JP5947914B2 - エアバッグ基布に関する改良 - Google Patents

Description

本発明は、エアバッグ基布に関し、特に、膨張状態下でエアバッグの破裂に耐えるようになっている基布に関する。

現在、車両エアバッグは、一般に、ナイロン織布から形成される。ナイロン（他のポリアミドと共に）は、長年にわたってエアバッグの製造で（また、多くの他の用途で）使用されてきており、その特性は良く理解されている。

しかしながら、近年、特にコストおよび環境に対する影響を理由に、ナイロン以外の材料を使用する傾向にある。エアバッグの製造では、可能であれば、ポリエステル（または同様の材料）を使用することが好ましい。しかしながら、材料のこの切り換えは、ナイロンを使用して形成されるエアバッグに匹敵する有利な特性を有するエアバッグを製造することがしばしば容易でないため、課題を提示する。

本発明の目的は、改良されたエアバッグ基布、および、結果として得られるエアバッグを提供することである。

したがって、本発明の１つの態様は、膨張式エアバッグの継目領域のための基布であって、該基布が繊維を備え、前記繊維が、ポリエステルから形成されて、約１２％〜２０％の破断点伸びを有するとともに、１００℃で０．５％を超える瞬間熱クリープを有する、基布を提供する。

好適には、繊維の破断点伸びが１６％〜２０％である。

好ましくは、繊維の破断点伸びが約１８％である。

繊維の瞬間熱クリープは、１００℃で約１．１９〜３．０９％であることが都合良い。

好適には、繊維の瞬間熱クリープが１００℃で約１．９％である。

好ましくは、記繊維の引張り強さが少なくとも７００ｍＮ／ｔｅｘである。

繊維の引張り強さは少なくとも７７０ｍＮ／ｔｅｘであることが都合良い。

好適には、基布は、少なくとも部分的に、基布の透過性を低下させるコーティングで覆われる。

あるいは、基布は全面的にあるいは実質的にコーティングされない。

本発明の他の態様は、先のいずれかの基布を備えるエアバッグを提供する。

好適には、基布がエアバッグの継目領域で使用される。

好ましくは、異なる基布がエアバッグの少なくとも１つの他の領域で使用される。

少なくとも１つの他の基布は、継目領域を形成する基布の繊維よりも低い値を１００℃における瞬間熱クリープについて有する繊維を備えることが都合良い。

好適には、エアバッグが袋織りエアバッグである。

図１は、本発明にしたがって構成されるエアバッグの一領域の概略側面図である。

本発明を更に容易に理解できるように、ここで、本発明にしたがって構成されるエアバッグの一領域の概略側面図を示す添付の図１を参照して、本発明の実施形態を一例として説明する。

図１を参照すると、エアバッグ１の継目の概略図が示される。描かれた実施形態では、エアバッグ１が袋織り（ＯＰＷ）エアバッグであるが、当業者であれば分かるように、本発明はこのタイプのエアバッグに限定されない。

エアバッグ１の第１の閉じられた部分２では、エアバッグ１の基布が縦糸３と横糸４とから形成される。当業者により分かるように、縦糸３および横糸４は、互いに対して略直角に配置されて互いに織り込まれ、それにより、それぞれの縦糸３は、基布を辿って進められるときに、それが出くわす一連の横糸４の上下を交互に通過する。同様に、横糸４は、基布を辿って進められるときに、それが出くわす一連の縦糸３の上下を交互に通過する。

エアバッグ１の第１の閉じられた領域２では、基布が縦糸および横糸３，４のダブルストランドから形成される。

エアバッグ１の継目領域５では、縦糸および横糸３，４の２つの組が、互いから離れて、それぞれが前述したように織り合わされる縦糸および横糸３，４の単一の組から構成される上層６および下層７を形成するように分かれる。上層６と下層７との間には内部キャビティ８が生み出され、これがエアバッグ１の膨張可能領域を形成する。当業者であれば分かるように、エアバッグ１は、互いに相互接続されてもよくあるいはインフレータ（図示せず）に対して独立に接続されてもよい、それぞれの膨張可能領域を画定する幾つかのそのような内部キャビティを含んでもよい。

エアバッグ１の膨張前には、上層および下層６が互いにぴったり接して位置する可能性が高く、また、エアバッグ１もコンパクトな目立たない形態でエアバッグモジュール内に嵌まり込むように丸められおよび／または折り畳まれる。エアバッグの展開中、高温ガスがキャビティ８内へ急速に導入され、それにより、このキャビティ８が急速に拡張し、エアバッグ１が膨張されて展開されるにつれて上層および下層６，７が互いに離間する。

この膨張が生じると、エアバッグ１を形成する基布が、例えば図１に矢印９により示される方向で、かなりの張力下に置かれることが理解される。

これが生じると、上層および下層６，７の基布の糸３，４、（図１に見られるような配置では）特に横糸４が、継目領域５へ向けて引っ張られる。これが生じると、糸３，４が伸長して更に細くなる。これは、継目領域５で糸３，４間に隙間をもたらす可能性があり、それにより、継目領域５でエアバッグ１からのガスの制御されない損失がもたらされ（特に、少しでもあるとしたら、エアバッグ１のコーティングが破られる）、場合により、エアバッグの破損がもたらされる可能性がある。この現象は、時として、「コーミング」または「シームコーミング」として知られる。

一般に、エアバッグの展開中に著しいコーミングを回避することが望ましい。断面が不規則な、例えばエンボス加工される繊維の使用は、コーミングをある程度まで防止できる。しかしながら、この技術を使用してコーミングを完全に排除することはできない。

エアバッグの製造で使用される糸は、様々な機械的特性を有する。これらの特性は、それが張力下に置かれるときに、糸が破断するポイントで、糸の長さのパーセンテージ増加として表される破断点伸び（または、単に「伸び」）を含む。

そのような糸の他の重要な特性は、通常はｃＮ／ｔｅｘまたはｍＮ／ｔｅｘで表される引張り強さである。引張り強さは、糸が破断する前に糸が晒され得る最大負荷に関連する

更なる重要な特性は瞬間熱クリープである。当業者であれば分かるように、ポリエステル繊維は、高温に晒されると、張力下で加熱されるときに（繊維が加熱を伴わずに張力下に置かれる状況と比べて）より長くなり且つより細くなる。

瞬間熱クリープを決定するべく、制御された加熱速度下で繊維の長さの変化を記録するために熱機械分析器が使用された。１つの適した分析器はＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓモデル２９４０である。多くの繊維が糸から無作為に選択されて約６５のデシテックスを有する束の状態へと組み合わされた。その後、この束は、約１０ｍｍのサンプル長さを使用して分析器内に装着され、約８．８３ｃＮ／ｔｅｘの束に作用する応力を与えるべく負荷がかけられた。束は、１００℃の温度まで、１３３．３℃／分で加熱された。束の長さの増大は、温度が１００℃に達したときに記録された。このとき、１００℃における瞬間熱クリープは、初期長さのパーセンテージのような長さの増大として規定される。当業者は、１００℃以外の温度における瞬間熱クリープをどのようにして決定できるのかを容易に理解できる。

本発明の好ましい実施形態において、エアバッグ１を形成する基布、または、少なくともエアバッグ１の継目領域５を備える基布は、約１２％〜２０％の破断点伸びを有するポリエステル繊維または同様の材料から成る繊維から形成される。より好ましくは、破断点伸びは約１６％〜２０％である。最も好ましくは、破断点伸びは約１８％である。

破断点伸びに関して低い数値を有する基布は、その弾性限度に急速に達すると理解され、また、このことは、必ずしも繊維が大きな強度を有することを示唆するとは限らない。

１２％を下回る破断点伸びを有する繊維は、繊維を伸長させるためにエネルギーが吸収されて仕事が成されるため、あまり好ましくないことが分かってきており、したがって、基布が高い力の下に置かれる際には、幾らかの大きさの伸びが望ましい。

しかしながら、破断点伸びに関して低い値を有する繊維の使用は、基布に塗布されるコーティングが低い張力下に置かれ、そのため、著しいガス漏れを防止するために、したがってエアバッグ内の圧力を維持するために必要とされるコーティングの量が少なくて済む（あるいは更には、コーティングが全く必要とされない）という利点を与える。また、これにより、エアバッグのコストおよび重量を減らすことができるとともに、より小型の（したがって、より軽量で安価な）インフレータの使用が可能となる。

伸びに関する先の数値はＡＳＴＭ８８５にしたがって得られ、このＡＳＴＭ８８５では、個々の繊維が逓増的な線形伸張力に晒されて、繊維が壊れるときの最大力が記録された。

コーティングが使用される場合、コーティングは、シリコン系またはポリウレタン系のコーティングなど、基布の透過性を低下させるタイプのものであることが好ましい。コーティングは、基布をコーティング材料のタンクに通過させるあるいはコーティング材料を基布上に吹き付けるなどの塗布技術によって塗布されてもよい。あるいは、コーティング材料は、基布上に積層される膜として設けられてもよい。

コーティングは、基布の全てあるいはほぼ全てにわたって設けられてもよい。あるいは、基布は、エアバッグ１の１つ以上の継目領域５においてのみあるいは継目領域５の全てにおいてコーティングされてもよい。

本発明の好ましい実施形態において、エアバッグを形成する基布（または、少なくともエアバッグの継目領域を形成する基布）は、１００℃で０．５％を超える熱クリープを有する繊維から形成される。より好ましくは、基布の熱クリープは、１００℃で約１．１９〜３．０９％であり、最も好ましくは１００℃で約１．９％である。

比較的小さい破断点伸びおよび小さい熱クリープを有する繊維は一般に周囲環境状態にとって良好であることが分かってきた。しかしながら、エアバッグが高温状態にある場合、例えば砂漠環境内にある場合、または、エアバッグが高温車両のルーフライン下にある場合には、エアバッグの基布が膨張前に熱クリープに晒される場合がある。しかし、そのような状態下では、エアバッグのインフレータも高温であり、そのため、インフレータが高圧のガスを生み出す。これらの状態下では、比較的高い熱クリープを有する基布の使用が比較的少量の更なる継目漏れを許容する可能性が高く、これは、インフレータが高温であるという事実に起因して起こる過圧状況を防止するのに役立つため、有益である。

したがって、本明細書中に開示される基布により扱われる課題は、周囲温度でうまく機能しつつ、非常に高温の状態で機能を損なう可能性が低いエアバッグ用の基布を提供するという課題である。

エアバッグ製造の分野では、比較的高い瞬間熱クリープを有する繊維の使用に対して先入観があった。しかしながら、本発明者等は、驚くべきことに、１００℃で０．５％を超える瞬間熱クリープを有する繊維の使用が高温状態のエアバッグの性能に関して利益を与えることを見出した。

好ましくは、エアバッグを形成する繊維は、７００ｍＮ／ｔｅｘを超える、より好ましくは７７０ｍＮ／ｔｅｘを超える引張り強さを有する。

本発明の幾つかの実施形態において、エアバッグ１の全体を作り出す基布は、前述した特性を有する繊維を使用して形成される。更なる実施形態において、エアバッグの少なくとも１つの継目を備える基布は、これらの特性を有する繊維から形成されるが、エアバッグの他の領域を形成する基布は、異なる特性を有する繊維から形成される。例えば、継目から離れたエアバッグの少なくとも１つの領域（例えば、エアバッグ１の膨張可能部分を取り囲むパネルの領域、または、エアバッグ１の閉じられた二重厚さ部分の領域２）は、異なる特性を有する繊維から形成される。例えば、１つ以上の他の領域を形成する繊維は、熱クリープに関して更に低い値、および／または、更に低いまたは更に高い破断点伸び特性を有してもよい。

異なる繊維のこの使用は、例えば、エアバッグ１を織り込むプロセス中に異なるタイプの縦繊維および／または横繊維３，４を導入することによって達成されてもよい。例えば図１を参照すると、エアバッグ１の閉じられた領域２が織り込まれる際に、比較的小さい熱伸長を有する第１のタイプの縦繊維３が織り込みプロセスで使用されてもよい。その後、継目領域５が織り込まれる際に、瞬間熱クリープに関して比較的高い値を有する第２のタイプの縦繊維３が織り込みプロセスへ導入されてもよい。継目領域５の織り込みが完成して、上層および下層６，７の織り込みが始まる時点で、第１のタイプの縦繊維３が再び使用されてもよい（または、実際には、第３の異なるタイプの縦繊維３が導入されてもよい）。

膨張下で、特に高温環境内の膨張下で有利な特性を示すエアバッグ用の改良された基布を本発明の実施形態が提供できることが理解される。

用語「備える」、「備えている」、および、その変形は、この明細書および特許請求の範囲において使用される際には、指定された特徴、ステップ、または、整数が含まれることを意味する。これらの用語は、他の特徴、ステップ、または、構成要素の存在を排除するように解釈されるべきでない。

前述した説明または以下の特許請求の範囲または添付図面に開示される特徴は、必要に応じて、それらの特定の形式で、あるいは、開示される機能を果たすための手段または開示された結果を達成するための方法またはプロセスに関して表されるが、本発明をその様々な形態で実現するために別々にあるいはそのような特徴の任意の組み合わせで利用されてもよい。

Claims (9)

1. 袋織り（ＯＰＷ）タイプのエアバッグにおいて、
   閉じられた非膨張領域（２）と、袋状の膨張領域（８）と、が形成され、前記非膨張領域（２）と前記膨張領域（８）との継目領域（５）とを含み、
   当該エアバッグを成形する基布は、ポリエステル繊維によって製造され、
   少なくとも前記継目領域（５）における前記繊維は、１２％〜２０％の破断点伸びを有するとともに、１００℃で０．５％を超える瞬間熱クリープを有することを特徴とするエアバッグ。
2. 前記継目領域（５）における前記繊維の破断点伸びが１６％〜２０％である、請求項１に記載のエアバッグ。
3. 前記継目領域（５）における前記繊維の破断点伸びが１８％である、請求項２に記載のエアバッグ。
4. 前記継目領域（５）における前記繊維の瞬間熱クリープが１００℃で１．１９〜３．０９％である、請求項１乃至３の何れか一項に記載のエアバッグ。
5. 前記継目領域（５）における前記繊維の瞬間熱クリープが１００℃で１．９％である、請求項４に記載のエアバッグ。
6. 前記継目領域（５）における前記繊維の引張り強さが少なくとも７００ｍＮ／ｔｅｘである、請求項１乃至５の何れか一項に記載のエアバッグ。
7. 前記継目領域（５）における前記繊維の引張り強さが少なくとも７７０ｍＮ／ｔｅｘである、請求項６に記載のエアバッグ。
8. 前記基布は、少なくとも部分的に、前記基布の透過性を低下させるコーティングで覆われる、請求項１乃至７の何れか一項に記載のエアバッグ。
9. 前記基布が全面的にあるいは実質的にコーティングされない、請求項１乃至７の何れか一項に記載のエアバッグ。

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