KR20070015504A - 가스 발생기용 필터 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는 보형성이 좋은 것을 얻을 수 있는 가스 발생기용 필터의 제조 방법을 제공하는 것이다. 구리 도금된 철선이 엮여져 이루어지는 통 형상물이고, 철선끼리의 교차부에 도금된 구리가 용융된 것이 부착되어 교차부가 고정되어 있는 가스 발생기용 필터의 제조법이며, 구리 도금된 철선을 엮어 통 형상물을 얻는 성형 공정 및 상기 통 형상물을 구리의 융점 이상으로, 또한 철의 소결 온도 미만으로 유지한 후, 냉각하는 열처리 공정을 갖는 가스 발생기용 필터의 제조법이다.
철선, 메쉬 부재, 교차부, 구리, 가스 발생기용 필터
Description
본 발명은 에어백용 가스 발생기에 사용하는 가스 발생기용 필터, 그 제조법, 에어백용 가스 발생기에 관한 것이다.
가스 발생제에 의한 연소 가스를 에어백의 팽창 매체로 하는 화공식의 가스 발생기에는 연소 가스를 냉각하거나, 연소 잔사를 포착하기 위한 쿨런트(coolant) 필터가 사용되고 있다. 이 쿨런트 필터는 금속선을 엮어 올린 것, 철망을 적층한 것 등이 알려져 있다.
본 발명에 관련된 선행 문헌으로서는 일본 특허 공개 평11-348712호 공보, 일본 특허 공개 제2000-342915호 공보를 예로 들 수 있다.
에어백용 가스 발생기에는 자동차의 내용 년수(10년 이상)와 같은 기간만큼, 정상적으로 작동하는 것이 요구되기 때문에, 부품인 쿨런트 필터에 대해서도 장기간의 진동에 대한 높은 내구성(자동차의 내용 년수의 동안, 같은 형상을 유지할 수 있는 보형성)이 요구된다.
따라서, 금속선을 엮어 올려 제조되는 쿨런트 필터의 경우에는, 그대로는 강도 및 내구성의 점에서 불충분하기 때문에, 일본 특허 공개 평11-348712호 공보와 같이 소결 처리함으로써 강도가 높여지고 있다.
그러나, 금속선은 철선이나 스테인리스 강선이 사용되고 있기 때문에, 예를 들어 철(융점 : 1535 ℃)을 소결할 때 소결 온도는 매우 높아진다. 이로 인해, 에너지의 소비량이 커져 소결에 요하는 시간도 길어지고, 그 만큼 제조 비용이 높아지게 된다.
본 발명은 종래품과 동등 이상의 품질을 갖는 가스 발생기용 필터 및 보다 완화한 조건으로 높은 품질의 쿨런트 필터를 얻을 수 있는 가스 발생기용 필터의 제조법을 제공하는 것을 과제로 한다.
또한, 본 발명은 상기 가스 발생기용 필터를 이용한 에어백용 가스 발생기를 제공하는 것을 다른 과제로 한다.
청구항 1의 발명은 과제의 해결 수단으로서 코어선으로 이루어지는 금속선이 저융점 금속으로 피복된 피복 금속선이 엮어져 이루어지는 통 형상물이며, 저융점 금속이 코어선을 구성하는 금속보다도 저융점의 금속이고, 피복 금속선끼리의 교차부가 용융된 상기 저융점 금속이 부착하여 고화됨으로써 결합된 것인 가스 발생기용 필터를 제공한다.
코어선으로 이루어지는 금속선에 피복된 저융점 금속의 융점은, 코어선을 구성하는 금속의 융점보다도 20 ℃ 이상 낮은 것이 바람직하고, 30 ℃ 이상 낮은 것이 더 바람직하다.
코어선으로 이루어지는 금속선은 철선 또는 스테인리스 강선으로부터 선택되는 것이 바람직하고, 코어선을 피복하는 저융점 금속은 구리, 아연, 알루미늄, 주석, 납으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
청구항 4의 발명은, 다른 과제의 해결 수단으로서 상기의 가스 발생기용 필터의 제조법이며,
코어선으로 이루어지는 금속선이 저융점 금속으로 피복되어 있고, 저융점 금속이 코어선을 구성하는 금속보다도 저융점의 금속인 피복 금속선을 엮어 통 형상물을 얻는 성형 공정과,
상기 통 형상물을, 코어선을 피복하는 저융점 금속의 융점 이상에서, 또한 코어선을 구성하는 금속의 소결 온도 미만으로 유지한 후, 냉각하는 열처리 공정을 갖는 가스 발생기용 필터의 제조법을 제공한다.
성형 공정에 있어서의 통 형상물은 내부 직경 3 내지 80 ㎜, 외부 직경 10 내지 90 ㎜, 높이 5 내지 300 ㎜ 및 질량이 10 내지 400 g의 것이 바람직하다.
열처리 공정에 있어서, 코어선을 피복하는 저융점 금속의 융점보다도 10 ℃ 이상 높은 온도(더 바람직하게는 30 ℃ 이상 높은 온도)로, 또한 코어선을 구성하는 금속의 융점보다도 10 ℃ 이상 낮은 온도(더 바람직하게는 50 ℃ 이상 낮은 온도)로 열처리하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서의「필터」는 연소 가스의 냉각 기능 및/또는 연소 잔사의 포착 기능을 갖는 것을 의미한다.
본 발명에 있어서의「피복 금속선」은 코어선 표면이 저융점 금속으로 덮여져 있는 것이면 좋고, 코어선에 금속 도금된 피복 금속선 등이 포함된다.
또한, 본 발명에 있어서의 융점은 화학 대사전, 제1판 제1 인쇄, 1989년 10월 20일 발행, 가부시끼가이샤 동경 화학 동인의 기재에 의한다.
청구항 7의 발명은, 다른 과제의 해결 수단으로서 가스 배출 구멍을 갖는 하우징, 충격에 따라 작동하는 점화 수단, 점화 수단에 의해 착화 연소되고, 연소 가스를 발생하는 가스 발생제가 수용된 연소실 및 연소 가스를 여과 및 냉각하기 위한 필터를 구비한 에어백용 가스 발생기이며, 필터로서 상기의 가스 발생기용 필터를 이용한 에어백용 가스 발생기를 제공한다.
본 발명의 제조법을 적용하여 얻어지는 가스 발생기용 필터는 엮어진 피복 금속선끼리의 교차부가 용융된 저융점 금속이 고화된 것으로 고정 부착되어 있으므로, 전체의 보형성이 좋다.
또한, 본 발명의 가스 발생기용 필터는 장기간에 걸친 보형성이 양호하므로, 상기 필터를 이용한 에어백용 가스 발생기의 신뢰성도 향상된다.
도1은 제조 과정에 있어서의 통 형상물 또는 완성품인 가스 발생기용 필터의 외형상을 설명하기 위한 개념도이다.
도2는 도1에 도시한 가스 발생기용 필터의 다른 형태의 개념도이다.
도3의 (a)는 성형 공정 후 금속선의 상태를 설명하기 위한 개념도, 도3의 (b)는 열처리 공정 후 금속선의 상태를 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 가스 발생기용 필터를 얻기 위한 제조법에 대해 설명하지만, 이하에 있어서는 구리 도금된 철선을 이용한 실시 형태이다. 도1은 제조 과정에 있어 서의 통 형상물 또는 완성품인 가스 발생기용 필터의 외형상을 설명하기 위한 개념도이다.
우선, 성형 공정에 있어서 구리 도금된 철선(1)을 엮고, 도1에 도시한 바와 같은 통 형상물을 얻는다. 구리 도금된 철선은 1개 또는 2개 이상을 사용할 수 있다. 또한, 도금 금속인 구리는 구리 및 구리를 주로 하는 합금을 의미한다.
구리 도금된 철선의 치수는 가스 발생기용 필터로서 공지의 것을 채용할 수 있고, 예를 들어 단면적이 0.03 내지 0.8 ㎟의 범위로 선택할 수 있다.
구리 도금층의 두께는 철선의 교차부의 고정 강도를 높이고, 필터 전체의 보형성을 높이는 관점으로부터 0.5 내지 10 ㎛가 바람직하고, 1 내지 3 ㎛가 더 바람직하다. 또한, 구리 도금층의 두께(즉 피복된 구리의 양)가 상기 범위이면, 용융된 구리가 철선의 교차부로 이동하여 고정 작용을 하기 위해서는 충분한 양이지만, 용융된 구리가 드리우거나 하여 필터의 간극을 막는 일은 없다.
본 발명에 있어서의 구리 도금된 철선으로서는, 일본 특허 공개 제2000-342915호 공보에 개시된 자동차 에어백 가스 발생기 필터용의 도금 금속선을 이용할 수 있다.
통 형상물을 엮는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 원기둥형의 코어재료를 사용하고, 그 주위에 구리 도금한 철선 등을 엮는 방법을 적용해도 좋다. 이 원기둥형의 코어 재료의 외부 직경은 성형 공정으로 얻어지는 통 형상물의 내부 직경과 일치하게 된다.
엮는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 메리야스 편성, 권취선, 평직, 능직, 평첩직, 능첩직 등이 바람직하다.
이러한 구리 도금한 철선을 이용하여 통 형상으로 엮는 방법으로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2001-171472호 공보의 [0013] 내지 [0016]에 기재된 성형 공정으로 얻어지는 통 형상물의 치수는 목적으로 하는 가스 발생기의 종류에 따라 결정되지만, 내부 직경 3 내지 80 ㎜, 외부 직경 10 내지 90 ㎜, 높이 5 내지 300 ㎜ 및 질량이 10 내지 400 g의 범위로 선택할 수 있다.
이와 같이 하여 얻어진 통 형상물은 1개 또는 2개 이상의 구리 도금된 철선이 몇 겹으로도 엮을 수 있음으로 메쉬형의 철선끼리가 교차하여 형성되는 무수히 많은 교차부를 갖게 된다.
또한, 필터는 여과재로서 기능하는 도2에서 도시한 바와 같은 메쉬 부재(와이어 스크린)(4)를, 도1에서 도시된 바와 같이 하여 조립할 수 있다.
다음에, 열처리 공정에 있어서 성형 공정으로 얻어진 통 형상물을 구리의 융점 이상으로, 또한 철의 소결 온도 미만으로 유지한 후 냉각한다. 성형 공정에서 코어 재료를 이용하였을 때에는, 그대로 열처리할 수 있지만 코어 재료를 벗긴 후에 열처리해도 좋다.
열처리의 하한 온도는 구리의 융점(1083 ℃)보다도 10 ℃ 이상 높은 온도가 바람직하고, 30 ℃ 이상 높은 온도가 더 바람직하다.
열처리의 상한 온도는, 코어선으로 이루어지는 철의 융점(1535 ℃)보다도 10 ℃ 이상 낮은 온도가 바람직하고, 50 ℃ 이상 낮은 온도가 더 바람직하다. 이와 같이 코어선으로 이루어지는 철의 소결 온도보다도 낮은 온도로 열처리하기 위해, 철의 소결 온도로 열처리하는 방법에 비하면 에너지 소비량은 적어진다.
열처리 시간은, 상기한 치수 형상의 통 형상물을 상기하는 온도 범위에서 열처리할 때, 10 내지 120분이 바람직하다.
열처리 후, 상온까지 냉각한다. 그 후에 필요에 따라서 압축 성형 등의 성형 수단을 적용해도 좋다.
상기한 바와 같이, 성형 공정으로 얻어진 통 형상물은, 도3의 (a)(통 형상물의 부분 개념도)에 도시한 바와 같이 구리 도금된 철선(1)끼리가 교차하여 형성되는 무수히 많은 교차부(2)를 갖고 있다.
이러한 통 형상물에 대해, 열처리 공정에 있어서 소정의 온도 조건으로 열처리 함으로써, 코어선으로 이루어지는 철선은 변화시키지 않고, 도금된 구리의 전부 또는 일부만을 용융시킬 수 있다. 그 결과, 도3의 (b)에 도시한 바와 같이 용융된 구리(3)가 상기 교차부(2)의 간극에 침입하는 동시에, 교차부의 표면에 부착된다. 이때, 통 형상물의 반경 방향으로 인접하는 교차부끼리도 용융된 구리(3)를 통해 서로 결합된다.
그 후에 냉각함으로써 용융된 구리(3)가 고화되고, 무수한 교차부의 각각이 및 인접하는 교차부끼리가 구리로 견고하게 고정되기 때문에, 필터 전체의 보형성을 높일 수 있다.
본 발명에서 얻어지는 가스 발생기용 필터는 가스 발생기를 정상으로 작동시키는 관점에서, 공기 유량 1 ㎥/분에 있어서의 전체의 압력 손실이 0.02 내지 500 ㎪인 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서의 압력 손실의 측정은 제2926040호 공보 의 단락 번호 67 및 도8에 개시된 방법에 따른다.
본 발명의 가스 발생기용 필터를 이용한 에어백용 가스 발생기는 가스 배출 구멍을 갖는 하우징, 점화 수단, 가스 발생제가 수용된 연소실 및 연소 가스를 여과 및 냉각하기 위한 필터를 구비한 것이면 좋고, 예를 들어 일본 특허 공개 평10-181516호 공보의 도1, 일본 특허 공개 제2001-97175호 공보의 도1, WO 00/48868호의 도1에 도시된 가스 발생기에 적용할 수 있다.
<실시예>
제1 실시예
(성형 공정)
직경 60 ㎜의 원기둥형 코어 재료의 주위에, 구리 도금한 철선(단면적 0.2 ㎜, 도금층 두께 약 2 ㎛)을 엮어(메리야스 편성), 내부 직경 61 ㎜, 외부 직경 72 ㎜, 높이 57 ㎜, 질량 170 g의 도1에 도시한 바와 같은 통 형상물을 얻었다.
(열처리 공정)
성형 공정으로 얻은 통 형상물을 가열로 속에 넣고, 1180 ℃에서 10분간 유지한 후, 가열을 멈춘 상태에서 그대로 방치하고, 상온까지 냉각하여 필터를 얻었다.
이렇게 얻어진 필터의 외관을 관찰하면, 철선의 교차 부분에 구리가 부착되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 이 필터의 압력 손실은 0.25 ㎪였다. 이 필터를 조립한 가스 발생기[일본 특허 공개 제10-181516호 공보의 도1의 것. 가스 발생제로서 비테트라졸 암모늄염/염기성 질산구리/초산 셀룰로스(22.7 질량％/74.3 질량 ％/3 질량％)를 40 g 사용]의 작동 테스트를 행한 후, 작동 완료의 것을 분해 후, 눈으로 확인함에 따라 필터의 헐거움이나 갈라짐이 없는 것을 확인하였다.
Claims (7)
- 코어선으로 이루어지는 금속선이 저융점 금속으로 피복된 피복 금속선이 엮어져 이루어지는 통 형상물이며, 저융점 금속이 코어선을 구성하는 금속보다도 저융점의 금속으로, 피복 금속선끼리의 교차부가 용융된 상기 저융점 금속이 부착하여 고화됨으로써 결합된 것인 가스 발생기용 필터.
- 제1항에 있어서, 코어선으로 이루어지는 금속선에 피복된 저융점 금속의 융점이 코어선을 구성하는 금속의 융점보다도 20 ℃ 이상 낮은 것인 가스 발생기용 필터.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 코어선으로 이루어지는 금속선이 철선 또는 스테인리스 강선이며, 코어선을 피복하는 저융점 금속이 구리, 아연, 알루미늄, 주석, 납으로부터 선택되는 것인 가스 발생기용 필터.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 가스 발생기용 필터의 제조법이며,코어선으로 이루어지는 금속선이 저융점 금속으로 피복되어 있고, 저융점 금속이 코어선을 구성하는 금속보다도 저융점의 금속인 피복 금속선을 엮어 통 형상물을 얻는 성형 공정과,상기 통 형상물을, 코어선을 피복하는 저융점 금속의 융점 이상으로, 또한 코어선을 구성하는 금속의 소결 온도 미만으로 유지한 후, 냉각하는 열처리 공정을 갖는 가스 발생기용 필터의 제조법.
- 제4항에 있어서, 성형 공정에 있어서의 통 형상물이 내부 직경 3 내지 80 ㎜, 외부 직경 10 내지 90 ㎜, 높이 5 내지 300 ㎜ 및 질량이 10 내지 400 g인 가스 발생기용 필터의 제조법.
- 제4항 또는 제5항에 있어서, 열처리 공정에 있어서 코어선을 피복하는 저융점 금속의 융점보다도 10 ℃ 이상 높은 온도로, 또한 코어선을 구성하는 금속의 융점보다도 10 ℃ 이상 낮은 온도로 열처리하는 가스 발생기용 필터의 제조법.
- 가스 배출 구멍을 갖는 하우징, 충격에 따라 작동하는 점화 수단, 점화 수단에 의해 착화 연소되고, 연소 가스를 발생하는 가스 발생제가 수용된 연소실 및 연소 가스를 여과 및 냉각하기 위한 필터를 구비한 에어백용 가스 발생기이며, 필터로서 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 가스 발생기용 필터를 이용한 에어백용 가스 발생기.
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