KR20200088992A - Method for Manufacturing Airbag Fabric - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에어백 원단 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 코팅층이 휘발성 유기 화합물을 포함하지 않으면서도 섬유 기재에 대하여 높은 접착력을 가짐으로써 에어백의 우수한 기밀성을 담보할 수 있는 에어백 원단을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an airbag fabric, and more specifically, a method of manufacturing an airbag fabric capable of ensuring excellent airtightness of an airbag by having a high adhesion to the fiber substrate without the coating layer containing a volatile organic compound. It is about.
소정 속도 이상으로 주행중인 차량의 충돌 또는 전복 시 차량에 가해지는 충격을 충격감지센서가 감지하면, 인플레이터로부터 제공되는 고온 및 고압의 공기에 의해 에어백이 팽창 전개됨으로써 차량의 운전자 및 승객이 사고로부터 보호된다.When the impact detection sensor detects the impact on the vehicle during a collision or overturning of a vehicle that is traveling at a predetermined speed or higher, the airbag expands and expands by the high temperature and high pressure air provided from the inflator to protect the driver and passengers of the vehicle from accidents. do.
일반적으로 에어백은 섬유 기재(textile substrate)와 그 위의 코팅층을 포함한다.In general, an airbag includes a fiber substrate and a coating layer thereon.
상기 섬유 기재와 상기 코팅층 사이의 접착력이 낮은 경우, 차량 내에 장착된 에어백 모듈의 진동에 의해 에어백 원단과 그 주변 구조물 사이에 마찰이 발생함에 따라 상기 섬유 기재로부터 상기 코팅층의 박리가 의도치 않게 야기될 수 있다. 또한, 고온 및 고압의 공기에 의해 에어백이 전개될 때 상기 코팅층이 상기 섬유 기재로부터 박리될 수 있다. 이와 같은 코팅층의 박리는 사고 발생시 에어백이 부풀어진 형태로 유지되는 것을 불가능하게 하고, 결과적으로 차량 사고로부터 탑승자의 적절한 보호를 불가능하게 한다.When the adhesive strength between the fiber substrate and the coating layer is low, the friction between the airbag fabric and its surrounding structures is caused by vibration of the airbag module mounted in the vehicle, and the peeling of the coating layer from the fiber substrate is unintentionally caused. Can. In addition, when the airbag is deployed by high temperature and high pressure air, the coating layer may be peeled from the fiber substrate. Such peeling of the coating layer makes it impossible to keep the airbag in an inflated form in the event of an accident, and as a result, it is impossible to properly protect the occupant from a vehicle accident.
섬유 기재와 코팅층 사이의 접착력을 증가시키기 위하여 엘라스토머 코팅재에 프라이머를 첨가할 수 있지만, 프라이머 사용으로 인해 제조 원가가 상승될 뿐만 아니라 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compound: VOC)로 인한 환경 오염 문제가 야기된다.Primers can be added to the elastomeric coating material to increase the adhesion between the fiber substrate and the coating layer, but the production cost is increased due to the use of the primer, as well as environmental pollution caused by volatile organic compounds (VOC). .
프라이머를 사용하지 않고 에어백의 기밀성을 증가시키기 위한 다른 방법으로서 엘라스토머 코팅량을 증가시킬 수도 있으나, 이것 역시도 제조 원가 상승을 수반할 뿐만 아니라 에어백 중량을 증가시켜 차량 연비를 저하시킨다.As an alternative method to increase the airtightness of the airbag without using a primer, it is possible to increase the amount of the elastomer coating, but this also not only entails an increase in manufacturing cost, but also increases the airbag weight, thereby reducing vehicle fuel efficiency.
한편, 대한민국 등록특허 제10-1590152호(이하, '선행기술')는 섬유 기재와 코팅층 사이의 접착력을 향상을 위한 선처리(pre-treatment)를 설명하면서 상기 선처리 방식의 다양한 예들 중 하나로 코로나 방전을 언급하고 있다. 그러나, 선행기술은 코로나 방전과 관련하여 통상의 방식을 사용하면 된다고 추상적으로 설명하고 있을 뿐이다.On the other hand, Korean Registered Patent No. 10-1590152 (hereinafter referred to as'prior art') describes corona discharge as one of various examples of the pretreatment method while explaining pre-treatment for improving adhesion between the fiber substrate and the coating layer. To mention. However, the prior art only abstractly explains that a conventional method may be used in connection with corona discharge.
즉, 섬유 기재와 코팅층 사이의 접착력을 극대화하기 위해서 코로나 방전의 구체적 조건들을 각각 어떻게 설정하여야 하는지에 대해서는 전혀 연구되지 않았다.That is, in order to maximize the adhesion between the fiber substrate and the coating layer, how to set each of the specific conditions of corona discharge has not been studied at all.
따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술분야의 요구를 만족시킬 수 있는 에어백 원단 제조방법에 관한 것이다.Accordingly, the present invention relates to a method of manufacturing an airbag fabric that can satisfy the needs of the related technical field as described above.
본 발명의 일 관점은, 휘발성 유기 화합물을 거의 포함하지 않는(substantially VOC-free) 코팅층이 섬유 기재에 대하여 높은 접착력을 가짐으로써 에어백의 우수한 기밀성을 담보할 수 있는 에어백 원단을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.One aspect of the present invention, to provide a method for manufacturing an airbag fabric that can ensure excellent airtightness of the airbag by having a high adhesion to the fibrous substrate, the coating layer containing substantially no volatile organic compounds (substantially VOC-free) will be.
위에서 언급된 본 발명의 관점 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 설명되거나, 그러한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition to the above-mentioned aspects of the present invention, other features and advantages of the present invention are described below, or it will be clearly understood by those skilled in the art from the description.
위와 같은 본 발명의 일 관점에 따라, 섬유 기재를 제직하는 단계; 코로나 방전 처리를 통해 상기 섬유 기재의 표면을 개질하는 단계; 및 상기 섬유 기재의 개질된 표면 상에 코팅제를 도포하는 단계를 포함하되, 상기 섬유 기재는 PET 섬유로 제직되고, 상기 표면 처리는 0.3 내지 11.0 J/cm2의 단위면적당 방전 에너지로 수행되며, 독일자동차 재료시험 규격인 VDA278에 따라 측정된 상기 코팅제 내 휘발성 유기 화합물 함량이 50ppm 미만인, 에어백 원단 제조방법이 제공된다.According to one aspect of the present invention as above, weaving the fiber substrate; Modifying the surface of the fiber substrate through a corona discharge treatment; And applying a coating agent on the modified surface of the fiber substrate, wherein the fiber substrate is woven from PET fibers, and the surface treatment is performed with a discharge energy per unit area of 0.3 to 11.0 J/cm 2 , Germany An airbag fabric manufacturing method is provided in which the volatile organic compound content in the coating agent measured in accordance with the automotive material test standard VDA278 is less than 50 ppm.
상기 표면 개질 단계는 서로 대향하는 제1 및 제2 전극들 사이로 상기 섬유 기재를 연속적으로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.The surface modification step may include continuously moving the fiber substrate between the first and second electrodes facing each other.
상기 제1 전극은 하나 이상의 전극 바(electrode bar)를 포함할 수 있고, 상기 제2 전극은 연속적으로 이동하는 상기 섬유 기재를 지지하는 롤 전극(roll electrode)일 수 있다.The first electrode may include one or more electrode bars, and the second electrode may be a roll electrode supporting the continuously moving fiber substrate.
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 간격은 1 내지 3 mm일 수 있다.The distance between the first electrode and the second electrode may be 1 to 3 mm.
상기 섬유 기재는 상기 제1 및 제2 전극들 사이를 2 내지 20 m/min의 선속도로 연속적으로 이동할 수 있다.The fiber substrate may continuously move between the first and second electrodes at a linear speed of 2 to 20 m/min.
상기 코로나 방전 처리는 0.1 내지 0.8 초 동안 수행될 수 있다.The corona discharge treatment may be performed for 0.1 to 0.8 seconds.
상기 코팅제는 5 내지 120 g/m2의 양으로 상기 섬유 기재 상에 도포될 수 있다.The coating agent may be applied on the fiber substrate in an amount of 5 to 120 g/m 2 .
상기 에어백 원단 제조방법은 상기 섬유 기재 상에 도포된 상기 코팅제 상에 5 내지 50 g/m2의 단위면적당 중량을 갖는 부직포를 부착시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The airbag fabric manufacturing method may further include attaching a nonwoven fabric having a weight per unit area of 5 to 50 g/m 2 on the coating agent applied on the fiber substrate.
상기 코팅제는 PET계 엘라스토머일 수 있고, 상기 부직포는 PET 섬유로 형성될 수 있다.The coating agent may be a PET-based elastomer, and the non-woven fabric may be formed of PET fibers.
위와 같은 일반적 서술 및 이하의 상세한 설명 모두는 본 발명을 예시하거나 설명하기 위한 것일 뿐으로서, 특허청구범위의 발명에 대한 더욱 자세한 설명을 제공하기 위한 것으로 이해되어야 한다.Both the above general description and the following detailed description are only intended to illustrate or describe the present invention, and should be understood to provide a more detailed description of the invention of the claims.
본 발명에 의하면, 코팅층이 휘발성 유기 화합물을 포함하지 않으면서도 섬유 기재에 대하여 높은 접착력을 갖는다. 따라서, 환경 문제를 유발하지 않으면서도 에어백에 요구되는 높은 기밀성 및 내구성을 만족시킬 수 있다.According to the present invention, the coating layer does not contain a volatile organic compound and has a high adhesion to the fiber substrate. Therefore, it is possible to satisfy the high airtightness and durability required for the airbag without causing environmental problems.
첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕고 본 명세서의 일부를 구성하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예들을 예시하며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 기재의 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코로나 방전 장치를 개략적으로 보여주고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어백 원단의 단면도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어백 원단의 단면도이다.The accompanying drawings are intended to help the understanding of the present invention and constitute a part of the present specification, and exemplify embodiments of the present invention, and describe the principles of the present invention together with a detailed description of the present invention.
1 is a cross-sectional view of a fiber substrate according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 schematically shows a corona discharge device according to an embodiment of the present invention,
3 is a cross-sectional view of an airbag fabric according to an embodiment of the present invention,
4 is a cross-sectional view of an airbag fabric according to another embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 에어백 원단 제조방법의 실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 아래에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 명확한 이해를 돕기 위한 예시적 목적으로 제시되는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.Hereinafter, embodiments of the method for manufacturing an airbag fabric of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments described below are presented for illustrative purposes only to assist in a clear understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 섬유 기재(110)를 제직한다.First, as shown in FIG. 1, the
상기 섬유 기재(110)는 인플레이터로부터 공급되는 고온 및 고압의 공기에 의해 에어백이 파열되는 것을 방지할 수 있는 합성 섬유, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유로 제직된다.The
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 섬유 기재(110)는 PET 섬유들을 경사들(111) 및 위사들(112)로서 포함하는 직물일 수 있다. 예를 들어, 상기 섬유 기재(110)는 '재단 & 봉제(Cut & Sew)' 방식에 따라 에어백을 제조할 때 이용되는 통상의 직물, 또는 팽창부(챔버 영역)와 비팽창부를 갖는 원-피스 제직(OPW) 타입의 직물일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
에어백 전개시 인플레이터로부터 공급되는 고온 및 고압의 공기에 의해 에어백이 파열되는 것을 방지하기에 충분한 기계적 강도를 갖기 위하여, 상기 경위사(111, 112)의 섬도는 210 데니어 이상인 것이 바람직하다. 반면, 에어백의 폴딩성 및 경량화를 위해서 상기 경위사(111, 112)의 섬도는 1500 데니어 이하인 것이 바람직하다.In order to have sufficient mechanical strength to prevent the airbag from being ruptured by the high temperature and high pressure air supplied from the inflator during airbag deployment, the fineness of the
또한, 유연성, 코팅면의 평활성 등의 관점에서 볼 때, 상기 경위사(111, 112) 각각은 72 가닥 이상의 필라멘트들(111a, 112a)을 포함하는 멀티필라멘트인 것이 바람직하다.In addition, from the viewpoint of flexibility, smoothness of the coated surface, etc., it is preferable that each of the
PET 섬유로 섬유 기재(110)를 제직한 후, 제직 특성을 향상시키기 위하여 PET 원사에 부여되었던 유제 또는 호제를 제거하기 위한 정련 단계, 수세 단계, 및 건조 및/또는 열처리 단계를 순차적으로 수행할 수 있다.After weaving the
상기 열처리 단계 후, 상기 섬유 기재(110)의 경사 밀도 및 위사 밀도는 각각 40 내지 80 th/inch일 수 있다(OPW 직물의 경우, 상기 밀도는 챔버 영역의 한 층을 기준으로 함).After the heat treatment step, the warp density and the weft density of the
이어서, 도 2에 예시된 바와 같이, 코로나 방전 처리를 통해 상기 섬유 기재(110)의 표면을 개질한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 2, the surface of the
상술한 바와 같이, 상기 섬유 기재(110)는 우수한 기계적 물성을 갖는 PET 섬유로 제직되는 것이 바람직하다. 그러나, PET 자체는 코팅제와 결합할 수 있는 관능기가 부족하기 때문에 PET 섬유로 제직된 섬유 기재(110)는 코팅제와의 접착력이 특히 문제가 될 수 있다. 따라서, PET 섬유로 제직된 섬유 기재(110)의 경우 본 발명의 표면 처리가 특히 요구된다.As described above, the
본 발명의 코로나 방전 처리를 통해 다음의 3가지 효과를 거둘 수 있다.The following three effects can be obtained through the corona discharge treatment of the present invention.
(i) 물리적 효과: 높은 에너지의 하전 입자가 섬유 기재(110)의 표면에 충돌하여 표면에 미세 요철 또는 미소 분화구를 생성시킨다. 이와 같은 미세 요철 또는 미소 분화구가 코팅제와 접촉 면적으로 증가시킬 뿐만 아니라 상기 코팅제를 붙잡는 앵커 기능을 수행한다.(i) Physical effect: High-energy charged particles collide with the surface of the
(ii) 전석(electrets) 효과: 섬유 기재(110) 표면에 고전압을 가하면 상기 섬유 기재(110)의 표면에 표면 전하가 유도되고, 고분자 물질(즉, PET)의 높은 절연 특성으로 인해 상기 유도 전하는 영구적으로 표면에 남게 되어 표면 분극을 발생시킨다. 상기 표면 분극이 극성기를 갖는 접착제에 인력으로 작용함으로써 젖음성 및 접착력이 향상된다.(ii) Effect of electrets: When a high voltage is applied to the surface of the
(iii) 화학적 효과: 산소와 같이 산화성이 큰 가스가 고전압에 의해 충분히 가속되어 섬유 기재(110)의 표면에 강하게 충돌함으로써 상기 섬유 기재(110)의 표면에 자유기를 형성시켜 표면 반응성을 증가시킨다. 상기 자유기는 부대전자(unpaired electron)를 가지는 원자, 분자 또는 이온을 지칭한다. (iii) Chemical effect: A gas having a high oxidizing property such as oxygen is sufficiently accelerated by a high voltage to strongly collide with the surface of the
도 2에 예시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 표면 개질 단계는 서로 대향하는 제1 전극(210) 및 제2 전극(220) 사이로 상기 섬유 기재(110)를 연속적으로 이동시키는 단계를 포함한다.As illustrated in FIG. 2, according to an embodiment of the present invention, the surface modification step continuously moves the
상기 제1 전극(210)은 하나 이상의 전극 바(electrode bar)를 포함할 수 있고, 상기 제2 전극(220)은 연속적으로 이동하는 상기 섬유 기재(110)를 지지하는 롤 전극(roll electrode)일 수 있다.The
본 발명에 의하면, 상기 코로나 방전 처리는 0.3 내지 11.0 J/cm2의 단위면적당 방전 에너지로 수행된다.According to the present invention, the corona discharge treatment is performed with a discharge energy per unit area of 0.3 to 11.0 J/cm 2 .
상기 단위면적당 방전 에너지는 아래의 식 1에 의해 산출된다.The discharge energy per unit area is calculated by Equation 1 below.
* 식 1: Ec = (k·V·I)/(L·S)* Equation 1: Ec = (k·V·I)/(L·S)
여기서, Ec는 단위면적당 방전 에너지(J/cm2)이고, 상수 k는 0.6 (m·sec)/(cm·min)이고, V는 인가 전압(V)이고, I는 전류(A)이고, L은 섬유 기재(110)의 폭 방향(TD) 길이(cm)이며, S는 섬유 기재(110)의 이동 선속도(m/min)이다.Here, Ec is the discharge energy per unit area (J/cm 2 ), the constant k is 0.6 (m·sec)/(cm·min), V is the applied voltage (V), and I is the current (A), L is the length (cm) in the width direction (TD) of the
상기 단위면적당 방전 에너지가 0.3 J/cm2 미만이면 섬유 기재(110)의 표면이 충분히 개질되지 않기 때문에 섬유 기재(110)와 코팅층 사이의 접착력이 유의미하게 증가될 수 없다. 반면, 상기 단위면적당 방전 에너지가 11.0 J/cm2를 초과하면 미세 요철 형성이 어려워 상술한 코로나 방전 처리의 물리적 효과가 오히려 감소한다.If the discharge energy per unit area is less than 0.3 J/cm 2 , since the surface of the
코로나 방전 처리를 통해 상기 섬유 기재(110)의 표면을 충분히 개질시키기 위해서, 상기 제1 전극(210)과 상기 제2 전극(220) 사이의 간격도 적절히 조정될 필요가 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(210)과 상기 제2 전극(220) 사이의 간격은 1 내지 3 mm일 수 있다.In order to sufficiently modify the surface of the
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 섬유 기재(110)는 상기 제1 및 제2 전극들(210, 220) 사이를 2 내지 20 m/min의 선속도로 연속적으로 이동할 수 있다. 상기 선속도가 2 m/min 미만이면 단위면적당 가해지는 방전 에너지가 지나치게 커 미세 패턴 형성이 어렵다. 반면, 상기 선속도가 20 m/min를 초과하면 단위면적당 가해지는 방전 에너지가 지나치게 작아 원하는 정도의 표면 개질 효과를 거둘 수 없다.According to an embodiment of the present invention, the
상기 코로나 방전 처리는 0.1 내지 0.8 초 동안 수행될 수 있다. 코로나 방전 처리 시간이 0.1 초 미만이면 소망하는 접착력 상승 효과를 달성하기 어렵다. 반면, 0.8 초 동안의 코로나 방전 처리 후에는 상기 처리를 더 수행한다고 하더라도 미세 요철 형성이 오히려 어려워지기 때문에 더 이상 유의미한 접착력 향상 효과를 기대할 수 없다. 따라서, 0.8 초를 초과하여 코로나 방전 처리를 하는 것은 생산성 측면에서 바람직하지 않다.The corona discharge treatment may be performed for 0.1 to 0.8 seconds. If the corona discharge treatment time is less than 0.1 seconds, it is difficult to achieve a desired effect of increasing the adhesion. On the other hand, after the corona discharge treatment for 0.8 seconds, even if the above treatment is further performed, since it is difficult to form fine irregularities, it is no longer possible to expect a significant adhesion improvement effect. Therefore, corona discharge treatment exceeding 0.8 seconds is not preferable from the viewpoint of productivity.
이어서, 도 3에 예시된 바와 같이, 에어백에 요구되는 기밀성을 제공하기 위한 코팅층을 형성하기 위하여, 상기 섬유 기재(110)의 개질된 표면 상에 코팅제(120)를 도포한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 3, a
도포 방법은 특별히 제한되지는 않으나 나이프 코팅 방식, 롤 코팅 방식, T 다이(die) 방식 등이 이용될 수 있다.The coating method is not particularly limited, but a knife coating method, a roll coating method, a T die method, or the like can be used.
상기 코팅제(120)는 폴리우레탄, 실리콘, 폴리클로로프렌 등의 열경화성 엘라스토머 또는 폴리아미드, PET 등의 열가소성 엘라스토머를 포함할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 의하면, PET계 엘라스토머가 상기 코팅제(120)로 사용될 수 있다. 상기 코팅제(120)로서 PET계 엘라스토머를 사용하면, 상기 섬유 기재(110)와 상기 코팅제(120)가 동일한 종류의 폴리머(즉, PET)로 형성되기 때문에, 에어백을 폐기할 때 섬유 기재(110)로부터 코팅층을 분리할 필요 없이 이들을 함께 용융함으로써 에어백을 용이하게 재활용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a PET-based elastomer may be used as the
본 발명에 의하면, 독일자동차 재료시험 규격인 VDA278에 따라 측정된 상기 코팅제(120) 내 휘발성 유기 화합물의 함량은 50 ppm 미만이다. 상술한 코로나 방전 처리를 통해 적절히 개질된 섬유 기재(110) 표면 상에 상기 코팅제(120)를 도포하기 때문에, 휘발성 유기 화합물(VOC)로 이루어진 프라이머를 코팅제(120)에 다량 첨가하지 않고도 상기 섬유 기재(110)와 코팅제(120)(즉, 코팅층) 사이에 충분한 접착력을 확보할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 휘발성 유기 화합물(VOC) 사용으로 인한 환경 오염을 방지 또는 최소화할 수 있다.According to the present invention, the content of the volatile organic compound in the
상기 코팅제(120)는 5 내지 120 g/m2의 양으로 상기 섬유 기재(110)의 개질된 표면 상에 도포될 수 있다. 상기 도포량이 5 g/m2 미만이면 에어백이 만족할만한 내압 유지성을 가질 수 없다. 이에 반해, 상기 도포량이 120 g/m2를 초과하면 에어백의 폴딩성(즉, 수납성)이 나빠진다.The
선택적으로, 도 4에 예시된 바와 같이, 본 발명의 에어백 원단 제조방법은 상기 섬유 기재(110) 상에 도포된 상기 코팅제(120) 상에 부직포(130)를 부착시키는 단계를 더 포함할 수 있다.Optionally, as illustrated in FIG. 4, the method of manufacturing the airbag fabric of the present invention may further include attaching a
코팅층은 시간의 경과에 따라 끈끈해지기 때문에, 에어백이 차량 내에 접힌 상태로 장기간 보관될 경우 접혀서 마주보는 면들의 유착이 야기될 수 있다. 상기 코팅제(120) 상에 부착되는 상기 부직포(130)는 에어백이 차량에 내장될 때 접혀서 마주보게 되는 코팅층 면들이 서로 접촉하는 것을 방지하거나 접촉 면적을 최소화함으로써 이들의 유착을 방지한다.Since the coating layer becomes sticky with the passage of time, when the airbag is stored in a vehicle for a long time in a folded state, adhesion of faces that are folded and folded may be caused. The
본 발명의 일 실시예에 의하면, PET계 엘라스토머가 상기 코팅제(120)로 사용되고, 상기 부직포(130)는 PET 섬유로 형성된다. 상기 섬유 기재(110), 코팅제(120), 및 부직포(130)가 동일한 종류의 폴리머(즉, PET)로 형성되기 때문에, 에어백을 폐기할 때 이들을 서로 분리할 필요 없이 함께 용융함으로써 에어백을 용이하게 재활용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a PET-based elastomer is used as the
상기 부직포(130)의 단위면적당 중량은 5 내지 50 g/m2일 수 있다. 상기 부직포(130)의 단위면적당 중량이 5 g/m2 미만이면, 접혀서 마주보는 코팅층의 면들이 서로 유착되는 것을 적절히 방지할 수 없다. 반면, 상기 부직포(130)의 단위면적당 중량이 50 g/m2를 초과하면 유착 방지 기능의 유의미한 증가 없이 에어백의 중량만이 증가하여 차량의 경량화 요구를 만족시킬 수 없게 된다.The
이어서, 상기 코팅제(120)를 건조시킴으로써 코팅층을 형성한다.Subsequently, a coating layer is formed by drying the
상기 코팅제(120)로서 열경화성 엘라스토머가 사용된 경우에는, 텐터 오븐(tenter oven)에서 30℃와 150℃ 사이의 범위에서 승온시키며 건조시킨 후 150℃ 내지 180℃의 범위에서 열처리(열경화)함으로써 코팅층을 형성한다. When a thermosetting elastomer is used as the
반면, 상기 코팅제(120)로서 열가소성 엘라스토머(예를 들어, PET계 엘라스토머)가 사용된 경우에는, 냉각 공정을 통해 코팅층이 형성된다. 롤(roll)을 이용하여 냉각 공정과 압착 공정을 동시에 수행하면 섬유 기재(110)와의 접착력이 더욱 향상된 코팅층을 얻을 수 있다.On the other hand, when a thermoplastic elastomer (for example, a PET-based elastomer) is used as the
이하, 구체적 실시예들을 통해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 다만, 하기의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐으로 이것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지 말아야 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through specific examples. However, the following examples are only to aid the understanding of the present invention, and the scope of the present invention should not be limited thereby.
실시예Example 1 One
PET 원사로 평직을 수행하여 섬유 기재를 제조하였다. 상기 섬유 기재를 정련조 및 수세조를 순차적으로 통과시킨 후 건조 및 열처리하였다(경사밀도: 57th/inch, 위사밀도: 49th/inch).Plain weaving was performed with PET yarn to prepare a fiber substrate. The fibrous substrate was sequentially passed through a refining tank and a water washing tank, followed by drying and heat treatment (inclination density: 57th/inch, weft density: 49th/inch).
상기 섬유 기재를 코로나 방전 장치(220V)에 연속적으로 공급하면서 코로나 방전 처리[전류(I): 1A, 섬유 기재 선속도(S): 15 m/min, 단위 면적당 방전 에너지(Ec): 0.3 J/cm2, 제1 및 제2 전극들 사이의 간격: 2 mm]를 실시함으로써 상기 섬유 기재의 표면을 개질하였다. 상기 섬유 기재의 폭방향(TD) 길이(L)는 30cm이었다.Corona discharge treatment (current (I): 1A, fiber substrate linear velocity (S): 15 m/min, discharge energy per unit area (Ec): 0.3 J/) while continuously supplying the fiber substrate to the corona discharge device (220 V) cm 2 , spacing between the first and second electrodes: 2 mm] was performed to modify the surface of the fiber substrate. The width (TD) length (L) of the fiber substrate was 30 cm.
T 다이(die) 코팅 방식을 이용하여 접착용 프라이머가 첨가되지 않은 실리콘 코팅제를 상기 섬유 기재의 개질된 표면 상에 50 g/m2의 양으로 균일하게 도포하였다. 이어서, 텐터 오븐에서 80℃와 150℃ 사이의 범위에서 승온시키며 건조시킨 후 180℃에서 열처리하여 코팅층을 형성시킴으로써 에어백 원단을 완성하였다.Using a T die (die) coating method, a silicone coating agent to which no adhesive primer was added was uniformly applied in an amount of 50 g/m 2 on the modified surface of the fiber substrate. Subsequently, the airbag fabric was completed by heating it in a tenter oven in a range between 80°C and 150°C and drying it, followed by heat treatment at 180°C to form a coating layer.
실시예Example 2 2
코로나 방전 처리의 조건들(전류: 3A, 섬유 기재 선속도: 10 m/min, 단위 면적당 방전 에너지: 1.3 J/cm2)을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단을 얻었다.An airbag fabric was obtained in the same manner as in Example 1 except for the conditions of the corona discharge treatment (current: 3A, fiber base line speed: 10 m/min, discharge energy per unit area: 1.3 J/cm 2 ).
실시예Example 3 3
코로나 방전 처리의 조건들(전류: 5A, 섬유 기재 선속도: 10 m/min, 단위 면적당 방전 에너지: 2.2 J/cm2)을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단을 얻었다.An airbag fabric was obtained in the same manner as in Example 1, except for the conditions of corona discharge treatment (current: 5A, fiber substrate linear speed: 10 m/min, discharge energy per unit area: 2.2 J/cm 2 ).
실시예Example 4 4
코로나 방전 처리의 조건들(전류: 10A, 섬유 기재 선속도: 10 m/min, 단위 면적당 방전 에너지: 4.4 J/cm2)을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단을 얻었다.An airbag fabric was obtained in the same manner as in Example 1 except for the conditions of the corona discharge treatment (current: 10A, fiber base line speed: 10 m/min, discharge energy per unit area: 4.4 J/cm 2 ).
실시예Example 5 5
코로나 방전 처리의 조건들(전류: 10A, 섬유 기재 선속도: 4 m/min, 단위 면적당 방전 에너지: 11.0 J/cm2)을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단을 얻었다.An airbag fabric was obtained in the same manner as in Example 1 except for the conditions of the corona discharge treatment (current: 10A, linear velocity of the fiber substrate: 4 m/min, discharge energy per unit area: 11.0 J/cm 2 ).
비교예Comparative example 1 One
코로나 방전 처리를 생략하였다는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단을 얻었다.An airbag fabric was obtained in the same manner as in Example 1, except that the corona discharge treatment was omitted.
비교예Comparative example 2 2
코로나 방전 처리의 조건들(전류: 0.5 A, 섬유 기재 선속도: 25 m/min, 단위 면적당 방전 에너지: 0.1 J/cm2)을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단을 얻었다.An airbag fabric was obtained in the same manner as in Example 1 except for the conditions of the corona discharge treatment (current: 0.5 A, fiber base line speed: 25 m/min, discharge energy per unit area: 0.1 J/cm 2 ).
비교예Comparative example 3 3
코로나 방전 처리의 조건들(전류: 10 A, 섬유 기재 선속도: 3 m/min, 단위 면적당 방전 에너지: 14.7 J/cm2)을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단을 얻었다.An airbag fabric was obtained in the same manner as in Example 1 except for the conditions of the corona discharge treatment (current: 10 A, line speed of the fiber substrate: 3 m/min, discharge energy per unit area: 14.7 J/cm 2 ).
위와 같이 제조된 실시예들 및 비교예들의 에어백 원단들의 (i) 섬유 기재 젖음성 및 (ii) 코팅층 접착력을 아래와 같이 각각 측정하였고, 그 결과들을 아래의 표 1에 나타내었다.The (i) fiber base wettability and (ii) coating layer adhesion of the airbag fabrics of Examples and Comparative Examples prepared as above were measured as follows, and the results are shown in Table 1 below.
* 섬유 기재 젖음성 측정* Measurement of wettability on a fiber base
코팅제를 도포하기 직전에(즉, 실시예들의 경우에는 코로나 방전 처리 직후에) 섬유 기재의 일부로부터 샘플을 취한 후, 물방울이 섬유 기재 내로 스며드는 속도(즉, 물 접촉번짐 속도)를 측정하였다. 구체적으로, KRUSS社, DSA100시험기로 3㎕(1.4mm지름)의 물방울을 시료에 떨어트려 물방울의 각도가 0°가 되기까지의 시간(초)을 측정한 후 이 시간으로 물방울의 높이(즉, 1.4mm)를 나눔으로써 상기 물 접촉번짐 속도를 산출하였다.Samples were taken from a portion of the fiber substrate immediately before application of the coating (i.e., immediately after the corona discharge treatment in the examples), and then the rate at which water droplets penetrated the fiber substrate (i.e., water contact smear rate) was measured. Specifically, KRUSS, DSA100 tester dropped 3µl (1.4mm diameter) drop of water onto the sample and measured the time (seconds) until the angle of the drop becomes 0°. 1.4 mm) to calculate the water contact smear rate.
* 코팅층 접착력(* Coating layer adhesion ( 내스크럽성Scrub resistance ) 측정) Measure
원단 샘플을 70±2 ℃의 온도 및 95±2 %의 상대습도 하에 408 시간 동안 방치함으로써 에이징(aging)을 수행하였다. 이어서, ISO 5981 규격에 따라 측정된 상기 에어백 원단의 경사방향 및 위사방향에 대한 내스크럽성을 각각 측정하였다. 구체적으로, 원단 샘플의 양 말단을 클램프로 고정한 상태에서 원단 샘플에 10N의 하중을 부여한 상태에서 상기 원단 샘플을 반복적으로 왕복운동시켰다. 에어백 테스트 기준인 300번의 왕복운동(즉, 600 strokes)보다 더 가혹한 조건인 500번의 왕복운동(즉, 1000 strokes)을 실시한 후 코팅층 탈락 유무를 관찰하였다.Aging was performed by leaving the fabric sample under a temperature of 70±2° C. and a relative humidity of 95±2% for 408 hours. Subsequently, the scrub resistance of the airbag fabric measured in accordance with ISO 5981 standards for the warp direction and the weft direction was measured. Specifically, the fabric sample was repeatedly reciprocated in a state where 10 N load was applied to the fabric sample while both ends of the fabric sample were fixed with clamps. After performing 500 reciprocating motions (that is, 1000 strokes), which is more severe than the 300 reciprocating motions (that is, 600 strokes), which is an airbag test criterion, the presence or absence of the coating layer dropout was observed.
(mm/sec)Water contact smear rate
(mm/sec)
(V)V
(V)
(A)I
(A)
(cm)L
(cm)
(m/min)S
(m/min)
(J/cm2)Ec
(J/cm 2 )
110: 섬유 기재
120: 코팅제
130: 부직포
210: 제1 전극
220: 제2 전극110: fiber base 120: coating agent
130: nonwoven fabric 210: first electrode
220: second electrode
Claims (8)
코로나 방전 처리를 통해 상기 섬유 기재의 표면을 개질하는 단계; 및
상기 섬유 기재의 개질된 표면 상에 코팅제를 도포하는 단계
를 포함하되,
상기 섬유 기재는 PET 섬유로 제직되고,
상기 코로나 방전 처리는 0.3 내지 11.0 J/cm2의 단위면적당 방전 에너지로 수행되며,
독일자동차 재료시험 규격인 VDA278에 따라 측정된 상기 코팅제 내 휘발성 유기 화합물의 함량이 50 ppm 미만인,
에어백 원단 제조방법.Weaving the fiber substrate;
Modifying the surface of the fiber substrate through a corona discharge treatment; And
Applying a coating agent on the modified surface of the fiber substrate
Including,
The fiber substrate is woven from PET fibers,
The corona discharge treatment is performed with a discharge energy per unit area of 0.3 to 11.0 J/cm 2 ,
The content of volatile organic compounds in the coating agent measured in accordance with the German automotive material test standard VDA278 is less than 50 ppm,
Airbag fabric manufacturing method.
상기 표면 개질 단계는 서로 대향하는 제1 및 제2 전극들 사이로 상기 섬유 기재를 연속적으로 이동시키는 단계를 포함하고,
상기 제1 전극은 하나 이상의 전극 바(electrode bar)를 포함하며,
상기 제2 전극은 연속적으로 이동하는 상기 섬유 기재를 지지하는 롤 전극(roll electrode)인,
에어백 원단 제조방법.According to claim 1,
The surface modification step includes continuously moving the fiber substrate between the first and second electrodes facing each other,
The first electrode includes one or more electrode bars,
The second electrode is a roll electrode that supports the continuously moving fiber substrate,
Airbag fabric manufacturing method.
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 간격은 1 내지 3 mm인,
에어백 원단 제조방법.According to claim 2,
The distance between the first electrode and the second electrode is 1 to 3 mm,
Airbag fabric manufacturing method.
상기 섬유 기재는 상기 제1 및 제2 전극들 사이를 2 내지 20 m/min의 선속도로 연속적으로 이동하는,
에어백 원단 제조방법.According to claim 3,
The fiber substrate continuously moves between the first and second electrodes at a linear speed of 2 to 20 m/min,
Airbag fabric manufacturing method.
상기 코로나 방전 처리는 0.1 내지 0.8 초 동안 수행되는,
에어백 원단 제조방법.According to claim 4,
The corona discharge treatment is performed for 0.1 to 0.8 seconds,
Airbag fabric manufacturing method.
상기 코팅제는 5 내지 120 g/m2의 양으로 상기 섬유 기재 상에 도포되는,
에어백 원단 제조방법.According to claim 1,
The coating agent is applied on the fiber substrate in an amount of 5 to 120 g / m 2 ,
Airbag fabric manufacturing method.
상기 섬유 기재 상에 도포된 상기 코팅제 상에 5 내지 50 g/m2의 단위면적당 중량을 갖는 부직포를 부착시키는 단계를 더 포함하는,
에어백 원단 제조방법.According to claim 1,
Further comprising the step of attaching a non-woven fabric having a weight per unit area of 5 to 50 g / m 2 on the coating agent applied on the fiber substrate,
Airbag fabric manufacturing method.
상기 코팅제는 PET계 엘라스토머이고,
상기 부직포는 PET 섬유로 형성된,
에어백 원단 제조방법.The method of claim 7,
The coating agent is a PET-based elastomer,
The non-woven fabric is formed of PET fibers,
Airbag fabric manufacturing method.
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KR102611750B1 (en) * | 2023-06-30 | 2023-12-08 | 김종극 | Manufacturing method of vehicle airbag fabric |
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JPH05213137A (en) * | 1992-02-03 | 1993-08-24 | Toray Ind Inc | Manufacturing method of air bag |
JPH08134395A (en) * | 1994-11-11 | 1996-05-28 | Toshiba Silicone Co Ltd | Rubber coating composition for air bag and air bag using the same |
JP3014127B2 (en) * | 1990-08-16 | 2000-02-28 | 旭化成工業株式会社 | Laminated fabric |
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2019
- 2019-01-16 KR KR1020190005529A patent/KR102360125B1/en active IP Right Grant
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