KR101258177B1

KR101258177B1 - 자동차용 경량화 안전벨트 웨빙

Info

Publication number: KR101258177B1
Application number: KR1020120015765A
Authority: KR
Inventors: 김재욱
Original assignee: (주)진흥
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2013-04-25

Abstract

본 발명은 자동차 안전벨트용 웨빙에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경사, 위사 및 변사로 제직되는 웨빙을 구성함에 있어서 각각 다른 물성을 가지는 고강력사를 이용하여 내마모성, 신축성이 우수한 경량성 자동차 안전벨트용 웨빙에 관한 것으로, 폴리에스테르 1,500D/1 252본을 경사로 하고, 폴리에스테르 500~750D/1 을 위사로 하고, 폴리에스테르 500D/1 24본을 변사로 구성하여, 상기 경사와 위사 제직부가 내측부로 위치하고, 상기 변사가 상기 내측부의 양측 모서리부를 구성하도록 위치시켜 상기 위사가 상기 경사와 변사를 교번하여 지나는 구조로 구성되며, 상기 모서리부의 위사와 변사의 직조구조는 규칙직조구조를 이루고, 상기 내측부의 위사와 경사의 직조구조는 위사가 사전에 설정된 개수와 다른 개수만큼의 불규칙직조구조를 이루어지는 자동차용 경량화 안전벨트 웨빙이 개시된다.

Description

자동차용 경량화 안전벨트 웨빙{Seat belt webbing for vehicle}

본 발명은 자동차 안전벨트용 웨빙에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경사, 위사 및 변사로 제직되는 웨빙을 구성함에 있어서 각각 다른 물성을 가지는 고강력사를 이용하여 내마모성, 신축성이 우수한 경량성 자동차 안전벨트용 웨빙에 관한 것이다.

안전벨트 어셈블리(assembly)는 다양한 부품으로 구성되며 그 성능을 발휘함에 있어 웨빙(webbing)이 착용자의 신체와 직접 접촉하여 차량의 충돌이나 급정거로부터 충격을 방지하여 2차적인 충격으로부터 보호하는 것을 목적으로 하는 구성품이다.

즉, 자동차 안전벨트용 웨빙은 자동차 안전벨트 어셈블리와 함께 구성되는 섬유 소재로서 승차자의 조작에 가장 많이 노출되며 상대적으로 복잡한 사용 환경에서 이용되는 부품이라 할 수 있다.

안전벨트의 구성은 웨빙과 웨빙을 감는 장치, 조절용 부속품으로 구성되어 있으나 관련 기술의 발전에 따라 각 장치 부분에서 주요 기능들을 분리하여 별도의 장치를 개발함으로서 안전벨트 전체의 구성에 대한 개념이 바뀌고 있고, 웨빙 소재의 경우 폴리아미드계가 90년대 초반까지 주로 사용되었지만 그 이후 폴리에스테르계 섬유가 대부분 사용되고 있다.

폴리에스터 공중합체를 적용한 고에너지 흡수 안전벨트는 2-step S-S Curve를 보이므로 충돌 시 에너지를 흡수하여 프리텐셔너와 로드리미터를 대체하여 경량화가 가능하나, 안전벨트용 원사는 의류용 제품 보다 강도가 향상된 고강력 폴리에스터이므로 보통의 산업용 섬유와는 달리 강도 수준이 9.4g/d이상으로 높고 몰리필라멘트를 구성하는 모노필라멘트의 데니어가 10 데니어급 이상이어서 무결점의 원사를 생산하는 것이 매우 까다로운 상황이다.

또한, 염색/가공 공정 단축에 따른 폐수 절감형 친환경 원착 안전벨트가 개발되고 있는데, 안전벨트지는 일정 수준 절단 강력이 요구되므로 벨트지를 구성하는 원사의 강력도 일정 수중 이상이어야 하고, 원사는 제직과 염색 등의 후 공정을 통하여 최종 안전벨트지 제품이 만들어지기 때문에 여러 공정을 거치는 동안 원사가 가지고 있는 고유 강력이 일부의 저하가 발생할 수 있다.

한편, 안전벨트의 수명은 차량과 동일하기 때문에 최종 제품인 안전벨트가 완성차에 조립되어 사용자에게 노출되어 이용될 때 수 없이 반복되는 장착과 풀림을 반복하면서 안전벨트의 구성품인 D-ring과 마찰이 되기 때문에 최종 벨트지의 마모 특성이 매우 중요하며, 마모 특성이 좋지 않거나 벨트지의 폭 방향 탄력성이 좋지 않을 경우 장착 또는 풀림의 기능에 문제가 발생할 소지가 많다.

따라서, 원사의 요구 특성은 벨트지의 파단강력에 영향이 있으므로 고강도 이어야 하고 원사가 반복적인 마찰에 견딜 수 있도록 우수한 내마모성이 있어야 하며 고온의 염색 공정 중 열에 대한 물성 안정성이 필요하고 또한 염색품위에 문제가 없도록 원사의 비정/결정 영역을 조절하여야 하며 경사줄과 같은 염색불량이 발생하지 않도록 원사 물성의 균일도도 매우 중요하다.

1. 대한민국공개특허공보 제10-2004-0095435호 "이중 웨빙을 갖는 자동차용 시트밸트" 2. 대한민국공개특허공보 특1991-0021318호 "안전벨트용 웨빙" 3. 대한민국공개특허공보 제10-2004-0033829호 "시트 벨트 웨빙 직물의 구조" 4. 대한민국공개특허공보 특2002-0039213호 "안전벨트" 5. 대한민국등록특허공보 제10-0895062호 "시트벨트용 웨빙 및 시트벨트용 웨빙의 제조방법"

본 발명에서는 폴리에스테르 고강력사를 이용한 내마노성, 신축성을 지니고, 내광성 및 에너지 흡수성을 지닌 자동차용 경량화 안전벨트 웨빙을 제공하는 것을 그 해결과제로 한다.

상기한 과제를 해결한 자동차용 경량화 안전벨트 웨빙은 경사, 위사 및 변사로 제직되는 안전벨트 웨빙에 있어서,

폴리에스테르 1,500D/1 252본을 경사로 하고, 폴리에스테르 500~750D/1 을 위사로 하고, 폴리에스테르 500D/1 24본을 변사로 구성하여,

상기 경사와 위사 제직부가 내측부로 위치하고, 상기 변사가 상기 내측부의 양측 모서리부를 구성하도록 위치시켜 상기 위사가 상기 경사와 변사를 교번하여 지나는 구조로 구성되며,

상기 모서리부의 위사와 변사의 직조구조는 규칙직조구조를 이루고,

상기 내측부의 위사와 경사의 직조구조는 위사가 사전에 설정된 개수와 다른 개수만큼의 불규칙직조구조를 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 경사는 강도 10.0g/d이상이고, 절단신도 14%이하인 폴리에스테르 멀티필라멘트 코어사인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 경사 및 위사는 혼합사인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 경사 및 위사는 이종의 폴리에스테르사를 공기교락시켜 된 복합사인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 내측부의 불규칙직조구조는 불규칙직조구간이 반복적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제공되는 자동차용 경량화 안전벨트 웨빙은 강도 10g/d이상의 고강력사를 이용하여 직조된 것으로 우수한 내마모성과 신축성을 지니며, 내광성 및 에너지 흡수성을 가지는 효과를 가진다.

도 1 은 본 발명의 경량화 안전벨트 웨빙의 직조 구성을 도시하는 부분확대도이다.
도 2 내지 4는 본 발명의 경량화 안전벨트의 웨빙의 내측부의 직조 구조를 도시한 부분확대 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 경량화 안전벨트의 웨빙의 모서리부의 직조구조를 도시한 부분확대 단면도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

현재의 폴리에스테르 소재가 주류를 이루는 웨빙 제품이 기타 고강도 섬유 소재 또는 반대로 고신도 섬유 소재 등 그 필요 섬유 소재의 종류는 후에도 계속 다양하게 확대될 가능성 있으며, 안전벨트는 충돌 시 탑승자를 효과적으로 보호하기 위하여 강도뿐 아니라 신도도 매우 중요하고, 압박감 개선을 위하여 고강력사를 적용하여 두께는 감소시키며 동시에 내구성을 확보할 수 있는 안전벨트용 웨빙이 개발되고 있다.

본 발명은 웨빙의 두께를 감소시키고, 동시에 내구성을 확보하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명에 따른 자동차용 경량성 안전벨트 웨빙은 경사, 위사 및 변사로 제직되는 구조로, 폴리에스테르 1,500D/1 252본을 경사로 하고, 폴리에스테르 500~750D/1 을 위사로 하고, 폴리에스테르 500D/1 24본을 변사로 구성하여,

상기 내측부의 위사와 경사의 직조구조는 위사가 사전에 설정된 개수와 다른 개수만큼의 불규칙직조구조를 이루어진다.

이를 첨부도면을 참조하여 설명하면, 도 1은 본 발명의 경량화 안전벨트 웨빙의 직조 구성을 도시하는 부분확대도로, 본 발명의 웨빙을 구성하는 모서리부(100)는 위사(210)와 다수의 변사(110)로 구성되며, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 위사(210)가 변사(110)를 규칙적으로 교번하여 직조되는 구조를 가지며, 내측부(200)는 위사(210)와 다수의 경사(220)로 구성되며, 상기 위사(210)가 경사(220)를 교번하여 직조되되 상기 위사(210)가 사전에 설정된 개수와 다른 개수만큼의 불규칙직조구간(300, 400, 500)을 형성하여 불규칙직조구조를 가지게 된다. 이때, 상기 불규칙직조구간(300, 400, 500)은 순차적으로 직조설계에 따라 반복하여 형성되도록 직조되거나, 또는 각각의 불규칙직조구간이 무정형으로 반복형성될 수 있다.

이때, 상기 불규칙직조구간(300, 400, 500)은 첨부도면 도 2에 도시된 바와 같이 위사(210)가 경사(220)를 교차교번하면서 직조되는 직조구간(300)과, 도 3에 도시된 바와 같이 위사(210)가 경사(220)를 경사(220)수 1개와 2개의 순으로 교차 교번하면서 직조되는 직조구간(400)과 도 4에 도시된 바와 같이 위사(210)가 경사(220)를 경사수 2개와 2개를 교차교번하면서 직조되는 직조구간(400)으로 구성되며, 상기 각각의 직조구간이 [… 300-400-500-300-400-500 …]의 순으로 배열되는 불규칙직조구간을 형성하거나, 혹은 [… 300-400-500-400-300-500-400 …] 등 상기 각각의 직조구간을 웨빙설계의 변경에 따라 다른 위치에 불규직직조구간이 형성되도록 직조할 수 있는 것이다. 즉, 상기 불규칙직조구간은 규칙적 또는 불규칙적 형태를 가지도록 반복적으로 형성되는 것이다.

이때, 모서리부(100)는 내측부(200)의 불규칙한직조구간의 형성에 구애받지 않고, 위사와 변사가 규칙적으로 교차교반하여 직조되게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 경사는 강도 10.0g/d이상이고, 절단신도 14%이하인 폴리에스테르 멀티필라멘트 코어사를 사용하여 직조하여 완성되었다.

또한, 상기 경사 및 위사는 혼합사일 수 있다.

또한, 상기 경사 및 위사는 이종의 폴리에스테르사를 공기교락시켜 된 복합사일 수 있다.

이상에서 설명되는 본 발명의 자동차용 경량화 안전벨트 웨빙을 하기 표1의 조건으로 첨부도면에 도시된 바와 같은 구조를 가지도록 내측부에는 불규칙직조구간을 형성하도록 직조하고, 모서리부는 규칙적인 직조를 하여 웨빙을 준비하였다. 하기 표1의 조건을 만족하도록 준비된 웨빙은 기술적 성능지표를 일본의 TAKATA사의 웨빙의 성능수준과 현재의 국내기술수준의 웨빙의 성능수준을 기준으로 비교평가하였으며, 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.

웨 빙	경 사	위 사	변 사
1	PE 1500D/1 252본	PE 750D/1	PE 500D/1
2	PE 1500D/1 252본	PE 500D/1	PE 500D/1

상기 표 1에 사용된 경사와 위사 및 변사는 사강도 10.3g/d, 절단신도는 13%였다.

기술적 성능 지표	단 위	비중 (%)	규격	일본 TAKATA	국내 수준	본 발명 웨빙(표1)의 성능수준		시험규격
기술적 성능 지표	단 위	성능 수준	규격	성능 수준	성능 수준	1	2	시험규격
인장강도	kgf	30	2900 이상	3,100	3,140	3139.7	3285.9	KS R4027
내광성	급	20	4급 이상	4	4	4	4-5	MS210-05
두께	㎜	10	1.1~1.3	1.17	1.16	1.11	1.17	KS R4027
나비	㎜	10	46~48	47.1	47.68	47.3	45.45	KS K0506
내마모성	%	30	90% 이상	96	95	93.8	92.1	KS R4027

상기 표 2의 결과로 보아 본 발명에서 제공되는 웨빙은 세계최고 수준을 자랑하는 일본 TAKATA사의 웨빙과 견주어 동일유사한 기술적 성능을 나타내는 것을 알 수 있었으며, 일부 성능지표에서는 오히려 일본 TAKATA사의 웨빙에 비해 좀 더 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.

또한, 현재 국내의 기술수준에 따른 웨빙에 대비해서는 월등히 우수한 기술적 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다.

따라서, 상기 표 2의 결과로 보아 본 발명에서 제공되는 자동차용 경량화 안전밸트 웨빙은 고품질의 안전밸트를 생산가공할 수 있는 것이다.

100: 모서리부 110: 변사
200: 내측부 210: 위사
220: 경사 300, 400, 500: 불규칙직조구간

Claims

경사, 위사 및 변사로 제직되는 안전벨트 웨빙에 있어서,
폴리에스테르 1,500D/1 252본을 경사로 하고, 폴리에스테르 500~750D/1 을 위사로 하고, 폴리에스테르 500D/1 24본을 변사로 구성하여,
상기 경사와 위사 제직부가 내측부로 위치하고, 상기 변사가 상기 내측부의 양측 모서리부를 구성하도록 위치시켜 상기 위사가 상기 경사와 변사를 교번하여 지나는 구조로 구성되며,
상기 모서리부의 위사와 변사의 직조구조는 규칙직조구조를 이루고,
상기 내측부의 위사와 경사의 직조구조는 위사가 사전에 설정된 개수와 다른 개수만큼의 불규칙직조구조를 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 경량화 안전벨트 웨빙.
제 1 항에 있어서,
상기 경사는 강도 10.0g/d이상이고, 절단신도 14%이하인 폴리에스테르 멀티필라멘트 코어사인 것을 특징으로 하는 자동차용 경량화 안전벨트 웨빙.
제 1 항에 있어서,
상기 경사 및 위사는 혼합사인 것을 특징으로 하는 자동차용 경량화 안전벨트 웨빙.
제 1 항에 있어서,
상기 경사 및 위사는 이종의 폴리에스테르사를 공기교락시켜 된 복합사인 것을 특징으로 하는 자동차용 경량화 안전벨트 웨빙.
제 1 항에 있어서,
상기 내측부의 불규칙직조구조는 불규칙직조구간이 반복적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 경량화 안전벨트 웨빙.