JPH0415144A - 可撓性袋体繊維成形物の製造方法 - 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、乗員の保護を図るエアバッ
グに関するものが公知である。

エアバッグは、通常は車両のハンドル中央部等に収納さ
れており、車両衝突時にその衝撃を感知して瞬間的に膨
張展開してドライバー等の安全を確保するものであり、
膨張展開の方法としては、火薬等を爆発させてバッグ内
に瞬間的にガスを送りこむ方式が一般的である。従って
、そのとき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戊があ
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
対して十分な信軌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・ングが嵩高となり、ハンドル中
央部等にコンパクトに収納できなくなる。

これらの問題点を解決するために鋭意研究した結果、本
出願人は先に可撓性袋体繊維成形物とその製造方法に関
する発明（特願平１−２３２０１３号）を出願した。こ
の発明は極薄のテープをマンドレルに巻きつけて袋体を
製造するものであるため、製造が容易で信頼性が高い袋
体を提供することができるが、曲面を有するマンドレル
に巻きつけた場合、テープがすべったり、テープの幅方
向の両端部がマンドレル′表面にぴったりと沿わずに浮
きが生じることがある。そのため部分的にテープが集中
し、袋体の厚みがバラツキ、所定の形状の袋体が得られ
ないことがある。

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巻き取り形状のコントロールが極
めて自由にできる可撓性袋体繊維成形物の製造方法を提
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
ラメントが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し
ながら所定の大きさおよ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一の発明とし、繊維のヤーンま
たはトウをフィラメントがほぼ直線状に且つ平行状態を
保つように開繊してテープ状のものを得、このテープ状
のものを加熱しながら所定の大きさおよび形状を有する
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が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にエラストマーをコーテ
ィングしてテープを得、このテープを加熱しながら所定
の大きさおよ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が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
のを加熱しながら所定の大きさおよび形状を有するマン
ドレルの周りに巻きつけた後、このテープ状のものの表
面にエラストマーをコーティング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し、 繊維のヤーンまたはトウを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開繊して得たテープ状のもの
にエラストマーをコーティングしてテープを得、このテ
ープを加熱しながら所定の大きさおよび形状を有するマ
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五の発明とし、 繊維のヤーンまたはトウを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開繊してテープ状のものを得
、このテープ状のものを加熱しながら所定の大きさおよ
び形状を有するマンドレルの周りに巻きつけた後、この
テープ状のものの表面にエラストマーをコーティングす
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
第六の発明とし、 上記第三、第四、第五または第六の発明において、エラ
ストマーがゴム組成物であって、マンドレルの周りに巻
きつけた上記エラストマーをコーティングしたテープに
加硫処理を施すことを特徴とする可撓性袋体繊維成形物
の製造方法を第七の発明とする。

本願明細書において、［テープ状のものＪとは、［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Ｊをいい、「テープ」とは、「
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」をいう。

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く、従来より
ゴムとの接着に用いられているすべての繊維を含む。

本発明の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、これらは必ずしも一本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。モノフィラメント繊度も細い方が広がりやす（
、例えば、０．８〜１０Ｄ、の範囲が一般に好ましい。

これらのヤーンの開繊方法としては、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６
３−６９６２６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マイラ
メン１〜直径の平均以Ｆとなる程度に接近していなくて
はならない。

テープ状のものへのエラストマーのコーティングは、テ
ープ状のものを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。

本発明に用いるエラストマーとしては、柔軟性および適
度の弾性を有するものが望ましい。

このエラストマーとしては、天然ゴム、またはアクリル
系、ウレタン系、ポリブタジェン系、スチレンブタジェ
ン系、エチレンプロピレン系などの合成ゴムの単独ある
いは２種以上を混合し、補強剤、難燃剤、加硫剤などを
配合した組成物が好ましい。上記エラストマーよりさら
に耐熱性が必要な場合は、耐熱性を有するエラストマー
として、クロロブレン系ブチルゴム、ハロゲン化ブチル
ゴム、シリコン系およびフッ素系などの合成ゴムの単独
あるいは２種以上を混合し、同様に補強剤、難燃剤、加
硫剤等必要な配合剤を配合した組成物が好ましい。

また、フィラメントとエラストマーとの割合は、その目
的・要求特性に応じて適当に選べばよいが、例えば、フ
ィラメント：エラストマー−９０〜４０　：　１０〜６
０の割合（重量比）が用いられる。特に本発明ではフィ
ラメントがバラバラに開繊しているので、上記したエラ
ストマーの溶液を含浸した場合、よく浸透し、従って少
ないエラストマー量で均一にモノフィラメント間を接着
できるので、相対的にフィラメント比率を高めることが
できる。特にフィラメントの含有比率が５０％以上の場
合、従来にない高い強力特性を引き出すことが可能とな
る。このようにフィラメントの含有比率を高く、しかも
モノフィラメント間にエラストマー溶液を良く浸透させ
るにはフィラメントを十分に開繊し、エラストマー溶液
をモノフィラメントに含有せしめた後、ドクターナイフ
等の鋭いエツジで余分のエラストマーを取り去るなどの
方法をとれば、フィラメント比率を上げ、しかもフィラ
メントとエラストマーとが完全に一体化された複合構造
体を得ることができる。

モノフィラメント間へのエラストマー〇充填率としては
、モノフィラメント間の空隙の約６０％以上、特に７０
〜９０％以上がエラストマーで充填されているのが好ま
しい。この充填率が低いと、本発明の目的を十分に達成
することができない。

フィラメントへのエラストマーのコーティング方法とし
ては、浸漬コーティング方法の他に分散液状態で浸漬コ
ーティングする方法、エラストマーを粉末噴射するか又
は飛散させた雰囲気中に加熱したフィラメントを通過さ
せて溶融付着させる方法も行うことができる。

テープ状のもの又はテープを加熱するタイミングとして
は、これらをマンドレルに巻きつける直前に加熱するか
、または、マンドレル自体を加熱しておいてもよい。そ
の加熱手段としては、例えば、熱風ヒーター、遠赤外線
ヒーター赤外線ヒーター等を採用することができる。加
熱温度としては、５５〜２３０°Ｃの範囲が好ましく、
１００〜１８０　’Ｃの範囲が特に好ましい。

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
きさおよ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、その他アーノ・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通用で
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、縦巻きまた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しるよ
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。

ゴム組成物からなるエラストマーの加硫処理は、交叉ま
たは平行状態で隣接しているフィラメント間を、予めフ
ィラメントを被覆したエラストマーにより融接せしめて
、脱型後形成を維持し併せてフィラメントを保護する目
的で行うもので、本発明における重要な工程である。温
度条件は、フィラメントを被覆したエラストマ−が所定
の接着力を発揮する温度、即ち１２０〜１９０°Ｃが望
ましく、エラストマーの熱分解を考慮して、加熱温度２
００°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。

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
消耗型のマンドレルを使用する。成形後、マンドレルを
容易に取り除くためには、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。

［作用〕 テープ状の開繊糸または開繊糸のテープを加熱しつつマ
ンドレルに巻きつけて袋体を得る方法であるから、繊維
は軟化し、摩擦係数を増すことができるのでテープ間ま
たはテープとマンドレル間のすべりを防止し、巻き取り
形状を任意にコントロールできる。

また、加熱しつつ巻き取る方法であるから、繊維は伸び
易く、マンドレル曲面にぴったりフィツトして巻かれる
から、テープの幅方向の端部がマンドレル曲面から浮き
上がることはない。

Ｃ実施例〕 本発明の実施例について以下に説明する。

第１図において、１は６６ナイロンの１２６０Ｄ。

／３１５Ｆのヤーンを５本引揃えてトウ状にしたものを
機械的な方法で開繊することによって得たテープ状の開
繊糸で２このテープ状の開繊糸ｌをゴム溶液含浸装置２
に通して１８頁の表１に示す配合のゴム組成物をトルエ
ンで溶かしたゴム溶液３を含浸させた後、ドクターナイ
フ４で付着量を２０　ｇ　７ｍ２にコントロールした。

矢印Ａはテープ状の開繊糸１の進行方向を示す。

このようにしてゴム溶液をコーティングした、厚さが４
０μｍで幅が５軸の極薄のテープ５を得た。このテープ
５の断面を拡大したものは第２図に示されている。第２
図において、６はモノフィラメントである。

そして、上記テープ５を対向するローラー７．８の間を
通し、ローラー９．１０を経て、遠赤外線ヒーター１１
で１５０°Ｃに加熱した後、円板状マンドレル１４の回
転軸１３と平行方向に往復動するデリバリ−アイ】２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１４上に、平行巻き、ヘリカル巻きおよび
縦巻き等を組み合わせて、テープの送り速度０．５　ｍ
／ｓｅｃで均一に隙間がなくなるまで巻きつけた。前述
の第２図はチー１５の断面と円板状マンドレル１４の縁
部を拡大した図である。

この後、１８０°Ｃ１０，５ｋｇ／ｃｍ”の加熱・加圧
条件で加硫してモノフィラメント間をゴムで強固に接着
した。この後、円板状マンドレル１４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。

表　　１ （比較例１） 上記実施例において、テープ５をマンドレルに巻きつけ
る直前に遠赤外線ヒーター１１で力ｌ熱しなかった以外
は、実施例と同し方法で袋体を作製した。

（比較例２） 比較例２として、８４０デニールのヤーンを用いて、＠
ｉ密度および緯密度がそれぞれ２４本／ス′の平織物を
作製した。次に、この平織物の片面に表１に示す配合の
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６５ｇ／ｍ”であった。そし
て、１５０°Ｃで１４分間加硫して片面にゴム組成物を
コーティングした織布を２枚得、この織布２枚から縫製
により実施例と同じ形状の袋体を作製した。

（性能比較テスト） 次に、実施例に係る袋体と比較例１および２に係る袋体
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の各々について１００
０個のハングを作製して、各バ・ングに２ｋｇ／ｃｍ２
の内圧を付加して、破裂しなかったノ＼ッグの個数を調
査した。

■収納性　　バッグを２０ｃｍ角に折り曲げて重ねたと
きの高さを測定し、比較例２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　　ハングに２　ｋｇ／ｃｎ＋２の内圧を負荷
したときに、ハングの先端部が完全に展張位置に到達す
るまでの時間を測定し、比較例２を１００とした指数で
表した。この指数が低ｕ）ｔｆ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２に示す。

表２ 表２に明らかなように、本実施例に係る袋体と比較例１
に係る袋体は、２１（ｇ／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
２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、実施例に係る袋体は、テープ又はテープ状の
ものを加熱しながら巻き取ったものであるから、マンド
レル曲面にぴったり沿った均質な構造を有し、実施例の
袋体の収納性および展開性は比較例２に比して顕著に向
上するとともに、比較例１をも大幅に上回る優れたもの
である。

〔発明の効果］ ■本発明に係る袋体は、織物や編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加熱し
ながらマンドレルに巻きつけた構造であるから、巻きつ
けが容易で極めてコンパクトで収納性に優れ、信転性か
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、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、フィラメントは加硫処理でエラス
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、フィラメントで強化した強靭
な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緩衝用
ハング、鉱内爆発による爆風遮断用ガスハング、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
断熱性材などにも適用できる。

【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
ゴム溶液をコーティングしたテープ断面とマンドレル縁
部の拡大図、第３図はマンドレルの断面図である。 １・・テープ状の開繊糸、５・・テープ、６゜・・モノ
フィラメント、１１・・遠赤外線ヒータ、１４・・円板
状マンドレル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）繊維の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
   のものを加熱しながら所定の大きさおよび形状を有する
   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 ２）繊維のヤーンまたはトウを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開繊してテープ状のもの
   を得、このテープ状のものを加熱しながら所定の大きさ
   およ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が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にエラストマーをコ
   ーティングしてテープを得、このテープを加熱しながら
   所定の大きさおよ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が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
   のものを加熱しながら所定の大きさおよび形状を有する
   マンドレルの周りに巻きつけた後、このテープ状のもの
   の表面にエラストマーをコーティングすることを特徴と
   する可撓性袋体繊維成形物の製造方法 ５）繊維のヤーンまたはトウを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開繊して得たテープ状の
   ものにエラストマーをコーティングしてテープを得、こ
   のテープを加熱しながら所定の大きさおよび形状を有す
   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 ６）繊維のヤーンまたはトウを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開繊してテープ状のもの
   を得、このテープ状のものを加熱しながら所定の大きさ
   および形状を有するマンドレルの周りに巻きつけた後、
   このテープ状のものの表面にエラストマーをコーティン
   グ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 ７）エラストマーがゴム組成物であって、マンドレルの
   周りに巻きつけた上記エラストマーをコーティングした
   テープに加硫処理を施すことを特徴とする請求項３、４
   、５または６記載の可撓性袋体繊維成形物の製造方法