KR102068260B1 - 에어백용 원단 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

우수한 인열강도 및 폴딩성을 가질 뿐만 아니라 경량화에도 유리한 에어백용 원단 및 그 제조방법이 제공된다. 본 발명의 에어백용 원단은, 섬유 기재; 상기 섬유 기재에 가해진 소수성 폴리머; 및 상기 소수성 폴리머가 가해진 상기 섬유 기재의 적어도 일 면 상의 코팅층을 포함한다.

Description

에어백용 원단 및 그 제조방법{Fabric for Airbag and Method for Manufacturing The Same}
본 발명은 에어백용 원단 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 우수한 인열강도 및 폴딩성을 가질 뿐만 아니라 경량화에도 유리한 에어백용 원단 및 그 제조방법에 관한 것이다.
소정 속도 이상으로 주행중인 차량의 충돌 또는 전복시 차량에 가해지는 충격을 충격감지센서가 감지하면, 에어백이 팽창 전개됨으로써 차량의 운전자 및 승객이 사고로부터 보호된다.
일반적으로, 에어백용 원단은 섬유 기재(textile substrate) 외에 원단의 기밀성을 높이기 위한 코팅층(coating layer)을 더 포함한다.
섬유 기재의 제조를 위하여 나일론 66 등의 폴리아미드 원사 또는 폴리에스테르 원사가 주로 사용되고 있다. 섬유 기재는 평직(plain weave) 또는 바스켓직(basket weave)으로 제직된 직물 또는 OPW(One Piece Woven) 타입의 직물일 수 있다.
코팅층의 주재료로서 네오프렌 고무가 초창기에 이용되었지만, 에어백용 원단, 특히 사이드 커튼용 원단에 요구되는 낮은 공기투과도를 만족시키기 위해서는 60 g/m2 이상의 지나치게 많은 코팅량이 요구되었고, 그 결과 에어백용 원단이 너무 무거웠을 뿐만 아니라 이것을 에어백 모듈 내에 패킹하는 것도 쉽지 않았다.
이러한 이유로, 실리콘 수지 또는 폴리우레탄 수지가 네오프렌 고무를 대체하고 있는데, 환경 문제 및 비용 문제 등으로 인해 휘발성 유기용제 사용에 제약이 가해지면서 수분산 타입의 수지로 에어백용 원단의 코팅층을 형성하는 것이 바람직하다고 인식되고 있다.
그러나, 수분산 수지로 섬유 기재를 코팅할 경우, 모세관 현상(cappillary effect)으로 인해 상기 수분산 수지가 섬유 기재 내에 깊숙이 그리고 불균일하게 침투하여 에어백용 원단의 각종 물성 저하를 야기한다.
예를 들어, 섬유 기재 내에 침투하는 코팅 수지의 양이 많아짐에 따라 에어백용 원단의 강연도(stiffness)가 높아져 원단의 폴딩성이 저하된다. 또한, 섬유 기재 내에 침투한 코팅 수지가 섬유 기재의 경위사들의 움직임을 제한함에 따라 에어백용 원단의 인열강도가 저하된다. 또한, 섬유 기재 내로 수분산 수지가 깊숙이 침투함에 따라 섬유 기재 표면상에 형성되는 코팅막의 두께가 얇아질 뿐만 아니라 그 균일성이 떨어지고, 그 결과, 소정의 낮은 공기투과도를 확보하는데 있어서 요구되는 코팅량이 증가한다. 이러한 코팅량 증가는 차량 연비 향상을 위한 에어백 경량화 추세에 역행한다.
따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 에어백용 원단 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 관점은, 우수한 인열강도 및 폴딩성을 가질 뿐만 아니라 경량화에도 유리한 에어백용 원단을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 관점은, 우수한 인열강도 및 폴딩성을 가질 뿐만 아니라 경량화에도 유리한 에어백용 원단을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
위에서 언급된 본 발명의 관점 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 설명되거나, 그러한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 본 발명의 일 관점에 따라, 섬유 기재; 상기 섬유 기재에 가해진 소수성 폴리머; 및 상기 소수성 폴리머가 가해진 상기 섬유 기재의 적어도 일 면 상의 코팅층을 포함하는, 에어백용 원단이 제공된다.
상기 코팅층의 상기 섬유 기재로의 침투율은 10 내지 60 %일 수 있다.
상기 소수성 폴리머는 실록산계 폴리머, 불소계 폴리머, 아크릴계 폴리머, 이들 중 2 이상의 혼합물, 및 이들 중 2 이상의 코폴리머 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 코팅층은 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 라텍스, 스타일렌 부타디엔 고무 라텍스, 천연고무, 클로로프렌 라텍스, 및 폴리비닐알코올(PVA) 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 소수성 폴리머는 실록산계 폴리머, 불소계 폴리머, 아크릴계 폴리머, 이들 중 2 이상의 혼합물, 및 이들 중 2 이상의 코폴리머 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 코팅층은 폴리우레탄 수지를 포함할 수 있다.
상기 소수성 폴리머의 중량은 상기 섬유 기재의 중량의 0.01 내지 5 %일 수 있다.
상기 섬유 기재 상의 상기 코팅층의 도포량은 15 내지 20 g/m2일 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따라, 섬유 기재를 발수제로 처리하는 단계; 상기 발수제로 처리된 섬유 기재의 적어도 일 면 상에 수분산 수지를 포함하는 코팅 조성물을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 섬유 기재를 건조시키는 단계를 포함하는, 에어백용 원단의 제조방법이 제공된다.
상기 발수제는 실록산계 폴리머, 불소계 폴리머, 아크릴계 폴리머, 이들 중 2 이상의 혼합물, 및 이들 중 2 이상의 코폴리머 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 코팅 조성물은 수분산 폴리우레탄 수지, 수분산 아크릴 수지, 수분산 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 라텍스, 수분산 스타일렌 부타디엔 고무 라텍스, 수분산 천연고무, 수분산 클로로프렌 라텍스, 및 수분산 폴리비닐알코올(PVA) 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 코팅 조성물은 수분산 폴리우레탄 수지를 포함할 수 있다.
상기 코팅 조성물은 1,000 내지 200,000 cps의 점도를 가질 수 있다.
상기 건조 단계를 통해 형성되는 코팅층이 10 내지 60 %의 침투율로 상기 섬유 기재 내로 침투하고 상기 코팅층의 도포량이 15 내지 20 g/m2가 되도록, 상기 코팅 단계가 수행될 수 있다.
위와 같은 일반적 서술 및 이하의 상세한 설명 모두는 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 특허청구범위의 발명에 대한 더욱 자세한 설명을 제공하기 위한 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 의하면, 수분산 수지가 모세관 현상에 의해 섬유 기재 내로 깊숙이 침투하는 것을 억제함으로써 에어백용 원단의 강연도를 낮추고 폴딩성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 상대적으로 적은 도포량(add-on)의 코팅층만으로도 업계에서 요구되는 낮은 공기투과도가 발현될 수 있어, 차량 연비 향상을 위한 에어백 경량화가 구현될 수 있다.
첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어백용 원단의 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명한다. 다만, 아래에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 명확한 이해를 돕기 위한 예시적 목적으로 제시되는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.
도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 에어백용 원단(100)을 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어백용 원단의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에어백용 원단(100)은 섬유 기재(110) 및 코팅층(120)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 섬유 기재(110)는 400 내지 700 dtex의 섬도를 갖는 경사들(111) 및 400 내지 700 dtex의 섬도를 갖는 위사들(112)을 포함하는 직물이며, 1인치당 40 내지 50개의 경사들(111) 및 1인치당 40 내지 50개의 위사들(112)을 갖는다.
에어백 전개시 고온-고압의 전개 에너지를 흡수할 수 있는 흡수 성능 측면에서 우수한 기계적 물성(예를 들어, 강도)이 유지되기 위해서 상기 경위사(111, 112)의 섬도는 400 dtex 이상이어야 한다. 반면, 에어백의 폴딩성 및 경량화를 위해서 상기 경위사(111, 112)의 섬도는 700 dtex 이하인 것이 바람직하다.
또한, 유연성, 코팅면의 평활성 등의 관점에서 볼 때, 상기 경위사(111, 112) 각각은 72 이상의 필라멘트들(111a, 112a)을 포함하는 멀티필라멘트인 것이 바람직하다.
상기 경사들(111) 및 위사들(112) 각각은 폴리아미드(예를 들면, 나일론6, 나일론66, 아라미드) 또는 폴리에스테르[예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)]를 포함할 수 있다.
상기 섬유 기재(110)에는 소수성 폴리머가 가해져 있다. 상기 소수성 폴리머는 실록산계 폴리머(예를 들어, 폴리하이드로메틸실록산, 폴리디메틸실록산 등), 불소계 폴리머(예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌), 아크릴계 폴리머(예를 들어, 퍼플루오로알킬아크릴레이트, 플루오로알킬메타크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 아크릴레이트 등), 이들 중 2 이상의 혼합물, 및 이들 중 2 이상의 코폴리머 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 폴리하이드로메틸실록산 또는 퍼플루오로알킬아크릴레이트가 특히 바람직하다.
위와 같은 소수성 폴리머는 높은 발수 특성이 있으며, 낮은 표면장력에 의해 낮은 젖음성(wettability)을 가져 상기 섬유 기재(110) 내로 수분산 수지가 침투하는 것을 억제 또는 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 소수성 폴리머의 중량은 상기 섬유 기재(110)의 중량의 0.01 내지 5 %[즉, 상기 섬유 기재(110) 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부]이다. 상기 소수성 폴리머의 중량이 0.01% 미만이면 발수 기능이 제대로 발현될 수 없으며, 5 %를 넘으면 발수제(상기 소수성 폴리머를 포함하는 혼합물)의 점도가 증가하여 소수성 폴리머가 상기 섬유 기재(110)에 균일하게 가해지지 않을 수 있다.
상기 소수성 폴리머가 가해진 상기 섬유 기재(110)의 적어도 일 면 상의 상기 코팅층(120)은 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 라텍스, 스타일렌 부타디엔 고무 라텍스, 천연고무, 클로로프렌 라텍스, 및 폴리비닐알코올(PVA) 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코팅층(120)은 폴리우레탄 수지를 포함한다. 폴리우레탄 수지는 폴리올과 이소시아네이트가 우레탄 결합을 함으로써 제조된다. 폴리올은 폴리우레탄 수지의 주성분 중 하나로서 폴리카보네이트계 폴리올, 폴리에테르계 폴리올, 폴리에스테르계 폴리올, 및 실리콘계 폴리올 중 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 코팅층(120)은 아크릴 수지를 포함한다. 상기 아크릴 수지의 아크릴레이트 성분은 에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 스타이렌, 아크릴로니트릴, 에틸헥실 아크릴레이트, 아우릴 아크릴레이트, 메타크릴로프로필 트리메톡시실레인, 메틸올 아크릴아미드, 및 이들의 조합물의 단량체를 갖는 폴리아크릴레이트일 수 있다.
상기 코팅층(120)은 실리콘 수지 또는 폴리우레탄 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 1 중량부의 습윤제, 2 내지 5 중량부의 가교제, 및 5 내지 20 중량부의 난연제를 더 포함할 수 있다. 상기 습윤제는 실리콘 수지 또는 폴리우레탄 수지가 섬유 기재(110) 내로 잘 그리고 균일하게 침투되도록 하기 위한 것으로서 실리콘 계열의 습윤제가 사용될 수 있다. 상기 가교제는 섬유 기재(110)와 코팅층(120)의 부착력을 향상시킨다. 상기 난연제는 에어백용 원단(100)의 난연 특성을 향상시키기 위한 것으로서 비할로겐 인계 난연제가 사용될 수 있다.
상술한 첨가제들 외에도, 본 발명의 코팅층(120)은 원단(100)의 표면 특성 향상을 위하여 0.1 내지 2 중량부의 기타 첨가제[실리콘 계열의 블록킹방지제(anit-blocking agent) 및/또는 슬립제(slip agent)]를 더 포함할 수 있다.
상기 섬유 기재(110) 상의 상기 코팅층(120)의 도포량은 15 내지 20 g/m2일 수 있다. 상기 코팅층(120)의 도포량이 15 g/m2 미만일 경우 에어백용 원단(100)이 충분한 기밀성을 확보할 수 없다. 반면, 상기 코팅층(120)의 도포량이 20 g/m2를 초과할 경우, 업계의 경량화 요구에 부응할 수 없다.
상기 코팅층(120)의 상기 섬유 기재(110)로의 침투율은 10 내지 60 %, 바람직하게는 15 내지 50 %일 수 있다.
이하에서는 도 1을 참조하여 상기 코팅층(120)의 상기 섬유 기재(110)로의 침투율을 구하는 방법을 설명한다. 먼저, 섬유 기재(110)의 두께(T) 및 코팅층(120)이 상기 섬유 기재(110) 내부로 침투한 최대 깊이(D)를 각각 측정한 후, 다음의 식으로부터 상기 침투율을 산출한다.
* 침투율(%) = (D/T)×100
상기 코팅층(120)의 침투율이 10% 미만이면 에어백용 원단(100)이 우수한 유연성을 가질 수는 있지만 상기 섬유 기재(110)와 상기 코팅층(120)의 접착성이 떨어져 서로 분리될 위험이 있다. 반면, 상기 코팅층(120)의 침투율이 60%를 초과하면 에어백용 원단(100)의 강연도가 급격히 증가하여(즉, 유연성이 급격히 저하되어) 그 폴딩성 및 에어백의 수납성이 나빠진다.
본 발명에 의하면, 상기 소수성 폴리머를 포함하는 발수제로 상기 섬유 기재(110)를 전처리함으로써, 상기 섬유 기재(110)의 표면 에너지가 물보다 낮아지고, 후속의 코팅 공정에서 수분산 수지가 상기 전처리된 섬유 기재(110) 내로 침투하는 것이 최소화된다. 수분산 수지의 상기 섬유 기재(110) 내로의 침투가 최소화됨에 따라, 최종 에어백용 원단(100)이 상대적으로 낮은 강연도(즉, 높은 폴딩성)를 가지게 되고, 상기 원단(100)을 이용하여 제조된 에어백의 수납성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 상대적으로 적은 양의 수분산 수지로 상기 섬유 기재(110)의 표면상에 일정 두께의 막이 형성될 수 있기 때문에, 업계에서 요구되는 낮은 공기투과도를 만족시키면서도 차량 연비 향상을 위한 에어백 경량화를 구현할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어백용 원단의 제조방법을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 방법은, 섬유 기재(110)를 제직하는 단계, 상기 섬유 기재(110)를 발수제로 처리하는 단계, 상기 발수제로 처리된 섬유 기재(110)의 적어도 일 면 상에 수분산 수지를 포함하는 코팅 조성물을 코팅하는 단계, 및 상기 코팅된 섬유 기재를 건조시키는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이, 상기 섬유 기재(110)는 400 내지 700 dtex의 섬도를 갖는 폴리아미드(예를 들면, 나일론6, 나일론66, 아라미드) 또는 폴리에스테르[예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)] 원사를 이용하여 40 내지 50 th/inch의 경위사 밀도로 제직함으로써 제조될 수 있다. 유연성, 코팅면의 평활성 등의 관점에서 볼 때, 상기 원사는 72 이상의 필라멘트들(111a, 112a)을 포함하는 멀티필라멘트인 것이 바람직하다.
일반적으로, 제직 특성을 향상시키기 위하여, 제직 전에 원사에 유제 또는 호제를 부여한다. 따라서, 상기 섬유 기재(110)를 발수제로 처리하기 전에, 상기 섬유 기재(110)로부터 상기 유제 또는 호제를 제거하기 위하여 상기 섬유 기재(110)를 정련조(10)에서 정련하는 단계, 및 상기 정련된 섬유 기재를 수세조(20)에서 수세하는 단계가 더 수행될 수 있다.
이어서, 상기 수세된 섬유 기재(110)가 발수제로 처리된다. 상기 발수제는, 실록산계 폴리머(예를 들어, 폴리하이드로메틸실록산, 폴리디메틸실록산 등), 불소계 폴리머(예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌), 아크릴계 폴리머(예를 들어, 퍼플루오로알킬아크릴레이트, 플루오로알킬메타크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 아크릴레이트 등), 이들 중 2 이상의 혼합물, 및 이들 중 2 이상의 코폴리머 중 적어도 하나를 포함하는 수용액일 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 소수성 폴리머는 코팅층(120) 형성을 위한 수분산 수지가 상기 섬유 기재(110) 내로 깊숙이 침투하는 것을 억제하거나 또는 최소화시킨다.
상기 발수제 내 상기 소수성 폴리머의 함량은 0.01 내지 5 중량%일 수 있으며, 상기 섬유 기재(110)의 중량과 동일한 중량의 상기 발수제를 상기 섬유 기재(110)에 가함으로써, 상기 섬유 기재(110) 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부의 소수성 폴리머가 상기 섬유 기재(110)에 가해지도록 할 수 있다.
상기 발수제 처리는 딥 코팅, 분무 코팅, 스핀 코팅, 나이프 코팅, 롤러 코팅, 그라비아 코팅, 및 로드 코팅 중 어느 하나를 이용하여 수행될 수 있다. 균일한 발수제 처리를 위해서, 딥 코팅이 수행되는 것이 바람직할 수 있다.
상기 섬유 기재(110)를 발수제로 처리한 후, 발수제에 함유되어 있던 수분을 제거하기 위한 가열(건조) 공정이 100 내지 200 ℃(바람직하게는, 120 내지 180 ℃)에서, 0.1 내지 10 분(바람직하게는, 0.5 내지 5 분) 동안 수행될 수 있다.
이어서, 상기 발수제로 처리된 섬유 기재(110)의 적어도 일 면 상에 수분산 수지를 포함하는 코팅 조성물을 코팅한다.
상기 코팅 조성물은 상기 수분산 수지로서 수분산 폴리우레탄 수지, 수분산 아크릴 수지, 수분산 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 라텍스, 수분산 스타일렌 부타디엔 고무 라텍스, 수분산 천연고무, 수분산 클로로프렌 라텍스, 및 수분산 폴리비닐알코올(PVA) 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 코팅 조성물은 수분산 폴리우레탄 수지를 포함한다. 상기 수분산 폴리우레탄 수지의 주성분 중 하나인 폴리올은 폴리카보네이트계 폴리올, 폴리에테르계 폴리올, 폴리에스테르계 폴리올, 및 실리콘계 폴리올 중 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 코팅 조성물은 수분산 아크릴 수지를 포함한다. 상기 수분산 아크릴 수지의 아크릴레이트 성분은 에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 스타이렌, 아크릴로니트릴, 에틸헥실 아크릴레이트, 아우릴 아크릴레이트, 메타크릴로프로필 트리메톡시실레인, 메틸올 아크릴아미드, 및 이들의 조합물의 단량체를 갖는 폴리아크릴레이트일 수 있다.
상기 코팅 조성물은 1액형 또는 2액형의 수분산 에멀젼으로서 30 내지 60 중량%의 고형분을 포함한다. 상기 고형분으로서, 100중량부의 수분산 수지, 0.1 내지 1 중량부의 습윤제, 2 내지 5 중량부의 가교제, 5 내지 20 중량부의 난연제, 및 0.1 내지 2 중량부의 기타 첨가제(실리콘 계열의 블록킹방지제 및/또는 슬립제)가 상기 코팅 조성물에 포함될 수 있다.
본 발명의 상기 코팅 조성물은 증점제를 더 포함할 수 있다. 상기 증점제를 이용하여 상기 코팅 조성물의 점도가 1,000 내지 200,000 cps, 바람직하게는 10,000 내지 100,000 cps로 조절될 수 있다. 상기 코팅 조성물의 점도가 200,000 cps를 초과하면 코팅층(120) 도포량을 20 g/m2 이하로 조절하기 곤란하다. 반면, 상기 코팅 조성물의 점도가 1,000 cps 미만이면 원하는 기계적 물성이 상기 코팅층(120)에 발현되기 어렵고, 코팅 조성물의 섬유 기재(110) 내로의 침투를 억제하거나 최소화한다는 본 발명의 목적이 실질적으로 달성되기 어렵다.
상기 코팅 조성물의 점도는 회전형 점도 측정 기기로 측정될 수 있는데, 예를 들어, 브룩필드(Brookfield) DV2T로 스핀들 LV-3(63) 또는 LV-4(64), 속도 10rpm으로 측정된다.
최종 코팅층(120)의 도포량을 20 g/m2 이하로 조절하면서 업계에서 요구되는 에어백용 원단(100)의 기밀성을 확보하기 위해서, 코팅량의 조정이 용이하고 균일한 코팅이 가능한 나이프 코팅 방식을 채용하여 상기 코팅 조성물을 상기 섬유 기재(110) 상에 코팅하는 것이 바람직하다.
상기 코팅 조성물로 코팅된 섬유 기재(110)는 예를 들어 텐터 오븐(tenter oven)에서 건조된다. 상기 코팅 조성물의 물 성분이 증발함으로써 상기 섬유 기재(110)의 적어도 일 면 상에 코팅층(120)이 형성된다.
갑작스러운 고온 경화는 코팅층(120)의 손상을 유발할 수 있으므로, 상기 건조 단계는 다단으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 코팅 조성물로 함침된 상기 섬유 기재(110)를 90 내지 110℃에서 예비건조(pre-drying)시킨 후 건조 온도를 점차 상승시키면서 최종적으로는 150 내지 170℃에서 완전건조(즉, 완전경화 또는 열고정)시킬 수 있다.
상기 코팅층(120)이 형성된 후, 코팅제의 경화를 위한 가황 공정이 추가로 수행될 수 있다. 상기 가황 공정은 150 내지 200 ℃에서 120 내지 350 초 동안 수행될 수 있다.
원단(100)의 온도를 낮추어 주기 위한 냉각 공정이 더 수행된 후 원단(100)이 와인더(미도시)에 권취된다. 상기 냉각 공정은 쿨링 실린더(미도시)를 이용하여 수행될 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적 실시예들 및 비교예들을 통해 본 발명의 효과를 설명한다. 다만, 하기의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 이들이 본 발명의 권리범위를 제한하는 것은 아니다.
실시예 1
144 개의 필라멘트들 및 550dtex의 섬도를 갖는 폴리에스테르(PET) 원사에 PET계 호제(Huntsman 社, 상표명: TESCOL®PRS warp size)를 가하였고, 상기 호제가 부착된 폴리에스테르 원사를 이용하여 180 th/inch의 경위사 밀도로 평직을 수행함으로써 섬유 기재를 제조하였다.
상기 섬유 기재가 pH 8의 정련액 및 수세액을 약 20 m/min의 속도로 순차적으로 통과하도록 함으로써 상기 호제를 제거하였다.
상기 정련액은 약 3톤의 물에 약 2.2 kg의 수산화나트륨, 약 1.7 kg의 침투제(니카코리아 社, 상표명: P-350), 약 2 kg의 불용제(니카코리아 社, 상표명: K-2500), 약 5 kg의 호발제(대양 社, 상표명: Texlon CD)를 용해시킴으로써 제조되었고, 상기 수세액은 물만으로 이루어졌다.
수세액을 통과한 상기 섬유 기재가 3 중량%의 폴리하이드로메틸실록산을 포함하는 수용액인 발수제에 디핑된 후 150 ℃에서, 3 분 동안 건조되었다.
이와 같이 발수제로 처리된 섬유 기재의 일 면 상에, 나이프 코팅 방식으로 통해 수분산 폴리우레탄 수지를 포함하는 20,000 cps 점도의 코팅 조성물(Bayer사, IMPRANIL DLU)이 코팅된 후 건조 공정이 수행되었다. 상기 건조 공정은, 상기 섬유 기재를 90℃에서의 예비건조한 후 건조 온도를 점차 상승시키면서 최종적으로는 150℃에서 150초 동안 가황 공정을 수행함으로써 상기 코팅제를 경화시켜 폴리우레탄 수지 코팅층을 갖는 에어백 원단을 완성하였다.
최종 원단에서 상기 코팅층 도포량은 20 g/m2이었다.
실시예 2
코팅 조성물로서 수분산 폴리우레탄 수지를 포함하는 코팅 조성물 대신에 수분산 아크릴 수지를 포함하는 15,000 cps 점도의 코팅 조성물(Stahl사, PERMUTEX® RA-9260)이 이용되었다는 것을 제외하고는 위 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백용 원단이 제조되었다.
비교예 1
위 실시예 1과 동일한 방식으로 제직 공정, 정련 공정, 및 수세 공정을 수행하였다. 이어서, 발수제 처리 없이, 상기 수세된 섬유 기재를 스팀 실린더를 이용하여 건조시킨 후, 150 내지 190 ℃로 유지되는 복수개의 챔버들을 통과시킴으로써 열고정시켰다. 이어서, 위 실시예 1과 동일한 방식으로 코팅 공정, 건조 공정, 및 가황 공정을 수행함으로써 에어백용 원단을 완성하였다.
비교예 2
코팅 조성물로서 수분산 폴리우레탄 수지를 포함하는 코팅 조성물 대신에 수분산 아크릴 수지를 포함하는 15,000 cps 점도의 코팅 조성물(Stahl사, PERMUTEX® RA-9260)이 이용되었다는 것을 제외하고는 위 비교예 1과 동일한 방법으로 에어백용 원단이 제조되었다.
위와 같이 제조된 실시예들 및 비교예들의 에어백용 원단들의 인열강도, 강연도, 및 공기투과도를 아래의 방법들에 의해 각각 측정하였고, 그 결과들을 아래의 표 1에 나타내었다.
* 인열강도(tearing strength)
75mm × 200mm의 시편에 대하여 ASTM D 2261 시험법인 텅 방법(Tongue method)에 의해 각 에어백용 원단의 인열강도를 측정하였다.
* 강연도(stiffness)
100mm × 200mm의 시편에 대하여 ASTM D 4032 시험법인 원형굽힘 방법(Circularbend method)에 의해 각 에어백용 원단의 강연도를 측정하였다. 구체적으로, 38.1mm 직경의 구멍을 갖는 받침대(102mm × 102mm × 6mm) 위에 반으로 접은 시편을 놓고 위에서 바(Bar)로 시편을 눌렀을 때 받침대의 구멍으로 원단을 밀고 내려가는 힘을 측정하였다.
* 공기투과도(air permeability)
ASTM D 737 시험법에 따라 에어백용 원단을 20℃, 65%RH 하에서 1일 동안 방치한 후, 125Pa 압력의 공기가 38cm2 원형 면을 통과하는 양을 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
발수제 처리 여부 Yes Yes No No
수분산 수지 폴리우레탄 아크릴 폴리우레탄 아크릴
인열강도(경/위사)(N) 221/235 171/184 177/191 134/137
강연도(경/위사)(N) 13/12 14/16 16/16 32/31
공기투과도(l/dm2/min) 0.03 3.47 0.09 6.81

Claims (11)

  1. 섬유 기재; 및
    상기 섬유 기재의 적어도 일 면 상에 형성된 코팅층을 포함하고,
    상기 섬유 기재는 소수성 폴리머에 의해 발수 처리된 것이며,
    상기 코팅층은 수분산 수지를 포함하며, 하기 식 1로 계산되는 상기 섬유 기재에 대한 침투율이 10 내지 60 % 이고, 도포량이 15 내지 20 g/m2 인,
    에어백용 원단.
    [식 1]
    Figure 112019084901578-pat00002

  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소수성 폴리머는 실록산계 폴리머, 불소계 폴리머, 아크릴계 폴리머, 이들 중 2 이상의 혼합물, 및 이들 중 2 이상의 코폴리머 중 적어도 하나를 포함하는,
    에어백용 원단.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층은 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 라텍스, 스타일렌 부타디엔 고무 라텍스, 천연고무, 클로로프렌 라텍스, 및 폴리비닐알코올(PVA) 수지 중 적어도 하나를 포함하는,
    에어백용 원단.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소수성 폴리머는 실록산계 폴리머, 불소계 폴리머, 아크릴계 폴리머, 이들 중 2 이상의 혼합물, 및 이들 중 2 이상의 코폴리머 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 코팅층은 폴리우레탄 수지를 포함하는,
    에어백용 원단.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 소수성 폴리머의 중량은 상기 섬유 기재의 중량의 0.01 내지 5 %인,
    에어백용 원단.
  7. 삭제
  8. 섬유 기재를 발수제로 처리하는 단계;
    상기 발수제로 처리된 섬유 기재의 적어도 일 면 상에 수분산 수지를 포함하는 코팅 조성물을 15 내지 20 g/m2의 도포량으로 코팅하는 단계; 및
    상기 코팅된 섬유 기재를 건조시키는 단계를 포함하는,
    제1항의 에어백용 원단의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 발수제는 실록산계 폴리머, 불소계 폴리머, 아크릴계 폴리머, 이들 중 2 이상의 혼합물, 및 이들 중 2 이상의 코폴리머 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 코팅 조성물은 수분산 폴리우레탄 수지, 수분산 아크릴 수지, 수분산 아크릴로니트릴 부타디엔 고무 라텍스, 수분산 스타일렌 부타디엔 고무 라텍스, 수분산 천연고무, 수분산 클로로프렌 라텍스, 및 수분산 폴리비닐알코올(PVA) 수지 중 적어도 하나를 포함하는,
    에어백용 원단의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 코팅 조성물은 수분산 폴리우레탄 수지를 포함하는,
    에어백용 원단의 제조방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 코팅 조성물은 1,000 내지 200,000 cps의 점도를 갖고,
    상기 건조 단계를 통해 형성되는 코팅층이 10 내지 60 %의 침투율로 상기 섬유 기재 내로 침투하고 상기 코팅층의 도포량이 15 내지 20 g/m2가 되도록, 상기 코팅 단계가 수행되며,
    상기 침투율은 하기 식 1로 계산되는 것인,
    에어백용 원단의 제조방법.
    [식 1]
    Figure 112019084901578-pat00003

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