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KR102062934B1 - 비코팅 에어백용 기포 - Google Patents

비코팅 에어백용 기포 Download PDF

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KR102062934B1
KR102062934B1 KR1020147031479A KR20147031479A KR102062934B1 KR 102062934 B1 KR102062934 B1 KR 102062934B1 KR 1020147031479 A KR1020147031479 A KR 1020147031479A KR 20147031479 A KR20147031479 A KR 20147031479A KR 102062934 B1 KR102062934 B1 KR 102062934B1
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KR
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airbag
bubble
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요시히로 마츠이
도시오 오와리
싱고 소가베
미호 야마모토
유스케 고죠
히로카즈 니시무라
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도요보 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 경량 콤팩트성이 우수한 파이로 인플레이터라도 임팩터 특성이 우수한, 특히 운전석이나 조수석에 적합한 에어백용 기포(base fabric)를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 에어백용 기포는 50~65℃의 직물의 동적 통기도 측정시 내부압력의 최대값이 70~100 kpa이고, 그때의 기포의 2축 변형률이 2.9~4.0%인 비코팅(non-coated) 에어백용 기포를 개시한다. 본 발명의 비코팅 에어백용 기포는 직물을 구성하는 사조(絲條)가 나일론 66 섬유이고, 직물에 잔류하는 유제 성분이 0.01~0.60 중량%이며, 그 주요 성분의 융점이 60℃ 이하인 올레핀계 폴리머로, 직물 중에 인 성분이 20~200 ppm 포함되는 것이 바람직하다.

Description

비코팅 에어백용 기포{Non-coated airbag base fabric}
본 발명은 자동차의 충돌사고시에 차에 탄 사람이 핸들이나 대시보드에 충돌하기 어려운, 특히 운전석이나 조수석용으로 적합한 비코팅 에어백용 기포에 관한 것이다.
최근 들어 자동차 안전부품의 하나로서 급속히 장착률이 향상되고 있는 에어백은 자동차의 충돌사고시, 충격을 센서가 감지하여 인플레이터로부터 발생되는 고온, 고압의 가스에 의해 에어백을 급속히 전개시켜, 운전자나 동승자의 신체, 특히 머리부가 핸들, 프론트 글래스, 도어 글래스 등에 충돌하는 것을 방지하여 보호하기 위한 것이다. 현재로는 자동차의 전면으로부터의 충돌에 대응하는 운전석이나 조수석용 에어백뿐 아니라, 무릎을 지키는 니 에어백, 측면으로부터의 충돌에 대응하는 사이드 에어백이나 사이드 커튼 에어백, 후방으로부터의 충돌에 대비한 에어백도 채용되고 있다. 게다가 최근에는 충돌되는 보행자를 보호하는 에어백도 알려져 있어, 그 사용 부위는 현재도 계속 늘어나고 있다.
에어백의 생산량이 계속해서 증가하고 있는 가운데, 비용을 낮추기 위해 에어백 모듈로서 조합되는 인플레이터의 간략화가 진행되고 있다. 인플레이터로서는 고압으로 헬륨 등의 불활성 가스를 가둔 금속용기의 마개를 화약으로 파괴함으로써 가스를 방출하는 소위 스토어드 가스 인플레이터(stored gas inflator)나, 화약의 연소열에 의해 충전되어 있는 비교적 적은 가스를 데우는 동시에 화약으로부터의 발생 가스를 조합시키는 소위 하이브리드 인플레이터(hybrid inflator), 파이로 인플레이터(pyro inflator)라 불리는 고체의 가스 발생제인 화약을 연소시키는 심플한 인플레이터가 알려져 있는데, 최근 들어 파이로 인플레이터로의 전환이 진행되고 있다.
파이로 인플레이터는 소형 경량화가 가능한 한편, 화약으로부터 발생하는 불완전 연소 성분이나 화약 연소 잔사에 의한 부유 미립자가 많은 결점을 갖는다. 이 때문에 에어백 내로 흘러 들어가는 가스의 온도가 종래의 인플레이터보다 높아 에어백 기포에 부여하는 열적인 부하가 크다고 하는 문제가 발생하고 있다. 특히 임팩터 평가로 불리는, 전개하는 에어백에 물체를 충돌시켜서 물체의 이동거리를 평가하는 방법에 있어서, 종래 사용되고 있던 에어백용 기포를 사용한 에어백의 경우는 물체의 이동거리가 커져, 경우에 따라서는 「바닥에 닿기」로 불리는 현상, 즉 물체가 에어백 기포의 접합부에 충돌하는 현상이 일어나게 되는 경우가 있었다.
종래, 임팩터 평가에서 합격하는 지표로서는 직물의 통기도를 채용하여, 통기도가 낮은 기포라면 합격하는 것이 일반적이었다(특허문헌 1, 2 참조). 그 측정방법으로서는 차압을 일정하게 유지한 상태의 통기량을 측정하는, 소위 정적 통기도로 불리는 것이나, 압축공기를 순간적으로 기포에 대고 시시각각 변화하는 내부압력과 기포의 변형량을 측정하는, 소위 동적 통기도로 불리는 것이 알려져 있는데, 어느 것도 상온하에서 측정하고 있었다. 그러나 최근의 파이로 인플레이터가 사용되는 에어백의 경우는 에어백용 기포에 있어서 상온의 통기도가 낮은, 즉 에어백으로서 내부압력이 높은 기포라도 임팩터 평가에서 꼭 합격한다고는 할 수 없게 되었다.
당연히 실리콘 코트 천이라면 파이로 인플레이터가 사용되는 에어백이라도 임팩터 시험에서 불합격이 되는 경우는 없지만, 경량·콤팩트성이 부족하여, 차내 인테리어의 디자인 측면에서 생각할 때, 운전석이나 조수석과 같은 콤팩트성이 요구되는 부위에는 사용하기 곤란하기 때문에, 역시 비코팅 천이 바람직하게 사용된다.
한편 인플레이터 가스의 고온화에 대한 검토도 일부에서 진행되고 있다. 그 중 하나로서 에어백 봉제부의 검토도 진행되고 있다. 그러나 이 검토에 있어서도 고온하에서의 평가가 이루어지고 있지 않아, 최근 들어 사용되고 있는 파이로 인플레이터로의 대응이 곤란한 문제가 있었다(특허문헌 3 참조).
일본국 특허공개 제2003-165407호 공보 일본국 특허공개 제2002-220777호 공보 일본국 특허공개 제2011-131874호 공보
본 발명의 목적은 상기 종래의 문제점을 해결하는 것에 있고, 파이로 인플레이터에 대해서도 문제없이 사용할 수 있는 에어백용 비코팅 기포를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 에어백용 기포(base fabric)는 아래의 (1) 내지 (6)의 구성으로 이루어지는 것이다.
(1) 50~65℃의 직물의 동적 통기도 측정시 내부압력의 최대값이 70~100 kpa이고, 그때의 기포의 2축 변형률이 2.9~4.0%인 것을 특징으로 하는 비코팅(non-coated) 에어백용 기포.
(2) 직물을 구성하는 사조(絲條)가 나일론 66 섬유이고, 단사섬도가 1~4 dtex이며, 필라멘트 가닥 수가 80~300 가닥이고, 직물의 커버팩터가 2,000~2,300인 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 비코팅 에어백용 기포.
(3) 직물에 잔류하는 유제 성분이 직물에 대해 0.04~0.60 중량%이고, 그 주요 성분의 융점이 60℃ 이하인 올레핀계 폴리머인 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 비코팅 에어백용 기포.
(4) 직물 중에 인 성분이 20~200 ppm 포함되는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 비코팅 에어백용 직물.
(5) (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 비코팅 에어백용 기포를 재단, 봉제하고, 추가로 하나 이상의 벤트홀을 설치하여 형성된 봉지 형상물과 파이로 인플레이터를 삽입함으로써 제작되는 것을 특징으로 하는 에어백용 모듈.
(6) 직물 제직의 준비공정에 있어서 올레핀계 유제를 적어도 경사(經絲)에 부여하는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 비코팅 에어백용 기포의 제조방법.
본 발명의 에어백용 기포는 비코팅 천이기 때문에 경량 콤팩트성이 우수하고, 고온 상태에서도 에어백의 내부압력을 유지하기 쉬운 특징이 있다. 이 때문에 본 발명의 에어백용 기포는 파이로 인플레이터에 대해 임팩터 특성이 우수하여, 특히 운전석이나 조수석용으로 적합하다.
아래에 본 발명의 에어백용 기포를 상세하게 설명한다.
본 발명의 기포에 사용하는 합성섬유로서는 특별히 소재를 한정하는 것은 아니나, 예를 들면 나일론 66, 나일론 6, 나일론 46, 나일론 12 등의 지방족 폴리아미드 섬유, 아라미드 섬유와 같은 방향족 폴리아미드 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 섬유가 사용된다. 다른 예로서는 전체 방향족 폴리에스테르 섬유, 초고분자량 폴리에틸렌 섬유, 폴리파라페닌·벤조비스·옥사졸 섬유(PBO 섬유), 폴리페닐렌설파이드 섬유, 폴리에테르케톤 섬유 등을 들 수 있다. 다만 경제성을 감안할 때, 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유가 특히 바람직하다. 그 중에서도 폴리헥사메틸렌아디파미드 섬유로 이루어지는 나일론 66이 고온 가스에 대한 내구성 측면에서 특히 바람직하다.
나일론 66의 황산에 의한 상대점도는 3.2~4.0이 바람직하다. 상대점도의 하한은 보다 바람직하게는 3.3 이상이고, 더 나아가서는 3.4 이상이다. 상대점도의 상한은 보다 바람직하게는 3.6 이하, 더욱 바람직하게는 3.5 이하이다. 상대점도가 상기 범위 미만이면 고온 상태의 직물의 동적 통기도 측정시의 내부압력이 낮아지기 쉽다. 한편 상대점도가 상기 범위를 초과하면 중합 비용이 증가할 뿐 아니라 방사 조업성이 악화되기 쉽다.
나일론 66에는 페닐포스폰산 또는 그의 금속염이 인 성분으로서 폴리머 중량당 20 ppm 이상 포함되어 있는 것이 바람직하다. 페닐포스폰산 등은 일반적으로 중합촉매로서 사용되는 경우가 있는데, 본 발명자들은 페닐포스폰산 등을 포함하는 섬유를 사용한 직물 쪽이 고온 상태의 동적 통기도 측정시의 내부압력이 높아지기 쉬운 것을 발견하였다. 그 이유는 고온 상태에 있어서 인 성분이 분자쇄의 절단을 억제하는 효과가 있어 분자쇄가 절단되기 어렵기 때문에, 분자쇄끼리의 얽힘이 유지되어 실이 신장되기 어려워져 있는 것으로 생각된다. 또한 파이로 인플레이터로부터 발생하는 열과 인 성분의 존재에 의해 반응이 생기고 분자쇄가 길어지는 것도 상정되어, 전개시의 고온 상태에 의한 분자쇄 절단과 반응에 의한 분자쇄를 길게 하는 반응이 함께 나타나고 있는 것도 생각된다. 인 성분의 함유량은 40 ppm 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 60 ppm 이상이며, 더 나아가서는 80 ppm 이상이 바람직하다. 그러나 인 성분이 지나치게 많으면 방사시에 있어서 후중합이 진행됨으로써 겔화가 발생하여 방사 조업성이 악화되는 경우가 있다. 인 성분의 함유량은 바람직하게는 200 ppm 이하이고, 보다 바람직하게는 160 ppm 이하이며, 더 나아가서는 150 ppm 이하가 바람직하다. 또한 페닐포스폰산 또는 그의 금속염을 포함하는 나일론 66을 얻는 방법으로서는, 용액 중합시에 페닐포스폰산 또는 그의 금속염을 첨가해도 되고, 페닐포스핀산 또는 그의 금속염을 첨가해도 공정 중에서 산화되어 페닐포스폰산 등으로 변화되기 때문에 어느 첨가제를 사용해도 된다.
나일론 66의 카르복실 말단기 농도와 아미노 말단기 농도의 차는 25 밀리당량/㎏ 폴리머 이하인 것이 바람직하다. 말단기 농도 차가 크면 파이로 인플레이터로부터 발생하는 열에 의한 고온 상태에서의 직물의 동적 통기도 측정시의 내부압력이 낮아지기 쉽다. 보다 바람직하게는 1~23 밀리당량/㎏ 폴리머이고, 더 나아가서는 2~20 밀리당량/㎏ 폴리머이다. 이 범위로 함으로써 인 성분의 존재에 의한 반응이 생겨 분자쇄가 길어지기 때문에 내부압력의 저하가 방지되고 있는 것도 상정된다. 이 범위 외, 예를 들면 아미노 말단기 농도 쪽이 많은 경우는 용융시에 3급 아민이 생기기 쉽기 때문에 방사 조업성이 나빠지기 쉽다.
나일론 66은 모노아민이나 모노카르복실산 등의 말단 봉쇄제가 사용되고 있지 않은 것이 바람직하다. 말단 봉쇄제를 사용한 경우는 인 촉매의 효과가 저하되기 쉽다.
상기 나일론 66의 폴리머의 특징 중 일부에 대해서는 황변 착색, 겔 발생이나 내피로성에 대해서 검토한 예는 있으나, 직물로서 순간적인 고온 가스에 대한 통기를 제어한다고 하는 지견(知見)은 보이지 않는다.
본 발명의 에어백용 기포의 직물을 구성하는 사조의 단사섬도는 1~4 dtex인 것이 바람직하다. 바람직하게는 2~3.8 dtex, 보다 바람직하게는 2.2~3.5 dtex의 범위이다. 단사섬도가 상기 범위를 초과하면 동적 통기도 측정시의 내부압력이 낮아지기 쉽다. 한편 단사섬도가 상기 범위 미만이면 섬유의 생산성이 나빠지기 쉽다.
본 발명의 에어백용 기포의 직물을 구성하는 사조의 필라멘트 가닥 수는 80~300 가닥인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 100~250 가닥이고, 특히 바람직하게는 130~200 가닥이다. 필라멘트 가닥 수가 상기 범위 미만이면 수납성이 악화되기 쉬울 뿐 아니라, 동적 통기도 측정시의 내부압력이 낮아지기 쉽다. 한편 필라멘트 가닥 수가 상기 범위를 초과하면 섬유의 생산성이 악화되기 쉽다.
또한 이들 섬유는 그 일부 또는 전부가 재이용된 원재료로부터 얻어지는 것이어도 된다. 또한 이들 합성섬유에는 원사 제조 공정이나 후가공 공정에서의 공정 통과성을 향상시키기 위해, 각종 첨가제를 함유하고 있어도 전혀 문제는 없다. 첨가제로서는, 예를 들면 산화방지제, 열안정제, 평활제, 대전방지제, 증점제, 난연제 등을 들 수 있다. 또한 이 합성섬유는 원착사나 제사(製絲) 후 염색한 것이어도 전혀 문제는 없다. 또한 합성섬유의 단사의 단면은 통상의 둥근 단면 외에 이형 단면이어도 전혀 지장없다. 합성섬유는 멀티필라멘트사로서 사용되어 제직되는 것이 파단강도, 파단신도 등의 관점에서 바람직하다.
본 발명의 에어백용 기포는 하기 식으로 산출되는 커버팩터(CF)가 2,000~2,300의 직물인 것이 바람직하다. 2,050~2,200이 한층 바람직하다. 커버팩터가 상기 범위를 초과하면 콤팩트성이 악화되기 쉽다. 또한 상기 범위 미만이면 동적 통기도 측정시의 내부압력이 낮아지기 쉽다.
Figure 112014107749186-pct00001
본 발명의 에어백용 기포인 직물은 50~65℃의 고온 상태에 있어서의 동적 통기도 측정시 내부압력의 최대값이 70~100 kpa이고, 그때의 기포의 2축 변형률이 2.9~4.0%이다. 고온 상태에서의 동적 통기도는 인플레이터를 사용한 전개를 상정한 것으로, 이때의 내압이 70 kpa 미만인 경우는 특정 크기, 형상의 에어백에만 사용할 수 있기 때문에 바람직하지 않다. 보다 바람직하게는 72 kpa 이상이고, 더 나아가서는 73 kpa 이상이며, 특히 바람직하게는 75 kpa 이상이다. 한편 100 kpa를 초과하는 경우는 기포의 중량이 무거워져, 콤팩트성이 저하될 뿐 아니라 생산성이 나빠지기 때문에 비용이 비싸지게 된다.
동적 통기도 측정시 내부압력의 최대값을 나타낼 때의 기포의 2축 변형률이란, 압력이 발생했을 때의 직물의 변형되기 쉬움을 나타내는 지표이다. 이 값은 클수록 변형되기 쉬운 것을 나타낸다. 이 값이 4.0%를 초과하면 에어백으로 했을 때의 전개 거동이 불안정해지기 쉽기 때문에 바람직하지 않다. 반대로 2.9% 미만의 변형되기 어려운 직물의 경우, 내압 유지 성능이 나쁜 기포나 압력에 대해 변형되지 않는 강고한 기포 중 어느 하나가 상정되며, 어느 것에 대해서도 에어백으로 했을 때의 전개 거동이 불안정해지기 쉽기 때문에 바람직하지 않다. 이 2축 변형률은 3.0~4.0%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 3.1~4.0%이며, 더욱 바람직하게는 3.2~4.0%이다. 2축 변형률은 직밀도나 단사섬도의 조정 외에 직물 표면에 유제, 특히 올레핀계 유제를 적량 부착시켜 둠으로써 제어할 수 있다.
본 발명의 에어백용 기포인 직물에 잔류하는 유제 성분은 직물에 대해 0.04~0.60 중량%인 것이 바람직하다. 유제 성분이 0.04 중량% 미만인 경우, 고온 상태에 있어서의 동적 통기도 측정시의 내부압력이 낮아지기 쉽다. 그 이유로서 섬유－섬유 간 마찰계수를 저감시키는 효과와, 비교적 저융점 유제의 사용에 의한 피막 효과의 2점을 들 수 있다. 유제 성분을 0.04 중량% 이상으로 함으로써 섬유－섬유 간 마찰계수가 저감되기 때문에, 직물을 구성하는 섬유, 필라멘트가 비교적 자유롭게 이동하여 직물이 갖는 극간을 메우는 방향으로 이동하기 때문에, 동적 통기도 측정시의 내부압력을 높게 할 수 있다. 또한 융점이 60℃ 이하인 유제를 사용함으로써 인플레이터로부터의 고온 가스가 천에 닿았을 때에 이 유제가 열에 의해 용융되어, 직물이 갖는 극간을 메우는 방향으로 유제가 이동하여 직물 표면을 덮기 때문에, 동적 통기도 측정시의 내부압력을 높게 할 수 있다. 이 사실로부터, 유제는 융점이 60℃ 이하이면 특별히 제한은 없으나, 유제를 부여하는 공정 상에서, 도포할 때는 에멀젼 형태를 갖고, 부여 후 섬유－섬유 간 마찰계수를 저감시키며, 또한 상온하에서는 고체의 상태로 존재하고, 인플레이터로부터의 고온 가스가 천에 닿았을 때에 용융되는 유제가 바람직하다. 일반적으로 알려져 있는 방사(紡絲)유제, 또는 정경(整經)유제인 예를 들면 아크릴계 유제나 에스테르계 유제는 이들 성능을 충족시키는 것은 알려져 있지 않다. 본 발명에 있어서는 올레핀계 유제가 바람직하게 사용된다. 직물에 대한 부착량은 0.06~0.50 중량%가 보다 바람직하고, 0.07~0.40 중량%가 더욱 바람직하다. 부착량이 0.60 중량%를 초과하면 연소성이 악화되기 쉽다.
또한 유제의 부여방법에 대해서는 특별히 제한은 없고, 방사유제로서 부여해도 되고, 다른 성분의 방사유제를 부여 후, 정경유제로서 부여해도 된다. 더 나아가서는 천의 후가공시에 유제를 소정량, 딥이나 코트(dip or coat)방법에 의해 부여해도 된다.
본 발명의 에어백용 기포인 직물의 제직방법은 특별히 한정되는 것은 아니나, 직물 물성의 균일성을 감안하면 평직이 좋다. 사용하는 실은 경사·위사는 동일한 것이 아니어도 되고, 예를 들면 굵기나 실 가닥 수, 섬유의 종류가 상이해도 조금도 지장은 없다. 직물 제직의 준비공정에 있어서 올레핀계 유제를 적어도 경사에 부여하는 것이 바람직하다. 올레핀계 유제의 효과는 전술한 바와 같다. 부여방법으로서는 방사유제로서 부여하는 방법도 있는데, 워터제트로 제직하는 경우에 특히 탈락하기 쉽기 때문에 효율이 나쁘다. 방사유제로 부착시키고자 하면 방사시의 열롤러에 유제 성분이 석출되기 쉬워, 그를 위한 청소를 할 필요가 있어 생산성이 나빠진다.
본 발명의 에어백용 기포인 직물은 제직 후에 경사방향으로 200 N/m 이상의 장력을 걸면서 160℃ 이상의 온도로 열세팅하는 것이 바람직하다. 고온 세팅시에 있어서의 경사방향의 장력이 200 N/m 미만이면 직물의 품위가 나빠지기 쉽기 때문에 바람직하지 않다. 800 N/m를 초과하면 수축률이 높아지기 쉽기 때문에 바람직하지 않다. 300~600 N/m가 보다 바람직하다. 또한 160℃ 미만에서는 수축률이 높아지기 쉽기 때문에 바람직하지 않고, 230℃를 초과하면 직물이 변색되기 쉽기 때문에 바람직하지 않다. 180~210℃가 보다 바람직하다. 처리시간으로서는 특별히 제한이 없으나, 10초 이상 10분 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30초 이상 5분 이하, 특히 1분 이상 3분 이하로 열세팅을 행하는 것이 바람직하다.
고온시에는 일반적인 기포는 직물 표면으로부터의 통기가 커지기 쉽고, 또한 그 통기량도 인플레이터의 화약량의 편차에 의해 기포 온도가 변화되기 때문에 제어하기 어려우나, 본 발명의 에어백용 기포는 고온 상태에서도 가스가 통기하기 어려운 특징이 있어, 그 만큼의 가스를 에어백에 설치된 벤트홀이라 불리는 구멍으로 유도하는 특징이 있다. 이로 인해 임팩터 특성을 설정할 때에는 벤트홀 직경의 크기로 제어할 수 있기 때문에 바닥에 닿는 것을 일으키기 어렵게 할 수 있는 것으로부터, 벤트홀을 갖는 에어백 기포와 파이로 인플레이터의 조합에 최적인 것으로, 운전석, 조수석용 에어백에 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명의 모듈은 봉지 형상물인 에어·백(커버·서브어셈블리)과 인플레이터(반응기구 서브어셈블리)로 구성되는 것으로, 통상은 일부에 구멍을 갖는 봉지 형상물의 에어백에 인플레이터가 장착되어, 봉지 형상물의 에어백 직물은 접어지거나, 말아서 넣어지거나 하여 콤팩트하게 수납되어 있다. 본 발명의 기포는 고온시에 있어서의 내부압력을 높게 유지할 수 있기 때문에 특히 고온 가스를 발생하는 파이로 인플레이터와 적합하게 조합시킬 수 있다. 본 발명의 에어백은 그 고온시의 내부압력 유지 특성을 갖기 때문에, 임팩트시의 충격을 적절히 흡수시키기 위해 벤트홀을 적어도 하나 이상 갖는 봉지 형상물로 하는 것이 바람직하다. 벤트홀의 수가 많아지면 전개 성능을 제어하기 어려워지고, 재단도 복잡해지기 때문에, 벤트홀의 수는 4개 이하가 바람직하다. 전개 안정성을 고려하면 2개가 가장 바람직하다.
실시예
다음으로 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 또한 실시예 중에 있어서의 각종 평가는 하기의 방법에 따라 측정하였다.
(1) 직물 중의 인 성분의 측정
직물을 스테인리스제 가위로 약 가로 세로 40 ㎜로 잘라내고, 충분한 두께로 포개어 (주)리가쿠사 제조의 RIGAKU ZSX100e(4.0 kW Rh 관구)를 사용하여 형광 X선으로 분석하였다. 측정 직경은 30 ㎜ø로 기본 파라미터법(fundamental parameter method)으로 정량하였다.
(2) 황산에 의한 상대점도
속슬렛법으로 유제 성분을 추출한 후의 직물을 시료로 하였다. 96.3±0.1 중량% 시약 특급 농황산 중에 시료 농도가 10 ㎎/㎖가 되도록 시료를 용해시켜 샘플 용액을 조정하고, 20℃±0.05℃의 온도에서 물 낙하 초수 6~7초의 오스트왈드 점도계를 사용하여 용액 상대점도를 측정하였다. 측정시에 동일 점도계를 사용하여, 샘플 용액을 조정했을 때와 동일한 황산 20 ㎖의 낙하시간 T0(초)와, 샘플 용액 20 ㎖의 낙하시간 T1(초)으로부터 상대점도 RV를 하기 식을 이용해서 산출하였다.
RV＝T1/T0
또한 속슬렛법은 본 명세서에 기재되어 있는 유제 성분의 부착량의 측정방법에 따랐다.
(3) 아미노기 말단 농도, 카르복실 말단기 농도
BRUKER사 제조의 NMR 장치 「AVANCE 500」을 사용하여 공명 주파수 500 MHz로 1H-NMR 측정을 행하였다. 시료는 클로로포름에 하룻밤 침지한 후에 건조시킨 것을 사용하였다. 측정 용액의 조제방법은 용매로서 체적비가 1 대 1인 중벤젠과 헥사플루오로이소프로판올의 혼합액 0.6 ㎖를 제작(또는 조제)하고, 시료 약 15 ㎎을 30분 이상 교반하면서 용해시켰다. 이 용액에 중클로로포름에 대해 트리에틸아민을 0.2 mol/리터의 농도로 포함하는 용액 20 ㎕를 첨가하여 5분간 교반하였다. 이 용액을 5 ㎜ø 샘플 튜브에 충전하고 실온에서 측정을 행하였다. 적산 횟수는 128회로 하였다.
말단량 농도의 정량은 다음과 같이 해서 행하였다. 폴리아미드 6·6의 카르보닐기의 α위치의 메틸렌기의 피크를 1.95 ppm으로 했을 때, 2.43~2.55 ppm의 피크가 아미노 말단기, 2.20~2.28 ppm의 피크가 카르복실 말단기이다. 1.85~2.15 ppm의 총 적분값에 대한 각 말단기의 피크 적분값으로부터 말단량을 산출하였다. 아미노 말단기의 적분값을 A, 카르복실 말단기의 적분값을 B, 1.85~2.15 ppm의 총 적분값, 즉 나일론 66의 카르보닐기의 α위치의 메틸렌기의 적분값을 C로 했을 때, 하기 식에 따라 아미노 말단기량 및 카르복실 말단기량을 각각 산출해서 구하였다.
아미노 말단기량(eq/t)＝(A×4000000)/(452×C)
카르복실 말단기량(eq/t)＝(B×4000000)/(452×C)
(4) 사조섬도
JIS-L1013(1999)의 8.3.1 A법으로 소정 하중 0.045 cN/dtex로 정량섬도를 측정해서 총섬도로 하였다.
(5) 단사 가닥 수
JIS-L1013(1999IS)의 8.4의 방법으로 산출하였다.
(6) 유제 성분의 부착량
직물 시료 10 g을 120 ㎖의 n-헥산으로 4시간 속슬렛 추출하였다. n-헥산 추출분의 건고 중량으로부터 시료 중의 유제 성분량(중량%)을 구하였다.
(7) 고온시의 동적 통기도
20 ㎝×20 ㎝의 직물을 180℃의 오븐에 약 1분간 정치하였다. 오븐으로부터 꺼내 1분 이내에 동적 통기도 측정을 행하였다. 이때의 직물의 중심으로부터 반경 3.5 ㎝ 범위 내의 평균 온도는 50~65℃의 범위 내이다. 동적 통기도는 TEXTEXT사 제조 FX3350을 사용하고, 충전압 225 kpa, 충전 용량 200 cc로 측정하였다. 내부압력 센서와 변형량 검지장치로부터 얻어지는 측정 데이터를 L5110 평가 프로그램 LABODATAII(텍스텍스트사 제조) 해석 소프트웨어가 인스톨된 컴퓨터에 입력하여, 내부압력 최대값과 2축 변형률을 특정하였다. 또한 측정 직후의 직물 온도가 50℃ 미만인 경우는 다시 측정하였다. 또한 측정은 20℃×65%RH의 환경하에서 제어된 실내에서 행하였다. 「측정 직후의 직물 온도」는 FLIR System사 제조의 TheamaCAM SC 640을 사용해서 장치 하부로부터 천을 직접 촬영하여 확인하였다.
실시예 1
페닐포스폰산이 인 원소 환산으로 120 ppm 함유된, 말단이 봉쇄되어 있지 않은 나일론 66 폴리머 칩에 요오드화구리와 요오드화칼륨을 첨가하여 고상 중합하고, 공지의 방법을 사용하여 가열된 방사 노즐로부터 폴리머를 토출하고, 지방산 에스테르계의 방사유제를 부여한 후에 연신하였다. 상대점도가 3.3, 카르복실 말단기 농도와 아미노 말단기 농도의 차가 14 밀리당량/㎏ 폴리머인 나일론 66 섬유(470 데시텍스 144 필라멘트)를 얻었다.
정경시에 올레핀계 유제인 마츠모토 유지제약 제조의 「애프터 왁스 300」을 섬유에 대해 0.2 중량% 부여하고, 워터 제트룸에서 제직하여, 공지의 방법으로 온수 처리, 건조 처리를 실시하여 경, 위의 직물 밀도가 53 가닥/인치인 평직포를 얻었다. 얻어진 기포의 물성을 표 1에 기재한다. 고온시에도 동적 통기도의 내부압력의 최대값은 높아, 파이로 인플레이터에 적합한 비코팅 직물이었다.
실시예 2
페닐포스폰산이 인 원소 환산으로 62 ppm 함유된, 말단이 봉쇄되어 있지 않은 나일론 66 폴리머 칩에 요오드화구리와 요오드화칼륨을 첨가하여 고상 중합하고, 공지의 방법을 사용하여 가열된 방사 노즐로부터 폴리머를 토출하고, 지방산 에스테르계의 방사유제도 부여한 후에 연신하여, 상대점도가 3.5, 카르복실 말단기 농도와 아미노 말단기 농도의 차가 15 밀리당량/㎏ 폴리머인 폴리아미드 6·6 섬유(350 데시텍스 144 필라멘르)를 얻었다. 정경시에 올레핀계 유제인 마츠모토 유지제약 제조의 「소프트 왁스 75」를 섬유에 대해 0.3 중량% 부여하고, 워터 제트룸에서 제직하였다. 천을 정련 후에 폭방향은 0%의 신장으로 고정하고, 경사방향으로 400 N/m의 장력을 걸면서 190℃에서 세팅을 행하여 경, 위의 직물 밀도가 57 가닥/인치인 평직포를 얻었다. 얻어진 기포의 물성을 표 1에 기재한다. 2축 변형은 비교적 컸지만, 고온시에도 동적 통기도의 내부압력의 최대값은 높아, 파이로 인플레이터에 적합한 비코팅 직물이었다.
실시예 3
포 1에 기재한 바와 같이, 페닐포스폰산이 인 원소 환산으로 45 ppm 함유되고, 상대점도가 3.2이며, 카르복실 말단기 농도와 아미노 말단기 농도의 차가 17 밀리당량/㎏ 폴리머이고, 직밀도가 51 가닥/인치이며, 유제 부착량이 0.07 중량%인 이외는 실시예 1에 따랐다. 얻어진 기포의 물성을 표 1에 기재한다. 고온시에도 동적 통기도의 내부압력의 최대값은 실시예 1, 2에 비하면 낮지만, 파이로 인플레이터에 적합한 비코팅 직물이었다.
실시예 4
표 1에 기재한 바와 같이, 상대점도가 3.4이고, 단사 가닥 수가 108 가닥이며, 단사섬도가 3.2 dtex이고, 직밀도가 경위 모두 59 가닥/인치이며, 유제 부착량이 0.21 중량%이고, 열세팅을 행하지 않은 이외는 실시예 2에 따랐다. 얻어진 기포의 물성을 표 1에 기재한다. 고온시에도 동적 통기도의 내부압력의 최대값은 높아, 파이로 인플레이터에 적합한 비코팅 직물이었다.
실시예 5
표 1에 기재한 바와 같이, 상대점도가 3.4이고, 직밀도가 경위 모두 61 가닥/인치이며, 유제 부착량이 0.05 중량%이고, 열세팅을 행하지 않은 이외는 실시예 2에 따랐다. 얻어진 기포의 물성을 표 1에 기재한다. 2축 변형은 비교적 컸지만, 고온시에도 동적 통기도의 내부압력의 최대값은 높아, 파이로 인플레이터에 적합한 비코팅 직물이었다.
실시예 6
표 1에 기재한 바와 같이, 직밀도가 경위 모두 49 가닥/인치이고, 유제가 마츠모토 유지제약 제조의 「소프트 왁스 75」이며, 유제 부착량이 0.35 중량%인 이외는 실시예 1에 따랐다. 얻어진 기포의 물성을 표 1에 기재한다. 고온시에도 동적 통기도의 내부압력의 최대값은 비교적 낮지만, 2축 변형은 작아, 파이로 인플레이터에 적합한 비코팅 직물이었다.
실시예 7
표 1에 기재한 바와 같이, 단사섬도가 270 dtex이고, 단사 가닥 수가 84 가닥이며, 단사섬도가 3.2 dtex이고, 직밀도가 경위 모두 69 가닥/인치이며, 유제가 마츠모토 유지제약 제조의 「소프트 왁스 75」이고, 유제 부착량이 0.81 중량%인 이외는 실시예 3에 따랐다. 얻어진 기포의 물성을 표 1에 기재한다. 2축 변형은 비교적 컸지만, 고온시에도 동적 통기도의 내부압력의 최대값은 매우 높아, 파이로 인플레이터에 적합한 비코팅 직물이었다.
실시예 8
표 1에 기재한 바와 같이, 페닐포스폰산이 인 원소 환산으로 25 ppm 함유되고, 상대점도가 3.1이며, 카르복실 말단기 농도와 아미노 말단기 농도의 차가 19 밀리당량/㎏ 폴리머이고, 단사섬도가 400 dtex이며, 단사 가닥 수가 108 가닥이고, 단사섬도가 3.7 dtex이며, 열세팅을 행하지 않은 이외는 실시예 2에 따랐다. 얻어진 기포의 물성을 표 1에 기재한다. 2축 변형은 비교적 컸지만, 고온시에도 동적 통기도의 내부압력의 최대값은 높아, 파이로 인플레이터에 적합한 비코팅 직물이었다.
비교예 1
페닐포스폰산을 포함하지 않고, 초산으로 말단 봉쇄한 나일론 66 폴리머 칩에 요오드화구리와 요오드화칼륨을 첨가하여 고상 중합하고, 공지의 방법을 사용하여 가열된 방사 노즐로부터 폴리머를 토출하고, 지방산 에스테르계의 방사유제를 부여한 후에 연신하여, 상대점도가 3.2, 카르복실 말단기 농도와 아미노 말단기 농도의 차가 31 밀리당량/㎏ 폴리머인 폴리아미드 6·6 섬유(470 데시텍스 144 필라멘트)를 얻었다. 정경시에 올레핀계 유제인 마츠모토 유지제약 제조의 「소프트 왁스 75」를 섬유에 대해 0.2 중량% 부여하고, 워터 제트룸에서 제직하여, 정련 후에 폭방향은 0%의 신장으로 고정하고, 경사방향으로 150 N/m의 장력을 걸면서 240℃에서 세팅을 행하여 경, 위의 직물 밀도가 52 가닥/인치인 평직포를 얻었다. 얻어진 기포의 물성을 표 1에 기재한다. 고온시의 동적 통기도의 내부압력의 최대값이 낮아, 파이로 인플레이터에는 부적절한 비코팅 직물이었다. 또한 직물은 황색을 띠고 있어 품위가 떨어지는 것이었다.
비교예 2
표 1에 기재한 바와 같이, 단사섬도가 470 dtex이고, 단사 가닥 수가 72 가닥이며, 직물 밀도가 경위 모두 55 가닥/인치이고, 유제 부착량이 0.05 중량%인 이외는 실시예 2에 따랐다. 얻어진 기포의 물성을 표 1에 기재한다. 고온시의 동적 통기도의 내부압력의 최대값이 낮아, 파이로 인플레이터에는 부적절한 비코팅 직물이었다. 또한 감촉도 딱딱하여 콤팩트성이 떨어지는 것이었다.
비교예 3
표 1에 기재한 바와 같이, 올레핀계 유제 대신에 아크릴계의 호제(糊劑)를 사용하고, 직물에 대해 0.3 중량% 부여한 이외는 실시예 3에 따랐다. 얻어진 기포의 물성을 표 1에 기재한다. 고온시의 동적 통기도의 내부압력의 최대값이 낮아, 파이로 인플레이터에는 부적절한 비코팅 직물이었다.
Figure 112014107749186-pct00002
본 발명의 에어백용 기포는 경량 콤팩트성이 우수하고, 또한 고온 상태에서도 에어백의 내부압력을 유지하기 쉽기 때문에, 특히 운전석이나 조수석에 적합하여, 파이로 인플레이터라도 임팩터 특성이 우수하다.

Claims (6)

  1. 50~65℃의 직물의 동적 통기도 측정시 내부압력의 최대값이 70~100 kpa이고, 그때의 기포(base fabric)의 2축 변형률이 2.9~4.0%인 것을 특징으로 하는 비코팅(non-coated) 에어백용 기포.
  2. 제1항에 있어서,
    직물을 구성하는 사조(絲條)가 나일론 66 섬유이고, 단사섬도가 1~4 dtex이며, 필라멘트 가닥 수가 80~300 가닥이고, 직물의 커버팩터가 2,000~2,300인 것을 특징으로 하는 비코팅 에어백용 기포.
  3. 제1항에 있어서,
    직물에 잔류하는 유제 성분이 직물에 대해 0.04~0.60 중량%이고, 그 주요 성분의 융점이 60℃ 이하인 올레핀계 폴리머인 것을 특징으로 하는 비코팅 에어백용 기포.
  4. 제1항에 있어서,
    직물 중에 인 성분이 20~200 ppm 포함되는 것을 특징으로 하는 비코팅 에어백용 기포.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 비코팅 에어백용 기포를 재단, 봉제하고, 추가로 하나 이상의 벤트홀을 설치하여 형성된 봉지 형상물과 파이로 인플레이터를 삽입함으로써 제작되는 것을 특징으로 하는 에어백용 모듈.
  6. 직물 제직의 준비공정에 있어서 올레핀계 유제를 적어도 경사(經絲)에 부여하는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 비코팅 에어백용 기포의 제조방법.
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