원사부터 완제품까지! 당신의 안전을 책임지는 효성의 에어백



아찔한 자동차 사고가 났을 때, 우리의 생명을 지켜주는 안전벨트와 에어백! 안전벨트를 착용하면 착용하지 않았을 때보다 사망률이 1/4 수준으로 떨어진다고 합니다. 안전벨트가 90%의 역할을 한다면 나머지 10%를 에어백이 채워준다고 하는데요. 이 에어백에도 효성의 기술이 숨어있다는 사실! 알고 계셨나요? 블로그지기와 함께 알아봅시다~^^



에어백에 관한 A to Z

 




에어백은 차량 전면부 또는 측면부의 충돌로 인한 충격으로부터 승객을 보호하는 장치로, 안전벨트와 더불어 대표적인 탑승객 보호장치입니다. 안전벨트를 해도 머리를 부딪히는 문제를 보완하기 위해 만들어진 것이 에어백입니다. 우리나라의 경우 소형 자동차일 경우 6개, 중형차 8개, 고급차종 12개로 차량이 커지고 고급화될수록 에어백의 개수가 늘어나는데요. 안전에 대한 요구가 커지면서 에어백의 개수가 강화되는 추세랍니다.


에어백은 감지 시스템과 에어백 모듈로 이루어져 있습니다. 자동차 범퍼 부분의 센서가 충돌을 감지하면 모듈로 전기신호를 보내고, 에어백 안의 인플레이터(Inflater:에어백 가스 발생장치)의 점화장치에 의해 화약이 폭발하면 가스가 발생하여 에어백이 팽창하게 되는 것이죠. 화약이 폭발하면서 팽창하는 것이므로 에어백의 초기 팽창온도는 1,000℃까지 치솟고, 인플레이터 밖으로 나올 때는 400℃, 사람이 에어백에 접촉할 때는 80℃까지 급격히 하강하게 됩니다. 굉장한 고온이기 때문에 가끔 불량 에어백의 경우 원단이 녹는 사고가 발생하기도 한답니다. 


에어백은 안전벨트의 보조장치

사고 시 머리를 보호해주는 에어백이지만 안전벨트를 하지 않으면 오히려 흉기가 될 수 있습니다. 찰나의 순간에 고온으로 팽창하기 때문에 안전벨트 없이 직접 충돌하게 되면 에어백의 폭발로 화상이나 충격을 받을 수 있기 때문입니다. 에어백에는 ‘SRS Airbag’ 글자가 쓰여 있는데, 이는 Supplemental Restraint System의 약자로 안전벨트를 보조한다는 뜻입니다. 

 




사고가 났을 때 에어백이 부푸는 시간은 얼마일까요? 차량이 충돌했을 때 에어백이 부풀고 처음 사람의 얼굴이 부딪히는 것을 1차 충격, 관성에 의해 몸이 뒤로 당겨졌다가 다시 앞으로 부딪히는 과정을 2차 충격이라고 합니다. 1차 충격이 일어났을 때 에어백이 부푸는 시간은 1,000분의 60초라고 합니다. 말 그대로 ‘눈 깜빡’할 정도의 시간인 것이죠. 그 후 2차 충격 시에는 에어백이 눌릴 때마다 바람이 조금씩 빠질 수 있게 설계되어있습니다. 



에어백이 갖추어야 할 특성



안전을 위한 마지노선! 에어백이 갖춰야할 특성에는 어떤 것들이 있을까요? 에어백 연구의 주요과제와 에어백 원사가 필요로 하는 특성, 두 가지로 나눠서 살펴보겠습니다. 

 



에어백 연구의 주요 과제

1. 운전자의 머리가 핸들에 부딪히기 전에 펴져야 합니다. 

2. 팽창한 다음에는 곧장 꺼져서 전방 시야를 가리지 말아야 합니다.

3. 일정 속도(충격) 이상일 때만 작동해야 합니다.

4. 에어백을 부풀게하는 기체가 화학적으로 안전한 불활성이어야 합니다.

5. 설치하기 편리해야 합니다.


에어백 원사에 요구되는 특성

1. 고강력: 내구성이 좋아야 합니다.

2. 고신도: 잘 늘어나는 성질이 있어야 갑작스러운 팽창에 견딜 수 있고, 충돌 시 충격을 흡수할 수 있습니다.

3. 내열성: 에어백이 팽창할 때 발생하는 고온을 견딜 수 있어야 합니다. 

4. 내후성: 차 안에서 장기간 보존되는 에어백의 특성 상 온도 및 습도 변화에 강해야 합니다. 



효성의 에어백 


효성은 2011년 글로벌 최대 에어백 원단 메이커인 GST(Global Safety Textiles)를 인수한 후, 원사부터 에어백 완제품까지 모든 제품을 제작하고 공급할 수 있는 능력을 갖추었으며, 에어백 분야에서 Global No.1 기술력을 보유하게 되었습니다. 



<출처: GST 홈페이지>



효성은 국내 최초로 에어백용 나일론 66원사를 개발하여 판매하고 있습니다. 나일론 66원사는 높은 강도, 뛰어난 형태 안정성, 완벽한 외관 품질을 바탕으로 국내외에서 모두 널리 인정받고 있는 원사랍니다. 효성은 이에 만족하지 않고 끊임없는 연구 개발과 원사 생산 노하우를 바탕으로 절감된 비용으로 나일론 66원사를 대체할 수 있는 폴리에스터 에어백용 원사를 개발, 생산하여 공급하고 있습니다. 나일론과 폴리에스터 에어백을 모두 제작할 수 있는 국내 유일한 기업의 자리에 우뚝 선 것이죠. 했습니다. 최근 트렌드인 에어백 경량화와 친환경 소재에 대해서도 꾸준히 연구와 개발에 노력을 기울이고 있습니다. 



이런 에어백도 있어요!



동그란 형태의 에어백만 에어백인줄 아셨다고요? 에어백에도 다양한 모양이 있답니다. 몇 가지를 소개해드릴게요!


보행자 에어백

 

<볼보의 보행자 에어백>



심각한 보행자 사고의 대부분은 차량 보닛, 전면 유리 하단, A-필러 등에 머리가 부딪혀 발생하게 됩니다. 이러한 점에 착안한 것이 바로 ‘보행자 에어백’인데요. 전방에 탑재된 센서가 보행자의 충돌을 감지하면 즉시 보닛을 들어올려 앞 유리창 밑부분과 양쪽 A-필러를 감싼 ‘ㄷ’자 형태의 에어백이 와이퍼 하단 부분에서 팽창하여 충격을 흡수합니다. 



인플레이터블 시트 벨트




 

차가 충돌하게 되면 안전벨트를 착용한 가슴 부위에 강한 압박을 받게 됩니다. 갈비뼈를 심하게 다칠 수도 있는데요. 이러한 압력으로부터 신체를 보호하기 위해 안전벨트 사이의 공간에 에어백을 집어 넣어서 유사시 부풀어 오르게 하는 에어백도 있습니다. 



스마트 에어백


일명 4세대 에어백으로 불리는 ‘스마트 에어백’! 탑승자의 특성에 상관없이 팽창했던 것이 2세대 에어백, 여기에 충돌속도를 계산해서 팽창하는 것이 3세대 에어백이었다면 4세대 에어백인 스마트 에어백은 충돌 당시의 속도를 계산하는 동시에 탑승자의 몸무게도 고려하여 팽창하는 시간•볼륨•높이를 조절하는 에어백입니다.



오토바이 에어백

 


<히트에어의 라이더 에어백>



운전자가 입을 수 있는 에어백도 있는데요. 바로 ‘오토바이 에어백’입니다. 라이더가 직접 착용하는 이 에어백은 오토바이 사고가 났을 때 0.5초 이내에 팽창하여 라이더의 척추와 목을 포함한 상반신을 보호하는 역할을 합니다. 



카시트 에어백

 




아이들의 안전을 보호하기 위해 최근 의무화 추세인 카시트에도 에어백이 장착되어 나오는 작품이 있습니다. 화약이 폭발하며 팽창되는 제품은 아니고, 에어백 자체가 쿠션용으로 장착되어 나오는 제품입니다. 



카시트는 에어백이 팽창하는 곳에 설치하지 않아야 하나요?

만 2세 미만, 몸무게 10kg이 안되는 영아의 경우 카시트를 뒤쪽 방향으로 해서 설치하게 되는데요. 사고 발생 시 에어백이 팽창하는 곳에 카시트를 뒤로 설치하게 되면, 에어백이 팽창하면서 그 충격으로 인해 카시트 전체가 날아가 버릴 수도 있습니다. 카시트 주의사항에 절대 에어백이 팽창하는 조수석에는 설치하지 말라고 주의를 주는 것도 바로 이것 때문이랍니다. 



지금까지 우리의 생명을 지켜주는 에어백에 대해 자세하게 알아보았는데요. 우리의 안전을 책임지는 안전벨트에서부터 에어백의 원사에서부터 완제품까지 모두 책임지고 있는 효성. 무엇보다 교통사고가 나지 않도록 안전 운전하는 것이 무엇보다 중요하겠죠? 오늘도 출퇴근길 안전운전 하시길 기원합니다!   


 



댓글
  1. 2014.10.29 14:49 프로필 이미지
    비밀댓글입니다
  2. BlogIcon 장건일 2014.11.26 03:01 프로필 이미지
    에어백에 대한 과제를 하고있는 대학생입니다. 일반적으로 나일론66을 많이 사용한다고 하는데 용융방사를 하는 만큼 원하는 크기와 모양을 만들 수 있는 만큼 다른 곳에 사용되는 나일론66과 다른 방사법이 있을거같은데 맞나요? 그리고 방적할 때도 강해야하고 공기가 나가면안되므로 밀도가 높게 촘촘히 해야할거같은데 다른 어떤특징이있는지 궁금합니다.
    • Favicon of https://blog.hyosung.com BlogIcon 효성blog 2014.11.27 09:07 신고 프로필 이미지
      안녕하세요. 장건일님.
      나일론 섬유는 의료용 섬유의 용도뿐만 아니라 물성의 우수함으로 산업용 섬유로의 많은 용도로 가지고 있습니다. 방사 기술과 관련해서는 당사의 기술 노하우로 대외비입니다. 자세한 방사법을 알려드리지 못함을 이해해 주시기 바랍니다. 감사합니다.
  3. 최선민 2016.11.28 17:06 프로필 이미지
    안녕하세요 현재 제품디자인을 공부하고있는 학생입니다. 다름이 아니라 이번학기 프로젝트로 재난시에 반려동물용 에어백을 만드는 것을 진행하고있는데요, (자동팽창구명조끼에사용되는 인플레이터로 만드려고 합니다). 에어백에 사용되는 소재나 그에 비슷한 역할을 할수있는 소재 천을 찾는 중입니다. 일반천은 바람이 다 빠져버리더라구요 ..ㅠㅠ
    혹시 에어백천을 구입할수있는 곳이나 동대문같은곳에서 제가 쉽게 구할수있는 응용가능한 소재를 추천 해주실수 있으신지요??? ㅠㅠ
  4. 2017.03.15 18:48 프로필 이미지
    비밀댓글입니다
  5. 2019.03.17 21:17 프로필 이미지
    비밀댓글입니다
  6. 정연중 2019.09.15 16:57 프로필 이미지
    안녕하십니까 현재 건국대학교 기계공학과에 재학중인 학생으로 에어백전개시 인플레이터에 의한 온도 변화를 상용프로그램인 fluent를 이용해 열해석을 하고 있습니다. 해석을 위해서는 초기 inlet 유체의 온도를 넣어주어야 하는데요 Guanidine 혹은 아지드화 나트륨에 의한 폭발(질소발생)온도에 대해서 학부생으로서는 정확한 데이터를 도저히 얻을수가 없어 이렇게 글을 남깁니다. 혹시 관련 자료 혹은 논문이 있으시다면 참고하도록 도와주실수 없을까요? 감사합니다.

    추가적으로 귀사의 에어백 원사 제품군들의 내열한계(버틸수있는 온도)를 알수있을까요?
    • Favicon of https://blog.hyosung.com BlogIcon 효성blog 2019.09.17 13:34 신고 프로필 이미지
      답변 드립니다.

      에어백의 초기 팽창온도는 1,000℃까지 치솟고, 인플레이터 밖으로 나올 때는 400℃, 사람이 에어백에 접촉할 때는 80℃까지 급격히 하강하게 됩니다. 굉장한 고온이기 때문에 가끔 불량 에어백의 경우 원단이 녹는 사고가 발생하기도 합니다.

      참고로 효성 에어백의 내열성과 관련된 평가는 450℃에서 진행하고 있습니다.