WO2012099392A2 - 폴리에스테르 원사 및 이를 포함하는 폴리에스테르 원단 - Google Patents

폴리에스테르 원사 및 이를 포함하는 폴리에스테르 원단 Download PDF

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Definitions

  • Polyester yarns and polyester fabrics comprising the same
  • the present invention relates to a polyester yarn usable in an airbag fabric, and more particularly, to a polyester yarn having excellent storage properties, flexibility and form stability, and a polyester fabric comprising the same.
  • an air bag detects a stratification stratification applied to a vehicle at a speed of about 40 km / h at a speed of about 40 km / h, and then explodes a gunpowder to supply gas into the airbag.
  • inflating it refers to a device for protecting the driver and passengers, the structure of a general airbag system is as shown in FIG.
  • the general air bag system is an inflator that generates a "gas by ignition of the detonator (122); a (inflator 121), the airbag 124 is deployed inflated toward the driver of the driver's seat by the generated gas And an airbag mod 100 configured to be mounted to the steering wheel 101, a stratification sensor 130 for generating a stratification signal when stratification, and an electronic controller for igniting the primer 122 of the inflator 121 according to the stratification signal. Including the Electronic Control Module (110).
  • the airbag system configured as described above transmits a signal to the electronic control heads 110 by detecting the stratification by the stratification sensor 130 when the vehicle becomes a front stratification.
  • the electronic control rain 110 which recognizes this, ignites the primer 122, and burns the gas generating agent inside the inflator 121.
  • the gas generator thus burned inflates the airbag 124 through rapid gas generation.
  • the inflated and deployed airbag 124 partially absorbs the impact load caused by the stratified stone while contacting the driver's front upper body, and the inertia is stratified with the inflated airbag 124 as the head and chest of the driver move forward.
  • the gas of the airbag 124 is rapidly discharged to the discharge hole formed in the airbag 124 and fully acts on the front part of the driver. Therefore, the floor force transmitted to the driver in front By effectively bleeding, secondary injuries can be reduced.
  • the airbag used in the vehicle is manufactured in a predetermined form and then folded in order to minimize the volume thereof, and the airbag used in the vehicle is mounted on the handle of the vehicle or the vehicle side glass window or the side structure to maintain the folded state. Allow the airbag to inflate and deploy.
  • the airbag effectively maintains its folding and package properties in a small volume possible when the vehicle is mounted, and exhibits excellent performance of deploying the airbag cushion while suppressing damage and rupture caused by external stratification. There is a need to minimize the stratification applied. To this end, not only the excellent mechanical properties of the airbag fabric, but also the flexibility to secure excellent folding properties and to enjoy the stratification on the passengers is very important.
  • nylon 66 Conventionally, polyamide fibers such as nylon 66 have been used as a material for yarn or fabric for airbags.
  • the nylon 66 has excellent layer resistance but is inferior in terms of moist heat resistance, light resistance and shape stability and high raw material cost compared to polyester fiber.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 04-214437 proposes the use of polyester fibers in which such defects are alleviated.
  • polyester yarns due to the high stiffness and low flexibility peculiar to polyester, it is difficult to store them in a small volume in the vehicle, which results in a lack of folding ability, There is room for considerable stratification.
  • the characteristics of the polyester which is not decomposed by moisture or heat, there is a limit in maintaining the fine mechanical properties and development performance under the dark and dark conditions of high temperature and high humidity, and has not been applied commercially.
  • the present inventors have developed an improved yarn round to solve the problem of the polyester fiber to some extent, and can be used for airbags, and such a polyester yarn is disclosed in Korean Unexamined Patent Publication No. 2010-0117022. have.
  • the polyester yarn developed by the present inventors not only exhibits relatively good mechanical properties but also shows improved flexibility than previously known, so that the folding property is suitable for use for airbags. And ' dog performance ' .
  • the performance of the airbag cushion for passenger safety is continuously required to improve, and furthermore, the development of airbag yarn and fabric that can replace the expensive nylon 66 fiber has become a hot topic in the art. There is an urgent need for development of airbag cushions and the like having better folding properties and deployment performance.
  • the present invention exhibits an optimized flexibility and mechanical properties as yarn for airbags, thereby providing a polyester yarn that can provide improved folding and deployment performance while providing an airbag cushion that can minimize passenger stratification during deployment. To provide.
  • the present invention also provides a polyester fabric for an air bag comprising the polyester yarn.
  • the modulus is 60 g / d or less in the 2.0 to 3.0% elongation range, the modulus is 45 to 70 g / d in the elongation range of 9.0 to 11.0%, and the modulus is 60 g / d in the elongation range of 12.0 to 14%.
  • the present invention also provides a polyester fabric for an air bag comprising the polyester yarn.
  • a polyester yarn and a fabric for an airbag according to a specific embodiment of the present invention will be described in more detail. However, it is to be presented as an illustration of the invention and thus is not limited by the scope of the invention, 'it is apparent to those skilled in the art are possible are various modifications to the embodiments within the scope of the invention.
  • polyester fabrics for airbags are produced by stretching a polymer comprising polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as ET ”) to produce an unstretched yarn, which is stretched to produce a stretched yarn (for example,” yarn “;”Unfinishedyarn” is referred to as “yarn” unless otherwise obtained. Then, the polyester yarn obtained through this process can be manufactured by weaving. Reflected directly or indirectly on property
  • polyester fibers as yarns for airbags instead of polyamide fibers such as nylon 66 used previously
  • the folding properties and airbags are reduced due to high stiffness or low flexibility of polyester yarns. It was necessary to solve the high stratification on the passengers when the cushions were deployed.
  • the degradation of physical properties under severe conditions such as high temperature or high humidity due to the low ' melting heat capacity peculiar to the polyester fiber, and thus the deterioration of development performance should be overcome.
  • polyester has a higher stiffness and rigid structure than nylon and the like in terms of molecular structure
  • yarns and fabrics containing the same have poor folding and storage properties in a narrow volume when used for airbags, and when airbag cushions are developed. There is a risk of significant stratification for the passengers.
  • CEG carboxyl end group
  • Polyester yarn of such an embodiment has a modulus of 60 g / d or less in a 2.0 to 3.0% elongation section, a modulus of 45 to 70 g / d in a elongation section of 9.0 to 11.0%, and a modulus in a section of 12.0 to 14% elongation.
  • the russ may be 60 g / d or more.
  • the polyester yarn has a modulus of 10 ⁇ 40g / d, more preferably 15 ⁇ 30g / d in the elongation range of 2.0 ⁇ 3.0%, 45 ⁇ 70 modulus in the elongation range of 9.0 ⁇ 11.0% g / d, more preferably 50 to 70-g / d, the modulus may be 60 to 100 g / d, more preferably 65 to 90 g / d in the period of 12.0 to 14% elongation.
  • the modulus range can be measured under normal tensile test conditions at or near room temperature, for example, about 25 ° C., wherein modulus is the angular strain in the stress-strain curve obtained during the tensile test. It can be defined as the tangential slope obtained at the point on the curve at.
  • the polyester yarn of the embodiment the elongation section of 2 to 3, the elongation section of 9.0 to 11.0% and the elongation section of 12.0 to 14%, respectively, before the deployment of the airbag cushion (for example, storage and storage) H), at the time of deployment and after the development, the polyester yarns of one embodiment may be optimized in the modulus range in these properties.
  • Polyester yarns having the above-mentioned modulus range in each of these characteristic sections have not been previously known, and the present inventors have optimized the manufacturing process of the polyester yarns described below, the intrinsic viscosity of the raw material polymers, and the like. It has been found that polyester yarns having a modulus range can be produced.
  • the polyester yarn has an optimized modulus range in each characteristic section, the fabric and cushion for the airbag obtained therefrom may exhibit excellent flexibility and low stiffness, and an excellent playability when storing the airbag cushion. While exhibiting dingability, it is possible to greatly reduce the stratification applied to the passengers during deployment and excellent deployment performance.
  • the fabric and the cushion obtained from the yarn can exhibit excellent mechanical properties and deployment performance as an air bag, it is not broken or ruptured by an external stratification after the air bag deployment, it can exhibit an excellent performance as an air bag.
  • polyester yarn of one embodiment and a manufacturing method thereof will be described in more detail.
  • the said polyester yarn contains polyethylene terephthalate (PET) as a main component.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the PET can be added to the various additives in the manufacturing step, but may contain other components, at least 70 mol% or more, more preferably 90 mol to show suitable properties as the yarn for the airbag It may be a yarn comprising at least% PET.
  • PET or PET yarn is used to mean a case where the PET polymer is 70 mol% or more without any special explanation.
  • the polyester yarn of the embodiment exhibits a characteristic of modulus of 60 g / d or less, preferably 10 to 40 g / d, more preferably 15 to 30 g / d in a 2.0 to 3.0% elongation section.
  • conventional polyesters have a structure of high stiffness and rigidity in molecular structure, and yarns and fabrics for airbags obtained therefrom have generally poor folding and storage properties.
  • the polyester yarn of the embodiment exhibits an appropriate modulus range in the 2.0 to 3.0% elongation interval, it may exhibit excellent flexibility and low stiffness, and excellent folding property and excellent in narrow volume when storing the vehicle. It can represent storage.
  • the modulus in the elongation section is too large, the stiffness of the polyester yarn and the fabric is increased and the folding property of the airbag cushion is increased. It may fall and cause difficulty in storing.
  • the polyester yarn in the present invention, having a high molecular weight (viscosity) and its excellent mechanical properties in accordance with by the polymers of the high-viscosity polyester melt spun at low temperature (high-strength, etc.)
  • the yarn can be manufactured. Accordingly, it is not necessary to apply a high draw ratio in the stretching process to achieve the high strength of the yarn, etc., it is possible to obtain a polyester yarn showing excellent mechanical properties even if the draw process is carried out under a low draw ratio.
  • the degree of orientation of the polyester molecular chain can be suppressed, so that the polyester yarn of the above embodiment has a lower modulus range at a low elongation section of 2.0 to 3.0%, for example It is possible to exhibit a modulus of 60 g / d or less.
  • the polyester yarn of the embodiment shows a characteristic that the modulus is 45 ⁇ 70g / d, preferably 50 ⁇ 70g / d in the 9.0 ⁇ 11.0% elongation interval.
  • the elongation range of 9.0-11.0% may represent a characteristic section at the time of deployment of the airbag cushion. As the modulus range in this elongation section satisfies the above range, the stratification applied to the passenger can be reduced and the airbag cushion Excellent deployment performance can be achieved.
  • Russ range is the air bag is broken by the airbag deployment when the pressure deployment performance and may decrease the mechanical properties, and too large, upon deployment of the cushion, so stiffen increases the speech also of the air bag fabric of the passenger's face And body parts.
  • the modulus range in the 9.0 to 11.0% elongation section is optimized for the viscosity, melt spinning conditions and stretching process conditions of the polymer in the yarn manufacturing method described later, while the heat setting temperature conditions in the stretching process after the production of undrawn yarn It can be achieved by optimizing to a certain range, for example, a temperature of 230 to 250 1. As the heat setting temperature and the like are optimized, it is possible to cause relaxation of the molecular chain chain of the polyester polymer, thereby having a relatively less strained structure. Accordingly, the modulus range in the 9.0 to 11.0% elongation section corresponding to the middle elongation section of the polyester yarn, for example, It can be 45 to 70 g / d.
  • the polyester yarn of the embodiment exhibits a characteristic of modulus of 60 g / d or more, preferably 60 to 100 g / d, more preferably 65 to 90 g / d in a 12.0 to 14.0% elongation section.
  • the elongation section of 12.0 ⁇ 14.0% may mean a characteristic section after the deployment of the airbag cushion, and the optimization of the modulus range and the above range in this characteristic section can reduce the impact on the passengers after deploying the airbag and Excellent deployment performance of the cushion can be achieved. If the modulus in the above elongation period is too small, it may be difficult to maintain the form of protecting passengers while enduring additional stratification after the airbag cushion is deployed.
  • the yarn of one embodiment maintains an appropriate modulus range and has an appropriate elastic force, thereby preventing the airbag cushion after being fully deployed from being broken by additional impact.
  • polyester unstretched yarn and stretched yarn are produced by using a high viscosity polyester polymer while melt spinning at low temperature.
  • high viscosity is maintained even after the melt spinning process so that a large number of polyester polymers having a long molecular chain and high molecular weight (viscosity) may be included in the yarn.
  • the polymers having such long molecular chains can be entangled with each other and can exhibit stress in a high elongation section near the entanglement elongation, thereby causing the yarn to exhibit a higher modulus. For this reason, the polyester yarn of one embodiment in the 12.0 ⁇ 14.0% elongation section
  • the polyester yarn of one embodiment described above has a higher intrinsic viscosity, for example 0.8 dl / g or more, or 0.8 dl / g to 1.2 dl / g, preferably 0.85 dl / g, compared to previously known polyester yarns. It may exhibit an intrinsic viscosity of 1.15 dl / g, more preferably 0.90 dl / g to 1.10 dl / g.
  • Intrinsic viscosity is preferably secured in the above range in order to prevent thermal deformation in the coating process of the fabric, such as for the polyester yarn airbag.
  • the intrinsic viscosity of the yarn should be 0.8 dl / g or more to exhibit high strength even at a low draw ratio to satisfy the required strength of the yarn for airbags, and if not, it may be forced to express physical properties with high stretch. have.
  • the orientation of the fiber is increased, and a high modulus range is inevitably shown in a low elongation section, and thus it is difficult to achieve the physical properties of the above-described embodiment.
  • the polyester yarn of one embodiment can provide excellent mechanical properties such as toughness and toughness, which are sufficient to be applied for airbags while providing low ductility with low stretching. have.
  • the polyester yarn of the embodiment may be prepared under melt spinning and stretching conditions to be described below, and may exhibit a significantly lower carboxyl end group (CEG) content than previously known polyester yarns.
  • the polyester yarn may exhibit a CEG content of 50 meq / kg or less, preferably 40 meq / kg or less, more preferably 30 meq / kg or less.
  • the carboxyl end groups (CEG) in the polyester molecular chains attack the ester bonds at high temperature and high humidity conditions to cause molecular chain breakage, thereby degrading physical properties after aging.
  • the CEG content is preferably 50 meq / kg or less.
  • the polyester yarn of the embodiment has a tensile strength of 6.5 g / d or more or 6.5 g / d to 11.0 g / d, preferably 7.5 g / d or more or 7.5 g / d to 10.0 g / d, cut Elongation may be at least 13% or 13% to 35%, preferably at least 15% or .153 ⁇ 4> to 25%.
  • the yarn has a dry heat shrinkage of 3.0% to 12% or less, preferably 3.5% to 12.0%, and a toughness value of at least 30xi0 _1 g / d or 30X10—1 ⁇ 2 ⁇ 1 to 46xi0 _1 g / d, preferably 31X10— / d or more or 3ixi0 _1 g / d to 44xi0 _1 g / d.
  • the specific intrinsic viscosity and elongation interval By securing the modulus range to an optimal range, the polyester yarn of one embodiment not only exhibits excellent mechanical properties, but also provides excellent folding, storage and deployment performance, and provides an airbag cushion with significantly reduced impact on passengers during deployment. Makes it possible. Excellent of these polyester yarns .
  • Various physical properties may be reflected in the tensile strength, elongation at break, shrinkage, and toughness value range.
  • the polyester yarn of the embodiment embodiment has a crystallinity of 40% to 55%, preferably 41% to 5, more preferably 41% to 50 Can be%.
  • the degree of crystallinity of the yarn is preferably 40% or more in order to maintain thermal morphological stability when applied to the fabric for airbags, and when the crystallinity exceeds 55%, the amorphous region is reduced to decrease the layer absorption performance of the airbag cushion. It is not preferable because problems may occur.
  • the polyester yarn may be a single yarn fineness of 0.5 to 20 denier, preferably 2.0 to 10.5 denier.
  • the fineness of the yarn in order for the polyester yarn to be effectively used in fabric for airbags, the fineness of the yarn must be maintained at a low fineness in terms of storage properties, so that the total fineness of the applicable yarn is 200 to 1,000 denier, preferably 220 to 840 denier, more preferably. May be from 250 to 600 denier.
  • the polyester yarn of one embodiment of the invention as described above can be prepared by a method of producing a non-stretched yarn by melt spinning a polyester polymer, for example PET chip, and stretching the unstretched yarn, as described above
  • the specific conditions or the progress method of each of these steps may be directly or indirectly reflected on the physical properties of the polyester yarn, thereby producing a polyester yarn having the above-described physical properties.
  • polyester yarns for airbags that satisfy the modulus range in each specific elongation section described above can be produced. More specifically, optimization of the raw material polymer (for example, optimization of intrinsic viscosity, etc.), setting of appropriate spinning temperature, optimized setting of stretching temperature and stretching ratio in the stretching process, or modification of other angle conditions and heat setting temperature, etc. Through the yarn of the above-described embodiment can be prepared.
  • the method of manufacturing a polyester yarn for airbags comprises the steps of melt spinning a polyester polymer having an intrinsic viscosity of 0.85 dl / g or more at 270 to 300 X to prepare a polyester non-drawn yarn, and stretching the polyester non-drawn yarn. It may include.
  • FIG. 2 is a process diagram schematically showing a polyester yarn manufacturing process including the melt spinning and stretching step according to an embodiment of the invention.
  • the manufacturing process of the polyester yarn for the air bag as shown in Figure 2 by melting the polyester polymer obtained through a predetermined process, the molten polymer spun through the detention is cooled by quenching-air (quenching-air), Impart emulsion to the undrawn yarn using (120) (or oil-jet), and uniformly apply the emulsion applied to the undrawn yarn at a constant air pressure using the pre-interlacer 130 to the surface of the yarn. Can be distributed. Then, after the stretching process through the multi-stretching device (141-146), and finally in the second concentrator (2 nd Inter lacer, 150) by interlacing the yarn at a constant pressure (winding machine 160) It can be wound up to produce yarn.
  • quenching-air quenching-air
  • a high viscosity polyester polymer can be prepared and used.
  • the polyester polymer is polycondensation in the production of polyester using dicarboxylic acid and glycol After reaction, it may be prepared by further adding glycol.
  • prepared polyester polymer has a high intrinsic viscosity and low carboxyl end group (CEG) content, excellent mechanical properties and air leakage prevention, airtightness, etc., even after aging under high temperature or high humidity black condition when processing with polyester yarn Can be effectively applied to the fabric for airbags.
  • CEG carboxyl end group
  • the polyester polymer may be prepared by a process comprising a) ester reaction of dicarboxylic acid and glycol, and b) polycondensation reaction of the oligomer produced by the ester reaction, wherein the polycondensation After the reaction, additional glycol may be added.
  • the dicarboxylic acid is a group consisting of aromatic dicarboxylic acid having 6 to 24 carbon atoms, alicyclic dicarboxylic acid having 6 to 24 carbon atoms, alkaned dicarboxylic acid having 2 to 8 carbon atoms, and ester-forming derivatives thereof. It may be one or more selected from. More specifically, the dicarboxylic acid or its ester-forming derivatives include carbon number such as terephthalic acid, isophthalic acid, biphenyldicarboxylic acid, 1,4-naphthalene dicarboxylic acid, 1,5-naphthalene dicarboxylic acid and the like.
  • C6-C24 alicyclic dicarboxylic acid such as 6-24 aromatic dicarboxylic acid, its ester formation derivatives, and 1, 4- cyclonucleic acid dicarboxylic acid, and C2-C6 alkane dicarboxylic acid Etc. can be mentioned.
  • terephthalic acid in consideration of economical properties and physical properties of the finished product, and in particular, when using at least one compound as the dicarboxylic acid, it is preferable to use at least 70 mol3 ⁇ 4> of terephthalic acid.
  • glycol which can be used in the above manufacturing method is selected from the group consisting of alkane diols having 2 to 8 carbon atoms, alicyclic diols having 6 to 24 carbon atoms, aromatic diols having 6 to 24 carbon atoms and ethylene oxide or propylene oxide adducts thereof. Or more species.
  • the glycol may be ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanedi, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanedi, or 1,6-nucleic acid di C2-C8 alkanediol, C1-C24 alicyclic diols, such as 1, 4- cyclonucleic acid diol or 1, 4- cyclonucleic acid dimethanol, and C6-C24, such as bisphenol A or bisphenol S Aromatic Ethylene oxide or propylene oxide adducts of diols and room diols.
  • a method for producing a polyester polymer comprising a step of reacting dicarboxylic acid and glycol to esterify
  • TPA Tephthalic Acid
  • the TPA method is a direct reaction that uses a self acid catalyst reaction without using a catalyst in the step of ester reaction of the dicarboxylic acid and glycol.
  • the method of manufacturing polyethylene terephthalate (PET) directly through esterification of terephthalic acid and ethylene glycol is mentioned.
  • the reaction for this TPA process requires the maintenance of high temperatures due to the insolubility of the dicarboxylic acid and its low reaction.
  • the oligomers thus produced can be polycondensed at high temperature by adding a catalyst under high vacuum to obtain a polymer having a certain viscosity.
  • the polymer thus produced is discharged through a nozzle using a gear pump or a high pressure inert gas (N2).
  • the polymer thus discharged is cut to an appropriate size by solidification with water angle.
  • polyester polymer In the production of polyester polymer according to the general TPA method as described above, due to pyrolysis caused by ester reaction and polycondensation reaction While the carboxyl end groups are produced, since the raw material itself uses dicarboxylic acids having carboxyl end groups, the final polyester polymer contains a large amount of carboxyl end groups.
  • the polyester yarn containing a large amount of carboxyl end groups is applied to the fabric for the airbag, as described above, the terminal carboxyl group is present as an acid under high temperature and high humidity, resulting in the breakage of existing molecular chains, resulting in deterioration of the physical properties of the fabric. do.
  • the esterification reaction and the polycondensation reaction of the dicarboxyl and glycol may be carried out according to a conventional method known as the TPA method, and is not particularly limited to separate process conditions.
  • the molar ratio of dicarboxylic acid and glycol in the step a) is 1: 1 to 1: 1.5, preferably 1: 1.1 to 1: 1.45, more preferably 1: 1.2 to 1 It can be: 1.4, it is preferable to maintain the molar ratio of the reaction product as described above in terms of improving the physical properties and productivity of the polymer.
  • the ester reaction in step a) may be carried out at 230 to 300 ° C, preferably 270 to 295 ° C, and the reaction time may be performed at 2 to 7 hours, preferably 3 to 5 hours. At this time, the reaction time and reaction temperature can be carried out by adjusting the physical properties and productivity of the polymer.
  • the polycondensation reaction of step b) may be performed at a temperature of 280 to 310 ° C, preferably 290 to 307 ° C, and may be performed at a pressure of 0 to 10 Torr, preferably 0 to 5 Torr. .
  • the reaction time may be performed in a range of 1 to 5 hours, preferably 2 to 4 hours, and the reaction time and reaction temperature may be controlled in terms of improving physical properties and productivity of the polymer.
  • the resultant polyester polymer was It may further comprise the step of polymerizing.
  • the solid state polymerization reaction can be carried out at a temperature of 220 to 260 ° C, preferably 230 to 250 ° C, it may be carried out at a pressure of 0 to 10 Torr, preferably 1.0 Torr or less.
  • the reaction time may be 10 to 40 hours, preferably 30 hours or less, and the reaction time and reaction temperature may be controlled in terms of improving final viscosity and radioactivity.
  • the polyester polymer is unique, a viscosity of 0.7 dl / g or higher, or 0.7 to 2.0 dl / g, preferably 0.85 or higher dl / g or 0.85 to 2.0 dl / g, more preferably from 0.90 It is preferable to improve the physical properties and the radioactivity of the yarn so that it can be dl / g or more or 0.90 dl / g to 2.0 dl / g.
  • the intrinsic viscosity of the chip should be 0/7 dl / g or more to manufacture a yarn having desirable high strength and high elongation characteristics, and should be 2.0 dl / g or less to cut and spin molecular chains due to an increase in melting temperature of the chip. It can prevent the pressure increase in the pack.
  • a high viscosity polyester polymer for example, a polyester polymer having an intrinsic viscosity of 0.85 dl / g or more in the unstretched yarn manufacturing process, while melt spinning and stretching process It is necessary to maintain this high viscosity range as much as possible. Melt spinning the high-viscosity polyester polymer and exhibit a high strength through low stretching can be produced a yarn showing a high elongation, it is possible to obtain a polyester yarn having a modulus range of the above-described embodiment.
  • the intrinsic viscosity is more preferably 2.0 dl / g or less in order to prevent the molecular chain breakage and the pressure increase due to the discharge amount in the spin pack due to the rise of the melting temperature of the polyester polymer.
  • the molecular weight of the polyester polymer of the polyester polymer is preferably 30 meq / kg or less.
  • the CEG content of the polyester polymer is maintained in the lowest range even after the melt spinning and stretching process, the final polyester yarn produced under high strength and excellent morphological stability, mechanical properties, dark black conditions It is desirable to ensure excellent physical property expression properties.
  • the content exceeds 30 meq / kg
  • the CEG content in the molecule of the polyester yarn finally produced through the melt spinning and stretching process increases in excess, for example, 30 meq / kg to more than 50 meq / kg
  • Ester bonds may be cleaved by CEG under humidity conditions to cause degradation of the properties of the yarn itself and the fabrics produced therefrom.
  • the polyester polymer preferably contains polyethylene terephthalate (PET) as a main component, and in order to secure mechanical properties as a yarn for airbags, it may preferably contain 70 or more, more preferably 90 mol% or more. .
  • PET polyethylene terephthalate
  • low-temperature spinning for example, 270 to 300 ° C., preferably 280 to 298 ° C, more Preferably, low temperature spinning may be performed at a temperature of 282 to 298 ° C.
  • the spinning temperature refers to the extruder temperature
  • the melt spinning process is performed at a temperature of more than 300 ° C
  • thermal decomposition of the polyester polymer occurs in a large amount, resulting in a decrease in molecular weight and CEG due to a decrease in intrinsic viscosity.
  • the increase in the content may be large, and the surface damage of the yarn may lead to deterioration of overall physical properties, which is undesirable.
  • the melt spinning process is performed at less than 270 ° C., the melting of the polyester polymer may be difficult, and the radioactivity may be reduced by N / Z surface angle, thereby performing the melt spinning process within the above temperature range. It is preferable.
  • the melt spinning process for example, to control the spin spinning of the polyester polymer at a low speed of 300 to 1000 m / min so as to minimize the spinning tension It is possible to adjust, preferably from 350 to 700 m / min.
  • the degradation reaction of the polyester polymer can be further reduced.
  • the unstretched yarn obtained through such a melt spinning process is 0.8 dl / g or more or 0.8 dl / g to 1.2 dl / g, preferably 0.85 dl / g or more or 0.85 dl / g to 1.15 dl / g, more preferably May represent an intrinsic viscosity of 0.90 dl / g or more or 0.90 dl / g to 1.10 dl / g.
  • the CEG content in the molecule of the unstretched yarn obtained through low temperature spinning may be 50 meq / kg or less, preferably 40 meq / kg or less, and more preferably 30 meq / kg or less.
  • the intrinsic viscosity and intramolecular CEG content of these untwisted yarns can be maintained at the same level in the stretched yarn, that is, polyester yarn, which has been subjected to the subsequent stretching process. ⁇
  • the difference in intrinsic viscosity between the polyester polymer and the polyester yarn may be 0.5 dl / g or less or 0 to 0.5 dl / g, preferably 0.4 dl / g or less or 0.1 to 0.4 dl / g.
  • intramolecular CEGs of polyester polymers and polyester yarns The content difference can be up to 20 meq / kg or 0 to 20 meq / kg, preferably up to 15 meq / kg or 3 to 15 meq / kg.
  • the polyester polymer for example PET chip
  • the polyester polymer is preferably spun through a mold designed so that the fineness of the monofilament can be 0.5 to 20 denier, preferably 1 to 15 denier. That is, the denier of the monofilament should be 1.5 denier or more to reduce the possibility of the trimming due to the occurrence of trimming during radiation and the interference between each other at each time, and the fineness of the monofilament should be 15 denier or less to increase the cooling efficiency. .
  • the polyester unstretched yarn by adding a wet process. It is preferable to proceed with this cooling process by applying a cooling wind of 15 to 60 ° C, it is preferable to adjust the cooling air amount to 0.4 to 1.5 m / s in each cooling air temperature conditions. As a result, the polyester non-drawn yarn showing various physical properties according to the embodiment of the present invention can be manufactured more easily.
  • the non-drawn yarn is drawn to prepare a drawn yarn.
  • the stretching process may be performed under a stretching ratio of 5.0 to 6.0, preferably 5.0 to 5.8.
  • the polyester unstretched yarn may exhibit a low modulus range in a low elongation range with high intrinsic viscosity by optimizing the melt spinning process, and the CEG content in the molecule is also minimized. Therefore, when the drawing process is carried out under a high draw ratio condition of more than 6.0 ol, it may be over-stretched, so that cutting or mooring may occur in the drawn yarn, and the modulus range does not meet the characteristics of the embodiment due to the high degree of fiber orientation. You may not be able to. As a result, the flexibility of the fabric for the airbag manufactured from the stretched yarn is lowered, so that the folding or storage performance is reduced, A stratification can be applied.
  • the stretching process is performed under a stretching ratio of 5.0 or more in terms of physical properties, it is possible to manufacture a polyester yarn of a high strength low modulus suitable for being applied to an airbag fabric, etc., the stretching process is carried out under a stretching ratio of 5.0 to 6.0. It is desirable to.
  • a melt spinning process using a high viscosity polyester polymerized chip to produce a low modulus polyester yarn while simultaneously satisfying the properties of high strength and low shrinkage in a direct spinning process may be included.
  • the stretching process may be carried out after passing the undrawn yarn through the gouge lor under the condition of the oil pickup amount of .2 to 2.0 administrat
  • the relaxation rate is preferably 1% to 8%, and when less than 1%, it is difficult to express the shrinkage rate, and as in the case of high elongation ratio conditions, it may be difficult to manufacture high elongation fibers as high fiber orientation is formed. If it is exceeded, the noise on the blast roller becomes severe and workability cannot be secured.
  • a heat-setting step of heat-treating the undrawn yarn at a temperature of about 230 to 250 ° C may be further performed.
  • 230 to 250 V more preferably, for proper progress of the drawing process.
  • it can be heat-treated at a temperature of 230 to 245 ° C.
  • the temperature is less than 230 ° C. thermal effect is not enough, the relaxation efficiency is low and high elongation is difficult to achieve, it may be difficult to manufacture the yarn to stir the physical properties according to one embodiment of the invention.
  • the yarn strength decreases due to pyrolysis and the generation of blister tar may increase, thereby degrading workability.
  • the winding speed may be performed at 2,000 to 4,000 m / min, preferably 2,500 to 3,700 m / min.
  • a polyester exhibiting characteristics such as an appropriate modulus range according to a specific elongation section (for example, a low Modulus range in a low elongation section and a relatively high Modulus range in a high elongation section) and high strength and high elongation Yarns and methods for making the same are provided.
  • a fabric for airbags having excellent mechanical properties, flexibility and folding properties and excellent passenger protection when stratified .
  • the fabric for airbags not only has excellent shape stability, mechanical properties, and air blocking effect, but also has excellent folding properties and flexibility, and minimizes the stratification applied to the passengers during airbag deployment and prevents damage from airbags. Minimized to protect passengers.
  • the polyester yarn of the present invention and the polyester fabric obtained therefrom can be very preferably used for the production of vehicle airbags and the like.
  • FIG. 1 is a view showing a general airbag system.
  • FIG. 2 is a process diagram schematically showing a process for producing polmoester yarn according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a graph showing measurement results of modulus for each elongation measured for the yarns of Examples 1 and Comparative Examples 1 and 6.
  • FIG. 3 is a graph showing measurement results of modulus for each elongation measured for the yarns of Examples 1 and Comparative Examples 1 and 6.
  • ester reaction of terephthalic acid and ethylene glycol was carried out, and the resulting oligomer was subjected to a polycondensation reaction, and then a small amount of ethylene glycol was further added to produce a polymer.
  • the polyester polymer (Raw chip) produced through the polycondensation reaction is cut to a size of 2.0 g / 100ea to increase the specific surface area, to perform a solid-phase polymerization between 220-245 ° C and intrinsic viscosity ( IV) is a polyester solid-state polymerization chip having a 0.9 ⁇ 2.0 dl / g was prepared.
  • the polyester non-drawn yarn is manufactured by melting and spinning the polyester solid-state polymerized chip, that is, PET polymer under the process conditions as shown in Table 1 below
  • the undrawn yarn is stretched to a predetermined draw ratio and heat treated.
  • the molar ratio of glycol / dicarboxylic acid, ester reaction, polycondensation reaction, solid state polymerization reaction conditions, intrinsic viscosity and intramolecular DEG / CEG content of PET polymer, spinning temperature condition during melt spinning process, elongation ratio, heat treatment temperature, etc. Is shown in Table 1 below, the remaining conditions were in accordance with conventional conditions for the production of polyester yarn.
  • the density p of the polyester yarn was measured at 25 ° C according to the density gradient pipe method using n-heptane and carbon tetrachloride, and the crystallinity was calculated according to the following formula 1.
  • ⁇ is the density of the yarn
  • p c is the density of the crystal (1.457 g / cm 3 for PET)
  • p a is the density of the amorphous (1.336 g / for PET) cm 3 ).
  • Standard Chip w Standard behavior is less than 3 3 ⁇ 4 bacterial IV
  • Carboxy 1 End Group (CEG ') of polyester yarn is prepared by adding 0.2 g of sample to 50 mL Erlenmeyer flask and adding 20 mL of benzyl alcohol according to ASTM D 664 and D 4094. Using a hot plate, hold the sample to 180 ° C for 5 minutes, dissolve the sample completely, angle it to 160 ° C, add 5-6 drops of phenolphthalene when reaching 135 ° C, and 0.02 N K0H
  • the CE0 content (COOH million equiv./kg of sample) was calculated by the following Equation 3 at a titration point that changed from colorless to pink by titration.
  • A is the amount of K0H consumed in the titration of the sample (mL)
  • B is the amount of K0H consumed in the titration of the blank sample (mL)
  • W is the weight of the sample (g).
  • a tensile test is performed at about 25 ° C to derive a male-strain curve, and a tangential cry is calculated from the point corresponding to each strain to modulus. It was.
  • Tensile strength and elongation at break of polyester yarn were measured using an universal testing machine (Instron). At this time, the sample length was 250 kPa, the tensile speed was 300 kPa / min, the initial load was set to 0.05 g / d, and measured using a rubber faced grip (rubber faced grip).
  • Dry heat shrinkage was measured for 2 minutes at a temperature of 180 ° C. and ultra-tension (30 g) using Testrite MK-V equipment from Testrite, UK.
  • Toughness (10 "1 g / d) value was calculated by the following formula (4).
  • Single yarn fineness was measured by taking the yarn by 9,000 m and weighing it to obtain the total fineness of yarn (Denier) and dividing by the number of filaments.
  • the tensile strength and the cutting elongation were measured in the same manner as in the method, and the elongation value corresponding to each load was confirmed in the S-S curve.
  • a polyester yarn of Comparative Examples 1 to 5 was prepared according to the same method as Examples 1 to 5 except for the conditions described in Table 3 below.
  • the yarn has a modulus at each 2.0 ⁇ 3.0% elongation period of less than '60g / d, the modulus in the elongation range of 9.0 ⁇ 11.0% 45 ⁇ 70 g / d, it was confirmed that the modulus of the present invention that the modulus in the interval of 12.0 ⁇ 14% elongation of 60g / d or more.
  • the yarns of Comparative Examples 1 to 5 were not optimized because the heat treatment temperature and elongation ratio at the time of heat setting were not optimized.
  • the nylon yarn of Comparative Example 6 also did not meet this modulus range.
  • the yarns of Examples 1 to 5 were superior to the mechanical properties such as tensile strength as compared to the yarns of Comparative Examples 1 to 5, and it was confirmed that the elongation was high to show excellent flexibility and folding properties. . Moreover, even when compared with the nylon yarn of the comparative example 6, it showed that it showed the physical property equivalent or more.

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Abstract

본 발명은 에어백용 원단에 사용 가능한 폴리에스테르 원사에 관한 것으로, 특히, 2.0 ~ 3.0% 신율 구간에서 모듈러스가 60g/d 이하이고, 9.0 ~ 11.0%의 신율 구간에서 모듈러스가 45 ~ 70 g/d이며, 12.0 ~ 14% 신율 구간에서 모듈러스가 60g/d이상인 에어백용 폴리에스테르 원사 및 이를 포함하는 에어백용 원단에 관한 것이다. 상기 폴리에스테르 원사는 에어백용 원단에 사용시 우수한 수납성, 충돌시 우수한 탑승자 보호 성능, 및 공기 차단 효과를 제공함과 동시에 탑승자에게 가해지는 충격을 최소화하여 탑승자를 안전하게 보호할 수 있다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
폴리에스테르 원사 및 이를 포함하는 폴리에스테르 원단
【기술분야】
본 발명은 에어백용 원단에 사용 가능한 폴리에스테르 원사에 관한 것으로， 보다상세하게는 우수한 수납성, 유연성 및 형태 안정성 둥을 갖는 폴리에스테르 원사 및 이를 포함하는 폴리에스테르 원단에 관한 것이다. 【배경기술】
일반적으로 에어백 (air bag)은， 주행중인 차량이 약 40 km/h 이상의 속도에서 정면 충돌시， 차량에 가해지는 층돌층격을 층격감지센서에서 감지한 후, 화약을 폭발시켜 에어백 내부로 가스를 공급하여 팽창시킴으로써， 운전자 및 승객을 보호하는 장치를 말하는 것이며， 일반적인 에어백 시스템의 구조는도 1에 도시한 것과 같다.
도 1에 도시되는 바와 같이， 일반적인 에어백 시스템은 뇌관 (122)의' 점화에 의해 가스를 발생시키는 인플레이터 (inflator; 121)， 그 발생된 가스에 의해 운전석의 운전자 쪽으로 팽창 전개되는 에어백 (124)으로 이루어져 조향 휠 (101)에 장착되는 에어백 모들 (100)과, 층돌시 층격 신호를 발생하는 층격센서 (130)， 및 그 층격 신호에 따라 인플레이터 (121)의 뇌관 (122)을 점화시키는 전자제어모들 (Electronic Control Module; 110)을 포함하여 구성되어 있다. 이와 같이 구성된 에어백 시스템은 차량이 정면 층돌하게 되면， 층격 센서 (130)에서 층격을 감지하여 전자 제어모들 (110)에 신호를 전달한다. 이 때, 이를 인식한 전자 제어우들 (110)은 뇌관 (122)을 점화시켜, 인플레이터 (121) 내부의 가스발생제를 연소시킨다. 이렇게 연소되는 가스발생제는 급속한 가스 발생을 통해 에어백 (124)을 팽창시킨다. 이렇게 팽창되어 전개된 에어백 (124)은 운전자의 전면 상체와 접촉하면서 층돌에 의한 충격하중을 부분적으로 흡수하고， 관성에 의해 운전자의 머리와 가슴이 전방으로 나아가면서 팽창된 에어백 (124)과 층돌될 경우， 에어백 (124)의 가스는 에어백 (124)에 형성된 배출공으로 급속히 배출되며 운전자의 전면부에 완층 작용하게 된다. 따라서， 전면 층돌시 운전자에게 전달되는 층격력을 효과적으로 완층시킴으로써 2차 상해를 경감할 수 있게 된다.
상기와 같이, 자동차에 사용되는 에어백은 일정한 형태로 제조된 후 그 부피를 최소화하기 위하여 접힌 상태로 자동차의 핸들이나 자동차 측면 유리창 또는 측면 구조물 등에 장착되어 접힌 상태를 유지하였다가 인플레이터 (121) 작동시 에어백이 팽창되어 전개될 수 있도록 한다.
따라서， 에어백은 자동차 장착시 가능한 작은 부피로 폴딩성 및 패키지성을 효과적으로 유지하며, 외부의 층격 등에 의한 손상 및 파열이 억제되면서도， 우수한 에어백 쿠션의 전개 성능을 발휘하고, 에어백 쿠션의 전개시 승객에게 가해지는 층격을 최소화할 필요가 있다. 이를 위해 에어백 원단의 우수한 기계적 물성뿐 아니라, 뛰어난 폴딩성의 확보나 승객에게 가해지는 층격을 즐이기 위한 유연성이 매우 중요하다.
종래에는 나일론 66 등의 폴리아미드 섬유가 에어백용 원사나 원단의 재료로 사용된 바 있다. 이러한 나일론 66은 내층격성이 우수하지만 폴리에스테르 섬유에 비해 내습열성， 내광성 및 형태안정성의 측면에서 뒤떨어지고 원료 비용도 높은 단점이 있다.
한편， 일본 특개평 04-214437호에는 이러한 결점이 경감되는 폴리에스테르 섬유의 사용이 제안되어 있다. 그러나, 이같이 기존의 폴리에스테르 원사를 사용하여 에어백을 제조하는 경우에는， 폴리에스테르 특유의 높은 스티프니스 및 낮은 유연성으로 인해 자동차내에 작은 부피로 수납하기 어려워 폴딩성이 떨어질 뿐 아니라 에어백 쿠션의 전개시 승객에게 가해지는 층격이 상당히 나타날 여지가 있다. 또한， 수분 또는 열 등에 의한 분해가 적지 않게 나타나는 폴리에스테르의 특성상， 고온 고습의 가흑 조건 하에서 층분한 기계적 물성 및 전개 성능을 유지하는 데 한계가 있어 상업적으로 거의 적용되지 않았었다.
이에 본 발명자들은 이러한 폴리에스테르 섬유의 문제점을 어느 정도 해결하여 에어백용으로의 사용이 가능하게 개량된 원사 둥을 개발한 바 있으며， 이러한 폴리에스테르 원사는 한국 공개 특허 공보 제 2010-0117022 호에 개시되어 있다. 이렇게 본 발명자들이 개발한 폴리에스테르 원사는 비교적 우수한 기계적 물성을 나타낼 뿐 아니라 이전에 알려진 것보다 향상된 유연성을 나타냄에 따라, 에어백용으로 사용되기에 적합한 폴딩성 및 전'개 성능 등을 나타내는 것이었다. 그러나， 최근 들어 승객의 안전을 위한 에어백 쿠션의 성능 향상이 계속적으로 요구되고 있으며, 더구나, 고가의 나일론 66 섬유를 대체할 수 있는 에어백용 원사 및 원단의 개발이 당업계의 화두로 되고 있는 바， 보다 우수한 폴딩성 및 전개 성능 등을 갖는 에어백 쿠션 등의 개발이 절실히 요구되고 있다.
【발명의 내용】
【해결하려는 과제】
본 발명은 에어백용 원사로서의 최적화된 유연성 및 기계적 물성을 나타냄에 따라, 보다 향상된 폴딩성 및 전개 성능을 나타낼 수 있으면서도 전개시 승객의 층격을 최소화할 수 있는 에어백 쿠션의 제공을 가능케 하는 폴리에스테르 원사를 제공하는 것이다.
본 발명은 또한， 상기 폴리에스테르 원사를 포함하는 에어백용 폴리에스테르 원단을 제공하는 것이다.
【과제의 해결 수단】
. 본 발명은 2.0 ~ 3.0% 신율 구간에서 모들러스가 60g/d 이하이고, 9.0 - 11.0%의 신율 구간에서 모들러스가 45 - 70 g/d이며， 12.0 - 14% 신율 구간에서 모듈러스가 60g/d이상인 에어백용 폴리에스테르 원사를 제공한다
본 발명은 또한， 상기 폴리에스테르 원사를 포함하는 에어백용 폴리에스테르 원단을 제공한다. 이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 에어백용 폴리에스테르 원사 및 원단에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만， 이는 발명의 하나의 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 발명의 권리범위 내에서 구현예에 대한 다양한 변형이 가능함은 당업자에게 '자명하다.
추가적으로， 본 명세서 전체에서 특별한 언급이 없는 한 "포함'' 또는 "함유" 라 함은 어떤 구성 요소 (또는 구성성분)를 별다른 제한 없이 포함함을 지칭하며， 다른 구성 요소 (또는 구성 성분)의 부가를 제외하는 것으로 해석될 수 없다. 에어백용 폴리에스테르 원단은 폴리에틸렌테레프탈레이트 (이하， ET"라 함)을 포함하는 중합체를 용융 방사하여 미연신사를 제조하고， 이를 연신하여 연신사 (예를 들어, "원사" ； 이하, 별다른 언급이 없는 한 "연신사" 를 "원사" 로 칭한다.)를 얻은 후에， 이러한 공정을 통해 얻은 폴리에스테르 원사를 제직 가공하여 제조될 수 있다. 따라서， 상기 폴리에스테르 원사의 특성이 폴리에스테르 에어백용 원단의 물성에 직 /간접적으로 반영된다.
특히， 이전에 사용되던 나일론 66 등 폴리아미드 섬유 대신에 폴리에스테르 섬유를 에어백용 원사로 적용하기 위해서는, 기존에 폴리에스테르 원사의 높은 강연도 (스티프니스; stiffness)나 낮은 유연성에 따른 폴딩성 저하 및 에어백 쿠션의 전개시 승객에게 가해지는 높은 층격을 해결할 필요가 있었다. 또한， 폴리에스테르 섬유 특유의 낮은 '용융 열용량에 기인하는 고온 또는 고습 등의 가혹 조건 하에서의 물성 저하나, 이에 따른 전개 성능 저하를 극복할 수 있어야 한다.
보다 구체적으로, 폴리에스테르는 분자 구조상 나일론 등에 비해 강연도가 높고 강직한 구조를 가지므로， 이를 포함하는 원사 및 원단은 에어백용으로 사용되었을 때 좁은 부피로의 폴딩성 및 수납성이 떨어지고 에어백 쿠션 전개시 승객에게 상당한 층격을 가할 우려가 있다.
[일반식 1] : PET의 분자 구조
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또한， 상기 일반식 1의 PET 분자 구조에서 볼 수 있는 바와 같이, 폴리에스테르 분자 쇄 내에 카르복실 말단기 (Carboxyl End Group; 이하, "CEG"라 함.)가 포함되는데， 이러한 CEG가 고온 또는 고습 등의 가혹 조건에서 에스테르기 (ester bond)를 공격하여 분자 쇄 절단을 가져올 수 있으며， 이는 가혹 조건에서의 물성을 저하시키는 원인이 된다.
이러한 이유로 종래에는 나일론 6 또는 나일론 6，6 원사로 이루어진 원사 및 원단을 이용한 에어백 쿠션의 제조가 일반적이었다. 그러나, 나일론계 원사의 경우에도 에어백 쿠션이 만개시 모들러스가 상당히 높아 차량 탑승자가 에어백으로 인해 층격을 받아 상처 등의 손상을 입는 경우가 있었다.
이러한 문제점들을 고려하여 본 발명자들이 연구를 거듭한 결과， 후술하는 제조 공정의 최적화 등을 통해， 우수한 유연성 , 낮은 강연도 및 최적화된 모들러스 범위를 나타내면서도， 에어백용으로 적합한 기계적 물성을 갖는 폴리에스테르 원사 및 원단을 제공할 수 있음을 밝혀내고 본 발명을 완성하게 되었다. 이러한 에어백용 원사 및 원단을 이용해 에어백 쿠션을 제공하는 경우， 우수한 폴딩성 및 수납성을 나타내면서도 승객에게 가해지는 충격을 크게 줄일 수 있으며， 가혹 조건 하에서의 물성 저하를 감소시키고 우수한 전개 성능을 나타낼 수 있다.
이러한 일 구현예의 폴리에스테르 원사는, 2.0 ~ 3.0% 신율 구간에서 모듈러스가 60g/d 이하이고， 9.0 ~ 11.0%의 신율 구간에서 모듈러스가 45 ~ 70 g/d이며， 12.0 ~ 14% 신율 구간에서 모들러스가 60g/d이상인 것일 수 있다. 바람직하게는， 상기 폴리에스테르 원사는 2.0 ~ 3.0% 신율 구간에서 모들러스가 10~40g/d, 더욱 바람직하게는 15~30g/d이고， 9.0 ~ 11.0%의 신율 구간에서 모들러스가 45 ~ 70 g/d, 더욱 바람직하게는 50 ~ 70 - g/d 이며， 12.0 ~ 14% 신율 구간에서 모들러스가 60 ~ 100g/d, 더욱 바람직하게는 65 ~ 90 g/d인 것으로 될 수 있다.
이러한 폴리에스테르 원사에서, 상기 모듈러스 범위는 상온 근방， 예를 들어， 약 25°C에서 통상적인 인장 시험 조건 하에서 측정된 것일 수 있고， 상기 모듈러스라 함은 인장 시험시 얻어진 응력 -변형 곡선에서 각 변형에 대웅하는 곡선상의 점에서 얻어진 접선 기울기로 정의될 수 있다. 또， 상기 일 구현예의 폴리에스테르 원사에서, 상기 2 ~ 3)의 신율 구간， 9.0 ~ 11.0%의 신율 구간 및 12.0 ~ 14%의 신율 구간은 각각 에어백 쿠션의 전개 전 (예를 들어， 수납 및 보관시), 전개시 및 전개 후의 특성 구간을 반영하는 것으로서 , 일 구현예의 플리에스테르 원사는 이들 특성 구간에서의 모들러스 범위가 최적화된 것으로 될 수 있다. 이들 각 특성 구간에서 상술한 모듈러스 범위를 갖는 폴리에스테르 원사는 이전에 알려진 바 없으며, 본 발명자들은 후술하는 폴리에스테르 원사의 제조 공정이나 그 원료 중합체의 고유 점도 등을 최적화함으로서, 이들 각 특성 구간에서의 모들러스 범위를 갖는 폴리에스테르 원사를 제조할 수 있음을 확인하였다. 그리고， 상기 폴리에스테르 원사가 각 특성 구간에서의 최적화된 모들러스 범위를 가짐에 따라， 이로부터 얻어진 에어백용 원단 및 쿠션은 우수한 유연성 및 낮은 강연도를 나타낼 수 있으며， 에어백 쿠션의 수납시에 우수한 플딩성을 나타내면서도 우수한 전개 성능 및 전개시에 승객에게 가해지는 층격을 크게 줄일 수 있다. 또， 상기 원사로부터 얻어진 원단 및 쿠션은 에어백으로서의 우수한 기계적 물성 및 전개 성능을 나타낼 수 있어서， 에어백 전개 후 외부적 층격 등에 의해 파손 또는 파열되지 않고， 에어백으로서의 우수한 성능을 나타낼 수 있다.
이하， 이러한 일 구현예의 폴리에스테르 원사 및 그 제조 방법에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
상기 폴리에스테르 원사는 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET)를 주성분으로 포함하는 것이 바람직하다. 이 때， 상기 PET는 그 제조단계에서 여러 가지 첨가제가 첨가될 수 있는 것으로서 다른 성분이 포함될 수 있기는 하지만， 에어백용 원사로서 적합한 물성을 나타내기 위해서는 적어도 70 몰% 이상， 더욱 바람직하게는 90 몰% 이상의 PET를 포함하는 원사일 수 있다. 이하에서 PET또는 PET 원사라는 용어는 특별한 설명 없이 PET고분자가 70 몰% 이상인 경우를 의미하는 것으로 사용된다.
상기 일 구현예의 폴리에스테르 원사는 2.0 - 3.0% 신율 구간에서 모들러스가 60g/d 이하， 바람직하게는 10~40g/d, 더욱 바람직하게는 15~30g/d 인 특성을 나타내는 것이다. 이미 상술한 바와 같이, 통상적인 폴리에스테르는 분자 구조상 강연도 및 강직성이 높은 구조를 갖는 것으로서， 이로부터 얻어진 에어백용 원사 및 원단 등은 폴딩성 및 수납성이 떨어지는 것이 일반적이었다. 그러나, 상기 일 구현예의 폴리에스테르 원사는 상기 2.0 ~ 3.0% 신율 구간에서 적절한 모들러스 범위를 나타냄에 따라， 우수한 유연성 및 낮은 강연도를 나타낼 수 있으며， 차량 수납시에 우수한 폴딩성 및 좁은 부피 내의 뛰어난 수납성을 나타낼 수 있다.
만일， 상기 신율 구간에서의 모들러스가 지나치게 커지게 되면， 폴리에스테르 원사 및 원단의 강연도가 높아져 에어백 쿠션의 폴딩성이 떨어지고 수납에 어려움이 생길 수 있다.
이하에서 폴리에스테르 원사의 제조 방법에 대해 보다 구체적으'로 설명하겠지만, 본 발명에서는 고점도의 폴리에스테르 중합체를 저온에서 용융 방사함으로서 높은 분자량 (점도) 및 이에 따른 우수한 기계적 물성 (고강력 등)을 나타내는 원사를 제조할 수 있게 된다. 이에 따라， 상기 원사의 고강력 등을 달성하기 위해 연신 공정에서의 높은 연신비를 적용할 필요가 없게 되며， 낮은 연신비 하에서 연신 공정을 진행하더라도 우수한 기계적 물성을 나타내는 폴리에스테르 원사를 얻을 수 있게 된다. 이러한 낮은 연신비 하에서 연신 공정을 진행함에 따라， 폴리에스테르 분자쇄의 배향도 상승을 억제할 수 있으므로， 상기 일 구현예의 폴리에스테르 원사가 2.0 ~ 3.0%의 낮은 신율 구간에서 보다 낮은 모들러스 범위， 예를 들어， 60g/d 이하의 모들러스를 나타낼 수 있게 된다.
또, 상기 일 구현예의 폴리에스테르 원사는 9.0 ~ 11.0% 신율 구간에서 모들러스가 45~70g/d, 바람직하게는 50~70g/d 인 특성을 나타내는 것이다. 상기 9.0 - 11.0%의 신율 구간은 에어백 쿠션의 전개시 특성 구간을 나타낼 수 있는데, 이러한 신율 구간에서의 모들러스 범위가 위 범위를 층족함에 따라， 승객에게 가해지는 층격을 줄일 수 있고 에어백 쿠션의 우수한 전개 성능을 달성할 수 있다. 만일, 위 모들러스 범위가 지나치게 작아지면' 에어백 전개시 압력에 의해 에어백이 파손되어 전개 성능 및 기계적 물성이 떨어질 수 있으며, 지나치게 커지면 쿠션의 전개시 에어백 원단의 강연도가 높아져 뻣뻣하게 되므로 승객의 얼굴 및 신체 일부에 손상을 입힐 수 있다.
이러한 9.0 ~ 11.0% 신율 구간에서의 모들러스 범위는 후술하는 원사의 제조 방법에서 중합체의 점도， 용융 방사 조건 및 연신 공정 조건 등이 최적화되는 한편 , 미연신사 제조 후 연신 공정에서의 열고정 온도 조건을 특정 범위, 예를 들어， 230 내지 250 1의 온도로 최적화함으로서 달성될 수 있다. 이러한 열고정 온도 등이 최적화됨에 따라， 폴리에스테르 중합체의 분자쇄 체인의 이완을 유발시켜 상대적으로 덜 긴장된 구조를 갖게 할 수 있다. 이에 따라, 위 폴리에스테르 원사의 중간 정도 신율 구간에 해당하는 9.0 ~ 11.0%신율 구간에서의 모들러스 범위가， 예를 들어， 45~70g/d로 될 수 있다.
그리고， 상기 일 구현예의 폴리에스테르 원사는 12.0 ~ 14.0% 신율 구간에서 모듈러스가 60g/d 이상, 바람직하게는 60~100g/d, 보다 바람직하게는 65~90g/d인 특성을 나타내는 것이다. 상기 12.0 ~ 14.0%의 신율 구간은 에어백 쿠션의 전개 후의 특성 구간을 의미할 수 있는데, 이러한 특성 구간에서의 모들러스 범위와 위 범위로 최적화됨에 따라 에어백 전개 후 승객에게 가해지는 충격을 줄일 수 있고 에어백 쿠션의 우수한 전개 성능을 달성할 수 있다. 만일， 위 신율 구간에서의 모들러스가 지나치게 작아지면 에어백 쿠션의 전개 후 추가적인 층격에 견디면서도 승객을 보호하는 형태를 유지하기가 어려울 수 있다. 이에 비해， 일 구현예의 원사는 적절한 모들러스 범위를 유지하여 적절한 탄성력을 가지므로 완전히 전개된 후의 에어백 쿠션이 추가적인 충격에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서는 고점도의 폴리에스테르 중합체를 사용하는 한편 이를 저온에서 용융 방사함으로서 폴리에스테르 미연신사 및 연신사 (원사)를 제조하게 된다. 그 결과， 용융 방사 공정 후에도 고점도가 유지되어 긴 분자쇄 및 높은 분자량 (점도)을 갖는 폴리에스테르 중합체가 원사 내에 다수 포함될 수 있다. 또, 이러한 긴 분자쇄를 갖는 증합체들이 서로 엉키어 (Entanglement) 절단 신율 근방의 높은 신율 구간에서 응력 발현을 할 수 있으므로 원사가 보다 높은 모들러스를 나타내게 할 수 있다. 이로 인해， 일 구현예의 폴리에스테르 원사가 상기 12.0 ~ 14.0% 신율 구간에서
60g/d 이상의 비교적 높은 모듈러스 범위를 나타낼 수 있고， 높은 신율 구간에서 적절한 탄성력 및 우수한 기계적 물성을 나타낼 수 있게 된다. 상술한 일 구현예의 폴리에스테르 원사는 이전에 알려진 폴리에스테르 원사에 비해 보다 높은 고유점도， 예를 들어， 0.8 dl/g 이상 또는 0.8 dl/g 내지 1.2 dl/g, 바람직하게는 0.85 dl/g 내지 1.15 dl/g, 더욱 바람직하게는 0.90 dl/g 내지 1.10 dl/g의 고유점도를 나타낼 수 있다. 고유점도는 상기 폴리에스테르 원사를 에어백용으로 원단의 코팅 공정 등에서 열적 변형이 일어나지 않도록 하기 위하여 상기 범위로 확보되는 것이 바람직하다. 상기 원사의 고유점도는 0.8 dl/g 이상이 되어야 낮은 연신비로도 고강력을 발휘하여 에어백용 원사의 요구 강력을 만족시킬 수 있어 바람직하고， 그렇지 못할 경우 고연신으로 물성 발현할 수 밖에 없게 될 수 있다. 이 같이 고연신을 적용할 경우 섬유의 배향도가 상승하여 낮은 신율 구간에서 높은 모듈러스 범위가 나타날 수밖에 없어, 상술한 일 구현예의 물성을 달성하기 어렵다. 또한， 원사 점도가 1.2 dl/g를 초과하면, 연신시 장력이 상승하여 공정상 문제를 발생시킬 수 있으므로， 1.2 dl/g 이하가 좀더 바람직하다. 일 구현예의 폴리에스테르 원사는 이같이 높은 정도의 고유점도를 유지함으로써， 저연신으로 낮은 강연도를 제공함과 동시에 에어백용으로 적용되기에 층분한 내층격성 및 터프니스 (toughness) 등 우수한 기계적 물성을 나타낼 수 있다.
또한， 상기 일 구현예의 폴리에스테르 원사는 후술하는 용융 방사 및 연신 조건 하에서 제조되어， 이전에 알려진 폴리에스테르 원사에 비해 크게 낮아진 카르복실 말단기 (CEG) 함량을 나타낼 수 있다. 예를 들어， 상기 폴리에스테르 원사는 50 meq/kg 이하， 바람직하게는 40 meq/kg 이하， 더욱 바람직하게는 30 meq/kg 이하의 CEG 함량을 나타낼 수 있다. 폴리에스테르 분자쇄 내의 카르복실 말단기 (CEG)는 고온 고습 조건에서 에스테르기 (ester bond)를 공격하여 분자쇄 절단을 초래하고 이로 인해 에이징 (aging)후 물성을 떨어뜨리게 된다. 특히， 상기 CEG함량이 50meq/kg를 초과하게 되면 에어백 용도로 적용시 높은 습도 조건 하에서 CEG에 의해 에스테르 결합이 절단되어 물성 저하가 야기되므로 , 상기 CEG 함량은 50 meq/kg 이하가 되는 것이 바람직하다.
그리고， 상기 일 구현예의 폴리에스테르 원사는 인장강도가 6.5 g/d 이상 또는 6.5 g/d 내지 11.0g/d, 바람직하게는 7.5 g/d 이상 또는 7.5 g/d 내지 10.0 g/d이고， 절단신도가 13% 이상 또는 13% 내지 35 %, 바람직하게는 15% 이상 또는 .15¾> 내지 25%로 될 수 있다. 또한, 상기 원사는 건열 수축율이 3.0% 내지 12% 이하 바람직하게는 3.5% 내지 12.0% 이고， 터프니스값이 30xi0_1g/d 이상 또는 30X10— ½Λ1 내지 46xi0_1g/d, 바람직하게는 31X10— /d 이상 또는 3ixi0_1g/d 내지 44xi0_1g/d로 될 수 있다. 이미 상술한 바와 같이， 특정한 고유점도 및 신율 구간에 따른 모들러스 범위를 최적 범위로 확보함으로써， 일 구현예의 폴리에스테르 원사는 우수한 기계적 물성을 나타낼 뿐 아니라， 뛰어난 폴딩성， 수납성 및 전개 성능을 나타내며， 전개시 승객에게 부가되는 충격이 크게 줄어든 에어백 쿠션의 제공을 가능케 한다. 이러한 폴리에스테르 원사의 우수한. 제반 물성은 상기 인장강도， 절단신도, 수축율 및 터프니스값 범위에 반영될 수 있다.
한편， 에어백 원단의 코팅 등을 위한 열처리 공정에서 변형을 방지하기 위해서， 상기 일 구현예의 폴리에스테르 원사는 결정화도가 40% 내지 55%， 바람직하게는 41% 내지 5 ， 더욱 바람직하게는 41% 내지 50%로 될 수 있다. 상기 원사의 결정화도는 에어백용 원단에 적용시 열적 형태 안정성 유지 등을 위하여 40% 이상이 되는 것이 바람직하고， 상기 결정화도가 55%를 초과하는 경우에 비결정 영역이 감소하여 에어백 쿠션의 층격 흡수 성능이 떨어지는 문제점 등이 발생할 수 있으므로 바람직하지 않다.
또한， 상기 폴리에스테르 원사는 단사섬도가 0.5 내지 20 데니어, 바람직하게는 2.0 내지 10.5 데니어인 것으로 될 수 있다. 또, 상기 폴리에스테르 원사가 에어백용 원단에 효과적으로 사용되기 위해서는 수납성 측면에서 저섬도 고강력으로 유지해야 하므로， 적용 가능한 원사의 총 섬도는 200 내지 1,000 데니어， 바람직하게는 220 내지 840 데니어， 좀더 바람직하게는 250 내지 600 데니어로 될 수 있다. 그리고， 상기 원사의 필라멘트수는 많을수록 소프트한 촉감을 줄 수 있으나， 너무 많은 경우에는 방사성이 좋지 않을 수 있으므로， 필라멘트 수는 50 내지 240 바람직하게는 55 내지 220, 좀더 바람직하게는 60 내지 200이 될 수 있다. 한편， 상술한 바와 같은 발명의 일 구현예의 폴리에스테르 원사는 폴리에스테르 중합체， 예를 들어 PET 칩을 용융 방사하여 미연신사를 제조하고， 상기 미연신사를 연신하는 방법으로 제조될 수 있고， 상기한 바와 같이， 이들 각 단계의 구체적 조건이나 진행 방법이 폴리에스테르 원사의 물성에 직 /간접적으로 반영되어 상술한 물성을 가진 폴리에스테르 원사가 제조될 수 있다.
특히， 이러한 원사 제조를 위한 각 공정의 조건을 최적화함으로서， 상술한 각 특정 신율 구간에서의 모들러스 범위를 층족하는 에어백용 폴리에스테르 원사가 제조될 수 있음이 밝혀졌다. 보다 구체적으로， 원료 중합체의 최적화 (예를 들어， 고유 점도 등의 최적화)， 적절한 방사 온도의 설정, 연신 공정에 있어서 연신 온도 및 연신비의 최적화된 설정이나， 기타 넁각 조건 및 열고정 온도의 변형 등을 통해 상술한 일 구현예의 원사가 제조될 수 있다.
이러한 폴리에스테르 원사의 제조방법을 각 단계별로 보다 구체적으로설명하면 다음과 같다.
상기 에어백용 폴리에스테르 원사의 제조방법은 고유점도가 0.85 dl/g 이상인 폴리에스테르 중합체를 270 내지 300 X에서 용융 방사하여 폴리에스테르 미연신사를 제조하는 단계， 및 상기 폴리에스테르 미연신사를 연신하는 단계를 포함할 수 있다.
먼저， 첨부한 도면을 참고로 하여., 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상기 용융 방사 및 연신 공정의 실시 형태를 간략히 설명한다.
도 2는 발명의 구현예에 따라, 상기 용융 방사 및 연신 단계를 포함하는 폴리에스테르 원사 제조공정을 모식적으로나타낸 공정도이다. 도 2에서 보는 바와 같이 상기 에어백용 폴리에스테르 원사의 제조 과정에서는， 소정의 과정을 통해 얻어진 폴리에스테르 중합체를 용융시켜， 구금을 통해 방사된 용융 고분자를 급넁 공기 (quenching-air)로 냉각시키고， 유제 를 (120) (또는 오일 -젯)을 이용하여 미연신사에 유제를 부여하고, 전- 집속기 (pre_interlacer)(130)를 사용하여 일정한 공기압력으로 미연신사에 부여된 유제를 원사의 표면에 균일하게 분산시킬 수 있다. 이후， 다단의 연신장치 (141-146)를 통하여 연신과정을 거친 후， 최종적으로 세컨드 집속기 (2nd Inter lacer, 150)에서 일정한 압력으로 원사를 인터밍글 (intermingle)시켜 권취기 (160)에서 권취하여 원사를 생산할 수 있다.
한편， 이러한 제조 방법에서는 먼저， 고점도의 폴리에스테르 중합체를 제조하여 사용할 수 있다. 특히, 상기 폴리에스테르 중합체는 디카르복실산과 글리콜을 이용하여 폴리에스테르를 제조함에 있어서 중축합 반웅 후에 글리콜을 추가로 투입하여 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 폴리에스테르 중합체는 높은 고유점도와 함께 낮은 카르복실 말단기 (CEG) 함량을 가짐으로써， 폴리에스테르 원사로 가공시 고온 또는 고습의 가흑 조건 하에서 에이징 후에도 우수한 기계적 물성 및 공기 유출 방지， 기밀성 등을 유지할 수 있어 에어백용 원단에 효과적으로 적용할 수 있다.
보다 구체적으로， 상기 폴리에스테르 중합체는 a) 디카르복실산과 글리콜을 에스테르 반웅시키는 단계， 및 b) 상기 에스테르 반응으로 생성된 올리고머를 중축합 반웅시키는 단계를 포함하는 공정으로 제조할 수 있고， 상기 중축합 반웅 후에 글리콜을 추가적으로 투입할 수 있다.
이 때， 상기 디카르복실산은 탄소수 6 내지 24의 방향족 디카르복실산， 탄소수 6 내지 24의 지환족 디카르복실산， 탄소수 2~8의 알칸 디카르복실산， 및 그의 에스테르 형성 유도체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 될 수 있다. 좀더 구체적으로, 상기 디카르복실산 또는 그의 에스테르 형성 유도체로는 테레프탈산， 이소프탈산， 바이페닐디카르복실산， 1， 4-나프탈렌 디카르복실산， 1， 5-나프탈렌 디카르복실산 등의 탄소수 6~24의 방향족 디카르복실산 및 그의 에스테르 형성 유도체들, 1,4-사이클로핵산 디카르복실산 등의 탄소수 6~24의 지환족 디카르복실산과， 탄소수 2~6의 알칸 디카르복실산 등을 들 수 있다.
이 중에서， 경제성 및 완제품의 물성 등올 고려해서 테레프탈산을 사용하는 것이 바람직하고， 특히， 상기 디카르복실산으로 1종 이상의 화합물을 사용할 경우 테레프탈산올 70 몰¾> 이상 포함하는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또한， 위 제조 방법에서 사용 가능한 글리콜로는 탄소수 2~8의 알칸 디올， 탄소수 6~24의 지환족 디올， 탄소수 6~24의 방향족 디올 및 그의 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드 부가물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있다. 보다 구체적으로， 상기 글리콜로는 에틸렌 글리콜， 1,2-프로판디올， 1,3-프로판디을， 1,3—부탄디올， 1，4-부탄디올, 1,5- 펜탄디을 또는 1,6-핵산디을 등의 탄소수 2~8의 알칸디올과, 1，4- 사이클로핵산디올 또는 1,4-사이클로핵산 디메탄올 등의 탄소수 6~24의 지환족 디올， 및 비스페놀 A 또는 비스페놀 S 등의 탄소수 6~24의 방향족 디올과 방 디올의 에틸렌 옥사이드 혹은 프로필렌 옥사이드 부가물을 들 수 있다.
상술한 바와 같이， 디카르복실산과 글리콜을 반웅시켜 에스테르화하는 공정을 포함하는 폴리에스테르 중합체의 제조 방법을
TPA(Terephthalic Acid) 공법으로 지칭할 수 있다. 일반적인 TPA 공법은 상기 디카르복실산과 글리콜을 에스테르 반웅시키는 단계에서 촉매를 사용하지 않고 자기 산 촉매 반웅을 하는 직접반웅이다. 예컨대， 하기 반웅식 1에 나타낸 바와 같이， 테레프탈산과 에틸렌글리콜과의 에스테르화 반웅 (esterfication)을 통해 직접적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET)를 제조하는 방법을 들 수 있다.
[반응식 1]
Figure imgf000015_0001
PET 이러한 TPA 공법을 위한 반웅에서는 디카르복실산의 불용성과 낮은 반웅성 때문에 고온을 유지해야 한다. 이렇게 만들어진 올리고머를 고진공 하에서 촉매를 첨가해 고온으로 중축합 반응시켜 일정 점도의 중합체를 얻올 수 .있다. 이렇게 만들어진 중합체를 기어 펌프를 이용하거나 고압의 불활성 기체 (N2)를 이용하여 노즐을 통과시켜 배출한다. 이렇게 배출된 중합체를 넁각수로 고화시켜 알맞은 크기로 절단한다.
상기와 같이 일반적인 TPA공법에 따른 폴리에스테르 중합체 제조시， 고온으로 진행하는 에스테르 반웅과 중축합 반웅에 의한 열분해 발생으로 카르복실 말단기가 생성되는 한편, 원료 자체로도 카르복실 말단기를 가지고 있는 디카르복실산을 사용하기 때문에， 최종 제조된 폴리에스테르 중합체에는 다량의 카르복실 말단기가 포함된다. 이같이 다량의 카르복실 말단기가 포함된 폴리에스테르 원사를 에어백용 원단에 적용하는 경우에는 전술한 바와 같이， 고온， 고습 하에서 산으로 존재하는 말단 카르복실기 때문에 기존 분자쇄 절단이 유발되어 원단의 물성 저하가 야기된다.
그런데， 본 발명에서는 폴리에스테르 중합체를 제조함에 있어서, 디카르복실산과 글리콜의 중축합 반웅 후에 글리콜을 추가로 투입하고 감압 반응을 수행함으로써， 이러한 카르복실 말단기 함량을 최소화할 뿐만 아니라 이러한 반웅을 통해 반웅성이 좋은 하이드록시 말단기를 생성하고 추가로 중합체의 분자량을 증가시킬 수 있다.
다만， 상기 글리콜 추가 투입 단계를 제외하고, 상기 디카르복실과 글리콜의 에스테르화 반웅 및 중축합 반응은 TPA공법으로 알려진 통상적인 방법에 따라 수행할 수 있으며， 특별히 별도의 공정 조건이 한정되는 것은 아니다. 다만， 바람직한 일 구현예에 따르면， 상기 a) 단계에서 디카르복실산과 글리콜의 몰비는 1:1 내지 1:1.5， 바람직하게는 1:1.1 내지 1:1.45， 더욱 바람직하게는 1:1.2 내지 1:1.4로 될 수 있으며， 중합체의 물성 및 생산성 향상 측면에서 반웅물의 몰비를 상기와 같이 유지하는 것이 바람직하다.
상기 a) 단계의 에스테르 반웅은 230 내지 300 °C， 바람직하게는 270 내지 295 °C에서 수행할 수 있으며， 반웅 시간은 2 시간 내지 7 시간， 바람직하게는 3 내지 5시간으로 수행할 수 있다. 이때， 반응 시간 및 반웅 온도는 중합체의 물성 및 생산성 향상 측면에서 조절하여 수행할 수 있다. 또한， 상기 b) 단계의 중축합 반웅은 온도 280 내지 310 °C, 바람직하게는 290 내지 307 °C에서 수행할 수 있으며， 압력 0 내지 10 Torr, 바람직하게는 0 내지 5 Torr에서 수행할 수 있다. 이때， 반웅 시간은 1 내지 5시간， 바람직하게는 2 내지 4시간으로 수행할 수 있으며, 반웅시간 및 반웅 온도는 중합체의 물성 및 생산성 향상 측면에서 조절하여 수행할 수 있다.
b) 단계의 감압 반웅 후, 생성된 폴리에스테르 중합체를 고상 중합시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이때， 상기 고상중합 반웅은 온도 220 내지 260 °C, 바람직하게는 230 내지 250 °C에서 수행할 수 있으며， 압력 0 내지 10 Torr, 바람직하게는 1.0 Torr 이하에서 수행할 수 있다. 이때， 반웅 시간은 10 내지 40시간， 바람직하게는 30 시간 이내에서 할 수 있으며， 반웅 시간 및 반웅 온도는 최종 점도 및 방사성 향상 측면에서 조절하여 수행할 수 있다.
이같이 고상중합을 추가로 수행한 폴리에스테르 중합체는 고유' 점도가 0.7 dl/g 이상 또는 0.7 내지 2.0 dl/g, 바람직하게는 0.85 dl/g 이상 또는 0.85 내지 2.0 dl/g, 더욱 바람직하게는 0.90 dl/g 이상 또는 0.90 dl/g내지 2.0 dl/g가 될 수 있도록 하는 것이 원사의 물성 및 방사성 향상 측면에서 바람직하다. 상기 칩의 고유점도는 0/7 dl/g 이상이 되어야 바람직한 고강력 및 고신율의 특성을 갖는 원사를 제조할 수 있으며 2.0 dl/g 이하로 되어야 칩의 용융온도 상승에 따른 분자쇄 절단과 방사팩에서의 압력 증가를 막을 수 있다.
그리고， 고강력 및 고신율의 폴리에스테르 원사를 제조하기 위해서는， 미연신사 제조 공정에서 고점도 폴리에스테르 중합체， 예를 들어， 고유점도 0.85 dl/g 이상의 폴리에스테르 중합체를 사용하는 한편， 용융방사 및 연신 공정을 통해 이러한 고점도 범위를 최대한 유지할 필요가 있다. 이러한 고점도 폴리에스테르 중합체를 융용방사하고 저연신을 통해 고강력을 발휘하면서도 고신율을 나타내는 원사를 제조할 수 있으며， 상술한 일 구현예의 모듈러스 범위를 갖는 폴리에스테르 원사를 얻을 수 있다. 또한， 상기 폴리에스테르 중합체의 용융 온도 상승에 따른 분자쇄 절단과 방사팩에서의 토출량에 의한 압력 증가를 막기 위해서는 고유점도가 2.0 dl/g 이하인 것이 더욱 바람직하다.
그리고， 폴리에스테르 원사로 제조된 원단을 에어백용으로 사용해 고온 및 고습 하에서도 우수한 물성을 나타낼 수 있게 하기 위해서는， 상기 폴리에스테르 중합체의 분자 내 CEG 함량은 30 meq/kg 이하가 바람직하다. 여기서， 상기 폴리에스테르 중합체의 CEG함량은 용융 방사 및 연신 공정을 진행한 후에도 최대한 낮은 범위로 유지되어， 최종 제조된 폴리에스테르 원사가 고강력 및 우수한 형태안정성， 기계적 물성， 가흑 조건하에서 우수한 물성 발현 특성을 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 측면에서, 상기 폴리에스테르 중합체의 CEG
함량이 30 meq/kg를 초과하게 되면 용융 방사 및 연신 공정을 통해 최종 제조된 폴리에스테르 원사의 분자 내 CEG 함량이 과량으로， 예컨대 30 meq/kg 내지 50 meq/kg를 초과하는 정도로 증가하며， 높은 습도 조건 하에서 CEG에 의해 에스테르 결합이 절단되어 원사 자체 및 이로부터 제조된 원단의 물성 저하가 야기될 수 있다.
상기 폴리에스테르 중합체는 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET)를 주성분으로 포함하는 것이 바람직하며， 에어백용 원사로서 한 기계적 물성을 확보하기 위해서는 바람직하게는 70 이상， 더욱 바람직하게는 90 몰% 이상을 포함할 수 있다.
한편， 본 발명의 폴리에스테르 원사 제조 방법에서는 상술한 특성을 갖는 폴리에스테르 중합체를 얻은 후에 이를 용융 방사하여 폴리에스테르 미연신사를 제조한다.
이때， 상술한 일 구현예의 특성을 층족하는 폴리에스테르 미연신사를 얻기 위해서는, 상기 용융방사 공정을 폴리에스테르 중합체의 열분해를 최소화할 수 있도록 낮은 온도 범위에서 수행하는 것이 바람직하다. 특히， 폴리에스테르 중합체의 높은 고유점도 및 CEG 함량을 가능한 유지하고 원사 제조시의 물성 저하를 줄일 수 있도록， 저온방사, 예를 들어, 270 내지 300 °C, 바람직하게는 280 내지 298 °C , 좀더 바람직하게는 282 내지 298 °C 온도에서 저온방사를 진행할 수 있다. 여기서， 방사온도란 사출기 (Extruder) 온도를 지칭하는 것이며， 상기 용융 방사 공정을 300°C가 넘는 온도로 수행할 경우에는 폴리에스테르 중합체의 열분해가 다량으로 발생하여 고유점도의 저하로 분자량 감소 및 CEG함량 증가가 커질 수 있으며， 원사의 표면 손상으로 전반적인 물성 저하를 초래할 수 있어 바람직하지 않다. 이에 반해, 상기 용융 방사 공정올 270 °C 미만에서 진행할 경우에는 폴리에스테르 중합체의 용융이 어려울 수 있으며， N/Z 표면 넁각으로 방사성이 떨어질 수도 있어, 상기 온도 범위 내에서 용융 방사 공정을 수행하는 .것이 바람직하다.
실험 결과, 이러한 낮은 온도 범위에서 폴리에스테르 중합체의 용융 방사 공정을 진행함에 따라， 폴리에스테르 중합체의 분해 반웅을 최소화하여 높은 고유점도를 유지하여 높은 분자량을 확보함으로써， 후속하는 연신 공정에서 높은 연신 비율을 적용하지 않고도 고강력의 원사를 얻을 수 있으며， 이같이 저연신 공정으로도 고강력의 원사를 제조함에 따라 원사의 모듈러스 범위 또한 적절한 범위로 낮출 수 있다. 그 결과, 일 구현예의 모들러스 범위 등 특성을 충족하는 폴리에스테르 원사가 제조될 수 있다.
또한， 상기 용융 방사 공정은 폴리에스테르 중합체 분해 반웅을 최소화하는 측면에서, 방사 장력을 최소화할 수 있도록， 예를 들어, 상기 폴리에스테르 중합체를 용융 방사하는 속도를 300 내지 1000 m/min의 저속으로 조절할 수 있고， 바람직하게는 350 내지 700 m/min으로 조절할수 있다. 이같이 선택적으로 낮은 방사 장력 및 낮은 방사 속도 하에 폴리에스테르 중합체의 용융 방사 공정을 진행함에 따라， 폴리에스테르 중합체의 분해 반웅을 더욱 줄일 수 있다.
한편， 이러한 용융 방사 공정을 거치고 얻어진 미연신사는 0.8 dl/g 이상 또는 0.8 dl/g 내지 1.2 dl/g, 바람직하게는 0.85 dl/g 이상 또는 0.85 dl/g 내지 1.15 dl/g, 더욱 바람직하게는 0.90 dl/g 이상 또는 0.90 dl/g 내지 1.10 dl/g의 고유점도를 나타낼 수 있다. 또한, 이렇게 저온방사를 통해 얻어진 미연신사의 분자 내 CEG 함량이 50 meq/kg 이하， 바람직하게는 40 meq/kg 이하， 좀더 바람직하게는 30 meq/kg 이하일 수 있다. 이러한 미연사의 고유점도와 분자 내 CEG 함량은 후속 연신 공정을 수행한 연신사， 즉， 폴리에스테르 원사에서도 동일한 수준으로 유지될 수 있다. ᅳ
특히, 상술한 고점도 및 낮은 CEG 함량의 폴리에스테르 중합체를 사용해 저온에서 용융 방사를 수행하여 폴리에스테르 중합체의 열분해 등을 최대한 억제함으로써， 폴리에스테르 중합체와 폴리에스테르 원사와의 고유점도 및 CEG 함량 차이를 최소화할 수 있다. 예를 들어, 폴리에스테르 중합체와 폴리에스테르 원사와의 고유점도 차이는 0.5 dl/g 이하 또는 0 내지 0.5 dl/g, 바람직하게는 0.4 dl/g 이하 또는 0.1 내지 0.4dl/g로 될 수 있다. 또한， 폴리에스테르 중합체와 폴리에스테르 원사와의 분자 내 CEG 함량 차이는 20 meq/kg 이하 또는 0 내지 20 meq/kg, 바람직하게는 15 meq/kg 이하 또는 3 내지 15 meq/kg로 될 수 있다.
상술한 제조 방법에 따르면， 폴리에스테르 중합체의 고유점도 저하 및 CEG 함량 증가를 최대한 억제함으로써， 폴리에스테르 원사의 우수한 기계적 물성을 유지하면서 동시에 우수한 신율을 확보할 수 있으며， 에어백용 원단에 적합한 고강력 및 고신율 원사를 제조할 수 있다.
그리고, 상기 폴리에스테르 중합체， 예를 들어 PET 칩은 모노 필라멘트의 섬도가 0.5 내지 20 데니어, 바람직하게는 1 내지 15 데니어로 될 수 있도록 고안된 구금을 통하여 방사되는 것이 바람직하다. 즉， 방사 중 사절의 발생 및 넁각시 서로간의 간섭에 의하여 사절이 발생할 가능성을 낮추기 위해서는 모노 필라멘트의 데니어가 1.5 데니어 이상은 되어야 하며， 냉각 효율을 높이기 위해서는 모노 필라멘트의 섬도가 15 데니어 이하인 것이 바람직하다.
또한， 상기 폴리에스테르 중합체를 용융 방사한 후에는 넁각 공정을 부가하여 상기 폴리에스테르 미연신사를 제조할 수 있다. 이러한 넁각 공정은 15 내지 60 °C의 냉각풍을 가하는 방법으로 진행함이 바람직하고， 각각의 넁각풍 온도 조건에 있어서 넁각 풍량을 0.4 내지 1.5 m/s로 조절하는 것이 바람직하다. 이로써， 발명의 일 구현예에 따른 제반 물성을 나타내는 폴리에스테르 미연신사를 보다 쉽게 제조할 수 있다.
한편, 이러한 방사 단계를 통해 폴리에스테르 미연신사를 제조한 후에는， 이러한 미연신사를 연신하여 연신사를 제조한다. 이때， 상기 연신 공정은 5.0 내지 6.0, 바람직하게는 5.0 내지 5.8의 연신비 조건 하에서 연신 공정을 수행할 수 있다. 상기 폴리에스테르 미연신사는 용융 방사 공정을 최적화하여 높은 고유점도와 함께 저신율 구간에서 낮은 모듈러스 범위를 나타낼 수 있으며, 분자 내 CEG 함량 또한 최소화된 상태의 것이다. 따라서, 6.0올 넘는 높은 연신비 조건 하에서 상기 연신 공정을 진행하면， 과연신 수준이 되어 상기 연신사에 절사 또는 모우 등이 발생할 수 있고 높은 섬유의 배향도에 의해 모들러스 범위가 일 구현예의 특성을 충족하지 못할 수 있다. 그 결과， 상기 연신사로부터 제조된 에어백용 원단의 유연성이 저하되어 폴딩성 또는 수납성이 저하되고 에어백 전개시 승객에게 층격이 가해질 수 있다.
반면에， 비교적 낮은 연신비 하에서 연신 공정을 진행하면， 섬유 배향도가 낮아 이로부터 제조된 폴리에스테르 원사의 강도가 일부 낮아질 수 있다. 다만， 물성 측면에서 5.0 이상의 연신비 하에서 연신 공정을 수행하면， 에어백용 원단 등에 적용되기에 적합한 고강력 저모들러스의 폴리에스테르 원사의 제조가 가능하므로， 상기 연신 공정은 5.0 내지 6.0의 연신비 조건 하에서 진행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면， 직접 방사 연신 공정으로 고강도 및 저수축의 성질을 동시에 만족시키면서 낮은 모들러스의 폴리에스테르 원사를 제조하기 위하여 고점도의 폴리에스테르 중합 칩을 사용하여 용융 방사한 다음， 와인더에 권취하기까지 다단 고뎃 롤러를 거치며 연신， 열고정， 이완， 권취하는 공정을 포함 할 수 있다.
상기 연신 공정은 미연신사를 오일 픽업량 .2 내지 2.0 »의 조건 하에서 고뎃 를러를 통과시킨 후에 수행 할 수 있다. 상기 이완 과정에서 이완률은 1% 내지 8%가 바람직하며， 1% 미만일 경우에는 수축율의 발현이 어려우며 높은 연신비 조건 하에서와 마찬가지로 높은 섬유 배향도 형성에 따라 고신율 섬유 제조가 어려워질 수 있으며, 8¾를 초과할 경우에는 고뎃 를러상에서 사떨림이 심해져서 작업성을 확보할 수가 없다.
또한, 상기 연신 공정에서는 상기 미연신사를 대략 230 내지 250 °C의 온도 하에서 열처리하는 열고정 공정올 추가로 수행할 수 있으며， 바람직하게는 상기 연신 공정의 적절한 진행을 위해 230 내지 250 V , 좀더 바람직하게는 230 내지 245 °C의 온도로 열처리할 수 있다. 여기서， 온도가 230 °C 미만일 경우에는 열적 효과가 충분하지 못하여 이완효율이 떨어지고 고신율 달성이 어려우며 , 발명의 일 구현예에 따른 물성을 층족하는 원사의 제조가 어렵게 될 수 있다. 반대로， 25CTC를 초과할 경우에는 열분해에 의한 원사강도 저하 및 를러상 타르 발생이 증가하여 작업성이 저하될 수 있다. 이때, 권취속도는 2,000 내지 4,000m/min, 바람직하게는 2,500 내지 3,700 m/min으로 수행할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로， 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다. 【발명의 효과】
본 발명에 따르면， 특정한 신율 구간에 따른 적정 모듈러스 범위 (예를 들어， 저신율 구간에서는 낮은 모들러스 범위 및 고신을 구간에서는 비교적 높은 모들러스 범위) 및 고강력， 고신율 등의 특성을 나타내는 폴리에스테르 원사 및 이의 제조 방법이 제공된다. 이러한 폴리에스테르 원사를 사용하여， 우수한 기계적 물성과 함께 유연성 및 폴딩성 및 층돌시 우수한 승객 보호 성능을 갖는 에어백용ᅵ원단을 제공할 수 있게 된다. 이러한 에어백용 원단은 우수한 형태안정성, 기계적 물성, 공기 차단 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라， 우수한 폴딩성 및 유연성을 확보할 수 있으며 에어백 전개시 승객에게 가해지는 층격을 최소하고 에어백으로부터 입을 수 있는 손상을 최소화하여 탑승자를 안전하게 보호할 수 있다.
따라서, 본 발명의 폴리에스테르 원사 및 이로부터 얻어진 폴리에스테르 원단은 차량용 에어백 제조 등에 매우 바람직하게 사용될 수 있다.
【도면의 간단한 설명】.
도 1은 일반적인 에어백 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 폴뫼에스테르 원사 제조공정을 모식적으로 나타낸 공정도이다
도 3은 실시예 1， 비교예 1 및 6의 원사에 대해 측정한 각 신율별 모듈러스의 측정 결과를 도시한 그래프이다.
【발명을 실시하기 위한 구체적인 내용】
이하， 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 실시예 1~5
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 공정 조건으로, 테레프탈산과 에틸렌 글리콜의 에스테르 반웅을 수행하고， 생성된 올리고머를 중축합 반응을 진행한 후 추가로 소량의 에틸렌 글리콜을 가하여 중합체를 생성시켰다. 또한， 상기 중축합 반응을 통해 생성된 폴리에스테르 중합체 (Raw chip)는 비표면적을 크게 하기 위해 2.0 g/100ea가 되는 크기로 절단하여, 220-245 °C 사이에서 고상중합을 수행하고 고유 점도 (IV)가 0.9 ~ 2.0 dl/g인 폴리에스테르 고상중합 칩을 제조하였다.
상기 폴리에스테르 고상중합 칩, 즉, PET 중합체를 하기 표 1에 나타낸 바와 같은 공정 조건으로 용융 방사하고 넁각하는 방법으로 폴리에스테르 미연신사를 제조한 후에， 상기 미연신사를 소정의 연신비로 연신하며 열처리를 수행하여 폴리에스테르 원사를 제조하였다. 이때， 글리콜 /디카르복실산의 몰비， 에스테르 반웅， 중축합 반웅， 고상 중합 반웅 조건， PET 중합체의 고유점도와 분자내 DEG/CEG 함량， 용융 방사 공정시의 방사 온도 조건， 연신비， 열처리 온도 등은 하기 표 1에 나타난 바와 같으며, 나머지 조건은 폴리에스테르 원사 제조를 위한 통상적인 조건에 따랐다.
[표 1]
. 구 분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 글리콜 /디카르복실산 몰비 1.12 1.13 1.13 1.13 1.12 에스테르 반응온도 rc) 290 292 292 292 290 에스테르 반응시간 (Hr ) 3.9 4.0 4.0 3.9 4.0 중축합 반응온도 rc) 305 300 298 295 290 중축합 반웅 시간 (°C) 4.0 3.8 4.0 3.8 3.8 중축합 진공도 (Torr) 1 1 1 1 1
Raw Chip IV(dl/g) 0.65 0.67 0.67 0.67 0.65 고상중합 반웅온도 (°C) 245 243 240 243 243 고상중합 반응 시간 (Hr) 24 25 25 24 25 고상중합 진공도 (Torr) 1.0 0.8 0.7 1.0 0.8 고상중합 후 IV(dl/g) 1.3 1.32 1.35 1.38 1.41 고상중합 후 칩의 CEG 18 17 19 18 19 (meq/kg)
방사온도 (°C) 299 298 297 295 292 연신비 5.4 5.5 5.5 5.4 5.3 열처리온도 rc) 230 235 240 240 245 상기 실시예 1~5에 따라 제조된 폴리에스테르 원사에 대하여 다음의 방법으로 물성을 측정하였으며， 측정된 물성은 하기 표 2에 정리하였다. 1) 결정하도
폴리에스테르 원사의 밀도 p는 n-헵탄과 사염화탄소를 이용한 밀도구배관법에 따라 25 °C에서 측정하였으며， 결정화도는 하기 계산식 1에 따라 계산하였다.
[계산식 1]
Xc (결접회—도) = P'(P" Pj
p(pc -ρ,) 상기 식에서, Ρ는 원사의 밀도， pc는 결정의 밀도 (PET의 경우는 1.457 g/cm3), 및 pa는 비결정의 밀도 (PET의 경우는 1.336 g/cm3)이다.
2) 고유점도 .
사염화탄소를 이용하여 시료에서 유제를 추출하고, 160±2 °C에서 0CP (Ortho Chloro Phenol)로 녹인 후， 25°C의 조건에서 자동점도 측정기 (Skyvis-4000)를 이용하여 점도관에서의 시료 점도를 측정하여 하기 계산식 2에 따라 폴리에스테르 원사의 고유점성도 (intrinsic viscosity, IV)를 구하였다.
[계산식 2]
고유점성도 (IV) = {(0.0242 X Rel )+0.2634} x F
상기 식에서， π , 묻액초수 X묻액비증^¾도계수 F Standard Chip의 IV
= Standard Chip w 표준 동작으로 ^¾ h 3개의 ¾균 IV 이ᅪ
3) CEG함량
폴리에스테르 원사의 카르복실 말단기 (CEG', Car boxy 1 End Group)는 ASTM D 664 및 D 4094의 규정에 따라， 시료 0.2 g을 50 mL의 삼각 플라스크에 넣은 후， 벤질알콜 20 mL를 가하고 핫 플레이트 (hot plate)를 이용하여 180 °C까지 을려 5 분간 유지시켜 시료를 완전히 용해시킨 다음， 160 °C로 넁각시켜 135 °C가 도달할 때 페놀프탈렌 5~6 방울을 가하고， 0.02 N K0H로 적정하여 무색에서 분홍색으로 변하는 적정점에서 하기 계산식 3에 의해 CE0 함량 (COOH million equiv./시료 kg)을 계산하였다.
[계산식 3]
Figure imgf000025_0001
상기 식에서, A는 시료의 적정에 소비된 K0H의 양 (mL)이고， B는 공시료의 적정에 소비된 K0H의 양 (mL)이며， W는 시료의 무게 (g)이다.
4) 모들러스 "
미국재료시험협회규격 ASTM D 885의 방법에 따라， 약 25°C에서 인장시험을 진행하여 웅력-변형도 곡선을 도출하고， 각 변형에 해당하는 곡선상의 점에서 접선 울기를 산출해 이를 모들러스로 하였다.
5) 인장강도 및 절단신도
폴리에스테르 원사의 인장강도 및 절단신도를 만능재료 시험기 (Instron)을 사용하여 측정하였다. 이 때, 시료장은 250 睡이고， 인장속도는 300 隱 /min으로 하였으며， 초기 로드는 0.05 g/d로 설정하고, 러버 그립 (rubber faced grip)을 사용하여 측정하였다.
6) 건열수축율
영국 테스트라이트 (Testrite)사의 Testrite MK-V 장비를 사용하여 180 °C의 온도 및 초장력 (30g)에서 건열수축율을 2분 동안 측정하였다.
7) 터프니스값
하기 계산식 4에 의해 터프니스 (Toughness, 10"1 g/d) 값을 계산하였다.
[계산식 4] Toughness
Figure imgf000026_0001
8) 단사 섬도
단사 섬도는 얼레를 이용하여 원사를 9,000 m만큼 취하고 그의 무게를 재어 원사의 총섬도 (Denier)를 구한 후 필라멘트 수로 나누는 방법으로 측정하였다.
9) 신율
상기 인장강도 및 절단 신도 측정 방법과 동일한 방법으로 측정하고, S-S 커브 (Curve)에서 각 하중 (Load)에 해당하는 신도값을 확인하였다.
[표 2]
Figure imgf000026_0002
비교예 1~5
하기 표 3에 기재된 조건을 제외하고는 실시예 1~5과 동일한 방법에 따라 비교예 1~5의 폴리에스테르 원사를 제조하였다.
[표 3]
Figure imgf000027_0001
상기 비교예 1~5에 따라 제조된 폴리에스테르 원사의 물성을 하기 표 4에 정리하였으며 비교예 6으로 에어백 용으로 사용되는 Invista社 Nylon 원사 물성을 기재하였다. 또한， 실시예 1， 비교예 1 및 비교예 6의 원사에 대해 각 신율 구간별 모들러스 측정 결과를 도 3에 도시하였다. '
[표 4] 구 분 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 결정화도 (%) 42.3 42. 5 42.4 42.5 42.3
원사고유점도 (dl/g) 0.912 0.910 0.890 0.887 0.875
원사 CEG(meq/kg) 51 52 53 53 55
인장강도 (g/d) 8.0 8.2 8.0 8.1 8.1 9.4 절단신도 (¾) 13.6 13.8 13.8 13.3 13.2 22.4 건열수축율 (%) 12.1 12.3 12.5 12.5 12.7 6.5 단사섬도 (de) 1.25 6.0 6.0 3.0 3.3 3.09 총섬도 (de) 200 240 600 700 800 420 필라멘트수 160 40 50 230 240 136
2% ~ 3% 77.2-84. 75.8-84. 76.5-85. 78.8-87. 79.8-88. 20.3-19. 신율 구간 3 9 5 3 3 2 모들러 9% ~ 11% 32.5-21. 22.6-32. 23.5-33. 24.3-34. 25.3-35. 71.0-80. 스 신율 구간 0 9 5 3 3 3
(g/d) 12% ~
71.0-47. 14%* 신율 0 21.0-0 21.5-0 22.5-0 23.2-0
5 구간 상기 표 2, 4 및 도 3 등을 참고하면, 실시예 1 내지 5의 원사는 각 2.0 ~ 3.0%신율 구간에서 모듈러스가 '60g/d 이하이고, 9.0 ~ 11.0%의 신율 구간에서 모듈러스가 45 ~ 70 g/d이며， 12.0 ~ 14% 신율 구간에서 모들러스가 60g/d 이상인 본 발명의 모들러스 범위를 충족함이 확인되었다. 이에 비해， 비교예 1 내지 5의 원사는 열고정시의 열처리 온도 및 연신비 등이 최적화되지 못함에 따라， 위 각 신율 구간별 모들러스 범위를 층족하지 못함이 확인되었다. 또한， 비교예 6의 나일론 원사 또한 이러한 모들러스 범위를 충족하지 못함이 확인되었다.
위와 같은 물성 차이에 따라, 실시예 1 내지 5의 원사는 비교예 1 내지 5의 원사와 비교하여 인장강도 등 기계적 물성을 우수할 뿐 아니라， 신율이 높아 우수한 유연성 및 폴딩성 등을 나타냄이 확인되었다. 또한， 비교예 6의 나일론 원사와 비교하더라도 동등 이상의 물성을 나타냄이 확인되었다.

Claims

【특허청구범위】
【청구항 1]
2.0 - 3.0%신율 구간에서 모들러스가 60g/d 이하이고，
9.0 ~ 11.0%의 신율 구간에서 모들러스가 45 ~ 70 g/d이며，
12.0 ~ 14% 신율 구간에서 모듈러스가 60g/d이상인 에어꿱용 폴리에스테르 원사.
【청구항 2】
제 1 항에 있어서，
2.0 ~ 3.0%신율 구간에서 모들러스가 10 ~ 40g/d이고，
9.0 ~ 11.0%의 신율 구간에서 모듈러스가 50 ~ 70 g/d이며，
12.0 ~ 14% 신율 구간에서 모들러스가 60 ~ 100g/d인 에어백용 폴리에스테르 원사.
【청구항 3】
제 1 항에 있어서，
고유점도가 0.8 dl/g 이상인 폴리에스테르 원사.
【청구항 4】
제 1 항에 있어서，
인장강도가 6.5 g/d 이상이고， 절단신도가 13% 이상인 폴리에스테르 원사.
【청구항 5】
제 1 항에 있어서,
건열수축율이 3 - 12%이고, 터프니스값이 30X10— 1 g/d 이상인 폴리에스테르 원사.
【청구항 6】
제 1 항에 있어서，
총 섬도가 200 내지 1,000 데니어인 폴리에스테르 원사.
【청구항 7】
제 1 항에 있어서,
필라멘트수가 50 내지 240인 폴리에스테르 원사.
【청구항 8】 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 폴리에스테르 원사 포함하는 에어백용 폴리에스테르 원단.
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