JPH042538A - 衝撃吸収用バッ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環ムこ収納され
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
用ハング（いわゆるエアバッグ）及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、°火薬を爆発させてハング内に瞬間的に
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、周辺を縫製してハン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。（以下
、従来技術Ｉという） また、車両衝突時にその衝撃を感知してエアバッグが膨
張展開する際、象、激な膨張圧力のために、本来は乗員
を保護すべきエアバッグによって副次的事故が発生ずる
ことがある。この副次的事故を防止するための考案とし
て以下のものが公知である。

実公昭５１−３５７１９号公報には、通気口を有する布
帛よりなる逆止弁付緩衝袋用生地の構造に関する考案（
以下、従来技術■という）が開示され、実開昭４８−３
４２３９号公報には、同じく通気口を有する布帛よりな
る逆止弁付緩衝袋用生地に関する考案（以下、従来技術
■という）が開示され、さらに、実開平１４４２３４８
号公報には、ベントホール周縁部にベントホールに対応
する孔を有する補強布を配設した織布よりなるエアバン
グ袋体に関する考案（以下、従来技術■という）が開示
されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来技術■のように、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ず、縫製箇所の強度が他に比べて
低くなる虞がある。

また、従来技術■〜■に係るものでは、通気口またはベ
ントホールを形成するための工数が増える。さらに、縫
製によるものは強度的に問題があるため、従来技術■の
ように高負荷のかかるベントホールの周囲を補強する必
要がある。

その結果、エアバッグが嵩高となり、収納性が悪くなる
。

すなわち、基本的に縫製そのものに対しては十分な信較
がおけないという問題がある。

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、均質で信軌性が高く
、製造が容易でしかもコンパクトに収納できて、膨張展
開に際して副次的事故を発生することのない衝撃吸収用
バッグ及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を袋状に巻き取った衝撃吸収用バッ
グにおいて、全表面積の８０〜９９％がエラストマーで
コーティングされていることを特徴とする衝撃吸収用バ
ッグを第一の発明とし、 上記第一の発明において、人体に接触する部分のエラス
トマーのコーティング表面積が人体に接！しない部分の
エラストマーのコーティング表面積より大きいことを特
徴とする衝撃吸収用バッグを第二の発明とし、 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
に巻きつけて袋体を得、この袋体の全表面積の８０〜９
９％にエラストマーをコーティングすることを特徴とす
る衝撃吸収用ハングの製造方法を第三の発明とし、上記
第三の発明において、エラストマーがゴム組成物であっ
て、上記エラストマーをコーティングした袋体に加硫処
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
を第四の発明とする。

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Ｊをいう。

本発明の繊維としては、代表的には、入組、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。

上記ヤーンの繊度としては特に制限はないが、一般に３
０〜３００００　Ｄ、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、０．８〜１０Ｄ、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。

本発明において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１−ラハース方式、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。

形状別に分けると、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。

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。

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。

袋体へのエラストマーのコーティング方法としては、ス
プレーガン方法や浸漬コーティング方法を採用すること
ができるが、エラストマーの粘度は、後記する理由によ
り、１万〜２０万ｃＰ（２５°Ｃ）が好ましく、３万〜
７万ｃＰ（２５”Ｃ）が特に好ましい。

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。

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、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°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。

（作用〕 テープ状の開繊糸をマント”レルに巻きつけたものにエ
ラストマーをコーティングしてハングを得る方法である
から、縫製の必要がなく、また、フィラメントを接着す
るのはエラストマーであり、しかも適正範囲にのみコー
ティングされているため、得られたバッグは柔軟で自由
に折り畳みが可能で、膨張展開した際にはエラストマー
でコーティングされていない部分から所定量のガスがハ
ング外に流出するため、衝突の衝撃を巧みに緩和して効
果的に人体を保護する。

しかし、エラストマーのコーティング面積が８０％未満
のバッグは拘束部分が少なすぎるので、膨張展開が不十
分となり、その結果衝撃吸収機能を有しない。一方、コ
ーティング面積が９９％を超えると、膨張展開時にバッ
グ外に流出するガス量が少ないので人体に対するハング
の衝撃が強（なり、副次的な事故が発生する可能性があ
る。

従って、衝撃吸収用ハングの全表面積の８０〜９９％か
ニラストマーでコーティングされているのが好ましい。

また、衝撃吸収用バッグのエラストーマーのコーティン
グ表面積は、人体に接触する部分の方が人体に接触しな
い部分より大きくなければ、基本的な衝撃吸収機能を発
揮しない。

そして、ゴム溶液の粘度が１万ｃＰ未満では、コーティ
ング時にエラストマーが毛細管現象でフィラメントの隅
々まで浸透するので、エラストマーのコーティング面積
をコントロールすることができない。一方、ゴム溶液の
粘度が２０万ｃＰを超えると乾燥に時間が必要で、均一
なエラストマー層を得ることができない。

従って、ゴム溶液の粘度は１万〜２０万ｃＰが好ましく
、より均一なエラストマー層を得るためには、３カ〜７
万ｃＰが特に好ましい。

このように、本発明により、一体構造で且つ極めて柔軟
性に冨む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１５００Ｄ、　／
１０００　Ｆのヤーンで、これらを５本引揃えてトウ状
にしたものを、−船釣に行われている機械的な手段、す
なわち、ヤーン１の進行方向（矢印方向）に回転してい
るローラー２．３を経て、鋭い歯先を有する歯車４と丸
い歯先を有する歯車５により進行方向に何回も引き抜き
、その結果カール状になったものをローラー６．７とロ
ーラー８．９との間で引き伸ばすことによりテープ状の
開繊糸を得、このテープ状の開繊糸を、円板状マンドレ
ル１２の回転軸１１と平行方向に往復動するデリバリ−
アイ１０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１２上に、所定の巻きつけ角度で
均一に隙間がなくなるように巻きつけた。

この後、テープ状の開繊糸を巻きつけた金属製の円板状
マンドレル１２をゴム溶液含浸装置１３（第２図参照）
に浸漬して、袋体の全表面積の９０％、すなわち、マン
ドレルの片面側の袋体のすべて（全表面積の５０％）と
全表面積の４０％に相当する他方の側の袋体に、次頁の
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１４をコーティングした。そして、ドクターナイフ
で付着量を適正量にコントロールした。なお、ゴム溶液
の粘度は５万ｃＰであった。

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。そして、円板状マンドレル１２を分解してマン
ドレル上に形成された衝撃吸収用ハングを取り出した。

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
２の代わりに第３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１５を用いた以外は実
施例１と同様の構成である。

第３図において、１６は空気を注入するためのバルブで
あり、１７は空気供給パイプ、１８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１７に設置され
た鏡板１９の径は５０薗とした。

図の状態はバルブ１６を開いて空気供給パイプ１７の小
孔１８より球状マントＩ／ル】５内に空気を吹き出して
、球状マンドレル１５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１５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１０を
介して上記テープ状の開繊糸を球状マンドレル１５上に
、所定の巻きつけ角度で均一に隙間がなくなるまで巻き
つけた。その後、上記実施例１と同じ組成のゴム溶液を
スプレーガンで袋体全表面積の９０％の部分に、実施例
１と同じような方法でコーティングした。そして、ドク
ターナイフで付着量を適正量にコントロールした。

次いで、バルブ１６より球状マンドレル１５内にさらに
空気を注入して球状マンドレル１５の内圧を０．５ｋｇ
／ｃｍ”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１６を開いてマンドレル内の空気を
抜き、ブチルゴム製のマンドレルを空気供給パイプ１７
と共に引き抜いて、第４図に示すような球状の衝撃吸収
用ハング２０を得た。このハングの重量は２７０ｇであ
った。

（比較例１） 比較例１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／スンの平織物を作
製した。次に、この平織物の片面に１５真の表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を塗布
した。この塗布量は固形分換算で６５　ｇ　／ｍＺ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
から縫製により実施例２と同一外形の球状のバッグを作
製した。この球状のバッグの重量は３６０ｇであった。

（比較例２） 比較例２として、上記比較例１と同様の方法で同じ大き
さの衝撃吸収用ハングを作製し、この衝撃吸収用バッグ
の車体のハンドル側に相当する部分に直径が３０１ｇＩ
ｎの通気口２１を２個穿設した。（第５図参照）この通
気口２１の周囲には補強用の布２２を縫製により取りつ
けた。

（性能比較テスト） 次に、実施例２に係る球状のハングと比較例１．２に係
る球状のハングについて、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、各ハングに２ｋｇ／ｃｍ”の
内圧を負荷して、破裂しなかったハングの個数を調査し
た。

■収納性　　バッグを２０ｃｍ角に折り曲げて重ねたと
きの高さを測定し、比較例１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１の時間を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２に示す。

表　　２ 上記表２より、以下の点が明らかである。

■表２に明らかなように、本実施例に係るバッグは２　
ｋｇ／ｃｍ”の耐圧テストにおいて１０００個中破裂し
たものは皆無で、収納性及び展開性についても、比較例
１．２に比して顕著に優れている。

■比較例１に係るものは９＠破裂し、その破裂箇所は縫
製部であった。

■比較例２に係るものは通気口を有するため、耐圧性は
比較例１より改良されているが、通気口の周囲に補強用
の布を縫いつけるため、収納性が悪い。

（発明の効果〕 ■本発明の衝撃吸収用バッグは、テープ状のフィラメン
トを袋状に巻き取った構造で、フィラメントを接着する
のはエラストマーであり、しかも適正な範囲のみがエラ
ストマーでコーティングされているため、得られたバッ
グは柔軟で自由に折り畳みができ、膨張展開時にも人体
に対する副次的な事故が発生することもなく、衝突の衝
撃を適度に緩和して人体を効果的に保護することができ
る。

■本発明により、任意の形状の強靭なハングを一体的に
成形できるから、本発明に係る衝撃吸収用ハングは、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
ゴム溶液含浸装置の側断面図、第３図は球状マンドレル
および空気供給バイブの断面図、第４図は衝撃吸収用ハ
ングの平面図、第５図は通気口を有する衝撃吸収用バッ
グの平面図である。 １２・・円板状マンドレル、１５・・球状マンドレル、
２０・・衝撃吸収用バッグ 第１図 第２図 ンドレル

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を袋状に巻き取った
   衝撃吸収用バッグにおいて、全表面積の８０〜９９％が
   エラストマーでコーティングされていることを特徴とす
   る衝撃吸収用バッグ ２）人体に接触する部分のエラストマーのコーティング
   表面積が人体に接触しない部分のエラストマーのコーテ
   ィング表面積より大きいことを特徴とする請求項１記載
   の衝撃吸収用バッグ ３）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
   周りに巻きつけて袋体を得、この袋体の全表面積の８０
   〜９９％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 ４）エラストマーがゴム組成物であって、上記エラスト
   マーをコーティングした袋体に加硫処理を施すことを特
   徴とする請求項３記載の衝撃吸収用バッグの製造方法