KR0140180B1 - 에어백용 열차단막 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어백용 열차단막에 관한 것으로, 클로로프렌 라텍스가 처리된 나일론 직물에 클로로프렌 고무함량이 40 50 중량%인 고무배합물을 편면 또는 양면에 칼렌더링한 후 가황시켜 제조되는 것을 특징으로하는 에어백용 열차단막을 제공하는 것이며, 본 발명의 에어백용 열차단막은 열차단 효과가 우수하고 본 발명의 열차단막을 덧댄 에어백은 제조비용이 저렴하고 봉제시 불량률을 줄일 수 있어 생산성도 뛰어나 자동차 운전자 보호용 에어백용 시스템으로 적합하다.

Description

에어백용 열차단막

본발명은 자동차 운전자 보호용 에어백 시스템이 있어서, 충돌시 인플레이터(고압가스 발생장치)로부터 발생하는 고열에 의해 에어백을 구성하는 원단이 손상되지 않도록 인플레이터 주위에 보강용으로 덧대는 에어백용 열차단막에 관한 것이다.

최근, 자동차에 있어서 운전자의 안전확보를 위하여 에어백 시스템 장착의 필요성이 급속히 증가하고 있다. 이러한 에어백은 자동차 충돌사고시, 충돌쇼크를 센서가 감지하여, 인플레이터로부터 고압가스를 발생시켜, 이 가스에 의해 에어백이 순간적으로 팽창하게 되고 팽창된 에어백이 운전자의 얼굴 및 가슴부위와 자동차 핸들등과의 충돌력을 흡수하여, 충돌시 발생할수 있는 충격 손상을 줄일 수 있게 된다.

보통, 종래의 에어백용 원단으로는 200~1000데니어의 나일론66 필라멘트를 이용한 평직물에, 클로로프렌등의 합성고무를 편면에 코팅한 직물이 이용되고 있다.

에어백을 팽창시키기 위해서 사용되는 인플레이터는 폭약에 의해 가스를 발생시키는 것으로, 에어백이 팽창할 때에는 1000℃부근의 열을 발생시키므로 에어백이 팽창하여 사람의 얼굴과 접촉시 백의 내부온도는 300~400℃ 부근인 것으로 알려져 있다.

따라서, 이러한 고온가스에 의해 에어백을 구성하는 섬유가 용융되기도 하고 열화되기도 하는 문제가 발생한다. 또, 에어백은 고온가스에 의해 순간적으로 팽창되기 때문에 기포에 급격한 부하가 걸려 기포가 파괴되는 경우도 있다.

따라서, 에어백의 성능으로서 내열성 및 난연성이 요구되고 있다.

에어백에 상술한 고도의 내열성을 부여하기 위하여 일본 특개평 2-133268에서는 에틸렌프로필렌고무를 나일론 직물과 클로로프렌고무층 사이에 중간층으로 게재하였다. 또한, 일본 특개평 2-185848에서는 실리콘 고무를 코팅하여 종래 클로로프렌고무가 유발시킬 수 있는 나일론 원단의 열적 상해를 최소화하였다.

그러나, 이상 열거한 코팅직물은 에어백으로 봉제하는 경우에 인플레이터 주위에 폭발시 발생하는 고열을 막기 위하여 보강재를 2중, 3중 또는 그 이상으로 겹쳐 사용하고 있다. 따라서 이러한 방법은 동일 규격의 부품을 여러번 재단하여야 한다는 재단 공정상의 불이익이 있으며 또 에어백을 구성하는 원단의 소요량도 증가하여 제조비용이 높아지게 된다. 또한 여러겹을 겹쳐놓고 봉제하여야 하기 때문에 원단의 미끄러짐으로 인해 봉제품에 주름이 발생하기 쉽고, 또 재봉용 바늘도 부러지기가 쉬워 봉제품의 불량율을 높이는 원인이 되고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결코자 하는 것으로 재단 및 봉제공정이 용이하고 제조비용이 저렴한 에어백 인플레이터부 보강재인 열차단막을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은 클로로프렌 라텍스가 처리된 나일론 직물에 클로로프렌고무 함량이 40 내지 50중량%인 고무 배합물을 상기 원단의 편면 또는 양면에 칼렌더링한 후 증기로 가황시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 에어백용 열차단막을 제공하는 것이다.

본 발명에 사용되는 기포로서는 직물, 편물등의 적층체가 좋으며 치수 안정성을 부여한 다축직물의 등방성 기포도 양호한 특성을 발휘한다.

본 발명에서 에어백용 열차단막 제조를 위한 원사의 데니어 및 직조방법은 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들면 원사 데니어는 보통 200 내지 1500의 범위에서 선택되고, 제직밀도는 경 및 위 방향으로 10 내지 200본/인치의 범위에 있는 것이 바람직하다. 직기는 통상 워터제트직기, 에어제트직기, 셔틀직기, 래피아등이 주로 이용되고, 원단의 구조는 보통 평직으로 1×1, 2×2의 바스켓 구조, 매트구조, 립스탑등이 주로 이용되며, 트윌 및 사틴조직도 일부 이용될 수 있다.

기포의 조직도 임의로 선정할수 있고, 사용 데니어가 다른 조합, 또는 이종섬유사를 병용해도 좋다. 또한 기포의 중량은 기계특성, 작업성을 고려하여 선정하면 되고, 특별히 한정되지는 않으나 통상 50 내지 300g/m2 정도가 바람직하다.

본 발명에서는 기포를 구성하는 섬유의 종류로서 용융방사, 건식방사, 습식방사등에 의해 얻은 장섬유, 단섬유로부터 얻은 방적사, 또는 여러가지 가공을 행한 가공사가 이용될 수 있고, 이외에 이들을 병용할 수도 있다.

본 발명에서 사용되는 기포를 구성하는 섬유의 재료는, 예를 들면 나일론 6, 66, 46등의 폴리아미드 섬유; 파라페닐렌 테레프탈아미드, 또는 방향족에테르와의 공중합체등의 아라미드 섬유; 폴리알킬렌 테레프탈레이트로 대표되는 폴리에스테르 섬유; 전방향족 폴리에스테르 섬유; 파라 페닐렌 술폰, 폴리술폰등의 술폰계 섬유; 폴리에테르에테르케톤 섬유; 폴리에테르이미드섬유를 들 수 있는데 이들을 단독 또는 병용할 수 있다.

상기 섬유에는 원사의 제조공정이나 가공공정의 특성개량을 위하여 통상 사용되고 있는 각종 첨가제를 첨가할 수 있다. 예를 들어 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 증점제, 안료, 광택부여제, 난연제등을 함유해도 좋다.

또 제직, 엘라스토머 코팅등 차공정으로의 가공특성을 개량하기 위하여 가연, 호부, 수지가공등을 실시하여도 좋다.

본 발명에 있어서 에어백은 통상 사용되고 있는 것과 같은 것이면 되고 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어 할로겐 엘라스토머를 적층시킨 기포를 봉제한 것, 또 인플레이터 취부구, 배기구등을 설계한 것도 사용될 수 있다.

상기한 할로겐 엘라스토머는 불소, 염소, 브롬등의 할로겐을 함유한 고무, 수지등의 탄성체를 말한다. 예를 들어 불소고무, 클로로프렌고무, 하이파론고무, 에피클로로히드린 고무, 염화고무, 할로겐화 부틸고무등의 고무류; 염화비닐, 염화비닐리덴, 염소화 폴리올레핀, 불소화 비닐리덴등의 수지류의 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 있는데, 여기에 한정되지 않고 요구되는 특성에 따라 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

본 발명에서 칼렌더링에 사용되는 고무배합물은 클로로프렌 고무가 40내지 50중량% 배합된 것으로, 클로로프렌 고무의 함량이 40중량% 미만이면 도포하는 고무배합물의 무게증가로 경량화가 어려우며, 또한 인열이 저하되고, 성능시험시 고무층이 상하는 문제점이 발생하고, 50중량%를 초과하는 경우에는 토핑시 피막형성의 곤란으로 칼렌더 작업성이 나빠져 결국 생산성의 저하를 가져오게된다 또한, 그 특성 개량을 위하여 통상 사용되는 각종 첨가제, 예를 들면 카본등의 대표적 보강재, 노화방지제, 가황제, 가황촉진제, 가황지연제, 윤활제, 가소제, 산화방지제, 열안정제, 난연제, 안료등을 첨가할 수 있다. 코팅은 기포의 편면 또는 양면에, 나이프코팅, 칼렌더 코팅, 라미네이션, 스크리닝, 프린팅 등의 방식으로 행한다.

본 발명에서 이용되는 라텍스 수지의 재료는 클로로프렌 고무, 하이파론고무, 에피클로로히드린 고무등의 고무류; 염화비닐, 염소화 폴리올레핀등의 수지류 등이 이용될 수 있고 아크릴계 수지, 이소시아네이트계수지, 우레탄계수지 또는 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리우레탄등으로 대표되는 핫멜트수지등을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에 의해서 제조된 열차단막을 이용하여 에어백을 제조하면 에어백의 재단 및 봉제가 용이하며, 제조비용도 낮출 수 있다. 또한 본 발명의 열차단막을 에어백에 부착시키면 에어백의 폭발시 400 이상의 고열과 접촉하여도 견딜수 있는 고도의 내열성을 구비한 에어백을 제조할 수 있다.

이하 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명한다.

[실시예1]

840데니어의 나일론 66원사를 이용하여 경위사 밀도 21본/인치를 갖는 평직물을 제직한 후 지거(Jigger)를 이용하여 원단을 정련하였다. 이어서 하기 표 1의 조성으로 미리 제조된 클로로프렌 라텍스 원액을 적당량의 물과 혼합하여 고형분기준으로 농도 5%로 맞춘 후, 위에서 정련된 원단을 맹글을 이용하여 상기 용액에 침지시킨후 건조 및 세팅하였다.

하기 표 2와 같은 조성을 갖도록 클로로프렌 순고무를 오픈롤을 이용하여 배합하여, 도핑용 클로로프렌고무 제조액을 만든후 이 배합고무를 상기 라텍스처리된 원단의 편면 및 양면에 각각 칼렌더를 이용하여 토핑(Topping)하고, 토핑된 원단을 120℃ 의 증기로 2시간 가황시켜 에어백용 열차단막을 제조하고 그 물성을 평가하여 하기 표 3에 나타내었다.

위에서 제조된 원단을 프레스 재단기를 이용하여 원하는 규격으로 재단한후 에어백의 인플레이터부에 보강용으로 덧댄 다음, 팽창시험을 통하여 그 성능을 시험하여 그 결과를 하기 표4에 나타내었다.

하기 표 4를 통하여 확인되는 바와 같이 본 발명의 열차단막을 덧댄 에어백은 에어백 폭발시 고온의 열에 대한 열차단 효과가 크고, 제조비용도 저렴하여, 또 봉제시의 불량율도 줄이는 효과가 있음을 알 수 있다.

[비교예 1]

하기 표2에서 제시된 토핑용 클로로프렌고무의 충전제 함량을 115PHR로하여, 전체적으로 클로로프렌 순고무의 함량을 40%이하(39.6%)로 조정한 것외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 열차단막용 원단을 제조하고 그 물성을 평가하여 하기 표 3에 함께 나타내었다. 충전제 함량이 증가할수록 실시예 1에 비하여 원단의 무게가 증가하여 에어백의 경량화 추세에 역행하며, 인열강력도 저하됨을 알 수 있다. 위에서 제조된 원단을 프레스재단기를 이용하여 원하는 규격으로 재단한 후 에어백의 인플레이터부에 보강용으로 덧댄 다음, 팽창시험을 통하여 그 성능을 시험하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 표 4에 나타낸 성능시험결과에서 확인되는 바와 같이 에어백의 폭발시험후 고무함량이 적기 때문에 토핑된 고부층이 상해를 입음을 알 수 있다.

[비교예 2]

하기 표 2에서 제시된 토핑용 클로로프렌고무의 충전제의 함량을 60PHR로 하여 전체적으로 클로로프렌 순고무의 함량을 50%이상(50.6%)으로 조정한 것이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 열차단막용 원단을 제조하고 그 물성을 평가하여 하기 표 3에 함께 나타내었다. 위에서 제조된 원단을 프레스재단기를 이용하여 원하는 규격으로 재단한 후 에어백의 인플레이터부에 보강용으로 덧댄 다음, 팽창시험을 통하여 그 성능을 시험하여 그 결과를 하기 표4에 나타내었다. 열차단막용 원단의 물성 및 열차단막의 성능시험 결과는 실시예 1과 거의 비슷하게 나타났다. 그러나, 칼렌더로 토핑시 클로로프렌 순고무의 함량이 많아 클로로프렌고무의 고유특성으로 인하여 피막형성이 어려워 칼렌더 작업성이 매우 나빠 생산에 적용하기는 어려운 것으로 판단된다.

[비교예 3]

840 데이어의 나일론 66원사를 이용하여 경위사 밀도 25본/인치를 갖는 평직물을 제직후 모노폴(Monopol)을 소량 함유한 알카리용액으로 정련하여 160℃에서 80초간 열고정처리하였다. 이어서 하기 표 2에 나타난 조성으로 배합된 클로로프렌고무를 톨루엔에 용해시켜 점도(브룩필드 회전점도계) 약 6만 cps 수준의 고무용액을 제조한 후 고형분기준으로 100g/m²되도록 위에서 준비한 나일론 직물의 편면에 닥터나이프를 이용하여 코팅하여 80 에서 5분간 건조시켰다.

이것을 160 에서 30분간 고온형 열처리기로 가황시켜 통상적으로 쓰이고 있는 열차단막용원단을 제조하고 그 물성을 평가하여 하기 표 3에 함께 나타내었다. 위에서 제조된 원단을 프레스재단기를 이용하여 원하는 규격으로 재단한 후 에어백의 인플레이터부에 보강용으로 덧댄 다음, 팽창시험을 통하여 그 성능을 시험하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

[비교예 4]

420 데니어 나일론 66원사를 이용하여, 경위사 밀도 49본/인치를 갖는 평직물을 제직한 후 비교예 3과 동일한 방법으로 정련 및 코팅을 실시하여 통상적으로 쓰이고 있는 열차단막용 원단을 제조하고 그 물성을 평가하여 하기 표 3에 나타내었다.

위에서 제조된 원단을 프레스재단기를 이용하여 원하는 규격으로 재단후 에어백의 인플레이터부에 보강용으로 덧댄 다음, 팽창시험을 통하여 그 성능을 시험하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

단, (*):에어백 1세트를 제조시 필요한 열차단막의 갯수, 재단비용, 소요되는 원단비용을 합하여, 기존에 사용되고 있는 비교예 3을 100으로 보았을때의 상대적인 수치값임, 즉 수치값이 작을수록 제조비용이 적게 듬을 의미함.

Claims (1)

1. 클로로프렌 라텍스가 처리된 나일론 직물에 클로로프렌 고무함량이 40~50중량퍼센트인 고무배합물을 편면 또는 양면에 칼렌더링한 후 120 의 증기로 2시간 가황시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 에어백용 열차단막.