气囊用基布和气囊的制作方法

文档序号:12285605阅读:198来源:国知局

本发明涉及作为交通工具的碰撞时乘员保护装置即气囊装置的袋体而使用的气囊,详细而言,涉及用于得到高速展开且高耐压性的气囊的气囊用基布和使用其的气囊。



背景技术:

为了缓和汽车等交通工具的碰撞事故对人体的冲击,正在推进向交通工具车辆中安装气囊。作为在碰撞时利用气体发生膨胀来吸收缓和对人体的冲击的气囊,除了驾驶席用和副驾驶席用气囊之外,帘式气囊、侧气囊、膝部气囊、后气囊等为了保护乘员而逐渐实用化。进而,也提出了为了保护行人而以在车辆外侧发生膨胀的方式安装的气囊。

关于为了在侧部碰撞中保护人体头部而自车门上部的顶棚进行展开膨胀的帘式气囊、为了保护胸部、腰部而自座位进行展开膨胀的侧面碰撞气囊等,车辆的侧壁与人体的距离短,需要以高速展开来阻挡人体。

这些气囊平时较小地折叠并容纳。由传感器检测到事故的冲击,气囊发生展开膨胀时,利用由充气器产生的气体将折叠展开,同时冲破顶棚部的装饰罩的嵌合部、座位的缝合部等,使气囊弹出并充分膨胀,从而阻挡人体。

在要求更高速展开的气囊中,为了制造安全性高的气囊,需要提高袋体的耐压性。因此,在气囊中不仅需要提高气囊基布的强度,而且需要提高断裂强度弱的部分即缝制部的强度。

至今,提出了改良、提高缝制部的特性的方案。

例如,下述专利文献1中,使用断裂伸长率大的缝纫线进行单线缝纫,将展开后观测到的针迹移位抑制在虽为单线线迹但为链式线迹的程度。但是,对于高压展开时不降低气体利用效率、防止漏气地进行高速展开而言,采用高伸长率的缝纫线是不利的。另外,对于与缝制部强度有关的气囊基布的特性,没有技术公开。

另外,下述专利文献2中,充气器安装用开口部的周围的缝制中使用由芳纶纤维形成的缝制线。将耐热性的超高强度纱用于充气器附近的缝纫线是有用的,但对于与缝制部强度有关的气囊基布的特性,没有技术公开。

下述专利文献3中,通过基布的构成纱的抗拔力高,显示出气囊的气体注入耐压高。因此,公开了利用特定纤度的缝制线使用特定缝制条件,用布面覆盖系数为1700以上的高密度织物缝制透气度为1.5cc/cm2/sec以下的织物。虽然是高密度且不易产生织物开孔的织物,且抗拔力高、气囊耐压高,但是对于提高针迹强度、以高速进行高压展开而言是不充分的。

下述专利文献4中,公开了拉伸强度为9cN/dtex以上且环扣强力也高的缝纫线。虽然提高缝纫线的物性,气囊的气体注入耐压高,但是对于与缝制部强度有关的气囊基布的特性,没有技术公开。

进而,没有公开在气囊暴露于热环境后针迹强度也高、以高速进行高压展开时的气囊的耐压性高、安全性更高的气囊的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平7-237516号公报

专利文献2:日本特开平8-225048号公报

专利文献3:日本特开2006-248521号公报

专利文献4:日本特开2009-275294号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

本发明的目的在于,提供缝制部强度高、以高速进行高压展开时作为气囊的耐压性优异、尤其是在热经时后也能维持耐压性的气囊用基布和气囊。

用于解决问题的方案

本发明人发现,通过进行纤维表面的摩擦与高分子结晶化的控制、进而控制气囊用基布中的纤维形态这两者,从而提高缝制部强度,在热经时后也维持缝制部强度,基于该发现完成了本发明。

即,本发明提供下述的技术方案。

(1)一种气囊用基布,其特征在于,包含聚酰胺纤维织物,所述气囊用基布在140℃下进行400小时热处理前后的基布的缝制部强度的经热保持率为70%以上。

(2)根据上述1项所述的气囊用基布,其特征在于,基布的缝制部强度相对于非缝制部强度的比率(缝制部强度/非缝制部强度)为60%以上。

(3)根据上述1或2项所述的气囊用基布,其特征在于,在140℃下进行400小时热处理前后的构成基布的构成纱的经纬方向的卷曲率之差为8.5%以下。

(4)根据上述1~3项中任一项所述的气囊用基布,其特征在于,在140℃下进行400小时热处理后,构成纱的环扣强力为4.5cN/dtex以上。

(5)根据上述1~4项中任一项所述的气囊用基布,其特征在于,在140℃下进行400小时热处理后,构成纱的纱-纱摩擦指数为1.5~3.5。

(6)根据上述1~5项中任一项所述的气囊用基布,其特征在于,构成基布的构成纱的环扣强力为4.5cN/dtex~10.0cN/dtex。

(7)根据上述1~6项中任一项所述的气囊用基布,其特征在于,构成纱的纱-纱摩擦指数为1.5~3.5,环扣强力为7cN/dtex以上。

(8)根据上述1~7项中任一项所述的气囊用基布,其特征在于,在140℃下进行400小时热处理后,基布的拉伸强度为500N/cm以上。

(9)根据上述1~8项中任一项所述的气囊用基布,其特征在于,拉伸强度为500N/cm以上。

(10)根据上述1~9项中任一项所述的气囊用基布,其特征在于,织造原纱所使用的原纱强度为8.0cN/dtex以上。

(11)根据上述1~10项中任一项所述的气囊用基布,其特征在于,对聚酰胺纤维赋予选自具有硫醚基的羧酸的高级醇酯、高级醇聚醚酯、非离子活化剂成分和改性有机硅成分中的至少1种油分,并制成织物。

(12)根据上述11项所述的气囊用基布,其特征在于,环己烷提取的油分量相对于基布重量超过0.02重量%且不足0.3重量%。

(13)根据上述12项所述的气囊用基布,其特征在于,环己烷提取的油分中含有相对于基布重量为0.01重量%以上的具有硫醚基的羧酸的高级醇酯和/或高级醇聚醚酯。

(14)根据上述12或13项所述的气囊用基布,其特征在于,环己烷提取的油分中含有相对于基布重量为0.015重量%以上的具有硫醚基的羧酸的高级醇酯。

(15)根据上述12~14项中任一项所述的气囊用基布,其特征在于,环己烷提取的油分中含有总计为油分整体的10重量%以上的、无机性有机性比值为1.50~1.70的成分。

(16)根据上述12~15项中任一项所述的气囊用基布,其特征在于,环己烷提取的油分中含有相对于基布重量为0.01重量%以上的非离子活化剂成分。

(17)一种气囊,其是将上述1~16项中任一项所述的气囊用基布缝制而成的。

(18)一种气囊装置,其使用了上述17项所述的气囊。

发明的效果

本发明的气囊用基布的缝制部强度高,在以高速进行高压展开时作为气囊的耐压性优异,进而在热经时后也能维持耐压性,适合于在接近人体的部位展开的气囊装置。尤其适合于用于侧部碰撞的侧帘式气囊、侧面碰撞气囊等气囊装置。

附图说明

图1为说明本发明的加捻摩擦指数的测量方法的图。

具体实施方式

以下具体说明本申请发明。

本发明的气囊用基布中,构成基布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、它们的共聚物和它们的混合物的树脂形成的纤维。特别是作为聚酰胺6·6纤维,优选为主要由聚己二酰己二胺树脂形成的纤维。聚己二酰己二胺树脂是指100%的由1,6-己二胺和己二酸构成的熔点为250℃以上的聚酰胺树脂,但本发明中使用的由聚酰胺6·6树脂形成的纤维可以是由在树脂的熔点不会低于250℃的范围内使聚酰胺6、聚酰胺6·I、聚酰胺6·10、聚酰胺6·T等与聚己二酰己二胺共聚或共混而成的树脂形成的纤维。需要说明的是,所述纤维中可以包含通常为了改善原纱的制造工序、加工工序中的生产率或特性而使用的各种添加剂。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、阻燃剂等。

本发明的气囊用基布优选的是,将基布缝合,在140℃下暴露400小时后的缝制部强度保持在70%以上。进一步优选为80%以上的保持率。热经时后的缝制部强度的保持率高达70%以上时,高热环境下的气囊可靠性变高。

本发明中,缝制部强度的经热保持率的评价通过以下那样的缝合方法来实施。2片基布试样以经纬方向一致的方式进行缝合。缝纫线使用作为尼龙66单丝纤维且纤度为1300~1450dtex、强度为900N以上的缝纫线。缝纫线优选的是,以元素的形态含有30ppm~120ppm的铜、相对于铜为3当量~25当量的卤素,捻数为150~350t/m,进行了树脂浸渗加工。另外,缝纫线的浸渗树脂优选含有0.8~3.0重量%。缝制以45针/10cm的行针数进行单线缝纫。热处理条件为在热烘箱内以140℃进行400小时的放置暴露。缝制部强度的测定如下进行:以针迹为中心,握住2片织物各自的单侧来进行拉伸试验,求出缝制部的断裂强度,从而进行。关于经热保持率,由热处理前后的缝制部断裂强度的对比来求出保持率(%),使用经纬方向的平均保持率(%)。

本发明的气囊用基布中,其缝制利用率优选为60%以上、进一步优选为70%以上、更加优选为80%以上。本发明中,缝制利用率是指,基布的缝制部的拉伸断裂强度相对于非缝制部的拉伸断裂强度的比率(缝制部/非缝制部),使用经纬方向之中较低一方的缝制利用率(%)。气囊吸收碰撞能量时的耐压性主要来源于缝制部的拉伸断裂强度高,由于缝制利用率高,从而能够形成充分发挥气囊基布的基本机械特性即拉伸强度的气囊。进而,成为提高热经时后的缝制部的拉伸断裂强度的重大要素。

本发明的气囊用基布优选的是,经纬任一者的构成纱的卷曲率在140℃下进行400小时的热处理后均为0.5~12.0%,更优选为10.0%以下。通过使构成纱的卷曲率在热处理后为12.0%以下,能够避免缝制部开孔而使气囊的展开气体过度泄漏、导致展开膨胀延迟或热气体集中通过而造成破袋。缝制部的缝纫线与织物构成纱因拉伸应力而交错地拉伸,通过抑制织物的卷曲率而能够抑制缝制部的开孔。要求高强度的气囊用高密度织物中,构成纱的卷曲率为0.5%以上。通过热处理,聚酰胺纤维发生收缩,因此构成纱的卷曲率也变化,通过即使在140℃下进行400小时的热处理后卷曲率也低,能够满足气囊的耐压耐环境性。为了使经纬任一者的构成纱的卷曲率均为0.5~12.0%,采用布面覆盖系数为2000以上的高密度织物,并且使经纬方向的对比中在卷曲结构上不产生较大差异即可。另外,通过自织造工序至收缩加工工序为止的控制中适当选择经纬的张紧条件,从而能够抑制卷曲率。

本发明的气囊用基布优选的是,构成纱的经纬方向的卷曲率之差在140℃下进行400小时的热处理后为8.5%以下,更优选为8.0%以下。进一步优选为6.0%以下。通过使构成纱的卷曲率之差为8.5%以下,在缝制部的针眼周围沿织物的经纬方向的任一者均不会发生过度的应力集中,能够提高气囊的耐压性。气囊暴露于高压时,缝制部在经纬方向均以同等的应力同时进行拉伸,在该瞬间,应力向织造纱的自由度少的方向、即卷曲率小的方向集中。因此,经纬的卷曲差大时,无论基布的织物拉伸断裂强度如何,在气囊的高速展开中有时耐压性降低。经纬的卷曲率之差少是优选的,最优选不存在卷曲率之差。热处理后的基布中经纬的卷曲率之差少时,与热处理后的纱-纱摩擦指数低协同发挥作用,有利于缝制部强度的经热保持率提高。高密度织物中,织造工序中存在沿经向大幅卷曲地投梭的倾向,因此,经纬方向的卷曲差变大。但是,在这之后,也可以利用织物加工工序缩小卷曲差。例如,通过将继精练干燥之后的热定型工序中的经向的织物输送条件设为张紧状态,将纬向的织物宽度条件设为收缩侧的缩幅条件,从而能够将经纬的构成纱的卷曲率之差设为8.5%以下。另外,也可以对织物的经纬方向的织物密度设置差异,来缩小经纬的卷曲率差异。例如,若提高经向的织物密度、降低纬向的织物密度,则经纬的卷曲率差异逐渐变少。经纬方向的织物密度的比值(经向/纬向)优选为1.00~1.20。更优选为1.00~1.09。织物密度比越大,经纬的卷曲率差异越小。织物密度比为1.00以上时,经纬卷曲率差受到抑制,进而纬向的织造纱投梭数不会增大,因此在经济上是有利的。织物密度比为1.20以下时,经纬的拉伸强度的差异少。进而,为1.09以下时,不会招致由经纬物性差异导致的缝制利用率降低。

本发明的气囊用基布的构成纱中,将基布在140℃下进行400小时的热处理后的环扣强力优选为4.5cN/dtex以上、进一步优选为7cN/dtex以上、特别优选为8cN/dtex以上。环扣强力为4.5cN/dtex以上时,有利于提高缝制部强度,能够提高气囊的耐压性。构成纱的环扣强力是指,缝制部的缝纫线与织物构成纱因拉伸应力而交错地进行拉伸时的基础断裂阻力。在构成纱表面,由于热处理,聚酰胺高分子进行晶体生长而局部脆化、或者高分子链因氧化劣化发生断裂而产生微小龟裂,从而存在环扣强力降低的倾向。但是,若耐受140℃下的400小时热处理且维持环扣强力,则能维持缝制部强度,满足气囊的耐压耐热性。构成纱的环扣强力为拉伸强度的2倍以下,为20cN/dtex以下。为了使热处理后的环扣强力为4.5cN/dtex以上,预先将具有抗氧化功能的成分、向聚合物非晶部渗透的渗透性良好的成分作为油分而赋予至基布的聚酰胺纤维表面即可。

另外,本发明的气囊用基布的构成纱中,将基布在140℃下进行400小时的热处理后的纱-纱摩擦指数优选为1.5~3.5。更优选为1.8~3.0。纱-纱摩擦指数为3.5以下的低摩擦时,有利于提高缝制部强度,能够提高气囊的耐压性。气囊暴露于高压时,缝制部的缝纫线与织物构成纱因拉伸应力而交错地进行拉伸,但是,若为低摩擦,则织物中的构成纱发生滑动并聚集到一起,避免应力集中,从而变得能够抵抗织物破坏。通过使耐受140℃下的400小时热处理且表面为低摩擦,从而能够维持缝制部强度,满足气囊的耐压耐热性。热处理后的纱-纱摩擦指数低,从而缝制部强度的经热保持率提高。聚酰胺纤维的低摩擦化存在极限,纱-纱摩擦指数为1.5以上。为了使热处理后的纱-纱摩擦指数为1.5~3.5,预先以构成纱表面的油分不会因热处理发生挥发扩散而失去的方式使油分以最小限度残留在织物中,进而以油分不会因热处理而变性的方式选择即使在热处理后也能维持平滑作用功能的成分来赋予即可。

本发明的气囊用基布的构成纱中,环扣强力优选为4.5cN/dtex以上、进一步优选为7cN/dtex以上、特别优选为8cN/dtex以上、更加优选为9cN/dtex以上。环扣强力为4.5cN/dtex以上时,有利于提高缝制部强度,能够提高气囊的耐压性。构成纱的环扣强力是缝制部的缝纫线与织物构成纱因拉伸应力而交错地进行拉伸时的基础断裂阻力。成为缝制部耐受拉伸试验并提高基布的缝制利用率的基础特性。为了提高环扣强力,选择适当拉伸而减少了内外结构的变形的聚酰胺纤维,进而,对基布的聚酰胺纤维表面赋予了促进平滑性的适当油分即可。另外,从呈现环扣强力与构成纱的拉伸强度高的平衡的观点出发,优选为15.0cN/dtex以下。

本发明的气囊用基布的构成纱中,纱-纱摩擦指数优选为1.5~3.5。纱-纱摩擦指数为3.5以下时,有利于提高缝制利用率。纱-纱摩擦指数为1.5以上时,不会发生基布的织造纱的组织过度开口而展开气体的透气变多的情况。

本发明的气囊用基布的拉伸强度优选为500N/cm以上。拉伸强度大至500N/cm以上时,缝制部强度提高,进而热经时后的缝制部强度提高,成为可靠性高的气囊。

另外,本发明的气囊用基布在140℃下进行400小时的热处理后的拉伸强度优选为500N/cm以上。更优选为600N/cm以上。在热经时后拉伸强度大至500N/cm以上时,热经时后的缝制部强度提高,成为可靠性高的气囊。

本发明的气囊用基布优选的是,用环已烷提取的油分相对于基布重量超过0.02重量%且不足0.3重量%。更优选为0.03~0.2重量%。更加优选为0.05~0.15重量%。环己烷提取的油分超过0.02重量%时,使聚酰胺纤维的表面为低摩擦,进而防止聚酰胺纤维的表面附近的巨大结晶化,能防止纤维物性降低。因此,有利于提高缝制强度,能够提高气囊的耐压性。另一方面,通过设为不足0.3重量%,构成纱的漏纱疵,能够避免因缝制部开孔使气囊的展开气体过度泄漏或热气体集中通过而导致的破袋。为了使提取的油分超过0.02重量%且不足0.3重量%,也可以在制作织物的喷水织机工序中使纺丝油分、织造油分脱落,或者适当选择织造后的精练工序中的条件,或者对织物赋予油分来进行织物整理,优选的是以在经过这些工序后有效的油分组成吸附渗透到织造纱纤维表面的方式选择纺丝油剂的组成。

本发明的气囊用基布的环己烷提取的油分优选含有具有硫醚基的羧酸的高级醇酯或高级醇聚醚酯(A成分),A成分的附着量相对于基布重量优选为0.01重量%以上。进一步优选为0.015重量%以上、更加优选为0.02重量%以上。

羧酸的高级醇酯使纤维彼此滑动而有利于提高缝制利用率。进而,利用硫醚基的抗氧化作用,防止自己及其它油分成分的热劣化,通过维持经热后的润滑作用和抑制聚酰胺纤维表面的粗硬化,有利于提高缝制保持率。

因此,A成分对聚酰胺纤维表面具有由平滑作用带来的低摩擦化效果,有利于提高缝制利用率,进而,热处理后通过将纱-纱摩擦指数抑制得较低,从而有利于提高缝制部强度的经热保持率。提取油分中,A成分相对于基布重量优选多达0.01~0.2重量%。进一步优选为0.02~0.2重量%。在0.01重量%以上时能期待抗氧化的效果。仅依靠A成分则有时防静电性差,优选为0.2重量%以下。

作为A成分中的具有硫醚基的羧酸,优选下述式(1)所示的硫醚单羧酸和下述式(2)所示的硫醚二羧酸。

R5-S-R6COOH (1)

S(R6COOH)2 (2)

式(1)和(2)中,R5为脂肪族基团或芳香族基团,特别优选碳数8~20的饱和或不饱和的任选具有支链的烷基,R6为包含脂肪族或芳香族基团的烃基、优选为碳数1~6的任选具有侧链的亚烷基。需要说明的是,R6COOH代表性地表示脂肪酸残基、特别是表示丙酸残基。

羧酸为硫醚单羧酸时,特别是R5为碳数10以上的烃基时,可以将其与多元醇、例如乙二醇、丙二醇、己二醇、甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、山梨糖醇等进行酯化,或者可以与高级的一元醇、例如月桂醇、十三烷醇、硬脂醇、油醇、异硬脂醇等进行酯化。适宜为甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷等多元醇。进而,可以为使这些高级一元醇键合聚氧乙烯(PEO)、聚氧丙烯(PPO)等聚醚而成的物质与硫醚单羧酸的酯化合物。

羧酸为硫醚二羧酸时,也可以与高级醇、例如碳数8以上、更优选为12以上的饱和或不饱和的任选具有支链的醇、例如辛醇、2-乙基己醇、月桂醇、十三烷醇、十六醇、硬脂醇、油醇、异硬脂醇等进行酯化。进而,也可以为使高级醇键合聚氧乙烯(PEO)、聚氧丙烯(PPO)等聚醚而成的物质与硫醚二羧酸的酯化物。

另外,硫醚单羧酸和其它脂肪酸、例如油酸与同一多元醇酯化而成的混合酯也是A成分。A成分的分子量优选为500~1500、更优选为550~1200。

赋予油分作为纺丝油剂时,若分子量不足500,则在纺丝-拉伸工序中暴露于高温,呈现发烟性,损害工作环境。或者,分子量超过1500时,纤维-金属间的摩擦变高,招致纤维的损伤,损害纤维的品质。

A成分为与硫醚单羧酸的酯时的优选具体例可列举出己二醇双十八烷基硫代丙酸酯、三羟甲基丙烷三(十二烷基)硫代丙酸酯、甘油三(十二烷基)硫代丙酸酯、季戊四醇四(十八烷基)硫代丙酸酯等。

A成分为与硫醚二羧酸的酯时的优选具体例可列举出二月桂基硫代丙酸酯、二硬脂基硫代二丙酸酯、二油基硫代二丙酸酯、二异十三烷基硫代二丙酸酯、二异硬脂基硫代二丙酸酯、二辛基硫代二丙酸酯、二辛基(PEO)硫代二丙酸酯等。

进而,本发明的气囊用基布的环己烷提取的油分优选含有改性有机硅(B成分)。B成分的附着量相对于基布重量优选为0.001~0.05重量%。

B成分具有在聚酰胺纤维表面通过表面能降低来促进低摩擦化的效果。尤其,有利于提高缝制强度。B成分优选多达0.001重量%以上。为了确保作为油分赋予时的组合物的混合稳定性,优选为0.05重量%以下。B成分为有机硅化合物,具体而言可列举出二甲基聚硅氧烷、季铵改性二甲基聚硅氧烷、氨基改性二甲基聚硅氧烷、酰胺改性二甲基聚硅氧烷、环氧改性二甲基聚硅氧烷、羧基改性二甲基聚硅氧烷、聚氧化烯改性二甲基聚硅氧烷、氟改性二甲基聚硅氧烷等有机硅化合物。

本发明中,特别优选的是,分子量为1000~1000000、优选为3000~1000000、进一步优选为5000~1000000、25℃下的粘度为2~1000000mm2/s、优选为500~1000000mm2/s、进一步优选为1000~500000mm2/s的选自二甲基聚硅氧烷、氨基改性二甲基聚硅氧烷、酰胺改性二甲基聚硅氧烷、聚氧化烯(聚氧乙烯和/或聚氧丙烯、优选为聚氧乙烯)改性二甲基聚硅氧烷中的1种以上。

作为氨基改性二甲基聚硅氧烷,氨基当量(氨基当量是指相对于1个氮原子的分子量)优选为1500~40000g/mol、进一步优选为2500~20000g/mol、特别优选为3000~10000g/mol。作为二甲基聚硅氧烷,优选25℃下的粘度为1万~100万mm2/s的二甲基聚硅氧烷,作为氨基改性二甲基聚硅氧烷,优选25℃下的粘度为100~2万mm2/s。作为聚氧化烯改性二甲基聚硅氧烷,可列举出下述式(3)所示的化合物和下述式(4)所示的化合物。

〔式中,R7a表示氢原子或1价的烃基,优选为氢原子或甲基。R7b表示碳数1~20的2价烃基,优选为碳数3~6的2价烃基,特别优选为亚烷基。R7c表示碳数1~3的烷基或羟基,优选为甲基。EO为氧亚乙基,PO为氧亚丙基。f表示氧亚乙基的平均加成摩尔数,g表示氧亚丙基的平均加成摩尔数,h表示平均为1以上的数,i表示平均为1以上的数,它们的值以具有期望粘度的方式来选择,f、g分别优选为0~60的数、更优选为0~35的数。h优选平均为1~500的数。i优选平均为1~100的数。需要说明的是,多个R7a、R7b、R7c、f、g及h可以相同也可以不同〕。

〔式中,R8a从碳数1~3的烷基、烷氧基、羟基中选择,特别优选为甲基。R8b、R8c彼此独立地从碳数1~3的烷基、羟基中选择,特别优选为甲基。p、q为平均聚合度,它们的值以具有期望粘度的方式来选择,p为10~10000、优选为10~1000,q为1~1000、优选为3~100。R8d为碳数1~3的亚烷基,R8e表示-(EO)j-(PO)k-L(L表示碳数1~3的烷基或氢原子,EO表示氧亚乙基,PO表示氧亚丙基,j及k分别表示平均加成摩尔数,其合计为1~100、优选为2~100、特别优选为2~50)所示的基团。〕

环己烷提取的油分优选含有非离子活性剂(C成分)作为除A和B成分以外的成分。C成分具有抑制在聚酰胺纤维表面发生聚酰胺高分子的晶体生长而局部脆化的效果。在聚酰胺表面,C成分的聚醚部与聚酰胺非晶部发生作用,阻止晶体生长。通过抑制纤维表面的粗硬化,维持环扣强力,因此有利于提高缝制利用率。基布的热处理后也将构成纱的环扣强力维持得较高,从而有利于提高缝制部强度的经热保持率。C成分的附着量多达0.01重量%以上是优选的。进一步优选为0.02重量%以上。仅依靠C成分则有时平滑作用不充分,因此优选为0.2重量%以下。

作为C成分的非离子活性剂优选的是,分子量为1000~5000、优选为2000~3000的选自例如高级醇环氧烷加成物和多元醇环氧烷加成物中的非离子活性剂,其为除了属于A和B成分的物质之外的成分。上述多元醇的环氧烷加成物是指,例如对多元醇加成环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等环氧烷而成的物质,作为具体例,可列举出例如氢化蓖麻油环氧乙烷加成物、蓖麻油环氧乙烷加成物、山梨糖醇环氧乙烷加成物和三羟甲基丙烷环氧乙烷加成物等。其中,优选氢化蓖麻油环氧乙烷加成物、山梨糖醇环氧乙烷加成物或高级醇环氧烷加成物。

进而,也优选使上述化合物与单羧酸和/或二羧酸反应而得到的非离子活性剂。作为单羧酸的具体例,可列举出己酸、辛酸、月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸和异硬脂酸等,优选棕榈酸、硬脂酸、油酸和异硬脂酸等。作为二羧酸的具体例,可列举出马来酸、己二酸、硫代二丙酸、癸二酸、十二烷酸和十三烷二酸等,其中优选马来酸、己二酸和丙酸。

另外,非离子活性剂优选为分子量为600~3000的PEG酯化合物。作为与二乙二醇进行酯化的单羧酸,可列举出己酸、辛酸、月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸和异硬脂酸等,优选为棕榈酸、硬脂酸、油酸和异硬脂酸等。

赋予油分作为纺丝油剂时,若分子量不足600,则热拉伸时的发烟多,损害生产环境,乃至产生纤维品质的降低。另外,分子量超过3000时,油剂的扩展性恶化,纤维中造成不均匀而引发单丝断头。

本发明的气囊用基布优选在环己烷提取的油分中含有上述A成分和B成分。进而,A和B各成分含有无机性有机性比值为1.50~1.70的成分,它们的含量相对于油分总量优选合计为7重量%以上。

此处,无机性有机性比值是指,基于藤田穆先生的有机概念图的值,其根据“有机概念图-基础和应用”(新版、三共出版株式会社、甲田善夫等人著、2008年11月30日发行)来算出。其中,含硅化合物的无机性和有机性的算出依据“有机概念图中的氟和硅的定位”(桂博二、油化学、#36(12)、961(1987))来进行。

无机性有机性比值接近的物质彼此具有相容性。无机性有机性比值为1.50~1.70时,接近聚己二酰己二胺的无机性有机性比值即1.67,是对于聚酰胺纤维的相容性优异的成分,吸附渗透性良好。这些物质在聚酰胺纤维的表面吸附渗透,从而在经过喷水织机、精练的工序后也容易留在织物纤维表面,进而有利于抑制热经时后的物性降低。

A成分具有提高平滑性的效果和抗氧化效果。由于气囊的热处理,在基布构成纱表面,聚酰胺高分子因氧化劣化而高分子链断裂,产生微小的龟裂,从而存在环扣强力降低的倾向。但是,在高温环境条件下,A成分有利于抑制这种劣化。因此,A成分的无机性有机性比值为1.50~1.70的合适范围时,容易留在聚酰胺纤维的表面,不易挥发散失,在表面处发挥提高平滑性的效果和抗氧化效果,因此有利于维持热经时后的拉伸强度,进而有利于抑制纱-纱摩擦指数的上升。

B成分的无机性有机性比值为1.50~1.70的合适范围时,热经时后也留在聚酰胺纤维的表面,通过降低表面处的表面能而有利于抑制纱-纱摩擦指数的上升。A和B成分中,无机性有机性比值为1.50~1.70的成分的总和相对于全部油分为7重量%以上时,能够将热经时后的纱-纱摩擦指数的值抑制得较低。

另外,C成分的无机性有机性比值为1.50~1.70的合适范围时,热经时后也留在聚酰胺纤维的表面,抑制表面处的聚酰胺的晶体生长,有利于维持环扣强力。A、B和C成分中,无机性有机性比值为1.50~1.70的成分的总和相对于全部油分为10重量%以上时,能够有利于维持热经时后的缝制部强度。

为了在基布上保持上述特定组成的油分,在将聚酰胺纤维纺丝时,作为纺丝油剂适当调整油剂组成内容和重量比分配并赋予即可。由此,能够使在织造后残留于织物的来源于纺丝油剂的油分的组成成为上述内容。优选在聚酰胺纤维的纺丝工序中通过热拉伸促进向纤维表面的吸附渗透。另外,通过在织造后对织物赋予油分,也可以使织物中保持上述组成的油分。

作为纺丝时的纺丝油剂的油剂组成,优选将A成分设为40~80重量份、将B成分设为0.5~5重量份、将C成分设为5~55重量份。进而,通过在各个成分中适量含有无机性有机性比值处于1.50~1.70的合适范围的组成,能够使各个成分在织物加工工序后充分残留于纤维表面。以A成分、C成分作为必需成分,在A成分、B成分、C成分之中,含有在油剂组成整体中为5重量%以上的无机性有机性比值处于1.50~1.70的合适范围的成分时,有利于提高缝制强度。

本发明中,赋予的油分中也可以含有所谓抗氧化剂。抗氧化剂使用受阻酚型的抗氧化剂。这种的抗氧化剂与本发明的硫醚发挥协同作用,有利于提高处理剂的耐热性。受阻酚型抗氧化剂包含分子中具有1个以上的在酚性OH基的邻位具备如叔丁基那样的大体积取代基的取代芳香族基团的化合物,特别优选苯核被1个以上甲基和叔丁基取代、分子量为500以上的化合物。具体而言,例如有1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷(商品名为ADEKASTAB AO-30)、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)异氰脲酸(商品名为CYANOX1790)等。油分中配混的比率为0.1重量%以上时,提高耐热性,不足3重量%时,纱-纱摩擦指数不会过度上升。

熔融纺丝工序中,对于将前述聚合物熔融纺丝并冷却固化而得到的纱条赋予上述油剂时,上述油剂成分通常以用低分子量矿物油或水乳化稀释而成的溶液的形式赋予。向纤维上附着的油剂量为0.3~1.5重量%、进一步优选为0.5~1.0重量%。赋予了上述油剂的纱条优选连续地输送至拉伸工序,进行拉伸热处理。拉伸通常采用2阶段以上的多阶段热拉伸法。经拉伸的纱条进行热定型并卷取,但在即将卷取之前对纱条施加交织,使单丝彼此集束。交织通过从纱条的外周由喷嘴喷射高压的流体、例如高压空气或蒸汽而进行。

通过以上的方法制造的织造用原纱优选其强度为8.0cN/dtex以上。更优选为8.3cN/dtex以上、更加优选为8.5cN/dtex以上。通过原纱强度高,有利于提高织造加工后的基布的拉伸强度。另一方面,其强度优选为10.0cN/dtex以下。更优选为9.5cN/dtex以下、更加优选为9.0cN/dtex以下。通过为10.0cN/dtex以下,不易损害作为织造加工后的基布的构成纱的环扣强力。

通过以上的方法制造的原纱的一部分送至整经工序,作为经纱用途而卷绕于整经轴,另外一部分作为纬纱来准备,并进行织造。上述织物中的提取油剂可以至少一部分在整经工序中作为整经油剂来赋予。另外,上述织物中的提取油剂也可以至少一部分在织造后作为加工油剂而赋予到织物上。

织造可以使用喷水织机、喷气织机、剑杆织机等。喷水织机的情况下,以约800rpm以上、优选为1000rpm以上的投梭速度高效地织造。通常,附着于原纱的油剂的一部分在该织造中被去除,残留油分量变得不足0.3重量%。本发明的赋予于原纱的油剂包含前述油剂成分,因此容易通过水射流织造中的水而去除一部分,加水粘性也低,不会生成泡沫等。

织造得到的坯布经过精练工序或者不经过精练工序地进行热定型。热定型工序中,为了控制作为气囊用基布的透气性,或者为了控制手感、柔软性,可以对单面或双面进行轧光加工。

本发明的气囊用基布优选采用布面覆盖系数为2000以上的高密度织物,以使透气量少于0.5cc/cm2/sec。例如,使用420旦尼尔的尼龙66原纱以平纹进行织造时,投梭条数优选的是经纱、纬纱均设为每1英寸中50条以上。进一步优选为布面覆盖系数为2100以上的高密度织物。布面覆盖系数由[(经纱纤度(dtex))1/2×经纱密度(条/2.54cm)+(纬纱纤度(dtex))1/2×纬纱密度(条/2.54cm)]算出。

使用上述织物作为气囊基布进行缝制,从而能够制成气囊。另外,也可以涂布弹性体、树脂来提高气密性,从而制成气囊基布。此处,对于成为气囊基布的织物而言,使上述油剂成分的至少一部分成分留在织物中是重要的,具有0.01~0.15重量%的环己烷提取的油分。

该气囊可以作为气囊装置而安装在车辆上。特别是适宜用于侧帘式气囊、侧面碰撞气囊等。

实施例

接着,利用实施例和参考例详细说明本发明,但本发明不限于这些实施例。

(整理剂组成配制)

如下那样准备纺丝油剂中使用的整理剂组成的单组分。

高级脂肪酸酯

a1二辛醇EO5硫代二丙酸酯

a2二辛醇EO20硫代二丙酸酯

a3 EO50三羟甲基丙烷三异硬脂酸酯

改性有机硅

b1 EO10改性有机硅(30、10)

b2 EO10改性有机硅(5、35)

b3二月桂酸改性聚二甲基有机硅(7)酯

非离子活性剂

c1 EO50氢化蓖麻油

c2 EO100氢化蓖麻油

c3硬脂酸EO20酯

c4硬脂酸EO40酯

需要说明的是,上述高级脂肪酸酯之中,相当于本发明的前述A成分的具有硫醚基的酯为a1和a2,a3不具有硫醚基而不属于A成分。后述表2和3中,酯成分附着量是指a1、a2和a3的总附着量,A成分附着量是指a1和a2的总附着量。

接着,如表1所示对整理剂组成1~15进行组成配制。表1中示出配制重量份和单组分的无机性有机性比值(I/O)。以单丝的量计(I/O)处于1.5-1.7的合适范围的是a2、b2、b3、c2、c4。

[表1]

(纺丝)

将含有以元素计为50ppm的铜、1500ppm的碘的基于98%硫酸的硫酸粘度为3.5的聚己二酰己二胺进行熔融纺丝、热拉伸,作为纺丝油剂赋予上述整理剂并卷取。纤维物性为纤度470dtex且单丝数144条、拉伸强度8.5cN/dtex。

(织物油分的分析)

对聚酰胺纤维的基布用环已烷溶剂进行索氏提取(60℃下3小时、10次)。从所得的提取液中蒸馏去除挥发成分后,称量提取成分,将其与提取前的基布重量之比设为提取油分量(重量%)。

接着,利用HPLC(HP1100;Yokogawa Analytical Systems Inc)使用GPC柱(AsahipackGF-310HQ;昭和电工株式会社)对提取油分进行分离分析。流动相以梯度法使用醋酸铵水与乙腈的混合液。检测利用MS(HP1100MSD;Yokogawa Analytical Systems Inc)以电喷射法(Electrospray法)的TIC进行。分离物的鉴定利用MALDI-TOFMS(株式会社岛津制作所)来进行。

(基布物性)

经热卷曲率差异:将基布试样用140℃的热风干燥机进行400小时处理后,求出JIS L1096:2010-8.7b)B法的织造纱的织物收缩率(%)作为卷曲率(%),得到基布试样的经纬方向各自的值后,将经向的卷曲率减去纬向的卷曲率所得的值作为卷曲率差异(%)。

拉伸强度:求出JIS L1096:2010-8.14.1JIS法a)A法(长条法)的拉伸强度(N/cm),得到经纬方向的平均值作为拉伸强度(N/cm)。进行试样宽度为25mm、握持长度为200mm、200mm/分的恒速伸长拉伸试验。

经热拉伸强度:将基布的长条试样用140℃的热风干燥机进行400小时处理后,评价上述拉伸强度,得到经纬方向的平均值作为经热拉伸强度(N/cm)。

构成纱的纱-纱摩擦指数:对于分解基布而得到的分解纱试样,如图1所示那样对试样纱进行3次加捻,将分解纱试样以3cm/分钟进行摩擦。夹持加捻部分,将负荷侧的载荷(T1)设为140g,测定张力测量侧的张力(T2),将T2/T1作为纱-纱摩擦指数。利用经纬方向的分解纱得到平均值,作为构成纱的纱-纱摩擦指数。

构成纱的经热纱-纱摩擦指数:将分解基布而得到的分解纱试样用140℃的热风干燥机进行400小时处理后,评价上述构成纱的纱-纱摩擦指数,以经纬方向的平均值作为经热摩擦指数。

构成纱环扣强力:利用分解基布而得到的分解纱试样求出JISL1013:2010-8.7.1的环扣强度(N),得到经纬方向的平均值作为构成纱环扣强力(N)。

经热环扣强力:将分解基布而得到的分解纱试样用140℃的热风干燥机进行400小时处理后,评价上述构成纱环扣强力,以经纬方向的平均值作为经热环扣强力(N)。

(缝合评价)

在基布上形成缝合部并对针迹强度进行试验(求出缝制部强度)方法依据ISO13935-1(长条法)来进行。将基布试样以使缝制部位为中心的方式对向地重叠,从端部起以缝头20mm进行缝合。长条试样宽度为25mm。

作为缝纫线,使用Coats公司的Neophil Bonded Nylon TEX135作为面线和底线。

缝制:使2张试样片的经纬方向一致,以45针/10cm的行针数从试样片的端部起取2cm的缝头并进行单线缝纫。在缝制线的端部将缝纫线的面线底线以平结打结。缝纫机针使用ORGAN NEEDLE CO.,LTD.制造的DP×17的Size20。

对于缝制好的试样,以缝合部成为上下夹具的中心的方式握持,进行握持长度为100mm、300mm/分钟的恒速伸长拉伸试验,求出缝制部强度(N/cm)。

缝制利用率:将缝制部强度相对于非缝制部强度的比率设为缝制利用率(%)。

经热保持率:将缝制试样用140℃的热风干燥机进行400小时处理,求出热处理后的缝制部强度(N/cm),将热处理后相对于热处理前的缝制强度的比率设为经热保持率(%)。

(气囊展开评价)

气囊制作:制作国际公开第99/28164号小册子记载的气囊。其中,外周缝制采用缝纫线为235dtex/2×3、行针数为5.0针/cm的2列双链式线迹,不设置通气孔。使该气囊在140℃下经过400小时而得到的气囊作为展开试样。向所得的气囊中插入保持器,安装充气器,制成展开试样。充气器使用烟火(pyro)型且60L气瓶压力为220kPa的功率的充气器。

展开条件:对于气囊,经由安装于充气器的保持器螺栓部分进行气囊内压观测,以高速视频观察充气器展开的情况。展开试样在80℃下经过一夜后,以温度不降低的方式迅速安装于展开台,实施高温下的着火展开试验。

评价:评价将无破袋地展开、展开后袋体没有问题的情况设为◎,将无破袋地展开、在袋体的缝制部观察到单丝断头的情况设为○,将破袋的情况设为×。

[实施例1]

使用以整理剂组成1得到的聚己二酰己二胺纤维作为织造原纱,无捻、无胶地进行整经,准备经纱轴。另外,无捻、无胶地对织机进行纬纱供给。利用喷水织机以800rpm制成平织物。将其未精练、未干燥地实施热定型。热定型在150℃下进行1分钟,接着在180℃下进行1分钟,将布的长度方向即经向的超喂设为3.0%、将布的宽度方向即纬向的缩幅设为5.0%地进行处理,得到织物密度在经纬均为51条/2.54cm的气囊用基布。基布的经纬的卷曲差为2.5%。

将基布的附着油分的量、基布物性和缝制评价的值、气囊展开评价的结果示于表2。附着油分包含由不具有硫醚基的酯化合物组成的平滑成分,进而作为硫醚的酯化合物的A成分的附着量也充分,且C成分的附着量也充分。基布的缝制利用率高,并且缝制部强度的经热保持率也高。所以,评价气囊的热经时后的高负荷展开时,没有破袋等问题地进行了展开。

[实施例2]

通过热定型将布的长度方向即经向的超喂设为3.5%、布的宽度方向即纬向的缩幅设为6.0%地进行处理,除此之外与实施例1同样地进行织造加工,从而得到基布。将结果示于表2。成为基布的经纬的卷曲差为0.5%的基布。如表2所示,基布的缝制利用率高,并且缝制部强度的经热保持率也高。气囊的热经时后的高负荷展开也没有问题。

[实施例3、4]

除了使用整理剂组成2(实施例3)和整理剂组成3(实施例4)之外,与实施例1同样地实施。将结果示于表2。如表2所示,附着油分包含由不具有硫醚基的酯化合物组成的平滑成分,进而,作为硫醚的酯化合物的A成分的附着量也充分,C成分的附着量也充分。基布的缝制利用率高,并且缝制部强度的经热保持率也高。气囊的热经时后的高负荷展开也没有问题。

[实施例5~7]

使用整理剂组成1(实施例5)、整理剂组成2(实施例6)和整理剂组成3(实施例7),与实施例1同样操作,得到平织物。使用这些平织物,通过热定型将布的长度方向即经向的超喂设为2.5%、布的宽度方向即纬向的缩幅设为3.5%地进行处理,除此之外与实施例1同样地进行织造加工,从而得到基布。将结果示于表2。如表2所示,附着油分包含由不含硫醚基的酯化合物组成的平滑成分,进而,作为硫醚的酯化合物的A成分的附着量也充分,C成分的附着量也充分。基布的缝制利用率高,并且缝制部强度的经热保持率也高。气囊的热经时后的高负荷展开也没有破袋。实施例7中稍微观察到经纬的卷曲差的影响,展开后在缝制部的针眼周围观察到织造纱的单丝断头。

[比较例1~3]

使用整理剂组成1(比较例1)、整理剂组成2(比较例2)和整理剂组成3(比较例3),与实施例1同样操作,得到平织物。使用这些平织物,通过热定型将布的长度方向即经向的超喂设为1.5%、布的宽度方向即纬向的缩幅设为0.5%地进行处理,除此之外与实施例1同样地进行织造加工,从而得到基布。将结果示于表2。如表2所示,附着油分包含由不含硫醚基的酯化合物组成的平滑成分,进而,作为硫醚的酯化合物的A成分的附着量也充分,C成分的附着量也充分。然而,卷曲率差大,基布的缝制利用率低,并且缝制部强度的经热保持率也低。气囊的热经时后的高负荷展开也发生了破袋。

[比较例4]

除了将整理剂组成设为组成4之外与比较例1同样地实施。将结果示于表2。如表2所示,基布的卷曲差大,进而对于油分的附着量而言A成分不充分。基布的缝制利用率低,并且缝制部强度的经热保持率也低。气囊的热经时后的高负荷展开也发生了破袋。

[比较例5]

除了将整理剂组成设为组成4之外与实施例5同样地实施。将结果示于表2。如表2所示,基布稍微抑制了卷曲差,但对于油分的附着量而言A成分不充分。基布的缝制利用率低,并且缝制部强度的经热保持率也低。气囊的热经时后的高负荷展开也发生了破袋。

[表2]

[实施例8~16]

将整理剂组成如表3所示那样由组成5变为组成11、组成15和组成12,除此之外与实施例1同样地实施。将基布的附着油分的量、基布物性和缝制评价的值、气囊展开评价的结果示于表3。基布的卷曲率差小,油分的附着量也充分,且气囊的热经时后的高负荷展开也没有破袋。实施例10、15和16中,油分中的C成分的附着量较少,缝制利用率稍低。实施例16中虽然没有破袋,但是展开后在缝制部的针眼周围观察到织造纱的单丝断头。

[比较例6]

除了将整理剂组成设为组成4之外,与实施例1同样地实施。将结果示于表3。如表3所示,基布的卷曲率差小,但是在附着油分中,由酯化合物组成的平滑成分多,而作为有助于耐热性的硫醚的酯化合物的A成分不充分。基布的缝制利用率良好,但缝制部强度的经热保持率低。气囊的热经时后的高负荷展开发生了破袋。

[比较例7和8]

将整理剂组成如表3所示设为组成13和组成14,除此之外与实施例1同样地实施。将结果示于表3。基布的卷曲率差小,但附着油分中的A成分的附着量不十分,气囊的热经时后的高负荷展开发生了破袋。

[比较例9]

将整理剂组成如表3所示设为组成13,织造后在包含烷基苯磺酸钠0.5g/l和苏打灰0.5g/l的80℃的温水浴中浸渍3分钟后,在沸水中浸渍2分钟,接着在130℃下干燥制成基布,除此之外与实施例1同样地实施。由于沸水收缩而几乎不存在基布的卷曲率差异,但由于强力的精练而使油分的附着量非常少,气囊的热经时后的高负荷展开发生了破袋。

[实施例17和18]

使用以整理剂组成3得到的聚己二酰己二胺纤维,无捻、无胶地整经,准备经纱轴。另外,无捻、无胶地对织机进行纬纱供给。利用喷水织机以800rpm制成平织物。将其不精练地在60℃下干燥,不进行热定型地得到气囊基布。织机中以经向的织物密度变高的方式设定,得到织物密度为经向55条/2.54cm、纬向47条/2.54cm的气囊基布(实施例17)和经向54条/2.54cm、纬向50条/2.54cm的气囊基布(实施例18)。基布的经纬的卷曲率差异为3.0%(实施例17)和4.0%(实施例18)。

将基布的附着油分的量、基布物性和缝制评价的值、气囊展开评价的结果示于表3。附着油分包含由不具有硫醚基的酯化合物组成的平滑成分,进而,作为硫醚的酯化合物的A成分的附着量也充分,C成分的附着量也充分。由于经纬的织物密度差,基布的拉伸强度的平均值稍稍降低,由于没有热定型,热经时后的基布的拉伸强度的平均值稍稍降低,但没有破袋等问题地进行了展开。

[表3]

[实施例19]

通过热定型将布的长度方向即经向的超喂设为2.0%、布的宽度方向即纬向的缩幅设为2.0%地进行处理,除此之外与实施例1同样地进行织造加工,从而得到基布。将结果示于表2。基布的缝制利用率高,并且缝制部强度的经热保持率也高。但是,稍微观察到经纬的卷曲差提高的影响,展开后在缝制部的针眼周围观察到织造纱的单丝断头。

[实施例20]

通过热定型将布的长度方向即经向的超喂设为2.0%、布的宽度方向即纬向的缩幅设为2.0%地进行处理,除此之外与实施例2同样地进行织造加工,从而得到基布。将结果示于表2。基布的缝制利用率高,并且缝制部强度的经热保持率也高。但是,稍微观察到经纬的卷曲差提高的影响,展开后在缝制部的针眼周围观察到织造纱的单丝断头。

产业上的可利用性

本发明的气囊用基布适合作为构成碰撞时乘员保护装置的气囊用的基布织物。

附图标记说明

1 试样纱

2 锤(T1)

3 测压元件(T2)

4 滑轮

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