JP6518590B2 - 膨張可能な安全装置のためのシリコーンエラストマー及びトップコートを有する可撓性熱シールド - Google Patents

Description

本開示は、概して、膨張可能な安全装置に関する。より具体的には、本開示は、装置の膨張時に発生した高温から安全装置の構築に使用される織物の一体性を保護する際の使用のための可撓性熱シールドに関する。

膨張可能な安全装置システムは、事故の発生時に車両乗員を保護するために、自動車産業によって使用されている。これらの膨張可能な安全装置システムは典型的に、センサ、インフレータ、及びエアバッグ、又は他の膨張可能な構成要素を含む。事故の発生時に、センサが作動し、それにより乗員と車両内の潜在的に有害な表面との間にクッションを配置するために、ガスでエアバッグを充填するようにインフレータを作動させる。これらの動作の全ては、乗員を効果的に保護するために、事故後、数ミリ秒内に生じる必要がある。

これらの安全装置に使用されるインフレータは概して、圧縮ガスを放出するコールドガス型、又はアジ化ナトリウム若しくはアルカリ金属アジド等の化合物を燃焼するパイロ型に分類される。パイロ型のインフレータは、アジド化合物の燃焼率が制御可能かつ再現可能であり、それによりこれらの装置をかなり信頼性のあるものにするため、より望ましい。パイロ型のインフレータはまた、圧縮ガスインフレータよりも全体のサイズがより小さく、重さがより軽く、かつ製造するのにより費用のかからない傾向にある。

熱シールドの目的は、エアバッグの一体性をその展開中に保護及び維持し、展開後に高温インフレータによる溶け落ちを防止することである。パイロインフレータは、１０〜２０ミリ秒で７００℃〜８００℃の温度に達することがあるが、２〜３分間、３００℃〜５００℃の高温にとどまる。この結果として、インフレータは、これが接触するコーティングされていない織物、又はコーティングされた織物を溶かすことによってバッグが溶け落ちることがある。

エアバッグの展開又は膨張中、高温ガスがインフレータから離れ、加熱ガスが共に接合された織物から形成されるチャネルを通過して、加熱ガスがエアバッグ中に偏向することを可能とする。したがって、エアバッグの継ぎ目及び織物は、インフレータによって生成されたガスの熱から、熱シールドの組み込みによって保護されなければならない。熱シールドは典型的に、所望のコート重量に応じて２つ以上の層として層状にされ得るシリコーンの様々なコート重量で任意に処理された織布である。

４７０〜７００デシテックス又はｄｔｅｘに及ぶ繊維又は糸密度を有する様々な織物が、現在使用されている。最も一般的な織物は、約５８０ｄｔｅｘの糸密度を有するナイロン６，６などのポリアミドである。これらの織物は典型的に、２０グラム毎平方メートル（ｇｓｍ又はｇ／ｍ^２）〜１５０ｇ／ｍ^２に及ぶコート重量を有するシリコーン処理でコーティングされる。他の既知の織物組成物は、ポリエステル及びガラス繊維を含むが、エアバッグの大部分の製造者は、この材料と関連付けられた共通の処理問題を回避するためにガラス繊維から離れている。熱シールドの組み立てはまた、高温ガスの溶け落ちを防止する金属ライナを含むことができる。他の既知の手法としては、織物の２つの層間、又はいくつかの場合では、織物の１つの層の表面上に付着される、カレンダー仕上げされた高粘度ゴムシートを使用することが挙げられる。これらの高粘度ゴムシートは、６００ｇ／ｍ^２超のシリコーンを組み込み、それらが過度に硬いか又は非可撓性であり得る点において処理することがかなり困難であり、かつ縫合する、及び／又はまとめることが困難である場合もある。

従来の熱シールドは有用であるが、それらは、理想的とは言えないままである。より具体的には、コーティングされた内側表面を有するエアバッグは、既知の処理が、薄く塗布されるときに限定された保護を提供することができるに過ぎないため、依然として溶け落ちやすいが、厚いゴムシートは、軽量であり、かつ少量を占有するという、安全システムの全体的な目的を無効化する。厚いシートはまた、高い摩擦係数のため縫合することが困難であり、インフレータをモジュールに挿入するとき、組み立ての問題を引き起こすことがある。ライナはまた、より多くの嵩及び重量をエアバッグに導入するため問題がある。したがって、従来の熱シールドは、受け入れがたいほど嵩高くかつ非可撓性であること、又は限定された程度の保護を提供することができるに過ぎないことのいずれかに悩まされる。

関連技術の列挙された欠点及び他の制限を克服することにおいて、本開示は、膨張可能な安全装置内の熱シールドとして使用するための耐熱層状複合材シート、並びにこのような層状複合材シートを組み込む膨張可能な安全装置を提供する。

耐熱層状複合材シートは概して、上面及び底面を有する第１の織物層と、上面又は底面のうちの１つに隣接して位置する熱障壁層であって、シリコーンエラストマーの少なくとも１つの層及び１つ以上のシリコーントップコートを含む、熱障壁層とを備える。あるいは、障壁層は、織物層上に直接塗布される。複合材シートは、熱貫通試験において７２５℃で６秒以上、あるいは１２秒以上、あるいは３０秒以上の熱抵抗値を示す。

任意に、織物層は、織物材料と、１つ以上のシリコーン処理とを含むことができる。シリコーン処理は、熱障壁層に隣接する同じ面、又は熱障壁層に隣接する反対側の面上のいずれかで織物層の上面又は底面に隣接することができる。

任意に、熱障壁層は、平滑又は非平滑のいずれかである１つ以上の表面を含むことができる。

複合材シートは、第２の織物層を更に備えることができ、第２の織物層が、第１の織物層と反対側の面上の熱障壁層に隣接して位置するようにする。任意に、第２の織物材料は、織物材料と、少なくとも１つのシリコーン処理とを含むことができる。

織物層は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ガラス繊維、ポリアミド、ポリ（エチレン）テレフタレート、及びこれらの組成物又は混合物から選択される織布、不織布、若しくは高分子フィルム、又は複合材料であり得る。織布は、２０ｄｔｅｘ以上の厚さを有する糸を有することができる。織物層が不織布又は高分子フィルムであるとき、これは、約４０ｇ／ｍ^２〜約４００ｇ／ｍ^２の坪量を有することができる。

あるいは、障壁層のシリコーンエラストマーは、固体シート又は層であるか、あるいは、シリコーンエラストマーは、セル発泡体又はスポンジである。このシリコーンエラストマーは、高粘度ゴム（ＨＣＲ）又は液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）のいずれかを含むことができる。複合材シートに使用されるシリコーンエラストマーは、約１００ｇ／ｍ^２〜約６００ｇ／ｍ^２である重量を示す。

障壁層のシリコーントップコートは、１分子中に平均で１個以上のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンと、オルガノハイドロジェンポリシロキサンと、コーティング組成物を硬化することができる任意の量で存在するヒドロシリル化反応触媒と、任意に、シリカ等の補強充填材料とを含むことができる。シリコーントップコートは、約３ｇ／ｍ^２〜約５０ｇ／ｍ^２の重量を示すように塗布され得る。あるいは、シリコーントップコートは、織物層と反対側の障壁層の面上に位置する。望ましいとき、熱障壁層は、少なくとも２つのシリコーントップコートを含むことができ、第１のトップコートは、シリコーンエラストマーに隣接して位置し、第２のトップコートは、織物層によって第１のトップコート及びシリコーンエラストマーから分離されている。障壁層のシリコーントップコートによって示される剛性は、その引張弾性率又はヤング弾性率によって測定されるとき、障壁層のシリコーンエラストマー又は織物層のシリコーン処理の剛性を超える。

織物層の任意のシリコーン処理はまた、１分子中に平均で１個以上のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンと、オルガノハイドロジェンポリシロキサンと、コーティング組成物を硬化することができる任意の量で存在するヒドロシリル化反応触媒と、シリカ等の補強充填剤とを含むことができる。シリコーン処理は、約１０ｇ／ｍ^２〜約４００ｇ／ｍ^２の重量を示すように塗布され得る。

本開示の別の態様によれば、膨張可能な車両安全装置は、膨張流体を提供することができるインフレータと、インフレータによって膨張可能な流体区画と、（ｉ）インフレータに隣接して位置するインフレータラップであって、シリコーンエラストマーの少なくとも１つの層及び１つ以上のシリコーントップコートを備える、インフレータラップ、（ｉｉ）流体区画内に位置する熱シールド、及び（ｉｉｉ）これらの組み合わせの群から選択されるものとを備える。膨張可能な車両安全装置に使用されるインフレータラップ又は熱シールドは、７２５℃で６秒以上の熱抵抗値を示す。（ｉｉ）における熱シールドは、上面及び底面を有する第１の織物層と、上面又は底面のうちの１つに隣接して位置する熱障壁層であって、シリコーンシート又はシリコーンのセル発泡体若しくはスポンジ等のシリコーンエラストマーの少なくとも１つの層を含む、熱障壁層とを備える。シリコーンエラストマーは、液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）又は高粘度ゴム（ＨＣＲ）のいずれかであり得る。車両安全装置内で、流体区画は、フロントエアバッグ、サイドエアバッグ、エアカーテン、Ｈ又はＹソックス、ニーバッグ、及びベルトバッグからのものとして選択され得る。

任意に、織物層はまた、１つ以上のシリコーン処理を含むことができる。熱シールドは、熱障壁層に隣接する面と反対側の織物層の上面又は底面に隣接する少なくとも１つのシリコーン処理を含むことができる。熱シールドはまた、第１の織物層と反対側の面上の熱障壁に隣接して位置する第２の織物層を備えることができる。第２の織物層はまた、所望されるとき、任意のシリコーン処理を含むことができる。シリコーン処理は、約１０ｇ／ｍ^２〜約３００ｇ／ｍ^２の重量を有する。シリコーンエラストマーは、約１００〜約６００ｇ／ｍ^２の重量を有する。シリコーントップコートは、約３ｇ／ｍ^２〜約５０ｇ／ｍ^２の重量を有する。

本発明を適用する別の分野は、本明細書において提供される詳細な説明から明かになるであろう。詳細な説明及び特定例は、単なる例示を目的とするものであり、本開示の範囲を限定することを意図するものではないことを理解するべきである。

本明細書に記載の図面は、説明目的のみであり、本開示の範囲をいかようにも限定することを意図するものではない。
車両内に使用される膨張可能な安全装置の概略図であり、インフレータと、熱シールドと、エアバッグとを含む。 （Ａ）〜（Ｄ）は、本開示の教示に従う、図１における熱シールドの構築に使用される層状複合材シートの断面図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、織物層の異なる構成を示す図１の熱シールドの構築に使用される層状複合材シートの断面図である。 （Ａ）〜（Ｊ）は、障壁層の異なる構成を示す図１の熱シールドの構築に使用される層状複合材シートの断面図である。 表面積の平方メートル当たりの障壁層重量の関数として示される層状複合材シートの熱抵抗性のグラフ表示である。 走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて取得された５０倍率での層状複合材シートの断面図である。

以下の記載は、本質的に単なる例示であり、決して本開示、その用途、又は使用を限定することを意図したものではない。説明全体を通して、対応する参照番号は、同様の又は対応する部分及び特徴を示すことを理解されたい。

本開示は概して、事故中に車両の乗員を保護することができる膨張可能な安全装置に使用するための熱シールドに関する。例えば、本明細書に含まれる教示に従って作製及び使用される熱シールドは、概念をより十分に図解するために、自動車の運転者又は乗客を保護する際の使用のためのエアバッグと併せて本開示にわたって記載される。このような熱シールドの組み込み及び使用は、とりわけ、自動車、並びに自動二輪車、ボート、トラック、トラクター、及びオフロード車などの他の車両において使用されるとき、膨張可能なシートベルト、膨張可能なニーボルスタ、膨張可能な頭部ライナ、Ｈソックス、Ｙソックス、頭部胸部バッグ、ＳＡＢクッション、及び膨張可能なサイドカーテンを含むがこれらに限定されない他のタイプの膨張可能な安全装置と共に、本開示の範囲内であると想定される。

図１を参照すると、膨張可能な安全装置１は概して、エアバッグ５と、エアバッグ５を膨張させることができるインフレータ１０とを含む。インフレータ１０は、発火するとき、エアバッグ５を膨張させる大量の膨張流体１５を生じさせる引火性ガス発生材料を含む。あるいは、インフレータ１０は、貯蔵量の加圧膨張流体１５を含有し得るか、又は加圧膨張流体１５と加圧膨張流体を加熱するために引火性材料との組み合わせを含有することができる。あるいは、膨張流体１５は、ガスである。

動作中、インフレータ１０が作動すると、膨張流体１５は、インフレータ１０の筐体の外側表面内に作製された出口を通ってインフレータ１０から流出する。インフレータ１０からの膨張流体１５の流れは典型的に、インフレータ１０の中心軸に対して横断する。膨張流体１５は、熱シールド２０の内面に衝突し、流体１５をエアバッグ５の表面からそらす。換言すれば、熱シールド２０は、膨張流体１５を、エアバッグ５に流入するように向ける。

熱シールド２０の存在は、エアバッグ５が膨張可能な安全装置１の動作中に作製される織物の一体性を維持する。熱シールド２０の目的は、熱抵抗を提供し、それによりインフレータ１０によって発生した高温膨張流体１５の衝突によって引き起こされる、又はエアバッグ５が膨張する間、若しくは膨張した後、インフレータ１０の高温面との接触から、エアバッグ５内の織物の溶け落ち又は融解を防止することである。熱シールドはまた、製造者が長期間の摩耗の問題及び乗員への潜在的な脅威をもたらすことがあるエアバッグ５内の様々な金属副成分の存在を除去又は排除することを可能にする。例えば、運転者のサイドエアバッグ５では、作動時のインフレータ１０内のアジ化ナトリウム噴射剤は、３０００℃で分解して、膨張流体１５として窒素ガスを発生させる。作動中、インフレータ１０は、１０〜２０ミリ秒で７００〜８００℃の温度に達することができ、２〜３分間３００℃〜５００℃の高温にとどまる。この結果として、高温膨張流体１５又はインフレータ１０の表面の衝突によって、接触時に、バッグが溶け落ちる、又はコーティングされていない若しくはコーティングされた織物を融解することがある。

本開示の一態様によれば、可撓性熱シールド２０は、膨張可能な安全装置１に使用するために提供される。熱シールド２０は概して、上面及び底面を有する第１の織物層と、熱障壁層とを含む耐熱性の層状複合材シートを備える。熱障壁層は、第１の織物層の上面（面Ａ）又は底面（面Ｂ）のうちの１つに隣接して位置する。あるいは、熱障壁層は、織物層上に直接塗布される。熱障壁層は、シリコーンエラストマーの少なくとも１つの層と、１つ以上のシリコーントップコートとを更に備える。層状複合材シートは、７２５℃で６秒以上、あるいは７２５℃で１２秒超、あるいは７２５℃で３０秒以上の熱抵抗値を有する。

熱シールドに使用されるとき、層状複合材シートは、高温インフレータ及びインフレータから生じる加熱ガスに直接曝露される１つの面を有する。「溶け落ち速度」、「溶け落ち時間」、又は「熱抵抗性」としても既知である熱抵抗値は、ロッドが所定の温度で層状複合材シートの曝露部と接触し、かつシートを溶け落ちるのにかかる時間を表す。本明細書に報告される各熱抵抗値は、「ホットロッド」熱抵抗性試験を用いて決定される。より具体的には、重さが５０グラムであり、１．２７ｃｍ（０．５インチ）及び５．０８ｃｍ（２インチ）の直径及び長さをそれぞれ有する、３０４型ステンレス鋼の円柱ロッド（「ペネトレータ」）が７２５℃の平衡温度まで加熱される。加熱後、高温ペネトレータは、試験台でピンと張って保持される試験試料の曝露面上１３．３０ｃｍ（５．２５インチ）に位置付けられる。次に、ペネトレータを、円柱ロッドの端部が試験試料の曝露面と接触するように、落下させる。センサは、ロッドが織物と接触するときにタイマーを開始し、ロッドが織物を通過するときにタイマーを停止する。加熱ロッドが試験試料の表面にかかっている時間量は、試験試料の「熱抵抗」の測定値である。３０秒を超える熱抵抗時間は、ペネトレータが３０秒後に十分に冷却したため、考えられ得る最良の評価と広く認められ、それにより３０秒の時間を超えると、試験試料を溶け落ちることが全くないようにさせる。

層状複合材シートでは、シリコーンエラストマーは、シリコーンゴム又はセル発泡体若しくはスポンジの層であり得る。例えば、本開示の一態様によれば、液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）又は高粘度ゴム（ＨＣＲ）の使用は、織物層の表面に隣接して位置する障壁層の一部として使用され得る。織物層は、織布材料、又は不織布の固体高分子複合材若しくはフィルムであり得る。トップコートの組成物は、液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）である。発泡体又はスポンジが障壁層の一部として使用されると、発泡体又はスポンジセルは、層状複合材シートが熱シールドとして使用されるとき、織物層に与えられた損傷を抑える犠牲面を提供するが、トップコートは、動作中に発泡体の一体性を制約又は維持する手段を提供する。理論によって制約されることを望まないが、発泡体構造化表面の使用は、表面チャーリングによって層状複合材シートに熱保護を提供すると考えられている。熱シールドの形状でのシリコーン発泡体の使用のより徹底的な論述は、２０１２年７月６日に出願された米国特許出願第６１／６６８，７０２号に提供され、その全体の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

ここで図２（Ａ〜Ｄ）を参照すると、層状複合材シート５０は、第１の織物層５５と、熱障壁層６０とを備える。第１の織物層５５は、上面（Ａ面）及び底面（Ｂ面）を有する。熱障壁層６０は、織物層５５のＡ面（図２Ａ）又は織物層５５のＢ面（図２Ｂ）のいずれかに隣接して位置することができる。あるいは、熱障壁層６０は、織物層５５上に直接塗布される（図２Ａ及び２Ｂ）。任意に、層状複合材シート５０は、Ａ面及びＢ面も有する第２の織物層５６を更に備えることができる。この構成では、障壁層６０は、第１及び第２の織物層５５、５６の両方に隣接して位置することができ（図２Ｃ）、又は障壁層６０は、第１及び第２の織物層５５、５６のうちの１つのみに隣接して位置することができる（図２Ｄ）。第１及び第２の織物層５５、５６の各々の組成物は、独立して選択される。あるいは、第１及び第２の織物層５５、５６は、同じ組成物を有することができる。

ここで図３（Ａ〜Ｅ）を参照すると、第１の織物層５５（図３Ｂ〜３Ｃ）及び／又は第２の織物層５６（図３Ｄ〜３Ｅ）は、織物材料６５、６６と、少なくとも１つのシリコーン処理７０、７１とを更に含むことができる。シリコーン処理７０は、処理７０が障壁層６０に隣接する（図３Ｂ）か、又は障壁層６０と反対側である織物層５５の面上である（図３Ｃ）ように、織物材料６５に塗布され得る。層状複合材シート５０が第２の織物層５６を含むとき、第２の織物層５６は、前述のように、障壁層６０に隣接する（図３Ｄ）か、又は障壁層６５と反対側である第１の織物層５５の面上（図３Ｅ）に位置することができる。

本開示の別の態様によれば、第２の織物層５６は、織物材料６６と、少なくとも１つの第２のシリコーン処理７１とを含むことができる。更に図３（Ａ〜Ｅ）を参照すると、第２のシリコーン処理７１は、障壁層６０に隣接する（図３Ｄ）か、又は障壁層６０と反対側である第２の織物層６６の面上（図３Ｅ）に位置することができる。

第１のシリコーン処理７０及び第２のシリコーン処理７１は、独立して選択される。あるいは、第１のシリコーン処理７０及び第２のシリコーン処理７１は、同じ組成物を有することができる。図３（Ａ〜Ｅ）に示される構成の各々では、インフレータガスの高温に曝露される層状複合材シートの面は、望ましいと認められるように両側であり得る。

ここで図４（Ａ〜Ｊ）を参照すると、障壁層６０は、シリコーンエラストマー８０の少なくとも１つの層と、シリコーントップコート９０の１つ以上の層とを備える（図４Ａ）。シリコーンエラストマー８０は、１００〜６００ｇ／ｍ^２の重量を有する織物層５５に障壁層６０の一部として塗布される。あるいは、シリコーンエラストマー８０は、シリコーンゴム層又はシリコーンのセル発泡体である。シリコーントップコート９０は、約１〜１００ｇ／ｍ^２、あるいは約３〜５０ｇ／ｍ^２、あるいは約５〜３０ｇ／ｍ^２の重量を有するシリコーンエラストマーの表面上に塗布される。本開示の一態様によれば、シリコーントップコートは、試験及び／又は動作中に最初に加熱に供される表面になる（図４Ａ）。あるいは、シリコーントップコートは、試験及び／又は動作中に最後に加熱に供される表面であり得る（図４Ｂ）。望ましい場合、シリコーントップコート９０は、障壁層の面、あるいは織物層５５と反対側であるシリコーンエラストマー上に位置する。織物層５５は、織物材料６５（図４Ａ及び４Ｂ）、又は織物材料６５とシリコーン処理７０との組み合わせ（図４Ｃ及び４Ｄ）を含むことができる。

図４（Ａ〜Ｊ）を更に参照すると、複合材シート５０は、織物材料６６（図４Ｅ〜４Ｆ）又は織物材料６６とシリコーン処理７１との組み合わせ（図４Ｇ〜４Ｈ）のいずれかからなる第２の織物層５６を更に含むことができる。複合材シート５０は、少なくとも２つのシリコーントップコート９０、９１を更に含むことができ、第２のトップコート９１は、織物層５５、５６によって障壁層６０のシリコーンエラストマー８０及び第１のトップコート９０から分離されている（図４Ｇ〜４Ｊ）。第２のトップコート９１は、試験及び／又は動作中に最初に加熱に供される表面（図４Ｇ及び４Ｉ）、又はあるいは試験及び／又は動作中に加熱に供される最後の表面（図４Ｈ及び４Ｊ）となるように位置することができる。望ましい場合、シリコーントップコートは、織物層と反対側である障壁層の面上に位置する。当業者であれば、図４に示されない織物材料、シリコーン処理、シリコーンエラストマー、及びシリコーントップコートの追加の組み合わせが本開示の範囲を超えることなく利用され得ることを理解するであろう。

本開示の層状複合材シート５０は、熱シールド２０として使用されるとき、従来の材料に勝る複数の利益を提供する。例えば、液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）系シート若しくは発泡体、高粘度ゴム（ＨＣＲ）系シリコーンシート若しくはスポンジ、又はポリアミド（例えば、ナイロン６，６）及びポリエステルの織布及び不織布系等の様々な織物層５５、５６に障壁層６０として塗布される１つ以上のシリコーントップコートと共にこれらの混合物を含む層状複合材シート５０は、７２５℃以上の温度と接触させるとき、相当な熱抵抗を示す。約１００ｇ／ｍ^２〜約６００ｇ／ｍ^２のシリコーンエラストマー、及び約１ｇ／ｍ^２〜約１００ｇ／ｍ^２のシリコーントップコートのコート重量は、４０〜５０％未満のコーティングされた織物の重量で従来の材料よりも優れている。あるいは、約１５０ｇ／ｍ^２〜約５００ｇ／ｍ^２のコート重量を有するシリコーンエラストマー、及び約３ｇ／ｍ^２〜約５０ｇ／ｍ^２のコート重量を有するシリコーントップコートが利用され得る。層状複合材シート５０の使用は、インフレータ１５の位置に近いエアバッグ５の構築又は組み立てのより大きな可撓性及び簡素化をもたらす。

障壁層６０のシリコーンエラストマー８０は、これらに限定されないが任意の基材を含む、液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）又は高粘度ゴム（ＨＣＲ）を用いて調製された固体シリコーンシート又は層であり得る。障壁層６０のシリコーンエラストマー８０はまた、これらに限定されないが任意の基材を含む、液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）を用いて調製されたシリコーンセル発泡体、又は高粘度ゴム（ＨＣＲ）を用いて調製されたシリコーンセルスポンジであり得る。セル発泡体又はスポンジを作製することにおいて、これらに限定されないが、水素ガス、窒素ガス、水蒸気、及びこれらの混合物を含む、当業者に既知のあらゆる発泡剤は、発泡体又はスポンジのような構造を作製するために、混合物に追加されるか、又は原位置での反応によって生成され得る。

シリコーンエラストマーは、以下の一般構造によって定義されたポリマーを含む組成物から調製され得る：

式中、Ｒ^ａは、−ＯＨ、−ＣＨ＝ＣＨ_２、−ＣＨ_３、又は別のアルキル若しくはアリール基を表し、重合度（ＤＰ）は、添字ｘ及びｙの総和によって表される。液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）のエラストマーでは、使用されるポリマーのＤＰは典型的に、１０〜１０００に及び、結果的に７５０〜７５，０００に及ぶ分子量をもたらし、これらのポリマーは概して、２５℃で１，０００，０００ｍＰａ．ｓ未満、あるいは２５℃で７５０，０００ｍＰａ．ｓ未満の粘度を有する。高粘度ゴム（ＨＣＲ）のシリコーンエラストマーの場合、ＤＰは典型的に、５，０００〜１０，０００の範囲内である。したがって、高粘度ゴムエラストマーの製造に使用されるポリマー又はゴムの分子量は、３５０，０００〜７５０，０００以上に及び、ゴム又はゴム型材料とより一致する粘度をもたらす。これらのエラストマーの配合に使用されるポリマー系は、単一ポリマー種、又は異なる官能性又は分子量を含有するポリマーの混合のいずれかであり得る。組成物の残りの材料は、組成物がエラストマーに硬化され得るように、Ｒ^ａ基と一致するように選択される。複合材シートに使用されるシリコーンエラストマーは、約１００ｇ／ｍ^２超〜約６００ｇ／ｍ^２未満である重量を示す。

液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）又は高粘度ゴム（ＨＣＲ）は、単一成分又は二成分配合であり得る。液状シリコーンゴム発泡体の製造のための好適な商用ＬＳＲ製品の例としては、ＳＨＳ−１０００ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｆｏａｍ、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）３−８２７７ Ｆｏａｍ、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）３−８１８６ Ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｉｃ Ｆｏａｍ、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）３−８２３５ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｆｏａｍ、及びＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）３−６５８４ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｆｏａｍ（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）などが挙げられる。液状シリコーンゴムシートの製造のための好適な商用ＬＳＲ製品の例としては、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）３５−３１１５、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＬＣＦ−３７６０、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＬＣＦ−３６００、又はＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＬＣＦ−３７３０が挙げられる。高粘度シリコーンゴムシート又はスポンジの製造のための好適なＨＣＲ製品の例としては、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＳＨＳ−２０００ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｓｈｅｅｔ、又はＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）４−７０６０ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｆｏａｍなどが挙げられる。

１つ以上の成分材料として調製されたシリコーンエラストマー８０は、ヒドロシリル化触媒又はフリーラジカル発生剤の存在下で反応した不飽和を示す、少なくとも１つのオルガノハイドロジェンシロキサン、少なくとも１つのポリジオルガノシロキサンを含むことができる。好適なポリオルガノシロキサンは、１分子当たり少なくとも２個のアルケニル基を含み、２５℃で約１０〜１，０００，０００ｍＰａ．ｓ、あるいは２５℃で約１００〜２５０，０００ｍＰａ．ｓの粘度を示す。アルケニル基は、ビニル、アリル、及びヘキセニル基、又はこれらの混合物を含み、あるいは、アルケニル基は、ビニル基である。ポリオルガノシロキサン主鎖での繰り返し単位の約９０パーセントは、一般式Ｒ^１Ｒ^２ＳｉＯによって表されるジオルガノシロキサン単位であり、式中、Ｒ^１及びＲ^２は、独立して、１〜約１０個の炭素原子を典型的に含む一価の非置換及び置換炭化水素基から選択される。硬化性ポリオルガノシロキサンを特性化するアルケニル基は好ましくは、分子の末端シロキサン単位に位置するが、１つ以上が非末端シロキサン単位に結合され得る。ポリジオルガノシロキサンの特定の例としては、ジメチルビニルシロキシ終端ジメチルシロキサン、テトラメチルジビニルジシロキサンが挙げられる。

シリコーンエラストマー内のオルガノハイドロジェンシロキサンは、オルガノハイドロジェンシロキサン内のケイ素結合水素原子がポリオルガノシロキサンのアルケニル基と反応するように、硬化剤として機能する。オルガノハイドロジェンシロキサン内のケイ素結合水素原子はまた、望ましい場合、組成物を発泡するための水素ガスを発生させるために使用され得る。使用され得るオルガノハイドロジェンシロキサンは、１分子当たり平均少なくとも３個のケイ素結合水素原子を含有する。ケイ素原子上の他の原子価は、１〜６個の炭素原子を有するアルキル及びフェニル基から選択される有機基で占有される。好ましいアルキル基としては、メチル、エチル、及びヘキシルが挙げられる。最も好ましい有機基は、メチル基である。

オルガノハイドロジェンシロキサンは、直鎖、環状、又は分岐構造を有することができ、ホモポリマー、コポリマー、２つ以上の異なるホモポリマーの混合物、２つ以上の異なるコポリマーの混合物、又はこれらのタイプのポリマーの混合物であり得る。使用に好適なポリマーとしては、これらに限定されないが、ポリメチルハイドロジェンシロキサン、トリメチルシロキシ終端ポリメチルハイドロジェンシロキサン、ジメチルシロキサンとメチルハイドロジェンシロキサンとトリメチルシロキサン単位とのコポリマー、及びジメチルシロキサンとメチルハイドロジェンシロキサンとジメチルハイドロジェンシロキサン単位とのコポリマーが挙げられる。あるいは、オルガノハイドロジェンシロキサンは、直鎖構造を有し、２５℃で約１〜約１０，０００ｍＰａｓの粘度を示し、トリアルキルシロキシ末端単位を有するジアルキルシロキサン及びアルキルハイドロジェンシロキサン単位を含み、アルキル基が１〜４個の炭素原子を含有する。

使用されるオルガノハイドロジェンシロキサンの量は、硬化中に所望の架橋度を提供し、かつ任意に、混合物を発泡するための必要量の水素ガスを生成するのに十分であるべきである。一般的に、オルガノハイドロジェンシロキサンの割合は、約２〜約８０部、あるいは１００重量部当たり約５〜約４０重量部のポリジオルガノシロキサンの範囲内である。シリコーンエラストマーの組成物に関する追加の情報は、米国特許第６，０８４，００２号、同第５，５７４，０７３号、同第４，４３３，０６９号、同第５，６７０，５５６号、同第５，７３３，９４６号、及び同第５，７０８，０４３号に提供され、これらの全体の内容は、参照により組み込まれる。

任意に、シリコーンエラストマーは、ポリオール、１官能性アルコール、シラノール基含有オルガノシラン、シラノール基含有オルガノシロキサン、及び水、又はこれらの混合物からなる群から選択されるヒドロキシル含有化合物を含むことができる。この化合物内のヒドロキシル基は、オルガノハイドロジェンシロキサンのケイ素結合水素と反応して、水素を生成し、これは任意に、発泡体内にセルを作製するために使用され得る。これらのヒドロキシル含有化合物は、発泡剤として発泡体の当業者によって参照され得る。ヒドロキシル含有化合物がポリオールを含むとき、これは、約３〜約１２個の炭素原子を有し、かつ１分子当たり平均少なくとも２個のヒドロキシル基を含有する有機アルコールである。ポリオールの主鎖を構成する炭素鎖は、直鎖状又は分岐状であってもよく、又はヒドロキシル基が直接結合していない芳香環を有することができる。このようなポリオールのいくつかの特定の例としては、脂肪族多価アルコール、例えば、１，２−エタンジオール、２，３−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５ペンタンジオール、及び１，６ヘキサンジオール等のジオール、１，２，３−プロパントリオール、２，２−ビス−ヒドロキシメチル−１ブタノール、エリトリトール及びペンタエリスリトール（２，２−ビス−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール）等のテトリトール、アラビトール、キシリトール、及びメチルペンチトール等のペンチトール、マンニトール及びソルビトール等のヘキシトール、並びにシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンチロール、及びイノシトール等の脂環式多価アルコールが挙げられる。十分なポリオールは、発泡工程のための必要量の水素、及び／又は硬化後の材料内の所望の剥離度を取得するために使用されるべきである。一般的に、約０．０５〜８重量部のヒドロキシル含有化合物は、ポリジオルガノシロキサンとオルガノハイドロジェンシロキサンとの総合重量の１００部当たり使用されるべきである。あるいは、ヒドロキシル含有化合物の量は、ポリジオルガノシロキサンとオルガノハイドロジェンシロキサンとの総合重量の１００部当たり０．２〜５重量部である。

任意に、シリコーンエラストマーは、超微粒子状補強充填剤及び非補強無機充填剤として耐熱繊維性又はセル材料を更に含むことができる。このような耐熱及び繊維性又はセル材料としては、これらに限定されないが、ヒュームドシリカ、沈殿シリカ、石英、及び炭酸カルシウム等の様々な非晶質若しくは結晶質無機化合物、アルミナ、アルミナ水和物、酸化鉄、及び二酸化チタン等の金属酸化物、又はこれらの混合物が挙げられ得る。シリコーンエラストマーに添加される繊維性又はセル材料の量は、シリコーンエラストマーの全重量に対して約５重量％〜約５０重量％、あるいは約１５重量％〜３５重量％、あるいは約３０重量％〜３５重量％に及び得る。このような充填剤は、それらを疎水性にするように処理され得る。充填剤を処理するために使用される化合物は、アルコキシシラン等のシラン、アルコキシ官能性オリゴシロキサン、環状ポリオルガノシロキサン、ジメチルシロキサン若しくはメチルフェニルシロキサン等のヒドロキシル官能性オリゴシロキサン、ステアレート、又は脂肪酸であり得る。

シリコーンエラストマーはまた、厚化及び他の目的のために他の添加剤及び色素を含むことができる。このような添加剤の例としては、作業時間を増加させるために、シロキサン樹脂、水素化ヒマシ油、並びにカーボンブラック、酸化亜鉛、染料、及びヘキサメチルジシロキサン等の色素、加えて、様々な抗酸化剤、熱安定剤、チキソトロープ剤、泡安定剤、紫外線安定剤、難燃加工剤、及び環状メチルビニルシロキサン等の触媒阻害剤が挙げられる。シリコーンエラストマーはまた、様々な成分の分散を支援するキシレン等の溶剤を含むことができる。

硬化分子又は工程は、ヒドロシリル化触媒、有機過酸化物等のフリーラジカル発生剤、又は紫外線放射の使用を含むがこれらに限定されない当業者に既知の任意の分子又は工程であり得る。使用のために選択される有機過酸化物は、シリコーンゴム加工に有用である当業者に既知の任意の過酸化物を含むことができる。有機過酸化物のいくつかの例としては、ジペルオキシケタール、ペルオキシジカーボネート、ペルオキシエステル、過酸化ジアシル、過酸化ベンゾイル、過酸化ケトン、過酸化ジアルキル、又はヒドロペルオキシドの過酸化族に属するがこれらに限定されない任意のペルオキシドが挙げられる。

ヒドロシリル化触媒は、ヒドロシリル化反応を促進するために当業者に既知である任意のロジウム、ルテニウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、又は白金含有触媒を含む白金族金属触媒を含むことができる。あるいは、白金族触媒は、白金触媒である。このような触媒はまた、発泡工程に水素を提供するために有機アルコール内のＳｉＨ基とＣ−ＯＨ基との間の反応を促進することにおいて効率的である。白金触媒の好適な形態としては、これらに限定されないが、塩化白金酸、１，３−ジエテニル−１，１，２，２−テトラメチルジシロキサン白金錯体、ジビニルジシロキサンを有する白金ハロゲン化物又は塩化白金酸の錯体、並びに塩化白金酸、ジビニルテトラメチルジシロキサン、及びテトラメチルジシロキサンの反応によって形成された錯体が挙げられる。

白金触媒の量は概して、ポリジオルガノシロキサンとオルガノハイドロジェンシロキサンとの総合重量の１００万部当たり、５〜２５０重量部の白金金属を提供する量である。重量１００万分の５未満の白金の量は、ゴムが形成されるのに不十分であるが、重量１００万分の２００を超える量は経済的ではない。シリコーンエラストマーは、実際には低密度又は高密度のいずれかであり得、あるいは、シリコーンエラストマーは、低密度である。シリコーンエラストマーは、約２４０℃未満の温度で、あるいは追加された相対湿度の有無にかかわらず、約２５℃〜約１００℃に及ぶ温度で硬化される。シリコーンエラストマー層を硬化させる条件は、結果として得られた材料密度に影響を与え得る。層状複合材シート内のシリコーンエラストマー構造は、平滑面、又は平坦ではなく、若しくは非平滑面８０を示すことができる。

シリコーントップコート９０、９１は、少なくとも２個のケイ素結合基Ｒで末端閉鎖されるシロキサン主鎖を有するオルガノポリシロキサンポリマーであって、Ｒがオレフィン系不飽和炭化水素置換基、アルコキシ基、又はヒドロキシル基を示す、オルガノポリシロキサンポリマーと、少なくとも３個のケイ素結合反応基Ｘを有する架橋有機ケイ素材料と、ケイ素結合基Ｒとケイ素結合反応基Ｘとの間の反応を促進することができる当業者に既知の触媒と、補強充填剤及び実質的に層状形態を有する充填剤を含むがこれらに限定されない１つ以上の充填剤材料とを含むケイ素系組成物のコーティングであり得る。シリコーン系組成物は、硬化時にエラストマーのシリコーントップコートを形成することができる。

シリコーントップコート９０、９１を形成する際の使用に好適なオルガノポリシロキサンポリマーは、エラストマー形成シリコーン系組成物が一般式Ｒ^１ _ａＲ^２ _ｂＳｉＣ_{４−ａ−ｂ／２}の単位を有し、式中、Ｒ^１は、最大１８個の炭素原子を有する一価炭化水素であり、Ｒ^２は、一価炭化水素、ハイドロカーボンオキシ基、又はヒドロキシル基であり、ａ及びｂは、０〜３の値を有し、ａ＋ｂの総和は、３以下である。あるいは、Ｒ^１は、メチル、エチル、プロピル、イソブチル、ヘキシル、フェニル、又はオクチル基など、アルキル又はアリール基を示す。あるいは、Ｒ^２は、縮合反応に好適なヒドロキシル基若しくはアルコキシ基、又は付加反応に好適なアルケニル若しくはアルキニル基のいずれかを示す。オルガノポリシロキサンポリマーは、１分子当たり少なくとも１個のアルケニル基を有する構造で分岐状又は直鎖状のいずれかであり得る。あるいは、オルガノポリシロキサンポリマーは、１分子当たり少なくとも２個のケイ素結合アルケニル基を有する。

オルガノポリシロキサンはまた、一般式を有するポリジオルガノシロキサンであり得る：

式中、Ｒ^１は、上記に定義されるとおりであり、Ｒ^３は、式−Ｒ^４ _ｙ−ＣＨ＝ＣＨ_２を有する最大８個の炭素原子を有するアルケニル基を示し、式中、Ｒ^４は、最大６個の炭素原子を有する二価炭化水素基、好ましくは最大４個の炭素原子を有するアルキレン基を示し、ｙは、０又は１の値を有し、ｘは、１０〜１５００、あるいは５０〜１２００、あるいは７０〜８００の値を有する。このようなポリジオルガノシロキサンの一例は、２５℃で５０〜２５０，０００ｍＰａ．ｓ、あるいは１００〜１００，０００ｍＰａ．ｓ、あるいは２５０〜６０，０００ｍＰａ．ｓの粘度を有するα，ω−ビニルジメチルシロキシのポリジメチルシロキサンポリマーである。

架橋有機ケイ素材料は、任意の有機ケイ素化合物であってもよく、これは、上述されるオルガノポリシロキサンと反応することができる。好適な有機ケイ素化合物は、一般式Ｒ^１ _ａＲ^５ｂＳｉ０_{４−ａ−ｂ／２}の少なくとも１単位を含むモノマー、ホモポリマー、コポリマー、又はこれらの混合物であり得、式中、Ｒ^１並びにａ及びｂは、上記に定義されるとおりであり、Ｒ^５は、水素原子、ヒドロキシル、又はアルコキシ基である。架橋有機ケイ素材料は好ましくは、低分子量の有機ケイ素樹脂及び短鎖オルガノシロキサンポリマーのシランから選択される。架橋有機ケイ素化合物として役割を果たす好適なシランのいくつかの例としては、これらに限定されないが、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、及びメチルトリヒドロシランなどのアルキルトリアルコキシシランが挙げられる。本開示の障壁層での使用に好適である様々なシリコーントップコート組成物のより徹底的な論述は、米国特許第６，２００，９１５号、日本特許公開第ＪＰ２０１０−０８３９４６号、及び米国特許公開第２００６／２７６５８５号に提供され、これらの全体の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

シリコーントップコートは、その引張弾性率又はヤング弾性率によって測定されるとき、障壁層のシリコーンエラストマー又は織物層のシリコーン処理のいずれかによって示される剛性を超える剛性を示す。あるいは、シリコーントップコートによって示される硬度は、シリコーンエラストマー又はシリコーン処理によって示される硬度を超える。シリコーントップコートのヤング率は、シリコーンエラストマー又はシリコーン処理の弾性率より少なくとも１０％、あるいは２０％、あるいは２５％大きい。あるいは、シリコーントップコートのヤング率は、約２ＭＰａ超、あるいは約５ＭＰａ超である。あるいは、シリコーントップコートの硬度は、約３５のジュロ硬度（ショアーＡ）超、あるいは約４０のジュロ硬度（ショアーＡ）超である。

任意に、シリコーン処理７０、７１はまた、織物層５５、５６の一部を含むことができる。このシリコーン処理７０、７１は、当業者に既知である任意の従来のシリコーンフィルム又は処理であり得る。シリコーン処理７０、７１は、脂肪族不飽和炭化水素又はハイドロカーボンオキシ置換基を有するオルガノポリシロキサン、少なくとも３個のケイ素結合水素原子を有する有機ケイ素架橋剤、Ｓｉ−Ｈ基を有する脂肪族不飽和炭化水素又はハイドロカーボンオキシ置換基の反応を促進することができる触媒、並びにシリカ補強充填剤を含むことができる。シリカ充填剤は、オリゴマーのオルガノポリシロキサン含有Ｓｉ結合メチル及びビニル基及びシラノール末端基のシリカ充填剤に基づいて２重量％〜６０重量％を含むことができる。シリコーン処理は、約５ＭＰａ未満、あるいは、約２ＭＰａ未満のヤング率、約４０のジュロ硬度（ショアーＡ）未満、あるいは、約３５のジュロ硬度（ショアーＡ）未満の硬度を示す。

シリコーン処理７０、７１は、液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）フィルムであり得、これは、４つの成分（Ａ）と（Ｂ）と（Ｃ）と（Ｄ）との混合物を含み、（Ａ）が１分子中に平均２個以上のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、１００重量部のオルガノポリシロキサンであり、（Ｂ）がオルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、（Ｃ）がコーティング組成物を硬化することができる任意の量で存在するヒドロシリル化反応触媒であり、（Ｄ）が０．１〜５０重量部のコーティング組成物に存在する補強シリカ微粉末であるようにする。成分（Ｂ）は、（ｂ−１）水素原子のうちの少なくとも１つが分子中に式Ｒ ＨＳｉ０_２／２（式中、Ｒは、脂肪族不飽和結合を含有しない非置換又は置換一価炭化水素基を表す）によって表されるシロキサン単位として存在する１分子中の少なくとも３個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、（ｂ−２）分子鎖の両末端の各々でのみ１個のケイ素原子結合水素原子を有し、かつ分子中に脂肪族不飽和結合（複数可）を有しない直鎖オルガノハイドロジェンポリシロキサン、又は（ｂ−１）と（ｂ−２）との混合物のいずれかであるように更に記載される。

（ｂ−１）及び（ｂ−２）内のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、（ｂ−１）及び（ｂ−２）内に含有されたケイ素原子結合水素原子：成分（Ａ）内に含有されたアルケニル基のモル比が約０．８：１．０〜約２．５：１．０に及び、オルガノハイドロジェンポリシロキサン（ｂ−２）内に含有されたケイ素原子結合水素原子の総数が成分（Ｂ）内に含有されたケイ素原子結合水素原子の総数の７０〜１００％であるように混合され得る。オルガノハイドロジェンポリシロキサン（ｂ−２）内に含有されたケイ素原子結合水素原子が１００％であるとき、成分（Ｂ）は、オルガノハイドロジェンポリシロキサン（ｂ−２）のみからなる。

シリコーン処理７０、７１は、１０ｇ／ｍ^２〜４００ｇ／ｍ^２、あるいは２５ｇ／ｍ^２〜２００ｇ／ｍ^２の重量で織物層５５、５６に塗布され得る。第１及び／又は第２の織物層５５、５６の一部を含み得るシリコーン処理７０、７１の更なる説明は、国際特許公開第ＷＯ ２０１１／１３７１２１号及び同第ＷＯ ２０１１／８２１３４号に提供され、その全体の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

第１及び第２の織物層５５、５６は、２０デシテックス又はｄｔｅｘ以上であり、あるいは約２００〜約９００ｄｔｅｘ、あるいは約４７０ｄｔｅｘ〜約７００ｄｔｅｘ、あるいは約５８０ｄｔｅｘに及ぶ、繊維又は糸密度を有する任意の高分子フィルム又は複合材料並びに任意の織布又は不織布材料６５、６６を含むことができる。織物材料６５、６６の一例は、縦糸及び横糸方向に織られた約５８０ｄｔｅｘの糸密度を有するポリアミドである。織布材料６５、６６の別の例は、縦糸方向等の一方向に織られたポリアミド繊維と、横糸方向等の別の方法に織られたポリエステル繊維とを含む。織物層５５、５６の織物材料６５、６６は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ガラス繊維、ポリ（エチレン）テレフタレート、及びこれらの組成物又は混合物からなる組成物を有することができる。織物材料として使用され得るポリアミドの特定の例としては、ナイロン６，６並びにパラアラミドＫｅｖｌａｒ（登録商標）及びメタアラミドＮｏｍｅｘ（登録商標）等の他の例が挙げられる。

織物層５５、５６が織布材料６５、６６であるとき、織物材料の縫い目密度は、適用基準に基づいて予め選択された任意の範囲であり得、あるいは、縫い目密度は、約４１×４１〜約５３×５３に及び得る。織物層５５、５６が不織布材料又は複合材料６５、６６であるとき、フィルムの厚さは、単位面積当たりの重量の関数として決定され得る。織物層５５、５６として使用されるとき、不織布材料又は高分子複合材料は、約４０ｇ／ｍ^２〜約４００ｇ／ｍ^２、あるいは約７０ｇ／ｍ^２〜１３５ｇ／ｍ^２に及ぶ重量を有する。織物層５５、５６は、任意の添加剤を更に含むか、又は表面フッ素化を含むがこれに限定されない、当業者に既知の任意の表面処理に曝露され得る。

障壁層６０のシリコーンエラストマー８０は、任意の所望又は目標とした量までコーティング重量を制御し、かつ剥離ライナを塗布するために、ニップローラー、ナイフの刃、又は当業者に既知の任意の他の工程を用いて、織物層５５、５６に塗布され得る。例えば、液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）発泡体は、織物層５５の表面上、又は織物層５５と織物層５６との間にコーティングされ、次いで初期の間隙がセル発泡層の所望の厚さを収容するように設定されるローラーに通され得る。次に、剥離ライナ（図示せず）が、任意に塗布され得る。

シリコーントップコート９０、９１は、ナイフコーティング、ディップコーティング、フローコーティング、又は当業者に既知の任意の他の従来の技術を用いて、シリコーンエラストマー８０又は織物層５５、５６上に塗布され得る。同様に、シリコーン処理７０、７１はまた、ナイフコーティング、ディップコーティング、フローコーティング、又は当業者に既知の任意の他の従来の技術を用いて、織物層５５、５６上に塗布され得る。結果として得られた層状複合材シート５０は、コンバータロールの形態での最終製品として、又は個々の部品として供給され得る。個々の部品は、レーザーなどを用いてロールから切断され得る。

本開示の別の態様によれば、膨張流体を発生させることができるインフレータと、このインフレータによって膨張され得る流体区画と、流体区画内に位置する熱シールドとを備える車両安全装置が提供される。流体区画は、フロントエアバッグ、サイドエアバッグ、エアカーテン、Ｈ又はＹソックス、ニーバッグ、及びベルトバッグなどからのものとして選択される。あるいは、流体区画は、フロントエアバッグ又はサイドエアバッグとして選択される。

車両安全装置内の熱シールドは、本明細書に前述されるように織物層及び障壁層を含む層状複合材シートのうちの１つ以上を備える。層状複合材シートに使用される障壁層は、シリコーンエラストマーの少なくとも１つの層と、１つ以上のシリコーントップコートとを備える。あるいは、織物層は、織物材料と、織物材料の表面に塗布される１つ以上のシリコーン処理とを含むことができる。シリコーンエラストマーは、処理シート又はセル発泡体若しくはスポンジであり得る。熱シールドはまた、熱障壁層に隣接する面と反対側の織物層の面に隣接する少なくとも１つのシリコーン処理を含むことができる。所望されるとき、熱シールド内に使用される層状複合材シートはまた、第２の織物層を含むことができる。この第２の織物層は、第１の織物層と反対側の面上の熱障壁に隣接して位置することができる。少なくとも１つのシリコーン処理は任意に、第２の織物層の織物材料に塗布され得る。任意に、熱シールドは、金属板又は熱ライナの組み込みなど、追加の保護的特徴又は材料を含むことができる。熱シールドはまた、インフレータの表面に取り付けられるか、又はそれに隣接して位置することができる。実際には、熱シールドは、インフレータを包囲するか、又は取り囲むように構築され得る。

本開示の更に別の態様によれば、インフレータは、シリコーンエラストマー層及びシリコーントップコートからなるインフレータの横糸によって包囲されるか、又は取り囲まれ得る。インフレータの横糸は、インフレータに取り付けられるか、又はそれに隣接して位置することができる。インフレータの横糸の一般的な目的は、高温インフレータと膨張可能な安全装置の織物又は内面との間の直接的接触に対して熱抵抗を提供することである。インフレータの横糸と関連付けられたシリコーンエラストマー層は、熱シールドに使用される熱障壁層に関して前述のものと組成物が類似又は同じであり得る。あるいは、インフレータの横糸として使用されるシリコーンエラストマー層は、シリコーンゴムシート又はシリコーンゴム発泡体若しくはスポンジであり、シリコーントップコートは、液状シリコーンゴムコーティングである。このようなインフレータの横糸はまた、膨張可能な安全装置の熱抵抗を更に向上させるために熱シールドと組み合わせて使用され得る。

熱障壁層のいくつかの例を、以下の方法を用いて、本開示の教示に従って調製及び比較する。実施番号１〜６では、異なる量の液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）が、二部のＬＳＲ（ＳＨＳ−１０００ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｆｏａｍ，Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）の部分Ａ及び部分Ｂを共に混合して、発泡性ＬＳＲ混合物を形成することによって織物層に固体層として塗布する。このＬＳＲ混合物を、Ｍｙｌａｒ（商標）プラスチック又は織物層のシート上に注入し、次に、Ｍｙｌａｒの第２のシート又は第２の織物層を、混合物上に配置する。次に、ＬＳＲ混合物を、Ｍｙｌａｒ（商標）及び織物層の２つのシートの厚さに加えて、所望の厚さ、例えば、０．０４５７ｃｍ〜０．１４０ｃｍ（０．０１８インチ〜０．０５５インチ）で設定されたローラー間の間隙でコーティング装置内の２つの平行なローラー又はシリンダー間に手で引く。ＬＳＲ混合物が引かれると、それを、約１００℃未満、あるいは約５０℃〜１００℃で、数分間、例えば、３〜５分間、硬化させる。硬化ＬＳＲ層からＭｙｌａｒ（登録商標）を取り除くと、シリコーンエラストマー及び織物の組み合わせの一部分が複合材シートとして試験するために貯蔵されるが、トップコートは、フローコーティングシステムを用いて、収集されたシリコーンエラストマー及び織物の組み合わせの第２の部分に塗布する。その後、トップコートを硬化し、織物層、シリコーンエラストマー、及びトップコートを含む材料の部分もまた、複合材シートとして試験するために貯蔵する。

実施番号１〜６では、シリコーン処理（ＬＣＦ ３５−３１１５、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）を含む７００ｄｔｅｘのナイロン６，６の織物材料を、織物層として使用し、液状シリコーンゴム（ＬＣＦ ３７１５，Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）は、シリコーントップコートとしてシリコーンエラストマーに塗布する。ここで図５を参照すると、織物層に塗布されるシリコーンエラストマーの量は、実施番号１では約２０５ｇ／ｍ^２〜実施番号６では約２９５ｇ／ｍ^２に及ぶ（Ｏと標識化されるデータ点を参照されたい）。シリコーンエラストマー／織物層の複合材シートの熱抵抗性は、７２５℃の温度でペネトレータを用いてホットロッド試験で試験されるとき、実施番号１では約５秒〜実施番号６では約８５秒に及ぶことが観察される。これらの複合材シートの熱抵抗性は、実施番号１〜６で測定される熱抵抗性を比較することによって示されるように、織物層に塗布されるシリコーンエラストマーの量が増加するにつれて増加する（Ｏと標識化されるデータ点を参照されたい）。

比較すると、シリコーントップコートをシリコーンエラストマー層に添加することにより、複合材シートの熱抵抗性を大幅に向上させる。更に図５を参照すると、シリコーンエラストマーに塗布されるシリコーントップコートの量は、実施番号１〜３及び５〜６では８〜１０ｇ／ｍ^２に及ぶが、実施番号４では１３ｇ／ｍ^２が添加される（Δと標識化されるデータ点を参照されたい）。図５では、データ点（Δ）は、障壁層の全体的なコート重量の関数として示され、これは、シリコーンエラストマー及びシリコーントップコートの両方の量を含む。障壁層の全体的なコート重量は、実施番号１では約２１５ｇ／ｍ^２〜実施番号６では約３０５ｇ／ｍ^２に及ぶ。トップコート／シリコーンエラストマー／織物層の複合材シートの熱抵抗性は、７２５℃の温度でペネトレータを用いてホットロッド試験で試験されるとき、実施番号１では約１５秒〜実施番号６では１２０秒超に及ぶことが観察される。試験は、この時間の長さに到達すると、試験で使用されるロッドが試験試料を更に貫通するのにもはや十分に熱くないため、１２０秒で正常に停止される。複合材シートの熱抵抗性は、実施番号１〜６で測定された熱抵抗性を比較することによって示されるように、織物層に塗布される障壁層（セル発泡体及びトップコートの組み合わせ）の総量が増加するにつれて増加する（Δと標識化されるデータ点を参照されたい）。

図５を更に参照すると、織物層及びシリコーンエラストマーを含む複合材シートによって示される熱抵抗性（Ｏと標識化されるデータ点を参照されたい）と、織物層、シリコーンエラストマー、及びシリコーントップコートを含む複合材シート（Δと標識化されるデータ点を参照されたい）との比較は各実施において、熱抵抗性の大幅な改善又は向上を示す。実施番号１〜６では、シリコーントップコートをシリコーンエラストマー／織物層の複合材シートに添加する時点で熱抵抗性の１００％超の増加が示される。あるいは、実施番号３〜６では、熱抵抗性の２００％超の増加が観察される。約９ｇ／ｍ２でのトップコートをシリコーンエラストマーに添加して、障壁層を作製することにより、シリコーンエラストマーの量を約５０ｇ／ｍ２増加することと類似するレベルまで複合材シートの熱抵抗性を増加する（例えば、実施番号１でのΔ点を実施番号３でのＯ点と比較する）。

ここで図６を参照すると、本開示の教示に従って調製された複合材シート５０に対する１つの可能な構成の断面を示す走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像が提供される。より具体的には、複合材シート５０は、縦糸及び横糸方向の両方に配向された繊維を有する織布層５５からなる。シリコーンエラストマー８０は、障壁層６０の一部として織物層５５に隣接して位置する。シリコーントップコート９０は、シリコーンエラストマー８０の表面に塗布されて、障壁層６０の形成を完了する。

以下の特定の例は、本開示の教示に従って膨張可能な安全装置内の熱シールドの調製及び試験を更に図解するために付与され、本開示の範囲を限定すると解釈されるべきではない。本開示を考慮すれば、開示される具体的な実施形態において、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく若しくはそれらを超えることなく多くの変更がなされ、それでも同様の又は類似する結果を得ることができることを当業者は理解されよう。

実施例１−熱障壁層を有する複合材シートの熱抵抗
図４Ａ及び４Ｂにそれぞれ示されるように、構成Ａ及びＢに従うホットロッド試験を用いて複合材シートを調製及び試験する。この例における複合材シートは、７００ｄｔｅｘのナイロン６，６の粗い縫い目の織物材料を含む織物層を含む。織物層は、織物材料に塗布されるシリコーン処理を全く含まない。二部の液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）層（Ｓｉｌａｓｔｉｃ（登録商標）５９１，Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）を、織物層の表面に塗布し、硬化させる。次に、二部の液状シリコーンゴムのトップコートを、シリコーンエラストマーの表面に塗布し、硬化させて、障壁層を形成する。織物層上の障壁層として使用されるシリコーンエラストマー及びトップコートの総量は、２９７ｇ／ｍ^２である。複合材シートは、構成Ａ及び構成Ｂの両方で試験する。構成Ａでは、試験の実行中にホットロッドと初めて接触する表面は、シリコーントップコートである（図４Ａを参照されたい）。構成Ｂでは、試験の実行中にホットロッドと初めて接触する表面は、織物層である（図４Ｂを参照されたい）。構成Ｂでは、シリコーントップコートは、試験の実行中にホットロッドと接触する最後の成分である。この例における複合材シートの熱抵抗性は、構成Ａに対して２７．１秒、構成Ｂに対して５．１秒であると測定される。したがって、熱抵抗性の５倍の増加は、複合材シートが構成Ｂとは対照的に構成Ａに従って使用されるときに観察される。

実施例２−熱障壁層を有する別の複合材シートの熱抵抗
図４Ｃ及び４Ｄにそれぞれ記載されるように、構成Ｃ及び構成Ｄに従うホットロッド試験を用いて複合材シートを調製及び試験する。この例における複合材シートは、３０ｇ／ｍ^２の量で４７０ｄｔｅｘのナイロン６，６の織物材料を含む織物層を含む。高粘度ゴム（ＨＣＲ）（５２のジュロ硬度、４３０％の伸長、Ｓ０３３Ｃ，Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）を、織物層の表面に塗布し、硬化させる。次に、二部の液状シリコーンゴムのトップコートを、ＨＣＲエラストマー層の表面に塗布し、硬化させて、障壁層を形成する。織物層に塗布される障壁層として使用されるＨＣＲ及びトップコートの総量は、５８５ｇ／ｍ^２である。複合材シートは、構成Ｃ及び構成Ｄの両方で試験する。構成Ｃでは、試験の実行中にホットロッドと初めて接触する表面は、シリコーントップコートである（図４Ｃを参照されたい）。構成Ｄでは、試験の実行中にホットロッドと初めて接触する表面は、織物層である（図４Ｄを参照されたい）。構成Ｄでは、シリコーントップコートは、試験の実行中にホットロッドと接触する最後の成分である。この例における複合材シートの熱抵抗性は、構成Ｃ及びＤの両方に対して１２０秒超であると測定される。

当業者であれば、層状複合材シート及びそこから作製された熱シールド製品のために測定される特性が、定期的に測定され、かつ複数の異なる方法によって取得され得る特性を表すことを理解するであろう。例えば、シリコーントップコートに対して１０ｒｐｍでのスピンドル３、及びシリコーンエラストマーに対して１０ｒｐｍでのスピンドル７のＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度計を用いて粘度測定が行われる。シリコーンエラストマーの重量は、織物層の重量をシリコーンエラストマーでコーティングされた織物層の重量から減算ことによって測定し、あるいは、シリコーントップコートの重量は、織物層及びシリコーンエラストマーの重量を層状複合材シートの総重量から減じることによって取得する。ＡＳＴＭ ２２４０試験プロトコルに従うショアーＡスケールを用いて、あるいは、ＩＳＯ ７６１９、ＩＳＯ ８６８、ＤＩＮ ５３５０５、又はＪＩＳ Ｋ ６２５３試験プロトコルを用いて、硬度を測定する。ヤング率は、従来の引張試験を実施するためにＡＳＴＭ Ｅ１１１に従って、又は計器を用いて測定する。そのような一方法及び他の方法を示す本明細書に記載の方法は、本開示の範囲から超えることなく利用されてもよい。

当業者であれば、本開示の複合材シートを使用することと関連付けられた利益を更に理解するであろう。より具体的には、ガラス繊維織物を利用した既存の技術は、切断することが困難であり、切断されているときガラス繊維粒子を導入し、縫合動作中に針の寿命を縮め、発泡体よりも硬く、全ての職場環境で受け入れられない。本開示に従って調製された複合材シートの使用は、全重量がより軽く、梱包することがより容易であり、かつサンドイッチ構成で使用されるとき、従来の解決策より少ない数の織物層を生じる複合材シートを提供する。加えて、エアバッグ又は他の膨張可能な安全装置内のヒートシンクとしてのシリコーンエラストマーの使用は、エアバッグ内の金属補強の使用を排除して、バッグを介したインフレータの後の溶融を防止することができる。シリコーントップコートの使用は、３〜５０ｇ／ｍ^２のトップコートと組み合わされたシリコーンエラストマーを用いて障壁層を有する複合材シートによって提供された熱抵抗性がシリコーンエラストマーのみからなる比較可能な重量の障壁層を有する複合材シートより実質的に大きいため、複合材シートの全重量を減少させる。加えて、本開示の熱障壁層は、複合材シートの摩擦係数（ＣｏＦ）を約１．０ＣｏＦ超の単位、あるいは２．０ＣｏＦ超〜約０．５ＣｏＦ未満の単位から減少させることができる。

前述した本発明の様々な実施形態の記載は、説明及び記述を目的として提示されている。この記載は網羅的なものではなく、又は開示した実施形態そのものに本発明を限定することを意図するものではない。上記の教示を踏まえて、多くの改変又は変更が可能である。論じられた実施形態は、本発明の原理及びその実際的な適用の最良の説明を提供するよう選択及び記載され、それにより当業者は、想定される特定の使用に適した様々な修正と共に、本発明を様々な実施形態で使用することが可能となる。そのような修正及び変更の全ては、それらが公正に、法律的に、かつ公平に権利を与えられた広さに従って解釈された場合、添付の特許請求の範囲により決定される本発明の範囲内に含まれる。

Claims (18)

1. 耐熱層状複合材シートであって、前記複合材シートが、
   上面及び底面を有する第１の織物層と、
   シリコーンエラストマーの少なくとも１つの層及び１つ以上のシリコーントップコートを含む熱障壁層であって、前記上面又は底面のうちの１つに隣接して位置する、熱障壁層と、を備え、
   前記シリコーンエラストマーの層が、シリコーンゴム又はセル発泡体若しくはスポンジの層であり、前記シリコーントップコートのヤング弾性率が、前記シリコーンエラストマーのヤング弾性率よりも高く、
   前記複合材シートが、「ホットロッド」熱抵抗性試験を用いて決定される、７２５℃で６秒以上の熱抵抗値を有し、
   前記熱障壁層の量が、少なくとも２００ｇ／ｍ ^２ であり、前記シリコーントップコートが、３〜５０ｇ／ｍ ^２ の重量を示す、複合材シート。
2. 前記第１の織物層が、織物材料と、前記上面又は底面上に位置する１つ以上のシリコーン処理とを含む、請求項１に記載の複合材シート。
3. 前記第１の織物層の前記シリコーン処理が、前記熱障壁層に隣接するか若しくは前記熱障壁層に隣接する面と反対側であるかのいずれかである前記第１の織物層の前記上面又は前記底面上に位置する、請求項２に記載の複合材シート。
4. 前記複合材シートが、上面及び底面を有する第２の織物層を更に備え；前記第２の織物層が、前記熱障壁層に隣接して、又は前記熱障壁層と反対側の前記第１の織物層の前記面上に、のいずれかで位置し；前記第２の織物層が、織物材料と、任意に、前記上面又は底面上に位置する１つ以上のシリコーン処理とを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の複合材シート。
5. 前記複合材シートが、７２５℃で１２秒以上の前記熱抵抗値を有し、任意に、前記熱抵抗値が、７２５℃で３０秒以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の複合材シート。
6. 前記織物層の前記織物材料が、ポリプロピレン、ポリエチレン、ガラス繊維、ポリアミド、ポリ（エチレン）テレフタレート、及びこれらの組成物又は混合物から選択される織布、不織布、若しくは高分子フィルム、又は複合材料である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の複合材シート。
7. 前記織物層が織布であるとき、これが、２０ｄｔｅｘ以上の厚さを有する糸を有し；
   前記織物層が不織布又は高分子フィルムであるとき、これが、４０ｇ／ｍ^２〜４００ｇ／ｍ^２の坪量を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の複合材シート。
8. 前記シリコーンエラストマーが、固体シート又はセル発泡体若しくはスポンジのいずれかとして、液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）又は高粘度ゴム（ＨＣＲ）の群からのものとして選択され；前記シリコーンエラストマーが、２０５ｇ／ｍ^２〜６００ｇ／ｍ^２の重量を示す、請求項１〜７のいずれか一項に記載の複合材シート。
9. 前記障壁層の前記シリコーントップコートの硬度が、前記障壁層の前記シリコーンエラストマー又は前記織物層の前記シリコーン処理の硬度を超える、請求項２〜８のいずれか一項に記載の複合材シート。
10. 前記熱障壁層が、平滑又は非平滑のいずれかである１つ以上の表面を備える、請求項２〜９のいずれか一項に記載の複合材シート。
11. 前記熱障壁層が、少なくとも２つのトップコートを含み、第１のトップコートが、前記シリコーンエラストマーに隣接して位置し、第２のトップコートが、前記第２の織物層によって前記第１のトップコート及びシリコーンエラストマーから分離されている、請求項４〜６のいずれか一項に記載の複合材シート。
12. 前記シリコーントップコートが、
    １分子中に平均で１つ以上のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンと、
    オルガノハイドロジェンポリシロキサンと、
    コーティング組成物を硬化することができる任意の量で存在するヒドロシリル化反応触媒と、
    任意に、充填材料と、を含む、請求項２〜１１のいずれか一項に記載の複合材シート。
13. 膨張可能な車両安全装置であって、
    膨張流体を提供することができるインフレータと、
    前記インフレータによって膨張可能な流体区画と、
    （ｉ）前記インフレータに隣接して位置するインフレータラップであって、シリコーンエラストマーの少なくとも１つの層及びシリコーントップコートを含む、インフレータラップと、
    （ｉｉ）前記流体区画内に位置する熱シールドであって、前記熱シールドが、
    上面及び底面を有する第１の織物層と、
    シリコーンエラストマーの少なくとも１つの層及び１つ以上のシリコーントップコートを含む熱障壁層であって、前記上面又は底面のうちの１つに隣接して位置する、熱障壁層と、含む、熱シールドと、
    （ｉｉｉ）これらの組み合わせと、
    の群から選択されるものと、を備え、
    前記シリコーンエラストマーの層が、シリコーンゴム又はセル発泡体若しくはスポンジの層であり、前記シリコーントップコートのヤング弾性率が、前記シリコーンエラストマーのヤング弾性率よりも高く、
    前記インフレータラップ又は熱シールドが、「ホットロッド」熱抵抗性試験を用いて決定される、７２５℃で６秒以上の熱抵抗値を有し、
    前記熱障壁層の量が、少なくとも２００ｇ／ｍ ^２ であり、前記シリコーントップコートが、３〜５０ｇ／ｍ ^２ の重量を示す、車両安全装置。
14. 前記第１の織物層が、織物材料と、前記上面又は底面上に位置する１つ以上のシリコーン処理とを含み、
    前記第１の織物層の前記シリコーン処理が、前記熱障壁層に隣接するか若しくは前記熱障壁層に隣接する面と反対側であるかのいずれかである前記第１の織物層の前記上面又は底面上に位置し、
    前記シリコーン処理が、１０ｇ／ｍ^２〜３００ｇ／ｍ^２の重量を示す、請求項１３に記載の車両安全装置。
15. 前記熱シールドが、上面及び底面を有する第２の織物層を更に備え；前記第２の織物層が、前記第１の織物層と反対側の前記面上の前記熱障壁層に隣接して位置し；前記第２の織物層が、織物材料と、任意に、前記上面又は底面上に位置する少なくとも１つのシリコーン処理とを含む、請求項１３又は１４に記載の車両安全装置。
16. 前記流体区画が、フロントエアバッグ、サイドエアバッグ、エアカーテン、Ｈ又はＹソックス、ニーバッグ、及びベルトバッグから選択される、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の車両安全装置。
17. 前記シリコーンエラストマーが、２０５〜６００ｇ／ｍ^２の重量を有する液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）又は高粘度ゴム（ＨＣＲ）の群からのものとして選択され、
    前記シリコーンエラストマーが、シート又は層及びスポンジ又は発泡体の群からのものとして選択される、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の車両安全装置。
18. 前記障壁層の前記シリコーントップコートの硬度が、前記障壁層の前記シリコーンエラストマー又は前記織物層の前記シリコーン処理の硬度を超える、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の車両安全装置。

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