JPH0419251A - 衝撃吸収用バツグ及びその製造方法 - 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ための衝撃吸収用
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（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広があ
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けないという問題がある。

そこで、信軌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、均質で信頬性が高（
、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ｌ−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
グの製造方法を第二の発明とし、 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
ストマーが架橋可能な熱可塑性樹脂であって、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
したテープに架橋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Ｊ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、樹脂と接
着可能な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。もち
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、０．８〜１０Ｄｅ　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。

エラスト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付着させ
る方法も行うことができる。

本発明に用いるエラストマーは架橋可能な熱可塑性樹脂
が好ましく、例えば、塩化ビニル樹脂（ｐｖｃ）、ポリ
エチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン
−酸ピコポリマ（ＥＶＡ）等を用いることができる。こ
れらのポリマーを液状にする方法としては、プラスチゾ
ル、エマルジョン、有機溶媒等へ溶解すればよい。

また、フィラメントとエラストマーとのＶ１合は、その
目的・要求特性に応し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＝９０〜４０　：　１０〜
６０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、本発明の目的を十分に達成
することができない。

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（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しるよ
うな場合、巻き方向の互いに異なる少な（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。

熱可塑性樹脂からなるエラストマーの架橋処理は、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、脱型抜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、即ち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　”Ｃ以上、加熱時間２０分以上の過酷な条件は
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）又はゴム類のものを使用し、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〕

テープ状の開繊糸又は開繊糸のテープをマンドレルに巻
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、■はポリパラフェニレン・３．４ジフ
エニルエーテル・テレフタルアミドの１５００Ｄｅ　／
１０００　Ｆのヤーンを５本引揃えてトウ状にしたもの
を機械的方法で開繊することによって得たテープ状の開
繊糸で、このテープ状の開繊糸１をエラストマー溶液含
浸装置２に通して１６頁の表１に示す配合のＥＶＡ系エ
マルジョン溶液３を含浸させた後、ドクターナイフ４で
付着量を２０　ｇ　／ｍ”にコントロールした。矢印Ａ
はテープ状の開繊糸１の進行方向を示す。

このようにしてエラストマー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５を得た。

このテープ５の断面を拡大したものは第２図に示されて
いる。第２図において、６はモノフィラメントである。

そして、上記テープ５を対向するローラー７．８の間を
通し、ローラー９．１０を経て、円板状マンドレル１３
の回転軸１２と平行方向に往復動するデリバリ−アイ１
１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１３上に、巻きつけ角度１４．５°、テ
ープの送り速度０゜４５ｍ／ｓｅｅで均一に隙間がなく
なるまで巻きつけた。前述の第２図はチー１５の断面と
円板状マンドレル１３の縁部を拡大した図である。

この後、１８０°Ｃ×６０分の条件で架橋してモノフィ
ラメント間をエラストマーで強固に接着した。そして、
円板状マンドレル１３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。この衝撃吸収用バ
ッグ１４が膨張展開した状態は第３図に示されている。

表　　１ （実施例２） 実施例２として、エラストマー熔液の配合を次頁の表２
のようにした以外は実施例１と同じ方法で円板状マンド
レル１３上に開繊糸のテープを巻きつけた。

この後、］７０°Ｃ×６０分の条件で架橋してモノフィ
ラメント間をエラストマーで強固に接着した。そして、
円板状マンドレル１３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。この衝撃吸収用バ
ッグが膨張展開した状態は第３図と同じものである。

表２ （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本／手′の平織物を作製
した。次に、この平織物の片面に１６頁の表１に示す配
合のエラストマー溶液を塗布した。この塗布量は固形分
換算で６５　ｇ　／ｍ２であった。そして、１５０°Ｃ
×１４分間の条件で架橋して片面にエラストマーをコー
ティングした織布を２枚得、この織布２枚から縫製によ
り実施例１と同じ形状のバッグを作製した。このバッグ
の重量は３６０ｇであった。

（性能比較テスト） 次に、実施例１に係る衝撃吸収用バッグと比較例に係る
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比較テストを行った。

■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／ｃｍ２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２０ｃ＋ｎ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とした指数
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／ｃｍ”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。

上記テスト結果を以下の表３に示す。

表３ 表３に明らかなように、本実施例に係るバングは２　ｋ
ｇ／ｃｍ”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においても、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パクトで信頼性が高く、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
ストマーであるため、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、フィラメントは架橋処理でエラス
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バッグは、特
に、排気口、取付口などを有し、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
熱性材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
エラストマー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、第３図は衝撃吸収用バッグが膨張展開
した状態を示す斜視図である。 １・・テープ状の開繊糸、５・・テープ、６・・モノフ
ィラメント、１３・・円板状マンドレル、】４・・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）エラストマーが架橋可能な熱可塑性樹脂であって、
   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架橋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