KR101260979B1 - 에어백 쿠션 고정용 부직포 커버 및 이를 포함하는 에어백시스템 - Google Patents

에어백 쿠션 고정용 부직포 커버 및 이를 포함하는 에어백시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어백 쿠션 고정용 부직포 커버 및 이를 포함하는 에어백 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리프로필렌(PP) 부직포로 이루어지며, 미국재료시험협회규격(ASTM) D 4032의 방법으로 측정한 강연도 (Stiffness)가 0.5 내지 1.0 Kgf인, 에어백 쿠션 고정용 부직포 커버 및 이를 포함하는 에어백 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 에어백 쿠션 고정용 커버는 인장강도가 낮고 나일론 66 제직 원단과 달리 저가이며 폴리에틸렌테레프탈레이트 부직포에 비해 강연도가 낮은 폴리프로필렌 부직포 자체에 일정한 간격으로 슬릿을 주어 커버를 형성함으로써, 자동차 에어백의 접힌 상태를 유지시켜주고, 전개시 종래와 같이 봉제된 부분이 뜯어지는 방식이 아니라 전개되어야 할 부분이 적절한 강도로 찢어져, 우수한 전개성을 가지는 효과가 있다.
에어백 쿠션, 커버, 슬릿, 폴리프로필렌 부직포, 전개성

Description

에어백 쿠션 고정용 부직포 커버 및 이를 포함하는 에어백 시스템{A non-woven fabric cover for Airbag cushion and air bag system using the same}
도 1은 일반적인 에어백 시스템을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에어백 쿠션 고정용 부직포 커버의 슬릿 전개부 및 연결마디를 나타낸 모식도이다.
[산업상 이용분야]
본 발명은 에어백 쿠션 고정용 부직포 커버 및 이를 포함하는 에어백 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전개성 및 조립성이 우수한 자동차용 에어백 쿠션을 수납하는 에어백 쿠션 고정용 부직포 커버 및 이를 포함하는 에어백 시스템에 관한 것이다.
[종래기술]
일반적으로 에어백(air bag)은, 주행중인 차량이 약 40km/h 이상의 속도에서 정면의 충돌시, 차량에 가해지는 충돌충격을 충격감지센서에서 감지한 후, 화약을 폭발시켜 에어백 쿠션 내부로 가스를 공급하여 팽창시킴으로써, 운전자 및 승객을 보호하는 장치를 말하는 것이며, 일반적인 에어백 쿠션 시스템의 구조는 도 1에 도시한 것과 같다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 일반적인 에어백 쿠션 시스템은 뇌관(122)의 점화에 의해 가스를 발생시키는 인플레이터(inflater; 121), 그 발생된 가스에 의해 운전석의 운전자 쪽으로 팽창 전개되는 에어백 쿠션(124)으로 이루어져 조향 휠(101)에 장착되는 에어백 쿠션 모듈(100)과, 충돌시 충격 신호를 발생하는 충격센서(130), 및 그 충격 신호에 따라 인플레이터(121)의 뇌관(122)을 점화시키는 전자 제어모듈(Electronic Control Module; 110)를 포함하여 구성되어 있다. 이와 같이 구성된 에어백 쿠션 시스템은 차량이 정면 충돌하게 되면, 충격 센서(130)에서 충격을 감지하여 전자 제어모듈(110)에 신호를 전달한다. 이 때, 이를 인식한 전자 제어모듈(110)은 뇌관(122)을 점화시켜, 인플레이터(121) 내부의 가스발생제를 연소시킨다. 이렇게 연소되는 가스발생제는 급속한 가스 발생을 통해 에어백 쿠션(124)을 팽창시킨다. 이렇게 팽창되어 전개된 에어백 쿠션(124)은 운전자의 전면 상체와 접촉하면서 충돌에 의한 충격하중을 부분적으로 흡수하고, 관성에 의해 운전자의 머리와 가슴이 전방으로 나아가면서 팽창된 에어백 쿠션(124)과 충돌될 경우, 에어백 쿠션(124)의 가스는 에어백 쿠션(124)에 형성된 배출공으로 급속히 배출되며 운전자의 전면부에 완충 작용하게 된다. 따라서, 전면 충돌시 운전자에게 전달되는 충격력을 효과적으로 완충시켜 줌으로서, 2차 상해를 경감할 수 있게 된다.
상기와 같이, 자동차에 사용되는 에어백 쿠션은 일정한 형태로 제조된 후, 그 부피를 최소화하기 위하여 접힌 상태로 자동차의 핸들 등에 장착된다. 이때, 에어백 쿠션의 접힌 상태를 유지하기 위하여, 커버로 쿠션을 덮어서 장착한다. 이처럼 자동차 에어백 쿠션의 조립과 상태유지를 해주기 위해 직물을 사용하여 에어백용 쿠션 커버를 제작하였다.
통상적인 에어백 쿠션 고정용 커버는 에어백 시스템의 제조과정을 관리하기 쉽도록 하기 위하여 자동차 에어백 쿠션의 주재료인 폴리아미드(이하, 나일론 66)와 동일한 재질로 사용하며, 에어백 전개시 찢어짐을 용이하게 하도록 중앙에 절개부를 포함하고 있다.
그러나, 현재 주로 사용되고 있는 나일론 66 직물은 여러 가지 문제점을 가지고 있어, 이를 대체하기 위한 소재의 개발이 필요하다. 즉, 종래 사용되는 나일론 66직물의 경우는 고가이며, 인열강도가 너무 높아 이를 쿠션 커버로 사용할 경우, 에어백 쿠션 전개시 커버의 전개되어야 할 부분이 뜯어지지 않아 에어백 쿠션의 전개가 원활하지 않은 문제가 종종 발생하였다. 또한, 나일론 66직물의 경우 에어백 쿠션 완제품의 전개시 봉제된 부분이 뜯어지게 하여 에어백 쿠션이 전개되는 방법도 사용하였다. 하지만, 이 경우도 부직포를 사용하여 커버를 제작할 때 부직포의 강도가 직물에 비해 낮기 때문에 봉제된 부분이 정상적으로 뜯어지지 않고 봉제된 부분의 주위 부직포가 비정상적으로 뜯어지는 현상이 발생한다.
또한, 이를 해결하기 위하여 비교적 인장강도가 낮고 저가인 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하, PET) 부직포를 사용하였으나, 이 경우는 PET 부직포의 강연도(Stiffness)이 높아 완제품의 부피가 커지는 문제점이 있으며, 커버 제작상의 문 제가 발생하였다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 에어백 쿠션의 접힌 상태를 유지하는 성능이 우수하고, 조립성이 우수하며 특히 적절한 강도로 에어백 쿠션을 전개시킬 수 있는 자동차의 에어백 쿠션 보정용 부직포 커버 및 이를 포함하는 에어백 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 폴리프로필렌(PP) 부직포로 이루어지며, 미국재료시험협회규격(ASTM) D 4032의 방법으로 측정한 강연도 (Stiffness)가 0.5 내지 1.0 Kgf인, 에어백 쿠션 고정용 부직포 커버를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된, 에어백 쿠션 고정용 커버를 포함하는 에어백 시스템을 제공한다.
이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에서, "에어백 쿠션 고정용 커버"라 함은 자동차용 에어백 쿠션을 제작하여 접은 후에 에어백 조립시까지 에어백 쿠션의 접힌 형상을 유지시키기 위해 에어백 쿠션을 덮고 있는 것을 말한다.
본 발명은 나일론 66 직물 대비 저가이고 인장강도가 낮으며, PET 부직포 대비 강연도(Stiffness)이 낮은 폴리프로필렌 부직포를 에어백 쿠션 고정용 커버로 사용하는 특징이 있다.
또한, 본 발명은 에어백 쿠션 커버 제작시 에어백 쿠션 완제품이 전개되는 방법에 있어서, 부직포 자체에 일정한 간격으로 슬릿(Slit)을 주어 이 부분이 뜯어지는 방법으로 봉제된 부분의 주위가 비정상적으로 뜯어지는 문제점을 보완하고자 하였다.
이를 위해, 본 발명은 에어백 쿠션 고정용 커버로서 폴리프로필렌 부직포를 사용하는 것이다. 상기 부직포의 종류는 크게 한정되지 않으나, 바람직하게는 스펀본드 부직포를 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 폴리프로필렌 부직포는 통상적인 부직포 제조방법에 따라 제조하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 폴리프로필렌 부직포의 두께는 특별히 한정되지는 않으나, 바람직하게는 미국재료시험협회규격(ASTM) D 3775 의 방법에 따라 측정하였을 때 0.2 내지 0.7mm인 것이 바람직하다.
특히, 상기 에어백 쿠션 고정용 부직포 커버는 미국재료시험협회규격(ASTM) D 4032의 방법으로 측정한 강연도 (Stiffness)가 0.4 내지 1.0 Kgf이고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1.0 Kgf이다. 이때, 상기 강연도는 원단의 부드러운 정도를 나타내는 수치로서, 강연도가 낮다 함은 원단이 많이 부드럽고, 특히, 강연도가 높으면 원단이 너무 뻣뻣하여 폴딩(접힘성)이 많이 떨어져 에어백 조립시 부피가 너무 커지는 문제가 있다. 따라서, 강연도 값은 상기와 같은 범위에 포함되는 것이 가장 바람직하다.
상기 에어백 쿠션 고정용 부직포 커버는 미국재료시험협회규격(ASTM) D 2261의 방법으로 측정한 인열강도가 1 내지 10 Kgf인 것이 바람직하다. 상기 부직포 커버의 인열강도가 1 Kgf 미만이면 에어백 전개시 슬릿(Slit) 형성부의 연결마디가 정상적으로 찢어져 전개되는 것이 아니라 비정상적인 부분이 찢어져 에어백의 전개형상이 정상적이지 못한 문제가 있고, 10 Kgf를 초과하는 경우에도 역시 슬릿 형성부의 강도가 너무 높아 슬릿이 찢어지지 않아 에어백의 전개 시점 또는 형상이 비정상적으로 전개되는 문제가 있다.
또한, 상기 에어백 쿠션 고정용 부직포 커버는 미국재료시험협회규격(ASTM) D 5034의 방법으로 측정한 슬릿(slit) 형성부의 봉목 강도(seam strength, 縫目强度)가 1 내지 6 kgf/inch인 것이 바람직하다. 상기 봉목강도가 1 kgf/inch 미만이면 에어백 조립시 슬릿 부분이 쉽게 찢어지는 문제가 있고, 6 kgf/inch를 초과하는 경우에는 에어백 전개시 슬릿 부분의 강도가 너무 높아 비정상적인 부분이 찢어져 에어백의 전개 형상이 비정상적이거나, 에어백의 전개 시점이 비정상적으로 이루어지는 문제가 있다.
또한, 본 발명에서 상기 에어백 쿠션 완제품이 전개되는 방법은, 종래와 같이 봉제된 부분이 뜯어지는 방식으로도 가능하나, 폴리프로필렌 부직포 자체에 일정한 간격으로 슬릿(slit)을 주어 이 부분이 뜯어지는 방법을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 방법에 의해, 종래의 봉제된 부분의 주위가 비정상적으로 뜯어지는 문제점을 보완할 수 있다.
따라서, 본 발명의 에어백 쿠션 고정용 부직포 커버는 도 2에 도시하는 것과 같이 일정한 간격으로 슬릿이 형성된 슬릿 전개부(22)와 연결마디(23)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 부직포 커버는 에어백의 정상적인 전개형상 및 전개시점을 고려하여, 에어백 쿠션 전개시 뜯어지는 부분의 길이방향으로 슬릿(slit) 부분이 60 내지 90%를 차지하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 연결마디(23)는 에어백의 전개를 고려하여, 1 내지 7 mm 길이를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 에어백 쿠션 고정용 부직포 커버는 길이방향으로 1 내지 7 mm 간격의 연결마디 마다 5 내지 25 mm의 슬릿, 보다 바람직하게는 10 내지 20 mm의 슬릿 전개부를 포함할 수 있다.
상기 부직포 커버에 있어서, 슬릿부의 형성 방향은 특정한 방향으로 제한되지 아니하며, 접힌 에어백 쿠션의 부피 및 압축 정도에 따라 필요한 인장강도에 맞게 부직포의 기계방향에 수직한 방향, 기계방향에 평행한 방향, 또는 기타 사선방향으로 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상기의 에어백 쿠션 고정용 부직포 커버를 포함하는 에어백 시스템을 제공한다. 상기 에어백 시스템은 통상의 에어백을 포함하며, 당업자들에게 잘 알려진 장치를 구비할 수 있다. 상기 에어백은 크게 정면 에어백(프론트형 에어백)과 측면 에어백으로 구분될 수 있다. 상기 정면 에어백은 운전적, 조주석, 무릎, 발목 등등의 종류가 있고, 측면 에어백은 자동차의 측면 에어백과 커튼형 에어백이 있다. 따라서, 본 발명의 에어백은 프론트형 에어백, 측면 에어백 또는 커튼형 에어백을 포함한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 4]
하기 표 1과 같이, 60 gsm 타입의 폴리프로필렌 스펀본드 부직포(상품명: 도레이 새한 60gsm Type), 60 gsm타입의 폴리에틸렌테레프탈레이트 부직포 및 420 D의 나일론 66 원사를 사용하여 49X49 밀도로 제직한 직물을 각각 사용하여 에어백 쿠션 고정용 커버를 제작하였다. 이때, 길이방향으로 슬릿 길이 및 간격을 하기 표 1과 같이 변형시켜 슬릿 전개부 및 연결마디를 포함하도록 하였다.
이후, 제조된 실시예 및 비교예의 부직포 커버를 실제 에어백 쿠션에 조립하여 조립성 및 전개성 테스트를 실시하였고, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 상기 조립성 및 전개성 테스트 결과는 하기 방법의 물성에 의해 측정된 값을 기준으로 평가하였다.
* 봉목강도 측정 방법 : ASTM D 5034
* 인열강도 측정 방법 : ASTM D 2261
* Stiffness 측정 방법 : ASTM D 4032
[표 1]
　 원재료 Slit길이
(mm)		 Slit간
간격
(mm)		 길이방향
Slit %		 봉목강도
(kgf/inch)		 원재료
인열강도
(kgf)		 원재료
강연도
(kgf)
실시예1 60gsm PP 부직포 20 3 86 1.41 3.0 0.74
실시예2 60gsm PP 부직포 15 3 80 1.91 3.0 0.74
실시예3 60gsm PP 부직포 10 3 77 2.26 3.0 0.74
실시예4 60gsm PP 부직포 20 5 76 2.58 3.0 0.74
실시예5 60gsm PP 부직포 15 5 71 2.77 3.0 0.74
실시예6 60gsm PP 부직포 10 5 67 4.44 3.0 0.74
비교예1 60gsm PP 부직포 20 11 58 6.31 3.0 0.74
비교예2 60gsm PP 부직포 20 2 92 0.89 3.0 0.74
비교예3 60gsm PET 부직포 10 3 77 2.48 3.3 1.04
비교예4 Nylon 66직물 10 3 77 10.23 20 0.79
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예1~6의 경우 조립성 및 전개성 테스트시 문제가 없었다.
하지만, 비교예1의 경우 봉목강도가 너무 높아 전개성 테스트시 비정상 부분이 뜯어졌다. 비교예2의 경우는 봉목강도가 너무 낮아 조립시 슬릿 부분이 뜯어졌다. 또한, 비교예3의 경우 강연도(Stiffness)가 너무 높아 조립시 커버의 길이방향으로 뒤틀림현상이 발생하였고, 에어백 쿠션 완제품 제작시 부피 기준을 만족하지 못하였다. 또한, 비교예 4의 경우 인열 및 봉목강도가 너무 높아 전개시 정상적으로 전개되지 않았다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 에어백 쿠션 고정용 부직포 커버는 나일론 66 제직 원단에 비해 저가이고, 폴리에틸렌테레프탈레이트 부직포에 비해 강연도가 낮은 폴리프로필렌 부직포를 사용하여, 완제품의 부피가 커지는 문제점을 해결하고, 에어백 쿠션 전개시 커버의 전개되어야 할 부분이 적당한 강도로 찢어져 전개성이 우수하므로, 사고시 승객의 안전성을 높일 수 있다.

Claims (7)

  1. 60 gsm 타입의 폴리프로필렌(PP) 부직포로 이루어지며, 미국재료시험협회규격(ASTM) D 4032의 방법으로 측정한 강연도(Stiffness)가 0.5 내지 1.0 Kgf이고,
    미국재료시험협회규격(ASTM) D 2261의 방법으로 측정한 인열강도가 1 내지 10 Kgf이고,
    미국재료시험협회규격(ASTM) D 5034의 방법으로 측정한 슬릿 형성부의 봉목 강도가 1 내지 6 kgf/inch 인, 에어백 쿠션 고정용 부직포 커버.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 부직포 커버는 슬릿 전개부 및 연결마디를 포함하며, 에어백 쿠션 전개시 뜯어지는 부분의 길이방향으로 슬릿 부분이 60 내지 90%를 차지하는 것인, 에어백 쿠션 고정용 부직포 커버.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서, 상기 부직포 커버는 1 내지 7 mm 길이의 연결마디 마다 5 내지 25 mm의 슬릿 전개부를 포함하는 것인, 에어백 쿠션 고정용 부직포 커버.
  6. 제1항에 따른 방법으로 제조된, 에어백 쿠션 고정용 커버를 포함하는 에어백 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 에어백은 프론트형 에어백, 측면 에어백 또는 커튼형 에어백인 것인, 에어백 시스템.
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