KR20020082870A - 에어백용 적층 직물 - Google Patents

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KR20020082870A
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Abstract

강연도 및 접힘성의 바람직한 조합, 논-블로킹(자기점착 없음), 공기 불투과성 및 열노화 저항성을 나타내고, ASTM 4032-94 시험법에 따라 측정된 강연도가 약 5 내지 80 뉴톤인, 탄성체 코폴리에테르에스테르 기재 필름이 인조 섬유 기재 섬유에 적층된 적층 직물을 기술한다.

Description

에어백용 적층 직물{Laminated Fabric for Airbag}
투과성을 감소시키기 위한 다양한 코팅물이 있는 폴리에스테르 및 폴리아미드 직물이 공지되어 있다. 미국 특허 제5,897,929호에는 폴리아미드 재료로 된 다공성 차단층으로 코팅된 폴리에스테르 또는 폴리아미드 직물이 기술되어 있다. 미국 특허 제5,110,666호에는 일정 수준의 투과성, 가요성, 인성 및 다른 특성을 제공하는 폴리카르보네이트-폴리에테르 폴리우레탄으로 코팅된 직물 기재가 기술되어 있다. 미국 특허 제5,076,975호에는 정의된 형상을 갖는 탄성체 코팅 직물을 형성하기 위한 성형 작업이 기술되어 있다. 미국 특허 제5,763,330호에는 폴리에틸렌 수지를 나일론 직물 위에 압출 코팅하기 위한 방법이 기술되어 있다.
본원에서 사용되는 "에어백"은 자동차, 및 군사 및 항공 적용을 포함하는 다른 많은 형태의 수송수단을 위한 공기주입식 충돌 안전 구속물(inflatable passive safety restraint)을 의미한다. 에어백은 현재 자동차용 표준인 공기주입식 충돌 안전 구속 설비의 한 형태이다. 자동차의 에어백은 엄격한 요건을 만족하여야 한다. 구체적으로, 이러한 요건에는 승객 충격을 완전히 흡수하고 충격 후 후속적인 공기압(pneumatic) 완충 작용을 제공하면서, 밀리초 안에 완전히 공기가 주입되고 공기가 빠지는 능력, 또는 수 초간 부분적으로 공기가 주입된 상태를 유지하는 능력이 포함된다. 에어백 구성에 사용되는 강하고 경량인 직물은 비교적 기밀성이어야 하고, 밀집된 형태로 접힐 수 있어야 하고, 내마모성이 있어야 한다. 사용되고 있는 에어백의 다양한 형태로는 앞좌석 부분용 에어백, 측면 충격 보호용 에어백, 뒷좌석용 에어백, 헤드라이너(headliner) 부분의 공기주입식 커튼용 에어백, 및 공기주입식 안전 벨트용 에어백이 포함된다.
통상적으로 에어백으로 제조되는 제직물은 탄성 재료(특히, 실리콘 고무)로 코팅하여 직물의 공기 투과성을 조절할 수 있다. 고무 코팅된 직물의 접힌 형태로의 장기간 보관 후의 점착(sticking) 또는 블로킹(blocking)은 이러한 코팅된 직물의 널리 공지된 결함 중의 하나이다. 실리콘을 에어백 직물에 적용할 경우, 실리콘의 적용량은 매우 높은 경향이 있어, 차량 탑승자에게 상처를 입힐 수 있는 마찰 특성이 높은 매우 편평한 표면이 유발된다. 결국, 그러한 에어백 직물은 부직포로 피복될 필요가 있을 수 있다. 코팅에 대한 대체법이 지난 수 년간 연구되어 왔다. 열 수축 직물이 하나의 대체법이다. 직물을 캘린더링하는 것이 또다른 대체법이다. 그러나, 이 대체법들은 추가적인 공정 단계를 포함하고 보다 복잡하다.
EP 제1,044,803A2호에는 에어백용 직물/필름 적층물이 개시되어 이다. 개시된 적층 필름으로는 폴리에테르 블록 아미드, 폴리우레탄 및 개질 폴리올레핀이 포함된다. 폴리에테르 블록 아미드 필름으로 제조된 적층물은 감소된 팩 부피, 감소된 벽면 강연도 및 감소된 마찰 감수성의 측면에서 실리콘 코팅된 직물보다 에어백 적용의 용도에 뛰어난 것으로 언급되어 있다. 그러나, 에어백에 사용시 바람직하지 못한 블로킹을 보다 많이 유발하는 적층물의 점착성을 증가시키지 않는 동시에 보다 접힘성이 있도록 보다 낮은 강연도를 제공하는 에어백용 직물/필름 적층물이 여전히 필요하다. 또한, 바람직한 공기 투과성이 있고, 주름지는 경향이 낮은 에어백용 직물/필름 적층물이 필요하다.
본 발명은 일반적으로는 적층 직물에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 자동차 구속 장치(restraint system)용 에어백의 제조에 사용하기 위한 적층 직물(적층물)에 관한 것이다.
본 발명은 에어백 제조에 이상적으로 적합화된 독특한 특성 조합을 지닌 적층 직물로 이루어진 에어백을 제공한다. 특히, 적층물은 감소된 강연도, 증가된 접힘성, 및 감소된 가장자리 말림 및 주름 발생 경향의 바람직한 조합을 나타내는 동시에, 낮은 블로킹(즉, 자기점착(self-sticking)이 거의 또는 전혀 없음), 바람직한 낮은 공기 불투과성, 및 열 노화에 대한 양호한 저항성을 나타낸다. 이 적층물은 인조 섬유 기재 직물에 적층된 코폴리에테르에스테르 기재 탄성체 필름을 포함한다. 적층물은 킹(King) 강연도 시험법 ASTM D4032에 따라 측정된 접힘성이 약 5 내지 80 뉴톤이고, 논-블로킹(non-blocking) 경향이 높고, 고유 뒤틀림(curvature)이 낮다.
본 발명에 적합한 탄성체 필름으로는 코폴리에테르에스테르 및 코폴리에테르에스테르 블렌드로부터 제조된 필름이 포함된다. 이 필름 및 이를 제조하기 위한 수지는 공지되어 있고 상업적으로 입수가능하다. 적합한 코폴리에테르에스테르 및 코폴리에테르에스테르 블렌드는 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 이 아이 듀폰 디네모아 앤드 캄파니(E. I. du Pont de Nemours and Company)("듀폰(DuPont)")로부터 입수가능하다.
탄성체 필름의 제조를 위한 바람직한 코폴리에테르에스테르는 다수의 반복되는, 에스테르 결합을 통하여 헤드-투-테일(head-to-tail)로 결합된 장쇄 에스테르 단위 및 단쇄 에스테르 단위를 갖는다. 장쇄 에스테르 단위는 화학식 I로 표시되고, 단쇄 에스테르 단위는 화학식 II로 표시되며, 코폴리에테르에스테르는 단쇄 에스테르 단위 약 25 내지 80 중량％를 함유한다.
식 중,
a) G는 수평균 분자량이 약 400 내지 4000인 폴리(알킬렌 옥사이드)글리콜에서 말단 히드록실기를 제거한 후 잔류하는 2가 라디칼이고,
b) R은 분자량이 300 미만인 디카르복실산에서 카르복실기를 제거한 후 잔류하는 2가 라디칼이고,
c) D는 분자량이 약 250 미만인 디올에서 히드록실기를 제거한 후 잔류하는 2가 라디칼이다.
또한, 에틸렌 기재 공중합체 첨가제를 탄성체 필름의 바람직한 코폴리에테르에스테르와 블렌드할 수도 있다. 이 에틸렌 기재 공중합체 첨가제는 약 0.2 내지 20 중량％, 보다 바람직하게는 4 내지 12 중량％의 양으로 존재할 수 있다. 특정 에틸렌 기재 공중합체를 코폴리에테르에스테르와 블렌드하면, 에어백 적층재에 사용시 블로킹에 대한 감수성이 덜한, 보다 안정하고 점착성이 보다 덜한 필름이 생성됨을 발견하였다. 적합한 에틸렌 기재 공중합체 첨가제는 에틸렌 및 α,β-불포화 C3-C8카르복실산, 및 임의로는 에틸렌과 공중합될 수 있는 연화성 공단량체 1종 이상의 공중합체이다. 에틸렌 단량체는 바람직하게는 중합체의 중량에 대하여 60 중량％ 이상의 양으로 존재한다. α,β-불포화 C3-C8카르복실산은 바람직하게는 중합체의 중량에 대하여 5 내지 15 중량％의 양으로 존재한다. 아크릴산 및 메타크릴산이 바람직한 산 공단량체이다.
에틸렌 기재 공중합체는 임의로는 나트륨, 칼륨, 아연, 칼슘, 마그네슘, 리튬, 알루미늄, 니켈 및 크롬과 같은, 원소주기율표의 Ia족, Ib족, IIa족, IIIa족, IVa족, VIb족 및 VIII족으로부터 선택된 금속 이온으로 약 10 내지 99.5 ％ 중화된다. 이러한 중화된 에틸렌 산 공중합체는 '이오노머(ionomer)'로서 당업계에 공지되어 있다. 이오노머 및 그의 제조 방법은 미국 특허 제3,264,272호에 기술되어 있다. 전형적으로, 중화는 10 내지 70 ％일 것이다. 바람직하게는, 공중합체는 나트륨, 칼륨 및 리튬으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 이온으로 중화시킴으로써 이온화된 카르복실산기 약 35 ％ 내지 약 70 ％를 가진다. 바람직한 에틸렌 기재 공중합체는 본원에 참고문헌으로 인용된 미국 특허 제4,010,222호에 개시되어있다. 바람직한 에틸렌 기재 공중합체 첨가제는 공중합체 중의 약 75 ％의 카르복실산기가 나트륨 이온으로 중화된, 에틸렌 89 중량％ 및 메타크릴산 11 중량％를 함유한 공중합체이다.
에틸렌 기재 공중합체와 공중합될 수 있는 연화성 단량체는 바람직하게는 공중합체의 중량에 대하여 25 중량％ 미만의 양으로 존재한다. 연화성 공단량체는 메틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소-부틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 및 2-메톡시에틸 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 알킬 아크릴레이트일 수 있다. 바람직한 알킬 아크릴레이트는 이소-부틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 및 2-메톡시에틸 아크릴레이트이다. 또한, 연화성 공단량체는 n-부틸 비닐 에테르, n-헥실 비닐 에테르, 2-에틸헥실 비닐 에테르 및 2-메톡시에틸 비닐 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 알킬 비닐 에테르일 수도 있다. 바람직한 알킬 비닐 에테르는 n-부틸 비닐 에테르 및 n-헥실 비닐 에테르이다.
탄성체 필름의 두께는 전형적으로 5 내지 50 μ(0.005 내지 0.050 mm) 범위이다. 이 필름의 제조 방법은 널리 공지되어 있고, 압출 및 캐스팅이 포함된다. 이 필름은 캐리어와 함께 또는 캐리어 없이 제조할 수 있다. 필름은 예비 제조되거나 또는 직물 기재 상에 직접 압출할 수 있다. 바람직하게는, 필름을 직물 기재 상에 직접 압출한다. 탄성체 필름은 직물 기재의 각각의 면에 적용할 수 있다.
임의의 인조 섬유 실을 기재 직물에 사용할 수 있으나, 전형적으로는 실은 폴리아미드 또는 폴리에스테르일 것이다. 폴리아미드 기재 직물이 바람직하다.폴리아미드 섬유의 데시텍스는 전형적으로 110 내지 940 범위일 것이다. 직물은 낮은 공기 투과성을 유발하는 방식으로 제직하거나 또는 투과성을 감소시키기 위해 예를 들어 캘린더링으로 처리할 수 있다. 기계적으로 직물을 처리하는 방법은 미국 특허 제4,921,735호, 제4,977,016호 및 제5,073,418호에 기술되어 있다. 전형적으로, 에어백 직물의 공기 투과성은 500 파스칼의 시험 압력 구배 하에서 분 당 평방데시미터 당 10 리터 미만이다.
에어백 직물은 235 내지 940 dtex이고 실 당 필라멘트수가 34 내지 210인 상업적으로 입수가능한 폴리아미드 실로부터 종종 제조된다. 에어백용 제직물에 사용되는 470 dtex의 폴리아미드 실은 전형적으로 경사 및 위사 모두에서 16 내지 22/cm의 실 수로 제직된다. 에어백용 제직물에 사용되는 235 dtex의 폴리아미드 실은 요구되는 공기 투과성을 달성하기 위해 전형적으로 27 내지 30/cm의 실 수로 제직된다.
<적층 직물의 제조 단계>
<직물 제조>
직물을 통상적으로 제직하거나 또는 편성한 후, 적층 전에 정련 및 건조 또는 열고정한다. 정련은 가호제 및 방사 피니쉬 퇴적물을 제거하나, 적합한 접착제 또는 방사 피니쉬를 주의 깊게 선택하면 이 단계가 필요 없어질 수 있다. 원할 경우, 직물은 다층이고 함께 재봉, 결합, 접합(welded) 또는 제직되어 기체 또는 다른 유체를 함유할 수 있는 클로즈드(closed) 또는 세미-클로즈드(semi-closed) 구조물 형태일 수 있다.
<필름 제조>
필름은 통상적인 캐스팅 또는 압출법으로 제조한다.
<적층>
탄성체 필름을 직물 위에 직접 적층하거나 또는 접착제를 사용하여 탄성체 필름과 직물 기재 사이의 결합을 강화시킬 수 있다. 적합한 접착제로는 폴리우레탄, 폴리에테르우레탄, 에틸렌 공중합체 및 실리콘이 포함된다. 적합한 폴리우레탄 접착제는 헨켈(Henkel)로부터 리오폴(Liofol, 등록상표)이라는 상표명 하에 입수가능하다. 적합한 에틸렌 공중합체 접착제는 듀폰으로부터 바이넬(Bynel, 등록상표)이라는 상표명 하에 입수가능하다. 접착제는 바람직하게는 5 내지 100 g/m2의 양으로 적용된다. 접착제는 임의의 통상적인 방법으로 직물 기재와 탄성체 필름의 사이에 배치될 수 있다. 접착제는 탄성체 필름과 함께 직물 기재 위로 공압출될 수 있다. 접착제는 열경화성, 습식 경화성, 시간 경화성(time curing), 용매 기재, 또는 핫 멜트(hot melt) 접착제이거나, 또는 또다른 공지된 접착제 또는 결합제의 형태일 수 있고, 단일 성분 또는 다성분일 수 있다. 다성분 접착제의 경우에서, 원할 경우 가사 시간(working life)을 연장하기 위해 경화를 달성하기 위해서 함께 적용하여야만 하는 성분을 필름 및 텍스타일 기재 상에 별도로 코팅할 수 있다.
적층은 다양한 방법으로 달성할 수 있다. 접착제는 나이프 오버 에어(knife over air)법 또는 나이프 오버 롤러(knife over roller)법을 사용하여 직물 또는필름 또는 이들 모두 위에 코팅할 수 있거나, 또는 직물 위에 분무 또는 프린팅하거나 또는 임의의 공지된 방법을 사용하여 적용할 수 있다. 전형적으로, 접착제는 연속 필름으로서 적용될 것이나, 충분한 강도가 있는 한 불연속일 수도 있다. 공정 동안 접착제의 온도는 적절한 점도, 및 접착제를 경화시킬 경우 적절한 경화 속도를 발생시키도록 선택하여야 한다.
접착제를 적용한 후, 직물 기재 및 탄성체 필름을 합하고, 롤 또는 일련의 롤, 압력 패드, 바 또는 다른 설비를 사용하여 압력을 가하여, 생성된 적층물이 밀착된 구조를 형성하도록 한다. 그 후에, 임의의 필요한 경화법을 수행할 수 있다.
탄성체 필름과 직물 기재 사이의 결합을 강화시키기 위해 접착제를 사용할 경우, 필름 및 기재 직물은 전형적으로는 접착제를 경화시키기 위한 약간의 승온에서 함께 결합되어 적층물을 형성한다. 이 승온은 180 ℃만큼 높을 수 있다. 경화는 상승된 경화 온도에서 발생하여 탄성체 필름과 직물을 함께 고정시킨다. 냉각시, 특히 직물의 한쪽 면만 적층될 경우, 필름 및 기재 직물의 열팽창 거동 및 강연도 특성은 적층물이 휘고 주름지게 할 수 있다. 이러한 뒤틀림은 적층물을 주름지게 하여 적층물로 제조된 에어백의 밀집된 접힘 및 패킹(packing)을 매우 어렵게 하기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 적층물의 주름은 적층물의 필름 층과 직물 층 사이의 결합을 감소시키는 단점이 있다.
적층물의 뒤틀림은 특정 기재 직물과 함께 사용되는 필름을 주의 깊게 선택함으로써 최소화할 수 있다. 적층물 뒤틀림은 직물과 열팽창계수가 유사한 필름을 선택함으로써 최소화할 수 있다. 또한, 적층물을 형성하는 층의 강연도의 최소화,및 실온(또는 실온에 가까운 온도) 접착제 경화법의 사용도 경화된 적층물의 뒤틀림을 감소시키는데 도움이 될 수 있다. 에어백의 주요 구조 요소로서 직물 기재를 사용하는 제한 하에서, 주요 관심사는 직물의 인장 모듈러스 및 열팽창계수이다. 바람직한 나일론 직물에 있어서, 인장 모듈러스 및 열팽창계수는 각각 낮은 변형률에서 약 1 GPa 및 약 -7.5×10-6/℃이다. 나일론 직물의 이들 특성의 관점에서, 열팽창계수가 낮고 인장 모듈러스가 낮은(즉, 강연도가 낮은) 필름 층을 선택함으로써 적층물의 뒤틀림 및 주름을 감소시킬 수 있다는 것이 밝혀졌다. 본 발명의 적층물에 사용되는 코폴리에테르에스테르 기재 필름은 열팽창계수가 낮아서, 열경화 후 보다 낮은 잔류 응력을 유발한다. 이 외에, 코폴리에테르에스테르 기재 필름의 탄성체 성질은 주름진 적층물을 생성할 가능성이 덜한, 인장 모듈러스가 낮은 필름을 제공한다.
상기한 코폴리에테르에스테르 필름으로 제조된 직물/필름 적층물의 뒤틀림의 상대적인 부재를 증명하기 위해, 적층물의 가능한 거동(likely behavior)을 예측하는 수치 계산을 수행하였다. 적층물의 뒤틀림은 문헌[S. W. Tsai ＆ Hahn, "An Introduction to Composite Materials," Technomic Publishing, 1980]에 기술되어 있는 바와 같은 고전적인 적층 이론을 사용하여 예측할 수 있다. 생성된 적층물의 뒤틀림은 하기 식으로 주어지는 구조물에 대한 유효 열 모멘트 및 열 응력으로부터 계산된다.
Mx= Qxyeyzdz 및 Nx= Qxyeydz
여기서, M은 유효 열 모멘트이고, N은 열 응력이고, 첨자 x 및 y는 적층물의 면 내의 재료 특성 주축이고, z는 두께이고, 항 Qxy는 기계적 특성 행렬,
εxεyεs
σx=QxxQxy
σy=QyxQyy
σs=Qs
로 정의되고, ey는
ey= αyΔT
(여기서, α는 각 층의 열팽창계수이고, ΔT는 경화 온도와 상온의 온도 차이임)로 주어지는 미세한 기계적 선형 변형률이다.
한 면이 필름으로 적층 직물로 이루어진 가상의 적층물 3개에 대하여 예측된 뒤틀림을 계산하였다. 각 경우에, 직물은 하기의 실시예에서 직물 B로서 표시된 나일론 66 직물이었고, 필름의 두께는 50 마이크로미터(0.050 mm)이었다. 경우 A에서는, 실시예 1a의 방법에 따라 직물 B를 실시예 1a의 코폴리에테르에스테르 블렌드의 필름과 함께 적층하였다. 경우 B에서, 실시예 1b의 방법에 따라 직물 B를 다르텍(Dartek, 등록상표) 폴리아미드 필름과 함께 적층하였다. 경우 C에서, 실시예 1c의 방법에 따라 직물 B를 마일라(Mylar, 등록상표) 폴리에스테르 필름과 함께 적층하였다. 계산된 뒤틀림 반경은 다음과 같았다.
경우 A 코폴리에테르에스테르 블렌드13.7 미터
경우 B 다르텍(등록상표) 폴리아미드12.1 cm
경우 C 마일라(등록상표) 폴리에스테르5.2 cm
코폴리에테르에스테르 블렌드 필름으로부터 제조된 적층물은 다른 두 적층물에 비하여 작은 전체 뒤틀림을 가지므로 다른 두 적층물보다 훨씬 뛰어나다.
본 발명의 에어백의 적층 직물은 에어백을 위한 적절한 강도, 파단 신도, 에너지 흡수 능력, 인열 강도, 내마찰성(scrub resistance), 접착성, 패킹성(packability) 및 가요성을 나타낸다. 본 발명의 에어백의 적층 직물은 그 자체에 점착(블로킹)되지 않고, 500 파스칼의 시험 압력 차이 하에서 분 당 평방데시미터 당 1 리터 미만, 특히 0.1 리터 미만의 공기 투과성을 나타낸다. 또한, 본 발명의 에어백의 적층 직물은 열 노화 후(전형적으로, 105 내지 125 ℃에서 14일 후) 및 95 ％RH에서 105℃, -40 ℃ 및 85 ℃로의 회유(excursion)을 포함하나 이에 한정되지는 않는 열 및 습기가 합쳐진 순환 후 모두에서 이러한 특성을 계속 나타낸다.
<시험법>
적층재의 강연도는 ASTM D4032-94에 따라서 측정하고 직물 강연도 측정치를 뉴톤 단위로 기록하였다. 이 시험법은 킹 강연도 시험으로도 공지되어 있다.
블로킹(자기점착)은 하기와 같이 변형된 ISO 5978:1990(E)(DIN EN 25978와 동일함) 방법에 따라서 시험하였다. 100 mm×100 mm 적층물 시료를 절단하였다. 4개의 시편 시료를 제조하여 추 밑에 넣고, 알루미늄 분리판으로 각 시편을 서로분리시켰다. 추는 모든 시편에 약 0.2 뉴톤/cm2의 압력을 가하였다. 각 시편을 105 ℃에서 168 시간 동안 컨디셔닝한 후, 50 그램의 걸이식 추로 60 초 동안 시험하였다. 시편이 그 자체에서 분리되는 시간을 기록하였다. 각 시편이 그 자체로부터 즉각적으로 분리되는 것을 합격으로서 평가하였다. 60 초보다 긴 분리 시간은 "블로킹됨"으로 평가하였다.
적층 구조물의 뒤틀림은 직접 측정으로 측정할 수 있다. 코팅된 적층 직물은 편평한 표면 위에 방치되었을 때, 특히 직물이 단지 한 면에만 코팅된 경우 관으로 말리기 쉽다. 이러한 관의 직경이 적층물이 나타내려 하는 적층물의 고유 뒤틀림의 등급이다. 적층물의 폭을 측정하고 평면 위 가장자리의 높이를 측정한다. 이 측정으로부터, 관 직경 또는 뒤틀림 반경을 측정할 수 있다(반경 뒤틀림은 측정된 직경의 1/2임). 보다 큰 뒤틀림 반경은 보다 덜한 뒤틀림을 표시한다.
하기 직물을 실시예의 적층물 제조에 사용하였다.
직물 A는 타입(Type) 769로 불리고 듀폰으로부터 입수가능한, 총 실 섬도가 350 데시텍스인 가벼운 데니어의 산업용 연속 필라멘트 나일론 66 실로부터 제조하였다. 실을 대칭직(symmetrical weave)으로 제직하고 정련하였고, 열고정은 하지 않았다. 제직 밀도는 인치 당 경사 수가 57이고 인치 당 위사 수가 57(22/cm × 22/cm와 동일함)이었다.
직물 B는 실이 역시 듀폰으로부터 입수가능한, 총 실 섬도가 470 데시텍스인타입 749 연속 필라멘트 나일론 66 실인 것을 제외하곤, 직물 A와 동일한 방식으로 제조하였다. 직물 B는 직물 A처럼 제직하고 정련하였고, 제직 밀도가 인치 당 경사 수가 49이고 인치 당 위사 수가 49(19/cm×19/cm)이었다.
직물 C는 총 데시텍스가 480인 가벼운 데니어의 산업용 폴리에스테르 실인 듀폰의 타입 68 다크론(DACTRON, 등록상표)으로부터 제조하였다. 이 폴리에스테르 실은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 단일중합체를 기재로 하였다. 직물 C는 직물 A처럼 제직하고 정련하였고, 제직 밀도가 인치 당 경사 수가 49이고 인치 당 위사 수가 49(19/cm×19/cm)이었다.
<실시예 1>
실시예 1a에서, 직물 A를 2축 연속 혼합 압출기에서 3종의 중합체 및 안정제를 혼합함으로써 제조된 필름과 함께 적층하였다. 구성 성분은
1,4-부틸렌 테레프탈레이트 60 중량％ 및 폴리(테트라메틸렌 에테르) 글리콜 테레프탈레이트 40중량％를 함유한 코폴리에테르에스테르 탄성체 (폴리(테트라메틸렌 에테르) 글리콜의 분자량은 975임) 63 중량％,
1,4-부틸렌 테레프탈레이트 39 중량％, 1,4-부틸렌 이소프탈레이트 11 중량％, 폴리(테트라메틸렌 에테르) 글리콜 테레프탈레이트 39 중량％ 및 폴리(테트라메틸렌 에테르) 글리콜 이소프탈레이트 11 중량％를 함유한 코폴리에테르에스테르 탄성체(폴리(테트라메틸렌 에테르) 글리콜의 중량은 975임) 30 중량％,
공중합체 중의 카르복실산기의 약 75 ％가 나트륨 이온으로 중화된, 에틸렌 89 중량％ 및 메타크릴산 11 중량％를 함유한 에틸렌 기재 공중합체 첨가제 6 중량％, 및
4,4'-비스(α,α-디메틸)디페닐아민 1 중량％
이었다.
필름을 통상적인 압출법으로 제조하였다. 필름의 두께는 0.8 밀(0.020 mm)이었다. 직물의 폭은 약 20 cm이었고, 필름의 폭도 약 20 cm이었다. 30 g/m2미만의 기본 중량으로 직물에 적용된 분무 우레탄 접착제를 사용하여, 직물 기재에 필름을 결합시킴으로써 수제 시료를 제조하였다. 접착제가 있는 직물 및 필름을 밀착된 적층물이 형성되기에 충분한 힘으로 압착하였다.
실시예 1b에서, 직물 A를 두께가 0.8 밀(0.020 mm)인 듀폰의 나일론 66 열가소성 캐스팅 필름인 다르텍(등록상표) 101과 함께 적층하였다. 직물의 폭은 약 20 cm이었고, 필름의 폭도 약 20 cm이었다. 30 g/m2미만의 기본 중량으로 직물에 적용된 분무 우레탄 접착제를 사용하여, 직물 기재에 필름을 결합시킴으로써 수제 시료를 제조하였다. 접착제가 있는 직물 및 필름을 밀착된 적층물이 형성되기에 충분한 힘으로 압착하였다.
실시예 1c에서, 직물 A를 두께가 0.75 밀(0.019 mm)인 듀폰의 마일라(등록상표) 폴리에스테르 적층 필름과 함께 적층하였다. 직물은 폭은 약 20 cm이었고, 필름의 폭도 약 20 cm이었다. 30 g/m2미만의 기본 중량으로 직물에 적용된 분무 우레탄 접착제를 사용하여, 직물 기재에 필름을 결합시킴으로써 수제 시료를 제조하였다. 접착제가 있는 직물 및 필름을 밀착된 적층물이 형성되기에 충분한 힘으로압착하였다.
<실시예 2>
실시예 2a에서, 직물 B를 실시예 1a의 방법에 따라 실시예 1a의 필름과 함께 적층하였다.
실시예 2b에서, 직물 B를 실시예 1b의 방법에 따라 실시예 1b의 필름과 함께 적층하였다.
실시예 2c에서, 직물 B를 실시예 1c의 방법에 따라 실시예 1c의 필름과 함께 적층하였다.
<실시예 3>
실시예 3a에서, 직물 C를 실시예 1a의 방법에 따라 실시예 1a의 필름과 함께 적층하였다.
실시예 3b에서, 직물 C를 실시예 1b의 방법에 따라 실시예 1b의 필름과 함께 적층하였다.
실시예 3c에서, 직물 C를 실시예 1c의 방법에 따라 실시예 1c의 필름과 함께 적층하였다.
실시예 1, 2 및 3의 모든 직물 및 적층하지 않은 직물 A, B 및 C의 강연도를 ASTM D4032-94에 따라서 측정하고, 표 1에 기록하였다. 이 데이타는 적층하지 않은 대조군 직물 A, B 및 C가 실시예 1, 2 및 3의 임의의 상응하는 적층 직물보다 덜 강성이라는 것을 보여준다. 이 결과는 예상된다. 대조군 직물 C인 480 dtex의 폴리에스테르 직물은 대조군 중에서 가장 강성이었고 가장 강성인 적층물을 제조하는데 기여하였다. 블렌드된 코폴리에테르에스테르의 필름과 나일론 66으로 제조된 적층물(실시예 1a 및 1b)은 폴리아미드 필름과 함께 적층된 나일론 직물(실시예 2a 및 2b) 및 폴리에스테르 필름에 적층된 나일론 직물(실시예 3a 및 3b)을 포함한 다른 적층물보다 현저하게 덜 강성이었다. 감소된 직물 강연도는 적층물이 에어백 모듈에 사용될 경우 보다 작은 패키지 부피가 달성될 수 있도록 직물이 매우 쉽게 접힐 수 있게 한다. 실시예 1a, 2a 및 3a의 적층물의 공기 투과성을 측정하였고, 각 경우 공기 투과성은 500 파스칼의 시험 압력 차이 하에서 분 당 평방데시미터 당 0 리터였다.
실시예 기재 직물 기체 차단 적층 필름 강연도(뉴톤)5번 측정의 평균값
대조군 A 직물 A 없음 4.43
대조군 B 직물 B 없음 5.83
대조군 C 직물 C 없음 13.50
실시예 1a. 직물 A 폴리에테르에스테르 블렌드 필름 7.88
실시예 1b. 직물 B 폴리에테르에스테르 블렌드 필름 14.61
실시예 1c. 직물 C 폴리에테르에스테르 블렌드 필름 19.22
실시예 2a. 직물 A 다르텍 101 필름 10.57
실시예 2b. 직물 B 다르텍 101 필름 19.69
실시예 2c. 직물 C 다르텍 101 필름 21.27
실시예 3a. 직물 A 마일라 필름 14.43
실시예 3b. 직물 B 마일라 필름 21.24
실시예 3c. 직물 C 마일라 필름 23.82
<실시예 4>
본 실시예에서, 실시예 1의 코폴리에테르에스테르 블렌드의 필름과 함께 적층된 나일론 직물의 직물/필름 적층물을 블로킹에 대하여 시험하였다.
실시예 4a에서, 직물은 타입 749로 불리고 듀폰으로부터 입수가능한, 총 실섬도가 470 dtex인 가벼운 데니어의 산업용 연속 필라멘트 나일론 66 실이었다. 실을 대칭직으로 제직하고 정련하였고, 열고정은 하지 않았다. 제직 밀도는 인치 당 경사 수가 51이고 인치 당 위사 수가 52(20.1/cm×20.5/cm와 동일함)이었다. 직물을 실시예 1a의 안정화된 코폴리에테르에스테르 블렌드와 함께 적층하였다. 필름의 두께는 0.8 밀(0.020 mm)이었다.
실시예 4b에서, 실시예 4a의 나일론 66 직물을 실시예 1a의 안정화된 코폴리에테르에스테르 블렌드로부터 제조된 필름과 함께 적층하였다. 필름의 두께는 0.6 내지 0.65 밀(0.015 내지 0.016 mm)이었다.
실시예 4a의 적층물 시편 2개 및 실시예 4b의 적층물 시편 2개를 상기와 같이 변형된 ISO 5978:1990(E)(DIN EN 25978)에 따라 블로킹에 대하여 시험하였다. 결과값을 표 2에 요약하였다. 표 2의 데이타는 본 발명의 가요성 필름 적층물은 실시예 1a 및 1b의 적층물처럼 블로킹되지 않는다는 것, 즉 그 자체에 점착되지 않는다는 것을 보여준다. 필름의 가요성은 통상적으로 표면으로 이동하여 접착을 야기하는 경향이 있는 중합체 중의 가요성 원소에 기인하기 때문에 이 결과는 매우 놀랍다.
실시예 4a* 4b*
코폴리에테르에스테르를 기재로 한 0.020 mm 두께의 공기 투과성차단 필름과 함께 적층됨 코폴리에테르에스테르를 기재로 한 0.015 내지 0.016 mm 두께의 공기 투과성 차단 필름과 함께 적층됨
결과 - 시편 1 블로킹되지 않았음 블로킹되지 않았음
결과 - 시편 2 블로킹되지 않았음 블로킹되지 않았음
*ISO 5978(DIN EN 25978) 방법, 시료를 105 ℃에서 168 시간 동안 컨디셔닝하고, 50 그램의 걸이식 추로 60 초 동안 시험하였음.

Claims (13)

  1. 인조 섬유 기재 직물에 적층된 탄성체 필름을 포함하는 적층 직물로 이루어지며,
    상기 탄성체 필름은 다수의 반복되는, 에스테르 결합을 통하여 헤드-투-테일 결합된 화학식 I로 표시되는 장쇄 에스테르 단위 및 화학식 II로 표시되는 단쇄 에스테르 단위를 가지는 코폴리에테르에스테르 (A) 70 중량％ 이상으로 이루어진 것이고,
    상기 코폴리에테르에스테르 (A)는 단쇄 에스테르 단위 25 내지 80 중량％를 함유하며,
    ASTM D4032-94 시험법에 따라 측정된 상기 적층 필름의 강연도(stiffness)가 약 5 내지 80 뉴톤인 에어백.
    <화학식 I>
    <화학식 II>
    식 중,
    a) G는 수평균 분자량이 약 400 내지 4000인 폴리(알킬렌 옥사이드)글리콜로부터 말단 히드록실기를 제거한 후 잔류하는 2가 라디칼이고,
    b) R은 분자량이 300 미만인 디카르복실산으로부터 카르복실기를 제거한 후 잔류하는 2가 라디칼이고,
    c) D는 분자량이 약 250 미만인 디올로부터 히드록실기를 제거한 후 잔류하는 2가 라디칼이다.
  2. 제1항에 있어서, 탄성체 필름이 코폴리에테르에스테르 (A) 90 중량％ 이상으로 이루어진 것인 에어백.
  3. 제1항에 있어서, 탄성체 필름이 에틸렌 기재 공중합체 첨가제 약 0.2 내지 20 중량％를 함유하는 것인 에어백.
  4. 제3항에 있어서, 탄성체 필름이 에틸렌 기재 공중합체 첨가제 약 4 내지 12 중량％를 함유하는 것인 에어백.
  5. 제3항에 있어서, 상기 에틸렌 기재 공중합체 첨가제가 에틸렌 단량체 60 중량％ 이상 및 α,β-불포화 C3-C8카르복실산 단량체 약 5 내지 약 15 중량％를 포함하며,
    공중합체 중의 카르복실산기의 약 10 내지 99.5 ％가 나트륨, 칼륨, 아연, 칼슘, 마그네슘, 리튬, 알루미늄, 니켈 및 크롬의 군으로부터 선택된 금속 이온으로 중화된 것인 에어백.
  6. 제5항에 있어서, 공중합체 중의 카르복실산기의 약 10 내지 99.5 ％가 나트륨, 칼륨 및 리튬의 군으로부터 선택된 금속 이온으로 중화된 것인 에어백.
  7. 제5항에 있어서, 에틸렌 기재 공중합체 첨가제가 에틸렌 공단량체와 공중합될 수 있는 연화성 공단량체 1종 이상을 포함하고, 이 연화성 공단량체가 에틸렌 기재 공중합체의 중량에 대하여 25 중량％ 미만의 양으로 존재하는 것인 에어백.
  8. 제1항에 있어서, 인조 섬유 기재 직물이 나일론 중합체 85 중량％ 이상으로 이루어진 것인 에어백.
  9. 제8항에 있어서, 기재 직물이 110 내지 940 데시텍스 범위의 폴리아미드 실을 포함하는 것인 에어백.
  10. 제1항에 있어서, 탄성체 필름을 직물에 적층하기 위한 접착제를 더 포함하는 에어백.
  11. 제10항에 있어서, 접착제가 폴리우레탄, 폴리에테르우레탄, 에틸렌 공중합체 및 실리콘의 군으로부터인 것인 에어백.
  12. 제1항에 있어서, 적층 직물이 블로킹되지 않는 에어백.
  13. 제1항에 있어서, 적층 직물의 공기 투과성이 500 파스칼의 시험 압력 차이 하에서 분 당 평방데시미터 당 1 리터 미만인 에어백.
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