CN110944842B - 多层膜、叠层体、安全气囊以及叠层体的制造方法 - Google Patents

多层膜、叠层体、安全气囊以及叠层体的制造方法 Download PDF

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田上彻
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Abstract

提供一种粘接在基布上使用的多层膜，其包括作为与所述基布进行粘接的侧的粘接层，以及与该粘接层接合的密封层，所述粘接层包含热塑性聚酯类弹性体以及邵氏硬度D小于80的聚合物。

Description

多层膜、叠层体、安全气囊以及叠层体的制造方法
技术领域
本发明涉及一种多层膜、叠层体、安全气囊以及叠层体的制造方法。
背景技术
历来，作为用于车辆的安全气囊、户外用品、包装用途等的材料，已有粘接在基布上使用的聚合物制成的膜，以及由膜与基布粘接而成的叠层体。例如，专利文献1中公开了一种在由热塑性树脂纤维形成的布料上层压(laminate)热塑性弹性体(elastomer)而成的叠层体。
近年，上述类型的膜被要求具备各种性能，尤其关于高温及/或高湿环境下保存后的粘接性，要求较高的性能。另一方面，期望尽量以低成本制造膜。
<现有技术文献>
<专利文献>
专利文献1：日本特开平2-114035号公报
发明内容
<本发明要解决的课题>
专利文献1中记载了根据其公开的结构，可提高叠层体的机械性强度、防止气孔的发生等，但并未提及高温及/或高湿条件下的粘接性。此外，并未考虑成本方面。
鉴于上述问题点，本发明的一形态的目的在于提供一种在高温及/或高湿条件下具有优越的粘接性，且能够以低成本制造的多层膜。
<解决上述课题的手段>
为了达成上述目的，本发明的一形态是一种粘接在基布上使用的多层膜，其包括作为与所述基布进行粘接的侧的粘接层，以及与该粘接层接合的密封层，所述粘接层包含热塑性聚酯(polyester)类弹性体以及邵氏硬度(shore hardness)D小于80的树脂。
<发明的效果>
根据本发明的一形态，能够提供一种在高温及/或高湿条件下具有优越的粘接性，且能够以低成本制造的多层膜。
附图说明
图1是本发明的一形态的多层膜的模式性剖面图。
图2是本发明的一形态的叠层体的模式性剖面图。
图3是本发明的一形态的叠层体(安全气囊)的模式性剖面图。
图4是用于制造本发明的一形态的叠层体的装置的模式图。
图5是说明本发明的一形态的叠层体制造工序中的基布与多层膜的叠层的模式图。
具体实施方式
(多层膜)
图1表示多层膜1的模式性剖面图。本发明的一形态如图1所示，是多层膜1，其包括密封层2以及与该密封层2接合的粘接层3。该多层膜1被粘接在基布上使用，粘接层3则是与基布进行粘接的侧。
在本说明书中，密封层是指具有阻止该层内外的气体流通的功能的层。另外，粘接层是指对基布具有粘接性的层，通过在规定条件下，例如，在温度及/或压力上升的条件下使粘接层软化或熔化，能够实现该粘接性。在将多层膜粘接在基布上形成叠层体的情况下，粘接层被直接叠层在基布上，而成为叠层体中被夹在基布与密封层之间的内部层。因此，也可以说粘接层是接合密封层与基布的层。
本形态的多层膜是包括密封层及粘接层的至少2层的结构。由此，能够使各层分别承担膜与基布粘接时的粘接功能，以及所获叠层体的密封功能。从而，与基布上粘接单层膜的情况相比，采用本形态的多层膜的情况下，能够形成保证具备对基布的粘接性(基布与热塑性膜之间的层间剥离耐性)及密封性的两者的高品质叠层体。
另外，粘接层包含热塑性类弹性体及邵氏硬度D小于80的树脂，因此在高温及/高湿下条件下保存后仍具有优越的粘接性。并且，能够削减相对高价的热塑性聚酯类弹性体的使用量，因此能够以低成本制造多层膜。此外，在本说明书中，邵氏硬度D是指，使用JIS K7215规定的方法中使用D行硬度计(durometer)测定的硬度。
另外，本形态的多层膜即使不使用粘接剂等，通过利用热，也能够良好地粘接在基布上，因此，能够削减使用粘接剂的时间及成本。并且，在长期使用的情况或者在高温高湿环境下使用等情况下，能够防止粘接剂变质而导致叠层体失去柔软性、发生层间剥离的问题。
(粘接层)
粘接层包含热塑性聚酯类弹性体和邵氏硬度D小于80的聚合物。根据该组成，能够以低成本提高所获得的叠层体的层间剥离耐性。即，无论是在常温下还是在高温及/或高湿的条件下，均能够提高粘接层与基布的粘接性、粘接层与密封层的粘接性。另外，还能够均衡地提高叠层体整体的柔软性以及机械性强度。
另外，粘接层包含热塑性弹性体和热塑性树脂，更具体而言，可以包含热塑性聚酯类弹性体和乙烯-醋酸乙烯共聚物。根据该组成，能够以低成本提高所获得的叠层体的层间剥离耐性。即，无论是在常温下还是在高温及/或高湿的条件下，均能够提高粘接层与基布的粘接性、粘接层与密封层的粘接性。另外，还能够提高叠层体整体的柔软性以及机械性强度。
热塑性弹性体优选是包含硬段(hard segment)(也被称为高熔点段、结晶性段)及软段(soft segment)(也称为低熔点段、非结晶性段)的嵌段共聚物。热塑性弹性体可因热软化而显示出流动性，但在未加热的状态下显示橡胶样的弹性。
本形态中，通过在粘接层包含热塑性聚酯类弹性体，能够提高与基布的粘接性。另外，能够提高所获得的叠层体的可挠性及机械性强度，并且能够防止在高温环境及/或高湿环境下的劣化。
热塑性聚酯类弹性体可以是作为硬段主要包含芳香族聚酯等，并作为软段主要包含脂肪族聚醚(polyether)等的聚酯·聚醚型，也可以是作为硬段主要包含芳香族聚酯等，并作为软段主要包含脂肪族聚酯等的聚酯·聚酯型。
热塑性聚酯类弹性体的硬段优选是包含芳香族聚酯的段，例如包含由芳香族二羧酸(dicarboxylic acid)成分及二醇(diol)成分形成的聚酯。
作为充当芳香族二羧酸成分的芳香族二羧酸，可以举出对苯二甲酸(terephthalic acid)、间苯二甲酸(isophthalic acid)、苯二甲酸(phthalic acid)、萘-2，6-二羧酸(naphthalene-2,6-dicarboxylic acid)、萘-2，7-二羧酸(naphthalene-2,7-dicarboxylic acid)、蒽二羧酸(anthracene dicarboxylic acid)、联苯-4，4’-二羧酸(diphenyl-4，4’-dicarboxylic acid)、二苯氧基乙烷二羧酸(diphenoxyethanedicarboxylic acid)、4，4’-二苯醚二羧酸(4，4’-diphenylether dicarboxylic acid)、5-磺酸基间苯二甲酸(5-sulfoisophthalic acid)、及3-磺酸基间苯二甲酸钠(sodium 3-sulfoisophthalic acid)等。芳香族聚酯中可以包含单独或者组合2种以上的上述芳香族二羧酸成分。另外，在硬段中，可以将上述芳香族二羧酸成分的一部分置换成脂环式或者脂肪族羧酸。
作为充当二醇成分的二醇，可以举出分子量400以下的二醇，例如，1，4-丁二醇(1，4-butandiol)、乙二醇(ethylene glycol)、1，3丙二醇(trimethylene glycol)、1，5戊二醇(pentamethylene glycol)、1，6己二醇(hexamethylene Glycol)、新戊二醇(neopentylglycol)、十甘醇(decaethylene Glycol)等脂肪族二醇；1，1-环己烷二甲醇(1，1-cyclohexanedimethanol)、1，4-二环己烷二甲醇(1,4-dicyclohexanedimethanol)、三环癸烷二甲醇(tricyclodecanedimethanol)等脂环族二醇；苯二甲醇(xylene glycol)、二(对羟基)联苯(bis(p-hydroxy)diphenyl)、二(对羟基)联苯基丙烷(bis(p-hydroxy)diphenylDiphenylpropane)、2，2’-二[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙烷(2，2’-bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]propane)、二[4-(2-羟基乙氧基)苯基]砜(bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]sulfone)、1，1-二[4-(2-羟基乙氧基)苯基]环己烷(1，1-bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]cyclohexane)、4，4’-二羟基-对三联苯(4，4’-dihydroxy-p-terphenyl)，4，4’-二羟基-对四联苯(4，4’-dihydroxy-p-quaterphenyl)等芳香族二醇。芳香族聚酯中可以包含单独或组合2种以上的上述二醇成分。
硬段中包含的聚酯，从耐热性及气障(gas barrier)性的观点而言，优选是聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(polytrimethylene terephthalate)，更优选是聚对苯二甲酸丁二醇酯。
热塑性聚酯类弹性体的软段优选包含脂肪族聚醚及/或脂肪族聚酯。作为脂肪族聚醚，可以举出聚(环氧乙烷)二醇(poly(ethyleneoxide)glycol)、聚(环氧丙烷)二醇(poly(propylene oxide)glycol)、聚(四氢呋喃)二醇(poly(tetramethylene oxide)glycol)(即，聚四亚甲基醚二醇：polytetramethylene etherglycol)、聚(环氧己烷)二醇(poly(hexamethylene oxide)glycol)、环氧乙烷(ethyleneoxide)与环氧丙烷(propyleneoxide)的共聚物、聚(环氧丙烷)二醇的环氧乙烷加成聚合物(additionpolymer)、环氧乙烷与四氢呋喃(tetrahydrofuran)的共聚物二醇等。此外，作为脂肪族聚酯，可以举出聚ε-己内酯(poly(ε-caprolactone))、聚庚醇内酯(polyenantholactone)、聚辛内酯(polycaprylolactone)、聚己二酸丁烯酯(polybutylene adipate)、聚己二酸乙烯酯(polyethylene adipate)等。
在这些脂肪族聚醚及/或脂肪族聚酯中，从弹性以及成形性的观点而言，优选聚(四氢呋喃)二醇、聚(环氧丙烷)二醇的环氧乙烷加成聚合物、环氧乙烷与四氢呋喃的共聚物二醇、聚ε-己内酯、聚己二酸丁烯酯、聚己二酸乙烯酯等，且其中尤其优选聚(四氢呋喃)二醇(聚四亚甲基醚二醇)、聚(环氧丙烷)二醇的环氧乙烷加成聚合物，以及，环氧乙烷与四氢呋喃的共聚物二醇。
作为软段的数均分子量(number average molecular weight)，在共聚合的状态下优选是300～6000程度。
在此，上述热塑性聚酯类弹性体，在有自由基引发剂(radical initiator)存在的条件下，可由丙烯酸(acrylic acid)、马来酸(maleic acid)、富马酸(fumaric acid)等不饱和羧酸或其衍生物等对其进行变性。相对于热塑性聚酯类弹性体100重量份，为了进行变性而添加的不饱和羧酸或其衍生物优选为0.1～30重量份。可根据粘接的基布的材料及用途，来适当选择这种用于进行变性的成分的种类及量。
粘接层的热塑性聚酯类弹性体中的硬段的含有比率，相对于热塑性聚酯类弹性体100重量％，优选为10～60重量％，更优选为20～40重量％。设定成10重量％以上时，能够提高多层膜及所获得的叠层体的机械性强度、耐热性以及在高温高湿下的耐久性。另外，设定成60重量％以下时，能够保证多层膜及所获得的叠层体的适度弹性、可挠性以及成形性。
粘接层的热塑性聚酯类弹性体中的软段的含有比率，相对于热塑性聚酯类弹性体100重量％，优选为50～90重量％，更优选为60～80重量％。设定为50重量％以上时，能够保证多层膜及所获得的叠层体的适度弹性、可挠性以及及成形性。另外，设定成90重量％以下时，能够提高多层膜及所获得的叠层体的机械性强度。
热塑性聚酯类弹性体中的软段的含有比率关系到热塑性聚酯类弹性体的熔点以及软化点。一般而言，热塑性聚酯类弹性体中的软段的含有比率越大，热塑性聚酯类弹性体的熔点及软化点会越低。因此，通过对粘接层的热塑性聚酯类弹性体中的软段的含有比率进行调整，能够调整热塑性聚酯类弹性体的熔点，进而能够调整粘接层的熔点。
粘接层中使用的热塑性聚酯类弹性体的熔点优选为80℃以上，更优选为100℃以上，进而优选为130℃以上。此外，粘接层中使用的热塑性聚合物的熔点的上限，只要是低于密封层的熔点的温度即可，对此并无特别限定，但优选为250℃以下，更优选为200℃以下，进而优选为170℃以下。
粘接层可以包含2种以上的上述热塑性聚酯类弹性体。另外，除了包含热塑性聚酯类弹性体之外，还可以包含非聚酯类的其他热塑性弹性体，例如，聚酰胺(polyamide)类弹性体、聚烯烃(polyolefin)类弹性体、聚氨酯(polyurethane)类弹性体、聚苯乙烯(polystyrene)类弹性体、聚丁二烯(polybutadiene)类弹性体等中的1种以上。
作为热塑性聚酯类弹性体的市售品，可以举出东丽-杜邦股份公司制造的“Hytrel(注册商标)”、三菱化学股份公司制造的“Primalloy(注册商标)”、东洋纺织股份公司制造的“Perprene(注册商标)”等各系列。
粘接层中，除了上述热塑性聚酯类弹性体之外，还能够使用邵氏硬度D小于80的聚合物。由此，即能维持热塑性聚酯类弹性体的优点，即，机械性强度、耐热性、高温高湿下的耐久性等的同时，又能降低多层膜的制造成本以及提高柔软性。
关于邵氏硬度D小于80的聚合物的种类并无特别限定，但优选比热塑性聚酯类弹性体低价，并且与热塑性聚酯类弹性体混合后能够提高粘接层的柔软性的材料。更具体而言，邵氏硬度D小于80的聚合物，优选是作为单体单元(monomer unit)包含乙烯单元或丙烯单元等烯烃单元的聚合物或共聚物(也称为聚乙烯类聚合物)。另外，邵氏硬度D小于80的聚合物是热塑性弹性体的情况下，优选是加氢(hydrogenated)热塑性弹性体(氢化热塑性弹性体)，更优选是热塑性加氢苯乙烯类弹性体。
作为邵氏硬度D小于80的聚合物的具体例，可以举出乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、加氢苯乙烯类热塑性弹性体、乙烯-丙烯酸丁酯(ethylene-butylacrylate)共聚物。上述聚合物中，作为聚乙烯，优选低密度聚乙烯。这些聚合物可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
上述邵氏硬度D小于80的聚合物中，从粘接性、柔软性以及成本的观点，优选使用乙烯-醋酸乙烯共聚物。相对于乙烯-醋酸乙烯共聚物整体，乙烯-醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯成分优选是5～50重量％。
粘接层中的邵氏硬度D小于80的聚合物的含有比率优选为1～60重量％，更优选是10～50重量％。邵氏硬度D小于80的聚合物的含有比率为1重量％以上时，能够抑制制造成本，提高柔软性，邵氏硬度D小于80的聚合物的含有比率为60重量％以下时，能够提高多层膜的机械性强度。
粘接层中还可以添加聚合物之外的其他成分。作为其他成分，可以举出颜料、充填材料、氧化防止剂、水解稳定剂、抗粘连剂等的添加剂。
粘接层整体的厚度优选为5～50μm，更优选为5～30μm。
(密封层)
关于构成密封层的材料虽无特别限定，但优选使用热塑性弹性体。作为热塑性弹性体，可以举出聚酰胺(polyamide)类弹性体、聚烯烃(polyolefin)类弹性体、聚氨酯(polyurethane)类弹性体、聚苯乙烯(polystyrene)类弹性体、聚丁二烯(polybutadiene)类弹性体等。其中，考虑到与粘接层包含的热塑性弹性体是同类弹性体，密封层也优选采用热塑性聚酯类弹性体。通过在密封层及粘接层的两层包含聚酯类弹性体，无论是在常温下还是在高温及/或高湿的条件下，均能够提高粘接层与密封层的粘接性(层间剥离耐性)。
在密封层使用热塑性聚酯类弹性体的情况下，可以选用以上说明的粘接层的热塑性聚酯类弹性体的材料。
在密封层使用热塑性聚酯类弹性体的情况下，密封层所用热塑性聚酯类弹性体中的硬段种类及粘接层所用热塑性聚酯类弹性体中的硬段种类，可以相同，亦可不同。此外，密封层所用热塑性聚酯类弹性体中的软段种类及粘接层所用热塑性聚酯类弹性体中的软段种类，可以相同，亦可不同。此外，密封层所用热塑性聚酯类弹性体中的硬段种类与软段种类，以及粘接层所用热塑性聚酯类弹性体中的硬段种类与软段种类，分别可以相同，亦可不同。在段的种类彼此相同的情况下，可增强密封层与粘接层之间的结合力，多层膜内不易发生层间剥离，能够进一步提高多层膜及叠层体的机械性强度。
密封层所用热塑性聚酯类弹性体的熔点优选是高于粘接层的熔点的温度。由此，在将多层膜加热至比密封层的熔点低的温度来粘接到基布上的情况下，即使粘接层软化或熔化至可发挥粘接功能的程度，也能够防止密封层发生变形或变质，维持密封层的密封功能。从而，能够兼顾到多层膜与基布的牢固粘接，以及密封性的维持。
本说明书中，层的熔点是指，层的温度上升的情况下层发生软化，层中的聚合物分子彼此开始相对运动，聚合物显示出流动性的温度。因此，粘接层及密封层的熔点可以说分别是粘接层及密封层中的聚合物(包含聚合物合金)的熔点。作为这种聚合物的熔点，能够采用通过差示扫描量热仪(Differential scanning calorimeters)测量出的熔化峰值温度。
将密封层的熔点设定成比粘接层的熔点高的温度时，密封层的熔点与粘接层的熔点之差优选为高于10℃且100℃以下，更优选为高于20℃且80℃以下，优选超过20℃。利用热将多层膜粘接在基布上时，优选对多层膜及基布进行叠层，并以低于密封层熔点的温度进行加热和加压。在此情况下，通过将密封层的熔点与粘接层的熔点之差设定在上述范围内，将容易控制温度。由此，能够降低因粘接层未充分软化而导致不能实现粘接功能，或因密封层软化发生变形或变质等导致密封性受损的不良问题的发生，从而能够提高生产稳定性。
在表示密封层的熔点的情况下，密封层的熔点优选为100℃以上，更优选为150℃以上，进而优选为180℃以上。此外，关于密封层中使用的热塑性聚合物的熔点上限也无特别限定，但考虑到多层膜成形时容易处理，优选为300℃以下，更优选为270℃以下，进而优选为230℃以下。
在密封层包含热塑性聚酯类弹性体的情况下，相对于热塑性聚酯类弹性体100重量％，热塑性聚酯类弹性体中的硬段的含有比率优选为40～95重量％，更优选为60～90重量％。设定成40重量％以上时，能够提高多层膜及叠层体的机械性强度、耐热性以及在高温高湿下的耐性。此外，设定成95重量％以下时，能够保证多层膜及叠层体的适度弹性、可挠性以及成形性。
相对于热塑性聚酯类弹性体100重量％，热塑性聚酯类弹性体中的软段的含有比率优选为5～60重量％，更优选为10％以上且小于50重量％。设定成5重量％以上时，能够保证多层膜及叠层体的适度弹性、可挠性以及成形性。设定成60重量％以下时，能够提高多层膜及叠层体的机械性强度、耐热性以及在高温高湿下的耐性。
并且，粘接层的热塑性聚酯类弹性体中的软段含有比率(Psa)相对于密封层的热塑性聚酯类弹性体中的软段含有比率(Pss)的比值(Psa/Pss)优选为1.2～5，更优选为1.4～3.5。通过设定在上述范围内，能够提高生产稳定性，能够获得既可具有机械性强度及耐热性又具有优越的弹性、柔软性等的多层膜及叠层体。
在密封层包含热塑性聚酯类弹性体的情况下，可以包含2种以上的上述热塑性聚酯类弹性体。另外，密封层还可以包含非聚酯类的其他热塑性弹性体，还可以配合非弹性体的聚合物。
密封层中，与粘接层同样，还可以添加聚合物之外的其他成分。作为该其他成分，可以举出颜料、充填材料、氧化防止剂、水解稳定剂、抗粘连剂等的添加剂。
密封层整体的厚度优选为5～50μm。更优选是5～30μm。
(多层膜的层结构)
如上所述，多层膜具有密封层及粘接层。粘接层可以是1层，也可以是多层。有多个粘接层的情况下，构成各粘接层的材料可以相同，亦可不同。另外，多个粘接层的各层的熔点可以相同，亦可不同。密封层也同样，可以是1层，也可以是多层。有多个密封层的情况下，构成各密封层的材料及熔点分别可以相同，亦可不同。
作为具体结构，可由第1粘接层、第2粘接层以及密封层按照该顺序叠层形成多层膜。在此情况下，能够在第1粘接层及第2粘接层的任一个添加颜料等色素。通过这种结构，能够削减色素的使用量，降低叠层体的制造成本。
另外，可由第1粘接层、第2粘接层、第3粘接层以及密封层按照该顺序户叠层形成多层膜。另外，还可以设置2个密封层，由第1粘接层、第2粘接层、第1密封层以及第2密封层按照该顺序叠层来形成多层膜。
通过对粘接层和密封层进行接合，能够制造成多层膜。在此情况下，可预先通过挤出成形等将粘接层及密封层分别成形为独立的片材或膜，再彼此接合进行一体化。例如可以举出，将各片材或膜重叠起来利用热压机或热滚筒进行熔融压接的方法，将熔融的材料压出到成形的片材或膜上的挤出压层法等。
另外，可将粘接层及密封层的各层材料分别加工成为熔融状态，同时进行挤出成形，例如采用吹胀成形法(Inflation molding)、T模(T-die)法进行成形。其中，吹胀成形法可实现大面积化且生产性优越，因此优选采用该方法。
(基布)
本形态的多层膜是粘接在基布上使用的材料。本说明书中，基布是具备支撑体作用的片材(sheet)状结构体，可保证由多层膜与基布叠层而成的最终产品的叠层体强度。在此，片材状除了指平面状之外，还包括筒状、袋状、气球状的形状。
基布优选是包含纤维的结构，可以是纺织物、编织物、无纺布，可以是整体或一部分经过缝制的材料。其中，因机械性强度高，优选采用纺织物，优选组合多个竖线与多个横线的2轴结构，也可以采用组合多个竖线、多个横线以及多个斜线的3轴结构。其中，优选2轴结构的基布，考虑到强度及制造的容易性，更优选平织的纺织物。此外，基布还包括非平面状基布，可根据目标产品的形状形成弯曲面的织成无接缝袋状的OPW(One Piece Woven，整体式编织)。
上述OPW适合用于在内部充填空气膨胀起来使用的安全气囊等的用途。其中，利用于帘式安全气囊(curtain airbag)的OPW具有形成多个室腔的复杂曲面，膨胀后可以形成有凹凸的结构。通常，在这种有凹凸结构的基布上粘接膜的情况下，与在无凹凸的基布上粘接膜的情况相比，基布与膜之间容易放生剥离。因此，通过使用本形态的多层膜，即使是有凹凸的OPW，也能够良好地粘接多层膜，能够防止层间剥离。
基布中包含的纤维可以是合成纤维、天然纤维、再生纤维、半合成纤维、无机纤维以及这些的组合(包含混纺、混织)。其中，优选合成纤维，尤其优选聚合物纤维。作为纤维，还可以使用芯鞘型纤维、并列型(side by side)纤维、分割型纤维的复合纤维。
作为形成纤维的聚合物有聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚对苯二甲酸烯烃酯之类均聚酯，可以举出由构成这些均聚酯的重复单元的酸成分与间苯二甲酸、间苯二甲酸5-磺酸钠或己二酸(adipic acid)等脂肪族二羧酸等进行共聚合而成的聚酯纤维；尼龙(nylon)6·6、尼龙6，尼龙12、尼龙4·6以及尼龙6与尼龙6·6的共聚物、尼龙，与聚亚烷基二醇(polyalkylene glycol)、二羧酸及胺类等进行共聚合而成的聚酰胺纤维；以对亚苯基对苯二甲酰胺(paraphenylene terephthalamide)及芳香族醚的共聚物等作为代表的芳香族聚酰胺(aramid)纤维；人造丝(rayon)纤维；超高分子量聚乙烯纤维；对亚苯砜(paraphenylenesulfone)、聚砜(polysulfone)等砜类纤维；聚醚酮纤维等。
另外，在基布是纺织物的情况下，基布可以包含2种以上的纤维，例如，作为用于向不同方向延伸的线的纤维，能够使用不同种类的纤维。更具体是，在具有包含竖线及横线的2轴结构的情况下，竖线与横线可以使用不同种类的纤维。在此情况下，竖线及横线的至少一方可以使用聚酯纤维。
本形态的多层膜，适合用于在包含聚酯纤维的基布上进行叠层。
基布优选使用总纤度(单丝纤度×股数)100～700dtex的线形成。此外，用于基布的纤维的单丝纤度优选为1～10dtex。
在基布是平织的纺织物的情况下，作为纺织密度(weaving density)，竖线及横线分别优选是5～30条/cm2。
基布的单位重量(每1m2的重量)，考虑到叠层体(最终产品)的收容性及成本，优选为300g/m2以下，更优选为200g/m2以下，更优选为190g/m2以下，进而优选为150g/m2以下，可选择100g/m2以下。此外，从保证机械性强度的观点而言，优选为30g/m2以上，更优选为50g/m2以上，进而优选为70g/m2以上。
(叠层体)
图2是表示本发明的一形态的叠层体的模式性剖面图。叠层体5由具备上述密封层2以及粘接层3的多层膜1与基布4相粘接而构成。
图2的例子中，在基布4的一侧面上配置有多层膜1，此外，还可以在基布4的两个面设置本形态的多层膜。另外，作为基布采用无接缝的折成袋状的OPW的情况下，如图3所示，在排出袋中空气叠放的状态下，可以在OPW的表面从上方及下方分别叠层有多层膜1a、1b的结构。图3所示的叠层体可用于安全气囊等。
(叠层体的制造方法)
本发明的一形态涉具有上述多层膜以及基布的叠层体的制造方法，其中包括以低于密封层的熔点的温度进行加热的同时，在多层膜的粘接层侧与基布进行粘接的工序。
在此，本形态的叠层体的制造方法中，“膜”表示可挠性的薄膜，对其温度、硬度等状态无限定。即，提供的多层膜可以是常温以下的材料，也可以是温度高于常温的材料。此外，也可以是软化后至少一部分处于可发挥粘接功能的状态的材料。因此，例如，通过利用加热元件以低于密封层熔点的温度对常温以下的被供多层膜进行加热的同时将其粘接在基布上，能够制造成本形态的叠层体，此外，例如，通过将挤出机加热并挤出的膜状聚合物粘接在基布上，也能够制造出叠层体。
图4模式性表示了用于实施本形态的叠层体的制造方法的叠层体制造装置20。图4中将说明用于制造基布4的两面上叠层多层膜的叠层体的装置。叠层体制造装置20具备加热部22及冷却部24。
在使用图4的叠层体制造装置20的制造方法中，首先，对预先缠卷在卷筒等上的基布4以及多层膜1a、1b分别进行松解，并在基布4的两面(上面及下面)分别重叠放置多层膜1a、1b。将重叠的多层膜1b、基布4及多层膜1a送到加热部22，在加热部22进行加热并加压。
加热部22具备加压元件，例如由一对相对的辊(夹辊等)，或者如图中例示的一对相对的带子构成。由此，通过使重叠的多层膜1b、基布4以及多层膜1a从上述一对加压元件之间通过，能够进行加热及加压。在此，多层膜的粘接层的熔点是低于密封层的熔点的温度，因此，通过将加热部22的加热温度设定成低于密封层的熔点的温度，能够在粘接层充分软化的状态下将粘接层按压在基布上。由此，能够在基布4的两面分别粘接多层膜1a、1b，能够形成包括多层膜1b、基布4以及多层膜1a的叠层体5。
接下来，将通过加热部22的叠层体5送到冷却部24。在冷却部24，能够将叠层体5的温度降至优选的常温。冷却部24可以具备包含冷却介质的冷却元件及吸气元件等。此外，在冷却部24中，如图中例示，可以使用由一对相对的带子构成的加压元件进行加压，但并非一定需要加压。
此外，在图4的制造装置中，通过省略多层膜1a及1b的任一个，如图2所示，能够制造成在基布4的单侧面叠层有多层膜1的叠层体。
另外，作为基布4，还可以使用无接缝纺织的筒状或袋状的OPW。由此，能够制造成如图3所示的叠层体。在此情况下，排出袋状基布4内部的空气后成为片材(sheet)状的基布4被预先缠卷在卷筒等上，在重叠之前进行松解。然后，在基布4的上面及下面，按上述方式分别叠放多层膜1a、1b。在此情况下，基布4为袋状，因此基布4的上面及下面均成为基布4的表面。
图5模式性表示在以平坦状态被投入到叠层体制造装置20中的基布4的上面及下面，分别叠放多层膜1a、1b的状态的图。具体如图所示，将具备密封层2a及粘接层3a的多层膜1a，以粘接层3a位于基布4侧的昂是进行叠合。另外，将具有密封层2b以及粘接层3b的多层膜1b，以粘接层3b位于基布4侧的方式进行叠合。然后，如5所示，在加热部22，用一对加压元件对重合的多层膜1a、基布4以及多层膜1b的两面进行加压。由此，如图3所示，多层膜1a、1b分别与基布4的上面及下面接合，且，多层膜1a、1b的缘部会通过加热或粘接剂的作用相接合，从而可获得叠层体(安全气囊)6。可以切除多余的缘部。通过上述方式，能够制造成基布被形成为袋状，并在基布的内面及外面的至少一方形成有多层膜的安全气囊。
制造叠层体时的温度只需低于密封层的熔点，对此并无特别限定。可将加热温度设定成低于密封层的熔点的温度，且能够使粘接层软化的温度。具体而言，优选为120～250℃。另外，加压的压力虽说应根据多层膜及基布的结构而定，可以设定为5～700N/cm2，优选为10～500N/cm2。此外，可以根据制造叠层体时的运转条件等，设定成5～50N/cm2。
(用途)
本形态的多层膜及叠层体适合用于车辆用安全气囊、户外用品、包装用途等，特别适合用于车辆用安全气囊，尤其适合用于制造帘式安全气囊。帘式安全气囊是指设置在侧窗上部的顶棚线等，在撞击等时产生了高负荷的情况下，能够沿着侧窗可垂直向下呈窗帘状展开的安全气囊。
帘式安全气囊在展开时，在启动后的数秒之间，例如在6～7秒之间持续膨胀状态，因此，要求帘式安全气囊的材料具有耐压性。此外，帘式安全气囊在展开之前以折叠或团卷的状态被长期收放在箱壳内等的情况居多，被置于高温·高湿环境的情况也较多。本形态的多层膜及叠层体还适合用于这种用途。
【实施例】
以下，通过实施例进一步详细说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。
在本实施例中，形成具备密封层及粘接层的多层膜，并将该多层膜粘接在基布上制造叠层体，并进行了评价。
[多层膜的原料]
作为多层膜的原料，使用以下材料。在此，各原料的熔点是利用差示扫描量热仪测量的熔化峰值温度。
〈热塑性弹性体〉
热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)：以聚对苯二甲酸丁二醇酯作为硬段，以数均分子量2000的聚四亚甲基醚二醇作为软段的聚酯-聚醚嵌段共聚物。上述共聚物中，聚对苯二甲酸丁二醇酯的含有比率为28重量％，聚四亚甲基醚二醇段的含有比率为72重量％(熔点160℃)。
热塑性聚酯类弹性体(TPEE-2)：以聚对苯二甲酸丁二醇酯作为硬段，以数均分子量2000的聚四亚甲基醚二醇作为软段的聚酯-聚醚嵌段共聚物。上述共聚物中，聚对苯二甲酸丁二醇酯的含有比率为58重量％，聚四亚甲基醚二醇段的含有比率为42重量％(熔点207℃)。
〈其他聚合物〉
乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)：“Evatan(注册商标)2805”阿科玛(ARKEMA)股份公司制造，邵氏硬度D15～40
聚乙烯(PE)：“PG7004”陶氏化学(Dow Chemical)公司制造，邵氏硬度D45～55
加氢苯乙烯类热塑性弹性体(SEBS)：“Tuftec”旭化成股份公司制造，邵氏硬度A40以下(相当于邵氏硬度D大致8以下)
乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)：“Elvaloy”Du Pont公司制造，邵氏硬度D30～50
聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)树脂：“ACRYPET”三菱丽阳股份公司制造，邵氏硬度D80～100
[多层膜及叠层体的评价]
＜高温高湿粘接性(高温高湿下的层间剥离耐性)＞
使用通过以下方式粘接多层膜和基布而成的叠层体，制作成50mm×150mm的试验片，并将该试验片放入密封容器内，将容器内的条件设定为温度70℃、相对湿度95％，并保持408小时。对从容器中取出的试验片(叠层体)的基布部分加以固定的同时，测定了向180°方向、以牵引速度100mm/分对多层膜部分(密封层及粘接层)进行牵引剥离时所需要的力量，以此作为剥离力(N/mm)。评价基准如下。
〇：剥离力超过0.5N/mm。
△：剥离力为0.3～0.5N/mm。
×：剥离力小于0.3N/mm，或多层膜内发生了层间剥离。
在此，测量剥离力时，为了防止多层膜在剥离试验中发生断裂或延伸，使用粘接剂在多层膜的密封层侧粘贴了厚度100μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，加以强化。
[实施例1]
(多层膜)
使用具有3个挤出机的膨胀(inflation)挤出装置(Dr Collin公司制造)制造了多层膜。向各挤出机分别投入热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)70重量％与乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)30重量％的混合物、热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)以及热塑性聚酯类弹性体(TPEE-2)，各原料在熔点以上溶融，以膨胀法制作成3层膜。
所获得的膜是一个通过对由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)70重量％与乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)30重量％的混合物构成的第1粘接层、由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)构成的第2粘接层、以及由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-2)构成的密封层，按照该顺序进行叠层而成的3层膜，第1粘接层、第2粘接层以及密封层的挤出量分别是10g/m2。
(多层膜与基布的叠层)
作为基布，使用了由聚对苯二甲酸乙二醇酯的纤维纺织成的平织基布。竖线及横线的总纤度均为470dtex，竖线及横线的纺织密度分别是22条/cm。
使用叠层装置(Mayer制造，Twin-belt flat laminatio system)，以粘接层与基布表面接触的方式，对上述PET制基布与上述3层膜进行叠层，并以170℃加热，使用夹辊以18N/cm2进行加压的同时，使上述粘接层软化，对基布与3层膜进行了叠层。
[实施例2]
(多层膜)
使用热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)70重量％与聚乙烯(PE)30重量％的混合物取代了热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)70重量％与乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)30重量％的混合物，此外采用与实施例1相同的条件制作成3层膜。所获得的膜是一个通过对由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)与聚乙烯(PE)构成的第1粘接层、由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)构成的第2粘接层、以及由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-2)构成的密封层，按照该顺序进行叠层而成的3层膜。
(多层膜与基布的叠层)
与实施例1同样，制作了基布与多层膜的叠层体，并进行了评价。结果如表1所示。
[实施例3]
使用热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)70重量％与聚乙烯(PE)15重量％与加氢苯乙烯类热塑性弹性体(SEBS)15重量％的混合物，取代了热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)70重量％与乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)30重量％的混合物，此外采用与实施例1相同的条件制作成3层膜。所获得的膜是一个通过对由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)与聚乙烯(PE)与加氢苯乙烯类热塑性弹性体(SEBS)构成的第1粘接层、由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)构成的第2粘接层、以及由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-2)构成的密封层，按照该顺序进行叠层而成的3层膜。
(多层膜与基布的叠层)
与实施例1同样，制作了基布与多层膜的叠层体，并进行了评价。结果如表1所示。
[实施例4]
使用热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)70重量％与加氢苯乙烯类热塑性弹性体(SEBS)30重量％的混合物，取代了热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)70重量％与乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)30重量％的混合物，此外采用与实施例1相同的条件制作成3层膜。所获得的膜是一个通过对由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)与加氢苯乙烯类热塑性弹性体(SEBS)构成的第1粘接层、由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)构成的第2粘接层、以及由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-2)构成的密封层，按照该顺序进行叠层而成的3层膜。
(多层膜与基布的叠层)
与实施例1同样，制作了基布与多层膜的叠层体，并进行了评价。结果如表1所示。
[实施例5]
使用热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)70重量％与乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)30重量％的混合物，取代了热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)70重量％与乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)30重量％的混合物，此外采用与实施例1相同的条件制作成3层膜。所获得的膜是一个通过对由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)与乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)构成的第1粘接层、由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)构成的第2粘接层、以及由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-2)构成的密封层，按照该顺序进行叠层而成的3层膜。
(多层膜与基布的叠层)
与实施例1同样，制作了基布与多层膜的叠层体，并进行了评价。结果如表1所示。
[比较例1]
(多层膜)
使用热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)100重量％取代了热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)70重量％与乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)30重量％的混合物，此外采用与实施例1同样的条件制作了3层膜。所获得的膜是一个通过对由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)构成的第1粘接层、由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)构成的第2粘接层、以及由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-2)构成的密封层，按照该顺序进行叠层而成的3层膜。
(多层膜与基布的叠层)
与实施例1同样，制作了基布与多层膜的叠层体，并进行了评价。结果如表1所示。
[比较例2]
(多层膜)
使用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)100重量％取代了热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)70重量％与乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)30重量％的混合物，此外采用与实施例1同样的条件制作了3层膜。所获得的膜是一个通过对由乙烯-醋酸乙烯(EVA)构成的第1粘接层、热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)构成的第2粘接层、以及由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-2)构成的密封层，按照该顺序进行叠层而成的3层膜。
(多层膜与基布的叠层)
与实施例1同样，制作了基布与多层膜的叠层体，并进行了评价。结果如表1所示。
[比较例3]
(多层膜)
使用热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)70重量％与聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)30重量％的混合物取代了热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)70重量％与乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)30重量％的混合物，此外采用与实施例1同样的条件制作了3层膜。所获得的膜是一个通过对由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)与聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)的构成的第1粘接层、由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-1)构成的第2粘接层、以及由热塑性聚酯类弹性体(TPEE-2)构成的密封层，按照该顺序进行叠层而成的3层膜。
(多层膜与基布的叠层)
与实施例1同样，制作了基布与多层膜的叠层体，并进行了评价。结果如表1所示。
[表1]
Figure GDA0003813547790000201
如表1所示，粘接层中包含热塑性聚酯类弹性体与邵氏硬度D小于80的聚合物的实施例1～5的叠层体，在高温高湿下具有优越的粘接性及柔软性，且能够以低成本制造。实施例1～5中，从成本发明考虑，更优选实施例1～3。
比较例1的叠层体在高温高湿下具有优越的粘接性，但成本比实施例1～5的任何一个都高。并且，比较例1的叠层体虽然也具有充分的柔软性(评价：○，安全气囊用途中具有优越的柔软性)，但与实施例1～5相比偏低。另外，比较例2的叠层体虽然柔软性优越并且能够以低成本制造，但高温高湿下的粘接性不及实施例1。
以下，记述本发明的优选实施方式。
(附记1)
一种粘接在基布上使用的多层膜，
其包括作为与所述基布进行粘接的侧的粘接层，以及与所述粘接层进行接合的密封层，
所述粘接层包含热塑性聚酯类弹性体和乙烯-醋酸乙烯共聚物。
(附记2)
附记1所述的多层膜，其中，所述密封层的熔点比所述粘接层的熔点高。
(附记3)
附记1或2所述的多层膜，其中，所述粘接层中的热塑性聚酯类弹性体是包括包含聚醚的软段及包含聚酯的硬段的嵌段共聚物。
(附记4)
附记1至3中的任一项所述的多层膜，其中，所述密封层包含热塑性聚酯类弹性体。
(附记5)
附记1至4中的任一项所述的多层膜，其中，所述基布包含聚酯。
(附记6)
附记1至5中的任一项所述的多层膜，其中，所述基布是安全气囊用基布。
(附记7)
一种由附记1至6中的任一项所述的多层膜与基布粘接而成的叠层体。
(附记8)
一种使用附记7所述的叠层体形成的安全气囊，所述基布被形成为袋状，在所述基布的表面形成有所述多层膜。
(附记9)
一种用于制造包括附记1至6中的任一项所述的多层膜以及基布的叠层体的制造方法，其包括，以低于所述密封层的熔点的温度进行加热的同时，在所述粘接层侧将所述多层膜粘接在所述基布上的工序。
本申请根据2017年6月16日向日本国专利庁提出的专利申请2017-119100号请求优先权，并引用该专利申请的全部内容。
符号说明
1、1a、1b 多层膜；
2、2a、2b 密封层；
3、3a、3b 粘接层；
4 基布；
5 叠层体；
6 叠层体(安全气囊)；
20 叠层体制造装置；
22 加热部；
24 冷却部。

Claims (13)

1.一种粘接在基布上使用的多层膜，其包括：
作为与所述基布进行粘接的侧的粘接层；及
与所述粘接层进行接合的密封层，
所述粘接层包含热塑性聚酯类弹性体以及邵氏硬度D小于80的聚合物，所述粘接层包括组成不同的至少第1粘接层和第2粘接层，
所述密封层包含热塑性聚酯类弹性体并且具有180℃以上的熔点，
其中所述基布与所述第1粘接层粘接；
所述密封层与所述第2粘接层粘接；
所述第1粘接层或所述第2粘接层中的至少一层包括邵氏硬度D小于80的聚合物；以及
相对于所述密封层的所述热塑性聚酯类弹性体100重量％，所述密封层的所述热塑性聚酯类弹性体中的软段的含有比率为5重量％～60重量％；
所述邵氏硬度D小于80的聚合物选自由乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、氢化苯乙烯类热塑性弹性体、和乙烯-丙烯酸丁酯共聚物组成的组中的1种以上。
2.根据权利要求1所述的多层膜，
所述密封层的熔点比所述粘接层的熔点高。
3.根据权利要求1所述的多层膜，
所述粘接层中的热塑性聚酯类弹性体包括包含聚醚的软段及包含聚酯的硬段。
4.根据权利要求1所述的多层膜，
所述粘接层的所述热塑性聚酯类弹性体中的软段含有比率相对于所述密封层的所述热塑性聚酯类弹性体中的软段含有比率的比值为5以下。
5.根据权利要求1中所述的多层膜，
所述粘接层的所述热塑性聚酯类弹性体中的软段含有比率相对于所述密封层的所述热塑性聚酯类弹性体中的软段含有比率的比值为1.2以上。
6.根据权利要求1所述的多层膜，
所述粘接层的所述热塑性聚酯类弹性体中的软段含有比率相对于所述密封层的所述热塑性聚酯类弹性体中的软段含有比率的比值为1.2～5。
7.根据权利要求1所述的多层膜，
所述粘接层中的邵氏硬度D小于80的聚合物的含有比率1％～60％。
8.根据权利要求1所述的多层膜，
相对于所述粘接层的所述热塑性聚酯类弹性体100重量％，所述粘接层的所述热塑性聚酯类弹性体中的软段的含有比率为50重量％～90重量％。
9.根据权利要求1所述的多层膜，
所述第2粘接层包含所述热塑性聚酯类 弹性体，所述第1粘接层包含所述热塑性聚酯类 弹性体以及所述邵氏硬度D小于80的聚合物。
10.根据权利要求1所述的多层膜，
所述基布包含聚酯。
11.一种叠层体，
由根据权利要求1至10中的任一项所述的多层膜与基布粘接而成。
12.一种使用根据权利要求11所述的叠层体形成的安全气囊，
所述基布被形成为袋状，在所述基布的表面形成有所述多层膜。
13.一种制造方法，
用于制造包括根据权利要求1至10中的任一项所述的多层膜及基布的叠层体，
所述制造方法包括，以低于所述密封层的熔点的温度进行加热的同时，在所述粘接层侧将所述多层膜粘接在所述基布上的工序。
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