KR101055393B1 - 에어백용 폴리에스테르 원단 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리에스테르 섬유를 포함하는 에어백용 원단에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 섬도 400 내지 650 데니어인 폴리에스테르 섬유를 포함하고, 미국재료시험협회규격 ASTM D 5034 방법으로 상온에서 측정한 인장강도가 210 내지 330 kgf/inch이며, 에이징 후에 측정한 인장강도의 변화율이 5% 이하인 에어백용 폴리에스테르 원단 및 그의 제조 방법, 이를 포함하는 차량용 에어백에 관한 것이다.

Description

에어백용 폴리에스테르 원단 및 그의 제조 방법{POLYESTER FABRIC FOR AIRBAG AND METHOD OF PREPARING THE SAME}
본 발명은 에어백용 원단 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 특정 섬도 범위의 폴리에스테르 섬유를 포함하여 상온 및 에이징 후에도 물성이 우수한 에어백용 폴리에스테르 원단 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 에어백(air bag)은, 주행중인 차량이 약 40 km/h 이상의 속도에서 정면의 충돌시, 차량에 가해지는 충돌충격을 충격감지센서에서 감지한 후, 화약을 폭발시켜 에어백 쿠션 내부로 가스를 공급하여 팽창시킴으로써, 운전자 및 승객을 보호하는 장치를 말한다.
에어백용 원단으로서 요구되는 항목은 충돌시에 원활하게 전개되기 위한 저통기성, 에어백 자체의 손상 및 파열을 막기 위한 고강력, 고내열성 및 승객에게 가해지는 충격을 줄이기 위한 유연성 등이 있다.
특히, 자동차가 전복하여 구를 경우 운전자나 승객이 자동차의 유리창이나 주변의 구조물에 의하여 다치는 것을 방지할 목적으로 사고시 에어백이 펼쳐지게 되는데, 이 때 상기 에어백이 안전하게 승객을 보호하기 위해서 최소한 일정시간 동안 에어백이 부풀려 진 상태로 있어야 하므로, 이를 위해서는 에어백 원단의 공기 차단 효과가 매우 중요하다.
그렇지만, 승객의 안전을 위하여 우수한 공기 차단효과를 유지하며, 에어백이 받는 충격에 충분히 견디고 동시에 자동차내의 가혹한 환경 하에서도 충분한 신뢰성을 갖고 사용할 수 있는 에어백용 원단은 제안되어 있지 않은 상황이다.
종래에는 나일론 66 등의 폴리아미드 섬유가 에어백용 원사의 재료로 사용된 바 있다. 그러나, 나일론 66은 내충격성이 우수하지만 폴리에스테르 섬유에 비해 내습열성, 내광성의 측면에서 뒤떨어지고 원료 비용도 높다.
그러나, 기존의 방식으로 폴리에스테르 원사를 사용하여 에어백을 제조하는 경우에는 용융 열용량이 낮아 고온 고습의 가혹 조건 하에서 충분한 기계적 물성 및 전개 성능을 유지하는 데 한계가 있어 왔다.
따라서, 에어백용 원단으로 사용하기에 적합하게 우수한 공기 차단 효과를 유지하며, 승객에게 가해지는 충격을 줄이기 위한 유연성 및 고온 고습의 가혹 조건 하에서 우수한 기계적 물성을 유지하는 에어백용 섬유 원단 개발에 대한 연구가 필요하다.
본 발명은 고온 고습의 가혹 조건 하에서 충분한 성능을 유지하는 에어백용 폴리에스테르 원단 및 그의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 또한, 상기 에어백용 폴리에스테르 원단을 포함하는 차량용 에어백을 제공하고자 한다.
본 발명은 섬도 400 내지 650 데니어인 폴리에스테르 섬유를 포함하고, 미국재료시험협회규격 ASTM D 5034 방법으로 상온에서 측정한 인장강도가 210 내지 330 kgf/inch이며, 에이징 후에 측정한 인장강도의 변화율이 5% 이하인 에어백용 폴리에스테르 원단을 제공한다.
본 발명은 또한, 섬도 400 내지 650 데니어인 폴리에스테르 섬유로 에어백용 생지를 제직하는 단계, 상기 제직된 에어백용 생지를 정련하는 단계, 및 상기 정련된 직물을 텐터링하는 단계를 포함하는 상기 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 에어백용 폴리에스테르 원단을 포함하는 차량용 에어백을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에서 에어백용 원단이라 함은 자동차용 에어백의 제조에 사용되는 직물 또는 부직포 등을 말하는 것으로, 일반적인 에어백용 원단으로는 래피어 직기로 제직된 나일론 6 평직물 또는 나일론 6 부직포를 사용하고 있으나, 본 발명의 에어백용 원단은 폴리에스테르 섬유를 사용하여 상온 및 에이징후에 일정한 물성을 갖는 것이다.
좀더 구체적으로, 본 발명의 에어백용 폴리에스테르 원단은 섬도 400 내지 650 데니어인 폴리에스테르 섬유를 포함하고, 미국재료시험협회규격 ASTM D 5034 방법으로 상온에서 측정한 인장강도가 210 내지 330 kgf/inch이며, 가혹 조건 하에서 에이징 후에 측정한 인장강도의 변화율이 5% 이하, 바람직하게는 3% 이하가 될 수 있다.
상기 원단은 에어징 전에 상온 상압의 대기 조건 하에서, 예컨대 온도 20 내지 25 ℃ 및 상대습도 50 내지 60 %RH에서 측정한 물성이 우수할 뿐만 아니라, 고온 및 고습의 가혹 조건 하에서 장시간 에이징 후에도 우수한 정도로 물성이 유지됨으로써, 에어백용 원단으로서 우수한 성능을 발휘할 수 있다.
특히, 본 발명은 에어백용 원단으로서 우수한 성능을 확보할 수 있도록 하기 위하여, 다양한 에이징을 수행하여 향상된 물성이 유지되도록 하는 것을 특징으로 한다. 상기 에이징으로는 고온 에이징(Heat aging), 사이클 에이징(cycle aging), 및 고습 에이징(Humidity 에이징)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 수행할 수 있으며, 바람직하게는 상기 3 종의 에이징을 수행한 후에도 우수한 정도로 물성이 유지되도록 할 수 있다.
여기서, 상기 고온 에이징(Heat aging)은 원단을 고온에서 열처리하는 것으로 이뤄지며, 바람직하게는 온도 110 내지 130 ℃에서 300 시간 이상 또는 300 내지 500 시간 동안 열처리하는 것으로 이뤄질 수 있다. 또한, 사이클 에이징(cycle aging)은 원단에 대하여 고온 에이징, 고습 에이징, 저온 에이징을 반복 수행하는 것으로 이뤄지며, 바람직하게는 온도 30 내지 45 ℃, 상대습도 93 내지 97 %RH에서 12 내지 48 시간 동안 에이징한 후에, 70 내지 120 ℃에서 12 내지 48 시간 동안 에이징하고, -10 내지 -45 ℃에서 12 내지 48 시간 동안 에이징하는 공정을 2회 내지 5회 반복 실시하는 것으로 이뤄질 수 있다. 고습 에이징(Humidity 에이징)은 원단을 고온 다습 조건 하에서 에이징하는 것으로 이뤄지며, 바람직하게는 온도 60 내지 90 ℃ 및 상대습도 93 내지 97 %RH에서 300 시간 이상 또는 300 내지 500 시간 동안 에이징 하는 것으로 이뤄질 수 있다.
본 발명의 에어백용 원단은 인플레이터 전개시 고온 고압의 가스 압력을 충분히 완충 작용할 수 있는 에너지 흡수 성능이 확보되어야 한다. 특히, 에어백 쿠션 전개시 에너지 흡수력이 부족함으로써 발생될 수 있는 원단 찢어짐을 최소화하기 위해서는 상온에서 인장강도가 210 kgf/inch 이상이 되어야 한다. 다만, 이러한 에어백 쿠션이 자동차 장착시 우수한 수납성 및 폴딩성 측면에 있어서는 상기 인장강도가 330 kgf/inch 이하가 되어야 한다.
상기 에어백용 원단은 가혹 조건 하에서 에이징 이후의 인장강도가 상온에서 측정한 값의 5% 이하, 바람직하게는 3% 이하가 되어야 한다. 좀더 바람직하게는, 에이징 이후의 인장강도는 210 내지 330 kgf/inch가 될 수 있다.
또한, 상기 에어백용 원단은 미국재료시험협회규격 ASTM D 5034 방법으로 상온에서 측정한 절단 신도가 25% 내지 50%이고, 상기 에이징 후에 측정한 절단 신도의 변화율이 10% 이하, 바람직하게는 7% 이하가 될 수 있다. 특히, 본 발명의 에어백용 원단은 상기 에이징 후에 측정한 절단 신도가 25% 내지 50%일 수 있다.
상기 에어백용 원단은 고온-고압의 가스에 의해 급속하게 팽창됨으로 우수한 인열강도 수준이 요구되는데, 상기 에어백용 원단의 파열 강도를 나타내는 인열강도는 비코팅 원단에 대하여 미국재료시험협회규격 ASTM D 2261 TONGUE 방법으로 상온에서 측정하였을 때 18 내지 30 kgf가 될 수 있으며, 에이징 후에 측정하였을 때 14 내지 30 kgf가 될 수 있다. 한편, 코팅 원단에 대한 인열강도는 미국재료시험협회규격 ASTM D 2261 TONGUE 방법으로 상온 및 에이징 후에 측정하였을 때, 30 내지 60 kgf가 될 수 있다. 여기서, 에어백용 원단의 인열강도가 상기 범위에서 하한값 미만인 경우에는 에어백의 전개시 에어백의 파열이 발생함으로써 에어백 기능에 커다란 위험을 초래할 수도 있다.
본 발명에 따른 에어백용 원단은 ASTM D 1776의 방법으로 측정한 경사방향 및 위사방향의 원단수축율이 각각 1.0% 이하, 바람직하게는 0.8% 이하가 될 수 있으며, 상기 에이징을 실시한 후에 경사방향 및 위사방향의 원단수축율이 각각 1.0% 이하, 바람직하게는 0.8% 이하가 될 수 있다. 여기서, 원단의 형태안정성 측면에서는 경사방향 및 위사방향의 원단수축율이 1.0%를 초과하지 않는 것이 가장 바람직하다.
상기 에어백용 원단은 미국재료시험협회규격 ASTM D 737 방법으로 비코팅 원단에 대하여 상온에서 측정한 공기투과도가 5.0 cfm 이하 또는 0 내지 5.0 cfm, 바람직하게는 0.5 내지 3.5 cfm이 될 수 있으며, 상기 에이징 후에 공기투과도가 5.0 cfm 이하 또는 0 내지 5.0 cfm가 될 수 있다. 특히, 에어백용 코팅원단의 공기투과도는 원단에 고무성분 코팅층이 포함시킴으로써 현저히 낮출 수 있으며, 거의 0 cfm에 근사한 값의 공기투과도를 확보할 수도 있다. 이때, 상기 비코팅 원단의 공기투과도가 5.0 cfm를 초과하는 경우, 좀더 바람직하게는 3.5 cfm를 초과하는 경우에는 에어백용 원단의 기밀성을 유지하는 측면에서는 바람직하지 않을 수 있다.
또한, 본 발명의 에어백용 원단은 미국재료시험협회규격 ASTM D 4032 방법으로 상온에서 측정한 강연도가 0.3 내지 1.5 kgf, 바람직하게는 0.3 내지 1.2 kgf가 될 수 있으며, 상기 에이징후에 강연도가 0.3 내지 1.5 kgf, 바람직하게는 0.3 내지 1.2 kgf가 될 수 있다. 특히, 원단에 사용되는 폴리에스테르 원사의 섬도가 550 데니어 이상인 경우 1.5 kgf 이하이고 460 데니어 미만인 경우 0.8 kgf 이하의 범위를 갖는다.
본 발명의 원단을 에어백용으로 사용하기 위해서는 상기 강연도 범위를 유지하는 것이 바람직하고, 강연도가 0.3 kgf 미만으로 너무 낮은 경우에는 에어백 팽창 전개시 충분한 보호 지지 기능을 하지 못할 수 있으며, 차량 장착시에도 형태 유지 성능이 떨어져 수납성이 저하될 수 있다. 또한, 너무 딱딱한 상태가 되어 접기 어렵게 됨으로써 수납성이 저하되는 것을 방지하고, 원단의 변색 현상을 방지하기 위해서는, 상기 강연도는 1.5 kgf 이하가 바람직하다. 특히, 폴리에스테르 섬유의 섬도가 460 데니어 미만인 경우에는 상기 강연도는 0.8 kgf 이하가 바람직하며, 550 데니어 이상인 경우에는 1.5 kgf 이하가 되는 것이 좋다.
본 발명의 에어백용 원단은 상기 조건으로 에이징후에 강력을 상온에서 측정한 강력에 대하여 %로 계산한 강력유지율이 80% 이상, 바람직하게는 85% 이상, 좀더 바람직하게는 90% 이상이 될 수 있다. 이같이 고온 및 고습의 가혹 조건 하에서 장시간 에이징 후에도 원단의 강도 및 강력유지율이 우수한 범위로 유지됨으로써, 에어백용 원단으로서 우수한 성능을 발휘할 수 있다
특히, 본 발명은 기존에 고강도-저신도 및 높은 모듈러스를 갖는 폴리에스테르 섬유가 아닌 고강도-고신도 낮은 모듈러스를 갖는 폴리에스테르 섬유를 사용함으로써, 에어백 팽창시의 에너지 흡수 능력이 우수할 뿐만 아니라, 우수한 형태안정성과 공기 차단성 및 우수한 폴딩성을 갖는 에어백용 폴리에스테르 원단을 제공할 수 있다.
본 발명의 에어백용 원단은 특정 섬도 범위, 즉, 400 내지 650 데니어를 갖는 폴리에스테르 섬유를 포함하는 것이 될 수 있다. 특히, 상기 폴리에스테르 섬유는 쿠션의 폴딩 성능과 에어백 전개시 고온-고압의 전개에너지를 흡수할 수 있는 흡수성능 측면에서 저섬도 고강력으로 유지해야 하므로, 섬도가 400 내지 650 데니어가 될 수 있다. 상기 폴리에스테르 섬유는 에너지 흡수 성능 측면에서 400 데니어 이상의 섬도를 갖는 것이 바람직하고, 에어백 쿠션의 우수한 폴딩성 확보 측면에서 650 데니어 이하의 섬도를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 폴리에스테르 섬유의 필라멘트수는 많을수록 소프트한 촉감을 줄 수 있으나, 너무 많은 경우에는 방사성이 좋지 않을 수 있으므로, 필라멘트수는 60 내지 200, 바람직하게는 90 내지 180가 될 수 있다. 상기 폴리에스테르 섬유는 인장강도가 8.3 내지 9.5 g/de, 바람직하게는 8.6 내지 9.3 g/de이며, 열수축율이 6.5% 이하, 바람직하게는 3.5% 이하인 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 에어백용 원단에 사용되는 폴리에스테르 섬유는 고유점도가 1.05 내지 1.40 dl/g, 바람직하게는 1.10 내지 1.35 dl/g, 좀더 바람직하게는 1.15 내지 1.35 dl/g인 폴리에스테르 칩으로 제조된 폴리에스테르 섬유를 사용할 수 있다. 상기 에어백용 원단이 상온 및 고온, 고습의 가혹 조건 하에서 에이징 후에도 우수한 물성을 유지하기 위해서는, 폴리에스테르 섬유를 고유점도 1.05 dl/g 이상인 폴리에스테르 칩으로 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 저수축의 특성을 발현하기 위하여 고유점도 1.40 dl/g 이하, 바람직하게는 1.35 dl/g 이하인 폴리에스테르 칩으로 제조된 폴리에스테르 섬유를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 폴리에스테르 섬유는 일반적인 코팅 직물의 라미네이트 코팅 온도에 해당하는 150 ℃ 에서의 수축응력이 0.005 내지 0.075 g/d인 것이 바람직하고, 일반적인 코팅 직물의 졸 코팅 온도에 해당하는 200 ℃에서의 수축응력이 0.005 내지 0.075 g/d인 것이 바람직하다. 즉, 상기 150 ℃와 200 ℃에서의 수축응력이 각각 0.005 g/d 이상은 되어야 코팅 공정중 열에 의한 원단의 처짐 현상을 막을 수 있고, 0.075 g/d 이하가 되어야 코팅공정을 지나 상온에서 냉각될 때 이완응력을 완화시킬 수 있다.
또한, 상기 폴리에스테르 섬유는 코팅공정 중 열처리시 일정 수준 이상의 장력을 주어 제직형태를 유지하여 결과적으로 에어백용 원단의 형태 변형을 방지하기 위해 150 ℃에서의 수축율이 15% 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에서 정의하는 상기 수축응력은 0.10 g/d의 고정 하중 하에서 측정한 값을 기준으로 하며, 수축율은 0.01 g/d의 고정 하중 하에서 측정한 값을 기준으로 한다.
상기 폴리에스테르 섬유는 통상의 폴리에스테르 중에서도 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 원사인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 PET를 70 몰% 이상 또는 90 몰% 이상 포함하는 PET 원사인 것이 바람직하다.
특히, 본 발명의 에어백용 원단에 사용되는 폴리에스테르 섬유는 미국재료시험협회규격 ASTM D 885의 방법으로 측정한 모듈러스(Young's modulus) 경우, 신도 1%에서 즉, 1% 신장된 지점에서 60 내지 100 g/de, 바람직하게는 75 내지 95 g/de이며, 신도 2%에서 즉, 2% 신장된 지점에서 20 내지 60 g/de, 바람직하게는 22 내지 55 g/de를 갖는 것이 될 수 있다. 기존의 일반 산업용사로서 폴리에스테르 원사의 경우, 1% 신장된 지점에서의 모듈러스(Young's modulus)가 110 g/de 이상이며, 2% 신장된 지점에서의 모듈러스가 80 g/de 이상인 것과 비교시, 본 발명에서는 현저히 낮은 모듈러스를 갖는 폴리에스테르 섬유를 사용하여 에어백용 원단을 제조할 수 있는 것이다.
상기 폴리에스테르 섬유의 모듈러스(Young's modulus)는 인장시험시 얻어지는 응력-변형도 선도의 탄성 구간 기울기로부터 얻어지는 탄성계수의 물성값으로, 물체를 양쪽에서 잡아 늘일 때, 물체의 늘어나는 정도와 변형되는 정도를 나타내는 탄성률에 해당하는 값이다. 상기 모듈러스가 높으면 탄성은 좋으나 원단의 강연도(stiffness)가 나빠질 수 있으며, 상기 모듈러스가 너무 낮을 경우 원단의 강연도는 좋으나 탄성회복력이 낮아져서 원단의 강인성이 나빠질 수 있다. 따라서, 본 발명의 원단을 에어백용 원단으로서 효과적으로 사용하기 위해서는, 상기와 같이 최적화된 모듈러스 범위를 갖는 폴리에스테르 섬유를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 에어백용 원단은 표면에 코팅 또는 라미네이트된 고무 성분 코팅층을 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 상기 고문성분으로는 분말(powder)형 실리콘, 액상(liquid)형 실리콘, 폴리우레탄, 클로로프로렌, 네오프렌고무, 및 에멀젼형 실리콘 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있으며, 코팅 고무 성분의 종류는 상기 언급된 물질에만 한정되지는 않는다. 다만, 친환경 및 기계적 특성 측면에서 실리콘 코팅이 바람직하다.
상기 고무성분 코팅층의 단위면적당 코팅량은 20 내지 200 g/m2, 바람직하게는 20 내지 100 g/m2가 되도록 사용할 수 있다. 특히, OPW(One Piece Woven) 타입의 사이드 커튼 에어백용 원단의 경우에 있어서는 상기 코팅량이 30 g/m2 내지 95 g/m2가 바람직하고, 에어백용 평직원단의 경우는 상기 코팅량이 20 g/m2 내지 50 g/m2 수준이 바람직하다.
또한, 본 발명은 섬도 400 내지 650 데니어인 상기 폴리에스테르 원사를 사용하여 에어백용 생지를 제직하는 단계, 상기 제직된 에어백용 생지를 정련하는 단계, 및 상기 정련된 직물을 텐터링하는 단계를 포함하는 에어백용 폴리에스테르 원단을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에서 상기 폴리에스테르 원사는 통상적인 제직 방법과, 정련 및 텐터링 공정을 거쳐서 최종적인 에어백용 원단으로 제조될 수 있다. 이때, 원단의 제직형태는 특정 형태에 국한되지 않으며 평직 타입과 OPW(One Piece Woven) 타입의 제직형태 모두가 바람직하다.
특히, 본 발명의 에어백용 원단은 상기 폴리에스테르 원사를 위사 및 경사로 이용하여 비밍(beaming), 제직, 정련, 및 텐터링 공정을 거쳐 제조될 수 있다. 상기 원단은 통상적인 제직기를 사용하여 제조할 수 있으며, 어느 특정 직기를 사용하는 것에 한정되지 않는다. 다만, 평직형태의 원단은 레피어 직기(Rapier Loom)나 에어제트 직기(Air Jet Loom) 또는 워터제트 직기(Water Jet Loom) 등을 사용하여 제조할 수 있으며, OPW 형태의 원단은 자카드 직기(Jacquard Loom)를 사용하여 제조할 수 있다.
본 발명에서는 상기 제직된 생지를 정련 및 텐터링하는 공정을 거쳐, 텐더링된 직물에 고무성분으로 코팅하고 건조한 후에 가황온도 150 내지 200 ℃, 바람직하게는 160 내지 190 ℃, 및 가장 바람직하게는 165 내지 185 ℃에서 경화시키는 과정을 수행하며, 상기 가황온도는 원단의 인열강도 등 기계적 물성 유지 측면에서 150 ℃ 이상이 되어야 하며, 강연도 측면에서 200 ℃ 이하가 되어야 한다.
또한, 상기 가황온도에서 경화 시간은 30 내지 120 초, 바람직하게는 35 내지 100 초, 및 가장 바람직하게는 40 내지 90 초 범위에서 수행할 수 있다. 여기서, 상기 경화시간이 30 초 미만인 경우에 고무성분에 의한 코팅층의 경화 작업이 효과적으로 이뤄지지 않아 원단의 기계적 물성이 저하되어 코팅이 벗겨지는 등의 문제가 있으며, 상기 경화 시간이 120 초를 초과하는 경우에 최종 제조된 원단의 강연도 및 후도가 증가하여 폴딩성이 떨어지는 문제가 발생한다.
본 발명의 에어백용 원단은 직물의 일면 또는 양면에 전술한 바와 같은 고무성분에 의한 코팅을 실시할 수 있으며, 상기 고무성분의 코팅층은 나이프 코트법, 닥터블레이드법, 또는 분무코팅법으로 적용할 수 있지만, 이 또한 상기 언급된 방법에만 한정되지는 않는다.
이렇게 코팅된 에어백용 원단은 재단과 봉제공정을 거치면서 일정한 형태를 갖는 에어백 쿠션 형태로 제조될 수 있다. 상기 에어백은 특별한 형태에 국한되지 아니하며 일반적인 형태로 제조될 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 에어백용 폴리에스테르 원단을 포함하는 차량용 에어백을 제공한다. 또한, 본 발명은 상기의 에어백을 포함하는 에어백 시스템을 제공하며 상기 에어백 시스템은 관련 업자들에게 잘 알려진 통상의 장치를 구비할 수 있다.
상기 에어백은 크게 프론탈 에어백(Frontal Airbag)과 사이드 커튼 에어백(Side Curtain Airbag)으로 구분될 수 있다. 상기 프론탈용 에어백에는 운전석용, 조수석용, 측면보호용, 무릎보호용, 발목보호용, 보행자 보호용 에어백 등이 있으며, 사이드 커튼 타입 에어백은 자동차 측면충돌이나 전복사고시 승객을 보호하게 된다. 따라서, 본 발명의 에어백은 프론탈용 에어백과 사이드 커튼 에어백을 모두 포함한다.
본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.
본 발명의 에어백용 원단은 상온 및 고온, 고습의 가혹 조건 하에서 일정한 인장강도를 유지함으로써, 에어백 제조시 제직, 가공 및 재단 과정 중에 발생할 수 있는 원단 자체의 수축 현상을 최소화하면서 현저히 향상된 형태안정성과 공기차단성, 에너지 흡수 성능, 및 우수한 폴딩성을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 물성 및 조건으로 에어백용 폴리에스테르 원단을 제조하였다.
먼저, 고유점도가 1.15 dl/g인 폴리에스테르 고분자 칩(chip)으로 제조되고, 섬도가 600 데니어이고 필라멘트 수가 144이며, 인장강도가 8.6 g/de이고, 열수축율이 2.0%이며, ASTM D 885의 방법으로 측정한 모듈러스(young's modulus)가 90 g/de인 폴리에스테르 섬유를 사용하여, 래피어직기를 통해 평직 에어백용 원단 생지를 제조하였다. 이때, 요구되는 공기 투과도를 달성하기 위하여 제직밀도는 43x43(경사x위사)로 하였다.
수산화나트륨 1.5 g/L, 계면활성제 1.08 g/L, 침투제 1.08 g/L, 및 분산제 1.25 g/L이 되도록 물과 혼합하여 2개의 약품조에 나누어 투입하고, 각 약품조의 온도를 75 ℃로 유지시켰다. 또한, 상기 각 약품조 옆에 80 ℃ 및 85 ℃의 온도를 가지는 수세조 2개씩을 각각 연속 배치하였다.
상기 직기로 제직된 평직 에어백용 원단 생지를 미리 준비된 상기 약품조에 1차 통과시킨 후, 2개의 수세조에 연속적으로 통과시키고, 다시 약품조와 2개의 수세조에 2차 통과시켰다.
상기 수세조를 통과한 원단 생지를 맹글에 통과시켜 탈수한 후, 110 ℃의 열풍으로 건조하여 잔류수분을 완전히 건조시켜 원단을 제조하고, 나이프 코팅(knife over ro1l coating)방법으로 원단 생지 원단에 코팅을 하였다. 2액형의 실리콘 고무를 사용하여 코팅량 25 g/m2가 되도록 코팅하였다.
실시예 2
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 고유점도가 1.25 dl/g인 폴리에스테르 고분자 칩(chip)으로 제조되고, 섬도가 600 데니어이고 필라멘트 수가 144이며, 인장강도가 8.9 g/de이고, 열수축율이 1.5%이며, ASTM D 885의 방법으로 측정한 모듈러스(initial modulus)가 83 g/de인 폴리에스테르 섬유를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백용 폴리에스테르 원단을 제조하였다.
실시예 3
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 고유점도가 1.35 dl/g인 폴리에스테르 고분자 칩(chip)으로 제조되고, 섬도가 600 데니어이고 필라멘트 수가 144이며, 인장강도가 9.2 g/de이고, 열수축율이 1.2%이며, ASTM D 885의 방법으로 측정한 모듈러스(young's modulus)가 75 g/de인 폴리에스테르 섬유를 사용하여, 제직밀도 43x43(경사x위사)를 적용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백용 폴리에스테르 원단을 제조하였다.
실시예 4
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 고유점도가 1.15 dl/g인 폴리에스테르 고분자 칩(chip)으로 제조되고, 섬도가 420 데니어이고 필라멘트 수가 144이며, 인장강도가 8.9 g/de이고, 열수축율이 2.2%이며, ASTM D 885의 방법으로 측정한 모듈러스(young's modulus)가 88 g/de인 폴리에스테르 섬유를 사용하여, 제직밀도 49x49(경사x위사)를 적용하고, 실리콘 고무의 코팅량은 30 g/m2으로 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백용 폴리에스테르 원단을 제조하였다.
실시예 5
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 고유점도가 1.25 dl/g인 폴리에스테르 고분자 칩(chip)으로 제조되고, 섬도가 420 데니어이고 필라멘트 수가 144이며, 인장강도가 9.2 g/de이고, 열수축율이 1.7%이며, ASTM D 885의 방법으로 측정한 모듈러스(young's modulus)가 82 g/de인 폴리에스테르 섬유를 사용하여, 제직밀도 49x49(경사x위사)를 적용하고, 실리콘 고무의 코팅량은 30 g/m2으로 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백용 폴리에스테르 원단을 제조하였다.
비교예 1
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 고유점도가 0.73 dl/g인 폴리에스테르 고분자 칩(chip)으로 제조되고, 섬도가 680 데니어이고 필라멘트 수가 96이며, 인장강도가 6.8 g/de이고, 열수축율이 13.5%이며, ASTM D 885의 방법으로 측정한 모듈러스(Young's modulus)가 120 g/de인 폴리에스테르 섬유를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백용 폴리에스테르 원단을 제조하였다.
비교예 2
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 고유점도가 0.80 dl/g인 폴리에스테르 고분자 칩(chip)으로 제조되고, 섬도가 680 데니어이고 필라멘트 수가 96이며 인장강도가 7.1 g/de이고, 열수축율이 13.0%이며, ASTM D 885의 방법으로 측정한 모듈러스(young's modulus)가 115 g/de인 폴리에스테르 섬유를 사용하여, 제직밀도 43x43(경사x위사)를 적용한 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 에어백용 폴리에스테르 원단을 제조하였다.
비교예 3
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 고유점도가 0.90 dl/g인 폴리에스테르 고분자 칩(chip)으로 제조되고, 섬도가 700 데니어이고 필라멘트 수가 96이며, 인장강도가 9.2 g/de이고, 열수축율이 1.2%이며, ASTM D 885의 방법으로 측정한 모듈러스(young's modulus)가 75 g/de인 폴리에스테르 섬유를 사용하여, 제직밀도 46x46(경사x위사)를 적용한 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 에어백용 폴리에스테르 원단을 제조하였다.
비교예 4
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 고유점도가 0.85 dl/g인 폴리에스테르 고분자 칩(chip)으로 제조되고, 섬도가 370 데니어이고 필라멘트 수가 96이며, 인장강도가 7.3 g/de이고, 열수축율이 13.3%이며, ASTM D 885의 방법으로 측정한 모듈러스(young's modulus)가 115 g/de인 폴리에스테르 섬유를 사용하여, 제직밀도 49x49(경사x위사)를 적용하고, 실리콘 고무의 코팅량은 30 g/m2으로 달리한 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 에어백용 폴리에스테르 원단을 제조하였다.
비교예 5
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 고유점도가 0.89 dl/g인 폴리에스테르 고분자 칩(chip)으로 제조되고, 섬도가 370 데니어이고 필라멘트 수가 96이며, 인장강도가 7.6 g/de이고, 열수축율이 12.8%이며, ASTM D 885의 방법으로 측정한 모듈러스(Young's modulus)가 110 g/de인 폴리에스테르 섬유를 사용하여, 제직밀도 49x49(경사x위사)를 적용하고, 실리콘 고무의 코팅량은 30 g/m2으로 달리한 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 에어백용 폴리에스테르 원단을 제조하였다.
구분 섬유
섬도
(de)		 섬유
필라
멘트수
(ea)		 PET
고유
점도
(dl/g)		 섬유
모듈
러스
(g/de)		 섬유
인장
강도
(g/de)		 섬유
열수축율
(%)		 제직밀도
(경사x위사)		 제직
형태
경사 위사
실시예1 600 144 1.15 90 8.6 2.0 43 43 평직
실시예2 600 144 1.25 83 8.9 1.5 43 43 평직
실시예3 600 144 1.35 75 9.2 1.2 43 43 평직
실시예4 420 144 1.15 88 8.6 2.2 49 49 평직
실시예5 420 144 1.25 82 8.9 1.7 49 49 평직
비교예1 700 96 0.73 120 6.8 13.5 43 43 평직
비교예2 700 96 0.80 115 7.5 13.0 43 43 평직
비교예3 700 96 0.90 125 8.8 10.5 46 46 평직
비교예4 370 96 0.85 115 6.8 13.3 49 49 평직
비교예5 370 96 0.89 110 7.0 12.8 49 49 평직
실험예 1
상기 실시예 1~5 및 비교예 1~5의 에어백용 폴리에스테르 원단에 대하여 하기와 같이 물성 평가를 실시하였다.
(a) 인장 강도 및 절단신도: ASTM D 5034
코팅 처리 전의 비코팅된 원단에서 시편을 재단하여 미국재료시험협회규격 ASTM D 5034에 따른 인장강도 측정장치의 하부 클램프에 고정시키고, 상부 클램프를 위로 이동시키면서 에어백 원단 시편이 파단될 때의 강도 및 신도를 측정하였다.
(b) 인열 강도: ASTM D 2261 TONGUE
코팅 처리 전의 비코팅된 원단을 사용하여 시편으로 가로 75mmx 세로 200mm를 재단한 후, 상기 시편의 윗쪽과 아랫쪽 각각을 미국재료시험협회규격 ASTM D 2261 TONGUE에 따른 장치에서 상단 및 하단의 물림 장치면(jaw face)의 좌우공간 사이에 위치시키고, 상기 물림 장치면(jaw face) 간격을 기준으로 76 mm/min, 300 mm/min 인열속도로 코팅 원단의 인열강도를 측정하였다.
(c) 경사 및 위사 방향 원단수축율: ASTM D 1776
코팅 처리 전의 비코팅된 원단에서 시편을 재단한 후, 경사 및 위사 방향으로 수축 전 길이인 20 cm씩을 표시하고 149 ℃에서 1 시간 동안 챔버에서 열처리한 시편의 수축한 길이를 측정하여 경사방향 및 위사방향의 원단수축율 {(수축전 길이 - 수축후 길이)/ 수축전 길이 x 100%} 측정하였다.
(d) 강연도: ASTM D 4032
미국재료시험협회규격(ASTM) D 4032에 따른 강연도 측정장치를 이용하여 써큘라벤드법(Circular Bend)법으로, 코팅 처리 전의 비코팅된 원단의 강연도를 측정하였다. 또한, 강연도 측정법으로 켄티레버법을 적용할 수 있으며, 원단에 굽힘을 주기 위하여 일정각도의 경사를 준 시험대인 켄티레버 측정기기를 이용하여 원단 굽힘 길이 측정을 통해 강연도를 측정할 수 있다.
(e) 공기투과도: ASTM D 737
미국재료시험협회규격 ASTM D 737에 따라 코팅 처리 전의 비코팅된 원단을 20 ℃, 65 %RH 하에서 1 일 이상 방치한 후, △P가 125 pa의 압력의 공기가 38 cm2의 원형단면을 통과하는 양을 측정하여 정적 공기투과도로 나타내었다.
상기 실시예 1~5 및 비교예 1~5의 에어백용 폴리에스테르 비코팅 원단에 대하여 온도 24 ℃ 및 상대습도 55 %RH의 상온 조건에서 상기 물성 측정 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 인장강도
(kgf/inch)		 절단신도
(%)		 인열강도
(kgf)		 원단수축율(%) 공기
투과도
(cfm)		 강연도
(kgf)
경사 위사
실시예1 290 40 23 0.5 0.3 0.65 0.80
실시예2 298 41 24 0.3 0.2 0.60 0.79
실시예3 307 40 26 0.5 0.2 0.55 0.77
실시예4 220 32 19 0.4 0.5 0.95 0.40
실시예5 227 35 20 0.5 0.3 0.90 0.38
비교예1 189 20 12 0.5 0.5 1.10 1.68
비교예2 192 22 12 0.3 0.4 1.10 1.68
비교예3 197 20 12 0.5 0.3 1.12 1.90
비교예4 176 18 10 0.7 0.2 1.25 0.20
비교예5 183 20 10 0.6 0.4 1.25 0.20
또한, 상기 실시예 1~5 및 비교예 1~5의 에어백용 폴리에스테르 비코팅 원단에 대하여 온도 120 ℃에서 336 시간 이상 동안 열처리하는 고온 에이징(Heat aging) 조건 하에서 상기 물성 측정 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구분 인장강도
(kgf/inch)		 절단신도
(%)		 인열강도
(kgf)		 원단수축율(%) 공기
투과도
(cfm)		 강연도
(kgf)
경사 위사
실시예1 288 38 21 0.5 0.3 0.85 0.80
실시예2 296 38 22 0.3 0.2 0.80 0.79
실시예3 303 37 24 0.5 0.2 0.75 0.77
실시예4 216 30 17 0.4 0.5 1.05 0.40
실시예5 224 33 18 0.5 0.3 1.10 0.38
비교예1 175 16 10 0.5 0.5 1.30 1.68
비교예2 180 18 10 0.3 0.4 1.40 1.68
비교예3 186 18 10 0.5 0.3 1.43 1.92
비교예4 170 20 8.5 0.7 0.2 1.50 0.20
비교예5 180 20 8.5 0.6 0.4 1.55 0.20
상기 실시예 1~5 및 비교예 1~5의 에어백용 폴리에스테르 비코팅 원단에 대하여 온도 38 ℃, 95 %RH에서 24 시간 동안 에이징하고 온도를 80 ℃로 승온하여 24 시간 동안 에이징한 후에 온도를 -29 ℃로 냉각시켜 24 시간 동안 에이징하는 과정을 2회 반복하는 사이클 에이징(cycle aging) 조건 하에서 상기 물성 측정 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
구분 인장강도
(kgf/inch)		 절단신도
(%)		 인열강도
(kgf)		 원단수축율(%) 공기
투과도
(cfm)		 강연도
(kgf)
경사 위사
실시예1 290 40 22 0.5 0.3 0.70 0.80
실시예2 298 41 23 0.3 0.2 0.68 0.79
실시예3 307 40 24 0.5 0.2 0.65 0.77
실시예4 220 32 18 0.4 0.5 1.00 0.40
실시예5 227 35 19 0.5 0.3 1.02 0.38
비교예1 189 20 11 0.5 0.5 1.15 1.68
비교예2 192 22 11 0.3 0.4 1.17 1.68
비교예3 192 18 11 0.5 0.3 1.16 1.96
비교예4 173 18 9.5 0.7 0.2 1.50 0.20
비교예5 180 20 9.5 0.6 0.4 1.55 0.20
상기 실시예 1~5 및 비교예 1~5의 에어백용 폴리에스테르 비코팅 원단에 대하여 온도 80 ℃, 95 %RH에서 336 시간 이상 동안 에이징하는 고습 에이징(humidity aging) 조건 하에서 상기 물성 측정 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
구분 인장강도
(kgf/inch)		 절단신도
(%)		 인열강도
(kgf)		 원단수축율(%) 공기
투과도
(cfm)		 강연도
(kgf)
경사 위사
실시예1 293 41 22 0.5 0.3 0.70 0.80
실시예2 296 41 23 0.3 0.2 0.68 0.79
실시예3 310 43 24 0.5 0.2 0.65 0.77
실시예4 225 34 18 0.4 0.5 1.00 0.40
실시예5 232 36 19 0.5 0.3 1.02 0.38
비교예1 170 16 11 0.5 0.5 1.15 1.68
비교예2 175 18 11 0.3 0.4 1.17 1.68
비교예3 180 18 11 0.5 0.3 1.18 1.93
비교예4 170 20 9.5 0.7 0.2 1.50 0.20
비교예5 176 20 9.5 0.6 0.4 1.55 0.20
상기 표 2~5에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따라 특정 범위의 섬도를 갖는 폴리에스테르 섬유를 사용한 실시예 1~5의 에어백용 폴리에스테르 원단은 상온에서 216 내지 307 kgf/inch의 인장강도를 에이징후에도 5% 이하로 유지함으로써, 기존의 폴리에스테르 원사를 사용한 비교예 1~5의 에어백용 원단에 비해 형태안정성 및 공기투과도, 강연도 등에서 우수한 물성을 유지할 수 있음을 알 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 실시예 1~5의 에어백용 원단은 0.55 cfm 내지 1.10 cfm의 공기투과도를 유지하여, 우수한 기계적 물성을 확보함과 동시에 우수한 공기 차단 성능을 유지할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 실시예 1~5의 에어백용 폴리에스테르 원단은 우수한 공기 차단 성능과 함께 상온 및 에이징 후에도 0.38 내지 0.80 kgf의 우수한 강연도를 유지함으로써, 에어백 작동시 우수한 전개 성능 및 차량 장착시 우수한 형태 유지 성능, 수납성을 확보할 수 있음을 알 수 있다.
그러나, 기존의 폴리에스테르 섬유를 사용한 비교예 1~5의 에어백용 원단의 경우에는 상온 및 에이징후에 인장강도가 170 내지 197 kgf/inch로 현저히 떨어지고 에어징후의 인장강도 변화율이 5%를 초과하게 된다. 이러한 경우, 인플레이터 작동시 고온 고압의 가스 압력을 충분히 완충 작용할 수 있는 충분한 에너지 흡수 성능을 확보할 수 없어 에어백 쿠션 전개시 에어백 파열 등으로 에어백 기능에 커다란 위험을 초래할 수 있다. 특히, 비교예 1~3에 따른 원단의 경우에 상온 및 에이징 후의 강연도가 1.68 내지 1.96 kgf로 너무 딱딱한 상태가 되어 접기 어렵게 됨으로써 차량 장착시 수납성이 저하되는 현상이 발생할 수 있다. 또한, 비교예 4~5에 따른 원단의 경우에는 상온 및 에이징 후의 강연도가 0.20 kgf에 불과하여 에어백 팽창 전개시 충분한 보호 지지 기능을 하지 못할 수 있으며, 차량 장착시에도 형태 유지 성능이 떨어져 수납성이 저하될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 에어백용 폴리에스테르 원단은 상온 및 에이징후 우수한 기계적 물성을 유지함으로써, 에어백 제조시 제직, 가공 및 재단 과정 중에 발생할 수 있는 원단 자체의 수축 현상을 최소화하고 원단의 손실(loss)과 치수가 불균일해지는 문제를 미리 방지할 수 있으므로, 형태 안정성이 우수한 에어백 원단 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
실험예 2
상기 실시예 1~5 및 비교예 1~5에서 코팅 공정을 수행하지 않은 에어백용 폴리에스테르 비코팅 원단을 사용하여 에어백 쿠션을 제조하고, 각각 하기 표 6에 나타낸 바와 같이 DAB(driver airbag) 쿠션 어셈블리 또는 PAB(passenger airbag) 쿠션 어셈블리로 차량용 에어백을 제작하였다. 이렇게 완성된 차량용 에어백에 대하여, 3 가지 열처리 조건(상온: 25 ℃ x 4 hr 오븐 방치, Hot: 85 ℃ x 4h r 오븐 방치, Cold: -30 ℃ x 4 hr 오븐 방치) 하에서 전개 테스트(static test)를 실시하였다. 상기 전개 테스트(static test) 결과, 원단 찢어짐, 봉제부 핀홀(pin hole) 발생, 및 원단 탄화 현상이 발생하지 않는 경우에 "Pass"로 평가하고, 원단 찢어짐, 봉제부 핀홀(pin hole) 발생, 또는 원단 탄화 현상 중 어느 한 가지라도 발생한 경우에는 "Fail"로 평가하였다.
상기 실시예 1~5 및 비교예 1~5의 에어백용 폴리에스테르 비코팅 원단을 사용하여 제조된 에어백 쿠션에 대한 전개 테스트(static test) 평가 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
구분 쿠션 사양 화약식 인플레이터 압력(kPa) 상온
전개 테스트		 Hot
전개 테스트		 Cold
전개 테스트
실시예1 PAB 220 Pass Pass Pass
실시예2 PAB 220 Pass Pass Pass
실시예3 PAB 220 Pass Pass Pass
실시예4 DAB 180 Pass Pass Pass
실시예5 DAB 180 Pass Pass Pass
비교예1 PAB 220 Fail Fail Fail
비교예2 PAB 220 Fail Fail Fail
비교예3 PAB 220 Fail Fail Fail
비교예4 DAB 180 Fail Fail Fail
비교예5 DAB 180 Fail Fail Fail
상기 표 6에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따라 특정 범위의 섬도를 갖는 폴리에스테르 섬유를 사용하여 상온에서 일정한 인장강도를 유지하고 에어징후에도 인장강도의 변화율을 최소화한 실시예 1~5의 에어백용 폴리에스테르 원단을 포함하는 차량용 에어백에 대하여 각각 3 가지 열처리 온도 조건 하에서 오븐에 방치한 후 전개 테스트를 진행한 결과, 원단 찢어짐, 봉제부 핀홀(pin hole) 발생, 및 원단 탄화 현상 등이 발생하지 않아 모두 차량용 에어백으로서 우수한 성능을 갖는 것임을 알 수 있다.
반면에, 기존의 폴리에스테르 섬유를 사용한 비교예 1~5의 에어백용 원단을 포함하는 차량용 에어백에 대한 전개 테스트 결과에서는, 에어백 전개시 원단 찢어짐, 봉제부 핀홀(pin hole) 발생, 원단 탄화 현상 등으로 인해 각 쿠션 모두가 "Fail"로 평가되어 실제 에어백으로서 사용이 불가능한 것임을 알 수 있다. 특히, 비교예 1의 원단을 포함하는 DAB(driver airbag) 쿠션 어셈블리에 대한 전개 테스트에서는 인플레이터 입구부에서 원단 찢어짐이 발생하였으며, 비교예 2의 경우에서는 테더부에서 원단의 찢어짐이 발생하였으며, 비교예 3의 경우에서는 전방(front) 판넬과 후방(rear) 판넬사이의 시접부에서 원단 찢어짐이 발생하였다. 비교예 4 및 5에 따른 에어백용 원단을 포함하는 PAB(passenger airbag) 쿠션 어셈블리에 대한 전개 테스트에서는 쿠션의 외곽 시접부에서 원단 찢어짐이 발생하였다. 또한, 이러한 비교예 1~5의 원단을 포함하는 차량용 에어백에 대한 전개 테스트에서, 원단 찢어짐은 봉제부 핀홀(pin hole) 발생 및 원단 탄화 현상 등으로부터 기인하여 함께 발생되었음을 확인할 수 있었다. 따라서, 비교예 1~5의 에어백용 원단은 실제 차량용 에어백 쿠션으로 적용시 에어백 파열 등으로 에어백 기능에 커다란 위험을 초래할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 에어백용 폴리에스테르 원단은 상온 및 에이징후 우수한 기계적 물성을 유지함으로써, 실제 차량용 에어백 적용시에 우수한 형태 안정성 및 공기 차단성, 전개 성능을 갖는 것임을 알 수 있다.
본 발명은 폴리에스테르 섬유를 이용하여 에어백용 원단을 제조하여 상온 및 고온 고습의 가혹 조건 하에서 우수한 기계적 물성을 유지함으로써, 원단 자체의 수축 현상이 적고 형태 안정성이 우수하며, 공기 차단성 및 우수한 폴딩성을 갖는 차량용 에어백 및 이를 포함하는 에어백 시스템을 제공할 수 있다.

Claims (17)

  1. 섬도 400 내지 650 데니어인 폴리에스테르 섬유를 포함하고;
    미국재료시험협회규격 ASTM D 5034 방법으로 상온에서 측정한 인장강도가 210 내지 330 kgf/inch이며, 에이징 후에 측정한 인장강도의 변화율이 5% 이하이고;
    미국재료시험협회규격 ASTM D 5034 방법으로 상온에서 측정한 절단신도가 25% 내지 50%이며, 상기 에이징 후에 절단신도의 변화율이 10% 이하;
    인 에어백용 폴리에스테르 원단.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에이징은 고온 에이징(Heat aging), 사이클 에이징(cycle aging), 및 고습 에이징(Humidity 에이징)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상인 에어백용 폴리에스테르 원단.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에이징 후에 절단 신도의 변화율이 7% 이하인 에어백용 폴리에스테르 원단.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 원단은 미국재료시험협회규격 ASTM D 2261 TONGUE 방법으로 상온에서 측정한 인열 강도가 18 내지 30 kgf이며, 상기 에이징 후에 인열 강도가 13 내지 30 kgf인 에어백용 폴리에스테르 원단.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 원단은 미국재료시험협회규격 ASTM D 1776 방법으로 상온에서 측정한 경사방향 및 위사방향의 원단수축율이 각각 1.0% 이하이며, 상기 에이징 후에 경사방향 및 위사방향의 원단수축율이 각각 1.0% 이하인 에어백용 폴리에스테르 원단.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 원단은 미국재료시험협회규격 ASTM D 737 방법으로 상온에서 측정한 공기투과도가 5.0 cfm 이하이며, 상기 에이징 후에 공기투과도가 5.0 cfm 이하인 에어백용 폴리에스테르 원단.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 원단은 미국재료시험협회규격 ASTM D 4032 방법으로 상온에서 측정한 강연도가 0.3 내지 1.5 kgf이며, 상기 에이징 후에 강연도가 0.3 내지 1.5 kgf인 에어백용 폴리에스테르 원단.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 원단은 상기 에이징 후에 강력을 상온에서 측정한 강력에 대하여 %로 계산한 강력유지율이 80% 이상인 에어백용 폴리에스테르 원단.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 섬유는 필라멘트 수 60 내지 200, 인장강도 8.3 내지 9.5 g/de, 및 열수축율 6.5% 이하인 에어백용 폴리에스테르 원단.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 원단은 ASTM D 885의 방법으로 측정한 모듈러스(Young's modulus)가 신도 1%에서 60 내지 100 g/de이며, 신도 2%에서 20 내지 60 g/de인 폴리에스테르 원사를 포함하는 에어백용 폴리에스테르 원단.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 원단은 고유점도가 1.05 내지 1.40 dl/g인 폴리에스테르 칩으로 제조된 폴리에스테르 섬유를 포함하는 에어백용 폴리에스테르 원단.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 원단은 분말(powder)형 실리콘, 액상(liquid)형 실리콘, 폴리우레탄, 클로로프로렌, 네오프렌고무, 및 에멀젼형 실리콘 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고무성분으로 코팅되어 있는 에어백용 폴리에스테르 원단.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 고무성분의 단위면적당 코팅량이 20 내지 200 g/m2인 에어백용 폴리에스테르 원단.
  14. 섬도 400 내지 650 데니어인 폴리에스테르 섬유로 에어백용 생지를 제직하는 단계,
    상기 제직된 에어백용 생지를 정련하는 단계, 및
    상기 정련된 직물을 텐터링하는 단계
    를 포함하는, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 텐터링 단계에서 열처리 온도는 150 내지 200 ℃인 에어백용 원단의 제조방법.
  16. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 에어백용 원단을 포함하는 차량용 에어백.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 에어백은 프론탈용 에어백 또는 사이드 커튼형 에어백인 차량용 에어백.
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