KR100469777B1 - 코팅 포백 및 에어백 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 전체 섬도 67∼350 dtex 의 섬유로 이루어지는 기포 중 적어도 한 면에 엘라스토머막을 도포하여 형성된 비통기성 코팅 포백으로서, 코팅 표면의 포백의 경사 방향 및 위사 방향에서의 KES 계측에 있어서의 마찰계수 (MIU) 가 경사 방향 및 위사 방향 모두 0.01∼0.3이고, 코팅 표면의 경사 방향 MIU 와 위사 방향 MIU 의 차가 절대값으로 0.15 이하인 코팅 포백이다. 포백의 코팅 표면의 슬라이드특성이 현저하게 개량되어 있기 때문에, 전개시간이 짧고, 균일하게 전개하는 경량으로 컴팩트하게 수납할 수 있는 에어백의 제작에 유용하다.

Description

코팅 포백 및 에어백{COATED FABRIC AND AIR BAG}

자동차의 탑승자 보호 안전장치로서 에어백의 장착이 많아지고 있다. 탑승자 보호 안전장치로서의 에어백은 통상 스티어링 휠이나 계기판 등의 좁은 장소에 인플레이터 케이스를 포함한 모듈로서 장착되기 때문에, 에어백은 수납 용적이 작을 (컴팩트할) 것이 요망되고 있다. 수납 용적이 컴팩트한 에어백은 세섬도 섬유로 짜여진 직물을 기포로 사용하는 것이나, 코팅에 사용되는 엘라스토머의 종류 내지 도포량을 변경하는 것 등이 행해지고 있다. 예컨대, 기포 직물의 제직사는 940 dtex 내지 470 dtex 로 작게, 또한 엘라스토머 종류는 클로로프렌에서 실리콘으로, 도포량은 90∼120g/㎡ 에서 40∼60g/㎡ 으로 변경되어 왔다. 경량화, 컴팩트화된 에어백에 대한 시장의 최근 요구는, 기포(其布)의 추가적인 경량화, 감촉의 소프트화 및 엘라스토머 저도포량화에 의한 코팅 포백의 경량화에 대한 요망이다. 이 요구에 부응하기 위해서는 이하의 기술 과제를 극복하는 것이 불가결하다. 그 첫 번째는, 실리콘 수지 조성물의 도포량을 감량한 경우에는,(1) 비통기 성능의 확보 문제 및 (2) 연소 속도의 증대에 의해 FMVSS302 가 정하는 난연성, 연소 속도 적격성 확보라는 두 가지 문제가 발생한다. 그 두 번째는 에어백의 소프트화 문제이다. 이 문제는 컴팩트하게 에어백 장치에 수납된 가벼운 에어백의 전개성능의 개량과 관계가 있다. 탑승자가 표준상정 착석위치에 착석하지 않은 경우, 탑승자와 에어백의 거리가 짧은 경우, 즉 에어백에 의한 탑승자 구속유예시간이 짧은 경우라 해도 수십 msec (밀리초) 이내에 에어백이 빠르고 완전하게 전개를 완료하여 탑승자를 구속하는 성능이 요구된다. 이렇게 하여, 에어백 유연화의 과제는 보다 컴팩트한 수납 상태로부터 단시간에 원활한 전개를 진행한다는 고도의 성능에 대한 개량과 관계가 있다.

종래의 에어백용 포백의 엘라스토머 코팅 피막형태는, 일본 공개특허공보 평6-8779호에 기재되어 있는 바와 같이 엘라스토머가 직물의 교락부에 편재하여 부여된 형태이다. 엘라스토머의 도포량이 직물 기포상 25 g/㎡ 이하가 되면 직물의 교락부 이외의 직사부의 엘라스토머 도포가 적어져 직사부의 단사간이 완전하게는 피복되지 않게 되므로, 소정의 공기차단성을 갖는 기포를 얻을 수 없게 된다. 에어백은 원래 단시간에 전개하여 탑승자를 구속할 태세를 갖추는 기능을 필요로 하는 것이므로, 인플레이터로부터의 발생가스를 완전하게 이용할 수 있는 비통기 포백으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 그리고, 엘라스토머가 편재하여 도포된 포백 구조는 FMVSS302 의 연소 시험시에 엘라스토머의 얇은 도포부분으로부터 도포피막이 찢어져 연소가스의 확산을 억제할 수 없기 때문에, FMVSS302 연소 시험에서 불합격이 되는 코팅 포백이 생기게 된다.

일본 공개특허공보 평7-300774호에는, 안료를 10 wt% 내지 5 wt% 함유하는 안료 함유 실리콘 수지 조성물의 5∼20㎛ 두께의 코팅 피막을 갖는 코팅 포백이 FMVSS302 연소 시험에 합격하는 에어백용 코팅 포백이 개시되어 있다. 그러나, 직물 기포면과 코팅 헤드 나이프와의 간격에 의해 그 간격과 거의 동등한 두께의 코팅 피막을 형성하는 방법에 의한 것이므로, 직물 표면의 요철을 메운 후의 5∼20㎛ 두께의 코팅 피막면은 편평한 평활면을 형성하고 있는 것으로 볼 수 있고, 당연히 평활한 피막 표면이기 때문에 코팅 포백은 표면의 마찰 저항이 높은 것이 된다.

국제공개 WO01-09416호에는, 세섬도의 섬유 (전체 섬도가 250 dtex 이하이고, 단사 섬도가 4.5 dtex 이하) 로 이루어지는 고밀도 직물을 기포로 사용하여 자기소화성 비코팅 포백에 의한 에어백에 관하여, 특히 무정련 직물에서 유제가 부여되어 소형 경량 컴팩트한 에어백을 얻을 수 있는 기포가 기재되어 있다.

그러나, 가볍고, 또한 작게 접어서 컴팩트하게 에어백 장치에 수납할 수 있는 종래의 에어백에 있어서, 에어백의 전개시 수납 상태로부터의 단시간 균일전개 성능, 전개 내압 강력, 비통기 성능 및 내연소성을 종합하여 향상시킬 수 있는 코팅 포백 설계의 구체적인 시도는 알려져 있지 않다.

본 발명의 목적은, 컴팩트하게 수납할 수 있는 가벼운 에어백이며, 특히 전개성능, 내연소성 및 기계적 성능에 관해서 개량된 에어백의 제조에 유용한 경량 코팅 포백을 제공하는 것에 있다.

또한 본 발명의 목적은, 전개시간이 짧고 전개균일성이 우수하여, 보다 신속하게 탑승자를 구속할 수 있다는 요구에 부응할 수 있어, 전개 내압이 우수하고 에어백 장치의 케이싱에 컴팩트하게 수납할 수 있는 가벼운 에어백을 실현하는 것에 있다.

본 발명의 보다 구체적인 목적은, 엘라스토머로 비통기성으로 코팅되어 있음에도 불구하고 유연하고 마찰특성과 인열 강력이 개량된 경량의 코팅 포백을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은, 엘라스토머 코팅의 도포량이 소량이라 해도 에어백 전개에 유리한 공기차단성이 있어 FMVSS302 가 정하는 난연성, 연소 속도를 만족하는 경량의 코팅 포백을 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 마찰특성 및 인열 강력이 우수한 코팅 포백에 관한 것으로, 자세하게는 전개 성능, 수납성이 우수한 경량 에어백의 제조에 사용되는 코팅 포백 및 에어백에 관한 것이다.

도 1 내지 도 5 는 운전석용 에어백의 전개시험에서 전개 개시부터 완전 전개하기까지의 전개 동작 상황을 나타내며, 전개하는 에어백의 전개 백의 정면에서 고속 VTR 로 관측한 전개 동작의 시간경과에 따른 변화 과정을 나타내는 도이다.

도 1 은 균일하게 전개할 수 있는 에어백의 전개 개시후 14 msec 의 전개 형상의 예를 도시한다. 도 2 는 균일하게 전개할 수 있는 에어백의 전개 개시후 19 msec 의 전개 형상의 예를 도시한다. 도 3 은 불균일하게 전개하는 에어백의 전개 개시후 14 msec 의 전개 형상의 예를 도시한다. 도 4 는 불균일하게 전개하는 에어백의 전개 개시후 19 msec 의 전개 형상을 나타낸다. 도 5 는 에어백의 완전 전개 (48 msec) 에서의 전개 형상의 예를 도시한다.

도 6 은 운전석용 에어백을 접는 설명도이다.

도 7 는 도 6 에서 나타내는 방법으로 접힌 운전석용 에어백을 접은 두께의 측정방법을 나타내는 설명도이다.

도 8 은 본 발명의 실시예 2 의 코팅 포백 (편면 코팅 포백) 에서의 코팅 피막의 단면을 사시(斜視)적으로 나타내는 SEM 사진 (150배 : 스케일 표시 10 도트 간이 200㎛) 이다.

도 9 는 비교예 5 의 코팅 포백 (편면 코팅 포백) 에서의 코팅 피막의 단면을 사시적으로 나타내는 SEM 사진 (90배 : 스케일 표시 10 도트 간이 500㎛) 이다.

(발명의 개시)

종래의 직물 등의 기포면에 비통기성 엘라스토머의 도포층을 형성한 코팅 포백은, 코팅 표면이 점착적인 성질을 가져 슬라이드성이 결여되고 마찰계수가 기포 직물의 표면에 비하여 현저하게 크며, 또한 비교적 세섬도인 직사에 의한 단위면적당 중량이 작은 직물을 기포로 사용하는 코팅 포백에 있어서도, 엘라스토머 도포층이 존재하기 때문에 기포 직물이 갖는 부드러운 유연성이 결여되어 있다. 본 발명자들은 이 현상에 착안하여 경량의 비통기성 코팅 포백의 코팅 표면의 형상 및 층 구조를 정밀하게 개질함으로써 본 발명의 과제를 해결하였다.

본 발명은, 섬도 0.5∼4.5 dtex 의 단사로 구성된 전체 섬도 67∼350 dtex 의 섬유로 이루어지는 기포의 적어도 한 면에 엘라스토머막을 도포하여 형성된 비통기성 코팅 포백으로서, 비통기성 코팅 표면의 포백 경사 방향 및 위사 방향에서의 KES 계측에 의한 마찰계수 (MIU : Mean value of the coefficient of friction [non-unit]) 가 경사 방향 및 위사 방향 모두 0.01∼0.3 이고, 코팅 표면의 경사 방향 마찰계수 (MIU) 와 위사 방향의 마찰계수 (MIU) 의 차가 절대값으로 0.15 이하인 것을 특징으로 하는 코팅 포백이다.

본 발명에서 말하는 비통기성 코팅 포백은 섬도 0.5∼4.5 dtex 의 단사로 구성된 전체 섬도 67∼350 dtex 의 섬유로 이루어지는 기포의 적어도 한 면에 엘라스토머를 도포하여 비통기성 코팅층을 형성한 포백이다. 여기서 비통기란, 본 발명의 코팅 포백의 대상용도인 에어백 장치에서의 에어백의 전개를 보증하는 정도의 가스 비투과성을 갖는 것을 의미한다.

여기에서, KES 계측법 (Kawabata's evaluation system for fabric) 이란 포백의 「감촉」, 즉 인체가 느끼는 촉감을 수치화할 목적으로 천의 역학적 기본 특성의 계측방법으로서 문헌 (The Standardization and Analysis of Hand Evaluation, 2^ndEd., S. Kawabata, the Textile Machinery Society of Japan, July 1980) 에서 계측방법을 정하고 있다. KES 계측에 의한 마찰계수 (MIU) 는 지정된 마찰자 표면에 의해 일정 장력으로 수평 유지된 시료 포백 위를 경사 방향 및 위사 방향으로 이동시켜 마찰자에 의해 정하중을 가한 상태에서 마찰자에 걸리는 장력 (즉 마찰력) 으로부터 검출되는 마찰계수 (MIU) 값이다. 여기서, KES 의 마찰계수 측정에 의해 본 발명의 코팅 포백의 표면 슬라이딩 상태를 평가할 수 있다. 측정조건에 관해서는 다음에 상세하게 서술한다.

본 발명의 코팅 포백은, 코팅 표면의 형상을 요철이 있는 비경면(非鏡面)적인 형상으로 함으로써 코팅 표면이 기포 직물의 마찰계수에 비하여 보다 저감된 마찰계수를 갖는 것으로 개질되어 있다. 본 발명의 코팅 포백은 또한 코팅 표면의 경사 방향 마찰계수와 위사 방향 마찰계수의 차가 매우 작아 경사 방향 및 위사방향을 따른 슬라이딩 이방성이 없는 것도 특이적이다.

본 발명은, 코팅 포백은 상기에 서술한 바와 같이 코팅면의 슬라이딩이 개량되어 있기 때문에, 컴팩트하게 접힌 에어백이 전개되는 시간을 단축할 수 있다. 본 발명의 코팅 포백은 코팅 표면의 마찰계수의 경사 방향, 위사 방향의 이방성이 없어, 에어백 전개시의 포백면 슬라이딩이 전체방향 실질적으로 균등하기 때문에 포백의 경사 방향, 위사 방향의 전개속도 차가 실질적으로 없어져, 예컨대 원형과 같은 대칭형상의 백에서 전개중인 형태도 대칭으로 전개되기 때문에, 결과적으로 재빠르고 확실하게 탑승자를 구속할 수 있는 에어백을 얻을 수 있다.

본 발명의 코팅 포백에서의 마찰특성은, 엘라스토머 코팅의 표면이 직물 등 기포 표면의 요철 형상의 윤곽을 따른 요철면을 갖는 코팅층을 형성함으로써 얻을 수 있다. 그리고, 이 코팅층이 기포 단면의 내부에 거의 침투하는 일없이 형성되어 있기 때문에, 엘라스토머의 포백 내부에 침투하여 포백이 단단해지는 것을 방지하여 기포가 원래 갖는 유연성을 활용할 수 있고, 동시에 코팅 포백의 인열 강력을 향상시킬 수 있다.

이 표면형상을 갖는 코팅 피막은 기포면 상에 부여된 엘라스토머 고형분 1∼25 g/㎡ 의 층이고, 최대 막 두께부와 최소 막 두께부의 막 두께비가 3 미만으로 형성되는 엘라스토머의 층이다. 본 발명의 코팅 포백은 소정의 개질 표면을 구비하고 있으면서도 막이 얇은 부분으로부터 회화(灰化) 연소막 파괴가 없고 연소(燃燒) 가스의 확산에 의한 연소(延燒)가 없기 때문에, FMVSS302 연소 시험에 합격할 내연소성을 갖고 있다.

본 발명의 코팅 포백의 표면 특성은, 코팅면의 표면조도 (Ra) 가 1.5∼12㎛ 이다. 표면조도 (Ra) 는 코팅 포백의 표면도 요철 상태를 나타내는 것이며, 여기에서 표면조도 (Ra) 는 (주)키엔스 제조의 레이저반사식 변위계 LT-8010 을 프로브로서 사용하여 (2㎛Φ스폿 직경) 3차원형상 측정기로 측정되는 코팅면의 요철 높이 변위의 계측값이다. 코팅면의 경사 방향 및 위사 방향의 KES 계측에서의 촉침 표면조도 (SMD : Mean deviation of surface roughness [mean deviation of the thickness <unit : micron>) 가 2∼10㎛ 으로 특정된다. KES 계측에서의 촉침 표면조도는 코팅 포백이 인체와 접촉하였을 때의 코팅 포백의 체감조도를 평가하는 것이며, KES 계측에서의 촉침 표면조도 (SMD) 는 KES 규정의 접촉자를 시료에 올려 접촉자의 상하운동으로부터 표면조도를 검출하여 접촉자의 수직 변위의 표준편차로 나타내는 값이다.

본 발명의 코팅 포백은 섬도 0.5∼4.5 dtex 의 단사로 구성되는 총섬도 67∼350 dtex 의 직사로 이루어지는, 직밀도와 직사섬도의 곱으로 나타내는 직밀도가 경사 방향 및 위사 방향 모두 9,000∼22,000 개·dtex/2.54㎝ 인 직물에, 점도 5,000∼200,000 mPa·s 의 엘라스토머를 1∼100 kg/m 의 접압하에서 나이프 코터로 1∼25 g/㎡ 를 코팅 헤드의 상대속도가 1∼100 m/min, 바람직하게는 10∼50 m/min 으로 도포하여 가교처리함으로써 제조할 수 있다.

본 발명의 코팅 포백을 사용함으로써, 운전석용, 조수석용 등 모든 형식의 에어백에 대하여 전개시간이 짧고, 전개 이방성이 없어서 충돌시의 신속대응성이 우수하며, 에어백 장치에 컴팩트하게 수납할 수 있는 가벼운 에어백을 제작할 수있다.

(발명을 실시하기 위한 최선의 실시형태)

이하, 본 발명에 관해 구체적으로 설명한다.

본 발명의 코팅 포백은 코팅이 포백의 편면에 코팅되어 있는 한 면 코팅 포백일 수도 있고 포백의 양면에 코팅된 양면 코팅의 포백일 수도 있다.

본 발명의 코팅 포백은, 엘라스토머에 의한 코팅면이 KES 계측의 마찰계수 (MIU) 가 경사 방향 및 위사 방향 모두 0.01∼0.3, 보다 바람직하게는 0.05∼0.25 이다. 마찰계수 (MIU) 를 0.3 이하로 하면 에어백의 전개에 있어서 코팅면의 슬라이딩이 개량되어 컴팩트하게 접힌 에어백의 전개시간을 단축할 수 있다.

코팅이 포백의 편면에 실시된 코팅 포백을 사용하여 얻어지는 에어백은, 통상 포백의 코팅면이 안쪽이 되도록 봉제된 자루체이다. 이 자루체가 접혀서 에어백 장치에서의 에어백의 케이싱에 수납되어 있다. 이렇게 하여 에어백이 전개될 때, 코팅 포백의 코팅면끼리의 슬라이딩과 비코팅면끼리의 슬라이딩이 동시에 발생하여 코팅면끼리의 나쁜 슬라이딩이 전개시간의 단축을 저해하게 된다. 여기에 코팅면의 마찰특성을 개량하는 의의가 있다.

본 발명의 코팅 포백은, 코팅면 경사 방향 마찰계수 (MIU) 와 위사 방향 마찰계수 (MIU) 의 차가 0.15 이하이다. 기포 포백은 흔히 그 제조과정의 장력 이력 등에 의해 경사 방향, 위사 방향의 표면성상이 변하기 때문에, 마찰계수에 경사 방향, 위사 방향의 이방성이 있다. 본 발명은, 독특한 코팅층을 형성함으로써 표면의 마찰특성의 이방성 정도가 경감되어, 코팅 포백의 경사 방향과 위사 방향의 마찰계수 (MIU) 차를 0.15 이하로 할 수 있다. 코팅 포백의 코팅 표면 마찰계수 (MIU) 의 차가 0.15 이하이면 에어백의 전개에 있어서 전개균일성이 양호하다. 즉, 포백의 슬라이딩이 균등하고 경사 방향, 위사 방향의 전개속도 차가 없어져, 예컨대 원형과 같은 대칭형상 백에 있어서 전개중인 형태도 대칭으로 전개하기 때문에, 결과적으로 재빨리 탑승자 구속 태세를 갖출 수 있다.

천 표면의 마찰특성을 검출하기 위한 KES 계측법은, 본 발명에서는 KES 규정의 마찰자 표면에 시료 포백을 첩부하고, 일정 장력으로 수평 유지된 시료 포백 위에서 이동시켜 마찰자에 의해 정하중이 가해진 상태에서의 마찰자에 가해지는 장력 (즉 마찰력) 을 검출하는 방법에 의하였다. 그 때, 마찰자 표면의 포백과 수평이 되게 유지한 포백은 동일한 시료이며, 또한 그 경사 방향과 위사 방향을 합치시켜 경사 방향 및 위사 방향의 마찰계수 (MIU) 값을 얻었다.

본 발명 코팅 포백의 코팅면의 마찰거동은 기본적으로 포백의 섬유의 발이나 코가 형성하는 골의 요철 형상에 연유된다. 코팅면의 엘라스토머가 직편 구조와 섬유에 의해 형성되어 있는 기포 포백 표면의 요철 형상을 따라 도포되어 있는 것이 본 발명 소정의 마찰계수를 제어하는 데에 있어서 중요하다. 코팅면의 요철 형상은 레이저 계측에 의한 표면조도 (Ra) 에 의해 특정할 수 있다.

본 발명의 소정표면의 마찰계수를 얻기 위해서는, 코팅면의 표면조도 (Ra) 가 1.5㎛ 이상이면 되고, 바람직하게는 1.5∼12㎛, 보다 바람직하게는 2∼10㎛ 이다.

엘라스토머에 의한 코팅면은 흔히 점착적인 성질을 띄어 표면형태가 경면 형상에 있을 때에는 후술할 비교예 4 등에서 예시하는 것처럼 마찰력이 높은 것이다. 이 표면조도 (Ra) 의 범위에 있는 표면형상이 본 발명이 특정하는 저마찰계수 (MIU) 를 달성하는 표면형상이기도 하다.

본 발명의 코팅 포백에 있어서의 코팅면의 경사 방향 및 위사 방향의 KES 계측에서의 촉침 표면조도 (SMD) 는 2∼10㎛ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.4∼8㎛ 이다. KES 계측법에 의한 촉침 표면조도 (SMD) 는 인체가 느끼는 감촉 조도를 계측하기 위한 규정의 접촉자를 시료에 올려놓고, 접촉자의 상하운동으로 검출되는 표면조도로 전자회로를 사용하여 출력되는 접촉자의 수직 변위의 평균편차로, 10㎛ 이하의 코팅면 형상으로 본 발명의 소정마찰계수 (MIU) 를 나타내는 저마찰표면이 얻어진다.

본 발명의 코팅 포백은, 요철 표면을 형성하는 코팅 피막이 기포 포백 섬유에 대한 엘라스토머의 침투가 최저한으로 억제된 태양에서 기포의 전체 표면을 덮고 있기 때문에 비통기성이 부여되어 있다. 코팅 표면조도 형성은 후술하는 것처럼 코팅의 방법조건에 따르지만 이 표면조도의 조제조건이 코팅 포백의 유연성, 인열 강도, 내연소 특성과 관계되어 있다. 엘라스토머의 침투가 생기면 코팅 표면에는 포백의 구성 섬유인 단사섬유의 형상까지 명료하게 나타나게 되므로, 표면요철을 산, 골의 평균 단면적으로 나타내는 (Ra) 의 값이 커진다. 따라서, 표면조도 (Ra) 의 값이 12㎛ 이하이면 코팅의 현저한 침투가 억제되어, 코팅 피막에 의한 표면조도의 개량효과를 갖는 포백이 된다. 코팅 엘라스토머가 포백에침투하지 않고 코팅 피막이 포백 표면에 확실하게 존재함으로써 먼저 인열 강력 향상이 달성된다. 코팅이 포백의 섬유에 침투한 경우는, 섬유내의 단사 상호의 구속이 지나치게 강하여, 인열이 발생하고 있는 선단에서는 구성 섬유가 한 줄씩 절단되는 거동에 가까워진다. 한편, 코팅의 침투가 없는 경우는 인열이 발생하고 있는 선단에서 구성 섬유가 코팅 피막에서 끌어당겨져 묶여, 복수 개 끊어지는 거동을 나타낸다. 따라서, 단사섬유에 대한 침투가 적은 코팅 피막에 의해 포백의 인열 강력은 향상된다. 이어서, 이러한 코팅 피막은 비통기 성능을 충분히 만족하여 전개시간 단축에 기여한다. 그리고, 포백의 표층에 형성된 코팅층은 극단적으로 막 두께가 얇은 부분이 없이 강고한 피막이며, FMVSS302 의 규칙에 의한 연소 시험 합격의 요구성능을 만족시킬 수 있다.

FMVSS302 의 수평 연소 거동 관찰에 의하면, 포백에 착화했을 때 엘라스토머에 의한 코팅 피막이 강고하게 형태를 유지할 수 있는 경우에 연소(延燒)가 억제된다. 반대로, 연소시에 코팅 피막이 만곡되거나, 균열이 발생하는 경우에는 연소(延燒)하게 된다는 것을 알았다. 가볍고 얇은 피막으로 이루어지는 코팅 포백이라 해도 코팅층이 포백에 침투하지 않고서 피막 형성되어 있으므로 연소시에 강고한 형태유지가 실현되어, 연소 시험에 합격할 수 있는 포백을 얻을 수 있었다.

코팅 포백에서의 엘라스토머로 이루어지는 코팅 피막의 막 두께는 가능하면 똑같은 두께인 것이 바람직하다. 수지 막 두께가 가장 얇은 직사부의 막 두께 1 에 대하여 두께가 가장 두꺼운 부분의 직물 간격부의 막 두께가 3 미만의 막 두께로 되어 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 최대 막 두께부와 최소막 두께부의 막 두께비를 2 이하로 한다. 코팅 피막의 막 두께 변동이 범위내이면 연소시에 피막의 얇은 부분에서의 회화 연소막이 찢어지는 일이 없고, 거기에서 연소가스가 확산되어 연소(延燒)되는 일이 없게 되어, FMVSS302 연소 시험에 합격한다.

본 발명의 코팅 포백은 KES 계측에 의한 경사 방향, 위사 방향 각각의 단위폭당 굽힘 강성 (B : Bending rigidity per unit length [unit : mN.㎠/㎝]) 이 0.5∼9 mN·㎠/㎝ 인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 1.5∼8.5 mN·㎠/㎝ 이다. 이 범위의 저굽힘 강성을 가진 코팅천은 접는 성질이 우수하여 에어백의 수납용적을 한층 더 컴팩트하게 할 수 있다.

KES 계측법에 의한 굽힘 강성 (B) 은 순수 굽힘 시험기 (KES-FB2) 를 사용하여 포백 시료 전체를 일정 곡률로 원호상으로 구부리고 그 곡률을 일정 속도로 변화시킴과 동시에, 발생하는 굽힘 모멘트를 측정하여 얻어지는 값이다. 포백의 경사 방향, 위사 방향 각각에 대하여 표리방향의 「굽힘 모멘트 곡률」의 왕복곡선을 얻고, 곡률 제로를 중심으로 하는 직선부의 구배로부터 왕복 각각의 굽힘 강성치를 구한 뒤에 왕복의 평균을 내어 코팅 포백의 단위폭당 값으로서 구한 것이다. 이 굽힘 강성 (B) 이 포백의 경사 방향, 위사 방향 모두 작은 것이 유연한 것을 나타낸다. 굽힘 강성 (B) 이 9 mN·㎠/㎝ 이하이면 접은 형상이 작고 한층 더 컴팩트한 접은 형상을 얻을 수 있는 에어백을 제작할 수 있어, 에어백의 접기 작업성이 양호하고, 컴팩트한 접기에 지나치게 시간과 수고가 드는 일이 없다. 코팅 포백의 굽힘 강성은 전개용이성이나 탑승자에 대한 소프트한 접촉에 기여한다.

본 발명에 있어서, 코팅 포백의 기포 구성 섬유는 특별히 한정되지 않지만 폴리헥사메틸렌아지파미드를 주체로 하는 섬유가 바람직하고, 특히 폴리헥사메틸렌아지파미드 (이하, 나일론 66 이라 함) 섬유, 나일론 66 코폴리머 (나일론 66/6, 나일론 66/6Ⅰ, 나일론 66/610 등) 섬유 및 나일론계 폴리머 (나일론 6, 나일론 610 등) 을 블렌드한 나일론 66 섬유인 것이 내열성의 점에서 특히 바람직하다.

이들 섬유소재는, 원사의 제조공정이나 가공공정에서의 생산성 또는 특성 개선을 위해 통상 사용되고 있는 각종 첨가제를 함유해도 된다. 예컨대, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 평활제, 대전방지제, 가소제, 증점제, 안료, 난연제, 광택제거제 등을 함유시킬 수 있다.

본 발명의 코팅 포백을 구성하는 섬유의 인장강도는 바람직하게는 6 cN/dtex 이상, 보다 바람직하게는 6.5 cN/dtex 이상이다. 인장강도가 6 cN/dtex 이상일 때 얻어지는 에어백이 전개시에 필요로 하는 내압 강력을 만족하게 된다. 특히 바람직한 인장강도는 6.5 cN/dtex 이상이다. 섬유의 인장강도는 높으면 높을수록 바람직하지만, 섬유 제사성의 관점에서 10cN/dtex 가 실용상의 상한이다.

본 발명의 코팅 포백은 기포로서 직물, 편물, 부직포 등이 사용되지만, 바람직한 기포는 평직(平織), 격자직, 사자직(斜子織) 과 같은 조직의 직물이다. 기포 직물의 제직방법은 특별히 제한되지 않지만, 범용 에어젯 제직, 워터젯 제직, 레피아 제직, 다상 직기에 의한 제직 등을 사용할 수 있다. 생산성의 점에서 특히 에어젯 제직이나 워터젯 제직에 의한 제직이 바람직하다.

기포 직물은, 바람직하게는 위사로 사용되는 직사가 섬도 0.5∼4.5 dtex 인것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1∼3.5 dtex 의 단사로 구성되는 전체 섬도가 67∼350 dtex 인 멀티필라멘트사를 사용하는 장섬유 직물이며, 특히 전체 섬도가 바람직하게는 67∼250 dtex, 보다 바람직하게는 100∼250 dtex 를 사용한 장섬유 직물이다. 여기서, 직사의 전체 섬도란 직물을 구성할 때 사용하는 경사 방향, 위사 방향의 직사당 단사섬도의 합계를 말한다. 이 의미에서의 전체 섬도가 350 dtex 이내이면 경량이고 컴팩트한 에어백이 얻어진다. 전체 섬도가 67 dtex 이상일 때 코팅 포백의 인장 강력이나 인열 기계 특성 등의 에어백 작동시의 기계 특성을 만족하게 된다. 단사섬도가 4.5 dtex 이하인 섬유로 이루어지는 기포 직물을 사용하여 얻을 수 있는 코팅 포백은 부드럽고 구부리기 쉬워지며, 에어백 장치의 케이싱에 컴팩트하게 접어 수납할 수 있는 에어백의 제작에 바람직한 포백이다. 직물의 직조직에서의 경사 또는 위사를 구성하는 섬유는 복수의 얀(yarn)의 연사, 합사, 평행사일 수 있다.

본 발명의 코팅 포백에 사용되는 기포 직물은 직물의 경사 방향 및 위사 방향 각각에 있어서 직물을 구성하는 섬유의 전체 섬도와 직밀도 (경사 또는 위사의 개수/2.54㎝ 로 나타낸다) 와의 곱, 즉 직섬도가 9,000∼22,000 dtex·개/2.54㎝ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10,000∼20,000 dtex·개/2.54㎝ 이다. 가장 바람직하게는 12,000∼19,000 dtex·개/2.54㎝ 이다. 직섬도가 22,000 dtex·개/2.54㎝ 이하일 때 에어백의 경량성, 컴팩트성을 얻을 수 있으며, 9,000 dtex·개/2.54㎝ 이상일 때 충분한 내압 장력을 부여할 수 있다. 이 직물 기포를 사용함으로써 인장 강력이나 인열 기계 특성 등의 에어백 작동시의 기계 특성을만족하는 에어백용 코팅 포백이 얻어진다.

본 발명에 있어서, 코팅용 엘라스토머는 범용되고 있는 엘라스토머, 예컨대 클로로프렌, 클로로술폰화 올레핀, 실리콘 고무, 폴리아미드계 엘라스토머, 스티렌 부타디엔 수지, 니트릴 고무, 불소계 고무, 폴리우레탄 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 내열성, 내한성, 난연성을 갖는 실리콘 고무가 특히 바람직하다. 도포 엘라스토머 조성물은 범용되고 있는 증점제, 난연제, 충전제 및 안정제 등을 함유하고 있어도 된다. 코팅 포백은 포백의 표리면을 구별하기 위하여 편의상 코팅 피막에 안료 또는 염료에 의한 식별색을 부여할 수도 있다.

코팅은, 도포 고형 분량으로 1∼25 g/㎡ 으로 형성되어 있는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5∼22 g/㎡ 이다. 가능하면 적은 양의 엘라스토머를 도포함으로써 코팅 포백의 전체 두께를 작게 하여 소프트하고 저렴한 코팅 포백으로 할 수 있다. 고형분량 25 g/㎡ 이하의 도막으로 본 발명에 특유한 요철 형상을 갖는 코팅 표면을 얻을 수 있다. 기포 포백의 직 조직, 직사의 섬도에 대응하여 형성되는 직물의 표면형태에 따라 비통기성 피막을 형성할 수 있는 엘라스토머의 도포량 조건을 선택할 필요가 있다. 본 발명에서 말하는 코팅 포백의 단위면적당 질량은 200 g/㎡ 이하, 두께는 0.30 ㎜ 이하인 것이 에어백의 경량성, 컴팩트성을 높이는 데에 있어서 바람직하다.

본 발명의 코팅 포백은 섬도 0.5∼4.5 dtex 의 단사로 구성되는 전체 섬도 67∼350 dtex 의 직사로 이루어지는, 직밀도와 직사섬도의 곱으로 나타내는 직섬도가 경사 방향 및 위사 방향 모두 9,000∼22,000 개·dtex/2.54㎝ 인 직물에 점도5,000∼200,000 mPa·s 의 엘라스토머를 1∼500 kg/m 의 선압 (접압) 하에서 나이프코터로 1∼25 g/㎡ 를 도포하여 가교처리함으로써 제조할 수 있다.

코팅액 (도핑) 으로는 유기용매 희석형, 수계 에멀전형, 무용매형 등의 엘라스토머 조성물이 사용된다. 본 발명의 코팅막 표면형태를 실현하기 위해서는 각각의 코팅액에 따른 적절한 점도범위, 접압조건, 코팅 헤드 형상을 선정함으로써 달성할 수 있다. 특히, 무용매형 엘라스토머 조성물을 사용하는 코팅은 본 발명의 코팅 피막의 표면형태를 형성하는 방법으로서 바람직하다. 실질적으로 유기용매 희석제를 함유하지 않는 무용매형 엘라스토머 조성물에 의한 코팅법에서는 코팅액의 점도는 5,000∼200,000 mPa·s 가 바람직하고, 10,000∼100,000 mPa·s 가 보다 바람직하다. 엘라스토머 조성물의 점도가 5,000 mPa·s 이상이면, 고점성일수록 코팅의 섬유에 대한 침투를 억제할 수 있다. 통상 200,000 mPa·s 이상의 점도에서 경량 코팅이 곤란해진다. 유기용매형으로는 용매가 포백에 대한 침투성을 높여 버리기 때문에 코팅액을 한층 더 고점도로 조정할 필요가 있다. 예컨대, 엘라스토머의 분자량을 높이는 등의 방법으로 코팅액을 50,000 mPa·s 이상, 바람직하게는 80,000 mPa·s 이상으로 할 필요가 있다. 수계 에멀전형이라 해도 물이 포백에 대한 침투성을 높여 버리기 때문에, 코팅액을 고점도로 조정해야 한다. 적당한 증점제, 예컨대 카르복시메틸셀룰로스염 등을 적당히 첨가하여 10,000 mPa·s 이상으로 조정해야 한다.

도포방법으로는 접압형 코팅이 사용된다. 범용의 각종 나이프코트, 롤코트, 리버스 코트 등을 사용할 수 있다. 기포 직물과 코팅 헤드 사이에 간극을형성하는 코팅방법 (갭법) 은 도포량을 적게 제어하는 것이 곤란할 뿐만 아니라 직, 편직에 의한 섬유구성의 골의 요철이 발현된 코팅면을 얻을 수 없다. 나이프코팅에서의 접압조건은 선압으로 1∼500 kgf/m 이 바람직하고, 20∼200 kgf/m 이 더욱 바람직하다. 1 kgf/m 이상에서 갭법에 비하여 기포 포백에 대한 코팅량을 경량으로 제어할 수 있다. 고압력으로 하면 할수록 경량 코팅이 가능하게 되고 게다가 섬유구성의 골의 요철 형상을 살린 코팅면을 얻을 수 있다. 본 발명에서는 코팅 헤드가 코팅하는 순간에 포백의 요철을 평평하게 하여 코팅 피막이 균일 막 두께로 도포되고, 코팅 헤드가 통과한 후에 기포면의 요철이 회복되기 때문에 기포면의 요철 형상을 따른 코팅면이 형성된다. 그리고 접압은 500 kgf/m 이하라면 양호하게 코팅할 수 있다. 접압조건은 엘라스토머의 점도 등의 성상, 코팅 헤드 형상, 코팅액의 종류 등에 따라 적당히 설정할 수 있다. 코팅 헤드가 포백에 접하는 부분은 실질적인 접촉압력이 가해져 있으며, 예컨대 나이프에서는 그 두께를 2 ㎜ 정도로부터 50㎛ 정도까지 선택하면 되지만, 두께가 작으면 작을수록 실질적인 접촉압력이 높아져 한층 더 경량의 도포로 요철의 형상을 형성할 수 있다. 또, 코팅나이프 형상은 선단부가 반원상, 직각상, 오목상이어도 되고, 반원상의 반경은 0.05∼1.0 ㎜, 직각상의 각부 반경은 0∼1.0 ㎜ 미만을 선택하면 된다. 코팅속도는 1∼100 m/min 이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10∼50 m/min 이다. 코팅속도의 상한은 엘라스토머가 점착성을 저하시키기까지의 가교를 완료하기에 이르는 가교처리 체류시간을 요하는데 충분한 속도가 된다.

코팅에 이어지는 가교처리는 엘라스토머의 가교시스템에 따른 처리를 하면된다. 예컨대, 실리콘 고무로 부가형의 가교제로 가교하는 경우는 가교반응 촉매의 인히비터제를 휘산시켜 부가반응을 개시촉진하기 위하여 150∼230℃ 정도의 가열처리를 0.1∼5분간 정도 적용하면 된다.

기포 직물에서의 유제 부착량 (직물의 질량과 유제의 질량을 더한 총질량에 대한 유제 질량의 백분율) 을 0.8 wt% 이상으로 함으로써 코팅액이 직물에 스며드는 것을 억제하여, 포백의 섬유 요철을 따른 균일막 두께 코팅으로 하는 방법도 바람직하다. 코팅면의 마찰저하를 발현할 수 있다. 유제의 부착량이 0.8 wt% 이상이면 코팅액을 받아 들이지 않아 직물에 스며드는 것을 방지할 수 있다. 유제량이 8 wt% 이하이면 코팅 엘라스토머와 포백의 접착성이 손상되는 일은 없다.

기포 직물에 부착이 허용되는 유제에는 방사유제, 정경유제가 포함된다. 유제의 부착량은 코팅후의 직물에 부착되어 있는 이들 유제의 합계량을 말한다. 기포에 유제를 부착시키는 방법으로는 포백을 딥 가공하여 유제를 부착시켜서 사용하는 방법과, 포백형성 전에 원사에 부착시켜 정련하지 않고 사용하는 방법이 있다. 본 발명에서, 기포 포백이 직물인 경우 유제는 직물의 제직 전에 미리 원사에 유제를 부착시키고 나서 제직하여 생기(生機;염색되지 않은 직물)를 정련하지 않고 유제를 잔존시키는 방법이 바람직하다. 또한, 풀먹이지 않은 직물 원사를 에어젯 제직하여 정련하지 않고 기포 직물로서 사용하면 원사의 부여유제가 없어지는 일없이 유제가 균일하게 부착된 상태로 유지된 유제 함유 기포 직물로서 사용할 수 있기 때문에 바람직하다. 또, 직물용 원사에 섬유의 제조단계에서 부착시키는 방사유제로서 내열 평활제를 사용하는 경우, 평활제로는 디알킬티오디프로피네이트를 주성분으로 하는 것이며, PO/EO 알킬폴리에테르와 POE 경화 피마자유 트리알킬에스테르의 유화제를 주성분과의 혼합비율이 40 wt% 가 되는 조합으로 사용하면 된다.

기포 포백이 직물인 경우, 제직성 향상을 목적으로 부여되는 정경유제를 그대로 활용할 수 있다. 정경유제를 사용하는 경우에는, 상기한 유제의 부착량 범위에서 정경유제로는 0.5∼5.0 wt% 을 경사에 부착시켜도 된다. 정경유제로는, 가열감량율차가 2 wt% 이하인 것이며, 자동차 창유리의 김서림을 방지할 수 있는 내열유제인 것이 바람직하고, 구체적으로는 인화점이 높은 광물유, 합성파라핀 및 글리세린에스테르를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 또, 가열감량율차는 다음과 같은 방법에 의해 구할 수 있다. 지름이 6㎝ 인 알루미늄 접시에 유제 1 g 를 정량한 시료를 2 개 준비하고, 그것을 120℃ 및 150℃ 각각의 핫플레이트상에서 각각 10분간 가열한 후의 질량을 측정하여 150℃ 와 120℃ 의 감량율차를 구한다. 본 발명에서는 유제의 부착량이 경사와 위사에서 동등하거나 또는 경사가 위사보다도 많이 부착되어 있는 것이 제직상 바람직하며, 제직효율의 관점에서 경사가 0.1 wt% 이상 많은 것이 특히 바람직하다. 그리고, 포백을 장기간 방치하였을 때의 곰팡이 방지를 위해 유제중에 항균제를 첨가할 수 있다. 항균제로는 정경유제의 안정성에 해를 끼치지 않는 것이라면 그 종류, 그 첨가량에 한정은 없다. 염화이소티아졸론, 이소티아존, 브로모니트릴알콜의 혼합물 등을 정경유제에 대하여 0.02∼0.5 wt% 첨가하면 된다.

코팅을 적용하기에 앞서 기포에 캘린더 가공을 적용해 둘 수 있다. 코팅에 앞선 캘린더의 적용은 기포 직물을 그 표면이 경면이 되지 않은 범위에서 적절히 그 조도를 조정할 수 있다는 이점이 있다. 캘린더 가공에 의해 보다 소량의 엘라스토머 도포로 포백 표면의 코팅이 가능하게 되어, 적절한 요철 형상을 발현하는 설계가 가능해진다.

캘린더 가공은 열간 압축, 상온 압축, 냉간 압축 등 어느 압축이나 좋지만, 열간 압축에 의한 것이 바람직하다. 열간 압축의 캘린더 가공에서의 가열온도 (캘린더 롤) 는 섬유재료의 융점 이하에서 인가압력과의 조합으로 결정할 수 있다. 기포 구성 섬유의 고분자구조 고정의 관점에서는 150∼220℃ 가 바람직하다. 가공압력은 선압으로 1∼100 kgf/㎝ 가 바람직하다. 가공속도는 적당히 선택할 수 있으나 1∼30 m/min 이 바람직하다. 가압압축 방법은 롤 사이에서 압축하여 일정속도로 통과시키는 롤법이나 가압 프레스로 일정시간 압축하는 방법 등 각종 방법을 채용할 수 있다. 캘린더 롤로는, 편평한 표면을 갖는 롤 및 프레스의 소재는 금속, 세라믹, 종이, 엘라스토머, 플라스틱 등 적당히 선택할 수 있고, 조합한 롤이어도 된다. 기포 포백의 표면이 경면이 되지 않는 범위에서 적절히 조도를 개량함으로써 보다 소량의 도포량에 의해 코팅 표면 특성을 갖는 코팅 포백을 얻는 것이 가능하다.

이어서, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 실시예에 있어서 「부」는 wt 부를 나타낸다. 또, 실시예 및 비교예에 있어서의 코팅 포백 및 에어백의 평가 방법은 다음과 같다.

(1) 직밀도

JIS L-1096 8.6.1 에 따라서 측정하였다.

(2) 코팅 중량

포백으로부터 0.3 m ×0.3 m 정도 상당의 면적 (A) 의 시료를 채취 정량하여 105℃ 에서 2 시간 이상 건조한다. 다음으로, 디클로로메탄으로 탈지하여 건조한다. 이것을 90% 포름산 200 g 으로 상온에서 3 시간 용해하여 유리소결 필터 ((주)비드렉스 제조 유리여과기 17G-3) 로 불용해분을 여과한 후 충분히 포름산세정, 수세하여 건조한 다음, 불용해분의 105℃, 2 시간에서의 건조질량을 측정한다 (M). 코팅 중량 (g/㎡) 은 포름산 불용해분 (M) 을 포백 시료의 면적 (A) 으로 나누어 수득하였다.

(3) 인열강력

코팅전 및 코팅후 포백의 인열강력을 JIS L-1096 6.15.1 (싱글텅법) 에 따라서 측정하였다.

(4) 마찰계수 (MIU : mean value of the coefficient of friction (unit : non))

표면시험기 (KES FB4) 로 코팅천 (폭 20㎝, 길이 20㎝) 을 KES 규정의 표준조건 (The Standardization and Analysis of Hand Evaluation, 2nd Ed. S. Kawabata, The Textile Machinery Society of Japan, July 1980) 을 사용하여 측정하였다.

KES 문헌 규정의 접촉자 (0.5 ㎜ 지름을 갖는 피아노선 10 개가 나란히 배열되어 있다) 를 사용하여, 접촉자에는 시료 포백을 붙이고 수평유지한 동일한 시료 포백 (수평유지 장력 : 20 gf/㎝) 위를 이동시켜 얻어지는 값을 사용하였다. 이 때의 접촉하중은 50 gf, 측정주사속도는 0.1㎝/sec 로 하였다. 측정은 시료 내에서 장소를 바꾸어 n = 5 회의 평균을 구하였다. 또한, KES 규정의 여러 가지 조건 이외에 포백간의 마찰을 측정하기 위한 연구를 하였다. 즉, 그 하나는 마찰자의 마찰면에 자료의 코팅 포백편 8 ㎜ ×8 ㎜ 을 첩부하였다. 다음에, 마찰되는 포백을 수평유지할 때 마찰자에 시료 포백과 수평유지한 시료 포백의 양자의 경사 방향, 위사 방향을 합치시켜 경사 방향 마찰과 위사 방향 마찰 각각의 마찰계수를 계측하였다.

(5) 표면조도 (Ra)

(주)키엔스 제조 레이저반사식 변위계 LT-8010 (2㎛Φ스폿 직경) 을 프로브로 하여 시그마고키(주) 제조 3차원 형상 측정기 (스테이지 : LMS-3D 500XY(H)) 로 포백 표면을 XY 주사함으로써 표면 요철을 높이 변위로서 계측하였다. JIS B-0601 의 표면조도 (Ra) 는 계산소프트 「LMS 3D」를 사용하여 컷 오프를 설정하지 않은 값으로 산출하였다. 계측범위는 4000㎛ 사방이며, 먼저 경사 방향으로 연속주사하여 20㎛ 간격으로 계측한 후, 위사로 20㎛ 이동하여 경사 방향 계측을 하여 이것을 반복하였다. 다음으로, 위사 방향으로 연속주사하여 20㎛ 간격으로 계측한 후, 경사로 20㎛ 이동하여 위사 방향 계측을 하여 이것을 반복하였다. 즉, 20㎛ 간격의 격자점에서 높이 변위를 샘플링하여 40401 포인트를 계측하였다. 이 때 표면조도의 계산은, 먼저 경사 방향으로 연속주사하여 얻은 표면조도의 값을위사 방향으로 평균하여 표면조도 (Ra) w 를 구하였다. 다음으로, 위사 방향으로 연속주사하여 얻은 표면조도의 값을 경사 방향으로 평균하여 표면조도 (Ra) f 를 구하였다. 마지막으로 양쪽 법의 평균으로부터 샘플표면의 표면조도 (Ra) 를 구하였다.

측정범위 : 4000㎛ 사방

측정 포인트 : 40,401 포인트 (20㎛ 피치)

(6) 촉침 표면조도 (SMD : mean deviation of surface roughness (mean deviation of the thickness (unit : micron)))

표면시험기 (KES FB4) 로 코팅 포백 (폭 20㎝, 길이 20㎝) 을 KES 표준조건 (The Standardization and Analysis of Hand Evaluation, 7. 2nd Ed. S. Kawabata, 8. The Textile Machinery Society of Japan, 9. 1980) 로 측정하였다. 측정조건은 장치에 부속된 KES 규정 접촉자 (직경 0.5 ㎜ 인 피아노선로 이루어짐) 를 사용하여 접촉하중 10 gf, 압압 스프링 상수 25 gf/m, 측정 0.1㎝/sec, 수평유지 포백 시료의 유지장력을 20 gf/㎝ 으로 하였다. 측정은 시료를 바꾸어 n = 5 회의 평균을 구하였다.

(7) 굽힘 강성 (B : Bending rigidity per unit length (unit : mN·㎠/㎝))

순수 굽힘 시험기 (KES FB2) 로 코팅천을 폭 5㎝, 길이 10㎝ 으로 한 것 이외에는 KES 표준조건으로 측정하였다.

(8) 코팅 포백의 단위면적당 질량

JIS L-1096 8.4 에 따라서 측정하였다.

(9) 코팅 포백의 두께

JIS L-1096 8.5 에 따라서 측정하였다.

(10) 연소 속도

FMVSS302 법 (수평법) 에 따라서 측정하였다.

(11) 통기도

JIS L-1096 6.27.1 A 법 (프래질(fragile)법) 에 따라서 측정하였다.

(12) 컴팩트성 (에어백의 접기 두께)

국제공개 WO99/28164호 명세서의 기재에 근거하여 봉제법에 의해 조제된 평면에서 보았을 때 원형인 에어백 10 (용량 : 60리터, 도면 중 도면부호 15 은 가스도입구멍이다) 을 도 6(A) 로 나타낸 바와 같이 a 가장자리와 b 가장자리를 중앙선 c-d 상에서 맞붙여 선 α, β 및 γ(균등간격) 을 따라 접은 산과 접은 골이 형성되도록 벨로우 형태로 접어 넣어 중간 폴딩편 (20) (도 6(B) 참조, 도 중 도면부호 e, f, g 는 접은 가장자리 둘레) 을 형성한다. 중간 폴딩편 (20) 은 c 가장자리와 d 가장자리를 중앙선 a-b 에서 맞붙여 선 α', β' 및 γ' 를 따라 접은 산과 접은 골이 형성되도록 벨로우 형태로 접어 넣음으로써 150㎜ ×150㎜ 의 접어 넣는 패키지 (2 ; 도 7 참조) 가 제조된다. 도 7 중 도면부호 α', β' 및 γ' 는 패키지 (2) 중 이들 선을 따라 접혀 형성된 접는 산 또는 접는 골을 나타낸다.

다음으로, 도 7 에 나타낸 바와 같이 접은 에어백을 평면대 (4) 위에 두고 그 위에 300㎜ ×300㎜ 의 유리판 (3) 을 올려 1 kg 추 (5) 에 의해 하중을 가한 다음, 30 분 후에 평균두께 X (㎜) 를 측정하였다.

(13) 전개시간 (고속 VTR 관찰)

WO99/28164호 명세서에 기재된 운전석용 에어백 (60리터) 을 봉제하여 인플레이터 (비아자이드형이고 최고탱크압 185 kPa) 를 장착한 모듈로 제작하여 실온에서 전개시험을 하였다. 단, 백 정면과 이면의 포백의 경사, 위사 방향을 합치시켜 봉제하였다.

전개상황을 고속 VTR 로 기록하여 정면에서 보아, 전체둘레 방향으로 48 msec 시점에 도달하고 있는 외주변 중심으로부터의 거리, 즉 전개거리의 98% 까지 도달한 시간을 전개의 완료로 하고, 전개 개시부터 전개 완료까지의 시간을 전개시간이라 하였다.

(14) 에어백의 전개균일성 (고속 VTR 관찰)

WO99/28164호 명세서에 기재된 운전석용 에어백 (60리터) 을 봉제하여 인플레이터 (비아자이드형이고 최고탱크압 185 kPa) 를 장착한 모듈로 제작하여 실온에서 전개시험을 하였다. 단, 백 정면과 이면의 포백의 경사, 위사 방향을 합치시켜 봉제하였다.

전개상황을 고속 VTR 로 기록하여 전개 개시부터 14 msec 및 19 msec 시점의 전개형태를 관찰하여, 정면에서 본 전개 형상이 원형을 유지하여 전개되는 샘플을 균일 전개하는 것으로 하여 하기의 기준에 따라 평가하였다.

: 균일 전개 (예를 도 1, 도 2 에 나타낸다)

전체둘레 방향에서 명확한 전개지연이 관찰되지 않으며, 전개 외주에 함몰이 발생하는 일 없이 볼록형으로 확대전개해 가는 경우.

× : 불균일 전개 (예를 도 3, 도 4 에 나타낸다)

전체둘레 방향 중에서 전개가 지연되는 부분이 있고, 분명히 전개 외주에 함몰이 발생하고 있는 경우.

또, 에어백의 전개시험에서, 운전석 에어백의 전개 동작상황을 고속 VTR 에 의해 정면에서 본 관측 과정의 사례를 도 1∼도 5 에 나타낸다.

(15) 전개 내압 강력의 평가

WO99/28164호 명세서에 기재된 운전석용 에어백 (60리터 : 단, 벤트홀을 형성하지 않음) 을 봉제하여 고압탱크 시험장치로 도입하였다. 고압탱크로부터 실온의 에어백으로 순간적으로 각종 압력의 가스압을 도입하여 에어백이 터질 때까지의 시간을 구하고, 100 msec 시점에서 에어백이 터질 때의 가스압조건에서의 에어백 내압의 최대압력, 즉 에어백 전개 내압 강력 (kPa) 을 구하였다.

실시예 1∼9 및 비교예 1∼9

나일론 66 을 익스트루더(extruder)형 방사기로 용융방사하여 방사유제를 부착한 후, 열연신하여 나일론사를 얻었다. 이 나일론사는 인장강도 7.7 cN/dtex, 신도 21%, 유제의 부착량 0.5 wt% 이었다.

방사유제는 「디알킬티오디프로피네이트 40 부, PO/EO 알킬폴리에테르 30 부, POE 경화 피마자유 트리알킬에스테르 30부」의 22 wt% 에멀전액으로 하여 노즐 오일링 방법으로 급유하였다.

이 나일론사를 래핑할 때, 정경유제로서 S560 (고오가가쿠고교(주) 제조 ; l50℃ 와 120℃ 에서의 가열감량율차 1.3%) 를 키스롤 방식으로 부여하여 경사원사의 유제 총부착량이 1.0 wt% 가 되도록 하고, 비밍 등의 경사 준비를 하여 에어젯 룸 제직기 (AJL) 로 제직하여 직물을 얻었다.

이 직물을 정련하지 않고 170℃ 에서 히트 세트하였다.

각종 폭의 나이프를 사용하여 플로팅·나이프법으로 직물에 50 kgf/m 의 선압을 인가하여 10m/min 속도로 편면에 실리콘 수지를 코팅하였다. 코팅후, 건조기 내에서 180℃, 3 분간 열처리하여 코팅 포백을 얻었다. 여기서, 실리콘은 아사히가세이-와카(주) 제조 「LR6200A/B」 100부, 부착보조제로서 유기규소화합물 (아사히가세이-와카(주) 제조 「HF86」) 3부, 점도 20,000mPa·s 이며, 희석제를 사용하지 않고 사용하였다 (조성 A). 단, 비교예 9 에서는 코팅을 하지 않고 각종 평가를 하였다.

실시예 1∼9 및 비교예 1∼9 에서 사용한 실의 특성, 얻어진 직물의 평가결과 및 에어백으로 봉제하여 전개시험한 결과를 표 1 에 나타낸다.

실시예 2 의 코팅 포백의 단면 SEM 사진을 도 8 에 나타낸다. 도 8 은 코팅 포백 코팅 피막의 표면형상이 기포 직물 표면의 요철 형상을 따른 형상으로형성되어 있는 것을 나타내고 있으며, 포백이 마찰될 때의 접촉면적이 적은 것을 알 수 있다. 그리고, 실시예 2 에서의 코팅 포백 코팅면의 마찰계수가 낮다. 실시예 2 의 코팅 포백으로 제작된 에어백은 전개시간이 짧고, 또한 경사 방향, 위사 방향의 마찰계수차가 적으므로 에어백 전개균일성이 좋다.

실시예 2 와 비교예 9 를 비교한다. 비교예 9 는 실시예 2 의 기포 직물 그 자체의 평가데이터를 나타낸다. 실시예 2 의 코팅 포백은 엘라스토머의 코팅에 의해 완전히 비통기로 형성된 후에 마찰계수가 저감하고 있어, 경사 방향, 위사 방향의 마찰계수차는 작아지도록 개선되어 있어, 에어백의 전개시간이 단축되고 있다. 한편, 비교예 5 는 직물에 종래와 같이 비교적 많은 코팅을 한 코팅 포백이다. 비교예 5 의 코팅 표면은 도 9 에 단면 SEM 사진으로 나타내는 것처럼 편평하다. 그리고 포백의 마찰시 접촉면적이 커 포백의 마찰계수가 높다. 비교예 4 의 코팅 포백에 의한 에어백은 전개속도가 작아 전개에 시간이 걸린다. 비교예 4 에 나타낸 바와 같이 코팅 중량을 줄이면 마찰계수는 저감되기 시작하지만 아직 불충분하며, 오히려 경사 방향, 위사 방향의 마찰계수차가 강조되어 전개균일성이 뒤떨어지고 있다. 또, 비교예 7 은 코팅 중량이 21g/㎡ 로 적더라도 높은 마찰이 되고 있고, 직물의 총섬도가 낮기 때문에 섬유구성의 요철이 작으며, 적은 코팅량으로 편평한 고마찰면이 되기 쉬운 것을 나타내고 있다. 비교예 8 은, 마찰계수는 본 발명의 범위에 들어가지만 기포의 인열 강도가 낮아 전개시험에서는 폭발(burst)이 생겼다.

실시예 10 및 비교예 10, 11

실시예 2∼4 에 나타낸 나일론 직물에 이하의 코팅을 실시하였다.

실리콘은 아사히가세이-와카(주) 제조 「RD6600F」100부 (자일렌용액) 에 Si 결합한 수소원자를 적어도 3 개 갖는 오르가노폴리실록산 (아사히가세이-와카(주) 제조 「크로스링커 W」) 을 1.5부, 접착보조제로서 유기규소화합물 (아사히가세이-와카(주) 제조 「HF86」) 1.5부를 첨가한 점도 80,000 mPa·s (조성 B) 및 또한 자일렌희석을 한 2 종 조성, 점도 40,000 mPa·s (조성 C), 점도 20,000 mPa·s (조성 D) 을 준비하였다. 플로팅·나이프법으로 직물에 50 kgf/m 의 선압을 인가하여 한 면에 실리콘을 코팅하였다. 코팅후 건조기 내에서 180℃, 3분간 열처리하여 코팅천을 얻었다. 실, 직물, 코팅의 조건 및 그 특성 평가 결과에 관해 표 2 에 나타낸다.

실시예 10 과 같이 유기용매 희석법의 코팅액이 고점성인 경우에는 원하는 효과를 나타내지만, 비교예 10, 11 과 같이 무용매와 동등 이상의 코팅액 점성이라 해도 코팅중 코팅액의 침투가 발생한다. 코팅의 침투형상은 표면조도 (Ra) 가 높은 것에 나타나고 있지만, 이 침투의 효과에 의해 인열 강력 향상이 작고, 또한 연소 시험에서는 연소중에 실리콘피막에 금이 가, 그곳으로 불꽃이 전파하여 연소되어 불합격이다.

비교예 12

실시예 2∼4 에 나타낸 나일론직물에 이하의 코팅을 실시하였다. 실리콘 물성 에멀전 (아사히가세이-와카(주) 제조 「DEHENSIVE 38197 VP」) 52부, Si 결합한 수소원자 적어도 3 개를 갖는 오르가노폴리실록산 (아사히가세이-와카(주) 제조「V20」) 6부, 부착보조제로서 유기규소화합물 (아사히가세이-와카(주) 제조 「HF86」) 3부, 물 37.5부를 교반 혼합한 혼합액으로, 농도 32wt%, 25℃ 에서의 점도가 80 mPa·s 인 것을 코팅 조성물 (조성 E) 로 하였다.

상기 코팅 조성물을 플로팅·나이프코터를 사용하여 선압 50 kgf/m 로 직물에 코팅하였다. 코팅후 130℃ ×2 분으로 수분을 제거하고, 또한 180℃ ×1 분으로 가교하였다. 실, 직물, 코팅의 조건 및 그 특성 평가 결과에 관해 표 2 에 나타낸다.

수계 에멀전액으로는 코팅액의 침투가 현저하여 통기도를 제로(0)로 할 수 없다. 코팅 표면은 섬유 단사의 요철도 명확하게 나타나 있으며, 이 코팅의 침투형상은 큰 표면조도 (Ra) 의 값에 나타나 있다. 코팅의 침투효과에 의해 인열 강력이 향상되지 않고, 또한 연소 시험에서는 연소중에 실리콘피막에 금이 가, 그곳으로 불꽃이 전파하여 연소되어 불합격이다.

비교예 13

실시예 2∼4 와 동일한 나일론직물에 실시예 2 와 같은 실리콘조성물 (조성A) 로 코팅을 실시하였다. 이 때, 나이프는 롤 온 나이프형으로 배치하고 나일론직물과 나이프 사이에 20㎛ 의 갭을 형성하여 코팅하였다. 실, 직물, 코팅의 조건 및 그 특성 평가 결과에 관해 표 2 에 나타낸다. 코팅면은 마찰계수가 대단히 높고, 전자현미경 관찰에서는 코팅면이 거의 편평하였다.

실시예 11 및 비교예 14∼16

실시예 2 와 비교예 9, 10, 12 의 코팅 포백을 사용하여 전개 내압 강력의 시험을 한 결과를 표 3 에 나타낸다. 실시예 11 에서는, 코팅하지 않은 비교예 16 에 비하여 코팅에 의한 인열 강력 향상의 효과에 의한 에어백 전개 내압 강력의 향상이 관측되었다. 그리고, 비교예 14, 15 에서는 코팅이 섬유에 침투하여 인열 강력의 향상이 없거나 약간뿐이며, 에어백 전개 내압 강력의 향상을 얻기 어렵다.

실시예 12 및 비교예 17

실시예 1 에 나타낸 나일론직물을 메탈·페이퍼 롤을 사용하여 캘린더 가공하고 (200℃, 80t/150㎝, 20m/min), 실시예 1 의 코팅조성과 코팅조건으로 코팅하여 180℃ 에서 3 분간 열처리하였다. 실, 직물, 코팅의 조건 및 그 특성 평가 결과에 관해 표 4 에 나타낸다.

실시예 12 에서는 캘린더 가공으로 미리 포백 표면의 표면조도를 낮게 제어함으로써 소량 코팅으로 저마찰의 코팅면이 얻어졌다. 비교예 17 에서는 포백 요철이 적게 가공된 데다가 이것을 메워버릴 정도의 코팅 중량으로 되어 있어 코팅면이 플랫면이 되어 고마찰이 된다.

본 발명의 코팅 포백은 비통기성 엘라스토머 코팅을 가짐에도 불구하고 포백코팅 표면의 마찰계수가 낮고, 인열 강력이 개량되어, FMVSS302 가 정한 난연성, 연소 속도를 만족하는 유연하고 경량인 코팅 포백이다. 본 발명의 코팅 포백을 사용하여 얻어지는 에어백 장치용 에어백은, 전개시간이 짧고 전개균일성이 우수하기 때문에 보다 신속하게 탑승자를 구속할 수 있는 성능을 갖는 에어백의 요구에 부응할 수 있어, 전개내압이 우수하며 에어백 장치의 케이싱에 컴팩트하게 수납할 수 있는 가벼운 에어백이다.

Claims (12)

1. 전체 섬도 67∼350 dtex 의 섬유로 이루어지는 기포 중 적어도 한 면에 엘라스토머막을 도포하여 형성된 비통기성 코팅 포백으로서, 코팅 표면의 포백 경사 방향 및 위사 방향에서의 KES 계측에 의한 마찰계수 (MIU) 가 경사 방향 및 위사 방향 모두 0.01∼0.3 이고, 코팅 표면의 경사 방향 마찰계수 (MIU) 와 위사 방향 마찰계수 (MIU) 의 차가 절대값으로 0.15 이하인 것을 특징으로 하는 코팅 포백.
2. 제 1 항에 있어서, 포백의 코팅 표면의 표면조도 (Ra) 가 1.5∼12㎛ 인 것을 특징으로 하는 코팅 포백.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 포백의 코팅 표면의 경사 방향 및 위사 방향에서의 KES 계측에 의한 촉침 표면 조도 (SMD) 가 2∼10㎛ 인 것을 특징으로 하는 코팅 포백.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 코팅 포백의 경사 방향 및 위사 방향 각각의 KES 계측에 의한 단위폭당 굽힘강성 (B) 이 0.5∼9 mN·㎠/㎝ 인 코팅 포백.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 코팅 포백의 기포가 나일론 66 을 주체로 하는 섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코팅 포백.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 코팅 포백이 단사섬도 0.5∼4.5 dtex 로 구성되는 전체 섬도 67∼250 dtex 의 직사로 이루어지고, 직밀도와 직사 섬도의 곱으로 나타내는 직섬도가 경사 방향 및 위사 방향 모두 9,000∼22,000개·dtex/2.54㎝ 인 직물을 기포로 하여 그 기포의 적어도 한 면에 엘라스토머가 1∼25 g/㎡ 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 코팅 포백.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 엘라스토머가 실리콘 고무인 것을 특징으로 하는 코팅 포백.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 기포에 유제가 0.8∼8 wt% 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 코팅 포백.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 코팅 포백으로 이루어지는 에어백용 기포.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 코팅 포백 또는 에어백용 기포로 이루어지는 에어백.
11. 섬도 0.5∼4.5 dtex 의 단사로 구성되는 전체 섬도 67∼350 dtex 의 직사로 이루어지는, 직밀도와 직사섬도의 곱으로 나타내는 직섬도가 경사 방향 및 위사 방향 모두 9,000∼22,000개·dtex/2.54㎝ 인 직물에, 점도 5,000∼200,000 mPa·s 의 엘라스토머를 1∼500 kgf/m 의 접압하에서 나이프코터로 l∼25 g/㎡ 를 도포하여 가교처리하는 것을 특징으로 하는 코팅 포백의 제조방법.
12. 제 11 항에 있어서, 엘라스토머가 실질적으로 무용매의 엘라스토머인 코팅 포백의 제조방법.