KR19990060534A - 시트벨트용 폴리에스터 원사 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고유점도가 0.8~1.4인 폴리에스터 칩을 특정조건으로 설계된 중공노즐로 용융방사하고 연신, 열처리하여서 중공도가 4~35%, 강도가 8.5g/d이상이며 콤포트성이 우수한 시트벨트용 폴리에스터중공사 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

시트벨트용 폴리에스터 원사 및 그 제조방법

본발명은 콤포트성이 향상된 시트벨트용 폴리에스터 원사 및 그 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 고점도 폴리에스터 칩을 중공노즐을 사용하여 방사후 연신하거나 스핀드로 공법으로 직접 방사연신하엿 원사강도가 8.5~9.0g/d수준이며 원사결점이 10키로미터당 1.0개이하가 되게하는 것을 특징으로 하는 콤포트성이 향상된 시트벨트용 중공 폴리에스터 원사 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본발명에서 말하는 시트벨트라고 함은 차에 장착된 안전벨트를 말한다. 시트벨트의 콤포트성이라함은 운전자가 차에 장착된 벨트를 손으로 빼고 넣을 때 부드럽게 잘 빠져나오고 잘 들어가는 성질을 말한다. 즉, 시트벨트를 빼고 넣을시 벨트와 플라스틱 가이드간의 마찰트성에 따라 콤포트성이 좋고 나쁨이 결정되는데, 마찰이 적으면 콤포트성이 좋고, 마찰이 크면 콤포트성이 불리하다.

아울러, 이 콤포트성은 시트벨트의 스프링 및 벨트표면을 매끄럽게 해주는 유연제의 종류등과도 연관이 있지만, 본발명은 이와는 관계없이 원사와 관련이 있는 부분에 초점을 맞춘것이다.

이런 시트벨트의 콤포스성은 아직은 국내에서는 요구하고 있지 않지만 유럽 및 미주지역에서는 최근에 들어와서 필수적으로 요구하고 있다.

이에 본 발명자는 콤포트성과 관련이 있는 인자를 조사한 결과 원사의 굽힘강성과 상당한 연관이 있음을 알았다. 또한, 이 굽힘강성은 원사형태에 따라 그 값이 상이한데 일반적으로 중실형의 것이 값이 낮은 반면에 중공형태의 것이 값이 높음을 알았다.

본발명은 콤포트성이 우수한 시트벨트를 제공할 수 있도록 하기 위하여 상기 콤포트성과 관련성이 높은 인자인 원사의 굽힘강성을 크게하는 폴리에스터 원사 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

제 1 도는 본 발명의 중공사의 설명도.

제 2 도는 본 발명시 사용되는 중공노즐의 평면도.

제 3 도는 시트벨트의 콤포트성을 평가하는 방법을 설명하는 도면.

이하 본발명은 상세히 설명하면 다음과 같다.

굽힘강성은 다음과 같이 표시할 수 있다.

B/R = (1×η×Ef×T²)/4π×r×ρ …………… (1)

위식에서

B/R = 굽힘강성

η = 형태계수

Ef = 원사의 초기 모듈러스

T = 원사의 단사섬도

r = 곡률반경

ρ= 밀도

위 식에서, 시트벨트용 원사의 규격은 1000/72 , 1300/96, 1500/144 등으로 한정이 되어있으므로 T값은 고정이 되며, Ef 값은 원사의 강도와 연관이 있으며, 이값은 제조원사의 규격이 결정이 되어있으므로 그 값의 변화폭은 그다지 많지가 않다. 예를들어 1300/96의 원사강도는 평균 8.8~9.0g/d이며, 이외 초기 모듈러스(5% 신도하에서)는 3.8~4.0g/d 수준이다. 따라서 그 값의 변화폭도 그다지 크기 않다.

r은 직물의 단위 조직상의 원사의 곡률반경으로서 통상적으로 시트벨트의 조직도 한정되어 있으므로 이 값의 변화 폭도 거의 없다. ρ는 직물의 밀도로 이 또한 벨트조직이 설정되어 있으므로 임의대로 바꿀수가 없다.

따라서 원사업체에서 조정이 가능한 것은 원사의 단면형태이다. 즉, 원사단면을 사각형, 사각형, 중공원형 등으로 변형시킬 수 있는바, 이 중 형태계수 값이 가장 높은 것은 중공단면사이다.

일반적인 중실형태의 원사는 형태계수가 1인 반면 중공사는 중공율에 따라 값이 다수 차이가 있지만 형태계수가 2~5정도이다. 따라서 이런 높은 형태계수로 인하여 굽힘 강성갑이 높아져서 콤포트성이 좋아진다.

한편, 중공의 형태계수(η)는 다음식과 같으며, 제 1 도에 자세히 설명되어 있다.

단, Am : 중공면적을 뺀 원의 면적

ℓ : 원의 중심으로부터의 반경

Ao : 중공을 포함한 원의 전체 면적

Ai : 중공의 면적

위 식에 의하여 중공면적이 클수록(즉, 중공도가 클수록)형태계수(η)값이 높다.

여기서 말하는 중공도는 중공면적/사단면적을 말한다(제 1 도). 시트벨트의 요구특성에 맞는 중공 폴리에스터원사의 강도는 8.5g/d이상이어야 한다. 아울러, 중공원사에 있어서 중공도가 너무 높으면 연신성 및 원사강력이 떨어지고 중공도가 너무 낮으면 벤딩강도(bending rigidity)값이 낮아 콤포트성 개선효과가 별도 없다.

본발명의 중공 폴리에스터사는 다음조건을 만족하는 것이다.

다음

중공도 : 4~35%

강 도 : 8~5g/d 이상

콤포트성

F ; 1,500g 이상

F₁; 420g 이상

F₁/F×100 ; 23% 이상

단, F : 실트벨트를 당기는 힘

F₁: 실트벨트가 들어가는 힘

또 본발명의 중공 폴리에스터사는 다음과 같은 방법으로 제조한다.

다음조건을 만족시키는 중공노즐을 사용하여 고유점도가 0.8~1.4, 바람직하기로는 0.9~1.2의 폴리에스터 칩을 용융방사한다음 총연신비 5.5~6.5로 연신하고 180~240℃로 열처리하여 제조한다.

다 음

1 ≤ w/r ≤ 10

0.01m ≤ w(mm) ≤ 0.5

0.1 ≤ a(mm) ≤2.0

단, r : 내부원의 반경

w : 슬리트의 폭

a : 슬리트 간격

이때 용융온도는 290~305℃로 하였으며, 용융방사후 15~30℃로 냉각한다.

원사의 집속을 위하여 수용성유제로 픽업율이 0.5~1.2중량%가 되게 유제처리한다.

상기한 바와같이 제조한 원사를 450~550m/분으로 권취하되 권취전에 180~240℃로 열처리한다.

제 3 도는 콤포트성 시험기의 개략도이다.

본발명의 폴리에스터사는 F값은 낮고 F₁값은 높을수록 콤포트성은 우수하다. 또 중공도가 높을수록 F₁/F 값이 높으며, 중실형사에 비하여 중공형사가 F₁/F 값이 높다.

[실시예 1~6]

고유점도 0.90인 폴리에스터 칩을 방사 실런더 온도 300℃, 냉각온도는 20℃, 열세팅온도는 220~235℃로 하여 1300데니어/96필라멘트의 폴리에스터중공사를 표 1의 조건으로 제조하였으며 그 결과는 표 1과 같다.

[표 1]

위 표에서 보는 바와같이 중공도가 낮을수록 원사강력은 높지만 콤포트성은 떨어지고 중공도가 높을수록 원사강력 및 연신성은 떨어지고, 콤포트성은 유리함을 알 수 있다.

실시예 3 조건이 가장좋은 물성, 연신성 및 콤포트성을 나타내었다.

[비교예 1~5]

실시예와 같이 제조하되 중실형태의 노즐을 사용하여 표 2의 조건으로 제조하였다. 그 결과는 표 2와 같았다.

[표 2]

표 2로 알 수 있는 바와같이 중실형태는 어떠한 조건에서도 중공형태에 비해 콤포트성을 만족하지 못한다.

본발명은 일정한 규격의 중공노즐을 사용함으로서 시트벨트로 만들어을 때 콤포트성이 우수한 중공 폴리에스터사를 용이하게 제조할 수 있다.

Claims (2)

1. 다음조건을 만족시키는 시트벨트용 폴리에스터중공사

   다 음

   중공도 : 4~35%

   강 도 : 8~5g/d 이상

   콤포트성

   F ; 1,500g 이상

   F₁; 420g 이상

   F₁/F×100 ; 23% 이상

   단, F : 실트벨트를 당기는 힘

   F₁: 실트벨트가 들어가는 힘
2. 고유점도가 0.8~1.4인 폴리에스터 칩을 용융방사하고 연신한 다음 열처리하여 폴리에스터 중공사를 제조함에 있어서 다음조건을 만족시키는 중공노즐을 사용하여 제조함을 특징으로 하는 시트벨트용 폴리에스터 원사 및 그 제조방법.

   다 음

   1 ≤ w/r ≤ 10

   0.01m ≤ w(mm) ≤ 0.5

   0.1 ≤ a(mm) ≤2.0

   단, r : 내부원의 반경

   w : 슬리트의 폭

   a : 슬리트 간격