JPH1134179A - シリコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂製エアバッグ - Google Patents
シリコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂製エアバッグInfo
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Abstract
素早く展開させることができ、更に粘着の問題のない安
定した性能を有する熱可塑性ポリウレタン樹脂製エアバ
ッグを提供する。 【解決手段】 樹脂中のシロキサン成分含有量が5〜4
0重量%であるシリコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹
脂よりなるエアバッグ。 【効果】 −40℃〜100℃という極低温から高温度
の範囲にわたって、十分に乗員を保護できる。
Description
車両衝突時に乗員の保護を行うエアバッグ装置のエアバ
ッグに係り、特にシリコーン変性熱可塑性ポリウレタン
樹脂組成物よりなる高性能エアバッグに関する。
用エアバッグ装置は、リテーナと該リテーナに取り付け
られたエアバッグと該エアバッグを展開させるためのガ
ス発生装置(インフレータ)と、該エアバッグを覆うモ
ジュールカバーとを備えている。車両が衝突するとイン
フレータからガスが発生し、エアバッグがモジュールカ
バーを開裂させながら車両室内に展開する。
る助手席用エアバッグ装置においては、コンテナにエア
バッグとインフレータが取り付けられ、更にコンテナの
開口を覆うようにモジュールカバーが取り付けられてい
る。このモジュールカバーは、リッド又はデプロイメン
トドアとも称されることがある。車両衝突時にはインフ
レータが作動してエアバッグが展開し、この展開するエ
アバッグに押されたモジュールカバーが室内側に開き出
し、エアバッグが室内に向かって大きく展開する。
製のものであり、ポリエステル、ポリアミド等の合成繊
維の織物にシリコーンゴムを積層してなるエアバッグ
(特開昭63−78744号公報、特開平2−2706
54号公報参照)や、作業環境の点から有機溶剤を用い
ない処理組成物としてシリコーンエマルジョン組成物、
シリコーンラテックス組成物を用いたエアバッグ(特開
昭56−16553号公報、特開昭54−131661
号公報、特開平5−98579号公報、米国特許第38
17894号明細書参照)等が提案されている。
にコーティングが施されているため、繊維とコーティン
グ液との密着性が不十分であったり、縫製部分の引き裂
き強度を高め、更に気密性を高めるためにゴム又はシリ
コーンゴムのテープを貼り付けるといった対策が必要で
ある。更に、縫製工程に時間がかかり、経済的に不利で
あるといった欠点がある。
可塑性エラストマーよりなるエアバッグ(特開平4−2
66544号公報参照)は、熱融着可能で従来の合成繊
維織物にゴムをコーティングして縫製したエアバッグに
比べ、縫製の手間が省けるという利点がある。
性エラストマー製エアバッグでは、極低温から高温まで
の広い温度範囲(例えば−40℃〜+100℃)で素早
く展開させることが十分考慮されていない。
いるため、素材によっては重なった部分が粘着して展開
時に展開しない部分が発生したり、粘着した部分が破損
する恐れがある。
低温から高温までの広い温度範囲で十分に素早く展開さ
せることができ、更に粘着の問題のない安定した性能を
有する熱可塑性ポリウレタン樹脂製エアバッグを提供す
ることを目的とする。
熱可塑性ポリウレタン樹脂製エアバッグは、ポリシロキ
サンセグメントを有するシリコーン変性熱可塑性ポリウ
レタン樹脂よりなるエアバッグであって、該樹脂中のポ
リシロキサンセグメントのシロキサン成分含有量が5〜
40重量%含有されていることを特徴とする。
シリコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂であれば、極
低温から高温までの広い温度範囲で安定した性能を発揮
する。
ポリウレタン樹脂は、ポリオール、ポリイソシアネー
ト、ポリシロキサン及び必要に応じて鎖伸長剤を反応さ
せて得られるシリコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂
であり、該ポリシロキサンが下記一般式(I)で表され
る活性水素含有ポリシロキサンであることが好ましい。
式(II),(III) 又は(IV)で表される、ポリシロキサ
ンジオール、より好ましくは、活性水素含有ポリシロキ
サンとカプロラクトンとの共重合体、又は、カルボン酸
変性ポリシロキサンとジオールとの共重合体であること
が好ましい。
ウレタン樹脂は、好ましくはポリエーテル系ジオール、
ポリシロキサン化合物とカプロラクトンとから得られた
ポリシロキサンジオール、ジイソシアネート及び分子量
250以下の低分子ジオールを反応させて得られる。
タン樹脂製エアバッグは、このようなシリコーン変性熱
可塑性ポリウレタン樹脂に、ポリエステルエラストマ
ー、ポリアミドエラストマー及びスチレン系エラストマ
ーよりなる群から選ばれる1種又は2種以上を配合して
なる樹脂組成物で構成したものであっても良く、この場
合においては、樹脂組成物中のポリシロキサンセグメン
トのシロキサン成分含有量が5〜40重量%となるよう
にする。
に説明する。
タン樹脂製エアバッグにおいて、エアバッグを構成する
シリコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂又は樹脂組成
物中のポリシロキサンセグメントのシロキサン成分が5
重量%未満では高温でのインフレーション試験におい
て、過度の膨張、破裂が生じ、耐熱性に劣るものとな
る。また、逆にシロキサン成分が40重量%を超えると
低強度となり、また溶融粘度が高くなり成形しにくいと
いった問題を生ずる。従って、樹脂又は樹脂組成物中の
ポリシロキサン成分の含有量は5〜40重量%、好まし
くは10〜30重量%とする。
一般式(V)又は(VI)で表される。
としては、前記一般式(I)で表される活性水素含有ポ
リシロキサン、例えば、アミノ基含有ポリシロキサン、
水酸基含有ポリシロキサン、カルボキシル基含有ポリシ
ロキサン等が挙げられるが、より好ましくは、前記一般
式(II),(III) 又は(IV)で表される、末端に水酸基
を2個有するポリシロキサンジオールが挙げられる。
1a〜R1iのアルキル基としては、メチル基、エチル基、
オクチル基が好ましく、アリール基としてはフェニル基
が好ましい。
リメチレン基、2−オキサペンタメチレン基、3−オキ
サヘキサメチレン基等が好ましい。
量は500〜20000であることが好ましい。
方法としては、ポリハイドロジェンシロキサンと白金触
媒の存在下、アリルグリコール等を反応させる方法、ア
ルコール性水酸基含有シロキサンにカプロラクトン、ブ
チロラクトン等の環状エステルを開環重合させる方法、
カルボン酸変性シロキサンにジオールを脱水縮合させる
方法等が挙げられる。
サンジオールは、両末端6−ヒドロキシ−4−オキサ−
ヘキシル基封鎖シロキサン等の活性水素含有ポリシロキ
サンとカプロラクトンとの共重合体であることが好まし
い。
サンジオールは、片末端6,7−ジヒドロキシ−4−オ
キサ−ヘプチル基封鎖シロキサン等の片末端ジオールシ
ロキサンとカプロラクトンとの共重合体であることが好
ましい。
サンジオールは、片末端6,6−ビス(ヒドロキシメチ
ル)−4−オキサ−オクチル基封鎖シロキサン等の片末
端ジオールシロキサンとカプロラクトンとの共重合体で
あることが好ましい。
ウレタン樹脂は、ポリオール、ポリイソシアネート、ポ
リシロキサン及び必要に応じて鎖伸長剤を反応させて得
られる。
子ポリオールが使用できるが、好ましくは平均分子量5
00〜10000のもの、例えば、ポリエチレンアジペ
ート、ポリエチレンプロピレンアジペート、ポリエチレ
ンブチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリ
ヘキサメチレンアジペート、ポリジエチレンアジペー
ト、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネ
ート、ポリエチレンセバケート、ポリブチレンセバケー
ト、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエ
ーテルグリコール、ポリ−ε−カプロラクトンジオー
ル、ポリヘキサメチレンカーボネート等のポリエステル
系ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリカーボ
ネート系ポリオール、ポリラクトン系ポリオール等、及
び上記ポリオール中に適当な量のポリオキシエチレン鎖
を含有するものが挙げられる。
に限定されないが、原料中の全ポリオール(このポリオ
ールは、ポリシロキサンとしてのジオールや鎖伸長剤と
しての低分子ジオールを含む)中の割合で5〜40重量
%であることが好ましい。
ジアミン等公知の材料を使用できるが、平均分子量25
0以下の低分子ジオールが好ましい。具体的には、エチ
レングリコール、プロピレングリコール、ジエチレング
リコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサン
ジオール、ビスヒドロキシエチルエーテルベンゼン等が
挙げられる。
定されないが、全ポリオール中5〜30重量%の範囲で
あることが好ましい。
使用できるが、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジ
イソシアネート(MDI)、水添加MDI、イソホロン
ジイソシアネート、1,3−キシレンジイソシアネー
ト、1,4−キシレンジイソシアネート、2,4−トリ
レンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネ
ート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、m−フェ
ニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネ
ート等、或いはこれらの有機ポリイソシアネートと低分
子量のポリオールやポリアミンとを末端イソシアネート
となるように反応させて得られるウレタンプレポリマー
等が挙げられる。
の合成に当り、原料の全ポリオール(ジオールを含む)
とポリイソシアネートとの比は、NCO/OH当量比で
0.90〜1.15であることが好ましい。
ウレタン樹脂は、公知の合成方法で製造することができ
るが、例えば、一部のポリオール成分と一部又は全ての
イソシアネート成分とを反応させプレポリマーを合成
後、残りのポリオール成分を反応させる方法、ポリオー
ル成分、鎖伸長剤成分にポリイソシアネート成分を当量
づつ反応させる方法等が挙げられる。
塑性ポリウレタン樹脂の代表的な物性を示すが、これに
より本発明が特に限定されるものではない。
の物性 流動開始点:195〜220℃ 溶融粘度:0.1×104 〜20×104 ポイズ(22
0℃) 硬度:83〜97 なお、流動開始点及び溶融粘度はJIS K7311に
従って高化式フローテスターにて1mm(径)×10m
m(長さ)のノズル、荷重50kgf/cm2、昇温速
度3℃/分の条件で測定した値である。また、硬度は、
日本工業規格JIS K7311の条件で測定した値で
ある。
レタン樹脂は、他の樹脂をブレンドして用いても良く、
この場合、ブレンドする樹脂としては、ポリエステル系
エラストマー、ポリアミド系エラストマー、スチレン系
エラストマー(SBS、SEBS、マレイン酸変性SE
BS等)、オレフィン系エラストマー(EPR、EPD
M等)、スチレン系樹脂(PS、HIPS、AS、AB
S、AES等)、塩素系樹脂(PVC、塩素化ポリエチ
レン等)、オレフィン系樹脂(PE、PP、EVA
等)、エステル系樹脂、アミド系樹脂等が挙げられる。
無機フィラー、有機フィラー、安定剤、加水分解防止
剤、酸化防止剤、耐光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、可
塑剤、帯電防止剤、界面活性剤、架橋剤、発泡剤、消泡
剤等の公知の添加剤を添加しても良い。
ン樹脂に他の樹脂をブレンドする場合、シリコーン変性
熱可塑性ポリウレタン樹脂と他の樹脂との合計量に対す
るシロキサン成分の割合が5〜40重量%、好ましくは
10〜30重量%の範囲となるようにする。
その添加量は、樹脂に対して50重量%以下とするのが
好ましい。
タン樹脂製エアバッグを製造する方法としては、例え
ば、本発明のシリコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂
或いはこのシリコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂に
他の樹脂や添加剤を配合してなる樹脂組成物をTダイ押
し出し法によりフィルム状又はシート状に成形加工する
か、或いはブロー成形又は射出成形して得られたものを
溶着する方法が挙げられる。
塑性ポリウレタン樹脂製エアバッグは、上記方法によ
り、0.1〜2.0mm程度の厚さに成形される。
り具体的に説明する。なお、以下において「部」又は
「%」は、特記しない限り重量基準で示してある。
(KF−6002;信越化学工業社製)とε−カプロラ
クトンを共重合して得られる平均分子量5200でシロ
キサン成分60重量%のエステル変性ポリシロキサンポ
リオール(S1)1000部と、平均分子量1700の
ポリテトラメチレンエーテルグリコール1080部に、
1,4−ブタンジオール324部及び4,4’−ジフェ
ニルメタンジイソシアネート1160部を100℃で反
応させてシリコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂(U
1)を得た。
リウレタン樹脂(U−1)の樹脂中のシロキサン成分含
有量は表1に示す通りである。
樹脂(U1)を用いて射出成形により試験片を作製し、
日本工業規格JIS K7311に準じて機械的特性を
調べ、また、下記特性の測定及び性能評価を行って、結
果を表1に示した。
1に従い、高化式フローテスターにて1mm(径)×1
0mm(長さ)のノズル、荷重50kgf/cm2 、昇
温速度3℃/分の条件で測定した。
さ0.4mmのシートを用い、周波数30ヘルツ、昇温
速度5℃/分、振幅20μmの条件で測定した。
mのシートを、加圧面50mm×50mm、荷重35g
f/cm2 、温度100±2℃の条件で504時間放置
した後、荷重を取り除いて30分放置後、シート同士を
剥離して、粘着の有無を測定し、下記基準で評価した。 ×:シートが全面的に接着し剥離できない △:一部剥離できる ○:全面で剥離できる インフレーションテスト:試料を押出成形(T−ダイ)
加工して作製した厚さ100〜600μmのシートより
エアバッグを作り、−40℃〜100℃の低温から高温
におけるインフレーションテストを行い、下記基準で評
価した。
ール(S1)1000部と平均分子量3200のアルコ
ール変性シロキサンオイル(KF−6002;信越化学
工業社製)100部に、1,4−ブタンジオール181
部及び4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート5
81部を100℃で反応させ、シリコーン変性熱可塑性
ポリウレタン樹脂(U2)の試料を得た。
タン樹脂(U−2)の樹脂中のシロキサン成分含有量は
表1に示す通りである。
樹脂(U−2)について、実施例1と同様にして各種特
性の評価を行い、結果を表1に示した。
ール(S1)1000部と、平均分子量1700のポリ
テトラメチレンエーテルグリコール3800部に、1,
4−ブタンジオール725部及び4,4’−ジフェニル
メタンジイソシアネート2727部を100℃で反応さ
せて、表1に示すシロキサン成分含有量のシリコーン変
性熱可塑性ポリウレタン樹脂(U3)を得、このシリコ
ーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂(U3)について、
実施例1と同様にして各種特性の評価を行い、結果を表
1に示した。
コール1000部に、1,4−ブタンジオール151部
及び4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート58
9部を100℃で反応させて、熱可塑性ポリウレタン樹
脂(U4)を得、この熱可塑性ポリウレタン樹脂(U
4)について、実施例1と同様にして各種特性の評価を
行い、結果を表1に示した。
ール(S1)1000部と、平均分子量1700のポリ
テトラメチレンエーテルグリコール6800部に、1,
4−ブタンジオール1179部及び4,4’−ジフェニ
ルメタンジイソシアネート4495部を100℃で反応
させて、表1に示すシロキサン成分含有量のシリコーン
変性熱可塑性ポリウレタン樹脂(U5)を得、このシリ
コーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂(U5)につい
て、実施例1と同様にして各種特性の評価を行い、結果
を表1に示した。
ール(S1)1000部と、平均分子量3200のアル
コール変性シロキサンオイル(KF−6002;信越化
学工業社製)700部に、1,4−ブタンジオール28
0部及び4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート
914部を100℃で反応させて、表1に示すシロキサ
ン成分含有量のシリコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹
脂(U6)を得、このシリコーン変性熱可塑性ポリウレ
タン樹脂(U6)について、実施例1と同様にして各種
特性の評価を行い、結果を表1に示した。
ル(X−22−162A;信越化学工業社製)と1,4
−ブタンジオールを脱水縮合重合して得られる平均分子
量3000でシロキサン成分含有量65重量%のエステ
ル変性ポリシロキサンポリオール(S2)1000部
と、平均分子量3200のヘキサメチレンアジペートポ
リオール1800部に、1,4−ブタンジオール436
部及び4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート1
620部を1000℃で反応させて、表1に示すシロキ
サン成分含有量のシリコーン変性熱可塑性ポリウレタン
樹脂(U7)を得、このシリコーン変性熱可塑性ポリウ
レタン樹脂(U7)について、実施例1と同様にして各
種特性の評価を行い、結果を表1に示した。
ール1000部に、1,4−ブタンジオール151部及
び4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート518
部を100℃で反応させて、熱可塑性ポリウレタン樹脂
(U8)を得、この熱可塑性ポリウレタン樹脂(U8)
について、実施例1と同様にして各種特性の評価を行
い、結果を表1に示した。
ン樹脂(U1)100部と、ポリエステルエラストマー
(ヘルプレンP80C;東洋紡社製)20部を押出機に
て溶融混合して、表1に示すシロキサン成分含有量のシ
リコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物(U9)
を得、このシリコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂組
成物(U9)について、実施例1と同様にして各種特性
の評価を行い、結果を表1に示した。
ン樹脂(U1)100部と、ポリアミドエラストマー
(PAE1200;宇部興産社製)10部を押出機にて
溶融混合して、表1に示すシロキサン成分含有量のシリ
コーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物(U10)
を得、このシリコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂組
成物(U10)について、実施例1と同様にして各種特
性の評価を行い、結果を表1に示した。
ン樹脂(U1)100部と、SEBS(スチレン−エチ
レン−ブチレン−スチレン)(タフプレンM1953;
旭化成社製水添化SEBS)20部を押出機にて溶融混
合して、表1に示すシロキサン成分含有量のシリコーン
変性熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物(U11)を得、
このシリコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物
(U11)について、実施例1と同様にして各種特性の
評価を行い、結果を表1に示した。
100部と、ポリエステルエラストマー(ヘルプレンP
80C;東洋紡社製)20部を押出機にて溶融混合し、
熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物(U12)を得、この
熱可塑性ポリウレタン樹脂(U12)について、実施例
1と同様にして各種特性の評価を行い、結果を表1に示
した。
100部と、SEBS(タフプレンM1953;旭化成
社製水添化SBS)20部を押出機にて溶融混合し、熱
可塑性ポリウレタン樹脂組成物(U13)を得、この熱
可塑性ポリウレタン樹脂(U13)について、実施例1
と同様にして各種特性の評価を行い、結果を表1に示し
た。
〜7(実施例3を除く)の、シロキサン成分を特許請求
の範囲に示した最も好ましい範囲である10〜40重量
%含むシリコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂(U
1,U2,U7)及びシリコーン変性熱可塑性ポリウレ
タン樹脂組成物(U9,U10,U11)では、低温か
ら高温にかけて弾性率の変化が小さく、常温での強度も
大きく、シートの粘着性も小さいために、−40℃〜+
100℃まで破損せず、エアバッグ素材として最適であ
ることがわかる。
の範囲内の7重量%含むシリコーン変性熱可塑性ポリウ
レタン樹脂(U3)では、−40℃及び100℃で小さ
な破損が発生したものの、30℃及び90℃では破損せ
ず、エアバッグ素材として十分な実用性を有する。
可塑性ポリウレタン樹脂(U4,U8)、シリコーン変
性熱可塑性ポリウレタン樹脂(U5)及びシリコーン変
性熱可塑性ポリウレタン樹脂組成物(U12,U13)
では、低温において弾性率が大きく、固く脆くなり、高
温では弾性率が低下して柔軟になり、更に粘着性も強い
ために、高温及び低温において破損し、エアバッグ素材
として不適切である。
リウレタン樹脂(U6)では、強度が小さいため高低温
において破損し、エアバッグ素材として不適切である。
性熱可塑性ポリウレタン樹脂製エアバッグによれば、粘
着の問題が無く、また、−40℃〜+100℃という極
低温から高温までの範囲にわたって十分に乗員を保護す
ることができる。
Claims (8)
- 【請求項1】 ポリシロキサンセグメントを有するシリ
コーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂よりなるエアバッ
グであって、該樹脂中のポリシロキサンセグメントのシ
ロキサン成分の含有量が5〜40重量%であることを特
徴とするシリコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂製エ
アバッグ。 - 【請求項2】 ポリシロキサンセグメントを有するシリ
コーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂に、ポリエステル
エラストマー、ポリアミドエラストマー及びスチレン系
エラストマーよりなる群から選ばれる1種又は2種以上
の樹脂を配合してなる樹脂組成物よりなるエアバッグで
あって、該樹脂組成物中のポリシロキサンセグメントの
シロキサン成分の含有量が5〜40重量%であることを
特徴とするシリコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂製
エアバッグ。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、該シリコーン
変性熱可塑性ポリウレタン樹脂が、ポリオール、ポリイ
ソシアネート、ポリシロキサン及び必要に応じて鎖伸長
剤を反応させて得られるシリコーン変性熱可塑性ポリウ
レタン樹脂であり、該ポリシロキサンが下記一般式
(I)で表される活性水素含有ポリシロキサンであるこ
とを特徴とするシリコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹
脂製エアバッグ。 【化1】 - 【請求項4】 請求項3において、該ポリシロキサン
が、下記一般式(II)で表されるポリシロキサンジオー
ルであることを特徴とするシリコーン変性熱可塑性ポリ
ウレタン樹脂製エアバッグ。 【化2】 - 【請求項5】 請求項3において、該ポリシロキサン
が、下記一般式(III)又は(IV)で表されるポリシロキ
サンジオールであることを特徴とするシリコーン変性熱
可塑性ポリウレタン樹脂製エアバッグ。 【化3】 - 【請求項6】 請求項4又は5において、該ポリシロキ
サンジオールが、活性水素含有ポリシロキサンとカプロ
ラクトンとの共重合体であることを特徴とするシリコー
ン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂製エアバッグ。 - 【請求項7】 請求項4において、該ポリシロキサンジ
オールが、カルボン酸変性ポリシロキサンとジオールと
の共重合体であることを特徴とするシリコーン変性熱可
塑性ポリウレタン樹脂製エアバッグ。 - 【請求項8】 請求項1ないし6のいずれか1項におい
て、該ポリウレタン樹脂がポリエーテル系ジオール、ポ
リシロキサン化合物とカプロラクトンとから得られたポ
リシロキサンジオール、ジイソシアネート及び分子量2
50以下の低分子ジオールを反応させて得られることを
特徴とするシリコーン変性熱可塑性ポリウレタン樹脂製
エアバッグ。
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