KR101380519B1

KR101380519B1 - 에어백용 직물 및 에어백

Info

Publication number: KR101380519B1
Application number: KR1020127003965A
Authority: KR
Inventors: 후미아키 이세
Original assignee: 아사히 가세이 셍이 가부시키가이샤
Priority date: 2009-11-09
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2014-04-01
Anticipated expiration: 2030-06-02
Also published as: WO2011055562A1; JP5715494B2; US20120225229A1; EP2500453A4; US8883659B2; US8642489B2; JP4797118B2; JP2011202340A; US20140106098A1; JPWO2011055562A1; KR20120032031A; EP2500453A1; EP2500453B1; CN102471954A; CN102471954B

Abstract

본 발명의 목적은, 내열성이 뛰어난 폴리아미드 섬유를 포함하는 직물로 구성된 에어백이 인플레이터 가스에 의해 전개될 때 가스의 손실 없이 전개되고, 발생 가스량을 과도하게 필요로 하지 않으며, 그 결과, 인플레이터가 경량화된 에어백 모듈을 제공하는 것으로서, 본 발명의 에어백 모듈은, 폴리아미드 섬유를 포함하는 직물로서, 200kPa의 압력 하에서의 직물의 통기도가 10 내지 200cc/cm²/sec이고, 초기 하중이 0.02cN/dtex, 실 길이가 25cm 및 승온 속도가 80℃/분에서 측정한 구성사의 열응력에 있어서, 230℃에서의 경사 및 위사의 합계의 열응력 합이 0.33 내지 1.20cN/dtex인 것을 특징으로 하는 에어백용 직물로 구성된다.

Description

에어백용 직물 및 에어백{FABRIC FOR AIRBAG, AND AIRBAG}

본 발명은 차량에 의한 사고시에 인체에 대한 충격을 흡수하여 그 보호를 도모하는 에어백에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 경량이고 수납성이 뛰어난 에어백용 직물, 에어백 및 에어백 모듈에 관한 것이다.

자동차 사고에 있어서의 인체에 대한 충격 완화를 위해, 차량에의 에어백의 장착이 진행되어 왔다. 충돌시 가스 등에 의해 팽창하여 인체에의 충격을 흡수 완화시키는 에어백으로서, 운전석용 및 조수석용 에어백 이외에, 커튼 에어백, 사이드 에어백, 니 에어백(knee-airbag), 리어 에어백 등이 탑승자 보호를 위해 실용화되고 있다. 나아가서는, 보행자 보호를 위해 차량의 외측으로 팽창하도록 장착되는 에어백 등 각종 에어백의 장착이 검토되어 왔다. 한편, 지구 환경 문제에 대한 관심이 높아짐에 따라, 차량의 연비 향상의 관점에서 이러한 안전 장치인 에어백 모듈에 대해서도 경량화가 요구되고 있다. 또한, 차량을 소형화하여 연비나 에너지 효율의 향상을 도모하기 위해 에어백 모듈을 수납하는 영역도 좁아져 에어백 모듈에 대해 더 많은 소형화가 요구되고 있다.

에어백 모듈은 주로 합성 섬유를 포함하는 직물이 자루 형태로 형성된 에어백, 에어백을 전개시키는 가스를 발생시키는 인플레이터 및 충돌을 검출하고 전개를 제어하는 장치를 포함한다. 이 중 인플레이터는 추약(推藥)을 용기에 수납하고 고압 고속 가스를 발생시키기 위해 완강한 용기로 이루어져 있다. 혹은, 고압 가스를 용기에 수납하고, 화약 등으로 개봉하여 고압 고속 가스를 발생시키기 위해 완강한 고압 가스 용기로 이루어져 있다. 이 때문에, 중량이나 용량은 에어백 모듈 중에서도 큰 비율을 차지하고 있다.

한편, 에어백은 에어백 자신을 경량화하기 위해 에어백용 직물을 구성하는 섬유의 섬도를 작게 하거나, 수지나 엘라스토머를 실질적으로 코팅하지 않는 에어백용 직물을 이용하여 논코팅 에어백을 구성하는 것이 이루어져 왔다.

코팅 에어백에 비해 논코팅 에어백에서의 전개 가스의 이용은 충분하지 않다. 에어백 장착의 역사가 오래된 운전석 에어백이나 조수석 에어백 등 전방 돌진 사고용의 에어백에서는 가스에 의해 에어백이 전개된 후 에어백이 인체를 받아내면서 에어백에 설치된 벤트 홀이나 필터 직물부로부터 가스가 방출됨으로써 충격 에너지 흡수를 행한다. 따라서, 논코팅 에어백에서의 전개 가스의 누설량은 엄격하게 문제가 되지 않은 경위가 있다. 그러나, 최근 벤트 홀의 개폐를 제어하여 에어백의 전개 사이즈를 바꾸거나 단계적으로 전개하는 방식의 에어백이 채용되게 되었거나, 또한 벤트 홀을 설치하지 않고 조기 전개를 도모하는 사이드 커튼 에어백 등이 장착되게 되었다. 따라서, 이전보다 더 강력하게 논코팅 에어백이라도 전개 중에 전개 가스를 손실시키지 않는 에어백이 요구되게 되었다. 또한, 전개 가스의 손실이 없으면 과도하게 인플레이터의 용량을 크게 할 필요가 없어 에어백 모듈의 소형화를 기대할 수 있다.

논코팅 에어백의 고압 하에서의 통기도에 관해, 특허 문헌 1에는 통기도를 높이는 편이 충격을 저하시킬 수 있다는 기술이 개시되어 있는데, 고압 하에서의 통기도는 가능한 한 억제하고 가스 이용 효율을 높이고자 하는 것이다. 또한, 특허 문헌 2에는 폴리에스테르 필라멘트사를 포함하는 직물로 논코팅 에어백을 만들고, 고온 고습 환경 하에서 통기도 변화나 파열 강도 변화가 없는 에어백 기술이 개시되어 있는데, 폴리에스테르 직물에서는 인플레이터의 추약의 연소 잔사에 의해 융해 구멍을 발생시켜 파대(破袋)하는 경우가 있어, 내열성이 뛰어난 폴리아미드 직물을 이용하여 고압 하에서 더욱 더 통기도가 낮은 에어백용 직물이 요구되고 있다.

내열 후의 에어백의 내압성과 관련하여, 특허 문헌 3에는 폴리카프로아미(polycaproamide) 섬유의 열처리 후의 뛰어난 인열 강력(tearing strength) 유지가 기재되어 있는데, 팽창 가스에 화약을 사용하는 경우의 고온 가스나 반응 잔사로 인한 용융 파대를 방지하기 위해서는 용융 온도의 면에서 폴리아미드 6·6 섬유보다 뛰어난 것은 아니다. 폴리카프로아미드 섬유를 포함하는 포백(布帛)은 화약에 의한 백 전개에는 부적절하다. 특허 문헌 4에는 폴리실록산계 유연제를 침지 부여하는 것에 의한 인열 강력 향상이 기재되어 있는데, 특별히 처리제를 이용하거나 처리 공정을 늘리는 것은 비경제적이다. 또한, 봉제부의 직사가 활탈하여 올빠짐이 일어나기 때문에 봉제부의 강도가 저하되어 버린다. 특허 문헌 5에는 무정련에 의해 유제(油濟) 부여된 포백은 열처리 후의 인열 강력이 유지되기 쉽다고 기재되어 있는데, 열처리 후에 전개 속도가 유지되는 특성에 관해서는 기재가 없다. 특허 문헌 6에는 폴리카프로아미드 섬유에 열 안정제를 함유시켜, 열수축 응력이 보다 고온에서 발생하는 원사로 함으로써 에어백 기포(基布)의 열처리 후의 통기도 증가를 억제할 수 있는 것이 기재되어 있다. 그러나, 내열 후에 낮은 통기도가 유지되었다고 해도 전개 속도가 유지되기 위해 필요한 특성에 관해서는 기재가 없다.

종래 자동차 실내, 즉 캐빈에 장착되는 에어백에 있어서, 여름철 및 주간의 현저한 고온이나 겨울철 및 야간의 저온의 조건 하에서 장기간 보관되는 에어백이, 세월 경과 후의 팽창 전개 작동 시에 내압성 등 전개 성능을 유지하는 것이 중요하였다. 그러나, 보행자 보호를 위해 차량의 외측으로 팽창하도록 장착되는 에어백의 주요한 장착 장소는 캐빈 밖이며, 특히 본네트 내의 엔진 룸 부근인 경우에는 훨씬 가혹한 환경 조건 하에 노출되게 된다. 즉, 에어백에 대한 가혹한 환경 하에서의 내구성의 요구는 훨씬 엄격해졌다. 종래보다 가혹한 환경 조건 하에서 세월 경과 후에 전개 성능을 유지하는 것이 과제가 되었다.

보행자 보호를 위한 에어백은 본네트 앞 부분이나 자동차 앞유리 하부를 덮는 대면적, 대형 치수가 된다. 또한, 차내에서 근거리의 충돌 완화를 하는 경우에 비해 커다란 부풀어오름을 이용하게 된다. 따라서, 이러한 에어백은 대용량의 에어백이 되는데, 장기간 보관되는 에어백이 세월 경과로 인한 변화로 전개 속도가 느려지는 것이 문제이다. 에어백의 전개 타이밍을 검출기나 전개 착화 제어기로 적정화하여도, 백의 전개에 있어서 끝에서 끝까지 가스가 충만하여 기능할 때까지 지연이 발생하는 것 등에 의해 시기가 어긋나게 되면 충격 흡수 성능이 뒤떨어지게 된다. 따라서, 대용량의 에어백이 가혹한 환경 조건 하에서 전개 속도를 유지하는 것도 과제가 되었다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 2002-317343호 공보 특허 문헌 2: 일본 특허 공개 평 6-306731호 공보 특허 문헌 3: 일본 특허 공개 평 10-60750호 공보 특허 문헌 4: 일본 특허 공개 평 8-41751호 공보 특허 문헌 5: 일본 특허 공개 평 5-339840호 공보 특허 문헌 6: 일본 특허 공개 2006-183205호 공보

본 발명은 내열성이 뛰어난 폴리아미드 섬유를 포함하는 직물로 구성된 에어백이 인플레이터 가스에 의해 전개될 때 가스의 손실 없이 전개되고, 발생 가스량을 과도하게 필요로 하지 않으며, 그 결과, 인플레이터가 경량화된 에어백 모듈의 제공을 목적으로 하는 것이다. 특히, 논코팅 에어백에 있어서, 내버스트성이 뛰어나고, 가스의 손실 없이 고속 전개 가능한 에어백 모듈의 제공을 목적으로 하는 것이다. 나아가서는, 고온 고습 환경 하에서도 신뢰성이 높은 에어백 모듈의 제공을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 하기와 같은 구성을 갖는다.

(1) 폴리아미드 섬유를 포함하는 직물로서, 200kPa의 압력 하에서의 직물의 통기도가 10 내지 200cc/cm²/sec이고, 초기 하중이 0.02cN/dtex, 실 길이가 25cm 및 승온 속도가 80℃/분에서 측정한 구성사의 열응력에 있어서, 230℃에서의 경사 및 위사의 합계의 열응력 합이 0.33 내지 1.20cN/dtex인 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.

(2) 직물 중에 아연, 알루미늄 및 마그네슘 중에서 선택된 1종 이상의 원소를 합계 0.1 내지 100ppm, 구리 원소를 10 내지 500ppm, 요오드 및/또는 브롬을 합계 100 내지 3500ppm 및 철 원소를 0.01 내지 20ppm 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 1항에 기재된 에어백용 직물.

(3) 지방산 금속염을 첨가하여 용융 방사된 폴리아미드 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 2항에 기재된 에어백용 직물.

(4) 직물 중의 환형 유니머(unimer) 함유량이 전체 아미드 결합 단위에 대해 0.1 내지 3.0%인 것을 특징으로 하는 상기 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 직물.

(5) 폴리아미드 섬유가 환형 유니머를 포함하는 올리고머를 첨가하고, 용융 방사되어 얻어진 것인 것을 특징으로 하는 상기 4항에 기재된 에어백용 직물.

(6) 직물 중의 유제 성분 함유량이 0.01 내지 2.0 중량%인 것을 특징으로 하는 상기 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 직물.

(7) 직물 표면의 위사의 확폭률(R(f))과 경사의 확폭률(R(w))의 합인 확폭 합(Ws)이 0 내지 40%인 것을 특징으로 하는 상기 1항 내지 6항 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 직물.

(8) 직물 표면의 위사의 확폭률(R(f))이 90 내지 120%이고, 경사의 확폭률(R(w))이 105 내지 135%인 것을 특징으로 하는 상기 1항 내지 7항 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 직물.

(9) 직물의 응력-왜곡선에 있어서, 직물을 구성하는 섬유 1가닥 당 응력으로 환산하여 4.0cN/dtex에 해당하는 하중에서의 직물의 신도를 경사 방향과 위사 방향에서 합계한 값이 40.0 내지 58.0%인 것을 특징으로 하는 상기 1항 내지 8항 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 직물.

(10) 직물을 20℃/분의 승온 속도로 측정한 DSC 측정에 의한 직물의 융해 개시 온도가 245 내지 280℃이고, 융해 열량이 60 내지 100J/g인 것을 특징으로 하는 상기 1항 내지 9항 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 직물.

(11) 직물의 구성사를 초기 하중이 0.02cN/dtex, 실 길이가 25cm 및 승온 속도가 80℃/분에서 측정한 열응력에 있어서, 120℃에서 경사 및 위사 모두 0.005 내지 0.10cN/dtex인 것을 특징으로 하는 상기 1항 내지 10항 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 직물.

(12) 상대 점도가 2.7 내지 4.7, 단사 섬도가 0.8 내지 8.0dtex, 총 섬도가 100 내지 800dtex, 인장 강력이 5.0 내지 11.0cN/dtex, 파단 신도가 15 내지 35% 및 비수(沸水) 수축률이 -4.5 내지 5.0%인 폴리아미드 6·6 섬유를 구성사로 하는 것을 특징으로 하는 상기 1항 내지 11항 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 직물.

(13) 수지나 엘라스토머로 코팅되지 않은 것을 특징으로 하는 상기 1항 내지 12항 중 어느 한 항에 기재된 에어백용 직물.

(14) 상기 1항 내지 13항 중 어느 한 항에 따른 에어백용 직물을 이용한 에어백.

(15) 상기 14항에 따른 에어백을 이용한 에어백 모듈.

본 발명의 에어백용 직물은 내열성이 뛰어난 폴리아미드 섬유를 포함하며, 수납성이 뛰어나면서 고온 가스에 의한 전개 시에 전개 가스의 통기가 억제되고, 나아가서는 열경시 후의 봉제부로부터의 가스 누설도 억제되어 있어 대체적으로 전개 가스 이용성이 뛰어난 에어백을 구성할 수 있다. 따라서, 인플레이터의 생성 가스량을 모두 활용하여 전개에 이용할 수 있기 때문에 에어백 모듈에 사용하는 인플레이터 용량을 과도하게 크게 하지 않고 경량 소형의 에어백 모듈을 제공할 수 있다. 또한, 봉제부가 강화되어 내버스트성이 뛰어나고, 고속 전개가 가능해진다. 나아가서는, 경열(輕熱) 물성 변화가 억제되어 고온 고습 환경 하에서도 신뢰성이 높은 에어백 모듈을 제공할 수 있다.

이하, 본원 발명에 대해 구체적으로 설명한다.

본 발명의 직물을 구성하는 폴리아미드 섬유는, 폴리아미드 6; 폴리아미드 6·6; 폴리아미드 11; 폴리아미드 12; 폴리아미드 6·10; 폴리아미드 6·12; 폴리아미드 4·6; 이들의 공중합체 및 이들의 혼합물을 포함하는 섬유를 예로 들 수 있다. 특히 폴리아미드 6·6 섬유가 바람직하며, 폴리아미드 6·6 섬유로는 주로 폴리헥사메틸렌아디파미드 섬유를 포함하는 것이 바람직하다. 폴리헥사메틸렌아디파미드 섬유란 100%의 헥사메틸렌디아민과 아디프산으로 구성되는 융점이 250℃ 이상인 폴리아미드 섬유를 가리킨다. 본 발명에서 사용되는 폴리아미드 6·6 섬유는 융점이 250℃ 미만이 되지 않는 범위에서 폴리헥사메틸렌아디파미드에 폴리아미드 6; 폴리아미드 6·I; 폴리아미드 6·10; 폴리아미드 6·T 등을 공중합, 혹은 블렌딩한 폴리머를 포함하는 섬유일 수 있다.

또한, 폴리아미드 6·6 섬유의 상대 점도(ηr)는 2.7 내지 4.7인 것이 바람직하다. 상대 점도(ηr)가 2.7 이상에서 에어백용 직물로서 충분한 강신도 특성에 기여하는 고강도사를 직물 구성사로 할 수 있다. 또한 4.7 이하이면 약사(弱絲) 및 세사(細絲)의 혼입이 없고, 보풀에 의한 직물 결함이 현저하다는 악영향을 입지도 않아서, 에어백용 직물로서 고품질의 직물로 하기가 쉽다. 또한, 여기서 말하는 상대 점도(ηr)란, 시료 2.5g을 진한 황산(98%) 25cc에 용해하고, 항온조(25℃)의 일정 온도 하에 있어서 오스왈드 점도계를 이용하여 측정하여 구한 것이다.

또한, 폴리아미드 6·6 폴리머는 용액 중합에 의한 축중합으로 합성되는데, 연속 중합에 의한 것과 배치(batch) 중합에 의한 것이 있다. 본 발명에 있어서, 상대 점도(ηr)를 2.7 내지 4.7로 하려면 두 중합 공정에 의한 폴리머를 고상 중합 공정으로 축합수 제거하여 중합도를 올리거나, 연속 중합 공정의 최종 공정을 진공 공정으로 하여 축합수 제거하여 중합도를 올림으로써 고점도 폴리머를 얻을 수 있다.

폴리아미드 6·6 폴리머는 용융 압출기에 의해 폴리아미드 6·6 섬유로 방사한다. 또한, 연속 중합 공정으로부터 직접 방사할 수도 있다. 용융 압출 과정에서는 폴리머 중의 수분율을 제어함으로써 본 발명의 직물을 구성하는 폴리아미드 6·6 섬유의 상대 점도(ηr)를 제어할 수 있다. 특히 저수분율에서 높은 ηr을 얻을 수 있다. 폴리머 중의 수분율은 용융 전의 폴리머를 건조, 흡습시키거나 용융중인 폴리머를 진공으로 흡인함으로써 제어할 수 있다.

직물을 구성하는 폴리아미드 6·6 섬유의 비수 수축률은 5.0% 이하로 낮을수록 직물의 형태 안정성이 양호하여, 대형 에어백의 경우에는 고온 환경 하에서 경시적으로 형상 변화하는 것을 회피할 수 있다. 또한, 가혹한 환경 하, 즉 열경시 후의 인열 내성도 양호하여, 에어백의 가스 내압성 향상에 기여한다. 나아가, 통기성 변화도 억제됨과 아울러, 섬유의 크림프 형태에 의해 직물의 유연성이 양호하기 때문에, 에어백의 전개 시간을 단시간으로 유지할 수 있다. 직물을 구성하는 폴리아미드 6·6 섬유의 비수 수축률은 직사로 하여 이용한 폴리아미드 6·6 섬유 원사의 비수 수축률에 유래하며, 또한 직물을 건조하고 열 세팅하는 과정에서 정해진다. 직사의 폴리아미드 6·6 섬유 원사의 비수 수축률은 10.0% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 8.0% 이하이며, 나아가 직물의 건조, 열 세팅 과정에서의 수축이 발현되도록 온도, 체류 시간, 장력을 제어함으로써 직물을 구성하는 폴리아미드 6·6 섬유의 비수 수축률을 5.0% 이하의 낮은 수축률로 억제할 수 있다. 직물을 구성하는 폴리아미드 6·6 섬유의 비수 수축은 완전히 수축되어 있는 것도 바람직하며, 비수 처리에 의한 물 흡수로 겉보기 상 마이너스의 수축률, 즉 신장이 관찰되는 것도 바람직하다. 따라서, 직물을 구성하는 폴리아미드 6·6 섬유의 비수 수축률은 마이너스 4.5% 이상인 것이 바람직하다. 비수 수축률은 마이너스 4.5 내지 5.0%가 바람직하다. 보다 바람직하게는 마이너스 4.0 내지 3.0%이고, 훨씬 더 바람직하게는 마이너스 3.0 내지 2.5%이다.

폴리아미드 6·6 섬유의 단사 섬도, 총 섬도는 에어백으로서의 기계적 특성 및 수납성의 면에 크게 영향을 미치기 때문에, 단사 섬도는 0.8 내지 8.0dtex가 바람직하다. 보다 바람직하게는 1 내지 7dtex이다. 단사 섬도가 0.8dtex 이상이면 제직 공정 등에서의 단사 끊김에 유래하는 직물 결함 등을 회피할 수 있다. 단사 섬도가 8.0dtex 이하로 작을수록 직물의 개킴(접힘) 부피가 작아 에어백 수납성이 양호한 직물이 된다.

또한, 총 섬도는 100 내지 800dtex가 바람직하다. 보다 바람직하게는 200 내지 500dtex이다. 총 섬도는 100dtex 이상이면 굵을수록 에어백 직물의 강도가 커져 에어백의 가스 내압성을 높인다. 총 섬도가 800dtex 이하이면 가늘수록 경량인 직물이 된다. 단사 섬도, 총 섬도에 대해서는 상기한 각 범위 내에서 적당히 조합하면 된다.

또한, 직물을 구성하는 폴리아미드 6·6 섬유는 인장 강력이 5.0cN/dtex 내지 11.0cN/dtex가 바람직하다. 보다 바람직하게는 6.0 내지 10.5cN/dtex이다. 가장 바람직하게는 7.0 내지 10.0cN/dtex이다. 파단 신도는 15% 내지 35%가 바람직하다.

인장 강도가 5.0cN/dtex 이상의 고강도이면 에어백용 직물로서의 강력이 뛰어나다. 인장 강도가 11.0cN/dtex 이하인 폴리아미드 6·6 섬유이면 파단 신도와의 밸런스가 잡혀 있다. 또한 파단 신도가 15% 이상이면 직물은 거칠고 단단해지지 않고, 파단 신도가 35% 이하인 폴리아미드 6·6 섬유이면 인장 강도와의 밸런스가 잡혀 있다. 직물을 구성하는 폴리아미드 6·6 섬유의 인장 강도는 주로 직사로 하여 이용한 폴리아미드 6·6 섬유의 인장 강도에 유래한다. 직사의 폴리아미드 6·6 섬유의 인장 강도가 대략 5.5cN/dtex 이상이 바람직하며, 또한 고밀도의 제직 공정이라 하더라도 이상한 찰과를 받지 않음으로써 고강도사로 구성된 직물이 된다. 또한, 직물을 구성하는 폴리아미드 6·6 섬유의 파단 신도는 주로 직사로 하여 이용한 폴리아미드 6·6 섬유의 파단 신도에 유래한다. 직사의 폴리아미드 6·6 섬유의 파단 신도가 대략 20.0% 이상이 바람직하고, 고밀도의 제직 공정이라 하더라도 이상한 장력 부하를 받지 않음으로써 고신도사로 구성된 직물이 된다.

본 발명의 직물은 직물을 20℃/분으로 승온한 DSC 측정에 있어서, 융해 개시 온도가 245 내지 280℃이고, 융해 열량이 60 내지 100J/g인 것이 바람직하다. 에어백이 가스 팽창하는 상태에서의 융해성을 비교하기 위해, 직물 시료는 DSC 측정할 용기의 바닥에 대략 용기와 동일한 크기의 것을 놓고, 용기 덮개와 함께 코킹함으로써 시료의 외주단이 고정되고 구속되도록 하여 계측한다. 융해 개시 온도는 결정 융해에 앞서 보다 저온 섬유 중의 고분자 배향이 엔트로피 완화되기 시작하는 온도이다. 융해 개시 온도가 245℃ 이상이고 융해 열량이 60J/g 이상이면 인플레이터의 전개 가스 발생으로 생긴 잔사, 즉 핫 파티클이 비래하였을 때 직물에 융해 구멍이 생겨 파대 버스트에 이르는 일이 적어진다. 융해 열량은 폴리아미드 폴리머의 결정 융해에 유래한다. 결정 융해의 엔탈피가 높아 결정화도가 높으면 융해 열량이 크지만, 결정 융해의 엔탈피는 결정 상태와 융해 상태의 엔탈피의 차로 결정되기 때문에 폴리아미드 폴리머쇄를 선택함으로써 열역학적으로 결정된다. 결정화도는 폴리머를 방사 연신하였을 때의 열처리 조건에 따라 달라지지만, 고온 열연신이 유효하다. 그러나, 폴리아미드 섬유는 미결정이 비결정부와 혼재하는 파라크리스탈계로서, 결정화도에는 한도가 있다. 결과적으로, 실제로 융해열은 100J/g 이하가 된다. 용융 열량은 보다 바람직하게는 70 내지 90J/g이다.

융해 개시 온도는 고분자쇄의 고배향이 완화되기 시작하는 온도이며, 방사 연신 공정에서의 열연신에 의한 고분자 구조 고정이나, 제직 및 가공 공정에서의 고분자 구조의 열 고정이나 천 구조에도 영향을 받는다. 융해 개시 온도는 결정 융해에 앞서는 것으로서, 고작해야 폴리아미드 섬유의 결정 융해 온도이며, 280℃ 이하가 된다. 용융 개시 온도는 보다 바람직하게는 248 내지 270℃이다. 융해 개시 온도를 높게 하기 위해서는 직물을 구성하는 폴리아미드 섬유의 배향이 열고정되어 있는 편이 좋으며, 직물을 구성하는 섬유의 비수 수축률이 5.0% 이하로서 마이너스 4.5%까지가 바람직하다. 보다 바람직하게는 마이너스 4.0%까지이다. 더욱 바람직하게는, 4.0% 이하로서 마이너스 3.0%까지이다. 다음, 융해 개시 온도는 고밀도로 제직되고 섬유끼리가 긴밀하게 구속되어 있는 편이 높으므로, 직물의 커버 팩터는 2000 이상이 바람직하다. 보다 바람직하게는 2200 이상이고, 더욱 더 바람직하게는 2300 이상이다. 여기서 커버 팩터는 섬도(dtex)의 평방근과 제직 밀도(가닥/2.54cm)의 곱을 경사와 위사에 대해 더한 값이다.

본 발명의 직물은 상온에서의 200kPa 압력 하의 통기도가 10 내지 200cc/cm²/sec인 것이 바람직하다. 상온에서의 통기도가 200cc/cm²/sec 이하로 낮을수록 고온 가스 전개에서의 가스 누설량이 줄어든다. 상온에서의 200kPa 압력 하의 통기도를 낮게 하기 위해 직물의 커버 팩터는 2000 이상이 바람직하다. 보다 바람직하게는 2200 이상이며, 더욱 더 바람직하게는 2300 이상이다. 또한, 직물을 구성하는 섬유의 단사의 섬도는 0.8 내지 8.0dtex인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.0 내지 7.0dtex이며, 가는 것이 통기도를 저감할 수 있다. 더욱 바람직하게는 1.5 내지 5.0dtex이다. 상온에서의 고압 통기도를 낮게 억제하는 것이 고온 가스에 의한 전개시의 저통기도의 필요 요건이 된다. 통기도는 관측되지 않을 정도로 가스 차폐되어 있는 것이 바람직한데, 10cc/cm²/sec까지가 다른 특성과의 균형의 관점에서 하한이다. 상온에서의 200kPa 압력 하의 통기도는, 보다 바람직하게는 20 내지 180cc/cm²/sec이다. 더욱 더 바람직하게는 50 내지 180cc/cm²/sec이다.

본 발명의 직물 표면의 직사에 있어서, 경위로 각각 직조된 직사의 단사가 늘어선 최대폭(W(mm))에 관해, 위사의 확폭률(R(f))이 90 내지 120%이고, 경사의 확폭률(W(w))이 105 내지 135%이며, 확폭 합(Ws)이 0 내지 40%인 것이 바람직하다.

여기서, 확폭률(R(f))=W(f)/(25.4/D(f))*100

확폭률(R(w))=W(w)/(25.4/D(w))*100

확폭 합(Ws)=R(f)+ R(w)-200이다.

또한, W(f)는 위사 최대 폭(mm)이고, W(w)는 경사 최대 폭(mm)이며, D(f)는 위방향 제직 밀도(가닥/25.4mm)이고, D(w)는 경방향 제직 밀도(가닥/25.4mm)이다.

확폭률은 직물 표면에서 관측되는 최대 직사폭에 대해 제직 밀도로부터 산출되는 직사 피치에 대한 백분율이다. 확폭 합은 확폭률을 경위 방향에서 합계하여 직사 피치 이상으로 팽창된 만큼을 나타낸 것이다. 확폭 합(Ws)이 0 이상이면 직물 전체적으로 직사의 퍼짐이 가스 통기를 가로막는 섬유의 중첩이 되어 통기도를 내릴 수 있다. 확폭 합(Ws)도 확폭률(R)도 큰 것이 통기도를 내리게 된다. 또한, 확폭 합(Ws)이 40% 이하이면 확폭된 단사 이외의 단사가 느슨해지게 됨으로써 오히려 고압 하에서의 통기도가 올라가 버릴 우려가 없다. 확폭 합(Ws)은 바람직하게는 2 내지 30%이다. 경사의 확폭률(R(w))은 105% 이상이면 경사끼리가 확실하게 중첩되어 통기를 방해하고 있다. 경사의 확폭률(R(w))이 135% 이하이면 확폭된 단사 이외의 단사가 느슨해지게 됨으로써 오히려 고압 하에서의 통기도가 올라가 버릴 우려가 없다. 경사의 확폭률(R(w))은 보다 바람직하게는 110 내지 130%이다. 위사의 확폭률(R(f))이 90% 이상이면 저통기도가 된다. 위사의 확폭률(R(f))이 120% 이하이면 확폭된 단사 이외의 단사가 느슨해지게 됨으로써 오히려 고압 하에서의 통기도가 올라가 버릴 우려가 없다. 위사의 확폭률(R(f))은 보다 바람직하게는 93 내지 110%이다. 직물 표면에서의 직사가 서로 중첩되고, 이러한 확폭률 및 확폭 합을 만족시키는 직사 형태에 의해 통기도가 내려가고, 직물의 고압 통기도를 낮게 하는 것이 가능해진다.

확폭률이나 확폭 합을 크게 하려면, 먼저 직물 설계로 제직 밀도를 올리고, 또한 제직 후에 적당히 수축 가공을 함으로써 경위의 제직 밀도를 밸런스 있게 올려주면 된다. 또한, 제직 공정에서 직사에 꼬임사를 사용하는 경우, 특히 경사의 단사의 집속에 의해 고밀도 직물이 제직되기 쉬워지는데, 직물 표면에서 단사 수속성(收束性)이 양호한 것은 확폭률이나 확폭 합을 작게 해 버린다. 따라서, 직물 중의 직사에는 실질적으로 꼬임이 가해지지 않은 것이 바람직하다. 즉, 직사에는 패키지로부터 실을 꺼낼 때의 약간의 해서(解舒) 꼬임이 통상 10회/m 미만으로 존재하는데, 그 이상의 의도적인 꼬임을 주지 않고 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 직사에 제사 공정 등으로 에어 교락(交絡)을 부여하면 직사 취급 중의 단사 흐트러짐에 의한 단사 끊김을 예방할 수 있는데, 직물 표면에서 단사 수속성이 양호한 것은 확폭률이나 확폭 합을 작게 해 버린다. 따라서, 직물로 가공된 단계에서는 실질적으로 교락은 해소되어 있는 것이 바람직하다. 직물을 해체한 직사에 있어서는 수면 관찰법에 의해 교락이 관측되지 않는 것이 바람직하다. 이 때문에, 직물에 사용하는 직사 원사의 교락은 1 내지 15개/m인 것이 바람직하고, 더욱 더 바람직하게는 1 내지 10개/m이다.

본 발명의 직물의 인장 시험에 있어서, 직물을 구성하는 섬유 1가닥 당 하중이 4.0cN/dtex가 되는 신도(이후, 특정 하중 신도라고 함)를 경사 방향과 위사 방향에서 합계한 값은 40.0 내지 58.0%인 것이 바람직하다. 직물의 인장 시험의 특정 하중 신도 합계가 58.0% 이하로 작을수록 가스로 확장 응력을 부여받았을 때의 직물의 통기도가 억제된다. 보다 바람직하게는 45.0% 내지 54.0%이고, 더욱 더 바람직하게는 51.0% 이하이다. 직물의 인장 시험의 특정 하중 신도 합계를 내리려면, 먼저 직사를 구성하는 원사 섬유가 경위 모두 그 인장 시험에서 4.0cN/dtex의 하중에서의 신도가 작으며, 15% 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 13% 이하이다. 또한, 직물 제직 이후의 열 세팅으로 경위 방향 각각으로 적절하게 긴장을 유지하여 냉각 고정하면 된다. 또한, 직물의 인장 시험의 특정 하중 신도 합계가 40.0% 이상이면 거칠고 단단한 직물이 되지 않는다. 직물을 구성하는 원사 섬유는 그 인장 시험에서 4.0cN/dtex의 하중에서의 신도가 5% 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 7% 이상이다.

본 발명에서는 직물을 구성하는 섬유를 초기 하중이 0.02cN/dtex, 시료 길이가 25cm 및 승온 속도가 80℃/분에서 측정한 열응력이 경사 위사 모두 120℃에서 0.005 내지 0.10cN/dtex인 것이 바람직하다. 또한, 같은 조건으로 측정한 230℃의 열응력에 있어서 경사 및 위사의 합계의 열응력 합으로 0.33 내지 1.20cN/dtex인 것이 바람직하다. 120℃의 열응력이 0.10cN/dtex 이하로 낮으면 에어백 보관중인 직물의 고온 환경 하에서의 치수 안정성이 양호하다. 보다 바람직하게는 0.05cN/dtex 이하이다. 이에 따라, 봉제부에 있어서 주름이 발생하여 봉제부의 통기도가 증가하지 않는다. 120℃의 열응력에 있어서 열안정적인 것은 실질적으로 0.005cN/dtex 이상이다. 230℃의 열응력 합이 0.33cN/dtex 이상으로 높으면 에어백 전개시 고온에서 확장 응력이 발생하였을 때의 직물의 통기도를 억제할 수 있다. 따라서 고온 가스 전개 시의 가스 누설이 적어진다. 230℃의 열응력 합이 1.2cN/dtex 이하이면 120℃의 열응력이 너무 높아 버릴 우려가 없다. 230℃의 열응력 합은 보다 바람직하게는 0.35 내지 1.00cN/dtex이다.

120℃의 열응력은 폴리아미드 섬유의 연신 조건에 있어서 고온 연신 조건을 선택하면 저감할 수 있다. 또한, 직물 제직 이후의 정련 열 세팅에서의 수축을 적정화함으로써 열응력을 저감할 수 있다. 예컨대, 고수축률을 갖는 직사 원사의 경우, 고온 정련 등에 의한 열수축을 주로 하여 열응력의 저감을 도모할 수 있는데, 230℃의 고온시의 열응력을 포함하는 열응력 전체가 저감되어 버리므로 수축 조건의 밸런스를 취할 필요가 있다. 또한, 저수축률을 갖는 직사 원사의 경우, 저온의 열응력이 작고, 정련 공정 등에서의 수축을 생략할 수 있을 가능성이 있지만, 한편으로 고온 시의 열응력이 너무 작아져 버릴 우려가 있다.

230℃의 열응력은 폴리아미드 섬유의 연신 조건에 있어서 열연신 후의 냉각 조건을 선택하면 저감할 수 있다. 즉, 열연신 온도로부터 처리 온도 조건을 단계적으로 150℃ 정도까지 내리고, 그 동안의 열시(熱時) 장력을 신장 완화율로 단계적으로 체감하여 제사하면 된다. 직물 제직 이후의 정련은 열응력을 현저하게 손상시키지 않도록 적절하게 조건을 선택해야 하며, 오히려 정련을 하지 않는 편이 바람직하다. 또한, 그 이후의 직물 열 세팅을 바람직하게는 120 내지 200℃의 온도에서 장력 완화하지 않고 긴장을 유지하여 행하고, 열처리 직후에는 직물의 경위 방향 각각으로 장력 완화하지 않고 적절하게 긴장을 유지하여 냉각하면 된다.

본 발명의 직물을 구성하는 섬유는, 인장 시험에 있어서 신도 2.5%에서의 초기 강성, 즉 응력이 1.00cN/dtex 이하이고 0.10cN/dtex 이상인 것이 바람직하다. 초기 강성이 1.00cN/dtex 이하로 작으면 직물의 개킴 자국(플리츠)이 생기기 쉽고, 에어백 파대의 계기가 되는 것을 회피하기가 쉽다. 직물을 구성하는 섬유의 초기 강성을 작게 억제하려면 지방족 폴리아미드 수지를 포함하는 섬유로서, 직접 방사 연신법에 의한 섬유를 이용한다. 또한, 직물 가공에서는 정련이나 열 세팅으로 수축이 발현되는 조건 하에서 긴장을 가하는 것을 피하거나, 정련 혹은 열 세팅을 실시하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명의 직물에 있어서, 구리 원소를 10 내지 500ppm 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 요오드 및/또는 브롬 원소를 합계 100 내지 3500ppm 함유하는 것이 바람직하다. 이들은 폴리아미드의 폴리머 분자의 열안정제로서 장기간 내열성을 향상시키기 위한 것이다. 구리 원소는, 보다 바람직하게는 15 내지 300ppm, 더욱 바람직하게는 20 내지 200ppm, 가장 바람직하게는 30 내지 100ppm이다. 요오드 및/또는 브롬 원소는 합계로 보다 바람직하게는 150 내지 3000ppm, 더욱 바람직하게는 200 내지 2500ppm이다. 가장 바람직하게는 250 내지 2000ppm이다. 구리 원소에 의해 폴리아미드 폴리머의 분자쇄의 개열 라디칼을 소멸하는 작용이 발휘된다. 구리 원소가 10ppm 이상으로 많을수록 폴리아미드 폴리머의 장기 내열성의 향상을 기대할 수 있다. 따라서, 에어백을 열경시시킨 후에 가스 전개할 때 버스트 파대되는 것을 회피할 수 있게 된다. 구리 원소가 500ppm 이하이면 경제적이고, 방사 공정에서 무기 석출물이 퇴적되는 문제가 잘 발생하지 않는다. 요오드 및/또는 브롬 원소는 구리의 라디칼 소멸 작용을 반복 발현시키기 위한 것으로서, 구리에 의한 열안정 효과를 장기간에 걸쳐 유지하기 위한 것이다.

구리 원소는 구리 화합물로서 폴리아미드 폴리머에 첨가된다. 구리 화합물의 구체적인 예로는, 염화제1구리,염화제2구리, 브롬화제2구리, 요오드화제1구리, 요오드화제2구리, 황산제2구리, 질산제2구리, 인산구리, 아세트산제1구리, 아세트산제2구리, 살리실산제2구리, 스테아린산제2구리, 벤조산제2구리 및 상기 무기 할로겐화구리와 자일릴렌디아민, 2-머캅토벤즈이미다졸, 벤즈이미다졸 등과의 구리 화합물 등을 들 수 있다. 특히 구리 화합물과 할로겐의 조합이 되는 1가의 할로겐화 구리 화합물을 첨가하는 것이 보다 바람직하며, 구체적으로는, 아세트산제1구리, 요오드화제1구리 등을 특히 적합한 첨가 화합물로서 예시할 수 있다.

또한, 요오드 및/또는 브롬 원소는 할로겐화 알칼리 화합물로서 첨가하는 것이 가능하다. 이 할로겐화 알칼리 화합물의 예로는, 브롬화리튬, 요오드화리튬, 브롬화칼륨, 요오드화칼륨, 브롬화나트륨 및 요오드화나트륨 등을 들 수 있다. 요오드 및/또는 브롬 원소는 구리가 폴리머의 라디칼 소멸에 기여할 때 산화 환원 반응으로 구리의 작용을 재생하기 위한 것으로서, 100ppm 이상, 특히 바람직하게는 300ppm 이상으로 많을수록 폴리아미드 폴리머의 장기 내열성의 향상을 기대할 수 있다. 한편, 3500ppm 이하이면 일반적인 환경 하에서의 요오드 유리에 의한 황변을 회피할 수 있다.

본 발명의 직물에 있어서, 함유하는 철 원소는 0.01 내지 20ppm의 함유량인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.05 내지 10ppm이고, 더욱 더 바람직하게는 0.1 내지 5ppm이다. 함유하는 철 원소가 20ppm 이하로 적을수록 폴리아미드 및 폴리아미드 올리고머 성분이 산화 분해되는 것이 한정적이고, 구리 및 할로겐 화합물에 의한 내열성 유지를 보다 효과적으로 누릴 수 있다. 열경시 후에 폴리아미드의 산화 분해가 한정적이며, 기계 물성 저하가 억제된다. 따라서, 열경시 후에 기밀성 높게 전개할 때 부하가 높아지는 에어백 기포가 파대하지 않고 더욱 더 신뢰성을 높일 수 있다. 폴리아미드 폴리머가 철 원소를 함유하게 되는 것은 중합 방사 공정에서 가장 온도가 높고, 금속 접촉 면적이 큰 방사 여과 공정이다. 방사 필터에 사용하는 금속 부직포에 철 함유량이 적은 합금 재료, 예를 들면 니켈 합금(하스텔로이(Hastelloy)(등록 상표) 등)을 사용하는 것이 바람직하다. 폴리아미드 섬유에 함유되는 철 원소는 공업적으로 실제로 0.01ppm 이상이다.

본 발명의 직물은 아연, 알루미늄 및 마그네슘 원소 중 어느 하나 또는 모두를 합계 0.1 내지 100ppm 함유하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.5 내지 50ppm이고, 더욱 더 바람직하게는 1.0 내지 30ppm이며, 가장 바람직하게는 5.0 내지 20ppm이다. 직물에 아연, 알루미늄 및 마그네슘 원소의 합계가 0.1ppm 이상 함유되면 폴리아미드 섬유를 포함하는 직물이 고온 환경이나 고습 환경 하에서도 폴리아미드 섬유의 열화로 인한 물성 저하가 억제된다. 폴리아미드 섬유 중에 아연, 알루미늄 및 마그네슘 원소의 합계가 100ppm 이하이면 폴리아미드 섬유에 상기 원소 함유 첨가물을 첨가함에 따른 방사 문제점, 즉 실끊김이나, 단사 끊김에 기인한 폴리아미드 섬유 직물의 직물 결함이 회피된다. 나아가서는, 아연, 알루미늄 및 마그네슘 원소량의 합계가 철 원소량을 상회하는 것이 바람직하다. 또한, 특히 알루미늄 원소가 삼원소 중에서도 주요량으로서 40% 이상인 것이 바람직하고, 더욱 더 바람직하게는 60% 이상이다.

본 발명의 직물에서는 폴리아미드 섬유에 함유되는 아연, 알루미늄 및 마그네슘 원소는 폴리아미드 폴리머에 지방산 금속염을 첨가하여 방사함으로써 함유시키는 것이 바람직하다. 폴리아미드 폴리머에 첨가하는 지방산 금속염은 탄소 수 6 내지 40의 지방산의 금속염이 바람직하고, 구체적으로는 몬탄산알루미늄, 몬탄산마그네슘, 몬탄산아연, 스테아린산알루미늄, 스테아린산마그네슘, 스테아린산아연 등을 들 수 있다. 상기 중 몬탄산알루미늄, 몬탄산마그네슘, 몬탄산아연을 바람직하게 사용할 수 있다. 이러한 지방산 금속염은 폴리아미드 폴리머의 열 열화 작용이 적고, 또한 조핵(造核) 효과에 의해 고강도 섬유를 쉽게 얻을 수 있으며, 나아가 섬유 물성의 균일성 향상의 관점에서 직물의 봉합선 강력의 향상에 기여하고, 특히 열경시 후의 직물의 봉합선 강력의 향상에 기여한다. 따라서, 에어백이 열경시한 후의 파대를 억제할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서 상기 지방족 금속염은 1종류로 사용할 수도 있고, 2종류 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.

본 발명의 직물은 폴리아미드 올리고머의 함유량이 적당히 제어되어 있는 것이 바람직하다. 그를 위해서는, 폴리아미드 섬유를 방사할 때 폴리아미드 올리고머의 함유량을 적당히 제어하는 것이 바람직하다. 특히 헥사메틸렌디아민과 아디프산이 환형으로 하나씩 축합된 환형 유니머를 전체 아미드 결합 단위에 대해 0.1 내지 3.0% 함유하는 것이 바람직하다. 더욱 더 바람직하게는, 0.5 내지 2.5% 함유하는 것이다. 여기서, 환형 유니머라고 호칭하는 화합물은 하기 식 (1)에 의해 표시되는 화합물이다.

폴리아미드 올리고머 중에서도 이 환형 유니머가 저분자량이고 환형이므로 가소화 효과를 가지면서 완만하게 섬유 표면에 블리드 아웃되기 때문에 유효하다. 한편, 수처리 등으로 완전히 추출되어 버리지 않기 때문에 직물 가공 상으로도 편의성이 좋다.

환형 유니머는 폴리아미드 섬유의 미끄러짐을 개선하고, 직물의 유연성을 유지한다. 폴리아미드 화합물 중의 환형 유니머 성분비가 0.1% 이상이면 직물은 고온 환경을 거친 후라도 환형 유니머 성분의 완만한 블리드 아웃에 의해 양호한 인열 강력 유지율이 지속된다. 마찬가지로, 고온 환경을 거친 후의 직물의 마찰도 증가하지 않고 미끄러짐이 양호하다. 또한, 가소화 작용으로 거칠고 단단해지지 않아 유연성을 양호하게 유지하고 있다. 따라서, 열경시 후에 거칠고 단단해지지 않아, 봉합선의 가스 누설을 조장하지 않고 기밀성을 유지함과 아울러, 에어백의 전개 속도가 지연되어 버리지 않는다.

아미드 화합물 중의 환형 유니머 성분비가 3.0% 이내이면, 고온 환경을 거친 후의 직물의 활탈 저항이 지나치게 감소하지 않아, 에어백으로서의 내압성을 해치지 않는다.

환형 유니머는 폴리아미드 섬유를 방사할 때 환형 유니머를 적당히 첨가하는 것이 바람직하다. 폴리아미드 6·6 용융 폴리머로부터 승화물 분체로서 얻은 올리고머를 재결정으로 정제하여, 환형 유니머를 주성분으로 한 올리고머를 얻을 수 있다.

또한, 환형 유니머는 지방산 금속염에 의해 미분산되고, 폴리아미드 섬유의 기계적 특성 향상에 기여할 수 있다. 환형 유니머에 의한 상기한 효과는 아연, 알루미늄 및 마그네슘 원소에 의해 저해되지 않고 오히려 이들의 지방족 금속염과 서로 어울려서 효과를 발휘한다.

아미드 화합물 중의 환형 유니머 성분비는 직물을 NMR 용매에 용해하여 13 C-NMR 스펙트럼 해석으로부터 구하였다. 예컨대 폴리아미드 6·6 폴리머의 경우, 스펙트럼 해석은 기본적으로 데이비스의 제안(R. D. Davis, et. al. Macromolecules 2000, 33, 70887092)에 따랐다. 폴리아미드 6·6 폴리머 중의 헥사메틸렌디아민 골격의 아미드 질소 결합 위치로부터 β 위치에 있는 탄소는 3종의 케미컬 시프트를 나타낸다. 즉, (1) 환형 유니머의 탄소, (2) 쇄형 폴리아미드 중에서 트랜스형 컨포메이션(conformation)의 탄소 및 환형 유니머를 제외한 환형 폴리아미드 중의 탄소, (3) 쇄형 폴리아미드 중에서 시스형 컨포메이션의 탄소이다. (1)의 NMR 피크 강도에 대해, (2)와 (3)의 피크 강도 합계를 기준으로 한 백분율(%)로 구한 것을 폴리아미드 화합물 중의 환형 유니머 성분비로 하였다. NMR 스펙트럼으로 섬유의 유제 성분의 스펙트럼이 중복되어 방해가 되는 경우에는 섬유의 유제 성분을 유기 용매로 추출하여 제외하고 스펙트럼 비교 해석하면 된다.

본 발명에 있어서 폴리아미드 직물은 유제 성분의 함유량이 0.01 내지 2.0 중량%인 것이 바람직하다. 0.05 내지 1.5중량%가 보다 바람직하다. 더욱 더 바람직하게는 0.1 내지 0.7 중량%이다. 여기에 말하는 유제 성분이란, 유기 용매 헥산으로 직물로부터 추출되는 것으로서, 폴리아미드 직물의 중량에 대한 추출물의 중량의 백분율이다. 유제 성분의 함유량이 0.01 중량% 이상이면 직물 기포의 인열 강력을 유지, 향상시킬 수 있다. 특히, 유제 성분 중의 계면 활성제 성분은 폴리아미드 섬유의 환형 유니머의 블리드 아웃을 도와 폴리아미드 섬유의 표면에 있어서 환형 유니머와 유제 성분이 일체가 되어 섬유끼리의 미끄러짐을 적당히 재촉하고, 고온 환경을 거친 후의 인열 강력의 유지, 향상에 기여한다. 즉, 에어백용 직물로서 전개 시의 가스 내압성의 향상을 기대할 수 있기 때문에 전개 시의 버스트 방지에 기여한다. 직물 마찰의 증가도 억제되기 때문에 전개 시간의 지연 억제에도 기여한다. 유제 성분만으로는 고온 환경에서 인열 강력의 유지, 향상 효과는 서서히 소실되는데, 환형 유니머와 일체화함으로써 더욱 더 효과가 유지된다.

유제 성분의 함유량이 2.0 중량% 이하이면 에어백용 직물이 연소성 시험(FMVSS302)에 있어서 불합격되지 않는다.

이들 유제 성분은 섬유 제조 공정, 제직 가공 공정에서 부여된 공정 유제에 유래되어 잔존하는 것일 수도 있다.

또한, 상기한 것 이외에, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위라면, 원료 섬유에는 원사의 제조 공정이나 가공 공정에서의 생산성 혹은 특성 개선을 위해 통상 사용되는 각종 첨가제가 포함되어 있을 수도 있다. 예컨대 열안정제, 산화 방지제, 광안정제, 평활제, 대전 방지제, 가소제, 증점제, 안료, 난연제 등을 함유시킬 수 있다.

본 발명의 직물은 폴리아미드 섬유를 워터젯, 에어젯, 레피아 직기나 다상 직기 등으로 제직하여 직물로 할 수 있다. 직물 조직으로는, 평직, 능직, 주자직 및 이들의 변화직이나 조직 혼합한 직물, 다축직 등의 직물이 사용되는데, 이들 중에서도 특히 기계적 특성이 뛰어나고, 또한 얇은 면에서 평직물이 바람직하다. 나아가, 대직(袋織; hollow weave)으로 백 형상을 제직하는 직물일 수도 있다.

제직을 함에 있어서, 경사 등에 집속성 향상을 위한 유제 성분을 부여할 수도 있다. 여기서 부여된 유제 성분은 최종적으로 에어백용 직물에 함유될 수도 있다.

이어서, 과잉의 유제 성분이나 오물의 제거를 위해 정련 세정할 수 있다. 정련 공정에서는 온수욕으로 알칼리 세정이나 계면 활성제 세정이 행해지는데, 본 발명에서는 아연, 알루미늄 및 마그네슘 원소, 나아가서는 환형 유니머 등을 제거해 버리지 않도록 배려할 필요가 있다. 오히려 정련하지 않고 에어백용 직물로 마무리하는 것이 바람직하다. 워터젯 직기에 의해 유제 성분이 대략적으로 탈락하고, 유제 성분 부착량이 적당해진 직물을 정련하지 않고 에어백용 직물로 마무리하는 것이 더욱 더 바람직하다. 본 발명에 필요한 함유물의 양을 제어하기가 쉽고 경제적이기도 하다. 최종적으로, 평활제, 대전 방지제를 주 성분으로 한 정경(整經)유제나 제직 공정 유제가 유제 성분으로서 직물에 함유되는 것이 바람직하다.

정련 공정에서는 직물을 구성하는 직사의 120℃ 열응력을 내리기 위해서는 정련 온도를 올려 실시하는 것이 바람직하다. 한편, 직물을 구성하는 직사의 230℃ 열응력을 높게 유지하기 위해서는 적당한 정련 온도를 선정하거나 혹은 정련을 실시하지 않는 것이 바람직하다. 직사 원사의 성상, 특히 수축률에 의해 적당히 조건 선정하면 된다.

이어서, 직물을 건조하고, 열고정을 행하여 에어백용 직물로 마무리할 수 있다. 직물의 건조 및 열고정에서는 직물 폭과 경사 방향의 이송에 대해 각각 수축량이나 장력을 제어하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 텐터 등이 사용된다. 직물을 구성하는 직사의 230℃ 열응력을 높게 유지하기 위해서는 가열 처리의 온도를 선정하고, 가열 처리하면서도 수축하는 것에 맡기지 않고 장력을 가하면서 가공하는 것이 바람직하다. 나아가서는, 가열 처리 후에 장력을 가하면서 급냉하는 것이 바람직하다. 저수축사를 직사로 하는 경우, 230℃ 열응력을 유지하기 위해 무세팅으로 하는 것도 바람직하다.

본 발명의 에어백용 직물은, 에어백의 경량화를 위해, 실질적으로 수지나 엘라스토머의 코팅이 없이 에어백에 사용되는 것이 바람직하다. 직물에 최종적으로 칼렌더 가공을 실시할 수도 있으나, 인열 강력의 저하를 초래하지 않을 필요가 있어, 바람직하게는 칼렌더 가공을 실시하지 않고 이용할 수 있다.

본 발명의 에어백용 직물은 재단 봉제되어 운전석용 에어백, 조수석용 에어백, 후방부 좌석용 에어백, 측면용 에어백, 무릎부용 에어백, 카시트간 에어백, 측면용 커튼형 에어백, 후방부 윈도우용 커튼백, 보행자 보호 에어백 등에 적당히 사용할 수 있다. 또한, 상기 에어백에 있어서는, 인플레이터 부착구나 벤트홀 부분 등에 사용되는 보강천 또는 백 전개 형상을 규제하는 부재를 상기 에어백용 직물과 동일 직물로 할 수 있다. 또한 에어백을 봉제함에 있어서는, 펀칭, 용단 또는 재단에 의해 형성된 1장 혹은 복수 장의 이러한 에어백용 직물편을 이용하여, 그 주연부를 봉제하여 에어백을 형성할 수 있고, 나아가서는 주연부의 봉제가 한겹 또는 두겹의 맞댐 봉제로 구성된 에어백을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 직물은 대직물(袋織物)로서 직조되고, 접합부의 외주가 재단되어 에어백으로서 사용할 수 있다.

본 발명의 에어백 모듈은 상기한 에어백과 화약이나 추약을 이용한 인플레이터와 조합하여 에어백 모듈로 하는 것이 바람직하다.

실시예

다음, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것이 아니다.

실시예 중의 에어백용 직물의 특성 평가 등에 대해서는 하기의 방법으로 실시하였다.

(1) 직물 평량: 10cm×10cm의 시료를 이용하여, JIS L1096 부속서 3에 준하여 행하였다.

(2) 분해사 총 섬도: JIS L1096 부속서 14에 준하여 직물을 분해하고, 경위의 구성 직사에 대해 시료 길이를 25cm로 하여 계측하였다.

(3) 분해사 인장 특성: JIS L1013 8.5.1에 준하여 20회/25cm의 꼬임을 주고, 25cm 간격으로 잡고 인장 속도 30cm/분의 인장 시험을 실시하였다. 분해사 특정 하중 신도(%)는 하중 4.0cN/dtex에서의 신도를 읽었다. 또한, 초기 강성은 신도 2.5%에서의 총 섬도 당 응력(cN/dtex)을 읽었다.

(4) 분해사 필라멘트 수: 직물의 단면 사진으로부터 구성 단사 가닥 수를 카운팅하였다.

(5) 분해사 열응력: 도요세이키세이사쿠죠 제조의 CORD RHEOTESTER를 사용하여 계측하였다. 승온 프로파일에 대해서는 초기 하중이 0.02cN/dtex, 시료 길이가 25cm, 승온은 EXP. 모드로 개시 온도를 20℃, 도달 온도를 250℃로 하고, 3분 동안에 도달하는 설정으로 하였다. 대략 80℃/분의 승온 속도가 된다. 120℃와 230℃의 시점에서의 응력을 구하였다.

(6) 분해사 교락: 분해사를 신선한 수면에 띄워 교락을 관찰하였다.

(7) 분해사 꼬임 수: JIS L1096 부속서 13에 준하여 꼬임 검출기를 이용하여 분해사를 20cm 폭으로 잡고 계측하고, 1m 당 꼬임 수로 환산하였다.

(8) 분해사 비수 수축률: JIS L1013 8.18.1(B법)에 준하여 25cm의 분해사의 비수 수축률을 계측하였다.

(9) 커버 팩터(CF):이하의 식으로 구하였다.

CF=(Dw)^1/2×Tw+(Df)^1/2×Tf (1)

(단, Dw는 경방향의 분해사의 총 섬도(dtex), Df는 위사 방향의 분해사의 총 섬도(dtex), Tw는 경사 제직 밀도(가닥/2.54cm), Tf는 위사 제직 밀도(가닥/2.54cm)이다.)

(10) 프래질(fragile) 통기도: JIS L 1096 8.27.1 A법에 의해 측정하였다.

(11) 고압 통기도: Capillary Flow Porometer CFP-1200AEX(Porous Metrials, Inc. 제조)를 이용하여 GalWick 침지액으로 공기압 0부터 200kPa까지 웨트업/드라이업 통기량 커브를 그려 200kPa의 통기도를 구하였다.

(12) 직물의 인장 강신도: JIS L1096 8.12.1 A법(스트립법)에 준하여 행하였다. 직물 특정 하중 신도(%)는 얻어진 응력-변형 곡선에 있어서, 제직 밀도와 분해사 섬도로부터 분해사 1가닥 당 응력으로 환산하고, 4.0cN/dtex에 해당하는 하중에서의 신도를 구하였다.

(13) 제직 밀도: JIS L1096 부속서 11A에 준하여 행하였다. 덴시미터를 사용하였다.

(14) 직물 표면 계측: SEM으로 표면 사진을 찍고, 직사가 부풀어오른 최대 폭의 치수를 쟀다. 최저 20개 이상의 계측점으로부터 평균치를 구하고, 표리면 중 큰 쪽을 직사 최대폭(W(mm))으로서 채용하였다.

(15) 직물 DSC: 직물 시료는 DSC 측정할 용기의 바닥과 대략 동일한 크기로 6mmΦ의 둥근 형상으로 펀칭하고, 칭량하고, 계측 용기의 바닥에 깔아 용기 덮개로 코킹하였다. 20℃/분의 승온 속도로 융해 피크를 관측하였다. 260℃ 부근의 결정 융해 피크 이전에 숄더 형상으로 흡열 피크가 생기는데, 베이스라인으로부터 이 피크가 상승하는 온도를 융해 개시 온도로 하였다. 결정 융해 피크와 숄더부를 합한 흡열 피크 전체의 베이스라인으로부터의 면적을 융해 열량(J/g)으로 하였다. PERKIN-ELMER사 제조의 DSC7를 이용하였다.

(16) 금속 정량 분석: 직물 시료 약 0.2g을 테플론(등록 상표)제 밀폐식 분해 용기에 채취하고, 분석 등급의 고순도의 질산 5ml를 가하고, 마이크로 웨이브 분해 장치(마일스톤 제너럴 주식회사 제조 ETHOS TC)로 200℃×20분의 가압 분해를 하고, 시료가 완전 분해되어 무색 투명이 된 것을 확인하였다. 초순수로 50ml에 정용(定容)하여 정량 분석 용액을 얻었다. ICP 질량 분석 장치(써모피셔 사이언티픽 주식회사 제조 X 시리즈 X7 ICP-MS)로 내부 표준법으로 정량하였다. 구리, 마그네슘 원소의 정량 검출 한계는 0.03ppm이었다. 또한, 철, 아연, 알루미늄의 각 원소에 대해 각각 정량 검출 한계는 0.01ppm이었다.

(17) 요오드 정량 분석: 전처리로서 직물 시료 약 50mg을 산소 봉입한 플라스크 내에서 연소시키고, 시료 중의 요오드를 0.01N 수산화나트륨 수용액 20ml에 흡수시키고, 이 용액을 측정용 검액으로 한다. 정량 분석 측정은 써모피셔 사이언티픽 주식회사 제조의 ICP 질량 분석 장치 X 시리즈 X7 ICP-MS를 이용하여, 인듐(In)에 의한 내표준법으로 요오드 검량선으로 정량하였다. 정량 검출 한계치는 0.5ppm이었다.

브롬의 정량은 예를 들면 니폰다이오넥스 주식회사 제조의 이온 크로마토그래프 장치 2000i/sp를 이용하여, 정량 검출 한계치는 20ppm으로 정량할 수 있다. 이번 실시예에서는 모두 검출 한계 이하였다.

(18) 직물 유제 성분: 직물 시료 10g을 300ml의 n-헥산으로 8시간 속슬레 추출하였다. n-헥산 추출분의 건고 중량으로부터 시료 중의 유제 성분량(중량%)을 구하였다.

(19) 환형 유니머: 직물을 NMR 용매에 용해하여 ¹³C-NMR에 의해 측정하였다. 용액은 완전 용해되어, pH 조정을 하지 않고 측정하였다. ¹³C-NMR 스펙트럼은 BRUKER사 제조의 AVANCE(II) 400형 NMR 장치를 사용하여 이하의 조건으로 측정하였다.

NMR 조건

시료 농도: 100mg/NMR 용매 0.8 ml

NMR 용매: 헥사플루오로이소프로판올-d2

측정 온도: 25℃

펄스 반복 간격: 2초

적산 횟수: 18000회

화학 시프트 기준: 헥사플루오로이소프로판올-d2의 메틴탄소의 피크탑이 되는 분기 중심 피크를 71.28ppm으로 하였다. 얻어진 폴리아미드 6·6 및 함유되는 환형 유니머에 대해 질소 결합 β 위치 탄소(C2)의 피크 귀속을 표 1에 나타냈다.

환형 유니머 성분비(A)는 각각의 피크를 계산 범위에서 적산한 피크 강도 I로부터 다음 식 (2)로 백분율을 산출하였다.

A=I(C2)/(I(2)+I(2cis))*100 (2)

(20) 에어백 제조: 국제 공개 제99/28164호 팜플렛에 기재된 에어백을 봉제하였다. 단, 외주 봉제는 재봉실이 235dtex/2×3, 운침 수가 5.0바늘/cm의 2열 이중 사슬뜨기로 하였다. 벤트 홀은 설치하지 않았다. 얻어진 에어백에 리테이너를 삽입하여 국제 공개 제01/9416호 팜플렛에 기재된 에어백 개킴을 행하고, 인플레이터를 부착하였다. 이어서, 개킨 에어백의 형태가 망가지지 않도록 3cm 폭의 에어백과 동일한 직물을 시침실로 꿰매어 링 형태로 한 링형 천을 개킨 에어백과 인플레이터의 전체에 씌우고, 시침질 부분을 정면으로 돌려 놓았다.

(21) 인플레이터 전개: 인플레이터는 파이로형으로서, 28.3l 탱크압이 210kPa의 출력인 것을 사용하였다. 에어백을 인플레이터에 부착한 리테이너 볼트 부분으로부터 에어백 내압 관측을 행하고, 고속 비디오로 인플레이터 전개 모습도 관찰하였다. 인플레이터 착화에 의한 최대 직경 전개 부근에서의 최대 전개압을 인플레이터 전개압(kPa)으로 하여 판독하였다. 또한, 조립한 에어백을 120℃에서 1000 시간 처리한 후에 인플레이터 착화에 의한 최대 직경 전개 부근의 최대 전개압을 읽어내고, 열경시 후의 인플레이터 전개압(kPa)으로 하였다.

(22) 근접 전개: 에어백의 정면 10cm의 위치에 방해판을 설치하고, 고속 비디오로 인플레이터 전개 모습을 관찰하였다. 전개 후의 파대 상태도 검사하고 융해 구멍의 생성과 함께 파대된 것을 융해 파대로 판단하였다. 또한, 조립한 에어백을 120℃에서 1000 시간 처리한 후에, 동일하게 방해판을 설치하고, 고속 비디오로 인플레이터 전개 모습을 관찰하고, 전개 후의 자루를 관찰하였다.

(23) 전개 특성의 내열성(열처리 전후에서의 전개 시간비): 국제 공개 제99/28164호 팜플렛에 기재된 에어백을 봉제하였다. 단, 외주 봉제로, 재봉실은 윗실 아랫실 모두 235dtex/2×3, 운침 수는 5.0바늘/cm의 이중 사슬뜨기 2열로 하였다. 인플레이터는 탱크압 200kPa 용량의 것을 장착하여 상온에서 전개 시험을 행하였다. 고속 VTR 관찰로부터 정면 전개 면적이 최대 전개 면적의 98%에 도달하였을 때를 전개 시간으로 하였다. 140℃ 하에서 500 시간 처리한 전후에서 전개 시간 변화율(%)을 구하였다.

(24) 치수 안정성의 내열성(내열 치수 안정성): 140℃ 하에서 500 시간 처리한 전후에서 상기 봉제 백의 외주 직경을 비교하고, 5% 이상 변화된 것을 불합격으로 판정하였다.

(25) 한냉 하에서의 전개 특성(한냉 하 전개 시간비): 140℃ 하에서 500 시간 처리한 후에, 에어백 모듈을 마이너스 35℃의 탱크에 하룻밤 넣은 후, 재빨리 착화 장치에 접속하여 전개하고, 열처리 전의 상온에서의 전개 시간과의 변화율(%)을 구하였다.

(26) 직물 연소 시험: FMVSS302에 따라 측정하였다. 연소 속도가 102mm/분 이하는 난연성에 합격이며, 또한 연소 시간이 60초 이하 또는 연소 길이가 51mm 이하인 경우를 자기 소화성, 즉 자소의 난연성 합격으로서 평가하였다.

[실시예 1]

헥사메틸렌디아민과 아디프산의 중화염을 포함하는 수용액에 중합 촉매 차아 인산나트륨을 가하고, 연속 중합 장치로 축중합한 후, 계속해서 열안정제 요오드화구리/요오드화칼륨의 수용액을 첨가하여 후기 중합을 거쳐 수지 칩으로 하였다. 계속해서 고상 중합으로 상대 점도(ηr) 3.1의 폴리아미드 6·6 수지를 얻었다. 이 폴리아미드 6·6 수지의 철 원소 함유량은 0.12ppm이었다. 용융 압출기로 폴리아미드 6·6 수지를 용융 방출할 때, 환형 유니머와 몬탄산알루미늄을 첨가하였다. 용융 방사기의 필터에는 하스텔로이 C22를 포함하는 금속 부직포 필터(평균 구멍 직경 15마이크론)를 사용하였다. 또한, 토출사 라인에 방사 유제 성분을 부여하고, 열연신하여 폴리아미드 6·6 섬유를 얻었다. 방사 유제는 디올레일티오디프로피온산 에스테르를 60 중량부, 경화 피마자유 EOA(분자량 2000) 스테아린산 에스테르 20 중량부, 고급 알콜 EOPO 부가물(분자량 1500) 20 중량부의 조성을 이용하였다. 교락 수는 7개/m였다.

이와 같이 하여 얻어진 섬도 470dtex, 필라멘트 수 72가닥, 단사 섬도 6.5dtex의 필라멘트사를 꼬지 않고, 풀먹임하지도 않고, 워터젯 룸에서 평직물을 얻었다. 이어서, 상기 직물을 정련하지 않고 80℃ 열풍 건조하고, 이어서 핀 텐터를 이용하여 경위 모두 2%의 오버피드로 180℃에서 1분간 가열 후 급냉하고 히트 세팅하였다. 경사와 위사의 제직 밀도가 모두 55가닥/2.54cm인 에어백용 직물을 얻었다.

이 에어백용 직물을 구성하는 필라멘트사(분해사)의 총 섬도, 직물의 인장 강력, 파단 신도, 제직 밀도, 통기도, 유제 성분량을 표 2에 나타냈다. 마찬가지로 에어백용 직물에 포함되는 환형 유니머, 구리 원소, 할로겐 원소(요오드), 철 원소, 마그네슘 원소, 알루미늄 원소, 아연 원소의 양에 대해 표 2에 나타냈다.

또한, 이 에어백용 직물로부터 에어백을 봉제하고, 인플레이터를 부착하여 인플레이터 전개압을 평가하였다. 또한, 120℃에서 1000 시간 노출시킨 에어백에 대해서도 열경시 인플레이터 전개압을 평가하였다. 나아가, 근접 전개에 의한 전개 관찰로부터 핫 파티클 파대의 유무를 평가하였다. 이 결과도 표 2에 나타냈다.

전개 가스의 손실 없이 인플레이터 전개압은 충분하였고, 열경시 인플레이터 전개압도 동등하고 충분하였다. 인플레이터 잔사에 의한 핫 파티클 파대는 발생하지 않았다.

[실시예 2]

비수 수축률 4.0%의 폴리아미드 6·6 섬유를 직사로 이용하고, 제직 후에는 무정련으로 무세팅으로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 결과를 표 2에 나타냈다. 전개 가스의 손실 없이 인플레이터 전개압은 충분하였으며, 열경시 인플레이터 전개압도 동등하고 충분하였다. 핫 파티클 파대는 발생하지 않았다.

[실시예 3]

섬도 350dtex, 필라멘트 수 72가닥, 단사 섬도 4.9dtex로 비수 수축률 8.5%의 폴리아미드 6·6 섬유를 직사로 사용하여, 제직 후에 80℃ 열풍 건조하고, 계속해서 160℃의 열롤로 3%의 송포 오버피드 가열하여 급냉 처리를 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 결과를 표 2에 나타냈다. 전개 가스의 손실 없이 인플레이터 전개압은 충분하였고, 열경시 인플레이터 전개압도 동등하고 충분하였다. 핫 파티클 파대는 발생하지 않았다.

[실시예 4]

섬도 350dtex, 필라멘트 수 144가닥, 단사 섬도 2.4dtex의 폴리아미드 6·6 섬유를 직사로 사용한 것 이외에는 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하였다. 결과를 표 2에 나타냈다. 전개 가스의 손실 없이 인플레이터 전개압은 충분하였고, 열경시 인플레이터 전개압도 동등하고 충분하였다. 핫 파티클 파대는 발생하지 않았다.

[실시예 5]

환형 유니머를 가하지 않고 방사한 필라멘트사를 사용한 것 이외에는 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하였다. 가스 이용 효율은 양호하였지만, 장시간의 열경시 후에는 에어백을 파이로형 인플레이터 전개하였을 때의 최대 전개압은 약간 상대적으로 낮았다. 핫 파티클 파대는 발생하지 않았다.

[실시예 6]

방사시의 폴리머 여과에 SUS316L을 포함하는 금속 부직포 필터를 사용하고, 몬탄산알루미늄의 첨가를 하지 않은 것 이외에는 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하였다. 가스 이용 효율은 양호하였고, 핫 파티클 파대는 발생하지 않았다. 장시간의 열경시 후에 에어백을 근접 전개하는 고부하 조건에서는 봉합선 부근의 섬유의 일부에 절단이 관찰되었지만 파대는 없었다.

[실시예 7]

비수 수축률 10.0%의 폴리아미드 6·6 섬유를 직사로 사용하고, 직물 제직 후에 정련하지 않고, 열 고정시에 핀 텐터를 이용하여 경위 모두 0%의 오버피드로 120℃에서 1분간 가열후 급냉각하고 히트 세팅한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 결과를 표 2에 나타냈다. 전개 가스의 손실 없이 인플레이터 전개압은 충분하였다. 그러나, 열경시 후에는 봉제 주름이 눈에 띄었고, 인플레이터 전개압은 낮았다. 핫 파티클 파대는 발생하지 않았다.

[비교예 1]

직물을 제직한 후에 80℃의 정련욕에서 정련하고, 계속되는 열고정 시에 핀 텐터를 이용하여 경위 모두 5%의 오버피드로 210℃에서 1분간 가열 후 서서히 냉각하고 히트 세팅한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 결과를 표 2에 나타냈다. 전개 시에 열응력의 효과가 불충분하였고, 전개 가스의 손실이 있었으며, 인플레이터 전개압은 낮았으며, 열경시 인플레이터 전개압도 낮았다. 핫 파티클 파대는 발생하지 않았다.

[비교예 2]

폴리아미드 6·6 섬유에 35개/m의 교락을 부여한 것을 직사로 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 결과를 표 2에 나타냈다. 직물 표면에서의 직사 커버성이 나쁘고 고압 통기도가 높았다. 따라서, 전개 가스의 손실이 있었고, 인플레이터 전개압은 낮았으며, 열경시 인플레이터 전개압도 낮았다. 핫 파티클 파대는 발생하지 않았다.

[비교예 3]

폴리아미드 6·6 섬유를 100회/m 꼰 것을 직사로 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 결과를 표 2에 나타냈다. 직물 표면에서의 직사 커버성이 나쁘고 고압 통기도가 높았다. 따라서, 전개 가스의 손실이 있었고, 인플레이터 전개압은 낮았으며, 열경시 인플레이터 전개압도 낮았다. 핫 파티클 파대는 발생하지 않았다.

[비교예 4]

강도 6.5cN/dtex의 폴리아미드 6·6 섬유를 이용하여, 직물 제직 후의 열고정 시에 핀 텐터를 이용하여 경위 모두 5%의 오버피드로 160℃에서 1분간 가열후 서서히 냉각하고 히트 세팅한 것 이외에는 비교예 2와 동일한 방법으로 실시하였다. 결과를 표 2에 나타냈다. 직물이 신장 부하시에 일그러지기 쉽고, 고부하시의 개구에 의해 전개 가스의 손실이 있었으며, 인플레이터 전개압은 낮았고, 열경시 인플레이터 전개압도 낮았다. 근접 전개에서는 핫 파티클 파대는 발생하지 않았지만 봉합선 파대가 발생하였다.

[비교예 5]

폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유로, 섬도 470dtex/96f, 인장 강도 7.0cN/dtex, 인장 파단 신도 22%로서, 비수 수축률이 0.9%이고, 교락이 15개/m이며, 꼬임없는 직사에 의해 풀먹임하지 않고 워터젯 룸에서 평직물을 제직하였다. 이어서, 80℃의 정련욕으로 정련하고, 이어지는 열고정 시에 150℃, 180℃의 2단 열롤을 이용하여 경(經)이송을 2%의 오버피드로 처리하고 급냉각하여 히트 세팅하였다. 에어백 전개 평가와 함께 결과를 표 2에 나타냈다. 분해사의 인장 시험에 의한 초기 강성은 높아, 프래질 통기도의 저감에 기여하고 있는 것으로 생각된다. 그러나, 직물 특정 하중 신도 합이 큰 경우도 있어, 200kPa의 고압 통기도는 낮아지지 않았고, 230℃ 열응력 합이 낮았으며, 파이로 인플레이터 전개압이 낮아졌다. 또한, 120℃ 열응력은 높았고, 열경시 후의 인플레이터 전개압의 통기성도 억제할 수 없어 불충분하였다. 또한, 근접 전개에서 핫 파티클 파대가 발생하였다. 이 자루에는 개킴 자국이 또렷하게 남아 있었다.

[실시예 8 내지 10]

방사 시의 환형 유니머 첨가량을 변경한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백용 직물을 얻었다. 봉제한 에어백의 열처리 전후에서의 전개 시간비, 내열 치수 안정성, 한냉 하 전개 시간비 및 직물 연소 시험의 평가를 행하였다. 결과를 표 3에 나타냈다.

실시예 8 및 9의 에어백은 에어백에 필요한 기계적 특성을 가지고, 열처리 후의 인열 강력 유지성이 뛰어나며, 또한 열처리 후의 통기성 유지율, 저마찰성, 유연성 등 에어백 전개 속도와 관련된 특성이 뛰어났다. 특히, 한냉 하에서의 전개에서는 발생 가스 압력이 저하하기 때문에 전개 속도가 저하하지만, 이를 잘 유지하고 있다. 실시예 10에서는 열처리 후의 마찰 계수가 높고, 유연성이 떨어지며, 열처리 후 및 한냉 하에서의 에어백 전개를 약간 지연시키는 결과가 초래되었지만, 파대는 없었다.

[실시예 11]

실시예 4와 동일한 방법으로 중합, 방사하여, 폴리아미드 6·6 섬유의 연신사를 포함하는 필라멘트사를 얻었다. 이 필라멘트사를 이용하여 실시예 4와 동일한 방법으로 워터젯 룸에서 평직물을 얻었다. 이어서, 얻어진 직물을 건조한 후, 180℃에서 1분간 열세팅하여 에어백용 직물을 얻었다. 에어백의 평가를 포함하여 결과를 표 3에 나타냈다.

[실시예 12]

제직 후에 방사 유제 성분과 동일한 조성의 유제 성분을 침지 부여한 후, 건조, 열세팅한 것을 제외하고, 실시예 11과 동일한 방법으로 실시하였다. 또한, 열세팅 후의 유제 성분의 함유량은 1.2 중량%였다. 결과를 표 2에 함께 나타냈다. 연소 시험이 약간 불길이 번진다는 평가를 얻었으나 합격이었고, 백 전개성은 매우 양호하다.

[산업상의 이용가능성]

본 발명의 직물은 탈것 충돌 사고 등에 있어서의 인체 충격 흡수를 위한 인체 구속 에어백으로서 적합하게 사용할 수 있다. 특히, 경량이고 컴팩트한 에어백 모듈에 적합하다.

Claims

폴리아미드 섬유를 포함하는 직물로서, 200kPa의 압력 하에서의 직물의 통기도가 10 내지 200cc/cm²/sec이고, 초기 하중이 0.02cN/dtex, 실 길이가 25cm 및 승온 속도가 80℃/분에서 측정한 구성사의 열응력에 있어서, 230℃에서의 경사 및 위사의 합계의 열응력 합이 0.33 내지 1.20cN/dtex인 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.
제1항에 있어서, 직물 중에 아연, 알루미늄 및 마그네슘 중에서 선택된 1종 이상의 원소를 합계 0.1 내지 100ppm, 구리 원소를 10 내지 500ppm, 요오드 및/또는 브롬을 합계 100 내지 3500ppm 및 철 원소를 0.01 내지 20ppm 함유하는 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.
제2항에 있어서, 지방산 금속염을 첨가하여 용융 방사된 폴리아미드 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 직물 중의 환형 유니머(unimer) 함유량이 전체 아미드 결합 단위에 대해 0.1 내지 3.0%인 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.
제4항에 있어서, 폴리아미드 섬유가 환형 유니머를 포함하는 올리고머를 첨가하고, 용융 방사되어 얻어진 것인 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 직물 중의 유제(油濟) 성분 함유량이 0.01 내지 2.0 중량%인 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 직물 표면의 위사의 확폭률(R(f))과 경사의 확폭률(R(w))의 합인 확폭 합(Ws)이 0 내지 40%인 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 직물 표면의 위사의 확폭률(R(f))이 90 내지 120%이고, 경사의 확폭률(R(w))이 105 내지 135%인 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 직물의 응력-왜곡선에 있어서, 직물을 구성하는 섬유 1가닥 당 응력으로 환산하여 4.0cN/dtex에 해당하는 하중에서의 직물의 신도를 경사 방향과 위사 방향에서 합계한 값이 40.0 내지 58.0%인 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 직물을 20℃/분의 승온 속도로 측정한 DSC 측정에 의한 직물의 융해 개시 온도가 245 내지 280℃이고, 융해 열량이 60 내지 100J/g인 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 직물의 구성사를 초기 하중이 0.02cN/dtex, 실 길이가 25cm 및 승온 속도가 80℃/분에서 측정한 열응력에 있어서, 120℃에서 경사 및 위사 모두 0.005 내지 0.10cN/dtex인 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상대 점도가 2.7 내지 4.7, 단사 섬도가 0.8 내지 8.0dtex, 총 섬도가 100 내지 800dtex, 인장 강도가 5.0 내지 11.0cN/dtex, 파단 신도가 15 내지 35% 및 비수(沸水) 수축률이 -4.5 내지 5.0%인 폴리아미드 6·6 섬유를 구성사로 하는 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 수지나 엘라스토머로 코팅되지 않은 것을 특징으로 하는 에어백용 직물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 에어백용 직물을 이용한 에어백.
제14항에 따른 에어백을 이용한 에어백 모듈.