KR20230063165A - Airbag fabric and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에어백 원단 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an airbag fabric and a manufacturing method thereof.
최근 자동차 등의 교통기관의 충돌 시에 운전자나 승객의 안전성의 향상이 요구되고 있어 각종 에어백의 장착률이 향상되고 있다. 에어백이란, 교통기관이 정면 충돌이나 측면 충돌 시에 받는 충격을 센서가 감지하여 인플레이터로부터 가스를 팽창 가능한 기포에 유입시킴으로써 에어백을 급속히 전개·팽창시켜, 그 팽창한 기포가 가지는 쿠션성에 의해 운전자나 승객이 받을 충격을 완화시킴으로써 재해강도 또는 상해치를 감소시켜 승객의 충격완화 혹은 차량 외부로 이탈을 방지하는 장치를 말한다. BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] In recent years, there has been a demand for improvement in the safety of drivers and passengers in the event of a collision with a vehicle or other means of transportation, and the installation rate of various airbags is increasing. An airbag is an airbag that rapidly deploys and inflates an airbag by injecting gas from an inflator into an inflatable bubble after a sensor detects an impact received during a frontal or side collision, and the cushioning properties of the inflated bubble ensure that the driver or passenger It refers to a device that relieves the impact of passengers or prevents them from escaping from the vehicle by reducing the severity of accidents or injuries by mitigating the impact to be received.
에어백으로서 요구되는 다양한 물성들 중, 에어백 쿠션 내 팽창기에서 발생한 가스를 일정 압력 이상으로 유지해주는 내압유지율은 탑승자의 안전을 위해 필수적이다. 하지만 차량의 충돌 상황에서 발생한 유리 파편 혹은 차량 내부의 볼트, 블라켓과 같은 부속 등의 날카로운 요소(Sharp Edge)에 의해 전개된 에어백이 손상을 받는 경우가 빈번하게 일어나고 있다. Among the various physical properties required for an airbag, the internal pressure maintenance rate that maintains the gas generated from the inflator in the airbag cushion above a certain pressure is essential for the safety of occupants. However, there are frequent cases in which the deployed airbag is damaged by sharp elements such as glass fragments generated in a vehicle collision or parts such as bolts and brackets inside the vehicle.
이런 날카로운 요소(Sharp Edge)에 의한 손상은 에어백 쿠션 내부가 일정 수준 이상의 내압을 유지하기 곤란한 상황을 만들어 에어백 본래의 안전유지 기능을 상실하게 만든다.Damage caused by such a sharp edge makes it difficult to maintain a certain level of internal pressure inside the airbag cushion, and thus loses the original safety function of the airbag.
날카로운 요소에 대한 영향인자로는 크게 인열강도(tear strength)와 파열 저항(puncture resistance), 충격 파열 저항(Impact puncture resistance)이 있지만 인열강도와 파열 저항은 서로 상보적 관계(Trade-off)로 어느 하나가 커지면 다른 하나는 작아지는 문제점이 있다.Factors affecting sharp elements include tear strength, puncture resistance, and impact puncture resistance, but tear strength and rupture resistance have a complementary relationship (trade-off). There is a problem that when one increases, the other decreases.
따라서, 인열강도와 원단의 패키지성을 저하하지 않으면서도 적절한 파열 저항을 가지는 새로운 에어백 원단을 개발하기 위한 연구가 필요한 실정이다. Therefore, there is a need for research to develop a new airbag fabric having appropriate tear resistance without deteriorating tear strength and packageability of the fabric.
본 발명은 서로 상보적 관계를 갖는 인열강도와 파열 저항에 대해 적절한 강도를 유지하여, 차량 사고에서 발생할 수 있는 찢김 혹은 뚫림 상황에 대해 모두 우수한 성능을 나타내는 에어백 원단 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide an airbag fabric and a method for manufacturing the same, which exhibit excellent performance against tearing or puncture that may occur in a vehicle accident by maintaining appropriate strength for tear strength and rupture resistance, which have a complementary relationship with each other. .
본 명세서에서는, 섬유 기재; 및 상기 섬유 기재의 적어도 일 면 상의 코팅층을 포함하고, 상기 섬유 기재는 5 내지 15 g/D의 강도를 갖는 원사를 포함하며, 상기 코팅층은 수분산 폴리우레탄, 이소시아네이트계 가교제 및 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지를 포함하는 코팅 조성물 또는 이의 경화물을 포함하는, 에어백 원단이 제공된다.In the present specification, a fiber substrate; and a coating layer on at least one surface of the fiber substrate, wherein the fiber substrate includes a yarn having a strength of 5 to 15 g/D, and the coating layer includes a water-dispersed polyurethane, an isocyanate-based crosslinking agent, and two epoxy groups in a molecule. An airbag fabric comprising a coating composition containing an epoxy resin or a cured product thereof is provided.
본 명세서에서는 또한, 5 내지 15 g/D의 강도를 갖는 원사를 사용하여 섬유 기재를 준비하는 단계; 수분산 폴리우레탄, 이소시아네이트계 가교제 및 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지를 포함하는 코팅 조성물을 상기 섬유 기재 상에 도포하는 단계; 상기 코팅 조성물이 도포된 상기 섬유 기재를 건조시키는 단계; 및 상기 건조된 섬유 기재를 열처리하는 단계;를 포함하는, 에어백 원단의 제조방법이 제공된다.In the present specification, preparing a fiber substrate using a yarn having a strength of 5 to 15 g / D; applying a coating composition comprising water-dispersed polyurethane, an isocyanate-based crosslinking agent, and an epoxy resin including two epoxy groups in a molecule onto the fiber substrate; drying the fiber substrate coated with the coating composition; And heat-treating the dried fiber substrate; containing, a method for manufacturing an airbag fabric is provided.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 에어백 원단 및 이의 제조방법에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, an airbag fabric and a manufacturing method thereof according to specific embodiments of the present invention will be described in more detail.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this specification are only used to describe exemplary embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise", "comprise" or "having" are intended to indicate that there is an embodied feature, number, step, component, or combination thereof, but one or more other features or It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, components, or combinations thereof is not precluded.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 상기 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and various forms, specific embodiments will be exemplified and described in detail below. However, this is not intended to limit the present invention to a particular disclosed form, and it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope.
발명의 일 구현예에 따르면, 섬유 기재; 및 상기 섬유 기재의 적어도 일 면 상의 코팅층을 포함하고, 상기 섬유 기재는 5 내지 15 g/D의 강도를 갖는 원사를 포함하며, 상기 코팅층은 수분산 폴리우레탄, 이소시아네이트계 가교제 및 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지를 포함하는 코팅 조성물 또는 이의 경화물을 포함하는, 에어백 원단이 제공될 수 있다. 본 명세서에서 에어백 원단은 인플레이터 등으로부터 유입되는 가스에 의해 팽창 가능한 구성으로 에어백 쿠션, 기포 등으로 호칭될 수 있다.According to one embodiment of the invention, a fiber substrate; and a coating layer on at least one surface of the fiber substrate, wherein the fiber substrate includes a yarn having a strength of 5 to 15 g/D, and the coating layer includes a water-dispersed polyurethane, an isocyanate-based crosslinking agent, and two epoxy groups in a molecule. An airbag fabric comprising a coating composition containing an epoxy resin or a cured product thereof may be provided. In the present specification, the airbag fabric may be referred to as an airbag cushion, a bubble, or the like as it is configured to be inflated by gas introduced from an inflator or the like.
에어백의 내압유지율은 탑승자의 안전을 위해 필수적이나, 날카로운 요소들에 의해 손상될 우려가 있으며, 이러한 요소로는 인열강도, 파열 저항, 충격 파열 저항 등이 있다. 이때, 인열강도와 파열 저항은 서로 상보적인 관계로 어느 하나가 커지면 다른 하나는 작아지는 문제점이 있어, 두 요소 모두 적절한 값을 유지하는 것이 중요하다. 본 발명자들은 이러한 문제를 해결하기 위해 연구한 결과, 5 내지 15 g/D의 강도를 갖는 원사를 포함하는 섬유 기재의 적어도 일 면 상에, 수분산 폴리우레탄, 이소시아네이트계 가교제 및 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지를 포함하는 코팅 조성물 또는 이의 경화물을 포함하는 코팅층을 포함하는 경우, 인열강도와 파열 저항에 대해 적절한 강도를 유지하여 차량 사고에서 발생할 수 있는 찢김 혹은 뚫림 상황에 대해 모두 우수한 성능을 나타내는 에어백 원단을 제공할 수 있음을 실험을 통하여 확인하고, 본 발명을 완성하였다.The airbag's internal pressure retention rate is essential for the safety of occupants, but it may be damaged by sharp elements, and these factors include tear strength, rupture resistance, impact rupture resistance, and the like. At this time, since tear strength and burst resistance are complementary to each other, when one increases, the other decreases, so it is important to maintain appropriate values for both elements. As a result of research to solve this problem, the present inventors have found that, on at least one surface of a fiber base material containing a yarn having a strength of 5 to 15 g/D, a water-dispersed polyurethane, an isocyanate-based crosslinking agent, and two epoxy groups in a molecule In the case of including a coating composition containing an epoxy resin or a coating layer containing a cured product thereof, it maintains appropriate strength for tear strength and rupture resistance to exhibit excellent performance against tearing or puncture situations that may occur in vehicle accidents. It was confirmed through experiments that the airbag fabric shown can be provided, and the present invention was completed.
구체적으로, 상기 섬유 기재는 5 g/D 이상, 6 g/D 이상, 7 g/D 이상이면서, 15 g/D 이하, 13 g/D 이하, 11 g/D 이하의 강도(tenacity)를 갖는 원사를 포함할 수 있다. 상기 섬유 기재가 상술한 소정의 강도를 갖는 원사를 포함함에 따라, 에어백이 요구하는 내구성 및 내압 유지 효과를 가질 수 있다.Specifically, the fiber substrate has a tenacity of 5 g / D or more, 6 g / D or more, 7 g / D or more, and 15 g / D or less, 13 g / D or less, 11 g / D or less Yarn may be included. As the fiber substrate includes the above-described yarn having a predetermined strength, it may have the effect of maintaining durability and internal pressure required for an airbag.
한편, 상기 원사는 인스트론사(Instron Engineering Corp, Canton, Mass)의 만능인장시험기를 이용하여 ASTM D885 방법에 따라 측정할 수 있다.Meanwhile, the yarn may be measured according to the ASTM D885 method using a universal tensile tester manufactured by Instron Engineering Corp., Canton, Mass.
상기 섬유 기재는 자카드직기에서 일체형 직조 방식에 의해 제조되는 원 피스 우븐(One Piece Woven) 직물일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 섬유 기재로는 원사를 평직 또는 바스켓직 등으로 제직한 2 이상의 섬유 기재를 재단하고 봉제한 후 필요에 따라 봉제된 접합부를 실런트로 실링하는 방식으로 제조되는 섬유 기재를 사용할 수도 있다.The fiber substrate may be a one-piece woven fabric manufactured by an integral weaving method on a jacquard loom. However, it is not limited to this, and the fiber base material is a fiber base material manufactured by cutting and sewing two or more fiber base materials woven with yarn in plain weave or basket weave, and then sealing the sewn joint with a sealant as necessary. can also be used
한편, 상기 섬유 기재는 폴리에스테르 원사 혹은 폴리아미드 원사로 제조될 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 나일론6, 나일론66, 나일론 56 또는 아라미드일 수 있다.Meanwhile, the fiber substrate may be made of polyester yarn or polyamide yarn. For example, it may be polyethylene terephthalate (PET), nylon 6, nylon 66, nylon 56 or aramid.
상기 원사는 300 내지 700 dtex, 또는 400 내지 650 dtex, 또는 500 내지 600 dtex의 섬도를 가질 수 있으며, 상기 섬도를 가짐에 따라 우수한 기계적 물성을 나타내면서도 경량인 섬유 기재를 제공할 수 있다.The yarn may have a fineness of 300 to 700 dtex, 400 to 650 dtex, or 500 to 600 dtex, and according to the fineness, it is possible to provide a lightweight fiber substrate while exhibiting excellent mechanical properties.
또한, 상기 원사는 50 내지 150, 또는 80 내지 120, 또는 90 내지 100의 필라멘트 수를 가질 수 있다. 필라멘트 수는 많을수록 소프트한 촉감을 줄 수 있으나, 너무 많은 경우에는 방사성이 좋지 않을 수 있으므로 상기 범위의 필라멘트 수를 가지는 것이 바람직하다.In addition, the yarn may have a filament number of 50 to 150, or 80 to 120, or 90 to 100. The larger the number of filaments, the softer the touch, but too many may result in poor spinnability, so it is preferable to have the number of filaments within the above range.
한편, 상기 섬유 기재는 OPW 직물의 챔버 영역의 한 층(one layer) 기준으로 경사 밀도가 40 내지 80 th/inch이고, 위사 밀도가 30 내지 70 th/inch일 수 있다. 섬유 기재의 경사 밀도는 위사 밀도보다 높아 우수한 기계적 특성을 나타낼 수 있다. Meanwhile, the fiber substrate may have a warp density of 40 to 80 th/inch and a weft density of 30 to 70 th/inch based on one layer of the chamber area of the OPW fabric. The warp yarn density of the fiber substrate is higher than the weft yarn density, so that excellent mechanical properties may be exhibited.
상기 일 구현예에 따른 에어백 원단은 상기 섬유 기재의 적어도 일 면 상에 수분산 폴리우레탄, 이소시아네이트계 가교제 및 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지를 포함하는 코팅 조성물 또는 이의 경화물을 포함하는 코팅층을 포함할 수 있다.In the airbag fabric according to the embodiment, a coating layer including a coating composition including a water-dispersed polyurethane, an isocyanate-based crosslinking agent, and an epoxy resin including two epoxy groups in a molecule or a cured product thereof is formed on at least one side of the fiber substrate. can include
상기 코팅 조성물은 수분산 폴리우레탄, 이소시아네이트계 가교제 및 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지를 모두 포함하여 내압 유지 특성이 우수한 에어백을 제공할 수 있다.The coating composition includes all of water-dispersed polyurethane, an isocyanate-based crosslinking agent, and an epoxy resin including two epoxy groups in a molecule, and thus can provide an airbag with excellent pressure retention characteristics.
상기 수분산 폴리우레탄(polyurethane dispersion, PUD)은 물(H2O) 및 물에 분산된 폴리우레탄을 포함한다.The polyurethane dispersion (PUD) includes water (H 2 O) and polyurethane dispersed in water.
상기 수분산 폴리우레탄은, 예를 들어, 폴리에스테르계 폴리우레탄, 폴리에테르계 폴리우레탄, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜계(PTMG) 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트계 폴리우레탄 및 폴리카보네이트계의 폴리우레탄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 수분산 폴리우레탄은 폴리에스테르계 폴리올과 함께 카보네이트계 폴리올 및 에테르계 폴리올 중 적어도 하나가 혼합되어 이루어진 폴리올이 이소시아네이트와 반응하여 제조된 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 이러한 폴리우레탄으로, 폴리에스테르계의 주쇄에 카보네이트기 및 에테르기 중 적어도 하나가 포함되어 있는, 폴리에스테르-카보네이트계 폴리우레탄 또는 폴리에스테르-에테르계 폴리우레탄이 있다.The water-dispersed polyurethane is, for example, at least one of polyester-based polyurethane, polyether-based polyurethane, polytetramethylene ether glycol-based (PTMG) polyurethane, polyacrylate-based polyurethane, and polycarbonate-based polyurethane. may contain one. More specifically, the water-dispersed polyurethane may include a polyurethane prepared by reacting isocyanate with a polyol formed by mixing at least one of a carbonate-based polyol and an ether-based polyol together with a polyester-based polyol. As such a polyurethane, there is a polyester-carbonate-based polyurethane or a polyester-ether-based polyurethane in which at least one of a carbonate group and an ether group is included in the polyester-based main chain.
상기 수분산 폴리우레탄은 상기 코팅 조성물 내에 80 내지 95 중량%로 포함될 수 있다. 코팅 조성물 내에 수분산 폴리우레탄의 함량이 80 중량% 미만인 경우 코팅 효율이 저하될 수 있으며, 95 중량%를 초과하는 경우, 과량의 수분산 폴리우레탄으로 인해 분산성이 저하되고, 불균일한 가교 또는 코팅이 이루어질 수 있다.The water-dispersed polyurethane may be included in 80 to 95% by weight in the coating composition. When the content of the water-dispersed polyurethane in the coating composition is less than 80% by weight, the coating efficiency may be lowered, and when it exceeds 95% by weight, the dispersibility is lowered due to the excessive amount of water-dispersed polyurethane, and uneven crosslinking or coating this can be done
한편, 상기 수분산 폴리우레탄은, 예를 들어, 40 내지 70 중량%의 폴리우레탄 및 30 내지 60 중량%의 물을 포함할 수 있다. 상기 수분산 폴리우레탄에 포함된 폴리우레탄의 함량이 40 중량% 미만인 경우 코팅 효율이 저하되어 코팅층을 구성하는 폴리우레탄의 코팅 양이 감소될 수 있으며, 70 중량%를 초과하는 경우 과량의 폴리우레탄으로 인해 분산성이 저하되고 불균일한 코팅이 이루어질 수 있다. 또한, 수분산 폴리우레탄에 포함된 물의 함량이 30 중량% 미만인 경우 폴리우레탄의 분산성이 저하될 수 있고, 물의 함량이 60 중량%를 초과하는 경우 과도한 양의 물로 인하여 코팅 효율이 저하되어 폴리우레탄의 코팅 양이 감소될 수 있고, 건조에 장시간이 소요될 수 있다.Meanwhile, the water-dispersed polyurethane may include, for example, 40 to 70% by weight of polyurethane and 30 to 60% by weight of water. When the content of the polyurethane contained in the water-dispersed polyurethane is less than 40% by weight, the coating efficiency is lowered and the coating amount of the polyurethane constituting the coating layer may be reduced, and when it exceeds 70% by weight, an excessive amount of polyurethane Due to this, dispersibility may be lowered and non-uniform coating may be achieved. In addition, when the water content of the water-dispersed polyurethane is less than 30% by weight, the dispersibility of the polyurethane may deteriorate, and when the water content exceeds 60% by weight, the coating efficiency is reduced due to an excessive amount of water, so that the polyurethane The amount of coating may be reduced, and drying may take a long time.
본 명세서에서 함량은 달리 기재되어 있지 않은 한 고형분의 함량을 의미한다. 따라서, 폴리우레탄이 물에 분산된 상태로 존재하는 경우, 상기 함량은 폴리우레탄 성분의 고형분의 함량을 의미한다.In this specification, the content means the content of the solid content unless otherwise described. Therefore, when polyurethane exists in a state of being dispersed in water, the content means the content of the solid content of the polyurethane component.
상기 코팅 조성물은 가교 효율을 향상시키기 위해 가교제를 포함할 수 있으며, 이러한 가교제로 이소시아네이트계 가교제가 사용될 수 있다.The coating composition may include a crosslinking agent to improve crosslinking efficiency, and an isocyanate-based crosslinking agent may be used as the crosslinking agent.
상기 이소시아네이트계 가교제는 2 이상, 바람직하게는 3 이상의 NCO 관능기를 갖는 지방족 및/또는 방향족 이소시아네이트계 가교제일 수 있다. 상기 이소시아네이트계 가교제는 용액으로서 또는 용매 없이 사용될 수 있고, 블로킹되거나 블로킹되지 않은 상태로 사용될 수 있다. The isocyanate-based crosslinking agent may be an aliphatic and/or aromatic isocyanate-based crosslinking agent having two or more, preferably three or more NCO functional groups. The isocyanate-based crosslinking agent may be used as a solution or without a solvent, and may be used in a blocked or unblocked state.
상기 이소시아네이트계 가교제로는 폴리올(예컨대 트리메틸올프로판, 글리세롤, 펜타에리트리톨, 부틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 또는 이들의 혼합물 등)과 폴리이소시아네이트(예컨대 헥산 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 톨릴렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 또는 이들의 혼합물 등)의 반응 생성물; 상기 폴리이소시아네이트로부터 형성되는 시아누레이트; 혹은 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 이소시아네이트계 가교제를 블로킹하기 위한 적절한 블로킹제로는 케톡심(예컨대 메틸 에틸 케톡심, 디이소부틸 케톡심 등), 탄산 화합물(예컨대 말론산 에스테르, 아세토아세트산 에스테르 등), 페놀(예컨대 페놀, 노닐페놀 등) 및 다른 기타 블로킹제(예컨대 카프롤락탐 등)로 구성된 군에서 선택된 1 종 이상이 사용될 수 있다. The isocyanate-based crosslinking agent includes a polyol (eg, trimethylolpropane, glycerol, pentaerythritol, butylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, or a mixture thereof) and a polyisocyanate (eg, hexane diisocyanate, isophorone diisocyanate, etc.) , tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, or mixtures thereof, etc.) reaction products; cyanurates formed from the polyisocyanates; Or mixtures thereof and the like may be used. In addition, suitable blocking agents for blocking the isocyanate-based crosslinking agent include ketoximes (eg, methyl ethyl ketoxime, diisobutyl ketoxime, etc.), carbonic compounds (eg, malonic acid esters, acetoacetic acid esters, etc.), phenols (eg, phenol, nonylphenol, etc.) and other blocking agents (eg, caprolactam, etc.) may be used.
상기 폴리우레탄이 분산액 형태로 사용되는 경우 특정 온도 이상으로 열을 가해야 반응함에 따라 가사 시간(pot life)가 긴 블로킹된(블록형) 이소시아네이트계 가교제가 사용될 수 있다. When the polyurethane is used in the form of a dispersion, a blocked (block type) isocyanate-based crosslinking agent having a long pot life may be used as it reacts only when heat is applied at a certain temperature or higher.
상기 이소시아네이트계 가교제는 상기 코팅 조성물 내에 5 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 상기 이소시아네이트계 가교제가 과량 사용될 경우 생산성 저하 문제, 유연성 저하 문제 및 원가 상승 문제 등을 초래할 수 있다.The isocyanate-based crosslinking agent may be included in an amount of 5 to 15% by weight in the coating composition. Excessive use of the isocyanate-based crosslinking agent may cause problems such as reduced productivity, reduced flexibility, and increased cost.
한편, 상기 수분산 폴리우레탄과 상기 이소시아네이트계 가교제의 중량비는 7 내지 11 : 1, 또는 8 내지 10 : 1일 수 있다.On the other hand, the weight ratio of the water-dispersed polyurethane and the isocyanate-based crosslinking agent may be 7 to 11: 1, or 8 to 10: 1.
수분산 폴리우레탄과 이소시아네이트계 가교제의 중량비가 상술하는 소정의 범위를 만족하는 경우, 적절한 인열강도 패키지 성능을 만족하면서 높은 파열강도 저항성을 갖는 효과를 가질 수 있다.When the weight ratio of the water-dispersed polyurethane and the isocyanate-based crosslinking agent satisfies the above-described predetermined range, it is possible to have an effect of having high tear strength resistance while satisfying proper tear strength package performance.
한편, 상기 코팅 조성물은 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 이때, 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지는 글리세롤 타입(Glycerol type)의 에폭시 수지를 의미하며, 예를 들어, 1,3-bis(oxiran-2-ylmethoxy)propan-2-ol 일 수 있다. Meanwhile, the coating composition may include an epoxy resin including two epoxy groups in a molecule. In this case, the epoxy resin including two epoxy groups in the molecule means a glycerol type epoxy resin, and may be, for example, 1,3-bis(oxiran-2-ylmethoxy)propan-2-ol.
상기 코팅 조성물 내의 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지는 이소시아네이트계 가교제와 반응하여 5원 고리 내 질소와 산소를 모두 포함하는 2-옥사졸리돈(2-Oxazolidone) 고리를 형성할 수 있다.An epoxy resin containing two epoxy groups in a molecule in the coating composition may react with an isocyanate-based crosslinking agent to form a 2-oxazolidone ring containing both nitrogen and oxygen in a 5-membered ring.
이때, 상기 에폭시기는 코팅 조성물 내의 폴리우레탄과 반응하지 않으며, 이소시아네이트 가교제와의 반응으로 에폭시 결합을 형성하게 되는데, 일반적으로 이소시아네이트 가교제와의 에폭시 결합은 폴리우레탄 결합보다 Brittle한 특징을 가지며, 이에 따라 상기 코팅층을 포함하는 에어백 원단의 파열 저항(puncture resistance)을 강화시키는 효과를 가질 수 있다.At this time, the epoxy group does not react with the polyurethane in the coating composition, and forms an epoxy bond by reacting with the isocyanate crosslinking agent. In general, the epoxy bond with the isocyanate crosslinking agent has a brittle characteristic than the polyurethane bond. It may have an effect of enhancing puncture resistance of the airbag fabric including the coating layer.
구체적으로, 에폭시 수지 내의 에폭시기와 이소시아네이트계 가교제의 반응 메커니즘을 도시하면 하기와 같다.Specifically, the reaction mechanism of the epoxy group in the epoxy resin and the isocyanate-based crosslinking agent is as follows.
한편, 상기 에폭시 수지는 분자 내 에폭시기의 개수에 따라 이소시아네이트계 가교제와의 가교 효율이 달라질 수 있으며, 에폭시기를 포함한 에폭시 수지가 이소시아네이트계 가교제와 가교가 많이 발생할수록 최종 형성되는 에어백 원단은 보다 Brittle 성질을 가지게 된다.On the other hand, the epoxy resin may have different crosslinking efficiency with an isocyanate-based crosslinking agent depending on the number of epoxy groups in the molecule, and the more the epoxy resin including the epoxy group crosslinks with the isocyanate-based crosslinking agent, the more brittle the final airbag fabric is. have
일반적으로 에어백 원단은 원단의 강연도(stiffness)가 낮을수록, 인열강도(tear strength)가 높을수록, 파열 저항(puncture resistance)이 높을수록 유리한데, 상기 일 구현예에 따른 에어백 원단은 코팅층이 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지를 포함하는 코팅 조성물 또는 이의 경화물을 포함하여, 강연도와 인열강도 모두 적절한 수준을 유지하면서도, 인열강도와 서로 상보적 관계(Trade-off)인 파열 저항도 강화되어, 찢김 혹은 뚫림 상황에 대해 우수한 성능을 가질 수 있다.In general, the airbag fabric is more advantageous as the stiffness of the fabric is lower, the tear strength is higher, and the puncture resistance is higher. In the airbag fabric according to the embodiment, the coating layer is Including a coating composition containing an epoxy resin containing two epoxy groups in the molecule or a cured product thereof, both stiffness and tear strength are maintained at an appropriate level, while tear strength and tear resistance, which are complementary to each other (trade-off), are also It is reinforced, so it can have excellent performance against tear or puncture situations.
이와 비교하여, 에어백 원단의 코팅층이 분자 내 4개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지를 포함하는 코팅 조성물 또는 이의 경화물을 포함하는 경우, 가교 효율이 증가하여 원단이 보다 Brittle해지게 되어 파열 저항은 높아지나, 강연도가 높아지고 인열강도가 낮아지게 되어 에어백 원단의 내구성이 저하될 수 있다. In comparison, when the coating layer of the airbag fabric includes a coating composition containing an epoxy resin containing 4 epoxy groups in the molecule or a cured product thereof, the crosslinking efficiency increases and the fabric becomes more brittle, resulting in higher rupture resistance, As the stiffness increases and the tear strength decreases, the durability of the airbag fabric may deteriorate.
따라서, 에어백 원단의 코팅층이 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지를 포함하는 코팅 조성물 또는 이의 경화물을 포함하는 경우, 인열강도와 원단의 패키지성을 저하하지 않으면서도 적절한 파열 저항을 가질 수 있어 바람직하다.Therefore, when the coating layer of the airbag fabric includes a coating composition containing an epoxy resin containing two epoxy groups in the molecule or a cured product thereof, it can have appropriate tear resistance without deteriorating the tear strength and packageability of the fabric, which is preferable. do.
한편, 상기 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지는 상기 코팅 조성물 내에 3 내지 5 중량%로 포함될 수 있으며, 상기 함량으로 포함하는 경우, 인열강도와 파열 저항에 대해 적절한 강도를 유지할 수 있다. On the other hand, the epoxy resin containing two epoxy groups in the molecule may be included in the coating composition in an amount of 3 to 5% by weight, and when included in the above amount, appropriate strength for tear strength and burst resistance can be maintained.
상기 코팅 조성물 내에 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지가 3 중량% 미만인 경우 상기 에어백 원단은 파열 저항이 낮아 사고상황에서 원단에 손상이 발생할 우려가 있으며, 5 중량%를 초과하는 경우 사슬 내 과도한 가교로 인해 원단이 Brittle해져 인열강도가 낮아지고 강연도가 증가하여 패키지성이 저하될 우려가 있다.If the amount of the epoxy resin containing two epoxy groups in the coating composition is less than 3% by weight, the airbag fabric has low rupture resistance and may cause damage to the fabric in an accident, and if it exceeds 5% by weight, excessive crosslinking in the chain As a result, the fabric becomes brittle, the tear strength is lowered, and the stiffness is increased, which may deteriorate the packageability.
또한, 상기 코팅 조성물은 본 발명이 속한 기술분야에 알려진 다양한 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 코팅 조성물은 증점제, 난연제, 산화방지제, 안료 및 레올로지 조절제 등으로 구성되는 군에서 선택된 1 종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the coating composition may further include various additives known in the art to which the present invention pertains. For example, the coating composition may further include one or more additives selected from the group consisting of a thickener, a flame retardant, an antioxidant, a pigment, and a rheology modifier.
한편, 상기 에어백 원단은 코팅층 상에 폴리우레탄 및 고형 윤활제를 포함하는 탑 코팅 조성물을 코팅하여 형성된 탑 코팅층을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 앞서 서술한 코팅층은 베이스 코팅층으로 사용될 수 있다. Meanwhile, the airbag fabric may further include a top coating layer formed by coating a top coating composition including polyurethane and a solid lubricant on the coating layer. In this case, the coating layer described above may be used as a base coating layer.
상기 탑 코팅층은 에어백 원단에 내블로킹성 및 슬립성을 부여하기 위해 추가될 수 있다. 상기 탑 코팅층은 폴리우레탄 및 고형 윤활제를 포함하는 탑 코팅 조성물에 의해 형성될 수 있다. The top coating layer may be added to impart blocking resistance and slip properties to the airbag fabric. The top coating layer may be formed by a top coating composition including polyurethane and a solid lubricant.
상기 탑 코팅 조성물에 사용되는 폴리우레탄은 베이스 코팅층에 사용 가능한 폴리우레탄일 수 있다. 일 예로, 상기 탑 코팅 조성물에 사용되는 폴리우레탄은 폴리이소시아네이트와 폴리카보네이트 에스테르 폴리올을 포함하는 폴리올을 중합한 후 음이온성 친수화제와 반응시켜 얻은 음이온성 폴리카보네이트 에스테르 폴리우레탄일 수 있다. The polyurethane used in the top coating composition may be polyurethane usable for the base coating layer. For example, the polyurethane used in the top coating composition may be anionic polycarbonate ester polyurethane obtained by polymerizing polyol including polyisocyanate and polycarbonate ester polyol and then reacting with an anionic hydrophilizing agent.
상기 고형 윤활제는 플루오로폴리머(예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌 등), 고형 탄화수소 왁스(예컨대 폴리올레핀 왁스 또는 미분화된(micronised) 폴리프로필렌 왁스 등) 및 미네랄 윤활제(예컨대, 탈크, 몬모릴로나이트, 몰리브덴 디설파이드, 그라파이트, 징크 설파이드 또는 트리칼슘 포스페이트 등)로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상일 수 있다. 상기 고형 윤활제는 물, 유기 용매 혹은 이들의 혼합물에 분산된 분산액 형태로 이용될 수 있다. The solid lubricants include fluoropolymers (eg, polytetrafluoroethylene, etc.), solid hydrocarbon waxes (eg, polyolefin waxes or micronised polypropylene waxes, etc.) and mineral lubricants (eg, talc, montmorillonite, molybdenum disulfide, graphite, zinc sulfide, tricalcium phosphate, etc.) may be at least one selected from the group consisting of. The solid lubricant may be used in the form of a dispersion dispersed in water, an organic solvent, or a mixture thereof.
상기 폴리우레탄과 고형 윤활제는 10:90 내지 40:60의 중량 비율로 혼합될 수 있다. The polyurethane and the solid lubricant may be mixed in a weight ratio of 10:90 to 40:60.
상기 에어백 원단은 경사 방향 및 위사 방향 모두에 있어서 150N 이상, 또는 155N 내지 185N의 인열강도(tear strength)를 가질 수 있다.The airbag fabric may have a tear strength of 150 N or more, or 155 N to 185 N in both warp and weft directions.
상기 에어백 원단은 경사 방향 및 위사 방향 모두에 있어서 50N 이하, 또는 45N 내지 47N의 강연도(stiffness)를 가질 수 있다.The airbag fabric may have a stiffness of 50N or less, or 45N to 47N in both warp and weft directions.
상기 에어백 원단은 50N 이상, 또는 50N 내지 55N의 파열 저항(puncture resistance)을 가질 수 있다.The airbag fabric may have a puncture resistance of 50N or more, or 50N to 55N.
상기 에어백 원단은 4J 이상, 또는 4J 내지 4.5J의 충격 파열 저항(Impact puncture resistance)을 가질 수 있다.The airbag fabric may have an impact puncture resistance of 4J or more, or 4J to 4.5J.
상기 에어백 원단은 인열강도와 원단의 패키지성을 저하하지 않으면서도 적절한 파열 저항을 가질 수 있다. 즉, 서로 상보적 관계를 갖는 인열강도와 파열 저항에 대해 적절한 강도를 유지하여, 차량의 충돌 상황에서 만족할 만한 성능을 나타낼 수 있다. The airbag fabric may have appropriate burst resistance without deteriorating tear strength and packageability of the fabric. That is, it is possible to exhibit satisfactory performance in a vehicle collision situation by maintaining appropriate strength for tear strength and burst resistance, which have a complementary relationship with each other.
발명의 다른 구현예에 따르면, 5 내지 15 g/D의 강도를 갖는 원사를 사용하여 섬유 기재를 준비하는 단계; 수분산 폴리우레탄, 이소시아네이트계 가교제 및 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지를 포함하는 코팅 조성물을 상기 섬유 기재 상에 도포하는 단계; 상기 코팅 조성물이 도포된 상기 섬유 기재를 건조시키는 단계; 및 상기 건조된 섬유 기재를 열처리하는 단계;를 포함하는, 에어백 원단의 제조방법이 제공될 수 있다.According to another embodiment of the invention, preparing a fiber substrate using a yarn having a strength of 5 to 15 g / D; applying a coating composition comprising water-dispersed polyurethane, an isocyanate-based crosslinking agent, and an epoxy resin including two epoxy groups in a molecule onto the fiber substrate; drying the fiber substrate coated with the coating composition; And heat-treating the dried fiber substrate; containing, a method for manufacturing an airbag fabric may be provided.
상기 에어백 원단 제조방법은 5 내지 15 g/D의 강도를 갖는 원사를 사용하여 섬유 기재를 준비하는 단계;를 포함한다. The airbag fabric manufacturing method includes preparing a fiber base material using a yarn having a strength of 5 to 15 g/D.
상기 섬유 기재에 관한 내용은 상기 일 구현예에 관하여 상술한 내용을 포함한다. Information regarding the fiber substrate includes the above-described information regarding the embodiment.
이어서, 상기 에어백 원단 제조방법은 수분산 폴리우레탄, 이소시아네이트계 가교제 및 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지를 포함하는 코팅 조성물을 상기 섬유 기재 상에 도포하는 단계;를 포함한다.Subsequently, the airbag fabric manufacturing method includes applying a coating composition including a water-dispersed polyurethane, an isocyanate-based crosslinking agent, and an epoxy resin including two epoxy groups in a molecule onto the fiber substrate.
상기 코팅 조성물 내의 수분산 폴리우레탄, 이소시아네이트계 가교제 및 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지에 관한 내용은 상기 일 구현예에 관하여 상술한 내용을 포함한다. The contents of the epoxy resin including the water-dispersed polyurethane, the isocyanate-based crosslinking agent, and two epoxy groups in the molecule in the coating composition include the above-described contents with respect to the embodiment.
상기 코팅 조성물을 상기 섬유 기재의 적어도 일 면 상에 도포하여 균일한 코팅층을 형성할 수 있다. 도포 방식은 본 발명이 속한 기술분야에 알려진 다양한 방식을 이용할 수 있으며, 예를 들어 나이프 코팅 방식 또는 롤 코팅 방식으로 상기 섬유 기재 상에 균일하게 도포할 수 있다. 도포량 제어가 용이하고 균일한 코팅이 가능하다는 점에서 나이프 코팅 방식이 바람직할 수 있다.A uniform coating layer may be formed by applying the coating composition on at least one surface of the fiber substrate. The application method may use various methods known in the art to which the present invention pertains, and may be uniformly applied on the fiber substrate by, for example, a knife coating method or a roll coating method. A knife coating method may be preferable in that the application amount can be easily controlled and uniform coating is possible.
상기 코팅 조성물의 도포량은 약 15 내지 50 g/m2, 약 15 내지 40 g/m2, 약 20 내지 40 g/m2 혹은 약 25 내지 35 g/m2로 조절될 수 있다. 이러한 낮은 도포량을 통해서도 높은 기밀성을 나타내 우수한 내압 유지 특성을 갖는 코팅층을 제공할 수 있다. The coating amount of the coating composition may be adjusted to about 15 to 50 g/m 2 , about 15 to 40 g/m 2 , about 20 to 40 g/m 2 or about 25 to 35 g/m 2 . Even with such a low coating amount, it is possible to provide a coating layer having high airtightness and excellent pressure resistance retention characteristics.
이어서, 상기 에어백 원단 제조방법은 상기 코팅 조성물이 도포된 상기 섬유 기재를 건조시키는 단계를 포함한다. 예를 들어, 상기 섬유 기재는 텐터 오븐(tenter oven)에서 건조될 수 있다. Then, the airbag fabric manufacturing method includes drying the fiber substrate coated with the coating composition. For example, the fibrous substrate may be dried in a tenter oven.
이와 같은 건조 단계를 통해 상기 코팅 조성물 내의 물 성분을 증발함과 동시에 상기 이소시아네이트계 가교제의 활성기로부터 블로킹 성분이 해리되어 상기 코팅 조성물의 경화가 진행됨으로써 코팅층이 형성될 수 있다. 이때, 상기 코팅층의 손상 유발을 방지하기 위하여, 상기 건조는 80℃와 150℃ 사이의 범위에서 수행될 수 있다.Through this drying step, the water component in the coating composition is evaporated, and at the same time, the blocking component is dissociated from the active group of the isocyanate-based crosslinking agent, and the coating composition is cured, thereby forming a coating layer. At this time, in order to prevent damage to the coating layer, the drying may be performed in a range between 80 °C and 150 °C.
이어서, 상기 에어백 원단 제조방법은 상기 건조된 섬유 기재를 열처리하는 단계;를 포함할 수 있다.Subsequently, the airbag fabric manufacturing method may include heat-treating the dried fiber substrate.
상기 열처리 단계는 150℃를 초과하는 온도, 예를 들어 155 내지 200 ℃에서 120 내지 350 초 동안 수행될 수 있다. 상기 건조 단계 중에 상기 활성기로부터 해리된 블로킹 성분이 이와 같은 열처리 단계 중에 기화되어 완전히 제거될 수 있다.The heat treatment step may be performed at a temperature exceeding 150 °C, for example, 155 to 200 °C for 120 to 350 seconds. The blocking component dissociated from the active group during the drying step may be vaporized and completely removed during the heat treatment step.
이어, 제조된 에어백 원단의 온도를 낮추어 주기 위한 냉각 단계가 더 수행될 수 있다.Subsequently, a cooling step for lowering the temperature of the manufactured airbag fabric may be further performed.
한편, 상기 코팅 조성물이 도포된 상기 섬유 기재를 건조시키는 단계; 이후 탑 코팅 조성물을 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.On the other hand, drying the fiber substrate to which the coating composition is applied; Then, a step of applying a top coating composition may be further included.
상기 탑 코팅 조성물에 관한 내용은 상기 일 구현예에 관하여 상술한 내용을 포함한다. The information about the top coating composition includes the information described above with respect to the embodiment.
상기 탑 코팅 조성물은 본 발명이 속한 기술분야에 알려진 다양한 방식으로 도포될 수 있다. 일 예로, 상기 탑 코팅 조성물은 나이프 코팅 방식을 이용하여 상기 코팅층 상에 균일하게 도포될 수 있다. 상기 탑 코팅 조성물의 도포량은 약 0.1 내지 10 g/m2, 약 0.5 내지 7 g/m2, 혹은 약 1 내지 5 g/m2로 조절될 수 있다.The top coating composition may be applied in a variety of ways known in the art. For example, the top coating composition may be uniformly applied on the coating layer using a knife coating method. The coating amount of the top coating composition may be adjusted to about 0.1 to 10 g/m 2 , about 0.5 to 7 g/m 2 , or about 1 to 5 g/m 2 .
상기 일 구현예에 따른 에어백 원단의 제조방법은 전술한 구성 외에 본 발명이 속한 기술분야에 알려진 공지의 구성을 추가로 포함할 수 있다. The manufacturing method of the airbag fabric according to the above embodiment may further include a known configuration known in the art to which the present invention belongs in addition to the above-described configuration.
본 발명에 따른 에어백 원단 및 이의 제조방법은 서로 상보적 관계를 갖는 인열강도와 파열 저항에 대해 적절한 강도를 유지하여, 차량 사고에서 발생할 수 있는 찢김 혹은 뚫림 상황에 대해 모두 우수한 성능을 나타낼 수 있다.The airbag fabric and its manufacturing method according to the present invention maintain appropriate strength for tear strength and rupture resistance, which have a complementary relationship, and can exhibit excellent performance against tearing or puncture that may occur in a vehicle accident.
도 1은 본원 시험예에 따른 충격 파열 저항을 측정하기 위한 평가 장비를 나타낸 것이다.1 shows evaluation equipment for measuring impact rupture resistance according to the present test example.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. The invention is explained in more detail in the following examples. However, the following examples are merely illustrative of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.
실시예 1: 에어백 원단의 제조Example 1: Manufacture of airbag fabric
1) 베이스 코팅 조성물의 제조1) Preparation of base coating composition
고형분 함량 60%의 수분산 폴리우레탄(Covestro, Impranil DLU 등) 87.3 wt%, 이소시아네이트계 가교제(Covestro, Imprafix 2794) 9.7 wt% 및 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지 (Nagase, Denacol EX-313) 3.0 wt%을 혼합하여 베이스 코팅 조성물을 제조하였다.87.3 wt% of water-dispersible polyurethane (Covestro, Impranil DLU, etc.) with a solid content of 60%, 9.7 wt% of an isocyanate-based crosslinking agent (Covestro, Imprafix 2794), and an epoxy resin containing two epoxy groups in the molecule (Nagase, Denacol EX-313) A base coating composition was prepared by mixing 3.0 wt%.
2) 탑 코팅 조성물의 제조2) Preparation of Top Coating Composition
수분산 폴리우레탄(Covestro, Impranil DLC-F) 30wt%와 탈크 (자인폴리켐, KLTC-100 INT) 70wt%를 혼합하여 탑 코팅 조성물을 제조하였다.A top coating composition was prepared by mixing 30 wt% of water-dispersed polyurethane (Covestro, Impranil DLC-F) and 70 wt% of talc (Zine Polychem, KLTC-100 INT).
3) 에어백 원단의 제조3) Manufacture of airbag fabric
9g/D의 강도, 550 dtex 섬도 및 96의 필라멘트 수를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 원사를 사용하여 자카드직기에서 일체형 직조 방식에 의해 에어백용 섬유 기재를 제조하였다. 상기 섬유 기재의 경사 밀도는 55 th/inch이고, 위사 밀도는 46 th/inch이었다. 상기 섬유 기재는 정련조 및 수세조를 순차적으로 통과한 후 건조되었다. A fiber substrate for an airbag was prepared by using a polyethylene terephthalate yarn having a strength of 9 g/D, a fineness of 550 dtex, and a number of filaments of 96 by integral weaving in a jacquard loom. The warp density of the fiber substrate was 55 th/inch and the weft density was 46 th/inch. The fiber substrate was dried after sequentially passing through a scouring tank and a water washing tank.
상기 섬유 기재에 앞서 제조한 베이스 코팅 조성물을 최종 도포량이 32 g/m2가 되도록 나이프 코팅 방식으로 균일하게 도포하였다. 이렇게 얻어진 베이스 코팅층은 온도가 점진적으로 높게 설정된 다수의 챔버를 통과하면서 건조 및 경화되었고, 상기 다수의 챔버들의 온도는 약 10 ℃ 안팎의 오차 범위 내에서 약 80℃에서 150℃ 사이로 조절되었다.The base coating composition previously prepared on the fiber substrate was uniformly applied by a knife coating method to a final coating amount of 32 g/m 2 . The base coating layer obtained in this way was dried and cured while passing through a plurality of chambers in which the temperature was set to a gradually high level, and the temperature of the plurality of chambers was controlled between about 80 °C and 150 °C within an error range of about 10 °C.
이후, 연속 공정으로 상기 베이스 코팅층 상에 앞서 제조한 탑 코팅 조성물을 최종 도포량이 약 3 g/m2가 되도록 나이프 코팅 방식으로 균일하게 도포하고 건조한 후 180℃에서 열처리하여 에어백 원단을 제조하였다. Thereafter, the top coating composition previously prepared was uniformly applied on the base coating layer in a continuous process by a knife coating method to a final coating amount of about 3 g/m 2 , dried, and heat-treated at 180° C. to prepare an airbag fabric.
실시예 2: 에어백 원단의 제조Example 2: Manufacture of airbag fabric
수분산 폴리우레탄 86.4 wt%, 이소시아네이트계 가교제 9.6 wt% 및 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지 4.0 wt% 혼합하여 베이스 코팅 조성물을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단을 제조하였다. An airbag fabric was prepared in the same manner as in Example 1, except that a base coating composition was prepared by mixing 86.4 wt% of water-dispersed polyurethane, 9.6 wt% of an isocyanate-based crosslinking agent, and 4.0 wt% of an epoxy resin containing two epoxy groups in a molecule. manufactured.
실시예 3: 에어백 원단의 제조Example 3: Manufacture of airbag fabric
수분산 폴리우레탄 85.5 wt%, 이소시아네이트계 가교제 9.5 wt% 및 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지 5.0 wt% 혼합하여 베이스 코팅 조성물을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단을 제조하였다. An airbag fabric was prepared in the same manner as in Example 1, except that a base coating composition was prepared by mixing 85.5 wt% of water-dispersed polyurethane, 9.5 wt% of an isocyanate-based crosslinking agent, and 5.0 wt% of an epoxy resin containing two epoxy groups in a molecule. manufactured.
비교예 1: 에어백 원단의 제조Comparative Example 1: Manufacturing of airbag fabric
수분산 폴리우레탄 90.0 wt% 및 이소시아네이트계 가교제 10.0 wt% 혼합하여 베이스 코팅 조성물을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단을 제조하였다. An airbag fabric was prepared in the same manner as in Example 1, except that a base coating composition was prepared by mixing 90.0 wt% of water-dispersed polyurethane and 10.0 wt% of an isocyanate-based crosslinking agent.
비교예 2: 에어백 원단의 제조Comparative Example 2: Manufacture of airbag fabric
수분산 폴리우레탄 89.1 wt%, 이소시아네이트계 가교제 9.9 wt% 및 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지 1.0 wt% 혼합하여 베이스 코팅 조성물을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단을 제조하였다. An airbag fabric was prepared in the same manner as in Example 1, except that a base coating composition was prepared by mixing 89.1 wt% of water-dispersed polyurethane, 9.9 wt% of an isocyanate-based crosslinking agent, and 1.0 wt% of an epoxy resin containing two epoxy groups in a molecule. manufactured.
비교예 3: 에어백 원단의 제조Comparative Example 3: Manufacturing of airbag fabric
수분산 폴리우레탄 83.7 wt%, 이소시아네이트계 가교제 9.7 wt% 및 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지 7.0 wt% 혼합하여 베이스 코팅 조성물을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단을 제조하였다. An airbag fabric was prepared in the same manner as in Example 1, except that a base coating composition was prepared by mixing 83.7 wt% of water-dispersed polyurethane, 9.7 wt% of an isocyanate-based crosslinking agent, and 7.0 wt% of an epoxy resin containing two epoxy groups in a molecule. manufactured.
비교예 4: 에어백 원단의 제조Comparative Example 4: Manufacture of airbag fabric
수분산 폴리우레탄 87.3 wt%, 이소시아네이트계 가교제 9.7 wt% 및 분자 내 4개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지(Nagase, Denacol EX-614B) 3.0 wt%을 혼합하여 베이스 코팅 조성물을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단을 제조하였다. Except that the base coating composition was prepared by mixing 87.3 wt% of water-dispersed polyurethane, 9.7 wt% of isocyanate-based crosslinking agent, and 3.0 wt% of an epoxy resin (Nagase, Denacol EX-614B) containing 4 epoxy groups in the molecule, An airbag fabric was manufactured in the same manner as in Example 1.
비교예 5: 에어백 원단의 제조Comparative Example 5: Manufacture of airbag fabric
수분산 폴리우레탄 85.5 wt%, 이소시아네이트계 가교제 9.5 wt% 및 분자 내 4개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지(Nagase, Denacol EX-614B) 5.0 wt%을 혼합하여 베이스 코팅 조성물을 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에어백 원단을 제조하였다. Except that the base coating composition was prepared by mixing 85.5 wt% of water-dispersed polyurethane, 9.5 wt% of an isocyanate-based crosslinking agent, and 5.0 wt% of an epoxy resin (Nagase, Denacol EX-614B) containing 4 epoxy groups in a molecule, An airbag fabric was manufactured in the same manner as in Example 1.
시험예: 에어백 원단의 물성 평가Test Example: Evaluation of physical properties of airbag fabric
실시예 및 비교예에서 제조한 에어백 원단에 대하여 하기 기재된 방법에 따라 인장강도, 신율, 인열강도, 강연도, 파열 저항 및 충격 파열 저항을 측정하고 그 결과를 표 1에 나타내었다. Tensile strength, elongation, tear strength, stiffness, rupture resistance and impact rupture resistance of the airbag fabrics prepared in Examples and Comparative Examples were measured according to the methods described below, and the results are shown in Table 1.
1) 인장강도 (tensile strength) 및 신율 (elongation)1) Tensile strength and elongation
에어백 원단으로부터 300 X 50 mm 사이즈의 경사 방향에 대한 인장강도 및 신율 측정용 시편을 제조하였다. 상기 시편을 국제표준화기구규격 ISO 13934-1의 방법에 따라 경사 방향의 인장강도 및 신율을 측정하였다.A specimen for measuring tensile strength and elongation in an oblique direction having a size of 300 X 50 mm was prepared from an airbag fabric. Tensile strength and elongation of the specimen in the warp direction were measured according to the International Organization for Standardization standard ISO 13934-1.
상기 시편을 만능인장 시험기를 이용하여 클램프 길이 200mm, 크로스헤드 속도 200mm/min으로 인장시험을 실시하였고, 시편이 파괴되는 시점의 인장강도를 측정하였다.The specimen was subjected to a tensile test using a universal tensile tester with a clamp length of 200 mm and a crosshead speed of 200 mm/min, and the tensile strength at the point of failure of the specimen was measured.
2) 인열강도 (tear strength)2) Tear strength
에어백 원단으로부터 150 X 200 mm 사이즈의 경사 및 위사 방향에 대한 인열강도 측정용 시편을 제조하였다. 그리고, 만능시험장비(UTM)를 이용하여 ISO 13937-2에 규정되어 있는 tongue method로 상기 시편의 인열강도를 측정하였다.A specimen for measuring tear strength in warp and weft directions of 150 X 200 mm in size was prepared from airbag fabric. Then, the tear strength of the specimen was measured by the tongue method specified in ISO 13937-2 using a universal testing machine (UTM).
구체적으로, 경사 방향에 대한 인열강도 측정용 시편은 경사 방향으로, 그리고 위사 방향에 대한 인열강도 측정용 시편은 위사 방향으로 100 mm/min의 속도로 인장하여 인열강도를 측정하였다.Specifically, the tear strength of the specimen for measuring tear strength in the warp direction was measured in the warp direction, and the specimen for measurement of tear strength in the weft direction was stretched at a rate of 100 mm/min in the weft direction.
3) 강연도 (stiffness)3) stiffness
에어백 원단으로부터 200 X 100 mm 사이즈의 경사 및 위사 방향에 대한 강연도 측정용 시편을 제조하고, 코팅층이 서로 접하도록 폴딩하였다. 그리고, 이를 ASTM D4032 규격에 따라 Circular Bend Stiffness 측정 장치에 시편을 장착한 후, plunger를 2,000 mm/min 속도로 하강시켜 이 때 걸리는 하중을 디지털 게이지를 이용하여 측정하였다.A specimen for measuring stiffness in the warp and weft directions of 200 X 100 mm in size was prepared from the airbag fabric, and folded so that the coating layers were in contact with each other. Then, after mounting the specimen in a circular bend stiffness measuring device according to the ASTM D4032 standard, the plunger was lowered at a speed of 2,000 mm/min, and the load applied at this time was measured using a digital gauge.
4) 파열 저항(puncture resistance)4) puncture resistance
에어백 원단으로부터 측정용 시편을 제조하였다. 그리고, 만능시험장비(UTM)를 이용하여 ASTM F1342의 방법으로 상기 시편의 파열 저항을 측정하였다.Specimens for measurement were prepared from airbag fabric. Then, the burst resistance of the specimen was measured by the ASTM F1342 method using a universal testing machine (UTM).
5) 충격 파열 저항(impact puncture resistance)5) Impact puncture resistance
도 1과 같이 무게 250g의 십자 드라이버 타입(Screwdriver type)의 Probe를 원하는 위치에 낙하시킬 수 있도록 충격 파열 저항 평가 장비를 준비하였다. 상기 장비의 최대 낙하 높이는 150cm이고, Probe 중량 증가를 위해 100g, 200g 및 500g의 무게 추를 준비하였다.As shown in FIG. 1, an impact rupture resistance evaluation equipment was prepared so that a screwdriver type probe weighing 250 g could be dropped to a desired location. The maximum drop height of the equipment is 150 cm, and weights of 100 g, 200 g, and 500 g were prepared to increase the probe weight.
에어백 원단으로부터 300 X 200 mm 사이즈의 충격 파열 저항 측정용 시편을 제조하여, Probe를 상기 충격 파열 저항 평가 장비를 이용해 원단에 낙하시켰다. A specimen for measuring impact rupture resistance having a size of 300 X 200 mm was prepared from the airbag fabric, and a probe was dropped on the fabric using the impact rupture resistance evaluation equipment.
원단이 Probe에 의해 침투되지 않았을 경우 Pass로 판단하였고, 원단이 뚫릴 때까지 Probe의 중량 혹은 낙하 높이를 증가시켜 원단이 최종적으로 견딘 Probe의 중량과 낙하 높이를 이용하여 위치에너지를 계산하였다(Ep=9.8 x h x m). If the fabric was not penetrated by the probe, it was judged as a pass, and the potential energy was calculated using the probe weight and drop height that the fabric finally endured by increasing the weight or drop height of the probe until the fabric was pierced (Ep = 9.8 x h x m).
총 5회 반복 측정한 결과의 평균값으로 충격 파열 저항 값을 구하였다.The impact rupture resistance value was obtained as an average value of the results of repeated measurements a total of 5 times.
(N)
strength
(N)
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 3과 같이 본 발명의 일 구현예에 따른 에어백 원단은 서로 상보적 관계를 갖는 인열강도와 파열 저항에 대해 적절한 강도를 가짐을 확인할 수 있었다.Referring to Table 1, it was confirmed that the airbag fabric according to one embodiment of the present invention, as in Examples 1 to 3, has appropriate strength for tear strength and tear resistance, which have a complementary relationship with each other.
비교예 1, 2 및 4의 경우 파열 저항과 충격 파열 저항의 값이 작고, 비교예 3 및 5의 경우, 인열강도 값이 작아 에어백 원단의 내구성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.In the case of Comparative Examples 1, 2, and 4, the values of tear resistance and impact rupture resistance were small, and in the case of Comparative Examples 3 and 5, the tear strength value was small, confirming that the durability of the airbag fabric was inferior.
따라서, 본원의 에어백 원단은 인열강도와 원단의 패키지성을 저하하지 않으면서도 적절한 파열 저항을 가지고 있어, 차량의 충돌 상황에서 만족할 만한 성능을 나타낼 수 있음을 확인할 수 있었다.Therefore, it was confirmed that the airbag fabric of the present application has appropriate tear resistance without deteriorating tear strength and packageability of the fabric, and thus can exhibit satisfactory performance in a vehicle crash situation.
Claims (13)
상기 섬유 기재의 적어도 일 면 상의 코팅층을 포함하고,
상기 섬유 기재는 5 내지 15 g/D의 강도를 갖는 원사를 포함하며,
상기 코팅층은 수분산 폴리우레탄, 이소시아네이트계 가교제 및 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지를 포함하는 코팅 조성물 또는 이의 경화물을 포함하는, 에어백 원단.
fibrous substrates; and
Including a coating layer on at least one surface of the fiber substrate,
The fiber substrate includes a yarn having a strength of 5 to 15 g / D,
The airbag fabric according to claim 1 , wherein the coating layer includes a coating composition including water-dispersed polyurethane, an isocyanate-based crosslinking agent, and an epoxy resin containing two epoxy groups in a molecule or a cured product thereof.
상기 원사는 300 내지 700 dtex의 섬도 및 50 내지 150의 필라멘트 수를 갖는, 에어백 원단.
According to claim 1,
The yarn has a fineness of 300 to 700 dtex and a filament number of 50 to 150, airbag fabric.
상기 섬유 기재는 경사 밀도가 40 내지 80 th/inch이고, 위사 밀도가 30 내지 70 th/inch인, 에어백 원단.
According to claim 1,
The fiber substrate has a warp density of 40 to 80 th / inch and a weft density of 30 to 70 th / inch, an airbag fabric.
상기 수분산 폴리우레탄은 폴리에스테르계 폴리우레탄, 폴리에테르계 폴리우레탄, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(Poly(tetramethylene ether)glycol, PTMG)계 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트계 폴리우레탄 및 폴리카보네이트계 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 에어백 원단.
According to claim 1,
The water-dispersed polyurethane is polyester-based polyurethane, polyether-based polyurethane, poly(tetramethylene ether)glycol (PTMG)-based polyurethane, polyacrylate-based polyurethane, and polycarbonate-based polyurethane. An airbag fabric comprising at least one member selected from the group consisting of:
상기 수분산 폴리우레탄은 40 내지 70%의 고형분 함량을 갖는, 에어백 원단.
According to claim 1,
The water-dispersed polyurethane has a solid content of 40 to 70%, airbag fabric.
상기 수분산 폴리우레탄과 이소시아네이트계 가교제의 중량비는 7 내지 11 : 1 인, 에어백 원단.
According to claim 1,
The weight ratio of the water-dispersed polyurethane and the isocyanate-based crosslinking agent is 7 to 11: 1, airbag fabric.
상기 코팅 조성물은 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지를 3 내지 5 중량% 포함하는, 에어백 원단.
According to claim 1,
The airbag fabric, wherein the coating composition contains 3 to 5% by weight of an epoxy resin containing two epoxy groups in a molecule.
상기 코팅층 상에 폴리우레탄 및 고형 윤활제를 포함하는 탑 코팅 조성물을 코팅하여 형성된 탑 코팅층을 더 포함하는, 에어백 원단.
According to claim 1,
An airbag fabric further comprising a top coating layer formed by coating a top coating composition containing polyurethane and a solid lubricant on the coating layer.
상기 에어백 원단은 경사 방향 및 위사 방향 모두에 있어서 150N 이상의 인열강도(tear strength)를 갖는, 에어백 원단.
According to claim 1,
The airbag fabric has a tear strength of 150N or more in both the warp direction and the weft direction.
상기 에어백 원단은 경사 방향 및 위사 방향 모두에 있어서 50N 이하의 강연도(stiffness)를 갖는, 에어백 원단.
According to claim 1,
The airbag fabric has a stiffness of 50 N or less in both the warp direction and the weft direction.
상기 에어백 원단은 50N 이상의 파열 저항(puncture resistance)을 갖는, 에어백 원단.
According to claim 1,
The airbag fabric has a puncture resistance of 50 N or more.
상기 에어백 원단은 4J 이상 충격 파열 저항(Impact puncture resistance)을 갖는, 에어백 원단.
According to claim 1,
The airbag fabric has an impact puncture resistance of 4J or more, the airbag fabric.
수분산 폴리우레탄, 이소시아네이트계 가교제 및 분자 내 2개의 에폭시기를 포함한 에폭시 수지를 포함하는 코팅 조성물을 상기 섬유 기재 상에 도포하는 단계;
상기 코팅 조성물이 도포된 상기 섬유 기재를 건조시키는 단계; 및
상기 건조된 섬유 기재를 열처리하는 단계;를 포함하는, 에어백 원단의 제조방법.Preparing a fiber substrate using a yarn having a strength of 5 to 15 g / D;
applying a coating composition comprising water-dispersed polyurethane, an isocyanate-based crosslinking agent, and an epoxy resin including two epoxy groups in a molecule onto the fiber substrate;
drying the fiber substrate coated with the coating composition; and
Heat-treating the dried fiber substrate; method of manufacturing an airbag fabric comprising a.
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