JP3915463B2 - ポリアミド系樹脂組成物及び成形体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリアミド系繊維を用いたエアーバッグ用基布の端切れを含む新規な樹脂組成物に関するものである。本発明によれば、エアーバッグに汎用されるポリアミド系基布の製造工程で発生する端切れをそのままの状態で再利用することができ、本発明の樹脂組成物を用いて得られる成形材料は衝撃性等の機械的特性に優れており、自動車等の用途に適用可能である等、極めて有用である。
【０００２】
【従来の技術】
エアーバッグは各種交通機関に従事する乗員の安全を図る装置として、近年、特に汎用されている。このエアーバッグ用基布に要求される特性としては、耐衝撃性に優れること、空気透過度が低いこと等が挙げられる。かかる観点から、エアーバッグ用基布として、主にポリアミド系繊維が用いられてきた。ナイロン等のポリアミド系繊維はタフネス性、結節強度などに優れており、エアーバッグの重要な要求特性である耐衝撃性を満足するからである。
【０００３】
ところがエアーバッグの需要が急速に高まるにつれ、エアーバッグの製造工程で大量に発生する基布端切れ（切断片）の処理が問題になっている。特にリサイクル化への風潮が益々高まるにつれ、これらの基布端切れを如何に効率良く、且つ、低コストで処理するか課題であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ポリアミド系繊維よりなるエアーバッグ用基布端切れをそのままの状態で再利用し、耐衝撃性等に優れた新規樹脂組成物を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決することのできた本発明のポリアミド系樹脂組成物は、ポリアミド系繊維よりなるエアーバッグ用基布の端切れ（Ａ）；並びに
上記ポリアミドとの反応性または相溶性を有する樹脂（Ｂ）及び／又は強化剤（Ｃ）を含有するポリアミド系樹脂組成物であって、
上記端切れ（Ａ）：樹脂（Ｂ）＝１００〜７０部（質量部の意味、以下同じ）：３０部以下（０を含む）であり、
［上記端切れ（Ａ）＋樹脂（Ｂ）］：強化剤（Ｃ）＝１００部：２５０部以下（０を含む）を満足するところに要旨を有するものである。
【０００６】
本発明において、上記ポリアミド系繊維を構成するポリアミドの硫酸相対粘度が３．２±０．４であるもの；上記樹脂（Ｂ）がエチレン−α−オレフィン共重合体の無水マレイン酸変性物であるもの（より好ましくは、上記変性物中に占める無水マレイン酸の比率は０．１〜５．０質量％である）はいずれも好ましい態様である。
【０００７】
更に、上記樹脂組成物を含む成形体も本発明の範囲内に包含される。
【０００８】
尚、本発明における「端切れ」とは、エアーバッグ用基布の製造工程で生じる裁ち残りの布地（端材、切断片）の他、エアーバッグ用基布として出荷するに至らない規格外品も含まれる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、エアーバッグ用基布の製造工程で発生する端切れを有効利用する方法について鋭意検討してきた。その結果、上記端切れに、特定の樹脂及び／又は強化剤を添加すると耐衝撃性が著しく向上し、自動車用途等に極めて有用な成形材料が得られることを見出し、本発明を完成した。
【００１０】
以下、本発明組成物の各要件について説明する。
【００１１】
Ａ：ポリアミド系繊維よりなるエアーバッグ用基布の端切れ
前述した通り、本発明は、ポリアミド系繊維よりなるエアーバッグの製造工程で発生する端切れを利用するものである。ここで、本発明に用いられるポリアミド繊維とは、分子中に酸アミド（−ＣＯＮＨ−）を有するものであり、具体的には、ε−カプロラクタム、６−アミノカプロン酸、ω−エナントラクタム、７−アミノカプロン酸、１１−アミノウンデカン酸、９−アミノノナン酸、α−ピロリドン、α−ピペリドン等から得られる重合体または共重合体；ヘキサメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、ケタキシリレンジアミン等のジアミンと、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸等のジカルボン酸とを重縮合して得られる重合体または共重合体若しくはこれらのブレンド物などが挙げられる。なかでも所望の強度等を得る為には、６−ナイロン（ε−カプロラクタムを開環重合させたポリカプラミド）、６，６−ナイロン（ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸とを重縮合させたポリヘキサメチレンアジポアミド）等が推奨される。
【００１２】
本発明に用いられるポリアミド系繊維は、上記ポリアミド繊維を主に含有するものであるが、更なる特性付与の目的で、光または熱安定剤（カーボンブラック、ハロゲン化銅とハロゲン化カリウムの組合せ、ヒンダードフェノール系安定剤、リン系安定剤及びそれらの組合せ等）、酸化防止剤（ヨウ化銅、塩化銅、臭化銅、酢酸銅、ステアリン酸銅等の無機及び有機酸銅等）、平滑剤、可塑剤、増粘剤、減粘剤、顔料、光沢付与剤、離燃剤（ハロゲン系離燃剤としてブロム化ポリスチレン、ポリジブロムフェニレンオキサイド、デカブロムジフェニールエーテル等；非ハロゲン系離燃剤としてメラミンシアヌレート、赤リン等）、離型剤（ステアリン酸の金属塩等）等を含んでいてもよい。これらの添加剤は、ポリアミド繊維１００部に対し、概ね、０．０１〜５部の範囲内で添加することが推奨される。
【００１３】
また、上記ポリアミドの硫酸相対粘度は３．２±０．４（より好ましくは３．２±０．３）を満足することが好ましい。上記範囲を下回ると、エアーバッグに要求される機械的特性、即ち、瞬間的な膨張に耐えられる基布の強度、特に衝撃強度、破裂強度、引裂き強度等及び膨張したエアーバッグが乗員に当たった後の衝撃を吸収するエネルギー等の特性を確保することが困難である。一方、上記範囲を超えると、成形時の流動性が損なわれ、成形不良が生じる等の問題がある。ここで、上記硫酸相対粘度とは、ポリアミドを９６％硫酸で溶解したときの相対粘度（ＪＩＳ Ｋ−６８１０に準じて測定）を意味する。
【００１４】
また、本発明に用いられるエアーバッグ用基布としては、例えば織物、編物、これらの積層体の他、多数の糸条を並列に並べて接着材料で固着したシート状物等が挙げられる。エアーバッグ用基布として特に好ましいのは等方性織物である。
【００１５】
本発明では、上記基布の端切れを使用する。具体的には、例えばナイフカッター等で切断した後の切断片を主に利用するが、利用に当たっては、この切断片を加工し易い様に、２〜３０ｍｍ（好ましくは５〜１０ｍｍ）サイズの端切れとすることが推奨される。また、上記端切れの形状は特に限定されず、押出し機に投入できる形状であれば良い。
【００１６】
Ｂ：ポリアミドとの反応性または相溶性を有する樹脂
本発明の樹脂組成物は、耐衝撃性等を高める目的で、ポリアミドとの反応性または相溶性を有する樹脂（Ｂ）を含有することができる。
【００１７】
本発明に用いられる上記樹脂（Ｂ）としては、ポリアミドとの反応性または相溶性を有するものであれば特に限定されず、例えば、エチレン−α−オレフィン共重合体の無水マレイン酸変性物、エチレン−α−オレフィン共重合体のエポキシ変性物、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体の酸変性物（ＳＥＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の酸変性物（ＳＩＳ）等が挙げられる。その他、ゴム、ポリアミドエラストマー等も用いることができる。なかでもエチレン−α−オレフィン共重合体の無水マレイン酸変性物が好ましい。ここで、上記変性物中に占める無水マレイン酸の比率が０．１〜５．０質量％の範囲に制御されたものは相溶性の点で特に好ましい態様である。より好ましくは０．５質量％以上、２．０質量％以下である。
【００１８】
Ｃ：強化剤
本発明の樹脂組成物は、引張強度等の特性付与の目的で、強化剤（Ｃ）を含有することができる。本発明に用いられる上記強化剤としては、炭素繊維、ガラス繊維等の繊維状強化剤；タルク、マイカ、ワラストナイト、炭酸カルシウム、ウイスカー、シリカ、カオリン、モンモリロナイト、クレー等のフィラー状強化剤等が挙げられる。なかでもガラス繊維の使用が推奨される。
【００１９】
本発明の樹脂組成物は、上記端切れ（Ａ）；並びに上記樹脂（Ｂ）及び／又は強化剤（Ｃ）を含有するものである。即ち、本発明には、上記（Ａ）と（Ｂ）を含む態様；上記（Ａ）と（Ｃ）を含む態様：上記（Ａ）と（Ｂ）と（Ｃ）を含む態様の、合計三つの態様が包含される。
【００２０】
ここで、上記（Ｂ）を含む態様の場合は、上記（Ａ）と（Ｂ）の含有比率は、Ａ：Ｂ＝１００〜７０部：３０部以下を満足することが必要である。ここで、Ａ：Ｂの比率が上記範囲を下回ると、引張強度、アイゾット衝撃強度が低くなり、Ａ：Ｂの比率が上記範囲を超えると、引張強度、引張弾性率が低くなる。好ましくはＡ：Ｂ＝１００〜８０部：２０部以下である。
【００２１】
また、上記（Ｃ）を含む組成物の場合は、上記端切れ（Ａ）と樹脂（Ｂ）の合計を１００部［（Ｂ）は０であっても構わない］としたとき、上記強化剤（Ｃ）の比率を、２０部以上（より好ましくは３０部以上）に制御することが推奨される。これにより強化剤添加による作用が有効に発揮されるからである。但し、強化剤の比率が多すぎると成形加工性の点で問題がある為、［端切れ（Ａ）＋樹脂（Ｂ）］：強化剤（Ｃ）＝１００部：２５０部以下（より好ましくは２００部以下）とすることが好ましい。
【００２２】
次に、本発明のポリアミド系樹脂組成物を用いて成形加工する方法について説明する。上記方法は特に限定されず、代表的な成形加工法である押出成形、射出成形、ブロー成形、カレンダ成形等が挙げられる。なかでも押出成形、射出成形等の使用が推奨される。具体的には、例えば上記Ａ〜Ｂをタンブラー管等でブレンドし、押出機（単軸押出機、２軸押出機等）に入れて溶融混練すれば良い。更に必要に応じて、Ｃ成分を、押出機の途中（サイドフィート）より添加することが好ましい。
【００２３】
この様にしてペレット状、粉状等に成形加工したもの（成形体）は、自動車部品、電気電子部品、建材部品、雑貨部品等の様な幅広い分野に利用することが可能である。
【００２４】
以下実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て本発明の技術的範囲に包含される。
【００２５】
【実施例】
下記Ａ〜Ｃを含む樹脂組成物を使用し、以下の方法でその特性を評価した。
【００２６】
Ａ：ポリアミド系繊維よりなるエアーバッグ用基布の端切れ
エアーバッグ用基布として、ナイロン６６［東洋紡績（株）、銘柄ＬＴＡ３０３ＬＳ］を用いた基布を使用した。上記基布を合計３枚重ねた後、ナイフカッターで裁断し、端切れを得た。
【００２７】
Ｂ：ポリアミドとの反応性または相溶性を有する樹脂（以下、単に樹脂と呼ぶ）
エチレン−α−オレフィン共重合体の無水マレイン酸変性物［三井石油化学工業（株）、銘柄ＭＨ５０２０）］を使用した。尚、上記共重合体中に占める無水マレイン酸の比率は０．８質量％である。
【００２８】
Ｃ：強化剤
ガラス繊維として、旭ファイバーグラス（株）製の銘柄ＣＳ０３ＭＡ−４１１を使用するか、若しくは、タルクを使用した。
【００２９】
特性の評価
（１）ポリアミド系繊維を構成するポリアミドの相対粘度
ポリアミドを９６％硫酸で溶解したときの相対粘度を、ＪＩＳ Ｋ−６８１０の方法に従って測定した。
【００３０】
（２）引張強度（ＭＰａ）
ＡＳＴＭ Ｄ ６３８の方法に従って測定した。
【００３１】
（３）引張弾性率（ＧＰａ）
ＡＳＴＭ Ｄ ７９０の方法に従って測定した。
【００３２】
（４）アイゾット衝撃値（Ｊ／ｍ）
ＡＳＴＭ Ｄ ２５６の方法に従って測定した。
【００３３】
これらの結果を表１に併記する。
【００３４】
【表１】

【００３５】
このうちＮｏ．２〜５は本発明の要件を満足する実施例（Ｎｏ．３は、ポリアミド系繊維及び樹脂よりなる例；Ｎｏ．２及び５はポリアミド系繊維及び強化剤よりなる例；Ｎｏ．４はポリアミド系繊維、強化剤、及び樹脂よりなる例）であり、Ｎｏ．１（ポリアミド系繊維のみからなる例）に比べ、同等若しくはそれ以上の良好な特性を有している。特に、強化剤を添加したＮｏ．２、４〜５は、引張強度が著しく向上した。また、樹脂を添加したＮｏ．３〜４は、アイゾット衝撃強度が向上した。
【００３６】
これに対し、Ｎｏ．６〜７は、本発明で特定するエアーバッグ用基布の端切れを使用しない比較例であり、ナイロン６６の相対粘度が本発明の好ましい範囲を外れている為、本発明例に比べ、耐衝撃性に劣っている。
【００３７】
【発明の効果】
本発明のポリアミド系樹脂組成物は上記の様に構成されているので、ポリアミド系繊維を用いたエアーバッグ用基布の端切れをそのままの状態で再利用することができ、耐衝撃性等の機械的特性に極めて優れた新規樹脂組成物を提供することができた。従って、本発明の樹脂組成物は、自動車部品、電気電子部品、建材部品、雑貨部品等の様な幅広い分野に利用することが可能である。

Claims (5)

1. ポリアミド系繊維よりなるエアーバッグ用基布の端切れ（Ａ）；並びに前記ポリアミドとの反応性または相溶性を有する樹脂（Ｂ）及び／又は強化剤（Ｃ）を含有するポリアミド系樹脂組成物であって、
   前記端切れ（Ａ）：樹脂（Ｂ）＝１００〜７０部（質量部の意味、以下同じ）：３０部以下［強化剤（Ｃ）を含有するときは樹脂（Ｂ）は０を含み、強化剤（Ｃ）を含有しないときは樹脂（Ｂ）は０を含まない］であり、
   ［前記端切れ（Ａ）＋樹脂（Ｂ）］：強化剤（Ｃ）＝１００部：２５０部以下［樹脂（Ｂ）を含有するときは強化剤（Ｃ）は０を含み、樹脂（Ｂ）を含有しないときは強化剤（Ｃ）は０を含まない］を満足し、且つ、
   前記ポリアミド系繊維を構成するポリアミドの硫酸相対粘度は３．２±０．４であり、
   前記樹脂（Ｂ）は、エチレン−α−オレフィン共重合体の無水マレイン酸変性物、エチレン−α−オレフィン共重合体のエポキシ変性物、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体の酸変性物（ＳＥＢＳ）、およびスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の酸変性物（ＳＩＳ）よりなる群から選択される少なくとも一種であり、
   前記強化剤（Ｃ）は、炭素繊維、ガラス繊維、タルク、マイカ、ワラストナイト、炭酸カルシウム、ウイスカー、シリカ、カオリン、モンモリロナイト、およびクレーよりなる群から選択される少なくとも一種である
   ことを特徴とするポリアミド系樹脂組成物。
2. ポリアミド系繊維よりなるエアーバッグ用基布の端切れ（Ａ）、前記ポリアミドとの反応性または相溶性を有する樹脂（Ｂ）、および強化剤（Ｃ）を含有するポリアミド系樹脂組成物であって、
   前記端切れ（Ａ）：樹脂（Ｂ）＝１００〜７０部（質量部の意味、以下同じ）：３０部以下（０を含まない）であり、
   ［前記端切れ（Ａ）＋樹脂（Ｂ）］：強化剤（Ｃ）＝１００部：２５０部以下（０を含まない）を満足し、且つ、
   前記ポリアミド系繊維を構成するポリアミドの硫酸相対粘度は３．２±０．４であり、
   前記樹脂（Ｂ）は、エチレン−α−オレフィン共重合体の無水マレイン酸変性物、エチレン−α−オレフィン共重合体のエポキシ変性物、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体の酸変性物（ＳＥＢＳ）、およびスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の酸変性物（ＳＩＳ）よりなる群から選択される少なくとも一種であり、
   前記強化剤（Ｃ）は、炭素繊維、ガラス繊維、タルク、マイカ、ワラストナイト、炭酸カルシウム、ウイスカー、シリカ、カオリン、モンモリロナイト、およびクレーよりなる群から選択される少なくとも一種である
   ことを特徴とするポリアミド系樹脂組成物。
3. 前記樹脂（Ｂ）はエチレン−α−オレフィン共重合体の無水マレイン酸変性物である請求項１または２に記載の樹脂組成物。
4. 前記変性物中に占める無水マレイン酸の比率は０．１〜５．０質量％である請求項３に記載の樹脂組成物。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂組成物を含む成形体。