KR20210142139A - 전체 tpo 에어백 어셈블리 - Google Patents

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KR20210142139A
KR20210142139A KR1020217032897A KR20217032897A KR20210142139A KR 20210142139 A KR20210142139 A KR 20210142139A KR 1020217032897 A KR1020217032897 A KR 1020217032897A KR 20217032897 A KR20217032897 A KR 20217032897A KR 20210142139 A KR20210142139 A KR 20210142139A
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airbag
chute
module housing
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airbag assembly
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KR1020217032897A
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마크 셔먼
스티브 커밍스
팀 맥콜럼
스티브 그레고리
Original Assignee
엠씨피피 이노베이션 고도가이샤
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Abstract

열가소성 올레핀(TPO) 에어백 커버 또는 슈트(chute)와 결합된 TPO 에어백 모듈 하우징을 포함하는, 프론트 에어백 시스템으로서 특히 적합한, 자동차용 전체 TPO 에어백 시스템, 및 이의 제조 방법. 에어백 모듈 하우징은 복수의 돌출부들 및 윈도우들을 통해, 또는 볼트들을 통해 슈트와 결합될 수 있다.

Description

전체 TPO 에어백 어셈블리
본 발명은 에어백 모듈들, 특히 에어백 모듈 하우징 및 에어백 슈트(airbag chute) 양자가 열가소성 올레핀 또는 열가소성 엘라스토머로 제조되는 자동차의 앞좌석 공간을 위해 설계된 에어백 모듈들뿐만 아니라, 이러한 에어백 모듈들을 제조하는 방법들에 관한 것이다.
자동차 내부, 특히 계기 패널에서의 중요한 경향들 중 하나는 외관상 이음매가 없는 승객측 에어백 시스템을 이용하는 것이며, 이는 에어백을 위한 터진 이음매들이 차량의 탑승자들에 의해 보여질 수 없음을 의미한다. 이들 에어백 시스템들은 일반적으로 계기 패널의 저면에, 보통 용접에 의해 부착되는 계기 패널 또는 대시보드 밑에 에어백 어셈블리를 채용한다. 에어백 시스템은 에어백 슈트, 에어백 모듈 하우징, 폴드된 백(folded bag) 및 팽창기(inflator)(화학 반응/추진제(propellant)를 위한 금속 하우징을 가짐), 및 (내부에서 팽창된 백과 접촉하는 탑승자에 의해 시작되는 전개 이벤트(deployment event) 동안 전체 로드 경로에 반응하기 위해) 인플레터 하우징을 차 크로스빔(crossbeam)에 연결하는 브래킷(bracket)을 포함하여, 몇몇 일반적으로 알려진 부분들로 구성된다.
전형적인 에어백 어셈블리들은 특히 모듈 하우징을 생산하는데 비용이 많이 들 수 있고 상당히 무거울 수 있다. 모듈 하우징은 추진제의 초기 반응물을 수용하는 보다 더 작은 금속 하우징과 함께, 폴드된 백 및 팽창기를 하우징한다. 이 모듈 하우징은 전개 이벤트 동안 모듈 하우징 상에 가해지는 힘을 견디기에 충분한 기계적 강도를 갖기 위해 통상적으로 강철 또는 상당히 조밀한 유리-나일론(또는 긴 유리-폴리프로필렌) 복합재들로 제조된다. 대조적으로, 에어백 슈트는 열가소성 올레핀 재료로 제조되는 경우가 많아 이들 재료들의 보다 더 가벼운 중량 및 사출 성형에 의한 제조의 용이성을 이용하였다.
본 발명의 목적은 에어백 하우징으로부터 금속 및 유리 요소들을 감소시키거나 제거하고 이들을 보다 더 경량의 열가소성 재료들로 대체함으로써 공지된 에어백 어셈블리들의 중량을 감소시키는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 에어백 모듈 하우징 및 에어백 슈트를 동일한 재료로 형성함으로써 에어백 어셈블리를 제조하는 복잡성을 감소시키는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 에어백 모듈 하우징 및 슈트를 단독 주형에서 형성함으로써 이들의 생산을 단순화하는 방법을 제공하는 것이다.
이들 및 다른 목적들은 본 발명에 의해 제공되며, 본 발명의 제1 실시예는 에어백용 어셈블리를 제공한다. 어셈블리는 계기 패널에 부착되도록 구성된 에어백 슈트 및 에어백 슈트에 부착된 에어백 모듈 하우징을 포함한다. 에어백 슈트 및 에어백 모듈 하우징은 각각 적어도 50 wt%의 열가소성 올레핀 또는 열가소성 엘라스토머를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는 에어백 모듈 하우징의 총 중량에 대해 적어도 50 wt%의 열가소성 올레핀 또는 열가소성 엘라스토머를 포함하는, 에어백 모듈 하우징에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 에어백 슈트의 총 중량에 대해 적어도 50 wt%의 열가소성 올레핀 또는 열가소성 엘라스토머를 포함하는, 에어백 슈트에 관한 것이다. 에어백 슈트는 측벽들을 포함하고, 각 측벽은 복수의 윈도우들을 형성한다. 각 측벽은 외부면을 갖고, 적어도 두 개의 측벽들은 리빙들을 가진다.
본 발명의 또 다른 양태는 에어백 슈트 및 에어백 모듈 하우징을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은 패밀리 공구로 사출 성형에 의해 에어백 슈트 및 에어백 하우징을 동시에 형성하는 단계를 포함한다.
도 1은 앞쪽 에어백 시스템 위치를 보여주는 종래의 계기 패널의 개략도를 도시하고, "종래 기술"이라고 라벨링되어 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예를 도시하는 승객측 앞/위쪽 에어백 어셈블리 및 계기 패널의 차량 단면도를 도시한다.
도 2b는 도 2a로부터의 기계적 인터록의 평면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자 또는 승객 무릎 에어백 어셈블리의 사시도를 도시한다.
도 3b는 도 3a의 에어백 어셈블리의 단면을 도시한다.
도 4a는 운전자측 앞/위쪽 에어백 어셈블리의 저면도를 도시한다.
도 4b는 도 4a의 운전자측 앞/위쪽 에어백 어셈블리의 측면도를 도시한다.
도 4c는 도 4b의 기계적 인터록의 단면을 도시한다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 모듈 하우징을 에어백 슈트에 인터록킹하기 위해 사용되는 TPO 모듈 하우징 벽 상의 기계적 인터록/패스너/후크뿐만 아니라, 슈트 벽의 윈도우들 주위의 리빙(ribbing) 구조물을 도시한다.
도 5b는 도 5a에서의 구조의 단면을 도시한다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어백 모듈 하우징의 응력 분석에 사용되는 모델의 사시도를 도시한다.
도 6b는 도 6a의 모듈 하우징과 함께 끼워지도록 설계된 에어백 슈트의 모델의 상부 사시도를 도시한다.
도 6b는 도 6a의 모듈 하우징과 함께 끼워지도록 설계된 에어백 슈트의 모델의 저부 사시도를 도시한다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 어셈블리에서의 모듈 하우징 및 에어백 슈트의 모델의 사시도를 함께 도시한다.
도 7b는 도 7a의 어셈블리와 함께 모듈 하우징 및 에어백 슈트의 모델의 단면을 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어백 어셈블리의 개구 내로 내려다 본 에어백 어셈블리의 상부 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 압력을 가하기 전의 에어백 어셈블리의 사시도 및 저면도이다.
도 10은 승온(85℃) 및 높은 로드 속도(10 m/sec 크로스헤드 테스트 속도)에서 TPO 샘플의 고속 인장 공학 응력-변형률 응답을 도시한다.
도 11은 승온(85℃) 및 높은 로드 속도(10 m/sec 크로스헤드 테스트 속도)에서 TPO 샘플의 고속 인장 실제 응력-변형률 응답을 도시한다.
도 12a는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어백 어셈블리 및 계기 패널의 전개 시뮬레이션 및 동적 응력 분석을 위해 가해지는 로딩력을 도시한다.
도 12b는 도 12a에 도시된 모델에 대한 전개 시뮬레이션 및 동적 응력 분석을 위한 로딩력의 시간 대 압력의 플롯을 도시한다.
도 13a는 계기 패널 도어들이 개방되기 시작할 때 도 12b에 도시된 로드 사이클 내의 6.5 밀리초에서 본 발명의 일 실시예에 따른 로딩된 에어백 시스템 어셈블리의 모델의 시뮬레이션의 제1 측면 스냅샷을 도시한다.
도 13b는 로드 사이클 내의 6.5 밀리초에서 도 13a의 로딩된 에어백 시스템 어셈블리의 상부 투시 스냅샷을 도시한다.
도 13c는 로드 사이클 내의 6.5 밀리초에서 도 13a의 로딩된 에어백 시스템 어셈블리의 길이 방향 저부 투시 스냅샷을 도시한다.
도 14a는 계기 패널 도어들이 완전히 개방되었을 때 도 12b에 도시된 로드 사이클 내의 7.5 밀리초에서 본 발명의 일 실시예에 따른 로딩된 에어백 시스템 어셈블리의 모델의 시뮬레이션의 제1 측면 스냅샷을 도시한다.
도 14b는 로드 사이클 내의 7.5 밀리초에서 도 14a의 로딩된 에어백 시스템 어셈블리의 상부 투시 스냅샷을 도시한다.
도 14c는 로드 사이클 내의 7.5 밀리초에서 도 14a의 로딩된 에어백 시스템 어셈블리의 길이 방향 저부 투시 스냅샷을 도시한다.
도 15a는 로드 사이클을 거친 후의 도 13a 내지 도 13c 및 도 14A 내지 도 14c의 에어백 어셈블리의 사시도이다.
도 15b는 로드 사이클을 거치기 전의 도 13a 내지 도 13c 및 도 14A 내지 도 14c의 에어백 어셈블리의 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예의 시뮬레이션에 따른 에어백 전개 동안 시간의 함수로서 내부 표면들에 인가된 내부 압력의 함수로서 누적 계면력의 플롯을 도시한다.
도 17은 볼트 체결된 승객용 에어백 어셈블리의 단면도이다.
도 18은 개방된 상태에서의 도 17의 에어백 어셈블리이다.
도 19a는 볼트 홀들의 위치를 도시하는 계기 패널 기판의 상면도이다.
도 19b는 하부의 후프 텐션 링의 위치를 도시하는 도 19a의 계기 패널 기판이다.
도 20a는 관련 패스닝 피스들과 볼트의 상면도이다.
도 20b는 볼트의 분해도이다.
도 21a는 계기 패널 기판의 측면도이다.
도 21b는 도 21a의 저면도를 도시한다.
도 22a는 에어백 슈트의 측면도이다.
도 22b는 도 22a의 저면도를 도시한다.
도 23a는 에어백 모듈 하우징의 측면도이다.
도 23b는 도 23a의 저면도를 도시한다.
도 24는 스레드형 인서트들을 갖는 에어백 슈트의 단면을 도시한다.
다음의 설명에서, "한" 및 "하나의" 등은 "하나 이상"의 의미를 지닌다. "~로 이루어진 군으로부터 선택된" 및 "~로부터 선택된" 등의 어구들은 지정된 재료들의 혼합물을 포함한다. "함유물(들)" 등과 같은 용어들은 달리 구체적으로 언급되지 않는 한 '적어도 포함하는'을 의미하는 개방형 용어들이다. 본 명세서에서 언급되는 모든 참고 문헌들, 특허들, 출원들, 테스트들, 표준들, 문서들, 간행물들, 브로셔들, 교재들, 논문들 등은 그 전문이 본 명세서에 원용된다. 수치 제한 또는 범위가 언급되는 경우에는, 종점들이 포함된다. 또한, 수치 한계 또는 범위 내의 모든 값들 및 하위 범위들도 명시적으로 기재된 것과 같이 구체적으로 포함된다.
본 설명의 나머지 전반에 걸쳐, 열가소성 올레핀(thermoplastic olefin, TPO) 재료가 논의될 것이다. TPO라는 어구는 폴리올레핀으로부터 제조되는 열가소성 엘라스토머를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
폴리올레핀은 에틸렌, 프로필렌, 부텐(들), 이소프렌(들), 및 펜텐(들)과 같은 비교적 단순한 올레핀의 중합체이고, Whittington’s Dictionary of Plastics, p. 252 (Technomic Publications, 1978)에 개시된 바와 같은 공중합체 및 개질물을 포함한다. 모든 폴리올레핀에 공통적인 바람직하지 않은 특성은 적절한 프라이밍(priming) 또는 특별한 전처리 없이 금속, 유리, 극성 플라스틱, 및 다른 표면 코팅 및 접착제 재료들에 부착되지 않는 비극성, 비다공성 불활성 표면이다.
"열가소성" 재료는 가열될 때 반복적으로 연화되고 유동 가능하게 된 다음 실온으로 냉각될 때 경질 상태로 돌아갈 수 있는 선형 또는 분지형 중합체이다. 이는 일반적으로 ASTM D638의 방법에 따라 10,000 psi 초과의 탄성 모듈러스를 가진다. 또한, 열가소성 물질은 연화된 상태로 가열될 때 임의의 소정의 형상의 물품들로 성형 또는 압출될 수 있다.
"엘라스토머"는 인장력 하에서 원래 길이의 적어도 2배으로 신장될 수 있고 인장력이 풀릴 때 원래 치수들로 빠르게 수축되는 고무 유사 중합체이다. 엘라스토머는 일반적으로 ASTM D412의 방법에 따라 실온에서 가교 결합되지 않은 상태로 약 6,000 psi 미만의 탄성 모듈러스 및 일반적으로 200% 초과의 연신율을 가진다.
열가소성 엘라스토머(thermoplastic elastomer, TPE)는 엘라스토머의 속성들을 갖지만 열가소성 물질과 같이 가공될 수 있는 재료들의 부류이다. TPE가 상술된 바와 같이 폴리올레핀으로부터 제조될 때, 이들은 당업계에서 열가소성 올레핀 엘라스토머(thermoplastic olefin elastomer, TPO)로서 알려져 있다. TPE 및 TPO는 일반적으로 2종 이상의 중합체를 혼합함으로써 또는 블록 공중합체 또는 그래프트 공중합체를 합성함으로써 제조된다. 각 경우에서, 열가소성 엘라스토머는 적어도 두 개의 세그먼트들 - 하나는 강성의, 일반적으로 반-결정질 열가소성이고, 다른 하나는 무정형 엘라스토머임 - 을 함유한다.
TPO는 상이한 유형들의 중합체들을 함께 혼합함으로써 제조될 수 있다. 이들 중합체 혼합물은 올레핀계 엘라스토머와 폴리올레핀계 열가소성 물질 사이의 갭을 연결하는 고유한 속성들을 이룰 수 있다. 예를 들어, 에틸렌-프로필렌 공중합체 엘라스토머 또는 삼량체 엘라스토머는 폴리프로필렌과 혼합될 수 있다. 엘라스토머 대 폴리프로필렌의 비에 따라, 혼합 조성물의 속성들은 높은 모듈러스, 높은 경도 등급에서 가요성, 연질 등급까지 다양할 수 있다. 특정한 고객 니즈를 충족시키기 위한 다른 개질도 유용한 화합물을 제조하기 위해 다른 성분들을 첨가함으로써 이루어질 수 있다.
본 개시의 제1 양태는 계기 패널에 부착되도록 구성된 에어백 슈트 및 에어백 슈트에 부착된 에어백 모듈 하우징을 포함하는 에어백 어셈블리를 설명하는 것이다. 에어백 슈트 및 에어백 모듈 하우징은 각각 자신들 각각의 총량에 대해, 각각 적어도 50 wt%의 열가소성 올레핀(TPO) 또는 열가소성 엘라스토머(TPE)를 포함한다. 바람직하게는, 에어백 슈트 및 에어백 모듈 하우징 각각 자신들 각각의 총량에 대해, 각각 적어도 60 wt%, 적어도 70 wt%, 바람직하게는 적어도 80 wt%, 보다 더 바람직하게는 적어도 90 wt%의 열가소성 올레핀 또는 열가소성 엘라스토머를 포함한다. 그러나, 특정 실시예들에서, 에어백 어셈블리는 50 wt% 미만의 TPO 또는 TPE, 이를테면 30 - 40 wt%, 또는 40 - 50 wt%를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어백 어셈블리는 슈트 및 모듈 하우징이 각각 자신들 각각의 총량에 대해, 적어도 95 wt%, 바람직하게는 적어도 98 wt%, 보다 더 바람직하게는 적어도 99 wt%의 열가소성 올레핀을 포함하는 "전부-TPO" 에어백 어셈블리인 것으로 고려될 수 있다. 일부 실시예들에서, "전부-TPO" 에어백 어셈블리는 기본적으로 TPO로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 슈트 및 모듈 하우징의 적어도 99.9 wt%, 또는 적어도 99.99 wt%, 또는 약 100 wt%가 TPO를 포함한다.
일 실시예에서, 에어백 슈트 및/또는 에어백 모듈 하우징은 유리 충전제를 포함한다. 유리 충전제는 에어백 슈트 및/또는 에어백 모듈 하우징의 총 중량에 대해 50 wt% 이하, 40 wt% 이하, 30 wt% 이하, 25 wt% 이하, 20 wt% 이하, 15 wt% 이하, 10 wt% 이하 또는 5 wt% 이하의 중량 백분율로 존재할 수 있다. 추가의 실시예에서, 유리 충전제는 유리 섬유이다. 또 다른 실시예에서, 유리 충전제는 총 중량에 대해 최대 5 wt%, 최대 10 wt%, 최대 15 wt%, 최대 20 wt%, 최대 25 wt%, 또는 최대 30 wt%의 중량 백분율로 존재할 수 있다. 그러나, 또 다른 실시예에서, 에어백 슈트 및/또는 에어백 모듈 하우징은 실질적으로 유리 충전제가 없을 수 있으며, 이는 에어백 슈트 및/또는 에어백 모듈 하우징이 총 중량에 대해 0.5 wt% 미만, 바람직하게는 0.1 wt% 미만, 보다 더 바람직하게는 0.01 wt% 미만, 또는 약 0 wt%의 유리 충전제를 포함하는 것을 의미한다.
유리 충전제는 유리 섬유, 유리 분말, 유리 플레이크, 분쇄 섬유, 또는 유리 비드의 형태일 수 있다. 유리 섬유의 직경은 특별히 제한되지 않지만, 직경이 3 내지 25 ㎛인 것이 바람직하다. 유리 섬유의 형태는 특별히 제한되지 않고, 성형 방법이나 성형 제품에 요구되는 특성들에 따라 적합하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 이는 절단 스트랜드(strand), 로빙(roving), 매트(mat), 클로스(cloth), 또는 분쇄 섬유일 수 있다. 유리 분말의 입경은 특별히 제한되지 않지만, 1 내지 100 ㎛의 입자 크기를 갖는 것이 바람직하다. 유리 플레이크의 두께 및 종횡비는 특별히 제한되지 않지만, 플레이크는 0.1 내지 10 ㎛의 두께, 5 내지 150의 종횡비를 갖는 것이 바람직하다. 분쇄 섬유는 종래의 분쇄 섬유의 생산 방법에 의해 얻을 수 있다. 예를 들어, 유리 섬유 스트랜드가 해머 밀 또는 볼 밀에 의해 제분되어 분쇄 섬유를 얻을 수 있다. 분쇄 섬유의 섬유 직경 및 종횡비는 특별히 제한되지 않지만, 섬유 직경이 5 내지 50 ㎛이고 종횡비가 2 내지 150인 것이 바람직하다. 유리 비드는 5 내지 300 ㎛의 직경을 갖는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에서, 에어백 슈트 및 에어백 모듈 하우징은 각각 동일한 재료로 형성되며, 예를 들어, 양자는 약 85 wt%의 TPO를 포함할 수 있거나, 또는 양자는 약 100 wt%의 TPO를 포함할 수 있다. 이러한 특징은 슈트 및 모듈 하우징 양자가 동시에 형성될 수 있다는 이점을 가지며, 예를 들어, 일 실시예에서 슈트와 모듈 하우징은 동시에 사출 성형된다. 나아가, 슈트 및 모듈 하우징 양자가 유사한 형상 및 크기를 갖고, 동일한 재료로 제조된다면, 슈트 및 모듈 하우징은 패밀리 공구로 동시에 사출 성형될 수 있다. TPO 에어백 어셈블리는 자체적으로 사출 성형 공구 및 공정 사이클을 필요로 하는 강철 또는 복합재로 제조된 에어백 모듈 하우징에 비해 비용 및 중량 절감이 엄청나다. 더 나아가, 본 명세서에서 개시된 TPO를 에어백 어셈블리에 사용하는 것은 유리 섬유 강화 수지와 같은 사출 성형 연마재와 연관된 추가의 유지 비용을 없앤다. 추가적으로, 주로 TPO로 제조된 에어백 어셈블리의 총 중량은 현재 사용되는 유사한 에어백 어셈블리보다 더 낮은, 1 내지 1.2 lbs 사이인 것으로 추정되며, 이는 약 30%의 중량 감소를 나타낸다. 이는 현재의 표준들에 의한 에어백 어셈블리에 대한 상당한 중량 절감을 나타내며, 이는 더 나아가 연료 효율 증가로 이어진다.
일 실시예에서, TPO는 폴리-올레핀 폴리프로필렌 매트릭스에 분산된 엘라스토머 도메인을 포함한다. 엘라스토머 도메인은 임의의 올레핀계 엘라스토머, 예를 들어, 에틸렌-프로필렌 공중합체 엘라스토머, 폴리이소프렌 엘라스토머, 또는 삼중합체 엘라스토머, 또는 TPO 및 TPE에 사용되는 임의의 다른 엘라스토머 타입 도메인일 수 있다. 추가 실시예에서, TPO는 폴리-올레핀 폴리프로필렌 매트릭스에 분산된 열가소성 엘라스토머 도메인을 포함한다. 열가소성 엘라스토머 도메인은 분산된 올레핀계 고무, 이를테면 에틸렌 프로필렌 고무(ethylene propylene rubber, EPR) 또는 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무(ethylene propylene diene monomer rubber, EPDM)를 포함할 수 있다. 열가소성 엘라스토머 도메인은 TPO의 총 중량에 대해 5 - 70 wt%, 바람직하게는 10 - 50 wt%, 보다 더 바람직하게는 20 - 40 wt%로 TPO에 존재할 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 열가소성 엘라스토머 도메인은 TPO에 5 wt% 미만, 이를테면 1 - 3 wt%, 또는 3 - 5 wt%의 중량 백분율로 존재할 수 있거나, 또는 70 wt% 초과, 이를테면 75 - 85 wt%, 또는 85 - 95 wt%의 중량 백분율로 존재할 수 있다. 폴리-올레핀 폴리프로필렌 매트릭스는 TPO의 총 중량에 대해 30 - 95 wt%, 바람직하게는 40 - 80 wt%, 보다 더 바람직하게는 45 - 70 wt%로 TPO에 존재할 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 폴리-올레핀 폴리프로필렌 매트릭스는 30 wt% 미만, 이를테면 5 - 15 wt%, 또는 15 - 30 wt%의 중량 백분율로 존재할 수 있거나, 또는 95 wt% 초과, 예를 들어, 약 97 wt%의 중량 백분율로 존재할 수 있다. 일부 실시예들에서, 폴리-올레핀 폴리프로필렌 매트릭스는 폴리-올레핀 폴리프로필렌 매트릭스 대신 사용될 수 있거나 함께 혼합될 수 있다.
일 실시예에서, 에어백 어셈블리의 TPO는 THERMORUN TT969NU, THERMORUN TT969, THERMORUN TT1029, TEFABLOC TOSI 818, TT875NU와 같은 제형이다. 일 실시예에서, 에어백 어셈블리의 TPO는 새로운 고성능 등급들 TT969XX, THERMORUN TT1029XX, TEFABLOC TOSI 818을 포함하여, 모든 현행 THERMORUN 등급과 같은 제형이고, 가능하게는 동등하거나 더 높은 성능을 갖는 임의의 차세대 개발 제품들이다. THERMORUN/TEFABLOC 등급들은 국부적으로 및 전역적으로 생성될 수 있고, 색상 및 지역 생산을 식별하기 위해 접미사 "XX"로 나타낸 바와 같은 명명법에서의 변형을 사용할 수 있다. 예를 들어, 이전에 MAY로 표시된 바와 같은 TT969XX는 이에 제한되지 않지만, TT969NU(내추럴, US), TT969BU(블랙, 미국), TT969NL(내추럴, 라틴 아메리카), TT969BL(블랙, 라틴 아메리카), TT969NZ(내추럴, 중국), TT969BZ(블랙, 중국) 등을 포함하는 명칭들을 고려한다. 바람직한 실시예에서, TPO는 THERMORUN TT969NU이다. 일 실시예에서, 에어백 어셈블리는 에어백 어셈블리가 다른 폴리프로필렌계 재료들로 재활용될 수 있게 하는 양 및 타입의 TPO를 포함할 수 있다. 에어백 어셈블리의 TPO는 적어도 200 MPa, 바람직하게는 적어도 400 MPa, 보다 더 바람직하게는 적어도 500 MPa의 굴곡 모듈러스(flexural modulus)를 가질 수 있다. TPO는 0.70 - 1.05 g/cm3, 바람직하게는 0.85 - 0.95 g/cm3, 보다 더 바람직하게는 0.88 - 0.9 g/cm3, 훨씬 더 바람직하게는 0.885 - 0.89 g/cm3의 밀도를 가질 수 있다. TPO는 적어도 150%, 바람직하게는 적어도 200%, 보다 더 바람직하게는 적어도 300%, 또는 적어도 400%, 적어도 500%, 적어도 600% 또는 적어도 700%의 파단 연신율을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 에어백 어셈블리의 TPO는 저온 연성 및 인성을 유지하면서, 승온에서 강도 및 강성을 보인다.
일 실시예에서, TPO는 다음의 (A) 성분 및 (B) 성분을 포함하고, (A) 성분 100 중량부 당 (B) 성분 10 내지 300 중량부를 포함할 수 있다. (A) 성분은 폴리프로필렌계 수지이고, (B) 성분은 에틸렌으로 구성된 중합체 블록 및 에틸렌 α-올레핀 공중합체 블록을 함유하는 올레핀계 블록 공중합체이다. 미국 특허 제9,359,498호 - 전문이 본 명세서에 원용됨 - 를 참조한다.
알파-올레핀(또는 α-올레핀)은 일차 또는 알파(α) 위치에 이중 결합을 갖는 것으로 구별되는 화학식 C x H2 x 를 갖는 알켄(올레핀으로도 알려짐)인 유기 화합물의 부류이다. (A) 성분은 90 내지 100 wt%의 프로필렌 단위 함량을 갖는 폴리프로필렌계 수지이고, 프로필렌 단위에 더하여, 프로필렌 이외의 α-올레핀 단위("α-올레핀"은 본 명세서에서 사용될 때 에틸렌을 포함함) 또는 α-올레핀 이외의 단량체 단위를 10 wt% 이하의 양으로 함유하는 프로필렌 동종 중합체 또는 프로필렌계 공중합체일 수 있다. 프로필렌 이외의 α-올레핀 단위는 에틸렌 및 4 내지 20의 탄소수를 갖는 α-올레핀을 포함한다. 4 내지 20의 탄소수를 갖는 α-올레핀은 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-트리데센, 1-테트라데센, 1-펜타데센, 1-헥사데센, 1-헵타데센, 1-옥타데센, 1-노나데센, 1-에이코센, 3-메틸-1-부텐, 3-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-펜탄, 2-에틸-1-헥센, 2,2,4-트리메틸-1-펜텐 등을 포함한다. 프로필렌 이외의 α-올레핀으로서는, 에틸렌, 및 4 내지 10의 탄소수를 갖는 α-올레핀이 바람직하고, 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센, 및 1-옥텐이 보다 더 바람직하다.
(A) 성분의 폴리프로필렌계 수지는, 예를 들어, 프로필렌 동종 중합체, 프로필렌-에틸렌 공중합체, 프로필렌-1-부텐 공중합체, 프로필렌-1-헥센 공중합체, 폴리프로필렌-1-옥텐 공중합체, 프로필렌-에틸렌-1-부텐 공중합물, 프로필렌- 에틸렌-1-헥센 공중합체, 및 프로필렌-에틸렌-1-옥텐 공중합체를 포함한다. 프로필렌 동종 중합체, 및 에틸렌과 4 내지 10의 탄소수를 갖는 α-올레핀으로부터 선택되는 적어도 하나의 단량체와 프로필렌의 공중합체가 바람직하다. (A) 성분의 폴리프로필렌계 수지는 폴리프로필렌 블록 공중합체일 수 있고, 다른 것들 중에서도 저온 내충격성 및 고온 강도의 관점에서, 제1 단계에서 프로필렌 동종 중합체를 중합하고, 후속해서 제2 단계에서 프로필렌-에틸렌 공중합체를 중합함으로써 수득되는 폴리프로필렌 블록 공중합체가 (B) 성분으로서 바람직하다.
(A) 성분 중의 프로필렌 단위 함량은 전체 (A) 성분에 대해 90 내지 100 wt%, 바람직하게는 95 내지 100 wt%, 보다 더 바람직하게는 98 내지 100 wt%이다. (A) 성분 중의 프로필렌 단위 함량이 상기한 하한 이상일 때, 에어백 하우징 커버의 내열성 및 강성이 개선된다. 여기서, (A) 성분 중의 프로필렌 단위 함량은 적외선 분광법에 의해 결정될 수 있다.
(A) 성분의 용융 유량(melt flow rate)(측정 온도: 230℃, 측정 로드: 21.18 N)은 특별히 제한되지 않지만, 통상 0.1 g/10분 이상이고, 성형체 외관의 관점에서 0.5 g/10분 이상, 바람직하게는 10 g/10분 이상, 보다 더 바람직하게는 20 g/10분 이상, 훨씬 더 바람직하게는 30 g/10분 이상이다. 또한, (A) 성분의 용융 유량(측정 온도: 230℃, 측정 로드: 21.18 N)은 통상 200 g/10분 이하이고, 인장 강도의 관점에서, 바람직하게는 150 g/10분 이하, 보다 더 바람직하게는 100 g/10분의 이하이다. (A) 성분의 용융 유량은 ISO 1133에 준거하여 230℃의 측정 온도 및 21.18 N의 측정 로드의 조건들 하에서 측정된다.
(A) 성분의 프로필렌계 수지의 제조 방법에 관해서는, 공지의 올레핀 중합 촉매를 사용한 공지의 중합법이 채용된다. 이 방법은 예를 들어, 치글러-나타(Ziegler-Natta) 촉매를 사용하는 다단계 중합법을 포함한다. 다단 중합법에 있어서는, 슬러리 중합법, 용액 중합법, 괴상 중합법, 기상 중합법 등이 사용될 수 있고, 이들 중 둘 이상이 조합하여 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 에어백 하웅징 커버에 사용되는 (A) 성분으로서, 적절한 시판 제품이 사용될 수도 있다. 시판되고 있는 폴리프로필렌계 수지는 다음의 제조사들 등으로부터 입수 가능하고, 적절히 선택될 수 있다. 이용 가능한 시판 제품은 Prime Polymer Co., Ltd.의 Prim Polypro®Sumitomo Chemical Co., Ltd.의 NOBLEN, Sun Allomer Ltd.의 프로필렌 블록 공중합체, Japan Polypropylene Corporation의 NOVATEC PP, Lyondell Basell의 Moplen®Exxon Mobil의 Exxon Mobil PP, Formosa Plastics의 Formolene®Borealis의 Borealis PP, LG Chemical의 SEETEC PP, A. Schulman의 ASI POLYPROPYLENE, INEOS Olefins & Polymers의 INEOS PP, Braskem의 Braskem PP, SAMSUNG TOTAL PETROCHEMICALS의 Sumsung Total, Sabic의 Sabic®PP, TOTAL PETROCHEMICALS의 TOTAL PETROCHEMICALS Polypropylene, SK의 YUPLENE 등을 포함한다.
일 실시예에서, TPO는 230℃의 측정 온도 및 21.18 N의 측정 로드에서 0.5 - 50 g/10분의 용융 유량을 가진다.
본 발명에서 사용되는 열가소성 엘라스토머 조성물을 구성하는 (B) 성분은 에틸렌으로 구성된 중합체 블록 및 에틸렌 α-올레핀 공중합체 블록을 함유하는 올레핀계 블록 공중합체이다. (B) 성분은 110 내지 125℃에서 결정 용융 피크(crystal melting peak)를 갖고, 피크에서의 결정 용융 열량은 20 내지 60 J/g인 것이 바람직하다. 여기서, (B) 성분에 있어서, 110 내지 125℃의 결정 용융 피크에서 결정 용융 열량이 20 내지 60 J/g일 때, 이는 (B) 성분이 결정질 에틸렌으로 구성된 중합체 블록을 가진다는 것을 나타내는 지표이다. 더 나아가, (B) 성분은 에틸렌으로 구성된 중합체 블록에 기초하는 결정성에 더하여, 에틸렌 α-올레핀 공중합체 블록에 기초하는 비결정성을 가진다. (B) 성분이 이러한 구조를 가짐으로써, 본 발명의 에어백 하우징 커버에 고온 강도 및 저온 내충격성의 효과가 부여된다. 고온 강도의 관점에서, (B) 성분의 결정 용융 열량은 바람직하게는 20 J/g 이상, 보다 더 바람직하게는 30 J/ g 이상이다. 또한, 저온 내충격성의 관점에서, (B) 화합물의 결정 용융 열량은 바람직하게는 60 J/g 이하, 보다 더 바람직하게는 50 J/g 이하이다.
(B) 성분 중의 결정성 중합체 블록은 주로 에틸렌으로 구성되지만, 에틸렌 이외에 또 다른 단량체 단위를 함유할 수 있다. 다른 단량체 단위는 예를 들어, 1-프로필렌, 1-부텐, 2-메틸프로필렌, 1-펜텐, 3-메틸-1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 및 1-옥텐을 포함한다. α-올레핀은 1-프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 및 1-옥텐과 같이 말단 탄소 원자에 탄소-탄소 이중 결합을 갖고 3 내지 8의 탄소수를 갖는 것이 바람직하다. (B) 성분에서는, 단지 1종의 α-올레핀만 에틸렌과 공중합될 수 있거나, 2종 이상의 α-올레핀이 에틸렌과 공중합될 수 있다. (B) 성분으로서는, 단지 하나의 성분만이 사용될 수 있거나, 2 이상의 성분이 조합하여 사용될 수 있다.
(B) 성분 중의 에틸렌 α-올레핀 공중합체 블록은 예를 들어, 에틸렌 단위 외에, α-올레핀 이를테면 1-프로필렌, 1-부텐, 2-메틸프로필렌, 1-펜텐, 3-메틸-1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐을 구성 단위로서 갖는 것들을 포함한다. α-올레핀은 1-프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 및 1-옥텐과 같이 말단 탄소 원자에 탄소-탄소 이중 결합을 갖고 4 내지 8의 탄소수를 갖는 것이 바람직하다. (B) 성분에서는, 단지 1종의 α-올레핀만 에틸렌과 공중합될 수 있거나, 2종 이상의 α-올레핀이 에틸렌과 공중합될 수 있다. (B) 성분으로서는, 단지 하나의 성분만이 사용될 수 있거나, 2 이상의 성분이 조합하여 사용될 수 있다.
(B) 성분 중의 에틸렌 단위 함량은 바람직하게는 에틸렌 단위 함량과 α-올레핀 단위 함량의 총량에 대해 50 내지 80 wt%이다. (B) 성분 중의 에틸렌 단위 함량은 차단(blocking)으로 인한 (A) 성분의 융착을 방지하기 위해 많은 것이 바람직하고, 본 발명의 열가소성 엘라스토머가 성형될 때 저온 내충격성의 관점에서는 적은 것이 바람직하다. (B) 성분 중의 에틸렌 단위 함량은 보다 더 바람직하게는 55 wt% 이상, 훨씬 더 바람직하게는 60 wt% 이상이다. 또한, 에틸렌 단위 함량은 보다 더 바람직하게는 75 wt% 이하이다. 부수적으로, (B) 성분 중의 에틸렌 단위의 함량 및 4 내지 8의 탄소수를 갖는 α-올레핀의 단위 함량 각각은 적외선 분광법에 의해 결정될 수 있다.
(B) 성분 중의 에틸렌 α-올레핀 공중합체는 에틸렌 단위 및 4 내지 8의 탄소수를 갖는 α-올레핀 단위 외에, 또 다른 단량체 단위, 이를테면 비공액 디엔계 단량체 단위(비공액 디엔 단위)를 포함할 수 있다. 비공액 디엔은 예를 들어, 사슬형 비공액 디엔 이를테면, 1,4-헥사디엔, 1,6-옥타디엔, 2-메틸-1,5-헥사디엔, 6-메틸-1,5-헵타디엔, 7-메틸-1,6-옥타디엔 ; 고리형 비공액 디엔 이를테면, 시클로헥사디엔, 디시클로펜타디엔, 메틸테트라히드로인덴, 5-비닐노르보르넨, 5-에틸리덴-2-노르보르넨, 5-메틸렌-2-노르보르넨, 5-이소프로필리덴-2-노르보넨, 및 6-클로로메틸-5-이소프로페닐-2-노보넨을 포함한다. 5-에틸리덴-2-노르보르넨 및 디시클로펜타디엔이 바람직하다.
(B) 성분이 또 다른 단량체 단위 이를테면 비공액 디엔 단위를 포함하는 경우에, 이의 함량은 (B) 성분 전체에 대해, 통상 10 wt% 이하, 바람직하게는 5 wt% 이하이다. 비공액 디엔 단위 또는 프로필렌 단위의 함량은 적외선 분광법에 의해 결정될 수 있다.
구체적으로, 본 발명에서 사용되는 (B) 성분은 예를 들어, 결정질 에틸렌 중합체 블록 및 에틸렌 α-올레핀 공중합체 블록 이를테면 에틸렌-1-부텐 공중합체, 에틸렌-1-헥센 공중합체, 에틸렌계-1-옥텐 공중합체, 에틸렌-프로필렌-1-부텐 공중합체, 에틸렌-프로필렌-1-헥센 공중합체, 및 에틸렌-프로필렌-1-옥텐 공중합체를 함유하는 블록 공중합체를 포함한다. 이들 블록 공중합체들 중 하나가 사용될 수 있고, 이들 중 둘 이상이 조합하여 사용될 수 있다. 다른 것들 중에서도, (B) 성분은 가장 바람직하게는 에틸렌 중합체 블록 및 에틸렌-1-옥텐 공중합체 블록을 포함하는 블록 공중합체이며, 즉, (B) 성분은 가장 바람직하게는 에틸렌으로 구성된 중합체 및 에틸렌-1-옥텐 공중합체의 블록들을 함유하는 올레핀계 블록 공중합체이다.
(B) 성분은 결정성을 갖는 에틸렌으로 구성된 중합체 블록을 함유하는 것 외에, 에틸렌 α-올레핀 공중합체 블록에 기인 가능한 비결정성을 가진다. 비결정성은 유리 전이 온도로 표현되고, DSC법에 의한 유리 전이 온도는 바람직하게는 80℃ 이상, 보다 더 바람직하게는 75℃ 이상이고, 바람직하게는 50℃ 이하, 보다 더 바람직하게는 60℃ 이하이다.
(B) 성분의 용융 유량(melt flow rate)(측정 온도: 230 ℃, 측정 로드: 21.18 N)은 특별히 제한되지 않지만, 통상 10 g/10분 이gk이고, 강도의 관점에서 바람직하게는 8 g/10분 이하, 보다 더 바람직하게는 5 g/10분 이하, 훨씬 더 바람직하게는 3 g/10분 이하이다. 또한, (B) 성분의 용융 유량은 통상 0.01 g/10분 이상이고, 유동성의 관점에서, 바람직하게는 0.05 g/10분 이상, 보다 더 바람직하게는 0.10 g/10분의 이상이다. (B) 성분의 용융 유량은 ISO 1133에 준거하여 230℃의 측정 온도 및 21.18 N의 측정 로드의 조건들 하에서 측정된다.
(B) 성분의 밀도는 저온 내충격성의 관점에서, 바람직하게는 0.88 g/cm3 이하이고, 보다 더 바람직하게는 0.87 g/cm3 이하이다. 다른 한편, 하한은 특별히 제한되지 않지만, 통상 0.85 g/cm3 이상이다.
(B) 성분의 제조 방법에 관해, 중합체는 JP-T-2007-529617("JP-T"라는 용어는 본 명세서에서 사용될 때 PCT 특허 출원의 공개된 일본 번역을 의미함), JP-T-2008-537563 및 JP-T-2008-543978에 개시된 방법들에 따라 합성될 수 있으며, 각각은 전문이 본 명세서에 원용된다. 예를 들어, 중합체는 제1 올레핀 중합체 촉매, 동등한 중합 조건들에서 제1 올레핀 중합 촉매에 의해 제조되는 중합체와 화학적 또는 물리적 속성이 상이한 중합체를 제조할 수 있는 제2 올레핀 중합체 촉매, 및 사슬 이동제(chain shuttling agent)를 조합함으로써 수득되는 혼합물 또는 반응 생성물을 함유하는 조성물을 제조하는 단계, 및 첨가 중합 조건들 하에서 이 조성물과 에틸렌 및 α-올레핀을 접촉시키는 단계를 통해 생성될 수 있다.
(B) 성분의 중합에는 바람직하게는 연속 용액 중합법이 적용된다. 연속 용액 중합법에서는, 촉매 성분, 사슬 이동제, 단량체 및 경우에 따라 용매, 보조제, 스캐빈저(scavenger) 및 중합 보조제가 반응 존에 연속적으로 공급되고, 이로부터 중합체 생성물이 연속적으로 취출된다. 블록의 길이는 촉매의 비 및 종류, 사슬 이동제의 비 및 종류, 중합 온도 등을 제어함으로써 달라질 수 있다.
블록 공중합체의 합성법에 있어서의 다른 조건들은 JP-T-2007-529617, JP-T-2008-537563 및 JP-T-2008-543978에 개시되어 있으며, 각각은 전문이 본 명세서에 원용된다. 적절한 시판 제품은 예를 들어 The Dow Chemical Company에 의해 생산된 Engage®시리즈 및 INFUSE 시리즈를 포함한다. 부수적으로, (B) 성분 중에서, 에틸렌 옥텐 공중합체 블록을 함유하는 것들은 The Dow Chemical Company에 의해 INFUSE 시리즈 및 Engage®시리즈의 상업적 생산이 각각 2007 및 2011년에 시작될 때까지 생성물로서 이용 가능하지 않았다.
모듈 하우징, 슈트, 또는 계기 패널이 100 wt% 미만의 TPO를 포함하는 실시예들에서, 이에 제한되지는 않지만, 다른 중합체 또는 엘라스토머 재료, 실리카, 펄라이트, 탈크, 규조토, 탄산 칼슘, 산화 아연, 중탄산 나트륨, 이산화 티타늄, 장석, 시멘트, 리그노설포네이트, 질산 마그네슘, 산화 칼슘, 벤토나이트, 돌로마이트, 산화 스피넬, 점토, 벨라이트(2CaO·SiO2), 알라이트(3CaO·SiO2), 셀라이트(3CaO·SiO2), 또는 브라운밀러라이트(4CaO·Al2O3·Fe2O3), 운모, 다기타 탄산염, 기타 세라믹 충전제, 카본 블랙, 섬유, 유리 섬유, 금속 수화물, 기타 산화물, 강화제, 산화 방지제, UV 안정제, 이형제, 가공 보조제, 핵제 및 안료등을 포함하여, 다른 첨가제들 또는 충전제들이 성형 또는 형성 전에 TPO와 혼합될 수 있다. 일 실시예에서, 에어백 슈트 및/또는 에어백 모듈 하우징은 TPO가 아닌 TPE를 더 포함한다. 일 실시예에서, 에어백 슈트 및/또는 에어백 모듈 하우징은 삽입 성형된 직물 또는 스크림(scrim)을 더 포함한다. 스크림은 면, 리넨, 유리 섬유, 탄소 섬유, 또는 몇몇 다른 섬유를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 에어백 모듈 하우징 및 에어백 슈트는 다양한 공정들에 의해 제조될 수 있다. 모듈 하우징 및 슈트는 사출 성형, 취입 성형, 압축 성형, 저압 사출 성형 및 압출된 다음 수형 또는 암형 진공 열성형, 사출 압축 성형, 사출 포밍, 사출 중공 성형, 압축 성형에 의해 열성형되거나, 또는 여전히 용융된 TPO 재료의 블랭킷이 스킨 폼 복합체의 후면에 대해 배치되고 저압 하에서 가압되어 스킨을 형성하고 이를 경질 TPO 기판에 접합시키는 저압 성형과 같은 하이브리드 공정에 의해 제조될 수 있다. 사출 성형의 경우, 성형 온도는 약 100 내지 약 300℃, 바람직하게는 약 150 내지 약 280℃의 범위 내일 수 있고; 사출 압력은 통상 약 5 내지 약 150 MPa, 바람직하게는, 약 7 내지 약 100 MPa, 바람직하게, 약 10 내지 약 80 MPa의 범위 내이며; 주형 온도는 통상 약 20 내지 약 80℃, 바람직하게는 약 20 내지 약 60℃의 범위 내이다. 다른 실시예들에서, 에어백 모듈 하우징 또는 슈트는 두 개 이상의 피스들의 주조, 형성, 기계 가공, 또는 접합과 같은 다른 제조 방법들에 의해 형성될 수도 있다.
일 실시예에서, 모듈 하우징 및/또는 슈트의 사출 성형 또는 형성에 후속하여, 이에 제한되지는 않지만, 프라이밍(priming), 용매 에칭, 황산 또는 크롬산 에칭, 나트륨 처리, 오존 처리, 화염 처리, UV 조사, 및 플라즈마 처리를 포함하는 표면 처리 방법이 적용될 수 있다.
또한, TPO 에어백 어셈블리는 모듈형 하우징들 및 폭발성 또는 추진제 반응물을 조합하는 다른 적용예들에도 적응될 수 있다. 예를 들어, TPO 에어백 어셈블리는 팽창 가능한 래프트, 슬라이드, 또는 다른 부유 디바이스를 함유하도록 변형될 수 있거나, 외부 충돌의 충격을 제한하기 위해 차량의 외부로 방출되도록 적응될 수 있다. 또 다른 실시예에서, TPO 에어백 어셈블리는 이에 제한되지는 않지만, 내화재, 컨페티(confetti), 화재 진압제, 또는 가짜 눈과 같은 특수 효과를 위한 물질들을 포함하여, 분산성 물질을 보유하도록 변형될 수 있다.
도 1은 자동차 앞쪽의 공지된 계기 패널(1)을 도시한다. 공지된 바와 같이, 자동차 패널(1)의 앞쪽 승객 섹션은 조향 휠의 중심에 있는 운전자 앞쪽 에어백(10), 운전자 무릎 에어백(11), 승객 앞쪽 에어백(12), 승객 무릎 에어백(13)을 포함하여 적어도 네 개의 에어백들을 가질 수 있다. 또한, 일부 자동차들은 보행자 시스템 에어백을 가질 수도 있다. 임의의 또는 모든 이들 위치들에서 공지된 에어백 어셈블리들은 본 발명에 따른 에어백 어셈블리들로 대체될 수 있다.
도 2a의 단면도에 의해 도시된 승객측 에어백 시스템 및 계기 패널 어셈블리(100)는 본 발명의 일 실시예를 나타낸다. 참조를 위해, 화살표(201)는 차 전방을 나타내고, 화살표(202)는 차 후방을 나타낸다. 이 예에서, TPO 모듈 하우징(102) 및 TPO 에어백 슈트(103) 양자가 사용된다. PP(폴리프로필렌)계 경질 상부층(101) 또는 경질 PP계 기판(연질 계기 패널의 경우, 래핑되거나 포밍됨)과 조합되어, 하나가 다른 하나 내에 삽입된, 이들 두 부분들은 이음매 없는 경질 및 연질 계기 패널들을 위한 "전체 TPO 에어백 시스템", 또는 "전체 TPO 에어백 어셈블리"를 나타낸다. 경질 상부 계기 패널(101)은 예를 들어, 20% 탈크 충전된 TPO 경질 수지로 제조될 수 있다. 에어백 슈트(103)의 상단부는 진동 용접, 음파 용접, 적외선 용접, 탑-로드(top-load) 타입 설계, 스냅-핏(snap-fit) 또는 스냅-인(snap-in) 타입 설계, 접착제 접합(adhesive bonding), 기계적 패스닝(mechanical fastening) 이를테면 볼트 온(bolt on), 클립, 또는 에어백 슈트를 계기 패널에 부착하기 위해 사용되는 임의의 다른 현행 방법을 포함하여 다양한 제조 방법들에 의해 계기 패널층(101)에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 계기 패널층 또는 계기 패널 기판은 유리 충전된 PP, 또는 유리가 유리 섬유, 탈크 충전된 PP, 충전되지 않은 PP, 또는 다른 비정질 수지 기판 타입들일 수 있는 다른 유리 충전된 변형들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 계기 패널층 또는 계기 패널 기판은 유리를 함유하지 않고/거나 탈크를 함유하지 않는다.
일 실시예에서, 유리-PP를 포함하는 계기 패널 기판은 계기 패널과 에어백 슈트 사이에 부착될 수 있다. 여기서, 계기 패널은 스킨 및 폼과 같은 연질 재료를 포함할 수 있다. 에어백 하우징 바로 위의 계기 패널에 대한 추가적인 지지는 슈트의 도어들에 의해 제공될 수 있다. 계기 패널 기판 및 연질 계기 패널의 이러한 일 실시예가 도 17 및 도 18에 도시되어 있다.
이음매 없는 계기 패널들을 위해 사용되는 현행 에어백 시스템들은 모두 높은 국부 강도 및 강성을 갖는 후크들에 대한 필요성, 및 TPO 슈트 상의 개방 윈도우들과의 후속 맞물림으로 인해 금속 또는 복합(유리-나일론 또는 긴 유리 섬유-강화-폴리올레핀) 에어백 모듈 하우징을 채용한다. 본 발명의 고유한 특징은 전개의 내부 압력의 이용을 통해, 그리고 계기 패널(1)을 통한 백(도시되지 않음)의 전개 전체에 걸쳐 맞물림을 유지하면서 로드/응력을 분산시키도록 설계된 윈도우들 및 돌출부들의 기계적 인터록들(110)을 더욱 많이 갖는 TPO 모듈 하우징(102)이다.
도 2a의 예에서, 에어백 슈트의 긴 벽들은 슈트(103)의 긴 벽들 상의 중앙 영역에서, 3/8", 1/2", 또는 5/8"과 같은 거리만큼 서로 이격된 복수(이를테면 4, 6, 또는 8)의 더 깊은 거싯(gusset)들(131)을 가질 수 있다. 슈트(103)의 단부 벽들 또한 단부 벽들의 외측으로부터 연장되는 복수(이를테면 4, 6, 또는 8)의 거싯들(151)을 가질 수 있다. 슈트(103)는 또한 긴 벽 상에 복수(이를테면 4, 6, 또는 8)의 수직 리브들(171)(얕은 거싯들)을 포함할 수 있다. 긴 벽들은 또한 각 긴 벽 상에 복수(이를테면 4, 6, 또는 8)의 내부 하우징 거싯들(161)을 포함할 수 있다. 도 2a의 예에서, 슈트의 긴 벽 상의 중앙의 두 개의 내부 하우징 거싯들(161)은 중앙의 각 측 상의 나머지 거싯들(예를 들어, 1" 간격)보다 서로 더 가깝다(예를 들어, ½" 간격).
여전히 도 2a의 예에서, 에어백 모듈 하우징(102)의 저부는 바람직하게는 복수의 리브들(141)을 포함한다. 리브들은 4 - 10 mm, 5 - 9 mm, 또는 약 8 mm와 같은 깊이를 가질 수 있다. 본 명세서에서 추가로 설명될 시뮬레이션에서 리브들(141) 밑에는 에어백 모듈 하우징에 둘러싸인 팬케이크 팽창기를 시뮬레이션하는 금속판(120)이 있다. 이 금속판(120)은 전용 홀들(442)을 통해 에어백 모듈 하우징의 저부를 가로지르는 볼트들 또는 스크류들을 사용하여 고정될 수 있다.
또한, 도 2a의 예에서 알 수 있는 바와 같이, 슈트(103)의 두 개의 긴 벽들은 상이한 높이들을 가지며, 차 전방(201)에 가장 가까운 벽의 높이가 긴 슈트 벽 차 후방(202)의 높이보다 더 짧다. 이 높이차는 계기 패널의 평면과 에어백 슈트의 저부(또는 에어백 모듈 하우징의 저부)의 평면 사이의 각도를 조서하며, 이 각도는 5° - 30°, 바람직하게는 10° - 28°, 보다 더 바람직하게는 15° - 25°, 또는 약 18°일 수 있다. 유사한 높이차가 에어백 모듈 하우징의 두 개의 긴 벽들 사이에서 발견될 수 있지만, 도 2a에 도시된 바와 같이, 에어백 모듈 하우징의 상부는 에어백 슈트의 상부와 경사진 갭을 형성한다. 다시 말해, 에어백 모듈 하우징의 상부를 포함하는 평면과 에어백 슈트의 상부를 포함하는 평면은 1° - 15°, 바람직하게는 3° - 10°, 보다 더 바람직하게는 5° - 8°, 또는 약 7°의 각도로 교차한다. 도 2a의 예에서 더 알 수 있는 바와 같이, 에어백 모듈 하우징(102)의 긴 벽들 및 단부 벽들의 높이들은 슈트(103)의 긴 벽들 및 단부 벽들의 높이보다 더 낮다.
도 2a로부터 명백한 바와 같이, 에어백 모듈 하우징(102)은 에어백 슈트(103) 내에, 에어백 어셈블리로서 연결될 때 완전히 수용된다. 다시 말해, 에어백 모듈 하우징은 에어백 슈트 내로 완전히 삽입된다. 이에 따라, 에어백 모듈 하우징 측벽 영역의 100%가 이중 벽을 형성하거나, 또는 에어백 슈트의 내벽들과 중첩된다. 이 구조적 특징은 에어백 전개 동안 전체 TPO 에어백 어셈블리의 강도를 증가시킬 수 있고, 또한 에어백 모듈 하우징의 후프 장력을 증가시켜 에어백 슈트의 후프 장력과 완전히 결합할 수 있다. 일 실시예에서, 이중 벽을 형성하는 에어백 모듈 하우징 측벽은 측벽 두께가 감소될 수 있게 한다. 대안적인 설계들에서, 에어백 모듈 하우징은 하나 이상의 측벽이 증가된 두께를 갖는다면 증가된 강도를 위해 슈트 내로 완전히 삽입될 필요가 없을 수 있다. 다른 설계들에서, 하나 이상의 후프 텐션 링들이 에어백 전개 동안 증가된 강도를 위해 에어백 모듈 하우징 또는 에어백 슈트 주위에 배치될 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 후프 텐션 링은 성형 또는 형성 공정 동안 에어백 모듈 하우징 또는 에어백 슈트 내에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 후프 텐션 링은 금속, 이를테면 알루미늄을 포함할 수 있다.
또한, 도 2a로부터, 에어백 슈트 내벽들의 총 영역의 100% 미만이 에어백 모듈 하우징의 측벽들과 이중 벽을 형성할 수 있다는 것이 명백하다. 예를 들어, 에어백 슈트 내벽들의 총 영역의 60 - 98%, 바람직하게는 70 - 97%, 보다 더 바람직하게는 75 - 95%, 훨씬 더 바람직하게는 80 - 90%가 측벽과 이중 벽을 형성한다. 이에 따라, 에어백 모듈 하우징 측벽 영역의 90-100%가 측벽과 이중 벽을 형성한다.
도 2b는 슈트(103)의 수직 리브들(171) 및 수평 리브들(181)에 의해 획정되는 윈도우(180)를 포함하는 어셈블리의 인터록 메커니즘(110)의 평면도를 도시한다. 윈도우(180)는 인터록 메커니즘(110)을 함께 형성하는 실질적으로 정합하는 형상의 돌출부(111)를 수용한다. 다른 실시예들에서, 인터록 메커니즘은 스냅 핏인 것으로 고려될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 운전자 또는 승객용 에어백 어셈블리의 실시예의 예를 도시한다. 이 예에서, 에어백 슈트(303)의 긴 벽들은 단열의 윈도우들(380)을 포함하고, 모듈 하우징(302)의 긴 벽들은 다수의 윈도우들(380)과 정합하도록 복수의 돌출부들(311)들을 포함한다. 승객실을 향하는 패널(301)은 무릎 에어백 커버를 형성하고 에어백 슈트(303)의 상부에 부착된다. 도 3a 및 도 3b에 관한 다른 실시예들은 도 2a 및 도 2b에 설명된 것들과 유사한 거싯들 및/또는 리브 구조물들을 포함할 수 있다. 또한, 돌출부들(311) 및 윈도우들(380)은 2열 이상으로 배열되거나, 엇갈린 위치들에 배열될 수도 있다.
도 4a 내지 도 4c는 전형적으로 조향 휠의 중심에서 찾아지는 운전자의 측면 위쪽 에어백 어셈블리(400)의 실시예의 예를 도시한다. 도 4a는 운전자로부터 멀어지는 방향을 향하는 에어백 모듈 하우징(403)의 측면 상에 복수의 리브들(441)들 포함하는 어셈블리의 평면도를 도시한다. 도 4b는 에어백 슈트(402)가 에어백 모듈 하우징의 돌출부들(411)과 기계적 인터록들을 형성하는 윈도우들(480)의 엇갈린 배열을 갖는 어셈블리의 측면도를 도시한다. 조향 휠 커버(401)는 운전자를 향하는 에어백 어셈블리의 측면을 형성한다. 이 어셈블리에서의 단일 기계적 인터록의 측면도가 도 4c에 도시되어 있으며, 화살표들은 모듈 하우징이 슈트 내로 삽입되어 가압될 때 돌출부의 움직임을 나타낸다. 도 4a 및 도 4b로부터 명백한 바와 같이, 모듈 하우징의 네 측면들 각각은 슈트의 네 측면들 각각에서 동일한 수의 윈도우들과 인터로킹되는 다섯 개의 돌출부들을 가진다. 관련된 실시예들에서, 보다 더 적거나 더 많은 기계적 인터록들이 사용될 수 있거나, 또는 기계적 인터록들은 2열들로 엇갈리게 배열되기보다는 선형으로 또는 또 다른 패턴으로 배열될 수 있다. 다른 실시예들에서, 운전자의 측면 위쪽 에어백 어셈블리는 도 2a에 설명되었던 것과 유사하게, 슈트의 측면들 상에 복수의 얕은 거싯들, 깊은 거싯들, 내부 거싯들, 및/또는 리브들을 포함할 수 있다. TPO 에어백 어셈블리는 차 또는 차량 내의 임의의 에어백 위치, 이를테면 무릎 에어백, 운전자 및 앞쪽 승객용 에어백, 루프 레일 에어백, 커튼 에어백, 앞열 측면 충격 에어백, 2열 측면 에어백, 뒤쪽 중앙 에어백, 시트 쿠션 에어백, 트윈 챔버 에어백, 외부 에어백, 보행자 에어백, 또는 일부 다른 위치에 적용될 수 있는 것으로 동등하게 고려된다. 또한, 이에 제한되지는 않지만, 곤돌라, 페리스 관람차(Ferris wheel), 비행기, 기차, 보트, 및 우주 캡슐을 포함하여, 통상적으로 차량들로서 이해되지 않는 다른 캐빈들 또는 캡슐들에도 TPO 에어백 어셈블리가 만들어질 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 도 2a에 도시된 바와 같은 승객측 에어백 어셈블리에 사용될 수 있는 기계적 인터록킹 특징부(110)의 일 실시예의 상세도들을 제공한다. 이 인터록킹 특징부(110)는 모듈 하우징(102)의 부분으로서 일체로 성형되고, 슈트(103)와 조립되면, 에어백 슈트의 벽들 상의 개방 윈도우들(180) 주위에 일체로 성형된 리빙(171, 181)에 의해 보강된다. 본 명세서에서 설명된 바와 같은 바람직한 TPO로 성형되는 것에 기인한, 양 부분들의 컴플라이언스 및 보다 더 낮은 모듈러스는 슈트 및 모듈 하우징의 벽들이 에어백 전개 동안 변형되고 구부러질 수 있게 함에 따라, 기계적 인터록들의 돌출부들이 TPO 슈트의 긴 벽들에서의 윈도우들의 측면들에 대해 가압될 수 있게 한다. 이 기계적 인터로킹, 및 26개의 총 인터로킹 위치들(긴 측면 당 13개)에 의해 생성된 큰 인터로킹 영역은 로드를 분산시키고 에어백 TPO에 의해 안전하게 흡수되는 응력을 감소시킨다. 바람직한 일 실시예에서, 인터로킹 요소들 및 윈도우들은 TPO로 제조된다. 다시 말해서, 이 기계적 인터록 특징부는 강철 또는 복합재들(유리-나일론 또는 긴 유리-PP)와 같은 다른 재료들로 더 강한 후크들을 대체할 수 있다. 이러한 능력은 인터로킹 요소들의 개수, 및 로드가 퍼지는 방식에 기인하며, 이는 국부적인 응력을 감소시킨다. 이 설계 개념은 백 팽창의 내부 압력을 이용하여 전개 동안 인터록킹 특징부들의 맞물림을 유지한다(슈트와 모듈 하우징 벽들의 분리를 방지한다). 추가 실시예에서, 에어백 슈트 및 모듈 하우징은 도 15a에 도시된 바와 같이 에어백 전개 동안 실질적으로 변형될 수 있으며, 에어백은 계기 패널을 통해 취출되지만, 윈도우들 및 돌출부들의 기계적 인터록은 기계적 인터록들의 맞물림을 유지하기 위해 백 팽창의 내부 압력을 여전히 사용할 수 있게 한다. 이는 단독 공구를 사용하여 TPO의 사출 성형으로, 기계적 인터록들을 포함하는, 에어백 슈트 및 모듈 하우징을 형성할 수 있는 이점을 가진다. 그러나, 일부 실시예들에서, 에어백 슈트 및 모듈 하우징은 에어백 슈트와 모듈 하우징이 동일한 재료로 제조되든 아니든, 별개의 공구들로 형성될 수 있다.
보다 상세하게, 도 5a는 기계적 인터록킹 특징부(110)의 실시예의 측면도를 도시한다. 여기서, 에어백 모듈 하우징(102)은 1.8 - 3.2 mm, 바람직하게는 2.0 - 3.0 mm, 또는 약 2.5 mm의 측벽 두께(또는 벽 스톡)를 가진다. 에어백 슈트의 윈도우(180) 내에서, 측벽 두께는 증가된 강도를 제공하기 위해 0.5 - 1.5 mm, 바람직하게는 0.7 - 1.2 mm, 또는 약 1.0 mm만큼 증가될 수 있다. 돌출부(111)로부터 측정될 때, 에어백 모듈 하우징의 총 두께는 6.0 - 8.0 mm, 바람직하게는 6.5 - 7.5 mm, 또는 약 7.0 mm일 수 있다. 또한, 돌출부 자체는 내부 리빙 구조물(581)을 가질 수 있다. 여기서, 리빙 구조물(581)은 수평이지만, 기계적 인터록들을 위한 돌출부들의 다른 실시예들에서, 돌출부들이 리링, 수직 리링, 또는 수직 및 수평 리링의 혼합을 갖지 않을 수 있다(예를 들어, 윈도우 유리 형상을 형성함). 에어백 슈트(103)는 1.8 - 3.2 mm, 바람직하게는 2.0 - 3.0 mm, 또는 약 2.5 mm의 측벽 두께(또는 벽 스톡)를 가질 수 있다. 윈도우에 가까울수록, 에어백 슈트 측벽 두께는 0.2 - 0.7 mm 만큼, 또는 약 0.5 mm만큼 증가할 수 있다. 에어백 슈트 상의 리브빙은 에어백 슈트 측벽의 표면 위로 2.0 - 3.0 mm, 바람직하게는 2.2 - 2.8 mm, 또는 약 2.5 mm의 높이를 가질 수 있다. 또한, 도 5a는 에어백 슈트(103)와 에어백 모듈 하우징(102) 사이의 갭(584)을 도시한다. 일부 실시예들에서, 어셈블리에서의 특정 위치들에서 에어백 슈트(103)와 모듈 하우징(102) 사이에는 1.0 mm 미만, 바람직하게는 0.8 mm 미만, 보다 더 바람직하게는 0.6 mm 미만의 갭이 존재할 수 있다. 어셈블리의 다른 위치들에서, 모듈 하우징의 외부 표면과 슈트의 내부 표면이 서로 직접 접촉하며, 갭이 없을 수 있다.
도 5b는 도 5a의 평면도를 도시한다. 기계식 인터록(110)의 윈도우(180)는 6.0 - 11.0 mm, 바람직하게는 6.5 - 10.5, 보다 더 바람직하게는 7.5 - 9.5 mm, 또는 약 8.5 mm의 폭을 가질 수 있다. 윈도우(180)는 10 - 20 mm, 바람직하게는 12 - 18 mm, 보다 더 바람직하게는 15 - 16 mm의 높이를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 윈도우는 대략 정사각형일 수 있고, 다른 실시예들에서, 윈도우의 최장 축(길이)은 수평으로 위치될 수 있다. 돌출부(111)의 이 도면은 내부에 위치된 수평 리빙(581)을 도시하며, 이는 둥근 정사각형들의 에지들을 갖는 돌출부에 두 개의 홀들을 조성한다. 그러나, 다른 실시예들에서의 돌출부는 리빙을 갖지 않을 수 있으며, 이 경우 돌출부는 단일의 가늘고 긴 홀을 가질 수 있다. 또한, 도 5b의 평면도는 윈도우(180)를 둘러싸는 에어백 슈트의 리빙 구조물(171, 181)을 나타내도록 돕는다. 수직 리빙(582)의 세그먼트는 에어백 모듈 하우징 돌출부(111)와 에어백 슈트 사이에서 힘을 전달하도록 돕기 위해, 각 윈도우 아래에 놓일 수 있다. 도 5b는 또한 윈도우(180)가 돌출부를 위한 개방 윈도우이고 두 개의 폐쇄 윈도우들(583) 사이에 놓이는 것을 도시한다. 이 실시예에서, 리빙 구조물은 개방과 폐쇄 윈도우들 사이에서 교번하고, 폐쇄 윈도우들은 개방 윈도우들과 실질적으로 동일한 높이 및 폭을 가진다. 다른 실시예들에서, 개방 및 폐쇄 윈도우들은 상이한 폭들을 가질 수 있거나, 슈트는 개방 윈도우들만을 가질 수 있고 폐쇄 윈도우를 갖지 않을 수 있다. 다른 실시예들에서, 에어백 어셈블리는 돌출부를 둘러싸지 않는 개방 윈도우를 가질 수 있다.
TPO 모듈 하우징 상의 일체형 기계적 인터록들은 또한 도 6a에서 볼 수 있다. 돌출부들(111)은 에어백 모듈 하우징의 긴 측부들 상에서 2열로 위치될 수 있다. 여기서, 여섯 개의 돌출부들은 상단 열에 있고, 일곱 개의 돌출부들은 하단 열에 있으며, 열들은 서로 엇갈려 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 상이한 수의 열들 또는 돌출부들이 사용될 수 있거나, 돌출부들이 엇갈리지 않을 수 있거나 상이한 배열로 있을 수 있다. 도 6a에서, 에어백 모듈 하우징의 단부들은 돌출부를 갖지 않지만, 도 4a 및 도 4b에 도시된 에어백 어셈블리와 같은 일부 실시예들에서, 슈트 및 모듈 하우징의 모든 네 측면들은 돌출부들 및 윈도우들을 가질 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 에어백 모듈 하우징은 에어백 슈트로부터 돌출부를 수용하는 하나 이상의 개방 윈도우를 가질 수 있다.
또한, 다른 설계들의 기계적 인터록들이 전체 TPO 에어백 어셈블리에 사용되어 에어백 모듈 하우징을 슈트 내에 고정시킬 수 있는 것으로도 구상된다. 예를 들어, 리지(ridge), 래칫(ratchet), 둥근 돌출부, 각진 돌출부, 핀(pin), 트레드(tread), 탭(tab), 후크, 홈, 또는 다른 패스너 메커니즘들의 형태의 기계적 인터록들이 사용될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 상이한 타입들의 기계적 인터록들이 단일 에어백 어셈블리 내에서 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 에어백 모듈 하우징 및 에어백 슈트와 부착하기 위한 하나 이상의 패스너 메커니즘이 모듈 하우징 또는 슈트와 일체로 형성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 패스너 메커니즘은 TPO 또는 다른 재료들로 제조된 다른 부분들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 패스너 메커니즘은 너트 및 볼트, 스크류, 밴드, 스트랩, 벨트, 버클, 지퍼 타이, 래치 또는 힌지식 커넥터들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 모듈 하우징 및 슈트는 기계적 인터록 또는 다른 패스너들의 존재 또는 부재 하에 접착제 또는 용접에 의해 부착될 수 있다.
도 6a는 또한 에어백 모듈 하우징(102)의 내부를 도시한다. 여기서, 내부는 팬케이크 팽창기 또는 일부 다른 팽창기를 하우징하기 위한 개구(443)를 갖고, 네 개의 볼트 홀들(442) 중 하나가 보이며, 팽창기 또는 일부 다른 구조물을 에어백 모듈 하우징에 부착하는데 사용될 수 있다. 도 6a는 또한 내부 거싯들(161)의 도면을 제공한다. 전술한 바와 같이, 각 긴 벽은 서로 더 가깝게 이격된 중간 두 개를 제외하고는 동일하게 이격된 여덟 개의 내부 거싯들을 가진다. 예를 들어, 중간 두 개의 거싯들은 약 ½ 인치만큼 이격될 수 있는 한편, 이들 중간 두 개의 각 측부 상의 다른 세 개의 거싯들은 약 1 인치만큼 이격되어 있을 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 긴 벽들 중 단지 하나만이 내부 거싯들을 가질 수 있거나, 상이한 수의 거싯들 또는 상이한 간격의 거싯들을 가질 수 있다. 내부 거싯들은 도 6a의 형성들과 실질적으로 유사한 형상을 가질 수 있거나, 또는 두 개 이상의 거싯들이 상이한 형상들을 가질 수 있다. 바람직하게는, 내부 거싯들은 측벽 두께 또는 벽 스톡에 대해 전술된 것과 같은 두께들을 가진다.
에어백 슈트(103) 상에 강화된 리빙을 갖는 개방 윈도우(180)가 또한 도 6b 및 도 6c의 도면들에 의해 보여질 수 있다. 여기서, 에어백 슈트의 두 개의 단부들 각각 상의 네 개의 거싯들(131)은 동일한 간격을 갖고 슈트의 각도에 따라 달라지는 높이들을 가진다. 다른 실시예들에서, 슈트의 두 개의 단부들은 상이한 수 또는 간격의 거싯들, 또는 실질적으로 동일한 형상의 거싯들을 가질 수 있다. 또한, 얕은 거싯들 또는 수직 리브들(171)이 긴 벽들 상에서 서로 균일하게 이격되고 다수의 수평 리브들(181)과 교차한다. 개방 윈도우들(180) 및 폐쇄 윈도우들(181)이 이 프레임워크 내에 놓인다. 도 6c는 에어백 슈트(103)의 내부가 리브, 거싯 또는 다른 돌출 특징부를 갖지 않는 것을 도시한다. 개방 윈도우(180)가 또한 보인다. 도 6b 및 도 6c는 수직 리브들(171) 및 거싯들(131)이 에어백 슈트의 외측들을 플랜지형 표면(601)에 연결하는 것을 도시한다. 플랜지형 표면 내에, 또는 그 외 에어백 슈트의 상부에는, 팽창하는 에어백의 압력 하에서 개방되는 계기 패널 도어(602)가 있다. 이들 도어들(602)은 리빙 힌지(603)로 에어백 슈트에 부착될 수 있지만, 다른 실시예들에서, 표면은 리빙 힌지가 필요하지 않을 정도로 충분히 얇거나 가요성일 수 있다. 이들 도어들은 전개되는 에어백이 파열되는 계기 패널의 내부에 대해 찢어지는 것을 방지하는 기능을 할 수 있다. 다른 실시예들에서, 도어들은 라인 - 예를 들어, 라인은 감소된 두께를 갖도록 스코어링(scoring)될 수 있음 - 을 따라 약화될 수 있는 파단 가능한 표면에 의해 이어질 수 있다. 대안적인 실시예들에서, 에어백이 찢어짐 없이 그 자체로 계기 패널을 통해 안전하게 전개될 수 있다면 도어들은 필요하지 않을 수 있고, 다른 실시예들에서는, 계기 패널 자체가 라인을 따라 스코어링되거나 에어백 전개를 돕기 위해 특정 영역들에서 약화될 수 있다. 일 실시예에서, 기구 패널 상의 그리고/또는 도어들 사이의 스코어링된 표면 또는 스코어링된 이음매는 적어도 10%, 적어도 25%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 또는 적어도 70%만큼 감소된 두께를 가질 수 있다. 스코어링된 표면 또는 스코어링된 이음매는 0.5 - 3.0 mm, 바람직하게는 1.0 - 2.5 mm, 보다 더 바람직하게는 1.2 - 2.0 mm, 1.3 - 1.7 mm, 또는 약 1.5 mm 범위 내의 평균 두께를 가질 수 있다. 도시된 리빙 힌지(603)는 슈트의 일체형 부분으로서 성형되고, 일반적으로 TPO 슈트들에 통용되는 힌지의 타입인 것으로 도시된다. 다른 실시예들에서, 힌지는 힌지 기능을 수행하기 위해 삽입 성형된 스크림 또는 직물로 구성될 수 있다. 모든 확립된 힌지 타입들(일체로 성형된 플라스틱 또는 삽입된 직물), 및 계기 패널 구성들(경질 및 연질)이 전체 TPO 슈트 및 모듈 하우징 어셈블리에 적용되는 이 개념과 함께 사용될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 모듈 하우징을 슈트의 저부로 슬라이딩시킴으로써 실현되는 에어백 슈트(103)와 모듈 하우징(102) 사이의 어셈블리를 도시한다. 계기 패널(1)의 부분은 플랜지형 표면(601)에 연결되어, 에어백 슈트(103) 위에 도시되어 있다. 어셈블리는 통상적으로 슈트의 플랜지(601)를 진동 용접함으로써 계기 패널(1)에 패스닝된다. 관련 실시예들에서, 에어백 슈트는 슈트를 계기 패널 리테이너(보통 유리-PP) 내로 탑-로딩(스냅팡 인)한 다음, 특히 스킨 및 포밍된 계기 패널들의 경우에, 리테이너와 표면 스킨 사이에서 성형 포밍함으로써, 계기 패널(1)에 패스닝될 수 있다. TPO 모듈 하우징 발명은 경질 폼을 제 위치에 포함하고(스킨 및 폼), 경질 IP 구성으로 시작하여 후속해서 래핑되는 가죽 래핑된 경질 계기 패널들을 포함하여, 모든 타입들의 계기 패널과 함께 사용될 수 있으며, 이는 하이 엔드 계기 패널들 및 차량들을 목적으로 한다. 전술한 바와 같이, 계기 패널(1) 또한 TPO를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어백 모듈 하우징(102)은 접착제 또는 기계적 인터록들에 의해 계기 패널(1)에 부착되거나 고정될 수 있다. 예를 들어, 에어백 슈트(103)는 플랜지보다는, 계기 패널의 저면에 형성된 프레임에 스냅 핏을 형성하는 가요성 탭들 또는 돌출부들을 가질 수 있다.
도 8 및 도 9는 로드 또는 내부 압력을 가하기 전에 어셈블된 에어백 슈트(103) 및 모듈 하우징(102)의 실시예들을 도시한다. 계기 패널 및 계기 패널 도어들은 도시되지 않는다. 도 8 및 도 9의 실시예들은 일시적인 비선형 응력 분석을 수행하는데 사용되어, 모듈 하우징(102) 및 슈트(103) 양자가 TPO로 제조됨에도 불구하고, 본 발명의 에어백 어셈블리의 구조적 설계가 에어백 전개 동안 및 승온 하에서 받는 것과 유사한 힘을 견딜 수 있다는 것을 입증했다.
TPO 에어백 어셈블리의 중요한 재료 특성은 이의 내재적 인성 및 냉간 연성이다. 열가소성인 TPO는 승온에서 더 낮은 강도 및 감소된 강성을 보이며, 이는 상당한 변형, 이를테면 벌룬화(ballooning)를 초래할 수 있다. 그러나, 85℃ 이하의 승온에서도, TPO 에어백 어셈블리는 에어백 전개 동안 어디에서도 파손 또는 균열을 유발할 수 있는 변형 또는 물질 변형 수준 근처를 나타내지 않는다.
도 10 및 11은 10 m/초 또는 ~1000/초 재료 변형 속도의 높은 테스트 속도 및 85℃의 온도에서 생성된, 이 특정 타입의 TPO에 대한 기본 공학 및 실제 응력-변형률 곡선을 각각 제공한다. 공학 응력-변형률 곡선들은 단면적이 인장력 하에 있는 동안 일정하게 유지된다는 가정 하에 계산되고, 실제 응력-변형률 곡선들은 변형률을 계산 시 단면적의 수축을 고려한다. 이들 기본적인 재료 속성들은 재료 및 환경적 조건들이 "최악의 경우" 조건을 나타낼 때 에어백 전개 하에서 에어백 어셈블리의 구조적 탄성을 보장하기 위해 일시적인 비선형 응력 분석에 사용되었다. 실온 및 보다 더 차가운 온도에서의 전개 성능은 TPO의 더 높은 강도, 강성 및 변형 능력으로 인해 어떠한 문제도 야기할 것으로 예상되지 않는다. 실제로, 실온 및 더 차가운 온도에서, 전체 TPO 에어백 어셈블리는 성능이 더 강건해진다. TT969NU로서 정의되는 도 10 및 도 11을 생성하기 위해 사용되는 TPO가 자동차 산업에서 에어백 슈트들에 일반적으로 사용되지만, 다른 제품 등급들이 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 에어백 어셈블리를 테스트하기 위한 임계 기능 온도는 이들 모든 TPO 에어백 어셈블리에 대한 강도 및 강성의 감소 및 실제 전개 동안 이 온도가 초과되지 않을 것이라는 예상으로 인해 85℃이다. 이에 따라, 동적 응력 분석들은 에어백 어셈블리로 85℃에서 수행하였다.
도 12a는 화살표들로 나타낸 바와 같이, 응력 분석의 내부 압력을 도시한다. 모듈 하우징(102) 및 슈트(103)의 모든 내부 표면들은 내부 압력을 받게 되고, 응력 분석을 위해, 팬케이크 팽창기 하우징을 시뮬레이션하기 위해 금속판(120)이 모듈 하우징(102)의 저부에 부착된다. 이 팬케이크 팽창기는 또한 전개 이벤트 동안 추가적인 지지를 위해 그리고 탑승자의 로드를 에어백에 반응시키는 것을 돕기 위해 강철 브래킷을 통해 차 크로스빔에 부착된다. 팬케이크 팽창기 하우징 및 차 크로스빔에 대한 이의 부착 양자는 승객측 에어백 시스템들의 전형이다.
도 12b는 응력 분석에 적용되는 로드 사이클을 도시하며, 이는 내부 압력이 5 밀리초 내에 0 내지 150 psi로 증가하는 전형적인 전개를 시뮬레이션한다. 이 압력은 0 psi로 즉시 하강하기 직전에 추가적으로 5 밀리초 동안 유지된다. 이 10 밀리초는 일반적으로 에어백이 계기 패널을 통해 취출되기 시작하고 TPO 에어백 어셈블리 상의 내부 압력이 소산되기 시작하도록 하기에 충분한 시간이다.
전개 시뮬레이션들의 결과들은 도 13a 내지 도 13c, 도 14a 내지 도 14c, 및 도 15에 도시된 개구들의 스냅샷들에 의해 가장 잘 도시되어 있다. 도 15b는 0.0 밀리초에서의 에어백 어셈블리의 등척도를 도시하고, 도 15a는 전개 후 8-9 밀리초에서의 에어백 어셈블리의 도면을 도시한다. 도 13a 내지 도 13c는 응력 분석에서 6.5 밀리초에서의 에어백 어셈블리의 도면들을 도시하고, 도 14a 및 도 14c는 응력 분석에서 7.5 밀리초에서 동일한 도면들을 도시한다. 이 응력 분석에서, 내부 표면 압력은 로드 사이클 전체에 걸쳐 계속되었다점에 유념해야 한다. 다시 말해서, 계기 패널(1)을 통해 전개되고 완전히 팽창하는 에어백을 설명하기 위해 내부 표면들로부터 압력이 감소되거나 제거되지 않았다.
도 16은 응력 분석으로부터 확인된 누적 접촉력을 도시한다. 이는 가압 시 그리고 백이 계기 패널 표면(1)을 통해 취출되는 것을 시뮬레이션하기 위해 계기 패널 도어들(602)이 개방됨에 따라 TPO 에어백 시스템의 내부 표면들 상에 축적되는 총 로드를 도시한다. (도 13a 내지 도 13c 및 도 14a 내지 도 14c에서) 다양한 시간 간격들 동안 이 로드 곡선 및 변형된 모델들에 의해 알 수 있는 바와 같이, 에어백 시스템은 로드 사이클 전체에 걸쳐 이의 어셈블리 및 맞물림을 유지할 수 있었으며, 이는 모듈 하우징(102)이 에어백 슈트(103) 내에 연결된 상태를 유지할 수 있었고, 어느 하나의 측벽들이 파열되거나 파단되지 않았음을 의미한다. 이는 5 밀리초에서 9016.15 N의 최대 힘이 발생함에도 불구하고 그러하다. 일 실시예에서, 에어백 어셈블리는 60 - 150 psi, 60 - 90 psi, 90 - 120 psi, 120 - 150 psi, 또는 120 - 180 psi의 내부 압력을 견딜 수 있다. 일 실시예에서, 에어백 어셈블리는 40℃ 이하, 바람직하게는 55℃ 이하, 보다 더 바람직하게는 85℃ 이하, 훨씬 더 바람직하게는 90℃ 이하의 온도에서 60 psi 이하, 바람직하게는 90 psi 이하, 보다 더 바람직하게는 120 psi 이하, 훨씬 더 바람직하게는 150 psi 이하의 내부 압력을 견딜 수 있다. 일 실시예에서, 에어백 어셈블리는 80 - 90 ℃, 바람직하게는 82 - 88 ℃, 보다 더 바람직하게는 84 - 86 ℃, 또는 약 85 ℃에서 60 - 150 psi, 60 - 90 psi, 바람직하게는 65 - 87 psi, 보다 더 바람직하게는 70 - 85 psi, 또는 약 80 psi의 내부 압력을 견딜 수 있다. 일 실시예에서, 이들 내부 압력들은 2 밀리초(ms) - 10 s, 바람직하게는 5 ms - 1 s, 보다 더 바람직하게는 8 ms - 50 ms의 시간 기간 동안 가해질 수 있다. 다른 실시예들에서, 내부 압력들은 적어도 5 ms, 바람직하게는 적어도 10 ms 동안 가해질 수 있다. 일부 실시예들에서, 에어백 어셈블리는 에어백 전개로부터 기인하는 내부 압력의 동일하지 않은 분배를 견딜 수 있다. 전술한 바와 같이, 에어백 어셈블리는 저온일수록 더 큰 강도를 가진다. 일 실시예에서, 에어백 어셈블리는 4 - 80 ℃, 또는 15 - 40 ℃, 또는 20 - 30 ℃의 온도에서 60 - 150 psi, 60 - 90 psi, 90 - 120 psi, 120 - 150 psi, 120 - 180 psi, 또는 180 psi 초과의 내부 압력을 견딜 수 있다. 본 명세서에서 정의된 바와 같이, 내부 압력을 견딜 수 있는 에어백 어셈블리는 모듈 하우징(102)이 에어백 슈트(103) 내에 연결된 상태로 유지되고, 모듈 하우징 및 슈트의 측벽이 내부 압력의 인가 동안 파열되거나 파단되지 않았음을 의미한다. 일부 실시예들에서, 내부 압력의 인가를 견딘 후에, 에어백 어셈블리는 신장되거나 변형되는 것과 같이 약간 변형될 수 있다. 일부 실시예들에서, "내부 압력의 인가"는 에어백 전개에 기인한다. 에어백 어셈블리는 유사한 범위의 온도 하에서 에어백 어셈블리의 상이한 측부들에 가해지는 유사한 크기의 외부 힘을 견딜 수 있는 것으로 동등하게 예상된다.
도 17 및 도 18은 모듈 하우징(102) 및 슈트(103)가 다시 TPO로 제조되는 에어백 어셈블리(100)의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 17은 계기 패널(1)이 온전히 폐쇄된 에어백 어셈블리를 도시하고; 도 18은 예를 들어, 에어백을 전개한 후에 개방된 에어백 어셈블리를 도시한다. 여기서, 모듈 하우징(102)은 이전 실시예들에서 도시된 바와 같이 슈트(103) 내로 삽입되지 않는다. 대신에, 모듈 하우징(102)은 볼트들 또는 스크류들(802)에 의해 슈트(103)에 패스닝되고, 슈트는 계기 패널(1) 바로 밑에 부착된 계기 패널 기판(800)에 패스닝된다. 볼트들은 모듈 하우징(102)을 고정하기 위해 플랜지 너트(814) 및 에어백 슈트(103)를 고정하기 위해 스레드형 인서트(810)를 사용할 수 있다. 이 실시예에서, 윈도우들 및 돌출부들의 인터록킹 메커니즘이 요구되지 않을 수 있다. 이전 실시예들에서와 같이, 슈트(103) 및 모듈 하우징(102)의 측면들은 계기 패널(1)의 평면과 직각으로부터 오프셋될 수 있다. 차의 앞쪽 부분은 화살표(707)로 표시된다.
더 상세하게, 도 17 및 도 18은 필름 또는 스킨(806)의 상부층 및 폼(808)의 하부층을 포함하는 계기 패널(1)을 도시한다. 계기 패널(1)은 대신에 전술된 것과 유사할 수 있다. 계기 패널(1)은 계기 패널 기판(800)에 의해 지지되며, 이 기판은 또한 리빙 구조물(801)을 가진다. 계기 패널 기판(800)의 상면도들은 도 19a 및 도 19b에 도시되어 있다. 계기 패널 기판의 상부는 10개의 볼트들 또는 스크류들을 수용하는 볼트 홀들(818)을 갖지만, 일부 에어백 어셈블리들은 4 - 8과 같은 보다 더 적은 볼트들을 사용하도록 설계될 수 있다. 계기 패널 기판(800)의 측면도는 도 21a에 도시되어 있고, 도 21은 대응하는 저면도를 도시한다.
관련 피스들을 갖는 볼트(802)의 상면도는 도 20a에 도시되며, 측면도는 도20b에 도시된다. 볼트는 1.0 - 3.5 in, 바람직하게는 1.3 - 2.0 in, 보다 더 바람직하게는 1.5 - 1.8 in, 또는 약 1.75 in의 범위 내의 총 높이를 가질 수 있다. 볼트의 헤드는 0.2 - 1.5 in, 0.3 - 0.7 in, 또는 약 0.5 in의 직경을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 풀림을 방지하기 위해, 볼트 및/또는 너트는 서로 부착되거나 래칫 또는 일부 다른 구조물에 의해 비가역적으로 패스닝될 수 있다.
도 17, 도 18 및 도 24에 도시된 바와 같이, 슈트(103)는 계기 패널 기판(800)과 만나는 실질적으로 편평한 표면을 가진다. 그러나, 일부 실시예들에서, 슈트(103)는 계기 패널 기판(800)과 상보적인, 융기되거나 함몰된 표면을 가질 수 있다. 슈트(103) 및 계기 패널 기판(800)은 볼트(802) 상의 중간 너트 또는 스레드형 인서트(810)에 의해 제 위치에 유지될 수 있다. 도 22a는 슈트(103) 내 스레드형 인서트의 상세도를 도시하고, 도 22b는 슈트(103)의 대응 저면도를 도시한다.
슈트(103)는 추가적으로 모듈 하우징(102)과 접촉하는 실질적으로 편평한 표면을 가진다. 그러나, 슈트 및 모듈 하우징은 상보적인 피팅 형상들을 가질 수 있고; 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 슈트(103)는 볼트(802)에 근접하여, 모듈 하우징(102)의 함몰된 표면 내로 피팅되는 융기된 표면을 가진다. 일 실시예에서, 융기 및 함몰 표면들을 갖는 에어백 어셈블리는 플랜지 너트들(814)을 패스닝하기 전에 부분들이 고정되거나 검증될 수 있게 한다. 도 23a는 모듈 하우징(102)의 볼트 홀(818)의 측면도를 도시하며, 도 23b는 모듈 하우징(102)의 대응하는 저면도를 도시한다. 도 17 및 도 18은 추가적으로 볼트들(816) 및 너트들(814)로 모듈 하우징의 저부에 고정된 팬케이크 팽창기(804) - 바람직하게는 팬케이크 팽창기(804)는 네 개의 볼트들로 고정됨 - 를 도시한다. 도 21b, 도 22b 및 도 23b의 저면도들은 모두 계기 패널 기판(800), 슈트(103) 및 모듈 하우징(102)이 구조적 지지를 위한 거싯들 및 리브들을 갖는 형상을 가질 수 있음을 도시한다.
일 실시예에서, 에어백 어셈블리는 추가적인 주변 보강 구조물들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 후프 텐션 링(812)이 슈트 및/또는 모듈 하우징 주위에 배치될 수 있다. 도 19b는 계기 패널 기판(800)의 개구에 대한 하나의 후프 텐션 링(812)의 일반적인 주변 구조를 도시한다. 일부 실시예들에서, 후프 텐션 링(812)은 또한 볼트 홀들(818)을 가질 수 있다. 도 17, 도 18, 및 도 20a에 도시된 후프 텐션 링(812)의 측면도들에 의해 도시된 바와 같이, 후프 텐션 링(812)은 실질적으로 편평한 표면을 가질 수 있고, 플랜지 너트(814)에 의해 제 위치에 유지되며, 또한 와셔로서 작용할 수 있다. 바람직하게는, 후프 텐션 링은 에어백 모듈 하우징의 저부에 배치되지만, 다른 실시예들에서, 후프 텐션 링은 에어백 모듈 하우징과 슈트 사이에, 또는 슈트와 계기 패널 기판 사이에 배치될 수 있다. 추가적으로, 볼트의 두께 및 총 길이에 따라, 하나 이상의 후프 텐션 링이 추가될 수 있다. 바람직하게는, 후프 텐션 링은 알루미늄을 포함하지만, 다른 금속들 또는 비금속들이 사용될 수 있다.
도 24는 도 17과 유사한 에어백 슈트(103)의 측면도이다. 에어백 슈트의 상부는 리빙 힌지(603)에 의해 부된 파단 가능한 도어를 가진다.
상기한 설명은 당업자가 본 발명을 제작하고 사용할 수 있도록 제시되며, 특정 적용예 및 이의 요건들의 맥락에서 제공된다. 바람직일 실시예들에 대한 다양한 변형들은 당업자에게 명백할 것이며, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 다른 실시예들 및 적용예들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 도시된 실시예들로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 본 명세서에 개시된 원리들 및 특징들과 일치하는 가장 넓은 범위를 따를 것이다. 이와 관련하여, 본 발명 내의 특정 실시예들은 본 발명의 모든 이익을 보여주지 않을 수 있으며, 광범위하게 고려된다.

Claims (41)

  1. 에어백 어셈블리로서,
    계기 패널에 부착되도록 구성된 에어백 슈트(airbag chute), 및
    상기 에어백 슈트에 부착된 에어백 모듈 하우징을 포함하며,
    상기 에어백 슈트 및 상기 에어백 모듈 하우징은 각각 적어도 50 wt%의 열가소성 올레핀 또는 열가소성 엘라스토머를 포함하는 것인, 에어백 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에어백 슈트 및 상기 에어백 모듈 하우징은 각각 50 wt% 이하의 유리 충전제를 포함하는 것인, 에어백 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서, 상기 에어백 슈트 및 상기 에어백 모듈 하우징은 실질적으로 유리 충전제가 없는 것인, 에어백 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서, 상기 에어백 슈트 및 상기 에어백 모듈 하우징은 각각 동일 재료로 형성되는 것인, 에어백 어셈블리.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어백 모듈 하우징은 1.0 - 3.5 mm 범위 내의 평균 두께를 갖는 측벽들을 포함하는 것인, 에어백 어셈블리.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 계기 패널을 더 포함하는, 에어백 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서, 상기 계기 패널은 제2 열가소성 올레핀 또는 열가소성 엘라스토머를 포함하는 것인, 에어백 어셈블리.
  8. 제6항에 있어서, 상기 에어백 슈트는 진동 용접, 음파 용접, 적외선 용접, 탑-로드(top-load) 타입 설계, 스냅-핏(snap-fit) 타입 설계, 접착제 접합(adhesive bonding), 및/또는 기계적 패스닝(mechanical fastening)에 의해 상기 계기 패널에 부착되는 것인, 에어백 어셈블리.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 올레핀 또는 열가소성 엘라스토머는 폴리-올레핀 폴리프로필렌 매트릭스에 분산된 엘라스토머 도메인을 포함하는 것인, 에어백 어셈블리.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어백 슈트는 하나 이상의 측벽 상의 리빙(ribbing)들을 포함하는 것인, 에어백 어셈블리.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어백 모듈 하우징 및 상기 에어백 슈트 양자는 사출 성형되는 것인, 에어백 어셈블리.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어백 슈트 및 상기 에어백 모듈 하우징은 볼트들 또는 스크류들에 의해 부착되는 것인, 에어백 어셈블리.
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어백 슈트는 스레드형 인서트에 의해 상기 볼트들 또는 스크류들에 부착되는 것인, 에어백 어셈블리.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어백 슈트 및/또는 상기 에어백 모듈 하우징 주위에 배치되는 후프 텐션 링(hoop tension ring)을 더 포함하는, 에어백 어셈블리.
  15. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계기 패널과 상기 에어백 슈트 사이에 부착되는 계기 패널 기판을 더 포함하는, 에어백 어셈블리.
  16. 제15항에 있어서, 상기 계기 패널 기판은 유리-폴리프로필렌, 폴리프로필렌, 유리-나일론, 탈크, 유리 충전제, 및/또는 열가소성 폴리올레핀을 포함하는 것인, 에어백 어셈블리.
  17. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어백 슈트는 측벽들을 포함하고, 각 측벽은 복수의 윈도우들을 형성하며, 상기 에어백 모듈 하우징은 상기 에어백 슈트에서의 각 윈도우에 대응하는 돌출부들을 갖는 적어도 두 개의 측벽들을 포함하는 것인, 에어백 어셈블리.
  18. 제17항에 있어서, 상기 돌출부들이 상기 윈도우들 내로 돌출될 때, 상기 에어백 모듈 하우징의 상기 적어도 두 개의 측벽들 및 상기 에어백 슈트 측벽들은 이중 벽을 형성하는 것인, 에어백 어셈블리.
  19. 제18항에 있어서, 에어백 전개에 의해 생성된 내부 압력이 상기 에어백 전개 전반에 걸쳐 상기 돌출부들 및 윈도우들의 맞물림을 유지하는 것인, 에어백 어셈블리.
  20. 제18항에 있어서, 상기 에어백 모듈 하우징은 상기 에어백 슈트 내로 완전히 삽입되는 것인, 에어백 어셈블리.
  21. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 올레핀 또는 열가소성 엘라스토머는 다음의 (A) 성분 및 (B) 성분을 포함하고, 상기 (A) 성분 100 중량부 당 10 내지 300 중량부의 상기 (B) 성분을 함유하며, 여기서 230 ℃의 측정 온도 및 21.18 N의 측정 로드에서 용융 유량(melt flow rate)이 0.5 내지 50 g/10분이되,
    (A) 성분은 폴리프로필렌계 수지이고,
    (B) 성분은 에틸렌으로 구성된 중합체 블록 및 에틸렌 α-올레핀 공중합체 블록을 함유하는 올레핀계 블록 공중합체인 것인, 에어백 어셈블리.
  22. 제21항에 있어서, (B) 성분은 110 내지 125 ℃에서 결정 용융 피크(crystal melting peak)를 갖고, 상기 피크에서의 결정 용융 열량이 20 내지 60 J/g인 올레핀계 블록 공중합체인 것인, 에어백 어셈블리.
  23. 제21항에 있어서, (B) 성분의 상기 에틸렌 α-올레핀 공중합체 블록 중의 상기 α-올레핀의 탄소수가 4 내지 8인 것인, 에어백 어셈블리.
  24. 제21항에 있어서, (B) 성분은 에틸렌으로 구성된 중합체 블록 및 에틸렌-1-옥텐 공중합체 블록을 함유하는 올레핀계 블록 공중합체인 것인, 에어백 어셈블리.
  25. 제21항에 있어서, (A) 성분은 제1 단계에서 프로필렌 동종 중합체를 중합하고 후속해서 제2 단계에서 프로필렌-에틸렌 공중합체를 중합함으로써 수득되는 폴리프로필렌 블록 공중합체인 것인, 에어백 어셈블리.
  26. 제21항에 있어서, 상기 에어백 슈트 및 상기 에어백 모듈 하우징은 각각 적어도 80 wt%의 열가소성 올레핀 또는 열가소성 엘라스토머를 포함하는 것인, 에어백 어셈블리.
  27. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 60 - 150 psi의 내부 압력을 견디는, 에어백 어셈블리.
  28. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 16개와 32개 사이의 윈도우들 및 돌출부들을 포함하는, 에어백 어셈블리.
  29. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슈트는 복수의 리빙들을 포함하는 것인, 에어백 어셈블리.
  30. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어백 슈트 및 상기 에어백 모듈 하우징은 단독 공구로 형성되는 것인, 에어백 어셈블리.
  31. 에어백 모듈 하우징으로서,
    상기 에어백 모듈 하우징의 총 중량에 대해 적어도 50 wt%의 열가소성 올레핀 또는 열가소성 엘라스토머를 포함하는, 에어백 모듈 하우징.
  32. 제31항에 있어서, 50 wt% 이하의 유리 충전제를 포함하는, 에어백 모듈 하우징.
  33. 제31항에 있어서, 실질적으로 유리 충전제가 없는, 에어백 모듈 하우징.
  34. 제31항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 1.0 - 3.5 mm 범위 내의 평균 두께를 갖는 측벽들을 더 포함하는, 에어백 모듈 하우징.
  35. 제31항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 돌출부들을 더 포함하는, 에어백 모듈 하우징.
  36. 에어백 슈트로서,
    적어도 50 wt%의 열가소성 올레핀 또는 열가소성 엘라스토머를 포함하며,
    상기 에어백 슈트는 측벽들을 포함하고, 각 측벽은 복수의 윈도우들을 형성하며,
    각 측벽은 외부면을 갖고, 적어도 두 개의 측벽들은 리빙들을 갖는 것인, 에어백 슈트.
  37. 에어백 슈트 및 에어백 모듈 하우징을 제조하기 위한 방법으로서,
    단독 공구로 사출 성형에 의해 상기 에어백 슈트 및 상기 에어백 하우징을 동시에 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 에어백 슈트 및 상기 에어백 모듈 하우징은 각각 적어도 50 wt%의 열가소성 올레핀 또는 열가소성 엘라스토머를 포함하는 것인, 방법.
  39. 제37항 또는 제38항에 있어서, 상기 에어백 슈트 및 상기 에어백 모듈 하우징은 각각 50 wt% 이하의 유리 충전제를 포함하는 것인, 방법.
  40. 제37항 또는 제38항에 있어서, 상기 에어백 슈트 및 상기 에어백 모듈 하우징은 실질적으로 유리 충전제가 없는 것인, 에어백 어셈블리.
  41. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어백 슈트 및 상기 에어백 모듈 하우징은 각각 삽입 성형된 직물 또는 스크림(scrim)을 더 포함하는 것인, 에어백 어셈블리.
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