JP2013078977A

JP2013078977A - エアバッグ

Info

Publication number: JP2013078977A
Application number: JP2011219174A
Authority: JP
Inventors: Mikifusa Matsunaga; 幹総松永
Original assignee: Seiren Co Ltd
Current assignee: Seiren Co Ltd
Priority date: 2011-10-03
Filing date: 2011-10-03
Publication date: 2013-05-02

Abstract

【課題】
接着シール材の量を減らして、軽量で収納性を向上させるとともに、縫製部からのガスリークを発生させない、性能的に安定したエアバッグを提供する。
【解決手段】
２枚のパネルが接着シール材および縫合により接合されてなるエアバッグであって、該縫合は接着シール材上にはなく、該接着シール材は、幅方向において、パネルに接着していない部分（Ｗ１）と接着している部分（Ｗ２）とを有しており、一方のパネルと接着していない部分（Ｗ１_ｕ）が縫合部側に配置され、他方のパネルと接着していない部分（Ｗ１_ｄ）が縫合部の反対側に配置されているエアバッグである。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両などに装着され、衝突や横転などの衝撃から乗員を保護するためのエアバッグに関し、さらに詳しくは、長期にわたって優れた気密性を有するエアバッグに関する。

車両用エアバッグとして、前面衝突に対応する運転席用エアバッグ、助手席用エアバッグ、後席用エアバッグが装着されるようになって久しい。また、近年では、側面衝突に対応するサイドエアバッグやカーテンエアバッグの装着が増加している。これらのなかでもとくに、車両の横転に対応するカーテンエアバッグが注目されており、これには、車両が横転している数秒間にわたって、乗員の頭部への衝撃を吸収するための内圧保持が求められている。これらの様々な形態、要求性能のエアバッグに対応するため、気密性を高めて膨張持続時間を長くすることができるエアバッグが開発されている。

カーテンエアバッグは、一般的に縫合によって形成されるが、その縫い目部からガスが漏れるため、通常、弾性の接着シール材が併用されている。このような、ガスリークを防止するために用いられる接着シール材は、理想的には縫合部の周りのみにあればよく、塗布されている幅（以下、塗布幅と称す）は極力少なくすることが望まれる。塗布幅が多くなると、使用する接着シール材量が増えるため、材料コストがかかる上、バッグの収納性や展開容量に影響するためである。

一方、接着シール材の厚さは大きくすることが望まれる。エアバッグの膨張展開時にこの接着シール材が引き伸ばされるが、その伸びは、同じ弾性率ならば厚みが大きいほど大きくなるためである。厚さが小さくなると、エアバッグの膨張展開時にインフレータから発生するガスの圧力に耐えきれず、シール材が破断して縫製部を保護できなくなり、当初のガスリーク防止の目的を達成できなくなる。とくに、長時間の内圧保持が求められるカーテンエアバッグにとって、ガスリークは極めて深刻な問題である。

そして、この両者は相反する。接着シール材の硬化中にダレが生じるためである。つまり、接着シール材の厚さを大きくしようとすると、それに応じて塗布幅も広くせざるを得ず、結果的に塗布量が多くなってしまうのである。さらに、塗布幅が広くなると、エアバッグの膨張展開時にバッグ内側にあるシール材はより引き伸ばされることになり、シール材端部からのシール材破壊が生じやすくなって、縫製部保護の確実性が低くなる。そのため、接着シール材の厚さを確保しつつも、塗布幅を減らすことが重要である。その一方で、接着シール材の厚さを厚くすると、縫製時の糸調子が安定せず、目飛び、縫製糸切れ、糸ゆるみなどの縫製不良が出やすくなるという問題もかかえている。

特許文献１には、２５℃におけるチクソトロピー指数が１．５〜６である室温硬化型接着シール材を使用することで、接着シール材の変形が少なく、寸法精度の高いエアバッグを得ることが記載されている。しかし、チクソトロピー指数を特定の範囲としても、接着シール材の厚さをもたせる場合には、やはり塗布幅を広くせざるを得ない。

特許文献２には、シリコーン系目止め用コーティングを施した織布などからなる２枚のパネルの縁部同士を、弾性接着剤による接着と、糸による縫合とにより結合することにより、結合部からのガスリークを防止したエアバッグが開示されている。しかし、前記接着剤を、幅５〜１５ｍｍ、塗布量０．０１〜０．０５ｇ／ｃｍ²程度で塗布することが記載されているのみであり、厚さについては言及されていない。塗布量から算出すると、仮にシール材の比重を１ｇ／ｃｍ²としても、幅１５ｍｍの時にシール厚は最大で０．２ｍｍしかなく、縫合部のガスリークを防止するには十分な厚さを確保することができない。また、幅５ｍｍの時にシール厚は最大で１ｍｍとなるが、幅が厚さの５倍しかないため硬化中の液ダレを完全防止することができず、厚さが安定しない。なお、一般的に、シール材の幅は厚さの７倍以上、好ましくは１０倍以上なければ、硬化中の液ダレによって厚さが安定しない。

特許文献３には、エアバッグが膨張した際に、シール材の内側端に接着した２枚の基布パネルの互いに離れようとする大きな張力が作用すると、当該大きな張力がシール材の内側端の角部に集中し、当該角部からの基布パネルが剥離しやすくなってしまうのを抑制するために、当該弾性シール材の内側部分に各厚部を形成するように、周辺部を加圧するという方法が記載されている。しかし、この方法では、内側部分の厚さを所望の厚さにコントロールすることはできず、また、塗布幅との関係については言及されていない。

特許文献４には、シール材塗布接着部の外側端又は外側近傍位置に縫製部を設けることが記載されているが、やはり、厚さや塗布幅についての言及はない。

特開２００７−３８６９４号公報特開２００１−１８５４号公報特開２００９−２２７１４９号公報特開２００３−２１４９号公報

本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、接着シール材の量を減らして、軽量で収納性を向上させるとともに、縫製部からのガスリークを発生させない、性能的に安定したエアバッグを提供することを目的とする。

本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、シール材塗布幅の一部のみを接着部とすることで、厚さを小さくしてシール材の使用量を減らしながらも、ガスリークの発生を効果的に抑制することを見出し、本発明に至った。

すなわち、本発明は、２枚のパネルが接着シール材および縫合により接合されてなるエアバッグであって、該縫合は接着シール材上にはなく、該接着シール材は、幅方向において、パネルに接着していない部分（Ｗ１）と接着している部分（Ｗ２）とを有しており、一方のパネルと接着していない部分（Ｗ１_u）が縫合部側に配置され、他方のパネルと接着していない部分（Ｗ１_d）が縫合部の反対側に配置されているエアバッグに関する。

前記接着している部分（Ｗ２）が、幅１ｍｍ以上であることが好ましい。

本発明によれば、エアバッグの膨張展開時、シール材の元々の厚さ分に加え、シール材の非接着部Ｗ１が引き伸ばされて縫製部をカバーするため、シール材厚を小さくして全体の使用量を抑えつつ、ガスリーク抑制能を向上させることができる。

本発明のエアバッグにおける膨張展開前の断面の一部を示す概略図である。本発明のエアバッグにおける膨張展開時の断面の一部を示す概略図である。従来のエアバッグにおける膨張展開前の断面の一部を示す概略図である。従来のエアバッグにおける膨張展開時の断面の一部を示す概略図である。本発明のエアバッグの一例を示す模式平面図である。

以下、本発明について詳細に説明する。図１は、図５に示す本発明の一例であるエアバッグのＡ−Ａ断面における断面の一部について、膨張展開前の様子を示し、図２は同じく膨張展開時の様子を示している。

図1に示すように、本発明のエアバッグは、２枚のパネル（１および４）が接着シール材２と縫製部３とにより接合されている。縫製部３は、接着シール材２上にはない。接着シール材２が塗布されている部分はＷであるが、その全ての部分においてパネル１（または４）と接着してはおらず、パネル１（または４）と接着シール材２とが接着しているのはＷ２部分のみである。つまり、パネル４と接着シール材２とはＷ２_u部分で接着しており、Ｗ１_u部分では接着しておらず、パネル１と接着シール材２とはＷ２_d部分で接着しており、Ｗ１_d部分では接着していない。

また、図１のように、パネル１との非接着部（Ｗ１_d）が縫製部３側に配置されている場合は、パネル４との非接着部（Ｗ１_u）は縫製部３の反対側（縫製部から遠い方）に配置される。換言すると、両パネルの非接着部（Ｗ１）は完全には重ならず、非接着部（Ｗ１）と接着部（Ｗ２）とが、逆の位置関係となるように配置される。

このように、接着シール材２の塗布部Ｗをすべてパネルとの接着部としていないため、図２に示すように、エアバッグが膨張展開したときに、両塗布部Ｗのうちの非接着部Ｗ１（Ｗ１_uおよびＷ１_d）のシール材がパネルから離れ、縫製部をカバーするように伸長する。従来であれば、上記の通りシール材の厚さを大きくするには限界がある上、その元々の厚さが伸びる分のみで縫製部をカバーしているため、それ以上の伸びには対応できずにパネルから剥離してしまい、目的を果たすことが難しい。しかし、本発明によれば、元々の厚さ分Ｈの伸びに加えて、非接着部Ｗ１（Ｗ１_uまたはＷ１_d）、さらにはその伸長分が縫製部をカバーするので、塗布厚を大きくすることなく、ひいては塗布幅も大きくすることなく、縫製部を効果的にカバーすることができるのである。

図４に、膨張展開時における従来の接着シール材の様子を示す。まず、パネルの展開に伴って接着シール材が引っ張られて伸びるが（ａ）、この伸びは、塗布厚Ｈとシール材の破断伸長率とによって制限される。この制限を越えて引っ張られると、シール材は中央部付近から破断し始め、やがて完全に破断してしまう（ｂ）。こうなると、もはや縫製部をカバーすることはできず、ガスリークを許してしまうことになる。

塗布部Ｗの幅は、接着シール材の形状安定の観点から、これまでのように塗布厚の５倍以上であることが好ましく、接着シール材のダレによる形状変化を抑制する点では１０倍以上であることがより好ましい。このうち、接着部Ｗ２の幅は、パネルとの接着性を確保する点で、１ｍｍ以上であることが好ましい。

接着シール材の塗布厚Ｈは、０．３ｍｍ以上であることが好ましい。０．３ｍｍより薄いと、展開時の風圧で破れてしまう懸念がある。

以下、具体的な数値をあげて説明する。
従来のように、シール材を幅１０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍで塗布し、接着シール材全面をパネルと接着させ、シール材の端から３ｍｍ離れた場所で縫製する。エアバッグ展開時には、縫製部分を中心にして両パネルが引っ張られるため（図４参照）、接着シール材は、縫製部からシール材端部までの距離６ｍｍ（３ｍｍ×２）とシール材の幅２０ｍｍ（１０ｍｍ×２）とを加えた距離だけ引っ張られる。つまり、接着シール材の縫製部に近い方は６ｍｍ（３ｍｍ×２）、縫製部から遠い方は２６ｍｍ（（３ｍｍ×２）＋（１０ｍｍ×２））引っ張られることになる。ここで、シール材自体の破断伸びが１０００％の場合、シール材の厚さ部分は５ｍｍ（０．５ｍｍ×１０００％）広がる。しかし５ｍｍでは、前記した最大２６ｍｍの伸びに追従することができず、破断してしまい、ガスリークを防止することができない。さらに、実際の展開時には縫製部の伸びも生じるため、カバーしなければならない距離はさらに広がる。

一方、同様にシール材を幅１０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍで塗布し、接着部（Ｗ２）を各２ｍｍ、非接着部（Ｗ１）を各８ｍｍとしてパネルと接着させ、シール材の端から３ｍｍ離れた場所で縫製する。同様に接着シール材が引っ張られる距離は２６ｍｍであるが、この場合において、接着シール材は厚さ０．５ｍｍ分と一方の非接着部（Ｗ１）の８ｍｍ分との計８．５ｍｍが伸長することになる（図２参照）。シール材自体の破断伸びを１０００％とすると、シール材の伸びは８５ｍｍとなるため、２６ｍｍを十分カバーできることになる。縫製部の伸びを考慮しても、ガスリークを十分に防止することができる。なお、縫製部の伸びは、縫製の条件により変化する為一定数値では表せないが、最大で５ｍｍ以下である。

＜パネル＞
本発明で使用されるパネルは、繊維糸条を用いて製織される織物、繊維糸条を用いて製編される編物および不織布などの布帛（以下、基布と称する場合もある）をエアバッグの形状に裁断したものである。

用いられる繊維としては、たとえば、ナイロン６、６６および４６などのポリアミド繊維、パラフェニレンテレフタルアミドと芳香族エーテルとの共重合体などに代表される芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊維）、ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステル繊維、全芳香族ポリエステル繊維、ビニロン繊維、レーヨン繊維、超高分子量ポリエチレンなどのポリオレフィン繊維、ポリオキシメチレン繊維、パラフェニレンサルフォンおよびポリサルフォンなどのサルフォン系繊維、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ポリエーテルイミド繊維およびポリイミド繊維などの有機繊維、および、ガラス繊維、セラミックス繊維、炭素繊維および金属繊維などの無機繊維などがあげられ、これらを単独または併用して使用しても良い。なかでも、製造が容易で、かつ耐熱性に優れるという理由により、ポリアミド繊維およびポリエステル繊維が好ましく、耐衝撃性に優れ、熱容量が大きいという理由によりポリアミド繊維がより好ましい。

これら繊維には、耐熱向上剤、酸化防止剤、難燃剤、帯電防止剤などを含有させてもよい。

また、繊維布帛は精練および熱処理を施されたものであってもよい。

その他、糸条の形態、繊度、布帛の密度、目付などもとくに限定されず、エアバッグ用として通常用いられているものを適宜選択すればよい。

たとえば、前記繊維布帛の組織が織物の場合は、平織、朱子織、綾織、パナマ織および袋織などがあげられ、編物の場合は、経編および丸編などがあげられる。なかでも、布帛の伸度および強度の点から織物が好ましい。なかでも、機械的強度に優れ、厚さを薄くできるという点で織物が好ましく、平織組織であることがより好ましい。

また、使用される繊維の単糸強度は、エアバッグとしての物理的特性を満足させるために５．４ｃＮ／デシテックス以上であることが好ましい。

これら繊維の総繊度は、１５５〜５００デシテックスであることが好ましい。１５５デシテックス未満では布帛の強度を維持することができないおそれがあり、５００デシテックスより大きくなると、基布の厚みが増大し、バッグの収納性が悪くなるおそれがある。

また、これら合成繊維の単繊維の断面形状は、丸、扁平、三角、長方形、平行四辺形、中空、星型など特に限定されるものではないが、生産性やコスト面からは丸断面のものが好ましく、また、基布の厚みを薄くでき、バッグの収納性がよくなるという点では、扁平断面のものが好ましい。

前記布帛が織物である場合のカバーファクターは、１５００〜２５００であることが好ましい。カバーファクターが１５００より小さいと、織物の開口部が大きくなるためバッグの気密性を得ることが困難となり、またカバーファクターが２５００より大きいと、織物の厚みが増大し、バッグの収納性が悪くなるおそれがある。ここで、カバーファクターとは基布のタテ糸総繊度をＤ₁（ｄｔｅｘ）、タテ糸密度をＮ₁（本／２．５４ｃｍ）とし、ヨコ糸総繊度をＤ₂（ｄｔｅｘ）、ヨコ糸密度をＮ₂（本／２．５４ｃｍ）とすると（Ｄ₁×０．９）^1/2×Ｎ₁＋（Ｄ₂×０．９）^1/2×Ｎ_２で表される。

これらの布帛は、耐熱性の向上および通気度の低下を目的として、少なくとも片面が樹脂などによりコーティングされていてもよい。コーティング面はエアバッグの内側、外側のいずれであっても構わないが、エアバッグ基布に外力が加わっても、コーティング膜の損傷が抑えられるという理由により、被覆面を内側にすることが好ましい。

コーティングに用いられる樹脂としては、例えば、クロロプレンゴム、ハイバロンゴム、フッ素ゴムなどの含ハロゲンゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレン三元共重合ゴム、ニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソブチレンイソプレンゴム、ウレタンゴムおよびアクリルゴムなどのゴム類、および、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、塩素化ポリオレフィン樹脂およびフッ素樹脂などの含ハロゲン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エステル樹脂、アミド樹脂、オレフィン樹脂およびシリコーン樹脂などの樹脂類があげられ、これらは単独または併用して使用される。なかでも、可撓性、耐熱性および耐候性に優れる点で、シリコーンゴムおよびシリコーン樹脂が好ましい。

さらに、エアバッグを滑らかに展開させる目的で、前記コーティング樹脂膜の摩擦を低減する処理を行なっても良い。前記処理としては、具体的には、コーティング樹脂膜にタルク等の微粉体を塗布する方法、コーティング樹脂に有機チタン化合物等の硬化後の粘着性を低減する物質を配合してコーティングをおこなう方法、および、コーティング樹脂膜にエンボス加工装置などを用いて凹凸を付与する方法などがあげられる。

コーティング方法としては、ナイフコーティング、グラビアコーティング、スプレーコーティング、ラミネートなどの方式が挙げられる。

また、コーティング樹脂の塗布量としては、５〜６０ｇ／ｍ²が好ましい。塗布量が５ｇ／ｍ²より少ないと織物の通気性が高くなりバッグの気密性に問題が発生するおそれがあり、また、コーティング層から基布繊維が一部出ることにより、接着シール材との接着性が悪くなるおそれもある。塗布量が６０ｇ／ｍ²より多いと、織物の厚みが厚くなってバッグの収納性に問題が発生するおそれがある。

さらに本発明においては、エアバッグを滑らかに展開させる目的で、シリコーンコーティング樹脂膜の摩擦を低減する処理をおこなうことが好ましい。シリコーンコーティング樹脂膜の摩擦を低減する処理については、具体的には、シリコーンコーティング樹脂膜にタルク等の微粉体を塗布する方法、シリコーンコーティング樹脂に有機チタン化合物等の硬化後の粘着性を低減する物質を配合してコーティングをおこなう方法、またはシリコーンコーティング樹脂膜にエンボス加工装置などを用いて凹凸を付与する方法などが挙げられる。

＜裁断＞
前記布帛を所定のエアバッグ形状に裁断して、パネル１および４が作製される。裁断方法は、ナイフ、レーザー溶融、ウォータージェットなどから適宜選択される。また、裁断されたパネル１および４は、裁断くずを完全に取り除き、シワがつかないように平面置きしておくことが好ましい。

＜パネルの前処理＞
裁断したパネル（１および４）のシール材２塗布予定部分の一部に、接着を阻害するような部材（以下、接着阻害材５と称す）の塗布処理を行い、その部分（Ｗ１）においてパネル（１および４）とシール材２とが接着されないようにする。接着阻害剤としては、オイルおよび粉などがあげられるが、とくに限定されない。

＜接着シール材の付与＞
接着シール材２は、ポンプで送液され、ノズルを介してパネル１（および４）上に吐出される。ノズルの口形は特に限定されないが、なかでも、X軸およびY軸の全方向に塗工する際、ノズルの向きを移動方向に合わせて回転させる必要がないことなどから、円形が好ましい。また、接着シール材２が、２液以上の液を混合して硬化させるタイプの場合、ノズルには、内部に混合するためのミキサーを取り付けたタイプを使用する。

＜接着シール材＞
本発明で使用される接着シール材２は、パネルとの接着性を考慮して、シリコーン系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリアミド系接着剤、ニトリルゴム系接着剤およびポリサルファイド系接着剤などから適宜選定すればよく、熱可塑性のものであっても熱硬化性のものであってもよい。また、その硬化機構としては、室温湿気硬化型、室温縮合反応型、室温付加反応型、加熱硬化型または電子線硬化型などのものが挙げられるが、加熱などのエネルギーが不要であり、環境面や生産コスト面で有利である点で、室温硬化型接着剤であることが好ましい。

なかでも、パネルがシリコーン樹脂で被覆されている場合は、シリコーン系であることが好ましく、ウレタン樹脂で被覆されている場合には、ウレタン系であることが好ましい。

また、室温硬化型シリコーン系接着シール材としては、縮合反応型および付加反応型などがあるが、硬化が均一に進む点で、付加反応型が好ましい。なお、縮合反応型は、外気と接触している部分に対して、内部の硬化に時間がかかる。

前記接着シール材の形態としては、１液硬化タイプ、２液混合硬化タイプ、３液以上の混合タイプがあるが、保存安定性および保管管理の点で、１液よりも２液混合硬化タイプであることが好ましい。

また、前記接着シール材の硬化前の粘度は、２５℃において３００Ｐａ・ｓ以上であることが好ましく、４００Ｐａ・ｓ以上であることがより好ましい。粘度が３００Ｐａ・ｓより小さいと、吐出がしやすくなるが、吐出始めや、吐出終わりの液量のコントロールが難しくなる傾向がある。また、上限は、９００Ｐａ・ｓである。

＜圧着＞
接着シール材２の塗布後、２枚のパネル１および４を重ね合わせ、スペーサーにより所定の間隔に制御される２枚の天板で挟み込むことにより圧着するか、または、天板に対して所定の高さに制御されている圧着ローラーにより圧着して、接合する。

＜圧着後の接着シール材形状＞
前記圧着工程の時点では接着シール材の硬化は完了しておらず、通常、２４時間の養生が行われる。

＜縫製＞
前記接着シール材の硬化が完了した後、２枚のパネルのシール材の外周部を縫製糸により縫合する。

１パネル
２接着シール材
３縫製部
４パネル
５接着阻害材
Ｈ接着シール材の厚さ
Ｗ接着シール材の塗布部
Ｗ１接着シール材と基布との非接着部
Ｗ２接着シール材と基布との接着部

Claims

２枚のパネルが接着シール材および縫合により接合されてなるエアバッグであって、該縫合は接着シール材上にはなく、該接着シール材は、幅方向において、パネルに接着していない部分（Ｗ１）と接着している部分（Ｗ２）とを有しており、一方のパネルと接着していない部分（Ｗ１_ｕ）が縫合部側に配置され、他方のパネルと接着していない部分（Ｗ１_ｄ）が縫合部の反対側に配置されているエアバッグ。
前記接着している部分（Ｗ２）が、幅１ｍｍ以上である請求項１記載のエアバッグ。