WO2016052961A1 - 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법 - Google Patents

에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법 Download PDF

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polyester
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진혜승
이상목
김기웅
윤정훈
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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a polyester fabric for airbags, and more specifically, to prevent or minimize the dropping of the sizing agent imparted to the yarn during the weaving process through a sizing process. Rather, after the weaving process is completed, the binder is effectively removed from the fiber substrate, thereby maximizing the peel strength between the fiber substrate and the coating layer to be subsequently formed and lowering the stiffness of the airbag fabric. It relates to a manufacturing method.
  • the airbag When the impact sensor detects a shock applied to the vehicle during a collision or overturning of a vehicle running at a predetermined speed or more, the airbag is inflated and deployed to protect the driver and passenger of the vehicle from an accident.
  • the airbag fabric further includes a coating layer to increase the airtightness of the fabric in addition to the fiber substrate.
  • Polyamide yarns such as nylon 66 were mainly used for the fabrication of the fibrous base, but recently, research and development on polyester yarns for airbags, which can replace polyamide yarns, have recently been carried out to satisfy the requirements of cost reduction. have.
  • the fibrous substrate may be a woven fabric of plain weave or basket weave or one piece of woven (OPW) type fabric. Fabrics are made by crossing warp and weft by various methods. For example, according to plain weave, the warps form a space alternately and periodically ascending and descending between a relatively high position and a relatively low position, and the wefts are inserted into the space such that they cross at almost right angles to the slopes. do.
  • plain weave the warps form a space alternately and periodically ascending and descending between a relatively high position and a relatively low position, and the wefts are inserted into the space such that they cross at almost right angles to the slopes. do.
  • the warp used for weaving may be prepared by sequentially performing warping, sizing, beaming, drawing-in, and the like.
  • the canning process is a process of extracting warps from a creel, arranging warps according to the designed warp density and width, and winding the warp warp beams by the length of the designed fabric.
  • the beaming process is a process of combining the warp yarns provided from the plurality of regular beams into the warp bone number of the designed fabric and winding them to a loom beam.
  • the protection process is a process of applying a sizing agent to the warp yarns to improve the focusing and weaving properties just before winding the warp yarns to the loom beam.
  • a diameter process is a process of fitting the warp wound around the loom beam to a dropper, a heald, and a reed.
  • the fabric is completed by performing a weaving process that intersects the warps thus prepared with the wefts.
  • the conventionally used agent in the protection process is an acrylic agent.
  • the acrylic adhesive has a problem that the adhesive force with the polyester yarn is not as good as the adhesive force with the polyamide yarn, so that the acrylic adhesive is dropped from the polyester yarn during the weaving process.
  • the glue attached to the yarn acts as an impurity to not only weaken the peel strength between the fiber base and the coating layer but also increase the stiffness of the airbag fabric.
  • the adhesive force between the fiber base and the coating layer may be further lowered due to factors such as humidity, thereby causing the airbag to be deployed by the inflator. There is a great risk when the coating layer is easily peeled off from the fibrous substrate.
  • the present invention relates to a method of manufacturing a polyester fabric for an air bag that can prevent problems caused by the above limitations and disadvantages of the related art.
  • One aspect of the present invention not only can prevent or minimize the dropping of the yarn imparted to the yarn through the protection process, but also effectively removes the glue from the fiber base after the weaving process is completed. It is to provide a method of manufacturing a polyester fabric for airbags that can maximize the peel strength between the coating layer to be subsequently formed on it and lower the stiffness of the airbag fabric.
  • adding a polyester-based glue to the polyester yarn Preparing a fibrous base material using the polyester yarn to which the hoist is applied; removing the glue from the fiber substrate under alkaline conditions of pH 8-10; And forming a coating layer for improving air-tightness on the fiber substrate from which the glue is removed.
  • the elimination step may include passing the fiber substrate through a scouring solution of pH 8-10.
  • the refining solution may include water and an alkali compound dissolved in the water, a permeating agent, an insolubilizing agent, and a desizing agent.
  • the refining liquid 100 parts by weight of an alkali compound, 160 to 190 parts by weight of a penetrant, 190 to 220 parts by weight of a solubilizer, and 450 to 550 parts by weight of a hair blowing agent are dissolved in the water.
  • the elimination step may further include passing the fibrous base material having passed through the refining liquid through a washing liquid.
  • the washing liquid may be made of only water.
  • the refining liquid is contained in the first and second refining tanks, the washing liquid is contained in the first, second, and third washing tanks, the refining liquid of the first refining tank is maintained at 50 to 70 °C And the refining liquid of the second refining tank is maintained at 75 to 95 ° C, the flushing liquid of the first handmade tank is maintained at 70 to 90 ° C, and the washing liquid of the second handmade tank is maintained at 70 to 90 ° C. And, the washing liquid of the third washing tank can be maintained at 40 to 60 °C.
  • the fiber substrate may pass through the refining liquid and the washing liquid at a speed of 10 to 21 m / min.
  • the heat setting step may be performed at 150 to 190 °C.
  • the present invention it is possible to prevent or minimize the dropping of the coating during the weaving process and to improve the processability by using the coating having a good adhesion to the polyester yarn used in the production of the fiber base.
  • the airbag manufactured using the airbag fabric of the present invention may have excellent folding and storage properties due to the low stiffness of the fabric, and may exhibit excellent pressure resistance performance due to the high peel strength between the fiber base and the coating layer. As a result, the safety of the occupants, which is the original purpose, can be more assured.
  • a polyester-based agent means a polyester-based agent
  • an acrylic-based agent means an acrylic resin-based agent
  • Method for producing a polyester fabric for airbags of the present invention comprises the steps of preparing a polyester yarn, adding a polyester-based foil to the polyester yarn, manufacturing a fiber substrate using the polyester yarn to which the foil is applied, removing the foam from the fiber substrate under alkaline conditions of pH 8-10, and forming a coating layer for improving air-tightness on the fiber substrate from which the foam is removed.
  • Polyester yarns are defined herein as yarns comprising at least 90 mol% of polyester resins (eg, PET).
  • the polyester yarn is melt-spun polyester polymer (for example, PET) at a spinning speed of 300 to 1,000 m / min at 270 to 320 °C to produce a polyester non-drawn yarn, the polyester non-drawn yarn 5 It may be prepared by stretching at a total draw ratio of from 7 to 7.
  • a non-stretched polyester can be manufactured by performing a cooling process using a cooling wind at 15 to 60 ° C. The stretching process may be carried out after passing the undrawn yarn through the roller roller under the condition of 0.2 to 2% of oil pick-up amount. A process of heat-setting the stretched yarn at 170 to 250 ° C. may be additionally performed.
  • the polyester yarn may be made by direct spinning & drawing (DSD), where spinning and drawing are performed in a single process continuously.
  • DSD direct spinning & drawing
  • the polyester yarn may comprise a plurality of monofilaments having a fineness of 2.5 to 5.5 denier, and may have a total fineness of 315 to 600 denier.
  • the fineness of the monofilament should be at least 2.5 denier to prevent or minimize the occurrence of trimming during the spinning process.
  • the fineness of the monofilament is preferably 5.5 denier or less.
  • the total fineness of the yarn must be at least 315 denier in order to maintain excellent mechanical properties (eg, strength) in terms of absorption performance that can absorb high-pressure deployment energy during airbag deployment.
  • the total fineness of the yarn is preferably 600 denier or less for the folding and weight reduction of the airbag.
  • the polyester yarn is imparted.
  • the coating agent is required not only to be able to improve the weaving of the yarn, but also to have excellent adhesion to the yarn used for the production of the fibrous substrate. If the adhesion between the yarn and the adhesive is not good, a problem arises that the adhesive is dropped during the weaving process.
  • the conventionally used agent for improving the weaving property of the fabric for airbag is an acrylic agent.
  • the acrylic adhesive has a problem that the adhesive force with the polyester yarn is not as good as the adhesive force with the polyamide yarn, so that the acrylic adhesive is dropped from the polyester yarn during the weaving process.
  • the polyester-based foaming agent not only can improve the weaving property of the polyester yarn, but also has excellent adhesion with the polyester yarn.
  • the favorable agent added to the said polyester yarn contains a polyester resin.
  • the polyester wetting agent is added to the polyester yarn in place of the acrylic wetting agent, followed by the weaving step, thereby preventing or minimizing the dropping of the hog during the weaving step and improving processability.
  • Fibrous substrates produced using the inventive polyester yarns may be woven or knitted fabrics having warp and weft yarns.
  • the fibrous substrate may be a woven or plain weave woven fabric or an OPW (One Piece Woven) type fabric.
  • the fiber substrate may be a fabric having a cover factor (CF) of 1,800 to 2,460 defined by Equation 1 below.
  • CF cover factor
  • Equation 1 Inclined density (bone / inch) ⁇ [Degree of fineness] 1/2 + Weft density (bone / inch) ⁇ [Weft fineness (denier) 1/2
  • the cover factor of the fiber base is less than 1,800, even if the coating layer is formed, the air barrier property and the pressure resistance performance of the airbag fabric may not satisfy the demands of the industry. On the other hand, if the cover factor exceeds 2460, the folding property of the airbag is reduced to such an extent that it is difficult to receive the airbag.
  • the fiber substrate of the present invention thus produced still contains a polyester-based auxiliary agent.
  • the inhibitor on / in the fiber substrate acts as an impurity to not only weaken the peel strength between the fiber substrate and the coating layer to be formed in a subsequent process but also increase the stiffness of the airbag fabric.
  • the low peel strength between the fibrous substrate and the coating layer allows the coating layer to be easily peeled from the fibrous substrate when the airbag is deployed, thereby degrading the air barrier and pressure resistance performance of the airbag required for passenger protection.
  • the high stiffness of the airbag fabric deteriorates the foldability of the airbag.
  • a process for removing the polyester-based foil from the fiber substrate is performed.
  • the present inventors when applying a very strong alkaline conditions of pH 11 or more that is applied when removing the acrylic foam commonly used in the art also in the polyester-based foam removal process, the polyester resin contained in the foam is fiber base It was found that stiffening occurred within. It is speculated that salt formation by acid-base reactions causes this phenomenon. This phenomenon causes a problem that the stiffness of the airbag fabric is increased and thus the folding property of the airbag is lowered.
  • the inventors have found that the polyester binder is most effectively removed from the fiber substrate when applying relatively weak alkali conditions of pH 8-10 in the process of removing the polyester binder from the fiber substrate. was found to be.
  • the elimination process of the present invention may include passing the fiber substrate through a scouring solution of pH 8-10.
  • the refining solution may include water and an alkali compound dissolved in the water, a permeating agent, an insolubilizing agent, and a desizing agent.
  • the refining solution may be 100 parts by weight of the alkali compound, 160 to 190 parts by weight of the penetrant, 190 to 220 parts by weight of the insolubilizer, and 450 to 550 parts by weight of the hair blowing agent may be dissolved in the water.
  • the refinement of the present invention dissolves about 2.2 kg of alkali compound, about 1.7 to 1.8 kg of penetrant, about 2 to 2.1 kg of insoluble, and about 4.9 to 5.1 kg of heading agent in about 3 tons of water.
  • the alkali compound may be sodium hydroxide (NaOH), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), or a mixture thereof, preferably sodium hydroxide.
  • the penetrant is intended to allow the refining solution to penetrate into the fibrous substrate, and the insolubilizing agent is to keep impurities such as a repellent in a solid state without dissolving in the refining liquid. It is to.
  • the refining solution is prepared so that the above-mentioned components are mixed well. For example, about half of the vessel is filled with water, water-soluble alkali compounds such as sodium hydroxide are added, followed by stirring to mix water and the alkali compounds well. Subsequently, the remaining ingredients such as the penetrant, the insolubilizing agent, the heading agent and the like are further added and then stirred.
  • the refining solution thus prepared is transferred to a refining tank.
  • the elimination process of the present invention may further include passing the fibrous substrate having passed through the refining solution through the washing liquid contained in the washing tank.
  • the washing liquid may be made of only water.
  • the refining liquid may be contained in a plurality of refining tanks and the washing liquid may also be contained in a plurality of washing tanks.
  • the fibrous substrate may pass sequentially through the first and second refining baths and the first, second, and third flush baths.
  • the refining liquid of the first refining tank is 50 to 70 °C
  • the refining liquid of the second refining tank is 75 to 95 °C
  • the washing liquid of the first washing tank may be maintained at 70 to 90 ° C.
  • the washing liquid of the second washing tank is 70 to 90 ° C.
  • the washing liquid of the third washing tank is 40 to 60 ° C., respectively.
  • the refining liquid and the washing liquid are most preferably maintained at substantially the same temperature in view of the effect of removing the inhibitor.
  • the fiber substrate in order to effectively remove impurities such as foam from the fiber substrate and to minimize the shrinkage of the fiber substrate, is substantially the same speed, for example 10 to 10 Can pass at a speed of 21 m / min.
  • a process for drying the wet fibrous substrate which has passed through the washing liquid may be carried out.
  • the drying process may be performed using a steam cylinder. This drying process helps the subsequent heat setting process to be carried out effectively.
  • a heat setting process may be performed to fix the shape so that the dried fibrous substrate is not deformed by external influences.
  • the heat setting step may be carried out at 150 to 190 °C.
  • the cooled fiber substrate is wound up after a cooling process for lowering the temperature of the fiber substrate is performed.
  • the cooling process may be performed using a cooling cylinder.
  • a coating layer is formed on the fibrous substrate from which the polyester-based adhesive is removed.
  • the coating layer is intended to improve the mechanical properties, airtightness, air barrier property, and pressure resistance retention performance of the airbag fabric.
  • the coating layer may be formed on one side or both sides of the fiber substrate.
  • One or more selected from the group consisting of powdered silicone, liquid silicone, polyurethane, chloroprene, neoprene, polyvinylchloride, and emulsion silicone may be used to form the coating layer.
  • the coating layer preferably comprises powdered silicone, liquid silicone, water-dispersed polyurethane or mixtures thereof.
  • the coating amount per unit area of the coating layer is 15 to 150 g / m 2 , preferably 20 to 140 g / m 2 , and more preferably 30 to 130 g / m 2 .
  • the coating amount is less than 15 g / m 2 it is not possible to obtain excellent scrub resistance characteristics and pressure resistance performance.
  • the coating amount exceeds 150 g / m 2 The folding and storage of the air bag is significantly reduced.
  • the coating layer may be formed through conventional coating methods such as knife coating, doctor blade coating, spray coating, and the like, and knife coating is preferable in terms of uniformity of the coating.
  • a vulcanization process for curing the coating agent may be further performed.
  • the vulcanization process may be performed at 150 to 200 ° C. for 120 to 350 seconds.
  • PET-based foam (Huntsman, trade name: TESCOL® PRS warp size) was added to a polyester (PET) yarn having a total fineness of about 500 denier, and covered by carrying out plain weave using the polyester yarn to which the foam was attached.
  • a fabric of factor 2400 was prepared.
  • the refining solution is about 2.2 kg of sodium hydroxide in about 3 tons of water, about 1.7 kg of penetrant (Nika Korea, trade name: P-350), about 2 kg of insoluble solvent (Nika Korea, brand name: K-2500 ), Was prepared by dissolving about 5 kg of a hair blowing agent (Telon Co., Texlon CD), and the wash liquid consisted of water only.
  • the refining liquid of the first refining tank is about 60 ° C
  • the refining liquid of the second refining tank is about 85 ° C
  • the washing liquid of the first handmade tank is about 80 ° C
  • the washing liquid of the second refining tank is about 80 ° C
  • the washing liquids of the third washing tanks were respectively maintained at about 50 ° C.
  • the fabric was then dried using a steam cylinder and then heat set by passing through a plurality of chambers maintained at 150 to 190 ° C.
  • the silicone coating agent based on the liquid silicone resin was coated on the fiber substrate thus prepared in a coating amount of 95 g / m 2 using a knife coating method and dried. Subsequently, the coating agent was cured by performing a vulcanization process at 200 ° C. for 300 seconds to complete an airbag fabric having a silicon coating layer.
  • the amount of sodium hydroxide dissolved in water during the preparation of the refining liquid was about 3 kg, and the airbag fabric was completed in the same manner as in Example 1 except that the pH of the refining liquid was 9.
  • An airbag fabric was completed in the same manner as in Example 1, except that the amount of sodium hydroxide dissolved in water was about 3.8 kg and the pH of the refining solution was 10.
  • the airbag in the same manner as in Example 1, except that the refining liquid of the first and second refining tanks and the washing liquid of the first, second and third washing tanks were all maintained at 80 ° C in the same manner.
  • the fabric is completed.
  • the amount of sodium hydroxide dissolved in water during preparation of the refining solution was about 6 kg, and the airbag fabric was completed in the same manner as in Comparative Example 1, except that the pH of the refining solution was 14. Similarly to Comparative Example 1, the phenomenon of dropping of the adhesive during fabric production occurred.
  • An airbag fabric was completed in the same manner as in Example 1 except that the amount of sodium hydroxide dissolved in water was about 4.2 kg and the pH of the refining solution was 11 when preparing the refining solution.
  • the amount of the remaining residual agent in the heat-set fabrics (before forming the coating layer) obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 was determined using the Soxhlet extraction method, respectively.
  • the weight (W F ) of the specimen of the fabric was measured.
  • the extract remaining on the fabric specimen was extracted using an ethyl ether solvent according to Soxhlet extraction.
  • the weight (W E ) of the extract obtained by evaporating ether and water from the extract was measured.
  • the arc content of the heat-set fabric was calculated by Equation 2 below, and the results are shown in Table 1 below.
  • Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Comparative Example 3 Residual inhibitor content (%) 0.33 0.36 0.4 0.29 0.42 0.36 0.48
  • a sample of 100 mm ⁇ 200 mm was taken from the airbag fabric, and the sample prepared on the pedestal was folded in half, and then placed on the pedestal, and when the sample was pressed with a bar from the top, the force of pushing down the fabric through the hole of the pedestal was measured. .
  • the scrub resistance of the fabric was evaluated using a scrub resistance measurement apparatus according to ISO 5981.
  • the specimen was cut with an airbag fabric and the fabric was pressed by a press in the apparatus, and both sides of the fabric specimen were repeatedly held and scrub-resistant tested.
  • the scrub resistance measurement is measured by measuring the total number of reciprocating motions of the wearer under the condition of pressure force 10N. If the coating layer does not peel off after every 50 strokes, it is "passed” and continues. When the reciprocating motion was carried out, and the coating layer was peeled off, it was treated as "fail", and the number of strokes after stopping the reciprocating motion and immediately before the coating layer was peeled off from the fabric was regarded as an index indicating the peel strength of the airbag fabric.
  • Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Comparative Example 3 Lecture degree (kgf) 1.89 1.93 1.83 1.78 1.85 1.82 4.74 Peel Strength (stroke No.) 3000 2900 2800 3000 2500 2700 2300
  • the airbag fabric of the airbag fabricated by Comparative Example 3 exceeds 3.5 kgf, when the fabric of the airbag exceeds 3.5 kgf in the normal form by the air pressure when used as a vehicle airbag There is a problem that does not develop.
  • the coating layer was separated from the fabric immediately after enduring only 2300 strokes, thereby showing a relatively low peel strength compared to the airbag fabrics of Examples 1 to 4.

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Abstract

원사에 부여된 호제가 제직공정 중에 탈락하는 것을 방지하거나 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 제직공정이 완료된 후에 상기 호제를 섬유 기재로부터 효과적으로 제거함으로써 상기 섬유 기재와 그 위에 후속적으로 형성될 코팅층 사이의 박리강도를 극대화시키고 에어백 원단의 강연도를 낮출 수 있는 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법이 개시된다. 본 발명의 방법은, 폴리에스테르 원사에 폴리에스테르계 호제를 가하는 단계; 상기 호제가 가해진 폴리에스테르 원사를 이용하여 섬유 기재를 제조하는 단계; pH 8-10의 알칼리 조건 하에서 상기 섬유 기재로부터 상기 호제를 제거하는 단계; 및 상기 호제가 제거된 섬유 기재 상에 기밀성(air-tightness) 향상을 위한 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법
본 발명은 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 가호(sizing)공정을 통해 원사에 부여된 호제(sizing agent)가 제직공정 중에 탈락하는 것을 방지하거나 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 제직공정이 완료된 후에 상기 호제를 섬유 기재로부터 효과적으로 제거함으로써 상기 섬유 기재와 그 위에 후속적으로 형성될 코팅층 사이의 박리강도를 극대화시키고 에어백 원단의 강연도를 낮출 수 있는 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법에 관한 것이다.
소정 속도 이상으로 주행중인 차량의 충돌 또는 전복시 차량에 가해지는 충격을 충격감지센서가 감지하면, 에어백이 팽창 전개됨으로써 차량의 운전자 및 승객이 사고로부터 보호된다.
일반적으로, 에어백용 원단은 섬유 기재(textile substrate) 외에 원단의 기밀성을 높이기 위한 코팅층(coating layer)을 더 포함한다.
섬유 기재의 제조를 위하여 나일론 66 등의 폴리아미드 원사가 주로 사용되었으나, 비용절감 등의 요구를 만족시키기 위하여 최근에는 폴리아미드 원사를 대체할 수 있는 에어백용 폴리에스테르 원사에 대한 연구 및 개발이 진행되고 있다.
섬유 기재는 평직(plain weave) 또는 바스켓직(basket weave)으로 제직된 직물 또는 OPW(One Piece Woven) 타입의 직물일 수 있다. 직물은 다양한 방법에 의해 경사(warp)와 위사(weft)를 교차시킴으로써 제조된다. 예를 들어, 평직에 의하면, 경사들이 상대적으로 높은 위치와 상대적으로 낮은 위치 사이에서 교호적으로 그리고 주기적으로 승하강하면서 공간을 형성하고, 위사들이 상기 경사들과 거의 직각으로 교차되도록 상기 공간으로 삽입된다.
제직에 사용되는 경사는 정경공정(warping), 가호공정(sizing), 비밍공정(beaming), 통경공정(drawing-in) 등을 순차적으로 수행함으로써 준비될 수 있다. 정경공정은, 크릴(creel)로부터 경사들을 풀어내어 설계된 경사 밀도와 폭에 맞추어 경사들을 배열하고 설계된 직물의 길이만큼 상기 경사들을 정경빔(warper beam)에 감는 공정이다. 비밍공정은, 다수의 정경빔으로부터 제공되는 경사들을 설계된 직물의 경사 본(本)수로 합본하여 직기빔(loom beam)에 감는 공정이다. 가호공정은, 상기 경사들을 직기빔에 감기 직전에 그 집속성 및 제직성을 향상시키기 위하여 호제(sizing agent)를 상기 경사들에 부여하는 공정이다. 통경공정은, 직기빔에 감겨 있는 경사들을 드로퍼(dropper), 종광(heald), 및 바디(reed)에 끼우는 공정이다. 이렇게 준비된 경사들을 위사들과 교차시키는 제직 공정이 수행됨으로써 직물이 완성된다.
에어백용 직물의 제직성 향상을 위하여 가호공정에서 통상적으로 이용되고 있는 호제는 아크릴계 호제이다. 그러나, 아크릴계 호제는 폴리에스테르 원사와의 접착력이 폴리아미드 원사와의 접착력에 비해 좋지 않아 제직 공정 중에 폴리에스테르 원사로부터 탈락하는 문제가 발생하고 있다.
한편, 일단 제직 공정이 완료된 후에는, 원사에 붙어있는 호제가 불순물로 작용하여 섬유 기재와 코팅층 사이의 박리강도를 약화시킬 뿐만 아니라 에어백 원단의 강연도(stiffness)를 증가시킨다. 특히, 자동차에 장착된 에어백은 사고 발생 전까지 밀폐된 공간에 장시간 보관되기 때문에, 습도 등의 요인들로 인해 섬유 기재와 코팅층 사이의 접착력이 더욱 저하될 수 있고, 그로 인해 인플레이터에 의해 에어백이 전개될 때 코팅층이 섬유 기재로부터 쉽게 박리될 위험이 크다.
따라서, 본 발명은 위와 같은 관련 기술의 제한 및 단점들에 기인한 문제점들을 방지할 수 있는 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 관점은, 가호공정을 통해 원사에 부여된 호제가 제직공정 중에 탈락하는 것을 방지하거나 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 제직공정이 완료된 후에 상기 호제를 섬유 기재로부터 효과적으로 제거함으로써 상기 섬유 기재와 그 위에 후속적으로 형성될 코팅층 사이의 박리강도 극대화시키고 에어백 원단의 강연도를 낮출 수 있는 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법을 제공하는 것이다.
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.
위와 같은 본 발명의 일 관점에 따라, 폴리에스테르 원사에 폴리에스테르계 호제를 가하는 단계; 상기 호제가 가해진 폴리에스테르 원사를 이용하여 섬유 기재를 제조하는 단계; pH 8-10의 알칼리 조건 하에서 상기 섬유 기재로부터 상기 호제를 제거하는 단계; 및 상기 호제가 제거된 섬유 기재 상에 기밀성(air-tightness) 향상을 위한 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법이 제공된다.
상기 호제 제거 단계는 상기 섬유 기재를 pH 8-10의 정련액(scouring solution)을 통과시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 정련액은 물, 및 상기 물에 용해되어 있는 알칼리 화합물, 침투제(permeating agent), 불용화제(insolubilizing agent), 및 호발제(desizing agent)를 포함할 수 있다.
상기 정련액은 100 중량부의 알칼리 화합물, 160 내지 190 중량부의 침투제, 190 내지 220 중량부의 불용화제, 및 450 내지 550 중량부의 호발제가 상기 물에 용해되어 있다.
상기 호제 제거 단계는 상기 정련액을 통과한 상기 섬유 기재를 수세액을 통과시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 수세액은 물만으로 이루어질 수 있다.
상기 정련액은 제1 및 제2 정련조들에 담겨 있고, 상기 수세액은 제1, 제2, 및 제3 수세조들에 담겨 있되, 상기 제1 정련조의 정련액은 50 내지 70 ℃로 유지되고, 상기 제2 정련조의 정련액은 75 내지 95 ℃로 유지되고, 상기 제1 수제조의 수세액은 70 내지 90 ℃로 유지되고, 상기 제2 수제조의 수세액은 70 내지 90 ℃로 유지되고, 상기 제3 수세조의 수세액은 40 내지 60 ℃로 유지될 수있다.
상기 섬유 기재는 상기 정련액 및 상기 수세액을 10 내지 21 m/min의 속도로 통과할 수 있다.
상기 코팅층 형성 전에, 상기 호제가 제거된 섬유 기재를 건조시키는 단계; 및 상기 건조된 섬유 기재를 열고정시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 열고정 단계는 150 내지 190 ℃에서 수행될 수 있다.
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.
본 발명에 의하면, 섬유 기재의 제조에 사용되는 폴리에스테르 원사에 대하여 우수한 접착력을 갖는 호제를 사용함으로써 제직 공정 중의 호제 탈락을 방지 또는 최소화하고 공정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제직 공정을 통해 섬유 기재가 완성된 후에는 최적의 조건 하에서 상기 호제를 상기 섬유 기재로부터 효과적으로 제거함으로써, 에어백 원단의 강연도를 최소화할 뿐만 아니라 섬유 기재와 코팅층 사이의 박리강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 에어백 원단을 이용하여 제조되는 에어백은 원단의 낮은 강연도 덕분에 우수한 폴딩성 및 수납성을 가질 수 있고, 섬유 기재와 코팅층 사이의 높은 박리강도 덕분에 우수한 내압 유지 성능을 나타낼 수 있으며, 결과적으로 본연의 목적인 탑승자 안전을 더욱 확실히 보장할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법을 구체적으로 설명한다. 다만, 아래의 내용은 본 발명의 이해를 돕기 위한 예들에 불과한 것으로서 특허청구범위에 의해 정해지는 본 발명의 권리범위 내에서 이들의 다양한 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당업자에게 자명할 것이다.
본 명세서에서 폴리에스테르계 호제는 폴리에스테르 수지를 기초로 한(polyester-based) 호제를 의미하고, 아크릴계 호제는 아크릴 수지를 기초로 한(acryl-based) 호제를 의미한다.
본 발명의 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법은 폴리에스테르 원사를 준비하는 단계, 폴리에스테르계 호제를 상기 폴리에스테르 원사에 가하는 단계, 상기 호제가 가해진 폴리에스테르 원사를 이용하여 섬유 기재를 제조하는 단계, pH 8-10의 알칼리 조건 하에서 상기 섬유 기재로부터 상기 호제를 제거하는 단계, 및 상기 호제가 제거된 섬유 기재 상에 기밀성(air-tightness) 향상을 위한 코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 명세서에서 폴리에스테르 원사는 폴리에스테르 수지(예를 들어, PET)를 90 몰% 이상 포함하는 원사로 정의된다.
상기 폴리에스테르 원사는, 폴리에스테르 중합체(예를 들어, PET)를 270 내지 320 ℃에서 300 내지 1,000 m/min의 방사속도로 용융 방사하여 폴리에스테르 미연신사를 제조한 후 상기 폴리에스테르 미연신사를 5 내지 7의 총연신비로 연신함으로써 제조될 수 있다. 폴리에스테르 중합체를 용융 방사한 후 15 내지 60 ℃의 냉각풍을 이용한 냉각 공정을 수행함으로써 폴리에스테르 미연신사를 제조할 수 있다. 상기 연신 공정은 상기 미연신사를 오일 픽업량 0.2 내지 2%의 조건 하에서 고뎃 롤러를 통과시킨 후에 수행될 수 있다. 연신사를 170 내지 250 ℃에서 열고정시키는 공정이 추가적으로 수행될 수도 있다.
대안적으로, 방사와 연신이 단일공정에서 연속적으로 이루어지는 직접 방사 연신(Direct Spinning & Drawing: DSD) 방식으로 통해 상기 폴리에스테르 원사가 제조될 수도 있다.
상기 폴리에스테르 원사는 2.5 내지 5.5 데니어의 섬도를 갖는 다수의 모노필라멘트들을 포함하고, 315 내지 600 데니어의 총섬도를 가질 수 있다.
방사 공정 중 사절 발생을 방지 또는 최소화하기 위해서 상기 모노필라멘트의 섬도는 2.5 데니어 이상이어야 한다. 반면, 구금을 통과한 용융물의 냉각 효율을 고려할 때, 상기 모노필라멘트의 섬도는 5.5 데니어 이하인 것이 바람직하다.
또한, 에어백 전개시 고온-고압의 전개 에너지를 흡수할 수 있는 흡수 성능 측면에서 우수한 기계적 물성(예를 들어, 강도)이 유지되기 위해서 상기 원사의 총섬도는 315 데니어 이상이어야 한다. 반면, 에어백의 폴딩성 및 경량화를 위해서 상기 원사의 총섬도는 600 데니어 이하인 것이 바람직하다.
에어백 원단을 위한 섬유 기재를 제조할 때 우수한 제직성을 담보하기 위해서, 상기 폴리에스테르 원사에 호제가 부여된다.
상기 호제는 원사의 제직성을 향상시킬 수 있어야 할 뿐만 아니라 섬유 기재의 제조에 사용되는 원사에 대하여 우수한 접착력을 가질 것이 요구된다. 만약 상기 원사와 호제 사이의 접착력이 좋지 않으면 제직 공정 중에 호제가 탈락하는 문제가 발생한다.
전술한 바와 같이, 에어백용 직물의 제직성 향상을 위하여 통상적으로 이용되고 있는 호제는 아크릴계 호제이다. 그러나, 아크릴계 호제는 폴리에스테르 원사와의 접착력이 폴리아미드 원사와의 접착력에 비해 좋지 않아 제직 공정 중에 폴리에스테르 원사로부터 탈락하는 문제가 발생하고 있다.
연구를 거듭한 결과, 본 발명자들은 폴리에스테르계 호제가 폴리에스테르 원사의 제직성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 폴리에스테르 원사와의 접착력도 우수하다는 사실을 찾아내었다.
즉, 본 발명에 의하면, 상기 폴리에스테르 원사에 가해지는 호제는 폴리에스테르 수지를 포함한다. 아크릴계 호제 대신에 폴리에스테르계 호제를 폴리에스테르계 원사에 가한 후 제직 공정을 실시함으로써 제직 공정 중의 호제 탈락을 방지 또는 최소화하고 공정성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 호제가 가해진 폴리에스테르 원사를 이용하여 제조되는 섬유 기재는 경사 및 위사를 갖는 직물이거나 또는 편직물일 수 있다.
상기 직물의 경사들 및 위사들은 다양한 방법에 의해 교차될 수 있다. 예를 들어, 상기 섬유 기재는 평직 또는 바스켓직으로 제직된 직물 또는 OPW(One Piece Woven) 타입의 직물일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 섬유 기재는 하기의 식1에 의해 정의되는 커버팩터(CF)가 1,800 내지 2,460인 직물일 수 있다.
식1: 경사밀도(본/inch)×[경사섬도(denier)]1/2 + 위사밀도(본/inch)×[위사섬도(denier)]1/2
상기 섬유 기재의 커버팩터가 1,800 미만이면 코팅층을 형성한다고 하더라도 에어백 원단의 공기 차단성 및 내압 유지 성능이 업계의 요구를 만족시킬 수 없다. 반면, 상기 커버팩터가 2,460을 초과하면 에어백 수납이 곤란할 정도로 에어백의 폴딩성이 저하된다.
이와 같이 제조된 본 발명의 섬유 기재는 폴리에스테르계 호제를 여전히 포함하고 있다. 전술한 바와 같이, 섬유 기재 상의/내의 호제는 불순물로 작용하여 섬유 기재와 후속 공정에서 형성될 코팅층 사이의 박리강도를 약화시킬 뿐만 아니라 에어백 원단의 강연도를 높인다. 섬유 기재와 코팅층 사이의 낮은 박리강도는 에어백이 전개될 때 코팅층이 섬유 기재로부터 쉽게 박리될 수 있도록 함으로써 탑승객 보호를 위해 요구되는 에어백의 공기 차단성 및 내압 유지 성능을 저하시킨다. 또한, 에어백 원단의 높은 강연도는 에어백의 폴딩성을 악화시킨다.
따라서, 본 발명에 의하면, 상기 폴리에스테르계 호제를 섬유 기재로부터 제거시키기 위한 공정이 수행된다.
한편, 섬유 기재 상에 코팅층을 형성하기 전에 잔류 호제 함량을 충분히 낮추기 위해서는 상기 호제의 종류에 맞도록 공정 조건들이 적절히 세팅되어야 한다.
본 발명자들은, 본 기술분야에서 통상적으로 사용되고 있는 아크릴계 호제를 제거할 때 적용되는 pH 11 이상의 매우 강한 알칼리성 조건을 폴리에스테르계 호제 제거 공정에도 적용할 경우, 호제 내에 포함되어 있는 폴리에스테르 수지가 섬유 기재 내에서 굳어버리는 현상이 발생함을 발견하였다. 산-염기 반응에 의한 염 생성이 이와 같은 현상을 유발한다고 추측된다. 이와 같은 현상으로 말미암아 에어백 원단의 강연도(stiffness)가 높아져 에어백의 폴딩성이 저하되는 문제가 야기된다.
연구를 거듭한 결과, 본 발명자들은 상기 섬유 기재로부터 상기 폴리에스테르계 호제를 제거하는 공정에서 pH 8-10의 상대적으로 약한 알칼리 조건을 적용할 때 상기 폴리에스테르계 호제가 상기 섬유 기재로부터 가장 효과적으로 제거될 수 있음을 발견하였다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 호제 제거 공정을 더욱 구체적으로 설명한다.
본 발명의 호제 제거 공정은 상기 섬유 기재를 pH 8-10의 정련액(scouring solution)을 통과시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 정련액은 물, 및 상기 물에 용해되어 있는 알칼리 화합물, 침투제(permeating agent), 불용화제(insolubilizing agent), 및 호발제(desizing agent)를 포함할 수 있다.
상기 정련액은 100 중량부의 알칼리 화합물, 160 내지 190 중량부의 침투제, 190 내지 220 중량부의 불용화제, 및 450 내지 550 중량부의 호발제가 상기 물에 용해되어 있을 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 정련액은 약 3톤의 물에 약 2.2 kg의 알칼리 화합물, 약 1.7 내지 1.8 kg의 침투제, 약 2 내지 2.1 kg의 불용제, 약 4.9 내지 5.1 kg의 호발제를 용해시킴으로써 제조될 수 있다.
상기 알칼리 화합물은 수산화나트륨(NaOH), 탄산나트륨(Na2CO3), 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 바람직하게는 수산화나트륨이다.
상기 침투제는 정련액이 섬유 기재 내에 스며들 수 있도록 하기 위한 것이고, 상기 불용화제는 호제와 같은 불순물이 정련액에 녹지않고 고체 상태로 유지되도록 하기 위한 것이며, 상기 호발제는 섬유 기재로부터 호제를 제거하기 위한 것이다.
상기 정련액은 상술한 성분들이 잘 섞일 수 있도록 제조된다. 예를 들어, 용기의 약 절반을 물로 채우고 수산화나트륨 등의 수용성 알칼리 화합물을 첨가한 후 교반함으로써 물과 알칼리 화합물이 잘 섞이도록 한다. 이어서, 침투제, 불용화제, 호발제 등의 나머지 성분들을 추가로 첨가한 후 교반한다. 이렇게 준비된 정련액을 정련조로 옮긴다.
선택적으로, 본 발명의 호제 제거 공정은 상기 정련액을 통과한 상기 섬유 기재를 수세조에 담겨있는 수세액을 통과시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 수세액은 물만으로 이루어질 수 있다.
선택적으로, 상기 정련액은 복수개의 정련조들에 담겨질 수 있고 상기 수세액도 복수개의 수세조들에 담겨질 수 있다. 예를 들어, 상기 섬유 기재가 제1 및 제2 정련조들과 제1, 제2, 및 제3 수세조들을 순차적으로 통과할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 호제 제거 효과를 거의 동등한 수준으로 달성하면서도 에너지를 절감하기 위하여, 상기 제1 정련조의 정련액은 50 내지 70 ℃, 상기 제2 정련조의 정련액은 75 내지 95 ℃, 상기 제1 수제조의 수세액은 70 내지 90 ℃, 상기 제2 수제조의 수세액은 70 내지 90 ℃, 상기 제3 수세조의 수세액은 40 내지 60 ℃로 각각 유지될 수 있다. 그러나, 상기 정련액과 수세액은 실질적으로 동일한 온도로 유지되는 것이 호제 제거 효과 측면에서 가장 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 섬유 기재로부터 호제와 같은 불순물을 효과적으로 제거하고 섬유 기재 수축을 최소화하기 위하여, 상기 섬유 기재가 상기 정련액과 수세액을 실질적으로 동일한 속도, 예를 들어 10 내지 21 m/min의 속도로 통과할 수 있다.
수세액을 통과한 젖은 상태의 섬유 기재를 건조시키기 위한 공정이 실시될 수 있다. 상기 건조 공정은 스팀 실린더를 이용하여 수행될 수 있다. 이와 같은 건조 공정은 후속의 열고정 공정이 효과적으로 수행될 수 있도록 도와준다.
이어서, 건조된 섬유 기재가 외부 영향에 의해 변형되지 않도록 그 형태를 고정시키기 위한 열고정 공정이 수행될 수 있다. 섬유 기재의 열수축을 최소화하고 그 치수안정성을 향상시키기 위하여, 상기 열고정 단계는 150 내지 190 ℃에서 수행될 수 있다.
상기 열고정 공정 후, 섬유 기재의 온도를 낮추어 주기 위한 냉각 공정이 수행된 후 냉각된 섬유 기재를 권취한다. 상기 냉각 공정은 쿨링 실린더를 이용하여 수행될 수 있다.
전술한 방식을 통해 폴리에스테르계 호제가 제거된 섬유 기재 상에 코팅층이 형성된다. 상기 코팅층은 에어백 원단의 기계적 물성, 기밀성, 공기 차단성, 및 내압 유지 성능을 향상시키기 위한 것이다.
상기 코팅층은 상기 섬유 기재의 일면 또는 양면 상에 형성될 수 있다. 분말형 실리콘, 액상형 실리콘, 폴리우레탄, 클로로프렌, 네오프렌, 폴리비닐클로라이드, 및 에멀젼형 실리콘으로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상이 상기 코팅층을 형성하는데 사용될 수 있다. 에어백의 기밀성 및 전개시 강도 유지 측면에서, 상기 코팅층은 분말형 실리콘, 액상형 실리콘, 수분산 폴리우레탄 또는 그 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 코팅층의 단위면적당 코팅량은 15 내지 150 g/m2, 바람직하게는 20 내지 140 g/m2, 더욱 바람직하게는 30 내지 130 g/m2이다. 상기 코팅량이 15 g/m2 미만일 경우 우수한 내스크럽성 특성 및 내압 유지 성능을 얻을 수 없다. 반면, 상기 코팅량이 150 g/m2 을 초과하면 에어백의 폴딩성 및 수납성이 현격히 떨어진다.
상기 코팅층은 나이프 코팅, 닥터 블레이드 코팅, 분무 코팅 등의 통상의 코팅법을 통해 형성될 수 있는데, 나이프 코팅이 코팅의 균일성 측면에서 바람직하다.
코팅층이 형성된 후, 코팅제의 경화를 위한 가황 공정이 추가로 수행될 수 있다. 상기 가황 공정은 150 내지 200 ℃에서 120 내지 350 초 동안 수행될 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적 실시예들 및 비교예들을 통해 본 발명의 효과를 설명한다. 다만, 하기의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 이들이 본 발명의 권리범위를 제한하는 것은 아니다.
실시예 1
약 500 데니어의 총섬도를 갖는 폴리에스테르(PET) 원사에 PET계 호제(Huntsman 社, 상표명: TESCOL®PRS warp size)를 가하였고, 상기 호제가 부착된 폴리에스테르 원사를 이용하여 평직을 수행함으로써 커버팩터 2400의 직물을 제조하였다.
상기 직물을 제1 및 제2 정련조들에 담겨있는 pH 8의 정련액 및 제1, 제2, 및 제3 수세조들에 담겨있는 수세액을 약 20 m/min의 속도로 순차적으로 통과시킴으로써 상기 호제를 제거하였다.
상기 정련액은 약 3톤의 물에 약 2.2 kg의 수산화나트륨, 약 1.7 kg의 침투제(니카코리아 社, 상표명: P-350), 약 2 kg의 불용제(니카코리아 社, 상표명: K-2500), 약 5 kg의 호발제(대양 社, 상표명: Texlon CD)를 용해시킴으로써 제조되었고, 상기 수세액은 물만으로 이루어졌다.
상기 제1 정련조의 정련액은 약 60℃, 상기 제2 정련조의 정련액은 약 85℃, 상기 제1 수제조의 수세액은 약 80℃, 상기 제2 수제조의 수세액은 약 80℃, 상기 제3 수세조의 수세액은 약 50℃로 각각 유지되었다.
이어서, 스팀 실린더를 이용하여 상기 직물을 건조시킨 후, 150 내지 190 ℃로 유지되는 복수개의 챔버들을 통과시킴으로써 열고정시켰다.
이와 같이 제조된 섬유 기재 상에 액상 실리콘 수지를 기초로 하는 실리콘 코팅제를 나이프 코팅 방식을 이용하여 95 g/m2의 코팅량으로 코팅하고 건조시켰다. 이어서, 200 ℃에서 300 초 동안 가황 공정을 수행함으로써 상기 코팅제를 경화시켜 실리콘 코팅층을 갖는 에어백 원단을 완성하였다.
실시예 2
상기 정련액 제조시 물에 용해된 수산화나트륨의 양이 약 3 kg이었고, 상기 정련액의 pH가 9이었다는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단이 완성되었다.
실시예 3
상기 정련액 제조시 물에 용해된 수산화나트륨의 양이 약 3.8 kg이었고, 상기 정련액의 pH가 10이었다는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단이 완성되었다.
실시예 4
상기 제1 및 제2 정련조들의 정련액과 상기 제1, 제2, 및 제3 수세조들의 수세액이 모두 동일하게 80℃로 유지되었다는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단이 완성되었다.
비교예 1
PET계 호제 대신에 아크릴계 호제가 사용되었다는 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 에어백 원단이 완성되었다. 직물 제조시에 호제가 탈락하는 현상이 발생하였다.
비교예 2
상기 정련액 제조시 물에 용해된 수산화나트륨의 양이 약 6 kg이었고, 상기 정련액의 pH가 14이었다는 것을 제외하고는, 상기 비교예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단이 완성되었다. 비교예 1과 마찬가지로 직물 제조시에 호제가 탈락하는 현상이 발생하였다.
비교예 3
상기 정련액 제조시 물에 용해된 수산화나트륨의 양이 약 4.2 kg이었고, 상기 정련액의 pH가 11이었다는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단이 완성되었다.
* 잔류 호제 함량
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 얻어진 열고정된 직물들(코팅층 형성 전)에 남아있는 호제의 함량을 속슬렛 추출법(Soxhlet extraction method)을 이용하여 각각 구하였다.
즉, 상기 직물의 시편의 중량(WF)을 측정하였다. 이어서, 속슬렛 추출법에 따라 에틸에테르 용매를 사용하여 상기 직물 시편에 남아있는 호제를 추출하여 추출액을 얻었다. 상기 추출액으로부터 에테르와 수분을 증발시킴으로써 얻어진 추출물의 중량(WE)을 측정하였다. 이어서, 하기의 식2에 의해 열고정된 직물의 호제 함량을 산출하였고, 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
식2: 잔류 호제 함량(%) = (WE/WF) × 100
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2 비교예3
잔류호제함량(%) 0.33 0.36 0.4 0.29 0.42 0.36 0.48
* 에어백 원단의 강연도(stiffness) 측정
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 얻어진 에어백 원단들의 강연도를 ASTM D 4032 써큘러 밴드법에 의해 각각 측정한 후, 그 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.
구체적으로, 에어백 원단으로부터 100mm × 200mm의 샘플을 채취하고, 받침대 위에 준비한 샘플을 반으로 접은 다음 상기 받침대 위에 놓고 위에서 바(Bar)로 샘플을 눌렀을 때 받침대의 구멍으로 원단을 밀고 내려가는 힘을 측정하였다.
* 직물과 코팅층 사이의 박리강도 측정
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 얻어진 에어백 원단들에 있어서, 직물과 코팅층 사이의 박리강도를 국제표준화기구규격인 ISO 5981에 의해 각각 측정한 후, 그 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.
구체적으로, ISO 5981에 따른 내스크럽성 측정 장치를 사용하여 원단의 내스크럽 특성을 평가하였다. 먼저, 에어백 원단으로 시편을 재단하여 상기 장치에서 프레스(press)로 원단 시편을 눌러주고 원단 시편의 양쪽을 잡고 반복 운동시켜주며 내스크럽성 테스트를 실시하였다.
이때, 내스크럽성 측정은 하중(pressure force) 10N의 조건 하에서 마모자의 왕복운동 전체 횟수를 측정하여 나타내는데, 매 50회 스트로크(stroke)마다의 왕복운동 후 코팅층이 벗겨지지 않으면 "pass"되어 계속해서 왕복운동을 진행하고, 코팅층이 벗겨지게 되면 "fail"로 처리하고 상기 왕복운동을 중지한 후 직물로부터 코팅층이 벗겨지기 직전까지의 스트로크 횟수를 상기 에어백 원단의 박리강도를 나타내는 지표로 간주하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2 비교예3
강연도(kgf) 1.89 1.93 1.83 1.78 1.85 1.82 4.74
박리강도(stroke No.) 3000 2900 2800 3000 2500 2700 2300
위 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예 3에 의해 제조된 에어백 원단의 강연도는 3.5 kgf를 초과하였는데, 원단의 강연도가 3.5 kgf를 초과할 경우 차량용 에어백으로 사용시 공기압에 의해 정상적인 형태로 전개되지 않는 문제가 있다. 또한, 비교예 3에 의해 제조된 에어백 원단의 경우, 2300회의 스트로크만을 견딘 직후에 코팅층이 직물로부터 분리됨으로써 실시예 1 내지 4의 에어백 원단들 대비 상대적으로 낮은 박리강도를 나타내었다.

Claims (10)

  1. 폴리에스테르 원사에 폴리에스테르계 호제를 가하는 단계;
    상기 호제가 가해진 폴리에스테르 원사를 이용하여 섬유 기재를 제조하는 단계;
    pH 8-10의 알칼리 조건 하에서 상기 섬유 기재로부터 상기 호제를 제거하는 단계; 및
    상기 호제가 제거된 섬유 기재 상에 기밀성(air-tightness) 향상을 위한 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 호제 제거 단계는 상기 섬유 기재를 pH 8-10의 정련액(scouring solution)을 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 정련액은,
    물; 및
    상기 물에 용해된, 알칼리 화합물, 침투제(permeating agent), 불용화제(insolubilizing agent), 및 호발제(desizing agent)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    100 중량부의 상기 알칼리 화합물, 160 내지 190 중량부의 상기 침투제, 190 내지 220 중량부의 상기 불용화제, 및 450 내지 550 중량부의 상기 호발제가 상기 물에 용해되어 있는 것을 특징으로 하는 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 호제 제거 단계는 상기 정련액을 통과한 상기 섬유 기재를 수세액을 통과시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수세액은 물만으로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 정련액은 제1 및 제2 정련조들에 담겨 있고,
    상기 수세액은 제1, 제2, 및 제3 수세조들에 담겨 있되,
    상기 제1 정련조의 정련액은 50 내지 70 ℃로 유지되고,
    상기 제2 정련조의 정련액은 75 내지 95 ℃로 유지되고,
    상기 제1 수제조의 수세액은 70 내지 90 ℃로 유지되고,
    상기 제2 수제조의 수세액은 70 내지 90 ℃로 유지되고,
    상기 제3 수세조의 수세액은 40 내지 60 ℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 섬유 기재는 상기 정련액 및 상기 수세액을 10 내지 21 m/min의 속도로 통과하는 것을 특징으로 하는 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층 형성 전에,
    상기 호제가 제거된 섬유 기재를 건조시키는 단계; 및
    상기 건조된 섬유 기재를 열고정시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 열고정 단계는 150 내지 190 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 에어백용 폴리에스테르 원단의 제조방법.
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