專利名稱：氣袋用底布的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)、具有低通氣性而且經(jīng)濟性也優(yōu)異的氣袋(airbag)用底布。
背景技術(shù)：
近年來，作為汽車安全備件之一，大部分汽車上都裝有氣袋，當(dāng)汽車發(fā)生沖撞事故時，由傳感器感知沖擊后，從壓送泵產(chǎn)生高溫高壓氣體，并由該氣體急速地展開氣袋，從而司機或者同乘者的身體向沖撞的方向飛出時，可以防止頭部撞到駕駛盤、擋風(fēng)玻璃、車門玻璃等，因此可以利用該氣袋進行保護。
以往在氣袋上使用的是包覆有氯丁二烯、氯磺酰化烯烴、聚硅氧烷等合成橡膠的涂裝底布，其原因在于這些材料的耐熱性、空氣隔斷性(低通氣度)及阻燃性高。
然而，在這些涂裝材料中，涂布有氯丁二烯或氯磺?；N的底布其重量有所增加，而且柔性并不能滿足要求，成本也較高，因此若作為氣袋用底布使用，就會存在很多問題。另外，至今仍在部分使用的聚硅氧烷涂裝底布雖然在很大程度上改善了上述缺點，但尚不能滿足要求。
因此，最近采用了未實施涂裝的未涂氣袋用底布的未涂氣袋正成為主流，并且為了輕量化、良好的存放性及低通氣度而提出了以下的方案。
例如，(1)如特許第2538934號公報所記載，用8.5g/d以上、3dpf以下的原紗，獲得存放性優(yōu)異的底布的方法；(2)如特開平1-122752號公報所記載，織造高密度織物之后，通過實施收縮加工或壓延加工，獲得輕質(zhì)、低通氣度底布的方法；(3)如特開平4-2835號公報所記載，通過進行兩面壓延加工，獲得輕質(zhì)且在124Pa差壓下具有0.5cc/cm2/秒以下低通氣度的底布的方法；(4)如特開平6-41844號公報所記載，通過向織物實施化學(xué)收縮處理，使構(gòu)成布的絲條溶脹而獲得低通氣度底布的方法；(5)如特開平8-325888號公報所記載，混合單絲細度為1.5d～7.0d的熱塑性合成纖維和0.2d～1.5d的熱塑性合成纖維的方法。
但是，上述的以往未涂氣袋中均存在問題。即，以往例(1)中，雖然存放性優(yōu)異，但在通氣性方面有待進一步改善。另外，由于縮小了單絲細度，因此容易引起織造時的長絲的斷開，在底布質(zhì)量上或者織造運轉(zhuǎn)上存在諸多問題，織布機的轉(zhuǎn)速也難以提高，織造成本較高。就以往例(2)而言，由于進行壓延加工，在制造工序中多了一道工序，這樣不僅提高了成本，也有損于柔性。在以往例(3)中，雖然可以獲得輕質(zhì)和低通氣度，但此時也因?qū)嵤貉蛹庸?，在制造工序中增加了一道工序，這樣不僅提高了成本，也有損于柔性。以往例(4)中，因?qū)嵤┗瘜W(xué)處理，制造成本有所提高，而且化學(xué)試劑會引起原紗強度的下降即底布強度的下降，若作為氣袋使用，其可靠性上存在問題。就以往例(5)而言，因?qū)⒎謩e制作的不同單絲細度的2種絲條合并在一起，增加了一道工序，因此存在制造成本上升的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述以往技術(shù)中存在的問題而提出的，其目的在于提供輕質(zhì)、具有低通氣度而且經(jīng)濟性也優(yōu)異的氣袋用底布。
為了解決這種問題，本發(fā)明人經(jīng)精心研究完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明是通過織造(制備并紡織)合成纖維的長絲并經(jīng)收縮加工而制造的氣袋用底布，其特征在于，構(gòu)成氣袋用底布的合成纖維長絲中含有異形截面絲，該異形截面絲的單絲截面扁平度為1.5～5.0，且收縮加工前的合成纖維的沸水收縮率為6～15％。
在本發(fā)明的氣袋用底布的理想的實施形態(tài)中，在織造前的階段里所述合成纖維的長絲中包含異形截面絲。
另外，本發(fā)明的氣袋用底布的另一理想的實施形態(tài)中，構(gòu)成氣袋用底布的合成纖維的長絲總細度為100dtex～700dtex，單絲細度為0.1dtex～7.0dtex，氣袋用底布在20kPa壓力下的通氣度在0.71/cm2/分鐘以下。


圖1是扁平絲的截面例。圖中，a長徑，b短徑。
具體實施例方式
本發(fā)明的氣袋用底布是織造合成纖維的長絲后經(jīng)收縮加工而制成的，其特征在于加工之后的合成纖維的長絲中包含具有特定的扁平度的異形截面絲，且加工前的合成纖維具有特定的沸水收縮率。
用于本發(fā)明的氣袋用底布的合成纖維，作為原材料并不特別限定，尤其可以使用尼龍66、尼龍6、尼龍46、尼龍12等脂肪族聚酰胺纖維；聚酰胺類纖維等芳香族聚酰胺纖維；聚丙烯纖維或聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯等聚酯纖維。作為其它的原材料，也可以使用全芳香族聚酯纖維、超高分子量聚乙烯纖維、PPS纖維、聚醚酮纖維等。其中，從經(jīng)濟性考慮，特別優(yōu)選聚酯纖維或聚酰胺纖維。另外，這些纖維的一部分或全部由再生原材料獲得也可以。此外，為了提高在原紗制造工序或后加工工序中的加工性，這些合成纖維中也可以含有各種添加劑。例如可以含有抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑、平光劑、防靜電劑、增稠劑、阻燃劑等。還有，這些合成纖維也可以是彩色絲。
本發(fā)明的氣袋用底布的最大特征是構(gòu)成氣袋用底布的合成纖維的長絲中含有并非通常的圓截面絲而是具有特定的扁平度的異形截面絲。通過采用具有特定扁平度的異形截面絲(以下簡稱為扁平絲)，在制作成織物時可以使單絲截面的長徑相疊置，從而減少織物截面上的單位面積內(nèi)的空隙。因此，與使用同等細度的圓截面絲編織成同等織密度時相比，可以抑制氣袋展開時的通氣量。另外，當(dāng)設(shè)計成同等的通氣量時，可以減少總的細度，從而可以制作薄且輕的具有柔性的底布。
本發(fā)明中的單絲截面的扁平度是用單絲截面形狀為近似橢圓形時的長徑與短徑之比表示的。對該截面不要求必須是嚴(yán)格的橢圓，在不影響整體的扁平性的范圍內(nèi)，部分存在突起或凹部也沒有任何影響，也不需要左右對稱。在這種情況下，近視為無損其整體外形的橢圓，并將最長的長度設(shè)為長徑，將最短的長度設(shè)為短徑，最后求出扁平度即可。
圖1中記載了本發(fā)明中異形截面的代表例。當(dāng)然，這只是代表例，并不僅限于此。圖1的a為長徑，b為短徑，扁平度由a/b計算。
為了獲得本發(fā)明的效果，所述扁平度在1.5～5.0范圍內(nèi)為宜，優(yōu)選為1.5～4.0。作為截面特別優(yōu)選橢圓。如果扁平度小于1.5，則扁平的效果會變?nèi)?，而如果大?.0，則會變成制絲時的斷絲、起毛的原因，不太理想。另外，沒有必要所有的單絲都具有上述范圍內(nèi)的扁平度，只要其中的一部分為1.5～5.0即可。但是，若要加強扁平效果，則具有上述范圍的扁平度的單絲數(shù)占長絲的總單絲數(shù)的50％以上為宜，更優(yōu)選在70％以上。
用于本發(fā)明的扁平絲可采用以往公知的各種方法獲得。例如可以通過從異形抽絲頭孔噴出聚合物的直接制絲法獲得扁平絲，或者也可以采用復(fù)合紡絲法同時噴出2種以上的聚合物之后，至少去除1種成分而獲得扁平絲。從制絲的容易程度、工序的簡單程度考慮，通常優(yōu)選前者的直接制絲法。
在制作單絲細度特別細的長絲時，使用后者的復(fù)合紡絲法為宜。此時，至少去除1種成分可以在拉伸之后或在制作布帛之后進行。
因此，本發(fā)明的氣袋用底布不僅包括從原紗階段開始就用扁平絲進行織造的底布，也包括在原紗階段用通常的圓截面絲進行織造而在制作布帛之后去除一部分成分而作成扁平絲的底布。
本發(fā)明的氣袋用底布的另一特征在于，用于氣袋用底布的合成纖維在收縮加工前的沸水收縮率為6～15％。如果沸水收縮率小于6％，則即使使用扁平絲，在收縮加工之后得不到低通氣度，而如果超過15％，收縮加工后的織物的厚度會增加，有損于緊湊化，不太理想。沸水收縮率的優(yōu)選值為7～13％。本發(fā)明的布帛收縮加工中的加熱處理溫度，并不特別限定，通常在90～200℃實施。從獲得低通氣性角度考慮，優(yōu)選在160℃以下進行處理。處理時可以采用熱定形機、沸水通道(pass)等進行，并不特別限定，也可以使用織物經(jīng)紗方向的起喂(over feed)能達到2～15％范圍的加工機。
另外，構(gòu)成本發(fā)明的氣袋用底布的合成纖維長絲的總細度在100dtex～700dtex，單絲細度在0.1dtex～7.0dtex為宜。更優(yōu)選的總細度為120dtex～500dtex，單絲細度為0.1dtex～5.0dtex。即，當(dāng)總細度不足100dtex時，拉伸強度及撕裂強度不夠充分，而如果超過700dtex，則雖然強度上不存在問題，但有損于織物的柔性及存放性，且布帛表面變硬，因此沖撞時有可能弄傷人體的皮膚，不太有利。如果單絲細度不足0.1dtex，難以進行紡絲，而且本發(fā)明的扁平絲的效果變?nèi)?，因此不太理想。相反，如果超過7dtex，有損于織物的柔性，從存放性或?qū)θ梭w的影響角度考慮時不太有利，因此不理想。
另外，本發(fā)明的氣袋用底布在20kPa壓力下的通氣度在0.7l/cm2/min以下為宜，更優(yōu)選在0.5l/cm2/min以下。這里的底布通氣度是采用高壓通氣度試驗機(OEM系統(tǒng)(株)制)，從設(shè)定為20kPa壓力時的通氣量求出的。如果上述通氣量超過0.7l/cm2/min，則作為氣袋時的瞬間展開性能會下降，因此不太理想。
下面說明用于本發(fā)明的氣袋用底布的合成纖維的制造方法之一例。
構(gòu)成用于本發(fā)明的氣袋用底布的合成纖維的聚合物，通常按照熔融紡絲法由抽絲頭抽出。在這里，當(dāng)通過上述的直接制絲法獲得扁平絲時，作為該抽絲頭使用具有異形孔的抽絲頭即可。另外，通過復(fù)合紡絲法獲得扁平絲時，同時紡出2種以上的聚合物即可。紡絲條件隨所使用的聚合物有所不同，可以根據(jù)聚合物的粘性或熱特性等選擇適當(dāng)?shù)臈l件。通常為了防止因熱造成的聚合物的劣化，聚合物滯留于紡絲機內(nèi)的時間越短越好，通常在10分鐘以內(nèi)，優(yōu)選在1～5分鐘以內(nèi)。例如在使用聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚六甲撐己二酰胺纖維時，紡絲溫度在280℃-310℃范圍內(nèi)，且在抽絲頭的正下方通過長度10-100厘米、200-350℃、相對濕度被控制成85％的加熱筒內(nèi)部。加熱筒的長度及溫濕度條件可以根據(jù)所得絲條的細度、扁平度及長絲數(shù)進行最優(yōu)化而定。所述加熱筒有利于遲緩熔融聚合物的固化，表現(xiàn)高強度。
還有，為了防止高溫?zé)崃踊匾獣r也可以用高溫惰性氣體密封加熱筒內(nèi)的氣氛。
紡出的絲條在通過所述高溫氣氛之后在冷風(fēng)中被冷卻固化，隨后被賦予油劑，之后用控制紡絲速度的牽引輥進行牽引。
牽引到牽引輥上的未拉伸絲條通常被連續(xù)拉伸，也可以在卷取之后在其它工序中進行拉伸。紡絲速度通常在2000m/分鐘以下，且拉伸時采用通常的熱拉伸。作為拉伸優(yōu)選2段以上的多段拉伸。拉伸倍數(shù)隨未拉伸絲的雙重折射、拉伸溫度、及多段拉伸時的拉伸比分配等發(fā)生變化，通常為1.5-6.0倍，優(yōu)選2.0-5.5倍。
接著，所述拉伸絲被熱固定，改變熱固定時的張力及溫度也無妨。
進而，在拉伸工序及熱固定工序中，可以交織移動絲條。交織可以采用公知的空氣交織等方法，例如采用空氣交織法時，通過根據(jù)所用的絲條的細度及張力來適當(dāng)改變空氣的壓力，可以達到高交織度。必要時，可以對所得絲實施熱固定處理。
通過上述復(fù)合紡絲法獲得扁平絲時，在其拉伸后或后述的底布制作之后去除至少1種成分即可。
根據(jù)以上的方法，可以獲得含單絲截面的扁平度為1.5-5.0的異形截面絲的、總細度為100dtex～700dtex，單絲細度為0.1dtex～7.0dtex的合成纖維。
若要用所述合成纖維制作氣袋用底布，則將所得合成纖維直接用作經(jīng)紗及緯紗，按照通常的方法織造即可。此時，沒有必要特別進行捻紗或上漿。對織造方法沒有特殊的限定，但從底布物性的均勻性考慮，優(yōu)選平織。所用的紗即經(jīng)紗或緯紗可以是單一的，也可以采用不同的細度、紗根數(shù)、種類的纖維?？棽紮C可以采用噴氣織機、劍桿織機、噴水織機等，并不特殊限定。設(shè)定織密度時，如上所述最好使通氣量在0.7l/m2/分鐘以下。
本發(fā)明氣袋用底布中，構(gòu)成氣袋用底布的合成纖維的長絲中含有單絲截面的扁平度為1.5-5.0的異形截面絲，且收縮加工前的合成纖維的沸水收縮率為6-15％，因此與由同等細度的圓截面絲構(gòu)成的底布相比，可以降低通氣度。另外，若要獲得同樣低的通氣度，則可以消減總細度或織密度，可以制作薄且輕的布帛。
本發(fā)明的氣袋用底布必要時在不損害本發(fā)明的特性的范圍內(nèi)可以通過公知的方法向底布實施精練、熱定形、還有單面或雙面的壓延加工。另外，為了具有扁平截面，可以設(shè)置定形機(セツタ—)。
另外，本發(fā)明的氣袋用底布對未涂品、涂裝品均有效，但從經(jīng)濟性、輕質(zhì)、緊湊等方面、及再利用的容易程度考慮，優(yōu)選用于未涂品。
以下根據(jù)實施例詳細地說明本發(fā)明。本文及實施例中的各物性測定如下。
(1)單絲截面的扁平度用掃描型電子顯微鏡(SEM)拍攝根據(jù)JIS-L-1096-3而調(diào)整的布帛的截面照片，并以該照片上的單位長度為基準(zhǔn)，將單絲中最寬的位置設(shè)為a1(mm)、寬度最窄的位置設(shè)為b1(mm)，并用拍攝倍率T(倍)相除后的值分別作為長徑a(mm)、短徑b(mm)。
a(mm)＝a1/Tb(mm)＝b1/T單絲截面的扁平度為a/b值。
(2)沸水收縮率沸水收縮率是根據(jù)JIS-L-1013(熱水收縮率B法100℃)測定的。
(3)布帛的覆蓋系數(shù)布帛覆蓋系數(shù)(cover factor)K是按照下式算出的。
K＝NW×DW0.5+NF×DF0.5(其中，NW經(jīng)密度(根/英寸)，DW經(jīng)紗總細度(dtex)，NF緯密度(根/英寸)，DF緯紗總細度(dtex))。
(4)通氣度通氣度是采用高壓通氣度試驗機(OEM系統(tǒng)(株)制)，由20kPa壓力下的通氣量求出的。
(5)厚度布帛的厚度是按照JIS-L-1096-6.5測定的。
實施例1用總細度為470dtex、96長絲、沸水收縮率為8.0％、單絲截面的扁平度為3.3的尼龍66原紗，用噴水織機通過平織織造后，用沸水收縮加工，并在110℃進行干燥處理，獲得經(jīng)密度為49根/英寸、緯密度為49根/英寸的織物。評價該底布的特性，并示于表1中。
實施例2用總細度為350dtex、144長絲、沸水收縮率為8.3％、單絲截面的扁平度為2.8的尼龍66原紗，用噴水織機通過平織織造后，用沸水收縮加工，并在110℃進行干燥處理，獲得經(jīng)密度為52根/英寸、緯密度為52根/英寸的織物。評價該底布的特性，并示于表1中。
比較例1(扁平絲的效果確認)除了作為原紗使用沸水收縮率為8.0％為圓截面絲(單絲截面的扁平度為1.0)以外，采用與實施例1相同的方法得到了織物。評價該底布的特性，并示于表1中。
比較例2(長絲的沸水收縮率的效果確認)除了作為原紗使用沸水收縮率為5.8％、單絲截面的扁平度為3.5的扁平絲以外，采用與實施例1相同的方法得到了織物。評價該底布的特性，并示于表1中。
表1

如表1可知，單絲截面的扁平度及沸水收縮率在本發(fā)明范圍內(nèi)的實施例1及實施例2的底布的通氣度均非常低。與此相反，單絲截面的扁平度及沸水收縮率在本發(fā)明范圍以外的比較例1及沸水收縮率在本發(fā)明范圍外的比較例2的通氣度均較高，若用作氣袋用底布，就會存在一些問題。
本發(fā)明因具有上述構(gòu)成，可以提供輕質(zhì)、具有低通氣性而且經(jīng)濟性也優(yōu)異的氣袋用底布。
權(quán)利要求
1.一種氣袋用底布，是通過織造合成纖維的長絲并經(jīng)收縮加工而制造的，其特征在于，構(gòu)成氣袋用底布的合成纖維長絲中含有異形截面絲，且該異形截面絲的單絲截面扁平度為1.5～5.0，收縮加工前的合成纖維的沸水收縮率為6～15％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣袋用底布，其特征在于，在織造前的階段里合成纖維的長絲中含有異形截面絲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣袋用底布，其特征在于，構(gòu)成氣袋用底布的合成纖維長絲的總細度為100dtex～700dtex，單絲細度為0.1dtex～7.0dtex。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的氣袋用底布，其特征在于，氣袋用底布在20kPa壓力下的通氣度在0.7l/cm2/min以下。
全文摘要
一種氣袋用底布，是通過織造合成纖維長絲并經(jīng)收縮加工而制成的氣袋用底布，其特征在于，構(gòu)成氣袋用底布的合成纖維長絲中含有異形截面絲，且該異形截面絲的單絲截面扁平度為1.5～5.0，收縮加工前的合成纖維的沸水收縮率為6～15％。根據(jù)本發(fā)明可以提供輕質(zhì)、具有低通氣性而且經(jīng)濟性也優(yōu)異的氣袋用底布。
文檔編號B60R21/16GK1603174SQ03143499
公開日2005年4月6日 申請日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者加納憲一郎, 淺井治夫 申請人:東洋紡織株式會社