JPH03213446A - 衝撃吸収用バツグとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、通常は車両のハンドル中央部等に収納されて
おり、車両衝突時にその衝撃を感知して瞬間的に膨張展
開してドライバー等の安全を確保するだめの衝撃吸収用
バッグ（いわゆるエアバッグ）およびその製造方法に関
するものである。

（従来の技術） エアバッグは、火薬を爆発させてバッグ内に瞬間的にガ
スを送り込むものなので、その時の衝撃に十分に耐える
ことが要求される。

このエアバッグとして従来より提供されているものは、
フラットな織布の片面に高分子被膜を形成した後、その
被膜付き織布２枚を被膜側同志が対向するように重ね合
わせ、周辺を縫製してバッグとするものである。

例えば、特開昭５１−４７４２号公報（エアバッグ装置
のバッグおよびその製造方法に関する発明）の従来技術
の項には、［正方形の２枚の布より円形の布地を切り抜
き、その周囲を縫い合わせることにより偏平状のエアバ
ッグを製造すること」に関して開示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、縫製によりエアバッグを製造する方法は
、手作業工程が多くて自動化が困難で経済的に製造でき
ないこと、縫製箇所の強度が他に比べて低くなる虞があ
ること、縫製箇所の強度および透気性の検査に手間がか
かる等の問題があり、加えて基本的に縫製そのものに対
して十分な信頼がおげないという問題がある。

そこで、信頼性を向上するために過度に強力で厚い織布
を使用すると、エアバッグが嵩高となり、ハンドル中央
部等にコンパクトに収納できなくなる。

本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的は、均質で信頼性が高く
、製造が容易でしかもコンパクトに収納できて軽量な衝
撃吸収用バッグおよびその製造方法を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の要旨は、繊維のフィ
ラメントをほぼ直線状に且つ平行状態を保つように配置
したテープ状のもの又はテープを袋状に巻き取った衝撃
吸収用バッグを第一の発明とし、 繊維のフィラメントがほぼ直線状に且つ平行状態を保つ
ように配置したテープ状のものを得、このテープ状のも
のを所定の大きざおよび形状を有するマンドレルの周り
に巻きつけて製造することを特徴とする衝撃吸収用バッ
グの製造方法を第二の発明とし、 繊維のヤーンまたはトウをフィラメン１−がほぼ直線状
に且つ平行状態を保つように開繊してテープ状のものを
得、このテープ状のものを所定の大きさおよび形状を有
するマンドレルの周りに巻きつけて製造することを特徴
とする衝撃吸収用バッグの製造方法を第三の発明とし、
繊維のフィラメントがほぼ直線状に且つ平行状態を保つ
ように配置したテープ状のものにエラストマーをコーテ
ィングしてテープを得、このテープを所定の大きさおよ
び形状を有するマンドレルの周りに巻きつけて製造する
ことを特徴とする衝撃吸収用バッグの製造方法を第四の
発明とし、 繊維のフィラメントがほぼ直線状に且つ平行状態を保つ
ように配置したテープ状のものを得、このテープ状のも
のを所定の大きさおよび形状を有するマンドレルの周り
に巻きつけた後、このテープ状のものの表面にエラスト
マーをコーティングすることを特徴とする衝撃吸収用バ
ッグの製造方法を第五の発明とし、 繊維のヤーンまたはトウをフィラメントがほぼ直線状に
且つ平行状態を保つように開繊して得たテープ状のもの
にエラストマーをコーティングしてテープを得、このテ
ープを所定の大きさおよび形状を有するマンドレルの周
りに巻きつけて製造することを特徴とする衝撃吸収用バ
ッグの製造方法を第六の発明とし、 繊維のヤーンまたはトウをフィラメントがほぼ直線状に
且つ平行状態を保つように開繊してテープ状のものを得
、このテープ状のものを所定の大きさおよび形状を有す
るマンドレルの周りに巻きつけた後、このテープ状のも
のの表面にエラストマーをコーティングすることを特徴
とする衝撃吸収用バッグの製造方法を第七の発明とし、 上記第四、第五、第六または第七の発明において、エラ
ストマーがゴム組成物であって、マンドレルの周りに巻
きつけた上記エラストマーをコーティングしたテープに
加硫処理を施すことを特徴とする衝撃吸収用バッグの製
造方法を第への発明とする。

本願明細書において、「テープ状のもの」とは、「１本
または数本のヤーン（マルチフィラメント糸条）をモノ
フィラメントがほぼ直線状に且つ平行状態を保つように
シート状に配置したもの」をいい、「テープ」とは、「
上記テープ状のものを構成する各モノフィラメントを相
互に結合して一体化したもの」をいう。

本発明の繊維としては、代表的には、人絹、ポリビニル
アルコール繊維、脂肪族および芳香族ポリアミド繊維、
ポリエステル繊維、炭素繊維、ガラス繊維等を挙げるこ
とができるが、特に限定されるものではなく、従来より
ゴムとの接着に用いられているすべての繊維を含む。

本発明のヤーンの繊度としては特に制限はないが、一般
に３０〜３００００　Ｄｅの範囲が適当である。もらろ
ん、これらは必ずしも一本の糸条で供給する必要はなく
、むしろ複数本の糸条を同時に供給する方が横に広がり
やすい。モノフィラメント繊度も細い方が広がりやすく
、例えば、０．８〜ＩＯＤ、の範囲が一般に好ましい。

これらのヤーンの開繊方法としては、電気的方法、機械
的方法、空気流による方法などがあるが、その目的を達
成できればどのような方法でもよく、例えば、特開昭６
３−６９６２６号公報に開示されたような方法であれば
よい。

なお、そのときの開繊により得られるテープ状のものは
極めて均一（厚さの変動が小さいこと）でなければなら
ない。且つモノフィラメントはお互い完全にバラバラと
なり、しかもお互い同志の間隔はその平均間隔がフィラ
メント直径の平均以下となる程度に接近していなくては
ならない。

テープ状のものへのエラストマーのコーティングは、テ
ープ状のものをマンドレルに巻きつける前でもよく、巻
きつけた後であってもよい。

本発明に用いるエラストマーとしては、柔軟性および適
度の弾性を有するものが望ましい。

このエラストマーとしては、天然ゴム、またはアクリル
系、ウレタン系、ポリブタジェン系、スチレンブタジェ
ン系、エチレンプロピレン系などの合成ゴムの単独ある
いは２種以上を混合し、補強剤、難燃剤、加硫剤などを
配合した組成物が好ましい。上記エラストマーよりさら
に耐熱性が必要な場合は、耐熱性を有するエラストマー
として、クロロプレン系ブチルゴム、ハロゲン化ブチル
ゴム、シリコン系およびフッ素系などの合成ゴムの単独
あるいは２種以上を混合し、同様に補強剤、難燃剤、加
硫剤等必要な配合剤を配合した組成物が好ましい。

また、フィラメントとエラストマーとの割合は、その目
的・要求特性に応じて適当に選べばよいが、例えば、フ
ィラメント：エラストマーー９０〜４０　：　１０〜６
０の割合（重量比）が用いられる。特に本発明ではフィ
ラメントがバラバラに開繊しているので、上記したエラ
ストマーの溶液を含浸した場合、よく浸透し、従って少
ないエラストマー量で均一にモノフィラメント間を接着
できるので、相対的にフィラメント比率を高めることが
できる。特にフィラメントの含有比率が５０％以上の場
合、従来にない高い強力特性を引き出すことが可能とな
る。このようにフィラメントの含有比率を高く、しかも
モノフィラメント間にエラストマー溶液を良く浸透させ
るにはフィラメントを十分に開繊し、エラストマー溶液
をモノフィラメントに含有せしめた後、ドクターナイフ
等の鋭いエツジで余分のエラストマーを取り去るなどの
方法をとれば、フィラメント比率を上げ、しかもフィラ
メントとエラストマーとが完全に一体化された複合構造
体を得ることができる。

モノフィラメント間へのエラストマーの充填率としては
、モノフィラメント間の空隙の約６０％以上、特に７０
〜９０％以上がエラストマーで充填されているのが好ま
しい。この充填率が低いと、本発明の目的を達成するこ
とができない。

フィラメントへのエラスＩ・マーのコーティング方法と
しては、浸漬コーティング方法の他に分散液状態で浸漬
コーティングする方法、エラストマーを粉末噴射するか
又は飛散させた雰囲気中に加熱したフィラメントを通過
させて溶融何着させる方法も行うことかできる。

本発明においてテープまたはテープ状のものを所定の大
きさおよび形状を有するマンドレルの周りに巻きつける
方法としては、機構的に分けてトラバース方式、回転ア
ーム式、その他アームまたはマンドレルが特殊な回転運
動をして巻かれる特殊形式のいずれの方式でも適用でき
る。

形状側に分けると、まゆ形、球状、円錐状等の閉じた形
状を巻く方式、円筒状、円板状等の形状を巻く方式、角
柱、角錐等の異形の形状を巻く方式等のいずれの方式で
も適用できる。

ワインディングパターンは種々あるが、大別２ して平行巻き、ヘリカル巻き、縦巻きまたはこれらを組
み合わせたものを適用することによって所定の強度を付
与することができる。エアバッグのように袋内部に圧力
が生じるような場合、巻き方向の互いに異なる少なくと
も２層以上の積層構造で形成することによって、均一に
圧力を受けることができる。

ゴム組成物からなるエラストマーの加硫処理は、交叉ま
たは平行状態で隣接しているフィラメント間を、予めフ
ィラメントを被覆したエラストマーにより融接せしめて
、脱型後形状を維持し併せてフィラメントを保護する目
的で行うもので、本発明における重要な工程である。温
度条件は、フィラメントを被覆したエラストマーが所定
の接着力を発揮する温度すなわち１２０〜１９０°Ｃが
望ましく、エラストマーの熱分解を考慮して、加熱温度
２００°Ｃ１加熱時間２０分以−ヒの過酷な条件は避け
るべきである。

マンドレルとしては、脱型可能な形状に成形する場合は
、変形自在な中空体、例えば金属製マンドレル（必要な
らば、分解可能なもの）又はゴム製のものを使用し、閉
じた形状に成形する場合は石膏、岩塩、易融合金などの
消耗型のマンドレルを使用する。成形後、マンドレルを
容易に取り除くためには、予めマンドレルに離型剤を塗
布しておくことが望ましい。

（作用） テープ状の開繊糸をマンドレルに巻きつけてバッグを得
る方法であるから、縫製の必要がなく、フィラメントを
接着するのはエラストマーであるため、得られたバッグ
は柔軟で自由に折り畳みが可能で且つフィラメントで強
化されているので強靭である。

このように、本発明により、一体構造の強靭な衝撃吸収
用バッグを安価に且つ容易に得ることができる。

（実施例） 本発明の実施例１および２について以下に説明する。

〔実施例１〕 第１図において、１はポリバラフェニレン・３４ジフエ
ニルエーテル・テレフタルアミドの１５０００、、／１
０００　Ｆのヤーンで、これらを５本引揃えて１〜つ状
にとまたものがローラー２．３を経て１０ｍ／ｍｉｎの
速度で歯車４．５の間を通過する。歯車４．５ば９０ｒ
ｎ／ｍｉｎの外周速度でヤーン１の進行方向（矢印方向
）に回転しており、従って、ヤーン１はこの歯車４．５
により進行方向に何回も抜かれる。しかも歯車４の歯先
４′は第２図に示すように鋭く仕上げられており、歯車
５の歯先５′は第２図に示すように丸く仕上げられてい
る。従ってこれらの歯先の間をヤーン１が通過する際、
歯車４の鋭い歯先４′においてはフィラメントは象、角
度で曲げられるため、第２図（イ）に示すようにフィラ
メントの片面は常に弾性限界を超えて大きく伸ばされ、
一方、歯車５の先端の丸い歯先５′においてはフィラメ
ントは徐々に曲げられるため、第２回（シ１）に示すよ
うにフィラメントにはあまり歪みが与えられない。その
結果、これらの歯車４、■ ５の間を通過したフィラメントには常に片面のみ強く引
き伸ばされたことによる歪みが残るので、このフィラメ
ンＩ−の張力を弛緩すると第３図のようにこの歪みの差
によりフィラメントはカールする。

すなわち、第１図において、ローラー２．３とローラー
６．７との間が３％のオーバーフィード状態になってい
るので、歯車４．５で抜かれたヤーンは歯車４．５とロ
ーラー６．７の間で張力が弛緩されることにより、第４
図（ハ）の如くヤーンを構成する各モノフィラメントに
はそれぞれカールが発生し、このカールが発生する力で
他のモノフィラメントを押しやり、その結果ヤーンは厚
さに対して横方向に約２００倍くらいに薄く広がる。

ただしこのままではフィラメントはカール状で糸長方向
に伸縮性があるので、この広がった状態を保ったまま第
１図のローラー６．７とローラー８．９との間でこれを
再び３％引き伸ばすと、第４図（ニ）の如くスＩ−レー
トな状態で６ 横に広がったＪ＋−常に薄いテープ状のもの１０になる
。

次いでこのテープ状のもの１０をコム溶液含浸装置１１
に通して１８頁の表１に示す配合のゴム組成物をトルエ
ンで溶かしたゴム溶液１２を含浸させた後、ドクターナ
イフ１３で付着量を２０　ｇ　／ｍ２にコントロールし
た。このようにしてゴム溶液をコーティングした、厚さ
が４０μｍで幅が８ｍｍの極薄のテープ１０′を得た。

このテープ１０′の断面を拡大したものは第７図に示さ
れている。

第７図において、１ａはモノフィラメントである。

このテープ１０′をローラー１４．１５を経て、円板状
マンドレル１８の回転軸１７と平行方向に往復動するデ
リバリ−アイ１６を介して予め離型剤を塗布した分解可
能な金属製の円板状マンドレル１８−１−に、巻きつけ
角度１４．５°、テープの送り速度０．４５ｍ／ｓｅｃ
で均一に隙間がなくなるまで捲きつけた。前述の第７図
はテープ１０′の断面と円板状マンドレル１８の縁部を
拡大した図である。

この後、１８０°Ｃ１０，５ｋｇ／ｃｍ２の加熱・加圧
条件で加硫してモノフィラメント間をゴムで強固に接着
した。この後、円板状マンドレル１８を分解してマンド
レル上に形成された衝撃吸収用バッグを取り出した。

表　　１ 〔実施例２〕 マンドレルとして、第１図に示す円板状のマンドレル１
８の代わりに第５図に示すようなブチルゴム製の直径５
００　ｍｍの中空球状マンドレル１９を用いた以外は実
施例１と同様の構成である。

第５図において、２０は空気を注入するための８ バルブであり、２１は空気供給パイプ、２２は空気供給
パイプに穿設された小孔である。空気供給パイプ２１に
設置された鏡板２３の径は５０岨とした。

図の状態はバルブ２０を開いて空気供給パイプ２１の小
孔２２より球状マンドレル１９内に空気を吹き出して、
球状マンドレル１９の内圧を０．３ｋｇ／ｃｍ２とした
状態を示している。

そして、球状マンドレル１９にゴム金型用の離型剤をス
プレーガンを用いて塗布した後、デリバリ−アイ１６を
介して上記テープ１０′を球状マンドレル１９上に、巻
きつけ角度１４．５°、テープの送り速度０．４５ｍ／
ｓｅｃで均一に隙間がなくなるまで巻きつけた。その後
、バルブ２０より球状マンドレル】９内にさらに空気を
注入して球状マンドレル１９の内圧を０．５ｋｇ／ｃｍ
２まで上昇させ、このマンドレルを１８０”Ｃのオーブ
ン（図示せず）中に１０分間放置して加硫を完了し、モ
ノフィラメント間をゴムで強固に接着した。この後、オ
ーブンよりマンドレルを取り出して室温で３０分冷却後
、上記バルブ２０を開いてマンドレル内の９ 空気を抜き、ブチルゴム製のマンドレルを空気供給パイ
プ２１と共に引き抜いて、第６図に示すよ・うな球状の
衝撃吸収用バッグ２４を得た。このバッグの重量は２７
０ｇであった。

〔比較例〕

比較例として、８４０デニールのヤーンを用いて、経密
度および緯密度がそれぞれ２４木／手２の平織物を作製
した。次に、この平織物の片面に１８頁の表１に示す配
合のゴム組成物をトルユンで溶かしたゴム溶液を塗布し
た。この塗布量は固形分換算で６５ｇ／ｍ２であった。

そして、１５０°Ｃで１４分間加硫して片面にゴム溶液
をコーティングした織布を２枚得、この織布２枚から縫
製により球状のバッグを作製した。この球状のバッグの
重量は３６０ｇであった。

〔性ｆｆヒ比較テスト］ 次に、実施例２に係る球状のバッグと比較例に係る球状
のバッグについて、耐圧性、収納性および展開性につい
て、以下の方法に従って仕較テストを行った。

０ ■耐圧性　　実施例および比較例の各々について１００
０個のバッグを作製して、各バッグに２ｋｇ／ｃｍ”の
内圧を負荷して、破裂しなかったバッグの個数を調査し
た。

■収納性　　バッグを２０Ｃ１１角に折り曲げて重ねた
ときの高さを測定し、比較例の高さを１００さした指数
で表した。この指数が低いほど、柔軟で収納性に優れて
いることを示す。

■展開性　　バッグに２　ｋｇ／ｃｍ２の内圧を負荷し
たときに、バッグの先端部が完全に展張位置まで到達す
るまでの時間を測定し、比較例を１００とした指数で表
した。この指数が低いほどスピーデイ−で展開性に優れ
ていることを示す。

上記テスト結果を次頁の表２に示す。

表 表２に明らかなように、本実施例に係るバッグは２　ｋ
ｇ／ｃｍ２の耐圧テストにおいて１０００個中破裂した
ものは皆無であったが、比較例に係るものは９個破裂し
、その破裂箇所は縫製部であった。そして、本実施例に
係るバッグは収納性および展開性←こおいても、比較例
に比して顕著に優れている。

（発明の効果） ■本発明に係る衝撃吸収用バッグは、織物や編み物から
成形されるバッグと異なり、極薄のテープまたはテープ
状のものをマンドレルに巻きつけた構造であるから、巻
きつけが容易でコンバク）・で信頼性が高く、しかも縫
製が不要であるから生産工程の合理化が可能となり、一
体構造の強靭な衝撃吸収用バッグを安価に製造すること
ができる。

■本発明においては、フィラメントを接着するのはエラ
スＩ・マーであるため、得られた衝撃吸収用バッグは柔
軟で自由に折り畳みができる。

■本発明においては、フィラメントは加硫処理でエラス
トマーにより互いに融接され、そのままの状態を保って
成形物の強度を保持する。

このように本発明により、フィラメントで強化した強靭
な衝撃吸収用バッグを極めて容易に得ることができる。

しかも、マンドレル形状を変えることにより複雑な形状
のバッグも任意に得ることができる。

■本発明により、任意の形状の強靭なバッグを一体的に
成形できるから、本発明に係る衝撃吸収用ハックば、特
に、排気Ｌ」、取付口など３ を有し、高強度の要求される自動車用エアバッグに最適
である。その他、本発明に係る技術を用いてフィラメン
トとエラストマーの比率を変えることにより、気体用と
しては熱気球、アトバルーン、飛行船等の気球類、高速
移動体の衝突時の衝撃緩衝用バッグ、鉱内爆発による爆
風遮断用ガスバッグ、粉体用としてはフレキシブルコン
テナー、液体用としては燃料タンク、水保存タンク等、
さらに、土木建設工事用耐熱断熱性＋Ａなどにも適用で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す各工程側面図、第２図は
フィラメントの受ける歪みをモデル的に示す図、第３図
はフィラメントのカール発生状態を説明する図、第４図
はヤーンの開繊状態を示ず図、第５図は球状マンドレル
および空気供給パイプの断面図、第６図は衝撃吸収用バ
ッグの平面図、第７図はゴム溶液をコーティングしたテ
ープ断面とマンドレル縁部の拡大図であ４ る。 １・・ヤーン、１ａ・・モノフィラメント、１０・テー
プ状のもの、１０′　・・テープ、１８・・円板状マン
ドレル、１９・・球状マンドレル、２４・衝撃吸収用バ
ッグ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）繊維のフィラメントをほぼ直線状に且つ平行状態を
   保つように配置したテープ状のもの又はテープを袋状に
   巻き取った衝撃吸収用バッグ ２）繊維のフィラメントがほぼ直線状に且つ平行状態を
   保つように配置したテープ状のものを得、このテープ状
   のものを所定の大きさおよび形状を有するマンドレルの
   周りに巻きつけて製造することを特徴とする衝撃吸収用
   バッグの製造方法 ３）繊維のヤーンまたはトウをフィラメントがほぼ直線
   状に且つ平行状態を保つように開繊してテープ状のもの
   を得、このテープ状のものを所定の大きさおよび形状を
   有するマンドレルの周りに巻きつけて製造することを特
   徴とする衝撃吸収用バッグの製造方法 ４）繊維のフィラメントがほぼ直線状に且つ平行状態を
   保つように配置したテープ状のものにエラストマーをコ
   ーティングしてテープを得、このテープを所定の大きさ
   および形状を有するマンドレルの周りに巻きつけて製造
   することを特徴とする衝撃吸収用バッグの製造方法 ５）繊維のフィラメントがほぼ直線状に且つ平行状態を
   保つように配置したテープ状のものを得、このテープ状
   のものを所定の大きさおよび形状を有するマンドレルの
   周りに巻きつけた後、このテープ状のものの表面にエラ
   ストマーをコーティングすることを特徴とする衝撃吸収
   用バッグの製造方法 ６）繊維のヤーンまたはトウをフィラメントがほぼ直線
   状に且つ平行状態を保つように開繊して得たテープ状の
   ものにエラストマーをコーティングしてテープを得、こ
   のテープを所定の大きさおよび形状を有するマンドレル
   の周りに巻きつけて製造することを特徴とする衝撃吸収
   用バッグの製造方法 ７）繊維のヤーンまたはトウをフィラメントがほぼ直線
   状に且つ平行状態を保つように開繊してテープ状のもの
   を得、このテープ状のものを所定の大きさおよび形状を
   有するマンドレルの周りに巻きつけた後、このテープ状
   のものの表面にエラストマーをコーティングすることを
   特徴とする衝撃吸収用バッグの製造方法 ８）エラストマーがゴム組成物であって、マンドレルの
   周りに巻きつけた上記エラストマーをコーティングした
   テープに加硫処理を施すことを特徴とする請求項４、５
   、６または７記載の衝撃吸収用バッグの製造方法