KR20100117527A - 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재 및 그의 제조방법 - Google Patents

에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어백 작동시 에어백 쿠션에 인플레이터 가스를 주입하기 위한 직물 부재에 관한 것으로, 특히, 하나 이상의 가스 토출구가 형성되어 있는 튜브형 직물층을 포함하고, 상기 직물층은 이중직, 바스켓직, 접결직, 부분접결직, 및 그의 혼합직으로 이루어진 군에서 선택된 조직으로 제직되어 있고, 상기 직물층의 단위면적당 중량이 10 g/mm2 이하인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재, 그의 제조 방법, 및 이를 포함하는 에어백 시스템에 관한 것이다.

Description

에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재 및 그의 제조방법 {TUBE TYPED FABRIC SUBSTRATE FOR INTRODUCING GAS INTO AIRBAG AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 에어백 모듈에 설치되어 에어백 작동시 인플레이터 가스가 쿠션에 고르게 전개되도록 하며, 에어백의 성능 및 안전성을 향상시킬 수 있는 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재 및 그의 제조방법, 이를 포함하는 에어백 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 에어백(air bag)은, 주행중인 차량이 약 40 km/h 이상의 속도에서 정면 또는 측면 충돌시, 차량에 가해지는 충돌충격을 충격감지센서에서 감지한 후, 화약을 폭발시켜 에어백 쿠션 내부로 가스를 공급하여 팽창시킴으로써, 운전자 및 승객을 보호하는 장치를 말하는 것이다.
최근 들어, 자동차의 기능성 및 편의성과 더불어 탑승객의 안전에 대한 관심이 높아지면서, 자동차의 사고시 탑승객을 안전하게 보호할 수 있는 안전과 관련된 장치들의 중요성이 점차 증대되고 있는 추세이다. 이러한 안전장치들 중에서, 특히 에어백 시스템은 안전벨트와 함께 사용되어 자동차의 정면충돌이나 측면충돌시 탑승객이 상해를 입는 것을 방지하는 기능을 수행하고 있다. 한편, 상기 에어백 시스템 중, 특히 자동차의 측면충돌과 관련된 에어백 시스템은 통상 탑승객의 머리부 보호를 위한 커튼 에어백(Curtain Air-Bag)과, 탑승객의 옆구리부 보호를 위한 사이드 에어백(Side Air-Bag)으로 구분되어 사용되고 있다. 여기서, 상기 커튼 에어백은 보통 차실내의 측상단을 따라 설치되어 자동차의 충돌시 커튼식으로 전개되는 구조를 취하고 있으며, 상기 사이드 에어백은 도어나 시트 측면에 장착되어 탑승객의 옆구리부가 도어를 비롯한 차체에 직접적으로 부딪혀 상해를 입게 되는 것을 방지하도록 하고 있다
한편, 도 1은 일반적인 커튼 에어백의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 커튼 에어백은 루프레일(1)의 내측면을 따라 일정구간에 걸쳐 배치되는 쿠션(10)과, 상기 쿠션(10)을 상기 루프레일(1)상에 고정하는 쿠션홀더(11) 등의 차체 체결 부위와, 가스 토출구(21)를 가지며 상기 쿠션(10) 내부에 설치되는 가스 주입용 부재(20, 필 호스 또는 디퓨져), 및 상기 가스 주입용 부재(20)의 일단에 결합되는 인플레이터 유닛(30)을 포함하여 구성된다. 상기 가스 주입용 부재(20)는 튜브 또는 파이프 형상을 가지며, 외주면 일측에는 일정 간격을 두고 배열되는 다수의 가스 토출구(21, 개구부)가 형성되어 있다. 상기 쿠션(10)은 상기 가스 토출구(21)와 연통되며 상기 가스 주입용 부재(20) 주위를 일정면적을 가지며 밀폐한다. 상기 인플레이터 유닛(30)은 상기 가스 주입용 부재(20)의 일단과 연통되어 있으며, 그 연결부위는 상기 쿠션(10)으로 감싸진 상태에서 클램프(31)에 의해 조여짐으로써 견고하게 밀폐된다. 또한, 상기 인플레이터 유닛(30)은 자동차의 충돌을 감지하는 감지센서와 전기적으로 연결되어 있다. 한편, 상기 쿠션(10)의 일측에는 프론트 필러측에 지지되며 상기 쿠션(10)의 전개시 상기 쿠션(10)을 상하 또는 좌우로 방향으로 넓게 펴질 수 있도록 가이드하기 위한 테더(40)가 결합된다. 이에 따라, 자동차의 측면 충돌시 충돌감지센서로부터 신호가 감지되면, 인플레이터 유닛(30)으로부터 작동가스가 발생되어 가스 주입용 부재(20) 내부로 분출되고, 이 분출된 가스는 다시 가스 주입용 부재(20)의 가스 토출구(21)를 통해 쿠션(10) 내부로 분출되어 쿠션(10)을 일정 면적으로 팽창시키게 된다.
상기와 같이, 자동차에 사용되는 에어백 쿠션은 일정한 형태로 제조된 후, 그 부피를 최소화하기 위하여 접힌 상태로 자동차의 핸들이나 자동차 측면 유리창 또는 측면 구조물 등에 장착된 후에, 차량의 충돌시 인플레이터로부터 에어백 쿠션 내부로 가스를 공급하여 팽창시킴으로써, 운전자 및 승객을 보호하게 되는 것이다.
따라서, 에어백 쿠션의 폴딩성 및 패키지성을 효과적으로 향상시키고 유지하며 우수한 에어백 전개 성능이 발휘될 수 있도록 하기 위하여, 즉, 인플레이터 가스가 에어백 쿠션에 효과적으로 전달될 수 있도록 우수한 기계적 물성 및 공기 차단 효과, 폴딩성을 갖는 가스 주입용 부재 개발에 대한 연구가 필요하다.
본 발명은 에어백 쿠션의 수납공간에서 우수한 패키지성과 폴딩성을 효과적으로 향상시키고 유지하며 에어백 작동시 인플레이터 가스가 쿠션에 고르게 전개되며 우수한 에어백 전개 성능이 발휘될 수 있도록 우수한 기계적 물성 및 공기 차단 효과를 갖는 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재를 제공하고자 한다.
본 발명은 또한, 상기 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 또한, 상기 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재를 포함하는 에어백 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명은 하나 이상의 가스 토출구가 형성되어 있는 튜브형 직물층을 포함하고, 상기 직물층은 이중직, 바스켓직, 접결직, 부분접결직, 및 그의 혼합직으로 이루어진 군에서 선택된 조직으로 제직되어 있고, 상기 직물층의 단위면적당 중량이 10 g/mm2 이하인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재를 제공한다.
본 발명은 또한, 이중직, 바스켓직, 접결직, 부분접결직, 및 그의 혼합직으로 이루어진 군에서 선택된 조직으로 직물층을 제직하는 단계, 상기 제직된 직물층을 하나 이상의 가스 토출구가 형성된 튜브 형태로 재단하고 봉제 접합하는 단계를 포함하는, 상기 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재를 포함하는 에어백 시스템을 제공하고자 한다.
이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재, 그의 제조 방법, 및 이를 포함하는 에어백 시스템에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 하나의 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 발명의 권리범위 내에서 구현예에 대한 다양한 변형이 가능함은 당업자에게 자명하다.
추가적으로, 본 명세서 전체에서 특별한 언급이 없는 한 "포함" 또는 "함유"라 함은 어떤 구성 요소(또는 구성 성분)를 별다른 제한 없이 포함함을 지칭하며, 다른 구성 요소(또는 구성 성분)의 부가를 제외하는 것으로 해석될 수 없다.
본 발명에서 "에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재"라 함은 에어백 작동시 인플레이터 가스를 에어백 쿠션 내부로 균일하고 효과적으로 전달하여 팽창시킬 수 있도록 하는 직물 소재의 장치를 말한다. 이러한 장치는 에어백 모듈의 인플레이터 유닛과 연결되어 에어백 쿠션 내부에 장착되어, 에어백 쿠션에 가스를 주입할 수 있도록, 하나 이상의 가스 토출구를 포함하는 튜브 또는 파이프 형태를 갖는다.
특히, 이러한 가스 주입용 부재는 인플레이터부터 고온 고압 가스를 에어백 쿠션에 주입해야 하기 때문에, 내열성 및 인장강도 등의 기계적 물성이 우수함과 동시에 에어백 쿠션이 균일하게 효과적으로 팽창될 수 있도록 가스 토출구 이외의 직물층에서 공기 차단 효과, 즉, 기밀성이 확보될 수 있어야 한다.
따라서, 기존의 에어백 쿠션에서는 이같이 인플레이터 가스를 쿠션에 전달하는 장치로서, 원형 직기 등을 사용하여 호스 형태로 직물을 제직하고 그의 내부에 고무 호스를 피복시킨 제품을 사용해왔다. 그러나, 이같이 별도의 고무 호스를 피복한 경우에는 이를 포함하는 에어백 쿠션의 폴딩성이 좋지 않아 차량 장착시 수납성이 현저히 떨어지고, 전체 차량 무게를 증가시킬 수 있는 단점이 있다.
본 발명자들의 실험 결과, 소정의 특성을 갖는 조직으로 직물층을 제직하고 소정의 범위로 직물층의 단위면적당 중량을 특정하여 상기 에어백 가스 주입용 부재를 제조함에 따라, 보다 향상된 폴딩성, 기계적 물성, 및 공기 차단 효과를 나타내어, 이를 포함하는 에어백 쿠션을 자동차 장착시 보다 우수한 수납성(packing)을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 에어백 작동시 우수한 전개 성능 및 향상된 안정성을 확보할 수 있음이 밝혀졌다.
특히, 본 발명의 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재는 별도의 고무 호스 삽입 또는 피복 없이도 인플레이터의 고온 고압 가스를 견디기에 충분할 정도의 우수한 기계적 물성 및 우수한 공기 차단 효과를 확보할 수 있어, 이를 포함하는 에어백 쿠션에 우수한 폴딩성을 제공할 수 있고 자동차 장착시 우수한 수납성 및 전체 에어백 시스템의 경량화를 달성할 수 있다.
이에 발명의 일 구현예에 따라, 본 발명은 소정의 특성을 갖는 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재가 제공된다. 이러한 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재는 하나 이상의 가스 토출구가 형성되어 있는 튜브형 직물층을 포함하고, 상기 직물층은 이중직, 바스켓직, 접결직, 부분접결직, 및 그의 혼합직으로 이루어진 군에서 선택된 조직으로 제직되어 있고, 상기 직물층의 단위면적당 중량이 10 g/mm2 이하일 수 있다.
상기 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재는 인장강도 및 인열강도 등의 기계적 물성이 향상된 매트릭스 조직, 예를 들어 이중직, 바스켓직, 접결직, 부분접결직, 또는 그의 혼합직으로 제직되어 있는 직물층을 사용함으로써, 별도의 고무 호스 피복 등이 없이도 고온 고압 환경하에서 파열 등의 손상 없이 충분히 견딜 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, "이중직"이라 함은 직물의 조직 디자인 설계 및 직조 공정을 통해 두 개의 분리된 평직면을 갖는 조직 형태를 갖는 것을 말하며, "바스켓직"이라 함은 동일 갯수의 경사와 위사가 서로 교차하는 조직 형태를 말한 것으로, 예를 들어 1x1 조직, 2x2 조직, 3x3 조직 등을 들 수 있다. 또한, "접결직"이라 함은 상기 이중직과 같이 분리된 두 개의 평직면을 갖는 직물층에 있어서, 상단층 및 하단층의 각각의 경사 또는 위사가 서로 조직점을 형성하여 두 개의 직물층이 하나의 층을 이루도록 하는, 즉 이러한 접결이 이루어지도록 하는 조직을 말한다. 이러한 접결직에는 예컨대, 단일직 등이 포함될 수 있다. 또한, "부분 접결직"이라 함은 이같이 서로 분리된 두 개의 직물층을 접결함에 있어서, 상기 이중직과 접결직이 부분적으로 접결을 통해 비연속적인 접결 부위를 형성하는 조직을 의미한다.
특히, 본 발명의 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재는 이중직, 바스켓직, 접결직, 부분접결직, 및 그의 혼합직으로 이루어진 군에서 선택된 조직으로 제직되어 있는 직물층을 포함하고, 바람직하게는 상기 직물층은 이중직과 접결직 또는 부분접결직의 혼합직으로 제직될 수 있다. 상기 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재는 필요에 따라, 각 부위별로 서로 다른 조직으로 제직된 직물층을 혼합하여 사용하거나, 단일 직물층 또는 다중 직물층으로 사용할 수도 있다.
또한, 이러한 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재는 상술한 바와 같이 별도의 고무 호스 삽입 또는 피복이 필요 없이 직물의 제직 형태를 소정의 범위로 최적화하여 제조할 수 있으므로, 원형 직기 등의 특수 장치를 사용하여 호스 형태로 제직하지 않고도 일반적인 원단 제조 공정에 따라, 예를 들어 제직, 가공, 재단, 봉제 접합 공정에 따라 용이하게 제조할 수 있다. 특히, 기존에 원형 직기 등을 이용하여 호스 형태로 제직할 경우에, 다양한 에어백 쿠션 사양에 따라 미세한 디자인 변경에 대응하기 어려운 단점이 있으나, 본 발명의 튜브형 직물 부재는 원단 형태로 제직 및 가공하여 원하는 모양을 쉽게 재단 및 봉제할 수 있어 작은 디자인 변경에 훨씬 용이하게 대응할 수 있다.
본 발명의 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재는 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 예컨대, 일자형이나 Y 타입, H 타입 등의 형태로 제조될 수 있다. 상기 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재는 인플레이터의 위치에 따라 다양한 형태로 제조될 수 있다. 특히, 상기 직물 부재에서 인플레이터와 가까이 접촉하는 최초 전개 부분이 고온 고압 가스에 노출시 파열될 수 있는 위험성을 최소화할 수 있도록 하고, 에어백 작동시 쿠션에 인플레이터 가스가 좀더 효과적으로 제공될 수 있도록 하는 측면에서 다양한 형태를 나타낼 수 있다. 예컨대, 일자형 파이프 형태는 기존의 A 필러 타입이나 C 필러 타입의 인플레이터에 효과적으로 사용할 수 있으며, Y 타입이나 H 타입 형태는 B 필러 타입의 인플레이터에 좀더 효과적으로 사용할 수 있다. 또한, 상기 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재는 일측 끝단 및 타측 끝단이 모두 개방된 튜브 형태이거나 일측 끝단이 개방되고 타측 끝단이 폐쇄된 튜브 형태로 제조될 수 있다. 이 때, 일측 끝단이 개방되고 타측 끝단이 패쇄된 튜브 형태의 경우에, 에어백 작동시 인플레이터 가스가 좀더 효과적으로 쿠션에 전개되며 우수한 에어백 전개 성능이 발휘될 수 있다.
또한, 상기 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재에서 직물층은 단위면적당 중량이 10 g/mm2 이하 또는 0.5 내지 10 g/mm2, 바람직하게는 9.0 g/mm2 이하 또는 1.0 내지 9.0 g/mm2, 좀더 바람직하게는 7.5 g/mm2 이하 또는 1.5 내지 7.5 g/mm2가 될 수 있다. 상기 직물층의 단위면적당 중량은 최적화된 직물 조직 형태에서 에어백의 성능 및 안전성을 향상시킴과 동시에 에어백 쿠션의 수납공간에서 우수한 패키지성과 폴딩성을 달성할 수 있도록 하는 측면에서 10 g/mm2 이하가 될 수 있다.
상기 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재에서 상기 직물층은 일반적으로 에어백 쿠션에 사용 가능한 것으로 알려진 모든 합성 섬유로부터 제조될 수 있으며, 특히 나일론계 섬유, 폴리에스테르계 섬유, 및 폴리올레핀계 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 합성섬유를 사용하여 제조될 수 있다. 그 중에서 나일론계 섬유로 제조하는 것이 고온 고압 가스에 대한 내열성 및 기계적 물성 측면에서 좀더 바람직하다.
상기 합성섬유로는 섬도가 210 내지 1,050 데니어, 바람직하게는 240 내지 840 데니어, 좀더 바람직하게는 315 내지 630 데니어를 갖는 것을 사용할 수 있으며, 직물의 강도 측면에서 섬도가 210 데니어 이상이 바람직하고, 직물의 후도 측면에서 섬도가 1,050 데니어 이하인 합성섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 데니어는 섬유의 굵기를 나타내는 단위로서, 길이 9,000 m가 1 g일 경우 1 데니어로 한다. 또한, 상기 합성 섬유는 필라멘트수가 50 내지 500, 인장강도가 7.0 g/d 이상 또는 7.0 내지 11 g/d이며, 열수축율이 3% 이하인 것이 될 수 있다.
또한, 상기 합성섬유는 경사 및 위사의 제직밀도, 즉, 경사밀도 및 위사밀도가 각각 38 본/인치 이상 또는 38 내지 60 본/인치, 바람직하게는 각각 41 본/인치 이상 또는 41 내지 57 본/인치로 제직될 수 있다. 에어백 작동시 인플레이터 가스에 대한 우수한 공기 차단 효과를 달성하는 측면에서 경사 및 위사 밀도를 38 본/인치 이상의 고밀도로 제직할 수 있다.
본 발명의 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재에서 상기 직물층은 특히, 에어백 쿠션내 적용시 우수한 기계적 물성 및 기밀성, 폴딩성 등을 동시에 확보하는 측면에서 섬도가 315 내지 630 데니어인 합성 섬유를 사용하여 경사 및 위사의 제직 밀도가 38 본/인치 이상이 되도록 제직한 것을 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재는 인장강도 및 인열강도 등의 기계적 물성이 향상된 매트릭스 조직, 예를 들어 이중직 등으로 제직되어 단일 직물층으로 이루어진 것이 될 수 있다. 이 때, 단일 직물층이라 함은 수지 코팅층을 포함하거나 포함하지 않는 직물층을 의미하는 것으로서, 별도의 고무 호스 등으로 피복하지 않은 것이다. 이같이 단일 직물층을 사용할 경우, 이를 포함하는 에어백 쿠션의 폴딩성 및 수납성 측면에서 더욱 바람직한 특성을 부여할 수 있다.
또한, 상기 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재는 고압 고온 가스에 대한 내열성 및 기계적 물성을 향상시키고 공기투과도를 좀더 낮추기 위하여 직물층 표면에, 즉, 일면 또는 양면에 피복된 수지 코팅층을 포함할 수 있다. 상기 수지 코팅층은 실리콘 수지, 우레탄 수지, 또는 그의 혼합물을 포함하는 것이 될 수 있다.
상기 수지 코팅층의 단위면적당 코팅량은 20 내지 300 g/m2, 바람직하게는 20 내지 200 g/m2가 되도록 사용할 수 있다. 특히, 상기 직물층이 이중직이나 부분 접결직 등으로 제직된 경우에 있어서는 상기 코팅량이 30 g/m2 내지 200 g/m2가 바람직하고, 상기 직물층이 바스켓직이나 접결직 등으로 제직된 경우는 상기 코팅량이 20 g/m2 내지 180 g/m2 수준이 바람직하다.
본 발명의 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재에서 상기 직물층의 두께는 0.2 내지 1.7 mm, 바람직하게는 0.25 내지 1.5 mm, 좀더 바람직하게는 0.3 내지 1.2 mm가 될 수 있다. 상기 직물층 두께는 고온 고압 가스에 대한 내열성 및 기계적 물성 유지 측면에서 0.2 mm 이상이 될 수 있으며, 직물의 폴딩성 측면에서 1.7 mm 이하가 될 수 있다.
상기 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재에서 튜브의 직경은 15 내지 250 mm, 바람직하게는 18 내지 200 mm, 좀더 바람직하게는 20 내지 180 mm가 될 수 있다. 상기 튜브 직경은 고온 고압 가스에 직물층에 대한 강도 유지 측면에서 15 mm 이상이 바람직하고, 가스 주입에 효과적인 압력 유지 측면에서 250 mm 이하가 바람직하다.
한편, 본 발명의 좀더 바람직한 일 구현예에서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재(20)는 그 길이 방향을 따라 순차적으로 복수의 가스 토출구(21)가 형성되어 있다.
상기 가스 토출구는 인플레이터에서 발생한 가스를 상기 튜브형 직물 부재로부터 에어백 쿠션으로 주입하게 되는 직접적인 수단부에 해당하는 것으로, 상기 튜브형 직물층 내에서 에어백 쿠션에 상기 인플레이터 가스가 균일하고 효과적으로 전달하기 위하여 최적의 압력 범위를 유지할 수 있도록 하는 측면에서 갯수 및 크기를 조절하여 형성될 수 있다. 특히, 상기 가스 토출구는 전술한 바와 같은 튜브형 직물층의 다양한 형태에 따라 개방된 일측 끝단과 개방된 타측 끝단 사이에 형성되거나, 또는 개방된 일측 끝단과 폐쇄된 타측 끝단 사이에 형성될 수 있다.
다만, 일반적인 커튼형 에어백의 경우, 상기 가스 토출구는 상기 직물층의 단위 길이당 1 내지 20 ea/m, 바람직하게는 3 내지 18 ea/m, 좀더 바람직하게는 5 내지 15 ea/m로 형성시킬 수 있다. 상기 직물층의 단위 길이당 가스 토출구의 갯수는 가스 토출구의 크기에 따라 달라질 수 있지만 직물층의 내열성 및 기계적 물성 유지 측면과 원활한 가스 주입 측면에서 1 ea/m 이상이 될 수 있으며, 효과적인 압력 유지 측면에서 20 ea/m 이하가 될 수 있다.
상기 가스 토출구는 인플레이터 유닛과 연결된 부분에서 좀더 멀리 떨어진 직물층에서 좀더 많은 갯수 및 좀더 큰 크기로 형성되는 것이, 에어백 쿠션에 균일하게 가스를 주입하는 측면에서 좀더 바람직하다.
또한, 상기 가스 주입시 상기 토출구 주변 부위의 손상을 방지할 수 있도록, 상기 가스 토출구 주변에 강화부를 형성시킬 수 있다. 이때, 상기 강화부는 가스 토출구 주변에 접착제를 도포하거나, 레이저 빔 등으로 호스 벽을 절단하여 가스 토출구를 형성함과 동시에 형성시키거나, 상기 토출구의 주변에 직접 가열 수단을 접촉시킴으로써 형성시킬 수 있다.
본 발명의 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재에서 상술한 바와 같이 상기 직물층을 이중직, 바스켓직, 접결직, 부분접결직, 및 그의 혼합직으로 제직하여 우수한 인장강도 및 인열강도를 부여함과 동시에, 이러한 직물층이 튜브 형태를 형성함에 있어서도 고온 고압 환경하에서 견딜 수 있는 고강력 봉제 접합부를 포함하도록 할 수 있다.
이같이 본 발명의 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재에서 상기 직물층은 튜브 형태를 형성시키는 봉제 접합부를 포함할 수 있으며, 필요에 따라, 직물층의 일측 또는 타측 끝단에 이러한 봉제 접합을 적용하여 패쇄된 튜브 형태가 형성되도록 할 수 있다. 이때, 상제 접합부는 접착제, 전기 또는 열에 의한 융착 등을 이용한 기타 접착 방법을 추가로 함께 적용할 수도 있다.
상기 접합부는 미국재료시험협회규격 ASTM D 5822 방법으로 측정한 봉목강도가 1,500 N 이상 또는 1,500 내지 3,000 N, 더욱 바람직하게는 1,800 N 이상 또는 1,800 내지 2,500 N가 될 수 있다. 이때, 상기 접합부의 봉목강도는 인플레이터로부터 발생되는 고온 고압 가스의 팽창력에 대한 파열 방지 측면에서 1,500 N 이상이 되는 것이 바람직하고, 직물층의 손상 방지 등의 측면에서는 3,000 N 이하가 되는 것이 좀더 바람직하다.
상기 접합부는 나일론계 원사, 폴리에스테르계 원사, 및 아라미드계 원사로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 봉제사를 사용할 수 있으며, 내열성 및 수축성 측면에서 나일론 66, 나일론 46, 케블라(아라미드계 원사) 등의 원사를 봉제사로 사용하는 것이 좀더 바람직하고, 가장 바람직하게는 나일론 66을 사용할 수 있다.
상기 봉제사의 섬도가 420 내지 1,890 데니어의, 바람직하게는 840 내지 1,260 데니어를 갖는 것을 사용할 수 있으며, 강도 측면에서 봉제사 섬도가 420 데니어 이상이 바람직하고, 내성(탄성) 측면에서 봉제사 굵기가 1,890 데니어 이하인 것이 바람직하다.
상기 봉제 부분은 땀수가 30 내지 50 ea/100mm, 바람직하게는 35 내지 40 ea/100mm가 되도록 봉제할 수 있다. 이때, 봉제 부분의 땀수가 30 ea/100mm 미만이면 봉제부분의 강도가 너무 약하여 에어백 조립시 상기 차체 체결 부위의 봉제부분이 뜯어지는 문제가 있고, 50 ea/100mm를 초과하는 경우에는 봉제시 효율성이 떨어져 봉제 불량 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 직물 조직을 최적화하여 직물층 자체에 우수한 기계적 물성을 확보하고, 부가적으로 봉제 접합부 또한 고강력으로 유지될 수 있도록 함으로써, 인플레이터로부터 발생하는 고온 고압 가스를 효과적으로 에어백에 주입할 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 폴딩성, 유연성, 수납성을 갖는 에어백 가스 주입용 직물 부재를 제공할 수 있다.
본 발명의 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재에서 상기 직물층은 미국재료시험협회규격 ASTM D 5034 방법으로 측정한 인장강도가 2,000 N/5cm 이상 또는 2,000 내지 9,000 N/5cm, 바람직하게는 3,500 N/5cm 이상 또는 3,500 내지 6,000 N/5cm가 될 수 있다. 상기 인장강도의 경우 인플레이터로부터 발생되는 고온 고압 가스의 팽창력에 대한 직물층의 파열 방지 측면에서 2,000 N/5cm 이상이 될 수 있으며, 상기 직물층의 폴딩성 등을 고려한 측면에서 9,000 N/5cm 이하가 될 수 있다.
또한, 상기 직물층은 에어백 작동시 고온-고압의 가스가 급속하게 주입됨으로 우수한 인열강도 수준이 요구되는데, 상기 직물층의 파열 강도를 나타내는 인열강도를 독일공업규격 DIN 53356 방법으로 측정하였을 때, 90 N 이상 또는 90 내지 700 N, 바람직하게는 100 N 이상 또는 100 내지 480 N, 좀더 바람직하게는 120 N 이상 또는 120 내지 400 N의 값이 될 수 있다. 여기서 90 N 미만인 경우에는 에어백의 작동시 상기 직물층의 파열이 발생함으로써 에어백 기능에 커다란 위험을 초래할 수도 있다.
상기 직물층은 미국재료시험협회규격 ASTM D 4032 방법으로 상온에서 측정한 강연도가 0.5 내지 15.0 kgf, 바람직하게는 1.0 내지 10.0 kgf가 될 수 있다. 특히, 630 데니어 이상인 경우 15.0 kgf 이하이고 420 데니어 미만인 경우 10.0 kgf 이하의 범위를 갖는다.
본 발명의 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재는 에어백 시스템에 장착하기 위해서는 상기 강연도 범위를 유지하는 것이 바람직하고, 강연도가 0.5 kgf 미만으로 너무 낮은 경우에는 에어백 작동시 고온 고압 가스에 대한 충분한 보호 지지 기능을 하지 못할 수 있으며, 차량 장착시에도 형태 유지 성능이 떨어져 수납성이 저하될 수 있다. 또한, 너무 딱딱한 상태가 되어 접기 어렵게 됨으로써 수납성이 저하되는 것을 방지하고, 직물 부재의 변색 현상을 방지하기 위해서는, 상기 강연도는 15.0 kgf 이하가 바람직하고, 특히 420 데니어 미만인 경우에는 10.0 kgf 이하가 바람직하며, 630 데니어 이상인 경우에도 15.0 kgf 이하가 되는 것이 좋다.
상기 직물층은 미국재료시험협회규격 ASTM D 737 방법으로 상온에서 측정한 공기투과도가 10.0 l/d㎡/min 이하 또는 0 내지 10.0 l/d㎡/min가 될 수 있다. 특히, 상기 직물층의 공기투과도는 직물층에 수지 코팅층을 포함시킴으로써 현저히 낮출 수 있으며, 거의 0 l/d㎡/min에 근사한 값의 공기투과도를 확보할 수도 있다. 다만, 이러한 수지 코팅을 수행하지 않는 경우에, 본 발명의 비코팅 직물층은 미국재료시험협회규격 ASTM D 737 방법으로 상온에서 측정한 공기투과도가 0.5 내지 10.0 l/d㎡/min, 바람직하게는 0.5 내지 1.5 l/d㎡/min가 될 수 있다. 이때, 공기투과도가 10.0 l/d㎡/min, 좀더 바람직하게는 3.5 l/d㎡/min를 초과하는 경우에는 상기 직물층의 기밀성을 유지하는 측면에서는 바람직하지 않을 수 있다.
또한, 상기 직물층은 미국재료시험협회규격 ASTM 1776의 방법으로 측정한 경사방향 및 위사방향의 원단수축율이 각각 2.0% 이하, 바람직하게는 1.5% 이하, 좀더 바람직하게는 1.0% 이하가 될 수 있다. 여기서, 직물 부재의 형태안정성 및 내열성 유지 측면에서는 경사방향 및 위사방향의 원단수축율이 2.0%를 초과하지 않는 것이 가장 바람직하다.
또한, 본 발명의 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재에서 상기 직물층은 기밀성을 위해서는 고압의 공기 등에 의한 인장력에 견뎌서 신장이 최소한으로 되는 것이 매우 중요할 수 있으며, 바람직하기로는 하기 계산식 1에 의하여 단면 직물층의 커버팩터가 1,800 이상의 고밀도의 제직에 의하여 튜브형 직물 부재의 기밀성을 더욱 좋게 할 수 있다. 상기에서 커버팩터가 1,800 미만일 때는 인플레이터로부터 고온 고압 가스 발생시 공기가 외부로 쉽게 배출되는 문제가 있을 수 있다.
[계산식 1]
커버팩터(CF)
Figure pat00001
상기 직물층은 FMVSS 302법에 의한 자소율이 80% 내지 100%, 자기소화성(Self Extingusih)이 0 내지 80 mm/min 수준이 바람직하다. 이때, 직물층 내에서 경사방향과 위사방향 그리고 ±45o 방향으로 채취한 시편의 연소 길이는 80 mm 이하이고 평균연소시간은 60 초 이하가 되어야 한다.
본 발명에 따른 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재에서 직물층의 내열성은 자기소화성 또는 자소율에 따라 평가된다. 상기 직물층으로부터 경사방향과 위사방향 그리고 ±45o 방향으로 채취한 100 개의 직물층 시편에 대하여 FMVSS 302법에 의해 38 mm 높이의 천연가스 불꽃 혹은 이와 동등한 발열량을 가진 열원을 가지고 노출시간을 15 초로 하였을 경우, 연소길이 80 mm 이하이고, 연소시간이 60 초 이내인 것을 자기소화성(SE)이라 하며, 100 개의 시료 중에서 상기 자기소화성의 기준을 만족하는 시료의 수를 %로 계산한 것을 자소율이라 한다. 자소율은 하기 계산식 2로 표시된다.
[계산식 2]
자소율(%)=(자기소화성을 만족하는 시료의 수)/(시험대상 시료의 수)×100
한편, 본 발명의 또 다른 구현예에 따라, 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재의 제조 방법이 제공된다. 특히, 상술한 바와 같이 소정의 특정 조직을 갖는 직물층을 제직하고, 상기 직물층을 튜브 형태로 재단 봉제 접합하는 방법으로 제조될 수 있다.
본 발명의 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재 제조방법은 이중직, 바스켓직, 접결직, 부분접결직, 및 그의 혼합직으로 이루어진 군에서 선택된 조직으로 직물층을 제직하는 단계, 상기 제직된 직물층을 하나 이상의 가스 토출구가 형성된 튜브 형태로 재단하고 봉제 접합하는 단계를 포함한다.
본 발명에서 상기 직물층은 상술한 바와 같이 소정의 특성을 갖는 조직으로 제직되는 것을 제외하고는 일반적인 원단 제조 공정으로 알려진 방법으로 가공 처리 할 수 있다. 예를 들어, 이중직, 바스켓직, 접결직, 부분접결직, 및 그의 혼합직으로 이루어진 군에서 선택된 조직으로 직물층을 제직할 수 있는 것으로 알려진 통상적인 제직 방법과, 정련 및 텐터링 공정을 거쳐서 최종적인 에어백 가스 주입용 직물층으로 제조될 수 있다. 이같이 제조된 직물층은 상술한 바와 같이 하나 이상의 가스 토출구를 포함하는 튜브 형태로 재단하고 봉제 접합 단계를 수행할 수 있다.
특히, 상기 직물층은 나일론계 섬유, 폴리에스테르계 섬유, 및 폴리올레핀계 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 합성 섬유로 위사 및 경사로 이용하여 비밍(beaming), 제직, 정련, 및 텐터링 공정을 거쳐 제조될 수 있다. 상기 직물층은 통상적인 제직기를 사용하여 제조할 수 있으며, 어느 특정 직기를 사용하는 것에 한정되지 않는다. 다만, 평직 형태의 직물층은 레피어 직기(Rapier Loom)나 에어제트 직기(Air Jet Loom) 또는 워터제트 직기(Water Jet Loom) 등을 사용하여 제조할 수 있으며, OPW 형태의 직물층은 자카드 직기(Jacquard Loom)를 사용하여 제조할 수 있다. 여기서, 본 발명의 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재에서 직물층이 이중직, 이중직, 바스켓직, 접결직, 부분접결직, 및 그의 혼합직 등으로 제직되는 것임을 고려하면, 자카드 직기를 사용하는 것이 좀더 바람직하다.
또한, 본 발명의 또 다른 구현예에 따라, 상기의 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재를 포함하는 에어백 시스템을 제공된다. 상기 에어백 시스템은 관련 업자들에게 잘 알려진 통상의 장치를 구비할 수 있다. 상기 에어백은 크게 프론탈 에어백(Frontal Airbag)과 사이드 커튼 에어백(Side Curtain Airbag)으로 구분될 수 있다. 상기 프론탈용 에어백에는 운전석용, 조수석용, 측면보호용, 무릎보호용, 발목보호용, 보행자 보호용 에어백 등이 있으며, 사이드 커튼 타입 에어백은 자동차 측면충돌이나 전복사고시 승객을 보호하게 된다. 따라서, 본 발명의 에어백은 프론탈용 에어백과 사이드 커튼 에어백을 모두 포함한다.
본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.
본 발명에 따르면, 직물 조직 및 단위면적당 중량을 소정의 범위로 최적화하여, 우수한 기계적 물성 및 공기 차단 효과와 함께 에어백 쿠션 내 유연성 및 폴딩성이 우수한 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재가 제공된다.
이러한 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재는 우수한 기계적 물성과 공기 차단 효과가 우수할 뿐만 아니라 이와 동시에 우수한 폴딩성 및 유연성을 확보할 수 있어, 에어백 쿠션에 사용시 수납 공간에서 우수한 패키지성과 경량화와 함께 에어백 작동시 인플레이터 가스가 쿠션에 고르게 전개되며 우수한 에어백 전개 성능이 발휘될 수 있고 승객에 대한 안정성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재는 차량용 에어백 제조 등에 매우 바람직하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 커튼형 에어백 시스템을 나타낸 모식도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재를 나타낸 모식도.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1~5
나일론계 섬유 등의 합성섬유를 사용하여 자카드 직기로 이중직과 접결직의 혼합직 또는 바스켓직 형태로 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재의 직물층을 제직하고, 정련 및 텐터링 공정을 수행하였다. 이후에, 상기 직물층에 액상 실리콘 고무(LSR) 수지를 나이프 코팅(knife over ro1l coating)방법으로 코팅하여 실리콘 코팅된 직물층을 제조하였다.
이때, 구체적인 합성섬유의 종류, 섬도, 필라멘트수, 인장강도 등의 물성, 및 제직밀도, 제직형태, 코팅 수지 성분, 수지 코팅량, 직물층 두께, 튜브 직경, 단위길이당 토출구 갯수, 직물층의 단위면적당 중량은 하기 표 1에 나타낸 바와 같으며, 나머지 조건은 에어백 가스 주입용 직물 부재 제조 또는 에어백용 원단 제조를 위한 통상적인 조건에 따랐다.
구 분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5
섬유종류 나일론66 나일론66 나일론66 나일론66 나일론66
총섬도(de) 420 420 420 420 630
필라멘트수 68 68 68 136 105
섬유 인장강도(g/d) 9.3 9.3 9.3 9.0 8.8
섬유 절단신도(%) 21 21 21 24 22
섬유 열수축율(%) 6.0 6.0 6.0 6.8 6.5
제직밀도(경사×위사) 57x49(2) 57x49(2) 57x49(2) 57x57 41x41
제직형태 이중직/
접결직		 이중직/
접결직		 이중직/
접결직		 바스켓직
(1x1)		 바스켓직
(1x1)
코팅 수지 성분 - 액상
실리콘		 액상
실리콘		 액상
실리콘		 액상
실리콘
수지 코팅량 (g/m2) - 70 195 30 50
직물층 두께(mm) 0.7 0.7 0.8 0.4 0.5
튜브 직경(mm) 45 45 45 45 45
단위길이당 토출구 갯수
(ea/m)		 6 6 6 6 6
단위면적당 중량
(g/mm2)		 4.61 5.23 6.72 2.40 2.45
커버팩터 4345 4345 4345 2336 2058
상기 표 1에서 직물층에 대한 단위면적당 중량은 실시예 1~5의 튜브형 직물 부재에서 토출구를 포함하지 않도록 직물층, 즉, 직물 부재의 시편을 각각 10mm×10mm의 크기로 10 개씩 랜덤하게 재단한 후에 중량을 측정하고, 그의 평균값을 단위면적으로 환산하여 단위면적당 중량(g/mm2)으로 나타내었다.
비교예 1
기존의 필 호스 제조 방법으로 알려진 종래 기술에 따라, 폴리에스테르 3,000 데니어 섬유를 사용하여 원형 직기로 직물 호스를 제직한 후에, EPDM 재질의 원형 고무 호스를 삽입후, 코팅 공정을 수행하여 상기 직물 호스와 고무 호스를 접착시키고, 이를 자동화 기기로 재단하면서 가스 토출구를 절단하여 형성시키는 방법으로 필 호스를 제조하였다.
이때, 필 호스에 대한 단위면적당 중량은 실시예 1~5의 튜브형 직물 부재와 동일한 방법으로 필호스의 시편을 재단하여 측정하였으며, 비교예 1에 따른 고무 호스 접착형 필 호스의 단위면적당 중량은 14.2 g/mm2으로 측정되었다.
비교예 2
기존의 필 호스 제조 방법으로 알려진 종래 기술에 따라, 폴리에스테르 3,000 데니어 섬유를 사용하여 원형 직기로 직물 호스를 제직한 후에, 별도의 코팅 없이 자동화 기기로 재단하면서 가스 토출구를 절단하여 형성시키는 방법으로 필 호스를 제조하였다.
이때, 필 호스에 대한 단위면적당 중량은 실시예 1~5의 튜브형 직물 부재와 동일한 방법으로 필 호스의 시편을 재단하여 측정하였으며, 비교예 2에 따른 고무 호스 비접착형 필 호스의 단위면적당 중량은 11.1 g/mm2으로 측정되었다.
실험예 1
상기 실시예 1~5에 따라 제조된 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재 및 비교예 1~2의 필 호스에 대하여 다음의 방법으로 물성을 측정하였으며, 측정된 물성은 하기 표 2에 정리하였다.
(a) 인열 강도
독일공업규격 DIN 53356 방법으로 상기 튜브형 직물 부재 및 필 호스의 인열강도를 측정하였다. 먼저, 각각의 튜브형 직물 부재 및 필 호스에서 시편을 재단한 후, 위사 또는 경사방향으로 7 cm를 절개하고, 인열강도 측정장치의 클램프에 상기 절개부의 좌우 시편을 물려 장착하였다. 상기 시편이 장착된 상태에서 각각의 클램프를 위, 아래로 교차 이동시키면서 상기 튜브형 직물 부재 및 필 호스의 시편을 파열시켜 강도를 측정하였다.
(b) 인장강도 및 절단신도
상기 튜브형 직물 부재 및 필 호스에서 시편을 재단하여 미국재료시험협회규격 ASTM D 5034에 따른 인장강도 측정장치의 하부 클램프에 고정시키고, 상부 클램프를 위로 이동시키면서 상기 시편이 파단될 때의 강도 및 신도를 측정하였다.
(c) 경사 및 위사 방향의 원단수축율
미국재료시험협회규격 ASTM D 1776에 따라 경사/위사 방향의 원단수축율을 측정하였다. 먼저, 상기 튜브형 직물 부재 및 필 호스에서 시편을 재단한 후, 경사 및 위사 방향으로 수축 전 길이인 20 cm씩을 표시하고 149 ℃에서 1 시간 동안 챔버에서 열처리한 시편의 수축한 길이를 측정하여 경사방향 및 위사방향의 원단수축율 {(수축전 길이 - 수축후 길이)/ 수축전 길이 x 100%} 측정하였다.
(d) 강연도
미국재료시험협회규격 ASTM D 4032에 따른 강연도 측정장치를 이용하여 써큘라벤드법(Circular Bend)법으로 상기 튜브형 직물 부재 및 필 호스의 강연도를 측정하였다. 또한, 강연도 측정법으로 켄티레버법을 적용할 수 있으며, 상기 튜브형 직물 부재 및 필 호스에서 시편을 재단하여 각 시편에 굽힘을 주기 위하여 일정각도의 경사를 준 시험대인 켄티레버 측정기기를 이용하여 각 시편의 굽힘 길이 측정을 통해 강연도를 측정할 수 있다.
(e) 후도
미국재료시험협회규격 ASTM D 1777 에 따라 상기 실시예 1~5의 튜브형 직물 부재의 한쪽 단면 직물층 두께를 측정하고, 비교예 1~2의 필 호스에서 직물층에 해당하는 한쪽 단면부의 두께를 측정하였다.
(f) 내열성 및 난연성(자소율)
상기 튜브형 직물 부재 및 필 호스로부터 각각 100mm×355mm의 크기를 가지는 100 개의 시료를 랜덤하게 채취하여, FMVSS 302법에 의해 38 mm 높이의 천연가스 불꽃 혹은 이와 동등한 발열량을 가진 열원을 가지고 노출시간을 15초로 하여 내열성 평가를 실시였다.
상기 준비된 시료를 상기 열원에 노출시키고, 15초 후에 열원을 제거하였을 때, 타들어간 시료의 길이가 80 mm 이하이고, 60 초 이내에서 꺼지는 것을 자기소화성(SE)이라 하며, 100 개의 시료 중에서 상기 자기소화성의 기준을 만족하는 시료의 수를 %로 계산하여 자소율을 측정하였으며, 자소율은 하기 계산식 2에 따라 산측하였다.
[계산식 2]
자소율(%)=(자기소화성을 만족하는 시료의 수)/(시험대상 시료의 수)×100
(g) 공기투과도
미국재료시험협회규격 ASTM D 737에 따라 상기 튜브형 직물 부재 및 필 호스를 20 ℃, 65 %RH 하에서 1일 이상 방치한 후, 125 pa의 압력의 공기가 38 cm2의 원형 단면을 통과하는 양을 측정하였다.
(h) 접합부의 봉목강도
상기 튜브형 직물 부재 및 필 호스에서 접합부 시편을 재단하여 미국재료시험협회규격 ASTM D 5822에 따른 봉목강도 측정장치의 하부 클램프에 고정시키고, 상부 클램프를 위로 이동시키면서 접합부 시편이 파단될 때의 강도 및 신도를 측정하였다. 이 때, 봉목 부분은 중심에 위치하게 하여 접합부의 봉목강도를 측정하였다.
구 분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2
인열강도(N) 311 323 381 149 515 839 684
인장강도(N/5cm) 4871 4895 5622 3297 3884 3836 3761
절단신도(%) 32.5 38.8 38.3 33.0 35.0 32.3 6.9
원단수축율
(%)		 경사 0.4 0.3 0.4 0.3 0.3 0.4 1.1
위사 0.2 0.2 0.2 0.3 0.4 0.5 1.3
강연도(kgf) 10.3 9.9 9.8 1.0 1.3 24.5 16.8
후도(mm) 0.639 0.690 0.781 0.350 0.380 2.090 1.850
자소율(%) 100 100 100 100 100 100 100
자소성 SE SE SE SE SE SE SE
공기투과도
(l/d㎡/min)		 3.2 0 0 0 0 0 4.1
봉목강도(N/5cm ) 2175 2250 2417 1670 1750 - -
상기 표 2에서 보는 것과 같이, 본 발명에 따라 이중직 및 접결직의 혼합직으로 제직된 직물층을 포함하는 실시예 1~3의 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재는 단위면적당 중량 4.61 내지 6.72 g/mm2으로 기존의 필 호스에 비해 현저히 가볍고, 인열강도 및 인장강도가 각각 311 내지 381 N 및 4,871 내지 5,622 N/5cm의 값을 가지며, 경사 및 위사 방향의 원단수축율은 0.2% 내지 0.4%로 매우 우수한 특성을 갖는 것을 알 수 있다. 이와 동시에, 상기 실시예 1~3의 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재는 강연도가 9.8 내지 10.3 kgf이며 후도가 0.639 내지 0.781 mm 수준으로서, 우수한 기계적 물성과 함께 우수한 폴딩성, 수납성을 갖는 것임을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 바스켓직으로 제직된 직물층을 포함하는 실시예 4~5의 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재는 단위면적당 중량 2.40 내지 2.45 g/mm2으로 기존의 필 호스에 비해 현저히 가볍고, 강연도가 1.0 내지 1.3 kgf이며 후도가 0.350 내지 0.380 mm 수준으로서 폴딩성, 수납성 등에서 매우 우수한 특성을 갖는 것임을 알 수 있다.
반면에, 기존의 방식대로 원형 직기로 직물 호스를 제직하고 고무 호스를 삽입한 비교예 1 및 별도의 고무 호스를 삽입하지 않은 비교예 2의 필 호스는 단위면적당 중량이 각각 14.2 g/mm2 및 11.1 g/mm2로 상기 실시예 1~3의 필호스에 비해 훨씬 무겁게 되고, 직물층의 강연도와 후도 측정 값이 실시예 1~3의 직물 부재 대비 모두 높은 값을 보임으로 알 수 있다. 이로써, 비교예 1 및 2의 필 호스는 에어백 시스템 적용시 폴딩성 및 수납성 등이 현저히 떨어지며, 에어백 시스템의 경량화 및 성능 개선에 문제가 있음이 확인되었다. 특히, 비교예 2의 경우 원형직기로 제직된 상태로 별도의 고무 호스가 삽입되지 않는다면 실시예 2~5와 같은 수지 코팅층을 적용하기 어렵기 때문에, 실제 에어백 작동시 고온 고압의 인플레이터 가스로 인해 필 호스 자체가 손상되는 문제가 발생할 수도 있다.

Claims (27)

  1. 하나 이상의 가스 토출구가 형성되어 있는 튜브형 직물층을 포함하고,
    상기 직물층은 이중직, 바스켓직, 접결직, 부분접결직, 및 그의 혼합직으로 이루어진 군에서 선택된 조직으로 제직되어 있고,
    상기 직물층의 단위면적당 중량이 10 g/mm2 이하인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 직물층은 이중직과 접결직 또는 부분접결직의 혼합직으로 제직되어 있는 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 직물층은 나일론계 섬유, 폴리에스테르계 섬유, 및 폴리올레핀계 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 합성 섬유로 제조된 것인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 합성 섬유는 섬도가 210 내지 1,050 데니어, 필라멘트 수가 50 내지 500, 인장강도가 7.0 g/d 이상이며, 열수축율이 3% 이하인 것인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 직물층은 섬도가 315 내지 630 데니어인 합성 섬유를 사용하여 경사 및 위사의 제직 밀도가 38 본/인치 이상이 되도록 제직한 것인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  6. 제1항에 있어서,
    단일 직물층으로 이루어진 것인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 직물층의 표면에 피복된 수지 코팅층을 포함하는 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수지 코팅층은 실리콘 수지, 우레탄 수지, 또는 그의 혼합물을 포함하는 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 수지 코팅층의 단위면적당 코팅량이 20 내지 300 g/㎡인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 직물층의 두께는 0.2 내지 1.7 mm인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 직물층의 튜브 직경은 15 내지 250 mm인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 가스 토출구가 단위 길이당 1 내지 20 ea/m로 형성되어 있는 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 직물층은 미국재료시험협회규격 ASTM D 5034 방법으로 측정한 인장강도가 2,000 N/5cm 이상인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 직물층은 독일공업규격 DIN 53356 방법으로 측정한 인열강도가 90 N 이상인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 직물층은 미국재료시험협회규격 ASTM D 4032 방법으로 측정한 강연도가 0.5 내지 15.0 kgf인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 직물층은 미국재료시험협회규격 ASTM D 737 방법으로 측정한 공기투과도가 10.0 l/d㎡/min 이하인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 직물층은 미국재료시험협회규격 ASTM D 1776 방법으로 측정한 경사방향 및 위사방향의 원단수축율이 각각 2% 이하인 것인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 직물층의 커버팩터 값이 하기 계산식 1에 의해 1,800 이상인 것인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
    [계산식 1]
    커버팩터(CF)
    Figure pat00002
  19. 제1항에 있어서,
    상기 직물층은 내열성 평가법 FMVSS 302에 의해 측정한 자소율이 80% 내지 100%이고, 연소 길이가 80 mm 이하, 평균연소시간이 60 초 이하인 것인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 직물층은 튜브 형태를 형성시키는 봉제 접합부를 포함하는 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 접합부는 미국재료시험협회규격 ASTM D 5822 방법으로 측정한 봉목강도가 1,500 N 이상인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 접합부는 나일론계 원사, 폴리에스테르계 원사, 및 아라미드계 원사로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 봉제사를 사용하여 봉제 접합된 것인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 접합부는 섬도가 420 내지 1,890 데니어의 봉제사를 사용하여 봉제 접합된 것인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 접합부는 봉제부분의 땀수가 30 내지 55 ea/100mm가 되도록 봉제 접합된 것인 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재.
  25. 이중직, 바스켓직, 접결직, 부분접결직, 및 그의 혼합직으로 이루어진 군에서 선택된 조직으로 직물층을 제직하는 단계,
    상기 제직된 직물층을 하나 이상의 가스 토출구가 형성된 튜브 형태로 재단하고 봉제 접합하는 단계
    를 포함하는, 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재의 제조 방법.
  26. 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따른 에어백 가스 주입용 튜브형 직물 부재를 포함하는 에어백 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 에어백은 프론트형 에어백, 측면 에어백 또는 커튼형 에어백인 것인, 에어백 시스템.
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