WO2011162486A2 - 열저항성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 이용한 에어백용 직물 - Google Patents

열저항성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 이용한 에어백용 직물 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a fabric for airbags using polyethylene terephthalate fiber, specifically, to control the strength and elongation of polyethylene terephthalate fiber to replace the existing airbag fabric using nylon 66 yarn polyethylene tere for airbags
  • the present invention relates to a fabric for an airbag having improved phthalate fiber and improved heat resistance and instantaneous thermal strain.
  • Airbags require low breathability in order to deploy smoothly in a crash, and high energy absorption capacity is required to prevent damage and rupture of the airbag itself.
  • properties such as the foldability of the fabric itself is required to improve the storage.
  • Nylon 66 material has been mainly used as a suitable fiber for this property required in airbag fabrics. Recently, however, interest in fiber materials other than nylon 66 has been increasing for cost reduction.
  • Polyethyleneterephthalate is a fiber that can be used as an airbag.
  • polyethylene terephthalate is used as the yarn for the airbag, there is a problem in that the seam is torn in the airbag cushion module experiment.
  • An object of the present invention is to provide an airbag fabric using polyethylene terephthalate that is excellent in energy absorption capacity, the burst phenomenon of the edge portion sewing part in the airbag cushion development experiment, and can improve the storage capacity of the airbag fabric.
  • the airbag Dragon fabric provides an air bag fabric, characterized in that the heat resistance of 0.45 to 0.65 seconds at 350 °C calculated by the following equation.
  • T 1 is the time when the steel rod heated to 350 ° C. at the height of 10 cm above the fabric falls through the fabric
  • T 2 is the time when the same steel rod falls from the same height.
  • the airbag fabric comprising a polyethylene terephthalate fiber produced by spinning a polyethylene terephthalate chip having an intrinsic viscosity of 0.8 ⁇ 1.3dl / g
  • the airbag fabric is The thermal resistance at 450 ° C calculated by the formula is 0.75 to 1.0 seconds
  • the polyethylene terephthalate fiber provides a fabric for an air bag, characterized in that the instantaneous thermal strain is 1.0 to 5.0%.
  • T 3 is the time when the steel rod heated to 450 ° C. falls through the fabric at a height of 10 cm above the fabric
  • T 4 is the time when the same steel rod falls from the same height.
  • the airbag fabric is characterized in that the rigidity is 5.0 to 15.0 N.
  • the polyethylene terephthalate fiber is characterized in that the strength at room temperature is 8.0 to 11.0g / d, the elongation is 15% to 30%.
  • the polyethylene terephthalate fiber is characterized in that the instantaneous thermal strain is 1.0 to 5.0%, single yarn fineness is 4.5 denier or less.
  • Polyethylene terephthalate airbag fabric produced in the present invention improved the lack of flexibility and heat resistance of the disadvantages of conventional airbag fabric.
  • Polyethylene terephthalate airbag fabric produced in the present invention improved the lack of flexibility and heat resistance of the disadvantages of conventional airbag fabric.
  • the edge sewing portion is prevented from bursting in the airbag cushion development test
  • a fabric for polyethylene terephthalate airbags that has improved bursting and improved airbag fabric foldability and storage.
  • polyethylene terephthalate obtained by spinning a polyethylene terephthalate chip having an intrinsic viscosity (0.8) of 0.8 to 1.3 dl / g in order to safely absorb the instantaneous impact energy of the exhaust gas generated by the explosives inside the air bag.
  • Polyester yarns having an intrinsic viscosity (IV) having an intrinsic viscosity of less than 0.8 dl / g are not suitable because they do not have sufficient toughness to be used as air bags.
  • Resin for producing synthetic fiber multifilament for airbag includes polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polyethylene-1,2-bis (phenoxy) ethane-4,4 ' Copolymers comprising dicarboxylate, poly (1,4-cyclohexylene-dimethylene terephthalate) and at least one repeating unit of the polymer, for example polyethylene terephthalate / isophthalate copolyester, poly Butylene terephthalate / naphthalate copolyester, polybutylene terephthalate / decanedicarboxylate copolyester, and mixtures of two or more of the above polymers and copolymers.
  • polyethylene terephthalate resin is particularly preferable in terms of mechanical properties and fiber formation.
  • Polyethylene terephthalate fiber for airbags of the present invention is 8.0 to 11.0g / d at room temperature, it is preferable that the elongation is 15 to 30%.
  • the strength of the polyethylene terephthalate fiber for airbags of the present invention is less than 8.0g / d, the tensile strength and tear strength of the woven airbag fabric is low, which is not suitable.
  • single yarn fineness is 4.5 denier or less, and, as for the polyethylene terephthalate fiber for airbags of this invention, it is more preferable that it is 3 denier or less.
  • the more the fiber of a single yarn fineness is used the softer the woven fabric will be, the more excellent the foldability and the better the storage performance.
  • single yarn fineness becomes small covering property improves and, as a result, the air permeability of a fabric can be suppressed. If the single yarn fineness exceeds 4.5 deniers, the foldability and the storage performance of the fabric are deteriorated and the low air permeability is deteriorated, and thus, the airbag fabric does not have a sufficient function.
  • the instantaneous heat strain in 100 degreeC is 1.0 to 5.0%, More preferably, the instantaneous heat strain is 2.0 to 4.0%. If the instantaneous thermal strain of the fiber is less than 1.0%, the energy absorbing capacity applied when the airbag cushion is inflated by the hot gas is poor, and the airbag cushion is likely to burst. In addition, when the instantaneous thermal strain of the fiber exceeds 5.0%, the increase in the length of the fiber at a high temperature causes a problem of uncontrolled expansion gas leakage due to the opening of the bar when the airbag cushion is inflated by the hot gas.
  • the stiffness is preferably 5.0-15.0 N, as assessed by a circular bend measurement method, more preferably. 6.0 ⁇ 9.0N level is suitable. If the stiffness exceeds 15.0N, the fabric becomes stiff, which results in poor storage performance in manufacturing the airbag module and lowers the airbag cushion deployment performance.
  • the hot rod test measured using a rod heated at 350 ° C. for uncoated polyethylene terephthalate fabrics of 50 wt. Do. If the heat resistance measured at 350 ° C. is less than 0.75 seconds, the heat resistance of the fabric for the airbag becomes too low, so that the airbag cushion does not endure high temperature gas and the sewing part of the edge is easily broken. When the heat resistance measured at 350 ° C. exceeds 1.0 second, a higher fineness polyethylene terephthalate yarn should be used, which increases the rigidity of the fabric, resulting in deterioration of module storage capacity of the airbag fabric.
  • the hot rod test measured using a steel rod heated to 450 ° C. for uncoated polyethylene terephthalate fabric having 50 ton of weft yarn density per inch after scouring was preferably 0.45 to 0.65 seconds. Do. When the heat resistance measured at 450 ° C. is less than 0.45 seconds, the heat resistance of the fabric for the airbag becomes too low, so that the airbag cushion does not endure high temperature gas and the sewing part of the edge is easily broken. If the heat resistance measured at 450 ° C. exceeds 0.65 sec, a higher fineness polyethylene terephthalate yarn should be used, which increases the rigidity of the fabric, resulting in deterioration of module storage capacity of the airbag fabric.
  • a woven fabric with polyethylene terephthalate fiber when weaving a woven fabric with polyethylene terephthalate fiber, it is preferable to weave a plain weave having a symmetrical structure, but to obtain a woven fabric having better physical properties, it is optional to use a yarn having a thinner linear density. You can also weave in Panama.
  • Woven fabrics can be used by coating at 15 to 60 g / m 2 weight using a coating agent selected from silicon, polyurethane, acrylic, neoprene and chloroprene to ensure low breathability suitable for airbag fabrics.
  • a coating agent selected from silicon, polyurethane, acrylic, neoprene and chloroprene to ensure low breathability suitable for airbag fabrics.
  • I.V. 1/4 ⁇ [(R.V.-1) / C] + 3/4 ⁇ (In R.V./C)
  • C represents the concentration (g / 100ml) of the sample in solution.
  • Randomly selected from multifilament yarns are made into bundles having about 59 denier.
  • the filament bundle is mounted on a thermomechanical analyzer (TA Instruments, model TMA Q-400) to a length of 10 mm and subjected to a stress of 1.0 gf / den.
  • the test is started 2 minutes after the stress is applied and the temperature is rapidly raised to heat for 30 seconds from 30 ° C to 100 ° C.
  • the instantaneous thermal strain is expressed as a percentage by dividing the increase in sample length when the temperature reaches 100 ° C. by the initial sample length.
  • the rigidity of the fabric is measured by circular bend measurement according to ASTM D4032. At this time, the inclination and weft directions are measured for each, and the average value of the warp and weft directions is expressed in Newton.
  • the sample After leaving the yarn in a standard condition, that is, a constant temperature and humidity chamber at a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 65% for 24 hours, the sample is measured by a tensile tester using the ASTM 2256 method.
  • the filament yarns are woven into plain weave at 50 ⁇ 50 yarn densities per inch in both warp and weft directions.
  • the dough is refined and shrunk in an aqueous bath set in stages from 50 ° C. to 95 ° C. in a continuous refiner and heat set at 200 ° C. for 2 minutes. And it was coated with a weight of 25g / m 2 using a silicone-based coating agent.
  • a DAB (driver airbag) module is manufactured from the coated airbag fabric, and the oven is taken out at 85 ° C. for 4 hours, and then subjected to a static test within a few minutes.
  • the explosive inflator pressure is 180 kPa and the fabric tear, pin hole, and carbonization after the development test are evaluated as "Pass”, and the fabric tear and the pinhole of the sewing part are evaluated.
  • Pass the fabric tear and the pinhole of the sewing part
  • Fabrics for airbags were prepared by using a polyethylene terephthalate yarn having the properties described in Table 1 below to make a fabric density of 50 ⁇ 50 fabrics per inch in both warp and weft directions with a rapier loom.
  • Example 1 In the same manner as in Example 1 with a polyethylene terephthalate yarn having the properties shown in Table 1 was prepared for airbag dough.
  • Example 1 In the same manner as in Example 1 with a polyethylene terephthalate yarn having the properties shown in Table 1 was prepared for airbag dough.
  • a dough for airbags was prepared by weaving plain fabric such that the fabric density was 50 ⁇ 50 fabrics per inch in both warp and weft directions with a rapier loom.
  • Example 2 The dough prepared in Example 1 was refined and shrunk in an aqueous bath set at 50 ° C. to 95 ° C. in a continuous refiner and heat-fixed at 200 ° C. for 2 minutes.
  • the thermal resistance at 350 ° C. and the thermal resistance at 450 ° C. were shown in Table 2 below.
  • the airbag cushion development test results and module storage properties of the fabric fabric was evaluated by making an airbag cushion with a coated fabric heat-treated at 180 ° C. for 2 minutes after coating the silicone-based coating agent at 25 g / m 2 weight.
  • Example 2 The dough prepared in Example 2 was treated in the same manner as in Example 4. Physical properties, airbag cushion development test results and module storage properties of the fabrics are shown in Table 2 below.
  • Example 3 The dough prepared in Example 3 was treated in the same manner as in Example 4. Physical properties, airbag cushion development test results and module storage properties of the fabrics are shown in Table 2 below.
  • the dough prepared in Comparative Example 1 was refined and shrunk in an aqueous bath set in stages from 50 ° C. to 95 ° C. in a continuous refiner, and subjected to heat treatment at 200 ° C. for 2 minutes.
  • the thermal resistance at 350 ° C. and the thermal resistance at 450 ° C. were shown in Table 2 below.
  • the airbag cushion development test results and module storage properties of the fabric fabric was evaluated by making an airbag cushion with a coated fabric heat-treated at 180 ° C. for 2 minutes after coating the silicone-based coating agent at 25 g / m 2 weight.
  • Example 1 Polyethylene terephthalate 500d / 182f 1.06 2.7 8.4 25.0 2.8
  • Example 2 Polyethylene terephthalate 500d / 182f 1.06 2.7 11.0 18.0 3.5
  • Example 3 Polyethylene terephthalate 500d / 120f 1.06 4.2 9.0 22.6 2.3
  • Comparative Example 1 Nylon66 420d / 68f - 6.2 9.7 22.0 1.8
  • Comparative Example 2 Polyethylene terephthalate 420d / 68f 1.06 6.2 7.8 14.0 0.4 Comparative Example 3 Polyethylene terephthalate 500d / 96f 1.06 5.2 7.5 12.0 0.6

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Abstract

본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 이용한 에어백용 직물에 관한 것으로서, 구체적으로는 기존의 나일론66 소재의 원사를 사용한 에어백 직물을 대체할 수 있도록 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유의 강도 및 신도를 조절하여 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 제조하고 이를 이용하여 제조된 열저항성 및 순간 열변형률이 개선된 에어백용 직물에 관한 것이다. 본 발명은 고유점도가 0.8~1.3dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 방사하여 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 포함하는 에어백용 직물에 있어서, 450℃에서의 열저항성이 0.45 내지 0.65초이고, 350℃에서의 열저항성이 0.75 내지 1.0초인 것을 특징으로 한다.

Description

열저항성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 이용한 에어백용 직물
본 발명은 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 이용한 에어백용 직물에 관한 것으로서, 구체적으로는 기존의 나일론66 소재의 원사를 사용한 에어백 직물을 대체할 수 있도록 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유의 강도 및 신도를 조절하여 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 제조하고 이를 이용하여 제조된 열저항성 및 순간 열변형률이 개선된 에어백용 직물에 관한 것이다.
에어백은 충돌시에 원활하게 전개하기 위하여 저통기성이 요구되며, 에어백 자체의 손상 및 파열을 방지하기 위하여 높은 에너지 흡수 능력이 요구된다. 또한 수납성 향상을 위하여 직물 자체의 접힘성 등에 대한 특성이 요구된다. 에어백 직물에서 요구되는 이러한 특성에 적합한 섬유로서 나일론 66 소재가 주로 사용되어 왔다. 하지만, 최근에는 비용절감을 위하여 나일론 66 이외의 섬유 소재에 대한 관심이 높아지고 있다.
에어백으로 사용될 수 있는 섬유로써 폴리에틸렌테레프탈레이트를 들 수 있다. 하지만, 폴리에틸렌테레프탈레이트가 에어백용 원사로 사용되는 경우 에어백 쿠션 모듈 실험에서 솔기가 찢어지는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 에어백의 에너지 흡수 능력이 낮아지지 않는 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 사용하는 것이 중요하다. 또한 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 이용한 에어백용 직물에 있어서, 수납의 용이성을 위하여 유연성을 개선할 필요가 있다.
본 발명은 에너지 흡수능력이 우수하여 에어백 쿠션 전개실험에서 변부 봉재부분의 터짐현상이 개선되고, 에어백 직물의 수납성을 개선할 수 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 이용한 에어백 직물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 고유점도가 0.8~1.3dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 방사하여 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 포함하는 에어백용 직물에 있어서, 상기 에어백용 직물은 아래의 식으로 계산되는 350℃에서의 열저항성이 0.45 내지 0.65초인 것을 특징으로 하는 에어백용 직물을 제공한다.
[식 1]
직물의 열저항성(초)=T1-T2
상기 식에서 T1은 직물 상부 10cm 높이에서 350℃로 가열된 강철막대가 직물을 통과하여 떨어지는 시간이고, T2는 동일한 강철막대가 동일높이에서 떨어지는 시간이다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 고유점도가 0.8~1.3dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 방사하여 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 포함하는 에어백용 직물에 있어서, 상기 에어백용 직물은 아래의 식으로 계산되는 450℃에서의 열저항성이 0.75 내지 1.0초이고, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유는 순간 열변형률이 1.0 내지 5.0%인 것을 특징으로 하는 에어백용 직물을 제공한다.
[식 2]
직물의 열저항성(초)=T3-T4
상기 식에서 T3는 직물 상부 10cm 높이에서 450℃로 가열된 강철막대가 직물을 통과하여 떨어지는 시간이고, T4는 동일한 강철막대가 동일높이에서 떨어지는 시간이다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 에어백용 직물은 강성이 5.0 내지 15.0 N인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유는 상온에서의 강도가 8.0 내지 11.0g/d 이고, 신도가 15% 내지 30%인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유는 순간 열변형률이 1.0 내지 5.0%이고, 단사섬도가 4.5데니어 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제조되는 폴리에틸렌테레프탈레트 에어백용 직물은 종래 에어백 직물의 단점인 유연성 부족과 열저항성을 개선하였다. 그 결과 에어백용 직물을 이용한 에어백 모듈을 제조한 경우, 수납성이 개선되고 에어백 전개시험에서 고온의 팽창가스에 의하여 순간적으로 가해지는 압력과 열에 터지지 않는 에어백용 직물을 제공할 수 있다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유의 강도 및 신도를 조절하여 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 제조하고, 이를 이용하여 열저항성 및 순간열변형률이 우수한 에어백용 직물을 제조함으로써, 에어백 쿠션 전개 시험에서 터지지 않도록 변부 봉재부분이 터짐 현상을 개선되고, 에어백 직물의 접힘성 및 수납성이 개선된 폴리에틸렌테레프탈레이트 에어백용 직물을 제공한다.
본 발명에서는 에어백 내부의 화약 폭발로 발생하는 배출가스의 순간적인 충격에너지를 에어백 직물이 안전하게 흡수하기 위해서 고유점도(IV)가 0.8∼1.3dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 방사하여 얻은 폴리에틸렌테레프탈레이트 멀티필라멘트를 사용한다. 수지의 고유 점도가 0.8 dl/g 미만의 고유점도(IV)를 갖는 폴리에스테르 원사는 에어백으로 사용되기에 충분한 인성을 갖지 않기 때문에 적당하지 않다.
에어백용 합성섬유 멀티 필라멘트를 생성하기 위한 수지로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌-1,2-비스(페녹시)에탄-4,4'-디카르복실레이트, 폴리(1,4-시클로헥실렌-디메틸렌 테레프탈레이트) 및 상기 중합체의 1 종 이상의 반복 단위를 포함하는 공중합체, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트/이소프탈레이트 코폴리에스테르, 폴리부틸렌 테레프탈레이트/나프탈레이트 코폴리에스테르, 폴리부틸렌 테레프탈레이트/데칸디카르복실레이트 코폴리에스테르, 및 상기 중합체 및 공중합체 중 둘 이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다. 이들 중에서, 본 발명에서는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지가 기계적 성질 및 섬유 형성 측면에서 특히 바람직하다.
본 발명의 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유는 상온에서 8.0 내지 11.0g/d이고, 신도가 15 내지 30%인 것이 바람직하다. 본 발명의 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유의 강도가 8.0g/d 미만인 경우에는 제직된 에어백 직물의 인장강도와 인열강도가 낮아서 적합하지 않게 된다.
또한 섬유의 신도는 15% 미만이면 에어백 쿠션이 급팽창 할 때 에너지 흡수 능력이 떨어져서 쿠션이 터지게 되어 적합하지 않게 되고 섬유의 신도가 30%를 초과하게 원사를 제조하면 원사 제조공정 특성상 충분한 강도 발현이 어렵다.
본 발명의 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유는 단사 섬도가 4.5 데니어 이하인 것이 바람직하고, 3 데니어 이하인 것이 보다 바람직하다. 통상, 단사 섬도가 작은 섬유를 이용할수록, 얻어지는 직물은 유연하여 접힘성이 우수하고 수납성이 양호해진다. 또, 단사 섬도가 작아짐과 동시에 커버링성이 향상하고, 그 결과, 직물의 통기성을 억제할 수가 있다. 단사 섬도가 4.5 데니어를 초과하는 경우에는 직물의 접힘성 및 수납성이 저하되고 저통기성이 악화되므로 에어백 직물로서 충분한 기능을 발휘하지 못한다.
본 발명의 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유는 100℃에서의 순간 열 변형률은 1.0 내지 5.0%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 순간 열 변형률이 2.0 내지 4.0%이다. 섬유의 순간 열 변형률이 1.0% 미만인 경우에는 에어백 쿠션이 고온 가스에 의해 팽창될 때 가해지는 에너지 흡수능력이 떨어져서 에어백 쿠션이 터지기 쉽다. 또한 섬유의 순간 열 변형률이 5.0%를 초과하는 경우에는 고온에서의 섬유 길이 증가가 커서 에어백 쿠션이 고온 가스에 의해 팽창될 때 봉재부위 벌어짐으로 인한 제어되지 않는 팽창가스 누출이 발생하는 문제가 있다.
정련축소 가공후 직물의 경위사 밀도가 각각 인치당 50개인 코팅하지 않은 상태의 폴리에틸렌테레프탈레이트 직물에 있어서, 강성(stiffness)은 Circular bend 측정법으로 평가시 5.0~15.0N 수준이 적합하고, 보다 바람직하게는 6.0~9.0N 수준이 적합하다. 강성(stiffness)이 15.0N을 초과하게 되면 직물이 뻣뻣하게 되어 에어백 모듈 제조시 수납성이 나빠지게 되고 에어백 쿠션 전개성능도 저하하게 된다.
정련축소 가공후 직물의 경위사 밀도가 각각 인치당 50개인 코팅하지 않은 상태의 폴리에틸렌테레프탈레이트 직물에 대하여 350℃로 가열된 막대를 사용하여 측정한 열저항성(hot rod test)은 0.75 내지 1.0초인 것이 바람직하다. 350℃에서 측정한 열저항성이 0.75초 미만이면 에어백용 직물의 내열성이 너무 낮아지게 되어 에어백 쿠션 전개시 고온의 가스에 견디지 못하고 변부의 봉제부분 등이 잘 터지게 된다. 350℃에서 측정한 열저항성이 1.0초를 초과하는 경우는 보다 높은 섬도의 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 사용해야 하기 때문에 직물의 강성이 높아져서 에어백 직물의 모듈 수납성이 나빠지는 단점이 발생하게 된다.
정련축소 가공후 직물의 경위사 밀도가 각각 인치당 50개인 코팅하지 않은 상태의 폴리에틸렌테레프탈레이트 직물에 대하여 450℃로 가열한 스틸막대를 사용한 측정한 열저항성(Hot rod test)은 0.45 내지 0.65초인 것이 바람직하다. 450℃에서 측정한 열저항성이 0.45초 미만이면 에어백용 직물의 내열성이 너무 낮아지게 되어 에어백 쿠션 전개시 고온의 가스에 견디지 못하고 변부의 봉제부분 등이 잘 터지게 된다. 450℃에서 측정한 열저항성이 0.65초를 초과하는 경우는 보다 높은 섬도의 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 사용해야 하기 때문에 직물의 강성이 높아져서 에어백 직물의 모듈 수납성이 나빠지는 단점이 발생하게 된다.
본 발명에서 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유로 직물을 제직할 때에는, 대칭구조를 갖는 평직을 제직하는 것이 바람직하지만, 선택적으로 보다 양호한 물성을 가진 직물을 얻기 위하여 보다 가는 선밀도를 갖는 사를 이용하여 대칭구조의 2/2 파나마직으로 제직할 수도 있다.
제직된 직물은 에어백 직물에 적합한 저통기성을 확보하기 위하여 실리콘계, 폴리우레탄계, 아크릴계, 네오프렌계, 클로로프렌계 중에서 선택되어진 코팅제를 사용하여 15~60g/m2 중량으로 코팅하여 사용할수 있다.
실시예 및 비교예의 물성 평가는 아래와 같이 측정 또는 평가하였다.
1) 고유점도(I.V.)
페놀과 1,1,2,2-테트라클로로에탄올 6:4(무게비)로 혼합한 시약(90℃)에 시료 0.1g을 90분간 용해시킨 후 우베로데(Ubbelohde) 점도계에 옮겨 담아 30℃ 항온조에서 10분간 유지시키고, 점도계와 애스피레이터(Aspirator)를 이용하여 용액의 낙하초수를 구한다. 솔벤트의 낙하초수도 상기와 같은 방법으로 구한 아래의 수학식에 의해 R.V.값 및 I.V. 값을 계산하였다.
R.V. = 시료의 낙하초수/솔벤트 낙하초수
I.V. = 1/4 × [(R.V.- 1)/C] + 3/4 × (In R.V./C)
상기 식에서 C는 용액중의 시료의 농도(g/100㎖)를 나타낸다.
2) 순간 열 변형률 측정
멀티 필라멘트 원사로부터 무작위로 선택하여 약 59 데니어를 갖는 다발로 만든다. 열 기계 분석기(TA Instruments, TMA Q-400모델)에 이 필라멘트 다발을 길이 10 ㎜가 되도록 탑재하고 1.0 gf/den의 응력을 가한다. 응력을 가한 후 2분후 시험을 시작하여 30℃에서 100℃까지 30초 동안 가열되도록 급속히 승온시킨다. 순간 열 변형률은 온도가 100 ℃에 이르렀을 때의 시료 길이 증가치를 초기 시료 길이로 나누어 백분율로 표시한다.
3) 직물의 강성(Stiffness) 측정
ASTM D4032 규격에 따라서 Circular bend 측정법으로 직물의 강성을 측정한다. 이때 경사, 위사 방향 각각에 대하여 측정하고 경, 위사 방향 평균치를 뉴우튼(N) 단위로 표시한다.
4) 직물의 열저항성 측정방법(350℃ Hot rod test)
무게가 50g이고 직경이 10mm인 원기둥 모양의 스틸 소재 막대를 350℃로 가열하여 에어백 원단 상부 10cm 높이에서 수직으로 낙하시켰을때 가열된 막대가 원단을 뚫고 밑으로 떨어지는 시간 T1을 측정하고, 원단이 없는 상태에서 막대가 떨어지는 시간 T2를 측정하여, 아래의 계산식으로 열저항성을 측정한다. 이때 에어백 원단은 접지 않고 1겹에 대해서 측정한다.
[식 1]
직물의 열저항성(sec.) = T1-T2
5) 직물의 열저항성 측정방법(450℃ Hot rod test)
무게가 50g이고 직경이 10mm인 원기둥 모양의 스틸(steel)소재 막대를 450℃로 가열하여 에어백 원단 상부 10cm 높이에서 수직으로 낙하시켰을 때 가열된 막대(rod)가 원단을 뚫고 밑으로 떨어지는 시간 T3를 측정하고 원단이 없는 상태에서 막대가 떨어지는 시간 T4를 측정하여, 아래의 계산식으로 열저항성을 측정한다. 이때 에어백 원단은 접지 않고 1겹에 대해서 측정한다.
[식 2]
직물의 열저항성(sec.) = T3-T4
6) 원사의 강신도 측정방법
원사를 표준상태인 조건, 즉 25℃ 온도와 상대습도 65%인 상태인 항온 항습실에서 24시간 방치 후 ASTM 2256 방법으로 시료를 인장 시험기를 통해 측정한다.
7) 직물의 제직과 코팅
필라멘트 원사를 경사 방향 및 위사 방향 둘 모두에서 인치당 50×50개의 원사 밀도로 평직으로 제직한다. 생지를 연속정련기에서 50℃에서 95℃까지 단계적으로 설정한 수성욕에서 정련 및 수축시키고, 200 ℃에서 2 분 동안 열 고정한다. 그리고 실리콘계 코팅제를 사용하여 25g/m2 중량으로 코팅하였다.
8) 에어백 쿠션의 전개 시험
코팅된 에어백 원단으로 DAB(driver airbag) 모듈을 제작하여 85℃에서 4시간 오븐 방치 후 꺼내서 수분 이내 전개 테스트(static test)를 실시한다. 이때 화약식 인플레이터 압력은 180 kPa 조건이며 전개 시험후 원단 찢어짐, 핀홀(pin hole) 발생, 및 원단 탄화 현상이 발생하지 않는 경우에 "Pass"로 평가하고, 원단 찢어짐, 봉제부 핀홀 (pin hole) 발생, 또는 원단 탄화 현상 중 어느 한 가지라도 발생한 경우에는 "Fail"로 평가하였다.
이하에서 실시예를 들어서 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명의 권리범위가 아래 실시예와 비교예에 의하여 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
아래 표 1에 기재된 특성을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사로 레피어 직기로 경사방향 및 위사방향 둘 모두에서 직물밀도가 인치 당 50×50개 직물이 되도록 평직하여 에어백용 생지를 제조하였다.
실시예 2
아래 표 1에 기재된 특성을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사로 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백용 생지를 제조하였다.
실시예 3
아래 표 1에 기재된 특성을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사로 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백용 생지를 제조하였다.
비교예 1
아래 표 1에 기재된 특성을 갖는 나일론66 원사를 이용하여 레피어 직기로 경사방향 및 위사방향 둘 모두에서 직물밀도가 인치 당 50×50개 직물이 되도록 평직하여 에어백용 생지를 제조하였다.
비교예 2
아래 표 1에 기재된 특성을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사로 비교예 1과 동일한 방법으로 에어백용 생지를 제조하였다.
비교예 3
아래 표 1에 기재된 특성을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사로 비교예 1과 동일한 방법으로 에어백용 생지를 제조하였다.
실시예 4
실시예 1에서 제조된 생지를 연속정련기에서 50℃에서 95℃까지 단계적으로 설정한 수성욕에서 정련 및 수축시키고, 200 ℃에서 2 분 동안 열 고정하여 처리한 코팅하지 않은 상태에서 직물의 강성, 350℃에서의 열저항성 및 450℃에서의 열저항성을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.
또한 제조된 직물에 실리콘계 코팅제를 25g/m2 중량으로 코팅후 180 ℃에서 2분 열처리한 코팅 직물로 에어백 쿠션을 만들어 평가한 에어백 쿠션 전개시험 결과와 모듈수납성을 표 2에 나타내었다.
실시예 5
실시예 2에서 제조된 생지를 실시예 4와 동일한 방법으로 처리하였다. 제조된 직물의 물성과 에어백 쿠션 전개시험 결과와 모듈수납성은 하기 표 2에 나타내었다.
실시예 6
실시예 3에서 제조된 생지를 실시예 4와 동일한 방법으로 처리하였다. 제조된 직물의 물성과 에어백 쿠션 전개시험 결과와 모듈수납성은 하기 표 2에 나타내었다.
비교예 4
비교예 1에서 제조된 생지를 연속정련기에서 50℃에서 95℃까지 단계적으로 설정한 수성욕에서 정련 및 수축시키고, 200 ℃에서 2 분 동안 열 고정하여 처리한 코팅하지 않은 상태에서 직물의 강성, 350℃에서의 열저항성 및 450℃에서의 열저항성을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다
또한 제조된 직물에 실리콘계 코팅제를 25g/m2 중량으로 코팅후 180 ℃에서 2분 열처리한 코팅 직물로 에어백 쿠션을 만들어 평가한 에어백 쿠션 전개시험 결과와 모듈수납성을 표 2에 나타내었다.
비교예 5
비교예 2에서 제조된 생지를 비교예 3과 동일한 방법으로 처리하였다. 제조된 직물의 물성과 에어백 쿠션 전개시험 결과와 모듈수납성은 하기 표 2에 나타내었다.
비교예 6
비교예 3에서 제조된 생지를 비교예 3과 동일한 방법으로 처리하였다. 제조된 직물의 물성과 에어백 쿠션 전개시험 결과와 모듈수납성은 하기 표 2에 나타내었다.
표 1
구분 소재 사종 고유점도(dl/g) 단사섬도(den) 강도(g/den) 신도(%) 순간열변형율(%)
실시예1 폴리에틸렌테레프탈레이트 500d/182f 1.06 2.7 8.4 25.0 2.8
실시예2 폴리에틸렌테레프탈레이트 500d/182f 1.06 2.7 11.0 18.0 3.5
실시예3 폴리에틸렌테레프탈레이트 500d/120f 1.06 4.2 9.0 22.6 2.3
비교예1 나일론66 420d/68f - 6.2 9.7 22.0 1.8
비교예2 폴리에틸렌테레프탈레이트 420d/68f 1.06 6.2 7.8 14.0 0.4
비교예3 폴리에틸렌테레프탈레이트 500d/96f 1.06 5.2 7.5 12.0 0.6
표 2
구분 직물의 강성(N) 350℃ 열저항성(sec.) 450℃ 열저항성(sec.) 에어백 쿠션전개 시험 에어백 직물모듈 수납성
실시예4 7.4 0.94 0.56 PASS 우수
실시예5 7.6 0.97 0.62 PASS 우수
실시예6 13.7 0.87 0.50 PASS 보통
비교예4 6.9 0.79 0.46 PASS 우수
비교예5 15.4 0.69 0.39 FAIL 나쁨
비교예6 17.5 0.73 0.42 FAIL 나쁨

Claims (6)

  1. 고유점도가 0.8~1.3dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 방사하여 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 포함하는 에어백용 직물에 있어서,
    상기 에어백용 직물은 아래의 식으로 계산되는 350℃에서의 열저항성이 0.75 내지 1.0초인 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.
    [식 1]
    직물의 열저항성(초)=T1-T2
    (상기 식에서 T1은 직물 상부 10cm 높이에서 350℃로 가열된 강철막대가 직물을 통과하여 떨어지는 시간이고, T2는 동일한 강철막대가 동일높이에서 떨어지는 시간이다.)
  2. 고유점도가 0.8~1.3dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 방사하여 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 포함하는 에어백용 직물에 있어서,
    상기 에어백용 직물은 아래의 식으로 계산되는 450℃에서의 열저항성이 0.45 내지 0.65초인 것을 특징으로 하는, 특징으로 하는 에어백용 직물.
    [식 2]
    직물의 열저항성(초)=T3-T4
    (상기 식에서 T3는 직물 상부 10cm 높이에서 450℃로 가열된 강철막대가 직물을 통과하여 떨어지는 시간이고, T4는 동일한 강철막대가 동일높이에서 떨어지는 시간이다.)
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유는 순간 열변형률이 1.0 내지 5.0%인 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 에어백용 직물은 강성이 5.0 내지 15.0 N인 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유는 상온에서의 강도가 8.0g/d 내지 11.0g/d 이고, 신도가 15% 내지 30%인 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유는 단사섬도가 4.5데니어 이하인 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.
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