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KR100546462B1 - 에어백용 원단. - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원단을 구성하는 합성섬유 필라멘트의 섬도가 500∼600데니어이고 인열강도가 15~50㎏이고, 두께가 0.10~0.35㎜인 것을 특징으로 하는 에어백용 원단에 관한 것이다.
본 발명의 에어백용 원단은 인열강도가 우수함과 동시에 굽힘성(유연성)이 좋고 두께가 얇아서 수납성이 우수하다.

Description

에어백용 원단
본 발명은 자동차의 충돌시 그 충격으로 부터 승객을 보호하기 위한 에어백용 원단에 관한 것이다.
최근 각종의 교통수단 특히 자동차에는 충돌시 그 충격으로 부터 승객을 보호하기 위한 에어백 시스템이 실용화되고 있는 추세이다. 이러한 에어백은 통상 자동차의 핸들, 대시보드 내에 보관하게 되므로 에어백의 부피가 작을수록 좋다. 그리고 에어백은 장시간 동안 고온의 열과 자동차에 의한 진동을 반복적으로 받으므로 우수한 내열성과 내마모성을 가져야 한다.
자동차 사고 발생시 승객의 머리와 몸통 부분을 보호하기 위한 에어백은 기밀성, 강도, 유연성 및 경량성 등의 특성이 요구된다. 사고 발생시 인플레이트에서 나온 고온고압의 가스는 승객보호를 위해서 에어백을 부풀리게 된다. 이때 인플레이트에서 발생한 고온고압의 가스는 에어백 재료인 원단과 직접 접촉하여 에어백이 팽창하게 된다. 만약 에어백용 원단의 기밀성이 낮은 경우 고온고압의 가스는 원단의 표면으로 빠져나와 승객의 인체와 직접 접촉하게 되어 질식사 등의 유해한 결과를 초래하게 된다.
에어백용 원단의 기밀성은 125Pa의 기압차에서 측정한 공기투과도가 5cfm 이하가 되는 것이 바람직하다. 또한 에어백용 원단은 고온고압 가스에 의해 급속하게 팽창되므로 우수한 인열강도를 구비하여야 한다.
인플레이트에서 나온 고온고압의 가스는 사고 발생시 승객의 머리와 몸통부분을 보호하기 위하여 에어백을 부풀리게 된다. 이때 인플레이트에서 발생한 가스는 원단과 직접 접촉하여 에어백이 팽창하게 되며 에어백에는 상당한 충격이 가해진다. 또한 인플레이트로 부터 나온 이물질이 에어백의 표면에 닿아 이를 구성하는 원단을 인열시키는 경우가 발생할 뿐 아니라 에어백의 봉제부분으로 고온고압의 가스가 통과함에 따라 해당 부위의 인열 발생 가능성도 상당히 높다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여는 에어백을 구성하는 원단의 인열강도를 높힐 필요가 있다. 포지의 인열강도는 전적으로 원단을 구성하는 원사의 강도에 좌우되며 원사의 굵기가 굵을수록 해당 원사로 구성된 원단의 인열강도는 향상된다.
에어백용 원단으로서 요구되는 물성은 ASDM D 5034법에 의한 인장강도가 181.4㎏/in 이상이 되어야 하며, 125Pa의 기압차에서 측정한 통기량이 5CPM 이하, 유연성 경량성 등을 위하여 두께는 0.35㎜ 이하, 무게 230g/㎡ 이하가 되는 것이 바람직하다. 또한 에어백 전개시 에어백 파열을 방지하기 위해서는 ASDM D 2261법에 의한 텅법 인열강도가 적어도 15㎏ 이상이어야 한다.
이와 같이 에어백용 원단에 요구되는 각종 특성을 만족시키기 위한 종래 기술들을 살펴보기로 한다.
종래 에어백용 원단을 구성하는 원사로는 주로 210데니어, 315데니어, 420데니어, 630데니어 또는 840데니어의 폴리아마이드계 또는 폴리에스테르계 필라멘트를 주로 사용하고 있다. 낮은 데니어로 갈수록 원단의 단위 중량 및 두께가 낮아 에어백 봉제 후 접기(이하 "폴딩"이라고 한다)가 용이하고 에어백 시스템의 전체 중량을 낮추는데 기여할 수 있지만, 원단의 강도가 비교적 낮고 특히 인열강도가 낮아 실제 사용할 때 탑승자의 안경 및 차체 구조물 등에 의하여 에어백이 인열될 위험이 높은 편이다. 원단의 인장강도는 제직시 단위 면적당 원사의 수를 증가시켜(제직밀도를 높혀) 보강이 가능하나 인열강도는 원사 자체의 강도에 의존하므로 보강이 불가능하다. 따라서 인열강도 보강을 위해 제직시 고데니어의 원사를 주로 사용한다. 그러나 630데니어 이상의 원사로 구성된 원단은 인열강도 보강의 효과가 뛰어나지만 원단의 두께가 지나치게 두꺼워 에어백으로 봉제하였을 경우 폴딩이 곤란하고 부피 및 중량이 높은 단점이 있다. 보다 구체적으로 특개평 7-186858호에서는 300∼500데니어의 원사를 사용하여 에어백용 원단을 제조하는 방법을 기재하고 있다. 그러나 이와 같은 방법은 원단의 두께가 얇은 장점은 있으나 인열강도가 12.0∼14.5㎏ 수준으로 비교적 낮아 에어백 전개시 탑승자가 화상 등을 당할 위험이 있다. 또한 USP 5,093,163에서는 270∼360데니어의 원사를 사용하여 에어백용 원단을 제조하는 방법을 제시하고 있다. 그러나 이와 같은 방법은 인열강도가 경위사 방향 모두 약 9.5㎏ 수준으로 매우 낮은 문제가 있다. 또한 특개평 1-104848에서는 210데니어 또는 420데니어, 특개평 4-56653에서는 420데니어, 630데니어 또는 840데니어 원사를 사용하여 에어백용 원단을 제조하는 방법을 제시하고 있다. 그러나 420데니어의 경우 인열강도가 낮으며, 630데니어 및 840데니어의 경우 인열강도는 통상 25∼45㎏ 정도로 매우 높으나, 포지의 두께가 0.36㎜ 이상으로 매우 두꺼워 폴딩이 어렵고 에어백 시스템의 두께가 두꺼워지는 문제점이 있다. USP 5,073,418에서는 칼렌더링에 의하여 공기투과도를 낮추어 기밀성 향상의 효과를 나타내기 위해 500데니어 이하의 원사로 원단을 제조한 후 칼렌더링하는 방법을 제시하고 있지만, 이와 같은 방법은 원단의 인열강도가 하락되는 문제가 있다.
이상에서 본 바와 같은 종래의 에어백용 원단으로는 주로 420데니어 이하 또는 630데니어 이상의 원사로 구성된 원단이 사용되고 있는 바 전자의 경우는 원단의 경량성은 우수하나 ASTM D 2262(텅법 인열강도 측정법)에 의한 인열강도는 비교적 낮아 에어백 전개시 에어백의 봉재부위가 찢어질 소지가 상당히 큰 문제점이 있다. 이에 대하여 후자의 경우 인열강도는 상당히 높아 안정성이 우수한 반면 원단의 두께가 두꺼워 폴딩성에 문제가 있고 에어백의 부피가 커지는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 인열강도가 우수함과 동시에 두께가 얇아 폴딩성(접힘성) 및 유연성이 우수한 에어백용 원단을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 인열강도가 우수하여 탑승자를 안전하게 보호할 수 있고, 두께가 얇아 유연성 및 폴딩성(접힘성)이 우수하여 모듈내 수납이 용이한 에어백용 원단을 제공하고자 한다.
본 발명은 에어백용 원단에 관한 것이다.
구체적으로 본 발명은 원단을 구성하는 합성섬유 필라멘트의 섬도가 500∼600데니어이고 인열강도가 15㎏ 이상이고, 두께가 0.35㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 에어백용 원단에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 에어백용 원단 제직시 경사 및 위사로서 섬도가 500∼600데니어인 합성섬유 필라멘트를 사용한다. 섬도가 500데니어 미만인 경우에는 인열강도가 부족하게 되고 600데니어를 초과하는 경우에는 원단의 두께가 두껍고 유연성이 부족하여 모듈내 수납성이 나빠진다. 더욱 바람직하기로는 섬도가 510∼570데니어인 합성섬유 필라멘트를 사용하는 것이 좋다.
합성섬유 필라멘트로는 폴리아미드 6 필라멘트, 폴리아미드 66 필라멘트, 폴리아미드 46 필라멘트 및 폴리에스테르 필라멘트로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종을 사용한다.
제직밀도는 경사 및 위사 모두 45본/인치 수준이 바람직하다.
본 발명의 에어백용 원단은 ASTM D 2261법에 의한 텅법으로 측정한 인열강도가 경사방향 및 위사방향 모두 15~50㎏이고 원단의 두께는 0.10~0.35㎜이다. 그 결과 유연성이 우수하여 모듈내 수납성이 향상된다.
이하 실시예 및 비교실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
폴리아미드 66의 525데니어 필라멘트를 경사 및 위사로 사용하여 제직하고, 통상의 정련 및 열고정을 통하여 밀도가 45본/인치×45본/인치인 에어백용 원단을 제조한다. 제조한 원단의 물성을 측정한 결과는 표 1과 같다.
비교실시예 1
폴리아미드 66의 420데니어 필라멘트를 경사 및 위사로 사용하여 제직하고, 통상의 정련 및 열고정을 통하여 밀도가 49본/인치×49본/인치인 에어백용 원단을 제조한다. 제조한 원단의 물성을 측정한 결과는 표 1과 같다.
비교실시예 2
폴리아미드 66의 630데니어 필라멘트를 경사 및 위사로 사용하여 제직하고, 통상의 정련 및 열고정을 통하여 밀도가 41본/인치×41본/인치인 에어백용 원단을 제조한다. 제조한 원단의 물성을 측정한 결과는 표 1과 같다.
< 표 1 > 물성 측정 결과
구 분 사용원사데니어 원단의 밀도(본/인치) 인장강도(㎏/in) 인열강도(㎏) 두께(㎜) 공기투과도(cfm) 중량(g/㎡)
실 시 예 1 525 45×45 251×253 21.5×20.3 0.34 1.8 225
비교실시예 1 420 49×49 210×212 14.6×14.7 0.30 2.1 198
비교실시예 2 630 41×41 289×281 26.3×27.9 0.37 2.0 245
비교실시예 1은 두께나 중량이 낮아 수납성 및 경량성이 우수하지만 인열강도가 매우 낮아 에어백 전개시 인열이 될 문제점을 가지고 있고, 비교실시예 2의 경우는 인열강도가 우수하여 강도면에서는 우수하나 포지의 두께 및 중량이 높아 수납성이 매우 나쁘다. 그러나 실시예 1의 경우는 인열강도 및 수납성을 모두 만족시킬 만한 성능을 갖추었음을 알 수 있다.
본 발명의 에어백용 원단으로 제조한 에어백은 인열강도가 우수하여 사고 발생시 탑승자를 안전하게 보호할 수 있다. 또한 두께가 얇아 유연성 및 폴딩성(접힘성)이 우수하여 모듈내 용이하게 수납할 수 있다.

Claims (3)

  1. 원단을 구성하는 합성섬유 필라멘트의 섬도가 500∼600데니어이고 인열강도가 15~50㎏이고, 두께가 0.10~0.35㎜인 것을 특징으로 하는 에어백용 원단.
  2. 1항에 있어서, 원단을 구성하는 합성섬유 필라멘트가 폴리아미드 6 필라멘트, 폴리아미드 66 필라멘트, 폴리아미드 46 필라멘트 및 폴리에스테르 필라멘트로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 에어백용 원단.
  3. 1항에 있어서, 원단을 구성하는 합성섬유 필라멘트의 섬도가 510∼570데니어인 것을 특징으로 하는 에어백용 원단.
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