WO2022005137A1 - 에어백 쿠션 및 그 제조방법 - Google Patents

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warp
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정일
허진욱
김효은
박지훈
박성호
임기섭
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Definitions

  • the present application relates to an airbag cushion and a method for manufacturing the same.
  • the airbag cushion When the airbag cushion is deployed due to a vehicle collision, the airbag cushion may be damaged due to impact or contact friction, and as a result, the impact mitigation performance and occupant restraint performance of the airbag cushion may be deteriorated.
  • a reinforcing cloth fabric manufactured using PA66 yarn or polyester was added to the vulnerable area to protect the airbag cushion.
  • a thick coating fabric is used as the reinforcing cloth, or a method of layering a thin reinforcing cloth in several layers is applied.
  • this prescription also presents problems. Specifically, general-purpose yarns used in the prior art, such as PA 66 or polyester, have insufficient mechanical strength and are vulnerable to puncture due to external impact or sharp object puncture. Furthermore, the prescription of using a thick coated fabric or adding several layers of reinforcing fabric to protect vulnerable areas makes it difficult to fold the airbag cushion and increases the roll diameter in the folded state, which also interferes with airbag cushion storage. In addition, the above prescription also causes problems in weight increase and cost increase of the product.
  • Another object of the present application is to provide a reinforcing fabric capable of improving impact reduction performance and occupant restraint performance during a vehicle collision compared to the prior art, and an airbag cushion including the same.
  • Another object of the present application is to provide an airbag cushion that can be easily folded and stored.
  • Another object of the present application is to provide a lightweight airbag cushion.
  • the inventor of the present application solves not only the problems of the prior art described above, but also damage (eg, scratches or tears) of the airbag cushion caused by broken glass fragments or peripheral protrusions (eg, bolts or brackets) related to the fastening of the airbag in the airbag deployment situation.
  • An airbag cushion that can be prevented has been intensively studied, and the present application has been invented.
  • the inventors of the present application have found that when a yarn having the level of strength properties described below is used when forming the reinforcing fabric, the airbag cushion may not be deformed even when folded for a long time, and a small weight is used compared to the prior art However, it was confirmed that the occurrence of breakage due to external impact can be effectively reduced.
  • the inventor of the present application when the yarn forming the reinforcing fabric for the airbag cushion has an intermediate elongation at a level described below, it is possible to reduce the degree of transmission of an external shock inside the cushion, and as a result, in the airbag deployment situation It was confirmed that damage to the airbag cushion can be effectively suppressed.
  • the inventors of the present application have confirmed that excellent shape stability can be provided when a reinforcing fabric is manufactured using the yarns of the present application having the properties described below.
  • the present application simultaneously satisfies the appropriate level of strength, elongation, dimensional stability and impact resistance required for an airbag cushion and its reinforcing fabric, as confirmed in the experimental examples described below.
  • the present application relates to an airbag cushion.
  • the airbag cushion may include a fiber base; and a reinforcing fabric attached on at least a portion of the surface of the fiber substrate and comprising polyester yarns as warp and/or weft components.
  • the reinforcing fabric includes, as warp and/or weft components, polyester yarns satisfying predetermined strength and medium elongation, and has a working density of at least 24 yarns per inch in the weft direction or in the warp direction.
  • the "working density” means the density of the reinforcing fabric after heat treatment (temperature, for example, 150° C. or higher as described below) is performed on the reinforcing fabric woven at a predetermined straight density. When it has a processing density in the above range, it is advantageous to secure airtightness and durability.
  • the polyester yarn included in the reinforcing fabric has a strength of 8.0 g/d or more, and an intermediate elongation (EASL) measured at a load of 4.5 g/d satisfies the 3.0 to 6.0% range.
  • EASL intermediate elongation
  • the strength of the polyester yarn may be 8.5 g/d or more, 9.0 g/d or more, or 9.5 g/d or more. If it is less than the above range, fracture due to external impact is likely to occur, and deformation may occur due to maintenance of the folded state. In addition, when the strength is less than the above range, since more weaving density must be given to prevent breakage, there is a problem in that the manufacturing cost increases or the reinforcing fabric must be used in several layers.
  • the upper limit of the yarn strength may be, for example, 13.0 g/d or less.
  • the upper limit of the strength of the polyester yarn may be, for example, 11.0 g/d or less, 10.5 g/d or less, or 10.0 g/d or less.
  • the strength of the polyester yarn may be measured according to the ASTM D885 method, and a universal tensile tester of Instron Engineering Corp, Canton, Mass may be used for the measurement.
  • the yarn may have an Elongation at specific load (EASL, @4.5 g/d load) in the range of 3.0 to 6.0%.
  • the reinforcing fabric may include, as a warp or weft component, a polyester yarn having a median elongation of 3.0 to 6.0% measured under a load of 4.5 g/d.
  • EASL Elongation at specific load
  • the reinforcing fabric may include, as a warp or weft component, a polyester yarn having a median elongation of 3.0 to 6.0% measured under a load of 4.5 g/d.
  • the lower limit of the intermediate elongation of the yarn may be, for example, more than 3.0% or more than 3.5%, and more specifically, it may be 4.0% or more or 4.5% or more. have.
  • the upper limit may be, for example, less than 6.0, specifically 5.5% or less, 5.4% or less, 5.3% or less, 5.2% or less, 5.1% or less, or 5.0% or less.
  • the intermediate elongation of the polyester yarn may be measured using the ASTM D885 method. Specifically, the tensile test was performed according to the ASTM D885 method using the universal tensile tester of Instron Engineering Corp, Canton, Mass, and the elongation at 4.5 g/d load measured on the SS curve obtained therefrom was, It may be the intermediate extension.
  • the dry heat shrinkage of the polyester yarn may be less than 10%.
  • the dry heat shrinkage rate of the yarn may be, for example, 6.0% or less, 5.5% or less, or 5.0% or less, and the lower limit is Yes For example, it may be 3.0% or more, 3.5% or more, or 4.0% or more.
  • the dry heat shrinkage of the yarn may be measured according to ASTM D4974.
  • a dry heat shrinkage measuring device (LENZING INSTRUMENT) may be used. Specifically, the yarn is passed through the sensor on the opposite side while being fixed at one end of the device, and after applying a load of 0.05 g/d, it is put into an oven at 170 to 180 ° C. The device automatically measures the degree of contraction of the yarn for 2 minutes. Dry heat shrinkage can be calculated from the calculated percentage.
  • the yarn satisfies the shape stability index obtained by Equation 1 below 10.0.
  • Shape stability index intermediate elongation of yarn + dry heat shrinkage of yarn
  • Equation 1 the intermediate elongation is the elongation at 4.5 g/d load confirmed in a tensile test conducted according to the ASTM D885 method, and the dry heat shrinkage is measured according to ASTM D4974).
  • the shape stability index expressed by Equation 1 is the sum of the intermediate elongation (%) and dry heat shrinkage (%) described below, and comprehensively considers the degree of physical change and the degree of thermal change of the yarn.
  • the shape stability index which is the sum of the intermediate elongation (E) and the dry heat shrinkage rate (S), may be expressed as the ES rate (%).
  • the reinforcing fabric is for supplementing the properties of the weak area of the fibrous base to which it is attached, and is required to have stiffness or stiffness at an appropriately high level.
  • an appropriate level of intermediate elongation and an appropriate shrinkage at the yarn level are required.
  • the shape stability index exceeds 10
  • the lower limit of the shape stability index satisfied by the yarn may be 6.0 or more. Even when the shape stability index is less than 6, it can be considered that a certain degree of shape stability can be secured. Therefore, the physical properties of the fabric are not good.
  • the yarn may have an initial modulus of elasticity in the range of 100 to 150 g/d.
  • the lower limit of the initial modulus of elasticity of the yarn may be, for example, more than 110 g/d, specifically 115 g/d or more, 120 g/d or more, 125 g/d or more, 130 g/d or more. d or more, 135 g/d or more, 140 g/d or more, or 145 g/d or more.
  • the upper limit may be, for example, 150 g/d or less, 145 g/d or less, 140 g/d or less, 135 g/d or less, 130 g/d or less, or 125 g/d or less.
  • the yarn satisfying the initial modulus of elasticity as described above may impart stiff characteristics to the reinforcing fabric.
  • the initial modulus of elasticity may be confirmed by measuring an initial slope value from an initial straight section to a yield point in a stress-strain S-S curve obtained from a tensile test.
  • the initial modulus of elasticity may be measured using the ASTM D885 method in the same manner as the EASL measurement, specifically, the ASTM D885 method using the universal tensile tester of Instron Engineering Corp, Canton, Mass.
  • the tensile test is conducted according to the , and it can be measured from the slope in the initial straight section on the SS curve obtained therefrom.
  • the total fineness of the polyester yarn may be 420 denier or more.
  • the lower limit of the fineness of the polyester yarn may be, for example, 500 denier or more, 550 denier or more, 600 denier or more, and more specifically, 900 denier or more or 950 denier or more. When it satisfies the above range, it is advantageous to secure excellent strength.
  • the yarn may include 100 to 500 filaments having a fineness of 2 to 5 denier.
  • the upper fineness limit of the polyester yarn is, for example, 1,450 denier or less, 1,400 denier or less, 1,350 denier or less, 1,300 denier or less, 1,250 denier or less, 1,200 denier or less, 1,150 denier or less, 1,100 denier or less, or 1,050 denier or less It may be less than denier.
  • the polyester yarn may be a polyethylene terephthalate (PET) yarn.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the yarn may be a yarn obtained by melt spinning a polyethylene terephthalate chip.
  • the intrinsic viscosity (I.V) of the polyethylene terephthalate yarn may be 0.80 g/dl or more.
  • the lower limit of the intrinsic viscosity may be, for example, 0.85 g/dl or more, 0.90 g/dl or more, 0.95 g/dl or more, or 1.00 g/dl or more.
  • the upper limit of the intrinsic viscosity is not particularly limited, and may be adjusted at a level that satisfies the characteristics of the yarn described above.
  • the crystallinity of the polyethylene terephthalate yarn may be 40% or more.
  • the lower limit of the degree of crystallinity may be, for example, 45% or more or 50% or more.
  • the degree of crystallinity is lower than the above range, it is not possible to secure sufficient durability due to high amorphous portion even after aging for a long time.
  • the upper limit of the degree of crystallinity is not particularly limited, and may be appropriately adjusted at a level that satisfies the characteristics of the yarn described above.
  • a polyester yarn of the properties described above is used to form the reinforcing fabric.
  • the reinforcing fabric may include polyester yarn as a warp component.
  • the reinforcing fabric may have a working density of 24 or more per inch in the warp direction.
  • the processing density is less than the above range, deformation of the fabric and warp of the warp may occur due to the low density.
  • the density in the warp direction of the reinforcing fabric is too large, the weaving property is not good and the physical properties of the fabric may be deteriorated due to friction between yarns and the resulting yarn damage. or 35 patterns or less.
  • the reinforcing fabric may include a polyester yarn as a weft component.
  • the reinforcing fabric may have a working density of 24 or more per inch in the weft direction. If the processing density is less than the above range, deformation of the fabric fabric and warpage of the weft may occur due to the low density. When the density in the weft direction of the reinforcing fabric is excessively large, the weaving property is not good and the physical properties of the fabric may be deteriorated due to friction between yarns and resulting yarn damage. It may be less than or equal to 35 patterns.
  • the reinforcing fabric may include polyester yarns as warp and weft components. That is, the reinforcing fabric may be a fabric woven only with polyester yarns having the properties described above. In this case, the working densities of the reinforcing fabric in the warp direction and the weft direction are the same as the ranges described above.
  • the reinforcing fabric described above may be used to protect a vulnerable part of the airbag cushion and provide properties suitable for the above-mentioned purpose.
  • the meaning of the vulnerable portion is not particularly limited, but considering the operating principle of the airbag, the installation of the airbag and the impact condition in which the airbag is deployed, for example, the airbag portion adjacent to the so-called inflator that ejects gas for airbag inflation; Possibility of being exposed to glass or sharp objects when the airbag is deployed; the joint between the materials forming the airbag, the area where friction between the materials forming the airbag occurs during storage or deployment, the airbag area adjacent to the equipment that installs the airbag in a vehicle, etc.
  • This high area or the like may be a vulnerable area of the airbag cushion to which the reinforcement fabric can be padded.
  • the fiber base means a configuration to which the reinforcing fabric can be attached.
  • the fiber base refers to a configuration that forms an airbag cushion manufactured to have a predetermined shape in the deployment and inflation conditions of the airbag.
  • the textile substrate may refer to a material forming a main panel or a part of a main panel forming a so-called airbag cushion in the airbag-related technical field.
  • the shape of the fibrous substrate or the material forming the fibrous substrate are not particularly limited.
  • the fiber base may be a woven or non-woven fabric known to be usable in the manufacture of an airbag, or may include one or more of these.
  • the fiber base may include one or more fibers selected from the group consisting of nylon fibers, polyester fibers, polyolefin fibers, and aramid fibers. However, it is not limited to these fibers listed above.
  • the fineness of the fiber included in the fiber base may be 400 denier or more in terms of securing an appropriate level of strength.
  • the upper limit of the fineness of the fibers included in the fiber base may be, for example, 550 denier or less in consideration of the padding of the reinforcing fabric and securing of accommodation properties.
  • the fiber base may be a fabric.
  • the fiber substrate may have a 1/1 plain weave structure, but is not particularly limited thereto.
  • the fiber substrate may have a coating layer on its surface.
  • the coating layer imparts airtightness to the fiber substrate.
  • a method of forming the coating layer on the surface of the fiber substrate is not particularly limited.
  • the coating layer may be formed through a method such as dipping a textile-type fiber substrate into a known silicone coating agent or spraying the silicone coating agent on the textile substrate.
  • the coating layer may be formed by laminating a polymer film on the fiber substrate under high temperature conditions.
  • the reinforcing fabric is attached to the fiber base to protect the weak part of the fiber base and to secure the above-described physical properties for the airbag cushion.
  • the attachment method is not particularly limited.
  • the reinforcing fabric and the fibrous base may be attached using a sewing method, an adhesive, heat treatment, ultrasonic treatment, or the like.
  • the reinforcing fabric may be attached to a partial area of the fiber substrate surface.
  • the area of the reinforcing fabric may be smaller than the area of the fiber base.
  • the reinforcing fabric may be attached to the entire area of the fiber substrate surface.
  • the area of the reinforcing fabric may be greater than or equal to the area of the fiber base.
  • a single layer of reinforcing fabric may be attached on the fiber substrate. That is, even if the airbag cushion includes only one layer of reinforcing fabric on the fiber base, damage to the airbag cushion can be suppressed, and excellent impact mitigation performance and occupant restraint performance can be provided during a car crash. Since the above-described effect can be secured even through the use of one ply of the reinforcing fabric, there is no need to use multiple layers of the reinforcing fabric according to the present application. Accordingly, according to the present application, there is provided an airbag cushion that has excellent storage properties in a folded state and is lightweight.
  • the present application relates to a method of manufacturing an airbag cushion.
  • the characteristics of the airbag cushion and its components are the same as those described above.
  • the method a) has a strength of 8.0 g / d or more, and the intermediate elongation measured at 4.5 g / d load using a polyester yarn satisfying 3.0 to 6.0 %, the straight phase density in the warp and weft directions manufacturing a fabric having 20 or more patterns; b) heat-treating the fabric at a temperature of 150° C. or higher to produce a reinforcing fabric having a working density of 24 or more in warp or weft direction; and c) attaching the reinforcing fabric onto at least a portion of the fiber substrate surface.
  • the yarn used for manufacturing the fabric in step a) may be manufactured through a predetermined process.
  • the process to be described later can impart the above-described properties suitable for the reinforcing fabric to the yarn.
  • the polyester yarn spinning a polyester melt to produce (a plurality of) filaments; manufacturing a multi-filament by focusing the (plural) filaments; It can be manufactured through; stretching the focused multi-filaments at a draw ratio of 1.50 to 3.50 while passing a plurality of godet rollers including a first godet roller at a speed of 2,500 to 3,500 mpm, and then winding them. At this time, the focused multifilaments are undrawn yarns.
  • the spun melt may be a molten polyester chip having an intrinsic viscosity of 0.8 dl/g or more, specifically, 1.0 dl/g or more.
  • the melting temperature it can be appropriately adjusted at a level at which the produced yarn can have the properties described above.
  • the nozzle for emitting the melt may include a nozzle having a plurality of discharge holes.
  • the structure of the nozzle is not particularly limited, but the number of the discharge holes may be in the range of 200 to 300, and the ratio of the length (L) to the diameter (D) of each hole may be in the range of 2 to 5.
  • the method prior to focusing the plurality of spun filaments, may further include the step of solidifying by cooling the plurality of filaments.
  • the solidification method is not particularly limited, but, for example, cooling wind may be used for filament solidification. At this time, the cooling wind may be made within a time and temperature condition sufficient to be considered that the plurality of multi-filaments are completely solidified.
  • a method for converging the multifilaments during manufacturing or an apparatus used therefor is not particularly limited, and well-known methods and apparatuses may be used.
  • the plurality of godet rollers may include a plurality of godettrollers including the first godettroller.
  • the plurality of godet rollers may include n godet rollers (n is 2 or more, for example, may be 10 or less). That is, in relation to stretching, from the first godet roller (the first godet roller) to the n-th godet roller may be sequentially arranged in the stretching path.
  • the spinning speed of the first godet roller determines the overall spinning speed.
  • the spinning speed of the first godet roller is controlled in the range of 2,500 to 3,500 mpm.
  • the draw ratio may be determined by a ratio of the speed of the n-1 godet roller to the speed of the first godet roller.
  • the draw ratio may be in the range of 1.50 to 3.50, and specifically, the lower limit thereof may be 1.5 or more, 2.0 or more, 2.5 or more, or 3.0 or more, and the upper limit thereof is, for example, 3.0 or less, 2.5 or less, or 2.0 or less.
  • the section between the n-1 th godet roller and the n th godet roller arranged last can be generally viewed as a relaxation section that prevents instability of the drawn yarn.
  • the n-th godet roller has a moderate level of speed that does not interfere with relaxation.
  • the speed of the god roller related to other stretching is controlled at a level that does not interfere with the properties of the yarn described above, and more specifically, at a level that does not interfere with the properties of the yarn while satisfying the spinning speed and draw ratio described above can be
  • the speed of the first godet roller and conditions related thereto may be determined in consideration of the modulus characteristic of the yarn. Specifically, the inventor of the present application confirmed that the speed and modulus characteristics of the first godet roller may have a proportional shape. More specifically, in order to secure the impact resistance of the reinforcing fabric, it is preferable to use a yarn having a high modulus. make it possible On the other hand, when the speed of the first godet roller is too high, it is preferable to adjust the upper limit within the above-described speed range, since it may cause a decrease in fim yarn and fairness of the yarn, and may adversely affect the subsequent weaving of the fabric.
  • the speed of the first godetrol furnace may be adjusted in consideration of the above-described characteristics of the yarn (eg, a high modulus characteristic of an appropriate level suitable for use).
  • the lower limit of the speed of the first godet roller may be 2600 mpm or more, 2700 mpm or more, 2800 mpm or more, 2900 mpm or more, 3000 mpm or more, 3100 mpm or more, 3200 mpm or more, 3300 mpm or more, or 3400 mpm or more. .
  • the upper limit may be, for example, 3400 mpm or less, 3300 mpm or less, 3200 mpm or less, 3100 mpm or less, 3000 mpm or less, 2900 mpm or less, 2800 mpm or less, 2700 mpm or less, or 2600 mpm or less.
  • the stretching ratio may be adjusted in consideration of the above-described characteristics of the yarn (eg, a high modulus characteristic of an appropriate level suitable for use).
  • the lower limit of the draw ratio is 1.5 or more, 1.6 or more, 1.7 or more, 1.8 or more, 1.9 or more, 2.0 or more, 2.1 or more, 2.2 or more, 2.3 or more, 2.4 or more, 2.5 or more, 2.6 or more, 2.7 or more, 2.8 or more. , 2.9 or more, 3.0 or more, 3.1 or more, 3.2 or more, 3.3 or more, or 3.4 or more.
  • the upper limit is, for example, 3.4 or less, 3.3 or less, 3.2 or less, 3.1 or less, 3.0 or less, 2.9 or less, 2.8 or less, 2.7 or less, 2.6 or less, 2.5 or less, 2.4 or less, 2.3 or less, 2.2 or less, 2.1 or less, 2.0 or less, 1.9 or less, 1.8 or less, 1.7 or less, or 1.6 or less.
  • the heat treatment of step b) may be made in such a way that the fabric passes through a hot air tenter (Tenter).
  • the fabric may be made in a manner that passes through the chamber of the tenter having a temperature of 160 to 190 °C within a few minutes, for example, within about 30 seconds to 2 minutes.
  • the crystallization temperature of polyester is usually about 150 ° C., but when the heat treatment is performed at a temperature lower than 150 ° C., setting for the fabric is not sufficiently performed, so that the fabric deformation occurs and , a reinforcing fabric with sufficient physical properties is not obtained.
  • the method of attaching the reinforcing fabric and the fiber substrate is not particularly limited.
  • the reinforcing fabric and the fiber base may be attached using sewing, heat treatment, or ultrasonic treatment, or the reinforcing fabric and the fiber base may be attached through an adhesive.
  • the method may further include, prior to the heat treatment, removing impurities from the fabric. Removal of these impurities may be accomplished by, for example, passing through a scouring bath and/or a water washing bath having a temperature in the range of 60 to 80 °C.
  • the scouring tank accommodates the scouring agent composition
  • the washing tank means accommodating a so-called washing solution.
  • refining and washing may be performed simultaneously in one group. It can be expected to secure more stable physical properties by removing impurities.
  • an airbag cushion capable of preventing or reducing the degree of damage due to an impact or contact friction when the airbag is deployed due to a vehicle collision.
  • the airbag cushion of the present application provides superior impact reduction performance and occupant restraint performance compared to the prior art during a vehicle collision.
  • the airbag cushion can provide the above function even with a single layer of reinforcing fabric, it contributes to lightening the airbag cushion and improving the folding and receptive properties of the airbag cushion.
  • a polyester yarn (PET) having a fineness of 1,000 denier (250 filaments each having a fineness of about 4 denier) was used as the yarn used for the reinforcing fabric.
  • PET polyester yarn
  • a polyester yarn satisfying a strength of 9.0 g/d, a modulus property of 5.0% intermediate elongation at 4.5 g/d, and a dry heat shrinkage rate of 4.5% was used for weaving the fabric for reinforcing fabric.
  • These yarns were manufactured according to the method described above (specifically, five godet rollers were used during stretching, the speed of the first godet roller was within the range of 2,500 to 3,500 mpm, and the draw ratio was adjusted to a draw ratio of about 2.00 to 2.20. Manufactured through a process that includes processes).
  • the reinforcing fabric was woven with a weft density in the warp and weft directions of 20 x 20 (warp x weft) yarns per unit inch. Then, impurities of the fabric were removed while continuously passing the woven fabric through a scouring tank maintained at a temperature of about 85°C. Thereafter, for post-processing heat treatment for shrinkage expression and heat setting, the fabric from which impurities were removed was heat treated at 180° C. for about 1 minute in such a way that it passed through a hot-air tenter. The final working density of the resulting reinforcing fabric fabric is 24.2 x 24.0 (warp x weft) yarns per unit inch in warp and weft directions, respectively.
  • Example 1 Through a process similar to that of Example 1, as shown in Table 1, the yarn having the same properties as in Example 1 was used for weaving the reinforcing fabric, except that the yarn strength and initial modulus of elasticity were different.
  • the final processing density of the manufactured reinforcing fabric fabric was 24.5 x 24.0 (warp x weft) yarns per unit inch in warp and weft directions, respectively.
  • Other weaving processes and conditions are the same as those described in Example 1.
  • Example 2 The same polyester yarn as in Example 1 was used for weaving the fabric.
  • Other weaving processes and conditions are the same as those described in Example 1.
  • the yarn was prepared by varying the spinning speed and the draw ratio range applied during the yarn production of Example 1 (specifically, the spinning speed was less than 2500 mpm and the draw ratio was about 1.8).
  • the prepared polyester yarn showed a strength of 7.0 g/d, a modulus property of 7.0 % at 4.5 g/d, a dry heat shrinkage rate of 2.0%, and an initial modulus of elasticity of 110 g/d, which was used for weaving the reinforcement fabric. .
  • the resulting reinforcing fabric fabric has a final working density of 24.3 x 24.2 (warp x weft) yarns per unit inch in warp and weft directions, respectively.
  • Other conditions regarding the production and weaving process of the yarn are the same as those described in Example 1.
  • the fabric When weaving a reinforcing fabric, the fabric is woven so that the weaving density in the warp and weft directions has 18 x 18 (warp x weft) patterns per unit inch, and the final processing density of the fabric fabric obtained through shrinkage expression and heat setting is the warp and 20.3 x 20.1 (warp x weft) yarns per unit inch in the weft directions, respectively.
  • Other conditions related to the production and weaving process of the yarn are the same as those described in Comparative Example 1.
  • Example 2 In the case of weaving, a fabric was manufactured under the same conditions and process as in Example 1, except that the post-processing heat treatment temperature for the fabric, which had been subjected to removal of impurities, was heat treated at 130 °C.
  • a specimen having a size of 60 mm x 320 mm was taken according to the ISO 13934-1 cut & strip test standard, and threads on both sides of the specimen were peeled off to make a specimen with a total width of 5.0 mm. Then, using a universal testing equipment (UTM), according to the method specified in ISO 13934-1, the strength and elongation at the time of the fracture of the specimen were measured while tensioning the specimen at a speed of 200 mm/min crosshead speed. .
  • UPM universal testing equipment
  • a specimen having a size of 100 mm X 100 mm was taken from the reinforcing fabrics prepared in Examples and Comparative Examples and folded in half. After mounting the folded specimen in accordance with ASTM D4032 in a circular bend stiffness measuring device, the plunger was lowered at a speed of 2,000 mm/min, and the applied load was measured using a digital gauge.
  • the stiffness when the stiffness is lower than 6N as in the comparative example, the puncture resistance to sharp objects (glass or protrusions, etc.) is not good.
  • the stiffness when the stiffness is excessively high, such as exceeding the values of Examples shown in Table 2, the fabric is too stiff, and the foldability and tear strength of the airbag cushion may be reduced.
  • specimens having a size of 150 mm x 200 mm were prepared from the reinforcing fabrics prepared in Examples and Comparative Examples. And, the tear strength of the specimen was measured by the tongue method specified in ISO 13937-2 using a universal testing equipment (UTM). Specifically, the tear strength of the specimen for measuring the tear strength in the warp direction was measured in the warp direction, and the tear strength of the specimen for measuring the tear strength in the weft direction was measured while tensile at a speed of 100 mm/min in the weft direction.
  • UPM universal testing equipment
  • the shape stability of the fabric at high temperature it was measured for a specimen having a size of 300 mm x 300 mm.
  • the reinforcing fabrics prepared in Examples and Comparative Examples were used. After marking the specimen with 250 mm x 250 mm in the horizontal and vertical directions, heat treatment was performed at high temperature, and then the length strain was measured. Specifically, the specimen was left in a high temperature chamber at 105° C. for 60 minutes, and the strain was calculated using the following equation.
  • X 0 is the initial length in the horizontal and vertical directions before storing the specimen at 105°C
  • X 1 is the length of deformation in the horizontal and vertical directions deformed after storing the specimen at 105°C for 60 .
  • the puncture resistance of the fabric was measured according to ASTM-F1342. Specifically, after mounting the reinforcing fabric specimens prepared in Examples and Comparative Examples in a dedicated sample holder, the fabric is penetrated with a probe having a tip radius of 1.0 mm using a universal testing equipment (UTM). Penertrating, and the maximum force was measured.
  • UPM universal testing equipment
  • the instantaneous impact puncture resistance of the fabric specimen was measured according to its own internal test specification. Specifically, a specimen having a size of 300 mm x 300 mm was obtained, and the specimen was mounted in a sample holder of a self-made device as shown in FIG. 1 .
  • the test apparatus of FIG. 1 was designed to give an impact in a pendulum manner, and a cantilever equipped with a piece of glass probe was naturally dropped from a 180 degree horizontal position to apply an instantaneous impact to the fabric. , the length of the section torn by the probe was measured.
  • Example 1 Example 2 Example 3 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Comparative Example 3 Total fineness of yarn 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 yarn strength 9.0 10.0 9.0 7.0 9.0 9.0 EASL of yarn 5.0 5.0 5.0 7.0 5.0 5.0 Dry heat shrinkage of yarn 4.5 4.5 4.5 2.0 4.5 4.5 shape stability index 9.5 9.5 9.5 9.0 9.5 9.5
  • Initial modulus of elasticity of yarn 125 140 125 110 110 110 direct density 20 x 20 20 x 20 24 x 24 20 x 20 18 x 18 20 x 20 machining density 24.2 x 24.0 24.5 x 24.0 26.2 x 26.7 24.3 x 24.2 20.3 x 20.1 23.3 x 22.2 unit *Liner density: Denier *Yarn Tenacity: g/d *Medium elongation of yarn (EASL, at 4.5 g/d): % * Yarn shrinkage: % *Shape stability index (ES rate): Medium elongation (%) + Dry heat shrinkage rate of

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Abstract

본 출원은 보강 직물을 포함하는 에어백 쿠션 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 출원에 따르면, 에어백 쿠션과 그 보강 직물에 요구되는 적정 수준의 강도, 신율, 치수 안정성 및 충격 저항성 등이 동시에 충족된다.

Description

에어백 쿠션 및 그 제조방법
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2020년 06월 30일자 한국특허출원 제10-2020-0080355호 및 2021년 06월 28일자 한국특허출원 제10-2021-0083993호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 출원은 에어백 쿠션 및 그 제조방법에 관한 것이다.
차량 충돌로 인한 에어백 쿠션 전개 시, 충격이나 접촉 마찰로 인해 에어백 쿠션이 손상될 수 있고, 그 결과 에어백 쿠션의 충격 경감 성능과 탑승자 구속 성능이 저하할 수 있다. 이러한 성능 저하를 방지하고자, 종래기술에서는 코팅 또는 비코팅의 보강포를 덧대어 취약 부위를 보호하는 것이 고려되었다. 예를 들어 PA66 원사나 폴리에스테르 등을 이용하여 제조된 보강포 원단을 취약 부위에 덧대어 에어백 쿠션을 보호하였다. 그리고, 보호가 필요한 부위가 특별히 충격에 취약한 경우에는, 보강포로서 두꺼운 코팅 직물을 사용하거나 얇은 보강포를 여러 겹 덧대는 방식이 적용되었다.
그러나, 상기 처방 역시 문제를 보인다. 구체적으로, PA 66 나 폴리에스테르 등과 같이 종래 기술에서 사용되던 범용 원사는 기계적 강도가 불충분하고, 외부 충격이나 날카로운 물체의 찌름에 의한 펑쳐(puncture) 발생에 취약하다. 나아가, 취약 부위 보호를 위해 두꺼운 코팅 직물을 사용하거나 보강포를 여러 겹 덧대는 처방은 에어백 쿠션의 폴딩을 어렵게 하고, 폴딩 상태에서의 지름(roll diameter)을 증가시켜 에어백 쿠션 수납에도 방해가 된다. 또한, 상기 처방은 제품의 중량 증가와 원가 상승 문제도 일으킨다.
따라서, 기계적 물성과 형태 안정성이 우수하고, 외부 물체에 의한 손상(예: 스크래치 또는 찢김)을 방지할 수 있으며, 에어백의 폴딩 수납성도 개선할 수 있는 기술이 필요하다.
본 출원의 일 목적은 차량 충돌로 인한 에어백 전개시 충격이나 접촉 마찰로 인한 에어백의 손상(예: puncture)을 방지하거나 손상 정도를 경감시킬 수 있는 보강 직물, 및 이를 포함하는 에어백 쿠션을 제공하는 것이다.
본 출원의 다른 목적은, 차량 충돌 시 충격 경감 성능과 탑승자 구속 성능을 종래 기술 대비 개선시킬 수 있는 보강 직물, 및 이를 포함하는 에어백 쿠션을 제공하는 것이다.
본 출원의 또 다른 목적은, 폴딩 수납이 용이한 에어백 쿠션을 제공하는 것이다.
본 출원의 또 다른 목적은, 경량 에어백 쿠션을 제공하는 것이다.
본 출원의 상기 목적 및 기타 그 밖의 목적은 하기 상세히 설명되는 본 출원에 의해 모두 해결될 수 있다.
본 출원의 발명자는, 상술한 종래 기술의 문제점뿐 아니라, 에어백 전개 상황에서 깨진 유리 파편이나 에어백 체결과 관련된 주변 돌출물(예: 볼트나 브라켓)에 의한 에어백 쿠션의 손상(예: 스크래치나 찢김)을 방지할 수 있는 에어백 쿠션을 예의 연구하고, 본 출원을 발명하였다.
구체적으로, 본 출원의 발명자는, 보강 직물 형성시에 하기 설명되는 수준의 강도 특성을 갖는 원사를 사용하는 경우, 장시간 폴딩에도 에어백 쿠션이 변형되지 않을 수 있고, 종래 기술과 비교할 때 적은 중량을 사용하더라도 외부 충격에 의한 파단 발생을 효과적으로 저감시킬 수 있음을 확인하였다. 또한, 본 출원의 발명자는, 에어백 쿠션용 보강 직물을 형성하는 원사가 하기 설명되는 수준의 중간신도를 갖는 경우, 쿠션 내부에 외부 충격이 전달되는 정도를 경감할 수 있고, 그 결과 에어백 전개 상황에서 에어백 쿠션이 손상되는 것을 유효하게 억제할 수 있다는 것을 확인하였다. 또한, 본 출원의 발명자는 하기 설명되는 특성의 본 출원 원사를 사용하여 보강 직물을 제조하는 경우, 우수한 형태 안정성이 제공될 수 있다는 것을 확인하였다.
그에 따라, 본 출원은, 아래 설명되는 실험예에서 확인되는 것과 같이, 에어백 쿠션과 그 보강 직물에 요구되는 적정 수준의 강도, 신율, 치수 안정성 및 충격 저항성 등을 동시에 충족시킨다.
이하, 본 출원을 보다 상세히 설명한다.
본 출원에 관한 일 구체예에서, 본 출원은 에어백 쿠션에 관한 것이다. 상기 에어백 쿠션은, 섬유 기재; 및 상기 섬유 기재 표면의 적어도 일 부분상에 부착되고, 폴리에스테르 원사를 경사 및/또는 위사 성분으로 포함하는 보강 직물을 포함한다.
상기 보강 직물은 소정 강도 및 중간신도를 만족하는 폴리에스테르 원사를 경사 및/또는 위사 성분으로 포함하고, 위사 방향 또는 경사 방향에서 인치당 24 본 이상의 가공 밀도를 갖는다. 상기 「가공 밀도」는, 소정의 직상 밀도로 제직된 보강 직물에 대하여 열처리(온도는 예를 들어, 아래 설명되는 것과 같이 150 ℃ 이상)가 이루어진 후에 보강 직물이 갖는 밀도를 의미한다. 상기 범위의 가공밀도를 갖는 경우, 기밀성과 내구성 확보에 유리하다.
구체적으로, 상기 보강 직물이 포함하는 폴리에스테르 원사는, 8.0 g/d 이상의 강도를 갖고, 4.5 g/d 하중에서 측정된 중간신도(EASL)가 3.0 내지 6.0 % 범위를 만족한다.
하나의 예시에서, 상기 폴리에스테르 원사의 강도는 8.5 g/d 이상, 9.0 g/d 이상 또는 9.5 g/d 이상일 수 있다. 상기 범위 미만인 경우에는 외부 충격에 의한 파단이 발생하기 쉽고, 폴딩 상태 유지에 따른 변형이 발생할 수 있다. 또한, 상기 범위 미만의 강도를 갖는 경우에는 파단을 방지하기 위하여 보다 많은 제직 밀도를 부여해야 하기 때문에, 제조 비용이 증가하거나 또는 보강 직물을 여러 겹 사용해야 하는 문제가 있다. 상기 원사 강도의 상한은 예를 들어 13.0 g/d 이하일 수 있다. 보강 직물의 용도나 중간신도와의 밸런스를 고려할 때, 상기 폴리에스테르 원사의 강도 상한은, 예를 들어, 11.0 g/d 이하, 10.5 g/d 이하 또는 10.0 g/d 이하일 수 있다. 상기 폴리에스테르 원사의 강도는 ASTM D885 방법에 따라 측정될 수 있고, 그 측정에는 인스트론사(Instron Engineering Corp, Canton, Mass)의 만능인장시험기가 사용될 수 있다.
하나의 에시에서, 상기 원사는 3.0 내지 6.0 % 범위의 중간신도(EASL, Elongation at specific load, @4.5 g/d 하중) 를 가질 수 있다. 즉, 상기 보강 직물은, 4.5 g/d 하중에서 측정된 중간신도가 3.0 내지 6.0 %를 만족하는 폴리에스테르 원사를 경사 또는 위사 성분으로 포함할 수 있다. 폴리에스테르 원사의 특성을 고려할 때, 중간신도가 상기 범위 미만인 경우에는 높은 모듈러스로 인해 제직이 쉽지 않고, 직물에 대한 열처리시에 과도한 열수축이 발생하여 보강 직물의 물성 확보와 형태 안정성 확보가 어렵다. 또한, 중간신도가 상기 범위를 초과하는 경우에는 낮은 모듈러스로 인해 외부의 충격을 방지할 수 없고, 외부 충격이 쿠션 내부로 전달되면서 쿠션의 찢김이나 스크래치로 인한 손상이 발생한다. 상술한 종래 기술의 문제점과 보강 직물 제직 용도를 고려할 때, 상기 원사의 중간신도 하한은 예를 들어, 3.0 % 초과 또는 3.5 % 초과일 수 있고, 보다 구체적으로는, 4.0 % 이상 또는 4.5 % 이상일 수 있다. 그리고, 그 상한은 예를 들어, 6.0 미만, 구체적으로는 5.5 % 이하, 5.4 % 이하, 5.3 % 이하, 5.2 % 이하, 5.1 % 이하 또는 5.0 % 이하일 수 있다. 상기 폴리에스테르 원사의 중간신도는 ASTM D885 방법을 이용하여 통해 측정될 수 있다. 구체적으로, 인스트론사(Instron Engineering Corp, Canton, Mass)의 만능인장시험기를 이용하여 ASTM D885 방법에 따라 인장시험을 진행하고, 그로부터 얻어진 S-S 커브 상에서 측정되는 4.5 g/d 하중에서의 신도가, 상기 중간신도일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 폴리에스테르 원사의 건열수축율은 10 % 미만일 수 있다. 건열수축률이 상기 범위를 초과하는 경우에는 보강 직물에 대한 열처리 공정시에 변형 정도가 심해지기 때문에 직물이 뒤틀리는 등의 문제가 발생한다. 상술한 강도 및 중간신도와의 밸런스, 그리고 아래 설명되는 형태 안정성 등을 고려할 때, 원사의 상기 건열수축율 상한은 예를 들어, 6.0 % 이하, 5.5 % 이하 또는 5.0 % 이하일 수 있고, 그 하한은 예를 들어, 3.0 % 이상, 3.5 % 이상 또는 4.0 % 이상일 수 있다. 상기 원사의 건열 수축률은 ASTM D4974에 따라 측정될 수 있다. 그리고, 그 측정에는 건열수축율 측정 장치(LENZING INSTRUMENT 社)가 사용될 수 있다. 구체적으로, 기기의 한쪽 끝에 원사를 고정한채로 반대쪽 센서부분에 통과시키고, 0.05 g/d 하중을 부여한 후 170 내지 180 ℃ 가량의 오븐에 투입하여 2분 간 원사가 수축한 정도를 장비가 자동으로 측정하여 계산된 백분율로부터 건열수축율이 계산될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 원사는 하기 식 1에 의해 구해지는 형태안정지수가 10.0 이하를 만족한다.
[식 1]
형태안정지수 = 원사의 중간신도 + 원사의 건열수축률
(단, 상기 식 1에서, 중간신도는 ASTM D885 방법에 따라 진행된 인장시험에서 확인되는 4.5 g/d 하중에서의 신도이고, 건열수축률은 ASTM D4974에 따라 측정된다).
상기 식 1에 의해 표현되는 형태안정지수는 아래 설명되는 중간신도(%)와 건열수축율(%)을 합한수치로서, 원사의 물리적 변화의 정도와 열적 변화 정도를 종합적으로 고려한 것이다. 중간신도(E)와 건열수축률(S)의 합인 형태안정지수는 ES율(%)로 표시될 수도 있다.
보강 직물은 그것이 부착되는 섬유 기재의 취약 부위 물성을 보완하기 위한 것으로, 적정하게 높은 수준에서 강연성 또는 강연도(stiffness)을 갖는 것이 요구된다. 그리고, 보강 직물 용도에서 적합한 강연성을 얻기 위해서는 원사 수준에서 적정 수준의 중간신도와 적정 수축율이 요구된다. 그러나, 형태안정지수가 10을 초과하는 경우에는 중간신도가 높을 수 있기 때문에 오히려 강연도가 감소하는 것과 같이, 보강 직물 및 에어백 쿠션의 물성이 저하할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 원사가 만족하는 형태안정지수의 하한은 6.0 이상일 수 있다. 형태안정지수가 6 미만인 경우라도 어느 정도의 형태안정성은 확보된다고 볼 수 있으나, 형태안정지수가 6 미만인 경우에는 원사의 중간신도가 크게 낮아질 가능성이 높고, 중간신도가 낮은 경우에는 상술한 것과 같은 문제가 있어, 직물의 물성이 좋지 못하다.
하나의 예시에서, 상기 원사는 100 내지 150 g/d 범위의 초기탄성계수를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 원사의 초기탄성계수는 그 하한이 예를 들어, 110 g/d 초과일 수 있고, 구체적으로는 115 g/d 이상, 120 g/d 이상, 125 g/d 이상, 130 g/d 이상, 135 g/d 이상, 140 g/d 이상 또는 145 g/d 이상일 수 있다. 그리고, 그 상한은 예를 들어, 150 g/d 이하, 145 g/d 이하, 140 g/d 이하, 135 g/d 이하, 130 g/d 이하 또는 125 g/d 이하일 수 있다. 상기와 같은 초기탄성계수를 만족하는 원사는 보강직물에 스티프(stiff)한 특성을 부여할 수 있다. 상기 초기탄성계수는 인장시험으로부터 얻을 수 있는 응력-변형 S-S 커브(curve)에서, 초기 직선 구간부터 항복점(Yield point)까지의 초기 기울기 값을 측정하여 확인될 수 있다. 예를 들어, 초기탄성계수는 상기 EASL 측정과 동일하게 ASTM D885 방법을 이용하여 측정될 수 있고, 구체적으로는 인스트론사(Instron Engineering Corp, Canton, Mass)의 만능인장시험기를 이용하여 ASTM D885 방법에 따라 인장시험을 진행하고, 그로부터 얻어진 S-S 커브 상 초기 직선구간부에서의 기울기로부터 측정될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 폴리에스테르 원사의 총섬도는 420 데니어 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리에스테르 원사의 섬도 하한은, 예를 들어, 500 데니어 이상, 550 데니어 이상, 600 데니어 이상일 수 있고, 보다 구체적으로는 900 데니어 이상 또는 950 데니어 이상일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 만족하는 경우, 우수한 강력을 확보하는데 유리하다. 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들어, 상기 원사는 2 내지 5 데니어의 섬도를 갖는 100 내지 500 개의 필라멘트들을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 폴리에스테르 원사의 섬도 상한은 예를 들어, 1,450 데니어 이하, 1,400 데니어 이하, 1,350 데니어 이하, 1,300 데니어 이하, 1,250 데니어 이하, 1,200 데니어 이하, 1,150 데니어 이하, 1,100 데니어 이하 또는 1,050 데니어 이하일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 폴리에스테르 원사는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET) 원사일 수 있다. 구체적으로, 상기 원사는 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 용융 방사하여 얻어진 원사일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사의 고유점도(I.V)는 0.80 g/dl 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 고유점도의 하한은 예를 들어, 0.85 g/dl 이상, 0.90 g/dl 이상, 0.95 g/dl 이상 또는 1.00 g/dl 이상일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우에, 앞서 설명한 원사의 특성, 특히 강도를 확보하는데 유리할 수 있다. 고유점도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 앞서 설명한 원사의 특성을 만족하는 수준에서 조절될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사의 결정화도는 40% 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 결정화도의 하한은 예를 들어, 45 % 이상 또는 50 % 이상일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우에, 앞서 설명한 원사의 특성, 특히 중간신도를 확보하는데 유리할 수 있다. 또한, 결정화도가 상기 범위 보다 낮은 경우에는 장시간의 에이징(aging)을 하더라도 높은 비정 포션으로 인해 충분한 내구성을 확보할 수 없다. 결정화도의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 앞서 설명한 원사의 특성을 만족하는 수준에서 적절히 조절될 수 있다.
상기 설명된 특성의 폴리에스테르 원사는 상기 보강 직물을 형성하는데 사용된다.
하나의 예시에서, 상기 보강 직물은 폴리에스테르 원사를 경사 성분으로 포함할 수 있다. 이때, 상기 보강 직물은 경사 방향에서 인치당 24 본 이상의 가공 밀도를 가질 수 있다. 가공 밀도가 상기 범위 미만인 경우에는 낮은 밀도로 인하여 직물 원단의 변형과 경사의 휨이 발생할 수 있다. 상기 보강 직물 경사 방향 밀도가 지나치게 큰 경우 제직성이 좋지 못하고 원사 간 마찰과 그로 인한 원사 손상으로 직물의 물성이 저하할 수 있으므로, 이를 고려할 때 보강 직물 경사 방향 밀도의 상한은 예를 들어 40 본 이하 또는 35 본 이하일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 보강 직물은 폴리에스테르 원사를 위사 성분으로 포함할 수 있다. 이때, 상기 보강 직물은 위사 방향에서 인치당 24 본 이상의 가공 밀도를 가질 수 있다. 가공 밀도가 상기 범위 미만인 경우에는 낮은 밀도로 인하여 직물 원단의 변형과 위사의 휨이 발생할 수 있다. 상기 보강 직물 위사 방향 밀도가 지나치게 큰 경우에는 제직성이 좋지 못하고 원사 간 마찰과 그로 인한 원사 손상으로 직물의 물성이 저하할 수 있으므로, 이를 고려할 때 보강 직물의 위사 방향 밀도 상한은 예를 들어 40 본 이하 또는 35 본 이하일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 보강 직물은 폴리에스테르 원사를 경사 및 위사 성분으로 포함할 수 있다. 즉, 상기 보강 직물은, 상기 설명된 특성의 폴리레스테르 원사만으로 제직된 직물일 수 있다. 이 경우, 보강 직물이 경사 방향 및 위사 방향에서 갖는 가공 밀도는, 앞에서 설명한 범위와 동일하다.
상기 설명된 보강 직물은 에어백 쿠션의 취약 부분을 보호하고, 상술한 목적에 적합한 물성을 제공하는 용도로 사용될 수 있다. 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 전개시 유리나 날카로운 물체에 노출될 가능성이 높은 부위 등이 상기 보강 직물이 덧대어질 수 있는 에어백 쿠션의 취약 부분일 수 있다.
상기 섬유 기재는 보강 직물이 부착될 수 있는 구성을 의미한다. 구체적으로, 상기 섬유 기재는 에어백의 전개 및 팽창 상황에서 소정의 형태를 갖도록 제조된 에어백 쿠션을 형성하는 구성을 의미한다. 예를 들어, 상기 섬유 기재는 에어백 관련 기술분야에서 소위 에어백 쿠션을 형성하는 메인 패널(main panel)이나 메인 패널의 일부분을 형성하는 재료를 의미할 수 있다.
상기 보강 직물이 부착될 수 있는 면적을 갖는다면, 섬유 기재의 형상이나 섬유 기재를 형성하는 재료가 특별히 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 상기 섬유 기재는 에어백의 제조에 사용 가능하다고 알려진 직물이나 부직포일 수 있고, 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 섬유 기재는 나일론 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리올레핀 섬유, 및 아라미드 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 섬유를 포함할 수 있다. 그러나, 상기 나열된 이들 섬유에 한정되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 상기 섬유 기재가 포함하는 섬유의 섬도는, 적정 수준의 강도를 확보하는 측면에서 400 데니어 이상일 수 있다. 보강 직물이 덧대어지는 것과 수납성 확보를 고려하여 상기 섬유 기재가 포함하는 섬유의 섬도의 상한은 예를 들어, 550 데니어 이하일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 섬유 기재는 직물일 수 있다. 예를 들어, 상기 섬유 기재는 1/1 평직(plain) 조직을 가질 수 있으나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 상기 섬유 기재는 그 표면에 코팅층을 가질 수 있다. 상기 코팅층은 섬유 기재에 기밀성을 부여한다. 코팅층을 섬유 기재 표면에 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 코팅층은 공지된 실리콘 코팅제에 직물 형태의 섬유 기재를 디핑하거나 실리콘 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.
상기 보강 직물은 섬유 기재의 취약 부위를 보호하고, 에어백 쿠션에 상술한 물성을 확보할 수 있도록 섬유 기재에 부착된다. 부착 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 봉제 방식, 접착제 사용, 열처리나 초음파 처리 등을 이용하여 보강 직물과 섬유 기재가 부착될 수 있다.
하나의 예시에서 상기 보강 직물은 섬유 기재 표면의 일부 면적에 부착될 수 있다. 이 경우, 상기 보강 직물의 면적은 섬유 기재의 면적 보다 작을 수 있다.
또 하나의 예시에서, 상기 보강 직물은 섬유 기재 표면의 전체 면적에 부착될 수 있다. 이 경우, 상기 보강 직물의 면적은 섬유 기재의 면적 이상일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 섬유 기재 상에는 1 겹의 보강 직물이 부착될 수 있다. 즉, 상기 에어백 쿠션이 상기 섬유 기재 상에서 1 겹의 보강 직물만을 포함하더라도, 에어백 쿠션의 손상을 억제하고, 자동차 충돌시 우수한 충격 경감 성능과 탑승자 구속 성능 등이 제공될 수 있다. 1 겹의 보강 직물 사용을 통해서도 상술한 효과를 확보할 수 있기 때문에, 본 출원에 따르면 여러 겹의 보강 직물이 사용될 필요가 없다. 따라서, 본 출원에 따르면 폴딩 상태에서 우수한 수납성을 갖고, 가벼운 에어백 쿠션이 제공된다.
본 출원에 관한 다른 일례에서, 본 출원은 에어백 쿠션의 제조방법에 관한 것이다. 에어백 쿠션과 그 구성 성분의 특성은 앞서 설명한 것과 동일하다.
구체적으로, 상기 방법은, a) 8.0 g/d 이상의 강도를 갖고, 4.5 g/d 하중에서 측정된 중간신도가 3.0 내지 6.0 %를 만족하는 폴리에스테르 원사를 이용하여 경사 및 위사 방향에서의 직상 밀도가 20 본 이상인 직물을 제조하는 단계; b) 상기 직물을 150 ℃ 이상의 온도에서 열처리 하여 경사 또는 위사 방향에서의 가공 밀도가 24 본 이상인 보강 직물을 제조하는 단계; 및 c) 상기 보강 직물을 섬유 기재 표면의 적어도 일 부분 상에 부착하는 단계;를 포함한다.
하나의 예시에서, 상기 a) 단계에서 직물 제조에 사용되는 원사는, 소정의 과정을 거쳐 제조될 수 있다. 후술하는 과정은, 보강직물에 적합한 상술한 특성을 원사에 부여할 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리에스테르 원사는, 폴리에스테르 용융액을 방사하여 (복수의) 필라멘트를 제조하는 단계; 상기 (복수의) 필라멘트를 집속하여 멀티 필라멘트를 제조하는 단계; 상기 집속된 멀티 필라멘트를 2,500 내지 3,500 mpm 속도의 제 1 고뎃롤러를 포함하는 복수의 고뎃롤러를 통과시키면서 1.50 내지 3.50 의 연신비로 연신한 후 권취하는 단계;를 거쳐 제조될 수 있다. 이때, 집속된 멀티 필라멘트는 미연신사이다.
하나의 예시에서, 방사되는 용융액은 약 고유점도가 0.8dl/g 이상, 구체적으로는 1.0 dl/g 이상인 폴리에스테르 칩을 용융시킨 것일 수 있다. 용융 온도의 경우, 제조된 원사가 상기 설명된 특성을 가질 수 있는 수준에서 적절히 조절될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 상기 용융액을 방사하는 구금은 복수의 토출홀을 갖는 노즐을 포함할 수 있다. 상기 구금의 구조 등은 특별히 제한되지 않으나, 상기 토출홀의 개수는 200 내지 300 범위일 수 있고, 각 홀의 길이(L)와 직경(D)의 비율은 2 내지 5 범위일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 방법은, 방사된 복수의 필라멘트를 집속하기 이전에, 상기 복수의 필라멘트를 냉각하여 고화시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 고화 방식은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 냉각풍이 필라멘트 고화에 이용될 수 있다. 이때, 냉각풍은 복수의 멀티 필라멘트가 완전히 고화되었다고 볼 수 있을 정도의 시간과 온도 조건 내에서 이루어질 수 있다.
상기 멀티 필라멘트 제조시에 이를 집속하는 방법이나 이에 사용되는 장치 등은 특별히 제한되지 않으며, 공지된 방법과 장치가 사용될 수 있다.
하나의 예시에서, 복수의 고뎃롤러는 상기 제 1 고뎃롤러를 포함하여 복수의 고뎃롤러를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 복수의 고뎃롤러는 n 개의 고뎃롤러를 포함할 수 있다(n은 2 이상이고, 예를 들어 10 이하일 수 있음). 즉, 연신과 관련하여 1 번째 고뎃롤러(제 1 고뎃롤러) 부터 n 번째 고뎃롤러까지 연신이 이루어지는 경로에서 순차로 배열될 수 있다. 이때, 상기 제 1 고뎃롤러의 방사속도는, 전체적인 방사 속도를 결정한다. 본 출원의 구체예에서는 제 1 고뎃롤러의 방사 속도를 2,500 내지 3,500 mpm 범위로 제어한다. 그리고, 원사 제조 과정 중에 n 개의 고뎃롤러가 사용되는 경우, 1 번째 고뎃롤러의 속도에 대한 n-1 번째 고뎃롤러의 속도의 비율로 연신비가 결정될 수 있다. 예를 들어, 원사 제조시 상기 연신비는 1.50 내지 3.50 범위 내일 수 있고, 구체적으로 그 하한은 1.5 이상, 2.0 이상, 2.5 이상 또는 3.0 이상일 수 있고, 그 상한은 예를 들어, 3.0 이하, 2.5 이하, 또는 2.0 이하일 수 있다. 그 외 연신이 이루어지는 경로에서, n-1 번째 고뎃롤러와 마지막에 배열된 n 번째 고뎃롤러 사이의 구간은, 일반적으로 연신된 원사의 불안정성을 방지하는 릴랙세이션(relaxation) 구간으로 볼 수 있다. 그에 따라, n 번째 고뎃롤러는 릴랙세이션에 장애가 되지 않는 적당한 수준의 속도를 갖는다. 기타 연신과 관련된 고뎃롤러의 속도 등은, 앞서 설명된 원사의 물성에 장애가 되지 않는 수준에서, 그리고 보다 구체적으로는 상기 설명된 방사 속도와 연신비를 만족하면서 상술한 원사 물성에 장애가 되지 않는 수준에서 제어될 수 있다.
상기 제 1 고뎃롤러의 속도 및 그와 관련된 조건은 원사의 모듈러스 특성을 고려하여 결정될 수 있다. 구체적으로, 본 출원의 발명자는 제 1 고뎃롤러의 속도와 모듈러스 특성이 비례하는 모습을 가질 수 있음을 확인하였다. 보다 구체적으로, 보강직물의 충격 저항성을 확보하기 위해서는 모듈러스가 높은 원사를 이용하는 것이 바람직한데, 상술한 제 1 고뎃 롤러의 속도 하한 및/또는 이와 관련한 연신비는 보강직물에 적합한 원사의 높은 모듈러스 특성을 확보할 수 있게 한다. 반면에, 제 1 고뎃롤러의 속도가 지나치게 높은 경우에는 원사의 핌사 및 공정성 저하를 유발할 수 있고, 이후의 원단 제직에도 악영향이 있을 수 있기 때문에, 상술한 속도 범위 내로 상한을 조절하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 고뎃롤로의 속도는 상술한 원사의 특성(예: 용도에 적합한 적정 수준의 높은 모듈러스 특성 등)을 고려하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 고뎃롤러의 속도 하한은 2600 mpm 이상, 2700 mpm 이상, 2800 mpm 이상, 2900 mpm 이상, 3000 mpm 이상, 3100 mpm 이상, 3200 mpm 이상, 3300 mpm 이상 또는 3400 mpm 이상일 수 있다. 그리고 그 상한은 예를 들어, 3400 mpm 이하, 3300 mpm 이하, 3200 mpm 이하, 3100 mpm 이하, 3000 mpm 이하, 2900 mpm 이하, 2800 mpm 이하, 2700 mpm 이하 또는 2600 mpm 이하일 수 있다.
상기 연신비율은 상술한 원사의 특성(예: 용도에 적합한 적정 수준의 높은 모듈러스 특성 등)을 고려하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 연신비의 하한은 1.5 이상, 1.6 이상, 1.7 이상, 1.8 이상, 1.9 이상, 2.0 이상, 2.1 이상, 2.2 이상, 2.3 이상, 2.4 이상, 2.5 이상, 2.6 이상, 2.7 이상, 2.8 이상, 2.9 이상, 3.0 이상, 3.1 이상, 3.2 이상, 3.3 이상 또는 3.4 이상일 수 있다. 그리고, 그 상한은, 예를 들어, 3.4 이하, 3.3 이하, 3.2 이하, 3.1 이하, 3.0 이하, 2.9 이하, 2.8 이하, 2.7 이하, 2.6 이하, 2.5 이하, 2.4 이하, 2.3 이하, 2.2 이하, 2.1 이하, 2.0 이하, 1.9 이하, 1.8 이하, 1.7 이하 또는 1.6 이하일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 b) 단계의 열처리는 상기 직물이 열풍 텐터(Tenter)를 통과하는 방식으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 열처리는, 직물이 160 내지 190 ℃ 의 온도를 갖는 텐터의 챔버를 수분 이내, 예를 들어, 약 30초 내지 2분 이내에 통과하는 방식으로 이루어질 수 있다.
상기 열처리 온도와 관련하여, 통상적으로 폴리에스테르가 갖는 결정화온도는 약 150 ℃ 전후인데, 열처리가 150 ℃ 보다 낮은 온도에서 이루어지는 경우에는 원단에 대한 세팅(setting)이 충분히 이루어지지 않아 직물 변형이 발생하고, 충분한 물성의 보강 직물이 얻어지지 않는다.
하나의 예시에서, 상기 c) 단계와 관련하여, 상기 보강 직물과 섬유 기재를 부착하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 봉제, 열처리 또는 초음파 처리 등을 이용하여 보강 직물과 섬유 기재가 부착될 수 있고, 또는 접착제를 매개로 보강 직물과 섬유 기재가 부착될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 방법은, 상기 열처리 전에, 상기 직물로부터 불순물을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 불순물의 제거는, 예를 들어, 60 내지 80 ℃ 범위의 온도인 정련조 및/또는 수세조를 통과시키는 방식으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 정련조는 정련제 조성물을 수용하는 것이고, 상기 수세조는 소위 수세액을 수용하는 것을 의미한다. 경우에 따라서 정련과 수세는 하나의 조에서 동시에 이루어질 수도 있다. 불순물 제거를 통해 보다 안정적인 물성 확보를 기대할 수 있다.
본 출원에 따르면, 차량 충돌로 인한 에어백 전개 시 충격이나 접촉 마찰로 인한 손상을 방지하거나 손상 정도를 경감시킬 수 있는 에어백 쿠션이 제공될 수 있다. 그리고, 본 출원의 에어백 쿠션은 차량 충돌 시 종래 기술 대비 우수한 충격 경감 성능과 탑승자 구속 성능을 제공한다. 또한, 상기 에어백 쿠션은 1 겹의 보강 직물로도 상기와 같은 기능을 제공할 수 있으므로, 에어백 쿠션의 경량화와 에어백 쿠션의 폴딩 수납성 개선에도 기여한다.
도 1은 아래 실험예에서 설명되는 충격 펑쳐 저항성(Impact puncture resistance) 측정에 관한 장치를 일부를 촬영한 것이다.
아래 설명되는 실시예를 통해 본 출원 발명의 작용, 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 실시예는 발명의 예시로서 제시된 것이므로, 이에 의해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예
실시예 1
보강 직물에 사용되는 원사로는 1,000 데니어의 섬도(약 4 데니어의 섬도를 갖는 각 250개의 필라멘트)를 갖는 폴리에스테르 원사(PET)를 사용하였다. 구체적으로, 9.0 g/d 의 강도, 4.5 g/d 에서 5.0 % 중간신도의 모듈러스 특성, 및 4.5 %의 건열수축율을 만족하는 폴리에스테르 원사를 보강포용 직물 제직에 사용하였다. 이러한 원사는 앞서 설명한 방법에 따라 제조되었다(구체적으로, 연신시 5개의 고뎃롤러를 사용하였고, 제 1 고뎃롤러의 속도는 2,500 내지 3,500 mpm 범위 이내 이었으며, 연신비는 약 2.00 내지 2.20 의 연신비로 조절된 과정이 포함된 공정을 거쳐 제조됨).
보강 직물은 경사 및 위사 방향으로의 직상 밀도가 단위 인치 당 20 x 20 (경사 x 위사)본을 갖도록 제직되었다. 그리고, 상기 제직된 직물을 약 85 ℃ 온도가 유지되는 정련 가공조에 연속적으로 통과시키면서 원단의 불순물을 제거하였다. 이후, 수축 발현 및 열고정에 관한 후가공 열처리를 위해, 불순물이 제거된 직물이 열풍방식의 텐터(tenter)를 통과하는 방식으로 180 ℃ 에서 약 1 분간 열처리하였다. 제조된 보강 직물 원단의 최종 가공 밀도는 경사 및 위사 방향으로 각각 단위 인치당 24.2 x 24.0 (경사 x 위사) 본이다.
사용된 원사의 특성과 직물의 밀도 특성은 표 1에 기재하였다.
실시예 2
실시예 1과 유사한 과정을 거쳐, 표 1에서와 같이 원사의 강도 및 초기탄성계수가 다른 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 특성의 원사를 보강 직물 제직에 사용하였다.
또한, 제조된 보강 직물 원단의 최종 가공 밀도가 경사 및 위사 방향으로 각각 단위 인치당 24.5 x 24.0 (경사 x 위사) 본으로 하였다. 그 외 제직 과정과 조건은 실시예 1에 기재한 것과 동일하다.
실시예 3
실시예 1과 동일한 폴리에스테르 원사가 직물 제직에 사용되었다. 다만, 보강 직물 제직시 경사 및 위사 방향으로의 직상 밀도가 단위 인치 당 24.0 x 24.0 (경사 x 위사) 본을 갖도록 원단을 제직하고, 수축 발현 및 열고정을 거쳐 얻어진 직물 원단의 최종 가공 밀도는 경사 및 위사 방향으로 각각 단위 인치당 26.2 x 26.7 (경사 x 위사) 본이 되도록 직물이 제조되었다. 그 외 제직 과정과 조건은 실시예 1에 기재한 것과 동일하다.
비교예 1
실시예 1의 원사 제조시 적용된 방사속도와 연신비 범위를 달리하여 원사를 제조하였다(구체적으로, 방사속도가 2500 mpm 미만이고 연신비는 약 1.8). 제조된 폴리에스테르 원사는 7.0 g/d 의 강도, 4.5 g/d 에서 7.0 % 중간신도의 모듈러스 특성, 2.0 %의 건열수축율 및 110 g/d의 초기탄성계수를 보였고, 이를 보강 직물 제직에 사용하였다.
제조된 보강 직물 원단의 최종 가공 밀도가 경사 및 위사 방향으로 각각 단위 인치당 24.3 x 24.2 (경사 x 위사) 본이다. 그 외 원사의 제조 및 제직 과정에 관한 조건은 실시예 1에 기재한 것과 동일하다.
비교예 2
표 1에서와 같이 원사의 초기탄성계수가 실시예 1과 상이한 폴리에스테르 원사가 직물 제직에 사용되었다.
보강 직물 제직시에는, 경사 및 위사 방향으로의 직상 밀도가 단위 인치 당 18 x 18 (경사 x 위사) 본을 갖도록 원단을 제직하고, 수축 발현 및 열고정을 거쳐 얻어진 직물 원단의 최종 가공 밀도가 경사 및 위사 방향으로 각각 단위 인치당 20.3 x 20.1 (경사 x 위사) 본이 되도록 직물이 제조되었다. 그 외 원사의 제조 및 제직 과정에 관한 조건은 비교예 1에 기재한 것과 동일하다.
비교예 3
표 1에서와 같이 원사의 특성이 비교예 2와 동일한 폴리에스테르 원사가 직물 제직에 사용되었다.
제직의 경우, 불순물 제거를 거친 직물에 대한 후가공 열처리 온도를 130 ℃ 로 열처리한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 조건과 과정을 거쳐 직물을 제조하였다.
직물에 대한 평가
(1) 인장강도 및 신율
경사 및 위사 방향에 대한 인장강도 측정을 위한 것으로, 실시예 및 비교예에서 제조된 보강 직물로부터 60 mm 사이즈 시편을 제조하였다.
구체적으로, ISO 13934-1 cut & strip 시험 규격에 따라 60 mm x 320 mm 크기의 시편을 채취하고, 시편의 양쪽 변부 스레드(thread)를 벗겨내어 총 5.0 mm 폭의 시편으로 만들었다. 이후, 만능시험장비(UTM)를 이용하여 ISO 13934-1에 규정된 방법에 따라, 크로스헤드 스피드 200 mm/min 의 속도로 시편을 인장하면서, 시편의 파괴가 일어나는 시점의 강도 및 신율을 측정하였다.
(2) 강연도(King stiffness)
경사 및 위사 방향에 대한 강연도 측정을 위한 것으로, 실시예 및 비교예에서 제조된 보강 직물로부터 100 mm X 100 mm 크기의 시편을 채취하고, 이를 절반으로 폴딩하였다. ASTM D4032 에 따라 폴딩된 시편을 circular bend stiffness 측정 장치에 장착한 후 plunger를 2,000 mm/min 속도로 하강시키고, 이때 걸리는 하중을 디지털 게이지를 이용하여 측정하였다.
참고로, 비교예와 같이 강연도가 6N 보다 낮을 경우, 날카로운 물체(유리 또는 돌출물 등)에 대한 펑처 저항성이 좋지 못하다. 또한, 강연도가 표 2에 기재된 실시예 수치를 초과하는 것과 같이 과도하게 높을 경우에는, 직물이 지나치게 뻣뻣하여 에어백 쿠션의 폴딩성과 인열 강도가 저하할 수 있다.
(3) 인열강도(Tear strength)
경사 및 위사 방향에 대한 인열강도 측정을 위한 것으로, 실시예 및 비교예에서 제조된 보강 직물로부터 150 mm x 200 mm 크기의 시편을 제조하였다. 그리고, 만능시험장비(UTM)를 이용하여 ISO 13937-2에 규정된 tongue method로 상기 시편의 인열강도를 측정하였다. 구체적으로, 경사 방향에 대한 인열강도 측정용 시편은 경사 방향으로, 그리고 위사 방향에 대한 인경강도 측정용 시편은 위사 방향으로 100 mm/min 속도로 인장하면서 인열강도를 측정하였다.
(4) 치수안정성(Dimension stability)
고온에서 원단의 형태 안정성을 측정하기 위한 것으로, 300 mm x 300 mm 크기의 시편에 대하여 측정하였다. 시편으로는, 실시예 및 비교예에서 제조된 보강 직물이 사용되었다. 시편에 가로 및 세로 방향으로 250 mm x 250 mm 마킹한 후, 고온에서 열처리를 수행 한 다음 그 길이 변형율을 측정하였다. 구체적으로, 시편을 105 ℃ 고온 챔버에서 60분 간 방치하고, 아래 식을 이용하여 변형율을 계산하였다.
식: {(X0 - X1)/X0} x 100
(단, 상기 식에서 X0 는 시편을 105 ℃에 보관하기 전 가로 및 세로 방향에서의 최초 길이이고, X1 은 시편을 105 ℃에서 60 간 보관한 후 변형된 가로 및 세로 방향에서의 변형 길이이다.)
(5) 펑쳐 저항성(Puncture resistance)
원단의 펑쳐 저항성은 ASTM-F1342에 따라 측정하였다. 구체적으로, 실시예 및 비교예에서 제조된 보강 직물 시편을 전용 샘플 홀더에 장착한 후, 만능시험장비(UTM)을 이용하여 1.0 mm 팁 반경(radius tip)을 갖는 프로브(probe)로 원단을 관통시키고(penertrating), 최대 힘(maximum force)을 측정하였다.
(6) 충격 펑쳐 저항성(Impact puncture resistance)
자체 내부 시험 규격에 따라 직물 시편에 대한 순간적인 충격 펑쳐 저항도를 측정하였다. 구체적으로, 300 mm x 300 mm 크기의 시편을 얻고, 도 1에서와 같이 자체 제작된 장치의 샘플 홀더에 시편을 장착하였다. 도 1의 시험장치는 진자(pendulum) 방식으로 충격을 줄 수 있도록 설계되었고, 유리조각 프로브(probe)가 장착된 외팔보(cantilever)를 180도 수평 위치로부터 자연스럽게 떨어뜨려 원단에 순간적인 충격을 가한 뒤, 프로브에 의해 찢어진 구간의 길이를 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
원사의 총섬도 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
원사의 강도 9.0 10.0 9.0 7.0 9.0 9.0
원사의 EASL 5.0 5.0 5.0 7.0 5.0 5.0
원사의 건열수축율 4.5 4.5 4.5 2.0 4.5 4.5
형태안정지수 9.5 9.5 9.5 9.0 9.5 9.5
원사의 초기탄성계수 125 140 125 110 110 110
직상밀도 20 x 20 20 x 20 24 x 24 20 x 20 18 x 18 20 x 20
가공밀도 24.2 x 24.0 24.5 x 24.0 26.2 x 26.7 24.3 x 24.2 20.3 x 20.1 23.3 x 22.2
단위
*원사의 총섬도(Liner density): Denier
*원사의 강도(Yarn Tenacity): g/d
*원사의 중간신도(EASL, at 4.5 g/d): %
*원사의 건열수축율(yarn shrinkage): %
*형태안정지수(ES율): 중간신도(%) + 원사의 건열수축율(%)
*원사의 초기탄성계수(initial modulus): g/d
*직상밀도(경사 x 위사): th/inch
*가공밀도(경사 x 위사): th/inch
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
인장강도(경사) 4,056 4,234 4,317 3,651 3,521 3,720
인장강도(위사) 3958 4252 4,452 3,568 3,662 3,651
신율(경사) 20.7 22.4 22.2 17.6 17.2 17.3
신율(위사) 19.3 23.2 20.5 19.6 18.3 16.6
강연도(경사) 8.8 9.5 10.5 5.5 4.3 5.2
강연도(위사) 7.8 8.4 11.8 5.2 4.8 4.3
인열강도(경사) 414 472 492 312 325 354
인열강도(위사) 374 453 487 304 312 320
치수안정성(경사) 0.1 0.2 0.1 0.4 0.4 1.2
치수안정성(위사) 0.1 0.3 0.1 0.3 0.2 1.5
펑쳐저항성 12.6 15.2 19.7 5.3 3.4 4.3
충격펑쳐저항성 1.2 1.1 1.5 6.7 10.3 6.5
단위
*인장강도: N/5cm
*신율: %
*인열강도: N
*강연도: N
*치수안정성: %
*펑쳐 저항성: N
*충격평가저항성(찢어진 길이): mm

Claims (12)

  1. 섬유 기재; 및 상기 섬유 기재 표면의 적어도 일 부분상에 부착되고, 폴리에스테르 원사를 경사 또는 위사 성분으로 포함하는 보강 직물을 포함하는 에어백 쿠션이고,
    상기 폴리에스테르 원사는 8.0 g/d 이상의 강도를 갖고, 4.5 g/d 하중에서 측정된 중간신도가 3.0 내지 6.0 % 범위이며,
    상기 보강 직물은 경사 방향 또는 위사 방향에서 인치당 24 본 이상의 가공 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 에어백 쿠션.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 원사는 건열수축율이 10 % 이하인 것을 특징으로 하는 에어백 쿠션.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 원사는 하기 식 1에 의해 구해지는 형태안정지수가 10 이하를 만족하는 것을 특징으로 하는 에어백 쿠션:
    [식 1]
    형태안정지수 = 원사의 중간신도 + 원사의 건열수축률
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 원사는 초기탄성계수가 100 내지 150 g/d 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 에어백 쿠션.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 보강 직물은 상기 폴리에스테르 원사를 경사 및 위사 성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 쿠션.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 보강 직물은 경사 방향 및 위사 방향에서 각각 인치당 24 본 이상의 가공밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 에어백 쿠션.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 원사의 총섬도는 420 데니어 이상인 것을 특징으로 하는 에어백 쿠션.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 에어백 쿠션.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 보강 직물을 1 겹 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 쿠션.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 섬유 기재는 나일론 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리올레핀 섬유, 및 아라미드 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 쿠션.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 섬유 기재는 직물 또는 부직포를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 쿠션.
  12. 8.0 g/d 이상의 강도를 갖고, 4.5 g/d 하중에서 측정된 중간신도가 3.0 내지 6.0 %를 만족하는 폴리에스테르 원사를 이용하여 경사 방향 및 위사 방향에서의 직상 밀도가 20 본 이상인 직물을 제조하는 단계;
    상기 직물을 150 ℃ 이상의 온도에서 열처리하여 경사 또는 위사 방향에서의 가공 밀도가 24 본 이상인 보강 직물을 제조하는 단계; 및
    상기 보강 직물을 섬유 기재 표면의 적어도 일 부분 상에 부착하는 단계;
    를 포함하는 에어백 쿠션의 제조방법.
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