臺灣博碩士論文加值系統

論文摘要
汽車用安全氣囊布料之專利及材料分析
(頁數：128)
研究生：鄭雅鴻 指 導 教 授 ：陳省三 博士
協同指導教授：喬昭華 博士
學位：理學碩士(MS) 輔仁大學織品服裝研究所
織品服飾經營與消費研究組
畢業時間：民國九十四年十月十五日
關鍵字：安全氣囊、塗佈布料、非塗佈布料、專利管理

紡織業在台灣經濟發展過程中，長期扮演火車頭的角色，紡織品的外銷金額一向居各產業的領導地位。近年來紡織業在成本與市場因素影響下，於國內擴廠投資的意願漸漸降低，而生產設備也出現逐漸外移或出售現象，尤其下游布廠、染整產外移及關廠情況嚴重，已對我國紡織產業價值鏈的完整性造成嚴重的打擊。
因此台灣整體紡織生產價值鏈的轉型升級刻不容緩，差異化纖維與產業用紡織品漸漸成為產業發展主軸。對產業用紡織品而言，汽車用材料的生產特點是高技術與專業化，尤其是安全氣囊，氣囊銷售的獨特性之一是潛在的法律責任，如失效或招致傷殘會導致法律訴訟，所以對品質測試要求更為嚴謹，因此進入門檻較高，適合擁有完整的上、中、下游供應鏈優勢之台灣紡織產業開發。
因此本研究蒐集世界專利資料庫中已公告的安全氣囊的布料技術專利進行深入分析，透過專利管理面、布料技術面與市場面分析，提供國際上安全氣囊的技術發展動向與專利佈局現況。主要研究項目包含：1.專利管理面分析。2.布料的原料技術分析。3.布料的組織技術分析。4.非塗佈布料技術分析。5.塗佈布料技術分析。6.塗佈原料成分技術分析。7.環保技術分析。8.市場分析等。
由本研究得知，專利數前三名的國家分別是日本(265筆)、美國(106筆)及德國(31筆)；三個國家的研發成果最亮麗，合計佔總件數88%，主導安全氣囊布料技術開發。主要競爭公司是日本「Toray」公司，專利產出75件，佔專利總數的16.4%，第二名是美國的「Milliken」公司，專利產出49件，佔專利總數的10.7%，第三名是日本「Toyobo」公司，專利產出38件，佔專利總數的8.3%。主要競爭廠商TOP 5之主要IPC分類5階分析，得知Toray 與Toyobo日本廠商主要技術在D03D01/02類(充氣織品之纖維、高密度布料)，Milliken公司與Asahi Chemical主要技術在B60R21/16類(氣袋的塗佈加工)，Dow Corning公司專長在D06N03/12(塗佈用高分子原料)。
本研究除了提供國內業界進一步瞭解目前國際上安全氣囊的技術發展動向與專利佈局現況外，本研究更針對技術/功效矩陣進行深入分析；其目的在於期盼業者透過此系統化的分析，得以突破國際專利壁壘、開創技術創新進而提升產業競爭優勢。

ABSTRACT
Advanced Analysis of Airbag Fabric’s Patent and Material
(Total Pages：128)
AUTHOR：Ya-Hung Cheng
SUPERVISORS：Dr. Sheng-San Cheng and Dr. Jaw-Hua Chiao
DEGREE：MS Textiles and Clothing
Fu Jen Catholic University
Graduate Institute of Textiles and Clothing：
Textiles & Fashion Business and Consumer Studies Section
DATE OF GRADUATE：15th October 2005
KEY WORDS：Airbag, coating fabrics, non-coating fabrics, patent management

During the economic development process in Taiwan, the textile industry plays the locomotive role for a long time. The export of textiles always occupies the leading position of industries. In recent years, due to the influence of cost and market factor, the willingness for domestic factory expansion and investment in textile industry are reduced gradually. The production lines are also moved out or sold gradually. Especially hit hard are the downstream fabric and dyeing factories, so do the situation of factory change hand and shutdown is much serious. It has caused severe impact to the completeness for the value chain of textile industry in our country.
So, the transformation and upgrade for the whole production value chain of textile industry is very urgent in Taiwan. The differentiated fiber and industrial textile has become the main axle of industrial development gradually. As for the industrial textile, the production feature of car material is high-tech and specialization, especially the airbag. The unique feature for the sales of airbag is the potential lawful responsibility. If it is failed or the injury is occurred, it might cause law suit. Thus the requirement for quality test is much strict. So, the entrance threshold is higher, it is suitable for the development by Taiwan textile industry, because it has complete upstream, midstream, and downstream supply chain.
This study collects published airbag fabric’s patents from world patent database and conducts advanced analysis through patent management aspect, fabric technology aspect, and market aspect, so as to provide the technological development trend and patent deployment of international airbag. The major study items include: 1. analysis of patent management aspect, 2. analysis of fabrics material technology, 3. analysis of fabrics weave technology, 4. analysis of non-coating fabrics technology, 5. analysis of coating fabrics technology, 6. analysis of coating material and component technology, 7. analysis of environmental protection technology, and 8. market analysis …etc.
From this study, it is known that top 3 countries are Japan (265 patents), the United States (106 patents) and Germany (31 patents). The research and development achievement of these 3 countries are the best, which shares 88% of world patents and dominates the development of airbag technology. The top competitive company is Japanese “Toray”, which has 75 patents with 16.4% share of total patents. The second one is American “Milliken”, which has 49 patents with 10.7% share of total patents. The third one is Japanese “Toyobo”, which has 38 patents with 8.3% share of total patents. If 5-level IPC category is used to analyze the top 5 companies, it shows the major technology of Toray and Toyobo is D03D01/02 category (the fiber for airbag textile, high density fabrics); the major technology of Milliken and Asahi Chemical is B60R21/16 category (the coating of airbag); and the major technology of Dow Corning is D06N03/12 category (polymeric material for coating).
This study not only provides the technological development trend and patent deployment of international airbag to domestic industry, but also conducts advanced analysis for its technology/performance matrix. The purpose is to expect that the domestic textile enterprises can break through the barrier of international patent to create innovative technology and raise industrial competition predominance through this systematic analysis.

目 錄

中文摘要….……………………….…..….…………………….................…...…...Ⅰ
英文摘要 …..………………………………….....……………..................…..……Ⅲ
誌謝..................................................................................................................Ⅴ
目錄.......................................................…………………..................................Ⅵ
表目....…………….…………………....……………………….............................Ⅸ
圖目錄. .......……….…………………....……………………............................ⅩⅠ

第一章 緒論 ....…………….…………………....………….…….............………1
第一節、研究背景與動機 ...............………...…………...................………1
第二節、研究目的 …………………………………………..........…………5
第三節、研究範圍與限制 …………………………………..........…………7
第二章 文獻探討 …………………….………………….……...……………9
第一節、專利 .…………………………………………...…….…..……9
一、專利的意義 ……………………………………...……….……9
二、專利種類 ………………………………………...…….………9
三、專利年限 ………………………………………...…….………9
四、專利要件 .………………………………………...….………10
第二節、專利分析的探討 …………………………………....………12
一、技術面的專利分析 ………………………….....……………12
二、專利分析資訊的應用 ………………………….....……………14
三、專利地圖的應用 ……………………………….....……………16
第三節、安全氣囊………………………………………….......…………18
一、安全氣囊的種類 …………………………………….....………18
二、安全氣囊的構造 ……………………………….....……………21
三、安全氣囊的動作過程 …………………………….....…………21
四、安全氣囊的設計重點 …………………….....…………………22
五、安全氣囊的材料和性能 …………………….....………………23
六、安全氣囊布料特性 …………………………….....……………25
七、纖維特性 ……………………………………….....……………29
八、安全氣囊檢測規範 …………………………….....……………34
第三章 研究方法 …………………………………………...………………38
第一節、研究架構 ……………………………….....……………………39
第二節、專利檢索 ………………………………….....…………………40
一、初步檢索 ……………………………………….....……………40
二、進階檢索 ……………………………………….....……………40
第四章 專利分析結果與討論 ………………………………...……………52
第一節、專利管理面分析 …………………………...…………………52
一、專利件數分析 ……………………………....…………………52
二、國家別分析 …………………………………....………………54
三、公司別分析 ……………………………………....……………58
四、發明人分析 ……………………………………....……………60
五、國際專利分類(IPC)分析 …………...……………....………...61
六、技術/功效矩陣分析 ......….………….......………………………67
第二節、安全氣囊布料之原料技術分析 ......………....…….……………79
一、安全氣囊布料之纖維原料分析 ......……………….....…………79
二、安全氣囊布料之纖維技術分析 ......……………….....…………84
第三節、安全氣囊布料之組織技術分析 ......…………………….....……89
第四節、非塗佈安全氣囊布料之分析 .....……………………......………90
一、非塗佈安全氣囊布料的特性 ......……………….………....……90
二、非塗佈加工主要技術 ......……………………….…………....…90
第五節、塗佈安全氣囊布料之分析 ...……………..…………......………94
一、耐熱性 ......……………………………...…..……………………95
二、氣囊體積 ......…………………………….....……………………96
三、抗老化 ......………………………………….....…………………96
第六節、塗佈安全氣囊布料之原料分析 ....….…………......……………99
第七節、環保問題. .......………………………………………......………104
第八節、安全氣囊的市場分析 ......…………………….......……………108
一、全球汽車市場 ........……………………………….....…………108
二、全球安全氣囊的市場需求 ........…………………….....………108
三、全球安全氣囊的組件供應商分析 ........…………….....………111
四、全球安全氣囊纖維消費量 ........…………………….....………113
五、全球安全氣囊布料消費量 ...…………………………..............114
六、安全氣囊布料平均單價 .………….......……………….....……114
七、安全氣囊的專業顧問公司 ……...……………………….....……114
第五章 結論與建議 ....…...……...……...……...………………...……......…115
第一節、研究結論 ……………………………….......……….......…...…115
第二節、建議 .….….………………………………………….......………126
文獻參考 ........….......…………………………………………......……......…127







表 目 錄
表 1 全球主要國家紡織品之發展狀況 ………………….....……………2
表 2 全球紡織品用途別產值及產量推 ……………........……………....2
表 3 2003年上半年主要汽車國家生產資料………………....……………4
表 4 檢索策略 ……………………………….....…………………………7
表 5 專利資料、專利資訊及專利情報三者關係 .....……………………13
表 6 專利地圖在研究開發上之應用 ……………….....…………………16
表 7 專利圖表製作格式 …………………………….....…………………17
表 8 安全氣囊的設計重點 ………………………….....…………………22
表 9 橡膠塗佈纖維布和無橡膠塗佈纖維布之比較 ….....………………26
表 10 氯平橡膠和矽橡膠塗佈纖維布比較 ….…………....………………26
表 11 美國地區使用於駕駛座之氣囊布種類 ….……....…………………27
表 12 美國地區使用於乘客座之氣囊布種類 ….………....………………27
表 13 歐洲地區使用於駕駛座之氣囊布種類 ….……...….………………28
表 14 歐洲地區使用於乘客座之氣囊布種類 ….……....…………………28
表 15 杜邦安全氣囊纖維的考量因素 …..………………...………………29
表 16 尼龍纖維與聚酯纖維的物性 ….……………………..……..………30
表 17 尼龍纖維與聚酯纖維的主要物性差異 ….………....………………30
表 18 非塗佈尼龍纖維與聚酯纖維的抗老化測試………..……………31
表 19 應用於安全氣囊的各種尼龍紗在歐美市場分佈趨勢 …....………32
表 20 杜邦尼龍6.6紗之基本物性 ……………………………......……32
表 21 Enka尼龍6.6紗之基本物性 ……………………………...…..…33
表 22 安全氣囊用聚酯纖維之基本物性 ….………………………...……34
表 23 氣囊織物檢驗項目 … ……………………………………..........…35
表 24 各種不同橡膠塗佈之安全氣囊布品質檢測之物性規格值 …....…37
表 25 專利檢索關鍵字 …………………………………………….......…40
表 26 安全氣囊專利檢索明細 ………………………………………...…41
表 27 國際專利分類版本明細表 ……………………………..…….....…43
表 28 國際專利分類八大部分類明細表 ………………………..…..…...43
表 29 國際專利分類號B60R21/16定義……………………….……....…44
表 30 歐洲專利分類號B60R21/16B4定義…………………….…………44
表 31 日本專利分類號3D054定義…………………………….……….…49
表 32 專利件數分析表 ………………………………………...……….…53
表 33 所屬國專利件數分析 ……………………………………..………55
表 34 重要專利所屬國歷年專利件數分析 ………….…………..………57
表 35 公司別專利件數分析 …………………………….………..………59
表 36 發明人專利件數分析 ……………………………………....………60
表 37 IPC第一階分析 ……………………………………...……………61
表 38 IPC第二階分析 ………………………………………...…………62
表 39 IPC第三階分 …………………………………………...…………63
表 40 IPC第四階分析 …………………………………………...………64
表 41 IPC第五階分析 …………………………………………...………65
表 42 塗佈技術/功效分布矩陣 … ……………………………...………71
表 43 貼合/壓浸/熱壓 技術/功效分布矩陣 ….……………...…………73
表 44 高密度技術/功效分布矩陣 … ………………………...…………74
表 45 原料技術/功效分布矩陣 ….…………………………...…………75
表 46 組織/織造技術/功效分布矩陣 ……………………...……………77
表 47 纖維原料分析 ……………………………………...……………79
表 48 各種安全氣囊布用紗之物性比較 …………………...…………83
表 49 纖維根數差異物性比較 ………………………...………………85
表 50 圓形斷面纖維與扁平纖維其物性比較 ………...………………87
表 51 熱壓對布料透氣性比較 …………………………...……………91
表 52 Neoprene塗佈加工之安全氣囊布料演進 ….……....……………94
表 53 氣囊布料裝置性(Packagability)比較 ….……….......……………96
表 54 TEM加工方式之塗佈的所有成分 ….…………….........………100
表 55 MOA添加劑原料成分 …………………………..…..….….……102
表 56 材料物質管理趨勢之國際規範 ………………………..….………104
表 57 主要供應商其全球生產據點分佈 ……………………..….……112
表 58 原料註冊號碼彙整 ……………………………………...………116
表 59 最新登陸的註冊號碼彙整 ……………………………...………118
表 60 安全氣囊加工技術分類 …………………………………...……120
表 61 安全氣囊加工技術TOP5分析 ….…………………….....……121



圖 目 錄
圖 1 紡織品歷年出口金額與創匯金額 ………………………….........……1
圖 2 歐美國家安裝Curtain安全氣囊對頭部傷害的測試 ….....…………19
圖 3 安全氣囊示意圖…………………………………………….....………20
圖 4 安全氣囊的展開完整過程 …………………………….....…………22
圖 5 研究架構 ……………………………………………….....…………39
圖 6 歐洲分類檢索方法 ……………………………………….....………46
圖 7 日本分類檢索方法(一) ………………………………….....…………48
圖 8 日本分類檢索方法(二) …………………………………….....………49
圖 9 歷年專利件數分析圖 …………………………………….....………54
圖 10 所屬國專利件數分析 ………………………………….....…………55
圖 11 重要專利所屬國歷年專利件數分析 ……………….....……………57
圖 12 公司別專利件數分析 ………………………………….....…………59
圖 13 IPC第一階分析 ….………………………………………....…………61
圖 14 IPC第二階分析 … …………………………………....………………62
圖 15 IPC第三階分析 …………………………………………....…………63
圖 16 IPC第四階分析 …………………………………………....…………64
圖 17 IPC第五階分析 … ……………………………………....……………65
圖 18 主要競爭廠商五階分析 ……………………………....………….…66
圖 19 纖維結晶性 ………………………………………………….....……81
圖 20 溫度對纖維強度分析 ……………………………………….....……82
圖 21 纖維熔點與熱容量分析 …………………….....……………………83
圖 22 Core Sheath 示意圖 ……………………………..…………………85
圖 23 星型斷面纖維示意圖 ……………………………….....……………86
圖 24 扁平斷面纖維示意圖 ……………………………….....……………87
圖 25 覆蓋率對透氣性影響(布料膨脹高度 … ……………….....…………92
圖 26 覆蓋率對透氣性影響(氣體流動速度) … ………………....…………92
圖 27 常用膠的適用溫度 ……………………………………….....………96
圖 28 膠的抗老化分析(對纖維伸度) ……………………………......……97
圖 29 膠的抗老化分析(對纖維引張強力) ………………….....…….……98
圖 30 各種塗佈材料比較 ………………………………….....……………98
圖 31 日本報廢車輛回收機制 .....………………………….....…………107
圖 32 小客車區域成長率分析 ………………………………….....……108
圖 33 車輛數量與安全氣囊數量分析 ……………………….....………109
圖 34 不同功能安全氣囊成長率分析 ……………………….....………109
圖 35 不同功能安全氣囊需求數量 ………………………….....………110
圖 36 安全氣囊的組件供應商市場佔有率 ………………….....………111
圖 37 2003年全球尼龍纖維市場分佈 ………………….....……………113
圖 38 全球汽車/安全氣囊/布料/纖維需求趨勢 …………....…….....…113

參考文獻
1. 89/07國際網路專利資料庫的發展與應用/輔仁大學織品服裝研究所 陳省三、喬昭華博士。
2. 專利分析對企業技術取得方式影響之研究 李哲偉 2003/06。
3. 專利與專利資訊檢索/國立台灣大學圖書資訊學系謝寶煖副教授。
4. 汽車用紡織品專題調查報告/中國紡織工業研究中心 李信宏1995/06。
5. 安全氣囊織物之應用與發展/中國紡織工業研究中心 林孟良1997/01/22。
6. 汽車用紡織品市場的需求面分析/紡織速報第三卷第十二期ITIS 李信宏1994/12。
7. 威靈頓產業用紡織品手冊 2000。
8. Global Trends in Airbag Fibers and Fabrics, International Fiber 1998/05.
9. Journal, Dec1998/Gary W.Nelb Du Pond Co.
10. Automotive Airbags-What Now, Industrial Textile Associates/William C.Smith.
11. China automotive and components market/Global automotive 2003/09.
12. West European Market for Technical Textiles in Automotive Application, Technical Textile Markets 1st quarter 2003.
13. Developments in Occupant Restraint Systems in Passenger Cars, Technical Textile Markets 1992.
14. Roy Shurling (1995), ”Cutting of Airbag Mterials”, Journal of Coated Fabrics, Volume 25 October 1995, 147-160.
15. Joanne Schwark AND Johann Muller(1996), ”High Performance Silicone-Coated Textiles:Developments and Applications”, Journal of Coated Fabrics, Volume 26 July 1996, 65-77.
16. Fabrice Bohin, Alain Pouchelon and Richard Surprenant (1998), ”A New Generation of Silicone Elastomers for Airbag Coatings”, Journal of Coated Fabrics,Volume 27 April 1998, 326-337
17. Graham Budden(1998), ”High Temperature Properties of Silicone Elastomers”, Journal of Coated Fabrics, Volume 27 April 1998, 294-308
18. Francis A. Woodruff(1993), ”Coated Fabrics for Airbag”, Journal of Coated Fabrics, Volume 23 July 1993, 14-17.
19. Olaf Meister and Axel Konopik (1999), ”The Power of Polyamide4.6-StanyleenkaTM”, Journal of Coated Fabrics, Volume 28 January 1999, 238-249.
20. Richard C.Kerr(1998), ”A New Generation of Textile Substrates and Applied Coatings for Automotive Air Bag Fabrics”, Journal of Coated Fabrics, Volume 27 January 1998, 237-250.
21. Earl T.Crouch (1994), ”Evolution of Coated Fabrics for Automotive Airbags”, Journal of Coated Fabrics, Volume 23 January 1994, 202-230.
22. John Damewood (1995), ”Development of a New Automotive Airbag Fabric”, Journal of Coated Fabrics, Volume 24 January 1995, 244-249.
23. Michael E Hall (2000), ”Coating of Technical Textiles”, Handbook of Technical Textiles.
24. NHTSA (2001) “Airbag Technology in Light Passenger Vehicles”, June 27, 2001 Revision 2.
25. J.F.Partridge and S.k.Mukhopadhyay (1999), ”The Permeability Behaviour of Various Gases through Automotive Airbag Fabrics”, 2000 Textile Institute.