KR20020063913A - 필라멘트 당 데니어가 큰 실로부터 제조된 에어백 직물 - Google Patents

필라멘트 당 데니어가 큰 실로부터 제조된 에어백 직물 Download PDF

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Abstract

에어백 직물을 선밀도가 필라멘트 당 약 8 내지 약 11 데시텍스 범위, 보다 바람직하게는 필라멘트 당 약 9 내지 약 11 데시텍스 범위인 복수의 개별적인 필라멘트로 이루어진 다중필라멘트사로부터 제조한다. ASTM법 D4032-94에 따라 측정된 직물의 원형 굽힘 강연도는 약 4 뉴톤 내지 약 7 뉴톤 범위이다.

Description

필라멘트 당 데니어가 큰 실로부터 제조된 에어백 직물{Airbag Fabrics Made From High Denier Per Filament Yarns}
에어백에 사용되는 직물은 강도가 높고, 공기 투과성이 낮고, 최소한의 필요 부피로 접힐 수 있어야 한다. 미국 특허 제5,508,073호(크룸헤이어(Krummheuer) 등)에는 개개의 필라멘트의 섬도가 필라멘트 당 5 데시텍스 미만, 보다 특별하게는 개개의 필라멘트의 섬도가 필라멘트 당 4 데시텍스 미만인 폴리아미드 다중필라멘트사로부터 제조된 직물은 공기 투과성 및 비강연도(specific stiffness)에서 이점이 있다고 교시되어 있다.
필라멘트 당 데시텍스가 큰 실 일부 및 필라멘트 당 데시텍스가 작은 실 일부를 함유한 블렌드된 실로부터 구성된 에어백 직물은 PCT 출원 공개 번호 제WO 98-31854호(라론드(LaLonde) 등)로부터 공지되어 있다. 필라멘트 당 데시텍스가 큰 성분은 필라멘트 당 5 내지 14 데시텍스 범위로부터 선택되는 반면, 필라멘트 당 선밀도가 보다 낮은 실은 필라멘트 당 1.5 내지 5 데시텍스 범위로부터 선택된다. 라론드 등의 블렌드된 실에서 성분 비는 1:1 내지 1:5(굵은 실:가는 실) 범위로부터 선택된다.
데시텍스가 큰 필라멘트에 내재하는 강도의 이점을 취하면서 데시텍스가 작은 필라멘트의 접힘성(foldability) 및 공기 투과 성능을 제공하는 폴리아미드의 다중필라멘트사로부터 제조된 에어백용 직물을 제공하면 이점이 있으리라고 생각된다.
<발명의 요약>
본 발명은 에어백 제조에 사용하기 위한 직포에 관한 것이다. 직물은 실질적으로 수직인 경사 및 위사 방향으로 연장되어 있는 복수의 합성 중합체 다중필라멘트사로부터 제조된다. 각 다중필라멘트사는 개개의 각 필라멘트의 선밀도가 필라멘트 당 약 8 데시텍스 내지 약 11 데시텍스 범위, 보다 바람직하게는 필라멘트 당 약 9 데시텍스 내지 약 11 데시텍스 범위인 복수의 개별적인 필라멘트를 포함한다. 직물은 ASTM법 D4032-94에 따라서 측정된 직물의 원형 굽힘 강연도는 약 4 뉴톤 내지 약 7 뉴톤 범위이다.
바람직하게는, 다중필라멘트사의 선밀도(실 섬도(yarn titer))는 약 200 내지 약 600 데시텍스 범위이고, 보다 바람직하게는 약 250 데시텍스 내지 약 550 데시텍스 범위이다.
이러한 다중필라멘트사는 평직물에서와 같이 실질적으로 수직인 경사 방향 및 위사 방향으로 제직된다. 전형적인 직물 세트(sett)는 경사 또는 위사 방향의 센티미터 당 18 내지 25 사이다. ASTM법 D4032-94에 따라 측정된 상기 형태의 직물의 원형 굽힘 강연도("킹(King)" 강연도로도 공지되어 있음)는 0.9 파운드 힘(4뉴톤) 내지 약 1.6 파운드 힘(7.1 뉴톤) 범위이다. 바람직한 실로 구성된 직물의 면적 밀도는 평방미터 당 약 125 그램 내지 평방미터 당 약 250 그램이다.
본 발명에 따라서 필라멘트 당 데시텍스가 큰 실로 제조된 직물은 보다 경량이고 원형 굽힘 강연도, 즉, 원형 굽힘에 대한 직물의 저항성에 의해 측정되는 접힘성이 개선된 에어백을 제공한다.
데시텍스가 큰 바람직한 필라멘트사로 제조되는 적합한 합성 중합체로는 나일론 66, 나일론 6, 나일론 46, 나일론 12, 나일론 612, 및 2GT, 2GN, 3GN 및 3GT 같은 폴리에스테르가 포함된다. 나일론 66이 본 발명에 따른 데시텍스가 큰 다중필라멘트사를 위한 중합체로서 특별히 바람직하다.
<바람직한 실시양태의 설명>
본 발명은 에어백 용도를 위한 개선된 합성 중합체 직포에 관한 것이다. 직물은 직물의 경사 및 위사 방향 모두 데시텍스가 큰 복수의 다중필라멘트사로부터 구성된다.
바람직하게는, 다중필라멘트사 중의 개개의 각 필라멘트는 선밀도가 필라멘트 당 약 8 데시텍스 내지 필라멘트 당 약 11 데시텍스 범위이면서 비강도가 높은 필라멘트이다. 개개의 필라멘트의 선밀도가 9 데시텍스와 11 데시텍스 사이인 것이 보다 바람직하다.
데시텍스가 큰 바람직한 다중필라멘트사의 선밀도(실 섬도)는 약 200 내지 약 600 데시텍스 범위이다. 보다 바람직하게는, 데시텍스가 큰 다중필라멘트사의 선밀도는 약 250 데시텍스 내지 약 500 데시텍스 범위이다.
데시텍스가 큰 다중필라멘트사는 평직물에서와 같이 실질적으로 수직인 경사 방향 및 위사 방향으로 제직된다. 전형적인 직물 세트는 경사 또는 위사 방향으로 센티미터 당 18 내지 25 사이다. ASTM법 D4032-94에 따라 측정된 상기 형태의 직물의 원형 굽힘 강연도("킹(King)" 강연도로도 공지되어 있음)는 0.9 파운드 힘(4.0 뉴톤) 내지 약 1.6 파운드 힘(7.1 뉴톤)이다. 이 ASTM법은 본원에 참고문헌으로서 인용된다.
본 발명에 따라서 구성된 직물의 면적 밀도는 평방미터 당 약 125 그램 내지 평방미터 당 약 250 그램이다. 본 발명에 따라서 필라멘트 당 데시텍스가 큰 실로 제조된 직물은 보다 경량이고 원형 굽힘에 대한 직물의 저항성에 의해 측정되는 접힘성이 개선된 에어백을 제공한다.
놀랍게도, 본 발명자들은 개개의 필라멘트의 선밀도가 필라멘트 당 약 8 데시텍스 내지 약 11 데시텍스 범위인, 경사 및 위사 방향 모두에서 데시텍스가 큰 다중필라멘트사로 제조된 평직물은 강연도가 높지 않다는 것을 드디어 발견하였다. 직물 원형 굽힘 강연도 측정을 기준으로, 본 발명에 따른 직물은 통상적인 에어백 직물보다 훨씬 용이한 접힘성 및 감소된 원형 굽힘 강연도를 갖는다. 원형 굽힘 강연도는 직물의 용이한 접힘성과 직접 관련되어, 보다 작은 에어백 패키지 크기 및 전개시의 보다 양호한 펼침과 상관된다.
본 발명에 따라서 필라멘트 당 데시텍스가 보다 큰 실로부터 제조된 직물은 직물 봉합 강도, 직물 중량 및 제직 강도(weaving intensity) 사이의 최적 균형을 달성한다고 생각된다. 데시텍스가 보다 작은 필라멘트사를 사용하는 종래의 에어백 직물에서 그러한 직물이 필요한 봉합 강도를 제공하기 위해 요구되는 인장 강도를 나타내기 위해서는 보다 높은 실 밀도 및 센티미터 당 보다 많은 실이 요구되었다. 그러나, 질량이 작은 직물의 그러한 이점은 보다 높은 제직 강도의 보다 높은 비용에 의해 상쇄된다.
본 발명의 직물에 의해 달성되는 두번째 이점은 감소된 실의 선밀도에 의해 제공되는 보다 가벼운 중량이다. 보다 경량의 직물은 에어백의 모멘텀(momentum) 및 정상적인 에어백 전개에 의해 야기되는 차량 탑승자에 대한 잠재적인 상해를 감소시키기 위해 점점 더 많이 사용되고 있다. 디파워드 에어백(depowered airbag) 및 보다 경량의 직물 모두가 이러한 노력의 일환이다. 본 발명은 종래 에어백 직물에 사용된 실보다 필라멘트 당 데시텍스가 큰 실로부터 강도 및 접힘성이 높은 경량의 직물을 제공할 수 있다.
본 발명의 또다른 이점은 필라멘트의 손상없이 필라멘트가 용이하게 직물로 제직되는 것이다. 전적으로 통상적인 수단(워터 젯, 에어 젯 및 래피어(rapier))을 이용한 제직에서, 필라멘트가 보다 적게 취급으로 인해 파단된다. 그 결과, 본 발명에 따라서 필라멘트 당 데시텍스가 보다 큰 실을 사용하는 제직기에는 데시텍스가 훨씬 더 작은 필라멘트사로 수득할 수 없는 생산성 증가 및 비용의 이점이 제공된다.
필라멘트 당 데시텍스가 큰 실을 사용함으로써 기인되는 또다른 직물 성능의 이점으로는 종래의 실보다 낮은 표면적 대 부피 비가 포함된다. 보다 낮은 필라멘트 표면 대 부피 비의 결과로서 공정 피니쉬(finish)를 제거하기 위한 직물 정련과같은 처리가 보다 높은 생산성으로 수행된다.
본 발명에 따라서 제조된 직물에는 후처리를 위한 새로운 공정 또는 특수한 공정이 필요하지 않다. 특히, 평방미터 당 20 내지 40 그램의 실리콘 고무 같은 직물 코팅물이 사용되는 경우, 이 코팅물은 500 파스칼의 시험 차압 적용시 분 당 평방미터 당 10 리터 미만인 산업 표준을 달성하도록 직물의 공기 투과성을 변성시킨다. 전적으로 통상적인 코팅물 및 코팅물을 적용하기 위한 수단이 본 발명의 직물에 적절하다. 본 발명의 직물은 나이프, 롤러, 침지, 압출 및 다른 코팅 방법을 사용하여 실리콘, 폴리우레탄, 고무, 이 재료들의 블렌드 및 에어백 적용에 유용한 다른 코팅 제품과 같은 코팅재로 코팅될 수 있다.
에어백용 직물에서 필라멘트 당 데시텍스가 큰 실의 이점은 다양한 합성 중합체를 사용하여 제조되는 다중필라멘트사에 의해 실현될 수 있다고 생각된다. 본 발명의 직물에 사용되는 데시텍스가 큰 다중필라멘트사는 나일론 66, 나일론 6, 나일론 46, 나일론 12, 나일론 612, 폴리에스테르 2GT(폴리에틸렌 테레프탈레이트), 폴리에스테르 2GN(폴리에틸렌 나프탈레이트), 폴리에스테르 3GN(폴리트리메틸렌 나프탈레이트) 및 폴리에스테르 3GT(폴리트리메틸렌 테레프탈레이트) 중합체 중 임의의 것으로부터 제조될 수 있다. 나일론 66이 본 발명에 따른 데시텍스가 큰 다중필라멘트사로부터 제조된 직물을 위한 중합체로서 특히 바람직하다.
<시험 방법>
원형 굽힘 강연도(또는 "킹" 강연도) 시험 방법은 D4032-94로 표시된 상기 인용된 ASTM법에 상술된 직물을 위한 표준 절차이다. 상기 방법에서 평평한 접힌직물 견본을 표준 오리피스(orifice)에 강제로 통과시킨다. 오리피스를 통하여 직물을 밀어내는데 요구되는 최대의 힘이 직물 강연도 또는 원형 굽힘에 대한 직물의 저항성에 상관된다. 결과값, 즉, 힘 측정값은 파운드 힘 또는 뉴톤으로 직접 기록된다(1 파운드 힘은 4.447 뉴톤과 같음).
<실 제조>
표에 요약되어 있는 직물을 구성하는데 사용되는 모든 실은 나일론 66 단일중합체로부터 용융방사하였다. 열 안정제 첨가제 패키지가 중합체 내에 존재하였다. 실의 각 필라멘트는 원형 단면이었고, 소광제를 함유하지 않았다. 연신 단계 및 권취가 결합된 통상적인 용융 방사법을 사용하여 실을 제조하였다. 실의 0.8 중량％의 피니쉬로 실을 유제 처리하였다. 실시예 1, 2, 3 및 7에서 필라멘트 당 공칭 데니어는 8.24 데니어(9.15 데시텍스)였다. 실 450 미터의 그램 중량을 취하고, 이 수치에 20을 곱하고 칭량된 실 시료 중의 필라멘트의 수로 나누어 필라멘트 당 데니어를 측정하였다. 데시텍스는 데니어에 10/9를 곱한 것과 같다.
<직물 제조>
통상적인 래피어 직기를 사용하여 표의 실시예 1 내지 5의 각 직물을 제직하였다. 통상적인 워터 젯 직기를 사용하여 표의 실시예 6 및 7의 직물을 제직하였다. 모든 직물을 상업적인 제직의 실시에서 전형적인 설정 및 속도에서 직물 호제(fabric size)가 없이 평직으로 제직하였다. 제직 후, 직물을 물에서 정련하고 건조시키고 통상적인 상업적 실시 방법을 사용하여 열고정시켰다. 모든 직물은 코팅하지 않았다.
실시예를 표에 요약하였다.
<표>
실시예 번호 실데니어(실 dtex) 필라멘트수 필라멘트당데니어(dtex/fil) 경사/인치×위사/인치 피복인자 직물밀도g/m2 직물게이지밀(mm) 원형굽힘강연도파운드 힘(뉴톤)
1 280(311.5) 34 8.2(9.2) 53×52 0.71 142 9.9(0.25) 0.95(4.2)
2 280(311.5) 34 8.2(9.2) 55×57 0.76 152 9.9(0.25) 1(4.4)
3 280(311.5) 34 8.2(9.2) 61×60 0.82 164 9.9(0.25) 1.45(6.4)
4(비교예) 210(235) 68 3.1(3.4) 63×66 0.81 136 9.9(0.25) 0.63(2.8)
5(비교예) 315(350) 96 3.3(3.7) 60×60 0.91 191 11.02(0.28) 1.62(7.2)
6(비교예) 420(470) 68 6.2(6.9) 49×49 0.86 202 9.9(0.25) 1.92(8.5)
7 420(470) 51 8.2(9.2) 49×49 0.86 202 9.9(0.25) 1.47(6.5)
<실시예 1, 2 및 3>
(본 발명)
실시예 1, 2 및 3은 필라멘트 당 데시텍스가 큰 실로부터 제조된 경량의 직물의 특성을 나타낸다. 각 경우에서 필라멘트 당 8.24 데니어(9.11 데시텍스)인 280 데니어(311.5 데시텍스)의 나일론 66 실(각 실 다발 중에 34개의 필라멘트)을 하기와 같이 구성된 직물로 단단하게 제직하였다.
구성
실시예 경사 × 위사(인치 당 실) 경사 × 위사(cm 당 실)
1 53 × 52 20.8 × 20.5
2 55 × 57 21.6 × 22.4
3 61 × 60 24.0 × 23.6
실시예 1은 표에 기록된 특성이 있는 53 사/인치 × 52 사/인치의 직물이었다. 평방미터 당 142 그램의 면적 밀도는 필라멘트 당 데니어가 훨씬 작은 실로부터 구성된 매우 경량인 직물에 상당하였다. PCT 공개 번호 제WO 98-00592호(보웬(Bowen) 등, 밀리켄 리써치 사(Milliken Research Corp.)에 양도됨)에 개시된 정의에 따라 측정된 직물 피복 인자는 0.71이었다. 직물 피복 인자는 직물의 면적 중량에 따라 선형적으로 변한다. 실시예 1의 원형 굽힘 강연도는 4.2 뉴톤이었다.
실시예 2는 표에 기록된 특성이 있는 55 사/인치 ×57 사/인치의 직물이었다. 직물 피복 인자는 0.76이었다. 평방미터 당 152 그램의 면적 밀도는 필라멘트 당 데니어가 훨씬 작은 실로부터 구성된 매우 경량인 직물에 상당하였다. 실시예 2의 원형 굽힘 강연도는 4.4 뉴톤이었다.
실시예 3은 표에 기록된 특성이 있는 61 사/인치 ×60 사/인치의 직물이었다. 직물 피복 인자는 0.82이었다. 평방미터 당 164 그램의 면적 밀도는 필라멘트 당 데니어가 훨씬 작은 실로부터 구성된 매우 경량인 직물에 상당하였다. 실시예 3의 원형 굽힘 강연도는 6.4 뉴톤이었다.
<실시예 4>
(비교예)
210 데니어(235 데시텍스)이고, 필라멘트 당 3.1 데니어(3.4 데시텍스)인실(각 실 다발 중의 필라멘트수가 68임)을 경사가 63 사/인치(센티미터 당 24.8)이고 위사가 66 사/인치(센티미터 당 26)인 직물로 제직하였다. 직물 피복 인자는 0.81이었다. 직물 면적 밀도는 매우 경량인 시판용 에어백 직물의 특징인 평방미터 당 136 그램이었다. 이 직물의 원형 굽힘 강연도는 2.8 뉴톤이었다.
<실시예 5>
(비교예)
315 데니어(350 데시텍스)이고, 필라멘트 당 3.3 데니어(3.7 데시텍스)인 실(각 실 다발 중의 필라멘트수가 96임)을 경사가 60 사/인치이고 위사가 60 사/인치(23.6/cm × 23.6/cm)인 직물로 제직하였다. 직물 피복 인자는 0.91이었다. 직물 면적 밀도는 필라멘트 당 데시텍스가 작은 실로부터 제조된 시판용 에어백 직물의 전형인 평방미터 당 191 그램이었다. 이 직물의 원형 굽힘 강연도는 7.2 뉴톤이었다.
<실시예 6>
(비교예)
420 데니어(470 데시텍스)이고, 필라멘트 당 6.2 데니어(6.9 데시텍스)인 실(각 실 다발 중의 필라멘트수가 68임)을 경사가 49 사/인치이고 위사가 49 사/인치(19.3/cm × 19.3/cm)인 직물로 제직하였다. 직물 피복 인자는 0.86이었다. 직물 면적 밀도는 시판용 에어백 직물의 전형인 평방미터 당 202 그램이었다. 이 직물의 원형 굽힘 강연도는 8.5 뉴톤이었다.
<실시예 7>
(본 발명)
420 데니어(470 데시텍스)이고, 필라멘트 당 8.2 데니어(9.2 데시텍스)인 실(각 실 다발 중의 필라멘트수가 51임)을 경사가 49 사/인치이고 위사가 49 사/인치(19.3/cm × 19.3/cm)인 직물로 제직하였다. 직물 피복 인자는 0.86이었다. 직물 면적 밀도는 시판용 에어백 직물의 전형인 평방미터 당 202 그램이었다. 이 직물의 원형 굽힘 강연도는 6.5 뉴톤이었다.
<검토>
비교예 6의 직물은 선밀도가 필라멘트 당 6.2 데니어(6.9 데시텍스)인 다중필라멘트사로 제조되었고 원형 굽힘 강연도는 8.5 뉴톤이었다. 대조적으로, 본 발명인 실시예 7의 직물은 선밀도가 필라멘트 당 8.2 데니어(9.2 데시텍스)인 다중필라멘트사로 제조되었고 원형 굽힘 강연도는 6.5 뉴톤이었다. 놀랍게도, 본 발명인 실시예 7의 직물의 원형 굽힘 강연도는 겨우 비교예 6의 종래 직물의 약 76 ％였다. 이러한 직물 굽힘 저항성의 감소는 본 발명에 따라서 필라멘트 당 데시텍스가 높은 실로부터 제조된 직물로 구성된 에어백의 접힘이 뛰어나게 용이함으로 해석된다.
비교예 5의 직물은 선밀도가 필라멘트 당 3.3 데니어(3.7 데시텍스)인 다중필라멘트사로 제조되었고 원형 굽힘 강연도는 7.2 뉴톤이었다. 대조적으로, 본 발명인 실시예 3의 직물은 선밀도가 필라멘트 당 8.2 데니어(9.2 데시텍스)인 다중필라멘트사로 제조되었고, 원형 굽힘 강연도는 6.4 뉴톤이었다. 본 발명인 실시예 3의 원형 굽힘 강연도는 겨우 비교예 5의 종래 직물의 원형 굽힘 강연도의 약 89 ％였다. 이는 역시 본 발명에 따라서 필라멘트 당 데시텍스가 높은 실로부터 제조된 직물로 구성된 에어백의 접힘이 뛰어나게 용이함으로 해석된다.
본 발명은 필라멘트 당 데시텍스가 큰 합성 중합체 다중필라멘사로 제직된 에어백(airbag)용 직물에 관한 것이다.

Claims (6)

  1. 실질적으로 수직인 경사 및 위사 방향으로 연장되어 있는 복수의 합성 중합체 다중필라멘트사로부터 제조되며,
    상기 각 다중필라멘트사가 선밀도가 필라멘트 당 약 8 데시텍스 내지 약 11 데시텍스 범위인 복수의 개별적인 필라멘트를 포함하며,
    ASTM법 D4032-94에 따라서 측정된 원형 굽힘 강연도가 약 4 뉴톤 내지 약 7 뉴톤 범위인 것을 특징으로 하는, 에어백 제조용 직포.
  2. 제1항에 있어서, 각 다중필라멘트사의 선밀도가 약 200 내지 약 600 데시텍스 범위인 직포.
  3. 제2항에 있어서, 각 다중필라멘트사의 선밀도가 약 250 데시텍스 내지 약 550 데시텍스 범위인 직포.
  4. 제1항에 있어서, 각 필라멘트의 선밀도가 약 9 데시텍스이고, 직물 세트(sett)가 경사 및 위사 방향 모두에서 센티미터 당 약 18 내지 약 25 사이고, 면적 밀도가 평방미터 당 약 125 그램 내지 평방미터 당 약 250 그램 범위인 직포.
  5. 제1항에 있어서, 각 다중필라멘트사가 나일론 66, 나일론 6, 나일론 4,6, 나일론 12, 나일론 6,12, 폴리에스테르 2GT, 폴리에스테르 2GN, 폴리에스테르 3GN 및 폴리에스테르 3GT로 이루어진 군으로부터 선택된 중합체로부터 제조된 것인 직포.
  6. 제1항에 있어서, 각 필라멘트의 선밀도가 약 9 데시텍스 내지 11 데시텍스 범위인 직포.
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