JP3961768B2 - 気孔ブロッキング性架橋エラストマー樹脂で被覆されたエアバッグ布 - Google Patents

気孔ブロッキング性架橋エラストマー樹脂で被覆されたエアバッグ布 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被覆された布に係り、特に、低い透過性を有し、これまで使用されてきたネオプレンやシリコーン等の重い被覆の使用を避ける、自動車の抑制クッションに使用される布に関する。
【０００２】
また、特に、本発明は、水に分散された微細な、安定して架橋されたエラストマー樹脂材料の非常に軽質な被覆を含む、被覆されたエアバッグ布に関する。エラストマー被覆は、ナイロンまたはポリエステル基体布の一方の側または両側に、平方ヤードあたり約０．６オンスまたはそれ以下の乾燥被覆重量で適用される。
【０００３】
なお、すべての架橋エラストマー樹脂は、本発明の範囲内にあるものとする。特に興味深いものは、ポリアミド、ポリウレタン、および水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム（水素化ＮＢＲ）、更にはエチレン−プロピレン−ジエンコモノマーゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム、およびアクリルゴムである。
【０００４】
【従来の技術】
自動車用のエアバッグが知られており、所定期間、使用されてきた。エアバッグのための典型的な構成材料は、ネオプレンまたはシリコーンで被覆された、ポリエステルまたはナイロン布であった。そのようなバッグに使用される布は、典型的には、合成糸を織ることにより形成された織布である。
【０００５】
膨張媒体に対する不透過性バリアとして作用するので、被覆された材料は許容し得ることがわかった。この膨張媒体は、一般にガス発生器または膨張器から発生した窒素ガスである。そのようなガスは、比較的熱い温度でクッションに運ばれる。被覆物は、そのような熱いガスが布を透過するのを妨げ、それによって衝突の際に過度の減圧なしに急速にクッションを膨張させる。
【０００６】
エアバッグはまた、低い透過性を有する製品を作るように織られた未被覆の布から、またはカレンダー加工のような透過性を減少させる処理を施した布から形成されてもよい。織った後にカレンダー加工または他の機械的処理により空気透過性を減少させる布が、米国特許第４，９２１，７３５号、米国特許第４，９７７，０１６号、および米国特許第５，０７３，４１８号（これらすべては本明細書の一部をなす）に開示されている。
【０００７】
ネオプレンのようなエラストマーによる布の被覆は、典型的には揮発性溶媒の溶液からのエラストマーの塗布を必要とする。この溶媒を蒸発させて、エラストマー系を硬化させなければならない。ネオプレンの場合の典型的な乾燥被覆重量は、平方ヤードあたり約１オンスまたはそれ以上の範囲であった。
【０００８】
シリコーン被覆は、典型的には、塗布反応系の、溶媒ベースまたは複合２成分点のいずれかを利用する。シリコーンの場合の乾燥被覆重量は、平方ヤードあたり約０．７オンスまたはそれ以上の範囲であった。明らかに、高い添加重量は、エアバッグの基本布のコストを実質的に増加させ、エアバッグ構造への布の最終的縫合をより困難にする。
【０００９】
メンツェル（Ｍｅｎｚｅｌ）らに付与された米国特許第５，１１０，６６６号（本明細書の一部をなす）に開示されている特定のポリウレタンの使用は、平方ヤードあたり０．１〜１オンスの範囲であると報告されている低い添加重量を許容するが、材料自体が比較的高価であり、被覆材料の性質により、比較的複雑な配合および塗布手順を必要とするものと考えられる。
【００１０】
しかし、特許権者は、彼の被覆内に厳密に線状の熱可塑性ポリウレタンを使用し、そのような被覆が、平方ヤードあたり０．５オンス以上、布に存在することを許容する。そのような記載は、本発明のエアバッグ布への書も負うの被覆および被覆量を示しておらず、示唆してもいない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上の従来技術を考慮すると、これまで使用されてきた材料の固有の複雑性およびコストを避けつつ、空気の透過性に対する効果的なバリアを提供する被覆の使用により、制御された低透過性をもたらすエアバッグベース布に対する要請があることが、容易にわかる。従って、本発明は、架橋したエラストマー被覆樹脂の気孔ブロッキング層で被覆された、ポリエステルまたはポリアミド基体布を含む、エアバッグのための被覆されたベース布を目指すものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
気孔ブロッキング層なる語は、貯蔵分離（またはブロッキング）テストを通る被覆を提供しつつ、適切な空気透過特性を有する布を得るのに必要な量を含むことを意図する。布表面上で架橋し、布の平方ヤードあたり０．１〜０．５オンスの被覆重量で塗布される限り、任意の安定なエラストマー樹脂を、本発明の範囲内において用いることが出来る。
【００１３】
安定なエラストマー樹脂とは、室温（即ち約２０〜約２５℃）以下のガラス転移温度（Ｔｇ）を示す樹脂を言う。そのようなＴｇ測定は、特定の材料のエラストマー特性の存在を示している。架橋した安定なエラストマー樹脂の中で特に興味あるものは、ポリアミド、ポリウレタン、および水素化ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、ブチルゴム、およびアクリルゴムである。
【００１４】
架橋したエラストマー樹脂の薄い被覆がエアバッグ布に付されるとき、そのような布は、特に従来例からみて、優れたブロッキングテスト結果および必要でかつ有利な空気透過特性を示すことが発見された。本発明の他の目的および高価は、以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【００１５】
架橋したエラストマー樹脂によるのみで、有利な特性が得られることが発見されたので、架橋の必要性は、本発明において最も重要である。そのような架橋した被覆は、被覆組成物への架橋剤の添加により生成される。架橋した樹脂は、必要な機械的特性（即ち、強化された引っ張り強さ）および必要な低被覆重量レベルにおけるエラストマー樹脂被覆の経時安定性を提供する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を所定の好ましい実施形態との関連で説明するが、それは、本発明を特定の実施形態に限定することを意味するのではなく、それと等価な構成をカバーするものであり、すべての変形例および修正例は、請求の範囲およびそれと同等物により定義される。
【００１７】
上述したように、多くのエアバッグの用途において、被覆は、衝突の際に抑制クッションを急速にかつ完全に膨張させることが望ましい。被覆に対するこの要求は、ドライバー側に関し、かつ占有者とバッグとの間に殆ど距離がない側面衝撃バッグについて重要である。被覆は、特に、膨張の延長（即ち、数秒間）が望まれる、新たに開発された特定の型のクッション構造において重要である。
【００１８】
そのようなエアバッグ布は、抑制システムに用いられるために、所定のテストに通されなければならない。そのようなテストの１つは、いわゆるブロッキングテストであり、それは、（エアバッグが貯蔵されているような）相互に接触している長期の貯蔵後に、被覆された布の２つの部分を相互に分離するために必要な力を示すものである。ブロッキングに対する実験室の分析は、エアバッグの２つの２インチ×２インチの布片の被覆された側を、１２０℃、５ｐｓｉで７日間、押し付けるものである。
【００１９】
その期間後に２つの布片を引き離すのに必要な力が５０ｇ／平方ヤードを超えると、または底部布から下げられた５０ｇの重量を用いて布を分離するのに必要な時間が１０秒を超えるならば、被覆はブロッキングテストを失敗している。明らかに、分離せん断力が低ければ低いほど、被覆はより好ましいものである。
【００２０】
特定の布が通らなければならない他のテストは、オーブン老化テストである。そのようなテストは、エアバッグを高温で長期にわたり貯蔵することをシミュレートし、熱風オーブン（１００℃以上）に２週間以上の長期にわたり貯蔵した後、種々の布特性の変化を分析するものである。
【００２１】
本発明の目的に対しては、このテストは、基本的には、約１２５パスカルの圧力の下での貯蔵後の被覆された布の空気透過性を分析するために使用される。エアバッグ布は、一般に、１２５Ｐａで約０．２ｃｆｍの空気透過性レベルを示すべきである。ここでも、空気の透過性が低ければ低いほど、被覆はより良好である。
【００２２】
驚くべきことに、エアバッグ布表面に、約０．１〜０．５オンス／平方ヤードの重量で被覆された、架橋した安定エラストマー樹脂は、非常に低い空気透過性をもって、ブロッキングテストおよびオーブン老化テストを通る被覆布を提供することが発見された。被覆のこのような予想外の有益な型および量は、長期の貯蔵後に容易に膨張し、抑制システム内に最適なレベルの安全性を得るに充分な時間、膨張を維持するエアバッグ布を提供する。
【００２３】
更に、必要とされる被覆組成物が少なければ、最終製品が安価になるのは言うまでもない。なお、必要とされる被覆組成物が少ないことは、エアバッグ装置内のエアバッグ布のパッケージ容積の減少に転化するであろう。この利点は、エアバッグ布の包装性を改善するであろう。
【００２４】
架橋したエラストマー樹脂が本発明に従って塗布され、エアバッグ布が形成される基体は、好ましくは、ポリアミドまたはポリエステルファイバーからなる糸から形成された平らな織布である。そのような糸は、フィラメントが約６デニール／フィラメントまたはそれ以下、最も好ましくは約４デニール／フィラメントまたはそれ以下の線密度を有する、多数のフィラメントから形成される。
【００２５】
そのような基体布は、好ましくは、米国特許第５，５０３，１９７号および第５，４２１，３７８号（本明細書の一部をなす）に開示されている、流体ジェット織機を用いて織られる。被覆が施された布基体を、以後、エアバッグベース布と呼ぶ。架橋したエラストマー樹脂内に存在し得る他の成分は、濃縮剤、耐酸化剤、難燃剤、凝集剤、接着促進剤、および着色剤である。
【００２６】
本発明の潜在的に好ましい実施によると、（自己架橋性ポリアミド樹脂粒子のような）微細なエラストマー樹脂の水微細分散体に、濃縮剤および難燃剤が配合され、約８０００センチポアズ以上の粘度を有する配合混合物が得られる。潜在的に好ましいポリアミド分散体は、米国、ニュージャージー州、ウェイン（Ｗａｙｎｅ）にビジネスの拠点があると考えられるユニオンキャンプ（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｍｐ）社から、ＭＩＣＲＯＭＩＤＴＭ６３２なる商標で市販されている。
【００２７】
他の好ましい架橋したエラストマー樹脂としては、Ｗｉｔｃｏ社からのＷｉｔｃｏｂｏｎｄＴＭ２５３、ＢＦＧｏｏｄｒｉｃｈ社（オハイオ州、クリーブランド）からのＳａｎｃｕｒｅ、Ｇｏｏｄｙｅａｒ社（オハイオ州、アクロン）からのＣｈｅｍｉｓａｔＴＭＬＣＨ−７３３５Ｘ（固形分４０％）のような水素化ＮＢＲ、Ｌｏｒｄ社（ペンシルバニア州、エリー）からのＥＰ−６０３ＡゴムラテックスのようなＥＰＤＭ、Ｌｏｒｄ社からのブチルゴムラテックスＢＬ−１００のようなブチルゴム、およびＢＦＧｏｏｄｒｉｃｈ社からのＨｙＣａｒＴＭのようなアクリルゴム（エラストマー）がある。
【００２８】
潜在的に好ましい濃縮剤は、デラウエア州、ウイルミントンにビジネスの拠点があると考えられるハーキュレス（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ）社のアクアロン（Ａｑｕａｌｏｎ）部門により、ＮＡＴＲＯＳＯＬＴＭ２５０ＨＨＸＲなる商標で市販されている。架橋剤としては、メラミンホルムアルデヒド等のような、この分野で周知の化合物がある。
【００２９】
連邦自動車安全基準３０２の自動車産業のための難燃性の要求に適合するためには、配合混合物に難燃剤を添加することが好ましい。１つの潜在的に好ましい難燃剤は、米国、ニュージャージー州、グローセスターシティー（Ｇｌｏｕｃｅｓｔｅｒ Ｃｉｔｙ）にビジネスの拠点があると考えられるアムスペックケミカル（Ａｍｓｐｅｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）社から市販されているＡＭＳＰＥＲＳＥ Ｆ／Ｒ５１である。
【００３０】
配合が完了すると、組成物は、好ましくは布基体にこすりコートし、乾燥し、硬化して薄い被覆が形成される。この意味におけるこすりコートは、幾つかの方法を名づけるため、ナイフコート、特にナイフ−オーバーギャップテーブル、フローティングナイフ、およびナイフ−オーバー−フォームパッド法に限定されない。そのようなこすりコートは、多くの被覆樹脂を、エアバッグ布の糸の隙間に滞留させる。被覆が存在せずに膨張したエアバッグから多くの空気が漏れるのは、これらの隙間である。
【００３１】
更に、こすりコートは、非常に少ない樹脂を、この低い被覆重量で、エアバッグ布の隆起した糸に塗布せしめる。その結果、エアバッグ布の表面への被覆材料の分布は、架橋したエラストマー樹脂被覆により布をシールする。なお、低い被覆重量はまた、同時に、布表面の種々の部分に位置する樹脂サンプル間の接触を制限する。この特徴は、問題の布が必要なブロッキングテストに適合することを確実にするために、非常に重要である。
【００３２】
被覆の最終の乾燥重量は、好ましくは約０．４オンス／平方ヤード以下、最も好ましくは０．２〜３．５オンス／平方ヤードまたはそれ以下である。得られたベース布は、ＡＳＴＭテストＤ７３７「織物の空気透過性」基準により測定されたとき、実質的に空気不透過性である。
【００３３】
上述のように、基体布は、好ましくは織られたナイロン材料である。最も好ましい実施形態では、そのような基体布は、ナイロン６，６の繊維から形成される。そのようなポリアミド材料は、本発明による被覆との組合せで使用されたときに、特に良好な接着性および耐加水分解性の維持を示している。
【００３４】
【実施例】
本発明について更に説明するために、以下に非限定的実施例を示す。上述し、以下により詳細に説明するポリアミドエラストマーは、本発明の最も好ましい実施形態である。これらの例は、本発明の幾つかの好ましい実施形態を説明するためにのみ提供され、どのような形であれ、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。
【００３５】
例１
以下の成分を用いて、混合物を調製した。なお、すべての「部」は、「重量部」である。自己架橋性ポリアミド樹脂 １００グラム
（ＭＩＣＬＯＭＩＤ６３２ｈｐｌ）
（３５％固形分）
ＮＡＴＲＯＳＯＬ２５０ＨＨＸＲ ２．６グラム
難燃剤 ２グラム
（ＤＥ−８３Ｒ、グレートレークケミカル社、
インジアナ州、ウエストラファイエット）
水 ８０グラム
得られた混合物の粘度は、ブルックフィールド粘度計により測定して、１５，０００センチポアズであった。この混合物を、ナイフ−オーバーギャップ塗布機を用いて、４２０デニールの６，６ナイロンエアバッグ布基体に被覆し、３２０°Ｆで３分間乾燥した。乾燥被覆重量は、０．２５オンス／平方ヤードであった。１２５Ｐａで測定された空気透過性は、布の平方フィートあたり０．０ｃｆｍ（ＡＳＴＭＤ７３７法に従ってテストされた）であり、被覆は、ブロッキングテストを通った。
【００３６】
例２
以下の成分を用いて、混合物を調製した。
Ｗｉｔｃｏｂｏｎｄ２５３ １０５グラム
架橋剤 ２グラム
（Ａｅｒｏｔｅｘ Ｍ−３，フリーダムテキスタイル社、
ノースキャロライナ州、チャーロット）
難燃剤 ２グラム
（ＤＥ−８３Ｒ、グレートレークケミカル社、
インジアナ州、ウエストラファイエット）
Ｎａｔｒｏｓｏｌ２５０ ２．６グラム
水 ８０グラム
得られた混合物の粘度は、１５，０００センチポアズであった。この混合物を、ナイフ−オーバーギャップ塗布機を用いて、４２０デニールの６，６ナイロンエアバッグ布基体に被覆し、３２０°Ｆで３分間乾燥した。乾燥被覆重量は、０．３オンス／平方ヤードであった。１２５Ｐａで測定された空気透過性は、布の平方フィートあたり０．０ｃｆｍであり、この被覆は、ブロッキングテストを通った。
【００３７】
例３
以下の成分を用いて、混合物を調製した。
ＭＩＣＲＯＭＩＤ６３２ｈｐｌ １２０部
（３５％固形分）
Ｎａｔｒｏｓｏｌ２５０ＨＨＸＲ ２．５部
ＡＭＳＰＥＲ Ｆ／Ｒ５１ １５部
（７０％固形分）
水 ４０部
得られた混合物の粘度は、１５，０００センチポアズであった。この混合物を、ナイフ−オーバーギャップ塗布機を用いて、４２０デニールの６，６ナイロンエアバッグ布基体に被覆し、３５０°Ｆで３分間乾燥した。乾燥被覆重量は、０．３５オンス／平方ヤードであった。１２５Ｐａで測定された空気透過性は、布の平方フィートあたり０．０ｃｆｍであり、この被覆は、ブロッキングテストを通った。
【００３８】
例４
以下の成分を用いて、混合物を調製した。
ＣｈｅｍｉｓａｔＬＣＨ−７３３Ｘ ９０グラム
Ｎａｔｒｏｓｏｌ２５０ＨＨＸＲ ２．５グラム
ＤＥ−８３Ｒ ４．グラム
水 ６０グラム
得られた混合物の粘度は、１５，０００センチポアズであった。この混合物を、ナイフ−オーバーギャップ塗布機を用いて、４２０デニールの６，６ナイロンエアバッグ布基体に被覆し、３５０°Ｆで３分間乾燥した。乾燥被覆重量は、０．３オンス／平方ヤードであった。１２５Ｐａで測定された空気透過性は、布の平方フィートあたり０．０ｃｆｍであり、この被覆は、ブロッキングテストを通った。
【００３９】
例５（比較例）
例１で用いたのと同一の組成を調製し、エアバッグ布に、０．５５オンス／平方ヤードの被覆重量でナイフコートした。再び空気透過性を測定し、上述と同様、０．０ｃｆｍであったが、しかし、この被覆は、ブロッキングテストを通らなかった。
【００４０】
例６
架橋した樹脂ではない被覆をテストした。その組成は、以下の通りである。 Ｍｉｃｒｏｍｉｄ１４４ＬＴＬ １００グラム
（熱可塑性ポリアミド）
ＮＡＴＲＯＳＯＬ２５０ＨＨＸＲ ２．６グラム
ＤＥ−８３Ｒ ２グラム
水 ８０グラム
得られた混合物の粘度は、１５，０００センチポアズであった。この混合物を、ナイフ−オーバーギャップ塗布機を用いて、４２０デニールの６，６ナイロンエアバッグ布基体に被覆し、３５０°Ｆで３分間乾燥した。乾燥被覆重量は、０．３オンス／平方ヤードであった。この被覆は、ブロッキングテストを通ったが、サンプル布は、ＡＳＴＭＤ７３７の標準長期高温貯蔵後に１２５Ｐａで０．５〜１ｃｆｍを示すことにより、空気透過性テストに失敗した。
【００４１】
もちろん、本発明の多くの変形例および修正例があり、それは請求の範囲に示す本発明の範囲に含まれるべきものである。

Claims (8)

  1. 架橋したポリアミド物質の気孔ブロッキング層で被覆されたポリエステル又はポリアミド基体布を含むエアバッグのための被覆されたベース布であって、
    前記ポリアミド物質は、乾燥ベースで約２０．４５ｇ／ｍ２（０．６オンス／平方ヤード）以下のレベルで存在し、
    前記ポリアミド物質は、被覆された基体布が１２５Ｐａの圧力で実質的に空気不透過性を示すように、空気流に対する有効なバリアを形成することを特徴とする被覆されたベース布。
  2. 前記ポリアミド基体布は、６，６ナイロンファイバーから形成されることを特徴とする請求項１に記載のベース布。
  3. 前記基体布は、約２１０〜６３０デニールの線密度により特徴づけられるマルチフィラメント糸から織られることを特徴とする請求項１に記載のベース布。
  4. 前記マルチフィラメント糸は、約４デニールまたはそれ以下のフィラメント線密度により特徴づけられることを特徴とする請求項３に記載のベース布。
  5. 前記ポリアミド物質の層は、乾燥ベースで約０．４オンス／平方ヤード以下のレベルで存在することを特徴とする請求項１に記載のベース布。
  6. 前記ポリアミド基体布は、６，６ナイロンファイバーから形成されることを特徴とする請求項５に記載のベース布。
  7. 前記基体布は、約２１０〜６３０デニールの線密度により特徴づけられるマルチフィラメント糸から織られることを特徴とする請求項５に記載のベース布。
  8. 前記マルチフィラメント糸は、約４デニールまたはそれ以下のフィラメント線密度により特徴づけられることを特徴とする請求項７に記載のベース布。
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