JP7373071B2 - 向上した耐久性を有するエアバッグ布およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、エアバッグ布(生地)およびその製造方法に関し、より具体的には、優れた気密性を有すると同時に、向上した耐久性を有するエアバッグ布、および、このようなエアバッグ布を高い生産性で製造できる方法に関する。
所定の速度以上で走行中の車両が衝突または転覆する際に車両に加えられる衝撃を衝撃検知センサが検知すれば、エアバッグが膨張展開されることによって、車両の運転者および乗員が事故から保護される。
エアバッグ布は、繊維基材（ｔｅｘｔｉｌｅ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）のほか、布の気密性（ａｉｒ ｔｉｇｈｔｎｅｓｓ）を高めるためのコーティング層（ｃｏａｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）をさらに含む。
一般に、空気膨張性エアバッグは、平織（ｐｌａｉｎ ｗｅａｖｅ）またはバスケット織（ｂａｓｋｅｔ ｗｅａｖｅ）で製織された繊維基材を裁断および縫製（ｃｕｔ＆ｓｅｗｉｎｇ）する方式によって製造されるか、前記裁断および縫製の方式によって形成された接合部（ｓｅａｍ）をシーラントで処理する接合部－シーリング（ｓｅａｍ－ｓｅａｌｉｎｇ）の方式によって製造されるか、または製織過程にて二重層構造の膨張部を形成するワンピース製織（Ｏｎｅ Ｐｉｅｃｅ Ｗｏｖｅｎ：ＯＰＷ）タイプの繊維基材を用いて製造される。
繊維基材上に形成されるコーティング層は、エアバッグに要求される気密性を提供するためのものである。例えば、サイドカーテンエアバッグは、転覆事故（ｒｏｌｌ－ｏｖｅｒ）の際、搭乗者の保護のために、相対的に長い時間（例えば、６秒）にわたって膨らんだ形態に維持されなければならないため、他の種類のエアバッグに比べて、相対的により高い気密性を有しなければならない。
前記コーティング層の主な材料としてネオプレンゴムが草創期に用いられていた。しかし、エアバッグ布、特にサイドカーテン用布に要求される高い気密性を満足させるためには、過度に多量のネオプレンゴムがコーティングされることが要求された。したがって、ネオプレンゴムで前記コーティング層を形成することは、エアバッグの生産費用および収納性（ｐａｃｋａｂｉｌｉｔｙ）の面で望ましくなかった。また、ネオプレンゴムで前記コーティング層を形成する場合、エアバッグが過度に重くなって自動車燃費の低下をもたらす。
このような理由から、最近は、シリコーン樹脂またはポリウレタン樹脂がネオプレンゴムを代替している。特に、環境問題および費用問題などによって揮発性有機溶剤の使用に制約が加えられるにつれ、水分散ポリウレタン（ａｑｕｅｏｕｓ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）コーティング層に対する関心が高まっている。
一般に、水分散ポリウレタンは、シリコーン樹脂に比べて相対的に少ないコーティング量でも優れた内圧（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）保持特性をエアバッグに提供することができる。しかし、水分散ポリウレタンコーティング層は、繊維基材との接着力が相対的に低くて、自動車内に収納された状態で長時間保管される場合、前記コーティング層が前記繊維基材から剥離される危険がある。このようなコーティング層の剥離は、車両の転覆事故の際、サイドカーテンエアバッグが膨らんだ形態に維持されることを不可能にする。
水分散ポリウレタンコーティング層を含むエアバッグの低い耐久性を克服するために、水分散ポリウレタンコーティング液に架橋剤を添加することが提案された。
しかし、水分散ポリウレタンコーティング液に架橋剤が添加された直後、コーティング液の硬化が比較的速やかに進行するため、エアバッグ製造業者は、前記コーティング液に架橋剤を添加した後、約２、３時間内にコーティング工程を完了しなければならないという負担がある。つまり、コーティング工程が少しでも遅延される場合、材料の浪費および生産性の低下につながる危険がある。
また、架橋剤が添加された水分散ポリウレタンコーティング液でコーティング層を形成するとしても、エアバッグの耐久性が期待通りに多く向上しない。
したがって、本発明は、上記の関連技術分野における要求を満足させることができるエアバッグ布およびその製造方法に関する。
発明の一観点は、優れた気密性を有すると同時に、向上した耐久性を有するエアバッグ布を提供することである。
発明の他の観点は、優れた気密性を有すると同時に、向上した耐久性を有するエアバッグ布を、材料の浪費なしに高い生産性で製造できる方法を提供することである。
前述した発明の観点以外にも、発明の他の特徴および利点について、以下に説明されるか、そのような説明から、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。
上記の発明の一観点によると、繊維基材（ｔｅｘｔｉｌｅ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）と、前記繊維基材の少なくとも一面上のコーティング層（ｃｏａｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）とを含み、
前記コーティング層は、ポリウレタン樹脂、架橋剤、および親水性増粘剤（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｔｈｉｃｋｅｎｅｒ）を含み、前記架橋剤は、ブロッキングされた活性基（ｂｌｏｃｋｅｄ ａｃｔｉｖｅ ｇｒｏｕｐ）を有する化合物である、エアバッグ布が提供される。
前記コーティング層は、ポリウレタン樹脂、架橋剤、および親水性増粘剤（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｔｈｉｃｋｅｎｅｒ）を含み、前記架橋剤は、ブロッキングされた活性基（ｂｌｏｃｋｅｄ ａｃｔｉｖｅ ｇｒｏｕｐ）を有する化合物である、エアバッグ布が提供される。
下記の式１によって定義される、前記コーティング層の前記繊維基材への浸透率は、１０～５０％であってもよい。
＊式１：浸透率（％）＝（Ｄ／Ｔ）×１００
ここで、Ｄは、前記コーティング層が前記繊維基材の内部に浸透した最大深さであり、Ｔは、前記繊維基材の厚さである。
前記繊維基材は、経糸および緯糸を含む織物であってもよく、７０±２℃の温度および９５±２％の相対湿度下で４０８時間エージングを行った後、ＩＳＯ５９８１規格により測定された前記エアバッグ布の耐スクラップ性は、経糸方向および緯糸方向のいずれにおいても１，０００ｓｔｒｏｋｅｓ以上であってもよい。
前記親水性増粘剤は、非会合性（ｎｏｎ－ａｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ）増粘剤であってもよい。
前記親水性増粘剤は、非ニュートン型（ｎｏｎｎｅｗｔｏｎｉａｎ）の擬塑性（ｐｓｅｕｄｏｐｌａｓｔｉｃ）アクリル系増粘剤であってもよい。
前記繊維基材は、複数の経糸および緯糸を含むワンピース製織（Ｏｎｅ Ｐｉｅｃｅ Ｗｏｖｅｎ：ＯＰＷ）タイプの織物であってもよく、前記経糸および前記緯糸のそれぞれは、２１０～１５００デニールの繊度を有することができ、前記経糸の密度および前記緯糸の密度は、前記織物のチャンバー領域の１つの層（ｏｎｅ ｌａｙｅｒ）を基準として４０ｔｈ／ｉｎｃｈ(thread per inch; インチ当たり糸数)～８０ｔｈ／ｉｎｃｈでありうるのであり、前記経糸および前記緯糸のそれぞれは、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリエステル、およびポリオレフィンのうちの少なくとも１つを含むことができる。
前記ブロッキングされた活性基は、１００℃以上にて活性基から解離するブロッキング成分を含むことができる。
前記活性基は、イソシアネート基（ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ ｇｒｏｕｐ）またはカルボジイミド基（ｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ ｇｒｏｕｐ）であってもよい。
前記ブロッキング成分は、３，５－ジメチルピラゾール（３，５－ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｐｙｒａｚｏｌｅ）（ＤＭＰ）、カプロラクタム（ε－ｃａｐｒｏｌａｃｔａｍ）、またはメチルエチルケトキシム（ｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｋｅｔｏｘｉｍｅ）であってもよい。
前記架橋剤は、３，５－ジメチルピラゾール（３，５－ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｐｙｒａｚｏｌｅ）（ＤＭＰ）、カプロラクタム（ε－ｃａｐｒｏｌａｃｔａｍ）、およびメチルエチルケトキシム（ｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｋｅｔｏｘｉｍｅ）からなる群より選択された１種以上のブロッキング成分が結合した、ポリイソシアネート化合物またはポリカルボジイミド化合物であってもよい。
発明の他の観点により、繊維基材を用意する段階と、前記繊維基材の少なくとも一面上にコーティング層を形成する段階とを含み、前記コーティング層形成段階は、水分散ポリウレタンに架橋剤および親水性増粘剤を添加することによってコーティング液を用意する段階と、前記コーティング液を前記繊維基材の少なくとも一面上に加える段階と、前記コーティング液が塗布された前記繊維基材を乾燥させる段階と、前記乾燥した繊維基材を熱処理する段階とを含み、前記架橋剤は、ブロッキングされた活性基（ｂｌｏｃｋｅｄ ａｃｔｉｖｅ ｇｒｏｕｐ）を有する化合物である、エアバッグ布の製造方法が提供される。
前記ブロッキングされた活性基は、１００℃以上で活性基から解離するブロッキング成分を含むことができる。
前記活性基は、イソシアネート基（ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ ｇｒｏｕｐ）またはカルボジイミド基（ｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ ｇｒｏｕｐ）であってもよい。
前記ブロッキング成分は、３，５－ジメチルピラゾール（３，５－ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｐｙｒａｚｏｌｅ）（ＤＭＰ）、カプロラクタム（ε－ｃａｐｒｏｌａｃｔａｍ）、またはメチルエチルケトキシム（ｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｋｅｔｏｘｉｍｅ）であってもよい。
前記架橋剤は、３，５－ジメチルピラゾール（３，５－ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｐｙｒａｚｏｌｅ）（ＤＭＰ）、カプロラクタム（ε－ｃａｐｒｏｌａｃｔａｍ）、およびメチルエチルケトキシム（ｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｙｌ ｋｅｔｏｘｉｍｅ）からなる群より選択された１種以上のブロッキング成分が結合したポリイソシアネート化合物またはポリカルボジイミド化合物であってもよい。
前記増粘剤は、非会合性増粘剤であってもよい。
前記増粘剤は、非ニュートン型の擬塑性アクリル系増粘剤であってもよい。
前記増粘剤は、２５，０００～６０，０００ｃｐｓの粘度を有することができ、前記コーティング液は、６，０００～３０，０００ｃｐｓの粘度を有することができる。
前記繊維基材の少なくとも一面上に加えられる前記コーティング液の量は、１５～５０ｇｓｍであってもよい。
前記乾燥段階は、８０℃と１５０℃との間の範囲で昇温させることによって行われ、前記熱処理段階は、１５０℃を超える温度で行われうる。
上記のような一般的記述および以下の詳細な説明のすべては、本発明を例示または説明するためのものに過ぎず、特許請求の範囲の発明に関する、より詳しい説明を提供するためのものと理解されなければならない。
優れた内圧保持特性を提供できる水分散ポリウレタンでもって繊維基材上にコーティング層を形成するものであって、
（ｉ）水分散ポリウレタンコーティング液に架橋剤および親水性増粘剤を添加することによって、繊維基材とコーティング層との間の接着力を強化させて、水分散ポリウレタンの固有の耐久性問題を克服することができ、
（ｉｉ）前記架橋剤としてブロッキングされた活性基を有する架橋剤を用いることによって、前記コーティング液の保存安定性（ｓｔｏｒａｇｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ）および可使時間（ｐｏｔ ｌｉｆｅｔｉｍｅ）を増加させて、工程効率性および生産性を向上させることができる。
（ｉ）水分散ポリウレタンコーティング液に架橋剤および親水性増粘剤を添加することによって、繊維基材とコーティング層との間の接着力を強化させて、水分散ポリウレタンの固有の耐久性問題を克服することができ、
（ｉｉ）前記架橋剤としてブロッキングされた活性基を有する架橋剤を用いることによって、前記コーティング液の保存安定性（ｓｔｏｒａｇｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ）および可使時間（ｐｏｔ ｌｉｆｅｔｉｍｅ）を増加させて、工程効率性および生産性を向上させることができる。
添付した図面は、発明の理解を助け、本明細書の一部を構成するためのものであって、発明の実施例を例示し、発明の詳細な説明とともに発明の原理を説明する。
以下、添付した図面を参照して、発明の実施例を詳細に説明する。ただし、以下に説明される実施例は、発明の明確な理解のための例示的な目的として提示されるに過ぎず、発明の範囲を制限しない。
発明の技術的な思想および範囲を逸脱しない範囲内で、発明の多様な変更および変形が可能であることは、当業者に自明であろう。したがって、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明、およびその均等物の範囲内に属する変更および変形をすべて含む。
発明の一実施例によるエアバッグ布(生地)１００は、繊維基材１１０と、コーティング層１２０とを含む。
発明の一実施例によれば、発明の布１００は、サイドカーテンエアバッグ用であり、前記繊維基材１１０は、経糸１１１および緯糸１１２を含むワンピース製織（ＯＰＷ）タイプの織物である。前記経糸１１１の密度および前記緯糸１１２の密度は、ＯＰＷ織物におけるチャンバー領域の１つの層（ｏｎｅ ｌａｙｅｒ）を基準として４０～８０ｔｈ／ｉｎｃｈ(糸数／インチ)である。
エアバッグが展開される際に高温－高圧の展開エネルギーを吸収できる吸収性能の面で優れた機械的物性（例えば、強度）が維持されるようにするために、前記経緯糸１１１、１１２の繊度は、２１０デニール以上でなければならない。これに対し、エアバッグのフォールディング性および軽量化のために、前記経緯糸１１１、１１２の繊度は、１５００デニール以下であることが好ましい。
また、柔軟性、コーティング面の平滑性などの観点からして、前記経緯糸１１１、１１２それぞれは、７２以上のフィラメント１１１ａ、１１２ａを含むマルチフィラメントであることが好ましい。
前記経糸１１１および緯糸１１２のそれぞれは、脂肪族ポリアミド（例えば、ナイロン６またはナイロン６６）、芳香族ポリアミド（例えば、アラミド）、ポリエステル（例えば、ＰＥＴ）、およびポリオレフィン（例えば、ＰＥまたはＰＰ）のうちの少なくとも１つを含むことができる。
発明の一実施例によれば、前記繊維基材１１０の少なくとも一面上の前記コーティング層１２０は、ポリウレタン樹脂、架橋剤、および親水性増粘剤（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｔｈｉｃｋｅｎｅｒ）を含むことができる。
ポリオールとイソシアネートとがウレタン結合をすることにより形成される発明のポリウレタン樹脂は、ポリオール成分として、ポリカーボネート系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、およびシリコーン系ポリオールのうちの１つ以上を含むことができる。
発明の一実施例によれば、前記ポリウレタン樹脂は、水分散性（ｗａｔｅｒ ｄｉｓｐｅｒｓｉｂｌｅ）ポリウレタン樹脂であってもよい。
前記増粘剤は、前記コーティング層１２０形成のために使用されるコーティング液に、一定水準以上の粘度を付与することによって、コーティングの均一性およびコーティング工程の効率性を向上させる。
本発明によれば、前記増粘剤は、親水性増粘剤である。親水性増粘剤が、水分散ポリウレタンを主成分として含むコーティング液に、添加剤として含有されるため、湿潤効果によってコーティング液の媒質である水が、前記繊維基材１１０の内部に浸透する際、ポリウレタン粒子が前記繊維基材１１０の内部に、より良く、そして均一に浸透される。
前記親水性増粘剤は、コーティング液の媒質である水を膨潤（ｓｗｅｌｌｉｎｇ）させる非会合性（ｎｏｎ－ａｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ）増粘剤であってもよく、より好ましくは、低剪断（ｌｏｗ ｓｈｅａｒ）タイプとして、剪断力が加えられる際に粘度の変形が発生する、非ニュートン型（ｎｏｎｎｅｗｔｏｎｉａｎ）の擬塑性（ｐｓｅｕｄｏｐｌａｓｔｉｃ）アクリル系増粘剤であってもよい。
具体的には、前記増粘剤は、（メタ）アクリル官能基を含む親水性非会合型増粘剤であってもよいし、このような増粘剤は、約５～２０重量％の固形分を含む液状であってもよい。
前記コーティング層１２０の前記繊維基材１１０への浸透率は、１０～５０％、好ましくは２５～４０％であってもよい。前記浸透率は、下記の式１によって定義される。
＊式１：浸透率（％）＝（Ｄ／Ｔ）×１００
ここで、Ｄは、前記コーティング層１２０が前記繊維基材１１０の内部に浸透した最大深さであり、Ｔは、前記繊維基材１１０の厚さである。ＤとＴは、エアバッグ布１００の断面のＳＥＭ写真により測定される。
前記コーティング層１２０の浸透率が１０％未満であれば、エアバッグ布１００が優れた柔軟性を有することはできるが、前記繊維基材１１０と前記コーティング層１２０との接着力が低いことから、長時間自動車内に保管される場合、互いに分離される危険がある。このようなコーティング層の剥離は、車両の転覆事故の際、サイドカーテンエアバッグが膨らんだ形態に維持されることを不可能にする。
本発明によれば、前記コーティング層１２０の浸透率が１０％以上であるため、７０±２℃の温度および９５±２％の相対湿度下で４０８時間エージングを行った後、ＩＳＯ５９８１規格にしたがって測定された前記エアバッグ布１００の耐スクラブ(scrub resistance)性は、経糸方向および緯糸方向のいずれにおいても１，０００ストローク(ｓｔｒｏｋｅｓ)以上であるが、これは、１，０００以上のストローク(ｓｔｒｏｋｅｓ)の後に、はじめて前記コーティング層１２０が前記繊維基材１１０から剥離されることを意味する。このようなエアバッグ布１００の耐スクラブ性の向上は、繊維基材１１０の内部に深く浸透して形成された、コーティング層１２０の部分のアンカー効果（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）に起因する。
一方、前記コーティング層１２０の浸透率が５０％を超えると、エアバッグ布１００の剛軟度が急激に増加して（つまり、柔軟性が急激に低下して）、そのフォールディング性、引裂強度およびエアバッグの収納性が悪くなる。
選択的に、発明のコーティング層１２０は、ポリウレタン粒子の繊維基材１１０の内部への均一な浸透をより容易にする湿潤剤（例えば、アクリルエステル系の湿潤剤）、エアバッグ布１００の難燃性を向上させるための難燃剤（例えば、非ハロゲンリン系難燃剤）、エアバッグ布１００の表面特性向上のためのブロッキング防止剤（ａｎｔｉ－ｂｌｏｃｋｉｎｇ ａｇｅｎｔ）、および／またはスリップ剤（ｓｌｉｐ ａｇｅｎｔ）をさらに含んでもよい。
上述のように、前記架橋剤は、ブロッキングされた活性基（ｂｌｏｃｋｅｄ ａｃｔｉｖｅ ｇｒｏｕｐ）を有する化合物であってもよい。
より具体的には、前記ブロッキングされた活性基は、１００℃以上で活性基から解離するブロッキング成分を含むことができる。
前記活性基は、イソシアネート基（ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ ｇｒｏｕｐ）またはカルボジイミド基（ｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ ｇｒｏｕｐ）であってもよい。
前記ブロッキング成分は、３，５－ジメチルピラゾール（３，５－ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｐｙｒａｚｏｌｅ）（ＤＭＰ）、カプロラクタム（ε－ｃａｐｒｏｌａｃｔａｍ）、またはメチルエチルケトキシム（ｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｋｅｔｏｘｉｍｅ）であってもよい。
前記架橋剤は、３，５－ジメチルピラゾール（３，５－ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｐｙｒａｚｏｌｅ）（ＤＭＰ）、カプロラクタム（ε－ｃａｐｒｏｌａｃｔａｍ）、およびメチルエチルケトキシム（ｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｋｅｔｏｘｉｍｅ）からなる群より選択された１種以上のブロッキング成分が結合した、ポリイソシアネート化合物またはポリカルボジイミド化合物であってもよい。
前記ポリイソシアネート化合物は、２以上のＮＣＯ官能基を有する化合物であって、脂肪族、シクロ脂肪族、芳香族、芳香脂肪族（ａｒａｌｉｐｈａｔｉｃ）のポリイソシアネートまたはこれらの混合物が使用できる。
前記ポリカルボジイミド化合物は、カルボジイミド当量が２００～６００である化合物が使用できる。前記カルボジイミド当量は、ポリカルボジイミド系架橋剤のカルボジイミド基のモル数に対するポリカルボジイミド系架橋剤の重量を意味することができる。
前記ポリカルボジイミド系架橋剤は、可使時間（ｐｏｔ ｌｉｆｔ）が長くて架橋効率に優れるというメリットがある。このようなポリカルボジイミド系架橋剤としては、日清紡ケミカル株式会社(Ｎｉｓｓｈｉｎｂｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｃ．)から提供されるＣａｒｂｏｄｉｌｉｔｅ Ｖ－０２、ＳＶ－０２、Ｖ－０２－Ｌ２、Ｖ－０４、Ｅ－０１、Ｅ－０２、Ｅ－０３ＡまたはＥ－０５などを使用することができる。
以下、発明の一実施例によるエアバッグ布１００の製造方法を具体的に説明する。
発明の方法は、繊維基材１１０を用意する段階と、前記繊維基材１１０の少なくとも一面上にコーティング層１２０を形成する段階とを含む。
前記繊維基材１１０は、経糸１１１および緯糸１１２を含むワンピース製織（ＯＰＷ）タイプの織物であってもよいし、前記経糸１１１の密度、および前記緯糸１１２の密度は、前記織物のチャンバー領域の１つの層を基準として、それぞれ４０～８０ｔｈ／ｉｎｃｈ(thread per inch; インチ当たり糸数)であってもよい。
前記経緯糸１１１、１１２のそれぞれは、７２個以上のフィラメント１１１ａ、１１２ａを含み、２１０～１５００デニールの総繊度を有するマルチフィラメントであってもよいし、脂肪族ポリアミド（例えば、ナイロン６またはナイロン６６）、芳香族ポリアミド（例えば、アラミド）、ポリエステル（例えば、ＰＥＴ）、およびポリオレフィン（例えば、ＰＥまたはＰＰ）のうちの少なくとも１つを含むことができる。
一般に、製織特性を向上させるために、製織前に、原糸に油剤または糊剤を付与する。したがって、前記繊維基材１１０の少なくとも一面上に前記コーティング層１２０を形成する前に、前記繊維基材１１０から前記油剤または糊剤を除去するために、前記繊維基材１１０を精練する段階と、前記精練された繊維基材を水洗する段階とがさらに行われる。
前記繊維基材１１０の少なくとも一面上に前記コーティング層１２０を形成するために、まず、コーティング液を用意する。
前記コーティング液は、前記繊維基材１１０とコーティング層１２０との間の接着力を強化させるための架橋剤、およびコーティング液の粘度調節のための増粘剤を、水分散ポリウレタンに添加することによって用意される。
ポリオールとイソシアネートとがウレタン結合をすることにより形成される発明の水分散性ポリウレタン樹脂は、ポリオール成分として、ポリカーボネート系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、およびシリコーン系ポリオールのうちの１つ以上を含むことができる。
上述のように、水分散ポリウレタンに架橋剤が添加された直後、コーティング液の硬化が比較的速やかに進行するため、エアバッグ製造業者は、架橋剤を添加した後、約２、３時間内にコーティング工程を完了しなければならないという負担がある。つまり、コーティング工程が少しでも遅延される場合、材料の浪費および生産性の低下につながる危険がある。
このような問題点を解決するために、前記架橋剤は、ブロッキングされた活性基（ｂｌｏｃｋｅｄ ａｃｔｉｖｅ ｇｒｏｕｐ）を有する。架橋剤の活性基が高温（例えば、１００℃以上）にて解離する成分でもってブロッキングされるため、水分散ポリウレタンに架橋剤を添加した後、常温にて硬化が始まるまで、相当の時間［つまり、相当の可使時間（ｐｏｔ ｌｉｆｅｔｉｍｅ）］がかかる。したがって、本発明によれば、架橋剤を水分散ポリウレタンに添加した後、コーティング液を実際に繊維基材１１０上に塗布するまで相当の余裕時間（例えば、約４８時間以上）が確保される。
発明の一実施例によれば、前記活性基は、イソシアネート基（ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ ｇｒｏｕｐ）またはカルボジイミド基（ｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ ｇｒｏｕｐ）であってもよい。
また、発明の一実施例によれば、前記ブロッキング成分は、１００℃以上にて前記活性基から、はじめて解離されうるのであり、１５０℃を超える温度では完全に気化されうる（つまり、コーティング液の硬化のための熱処理工程中に、完全に除去できる）任意の化合物であってもよいが、例えば、３，５－ジメチルピラゾール（３，５－ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｐｙｒａｚｏｌｅ）（ＤＭＰ）、カプロラクタム（ε－ｃａｐｒｏｌａｃｔａｍ）、またはメチルエチルケトキシム（ｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｙｌ ｋｅｔｏｘｉｍｅ）であってもよい。
より具体的には、前記架橋剤は、３，５－ジメチルピラゾール（３，５－ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｐｙｒａｚｏｌｅ）（ＤＭＰ）、カプロラクタム（ε－ｃａｐｒｏｌａｃｔａｍ）、およびメチルエチルケトキシム（ｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｋｅｔｏｘｉｍｅ）からなる群より選択された１種以上のブロッキング成分が結合したポリイソシアネート化合物またはポリカルボジイミド化合物であってもよい。
前記コーティング液は、水分散ポリウレタン１００重量部に対して１～５重量部の前記架橋剤を含むことができる。
上述のように、水分散ポリウレタンに添加される、発明の増粘剤は、親水性増粘剤であり、湿潤効果によって、コーティング液の媒質である水が前記繊維基材１１０の内部へと浸透する際、ポリウレタン粒子が前記繊維基材１１０の内部へと、より良く、そして均一に浸透できるようにする。
前記親水性増粘剤は、コーティング液の媒質である水を膨潤（ｓｗｅｌｌｉｎｇ）させる非会合性（ｎｏｎ－ａｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ）増粘剤であってもよく、より好ましくは、低剪断（ｌｏｗ ｓｈｅａｒ）タイプとして、コーティングナイフヘッド部によって剪断力が加えられる際、粘度の変形が発生する非ニュートン型（ｎｏｎｎｅｗｔｏｎｉａｎ）の擬塑性（ｐｓｅｕｄｏｐｌａｓｔｉｃ）アクリル系増粘剤であってもよい。
具体的には、前記増粘剤は、（メタ）アクリル官能基を含む親水性非会合型増粘剤であってもよいし、このような増粘剤は、約５～２０重量％の固形分を含む液状であってもよい。
発明の一実施例によれば、前記親水性添加剤は、２５，０００～６０，０００ｃｐｓの粘度を有することができ、前記コーティング液の粘度を６，０００～３０，０００ｃｐｓとする量で、前記水分散ポリウレタンに添加されうる。
前記コーティング液の粘度が３０，０００ｃｐｓを超えると、コーティング液の塗布量を５０ｇｓｍ(g/m2)以下に調節することが困難であり（コーティング液の塗布量を５０ｇｓｍ以下に調節しなければならない理由は後述する）、過剰な増粘剤が要求され、高粘度による均質性（ｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ）の低下がもたらされ、前記コーティング液が、前記繊維基材１１０の内部に浸透しにくくなる。これに対し、前記コーティング液の粘度が６，０００ｃｐｓ未満であれば、十分なコーティング液の塗布が難しく、所望の機械的物性が前記コーティング層１２０に発現しにくく、毛細管現象によってコーティング液が前記繊維基材１１０の内部に過度に深く浸透して、エアバッグのフォールディング性および収納性の低下がもたらされうる。
前記粘度は、回転型粘度測定機器で測定されるが、例えば、ブルックフィールド（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ）ＤＶ２Ｔでもって、スピンドルＬＶ－３（６３）またはＬＶ－４（６４）、速度１０ｒｐｍで測定される。
選択的に、ポリウレタン粒子が繊維基材１１０の内部に容易に浸透可能にする湿潤剤（例えば、アクリルエステル系の湿潤剤）、エアバッグ布１００の難燃性を向上させるための難燃剤（例えば、非ハロゲンリン系難燃剤）、エアバッグ布１００の表面特性向上のためのブロッキング防止剤（ａｎｔｉ－ｂｌｏｃｋｉｎｇ ａｇｅｎｔ）、および／またはスリップ剤（ｓｌｉｐ ａｇｅｎｔ）などが、前記水分散ポリウレタンにさらに添加されてもよい。
例えば、前記コーティング液は、３０～６０重量％の固形分を含み、水分散ポリウレタン１００重量部に１～５重量部の架橋剤、３～１０重量部の増粘剤、５～２０重量部の難燃剤、および０．１～２重量部のその他の添加剤（シリコーン系のブロッキング防止剤および／またはスリップ剤）を添加することによって製造される。
次に、前記コーティング液を前記繊維基材１１０の少なくとも一面上に加える。前記コーティング液は、ナイフコーティング方式またはロールコーティング方式でもって、前記繊維基材１１０上に均一にコーティングされる。塗布量の制御が容易であり、均一なコーティングが可能であるという点でナイフコーティング方式が好ましい。
発明の一実施例によれば、前記繊維基材の少なくとも一面上に加えられる前記コーティング液の塗布量は、１５～５０ｇｓｍであってもよい。前記塗布量が１５ｇｓｍ(g/m2)未満であれば、エアバッグの内圧保持性が低下し、前記塗布量が５０ｇｓｍを超えると、エアバッグ布１００の剛軟度が急激に増加して（つまり、柔軟性が急激に低下して）、そのフォールディング性およびエアバッグの収納性が悪くなり、エアバッグの軽量化を実現することができない。
次に、前記コーティング液が塗布された前記繊維基材１１０を乾燥させる。例えば、前記繊維基材１１０は、テンターオーブン（ｔｅｎｔｅｒ ｏｖｅｎ）で乾燥できる。
このような乾燥工程（「１次硬化」と称されたりもする）により、前記コーティング液の水成分が蒸発すると同時に、前記架橋剤の活性基からブロッキング成分が解離して、前記コーティング液の硬化が進行することによってコーティング層１２０が形成される。前記コーティング層１２０の損傷の誘発を防止するために、前記乾燥工程は、８０℃と１５０℃との間の範囲で昇温させることによって行われる。
次に、コーティング層１２０の完全硬化（「２次硬化」と称されたりもする）のために、前記乾燥した繊維基材を熱処理する。前記熱処理段階は、１５０℃を超える温度、例えば、１５５～２００℃で１２０～３５０秒の間行われる。前記乾燥工程中に、前記活性基から解離したブロッキング成分が、このような熱処理工程中に気化して完全に除去される。
エアバッグ布１００の温度を下げるための冷却工程が、例えば、クーリングシリンダ（図示せず）を用いてさらに行われてもよいし、このように冷却された布１００がワインダ（図示せず）に巻取られる。
以下、発明の具体的な実施例および比較例を通じて発明の効果を説明する。ただし、下記の実施例は発明の理解のためのものに過ぎず、これらが本発明の権利範囲を制限するのではない。
［実施例および比較例：エアバッグ布の製造］
実施例１
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）原糸を用いてＯＰＷ繊維基材（経糸密度：５７ｔｈ／ｉｎｃｈ、緯糸密度：４９ｔｈ／ｉｎｃｈ）を製造した。前記ＯＰＷ繊維基材について、精練槽および水洗槽を順次に通過させた後、乾燥させた。
実施例１
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）原糸を用いてＯＰＷ繊維基材（経糸密度：５７ｔｈ／ｉｎｃｈ、緯糸密度：４９ｔｈ／ｉｎｃｈ）を製造した。前記ＯＰＷ繊維基材について、精練槽および水洗槽を順次に通過させた後、乾燥させた。
水分散ポリウレタン１００重量部に、３重量部の架橋剤ＩＭＰＲＡＦＩＸ(登録商標)２７９４（Ｃｏｖｅｓｔｒｏ）［ＤＭＰ（３，５－ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｐｙｒａｚｏｌｅ）でブロッキングされたポリイソシアネート］、および５重量部の親水性の非会合性アクリル系増粘剤Ｂｏｒｃｈｉ(登録商標) Ｇｅｌ Ａ－ＬＡ（Ｂｏｒｃｈｅｒｓ）を添加して、１５，０００ｃｐｓの粘度を有するコーティング液を得た。
前記架橋剤を前記水分散ポリウレタンに添加して２４時間経過した後、ナイフコーティング方式を用いて、前記繊維基材上に前記コーティング液を３０ｇｓｍの量で均一に塗布した。
８０℃と１５０℃との間の範囲で昇温させることによって乾燥工程を行った。以後、連続的に、コーティング面のスリップ性および耐ブロッキング性を付与するために、別途にトップコート塗装(Ｔｏｐ ｃｏａｔｉｎｇ)を処理したのであり、この際に、適用したＴｏｐ ｃｏａｔｉｎｇは、Ｔａｌｃを含有したシリコーン系のトップコート塗装(Ｔｏｐ ｃｏａｔｉｎｇ)組成物として、グラビアローラを用いてベース(Ｂａｓｅ)コーティング層の表面に転写させた後、約１５０℃の温度で乾燥を実施する。その後、１８０℃で熱処理工程を追加的に行うことによってエアバッグ布(生地)を完成した。
比較例１
コーティング液に前記架橋剤が含まれていないことを除けば、実施例１と同様の方法でエアバッグ布を得た。
コーティング液に前記架橋剤が含まれていないことを除けば、実施例１と同様の方法でエアバッグ布を得た。
比較例２
イソシアネート基がブロッキングされていない架橋剤ＤＥＳＭＯＤＵＲ(登録商標)Ｎ３９００（Ｃｏｖｅｓｔｒｏ）が使用されたことを除けば、実施例１と同様の方法で繊維基材およびコーティング液をそれぞれ用意した。次に、このコーティング液を実施例１と同様の方法で繊維基材上に塗布しようとしたが（つまり、前記架橋剤を水分散ポリウレタンに添加して２４時間経過した後、コーティング液を繊維基材上に塗布しようとしたが）、コーティング液の硬化がすでに相当に進行していて塗布が不可能であった。
イソシアネート基がブロッキングされていない架橋剤ＤＥＳＭＯＤＵＲ(登録商標)Ｎ３９００（Ｃｏｖｅｓｔｒｏ）が使用されたことを除けば、実施例１と同様の方法で繊維基材およびコーティング液をそれぞれ用意した。次に、このコーティング液を実施例１と同様の方法で繊維基材上に塗布しようとしたが（つまり、前記架橋剤を水分散ポリウレタンに添加して２４時間経過した後、コーティング液を繊維基材上に塗布しようとしたが）、コーティング液の硬化がすでに相当に進行していて塗布が不可能であった。
比較例３
親水性の非会合性アクリル系増粘剤の代わりに、疎水性ＰＵ増粘剤Ｂｏｒｃｈｉ(登録商標)Ｇｅｌ Ｌ７５Ｎ（Ｂｏｒｃｈｅｒｓ）が使用されたことを除けば、実施例１と同様の方法でエアバッグ布(生地)を得た。
親水性の非会合性アクリル系増粘剤の代わりに、疎水性ＰＵ増粘剤Ｂｏｒｃｈｉ(登録商標)Ｇｅｌ Ｌ７５Ｎ（Ｂｏｒｃｈｅｒｓ）が使用されたことを除けば、実施例１と同様の方法でエアバッグ布(生地)を得た。
［実験例：エアバッグ布(生地)の物性測定］
上記のように製造された実施例および比較例のエアバッグ布のコーティング層浸透率およびエージング後の耐スクラブ性を下記のようにそれぞれ測定し、その結果を下記の表１に示した。
上記のように製造された実施例および比較例のエアバッグ布のコーティング層浸透率およびエージング後の耐スクラブ性を下記のようにそれぞれ測定し、その結果を下記の表１に示した。
実験例：コーティング層浸透率
布サンプルを緯糸と平行な方向に切断した。次に、その断面のＳＥＭ写真を撮影した後、コーティング層が繊維基材の内部に浸透した最大深さＤ、および前記繊維基材の厚さＴを、それぞれ測定し、その測定値を用いて、下記の式１により各布のコーティング層浸透率を算出した。
布サンプルを緯糸と平行な方向に切断した。次に、その断面のＳＥＭ写真を撮影した後、コーティング層が繊維基材の内部に浸透した最大深さＤ、および前記繊維基材の厚さＴを、それぞれ測定し、その測定値を用いて、下記の式１により各布のコーティング層浸透率を算出した。
式１：浸透率（％）＝（Ｄ／Ｔ）×１００
実験例２：エージング後の耐スクラブ性(scrub resistance)
布サンプルを７０±２℃の温度および９５±２％の相対湿度下で４０８時間放置することによってエージング（ａｇｉｎｇ）を行った。次に、ＩＳＯ５９８１規格にしたがって測定された前記エアバッグ布の経糸方向および緯糸方向に対する耐スクラブ性をそれぞれ測定した。具体的には、布サンプルの両末端をクランプで固定した状態にて、布サンプルに１０Ｎの荷重を付与した状態で、前記布サンプルを繰り返し往復運動させ、コーティング層が剥がれる直前までの回数（ｓｔｒｏｋｅｓ）を測定した。
布サンプルを７０±２℃の温度および９５±２％の相対湿度下で４０８時間放置することによってエージング（ａｇｉｎｇ）を行った。次に、ＩＳＯ５９８１規格にしたがって測定された前記エアバッグ布の経糸方向および緯糸方向に対する耐スクラブ性をそれぞれ測定した。具体的には、布サンプルの両末端をクランプで固定した状態にて、布サンプルに１０Ｎの荷重を付与した状態で、前記布サンプルを繰り返し往復運動させ、コーティング層が剥がれる直前までの回数（ｓｔｒｏｋｅｓ）を測定した。
前記表１から確認されるように、前記実施例１にて、コーティング液が相対的に高い浸透率でエアバッグ布に浸透することが確認され、最終的に製造されたエアバッグ布が高い耐スクラブ性を有することが確認された。
これに対し、比較例１～３でコーティング液が低い浸透率でエアバッグ布に浸透し、これによって、エアバッグ布が有する耐スクラブ性も相対的に低い水準であることが確認された。
１００：エアバッグ布 １１０：繊維基材
１１１：経糸 １１２：緯糸
１２０：コーティング層
１１１：経糸 １１２：緯糸
１２０：コーティング層
Claims (18)
- 繊維基材（ｔｅｘｔｉｌｅ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）と、
前記繊維基材の少なくとも一面上のコーティング層（ｃｏａｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）と、を含み、
前記コーティング層は、ポリウレタン樹脂、架橋剤、および親水性増粘剤（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃ ｔｈｉｃｋｅｎｅｒ）を含み、
前記架橋剤は、ブロッキングされた活性基（ｂｌｏｃｋｅｄ ａｃｔｉｖｅ ｇｒｏｕｐ）を有する化合物であり、
前記親水性増粘剤は、非ニュートン型（ｎｏｎ－ｎｅｗｔｏｎｉａｎ）の擬塑性（ｐｓｅｕｄｏｐｌａｓｔｉｃ）アクリル系増粘剤である、エアバッグ布。 - 下記の式１によって定義される前記コーティング層の前記繊維基材への浸透率は、１０～５０％である、
請求項１に記載のエアバッグ布。
＊式１：浸透率（％）＝（Ｄ／Ｔ）×１００
ここで、Ｄは、前記コーティング層が前記繊維基材の内部に浸透した最大深さであり、Ｔは、前記繊維基材の厚さである。 - 前記繊維基材は、経糸および緯糸を含む織物であり、
７０±２℃の温度および９５±２％の相対湿度下で４０８時間エージングを行った後、ＩＳＯ５９８１規格にしたがって測定された前記エアバッグ布の耐スクラブ性は、経糸方向および緯糸方向ともにおいて１，０００ｓｔｒｏｋｅｓ以上である、
請求項１に記載のエアバッグ布。 - 前記親水性増粘剤は、非会合性（ｎｏｎ－ａｓｓｏｃｉａｔｉｖｅ）増粘剤である、請求項１に記載のエアバッグ布。
- 前記ブロッキングされた活性基は、１００℃以上にて活性基から解離するブロッキング成分を含む、請求項１に記載のエアバッグ布。
- 前記活性基は、イソシアネート基（ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ ｇｒｏｕｐ）またはカルボジイミド基（ｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ ｇｒｏｕｐ）である、請求項１に記載のエアバッグ布。
- 前記ブロッキング成分は、３，５－ジメチルピラゾール（３，５－ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｐｙｒａｚｏｌｅ）（ＤＭＰ）、カプロラクタム（ε－ｃａｐｒｏｌａｃｔａｍ）、またはメチルエチルケトキシム（ｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｙｌ ｋｅｔｏｘｉｍｅ）である、請求項１または６に記載のエアバッグ布。
- 前記架橋剤は、３，５－ジメチルピラゾール（３，５－ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｐｙｒａｚｏｌｅ）（ＤＭＰ）、カプロラクタム（ε－ｃａｐｒｏｌａｃｔａｍ）、およびメチルエチルケトキシム（ｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｋｅｔｏｘｉｍｅ）からなる群より選択された１種以上のブロッキング成分が結合したポリイソシアネート化合物またはポリカルボジイミド化合物である、請求項１に記載のエアバッグ布。
- 前記繊維基材は、複数の経糸および緯糸を含むワンピース製織（Ｏｎｅ Ｐｉｅｃｅ Ｗｏｖｅｎ：ＯＰＷ）タイプの織物であり、
前記経糸および前記緯糸それぞれは、２１０～１５００デニールの繊度を有し、
前記経糸の密度および前記緯糸の密度は、前記織物のチャンバー領域の１つの層（ｏｎｅ ｌａｙｅｒ）を基準として４０ｔｈ／ｉｎｃｈ～８０ｔｈ／ｉｎｃｈ(糸数／インチ)であり、
前記経糸および前記緯糸それぞれは、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリエステル、およびポリオレフィンのうちの少なくとも１つを含む、
請求項１に記載のエアバッグ布。 - 繊維基材を用意する段階と、
前記繊維基材の少なくとも一面上にコーティング層を形成する段階と、を含み、
前記コーティング層形成段階は、
水分散ポリウレタンに架橋剤および親水性増粘剤を添加することによってコーティング液を用意する段階と、
前記コーティング液を前記繊維基材の少なくとも一面上に加える段階と、
前記コーティング液が塗布された前記繊維基材を乾燥させる段階と、
前記乾燥した繊維基材を熱処理する段階と、
を含み、
前記架橋剤は、ブロッキングされた活性基（ｂｌｏｃｋｅｄ ａｃｔｉｖｅ ｇｒｏｕｐ）を有する化合物であり、
前記増粘剤は、非ニュートン型の擬塑性アクリル系増粘剤である、エアバッグ布の製造方法。 - 前記ブロッキングされた活性基は、１００℃以上で活性基から解離するブロッキング成分を含む、請求項１０に記載のエアバッグ布の製造方法。
- 前記活性基は、イソシアネート基（ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ ｇｒｏｕｐ）またはカルボジイミド基（ｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ ｇｒｏｕｐ）である、請求項１０記載のエアバッグ布の製造方法。
- 前記ブロッキング成分は、３，５－ジメチルピラゾール（３，５－ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｐｙｒａｚｏｌｅ）（ＤＭＰ）、カプロラクタム（ε－ｃａｐｒｏｌａｃｔａｍ）、またはメチルエチルケトキシム（ｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｋｅｔｏｘｉｍｅ）である、請求項１０または１１に記載のエアバッグ布の製造方法。
- 前記架橋剤は、３，５－ジメチルピラゾール（３，５－ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｐｙｒａｚｏｌｅ）（ＤＭＰ）、カプロラクタム（ε－ｃａｐｒｏｌａｃｔａｍ）、およびメチルエチルケトキシム（ｍｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｋｅｔｏｘｉｍｅ）からなる群より選択された１種以上のブロッキング成分が結合したポリイソシアネート化合物またはポリカルボジイミド化合物である、請求項１０に記載のエアバッグ布の製造方法。
- 前記増粘剤は、非会合性増粘剤である、請求項１０に記載のエアバッグ布の製造方法。
- 前記増粘剤は、２５，０００～６０，０００ｃｐｓの粘度を有し、
前記コーティング液は、６，０００～３０，０００ｃｐｓの粘度を有する、
請求項１０に記載のエアバッグ布の製造方法。 - 前記繊維基材の少なくとも一面上に加えられる前記コーティング液の量は、１５～５０ｇｓｍである、
請求項１０に記載のエアバッグ布の製造方法。 - 前記乾燥段階は、８０℃と１５０℃との間の範囲で昇温させることによって行われ、
前記熱処理段階は、１５０℃を超える温度で行われる、
請求項１０に記載のエアバッグ布の製造方法。
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