KR20160064191A - 하나 이상의 재봉 솔기를 밀봉하기 위한 진공 강화된 방법 및 장치 - Google Patents

하나 이상의 재봉 솔기를 밀봉하기 위한 진공 강화된 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어백(60) 또는 기타 팽창성 기기 상의 재봉 솔기(66)를 밀봉하는 개선된 방법과 이 방법을 수행하기 위한 장치를 제공한다. 상기 방법은 (a) 재봉 솔기를 생성하는 단계; (b) 노출면 상의 솔기의 노출된 부분에 솔기 밀봉재(90)를 도포하는 단계; (c) 솔기 밀봉재가 실을 따라서 패널 사이 구역에 대한 제 1 노출면으로부터 대향 노출면으로 이동하도록 압박하기 위해 대향 노출면 상의 솔기의 일부 근처에서 대향 노출면에 압력 차이를 국소적으로 인가하는 단계를 구비한다.

Description

하나 이상의 재봉 솔기를 밀봉하기 위한 진공 강화된 방법 및 장치{VACUUM ENHANCED METHOD AND APPARATUS FOR SEALING ONE OR MORE SEWN SEAMS}
본 발명은 재봉 솔기(sewn seam)를 통한 가스 유동을 감소시키거나 완전히 없애기 위한 방법 및 관련 장치와, 상기 방법에 의해 제조된 물품에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 에어백 또는 기타 팽창성 기기 상의 재봉 솔기를 밀봉하는 개선된 방법과 이 방법을 수행하기 위한 장치를 포함하며, 상기 방법은
(a) 다수의 재료 패널을 접합하기 위해 실을 사용하여 재봉 솔기를 생성하는 단계로서, 솔기는 재료 패널 중 하나의 제 1 노출면으로부터 마지막 재료 패널의 대향 노출면으로 연장되는, 상기 재봉 솔기를 생성하는 단계;
(b) 상기 제 1 노출면 상의 솔기의 노출된 부분에 솔기 밀봉재(sealant)를 도포하는 단계;
(c) 실을 따라서 패널 사이의 구역에 대한 제 1 노출면으로부터 대향 노출면으로 이동하도록 솔기 밀봉재를 압박하기 위해 대향 노출면 상의 솔기의 일부 근처에서 대향 노출면에 압력 차이를 국소적으로 인가하는 단계; 및
(d) 상기 압력 차이를 제거하는 단계를 포함한다.
도 1은 복수의 재봉 솔기를 갖는 통상적인 커튼 에어백의 도시도이다.
도 1a는 복수의 재봉 솔기를 갖는 팽창성 매트리스의 도시도이다.
도 2는 재봉 솔기를 갖는 에어백과 관련된 통상적인 누설 경로의 도시도이다.
도 3은 본 발명의 이점을 설명하는데 유용한 예시적 간이 에어백의 도시도이다.
도 3a는 단부 코일, 루프 또는 타원형 섹션에서 종료되는 중심 경로를 갖는 예시적 에어백의 도시도이다.
도 4는 도 3의 에어백의 솔기중 하나에 도포된 밀봉재를 도시한다.
도 5는 본 발명에 사용될 수 있는 작업대의 도시도이다.
도 5a는 도 4의 5a-5a 단면을 통해서 취한 횡단면도이다.
도 5b는 밀봉재에 적용되는 진공을 도시한다.
도 6은 진공 적용 이후의 솔기 밀봉재의 이동을 도시하며, 두 개의 봉합된 재료 층은 도시를 위해 이격되어 있다.
도 7은 두 개 이상의 재료 층에 적용된 본 발명을 도시한다.
도 8은 작업대의 대체 구조 및 특히 융기(raised) 측부를 갖는 홈의 구조의 도시도이다.
도 8a는 융기 측부를 갖는 홈의 섹션 주위로 덮인 에어백의 도시도이다.
도 8b는 홈의 융기 벽이 템플릿의 절취부 내로 연장되는 상태에서 에어백 상부의 템플릿을 도시한다.
도 8c는 작업대 상에 배치된 에어백 위에 배치되도록 구성된 절취부를 갖는 템플릿 또는 가이드의 도시도이다.
도 8d는 에어백에 밀봉재를 추가하기 위해 그 주위에 도시되어 있는 밀봉재 도포기를 도 8c에 추가한다.
도 8e는 직물에 다량의 밀봉재가 도포됨을 도시한다.
도 8f는 진공 압력 하의 직물 조각을 도시한다.
도 8g는 홈의 측벽의 대체 실시예를 도시한다.
도 8h는 대체 밀봉재 도포기를 도시한다.
도 1은 다소 전통적인 봉합된 커튼 에어백(10)을 도시한다. 에어백은 두 개의 재료 패널(14, 16)을 봉합함으로써 형성되는 중심 팽창성 구역(12)을 포함한다. 에어백(10)은 에어백의 일 측부를 차량 필라(pillar)와 같은 고정 지점에 연결하기 위해 사용되는 비팽창성 링크 패널(18)을 추가로 구비하며, 에어백의 다른 측부를 다른 차량 필라에 연결하기 위한 다른 비팽창성 링크 패널(20)을 추가로 구비한다. 팽창성 구역(12)은 패널(14, 16)을 함께 접합하기 위해 재봉 솔기(22)를 선택적으로 생성함으로써 복수의 팽창성 구역(12a)으로 소분할된다. 재봉 솔기(22)의 일부는 에어백(10) 내에 비팽창성 구역(30)을 생성하도록 구성된다. 에어백(10)은 적어도 하나 이상의 입구(32)를 구비하도록 구성되며, 이 입구를 통해서 팽창 가스가 에어백을 팽창시키기 위해 팽창기로부터 제공될 수 있다. 솔기 중 하나의 솔기(22a)는 주변 솔기이며, 다른 솔기(22b)는 단부 코일, 루프, 또는 타원형 섹션(22d)에서 종료되는 중심 경로(22c)를 도시한다.
도 2는 봉합된 에어백 내의 누설 경로 위치를 도시한다. 에어백이 압축될 때 팽창 가스는 화살표 40a, 40b로 도시하듯이 팽창성 구역(12)을 형성하는 재료 밖으로 누설될 수 있다. 실제로 에어백 재료를 통한 이들 누설 경로는 직조 에어백 재료를 실리콘과 같은 공지된 밀봉재로 코팅함으로써 제거되거나 감소될 수 있다. 또한, 이러한 누설 경로는 얇은 데니어 실을 사용하는 미코팅 직조 재료를 사용함으로써 그리고 실의 직조 밀도를 증가시킴으로써 감소될 수도 있다. 봉합된 에어백은 패널의 접합 시에 생성되는 바늘 구멍을 통해서 누설 경로를 갖는 것으로 알려져 있으며; 이들 경로는 화살표 40c, 40d로 표시된다. 또한, 에어백이 팽창됨에 따라 재봉 솔기(22)가 응력을 받으며 그 결과 재료 패널 사이에 그리고 이 재봉 솔기를 형성하는 실을 가로질러 다른 누설 경로가 생성된다. 이 추가 누설 경로는 화살표 40e로 표시된다. 도 1에 도시된 것과 같은 에어백은 또한 에어백 측부의 일부 또는 전부를 따라서 연장되는 주변 재봉 솔기(22a)를 구비할 수 있으며 이것이 각각의 바늘 구멍을 통해서 다양한 누설 경로를 생성함은 물론이다. 본 발명은 상기 누설 경로의 각각을 감소 및/또는 제거하는 것으로 판명된 방법을 보여준다.
봉합된 에어백의 구조와 유사한 구조를 갖는 팽창성 매트리스(50)를 도시하는 도 1a를 간단하게 참조한다. 예를 들어, 매트리스(50)는 공기 또는 일부 다른 가스로 채워지는 하나 이상의 팽창성 구역(52)을 구비한다. 이들 팽창성 구역은 누설 경로를 생성할 봉합 솔기(54)에 의해 형성될 수 있다. 도 1a는 본 발명이 다른 형태의 팽창성 기기에 사용될 수 있음을 도시하기 위해 제공된다.
이제 본 발명의 방법 및 관련 장치를 설명하는데 유용한 예시적 에어백(60)을 도시하는 도 3 및 도 3a를 참조한다. 에어백(60)은, 에어백(10)과 마찬가지로, 대향 재료 패널(62, 64)을 봉합함으로써 형성된다. 이들 재료 패널은 개별 재료 피스로서 형성될 수 있거나 또는 큰 재료 피스를 예를 들어 두 개의 절반부로 절첩함으로써 형성될 수 있으며, 각각의 절반부는 하나의 패널을 형성한다. 에어백(60)은 주변 솔기(66)와, 팽창성 구역(70)을 소구역(subregion)(72, 74)으로 분리시키는 내부 솔기(68)(도 3a에서는 68a)를 구비한다. 내부 솔기(68)는 예를 들어, 장방형 섹션(84)에 의해 연결되는 타원형 재봉 솔기(80, 82)를 포함한다. 이들 다양한 솔기(80, 82, 84)는 비팽창성 구역(90, 92)을 생성한다. 에어백(60) 역시 에어백(10)과 마찬가지로 네크 구역 또는 영역(32)을 구비한다. 도 3a에서 내부 솔기(68a)는 단부 코일, 루프 또는 타원형 섹션(80a)에서 종료되는 중심 경로(84a)를 구비한다.
도 4는 에어백(60)을 도시한다. 또한, 도 4는 주변 솔기(66)에 밀봉재 재료(90)의 띠가 도포되었음을 도시한다. 바람직한 실시예에서, 에어백 재료에 도포될 때의 밀봉재 재료(90)는 특정 점도를 갖거나 50 내지 200,000 cP(0.05 Pa.s 내지 200 Pa.s)(ASTM D1084 하에서 테스트됨)의 점성 범위 내에 있는 반액체 상태로 있다. 이 점도는 상황이 허용할 경우 2백만 cP에 달할 수 있다. 점도 범위는 솔기 실 특징, 바늘 및 바늘 구멍 크기, 도포 온도 및 습도와 같은 파라미터에 따라 변화될 것이며, 밀봉재 재료(90)의 폭(W)은 가상선(92, 94) 사이의 거리로 표시된다. 하나 이상의 줄 각각에서의 실 솔기는 인치당 12 내지 20개의 스티치(stitch: 바늘땀)(4.7 스티치/cm 내지 8.0 스티치/cm)를 가지며, 바람직하게 스티치의 개수는 인치당 14 내지 18개(5.5 내지 7.0 스티치/cm)이다. 실은 솔기 코팅 재료와 접합에 친화적인 코팅으로 코팅될 수 있다. 솔기 실은 92 내지 202 범위의, 바람직하게 약 128의 데니어(denier)를 갖는다. 또한, 천 재료의 직조는 임의의 커튼 에어백에 통상적으로 사용되는 동등한 범위에 있어야 함을 알아야 한다. 통상적으로, 이들 에어백 산업 직물은 210 데니어에서부터 다양하게 840 데니어(그러나, 이에 한정되지 않음)까지에 달한다. 예를 들어, 통상적인 예시적 솔기는 최소 25 그램/미터(grams/meter)의 코팅 재료를 사용할 것이다. 밀봉재(90)의 폭(W)은 솔기 실과 바늘 구멍을 약 6 내지 8 mm 범위의 훨씬 더 큰 폭으로 커버하기에 딱 충분할 수 있다. 도 4는 솔기(66)에 도포된 밀봉재(90)만 도시함을 알아야 하며; 이후 밀봉재는 솔기(68)의 각각과 그 소부분(subpart)(80, 82, 84)(및 68a, 80a, 84a)에 도포된다. 이하의 논의에서 알게 되듯이, 솔기에 대한 밀봉재 도포 이후에, 진공이 인가되어 솔기 밀봉재를 솔기를 통해서 하나의 패널에서 다른 패널로 흡인한다. 밀봉재가 경화되면 솔기를 통한 가스 유동이 감소되거나 제거된다.
도 5는 본 발명에 사용하기 위한 작업대(100)를 도시한다. 작업대는 처리될 에어백이 그 위에 놓이고 적소에 유지될 수 있는 상면 또는 재료 수용면(102)을 구비한다. 에어백은 도 5에 도시되어 있지 않다. 상면(102)에는 166, 168과 같은 복수의 홈 또는 채널이 형성된다. 각각의 홈의 상대 위치는 에어백(60) 상의 각각의 솔기의 배치에 대응한다. 각각의 홈은 112 및 114와 같은 통로를 통해서 진공 소스(110)와 연통한다. 홈(166, 168)의 폭(W1)은 재봉 솔기의 하면에 걸치도록 또한 밀봉재를 재료 층을 통해서 재료의 최하 노출면으로 흡인할 수 있도록 충분히 넓다. 실제로 홈의 폭은 약 6 내지 10 mm의 범위에 있을 수 있다. 작업대(100)는 에어백(60)을 작업대(100)의 표면(102)에 고정하기 위한 수단을 구비한다. 예를 들어, 이 수단은 백의 끝단을 거머쥐는 클램프(104)를 구비할 수 있다. 대안적으로, 이 수단은 백의 끝단에 역시 위치하는 비슷한 개수의 구멍(108)(도 3 또는 도 3a 참조)에 진입하는 복수의 핀(106)을 구비할 수 있다. 다른 고정 수단 또는 기구가 본 발명에 사용될 수 있다. 알 수 있듯이 백이 작업대에 고정되기 전에 밀봉재(90)가 백(60)에 도포될 수 있거나 또는 대안적으로 백(60)이 작업대(100)에 고정된 후에 밀봉재가 백에 도포될 수 있다.
밀봉재(90)는 임의의 적절한 방법에 의해 백에 도포될 수 있다. 예를 들어 밀봉재는 코킹(caulking) 튜브와 같은 튜브를 사용하여, 또는 분사에 의해, 또는 롤러나 특수 형성된 도포기 또는 기타 수단을 사용하여 도포될 수 있다.
도 5a는 에어백(60)이 작업대(100) 상에 배치 및 고정되고 솔기(68)가 홈(166) 위에 배치된 상태에서 밀봉재(90)에 의해 커버된 솔기(66)의 단면을 도시한다. 진공 소스(V)가 활성화되면, 밀봉재(90)가 직물의 층을 통해서, 바늘 구멍(200)을 통해서 흡인된다. 도 5b는 홈 위의 에어백과 밀봉재에 진공이 인가되어 에어백이 홈 내로 흡인되게 하는 것을 도시한다. 전술한 단면 라인은 주변 솔기(66)를 통해서 취한 것이지만, 그 단면이 도 3 또는 도 3a에서의 솔기 중 어느 하나를 통해서 취해질 경우에, 이것들은 거의 동일하게 보일 것이다. 도 6은 직물의 봉합된 층의 하부 노출면으로 흡인된 밀봉재를 도시한다. 진공 레벨은 바늘 구멍(200)(도 7 참조)의 크기에 따라서, 밀봉재(90)의 점도에 따라서 그리고 백이 밀봉되었는지 여부에 따라서 달라질 것이다. 요구되는 진공 레벨은 수은주 2.5 cm(1 인치) 내지 35 cm(14 인치)의 범위인 것이 바람직하다.
네 개의 재료층에 밀봉 공정이 적용되는 도 7을 간단히 참조한다. 도 7에서 밀봉재(90)는 먼저 재료의 최상위 층 또는 제 1 노출된 층에 도포되며 이후 재료의 마지막 또는 대향 또는 원격 외표면으로 흡인된다.
도 5 및 도 8을 참조한다. 전술했듯이 도 5는 작업대의 평면도이며 실선은 복수의 홈의 레이아웃을 도시한다. 도 8은 홈(166)을 통한 다른 단면도이며, 이는 또한 복수의 융기 홈 벽(166a)을 갖는 대체 실시예를 도시한다. 도 8a에서는 복수의 융기 벽(166a) 위에 에어백(60)이 덮인다. 필요에 따라 에어백은 적절한 클램프, 타이, 핀 등을 사용하여 작업대의 에지에 고정될 것이다. 전술한 솔기 중 임의의 것이 도 8a의 융기 벽 위에 덮이면, 모습은 거의 동일하게 보일 것이다.
도 8c는 복수의 절취부(152, 154)를 보여주는 템플릿(template) 또는 그리드(150)를 도시한다. 도 8b에 도시하듯이, 절취부(152)는 그 무게에 의해 또는 템플릿(160)을 끌어내리는 진공 힘에 의해 또는 템플릿(150)을 밀어내서 에어백 재료의 일부가 융기 벽(166a)의 외부에 밀착되게 하는 미는 힘에 의해 각각의 융기 벽(166a) 위에 배치되기에 충분히 넓다. 그 과정에서 68과 같은 솔기 또는 기타 솔기는 대향 융기 벽(166a)에 의해 형성된 공간 내에 배치된다. 이런 식으로 밀봉재(90)는 솔기(68)와 같은 솔기 주위에서 에어백 재료의 비교적 좁은 대역 또는 폭에 적용될 수 있다. 도 8d는 밀봉재(90)의 도입 전에 솔기(68)의 바로 위에 배치되고 융기 벽(166a) 사이에서 에어백 재료의 폭을 한정하는 밀봉재 도포기(170)를 도시한다. 다른 절취부(154)는 재봉 솔기(66, 68) 위에 배치된다.
융기 벽(166a) 사이에 도포되는 밀봉재의 양을 도시하는 도 8e를 간단히 참조한다. 도 8f에서는 진공 소스(V)가 활성화되어 밀봉재(90)를 제 1 또는 최상위 노출면으로부터 에어백 재료의 하부 또는 대향 노출면으로 흡인한다. 전술했듯이, 융기 벽(166)뿐 아니라 다른 융기 벽을 갖는 홈을 사용하는 것의 이점 중 하나는 각각의 융기 벽 사이에 위치된 에어백 재료 상으로의 밀봉재 도포를 가능하게 한다는 것이다. 도 8g는 융기 벽(166a)뿐 아니라 다른 융기 벽이 내측으로 향하는 본 발명의 대체 실시예를 도시한다. 이 구조를 사용하면, 벽의 상부 사이의 간격이 더 좁으며, 따라서 도시된 것보다 작은 표면적에 밀봉재가 도포될 수 있다.
도 8h는 도 8d에 도시된 것에 대한 대체 도포기(170a)를 도시한다. 여기에서 이 도포기(170a)는 다량의 밀봉재(90)가 들어있는 병(180)을 구비한다. 도포기(170a)는 에어백 재료에 대해 하향 힘을 가하는 경사진 벽(182, 182)을 구비하고, 에어백 재료를 융기 벽(166)에 대해 압박하며, 솔기(68)에 도포될 소량의 밀봉재(92)를 위한 포켓(186)을 생성한다. 밀봉재는 작은 통로(188)를 통해서 포켓(186)에 진입한다. 병(180)이 가압될 수 있거나 밀봉재가 중력 하에 병을 떠날 수 있다. 이후, 전술한 방식으로 진공이 인가된다.
전술한 본 발명의 실시예에 대한 여러가지 변경 및 수정이 그 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 이루어질 수 있음은 물론이다. 따라서, 그 범위는 청구범위에 의해서만 한정되도록 의도된다.

Claims (18)

  1. 재봉 솔기를 밀봉하는 방법에 있어서,
    (a) 다수의 재료 패널에 실을 사용하여 재봉 솔기를 생성하는 단계로서, 상기 솔기는 재료 패널 중 하나의 제 1 노출면으로부터 원격 재료 패널의 대향 노출면으로 연장되는, 상기 재봉 솔기를 생성하는 단계;
    (b) 상기 제 1 노출면 상의 솔기의 노출된 부분에 솔기 밀봉재를 도포하는 단계;
    (c) 실을 따라서 패널 사이의 구역에 대한 제 1 노출면으로부터 제 2 노출면으로 이동하도록 솔기 밀봉재를 압박하기 위해, 대향 노출면 상의 솔기 근처에서 대향 노출면에 압력 차이를 국소적으로 인가하는 단계; 및
    (d) 상기 압력 차이를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    재봉 솔기를 밀봉하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 차이를 인가하는 단계는 상기 제 2 노출면에 결정 가능한 레벨의 진공을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    재봉 솔기를 밀봉하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    인가되는 진공의 레벨은 진공의 약 2.5 cm 내지 35 cm(1 내지 14 인치) 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는
    재봉 솔기를 밀봉하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔기에 솔기 밀봉재를 도포하는 단계는 상기 제 1 노출면의 인접한 부분에 상기 솔기 밀봉재를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    재봉 솔기를 밀봉하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 솔기 밀봉재는 약 6 mm의 띠로 도포되는 것을 특징으로 하는
    재봉 솔기를 밀봉하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔기 밀봉재를 도포하는 단계 이전에, 솔기를 갖는 재료의 부분을 솔기가 없는 재료의 부분에 대해 국소적으로 상승시키는 단계를 포함하며, 상기 솔기 밀봉재를 도포하는 단계는 상기 솔기를 갖는 재료의 상승된 부분에 밀봉재를 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    재봉 솔기를 밀봉하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 차이를 제거하는 단계 이후에, 상기 제 2 노출면에 밀봉재를 도포하는 추가 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    재봉 솔기를 밀봉하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 재봉 솔기를 생성하는 단계는 직조 재료의 패널에 재봉 솔기를 생성하는 단계를 포함하고, 재료 패널의 하나 또는 양자는 미코팅 재료, 코팅 재료로 전체적으로 또는 부분적으로 코팅된 직조 재료 또는 플라스틱 시트를 구비하는 것을 특징으로 하는
    재봉 솔기를 밀봉하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔기 밀봉재를 도포하는 단계와 상기 압력 차이를 국소적으로 인가하는 단계는 비교적 동시에 이루어지는 것을 특징으로 하는
    재봉 솔기를 밀봉하는 방법.
  10. 제 1 항의 방법에 의해 형성되는 밀봉된 재봉 솔기를 갖고 제조되는 것을 특징으로 하는
    제조 물품.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 물품은 에어백인 것을 특징으로 하는
    제조 물품.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 에어백은 재봉 솔기를 생성하는 실을 사용하여 함께 봉합되는 다수의 재료 패널을 가지며;
    상기 솔기의 노출된 부분에 솔기 밀봉재가 도포되고, 상기 솔기 밀봉재는 모든 실 구멍을 밀봉하는 완전히 밀봉된 솔기를 형성하기 위해 상기 다수의 패널 사이의 솔기를 통해 제 2 노출면으로 이동하는 것을 특징으로 하는
    에어백.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 패널은 210 내지 840 범위의 직물 데니어를 갖는 것을 특징으로 하는
    에어백.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 솔기 실은 92 내지 202 범위의 데니어를 갖는 것을 특징으로 하는
    에어백.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 솔기 실은 약 138의 데니어를 갖는 것을 특징으로 하는
    에어백.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 밀봉재는 최소 25 그램/미터를 사용하여 도포되는 것을 특징으로 하는
    에어백.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 솔기는 한 줄 이상의 실을 가지며, 각각의 줄은 인치당 12개 내지 20개 범위의 스티치(4.7 내지 8.0 스티치/cm)를 갖는 것을 특징으로 하는
    에어백.
  18. 제 17 항에 있어서,
    각각의 줄은 인치당 14개 내지 18개의 스티치(5.5 내지 7 스티치/cm)를 갖는 것을 특징으로 하는
    에어백.
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