エアバッグ用基布
【課題】優れた耐熱性、特に寸法変化が小さく経日耐圧性を有しながらも低コストで、且つ環境負荷の小さなエアバッグ用基布を提供する。
【解決手段】エアバック基布を構成している少なくとも一部に、熱収縮応力曲線から求めた最高応力時の温度が１９５〜２２０℃であり、かつ銅化合物を銅金属量として１０〜３５０ｐｐｍ含有するポリカプラミド繊維を用いる。この時、ポリカプラミド繊維の繊維内部構造を示すパラメータである定長拘束法におけるＤＳＣ融解ピーク温度やｔａｎδピーク温度が特定の範囲を示し、銅化合物に加えて他の熱酸化劣化防止剤等の耐熱剤を含有することが好ましい。
【解決手段】エアバック基布を構成している少なくとも一部に、熱収縮応力曲線から求めた最高応力時の温度が１９５〜２２０℃であり、かつ銅化合物を銅金属量として１０〜３５０ｐｐｍ含有するポリカプラミド繊維を用いる。この時、ポリカプラミド繊維の繊維内部構造を示すパラメータである定長拘束法におけるＤＳＣ融解ピーク温度やｔａｎδピーク温度が特定の範囲を示し、銅化合物に加えて他の熱酸化劣化防止剤等の耐熱剤を含有することが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱性および機械的特性に優れたエアバッグ用基布に関するものであり、さらに詳しくはポリカプラミド繊維を用いることで耐熱性、熱寸法安定性、環境特性および低コスト性に優れたエアバッグ用基布に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車事故等の衝撃から乗員を守るために、車両へのエアバッグの装着が急速に進んでいる。衝突等の際、ガス等により膨張し乗員の体を守るエアバッグとして、運転席および助手席用エアバッグに加えてサイドエアバッグやニーエアバッグ等の装備が実用化されつつある。
【０００３】
また、自動車内部は夏場および日中等に非常に高温、冬場および夜間には低温となるため、自動車内で長期間保管されるエアバッグ用基布に求められる耐熱性としては、耐熱劣化性、耐酸化性が要求されるばかりか、高温、低温雰囲気下に繰り返し曝される通常の使用環境において、寸法変化に起因する目ズレや物性が変化せず、エアバッグ用基布の経日耐圧性が変化しないことが非常に重要である。
【０００４】
従来より、特許文献１及び２等に示す様にポリアミド繊維やポリエステル繊維を用いたエアバッグが提案されている。ポリアミドとしてはポリカプラミド、ナイロン６‐６、ナイロン４‐６、ナイロン１０等が例示されているが、非特許文献１の２４３頁に記載の様に、特に耐熱性の観点から殆どのエアバッグ基布用の繊維としてはナイロン６‐６が用いられているのが現状である。さらに、特許文献１及び２等の実施例を見ても殆どがナイロン６‐６に関する技術であり、ポリカプラミドに関する技術が開示されていないことからもエアバッグ開発はナイロン６‐６主体で進められている。
【０００５】
ポリカプラミドがエアバッグ基布用途に広く使用されない要因として、非特許文献１記載の様にナイロン６‐６繊維と比較して耐熱性に劣るという問題があり、この耐熱性を向上させる方法が特許文献３および特許文献４に記載されている。
【０００６】
特許文献３にはポリカプラミドを芯成分、耐熱性に優れたポリアミドであるナイロン４‐６を鞘成分とした複合繊維とすることで耐熱性と低コスト性を両立させた繊維を用いたエアバッグ基布を得る方法が記載されている。該技術を用いた場合には通常のナイロン４‐６繊維を用いた場合と比較すると安価に製造が可能であり、ポリカプラミドを単独で使用した場合と比較すると耐熱性は向上する。しかしながら、繊維の芯鞘複合化による設備費の増大、芯鞘の複合異常等による生産性の悪化、ポリカプラミド繊維と比較して価格が上昇する等の問題がある。
【０００７】
特許文献４には紡糸時に銅化合物を含有せしめることでエアバッグ用のポリカプラミド繊維の耐熱性を向上させる技術が記載されている。しかしながら、銅化合物による耐熱性の向上だけでは実用に供するには不充分である。
【０００８】
特許文献５〜７等の実施例にはポリカプラミド繊維を用いたエアバッグ用基布に関する技術が開示されているが、ポリカプラミド繊維の耐熱性向上に関する記載がされていないばかりか、その特徴的な製造方法も記載されていない。通常知られたポリカプラミド繊維では耐熱性に優れたエアバッグ用基布を得ることは困難である。
【０００９】
また、本発明者らの知見によると通常のポリカプラミド繊維はナイロン６‐６繊維と比較して耐熱収縮特性に劣るという問題を有しており、耐熱性つまり経日で基布の収縮弛緩等が発生し、基布寸法変化や目ズレが発生するという問題を有している。
【００１０】
上記のようにナイロン６‐６繊維と比較して安価に製造できるポリカプラミド繊維を用いたエアバッグ用基布に関する検討が進められているものの、コストおよび耐熱性の両者をバランス良く満足するものが得られていないのが現状である。
【特許文献１】特開平１０−１９５７２７号公報
【特許文献２】特開２００３−３０１３４９号公報
【特許文献３】特開平８−１５８１６０号公報
【特許文献４】特開１０−６０７５０号公報
【特許文献５】特開平６−２９９４６５号公報
【特許文献６】特開平９−３２４３３７号公報
【特許文献７】特表２００３−５２１５８９号公報
【非特許文献１】産業用繊維材料ハンドブック（初版） 繊維学会編 日刊工業新聞社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は衝突等の衝撃から人体を守るエアバッグ用基布に関する技術であって、前記従来技術の有する問題を解決し、低コストでありながら環境負荷が小さいだけで無く、耐熱性、特に熱による寸法変化の少ないエアバッグ用基布を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、かかる従来技術の背景に鑑み鋭意検討を進めた結果、次の特性を有するナイロン繊維を用いたエアバッグ用基布が環境負荷が小さく、低コストでありながら優れた耐熱性を有することを見出し本発明に到達した。
【００１３】
即ち本発明のエアバッグ用基布は、エアバック基布を構成している少なくとも一部が、熱収縮応力曲線から求めた最高応力時の温度が１９５〜２２０℃であり、かつ銅化合物を銅金属量として１０〜５００ｐｐｍ含有するポリカプラミド繊維であることを特徴とするエアバック用基布である。
【００１４】
また、本発明のエアバッグ用基布は下記（ａ）〜（ｅ）が好ましい形態であって、運転席および助手席用エアバッグは勿論のこと、サイドエアバッグ、ニーエアバッグ、インフレータブルカーテンエアバッグ、エアベルト等の各種エアバッグ用途に好適に使用することができる。
（ａ）ポリカプラミド繊維の定長拘束法におけるＤＳＣ（示差走査熱量測定）融解ピーク温度が２２２〜２７０℃であり、かつ動的粘弾性の温度依存性試験において、ｔａｎδが最大値を示す際の温度（Ｔｍａｘ）が９０〜１２０℃であること。
（ｂ）ポリカプラミド繊維の強度が６〜１１ｃＮ/ｄｔｅｘ、伸度が１５〜３５％、沸水収縮率が５〜１５％、総繊度１００〜８４０dtex、単糸繊度１〜１５dtexであること。
（ｃ）ポリカプラミド繊維が銅化合物に加えて、他の耐熱剤を含有すること。
（ｄ）銅化合物とともに加える耐熱剤が芳香族メルカプト化合物であって、芳香族メルカプト化合物を３００〜３０００ｐｐｍ含有すること。
（ｅ）ポリカプラミド繊維の単糸断面が異型断面であること。単糸断面は扁平形状であることがさらに好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、耐熱強度保持率に優れたポリカプラミド繊維を用いることで耐熱性、特に、経日耐圧性に優れたエアバッグ用基布を製糸性良く得ることができる。また、低コストでありながら環境負荷の小さいエアバッグ用基布を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
平成１７年１月施行予定の「使用済自動車の再資源化等に関する法律」を受け、自動車用安全装置であるエアバッグもリサイクルできることが望まれている。本発明のエアバッグ用基布はリサイクルを容易にするためにポリカプラミド繊維を用いることが必要である。ナイロン６‐６繊維に代表されるジカルボン酸とジアミドの重縮合より得られるポリアミドと比較して、アミノカルボン酸またはそのラクタムの重縮合で得られるポリカプラミド繊維は解重合による再利用が容易でありエアバッグ用基布のリサイクル性に優れる。アミノカルボン酸またはそのラクタムの重縮合で得られるポリアミド繊維としては、ポリカプラミド繊維のほかにもナイロン１０等があるが価格の面からポリカプラミド繊維が必須である。
【００１７】
易リサイクルの観点から、本発明のエアバッグ用基布を構成する経糸、横糸、縫糸等、すべての構成成分が同一素材であることが好ましいが、その限りではなく、少なくとも一部にポリカプラミド繊維を用いれば良い。
【００１８】
また、本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維には発明の効果を阻害しない範囲、好ましくは１０重量％以下であれば共重合化合物や異種ポリマ等を含有しても良い。
【００１９】
本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維に関しては、熱収縮応力曲線から求めた最高応力時の温度（ＴΔＳｍａｘ）が１９５〜２２０℃であることが必要であり、好ましいＴΔＳｍａｘの範囲として１９７℃〜２２０℃が例示できる。またその時の熱収縮応力は殆どの場合０．２〜０．５ｃＮ／ｄｔｅｘである。ＴΔＳｍａｘは繊維が収縮する力が最も大きくなる温度、すなわち分子鎖の運動性の大きさを示している。ＴΔＳｍａｘが１９５℃未満の時にはエアバッグ用基布が車内や倉庫等に保管されている際にポリカプラミド繊維中の分子鎖が運動しやすい。すなわち、高温雰囲気および低温雰囲気に繰り返し曝されているうちにポリカプラミド繊維の分子運動に伴う収縮等によってエアバッグ用基布設計時の特性と変わってしまう可能性があるばかりか、繰り返される収縮と弛緩によってエアバッグ用基布の目ズレ等が発生し、基布の耐圧性が悪化、即ち基布通気度が増大してしまう問題点を有している。ＴΔＳｍａｘは高いほど好ましいが、ＴΔＳｍａｘが２２０℃を超えるポリカプラミド繊維を製造することは現状困難である。
【００２０】
また、本発明のエアバッグ用基布の一部を構成するポリカプラミド繊維の耐熱強力劣化を防ぐために銅化合物を銅金属量として１０〜５００ｐｐｍ含有することが必須である。銅金属量１０ｐｐｍ未満の場合には銅化合物による耐熱性向上効果が低く、銅金属量が５００ｐｐｍを超える場合には、銅化合物が異物となり製糸性が悪化する危険性を有している。含有する銅金属量としては２０〜３００ｐｐｍが好ましく、３０〜２５０ｐｐｍがより好ましい。
【００２１】
銅化合物として、沃化銅、塩化銅、臭化銅等を例示することができるがこれに限られるものではなく、従来知られた無機及び有機銅塩や銅金属単体を用いることができる。
【００２２】
本発明のエアバッグ用基布の一部を構成するポリカプラミド繊維は銅化合物に加えて他の耐熱剤を含有することが好ましい。
【００２３】
耐熱剤としてはアミン化合物、メルカプト化合物、リン系化合物、ヒンダードフェノール化合物、ハロゲン化合物、ハロゲン化アルカリ金属、ハロゲン化アルカリ土類金属等があげられるが、これに限られるものではなく、また、これらを２種類以上組み合わせたものでも良い。銅化合物に加えて他の耐熱剤を含有せしめることでエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維の熱酸化劣化特性を劇的に向上させることが可能となる。その時の耐熱剤添加量としては３００〜３０００ｐｐｍが熱酸化劣化防止性および製糸性の観点から好ましい。
【００２４】
アミン系化合物としてはＮ, Ｎ' −ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、ジアリル−ｐ−フェニレンジアミン、ジ−β−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン等を例示することができ、メルカプト化合物としては２−メルカプトベンゾイミダゾール、２−メルカプトチアゾールが例示でき、リン系化合物としてはステアリルフォスフェート、亜リン酸またはその塩等の有機・無機リン酸等を例示できるがこれらに限られるものではない。
【００２５】
しかしながら、銅化合物とともに加える耐熱剤としてはメルカプト化合物が好ましく、特に２−メルカプトベンゾイミダゾールを組合せることが最も好ましい。
【００２６】
銅化合物と前記耐熱剤は別々に添加しても良いし、錯体を形成させて添加しても良い。
【００２７】
本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維の硫酸相対粘度は３〜４．５であることが好ましい。硫酸相対粘度が４．５を超える高重合度のポリカプラミド繊維を生産性良く安価に得ることは現在の技術では難しい。また、硫酸相対粘度が３未満の場合には所望の強度の繊維が得難いばかりか、長時間の保管時に物性の低下が大きくなる可能性を有している。
【００２８】
本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維は、定長拘束法でのＤＳＣ融解曲線の融解ピーク温度が２２２〜２７０℃であることが好ましく、さらに好ましい範囲は２２５℃〜２４０℃である。また、その時の結晶融解熱量は３０〜１００Ｊ／ｇであることが好ましい。定長拘束法におけるＤＳＣ曲線における融解ピーク温度は分子の結晶配向度に対応し、結晶融解熱量は結晶量に対応している。融解ピーク温度が２２２℃未満ではポリカプラミド繊維分子鎖の結晶配向が低い、すなわち結晶内分子の自由度が高いために高温時に結晶内の分子鎖が動きやすく、結晶が崩壊する等のおそれがあるため、本発明の如き耐熱性に優れたエアバッグ用基布を得ることが難しい。また、融解ピーク温度が２７０℃を超える場合には繊維の製造工程で高い応力を繊維に加える必要が生じるため、繊維の破断を生じやすくなり、ポリアミド繊維の安定した生産が困難になる。
【００２９】
また、結晶融解熱量が３０Ｊ／ｇ未満の場合には繊維中での結晶量が少ないため、耐熱性に優れたポリカプラミド繊維を得ることが困難となり、結晶融解熱量が１００Ｊ／ｇを超える繊維を安定して得ることは現状の技術では困難である。
【００３０】
本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維は動的粘弾性の温度依存性試験において、ｔａｎδが最大値を示す際の温度（Ｔｍａｘ）が９０〜１２０℃であることが好ましい。動的粘断性の温度依存性試験で得られるＴｍａｘは分子鎖の運動拘束力に対応し、Ｔｍａｘは高いほど分子鎖の運動拘束力が大きいことを示す。Ｔｍａｘが９０℃未満の場合には高温時の分子鎖の運動性が高い、すなわち耐熱性に優れた繊維を得ることができない。また、Ｔｍａｘが１２０℃より高い繊維を製糸性良く得ることは現状困難である。
【００３１】
本発明のポリカプラミド繊維の総繊度は１００〜８４０ｄｔｅｘ、単糸繊度は１〜１５ｄｔｅｘであることが好ましい。エアバッグ用基布を薄くするためには本来総繊度は小さい方が好ましい。しかしながら、総繊度が１００ｄｔｅｘ未満の場合には、原糸の生産性が低下するために高コスト化するばかりか、エアバッグが展開する際に部分的に強力が不足することでエアバッグが破裂し、人体の安全性が損なわれる恐れがある。総繊度が８４０ｄｔｅｘを超える場合には安全性は確保されるものの、得られるエアバッグ用基布は肉厚で収納性に劣る製品となってしまう。好ましい総繊度として、２００〜５００ｄｔｅｘの範囲を例示することができる。
【００３２】
また、単糸繊度が小さい繊維を用いるほど、得られる基布は柔軟で収納性が良好になるとともにカバリング性が向上し基布の通気性を抑制することができる。このことから単糸繊度は小さいほど好ましいが単糸繊度が１ｄｔｅｘ未満の場合には製織等の際にガイド等の摩擦によって単糸が破断することで工程通過性悪化させる可能性がある。単糸繊度が１５ｄｔｅｘを越えると基布の収納性の悪化、さらには通気性の増大を伴いエアバッグ基布として十分な機能を果たさなくなる可能性を有している。好ましい単糸繊度の範囲としては１．５〜７ｄｔｅｘ、さらに好ましくは１．５〜５ｄｔｅｘの範囲を例示することができる。
【００３３】
また、本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維には各種の耐光剤、防炎剤、顔料、難燃剤、艶消剤、滑剤等の添加剤を用いても良い。
【００３４】
本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維は、強度が６〜１１ｃＮ/ｄｔｅｘ、伸度が１５〜３５％であることが好ましい。強度が６ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合にはエアバッグ用基布として要求される強力を有する基布を得ようとした際に必要となる繊維の本数が増加し、得られたエアバッグ用基布が肉厚で収納性に劣る製品となる。強度に特に上限は無いが、強度が１１ｃＮ／ｄｔｅｘを超える繊維を安価に得ることは現在の技術では困難である。
【００３５】
伸度が１５％未満の場合には、エアバッグが膨張した際に満足すべき衝撃吸収特性を得ることができない。伸度には本来上限はないが、本発明の範囲を満足するポリカプラミド繊維を製造した際には伸度は、その殆どが３５％以下となる。
【００３６】
ポリカプラミド繊維の沸水収縮率は、５〜１５％であることが必要である。沸水収縮率が上記の範囲より大きいと寸法安定性が悪くなるために、得られた基布のしわや通気度バラツキなどの不具合を生じてしまう可能性を有している。沸水収縮率は本来低い程良いが、５％未満の沸水収縮率を満足する繊維を得ることは現状の技術で製糸性良く得ることは困難である。
【００３７】
本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維の単糸断面は異型断面であっても良く、断面形状としては扁平型、三角型、Ｃ型、Ｙ型、団子型、中空型、あるいはそれらの組合せ等を例示することができるがこれに限られるものではない。しかしながら製織時に基布厚みを低減させ、エアバッグ用基布の収納性を向上させること、およびコートエアバッグとした際に表面の凹凸が少ないためコーティング剤量を低減することが可能な扁平断面糸であることが好ましい。扁平率および異型度には特に決まりは無く、異型断面糸が生産性良くえられる範囲であれば良い。
【００３８】
本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維の交絡数は３〜５０個／ｍであることが好ましく、より好ましくは３〜３０個／ｍ、さらに好ましくは３〜２０個／ｍである。交絡数が３個／ｍ未満の時には製織時等に単糸が織機等に引っ掛って工程通過性を悪化させてしまう。
【００３９】
本発明のエアバッグ用基布を分解して得られたポリカプラミド繊維の交絡数は１０個／ｍ以下であることが好ましく、さらに好ましい範囲は５個／ｍ以下である。基布を分解して得られたポリカプラミド繊維の交絡数は、すなわち基布中でのポリカプラミド繊維の交絡数を示している。基布を分解して得られたポリカプラミド繊維の交絡数が５個／ｍを超える場合には基布中での交絡部による凹凸が多く、エアバック用基布の通気性の悪化および厚みの肉厚化が懸念される。
【００４０】
本発明のエアバッグ用基布は前述のポリカプラミド繊維を少なくとも構成要素の一部として用いていれば、通常用いられているナイロン６‐６繊維を用いたエアバッグ用基布と比較して低コスト化が図れるが、リサイクルの観点からすくなくとも５０重量％以上が前述のポリカプラミド繊維であることが好ましく、経糸、緯糸の全てが前述のポリカプラミド繊維から成ることが好ましい。
【００４１】
次に本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維の製造方法を図１に従い説明するが、ポリカプラミド繊維の製造方法はこれに限定されるものではない。
【００４２】
あらかじめ銅化合物や芳香族アミン化合物、芳香族メルカプト化合物、リン系化合物、ヒンダードフェノール系化合物を混合した硫酸相対粘度３〜４．５のポリカプラミド樹脂を溶融し口金１より紡出する。紡糸温度は共重合する化合物の種類や量等によって適宜変更を行うことができるが、２５０〜３２０℃であることが好ましい。２５０℃未満で紡糸を行なった場合にはポリマの溶融時に十分な流動性が得られない可能性があり、３２０℃を越える温度ではポリマが分解し、本発明で用いるポリカプラミド繊維を得られない可能性がある。異型断面糸を製造する場合には口金孔の形を目的とする断面の繊維が得られるように設計すれば良い。
【００４３】
紡糸口金１の直下に加熱筒２または断熱筒からなる徐冷領域を設け、紡出糸条を１８０〜３５０℃の高温雰囲気下を通過させても良い。
【００４４】
紡出された未延伸糸条は、次いで冷却装置３により１０〜１００℃、好ましくは１５〜７５℃の風を吹きつけて冷却固化することが好ましい。冷却風が１０℃未満の場合には通常装置とは別に大型の冷却装置が必要となるため好ましくない。また、冷却風が１００℃を超える場合には紡糸時の単糸揺れが大きくなるため、単糸同士の衝突等が発生し製糸性良く繊維を製造することが困難となる。空冷による冷却装置３は横吹き出しタイプでも良いし、環状型吹きだしタイプを用いても良い。
【００４５】
冷却固化された未延伸糸条は、次いで油剤ローラを有する給油装置４により油剤が付与される。油剤は、水系であっても非水系であっても良いが、ポリカプラミドの吸湿特性を考慮すると非含水油剤であることが好ましい。好ましい油剤組成として、平滑剤成分としてアルキルエーテルエステル、界面活性剤成分として高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物、極圧剤成分として有機ホスフェート塩等を鉱物油で希釈した非水系油剤を例示することができる。
【００４６】
油剤を付与された未延伸糸条は、引取りローラ５に捲回して引取る。引取られた未延伸糸条は一旦巻き取った後、若しくは一旦巻き取ることなく連続して延伸工程に供する。引取りローラ５と同様に、２ケのローラを１ユニットとするネルソン型ローラを、給糸ローラ６、第１延伸ローラ７、第２延伸ローラ８および第１弛緩ローラ９、第２弛緩ローラ１０と並べて配置し、順次糸条を捲回して延伸熱処理を行なうが、延伸段数に特に決まりはない。
【００４７】
通常、引取りローラ５と給糸ローラ６間では糸条を集束させるためにストレッチを行う。好ましいストレッチ率は１〜５％の範囲である。引取りローラ５の表面温度は２０〜８０℃であれば良い。
【００４８】
延伸は給糸ローラ６と第１延伸ローラ７間、および第１延伸ローラ７と第２延伸ローラ８間で行い、給糸ローラ６の温度は３０〜１７０℃、第１延伸ローラ７の温度は９０〜２３０℃とし、糸条の延伸を行なう。２段延伸法を採用する場合の各段数における延伸倍率は延伸条件により適宜変更することが可能である。ここで熱収縮応力曲線から得られる最高応力時の温度が本発明の範囲に入るポリカプラミド繊維を得るためには、熱セットローラ、即ち１段延伸の場合には第１延伸ローラ７、２段延伸の場合には第２延伸ローラ８等の最終延伸ローラの温度が１５０〜２３０℃、好ましくは１９０〜２２０℃であることが重要である。
【００４９】
熱セット後の糸条は、第２延伸ローラ８と第１弛緩ローラ９との間で７％以下、さらに好ましくは０．５〜５％の弛緩（リラックス）処理を施す。また、２回目の弛緩処理として第１弛緩ローラ９と第２弛緩ローラ１０間で７％以下の弛緩処理を行なうことが耐熱性に優れたエアバッグ用基布を得るためには好ましい。
【００５０】
弛緩処理を施された糸条は巻取り機１２にて巻き取られる。弛緩処理では熱延伸によって生じた歪みを取るだけで無く、延伸によって達成された構造を固定したり、非晶領域の配向を緩和させ熱収縮率を下げたりすることができる。弛緩ローラは非加熱ローラまたは、１６０℃以下に加熱したローラを用いる。非加熱ローラを用いた場合にも延伸工程からの持ち込み熱によって第１弛緩ローラ９の表面温度は通常１２０℃以上となる。
【００５１】
また、毛羽の発生を少なくして高品位のポリカプラミド繊維を得るために、１段延伸が行われる給糸ローラ６と第１延伸ローラ７の間に、繊維糸条に高圧流体を吹き付けて、該繊維を構成する糸条に軽度の交絡を付与し、糸条を集束させながら延伸を行っても良い。
【００５２】
糸条を交絡させるための装置は通常糸条を巻き取る直前、本製造例の場合には第２弛緩ローラ１０と巻取り機１２の間に交絡ノズル１１を設置して糸条に交絡を付与する。かくして本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維を得ることができる。
【００５３】
本発明のエアバッグ用基布はＪＩＳ Ｌ１０９６（６．１２．１Ａ法）に準じて測定した引張り強力が５００Ｎ／ｃｍ以上が好ましく、より好ましくは５５０Ｎ／ｃｍ以上である。また、ＪＩＳ Ｌ１０９６（６．１５．２Ａ−２法）の方法で測定し、経方向と緯方向の平均値から得られる引裂き強力２００Ｎ以上が好ましく、より好ましくは２５０Ｎ以上である。かかる範囲の引張り強力、および引裂き強力を有するエアバッグ用基布は、あらゆる種類、例えば運転席用エアバッグ、助手席用エアバッグ、サイドエアバッグ、ニーエアバッグ、インフレ−タブルカ−テン用エアバッグ等のいずれに適用しても、バック展開時の衝撃力に耐えることができる。エアバッグ用基布の引張り強力値および引裂き強力値は高いほど好ましい。
【００５４】
本発明エアバッグ用基布の厚みは０．１５〜０．５ｍｍであることが好ましく、さらに好ましい範囲は０．２〜０．３５ｍｍである。かかる範囲の厚みを有するエアバッグ用基布は、インフレーターから噴射される高温ガスに対し十分な耐熱性を有し、かつより厳しい収納性が要求される小型車等へ好適に搭載ができる。
【００５５】
本発明のエアバッグ用基布に使用するポリカプラミド原糸を異型断面、特に扁平断面とした際には、従来の円断面糸からなる基布の厚みに比べ、同一のカバーファクターで比較した場合、およそ１５％以上薄くでき、コンパクト性、収納性に優れることが特徴である。
【００５６】
本発明のエアバッグ用基布は、カバーファクターが１５００〜２４００であることが好ましく、より好ましくは１７００〜２２００である。ここで、カバーファクターとは経糸の総繊度をＤ１（ｄｔｅｘ）、織密度をＮ１（本／２．５４ｃｍ）、緯糸の総繊度をＤ２（ｄｔｅｘ）、織密度をＮ２（ 本／２．５４ｃｍ）としたときに、（Ｄ１×０．９）１／２ ×Ｎ１＋（Ｄ２×０．９）１／２ ×Ｎ２で表される値である。カバーファクターは基布の厚みや柔軟性等の収納性、および引張り強力や引裂き強力といった機械的特性と直接的に関係しており、適切な範囲にあることがエアバッグ用基布として重要である。
【００５７】
本発明のエアバッグ用基布の通気度はＪＩＳ Ｌ１０９６（１９９０）（６．２７．１Ａ法）の方法に準じ、タテ２０ｃｍ、ヨコ１５ｃｍの布帛サンプルにおいて、直径１０ｃｍの円形部分に層流管式通気度測定機を用いて、１９．６ＫＰａの圧力に調整した空気を流したときに通過する空気量（ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ）が０〜２０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃであることが好ましい。通気度が２０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃを超える場合には、エアバッグが衝突等により膨張した際にエアバッグ内部の空気が外部に漏れ、乗員の安全性が損なわれる恐れがある。
【００５８】
本発明のエアバッグ用基布はコーティングの有無を問わず好適に使用することができる。コーティングを行なう際に基布表面に塗布する樹脂エラストマーについては、シリコーン樹脂、クロロプレン樹脂、ポリウレタン樹脂などが用いることができ、中でもシリコーン樹脂が好ましい。本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維を異型断面、特に扁平断面にした場合には基布表面の凹凸が小さくなるため樹脂付着量が少なくなるという効果も期待できる。
【００５９】
エアバッグ用基布表面にコーティングする樹脂エラストマー付着量は０．１〜８０ｇ／ｍ２が好ましく、より好ましくは５〜３０ｇ／ｍ２、さらに好ましくは１０〜２０ｇ／ｍ２である。樹脂付着量が０．１ｇ／ｍ２未満の場合には基布全面への樹脂の均一塗布が困難となり、エアバッグ膨張時にエア漏れを起こしたり、応力集中により破裂したりする危険が伴う。また、樹脂塗布量が８０ｇ／ｍ２を越える場合には、収納性、柔軟性が悪化する可能性がある。
【００６０】
次に本発明のエアバッグ用基布の製造方法を例示するがこれに限定されるものではない。
【００６１】
前述の製造方法で得られたポリカプラミド繊維は整経、製織される。織機はウォータージェット型が多く用いられるが、レピア型やエア−ジェット型など何ら限定されるものではない。また、基布の織構造については、通常平織りが多いが、斜文織や朱子織、あるいはこれらの組合せ等いずれの構造であっても構わない。
【００６２】
更に上記得られた基布に加熱加圧加工処理、所謂カレンダ−加工を行っても良い。カレンダ−加工機は通常のカレンダ−機でよく、カレンダ−加工の温度は１８０〜２２０℃、圧力は３０００〜１００００Ｎ／ｃｍ、速度は４〜５０ｍ／分が好ましい。カレンダ−加工は、少なくとも片面に施してあれば性能は充分に得られる。
【００６３】
必要に応じて、基布に樹脂エラストマーをコーティングし、ヒートセット加工してコートエアバッグ用基布とする。場合によっては、製織後に精練を施し、引き続き樹脂エラストマーの塗布を行うこともできる。
【００６４】
基布表面に樹脂エラストマーをコーティングする方法としては、基布を樹脂溶液槽に浸漬させたのち、余分な樹脂をマングル、バキューム、さらにはコーティングナイフ等を用いて除去・均一化する方法、スプレー装置やフォーミング装置を用いて樹脂を吹き付ける方法などが一般的である。これらのうち樹脂を均一、かつ、少なく塗布するという観点からナイフコーティング法が好ましいが、何ら限定されるものではない。
【００６５】
塗布する樹脂エラストマーは前述の通り、シリコーン樹脂、クロロプレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド系樹脂等の難燃性、耐熱性、空気遮断性等に優れているものが好ましく好ましく使用される。
【００６６】
なお、上記高次加工の工程順序は、本発明の効果を損ねない範囲で何ら限定されるものではない。
【００６７】
かくして、本発明のエアバッグ用基布を得ることができる。得られたエアバッグ用基布をエアバッグとして用いる際、リサイクルを容易にする観点から縫糸等もエアバッグ用基布と同一素材または比重差等により簡単に分離できる素材とすることが好ましい。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例によって本発明の態様を更に詳しく説明する。明細書本文および実施例に用いた特性の定義および測定法は次の通りである。
【００６９】
［繊度、強度、伸度、沸水収縮率］
ＪＩＳ Ｌ１０１７（２００２）に従い測定した。
【００７０】
[熱収縮応力曲線から求めた最高応力時温度測定]
試料を長さ２５ｃｍ、初荷重０．０４５ｃＮ／ｄｔｅｘで歪計にセットし、乾熱状態で２５℃から１５０℃までを昇温速度１０℃／分、１５０℃から２５０℃までを昇温速度３℃／分で昇温した時の収縮応力を東洋ボールドウィン社製ＳＳ−２０７Ｄ−ＵＥで検出し、熱収縮応力曲線を描いた後、収縮応力が最大となる温度を求めた。加熱炉として東洋ボールドウィン社製ＴＫＣ−IIIＳを用いた。各試料につき２回の測定を行ない、その平均値を採用した。
【００７１】
［定長拘束法でのＤＳＣ測定］
J.Polym.Sci.Phy.Ed., VOL. 15, 1507 「Melting of Constrained Drawn Nylon 6 Yarns」に記載のTodokiらの方法に準じて以下の通り測定を行った。秤量した繊維試料を４×２．５×０．４ｍｍ3のアルミ板に、たるみの無いように巻き付け、試料両端に結びつけた細い針金を用いてアルミ板に固定し、アルミニウム製標準容器に入れ測定サンプルとした。測定にはセイコーインスツルメンツ社製SSC5200熱分析システムを用い、昇温速度１０℃／分で３０℃から２５０℃まで測定を行った。各サンプルにつき２回の測定を行い、その平均値を採用した。
【００７２】
［動的粘弾性測定］
（株）オリエンテック社製ＤＤＶ−II型動的粘弾性測定装置を用い、振動数１１０Ｈｚ、昇温速度３℃／分で室温から２００℃までの範囲で測定を行い、損失正接（ｔａｎδ）のピークが最大になる時の温度を求めた。各サンプルにつき２回の測定を行い、その平均値を採用した。
【００７３】
［交絡数］
水浸漬法により長さ１ｍｍ以上の交絡部の個数を測定し、１ｍあたりの個数に換算した。水浸漬バスは、長さ７０ｃｍ、幅１５ｃｍ、深さ５ｃｍの大きさで、長手方向両端より１０ｃｍのところに仕切板を設けたものを用いた。このバスに純水を深さ約３ｃｍになるように満たし、原糸サンプルを水浸させ、交絡部個数を測定した。なお、油剤等の不純物の影響を排除するために測定毎に純水を交換した。なお、原糸１０本の測定結果の平均を交絡数とした。
【００７４】
［硫酸相対粘度］
ポリマ試料を９８％硫酸に１重量％の濃度で溶解し、オストワルド粘度計を用いて２５℃で測定し、次式に従い求めた。硫酸相対粘度（ηｒ）＝（試料溶液の滴下秒数）／（硫酸溶液滴下秒数）。各サンプルにつき２回の測定をおこない、その平均値を採用した。
【００７５】
［製糸性］
紡糸連続延伸を行ったときの断糸、毛羽の発生状況から２段階で評価した。
○：良好で長時間の安定製糸が可能。毛羽発生率が１個／万ｍ未満。
×：不安定。毛羽発生率が１個／万ｍ以上。
【００７６】
［耐熱強度保持率測定試験］
繊維を荷重無しの条件で１８０℃の恒温炉で４０時間放置した後の引張り強度を測定し、次式に従って強度保持率を求めた。｛強度保持率（％）｝＝｛耐熱試験前強度｝／｛耐熱試験後強度｝×１００。各サンプルにつき２回の測定を行い、その平均値を採用した。
【００７７】
[基布通気度]
縦２０ｃｍ、横１５ｃｍの基布サンプルを縦方向に伸張保持し、その中央部に１９．６ｋPaの圧力に調整した空気を流した時に通過する空気量を測定した。各サンプルにつき２回の測定を行い、その平均値を採用した。
【００７８】
[強制耐熱処理後の基布通気度測定]
得られた基布をオーブンを用いて１２０℃雰囲気下で５０時間熱処理を施した後、２５℃雰囲気下で５０時間放置というサイクルを５回繰り返した後、縦２０ｃｍ、横１５ｃｍの基布サンプル縦方向に伸張保持し、その中央部に１９．６ｋPaの圧力に調整した空気を流した時に通過する空気量を測定した。各サンプルにつき２回の測定を行い、その平均値を採用した。
【００７９】
（実施例１、比較例１、比較例２）
沃化銅を表１記載の銅金属含有量となるように添加し、２−メルカプトベンゾイミダゾールを表１に記載量添加したポリカプラミドポリマ（硫酸相対粘度３．８）をエクストルーダー式押出機に連続的に供給し連続的に２８５℃で溶融した。溶融したポリマは２８５℃の配管を通りギヤポンプにて表１に示す繊度となるように計量した後、２９０℃の紡糸パックに導いた。パック内では１５ミクロンカットのフィルターを通過し、孔径０．３mm、孔長０．４ｍｍ、孔数７２の口金より糸条を押し出した。口金直下には２５ｃｍの加熱筒を取り付け、筒内雰囲気温度を２５０℃となるように加熱した。ここでいう筒内雰囲気温度とは加熱筒中央部の内壁から１ｃｍ離れた部分の空気層温度である。加熱筒直下にユニフロー型チムニーを設置し、糸条に３０℃の冷風を４０ｍ／分の速度で吹付け冷却固化した。固化した糸条に油剤を付与した後、一旦巻き取ることなく引取りローラで引取った。
【００８０】
引取った糸条を引取りローラと給糸ローラ間でストレッチをかけ、給糸ローラと第１延伸ローラ間で１段目の延伸を、第１延伸ローラと第２延伸ローラ間で２段目の延伸を行った。延伸後の糸条は第２延伸ローラと第１弛緩ローラ間で弛緩処理を施した後、さらに第１弛緩ローラと第２弛緩ローラ間で弛緩処理を施し、巻取り機にて巻取った。
【００８１】
引取りローラ、給糸ローラ、第１延伸ローラ、第２延伸ローラ、第１弛緩ローラ、第２弛緩ローラの温度はそれぞれ、非加熱、５０℃、１００℃、２００℃、１５０℃、１５０℃、ローラの表面速度は９４１ｍ／分、９８８ｍ／分、２９１７ｍ／分、３７６３ｍ／分、３６１２ｍ／分、３５００ｍ／分、糸条のローラへの巻回数は３回、３回、５回、９回、５回、５回とした。この時の総延伸倍率は４．５倍であり、全体の弛緩率のうちの８０％を１段目の弛緩工程で行なった。得られた繊維の特性を表１に示した。
【００８２】
得られたポリカプラミド繊維を３００ｍ／ｍｉｎの速度で整経し、次いで津田駒製ウォータージェットルーム（ＺＷ３０３）を用いて、経糸及び緯糸の織密度をそれぞれ５０本／ｉｎｃｈ、回転速度１０００ｒｐｍで製織し生機を得た。得られた生機はそのまま熱処理装置を通過させ、乾燥ゾーンを１００℃で通過させた後、１８０℃１分間の熱処理を施しエアバッグ用基布を得た。得られた基布についての特性を表１に示した。
【００８３】
（実施例２）
引取りローラ、給糸ローラ、第１延伸ローラ、第２延伸ローラの表面速度をそれぞれ変更し、リラックス率１０％としたこと、および、表１記載の総繊度となるように吐出量を調節したこと以外は実施例１と同様に行った。
【００８４】
（実施例３）
ポリマの吐出量を表１の繊度となるように変更し、各ローラ間における延伸比率は同様のまま、全体の延伸倍率を４．７倍としたこと以外は実施例１と同様に行った。
【００８５】
（実施例４）
孔長さ０．６ｍｍ、形状が特開２００３−５５８６１号公報の実施例１と同様の形状を有し、孔数７２の口金より糸条を押し出したこと、および、引取りローラ、給糸ローラ、第１延伸ローラ、第２延伸ローラ、第１弛緩ローラ、第２弛緩ローラの温度はそれぞれ、非加熱、５０℃、１００℃、２００℃、１５０℃、１５０℃、ローラの表面速度は９４１ｍ／分、９８８ｍ／分、２９１７ｍ／分、３７６３ｍ／分、３６１２ｍ／分、３５００ｍ／分、糸条のローラへの巻回数は３回、３回、５回、９回、５回、５回としたこと以外は実施例１と同様におこなった。
【００８６】
（比較例３）
各ローラ間における延伸比率は同様のまま、全体の延伸倍率を２．５倍、弛緩率を４％としたこと以外は実施例１と同様に行った。また、弛緩処理は全体の１００％を１段目の弛緩工程で施し、２段目は弛緩率０％とした。
【００８７】
（比較例４）
第２延伸ローラの温度を１００℃にしたこと以外は実施例１と同様に行った。
【００８８】
（実施例５）
孔数が１０８の口金を用いて、表１に示す総繊度となるようにポリマの計量を行ったこと以外は実施例１と同様におこなった。
【００８９】
（実施例６）
孔数が３０の口金を用いて、表１に示す総繊度となるようにポリマの軽量を行ったこと以外は実施例１と同様におこなった。
【００９０】
【表１】
【００９１】
表１より明らかなように本発明のエアバッグ用基布を構成するポリカプラミド繊維は耐熱試験後の強力保持性に優れたものであり、該繊維を用いたエアバッグ用基布も高温雰囲気下で曝された場合に優れた強力保持率を有する。なお、耐熱試験後の強力保持率が６５％以上であれば、エアバッグ用基布として実使用に供するに十分な耐熱性を有するといえる。
【００９２】
比較例１の如き耐熱試験後の強力保持率に劣るポリカプラミド繊維をエアバッグ用基布として用いた場合には、車両等における実使用において、衝突等の際にエアバッグが破裂するという懸念がある。
【００９３】
比較例２に関しては、銅金属量および耐熱剤量を多く含むにも関わらず、実施例２と殆ど同様の耐熱試験後強力保持率を有するに留まっただけでなく、製糸性も悪いものであった。
【００９４】
また、ＴΔＳｍａｘが本発明の範囲を外れるポリカプラミド繊維を用いたエアバッグ用基布は、強制耐熱処理後の通気度が耐熱処理前の通気度と比較して圧倒的に大きく、経日耐熱性に劣るものであった。
【００９５】
また、実施例５のポリカプラミド繊維を用いた基布は実施例１〜４で得られた基布と比較して、肉厚で折畳み性に若干劣るものであったが、基布の経日耐圧性に優れたものであった。実施例６のポリカプラミド繊維を用いた基布は、製織後基布の通気度が若干劣るものであったが、基布の経日耐圧性に優れたものであった。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明のエアバッグ用基布を構成するポリカプラミド繊維の製造方法の１例である。
【符号の説明】
【００９７】
１：紡糸口金
２：加熱筒
３：冷却装置
４：給油装置
５：引取りローラ
６：給糸ローラ
７：第１延伸ローラ
８：第２延伸ローラ
９：第１弛緩ローラ
１０：第２弛緩ローラ
１１：交絡付与装置
１２：巻取り機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱性および機械的特性に優れたエアバッグ用基布に関するものであり、さらに詳しくはポリカプラミド繊維を用いることで耐熱性、熱寸法安定性、環境特性および低コスト性に優れたエアバッグ用基布に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車事故等の衝撃から乗員を守るために、車両へのエアバッグの装着が急速に進んでいる。衝突等の際、ガス等により膨張し乗員の体を守るエアバッグとして、運転席および助手席用エアバッグに加えてサイドエアバッグやニーエアバッグ等の装備が実用化されつつある。
【０００３】
また、自動車内部は夏場および日中等に非常に高温、冬場および夜間には低温となるため、自動車内で長期間保管されるエアバッグ用基布に求められる耐熱性としては、耐熱劣化性、耐酸化性が要求されるばかりか、高温、低温雰囲気下に繰り返し曝される通常の使用環境において、寸法変化に起因する目ズレや物性が変化せず、エアバッグ用基布の経日耐圧性が変化しないことが非常に重要である。
【０００４】
従来より、特許文献１及び２等に示す様にポリアミド繊維やポリエステル繊維を用いたエアバッグが提案されている。ポリアミドとしてはポリカプラミド、ナイロン６‐６、ナイロン４‐６、ナイロン１０等が例示されているが、非特許文献１の２４３頁に記載の様に、特に耐熱性の観点から殆どのエアバッグ基布用の繊維としてはナイロン６‐６が用いられているのが現状である。さらに、特許文献１及び２等の実施例を見ても殆どがナイロン６‐６に関する技術であり、ポリカプラミドに関する技術が開示されていないことからもエアバッグ開発はナイロン６‐６主体で進められている。
【０００５】
ポリカプラミドがエアバッグ基布用途に広く使用されない要因として、非特許文献１記載の様にナイロン６‐６繊維と比較して耐熱性に劣るという問題があり、この耐熱性を向上させる方法が特許文献３および特許文献４に記載されている。
【０００６】
特許文献３にはポリカプラミドを芯成分、耐熱性に優れたポリアミドであるナイロン４‐６を鞘成分とした複合繊維とすることで耐熱性と低コスト性を両立させた繊維を用いたエアバッグ基布を得る方法が記載されている。該技術を用いた場合には通常のナイロン４‐６繊維を用いた場合と比較すると安価に製造が可能であり、ポリカプラミドを単独で使用した場合と比較すると耐熱性は向上する。しかしながら、繊維の芯鞘複合化による設備費の増大、芯鞘の複合異常等による生産性の悪化、ポリカプラミド繊維と比較して価格が上昇する等の問題がある。
【０００７】
特許文献４には紡糸時に銅化合物を含有せしめることでエアバッグ用のポリカプラミド繊維の耐熱性を向上させる技術が記載されている。しかしながら、銅化合物による耐熱性の向上だけでは実用に供するには不充分である。
【０００８】
特許文献５〜７等の実施例にはポリカプラミド繊維を用いたエアバッグ用基布に関する技術が開示されているが、ポリカプラミド繊維の耐熱性向上に関する記載がされていないばかりか、その特徴的な製造方法も記載されていない。通常知られたポリカプラミド繊維では耐熱性に優れたエアバッグ用基布を得ることは困難である。
【０００９】
また、本発明者らの知見によると通常のポリカプラミド繊維はナイロン６‐６繊維と比較して耐熱収縮特性に劣るという問題を有しており、耐熱性つまり経日で基布の収縮弛緩等が発生し、基布寸法変化や目ズレが発生するという問題を有している。
【００１０】
上記のようにナイロン６‐６繊維と比較して安価に製造できるポリカプラミド繊維を用いたエアバッグ用基布に関する検討が進められているものの、コストおよび耐熱性の両者をバランス良く満足するものが得られていないのが現状である。
【特許文献１】特開平１０−１９５７２７号公報
【特許文献２】特開２００３−３０１３４９号公報
【特許文献３】特開平８−１５８１６０号公報
【特許文献４】特開１０−６０７５０号公報
【特許文献５】特開平６−２９９４６５号公報
【特許文献６】特開平９−３２４３３７号公報
【特許文献７】特表２００３−５２１５８９号公報
【非特許文献１】産業用繊維材料ハンドブック（初版） 繊維学会編 日刊工業新聞社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は衝突等の衝撃から人体を守るエアバッグ用基布に関する技術であって、前記従来技術の有する問題を解決し、低コストでありながら環境負荷が小さいだけで無く、耐熱性、特に熱による寸法変化の少ないエアバッグ用基布を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、かかる従来技術の背景に鑑み鋭意検討を進めた結果、次の特性を有するナイロン繊維を用いたエアバッグ用基布が環境負荷が小さく、低コストでありながら優れた耐熱性を有することを見出し本発明に到達した。
【００１３】
即ち本発明のエアバッグ用基布は、エアバック基布を構成している少なくとも一部が、熱収縮応力曲線から求めた最高応力時の温度が１９５〜２２０℃であり、かつ銅化合物を銅金属量として１０〜５００ｐｐｍ含有するポリカプラミド繊維であることを特徴とするエアバック用基布である。
【００１４】
また、本発明のエアバッグ用基布は下記（ａ）〜（ｅ）が好ましい形態であって、運転席および助手席用エアバッグは勿論のこと、サイドエアバッグ、ニーエアバッグ、インフレータブルカーテンエアバッグ、エアベルト等の各種エアバッグ用途に好適に使用することができる。
（ａ）ポリカプラミド繊維の定長拘束法におけるＤＳＣ（示差走査熱量測定）融解ピーク温度が２２２〜２７０℃であり、かつ動的粘弾性の温度依存性試験において、ｔａｎδが最大値を示す際の温度（Ｔｍａｘ）が９０〜１２０℃であること。
（ｂ）ポリカプラミド繊維の強度が６〜１１ｃＮ/ｄｔｅｘ、伸度が１５〜３５％、沸水収縮率が５〜１５％、総繊度１００〜８４０dtex、単糸繊度１〜１５dtexであること。
（ｃ）ポリカプラミド繊維が銅化合物に加えて、他の耐熱剤を含有すること。
（ｄ）銅化合物とともに加える耐熱剤が芳香族メルカプト化合物であって、芳香族メルカプト化合物を３００〜３０００ｐｐｍ含有すること。
（ｅ）ポリカプラミド繊維の単糸断面が異型断面であること。単糸断面は扁平形状であることがさらに好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、耐熱強度保持率に優れたポリカプラミド繊維を用いることで耐熱性、特に、経日耐圧性に優れたエアバッグ用基布を製糸性良く得ることができる。また、低コストでありながら環境負荷の小さいエアバッグ用基布を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
平成１７年１月施行予定の「使用済自動車の再資源化等に関する法律」を受け、自動車用安全装置であるエアバッグもリサイクルできることが望まれている。本発明のエアバッグ用基布はリサイクルを容易にするためにポリカプラミド繊維を用いることが必要である。ナイロン６‐６繊維に代表されるジカルボン酸とジアミドの重縮合より得られるポリアミドと比較して、アミノカルボン酸またはそのラクタムの重縮合で得られるポリカプラミド繊維は解重合による再利用が容易でありエアバッグ用基布のリサイクル性に優れる。アミノカルボン酸またはそのラクタムの重縮合で得られるポリアミド繊維としては、ポリカプラミド繊維のほかにもナイロン１０等があるが価格の面からポリカプラミド繊維が必須である。
【００１７】
易リサイクルの観点から、本発明のエアバッグ用基布を構成する経糸、横糸、縫糸等、すべての構成成分が同一素材であることが好ましいが、その限りではなく、少なくとも一部にポリカプラミド繊維を用いれば良い。
【００１８】
また、本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維には発明の効果を阻害しない範囲、好ましくは１０重量％以下であれば共重合化合物や異種ポリマ等を含有しても良い。
【００１９】
本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維に関しては、熱収縮応力曲線から求めた最高応力時の温度（ＴΔＳｍａｘ）が１９５〜２２０℃であることが必要であり、好ましいＴΔＳｍａｘの範囲として１９７℃〜２２０℃が例示できる。またその時の熱収縮応力は殆どの場合０．２〜０．５ｃＮ／ｄｔｅｘである。ＴΔＳｍａｘは繊維が収縮する力が最も大きくなる温度、すなわち分子鎖の運動性の大きさを示している。ＴΔＳｍａｘが１９５℃未満の時にはエアバッグ用基布が車内や倉庫等に保管されている際にポリカプラミド繊維中の分子鎖が運動しやすい。すなわち、高温雰囲気および低温雰囲気に繰り返し曝されているうちにポリカプラミド繊維の分子運動に伴う収縮等によってエアバッグ用基布設計時の特性と変わってしまう可能性があるばかりか、繰り返される収縮と弛緩によってエアバッグ用基布の目ズレ等が発生し、基布の耐圧性が悪化、即ち基布通気度が増大してしまう問題点を有している。ＴΔＳｍａｘは高いほど好ましいが、ＴΔＳｍａｘが２２０℃を超えるポリカプラミド繊維を製造することは現状困難である。
【００２０】
また、本発明のエアバッグ用基布の一部を構成するポリカプラミド繊維の耐熱強力劣化を防ぐために銅化合物を銅金属量として１０〜５００ｐｐｍ含有することが必須である。銅金属量１０ｐｐｍ未満の場合には銅化合物による耐熱性向上効果が低く、銅金属量が５００ｐｐｍを超える場合には、銅化合物が異物となり製糸性が悪化する危険性を有している。含有する銅金属量としては２０〜３００ｐｐｍが好ましく、３０〜２５０ｐｐｍがより好ましい。
【００２１】
銅化合物として、沃化銅、塩化銅、臭化銅等を例示することができるがこれに限られるものではなく、従来知られた無機及び有機銅塩や銅金属単体を用いることができる。
【００２２】
本発明のエアバッグ用基布の一部を構成するポリカプラミド繊維は銅化合物に加えて他の耐熱剤を含有することが好ましい。
【００２３】
耐熱剤としてはアミン化合物、メルカプト化合物、リン系化合物、ヒンダードフェノール化合物、ハロゲン化合物、ハロゲン化アルカリ金属、ハロゲン化アルカリ土類金属等があげられるが、これに限られるものではなく、また、これらを２種類以上組み合わせたものでも良い。銅化合物に加えて他の耐熱剤を含有せしめることでエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維の熱酸化劣化特性を劇的に向上させることが可能となる。その時の耐熱剤添加量としては３００〜３０００ｐｐｍが熱酸化劣化防止性および製糸性の観点から好ましい。
【００２４】
アミン系化合物としてはＮ, Ｎ' −ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、ジアリル−ｐ−フェニレンジアミン、ジ−β−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン等を例示することができ、メルカプト化合物としては２−メルカプトベンゾイミダゾール、２−メルカプトチアゾールが例示でき、リン系化合物としてはステアリルフォスフェート、亜リン酸またはその塩等の有機・無機リン酸等を例示できるがこれらに限られるものではない。
【００２５】
しかしながら、銅化合物とともに加える耐熱剤としてはメルカプト化合物が好ましく、特に２−メルカプトベンゾイミダゾールを組合せることが最も好ましい。
【００２６】
銅化合物と前記耐熱剤は別々に添加しても良いし、錯体を形成させて添加しても良い。
【００２７】
本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維の硫酸相対粘度は３〜４．５であることが好ましい。硫酸相対粘度が４．５を超える高重合度のポリカプラミド繊維を生産性良く安価に得ることは現在の技術では難しい。また、硫酸相対粘度が３未満の場合には所望の強度の繊維が得難いばかりか、長時間の保管時に物性の低下が大きくなる可能性を有している。
【００２８】
本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維は、定長拘束法でのＤＳＣ融解曲線の融解ピーク温度が２２２〜２７０℃であることが好ましく、さらに好ましい範囲は２２５℃〜２４０℃である。また、その時の結晶融解熱量は３０〜１００Ｊ／ｇであることが好ましい。定長拘束法におけるＤＳＣ曲線における融解ピーク温度は分子の結晶配向度に対応し、結晶融解熱量は結晶量に対応している。融解ピーク温度が２２２℃未満ではポリカプラミド繊維分子鎖の結晶配向が低い、すなわち結晶内分子の自由度が高いために高温時に結晶内の分子鎖が動きやすく、結晶が崩壊する等のおそれがあるため、本発明の如き耐熱性に優れたエアバッグ用基布を得ることが難しい。また、融解ピーク温度が２７０℃を超える場合には繊維の製造工程で高い応力を繊維に加える必要が生じるため、繊維の破断を生じやすくなり、ポリアミド繊維の安定した生産が困難になる。
【００２９】
また、結晶融解熱量が３０Ｊ／ｇ未満の場合には繊維中での結晶量が少ないため、耐熱性に優れたポリカプラミド繊維を得ることが困難となり、結晶融解熱量が１００Ｊ／ｇを超える繊維を安定して得ることは現状の技術では困難である。
【００３０】
本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維は動的粘弾性の温度依存性試験において、ｔａｎδが最大値を示す際の温度（Ｔｍａｘ）が９０〜１２０℃であることが好ましい。動的粘断性の温度依存性試験で得られるＴｍａｘは分子鎖の運動拘束力に対応し、Ｔｍａｘは高いほど分子鎖の運動拘束力が大きいことを示す。Ｔｍａｘが９０℃未満の場合には高温時の分子鎖の運動性が高い、すなわち耐熱性に優れた繊維を得ることができない。また、Ｔｍａｘが１２０℃より高い繊維を製糸性良く得ることは現状困難である。
【００３１】
本発明のポリカプラミド繊維の総繊度は１００〜８４０ｄｔｅｘ、単糸繊度は１〜１５ｄｔｅｘであることが好ましい。エアバッグ用基布を薄くするためには本来総繊度は小さい方が好ましい。しかしながら、総繊度が１００ｄｔｅｘ未満の場合には、原糸の生産性が低下するために高コスト化するばかりか、エアバッグが展開する際に部分的に強力が不足することでエアバッグが破裂し、人体の安全性が損なわれる恐れがある。総繊度が８４０ｄｔｅｘを超える場合には安全性は確保されるものの、得られるエアバッグ用基布は肉厚で収納性に劣る製品となってしまう。好ましい総繊度として、２００〜５００ｄｔｅｘの範囲を例示することができる。
【００３２】
また、単糸繊度が小さい繊維を用いるほど、得られる基布は柔軟で収納性が良好になるとともにカバリング性が向上し基布の通気性を抑制することができる。このことから単糸繊度は小さいほど好ましいが単糸繊度が１ｄｔｅｘ未満の場合には製織等の際にガイド等の摩擦によって単糸が破断することで工程通過性悪化させる可能性がある。単糸繊度が１５ｄｔｅｘを越えると基布の収納性の悪化、さらには通気性の増大を伴いエアバッグ基布として十分な機能を果たさなくなる可能性を有している。好ましい単糸繊度の範囲としては１．５〜７ｄｔｅｘ、さらに好ましくは１．５〜５ｄｔｅｘの範囲を例示することができる。
【００３３】
また、本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維には各種の耐光剤、防炎剤、顔料、難燃剤、艶消剤、滑剤等の添加剤を用いても良い。
【００３４】
本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維は、強度が６〜１１ｃＮ/ｄｔｅｘ、伸度が１５〜３５％であることが好ましい。強度が６ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合にはエアバッグ用基布として要求される強力を有する基布を得ようとした際に必要となる繊維の本数が増加し、得られたエアバッグ用基布が肉厚で収納性に劣る製品となる。強度に特に上限は無いが、強度が１１ｃＮ／ｄｔｅｘを超える繊維を安価に得ることは現在の技術では困難である。
【００３５】
伸度が１５％未満の場合には、エアバッグが膨張した際に満足すべき衝撃吸収特性を得ることができない。伸度には本来上限はないが、本発明の範囲を満足するポリカプラミド繊維を製造した際には伸度は、その殆どが３５％以下となる。
【００３６】
ポリカプラミド繊維の沸水収縮率は、５〜１５％であることが必要である。沸水収縮率が上記の範囲より大きいと寸法安定性が悪くなるために、得られた基布のしわや通気度バラツキなどの不具合を生じてしまう可能性を有している。沸水収縮率は本来低い程良いが、５％未満の沸水収縮率を満足する繊維を得ることは現状の技術で製糸性良く得ることは困難である。
【００３７】
本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維の単糸断面は異型断面であっても良く、断面形状としては扁平型、三角型、Ｃ型、Ｙ型、団子型、中空型、あるいはそれらの組合せ等を例示することができるがこれに限られるものではない。しかしながら製織時に基布厚みを低減させ、エアバッグ用基布の収納性を向上させること、およびコートエアバッグとした際に表面の凹凸が少ないためコーティング剤量を低減することが可能な扁平断面糸であることが好ましい。扁平率および異型度には特に決まりは無く、異型断面糸が生産性良くえられる範囲であれば良い。
【００３８】
本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維の交絡数は３〜５０個／ｍであることが好ましく、より好ましくは３〜３０個／ｍ、さらに好ましくは３〜２０個／ｍである。交絡数が３個／ｍ未満の時には製織時等に単糸が織機等に引っ掛って工程通過性を悪化させてしまう。
【００３９】
本発明のエアバッグ用基布を分解して得られたポリカプラミド繊維の交絡数は１０個／ｍ以下であることが好ましく、さらに好ましい範囲は５個／ｍ以下である。基布を分解して得られたポリカプラミド繊維の交絡数は、すなわち基布中でのポリカプラミド繊維の交絡数を示している。基布を分解して得られたポリカプラミド繊維の交絡数が５個／ｍを超える場合には基布中での交絡部による凹凸が多く、エアバック用基布の通気性の悪化および厚みの肉厚化が懸念される。
【００４０】
本発明のエアバッグ用基布は前述のポリカプラミド繊維を少なくとも構成要素の一部として用いていれば、通常用いられているナイロン６‐６繊維を用いたエアバッグ用基布と比較して低コスト化が図れるが、リサイクルの観点からすくなくとも５０重量％以上が前述のポリカプラミド繊維であることが好ましく、経糸、緯糸の全てが前述のポリカプラミド繊維から成ることが好ましい。
【００４１】
次に本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維の製造方法を図１に従い説明するが、ポリカプラミド繊維の製造方法はこれに限定されるものではない。
【００４２】
あらかじめ銅化合物や芳香族アミン化合物、芳香族メルカプト化合物、リン系化合物、ヒンダードフェノール系化合物を混合した硫酸相対粘度３〜４．５のポリカプラミド樹脂を溶融し口金１より紡出する。紡糸温度は共重合する化合物の種類や量等によって適宜変更を行うことができるが、２５０〜３２０℃であることが好ましい。２５０℃未満で紡糸を行なった場合にはポリマの溶融時に十分な流動性が得られない可能性があり、３２０℃を越える温度ではポリマが分解し、本発明で用いるポリカプラミド繊維を得られない可能性がある。異型断面糸を製造する場合には口金孔の形を目的とする断面の繊維が得られるように設計すれば良い。
【００４３】
紡糸口金１の直下に加熱筒２または断熱筒からなる徐冷領域を設け、紡出糸条を１８０〜３５０℃の高温雰囲気下を通過させても良い。
【００４４】
紡出された未延伸糸条は、次いで冷却装置３により１０〜１００℃、好ましくは１５〜７５℃の風を吹きつけて冷却固化することが好ましい。冷却風が１０℃未満の場合には通常装置とは別に大型の冷却装置が必要となるため好ましくない。また、冷却風が１００℃を超える場合には紡糸時の単糸揺れが大きくなるため、単糸同士の衝突等が発生し製糸性良く繊維を製造することが困難となる。空冷による冷却装置３は横吹き出しタイプでも良いし、環状型吹きだしタイプを用いても良い。
【００４５】
冷却固化された未延伸糸条は、次いで油剤ローラを有する給油装置４により油剤が付与される。油剤は、水系であっても非水系であっても良いが、ポリカプラミドの吸湿特性を考慮すると非含水油剤であることが好ましい。好ましい油剤組成として、平滑剤成分としてアルキルエーテルエステル、界面活性剤成分として高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物、極圧剤成分として有機ホスフェート塩等を鉱物油で希釈した非水系油剤を例示することができる。
【００４６】
油剤を付与された未延伸糸条は、引取りローラ５に捲回して引取る。引取られた未延伸糸条は一旦巻き取った後、若しくは一旦巻き取ることなく連続して延伸工程に供する。引取りローラ５と同様に、２ケのローラを１ユニットとするネルソン型ローラを、給糸ローラ６、第１延伸ローラ７、第２延伸ローラ８および第１弛緩ローラ９、第２弛緩ローラ１０と並べて配置し、順次糸条を捲回して延伸熱処理を行なうが、延伸段数に特に決まりはない。
【００４７】
通常、引取りローラ５と給糸ローラ６間では糸条を集束させるためにストレッチを行う。好ましいストレッチ率は１〜５％の範囲である。引取りローラ５の表面温度は２０〜８０℃であれば良い。
【００４８】
延伸は給糸ローラ６と第１延伸ローラ７間、および第１延伸ローラ７と第２延伸ローラ８間で行い、給糸ローラ６の温度は３０〜１７０℃、第１延伸ローラ７の温度は９０〜２３０℃とし、糸条の延伸を行なう。２段延伸法を採用する場合の各段数における延伸倍率は延伸条件により適宜変更することが可能である。ここで熱収縮応力曲線から得られる最高応力時の温度が本発明の範囲に入るポリカプラミド繊維を得るためには、熱セットローラ、即ち１段延伸の場合には第１延伸ローラ７、２段延伸の場合には第２延伸ローラ８等の最終延伸ローラの温度が１５０〜２３０℃、好ましくは１９０〜２２０℃であることが重要である。
【００４９】
熱セット後の糸条は、第２延伸ローラ８と第１弛緩ローラ９との間で７％以下、さらに好ましくは０．５〜５％の弛緩（リラックス）処理を施す。また、２回目の弛緩処理として第１弛緩ローラ９と第２弛緩ローラ１０間で７％以下の弛緩処理を行なうことが耐熱性に優れたエアバッグ用基布を得るためには好ましい。
【００５０】
弛緩処理を施された糸条は巻取り機１２にて巻き取られる。弛緩処理では熱延伸によって生じた歪みを取るだけで無く、延伸によって達成された構造を固定したり、非晶領域の配向を緩和させ熱収縮率を下げたりすることができる。弛緩ローラは非加熱ローラまたは、１６０℃以下に加熱したローラを用いる。非加熱ローラを用いた場合にも延伸工程からの持ち込み熱によって第１弛緩ローラ９の表面温度は通常１２０℃以上となる。
【００５１】
また、毛羽の発生を少なくして高品位のポリカプラミド繊維を得るために、１段延伸が行われる給糸ローラ６と第１延伸ローラ７の間に、繊維糸条に高圧流体を吹き付けて、該繊維を構成する糸条に軽度の交絡を付与し、糸条を集束させながら延伸を行っても良い。
【００５２】
糸条を交絡させるための装置は通常糸条を巻き取る直前、本製造例の場合には第２弛緩ローラ１０と巻取り機１２の間に交絡ノズル１１を設置して糸条に交絡を付与する。かくして本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維を得ることができる。
【００５３】
本発明のエアバッグ用基布はＪＩＳ Ｌ１０９６（６．１２．１Ａ法）に準じて測定した引張り強力が５００Ｎ／ｃｍ以上が好ましく、より好ましくは５５０Ｎ／ｃｍ以上である。また、ＪＩＳ Ｌ１０９６（６．１５．２Ａ−２法）の方法で測定し、経方向と緯方向の平均値から得られる引裂き強力２００Ｎ以上が好ましく、より好ましくは２５０Ｎ以上である。かかる範囲の引張り強力、および引裂き強力を有するエアバッグ用基布は、あらゆる種類、例えば運転席用エアバッグ、助手席用エアバッグ、サイドエアバッグ、ニーエアバッグ、インフレ−タブルカ−テン用エアバッグ等のいずれに適用しても、バック展開時の衝撃力に耐えることができる。エアバッグ用基布の引張り強力値および引裂き強力値は高いほど好ましい。
【００５４】
本発明エアバッグ用基布の厚みは０．１５〜０．５ｍｍであることが好ましく、さらに好ましい範囲は０．２〜０．３５ｍｍである。かかる範囲の厚みを有するエアバッグ用基布は、インフレーターから噴射される高温ガスに対し十分な耐熱性を有し、かつより厳しい収納性が要求される小型車等へ好適に搭載ができる。
【００５５】
本発明のエアバッグ用基布に使用するポリカプラミド原糸を異型断面、特に扁平断面とした際には、従来の円断面糸からなる基布の厚みに比べ、同一のカバーファクターで比較した場合、およそ１５％以上薄くでき、コンパクト性、収納性に優れることが特徴である。
【００５６】
本発明のエアバッグ用基布は、カバーファクターが１５００〜２４００であることが好ましく、より好ましくは１７００〜２２００である。ここで、カバーファクターとは経糸の総繊度をＤ１（ｄｔｅｘ）、織密度をＮ１（本／２．５４ｃｍ）、緯糸の総繊度をＤ２（ｄｔｅｘ）、織密度をＮ２（ 本／２．５４ｃｍ）としたときに、（Ｄ１×０．９）１／２ ×Ｎ１＋（Ｄ２×０．９）１／２ ×Ｎ２で表される値である。カバーファクターは基布の厚みや柔軟性等の収納性、および引張り強力や引裂き強力といった機械的特性と直接的に関係しており、適切な範囲にあることがエアバッグ用基布として重要である。
【００５７】
本発明のエアバッグ用基布の通気度はＪＩＳ Ｌ１０９６（１９９０）（６．２７．１Ａ法）の方法に準じ、タテ２０ｃｍ、ヨコ１５ｃｍの布帛サンプルにおいて、直径１０ｃｍの円形部分に層流管式通気度測定機を用いて、１９．６ＫＰａの圧力に調整した空気を流したときに通過する空気量（ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ）が０〜２０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃであることが好ましい。通気度が２０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃを超える場合には、エアバッグが衝突等により膨張した際にエアバッグ内部の空気が外部に漏れ、乗員の安全性が損なわれる恐れがある。
【００５８】
本発明のエアバッグ用基布はコーティングの有無を問わず好適に使用することができる。コーティングを行なう際に基布表面に塗布する樹脂エラストマーについては、シリコーン樹脂、クロロプレン樹脂、ポリウレタン樹脂などが用いることができ、中でもシリコーン樹脂が好ましい。本発明のエアバッグ用基布に用いるポリカプラミド繊維を異型断面、特に扁平断面にした場合には基布表面の凹凸が小さくなるため樹脂付着量が少なくなるという効果も期待できる。
【００５９】
エアバッグ用基布表面にコーティングする樹脂エラストマー付着量は０．１〜８０ｇ／ｍ２が好ましく、より好ましくは５〜３０ｇ／ｍ２、さらに好ましくは１０〜２０ｇ／ｍ２である。樹脂付着量が０．１ｇ／ｍ２未満の場合には基布全面への樹脂の均一塗布が困難となり、エアバッグ膨張時にエア漏れを起こしたり、応力集中により破裂したりする危険が伴う。また、樹脂塗布量が８０ｇ／ｍ２を越える場合には、収納性、柔軟性が悪化する可能性がある。
【００６０】
次に本発明のエアバッグ用基布の製造方法を例示するがこれに限定されるものではない。
【００６１】
前述の製造方法で得られたポリカプラミド繊維は整経、製織される。織機はウォータージェット型が多く用いられるが、レピア型やエア−ジェット型など何ら限定されるものではない。また、基布の織構造については、通常平織りが多いが、斜文織や朱子織、あるいはこれらの組合せ等いずれの構造であっても構わない。
【００６２】
更に上記得られた基布に加熱加圧加工処理、所謂カレンダ−加工を行っても良い。カレンダ−加工機は通常のカレンダ−機でよく、カレンダ−加工の温度は１８０〜２２０℃、圧力は３０００〜１００００Ｎ／ｃｍ、速度は４〜５０ｍ／分が好ましい。カレンダ−加工は、少なくとも片面に施してあれば性能は充分に得られる。
【００６３】
必要に応じて、基布に樹脂エラストマーをコーティングし、ヒートセット加工してコートエアバッグ用基布とする。場合によっては、製織後に精練を施し、引き続き樹脂エラストマーの塗布を行うこともできる。
【００６４】
基布表面に樹脂エラストマーをコーティングする方法としては、基布を樹脂溶液槽に浸漬させたのち、余分な樹脂をマングル、バキューム、さらにはコーティングナイフ等を用いて除去・均一化する方法、スプレー装置やフォーミング装置を用いて樹脂を吹き付ける方法などが一般的である。これらのうち樹脂を均一、かつ、少なく塗布するという観点からナイフコーティング法が好ましいが、何ら限定されるものではない。
【００６５】
塗布する樹脂エラストマーは前述の通り、シリコーン樹脂、クロロプレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド系樹脂等の難燃性、耐熱性、空気遮断性等に優れているものが好ましく好ましく使用される。
【００６６】
なお、上記高次加工の工程順序は、本発明の効果を損ねない範囲で何ら限定されるものではない。
【００６７】
かくして、本発明のエアバッグ用基布を得ることができる。得られたエアバッグ用基布をエアバッグとして用いる際、リサイクルを容易にする観点から縫糸等もエアバッグ用基布と同一素材または比重差等により簡単に分離できる素材とすることが好ましい。
【実施例】
【００６８】
以下、実施例によって本発明の態様を更に詳しく説明する。明細書本文および実施例に用いた特性の定義および測定法は次の通りである。
【００６９】
［繊度、強度、伸度、沸水収縮率］
ＪＩＳ Ｌ１０１７（２００２）に従い測定した。
【００７０】
[熱収縮応力曲線から求めた最高応力時温度測定]
試料を長さ２５ｃｍ、初荷重０．０４５ｃＮ／ｄｔｅｘで歪計にセットし、乾熱状態で２５℃から１５０℃までを昇温速度１０℃／分、１５０℃から２５０℃までを昇温速度３℃／分で昇温した時の収縮応力を東洋ボールドウィン社製ＳＳ−２０７Ｄ−ＵＥで検出し、熱収縮応力曲線を描いた後、収縮応力が最大となる温度を求めた。加熱炉として東洋ボールドウィン社製ＴＫＣ−IIIＳを用いた。各試料につき２回の測定を行ない、その平均値を採用した。
【００７１】
［定長拘束法でのＤＳＣ測定］
J.Polym.Sci.Phy.Ed., VOL. 15, 1507 「Melting of Constrained Drawn Nylon 6 Yarns」に記載のTodokiらの方法に準じて以下の通り測定を行った。秤量した繊維試料を４×２．５×０．４ｍｍ3のアルミ板に、たるみの無いように巻き付け、試料両端に結びつけた細い針金を用いてアルミ板に固定し、アルミニウム製標準容器に入れ測定サンプルとした。測定にはセイコーインスツルメンツ社製SSC5200熱分析システムを用い、昇温速度１０℃／分で３０℃から２５０℃まで測定を行った。各サンプルにつき２回の測定を行い、その平均値を採用した。
【００７２】
［動的粘弾性測定］
（株）オリエンテック社製ＤＤＶ−II型動的粘弾性測定装置を用い、振動数１１０Ｈｚ、昇温速度３℃／分で室温から２００℃までの範囲で測定を行い、損失正接（ｔａｎδ）のピークが最大になる時の温度を求めた。各サンプルにつき２回の測定を行い、その平均値を採用した。
【００７３】
［交絡数］
水浸漬法により長さ１ｍｍ以上の交絡部の個数を測定し、１ｍあたりの個数に換算した。水浸漬バスは、長さ７０ｃｍ、幅１５ｃｍ、深さ５ｃｍの大きさで、長手方向両端より１０ｃｍのところに仕切板を設けたものを用いた。このバスに純水を深さ約３ｃｍになるように満たし、原糸サンプルを水浸させ、交絡部個数を測定した。なお、油剤等の不純物の影響を排除するために測定毎に純水を交換した。なお、原糸１０本の測定結果の平均を交絡数とした。
【００７４】
［硫酸相対粘度］
ポリマ試料を９８％硫酸に１重量％の濃度で溶解し、オストワルド粘度計を用いて２５℃で測定し、次式に従い求めた。硫酸相対粘度（ηｒ）＝（試料溶液の滴下秒数）／（硫酸溶液滴下秒数）。各サンプルにつき２回の測定をおこない、その平均値を採用した。
【００７５】
［製糸性］
紡糸連続延伸を行ったときの断糸、毛羽の発生状況から２段階で評価した。
○：良好で長時間の安定製糸が可能。毛羽発生率が１個／万ｍ未満。
×：不安定。毛羽発生率が１個／万ｍ以上。
【００７６】
［耐熱強度保持率測定試験］
繊維を荷重無しの条件で１８０℃の恒温炉で４０時間放置した後の引張り強度を測定し、次式に従って強度保持率を求めた。｛強度保持率（％）｝＝｛耐熱試験前強度｝／｛耐熱試験後強度｝×１００。各サンプルにつき２回の測定を行い、その平均値を採用した。
【００７７】
[基布通気度]
縦２０ｃｍ、横１５ｃｍの基布サンプルを縦方向に伸張保持し、その中央部に１９．６ｋPaの圧力に調整した空気を流した時に通過する空気量を測定した。各サンプルにつき２回の測定を行い、その平均値を採用した。
【００７８】
[強制耐熱処理後の基布通気度測定]
得られた基布をオーブンを用いて１２０℃雰囲気下で５０時間熱処理を施した後、２５℃雰囲気下で５０時間放置というサイクルを５回繰り返した後、縦２０ｃｍ、横１５ｃｍの基布サンプル縦方向に伸張保持し、その中央部に１９．６ｋPaの圧力に調整した空気を流した時に通過する空気量を測定した。各サンプルにつき２回の測定を行い、その平均値を採用した。
【００７９】
（実施例１、比較例１、比較例２）
沃化銅を表１記載の銅金属含有量となるように添加し、２−メルカプトベンゾイミダゾールを表１に記載量添加したポリカプラミドポリマ（硫酸相対粘度３．８）をエクストルーダー式押出機に連続的に供給し連続的に２８５℃で溶融した。溶融したポリマは２８５℃の配管を通りギヤポンプにて表１に示す繊度となるように計量した後、２９０℃の紡糸パックに導いた。パック内では１５ミクロンカットのフィルターを通過し、孔径０．３mm、孔長０．４ｍｍ、孔数７２の口金より糸条を押し出した。口金直下には２５ｃｍの加熱筒を取り付け、筒内雰囲気温度を２５０℃となるように加熱した。ここでいう筒内雰囲気温度とは加熱筒中央部の内壁から１ｃｍ離れた部分の空気層温度である。加熱筒直下にユニフロー型チムニーを設置し、糸条に３０℃の冷風を４０ｍ／分の速度で吹付け冷却固化した。固化した糸条に油剤を付与した後、一旦巻き取ることなく引取りローラで引取った。
【００８０】
引取った糸条を引取りローラと給糸ローラ間でストレッチをかけ、給糸ローラと第１延伸ローラ間で１段目の延伸を、第１延伸ローラと第２延伸ローラ間で２段目の延伸を行った。延伸後の糸条は第２延伸ローラと第１弛緩ローラ間で弛緩処理を施した後、さらに第１弛緩ローラと第２弛緩ローラ間で弛緩処理を施し、巻取り機にて巻取った。
【００８１】
引取りローラ、給糸ローラ、第１延伸ローラ、第２延伸ローラ、第１弛緩ローラ、第２弛緩ローラの温度はそれぞれ、非加熱、５０℃、１００℃、２００℃、１５０℃、１５０℃、ローラの表面速度は９４１ｍ／分、９８８ｍ／分、２９１７ｍ／分、３７６３ｍ／分、３６１２ｍ／分、３５００ｍ／分、糸条のローラへの巻回数は３回、３回、５回、９回、５回、５回とした。この時の総延伸倍率は４．５倍であり、全体の弛緩率のうちの８０％を１段目の弛緩工程で行なった。得られた繊維の特性を表１に示した。
【００８２】
得られたポリカプラミド繊維を３００ｍ／ｍｉｎの速度で整経し、次いで津田駒製ウォータージェットルーム（ＺＷ３０３）を用いて、経糸及び緯糸の織密度をそれぞれ５０本／ｉｎｃｈ、回転速度１０００ｒｐｍで製織し生機を得た。得られた生機はそのまま熱処理装置を通過させ、乾燥ゾーンを１００℃で通過させた後、１８０℃１分間の熱処理を施しエアバッグ用基布を得た。得られた基布についての特性を表１に示した。
【００８３】
（実施例２）
引取りローラ、給糸ローラ、第１延伸ローラ、第２延伸ローラの表面速度をそれぞれ変更し、リラックス率１０％としたこと、および、表１記載の総繊度となるように吐出量を調節したこと以外は実施例１と同様に行った。
【００８４】
（実施例３）
ポリマの吐出量を表１の繊度となるように変更し、各ローラ間における延伸比率は同様のまま、全体の延伸倍率を４．７倍としたこと以外は実施例１と同様に行った。
【００８５】
（実施例４）
孔長さ０．６ｍｍ、形状が特開２００３−５５８６１号公報の実施例１と同様の形状を有し、孔数７２の口金より糸条を押し出したこと、および、引取りローラ、給糸ローラ、第１延伸ローラ、第２延伸ローラ、第１弛緩ローラ、第２弛緩ローラの温度はそれぞれ、非加熱、５０℃、１００℃、２００℃、１５０℃、１５０℃、ローラの表面速度は９４１ｍ／分、９８８ｍ／分、２９１７ｍ／分、３７６３ｍ／分、３６１２ｍ／分、３５００ｍ／分、糸条のローラへの巻回数は３回、３回、５回、９回、５回、５回としたこと以外は実施例１と同様におこなった。
【００８６】
（比較例３）
各ローラ間における延伸比率は同様のまま、全体の延伸倍率を２．５倍、弛緩率を４％としたこと以外は実施例１と同様に行った。また、弛緩処理は全体の１００％を１段目の弛緩工程で施し、２段目は弛緩率０％とした。
【００８７】
（比較例４）
第２延伸ローラの温度を１００℃にしたこと以外は実施例１と同様に行った。
【００８８】
（実施例５）
孔数が１０８の口金を用いて、表１に示す総繊度となるようにポリマの計量を行ったこと以外は実施例１と同様におこなった。
【００８９】
（実施例６）
孔数が３０の口金を用いて、表１に示す総繊度となるようにポリマの軽量を行ったこと以外は実施例１と同様におこなった。
【００９０】
【表１】
【００９１】
表１より明らかなように本発明のエアバッグ用基布を構成するポリカプラミド繊維は耐熱試験後の強力保持性に優れたものであり、該繊維を用いたエアバッグ用基布も高温雰囲気下で曝された場合に優れた強力保持率を有する。なお、耐熱試験後の強力保持率が６５％以上であれば、エアバッグ用基布として実使用に供するに十分な耐熱性を有するといえる。
【００９２】
比較例１の如き耐熱試験後の強力保持率に劣るポリカプラミド繊維をエアバッグ用基布として用いた場合には、車両等における実使用において、衝突等の際にエアバッグが破裂するという懸念がある。
【００９３】
比較例２に関しては、銅金属量および耐熱剤量を多く含むにも関わらず、実施例２と殆ど同様の耐熱試験後強力保持率を有するに留まっただけでなく、製糸性も悪いものであった。
【００９４】
また、ＴΔＳｍａｘが本発明の範囲を外れるポリカプラミド繊維を用いたエアバッグ用基布は、強制耐熱処理後の通気度が耐熱処理前の通気度と比較して圧倒的に大きく、経日耐熱性に劣るものであった。
【００９５】
また、実施例５のポリカプラミド繊維を用いた基布は実施例１〜４で得られた基布と比較して、肉厚で折畳み性に若干劣るものであったが、基布の経日耐圧性に優れたものであった。実施例６のポリカプラミド繊維を用いた基布は、製織後基布の通気度が若干劣るものであったが、基布の経日耐圧性に優れたものであった。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明のエアバッグ用基布を構成するポリカプラミド繊維の製造方法の１例である。
【符号の説明】
【００９７】
１：紡糸口金
２：加熱筒
３：冷却装置
４：給油装置
５：引取りローラ
６：給糸ローラ
７：第１延伸ローラ
８：第２延伸ローラ
９：第１弛緩ローラ
１０：第２弛緩ローラ
１１：交絡付与装置
１２：巻取り機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアバック基布を構成している少なくとも一部が、熱収縮応力曲線から求めた最高応力時の温度（ＴΔＳｍａｘ）が１９５〜２２０℃であり、かつ銅化合物を銅金属量として１０〜５００ｐｐｍ含有するポリカプラミド繊維であることを特徴とするエアバック用基布。
【請求項２】
前記ポリカプラミド繊維の定長拘束法におけるＤＳＣ（示差走査熱量測定）融解ピーク温度が２２２〜２７０℃であり、かつ動的粘弾性の温度依存性試験において、ｔａｎδが最大値を示す際の温度（Ｔｍａｘ）が９０〜１２０℃であることを特徴とする請求項１記載のエアバッグ用基布。
【請求項３】
前記ポリカプラミド繊維の強度が６〜１１ｃＮ/ｄｔｅｘ、伸度が１５〜３５％、沸水収縮率が５〜１５％、総繊度１００〜８４０dtex、単糸繊度１〜１５dtexであることを特徴とする請求項１または２に記載のエアバッグ用基布。
【請求項４】
前記ポリカプラミド繊維が銅化合物に加えて、他の耐熱剤を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエアバッグ用基布。
【請求項５】
前記耐熱剤が芳香族メルカプト化合物であって、該芳香族メルカプト化合物を３００〜３０００ｐｐｍ含有することを特徴とする請求項４に記載のエアバッグ用基布。
【請求項６】
前記ポリカプラミド繊維の単糸断面が異型断面であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のエアバッグ用基布。
【請求項７】
ポリカプラミド繊維が扁平断面であることを特徴とする請求項６記載のエアバッグ用基布。
【請求項１】
エアバック基布を構成している少なくとも一部が、熱収縮応力曲線から求めた最高応力時の温度（ＴΔＳｍａｘ）が１９５〜２２０℃であり、かつ銅化合物を銅金属量として１０〜５００ｐｐｍ含有するポリカプラミド繊維であることを特徴とするエアバック用基布。
【請求項２】
前記ポリカプラミド繊維の定長拘束法におけるＤＳＣ（示差走査熱量測定）融解ピーク温度が２２２〜２７０℃であり、かつ動的粘弾性の温度依存性試験において、ｔａｎδが最大値を示す際の温度（Ｔｍａｘ）が９０〜１２０℃であることを特徴とする請求項１記載のエアバッグ用基布。
【請求項３】
前記ポリカプラミド繊維の強度が６〜１１ｃＮ/ｄｔｅｘ、伸度が１５〜３５％、沸水収縮率が５〜１５％、総繊度１００〜８４０dtex、単糸繊度１〜１５dtexであることを特徴とする請求項１または２に記載のエアバッグ用基布。
【請求項４】
前記ポリカプラミド繊維が銅化合物に加えて、他の耐熱剤を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエアバッグ用基布。
【請求項５】
前記耐熱剤が芳香族メルカプト化合物であって、該芳香族メルカプト化合物を３００〜３０００ｐｐｍ含有することを特徴とする請求項４に記載のエアバッグ用基布。
【請求項６】
前記ポリカプラミド繊維の単糸断面が異型断面であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のエアバッグ用基布。
【請求項７】
ポリカプラミド繊維が扁平断面であることを特徴とする請求項６記載のエアバッグ用基布。
【図１】
【公開番号】特開２００６−１８３２０５（Ｐ２００６−１８３２０５Ａ）
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７９６５６（Ｐ２００４−３７９６５６）
【出願日】平成１６年１２月２８日（２００４．１２．２８）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２８日（２００４．１２．２８）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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