JP2007302151A - エアバッグ - Google Patents

Abstract

【課題】バッグ展開時に、バッグ周囲縫合部位の基布の組織ズレが発生し難いものとすることにより、エアバッグの気密性を向上させることができるエアバッグを提供すること。
【解決手段】基布用極性繊維で織成された基布が縫糸で縫合されて袋状に縫製されているエアバッグ。縫糸として、縫糸用極性繊維（例えばナイロン６６）からなる原糸が、該縫糸に対して潤滑性改善作用を有する極性基含有化合物からなる又は該極性基含有化合物を主体とする滑性処理剤で滑性処理されたものを使用する。
【選択図】なし

Description

本発明は、基布用極性繊維で織成された基布を縫合して形成される袋状のエアバッグ及び該縫製に使用するエアバッグ用縫糸に関する。エアバッグとは、自動車等に乗員保護のために搭載されるエアバッグ装置に組み込まれるパーツのことである。

ここでは、ステアリングホイール用エアバッグを主として例に採り説明をするが、他の助手席用、側突用等の他のエアバッグにも本発明は勿論適用できる。

上記エアバッグ装置に組み込まれるエアバッグは、ポリアミド繊維（例えば、ナイロン６６）等の極性繊維で織成（通常、平織）した１枚又は複数枚（通常、複数枚）の基布を袋状に縫製して製造していた（例えば、特許文献１等参照）。

そして、上記エアバッグ１０の縫製は、基布１２Ａ、１２Ｂと同系の繊維からなる縫糸（例えば、ナイロン６６）１４を使用して高速ミシン（ミシン回転数1000〜4000rpm（min^-1）、通常、2000〜3000rpm）で、例えば、ステアリングホイール用エアバッグの場合、２枚の円形基布１２Ａ、１２Ｂの周囲部等を縫合して行う（図１参照）。

そして、高速ミシンによる縫製時には、通常、他の厚物の縫製における場合と同様、針熱切れ防止の見地から、シリコーンオイル（シリコーン系油剤）等の潤滑剤（通常、油剤）で滑性処理（浸漬処理）をした縫糸のものを使用していた。

他方、昨今、エアバッグにおいて、バッグ展開時における気密性向上の要請が強くなりつつある。

本発明の特許性に影響を与えるものではないが、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１以外に、例えば、特許文献２が存在する。
特開２００２−２８３９４１公報 特開２０００−１９９１４２公報

しかし、従来のシリコーンオイルで滑性処理した縫糸で周囲部を縫合したエアバッグでは、当該要請に応え難かった。

本発明は、上記にかんがみて、バッグ展開時に、バッグ周囲縫合部位の基布の組織ズレが発生し難いものとすることにより、エアバッグの気密性を向上させることができるエアバッグを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意開発に努力をする過程において、上記バッグの気密性向上の要請に応え難い理由は、縫糸に付着しているシリコーンオイルが、基布に浸透して織成された基布の織組織の滑脱抵抗値（抜け（解れ）強度）が低下して、基布組織に応力が作用したとき、組織（平織）ズレや弛みが発生しやすいためであると推定した。

そして、縫糸の滑性処理を、自発的な拡張濡れが基布に対して発生し難い非シリコーンオイル系、特にそれらの中で、極性基含有化合物又は極性基含有化合物を主体とする潤滑剤（油剤）で処理すれば、バッグ展開時に、バッグ周囲縫合部位の基布の組織ズレが発生し難いことを見出して、下記構成のエアバッグに想到した。

基布用極性繊維で織成された基布が縫糸で縫合されて袋状に縫製されてなるエアバッグであって、
前記縫糸として、縫糸用極性繊維からなる原糸が、該縫糸に対して潤滑性改善作用を有する極性基含有化合物からなる又は該極性基含有化合物を主体とする滑性処理剤で滑性処理されたものを使用することを特徴とする。

潤滑性改善作用を有する極性基含有化合物は、通常、シリコーンオイル（無極性油剤）のような接触角θを測定できないような拡張濡れ（高度の浸透性）は示さない。その理由は、下記の如くであると推定される。

臨界界面張力（γ_C）と表面張力（γ_L）との接触角の関係は、下記式で表され、濡れ特性は下記の如くであるとされている（日本接着協会編「接着ハンドブック（第２版）」（昭55-11-10）p27参照）。

COSθ＝１＋ｂ（γ_C−γ_L）（ここで、ｂは負の係数）
したがって、γ_Cより表面張力（γ_L）の大きな液体は、固体の上で一定の接触角を保って平衡に達し、γ_Cより表面張力（γ_L）の小さな液体は、自発的に広がって固体表面を完全に濡らす。

ちなみに、シリコーンオイルは表面張力（γ_LV：γ_L）は２０〜２１.５dyne/cmと非常に低い（「プラスチック材料講座[9]けい素樹脂」日刊工業新聞社刊、p166）。他方、ポリヘキサメチレンアジバミド（ナイロン６６）のγ_C（20℃）は４６dyn/cmであり、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：ポリエステル）のγ_C（20℃）は４３dyn/cmである（「接着ハンドブック（第２版）」p21、表２・７参照）。ここで、表面張力（γ_L）は、液体の蒸気と吸着平衡にある液体の表面張力のことで、単位面積ごとに蓄えられる表面自由エネルギーともされるものである。

上記からシリコーンオイル（シリコーン系油剤）は、ナイロンのような極性繊維に対して接触角θを測定できないような拡張濡れ性が非常に高く、縫糸に付着したシリコーンオイルは、やはり極性繊維からなる基布側へ拡散すると推定される。

これに対して、極性基含有化合物からなる液体は、無極性液体に比して表面張力（γ_L）は有意的に大きく、γ_Cとγ_Lとの差（γ_C−γ_L）が小さくなり、拡張濡れ性（浸透性）は小さくなると推定される。換言すれば、極性基含有化合物のＳＰ値が無極性のシリコーンオイルに比して縫糸用極性繊維に近いことも相まって、縫糸に対する付着性（接着性）も良好となり、基布への拡散（浸透）が阻止されるとも言える。

上記構成において、基布用又は縫糸用の極性繊維としては、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維又はビニロン繊維が望ましい。これらの繊維は、汎用性に富むとともに、耐熱性を有し、かつ、高強度の糸を得やすいためである。

上記構成において、極性基含有化合物としては、エステル系、高級脂肪酸系、高級アルコール系、アミン系、金属石鹸、酸化ワックス及び酸変性化ワックスの群から１種又は２種以上選択することが望ましい。

以下、本発明の望ましい実施形態について説明する。

本実施形態のエアバッグは、基布用極性繊維で基布が縫糸で縫合されて袋状に縫製されてなるエアバッグである。

本発明を適用するエアバッグは、ステアリングホイール用、助手席用、側突用など、特に限定されない。例えば、ステアリングホイール用エアバッグの場合、略円形に裁断した二枚のエア吹き込み開口部（図例では省略）を備えた背面側基布１２Ａと前面側基布１２Ｂとを、周囲部を縫糸で縫合して袋状に縫製する（図１参照）。

ここで、基布用極性繊維としては、通常、脂肪族ポリアミド繊維、特に、耐熱性において他の脂肪族ポリアミドより優れているナイロン６６を使用するが、他の脂肪族ポリアミド（ナイロン６等）であってもよい。さらには、ポリエステル繊維（ＰＥＴ、ＰＢＴ等）やビニロン繊維であってもよい。すなわち、エアバッグ作動時における強度を確保できる極性繊維なら特に限定されない。

また、基布の織成の態様は、通常、平織とするが、上記同様、エアバッグ作動時における強度を確保できる織成なら特に限定されない。

そして、本実施形態で使用する縫糸は、縫糸用極性繊維からなる原糸が、潤滑性改善作用を有する極性基含有化合物からなる、又は、該極性基含有化合物を主体とする滑性処理剤で滑性処理されている。

ここで、原糸を形成する縫糸用極性繊維としては、上記基布用極性繊維と同様の繊維を使用可能であり、やはり、脂肪族ポリアミドのうちで汎用性に富みかつ融点がナイロン６より高くて耐熱性にすぐれたナイロン６６が望ましい。所要の強度と耐熱性を得られれば、特に限定されず、他の脂肪族ポリアミド（ナイロン６等）、芳香族アミド、脂環式ポリアミド等であってもよい。更には、ポリエステル繊維（ＰＥＴ、ＰＢＴ等）やビニロン繊維であってもよい。

原糸の構成は、単糸、合糸を問わず、糸（単一ストランド）の原料繊維もフィラメント（撚ったものも含む。）、ステープル（短繊維）を問わない。例えば、撚りをかけない又は弱い撚りをかけたナイロンフィラメントを多数本（例えば、２〜４本）を引き揃えてパラフィンで固めた合糸（７００〜２３５０dtex）を使用できる。ここで、パラフィンで固めるのは、ポリアミド繊維（ナイロン）の収束性を高めて、縫製時の糸バラケを防止するとともに、高速縫製時に発生する摩擦熱に対して糸を保護するためである。

そして、潤滑性改善作用を有する極性基含有化合物とは、通常、潤滑剤として使用されているもの（シリコーンオイルを除く）を意味し、例えば、下記エステル系、高級脂肪酸系、高級アルコール系、アミン系、金属石鹸、酸化ワックス及び酸変性化ワックス等を挙げることができる。

これらのシリコーンオイルを除く極性基含有化合物は、単独で又は適宜組み合わせて使用することができ、さらには、鉱物油や他の非極性（無極性）化合物からなるポリエチレンワックス等と併用してもよい。ここで、鉱物油とは、石油系潤滑油を意味し、イソパラフィン、シクロパラフィン、単環芳香族を含むものである。

１）エステル系：１価アルコール及び多価アルコール（グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビタン）の炭素数８〜１８の飽和乃至不飽和高級脂肪酸のモノ・ジ・トリ・テトラエステルが好適に使用できる。より具体的には、ステアリン酸ブチル、オレイン酸モノグリセリド、ヒンダードエステル（以上油性剤）、トリメチロールプロパントリオレイン酸エステル、トリメチロールプロパントリカプリン酸エステル、トリメチロールプロパントリ２−エチルヘキサン酸エステル、ペンタエリスリトールテトラオレイン酸エステル、コンプレックスエステル、含いおうエステル、ネオ酸エステル、等を挙げることができる。

２）高級脂肪酸系：炭素数１２〜２０の飽和乃至不飽和脂肪酸を好適に使用できる。具体的には、オレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等を挙げることができる。

３）高級アルコール系：炭素数１０〜２０の飽和乃至不飽和１価アルコールを好適に使用できる。具体的には、ラウリルアルコール、オレイルアルコール等を挙げることができる。

４）高級アルキルアミン：炭素数１２〜２０の飽和乃至不飽和アミンを好適に使用できる。具体的には、セチルアミン等を挙げることができる。

５）金属石鹸：炭素数１０〜２０の高級脂肪酸金属エステルを好適に使用できる。具体的には、オレイン酸鉄等を挙げることができる。

６）酸化ＰＥワックスとは、ＰＥワックス（平均分子量５００〜１００００）を空気酸化することによって、カルボニル基やカルボキシル基を含有させたものを意味する。

７）酸変性ＰＥワックスとは、ＰＥワックスをマレイン酸等で酸変性させたものを意味する。

そして、常温液体（油性剤）のものが取り扱い性の見地から望ましい。しかし、融点が１００℃近傍のものでも使用可能と考えられる（針温度が２００〜２５０℃近くまで上昇することがあるためである。）。融点が高過ぎると、相対的に沸点が高く、潤滑性とともに揮発熱で縫針の温度上昇を抑制する作用を得難くなると推定される。

処理（塗布）態様は、通常、液状として浸漬処理とするが、スプレー、フローコート（カーテンコート、シャワーコート）、ローラコート（圧接塗布）等であってもよい。なお、極性基含有化合物が常温固体の場合で浸漬処理する場合は、加熱溶融させて又は溶液や分散液（セスペンションないしエマルション）として処理を行う。

なお、このときの縫糸に対する付着量は、高速ミシンから上糸・下糸を引き出す際の張力が所定値以下（例えば、２００〜５００ｇ）となる滑り性を有する量とする。

上記で調製した縫糸１４は、ボビンに巻き取って、高速自動ミシン（例えば、縫製スピード3000rpm）又は高速手動ミシン（例えば、縫製スピード2000rpm）に装着する。なお、ミシンの種類は、1本針タイプでも2本針タイプでもよい。

該高速自動ミシン又は高速手動ミシンを用いて円形基布１２A、１２Bの外周部位相互を縫合１６し、さらには、裏面側基布のガス流入口、ガス抜き口などの開口部に環状補強布を積層させて縫合（図示せず）して袋状のエアバッグ１０を縫製する。

こうして製造したエアバッグ１０は、従来と同様にして、エアバッグ装置に組み付けて車両に搭載する。

そして、こうして搭載したエアバッグ装置が作動したとき、エアバッグ１０は後述の如く、基布組織のズレが経時的にも発生し難くて、周囲縫合部（接合部）の気密性（シール性）が向上する。したがって、バッグ展開時の気密性向上の要請に応えることができる。

以下、本発明の効果を裏付けるために比較例とともにに行った実施例（試験例）について説明をする。

各実施例・比較例の試料は、下記条件で縫製して調製した。

(1)エアバッグ用基布・・・350dtexのナイロン６６合糸で平織（経糸：５９本／インチ、緯糸：５９本／インチ）したノンコート布から裁断した２枚の円形布（７００mmφ）。

(2)縫糸・・・下記上糸用及び下糸用の各原糸を、それぞれ、シリコーン系油剤（比較例）、エステル系油剤（実施例：１価アルコール高級脂肪酸エステル系）で浸漬処理をしたものをそれぞれ上糸及び下糸として使用した。なお、各上糸・下糸の引き出す際の張力は、それぞれ３００ｇｆ、２００ｇｆであった。

上糸用原糸：1400dtex（1260ｄ）のナイロン６６フィラメント合糸（撚り数１７０±３０回／ｍ）
下糸用原糸：940dtex（840ｄ）ナイロン６６フィラメント合糸（撚り数１７０±３０回／ｍ）
（3)縫製・・・高速自動ミシン（自動縫製用一本針（オルガン針DP17−24番手）、ジューキ社製）で、基布の外周（２５mm内側）を、二重環縫（チェーンステッチ：縫いピッチ２．５〜３mm）を行った（図１参照）。なお、縫製スピードは、3000rpm（min^-1）とした。

上記のようにして調製した各試料について、約１０日経過後、短冊状の試験片（幅５０mm×長さ３００mm）を切り取り、ASTM D６７４９−２に準じて、縫合部及び一般部（縫合部から４０mm内側）の滑脱抵抗値を測定した。

それらの結果を示す、表１および図２から、油剤の影響の少ない一般部（内側部）においては、滑脱抵抗値にほとんど差がないのに対し、周囲縫合部の滑脱抵抗値において、比較例（シリコーン系油剤）が実施例（エステル系油剤）に比して有意的に低い値（特に緯糸において）を示すことが分かる。実施例は比較例に比して、組織ズレが発生し難く、縫合部及びその近傍からのガス漏れに対して優れている（バッグ展開時におけるバッグ気密性の向上の要請に応えることができる。）ことが分かる。

本発明の試験例で使用する試料用エアバッグの平面図及び部分断面（Ｂ−Ｂ線）である。 試験例の結果を示す棒グラフである。

符号の説明

１０・・・エアバッグ
１２Ａ・・・裏面基布
１２Ｂ・・・前面基布、
１４・・・縫糸
１６・・・縫合部

Claims (6)

1. 基布用極性繊維で織成された基布が縫糸で縫合されて袋状に縫製されてなるエアバッグであって、
   前記縫糸として、縫糸用極性繊維からなる原糸が、潤滑性改善作用を有する極性基含有化合物からなる又は該極性基含有化合物を主体とする滑性処理剤で滑性処理されたものを使用することを特徴とするエアバッグ。
2. 前記基布用・縫糸用極性繊維が、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維又はビニロン繊維であることを特徴とする請求項１記載のエアバッグ。
3. 前記極性基含有化合物が、エステル系、高級脂肪酸系、高級アルコール系、アミン系、金属石鹸、酸化ワックス及び酸変性化ワックスの群から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のエアバッグ。
4. 基布用極性繊維で織成された基布を縫合して袋状のエアバッグを縫製する際に使用する縫糸であって、
   縫糸用極性繊維からなる原糸が、潤滑性改善作用を有する極性基含有化合物からなる又は該極性基含有化合物を主体とする滑性処理剤で滑性処理されてなるものであることを特徴とするエアバッグ縫製用の縫糸。
5. 前記基布用・縫糸用極性繊維が、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維又はビニロン繊維であることを特徴とする請求項４記載のエアバッグ縫製用の縫糸。
6. 前記極性基含有化合物が、エステル系、高級脂肪酸系、高級アルコール系、アミン系、金属石鹸、酸化ワックス及び酸変性化ワックスの群から選択される１種又は２種以上であることを特徴とする請求項４又は５記載のエアバッグ縫製用の縫糸。
   

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