JP5605345B2 - 液状シリコーンゴムコーティング剤組成物、カーテンエアーバッグ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
〔1〕
(A)1分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を2個以上含有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(B)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:本成分中に含まれるケイ素原子に結合した水素原子の数が(A)成分中のケイ素原子結合アルケニル基1個当たり1〜10個となる量、
(C)付加反応触媒:有効量、
(D)比表面積が50m2/g以上の微粉末シリカ:0〜50質量部、
(E)下記一般式(1)で表される有機化合物:0.1〜10質量部、
(式中、R1は互いに同一又は異種の非置換もしくは置換の1価炭化水素基である。nは2〜10の整数である。)
(F)1分子中にエポキシ基とケイ素原子結合アルコキシ基とを有する有機ケイ素化合物:0.1〜10質量部、並びに
(G)チタニウム化合物及びジルコニウム化合物のいずれか一方又は両方:0.1〜5質量部
を含有してなることを特徴とする液状シリコーンゴムコーティング剤組成物。
〔2〕
(E)成分の式(1)におけるR1が、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、又は1〜4個のフェニル基又はフェニレン骨格を含有し、炭素数6〜40の1価の芳香族炭化水素基である〔1〕に記載の液状シリコーンゴムコーティング剤組成物。
〔3〕
(G)成分が有機チタニウム化合物である〔1〕又は〔2〕に記載の液状シリコーンゴムコーティング剤組成物。
〔4〕
(G)成分の有機チタニウム化合物が、有機チタン酸エステル、有機チタンキレート化合物、又はこれらの組み合わせである〔3〕に記載の液状シリコーンゴムコーティング剤組成物。
〔5〕
(G)成分が有機ジルコニウム化合物である〔1〕又は〔2〕に記載の液状シリコーンゴムコーティング剤組成物。
〔6〕
(G)成分の有機ジルコニウム化合物が、有機ジルコニウムエステル、有機ジルコニウムキレート化合物、又はこれらの組み合わせである〔5〕に記載の液状シリコーンゴムコーティング剤組成物。
〔7〕
カーテンエアーバッグ用である〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の液状シリコーンゴムコーティング剤組成物。
〔8〕
繊維布からなる基材の少なくとも一方の表面に〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の組成物を塗布し、該組成物を硬化させることにより、該基材の少なくとも一方の表面に、該組成物の硬化物からなるシリコーンゴムコーティング層を形成させることを特徴とするカーテンエアーバッグの製造方法。
〔9〕
繊維布からなる基材と、〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の組成物の硬化物からなるシリコーンゴムコーティング層とを有し、該シリコーンゴムコーティング層が該基材の少なくとも一方の表面に形成されていることを特徴とするカーテンエアーバッグ。
本発明の液状シリコーンゴムコーティング剤組成物は、以下の(A)〜(G)成分(但し、(D)成分は任意成分)を含有してなるものであって、室温(25℃を意味する。以下、同じ)で液状のものである。以下、各成分について詳細に説明する。
(A)成分のオルガノポリシロキサンは、1分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を2個以上含有するものであり、本発明組成物のベースポリマーである。(A)成分のオルガノポリシロキサンは、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。なお、(A)成分のオルガノポリシロキサンとして、後述するエポキシ基を有する有機ケイ素化合物[(F)成分]を除く。
RaSiO(4-a)/2 (2)
(式中、Rは互いに同一又は異種の非置換もしくは置換の炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜8の1価炭化水素基であり、aは1.5〜2.8、好ましくは1.8〜2.5、より好ましくは1.95〜2.05の範囲の正数であり、但し、全Rの0.001〜10モル%、好ましくは0.01〜5モル%がアルケニル基である。)
(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、(A)成分と反応し、架橋剤として作用するものであり、その分子構造に特に制限はなく、従来製造されている例えば直鎖状、環状、分岐状、三次元網状(樹脂状)等各種のものが使用可能であるが、1分子中に少なくとも2個、好ましくは3個以上のケイ素原子に結合した水素原子(SiHで表されるヒドロシリル基)を有する必要があり、また実質的に分子中にケイ素原子に結合した水酸基(即ち、シラノール基)を含有しないものであり、通常、2〜300個、好ましくは3〜200個、より好ましくは4〜100個程度のSiH基を有することが望ましい。(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。なお、(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとして、後述するエポキシ基を有する有機ケイ素化合物[(F)成分]を除く。
R2 bHcSiO(4-b-c)/2 (3)
(C)成分の付加反応触媒としては、(A)成分中のケイ素原子結合アルケニル基と(B)成分中のSiH基とのヒドロシリル化付加反応を促進するものであればいかなる触媒を使用してもよい。(C)成分は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
(C)成分としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の白金族金属や塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、塩化白金酸とオレフィン類、ビニルシロキサン又はアセチレン化合物との配位化合物、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、クロロトリス(トリフェニルホスフィン)ロジウム等の白金、パラジウム、ロジウム等の白金族金属化合物が挙げられるが、特に好ましくは白金化合物である。
必要に応じて任意的に本発明に用いられる(D)成分の微粉末シリカは、補強剤として作用する。即ち、本発明組成物の硬化物に対して高引裂き強度を付与するものである。(D)成分の微粉末シリカを補強剤として使用することにより、優れた引裂き強度特性を有するコーティング膜を形成することができる。
(D)成分は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
(E)成分は、有機ホスファゼン化合物である。有機ホスファゼン化合物は、エアーバッグ用基布のシリコーンゴムコーティング剤組成物に所定量使用した場合、該コーティング布(即ち、本発明組成物の硬化皮膜(コーティング層)を少なくとも一方の表面に有する基布)が、FMVSS−302に規定される低燃焼速度性に優れるばかりでなく、なおかつ、驚くべきことに耐ブロッキング性に優れた低表面粘着性の硬化皮膜(コーティング層)を与えることができる液状シリコーンゴムコーティング剤組成物が得られる。(E)成分の有機ホスファゼン化合物は、下記一般式(1)で表されるものである。
(式中、R1は互いに同一又は異種の非置換もしくは置換の1価炭化水素基である。nは2〜10の整数であり、好ましくは3、4又は5である。)
(F)成分は、1分子中にエポキシ基とケイ素原子結合アルコキシ基とを有する有機ケイ素化合物であり、該有機ケイ素化合物としては、1分子中にエポキシ基とケイ素原子結合アルコキシ基とを有するものであれば、いかなる有機ケイ素化合物でも使用できるが、接着発現性の観点からは、少なくとも1個のエポキシ基と少なくとも2個のケイ素原子結合アルコキシ基(例えば、トリアルコキシシリル基、オルガノジアルコキシシリル基等)とを有する有機ケイ素化合物、例えば、オルガノシラン、又はケイ素原子数が2〜30個、好ましくは4〜20個程度の環状もしくは直鎖状のオルガノシロキサンであって、少なくとも1個のエポキシ基と少なくとも2個のケイ素原子結合アルコキシ基とを有するものであることが好ましい。(F)成分は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
(G)成分は、チタニウム化合物(特に、有機チタニウム化合物)及びジルコニウム化合物(特に、有機ジルコニウム化合物)のいずれか一方又は両方であり、接着促進のための縮合助触媒として作用するものである。(G)成分は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
本発明の組成物には、前記(A)〜(G)成分以外にも、本発明の目的を損なわない範囲で、その他の任意の成分を配合することができる。その具体例としては、以下のものが挙げられる。これらのその他の成分は、各々、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
反応制御剤は、上記(C)成分の付加反応触媒に対して硬化抑制効果を有する化合物であれば特に限定されず、従来から公知のものを用いることができる。その具体例としては、トリフェニルホスフィンなどのリン含有化合物;トリブチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ベンゾトリアゾールなどの窒素含有化合物;硫黄含有化合物;アセチレンアルコール類等のアセチレン系化合物;アルケニル基を2個以上含む化合物;ハイドロパーオキシ化合物;マレイン酸誘導体などが挙げられる。
無機充填剤としては、例えば、結晶性シリカ、中空フィラー、シルセスキオキサン、ヒュームド二酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉄、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、層状マイカ、カーボンブラック、ケイ藻土、ガラス繊維等の無機充填剤;これらの無機充填剤をオルガノアルコキシシラン化合物、オルガノクロロシラン化合物、オルガノシラザン化合物、低分子量シロキサン化合物等の有機ケイ素化合物により表面疎水化処理した充填剤;シリコーンゴムパウダー;シリコーンレジンパウダーなどが挙げられる。
その他にも、例えば、1分子中に1個のケイ素原子結合水素原子を含有し、他の官能性基を含有しないオルガノポリシロキサン、1分子中に1個のケイ素原子結合アルケニル基を含有し、他の官能性基を含有しないオルガノポリシロキサン、ケイ素原子結合水素原子もケイ素原子結合アルケニル基も他の官能性基も含有しない無官能性のオルガノポリシロキサン、有機溶剤、クリープハードニング防止剤、可塑剤、チクソ性付与剤、顔料、染料、防かび剤などを配合することができる。
本発明の液状シリコーンゴムコーティング剤組成物は、上記各成分を常法に準じて混合することにより調製することができ、組成物の粘度は、25℃において、通常、10〜500Pa・s、好ましくは20〜200Pa・s程度とすることができる。
このようにして得られる液状シリコーンゴムコーティング剤組成物は、エアーバッグ用基布に対する接着性に優れるため、フロントピラーからルーフサイドに沿って収納され、衝突時や車両の転倒時に頭部の保護や飛び出しを防ぐために一定膨脹時間を維持することが要求されるカーテンエアーバッグを作製するのに好適なものである。
上記液状シリコーンゴムコーティング剤組成物を、繊維布からなる基材の少なくとも一方の表面、特には一方の表面に塗布し、例えば、熱風乾燥炉に入れて加熱して硬化させることにより、シリコーンゴムコーティング層を形成させることができる。このようにして得たカーテンエアーバッグ用シリコーンゴムコーティング基布を用いて、カーテンエアーバッグを製造することができる。
分子鎖両末端がビニルジメチルシロキシ基で封鎖され、25℃での粘度が約30,000mPa・sであるジメチルポリシロキサン65質量部、ヘキサメチルジシラザン8質量部、水2質量部、BET法で測定した比表面積が約300m2/gであるヒュームドシリカ(Aerosil(登録商標)300、日本アエロジル社製)40質量部を室温でニーダー中に投入し、1時間混合して混合物を得た。この混合物を150℃に加熱し、引き続き2時間混合した。この混合物を室温まで冷却し、この混合物に、分子鎖両末端がビニルジメチルシロキシ基で封鎖され、25℃での粘度が約30,000mPa・sであるジメチルポリシロキサン19質量部、主鎖中の全ジオルガノシロキサン単位(2官能性シロキサン単位)に対してビニルメチルシロキサン単位を5モル%、ジメチルシロキサン単位を95モル%含有し、分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基で封鎖された、25℃での粘度が約700mPa・sであるジメチルポリシロキサン5質量部を添加し、均一になるまで混合して、ベースコンパウンド(I)を得た。
組成物Aを150℃で5分プレスキュアーし、次に150℃で1時間ポストキュアーすることで、JIS K 6249に準拠したシートを作製し、このシートについてJIS K 6249に従って硬さ、切断時伸び、引張り強さ、引裂き強さを測定した。結果を表1に示す。
スコット揉み試験は、スコット揉み試験機を用いて行った。上記のシリコーンゴム被覆ナイロン基布について、押し圧力5kgfで500回の揉み試験を行った後、コーティング部分の破壊状況を目視で確認し、シリコーンゴムコーティング層がコーティング面から剥離していない場合を合格と評価し、剥離している場合を不合格と評価した。結果を表1に示す。
上記のシリコーンゴム被覆ナイロン基布の燃焼性をFMVSS−302に規定の方法により評価した。FMVSS−302による炎の燃焼速度は、50mm/min以下であることが好ましい。結果を表1に示す。
ゴムコーティング層の表面のべたつき感(ブロッキング性)を評価するための試験として行った。一方の面に乾燥状態での厚さが0.2mmのゴムコーティング層が形成された布(皮膜形成布)を幅100mm×長さ200mmに切断し、そのゴムコーティング面をガラス板に、空気が入らないように密着させた。この皮膜形成布が密着したガラス板を垂直に立て、該皮膜形成布がガラス板から自然落下するまでの経過時間を計測し、以下の評価基準に従って評価した。前記の通りガラス板を垂直に立ててから、皮膜形成布がガラス板から落下するまでの経過時間が、3秒未満であった場合を「良」と評価し「A」と示し、3秒以上10秒未満であった場合を「やや良」と評価し「B」と示し、10秒以上であった場合を「不良」と評価し「C」と示す。結果を表1に示す。
実施例1で得たベースコンパウンド(I)78質量部に、分子鎖両末端がビニルジメチルシロキシ基で封鎖され、25℃での粘度が約5,000mPa・sであるジメチルポリシロキサン35質量部、分子鎖両末端がビニルジメチルシロキシ基で封鎖され、25℃での粘度が約1,000mPa・sであるジメチルポリシロキサン15質量部、(CH3)3SiO1/2単位39.5モル%と(CH3)2(CH2=CH)SiO1/2単位6.5モル%とSiO2単位54モル%とからなる三次元網状構造のオルガノポリシロキサン樹脂10質量部、25℃における粘度が45mPa・sであり、分子鎖側鎖にケイ素原子結合水素原子を有する分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体(ケイ素原子結合水素原子含有量=1.08質量%)6.4質量部、下記式(5)で示される有機ホスファゼン化合物0.5質量部、1−エチニルシクロヘキサノール0.09質量部、塩化白金酸/1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金原子含有量として1質量%含有するジメチルポリシロキサン溶液0.38質量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.3質量部、チタンテトラ−2−エチルヘキソキシド0.2質量部を混合して、組成物B(SiH/SiVi=5)を調製した。
実施例1で得たベースコンパウンド(I)78質量部に、分子鎖両末端がビニルジメチルシロキシ基で封鎖され、25℃での粘度が約5,000mPa・sであるジメチルポリシロキサン35質量部、分子鎖両末端がビニルジメチルシロキシ基で封鎖され、25℃での粘度が約1,000mPa・sであるジメチルポリシロキサン15質量部、(CH3)3SiO1/2単位39.5モル%と(CH3)2(CH2=CH)SiO1/2単位6.5モル%とSiO2単位54モル%とからなる三次元網状構造のオルガノポリシロキサン樹脂10質量部、25℃における粘度が45mPa・sであり、分子鎖側鎖にケイ素原子結合水素原子を有する分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体(ケイ素原子結合水素原子含有量=1.08質量%)6.4質量部、式(4)で示される有機ホスファゼン化合物0.05質量部((A)成分100質量部当たり0.053質量部に相当する)、1−エチニルシクロヘキサノール0.09質量部、塩化白金酸/1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を白金原子含有量として1質量%含有するジメチルポリシロキサン溶液0.38質量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.3質量部、チタンテトラ−2−エチルヘキソキシド0.2質量部を混合して、組成物C(SiH/SiVi=5)を調製した。
実施例1の組成物Aから式(4)で示される有機ホスファゼン化合物0.5質量部を除いた組成を混合して、組成物Dを調製し、実施例1と同様にして、硬さ、切断時伸び、引張り強さ、引裂き強さの測定、及びスコット揉み試験、燃焼性試験、表面粘着性試験を行った。結果を表1に示す。
Claims (9)
- (A)1分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を2個以上含有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(B)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:本成分中に含まれるケイ素原子に結合した水素原子の数が(A)成分中のケイ素原子結合アルケニル基1個当たり1〜10個となる量、
(C)付加反応触媒:有効量、
(D)比表面積が50m2/g以上の微粉末シリカ:0〜50質量部、
(E)下記一般式(1)で表される有機化合物:0.1〜10質量部、
(式中、R1は互いに同一又は異種の非置換もしくは置換の1価炭化水素基である。nは2〜10の整数である。)
(F)1分子中にエポキシ基とケイ素原子結合アルコキシ基とを有する有機ケイ素化合物:0.1〜10質量部、並びに
(G)チタニウム化合物及びジルコニウム化合物のいずれか一方又は両方:0.1〜5質量部
を含有してなることを特徴とする液状シリコーンゴムコーティング剤組成物。 - (E)成分の式(1)におけるR1が、炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状のアルキル基、又は1〜4個のフェニル基又はフェニレン骨格を含有し、炭素数6〜40の1価の芳香族炭化水素基である請求項1に記載の液状シリコーンゴムコーティング剤組成物。
- (G)成分が有機チタニウム化合物である請求項1又は2に記載の液状シリコーンゴムコーティング剤組成物。
- (G)成分の有機チタニウム化合物が、有機チタン酸エステル、有機チタンキレート化合物、又はこれらの組み合わせである請求項3に記載の液状シリコーンゴムコーティング剤組成物。
- (G)成分が有機ジルコニウム化合物である請求項1又は2に記載の液状シリコーンゴムコーティング剤組成物。
- (G)成分の有機ジルコニウム化合物が、有機ジルコニウムエステル、有機ジルコニウムキレート化合物、又はこれらの組み合わせである請求項5に記載の液状シリコーンゴムコーティング剤組成物。
- カーテンエアーバッグ用である請求項1〜6のいずれか1項に記載の液状シリコーンゴムコーティング剤組成物。
- 繊維布からなる基材の少なくとも一方の表面に請求項1〜6のいずれか1項に記載の組成物を塗布し、該組成物を硬化させることにより、該基材の少なくとも一方の表面に、該組成物の硬化物からなるシリコーンゴムコーティング層を形成させることを特徴とするカーテンエアーバッグの製造方法。
- 繊維布からなる基材と、請求項1〜6のいずれか1項に記載の組成物の硬化物からなるシリコーンゴムコーティング層とを有し、該シリコーンゴムコーティング層が該基材の少なくとも一方の表面に形成されていることを特徴とするカーテンエアーバッグ。
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