(57)【要約】  本発明は、気体により膨張性を有する膨張部、前記膨張部を支持する非膨張部、および前記膨張部と非膨張部の境界をなす接結部を含み、車両の衝突時に高圧のガスを噴出するインフレータの末端部と前記接結部の間に位置する超音波融着部を含むエアバッグおよびその製造方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体による膨張性を有する膨張部、前記膨張部を支持する非膨張部、および前記膨張部と非膨張部の境界をなす接結部を含み、
車両の衝突時に高圧のガスを噴出するインフレータの末端部と前記接結部の間に位置する超音波融着部を含むエアバッグ。
【請求項２】
前記エアバッグは、ナイロン系原反、ポリエステル系原反、ポリオレフィン系原反、およびアラミド系原反からなる群より選択された１種以上の原反を使用するものである、請求項１に記載のエアバッグ。
【請求項３】
前記エアバッグは、製織密度８０本／ｉｎｃｈ以下である原反を使用するものである、請求項１に記載のエアバッグ。
【請求項４】
前記エアバッグは、総纎度２１０乃至８４０デニールの原糸を含む原反を使用するものである、請求項１に記載のエアバッグ。
【請求項５】
前記超音波融着部は、前記接結部との最短距離が０．１乃至３０ｃｍである、請求項１に記載のエアバッグ。
【請求項６】
前記超音波融着部の幅は、０．１乃至２ｃｍである、請求項１に記載のエアバッグ。
【請求項７】
前記超音波融着部の長さは、１乃至３０ｃｍである、請求項１に記載のエアバッグ。
【請求項８】
前記超音波融着部は、実線型、点線型、曲線型、ジグザグ型、矢尻型、または多線型の形態を有するものである、請求項１に記載のエアバッグ。
【請求項９】
前記超音波融着部は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ  Ｄ  １６８３の方法で測定した接着強度が５乃至５０ｋｇｆ／ｉｎｃｈである、請求項１に記載のエアバッグ。
【請求項１０】
気体により膨張性を有する膨張部、前記膨張部を支持する非膨張部、および前記膨張部と非膨張部の境界をなす接結部を含む二重織物を製織する段階と、
前記二重織物で車両の衝突時に高圧のガスを噴出するインフレータの末端部と前記接結部の間に位置する超音波融着部を形成する段階と、
を含むエアバッグの製造方法。
【請求項１１】
前記超音波融着部形成段階は、周波数１５乃至２０ｋＨｚの超音波を用いて行う、請求項１０に記載のエアバッグの製造方法。
【請求項１２】
前記超音波融着部形成段階は、プレス加圧力３０乃至６０ｐｓｉの条件下で行う、請求項１０に記載のエアバッグの製造方法。
【請求項１３】
前記超音波融着部形成段階は、融着時間０．２５乃至６秒の条件下で行う、請求項１０に記載のエアバッグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の転覆時に、自動車の側面のガラス窓や構造物によって搭乗者が負傷することを防止するエアバッグおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にエアバッグ（ａｉｒｂａｇ）は、走行中の車両が約４０ｋｍ／ｈ以上の速度で正面または側面から衝突した時、車両に加えられる衝突の衝撃を衝撃感知センサで感知した後、火薬を爆発させてエアバッグクッション内部にガスを供給して膨張させることによって、運転者および乗客を保護する装置をいう。
【０００３】
最近、自動車の機能性および便宜性と共に搭乗客の安全に対する関心が高まっていることから、自動車の事故時に搭乗客を安全に保護することができる、安全と関連した装置の重要性が徐々に増大していく傾向にある。このような安全装置のうち、特にエアバッグシステムは、シートベルトと共に使用されて自動車の正面衝突や側面衝突時に搭乗客が傷害を受けることを防止する機能を果たしている。一方、前記エアバッグシステムのうち、特に自動車の側面衝突と関連したエアバッグシステムは、通常、搭乗客の頭部の保護のためのカーテンエアバッグ（Ｃｕｒｔａｉｎ  Ａｉｒ−Ｂａｇ）と、搭乗客の横腹部の保護のためのサイドエアバッグ（Ｓｉｄｅ  Ａｉｒ−Ｂａｇ）に区分して使用されている。ここで、前記カーテンエアバッグは、通常、車室内の側部上端に沿って設置され、自動車の衝突時にカーテン式に展開される構造を取っており、前記サイドエアバッグは、ドアやシートの側面に装着され、搭乗客の横腹部がドアをはじめとする車体に直接ぶつけられて傷害を受けることを防止するようにしている。
【０００４】
特に、サイドカーテン型エアバッグは、自動車の転覆時に搭乗者が自動車の側面のガラス窓や構造物と衝突することを防止する目的で、自動車の側面のガラス窓または側面の構造物に設置するエアバッグをいう。自動車の正面に設置される通常のエアバッグは、自動車の衝突時に爆発性ガスにより迅速に膨張するとともに、この後、短時間内にエアバッグ内のガスが排出されてこそ、エアバッグにより加えられる搭乗者の２次衝撃を防止することができ、運転者の視野も確保することができたのである。そのために、自動車の正面に設置される従来のエアバッグの大部分には、空気を排出する孔が設置されている。しかし、サイドカーテン型のエアバッグは、自動車が転覆または転がる場合、自動車の側面のガラス窓または側面構造物から乗客の頭を保護する装置であるため、自動車が転覆して転がる少なくとも６秒の間にも、サイドカーテン型のエアバッグが引き続き膨張していて乗客の頭部付近を安全に支持しなければならない。そのためには、エアバッグの縫製部位および原反から、ガスが必要以上に漏れてはならない。したがって、一般にサイドカーテン型のエアバッグには空気排出孔を形成しない。
【０００５】
したがって、自動車転覆などの事故の際、搭乗者を安全に保護することができる程度に、優れた内圧維持性能および優れたエアバッグ展開性能が発揮されるようにすべく、すなわち、インフレータガスがエアバッグクッションに効果的に伝達されるようにすべく、優れた機械的物性および展開性能を有するエアバッグの開発に対する研究が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、車両の衝突時にインフレータから噴出する高温高圧ガスによりエアバッグクッションの破裂を防止し、優れた内圧維持性能および展開性能を有するエアバッグを提供しようとするものである。
【０００７】
本発明はまた、前記エアバッグの製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、気体による膨張性を有する膨張部、前記膨張部を支持する非膨張部、および前記膨張部と非膨張部の境界をなす接結部を含み、車両の衝突時に高圧のガスを噴出するインフレータの末端部と前記接結部の間に位置する超音波融着（溶着welded）部を含むエアバッグを提供する。
【０００９】
本発明はまた、気体による膨張性を有する膨張部、前記膨張部を支持する非膨張部、および、前記膨張部と非膨張部の境界をなす接結部を含む二重織物を製織する段階と、前記二重織物にて、車両の衝突時に高圧のガスを噴出するインフレータの末端部と前記接結部の間に位置する超音波融着部を形成する段階と、を含むエアバッグの製造方法を提供する。
【００１０】
以下、発明の具体的な実施形態によりエアバッグおよびその製造方法についてより詳しく説明する。ただし、これは発明の一例として提示されるものであり、これによって発明の権利範囲が限定されるのではなく、発明の権利範囲内で実施形態に対する多様な変形が可能であることは当業者に自明である。
【００１１】
なお、本明細書全体において、特別な言及がない限り、「含む」または「含有する」とは、ある構成要素（または構成成分）を特別な制限なしに含むことを称し、他の構成要素（または構成成分）の付加を除くものと解釈されてはならない。
【００１２】
本発明者らの実験結果、瞬間の高温高圧のインフレータ展開状況にて強い圧力に対する十分な耐久性を保有できるように、エアバッグ製造時に、破裂が発生しやすい接合部の付近に超音波融着部を形成することにより、優れた耐久性および機械的物性を示し、エアバッグ作動時に優れた展開性能および向上した安定性を確保できることが明らかになった。
【００１３】
そこで、発明の一実施形態によると、本発明は、所定の特性を有する超音波融着部を含むエアバッグを提供する。このようなエアバッグは、気体による膨張性を有する膨張部、前記膨張部を支持する非膨張部、および前記膨張部と非膨張部の境界をなす接結部を含み、車両の衝突時に高圧のガスを噴出するインフレータの末端部と前記接結部の間に位置する超音波融着部を含む。
【００１４】
特に、本発明のエアバッグは、接合部付近に超音波融着部を形成することによって、優れた耐久性および機械的物性を示し、エアバッグ作動時に優れた展開性能および向上した安定性を確保することを特徴とする。
【００１５】
前記超音波融着部は、前記接結部との最短距離が０．１乃至３０ｃｍ、好ましくは０．５乃至２５ｃｍ、より好ましくは１乃至２０ｃｍであってもよい。前記最短距離は、融着部形成による接結部の損傷を防止する観点から、０．１ｃｍ以上であってもよく、エアバッグ展開時に接結部の効果的な保護機能を向上させる側面から、３０ｃｍ以下であってもよい。
【００１６】
また、前記超音波融着部の幅は、０．１乃至２ｃｍ、好ましくは０．１５乃至１ｃｍ、より好ましくは０．２乃至０．５ｃｍであってもよい。前記超音波融着部の長さは、１乃至３０ｃｍ、好ましくは２乃至２０ｃｍ、より好ましくは３乃至１５ｃｍであってもよい。前記超音波融着部は、車両の衝突時、インフレータから噴出する高温高圧のガスから接合部の保護性能を向上させる観点から、幅と長さが、それぞれ０．２ｃｍ以上および１ｃｍ以上に形成されてもよい。また、前記超音波融着部の幅と長さは、自動車の転覆や衝突時に、エアバッグの効果的な展開段階における脱着（剥離）の際に原反の損傷を防止する観点から、それぞれ０．５ｃｍ以下および３０ｃｍ以下であってもよい。
【００１７】
本発明のエアバッグにおいて前記超音波融着部は、実線型、点線型、曲線型、ジグザグ型、矢尻型、多線型（multilinear）などの形態を有することができ、エアバッグの接合部（ｓｅａｍ）の形状により、多様な形態に組み合わせて形成してもよい。一方、前記超音波融着部は、接合部の保護性能を向上させる観点から、曲線型、ジグザグ型、矢尻型、多線型が好ましく、脱着時における原反の損傷を防止する観点からは実線型、点線型などが好ましい。
【００１８】
前記超音波融着部は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ  Ｄ  １６８３の方法で測定した接着強度が５乃至５０ｋｇｆ／ｉｎｃｈ、好ましくは１０乃至４０ｋｇｆ／ｉｎｃｈ、より好ましくは１５乃至３０ｋｇｆ／ｉｎｃｈであってもよい。前記超音波融着部の接着強度は、接合部保護効果を増進させる観点から５ｋｇｆ／ｉｎｃｈ以上であってもよく、脱着時に原反損傷を防止する観点から５０ｋｇｆ／ｉｎｃｈ以下であってもよい。
【００１９】
一方、本発明にて、接合部とは、自動車用エアバッグにおいて気体により膨張性を有する膨張部と前記膨張部を支持する非膨張部との間で境界をなす部分をいうのであり、接合部はエアバッグ展開時に、膨らみを発生させる気体について膨張部から抜け出ることができないようにし、膨張する気体の圧力に耐える役割を果たす。
【００２０】
まず、本発明のエアバッグ用原反（布地）には、通常、製織を通じて形成された織物が主に使用される。前記織物としては、ナイロン系原反、ポリエステル系原反、ポリフェニレンスルフィド（ＰＥＮ；ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｓｕｌｆｉｄｅ）系原反、およびアラミド系原反からなる群より選択された１種以上の原反を含む織物を使用することができる。本発明で使用される織物の種類もそれほど限定されないが、エアバッグ用原反として要求される項目である低通気性、高強力、高耐熱性、フォールディング性（折り畳み性）および高温−高湿で長時間放置される際の優れた引張強力維持率と耐熱老化性、そしてエアバッグ展開時に２次被害を防止する優れた自己消火性と優れたエネルギー吸収性などを考慮した時、ナイロン６６の原反を使用することが好ましい。また、前記原反には、必要に応じて、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むこともできる。
【００２１】
前記エアバッグ用原反に使用される原糸としては、総纎度が２１０乃至８４０デニール、好ましくは３１５乃至５２５デニールであり、フィラメント数は６０乃至２００、好ましくは６０乃至１５０であり、引張強度は７．０乃至１０．０ｇ／ｄ、好ましくは８．２乃至９．５ｇ／ｄであり、熱収縮率は６〜７％の水準であるものを使用することができるが、特にこれに限定されるのではない。
【００２２】
本発明のエアバッグ用原反は、通常の方法で緯糸および経糸のビーミング（ｂｅａｍｉｎｇ）、製織、精練、およびテンタリング工程を経て製造されたものを使用することができる。特に、前記原反は、一体型製織方式（ＯＰＷ、Ｏｎｅ  Ｐｉｅｃｅ  Ｗｏｖｅｎ）で、分離された２層の織物層（織地）を同時に製織し、前記の２層の織物層が接結点により部分的に接結されている二重織物を使用することができる。このような二重織物、すなわち、空気などの気体による膨張性がある織物は、分離された２層の織物とこの２層の織物間の接結点を有している。接結点により閉鎖された領域を有する織物は各単一層が空気などにより急激に膨張する時、２層を堅固に結束させる役割を果たし、２層が連結される部分の気体の流出現象があってはならない。そのために、二重織物で接結部分の組織として３×３バスケット織（斜子織）や２×２バスケット織が主に使用されてもよい。また、前記接結部を境界とする非膨張部は、前記膨張部を支持するためのものであり、接結点を中心として分離された２層の二重織物部の形態が維持されるのでも、平織形態の組織などが使用されるのでもよい。
【００２３】
前記エアバッグ用原反は、外部の引張力に対して伸張の抵抗力が高い平織地を織物層として使用し、同時に製織される、膨張部の上面および下面の織物層をそれぞれ異なる組織で製織することによって、このような問題点を解決することができる。好ましくは、前記膨張部で同時に製織された上面および下面の織物層のカバーファクター値が、下記計算式１により１，９００以上である高密度製織により、空気袋の気密性をさらに良好にすることができる。前記でカバーファクターが１，９００未満であるときは、空気膨張時に、空気が外部に容易に排出されるという問題が発生することもある。
[計算式１]
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【００２４】
特に、前記エアバッグ用原反の製織密度は、つまり、経糸密度および緯糸密度は、それぞれ、８０本／インチ以下、または４０乃至８０本／インチ（ｔｈ／ｉｎｃｈ）、好ましくは７５本／インチ以下、または４５乃至７５本／インチ、より好ましくは７２本／インチ以下、または４９乃至７２本インチであってもよい。前記膨張部の織物層の製織密度は、製織生産効率の観点から８０本／インチ以下であってもよい。また、経糸繊度および緯糸纎度は、それぞれ２１０乃至８４０デニール、好ましくは３１５乃至５２５デニールであってもよい。
【００２５】
一方、本発明の他の実施形態によると、前述のようなエアバッグを製造する方法が提供される。前記エアバッグは、気体により膨張性を有する膨張部、前記膨張部を支持する非膨張部、および前記膨張部と非膨張部の境界をなす接結部を含む二重織物を製織する段階と、前記二重織物で車両の衝突時に高圧のガスを噴出するインフレータの末端部と前記接結部の間に位置する超音波融着部を形成する段階と、を含む。
【００２６】
本発明のエアバッグを製造するに際し、前記超音波融着部の形成段階は、周波数１５乃至２５ｋＨｚの超音波を用いて行うことができる。前記超音波の周波数は、好ましくは１８乃至２３ｋＨｚ、より好ましくは１９乃至２１ｋＨｚであってもよい。前記超音波の周波数は、エアバッグ用原反で超音波融着部の接着強度を向上させる観点から１５ｋＨｚ以上であってもよく、脱着の際に原反の損傷を防止する観点から２５ｋＨｚ以下であってもよい。
【００２７】
また、前記超音波融着部の形成段階は、プレス加圧力３０乃至６０ｐｓｉ、好ましくは３５乃至５５ｐｓｉ、より好ましくは４０乃至５０ｐｓｉの条件下で行うことができる。前記超音波プレスの圧力は、前記融着部が十分な接着強度を確保する観点から３０ｐｓｉ以上であってもよく、脱着の際に原反の損傷を防止する観点から６０ｐｓｉ以下であってもよい。
【００２８】
前記超音波融着部の形成段階は、融着時間０．２５乃至６秒（ｓｅｃ）、好ましくは０．５乃至５秒、より好ましくは０．７５乃至４秒にて行うことができる。前記超音波融着の時間は、前記融着部が十分な接着強度を向上させる観点から０．２５秒以上にて行うことができ、脱着の際に原反の損傷を防止する観点から６秒以下にて行うことができる。
【００２９】
また、本発明のまた他の実施形態により、前述のようなエアバッグを含むエアバッグシステムが提供される。前記エアバッグシステムは、関連業者によく知られた通常の装置を備えることができる。前記カーテンエアバッグ（Ｃｕｒｔａｉｎ  Ａｉｒｂａｇ）は自動車の側面衝突や転覆事故の際に乗客を保護することとなる。
【００３０】
本発明において前述の内容以外の事項は、必要に応じて加減が可能であるため、本発明では特に限定しない。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、一体型製織方式で同時に製織される２つの分離された織物層における特定位置に超音波融着部を形成することによって、エアバッグ展開時に容易に破裂が発生する接合部についての耐久性を顕著に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態により超音波融着を適用したエアバッグクッションを示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るエアバッグ内圧の測定装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の理解のために好ましい実施例を提示するが、下記の実施例は本発明を例示するためのものに過ぎず、本発明の範囲が下記の実施例に限定されるのではない。
【００３４】
実施例１〜４
下記表１に示されている条件下で、ジャカード織機を用いて一体型製織方式（ＯＰＷ ）でサイドカーテン型のエアバッグを製造した。
【００３５】
特に、図１に示したような実線型の形態にて、車両の衝突時に高圧のガスを噴出するインフレータの末端部と、前記接結部との間に位置する超音波融着部を形成した。
【００３６】
比較例１
下記表１に示したように、別途の超音波融着部を形成しないことを除いては、実施例１と同様な方法で、ジャカード織機を用いて一体型製織方式（ＯＰＷ）でサイドカーテン型のエアバッグを製造した。
【００３７】
比較例２
下記表１に示したように、原糸纎度を異にし、別途の超音波融着部を形成しないことを除いては、実施例３と同様な方法でジャカード織機を用いて一体型製織方式（ＯＰＷ）でサイドカーテン型のエアバッグを製造した。
【００３８】
実施例１〜４および比較例１〜２により製造されたエアバッグに対して次のような方法で物性評価を測定し、測定結果を下記表１に示した。
【００３９】
１）内圧評価
前記実施例１〜４および比較例１〜２のエアバッグ用原反を使用してサイドカーテン型で車両用エアバッグを製造し、別途のエイジングなしに、常温条件下でエアバッグ内圧維持性能を次のような方法で測定した。
【００４０】
まず、図２に示したように、空気（Ａｉｒ）として１６ｂａｒの窒素圧縮ガスを瞬間的に注入することでエアバッグを展開させた後に、エアバッグ内圧の変化を時間別に観察して、瞬間圧力注入時の最大圧力および６秒経過後のエアバッグ内圧をそれぞれ測定した。
【００４１】
２）融着有無評価
融着部位を直接引っ張ってみて融着の有無を評価し、接合部であるシーム（Ｓｅａｍ）と同一に接合されている場合、融着が発生したと表示し（「有」と表示）、接合されずに分離される場合、融着が発生しなかったと表示した（「無」と表示）。
【００４２】
３）脱着時の損傷有無の評価
融着部位を視覚的に観察して脱着時の損傷有無を評価し、脱着部位に損傷によるホールが発生した場合、脱着時に損傷が発生したと表示し（「有」と表示）、ホールがない場合、脱着時に損傷が発生しなかったと表示した（「無」と表示）。
【００４３】
４）クッション接合部（ｓｅａｍ）の損傷有無の評価
エアバッグ展開後、接合部（ｓｅａｍ）部位を視覚的に観察してクッション接合部（ｓｅａｍ）部位の損傷有無を評価し、接合部（ｓｅａｍ）部位の組織が開いたり、組織内原糸が破れた場合、クッション接合部（ｓｅａｍ）部位の損傷が発生したと表示し（「有」と表示）、展開前と同一に組織に何ら変化もない場合、クッション接合部（ｓｅａｍ）部位の損傷が発生しなかったと表示した（「無」と表示）。
【００４４】
【表１】
2016530160.tif 000004
前記表１に示されているように、本発明による実施例１〜４のエアバッグは、インフレータを用いた展開時に損傷が発生する接合部付近に、効果的に超音波融着部が形成されており、エアバッグ展開時に融着部位の脱着（剥離）が行なわれることに起因する原反の何らの損傷も現れなかった。そして、エアバッグ展開時に発生する気体が、接結部と衝突する前に、融着されている部位と先に衝突して衝撃を緩和させて衝撃から接結部を保護して損傷が発生しないようにし、これによって、クッション内部の圧力を長期間維持することができるようにするなど、優れた特徴を有することが分かる。
【００４５】
反面、既存の方法にしたがい、超音波融着をしていない比較例１〜２の場合には、インフレータで展開する際に接結部に損傷が発生したことが確認され、これによって、自動車転覆などの事故時に搭乗者を安全に保護することができる程度には優れた内圧維持性能および優れたエアバッグ展開性能が発揮されないという問題が発生するおそれがある。
【図１】
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【図２】
2016530160.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月2日(2016.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
まず、本発明のエアバッグ用原反（布地）には、通常、製織を通じて形成された織物が主に使用される。前記織物としては、ナイロン系原反、ポリエステル系原反、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ；ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  ｓｕｌｆｉｄｅ）系原反、およびアラミド系原反からなる群より選択された１種以上の原反を含む織物を使用することができる。本発明で使用される織物の種類もそれほど限定されないが、エアバッグ用原反として要求される項目である低通気性、高強力、高耐熱性、フォールディング性（折り畳み性）および高温−高湿で長時間放置される際の優れた引張強力維持率と耐熱老化性、そしてエアバッグ展開時に２次被害を防止する優れた自己消火性と優れたエネルギー吸収性などを考慮した時、ナイロン６６の原反を使用することが好ましい。また、前記原反には、必要に応じて、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むこともできる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
前記超音波融着部形成段階は、周波数１５乃至２５ｋＨｚの超音波を用いて行う、請求項１０に記載のエアバッグの製造方法。
【国際調査報告】
2016530160.tif 000007
2016530160.tif 000008
2016530160.tif 000009
2016530160.tif 000010