KR20000064706A - 팽창성물체를둘러싸는직물커버 - Google Patents

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프랭크 제임스 로우에
알란 조지 라이더
알리스테어 알프레드 프레스톤 써더랜드
브라이언 제이콥스
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안토니 윌리암 제이
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Abstract

적어도 부분적으로 수축가능한 직물 커버(9, 도 2a)는 자동차의 에어백(1)과 같은 팽창성 물체의 적어도 일부를 커버하기 위한 것으로, 직물 커버는 사전결정된 파열영역(13), 바람직하게는 직조 직물의 에지를 함께 고정하는 캐치 스레드를 구비하여 튜브형 또는 평명한 커버를 형성하여, 이것으로 상기 팽창성 물체가 사전결정된 양보다 더 크게 팽창할 때 즉 자동차 사고시에 파열영역이 파열되게 할 것이다. 파열영역(13)과 그에 바로 인접한 바람직하게는 직조 영역(11)이 팽창성 물체의 팽창 방향으로 파열영역의 정렬을 용이하게 하도록 대조적인 색깔로 이루어질 수 있다.

Description

팽창성 물체를 둘러싸는 직물 커버
에어백은 통상 사고시 탑승자를 보호하도록 차량에 제공된다. 차량의 에어백은 일반적으로 가스 팽창식 백을 포함하는데, 이것은 하우징 또는 다른 용기안에 보통 때에는 찌부러진 상태로 수납되어 있지만, 예를들어 사고시와 같은 갑작스런 충격이 발생된 경우 그 하우징으로부터 터져나와 부풀려진다. 에어백은 통상 정면 충돌에 대해서 운전자를 보호하도록 차량의 스티어링 휠에 제공될 수 있다. 마찬가지로, 에어백은 정면 충돌에 대해 앞좌석 승객을 보호하도록 전방 계기판 또는 차량의 승객 측부상의 장갑 상자(glove box)내에 설치될 수 있어서 최근에는 측면 충돌로부터 차량에 탄 사람을 보호하기 위해서 시트의 측부에 또는 측부 둘레에, 차량의 도어에 또는 그 둘레에 에어백을 장착하도록 제안되고 있는 추세이다. 이러한 에어백은 예를들어 "자동차 공학(Automotive Industries, 1995년, 2월, 104면)"내의 "측면 충돌 에어백 시스템(Side Impact Airbag Systems)"이란 명칭의 논문에 개시되어 있다.
본 발명의 커버는 공지된 유형의 차량 에어백중 어느 하나, 또는 예를들면 후방 충돌 에어백 및 차량의 내부 뿐만 아니라 차량의 외부에 사용되는 에어백과 같은 다른 가능한 차량 에어백을 둘러싸기에 적합하다.
차량 에어백용 임의의 하우징 또는 다른 용기의 중요한 특징은 에어백의 전개를 가능하게 하기 위해서 충돌시에 안정적이고 순간적으로, 바람직하게는 밀리세컨드(millisecond)내에 개방되어야 한다는 것이다. 에어백의 전개 방향을 제어하기 위해서 사전결정된 위치에서 에어백 하우징을 개방하는 것이 통상 바람직하다. 에어백 하우징의 주몸체보다 더 약하며 충돌시 개방되어 에어백을 전개하도록, 에어백 하우징에 사전결정된 파열 이음매(tear seam)를 제공함으로써 이들 모든 목적을 달성하는 것이 이 기술분야에 공지되어 있다.
유럽 특허 공개 공보 제 0604776 호와 독일 특허 공개 공보 제 227086 호는 예를들어 에어백의 팽창시, 파열선(a line of weakness) 역할을 하여 에어백을 발사하도록 파열 개방되는 보다 얇은 벽부분 또는 그루브가 설치되어 있는 에어백 하우징이 개시되어 있다. 이러한 파열선을 갖는 수축 고정 시니스(sheanth)가 메르세데스-벤츠(Mercedes-Benz)의 독일 특허 공개 공보 제 4137691 호에 개시되어 있다. 마찬가지로, 미국 특허 제 5288103 호는 제 1 열가소성 물질로 이루어졌지만, 제 1 열가소성 물질보다는 인장 강도와 신장 강도가 더 작은 제 2 열가소성 물질로 충전되는 개구를 구비하는 에어백 커버를 개시한다. 충전된 개구는 소망 파열선의 형상으로, 또한 도시된 실시예에서 "H"자 형상으로 제공된다.
유럽 특허 공개 공보 제 0510738 호는 하우징안에 형성된 사전결정된 파열선을 사용하지 않는 에어백에 관한 또 다른 접근을 개시한다. 유럽 특허 공개 공보 제 0410738 호에는, 가스 팽창식 백이 계기판을 향하는 개방 측부를 갖는 강철 하우징안에 수납되어 있다. 개방 측부는 에어백이 팽창할 때 윈드스크린(windscreen)쪽으로 상방으로 회전할 수 있는 힌지 플랩에 의해서 덮여있다. 개방 측부는 하우징 주위에 수축된 연속적이고, 얇은(50미크론) 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 박막에 의해서 덮여진다. 막은 전체 하우징을 둘러싸거나 또는 단지 개부만을 덮을 수 있다. 하우징의 외측, 윈드스크린에 대면하는 부분에, 톱니를 갖는 금속 스트립 또는 치형부 형상의 돌출부가 제공되어 에어백이 팽창될 때 박막을 천공한다.
본 츌원인용 차량 에어백에 특히 효과적인 용기가 이 후에 설명하는 바와 같이 사전결정된 파열 부분, 바람직하게는 캐치 스레드(catch thread)를 구비하는 열 수축성 직물 커버에 의해 제조될 수 있다는 것을 발견하였다.
따라서 본 발명은 팽창성 물체의 적어도 일부를 덮기위한, 적어도 부분적으로 수축가능한 직물 커버를 제공하는 것으로, 상기 커버는 물체가 사전결정된 양보다 더 크게 팽창될 때 파열되는, 사전결정된 파열 부분을 구비한다.
본 발명은 또한 팽창성 물체의 적어도 일부분을 둘러싸는 방법을 제공하는데, 이 방법은 상기 물체를 최초의 압축된 상태로 보유하도록 상기 팽창성 물체의 상기 부분위에 수축성 직물 커버를 설치하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 커버와 방법은 차량 에어백을 둘러싸는 특정 적용에 관한 것이나 이것들은 특히 팽창성 물체를 한정 및/또는 수축하고 그리고 팽창성 물체의 전개를 제어하는 것이 요구되는 임의의 팽창성 물체를 둘러싸는데 사용될 수 있다. 본 명세서는 주로 차량의 에어백을 제한하는 커버의 사용에 관해 언급하지만, 모든 설명은 다른 팽창성 물체에도 적용가능하다. 본 발명의 커버에 대한 다른 적용의 예로서, 부력 보조체, 비상 리프팅용으로 사용되는 팽창식 백, 팽창식 보호 패키징 또는 의복 등과 같은 여러 가지 팽창성 물체의 커버 및 팽창하거나 발포 물질에 의해서 팽창되는 팽창성 물체 커버를 들 수 있다. 커버는 지지 팽창성 물체(backing expandable object)에 의해서 그 자체가 전개되는 팽창성 물체를 덮는데 사용될 수 있다. 예컨데 항공기의 산소 마스크는 본 발명에 따른 커버에 의해서 덮여질 수 있으며, 비상시 자극받는 트리거에 반응하여 팽창되는 발포체와 같은 지지 팽창성 물체의 작용에 의해서 전개된다. 본 발명에 따른 다른 커버의 적용이 당해기술분야의 숙련자들에게 명백할 것이다.
"팽창성 물체"란, 보다 적은 체적의 제 1 공간으로부터 보다 큰 체적의 제 2 공간으로 변하는 모든 물체를 의미한다. 예를 들어, 팽창성 물체는 처음의 보다 적은 체적의 접혀진 상태로 있을 수 있고, 접힘 해제에 의해 팽창될 수 있다. 팽창성 물체의 접혀진 상태는 바람직하게는 균일하다. 예를 들어, 에어백과 같은 물체는 일반적으로 평면이고 커버안에 나선형으로 말린 형태 또는 주름잡인 형태로 배열되어 있을 수 있다. 대신에 또는 부가하여 팽창성 물체는 팽창성 물체외에 팽창 물질 예컨데 보다 적은 체적 상태로부터 팽창될 수 있는 발포체와 같은 팽창성 물질을 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 팽창전에 팽창성 물체상에 설치되어 있는 본 발명에 따른 커버를 제공한다.
본 발명의 커버는 팽창성 물체가 사전결정된 양보다 더 크게 팽창될 때 파열된다. 그러므로 팽창성 물체에 의한 점유 체적의 미소한 증가는 커버를 파열시키지 않는다. 바람직하게는, 커버는 팽창성 물체의 팽창되지 않은 상태의 적어도 120%, 바람직하게는 적어도 150% 또는 적어도 200%의 체적을 점유하도록 팽창될 때 파열된다.
본 발명에 따른 제품은 수축성 커버를 사용한다. 수축성 커버는 열 수축성인 것이 바람직하다. 열 수축성 제품은 널리 공지되어 있다. 이들은 가열시 사전 변형된 형상으로부터 본래의 형상을 향하여 수축될 수 있거나 또한 사전 변형되지 않았을 때에 라도 새로운 형상을 갖도록 수축될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 2027962 호, 미국 특허 제 3086242 호, 미국 특허 제 3597372 호 및 독일 특허 공개 공보 제 1440524 호가 참조될 수 있다.
공지의 열 수축성 제품은 예를 들어 폴리올레핀 시이트, 직물 커버, 및 섬유 또는 직물로 구성된 합성 시이트와 같은 평면 중합체 물질을 포함한다. 합성 시이트에 있어서, 직물은 중합체 섬유를 포함하며, 또한 유리와 같은 비중합체 직물과 조합될 수 있으며 통상 중합체 매트릭스로 적층되며, 섬유 또는 매트릭스 중 어느 하나, 또는 이들 모두는 합성 시이트를 열 수축가능하도록 만들기 위해서 열 수축성 일 수 있다. 열 수축성 합성 시이트의 예가 예를 들어 유럽 특허 공개 공보 제 0116393 호와, 유럽 특허 공개 공보 제 0117026 호에 개시되어 있다.
중합체층이 적층되어 있지 않은 열 수축성 직물 제품이 또한 공지되어 있다. 예를 들어 웨어햄(Wareham)의 미국 특허 제 3466210 호에는 전기 모터용 아마츄어와 같은 제품의 보호층의 용도로서, 소망 수축 방향으로 슬리브에 썩여 짜여진(interlaced) 열 수축성 섬유를 가지는 직조 또는 편조된 슬리브의 사용이 개시되어 있다. 다른 합성 시이트가 게인(Gaines)의 미국 특허 제 3058863 호에 개시되어 있다. 이것은 공구 패키징과 같은 견고성을 위한 것으로서, 본질적으로 폴리알킬렌 섬유로 이루어진 직물에 폴리에틸렌막을 적층하는 단계를 포함하는 패키징 물질의 제조를 개시한다.
열 수축성 제품의 제조에 있어서, 시이트 및/또는 합성 시이트의 경우에는 섬유의 중합체 물질은 치수적 수축성을 향상하기 위해서, 제품 제조의 어떤 단계에서 통상 가교결합된다.
본 발명에 따른 제품에 사용되는 수축성 직물 커버는 중합체 매트릭스를 갖는 평직 또는 합성 직물일 수 있다. 본 발명에 사용되는 커버는 바람직하게는 가교결합되어 있거나 또한 가교결합된 성분을 포함한다.
본 발명의 수축성 커버는 팽창성 물체 전체 또는 팽창성 물체의 단지 일부만을 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 커버는 측면 충돌 차량 에어백을 둘러싸기 위한 에어백 주위의 튜브형으로 제공되어, 에어백을 완전히 둘러쌀 수 있다. 대신에, 커버는 측부 개방 하우징과 함께 사용될 수 있으며, 커버는 예컨데 정면 충돌 에어백을 둘러싸기 위해서 하우징의 개방 측부에 걸쳐 수축된다. 양 적용에 있어서, 커버의 열 수축성은 에어백을 내장할 뿐만 아니라 압축시키는데 바람직하게 사용될 수 있다. 이것은 모든 유형의 에어백에 대해 바람직할 것이지만, 저장 공간이 제한되는 승객 시트의 측부 또는 다른 부분, 차량의 도어 프레임 또는 측면 프레임에 설치될 측면 충돌 에어백에 대해 특히 바람직하다.
본 발명의 열 수축성 커버의 압축 능력을 향상하기 위해서, 커버는 적어도 1.2 : 1, 바람직하게는 2 : 1의 회복률을 가지는 것이 바람직하다. 게다가, 커버는 바람직하게는 적어도 0.08㎜, 바람직하게는 0.1㎜, 더 바람직하게는 적어도 0.2㎜ 특히 적어도 0.4㎜의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 이 두께는 그 자체의 파열없이 커버가 에어백을 압축할 수 있게 한다. 유럽 특허 공개 공보 제 0510738 호의 조립체에 있어서, 커버는 하우징의 개방 측부를 단순히 덮으며, 에어백을 압축하는 작용을 하지 않는다.
본 명세서 전체에 걸쳐 회복률의 바람직한 값은 때때로 예를 들어 2 : 1의 수치비로 주어지며, 또한 때때로 예를 들어 20%의 백분율로 주어진다.
여기서 수치비는 회복률로 사용되는데, 이것은 다음의 비를 나타낸다.
회복전 제품의 크기/ 자유 회복후 제품의 크기
여기서 백분율이 회복률로 사용되는데, 이것은 다음의 비를 나타낸다.
(회복전 제품의 크기 - 자유 회복후 제품의 크기)×100% / 회복전 제품의 크기
형상이 비로 나타나기 때문에 제품의 모든 치수가 측정될 수 있다. 예컨데 튜브의 직경 또는 원주가 반경방향으로 회복가능한 팽창성 물체에 대해서 측정될 수 있다. "자유 회복"이란 어떠한 억제도 없는 회복을 의미한다.
본 발명에 따른 열 수축성 커버는 바람직하게는 가교결합 물질을 포함한다. 예를 들어, 중합체 직물에서, 직물을 구성하는 중합체 섬유는 가교결합될 수 있거나 및/또는 합성 시이트의 중합체 시이트 또는 매트릭스가 가교결합될 수 있다. 그러나, 본 발명은 특히 요구되는 회복률이 작은 경우, 예를 들어 20% 이하인 경우의 특정 적용에 대해 가교결합되지 않은 커버의 사용에 직면한다.
커버의 수축 능력을 더욱 향상하기 위해서, 수축성 커버가 가교결합된 열 수축성 커버인 경우에, 커버의 수축성 성분의 결정 용융점 이상의 30℃ 내지 80℃의 온도에서 인장 테스팅 장치의 집게부에 충분히 고정시킨 다음 4분 후 측정할 때, 커버는 바람직하게는 적어도 0.1㎫, 더 바람직하게는 적어도 0.5㎫, 특히 바람직하게는 적어도 1.5㎫의 회복력을 발휘한다.
커버는 에어백상에 설치될 수 있고, 그 압축 상태에서 에어백이 차지하는 체적은 에어백이 미리 압축된 체적의 80% 이하, 보다 바람직하게는 70% 이하, 특히 바람직하게는 60%, 40%, 또는 20% 이하가 되도록 두께, 회복률, 및 회복력의 적당한 특성을 가지는 것이 바람직하다.
그 압축 능력을 향상시키는 것외에, 열 수축성 커버가 적어도 0.08㎜의 최소 두께를 가질 때, 차량 이동중 에어백으로부터 나오는 소음을 감소시킬 수 있다. 예를 들어 유럽 공개 공보 특허 공보 제 0510738 호에 개시된 유형의 종래 기술의 에어백에 있어서, 커버 막과 에어백의 움직임에 의해서 야기되는 바스락거리는 소음이 문제였다. 직물계 커버의 사용은 실질적으로 이 소음을 제거한다. 본 발명을 제한함없이, 직물의 고유한 다공성 때문에, 에어백과 같은 팽창성 물체를 둘러싸는데 직물계 커버가 사용될 때 특히 소음을 최소화시키는데 효과적이라고 생각된다.
게다가, 유럽 특허 공개 공보 제 0510738 호에 개시된 유형의 박막은 에어백이 세게 충돌할 때 여러조각으로 찢어지는 문제가 있다. 충돌시 차량내로 분산되는 막의 작은 조각들은 승객에게 상처를 입힐 수 있다. 이 문제 역시 본 발명에 따른 파열영역을 갖는 더 두꺼운 직물을 사용함으로써 격감될 수 있다.
본 발명에 따른 커버는 사전결정된 파열영역을 구비한다. 이 영역은 여러 가지 형상으로 여러 가지 방법으로 제공될 수 있다. 일부 실시예에 대해서 파열영역은 직선이나 곡선 및 그들의 조합일 수 있는 파열선이 바람직하다.
직물계 수축성 커버에 대해서, 파열선은 적당한 직물 구조에 의해서 제공될 수 있어서 편리하다. 바람직한 실시예에 있어서, 캐치 스레드(catch thread)가 하나 또는 그 이상의 열 회복성 직물 커버의 인접 에지를 결합하도록 제공된다. 캐치 스레드는 에어백, 또는 다른 팽창성 물체가 팽창될 때 파열되도록 배열되어 있어서 신뢰할만한 파열선을 제공한다. 캐치 스레드 영역에서의 우선적 파열은, 직물 커버의 섬유 성분보다 더 약한 물질로 캐치 스레드를 제조함으로써, 캐치 스레드를 직물의 섬유보다 더 얇게, 예컨데 직물의 섬유보다 적어도 그 길이를 따르는 영역에서 파단되는 더 작은 인장 강도 및/또는 더 적은 신장을 갖게 함으로써, 또는 직물 커버의 에지와 캐치 스레드 상호결합의 설계에 의해서, 또는 이들의 조합에 의해, 행해질 수 있다. 직물은 바람직하게는 직조되지만 다른 가능한 직물 디자인으로는 니트 디자인, 편조 디자인 및 부직포 디자인을 들 수 있다.
어떤 실시예에 대해서, 전술한 바와 같이, 커버는 대체로 튜브형이 바람직하다. 커버가 튜브형인 경우에, 튜브는 단면부가 폐쇄 또는 개방, 즉 둘러싸는 것이다. 폐쇄 단면의 튜브형 직물계 커버는 종래에 튜브형 직조, 니들 삽입 직조(needle insertion weaving), 뜨개질 등에 의해, 또는 평판 시이트를 튜브로 말아 예컨데 종방향 에지를 바늘질 또는 용접, 중첩 또는 접촉시켜 폐쇄함으로써 제조될 수 있다. 둥글게 만 직물계 커버는 평면 시이트로 용이하게 제조된다.
커버가 튜브형으로 직조된 직물인 경우에, 사전결정된 파열 영역이 튜브형 커버의 종방향으로 연장되는 날실중 하나로서 연장되는 캐치 스레드에 의해서 바람직하게 제공된다. 캐치 스레드는 튜브형 커버의 원주방향으로 연장되고 상기 캐치 스레드 주위에서 그 자체와 동여지는 씨실과 결합하는 것이 바람직하다. 이러한 직물 디자인은 니들 삽입 직조에 의해서 용이하게 제조될 수 있다.
캐치 스레드가 사용되는 경우에, 캐치 스레드의 인장 강도는 3N 내지 5N의 범위인 것이 바람직하며, 바람직하게는 4N으로, 캐치 스레드의 파열 신장은 15% 내지 25%의 범위인 것이 바람직하며, 바람직하게는 20%이다.
직물 구성은 시이트를 가로지르는 기계적 특성을 변화시키도록 통상 변형될 수 있다. 예를 들어, 직물 시이트의 에지의 직물 밀도는 이들 에지의 강도를 증가시키도록 통상 증가될 것이다. 이것은 커버 에지가 차량 프레임에 고정되는 경우에, 또는 다른 예로서, 바느질 또는 다른 결합 수단이 용이하게 보강 에지를 제공하는 경우에 바람직하다.
또 다른 가능성으로서 평면 직물계 커버는 에어백과 같은 대체로 기다란 팽창성 물체 주위를 감쌀 수 있고, 그 다음 커버의 수축에 앞서 바느질되거나 그렇지 않으면 팽창성 물체 주위의 적소에 고정된다.
바람직한 실시예에 있어서, 커버의 파열영역 및/또는 커버의 파열영역을 바로 인접하여 둘러싸는 부분은 다른 색깔이거나 또는 그렇지 않으면 쉽게 커버의 나머지와 구별된다. 일 실시예에 있어서, 커버의 대부분은 단일색이며, 커버의 파열영역 및/또는 파열영역을 바로 인접하여 둘러싸는 커버의 부분은 다른 색이다. 이것은 파열영역을 식별하는 것을 특히 용이하게 한다. 이것은 이 영역이 특정 방향으로 배향될 것이 요구되는 경우에 커버의 설치 과정에서 편리할 것이다. 예컨데, 승객 보호를 위한 차량의 에어백 커버에 대해서 파열영역은 보호될 승객을 향해야 한다. 캐치 스레드에 의해서 결합되는 직물계 커버가 사용되는 경우에, 커버 스레드는 직물의 다른 섬유와 색깔이 다른 것이 바람직하며, 및/또는 캐치 스레드에 바로 인접한 직물 커버의 섬유는 직물의 잔존부와 색깔이 다르게 하는데 예컨데 캐치 스레드의 위치를 용이하게 식별하는 가시성 밴드 또는 스트립을 형성한다.
다른 실시예에 대해서 커버는 일반적으로 평면인 것이 바람직하다. 직물계 커버에 대해서, 초기에 평면 형태로 제조될 수 있고 또한 캐치 스레드에 의해 결합된 튜브로서 제조될 수 있으며 캐치 스레드로부터 떨어진 점에서 종방향으로 슬릿이 형성되어, 그 길이방향을 따라 연장되는 파열선을 갖는 시이트를 형성한다.
많은 디자인이 직물의 수축성 커버의 에지와 캐치 스레드를 내부 결합하는데 가능하다. 직조 직물의 에지를 결합하는데 특히 바람직한 장치는 BS(영국 표준계) 7141 : Part 1 1991의 도 1에 개시되어 있는 유형의 니들 직기 가장자리 시스템(needle loom selvedge system)의 캐치 스레드를 사용하는 것이다. 영국 표준계는 단일 직조 직물의 가장자리에 씨실 섬유를 보유하는 록킹 스레드 가장자리 시스템(locking thread selvedge system)을 개시한다. 두 개의 접촉하는 직조 직물 가장자리의 루프형 씨실 섬유를 함께 결합시키는 데 캐치 스레드로서 이 가장자리 록킹 스레드를 사용하는 방법은 당업자들에게는 자명할 것이다. 인용된 BS 록킹 스레드와 균등한 캐치 스레드의 특정 디자인이 본 명세서의 도면에 도시되어 있다. 사용될 수 있는 다른 가능한 캐치 스레드 디자인이 상기에 인용된 BS의 도 2에 개시된 스풀형 인터록킹 록킹 스레드(spool type interlocking locking thread)와 같다. 이것은 두 개의 접촉하는 직물 가장자리를 결합하는데 적합하기 때문에, 간단히 제 1 직물 에지와 그 다음의 제 2 직물 에지의 가장자리 씨실 루프를 교호적으로 통과한 스레드일 것이다.
인접한 두 개의 직물 에지가 캐치 스레드에 의해서 결합되는 경우에, 이들 에지는 (ⅰ) 튜브형 형상으로 말아지는 단일 직물 시이트의 종방향 에지, (ⅱ) 서로 인접 배열된, 두 개 또는 그 이상의 분리된 직물 피스의 에지, (ⅲ) 몇가지 수단, 바람직하게는 바느질, 스테이플링(stapling) 및 리벳팅과 같은 몇가지 기계적 관통 수단에 의해서 서로 고정되는 둘 또는 그 이상의 사전에 분리된 직물 피스의 에지에 의해서 제공될 수 있다.
캐치 스레드에 의해 결합되는 직조 직물에 대해서, 직물에 대한 바람직한 물질은 다음과 같다: 씨실 스레드-열 수축성 폴리올레핀, 예를들면 10Ⅹ의 수축비를 갖는 고밀도의 폴리에틸렌; 날실 스레드-폴리에틸렌 테레프탈레이트; 캐치 스레드-폴리올레핀, 예를들면 직물의 씨실 섬유의 고밀도 폴리에틸렌보다 직경이 더 작은 고밀도 폴리에틸렌.
사용될 수 있는 다른 적당한 물질은, 나일론, 방향족 폴리아미드, 폴리프로필렌, 면, 모, 레이온(재생 셀룰로우스), 셀룰로우스 아세테이트, 열 분해 폴리아크릴로니트릴, 탄소, 아크릴의 단일 중합체, 변형 중합체 또는 공중합체, 플루오르중합체, 및 유리를 들 수 있다.
사용될 수도 있는 다른 직물 조직은 씨실 인레이(weft inlay)로서 열 수축성 섬유를 갖는 씨실 삽입 날실 니트 직물이다. 본 발명에 따른 일 실시예에 있어서, 열 수축성 섬유는 약 0.4㎜ 직경의 HDPE로서, 날실방향으로의 니트 루프의 대부분은 파열선으로서 3겹의 16.7 Tex의 단일 웨일(wale)[스티치(stitches)의 체적] 폴리에틸렌테레프탈레이트를 갖는 2겹의 167 Tex, Kevlar 29(듀퐁의 등록상표)이다. 특히 바람직한 실시예에 있어서, 조직은 에어백과 같은 팽창성 물체 둘레에서 바느질되거나 또는 스테이플된다. 바느질될 때, Kevlar(5겹, 22 Tex)의 긴 록 스티치가 바람직하게 사용되어 파열선이 3겹/16.7 Tex 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 생긴다.
사용될 수 있는 또 다른 직물 구조는 평면 직조 시이트이다. 평면 직조 시이트에서 파열선은 평면 시이트를 튜브형으로 만들 수 있도록 바느질된 바느질 실(sewing thread)에 의해서 제공될 수 있다. 10N의 파단 강도를 갖는 2겹의 22 Tex Nomex(등록 상표)의 단일 스레드 체인 스티치가 평면 직조 튜브를 시이트로 바느질하는데 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "Tex"는 직물 스트랜드(Textile strands), 방적사, 섬유 등의 선형 밀도에 대한 국제 표준 기구의 호칭으로, 제품 1000m의 무게(단위 : g)를 나타내는 것이다.
여기서 수축성 커버는 섬유상 성분과 중합체 매트릭스를 포함하는 합성 커버이며, 평면 중합체의 수축성 커버와 섬유 수축성 커버용으로 언급된 상기 디자인의 특징의 조합은 소망의 파열 영역을 제공하는데 사용될 수 있다.
수축성 직물 커버 또는 섬유 또는 직물을 포함하는 복합물 커버는 수축성 에어백 커버로의 사용에 특히 장점적인데, 이는 커버가 특히 수축시 파열에 대한 저항이 있기 때문이다.
수축성 커버의 파열 저항성은 몇가지 이유로 특히 중요하다. 첫째, 커버는 에어백 또는 다른 팽창성 물체 둘레에 설치되어 열에 의해서 수축됨으로써 에어백 또는 다른 팽창성 물체를 압축한다. 그러므로, 이 수축 과정동안 커버가 너무 일찍 파열되지 않는 것이 중요하다. 둘째로 일부 적용예, 예를들면 일부 에어백 적용에 대해서, 에어백을 차량 프레임에 고정하여 에어백이 전개될 때 차량속으로 날아가지 않는 것이 중요한데, 이는 에어백이 탑승자를 상하게 할 수 있기 때문이다. 파열 저항 커버를 제공함으로써, 이 커버는 에어백 커버를 통과하는 기계적 관통 고정 수단, 예를 들어 볼트, 리벳, 스테이플 및 스크류 등에 의해서 차량 프레임에 용이하게 고정될 수 있다. 그러므로, 이런 이유에서 기계적 관통 고정 수단 주위의 직물의 임의의 틈이 커버의 수축(예를 들면 열 수축성 커버에 대해서는 열 수축)에 의한 설치중에 증가되지 않기 때문에 수축성 직물 커버 및 직물계 수축성 커버가 특히 바람직하다. 직물 물질의 양호한 파열 저항 능력이 공지되어 있다.
여러 지점에 에어백 및 그 커버의 고정은 승객에게 상처를 입히는 것을 방지하는데 중요하다. 예를 들어, 전방 승객을 보호하기 위해서 설계된 측면 충돌 에어백은 전방 도어의 창을 가로질러 대각선으로 연장되며 대체로 튜브형인 커버안에 들어있는 에어백의 각 단부가 두 개의 지점에 고정될 수 있다. 다른 실시예로서, 차량의 측부 전체의 길이를 따르는 시이트형 구조로 수직 하향으로 전개되는 에어백은 차량의 측부 프레임의 상부에 그 길이를 따르는 몇 개의 지점(예를 들면 4개 내지 10개)에 그것을 둘러싸는 커버와 함께 고정될 수 있다.
본 발명에 따르는 바람직한 튜브형 직물계 커버에 있어서, 드로우 스레드(draw thread)가 직물 제조중에 튜브형 커버안에 포함될 수 있다. 이 드로우 스레드는 튜브형 커버내로 기다란 팽창성 물체를 용이하게 끌어잡아 당기는데 편리하게 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 수축성 커버는 에어백 주위에서 바람직하게 수축되어 에어백을 압축한다. 이 작동중, 수축성 커버의 전체 또는 일부만이 수축될 수 있다. 열 수축성 커버에 대해서, 예를 들면, 열 수축성 커버의 파열영역으로부터 떨어진 영역만을 가열하는 것이 바람직할 것이다.
이제 본 발명의 실시예가 예시로서 설명될 것이다.
본 발명은 팽창성 물체를 둘러싸는 커버에 관한 것으로 특히, 차량용 에어백을 둘러싸는 커버에 관한 것이다.
도 1은 측면 충돌 차량 에어백의 사시도이고,
도 2a는 본 발명에 따른 커버로 둘러싸여 차량 프레임에 나사결합된 도 1의 에어백의 사시도이고,
도 2b는 도 2a에 도시된 것 대신에 사용될 수 있는 에어백 커버의 사시도이고,
도 3은 도 2a에 도시된 제품의 파열 영역의 Ⅲ 부분의 확대도이고,
도 4는 도 2a의 에어백의 팽창과, 도 2의 에어백을 둘러싸는 커버의 결과적인 파열을 도시하는 사시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 제품에 의해서 둘러싸인 정면 충돌 에어백의 단면도이고,
도 6은 도 5에 사용된 제품의 평면도이다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 앞에 앉은 승객을 보호하도록 설계된 측면 충돌 에어백(1)의 일반적인 디자인을 도시한다. 구조는 일반적으로 일점 쇄선으로 나타내는 바와 같이 길다란 구조로 되어 있으며 길이가 1.2 미터이고 폭이 약 20㎝로 측정되는 것이 보통이다. 에어백은 선(3)을 따라 결합되어 독립된 채널(5)을 형성한다. 각각의 채널(5)은 가스 챔버(7)(도시안함)와 연통한다. 가스는 사고 발생시 채널(5)로 방출되어 에어백을 팽창시킨다. 에어백(1)은 일측부를 따라 차량 프레임에 용이하게 부착하기 위한 플랜지(7)를 구비하고 있다. 승객 격실의 전체 길이를 따라 연장되도록 설계된 다른 측면 충돌 에어백은 통상 더 큰데 예컨데 길이가 약 2.4 미터이며 폭이 약 50㎝이다. 이 디자인은 이 이외에는 전술한 것과 유사하다.
도 2a는 콘서티나 형상(concertina shape)으로 접혀진 도 1의 에어백(1)을 도시하며, 본 발명에 따라 수축가능한 튜브형 직물 제품(9)에 의해서 둘러싸인다. 직물 제품(9)은 직조되고 튜브형이다. 튜브형을 따라 종방향으로 연장되는 날실내의 멀티필라멘트 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유와, 대체로 원주방향으로 연장되는 씨실내의 고 밀도의 열 수축성 폴리에틸렌 모노필라멘트 섬유를 포함한다. 수축성 섬유는 약 8 : 1 내지 10 : 1(8Ⅹ 내지 10Ⅹ)의 회복율을 가진다. 고밀도의 수축성 폴리에틸렌 날실을 포함하는 얇은 캐치 스레드가 튜브형 제품(9)을 따라 연장된다. 캐치 스레드(13)와 직물(9)의 씨실 섬유의 상호결합이 도시되며 도 3을 참조로 더 상세히 설명된다.
캐치 스레드(13)에 바로 인접한 커버(9) 직물의 날실 섬유(11)가 나타나있다. 캐치 스레드(13) 및/또는 날실 섬유(11) 및/또는 날실 섬유(11)에 인접한 다른 날실 섬유는, 캐치 스레드(13)에 의해서 제공된 파열영역을 쉽게 가시화하기 위해서 직물의 다른 섬유와 다른 색깔로 될 수 있다.
직물 제품(9)은 가열에 의해서 에어백(1) 주위에서 수축되어 에어백을 콘체르티나 형상으로 압축하며 그 형상대로 유지된다. 일반적으로, 커버가 일단 수축되면, 커버안에는 50% 내지 80%의 미결정 회복율(unresolved recovery)이 존재하는 데, 즉 커버는 자유롭게 회복되는 경우에, 50% 내지 80% 이상이 회복된다. 둘러싸인 에어백(1)은 에어백(1)을 둘러싸는 직물 커버(9)을 통과하는 볼트(17)에 의해서 차량 프레임(15)의 일부분에 고정된다. 볼트(17)가 통과하는 직물 영역은 예를 들어 직물 밀도의 증가(도시안함)에 의해서 보강될 수 있다.
도 2b는 날실 캐치 스레드(13)에 의해서 결합된 직물 시이트(9", 9''')의 평탄한 구성의 변형예를 도시한다. 시이트(9", 9''')의 자유 에지(14)는 날실, 종방향(l)으로 더 많은 수의 섬유를 포함한다. 이것은 에지 영역(14)을 보강한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 캐치 스레드(13)에 바로 인접한 날실 직물은 도면 번호(11)에 의해서 표시된다. 시이트(9", 9''')는 튜브형 구조로 말릴 수 있고 도 2a에 설명된 것과 유사한 방식으로 시이트(9", 9''')의 에지 영역(14)을 통해 차량 프레임(15)으로 볼트(17)가 삽입될 수 있다. 에지(14)는 함께 랩 형상을 이룰 수 있거나 그렇게 형성된 튜브형의 외향으로 또는 내향으로 연장되는 플랜지로서 이루어질 수 있다.
도 1과 도 2a의 에어백 커버(9)의 바람직한 디자인을 구성하는 직물의 특성은 다음과 같다.
직조디자인 방적사 세트 물질 두께 파단 신장 파단 하중(실온)
평면 직조(튜브형) 날실각 표면상에서8단부/㎝ 폴리에티렌테레프탈레이트(멀티필라멘트) 16.7 tex7 ply 35% 날실 방향에서 273N/㎝
씨실각 표면상에서5개의 이중 삽입/㎝ HDPE(모노필라멘트) 47 tex0.25㎜직경 20% 씨실 방향에서178N/㎝
도 3은 직물 커버(9)의 씨실 섬유(19)와 캐치 스레드(13)의 상호결합의 확대도를 도시한다. 도시된 상호결합은 두 개의 직물 에지를 결합시키는데 적합한 BS 7141의 도 2에 설명된 유형의 니들 직기 가장자리 시스템에 적합하다. 도 3에서, 일반적인 날실 섬유는 도면 번호(21)에 의해서 지시되고, 캐치 스레드(13)에 바로 인접한 날실 섬유는 도 2a와 도 2b에서와 같이 도면 번호(11)로 나타내진다.
도 4는 사고 발생시, 도 2a의 커버(9)로부터 에어백(1)의 전개를 도시하는 개략적인 단면도이다. 가스가 에어백의 챔버(5)속으로 도입되고, 그것을 팽창시켜서 에어백 체적이 직물 커버(9)의 체적보다 더 커진다. 따라서, 캐치 스레드(13)는 에어백의 팽창에 의해서 파열되고 직물 슬리브의 종방향 에지(11)는 터져버린다. 그러므로 커버(9)는 에어백(1)이 차량내로 개방되도록 에지(11)를 따라 갈라진다. 에어백(1)은 볼트(17)에 의해서 차량(15)에 고정 상태로 유지되며, 에어백이 차량 주위로 날아가 승객을 상하게 하는 것을 방지한다.
도 5는 정면 충돌 에어백(1')이 볼트(25)에 의해서 차량(23)의 일부에 그리고 가스 챔버(26)의 후방 하우징(24)에 고정된 커버 시이트(9')에 의해 보유되는 변형 장치를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 시이트(9')는 전술된 바와 같은 파열선(27)을 구비한다. 시이트는 또한 볼트(25)를 수용하는 구멍(29)을 구비한다. 직물 시이트는 도 2b에 도시된 바와 유사할 수 있으며, 볼트(25)는 보강된 에지(14)를 통과한다.
시이트(9')는 에어백(1')상에 설치되어 시이트(9')의 스트립(31)만을 가열함으로써 에어백을 압축한다. 설치중의 회복율이 설치중 시이트(9')를 파열시킬 위험을 감소시키도록 최대 5%로 제한되는 것이 바람직하다.
사고 발생시, 챔버(26)로부터의 가스가 에어백(1')을 팽창시키며, 시이트(9')는 파열선(27)을 따라 파열되고, 따라서 에어백이 전개된다.

Claims (17)

  1. 팽창성 물체의 적어도 일부를 둘러싸기 위한, 적어도 부분적으로 수축가능한 직물 커버로서, 상기 커버는 사전결정된 파열영역을 구비하며, 상기 파열 영역은 상기 팽창성 물체가 사전결정된 양보다 더 크게 팽창될 때 파열되는 직물 커버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    직물과 중합체 매트릭스를 갖는 합성 시이트를 포함하는 직물 커버.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 직물은 열 수축성인 직물 커버.
  4. 제 3 항에 있어서,
    직물은 열 수축성 중합체 섬유를 포함하는 직물 커버.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 1.5 : 1의 수축비를 가지는 직물 커버.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 0.08㎜의 두께를 가지는 직물 커버.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 0.1㎫의 회복력을 가지는 직물 커버.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사전결정된 파열영역은 선의 형태인 직물 커버.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 또는 그 이상의 직조 직물 시이트를 포함하며, 상기 사전결정된 파열 영역은 단일의 말린 직물의 접촉 에지에 있는 씨실 루프(weft loops)와 상호결합하는 캐치 스레드에 의해서 형성되는 직물 커버.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버는 튜브형이고 직조 직물을 포함하며, 상기 사전결정된 파열영역이 상기 튜브형 커버의 종방향으로 연장되는 날실(warp yarns)중 하나로서 연장되는 캐치 스레드에 의해서 제공되며, 상기 캐치 스레드는 상기 튜브형 커버의 원주방향으로 연장되는 씨실 루프와 상호결합하며, 상기 씨실 루프는 캐치 스레드 주위에서 그 자체에 매듭지어지는 직물 커버.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 캐치 스레드는 23℃에서 상기 직물 각각의 씨실 섬유의 23℃에서의 인장 장력 보다 더 작은 인장 장력을 가지는 직물 커버.
  12. 제 9 항, 제 10 항 및 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐치 스레드는 상기 직물 각각의 씨실 섬유의 직경보다 작은 직경을 가지는 직물 커버.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파열영역이 상기 커버의 주변 영역과는 다른 색깔인 직물 커버.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파열영역에 바로 인접한 커버의 부분은 커버의 나머지 부분과 다른 색깔인 직물 커버.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    말리거나 또는 접히거나 그렇지 않으면 크기가 압축될 수 있는 팽창성 물체와 조합하는 직물 커버.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 팽창성 물체를 압축하도록 팽창성 물체 주위에서 수축된 직물 커버.
  17. 팽창성 물체의 적어도 일부를 둘러싸는 방법에 있어서,
    제 1 항 내지 제 16 항에 따른 수축성 커버를 상기 팽창성 물체의 일부위에 설치하여, 상기 팽창성 물체를 제 1 압축상태로 제한하는 단계를 포함하며, 상기 커버는 사전결정된 파열영역을 구비하며, 상기 파열영역은 상기 팽창성 물체가 제 1 체적으로부터 사전결정된 양보다 크게 팽창될 때 파열되는 방법.
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