KR20090102707A - 사이드 커튼형 에어백 및 이를 포함하는 에어백 시스템 - Google Patents

사이드 커튼형 에어백 및 이를 포함하는 에어백 시스템

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KR20090102707A
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Abstract

본 발명은 기체에 의해 부품성을 갖는 팽창부, 상기 팽창부를 지지하는 비팽창부 및 상기 팽창부와 비팽창부의 경계를 이루는 접합부를 포함하며, 상기 접합부의 접합면에 씸실런트가 도포되고 봉제되며, 에어백의 내압 유지 수준을 측정하기 위한 방법으로 에어백에 10 bar 이상의 순간압력을 주입하였을 때, 초기 에어백 팽창시 최대 압력이 40 kPa 이상이고, 6초 후의 유지압력이 25 kPa 이상이 되는 사이드 커튼형 에어백 및 이를 포함하는 에어백 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 사이드 커튼형 에어백은 팽창부와 비팽창부의 경계를 이루는 접합부에 씸실런트 및 봉제법을 효과적으로 적용함으로써, 우수한 성능의 내압유지율을 확보하여 자동차 전복시에도 탑승자를 안전하게 보호할 수 있다.

Description

사이드 커튼형 에어백 및 이를 포함하는 에어백 시스템 {A SIDE CURTAIN TYPED AIRBAG AND AIRBAG SYSTEM INCLUDING IT}
본 발명은 자동차 전복시 자동차 측면 유리창이나 구조물에 의해 탑승자가 부상당하는 것을 방지하는 사이드 커튼형 에어백 및 이를 포함하는 에어백 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 에어백(air bag)은, 주행중인 차량이 약 40km/h 이상의 속도에서 정면의 충돌시, 차량에 가해지는 충돌충격을 충격감지센서에서 감지한 후, 화약을 폭발시켜 에어백 쿠션 내부로 가스를 공급하여 팽창시킴으로써, 운전자 및 승객을 보호하는 장치를 말한다.
특히, 사이드 커튼형 에어백은 자동차 전복시 탑승자가 자동차 측면 유리창이나 구조물과 충돌하는 것을 방지할 목적으로 자동차 측면 유리창 또는 측면 구조물에 설치하는 에어백을 말하는 것이다.
자동차 정면에 설치되는 통상의 에어백은 자동차 충돌시 폭발성 가스에 의해 신속하게 부풀려졌다가 다시 짧은시간 내에 에어백 내의 가스가 배출되어야만, 에어백에 의해 가해지는 탑승자의 2차 충격을 최소화할 수 있고 운전자의 시야도 확보할 수 있었다. 이를 위해 자동차 정면에 설치되는 종래 에어백 대부분에는 공기를 배출하는 구멍이 설치되어 있다.
그러나 사이드 커튼타입의 에어백은 자동차가 전복 또는 구를 경우 자동차의 측면 유리창 또는 측면 구조물로부터 승객의 머리를 보호하는 장치이므로, 자동차가 뒤집혀 구르는 적어도 6초 동안에도 사이드 커튼타입의 에어백이 계속 부풀려 있어 승객의 머리부근을 안전하게 바쳐 주어야 한다. 이를 위해서는 에어백의 봉제부위 및 원단으로부터 가스가 필요 이상으로 새어나가는 일이 없어야 한다. 따라서, 일반적으로 사이드 커튼타입의 에어백에는 공기배출 구멍을 형성하지 않는다.
이와 같이 봉제부위로 에어백내 가스가 너무 많이 배출되는 것을 방지하기 위하여 미국특허 5,685,347호에서는 에어백의 상부면과 하부면을 자카드 직기 상에서 동시에 직조하여 OPW(One Piece Woven) 형태로 제조하는 방법을 제안하고 있다. 그러나, 상기 방법은 고가의 전자장비가 부착된 자카드 직기가 필요하고 직조준비를 위한 패턴 입력이 매우 까다로운 문제가 있다. 더욱이, 상기 방법은 제직시 한번이라도 결함이 발생되는 경우 그 주변부위는 에어백용 원단으로 사용할 수 없는 문제도 발생하였다.
또한, 일본 공개특허공보 제1992-081342호, 제1992-197848호, 제1991-010946호 등에서는 고무성분이 코팅된 원단을 봉제하여 에어백을 제조한 다음, 봉제부위의 틈새로 에어백내 가스가 배출되지 못하도록 봉제부위를 테이프 등으로 막는 실링 공정을 제안하고 있다. 그러나, 상기 방법은 별도의 실링 공정이 추가되므로 공정이 복잡하고 제조원가가 상승되는 문제가 있었다.
따라서, 자동차 전복 등의 사고시 탑승자를 안전하게 보호할 수 있을 정도로 우수한 내압유지 성능을 갖고, 좀더 보편적인 제직 공정이나 재단, 봉제 공정을 통해 저렴한 비용 및 효율화된 공정으로 제조할 수 있는 사이드 커튼형 에어백 개발에 대한 연구가 필요하다.
본 발명은 내압유지 성능이 우수한 사이드 커튼형 에어백 및 이를 포함하는 에어백 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명은 기체에 의해 부품성을 갖는 팽창부, 상기 팽창부를 지지하는 비팽창부, 및 상기 팽창부와 비팽창부의 경계를 이루는 접합부를 포함하며, 상기 접합부의 접합면에 씸실런트가 도포되고 봉제되며, 에어백에 10 bar 이상의 순간압력을 주입하였을 때, 초기 에어백 팽창시 최대 압력이 40 kPa 이상이고, 6초 후의 유지압력이 25 kPa 이상이 되는 사이드 커튼형 에어백 및 이를 포함하는 에어백 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기 에어백을 포함하는 에어백 시스템을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 사이드 커튼형 에어백 제조시에 팽창부와 비팽창부 사이의 접합부에 씸실런트 도포 및 봉제 방법을 최적화하여 적용함으로써, 에어백 전개시 우수한 전개 성능을 발휘할 수 있도록 공기 유출 방지 및 기밀성을 향상시키고, 접합부의 봉목강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 사이드 커튼형 에어백(side curtain type air bag)에 기초하여 상세한 설명을 기술하지만, 이에 국한되지 않고 운전석용 에어백(air bag), 조수석용 에어백, 측면 에어백, 무릎용 에어백(knee air bag) 및 보행자 보호용 에어백(air bag) 등에도 적용 가능하다.
*이하, 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 형태를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 사이드 커튼형 에어백(air bag)의 평면도, 도 2는 상기 도 1의 에어백(air bag)의 접합부 2에 대한 단면도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 사이드 커튼형 에어백 1은 외주부인 비팽창부와 실내부인 팽창부를 포함하며, 2장의 원단으로 이루어진 팽창부(4a 및 4b)는 접합부 2에 의하여 접합되어 있다. 즉, 도 2에 나타낸 바와 같이, 접합부 2에서는 팽창부 상면 원단 4a 및 하면 원단 4b가 씸실런트(Seam Sealant) 3을 이용하여 접합되어 있으며, 봉제사 5에 의하여 봉합되어 있다.
본 발명에서 접합부라 함은 자동차용 에어백에 있어서 기체에 의해 부품성을 갖는 팽창부와 상기 팽창부를 지지하는 비팽창부의 사이에서 경계를 이루는 부분을 말하는 것으로, 접합부는 에어백 전개시 부품을 발생시키는 기체를 팽창부에서 빠져 나가지 못하게 하며, 팽창하는 기체의 압력에 견디는 역할을 한다. 본 발명에서는 사이드 커튼형 에어백의 접합부에 도 2에 나타낸 바와 같이 씸실런트(Seam Sealant) 3를 이용함과 동시에 봉제사 5에 의한 봉합 방법을 적용하는 것을 특징으로 한다.
먼저, 본 발명의 사이드 커튼형 에어백용 원단은 통상적으로 제직을 통해 형성된 직물이 주로 사용된다. 상기 직물로는 나일론계 원단, 폴리에스테르계 원단, 폴리페닐렌설파이드(PEN; polyphenylene sulfide)계 원단, 폴리에틸렌 2,6-나프탈레이트(PPS; polyethylene 2,6-naphthalate)계 원단, 및 아라미드계 원단으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 원단을 포함하는 직물을 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 직물의 종류 또한 크게 한정되지는 않으나, 에어백용 원단으로써 요구되는 항목인 저통기성, 고강력, 고내열성, 폴딩성 및 고온-고습에서 장시간 방치될 때의 우수한 인장강력 유지율과 내열노화성 그리고 에어백 전개시 2차 피해를 막는 우수한 자기소화성과 우수한 에너지 흡수성 등을 고려하였을 때, 나일론 66 원단을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 원단에는 필요에 따라, 내열 향상제, 산화 방지제, 난연제, 및 대전 방지제 등을 포함할 수도 있다.
상기 사이드 커튼형 에어백용 원단에 사용되는 원사로는 섬도가 210 내지 840 데니어, 바람직하게는 315 내지 525 데니어이며, 필라멘트 수는 60 내지 200, 바람직하게는 60 내지 150이며, 인장강도는 7.0 내지 10.0 g/d, 바람직하게는 8.2 내지 9.5 g/d이며, 열수축율은 6~7% 수준인 것을 사용할 수 있으며, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 에어백용 원단은 통상적인 방법으로 위사 및 경사의 비밍(beaming), 제직, 정련, 및 텐터공정을 거쳐 제조된 것을 사용할 수 있다. 다만, 구조가 복잡한 자카드 직기(Jacquard Loom)를 사용하는 OPW(One Piece Woven) 형태의 원단을 사용하지 않고, 일반적인 레피어 직기(Rapier Loom)나 에어제트 직기(Air Jet Loom) 또는 워터제트 직기(Water Jet Loom) 등을 사용하는 평직 형태의 원단을 사용함으로써, 공정을 단순화하고 제조 비용을 효과적으로 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 공기투과도를 낮추기 위하여 상기 에어백용 원단에 고무성분을 코팅할 수 있다. 상기 코팅에 사용되는 고무 성분은 통상적으로 섬유코팅에 사용되는 물질을 사용할 수 있으며, 분말(powder)형 실리콘, 액상(liquid)형 실리콘, 또는 그의 혼합물을 포함하는 것이 기밀성 및 전개시 강도 유지 측면에서 바람직하다.
상기 고무성분의 코팅은 에어백용 원단의 인열강도 향상 및 평직원단 표면으로의 공기 투과를 효과적으로 차단하기 위한 것이며, 이와 동시에 상기 도 2에서 나타낸 바와 같이 접합부 2 실런트와의 화학적 결합을 통해 접합성능 및 기밀성을 향상시키기 위한 것이다. 상기 고무성분의 코팅은 원단면의 전체에 걸쳐 실시한다. 코팅방법으로는 나이프 코팅법, 닥터블레이드법, 분무 코팅법 등으로 통상의 코팅법을 실시할 수 있으며, 바람직하게는 나이프 코팅법을 사용한다.
이때, 상기 고무성분의 바람직한 코팅량은 단위면적당 20 내지 100 g/㎡, 바람직하게는 25 내지 60 g/㎡인 것이 좋다. 만일 코팅량이 20 g/㎡ 미만일 경우 에어백의 통기량이 많아 전개 후 일정한 압력으로 6초 이상 부푼 상태를 유지할 수가 없으며, 코팅량이 100 g/㎡를 초과할 경우에는 에어백이 너무 두꺼워져 수납성이 나빠짐으로써 바람직하지 않다.
또한, 본 발명은 상기 고무성분이 코팅된 에어백용 원단의 상면과 하면이 접합되어 형성되는 접합부의 접합면(또는 봉제가 필요한 부분)에 씸실런트(Seam Sealant)를 도포한다. 이때, 씸실런트의 도포 방법은 통상의 스크린 프린트 방식을 채택할 수 있으나 다양한 접합부와 팽창부 그리고 비팽창부 등을 갖는 사이드 커튼 에어백의 형상을 고려할 경우 삼축 자동 로보트 디스펜싱 시스템(3-axis Automatic Robot Dispensing System)을 사용하는 것이 바람직하며, 특별히 상기 방식에 국한되는 것은 아니다.
본 발명에서 씸실런트로는 1액형(one liquid type) 혹은 2액형(two liquid type)의 상온 경화형 실리콘수지 또는 열경화형 실리콘수지를 사용할 수 있으며, 씸실런트의 도포량은 35 내지 150 g/min, 바람직하게는 35 내지 130 g/min, 더욱 바람직하게는 40 내지 110 g/min으로 하는 것이 에어백의 폴딩성, 인열강도, 계면접착성, 내압유지성 등의 성능 측면에서 유리하다. 또한, 상기 씸실런트의 도포량은 사이드 커튼형 에어백의 접합부에서 바람직한 씸실런트 도포 두께 및 도포 폭을 형성할 수 있으며, 에어백의 계면접착성, 내압유지성 등의 성능 측면에서 유리하다.
상기 씸실런트의 도포 두께는 봉제가 필요한 부분을 중심으로 한 접합부의 기밀성을 확보할 수 있도록 하는 측면에서 조정될 수 있으며, 바람직하게는 0.5 내지 1.3 mm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.0 mm로 균일하게 유지될 수 있도록 하는 것이 좋다. 다만, 씸실런트의 코팅 두께가 0.5 mm 미만인 경우에는 에어백 전개시 에어백 코팅면과 씸실런트 도포면 사이에서 계면 분리가 쉽게 발생할 수 있고, 또한 인열강도 및 내압유지율의 저하가 발생하여 바람직하지 않으며, 1.3 mm를 초과하는 경우에는 에어백의 폴딩성 측면에서 바람직하지 않을 수 있다.
또한, 상기 씸실런트의 코팅 폭은 봉제가 필요한 부분을 중심으로 한 접합부의 기밀성을 확보할 수 있도록 하는 측면에서 조정될 수 있으며, 바람직하게는 7 내지 12 mm, 더욱 바람직하게는 8 내지 10 mm로 균일하게 유지될 수 있도록 하는 것이 좋다. 다만, 씸실런트의 코팅 폭이 7 mm 미만인 경우에는 에어백 전개시 에어백 코팅면과 씸실런트 도포면 사이에서 계면 분리가 쉽게 발생할 수 있고, 또한 인열강도 및 내압유지율의 저하가 발생하여 바람직하지 않으며, 12 mm를 초과하는 경우에는 폴딩성 측면에서 바람직하지 않을 수 있다.
본 발명의 사이드 커튼형 에어백은 에어백의 상면과 하면 접합부에 상기와 같이 씸실런트 도포를 적용한 후에 접합부의 기밀성 향상 및 기계적 물성을 강화할 수 있도록 봉제법을 함께 적용하며, 본 발명의 접합부에서 봉제부분은 별도의 씰링(Sealing) 처리를 하지 않아도 공기 배출량은 크게 증가하지 않는다.
먼저, 본 발명의 사이드 커튼형 에어백에서 봉제 접합부는 나일론계 원사, 폴리에스테르계 원사 및 p-아라미드계 원사로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 봉제사를 사용하여 접합되고, 내열성 및 수축성 측면을 고려할 경우 봉제사는 나일론 66, 나일론 46, 헤라크론(p-아라미드계 원사) 등의 원사를 사용하는 것이 바람직하고, 가장 바람직하게는 나일론 66을 사용할 수 있다.
상기 봉제사의 굵기로는 420 내지 1260 데니어, 바람직하게는 840 내지 1260 데니어를 갖는 것을 사용할 수 있으며, 강도 및 탄성 측면을 고려할 경우 굵기가 1260 데니어인 봉제사를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
상기 봉제사로는 미국재료시험협회규격 ASTM D 204-97의 방법으로 측정한 인장강도가 58N 이상, 바람직하게는 58N 내지 110N으로 사용할 수 있으며, 바람직한 범위로는 1260 데니어의 경우 89N 내지 110N, 840 데니어의 경우 58N 내지 80N로 사용할 수 있다. 봉제사의 상기 인장강도가 상기 범위보다 작은 경우에 봉제부분의 강도가 너무 약하여 에어백 전개시 봉제사가 뜯어지는 문제가 있고, 인장강도가 너무 큰 경우에는 봉제부분의 강도가 너무 강하여 에어백 전개시 에어백 원단 자체가 찢어지는 문제점이 있다.
또한, 본 발명의 사이드 커튼형 에어백에서 접합부는 각 부위별 용도에 따라 효과적인 봉제방법을 선정하여 사용할 수 있으며, 싱글락, 더블락, 싱글 체인, 더블 체인 등의 봉제법 및 땀수를 조절하여 적용할 수 있다. 다만, 바람직하게는 봉제부분의 땀수가 30 내지 55 ea/100mm, 더욱 바람직하게는 40 내지 50 ea/100mm가 되도록 봉제할 수 있다. 이때, 봉제부부의 땀수가 30 ea/100mm 미만이면 봉제부분의 강도가 너무 약하여 에어백 전개시 접합부에서 봉제사가 뜯어지는 문제가 있고, 55 ea/100mm를 초과하는 경우에는 봉제부분의 강도가 너무 강하여 에어백 전개시 원단 자체가 찢어지거나, 에어백 쿠션 형상이 비정상적으로 전개될 수 있으며, 또한 봉제작업의 효율성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 사이드 커튼형 에어백은 평직 직물의 원단의 접합부에 씸실런트 코팅과 봉제법을 적용하는 것을 제외하고는, 통상적인 제직 방법과, 정련 및 열고정 과정과 일반적인 형태로 재단 공정을 통해 제조될 수 있다.
특히, 본 발명의 사이드 커튼형 에어백은 기체에 의해 부품성을 갖는 팽창부와 상기 팽창부를 지지하는 비팽창부를 에어백용 원단에 재단하는 단계, 에어백의 상면 또는 하면을 형성하는 어느 한쪽 에어백용 원단 내부면에 씸실런트를 도포한 다음, 상기 씸실런트가 도포되지 않은 다른 한쪽 에어백용 원단과 압착, 경화시켜 접합부를 형성하는 단계 및 상기 접합부를 봉제하는 단계를 포함하는 방법으로 제조할 수 있다.
본 발명의 제조방법에서 에어백용 원단의 재단 단계는 상기한 바와 같이 씸실런트의 도포 및 압착/경화 전에 레이져 등으로 먼저 재단한 후에, 씸실런트 도포 및 압착/경화를 실시하여 에어백을 제조할 수 있다. 또한, 상기 씸실런트가 도포된 에어백용 원단을 씸실런트가 도포되지 않은 다른 한쪽의 에어백용 원단과 압착시킨 후 경화 처리하고 레이져 등으로 재단하여 사이드 커튼타입 에어백을 제조할 수도 있다. 다만, 레이져 재단을 제조공정의 마지막 단계에서 진행할 경우 발생할 수 있는 수율의 저하 및 정확한 위치의 재단이 어려운 점을 고려할 경우 재단 단계를 먼저 수행하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 에어백의 내압 유지 수준을 측정하기 위한 방법으로 에어백에 10 bar 이상, 예컨대, 25 bar의 순간압력을 주입하였을 때 초기 에어백 팽창시(전개시) 최대 압력이 40 kPa 이상이며, 6초가 경과한 후의 압력이 25 kPa 이상으로 유지되어야 하는데, 이를 통해 차량 전복사고(Rollover)용도의 사이드 커튼형 에어백으로써 제 기능을 발휘할 수 있다. 특히, 본 발명의 사이드 커튼형 에어백은 상기 6초 경과후 내압 유지율이 50% 이상으로 매우 우수한 내압 유지 특성을 갖는다.
본 발명의 바람직한 일례에서, 상기 에어백의 내압은 도 7에 나타낸 바와 같은 장치를 이용하여 측정할 수 있다. 상기 측정 장치에서 1차 고압축 탱크에 질소를 고압으로 충진한 후에, 컴퓨터에 의해 첫번째 솔레노이드 밸브를 열어 2차 탱크에 질소가스가 10 bar 이상, 예컨대, 25 bar까지 충진될 수 있도록 조절한다. 이와 같이 2차 탱크에 충진이 되면 첫번째 솔레노이드 밸브를 닫고, 컴퓨터에 의해 두번째 솔레노이드 밸브를 개방하여, 2차 탱크에 10 bar 이상, 예컨대, 25 bar의 압력으로 충진되어 있던 압축질소가스를 순간적으로 대기압을 유지하고 있는 에어백으로 빠져나가 에어백을 전개시킨다. 이때의 에어백 내부의 초기 최대 압력을 압력센서를 통해 측정하여 컴퓨터로 측정결과를 전달하고, 수초 경과 후에 다시 압력을 측정하여 컴퓨터로 기록하게 된다.
또한, 실제 고온-고압의 인플레이트에 의하여 에어백이 전개될 경우 파열을 방지하기 위하여, 본 발명의 에어백은 미국재료시험협회규격(ASTM) D 5822의 방법으로 측정한 봉목강도(Seam Strength)가 적어도 1000N 이상이고, 절단신도는 40% 이상이 되어야 하며 고무성분 코팅면과 씸실런트(Seam Sealant) 도포면 사이의 계면접착성이 90% 이상의 수준을 유지해야 에어백 전개시, 에어백 쿠션의 씸(Seam) 접합부로 공기가 빠져나가는 것을 최소화 함으로써 우수한 내압 유지 성능을 얻을 수 있다.
한편, 본 발명은 상기의 에어백을 포함하는 에어백 시스템을 제공한다. 상기 에어백 시스템은 당업자들에게 잘 알려진 통상의 장치를 구비할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.
본 발명의 사이드 커튼형 에어백은 구조가 복잡한 자카드 직기를 이용한 이중직물을 이용하지 않고도 동등 수준 이상의 내압유지 성능으로 자동차가 전복하거나 구를 경우 탑승자를 자동차 측면 유리창 및 기구들로부터 효과적으로 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 커튼형 에어백을 나타낸 모식도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 커튼형 에어백의 접합부 2에 대한 단면을 나타낸 모식도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 사이드 커튼형 에어백의 내압 측정장치를 나타낸 개략도.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 사이드 커튼형 에어백의 물성을 아래와 같은 방법으로 평가하였다.
a) 에어백 내압 측정:
도 3에서 나타낸 바와 같이, 공기(Air)로 25 bar의 질소 압축가스를 순간적으로 주입하여 에어백을 전개시킨 후에 에어백 내압의 변화를 시간별로 관찰하였다. 이러한 동작은 전자적으로 제어하여 오차를 최소화하는 것이 바람직하므로, 여기서는 공기의 주입 및 차단 동작을 전자식 제어장치를 사용하였다.
b) 봉목강도: 미국재료시험협회규격(ASTM) D 5822
실시예 1
420 데니어의 나일론 66 원사를 사용하여 49x49(경사x위사) 밀도로 래피어직기를 통해 평직 에어백용 원단 생지를 제직한 후, 정련 및 열고정의 공정을 거친 비코팅(Non-Coating) 원단에 나이프 코팅법(knife over ro1l coating)으로 2액형 실리콘 고무를 이용하여 단위면적당 코팅량이 20 g/m2가 되도록 코팅한 후에 에어백용 원단을 제조하였다.
상기 에어백용 원단에 레이져 재단기를 이용하여 각각 상면 및 하면 2장으로 에어백 쿠션 형상을 갖도록 재단하였다. 재단된 에어백용 원단 중에서 에어백의 하면을 형성하는 원단에, 팽창부와 비팽창부의 경계를 이루는 접합부위에 삼축 자동 로보트 디스펜싱 시스템 설비를 사용하여, 2액형의 상온 경화형 실리콘 수지인 씸실런트를 단위면적당 도포량이 45 g/min가 되도록 도포하였다. 이때, 상기 씸실런트의 도포 두께는 1 mm이고, 코팅 폭은 10 mm가 되도록 하여, 균일한 도포가 이뤄지도록 하였다.
이렇게 씸실런트가 도포된 접합부를 포함하는 에어백 하면용 원단과 실런트가 코팅되지 않은 에어백 상면용 원단을 압착시킨 후 24 시간 동안 상온에서 경화시킨 후에, 상기 접합부의 중심선을 따라 나일론 66 봉제사(ASTM D 204-97 인장강도 106N, 굵기 1260 데니어)를 이용하여 땀수 45 ea/100mm가 되도록 싱글락(Single Lock) 봉제를 통해 사이드 커튼형 에어백을 제조하였다.
상기한 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar의 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 99 kPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 75 kPa이 되어, 6초 후의 내압유지율은 75.8%가 되었다. 또한, 상기한 방법으로 측정한 봉목강도는 1750N 이었다.
실시예 2
에어백용 원단중에서 하면에 2액형 상온 경화형 실리콘 수지인 씸실런트의 단위면적당 도포량이 60 g/min가 되도록 도포하고, 에어백 상면용 원단을 압착시킨 후 24 시간 동안 상온에서 경화시킨 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 사이드 커튼형 에어백을 제조하였다.
상기한 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 103 kPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 82 kPa이 되어, 6초후 내압유지율은 79.6%가 되었다. 또한, 상기한 방법으로 측정한 봉목강도는 1815N 이었다.
실시예 3
에어백용 원단중에서 하면에 2액형 상온 경화형 실리콘 수지인 씸실런트의 단위면적당 도포량이 75 g/min가 되도록 도포하고, 에어백 상면용 원단을 압착시킨 후 24 시간 동안 상온에서 경화시킨 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 사이드 커튼형 에어백을 제조하였다.
상기한 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 108 kPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 88 kPa이 되어, 6초후 내압유지율은 81.5%가 되었다. 또한, 상기한 방법으로 측정한 봉목강도는 1870N 이었다.
실시예 4
에어백용 원단중에서 비코팅(Non-Coating) 원단에 나이프 코팅법(knife over ro1l coating)으로 2액형 실리콘 고무를 이용하여 단위면적당 코팅량이 30 g/m2가 되도록 코팅한 후에 에어백용 원단을 제조한 것을 제외하고는 나머지 부분은 실시예 1과 동일한 방법으로 최종 사이드 커튼형 에어백을 제조하였다.
상기한 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 104 kPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 82 kPa이 되어, 6초후 내압유지율은 78.8%가 되었다. 또한, 상기한 방법으로 측정한 봉목강도는 1825N 이었다.
실시예 5
에어백용 원단중에서 비코팅(Non-Coating) 원단에 나이프 코팅법(knife over ro1l coating)으로 2액형 실리콘 고무를 이용하여 단위면적당 코팅량이 40 g/m2가 되도록 코팅한 후에 에어백용 원단을 제조한 것을 제외하고는 나머지 부분은 실시예 1과 동일한 방법으로 최종 사이드 커튼형 에어백을 제조하였다.
상기한 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 106 kPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 85 kPa이 되어, 6초후 내압유지율은 80.2%가 되었다. 또한, 상기한 방법으로 측정한 봉목강도는 1850N 이었다.
실시예 6
에어백용 원단중에서 315 데니어의 나일론 66 원사를 사용하여 60x60(경사x위사) 밀도로 래피어직기를 통해 평직용 에어백 원단 생지를 제직한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 사이드 커튼형 에어백을 제조하였다.
상기한 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 78 kPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 39 kPa이 되어, 6초후 내압유지율은 50%가 되었다. 또한, 상기한 방법으로 측정한 봉목강도는 1620N 이었다.
실시예 7
에어백용 원단중에서 315데니어의 나일론 66 원사를 사용하여 60x60(경사x위사) 밀도로 래피어직기를 통해 평직용 에어백 원단 생지를 제직하고 에어백용 원단의 하면에 2액형 상온 경화형 실리콘 수지인 씸실런트의 단위면적당 도포량이 60 g/min가 되도록 도포한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 사이드 커튼형 에어백을 제조하였다.
상기한 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 82 kPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 43 kPa이 되어, 6초후 내압유지율은 52.4%가 되었다. 또한, 상기한 방법으로 측정한 봉목강도는 1655N 이었다.
실시예 8
에어백용 원단중에서 315데니어의 나일론 66 원사를 사용하여 60x60(경사x위사) 밀도로 래피어직기를 통해 평직용 에어백 원단 생지를 제직하고 에어백용 원단의 하면에 2액형 상온 경화형 실리콘 수지인 씸실런트의 단위면적당 도포량이 75 g/min가 되도록 도포한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 사이드 커튼형 에어백을 제조하였다.
상기한 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 86 kPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 47 kPa이 되어, 6초후 내압유지율은 54.7%가 되었다. 또한, 상기한 방법으로 측정한 봉목강도는 1687N 이었다.
실시예 9
420 데니어의 나일론 66 원사를 사용하여 49x49(경사x위사) 밀도로 래피어직기를 통해 평직 에어백용 원단 생지를 제직한 후, 정련 및 열고정의 공정을 거친 비코팅(Non-Coating) 원단에 나이프 코팅법(knife over ro1l coating)으로 2액형 실리콘 고무를 이용하여 단위면적당 코팅량이 20 g/m2가 되도록 코팅한 후에 에어백용 원단을 제조하였다.
상기 에어백용 원단 중에서 에어백의 하면을 형성하는 원단에 팽창부와 비팽창부의 경계를 이루는 접합부위에 삼축 자동 로보트 디스펜싱 시스템 설비를 사용하여, 2액형의 상온 경화형 실리콘 수지인 씸실런트를 단위면적당 도포량이 45 g/min가 되도록 도포하였다. 이때, 상기 씸실런트의 도포 두께는 1 mm이고, 코팅 폭은 10 mm가 되도록 하여, 균일한 도포가 이뤄지도록 하였다.
이렇게 씸실런트가 코팅된 접합부를 포함하는 에어백 하면용 원단과 씸실런트가 코팅되지 않은 에어백 상면용 원단을 압착시킨 후 24 시간 동안 상온에서 경화시킨 후에, 상기 접합부의 중심선을 따라 나일론 66 봉제사(ASTM D 206-97 인장강도 106N, 굵기 1260 데니어)를 이용하여 땀수 45 ea/100mm가 되도록 싱글락(Single Lock)으로 봉제하였다. 봉제를 마친 상기 에어백용 원단을 레이져 재단기를 이용하여 에어백 쿠션 형상을 갖도록 재단하여 사이드 커튼형 에어백을 제조하였다.
상기한 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar의 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 99 kPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 75 kPa이 되어, 6초 후의 내압유지율은 75.8%가 되었다. 또한, 상기한 방법으로 측정한 봉목강도는 1750N 이었다.
비교예 1
420D의 나일론 66 원사를 사용하여 57x49(경사x위사)의 밀도로 쟈카드직기를 사용하여 제직시부터 팽창부와 비팽창부를 갖는 사이드 커튼형 에어백용 원단 생지를 제직한 후, 정련 및 열고정의 공정을 거친 비코팅(Non-Coating) 원단에 나이프 코팅법(knife over ro1l coating)으로 2액형 실리콘 고무를 이용하여 단위면적당 코팅량이 75 g/m2가 되도록 코팅한 후에 최종적인 사이드 커튼형 에어백을 제조하였다.
상기한 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25bar의 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 96 kPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 68 kPa이 되어, 6초 후의 내압유지율은 70.8%가 되었다. 또한, 상기한 방법으로 측정한 봉목강도는 1650N 이었다.
비교예 2
에어백용 원단중에서 2액형 실리콘 고무를 이용하여 단위면적당 코팅량이 95 g/m2가 되도록 코팅한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 사이드 커튼형 에어백을 제조하였다.
상기한 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 98 kPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 71 kPa이 되어, 6초후 내압유지율은 72.4%가 되었다. 또한, 상기한 방법으로 측정한 봉목강도는 1685N 이었다.
비교예 3
315D의 나일론 66 원사를 사용하여 60x60(경사x위사)의 밀도로 쟈카드직기를 사용하여 제직시부터 팽창부와 비팽창부를 갖는 사이드 커튼형 에어백용 원단 생지를 제직하는 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 사이드 커튼형 에어백을 제조하였다.
상기한 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 74 kPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 33 kPa이 되어, 6초후 내압유지율은 44.6%가 되었다. 또한, 상기한 방법으로 측정한 봉목강도는 1320N 이었다.
비교예 4
315D의 나일론 66 원사를 사용하여 60x60(경사x위사)의 밀도로 쟈카드직기를 사용하여 제직한 것과 2액형 실리콘 고무를 이용하여 단위면적당 코팅량이 95 g/m2가 되도록 코팅한 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 사이드 커튼형 에어백을 제조하였다.
상기한 방법으로 에어백 내압을 측정한 결과, 25 bar 순간압력 주입시 초기 최고 내압은 76 kPa이고, 6초 후의 측정된 내압은 35 kPa이 되어, 6초후 내압유지율은 46.1%가 되었다. 또한, 상기한 방법으로 측정한 봉목강도는 1350N 이었다.
구 분 섬도(De) 실리콘코팅량(g/m2) 씸실런트도포량(g/m2) 초기최고압력(Kpa) 6초경과후압력(Kpa) 내압유지율(%) 봉목강도(N) 비고
실시예 1 420 20 45 99 75 75.8 1750 씸실런트(래피어직기)
실시예 2 420 20 60 103 82 79.6 1815 씸실런트(래피어직기)
실시예 3 420 20 75 108 88 81.5 1870 씸실런트(래피어직기)
실시예 4 420 30 45 104 82 78.8 1825 씸실런트(래피어직기)
실시예 5 420 40 45 106 85 80.2 1850 씸실런트(래피어직기)
실시예 6 315 20 45 78 39 50.0 1620 씸실런트(래피어직기)
실시예 7 315 20 60 82 43 52.4 1655 씸실런트(래피어직기)
실시예 8 315 20 75 86 47 54.7 1687 씸실런트(래피어직기)
실시예 9 420 20 45 99 75 75.8 1750 씸실런트(래피어직기)
비교예 1 420 75 - 96 68 70.8 1650 OPW타입(자카드직기)
비교예 2 420 95 - 98 71 72.4 1685 OPW타입(자카드직기)
비교예 3 315 75 - 74 33 44.6 1320 OPW타입(자카드직기)
비교예 4 315 95 - 76 35 46.1 1350 OPW타입(자카드직기)
상기 표 1에서 보는 것과 같이 420D의 나일론 66 원사를 이용한 비교예 1 내지 2와 315D의 나일론 66 원사를 이용한 비교예 3 내지 4로 제작된 사이드 커튼형 에어백과 비교하였을 때, 420D의 나일론 66 원사를 이용한 실시예 1 내지 5, 실시예 9, 및 315D의 나일론 66 원사를 이용한 실시예 6 내지 8의 씸씰링형의 사이드 커튼 에어백의 봉목강도와 에어백 전개 6초 후의 내압 유지율이 유사하거나 좀더 높은 수치를 나타냄으로써, 기밀성 및 전개시 강도 유지 측면에서 매우 우수한 성능을 갖는 것임을 알 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 9의 사이드 커튼형 에어백은 구조가 복잡한 고가의 자카드 직기(Jacquard Loom)를 사용하는 비교예 1 내지 4와 같은 OPW(One Piece Woven) 타입이 아니면서도 씸실런트의 도포 및 봉제법을 통해 우수한 내압유지 성능을 제공할 수 있다는 점에서 유리할 뿐만 아니라 공정 단순화 및 제조 비용 절감의 우수한 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.
한편, 실시예 9에서와 같이 에어백용 원단에 씸실런트를 도포, 경화, 봉제한 후에 재단을 수행하여 사이드 커튼형 에어백을 제조한 경우에도, 원단을 먼저 재단한 후에 씸실런트를 도포하고 경화, 봉제한 실시예 1과 동일한 에어백 성능을 가짐으로써, 전체 공정의 효율에 따라 편리하게 세부 단계별 공정을 변경 설계할 수 있어 제조 공정상으로도 매우 유리함을 알 수 있다.
본 발명의 사이드 커튼형 에어백은 평직 원단을 이용하며 팽창부와 비팽창부 사이에 씸실런트 코팅 및 봉제법을 최적화함으로써, 에어백 전개시에 가스 누출을 방지하는 기밀성을 향상시켜 에어백의 내압유지 성능 등의 물성을 개선하고, 또한 구조가 복잡한 자카드 직기를 사용하지 않으면서도 봉제부분에 대한 별도의 씰링 공정을 생략할 수 있어서 공정을 간소화하고 제조 비용을 절감할 수 있다.

Claims (12)

  1. 기체에 의해 부품성을 갖는 팽창부,
    상기 팽창부를 지지하는 비팽창부, 및
    상기 팽창부와 비팽창부의 경계를 이루는 접합부를 포함하며,
    상기 접합부의 접합면에 씸실런트가 도포되고 봉제되고, 에어백에 10 bar 이상의 순간압력을 주입하였을 때, 초기 에어백 팽창시 최대 압력이 40 kPa 이상이고, 6초 후의 유지압력이 25 kPa 이상이 되는 사이드 커튼형 에어백.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에어백은 나일론계 원단, 폴리에스테르계 원단, 폴리페닐렌설파이드계 원단, 폴리에틸렌 2,6-나프탈레이트계 원단, 및 아라미드계 원단으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 원단을 사용하는 것인 사이드 커튼형 에어백.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 원단은 분말(powder)형 실리콘, 액상(liquid)형 실리콘, 및 그의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 고무성분으로 코팅되어 있는 사이드 커튼형 에어백.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고무성분의 단위면적당 코팅량이 20 내지 100 g/m2인 사이드 커튼형 에어백.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 씸실런트는 1액형 또는 2액형의 상온 경화형 실리콘 수지 또는 열경화형 실리콘 수지를 포함하는 것인 사이드 커튼형 에어백.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 씸실런트의 도포량이 35 내지 150 g/min인 사이드 커튼형 에어백.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 실런트의 도포 두께가 0.5 내지 1.3 mm인 사이드 커튼형 에어백.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 실런트의 도포 폭이 7 내지 12 mm인 사이드 커튼형 에어백.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 접합부는 나일론계 원사, 폴리에스테르계 원사 및 p-아라미드계 원사로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 봉제사를 사용하여 봉제되는 사이드 커튼형 에어백.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 접합부는 봉제부분의 땀수가 30 내지 55 ea/100mm가 되도록 봉제되는 사이드 커튼형 에어백.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 접합부는 섬도가 420 내지 1260 데니어의 봉제사를 사용하여 봉제되는 사이드 커튼형 에어백.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 사이드 커튼형 에어백을 포함하는 에어백 시스템.
KR1020090025593A 2008-03-26 2009-03-25 사이드 커튼형 에어백 및 이를 포함하는 에어백 시스템 KR101103804B1 (ko)

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KR20080027779 2008-03-26
KR1020080027779 2008-03-26

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