KR102286173B1

KR102286173B1 - 에어백용 코팅 기포

Info

Publication number: KR102286173B1
Application number: KR1020167026661A
Authority: KR
Inventors: 츠토무 아케치
Original assignee: 도요보 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2021-08-06
Also published as: WO2015151358A1; BR112016022862B8; CN106029452B; KR20160138066A; CN106029452A; JP6350650B2; BR112016022862B1; EP3127759A1; PT3127759T; EP3127759B1; EP3127759A4; PL3127759T3; BR112016022862A2; ES2721443T3; JPWO2015151358A1; US10889259B2; US20170136982A1

Abstract

본 발명은 원사 강도를 올리는 일 없이, 코팅 천의 인장 강도를 향상시킨 에어백용 코팅 기포를 제공한다. 합성 섬유 필라멘트로 구성된 직물의 편면에 실리콘 수지가 도포되어 이루어지는 에어백용 코팅 기포이고, 비코팅면의 경사와 위사의 조인트 부분에 상기 실리콘 수지가 존재하는 에어백용 코팅 기포이다.

Description

에어백용 코팅 기포 {COATED BASE FABRIC FOR AIRBAGS}

본 발명은 자동차용 에어백에 사용하는 코팅 천에 관한 것으로, 상세하게는, 원사 강도를 올리는 일 없이, 코팅 천의 인장 강도가 향상된 에어백용 코팅 천에 관한 것이다.

근년, 자동차 안전 부품의 하나로서 급속하게 장착률이 향상되고 있는 에어백은 자동차의 충돌 사고 시, 충격을 센서가 감지하여, 인플레이터로부터 고온, 고압의 가스를 발생시키고, 이 가스에 의해 에어백을 급격하게 전개시켜, 운전자나 동승자의 신체, 특히 두부가 핸들, 앞유리, 도어 유리 등에 충돌하는 것을 방지하여 보호할 목적으로 사용된다. 근년, 자동차용 에어백은 운전석, 조수석용뿐만 아니라, 니 에어백, 사이드 에어백, 커튼 에어백 등의 실용화가 진행되어, 복수의 에어백이 장착되는 것이 일반적이 되고 있다.

탑재되는 에어백의 부위, 수량이 증가함에 따라, 에어백 시스템의 가일층의 경량화, 콤팩트화의 요구가 높아지고, 시스템의 각 부품은 소형화, 경량화를 목표로 하여 설계되고 있다. 이와 같은 배경으로부터, 주로 에어백에 대해서는 세섬도사를 사용한 기포를 사용하는 방책이 검토되고 있다.

예를 들어, 에어백용 코팅 기포에 사용하는 필라멘트의 섬도는 940dtex부터 470dtex로 가늘어져, 근년에는 섬도가 350dtex인 필라멘트를 사용한 기포로 변경되고 있다.

그러나, 경량화를 위해 직물을 구성하는 합성 섬유의 섬도를 작게 하면, 절대적인 인장 강도가 낮아져, 에어백으로서의 버스트 성능이 저하되는 문제가 발생한다. 이 해결을 위해, 통상 널리 에어백용 원사로 사용되는 원사의 강도인 7 내지 9cN/dtex를 초과한 고강도 섬유를 사용하는 것이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 2).

그러나, 9cN/dtex를 초과한 고강도 섬유는 연신 배율을 높임으로써 원사를 구성하는 단사가 끊기는, 소위 보풀의 발생이 많아지고, 특히 코팅을 실시한 기포에서는 실질적으로 인장 강도의 향상에 기여하지 않아, 결과적으로 버스트 성능이 향상되지 않았다.

일본 특허 공개 제2009-167551호 공보 일본 특허 공개 제2010-106375호 공보

본 발명의 목적은, 종래 기술에서는 해결되어 있지 않은, 9cN/dtex 이상의 고강도 섬유를 사용하지 않아도 코팅 천의 인장 강도를 향상시킨 에어백용 코팅 천을 제공하는 것이다.

본 발명자는 열가소성 수지를 직물의 편면에 코팅하는 에어백용 기포에 있어서, 수지를 코팅할 때에 코팅면측부터 비코팅면측의 경사와 위사의 조인트부까지 수지를 존재시킨다는 신규의 기술 사상을 발견하였다. 이에 의해, 경사와 위사가 움직이는 자유도가 제한되어 실이 구속되고, 기포의 통상 인장 시험 시에 한 번에 전체에서 실이 파단되기 때문에 기포로서 높은 인장 강도를 달성할 수 있어, 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명은 대표적으로는 이하와 같다.

[1] 합성 섬유 필라멘트로 구성된 직물의 편면에 실리콘 수지가 도포되어 이루어지는 에어백용 코팅 기포이고, 비코팅면의 경사와 위사의 조인트 부분에 상기 실리콘 수지가 존재하는 에어백용 코팅 기포.

[2] 코팅 후의 기포의 인장 강도가 코팅 전의 기포의 인장 강도보다 5% 이상 높은 [1]에 기재된 에어백용 코팅 기포.

[3] 상기 실리콘 수지의 코팅 전의 점도가 15㎩·sec 이하이고, 해당 수지의 막 강도가 5㎫ 이상, 막 신도가 150% 이하, 경도가 45 이상인 [1] 또는 [2]에 기재된 에어백용 코팅 기포.

[4] 상기 실리콘 수지의 도포량이 5g/㎡ 이상 35g/㎡ 이하인 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 코팅 기포.

[5] 상기 실리콘 수지의 도포 방법이 나이프 온 에어(knife on air) 방식이고, 그때의 나이프의 압입량이 1 내지 6㎜인 도포 방법에 의해 제조된, [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 코팅 기포.

[6] 직물을 구성하는 필라멘트의 총 섬도가 200 내지 600dtex인 청구항 [1] 내지 [5] 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 코팅 기포.

[7] 직물의 커버 팩터가 1,800 내지 2,500인 [1] 내지 [6] 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 코팅 기포.

또한 본 발명은 이하와 같은 에어백용 코팅 기포의 제조 방법을 제공한다.

[8] 에어백용 코팅 기포의 제조 방법이며, 점도가 15㎩·sec 이하, 수지의 막 강도가 5㎫ 이상, 막 신도가 150% 이하, 경도가 45 이상인 실리콘 수지를, 합성 섬유 필라멘트로 구성된 직물의 편면에만 도포하는 것을 특징으로 하는 에어백용 코팅 기포의 제조 방법.

[9] 상기 실리콘 수지의 도포 방법이 나이프 온 에어 방식이고, 나이프 압입량이 1 내지 6㎜인 [8]에 기재된 에어백용 코팅 기포의 제조 방법.

[10] 상기 실리콘 수지의 도포량이 5 내지 35g/㎡인 [8] 또는 [9]에 기재된 에어백용 코팅 기포의 제조 방법.

본 발명의 에어백용 코팅 천은 섬도를 내려도 강도가 유지되므로, 특히 높은 내압 유지 성능이 요구되는 에어백이라도 품위·신뢰성이 우수하고, 콤팩트하게 수납할 수 있어, 차내 디자인의 제약을 적게 할 수 있다는 이점을 갖는다.

도 1은 비코팅면의 경사와 위사의 조인트 부분을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 나이프 온 에어 방식에 의한 도포 공정을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은 합성 섬유 필라멘트로 구성된 직물의 편면에 실리콘 수지가 도포되어 이루어지는 에어백용 코팅 기포에 있어서, 비코팅면의 경사와 위사의 조인트 부분에 상기 코팅된 실리콘 수지가 존재하는 것을 특징으로 한다. 「실리콘 수지가 존재한다」란, 도 1에 나타낸 바와 같이 코팅을 행하고 있지 않은 비코팅면의 경사와 위사의 교점부, 즉 조인트부에 실리콘 수지를 육안으로 확인할 수 있는 상태를 말한다. 구체적으로는 주사형 전자 현미경(SEM)을 사용하여 비코팅면의 표면 사진을 촬영하여, 육안으로 판단할 수 있다. 경사와 위사의 조인트부에 있어서 비코팅면측까지 수지가 존재함으로써, 코팅 후의 기포의 인장 강도를 코팅 전의 기포의 인장 강도보다 5% 이상 높게 할 수 있었다. 본 발명에 의해, 비교적 저섬도의 합성 섬유 필라멘트를 포함하는 에어백용 기포라도, 고강도 섬유를 사용하지 않고 인장 강도를 향상시킬 수 있어, 품위의 향상이나 경량, 콤팩트화에 이바지한다.

본 발명에 있어서, 합성 섬유 필라멘트로 구성된 직물이란, 합성 섬유 필라멘트 사조를 사용하여 제직되는 직물을 의미한다. 직물은 기계적 강도가 우수해, 두께를 얇게 할 수 있다는 점에서 우수하다. 직물의 조직은, 예를 들어 평직, 능직, 주자직 및 이들의 변화직, 다축직 등을 적용할 수 있고, 그 중에서도 기계적 강도가 보다 우수한 평직물이 특히 바람직하다.

합성 섬유로서는, 특히 나일론 66, 나일론 6, 나일론 46, 나일론 12 등의 지방족 폴리아미드 섬유, 아라미드 섬유와 같은 방향족 폴리아미드 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트나 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 섬유가 사용된다. 그 외에는 전체 방향족 폴리에스테르 섬유, 폴리파라페닐렌·벤조비스·옥사졸 섬유(PBO 섬유), 초고분자량 폴리에틸렌 섬유, 폴리페닐렌술피드 섬유, 폴리에테르케톤 섬유 등을 들 수 있다. 단, 경제성을 감안하면, 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유가 바람직하고, 특히 바람직하게는 폴리아미드 6,6이다. 또한, 이들 섬유는 그의 일부 또는 전부가 재이용된 원재료로부터 얻어지는 것이어도 좋다.

또한, 이들 합성 섬유에는, 원사 제조 공정이나 후속 가공 공정에서의 공정 통과성을 향상시키기 위해, 각종 첨가제를 함유시킬 수 있다. 첨가제로서는, 예를 들어 산화 방지제, 열 안정제, 평활제, 대전 방지제, 증점제, 난연제 등을 들 수 있다. 또한, 이 합성 섬유는 원착사나 제사 후 염색한 것이어도 좋다. 또한, 단사의 단면은, 통상의 환단면 외에, 이형 단면이어도 좋다. 합성 섬유는 72필라멘트 이상의 멀티 필라멘트사를 사용하는 것이, 유연성, 코팅면의 평활성의 점에서 바람직하다.

코팅 수지는 내열성, 내한성, 난연성을 갖는 엘라스토머 수지가 바람직하지만, 가장 효과적인 것은 실리콘계 수지이다. 실리콘계 수지의 구체예로서는 부가 중합형 실리콘 고무 등을 들 수 있다. 예를 들어, 디메틸실리콘 고무, 메틸비닐실리콘 고무, 메틸페닐실리콘 고무, 트리메틸실리콘 고무, 플루오로실리콘 고무, 메틸실리콘레진, 메틸페닐실리콘레진, 메틸비닐실리콘레진, 에폭시 변성 실리콘레진, 아크릴 변성 실리콘레진, 폴리에스테르 변성 실리콘레진 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 경화 후에 고무 탄성을 갖고, 강도나 신장이 우수하고, 비용면에서도 유리한, 메틸비닐실리콘 고무가 적합하다.

본 발명에 있어서, 사용하는 실리콘 수지의 수지 점도는 매우 중요하다. 실리콘 수지의 점도는 15㎩·sec 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 12㎩·sec 이하이다. 수지 점도가 15㎩·sec보다 커지면 코팅 후의 기포의 인장 강도를 향상시키기 위해 필수인 비코팅면의 경사와 위사의 조인트 부분에 수지를 존재하게 할 수 없다. 실이 움직이는 자유도가 발생하는 경사와 위사의 조인트부에 비코팅면측까지 수지가 존재함으로써, 실이 구속되어 통상 인장 시험 시에 한 번에 전체에서 실이 파단되므로, 기포로서 높은 인장 강도를 달성할 수 있다는, 종래 기술에서는 해결할 수 없었던 신규의 기술 사상을 본 발명자들은 발견하였다. 하한은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 5㎩·sec 이상이다. 상기의 점도의 범위 내로 조정할 수 있는 것이면, 용제계, 무용제계 중 어느 것이든 상관없지만, 환경에의 영향을 고려하면, 무용제계가 적합하다.

또한, 본 발명에서는, 수지 이외의 첨가제를 함유하는 수지 조성물의 경우, 해당 수지 조성물의 점도도 「수지의 점도」라고 정의한다.

또한, 해당 수지의 막 강도가 5㎫ 이상, 막 신도가 150% 이하인 것이 바람직하다. 일반적으로 막 강도와 막 신도는 연동한 물성값이 되지만, 특히 막 신도를 150% 이하로 하면 비코팅면의 경사와 위사의 조인트 부분에 수지가 존재한 경우에, 수지가 연신됨으로써 발생하는 실의 자유도를 억제하여 실이 구속되고 한 번에 전체에서 실이 파단되므로, 기포로서 높은 인장 강도를 달성할 수 있다. 막 신도의보다 바람직한 범위는 120% 이하이다. 막 강도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 10㎫ 이하가 바람직하다. 막 신도는 코팅 기포의 유연성의 관점에서, 50% 이상이 바람직하다.

또한, 실리콘 수지의 막 강신도 측정용의 시료는, 실제로 에어백용 포백에 코팅하고, 피막을 형성할 때의 조건(온도, 시간, 압력)에 맞추어 제작한다. 구체적으로는, 실리콘 수지의 0.5㎜의 일정 두께의 수지막을 제작하고, 열풍 조사 방식으로 190℃ 2분간 경화 처리하여, 인장 시험을 행한다.

또한, 해당 수지의 경도는 ASTM D2240에 준거하여 측정하고, 쇼어 A의 경도계를 사용하여 측정한 경도가 45 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 47 이상이다. 경도가 45 이상인 경우, 수지의 신도와 마찬가지로 인장 시험 시에 수지가 변형되는 것에 의한 실의 움직임을 억제하여 실이 구속되고 한 번에 전체에서 실이 파단되므로, 기포로서 높은 인장 강도를 달성할 수 있다. 상한은 특별히 한정되지 않지만, 통상은 70 이하이다.

본 발명의 코팅 천의 코팅층을 구성하는 주제가 되는 성분인 알케닐기 함유 폴리실록산은 수지가 경화 후, 고무 탄성을 갖는 실리콘 수지막이 되므로, 1분자 중에 규소 원자에 결합한 알케닐기를 2개 이상 함유한다. 알케닐기 함유 폴리실록산 골격 중에 있어서의 알케닐기가 결합하는 규소 원자의 위치로서는, 예를 들어 분자쇄 말단 및/또는 분자쇄 도중(분자쇄 비말단)을 들 수 있지만, 양쪽에 규소 원자에 결합한 알케닐기를 함유하는 직쇄상의 것이 바람직하다.

알케닐기 함유 폴리실록산 성분의 25℃에 있어서의 점도는 경화물의 섬유에 대한 접착성, 고무 강도, 내블로킹성 등의 물리적 특성이나 작업성의 점에서, 10,000 내지 30,000mPa·sec가 바람직하고, 특히 바람직하게는 13,000 내지 27,000mPa·sec이다.

실리콘 수지를 구성하는 오르가노하이드로겐폴리실록산은 알케닐기 함유 폴리실록산과 히드로실릴화 부가 반응하여, 가교제로서 작용한다. 오르가노하이드로겐폴리실록산의 분자 구조는, 예를 들어 직쇄상, 환상, 분지쇄상 또는 삼차원 그물눈 구조의 어떤 것이든 좋다.

오르가노하이드로겐폴리실록산은 1분자 중에 적어도 2개(통상, 2 내지 300개 정도) 이상의 규소 원자에 결합한 수소 원자를 갖는다. 오르가노하이드로겐폴리실록산이 직쇄상 구조를 갖는 경우, 이들 규소 원자에 결합한 수소 원자는 분자쇄 말단 및 분자쇄 도중(즉, 분자쇄 비말단)의 어느 한쪽에만 위치하고 있어도 좋고, 그 양쪽에 위치하고 있어도 좋다.

또한, 오르가노하이드로겐폴리실록산 (B)는 25℃에 있어서의 점도가 0.1 내지 1,000mPa·sec인 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 0.1 내지 500mPa·sec이다.

오르가노하이드로겐폴리실록산 (B)의 배합량은 (A) 성분 중의 규소 원자에 결합하는 알케닐기 1개에 대해, (B) 성분 중의 규소 원자에 결합하는 수소 원자가, 통상 1 내지 20개, 보다 바람직하게는 1 내지 10개, 특히 바람직하게는 1 내지 5개의 범위가 되는 양이다.

알케닐기 함유 폴리실록산의 분자량과 오르가노하이드로겐폴리실록산의 구조나 혼합량에 의해, 수지의 막 강신도를 조정할 수 있다.

실리콘 수지를 사용하는 경우에는, 반응 경화제를 사용해도 좋고, 그 대표예는 백금 또는 백금 화합물 촉매(백금계 촉매)이다. 공지의 것을 사용할 수 있지만, 구체적으로는, 백금 블랙, 염화백금산, 염화백금산의 알코올 변성물, 염화백금산과 올레핀, 알데히드, 비닐실록산 또는 아세틸렌 알코올류 등과의 착체 등이 예시된다. 백금 화합물 촉매는 혼합하면 할수록 히드로실릴화 반응이 촉진되지만, 일반적으로 조성물에 대해 백금 금속량으로 100 내지 2000ppm 첨가하고 있는 것이 일반적이다.

실리콘 수지와 기포의 접착성을 향상시키기 위해, 실리콘 수지에 접착 보조제를 함유시키는 것이 바람직하다. 접착 보조제로서는, 예를 들어 아미노계 실란 커플링제, 에폭시 변성 실란 커플링제, 비닐계 실란 커플링제, 클로르계 실란 커플링제 및 머캅토계 실란 커플링제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상을 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.

또한 필요에 따라, 예를 들어 퓸드 실리카, 건식 실리카 등의 보강성 무기질 충전제, 말단기를 조정한 가교성 실리콘(실리콘레진), 탄산칼슘, 규산칼슘, 이산화티타늄 등의 비보강성 무기 충전제를 첨가할 수 있다. 이들 무기 충전제의 사용량은 알케닐기 함유 폴리실록산 성분의 0.1 내지 200질량부, 특히 바람직하게는 0.1 내지 100질량부이다.

또한, 착색제로서 무기 안료나 유기 안료를 첨가해도 좋고, 무기 안료라면, 예를 들어 카본 블랙, 산화티타늄, 적 벵갈라, 흑 벵갈라, 티타늄 옐로우, 코발트 블루 등을 들 수 있고, 유기 안료라면, 예를 들어 축합 아조계(황색, 갈색, 적색), 이소인돌리논계(황색, 주황색), 퀴나크리돈계(적색, 자색), 디케토피롤로피롤계(주황색, 적색, 자색), 안트라퀴논계(황색, 적색, 청색), 디옥사진계(자색), 벤즈이미다졸론계(주황색), 구리 프탈로시아닌계(청색), 알릴아미드계(황색) 등을 들 수 있다.

본 발명의 에어백용 코팅 기포의 수지 도포량은 5 내지 45g/㎡의 도포량이 바람직하다. 보다 바람직하게는 10 내지 35g/㎡이다. 5g/㎡ 이하의 수지의 도포량에서는, 직물 표면에 도포되어 있는 수지층의 두께가 낮아지므로, 필요로 하는 코팅 천 표면에 있어서의 수지 두께가 얻어지지 않아 통기 억제를 달성할 수 없게 된다. 한편, 45g/㎡ 이상의 도포량에서는, 코팅 직물의 유연성이 악화되므로, 수납성을 손상시킬 뿐만 아니라, 백 전체의 중량이 커진다.

본 발명의 에어백용 코팅 천은 코팅 천 표면에 있어서의 헤드 정상부의 경위 평균 수지 두께가 4㎛ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 6㎛ 이상이다. 또한, 헤드 정상부란, 경사 혹은 위사에 있어서 수지의 막 두께가 가장 얇아지는 부분을 말한다. 본 발명에 있어서는, 수지를 직물 내부까지 그다지 침투시키지 않고, 코팅면의 직물 전체, 특히 직물 헤드 정상부에도 비교적 균일한 막 두께로 수지를 존재시키는 것이 바람직하다. 4㎛ 미만이면, 통기 억제 및 난연성을 만족시키지 않을 가능성이 있다. 상한은 특별히 설정하고 있지 않지만, 25㎛ 이상에서는 나이프 코트에 의한 도포가 곤란해진다.

본 발명에 있어서, 비코팅면의 경사와 위사의 조인트 부분에 수지를 존재시키기 위해서는, 수지의 도포 방법이 매우 중요하다. 수지를 도포하는 방법으로서는, 종래의 공지의 방법이 사용되지만, 코팅량의 조정의 용이함이나 이물(돌기물) 혼입 시의 영향의 점에서, 나이프 코트, 특히 나이프 온 에어 방식에 의한 코팅이 가장 바람직하다. 나이프 온 베드 방식에서는, 수지를 직물 내부까지 침투시키기 쉽지만, 코팅면의 직물 헤드 정상부에 수지를 존재시키기 어려워져, 원래 코팅 천에 요구되는 통기 억제를 달성할 수 없게 된다. 본 발명에 있어서, 나이프 코트 시에 사용되는 나이프는 그 날의 선단 형상으로서, 반원 형상, 각진 형상 등을 사용할 수 있다.

나이프 온 에어 방식에 의한 나이프 코트에서는 진행 방향의 기포 장력은 300 내지 800N/m가 바람직하고, 특히 바람직하게는 400 내지 750N/m이다. 진행 방향의 기포 장력이 400N/m 미만인 경우, 베이스 직물의 귀부(耳部)의 부피가 높아져, 기포 중앙부와 단부의 도포량에 큰 차가 발생하기 쉬워진다. 한편, 진행 방향의 기포 장력이 800N/m를 초과하는 경우, 경사와 위사에 있는 공극을 메워 버려, 비코팅면의 경사와 위사의 조인트 부분에 수지가 존재할 수 없게 된다.

본 발명에 있어서, 나이프의 압입량이 1 내지 6㎜인 것이 중요하다. 나이프의 압입량은 나이프 온 에어 방식에 있어서, 직전에 위치하는 베드의 상면의 높이를 0㎜로 하고, 그 높이로부터 하측 방향으로 나이프를 압입한 양에 상당한다(도 2). 보다 바람직하게는 1.5 내지 4.5㎜이다. 나이프 압입량이 1㎜ 미만인 경우, 본 발명의 목적인 비코팅면의 경사와 위사의 조인트 부분에 수지를 존재시킬 수 없다. 6㎜ 이상인 경우, 수지를 직물 내부까지 침투시키기 쉽지만, 코팅면의 직물 헤드 정상부에 수지를 존재시키기 어려워져, 원래 코팅 천에 요구되는 통기 억제를 달성할 수 없게 된다.

도포 후의 코팅제를 건조, 경화시키는 방법으로서는, 열풍, 적외광, 마이크로웨이브 등, 일반적인 가열 방법을 사용할 수 있다. 가열 온도, 시간에 대해서는, 실리콘 수지가 경화되는 데 충분한 온도에 도달하고 있으면 되고, 바람직하게는 가열 온도가 150 내지 220℃이고, 가열 시간이 0.2 내지 5분이다.

직물을 구성하는 필라멘트 사조의 총 섬도는 200 내지 600dtex인 것이 바람직하다. 총 섬도가 600dtex를 초과하면, 기포의 두께가 증대하여, 에어백의 수납성이 악화되기 쉬워진다. 한편, 총 섬도가 200dtex 미만에서는, 코팅 기포의 인열 기계 특성 등의 에어백 작동 시의 기계 특성이 저하되기 쉬워진다.

기포가 되는 직물의 커버 팩터는 1,800 내지 2,500이 바람직하고, 특히 바람직하게는 1,900 내지 2,450이다. 커버 팩터가 1,800 미만이면, 에어백으로서 필요한 물리 특성(인열 강력 등)이 저하된다. 한편, 커버 팩터가 2,500을 초과하는 경우에는, 제직 시 및 수납성에 의한 한계가 있다. 또한, 직물의 커버 팩터가 높은 경우에는, 경사와 위사에 있는 공극이 작아지므로, 비코팅면의 경사와 위사의 조인트 부분에 수지를 존재시키기 어려워진다.

또한, 커버 팩터 CF는 하기 식에 의해 산출한다.

CF=√(경사의 총 섬도)×경사 밀도+√(위사의 총 섬도)×위사 밀도

또한, 총 섬도의 단위는 dtex, 직밀도의 단위는 개/2.54㎝이다.

실시예

이하, 실시예를 사용하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 실시예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 실시예 중에 있어서의 각종 평가는 하기의 방법에 따라 평가하였다.

(1) 총 섬도

JIS L-1095 9. 4. 1 기재의 방법으로 측정한다.

(2) 필라멘트 수

필라멘트 사조의 단면 사진에서 필라멘트 수를 카운트한다.

(3) 직물의 밀도

JIS L-1096 8. 6. 1 기재의 방법으로 측정한다.

(4) 인장 강도

JIS K6404-3 기재의 방법으로 측정한다.

(5) 수지의 점도

JIS K-7117 기재의 방법을 사용하여, B형 점도계로 측정한다.

(6) 수지막 강신도

수지의 0.5㎜의 균일한 두께의 막을 제작하여, 열풍 조사 방식으로 190℃ 2분간 경화 처리하였다. 제작한 수지막을, 정속 긴장형의 인장 시험기를 사용하여 척간 10㎜에서 10㎜/min의 속도로 인장 시험을 행하여, 파단 시의 강도 및 신도를 측정하였다.

(7) 경도

ASTM D2240 기재의 방법을 사용하여, 쇼어 A의 경도계를 사용하여 측정하였다.

(8) 도포량

수지를 경화시킨 후의 코팅 천을 정확하게 한 변이 5㎝인 사각형으로 채취하고, 베이스 기포인 섬유만을 녹이는 용제(폴리아미드 66의 경우는, 헥사플루오로이소프로판올)에 침지하여 기포를 용해시켰다. 이어서, 불용물인 실리콘 코팅층만을 회수하여 아세톤 세정을 행하고, 진공 건조 후, 시료의 칭량을 행하였다. 또한, 도포량은 1㎡당의 질량(g/㎡)으로 나타냈다.

(9) 비코팅면 수지 함침

코팅 천의 비코팅면의 표면 사진을 임의로 선택한 5개소에서 촬영하고, 경사와 위사의 교점 부분 4코너 모두에서 수지를 확인할 수 있었던 경우를 ○, 모두에서 확인할 수 없었던 경우를 ×로 하였다.

(10) 코팅 전후 인장 강신비

코팅 후의 기포의 인장 강도 측정값의 경방향과 위방향을 더한 값을 코팅 전의 기포의 인장 강도 측정값의 경방향과 위방향을 더한 값으로 나누어 산출한 수치를 기재하였다. 소수점 3자리째를 반올림하였다.

(실시예 1)

원사 강도가 8.2cN/dtex이고 총 섬도가 470dtex, 144필라멘트의 폴리아미드 66 멀티 필라멘트사를, 평직으로 워터제트룸으로 제직하였다. 계속해서, 비등수로 수축 가공한 후, 110℃에서 건조 처리를 하여, 경밀도 46개/2.54㎝, 위밀도 46개/2.54㎝, 커버 팩터가 1,994인 직물을 얻었다. 이 기포의 인장 강도는 경방향이 635N/㎝, 위방향이 658N/㎝였다.

이어서, 하기 조성물을 포함하고, 25℃에 있어서의 점도가 9㎩·sec인 무용제계 실리콘 수지 조성물을 조합하였다. 이때의 실리콘 수지의 막 강도는 6.0㎫, 막 신도가 97%, 경도가 55였다.

(무용제계 실리콘 수지 조성물의 배합)

(A) 비닐기 함유 디메틸폴리실록산(중량 평균 분자량 31000): 78질량부

(B) 메틸하이드로겐폴리실록산(중량 평균 분자량 2800, 규소 원자에 결합하는 수소 원자수: 10개): 5질량부

(C) 건식 실리카 입자: 0.5질량%(실리콘 수지 조성물에 대해)

(닛폰 에어로실사제, AEROSIL(R) NX90; 평균 1차 입경: 20㎚, 비표면적: 90㎡/g, 트리메틸실란 처리품)

(D) 에폭시기를 갖는 유기 규소 화합물: 1.1질량부

(3개의 메톡시기와 1개의 에폭시기를 갖는 중량 평균 분자량: 240)

(E) 규소 원자 결합 비닐기를 갖는 유기 규소 화합물: 0.4질량부

(3개의 메톡시기와 1개의 비닐기를 갖는 중량 평균 분자량: 150)

(F) 가교성 실리콘: 말단 트리메틸실란/비닐디메틸실란=86/14몰비: 14.5질량부

(G) 백금 촉매: 20ppm(실리콘 수지 조성물에 대해)

(H) 벵갈라 안료: 0.5질량부

상기한 직물의 편면에, 이 실리콘 수지 조성물을, 나이프 온 에어 방식으로 선단부 반경 R이 0.3㎜인 나이프를 사용하여, 기포 장력 500N/m, 나이프 압입량을 1㎜로 조정하여 도포하였다. 또한, 190℃에서 2분간 경화 처리하여, 도포량이 20g/㎡인 코팅 기포를 얻었다. 얻어진 코팅 기포의 특성을 평가하여, 표 1에 나타냈다. 얻어진 기포는 비코팅면까지 수지가 함침되어 있고, 코팅 후에 인장 강도가 9% 향상되었다.

(실시예 2)

원사 강도가 8.0cN/dtex이고 총 섬도가 470dtex, 72필라멘트의 폴리아미드 66 멀티 필라멘트사를, 평직으로 워터제트룸으로 제직하였다. 계속해서, 비등수로 수축 가공한 후, 110℃에서 건조 처리를 하여, 경밀도 46개/2.54㎝, 위밀도 46개/2.54㎝, 커버 팩터가 1,994인 직물을 얻었다. 이 기포의 인장 강도는 경방향이 638N/㎝, 위방향이 619N/㎝였다.

(A) 비닐기 함유 디메틸폴리실록산(중량 평균 분자량 31000): 78질량부 대신에, (A1) 비닐기 함유 디메틸폴리실록산(분자량 33000): 78질량부를 첨가한 것 이외는 실시예 1의 조성인, 25℃에 있어서의 점도가 8㎩·sec인 무용제계 실리콘 수지 조성물을 조합하였다. 이때의 실리콘 수지의 막 강도는 5.5㎫, 막 신도가 111%, 경도가 51이었다.

상기한 직물의 편면에, 이 실리콘 수지 조성물을, 나이프 온 에어 방식으로 선단부 반경 R이 1.2㎜인 나이프를 사용하여, 기포 장력 550N/m, 나이프 압입량을 2㎜로 조정하여 도포하였다. 또한, 190℃에서 2분간 경화 처리하여, 도포량이 35g/㎡인 코팅 기포를 얻었다. 얻어진 코팅 기포의 특성을 평가하여, 표 1에 나타냈다. 얻어진 기포는 비코팅면까지 수지가 함침되어 있고, 코팅 후에 인장 강도가 11% 향상되었다.

(실시예 3)

실시예 1과 동일한 원사를 사용하고, 동일한 공정을 거쳐서, 경밀도 51개/2.54㎝, 위밀도 51개/2.54㎝, 커버 팩터가 2,211인 직물을 얻었다. 이 기포의 인장 강도는 경방향이 699N/㎝, 위방향이 716N/㎝였다.

(A) 비닐기 함유 디메틸폴리실록산(중량 평균 분자량 31000): 78질량부 대신에, (A2) 비닐기 함유 디메틸폴리실록산(중량 평균 분자량 35000): 78질량부를 첨가한 것 이외는 실시예 1의 조성인, 25℃에 있어서의 점도가 8㎩·sec인 무용제계 실리콘 수지 조성물을 조합하였다. 이때의 실리콘 수지의 막 강도는 5.2㎫, 막 신도가 120%, 경도가 47이었다.

상기한 직물의 편면에, 이 실리콘 수지 조성물을, 나이프 온 에어 방식으로 선단부 반경 R이 0.3㎜인 나이프를 사용하여, 기포 장력 650N/m, 나이프 압입량을 2㎜로 조정하여 도포하였다. 또한, 190℃에서 2분간 경화 처리하여, 도포량이 15g/㎡인 코팅 기포를 얻었다. 얻어진 코팅 기포의 특성을 평가하여, 표 1에 나타냈다. 얻어진 기포는 비코팅면까지 수지가 함침되어 있고, 코팅 후에 인장 강도가 5% 향상되었다.

(실시예 4)

원사 강도가 8.5cN/dtex이고 총 섬도가 235dtex, 72필라멘트의 폴리아미드 66 멀티 필라멘트사를, 평직으로 워터제트룸으로 제직하였다. 계속해서, 비등수로 수축 가공한 후, 110℃에서 건조 처리를 하여, 경밀도 73개/2.54㎝, 위밀도 73개/2.54㎝, 커버 팩터가 2,238인 직물을 얻었다. 이 기포의 인장 강도는 경방향이 492N/㎝, 위방향이 493N/㎝였다.

이어서, 실시예 1과 동일한 조성인 수지를 상기한 직물의 편면에, 선단부 반경 R이 0.6㎜인 나이프를 사용하여, 기포 장력 450N/m, 나이프 압입량을 5㎜로 조정하여 도포하였다. 또한, 190℃에서 2분간 경화 처리하여, 도포량이 25g/㎡인 코팅 기포를 얻었다. 얻어진 코팅 기포의 특성을 평가하여, 표 1에 나타냈다. 얻어진 기포는 비코팅면까지 수지가 함침되어 있고, 코팅 후에 인장 강도가 5% 향상되었다.

(실시예 5)

원사 강도가 8.3cN/dtex이고 총 섬도가 350dtex, 108필라멘트의 폴리아미드 66 멀티 필라멘트사를 평직으로 워터제트룸으로 제직하였다. 계속해서, 비등수로 수축 가공한 후, 110℃에서 건조 처리를 하여, 경밀도 55개/2.54㎝, 위밀도 55개/2.54㎝, 커버 팩터가 2,058인 직물을 얻었다. 이 기포의 인장 강도는 경방향이 570N/㎝, 위방향이 560N/㎝였다.

이어서, 실시예 3과 동일한 조성인 수지를 상기한 직물의 편면에, 선단부 반경 R이 0.2㎜인 나이프를 사용하여, 기포 장력 450N/m, 나이프 압입량을 3㎜로 조정하여 도포하였다. 또한, 190℃에서 2분간 경화 처리하여, 도포량이 35g/㎡인 코팅 기포를 얻었다. 얻어진 코팅 기포의 특성을 평가하여, 표 1에 나타냈다. 얻어진 기포는 비코팅면까지 수지가 함침되어 있고, 코팅 후에 인장 강도가 7% 향상되었다.

(실시예 6)

원사 강도가 7.2cN/dtex이고 총 섬도가 570dtex, 192필라멘트의 폴리에스테르 멀티 필라멘트사를 평직으로 워터제트룸으로 제직하였다. 계속해서, 비등수로 수축 가공한 후, 110℃에서 건조 처리를 하여, 경밀도 46개/2.54㎝, 위밀도 46개/2.54㎝, 커버 팩터가 2,196인 직물을 얻었다. 이 기포의 인장 강도는 경방향이 626N/㎝, 위방향이 620N/㎝였다.

이어서, 실시예 1과 동일한 조성인 수지를 상기한 직물의 편면에, 선단부 반경 R이 0.6㎜인 나이프를 사용하여, 기포 장력 400N/m, 나이프 압입량을 4㎜로 조정하여 도포하였다. 또한, 190℃에서 2분간 경화 처리하여, 도포량이 25g/㎡인 코팅 기포를 얻었다. 얻어진 코팅 기포의 특성을 평가하여, 표 1에 나타냈다. 얻어진 기포는 비코팅면까지 수지가 함침되어 있고, 코팅 후에 인장 강도가 5% 향상되었다.

(비교예 1)

실시예 2의 직물에, (A) 비닐기 함유 디메틸폴리실록산(중량 평균 분자량 31000): 78질량부 대신에, (A3) 비닐기 함유 디메틸폴리실록산(중량 평균 분자량 45000): 19질량부, (A4) 비닐기 함유 디메틸폴리실록산(중량 평균 분자량 23000): 59질량부 첨가하고, 또한 (C)의 건식 실리카 입자의 첨가량을 14.6질량%로 변경하고, (F) 성분을 첨가하지 않은 것 이외는 실시예 1의 조성인, 25℃에 있어서의 점도가 22㎩·sec인 무용제계 실리콘 수지 조성물을 조합하였다. 이때의 실리콘 수지의 막 강도는 3.8㎫, 막 신도가 367%, 경도가 42였다.

상기한 직물의 편면에, 이 실리콘 수지 조성물을, 나이프 온 에어 방식으로 선단부 반경 R이 0.5㎜인 나이프를 사용하여, 기포 장력 500N/m, 나이프 압입량을 3㎜로 조정하여 도포하였다. 또한, 190℃에서 2분간 경화 처리하여, 도포량이 25g/㎡인 코팅 기포를 얻었다. 얻어진 코팅 기포의 특성을 평가하여, 표 1에 나타냈다. 얻어진 기포는 비코팅면까지 수지가 함침되어 있지 않고, 코팅 후에 인장 강도가 향상되지 않았다.

(비교예 2)

실시예 3의 직물에, (A) 비닐기 함유 디메틸폴리실록산(중량 평균 분자량 31000): 78질량부 대신에, (A3) 비닐기 함유 디메틸폴리실록산(중량 평균 분자량 45000): 9질량부, (A4) 비닐기 함유 디메틸폴리실록산(중량 평균 분자량 23000): 69질량부 첨가하고, 또한 (C)의 건식 실리카 입자의 첨가량을 5.2질량%로 변경한 것 이외는 실시예 1의 조성인, 25℃에 있어서의 점도가 15㎩·sec인 무용제계 실리콘 수지 조성물을 조합하였다. 이때의 실리콘 수지의 막 강도는 2.7㎫, 막 신도가 415%, 경도가 31이었다.

상기한 직물의 편면에, 이 실리콘 수지 조성물을, 나이프 온 에어 방식으로 선단부 반경 R이 0.3㎜인 나이프를 사용하여, 기포 장력 650N/m, 나이프 압입량을 7㎜로 조정하여 도포하였다. 또한, 190℃에서 2분간 경화 처리하여, 도포량이 15g/㎡인 코팅 기포를 얻었다. 얻어진 코팅 기포의 특성을 평가하여, 표 1에 나타냈다. 얻어진 기포는 비코팅면까지 수지가 함침되어 있었지만, 코팅 후에 인장 강도가 향상되지 않았다.

(비교예 3)

실시예 4와 동일한 직물, 수지를 사용하여, 직물의 편면에, 선단부 반경 R이 0.6㎜인 나이프를 사용하여, 기포 장력 450N/m, 나이프 압입량을 0.5㎜로 조정하여 도포하였다. 또한, 190℃에서 2분간 경화 처리하여, 도포량이 28g/㎡인 코팅 기포를 얻었다. 얻어진 코팅 기포의 특성을 평가하여, 표 1에 나타냈다. 얻어진 기포는 비코팅면까지 수지가 함침되어 있지 않고, 코팅 후에 인장 강도가 1%밖에 향상되지 않았다.

본 발명의 에어백용 코팅 천은 섬도를 내려도 강도가 유지되므로, 특히 높은 내압 유지 성능이 요구되는 에어백이라도 품위·신뢰성이 우수하고, 콤팩트하게 수납할 수 있어, 차내 디자인의 제약을 적게 할 수 있다는 이점을 가지므로, 산업상의 기여는 크다.

1 : 비코팅면측의 기포
2 : 수지
3 : 기포
4 : 베드
5 : 수지
6 : 나이프
7 : 나이프 압입량

Claims

합성 섬유 필라멘트로 구성된 직물의 편면에 실리콘 수지가 도포되어 이루어지는 에어백용 코팅 기포(基佈)이고, 비코팅면의 경사 위사의 조인트 부분에 상기 실리콘 수지가 존재하며, 상기 에어백용 코팅 기포는 코팅 기포 표면에 있어서의 헤드 정상부의 경위(經緯) 수지 두께가 4㎛ 내지 25㎛이고, 여기서, 헤드 정상부란, 경사(經絲) 혹은 위사(緯絲)에 있어서 수지의 막 두께가 가장 얇아지는 부분을 의미하는 것인, 에어백용 코팅 기포.
제1항에 있어서, 코팅 후의 기포의 인장 강도가 코팅 전의 기포의 인장 강도보다 5% 이상 높은 에어백용 코팅 기포.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실리콘 수지의 코팅 전의 점도가 15㎩·sec 이하이고, 해당 수지의 막 강도가 5㎫ 이상, 막 신도가 150% 이하, 경도가 45 이상인 에어백용 코팅 기포.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실리콘 수지의 도포량이 5g/㎡ 이상 35g/㎡ 이하인 에어백용 코팅 기포.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실리콘 수지의 도포 방법이 나이프 온 에어(knife on air) 방식이고, 그때의 나이프의 압입량이 1 내지 6㎜인 도포 방법에 의해 제조된 에어백용 코팅 기포.
제1항 또는 제2항에 있어서, 직물을 구성하는 필라멘트의 총 섬도가 200 내지 600dtex인 에어백용 코팅 기포.
제1항 또는 제2항에 있어서, 직물의 커버 팩터가 1,800 내지 2,500인 에어백용 코팅 기포.
에어백용 코팅 기포(基佈)의 제조 방법이며, 점도가 15㎩·sec 이하, 수지의 막 강도가 5㎫ 이상, 막 신도가 150% 이하, 경도가 45 이상인 실리콘 수지를, 합성 섬유 필라멘트로 구성된 직물의 편면에만 도포하고, 상기 에어백용 코팅 기포는 코팅 기포 표면에 있어서의 헤드 정상부의 경위(經緯) 수지 두께가 4㎛ 내지 25㎛이고, 여기서, 헤드 정상부란, 경사(經絲) 혹은 위사(緯絲)에 있어서 수지의 막 두께가 가장 얇아지는 부분을 의미하는 것을 특징으로 하는, 에어백용 코팅 기포의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 실리콘 수지의 도포 방법이 나이프 온 에어 방식이고, 나이프 압입량이 1 내지 6㎜인 에어백용 코팅 기포의 제조 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 실리콘 수지의 도포량이 5 내지 35g/㎡인 에어백용 코팅 기포의 제조 방법.