JP2016113141A - クラッシュパッド - Google Patents
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Abstract
【課題】クラッシュパッドを提供する。【解決手段】本発明によるクラッシュパッドは、表皮材の可塑剤が発泡層に転移されて表皮材の可塑剤の含量が低減することによる表皮材の硬化及び収縮、エアバッグの展開線の露出、低温衝撃性の低下などを防止するために、発泡層がフォーム分子を取り囲むコーティング剤を含み、表皮材と発泡層との間に介在される遮断膜を含むことで、可塑剤の浸透及びフォーム分子との結合を防止することを特徴とする。【選択図】図10
Description
本発明は、クラッシュパッドに関するもので、より詳細には、表皮材の可塑剤が発泡層に転移されて表皮材の可塑剤の含量が低減することによる表皮材の硬化及び収縮、エアバッグの展開線の露出、低温衝撃性の低下などを防止するために、発泡層がフォーム分子を取り囲むコーティング剤を含み、表皮材と発泡層との間に介在される遮断膜を含むことで、可塑剤の浸透及びフォーム分子との結合を防止できるクラッシュパッドに関する。
一般的に、自動車内の前方に設置される内蔵材であって、衝突事故などで乗客を安全に保護するために運転席及び助手席などの前方の内側にクラッシュパッド(crash pad)が設置される。
このようなクラッシュパッドは、発泡材(フォーム(foam)材)を用いて弾性的なクッション性能及びある程度の衝撃を吸収する機能に加えて、外見上きれいな表面状態を有するように製作される。
図1から図3を参照すると、通常、自動車用クラッシュパッドは、きれいな表面状態を提供するための表皮材(skin)3と、前記表皮材の内側でクラッシュパッドの骨組みの役割をする基材(core)5と、で構成され、前記表皮材と基材との間にはクッション及び衝撃吸収の性能を提供するための発泡層7が介在される。
前記表皮材3は、50〜60重量%のPVC31と、3〜5重量%の顔料(添加剤)33、3〜5重量%の乾燥剤35、及び35〜40重量%の可塑剤37を含む。前記可塑剤37は、ソフト感、耐環境・耐衝撃性を向上させるために含まれる。
図3を参照すると、クラッシュパッドが製品化に向けた耐環境性仕様を満足するか否かを確認するための耐熱老化(110℃,300hr)試験過程で可塑剤37が発泡層7に転移されるという問題がわかる。耐熱老化過程で前記表皮材3に含まれている可塑剤37が発泡層7に転移されて前記発泡層のフォーム分子71と電気的結合(B)をするため、前記表皮材3の可塑剤37の含量が減少するようになる。
前記可塑剤は、上述したように表皮材のソフト感及び耐環境性を向上させるためのものであり、前記可塑剤の減少につれて、図4に示すように表皮材の硬度が上昇して硬化し、図6に示すように表皮材が収縮してエアバッグラインなどが露出し、低温衝撃性が低下するなどの様々な問題が生じた。
したがって、表皮材の耐環境性などの問題を解決するために可塑剤の転移を根本的に防止する技術の開発が求められる。
本発明は、上記問題を解決するために案出されたもので、表皮材に含まれた可塑剤が発泡層に転移しないクラッシュパッドを提供することにその目的がある。
また、本発明は、安全性に直結するエアバッグの展開線領域での可塑剤の転移を完全に遮断できるクラッシュパッドを提供することにその目的がある。
本発明の目的は、上述した目的に制限されることはなく、言及していない他の目的は下記記載によって当業者に明確に理解できるものである。
本発明は、以下の構成を含む。
本発明によるクラッシュパッドは、可塑剤を含み、成形空間を形成する表皮材と、前記成形空間に発泡液を注入して発泡成形される発泡層と、を含み、前記発泡層は発泡成形により形成されるフォーム分子と、前記フォーム分子を取り囲んで前記可塑剤が前記発泡層に転移されることを防止するコーティング剤と、を含むことを特徴とする。
本発明の好ましい実施例において、前記コーティング剤は前記可塑剤と逆の極性を有することを特徴とする。
本発明の好ましい実施例において、前記コーティング剤は前記可塑剤と同じ素材を用いたものであることを特徴とする。
本発明によるクラッシュパッドは、前記表皮材と前記発泡層との間に介在されて前記可塑剤が前記発泡層に転移されることを防止する遮断膜をさらに含むことを特徴とする。
本発明の好ましい実施例において、前記遮断膜はTPOであることを特徴とする。
本発明の好ましい実施例において、前記遮断膜はフォーム分子が侵入するように貫通形成された複数の微細孔を含み、前記微細孔は1.5〜2.0mmの直径を有することを特徴とする。
本発明の好ましい実施例において、前記遮断膜は前記表皮材のエアバッグの展開線と一致するように形成された分離線を含み、前記分離線を基準として前記分離線の周辺に10〜20mmの幅で形成されることを特徴とする。
本発明の好ましい実施例において、前記微細孔は前記分離線から50〜70mm離れた位置に形成されることを特徴とする。
本発明の好ましい実施例において、前記遮断膜は、一面に両面テープが付着されて前記両面テープにより前記表皮材の内側に接着され、前記両面テープはPVCフィルムであり、100〜110℃で900〜1000時間後にも70〜100%の接着力を維持することを特徴とする。
本発明によるクラッシュパッドは次のような効果を有する。
本発明は、発泡層が可塑剤と逆の極性を有するコーティング剤を含むことで、可塑剤の浸透を未然に防止することができる。
本発明は、前記コーティング剤がフォーム分子を取り囲むことで、前記可塑剤とフォーム分子が電気的に結合できないようにする。
本発明は、遮断膜を含むことで、物理的な方法で可塑剤の転移を完全に遮断することができる。
本発明は、遮断膜が微細孔を含むことで、前記微細孔でフォーム分子が浸透できるため、表皮材と発泡層の接着力が減少しない効果がある。
本発明は、エアバッグの展開線領域での可塑剤の転移を完全に遮断(遮断率98%以上)することで、表皮材の収縮が起こらず、乗員の安全性が向上させることができる。
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施例について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施するように詳細に説明する。ただし、本発明の実施例を説明するに当たって、公知機能または構成に関する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明にすると判断される場合はその詳細な説明を省略する。
本発明によるクラッシュパッドは、基材と、発泡層が形成されるように成形空間を含む表皮材と、前記成形空間に発泡液を注入して発泡成形される発泡層と、を含む。
前記クラッシュパッドは、金型(図示せず)に表皮材と基材を挿入した後、成形空間(図示せず)に発泡液を注入して前記金型を圧着して製造される。したがって、前記クラッシュパッドは下側から基材、発泡層、表皮材が積層された構造を有する。
前記基材は、クラッシュパッドの骨組みの役割をし、従来のクラッシュパッドに用いられた基材とその構成、機能などが同一であるため、これに関する詳しい説明は省略する。
図5を参照すると、前記表皮材は、PVC(Polyvinyl chloride)131、顔料(添加剤)133、乾燥剤135、及び可塑剤137を含むことができる。
前記可塑剤137は、表皮材13のソフト感、耐環境性・耐衝撃性を向上させるもので、トリメリテート系またはTOTM(Trioctyl trimellitate)系可塑剤などを使用することができる。上述したように、従来のクラッシュパッドは、耐熱老化試験過程で可塑剤が発泡層に転移されて表皮材の可塑剤の含量が減少して表皮材の物性が低減するという問題があった。
前記発泡層15は、発泡液のポリウレタン(Polyurethane、以下「PU」)液を発泡反応して形成されるが、この過程で前記PU液はフォーム分子151からなる。前記フォーム分子151は、フォームの形状の特性上、空いた空間がたくさん存在するため、前記発泡層15に可塑剤137が転移されると、前記空いた空間に電気的に結合するようになる。本発明では、説明の便宜のために、前記フォーム分子151を図5に示すような形状にしたが、フォーム分子151の形状がこれに限定されることはない。
本発明の一実施例によるクラッシュパッドにおいて、前記発泡層15は、可塑剤137の転移を防止するコーティング剤153を含むことができる。
前記コーティング剤153は前記PU液に添加されるが、前記PU液から前記フォーム分子151が形成される時、前記フォーム分子151を取り囲むことができる(C)。
前記コーティング剤153は、前記フォーム分子151を取り囲んで(C)いるため、上述したようなフォーム分子151と可塑剤137の電気的結合を遮断することができる。
前記コーティング剤153は、前記フォーム分子151と前記可塑剤137の結合を防止するものであれば何れもよいが、好ましくは前記可塑剤137と逆の極性を帯びる素材が挙げられる。したがって、逆の極性同士は混合しない特性を用いて前記可塑剤137が発泡層15に浸透し難くなる。
また、前記コーティング剤153に前記可塑剤と同じ素材を用いて予め前記フォーム分子151と結合することで、前記表皮材13から前記発泡層15に転移される可塑剤137が前記フォーム分子151と結合できないようにして前記可塑剤137の転移を防止してもよい。
測定例
前記コーティング剤によって可塑剤の転移を遮断したか否かを確認するために前記PU液にコーティング剤(前記可塑剤と同じ素材であって、トリメリテート系可塑剤を使用)を添加してクラッシュパッドを製造し、物性を測定した。
前記コーティング剤によって可塑剤の転移を遮断したか否かを確認するために前記PU液にコーティング剤(前記可塑剤と同じ素材であって、トリメリテート系可塑剤を使用)を添加してクラッシュパッドを製造し、物性を測定した。
図6は、既存のクラッシュパッドと本発明による改善したクラッシュパッドに対して120℃で50日間(1200時間)の耐熱老化試験を行った結果を示す図面である。
既存のクラッシュパッドは、可塑剤の転移による表皮材の表面硬化及び収縮があったが、本発明による改善したクラッシュパッドは、初期の物性値を維持しているため、可塑剤の転移が遮断されたことを確認することができる。
図7の(a)は、120℃で50日間(1200時間)の耐熱老化を行う過程で既存のクラッシュパッドと本発明による改善したクラッシュパッドを50%引っ張った時の応力を測定したグラフで、図7の(b)は、耐熱老化を行う過程で、それぞれの表皮材の試片における可塑剤の含量を測定したグラフである。
図7の(a)を参照すると、既存のクラッシュパッドは、耐熱老化につれて可塑剤が転移されて引張強度が大きく変わるが、本発明による改善したクラッシュパッドは、初期の物性値を維持しているため、可塑剤の転移が遮断されたことを確認することができる。
図7の(b)を参照すると、既存のクラッシュパッドは、耐熱老化につれて表皮材の可塑剤の含量が持続的に減少するが、本発明による改善したクラッシュパッドは、初期の含量に比べて90%以上の可塑剤の含量を維持しているため、可塑剤の転移がほぼ起こらなかったことを定量的に確認することができる。
本発明の他の実施例によるクラッシュパッドは、前記表皮材と発泡層との間に介在されて前記可塑剤の転移を防止する遮断膜17を含むことができる。
図8を参照すると、車両用クラッシュパッドは、その内側にエアバッグ(図示せず)が位置するため、事故などが発生してエアバッグが作動しなければならない場合にエアバッグが広がるようにエアバッグの展開線(D)という一種の隙間を含む。
従来のクラッシュパッドは、耐環境条件(110℃、1000時間)で可塑剤の転移によって表皮材が収縮してエアバッグの展開線領域の表面が変形する虞があるため、乗員の安全上の問題があった。
したがって、本発明では、エアバッグの展開線領域で可塑剤を安全に遮断するために図9に示すような遮断膜17を含む。
前記遮断膜17は、耐環境性に優れたTPO(Thermoplastic olefin)材質を用いることが好ましい。
前記遮断膜17は、前記表皮材と発泡層との間に介在される構成であるため、表皮材と発泡層の接着力と共に可塑剤の転移の遮断効率を考慮して0.2〜0.5mm、好ましくは0.3mmの厚さを有することができる。
図9を参照すると、前記遮断膜17は、エアバッグの展開線と一致するように切開された分離線171を含むことができる。前記分離線及びエアバッグの展開線は、後述するように、エアバッグの展開線の加工(Cold knife)によって形成される。
前記遮断膜17は、前記分離線171を基準として両側に10〜20mmの幅(E、E’)を有する形状に製造される。好ましくは、前記分離線171を中心として両側に一定の幅(E、E’)を有するように製造される。
図9及び図10を参照すると、前記遮断膜17は、フォーム分子151が侵入するように貫通形成された複数の微細孔173を含むことができる。上述したように、成形空間に発泡液を注入した後、表皮材と基材を金型で圧着する時、発泡層と表皮材が接着しなければならないが、遮断膜17がその間に介在されているため、両構成要素の接着力が低減する虞がある。
したがって、本発明では、前記遮断膜17にフォーム分子151が侵入できる微細孔173を形成することによって、可塑剤137の転移を防止する共に表皮材と発泡層の接着力の低下を防止することができる。
前記微細孔173は、前記遮断膜において、いずれの形状、いずれの位置に形成されてもよいが、表皮材と発泡層の均一な接着及び接着力の増大のために、1.5〜2.0mmの直径で、前記分離線171から50〜70mm離れた位置に形成されることが好ましい。
図10を参照すると、本発明によるクラッシュパッドは、前記遮断膜17を含むことで、可塑剤の転移を物理的な方法で遮断すると共に、前記可塑剤137と逆の極性を有するコーティング剤153がフォーム分子151を取り囲むことで、可塑剤137の浸透及びフォーム分子151への結合を難しくするため、可塑剤137の転移を98%以上遮断することができる。
図11を参照すると、本発明によるクラッシュパッドは、前記遮断膜を前記表皮材の内側に接着し、エアバッグの展開線を加工し、上述したように成形空間にコーティング剤を含む発泡液を注入して発泡層を成形することで製造される。
したがって、前記遮断膜を表皮材に接着するために、前記遮断膜は一面に耐環境性の両面テープ(図示せず)が付着されることができる。
前記両面テープは、耐熱老化過程(120℃で50日)を経ても前記表皮材の正確な位置に接着しなければならないものである。接着力が低下して遮断膜の位置がずれると、エアバッグの展開線と分離線が一致しなくなって安全上の危険を生むことがあり、遮断膜の脱着によって表皮材と発泡層の結合力も低減することがあるからである。
したがって、前記両面テープは、110℃で1000時間後にも接着力が70%以上維持される条件を満足するPVCフィルムにすることができる。
本発明によるクラッシュパッドは、発泡層が可塑剤と逆の極性を有するコーティング剤を含むか、可塑剤と同じ素材のコーティング剤を含むことで、可塑剤の浸透及びフォーム分子との結合を難しくすることによって可塑剤の転移を防止することができる。
また、本発明によるクラッシュパッドは、前記表皮材と発泡層との間に介在される遮断膜を含むことで、物理的な方法で可塑剤の転移を防止することができる。
したがって、本発明によるクラッシュパッドは、可塑剤の転移を98%以上遮断することによって、表皮材の硬化、エアバッグの展開線の露出、低温衝撃性の低下という問題を解決することができる。
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は上述した実施例に限定されることはなく、次の特許請求の範囲で定義する本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。
1 クラッシュパッド
11 基材
13 表皮材
131 PVC
133 顔料(添加剤)
135 乾燥剤
137 可塑剤
15 発泡層
151 フォーム分子
153 コーティング剤
17 遮断膜
171 分離線
173 微細孔
A エアバッグの展開線
11 基材
13 表皮材
131 PVC
133 顔料(添加剤)
135 乾燥剤
137 可塑剤
15 発泡層
151 フォーム分子
153 コーティング剤
17 遮断膜
171 分離線
173 微細孔
A エアバッグの展開線
Claims (14)
- 可塑剤を含み、成形空間を形成する表皮材と、前記成形空間に発泡液を注入して発泡成形される発泡層と、を含み、
前記発泡層は、発泡成形により形成されるフォーム分子と、前記フォーム分子を取り囲んで前記可塑剤が前記発泡層に転移されることを防止するコーティング剤と、を含むことを特徴とするクラッシュパッド。 - 前記コーティング剤は、前記可塑剤と逆の極性を有することを特徴とする請求項1に記載のクラッシュパッド。
- 前記コーティング剤は、前記可塑剤と同じ素材を用いたものであることを特徴とする請求項1に記載のクラッシュパッド。
- 前記表皮材と前記発泡層との間に介在されて前記可塑剤が前記発泡層に転移されることを防止する遮断膜をさらに含むことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載のクラッシュパッド。
- 前記遮断膜はTPOであることを特徴とする請求項4に記載のクラッシュパッド。
- 前記遮断膜は、フォーム分子が侵入するように貫通形成された複数の微細孔を含むことを特徴とする請求項4に記載のクラッシュパッド。
- 前記微細孔は1.5〜2.0mmの直径を有することを特徴とする請求項6に記載のクラッシュパッド。
- 前記遮断膜は、前記表皮材のエアバッグの展開線と一致するように形成された分離線を含むことを特徴とする請求項4に記載のクラッシュパッド。
- 前記遮断膜は、前記分離線を基準として前記分離線の周辺に10〜20mmの幅で形成されることを特徴とする請求項8に記載のクラッシュパッド。
- 前記遮断膜は、フォーム分子が侵入するように貫通形成された複数の微細孔を含むことを特徴とする請求項9に記載のクラッシュパッド。
- 前記微細孔は、前記分離線から50〜70mm離れた位置に形成されることを特徴とする請求項10に記載のクラッシュパッド。
- 前記遮断膜は、一面に両面テープが付着され、前記両面テープにより前記表皮材の内側に接着されることを特徴とする請求項4に記載のクラッシュパッド。
- 前記両面テープはPVCフィルムであることを特徴とする請求項12に記載のクラッシュパッド。
- 前記両面テープは、100〜110℃で900〜1000時間後にも70〜100%の接着力を維持することを特徴とする請求項13に記載のクラッシュパッド。
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