エアバッグ用ポリエステル原糸及びその製造方法
本発明は、エアバッグ用織物に使用可能なポリエステル原糸に関し、特に、常温で測定されたポリエステル原糸の１．０ｇ／ｄ応力時の伸率が０．５％以上であり、４．０ｇ／ｄ応力時の伸率が４．３％以上であり、７．０ｇ／ｄ応力時の伸率が７．５％以上であり、前記ポリエステル原糸の初期モジュラスが４０乃至１００ｇ／ｄである、エアバッグ用ポリエステル原糸、その製造方法、及びこれから製造されたエアバッグ用織物に関する。
本発明のポリエステル原糸は、剛軟度を顕著に低くし、優れた機械的物性を確保することによって、エアバッグ用織物に使用される時に優れた収納性、形態安定性、及び空気遮断効果を提供すると同時に、搭乗者に加えられる衝撃を最小化して、搭乗者を安全に保護することができる。
本発明のポリエステル原糸は、剛軟度を顕著に低くし、優れた機械的物性を確保することによって、エアバッグ用織物に使用される時に優れた収納性、形態安定性、及び空気遮断効果を提供すると同時に、搭乗者に加えられる衝撃を最小化して、搭乗者を安全に保護することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアバッグ用織物に使用可能なポリエステル原糸に関し、より詳細には、優れた機械的物性、形態安定性、収納性などの特性を有する高強力低モジュラスのポリエステル原糸及びその製造方法、これを利用したエアバッグ用織物に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エアバッグ（ａｉｒ ｂａｇ）は、走行中の車両が約４０ｋｍ／ｈ以上の速度で正面衝突する時に、車両に加えられる衝突衝撃を衝撃センサーで感知した後、火薬を爆発させてエアバッグの内部にガスを供給して膨張させることによって、運転者及び搭乗者を保護する装置であり、一般的なエアバッグシステムの構造は、図１に示した通りである。
【０００３】
図１に示されたように、一般的なエアバッグシステムは、雷管１２２の点火によってガスを発生させるインフレータ（ｉｎｆｌａｔｏｒ）１２１、その発生したガスによって運転席の運転者側に膨張展開するエアバッグ１２４からなり、操向ホイール１０１に装着されるエアバッグモジュール１００、衝突時に衝撃信号を発生させる衝撃センサー１３０、及びその衝撃信号によってインフレータ１２１の雷管１２２を点火させる電子制御モジュール（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）１１０を含んで構成されている。このように構成されたエアバッグシステムは、車両が正面衝突すると、衝撃センサー１３０で衝撃を感知して、電子制御モジュール１１０に信号を伝達する。この時、これを認識した電子制御モジュール１１０は、雷管１２２を点火させて、インフレータ１２１の内部のガス発生剤を燃焼させる。このように燃焼するガス発生剤は、急速なガスの発生によってエアバッグ１２４を膨張させる。このように膨張して展開したエアバッグ１２４は、運転者の前面上体と接触して、衝突による衝撃荷重を部分的に吸収し、運転者の頭と胸が慣性によって前方に押し出されて膨張して展開したエアバッグ１２４と衝突する場合、エアバッグ１２４の内部のガスは、エアバッグ１２４に形成された排出孔から急速に排出されて、運転者の前面に対して緩衝作用をするようになる。したがって、前面衝突時に運転者に加えられる衝撃を効果的に緩衝させることによって、２次傷害を軽減させることができるようになる。
【０００４】
前記のように、自動車に使用されるエアバッグは、一定の形態に製造された後、その体積を最小化するために折り畳まれた状態で自動車のハンドルや自動車の側面ガラス窓または側面構造物などに装着されて、折り畳まれた状態を維持し、インフレータ１２１の作動時にエアバッグが膨張して展開されるようにする。
【０００５】
したがって、自動車への装着時に、エアバッグのホールディング性及びパッケージ性を効果的に維持し、エアバッグそのものの損傷及び破裂を防止して、優れたエアバッグクッションの展開性能を発揮し、搭乗者に加えられる衝撃を最小化するためには、エアバッグ織物の優れた機械的物性と共に、ホールディング性及び搭乗者に加えられる衝撃を減少させるための柔軟性が非常に重要である。しかし、搭乗者の安全のために優れた空気遮断効果及び柔軟性を同時に維持し、エアバッグが受ける衝撃に十分に耐えて、自動車内に効果的に装着されて使用されるエアバッグ用織物は提案されていないのが現状である。
【０００６】
従来は、ナイロン６６などのポリアミド繊維がエアバッグ用原糸の材料として使用されていた。しかし、ナイロン６６は、耐衝撃性は優れているが、ポリエステル繊維に比べて耐湿熱性、耐光性、形態安定性の側面で性能が低く、原料費用も高い短所がある。
【０００７】
一方、特許文献１には、このような欠点を軽減させることができるポリエステル繊維の使用が提案されている。しかし、このように既存のポリエステル原糸を使用してエアバッグを製造する場合には、高いモジュラスによって自動車への装着時に狭い空間に収納するのが難しく、高温高湿の苛酷な条件下で十分な機械的物性及び展開性能を維持するのに限界があった。
【０００８】
したがって、エアバッグ用織物に使用するのに適するように、優れた形態安定性及び空気遮断効果を維持し、搭乗者に加えられる衝撃を減少させるための柔軟性、収納性、及び高温高湿の苛酷な条件下で優れた機械的物性を維持する繊維原糸の開発に対する研究が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０４−２１４４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、エアバッグ用織物に使用可能なように優れた形態安定性及び柔軟性、収納性を確保して、高温高湿の苛酷な条件下で十分な性能を維持する、エアバッグ用ポリエステル原糸を提供する。
【００１１】
本発明は、また、前記ポリエステル原糸を製造する方法を提供する。
【００１２】
本発明は、また、前記ポリエステル原糸を使用して製造されるエアバッグ用織物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
発明は、常温で、１．０ｇ／ｄ応力時に伸率が０．５％以上であり、４．０ｇ／ｄ応力時に伸率が４．３％以上であり、７．０ｇ／ｄ応力時に伸率が７．５％以上であり、前記ポリエステル原糸の初期モジュラスが４０乃至１００ｇ／ｄである、エアバッグ用ポリエステル原糸を提供する。
【００１４】
本発明は、また、固有粘度が０．８５ｄｌ／ｇ以上のポリエステル重合体を２７０乃至３００℃で溶融紡糸してポリエステル未延伸糸を製造する段階、及び前記ポリエステル未延伸糸を延伸する段階を含む、前記エアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法を提供する。
【００１５】
本発明は、また、前記ポリエステル原糸を使用して製造されるエアバッグ用織物を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、初期モジュラス及び伸率などが所定の範囲に最適化されて、機械的物性、柔軟性、及びホールディング性が優れたエアバッグ用織物を製造することができるエアバッグ用ポリエステル原糸が提供される。
このようなエアバッグ用ポリエステル原糸は、低モジュラス、高強力、高伸率に最適化されることによって、エアバッグ用織物に使用される時に、優れた形態安定性、機械的物性、空気遮断効果を達成することができるだけでなく、優れたホールディング性及び柔軟性を確保することができて、自動車への装着時に収納性を顕著に改善し、搭乗者に加えられる衝撃を最小化して、搭乗者を安全に保護することができる。
したがって、本発明のポリエステル原糸及びこれを利用したポリエステル織物は、車両用エアバッグの製造などに非常に好ましく使用される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一般的なエアバッグシステムを示した図面である。
【図２】本発明の一実施態様によるエアバッグ用ポリエステル原糸の製造工程を模式的に示した工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、発明の具体的な実施態様によるエアバッグ用ポリエステル原糸及びその製造方法、これから製造されるエアバッグ用織物について、より詳細に説明する。しかし、これは、本発明の一例として提示されるものであって、本発明の権利範囲がこれによって限定されるのではなく、発明の権利範囲内で実施態様が多様に変形可能であることは当業者に自明である。
【００１９】
追加的に、本明細書全体においては、特別な言及がない限り、「含む」または「含有する」という表現は、ある構成要素（または構成成分）を特別な制限なく含むことを意味し、他の構成要素（または構成成分）の付加を除外するものと解釈されない。
ポリエステルエアバッグ用織物は、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴとする）を含む重合体を溶融紡糸して未延伸糸を製造し、これを延伸して延伸糸（つまり、原糸）を製造した後、このような工程によって製造されたポリエステル原糸を製織加工して製造される。したがって、前記ポリエステル原糸の特性がポリエステルエアバッグ用織物の物性に直／間接的に反映される。
【００２０】
特に、従来のナイロン６６などのポリアミド繊維の代わりにポリエステルをエアバッグ用原糸に適用するためには、既存のポリエステル原糸の高いモジュラスや剛軟度などによるホールディング性の低下及び低い溶融熱容量による高温高湿の苛酷な条件下での物性の低下、これに伴う展開性能の低下を克服しなければならない。
【００２１】
ポリエステルは、分子の構造上、ナイロンなどに比べて剛軟性（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）の高い構造からなり、高いモジュラス（ｈｉｇｈ ｍｏｄｕｌｕｓ）の特性を有する。これによって、エアバッグ用織物として使用して自動車に装着する場合、収納性（ｐａｃｋｉｎｇ）が顕著に低下するようになる。また、ポリエステル分子鎖内のカルボキシル末端基（Ｃａｒｂｏｘｙｌ Ｅｎｄ Ｇｒｏｕｐ、以下、ＣＥＧとする）は、高温高湿条件でエステル基（ｅｓｔｅｒ ｂｏｎｄ）を攻撃して、分子鎖の切断をもたらし、エイジング後の物性を低下させる原因となる。
【００２２】
それによって、本発明は、ポリエステル原糸における初期モジュラス及び伸率などの物性の範囲を最適化することによって、剛軟度を顕著に低くして、強靱性（タフネス（ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ））などの優れた機械的物性及び空気遮断性能などを維持することができ、エアバッグ用織物に効果的に適用することができる。
【００２３】
特に、本発明者の実験の結果、所定の特性のポリエステル原糸からエアバッグ用織物を製造することにより、より向上したホールディング性、形態安定性、及び空気遮断効果を示し、エアバッグ用織物として使用する時に、自動車への装着などにおいてより優れた収納性（ｐａｃｋｉｎｇ）及び高温高湿の苛酷な条件下でも優れた機械的物性、空気流出防止、気密性などを維持することができることが明らかになった。
【００２４】
発明の一実施態様により、本発明は、所定の特性のポリエステル原糸が提供される。このようなポリエステル原糸は、常温で測定された原糸の１．０ｇ／ｄ応力での伸率が０．５％以上であり、４．０ｇ／ｄ応力での伸率が４．３％以上であり、７．０ｇ／ｄ応力での伸率が７．５％以上であり、前記ポリエステル原糸の初期モジュラスが４０乃至１００ｇ／ｄである。
【００２５】
このようなポリエステル原糸は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分として含むのが好ましい。この時、前記ＰＥＴは、その製造段階で多様な添加剤が添加されるが、エアバッグ用織物に適した物性を示すためには、少なくとも７０モル％以上、より好ましくは９０モル％以上含む原糸である。以下で、ＰＥＴという用語は、特別な説明なくＰＥＴ高分子が７０モル％以上である場合を意味する。
【００２６】
前記本発明の一実施態様によるポリエステル原糸は、後述する溶融紡糸及び延伸条件下で製造され、初期モジュラスが４０乃至１００ｇ／ｄであり、常温で測定された原糸が１．０ｇ／ｄの応力では０．５％以上伸び、４．０ｇ／ｄの応力では４．３％以上伸び、７．０ｇ／ｄの応力では７．５％以上伸びる特性を示す。
【００２７】
一般に、ポリエステルは、分子の構造上、ナイロンなどに比べて剛軟性（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）の高い構造からなり、これによって高いモジュラスの特性を示し、エアバッグ用織物に使用する時に、ホールディング性及びパッキング性（ｐａｃｋｉｎｇ）が顕著に低下して、自動車の狭い空間に収納するのが難しい。しかし、調節された溶融紡糸及び延伸工程によって製造された前記ポリエステル原糸は、高強力低モジュラスの特性を示し、従来から知られたポリエステル産業用原糸より低い初期モジュラス、つまり４０乃至１００ｇ／ｄ、好ましくは５０乃至１００ｇ／ｄ、より好ましくは５５乃至９５ｇ／ｄの初期モジュラスを示す。この時、前記ポリエステル原糸のモジュラスは、引張試験時に得られる応力変形度線図の弾性区間の傾きから得られる弾性係数の物性値であって、物体を両側から引っ張る時に物体の伸びる程度及び変形程度を示す弾性率に相当する値である。また、原糸の初期モジュラスは、応力変形度においてほぼ「０」点以降に弾性区間が始まる地点での弾性係数の物性値である。前記原糸の初期モジュラスが高いと、弾性は好ましいが、織物の剛軟度（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）が低下し、初期モジュラスが非常に低いと、織物の剛軟度は好ましいが、弾性回復力が低下して、織物の強靭性が低下する。しかし、本発明のポリエステル原糸は、初期モジュラスが従来のポリエステル産業用原糸よりはるかに低い範囲に最適化されたものである。このように、既存のものに比べて低い範囲の初期モジュラスを示すポリエステル原糸から製造されたエアバッグ用織物は、既存のポリエステル織物の高い剛軟度（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）の問題などを解決して、優れたホールディング性、柔軟性、及び収納性を示す。
【００２８】
前記ポリエステル原糸は、また、低い初期モジュラスと共に最小化された延伸を示す。これによって、前記ポリエステル原糸は、常温で１．０ｇ／ｄの応力では０．５％以上または０．５％乃至１．５％、好ましくは０．７％乃至１．２％伸び、４．０ｇ／ｄの応力では４．３％以上または４．３％乃至２０％、好ましくは４．３％乃至１５％伸び、７．０ｇ／ｄの応力では７．５％以上または７．５％乃至２５％、好ましくは７．５％乃至２０％伸びる。このような特性により、前記ポリエステル原糸から製造されたエアバッグ用織物は、既存のポリエステル織物の高い剛軟度（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）の問題などを解決して、優れたホールディング性、柔軟性、及び収納性を示す。
【００２９】
これと同時に、前記ポリエステル原糸は、従来から知られたポリエステル原糸に比べてより向上した固有粘度、つまり０．８ｄｌ／ｇ以上または０．８ｄｌ／ｇ乃至１．２ｄｌ／ｇ、好ましくは０．８５ｄｌ／ｇ乃至１．１５ｄｌ／ｇ、より好ましくは０．９０ｄｌ／ｇ乃至１．１０ｄｌ／ｇの固有粘度を示す。固有粘度は、前記ポリエステル原糸をエアバッグに適用する時に、コーティング工程などで熱的変形が発生しないようにするために前記範囲に維持されるのが好ましい。
【００３０】
前記原糸の固有粘度が０．８ｄｌ／ｇ以上である場合に、低延伸で高強力を発揮して、エアバッグ原糸に要求される強力を満たすことができるので好ましく、そうでない場合には、高延伸で物性を発現しなければならなくなる。このように、高延伸を適用する場合、繊維配向度が上昇して、高いモジュラスの物性を示すようになる。したがって、前記原糸の固有粘度を０．８ｄｌ／ｇ以上に維持して、低延伸を適用して、低モジュラスが発現可能になるようにするのが好ましい。また、原糸の粘度が１．２ｄｌ／ｇを超過して延伸する場合には、延伸張力が上昇して、工程上の問題が発生することがあるので、１．２ｄｌ／ｇ以下であるのがより好ましい。特に、本発明のポリエステル原糸は、このように高い固有粘度を維持することによって、低延伸で低い剛軟度を提供すると同時に、エアバッグ用織物に十分な機械的物性及び耐衝撃性、タフネス（ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）などを提供する高強力特性がさらに与えられる。
【００３１】
したがって、このような低い初期モジュラス及び高い伸率、好ましくは高い固有粘度を示すポリエステル原糸を利用して、優れた機械的物性及び収納性、形態安定性、耐衝撃性、空気遮断効果を同時に示すエアバッグ用織物が製造可能になる。したがって、前記ポリエステル原糸を利用すれば、より低い剛軟度及びホールディング性、柔軟性、収納性を示して、優れた耐衝撃性、形態安定性、機械的物性、気密性を示すエアバッグ用織物が製造される。このようなエアバッグ用ポリエステル織物は、優れた機械的物性、形態安定性、空気遮断効果を示して、自動車の狭い空間に装着する時に、優れたホールディング性、収納性を提供すると同時に、優れた柔軟性で搭乗者に加えられる衝撃を最小化して、搭乗者を安全に保護することができるので、エアバッグ用織物などに好ましく適用される。
【００３２】
また、本発明のポリエステル原糸は、後述する溶融紡糸及び延伸条件下で製造されて、従来から知られたポリエステル原糸に比べて非常に低いカルボキシル末端基（ＣＥＧ）含有量を示すことができる。つまり、前記ポリエステル原糸は、５０ｍｅｑ／ｋｇ以下、好ましくは４０ｍｅｑ／ｋｇ以下、より好ましくは３０ｍｅｑ／ｋｇ以下のＣＥＧ含有量を示すことができる。ポリエステル分子鎖内のカルボキシル末端基（ＣＥＧ）は、高温高湿条件でエステル基（ｅｓｔｅｒｂｏｎｄ）を攻撃して分子鎖の切断をもたらし、これによってエイジング（ａｇｉｎｇ）後の物性を低下させる。特に、前記ＣＥＧ含有量が５０ｍｅｑ／ｋｇを超過するようになると、エアバッグに適用する時に、高湿条件下でＣＥＧによってエステル結合が切断されて物性の低下が引き起こされるので、前記ＣＥＧ含有量は５０ｍｅｑ／ｋｇ以下であるのが好ましい。
【００３３】
一方、前記本発明の一実施態様によるポリエステル原糸は、引張強度が６．５ｇ／ｄ以上または６．５ｇ／ｄ乃至１１．０ｇ／ｄ、好ましくは７．５ｇ／ｄ以上または７．５ｇ／ｄ乃至１０．０ｇ／ｄであり、切断伸度が１３％以上または１３％乃至３５％、好ましくは１５％以上または１５％乃至２５％である。また、前記原糸は、乾熱収縮率が１０．０％以下または２．０％乃至１０．０％、好ましくは２．２％以下または２．２％乃至１０．０％であり、タフネス値が３０×１０−１ｇ／ｄ以上または３０×１０−１ｇ／ｄ乃至４６×１０−１ｇ／ｄ、好ましくは３１×１０−１ｇ／ｄ以上または３１×１０−１ｇ／ｄ乃至４４×１０−１ｇ／ｄである。前記のように、固有粘度及び初期モジュラス、伸率の範囲を最適な範囲に維持することによって、本発明のポリエステル原糸は、優れた強度及び物性を確保することができるだけでなく、エアバッグ用織物に製造する時に、優れた性能を発揮することができる。
【００３４】
また、本発明のポリエステル原糸は、一般的なコーティング織物のラミネートコーティング温度に相当する１５０℃での収縮応力が０．００５乃至０．０７５ｇ／ｄであるのが好ましく、一般的なコーティング織物のゾルコーティング温度に相当する２００℃での収縮応力が０．００５乃至０．０７５ｇ／ｄであるのが好ましい。つまり、前記１５０℃及び２００℃での収縮応力が各々０．００５ｇ／ｄ以上である場合に、コーティング工程中の熱による織物の傾き現象を防止することができ、０．０７５ｇ／ｄ以下である場合に、コーティング工程を経て常温で冷却される時に、弛緩応力を緩和させることができる。前記収縮応力は、０．１０ｇ／ｄの固定荷重下で測定した値を基準にした。
【００３５】
以上のようにコーティングなどの熱処理工程での変形を防止するためには、前記ポリエステル原糸は、また、結晶化度が４０％乃至５５％であり、好ましくは４１％乃至５２％、より好ましくは４１％乃至５０％である。前記原糸の結晶化度は、エアバッグ用織物に適用する時に、熱的形態安定性の維持などのために４０％以上であるのが好ましく、前記結晶化度が５５％を超過する場合には、非結晶領域の減少によって衝撃吸収性能が低下する問題が発生することがあるので、５５％以下であるのが好ましい。
【００３６】
また、前記ポリエステル原糸は、単糸繊度が０．５乃至２０デニール、好ましくは２．０乃至１０．５デニールである。前記ポリエステル原糸がエアバッグ用織物に効果的に使用されるためには、収納性の側面から低繊度高強力に維持しなければならないので、適用可能な原糸の総繊度は２００乃至１，０００デニール、好ましくは２２０乃至８４０デニール、より好ましくは２５０乃至６００デニールである。また、前記原糸のフィラメント数が多いほどソフトな感触を与えることができるが、多すぎる場合には紡糸性が低いので、フィラメント数は５０乃至２４０、好ましくは５５乃至２２０、より好ましくは６０乃至２００である。
【００３７】
一方、前記のような発明の一実施態様によるポリエステル原糸は、ポリエステル重合体、例えばＰＥＴチップを溶融紡糸して未延伸糸を製造し、前記未延伸糸を延伸する方法で製造され、前記のような各段階の具体的な条件や進行方法がポリエステル原糸の物性に直／間接的に反映されて、前記物性のポリエステル原糸が製造される。
【００３８】
特に、このような工程の最適化によって、初期モジュラスが４０乃至１００ｇ／ｄであり、常温で１．０ｇ／ｄの応力では０．５％以上伸び、４．０ｇ／ｄの応力では４．３％以上伸び、７．０ｇ／ｄの応力では７．５％以上伸びるエアバッグ用ポリエステル原糸を確保することができることが明らかになった。また、本発明において、このような溶融紡糸及び延伸工程の最適化によって、高湿条件下で酸で存在して、ポリエステル原糸の基本分子鎖の切断を誘発するカルボキシル末端基（ＣＥＧ、Ｃａｒｂｏｘｙｌ Ｅｎｄ Ｇｒｏｕｐ）を最小化することができることが明らかになった。したがって、このようなポリエステル原糸は、低い初期モジュラス及び高い伸率を同時に示して、優れた機械的物性及び収納性、形態安定性、耐衝撃性、空気遮断効果を有するエアバッグ用織物に好ましく適用される。
【００３９】
このようなポリエステル原糸の製造方法を、各段階別により具体的に説明する。
前記エアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法は、固有粘度が０．８５ｄｌ／ｇ以上のポリエステル重合体を２７０乃至３００℃で溶融紡糸してポリエステル未延伸糸を製造する段階、及び前記ポリエステル未延伸糸を延伸する段階を含む。
まず、添付した図面を参照して、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるように、本発明の溶融紡糸及び延伸工程の実施形態を簡略に説明する。
【００４０】
図２は本発明の一実施態様による前記溶融紡糸及び延伸段階を含むポリエステル原糸の製造工程を模式的に示した工程図である。図２のように、本発明のエアバッグ用ポリエステル原糸の製造方式は、前記のような方式で製造されたポリエステル重合体を溶融させて口金によって紡糸した溶融高分子を急冷空気（ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ−ａｉｒ）で冷却し、油剤ロール１２０（またはオイルジェット）を利用して未延伸糸に油剤を付加し、前集束機（ｐｒｅ−ｉｎｔｅｒｌａｃｅｒ）１３０を使用して一定の空気圧力で未延伸糸に付加された油剤を原糸の表面に均一に分散させる。その後、多段の延伸装置１４１〜１４６によって延伸工程を経た後、最終的にセカンド集束機（２ｎｄ Ｉｎｔｅｒｌａｃｅｒ）１５０で一定の圧力で原糸をインターミングル（ｉｎｔｅｒｍｉｎｇｌｅ）し、巻取機１６０で巻取って、原糸を生産することができる。
【００４１】
一方、本発明の製造方法は、まず、エアバッグ用織物に効果的に使用することができる高強力低モジュラスのポリエステル原糸を製造するために、高粘度のポリエステル重合体を製造して使用する。特に、前記ポリエステル重合体は、ジカルボン酸とグリコールを利用して、ポリエステルの製造時に、重縮合反応後にグリコールを追加的に投入して製造することができる。このように製造されたポリエステル重合体は、高い固有粘度と共に低いカルボキシル末端基（ＣＥＧ）含有量を示すことによって、ポリエステル原糸に加工する時に、高温高湿の苛酷な条件下でエイジング後にも優れた機械的物性及び空気流出防止、気密性などを維持することができて、エアバッグ用織物に効果的に適用することができる。
【００４２】
本発明の製造方法において、前記ポリエステル重合体は、ａ）ジカルボン酸及びグリコールをエステル反応させる段階、ｂ）前記エステル反応によって生成されたオリゴマーを重縮合反応させる段階、及びｃ）前記重縮合された重合体にグリコールを追加的に添加して減圧反応させる段階を含む工程で製造することができる。
【００４３】
この時、前記ジカルボン酸は、炭素数６乃至２４の芳香族ジカルボン酸、炭素数６乃至２４の脂環族ジカルボン酸、炭素数２乃至８のアルカンジカルボン酸、及びそのエステル形成誘導体からなる群より選択された１種以上である。より具体的には、本発明のポリエステル原糸を製造するのに使用可能なジカルボン酸またはそのエステル形成誘導体としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸など炭素数６〜２４の芳香族ジカルボン酸及びそのエステル形成誘導体、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸など炭素数６〜２４の脂環族ジカルボン酸、炭素数２〜６のアルカンジカルボン酸などがある。
この中でも、経済性及び完成品の物性などを考慮して、テレフタル酸を使用するのが好ましく、特に、前記ジカルボン酸として１種以上の化合物を使用する場合、テレフタル酸を７０モル％以上含むものを使用するのが好ましい。
【００４４】
また、前記ａ）及びｃ）段階で各々使用されるグリコールは、互いに同一または相異して、本発明において使用可能なグリコールは、炭素数２〜８のアルカンジオール、炭素数６〜２４の脂環族ジオール、炭素数６〜２４の芳香族ジオール、及びそのエチレンオキシドまたはプロピレンオキシド付加物からなる群より選択された１種以上がある。より具体的には、本発明のポリエステルを製造するのに使用可能なグリコールとしては、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなど炭素数２〜８のアルカンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノールなど炭素数６〜２４の脂環族ジオール、及びビスフェノールＡ、ビスフェノールＳなど炭素数６〜２４の芳香族ジオール、芳香族ジオールのエチレンオキシドあるいはプロピレンオキシド付加物などがある。
このようなポリエステル重合体の製造工程は、ジカルボン酸及び二価アルコールであるグリコールを反応させてエステル化するＴＰＡ（Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌｉｃ Ａｃｉｄ）工法が適用される。一般的なポリエステルＴＰＡ工法は、前記ジカルボン酸及びグリコールを反応させてエステル化するエステル化反応において、触媒を使用せずに自己酸触媒反応する直接反応である。例えば、下記の反応式１に示したように、テトラフタル酸とエチレングリコールとのエステル化反応（ｅｓｔｅｒｆｉｃａｔｉｏｎ）で直接的にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を製造する方法がある。
【００４５】
【化１】
・・・（反応式１）
【００４６】
このようなＴＰＡ反応では、ジカルボン酸の不溶性及び低い反応性のために、高温を維持しなければならない。このように形成されたオリゴマーを高真空雰囲気で触媒を添加して高温で重縮合反応させて、一定の粘度のポリマーを形成する。このように形成されたポリマーをギヤポンプを利用したり高圧の不活性気体（Ｎ２）を利用してノズルを通過させて排出する。このように排出されたポリマーを冷却水で固化させて適した大きさに切断する。
【００４７】
前記のように、一般的なＴＰＡ工法によるポリエステルの製造時には、高温で行われるエステル化反応及び重縮合反応による熱分解の発生によってカルボキシル末端基が生成され、原料にカルボキシル末端基を含むジカルボン酸を使用するため、製造されたポリエステル最終ポリマーに多量のカルボキシル末端基が含まれるようになる。また、このように多量のカルボキシル末端基が含まれているポリエステル原糸をエアバッグ用織物に適用する場合には、前記のように、高温高湿下で酸で存在するカルボキシル末端基のために既存の分子鎖の切断が誘発されて、織物の物性が低下する。
したがって、本発明では、ポリエステル重合体の製造時に、ジカルボン酸及びグリコールの重縮合反応後にグリコールを追加的に投入して減圧反応を行うことによって、このようなカルボキシル末端基の含有量を最小化するだけでなく、このような反応によって反応性が高いヒドロキシ末端基を生成して、追加的にポリマーの分子量を増加させることができる。
【００４８】
本発明において、前記ジカルボン酸及びグリコールのエステル化反応及び重縮合反応は、ＴＰＡ工法として知られた通常の方法によって行うことができ、特に別途の工程条件に限定されない。
【００４９】
ただし、本発明の好ましい一実施態様によれば、前記ａ）段階でジカルボン酸及びグリコールのモル比は１：１乃至１：１．５、好ましくは１：１．１乃至１：１．４５、より好ましくは１：１．２乃至１：１．４であり、ポリマーの物性及び生産性向上の側面から反応物のモル比を前記のように維持するのが好ましい。
【００５０】
前記ａ）段階のエステル化反応は、温度は２３０乃至３００℃、好ましくは２５０乃至２８０℃で行うことができ、反応時間は２時間乃至７時間、好ましくは３乃至５時間で行うことができる。この時、反応時間及び反応温度は、ポリマーの物性及び生産性向上の側面から調節して行うことができる。
【００５１】
また、前記ｂ）段階の重縮合反応は、温度は２８０乃至３１０℃、好ましくは２８５乃至２９５℃で行うことができ、圧力は０乃至１０Ｔｏｒｒ、好ましくは０乃至５Ｔｏｒｒで行うことができ、反応時間は１乃至５時間、好ましくは２乃至４時間で行うことができる。この時、反応時間及び反応温度は、ポリマーの物性及び生産性向上の側面から調節して行うことができる。
【００５２】
本発明では、前記重縮合反応を終えた後に、前記のようなグリコールを追加的に投入して減圧条件下で追加反応を行って、生成されたポリマーでカルボキシル末端基を封鎖すると同時に、生成されるヒドロキシ末端基を利用して、最終ポリマーの分子量を増加させることができる。
【００５３】
前記ｃ）段階で、グリコールは、前記ａ）段階で添加されたグリコール総量に対して０．００１乃至２０重量％、好ましくは０．０１乃至１５重量％、より好ましくは０．０１乃至１０重量％の含有量で追加的に投入され、ポリマーの物性及び生産性向上の側面から追加投入されるグリコールの含有量を前記範囲に維持するのが好ましい。
【００５４】
また、前記グリコールの追加投入は、常圧を維持しながら行われ、グリコールの追加投入後には減圧条件で追加反応を行う。この時、前記追加反応は、１乃至１０Ｔｏｒｒ、好ましくは０乃至５Ｔｏｒｒの減圧条件下で行われ、ポリマーの物性及び生産性向上の側面から前記圧力範囲に維持するのが好ましい。
【００５５】
前記ｃ）段階は、重縮合反応後に真空を破棄して常圧を維持した直後にグリコールを追加投入し、減圧条件によって反応温度は異なる。また、グリコール追加投入反応を行う反応時間は５分乃至１時間、好ましくは５分乃至３０分である。この時、反応時間及び反応温度は、ポリマーの物性及び生産性向上の側面から調節して行うことができる。
【００５６】
このようにグリコールを追加的に投入して減圧反応を行った後に生成されたポリエステル重合体（ｃｈｉｐ）、つまり溶融重合ポリマーチップは、固有粘度が０．４ｄｌ／ｇ以上または０．４乃至０．９ｄｌ／ｇ、好ましくは０．５ｄｌ／ｇ以上または０．５乃至０．８ｄｌ／ｇになるようにするのがポリマーの物性向上の側面から好ましい。
【００５７】
また、必要に応じて、前記ｃ）段階の減圧反応後に、生成されたポリエステル重合体を固体重合させる段階を追加的に含むことができる。この時、前記固体重合反応は、温度は２２０乃至２６０℃、好ましくは２３０乃至２５０℃で行うことができ、圧力は０乃至１０Ｔｏｒｒ、好ましくは１．０Ｔｏｒｒ以下で行うことができ、反応時間は１０乃至４０時間、好ましくは３０時間以内で行うことができる。この時、反応時間及び反応温度は、最終粘度及び紡糸性向上の側面から調節して行うことができる。
【００５８】
このように固体重合反応を追加的に行ったポリエステル重合体は、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以上または０．７乃至２．０ｄｌ／ｇ、好ましくは０．８５ｄｌ／ｇ以上または０．８５乃至２．０ｄｌ／ｇ、より好ましくは０．９０ｄｌ／ｇ以上または０．９０ｄｌ／ｇ乃至２．０ｄｌ／ｇになるようにするのが原糸の物性及び紡糸性向上の側面から好ましい。前記チップの固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以上である場合に、好ましい高強力及び高伸率の特性を有する原糸を製造することができ、２．０ｄｌ／ｇ以下である場合に、チップの溶融温度の上昇による分子鎖の切断及び紡糸パックでの圧力の増加を防止することができる。
【００５９】
ただし、前記のように高強力低モジュラスのポリエステル原糸を製造するためには、未延伸糸製造工程で高粘度ポリエステル重合体、例えば固有粘度０．８５ｄｌ／ｇ以上のポリエステル重合体を使用し、溶融紡糸及び延伸工程によってこのような高粘度の範囲を最大限維持して、低延伸で高強力を発揮させ、モジュラスを効果的に低下させるのが好ましい。また、前記ポリエステル重合体の溶融温度の上昇による分子鎖の切断及び紡糸パックからの吐出量による圧力の増加を防止するためには、固有粘度が２．０ｄｌ／ｇ以下であるのがより好ましい。
【００６０】
また、ポリエステル原糸で製造してエアバッグ用織物に適用する時に、高温高湿条件下でも優れた物性を維持することができるようにするためには、前記ポリエステル重合体の分子内のＣＥＧ含有量は３０ｍｅｑ／ｋｇ以下であるのが好ましい。ここで、前記ポリエステル重合体のＣＥＧ含有量は、溶融紡糸及び延伸工程を行った後にも最大限低い範囲に維持されて、最終製造されたポリエステル原糸が高強力及び優れた形態安定性、機械的物性、苛酷な条件下で優れた物性発現特性を確保することができるようにするのが好ましい。このような側面から、前記ポリエステル重合体のＣＥＧ含有量が３０ｍｅｑ／ｋｇを超過する場合には、溶融紡糸及び延伸工程によって最終製造されたポリエステル原糸の分子内のＣＥＧ含有量が過剰で、例えば３０ｍｅｑ／ｋｇ乃至５０ｍｅｑ／ｋｇを超過する程度に増加して、高湿条件下でＣＥＧによってエステル結合が切断されて、原糸そのもの及びこれから製造された織物の物性の低下が引き起こされる。
【００６１】
前記ポリエステル重合体は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分として含むのが好ましく、エアバッグ用原糸としての機械的物性を確保するためには、好ましくは７０モル％以上、より好ましくは９０モル％以上含むことができる。
一方、本発明のポリエステル原糸の製造方法は、前記高い固有粘度及び低いＣＥＧ含有量のポリエステル重合体を溶融紡糸して、ポリエステル未延伸糸を製造する。
【００６２】
この時、低い初期モジュラス及び高い伸率の範囲のポリエステル未延伸糸を製造するためには、前記溶融紡糸工程は、ポリエステル重合体の熱分解を最小化することができるように低い温度範囲で行うのが好ましい。特に、高粘度のポリエステル重合体の固有粘度及びＣＥＧ含有量などに対して工程による物性の低下を最小化することができるように、つまりポリエステル重合体の高粘度及び低いＣＥＧ含有量を維持することができるように、低温紡糸、例えば２７０乃至３００℃、好ましくは２８０乃至２９８℃、より好ましくは２８２乃至２９８℃の温度で行うことができる。ここで、紡糸温度とは、射出機（Ｅｘｔｒｕｄｅｒ）温度を示し、前記溶融紡糸工程が３００℃を超過する温度で行われる場合には、ポリエステル重合体の熱分解が多量に発生して、固有粘度の低下によって分子量の減少及びＣＥＧ含有量の増加が著しくなり、原糸の表面の損傷によって全般的な物性の低下をもたらすので好ましくない。これに反して、前記溶融紡糸工程を２７０℃未満の温度で行う場合には、ポリエステル重合体の溶融が難しく、Ｎ／Ｚ表面の冷却によって紡糸性が低下するので、前記温度範囲内で溶融紡糸工程を行うのが好ましい。
【００６３】
実験の結果、このような低い温度範囲でポリエステル重合体の溶融紡糸工程を行うことによって、ポリエステル重合体の分解反応を最小化し、高い固有粘度を維持して、高い分子量を確保することによって、後続する延伸工程で高い延伸比率を適用しなくても、高強力の原糸を製造することができ、このように低延伸工程を行うことができるため、モジュラスを効果的に低下させることができて、前記物性を満たすポリエステル原糸が製造されることが明らかになった。
【００６４】
また、前記溶融紡糸工程は、ポリエステル重合体の分解反応を最小化する側面から、より低い紡糸張力下で行われるように、つまり紡糸張力を最小化することができるように、例えば前記ポリエステル重合体を溶融紡糸する速度を３００乃至１，０００ｍ／ｍｉｎの低速に調節することができ、好ましくは３５０乃至７００ｍ／ｍｉｎに調節することができる。このように選択的に低い紡糸張力及び低い紡糸速度下でポリエステル重合体の溶融紡糸工程を行うことによって、ポリエステル重合体の分解反応をより最小化することができる。
【００６５】
一方、このような溶融紡糸工程を経て製造された未延伸糸は、０．８ｄｌ／ｇ以上または０．８ｄｌ／ｇ乃至１．２ｄｌ／ｇ、好ましくは０．８５ｄｌ／ｇ以上または０．８５ｄｌ／ｇ乃至１．１５ｄｌ／ｇ、より好ましくは０．９０ｄｌ／ｇ以上または０．９０ｄｌ／ｇ乃至１．１０ｄｌ／ｇの固有粘度を示す。また、このように低温紡糸によって製造された未延伸糸の分子内のＣＥＧ含有量は、５０ｍｅｑ／ｋｇ以下、好ましくは４０ｍｅｑ／ｋｇ以下、より好ましくは３０ｍｅｑ／ｋｇ以下である。このような未延伸糸の分子内のＣＥＧ含有量は、後続の延伸工程を行った延伸糸、つまりポリエステル原糸でも同一な水準に維持される。
【００６６】
特に、このような高粘度及び低いＣＥＧ含有量のポリエステル重合体は、前記のような低温条件下で溶融紡糸を行ってポリエステル重合体の熱分解などを最大限抑制することによって、ポリエステル重合体とポリエステル原糸との固有粘度及びＣＥＧ含有量の差を最小化することができる。例えば、ポリエステル重合体とポリエステル原糸との固有粘度の差が０．５ｄｌ／ｇ以下または０乃至０．５ｄｌ／ｇ、好ましくは０．４ｄｌ／ｇ以下または０．１乃至０．４ｄｌ／ｇになるように溶融紡糸及び後続工程を行うことができる。また、ポリエステル重合体とポリエステル原糸との分子内のＣＥＧ含有量の差が２０ｍｅｑ／ｋｇ以下または０乃至２０ｍｅｑ／ｋｇ、好ましくは１５ｍｅｑ／ｋｇ以下または３乃至１５ｍｅｑ／ｋｇになるように工程を行うことができる。
【００６７】
本発明は、このようにポリエステル重合体の固有粘度の低下及びＣＥＧ含有量の増加を最大限抑制することによって、ポリエステル原糸の優れた機械的物性を維持すると同時に、優れた伸率を確保して、エアバッグ用織物に適した高強力低モジュラス原糸を製造することができる。
【００６８】
そして、前記ポリエステル重合体、例えばＰＥＴチップは、モノフィラメントの繊度が０．５乃至２０デニール、好ましくは１乃至１５デニールになるように考案された口金によって紡糸されるのが好ましい。つまり、紡糸中に糸切れが発生する可能性及び冷却時に相互干渉によって糸切れが発生する可能性を低くするためには、モノフィラメントの繊度が１．５デニール以上でなければならず、冷却効率を向上させるためには、モノフィラメントの繊度が１５デニール以下であるのが好ましい。
【００６９】
また、前記ポリエステル重合体を溶融紡糸した後には、冷却工程を付加して、前記ポリエステル未延伸糸を製造することができる。このような冷却工程は、１５乃至６０℃の冷却風を加える方法で行うのが好ましく、各々の冷却風の温度条件において冷却風量を０．４乃至１．５ｍ／ｓに調節するのが好ましい。それによって、本発明の一実施態様による諸般の物性を示すポリエステル未延伸糸をより容易に製造することができる。
【００７０】
一方、このような紡糸段階によってポリエステル未延伸糸を製造した後には、このような未延伸糸を延伸して延伸糸を製造する。この時、前記延伸工程は、５．０乃至６．０、好ましくは５．０乃至５．８の延伸比条件下で行うことができる。前記ポリエステル未延伸糸は、溶融紡糸工程を最適化して、高い固有粘度及び低い初期モジュラスを維持して、分子内のＣＥＧ含有量も最小化した状態である。したがって、６．０を越える高い延伸比条件下で前記延伸工程を行うと、過延伸水準になって、前記延伸糸に糸切れまたは毛羽などが発生し、高い繊維配向度によって低伸率高モジュラスの原糸が製造される。特に、このように高い延伸比条件下で原糸の伸率が低下してモジュラスが増加する場合、エアバッグ用織物に適用する時に、ホールディング性、収納性が低下する。反面、比較的低い延伸比条件下で延伸工程を行うと、繊維配向度が低くなり、これから製造されたポリエステル原糸の強度が一部低くなる。つまり、物性の側面から５．０以上の延伸比条件下で延伸工程を行えば、例えばエアバッグ用織物などに適用されるのに適した高強力低モジュラスのポリエステル原糸が製造可能なので、前記延伸工程は、５．０乃至６．０の延伸比条件下で行うのが好ましい。
【００７１】
本発明の他の適切な実施形態によれば、直接紡糸延伸工程で高強度及び低収縮の特性を同時に満たして、低モジュラスのポリエステル原糸を製造するために、高粘度のポリエステル重合チップを使用して溶融紡糸した後、ワインダで巻取るまで多段コデットローラを経て、延伸、熱固定、弛緩、巻取工程を含むことができる。
前記延伸工程は、前記未延伸糸をオイルピックアップ量０．２％乃至２．０％の条件下でコデットローラを通過させた後に行うことができる。
【００７２】
前記弛緩工程において、弛緩率は１％乃至１４％であるのが好ましく、１％未満である場合には、収縮率の発現が難しく、高い延伸比条件下と同様に、高い繊維配向度の形成によって高伸率低モジュラス繊維の製造が難しくなり、１４％を超過する場合には、コデットローラ上で糸もつれが著しくなって、作業性を確保することができない。
【００７３】
また、前記延伸工程では、前記未延伸糸を約１７０乃至２５０℃の温度で熱処理する熱固定工程を追加的に行うことができ、好ましくは前記延伸工程の適切な進行のために、１７５乃至２４０℃、より好ましくは１８０乃至２４５℃の温度で熱処理することができる。ここで、温度が１７０℃未満である場合には、熱効率が十分でなく、弛緩効率が低下して、収縮率を達成するのが難しく、２５０℃を超過する場合には、熱分解による原糸の強度の低下及びローラ上のタールの発生が増加して、作業性が低下する。
【００７４】
この時、巻取速度は２，０００乃至４，０００ｍ／ｍｉｎ、好ましくは２，５００乃至３，７００ｍ／ｍｉｎで行うことができる。
ここで、発明のまた他の実施態様により、前記ポリエステル原糸を含むエアバッグ用ポリエステル織物が提供される。
【００７５】
本発明において、エアバッグ（ａｉｒｂａｇ）用織物とは、自動車用エアバッグの製造に使用される織物または不織布などを示し、前記のような工程で製造されたポリエステル原糸を使用して製造されることを特徴とする。
【００７６】
特に、本発明は、既存の高強度低伸率及び高モジュラスのポリエステル繊維でなく、高強度高伸率及び低モジュラスのポリエステル繊維を使用することによって、エアバッグの膨張時のエネルギー吸収能力が優れているだけでなく、優れた形態安定性と空気遮断性及び優れたホールディング性、柔軟性、収納性を有するエアバッグ用ポリエステル織物を提供することができる。また、前記エアバッグ用織物は、常温での物性が優れているだけでなく、高温高湿の苛酷な条件下でエイジング（ａｇｉｎｇ）後にも優れた機械的物性及び気密性などを維持することができる。
【００７７】
より具体的に、本発明のエアバッグ用織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ５０３４方法で常温で測定した引張強度が２２０ｋｇｆ／ｉｎｃｈまたは２２０乃至３５０ｋｇｆ／ｉｎｃｈであり、好ましくは２３０ｋｇｆ／ｉｎｃｈまたは２３０乃至３００ｋｇｆ／ｉｎｃｈ程度の範囲である。前記引張強度は、既存のエアバッグに要求される物性の側面から２２０ｋｇｆ／ｉｎｃｈ以上であるのが好ましく、現実的に、物性発現の側面から３５０ｋｇｆ／ｉｎｃｈ以下であるのが好ましい。
【００７８】
前記エアバッグ用織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ５０３４方法で常温で測定した切断伸度が２０％以上または２０％乃至６０％であり、好ましくは３０％以上または３０％乃至５０％程度の範囲である。前記切断伸度は、既存のエアバッグに要求される物性の側面から２０％以上であるのが好ましく、現実的に、物性発現の側面から６０％以下であるのが好ましい。
【００７９】
また、エアバッグ用コーティング織物は、高温高圧のガスによって急速に膨張するので、優れた引裂強度が要求されるが、前記エアバッグ用コーティング織物の破裂強度を示す引裂強度を米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ２２６１方法で常温で測定した時、２３ｋｇｆ以上または２３乃至６０ｋｇｆ、好ましくは２５ｋｇｆ以上または２５乃至５５ｋｇｆである。ここで、コーティング織物の引裂強度が前記下限値、つまり常温で２３ｋｇｆ未満である場合には、エアバッグの展開時にエアバッグが破裂して、エアバッグの機能に大きな危険をもたらすことがある。
【００８０】
本発明によるエアバッグ用織物は、ＡＳＴＭ Ｄ １７７６方法で測定した経糸方向及び緯糸方向の織物収縮率が各々４．０％以下、好ましくは２．０％以下である。ここで、織物の形態安定性の側面から、経糸方向及び緯糸方向の織物収縮率が１．０％を超えないのが最も好ましい。
【００８１】
前記織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ７３７方法で常温で測定した空気透過度が１０．０ｃｆｍ以下または０乃至１０．０ｃｆｍである。特に、エアバッグ用織物の空気透過度は、織物にゴム成分コーティングを行うことによって顕著に低くすることができ、ほぼ０ｃｆｍに近似する空気透過度を確保することもできる。ただし、このようなゴム成分コーティングを行わない場合、本発明の非コーティング織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ７３７方法で常温で測定した空気透過度が１０．０ｃｆｍ以下または０乃至１０．０ｃｆｍ、好ましくは３．５ｃｆｍ以下または０．１乃至３．５ｃｆｍ、より好ましくは１．５ｃｆｍ以下または０．５乃至１．５ｃｆｍである。この時、空気透過度が１０．０ｃｆｍ、より好ましくは３．５ｃｆｍを超過する場合には、エアバッグ用織物の気密性を維持する側面から好ましくない。
【００８２】
また、本発明のエアバッグ用織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ４０３２方法で常温で測定した剛軟度が０．２ｋｇｆ以上または０．２乃至１．２ｋｇｆ、好ましくは０．５ｋｇｆ以上または０．５乃至１．０ｋｇｆである。特に、５３０デニール以上である場合に１．２ｋｇｆ以下になり、４６０デニール未満である場合に０．８ｋｇｆ以下になる。
【００８３】
本発明の織物は、エアバッグ用に使用するためには、前記剛軟度の範囲を維持するのが好ましく、剛軟度が０．２ｋｇｆ未満と非常に低い場合には、エアバッグの膨張展開時に十分な保護支持機能を果たすことができず、車両への装着時にも形態維持性能が低下して、収納性が低下する。また、非常に固い状態になって折り畳むのが難しくなるため、収納性が低下するのを防止して、織物の変質現象を防止するためには、前記剛軟度は１．２ｋｇｆ以下であるのが好ましく、特に、４６０デニール未満である場合には０．８ｋｇｆ以下であるのが好ましく、５３０デニール以上である場合にも１．２ｋｇｆ以下であるのが好ましい。
【００８４】
また、本発明のまた他の実施態様により、ポリエステル原糸を使用したエアバッグ用織物の製造方法が提供される。本発明のエアバッグ用織物の製造方法は、前記ポリエステル原糸を使用してエアバッグ用生地を製織する段階、前記製織されたエアバッグ用生地を精練する段階、及び前記精練された織物をテンターリングする段階を含む。
本発明において、前記ポリエステル原糸は、通常の製織方法、精練及びテンターリング工程を経て最終的なエアバッグ用織物に製造される。この時、織物の製織形態は特定の形態に限定されず、平織タイプ及びＯＰＷ（Ｏｎｅ Ｐｉｅｃｅ Ｗｏｖｅｎ）タイプの両方が好ましい。
【００８５】
特に、本発明のエアバッグ用織物は、前記ポリエステル原糸を緯糸及び経糸として利用して、ビーミング（ｂｅａｍｉｎｇ）、製織、精練、及びテンターリング工程を経て製造される。前記織物は、通常の製織機を使用して製造され、ある特定の織機を使用することに限定されない。ただし、平織形態の織物は、レピア織機（Ｒａｐｉｅｒ Ｌｏｏｍ）やエアージェット織機（Ａｉｒ Ｊｅｔ Ｌｏｏｍ）、またはウォータージェット織機（Ｗａｔｅｒ Ｊｅｔ Ｌｏｏｍ）などを使用して製造され、ＯＰＷ形態の織物は、ジャカード織機（Ｊａｃｑｕａｒｄ Ｌｏｏｍ）を使用して製造される。
【００８６】
また、本発明のエアバッグ用織物は、表面にコーティングまたはラミネートされたシリコン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂などの１種以上からなる樹脂コーティング層をさらに含むのが好ましく、コーティング樹脂の種類は前記で言及された物質に限定されない。前記樹脂コーティング層は、ナイフコーティング法、ドクターブレード法、または噴霧コーティング法が適用されてコーティングされるが、これも前記で言及された方法に限定されない。
【００８７】
前記樹脂コーティング層の単位面積当りコーティング量は、２０乃至２００ｇ／ｍ２、好ましくは２０乃至１００ｇ／ｍ２である。特に、ＯＰＷ（Ｏｎｅ Ｐｉｅｃｅ Ｗｏｖｅｎ）タイプのサイドカーテンエアバッグ用織物の場合には、前記コーティング量が３０ｇ／ｍ２乃至９５ｇ／ｍ２であるのが好ましく、平織タイプのエアバック用織物の場合には、前記コーティング量が２０ｇ／ｍ２乃至５０ｇ／ｍ２であるのが好ましい。
このようにコーティングされたエアバッグ用織物は、裁断及び縫製工程を経て一定の形態からなるエアバッグクッションに製造される。前記エアバッグは、特別な形態に限定されず、一般的な形態に製造される。
【００８８】
一方、本発明のまた他の実施態様により、前記エアバッグを含むエアバッグシステムが提供される。前記エアバッグシステムは、関連業者に周知の通常の装置を備えることができる。前記エアバッグは、大きく、フロンタルエアバッグ（Ｆｒｏｎｔａｌ Ａｉｒｂａｇ）及びサイドカーテンエアバッグ（Ｓｉｄｅ Ｃｕｒｔａｉｎ Ａｉｒｂａｇ）に区分される。前記フロンタルエアバッグには、運転席用、助手席用、側面保護用、膝保護用、足首保護用、歩行者保護用エアバッグなどがあり、サイドカーテンエアバッグは、自動車の側面衝突や転覆事故時に搭乗者を保護する。したがって、本発明のエアバッグは、フロンタルエアバッグ及びサイドカーテンエアバッグを全て含む。
【００８９】
本発明において、前記に記載された内容以外の事項は、必要に応じて加減が可能であり、本発明では特に限定されない。
【実施例】
【００９０】
以下、本発明の理解のために、本発明の好ましい実施例を提示するが、下記の実施例は本発明を例示するためのもので、本発明の範囲は下記の実施例に限定されない。
【００９１】
実施例１〜５
下記の表１に示した工程条件で、テレフタル酸及びエチレングリコールのモル比（エチレングリコール／テレフタル酸）が１．３になるようにして、エステル化反応を２５０〜２８０℃で４時間行った。前記エステル反応後、生成されたオリゴマーを２８０〜２９０℃で３時間３０分にわたって重縮合反応を行って、ポリマーを生成した。
【００９２】
前記重縮合反応を経た後、常圧に維持した状態で、エチレングリコールを初期投入されたグリコール総量に対して各々１％及び３％の含有量で追加投入した後、追加反応を０．５Ｔｏｒｒの高真空雰囲気で１分以上行った。この時、追加反応によって生成された溶融重合ポリエステル重合体（ｃｈｉｐ）の固有粘度（ＩＶ）が０．５〜０．８ｄｌ／ｇ程度になるように追加反応を行った。
【００９３】
また、前記重縮合反応及び追加反応によって生成されたポリエステル重合体（ｃｈｉｐ）を２２０〜２４５℃で追加的に固体重合反応を行って、固有粘度（ＩＶ）が０．７〜１．３ｄｌ／ｇのポリエステル固体重合チップを製造した。
前記ポリエステル固体重合チップは、図１に示したような工程で溶融紡糸して延伸する段階を経て、エアバッグ用ポリエステル原糸を製造した。
【００９４】
特に、前記ポリエステル固体重合チップは、２８３〜２９５℃の温度で溶融して紡糸口金を通して溶融ポリエステルを吐出し、前記吐出された溶融ポリエステルをフードヒーター及び断熱板から構成された遅延冷却区間を通過させて遅延急冷（ｄｅｌａｙｅｄ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ）した。
【００９５】
前記遅延急冷されたポリエステル繊維にロール形態の油剤付与装置を利用して油剤を付与した。この時、前記油剤の量は、原糸１００重量部に対して０．８重量部であり、使用された油剤は、エチレンオキシド／プロピレンオキシド付加ジオールエステル（３０重量部）、エチレンオキシド付加ジオールエステル（１５重量部）、グリセリルトリエステル（１０重量部）、トリメチルプロパントリエステル（１０重量部）、及び少量の帯電防止剤を混合した紡糸油剤を使用した。
【００９６】
前記油剤が付与された原糸を前集束機に通過させて、コデットローラを利用して延伸した。
【００９７】
前記延伸後に、セカンド集束機（２ｎｄ Ｉｎｔｅｒｌａｃｅｒ）を利用して前記延伸されたポリエステル原糸にインターミングルを付与した後、巻取機で巻取ってポリエステル原糸を製造した。
【００９８】
この時、グリコール／ジカルボン酸のモル比、エステル化反応、重縮合反応、グリコール追加投入反応、固体重合反応の温度、圧力、反応時間、ＰＥＴ重合体の固有粘度と分子内のＣＥＧ含有量、溶融紡糸工程時の紡糸速度及び紡糸張力、紡糸温度条件、延伸比、熱処理温度などは下記の表１に示された通りであり、残りの条件はポリエステル原糸の製造のための通常の条件の通りである。
【００９９】
【表１】
【０１００】
前記実施例１〜５により製造されたポリエステル原糸に対して下記の方法で物性を測定し、測定された物性を下記の表２に整理した。
【０１０１】
１）結晶化度
ポリエステル原糸の密度ρは、ｎ−ヘプタン及び四塩化炭素を利用した密度勾配管法によって２５℃で測定し、結晶化度は下記の計算式１によって計算した。
【０１０２】
［計算式１］
Ｘｃ（結晶化度）＝ρｃ（ρ−ρａ）／ρ（ρｃ−ρａ）
前記式で、ρは原糸の密度、ρｃは結晶の密度（ＰＥＴの場合は１．４５７ｇ／ｃｍ３）、及びρａは非結晶の密度（ＰＥＴの場合は１．３３６ｇ／ｃｍ３）である。
【０１０３】
２）固有粘度
四塩化炭素を利用して試料から油剤を抽出し、１６０±２℃でＯＣＰ（Ｏｒｔｈｏ Ｃｈｌｏｒｏ Ｐｈｅｎｏｌ）で溶解した後、２５℃の温度で自動粘度測定器（Ｓｋｙｖｉｓ−４０００）を利用して粘度管での試料の粘度を測定し、下記の計算式２によってポリエステル原糸の固有粘度（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ、ＩＶ）を計算した。
【０１０４】
［計算式２］
固有粘性度（ＩＶ）＝{（０．０２４２×Ｒｅｌ）+０．２６３４}×Ｆ
前記式で、
Ｒｅｌ＝溶液秒数×溶液比重×粘度係数／ＯＣＰ粘度 であり、
Ｆ＝スタンダードチップのＩＶ／スタンダードチップを標準動作で測定した３つの平均ＩＶである。
【０１０５】
３）ＣＥＧの含有量
ポリエステル原糸のカルボキシル末端基（ＣＥＧ、Ｃａｒｂｏｘｙｌ Ｅｎｄ Ｇｒｏｕｐ）は、ＡＳＴＭ Ｄ ６６４及びＤ ４０９４の規定により、試料０．２ｇを５０ｍＬの三角フラスコに入れた後、ベンジルアルコール２０ｍＬを加えてホットプレート（ｈｏｔ ｐｌａｔｅ）を利用して１８０℃まで昇温して５分間維持し、試料を完全に溶解した後、１６０℃に冷却して、１３５℃に到達する時にフェノールフタレン５〜６滴を加えて、０．０２Ｎ ＫＯＨで適正して、無色からピンク色に変わる適正点で、下記の計算式３によってＣＥＧの含有量（ＣＯＯＨ ｍｉｌｌｉｏｎ ｅｑｕｉｖ．／試料ｋｇ）を計算した。
【０１０６】
［計算式３］
ＣＥＧ＝（Ａ−Ｂ）×２０×１／Ｗ
前記式で、Ａは試料の適正に消費されたＫＯＨの量（ｍＬ）であり、Ｂは空試料の適正に消費されたＫＯＨの量（ｍＬ）であり、Ｗは試料の重量（ｇ）である。
【０１０７】
４）初期モジュラス
米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ８８５の方法により、引張試験時に得られる応力変形度グラフの弾性区間の傾きから弾性係数を算出して、初期モジュラスを測定した。
【０１０８】
５）引張強度及び切断伸度
ポリエステル原糸の引張強度及び切断伸度を万能材料試験器（Ｉｎｓｔｒｏｎ）を使用して測定し、試料の長さは２５０ｍｍ、引張速度は３００ｍｍ／ｍｉｎとし、初期荷重は０．０５ｇ／ｄに設定した。
【０１０９】
６）乾熱収縮率
英国テストライト（Ｔｅｓｔｒｉｔｅ）社のＴｅｓｔｒｉｔｅ ＭＫ−Ｖ装備を使用して、１８０℃の温度及び最張力（３０ｇ）で乾熱収縮率を２分間測定した。
【０１１０】
７）タフネス値
下記の計算式４によって、タフネス（Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ、１０−１ｇ／ｄ）値を計算した。
【０１１１】
［計算式４］
Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ＝強度（ｇ／ｄ）×√破断点伸度（％）
【０１１２】
８）単糸繊度
単糸繊度は、糸繰りを利用して原糸を９０００ｍだけ取ってその重量を測定し、原糸の総繊度（Ｄｅｎｉｅｒ）を求めた後、フィラメント数で割る方法で測定した。
【０１１３】
９）伸率
前記引張強度及び切断伸度の測定方法と同様な方法で測定し、Ｓ−Ｓカーブ（Ｃｕｒｖｅ）で各荷重（Ｌｏａｄ）に相当する伸率を確認した。
【０１１４】
【表２】
【０１１５】
比較例１〜５
下記の表３に記載された条件を除いては、実施例１〜５と同様な方法により、比較例１〜５のポリエステル原糸を製造した。
【０１１６】
【表３】
【０１１７】
前記比較例１〜５により製造されたポリエステル原糸の物性を下記の表４に整理した。
【０１１８】
【表４】
【０１１９】
製造例１〜５
実施例１〜５により製造されたポリエステル原糸を使用してレピア織機でエアバッグ用織物生地を製織し、精練及びテンターリング工程を経て、エアバッグ用織物を製造し、前記織物にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂をナイフコーティング（ｋｎｉｆｅ ｏｖｅｒ ｒｏ１ｌ ｃｏａｔｉｎｇ）方法でコーティングして、ＰＶＣコーティングされた織物を製造した。
この時、織物の経糸及び緯糸の製織密度、製織形態、樹脂コーティング量は、下記の表５に示した通りであり、残りの条件はエアバッグ用ポリエステル織物の製造のための通常の条件の通りである。
【０１２０】
【表５】
【０１２１】
前記実施例１〜５により製造されたポリエステル原糸を使用して製造された各々のエアバッグ用ポリエステル織物に対して下記の方法で物性を測定し、測定された物性を下記表６に整理した。
【０１２２】
（ａ）引張強度及び切断伸度
エアバッグ織物から試片を裁断して、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ５０３４による引張強度測定装置の下部クランプに固定して、上部クランプを上に移動させながらエアバッグ織物の試片が破断される時の強度及び伸率を測定した。
【０１２３】
（ｂ）引裂強度
米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ２２６１によりエアバッグ用織物の引裂強度を測定した。
【０１２４】
（ｃ）経糸及び緯糸方向の織物収縮率
米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ １７７６により経／緯糸方向の織物収縮率を測定した。まず、ＯＰＷタイプエアバッグ用織物から試片を裁断した後、経糸及び緯糸方向に収縮前の長さである２０ｃｍを表示し、チェンバで１４９℃で１時間熱処理した試片の収縮した長さを測定して、傾斜方向及び緯糸方向の織物収縮率｛（収縮前の長さ−収縮後の長さ）／収縮前の長さ×１００％｝を測定した。
【０１２５】
（ｄ）剛軟度
米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ４０３２による剛軟度測定装置を利用してサーキュラーベンド（Ｃｉｒｃｕｌａｒ Ｂｅｎｄ）法で織物の剛軟度を測定した。また、剛軟度の測定法としてカンチレバー法を適用することもでき、織物にベンディングを与えるために一定の角度の傾斜を与えた試験台であるカンチレバー測定機器を利用して、織物のベンディングの長さの測定によって剛軟度を測定することもできる。
【０１２６】
（ｅ）厚度
米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ １７７７によってエアバッグ用織物の厚度を測定した。
【０１２７】
（ｅ）空気透過度
米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ７３７によりエアバッグ用織物を２０℃、６５％ＲＨ下で１日以上放置した後、１２５Ｐａの圧力の空気が３８ｃｍ２の円形断面を通過する量を測定した。
【０１２８】
【表６】
【０１２９】
比較製造例１〜５
比較例１〜５により製造されたポリエステル原糸を使用したことを除いては、製造例１〜５と同様な方法によりエアバッグ用ポリエステル織物を製造して物性を測定し、下記の表７に整理した。
【０１３０】
【表７】
【０１３１】
前記表６に示したように、実施例１〜５で製造されて、高固有粘度、高伸率、及び低初期モジュラスなどの特性を有するポリエステル原糸から製造された製造例１〜５のエアバッグ用織物は、引張強度が２３５〜２４９ｋｇｆ／ｉｎｃｈであり、引裂強度が１５〜２１ｋｇｆであり、織物収縮率が経糸方向及び緯糸方向に各々０．５％〜０．７％及び０．３％〜０．６％と非常に優れていることが分かる。これと同時に、前記製造例１〜５のエアバッグ用ポリエステル織物は、剛軟度が０．５４〜０．７９ｋｇｆと優れた最適な範囲を維持することによって、優れた形態安定性、機械的物性と共に、優れたホールディング性、収納性を有することが確認された。
【０１３２】
特に、製造例１〜５のエアバッグ用織物は、高強力低モジュラス原糸を使用して、コーティング織物の空気透過度が１．４ｃｆｍ以下と優れた気密性を有することが確認された。
【０１３３】
反面、前記表７に示したように、比較例１〜５のポリエステル原糸を使用した比較製造例１〜５のエアバッグ用織物は、このような特性を満たさないことが確認された。特に、比較製造例１〜５のエアバッグ用織物は、引張強度は類似した程度であったが、経糸方向及び緯糸方向に織物収縮率が各々０．８％〜１．２％及び０．７％〜１．１％であり、引裂強度が１０〜１４ｋｇｆと顕著に低いことが分かる。このように、織物収縮率及び引裂強度などが顕著に低い織物がエアバッグ装置に使用される場合、エアバッグの展開時にエアバッグが破裂するなど機械的物性の低下による問題が発生することがある。
また、比較製造例１〜５によるコーティング織物の空気透過度は１．７〜２．１ｃｆｍと大きく増加し、気密性が低いことが分かり、このように空気透過度が増加した場合には、エアバッグの展開時に空気が簡単に抜けて、エアバッグの役割を果たすことができない問題が発生することがある。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアバッグ用織物に使用可能なポリエステル原糸に関し、より詳細には、優れた機械的物性、形態安定性、収納性などの特性を有する高強力低モジュラスのポリエステル原糸及びその製造方法、これを利用したエアバッグ用織物に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エアバッグ（ａｉｒ ｂａｇ）は、走行中の車両が約４０ｋｍ／ｈ以上の速度で正面衝突する時に、車両に加えられる衝突衝撃を衝撃センサーで感知した後、火薬を爆発させてエアバッグの内部にガスを供給して膨張させることによって、運転者及び搭乗者を保護する装置であり、一般的なエアバッグシステムの構造は、図１に示した通りである。
【０００３】
図１に示されたように、一般的なエアバッグシステムは、雷管１２２の点火によってガスを発生させるインフレータ（ｉｎｆｌａｔｏｒ）１２１、その発生したガスによって運転席の運転者側に膨張展開するエアバッグ１２４からなり、操向ホイール１０１に装着されるエアバッグモジュール１００、衝突時に衝撃信号を発生させる衝撃センサー１３０、及びその衝撃信号によってインフレータ１２１の雷管１２２を点火させる電子制御モジュール（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）１１０を含んで構成されている。このように構成されたエアバッグシステムは、車両が正面衝突すると、衝撃センサー１３０で衝撃を感知して、電子制御モジュール１１０に信号を伝達する。この時、これを認識した電子制御モジュール１１０は、雷管１２２を点火させて、インフレータ１２１の内部のガス発生剤を燃焼させる。このように燃焼するガス発生剤は、急速なガスの発生によってエアバッグ１２４を膨張させる。このように膨張して展開したエアバッグ１２４は、運転者の前面上体と接触して、衝突による衝撃荷重を部分的に吸収し、運転者の頭と胸が慣性によって前方に押し出されて膨張して展開したエアバッグ１２４と衝突する場合、エアバッグ１２４の内部のガスは、エアバッグ１２４に形成された排出孔から急速に排出されて、運転者の前面に対して緩衝作用をするようになる。したがって、前面衝突時に運転者に加えられる衝撃を効果的に緩衝させることによって、２次傷害を軽減させることができるようになる。
【０００４】
前記のように、自動車に使用されるエアバッグは、一定の形態に製造された後、その体積を最小化するために折り畳まれた状態で自動車のハンドルや自動車の側面ガラス窓または側面構造物などに装着されて、折り畳まれた状態を維持し、インフレータ１２１の作動時にエアバッグが膨張して展開されるようにする。
【０００５】
したがって、自動車への装着時に、エアバッグのホールディング性及びパッケージ性を効果的に維持し、エアバッグそのものの損傷及び破裂を防止して、優れたエアバッグクッションの展開性能を発揮し、搭乗者に加えられる衝撃を最小化するためには、エアバッグ織物の優れた機械的物性と共に、ホールディング性及び搭乗者に加えられる衝撃を減少させるための柔軟性が非常に重要である。しかし、搭乗者の安全のために優れた空気遮断効果及び柔軟性を同時に維持し、エアバッグが受ける衝撃に十分に耐えて、自動車内に効果的に装着されて使用されるエアバッグ用織物は提案されていないのが現状である。
【０００６】
従来は、ナイロン６６などのポリアミド繊維がエアバッグ用原糸の材料として使用されていた。しかし、ナイロン６６は、耐衝撃性は優れているが、ポリエステル繊維に比べて耐湿熱性、耐光性、形態安定性の側面で性能が低く、原料費用も高い短所がある。
【０００７】
一方、特許文献１には、このような欠点を軽減させることができるポリエステル繊維の使用が提案されている。しかし、このように既存のポリエステル原糸を使用してエアバッグを製造する場合には、高いモジュラスによって自動車への装着時に狭い空間に収納するのが難しく、高温高湿の苛酷な条件下で十分な機械的物性及び展開性能を維持するのに限界があった。
【０００８】
したがって、エアバッグ用織物に使用するのに適するように、優れた形態安定性及び空気遮断効果を維持し、搭乗者に加えられる衝撃を減少させるための柔軟性、収納性、及び高温高湿の苛酷な条件下で優れた機械的物性を維持する繊維原糸の開発に対する研究が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０４−２１４４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、エアバッグ用織物に使用可能なように優れた形態安定性及び柔軟性、収納性を確保して、高温高湿の苛酷な条件下で十分な性能を維持する、エアバッグ用ポリエステル原糸を提供する。
【００１１】
本発明は、また、前記ポリエステル原糸を製造する方法を提供する。
【００１２】
本発明は、また、前記ポリエステル原糸を使用して製造されるエアバッグ用織物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
発明は、常温で、１．０ｇ／ｄ応力時に伸率が０．５％以上であり、４．０ｇ／ｄ応力時に伸率が４．３％以上であり、７．０ｇ／ｄ応力時に伸率が７．５％以上であり、前記ポリエステル原糸の初期モジュラスが４０乃至１００ｇ／ｄである、エアバッグ用ポリエステル原糸を提供する。
【００１４】
本発明は、また、固有粘度が０．８５ｄｌ／ｇ以上のポリエステル重合体を２７０乃至３００℃で溶融紡糸してポリエステル未延伸糸を製造する段階、及び前記ポリエステル未延伸糸を延伸する段階を含む、前記エアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法を提供する。
【００１５】
本発明は、また、前記ポリエステル原糸を使用して製造されるエアバッグ用織物を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、初期モジュラス及び伸率などが所定の範囲に最適化されて、機械的物性、柔軟性、及びホールディング性が優れたエアバッグ用織物を製造することができるエアバッグ用ポリエステル原糸が提供される。
このようなエアバッグ用ポリエステル原糸は、低モジュラス、高強力、高伸率に最適化されることによって、エアバッグ用織物に使用される時に、優れた形態安定性、機械的物性、空気遮断効果を達成することができるだけでなく、優れたホールディング性及び柔軟性を確保することができて、自動車への装着時に収納性を顕著に改善し、搭乗者に加えられる衝撃を最小化して、搭乗者を安全に保護することができる。
したがって、本発明のポリエステル原糸及びこれを利用したポリエステル織物は、車両用エアバッグの製造などに非常に好ましく使用される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一般的なエアバッグシステムを示した図面である。
【図２】本発明の一実施態様によるエアバッグ用ポリエステル原糸の製造工程を模式的に示した工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、発明の具体的な実施態様によるエアバッグ用ポリエステル原糸及びその製造方法、これから製造されるエアバッグ用織物について、より詳細に説明する。しかし、これは、本発明の一例として提示されるものであって、本発明の権利範囲がこれによって限定されるのではなく、発明の権利範囲内で実施態様が多様に変形可能であることは当業者に自明である。
【００１９】
追加的に、本明細書全体においては、特別な言及がない限り、「含む」または「含有する」という表現は、ある構成要素（または構成成分）を特別な制限なく含むことを意味し、他の構成要素（または構成成分）の付加を除外するものと解釈されない。
ポリエステルエアバッグ用織物は、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴとする）を含む重合体を溶融紡糸して未延伸糸を製造し、これを延伸して延伸糸（つまり、原糸）を製造した後、このような工程によって製造されたポリエステル原糸を製織加工して製造される。したがって、前記ポリエステル原糸の特性がポリエステルエアバッグ用織物の物性に直／間接的に反映される。
【００２０】
特に、従来のナイロン６６などのポリアミド繊維の代わりにポリエステルをエアバッグ用原糸に適用するためには、既存のポリエステル原糸の高いモジュラスや剛軟度などによるホールディング性の低下及び低い溶融熱容量による高温高湿の苛酷な条件下での物性の低下、これに伴う展開性能の低下を克服しなければならない。
【００２１】
ポリエステルは、分子の構造上、ナイロンなどに比べて剛軟性（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）の高い構造からなり、高いモジュラス（ｈｉｇｈ ｍｏｄｕｌｕｓ）の特性を有する。これによって、エアバッグ用織物として使用して自動車に装着する場合、収納性（ｐａｃｋｉｎｇ）が顕著に低下するようになる。また、ポリエステル分子鎖内のカルボキシル末端基（Ｃａｒｂｏｘｙｌ Ｅｎｄ Ｇｒｏｕｐ、以下、ＣＥＧとする）は、高温高湿条件でエステル基（ｅｓｔｅｒ ｂｏｎｄ）を攻撃して、分子鎖の切断をもたらし、エイジング後の物性を低下させる原因となる。
【００２２】
それによって、本発明は、ポリエステル原糸における初期モジュラス及び伸率などの物性の範囲を最適化することによって、剛軟度を顕著に低くして、強靱性（タフネス（ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ））などの優れた機械的物性及び空気遮断性能などを維持することができ、エアバッグ用織物に効果的に適用することができる。
【００２３】
特に、本発明者の実験の結果、所定の特性のポリエステル原糸からエアバッグ用織物を製造することにより、より向上したホールディング性、形態安定性、及び空気遮断効果を示し、エアバッグ用織物として使用する時に、自動車への装着などにおいてより優れた収納性（ｐａｃｋｉｎｇ）及び高温高湿の苛酷な条件下でも優れた機械的物性、空気流出防止、気密性などを維持することができることが明らかになった。
【００２４】
発明の一実施態様により、本発明は、所定の特性のポリエステル原糸が提供される。このようなポリエステル原糸は、常温で測定された原糸の１．０ｇ／ｄ応力での伸率が０．５％以上であり、４．０ｇ／ｄ応力での伸率が４．３％以上であり、７．０ｇ／ｄ応力での伸率が７．５％以上であり、前記ポリエステル原糸の初期モジュラスが４０乃至１００ｇ／ｄである。
【００２５】
このようなポリエステル原糸は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分として含むのが好ましい。この時、前記ＰＥＴは、その製造段階で多様な添加剤が添加されるが、エアバッグ用織物に適した物性を示すためには、少なくとも７０モル％以上、より好ましくは９０モル％以上含む原糸である。以下で、ＰＥＴという用語は、特別な説明なくＰＥＴ高分子が７０モル％以上である場合を意味する。
【００２６】
前記本発明の一実施態様によるポリエステル原糸は、後述する溶融紡糸及び延伸条件下で製造され、初期モジュラスが４０乃至１００ｇ／ｄであり、常温で測定された原糸が１．０ｇ／ｄの応力では０．５％以上伸び、４．０ｇ／ｄの応力では４．３％以上伸び、７．０ｇ／ｄの応力では７．５％以上伸びる特性を示す。
【００２７】
一般に、ポリエステルは、分子の構造上、ナイロンなどに比べて剛軟性（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）の高い構造からなり、これによって高いモジュラスの特性を示し、エアバッグ用織物に使用する時に、ホールディング性及びパッキング性（ｐａｃｋｉｎｇ）が顕著に低下して、自動車の狭い空間に収納するのが難しい。しかし、調節された溶融紡糸及び延伸工程によって製造された前記ポリエステル原糸は、高強力低モジュラスの特性を示し、従来から知られたポリエステル産業用原糸より低い初期モジュラス、つまり４０乃至１００ｇ／ｄ、好ましくは５０乃至１００ｇ／ｄ、より好ましくは５５乃至９５ｇ／ｄの初期モジュラスを示す。この時、前記ポリエステル原糸のモジュラスは、引張試験時に得られる応力変形度線図の弾性区間の傾きから得られる弾性係数の物性値であって、物体を両側から引っ張る時に物体の伸びる程度及び変形程度を示す弾性率に相当する値である。また、原糸の初期モジュラスは、応力変形度においてほぼ「０」点以降に弾性区間が始まる地点での弾性係数の物性値である。前記原糸の初期モジュラスが高いと、弾性は好ましいが、織物の剛軟度（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）が低下し、初期モジュラスが非常に低いと、織物の剛軟度は好ましいが、弾性回復力が低下して、織物の強靭性が低下する。しかし、本発明のポリエステル原糸は、初期モジュラスが従来のポリエステル産業用原糸よりはるかに低い範囲に最適化されたものである。このように、既存のものに比べて低い範囲の初期モジュラスを示すポリエステル原糸から製造されたエアバッグ用織物は、既存のポリエステル織物の高い剛軟度（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）の問題などを解決して、優れたホールディング性、柔軟性、及び収納性を示す。
【００２８】
前記ポリエステル原糸は、また、低い初期モジュラスと共に最小化された延伸を示す。これによって、前記ポリエステル原糸は、常温で１．０ｇ／ｄの応力では０．５％以上または０．５％乃至１．５％、好ましくは０．７％乃至１．２％伸び、４．０ｇ／ｄの応力では４．３％以上または４．３％乃至２０％、好ましくは４．３％乃至１５％伸び、７．０ｇ／ｄの応力では７．５％以上または７．５％乃至２５％、好ましくは７．５％乃至２０％伸びる。このような特性により、前記ポリエステル原糸から製造されたエアバッグ用織物は、既存のポリエステル織物の高い剛軟度（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）の問題などを解決して、優れたホールディング性、柔軟性、及び収納性を示す。
【００２９】
これと同時に、前記ポリエステル原糸は、従来から知られたポリエステル原糸に比べてより向上した固有粘度、つまり０．８ｄｌ／ｇ以上または０．８ｄｌ／ｇ乃至１．２ｄｌ／ｇ、好ましくは０．８５ｄｌ／ｇ乃至１．１５ｄｌ／ｇ、より好ましくは０．９０ｄｌ／ｇ乃至１．１０ｄｌ／ｇの固有粘度を示す。固有粘度は、前記ポリエステル原糸をエアバッグに適用する時に、コーティング工程などで熱的変形が発生しないようにするために前記範囲に維持されるのが好ましい。
【００３０】
前記原糸の固有粘度が０．８ｄｌ／ｇ以上である場合に、低延伸で高強力を発揮して、エアバッグ原糸に要求される強力を満たすことができるので好ましく、そうでない場合には、高延伸で物性を発現しなければならなくなる。このように、高延伸を適用する場合、繊維配向度が上昇して、高いモジュラスの物性を示すようになる。したがって、前記原糸の固有粘度を０．８ｄｌ／ｇ以上に維持して、低延伸を適用して、低モジュラスが発現可能になるようにするのが好ましい。また、原糸の粘度が１．２ｄｌ／ｇを超過して延伸する場合には、延伸張力が上昇して、工程上の問題が発生することがあるので、１．２ｄｌ／ｇ以下であるのがより好ましい。特に、本発明のポリエステル原糸は、このように高い固有粘度を維持することによって、低延伸で低い剛軟度を提供すると同時に、エアバッグ用織物に十分な機械的物性及び耐衝撃性、タフネス（ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）などを提供する高強力特性がさらに与えられる。
【００３１】
したがって、このような低い初期モジュラス及び高い伸率、好ましくは高い固有粘度を示すポリエステル原糸を利用して、優れた機械的物性及び収納性、形態安定性、耐衝撃性、空気遮断効果を同時に示すエアバッグ用織物が製造可能になる。したがって、前記ポリエステル原糸を利用すれば、より低い剛軟度及びホールディング性、柔軟性、収納性を示して、優れた耐衝撃性、形態安定性、機械的物性、気密性を示すエアバッグ用織物が製造される。このようなエアバッグ用ポリエステル織物は、優れた機械的物性、形態安定性、空気遮断効果を示して、自動車の狭い空間に装着する時に、優れたホールディング性、収納性を提供すると同時に、優れた柔軟性で搭乗者に加えられる衝撃を最小化して、搭乗者を安全に保護することができるので、エアバッグ用織物などに好ましく適用される。
【００３２】
また、本発明のポリエステル原糸は、後述する溶融紡糸及び延伸条件下で製造されて、従来から知られたポリエステル原糸に比べて非常に低いカルボキシル末端基（ＣＥＧ）含有量を示すことができる。つまり、前記ポリエステル原糸は、５０ｍｅｑ／ｋｇ以下、好ましくは４０ｍｅｑ／ｋｇ以下、より好ましくは３０ｍｅｑ／ｋｇ以下のＣＥＧ含有量を示すことができる。ポリエステル分子鎖内のカルボキシル末端基（ＣＥＧ）は、高温高湿条件でエステル基（ｅｓｔｅｒｂｏｎｄ）を攻撃して分子鎖の切断をもたらし、これによってエイジング（ａｇｉｎｇ）後の物性を低下させる。特に、前記ＣＥＧ含有量が５０ｍｅｑ／ｋｇを超過するようになると、エアバッグに適用する時に、高湿条件下でＣＥＧによってエステル結合が切断されて物性の低下が引き起こされるので、前記ＣＥＧ含有量は５０ｍｅｑ／ｋｇ以下であるのが好ましい。
【００３３】
一方、前記本発明の一実施態様によるポリエステル原糸は、引張強度が６．５ｇ／ｄ以上または６．５ｇ／ｄ乃至１１．０ｇ／ｄ、好ましくは７．５ｇ／ｄ以上または７．５ｇ／ｄ乃至１０．０ｇ／ｄであり、切断伸度が１３％以上または１３％乃至３５％、好ましくは１５％以上または１５％乃至２５％である。また、前記原糸は、乾熱収縮率が１０．０％以下または２．０％乃至１０．０％、好ましくは２．２％以下または２．２％乃至１０．０％であり、タフネス値が３０×１０−１ｇ／ｄ以上または３０×１０−１ｇ／ｄ乃至４６×１０−１ｇ／ｄ、好ましくは３１×１０−１ｇ／ｄ以上または３１×１０−１ｇ／ｄ乃至４４×１０−１ｇ／ｄである。前記のように、固有粘度及び初期モジュラス、伸率の範囲を最適な範囲に維持することによって、本発明のポリエステル原糸は、優れた強度及び物性を確保することができるだけでなく、エアバッグ用織物に製造する時に、優れた性能を発揮することができる。
【００３４】
また、本発明のポリエステル原糸は、一般的なコーティング織物のラミネートコーティング温度に相当する１５０℃での収縮応力が０．００５乃至０．０７５ｇ／ｄであるのが好ましく、一般的なコーティング織物のゾルコーティング温度に相当する２００℃での収縮応力が０．００５乃至０．０７５ｇ／ｄであるのが好ましい。つまり、前記１５０℃及び２００℃での収縮応力が各々０．００５ｇ／ｄ以上である場合に、コーティング工程中の熱による織物の傾き現象を防止することができ、０．０７５ｇ／ｄ以下である場合に、コーティング工程を経て常温で冷却される時に、弛緩応力を緩和させることができる。前記収縮応力は、０．１０ｇ／ｄの固定荷重下で測定した値を基準にした。
【００３５】
以上のようにコーティングなどの熱処理工程での変形を防止するためには、前記ポリエステル原糸は、また、結晶化度が４０％乃至５５％であり、好ましくは４１％乃至５２％、より好ましくは４１％乃至５０％である。前記原糸の結晶化度は、エアバッグ用織物に適用する時に、熱的形態安定性の維持などのために４０％以上であるのが好ましく、前記結晶化度が５５％を超過する場合には、非結晶領域の減少によって衝撃吸収性能が低下する問題が発生することがあるので、５５％以下であるのが好ましい。
【００３６】
また、前記ポリエステル原糸は、単糸繊度が０．５乃至２０デニール、好ましくは２．０乃至１０．５デニールである。前記ポリエステル原糸がエアバッグ用織物に効果的に使用されるためには、収納性の側面から低繊度高強力に維持しなければならないので、適用可能な原糸の総繊度は２００乃至１，０００デニール、好ましくは２２０乃至８４０デニール、より好ましくは２５０乃至６００デニールである。また、前記原糸のフィラメント数が多いほどソフトな感触を与えることができるが、多すぎる場合には紡糸性が低いので、フィラメント数は５０乃至２４０、好ましくは５５乃至２２０、より好ましくは６０乃至２００である。
【００３７】
一方、前記のような発明の一実施態様によるポリエステル原糸は、ポリエステル重合体、例えばＰＥＴチップを溶融紡糸して未延伸糸を製造し、前記未延伸糸を延伸する方法で製造され、前記のような各段階の具体的な条件や進行方法がポリエステル原糸の物性に直／間接的に反映されて、前記物性のポリエステル原糸が製造される。
【００３８】
特に、このような工程の最適化によって、初期モジュラスが４０乃至１００ｇ／ｄであり、常温で１．０ｇ／ｄの応力では０．５％以上伸び、４．０ｇ／ｄの応力では４．３％以上伸び、７．０ｇ／ｄの応力では７．５％以上伸びるエアバッグ用ポリエステル原糸を確保することができることが明らかになった。また、本発明において、このような溶融紡糸及び延伸工程の最適化によって、高湿条件下で酸で存在して、ポリエステル原糸の基本分子鎖の切断を誘発するカルボキシル末端基（ＣＥＧ、Ｃａｒｂｏｘｙｌ Ｅｎｄ Ｇｒｏｕｐ）を最小化することができることが明らかになった。したがって、このようなポリエステル原糸は、低い初期モジュラス及び高い伸率を同時に示して、優れた機械的物性及び収納性、形態安定性、耐衝撃性、空気遮断効果を有するエアバッグ用織物に好ましく適用される。
【００３９】
このようなポリエステル原糸の製造方法を、各段階別により具体的に説明する。
前記エアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法は、固有粘度が０．８５ｄｌ／ｇ以上のポリエステル重合体を２７０乃至３００℃で溶融紡糸してポリエステル未延伸糸を製造する段階、及び前記ポリエステル未延伸糸を延伸する段階を含む。
まず、添付した図面を参照して、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるように、本発明の溶融紡糸及び延伸工程の実施形態を簡略に説明する。
【００４０】
図２は本発明の一実施態様による前記溶融紡糸及び延伸段階を含むポリエステル原糸の製造工程を模式的に示した工程図である。図２のように、本発明のエアバッグ用ポリエステル原糸の製造方式は、前記のような方式で製造されたポリエステル重合体を溶融させて口金によって紡糸した溶融高分子を急冷空気（ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ−ａｉｒ）で冷却し、油剤ロール１２０（またはオイルジェット）を利用して未延伸糸に油剤を付加し、前集束機（ｐｒｅ−ｉｎｔｅｒｌａｃｅｒ）１３０を使用して一定の空気圧力で未延伸糸に付加された油剤を原糸の表面に均一に分散させる。その後、多段の延伸装置１４１〜１４６によって延伸工程を経た後、最終的にセカンド集束機（２ｎｄ Ｉｎｔｅｒｌａｃｅｒ）１５０で一定の圧力で原糸をインターミングル（ｉｎｔｅｒｍｉｎｇｌｅ）し、巻取機１６０で巻取って、原糸を生産することができる。
【００４１】
一方、本発明の製造方法は、まず、エアバッグ用織物に効果的に使用することができる高強力低モジュラスのポリエステル原糸を製造するために、高粘度のポリエステル重合体を製造して使用する。特に、前記ポリエステル重合体は、ジカルボン酸とグリコールを利用して、ポリエステルの製造時に、重縮合反応後にグリコールを追加的に投入して製造することができる。このように製造されたポリエステル重合体は、高い固有粘度と共に低いカルボキシル末端基（ＣＥＧ）含有量を示すことによって、ポリエステル原糸に加工する時に、高温高湿の苛酷な条件下でエイジング後にも優れた機械的物性及び空気流出防止、気密性などを維持することができて、エアバッグ用織物に効果的に適用することができる。
【００４２】
本発明の製造方法において、前記ポリエステル重合体は、ａ）ジカルボン酸及びグリコールをエステル反応させる段階、ｂ）前記エステル反応によって生成されたオリゴマーを重縮合反応させる段階、及びｃ）前記重縮合された重合体にグリコールを追加的に添加して減圧反応させる段階を含む工程で製造することができる。
【００４３】
この時、前記ジカルボン酸は、炭素数６乃至２４の芳香族ジカルボン酸、炭素数６乃至２４の脂環族ジカルボン酸、炭素数２乃至８のアルカンジカルボン酸、及びそのエステル形成誘導体からなる群より選択された１種以上である。より具体的には、本発明のポリエステル原糸を製造するのに使用可能なジカルボン酸またはそのエステル形成誘導体としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸など炭素数６〜２４の芳香族ジカルボン酸及びそのエステル形成誘導体、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸など炭素数６〜２４の脂環族ジカルボン酸、炭素数２〜６のアルカンジカルボン酸などがある。
この中でも、経済性及び完成品の物性などを考慮して、テレフタル酸を使用するのが好ましく、特に、前記ジカルボン酸として１種以上の化合物を使用する場合、テレフタル酸を７０モル％以上含むものを使用するのが好ましい。
【００４４】
また、前記ａ）及びｃ）段階で各々使用されるグリコールは、互いに同一または相異して、本発明において使用可能なグリコールは、炭素数２〜８のアルカンジオール、炭素数６〜２４の脂環族ジオール、炭素数６〜２４の芳香族ジオール、及びそのエチレンオキシドまたはプロピレンオキシド付加物からなる群より選択された１種以上がある。より具体的には、本発明のポリエステルを製造するのに使用可能なグリコールとしては、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなど炭素数２〜８のアルカンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノールなど炭素数６〜２４の脂環族ジオール、及びビスフェノールＡ、ビスフェノールＳなど炭素数６〜２４の芳香族ジオール、芳香族ジオールのエチレンオキシドあるいはプロピレンオキシド付加物などがある。
このようなポリエステル重合体の製造工程は、ジカルボン酸及び二価アルコールであるグリコールを反応させてエステル化するＴＰＡ（Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌｉｃ Ａｃｉｄ）工法が適用される。一般的なポリエステルＴＰＡ工法は、前記ジカルボン酸及びグリコールを反応させてエステル化するエステル化反応において、触媒を使用せずに自己酸触媒反応する直接反応である。例えば、下記の反応式１に示したように、テトラフタル酸とエチレングリコールとのエステル化反応（ｅｓｔｅｒｆｉｃａｔｉｏｎ）で直接的にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を製造する方法がある。
【００４５】
【化１】
・・・（反応式１）
【００４６】
このようなＴＰＡ反応では、ジカルボン酸の不溶性及び低い反応性のために、高温を維持しなければならない。このように形成されたオリゴマーを高真空雰囲気で触媒を添加して高温で重縮合反応させて、一定の粘度のポリマーを形成する。このように形成されたポリマーをギヤポンプを利用したり高圧の不活性気体（Ｎ２）を利用してノズルを通過させて排出する。このように排出されたポリマーを冷却水で固化させて適した大きさに切断する。
【００４７】
前記のように、一般的なＴＰＡ工法によるポリエステルの製造時には、高温で行われるエステル化反応及び重縮合反応による熱分解の発生によってカルボキシル末端基が生成され、原料にカルボキシル末端基を含むジカルボン酸を使用するため、製造されたポリエステル最終ポリマーに多量のカルボキシル末端基が含まれるようになる。また、このように多量のカルボキシル末端基が含まれているポリエステル原糸をエアバッグ用織物に適用する場合には、前記のように、高温高湿下で酸で存在するカルボキシル末端基のために既存の分子鎖の切断が誘発されて、織物の物性が低下する。
したがって、本発明では、ポリエステル重合体の製造時に、ジカルボン酸及びグリコールの重縮合反応後にグリコールを追加的に投入して減圧反応を行うことによって、このようなカルボキシル末端基の含有量を最小化するだけでなく、このような反応によって反応性が高いヒドロキシ末端基を生成して、追加的にポリマーの分子量を増加させることができる。
【００４８】
本発明において、前記ジカルボン酸及びグリコールのエステル化反応及び重縮合反応は、ＴＰＡ工法として知られた通常の方法によって行うことができ、特に別途の工程条件に限定されない。
【００４９】
ただし、本発明の好ましい一実施態様によれば、前記ａ）段階でジカルボン酸及びグリコールのモル比は１：１乃至１：１．５、好ましくは１：１．１乃至１：１．４５、より好ましくは１：１．２乃至１：１．４であり、ポリマーの物性及び生産性向上の側面から反応物のモル比を前記のように維持するのが好ましい。
【００５０】
前記ａ）段階のエステル化反応は、温度は２３０乃至３００℃、好ましくは２５０乃至２８０℃で行うことができ、反応時間は２時間乃至７時間、好ましくは３乃至５時間で行うことができる。この時、反応時間及び反応温度は、ポリマーの物性及び生産性向上の側面から調節して行うことができる。
【００５１】
また、前記ｂ）段階の重縮合反応は、温度は２８０乃至３１０℃、好ましくは２８５乃至２９５℃で行うことができ、圧力は０乃至１０Ｔｏｒｒ、好ましくは０乃至５Ｔｏｒｒで行うことができ、反応時間は１乃至５時間、好ましくは２乃至４時間で行うことができる。この時、反応時間及び反応温度は、ポリマーの物性及び生産性向上の側面から調節して行うことができる。
【００５２】
本発明では、前記重縮合反応を終えた後に、前記のようなグリコールを追加的に投入して減圧条件下で追加反応を行って、生成されたポリマーでカルボキシル末端基を封鎖すると同時に、生成されるヒドロキシ末端基を利用して、最終ポリマーの分子量を増加させることができる。
【００５３】
前記ｃ）段階で、グリコールは、前記ａ）段階で添加されたグリコール総量に対して０．００１乃至２０重量％、好ましくは０．０１乃至１５重量％、より好ましくは０．０１乃至１０重量％の含有量で追加的に投入され、ポリマーの物性及び生産性向上の側面から追加投入されるグリコールの含有量を前記範囲に維持するのが好ましい。
【００５４】
また、前記グリコールの追加投入は、常圧を維持しながら行われ、グリコールの追加投入後には減圧条件で追加反応を行う。この時、前記追加反応は、１乃至１０Ｔｏｒｒ、好ましくは０乃至５Ｔｏｒｒの減圧条件下で行われ、ポリマーの物性及び生産性向上の側面から前記圧力範囲に維持するのが好ましい。
【００５５】
前記ｃ）段階は、重縮合反応後に真空を破棄して常圧を維持した直後にグリコールを追加投入し、減圧条件によって反応温度は異なる。また、グリコール追加投入反応を行う反応時間は５分乃至１時間、好ましくは５分乃至３０分である。この時、反応時間及び反応温度は、ポリマーの物性及び生産性向上の側面から調節して行うことができる。
【００５６】
このようにグリコールを追加的に投入して減圧反応を行った後に生成されたポリエステル重合体（ｃｈｉｐ）、つまり溶融重合ポリマーチップは、固有粘度が０．４ｄｌ／ｇ以上または０．４乃至０．９ｄｌ／ｇ、好ましくは０．５ｄｌ／ｇ以上または０．５乃至０．８ｄｌ／ｇになるようにするのがポリマーの物性向上の側面から好ましい。
【００５７】
また、必要に応じて、前記ｃ）段階の減圧反応後に、生成されたポリエステル重合体を固体重合させる段階を追加的に含むことができる。この時、前記固体重合反応は、温度は２２０乃至２６０℃、好ましくは２３０乃至２５０℃で行うことができ、圧力は０乃至１０Ｔｏｒｒ、好ましくは１．０Ｔｏｒｒ以下で行うことができ、反応時間は１０乃至４０時間、好ましくは３０時間以内で行うことができる。この時、反応時間及び反応温度は、最終粘度及び紡糸性向上の側面から調節して行うことができる。
【００５８】
このように固体重合反応を追加的に行ったポリエステル重合体は、固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以上または０．７乃至２．０ｄｌ／ｇ、好ましくは０．８５ｄｌ／ｇ以上または０．８５乃至２．０ｄｌ／ｇ、より好ましくは０．９０ｄｌ／ｇ以上または０．９０ｄｌ／ｇ乃至２．０ｄｌ／ｇになるようにするのが原糸の物性及び紡糸性向上の側面から好ましい。前記チップの固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ以上である場合に、好ましい高強力及び高伸率の特性を有する原糸を製造することができ、２．０ｄｌ／ｇ以下である場合に、チップの溶融温度の上昇による分子鎖の切断及び紡糸パックでの圧力の増加を防止することができる。
【００５９】
ただし、前記のように高強力低モジュラスのポリエステル原糸を製造するためには、未延伸糸製造工程で高粘度ポリエステル重合体、例えば固有粘度０．８５ｄｌ／ｇ以上のポリエステル重合体を使用し、溶融紡糸及び延伸工程によってこのような高粘度の範囲を最大限維持して、低延伸で高強力を発揮させ、モジュラスを効果的に低下させるのが好ましい。また、前記ポリエステル重合体の溶融温度の上昇による分子鎖の切断及び紡糸パックからの吐出量による圧力の増加を防止するためには、固有粘度が２．０ｄｌ／ｇ以下であるのがより好ましい。
【００６０】
また、ポリエステル原糸で製造してエアバッグ用織物に適用する時に、高温高湿条件下でも優れた物性を維持することができるようにするためには、前記ポリエステル重合体の分子内のＣＥＧ含有量は３０ｍｅｑ／ｋｇ以下であるのが好ましい。ここで、前記ポリエステル重合体のＣＥＧ含有量は、溶融紡糸及び延伸工程を行った後にも最大限低い範囲に維持されて、最終製造されたポリエステル原糸が高強力及び優れた形態安定性、機械的物性、苛酷な条件下で優れた物性発現特性を確保することができるようにするのが好ましい。このような側面から、前記ポリエステル重合体のＣＥＧ含有量が３０ｍｅｑ／ｋｇを超過する場合には、溶融紡糸及び延伸工程によって最終製造されたポリエステル原糸の分子内のＣＥＧ含有量が過剰で、例えば３０ｍｅｑ／ｋｇ乃至５０ｍｅｑ／ｋｇを超過する程度に増加して、高湿条件下でＣＥＧによってエステル結合が切断されて、原糸そのもの及びこれから製造された織物の物性の低下が引き起こされる。
【００６１】
前記ポリエステル重合体は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分として含むのが好ましく、エアバッグ用原糸としての機械的物性を確保するためには、好ましくは７０モル％以上、より好ましくは９０モル％以上含むことができる。
一方、本発明のポリエステル原糸の製造方法は、前記高い固有粘度及び低いＣＥＧ含有量のポリエステル重合体を溶融紡糸して、ポリエステル未延伸糸を製造する。
【００６２】
この時、低い初期モジュラス及び高い伸率の範囲のポリエステル未延伸糸を製造するためには、前記溶融紡糸工程は、ポリエステル重合体の熱分解を最小化することができるように低い温度範囲で行うのが好ましい。特に、高粘度のポリエステル重合体の固有粘度及びＣＥＧ含有量などに対して工程による物性の低下を最小化することができるように、つまりポリエステル重合体の高粘度及び低いＣＥＧ含有量を維持することができるように、低温紡糸、例えば２７０乃至３００℃、好ましくは２８０乃至２９８℃、より好ましくは２８２乃至２９８℃の温度で行うことができる。ここで、紡糸温度とは、射出機（Ｅｘｔｒｕｄｅｒ）温度を示し、前記溶融紡糸工程が３００℃を超過する温度で行われる場合には、ポリエステル重合体の熱分解が多量に発生して、固有粘度の低下によって分子量の減少及びＣＥＧ含有量の増加が著しくなり、原糸の表面の損傷によって全般的な物性の低下をもたらすので好ましくない。これに反して、前記溶融紡糸工程を２７０℃未満の温度で行う場合には、ポリエステル重合体の溶融が難しく、Ｎ／Ｚ表面の冷却によって紡糸性が低下するので、前記温度範囲内で溶融紡糸工程を行うのが好ましい。
【００６３】
実験の結果、このような低い温度範囲でポリエステル重合体の溶融紡糸工程を行うことによって、ポリエステル重合体の分解反応を最小化し、高い固有粘度を維持して、高い分子量を確保することによって、後続する延伸工程で高い延伸比率を適用しなくても、高強力の原糸を製造することができ、このように低延伸工程を行うことができるため、モジュラスを効果的に低下させることができて、前記物性を満たすポリエステル原糸が製造されることが明らかになった。
【００６４】
また、前記溶融紡糸工程は、ポリエステル重合体の分解反応を最小化する側面から、より低い紡糸張力下で行われるように、つまり紡糸張力を最小化することができるように、例えば前記ポリエステル重合体を溶融紡糸する速度を３００乃至１，０００ｍ／ｍｉｎの低速に調節することができ、好ましくは３５０乃至７００ｍ／ｍｉｎに調節することができる。このように選択的に低い紡糸張力及び低い紡糸速度下でポリエステル重合体の溶融紡糸工程を行うことによって、ポリエステル重合体の分解反応をより最小化することができる。
【００６５】
一方、このような溶融紡糸工程を経て製造された未延伸糸は、０．８ｄｌ／ｇ以上または０．８ｄｌ／ｇ乃至１．２ｄｌ／ｇ、好ましくは０．８５ｄｌ／ｇ以上または０．８５ｄｌ／ｇ乃至１．１５ｄｌ／ｇ、より好ましくは０．９０ｄｌ／ｇ以上または０．９０ｄｌ／ｇ乃至１．１０ｄｌ／ｇの固有粘度を示す。また、このように低温紡糸によって製造された未延伸糸の分子内のＣＥＧ含有量は、５０ｍｅｑ／ｋｇ以下、好ましくは４０ｍｅｑ／ｋｇ以下、より好ましくは３０ｍｅｑ／ｋｇ以下である。このような未延伸糸の分子内のＣＥＧ含有量は、後続の延伸工程を行った延伸糸、つまりポリエステル原糸でも同一な水準に維持される。
【００６６】
特に、このような高粘度及び低いＣＥＧ含有量のポリエステル重合体は、前記のような低温条件下で溶融紡糸を行ってポリエステル重合体の熱分解などを最大限抑制することによって、ポリエステル重合体とポリエステル原糸との固有粘度及びＣＥＧ含有量の差を最小化することができる。例えば、ポリエステル重合体とポリエステル原糸との固有粘度の差が０．５ｄｌ／ｇ以下または０乃至０．５ｄｌ／ｇ、好ましくは０．４ｄｌ／ｇ以下または０．１乃至０．４ｄｌ／ｇになるように溶融紡糸及び後続工程を行うことができる。また、ポリエステル重合体とポリエステル原糸との分子内のＣＥＧ含有量の差が２０ｍｅｑ／ｋｇ以下または０乃至２０ｍｅｑ／ｋｇ、好ましくは１５ｍｅｑ／ｋｇ以下または３乃至１５ｍｅｑ／ｋｇになるように工程を行うことができる。
【００６７】
本発明は、このようにポリエステル重合体の固有粘度の低下及びＣＥＧ含有量の増加を最大限抑制することによって、ポリエステル原糸の優れた機械的物性を維持すると同時に、優れた伸率を確保して、エアバッグ用織物に適した高強力低モジュラス原糸を製造することができる。
【００６８】
そして、前記ポリエステル重合体、例えばＰＥＴチップは、モノフィラメントの繊度が０．５乃至２０デニール、好ましくは１乃至１５デニールになるように考案された口金によって紡糸されるのが好ましい。つまり、紡糸中に糸切れが発生する可能性及び冷却時に相互干渉によって糸切れが発生する可能性を低くするためには、モノフィラメントの繊度が１．５デニール以上でなければならず、冷却効率を向上させるためには、モノフィラメントの繊度が１５デニール以下であるのが好ましい。
【００６９】
また、前記ポリエステル重合体を溶融紡糸した後には、冷却工程を付加して、前記ポリエステル未延伸糸を製造することができる。このような冷却工程は、１５乃至６０℃の冷却風を加える方法で行うのが好ましく、各々の冷却風の温度条件において冷却風量を０．４乃至１．５ｍ／ｓに調節するのが好ましい。それによって、本発明の一実施態様による諸般の物性を示すポリエステル未延伸糸をより容易に製造することができる。
【００７０】
一方、このような紡糸段階によってポリエステル未延伸糸を製造した後には、このような未延伸糸を延伸して延伸糸を製造する。この時、前記延伸工程は、５．０乃至６．０、好ましくは５．０乃至５．８の延伸比条件下で行うことができる。前記ポリエステル未延伸糸は、溶融紡糸工程を最適化して、高い固有粘度及び低い初期モジュラスを維持して、分子内のＣＥＧ含有量も最小化した状態である。したがって、６．０を越える高い延伸比条件下で前記延伸工程を行うと、過延伸水準になって、前記延伸糸に糸切れまたは毛羽などが発生し、高い繊維配向度によって低伸率高モジュラスの原糸が製造される。特に、このように高い延伸比条件下で原糸の伸率が低下してモジュラスが増加する場合、エアバッグ用織物に適用する時に、ホールディング性、収納性が低下する。反面、比較的低い延伸比条件下で延伸工程を行うと、繊維配向度が低くなり、これから製造されたポリエステル原糸の強度が一部低くなる。つまり、物性の側面から５．０以上の延伸比条件下で延伸工程を行えば、例えばエアバッグ用織物などに適用されるのに適した高強力低モジュラスのポリエステル原糸が製造可能なので、前記延伸工程は、５．０乃至６．０の延伸比条件下で行うのが好ましい。
【００７１】
本発明の他の適切な実施形態によれば、直接紡糸延伸工程で高強度及び低収縮の特性を同時に満たして、低モジュラスのポリエステル原糸を製造するために、高粘度のポリエステル重合チップを使用して溶融紡糸した後、ワインダで巻取るまで多段コデットローラを経て、延伸、熱固定、弛緩、巻取工程を含むことができる。
前記延伸工程は、前記未延伸糸をオイルピックアップ量０．２％乃至２．０％の条件下でコデットローラを通過させた後に行うことができる。
【００７２】
前記弛緩工程において、弛緩率は１％乃至１４％であるのが好ましく、１％未満である場合には、収縮率の発現が難しく、高い延伸比条件下と同様に、高い繊維配向度の形成によって高伸率低モジュラス繊維の製造が難しくなり、１４％を超過する場合には、コデットローラ上で糸もつれが著しくなって、作業性を確保することができない。
【００７３】
また、前記延伸工程では、前記未延伸糸を約１７０乃至２５０℃の温度で熱処理する熱固定工程を追加的に行うことができ、好ましくは前記延伸工程の適切な進行のために、１７５乃至２４０℃、より好ましくは１８０乃至２４５℃の温度で熱処理することができる。ここで、温度が１７０℃未満である場合には、熱効率が十分でなく、弛緩効率が低下して、収縮率を達成するのが難しく、２５０℃を超過する場合には、熱分解による原糸の強度の低下及びローラ上のタールの発生が増加して、作業性が低下する。
【００７４】
この時、巻取速度は２，０００乃至４，０００ｍ／ｍｉｎ、好ましくは２，５００乃至３，７００ｍ／ｍｉｎで行うことができる。
ここで、発明のまた他の実施態様により、前記ポリエステル原糸を含むエアバッグ用ポリエステル織物が提供される。
【００７５】
本発明において、エアバッグ（ａｉｒｂａｇ）用織物とは、自動車用エアバッグの製造に使用される織物または不織布などを示し、前記のような工程で製造されたポリエステル原糸を使用して製造されることを特徴とする。
【００７６】
特に、本発明は、既存の高強度低伸率及び高モジュラスのポリエステル繊維でなく、高強度高伸率及び低モジュラスのポリエステル繊維を使用することによって、エアバッグの膨張時のエネルギー吸収能力が優れているだけでなく、優れた形態安定性と空気遮断性及び優れたホールディング性、柔軟性、収納性を有するエアバッグ用ポリエステル織物を提供することができる。また、前記エアバッグ用織物は、常温での物性が優れているだけでなく、高温高湿の苛酷な条件下でエイジング（ａｇｉｎｇ）後にも優れた機械的物性及び気密性などを維持することができる。
【００７７】
より具体的に、本発明のエアバッグ用織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ５０３４方法で常温で測定した引張強度が２２０ｋｇｆ／ｉｎｃｈまたは２２０乃至３５０ｋｇｆ／ｉｎｃｈであり、好ましくは２３０ｋｇｆ／ｉｎｃｈまたは２３０乃至３００ｋｇｆ／ｉｎｃｈ程度の範囲である。前記引張強度は、既存のエアバッグに要求される物性の側面から２２０ｋｇｆ／ｉｎｃｈ以上であるのが好ましく、現実的に、物性発現の側面から３５０ｋｇｆ／ｉｎｃｈ以下であるのが好ましい。
【００７８】
前記エアバッグ用織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ５０３４方法で常温で測定した切断伸度が２０％以上または２０％乃至６０％であり、好ましくは３０％以上または３０％乃至５０％程度の範囲である。前記切断伸度は、既存のエアバッグに要求される物性の側面から２０％以上であるのが好ましく、現実的に、物性発現の側面から６０％以下であるのが好ましい。
【００７９】
また、エアバッグ用コーティング織物は、高温高圧のガスによって急速に膨張するので、優れた引裂強度が要求されるが、前記エアバッグ用コーティング織物の破裂強度を示す引裂強度を米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ２２６１方法で常温で測定した時、２３ｋｇｆ以上または２３乃至６０ｋｇｆ、好ましくは２５ｋｇｆ以上または２５乃至５５ｋｇｆである。ここで、コーティング織物の引裂強度が前記下限値、つまり常温で２３ｋｇｆ未満である場合には、エアバッグの展開時にエアバッグが破裂して、エアバッグの機能に大きな危険をもたらすことがある。
【００８０】
本発明によるエアバッグ用織物は、ＡＳＴＭ Ｄ １７７６方法で測定した経糸方向及び緯糸方向の織物収縮率が各々４．０％以下、好ましくは２．０％以下である。ここで、織物の形態安定性の側面から、経糸方向及び緯糸方向の織物収縮率が１．０％を超えないのが最も好ましい。
【００８１】
前記織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ７３７方法で常温で測定した空気透過度が１０．０ｃｆｍ以下または０乃至１０．０ｃｆｍである。特に、エアバッグ用織物の空気透過度は、織物にゴム成分コーティングを行うことによって顕著に低くすることができ、ほぼ０ｃｆｍに近似する空気透過度を確保することもできる。ただし、このようなゴム成分コーティングを行わない場合、本発明の非コーティング織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ７３７方法で常温で測定した空気透過度が１０．０ｃｆｍ以下または０乃至１０．０ｃｆｍ、好ましくは３．５ｃｆｍ以下または０．１乃至３．５ｃｆｍ、より好ましくは１．５ｃｆｍ以下または０．５乃至１．５ｃｆｍである。この時、空気透過度が１０．０ｃｆｍ、より好ましくは３．５ｃｆｍを超過する場合には、エアバッグ用織物の気密性を維持する側面から好ましくない。
【００８２】
また、本発明のエアバッグ用織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ４０３２方法で常温で測定した剛軟度が０．２ｋｇｆ以上または０．２乃至１．２ｋｇｆ、好ましくは０．５ｋｇｆ以上または０．５乃至１．０ｋｇｆである。特に、５３０デニール以上である場合に１．２ｋｇｆ以下になり、４６０デニール未満である場合に０．８ｋｇｆ以下になる。
【００８３】
本発明の織物は、エアバッグ用に使用するためには、前記剛軟度の範囲を維持するのが好ましく、剛軟度が０．２ｋｇｆ未満と非常に低い場合には、エアバッグの膨張展開時に十分な保護支持機能を果たすことができず、車両への装着時にも形態維持性能が低下して、収納性が低下する。また、非常に固い状態になって折り畳むのが難しくなるため、収納性が低下するのを防止して、織物の変質現象を防止するためには、前記剛軟度は１．２ｋｇｆ以下であるのが好ましく、特に、４６０デニール未満である場合には０．８ｋｇｆ以下であるのが好ましく、５３０デニール以上である場合にも１．２ｋｇｆ以下であるのが好ましい。
【００８４】
また、本発明のまた他の実施態様により、ポリエステル原糸を使用したエアバッグ用織物の製造方法が提供される。本発明のエアバッグ用織物の製造方法は、前記ポリエステル原糸を使用してエアバッグ用生地を製織する段階、前記製織されたエアバッグ用生地を精練する段階、及び前記精練された織物をテンターリングする段階を含む。
本発明において、前記ポリエステル原糸は、通常の製織方法、精練及びテンターリング工程を経て最終的なエアバッグ用織物に製造される。この時、織物の製織形態は特定の形態に限定されず、平織タイプ及びＯＰＷ（Ｏｎｅ Ｐｉｅｃｅ Ｗｏｖｅｎ）タイプの両方が好ましい。
【００８５】
特に、本発明のエアバッグ用織物は、前記ポリエステル原糸を緯糸及び経糸として利用して、ビーミング（ｂｅａｍｉｎｇ）、製織、精練、及びテンターリング工程を経て製造される。前記織物は、通常の製織機を使用して製造され、ある特定の織機を使用することに限定されない。ただし、平織形態の織物は、レピア織機（Ｒａｐｉｅｒ Ｌｏｏｍ）やエアージェット織機（Ａｉｒ Ｊｅｔ Ｌｏｏｍ）、またはウォータージェット織機（Ｗａｔｅｒ Ｊｅｔ Ｌｏｏｍ）などを使用して製造され、ＯＰＷ形態の織物は、ジャカード織機（Ｊａｃｑｕａｒｄ Ｌｏｏｍ）を使用して製造される。
【００８６】
また、本発明のエアバッグ用織物は、表面にコーティングまたはラミネートされたシリコン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂などの１種以上からなる樹脂コーティング層をさらに含むのが好ましく、コーティング樹脂の種類は前記で言及された物質に限定されない。前記樹脂コーティング層は、ナイフコーティング法、ドクターブレード法、または噴霧コーティング法が適用されてコーティングされるが、これも前記で言及された方法に限定されない。
【００８７】
前記樹脂コーティング層の単位面積当りコーティング量は、２０乃至２００ｇ／ｍ２、好ましくは２０乃至１００ｇ／ｍ２である。特に、ＯＰＷ（Ｏｎｅ Ｐｉｅｃｅ Ｗｏｖｅｎ）タイプのサイドカーテンエアバッグ用織物の場合には、前記コーティング量が３０ｇ／ｍ２乃至９５ｇ／ｍ２であるのが好ましく、平織タイプのエアバック用織物の場合には、前記コーティング量が２０ｇ／ｍ２乃至５０ｇ／ｍ２であるのが好ましい。
このようにコーティングされたエアバッグ用織物は、裁断及び縫製工程を経て一定の形態からなるエアバッグクッションに製造される。前記エアバッグは、特別な形態に限定されず、一般的な形態に製造される。
【００８８】
一方、本発明のまた他の実施態様により、前記エアバッグを含むエアバッグシステムが提供される。前記エアバッグシステムは、関連業者に周知の通常の装置を備えることができる。前記エアバッグは、大きく、フロンタルエアバッグ（Ｆｒｏｎｔａｌ Ａｉｒｂａｇ）及びサイドカーテンエアバッグ（Ｓｉｄｅ Ｃｕｒｔａｉｎ Ａｉｒｂａｇ）に区分される。前記フロンタルエアバッグには、運転席用、助手席用、側面保護用、膝保護用、足首保護用、歩行者保護用エアバッグなどがあり、サイドカーテンエアバッグは、自動車の側面衝突や転覆事故時に搭乗者を保護する。したがって、本発明のエアバッグは、フロンタルエアバッグ及びサイドカーテンエアバッグを全て含む。
【００８９】
本発明において、前記に記載された内容以外の事項は、必要に応じて加減が可能であり、本発明では特に限定されない。
【実施例】
【００９０】
以下、本発明の理解のために、本発明の好ましい実施例を提示するが、下記の実施例は本発明を例示するためのもので、本発明の範囲は下記の実施例に限定されない。
【００９１】
実施例１〜５
下記の表１に示した工程条件で、テレフタル酸及びエチレングリコールのモル比（エチレングリコール／テレフタル酸）が１．３になるようにして、エステル化反応を２５０〜２８０℃で４時間行った。前記エステル反応後、生成されたオリゴマーを２８０〜２９０℃で３時間３０分にわたって重縮合反応を行って、ポリマーを生成した。
【００９２】
前記重縮合反応を経た後、常圧に維持した状態で、エチレングリコールを初期投入されたグリコール総量に対して各々１％及び３％の含有量で追加投入した後、追加反応を０．５Ｔｏｒｒの高真空雰囲気で１分以上行った。この時、追加反応によって生成された溶融重合ポリエステル重合体（ｃｈｉｐ）の固有粘度（ＩＶ）が０．５〜０．８ｄｌ／ｇ程度になるように追加反応を行った。
【００９３】
また、前記重縮合反応及び追加反応によって生成されたポリエステル重合体（ｃｈｉｐ）を２２０〜２４５℃で追加的に固体重合反応を行って、固有粘度（ＩＶ）が０．７〜１．３ｄｌ／ｇのポリエステル固体重合チップを製造した。
前記ポリエステル固体重合チップは、図１に示したような工程で溶融紡糸して延伸する段階を経て、エアバッグ用ポリエステル原糸を製造した。
【００９４】
特に、前記ポリエステル固体重合チップは、２８３〜２９５℃の温度で溶融して紡糸口金を通して溶融ポリエステルを吐出し、前記吐出された溶融ポリエステルをフードヒーター及び断熱板から構成された遅延冷却区間を通過させて遅延急冷（ｄｅｌａｙｅｄ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ）した。
【００９５】
前記遅延急冷されたポリエステル繊維にロール形態の油剤付与装置を利用して油剤を付与した。この時、前記油剤の量は、原糸１００重量部に対して０．８重量部であり、使用された油剤は、エチレンオキシド／プロピレンオキシド付加ジオールエステル（３０重量部）、エチレンオキシド付加ジオールエステル（１５重量部）、グリセリルトリエステル（１０重量部）、トリメチルプロパントリエステル（１０重量部）、及び少量の帯電防止剤を混合した紡糸油剤を使用した。
【００９６】
前記油剤が付与された原糸を前集束機に通過させて、コデットローラを利用して延伸した。
【００９７】
前記延伸後に、セカンド集束機（２ｎｄ Ｉｎｔｅｒｌａｃｅｒ）を利用して前記延伸されたポリエステル原糸にインターミングルを付与した後、巻取機で巻取ってポリエステル原糸を製造した。
【００９８】
この時、グリコール／ジカルボン酸のモル比、エステル化反応、重縮合反応、グリコール追加投入反応、固体重合反応の温度、圧力、反応時間、ＰＥＴ重合体の固有粘度と分子内のＣＥＧ含有量、溶融紡糸工程時の紡糸速度及び紡糸張力、紡糸温度条件、延伸比、熱処理温度などは下記の表１に示された通りであり、残りの条件はポリエステル原糸の製造のための通常の条件の通りである。
【００９９】
【表１】
【０１００】
前記実施例１〜５により製造されたポリエステル原糸に対して下記の方法で物性を測定し、測定された物性を下記の表２に整理した。
【０１０１】
１）結晶化度
ポリエステル原糸の密度ρは、ｎ−ヘプタン及び四塩化炭素を利用した密度勾配管法によって２５℃で測定し、結晶化度は下記の計算式１によって計算した。
【０１０２】
［計算式１］
Ｘｃ（結晶化度）＝ρｃ（ρ−ρａ）／ρ（ρｃ−ρａ）
前記式で、ρは原糸の密度、ρｃは結晶の密度（ＰＥＴの場合は１．４５７ｇ／ｃｍ３）、及びρａは非結晶の密度（ＰＥＴの場合は１．３３６ｇ／ｃｍ３）である。
【０１０３】
２）固有粘度
四塩化炭素を利用して試料から油剤を抽出し、１６０±２℃でＯＣＰ（Ｏｒｔｈｏ Ｃｈｌｏｒｏ Ｐｈｅｎｏｌ）で溶解した後、２５℃の温度で自動粘度測定器（Ｓｋｙｖｉｓ−４０００）を利用して粘度管での試料の粘度を測定し、下記の計算式２によってポリエステル原糸の固有粘度（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ、ＩＶ）を計算した。
【０１０４】
［計算式２］
固有粘性度（ＩＶ）＝{（０．０２４２×Ｒｅｌ）+０．２６３４}×Ｆ
前記式で、
Ｒｅｌ＝溶液秒数×溶液比重×粘度係数／ＯＣＰ粘度 であり、
Ｆ＝スタンダードチップのＩＶ／スタンダードチップを標準動作で測定した３つの平均ＩＶである。
【０１０５】
３）ＣＥＧの含有量
ポリエステル原糸のカルボキシル末端基（ＣＥＧ、Ｃａｒｂｏｘｙｌ Ｅｎｄ Ｇｒｏｕｐ）は、ＡＳＴＭ Ｄ ６６４及びＤ ４０９４の規定により、試料０．２ｇを５０ｍＬの三角フラスコに入れた後、ベンジルアルコール２０ｍＬを加えてホットプレート（ｈｏｔ ｐｌａｔｅ）を利用して１８０℃まで昇温して５分間維持し、試料を完全に溶解した後、１６０℃に冷却して、１３５℃に到達する時にフェノールフタレン５〜６滴を加えて、０．０２Ｎ ＫＯＨで適正して、無色からピンク色に変わる適正点で、下記の計算式３によってＣＥＧの含有量（ＣＯＯＨ ｍｉｌｌｉｏｎ ｅｑｕｉｖ．／試料ｋｇ）を計算した。
【０１０６】
［計算式３］
ＣＥＧ＝（Ａ−Ｂ）×２０×１／Ｗ
前記式で、Ａは試料の適正に消費されたＫＯＨの量（ｍＬ）であり、Ｂは空試料の適正に消費されたＫＯＨの量（ｍＬ）であり、Ｗは試料の重量（ｇ）である。
【０１０７】
４）初期モジュラス
米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ８８５の方法により、引張試験時に得られる応力変形度グラフの弾性区間の傾きから弾性係数を算出して、初期モジュラスを測定した。
【０１０８】
５）引張強度及び切断伸度
ポリエステル原糸の引張強度及び切断伸度を万能材料試験器（Ｉｎｓｔｒｏｎ）を使用して測定し、試料の長さは２５０ｍｍ、引張速度は３００ｍｍ／ｍｉｎとし、初期荷重は０．０５ｇ／ｄに設定した。
【０１０９】
６）乾熱収縮率
英国テストライト（Ｔｅｓｔｒｉｔｅ）社のＴｅｓｔｒｉｔｅ ＭＫ−Ｖ装備を使用して、１８０℃の温度及び最張力（３０ｇ）で乾熱収縮率を２分間測定した。
【０１１０】
７）タフネス値
下記の計算式４によって、タフネス（Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ、１０−１ｇ／ｄ）値を計算した。
【０１１１】
［計算式４］
Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ＝強度（ｇ／ｄ）×√破断点伸度（％）
【０１１２】
８）単糸繊度
単糸繊度は、糸繰りを利用して原糸を９０００ｍだけ取ってその重量を測定し、原糸の総繊度（Ｄｅｎｉｅｒ）を求めた後、フィラメント数で割る方法で測定した。
【０１１３】
９）伸率
前記引張強度及び切断伸度の測定方法と同様な方法で測定し、Ｓ−Ｓカーブ（Ｃｕｒｖｅ）で各荷重（Ｌｏａｄ）に相当する伸率を確認した。
【０１１４】
【表２】
【０１１５】
比較例１〜５
下記の表３に記載された条件を除いては、実施例１〜５と同様な方法により、比較例１〜５のポリエステル原糸を製造した。
【０１１６】
【表３】
【０１１７】
前記比較例１〜５により製造されたポリエステル原糸の物性を下記の表４に整理した。
【０１１８】
【表４】
【０１１９】
製造例１〜５
実施例１〜５により製造されたポリエステル原糸を使用してレピア織機でエアバッグ用織物生地を製織し、精練及びテンターリング工程を経て、エアバッグ用織物を製造し、前記織物にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂をナイフコーティング（ｋｎｉｆｅ ｏｖｅｒ ｒｏ１ｌ ｃｏａｔｉｎｇ）方法でコーティングして、ＰＶＣコーティングされた織物を製造した。
この時、織物の経糸及び緯糸の製織密度、製織形態、樹脂コーティング量は、下記の表５に示した通りであり、残りの条件はエアバッグ用ポリエステル織物の製造のための通常の条件の通りである。
【０１２０】
【表５】
【０１２１】
前記実施例１〜５により製造されたポリエステル原糸を使用して製造された各々のエアバッグ用ポリエステル織物に対して下記の方法で物性を測定し、測定された物性を下記表６に整理した。
【０１２２】
（ａ）引張強度及び切断伸度
エアバッグ織物から試片を裁断して、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ５０３４による引張強度測定装置の下部クランプに固定して、上部クランプを上に移動させながらエアバッグ織物の試片が破断される時の強度及び伸率を測定した。
【０１２３】
（ｂ）引裂強度
米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ２２６１によりエアバッグ用織物の引裂強度を測定した。
【０１２４】
（ｃ）経糸及び緯糸方向の織物収縮率
米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ １７７６により経／緯糸方向の織物収縮率を測定した。まず、ＯＰＷタイプエアバッグ用織物から試片を裁断した後、経糸及び緯糸方向に収縮前の長さである２０ｃｍを表示し、チェンバで１４９℃で１時間熱処理した試片の収縮した長さを測定して、傾斜方向及び緯糸方向の織物収縮率｛（収縮前の長さ−収縮後の長さ）／収縮前の長さ×１００％｝を測定した。
【０１２５】
（ｄ）剛軟度
米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ４０３２による剛軟度測定装置を利用してサーキュラーベンド（Ｃｉｒｃｕｌａｒ Ｂｅｎｄ）法で織物の剛軟度を測定した。また、剛軟度の測定法としてカンチレバー法を適用することもでき、織物にベンディングを与えるために一定の角度の傾斜を与えた試験台であるカンチレバー測定機器を利用して、織物のベンディングの長さの測定によって剛軟度を測定することもできる。
【０１２６】
（ｅ）厚度
米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ １７７７によってエアバッグ用織物の厚度を測定した。
【０１２７】
（ｅ）空気透過度
米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ７３７によりエアバッグ用織物を２０℃、６５％ＲＨ下で１日以上放置した後、１２５Ｐａの圧力の空気が３８ｃｍ２の円形断面を通過する量を測定した。
【０１２８】
【表６】
【０１２９】
比較製造例１〜５
比較例１〜５により製造されたポリエステル原糸を使用したことを除いては、製造例１〜５と同様な方法によりエアバッグ用ポリエステル織物を製造して物性を測定し、下記の表７に整理した。
【０１３０】
【表７】
【０１３１】
前記表６に示したように、実施例１〜５で製造されて、高固有粘度、高伸率、及び低初期モジュラスなどの特性を有するポリエステル原糸から製造された製造例１〜５のエアバッグ用織物は、引張強度が２３５〜２４９ｋｇｆ／ｉｎｃｈであり、引裂強度が１５〜２１ｋｇｆであり、織物収縮率が経糸方向及び緯糸方向に各々０．５％〜０．７％及び０．３％〜０．６％と非常に優れていることが分かる。これと同時に、前記製造例１〜５のエアバッグ用ポリエステル織物は、剛軟度が０．５４〜０．７９ｋｇｆと優れた最適な範囲を維持することによって、優れた形態安定性、機械的物性と共に、優れたホールディング性、収納性を有することが確認された。
【０１３２】
特に、製造例１〜５のエアバッグ用織物は、高強力低モジュラス原糸を使用して、コーティング織物の空気透過度が１．４ｃｆｍ以下と優れた気密性を有することが確認された。
【０１３３】
反面、前記表７に示したように、比較例１〜５のポリエステル原糸を使用した比較製造例１〜５のエアバッグ用織物は、このような特性を満たさないことが確認された。特に、比較製造例１〜５のエアバッグ用織物は、引張強度は類似した程度であったが、経糸方向及び緯糸方向に織物収縮率が各々０．８％〜１．２％及び０．７％〜１．１％であり、引裂強度が１０〜１４ｋｇｆと顕著に低いことが分かる。このように、織物収縮率及び引裂強度などが顕著に低い織物がエアバッグ装置に使用される場合、エアバッグの展開時にエアバッグが破裂するなど機械的物性の低下による問題が発生することがある。
また、比較製造例１〜５によるコーティング織物の空気透過度は１．７〜２．１ｃｆｍと大きく増加し、気密性が低いことが分かり、このように空気透過度が増加した場合には、エアバッグの展開時に空気が簡単に抜けて、エアバッグの役割を果たすことができない問題が発生することがある。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
常温で測定されたポリエステル原糸の１．０ｇ／ｄ応力時の伸率が０．５％以上であり、４．０ｇ／ｄ応力時の伸率が４．３％以上であり、７．０ｇ／ｄ応力時の伸率が７．５％以上であり、
前記ポリエステル原糸の初期モジュラスが４０乃至１００ｇ／ｄである、エアバッグ用ポリエステル原糸。
【請求項２】
固有粘度が０．８ｄｌ／ｇ以上である、請求項１に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸。
【請求項３】
カルボキシル末端基の含有量が５０ｍｅｑ／ｋｇ以下である、請求項１に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸。
【請求項４】
結晶化度が４０％乃至５５％である、請求項１に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸。
【請求項５】
引張強度が６．５ｇ／ｄ以上であり、切断伸度が１３％以上である、請求項１に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸。
【請求項６】
乾熱収縮率が１０％以下であり、タフネス値が３０×１０−１ｇ／ｄ以上である、請求項１に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸。
【請求項７】
前記原糸は、単糸繊度が０．５乃至２０デニールである、請求項１に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸。
【請求項８】
前記原糸は、総繊度が２００乃至１，０００デニールである、請求項１に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸。
【請求項９】
前記原糸は、フィラメント数が５０乃至２４０である、請求項１に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸。
【請求項１０】
固有粘度が０．８５ｄｌ／ｇ以上であるポリエステル重合体を２７０乃至３００℃で溶融紡糸してポリエステル未延伸糸を製造する段階、及び
前記ポリエステル未延伸糸を延伸する段階を含む、請求項１乃至請求項９のうちのいずれか一項によるエアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法。
【請求項１１】
前記ポリエステル重合体は、ポリエチレンテレフタレートを７０モル％以上含む、請求項１０に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法。
【請求項１２】
前記ポリエステル重合体と原糸との固有粘度の差が０．５ｄｌ／ｇ以下である、請求項１０に記載のポリエステル原糸の製造方法。
【請求項１３】
前記ポリエステル重合体のカルボキシル末端基の含有量が３０ｍｅｑ／ｋｇ以下である、請求項１０に記載のポリエステル原糸の製造方法。
【請求項１４】
前記ポリエステル重合体と原糸とのカルボキシル末端基の含有量の差が２０ｍｅｑ／ｋｇ以下である、請求項１０に記載のポリエステル原糸の製造方法。
【請求項１５】
前記紡糸工程を３００ｍ／ｍｉｎ乃至１，０００ｍ／ｍｉｎの紡糸速度で行う、請求項１０に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法。
【請求項１６】
前記延伸工程を５．０乃至６．０の延伸比で行う、請求項１０に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法。
【請求項１７】
前記未延伸糸をオイルピックアップ量０．２％乃至２．０％の条件下でコデットローラを通過させた後に、延伸工程を行う、請求項１０に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法。
【請求項１８】
前記未延伸糸を延伸した後に、１７０乃至２５０℃の温度で熱固定工程を追加的に行う、請求項１０に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法。
【請求項１９】
前記未延伸糸を延伸した後に、弛緩率１％乃至１４％の弛緩工程を追加的に行う、請求項１０に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法。
【請求項２０】
前記未延伸糸を延伸した後に、巻取速度２，０００乃至４，０００ｍ／ｍｉｎの巻取工程を追加的に行う、請求項１０に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法。
【請求項２１】
請求項１乃至請求項９のうちのいずれか一項によるポリエステル原糸を含む、エアバッグ用ポリエステル織物。
【請求項２２】
前記織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ５０３４方法で測定した引張強度が２２０ｋｇｆ／ｉｎｃｈ以上である、請求項２１に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
【請求項２３】
前記織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ２２６１方法で測定した引裂強度が２３ｋｇｆ以上である、請求項２１に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
【請求項２４】
前記織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ １７７６方法で測定した経糸方向及び緯糸方向の織物収縮率が各々４．０％以下である、請求項２１に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
【請求項２５】
前記織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ４０３２方法で測定した剛軟度が０．２ｋｇｆ以上である、請求項２１に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
【請求項２６】
前記織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ７３７方法で測定した空気透過度が１０．０ｃｆｍ以下である、請求項２１に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
【請求項１】
常温で測定されたポリエステル原糸の１．０ｇ／ｄ応力時の伸率が０．５％以上であり、４．０ｇ／ｄ応力時の伸率が４．３％以上であり、７．０ｇ／ｄ応力時の伸率が７．５％以上であり、
前記ポリエステル原糸の初期モジュラスが４０乃至１００ｇ／ｄである、エアバッグ用ポリエステル原糸。
【請求項２】
固有粘度が０．８ｄｌ／ｇ以上である、請求項１に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸。
【請求項３】
カルボキシル末端基の含有量が５０ｍｅｑ／ｋｇ以下である、請求項１に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸。
【請求項４】
結晶化度が４０％乃至５５％である、請求項１に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸。
【請求項５】
引張強度が６．５ｇ／ｄ以上であり、切断伸度が１３％以上である、請求項１に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸。
【請求項６】
乾熱収縮率が１０％以下であり、タフネス値が３０×１０−１ｇ／ｄ以上である、請求項１に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸。
【請求項７】
前記原糸は、単糸繊度が０．５乃至２０デニールである、請求項１に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸。
【請求項８】
前記原糸は、総繊度が２００乃至１，０００デニールである、請求項１に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸。
【請求項９】
前記原糸は、フィラメント数が５０乃至２４０である、請求項１に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸。
【請求項１０】
固有粘度が０．８５ｄｌ／ｇ以上であるポリエステル重合体を２７０乃至３００℃で溶融紡糸してポリエステル未延伸糸を製造する段階、及び
前記ポリエステル未延伸糸を延伸する段階を含む、請求項１乃至請求項９のうちのいずれか一項によるエアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法。
【請求項１１】
前記ポリエステル重合体は、ポリエチレンテレフタレートを７０モル％以上含む、請求項１０に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法。
【請求項１２】
前記ポリエステル重合体と原糸との固有粘度の差が０．５ｄｌ／ｇ以下である、請求項１０に記載のポリエステル原糸の製造方法。
【請求項１３】
前記ポリエステル重合体のカルボキシル末端基の含有量が３０ｍｅｑ／ｋｇ以下である、請求項１０に記載のポリエステル原糸の製造方法。
【請求項１４】
前記ポリエステル重合体と原糸とのカルボキシル末端基の含有量の差が２０ｍｅｑ／ｋｇ以下である、請求項１０に記載のポリエステル原糸の製造方法。
【請求項１５】
前記紡糸工程を３００ｍ／ｍｉｎ乃至１，０００ｍ／ｍｉｎの紡糸速度で行う、請求項１０に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法。
【請求項１６】
前記延伸工程を５．０乃至６．０の延伸比で行う、請求項１０に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法。
【請求項１７】
前記未延伸糸をオイルピックアップ量０．２％乃至２．０％の条件下でコデットローラを通過させた後に、延伸工程を行う、請求項１０に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法。
【請求項１８】
前記未延伸糸を延伸した後に、１７０乃至２５０℃の温度で熱固定工程を追加的に行う、請求項１０に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法。
【請求項１９】
前記未延伸糸を延伸した後に、弛緩率１％乃至１４％の弛緩工程を追加的に行う、請求項１０に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法。
【請求項２０】
前記未延伸糸を延伸した後に、巻取速度２，０００乃至４，０００ｍ／ｍｉｎの巻取工程を追加的に行う、請求項１０に記載のエアバッグ用ポリエステル原糸の製造方法。
【請求項２１】
請求項１乃至請求項９のうちのいずれか一項によるポリエステル原糸を含む、エアバッグ用ポリエステル織物。
【請求項２２】
前記織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ５０３４方法で測定した引張強度が２２０ｋｇｆ／ｉｎｃｈ以上である、請求項２１に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
【請求項２３】
前記織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ２２６１方法で測定した引裂強度が２３ｋｇｆ以上である、請求項２１に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
【請求項２４】
前記織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ １７７６方法で測定した経糸方向及び緯糸方向の織物収縮率が各々４．０％以下である、請求項２１に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
【請求項２５】
前記織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ４０３２方法で測定した剛軟度が０．２ｋｇｆ以上である、請求項２１に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
【請求項２６】
前記織物は、米国材料試験協会規格ＡＳＴＭ Ｄ ７３７方法で測定した空気透過度が１０．０ｃｆｍ以下である、請求項２１に記載のエアバッグ用ポリエステル織物。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２０１２−５２４１７３（Ｐ２０１２−５２４１７３Ａ）
【公表日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５０５８１７（Ｐ２０１２−５０５８１７）
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２０１０／００２３０１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１２０１０７
【国際公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（５９７１１４６４９）コーロン インダストリーズ インク (99)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２０１０／００２３０１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１２０１０７
【国際公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（５９７１１４６４９）コーロン インダストリーズ インク (99)
【Ｆターム（参考）】
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