JP2013516522A - 減摩性塗膜 - Google Patents

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Abstract

固形潤滑剤と変性又は合成粘土鉱物とを含み、変性又は合成粘土鉱物は、変性又は合成粘土鉱物の増粘剤の２重量％水性分散液の粘度が少なくとも１０００ｍＰａ・ｓであるような増粘性を有する、表面の摩擦及び／ブロッキングを低減する水性塗膜組成物。増粘剤として使用される好ましい粘土鉱物は、好ましくは、サポナイト、ヘクトライト、ステベンス石、ソーコナイト、ベントナイト、バイデライト、ノントロナイト又はモンモリロナイト等のスメクタイト粘土である。
【選択図】なし

Description

本発明は、表面に塗布して該表面の摩擦を低減するべく設計された減摩性塗膜に関する。特には、エラストマー下地塗りによって被覆されたエアバッグ及びエアバッグファブリックに上塗りとして塗布するのに適切な減摩性塗膜組成物に関する。
エアバッグは、概して、合成繊維、例えば、ナイロン−６，６若しくはポリエステル等のポリアミド製の織物又は編物から作製され、その面の少なくとも一方はエラストマーの層によって被覆されている。エアバッグは、充分な機械的強度を提供するべく、被覆された後に縫合された平らなファブリック片から作製されるか、又は、一体的に織られた、継ぎ目を有する１つの片に織られていてもよい。縫合されたエアバッグは一般的には、エアバッグ内部において、被覆されたファブリック表面と組み合わせられる。１つの片に織られたエアバッグは、エアバッグの外側が被覆される。エアバッグ又はエアバッグファブリックを被覆するのに好ましいエラストマーは、硬化オルガノポリシロキサン組成物であるシリコーンエラストマー、特には、ヒドロシリル化により、即ち、１つのポリ有機シロキサンのアルケニル基と、ポリオルガノシロキサン又はシラン等の別のケイ素含有材料のＳｉ−Ｈ基との反応により硬化されるシリコーンゴム塗膜である。
エアバッグ又はエアバッグファブリックを被覆するための別のエラストマーは、有機樹脂エラストマーであり、該有機樹脂エラストマーとしてはウレタンポリマーが挙げられる。「有機樹脂」又は「有機ポリマー」は、ポリマー鎖を形成する少なくとも５０％の原子が炭素原子であるポリマーを意味する。
米国特許第５１１０６６６号明細書は、新規なポリカーボネート−ポリエーテルポリウレタンによって被覆された、運転席側及び助手席側エアバッグとして使用するためのファブリック基材について記載する。
米国特許第６１６９０４３号明細書は、ファブリック表面に低浸透性塗膜を提供する、ポリウレタン及びポリアクリレート成分の混合物を含んだエアバッグ塗膜組成物について記載する。
米国特許第７５４３８４３号明細書は、エアバッグ塗膜としてのハイブリッド樹脂の使用について記載する。ハイブリッド樹脂は、アクリレート、ビニル及び／又はシリコーンと混合したウレタンであり、成分の少なくとも１つは、２０℃以下のガラス転移温度を有する。ウレタンは、好ましくは、ポリカーボネート、ポリテトラメチレングリコール、ケイ素系ジオール又はオレフィン系ジオールのタイプから作製されている。
シリコーンエラストマーを使用して被覆したエアバッグは、多くの公開された特許及び出願、例えば、米国特許第５７８９０８４号明細書、第５８７７２５６号明細書、第６７０９７５２号明細書、第６４２５６００号明細書及び第６５１１７５４号明細書、並びに、国際公開第０８／０２０６０５号及び国際公開第０８／０２０６３５号に記載されている。
エラストマーの下地塗りがエアバッグ上の唯一の塗膜である場合、この下地塗りの表面特性は、ブロッキング（特に、高い周辺温度での保管中の及び自動車におけるエアバッグの密な充填の間のエラストマー被覆表面の互いの貼り付き）並びにエアバッグが膨張したときの非常に高いストレスにつながり、これは、膨張の間に裂けることによって又はファブリックからエラストマーの下地塗りが剥離することによってバッグの欠陥をもたらすであろう。エラストマーで被覆したファブリックがロールで保管される場合、エラストマー表面間のブロッキングは、エアバッグの製造中の問題でもある。更には、シリコーンエラストマー塗膜等のエラストマーの多くが、硬化時に高い表面摩擦を有する。
更には、特定の有機樹脂の下塗り、特には、ウレタンポリマーの下地塗り又はアミノ樹脂により硬化した下地塗りに、硬化性液体シリコーンゴムの上塗りを塗布することにより、不快な魚臭を発することが見出された。
米国特許第５９４５１８５号明細書は、シロキサン含量が５〜４０重量％のシリコーン変性熱可塑性ポリウレタンから作製されたエアバッグについて記載する。かかるエアバッグは、ブロッキングの危険が低減されていると記載されているが、自動車製造業者は、被覆されたファブリックエアバッグの方を好んで使用していた。
米国特許第６２３９０４６号明細書は、編布、織布又は不織布の基材を、接着性ポリウレタン層により、そしてその後、エラストマーポリシロキサン層によりコーティングすることを記載する。次いで、被覆された布基材から、空気保持に優れ且つ耐熱性に優れたエアカーテン又はエアバッグが形成される。
米国特許第６１７７３６５号明細書及び米国特許第６１７７３６６号明細書は、少なくとも２つの別々の層を含んだエアバッグ塗膜について記載する。エアバッグ表面と接した第１の層（下地塗り）は、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリアミド、ブチルゴム、水素化ニトリルゴム又はエチレンビニルアセテートコポリマーから作製された非シリコーン組成物を含む。第２の層（上塗り）は、シリコーン材料である。
米国特許第６１７７３６６号明細書は、少なくとも２つの別々の異なる層を含んだエアバッグ塗膜組成物について記載する。エアバッグ表面と接した第１の層（下地塗り）は、シリコーンエラストマーを含む。第２の層（上塗り）は、好ましくは、シリコーン樹脂である。
米国特許第７１９８８５４号明細書は、シリコーンエラストマーで被覆した布地のための減摩性シリコーンニスについて記載する。ニスは、架橋を許容する触媒の存在下、互いに反応する２つのシリコーンを含む架橋性シリコーン組成物、及び、粉末（コ）ポリアミドを含んだ粒子状成分を含んでいる。
特開２００４−１６７５５６号公報は、断熱材としての珪藻土、離型剤としてのタルク及びバインダーとしてのベントナイトを含んだ水性金属鋳型塗膜剤について開示している。
本発明に従う、表面の摩擦及び／又はブロッキングを低減するための水性塗膜組成物は、固形潤滑剤と、変性又は合成粘土鉱物とを含み、該変性又は合成粘土鉱物は、変性又は合成粘土鉱物の増粘剤の２重量％水性分散液の粘度が少なくとも１０００ｍＰａ・ｓであるような増粘性を有する。粘度は、２０ｍｍ直径の２°テーパーコーンを具えたウェルズ−ブルックフィールドコーン／プレート粘度計（Wells-Brookfield Cone/Plate Viscometer）を使用し、１ｓ−１のせん断率で、２５℃で測定される（ＡＳＴＭ Ｄ４２８７）。特に示さない限り、本明細書に記載する、変性又は合成粘土鉱物の増粘剤の水性分散液全てについて示した粘度は、上記と同じ手法で測定された。
本発明はまた、固形潤滑剤と変性又は合成粘土鉱物と水溶性有機ポリマーとを含んだブロッキング防止塗膜によって被覆したエアバッグを含み、該変性又は合成粘土鉱物は、変性又は合成粘土鉱物の増粘剤の２重量％水性分散液の粘度が２５℃で少なくとも１０００ｍＰａ・ｓであるような増粘性を有する。
本発明は更に、基材を被覆し、摩擦及び／又はブロッキングを低減する方法を含み、当該方法において、基材は水性塗膜組成物によって被覆され、当該塗膜組成物は固形潤滑剤と変性又は合成粘土鉱物とを含み、変性又は合成粘土鉱物は、変性又は合成粘土鉱物の増粘剤の２重量％水性分散液の粘度が２５℃で少なくとも１０００ｍＰａ・ｓであるような増粘性を有する。
固形潤滑剤は、好ましくは、層状ケイ酸塩としても既知のフィロシリケートを含む。本発明において固形潤滑剤としての使用に適したフィロシリケートの例としては、マイカ、タルク、例えば、タルク微小球、カオリナイト、スメクタイト、セリサイト及びクロライトが挙げられる。タルクは、広く利用することができ、潤滑剤として効果的である。クロライトも潤滑剤として効果的であり、タルクよりも容易に水中に分散させることができるという利点を有する。固形潤滑剤は、更に又は代わりに、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフルオロポリマー、ポリオレフィンワックス等の固形炭化水素ワックス、例えば、微粉化ポリプロピレンワックス、若しくは、ＰＴＦＥとワックスとの混合物、又は、モリブデンジスルフィド、グラファイト、硫化亜鉛若しくはリン酸三カルシウム、又はこれらのうちのいずれか２つ以上の混合物を含んでいてもよい。
固形潤滑剤は、好ましくは、水性塗膜組成物の少なくとも１重量％、或いは、少なくとも３重量％、例えば、水性塗膜組成物の５又は１０重量％から最大で４０重量％存在する。
増粘剤として使用される粘土鉱物は、好ましくは、サポナイト、ヘクトライト、ステベンス石、ソーコナイト、ベントナイト、バイデライト、ノントロナイト又はモンモリロナイト等のスメクタイト粘土である。
本発明の好ましい一側面によれば、粘土鉱物は、水溶性有機ポリマーによって変性している。適切な水溶性有機ポリマーとしては、カルボキシレート基を含んだポリマーが挙げられ、例えば、ポリアクリル酸ナトリウム又はポリメタクリル酸ナトリウム等のカルボキシル含有付加重合体である。
粘土鉱物、例えば、ベントナイト又はモンモリロナイトは、水溶性有機ポリマーと予混合することによって変性されてもよい。例えば、粘土鉱物と水溶性有機ポリマーとを水中で均一に混合し、その後、混合物を、例えば、スプレー乾燥によって乾燥してもよい。得られた乾燥混合物は、必要に応じて、所望の粒径まで粉砕することができ、該粒径は、１〜２０μｍの範囲であってもよい。かかる混合物中の水溶性ポリマーの含有率は、例えば、０．１重量％〜４０重量％の範囲であってもよい。
また、ベントナイト又はモンモリロナイト等の粘土鉱物は、アルキルアルコキシシランを使用した処理によって変性されてもよい。アルキルアルコキシシランは、好ましくは、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン又はエチルトリエトキシシラン等のアルキルトリアルコキシシランである。例えば、アルキルアルコキシシランは、純正液体シラン又は有機溶媒中の溶液として、粘土鉱物に適用することができる。
１以上のプロセスを使用して、粘土鉱物を変性させ、より粘性の高い水溶液を作製することができる。例えば、ベントナイト又はモンモリロナイトと水溶性ポリマーとの混合物は、アルキルアルコキシシランを使用して処理されてもよい。
本発明の別の側面に従うと、粘土鉱物の増粘剤は、人工合成サポナイト、人工合成ヘクトライト及び人工合成ステベンス石等の人工合成スメクタイトであってよい。合成サポナイトは、オートクレーブ中での化学物質の熱水合成により、クニミネ工業株式会社によって製造される。合成サポナイトは、白雪色粉末であり、そのゲルは無色透明で且つ天然スメクタイトのゲルよりも粘性が高い。市販の合成ヘクトライトの例としては、ラポナイトの商標名でラポナイトインダストリーズ株式会社（Laponite Industries Ltd.）によって製造されるＢ、ＲＤ及びＸＬＧ製品が挙げられる。市販の合成ステベンス石の一例は、イオナイトの商標名で水澤化学工業株式会社により製造される。これらの製品は、白色粉末であり、水への添加によってゾル又はゲルを容易に形成する。かかる合成スメクタイトは、概して、天然スメクタイトよりも小さな粒径を有し、例えば、平均粒径は、天然スメクタイトの平均粒径のわずか５又は１０％である。合成スメクタイトのかかる小さな粒径のため、より少量の添加量で粘性の水性組成物を作製することができる可能性がある。
通常は必要ないが、合成粘土鉱物を変性させ、より粘性の高い水溶液を作製してもよい。例えば、合成サポナイト、ヘクトライト又はステベンス石は、アルキルアルコキシシランを使用して処理することができる。
変性又は合成粘土鉱物の増粘剤は、例えば、塗膜組成物の０．１又は０．２重量％から５又は１０重量％存在してもよい。０．５〜３％の変性又は合成粘土鉱物の増粘剤を含んだ水性塗膜組成物が往々にして好ましい。
水性塗膜組成物は、エアバッグファブリック等の基材への固形潤滑剤の密着性を増強すべく、一般的には有機ポリマーバインダーを必要とする。塗膜組成物中に水溶性有機ポリマーが存在する場合、例えば、粘土鉱物の増粘剤を水溶性ポリマーによって変性させる場合、その水溶性ポリマーは、塗膜組成物の有機ポリマーバインダーとしても機能してよい。また、表面の摩擦及び／又はブロッキングを低減するための塗膜組成物は、水性分散液中に存在する有機ポリマーバインダーを更に含む。従って、基材表面に存在する塗膜は、有機ポリマーバインダー中に分散した固形潤滑剤を含み、これは、完全に又は部分的に、水溶性有機ポリマーを含むか、或いは、水性組成物中に分散した有機ポリマーであってもよい。
好ましい有機ポリマーバインダーとしては、ポリウレタン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アクリル変性ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、アミノ−ホルムアルデヒド樹脂、ビニル樹脂、例えば、ポリビニルブチラール、及びポリアミドイミド樹脂が挙げられる。好ましいポリウレタンとしては、ポリエステル又はポリエーテルポリオール及び芳香族又は脂肪族ジイソシアネートから作製されたコポリマーが挙げられる。有機ポリマーバインダーの濃度は、例えば、上塗り組成物の０．２又は０．３重量％から最大で３０重量％までの範囲であってよい。例えば、塗膜組成物の５重量％から最大で２０重量％の有機ポリマーバインダーの濃度が好ましいことが多い。明確化のため、％値が提供される場合、例えば、組成物の総量は、常に合計１００％になることが理解される。
また、バインダーは、硬化してエラストマー生成物となる適切なシリコーン系エマルションであってよい。分散相は、例えば、水性連続相において、適切な水酸化ポリジオルガノシロキサンと乳化剤とを含んでいてもよく、組成物は、例えば、コロイド状シリカ等の適切なシリカ補強性充填材及び有機スズ化合物等の他の成分を更に含んでいてもよい。このタイプの組成物は、その内容が引用によって本明細書に組み込まれる米国特許第４２２１６８８号明細書に記載される。また、バインダーは、シロキサン系ポリマー及び適切な自己触媒型架橋剤、界面活性剤及び水から作製されてもよい。このタイプの組成物は、例えば、その内容が引用によって本明細書に組み込まれる米国特許第５９９４４５９号明細書に記載される。
本発明に従う、摩擦及び／又はブロッキングを低減するための、基材上に存在する乾燥塗膜は、例えば、５０〜９５重量％の固形潤滑剤と、２〜１５重量％の変性又は合成粘土鉱物の増粘剤と、最高４５重量％までの有機ポリマーバインダーとを含んでいてもよい。乾燥塗膜又は乾燥コート重量に基づく組成物中の範囲への言及は、水及び／又は任意の他の溶媒の重量を除いて計算した重量を意味することを意図する。
摩擦及び／又はブロッキングを低減する塗膜組成物は、難燃剤を含んでいてもよい。例えば、エアバッグは、燃焼を支援しないことが重要であり、エアバッグは、エアバッグに適用され得る厳しい可燃性試験を通過するために、一般的に難燃剤の添加を要する。本発明の上塗りがシリコーンを被覆したエアバッグ上に塗布される場合には、一般的に可燃性に問題はないが、難燃剤を含まない上塗りが有機樹脂を被覆したエアバッグに塗布される場合には、米国連邦自動車安全規格試験（US Federal Motor Vehicles Safety Standards Test）ＦＭＶＳＳ＃３０２（これ以降は、「ＦＭＶＳＳ＃３０２」と称する）等の可燃性試験を通過しないことがあることを我々は見出した。上塗り中に存在する場合に、難燃剤は最も効果的である可能性がある。好ましい難燃剤の例は、好ましくは表面処理されていないアルミニウムトリヒドレートである。減摩性塗膜組成物は、例えば２〜４０重量％、好ましくは５〜２５重量％のアルミニウムトリヒドレートであってもよい。また、難燃剤としては、水酸化マグネシウム等の他の金属水酸化物、フェライト酸化物及び酸化チタン等の金属酸化物、炭酸亜鉛等の炭酸塩、及び、カーボンブラックが挙げられる。
摩擦及び／又はブロッキングを低減する塗膜組成物は、顔料、染料、帯電防止剤、界面活性剤、防腐剤、接着促進剤及び／又は消臭剤、例えば、ゼオライト及び／又は活性炭等を任意に含んでいてもよい。
摩擦及び／又はブロッキングを低減する塗膜組成物は、種々の技術によって基材に塗布されてよい。異なる物質は、異なるコーティング方法を必要としてもよい。例えば、コーティングは上塗りとして、ローラ塗布、例えば、グラビア、オフセットローラ又はキスローラによって、又はカーテンコーティングによって、又は空気補助若しくはエアレススプレーであってもよいスプレーによって、又はナイフオーバーローラによって、被覆されたエアバッグ又は被覆されたエアバッグファブリックに塗布されてもよい。ローラ塗布は、少ない塗膜重量で均一に被覆する効果的な方法として好ましいことが多い。ファブリックに転写される塗膜組成物の量は、ローラへの圧力及び／又はグラビア中のエッチング表面の深さの関数である。上塗りは、好ましくは、乾燥重量基準で０．５又は１ｇ／ｍ２から最高で１０又は１５ｇ／ｍ２の被覆量で塗布される。１又は２ｇ／ｍ２の低い塗膜重量が、必要な低い摩擦係数をもたらし、且つ、ブロッキングを防ぐことができる。
減摩性塗膜組成物中の水性希釈剤（水と、水と混合した任意の共溶媒）の量は、コーティングに必要な粘度及び必要な塗膜重量に応じて制御されてもよい。通常、塗膜組成物は、１．５〜５０重量％の固形物含有率を有し、９８．５〜５０％の水性希釈剤を含んでいる。
本発明の塗膜組成物は、一般的には、低減した摩擦及び／又は低減したブロッキングが必要とされる場合に、任意の基材に塗布することができる。エアバッグ上に上塗りとして塗布される場合に、又は、航空機及び熱気球の緊急シュート等の他の同様の用途に、塗膜組成物はとりわけ効果的であるが、キーパッド、型形成、ワイヤのコーティング等の他の用途、及び、シリコーン成型プロセス等の成型プロセスにおけるハンドリングの改善にも使用することができる。
本発明の塗膜組成物が、被覆されたエアバッグ又は被覆されたエアバッグファブリックに上塗りとして塗布される場合、下地塗りは、先述の特許において記載されたもののうちのいずれかであってよい。下地塗りは、オルガノポリシロキサン組成物であってもよく、オルガノポリシロキサン組成物は、好ましくは、脂肪族不飽和炭化水素又はヒドロカルボノキシ（hydrocarbonoxy）置換基を有するオルガノポリシロキサンと、ケイ素が結合した少なくとも３つの水素原子を有する有機ケイ素架橋剤と、脂肪族不飽和炭化水素又はヒドロカルボノキシ置換基とＳｉ−Ｈ基との反応を促進することのできる触媒と、補強性充填材とを含んでいる。かかる下地塗りは高い柔軟性を有し、エアバッグを密封するのに効果的であるが、高い摩擦係数を有する。
また、エアバッグ又はエアバッグファブリック上の下地塗りは、上記特許に記載される有機樹脂系塗膜のいずれかであってよい。有機樹脂の好ましい１つのタイプは、ポリウレタンである。ポリウレタンの下地塗りは、例えば、イソシアネート基とヒドロキシル又はアミン基との反応によってファブリック上で硬化する反応性ポリウレタンであってよいか、或いは、熱可塑性ポリウレタンであってよい。硬化性又は熱可塑性であるかに関わらず、ポリウレタンは、一般的に、ポリオールとポリイソシアネートとの反応生成物である。ポリオールは、例えば、ポリエーテルジオールであってよく、例えば、ポリテトラメチレングリコールジオール、ポリエステル−ポリエーテルジオール、ポリカーボネート−ポリエーテルジオール、シリコーン−ポリエーテルジオール、又は、つり下がった（pendant）水酸基を含んだポリアクリレート等である。ポリイソシアネートは、芳香族ジイソシアネートであってもよいが、好ましくは、脂肪族又は脂環式ジイソシアネートである。有機樹脂の下地塗りは、米国特許第７５４３８４３号明細書に記載される通り、アクリレート、ビニル及び／又はシリコーンと混合したポリウレタンを含んだハイブリッドウレタン樹脂であってもよい。かかるハイブリッドウレタン樹脂は、ブロッキング、即ち、保管中又は車両のエアバッグコンパートメントにおける密なパッキングの間に被覆表面が互いに張り付くことを防止する上塗りを必要とする。かかる有機樹脂の下塗りは、種々の上塗りによって上塗りされる場合に臭気の問題を有するが、我々は、臭気の問題なく、本発明に従うブロッキング防止塗膜によって上塗りされ得ることを見出した。
また、上塗りは、ポリアクリレート、例えば、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ樹脂又はエチレンビニルアセテートコポリマーによって硬化され得る、つり下がった水酸基を含んだ硬化性ポリアクリレートを含んでいてもよい。下地塗りは、有機樹脂の配合物、例えば、ポリウレタンと、ポリアクリレートとの又はエチレンビニルアセテートコポリマーとの配合物であってもよい。
下地塗りが硬化性である場合、上塗りを塗布する前に硬化されることが一般的であるが、代替の方法では、摩擦及び／又はブロッキングを低減するための塗膜組成物を未硬化の下地塗りに塗布し、下地塗り組成物と、摩擦及び／又はブロッキングを低減するための塗膜組成物との組み合わせを熱硬化してもよい。
摩擦及び／又はブロッキングを低減するための塗膜が、硬化した下地塗りに塗布される場合、摩擦及び／又はブロッキングを低減するための塗膜は、周辺温度で硬化することができるか、或いは、高温、例えば５０〜２００℃、特には１００〜１５０℃の範囲でより迅速に硬化することができる。高温で硬化する可能な方法の１つは、摩擦及び／又はブロッキングを低減する塗膜組成物を、加熱した基材、例えば、下地塗りを熱硬化した直後の被覆されたエアバッグ又はエアバッグファブリックに塗布することを含む。
本発明の塗膜は、塗布される基材上に低摩擦表面をもたらす。高い摩擦係数を有する塗膜上に塗布される場合、本発明の塗膜は、被覆されたエアバッグ表面の摩擦を低減し、ひいては、車両の使用時に移動に供される場合、エアバッグの圧力保持を低減させる可能性のあるエアバッグの磨耗を低減する。
本発明の塗膜は、被覆されたファブリック表面のブロッキング、即ち、保管中又は車両のエアバッグコンパートメント中での密なパッキングの間に被覆表面同士が張り付くことも防ぐ。かかるブロッキングは、エアバッグが膨張する場合に、非常に高い応力を生じ、引裂によって又はファブリックからのシリコーンの下地塗りの剥離によって、バッグの欠陥を生じ得る。
エアバッグの上塗りとしての本発明の塗膜の使用は、不快な臭気を生じさせない。我々は、本発明の塗膜が、ウレタンポリマーの下地塗り、例えば、米国特許第７５４３８４３号明細書に記載されるアクリレート、ビニル及び／又はシリコーンと混合したウレタンポリマーを含んだハイブリッドウレタン樹脂上に塗布される場合、魚臭又はアンモニア臭が放出されないことを見出した。
本発明は、以下の実施例によって説明され、実施例中の部及び割合は、特に示さない限り、重量によるものである。
実施例１〜４
これらの実施例は、ベントナイト及びポリアクリル酸ナトリウムを含んだ変性粘土鉱物の増粘剤ＭＣＴ１を使用し、当該増粘剤は、ポリアクリル酸ナトリウムの水溶液にベントナイトを均一に混合し、混合物を乾燥し、その後、粉砕することによって形成した。ＭＣＴ１は、炭酸ナトリウムとポリアクリレートとの混合物を、約１５％の含有率で含む。ＭＣＴ１の２％水溶液は、２０，０００ｍＰａ・ｓの粘度を有し、該粘度は、直径２０ｍｍの２°テーパーコーンを具えたウェルズ−ブルックフィールドコーン／プレート粘度計を使用して、１ｓ−１のせん断率で２５℃において測定した（ＡＳＴＭ Ｄ４２８７）。
実施例１及び２において、ＭＣＴ１を水中に分散させ、得られた分散液中に固形潤滑剤（タルク又はクロライト）を分散させた。
実施例３において、ポリウレタンエマルションＰＵ１を水及びＭＣＴ１で希釈し、希釈したエマルション中にタルクを分散させた。ＰＵ１は、脂肪族ポリエステルタイプのポリウレタンの自己触媒型エマルションであり、固形物含有率が３２％であり、上記のようにして測定した粘度が４００ｍＰａ・ｓである。
実施例４において、変性ポリオレフィンＰＯ１を水及びＭＣＴ１で希釈し、希釈したエマルション中にタルクを分散させた。ＰＯ１は、アクリル樹脂で変性させたポリオレフィンのエマルションであり、固形物含有率が３０％であり、上記のようにして測定した粘度が５００ｍＰａ・ｓである。
得られた上塗り組成物の処方を表１に示す。
実施例５〜７
これらの実施例は、アルキルトリアルコキシシランで処理したベントナイト（ベントナイト ＳＨ：Ｈｏｊｕｎ株式会社の製品名）を含んだ、変性粘土鉱物の増粘剤ＭＣＴ２を使用した。ＭＣＴ２の２％水溶液は、上記のようにして測定した粘度が４，３００ｍＰａ・ｓであった。
実施例５において、ＭＣＴ２を水に分散させ、得られた分散液中にクロライトを分散させた。実施例６及び７において、ＰＵ１及びＭＣＴ１を水に希釈し、希釈したエマルション中にタルク又はクロライトを分散させた。得られた上塗り組成物の処方を表１に示す。
実施例８
この実施例は、粘土鉱物の増粘剤として人工サポナイト（スメクトンＳＡの商標で販売される、日本の東京のクニミネ工業株式会社の製品）を使用した。スメクトンＳＡの２％水溶液は、上記のようにして測定した粘度が７，６００ｍＰａ・ｓであった。ＰＵ１を水で希釈し、希釈したエマルションにスメクトンＳＡを分散させた。得られた上塗り組成物の処方を表１に示す。
実施例１〜８の各々において、成分を混合し、１日静置した。混合物の安定性を目視観察し、表１に記録した。「ＮＧ」は、固形成分の分離が観察されたことを意味する。
実施例１〜８の各々の塗膜組成物を、シリコーンゴムの表面にナイフコーティング（１〜１０ｇ／ｍ２）によって塗布した。塗膜層の均一性を目視観察した。塗膜がシリコーンゴムを均一に被覆した場合、表１では均一と評価し；塗膜がシリコーンゴムを均一に被覆することができなかった場合、表１では斑状と評価する。塗膜層を１８０℃で１０秒乾燥させた。
上塗り層を有するシリコーンゴムは、１８０°曲げられた。上塗り層のいずれかの亀裂が観察され、表１に亀裂と記載され；亀裂を示さない上塗り層は良好と評価される。
上塗り層の減摩性を、実験的に評価し、指で触感によって評価した。「粘着性」は、上塗り層のないシリコーンゴムの触感と同じことを意味する。上塗り層の表面を指で１０回スクラビングした後、及び、上塗り層の表面をコットンクロスで１０回スクラビングした後、同様の評価を行った。
実施例９及び１０の上塗り組成物も、引っかき抵抗について試験した。被覆したファブリックを指の爪で引っかいた。引っかきの効果が観察されなければ、塗膜は良好と評価され、ファブリックから塗膜が持ち上がるか又は剥がれたことが観察された場合にはＮＧと評価された。
比較例Ｃ１〜Ｃ８
実施例１〜８で使用した手順に従い、実施例１〜８の塗膜組成物に使用した成分のうちのいくつかを含んだ塗膜組成物を調製した。処方を表２に示す。比較例Ｃ６及びＣ７で使用したベントナイトの２％水溶液は、上記の通り測定した粘度が１ｍＰａ・ｓであった。
比較例Ｃ１〜Ｃ８の塗膜組成物を、実施例１〜８の塗膜組成物と同じ方法によって試験した。結果を表２に示す。
Figure 2013516522
Figure 2013516522
実施例９及び１０
実施例１の手順に従って、上塗り組成物を表３に挙げた成分から調製した。これらの組成物は、難燃剤を含んでいた。ＦＲ１は、平均粒径１μｍの未処理の水酸化アルミニウムの微粉末である。ＦＲ２は、平均粒径１μｍの、シラン表面処理した水酸化アルミニウムの微粉末である。
シリコーンゴムを塗布する代わりに、塗膜組成物を、織られたナイロンエアバッグファブリックの被覆表面にグラビアローラコーティングによって塗布することにより適用したこと以外は、上述の通り、実施例９及び１０の上塗り組成物を試験し、該ナイロンエアバッグファブリックは、サウスカロライナ、スパータンバーグのミリケン・アンド・カンパニーからＰａｔｉｎａの商標で販売され、且つ、エチレンビニルアセテートコポリマーと混合し、硬化したウレタンポリマーを含んだハイブリッドポリウレタン樹脂を含むと考えられている塗膜によって被覆されていた。上塗りを、１０ｇ／ｍ２で塗布し、１４０℃で熱硬化した。
上記試験に加え、実施例９及び１０の上塗り組成物を、ブロッキングについて試験した。被覆エアバッグファブリックを、被覆面が互いに向き合うように重ね、これらの被覆ファブリック表面が滑らかに滑るか否かについて評価した。滑らかな滑りが観察された場合には塗膜を良好と評価し、表面が滑らかに滑らなかったか又は引っかき傷ができた場合にはＮＧと評価した。
実施例９及び１０の上塗り組成物を、燃焼試験において米国連邦自動車安全規格試験ＦＭＶＳＳ＃３０２に従って可燃性について試験し、当該試験において、炎をファブリックの端に適用し、燃焼距離と燃焼時間とを測定した。ＦＭＶＳＳ＃３０２規格を通過するための要件は、１００ｍｍ／分以下の燃焼率である。
上記全試験の結果を表３に示す。
比較例Ｃ９では、固形潤滑剤を使用することなくシラン表面処理水酸化アルミニウム微粉末ＦＲ２を使用した。比較例Ｃ９の塗膜組成物を、実施例９及び１０の塗膜と同じ方法で試験し、結果を表３に示す。
Figure 2013516522
実施例１１、１２及び１３
実施例１１、１２及び１３を表４に示す。それらは先の実施例と同じ方法で調製され、塗膜をナイフコーティングによって塗布したが、硬化するエマルションの形態の適切なシリコーン系バインダー（これ以降、「シリコーンラテックス」と称す）をエラストマー製品に組み合わせる。実施例１１、１２及び１３で使用したシリコーンラテックス添加剤は、平均粒径が２１０ｎｍ及び不揮発性成分５５重量％を有する水中油型シリコーン系エマルションであった。実施例１１、１２及び１３で使用したシリコーンラテックスは、以下の成分を含む：
・２５℃で２，４００ｍＰａ・ｓの粘度を有する水酸化ポリジメチルシロキサン３７．０重量％：
・ジエチルアミノキシ基含有ポリジメチルシロキサン３．０重量％；
・メチルトリエトキシシラン重量％、
・乳化剤４．０重量％、
・水２１．３重量％、
・コロイド状シリカ３３重量％（有効成分＝３０重量％）；及び
・ｐＨ調整剤としてのジエチルアミン０．７重量％。
Figure 2013516522
試験は全て、上記の通り行い、表４から、３つの実施例１１、１２及び１３の全てが良好な結果を生じたことがわかる。
実施例１４、１５及び１６
実施例１４、１５及び１６で試験した組成物は、それぞれ、実施例１１、１２及び１３と同じである。しかしながら、実施例９及び１０のように、それらを、グラビアローラコーティングによってシリコーンゴム塗膜により被覆された、織られたナイロンエアバッグファブリックの予め被覆した表面に塗布した。上塗りを１４０℃で硬化した。硬化するとすぐに、上塗りを分析し、結果を以下の表５に示す。
ポリウレタン（ＰＵ）の上塗りの代わりにシリコーンラテックスを使用する１つの利点は、塗膜試験の後、グラビアローラを水湿潤クロスにより掃除するだけでよいことであった。ＰＵバインダーを使用する場合には、溶媒を使用してローラを掃除する。
Figure 2013516522
クロスによるスクラビングの後、タルクを除去する場合、上塗りの表面をクロスでこすり、拭き取りクロスの表面を目視観察することにより、タルクの除去を評価した。

Claims (25)

  1. 表面の摩擦及び／ブロッキングを低減するための水性塗膜組成物であって、
    前記組成物が、固形潤滑剤と、変性又は合成粘土鉱物とを含み、
    前記変性又は合成粘土鉱物は、前記変性又は合成粘土鉱物の増粘剤の２重量％水性分散液の粘度が少なくとも１０００ｍＰａ・ｓであるような増粘性を有する水性塗膜組成物。
  2. 前記固形潤滑剤が、フィロシリケートである、請求項１に記載の水性塗膜組成物。
  3. 前記固形潤滑剤が、マイカ、タルク、カオリナイト、セリサイト及びクロライトから選択される、請求項２に記載の水性塗膜組成物。
  4. 前記固形潤滑剤が、水性塗膜組成物全体の３〜４０重量％存在する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水性塗膜組成物。
  5. 前記粘土鉱物の増粘剤が、サポナイト、ベントナイト又はモンモリロナイトである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水性塗膜組成物。
  6. 前記粘土鉱物の増粘剤が、水溶性有機ポリマーによって変性している、請求項５に記載の水性塗膜組成物。
  7. 前記水溶性有機ポリマーが、カルボキシレート基を含む、請求項６に記載の水性塗膜組成物。
  8. 前記水溶性有機ポリマーが、ポリアクリル酸ナトリウム又はポリメタクリル酸ナトリウムである、請求項７に記載の水性塗膜組成物。
  9. 前記水溶性有機ポリマーが、前記粘土鉱物の増粘剤に基づき、０．１〜４０重量％存在する、請求項７又は８に記載の水性塗膜組成物。
  10. 前記粘土鉱物の増粘剤が、アルキルアルコキシシランを使用した処理によって変性している、請求項１〜５のいずれか１項に記載の水性塗膜組成物。
  11. 前記粘土鉱物の増粘剤が、人工合成サポナイトである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の水性塗膜組成物。
  12. 前記変性又は合成粘土鉱物の増粘剤が、前記塗膜組成物の０．２重量％〜５重量％存在する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の水性塗膜組成物。
  13. 前記塗膜組成物が、水性分散液中に存在する有機ポリマーバインダー又はシリコーン系水性エマルションの形態のシリコーンバインダーを更に含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の水性塗膜組成物。
  14. 前記有機ポリマーバインダーが、水性エマルション中に存在するポリウレタン又はアクリル変性ポリオレフィンを含む、請求項１３に記載の水性塗膜組成物。
  15. 前記塗膜組成物が、難燃剤を更に含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の水性塗膜組成物。
  16. 前記難燃剤が、アルミニウムトリヒドレートである、請求項１５に記載の水性塗膜組成物。
  17. 表面の摩擦及び／又はブロッキングを低減する水性塗膜組成物の製造方法であって、
    水と、固形潤滑剤と、変性又は合成粘土鉱物の増粘剤とを混合することを具え、
    前記変性又は合成粘土鉱物の増粘剤は、前記変性又は合成粘土鉱物の増粘剤の２重量％水性分散液の粘度が少なくとも１０００ｍＰａ・ｓであるような増粘性を有する製造方法。
  18. 水溶性有機ポリマーを前記粘土鉱物に予混合し、変性粘土鉱物の増粘剤を形成する、請求項１７に記載の製造方法。
  19. 前記粘土鉱物と前記水溶性有機ポリマーとを水中で予混合し、乾燥させる、請求項１８に記載の製造方法。
  20. 固形潤滑剤と変性又は合成粘土鉱物とを含んだ水性塗膜組成物の、摩擦及び／又はブロッキングを低減する基材上の上塗りとしての使用であって、
    前記変性又は合成粘土鉱物は、前記変性又は合成粘土鉱物の増粘剤の２重量％水性分散液の粘度が少なくとも１０００ｍＰａ・ｓであるような増粘性を有する使用。
  21. 前記基材が、エアバッグ、又は、その後エアバッグへと形成される被覆ファブリックである、請求項２０に記載の使用。
  22. 固形潤滑剤と変性又は合成粘土鉱物とを含んだ減摩性塗膜によって被覆されたエアバッグであって、
    前記変性又は合成粘土鉱物は、前記変性又は合成粘土鉱物の増粘剤の２重量％水性分散液の粘度が少なくとも１０００ｍＰａ・ｓであるような増粘性を有するエアバッグ。
  23. 基材を被覆し、摩擦及び／又はブロッキングを低減する方法であって、
    前記基材が、固形潤滑剤と変性又は合成粘土鉱物とを含んだ水性塗膜組成物によって被覆され、
    前記変性又は合成粘土鉱物は、前記変性粘土鉱物の増粘剤の２重量％水性分散液の粘度が少なくとも１０００ｍＰａ・ｓであるような増粘性を有する方法。
  24. 有機樹脂によって被覆されたファブリックが、前記水性塗膜組成物によって上塗りされる、請求項２３に記載の方法。
  25. 前記シリコーンバインダーが、水酸化ポリジオルガノシロキサン及び乳化剤を含んだ分散相と、水性連続相と、任意にシリカ補強性充填材とを有することを特徴とする、請求項１３に記載の水性塗膜組成物。
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