KR100252556B1

KR100252556B1 - 파열강도가높은에어백

Info

Publication number: KR100252556B1
Application number: KR1019940701267A
Authority: KR
Inventors: 니시무라쿠니오; 나카가와히데오; 다카하시노부오
Original assignee: 이타가키 히로시; 테이진 가부시키가이샤
Priority date: 1992-08-19
Filing date: 1993-08-19
Publication date: 2000-04-15
Also published as: CA2120262A1; DE69315051T2; US5470106A; EP0608437B1; DE69315051D1; WO1994004396A1; EP0608437A4; EP0608437A1; CA2120262C

Abstract

우수한 파열강도를 가지는 본 발명의 에어백은 각각 직물조각으로 제조된 원형의 하부천과 상부천으로 이루어지는데, 하부천은 직물로 제조된, 인플레이터를 에어백에 연결하기 위한 구멍주위에 배열되어 하부천에 봉제된 에이프런으로 보강되어 있고, 이 에이프런은 인플레이터 연결구멍의 중심점과 동일한 중심점을 가지는, 정사각형, 마름모 또는 직사각형, 바람직하게는 정사각형인 4변형의 최외주 4변형 재봉선을 가지고, 이 최외주 사변형 재봉선은 다음 (1)과 (2)를 만족한다 :

(1) 서로 가장 큰 대각선에 위치한 적어도 한쌍의 최외주 사변형 재봉선의 정점이 가상의 원에 내접하는 방법으로 직경 Dw를 가지는 가상의 원이 에이프런상의 인플레이터를 연결하는 구멍과 같은 중심점 주위에 집중될 경우, 내접하는 정점중 하나와 상기한 정점에 이웃한 각각의 2개 정점간의 직선거리 Da 및 Db의 가상의 원의 직경 Dw에 대한 비가 0.6 : 1 내지 0.9 : 1이고;

(2) 원형의 하부천의 직경 De에 대한 거리 Da 및 Db 각각의 비가 0.5 : 1 이하이어야 한다.

Description

[발명의 명칭]

파열강도가 높은 에어백

[기술분야]

본 발명은 파열강도가 우수한 에어백에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 높은 파열강도를 나타내도록 인플레이터를 에어백에 연결하는 구멍 주변부를 에이프런으로 보강하여 팽창가스에 의해 급격히 팽창되었을 때 높은 안전성을 나타내는 에어백에 관한 것이다.

[배경기술]

최근, 에어백 시스템은 자동차 탑승자를 보호하기 위한 안전장치로 실용화되고 있다. 일반적으로, 클로로프렌 고무 또는 실리콘 고무로 부드러운 직물의 표면을 피복하고 피복된 직물을 원형으로 절단하여 절단된 두장의 직물을 서로 겹쳐 놓고 원주의 솔기를 접합하여 제조된 에어백이 사용되고 있다.

에어백은 순간적으로 에어백내로 주입되는 가스에 의해 팽창하여 사용하므로, 에어백은 내부압력의 급격한 상승으로 인한 파열의 위험이 없어야만 한다. 이러한 점을 만족시키기 위하여 많은 시도가 이루어졌다. 예를 들면, 일본 공개특허 제2-90,170호에서는 날실과 씨실의 세로방향으로 측정된 중심점과 원주 간의 길이가 날실의 세로방향에서 씨실의 세로방향까지 40 내지 50도의 각도로 기울어진 방향으로 측정된 중심과 원주간의 길이보다 더 큰 비원형 직물 조각을 제조하고 이 비원형성 직물 조각을 서로 겹쳐 놓고 그 원주의 솔기를 접합하여 제조된 에어백을 제공하였다.

또한, 일본 공개특허 제4-5, 145호에는 날실방향으로부터 45°바이어스각 방향에서의 직경이 날실과 씨실방향에서의 직경의 70 내지 95%에 해당하는 속이 비어있는 직물로 제조된 비원형 에어백이 기재되어 있다.

일본 공개특허 제4-43, 143호에는 날실 또는 씨실방향에 대해 바이어스 각으로 기울어진 방향의 축이 직물조각의 날실 또는 씨실방향의 축보다 더 긴 속이 비어 있는 비원형 직물조각으로 제조된 에어백이 기재되어 있다.

상기한 시도들은 에어백의 파열 개시점이 에어백의 원주부위의 봉합부에 있다는 생각에 근거한 것으로 날실 또는 씨실방향의 축보다 바이어스 방향의 축이 더 짧은 비원형성 직물조각으로 제조된 에어백을 제공하여 봉합선의 파열강도를 강화한 것이다.

비원형의 직물조각을 이용하지 않는 또 다른 시도에서는 상기한 바와 같이 2장의 원형 직물조각을 서로 겹쳐 놓고 원주의 솔기를 봉합하였다. 이 시도에서 인플레이터를 에어백에 연결하는 구멍을 둘러싼 인플레이터쪽의 직물조각, 즉 하부천의 일부를 직물 에이프런으로 보강하여 팽창가스에 의한 하부천의 파열과 관통을 방지하였다.

그럼에도 불구하고, 상기한 선행기술들은 파열강도가 만족스럽지 못하여 파열강도의 보강이 강력히 요구되고 있다. 특히, 이러한 요구는 가볍고 편리한 에어백에 대하여 더욱 강력하다.

{발명의 상세한 설명}

본 발명의 목적은 인플레이터를 에어백에 연결하는 구멍 주변부를 거기에 봉합된 에이프런으로 보강하여 높은 파열강도와 우수한 안전성을 가지는 에어백을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적은 본 발명의 에어백에 의하여 얻어질 수 있다.

높은 파열강도를 가지는 본 발명에 따른 에어백은 원형의 직물조각으로 제조되어 서로 겹쳐져 원주말단부를 따라 봉제된 하부천과 상부천으로 이루어져 있고, 상기 원형의 하부천은 그 중심부에 인플레이터를 에어백에 연결할 수 있는 구멍을 가지며 인플레이터 결합구멍을 둘러싼 원주부가 있고 직물 조각으로 제조되어 하부천에 봉제된 에이프런으로 보강되어 있고, 상기에서 에이프런상의 최외주 재봉선은 인플레이터를 연결하는 구멍과 같은 중심점을 가지는, 정사각형, 마름모 및 직사각형으로부터 선택되는 4변형이고, 이 최외주 4변형 재봉선은 서로 평행이고 하부천의 씨실 또는 날실방향에 대하여 실질적으로 평행으로 연장되는 한쌍의 면을 가지며 다음 (1)과 (2)를 만족한다 :

(1) 서로 가장 큰 대각선 거리에 위치한 적어도 한쌍의 최외주 사변형 재봉선의 정점이 가상의 원에 내접하는 방법으로 직경 Dw를 가지는 가상의 원이 에이프런상의 인플레이터를 연결하는 구멍과 같은 중심점 주위에 집중될 경우, 가상의 원에 내접하는 정점중 하나와 상기한 정점에 이웃한 각각 2개 정점간의 직선거리 Da 및 Db의 가상의 원의 직경 Dw에 대한 비가 0.6 : 1 내지 0.9 : 1이고;

(2) 원형 하부천의 직경 De에 대한 거리 Da 및 Db 각각의 비가 0.5 : 1 이하이어야 한다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 인플레이터를 에어백에 연결하기 위한 구멍을 둘러싼 하부천 부분에 봉제된 보강 에이프런이 있는 종래 에어백의 하부천 내부 후면의 상세도이고,

제2도는 인플레이터를 에어백에 연결하기 위한 구멍을 둘러싼 하부천 부분에 봉제된 보강 에이프런상의 봉제선 구현예를 표시한 본 발명의 에어백의 구현예에 있어서 하부천의 내부 후면의 상세도이고,

제3도는 인플레이터를 에어백에 연결하기 위한 구멍을 둘러싼 하부천 부분에 봉제된 보강 에이프런을 가지는 본 발명에 따른 에어백의 다른 구현예의 하부천 내부 후면의 상세도이고,

제4도는 인플레이터를 에어백에 연결하기 위한 구멍을 둘러싼 하부천 부분에 봉제된 보강 에이프런을 가지는 본 발명에 따른 에어백의 또 다른 구현예의 하부천 내부 후면의 상세도이다.

[바람직한 구현예에 대한 설명]

제1도에 나타낸 종래 에어백의 구현예에서, 에어백(1)은 원형의 하부천(2)과 하부천(2)에 겹쳐진 원형의 (도면에 나타나지는 않는) 상부천으로 제조되었다.

상부천과 상부천에 겹쳐진 하부천(2)의 원주말단부(3)는 원주 가장자리 3a가 생기도록 각각 내부로 원형을 그리고, 원형의 말단부는 재봉선(4)을 따라 서로 재봉되어 원형의 상부천 및 하부천은 재봉에 의하여 밀폐된다.

제1도와 관련하여, 인플레이터를 연결하기 위한 구멍(5)은 원형의 하부천(2)의 중심에 형성된다. 인플레이터를 연결하는 구멍(5)을 둘러싼 원형의 하부천의 내부면 부위에, 원형의 하부천(2)과 동심인 환상(環狀)의 에이프런(6)을 재봉하여 원형의 하부천부를 보강하였다. 보강 에이프런(6)은 다수의 동심원 재봉선 7a 내지 7d를 따라 하부천(2)의 내부면에 봉제되었다.

또한, 하부천(2)에는 다수의 배출구(8)가 형성되어 팽창가스가 이들을 통하여 방출됨으로 하여 에어백에 주입된 가스로 팽창된 에어백의 내압을 적절하게 조절한다. 배출구(8)를 둘러싼 하부천부는 거기에 봉제된 보강 에이프런(9)에 의하여 강화된다.

하부천, 상부천 및 보강 에이프런은 서로 동일하거나 다른 형의 직물조각으로 제조된다.

제1도에 나타낸 바와 같은 구조를 가지는 에어백과 관련하여, 본 발명자들은 팽창가스를 주입하였을 때 에어백의 파열작용을 상세히 관찰, 연구하였다. 그 결과, 에어백(1)의 파열 개시점은 에어백의 원주말단부(3)에서가 아니라 보강 에이프런의 최외주 재봉선 7d를 따라 발생되는 것을 발견하였다. 즉, 에어백의 파열 개시점은 하부천(2)의 내면에 봉제된 보강 에이프런상에서 직경이 서로 다른 동심원을 이루는 다수의 재봉선 7a 내지 7d중 최외각 원주부에 위치한 재봉선 7d에서 발생하여 이 파열선이 더 외부로 확장되고 파열선의 확장방향은 항상 하부천을 이루는 날실 또는 씨실방향과 일치하는 것을 발견하였다 : 이 현상은 종래 에어백에서 보강 에이프런의 다수의 동심원 재봉선에 대하여 하부천의 최외주 봉제부가 가장 낮은 팽창강도를 나타내고 하부천의 팽창선의 추가 확장을 일으키는 장력에 대한 하부천의 내성은 하부천의 바이어스 방향이 상대적으로 높고 하부천의 날실 및/또는 씨실방향이 상대적으로 낮다는 것을 나타낸다.

본 발명의 에어백에 있어서, 보강 에이프런이 다수의 재봉선을 따라 인플레이터를 연결하는 구멍을 둘러싼 하부천의 내면부에 봉재될때, 보강 에이프런상의 최외주 재봉선은 그 중심점이 하부천의 인플레이터를 연결하는 구멍의 중심점에 일치하는 정사각형 마름모 및 직사각형으로부터 선택되는 4변형을 이룬다.

또한, 본 발명의 에어백에 있어서, 최외주 4변형 재봉선은 다음의 (1)과 (2)를 만족하도록 제조된다.

최외주 재봉선이 상기한 방법으로 제조될 때, 보강 에이프런의 최외주 재봉부의 파열강도는 상당히 강화될 수 있고 파열 개시점의 생성을 억제할 수 있음을 발견하였다.

본 발명의 에어백에 있어서, 보강 에이프런상의 최외주 재봉선은 다음 (1)과 (2)에 의해 제조되어야 한다 :

(1) 정사각형, 마름모 및 직사각형에서 선택되는 사변형의 최외주 재봉선과 인플레이터를 연결하는 구멍의 중심점과 일치하는 중심점을 가지는 보강 에이프런에 있어서, 서로 가장 큰 대각선에 위치한 적어도 한쌍의 최외주 사변형 재봉선의 정점이 가상의 원에 내접하는 방법으로 직경이 Dw인 가상의 원이 인플레이터를 연결하는 구멍과 같은 중심점 주위에 집중될 때 가상의 원에 내접하는 정점중 하나와 상기한 정점에 이웃한 각각 2개 정점간의 직선거리 Da 및 Db의 가상원의 직경 Dw에 대한 비, 즉 Da/Dw 및 Db/Dw는 0.6 : 1 내지 0.9 : 1, 바람직하게는 0.65 : 1 내지 0.85 : 1의 범위이어야 한다.

(2) 원형의 하부천의 직경 De에 대한 거리 Da 및 Db 각각의 비, 즉 Da/De 및 Db/De는 0.5 : 1이하이어야 한다.

제2도와 관련하여, 하부천(2)은 날실(10)과 씨실(11)로 짜여진 직물조각으로 제조되고, 인플레이터를 연결하는 구멍(5)은 하부천(2)의 중심점에 형성되고, 날실(12)과 씨실(13)로 제조된 보강 에이프런(6)은 인플레이터를 연결하는 구멍을 둘러싼 하부천부에 봉제된다.

제2도에서 정사각 마름모형 및 직사각형에서 선택되는 사변형으로 만들어질 수 있는 보강 에이프런(6)상의 최외주 재봉선(14)은 정사각형이고, 인플레이터를 연결하는 구멍(5)의 중심점과 일치하는 중심점(15)을 가진다. 직경 Dw를 가지는 가상원(17)은 최외주 사변형 재봉선(14)의 4개의 정점(16a,16b,16c,16d)이 가상원(17)에 내접하는 방법으로 인플레이터를 연결하는 구멍(5)의 중심점과 일치하는 중심점(15)에 집중된다. 이 경우, 본 발명의 에어백은 가상원(17)에 내접하는 최외주 사변형 재봉선(14)의 정점들중 하나, 예를 들면 정점 16a와 두개의 정점 각각, 예를 들면 정점 16b 또는 16d간의 직선거리 Da와 Db와 가상원(17)의 직경 Dw에 대한 비, 즉 Da/Dw 또는 Db/Dw가 0.6 : 1 내지 0.9 : 1이어야 한다

상기 경우에 있어서, 가상원(17)의 직경 Dw는 최외주 사변형 재봉선의 서로 마주보는 두개의 정점 16a와 16c를 서로 연결하는 대각선, 및/또는 정점 16b와 정점 16d를 연결하는 대각선과 일치한다.

Da/Dw와 Db/Dw중 적어도 하나가 0.6 : 1 내지 0.9 : 1의 범위 밖에 있게 되면, 팽창가스가 에어백으로 주입될때 파열 개시점은 하부천의 날실과 씨실 방향으로만 보강 에이프런의 최외주 재봉부에서 동심원적으로 발생하여 에어백의 파열강도가 감소된다.

일반적으로, 직물의 재봉선이 직물에 부하된 장력의 방향에 대하여 직각을 이루는 경우, 직물의 재봉 인장 강도는 재봉선이 직물의 날실 또는 씨실 방향에 대하여 45°의 바이어스 각으로 경사질때 가장 높게 된다. 또한, 직물의 재봉 인장강도는 재봉선이 직물의 날실 또는 씨실방향에 대하여 직각을 이룰 때 가장 낮아진다.

본 발명에 있어서, Da/Dw 및 Db/Dw의 비가 0.6 : 1 내지 0.9 : 1의 범위내에 있을 때 에이프런상의 최외주 사변형 봉재선의 각 면의 방향은 하부천의 날실 및 씨실방향과 교차한다. 이 경우, 비록 파열 개시점이 최외주 사변형 재봉선상에서 동심원 형태로 발생한다 할지라도 상기 에이프런의 최외주 재봉부는 우수한 파열강도를 나타낼 수 있다.

또한, 제2도에 보이는 바와 같이 하부천(2)의 날실(10)방향과 보강 에이프런(6)의 날실(12)방향은 서로 평행하지 않는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하기로는 30 내지 60도의 바이어스 각을 이루는 것이다.

상기한 방법으로 하부천(2)과 에이프런(6)을 배열함으로 하여 팽창시 에어백에 부하되는 장력은 하부천(2)과 보강 에이프런의 날실 및 씨실방향과 바이어스 방향으로 실질적으로 균등하게 흡수되어 지탱되고, Da/Dw 및 Db/Dw의 비를 0.6 : 1 내지 0.9 : 1의 범위로 조절하여 얻어진 파열강도가 강화효과가 더욱 강화된다.

팽창가스가 에어백에 주입될 때, 파열장력은 보강 에이프런의 최외주 재봉선부에 동심원적으로 부하되어 장력은 최외주 재봉선부 바깥쪽, 즉 에이프런의 원주 말단 외주 방향으로 팽창되도록 작용한다. 일반적으로 직물의 바이어스 방향으로의 최종적인 신장은 날실 또는 씨실방향으로 보다 더 크다.

본 발명에 따른 에어백의 바람직한 구현예에 있어서, 제2도에 나타낸 바와 같이, 정사각형, 마름모 및 직사각형으로부터 선택된 사변형 형태의 보강 에이프런의 최외주 재봉선이 보강 에이프런의 날실 및 씨실방향이 각각 하부천의 날실 및 씨실방향과 교차하고 정사각형, 마름모 또는 직사각형의 최외주 재봉선의 대각선이 보강 에이프런의 날실 및 씨실방향과 교차하여 에이프런의 바이어스 방향으로 연장되는 방식으로 형성될때, 보강 에이프런의 최외주 사변형 재봉선의 4개 면은 결코 거의 90°의 각도로 하부천의 날실 및 씨실방향과 교차하지 않는다. 또한, Da/Dw 및 Db/Dw의 비가 상기한 범위내에 있으므로 하부천의 날실 및 씨실방향과 보강 에이프런의 날실 및 씨실방향으로 부하된 장력은 하부천과 보강 에이프런의 바이어스 방향으로의 신장에 의하여 흡수될 수 있어서, 보강 에이프런의 최외주 재봉선부 전체에 고르게 분포된다. 그 결과, 보강 에이프런의 최외주 재봉선에 부하된 에어백의 파열 내압은 최외주 재봉선 전체에 의하여 고르게 분포되고 지탱될수 있어서 최외주 재봉선부에서 파열 개시점의 발생을 방지하여 에어백의 파열강도가 강화된다.

그러나, 본 발명의 목적이 얻어지는 한, 하부천(2)의 날실(10)방향과 보강 에이프런(6)의 날실(12)방향은 서로 평행일 수 있고, 보강 에이프런의 실질적으로 직사각형인 최외주 재봉선의 대각선은 보강 에이프런의 날실 및 씨실방향중 하나와 평행일 수 있다.

일반적으로, 상기 에이프런(6)의 정사각형, 마름모 또는 직사각형 형태의 최외주 재봉선중 서로 평행인 각 쌍의 면은, 제2도에 나타낸 바와 같이 에이프런(6)의 날실(12) 또는 씨실(13)방향에 평행하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이, 보강 에이프런의 최외주 재봉선은 Da/Dw 및 Db/Dw의 비가 0.6 : 1 내지 0.9 : 1의 범위인 정사각형, 마름모 또는 직사각형 형태이므로 이 최외주 재봉선은 Da=Db인 정사각형 또는 마름모이거나, Da≠Db인 직사각형일 수 있다. 사변형인 재봉선의 4면은 제3도에 보이는 바와 같이 직선이 바람직하고, 제4도에 보이는 바와 같이 바깥쪽 또는 안쪽(도면에 표시되지는 않았으나)으로 약간 완만하게 휘어질 수도 있다. 그러나, 4개의 휘어진 면이 결코 원을 이루지는 않는다.

본 발명에 따른 에어백에 있어서, Da 및 Db는 하부천의 직경 De의 0.5배 이하이다.

제3도와 관련하여, 원형으로 절단된 보강 에이프런(6)은 인플레이터 연결구멍(5)을 둘러싼 하부천(2)의 내면부에 봉제된다. 보강 에이프런(6)의 최외주 재봉선(14)은 직경 Dw를 가지는 가상원(17)에 내접하는 정사각형을 형성하고 인플레이터 연결구멍(5)의 중심점과 일치하는 중심점에 집중된다. 이 경우에 상기한 사각형의 두쌍의 면의 길이 Da 및 Db는 서로 같다. 최외주 재봉선(14)의 내부에 다수개의 원형 재봉선 7a, 7b 및 7c가 형성된다. 제3도의 에어백에 있어서, Da/Dw 및 Db/Dw의 비는 0.6 : 1 내지 0.9 : 1의 범위이다. 또한, 하부천(2)의 직경 De에 대한 Da 및 Db 각각의 비, 즉 Da/De 및 Db/De는 0.5 이하, 바람직하게는 0.2 내지 0.4이다. 제3도의 에어백에 있어서, Da/De의 비는 Db/De의 비와 같다.

Da/De와 Db/De의 비가 0.5이상이면, 보강 에이프런의 파열강도 강화효과는 불충분하게 된다.

제4도에 나타낸 본 발명에 따른 에어백의 구현예에 있어서, 보강 에이프런(6)의 최외주 재봉선(14)은 실질적으로 정사각형, 마름모 또는 직사각형(제4도의 직사각형)이고, 사변형 봉제선의 각 면은 약간 바깥쪽으로 휘어진다.

본 발명의 에어백에 있어서는, 상기한 바와 같이, 보강 에이프런의 날실 방향이 하부천의 날실방향과 교차하여 그 교차각이 30 내지 60°인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하기로는 40 내지 50°인 것이다. 이 경우, 보강 에이프런의 씨실방향은 하부천(2)의 씨실방향과 교차하고 그 교차각이 30 내지 60°인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하기로는 40 내지 50°인 것이다.

보강 에이프런과 하부천이 상기한 날실과 씨실방향으로 배열된 경우, 보강 에이프런의 최외주 봉제부에 부하된 파열장력은 봉제부 전체에 걸쳐 고르게 분배될 수 있어서 파열 개시점의 발생이 더욱 효과적으로 억제될 수 있다.

보강 에이프런의 재봉은 1.0 내지 3mm의 바늘땀으로 실시하는 것이 바람직하다. 바늘땀이 1.0mm 미만일 경우에는 재봉이 어려워서 불균등하게 실시되므로 에이프런으로 보강된 하부천부의 파열강도가 감소한다. 또한, 바늘땀이 3mm이상일 경우에는 이렇게 과도하게 큰 바늘땀은 파열장력이 개개의 바늘땀에 집중되게 하여 에어백의 파열강도가 떨어진다.

더욱 바람직하기로는, 바늘땀은 1.5 내지 2.5mm이다. 에이프런의 재봉에 있어서, 에이프런상의 최외주의 재봉선은 에어백의 파열강도를 강화하기 위해서 적어도 상기한 범위의 바늘땀을 가지는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하기로는, 최외주 재봉선이외의 원주 재봉선이 상기한 바늘땀으로 형성되는 것이다.

보강 에이프런의 재봉용 재봉실은 높은 최종 신장도와 낮은 번수를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로, 420 내지 1,260 데니어의 굵기를 가지는 나일론 66 재봉실을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 폴리에스테르 재봉실이 본 발명에 유용하다.

본 발명에 있어서, 보강 에이프런은 1장 또는 다수의 직물조각을 하부천의 내면 또는 외면에 겹쳐서 재봉하여 제조된다. 에이프런이 서로 겹쳐진 다수의 직물조각으로부터 제조되는 경우, 최외주 재봉선이 형성된 직물 에이프런 조각은 본 발명의 상기한 특징을 만족할 수 있다. 최외주 재봉선이 다수의 직물 에이프런 조각 상에 만들어지는 경우, 최외주 봉제부의 파열강도는 본 발명의 상기한 특징을 만족하는 모든 직물조각을 제조하여 더욱 강화될 수 있다.

에이프런용 직물은 하부천의 직물과 동일하거나 다를 수 있다. 일반적으로, 에이프런용 직물이 하부천과 같을 경우, 파열강도가 높은 에어백을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 에이프런에 의한 보강은 벨트가 없는 에어백 및 벨트가 있는 에어백에 사용될 수 있다. 벨트가 있는 에어백에 있어서, 에이프런부는 벨트캐쳐의 대용이 된다. 또한, 에이프런과 벨트는 하나로, 그리고 동일한 직물로 제조될 수 있다.

하부천, 상부천(승차자쪽에서) 및 에이프런을 제조하는 직물 제조용 섬유실과 관련하여, 실의 총굵기가 150 내지 550데니어일 때 경량의 치밀한 에어백이 제조될 수 있다. 실의 총굵기가 550데니어 이상인 경우, 제조된 에어백은 너무 무겁고 크며 사용감이 좋지 못하다. 또한, 실의 총굵기가 150 데니어 이하일 경우, 제조된 에어백은 때때로 재봉에 있어서 상기한 개선을 적용하였을지라도 불만족스러운 파열강도를 나타낸다. 상기한 실의 총 굵기는 더욱 바람직하기로는 200 내지 450데니어이다.

에이프런, 하부천 및 상부천을 제조하는데 사용되는 실의 각각의 섬유의 굵기가 6데니어 이상인 경우 제조된 에어백은 사용감이 좋지 않고, 개개섬유 굵기가 0.5데니어 이하인 경우 제조된 에어백은 재봉에 있어서 상기한 개선을 적용하였을지라도 감소된 파열강도를 나타낸다. 그러므로, 개개 섬유의 굵기는 0.5 내지 6데니어가 바람직하고, 더욱 바람직하기로는 1 내지 3데니어이다.

에어백의 하부천과 상부천은 수지로 피복되지 않은 직물, 즉 비피복성 직물로 제조하는 것이 바람직하다. 피복된 직물을 사용하면 제조된 에어백이 무겁고 치밀성이 감소되며 사용감이 좋지 못하다. 그럼에도 불구하고, 에이프런을 제조하기 위한 직물중에서 적어도 인플레이터에 근접한 에이프런 직물은 내열성 수지를 피복한 피복직물이 바람직하다.

본 발명의 에어백에 있어서, 하부천, 상부천 및 에이프런은 폴리에스테르 섬유 및/또는 아라미드섬유로 이루어진 직물로부터 제조되는 것이 바람직하다. 폴리에스테르 또는 아라미드섬유 직물이 나일론 섬유 직물과 같은 기준 중량을 가질 경우, 폴리에스테르 및 아라미드섬유가 나일론섬유보다 비중이 크기 때문에 폴리에스테르나 아라미드섬유 직물은 나일론섬유 직물과 비교하여 감소된 부피 및 굵기와 강화된 치밀성을 나타낸다. 또한, 아라미드섬유는 높은 인장강도를 가지므로 사용되는 섬유량을 감소시켜서 제조된 에어백의 중량을 감소시키고 치밀성을 강화시킬 수 있다.

본 발명의 에어백에 사용할 수 있는 폴리에스테르서유사로는 폴리에스테르 필라멘트사가 바람직하다. 폴리에스테르 필라멘트 제조용 폴리에스테르로는, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리헥실렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌 나프탈레이트, 또는 폴리에틸렌-1,2-비스(페녹시)에탄-4,4'-디카르복실레이트를 사용할 수 있다. 폴리에스테르 필라멘트에 사용할 수 있는 기타 폴리에스테르로는, 폴리에틸렌 이소프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트/나프탈레이트 공중합체 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트/데칸디카르복실레이트 공중합체를 사용할 수 있다. 본 발명에는 상기한 폴리에스테르중에서 높은 기계적 성질과 섬유 형성성이 잘 균형을 이루는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 사용하는 것이 바람직하다.

폴리에스테르 필라멘트는 150℃에서의 건열수축율이 3 내지 12%인 것이 바람직하다. 150℃에서의 건열수축율이 12% 이상이면 정련후의 세팅이나 캘린더링 때문에 제조된 직물이 너무 많이 수축되어 직물의 균일한 수축이 저해되고 직물중의 실간에 생성된 갭이 커지게 된다. 따라서, 낮은 통기성과 높은 평활도를 가지는 직물이 제조될 수 없다. 또한, 건열수축율이 3% 이하일 경우에는 정련후의 세팅이나 캘린더링 때문에 제조된 직물의 수축이 너무 작아서 낮은 통기성과 높은 평활도를 가지는 직물이 제조될 수 없다. 더욱 바람직하기로는, 150℃에서의 폴리에스테르 필라멘트의 건열수축율은 4 내지 11%이다.

또한, 폴리에스테르 필라멘트의 비수(沸水)수축율은 1 내지 7%인 것이 바람직하다. 비수수축율이 7% 이상이면, 제조된 직물은 정련 또는 세팅과정에서 너무 과도하게 수축되어 직물에 주름이 생기기 쉽고 직물의 캘린더 가공성도 감소된다. 따라서, 통기성이 낮고 윤활도가 높은 직물을 제조하기 어렵다. 또한, 이 경우 직물을 장기간 보관할 때 직물의 기밀성과 윤활도가 나빠지는 경향이 있다. 비수수축율이 1% 미만일 경우, 제조된 직물의 정련이나 세팅과정에서의 수축율이 너무 낮아서 제조된 직물이 낮은 통기성과 높은 윤활도를 나타내지 않는다. 더욱 바람직하기로는, 폴리에스테르 필라멘트의 비수수축율은 1 내지 6%이다.

본 발명에 따른 에어백의 하부천, 상부천 및 에이프런을 제조하는데 사용하는 아라미드섬유사는 일본 공개특허 평3-287,832호에 기재된 바와 같은 폴리에스테르와 아라미드섬유를 혼합하여 이루어진 드로우-커트된 섬유사 또는 아라미드섬유만으로 이루어진 드로우-커트된 섬유사가 바람직하다. 상기한 섬유사는 제조된 직물이 감소된 통기성과 고온 팽창가스에 대한 높은 내열성을 나타내게 하므로 비피복된 에어백의 제조에 유용하다.

특히, 드로우-커트된 섬유사는 다수의 특이한 보풀을 가지므로 제조된 직물이 우수한 여과성을 나타낸다. 그러므로, 드로우-커트된 직물은 에어백의 인플레이터측의 전체 표면을 필터천으로 유용하다.

만족스러운 인장강도를 제공하기 위하여 폴리에스테르와 아라미드의 혼합섬유로 이루어진 드로우-커트된 섬유사는 총굵기가 100 내지 420데니어가 바람직하고, 더욱 바람직하기로는 150 내지 300데니어이다. 또한, 아라미드섬유만으로 이루어진 드로우-커트된 섬유사는 총굵기가 80 내지 200데니어가 바람직하고, 더욱 바람직하기로는 100 내지 150데니어이다. 또한, 드로우-커트된 섬유사중의 드로우-커트된 섬유의 평균 섬유길이는 20 내지 90cm가 바람직하다. 특히, 아라미드섬유는 폴리-p-페닐렌테레프탈아미드섬유와, 코폴리-p-페닐렌/3,4'-옥시디페닐렌 테레프탈아미드섬유로부터 선택되는 것이 바람직하다.

에어백 제조용 직물이 수시로 피복되지 않은(비피복된) 폴리에스테르섬유 직물일 경우, 직물과 날실과 씨실로써 사용되는 필라멘트사의 꼬임계수는 2,500 이하가 바람직하다. 굵기가 420데니어인 폴리에스테르섬유사에 있어서, 꼬임계수 2,500은 122회전(t)/m의 꼬임수에 해당한다. 꼬임계수가 2,500이상인 경우, 제조된 직물의 통기성이 충분히 감소되지 않고 제조된 에어백의 기밀성이 저하되어 팽창시에 에어백으로 팽창가스의 투과가 만족스럽게 억제되지 않고 에어백에 구멍이 뚫려 자동차 탑승자가 화상을 입을 염려가 있다. 날실과 씨실의 꼬임계수는 더욱 바람직하기로는 2,050이하이다. 씨실이 꼬여지지 않았을 경우, 제조된 직물은 감소된 통기성을 나타내므로 바람직하다. 꼬여지지 않은 날실을 사용할 경우, 제조된 직물은 감소된 통기성을 나타낸다. 그러나, 꼬여지지 않은 날실은 감소된 위빙가공성을 나타낸다. 직물은 날실과 씨실방향 모두에서 1,050 내지 1,400의 카버팩터를 나타내는 것이 바람직하다. 또한, 직물의 날실과 씨실 밀도는 서로 같거나 근사한 것이 바람직하다. 날실방향에서 직물의 카버팩터란 날실 굵기(데니어)의 제곱근과 날실 밀도(실/2.54cm(인치))의 곱을 말한다. 씨실방향에서 직물의 카버팩터란 씨실 굵기(데니어)의 제곱근과 씨실 밀도(실/2.54cm(인치))의 곱을 말한다. 카버팩터가 1,050미만일 경우, 제조된 직물은 기밀성이 불충분하다. 또한, 카버팩터가 1,400이상일 경우에는 제조된 직물의 강성이 높아서 촉감이 떨어지고 기밀성도 충분히 향상되지 않으며 직물의 비평활면이 감소된 접착성을 나타낸다. 카버팩터는, 더욱 바람직하기로는 1,100 내지 1,350이다.

날실 밀도는 극도로 상승시키고 씨실 밀도를 저하시킨 특정한 직물에 있어서 겉보기 카버팩터는 감소된다. 그러나, 이러한 종류의 직물에 있어서 그 기밀성은 충분히 높아지지 않고 감촉 또한 거칠게 되어 바람직하지 않다. 또한, 이러한 종류의 직물은 특정한 한 방향에서 매우 감소된 파열강도를 나타내므로 에어백으로 적합하지 않다.

에어백 제조용 직물은 파열시 인장강도는 180kg/3cm 이상, 파열시 인장신도는 25% 이상인 것이 바람직하다. 파열시의 인장강도가 180kg/3cm 미만일 경우, 제조된 에어백의 파열강도는 불충분하다. 직물의 파열시 인장강도는, 더욱 바람직하기로는 200kg/3cm이상이다.

파열시의 인장신도가 25% 미만일 경우, 제조된 에어백의 파열강도는 불충분하다. 파열시의 인장신도는, 더욱 바람직하기로는 27% 이상이다.

에어백용 직물에 있어서, 상기 직물에서 발췌된 실은 바람직하기로는 8.0g/데니어 이상의 파열시 인장강도와 18% 이상의 파열시 인장신도를 나타내는 것이다. 발췌된 실의 파열시 인장강도가 8.0g/데니어 미만일 경우, 에어백은 충돌시 감소된 내파열성을 나타낸다. 실의 파열시 인장강도는, 더욱 바람직하기로는 8.3g/데니어 이상이다.

또한, 직물에서 발췌한 실이 파열시 인장신도가 18% 미만일 경우, 에어백은 팽창시 감소된 내파열성을 나타낸다. 실의 파열시의 인장신도는, 더욱 바람직하기로는 20% 이상이다.

상기한 폴리에스테르 필라멘트사로 제조된 직물은 1/1 평직물 또는 2/2 매트직물 구조를 가지는 것이 바람직하고; 2/1 또는 2/2 능직물일 수 있다.

수지로 피복되지 않은 (비피복된) 폴리에스테르 직물은 적어도 직물의 한면을 캘린더링 기계의 금속 롤(roll)과 접촉하도록 하는 방법으로 상기한 폴리에스테르 직물에 캘린더 가공을 실시하여 제조될 수 있다. 금속 롤의 표면온도는 150 내지 220℃가 바람직하고, 더욱 바람직하기로는 160 내지 200℃이다. 캘린더 가공은 500kg/cm 이상의 롤 압력하에서 실시하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하기로는 550 내지 1,000kg/cm의 롤 압력하에서 1 내지 50m/분, 더욱 바람직하기로는 2 내지 25m/분의 롤 속도로 실시하는 것이다. 상기 캘린더 가공에서 충분한 열압 효과를 얻기 위해서는 직물을 예열하거나 저속으로 캘린더하는 것이 바람직하다. 캘린더 가공은 적어도 1회, 또는 2회 이상 실시한다.

비피복된 폴리에스테르 직물은 Frasil법으로 측정하여 0.01 내지 0.4ml/cm²/초/0.5인치 Aq의 통기성을 가지는 것이 바람직하다. 통기성이 0.4ml/cm²/초/0.5인치 Aq 이상이면 제조된 에어백의 기밀성이 감소되어 팽창시 파열가능성이 높아지므로 자동차 탑승자의 얼굴이 고온의 가스에 화상을 입기 쉽다. 또한, 높은 통기성은 배출구에 의해서만 에어백의 내압을 조절하는 것을 어렵게 한다. 또한, 통기성이 0.01ml/cm²/초/0.5인치 Aq 미만이면 제조된 직물의 섬유 충진율이 극도로 높고 직물의 인열강도가 감소하여, 그결과 직물의 파열강도가 감소한다. 통기성은, 더욱 바람직하기로는 0.02내지 0.3ml/cm²/초/0.5인치 Aq이다.

비피복된 폴리에스테르 직물의 섬유 충진율은 직물의 부피 비중을 진(眞)비중으로 나눈 값의 백분율(%)로 표시된다. 섬유 충진율은 70 내지 85%가 바람직하다. 섬유 충진율이 70%미만일 경우, 제조된 에어백은 팽창시 구멍이 발생하기 쉽고, 팽창가스가 에어백을 용이하게 통과하므로 에어백에 의해 탑승자의 안전을 유지할 수 없다. 또한, 섬유 충진율이 85%이상이면 제조된 직물이 경직되어 촉감이 나쁘고 인열강도가 저하되므로 팽창시에 제조된 에어백에 쉽게 구멍이 발생하여 낮은 파열강도를 나타낸다. 섬유 충진율은, 더욱 바람직하기로는 72 내지 80%이다.

본 발명의 에어백에 있어서, 보강 에이프런은 실리콘 고무 또는 클로로프렌 고무로 피복되거나 함침된 직물로 제조하는 것이 바람직하다. 이것은 고무 피복이 팽창시의 고온 가스를 효과적으로 차단할 수 있기 때문이다. 고무재료중에서 실리콘 고무로는 촉매를 포함하는 부가반응형 실리콘 고무를 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 디메틸 실리콘, 메틸비닐 실리콘, 메틸페닐 실리콘 및 플루오로실리콘 고무를 사용할 수 있다. 상기한 실리콘 고무중에서 우수한 기계적 성질, 저렴한 가격 및 높은 작업성을 가지는 메틸실리콘이 바람직하다. 임의로 실리콘 고무는 난연제, 실리카 등의 무기 첨가제 및 충전제를 함유할 수 있다.

본 발명의 에어백에 있어서, 최외주 재봉선을 정사각형, 마름모 또는 직사각형 등의 사변형, 바람직하게는 정사각형으로 하고, 최외주 사변형 재봉선의 대각선중 적어도 한쌍의 방향을 하부천의 날실 또는 씨실방향에 평행으로 배열하고, 서로 이웃한 최외주 사변형 재봉선의 2개 면의 직선길이 Da 및 Db 각각을 가상원의 직경 Dw의 0.6 내지 0.9배에 해당하는 값으로 조절하여 에이프런의 재봉부에 부하된 장력이 각각의 재봉점에 의해 고르게 지탱될 수 있게 하고 과량의 장력이 국소적으로 부하되는 것을 방지할 수 있어서, 제조된 에어백의 파열강도를 강화시킬 수 있다.

또한, 최외주 재봉선의 Da 및 Db값을 하부천의 직경 De의 0.5배 이하로 조절하여 에어백의 파열강도를 더욱 강화할 수 있다. 본 발명의 에어백은 상기한 방법으로 에이프런의 최외주 재봉선에서 보강되므로 본 발명의 에어백은 에이프런의 최외주 재봉선이 하부천의 동심원 원형 재봉선에 해당하는 제1도에 나타낸 종래의 에어백에 비하여 상당한 파열강도를 가진다. 종래 에어백의 에이프런의 재봉선은 파열시 에어백에 구멍이 발생하는 것을 효과적으로 방치하였다. 그러나, 종래의 에어백은 파열강도에 있어서 만족스럽지 못하였다.

[실시예]

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예에서 에어백의 파열강도는 다음 시험방법에 따라 측정하였다.

파열강도

60ℓ 에어백의 파열강도(kg/cm²G)는 실온에서 에어백에 고압의 질소기체를 급격하게 주입하여 측정하였고, 이것이 에어백에 손상을 주는지도 관찰되었다.

[실시예 1 내지 8]

실시예 1 내지 8 각각에서는 표 1에 기재된 물리적 성질을 가지는, 폴리에스테르 필라멘트(상표명 : Tetoron, 테이진사 제품), 나일론 66 필라멘트사(Akzo사 제품), 폴리에스테르섬유와 아라미드섬유(상표명 : Technora, 테이진사 제품)의 혼합섬유로 이루어진 드로우-커트된 섬유사 또는 상기한 아라미드섬유로 이루어진 드로우-커트된 섬유사 각각을 평직물로 제조하였다. 제조된 직물을 정련한 후 열세팅하였다. 상기한 폴리에스테르 필라멘트 직물의 일면을 캘린더하여 기밀성 직물을 제조하였다.

폴리에스테르 직물의 일부를 40g/m²의 실리콘 고무로 피복하였다.

상기한 직물을 사용하여 운전자 좌석용 60ℓ 에어백을 제조하였다. 에어백에서, 인플레이터를 둘러싼 하부천의 일부는 하부천의 직물과 같은 직물로 제조된 보강 에이프런으로 재봉되었다. 실리콘 고무가 피복된 폴리에스테르 직물을 재봉을 하지 않고 적층된 에이프런의 가장 안쪽층을 형성하기 위해 배열하였다. 상기한 가장 안쪽층은 인플레이터용 열봉합층을 대신한다.

드로우-커트된 섬유 직물은 에어백의 전체 인플레이터측 면을 제조하기 위한 필터천으로 사용되었다. 에어백의 상부천, 하부천 및 에이프런 보강구조의 상세한 구성, 파열강도 및 종합평가 결과를 표 1에 기재하였다.

[표 1]

[비교예 1 내지 7]

비교예 1 내지 7 각각에 있어서, 60ℓ 에어백은 최외주 재봉선을 표 2에 나타낸 바와 같이 제조한 것을 제외하고 실시예 1 내지 8과 같은 방법으로 제조되었다. 보강 에이프런은 상기한 바와 같은 방법으로 인플레이터를 둘러싼 하부천부에 재봉되었다.

드로우-커트된 섬유 직물을 에어백의 전체 인플레이터측 면을 제조하는 필터천으로 사용하였다.

비교예의 에어백의 상부천, 하부천 및 에이프런 보강구조의 상세한 구성, 파열강도 및 종합평가 결과를 표 2에 기재하였다.

[산업상이용가능성]

본 발명의 에어백은 팽창시에 우수한 파열강도와 높은 안전성을 나타내므로 상당한 산업적인 이용가능성을 가진다.

[표 2]

Claims

원형의 직물조각으로 제조되어 서로 겹쳐져 원주말단부를 따라 봉제된 하부천과 상부천으로 이루어져 있고, 상기 원형의 하부천은 그 중심부에 인플레이터를 에어백에 연결할 수 있는 구멍을 가지며 인플레이터 연결구멍을 둘러싼 원주부가 있고 직물 조각으로 제조되어 하부천에 봉제된 에이프런으로 보강되어 있고, 상기에서 에이프런상의 최외주 재봉선은 인플레이터 연결구멍과 같은 중심점을 가지는, 정사각형, 마름모 및 직사각형으로부터 선택되는 사변형이고, 이 최외주 4변형 재봉선은 서로 평행이고 하부천의 씨실 또는 날실방향에 대하여 실질적으로 평행으로 연장되는 한쌍의 면을 가지며 다음 (1)과 (2)를 만족하는 것인 파열강도가 높은 에어백.

(1) 서로 가장 큰 대각선에 위치한 적어도 한쌍의 최외주 사변형 재봉선의 정점이 가상의 원에 내접하는 방법으로 직경 Dw를 가지는 가상의 원이 에이프런상의 인플레이터를 연결하는 구멍과 같은 중심점 주위에 집중될 경우, 가상의 원에 내접하는 정점중 하나와 상기한 정점에 이웃한 각각의 2개 정점간의 직선거리 Da 및 Db의 가상원의 직경 Dw에 대한 비가 0.6 : 1 내지 0.9 : 1이고;

(2) 원형의 하부천의 직경 De에 대한 거리 Da 및 Db 각각의 비가 0.5 : 1 이하이어야 한다.
제1항에 있어서,

에이프런상의 최외주 재봉선은 가상원에 내접하는 정사각형 또는 마름모 형태이고, 거리 Da 및 Db가 서로 같은 것인 에어백.
제1항에 있어서, 에이프런상의 최외주 재봉선은 가상원에 내접하는 직사각형 형태이고, 거리 Da 및 Db가 서로 다른 것인 에어백.
제1항에 있어서, 에이프런을 형성하는 직물조각은 바이어스각으로 하부천을 형성하는 직물의 날실방향과 교차하는 날실방향을 가지는 것인 에어백.
제3항에 있어서, 상기 바이어스각이 30 내지 60도인 에어백.
제1항에 있어서, 에이프런상의 재봉은 1.0 내지 3mm의 바늘땀으로 되는 것인 에어백.
제1항에 있어서, 하부천을 형성하는 직물조각은 150 내지 550데니어의 굵기를 가진 실로 제조되며 수지로 피복되지 않은 것인 에어백.
제1항에 있어서, 에이프런과 하부천은 폴리에스테르섬유 및 아라미드섬유로부터 선택된 적어도 1종의 섬유로 제조된 직물로부터 각각 그리고 개별적으로 제조되는 것인 에어백.
제1항에 있어서, Dw에 대한 Da 및 Db 각각의 비는 0.65 : 1 내지 0.85 : 1인 것인 에어백.