KR20140063946A - 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고유점도가 0.8 내지 1.3dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 방사하여 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유에 있어서, 핫가스(hot gas)에 의한 에어백 쿠션 전개시험에서 봉제부에서 원단 찢어짐이나 봉제부 핀홀(pin hole) 발생을 개선하고자 0.5gf/den 하중이 가해진 상태로 105℃에서 2분 처리후 원사의 길이 변화가 -0.1 내지 3.0%인 것을 특징으로 하는 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 제공한다.
Description
본 발명은 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유에 관한 것으로서, 상세하게는 고온 고하중 조건인 사용 환경 하에서도 원사의 길이 변화가 -1.0 내지 3.0%인 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 에어백용 직물에 적용함으로써, 에어백 쿠션 전개 시험에서 핀홀(pin hole) 발생을 최소화하여 봉제부에서 가스(gas) 누출이 적도록 개선된 에어백용 섬유를 제공한다.
일반적으로 에어백은 센서에 의해 충돌이 감지되면 작동기체장치가 폭발되어, 폭발가스로 인해 백이 순간적으로 부풀게 됨으로써, 운전자 및 승객을 보호하는 장치를 말한다. 근래, 에어백은 차량에 탑승한 승객의 안전을 확보하기 위한 장치로서 없어서는 안 되는 것이 되어, 차량에의 장착율이 점차 높아지고 있다．
에어백 직물은 충돌 시에 원활하게 전개하기 위한 저통기성, 에어백 자체의 손상·파열을 막기 위한 높은 에너지 흡수능력 및 수납성 향상을 위한 직물 자체의 접힘성 등 여러 가지 특성이 요구된다.
이러한 에어백 직물의 요구 특성에 적합한 섬유로는 나일론66 소재가 주로 사용되어 왔으나, 나일론 66은 내 충격성이 우수하지만 폴리에스테르 섬유에 비해 내습열성, 내광성의 측면에서 뒤떨어지고, 비용절감 등 경제성을 이유로 나일론66 이외의 섬유 소재에 대한 관심이 높아지고 있다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 에어백에 사용하기 위해서는 에어백 쿠션 전개시 봉제부에서 핀홀(pin hole) 벌어짐 현상을 최소화하여 봉제부에서 가스 누출이 적도록 개선이 필요하다.
본 발명은 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유에 관한 것으로, 핫가스(hot gas)에 의한 에어백 쿠션 전개시험에서 봉제부에서 원단 찢어짐이나 봉제부 핀홀 벌어짐 현상을 개선하고자, 0.5gf/den 하중이 가해진 상태로 105℃에서 2분 처리후 원사의 길이 변화가 -1.0 내지 3.0%인 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 사용함을 특징으로 하는 에어백용 폴리에틸렌테레프탈리에트 섬유를 제공한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 고유점도가 0.8 내지 1.3dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 방사하여 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유에 있어서, 0.5gf/den 하중이 가해진 상태로 105℃에서 2분 처리후 원사의 길이 변화가 -1.0 내지 3.0%인 것을 특징으로 하는 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 제공한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유는 상온에서의 강도가 7.0g/d 내지 11.0g/d 이고, 신도가 15% 내지 30%인 것을 특징으로 하는 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 제공한다.
또한, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유는 단사섬도가 4.5데니어 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 0.5gf/den 하중이 가해진 상태로 105℃에서 2분 처리후 원사의 길이 변화가 -1.0 내지 3.0%인 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 사용함으로써, 에어백 쿠션 전개시 봉제부에서 핀홀 벌어짐 현상을 최소화하여 봉제부 핀홀을 통한 핫가스(hot gas) 누출을 줄일 수 있는 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 제공한다.
본 발명은 0.5gf/den 하중이 가해진 상태로 105℃에서 2분 처리후 원사의 길이 변화가 -1.0 내지 3.0%인 것을 특징으로 하는 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 제공한다.
상기 조건에서 원사의 길이 변화가 3.0%를 초과하면 봉재부 핀홀 부위의 홀 벌어짐 현상이 심하여 에어백 쿠션의 고온 전개시험에서 핫가스(hot gas) 누출이 증가하는 문제점이 있고, 원사의 길이 변화가 -1.0% 보다 작은 원사를 사용하면 에어백 직물을 정련, 텐터링, 코팅하는 과정에서 직물의 수축이 커져서 가공에 어렵게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유는 에어백 내부의 화약 폭발로 발생하는 배출가스의 순간적인 충격에너지를 에어백 직물이 안전하게 흡수하기 위해서 고유점도(I.V.)가 0.8 내지 1.3 dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 방사하여 얻은 폴리에틸렌테레프탈레이트 멀티필라멘트를 사용한다. 수지의 고유점도가 0.8 dl/g 미만의 I.V.를 갖는 폴리에스테르 원사는 충분한 인성을 갖는 원사를 제공하지 않아 적당하지 않다.
본 발명의 에어백용 멀티 필라멘트를 생성하기 위한 수지로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 외에도 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌-1,2-비스(페녹시)에탄-4,4'-디카르복실레이트, 폴리(1,4-시클로헥실렌-디메틸렌 테레프탈레이트) 및 상기 중합체의 1 종 이상의 반복 단위를 포함하는 공중합체, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트/이소프탈레이트 코폴리에스테르, 폴리부틸렌 테레프탈레이트/나프탈레이트 코폴리에스테르, 폴리부틸렌 테레프탈레이트/데칸디카르복실레이트 코폴리에스테르, 및 상기 중합체 및 공중합체 중 둘 이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다. 이들 중에서, 본 발명에서는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지가 기계적 성질 및 섬유 형성 측면에서 특히 바람직하다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 상온에서의 강도가 7.0g/d 내지 11.0g/d 이고, 신도가 15% 내지 30%인 것을 특징으로 하는 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유를 제공한다. 섬유의 강도가 7.0g/d 미만이거나 절단될 때까지의 신도가 15% 미만이면 에어백 쿠션이 급팽창 할 때의 에너지를 흡수 능력이 떨어져서 쿠션이 터지게 되어 적합하지 않게 된다. 또한, 섬유의 강도가 11.0g/d 초과하면 사의 품질 및 생산성이 떨어지고, 신도가 30% 초과하면 강도가 저하된다.
본 발명의 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유의 단사 섬도가 4.5 데니어 이하인 것이 적합하고, 보다 바람직하게는 3 데니어 이하인 것이 바람직하다. 통상, 단사 섬도가 작은 섬유를 이용할수록, 얻어지는 직물은 유연하여 접힘성이 우수하고 수납성이 양호해진다. 또한, 단사 섬도가 작아짐과 동시에 커버링성이 향상하고, 그 결과 직물의 통기성을 억제할 수가 있다. 단사 섬도가 4.5 데니어를 넘으면 직물의 접힘성 및 수납성의 저하, 또한 저통기성의 악화를 수반하여 에어백 직물로서 충분한 기능을 발휘하지 못하므로 바람직하지 않다.
본 발명의 실시예에서는 솔벤트 타입의 방사유제 중에서 선정한 방사유제를 OPU 0.6% 부착량으로 방사하여 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 제조하였다.
실시예 및 비교예의 물성 평가는 아래와 같이 측정 또는 평가하였다.
1) 고유점도(I.V.)
페놀과 1,1,2,2-테트라클로로에탄올 6:4(무게비)로 혼합한 시약(90℃)에 시료 0.1g을 90분간 용해시킨 후 우베로데(Ubbelohde) 점도계에 옮겨 담아 30℃ 항온조에서 10분간 유지시키고, 점도계와 애스피레이터(Aspirator)를 이용하여 용액의 낙하초수를 구한다. 솔벤트의 낙하초수도 상기와 같은 방법으로 구한 아래의 수학식에 의해 R.V.값 및 I.V. 값을 계산하였다.
R.V. = 시료의 낙하초수/솔벤트 낙하초수
I.V. = 1/4 × [(R.V.- 1)/C] + 3/4 × (In R.V./C)
상기 식에서 C는 용액중의 시료의 농도(g/100㎖)를 나타낸다.
2) 원사의 강신도 측정방법
원사를 표준상태인 조건, 즉 25℃ 온도와 상대습도 65%RH 인 상태인 항온 항습실에서 24시간 방치 후, ASTM 2256 방법으로 시료를 인장 시험기를 통해 측정한다.
3) 원사의 건열 수축률
원사를 오븐에서 180℃에서 15분 동안 로드 프리(load free) 조건으로 처리하여 자유 수축률을 측정한다
4) 고온 고하중 조건 변화율 측정
TESTRITE 장비의 온도를 105℃로 유지한 상태에서 0.5gf/den의 하중을 가한 원사를 2분간 처리했을 때 시료 길이 증가치를 초기 시료 길이로 나누어 백분율로 표시한다. (500d/182f 사종 원사의 경우 150g의 추를 매단 상태에서 테스트함.)
5) 에어백 쿠션의 전개 시험
에어백 원단으로 모듈을 제작하여 85℃에서 4시간 방치 후 3분 이내 전개 테스트를 진행하여 터짐 여부를 관찰하여 PASS와 FAIL을 평가하였다.
이하에서 실시예를 들어서 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명의 권리범위가 아래 실시예에 의하여 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
하기 표 1에 기재된 특성을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 방사과정에서 연신롤의 스피드, 연신롤의 온도, 이완비를 변화시켜 500데니어 182필라멘트 사종으로 방사하여 원사를 제조하였다.
제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사로는 고온 고하중 조건에서 원사의 변형율을 측정하였다.
이렇게 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 사용하여 레피어 직기로 경사방향 및 위사방향 둘 모두에서 직물밀도가 인치 당 52×52개 직물이 되도록 평직으로 제직하고 연속정련기에서 50℃에서 95℃까지 단계적으로 설정한 수성욕에서 정련 및 수축시키고, 190℃에서 2분 동안 열 고정하여 코팅하지 않은 상태의 직물을 준비하였다. 이렇게 제조된 직물로 에어백 쿠션을 만들어 평가한 에어백 쿠션 전개시험 결과를 하기 표 1에 나타내었다
실시예 2
하기 표 1에 기재된 특성을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 실시예 1과 연신롤의 스피드, 연신롤의 온도, 이완비를 다르게 변화시키고 나머지는 동일한 방법으로 고온 고하중 조건에서 원사의 변형율을 측정하고 제조된 직물로 에어백 쿠션을 만들어 에어백 쿠션 전개시험을 진행하였다.
비교예 1
하기 표 1에 기재된 특성을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 실시예 1과 연신롤의 스피드, 연신롤의 온도, 이완비를 다르게 변화시키고 나머지는 동일한 방법으로 고온 고하중 조건에서 원사의 변형율을 측정하고 제조된 직물로 에어백 쿠션을 만들어 에어백 쿠션 전개시험을 진행하였다.
이와 같이 제조된 원사의 물성 평가와 에어백 쿠션 전개시험 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 1 |
| 사종 | 500d/182f | 500d/182f | 500d/182f |
| 고유점도(dl/g) | 0.89 | 0.88 | 0.90 |
| 단사섬도(den) | 2.7 | 2.7 | 2.7 |
| 강도(g/d) | 8.4 | 8.7 | 7.3 |
| 신도(%) | 20.0 | 16.5 | 28.0 |
| 건열 수축률(%) | 5.0 | 9.7 | 2.9 |
| 고온 고하중 조건 변형율 | 2.6% | 1.8% | 3.4% |
| 쿠션 전개시험 | PASS | PASS | FAIL |
| 핀홀 벌어짐 정도 | 중간 | 작음 | 큼 |
상기 표 1에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사는 고온 고하중 조건에서 변형율이 2.6%로 쿠션 전개 시험에서 PASS로 핀홀 벌어짐 정도는 중간정도로 양호하였고, 실시예 2의 경우가 핀홀 벌어짐 정도가 더 작아서 가장 좋은 결과를 나타내었다. 그러나 비교예 1은 고온 고하중 조건에서 원사의 변형율이 3.4%로 쿠션 전개 시험에서 핀홀 벌어짐 정도가 심하며 핫가스(hot gas) 누출이 커서 쿠션 전개 시험에서 FAIL 하였다.
따라서 0.5gf/den 하중이 가해진 상태로 105℃에서 2분 처리후 원사의 길이 변화가 -1.0 내지 3.0%인 폴리에틸렌테레프탈레이트 원사를 사용함으로써, 에어백 쿠션 전개시 봉제부에서 핀홀 벌어짐을 최소화하여 봉제부 핀홀을 통한 핫가스(hot gas) 누출을 줄일 수 있다.
Claims (3)
- 고유점도가 0.8 내지 1.3dl/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 방사하여 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유에 있어서,
0.5gf/den 하중이 가해진 상태로 105℃에서 2분 처리후 원사의 길이 변화가 -1.0 내지 3.0%인 것을 특징으로 하는 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유.
- 청구항 1에 있어서,
상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유는 상온에서의 강도가 7.0g/d 내지 11.0g/d 이고, 신도가 15% 내지 30%인 것을 특징으로 하는 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유.
- 청구항 1에 있어서,
상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유는 단사섬도가 4.5데니어 이하인 것을 특징으로 하는 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120130680A KR20140063946A (ko) | 2012-11-19 | 2012-11-19 | 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120130680A KR20140063946A (ko) | 2012-11-19 | 2012-11-19 | 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 |
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|---|---|
| KR20140063946A true KR20140063946A (ko) | 2014-05-28 |
Family
ID=50891487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120130680A Ceased KR20140063946A (ko) | 2012-11-19 | 2012-11-19 | 에어백용 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 |
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-
2012
- 2012-11-19 KR KR1020120130680A patent/KR20140063946A/ko not_active Ceased
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