KR20000027327A - Fabric for air bag - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차의 충돌시 그 충격으로 부터 승객을 보호하기 위한 에어백용 원단에 관한 것이다.The present invention relates to a fabric for an airbag for protecting passengers from the impact of an automobile crash.
최근 각종의 교통수단 특히 자동차에는 충돌시 그 충격으로 부터 승객을 보호하기 위한 에어백 시스템이 실용화되고 있는 추세이다. 이러한 에어백은 통상 자동차의 핸들, 대시보드 내에 보관하게 되므로 에어백의 부피가 작을수록 좋다. 그리고 에어백은 장시간 동안 고온의 열과 자동차에 의한 진동을 반복적으로 받으므로 우수한 내열성과 내마모성을 가져야 한다.Recently, various types of transportation, particularly automobiles, have been in practical use for airbag systems to protect passengers from impacts in the event of a crash. These airbags are usually stored in the steering wheel and dashboard of the vehicle, so the smaller the airbag, the better. In addition, the airbag is repeatedly subjected to high temperature heat and vibration caused by the automobile for a long time, and thus, should have excellent heat resistance and wear resistance.
자동차 사고 발생시 승객의 머리와 몸통 부분을 보호하기 위한 에어백은 기밀성, 강도, 유연성 및 경량성 등의 특성이 요구된다. 사고 발생시 인플레이트에서 나온 고온고압의 가스는 승객보호를 위해서 에어백을 부풀리게 된다. 이때 인플레이트에서 발생한 고온고압의 가스는 에어백 재료인 원단과 직접 접촉하여 에어백이 팽창하게 된다. 만약 에어백용 원단의 기밀성이 낮은 경우 고온고압의 가스는 원단의 표면으로 빠져나와 승객의 인체와 직접 접촉하게 되어 질식사 등의 유해한 결과를 초래하게 된다.Airbags to protect the head and body of the passenger in the event of a car accident require characteristics such as airtightness, strength, flexibility and light weight. In the event of an accident, hot, high-pressure gas from the inflate will inflate the airbag to protect passengers. At this time, the high-temperature, high-pressure gas generated in the inflate is in direct contact with the fabric of the airbag material, causing the airbag to expand. If the airtightness of the fabric for airbags is low, the gas of high temperature and high pressure escapes to the surface of the fabric and comes into direct contact with the human body of the passenger, causing harmful effects such as choking.
에어백용 원단의 기밀성은 125Pa의 기압차에서 측정한 공기투과도가 5cfm 이하가 되는 것이 바람직하다. 또한 에어백용 원단은 고온고압 가스에 의해 급속하게 팽창되므로 우수한 인열강도를 구비하여야 한다.It is preferable that the air permeability measured at a pressure difference of 125 Pa is 5 cfm or less. In addition, the fabric for the airbag is to be expanded rapidly by the high temperature and high pressure gas, so it must have excellent tear strength.
인플레이트에서 나온 고온고압의 가스는 사고 발생시 승객의 머리와 몸통부분을 보호하기 위하여 에어백을 부풀리게 된다. 이때 인플레이트에서 발생한 가스는 원단과 직접 접촉하여 에어백이 팽창하게 되며 에어백에는 상당한 충격이 가해진다. 또한 인플레이트로 부터 나온 이물질이 에어백의 표면에 닿아 이를 구성하는 원단을 인열시키는 경우가 발생할 뿐 아니라 에어백의 봉제부분으로 고온고압의 가스가 통과함에 따라 해당 부위의 인열 발생 가능성도 상당히 높다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여는 에어백을 구성하는 원단의 인열강도를 높힐 필요가 있다. 포지의 인열강도는 전적으로 원단을 구성하는 원사의 강도에 좌우되며 원사의 굵기가 굵을수록 해당 원사로 구성된 원단의 인열강도는 향상된다.The hot and high pressure gas from the inflate inflates the airbag to protect the passenger's head and torso in the event of an accident. The gas generated in the inflate is in direct contact with the fabric, causing the airbag to expand and a significant impact on the airbag. In addition, the foreign matter coming from the inflated surface of the airbag not only causes tearing of the fabric constituting the airbag, but also a high possibility of tearing at the site as a gas of high temperature and high pressure passes through the airtight part of the airbag. In order to solve this problem, it is necessary to increase the tear strength of the fabric constituting the airbag. The tear strength of the forge depends entirely on the strength of the yarn constituting the fabric, and the thicker the yarn, the better the tear strength of the fabric composed of the yarn.
에어백용 원단으로서 요구되는 물성은 ASDM D 5034법에 의한 인장강도가 181.4㎏/in 이상이 되어야 하며, 125Pa의 기압차에서 측정한 통기량이 5CPM 이하, 유연성 경량성 등을 위하여 두께는 0.35㎜ 이하, 무게 230g/㎡ 이하가 되는 것이 바람직하다. 또한 에어백 전개시 에어백 파열을 방지하기 위해서는 ASDM D 2261법에 의한 텅법 인열강도가 적어도 15㎏ 이상이어야 한다.The required physical properties of the fabric for airbags should be 181.4kg / in or more in tensile strength by ASDM D 5034 method, and the air flow measured at 125Pa pressure difference is less than 5CPM, and the thickness is less than 0.35mm for flexibility and lightness. It is preferable that the weight be 230 g / m 2 or less. In addition, to prevent air bag rupture during air bag deployment, the tongue tear strength according to ASDM D 2261 should be at least 15 kg.
이와 같이 에어백용 원단에 요구되는 각종 특성을 만족시키기 위한 종래 기술들을 살펴보기로 한다.As described above, the conventional techniques for satisfying various characteristics required for the fabric for airbags will be described.
종래 에어백용 원단을 구성하는 원사로는 주로 210데니어, 315데니어, 420데니어, 630데니어 또는 840데니어의 폴리아마이드계 또는 폴리에스테르계 필라멘트를 주로 사용하고 있다. 낮은 데니어로 갈수록 원단의 단위 중량 및 두께가 낮아 에어백 봉제 후 접기(이하 "폴딩"이라고 한다)가 용이하고 에어백 시스템의 전체 중량을 낮추는데 기여할 수 있지만, 원단의 강도가 비교적 낮고 특히 인열강도가 낮아 실제 사용할 때 탑승자의 안경 및 차체 구조물 등에 의하여 에어백이 인열될 위험이 높은 편이다. 원단의 인장강도는 제직시 단위 면적당 원사의 수를 증가시켜(제직밀도를 높혀) 보강이 가능하나 인열강도는 원사 자체의 강도에 의존하므로 보강이 불가능하다. 따라서 인열강도 보강을 위해 제직시 고데니어의 원사를 주로 사용한다. 그러나 630데니어 이상의 원사로 구성된 원단은 인열강도 보강의 효과가 뛰어나지만 원단의 두께가 지나치게 두꺼워 에어백으로 봉제하였을 경우 폴딩이 곤란하고 부피 및 중량이 높은 단점이 있다. 보다 구체적으로 특개평 7-186858호에서는 300∼500데니어의 원사를 사용하여 에어백용 원단을 제조하는 방법을 기재하고 있다. 그러나 이와 같은 방법은 원단의 두께가 얇은 장점은 있으나 인열강도가 12.0∼14.5㎏ 수준으로 비교적 낮아 에어백 전개시 탑승자가 화상 등을 당할 위험이 있다. 또한 USP 5,093,163에서는 270∼360데니어의 원사를 사용하여 에어백용 원단을 제조하는 방법을 제시하고 있다. 그러나 이와 같은 방법은 인열강도가 경위사 방향 모두 약 9.5㎏ 수준으로 매우 낮은 문제가 있다. 또한 특개평 1-104848에서는 210데니어 또는 420데니어, 특개평 4-56653에서는 420데니어, 630데니어 또는 840데니어 원사를 사용하여 에어백용 원단을 제조하는 방법을 제시하고 있다. 그러나 420데니어의 경우 인열강도가 낮으며, 630데니어 및 840데니어의 경우 인열강도는 통상 25∼45㎏ 정도로 매우 높으나, 포지의 두께가 0.36㎜ 이상으로 매우 두꺼워 폴딩이 어렵고 에어백 시스템의 두께가 두꺼워지는 문제점이 있다. USP 5,073,418에서는 칼렌더링에 의하여 공기투과도를 낮추어 기밀성 향상의 효과를 나타내기 위해 500데니어 이하의 원사로 원단을 제조한 후 칼렌더링하는 방법을 제시하고 있지만, 이와 같은 방법은 원단의 인열강도가 하락되는 문제가 있다.Conventionally, as the yarn constituting the fabric for airbags, polyamide-based or polyester-based filaments of 210 denier, 315 denier, 420 denier, 630 denier or 840 denier are mainly used. The lower the denier, the lower the unit weight and thickness of the fabric, making it easier to fold after airbag sewing (hereinafter referred to as "folding") and contribute to lowering the overall weight of the airbag system, but the fabric's strength is relatively low, especially the tear strength is low. In actual use, the risk of tearing the airbag due to the occupant's glasses and body structure is high. The tensile strength of the fabric can be reinforced by increasing the number of yarns per unit area (we increase the weaving density) when weaving, but the tear strength depends on the strength of the yarn itself. Therefore, weaving high denier yarn is mainly used for weaving strength. However, the fabric composed of more than 630 denier yarn is excellent in the effect of reinforcing the tear strength, but the thickness of the fabric is too thick, difficult to fold when sewn with an air bag has a disadvantage of high volume and weight. More specifically, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 7-186858 describes a method of manufacturing a fabric for an air bag using 300 to 500 denier yarns. However, this method has the advantage that the thickness of the fabric is thin, but the tear strength is relatively low at the level of 12.0 ~ 14.5㎏, there is a risk that the occupant is burned when the airbag is deployed. In addition, USP 5,093,163 proposes a method for manufacturing airbag fabric using yarns of 270 to 360 denier. However, this method has a problem that the tear strength is very low as the level of about 9.5 ㎏ in the direction of the warp yarn. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-104848 discloses a method of manufacturing a fabric for airbags using 210 denier or 420 denier, and JP 4-56653 using 420 denier, 630 denier or 840 denier yarns. However, the tear strength of 420 denier is low, and the tear strength of 630 denier and 840 denier is very high, usually 25-45 kg, but the thickness of the forge is more than 0.36mm, making it difficult to fold and the thickness of the airbag system. There is a problem of thickening. USP 5,073,418 proposes a method of manufacturing fabrics with less than 500 denier yarns and rendering them to reduce air permeability by calendering to improve airtightness.However, this method reduces the tear strength of fabrics. There is a problem.
이상에서 본 바와 같은 종래의 에어백용 원단으로는 주로 420데니어 이하 또는 630데니어 이상의 원사로 구성된 원단이 사용되고 있는 바 전자의 경우는 원단의 경량성은 우수하나 ASTM D 2262(텅법 인열강도 측정법)에 의한 인열강도는 비교적 낮아 에어백 전개시 에어백의 봉재부위가 찢어질 소지가 상당히 큰 문제점이 있다. 이에 대하여 후자의 경우 인열강도는 상당히 높아 안정성이 우수한 반면 원단의 두께가 두꺼워 폴딩성에 문제가 있고 에어백의 부피가 커지는 문제가 있다.As the conventional airbag fabric as described above, the fabric mainly composed of yarns of 420 denier or less or 630 denier or more is used. In the case of the former, the light weight of the fabric is excellent but according to ASTM D 2262 (tongue tear strength measurement method). The tear strength is relatively low, and there is a significant problem that the sealing portion of the airbag is torn during airbag deployment. On the other hand, in the latter case, the tear strength is considerably high, while the stability is excellent, while the thickness of the fabric is so thick that there is a problem in folding ability and the volume of the air bag is large.
본 발명의 목적은 인열강도가 우수함과 동시에 두께가 얇아 폴딩성(접힘성) 및 유연성이 우수한 에어백용 원단을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide an airbag fabric having excellent tear strength and thin thickness and excellent folding property (foldability) and flexibility.
본 발명은 인열강도가 우수하여 탑승자를 안전하게 보호할 수 있고, 두께가 얇아 유연성 및 폴딩성(접힘성)이 우수하여 모듈내 수납이 용이한 에어백용 원단을 제공하고자 한다.The present invention is excellent in tear strength to protect the occupant safely, the thickness is thin to provide an airbag fabric for easy storage in the module is excellent in flexibility and folding (folding).
본 발명은 에어백용 원단에 관한 것이다.The present invention relates to a fabric for airbags.
구체적으로 본 발명은 원단을 구성하는 합성섬유 필라멘트의 섬도가 500∼600데니어이고 인열강도가 15㎏ 이상이고, 두께가 0.35㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 에어백용 원단에 관한 것이다.Specifically, the present invention relates to a fabric for an airbag, characterized in that the fineness of the synthetic fiber filaments constituting the fabric is 500 to 600 denier, the tear strength is 15 kg or more, and the thickness is 0.35 mm or less.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 에어백용 원단 제직시 경사 및 위사로서 섬도가 500∼600데니어인 합성섬유 필라멘트를 사용한다. 섬도가 500데니어 미만인 경우에는 인열강도가 부족하게 되고 600데니어를 초과하는 경우에는 원단의 두께가 두껍고 유연성이 부족하여 모듈내 수납성이 나빠진다. 더욱 바람직하기로는 섬도가 510∼570데니어인 합성섬유 필라멘트를 사용하는 것이 좋다.The present invention uses synthetic fiber filaments having a fineness of 500 to 600 denier as warp and weft yarn when weaving fabric for airbags. If the fineness is less than 500 denier, the tear strength is insufficient. If the fineness is greater than 600 denier, the thickness of the fabric is thick and the flexibility is insufficient, so that the storage capacity in the module is poor. More preferably, synthetic fiber filaments having a fineness of 510 to 570 denier are used.
합성섬유 필라멘트로는 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 46 또는 폴리에스테르 필라멘트 등을 사용한다.As the synthetic fiber filament, polyamide 6, polyamide 66, polyamide 46 or polyester filament is used.
제직밀도는 경사 및 위사 모두 45본/인치 수준이 바람직하다.Weaving density is preferably about 45 bones / inch for both warp and weft yarns.
본 발명의 에어백용 원단은 ASTM D 2261법에 의한 텅법으로 측정한 인열강도가 경사방향 및 위사방향 모두 15㎏ 이상이고 원단의 두께는 0.35㎜ 이하이다. 그 결과 유연성이 우수하여 모듈내 수납성이 향상된다.The fabric for the airbag of the present invention has a tear strength of 15 kg or more in the warp direction and the weft direction measured by the tongue method according to ASTM D 2261, and the thickness of the fabric is 0.35 mm or less. As a result, the flexibility is excellent and the storage capacity in the module is improved.
이하 실시예 및 비교실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited only to the following examples.
실시예 1Example 1
폴리아미드 66의 525데니어 필라멘트를 경사 및 위사로 사용하여 제직하고, 통상의 정련 및 열고정을 통하여 밀도가 45본/인치×45본/인치인 에어백용 원단을 제조한다. 제조한 원단의 물성을 측정한 결과는 표 1과 같다.525 denier filaments of polyamide 66 are woven using warp and weft yarns, and fabrics for airbags having a density of 45 / inch × 45 / inch are fabricated through ordinary refining and heat setting. The results of measuring the physical properties of the fabrics produced are shown in Table 1.
비교실시예 1Comparative Example 1
폴리아미드 66의 420데니어 필라멘트를 경사 및 위사로 사용하여 제직하고, 통상의 정련 및 열고정을 통하여 밀도가 49본/인치×49본/인치인 에어백용 원단을 제조한다. 제조한 원단의 물성을 측정한 결과는 표 1과 같다.Weaving is carried out using 420 denier filaments of polyamide 66 as warp yarns and weft yarns, and fabrics for airbags having a density of 49 bones / inch by 49 bones / inch are subjected to ordinary refining and heat setting. The results of measuring the physical properties of the fabrics produced are shown in Table 1.
비교실시예 2Comparative Example 2
폴리아미드 66의 630데니어 필라멘트를 경사 및 위사로 사용하여 제직하고, 통상의 정련 및 열고정을 통하여 밀도가 41본/인치×41본/인치인 에어백용 원단을 제조한다. 제조한 원단의 물성을 측정한 결과는 표 1과 같다.630 denier filaments of polyamide 66 are woven using warp and weft yarns, and fabrics for airbags having a density of 41 / inch × 41 / inch are obtained through ordinary refining and heat setting. The results of measuring the physical properties of the fabrics produced are shown in Table 1.
< 표 1 > 물성 측정 결과<Table 1> Measurement results
비교실시예 1은 두께나 중량이 낮아 수납성 및 경량성이 우수하지만 인열강도가 매우 낮아 에어백 전개시 인열이 될 문제점을 가지고 있고, 비교실시예 2의 경우는 인열강도가 우수하여 강도면에서는 우수하나 포지의 두께 및 중량이 높아 수납성이 매우 나쁘다. 그러나 실시예 1의 경우는 인열강도 및 수납성을 모두 만족시킬 만한 성능을 갖추었음을 알 수 있다.Comparative Example 1 has a problem that the thickness or weight is low, and thus the storage property and the light weight are excellent, but the tear strength is very low, which causes tearing when deploying the airbag. In Comparative Example 2, the tear strength is excellent in terms of strength. It is excellent, but its storage capacity is very bad due to its high thickness and weight. However, in the case of Example 1, it can be seen that it has a performance that satisfies both tear strength and storage properties.
본 발명의 에어백용 원단으로 제조한 에어백은 인열강도가 우수하여 사고 발생시 탑승자를 안전하게 보호할 수 있다. 또한 두께가 얇아 유연성 및 폴딩성(접힘성)이 우수하여 모듈내 용이하게 수납할 수 있다.The airbag manufactured from the fabric for the airbag of the present invention is excellent in tear strength and can safely protect the occupant in case of an accident. In addition, it is thin and can be easily stored in the module because of its excellent flexibility and foldability (foldability).
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