JPH0397949A - 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、乗員の保護を図るエアバッ
グに関する考案が知られてている。（例えば、実公昭６
１−１１０８４号公報参照、以下、従来技術］という） また、フィラメントワインディング法によって可撓性袋
体繊維成形物を製造する方法に関しては、特公昭４６−
４０４３６号公報に開示されている。

（以下、従来技術■という） （発明が解決しようとする課題） 従来技術Ｉに係るエアバッグは、普段はステアリングホ
イルに装着されており、車両衝突時にその変動を検知し
て膨張展開して車両乗員の胴部および頭部を保護するも
のである。そして、このエアバッグは一般に織物を縫製
して作製されているが、膨張展開時の高圧のガス噴射圧
力に耐えるために強力で厚い素材とならざるを得ず、ま
た、その縫製加工は、所定の立体形状に適合するように
裁断された異なった曲線の織物同志を合わせて継合わせ
る作業なので、困難で且つ熟練を要するだけでなく、そ
の継合部はよせのために皺やほつれが生じ、その継合部
の強度にばらつきを生じやすい。これを防止するために
は、縫製にも特別の工夫が必要になる。その結果、エア
バッグが嵩高となり、コンパクトな収納ができないだけ
でなく、基本的に縫製そのものに対して万全の信頼がお
けないという問題があった． また、かかる織物を用いたエアバッグの製造工程として
は、製織、エラストマーのコーティングとその乾燥、架
橋および上記縫製加工からなるものが一般的である。こ
のように多工程からなるので製造コストが嵩むだけでな
く、この縫製において継合加工部を長くすると自動化（
例えば、二本針ξシンの導入）が困難となり、多数の人
手と時間を要し、経済的に製造できない．また、織物を
縫製せずに接着や溶着加工で継合わせる方法も一部検討
されているが、信頼性が得られないという問題がある。

従来技術■に係る方法は、第８図に示すように、マルチ
フィラメントのローブ状のもの２５をマンドレル２６に
巻きつける方法であるため、必要以上に膜厚が厚く嵩高
となり、フィラメント間にエラストマーを均一に含浸さ
せることが困難で、しかも１サイクル当たりの被覆面積
が小さいため相当な時間を要し、経済的な製造方法とは
いえない。

本発明は従来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、その目的とするところは、自由な形状設
計ができ、コンパクトな構造で巻きつけが容易で且つ信
頼性が高い、一体構造の可撓性袋体繊維成形物とその製
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を
第一の発明とし、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を得、このテー
プを所定の大きさおよび形状を有するマンド鴨・ルの周
りに巻きつけて製造することを特徴とする第一の発明に
係る可撓性袋体繊維威形物の製造方法を第二の発明とし
、 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を得、このテ
ープを所定の大きさおよび形状を有するマンドレルの周
りに巻きつけて製造することを特徴とする第一の発明に
係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にエラストマーをコーティング
し、このテープ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て製造することを特徴とする第
一の発明に係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を得、このテープを所定の大きさ
および形状を有するマンドレルの周りに巻きつけた後に
該テープ表面にエヲストマーをコーティングすることを
特徴とする第一の発明に係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得たテープにエラス
トマーをコーティングし、このテープを所定の大きさお
よび形状を有するマンドレルの周りに巻きつけて製造す
ることを特徴とする第一の発明に係る可撓性袋体繊維成
形物の製造方法を第六の発明とし、 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を得、このテ
ープを所定の大きさおよび形状を有するマンドレルの周
りに巻きつけた後に該テープ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第一の発明に係る可撓性
袋体繊維成形物の製造方法を第七の発明とし、第四、第
五、第六または第七の発明において、エラストマーがゴ
ム組戒物であって、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
第八の発明とする． 本願明細書において、「テープ」とは、「１本または複
数のヤーン（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
に配置したちの」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ボリアミド繊維、
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１０００〜３００００　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
すく、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
戒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
．エラストマーのテープへのコーティングは、テープを
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、スチレンブタジエ
ン系、エチレンプロピレン系などの合或ゴムの単独ある
いは２種以上を混合し、補強剤、Ｎｍ．剤、加硫剤など
を配合した組ｔｈ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、ハロゲン化プチ
ルゴム、シリコン系およびフッ素系などの合戒ゴムの単
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：エラストマ一一９０〜４０　Ｆ　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
等の鋭いエッ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の充填率としては
、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、本発明の目的を達或するこ
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
せて熔融付着させる方法も行うことができる。

本発明においてテープ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
の積層構造で形威することによって、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一の加硫処理は、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
、脱型後形状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ーが所定
の接着力を発揮する温度すなわち１２０〜１９０゜Ｃが
望ましく、エラストマ一の熱分解を考慮して、加熱温度
２００″Ｃ、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、脱型可能な形状に戒形する場合は
、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
じた形状に戒形する場合は石膏、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） テープ状の開織糸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、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
体繊維威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ｌ］ 第１図において、１はポリバラフェニレン・３．４ジフ
ェニルエーテル・テレフタルアミドの１５００Ｄ．　／
１０００　Ｆのヤーンで、これらを５本引揃えてトウ状
にしたものがローラー２、３を経て１０ｍ／ｓｉｎの速
度で歯車４、５の間を通過する。歯車４、５は９０ｍ／
ｗｉｎの外周速度でヤーン１の進行方向（矢印方向）に
回転しており、従って、ヤーン１はこの歯車４、５によ
り進行方向に何回も抜かれる．しかも歯車４の歯先４は
第２図に示すように鋭く仕上げられており、歯車５の歯
先５′は第２図に示すように丸く仕上げられている。従
ってこれらの歯先の間をヤーン１が通過する際、歯車４
の鋭い歯先４′においてはフィラメントは愈，角度で曲
げられるため、第２図（イ）に示すようにフィラメント
の片面は常に弾性限界を超えて大きく伸ばされ、一方、
歯車５の先端の丸い歯先５′においてはフィラメントは
徐々に曲げられるため、第２図（口）に示すようにフィ
ラメントにはあまり歪みが与えられない。その結果、こ
れらの歯車４、５の間を通過したフィラメントには常に
片面のみ強く引き伸ばされたことによる歪みが残るので
、このフィラメントの張力を弛緩すると第３図のように
この歪みの差によりフィラメントはカールする。

すなわち、第１図において、ローラー２、３とローラー
６、７との間が３％のオーバーフィード歌態になってい
るので、歯車４、５で抜か〆 れたヤーンは歯車４、５とローラー６、７の間で張力が
弛緩されることにより、第４図（ハ）の如くヤーンを構
戒する各モノフィラメントにはそれぞれカールが発生し
、このカールが発生する力で他のモノフィラメントを押
しやり、その結果ヤーンは厚さに対して横方向に約２０
０倍くらいに薄く広がる． ただしこのままではフィラメントはカール状で糸長方向
に伸縮性があるので、この広がった状態を保ったまま第
１図のローラー６、７とローラー８、９との間でこれを
再び３％引き伸ばすと、第４図（二）の如くストレート
な状態で横に広がった非常に薄いテーブ１０になる。

次いでこのテーブ１０をゴム溶液含浸装置１１に通して
次頁の表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ｌ２を含浸させた後、ドクターナイフ１３で
付着量を２０　ｇ　／ｍ”にコントロールした。このよ
うにしてゴム溶液をコーティングした、厚さが４０μｍ
で幅が８−の極薄のテープ１０′を得た。このテープ１
０′の断面を拡大したものは第７図に示されている。第
７図において、１ａはモノフィラメントである。

表１ 上記テープ１０′をローラーｌ４、ｌ５を経て、円板状
マンドレルＩ８の回転軸ｌ７と平行方向に往復動ずるデ
リバリーアイｌ６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１８上に、巻きつけ角度
ｌ４．５゜、テープの送り速度０．４５ｍ／ｓｅｃで均
一に隙間がなくなるまで捲きつけた。前述の第７図はテ
ープ１０′の断面と円板状マンドレル１８の縁部を拡大
した図である。

この後、１８０゜Ｃ，　０．５　ｋｇ／ｍｓ”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ｌ８を分解してマ
ンドレル上に形威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
８の代わりに第５図に示すようなブチルゴム製の直径５
００　ｍの中空球状マンドレル１９を用いた以外は実施
例１と同様の構戒である。

第５図において、２０は空気を注入するためのバルブで
あり、２１は空気供給バイブ、２２は空気供給バイブに
穿設された小孔である。空気供給バイプ２ｌに設置され
た鏡板２３の径は５０ｍとした。

図の状態はバルブ２０を開いて空気供給パイプ２１の小
孔２２より中空球状マンドレル１９内に空気を吹き出し
て、球状マンドレル１９の内圧を０．３ｋｇ／ａｌｌ”
とした状態を示している。

そして、球状マンドレル１９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、デリバリーアイＩ６を
介して上記テープ１０′を球状マンドレル１９上に、巻
きつけ角度１４。５゜、テープの送り速度０．４５ｓ／
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２０より球状マンドレル１９内にさらに空気を
注入して球状マンドレル１９の内圧を０．５ｋｇ／ｍ＋
＊”まで上昇させ、このマンドレルを１８０゜Ｃのオー
ブン（図示せず）中に１０分間放置して加硫を完了し、
モノフィラメント間をゴムで強固に接着した。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２０を開いてマンドレル内の空気を抜き
、ブチルゴム製の球状マンドレル１９を空気供給パイプ
２１と共に取り出し、第６図に示すような球状の袋体２
４を得た。

この袋体２４の厚みは１２０μｍで、２　ｋｇ／ｍｍ”
の内圧でも破裂しない高強度のものであることを＆ｆ１
認した。そして、袋体２４の任意の部分から、１０ｍｍ
Ｘ１００　ａｍの短冊状の形状のものを５本切り出して
、引張試験を行った。いずれの試験片の破断張力も９０
〜１２０　ｋｇ／ｃｎ＋の範囲内にあり、袋体が全体と
して略均一な強度を有していることが確認できた． （発明の効果） ■本発明に係る袋体は、織物や編物から戒形される袋体
と異なり、極薄のテープ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頼性が高
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、一体構造の強靭な袋体繊維威形物を安価に製
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
な袋体繊維威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威
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、アドバルーン
、飛行船等の気球類、高速移動体の衝突時の衝撃緩衝用
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
フィラメントの受ける歪みをモデル的に示す図、第３図
はフィラメントのカール発生状態を説明する図、第４図
はヤーンの開繊状態を示す図、第５図は球状マンドレル
および空気供給パイプの断面図、第６図は球状袋体の平
面図、第７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８図は従来技術に係るマ
ルチフィラメントのローブ状のものの断面とマンドレル
縁部の拡大図である。 １・・ヤーン、ｌａ・・モノフィラメント、１０．１０
”・・テープ、１８・・円板状マンドレル、１９・・球
状マンドレル、２４・・袋体 第２図 第４図 第５図 第７図 第６図 第８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 ２）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を得、このテープを所定の大
   きさおよび形状を有するマンドレルの周りに巻きつけて
   製造することを特徴とする請求項１記載の可撓性袋体繊
   維成形物の製造方法 ３）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を得、こ
   のテープを所定の大きさおよび形状を有するマンドレル
   の周りに巻きつけて製造することを特徴とする請求項１
   記載の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にエラストマーをコーティン
   グし、このテープ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て製造することを特徴とする
   請求項１記載の可撓性袋体繊維成形物の製造方法 ５）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を得、このテープを所定の大
   きさおよび形状を有するマンドレルの周りに巻きつけた
   後に該テープ表面にエラストマーをコーティングするこ
   とを特徴とする請求項１記載の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得たテープにエ
   ラストマーをコーティングし、このテープを所定の大き
   さおよび形状を有するマンドレルの周りに巻きつけて製
   造することを特徴とする請求項１記載の可撓性袋体繊維
   成形物の製造方法 ７）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を得、こ
   のテープを所定の大きさおよび形状を有するマンドレル
   の周りに巻きつけた後に該テープ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請求項１記載の可撓
   性袋体繊維成形物の製造方法 ８）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４、５
   、６または７記載の可撓性袋体繊維成形物の製造方法