JP2007169815A

JP2007169815A - 難燃性と剥離強度に優れたエアバッグ用コート布帛

Info

Publication number: JP2007169815A
Application number: JP2005367663A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Matsui; 美弘松井; Takahiro Kuramoto; 隆宏倉本
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】薄塗りであっても難燃性と剥離強度に優れ、エアバッグをコンパクトにでき、車内デザインの制約を少なくできるエアバッグ用コート布帛を得る。
【解決手段】銅化合物及びカリウム化合物が含まれている酸化防止剤を含む合成繊維基布に、アルミニウム化合物を含有するシリコーン系コート剤が１０〜５０ｇ／ｍ²塗布されてなり、剥離強度が５００回以上であり、ＦＭＶＳＳ３０２水平法による燃焼性が８０ｍｍ／ｍｉｎ以下である難燃性と剥離強度に優れたエアバッグ用コート布帛。
【選択図】なし

Description

本発明は、車両衝突時に乗員の衝撃を吸収し、その保護を図るエアバッグ用コート布帛に関するものであり、さらに詳しくは、エアバッグ展開膨張時の高温の膨張ガスや、火災に対して難燃性と剥離強度に優れたエアバッグ用コート布帛に関するものである。

従来、エアバッグには３００〜１０００デニールのナイロン６６またはナイロン６フィラメント糸を用いた平織物に、耐熱性、難燃性、空気遮断性などの向上のため、クロロプレン、クロルスルホン化オレフィン、シリコーンなどの合成ゴムなどのエラストマー樹
脂を塗布、積層した基布を裁断し、袋体に縫製して作られていた。しかしながら、これらのエラストマー樹脂を塗布、積層する際、一般にナイフコート、ロールコート、リバースコートなどによるコーティング方式が採用されているが、フィラメント織物で構成されているエアバッグ基布に対して、通常、シリコーンエラストマー樹脂の場合では、塗布量が４０〜６０ｇ／ｍ²で軽量化しつつ、収納性の面でもかなり向上したが、十分に満足できるレベルではなく、バッグをパッケージに折り畳んで収納する際に折り畳みにくいという問題もあった。そこでこのような問題点を解消するために、フィラメント布帛をシリコーン樹脂希釈液に含浸したのち、シリコーン樹脂を５〜８０ｇ／ｍ²塗布することで、収納性を向上させているが、塗布量を少なくすると難燃性が低下したり、加工条件によっては剥離強度が低下しやすいという課題があった（例えば、特許文献１参照。）。
特開平５−３１９１９４号公報

樹脂の剥がれやすさを改善するために、コーティング層が剥がれにくい袋織りエアバッグ用樹脂として１分子中に平均２個以上のアルケニル基を含有するオルガノポリシロキサンや１分子中に少なくとも２個のケイ素原子結合水素原子を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンなどの樹脂を特定の割合で含有する付加反応硬化型シリコーンゴムコーティング剤組成物が提案されている。しかし、樹脂組成物のみを改善するアプローチであり、繊維の組成物には一切着目していない。この樹脂は粘度制御が難しく、安定した膜厚を工業的に生産することが難しく、また、膜厚を薄くした場合の難燃性が劣るという問題がある（例えば、特許文献２参照。）。
特開２０００−３２７９１０号公報

本発明は従来技術の課題を背景になされたもので、難燃性と剥離強度に優れたエアバッグ用コート布帛を得ることを課題とするものである。

本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、遂に本発明を完成するに到った。即ち本発明は以下の構成よりなる。
１．酸化防止剤を含む合成繊維基布に、アルミニウム化合物を含有するシリコーン系コート剤が塗布されてなることを特徴とする難燃性と剥離強度に優れたエアバッグ用コート布帛。
２．繊維がポリアミド樹脂からなり、繊維に含有されている酸化防止剤が銅元素を含み、繊維のポリアミド樹脂に対し、銅濃度が１０ｐｐｍ〜３００ｐｐｍであることを特徴とする上記第１に記載の難燃性と剥離強度に優れたエアバッグ用コート布帛。
３．シリコーンコート剤の塗布量が１０〜５０ｇ／ｍ²であって、剥離強度が５００回以上であり、ＦＭＶＳＳ３０２水平法による燃焼性が８０ｍｍ／ｍｉｎ以下であることを特徴とする上記第１又は第２に記載の難燃性と剥離強度に優れたエアバッグ用コート布帛。
４．酸化防止剤の成分に銅化合物及びカリウム化合物が含まれていることを特徴とする上記第１から第３のいずれかに記載の難燃性と剥離強度に優れたエアバッグ用コート布帛。

本発明によるエアバッグ用コート布帛は薄塗りであっても難燃性と剥離強度に優れているため、エアバッグがコンパクトにでき、車内デザインの制約を少なくできるという利点がある。

以下本発明を詳細に説明する。
本発明のエアバッグ用コート布帛は酸化防止剤を含む合成繊維基布からなることが好ましい。酸化防止剤とは銅化合物及びアルカリ金属のハロゲン化合物を意味し、溶融される段階で沃化第一銅カリウム（ＫＣｕＩ₂）を形成するものであれば構わない。たとえば銅化合物として沃化銅、酢酸第二銅、沃化第一銅、臭化第一銅、臭化第二銅、フタル酸銅、ステアリン酸銅、燐酸銅、ピロリン酸銅および各種銅塩と無機または有機化合物との錯塩等が用いられるが、特に沃化銅が好ましく採用される。銅化合物は溶液として添加しても良いし、溶液としてポリマーに吸着させても構わない。アルカリ金属のハロゲン化合物としては沃化ナトリウムや沃化カリウム、臭化ナトリウムや臭化カリウムなど、銅化合物との組合せで便宜設定できるが、沃化カリウムが好ましく採用される。アルカリ金属のハロゲン化合物についても溶液として添加しても良いし、溶液としてポリマーに吸着させても構わない。

酸化防止剤は合成繊維に練り込まれていることが特に好ましい。含有量は繊維のポリアミド樹脂に対し酸化防止剤が含有する銅濃度が１０〜３００ｐｐｍであることが好ましい。１０ｐｐｍ未満であれば難燃性や剥離強度が低下しやすくなり、３００ｐｐｍを越えると紡糸操業性が悪化しやすくなる。含有されているより好ましい範囲は３０〜２００ｐｐｍであり、さらには５０〜１００ｐｐｍの範囲であることが一層好ましい。

本発明のエアバッグ用コート布帛に使用される合成繊維織物としては、該合成繊維固有
の収縮率からナイロン６・６、ナイロン６、ナイロン１２、ナイロン４・６およびナイロン６とナイロン６・６の共重合、ナイロン６にポリアルキレングリコール、ジカルボン酸やアミンなどを共重合したポリアミド繊維から構成される合成繊維織物が用いられる。これらの中でもナイロン６・６、ナイロン６が耐衝撃性の面から好ましい。さらに、ナイロン６・６が耐熱性の面から特に好ましい。かかる繊維には上記の酸化防止剤以外に原糸の製造工程や加工工程での生産性あるいは特性改善のために通常使用されている各種添加剤を含んでもよい。たとえば熱安定剤、光安定剤、平滑剤、帯電防止剤、可塑剤、増粘剤、顔料、難燃剤などを含有せしめることができる。

本発明のエアバッグ用コート布帛は、合成繊維織物の少なくとも片面が樹脂で被覆されていることが必要である。樹脂を被覆させることで空気遮断性を持たせ、さらにはインフレーターから発生する高温のガスや燃焼残さから合成繊維織物を守ることができる。本発明に用いる樹脂は特定する必要はないが、柔軟性、耐熱性が優れ、かつ基布への塗工性が優れるシリコーン樹脂が特に好ましい。かかるシリコーン樹脂については、ジメチル系シリコーン、メチルビニル系シリコーン、メチルフェニル系シリコーン、フロロ系シリコーンが用いられる。また、これらの樹脂には難燃化合物を含有しているものが好ましい。かかる難燃化合物としては、臭素、塩素などのハロゲン化合物、特にハロゲン化シクロアルカン、白金化合物、酸化アンチモン、酸化銅、酸化チタン、燐化合物、チオ尿素系化合物、カーボン、セリウムなどを使用することができ、これらの中でもハロゲン化合物、白金化合物、酸化銅、酸化チタン、カーボンがより好ましい。

本発明のエアバッグ用コート布帛にはアルミニウム化合物を含有するシリコーン系コート剤が塗布されていることが剥離強度を高めることが出来るため好ましい。理由は必ずしも明確ではないが、繊維に含まれている酸化防止効果を有する沃化第一銅カリウムとコート剤に含まれているアルミニウム化合物が繊維とコート剤の界面で化学的な反応や化学的結合などのなんらかの相互作用を発生し、剥離強度の改善に繋がっているものと思われる。ここでいうアルミニウム系化合物とはアルミからなる錯体および／またはアルミ水酸化物の微粒子である。錯体としては、アセチルアセトナト錯体、ビピペリジン錯体、ビピラジン錯体、テトラアザシクロテトラデカン錯体、エチレンビス（グアニド）錯体、テトラエチレングリコール錯体、グリシン錯体、トリグリシン錯体、ナフチリジン錯体、フェナントロリン錯体、ピリジン錯体、サリチルアルデヒド錯体、ポルフィリン錯体、チオ尿酸錯体などを好ましく使用することができ、特に好ましくはアセチルアセトナト錯体であり、金属水酸化物としては、Ａｌ（ＯＨ）₃、およびこの前駆体である。より詳しくはアルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）、アルミニウムトリス（アセチルアセトネート）およびアルミニウムビスエチルアセトアセテートモノアセチルアセトネートを例示することができる。

このアルミニウム化合物はシリコーン樹脂成分１００重量部当たり０．１〜５重量部の範囲で添加されることが好ましく、コーティングされる基材の種類、その表面性状などに応じて適宜添加するのがよい。０．１重量部を下回ると接着力が低下しやすく、また５重量部を超えるとゴム状弾性体の弾性が低下しやすい。好ましくは０．３〜２部、より好ましくは０．５〜１．５部である。

剥離強度を一層高めるためにはアルミニウム化合物をペースト化して平均粒径を２０μｍ以下にしてシリコーン樹脂に混合するのが好ましい。アルミニウム化合物は一般的に粘調性の液体か固体の状態で存在する。シリコーン系樹脂は比較的高粘度を有しており、アルミニウム化合物の分散性が悪いと接着力が低下し、剥がれが生じる可能性がある。分散性を高めるため、液体の場合は、添加後、トルクとして２０ＭＰａ以上を有する攪拌機を使用し、５００ｒｐｍ以上の回転で３分間以上行った物を使用すべきである。これ以下のトルク、回転数、時間であると分散が均一にならないため、コート後の布帛の一部で剥がれが生じるおそれがある。また固体の場合は、添加前の平均粒径を２０μｍ以下にした方が良い。平均粒径を２０μｍ以下にするために、２本ロールミル、３本ロールミル、ボールミルやサンドミル等従来公知の分散機を用いれば良い。アルミニウム化合物だけで分散が困難な場合は、コート剤に用いるその他の成分をアルミニウム化合物に対し所定量（１〜５０ｗｔ％）混合させてから分散させると分散が容易になるので好ましい。分散機での分散により２０μｍ以下とした後、上述した能力を持つ攪拌機で他の成分と撹拌させるとより好ましい。

本発明のシリコーン樹脂は、必要に応じて、充填剤を随時付加的に配合してもよく、また目的に応じて溶剤を併用したり、本発明の効果を損わない範囲で他のポリオルガノシロキサンを併用してもよい。このような付随的添加物としては、通常、煙霧質シリカ、沈降法シリカ、石英粉末、けいそう土、ガラスビーズ、トルエン、ヘキサン、ポリジメチルシロキサン等が例示される。

本発明のエアバッグ用コート布帛にはコーティング樹脂が１０〜５０ｇ／ｍ²付与されていることが好ましい。樹脂量が１０ｇ／ｍ²未満では難燃性が悪化しやすくなるため好ましくなく、５０ｇ／ｍ²を越えると収納性が悪くなるので好ましくない。

本発明のエアバッグ用コート布帛の剥離強度が５００回以上であることが好ましい。剥離強度が５００未満であればコンパクトに折り畳まれているエアバッグが急速に展開される時に周りの固定物やあるいはエアバッグ同士がこすれて剥がれてしまいやすく、剥がれてしまうと特にエアバッグ内の空気圧保持時間が５秒以上必要とされるサイドカーテンエアバッグでは使用できなくなるので好ましくない。より好ましくは１０００以上であるが、１０００００回を越えるためには樹脂の架橋剤を非常に多くする必要があり、風合いが硬くなり過ぎやすいため１０００００回以下が好ましい。

本発明のエアバッグ用コート布帛のＦＭＶＳＳ３０２水平法による燃焼性が８０ｍｍ／ｍｉｎ以下であることが好ましい。通常薄塗りタイプのコート布帛は燃焼性が悪くなるが、本発明の布帛は織物を構成する繊維に特別な酸化防止剤を含んでいるため燃焼性が改善される。コート樹脂に難燃成分を多く含有させて燃焼性を改善する方法もあるが、薄塗りの場合、絶対量が減少するため所望の難燃性が得られにくく、難燃成分の相対量を増加させると通気度や風合いが悪化してしまう。本発明に用いる酸化防止剤は燃焼時にハロゲンを発生するために難燃性が改善されたものと考える。燃焼性としてより好ましくは７０ｍｍ／ｍｉｎ以下であり、さらには６０ｍｍ／ｍｉｎ以下が一層好ましい。

以下、実施例を用いて詳述するが、本発明の実施形態を限定するものではない。

［銅濃度］
コーティングされた基布から、ナイロンを除去するため基布１部に対しギ酸５０部を加え２４時間放置した。溶液を濾過し得られた溶液を蒸発させて残渣を得た。残渣を１M塩酸溶液で溶解させた後に20mLに定容した。溶液中のAl、Cuは高周波誘導プラズマ発光分析法（測定機器：リガク社製、CIROS-120）により求めた。この結果を繊維中に含まれている金属とした。
濾過した際に残っている固形物から２ｇ計量したものを白金るつぼに入れ、電熱器上で加熱し炭化させた。次に電気炉で５５０度に加熱し灰化物を得た。得られた灰化鬱を１Ｍ塩酸溶液で溶解させた後に２０ｍＬに定容した。溶液中のAl、Cuは高周波誘導プラズマ発光分析法（測定機器：リガク社製、CIROS-120）により求めた。この結果をコート膜中に含まれている金属とした。

［付着量］
コーティング前の基布の重量を測定し(以下（ａ）とする)、その基布の上にコーティングし硬化させた後の基布の重量を測定した（以下（ｂ）とする）。付着量（以下（ｃ））は下記式（１）のようにして求めた。（ａ）と（ｂ）は同一の反物で長さ方向１ｍ以内からサンプリングを行った。（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は１ｍ²あたりの重量（ｇ／ｍ²）で表す。
（ｃ）＝（ｂ）−（ａ）（１）

［剥離強度］
ＪＩＳＬ１０９６８．１７Ｂ法に準拠し、コーティング面同士をあわせて測定した。１００回おきにコート面を実体顕微鏡にて観察し、コート面が剥がれ繊維が見えた時のもみ回数を調べた。測定の上限を４０００回とした。

［燃焼性］
ＦＭＶＳＳ３０２水平法に準拠した。

（実施例１）
硫酸相対粘度２．７のポリアミド６６ポリマーチップに対して減圧加熱、乾燥させることにより、硫酸相対粘度を３．２になるまで固相重合させた。次に沃化銅と沃化カリウムをポリマーチップに添加吸着させ攪拌した。ポリマーチップを紡糸速度５５０m/minで引取、つづけて１９０℃で延伸し、２５００m/minで巻き取った。紡糸操業性は極めて良好であった。得られたマルチフィラメントは４７０デシテックス１４４フィラメントで強度8.4cN/dTex、沸水収縮率9％、銅濃度が７０ｐｐｍ、であった。無撚りのままウォータージェットルームを用いて経糸および緯糸として平織に製織後、精練、乾燥処理して、経糸４９本／インチ、緯糸４９本／インチ、カバーファクター（ＣＦ）２１２４の織物を製造した。なお、カバーファクターは（経糸のトータル繊度）^1/2×経糸密度＋（緯糸のトータル繊度）^1/2×緯糸密度で求めた。尚、トータル繊度の単位はデシテックス、織密度の単位は本／２．５４ｃｍである。

ポリジメチルシロキサン１００部に対し、ロールミルで平均粒径が６μｍになるまで繰り返しペースト状にしたアルミニウムトリス（アセチルアセトネート）を１部、白金を０．３ｐｐｍ含有するシリコーン樹脂を２５ｇ／ｍ²フローティングナイフコート法にて付与し、１８０℃の乾燥機で熱処理してエアバッグ用コーティング布帛を得た。得られたコーティング布帛は剥離強度、難燃性共に極めて優れていた。

（実施例２）
コーティングの樹脂量を８ｇ／ｍ²にした以外は実施例１に従った。得られたコーティング布帛は剥離強度、難燃性共に良好であった。

（実施例３）
銅濃度が５００ｐｐｍとなるよう沃化銅の量を多くした以外は実施例１に従った。紡糸操業性が悪く糸切れが多発したが、コーティング布帛の剥離強度、難燃性は極めて良好であった。

（実施例４）
アルミニウムトリス（アセチルアセトネート）をペースト化せず、平均粒径１５μｍでシリコーン樹脂に添加した以外は実施例１に従った。得られたコーティング布帛は剥離強度がやや悪かったが、難燃性は良好であった。

（比較例１）
ポリアミド６６チップに沃化銅と沃化カリウムを添加しなかったこと以外は実施例１に従った。紡糸操業性は極めて良好であったが、コーティング布帛の剥離強度、難燃性ともに極めて悪いものであった。

（比較例２）
沃化銅と沃化カリウムをシリコーン樹脂に添加した以外は比較例１に従った。得られたコーティング布帛は剥離強度が悪かったが、難燃性は良好であった。

（比較例３）
コート樹脂にアルミニウムトリス（アセチルアセトネート）を添加しなかったこと以外は実施例１に従った。

本発明は、エアバッグ用コート布帛に関するものであり、薄塗りであっても難燃性と剥離強度に優れているので、エアバッグをコンパクトにでき、車内デザインの制約を少なくできるという利点がある。

Claims

酸化防止剤を含む合成繊維基布に、アルミニウム化合物を含有するシリコーン系コート剤が塗布されてなることを特徴とする難燃性と剥離強度に優れたエアバッグ用コート布帛。
繊維がポリアミド樹脂からなり、繊維に含有されている酸化防止剤が銅元素を含み、繊維のポリアミド樹脂に対し、銅濃度が１０ｐｐｍ〜３００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１に記載の難燃性と剥離強度に優れたエアバッグ用コート布帛。
シリコーンコート剤の塗布量が１０〜５０ｇ／ｍ²であって、剥離強度が５００回以上であり、ＦＭＶＳＳ３０２水平法による燃焼性が８０ｍｍ／ｍｉｎ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の難燃性と剥離強度に優れたエアバッグ用コート布帛。
酸化防止剤の成分に銅化合物及びカリウム化合物が含まれていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の難燃性と剥離強度に優れたエアバッグ用コート布帛。