气体发生器残渣导致的热颗粒破袋。
[ 实施例 2]
将沸水收缩率为 4.0%的聚酰胺 6·6 纤维用于织造用纱, 在织造后未精炼且未定 型, 除此以外与实施例 1 同样地实施。将结果示于表 2 中。没有展开气体的损失, 气体发生 器展开压充分, 在热经时气体发生器展开压也同等地充分。未产生热颗粒破袋。
[ 实施例 3]
将纤度为 350dtex、 长丝数为 72 根、 单纱纤度为 4.9dtex 且沸水收缩率为 8.5%的 聚酰胺 6· 6 纤维用于织造用纱, 在织造后进行 80℃热风干燥, 接着用 160℃的热辊进行 3% 的进布超喂加热, 进行急冷处理, 除此以外与实施例 1 同样地实施。将结果示于表 2 中。没 有展开气体的损失, 气体发生器展开压充分, 在热经时气体发生器展开压也同等地充分。 未 产生热颗粒破袋。
[ 实施例 4]
将纤度为 350dtex、 长丝数为 144 根、 单纱纤度为 2.4dtex 的聚酰胺 6· 6 纤维用于
织造用纱, 除此以外与实施例 3 同样地实施。将结果示于表 2 中。没有展开气体的损失, 气 体发生器展开压充分, 在热经时气体发生器展开压也同等地充分。未产生热颗粒破袋。
[ 实施例 5]
使用未添加环状单聚体进行纺丝而得到的长丝纱线, 除此以外与实施例 2 同样地 实施。 气体利用效率良好, 但长时间的热经时后, 用点火型气体发生器展开气囊时的最大展 开压稍降低。未产生热颗粒破袋。
[ 实施例 6]
纺丝时的聚合物过滤中使用由 SUS316L 制成的金属无纺布过滤器, 未进行褐煤酸 铝的添加, 除此以外与实施例 2 同样地实施。气体利用效率良好, 未产生热颗粒破袋。长时 间的热经时后, 在对气囊进行靠近展开的高载荷条件下, 针迹附近的部分纤维见到断裂, 但 未破袋。
[ 实施例 7]
将沸水收缩率为 10.0%的聚酰胺 6· 6 纤维用于织造用纱, 在织物织造后未进行精 炼, 在热定型时使用针板拉幅机, 经纬均以 0%的超喂在 120℃下加热 1 分钟后进行急冷, 热 定型, 除此以外与实施例 1 同样地实施。将结果示于表 2 中。没有展开气体的损失, 气体发 生器展开压充分。但是, 在热经时后缝制皱褶显眼, 气体发生器展开压低。未产生热颗粒破 袋。 [ 比较例 1]
在织造织物后用 80℃的精炼浴进行精炼, 接着在热定型时使用针板拉幅机, 经纬 均以 5%的超喂在 210℃下加热 1 分钟后缓缓冷却, 热定型, 除此以外与实施例 1 同样地实 施。将结果示于表 2 中。在展开时热应力的效果不充分, 有展开气体的损失, 气体发生器展 开压低, 热经时气体发生器展开压也低。未产生热颗粒破袋。
[ 比较例 2]
将对聚酰胺 6· 6 纤维赋予了 35 个 /m 的交织而得到的纤维用于织造用纱, 除此以 外与实施例 1 同样地实施。将结果示于表 2 中。织物表面的织造用纱覆盖性差, 高压透气 度高。因此, 有展开气体的损失, 气体发生器展开压低, 热经时气体发生器展开压也低。未 产生热颗粒破袋。
[ 比较例 3]
将对聚酰胺 6·6 纤维实施了 100 次 /m 加捻纱线而得到的纤维用于织造用纱, 除 此以外与实施例 1 同样地实施。将结果示于表 2 中。织物表面的织造用纱覆盖性差, 高压 透气度高。 因此, 有展开气体的损失, 气体发生器展开压低, 热经时气体发生器展开压也低。 未产生热颗粒破袋。
[ 比较例 4]
使用强度为 6.5cN/dtex 的聚酰胺 6·6 纤维, 在织物织造后的热定型时使用针板 拉幅机, 经纬均以 5%的超喂在 160℃下加热 1 分钟后缓缓冷却, 进行热定型, 除此以外与比 较例 2 同样地实施。将结果示于表 2 中。织物在伸长负荷时容易变形, 由于高负荷时的网 眼, 有展开气体的损失, 气体发生器展开压低, 热经时气体发生器展开压也低。在靠近展开 中, 虽然未产生热颗粒破袋, 但产生了针迹破袋。
[ 比较例 5]
利用作为聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的并且纤度为 470dtex/96f、 拉伸强度为 7.0cN/dtex、 拉伸断裂伸长率为 22%、 沸水收缩率为 0.9%、 交织为 15 个 /m、 未捻的织造用 纱, 未进行上浆, 利用喷水织机织造平织物。 接着, 用 80℃的精炼浴进行精炼, 接着在热定型 时使用 150℃、 180℃的 2 段热辊以 2%的超喂经向喂入并进行处理, 急冷, 热定型。与气囊 展开评价一起将结果示于表 2 中。可认为, 基于分解纱的拉伸试验的初始刚性高, 有助于弗 雷泽透气度的降低。但是, 有时织物特定载荷伸长率之和也大, 200kPa 的高压透气度未变 低, 230℃热应力之和低, 点火气体发生器展开压低。 此外, 120℃热应力高, 热经时后的气体 发生器展开压的透气性也无法抑制, 不充分。进而, 在靠近展开中产生热颗粒破袋。该袋上 清楚地残留有折叠褶儿。
[ 表 2]
表2
[ 实施例 8 ~ 10]
除了变更纺丝时的环状单聚体添加量以外, 与实施例 1 同样地得到气囊用织物。 对所缝制的气囊进行热处理前后的展开时间比、 耐热尺寸稳定性、 寒冷下展开时间比及织
物燃烧试验的评价。将结果示于表 3 中。
实施例 8 及 9 的气囊具有气囊所必须的机械特性, 热处理后的撕裂强度保持性优 异, 进而, 热处理后的透气性保持率、 低摩擦性、 柔软性等与气囊展开速度有关的特性优异。 特别是在寒冷下的展开中, 虽然由于发生气体压力降低而使展开速度降低, 但良好地维持 着展开。实施例 10 中热处理后的摩擦系数高, 柔软性差, 结果是热处理后及寒冷下的气囊 展开有些延迟, 但没有破袋。
[ 表 3]
表3
实施例 8 织物环状单聚体成分比 织物油成分 Cu 元素 Fe 元素 Al 元素 热处理前后的展开时间比 寒冷下展开时间比 织物燃烧试验 耐热尺寸稳定性 % % ppm ppm ppm 0.91 0.18 50 1.20 2.0 103 120 自熄 ○ 实施例 9 2.50 0.18 50 1.20 2.0 100 117 自熄 ○ 实施例 10 0.02 0.18 50 1.20 2.0 110 138 自熄 ○ 实施例 11 实施例 12 0.91 0.19 50 1.20 2.0 103 120 自熄 ○ 0.91 1.2 50 1.20 2.0 100 115 75mm/ 分钟 ○[ 实施例 11]
与实施例 4 同样地进行聚合、 纺丝, 得到由聚酰胺 6·6 纤维的拉伸纱构成的长丝 纱线。使用该长丝纱线, 与实施例 4 同样地利用喷水织机得到平织物。接着, 将所得织物干 燥后, 在 180℃下进行 1 分钟热定型, 得到气囊用织物。包括气囊的评价在内将结果示于表 3 中。
[ 实施例 12]
在织造后浸渍赋予与纺丝油剂成分相同组成的油剂成分后, 进行干燥、 热定型, 除 此以外与实施例 11 同样地实施。另外, 热定型后的油剂成分的含量为 1.2 重量%。将结果 一并示于表 2 中。燃烧试验为稍稍延烧的评价, 是合格的, 气囊展开性非常好。
产业上的可利用性
本发明的织物能够适宜用作交通工具碰撞事故等中用于吸收人体冲击的人体限 制气囊。尤其适于轻量且紧凑的气囊模块。
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