JPH05500641A - エアバッグ及びそのラミネート並びにラミネートの製造法 - 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】 本発明は、しばしばエアバッグと称される、可撓性のガス容器に頼る自動車の受 動拘束系に使用するためのラミネートに関する。

発明の背景 膨張式エアバッグは、膨張ガスに対して不透過性の材料からつくられた設計の如 き、幾つかの異なる設計からなっていた。これらは、バッグのガス抜きを開始す るための噴出バッチに頼るか、またはガスを放出するように選ばれたサイズの穴 部に頼る。幾つかの変型では、穴部はガス圧力のもとにサイズが増大する。何と なれば、バッグの材料が可撓性であるからである。その他のバッグは、通気性が 変わる一つ以上の層を有する連続多孔質の材料からつくられ、これはガスの圧力 のもとに成る程度伸びて、それにより充分な加圧及び占有者衝撃応力でバッグの ガス放出能力を増大する。その他の概して非多孔質のバッグは、ガス圧力のちと にバッグが充分に展開すると膨張ガスを放出する多孔性領域を有する。更に別の バッグは、バッグの膨張を可能にする不通気性被覆物で被覆された弾性の編織物 バッグであり、その被覆物はバッグがガス圧力のもとに伸びる場合に亀裂を生じ て通気性になる。

下記の米国特許は、種々の組成のバッグのこれらの種々の型を説明するものであ り、背景及び説明に関する参考として本明細書に含まれる。米国特許第３．７９ ９．５７４号、同第３．９３７．４８８号、同第３．８０７．７５４号、同第３ ．８９２．４２５号、同第３．６１８．９８１号、同第３．８８８．５０４号、 同第４．０９７．０６５号、同第４．１５３．２７３号、同第４．１６９．６１ ３号、及び同第４．３６０．２２３号明細書。

ガスは、黒色火薬、アジ化す）　ＩＪウム等の如き着火可能噴射前から発生され る。一般に、このような噴射剤の発火が起こる場合、ガスがバッグに放出され、 同時に燃焼粒子、未燃焼粒子及び燃焼中の粒子が同様に放出される。小さいサイ ズの粒子は、バッグ中につくられた大小の穴を通ってエアバッグから逃散して、 自動車の内部へのバッグの膨張のためのガスの放出を可能にし、この場合、それ らは占有者を傷つけることがある。エアバッグ中のアジド型のガス発生剤は、酸 化ナトリウム／水酸化ナトリウムその他の微細な粒状物からなる肺、眼、及び一 般に粘膜刺激性の粒子の微細な煙を自動車の乗客区分室にあふれさせる。このよ うなガス発生剤は、例えば、米国特許第４．５７８．２４７号及び同第４．５９ ０．０４１号明細書に開示されている。スクリーン式フィルター兼冷却装置が、 ガス排出から粒子を除去しようとしてガス発生装置内で利用されていた。フィル ターの目詰りの問題及び圧力の増大の問題が、米国特許第４．１１６．４６６号 明細書に説明されているように時々生じる。ガスの流れの制限の問題及びエアバ ッグの展開時間の短縮の問題が米国特許第４．１３１．２９９号明細書に開示さ れており、その場合、小型自動車はエアバッグの一層速い展開時間を要する。

ガス発生剤が一旦発火されると、ガス及び溶融粒子の両方がバッグに放出される 。粒子のサイズ及び量は、使用されるガス発生剤の種類に依存する。ガスの一つ の通常の受け器は、米国特許第４．０９７．０６５号明細書に記載されているバ ッグのように、バッグが膨張され展開される場合に、占有者から離れた方向へ向 くバッグの面に二つのガス抜き口／穴部を含むネオプレンゴムで被覆されたナイ ロンバッグである。このようなバッグは許容できる程度に膨張し、次いで負荷（ バッグへの占有者の衝撃）のもとにしぼむが、バッグ膨張の有害な燃焼ガスが自 動車に入り、続いて占有者の肺に入ることを防止しない。

本発明は、有害な粒状物の問題を軽減するとともに、膨張及び負荷のもとのガス 抜きの適切な圧力曲線を維持し、自動車に入る粒子物を除去し、または許容量ま で減少する。

発明の要約 本発明は、加圧下で花火式ガス発生剤により発生されるガスで膨張される膨張性 の自動車乗客の安全のための拘束エアバッグに使用し得るラミネート材料及びラ ミネートの調製方法を含む。ラミネートは、多孔質延伸ポリテトラフルオロエチ レン（ＰＴＦＥ）のフィルムに積層された耐燃性のプレフィルタ−布及び選択さ れたガス圧力のもとにその他の二つの層を支持するのに充分なフープ強度を有す る織布の強い支持層を含んでなる。

耐燃性のプレフィルタ一層は、ガスが生成する場合に燃焼生成物から生じる大き なサイズの粒状物を濾過するようにつくられ、かつ耐熱性であるようにつくられ る。それは混合ノメックス（商標）−ケブラー（商標）アラミドスパンレース繊 維層であることが好ましく、これは高温物質及び／または溶融物質に耐性があり 、ガス流から大きな粒子を除去するプレフィルタ−として作用する。プレフィル タ−レース繊維は、フッ素化エチレン−プロピレンコポリマー樹脂の粒子の分散 液で被覆されることが好ましい。プレフィルタ一層は、熱及び圧力のもとに、多 孔質の延伸ＰＴＦＥのフィルム、及び布、好ましくはガラス布、ポリエステル布 、またはアラミド布の強い保護層（これはエアバッグ内のガスの圧力に対する抵 抗性を付与する）に積層される。布は本明細書中で布状物を意味するように使用 される。

成る実施態様では、層の順序はプレフィルタ一層、延伸多孔質ポリテトラフルオ ロエチレン層、及び保護層である。別の実施態様では、プレフィルタ一層がその 他の二層の間にある。

積層法は、熱可塑性接着剤の点状物が加圧下にラミネートの全ての層中に完全に 押しやられて特定の位置で層を一緒に結合するような方法で、ラミネートの三層 を熱及び圧力のもとに一組のロール（熱可塑性接着剤の点状物をＰＴＦＥフィル ム層に適用するためのグラビアロールを含む）で−緒に圧縮することを含んでな る。充分な空間が接着剤の点状物の間に残されて、ラミネート中の充分なガスの 流れを可能にするが、充分な接着剤の点状物が層の一緒の強い結合のために使用 されて、通常の範囲の充填圧力のもとにエアバッグ内のガスの圧力で離層を防止 する。接着剤の点状物に有益な材料の例は、ＴＰ３ポリウレタンポリマーである 。

図面の簡単な説明 第１図は、花火式ガス発生剤によるガス発生の終了前の膨張エアバッグの断面を 示す。

第２図は、本発明のラミネートの断面を示す。

第３図は、ラミネートの成形法を図示する。

第４図は、ラミネートの断面を示す。

第５図は、ラミネートの断面を示す。

第６図は、更に別のラミネートの断面を示す。

好ましい実施態様の説明 本発明を更に明記し規定するため、図面を引用する。第１図は、強熱された花火 式ガス発生剤からのガス放出が終了する直前で、かつ燃料が消費される直前の、 充分に膨張されたエアバッグを断面で示す。バッグは、ガス不透過性の耐熱性ラ ミネートの上層、即ち占有者に面する層と、ガス発生剤の領域付近の耐燃性のフ レームシールドの積層された下層を含んでなる。ガス発生装置６の壁中の開口部 ８から流出するガス９は、窒素ガスと酸化ナトリウムの非常に高温の混合物（ま た、アジ化ナトリウム及び酸化ナトリウムの溶融粒子及び／または未だ燃焼して いる粒子を含む）である。これらの高温粒子は、占有者に面するバッグの上部の 布１上のネオブレン被覆物２のようなバッグの内部表面、並びに耐熱性のプレフ ィルター層及び多孔質の通気性の積層された下層に衝突する。上層は、ナイロン 織布１上のネオブレンゴム被覆物２であることが都合のよい場合がある。シリコ ーン材料は、その他の耐熱性のエラストマー及びプラスチゾルと同様に被覆物２ として利用し得る。この層は、ガス発生剤の燃焼期間にわたってガス発生剤から の高温のガス及び粒子の衝突に耐え得るものである必要がある。

上層はその端部で縫針の如き手段により下部に付着され、この下部にはその壁部 を介して花火式ガス発生剤、好ましくはアジ化ナトリウム型のガス発生剤のガス 出口の開口部が固定されている。

ガス発生剤の固体燃料の燃焼によりガス発生剤から流出する半径方向に吐き出さ れるガスからバッグの下層を保護するためのフレームシールドがガス発生装置の 開口部を包囲している。ガスは、窒素の他に、アジ化ナトリウム燃料、酸化ナト リウム、及び水酸化す）　ＩＪウムの溶融粒子及び／または燃焼粒子を含む。フ レームシールドは、ネオブレンゴムで被覆されたナイロン織布もしくは噴霧され たシリコーン層またはノメックスアラミド繊維織布のラミネートの充分な保護を 与えるその他の材料であってもよい。フレームシールドは、例えば、縫針により 積層フィルター層に付着され、その領域のかなりの部分を覆う。

この実施態様の積層されたガス透過性の下層は、第２図及び第５図に示されるよ うに、その適切な機能を果たすために幾つかの性質を有する必要がある。また、 内部表面層３は、ガス流により運ばれる大きい粒子のプレフィルタ−として利用 できるために多孔質である必要がある。また、層３は、上記の溶融粒子及び高温 ガスにより損傷されないように耐熱性である必要がある。好ましい層３は７０％ のノメックスアラミドと３０％のケブラーアラミドのスパンレースであるが、ノ メックスアラミドスパンレース、微小ガラス繊維、織ガラス繊維、及び織物もし くはフェルトのノメックスアラミドがまた使用し得る。材料強度はこの層には特 に重要ではない。

ラミネートの層４は微孔質の延伸ＰＴＦＥであり、これは最も微細な（最小の） 未燃焼アジ化ナトリウム粒子、酸化ナトリウム粒子、及び水酸化ナトリウム粒子 （酸化物が水に出会う場合）、並びに花火式ガス発生剤からのその他の粉末残渣 を濾過する。微孔質ＰＴＦＥは米国特許！　３，９５３．５６６号及び同第４． １８７．３９０号明細書に記載されており、それらに示されているように調製さ れる。層４は焼結ＰＴＦＥまたは未焼結ＰＴＦＥのいずれであってもよい。層５ はラミネートにフープ強度を付与し、こうしてそれはガスバッグ内のガス圧力に 耐えることができる。織ガラス繊維は強くて経済的であることが判明したが、強 い織ケブラーアラミド繊維が、充分な強度及び耐熱性のその他の繊維と同様に使 用し得る。それらはエアバッグの端部付近で継目ＩＯに縫うことができ、このよ うな結合のない層３及び４に適当な支持き安全性の余地を与え、それはこれらの 層よりも単位負荷当り低い伸長性を有する。また、層５は織布と不織布の複合材 料であってもよい。

また、成る状況では、ＰＴＦＥ層は支持体層に結合される。

下層のフレームシールド部分は、上層と同様の性質及び組成の、ネオプレンゴム １１で被覆されたナイロン織布層１２である。また、ノメックスアラミド繊維織 布の上に噴霧されたシリコーンまたはその他のポリマーがフレームシールドに使 用し得る。フレームシールドは、通常、第１図に示されるように継目１０により 下層の残部に固定される。層３は、通常ポリマー粒子の分散液からの熱可塑性フ ルオロポリマーの粒子、もしくはＰＶＣまたは低温溶融プラスチックで被覆され る。被覆層３は、熱可塑性樹脂粒子により多孔質の延伸ＰＴＦＥの層４に熱及び 圧力で結合される。結合粒子は結合層中のガスの流れを殆ど妨害しないが、バッ グが膨張される時にフープ強度がバッグ開放プロセス中に必要とされない場合に これらの層を充分に接着させる。通常、ガラス繊維、ポリエステル繊維６または ポリアミド繊維の織布層５は層４に隣接しているが、それに結合されていない。

これらの繊維はバッグ膨張の圧力のもとにその他の層を支持するのに適した強度 のものであることが判明した。

層がエアバッグ内部からの離層圧力に良く抵抗し得るように層を積層するのに好 ましい方法を、第３図を引用して説明する。ロール１３，１４、及び１５は、加 熱及び圧力適用手段を与え、これらは層３，４、及び５を一緒に押し付けて結合 ラミネートを形成する。ロール１３はグラビアロールであり、これは熱可塑性ポ リウレタンまたはその他の熱可塑性の樹脂もしくはポリマーの如き熱可塑性のも しくは溶剤系の接着剤樹脂の点状物２０を例えば１インチ当り３５個の点状物の パターンで層４に適用し、その後、それは供給ロール１７からロール１３と１４ の間を通過する。また、層３は供給ロール１８からロール１３と１４の間に供給 され、同時に層４はロール１３と１４の間のニップでそれらのロールの圧力及び 熱により層３及び４中に押し付けられた熱可塑性樹脂接着剤の点状物により層３ に結合される。合わされた層３及び４はロール１４のまわりからロール１４と１ ５の間のニップ中へと通り、この場合、供給ロール１６からの層５がまたロール １４．！：１５０間のニップ中に通り、ニップの熱と圧力により層４中に押し付 けられた熱可塑性樹脂接着剤により層４に結合される。完成したラミネートは、 それを冷却した後（冷却プロセスは図示されていない）、貯蔵ロール１９に巻き 取られる。

第４図は第２図のラミネートとは別のラミネートを示し、この場合、層５は強い 布に織られたケブラーまたはその他のアラミド繊維からつくられた布であっても よく、層３はケブラー及び／またはノメックスまたはその他のアラミド及びポリ アミドの耐熱性繊維のスパンレースであってもよく、層４は焼結形態または未焼 結形態のいずれかの多孔質延伸ＰＴＦＥ層である。熱可塑性樹脂接着剤の点状物 ２０のパターンに代えて、接着剤のグリッドライン等のパターンが層４に転写す るためにグラビアロール１３に設けられてもよい。布層５はガス発生剤６からの 高温膨張ガス及び粒子に面する内層を含んでもよい。

第５図は、第２図のラミネートの変型を示し、この場合、接着剤の点状物２０が ラミネート中に押し付けられてラミネートの全ての層を一緒に結合していた。

第６図中、層５は不織布と織布の複合材料であり、不織布はＰＴＦＥ層と隣接す る面にあることが好ましく、不織布は、複合材料が最小の引張強さの要件を満た すことを条件として、如何なる通常の不織布であってもよい。

実施例 使用した耐火性、耐熱性のプレフィルタ一層は、２層の７０７３０のノメックス ／ケブラースパンレース（２，７オンス／平方ヤード）であった。この材料は、 大きな溶融粒子を除くとともに、微孔質の延伸ＰＴＦＥフィルムを支持するのに 充分なその保全性を依然として維持する。ここでは、種々の形態のプレーンノメ ックス、種々の形態のガラス繊維及び微小ガラス繊維、並びにその他の処理フェ ルト及び布の如き、その他の耐火性、耐熱性の材料が使用し得る。これらの全て がコストの種々の利点及び欠点、例えば耐火性及び耐熱性、収縮、可撓性の程度 を有する。構成の次の段階は、延伸ＰＴＦＥフィルムへの耐火性、耐熱性のプレ フィルタ一層の結合である。フルオンＡＤ−１として商業上知られているＰＴＦ Ｆ分散液をノメックス／ケブラースパンレース層の表面に適用し、その後、微孔 質フィルムをそれに積層した。ラミネートの通気性は、バッグの膨張速度及びガ ス抜き速度に影響するように変えることができる。これは、延伸ＰＴＦＥフィル ムの通気性（これはまたラミネート濾過効率に影響する）を変えることにより達 成し得る。また、ラミネートにより覆われるバッグの領域の比率（％）は、その 総括の膨張速度及びガス抜き速度に影響する。

０．５インチのＨ２Ｃで７．０立方フィート／分の通気性を有するＷ、Ｌ、ボア ・アンド・アソシエーツ社により製造された微孔質の延伸ＰＴＦＥフィルムを使 用した。これは、その他の層と組合わせて、０．５インチのＨ２Ｃで４．５立方 フィート／分の総括ラミネート通気性を生じた。

この特別の膜は、空気からＱ、１ｍｍのサイズの粒子の９９゜９９３％を濾過す る。

前記の接着剤粒子は、ラミネートを１０年間にわたって可撓性で、かつ安定のま まにし、しかも膨張中に経験する温度につれて一３０°Ｆから２４０°Ｆまでの ような温度変化に耐えるのに充分な耐火性、耐熱性を有し、かつ通気性の結合を つくる殆どあらゆる型のものであり得る。

ラミネートを外層（これは、ラミネートがガス発生剤により生じた圧力下にある 間に内部ラミネートを含むような強度を与える）に付着した。再度、種々の材料 がこの外部支持体層として作用するのに使用し得る。外層は軽量の織ポリエステ ルであった。織ガラス繊維は、低伸長性と共に天然の耐熱性、耐火性という異な る利点を有するが、耐久性の点で若干の弱点を有する。また、ナイロン６６布が 使用し得る。

これらの層が一緒に置かれる場合、それらは膨張、ガス抜きの規格と効率の規格 の両方を満たずために多少の領域を覆ってエアバッグに組み込まれる。

好ましい方法は、バッグの裏面の半分が三層（直径約２９インチ）ラミネート材 料を含むようにし、かつバッグの内径１６インチをガス発生剤により生じる直接 の発炎燃焼物に対して不透過性にすることであった。前部（即ち、乗客に面する 側）は、ネオブレンで被覆されたナイロン材料を含んでいた。これらの二つの半 分を縫い、シールして汚染物が漏出することを防止した。

ＦＩＧ、乙 Ｆ／θ２゜ ＦＩＧ、　３ ＦＩＧ、　４ ＦＩＧ、５ 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成３年り２月／乙日

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．（ａ）耐熱性材料から実質的になるプレフィルター層；（ｂ）多孔質の延伸 ポリテトラフルオロエチレンの層；及び （ｃ）少なくとも１００ポンド／インチの最小引張強さを有する通気性の布の保 護層 を含んでなるラミネート。
2. ２．層の順序がプレフィルター層、多孔質の延伸ポリテトラフルオロエチレンの 層、及び保護層を含む請求の範囲第１項に記載のラミネート。
3. ３．層の順序が保護層、プレフィルター層、及び多孔質の延伸ポリテトラフルオ ロエチレンの層を含む請求の範囲第１項に記載のラミネート。
4. ４．層の順序がプレフィルター層、保護層及び多孔質の延伸ポリテトラフルオロ エチレンの層を含む請求の範囲第１項に記載のラミネート。
5. ５．プレフィルター層がポリアミド布、アラミド布、ポリイミド布、コポリイミ ド布、ポリフェニレンスルフィド布またはガラス布を含む請求の範囲第１項に記 載のラミネート。
6. ６．プレフィルター層がポリアミド布、アラミド布、ポリイミド布、コポリイミ ド布、ポリフェニレンスルフィド布またはガラス布を含む請求の範囲第２項に記 載のラミネート。
7. ７．プレフィルター層がポリアミド布、アラミド布、ポリイミド布、コポリイミ ド布、ポリフェニレンスルフィド布またはガラス布を含む請求の範囲第３項に記 載のラミネート。
8. ８．プレフィルター層が保護層、プレフィルター層、及び多孔質の延伸ポリテト ラフルオロエチレンの層を含む請求の範囲第４項に記載のラミネート。
9. ９．保護層がガラス繊維布、アラミド繊維布、ポリイミド繊維布、またはポリフ ェニレンスルフィド繊維布を含む請求の範囲第１項に記載のラミネート。
10. １０．保護層がガラス繊維布、アラミド繊維布、ポリイミド繊維布、またはポリ フェニレンスルフィド繊維布を含む請求の範囲第２項に記載のラミネート。
11. １１．保護層がガラス繊維布、アラミド繊維布、ポリイミド繊維布、またはポリ フェニレンスルフィド繊維布を含む請求の範囲第３項に記載のラミネート。
12. １２．保護層がガラス繊維布、アラミド繊維布、ポリイミド繊維布、またはポリ フェニレンスルフィド繊維布を含む請求の範囲第４項に記載のラミネート。
13. １３．請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項に記載のラミネート材料 を含んでなる膨張性の自動車乗客の安全用の拘束バッグ。
14. １４．（ａ）請求の範囲第１３項に記載の安全用の拘束バッグ； （ｂ）流体源； （ｃ）前記の源から前記のバッグヘの流体の流れのために設けられて、前記の自 動車の衝撃の際に所定の速度でエアバッグの膨張を行なう装置；及び （ｄ）前記の自動車の衝撃を検出する装置及び前記の衝撃検出の後に前記の源か ら前記のバッグヘの流体の流れを開始するための手段を含む、衝撃検出装置 を含んでなる自動車乗客の安全装置。
15. １５．（ａ）多孔質の延伸ポリテトラフルオロエチレンの層をグラビアロールか らの熱可塑性樹脂接着剤の別個の部分のパターンで被覆する工程； （ｂ）前記の被覆されたポリテトラフルオロエチレン層を、耐熱性材料の層と一 緒に、前記の層の両方中の前記の接着剤の浸透を強制するのに充分な熱及び圧力 のもとに前記のグラビアロールと加熱された加圧ロールのニップ中に供給する工 程； （ｃ）前記の組合せたポリテトラフルオロエチレン層と前記の耐熱性の層を、少 なくとも１００ポンド／インチの最小の引張強さを有する通気性の布の保護層と 一緒に、前記の全ての層中の前記の接着剤の浸透を強制するのに充分な圧力で前 記の加圧ロールと別の加熱された加圧ロールとの間のニップに供給する工程； （ｄ）前記のラミネートを貯蔵ロール上で冷却する工程；（ｅ）前記のラミネー トを貯蔵ロールで巻き取る工程を含んでなるラミネートの製造方法。
16. １６．前記の接着剤が、隔置される点状物、線状物、またはグリッドのパターン として適用される請求の範囲第１５項に記載の方法。