KR101546989B1

KR101546989B1 - 에어백 컨테이너

Info

Publication number: KR101546989B1
Application number: KR1020107013341A
Authority: KR
Inventors: 마크 루돌프 스테판 휘스만; 반 마르닉스 구르프; 예론 유스트 크레베쿠위르
Original assignee: 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이.
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2015-08-24
Also published as: CN101903215B; JP2016026234A; BRPI0820786B1; JP5881073B2; WO2009080616A1; CN101903215A; US8641080B2; BRPI0820786A2; JP2011506201A; US20110042928A1; ES2368304T3; EP2222515B1; EA016860B1; EA201001037A1; ATE516180T1; EP2222515A1; KR20100095602A

Abstract

본 발명은, 25㎤/10분보다 높은 용융 체적-유속(MVR)을 갖는 충격 개선된 폴리아마이드 조성물로 구성된 에어백 컨테이너에 관한 것이다. 폴리아마이드 조성물은 바람직하게는 베이스 폴리아마이드, 충격 개선제, 강화 화합물 및 유동 개선제를 포함한다.

Description

에어백 컨테이너{AIR BAG CONTAINER}

본 발명은 충격-개선된 폴리아마이드 조성물로 구성된 에어백 컨테이너에 관한 것이다.

에어백 캔니스터(air bag canister)로도 지칭되는 에어백 컨테이너는 차량 안전용 에어백을 위한 하우징이다. 에어백은 승객 안전을 위한 중요 특징부이다. 말하자면, 이들은 완벽하게 작동해야만 하고, 단지 작동할 수 있는 한번의 기회만을 갖는다. 에어백 시스템은 파괴 테스트를 거치는데, 이는 차량에 장착되기 전에 개별적으로 적절하게 작동하는지 여부를 테스트할 수 없기 때문이다. 제조업체는, 이들이 제작한 에어백이 의도한 대로 작동할 것을 보장해야만 한다. 이를 위해서, 이들은 성능 요구사항을 능가하는 공지된 안전 여유(safety margin)를 갖는 시스템을 고안하고 제작해야할 필요가 있다. 에어백 안전 장치는, 각각의 구성요소가 안전한 전개(safe deployment)에 기여하는 복잡한 시스템이다. 성능을 보다 보장해야 할수록, 구성요소들은 보다 정확하게 제조되어야만 하고, 허용 오차는 보다 좁아진다. 에어백 컨테이너 또는 에어백 하우징은 수동형 구성요소지만, 가스 발생기, 에어백 및 커버와 같은, 알려진 보다 중요한 구성요소와 같이 중요한 역할을 한다. 상기 하우징은 이들이 전개되기 전과 같이 유지되어야만 하기 때문에 수동형이다. 하우징이 폭발력하에서 예상치 못한 변형을 경험하게 되고, 균열이 생기고 쪼개지는 경우, 에어백은 고안한 바와 같이 전개되지 않을 것이며, 임의의 차량 탑승자들에게는 잠재적으로 처참한 결과가 도래할 것이다. 보다 나쁘게는, 하우징이 극단적 파괴 및 취성 파괴를 겪는 경우, 하우징의 파편은 상기 시스템으로부터 보호받고자 한 운전자 또는 승객에 심각한 해를 입힐 수 있다. 이러한 측면에서, 에어백 컨테이너는 고도의 동적 파열 압력 내성을 가져야만 하며, 이는, 전개되는 경우, 에어백 컨테이너가 갑작스럽고 강한 내부 압력에 적용되기 때문이다.

현재 에어백 컨테이너용 물질은 주로 금속이지만, 중량 감소의 측면에서 플라스틱 에어백 컨테이너가 더더욱 적용된다. 에어백 컨테이너는, 극한 조건하에서 작동해야 하는데, 말하자면 이들은 모든 조건, 예를 들어 -35℃까지의 극한 저온 및 85℃까지의 극한 고온하에서 수행될 수 있다. 저온에서는, 플라스틱 하우징이 균열이 생기고 취성 파괴에 의해 파괴되어, 부적절하거나 실패한 에어백 전개 및 파편 발생을 유발할 위험이 있다. 고온에서는, 플라스틱 물질이 충분한 강도를 보유하여야만 하거나, 파열이 유사한 결과 또는 더욱 악화된 결과를 발생시킬 것이다. 단지 전용으로 개발된 물질들만이 이러한 극한 조건을 견딜 것이다. 충격 개선된, 강화 폴리아마이드-6 조성물이 고도의 동적 파열 압력을 요구하는 에어백 컨테이너를 위해 현재 사용중이다. 이러한 조성물은, 저온에서 매우 고도의 충격 성능을 가져서 취성 파괴를 피하면서, 고온에서 작동하기에 충분한 강도를 보유하도록 배합될 수 있다. 충격 개선된 강화 폴리아마이드-6 조성물은, 이러한 조성물로 구성된 에어백 컨테이너가 1.6 MPa(-35℃에서 측정됨) 초과의 동적 파열 압력을 보유하도록, 배합될 수도 있다. 그러나, 또다른 요구사항은, 무엇보다도 짧은 사이클 시간과 같은 이러한 성형 부품을 위한 가격-효율적 생상 공정이다. 특히, 저온 및 고온에서, 특히 고온에서, 고도의 동적 파열 압력을 요구하는 에어백 컨테이너를 성형하기 위해 유리하게 사용될 수 있는 이러한 충격 개선된 폴리아마이드 조성물의 단점은, 이러한 조성물의 용융 유동성은 비교적 낮아서, 성형 공정의 사이클 시간이 보다 길어지고, 따라서 성형 공정이 보다 느려지며 가격이 오른다는 점이다. 성형 공정의 사이클 시간은 일반적으로, 몰드가 밀폐되는 경우 시작하여 몰드가 개방되고 부품이 이형되는 경우에 끝나는 기간을 지칭한다. 상기 사이클 시간은 일반적으로, 몰드 공동 내부 부품의 냉각에 의해 지배된다. 사이클 시간은 하기 수학식 1을 사용하여 계산될 수 있다:

[수학식 1]

t_사이클= t_밀폐+ t_주입 + t_냉각 + t_이형

여기서, 밀폐시간 t_밀폐, 주입시간 t_주입 및 이형시간 t_이형은 단지 1초 내지 수 초 정도로 지속되지만, 냉각시간 t_냉각은 상기 공정을 지배한다. 그러나, 조성물의 용융 유동성을 증가시키고자 폴리아마이드 조성물에 임의의 성분을 첨가하면, 결과적으로 성형 부품의 동적 파열 압력이 상당히 감소한다. 따라서, 이러한 조성물 사용시의 한가지 어려움은, 특히 저온에서 에어백 컨테이너의 동적 파열 압력과 유의적으로 절충되지 않으면서도 폴리아마이드 조성물의 높은 용융 유동성을 취득하여 유지하는 것이다.

본 발명의 목적은, 특히 저온에서, 요구되는 고도의 동적 파열 압력 특성의 손실 없이, 높은 용융 유동성을 갖는 에어백 컨테이너를 제공하는 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 목적은 특히 저온에서의 고도의 동적 파열 압력과 짧은 사이클 시간과의 독특하게 바람직한 균형화이다.

본 발명은 25㎤/10분(275℃/5kg)보다 높은 용융 체적-유속(Melt Volume-Flow Rate; MVR)을 갖는 충격 개선된 폴리아마이드 조성물로 구성된 에어백 컨테이너에 관한 것이다.

놀랍게도, 충격 개선된 폴리아마이드 조성물의 동적 충격 압력 성능이 높은 정도로, 충분히 높은 수준으로 유지되면서도 주요 사이클 시간 단축을 달성할 수 있음이 발견되었다. 보다 구체적으로, 그러한 높은 용융 유동성을 갖는 폴리아마이드 조성물을 사용함으로써, -35℃에서 측정시, 2MPa 까지, 심지어는 그보다 더 높은 동적 파열 압력이 달성될 수 있다.

바람직하게, -35℃에서의 동적 파열 압력은 1.6 MPa 초과, 보다 바람직하게 1.7 MPa 초과, 더욱 보다 바람직하게 1.8 MPa 초과이다.

폴리아마이드 조성물의 용융 체적-유속은 30㎤/10분 초과, 심지어 40㎤/10분(275℃/5kg) 초과의 값까지 증가될 수 있음이 발견되었다. 폴리아마이드 조성물의 용융 체적-유속은 일반적으로 100㎤/10분(275℃/5kg) 미만, 대부분 80㎤/10분 미만이며, 이는 100㎤/10분 초과의 폴리아마이드 조성물의 용융 체적-유속에서는, -35℃에서의 동적 파열 압력을 충분하게 높은 수준으로 유지하는 것이 거의 불가능하기 때문이다.

용융 체적-유속(MVR)은 열가소성 물질의 용융 유동성을 측정하기 위해 일반적으로 적용되는 측정법이다. 국제 표준(International Standard) ISO 1133: 2005-06-01에는, 특정된 온도 및 하중 조건하에서의 열가소성 물질의 MVR의 측정에 대한 과정이 명시되어 있다. 그러나, ISO 1133: 2005-06-01에는 다수의 조건이나 관련된 물질 표준이 명시되어 있지 않는데, 이것은 예를 들어 폴리아마이드 및 이들의 조성물과 같은, 시간-온도 및/또는 습도에 민감한 열가소성 물질에 대한 MVR 측정의 재현성에 불리하다. 이는 이미, MVR 측정의 재현성에 대해 불리한 조건을 명시한 문헌[ISO/CD 1 133-2, 2007-03-02, reference number ISO/TC 61 / SC5 / N 1105, 2007-03-02, titled "Plastics-Determination of the melt mass-flow rate (MFR) and the melt volume-flow rate (MVR) of thermoplastic materials - Part 2: Method for materials sensitive to time-temperature history and/or moisture"]에서 다뤄졌다. 명확하게 하기 위하여, 이들 조건들을 정리하고 하기에 명시하였다. 본원에 사용된, 용융 체적-유속(MVR)은 ISO 1133: 2005-06-01에 따라 측정하였다. 추가로, 상기 측정은 하기 명시된 조건하에서 수행하였다. 장비와 관련하여, 8.000mm의 길이 및 2.095mm의 직경의 표준 다이(die)가 사용되었고; 테스트 전반에 걸쳐 거리 및 시간에 따른 실린더의 온도의 최대 허용 변화량(maximum allowable variation)은 다이 표면으로부터 0mm 지점에서는 ±0.5℃이고 다이로부터 10mm 내지 70mm 지점에서는 ±0.3℃이고; 실린더의 온도는 보정된 설비를 사용하여 다이 상부 위 0mm 지점부터 다이 상부 70mm 지점을 포함하는 지점까지 10 mm±0.5mm 간격으로 보정하고; 온도 변화량은 첫 번째 안정한 온도 측정 후 10분까지 1분 간격으로 온도를 기록함으로써 각각의 위치에서 측정하고; 150밀리바의 최대 압력으로 N₂-퍼징한 진공 오븐이 사용된다. 샘플 처리와 관련하여, 테스트 샘플은 테스트하기 전에 95℃에서 48시간 동안 건조시키고, 수분 함량은 200ppm 이하(ISO 15512)이고; 건조된 물질은 무수, 바람직하게는 고온의 용기에 보관된 후, 주변 온도로 냉각시키고; 테스트는 냉각시킨 후, 4시간 이내에 수행한다. 샘플량은, 모든 경우에, 물질의 충전을 완료한 후, 5분 15초 내지 5분 30초 사이에 측정을 시작할 수 있는 정도의 양이다. 물질간의 비교를 위해, 동일 체적은 서로의 ±0.5㎤ 이내이다. MVR 테스트 조건의 측면에서, 테스트 온도는 275℃이고, 하중은 5kg이고, 예열 시간은 5분이다. 측정 자체의 측면에서, 샘플 취급은 물질을 충전할 때까지 1분을 초과하지 않아야 하고; 충전 공정은 t=0.5분 내지 t=1분 사이에 완료되어야만 하고; 예를 들어 추 지지체를 사용함으로써, 예열 시간 동안 물질상에 부하된 하중이 무시할만한 수준이 되도록 하는 방식으로 실린더 내부의 물질에 대해 부하된 피스톤(loaded piston) 또는 비부하된 피스톤(unloaded piston)을 배치하고; 선택된 하중은 테스트 샘플로의 실린더의 충전을 완료한 후 t=5분에서 물질에 적용하고; 테스트는, 아래쪽 기준 마크가 실린더의 상부 가장자리에 도달하고, 하중을 적용한지 15초 내지 30초 후에 개시하고; 상기 피스톤이 25mm 내지 30mm 사이의 특정된 거리를 이동하는데 걸리는 시간을 측정하고; 테스트는, 제 2 마크가 실린더의 상부에 도달할 때 또는 그 이전에 중지한다.

본원에서 사용되는, 에어백 컨테이너의 동적 파열 압력은, 열가소성 수지 조성물을, 두께가 2mm이고 에어백 컨테이너의 형태를 갖는 비용접 중공 부품(본원에서 성형 부품으로써 지칭됨)으로 성형한 후, 상기 부품을 플레이트와 클램프 사이에 고정시키고, 상기 부품이 파열될 때까지 상기 부품에 내부적으로 압력을 가함으로써 측정된다. 부품이 파열되는 압력이 동적 파열 압력이고, MPa 단위로 기록한다. 압력 증강(building up)은, 밸브 시스템을 통해 상기 성형 부품을, 화학양론적 프로페인/공기 또는 수소/공기 혼합물로 충전시킴으로써 형성된 폭발성 가스를 점화함으로써 유발된다. 성형 부품의 온도와 폭발성 가스 혼합물의 온도가 파열 압력이 측정되는 온도에 상응한다.

에어백 모형의 성형 부품(1)을 하기 도 1 내지 3에 도시한다.
도 1은 성형 부품(1)의 측면도이다.
도 2는 성형 부품(1)의 저면도(bottom view)이다.
도 3은 라인 A-A에서 절단한 성형 부품(1)의 수직 단면도이다.

성형 부품(1)(도 1 참조)은 소위 스프루(sprue, 2), 원통부(3), 둥근 전이부(4), 몸체부(5) 및 테두리(6)를 포함한다. 동적 파열 압력을 측정하기 위해, 테두리부(6)를 플레이트와 클램프 사이에 고정한다. 성형 부품(1)의 스프루(2)는 8mm의 바닥부 직경, 5mm의 상부 직경 및 21mm의 높이를 갖는 원뿔형이다. 원통부(3)는 32mm의 외경 및 12.5mm의 높이를 갖는다. 원통부(3)는 전이부(4)를 지나 몸체부(5)에 연결되고; 전이부(4)는 3.6mm의 높이 및 성형 부품의 외측에서의 4mm의 반경(Q₁)과 성형 부품의 내측에서의 2mm의 반경(Q₂)을 갖는다(도 3 참조). 내부를 보면(도 1 참조), 몸체부(5)는 높이가 63.5mm이고, 폭이 48mm이고, 성형 부품(1)의 외측에서 양측 반경(Q₃)이 5.3mm이다. 성형 부품(1)의 내측에서의 반경(Q₄)(도 2 참조)은 2.3mm이다. 단면도(도 3 참조)는, 몸체부가 91.6mm의 반경(Q₅)을 갖는 아치형임을 나타낸다. 저면도(도 2 참조)는 몸체부도 69.9mm의 반경(Q₆)을 갖는 아치형임을 나타낸다. 몸체부(5)의 측벽(9a 및 9b)은 몰드 이형을 위해 0.5도의 드래프트(draft)를 갖는다. 몸체부(5)의 내부측 중 하나에서, L-형 형태의 2개의 동일한 리브(7a, 7b)가 존재한다. 두 개의 리브(7a 및 7b)는 라인 B-B에 대해 대칭적으로 배치되어 있다. 라인 B-B와 라인(8) 사이의 거리는 9mm이다. 리브(9a 및 9b)는, 높이가 5mm이고, 폭이 4.5mm이고, 두께가 2mm이다. 라인(10)과 라인(11) 사이의 거리는 46.5mm이다(도 1 및 도 3 참조). 몸체부(5)는 반경(Q₇)이 1mm인 전이부를 통해 테두리부(6)에 연결된다(도 3 참조). 내부에서 보면, 테두리부(6)는, 폭이 56mm이고 높이가 2mm이다. 테두리부는 외부 치수로서(도 2 참조), 총 길이가 158mm이고 폭이 56mm이고(도 1 참조), 라인 A-A에서의 점(12)과 점(13) 사이의 폭이 9.1mm이고, (길이 158mm를 갖는 측면상의) 라인(14)와 라인(15) 사이의 폭이 7mm이다.

바람직하게, 본 발명의 에어백 컨테이너는 용접부를 포함하지 않는데, 이는 용접된 부품의 용접 이음매가 일반적으로 가장 약한 지점이어서 용접부의 존재는 에어백 컨테이너의 동적 파열 압력을 감소시키기 때문이다.

특히, 베이스 폴리아마이드, 충격 개선제, 강화(reinforcing) 화합물 및 유동 개선제를 포함하는 폴리아마이드 조성물은, 저온(-35℃)에서 고도의 동적 파열 압력을 갖는 에어백 컨테이너를 수득하기 위해서 유리하게 사용될 수 있다는 점 및 동시에 짧은 사이클 시간이 달성될 수 있다는 점이 발견되었다. 따라서, 본 발명은 베이스 폴리아마이드, 충격 개선제, 강화 화합물 및 유동 개선제를 포함하는 충격 개선된 폴리아마이드 조성물로 구성된 에어백 컨테이너에 관한 것이다.

폴리아마이드 조성물 중 충격 개선제의 양은 일반적으로 (총 조성물에 대해) 4중량% 초과, 바람직하게 5중량% 초과이다. 폴리아마이드 조성물의 충격 개선제의 양은 일반적으로 30중량% 미만, 구체적으로 25중량% 미만, 보다 구체적으로 20중량% 미만, 더욱 보다 구체적으로 10중량% 미만이다.

본 발명에 따라 부품을 성형하는데 사용되는, 조성물 중 적합한 베이스 폴리아마이드로는 결정성, 반결정성 뿐만 아니라 비정형을 비롯한 모든 폴리아마이드 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 폴리아마이드에 대한 조사는 예를 들어 문헌[Rompp Chemie-Lexikon, 9th edition, volume 5, page 359 ff] 및 상기 문헌에서 인용한 문헌들에서 발견할 수 있다. 그러나, 폴리아마이드 PA 6, PA 46, PA 66, PA 11 , PA 12, PA 6T/66, PA 6T/6I, PA 6I/6T, PA 6/6T, PA 6/66, PA 8T, PA 9T, PA 12T, PA 69, PA 610, PA 612, PA 1012, PA 1212, PA MACM12, PA PACM12, PA MACMT, PA PACP12, PA NDT, PA MXDI, PA Nl, PA NT, PA TMHMDAT, PA 12/PACMT/ PACMI, PA 12/MACMI/MACMT, PA N12, PA 6/MACMI 또는 이들의 블렌드가 바람직하다. 바람직하게 폴리아마이드-6, 폴리아마이드-6,6 또는 폴리아마이드-4,6, 또는 이들의 혼합물 또는 이들의 구성 단량체의 코폴리아마이드가 선택된다. 보다 바람직하게 베이스 폴리아마이드는 폴리아마이드-6이다. 더욱 보다 바람직하게, 베이스 폴리아마이드는 2 초과, 바람직하게는 2.2 초과, 2.8 미만, 바람직하게는 2.6 미만의 상대 용액 점도를 갖는 폴리아마이드-6이다. 상대 용액 점도는, ISO 307에 따라 측정하고, 25.00℃에서 포름산 강도가 90%인, 100ml 중 1그램의 폴리아마이드-6의 용액을 사용하여 측정하였다.

일반적으로, 폴리아마이드 조성물은 (총 폴리아마이드 조성물에 대해) 30 내지 80중량%의 양으로 베이스 폴리아마이드를 포함한다.

바람직하게, 폴리아마이드 조성물은 (총 폴리아마이드 조성물에 대해) 0.1 내지 50중량%의 양으로 유동 개선제를 포함한다. 보다 바람직하게는, 폴리아마이드 조성물은 (총 폴리아마이드 조성물에 대해) 0.1 내지 40중량%, 더욱 보다 바람직하게 0.1 내지 30중량%, 더욱 보다 바람직하게 0.1 내지 20중량%의 양으로 유동 개선제를 포함한다.

본 발명의 목적을 위해, 유동 개선제는 폴리아마이드 조성물의 용융 점도를 감소시킨다. 바람직한 유동 개선제는 올리고머이다. 바람직한 올리고머는 폴리아마이드 올리고머이다. 적합한 폴리아마이드 올리고머로는 낮은 분자량을 갖는 전술한 폴리아마이드를 포함한다. 바람직한 폴리아마이드 올리고머는 폴리아마이드-6 올리고머, 폴리아마이드-4,6 올리고머, 폴리아마이드-6,6 올리고머 또는 이러한 올리고머중 2종 이상의 혼합물이다. 폴리아마이드 올리고머는, 조성물 중 베이스 폴리아마이드의 "얽힘(entanglement) 간의 분자량"보다 바람직하게는 낮은 중량 평균 분자량을 갖는 저 분자량 폴리아마이드이다. 이 "얽힘 간의 분자량"은, 예를 들어 폴리아마이드-6인 경우, 5,000g/몰이다. 바람직하게, 중량 평균 분자량은 5,000g/몰 이하, 바람직하게 4,000g/몰 이하, 보다 바람직하게 3,000g/몰 이하이다. 분자량은, 예를 들어 유리 전이 온도 저하와 같은 위험을 피하기 위해서, 너무 낮아서는 안된다. 바람직하게 중량 평균 분자량은 약 500g/몰 초과, 보다 바람직하게 약 1,000g/몰 초과이다. 폴리아마이드 조성물 중 올리고머의 양은 (총 폴리아마이드의 조성물에 대해) 바람직하게 0.1 내지 20중량%, 보다 바람직하게 0.1 내지 10중량%, 더욱 보다 바람직하게 0.1 내지 5중량%이다.

바람직하게, 조성물은 10,000g/몰 이상의 중량 평균 분자량을 갖는 베이스 폴리아마이드, 및 5,000g/몰 이하의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리아마이드 올리고머를 포함한다.

보다 바람직하게, 조성물은 15,000g/몰 이상의 중량 평균 분자량을 갖는 베이스 폴리아마이드 및 4,000g/몰 이하의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리아마이드 올리고머를 포함한다.

본 발명에 따른 에어백 컨테이너를 구성하는 조성물 중 적합한 충격 개선제는 폴리아마이드 조성물을 강화시키는데 사용되는 일반적 중합체를 포함한다. 적합한 충격 개선제의 예로는 산-작용성 엘라스토머, 예를 들어 폴리아마이드와 반응성인 기를 함유하는 올레핀계 고무 및 코어-쉘 고무이다. 충격 개선제에 대한 조사는 예를 들어 문헌[Nylon Plastics Handbook , 1995 edition, page 415 ff.] 및 여기서 인용된 문헌들에서 발견할 수 있다. 바람직한 충격 개선제는 예를 들어 올레핀과 같은 비극성 단량체 및 그 중에서도 아크릴레이트, 에폭사이드, 산 또는 무수물 함유 단량체와 같은 극성 또는 반응성 단량체를 포함하는 고무이다. 그 예로는, (메트)아크릴산과 에틸렌의 공중합체 또는 무수물기로 작용화된 에틸렌/프로필렌 공중합체를 들 수 있다.

본원에서 고무란, 0℃ 미만, 바람직하게는 -25℃ 미만의 유리 전이 온도 및 낮은 탄성율을 갖는 가요성 고무를 의미한다. 이러한 정의에 속하는 중합체의 예로는, 에틸렌과 α-올레핀(예를 들어 프로펜과 부텐)의 공중합체이다. 메탈로센 촉매의 존재하에서 중합에 의해 수득될 수 있는 것으로, 예를 들어 에틸렌과 1-옥텐의 공중합체인 플라스토머가 고무 혼합물의 성분으로서 적합하다.

본원에서 사용되는 작용화 고무는 폴리아마이드와 반응성인 기를 함유하는 고무이다. 이러한 작용화 고무는 공지되어 있다. 예를 들어, 미국특허 제 4,174,358 호에는, 다수개의 적합한 작용화 고무 뿐만 아니라 이러한 작용화 고무의 제조방법이 개시되어 있다. 말레산 무수물과의 반응에 의해 화학적으로 개질된 올레핀계 고무, 또는 불포화 다이카복실산, 이들의 무수물 및 에스터, 예를 들어 말레산 무수물, 이타콘산과 이타콘산 무수물, 푸마르산과 말레산의 에스터 및 글리시딜 아크릴레이트, 예를 들어 글리시딜메타크릴레이트와 고무의 엔트공중합체가 특히 적합한다. 이러한 경우, 폴리아마이드는 바람직하게는 작용기와 반응할 수 있는 충분한 아미노 말단 기를 포함한다. 폴리아마이드-6인 경우, 작용화된 에틸렌-α-올레핀 공중합체는 바람직하게는 말레산 무수물로 작용화된다. 작용화된 고무의 말레산 무수물의 함량은 예를 들어 0.1 내지 10중량%, 바람직하게 0.1 내지 5중량%, 보다 바람직하게 0.1 내지 2중량%의 넓은 범위에서 변할 수 있다.

일반적으로 충격 개선제의 양에 대한 올리고머의 양은 적용되는 올리고머의 타입에 좌우된다. 바람직하게는, 폴리아마이드 조성물은 충격 개선제의 양에 대해 5 내지 70중량%의 올리고머, 보다 바람직하게 20 내지 50중량%의 올리고머, 더욱 보다 바람직하게 30 내지 40중량%의 올리고머를 포함한다.

다양한 타입의 강화 화합물, 예를 들어 무기물(예를 들어 활석, 규회석, 카올린) 및 섬유가 폴리아마이드 조성물에서 사용될 수 있다. 크기 및 화학적 조성 측면 둘다에서 광범위한 섬유가 사용될 수 있다. 적합한 치수를 갖는 섬유는, 폴리아마이드 조성물 중 평균 종횡비(길이 대 직경의 비)가 5 내지 100이고 직경이 1 내지 20㎛, 바람직하게 8 내지 15㎛인 섬유이다. 적합한 타입의 섬유로는 천연 섬유 및 인공(man-made) 섬유, 예를 들어 카본, 미네랄, 중합체- 및 유리 섬유를 들 수 있다. 적합한 중합체 섬유는 폴리아라미드 섬유이다. 본 발명에 따른 성형 부품을 위한 특히 바람직한 섬유는 유리 섬유이다. 바람직하게, 섬유는 폴리아마이드 조성물로의 이들의 접착력을 개선시키기 위해서, 예를 들어 실레인 화합물로 코팅된다.

본 발명의 특히 바람직한 실시양태에서, 폴리아마이드 조성물은, 30 내지 80중량%의 폴리아마이드, 0.1 내지 20중량%의 폴리아마이드 올리고머, 4 내지 20중량%의 충격 개선제, 및 20 내지 50중량%의 강화 물질을 포함한다(총량은 100중량%이다). 따라서, 본 발명은 특히 30 내지 80중량%의 폴리아마이드, 0.1 내지 20중량%의 폴리아마이드 올리고머, 4 내지 20중량%의 충격 개선제, 및 20 내지 50중량%의 강화 물질을 포함하는(총량은 100중량%이다) 폴리아마이드 조성물로 구성된 에어백 컨테이너에 관한 것이다.

폴리아마이드 조성물은 임의의 공지된 방법에 의해 성분들을 혼합함으로써 수득될 수 있다. 예를 들어, 상기 성분들은 건식 블렌딩되고, 후속적으로 용융 혼합 장치, 바람직하게는 압출기에 공급될 수 있다. 또한, 상기 성분들은 직접 용융 혼합 장치에 공급되어 함께 또는 개별적으로 용량투입될 수 있다. 용융 혼합 장치로는 압출기가 바람직하다. 이러한 경우, 조성물은 펠렛으로 수득되며, 상기 펠렛은 본 발명에 따른 에어백 컨테이너를 제조하기 위해서 사용될 수 있다. 바람직하게, 용융 혼합 장치는 불활성 가스 분위기에서 수행되고, 재료들은 혼합 전에 건조된다.

폴리아마이드 조성물의 제조에 관한 바람직한 실시양태에서, 베이스 폴리아마이드 및 충격 개선제는 쓰로트(throat)를 통해 압출기에 공급되고, 적어도 부분적으로, 바람직하게는 전체 양의 강화 화합물이, 적어도 베이스 폴리아마이드 및 충격 개선제를 포함하는 용융물에 공급된다. 바람직하게는 베이스 폴리아마이드 및 충격 개선제를 포함하는 용융물에 유동 개선제가 공급되고, 보다 바람직하게 유동 개선제는 베이스 폴리아마이드, 충격 개선제 및 강화 화합물을 포함하는 용융물에 공급된다.

폴리아마이드 조성물이, 제 1 단계에서 베이스 폴리아마이드와 충격 개선제가 블렌딩되어 연속 폴리아마이드 매트릭스와 여기에 분산된 고무 입자를 수득하고, 제 1 단계에서 수득된 블렌드에 유동 개선제를 블렌딩함으로써 제조되는 경우, 본 발명의 유리한 효과는 더욱 확연하다는 점이 놀랍게도 발견되었다. 바람직하게는, 베이스 폴리아마이드 및 충격 개선제를 포함하는 블렌드에 유동 개선제를 블렌딩하기 전에 강화 화합물이 첨가된다. 바람직하게, 상기 블렌딩은 압출기에서 수행된다.

본 발명은 하기 실시예 및 비교예에 기초하여 추가로 설명될 것이다.

[실시예]

사용 물질

충격 개선제: 0.6중량%의 그래프트화 말레산 무수물을 함유하는 에틸렌-프로필렌 공중합체이며 용융 유동 지수(MFI)가 8g/10분(230℃/10kg)인 엑셀로(Exxelor) VA 1801.

폴리아마이드 6(PA 6): 포름산(1g/100ml) 중 상대 용액 점도(RSV)가 2.28이고 디에스엠 엔.브이.(DSM N.V.)로부터 입수된 아쿨론(Akulon K122).

유리 섬유: 11㎛의 섬유 직경을 갖는 오웬스 코닝(Owens Corning)으로부터의 CS 173X-11 P.

유동 개선제: 중량 평균 Mw가 2000g/몰이고 T_용융이 295℃인 PA 4,6 올리고머.

물성의 측정

용융 체적-유속(MVR)은 전술한 바와 같이 측정한다.

-35℃에서의 동적 파열 압력은 전술한 바와 같이 측정한다.

비교예 A

PA-6 및 유리 섬유의 혼합물을, 두 성분들을, 1000kg/시간의 처리량 및 300r.p.m.의 스크류 속도로 공동-회전식 트윈-스크류 압출기(90mm)에 공급함으로써 제조하였다. 유리 섬유는 측면-공급부(side-feed)를 통해 첨가하였다. 용융 스트랜드를 수욕에서 냉각시키고, 과립(granule)으로 절단하고, 건조-냉각시킨 후, 적층된 백에 포장하였다. 생성물의 MVR을 전술한 바와 같이 측정하였다. 과립을, 앞의 명세서에서 논의한 바와 같은 치수를 갖는 도 1 내지 3에서 도시한 성형 부품으로 사출 성형하였다. -35℃에서의 동적 파열 압력을 전술한 바와 같이 측정하였다. 결과는 하기 표 1에 나타냈다.

비교예 B

PA-6, 충격 개선제 및 유리 섬유의 혼합물을, 두 성분들을, 1000kg/시간의 처리량 및 300r.p.m.의 스크류 속도로 공동-회전식 트윈-스크류 압출기(90mm)에 공급함으로써 제조하였다. 유리 섬유는 측면-공급부를 통해 첨가하였다. 용융 스트랜드를 수욕에서 냉각시키고, 과립으로 절단하고, 건조-냉각시킨 후, 적층된 백에 포장하였다. 생성물의 MVR을 전술한 바와 같이 측정하였다. 과립을, 앞의 명세서에서 논의한 바와 같은 치수를 갖는 도 1 내지 3에서 도시한 성형 부품으로 사출 성형하였다. -35℃에서의 동적 파열 압력은 전술한 바와 같이 측정하였다. 결과는 하기 표 1에 나타냈다.

비교예 C

PA-6, 유리 섬유 및 유동 개선제의 혼합물을, 두 성분들을, 1000kg/시간의 처리량 및 300r.p.m.의 스크류 속도로 공동-회전식 트윈-스크류 압출기(90mm)에 공급함으로써 제조하였다. 유리 섬유는 측면-공급부를 통해 첨가하였다. 유동 개선제는 PA-6과 유리 섬유의 혼합물에 첨가하였다. 용융 스트랜드를 수욕에서 냉각시키고, 과립으로 절단하고, 건조-냉각시킨 후, 적층된 백에 포장하였다. 생성물의 MVR을 전술한 바와 같이 측정하였다. 과립을, 앞의 명세서에서 논의한 바와 같은 치수를 갖는 도 1 내지 3에서 도시한 성형 부품으로 사출 성형하였다. -35℃에서의 동적 파열 압력을 전술한 바와 같이 측정하였다. 결과는 하기 표 1에 나타냈다.

실시예 1

PA-6, 유리 섬유, 충격 개선제 및 유동 개선제의 혼합물을, 상기 성분들을, 250kg/시간의 처리량 및 450r.p.m.의 스크류 속도로, 320℃의 용융 온도에서, 공동-회전식 트윈-스크류 압출기(40mm)에 공급함으로써 제조하였다. PA-6 및 충격 개선제는 압출기의 쓰로트에서 첨가되었다. 유리 섬유는 측면-공급부를 통해 첨가하였다. 유동 개선제는 PA-6의 혼합물, 충격 개선제 및 유리 섬유의 혼합물에 첨가하였다. 용융 스트랜드를 수욕에서 냉각시키고, 과립으로 절단하고, 건조-냉각시킨 후, 적층된 백에 포장하였다.

생성물의 MVR을 전술한 바와 같이 측정하였다. 과립을, 앞의 명세서에서 논의한 바와 같은 치수를 갖는 도 1 내지 3에서 도시한 성형 부품으로 사출 성형하였다. -35℃에서의 동적 파열 압력을 전술한 바와 같이 측정하였다. 결과는 하기 표 1에 나타냈다.

[표 1]

실시예 1은, 에어백 캐니스터의 제조를 위한 통상적인 물질인 비교예 B에 비해 파열 압력 성능을 유의적으로 손상시킴이 없이 유동능이 높음을 특징으로 한다. 비교예 A 및 C는, 충격 개선 물질이 없는 경우 더 높은 유동성이 실현될 수 있지만, 동적 파열 압력 성능의 실질적인 감소가 초래됨을 나타냈다.

Claims

25㎤/10분(275℃/5kg)보다 높은 용융 체적-유속(MVR)을 갖는 충격-개선된 폴리아마이드 조성물로 구성된 에어백 컨테이너로서, 상기 폴리아마이드 조성물이 베이스 폴리아마이드, 충격 개선제, 강화(reinforcing) 화합물 및 유동 개선제(flow improver)를 포함하는, 에어백 컨테이너.
삭제
제 1 항에 있어서,
폴리아마이드 조성물이 (총 폴리아마이드 조성물에 대해) 4중량% 초과의 양으로 충격 개선제를 포함하는, 에어백 컨테이너.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
폴리아마이드 조성물이 (총 폴리아마이드 조성물에 대해) 30중량% 미만의 양으로 충격 개선제를 포함하는, 에어백 컨테이너.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
폴리아마이드 조성물이 충격 개선제로서 말레산 무수물로 화학적으로 개질된 올레핀계 고무를 포함하는, 에어백 컨테이너.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
폴리아마이드 조성물이 (총 폴리아마이드 조성물에 대해) 30 내지 80중량%의 양으로 베이스 폴리아마이드를 포함하는, 에어백 컨테이너.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
폴리아마이드 조성물이 (총 폴리아마이드 조성물에 대해) 0.1 내지 50중량%의 양으로 유동 개선제를 포함하는, 에어백 컨테이너.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
폴리아마이드 조성물이 유동 개선제로서 폴리아마이드 올리고머를 포함하는, 에어백 컨테이너.
제 8 항에 있어서,
폴리아마이드 올리고머가 1000 내지 5000g/몰의 중량 평균 분자량 M_w를 갖는, 에어백 컨테이너.
제 8 항에 있어서,
폴리아마이드 조성물이 (총 폴리아마이드 조성물에 대해) 0.1 내지 20중량%의 양으로 폴리아마이드 올리고머를 포함하는, 에어백 컨테이너.
제 8 항에 있어서,
폴리아마이드 올리고머가 폴리아마이드-6 올리고머, 폴리아마이드-4,6 올리고머, 폴리아마이드-6,6 올리고머 또는 이들 올리고머 중 2종 이상의 혼합물인, 에어백 컨테이너.
제 8 항에 있어서,
조성물이 충격 개선제 및 올리고머를 포함하고, 충격 개선제의 양에 대한 올리고머의 양이 5 내지 70중량%인, 에어백 컨테이너.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
베이스 폴리아마이드가 폴리아마이드-6인, 에어백 컨테이너.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
강화 화합물이 유리 섬유인, 에어백 컨테이너.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
폴리아마이드 조성물이, 제 1 단계에서 베이스 폴리아마이드와 충격 개선제를 블렌딩하여 연속 폴리아마이드 매트릭스와 여기에 분산된 고무 입자를 수득하는 단계, 및 제 1 단계에서 수득된 블렌드에 유동 개선제를 블렌딩하는 단계로 제조되는, 에어백 컨테이너.