JPH03266745A - 可撓性袋体繊維成形物とその製造方法 - 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〕 本発明は可撓性袋体繊維成形物とその製造方法に関する
。

〔従来の技術〕

可撓性袋体繊維成形物としては、車両衝突時等に膨張し
て着座乗員の衝撃を吸収して乗員の保護を図るエアバッ
グに間するものが知られている。

エアバッグは、火薬を爆発させてバッグ内に瞬間的にガ
スを送り込む構造なので、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、周辺を縫製してバッ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。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、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
ないこと、縫製箇所の強度が他に比べて低くなる膿があ
ること、縫製箇所の強度および透気性の検査に手間がか
かる等の問題があり、加えて基本的に縫製そのものに対
して十分な信顛がおけないという問題がある。

そこで、信頼性を向上するために過度に強力で厚い織布
を使用すると、エアバッグが嵩高となり、ハンドル中央
部等にコンパクトに収納できなくなる。

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、均質で信頼性が高く
、製造が容易でしかもコンパクトに収納できて軽量な可
撓性袋体繊維成形物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
したテープを袋状に巻き取った可撓性袋体繊維成形物に
おいて、繊維状エラストマーを溶融させて得たものを上
記テープのマトリックスとすることを特徴とする可撓性
袋体繊維成形物を第一の発明とし、 繊維のフィラメント糸とマトリックス形成用の繊維状エ
ラストマーのフィラメント糸を混繊してコミングルヤー
ンを得、次いでこのコミングルヤーンのフィラメントを
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
状のものを得、このテープ状のものを所定の大きさ及び
形状を有するマンドレルの周りに巻きつけて製造するこ
とを特徴とする可撓性袋体繊維成形物の製造方法を第二
の発明とし、 繊維のフィラメント系とマトリックス形成用の繊維状エ
ラストマーのフィラメント糸を混繊してコミングルヤー
ンを得、次いでこのコミングルヤーンのフィラメントを
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
状のものを得、このテープ状のものを加熱することによ
りマトリックス形成用のフィラメントのみを溶融させて
テープのマトリックスを形成し、その結果得られたテー
プを所定の大きさ及び形状を有するマンドレルの周りに
巻きつけて製造することを特徴とする可撓性袋体繊維成
形物の製造方法を第三の発明とし、 繊維のフィラメント糸とマトリックス形成用の繊維状エ
ラストマーのフィラメント糸を混繊してコミングルヤー
ンを得、次いでこのコミングルヤーンのフィラメントを
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
状のものを得、このテープ状のものを所定の大きさ及び
形状を有するマンドレルの周りに巻きつけた後、このマ
ンドレル全体を加熱することによりマトワックス形成用
のフィラメントのみを溶融させてテープのマトリックス
を形成することを特徴とする可撓性袋体繊維成形物の製
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」、「テープｊ
、「マトリックス」および「コミングルヤーンｊとは以
下のものをいう。

（ａ）テープ状のもの＝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。

（ｂ）テープ−上記テープ状のものを構成する各モノフ
ィラメントを相互に結合して一体化したもの。

（Ｃ）マトリックス−上記テープにおいて、繊維のフィ
ラメントを除く部分。

（ハ）コミングルヤーン＝繊維のフィラメント糸とマト
リックス形成用の繊維状エラストマーのフィラメント糸
を混繊したヤーン。

本発明の繊維としては、代表的には、人絹、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い。

本発明のマトリックス形成用の繊維状エラストマーとし
ては、マトリックスを形成したときに柔軟性および適度
の弾性を有するものが好ましく、この繊維状エラストマ
ーとしては、ポリエステル系、ポリアミド系、ウレタン
系、オレフィン系等の熱可塑性エラストマーが好ましい
。

本発明のコミングルヤーンを構成する繊維とマトリック
ス形成用繊維状エラストマーの融点については、繊維の
融点の方が３０℃以上、好ましくは６０℃以上高いよう
な組み合わせであれば特に限定されるものではない。

本発明のコミングルヤーンの繊度としては特に制限はな
いが、一般に３０〜３００００　Ｄ、の範囲が適当であ
る。もちろん、これらは必ずしも１木の糸条で供給する
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。

七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。

また、コミングルヤーンの中の繊維の体積含有率は５０
〜９５％、好ましくは６０〜９０％がよい。

この数値より大きくても小さくても本発明の目的を十分
に達成することができない。

本発明のコミングルヤーンを開繊する方法としては、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６３−６９６２６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またはテープ状のものを所定の大
きさ及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、機構的に分けてトラバース方式、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、縦巻き又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じるよう
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
消耗形のマンドレルを使用する。成形後、マンドレルを
容易に取除くためには、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。

マトリックス形成用繊維状エラストマーの溶融時期とし
ては、テープ状のものを所定の大きさ及び形状を有する
マンドレルに巻きつける前でもよく、巻きつけた後であ
ってもよい。その方法としては、「テープ状のものをマ
ンドレルに巻きつける前に繊維状エラストマーの融点以
上にコミングルヤーンを昇温させてテープのマトリック
スを形成し、その結果得られたテープを所定の方法でマ
ンドレルに巻きつけ、その後に冷却する方法」か又は「
テープ状のものを所定の方法でマンドレルに巻きつけた
後にマンドレル全体を加熱し、繊維状エラストマーのみ
を溶融させてテープのマトリックスを形成し、その後に
冷却する方法」のいずれかを採用することができる。

テープ状のものに施す加熱・加圧処理は、交叉または平
行状態で隣接している繊維のフィラメント間を、繊維状
エラストマーにより融接せしめて、脱型後厄状を維持し
併せて繊維のフィラメントを保護する目的で行うもので
ある。温度条件は、繊維状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が好まし
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〕

テープ状のフィラメントをマンドレルに巻きつけて袋体
を得る方法であるから、縫製の必要がなく、繊維のフィ
ラメントを接着するのはエラストマーであるため、得ら
れた袋体は柔軟で自由に折り畳みが可能で且つ繊維のフ
ィラメントで強化されているので強靭である。

このように、本発明により、一体構造の強靭な可撓性袋
体繊維成形物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はポリバラフェニレン・３．４ジフ
エニルエーテル・テレフタルアミドの１５００　Ｄ、の
フィラメント糸とウレタン系熱可塑性ニラストマーの１
５００．のフィラメント糸とを一般的に行われている電
気法で混繊したコミングルヤーンを５本引き揃えてトウ
状にしたものを開繊することによって得たテープ状の開
繊糸で、このテープ状の開繊糸１をローラー２．３を経
て、対向するローラー４．５０間を通し、さらにローラ
ー６．７を経て、円板状マンドレルｌＯの回転軸９と平
行方向に往復動するデリバリ−アイ８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１０
上に、巻きつけ角度１４．５°、テープ状の開繊糸１の
送り速度０．４５　ｍ／ｓｅｅで均一に隙間がなくなる
まで巻きつけた。

この後、マンドレル全体を１８０℃、０．５ｋｇ／ｃｍ
”の条件で加熱・加圧してウレタンエラストマーを溶融
し、繊維のモノフィラメント間をウレタンエラストマー
で強固に接着した。その結果得られたテープ１１は、第
２図にその中の１本の拡大した断面を示すように、厚さ
が４０μｍで幅が８閣の極薄のものである。第２図にお
いて、１２は繊維のモノフィラメント、１３はウレタン
エラストマーからなるマトリックスである。

次いで、円板状マンドレル１０を分解してマンドレル上
に形成された袋体を取り出した。

（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
０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閣の中空球状マンドレル１４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、１５は空気を注入するためのバルブで
あり、１６は空気供給バイブ、１７は空気供給バイブに
穿設された小孔である。空気供給バイブ１６に設置され
鏡板１８の径は５０ｍｍとした。

図の状態はバルブ１５を開いて空気供給バイブ１６の小
孔１７より球状マンドレル１４内に空気を吹き出して、
球状マンドレル１４の内圧を０．３ｋｇ／ｃ＋ｍ”とし
た状態を示している。

そして、球状マンドレル１４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８を介
して上記テープ状の開繊糸１を球状マンドレル１４上に
、巻きつけ角度１４，５゜テープ状の開繊糸の送り速度
０．４５　ｍ／ｓｅｃで均一に隙間がなくなるまで巻き
つけた。その後、バルブ１５より球状マンドレル１４内
にさらに空気を注入して球状マンドレル１４の内圧を０
．５　ｋｇ／Ｃｍ”まで上昇させ、このマンドレルを１
８０″Ｃのオーブン（図示せず）中に１０分間放置して
ウレタンエラストマーを溶融し、繊維のモノフィラメン
ト間をウレタンエラストマーで強固に接着した。

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１５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バイブ１
６とともに引き抜いて、第４図に示すような球状の袋体
１９を得た。この袋体の重量は２７０ｇであった。

（比較例） 比較例として、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／：：′の平織物を作
製した。次に、この平織物の片面にクロロプレンゴムを
主成分とする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　／ｌ
ａ”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枚から縫製により球状の袋体を作製した。この球
状の袋体の重量は３６０ｇであった。

（性能比較テスト） 次に、実施例２に係る球状の袋体と比較例に係る球状の
袋体について、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について各々１０００
個の袋体を作製し、各袋体に２ｋｇ／ｃｍ”の内圧を負
荷して破裂しなかった袋体の個数を調査した。

■収納性　　袋体を２０ＣＩ角に折り曲げて重ねたとき
の高さを測定し、比較例の高さを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　　袋体に２　ｋｇ／ｃｒａ”の内圧を負荷し
たときに、袋体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１に示す。

表１ 表１に明らかなように、本実施例に係る袋体は２　ｋｇ
／ｃｍ”の耐圧テストにおいて１０００個中破裂したも
のは皆無であったが、比較例に係るものは９個破裂し、
その破裂箇所は縫製部であった。

そして、本実施例に係る袋体は収納性および展開性にお
いても、比較例に比して顕著に優れている。

〔発明の効果〕

■本発明ムこ係る可撓性袋体繊維成形物は、織物や編み
物から成形される袋体と異なり、極薄のテープまたはテ
ープ状のものをマンドレルに巻きつけた構造であるから
、巻きつけが容易でコンパクトで信頬性が高く、しかも
縫製が不要であるから生産工程の合理化が可能となり、
一体構造の強靭な可撓性袋体繊維成形物を安価に製造す
ることができる。

■本発明においては、繊維のフィラメントを接着するの
はエラストマーであるため、得られた可撓性袋体繊維成
形物は柔軟で自由に折り畳みができる。

■本発明においては、繊維のフィラメントはエラストマ
ーにより互いに融接され、そのままの状態を保って成形
物の強度を保持する。このように本発明により、繊維の
フィラメントで強化した強靭な可撓性袋体繊維成形物を
極めて容易に得ることができる。しかも、マンドレル形
状を変えることにより複雑な形状の袋体も任意に得るこ
とができる。

■本発明により、任意の形状の強靭な袋体を一体的に成
形できるから、本発明に係る可撓性袋体繊維成形物は、
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吸収用
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
断熱性材などにも通用できる。

【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
１本のテープの断面とマンドレル縁部の拡大図、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
図は袋体の平面図である。 １・・テープ状の開繊糸、１０・・円板状マンドレル、
１１・・テープ、　１２・・繊維のモノフィラメント、
１３・・マトリックス、１４・・球状マンドレル、１９
・・袋体 ？−へ 第１図 第３図 第４図 第２図

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を袋状に巻き取った可撓性袋
   体繊維成形物において、繊維状エラストマーを溶融させ
   て得たものを上記テープのマトリックスとすることを特
   徴とする可撓性袋体繊維成形物 ２）繊維のフィラメント糸とマトリックス形成用の繊維
   状エラストマーのフィラメント糸を混繊してコミングル
   ヤーンを得、次いでこのコミングルヤーンのフィラメン
   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
   ープ状のものを得、このテープ状のものを所定の大きさ
   及び形状を有するマンドレルの周りに巻きつけて製造す
   ることを特徴とする可撓性袋体繊維成形物の製造方法 ３）繊維のフィラメント糸とマトリックス形成用の繊維
   状エラストマーのフィラメント糸を混繊してコミングル
   ヤーンを得、次いでこのコミングルヤーンのフィラメン
   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
   ープ状のものを得、このテープ状のものを加熱すること
   によりマトリックス形成用のフィラメントのみを溶融さ
   せてテープのマトリックスを形成し、その結果得られた
   テープを所定の大きさ及び形状を有するマンドレルの周
   りに巻きつけて製造することを特徴とする可撓性袋体繊
   維成形物の製造方法 ４）繊維のフィラメント糸とマトリックス形成用の繊維
   状エラストマーのフィラメント糸を混繊してコミングル
   ヤーンを得、次いでこのコミングルヤーンのフィラメン
   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
   ープ状のものを得、このテープ状のものを所定の大きさ
   及び形状を有するマンドレルの周りに巻きつけた後、こ
   のマンドレル全体を加熱することによりマトリックス形
   成用のフィラメントのみを溶融させてテープのマトリッ
   クスを形成することを特徴とする可撓性袋体繊維成形物
   の製造方法