JP4231996B2 - エアバッグ目止め材用シリコーンゴム組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアバッグ目止め材用シリコーンゴム組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、シリコーンゴム組成物に接着性を付与する場合、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランやフェニルトリメトキシシラン、また、特公昭53−26376号公報で紹介されている下記の構造を持つ接着助剤を添加することが一般的である。
【0003】
【化2】
【0004】
しかし、これらの従来の技術では、金属やプラスチックに対して接着性を発現できるが、一度硬化したシリコーンゴムに未硬化のシリコーンゴムを接着させることは非常に困難であった。
【0005】
【特許文献1】
特公昭53−26376号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、シリコーンゴムにより含浸及び/又は被覆された基布の該シリコーンゴム含浸ないし被覆面同士を重ね合わせて袋状に形成したエアバッグにおいて、基布同士を重ね合わせる箇所に目止め材として使用され、硬化したシリコーンゴムに対して接着発現するエアバッグ目止め材用シリコーンゴム組成物を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、シリコーンゴムが含浸及び/又は被覆された基布の該シリコーンゴム含浸ないし被覆面同士を重ね合わせ、周縁部相互を接着又は縫製して袋状に形成したエアバッグにおいて、基布同士を重ね合わせ、接着又は縫製する箇所に目止め材として用いる接着性シリコーンゴム組成物に、接着助剤として下記一般式(1)
【化3】
【0008】
(式中、R1は炭素数1〜6のアルキレン基、R2はメチル基、エチル基又はプロピル基をそれぞれ示す。)
で示される化合物を添加することで、シリコーンゴムが含浸及び/又は被覆された基布に対して強固に接着性を発現させることが可能となることを知見し、本発明をなすに至った。
【0009】
従って、本発明は、シリコーンゴムにより含浸及び/又は被覆された基布の該シリコーンゴム含浸ないし被覆面同士を重ね合わせて袋状に形成したエアバッグにおける上記基布同士を重ね合わせる箇所に、目止め材として使用されるシリコーンゴム組成物であって、上記一般式(1)で示される化合物を配合することを特徴とするエアバッグ目止め材用シリコーンゴム組成物を提供する。
【0010】
この場合、該シリコーンゴム組成物としては、
(A)ケイ素原子結合アルケニル基を一分子中に平均2個以上含有するオルガノポリシロキサン:100重量部、
(B)一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ポリシロキサン:本成分の一分子中に含まれるケイ素原子に結合した水素原子の数が、(A)成分のオルガノポリシロキサンが有するアルケニル基1個当たり、0.5〜5.0個となる量、
(C)白金族金属系触媒:触媒量、
(D)上記一般式(1)の化合物:0.1〜10重量部、
更に好ましくは
(E)チタン酸エステル化合物:0.01〜5重量部
を含有するものであることが有効である。
【0011】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明のエアバッグ目止め材用シリコーンゴム組成物は、上述したように、式(1)の化合物を配合することを特徴とするが、この場合、シリコーンゴム組成物としては、特に付加反応硬化型のものが好ましく、上記(A)〜(C)成分を必須成分とし、これに(D)成分として式(1)の化合物を添加することが好ましい。以下、これらの成分につき詳述する。
【0012】
(A)アルケニル基含有オルガノポリシロキサン
本発明の組成物に用いるアルケニル基含有オルガノポリシロキサンは、一分子中に少なくとも2個のアルケニル基を含有するもので、通常は主鎖部分が基本的にジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基で封鎖された直鎖状のものであるのが一般的であるが、これは分子構造の一部に分岐状の構造を含んだものであってもよく、また環状体であってもよいが、硬化物の機械的強度等の物性の点から直鎖状のジオルガノポリシロキサンが好ましい。該アルケニル基は、分子鎖の両末端のみに存在していても、あるいは分子鎖の両末端及び分子鎖の途中に存在していてもよい。このようなアルケニル基含有オルガノポリシロキサンの代表例としては、例えば、下記一般式(2)で表されるオルガノポリシロキサンが挙げられる。
【0013】
【化4】
(式中、Xはアルケニル基、R3は独立に脂肪族不飽和結合を含有しない非置換又は置換の1価炭化水素基、R4はX又はR3であり、n,mはそれぞれ0又は1以上の整数である。)
【0014】
式中、R3の脂肪族不飽和結合を含有しない非置換又は置換の1価炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニリル基等のアリール基;ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、メチルベンジル基等のアラルキル基;並びにこれらの基の炭素原子に結合している水素原子の一部又は全部がフッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、シアノ基などで置換された基、例えば、クロロメチル基、2−ブロモエチル基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、クロロフェニル基、フルオロフェニル基、シアノエチル基、3,3,4,4,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシル基などが挙げられ、代表的なものは炭素数1〜10、特に代表的なものは炭素数1〜6のものであり、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、クロロメチル基、ブロモエチル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基、シアノエチル基等の炭素数1〜3の非置換又は置換のアルキル基及びフェニル基、クロロフェニル基、フルオロフェニル基等の非置換又は置換のフェニル基である。
【0015】
式中、Xのアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等の通常炭素数2〜8程度のものが挙げられ、中でもビニル基、アリル基等の低級アルケニル基が好ましい。
【0016】
式中、nは0又は1以上の整数であり、mは0又は1以上の整数である。また、n及びmは、10≦n+m≦10,000を満たす整数であるのが好ましく、より好ましくは50≦n+m≦2,000であり、かつ0≦m/(n+m)≦0.2を満足する整数である。
【0017】
また、このようなアルケニル基含有オルガノポリシロキサンは、25℃における粘度が10〜1,000,000cSt、特に100〜500,000cSt程度のものが好ましい。
【0018】
(B)オルガノハイドロジェンポリシロキサン
本発明の組成物に用いるオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、一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する水素原子(即ち、SiH基)を含有するものであり、直鎖状、分岐状、環状、あるいは三次元網状構造の樹脂状物のいずれでもよい。このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンの代表例としては、例えば、下記平均組成式(3)
HaR5 bSiO(4-a-b)/2 (3)
(式中、R5は独立に脂肪族不飽和結合を含有しない非置換又は置換の1価炭化水素基であり、a及びbは、0<a<2、0.8≦b≦2かつ0.8<a+b≦3となる数であり、好ましくは0.05≦a≦1、1.5≦b≦2かつ1.8≦a+b≦2.7となる数である。)
で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンが挙げられる。
【0019】
式中、R5の脂肪族不飽和結合を含有しない非置換又は置換の1価炭化水素基としては、前記一般式(2)のR3として例示したものと同様のものが挙げられ、代表的なものは炭素数1〜10、特に炭素数1〜7のものであり、好ましくはメチル基等の炭素数1〜3の低級アルキル基、フェニル基、3,3,3−トリフルオロプロピル基である。このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンの例としては、例えば、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサン、1,3,5,7,8−ペンタメチルペンタシクロシロキサン等のシロキサンオリゴマー;分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、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、分子鎖両末端シラノール基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端シラノール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、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェン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等;R2(H)SiO1/2単位とSiO4/2単位からなり、任意にR3SiO1/2単位、R2SiO2/2単位、R(H)SiO2/2単位、(H)SiO3/2単位又はRSiO3/2単位を含み得るシリコーンレジン(但し、式中、Rは前記のR3として例示した非置換又は置換の1価炭化水素基と同様のものである)などが挙げられ、更には下記式
(DH)4、MH−Dn−MH、M−Dn−DH m−M
(但し、MはR3SiO1/2単位、DはR2SiO2/2単位、MHはR2(H)SiO1/2単位、DHはR(H)SiO2/2単位を示し、m,nは式(2)の場合と同様の意味を示す。)
等で表されるものが挙げられる。
【0020】
本発明の組成物に用いるオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、公知の方法で得ることができ、例えば、一般式:R5SiHCl2及びR5 2SiHCl(式中、R5は前記と同じである。)から選ばれる少なくとも1種のクロロシランを共加水分解し、あるいは該クロロシランと一般式:R5 3SiCl及びR5 2SiCl2(式中、R5は前記と同じである。)から選ばれる少なくとも1種のクロロシランを組み合わせて共加水分解して得ることができる。また、オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、このように共加水分解して得られたポリシロキサンを平衡化したものでもよい。
【0021】
成分(B)の使用量は、成分(A)のアルケニル基含有オルガノポリシロキサン中のアルケニル基1モル当たり、成分(B)のオルガノハイドロジェンポリシロキサン中のケイ素原子に結合した水素原子(即ち、SiH基)が、通常0.5〜5.0モルとなるような量、好ましくは0.8〜2.5モルとなるような量である。
【0022】
(C)白金族金属系触媒
本発明に用いる白金族金属系触媒は、前記の成分(A)のアルケニル基と成分(B)のケイ素原子に結合する水素原子との付加反応を促進するための触媒であり、ヒドロシリル化反応に用いられる触媒として周知の触媒が挙げられる。その具体例としては、例えば、白金(白金黒を含む)、ロジウム、パラジウム等の白金族金属単体;H2PtCl4・nH2O、H2PtCl6・nH2O、NaHPtCl6・nH2O、KHPtCl6・nH2O、Na2PtCl6・nH2O、K2PtCl4・nH2O、PtCl4・nH2O、PtCl2、Na2HPtCl4・nH2O(但し、式中、nは0〜6の整数であり、好ましくは0又は6である。)等の塩化白金、塩化白金酸及び塩化白金酸塩;アルコール変性塩化白金酸(米国特許第3,220,972号明細書参照);塩化白金酸とオレフィンとのコンプレックス(米国特許第3,159,601号明細書、同第3,159,662号明細書、同第3,775,452号明細書参照);白金黒、パラジウム等の白金族金属をアルミナ、シリカ、カーボン等の担体に担持させたもの;ロジウム−オレフィンコンプレックス;クロロトリス(トリフェニルフォスフィン)ロジウム(ウィルキンソン触媒);塩化白金、塩化白金酸又は塩化白金酸塩とビニル基含有シロキサン、特にビニル基含有環状シロキサンとのコンプレックスなどが挙げられる。
【0023】
成分(C)の使用量は、所謂触媒量でよく、通常、成分(A)及び成分(B)の合計量に対する白金族金属の重量換算で、0.1〜500ppm、特には0.5〜200ppm程度でよい。
【0024】
(D)接着助剤
本発明のエアバッグ目止め材用シリコーンゴム組成物は、接着助剤として下記一般式(1)の化合物を含有する。
【化5】
(式中、R1は炭素数1〜6のアルキレン基、R2はメチル基、エチル基又はプロピル基をそれぞれ示す。)
【0025】
上記式(1)の化合物として具体的には、下記のものが挙げられる。
IUPAC名「トリス(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート」であり、下記の構造を持つ化合物である。
【化6】
IUPAC名「トリス(3−トリエトキシシリルプロピル)イソシアヌレート」であり、下記の構造を持つ化合物である。
【化7】
IUPAC名「トリス(3−トリプロポキシシリルプロピル)イソシアヌレート」であり、下記の構造を持つ化合物である。
【化8】
【0026】
(D)成分の式(1)の化合物の配合量は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100重量部に対し、0.1〜10重量部、特に0.5〜3重量部であることが好ましい。(D)成分の配合量が少なすぎると接着性が十分発現しない場合があり、多すぎると組成物の流動性が著しく低下する場合がある。
【0027】
(E)チタン酸エステル化合物
本発明のシリコーンゴム組成物には、必要によりチタン酸エステルを配合することができ、チタン酸エステルの配合により、(D)成分を単独で配合した場合に比べて、(D)成分と(E)成分の併用によって更に接着性向上効果が促進されるものである。
【0028】
チタン酸エステルとしては、テトライソプロポキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタン等のテトラアルコキシチタン化合物などが挙げられ、その配合量は、(A)成分のオルガノポリシロキサン100重量部に対し、通常、5重量部以下(0〜5重量部)、好ましくは0.01〜5重量部、特に0.1〜1.0重量部であることが好ましい。少なすぎると配合効果がなく、多すぎるとチタン酸エステルが加水分解する際に生ずるアルコールが多くなって、架橋剤を壊す可能性がある。
【0029】
その他の成分
本発明の組成物には、前記成分(A)、成分(B)、成分(C)、成分(D)及び成分(E)以外に、必要に応じて、例えば、ヒュームドシリカ、ヒュームド二酸化チタン等の補強性無機充填剤;補強性のシリコーンレジン;ケイ酸カルシウム、二酸化チタン、酸化第二鉄、カーボンブラック等の非補強性無機充填剤を添加することができ、これらの無機充填剤の使用量は、該(A)〜(D)成分の合計量100重量部当たり、通常、0〜200重量部である。また、接着力向上の目的でチタンキレートなどの有機チタン化合物などを添加することができ、その配合量は、(A)〜(D)成分の合計量100重量部当たり、通常、0〜10重量部、好ましくは0.1〜5重量部である。また、接着付与成分として、エポキシ基、アルコキシシリル基、カルボニル基、フェニル基から選択される少なくとも1種の官能基を有するシラン、シロキサン等の有機ケイ素化合物を組成物中に添加してもよい。
【0030】
その他に炭酸カルシウムを添加することも硬化後のシリコーンゴムの切断時伸びを向上させたり、接着力向上等の点で有用である。炭酸カルシウム粉末は、塩基性を有するものであり、この炭酸カルシウムとしては、表面処理されていない炭酸カルシウム粉末として重質、コロイダルなど公知のものを使用できる。また、炭酸カルシウム粉末の表面が樹脂酸や脂肪酸類で表面処理されたものを用いてもよい。上記炭酸カルシウム粉末は、流動性・補強性を考慮すると平均粒径が0.05〜50μm、より好ましくは0.5〜50μmであるものが好ましい。また、炭酸カルシウム粉末が保持している水分を除去するために、ジメチルポリシロキサンで炭酸カルシウム粉末の加熱処理を行うことができる。この場合、加熱温度は50℃以上、より好ましくは80〜200℃であることがよく、更に減圧によって処理を促進することも有用である。この熱処理工程を行うことによって表面を処理されていない炭酸カルシウム粉末は、実質的にはジメチルポリシロキサンで処理されることによって含有している水分を放出する。そのため付加反応硬化型シリコーンゴム組成物とした際に成分(B)のオルガノハイドロジェンポリシロキサンを変質させてしまうことなく安定した付加反応硬化型シリコーンゴム組成物を提供できる。炭酸カルシウムの使用量は、(A)〜(D)成分の合計量100重量部当たり、通常、0〜200重量部、特に5〜50重量部である。
【0031】
本発明の組成物は、通常の硬化性シリコーンゴム組成物と同様に、2液に分け、使用時にこの2液を混合して硬化させる所謂2液型の組成物でもよい。また、1液2液にかかわらず、組成物の接着性を向上させる目的で前記成分以外にエポキシ基含有ポリシロキサン化合物やエステルシロキサン化合物を必要により配合することができる。硬化条件としては、公知の付加反応硬化型シリコーンゴム組成物と同様でよく、例えば常温でも十分硬化するが、必要に応じて加熱してもよい。
【0032】
本発明に係るシリコーンゴム組成物は、シリコーンゴムにより含浸及び/又は被覆された基布の該シリコーンゴム含浸ないし被覆面同士を重ね合わせて袋状に形成したエアバッグにおける上記基布同士を重ね合わせる箇所に、目止め材として使用されるものである。
【0033】
この場合、このシリコーンゴム組成物を用いてエアバッグの目止めを行う方法としては、例えば、特開2001−1854号公報に記載されているように、平織り布同士で袋状のエアバッグを作る際の平織り布同士を縫い合わせする部分に、本発明のシリコーンゴム組成物を硬化させてなるシリコーンゴムをシームシーラント(目止め材)として適用する方法等が挙げられる。
【0034】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記の例において部は重量部を示す。
【0035】
また、下記の例においては、下記原料を使用し、検討を行った。
(A−1)接着性付与剤:フェニルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM103)
(A−2)接着性付与剤:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM403)
(A−3)接着性付与剤:トリス(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート(ALDRICH社製)
【化9】
(A−4)接着性付与剤:トリス(3−トリエトキシシリルプロピル)イソシアヌレート
【0036】
【化10】
(A−5)接着性付与剤:トリス(3−トリプロポキシシリルプロピル)イソシアヌレート
【化11】
(B)オルガノポリシロキサン
Vi(Me)2Si−(OSiMe2)n−OSi(Me)2Vi
(式中、Meはメチル基であり、Viはビニル基であり、nは該シロキサンの25℃における粘度が100,000cStとなるような数である。)
で表されるビニル基含有の直鎖状オルガノポリシロキサン
(C−1)オルガノハイドロジェンポリシロキサン
MH−D18−MH
(C−2)オルガノハイドロジェンポリシロキサン
M−D40−DH 2−M
(但し、MHは(CH3)2HSiO1/2、Dは(CH3)2SiO、Mは(CH3)3SiO1/2、DHは(CH3)HSiOを示す。)
(D)白金族金属系触媒
白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体/トルエン溶液(白金元素含有量0.5重量%)
(E)有機チタン化合物
Ti[OCH2CH(C2H5)(CH2)3CH3]4
(F)補強性レジン
Vi(Me)2SiO1/2単位とSiO4/2単位からなるビニル基含有メチルポリシロキサンレジン
(G)補強性無機充填剤
ジメチルポリシロキサンとヘキサメチルジシラザンで処理された煙霧状シリカ
(H)硬化制御剤
エチニル−シクロヘキサノール/50%トルエン溶液
(I)炭酸カルシウム粉末
丸尾カルシウム(株)製、カーレックス300、平均粒径0.04μm(表面処理剤:高級脂肪酸(ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸の混合物))
【0037】
[実施例1〜4、比較例1,2]
以上の原料を用い、まず(B)と(I)を混合し、熱処理を減圧しながら150℃×2時間行った。次いで室温にまで降温させ、(A)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)、(H)を減圧下で混合して、表1に示す組成の接着性シリコーンゴム組成物を調製した。
(試験方法)
ピール試験…シリコーンでコートした布のコート面同士を張り合わせ、その時に上記の接着性シリコーンゴム組成物を用いた(この時の接着性シリコーンゴム組成物の厚みは、0.5mmである)。接着性シリコーンゴム組成物を硬化した後に、ストログラフを用いて布を引き剥がす実験を行った。その時の強度をピール試験(kgf/cm)で表し、接着界面の凝集破壊率の度合いを「%」で表した。
上記の結果を表1に示す。
【0038】
【表1】
【0039】
実施例1,2では、接着付与成分としてトリス(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート(ALDRICH社製)を用いた。添加部数を1部と2部で試験を行ったが、どちらの添加部数でも接着性は満足いくものであった。
実施例3,4では、接着付与成分としてトリス(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート(ALDRICH社製)の代わりにトリス(3−トリエトキシシリルプロピル)イソシアヌレート及びトリス(3−トリプロポキシシリルプロピル)イソシアヌレートをそれぞれ用いたが、十分な接着性が確認された。
比較例1,2では、接着付与成分として信越化学工業(株)製のフェニルトリメトキシシランKBM103とγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランKBM403を用いた。しかしながら、満足のいく接着性を得ることができなかった。
【0040】
以上のように、接着助剤として、下記一般式(1)
【化12】
(式中、R1は炭素数1〜6のアルキレン基、R2はメチル基、エチル基又はプロピル基をそれぞれ示す。)
で示される化合物を配合することで、シリコーンゴムにより含浸及び/又は被覆された基布の該シリコーンゴム含浸ないし被覆面同士を重ね合わせて袋状に形成したエアバッグにおいて、基布同士を重ね合わせる箇所に目止め材として接着性が向上する。
【0041】
【発明の効果】
本発明のエアバッグ目止め材用シリコーンゴム組成物は、シリコーンゴムが含浸及び/又は被覆された基布の該シリコーンゴム含浸ないし被覆面同士を重ね合わせ、周縁部相互を接着又は縫製して袋状に形成したエアバッグにおいて、基布同士を重ね合わせ、接着又は縫製する箇所に目止め材として使用されて、優れた接着性を与える。
Claims (3)
- (A)ケイ素原子結合アルケニル基を一分子中に平均2個以上含有するオルガノポリシロキサン:100重量部、
(B)一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ポリシロキサン:本成分の一分子中に含まれるケイ素原子に結合した水素原子の数が、(A)成分のオルガノポリシロキサンが有するアルケニル基1個当たり、0.5〜5.0個となる量、
(C)白金族金属系触媒:触媒量、
(D)上記一般式(1)の化合物:0.1〜10重量部
を含有するものである請求項1記載のエアバッグ目止め材用シリコーンゴム組成物。 - (E)チタン酸エステル化合物を(A)オルガノポリシロキサン100重量部に対して0.01〜5重量部添加することを特徴とする請求項1又は2に記載のエアバッグ目止め材用シリコーンゴム組成物。
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