KR101350986B1 - 기체에 의한 부품성 이중직물 및 에어백 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기체에 의해 부품성을 갖는 팽창부, 상기 팽창부를 지지하는 비팽창부, 및 상기 팽창부와 비팽창부의 경계를 이루는 접결부를 포함하며, 상기 팽창부는 서로 분리된 2개의 직물층을 포함하는 이중직물로 구성되고, 상기 접결부는 바스켓직 사이에 경사방향으로 경리브직이 배열되고, 위사방향으로 위리브직이 배열되고, 상기 경리브직과 위리브직이 만나는 지점에 1X1 평직이 배열되는 것으로 구성되는 불규칙 바스켓직을 포함하고, 상기 비팽창부의 조직은 단계적으로 교차 접결하는 단계접결직을 포함하는 기체에 의한 부품성 이중직물 및 이를 포함하는 에어백에 관한 것이다.

본 발명은 접결부 및 비팽창부 조직을 각각 바스켓직, 평직, 경리브직이나 위리브직, 및 단계접결직을 효과적으로 구성함으로써, 에어백이 기체에 의해 전개될 때 접결부 부분으로 빠져나가는 기체를 최대한 차단함으로써 이중직물의 내압유지 성능을 향상시킬 수 있다.

이중직물, 비팽창부, 접결부, 단계접결직, 불규칙 바스켓직, 에어백

Description

기체에 의한 부품성 이중직물 및 에어백 {AN INFLATABLE FABRICS AND AN AIR-BAG}

본 발명은 기체에 의한 부품성 이중직물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량용 에어백 또는 구명조끼 등에 활용성이 우수한 기체 부품성을 갖는 직물에 관한 것이다.

부품성이 있는 직물은 차량용 에어백, 구명용 조끼 등의 용도로 사용할 수 있다. 특히, 자동차가 전복하여 구를 경우 운전자나 승객의 머리 부분이 자동차의 유리창이나 측면 구조물에 의하여 다치는 것을 방지할 목적으로 사고시 자동차의 측면 유리창 부위에서 커튼형의 에어백이 펼쳐지게 되는 사이드커튼 형태의 에어백에 부품성 직물을 사용하고 있다. 상기 사이드커튼 형태의 에어백은 사고시 안전하게 승객을 보호하기 위해서 차가 구르는 동안 해당 에어백이 적어도 5초 이상은 부풀려 진 상태로 있어야 하며 이 경우 부품성이 있는 직물이 유용하다.

차량용 에어백 등과 같이 공기부품성을 갖는 제품을 제조하는 방법은 크게 두 개의 직물을 봉제, 융착 또는 접착하여 사용하는 방법과, 두 개층의 직물이 접결점에 의해 부분적으로 접결되어 있는 이중직물을 사용하는 방법으로 구분된다.

그러나, 첫 번째 방법과 같이 두개의 직물을 봉제하거나, 열 또는 초음파 처리로 융착하거나, 또는 접착제로 접착하여 공기부품성 제품을 제조하는 방법은 두 개의 층을 구성하는 원단을 제조한 후 별도의 봉제공정, 융착공정 또는 접착공정이 필요하여 공정이 복잡해지고 제조원가도 상승하게 되는 문제가 발생하였다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 최근에는 상기한 두 번째의 공기부품성을 갖는 이중직물을 사용하여 에어백 등과 같은 공기부품성 제품을 제조하는 방법이 시도되고 있다.

공기와 같은 기체에 의한 부품성이 있는 직물은 분리된 2개층의 직물과 이 2개층의 직물간의 접결점을 가지고 있다. 접결점에 의해 폐쇄된 계를 가지는 직물은 각 단일층이 공기 등에 의해서 급격히 팽창할 때 두 개의 층을 견고하게 결속시키는 역할을 하며 두 개의 층이 이어지는 부분의 기체의 유출현상이 없어야 한다. 이를 위하여, 이중직물에서 접결부분의 조직으로 3X3 바스켓직이나 2X2 바스켓직을 주로 사용하고 있다. 또한, 상기 접결부로 경계가 되는 비팽창부는 상기 팽창부를 지지하기 위한 것으로, 접결점을 중심으로 분리된 2개층의 이중직물부 형태가 유지되거나 평직 형태의 조직 등이 일반적으로 사용되었다.

그러나, 상기 방법에 따라 이중직물의 접결부분 조직을 일반적인 바스켓직으로 사용하거나 비팽창부 조직을 기존의 이중직물 형태 또는 평직으로 구성하는 경우에, 기체에 의해 분리된 2개의 층이 팽창시 접결부에서 기체의 유출현상이 발생되고 이에 따라 공기 통기성이 높아지는 문제점이 발생하거나, 또는 원사 당김 현상이 극심해져 제직이 곤란한 문제점이 있어 이를 개선하는 연구가 필요하다.

본 발명은 이중직물의 접결부 조직에 경리브직과 위리브직, 바스켓직, 및 평직으로 구성된 불규칙 바스켓직을 사용하고 비팽창부는 단계적으로 교차 접결하는 단계접결직으로 구성되도록 하여, 우수한 내압 유지 특성을 향상시키고, 내구성 및 안정성이 우수한 이중직물 및 이를 포함하는 에어백을 제공하고자 한다.

본 발명은 기체에 의해 부품성을 갖는 팽창부, 상기 팽창부를 지지하는 비팽창부, 및 상기 팽창부와 비팽창부의 경계를 이루는 접결부를 포함하며, 상기 팽창부는 서로 분리된 2개의 직물층을 포함하는 이중직물로 구성되고, 상기 접결부는 바스켓직 사이에 경사방향으로 경리브직이 배열되고, 위사방향으로 위리브직이 배열되고, 상기 경리브직과 위리브직이 만나는 지점에 1X1 평직이 배열되는 것으로 구성되는 불규칙 바스켓직을 포함하고, 상기 비팽창부의 조직은 단계적으로 교차 접결하는 단계접결직을 포함하는 기체에 의한 부품성 이중직물을 제공한다.

본 발명은 또한 상기 이중직물을 포함하는 에어백을 제공한다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은 에어백 등과 같은 충격완충용 최종제품 제조시에 제조공정을 효율화하고, 또한 접결부분 및 비팽창부를 통한 접결력을 강화시켜 공기에 층분리 부분이 팽창될 경우 공기유출 현상을 최대한 억제할 수 있는 기체 부품성을 갖는 이중직물에 관한 것이다.

본 발명자는 이중직물의 접결부를 바스켓직 사이에 경사방향으로 경리브직이 배열되고, 위사방향으로 위리브직이 배열되고, 상기 경리브직과 위리브직이 만나는 지점에 1X1 평직이 배열되어 있는 불규칙 바스켓직으로 접결시키고, 비팽창부 조직을 단계적으로 교차 접결하는 단계접결직으로 구성함으로써, 이중직물이 공기에 의해 팽창될 때 접결부분으로 공기가 빠져나가는 것을 효과적으로 방지하며, 내압 유지 성능 등의 물성을 개선하고 좀더 효율적인 제직 공정을 통해 우수한 성능의 이중직물 및 에어백을 제공할 수 있다는 사실을 밝혀내고 본 발명을 완성하게 되었다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 이중직물 및 이를 포함하는 에어백을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 이중직으로 구성된, 두 개의 분리된 평직면을 갖는 완전조직도(a)와 이를 확장한 패턴(b)이다. 도 2는 본 발명의 이중직물을 형성하는 조직의 횡단면도이다.

도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 이중직물은 서로 분리된 2개의 직물층으로 이루어진 층분리부분(A, B)과, 서로 분리된 2개의 직물층들을 접결하는 접결점(C)로 구성되어 이루어진다. 본 발명의 기체 의한 부품성이 있는 이중직물은 자카드직기를 이용하여 제직기상에서 서로 분리된 2개의 평직인 직물층(A, B)을 동시에 직조하고, 상기 2개의 직물층을 접결하는 접결부(C)는 바스켓직, 경리브직, 위리브직, 평직으로 구성되는 불규칙 바스켓직을 포함하여 제직된다.

본 발명의 이중직물은 기체에 의해 부품성을 갖는 팽창부, 상기 팽창부를 지지하는 비팽창부, 및 상기 팽창부와 비팽창부의 경계를 이루는 접결부를 포함하는 것으로, 상기 팽창부는 통상의 방법을 통해 이중직으로 제직 가능하다(도 3의 B). 바람직하게는, 상기 기체에 의해 부품성을 갖는 팽창부는 직기를 이용하여 동시에 직조되는 서로 분리된 2개의 직물층을 포함한다.

상기 본 발명의 직물층은 기체에 의한 부품성을 그 주목적으로 하며, 접결부는 부품을 발생시키는 기체를 두 개의 분리된 직물층 사이에서 빠져 나가지 못하게 하며, 팽창하는 기체의 압력에 견디는 역할을 한다.

여기서 접결이라 함은 분리된 두 개의 직물층에 있어서 상단층의 경사가 하단층의 위사와 조직점을 형성하거나, 상단층의 위사가 하단층의 경사와 조직점을 형성하거나, 하단층의 경사가 상단층의 위사와 조직점을 형성하거나, 하단층의 위사가 상단층의 경사와 조직점을 형성하여 두 개의 직물층이 해당 조직부에서 하나의 층을 이루도록 만들어진 조직점, 조직선, 또는 조직면을 의미한다. 이러한 접결이 이루어지도록 하는 조직을 접결조직이라 하고, 접결조직이 점상으로 나타날 때 접결점이라 하며, 접결조직이 선상으로 나타날때는 접결선, 접결조직이 면상으로 나타날 때는 접결면이라 하며 접결점, 접결선, 접결면을 모두 접결부라 칭한다. 또한 조직점이란 경사와 위사가 위아래로 서로 교차되어 직물을 구성할 수 있도록 하는 부위를 말한다.

상기 본 발명의 직물층은 기체에 의한 부품성을 그 주목적으로 하며, 특히 접결부는 부품을 발생시키는 기체를 두 개의 분리된 직물층 사이에서 빠져 나가지 못하게 하며, 팽창하는 기체의 압력에 견디는 역할을 한다. 이를 위하여, 본 발명의 이중직물에서 접결조직은 도 4에 나타낸 바와 같은 불규칙 바스켓직을 형성시켜 접결력을 강하게 한다.

좀더 구체적으로, 본 발명의 접결조직은 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같은 바스켓직 사이에 경사방향으로 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같은 경리브직이 배열되고, 위사방향으로 도 5의 (c)에 나타낸 바와 같은 위리브직이 배열되고, 상기 경리브직과 위리브직이 만나는 지점에 도 5의 (d)에 나타낸 바와 같은 1X1 평직이 배열되어, 도 4에 나타낸 바와 같은 불규칙 바스켓직으로 이루어진다.

다시 말해, 본 발명의 이중직물에서 접결부는 바스켓직, 경리브직, 위리브직, 및 평직으로, 바람직하게는 2X2의 바스켓직, 2X2의 경리브직, 2X2의 위리브직, 1X1의 평직으로 구성되며, 이들은 바스켓직-리브직 순과 리브직-평직 순으로 반복된다.

또한, 본 발명의 접결부는 8올 이상의 경사 및 위사로 구성되는 폭을 가질 수도 있고, 최소 4올 이상의 경사와 위사로 구성된 폭을 가질 수도 있다. 그러나, 접결부의 견고함을 위하여 8올 이상의 경사 및 위사로 구성된 불규칙 바스켓 조직을 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명에서는 접결부 조직으로 경사방향과 위사방향 모두 동일한 경로의 길이를 갖는 2X2의 바스켓직, 2X2의 경리브직, 2X2의 위리브직, 및 1X1의 평직을 적절히 배열함으로써, 접결부의 접결력을 높혀 공기 팽창시 공기의 유출을 최대한 억제함을 특징으로 한다.

상기 접결조직에서 경리브직 및 위리브직은 각각 경사 또는 위사 방향으로 4올 이상, 바람직하게는 8올 이상의 폭을 갖는 조직으로 사용함으로써, 접결부를 좀더 단단히 접결시킬 수 있다.

본 발명의 이중직물은 도 3에 나타낸 바와 같이 상단층과 하단층으로 분리되는 조직과 접결하는 조직을 포함하며, 이러한 조직은 층분리조직(A, B)과 접결조직(C)으로 나눌 수 있다. 또한, 본 발명의 이중직물은 패턴의 배치에 따라 층분리조직에 의해서 폐쇄된 영역(B), 즉 부풀어지는 영역과, 접결조직(C), 접결조직에 의해 폐쇄된 영역의 외부조직(A)과 같은 자체 부품성과는 상관이 없이 상기 폐쇄된 영역(B)을 지지하는 영역으로 공간을 삼분하는 구조를 가진다.

본 발명의 이중직물에서 비팽창부는 상기 팽창부를 지지하는 역할을 하며, 단계적으로 교차 접결하는 단계접결직으로 구성되며, 접결부를 보강하여 기체에 의해 부품성을 갖는 팽창부의 밀폐성이 강화되도록 하는 것이다. 또한, 상기 비팽창부는 기체에 의해 부품성을 갖는 팽창부와 이를 접결하는 접결부를 제외한 나머지 부분을 포함하며, 상기와 같은 단계접결직으로 구성하여 원단 전체의 장력을 균등하게 이루어지게 한다.

특히, 본 발명에서 "단계접결직"이라 함은, 도 2에서 층분리 부분(A)과 같은 서로 분리된 2개의 직물층 주위를 단일직으로 부분 접결함에 있어서, 이중직물층과 단일직의 접결층이 단계적으로 교차 접결하는 것을 의미하는 것으로, 단계적 교차 접결을 통해 비연속적인 접결부위를 포함하는 것을 의미한다. 본 발명의 비팽창부에서 상기 단계접결직은 이중직물층과 단일직의 접결층의 단계적으로 교차 접결을 유지하며, 다수의 선상 형태로 적용되거나 허니콤이나 방자형, 원형이나 타원형, 또는 삼각형이나 사디리꼴 등 다양한 형상으로 적용될 수 있다.

본 발명의 비팽창부는 도 5에 나타낸 바와 같이 이중직물층과 단계적으로 교차 접결하는 "단계접결직"을 포함하는 것이며, 상기 "단계접결직"을 형성하는 접결층은 1X1의 조직, 2X2의 조직, 3X3의 조직, 주자직, 이중직물의 부분접결직, 및 그의 1종 이상의 혼합직으로 이루어진 군에서 선택된 조직으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 비팽창부에서 상기 단계접결직은 이중직물층과 접결하는 접결조직의 폭이 0.3 내지 2.5 mm, 바람직하게는 0.5 내지 2 mm, 가장 바람직하게는 0.7 내지 1.5 mm 정도가 되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 단계접결직의 접결조직 폭은 다수의 픽셀로 구분되는 전체 직물내에서 원사 픽셀로는 1 내지 12 픽셀, 바람직하게는 2 내지 9 픽셀, 가장 바람직하게는 3 내지 7 픽셀 정도가 되는 것이 바람직하다. 비팽창부에서 단계접결직의 접결조직 폭이 0.3 mm보다 작은 경우에는 에어백에 공기를 주입하여 전개시 내부의 공기가 빠져나갈 수 있으며, 에어백에 효과적인 내압유지율을 확보하기 어렵다. 반면에, 상기 비팽창부의 단계접결직에서 접결조직의 폭이 2.5 mm보다 큰 경우에는 비팽창부를 포함한 이중직물에 과도한 장력이 가해져 제직이 어렵게 된다.

또한, 상기 단계접결직에서 접결조직의 일방향으로 연속한 길이는 1 내지 10 mm, 바람직하게는 4 내지 7 mm, 가장 바람직하게는 5 내지 6 mm 정도가 되는 것이 바람직하다. 상기 단계접결직에서 접결조직의 일방향으로 연속 길이가 1 mm보다 작 은 경우에는 에어백 전개시 내부의 공기 차단 효과가 적으며, 상기 단계접결직에서 접결조직의 일방향으로 연속한 길이, 특히 경사방향으로 연속 길이가 10 mm보다 큰 경우에는 비팽창부를 포함한 이중직물에 과도한 장력이 가해져 제직이 어렵게 된다.

본 발명에서 단계접결직은 접결부위와 접결부 사이의 간격, 즉, 이중직물층의 간격이 3 내지 35 mm, 바람직하게는 5 내지 30 mm, 가장 바람직하게는 10 내지 25 mm로 유지되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 단계접결직에서 접결부위 사이의 간격은 다수의 픽셀로 구분되는 전체 직물내에서 원사 픽셀로는 10 내지 150 픽셀, 바람직하게는 20 내지 130 픽셀, 가장 바람직하게는 40 내지 110 픽셀 정도가 되는 것이 바람직하다. 만약, 상기 접결부위 사이의 간격이 3 mm보다 작은 경우에는 비팽창부로 인해 발생하는 장력이 과도하게 되어 이중직물의 제직이 어렵게 되고, 상기 접결부위 사이의 간격이 35 mm보다 큰 경우에는 에어백에 공기를 주입하여 전개시 내부의 공기가 빠져나갈 수 있으며, 에어백에 효과적인 내압유지율을 확보하기 어렵다.

본 발명에서, 이중직물의 제조에 사용되는 이중직, 단일직, 부분접결직, 및 단계접결직 등의 원사 재질 종류는 크게 한정되지는 않으나, 바람직하게는 나일론 66, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌 및 폴리에스테르로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 공기배출량을 낮추기 위하여 공기 부품성을 갖는 이중직물은 표면에 피복된 수지 코팅층을 포함할 수 있다. 상기 코팅에 사용되는 수지는 통 상적으로 섬유코팅에 사용되는 수지가 사용될 수 있으며, 실리콘 수지, 우레탄 수지, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하며, 실리콘 수지 코팅이 기밀성 및 전개시 강도유지에 더욱 바람직하다.

상기 수지 코팅은 이중직물 원단의 틈새를 효과적으로 메우기 위한 것으로서, 원단면의 한면 또는 양면에 실시할 수 있다. 코팅방법으로는 나이프 코트법, 닥터블레이드법, 분무 코팅법 등으로 통상의 코팅법을 실시할 수 있으며, 바람직하게는 나이프코트법을 사용한다. 또한, 상기 코팅은 여러 번의 코팅을 실시하는 다단계 코팅을 수행할 수 있다. 다단계코팅으로 언더코팅과 탑코팅을 병행할 경우 기밀성을 향상시킬 뿐 아니라 및 코팅량에 비하여 원단의 두께를 감소시키기 때문에 유연성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 특히, 상기 코팅은 원단표면의 동일면에 2차 걸쳐 언더코팅 및 탑코팅으로 2차에 걸쳐 실시하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 수지의 바람직한 코팅량은 30 g/㎡ 내지 150 g/㎡ 인 것이 좋다. 만일 코팅량이 30 g/㎡ 미만일 경우 에어백의 통기량이 많아 전개후 일정한 압력으로 5초 이상 부푼 상태를 유지할 수가 없다. 또한, 코팅량이 150 g/㎡를 초과할 경우에는 에어백이 너무 두꺼워져 수납성이 나빠질 뿐 아니라 에어백 전개시 에어백이 구조물과 접촉하는 등 제기능을 발휘할 수가 없다.

이렇게, 본 발명의 이중직물에서 기밀성을 위해서는 고압의 공기 등에 의한 인장력에 견뎌서 신장이 최소한으로 되는 것이 매우 중요하므로 상기에 기술한 것과 같은 두 개의 층이 분리되는 지점 또는 접결이 시작되는 지점에 대한 조직의 형성방법은 기체에 의한 부품성이 있는 직물의 설계에 있어서 가장 중요한 요인이 된 다.

또한, 본 발명의 이중직물은 외부의 인장력에 대하여 신장의 저항력이 높은 평직을 직물층으로 사용하여 이와 같은 문제점을 해결하였으며, 바람직하기로는 하기 계산식 1에 의하여 단면 원단의 커버팩터가 1900 이상의 고밀도의 제직에 의하여 공기주머니의 기밀성을 더욱 좋게 할 수 있다. 상기에서 커버팩터가 1900 미만일 때는 공기팽창시 공기가 외부로 쉽게 배출되는 문제가 있다.

[계산식 1]

커버팩터(CF)

본 발명의 기체에 의한 부품성 이중직물은 ASTM D 1777법으로 측정한 이중직물을 구성하는 1개 직물층의 원단면의 두께가 0.5 mm 이하이며, ASTM D 4032 써큘러 밴드법으로 측정한 강연도의 값이 3.5 kgf 이하인 것이 바람직하다. 상기 1개 직물층의 두께가 0.5 mm를 초과하는 경우 차량용 에어백으로 사용시 수납이 곤란한 문제가 있고, 강연도가 3.5 kgf를 초과하는 경우 차량용 에어백으로 사용시 공기압에 의해 정상적인 형태로 전개되지 않는 문제가 있다.

본 발명의 이중직물은 에어백에 25bar의 순간압력으로 주입하고 에어백 내압을 측정했을 시, 초기 최대 압력이 40 KPa 이상, 6 초후 유지압력이 25 KPa 이상이 되어야 사이드커턴형 에어백으로서 제기능을 발휘할 수 있다. 실제 고온고압의 인플레이트에 의하여 사이드커턴형 에어백이 전개될 경우 파열을 방지하기 위하여 접결부(도 2의 C)를 ASTM D 5822 법에 의한 봉목강도를 측정했을 경우 적어도 1000 N/5cm 이상 되어야 하며, 전개시 접합부로의 공기가 빠져나가는 양을 최소한으로 할 뿐 아니라 고열에 의한 원사의 용융을 방지하기 위하여 ASTM D 5822 법에 의한 절단신도가 50% 이하가 되어야 한다. 특히 일반 에어백에 비하여 사이드 커턴형 에어백은 코팅량이 비교적 많으므로 차량에 장착한 후 오랜 기간이 지나도 사이드커턴형 에어백으로서 제 기능을 발휘하기 위해서는 차량의 진동에 의한 원단의 마모시 강도 유지가 매우 중요하다.

본 발명의 바람직한 일례에서, 상기 에어백의 내압은 도 6에 나타낸 바와 같은 장치를 이용하여 측정할 수 있다. 상기 측정 장치 에서 1차 고압축탱크에 질소를 고압으로 충진한 후에, 컴퓨터에 의해 첫번째 솔레노이드 밸브를 열어 2차 탱크에 질소가스가 25 bar까지 충진될 수 있도록 조절한다. 이와 같이 2차 탱크에 충진이 되면 첫번째 솔레노이드 밸브를 닫고, 컴퓨터에 의해 두번째 솔레노이드 밸브를 개방하여, 2차 탱크에 25 bar의 압력으로 충진되어 있던 압축질소가스를 순간적으로 대기압을 유지하고 있는 에어백으로 빠져나가 에어백을 전개시킨다. 이때의 에어백 내부의 초기 최대 압력을 압력센서를 통해 측정하여 컴퓨터로 측정결과를 전달하고, 수초 경과후에 다시 압력을 측정하여 컴퓨터로 기록하게 된다.

따라서, 본 발명의 이중직물은 상기 조건을 만족하여 25bar의 순간압력으로 주입하고, 초기 최대 압력이 40 KPa 이상이며, 6 초후의 내압이 25 KPa 이상이며, 접결부의 봉목강도가 1000 N 이상이고, 절단신도가 50% 이하가 될 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 기체에 의한 부품성 이중직물을 포함하여 제조되는 차량용 에어백을 제공할 수 있다. 상기 에어백은 커튼형 에어백인 것이 바람직하다.

상기 에어백은 상기 기체에 의한 부품성 이중직물의 일면에 수지 코팅층을 코팅하고, 이를 건조시키는 단계; 및 상기 기체에 의한 부품성 이중직물의 다른 일면에 수지 코팅층을 코팅하고 이를 건조시키는 단계를 포함하는 제조방법으로 제조될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 기체 의한 부품성을 갖는 이중직물은 팽창시 공기유출을 최대한 억제할 수 있어 차량용 에어백, 구명용 조끼, 충격완충용 제품등에 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 이중직물은 봉제가 불필요하여 최종제품의 제조공정을 간소화할 수 있어 제조원가도 저렴하게 할 수 있다.

본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.

본 발명의 기체에 의한 부품성 이중직물은 팽창부와 비팽창부의 경계를 이루는 접결부에 불규칙 바스켓직을 사용하고 비팽창부 또한 단계접결직으로 구성함으로써, 접결부의 접결력을 단단하게 하여 에어백이 기체에 의해 전개될 때 접결부 부분으로 기체가 빠져나가는 유출현상을 최대한 억제하여 이중직물의 내압유지 성능을 향상시킬 수 있으며, 본 발명의 이중직물 및 에어백은 우수한 내압 유지 특성을 나타낸다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것 은 아니다.

본 발명에서 이중직물 및 에어백의 물성을 아래와 같은 방법으로 평가하였다.

a) 이중직물의 에어백 내압 측정:

도 7에서 나타낸 바와 같이, 공기(Air)로 25 bar의 질소압축가스를 순간적으로 주입하여 에어백을 전개시킨 후에 에어백 내압의 변화를 시간별로 관찰하였다. 이러한 동작은 전자적으로 제어하여 오차를 최소화하는 것이 바람직하므로, 여기서는 공기의 주입 및 차단 동작을 전자식 제어장치를 사용하였다.

b) 커버팩터 측정:

하기 계산식 1과 같이 측정하였다.

[계산식 1]

커버팩터(CF)

c) 강연도:

ASTM D 4032 써큘러 밴드법으로 측정하였다.

d) 1개 직물층의 원단면의 두께: ASTM D 1777법으로 측정하였다.

e) 봉목강도: ASTM D 5822법으로 측정하였다.

f) 절단신도: ASTM D 5822법으로 측정하였다.

실시예 1

420 데니어의 폴리아미드 멀티필라멘트를 경사 및 위사로 사용하여 자카드직기에서 이중직물을 제조하였다. 이중직물에서 분리된 2개의 층분리 부분은 도 1에 나타낸 바와 같은 조직을 사용하고, 접결부는 도 4에 나타낸 바와 같이 갖는 2X2의 바스켓직, 2X2의 경리브직, 2X2의 위리브직, 및 1X1의 평직으로 구성된 불규칙 바스켓직을 사용하고, 비팽창부는 도 6과 같은 방식으로 이중직과 2X2 바스켓 조직을 단계적으로 교차 접결하는 단계접결직으로 구성되도록 하여 제조하였다.

이때, 경사밀도는 57본/인치, 위사밀도는 49본/인치, 커버팩터는 3,176이 되도록 하였다. 계속해서, 제직된 이중직물의 양면에 실리콘 수지 95 g/m²를 사용하여 통상의 방법으로 양면코팅을 실시하여 분리된 두층을 형성하는 접결점 즉 조직점을 통해서 공기의 유출이 발생하지 않도록 처리하였다. 이를 재단하여 상기 방법으로 1개 직물층의 두께, 강연도, 및 봉목강도를 측정하였다. 측정된 강연도는 1.18 kgf이고, 1개 직물층의 두께는 0.39 mm이고, 봉목강도는 1560 N이었다. 또한, 상기 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 60 KPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 39 KPa이었다.

실시예 2

315 데니어의 폴리아미드 멀티필라멘트를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이중직물을 제직하였다.

이때, 경사밀도와 위사밀도는 각각 60본/인치, 커버팩터는 2,129가 되도록 하였다. 계속해서, 제직된 이중직물의 양면에 실리콘 수지 95 g/m²를 사용하여 통상의 방법으로 양면코팅을 실시하여 분리된 두층을 형성하는 접결점 즉 조직점을 통해서 공기의 유출이 발생하지 않도록 처리하였다. 이를 재단하여 상기 방법으로 1개 직물층의 두께, 강연도, 및 봉목강도를 측정하였다. 측정된 강연도는 0.6 kgf이고, 1개 직물층의 두께는 0.33 mm이고, 봉목강도는 1110 N이었다. 또한, 상기 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 50 KPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 27 KPa이었다.

실시예 3

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 접결부는 도 4에 나타낸 바와 방식을 유지하며 갖는 3X3의 바스켓직, 3X3의 경리브직, 3X3의 위리브직, 및 1X1의 평직으로 구성되는 불규칙 바스켓직을 사용하여 이중직물을 제직하였다.

상기 방법으로 1개 직물층의 두께, 강연도, 및 봉목강도를 측정하였다. 측정된 강연도는 1.18 kgf이고, 1개 직물층의 두께는 0.39 mm이고, 봉목강도는 1580 N이었다. 또한, 상기 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 59 KPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 36 KPa이었다.

실시예 4

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 비팽창부가 도 6과 같은 방식으로 이중직과 1X1 바스켓 조직을 단계적으로 교차 접결하는 단계접결직로 구성되도록 하여 이중직물을 제직하였다.

상기 방법으로 1개 직물층의 두께, 강연도, 및 봉목강도를 측정하였다. 측정된 강연도는 1.18 kgf이고, 1개 직물층의 두께는 0.39 mm이고, 봉목강도는 1580 N이었다. 또한, 상기 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 56 KPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 37 KPa이었다.

실시예 5

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 접결점(C)을 기준으로 좌측 비팽창부 층분리부분(A)의 조직이 도 6과 같은 방식으로 이중직과 3X3 바스켓 조직을 단계적으로 교차 접결하는 단계접결직로 구성되도록 하여 이중직물을 제직하였다.

상기 방법으로 1개 직물층의 두께, 강연도, 및 봉목강도를 측정하였다. 측정된 강연도는 1.18 kgf이고, 1개 직물층의 두께는 0.39 mm이고, 봉목강도는 1580 N이었다. 또한, 상기 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 58 KPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 36 KPa이었다.

실시예 6

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 실리콘 수지의 코팅량을 75 g/㎡으로 하여 이중직물을 제직하였다.

상기 방법으로 1개 직물층의 두께, 강연도, 및 봉목강도를 측정하였다. 측정된 강연도는 1.13 kgf이고, 1개 직물층의 두께는 0.37 mm이고, 봉목강도는 1540 N이었다. 또한, 상기 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 52 KPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 29 KPa이었다.

실시예 7

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하되, 실리콘 수지의 코팅량을 75 g/㎡으로 하여 이중직물을 제직하였다.

상기 방법으로 1개 직물층의 두께, 강연도, 및 봉목강도를 측정하였다. 측정된 강연도는 0.58 kgf이고, 1개 직물층의 두께는 0.31 mm이고, 봉목강도는 1090 N이었다. 또한, 상기 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 51 KPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 26 KPa이었다.

실시예 8

상기 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하되, 실리콘 수지의 코팅량을 75 g/㎡으로 하여 이중직물을 제직하였다.

상기 방법으로 1개 직물층의 두께, 강연도, 및 봉목강도를 측정하였다. 측정된 강연도는 1.13 kgf이고, 1개 직물층의 두께는 0.37 mm이고, 봉목강도는 1420 N이었다. 또한, 상기 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 53 KPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 26 KPa이었다.

비교예 1

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 비팽창부에 단계접결직을 사용하지 않고 1X1 바스켓 조직으로만 구성되도록 하여 이중직물을 제직하였으나, 제직장력이 너무 높아서 제직이 불가하였다(제직효율 50% 이하).

비교예 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 비팽창부에 단계접결직을 사용하지 않고 팽창부와 같은 이중직으로만 구성되도록 하여 이중직물을 제직하였다.

상기 방법으로 1개 직물층의 두께, 강연도, 및 봉목강도를 측정하였다. 측정된 강연도는 1.18 kgf이고, 1개 직물층의 두께는 0.39 mm이고, 봉목강도는 1560 N이었다. 또한, 상기 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 51 KPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 20 KPa이었다. 이 경우, 6초 후의 에어백 내압이 현저히 떨어지는 결과를 보였으며, 이러한 경우에 차량용 에어백으로 사용시 승객보호 기능이 떨어지는 문제가 발생될 수도 있다.

본 발명의 이중직물은 접결부에 경리브직과 위리브직, 바스켓직 등을 효과적으로 사용한 불규칙 바스켓직을 사용하고, 비팽창부에 단계접결직을 사용함으로써, 접결부의 접결력을 강화시켜 에어백이 기체에 의해 전개될 때 접결부 부분으로 빠져나가는 기체를 차단함으로써 이중직물의 내압유지 성능 등의 물성을 개선하고, 에어백 등과 같은 충격완충용 제품 제조시 제조공정을 간소화시키며 공정비용을 효과적으로 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이중직으로 구성된 두 개의 분리된 평직면을 갖는 이중직물의 완전조직도(a) 및 이를 확장한 패턴(b).

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이중직물을 형성하는 조직에서 접결점(C)을 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 기체에 의한 부품성 이중직물이 공기에 의해 부풀어진 단면도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이중직물의 접결부에서 불규칙 바스켓직의 완전조직도.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 접결부에 사용되는 2X2 바스켓직(a), 2X2경리브직(b), 2X2 위리브직(c), 및 1X1 평직(d)의 완전조직도.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 이중직과 2X2 바스켓직이 단계적으로 교차 접결하는 단계접결직의 완전조직도(a) 및 이를 확장한 패턴(b).

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 에어백 내압의 측정장치를 나타낸 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

A: 좌측 층분리부분 조직 B: 우측 층분리부분 조직

C: 접결점

Claims (10)

1. 기체에 의해 부품성을 갖는 팽창부,

   상기 팽창부를 지지하는 비팽창부, 및

   상기 팽창부와 비팽창부의 경계를 이루는 접결부를 포함하며,

   상기 팽창부는 서로 분리된 2개의 직물층을 포함하는 이중직물로 구성되고,

   상기 접결부는 바스켓직 사이에 경사방향으로 경리브직이 배열되고, 위사방향으로 위리브직이 배열되고, 상기 경리브직과 위리브직이 만나는 지점에 1X1 평직이 배열되는 것으로 구성되는 불규칙 바스켓직을 포함하고,

   상기 비팽창부의 조직은 단계적으로 교차 접결하는 단계접결직을 포함하고, 상기 단계접결직은 서로 분리된 2개의 직물층을 포함하는 이중직물층과,

   1X1의 조직, 2X2의 조직, 3X3의 조직, 주자직, 이중직물의 부분접결직, 및 그의 1종 이상의 혼합직으로 이루어진 군에서 선택된 조직을 단계적으로 교차 접결하는 것인 기체에 의한 부품성 이중직물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 경리브직 및 위리브직은 각각 경사 또는 위사 방향으로 4올 이상의 폭을 갖는 조직인 기체에 의한 부품성 이중직물.
3. 제1항에 있어서,

   상기 불규칙 바스켓직은 8올 이상의 경사 및 위사로 구성되는 조직인 기체에 의한 부품성 이중직물.
4. 제1항에 있어서,

   상기 경리브직 및 위리브직은 각각 2X2의 조직, 3X3의 조직, 또는 4X4의 조직인 기체에 의한 부품성 이중직물.
5. 제1항에 있어서,

   상기 단계접결직은 다수의 선상 형태로 적용되거나 허니콤이나 방자형, 원형이나 타원형, 또는 삼각형이나 사디리꼴 형상으로 적용되는 것인 기체에 의한 부품성 이중직물.
6. 제1항에 있어서,

   상기 이중직물은 표면에 피복된 수지 코팅층을 포함하는 기체의 의한 부품성 이중직물.
7. 제6항에 있어서,

   상기 수지 코팅층은 실리콘 수지, 우레탄 수지, 또는 그의 혼합물을 포함하는 기체의 의한 부품성 이중직물.
8. 제6항에 있어서,

   상기 이중직물의 한쪽면의 코팅량이 30 g/㎡ 내지 150 g/㎡ 인 기체의 의한 부품성 이중직물.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 기체의 의한 부품성 이중직물을 포함하여 제조된 차량용 에어백.
10. 제9항에 있어서,

    커튼형 에어백인 차량용 에어백.

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