JP4660312B2 - 高気密エアバッグの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両衝突時の衝撃から乗員を保護するエアバッグの製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、バッグの気密性が高く、またコストパフォーマンスにも優れたエアバッグの製造方法に関するものである。

エアバッグ装置は、車両の衝突などの急激な減速を検知するセンサー、該センサーからの信号を受けて高圧ガスを発生するインフレータ、該インフレータからの高圧ガスにより展開して乗員の衝撃を緩和するエアバッグ、および、エアバッグシステムが正常に機能しているか否かを判断する診断回路より構成される。

近年では、運転席用エアバッグや助手席用エアバッグだけではなく、側面衝突に対応するサイドエアバッグやカーテンシールドエアバッグなど、様々な形態のエアバッグが普及しはじめている。それらのなかでも特に、車両の横転に対応するカーテンシールドエアバッグなどは、車両乗員の頭部への衝撃を吸収するために、車両が横転している数秒間にわたる長時間のバッグの内圧保持が必要とされている。そのため、これらの様々な形態のエアバッグに対応するためには、今まで以上にエアバッグの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の開発が急務である。

このようなエアバッグの構成として、特許文献１には、２枚のパネルの縁部同士が、糸による縫合と、弾性接着剤による接着とにより接合されているものが開示されている。また、特許文献２には、シリコーンゴムにより含浸および／または被覆された基布の該処理面同士を重ね合わせ、周縁部相互を接着または縫製して袋状に形成したエアバックを作製するに際して使用する、前記接着部または縫製部に塗布する目止め材用シリコーンゴム組成物であって、水酸化アルミニウム粉末を含有し、切断時伸びが１０００％以上のシリコーンゴム硬化物を与える付加反応硬化型シリコーンゴム組成物からなるエアバック目止め材用シリコーンゴム組成物が開示されている。これら特許文献１および２の技術を組み合わせることで、さらに気密性に優れたエアバッグが得られる。

特開２００１−１８５４号公報 特開２００４−３２２８９０号公報

ところで、前記付加反応硬化型シリコーンゴム組成物は、室温で硬化するタイプが主流である。この場合、室温で硬化する前に、接着シール部に過剰な外力が加わると、接着シール部が変形するおそれがある。また、過剰な外力のみではなく、基布として合成繊維布帛、特にナイロン繊維布帛を用いる場合には基布がシワになりやすく、接着シール部の硬化中にシワの回復などによる接着シール部の変形が発生しうる。このような接着シール部の変形により、エアバッグの展開時にガス漏れが発生し、所望の展開性能が得られなくなる。したがって、接着シール部の変形が発生したエアバッグはロスとなり、生産性に劣るものである。

本発明は、前記課題を解決するものであり、接着シール材を使用しているにもかかわらず、その変形を生じにくくし、気密性が高く、コストパフォーマンスにも優れたエアバッグの製造方法を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、少なくとも片面がエラストマーにより被覆された基布を、重ね合わせまたは折り重ねて、接着シール材を介して接合する工程を有するエアバッグの製造方法において、該基布を予備加熱処理する工程、予備加熱処理された該基布上に接着シール材を配設する工程、および、該接着シール材が基布の間に配設されるように相対する基布を重ね合わせるまたは折り重ねる工程からなるエアバッグの製造方法に関する。

前記予備加熱処理の温度範囲が６０〜１５０℃であることが好ましい。

前記予備加熱処理するための装置が、対向する加圧ローラーを備えていることが好ましい。

前記基布のアイロン収縮率が±２％以内であることが好ましい。

本発明の製造方法によれば、基布を予備加熱処理する工程により、基布が平滑になることで、その後の接着シール部の変形が抑えられ、製造ロスが減少し、気密性の高いエアバッグを、高コストパフォーマンスで製造することができる。

また、予備加熱処理の温度範囲を６０〜１５０℃にすることにより、基布の平滑化を効果的に行うことができる。

また、予備加熱処理装置が対向する加圧ローラーを備えていることにより、連続的な処理が可能となり、コスト面で有利となる。

また、基布のアイロン収縮率が±２％以内のものを用いることにより、寸法変化が少ない精度の高いエアバッグを製造することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の製造方法により製造されたエアバッグの平面図、図２は、図１のエアバッグの接合部２の断面図、図３は、予備加熱処理装置の概略図、図４〜図７は、実施例の工程説明図である。なお、ここではカーテンシールドエアバッグについて説明するが、本発明はこれに限らず、運転席用エアバッグ、助手席用エアバッグ、サイドエアバッグ、ニーエアバッグおよび歩行者保護用エアバッグなどにも適用可能である。

図１に示すように、本発明により製造されるエアバッグ１は、外周部および膨張室内部の仕切部分において、２枚の基布（４ａおよび４ｂ）が接合部２により接合されている。

すなわち、図２に示すように、接合部２では、基布４ａおよび４ｂが、接着シール材３を介して接合されている。図２では、さらに、接合部２が、縫製糸５により縫合されている場合を示している。

本発明で使用される基布としては、合成繊維、例えばナイロン６６、ナイロン６、ナイロン１２またはナイロン４６などのポリアミド繊維、および、ポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル繊維から構成される織物が、経済性や強度の点から好適に用いられる。

さらに、これら合成繊維には、耐熱向上剤、酸化防止剤、難燃剤および帯電防止剤などを含有させることができる。

これら合成繊維の単糸強度は、エアバッグとしての物理的特性を満足させるために、５．４ｇ／デシテックス以上であることが好ましい。より好ましくは、７．０ｇ／デシテックス以上である。また、これら合成繊維の総繊度については、１５０〜５００デシテックスであることが好ましい。より好ましくは１５０〜４７０デシテックス、さらに好ましくは２３５〜４７０デシテックスである。１５０デシテックスより小さいと、布帛の強度を維持することができない傾向にある。また、５００デシテックスをこえると、織物の厚さが増大し、バッグの収納性が悪くなる傾向にある。

これら合成繊維の単繊維の断面形状については、丸、扁平、三角、長方形、平行四辺形、中空または星型など、とくに限定されるものではない。なかでも、生産性やコスト面からは丸断面のものが好ましく、また、織物の厚さを薄くでき、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。

前記合成繊維からなる織物（以下、単に織物という場合がある）の組織としては、平織、綾織、朱子織およびこれらの変化織、多軸織などの織物が使用される。なかでも、とくに機械的特性に優れることから平織物が好ましい。

前記織物のカバーファクターについては、１５００〜２５００であることが好ましい。より好ましくは１５００〜２１００、さらに好ましくは１８００〜２１００である。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ってしまい、バッグの気密性を得ることが困難となる傾向にある。また、カバーファクターが２５００をこえると、織物の厚さが増大し、バッグの収納性が悪くなる傾向にある。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）としたとき、（Ｄ₁×０．９)^1/2×Ｎ₁＋（Ｄ₂×０．９）^1/2×Ｎ₂で表される。

このような基布を精練し、熱セットする。次いで、その少なくとも片面をエラストマーで被覆する。もちろん、基布両面を被覆してもよい。とくに、エアバッグの収納性を考慮し、基布の厚さを薄くすることができるという点で、基布の片面のみを被覆するのが好ましい。

本発明で使用するエラストマーとしては、シリコーン系エラストマーおよびウレタン系エラストマーなどから適宜選択すればよい。なかでも、耐熱性および耐寒性などに優れるシリコーン系エラストマーが好適である。シリコーン系エラストマーとしては、ジメチルシリコーンゴム、メチルビニルシリコーンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、トリメチルシリコーンゴムまたはフロロシリコーンゴムなどを含有するものが好ましく例示され、硬化剤、接着向上剤、充填剤、補強剤および顔料などが適宜配合されていてもよい。また、そのタイプについては、無溶剤型、溶剤希釈型または水分散型など、とくに限定されるものではない。なかでも、作業性、環境の面から無溶剤型のものが好適である。

前記エラストマーの塗布量としては、５〜６０ｇ／ｍ²が好ましい。より好ましくは、２０〜５０ｇ／ｍ²である。塗布量が５ｇ／ｍ²より少ないと、基布の通気性が高くなり、バッグの気密性に問題が発生する傾向にある。また、塗布量が６０ｇ／ｍ²をこえると、基布の厚さが厚くなって、バッグの収納性に問題が発生する傾向にある。

エラストマーの被覆方法としては、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およびラミネートなどの方式が挙げられる。なかでも、均一な皮膜形成ができる点で、ナイフコーティングが好ましい。

前記エラストマーで被覆された基布のアイロン収縮率は、±２％以内であることが好ましい。より好ましくは、±１％以内である。アイロン収縮率が±２％をこえると、予備加熱処理時の寸法変化が大きくなり、得られるエアバッグの寸法が変化するため、所望の衝撃吸収性能が発揮されない傾向にある。ここで、アイロン収縮率とは、ＪＩＳ Ｌ１０５７ 織物及び編物のアイロン収縮率試験方法のＡ−１法（乾熱アイロン法）により測定される。繊維の種類がナイロンの場合は、アイロンの温度は１２０℃とする。

得られた基布は、通常ロール状に巻き取り、所定の長さにカットされる。なお、基布を巻き取ったロールは、ポリエチレンシートなどで密閉して、保管することが好ましい。さらに、温湿度が制御されている保管庫に保存するのが、より好ましい。

次いで、少なくとも片面がエラストマーで被覆された前記基布を、所望の形状に裁断する。裁断方法は、レーザー裁断、ナイフ裁断または超音波裁断などから適宜選択すればよい。また、裁断品はシワがつかないように広げて保管することが好ましい。裁断品を折り畳む必要がある場合には、折り畳み部が大きな円弧を描くように治具などで固定する方法が、シワを防止するのに効果的であり、好ましい。

本発明に使用される接着シール材３は、エラストマーで被覆された基布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。なかでも、シリコーン系エラストマーで被覆した基布に対して良好な接着力を示すものとして、電子線硬化型などは高価であり、室温付加反応型シリコーン系接着剤は、加熱などのエネルギーが不要であり、環境面およびコストパフォーマンスに優れている。

前記接着シール材の形態としては、１液、２液、３液以上の液状、粉体、フィルムまたはテープなどがあげられる。なかでも、１液タイプのものより２液以上のタイプのものが、保存安定性の点でより好ましい。また、基布の繊維束間および単繊維間への浸透が容易であるという点で、液状のもの、または加熱することにより流動性を有する、いわゆるホットメルトタイプのものがより好ましい。

前記接着シール材の配設方法について、液状のものについては、ディスペンサー、スクリーンプリントまたはスプレーなどにて塗布する方法、粉体のものについては、型枠を通して塗布する方法、フィルム状やテープ状のものについては、所望の形状に裁断して、貼付する方法などが挙げられ、適宜選択すればよい。

ここで、前記接着シール材が液状の場合、その２５℃におけるチクソトロピー指数は、１．５〜６の範囲であることが好ましい。より好ましくは、１．５〜３である。チクソトロピー指数とは、一定温度において、回転粘度計により測定される５ｒｐｍ時の粘度を５０ｒｐｍ時の粘度で除した値である。２５℃におけるチクソトロピー指数が１．５より小さいと、合成繊維織物上に塗布した接着シール材を所望の厚さに調整した後、硬化するまでの間に接着シール材が流動しやすくなり、調整した接着シール部の形状を維持することができなくなる傾向にある。チクソトロピー指数が１．５以上であると、接着シール部に意図的に大きな外力を加えない限り、接着シール材は流動しにくい。これに対し、チクソトロピー指数が６をこえると、接着シール材を塗布する場合にせん断応力に対する粘度変化が大きく、塗布形状を制御することが困難となる傾向にある。なお、前記接着シール材が室温硬化型である場合、そのチクソトロピー指数は、接着シール材の硬化が始まる前、すなわち、１液タイプの場合は、容器から取り出してすぐ、２液以上のタイプの場合は、それらを混合してすぐに測定する。

また同様に、前記接着シール材が液状の場合、その２５℃における粘度は、１００〜５００Ｐａ・ｓの範囲が好ましい。さらに好ましくは、２００〜４００Ｐａ・ｓの範囲である。粘度が１００Ｐａ・ｓより低いと、接着シール材が流動しやすく、塗布した後に接着シール材が広がったり、気泡が混入したりする傾向にある。また、粘度が５００Ｐａ・ｓをこえると、塗布作業性や塗布精度の点で劣る傾向にある。なお、前記接着シール材が室温硬化型である場合は、前記チクソトロピー指数と同様に、粘度の測定も接着シール材の硬化が始まる前に測定する。

前記接着シール材の幅については、５〜２０ｍｍが好ましい。より好ましくは、５〜１５ｍｍである。幅が５ｍｍより狭いと、後工程で施される縫製部が、接着シール材からずれてしまう傾向にある。また、２０ｍｍより広いと、接合部が嵩高になるため、バッグの収納性に劣る傾向にある。また、接着シール材の厚さについては、０．０５〜２ｍｍが好ましい。より好ましくは、０．１〜１ｍｍである。厚さが０．０５ｍｍより薄いと、バッグの気密性が保持出来ない傾向にあり、厚さが２ｍｍをこえると、接合部が嵩高になるため、バッグの収納性に劣る傾向にある。

前記エアバッグ１の製造方法について、以下に例示して説明する。

（予備加熱処理工程）
図３に示すように、裁断された基布４ａを上部コンベア６と下部コンベア７の間に挿入する。基布４ａはコンベアで運ばれ、ヒーター８ａおよび８ｃ、８ｂおよび８ｄがそれぞれ設置されている上部コンベア６と下部コンベア７とが接近する空間で予備加熱処理される。その後、上部加圧ローラー９と下部加圧ローラー１０とにより、基布４ａが加圧されて、基布表面が平滑となる。平滑になった基布４ａは、後部コンベア１１に送り出される。なお、もう一方の基布４ｂについても、同様に予備加熱処理を施すことが好ましい。
予備加熱処理の温度範囲は、６０〜１５０℃の範囲が好ましい。より好ましくは、６０〜１２０℃である。６０℃より低いと、シワの除去効果が少なく、１５０℃をこえると、基布の寸法変化が大きくなるため、エアバッグの寸法精度が劣る傾向にある。ここでは、予備加熱処理温度を８０℃に設定している。また、ヒーター以外の予備加熱処理方法としては、熱板プレスおよびスチームアイロンなどの方法があげられる。

図３に例示するように、対向する加圧ローラーを備えた予備加熱処理装置を使用すると、予備加熱処理を連続的に行うことが可能となるため、コスト面で有利である。

予備加熱処理工程から次の接着シール材を配設する工程までの間隔は、通常２４時間以内が好ましい。２４時間以上経過すると、予備加熱処理の効果が弱くなり、除去された基布のシワが回復する傾向にある。

（接着シール材配設工程）
図４に示すように、天盤１２ａの上に予備加熱された基布４ａを配置する。天盤１２ａ上に基布４ａを固定する方法としては、天盤１２ａ上に吸引用の細孔を多数配設し、バキュームする方法などが用いられる。接着シール材３を定量ポンプ１３で送液し、ノズル１４を通して吐出する。

（基布重ね合わせ工程）
図５に示すように、天盤１２ａの端部にスペーサー１５ａおよび１５ｂを配置し、接着シール材３の上から基布４ｂが積層されている天盤１２ｂを重ね合わせる。天盤１２ｂもバキュームで基布４ｂを吸引している。

ついで、図６に示すように、天盤１２ａと天盤１２ｂを圧着することにより、接着シール材３の厚さが、スペーサー１５ａおよび１５ｂにより規定される厚さに調整される。厚さの調整方法としては、図７に示すように、天盤１２ａに対して所定の高さに制御されている圧着ローラー１６により、圧着する方法でもよい。

なお、２枚の基布を重ね合わせるのではなく、１枚の基布を折り重ねる場合は、図８に示すように、折り返し線１７を中心として、略対称となるように裁断した基布４を用いる。必ずしも、折り返し線を中心とした完全な対称である必要はなく、一方の凹部または凸部がないなど、異なった形状でも構わない。この基布４について、前記と同様に予備加熱処理を行う。この場合、予備加熱処理が一度に処理できるという利点がある。次いで、予備加熱された基布４を、前記接着シール材配設工程と同様に天盤１２ａの上に配置し、折り返し線１７を境界線として半分の基布上のみに接着シール材を配設した後、接着シール材３の上から折り返し線１７を境界線としたもう半分の基布を折り重ねる。最後に、前記と同様に接着シール材の厚さを調整するために圧着する。

その後、室温付加反応型シリコーン系接着剤が硬化するまで、室温で放置する。接着シール材３の接着が完了することで、基布４ａと４ｂとの接合は完了するが、エアバッグとしてのより強固な接合を求める場合には、接合部２（すなわち、接着シール部上）を縫製糸５により縫合すればよい。接合部２の縫製については、公知の条件で行えばよく、とくに限定されるものではない。

なお、本実施の形態では液状室温硬化型接着シール材を用いる場合を説明しているが、前記したとおり、接着シール材の形態は、フィルム、テープまたはホットメルト粉末などでもよい。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

本発明の製造方法により製造されたエアバッグの平面図である。 図１のエアバッグの接合部２における断面図である。 予備加熱処理装置の一例を示す概略図である。 本発明における接着シール材の配置説明図である。 本発明における接着シール材の厚さ調整法の説明図である。 本発明における接着シール材の厚さ調整法の説明図である。 本発明における他の接着シール材の厚さ調整法の説明図である。 本発明における裁断品の一例を示す平面図である。

符号の説明

１ エアバッグ
２ 接合部
３ 接着シール材
４、４ａ、４ｂ 基布
５ 縫製糸
６ 上部コンベア
７ 下部コンベア
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ ヒーター
９ 上部加圧ローラー
１０ 下部加圧ローラー
１１ 後部コンベア
１２ａ、１２ｂ 天盤
１３ 定量ポンプ
１４ ノズル
１５ａ、１５ｂ スペーサー
１６ 圧着ローラー
１７ 折り返し線

Claims (5)

1. 少なくとも片面がエラストマーにより被覆された基布を、重ね合わせまたは折り重ねて、接着シール材を介して接合する工程を有するエアバッグの製造方法において、
   該基布を、６０〜１５０℃の温度範囲で予備加熱処理する工程、
   該予備加熱した該基布の表面が平滑となるように加圧する工程、
   予備加熱された該基布上に接着シール材を配設する工程、および、
   該接着シール材が基布の間に配設されるように相対する基布を重ね合わせるまたは折り重ねる工程からなるエアバッグの製造方法。
2. 前記予備加熱処理の工程から２４時間以内に接着シール材を配設する請求項１記載のエアバッグの製造方法。
3. 前記予備加熱処理するための装置が、対向する加圧ローラー、熱板プレス、または、スチームアイロンを備えている請求項１または２記載のエアバッグの製造方法。
4. 前記基布がポリアミド繊維からなる請求項１、２または３記載のエアバッグの製造方法。
5. 前記基布のアイロン収縮率が±２％以内である、請求項１〜４のいずれかに記載のエアバッグの製造方法。

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