KR20230102607A - 에어백용 접착제, 에어백 원단 및 에어백 원단의 제조방법 - Google Patents

에어백용 접착제, 에어백 원단 및 에어백 원단의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230102607A
KR20230102607A KR1020210192864A KR20210192864A KR20230102607A KR 20230102607 A KR20230102607 A KR 20230102607A KR 1020210192864 A KR1020210192864 A KR 1020210192864A KR 20210192864 A KR20210192864 A KR 20210192864A KR 20230102607 A KR20230102607 A KR 20230102607A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
airbag
adhesive
fabric
polyurethane
fiber substrate
Prior art date
Application number
KR1020210192864A
Other languages
English (en)
Inventor
박지훈
정일
김기정
허진욱
김효은
Original Assignee
코오롱인더스트리 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코오롱인더스트리 주식회사 filed Critical 코오롱인더스트리 주식회사
Priority to KR1020210192864A priority Critical patent/KR20230102607A/ko
Publication of KR20230102607A publication Critical patent/KR20230102607A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00—Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04—Polyurethanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/23—Inflatable members
    • B60R21/235—Inflatable members characterised by their material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/23—Inflatable members
    • B60R21/235—Inflatable members characterised by their material
    • B60R2021/23504—Inflatable members characterised by their material characterised by material
    • B60R2021/23509—Fabric

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Air Bags (AREA)

Abstract

본 발명은 에어백용 접착제, 에어백 원단 및 에어백 원단의 제조방법에 관한 것이다. 상기 에어백용 접착제를 이용하여 섬유 기재 상에 접착제를 도포한 후 보강 직물을 부착하는 경우, 섬유 기재 상 원하는 부위에 원하는 형태로 보강 직물을 부착할 수 있으며, 이에 따른 에어백 원단은 인열강도, 파열 저항 및 충격 파열 저항 성능이 개선될 수 있다.

Description

에어백용 접착제, 에어백 원단 및 에어백 원단의 제조방법{AIRBAG ADHESIVE, AIRBAG FABRIC AND MANUFACTURING METHOD OF AIRBAG FABRIC}
본 발명은 에어백용 접착제, 에어백 원단 및 에어백 원단의 제조방법에 관한 것이다.
최근 자동차 등의 교통기관의 충돌 시에 운전자나 승객의 안전성의 향상이 요구되고 있어 각종 에어백의 장착률이 향상되고 있다. 에어백이란, 교통기관이 정면 충돌이나 측면 충돌 시에 받는 충격을 센서가 감지하여 인플레이터로부터 가스를 팽창 가능한 기포에 유입시킴으로써 에어백을 급속히 전개·팽창시켜, 그 팽창한 기포가 가지는 쿠션성에 의해 운전자나 승객이 받을 충격을 완화시킴으로써 재해강도 또는 상해치를 감소시켜 승객의 충격완화 혹은 차량 외부로 이탈을 방지하는 장치를 말한다.
에어백으로서 요구되는 다양한 물성들 중, 에어백 쿠션 내 팽창기에서 발생한 가스를 일정 압력 이상으로 유지해주는 내압유지율은 탑승자의 안전을 위해 필수적이다. 하지만 차량의 충돌 상황에서 발생한 유리 파편 혹은 차량 내부의 볼트, 블라켓과 같은 부속 등의 날카로운 요소(Sharp Edge)에 의해 전개된 에어백이 손상을 받는 경우가 빈번하게 일어나고 있다.
이런 날카로운 요소에 의한 손상은 에어백 쿠션 내부가 일정 수준 이상의 내압을 유지하기 곤란한 상황을 만들어 에어백 본래의 안전유지 기능을 상실하게 만든다.
특히, 기존 폴리우레탄으로 코팅된 커튼 에어백(Curtain Airbag; CAB)의 경우 일반 실리콘으로 코팅된 CAB 보다 인열강도(Tear Strength)가 낮아 충돌 후 전개 시, 차체 내 볼트와 같은 부속이나 깨진 유리 파편과 같은 날카로운 요소에 의해 원단 찢어짐 문제가 종종 발생하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 보강포 원단을 단순히 덧대는 방식을 적용하였다. 하지만 이 경우 보강포의 크기와 형태, 부착 위치에 제약이 있으며, 보강포에 대한 추가적인 봉제와 테더(Tether)등의 부속품을 달아야 하는 번거로움이 있다.
따라서, 에어백의 패키지성을 저하하지 않으면서도 인열강도(tear strength)와 파열 저항(puncture resistance), 충격 파열 저항(Impact puncture resistance) 성능을 개선한 새로운 에어백 원단의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 에어백 원단의 인열강도, 파열 저항 및 충격 파열 저항 성능을 개선하기 위한 에어백용 접착제, 에어백 원단 및 에어백 원단의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 명세서에서는, 100%　신장시 모듈러스가 2.0 MPa 이하인 수분산 폴리우레탄 및 이소시아네이트계 가교제를 포함하는, 에어백용 접착제가 제공된다.
본 명세서에서는 또한, 섬유 기재; 및 상기 섬유 기재의 적어도 일 면 상의 접착층을 포함하고, 상기 접착층은 100%　신장시 모듈러스가 2.0 MPa 이하인 수분산 폴리우레탄 및 이소시아네이트계 가교제를 포함하는 접착제를 포함하는, 에어백 원단이 제공된다.
본 명세서에서는 또한, 섬유 기재를 준비하는 단계; 및 상기 섬유 기재의 적어도 일 면 상에 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 접착제은 100%　신장시 모듈러스가 2.0 MPa 이하인 수분산 폴리우레탄 및 이소시아네이트계 가교제를 포함하는, 에어백 원단의 제조방법이 제공된다.
이하, 본 발명의 구현 예에 따른 에어백용 접착제, 에어백 원단 및 에어백 원단의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 상기 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
발명의 일 구현 예에 따르면, 100%　신장시 모듈러스가 2.0 MPa 이하인 수분산 폴리우레탄 및 이소시아네이트계 가교제를 포함하는, 에어백용 접착제가 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이 에어백의 내압유지율은 탑승자의 안전을 위해 필수적이나, 날카로운 요소들에 의해 손상될 우려가 있으며, 이러한 요소로는 인열강도, 파열 저항, 충격 파열 저항 등이 있다. 종래 폴리우레탄으로 코팅된 에어백 원단의 경우 인열강도가 낮아 충돌 후 전개 시, 차체 내 볼트와 같은 부속이나 깨진 유리 파편과 같은 날카로운 요소에 의해 원단 찢어짐 문제가 발생하였고, 이를 해결하기 위해 보강 직물을 덧대는 경우 보강 직물의 크기와 형태, 부착 위치에 제약이 있으며, 보강 직물에 대한 추가적인 봉제와 테더등의 부속품을 달아야 하는 번거로움이 있었다. 또한 보강 직물을 봉제하여 부착할 경우 바늘 구멍에 의한 내압 유지가 곤란해질 수 있어 공기가 유입되는 Active area를 피해서 봉제하여야 함에 따라, 보강 직물의 형태가 제약될 수밖에 없었다.
이에 본 발명자들은 이러한 문제를 해결하기 위해 연구한 결과, 100%　신장시 모듈러스가 2.0 MPa 이하인 수분산 폴리우레탄 및 이소시아네이트계 가교제를 포함하는 에어백용 접착제를 이용하여 섬유 기재 상에 접착제를 도포한 후 보강 직물을 부착하는 경우, 추가적인 봉제나 부속을 장착하지 않고 섬유 기재 상 원하는 부위에 원하는 형태로 보강 직물을 부착할 수 있으며, 이에 따른 에어백 원단의 인열강도, 파열 저항 및 충격 파열 저항의 성능을 개선할 수 있다는 점을 실험을 통하여 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
구체적으로, 상기 에어백용 접착제는 100%　신장시 모듈러스가 2.0 MPa 이하, 1.8 MPa 이하, 1.4 MPa 이하의 수분산 폴리우레탄을 포함한다.
상기 100% 신장시 모듈러스는 수분산 폴리우레탄으로 이루어진　두께　0.1mm 폴리우레탄 필름에 대하여 DIN 53504 방법으로 측정된 결과를 의미한다.
상기 수분산 폴리우레탄의 100%　신장시 모듈러스가 2.0 MPa 이하임에 따라, 적용된 원단의 Package 성능은 동등하면서 Puncture 및 Impact Puncture가 개선되는 효과를 가질 수 있으며, 상기 수분산 폴리우레탄의 100%　신장시 모듈러스가 2.0 MPa를 초과하는 경우 원단의 Package 성능이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
이때, 상기 수분산 폴리우레탄(polyurethane dispersion, PUD)은 물(H2O) 및 물에 분산된 폴리우레탄을 포함한다.
상기 수분산 폴리우레탄은, 예를 들어, 폴리에스테르계 폴리우레탄, 폴리에테르계 폴리우레탄, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜계(PTMG) 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트계 폴리우레탄 및 폴리카보네이트계의 폴리우레탄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 수분산 폴리우레탄은 폴리에스테르계 폴리올과 함께 카보네이트계 폴리올 및 에테르계 폴리올 중 적어도 하나가 혼합되어 이루어진 폴리올이 이소시아네이트와 반응하여 제조된 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 이러한 폴리우레탄으로, 폴리에스테르계의 주쇄에 카보네이트기 및 에테르기 중 적어도 하나가 포함되어 있는, 폴리에스테르-카보네이트계 폴리우레탄 또는 폴리에스테르-에테르계 폴리우레탄이 있다.
한편, 상기 수분산 폴리우레탄은, 예를 들어, 50 내지 70 중량%의 폴리우레탄 및 30 내지 50 중량%의 물을 포함할 수 있다. 상기 수분산 폴리우레탄에 포함된 폴리우레탄의 함량이 50 중량% 미만인 경우 접착 성능이 저하되어 접착층을 구성하는 폴리우레탄의 양이 감소될 수 있으며, 70 중량%를 초과하는 경우 과량의 폴리우레탄으로 인해 분산성이 저하되고 접착제가 불균일하게 도포될 수 있다. 또한, 수분산 폴리우레탄에 포함된 물의 함량이 30 중량% 미만인 경우 폴리우레탄의 분산성이 저하될 수 있고, 물의 함량이 50 중량%를 초과하는 경우 과도한 양의 물로 인하여 접착제의 도포 양이 감소될 수 있고, 건조에 장시간이 소요될 수 있다.
본 명세서에서 함량은 달리 기재되어 있지 않은 한 고형분의 함량을 의미한다. 따라서, 폴리우레탄이 물에 분산된 상태로 존재하는 경우, 상기 함량은 폴리우레탄 성분의 고형분의 함량을 의미한다.
한편, 상기 에어백용 접착제는 가교 효율을 향상시키기 위해 가교제를 포함할 수 있으며, 이러한 가교제로 이소시아네이트계 가교제가 사용될 수 있다.
상기 이소시아네이트계 가교제는 2 이상, 바람직하게는 3 이상의 NCO 관능기를 갖는 지방족 및/또는 방향족 이소시아네이트계 가교제일 수 있다. 상기 이소시아네이트계 가교제는 용액으로서 또는 용매 없이 사용될 수 있고, 블로킹되거나 블로킹되지 않은 상태로 사용될 수 있다.
상기 이소시아네이트계 가교제로는 폴리올(예컨대 트리메틸올프로판, 글리세롤, 펜타에리트리톨, 부틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 또는 이들의 혼합물 등)과 폴리이소시아네이트(예컨대 헥산 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 톨릴렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 또는 이들의 혼합물 등)의 반응 생성물; 상기 폴리이소시아네이트로부터 형성되는 시아누레이트; 혹은 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 이소시아네이트계 가교제를 블로킹하기 위한 적절한 블로킹제로는 케톡심(예컨대 메틸 에틸 케톡심, 디이소부틸 케톡심 등), 탄산 화합물(예컨대 말론산 에스테르, 아세토아세트산 에스테르 등), 페놀(예컨대 페놀, 노닐페놀 등) 및 다른 기타 블로킹제(예컨대 카프롤락탐 등)로 구성된 군에서 선택된 1 종 이상이 사용될 수 있다.
상기 폴리우레탄이 분산액 형태로 사용되는 경우 특정 온도 이상으로 열을 가해야 반응함에 따라 가사 시간(pot life)가 긴 블로킹된(블록형) 이소시아네이트계 가교제가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 지방족 블록형 이소시아네이트계(Aliphatic Blocked Isocyanate) 가교제가 사용될 수 있다.
한편, 상기 수분산 폴리우레탄과 상기 이소시아네이트계 가교제의 중량비는 7 내지 12:1, 또는 8 내지 11:1, 또는 9 내지 10:1일 수 있다.
수분산 폴리우레탄과 이소시아네이트계 가교제의 중량비가 상술하는 소정의 범위를 만족하는 경우, 적절한 인열강도 및 패키지 성능을 만족하면서 높은 파열강도 저항성을 갖는 효과를 가질 수 있다.
한편, 상기 에어백용 접착제는 상기 접착제에 일정 수준 이상의 점도를 부여하기 위해 증점제를 더 포함할 수 있다.
상기 증점제는 수분산 폴리우레탄을 주성분으로 포함하는 에어백용 접착제에 첨가제로 함유되며, 증점 시 원하는 부위에 접착제를 도포하기 위해 접착제의 매질인 물을 팽윤(swelling)시키는 비회합성(non-associative) 증점제일 수 있고, 바람직하게는 비회합성 아크릴계(Polyacrylate계) 증점제일 수 있다.
상기 증점제는 상기 수분산 폴리우레탄 100 중량부 기준으로 3 중량부 이상, 4 중량부 이상, 5 중량부 이상이면서, 20 중량부 이하, 15 중량부 이하, 10 중량부 이하로 에어백용 접착제에 포함될 수 있다.
상기 증점제의 함량이 상기 수분산 폴리우레탄 100 중량부 기준으로 3 중량부 미만인 경우 접착제의 유동성이 커 원하는 부위에 정밀하게 도포하지 못하는 문제점이 있을 수 있으며, 20 중량부를 초과하는 경우 균일하게 접착제를 도포하지 못하는 문제가 있을 수 있다.
한편, 상기 접착제는 10,000 cP 이상, 15,000 cP 이상, 20,000 cP 이상이면서 40,000 cP 이하, 35,000 cP 이하, 30,000 cP 이하의 점도를 가질 수 있다.
상기 접착제의 점도가 10,000 cP 미만이면 접착제의 유동성이 커 원하는 부위에 정밀하게 도포하지 못하는 문제점이 있을 수 있으며, 40,000 cP 초과하는 경우 균일하게 접착제를 도포하지 못하는 문제가 있을 수 있다. 따라서, 수분산 폴리우레탄, 이소시아네이트계 가교제 및 증점제의 함량을 조절하여 상기 접착제의 점도를 상술한 범위로 조절하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 점도는 회전형 점도 측정 기기로 측정될 수 있는데, 예를 들어, 브룩필드(Brookfield) DV2T로 스핀들 LV-3(63) 또는 LV-4(64), 속도 10rpm으로 측정될 수 있다.
또한, 상기 에어백용 접착제는 본 발명이 속한 기술분야에 알려진 다양한 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 일 예로, 난연제, 산화방지제 및 안료 등으로 구성되는 군에서 선택된 1 종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
발명의 다른 일 구현예에 따르면, 섬유 기재; 및 상기 섬유 기재의 적어도 일 면 상의 접착층을 포함하고, 상기 접착층은 100%　신장시 모듈러스가 2.0 MPa 이하인 수분산 폴리우레탄 및 이소시아네이트계 가교제를 포함하는 접착제를 포함하는, 에어백 원단이 제공될 수 있다. 본 명세서에서 에어백 원단은 인플레이터 등으로부터 유입되는 가스에 의해 팽창 가능한 구성으로 에어백 쿠션, 기포 등으로 호칭될 수 있다.
상기 섬유 기재는 상기 접착제가 도포될 수 있는 구성을 의미하며, 예를 들어, 상기 섬유 기재는 에어백 관련 기술분야에서 소위 에어백 원단을 형성하는 메인 패널(main panel)이나 메인 패널의 일부분을 형성하는 재료를 의미할 수 있다.
한편, 상기 접착제가 도포될 수 있는 면적을 갖는다면, 상기 섬유 기재의 형상이나 섬유 기재를 형성하는 재료가 특별히 제한되는 것은 아니며, 상기 섬유 기재는 에어백의 제조에 사용 가능하다고 알려진 직물이나 부직포일 수 있고, 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
예를 들어, 상기 섬유 기재는 5 g/D 이상, 6 g/D 이상, 7 g/D 이상이면서, 15 g/D 이하, 13 g/D 이하, 11 g/D 이하의 강도(tenacity)를 갖는 원사를 포함할 수 있다. 상기 섬유 기재가 상술한 소정의 강도를 갖는 원사를 포함함에 따라, 에어백이 요구하는 내구성 및 내압 유지 효과를 가질 수 있다.
한편, 상기 원사의 강도는 인스트론사(Instron Engineering Corp, Canton, Mass)의 만능인장시험기를 이용하여 ASTM D885 방법에 따라 측정할 수 있다.
상기 원사는 300 내지 700 dtex, 또는 400 내지 650 dtex, 또는 500 내지 600 dtex의 섬도를 가질 수 있으며, 상기 섬도를 가짐에 따라 우수한 기계적 물성을 나타내면서도 경량인 섬유 기재를 제공할 수 있다.
한편, 상기 원사는 폴리에스테르 원사 혹은 폴리아미드 원사일 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 나일론6, 나일론66, 나일론 56 또는 아라미드일 수 있다.
상기 섬유 기재는 자카드직기에서 일체형 직조 방식에 의해 제조되는 원 피스 우븐(One Piece Woven) 직물일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 섬유 기재로는 원사를 평직 또는 바스켓직 등으로 제직한 2 이상의 섬유 기재를 재단하고 봉제한 후 필요에 따라 봉제된 접합부를 실런트로 실링하는 방식으로 제조되는 섬유 기재를 사용할 수도 있다.
상기 섬유 기재는 OPW 직물의 챔버 영역의 한 층(one layer) 기준으로 경사 밀도가 40 내지 80 th/inch이고, 위사 밀도가 30 내지 70 th/inch일 수 있다. 섬유 기재의 경사 밀도는 위사 밀도보다 높아 우수한 기계적 특성을 나타낼 수 있다.
또한, 상기 섬유 기재는 그 표면에 코팅층을 가질 수 있다. 상기 코팅층은 섬유 기재에 기밀성을 부여하기 위한 것으로, 코팅층을 섬유 기재 표면에 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 상기 코팅층은 실리콘 코팅제 또는 폴리우레탄 코팅제에 직물 형태의 섬유 기재를 디핑하거나 실리콘 코팅제 또는 폴리우레탄 코팅제를 섬유 기재에 분사하는 등의 방식을 통해 형성될 수 있다. 또는, 고온 조건에서 섬유 기재 상에 폴리머 필름을 라미네이팅 하는 방식을 통해서도 코팅층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 코팅층 상에 탑 코팅 조성물을 코팅하여 형성된 탑 코팅층을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 앞서 서술한 코팅층은 베이스 코팅층으로 사용될 수 있다. 상기 탑 코팅층은 에어백 원단에 내블로킹성 및 슬립성을 부여하기 위해 추가될 수 있으며, 예를 들어 상기 탑 코팅층은 폴리우레탄 및 고형 윤활제를 포함하는 탑 코팅 조성물에 의해 형성될 수 있다.
일례로, 상기 베이스 코팅층 또는 탑 코팅층에 사용되는 폴리우레탄은 폴리이소시아네이트와 폴리카보네이트 에스테르 폴리올을 포함하는 폴리올을 중합한 후 음이온성 친수화제와 반응시켜 얻은 음이온성 폴리카보네이트 에스테르 폴리우레탄일 수 있다.
상기 고형 윤활제는 플루오로폴리머(예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌 등), 고형 탄화수소 왁스(예컨대 폴리올레핀 왁스 또는 미분화된(micronised) 폴리프로필렌 왁스 등) 및 미네랄 윤활제(예컨대, 탈크, 몬모릴로나이트, 몰리브덴 디설파이드, 그라파이트, 징크 설파이드 또는 트리칼슘 포스페이트 등)로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상일 수 있다. 상기 고형 윤활제는 물, 유기 용매 혹은 이들의 혼합물에 분산된 분산액 형태로 이용될 수 있다.
한편, 상기 접착층은 100%　신장시 모듈러스가 2.0 MPa 이하인 수분산 폴리우레탄 및 이소시아네이트계 가교제를 포함하는 접착제를 포함할 수 있다.
상기 접착제에 관한 내용은 상기 일 구현예에 관하여 상술한 내용을 포함한다.
이때, 상기 접착층은 0.01 mm 이상, 0.03 mm 이상, 0.05 mm 이상이면서, 0.5 mm 이하, 0.3 mm 이하, 0.1 mm 이하의 두께를 가질 수 있다.
상기 접착층의 두께가 0.01 mm 미만인 경우, 약한 접착력으로 에어백 쿠션이 전개하면서 보강포와 분리되는 문제점이 있을 수 있으며, 0.5 mm 초과하는 경우 원단의 Pakcage성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
한편, 상기 에어백 원단은 섬유 기재; 상기 섬유 기재의 적어도 일 면 상의 접착층; 및 상기 접착층 상에 부착되는 보강 직물을 더 포함할 수 있다.
상기 보강 직물은 그것이 부착되는 섬유 기재의 취약 부위 물성을 보완하기 위한 것으로, 특별히 제한되는 것은 아니다.
이때, 상기 취약 부분의 의미는 특별히 제한되지 않으나, 에어백의 작동 원리, 에어백의 설치 및 에어백이 전개되는 충격 조건 등을 고려할 때, 예를 들어, 에어백 팽창을 위하여 가스를 분출하는 소위 인플레이터와 인접하는 에어백 부위, 에어백을 형성하는 재료 간 접합 부위, 보관이나 전개 과정에서 에어백을 형성하는 재료 간 마찰이 일어나는 부위, 차량 등에 에어백을 장착시키는 장비와 인접하는 에어백 부위, 그 외 에어백 전개 시 유리나 날카로운 물체에 노출될 가능성이 높은 부위 등이 상기 보강 직물이 덧대어질 수 있는 취약 부분일 수 있다.
상기 에어백 원단이 상기 접착층 상에 부착되는 보강 직물을 더 포함함으로써, 에어백의 패키지성을 저하하지 않으면서 인열강도, 파열 저항 및 충격 파열 저항 성능을 상승시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 보강 직물은 상술한 에어백용 접착제를 매개로 섬유 기재 표면의 일부 면적에 부착될 수 있다. 이 경우, 상기 보강 직물의 면적은 섬유 기재의 면적 보다 작을 수 있다. 또한 상기 보강 직물은 상술한 에어백용 접착제를 매개로 섬유 기재 표면의 전체 면적에 부착될 수 있다. 이 경우, 상기 보강 직물의 면적은 섬유 기재의 면적 이상일 수 있다.
한편, 상기 보강 직물은 에어백 원단의 손상을 억제하고, 자동차 충돌시 우수한 충격 경감 성능과 탑승자 구속 성능을 제공하기 위해 1겹 또는 그 이상일 수 있다.
발명의 또 다른 구현예에 따르면, 섬유 기재를 준비하는 단계; 및 상기 섬유 기재의 적어도 일 면 상에 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 접착제은 100%　신장시 모듈러스가 2.0 MPa 이하인 수분산 폴리우레탄 및 이소시아네이트계 가교제를 포함하는, 에어백 원단의 제조방법이 제공될 수 있다.
상기 섬유 기재 및 상기 접착제에 관한 내용은 상기 일 구현예에 관하여 상술한 내용을 포함한다.
한편, 상기 섬유 기재의 일 면 상에 상기 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지된 방법에 따라 적절히 수행될 수 있다.
예를 들어, 스크린 인쇄(Screen printing) 방식으로 상기 섬유 기재 상에 도포할 수 있으며, 상기 스크린 인쇄 방식에 의하는 경우 접착제를 빠르고 균일하면서 원하는 부위에 도포할 수 있다는 점에서 효과적이다.
한편, 상기 일 구현예의 에어백 원단의 제조방법은 섬유 기재를 준비하는 단계; 상기 섬유 기재의 적어도 일 면 상에 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 단계 이후에, 보강 직물을 상기 접착층 상에 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 보강 직물에 관한 내용은 상기 일 구현예에 관하여 상술한 내용을 포함한다.
상기 보강 직물을 상기 접착층 상에 부착하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 열로 인한 형태 방지와 접착이 용이하도록 상기 보강 직물을 상기 접착층 상에 접합한 후, 80 ℃ 내지 180 ℃, 또는 120℃ 내지 160 ℃ 온도에서 1 내지 20 kgf, 또는 2 내지 10 kgf 하중으로 가압하여 부착할 수 있다.
본 발명에 따르면 에어백 원단의 인열강도, 파열 저항 및 충격 파열 저항 성능을 개선하기 위한 에어백용 접착제, 에어백 원단 및 에어백 원단의 제조방법이 제공될 수 있다.
상기 에어백용 접착제를 이용하여 섬유 기재 상에 접착제를 도포한 후 보강 직물을 부착하는 경우, 섬유 기재 상 원하는 부위에 원하는 형태로 보강 직물을 부착할 수 있으며, 이에 따른 에어백 원단은 인열강도, 파열 저항 및 충격 파열 저항 성능이 개선될 수 있다.
도 1은 본원 시험예에 따른 충격 파열 저항을 측정하기 위한 평가 장비를 나타낸 것이다.
도 2는 본원 시험예에 따른 롤 폴딩 평가 방법을 나타낸 것이다.
이하, 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들이 제시된다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.
<실시예 및 비교예>
실시예 1: 에어백 원단의 제조
1) 에어백용 접착제의 제조
100%　신장시 모듈러스가 1.4 MPa인 고형분 함량 56~60%의 수분산 폴리우레탄(Covestro, Impranil DL1116 등) 100 중량부에 이소시아네이트계 가교제(Covestro, Imprafix 2794) 9.5 중량부 및 비회합성 아크릴계 증점제(Borchers, Borchi Gel A LA) 6.9 중량부 첨가하여 25,000cps의 점도를 갖는 접착제를 제조하였다.
2) 에어백 원단의 제조
9g/D 이상의 강도를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 원사(PET 500D 96F)를 사용하여 자카드직기에서 일체형 직조 방식에 의해 에어백용 섬유 기재를 제조하였다. 상기 섬유 기재의 경사 밀도는 55 th/inch이고, 위사 밀도는 46 th/inch이었다. 상기 섬유 기재는 정련조 및 수세조를 순차적으로 통과한 후 건조되었다.
이후, 상기 섬유 기재에 베이스 코팅 조성물로 폴리우레탄(Covestro, Impranil DLU 등)을 최종 도포량이 32 g/m2가 되도록 도포하고, 탑 코팅 조성물로 폴리우레탄(Covestro, Impranil DLC-F) 20wt%와 탈크(자인폴리켐, KLTC-100 INT) 80wt%를 혼합한 분산액을 최종 도포량이 약 3 g/m2가 되도록 나이프 코팅 방식으로 균일하게 도포하였다.
이후, 상기 코팅된 섬유 기재에 앞서 제조한 에어백용 접착제를 스크린 인쇄 방식으로 0.05 mm 두께로 도포하여 접착층을 형성하였다.
상기 접착층 상에 보강 직물을 접합한 후, 150℃의 온도에서 5 kgf 하중으로 가압하여 에어백 원단을 제조하였다.
이때, 상기 보강 직물(reinforcement fabric)로 PA66 420D(46x46th/inch, 1/1 Plain, uncoated)를 사용하였다.
실시예 2: 에어백 원단의 제조
보강 직물로 PET 1000D(32x32th/inch, 1/1 Plain, uncoated)를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단을 제조하였다.
비교예 1: 에어백 원단의 제조
9g/D 이상의 강도를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 원사(PET 500D 96F)를 사용하여 자카드직기에서 일체형 직조 방식에 의해 에어백용 섬유 기재를 제조하였다. 상기 섬유 기재의 경사 밀도는 55 th/inch이고, 위사 밀도는 46 th/inch이었다. 상기 섬유 기재는 정련조 및 수세조를 순차적으로 통과한 후 건조되었다.
상기 섬유 기재에 베이스 코팅 조성물로 폴리우레탄(Covestro, Impranil DLU 등)을 최종 도포량이 32 g/m2가 되도록 도포하고, 탑 코팅 조성물로 폴리우레탄(Covestro, Impranil DLC-F) 20wt%와 탈크(자인폴리켐, KLTC-100 INT) 80wt%를 혼합한 분산액을 최종 도포량이 약 3 g/m2가 되도록 나이프 코팅 방식으로 균일하게 도포하고 건조한 후 열처리하여 에어백 원단을 제조하였다.
비교예 2: 에어백 원단의 제조
접착제를 사용하지 않고 보강 직물을 단순히 섬유 기재에 덧댄 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단을 제조하였다.
비교예 3: 에어백 원단의 제조
접착제를 사용하지 않고 보강 직물을 단순히 섬유 기재에 덧댄 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 에어백 원단을 제조하였다.
비교예 4: 에어백 원단의 제조
100%　신장시 모듈러스가 2.5 MPa인 고형분 함량 56~60%의 수분산 폴리우레탄(Covestro社, Impranil DL 1554) 100 중량부에 이소시아네이트계 가교제(Covestro, Imprafix 2794) 9.5 중량부 및 비회합성 아크릴계 증점제(Borchers, Borchi-Gel A LA) 6.9 중량부 첨가하여 25,000cps의 점도를 갖는 접착제를 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단을 제조하였다.
비교예 5: 에어백 원단의 제조
100%　신장시 모듈러스가 2.5 MPa인 고형분 함량 56~60%의 수분산 폴리우레탄(Covestro社, Impranil DL 1554) 100 중량부에 이소시아네이트계 가교제(Covestro, Imprafix 2794) 9.5 중량부 및 비회합성 아크릴계 증점제(Borchers, Borchi-Gel A LA) 6.9 중량부 첨가하여 25,000cps의 점도를 갖는 접착제를 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 2과 동일한 방법으로 에어백 원단을 제조하였다.
<시험예: 에어백 원단의 물성 평가>
실시예 및 비교예에서 제조한 에어백 원단에 대하여 하기 기재된 방법에 따라 에어백 원단의 물성을 평가하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
1) 인열강도 (tear strength)
에어백 원단으로부터 150 X 200 mm 사이즈의 경사 및 위사 방향에 대한 인열강도 측정용 시편을 제조하였다. 그리고, 만능시험장비(UTM)를 이용하여 ISO 13937-2에 규정되어 있는 tongue method로 상기 시편의 인열강도를 측정하였다.
구체적으로, 경사 방향에 대한 인열강도 측정용 시편은 경사 방향으로, 그리고 위사 방향에 대한 인열강도 측정용 시편은 위사 방향으로 100 mm/min의 속도로 인장하여 인열강도를 측정하였다.
2) 파열 저항(puncture resistance)
에어백 원단으로부터 측정용 시편을 제조하였다. 그리고, 만능시험장비(UTM)를 이용하여 ASTM F1342의 방법으로 상기 시편의 파열 저항을 측정하였다.
3) 충격 파열 저항(impact puncture resistance)
도 1과 같이 무게 250g의 십자 드라이버 타입(Screwdriver type)의 Probe를 원하는 위치에 낙하시킬 수 있도록 충격 파열 저항 평가 장비를 준비하였다. 상기 장비의 최대 낙하 높이는 150cm이고, Probe 중량 증가를 위해 100g, 200g 및 500g의 무게 추를 준비하였다.
에어백 원단으로부터 300 X 200 mm 사이즈의 충격 파열 저항 측정용 시편을 제조하여, Probe를 상기 충격 파열 저항 평가 장비를 이용해 원단에 낙하시켰다.
원단이 Probe에 의해 침투되지 않았을 경우 Pass로 판단하였고, 원단이 뚫릴 때까지 Probe의 중량 혹은 낙하 높이를 증가시켜 원단이 최종적으로 견딘 Probe의 중량과 낙하 높이를 이용하여 위치에너지를 계산하였다(Ep=9.8 x h x m).
총 5회 반복 측정한 결과의 평균값으로 충격 파열 저항 값을 구하였다.
4) 접착력(adhesion) 평가
접착제를 매개로 섬유 기재에 보강 직물이 부착된 실시예 1 및 2, 비교예 4 및 5의 에어백 원단에 대해 폭 25㎜ 길이 200㎜의 시편을 제조 후 Texture Analyzer(TA)를 이용하여, T-peel 방식(T-Peel Test, ASTM D1876)으로 접착제의 접착력을 측정하였다.
5) 롤 폴딩 평가(Roll Folding Test)
도 2는 본원 시험예에 따른 롤 폴딩 평가 방법을 나타낸 것이다.
도 2와 같이 실시예 및 비교예의 에어백 원단을 롤 폴딩한 후, 도 2의 ①, ② 및 ③의 둘레를 측정하여 그 평균값을 구하였다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
섬유 기재 PET 500D (55x46th/inch, PU 35 g/m2 coated)
보강 직물 보강 직물 1 보강 직물 2 - 보강 직물 1 보강 직물 2 보강 직물 1 보강 직물 2
접착층 두께 (mm) 0.05 0.05 - - - 0.05 0.05
인열강도 (N) 경사 328 549 210 361 529 331 551
위사 351 572 223 385 561 346 571
puncture (N) 58.3 65.2 40.1 45.1 44.3 59.4 74.7
impact puncture (N) 6.5 7.0 3.5 5.0 6.0 6.0 7.0
T-Peel Test (N) 8.6 11.6 - - - 5.7 8.2
Roll Folding Test (mm) 99 100 91 97 98 103 104
- 보강 직물 1: PA66 420D (46x46th/inch, 1/1 Plain, uncoated)
- 보강 직물2: PET 1000D (32x32th/inch, 1/1 Plain, uncoated)
상기 표 1을 참고하면, 실시예 1 및 2의 본 발명의 일 구현예에 따른 에어백 원단은 보강 직물을 미적용한 비교예 1에 비해 인열강도, 파열 저항 및 충격 파열 저항 성능이 모두 개선된 것을 확인할 수 있다.
또한, 본원 실시예에 따른 에어백 원단은 접착제를 사용하지 않고 단순히 보강 직물을 덧댄 비교예 2 및 3에 비해 롤 폴딩 평가에 따른 패키지 성능은 동등 수준이나, 파열 저항 및 충격 파열 저항 성능이 개선된 것을 확인할 수 있다.
한편, 100%　신장시 모듈러스가 2.0 MPa를 초과하는 수분한 폴리우레탄을 포함하는 비교예 4 및 5는 본원 실시예의 에어백 원단에 비해, 롤 폴딩 평가 결과 패키지 성능이 저하된 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본원의 에어백용 접착제를 이용하여 섬유 기재 상에 접착제를 도포한 후 보강 직물을 부착하는 경우, 섬유 기재 상 원하는 부위에 원하는 형태로 보강 직물을 부착할 수 있으며, 이에 따른 에어백 원단은 인열강도, 파열 저항 및 충격 파열 저항 성능이 개선된 것을 확인할 수 있었다.

Claims (16)

100%　신장시 모듈러스가 2.0 MPa 이하인 수분산 폴리우레탄 및 이소시아네이트계 가교제를 포함하는, 에어백용 접착제.
제1항에 있어서,
상기 100% 신장시 모듈러스는 수분산 폴리우레탄으로 이루어진　두께　0.1mm 폴리우레탄 필름에 대하여 DIN 53504 방법으로 측정된 결과인, 에어백용 접착제.
제1항에 있어서,
상기 수분산 폴리우레탄과 이소시아네이트계 가교제의 중량비는 7 내지 12:1 인, 에어백용 접착제.
제1항에 있어서,
상기 수분산 폴리우레탄은 50 내지 70%의 고형분 함량을 갖는, 에어백용 접착제.
제1항에 있어서,
증점제를 더 포함하는, 에어백용 접착제.
제5항에 있어서,
상기 증점제는 상기 수분산 폴리우레탄 100 중량부 기준으로 3 내지 20 중량부로 포함되는, 에어백용 접착제.
제5항에 있어서,
상기 증점제는 비회합성(non-associative) 증점제인, 에어백용 접착제.
제1항에 있어서,
상기 접착제는 10,000 내지 40,000 cP의 점도를 갖는, 에어백용 접착제.
섬유 기재; 및
상기 섬유 기재의 적어도 일 면 상의 접착층을 포함하고,
상기 접착층은 100%　신장시 모듈러스가 2.0 MPa 이하인 수분산 폴리우레탄 및 이소시아네이트계 가교제를 포함하는 접착제를 포함하는, 에어백 원단.
제9항에 있어서,
상기 섬유 기재는 복수의 경사들 및 위사들을 포함하는 원-피스 제직(One Piece Woven: OPW) 타입의 직물인, 에어백 원단.
제9항에 있어서,
상기 접착층은 0.01 내지 0.5 mm의 두께를 갖는, 에어백 원단.
제9항에 있어서,
상기 접착층 상에 부착되는 보강 직물을 더 포함하는, 에어백 원단.
섬유 기재를 준비하는 단계; 및
상기 섬유 기재의 적어도 일 면 상에 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 접착제은 100%　신장시 모듈러스가 2.0 MPa 이하인 수분산 폴리우레탄 및 이소시아네이트계 가교제를 포함하는, 에어백 원단의 제조방법.
제13항에 있어서,
상기 도포는 스크린 인쇄 방식으로 도포되는, 에어백 원단의 제조방법.
제13항에 있어서,
상기 접착층을 형성하는 단계 이후에,
보강 직물을 상기 접착층 상에 부착하는 단계를 더 포함하는, 에어백 원단의 제조방법.
제15항에 있어서,
상기 보강 직물을 부착하는 단계는
상기 보강 직물을 상기 접착층 상에 접합한 후, 80 ℃ 내지 180 ℃ 온도에서 1 내지 20 kgf 하중으로 가압하여 부착하는, 에어백 원단의 제조방법.
KR1020210192864A 2021-12-30 2021-12-30 에어백용 접착제, 에어백 원단 및 에어백 원단의 제조방법 KR20230102607A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210192864A KR20230102607A (ko) 2021-12-30 2021-12-30 에어백용 접착제, 에어백 원단 및 에어백 원단의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210192864A KR20230102607A (ko) 2021-12-30 2021-12-30 에어백용 접착제, 에어백 원단 및 에어백 원단의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230102607A true KR20230102607A (ko) 2023-07-07

Family

ID=87153726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210192864A KR20230102607A (ko) 2021-12-30 2021-12-30 에어백용 접착제, 에어백 원단 및 에어백 원단의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230102607A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6451715B2 (en) Low permeability side curtain airbag cushions having extremely low coating levels
US6429155B1 (en) Low permeability airbag cushions having film coatings of extremely low thickness
US7737058B2 (en) Airbag with flame retardant monolithic coating layer
US7795161B2 (en) Fabric for airbags
US6701971B1 (en) Low permeability side curtain airbag cushions having extremely low coating levels
EP2423360B1 (en) Polyester fabric for an airbag, and method for manufacturing same
EP2692919A2 (en) Polyester fabric and method for manufacturing same
US20090197027A1 (en) Low permeability airbag cushions having extremely low coating levels
KR101295697B1 (ko) 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 및 이를 이용한 직물
US7737059B1 (en) Airbag coating
JP4357702B2 (ja) エアバッグ用基布
CN1159179C (zh) 具有厚度特别薄的薄膜涂层的低透气性气袋垫
CA2340903A1 (en) Low permeability airbag cushions having extremely low coating levels
KR20230102607A (ko) 에어백용 접착제, 에어백 원단 및 에어백 원단의 제조방법
KR20110001498A (ko) 사이드 커튼형 에어백, 그의 제조방법, 및 이를 포함하는 에어백 시스템
KR101984943B1 (ko) 에어백용 원단 및 그의 제조방법
KR20230063165A (ko) 에어백 원단 및 이의 제조방법
KR101055393B1 (ko) 에어백용 폴리에스테르 원단 및 그의 제조 방법
KR101931860B1 (ko) 폴리에스터 폴리우레탄과 폴리카보네이트 폴리우레탄의 혼합물의 연속 코팅을 갖는 직물 기재
KR102636613B1 (ko) 코팅 조성물 및 에어백 원단
KR20120111416A (ko) 폴리에스테르 원단 및 그의 제조 방법
KR20180111037A (ko) 공기부품성 에어백 원단 및 그 제조방법
KR101680203B1 (ko) 폴리에스테르 원단 및 그의 제조 방법
JPH05170042A (ja) エアバッグ
KR20120111415A (ko) 폴리에스테르 원단 및 그의 제조 방법