KR102201865B1 - Air bag housing for automobile and manufacture method of thereof - Google Patents
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Abstract
차량용 에어백 하우징 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하이브리드 섬유강화복합재를 포함하는 차량용 에어백 하우징 및 차량용 에어백 하우징을 제조하는 방법에 관한 것이다. It relates to a vehicle airbag housing and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a vehicle airbag housing including a hybrid fiber-reinforced composite and a method of manufacturing the vehicle airbag housing.
Description
차량용 에어백 하우징 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하이브리드 섬유강화복합재를 포함하는 차량용 에어백 하우징 및 차량용 에어백 하우징을 제조하는 방법에 관한 것이다. It relates to a vehicle airbag housing and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a vehicle airbag housing including a hybrid fiber-reinforced composite and a method of manufacturing the vehicle airbag housing.
최근 자동차 업계는 세계적인 이산화탄소 배출 저감 추세에 맞추어 자동차 연비 개선을 위해 힘쓰고 있다. 이에 따라 자동차 경량화 설계가 한가지 방안으로 제시되면서 자동차 부품 소재를 철강 대신 플라스틱 재질의 부품으로 많이 사용하고 있으며, 특히 낮은 비중과 우수한 성형성, 내열성, 내화학성 등의 특징으로 하는 폴리프로필렌은 이미 범퍼, 인스트루먼트 판넬 등의 소재로서 폭넓게 사용되고 있다.In recent years, the automobile industry is striving to improve automobile fuel economy in line with the global trend of reducing carbon dioxide emissions. As a result, automotive lightweight design has been proposed as one solution, and automotive parts are widely used as plastic parts instead of steel.In particular, polypropylene, which is characterized by low specific gravity, excellent moldability, heat resistance, and chemical resistance, is already used as a bumper, It is widely used as a material such as instrument panel.
에어백 하우징의 경우, 에어백 전개시 고압에 대한 내충격성 등이 요구된다. 기존의 에어백 하우징은 주로 Steel 재질로 구성되며, 이 경우 타 소재에 비해 무거우며 에어백 전개시 하우징이 벌어지는 벨마우스(Bell mouth) 불량이 발생할 우려가 있다. 또한, 동승자 에어백 쿠션 사이즈 증대에 따라 인플레이터 압력 및 에어백 하우징 크기의 증대가 필요하고 이에 에어백 하우징의 경량화 및 강도/강성의 향상이 요구되고 있다.In the case of the airbag housing, impact resistance against high pressure and the like is required when the airbag is deployed. Existing airbag housings are mainly made of steel, and in this case, they are heavier than other materials, and there is a risk of a bell mouth defect that opens when the airbag is deployed. In addition, as the passenger airbag cushion size increases, the inflator pressure and the airbag housing size need to be increased. Accordingly, there is a demand for lighter weight and strength/stiffness improvement of the airbag housing.
최근 다양한 연구개발의 결과로 강성 및 저온 충격강도가 뛰어난 특징을 갖는 폴리프로필렌계 복합소재가 소개되고 있다. 일본공개특허 제2006-257259호(2006.09.28)에는 프로필렌계 수지 및 탈크를 포함하는 저온 충격 성능이 우수한 소재를 개시하고 있으나, 장기내구성 및 내충격성이 충분하지 않은 문제점이 있다. Recently, as a result of various research and development, a polypropylene-based composite material having excellent rigidity and low-temperature impact strength has been introduced. Japanese Patent Publication No. 2006-257259 (2006.09.28) discloses a material having excellent low-temperature impact performance including propylene-based resin and talc, but there is a problem in that long-term durability and impact resistance are insufficient.
이외에도 Steel 소재를 인서트하여 사출하는 경우, 인서트재인 Steel 소재를 별도로 준비하여 추가적으로 사출 성형하는 방식으로 제조하기 때문에 원가가 상승하고, 경량화 효과가 부족한 단점을 가진다. In addition, in the case of injection by inserting a steel material, since it is manufactured by separately preparing a steel material as an insert and additionally injection molding, it has a disadvantage that the cost is increased and the effect of weight reduction is insufficient.
본 발명의 목적은 우수한 강도 및 강성을 확보할 수 있고, 이와 동시에 충분한 경량화 및 원가절감을 달성할 수 있는 차량용 에어백 하우징을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an airbag housing for a vehicle that can secure excellent strength and rigidity, and at the same time achieve sufficient weight reduction and cost reduction.
본 발명의 일 구현 예에서, 연속섬유 강화복합소재(CFT) 및 장섬유 강화복합소재(LFT)를 포함하는 하이브리드 섬유 강화복합재를 프레스 성형(Press molding)하여 제조되며, 하기 식 1 내지 식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어백 하우징을 제공할 수 있다.In one embodiment of the present invention, it is manufactured by press molding a hybrid fiber reinforced composite material including a continuous fiber reinforced composite material (CFT) and a long fiber reinforced composite material (LFT), and the following Equations 1 to 2 It is possible to provide an airbag housing for a vehicle, characterized in that satisfactory.
0.3 ≤ GL/GC ≤ 1.0 [식 1]0.3 ≤ G L /G C ≤ 1.0 [Equation 1]
400 ≤ 비굴곡강도 ≤ 800 [식 2]400 ≤ specific flexural strength ≤ 800 [Equation 2]
(상기 식 1에서 GL/GC는 장섬유 강화복합소재(LFT)에 대한 연속섬유 강화복합소재(CFT)의 비율로 장섬유 강화복합소재(LFT)에 포함된 섬유의 함량을 연속섬유 강화복합소재(CFT)에 포함된 섬유의 함량으로 나눈 값이고, (In Equation 1 above, G L / G C is the ratio of the continuous fiber reinforced composite material (CFT) to the long fiber reinforced composite material (LFT), and the content of the fiber contained in the long fiber reinforced composite material (LFT) It is the value divided by the content of fiber contained in the composite material (CFT),
상기 식 2에서 비굴곡강도는 ISO 178 규격에 의해 측정된 비굴곡강도(MPa)이다.)In Equation 2, the specific flexural strength is the specific flexural strength (MPa) measured according to ISO 178 standards.)
본 발명의 다른 구현 예에서, (a) 연속섬유 강화복합소재(CFT) 및 장섬유 강화복합소재(LFT)를 예열하는 단계; (b) 하부금형 위에 연속섬유 강화복합소재(CFT)를 안착하고, 상기 연속섬유 강화복합소재(CFT) 상부에 장섬유 강화복합소재(LFT)를 위치시키는 단계; (c) 상부금형을 상기 장섬유 강화복합소재(LFT) 상부에 위치시키고 가압하여 프레스 성형(Press molding)하는 단계; 및 (d) 프레스 성형 후 트리밍/피어싱하는 단계;를 포함하는 차량용 에어백 하우징의 제조방법을 제공할 수 있다. In another embodiment of the present invention, (a) preheating a continuous fiber reinforced composite material (CFT) and a long fiber reinforced composite material (LFT); (b) placing a continuous fiber-reinforced composite material (CFT) on the lower mold and placing a long fiber-reinforced composite material (LFT) on the continuous fiber-reinforced composite material (CFT); (c) placing an upper mold on the long fiber reinforced composite material (LFT) and pressurizing to press molding; And (d) trimming/piercing after press-forming; it can provide a method of manufacturing an airbag housing for a vehicle including.
상기 차량용 에어백 하우징은 우수한 강도 및 강성과 함께, 충격 흡수 성능 및 경량화 특성이 향상된다. 이에 따라, 높은 강도, 강성, 충격흡수성능 및 경량화 특성이 요구되는 차량용 에어백 하우징 이외에도 다양한 분야의 용도로 활용할 수 있다. The vehicle airbag housing has excellent strength and stiffness, as well as improved shock absorption performance and weight reduction characteristics. Accordingly, it can be used for various fields other than the vehicle airbag housing which requires high strength, stiffness, shock absorption performance, and weight reduction characteristics.
상기 차량용 에어백 하우징의 제조방법을 통하여, 높은 공정 효율을 확보하고, 강도 및 강성이 우수하고, 충격 흡수 성능 및 경량화 특성이 향상된 차량용 에어백 하우징을 제조할 수 있다.Through the manufacturing method of the vehicle airbag housing, it is possible to manufacture an airbag housing for a vehicle with improved process efficiency, excellent strength and rigidity, and improved shock absorption performance and weight reduction characteristics.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 차량용 에어백 하우징의 제조방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flow chart showing a method of manufacturing an airbag housing for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments to be described later. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, However, these embodiments are provided to complete the disclosure of the present invention, and to fully inform the scope of the invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, and the present invention is defined by the scope of the claims. It just becomes. The same reference numerals refer to the same elements throughout the specification.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 차량용 에어백 하우징은 연속섬유 강화복합소재(CFT) 및 장섬유 강화복합소재(LFT)를 포함하는 하이브리드섬유 강화복합재를 프레스 성형(Press molding)하여 제조될 수 있다. In one embodiment, the vehicle airbag housing according to the present invention may be manufactured by press molding a hybrid fiber reinforced composite material including a continuous fiber reinforced composite material (CFT) and a long fiber reinforced composite material (LFT).
상기 하이브리드섬유 강화복합재는 상기 연속섬유 강화복합소재(CFT)와 장섬유 강화복합소재(LFT)가 적층된 구조일 수 있으며, 보다 바람직하게 상기 연속섬유 강화복합소재(CFT)의 상부면에 장섬유 강화복합소재(LFT)가 적층되어 있는 구조인 것이 우수한 강도 및 강성과 함께, 높은 충격 흡수 성능 및 계면 결합력 향상을 동시에 부여할 수 있어 효과적이다. The hybrid fiber reinforced composite material may have a structure in which the continuous fiber reinforced composite material (CFT) and long fiber reinforced composite material (LFT) are stacked, and more preferably, a long fiber on the upper surface of the continuous fiber reinforced composite material (CFT). A structure in which a reinforced composite material (LFT) is laminated is effective because it can simultaneously impart high impact absorption performance and interfacial bonding strength, along with excellent strength and rigidity.
이하에서는 연속섬유 강화복합소재(CFT) 및 장섬유 강화복합소재(LFT)에 관하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a continuous fiber reinforced composite material (CFT) and a long fiber reinforced composite material (LFT) will be described in detail.
본 발명에 따르는 연속섬유 강화복합소재(CFT)란 열가소성 수지로 프로필렌계 수지에 연속섬유를 포함하는 복합소재일 수 있다. The continuous fiber-reinforced composite material (CFT) according to the present invention may be a composite material including continuous fibers in a propylene-based resin as a thermoplastic resin.
상기 프로필렌계 수지는 폴리프로필렌 단독 혹은 폴리프로필렌과 다른 종류의 모노머가 공중합된 수지를 포함할 수 있고, 예를 들어 폴리프로필렌 단독 중합 수지, 프로필렌-에틸렌 공중합 수지, 프로필렌-부텐 공중합 수지, 에틸렌-프로필렌-부텐 공중합 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 상기 프로필렌계 수지를 채용함으로써 연속섬유 강화복합소재(CFT)가 비용 대비 강도 및 충격 흡수 특성을 향상시키는데 유리할 수 있다. The propylene-based resin may include polypropylene alone or a resin in which polypropylene and other types of monomers are copolymerized. For example, polypropylene homopolymerized resin, propylene-ethylene copolymer resin, propylene-butene copolymer resin, ethylene-propylene -It may contain one selected from the group consisting of butene copolymer resins and combinations thereof. By employing the propylene-based resin, the continuous fiber reinforced composite material (CFT) may be advantageous in improving the strength and shock absorption characteristics for cost.
상기 연속섬유는 차량용 에어백 하우징의 강도 및 강성을 향상시키고, 경량화 특성을 구현하기 위하여 포함되는 것으로, 상기 연속섬유는 유리섬유, 탄소섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. The continuous fiber is included in order to improve the strength and rigidity of the vehicle airbag housing and implement light weight characteristics, and the continuous fiber may include one selected from the group consisting of glass fiber, carbon fiber, and combinations thereof.
구체적으로, 상기 연속섬유는 유리 섬유, 탄소 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 섬유 강화재로써, 연속섬유 강화복합소재(CFT) 내에 포함되는 형태가 연속섬유의 형태로 포함된다.Specifically, the continuous fiber is one fiber reinforcement material selected from the group consisting of glass fiber, carbon fiber, and combinations thereof, and the form included in the continuous fiber reinforced composite material (CFT) is included in the form of continuous fiber.
이때, 상기 연속섬유는 상기 연속섬유 강화복합소재(CFT)로부터 제조되는 차량용 에어백 하우징의 최종적인 크기에 의존하여 그 내부에서 끊어지지 않고 연속적인 형태로 존재하는 것을 의미한다. 예를 들어, UD 시트(unidirection sheet) 내의 연속섬유와 같이, 상기 연속 섬유는 연속 공정으로 제조될 수 있고, 이러한 연속 공정에 상기 연속 섬유를 연속적으로 공급함으로써, 연속 섬유를 포함한 연속섬유 강화복합소재(CFT)를 제조할 수 있다. In this case, the continuous fiber means that it exists in a continuous form without being broken inside, depending on the final size of the vehicle airbag housing manufactured from the continuous fiber reinforced composite material (CFT). For example, like a continuous fiber in a UD sheet (unidirection sheet), the continuous fiber can be produced in a continuous process, and by continuously supplying the continuous fiber to this continuous process, a continuous fiber reinforced composite material including continuous fibers (CFT) can be produced.
따라서, 상기 연속섬유 강화복합소재(CFT)는 시트와 같은 특정 형상의 제품으로 제조될 수 있는데, 이러한 시트와 같은 제품 내에서 상기 연속 섬유는 그 제품의 형상에 따라 특정 범위의 길이를 가지게 된다. 그러나, 이러한 특정 범위의 길이는 연속적으로 연속섬유가 공급되는 제조 공정상 임의 조절이 가능하다는 점에서 상기 연속 섬유는 '연속성'을 가지는 것으로 보아야 할 것이고, UD 시트 또는 직물 내의 연속 섬유와 같이 대부분의 경우, 제품 내부에서 끊어지지 않고 연속성을 갖는다. Accordingly, the continuous fiber-reinforced composite material (CFT) may be manufactured into a product having a specific shape such as a sheet, and in such a product, the continuous fiber has a length of a specific range depending on the shape of the product. However, since the length of this specific range can be arbitrarily adjusted in the manufacturing process in which the continuous fiber is continuously supplied, the continuous fiber should be considered to have'continuity', and most of the continuous fibers such as UD sheet or continuous fiber In case, it does not break inside the product and has continuity.
일 구현예에서, 상기 연속섬유 강화복합소재(CFT)는 UD 시트와 같이 연속섬유가 단일 배향성을 가지도록 연속 섬유를 포함할 수 있다.In one embodiment, the continuous fiber-reinforced composite material (CFT) may include continuous fibers such that the continuous fibers have a single orientation, such as a UD sheet.
이때, 상기 연속섬유는 상기 연속섬유 강화복합소재(CFT) 내에서 단일 배향성을 가질 수 있다. 상기 연속섬유가 상기 연속섬유 강화복합소재(CFT) 내에서 단일 배향성을 가짐으로써 우수한 강도 및 강성의 확보에 유리하며, 상기 연속섬유 강화복합소재(CFT) 내의 폴리프로필렌계 수지와 적절하게 혼합되어, 상기 연속섬유 강화복합소재(CFT)의 충격 흡수 성능을 향상시키기에 더욱 유리할 수 있다.In this case, the continuous fiber may have a single orientation within the continuous fiber reinforced composite material (CFT). The continuous fiber is advantageous in securing excellent strength and stiffness by having a single orientation in the continuous fiber reinforced composite material (CFT), and is suitably mixed with a polypropylene resin in the continuous fiber reinforced composite material (CFT), It may be more advantageous to improve the shock absorption performance of the continuous fiber reinforced composite material (CFT).
일 구현예에서, 상기 연속섬유 강화복합소재(CFT)는 상기 프로필렌계 수지 40 내지 60중량% 및 연속섬유 40 내지 60중량% 포함할 수 있다. 보다 바람직하게 상기 프로필렌계 수지 40 내지 50중량% 및 연속섬유 50 내지 60중량% 포함할 수 있다. In one embodiment, the continuous fiber-reinforced composite material (CFT) may include 40 to 60% by weight of the propylene-based resin and 40 to 60% by weight of the continuous fiber. More preferably, it may contain 40 to 50% by weight of the propylene-based resin and 50 to 60% by weight of continuous fibers.
상기 연속섬유가 상기 범위 미만으로 포함되는 경우에는 차량용 에어백 하우징에서 요구되는 강도 및 강성을 확보하기 어렵고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 폴리프로필렌계 수지가 충분히 함침되지 않아 연속섬유 강화복합소재(CFT) 뿐만 아니라 차량용 에어백 하우징의 제조 자체가 불가능한 문제를 야기할 수 있다. When the continuous fiber is contained within the above range, it is difficult to secure the strength and stiffness required in the vehicle airbag housing, and when it exceeds the above range, the polypropylene resin is not sufficiently impregnated and thus continuous fiber reinforced composite material (CFT) In addition, the manufacturing of the vehicle airbag housing itself may cause a problem that is impossible.
상기 연속섬유의 단면은 평균 직경이 약 15㎛ 내지 약 20㎛일 수 있고, 예를 들어 약 16㎛ 내지 약 19㎛ 일 수 있다. 상기 연속섬유가 상기 범위의 평균 직경을 유지함으로써, 상기 범위의 함량에서도 우수한 강도 및 강성을 구현할 수 있고, 이로부터 제조된 연속섬유 강화복합소재(CFT)가 적절한 두께 및 물성을 나타낼 수 있다.The cross-section of the continuous fiber may have an average diameter of about 15 μm to about 20 μm, for example, about 16 μm to about 19 μm. By maintaining the average diameter of the continuous fiber in the above range, excellent strength and stiffness can be realized even in the content of the above range, and the continuous fiber reinforced composite material (CFT) manufactured therefrom can exhibit appropriate thickness and physical properties.
상기 연속섬유 강화복합소재(CFT)는 3 내지 10매의 연속섬유 강화복합소재 시트가 열압착으로 적층되어 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는 4 내지 8매가 적층되어 형성될 수 있다. The continuous fiber-reinforced composite material (CFT) may be formed by laminating 3 to 10 continuous fiber-reinforced composite material sheets by thermocompression, and more preferably, 4 to 8 sheets are stacked.
상기 연속섬유 강화복합소재 시트의 적층은 0 내지 90도(°) 범위에서 선택되는 적어도 1개 이상의 각도가 적층되어 형성될 수 있다. 예를 들면, 3매 적층시 0도/90도/0도로 서로 직교하도록 교차하여 적층될 수 있고, 9매 적층시 0도/45도/90도/45도/0도/45도/90도/45도/0도로 서교 교차하도록 적층될 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다. The lamination of the continuous fiber-reinforced composite material sheet may be formed by laminating at least one or more angles selected from 0 to 90 degrees (°). For example, when three sheets are stacked, they can be stacked to cross each other at 0°/90°/0°, and when stacking 9 sheets, 0°/45°/90°/45°/0°/45°/90° /45 degrees / 0 degrees can be stacked to intersect Seogyo, but is not limited thereto.
본 발명에 따른 장섬유 강화복합소재(LFT)란 열가소성 수지로 프로필렌계 수지에 장섬유를 포함하는 복합소재일 수 있다. 상기 프로필렌계 수지는 연속섬유 강화복합소재(CFT)에 포함된 열가소성 수지인 프로필렌계 수지와 동일한 것이 상기 연속섬유 강화복합소재(CFT)와 장섬유 강화복합소재(LFT)의 계면 결합력 향상에 효과적이다. The long fiber-reinforced composite material (LFT) according to the present invention may be a composite material including long fibers in a propylene-based resin as a thermoplastic resin. The propylene-based resin is the same as the propylene-based resin, which is a thermoplastic resin included in the continuous fiber-reinforced composite material (CFT), and is effective in improving the interfacial bonding strength between the continuous fiber-reinforced composite material (CFT) and the long fiber-reinforced composite material (LFT). .
상기 장섬유란 평균길이가 약 50mm 이하의 섬유, 보다 바람직하게 1mm 이상 50mm 이하의 섬유 소재로, 유리 섬유, 탄소 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 섬유 강화재를 의미할 수 있다. The long fiber is a fiber material having an average length of about 50 mm or less, more preferably 1 mm or more and 50 mm or less, and may mean one fiber reinforcement material selected from the group consisting of glass fiber, carbon fiber, and combinations thereof.
일 구현예에서, 상기 장섬유 강화복합소재(LFT)는 상기 프로필렌계 수지 60 내지 75중량% 및 장섬유 25 내지 40중량% 포함할 수 있다. 보다 바람직하게 상기 프로필렌계 수지 65 내지 70중량% 및 장섬유 30 내지 35중량% 포함할 수 있다. In one embodiment, the long fiber-reinforced composite material (LFT) may include 60 to 75% by weight of the propylene-based resin and 25 to 40% by weight of the long fiber. More preferably, it may contain 65 to 70% by weight of the propylene resin and 30 to 35% by weight of long fibers.
상기 장섬유가 상기 범위 미만으로 포함되는 경우에는 차량용 에어백 하우징에서 요구되는 강도 및 강성을 확보하기 어렵고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 분산이 불균일하며, 성형성이 저하될 우려가 있다. When the filament is contained in less than the above range, it is difficult to secure the strength and rigidity required by the vehicle airbag housing, and when it exceeds the above range, dispersion is non-uniform, and moldability may be deteriorated.
일 구현예에서, 본 발명에 따르는 차량용 에어백 하우징은 하기 식 1 내지 식 2를 만족하는 것이 바람직하다.In one embodiment, it is preferable that the vehicle airbag housing according to the present invention satisfies the following Equations 1 to 2.
0.3 ≤ GL/GC ≤ 1.0 [식 1]0.3 ≤ G L /G C ≤ 1.0 [Equation 1]
400 ≤ 비굴곡강도 ≤ 800 [식 2]400 ≤ specific flexural strength ≤ 800 [Equation 2]
(상기 식 1에서 GL/GC는 장섬유 강화복합소재(LFT)에 대한 연속섬유 강화복합소재(CFT)의 비율로 장섬유 강화복합소재(LFT)에 포함된 섬유의 함량을 연속섬유 강화복합소재(CFT)에 포함된 섬유의 함량으로 나눈 값이고, (In Equation 1 above, G L / G C is the ratio of the continuous fiber reinforced composite material (CFT) to the long fiber reinforced composite material (LFT), and the content of the fiber contained in the long fiber reinforced composite material (LFT) It is the value divided by the content of fiber contained in the composite material (CFT),
상기 식 2에서 비굴곡강도는 ISO 178 규격에 의해 측정된 비굴곡강도(MPa)이다.)In Equation 2, the specific flexural strength is the specific flexural strength (MPa) measured according to ISO 178 standards.)
보다 바람직하게, 상기 차량용 에어백 하우징은 하기 식 3 내지 식 4를 만족하는 것이 바람직하다.More preferably, it is preferable that the vehicle airbag housing satisfies the following Equations 3 to 4.
0.5 ≤ GL/GC ≤ 0.7 [식 3]0.5 ≤ G L /G C ≤ 0.7 [Equation 3]
40 ≤ GL+GC ≤ 60 [식 4]40 ≤ G L +G C ≤ 60 [Equation 4]
(상기 식 3에서 GL/GC는 장섬유 강화복합소재(LFT)에 대한 연속섬유 강화복합소재(CFT)의 비율로 장섬유 강화복합소재(LFT)에 포함된 섬유의 함량을 연속섬유 강화복합소재(CFT)에 포함된 섬유의 함량으로 나눈 값이고, (In Equation 3 above, G L / G C is the ratio of the continuous fiber reinforced composite material (CFT) to the long fiber reinforced composite material (LFT), and the content of fibers contained in the long fiber reinforced composite material (LFT) It is the value divided by the content of fiber contained in the composite material (CFT),
상기 식 4는 본 발명의 차량용 에어백 하우징에 포함된 전체 섬유의 함량(중량%)이다.)Equation 4 is the total fiber content (% by weight) included in the vehicle airbag housing of the present invention.)
상기 연속섬유 강화복합소재(CFT)와 장섬유 강화복합소재(LFT) 섬유 보강재의 함량을 상술한 범위로 제어함에 따라, 보다 효과적으로 우수한 강도 및 강성을 부여할 수 있다. 특히, 프레스 성형(Press molding)만으로도 우수한 계면결합력을 구현할 수 있어, 상기 식 2에 나타난 바와 같은 우수한 비굴곡강도을 달성할 수 있는 장점이 있다. By controlling the content of the continuous fiber reinforced composite material (CFT) and the long fiber reinforced composite material (LFT) fiber reinforcement within the above-described range, it is possible to more effectively impart excellent strength and rigidity. In particular, since it is possible to implement excellent interfacial bonding strength only by press molding, there is an advantage of achieving excellent specific flexural strength as shown in Equation 2 above.
상기 비굴곡강도는 시편 중앙에 상부로부터 힘을 가하는 값을 시편에 생기는 변형으로 나눈 값으로서, ISO 178 방법으로 측정할 수 있다. 즉, 상기 차량용 에어백 하우징은 구부러짐에 견디는 향상된 저항값을 가질 수 있는 바, 우수한 강도 및 강성을 가질 수 있으며, 연속섬유 강화복합소재(CFT)와 장섬유 강화복합소재(LFT)의 결합력이 우수한 것을 알 수 있다. The specific flexural strength is a value obtained by dividing the value of applying a force from the top to the center of the specimen by the strain generated in the specimen, and can be measured by the ISO 178 method. That is, the vehicle airbag housing can have an improved resistance value to withstand bending, and has excellent strength and stiffness, and has excellent bonding strength between a continuous fiber reinforced composite material (CFT) and a long fiber reinforced composite material (LFT). Able to know.
본 발명의 차량용 에어백 하우징은 전술한 연속섬유 강화복합소재(CFT)와 장섬유 강화복합소재(LFT)를 포함하는 하이브리드 섬유 강화복합재를 프레스 성형(Press molding)하여 제조된 것으로, 우수한 강도 및 강성과 함께, 높은 충격 흡수 성능 및 계면 결합력 향상을 나타낼 수 있는 장점이 있다.The vehicle airbag housing of the present invention is manufactured by press molding a hybrid fiber reinforced composite material including the aforementioned continuous fiber reinforced composite material (CFT) and long fiber reinforced composite material (LFT), and has excellent strength and stiffness. Together, there is an advantage that can exhibit high impact absorption performance and improved interfacial bonding.
또한, 상기 차량용 에어백 하우징의 낙구충격강도는 약 22 J/mm 내지 약 50 J/mm일 수 있다. 보다 구체적으로는 약 22 J/mm 내지 약 40 J/mm일 수 있다. 상기 '낙구충격강도'는 임의의 물체가 순간적인 집중 외력에 견디는 저향력을 나타낸 것으로, 물체의 면에 추가 떨어져 측정되는 '면충격'강도로서, ISO 6603에 따른 낙구충격 측정방법으로 측정할 수 있다. 상기 낙구충격강도가 상기 범위 미만일 경우에는 충분한 충격성능이 확보가 안되어 에어백 전개시 내구성이 저하되어 차량용 에어백 하우징 등 우수한 충격 성능이 요구되는 부품에 적용되기 어려운 문제가 있다.In addition, the impact strength of the vehicle airbag housing may range from about 22 J/mm to about 50 J/mm. More specifically, it may be about 22 J/mm to about 40 J/mm. The'Falling Ball Impact Strength' represents the resistance force that an arbitrary object withstands an instantaneous concentrated external force, and is the'surface impact' intensity measured further away from the surface of the object, which can be measured by the falling ball impact measurement method according to ISO 6603. have. When the impact strength of the falling ball is less than the above range, sufficient impact performance is not secured and durability is deteriorated when the airbag is deployed, so that it is difficult to apply to parts requiring excellent impact performance, such as an airbag housing for a vehicle.
또한, 상기 차량용 에어백 하우징의 비굴곡강성(=비굴곡탄성률)는 약 17 GPa 내지 약 30 GPa일 수 있으며, 구체적으로, 약 17 GPa 내지 약 20 GPa일 수 있다. 상기 비굴곡강성(=비굴곡탄성률)은 물질이 영구적 변형 및 파괴되지 않고 얼마나 휠 수 있는가 나타내는 척도로 ISO 178 방법으로 측정할 수 있다. In addition, the non-flexural stiffness (= specific flexural modulus) of the vehicle airbag housing may be about 17 GPa to about 30 GPa, and specifically, about 17 GPa to about 20 GPa. The specific flexural stiffness (= specific flexural modulus) is a measure of how much a material can bend without permanent deformation and fracture, and can be measured by the ISO 178 method.
상기 차량용 에어백 하우징은 연속섬유 강화복합소재(CFT) 상부에 장섬유 강화복합소재(LFT)가 적층된 구조를 가지며, 섬유복합소재가 특정 함량으로 포함됨으로써 상기의 비굴곡강성(=비굴곡탄성률)을 유지할 수 있다. 즉, 상기 차량용 에어백 하우징은 우수한 강도 및 강성을 가질 수 있다.The vehicle airbag housing has a structure in which a long fiber-reinforced composite material (LFT) is laminated on an upper portion of a continuous fiber-reinforced composite material (CFT), and the non-flexural stiffness (= non-flexural modulus) of the above by including a fiber composite material in a specific amount. Can keep. That is, the vehicle airbag housing may have excellent strength and rigidity.
본 발명의 또 다른 구현예는 (a) 연속섬유 강화복합소재(CFT) 및 장섬유 강화복합소재(LFT)를 예열하는 단계(S10);Another embodiment of the present invention is (a) preheating a continuous fiber reinforced composite material (CFT) and a long fiber reinforced composite material (LFT) (S10);
(b) 하부금형 위에 연속섬유 강화복합소재(CFT)를 안착하고, 상기 연속섬유 강화복합소재(CFT) 상부에 장섬유 강화복합소재(LFT)를 위치시키는 단계(S20);(b) placing a continuous fiber-reinforced composite material (CFT) on the lower mold and placing a long fiber-reinforced composite material (LFT) on the continuous fiber-reinforced composite material (CFT) (S20);
(c) 상부금형을 상기 장섬유 강화복합소재(LFT) 상부에 위치시키고 가압하여 프레스 성형(Press molding)하는 단계(S30); 및(c) placing an upper mold on the long fiber-reinforced composite material (LFT) and pressurizing to press molding (S30); And
(d) 프레스 성형 후 트리밍/피어싱하는 단계(S40);를 포함하는 차량용 에어백 하우징의 제조방법을 제공할 수 있다. It is possible to provide a method of manufacturing an airbag housing for a vehicle including (d) trimming/piercing after press molding (S40).
상기 차량용 에어백 하우징의 제조방법을 통하여, 연속섬유 강화복합소재(CFT) 및 장섬유 강화복합소재(LFT)를 포함하는 하이브리드 섬유 강화복합재를 이용하여 차량용 에어백 하우징을 제조할 수 있다. 보다 구체적으로 연속섬유 강화복합소재(CFT) 상부에 장섬유 강화복합소재(LFT)가 적층된 구조이며, 전체 섬유 함량이 특정 범위로 포함되는 하이브리드 섬유 강화복합재를 프레스 성형함으로써, 강도 및 강성이 우수할 뿐만 아니라 계면 결합력이 향상되고, 제조공정을 단순화시켜 원가절감의 장점이 있다. Through the manufacturing method of the vehicle airbag housing, a vehicle airbag housing may be manufactured using a hybrid fiber reinforced composite material including a continuous fiber reinforced composite material (CFT) and a long fiber reinforced composite material (LFT). More specifically, it is a structure in which a long fiber reinforced composite material (LFT) is laminated on top of a continuous fiber reinforced composite material (CFT), and by press molding a hybrid fiber reinforced composite material containing the total fiber content in a specific range, it has excellent strength and stiffness. In addition, the interfacial bonding strength is improved, and the manufacturing process is simplified, thereby reducing cost.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 차량용 에어백 하우징의 제조방법을 나타낸 순서도이다. 도 1을 참조할 때, (a)단계는 연속섬유 강화복합소재(CFT) 및 장섬유 강화복합소재(LFT)를 특정온도 범위로 예열하는 단계(S10)이다. 1 is a flow chart showing a method of manufacturing an airbag housing for a vehicle according to an embodiment of the present invention. 1, step (a) is a step (S10) of preheating the continuous fiber reinforced composite material (CFT) and the long fiber reinforced composite material (LFT) to a specific temperature range.
상기 예열온도는 200 내지 250℃가 바람직하며, 보다 바람직하게 220 내지 240℃인 것이 가공성 및 연속섬유 강화복합소재(CFT)와 장섬유 강화복합소재(LFT)의 계면 결합력 향상을 위하여 효과적이다. The preheating temperature is preferably 200 to 250°C, and more preferably 220 to 240°C is effective for improving processability and interfacial bonding between the continuous fiber reinforced composite material (CFT) and the long fiber reinforced composite material (LFT).
상기 (b) 단계는 하부 금형 위에 먼저 연속섬유 강화복합소재(CFT)를 안착하고, 그 상부에 장섬유 강화복합소재(LFT)를 위치시키는 단계(S20)이다. 프레스 성형(Press molding)에 따른 차량용 에어백 하우징의 내구성, 강도 및 강성 향상을 위하여 상기 연속섬유 강화복합소재(CFT)의 상부면에 장섬유 강화복합소재(LFT)가 적층되어 있는 구조인 것이 바람직하다. In the step (b), a continuous fiber reinforced composite material (CFT) is first mounted on a lower mold, and a long fiber reinforced composite material (LFT) is placed on the lower mold (S20). It is preferable to have a structure in which a long fiber reinforced composite material (LFT) is laminated on the upper surface of the continuous fiber reinforced composite material (CFT) in order to improve the durability, strength and rigidity of the vehicle airbag housing through press molding. .
상기 (c) 단계는 상부금형을 상기 장섬유 강화복합소재(LFT) 상부에 위치시키고 가압하여 프레스 성형(Press molding)하는 단계(S30)이다. The step (c) is a step (S30) of placing an upper mold on the long fiber reinforced composite material (LFT) and pressurizing it to perform press molding (S30).
상기 (b) 및 (c) 단계에서 상기 상부금형 및 하부금형의 온도는 60 내지 80℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게 60 내지 75℃ 인 것이 차량용 에어백 하우징의 표면이 균일하게 형성되어 효과적이다. In steps (b) and (c), the temperature of the upper mold and the lower mold is preferably 60 to 80°C, and more preferably 60 to 75°C is effective because the surface of the vehicle airbag housing is uniformly formed.
상기 (c) 단계에서 가해지는 압력은 300 내지 600 톤(TON)이며, 가압시간은 40 내지 100 초(sec)인 것이 바람직하다. 가해지는 압력 및 가압시간이 상기 범위일 때, 연속섬유 강화복합소재(CFT)와 장섬유 강화복합소재(LFT)의 계면 결합력이 향상되어 강도 및 강성이 우수해지고, 경량화 특성을 향상시킬 수 있다. The pressure applied in step (c) is 300 to 600 tons (TON), and the pressing time is preferably 40 to 100 seconds (sec). When the applied pressure and the pressing time are within the above ranges, the interfacial bonding strength between the continuous fiber reinforced composite material (CFT) and the long fiber reinforced composite material (LFT) is improved, so that the strength and stiffness are excellent, and the weight reduction characteristics can be improved.
상기 가해지는 압력이 300톤(TON) 미만이거나, 가압시간이 40 초(sec) 미만일 경우에는 연속섬유 강화복합소재(CFT)와 장섬유 강화복합소재(LFT)의 계면결합력이 저하되어 비굴곡강도 및 비굴곡강성 등의 기계적 물성이 저하될 우려가 있으며, 상기 가해지는 압력이 600톤(TON) 초과이거나, 가압시간이 100 초(sec) 초과일 경우에는 연속섬유 강화복합소재(CFT)와 장섬유 강화복합소재(LFT)의 열화로 인해 내외부 균열이 발생할 수 있으며, 이 때, 강도 및 강성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. When the applied pressure is less than 300 tons (TON) or the pressing time is less than 40 seconds (sec), the interfacial bonding strength between the continuous fiber reinforced composite material (CFT) and the long fiber reinforced composite material (LFT) is lowered, resulting in a decrease in specific flexural strength and There is a possibility that mechanical properties such as non-bending stiffness may be deteriorated, and when the applied pressure exceeds 600 tons (TON) or the pressing time exceeds 100 seconds (sec), continuous fiber reinforced composite material (CFT) and long fibers Internal and external cracks may occur due to deterioration of the reinforced composite material (LFT), and at this time, a problem of lowering strength and rigidity may occur.
상기 (d) 단계는 프레스 성형 후 트리밍/피어싱하는 단계(S40)이다. 금형으로부터 차량용 에어백 하우징을 탈형한 다음 상기 차량용 에어백 하우징에 생긴 Burr는 별도의 트리밍/피어싱 금형을 통해 제거할 수 있다. The step (d) is a step (S40) of trimming/piercing after press molding. After the vehicle airbag housing is removed from the mold, the burr generated in the vehicle airbag housing can be removed through a separate trimming/piercing mold.
상기 차량용 에어백 하우징의 제조방법을 통하여 제조된 차량용 에어백 하우징은 간단한 프레스 성형으로 높은 공정 효율을 확보하고, 강도 및 강성이 우수하며, 충격 흡수 성능 및 경량화 특성이 향상됨에 따라, 차량용 에어백 하우징 이외에도 고강도, 고강성 및 경량화 특성이 요구되는 다양한 제품으로 활용할 수 있다. The vehicle airbag housing manufactured through the manufacturing method of the vehicle airbag housing secures high process efficiency by simple press molding, has excellent strength and stiffness, and improves shock absorption performance and weight reduction characteristics. It can be used as a variety of products that require high rigidity and lightweight properties.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention are presented. However, the examples described below are merely for illustrating or explaining the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto.
<< 제조예Manufacturing example >>
제조예Manufacturing example 1: One: 장섬유Long fibers 강화 복합소재( Reinforced composite material ( LFTLFT ))
평균직경이 17.5㎛이고, 평균길이가 25mm인 유리섬유(OCV社, SE4849) 30중량%를 단일 배향성을 갖도록 배열한 후, 폴리프로필렌 수지 70중량%에 함침시키고 230℃에서 열압착하여 평균 두께가 3.5mm인 장섬유 강화복합소재(LFT)를 제조하였다. After arranging 30% by weight of glass fiber (OCV company, SE4849) having an average diameter of 17.5㎛ and an average length of 25mm to have a single orientation, it was impregnated with 70% by weight of polypropylene resin and thermally compressed at 230°C to obtain an average thickness. A 3.5mm long fiber reinforced composite material (LFT) was prepared.
제조예Manufacturing example 2: 연속섬유 강화 복합소재( 2: Continuous fiber reinforced composite material ( CFTCFT ))
평균직경이 17.5㎛인 연속 유리 섬유(OCV社, SE4849) 60중량%를 단일 배향성을 갖도록 배열한 후, 폴리프로필렌 수지 40중량%에 함침시키고 230℃에서 함침하여 평균두께가 0.3mm인 연속섬유 강화복합소재(CFT) 시트를 제조하였다. After arranging 60% by weight of continuous glass fibers (OCV, SE4849) having an average diameter of 17.5㎛ to have a single orientation, impregnating 40% by weight of polypropylene resin and impregnating at 230℃ to reinforce continuous fibers with an average thickness of 0.3mm A composite material (CFT) sheet was prepared.
<< 실시예Example 및 And 비교예Comparative example >>
실시예Example 1 : One : LFTLFT // CFTCFT
상기 제조예 2로 제조된 연속섬유 강화복합소재(CFT) 시트 6매를 90도/0도/90도/90도/0도/90도로 교차하여 열압착하여 적층한 다음 70℃의 하부 금형 상단에 안착한 다음, 제조예 1로 제조된 장섬유 강화복합소재(LFT)를 위치시켜 연속섬유 강화복합소재(CFT) 상부에 장섬유 강화복합소재(LFT)가 적층된 구조를 형성한다. 이어, 70℃의 상부금형을 위치시키고 400톤(TON)의 가압력으로 60초(sec) 동안 프레스 성형(Press molding)한다. 성형을 마친 후, 금형으로부터 탈형한 다음 별도의 트리밍/피어싱 금형을 사용하여 Burr 제거하여 차량용 에어백 하우징 내에 연속섬유 및 장섬유의 총 함량이 50중량%인 차량용 에어백 하우징을 제조하였으며, 하기의 평가 방법에 따라 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.Six sheets of continuous fiber-reinforced composite material (CFT) prepared in Preparation Example 2 were stacked by thermal compression by crossing at 90 degrees / 0 degrees / 90 degrees / 90 degrees / 0 degrees / 90 degrees, and then the top of the lower mold at 70 °C Then, the long fiber reinforced composite material (LFT) prepared in Preparation Example 1 is placed to form a structure in which the long fiber reinforced composite material (LFT) is laminated on the top of the continuous fiber reinforced composite material (CFT). Then, the upper mold at 70°C is placed and press molding is performed for 60 seconds (sec) with a pressing force of 400 tons (TON). After the molding was finished, the mold was demolded from the mold, and then the burr was removed using a separate trimming/piercing mold to prepare a vehicle airbag housing with a total content of 50% by weight of continuous fibers and long fibers in the vehicle airbag housing, and the following evaluation method According to the measurement of the physical properties are shown in Table 2.
실시예Example 2 : 2 : CFTCFT // LFTLFT // CFTCFT
하기 표 1에 나타난 바와 같이, 상기 제조예 2로 제조된 연속섬유 강화복합소재(CFT) 시트 6매를 90도/0도/90도/90도/0도/90도로 교차하여 열압착하여 적층한 다음 70℃의 하부 금형 상단에 안착한 다음, 제조예 1로 제조된 장섬유 강화복합소재(LFT)를 위치시키고, 그 상부에 다시 제조예 2로 제조된 연속섬유 강화복합소재(CFT) 시트 6매를 90도/0도/90도/90도/0도/90도로 교차하여 열압착하여 적층하여 CFT 상부에 LFT와 CFT가 차례로 위치하는 구조를 형성한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 차량용 에어백 하우징을 제조하였으며, 차량용 에어백 하우징 내에 연속섬유 및 장섬유의 총 함량이 50중량%인 차량용 에어백 하우징을 제조하였으며, 하기의 평가 방법에 따라 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.As shown in Table 1 below, 6 sheets of continuous fiber-reinforced composite material (CFT) prepared in Preparation Example 2 were stacked by thermal compression bonding by crossing 90 degrees / 0 degrees / 90 degrees / 90 degrees / 0 degrees / 90 degrees. Then, after seating on the top of the lower mold at 70°C, the long fiber reinforced composite material (LFT) prepared in Preparation Example 1 was placed, and the continuous fiber reinforced composite material (CFT) sheet prepared in Preparation Example 2 again on the upper part 6 In the same manner as in Example 1, except for forming a structure in which the LFT and the CFT are sequentially positioned on the top of the CFT by thermal compression bonding and stacking the sheets at 90 degrees / 0 degrees / 90 degrees / 90 degrees / 0 degrees / 90 degrees. A vehicle airbag housing was manufactured, and a vehicle airbag housing having a total content of 50% by weight of continuous fibers and long fibers in the vehicle airbag housing was manufactured, and physical properties were measured according to the following evaluation method, and are shown in Table 2.
비교예Comparative example 1 One
70℃의 하부 금형 상단에 상기 제조예 1에서 제조된 장섬유 강화 복합재료(LFT)를 위치시키고, 70℃의 상부금형을 위치시킨 다음, 400톤(TON)의 가압력으로 100초(sec) 동안 프레스 성형(Press molding)한다. 성형을 마친 후, 금형으로부터 탈형한 다음 별도의 트리밍/피어싱 금형을 사용하여 Burr 제거하여 차량용 에어백 하우징 내에 장섬유의 총 함량이 40중량%인 차량용 에어백 하우징을 제조하였으며, 하기의 평가 방법에 따라 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.The long fiber reinforced composite material (LFT) prepared in Preparation Example 1 was placed on the top of the lower mold at 70°C, and the upper mold at 70°C was placed, and then for 100 seconds (sec) with a pressing force of 400 tons (TON). Press molding. After the molding was completed, the mold was demolded from the mold, and then the burr was removed using a separate trimming/piercing mold to manufacture an airbag housing for a vehicle with a total content of long fibers of 40% by weight in the airbag housing for a vehicle, and physical properties according to the following evaluation method. Was measured and shown in Table 2.
비교예Comparative example 2 2
70℃의 하부 금형 상단에 상기 제조예 2에서 제조된 연속섬유 강화 복합재료(CFT) 시트 13매를 0도와 90도로 교차시켜 위치시키고, 70℃의 상부금형을 위치시킨 다음, 400톤(TON)의 가압력으로 60초(sec) 동안 프레스 성형(Press molding)한다. 성형을 마친 후, 금형으로부터 탈형한 다음 별도의 트리밍/피어싱 금형을 사용하여 Burr 제거하여 차량용 에어백 하우징 내에 장섬유의 총 함량이 50중량%인 차량용 에어백 하우징을 제조하였으며, 하기의 평가 방법에 따라 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.Place 13 sheets of continuous fiber-reinforced composite material (CFT) prepared in Preparation Example 2 at the top of the lower mold at 70°C by crossing them at 0° and 90°, placing the upper mold at 70°C, and then 400 tons (TON) Press molding for 60 seconds (sec) with a pressing force of After the molding was completed, the mold was demolded from the mold, and then the burr was removed using a separate trimming/piercing mold to manufacture an airbag housing for a vehicle with a total content of long fibers of 50% by weight in the airbag housing for a vehicle, according to the following evaluation method. Was measured and shown in Table 2.
비교예Comparative example 3 3
상기 제조예 1로 제조된 장섬유 강화복합소재(LFT)를 70℃의 하부 금형 상단에 안착한 다음, 그 상부에 제조예 2로 제조된 연속섬유 강화복합소재(CFT) 시트 6매를 90도/0도/90도/90도/0도/90도로 교차하여 열압착하여 적층하여 위치시켜 장섬유 강화복합소재(LTF) 상부에 연속섬유 강화복합소재(CFT)가 적층된 구조를 형성한다. 이어, 70℃의 상부금형을 위치시키고 400톤(TON)의 가압력으로 60초(sec) 동안 프레스 성형(Press molding)한다. 성형을 마친 후, 금형으로부터 탈형한 다음 별도의 트리밍/피어싱 금형을 사용하여 Burr 제거하여 차량용 에어백 하우징 내에 연속섬유 및 장섬유의 총 함량이 50중량%인 차량용 에어백 하우징을 제조하였으며, 하기의 평가 방법에 따라 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.The long fiber-reinforced composite material (LFT) prepared in Preparation Example 1 was placed on the top of the lower mold at 70°C, and then 6 sheets of the continuous fiber-reinforced composite material (CFT) prepared in Preparation Example 2 were placed on the top of the long-fiber-reinforced composite material (LFT) at 90°/ By intersecting at 0°/90°/90°/0°/90°, it is laminated and positioned to form a structure in which continuous fiber reinforced composite material (CFT) is laminated on top of long fiber reinforced composite material (LTF). Next, the upper mold at 70°C is placed and press molding is performed for 60 seconds (sec) with a pressing force of 400 tons (TON). After the molding was finished, the mold was demolded from the mold, and then the burr was removed using a separate trimming/piercing mold to prepare a vehicle airbag housing with a total content of 50% by weight of continuous fibers and long fibers in the vehicle airbag housing, and the following evaluation method According to the physical properties were measured and shown in Table 2.
<평가><Evaluation>
후술하는 실험예에 따라 차량용 에어백 하우징의 물성을 평가하였다.The physical properties of the vehicle airbag housing were evaluated according to the experimental examples described later.
실험예Experimental example 1: One: 비인장강도Tensile strength 및 강성 측정 And stiffness measurement
상기 실시예 및 비교예에 따른 섬유 강화 복합재를 ISO 527에 의하여 비인장 강도 및 비인장 강성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. The fiber-reinforced composites according to the Examples and Comparative Examples were measured for non-tensile strength and non-tensile stiffness according to ISO 527, and the results are shown in Table 2 below.
실험예Experimental example 2: 2: 비굴곡강도Specific flexural strength 및 And 비굴곡탄성률의Of specific flexural modulus 측정 Measure
상기 차량용 에어백 하우징에 대하여 ISO 178에 의하여 비굴곡강도 및 강성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. The specific flexural strength and rigidity of the vehicle airbag housing were measured according to ISO 178, and the results are shown in Table 2 below.
실험예Experimental example 3: 낙구 충격 강도의 측정 3: Measurement of impact strength of falling ball
상기 차량용 에어백 하우징에 대하여 낙구 충격 강도 측정 방법(ISO 6603)에 따라, 낙구 충격 강도를 측정하였고, 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.The falling ball impact strength was measured according to the method for measuring the falling ball impact strength (ISO 6603) for the vehicle airbag housing, and the results are shown in Table 2 below.
[표 1][Table 1]
[표 2][Table 2]
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1은 연속섬유 강화복합재료(CFT) 상부에 장섬유 강화복합재료(LFT)가 위치함으로써, 굴곡특성 및 낙구 충격강도가 비교예 들에 비해 현저히 향상되는 것을 알 수 있다. 실시예 2의 경우 기계적 물성은 증가하나 성형성이 다소 저하되는 것을 알 수 있었다. As shown in Table 2, Example 1 shows that by placing a long fiber-reinforced composite material (LFT) on the continuous fiber-reinforced composite material (CFT), the flexural characteristics and the impact strength of falling balls are significantly improved compared to the comparative examples. Able to know. In the case of Example 2, it was found that the mechanical properties were increased, but the moldability was slightly decreased.
Claims (15)
상기 하이브리드섬유 강화복합재는 상기 연속섬유 강화복합소재(CFT)의 상부면에 장섬유 강화복합소재(LFT)가 적층되어 있는 구조이고,
상기 연속섬유 강화복합소재(CFT)는 프로필렌계 수지 40 내지 60중량% 및 연속섬유 40 내지 60중량% 포함하고,
상기 장섬유 강화복합소재(LFT)는 프로필렌계 수지 60 내지 75중량% 및 장섬유 25 내지 40중량% 포함하고,
상기 연속섬유의 단면은 평균직경이 16㎛ 내지 19㎛이고,
상기 연속섬유 강화복합소재(CFT)는 6 내지 8매의 연속섬유 강화복합소재 시트가 열압착으로 적층되어 형성되며,
상기 적층은 0 내지 90도(°) 범위에서 선택되는 적어도 1개 이상의 각도가 적층되어 형성되고,
ISO 178 규격에 의하여 측정된 비굴곡강성이 17.3 GPa 내지 18.6 GPa이고,
ISO 6603 규격에 의하여 측정된 낙구충격강도가 22.1 J/mm 내지 23.8 J/mm 이고,
하기 식 1 내지 식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어백 하우징.
0.3 ≤ GL/GC ≤ 1.0 [식 1]
436 ≤ 비굴곡강도 ≤ 800 [식 2]
(상기 식 1에서 GL/GC는 장섬유 강화복합소재(LFT)에 대한 연속섬유 강화복합소재(CFT)의 비율로 장섬유 강화복합소재(LFT)에 포함된 섬유의 함량을 연속섬유 강화복합소재(CFT)에 포함된 섬유의 함량으로 나눈 값이고,
상기 식 2에서 비굴곡강도는 ISO 178 규격에 의해 측정된 비굴곡강도(MPa)이다.)
It is manufactured by press molding a hybrid fiber reinforced composite material including continuous fiber reinforced composite material (CFT) and long fiber reinforced composite material (LFT),
The hybrid fiber reinforced composite material has a structure in which a long fiber reinforced composite material (LFT) is laminated on an upper surface of the continuous fiber reinforced composite material (CFT),
The continuous fiber reinforced composite material (CFT) contains 40 to 60% by weight of a propylene-based resin and 40 to 60% by weight of continuous fibers,
The long fiber reinforced composite material (LFT) contains 60 to 75% by weight of a propylene-based resin and 25 to 40% by weight of a long fiber,
The cross-section of the continuous fiber has an average diameter of 16 μm to 19 μm,
The continuous fiber-reinforced composite material (CFT) is formed by laminating 6 to 8 continuous fiber-reinforced composite material sheets by thermal compression,
The stacking is formed by stacking at least one angle selected from 0 to 90 degrees (°),
The specific flexural stiffness measured according to the ISO 178 standard is 17.3 GPa to 18.6 GPa,
Falling ball impact strength measured according to ISO 6603 standard is 22.1 J/mm to 23.8 J/mm,
An airbag housing for a vehicle, characterized in that satisfying the following Equations 1 to 2.
0.3 ≤ G L /G C ≤ 1.0 [Equation 1]
436 ≤ specific flexural strength ≤ 800 [Equation 2]
(In Equation 1 above, G L / G C is the ratio of the continuous fiber reinforced composite material (CFT) to the long fiber reinforced composite material (LFT), and the content of the fiber contained in the long fiber reinforced composite material (LFT) It is the value divided by the content of fiber contained in the composite material (CFT),
In Equation 2, the specific flexural strength is the specific flexural strength (MPa) measured according to ISO 178 standards.)
상기 연속섬유 및 장섬유는 각각 유리 섬유, 탄소 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 섬유를 포함하는 차량용 에어백 하우징.
The method of claim 1,
Each of the continuous fibers and long fibers includes one fiber selected from the group consisting of glass fibers, carbon fibers, and combinations thereof.
상기 프로필렌계 수지는 폴리프로필렌 단독 중합 수지, 프로필렌-에틸렌 공중합 수지, 프로필렌-부텐 공중합 수지, 에틸렌-프로필렌-부텐 공중합 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 차량용 에어백 하우징.
The method of claim 1,
The propylene-based resin comprises one selected from the group consisting of polypropylene homopolymerized resin, propylene-ethylene copolymer resin, propylene-butene copolymer resin, ethylene-propylene-butene copolymer resin, and combinations thereof.
상기 차량용 에어백 하우징은 하기 식 3 내지 식 4를 만족하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어백 하우징.
0.5 ≤ GL/GC ≤ 0.7 [식 3]
40 ≤ GL+GC ≤ 60 [식 4]
(상기 식 3에서 GL/GC는 장섬유 강화복합소재(LFT)에 대한 연속섬유 강화복합소재(CFT)의 비율로 장섬유 강화복합소재(LFT)에 포함된 섬유의 함량을 연속섬유 강화복합소재(CFT)에 포함된 섬유의 함량으로 나눈 값이고,
상기 식 4는 본 발명의 차량용 에어백 하우징에 포함된 전체 섬유의 함량(중량%)이다.)
The method of claim 1,
The vehicle airbag housing satisfies Equations 3 to 4 below.
0.5 ≤ G L /G C ≤ 0.7 [Equation 3]
40 ≤ G L +G C ≤ 60 [Equation 4]
(In Equation 3 above, G L / G C is the ratio of the continuous fiber reinforced composite material (CFT) to the long fiber reinforced composite material (LFT), and the content of fibers contained in the long fiber reinforced composite material (LFT) It is the value divided by the content of fiber contained in the composite material (CFT),
Equation 4 is the total fiber content (% by weight) included in the vehicle airbag housing of the present invention.)
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