KR20180030058A - 에어백용 기포, 에어백 및 에어백용 기포의 제조 방법 - Google Patents

에어백용 기포, 에어백 및 에어백용 기포의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 에어백용 기포는, 하기 식 (1) 및 식 (2)로 정의되는 경방향 및 위방향의 에너지 흡수 특성이 30 내지 50이다.
(식 (1))
경방향의 에너지 흡수 특성=경방향의 에너지 흡수량/경사의 커버 팩터
(식 (1) 중, 경방향의 에너지 흡수량은, 경방향의 인장 강도 및 파단 신도를 측정할 때에 있어서, 측정 개시로부터 샘플이 파단될 때까지 가해지는 응력의 적분값임)
(식 (2))
위방향의 에너지 흡수 특성=위방향의 에너지 흡수량/위사의 커버 팩터
(식 (2) 중, 위방향의 에너지 흡수량은, 위방향의 인장 강도 및 파단 신도를 측정할 때에 있어서, 측정 개시로부터 샘플이 파단될 때까지 가해지는 응력의 적분값임)

Description

에어백용 기포, 에어백 및 에어백용 기포의 제조 방법
본 발명은, 에어백용 기포, 에어백 및 에어백용 기포의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 우수한 에너지 흡수 특성을 갖는 에어백용 기포, 에어백 및 에어백용 기포의 제조 방법에 관한 것이다.
근년, 자동차 사고 등으로부터 탑승원의 안전을 확보하기 위해서, 각종 에어백이 개발되고, 실용화되고 있다. 에어백은, 차량이 충돌하고 나서 극히 단시간 내에 팽창 전개되어, 탑승원을 받아내고, 충격을 흡수하여 탑승원을 보호한다. 에어백을 구성하는 에어백용 기포는, 팽창 전개되어 탑승원을 받아내기 위해서, 우수한 기계 특성을 가질 필요가 있다. 예를 들어, 시트 내에 수납되어, 측면 충돌 사고 시, 탑승원의 요부나 흉부를 보호하는 사이드 에어백은, 변형된 도어 등이 탑승원에게 부딪히는 것을 방지하는 격벽으로서 기능할 뿐만 아니라, 충돌 시의 반력에 의한 탑승원의 요부나 흉부의 이동도 받아내는 기능도 동시에 가질 필요가 있다.
에어백용 기포에 대한 요구 성능을 충족시키기 위해서, 예를 들어 특허문헌 1에는, 통기도를 억제하여, 보다 고도의 기밀성을 갖고, 전개 속도를 빠르게 하여, 탑승원을 보호하기 위한 충격 흡수성을 향상시키는 것을 의도한 에어백용 기포가 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 유연하며 터프니스가 높은 원사를 사용하여, 낮은 통기성과, 우수한 유연성, 수납성을 구비하고, 충격 흡수성을 향상시키는 것을 의도한 에어백용 패브릭이 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 가스 손실없이 전개되고, 경량화된 에어백 모듈을 제공하는 것을 의도한 에어백용 직물이 제안되어 있다.
국제 공개 제2012/026455호 일본 특허 공개 제2002-266161호 공보 일본 특허 공개 제2011-202340호 공보
근년, 다양한 충돌 형태나, 고속도의 충돌 등에도 대응할 수 있도록, 에어백용 기포는, 점점 내충격 흡수성에 대한 요구가 높아지고 있다. 특히, 차체가 크게 변형되는 사고나, 체중이 무거운 탑승원을 보호하기 위해서는, 에어백용 기포는, 더 효율적으로 충돌 시의 큰 에너지를 흡수할 필요가 있다. 그러나, 특허문헌 1 내지 3에 기재된 에어백용 기포는, 이러한 큰 에너지를 충분히 흡수할 수 있다고는 할 수 없다. 본 발명은, 이러한 종래의 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 충돌 시의 에너지를 충분히 흡수할 수 있는 에어백용 기포, 에어백 및 에어백용 기포의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 경방향(經方向) 및 위방향(緯方向)에 있어서의 에너지 흡수량을 커버 팩터로 나누어 얻어지는 에너지 흡수 특성이 소정의 범위 내인 경우에, 상기 과제를 해결할 수 있는 에어백용 기포가 얻어지는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 상기 과제를 해결하는 본 발명의 일 형태의 에어백용 기포는, 하기 식 (1)로 정의되는 경방향의 에너지 흡수 특성이 30 내지 50이며, 하기 식 (2)로 정의되는 위방향의 에너지 흡수 특성이 30 내지 50인, 에어백용 기포이다.
(식 (1))
경방향의 에너지 흡수 특성=경방향의 에너지 흡수량/경사의 커버 팩터
(식 (1) 중, 경방향의 에너지 흡수량은, 경방향의 인장 강도 및 파단 신도를 측정할 때에 있어서, 측정 개시로부터 샘플이 파단될 때까지 가해지는 응력의 적분값임)
(식 (2))
위방향의 에너지 흡수 특성=위방향의 에너지 흡수량/위사의 커버 팩터
(식 (2) 중, 위방향의 에너지 흡수량은, 위방향의 인장 강도 및 파단 신도를 측정할 때에 있어서, 측정 개시로부터 샘플이 파단될 때까지 가해지는 응력의 적분값임)
또한, 상기 과제를 해결하는 본 발명의 일 형태의 에어백은, 상기 에어백용 기포가 봉제된, 에어백이다.
또한, 상기 과제를 해결하는 본 발명의 일 형태의 에어백의 제조 방법은, 상기 에어백용 기포를 제조하기 위한 제조 방법이며, 제직된 생기(生機)를, 70℃ 이하의 물을 사용하여, 경사 방향으로 150 내지 400N/m의 주행 장력을 가하여 정련하는 정련 공정과, 140℃ 이하에서 생기를 건조시키는 건조 공정과, 제직한 생기를 열 세트하는 열 세트 공정을 포함하고, 상기 열 세트 공정은, 핀 텐터 건조기를 사용하여, 120 내지 200℃에서, 오버피드율이 -2 내지 +2％이며, 건조기에 의해 건조된 생기의 폭에 대하여 98％ 이상의 기포 폭이 되도록 폭출을 행하는 공정인, 에어백용 기포의 제조 방법이다.
도 1은, 실시예 1의 에어백용 기포의 인장 강도 및 파단 신도를 측정할 때에 얻어지는 경방향의 응력-변형 곡선을 나타내는 그래프이다.
도 2는, 실시예 1의 에어백용 기포의 인장 강도 및 파단 신도를 측정할 때에 얻어지는 경방향의 응력-변형 곡선과, 비교예 1의 에어백용 기포의 인장 강도 및 파단 신도를 측정할 때에 얻어지는 위방향의 응력-변형 곡선을 나타내는 그래프이다.
도 3은, 실시예 및 비교예에 있어서의 쿠션 직경의 평가에 있어서 제작되는 쿠션의 모식도이다.
<에어백용 기포>
본 발명의 일 실시 형태의 에어백용 기포는, 하기 식 (1)로 정의되는 경방향의 에너지 흡수 특성이 30 내지 50이며, 또한 하기 식 (2)로 정의되는 위방향의 에너지 흡수 특성이 30 내지 50인 것을 특징으로 한다. 이러한 에어백용 기포는, 다양한 에어백의 장착 부위(운전석, 조수석, 사이드, 커튼 에어백 등)에 에어백으로서 적용될 수 있다. 에어백은, 상기 에너지 흡수 특성을 갖는 에어백용 기포를 포함하기 때문에, 다양한 충돌 형태에 있어서 충돌 시의 에너지를 충분히 흡수할 수 있다. 이하, 상세하게 설명한다.
(식 (1))
경방향의 에너지 흡수 특성=경방향의 에너지 흡수량/경사의 커버 팩터
식 (1) 중, 경방향의 에너지 흡수량은, 경방향의 인장 강도 및 파단 신도를 측정할 때에 있어서, 측정 개시로부터 샘플이 파단될 때까지 가해지는 응력의 적분값이다.
(식 (2))
위방향의 에너지 흡수 특성=위방향의 에너지 흡수량/위사의 커버 팩터
식 (2) 중, 위방향의 에너지 흡수량은, 위방향의 인장 강도 및 파단 신도를 측정할 때에 있어서, 측정 개시로부터 샘플이 파단될 때까지 가해지는 응력의 적분값이다.
(에너지 흡수 특성의 정의)
먼저, 에너지 흡수 특성의 정의에 대해서, 도 1을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 실시 형태에 있어서, 에너지 흡수 특성은 경방향 및 위방향 각각에 대하여 측정되는 에너지 흡수량을, 경방향 및 위방향 각각에 대하여 산출되는 커버 팩터에 의해 나눔으로써 산출되는 파라미터이다. 도 1은, 후술하는 실시예 1의 에어백용 기포의 인장 강도 및 파단 신도를 측정할 때에 얻어지는 경방향의 응력-변형 곡선 L1을 나타내는 그래프이다. 응력-변형 곡선 L1은, 후술하는 JIS L 1096:2010 8.14 A법(스트립법)에 기초하여 인장 강도 및 파단 신도를 측정함으로써 얻어진다. 도 1에 있어서, 횡축은 변형(mm)을 나타내고, 종축은 응력(N/mm2)을 나타낸다. 인장 강도 및 파단 신도를 측정함으로써, 측정 개시로부터 샘플이 파단될 때까지의 각 시점에 있어서의 응력이 소정 시간마다 측정된다. 응력-변형 곡선 L1은, 소정 시간마다 측정된 응력의 값을 플롯하고, 플롯된 각각의 응력의 값을 연결하여 얻어지는 곡선이다.
ㆍ경방향의 에너지 흡수량에 대해서
경방향의 에너지 흡수량은, 도 1에 나타내는 사선 부분(영역 R)으로서 표현된다. 영역 R은, 상기 식 (1)에 나타낸 바와 같이, 측정 개시로부터 샘플이 파단될 때까지 가해지는 응력의 적분값이다. 보다 구체적으로는, 경방향의 에너지 흡수량은, 예를 들어 이하의 식 (3)에 따라서 산출되는 미소 영역을 원점에서 파단점까지 총합함으로써 산출할 수 있다. 이러한 경방향의 에너지 흡수량은, 측정 개시로부터 샘플이 파단될 때까지 가해진 응력의 총합의 근사값에 상당한다. 측정 간격이 충분히 짧은 경우(예를 들어 50mm초마다 측정하는 경우)에는, 이 근사값은, 실질적으로는 응력의 총합으로 간주할 수 있다.
(식 (3))
미소 영역(N/mm)=(n+1번째의 변형(mm)-n번째의 변형(mm))×(n+1번째의 응력) (N/mm2)
단, n번째란, 임의의 측정 시점이며, n+1번째란 n번째의 측정 시점에서 50m초 후의 측정 시점이다. 그 때문에, n+1번째의 변형(mm)이란, n+1번째의 측정 시에 있어서의 변형값(mm)을 나타내고, n+1번째의 응력(N/mm2)이란, n+1번째의 측정 시에 있어서의 응력값(N/mm2)을 나타낸다.
도 2는, 실시예 1의 에어백용 기포의 인장 강도 및 파단 신도를 측정할 때에 얻어지는 경방향의 응력-변형 곡선 L1과, 비교예 1의 에어백용 기포의 인장 강도 및 파단 신도를 측정할 때에 얻어지는 위방향의 응력-변형 곡선 L2를 나타내는 그래프이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 샘플은, 응력-변형 곡선 L1로 나타내는 바와 같이, 최대 응력이 비교적 크고, 또한 파단될 때까지 요구되는 변형도 크다. 한편, 응력-변형 곡선 L2로 나타내는 샘플은, 최대 응력이 크고, 파단될 때까지 요구되는 변형이 작다. 그 때문에, 결과적으로, 응력-변형 곡선 L1에 기초하여 산출되는 에너지 흡수량은, 응력-변형 곡선 L2에 기초하여 산출되는 에너지 흡수량보다도 크다. 이러한 큰 에너지 흡수량은, 얻어지는 에어백이 다양한 충돌 형태에 대응하기 위해서 중요하다.
또한, 위방향의 에너지 흡수량은, 경방향의 에너지 흡수량과 동일하게 구할 수 있다. 그 때문에, 중복되는 설명은 생략한다.
ㆍ경방향의 커버 팩터에 대해서
경방향의 커버 팩터란, 실 사이의 간극의 정도를 나타내는 파라미터이다. 본 실시 형태에 있어서, 경방향의 커버 팩터는, 이하의 식 (4)에 의해 정의된다. 또한, 총 섬도는, JIS L1096:2010 8.9.1.1 B법에 기초하여 산출할 수 있다. 또한, 직밀도는, JIS L 1096:2010 8.6.1 A법에 기초하여 산출할 수 있다.
(식 (4))
경방향의 커버 팩터=(경사의 총 섬도(dtex))1/2×경사의 직밀도(개/25.4mm)
또한, 위방향의 커버 팩터는, 경방향의 커버 팩터와 동일하게 구할 수 있다. 그 때문에, 중복되는 설명은 생략한다.
ㆍ경방향의 에너지 흡수 특성에 대해서
그런데, 상기한 바와 같이, 에어백은, 다양한 장착 부위(운전석, 조수석, 사이드, 커튼 에어백 등)에 장착된다. 각각의 장착 부위에 있어서, 에어백용 기포를 구성하는 실(이하 분해사라고도 함)의 총 섬도나 직밀도의 최적 범위가 상이하다. 그래서, 본 실시 형태의 에어백은, 상기한 경방향의 에너지 흡수량의 다과가 아니라, 식 (1)에 나타낸 바와 같이, 경방향의 에너지 흡수량을 경사의 커버 팩터로 나눔으로써 얻어지는 경방향의 에너지 흡수 특성이 소정의 범위가 되는 것을 특징으로 하고 있다. 경방향의 에너지 흡수 특성은 섬도당 경방향의 에너지 흡수량이 규정되어 있기 때문에, 경사의 총 섬도나 경사의 직밀도의 영향을 충분히 배제할 수 있다. 그 결과, 경방향의 에너지 흡수 특성은 다양한 충돌 형태뿐만 아니라, 다양한 장착 부위에도 적용할 수 있다.
또한, 위방향의 에너지 흡수 특성은 경방향의 에너지 흡수 특성과 동일하게, 식 (2)에 기초하여 산출할 수 있다. 그 때문에, 중복되는 설명은 생략한다.
본 실시 형태의 에어백용 기포는, 경방향의 에너지 흡수 특성이 30 이상이다. 경방향의 에너지 흡수 특성은 33 이상인 것이 바람직하고, 35 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 경방향의 에너지 흡수 특성은 50 이하이다. 경방향의 에너지 흡수 특성은 45 이하인 것이 바람직하고, 43 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 실시 형태의 에어백용 기포는, 위방향의 에너지 흡수 특성이 30 이상이다. 위방향의 에너지 흡수 특성은 33 이상인 것이 바람직하고, 35 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 위방향의 에너지 흡수 특성은 50 이하이다. 위방향의 에너지 흡수 특성은 45 이하인 것이 바람직하고, 43 이하인 것이 보다 바람직하다. 에어백용 기포의 경방향 및 위방향에 있어서의 에너지 흡수 특성이 30 내지 50인 경우, 얻어지는 에어백은, 다양한 장착 부위(운전석, 조수석, 사이드, 커튼 에어백 등)에 장착될 수 있음과 함께, 차체의 변형과 탑승원을 동시에 받아내는 등, 다양한 충돌 형태에 대응할 수 있다. 한편, 경방향 또는 위방향에 있어서의 에너지 흡수 특성이 30 미만인 경우, 차체의 변형과 탑승원을 동시에 받아냈을 때, 응력 집중에 의해 쿠션이 손상될 가능성이 있다. 또한, 경방향 또는 위방향에 있어서의 에너지 흡수 특성이 50을 초과하는 경우, 에어백이 전개되어 탑승원을 받아내는 동안에, 분해사가 소성 변형되어 총 섬도가 작아지는 경향이 있다. 이 경우, 에어백용 기포는, 특히 논코팅 에어백용 기포인 경우에 통기도가 높아지기 쉽다. 그 결과, 얻어지는 에어백은, 전개 시의 내압이 부족한 경향이 있다.
이어서, 본 실시 형태의 에어백용 기포가 적합하게 구비하는 각종 특성에 대하여 설명한다.
(에어백용 기포의 파단 신도)
본 실시 형태의 에어백용 기포에 있어서, 경방향의 파단 신도는 35％ 이상인 것이 바람직하고, 44％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 45％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 경방향의 파단 신도는 55％ 이하인 것이 바람직하고, 50％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 48％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 위방향의 파단 신도는 35％ 이상인 것이 바람직하고, 44％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 45％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 위방향의 파단 신도는 55％ 이하인 것이 바람직하고, 50％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 48％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 경방향의 파단 신도와 위방향의 파단 신도와의 평균은 35％ 이상인 것이 바람직하고, 44％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 45％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 경방향의 파단 신도와 위방향의 파단 신도와의 평균은 55％ 이하인 것이 바람직하고, 50％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 48％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 경방향의 파단 신도, 위방향의 파단 신도, 또는 경방향과 위방향과의 파단 신도의 평균이 상기 범위 내인 경우, 얻어지는 에어백은, 전개 시에 에어백용 기포가 적절하게 신장되기 쉽다. 그 때문에, 에어백용 기포는 콤팩트화되기 쉽고, 재료 비용이 저감되기 쉽다. 또한, 얻어지는 에어백은, 차체의 변형이나 탑승원을 받아낼 때, 응력이 집중되기 어렵다. 그 결과, 쿠션에 대한 손상이 경감되기 쉽다. 또한, 에어백용 기포의 파단 신도는, JIS L 1096:2010 8.14 A법(스트립법)에 기초하여 산출할 수 있다.
(분해사의 기계 특성)
본 실시 형태의 에어백용 기포를 구성하는 분해사는, 통기도가 낮은 기포를 얻기 위해서, 경사, 위사 각각이 멀티 필라멘트인 것이 바람직하다. 또한, 경사 및 위사는, 멀티 필라멘트사의 강도, 신도 등을 원하는 범위로 하는 것이 용이한 점에서 합성 섬유 멀티 필라멘트사인 것이 바람직하다.
경사 및 위사의 총 섬도는, 각각 145dtex 이상인 것이 바람직하고, 200dtex 이상인 것이 보다 바람직하고, 300dtex 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 경사 및 위사의 총 섬도는, 각각 720dtex 이하인 것이 바람직하고, 600dtex 이하인 것이 보다 바람직하고, 500dtex 이하인 것이 더욱 바람직하다. 경사 및 위사의 총 섬도가 상기 범위 내인 경우, 얻어지는 에어백용 기포의 인장 강도나 인열 강력이 높아지기 쉽고, 에어백의 용도에 적절한 기계 특성이 얻어지기 쉽다. 또한, 얻어지는 에어백용 기포는 컴팩트성 및 경량성이 보다 우수하다. 특히, 총 섬도가 200dtex 이상인 경우나, 600dtex 이하인 경우, 기계 특성과, 컴팩트성 및 경량성이 양립되기 쉽다. 또한, 경사 및 위사의 총 섬도는, JIS L 1096:2010 8.9.1.1 B법에 기초하여 산출할 수 있다.
그런데, 경사 및 위사의 총 섬도가 동일한 경우, 단섬유 섬도가 작으면, 필라멘트수가 많아진다. 이 경우, 에어백용 기포의 제조 공정이나 에어백 작동 시에 있어서, 경사와 위사가 마찰되어, 단섬유에 흠이 나는 경우가 있다. 후술하는 에어백용 기포의 인장 강도나 파단 신도를 측정할 때도 동일하게, 경사와 위사와의 마찰에 의해 단섬유에 흠이 나서, 최종적으로는 에어백용 기포 그 자체가 파단될 수 있다. 그 때, 흠이 난 단섬유가 먼저 파단되기 때문에, 흠이 나지 않은 단섬유에만 응력이 가해지게 된다. 그 때문에, 필라멘트수가 작으면, 흠이 난 단섬유의 파단이, 에어백용 기포 전체의 파단에 끼치는 영향이 커진다. 그래서, 필라멘트수를 나타내는 단섬유 섬도는, 적절하게 작은 편이 바람직하다.
구체적으로는, 경사 및 위사의 단섬유 섬도는, 각각 2dtex 이상인 것이 바람직하고, 3dtex 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 경사 및 위사의 단섬유 섬도는 10dtex 이하인 것이 바람직하고, 7dtex 이하인 것이 보다 바람직하고, 5dtex 이하인 것이 더욱 바람직하다. 경사 및 위사의 단섬유 섬도가 상기 범위 내인 경우, 얻어지는 에어백용 기포는, 양호한 기계 특성과 에너지 흡수 특성을 구비할 수 있다. 또한, 이러한 단섬유 섬도의 경사 및 위사는, 고강도가 되도록 제조하기 쉽다. 또한, 이러한 단섬유 섬도의 경사 및 위사는 필라멘트수가 적절하며, 얻어지는 에어백용 기포는 파단 강도가 커지기 쉽고, 기계 특성과 에너지 흡수 특성이 향상되기 쉽다. 나아가, 얻어지는 에어백용 기포는 통기도를 낮게 억제할 수 있다. 또한, 단섬유 섬도는, 상기 총 섬도를 필라멘트수로 나눔으로써 산출할 수 있다.
경사 및 위사의 인장 강도는, 각각 4.5cN/dex 이상인 것이 바람직하고, 5.0cN/dex 이상인 것이 보다 바람직하고, 5.3cN/dex 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 경사 및 위사의 인장 강도는, 각각 6.5cN/dex 이하인 것이 바람직하고, 6.0cN/dex 이하인 것이 보다 바람직하고, 5.7cN/dex 이하인 것이 더욱 바람직하다. 경사 및 위사의 인장 강도가 상기 범위 내인 경우, 얻어지는 에어백용 기포는 우수한 에너지 흡수 특성과, 기계 특성이 양립되기 쉽다. 또한, 경사 및 위사의 인장 강도는, JIS L 1013:2010 8.5.1에 기초하여 산출할 수 있다.
경사 및 위사의 파단 신도는, 각각 23％ 이상인 것이 바람직하고, 30％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 35％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 경사 및 위사의 파단 신도는 45％ 이하인 것이 바람직하고, 40％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 39％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 경사 및 위사의 파단 신도가 상기 범위 내인 경우, 얻어지는 에어백용 기포는 우수한 에너지 흡수 특성과, 기계 특성이 양립되기 쉽다. 또한, 얻어지는 에어백은, 전개 시에 탑승원 등에 의해 가해지는 응력을 분산시키기 쉽다. 또한, 경사 및 위사의 파단 신도는, JIS L 1013:2010 8.5.1에 기초하여 산출할 수 있다.
경사의 커버 팩터와 위사의 커버 팩터와의 합(총 커버 팩터)은 1900 이상인 것이 바람직하고, 2000 이상인 것이 보다 바람직하고, 2100 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 총 커버 팩터는 2400 이하인 것이 바람직하고, 2350 이하인 것이 보다 바람직하고, 2300 이하인 것이 더욱 바람직하다. 총 커버 팩터가 상기 범위 내인 경우, 얻어지는 에어백은 전개 시에 형상이 유지되기 쉽고, 통기도가 낮으며, 또한 우수한 기계 특성을 나타내기 쉽다.
(경사 및 위사의 원료)
경사 및 위사를 구성하는 중합체는 특별히 한정되지 않는다. 일례를 들면, 중합체는, 나일론 6ㆍ6, 나일론 6, 나일론 12, 나일론 5ㆍ6, 나일론 6ㆍ10 등의 폴리아미드나, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르의, 단독 중합체, 공중합 폴리머 등, 고분자 배열체 섬유가 얻어지는 중합체이다. 이들 중에서도, 중합체는, 얻어지는 에어백용 기포에 내충격성을 부여하기 쉬운 점에서, 폴리아미드, 폴리에스테르인 것이 바람직하고, 나일론 6ㆍ6이나 나일론 6 등의 폴리아미드인 것이 보다 바람직하다.
또한, 이들 중합체를 사용하여, 경사 및 위사를 제조할 때, 제조 공정이나 가공 공정에서의 생산성이나 특성을 개선하기 위해서, 각종 첨가제가 배합되어도 된다. 이러한 첨가제로서는, 열안정제, 산화 방지제, 광안정제, 평활제, 대전 방지제, 가소제, 증점제, 안료, 난연제 등이 예시된다.
(에어백용 기포의 두께)
에어백용 기포의 두께는, 컴팩트성의 점에서는 얇은 편이 좋다. 그러나, 필요한 기계 특성을 얻기 위해서, 두께는 0.15mm 이상인 것이 바람직하고, 0.20mm 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.23mm 이상인 것이 더욱 바람직하고, 0.28mm 이상인 것이 특히 바람직하다. 또한, 에어백용 기포의 두께는 0.40mm 이하인 것이 바람직하고, 0.38mm 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.34mm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 에어백용 기포의 두께가 상기 범위 내인 경우, 얻어지는 에어백은, 필요한 기계 특성을 나타내면서, 충분히 콤팩트하며, 이에 의해 차량 스페이스를 크게 확보할 수 있다.
(에어백용 기포의 단위 면적당 중량)
에어백용 기포의 단위 면적당 중량은, 경량성의 점에서는 작은 편이 좋다. 그러나, 필요한 기계 특성을 얻기 위해서, 단위 면적당 중량은 120g/m2 이상인 것이 바람직하고, 150g/m2 이상인 것이 보다 바람직하고, 170g/m2 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 에어백용 기포의 단위 면적당 중량은 320g/m2 이하인 것이 바람직하고, 280g/m2 이하인 것이 보다 바람직하고, 230g/m2 이하인 것이 더욱 바람직하다. 에어백용 기포의 단위 면적당 중량이 상기 범위 내인 경우, 얻어지는 에어백은, 필요한 기계 특성을 나타내면서, 충분히 경량이며, 이에 의해 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.
(수지 코팅의 유무)
본 실시 형태의 에어백용 기포는, 통기도를 보다 작게 하기 위해서, 적어도 한쪽 면에 수지가 피복 또는 적층되어도 된다. 수지는, 생기 표면에 피복 또는 적층 가능한 수지이면, 특별히 한정되지 않는다. 일례를 들면, 수지는, 실리콘 수지나 폴리이미드 수지 등의 열경화성 수지나, 폴리아미드 수지나 폴리우레탄 수지 등의 열가소성 수지, 불소 수지 등이다. 이들 중에서도, 도포 후에 열처리를 실시함으로써 경화할 수 있는 열경화성 수지이면, 후술하는 열 세트 공정에서 생기의 열 고정과 수지의 경화를 동시에 실시할 수 있기 때문에 바람직하다. 이들 중에서도, 수지는, 내열성, 내노화성, 범용성이 우수한 점에서, 실리콘 수지인 것이 바람직하다.
수지를 도포하는 경우의 도포량은, 원하는 통기도가 얻어지도록 조정하면 된다. 일례를 들면, 도포량은 5g/m2 이상인 것이 바람직하고, 10g/m2 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 도포량은 30g/m2 이하인 것이 바람직하고, 25g/m2 이하인 것이 보다 바람직하다. 수지의 도포량이 상기 범위 내인 경우, 얻어지는 에어백용 기포는 경량이면서, 통기도가 적절하게 낮아지도록 조정될 수 있다.
(에어백용 기포의 인장 강도)
에어백용 기포의 인장 강도는, 경방향 및 위방향 각각에 있어서, 1000N/30mm 이상인 것이 바람직하고, 1400N/30mm 이상인 것이 보다 바람직하고, 1600N/30mm인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 에어백용 기포의 인장 강도는, 경방향 및 위방향 각각에 있어서, 2200N/30mm 이하인 것이 바람직하고, 2000N/30mm 이하인 것이 보다 바람직하고, 1800N/30mm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 인장 강도가 상기 범위 내인 경우, 에어백용 기포의 기계 특성이 보다 우수하다. 또한, 에어백용 기포의 인장 강도는, JIS L 1096:2010 8.14 A법(스트립법)에 기초하여 산출할 수 있다.
(에어백용 기포의 인열 강력)
에어백용 기포의 인열 강력은, 경방향 및 위방향 각각에 있어서, 100N 이상인 것이 바람직하고, 110N 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 에어백용 기포의 인열 강력은, 경방향 및 위방향 각각에 있어서, 300N 이하인 것이 바람직하고, 250N 이하인 것이 보다 바람직하다. 인열 강력이 상기 범위 내인 경우, 얻어지는 에어백은, 전개 시에 탑승원을 받아낼 때의 응력 등이 집중되었을 때, 인열되기 어렵다. 그 결과, 전개된 에어백은, 통기부가 발생하는 것이 방지된다. 또한, 에어백용 기포의 인열 강력은, JIS L 1096:2010 8.17 A법(싱글 텅법)에 기초하여 산출할 수 있다.
(에어백용 기포의 활탈 저항값)
에어백용 기포의 활탈 저항값은, 경방향 및 위방향 각각에 있어서, 200N 이상인 것이 바람직하고, 250N 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 에어백용 기포의 활탈 저항값은, 경방향 및 위방향 각각에 있어서, 900N 이하인 것이 바람직하고, 800N 이하인 것이 보다 바람직하다. 활탈 저항값이 상기 범위 내인 경우, 얻어지는 에어백은 봉제부의 눈 어긋남이 작아진다. 그 결과, 얻어지는 에어백은, 전개 시에 인플레이터의 열 가스가 누설되기 어렵고, 내압이 유지되기 쉬우며, 또한 봉제부에 있어서의 기포의 용융이 방지된다. 또한, 에어백용 기포의 활탈 저항값은, ASTM D 6479-02에 기초하여 산출할 수 있다.
(에어백용 기포의 강연도)
에어백용 기포의 강연도는 5N 이상인 것이 바람직하고, 7N 이상인 것이 보다 바람직하고, 9N 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 강연도는 25N 이하인 것이 바람직하고, 20N 이하인 것이 보다 바람직하고, 17N 이하인 것이 더욱 바람직하다. 강연도가 상기 범위 내인 경우, 에어백용 기포는 봉제하기 쉽다. 또한, 얻어진 에어백 쿠션을 절첩하여 수납할 때의 작업성이 우수하다. 또한, 에어백용 기포의 강연도는, ASTM D 4032-94의 서큘러 벤드법(Circular Bend)에 기초하여 산출할 수 있다.
(에어백용 기포의 통기도)
에어백용 기포의 통기성을 나타내는 19.6kPa 차압 하의 통기도는 8.0L/cm2/분 이하인 것이 바람직하고, 5.0L/cm2/분 이하인 것이 보다 바람직하고, 3.0L/cm2/분 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 통기도는 0.5L/cm2/분 이상인 것이 바람직하다. 통기도가 상기 범위 내인 경우, 얻어지는 에어백은, 전개 시의 탑승원 구속 성능이 보다 우수하다. 또한, 에어백용 기포의 통기도는, JIS L 1096:2010 8.26 A법(프래지어(Frazier)형법)에 기초하여 산출할 수 있다.
(에어백용 기포의 크림프율)
에어백용 기포의 크림프율은, 경방향 및 위방향의 각각의 크림프율의 평균이 2％ 이상인 것이 바람직하고, 3％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 4％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 크림프율의 평균은 10％ 이하인 것이 바람직하고, 7％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 6％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 생기의 가공 전후에 있어서 크림프율의 평균이 상기 범위 내로 유지되는 경우, 에어백용 기포의 제조 공정 중에, 경사 및 위사의 인장 강도ㆍ파단 신도가 저하되기 어렵다. 그 결과, 얻어지는 에어백용 기포는 높은 에너지 흡수 특성을 유지하기 쉽다. 또한, 경방향 및 위방향의 각각의 크림프율에 대해서, 예를 들어 워터 제트 룸에서 제직할 경우, 위사 삽입 시의 장력이 높기 때문에, 경사의 크림프율은, 위사의 크림프율보다도 높아지는 경향이 있다. 그 때문에, 가공 후의 경방향의 크림프율은, 위방향의 크림프율보다도 큰 편이 바람직하다. 구체적으로는, 경방향의 크림프율은 4.0％ 이상인 것이 바람직하고, 5.0％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 경방향의 크림프율은 10.0％ 이하인 것이 바람직하고, 9.0％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 한편, 위방향의 크림프율은 1.6％ 이상인 것이 바람직하고, 2.0％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 위방향의 크림프율은 4.0％ 이하인 것이 바람직하고, 3.5％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 에어백용 기포의 크림프율은, JIS L1096:2010 8.7 B법에 기초하여 산출할 수 있다.
이상, 본 실시 형태의 에어백용 기포는, 경방향 및 위방향의 에너지 흡수 특성이, 각각 30 내지 50이다. 이러한 에어백용 기포를 봉제한 에어백은 다양한 충돌 형태에 있어서 충돌 시의 에너지를 충분히 흡수할 수 있다.
<에어백용 기포의 제조 방법>
본 발명의 일 실시 형태의 에어백용 기포의 제조 방법은 상기 실시 형태의 에어백용 기포의 제조 방법이다. 본 실시 형태의 에어백용 기포의 제조 방법은, 이하에 예시되는 제조 방법에 의해 제직된 생기에 대하여, 정련 공정, 건조 공정 및 열 세트 공정을 행하는 것을 특징으로 한다. 이하, 각각에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시 형태의 에어백용 기포의 제조 방법은, 상기 공정 이외에, 임의의 공정을 포함해도 된다. 예를 들어, 에어백용 기포의 제조 방법은, 수지로 코팅된 코팅 기포를 제조하는 경우에는, 코팅 공정을 포함해도 된다.
(생기의 준비)
생기는, 경사 및 위사를 직기에 의해 제직함으로써 얻어진다. 사용하는 경사 및 위사(원사)는 특별히 한정되지 않는다. 일례를 들면, 경사 및 위사는, 각각 총 섬도가 150 내지 700dtex이며, 단섬유 섬도가 2 내지 10dtex이며, 인장 강도가 5.0 내지 7.5cN/dtex이며, 파단 신도가 30 내지 50％인 합성 섬유 멀티 필라멘트사이다. 그 때, 위사는, 얻어지는 에어백용 기포의 기계 특성이 경방향 및 위방향에서 동등해지는 점에서, 경사와 동일한 멀티 필라멘트사인 것이 바람직하다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 「동일한 기계 특성」이란, 총 섬도, 단섬유 섬도, 인장 강도 및 파단 신도의 차가 모두 10％ 이내인 것을 말한다.
경사 및 위사의 직밀도는, 총 섬도 및 커버 팩터에 의한다. 일례를 들면, 경사 및 위사의 직밀도는, 총 섬도가 470dtex인 분해사로 에어백용 기포를 제작하는 경우에는, 47개/2.54cm 이상인 것이 바람직하고, 49개/2.54cm 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 경사 및 위사의 직밀도는, 총 섬도가 470dtex인 분해사로 에어백용 기포를 제작하는 경우에는, 58개/2.54cm 이하인 것이 바람직하고, 57개/2.54cm 이하인 것이 보다 바람직하다. 경사 및 위사의 직밀도가 상기 범위 내인 경우, 논코팅 기포라도, 저통기성과 높은 기계 특성을 유지할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 경방향 및 위방향에 있어서 동등한 기계 특성을 구비하는 에어백용 기포를 얻기 위해서는, 경사 및 위사의 직밀도의 차는 2.0개/2.54cm 이하인 것이 바람직하고, 1.0개/2.54cm 이하인 것이 보다 바람직하다.
사용하는 직기는 특별히 한정되지 않는다. 직기는, 워터 제트 룸, 레피아룸, 에어 제트 룸 등 중 어느 것이어도 된다. 직기는, 고속 제직이 비교적 용이한 점에서, 워터 제트 룸인 것이 바람직하다.
직물 조직은 특별히 한정되지 않는다. 일례를 들면, 직물 조직은, 평직, 능직, 주자직 및 이들의 변화직, 다축직 등으로부터 적절히 선택될 수 있다. 이들 중에서도, 직물 조직은, 기계 특성이 우수한 점에서, 평직물이 바람직하다.
직기에 구비되는 템플 장치는, 생기의 귀부를 파지하는 링 템플, 생기의 전체면을 파지하는 바 템플 중 어느 것이어도 된다. 템플 장치는, 고밀도의 생기를 제직할 수 있고, 보다 안정된 위사 삽입을 가능하게 하기 때문에, 바 템플인 것이 바람직하다.
제조된 생기는, 정련기를 사용한 정련 공정이 행해진다.
(정련 공정)
정련 공정은, 생기에 포함되는 불순물을 분해하여 수용성으로 함으로써 떨어뜨리기 쉽게 하기 위한 공정이다. 정련 공정에서는, 생기는, 예를 들어 수욕에서 알칼리 세정이나 계면 활성제 세정된다. 정련 공정에 있어서 사용되는 정련기는, 오픈 소퍼형이나 드럼형 릴랙서 등, 정련 공정 내에서의 생기의 경사 방향의 장력을 제어하면서, 배치된 롤에 의해 위사 방향의 수축을 억제할 수 있는 정련기인 것이 바람직하다. 이들 중에서도, 정련기는, 높은 장력 하에서 정련을 행할 수 있는 점에서, 오픈 소퍼형 정련기인 것이 바람직하다. 또한, 정련기는, 생기의 편측면에 대하여 적어도 10개 이상의 롤을 접촉시킬 수 있는 기기인 것이 바람직하다. 이에 의해, 생기는, 위사 방향의 수축이 억제되기 쉽다.
정련기 내의 각 조(약액 및 수세 각 조)의 수온은 70℃ 이하이면 되고, 65℃ 이하인 것이 바람직하다. 수온이 70℃를 초과한 경우, 생기는, 강하게 수축되기 쉬워, 중합체의 배향이 흐트러져, 분해사의 인장 강도나 파단 신도가 저하되기 쉽다. 또한, 수온은 30℃ 이상인 것이 바람직하고, 40℃ 이상인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 정련제는 충분히 활성화되기 쉬우며, 또한 생기에 부착되어 있는 유제나 왁스 등의 불순물이 제거되기 쉽다.
정련 공정에 있어서 경사 방향에 부여되는 주행 장력은 150N/ｍ 이상이면 되고, 200N/ｍ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 주행 장력은 400N/m 이하이면 되고, 350N/m 이하인 것이 바람직하다. 주행 장력이 상기 범위 내인 경우, 생기는, 중합체의 배향이 흐트러지기 어려우며, 또한 효율적으로 유제나 왁스 등의 불순물을 제거할 수 있다. 주행 장력이 150N/m 미만인 경우, 생기는, 발현되는 수축력에 의해 수축되기 쉬워, 중합체의 배향이 흐트러지기 쉽다. 그 때문에, 분해사의 인장 강도 및 신도가 저하되는 경우가 있고, 다양한 충돌 형태에 있어서의, 충돌 시의 에너지 흡수에 대한 특성을 나타내는, 기포의 에너지 흡수 특성이 작아지는 경우가 있다. 주행 장력이 400N/m를 초과하는 경우, 정련기는, 롤이나 프레임에 걸리는 하중이 너무 커져, 설비상의 제약을 받기 쉽다.
(건조 공정)
건조 공정은, 정련 공정 후의 생기를 건조시키는 공정이다. 건조 공정에서 사용되는 건조기는, 열풍 건조기, 석션 드럼 건조기, 논터치 드라이어 등이 예시된다. 이들 중에서도, 건조기는, 생기의 주행 장력을 일정하게 유지하는 것이 용이한 점에서, 열풍 건조기인 것이 바람직하다. 또한, 건조기는, 생기의 편측면에 대하여 적어도 5개 이상의 롤을 접촉시킬 수 있는 기기인 것이 바람직하다. 이에 의해, 생기는, 건조 공정에 있어서 발생할 수 있는 수축이 억제되기 쉽다.
건조 온도는 140℃ 이하이면 되고, 120℃ 이하인 것이 바람직하다. 건조 온도가 상기 범위 내인 경우, 생기의 분해사는, 수축 응력이 강하여 발현되기 어렵다. 건조 온도가 140℃를 초과한 경우, 생기는, 발현되는 수축력에 의해 수축되기 쉬워, 중합체의 배향이 흐트러지기 쉽다. 그 때문에, 분해사의 인장 강도 및 신도가 저하되는 경우가 있고, 다양한 충돌 형태에 있어서의, 충돌 시의 에너지 흡수에 대한 특성을 나타내는, 기포의 에너지 흡수 특성이 작아지는 경우가 있다. 또한, 건조 온도는 80℃ 이상인 것이 바람직하고, 100℃ 이상인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 생기는 충분히 건조되기 쉽다.
건조 공정에 있어서 경사 방향에 부여되는 장력은 150N/ｍ 이상인 것이 바람직하고, 200N/ｍ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 장력은 400N/m 이하인 것이 바람직하고, 350N/m 이하인 것이 보다 바람직하다. 장력이 상기 범위 내인 경우, 생기는, 건조 시에 중합체의 배향이 흐트러지기 어렵다. 그 결과, 얻어지는 에어백용 기포는, 다양한 충돌 형태에 있어서의, 충돌 시의 에너지를 보다 흡수하기 쉽다.
건조된 생기는, 이어서, 열 세트 공정이 행해진다. 또한, 열 세트 공정 전에 코팅 공정이 행해져도 된다.
(코팅 공정)
코팅 공정은, 수지로 코팅된 코팅 기포를 제조하는 경우에 적합하게 채용되는 공정이다. 코팅 공정이 채용됨으로써, 얻어지는 에어백용 기포는 통기도가 저감될 수 있다. 코팅 공정은 임의의 공정이며 생략되어도 된다.
코팅 공정에서 사용되는 도포 장치는 특별히 한정되지 않는다. 일례를 들면, 도포 장치는, 플로팅 나이프 코터, 롤 온 나이프 코터, 콤마 코터 등이다. 이들 중에서도, 얇게 칠한 코팅 기포를 제조할 수 있는 점에서, 플로팅 나이프 코터가 적합하게 사용된다. 플로팅 나이프 코터에 의하면, 생기는, 경사 방향에 높은 장력이 부여된 상태에서, 나이프와 접촉되어, 수지가 도포될 수 있다. 이에 의해, 충분히 경량이며 얇게 칠한 코팅 기포를 얻을 수 있다.
생기에 부여되는 경사 방향의 장력은 300N/ｍ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 경사 방향의 장력은 2000N/m 이하인 것이 바람직하다. 장력이 상기 범위 내인 경우, 생기가 갖는 요철이나, 생기의 폭 방향(위방향)의 양단부와 중앙부와의 길이 방향(경방향)의 길이차에 기인하는 직물 단부에 있어서의 플레어를 작게 할 수 있고, 수지를 폭 방향으로 보다 균일하게 도포할 수 있다.
코팅되는 수지는 특별히 한정되지 않는다. 일례를 들면, 수지는, 내열성, 내한성, 난연성 등을 부여할 수 있는 점에서, 실리콘 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리우레탄 수지, 불소 수지 등이다. 또한, 코팅량은 특별히 한정되지 않는다. 일례를 들면, 코팅량은 5 내지 35g/m2 정도이다.
(열 세트 공정)
열 세트 공정은, 건조 공정 후(또는 코팅 공정 후)의 생기를 열 세트하는 공정이다. 열 세트 공정에서는, 핀 텐터 건조기가 사용된다.
생기는, 핀 텐터 건조기에 의해, 건조된 생기의 폭에 대하여 98％ 이상의 기포 폭이 얻어지도록 폭출을 행한다. 기포 폭은 98％ 이상이면 되고, 99％ 이상이 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 기포 폭이 상기 범위 내인 경우, 생기는, 열 세트 중에 발현되는 수축이 억제된다. 또한, 얻어지는 에어백용 기포는 에너지 흡수 특성뿐만 아니라, 우수한 기계 특성과 저통기성을 고도로 양립시킬 수 있다. 기포 폭이 98％ 미만인 경우, 열 세트 중에 수축이 발현되기 쉬워, 중합체의 배향이 흐트러져, 분해사의 인장 강도나 파단 신도가 저하되기 쉽다. 또한, 얻어지는 에어백용 기포는 통기도가 높아지기 쉽다. 또한, 기포 폭은, 100.5％ 이하가 되도록 설정되는 것이 바람직하고, 100％ 이하가 되도록 설정되는 것이 보다 바람직하다. 기포 폭이 100.5％ 이하가 되도록 설정되는 경우, 핀 텐터 건조기의 핀에 부하가 걸리기 어렵고, 핀 꺾임이나 핀 구부러짐이 방지된다.
열 세트 공정에 있어서, 오버피드율은 -2％ 이상이며, -1％ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 오버피드율은 +2％ 이하이고, +1％ 이하인 것이 바람직하다. 오버피드율이 상기 범위 내인 경우, 생기는, 열 세트 중에 발현되는 수축을 억제할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 오버피드율이란, 열 세트 공정의 입구에서, 생기를 길이 방향(경방향)으로, 가공 속도에 대하여 몇％ 보낼지를 나타내는 값이다. 예를 들어, 오버피드율+2％란, 열 세트 공정에 있어서의 가공 속도 30m/분으로 설정한 경우, 열 세트기의 입구에 설치하는 오버피드 롤러를 사용하여, 1분당 30.6m의 생기를 열 세트기로 보내는 것을 의미한다.
열 세트 공정에 있어서의 건조 온도는 120℃ 이상이면 되고, 140℃ 이상인 것이 바람직하고, 160℃ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 건조 온도는 200℃ 이하이면 되고, 190℃ 이하인 것이 바람직하고, 180℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 건조 온도가 상기 범위 내인 경우, 얻어지는 에어백용 기포는 치수 안정성이 우수하다. 건조 온도가 120℃ 미만인 경우, 얻어지는 에어백용 기포의 치수 안정성이 저하되기 쉽다. 한편, 건조 온도가 200℃를 초과한 경우, 얻어지는 에어백용 기포는 기계 특성이 저하되는 경향이 있다.
또한, 상기 코팅 공정이 실시되는 경우에 있어서, 열 세트 공정에 있어서의 건조 온도는 160℃ 이상인 것이 바람직하고, 170℃ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 건조 온도는 200℃ 이하인 것이 바람직하고, 190℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 건조 온도가 상기 범위 내인 경우, 얻어지는 에어백용 기포는, 코팅된 수지가 충분히 건조되고, 또한 기계 특성이 저하되기 어렵다.
열 세트 공정의 소요 시간은 특별히 한정되지 않는다. 일례를 들면, 소요 시간은 15초 이상인 것이 바람직하고, 30초 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 소요 시간은 120초 이하인 것이 바람직하고, 90초 이하인 것이 보다 바람직하다. 열 세트 공정의 소요 시간이 상기 범위 내인 경우, 얻어지는 에어백용 기포는, 치수 안정성이 충분히 부여될 수 있다.
이상, 본 실시 형태의 에어백용 기포의 제조 방법에 의하면, 상기한 에너지 흡수 특성을 구비하는 에어백용 기포가 제조된다. 이러한 에어백용 기포를 봉제한 에어백은, 다양한 충돌 형태에 있어서 충돌 시의 에너지를 충분히 흡수할 수 있다. 그 때문에, 에어백은, 전면 충돌에 대응하는 운전석, 조수석용 에어백으로서뿐만 아니라, 무릎을 보호하는 니 에어백, 측면 충돌에 대응하는 사이드 에어백 및 커튼 에어백 등, 각종 에어백으로서 유용하다. 특히, 상기한 바와 같이, 사이드 에어백은, 변형된 도어 등이 탑승원에 부딪히는 것을 방지하는 격벽으로서 기능할 뿐만 아니라, 충돌 시의 반력에 의한 탑승원의 요부나 흉부의 이동도 받아내는 기능도 동시에 가질 필요가 있어, 요구되는 성능이 고도이다. 본 실시 형태의 에어백용 기포로부터 얻어지는 에어백은, 이러한 사이드 에어백으로서 사용되는 경우에도, 충돌 시의 에너지를 충분히 흡수하고, 격벽으로서 기능할 뿐만 아니라, 탑승원을 적절하게 받아낼 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 설명하였다. 본 발명은 상기 실시 형태에 각별히 한정되지 않는다. 또한, 상기한 실시 형태는, 이하의 구성을 갖는 발명을 주로 설명하는 것이다.
(1) 하기 식 (1)로 정의되는 경방향의 에너지 흡수 특성이 30 내지 50이며, 하기 식 (2)로 정의되는 위방향의 에너지 흡수 특성이 30 내지 50인, 에어백용 기포.
(식 (1))
경방향의 에너지 흡수 특성=경방향의 에너지 흡수량/경사의 커버 팩터
(식 (1) 중, 경방향의 에너지 흡수량은, 경방향의 인장 강도 및 파단 신도를 측정할 때에 있어서, 측정 개시로부터 샘플이 파단될 때까지 가해지는 응력의 적분값임)
(식 (2))
위방향의 에너지 흡수 특성=위방향의 에너지 흡수량/위사의 커버 팩터
(식 (2) 중, 위방향의 에너지 흡수량은, 위방향의 인장 강도 및 파단 신도를 측정할 때에 있어서, 측정 개시로부터 샘플이 파단될 때까지 가해지는 응력의 적분값임)
이와 같은 구성에 의하면, 에어백용 기포는, 경방향 및 위방향의 에너지 흡수 특성이, 각각 30 내지 50이다. 이러한 에어백용 기포를 봉제한 에어백은, 다양한 충돌 형태에 있어서 충돌 시의 에너지를 충분히 흡수할 수 있다.
(2) 상기 에어백용 기포를 구성하는 경사 및 위사는 합성 섬유 멀티 필라멘트사이며, 총 섬도는, 각각 145 내지 720dtex이며, 단섬유 섬도는, 각각 2 내지 10dtex이며, 인장 강도는, 각각 4.5 내지 6.5cN/dtex이며, 파단 신도는, 각각 23 내지 45％인, (1)에 기재된 에어백용 기포.
이와 같은 구성에 의하면, 에어백용 기포를 봉제하여 얻어지는 에어백은 통기도가 낮으며, 전개 시에 적당한 내압이 되어, 에어백 전개 시에 봉제한 에어백이 찢어지는 일없이 탑승원을 보호할 수 있는 기계 특성이 얻어진다. 또한, 얻어지는 에어백은 콤팩트하면서, 크게 전개시킬 수 있다. 그 때문에, 에어백용 기포는 재료 비용이 삭감될 수 있다.
(3) 경방향의 파단 신도와, 위방향의 파단 신도와의 평균은 35 내지 55％인, (1) 또는 (2)에 기재된 에어백용 기포.
이와 같은 구성에 의하면, 에어백용 기포는, 사용하는 재료의 양을 저감시킬 수 있어, 비용을 삭감시킬 수 있다. 또한, 얻어지는 에어백은, 전개 시에 기포가 적절하게 신장되어, 탑승원을 받아낼 때에 응력이 집중되기 어렵다. 그 때문에, 에어백은, 쿠션에 대한 손상이 저감된다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「쿠션에 대한 손상」은, 에어백용 기포나 봉제부가, 전개 시의 내압, 열 가스, 탑승원이나 차체와의 접촉에 의해 흠이 나거나 터지거나 구멍이 나거나 하는 손상 등을 포함한다.
(4) 상기 경사의 커버 팩터와, 상기 위사의 커버 팩터와의 합은 1900 내지 2400인, (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 기포.
이와 같은 구성에 의하면, 에어백용 기포를 봉제하여 얻어지는 에어백은 기계 특성이 우수하다. 또한, 얻어지는 에어백은 통기도가 낮으며, 전개 시에 형상이 유지되기 쉽다.
(5) 경방향의 파단 신도와, 위방향의 파단 신도와의 평균은 44 내지 50％이며, 상기 에어백용 기포를 구성하는 경사 및 위사의 단섬유 섬도는, 각각 3 내지 7dtex인, (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 기포.
이와 같은 구성에 의하면, 에어백용 기포를 봉제하여 얻어지는 에어백은 기계 특성이 보다 우수하다. 또한, 얻어지는 에어백은, 전개 시에 에어백용 기포가 적절하게 신장되어, 탑승원을 받아낼 때에 응력이 보다 집중되기 어렵다. 그 때문에, 에어백은 쿠션에 대한 손상이 보다 저감된다. 또한, 얻어지는 에어백은 콤팩트하면서, 더 크게 전개시킬 수 있다. 그 때문에, 에어백용 기포는 재료 비용이 보다 삭감될 수 있다.
(6) (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 기포가 봉제된, 에어백.
이와 같은 구성이 의하면, 에어백은 상기한 에어백용 기포를 포함한다. 그 때문에, 에어백은, 다양한 충돌 형태에 있어서 충돌 시의 에너지를 충분히 흡수할 수 있다.
(7) 사이드 에어백으로서 사용되는, (6)에 기재된 에어백.
이와 같은 구성에 의하면, 에어백은, 특히 측면으로부터의 충돌에 대하여 적절하게 전개되어, 충돌 시의 에너지를 충분히 흡수할 수 있다.
(8) (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 기포를 제조하기 위한 제조 방법이며, 제직된 생기를, 70℃ 이하의 물을 사용하여, 경사 방향으로 150 내지 400N/m의 주행 장력을 가하여 정련하는 정련 공정과, 140℃ 이하에서 생기를 건조시키는 건조 공정과, 제직한 생기를 열 세트하는 열 세트 공정을 포함하고, 상기 열 세트 공정은, 핀 텐터 건조기를 사용하여, 120 내지 200℃에서, 오버피드율이 -2 내지 +2％이며, 건조기에 의해 건조된 생기의 폭에 대하여 98％ 이상의 기포 폭이 되도록 폭출을 행하는 공정인, 에어백용 기포의 제조 방법.
이와 같은 구성에 의하면, 상기한 에어백용 기포가 제조된다. 이러한 에어백용 기포를 봉제한 에어백은, 다양한 충돌 형태에 있어서 충돌 시의 에너지를 충분히 흡수할 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이들 실시예에 전혀 한정되지 않는다. 또한, 이하의 실시예에 있어서, 각각의 특성값은, 이하의 방법에 의해 산출하였다.
<특성값의 산출 방법>
(분해사의 총 섬도)
분해사의 총 섬도(dtex)는, JIS L1096:2010 8.9.1.1 B법에 기초하여, 에어백용 기포의 중앙 부분으로부터 잘라낸 시료(치수 250mm×250mm)로부터, 경방향 및 위방향의 분해사를 각각 5개씩 채취하여, 하기 식 (5)를 따라서 산출하였다.
(식 (5))
T=M/(1250×(1+Cw))×10000
식 (5) 중, T는 분해사의 총 섬도(dtex), M은 경사 또는 위사의 분해사 5개의 무게(mg), Cw는 후술하는 크림프율(％)을 나타낸다.
(분해사의 단섬유 섬도)
분해사의 단섬유 섬도는, 분해사의 총 섬도를 필라멘트수로 나눔으로써 산출하였다.
(필라멘트수)
분해사의 필라멘트수(개)는, JIS L1013(2010) 8.4의 방법에 기초하여 산출하였다.
(분해사의 인장 강도 및 파단 신도)
분해사의 인장 강도 및 파단 신도는, JIS L1013:2010 8.5.1 표준시 시험에 나타나는 정속 신장 조건에 기초하여 산출하였다. 구체적으로는, 기포의 중앙부로부터 채취한 분해사를 20회/25cm 꼬아 측정하였다. 측정기는 인장ㆍ압축 시험기(텐실론 UCT-100(주)오리엔테크제)를 사용하고, 파지 간격은 25cm, 인장 속도는 30cm/분으로 하였다. 분해사의 인장 강도(cN/dtex)는, 얻어진 분해사의 인장 강력(cN)을 분해사의 총 섬도로 나누어 산출하였다. 또한, 파단 신도(％)는, 측정 시에 얻어지는 응력-변형 곡선에 있어서의 최대 강도를 나타낸 점의 신장으로부터 산출하였다.
(에어백용 기포의 직밀도)
에어백용 기포의 직밀도는, JIS L 1096:2010 8.6.1 A법에 기초하여 측정하였다. 구체적으로는, 직밀도는, 시료를 평평한 받침대 상에 높고, 부자연스러운 주름이나 장력을 제거하여, 상이한 5군데에 대해서, 경사 및 위사를 풀지 않고, 디지털 밀도 측정기(FX3250 TEXTEST사제)를 사용하여, 2.54cm당 경사 및 위사의 개수를 측정하고, 각각의 평균값을 직밀도(개/2.54cm)로서 산출하였다.
(에어백용 기포의 크림프율)
에어백용 기포의 크림프율은, JIS L1096:2010 8.7 B법에 기초하여, 에어백용 기포의 중앙 부분으로부터 샘플을 잘라내어, 초기 하중(cN)은 하기 식 (6)으로 나타내는 계산식으로 설정하고, 경방향 및 위방향의 크림프율(％)을 하기 식 (7)로 나타내는 계산식으로 각각 산출하였다.
(식 (6))
IG=T×0.1
식 (6) 중, IG는 초기 하중(cN), T는 분해사의 총 섬도(dtex)를 나타낸다.
(식 (7))
Cw=(L-200)/200×100
식 (7) 중, Cw는 크림프율(％), L은 식 (6)에서 산출한 초기 하중(IG) 하에서 측정한 길이(mm)를 나타낸다.
(에어백용 기포의 단위 면적당 중량)
에어백용 기포의 단위 면적당 중량은, JIS L 1096:2010 8.3 A법에 기초하여, 에어백용 기포의 상이한 3군데에 대해서, 시료(치수 25cm×25cm)를 제작하고, 전자 천칭을 사용하여, 1 제곱m당 질량을 산출하고, 평균값을 단위 면적당 중량(g/m2)으로 하였다.
(에어백용 기포에 있어서의 수지의 도포량)
수지의 도포량은, 수지를 코팅한 부분(코팅 기포)과, 수지를 코팅하지 않은 부분(미도포 기포)을 제작하고, 코팅 기포의 단위 면적당 중량으로부터 미도포 기포의 단위 면적당 중량을 차감한 값을 도포량(g/m2)으로서 산출하였다.
(에어백용 기포의 두께)
에어백용 기포의 두께(mm)는, JIS L 1096:2010 8.5 A법에 기초하여, 에어백용 기포의 상이한 5군데에 대해서, 두께 측정기(제품명 ABS 디지매틱 인디케이터 ID-CX, (주)미츠토요제), 직경이 1.05cm인 원형 측정자를 사용하여, 1.0kPa의 가압 하에서, 두께를 안정시키기 위해서 10초간 경과 후에 두께를 측정하고, 평균값을 산출하였다.
(에어백용 기포의 인장 강도 및 파단 신도)
에어백용 기포의 인장 강도 및 파단 신도는, JIS L 1096:2010 8.14 A법(스트립법)에 기초하여 산출하였다. 구체적으로는, 에어백용 기포의 상이한 3군데에 대해서, 시료편(폭 40mm×길이 300mm)을 제작하고, 폭 방향의 양측으로부터 실을 제거하여, 30mm가 되도록 폭을 조정하였다. 재료 시험기(인스트론(등록 상표) 5965, 인스트론사제)와, XL길이 신도 접촉식 신장계(long travel XL extensometer)(형번 2603, 인스트론사제)를 사용하여, 제조한 시료편을, 파지 간격 150mm로 척킹하고, 척킹된 150mm 샘플에 있어서, XL길이 신도 접촉식 신장계를 간격 100mm로 시료편에 설치하고, 인장 속도 200mm/분으로 시료편이 파단될 때까지 시험을 행하여, 파단 시의 응력을 구하고, 평균값을 인장 강도(N/30mm)로 하였다. 또한, 파단 신도(％)는, 「응력(N/mm2)-변형(mm)(XL길이 신도 접촉식 신장계에 의해 산출)의 곡선」에 있어서의 최대 강도를 나타낸 점의 신장으로부터, 평균값을 산출하였다. 그 때, 에너지 흡수량을 산출하기 위해서, 데이터의 샘플링 간격을 50m초로 조정하고, 각 샘플링 시의 응력(N/mm2)과 변형(mm)(XL길이 신도 접촉식 신장계에 의해 산출)의 데이터를 수집하였다.
(에어백용 기포의 에너지 흡수량)
에어백용 기포의 에너지 흡수량은, 상기 인장 강도 및 파단 신도의 측정 시에 수집된 응력과 변형의 데이터를 바탕으로, 이하의 식 (7)에 기초하여 미소 영역(N/mm)을 산출하고, 측정 개시 시(원점)로부터 파단 시까지의 미소 영역을 총합하여 에너지 흡수량(N/mm)을 산출하였다. 경방향 및 위방향 각각에 대하여 평균을 산출하여, 각각 경방향의 에너지 흡수량, 위방향의 에너지 흡수량으로 하였다.
(식 (7))
미소 영역(N/mm)=(n+1번째의 변형(mm)-n번째의 변형(mm))×(n+1번째의 응력) (N/mm2)
단, n번째란, 임의의 측정 시점이며, n+1번째란 n번째의 측정 시점에서 50m초 후의 측정 시점이다. 그 때문에, n+1번째의 변형(mm)이란, n+1번째의 측정 시에 있어서의 변형의 크기(mm)를 나타내고, n+1번째의 응력(N/mm2)이란, n+1번째의 측정 시에 있어서의 응력의 크기(N/mm2)를 나타낸다.
얻어지는 에너지 흡수량은, 측정 개시로부터 시료편이 파단될 때까지 가해진 응력의 총합(적분값)의 근사값에 상당한다. 본 실시예에서는, 측정 간격이 50m 초이며 충분히 짧기 때문에, 이 근사값을 응력의 총합(에너지 흡수량)으로 간주하여 취급한다.
(에어백용 기포의 인열 강력)
에어백용 기포의 인열 강력은, JIS L 1096:2010 8.17 A법(싱글 텅법)에 기초하여 산출하였다. 구체적으로는, 인열 강력은, 에어백용 기포의 상이한 3군데로부터, 시험편(치수 15cm×20cm)을 제작하고, 짧은 변의 중앙(끝에서 7.5cm의 위치)에 짧은 변과 직교하는 10cm의 절취선을 넣었다. 이 샘플을, 재료 시험기(인스트론(등록 상표, 이하에 있어서 동일함) 5965, 인스트론사제)에 의해, 폭 15cm 이상의 클램프를 사용하여, 각 절편(상기 절취선이 넣어진 개소(7.5cm×10cm의 부분))이 상하의 클램프와 직각이 되도록 끼우고, 인장 속도 10cm/분으로, 샘플이 9cm 인열될 때까지 시험을 행하였다. 얻어진 응력-변형 곡선의 최초의 극대점에서 시험 종점까지를 4 분할하고, 최초의 1/4 부분을 제외한 잔부(3/4 부분)에 있어서 최대점의 평균을 구하였다. 이 시험을 3회 반복하고, 그 평균값을 인열 강력(N)으로 하였다. 또한, 본 시험 방법에 있어서, 최대점은, 상기 잔부(3/4 부분)에 있어서의 평균 응력에 대하여 10％ 이상, 직전의 오목부로부터 변화된 점으로 하였다.
(에어백용 기포의 활탈 저항값)
에어백용 기포의 활탈 저항값(N)은, ASTM D 6479-02에 기초하여, 에어백용 기포의 상이한 5군데에서 시험편(치수 30cm×5cm)을 채취하고, 재료 시험기(인스트론(등록 상표) 5965, 인스트론사제)에 의해 측정하여, 평균값을 산출하였다.
(에어백용 기포의 강연도)
에어백용 기포의 강연도(N)는, ASTM D 4032-94의 서큘러 벤드법(Circular Bend)에 기초하여 산출하였다.
(에어백용 기포의 통기도)
에어백용 기포의 통기도(정적 통기도)는, JIS L 1096:2010 8.26 A법(프래지어형법)에 기초하여, 에어백용 기포의 상이한 6군데에 대해서, 측정 면적 78.5cm2, 19.6kPa 차압 하에 있어서의, 에어백용 기포를 통과하는 공기량(L/cm2/분)을 구하고, 평균값을 산출하였다.
(에어백의 쿠션 직경)
에어백의 쿠션 직경은, 이하의 방법에 의해 쿠션을 제작하여 산출하였다. 도 3은, 본 특성값을 산출할 때에 제작되는 쿠션(1)의 모식도이다. 구체적으로는, 먼저, 에어백용 기포로부터 직경 630mm의 원형 샘플 2장을 펀칭법으로 재단하고, 한쪽 원형 샘플(2)의 중앙 부분에 직경 90mm의 구멍(2a)을, 구멍(2a)의 외주로부터 20mm 떨어진 임의의 개소에 직경 10mm의 구멍(2b)을 1개 형성하였다. 이어서, 구멍(2a)을 형성한 원형 샘플(2)과, 구멍을 형성하지 않은 원형 샘플(3)과의 테두리끼리를, 경사 방향으로 45° 어긋나게 하여 겹치고, 직경 600mm의 원주상을 상하 실 모두 총 섬도 470dtex의 나일론 6ㆍ6 멀티 필라멘트사를 3개 합사하여 서로 꼬아 만든 봉제사로, 봉제선(4)을 따라서 이중환 바느질에 의해 미싱 봉제하여 쿠션(1)을 제작하였다. 그 후, 얻어진 쿠션(1)을 뒤집었다. 구멍(2a)과 구멍(2b)으로부터, 직경 10mm이며 너트가 붙은 압력 측정용 파이프와, 직경 90mm이며 너트가 붙은 압축 공기를 주입하기 위한 파이프를 삽입하고, 미리 쿠션(1) 안에 넣어 둔, 각각의 파이프에 붙이기 위한 너트를 체결함으로써 구멍(2a) 및 구멍(2b)을 폐지하고 나서, 압축 공기를 주입하였다. 그 후, 내압이 80kPa에 도달한 시점에 있어서의 쿠션(1)의 최대 직경을 측정하였다. 또한, 쿠션(1)의 직경은, 계산상으로는 약 382mm가 된다. 그러나, 내압에 의해, 실제 쿠션의 직경은, 샘플의 경방향 및 위방향에 있어서의 크림프율(％)에 기초하여 커질 수 있다. 또한, 큰 파단 신도의 에어백 기포를 사용함으로써 샘플이 소성 변형됨으로써 쿠션(1)의 직경이 커지는 경우가 있다. 따라서, 계산상의 쿠션(1)의 직경 382mm로부터, 실제 쿠션이 얼마나 커졌는지를 비교함으로써, 쿠션을 제작하기 위해 필요한 에어백 기포의 사용량을 어림잡을 수 있다.
<실시예 1>
(생기의 준비)
경사 및 위사로서, 나일론 6ㆍ6을 포함하고, 단섬유 섬도가 3.5dtex이며, 필라멘트수가 136이며, 총 섬도가 470dtex이며, 인장 강도가 5.8cN/dtex이며, 파단 신도가 42％이며, 무꼬임의 합성 섬유 멀티 필라멘트를 준비하였다. 워터 제트 룸으로, 경사 밀도가 52.5개/2.54cm, 위사 밀도가 52.5개/2.54cm가 되도록 생기를 제직하였다.
(에어백용 기포의 제조)
얻어진 생기를, 오픈 소퍼형 정련기로 정련하였다. 정련은, 정련조의 수온을 65℃로 하고, 탕세조(湯洗槽)의 수온을 40℃로 하며, 경사 방향의 장력을 200N/m로 하여 실시하였다. 그 후, 건조 온도 120℃에서 생기를 건조시켰다. 또한, 핀 텐터 건조기를 사용하여, 건조 후의 생기 폭과 동일한 폭이 되도록 폭출률을 설정하고, 오버피드율 0％의 치수 규제 하에, 180℃에서 60초간, 생기를 열 세트하였다. 사용한 분해사 및 얻어진 에어백용 기포의 각각의 특성값을 표 1에 나타낸다.
<실시예 2>
경사 및 위사로서, 인장 강도가 6.0cN/dtex이며, 파단 신도가 40％인 합성 섬유 멀티 필라멘트를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다.
<비교예 1>
경사 및 위사로서, 인장 강도가 8.5cN/dtex이며, 파단 신도가 23％인 합성 섬유 멀티 필라멘트를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다.
<비교예 2>
열 세트 공정에 있어서의 오버피드율을 5％로 하고, 건조 후의 생기 폭에 대한 폭출률이 95％가 되도록 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다.
<비교예 3>
열 세트 공정에 있어서의 오버피드율을 -5％로 하고, 건조 후의 생기 폭에 대한 폭출률이 105％가 되도록 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다.
<실시예 3>
경사 및 위사의 직밀도를 모두 49.5개/2.54cm로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다.
<비교예 4>
경사 및 위사의 직밀도를 모두 49.5개/2.54cm로 변경한 것 이외에는, 비교예 1과 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다.
<실시예 4>
경사 및 위사의 총 섬도를 350dtex로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다.
<비교예 5>
경사 및 위사의 총 섬도를 350dtex로 변경한 것 이외에는, 비교예 1과 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다.
<실시예 5>
건조 공정 후에, 도포량이 20g/m2가 되도록, 무용제계 실리콘 수지를, 건조 후의 생기에 코팅하는 코팅 공정을 채용하고, 또한 열 세트 공정에 있어서의 온도를 200℃로 변경한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다. 실리콘 수지는, 봉제 시에 내측이 되는 면에 코팅하였다.
<비교예 6>
건조 공정 후에, 도포량이 20g/m2가 되도록, 무용제계 실리콘 수지를, 건조 후의 생기에 코팅하는 코팅 공정을 채용하고, 또한 열 세트 공정에 있어서의 온도를 200℃로 변경한 것 이외에는, 비교예 4와 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다. 실리콘 수지는, 봉제 시에 내측이 되는 면에 코팅하였다.
<실시예 6>
경사 및 위사의 직밀도를 모두 44.5개/2.54cm로 변경한 것 이외에는, 실시예 5와 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다.
<실시예 7>
경사 및 위사의 필라멘트수를 72개로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다.
<비교예 7>
경사 및 위사의 필라멘트수를 72개로 변경한 것 이외에는, 비교예 1과 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다.
<실시예 8>
경사 및 위사의 필라멘트수를 48개로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다.
<비교예 8>
경사 및 위사의 필라멘트수를 48개로 변경한 것 이외에는, 비교예 1과 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다.
<실시예 9>
경사 및 위사의 총 섬도를 175dtex로 변경하고, 경사 및 위사의 필라멘트수를 72개로 변경하며, 건조 공정 후에, 도포량이 15g/m2가 되도록, 무용제계 실리콘 수지를, 건조 후의 생기에 코팅하는 코팅 공정을 채용하고, 또한 열 세트 공정에 있어서의 온도를 200℃로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다. 실리콘 수지는, 봉제 시에 내측이 되는 면에 코팅하였다.
<비교예 9>
정련 공정에 있어서의 경사 방향의 주행 장력을 500N/m로 변경한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다.
<비교예 10>
열 세트 공정에서의, 건조 후의 생기 폭에 대한 폭출률이 95％가 되도록 변경한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다.
<비교예 11>
열 세트 공정에서의, 건조 후의 생기 폭에 대한 폭출률이 103％가 되도록 변경한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다.
<비교예 12>
열 세트 공정에 있어서의 온도를 210℃로 변경한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다.
<비교예 13>
정련 공정에 있어서의 온도를 80℃로 변경한 것 이외에는, 실시예 4와 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다.
<비교예 14>
경사 및 위사의 총 섬도를 175dtex로 변경하고, 경사 및 위사의 필라멘트수를 72개로 변경하고, 건조 공정 후에, 도포량이 15g/m2가 되도록, 무용제계 실리콘 수지를, 건조 후의 생기에 코팅하는 코팅 공정을 채용하고, 또한 열 세트 공정에 있어서의 온도를 200℃로 변경한 것 이외에는, 비교예 1과 동일하게 에어백용 기포를 제작하였다. 실리콘 수지는, 봉제 시에 내측이 되는 면에 코팅하였다.
실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 14에 대해서, 사용한 분해사 및 얻어진 에어백용 기포의 특성값을 표 1 또는 표 2에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
표 1 또는 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 9에 있어서 제조된 에어백용 기포는, 경방향 및 위방향의 에너지 흡수 특성이 30 내지 50이며, 충돌 시의 에너지를 충분히 흡수할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 이들 에어백용 기포는, 상기 에너지 흡수 특성을 나타내면서, 또한 통기도가 낮았다. 그 때문에, 이들 에어백용 기포를 봉제하여 얻어지는 에어백은, 전개 시의 탑승원 구속 성능이 우수한 것을 알 수 있었다. 특히, 실시예 1 내지 5 및 실시예 7 내지 8에 있어서 제조된 에어백용 기포는 적당한 강연도를 나타냈다. 그 때문에, 이들 에어백용 기포는, 에어백 쿠션을 제작하기 쉽고, 또한 해당 쿠션을 절첩하여 수납할 때의 작업성이 양호한 것을 알 수 있었다. 그 밖에도, 이들 에어백용 기포는 적당한 인열 강력을 나타냈다. 그 때문에, 이들 에어백용 기포를 봉제하여 얻어지는 에어백은, 탑승원을 받아낼 때에 응력 등이 집중되는 경우에도 인열되기 어렵고, 신뢰성이 높은 것을 알 수 있었다. 덧붙여, 이들 에어백용 기포를 봉제하여 얻어지는 에어백은, 전개 시의 쿠션 직경이, 크림프율이 가미된 예상 직경(실시예 1 내지 3, 5 및 실시예 7 내지 9는 40cm, 실시예 4는 41cm, 실시예 6은 39cm)보다도 커졌다. 그 때문에, 이들 에어백용 기포는 컴팩트성이 우수하고, 또한 재료 사용량을 저감시키는 것에 의한 저비용화가 도모되는 것을 알 수 있었다.
한편, 비교예 1 내지 14에 있어서 제조된 에어백용 기포는, 적어도 경방향 및 위방향 중 어느 한쪽의 에너지 흡수 특성이 30 내지 50의 범위로부터 벗어나 있어, 충돌 시의 에너지를 충분히 흡수할 수 없음을 알 수 있었다. 그 중에서도, 비교예 1, 4 내지 8 및 14에 있어서 제조된 에어백용 기포를 봉제하여 얻어지는 에어백은, 전개 시의 쿠션 직경이, 크림프율이 가미된 예상 직경(비교예 1, 4 및 6 내지 8은 40cm, 비교예 5, 14는 41cm)으로부터 변화가 없었다. 그 때문에, 이들 에어백용 기포는, 컴팩트성에 기여하지 않고, 재료 사용량의 저감에 의한 저비용화에 기여할 수 없음을 알 수 있었다.
1 주머니체
2, 3 원형 샘플
2a, 2b 구멍
4 봉제선
L1, L2 응력-변형 곡선
R 응력의 적분값

Claims (8)

  1. 하기 식 (1)로 정의되는 경방향(經方向)의 에너지 흡수 특성이 30 내지 50이며,
    하기 식 (2)로 정의되는 위방향(緯方向)의 에너지 흡수 특성이 30 내지 50인, 에어백용 기포.
    (식 (1))
    경방향의 에너지 흡수 특성=경방향의 에너지 흡수량/경사의 커버 팩터
    (식 (1) 중, 경방향의 에너지 흡수량은, 경방향의 인장 강도 및 파단 신도를 측정할 때에 있어서, 측정 개시로부터 샘플이 파단될 때까지 가해지는 응력의 적분값임)
    (식 (2))
    위방향의 에너지 흡수 특성=위방향의 에너지 흡수량/위사의 커버 팩터
    (식 (2) 중, 위방향의 에너지 흡수량은, 위방향의 인장 강도 및 파단 신도를 측정할 때에 있어서, 측정 개시로부터 샘플이 파단될 때까지 가해지는 응력의 적분값임)
  2. 제1항에 있어서, 상기 에어백용 기포를 구성하는 경사 및 위사는 합성 섬유 멀티 필라멘트사이며,
    총 섬도는, 각각 145 내지 720dtex이며,
    단섬유 섬도는, 각각 2 내지 10dtex이며,
    인장 강도는, 각각 4.5 내지 6.5cN/dtex이며,
    파단 신도는, 각각 23 내지 45％인, 에어백용 기포.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 경방향의 파단 신도와, 위방향의 파단 신도와의 평균은 35 내지 55％인, 에어백용 기포.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경사의 커버 팩터와, 상기 위사의 커버 팩터와의 합은 1900 내지 2400인, 에어백용 기포.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 경방향의 파단 신도와, 위방향의 파단 신도와의 평균은 44 내지 50％이며,
    상기 에어백용 기포를 구성하는 경사 및 위사의 단섬유 섬도는, 각각 3 내지 7dtex인, 에어백용 기포.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 기포가 봉제된, 에어백.
  7. 제6항에 있어서, 사이드 에어백으로서 사용되는, 에어백.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 기포를 제조하기 위한 제조 방법이며,
    제직된 생기(生機)를, 70℃ 이하의 물을 사용하여, 경사 방향으로 150 내지 400N/m의 주행 장력을 가하여 정련하는 정련 공정과,
    140℃ 이하에서 생기를 건조시키는 건조 공정과,
    제직한 생기를 열 세트하는 열 세트 공정을 포함하고,
    상기 열 세트 공정은, 핀 텐터 건조기를 사용하여, 120 내지 200℃에서, 오버피드율이 -2 내지 +2％이며, 건조기에 의해 건조된 생기의 폭에 대하여 98％ 이상의 기포 폭이 되도록 폭출을 행하는 공정인, 에어백용 기포의 제조 방법.
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