JP5916701B2 - ポリエステル原糸及びその製造方法 - Google Patents
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Description
このようなポリエステル原糸は、常温で1.0g/dの引張強度に置かれた時、伸度が0.8%乃至2.0%であり、引張強度8.8g/dから最高引張強度まで伸度が1.5%乃至5%範囲で追加的に伸びることができる。
エアバッグの展開時に優れた強靭性及び引裂強度と共に優れたフォールディング性を有するためには、高強力・高伸び率の低い乾熱収縮率が好ましい。この時、本発明のポリエステル原糸は、切断伸度(S1)が14%以上、または14%乃至23%、好ましくは15%以上、または15%乃至22%であり、乾熱収縮率(S2)が1.2%以上、または1.2%乃至6.5%、好ましくは1.5%以上、または1.5%乃至5.7%とすることができる。また、前記原糸の切断伸度(S1)及び乾熱収縮率(S2)の合計は、下記の計算式1で表すことができる。
18≦S1+S2≦25
上記式において、
S1は、ポリエステル原糸の切断伸度(%)であり、
S2は、ポリエステル原糸の乾熱収縮率(%)である。
特に、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て、以前に知られたポリエステル産業用原糸よりも低いモジュラス(Young’s modulus)を示すことができる。つまり、前記原糸は、米国材料試験協会規格(ASTM)D885方法によって伸度1%におけるモジュラス(M1)が60乃至100g/de、好ましくは75乃至95g/deとなることができ、伸度2%におけるモジュラス(M2)が20乃至60g/de、好ましくは22乃至55g/deとなることができる。既存の一般産業用糸としてのポリエステル原糸の場合、1%伸張した地点におけるモジュラス(Young’s modulus)が110g/de以上であり、2%伸張した地点におけるモジュラス(Young’s modulus)が80g/de以上であることと比較する時、本発明のポリエステル原糸は著しく低いモジュラスを有する。
1.7≦M1/M2≦3.5
上記式において、
M1は、常温で測定された伸度1%でのポリエステル原糸のモジュラス(g/de)であり、
M2は、常温で測定された伸度2%でのポリエステル原糸のモジュラス(g/de)である。
上記計算式2において、M2として伸度2%における原糸のモジュラスは、エアバッグの展開時にエアバッグクッションの速い展開性能の側面では20g/de以上が好ましく、エアバッグ用クッションのフォールディング性の側面で60g/de以下が好ましい。また、前記伸度1%おけるモジュラス(M1)と伸度2%おけるモジュラス(M2)との比(M1/M2)は、エアバッグ用原糸の物性発現及びエアバッグクッションの展開性能の側面で1.7以上に維持するのが好ましく、エアバッグ用織物のフォールディング性の側面で3.5以下に維持するのが好ましい。
Fは、ポリエステル原糸または織物の長さがdlほど伸びる時に加えられる荷重を表し、
dlは、ポリエステル原糸または織物の伸びた長さを表す。
Fは、ポリエステル原糸または織物の長さが、dlほど伸びる時に加えられる荷重を表し、
dlは、ポリエステル原糸または織物の長さが伸びた長さを表す。
また、非常に堅い状態になって畳みにくくなることによる収納性の低下を防止するためには、前記剛柔度は1.5kgf以下が好ましく、特に、460デニール未満である場合には0.8kgf以下が好ましく、550デニール以上である場合にも1.5kgf以下となるのが良い。
所定の固有粘度及びCEG含有量を有するPET重合体を溶融紡糸して冷却する方法によってポリエステル未延伸糸を製造した後に、前記未延伸糸を所定の延伸比で延伸して熱処理を行ってポリエステル原糸を製造した。この時、PET重合体の固有粘度と分子内CEG含有量、溶融紡糸工程時の紡糸速度、紡糸張力、紡糸温度条件、延伸比、及び熱処理温度は、下記表1に表した通りであり、それ以外の条件はポリエステル原糸を製造するための通常の条件に従った。
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)を使って測定しており、試料長は250mmであり、引張速度は300mm/minであり、初期ロードは0.05g/dに設定した。
英国テストライト(Testrite)社のTestrite MK−V装備を使って、180℃の温度及び初張力(30g)で乾熱収縮率を2分間測定した。
米国材料試験協会規格(ASTM)D885方法によってモジュラス(Young’s modulus)及び強伸度を測定し、それぞれ伸度1%及び2%で、つまり、1%及び2%伸張した地点でのモジュラスを下記表2に表した。
下記の計算式3によって原糸の強靭性(Toughness、J/m3)値を計算した。
Fは、ポリエステル原糸または織物の長さがdlほど伸びる時に加えられる荷重を表し、
dlは、ポリエステル原糸または織物の伸びた長さを表す。
ポリエステル原糸の密度ρは、n−ヘプタンと四塩化炭素を利用した密度勾配管法によって25℃で測定しており、結晶化度は下記の計算式4によって計算した。
Xc( 結晶化度)= ρc(ρ− ρa)/ ρ(ρc− ρa)
上記式において、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。
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)で溶かした後、25℃の条件で自動粘度測定器(Skyvis−4000)を利用して粘度管での試料粘度を測定して、下記の計算式5によってポリエステル原糸の固有粘性度(intrinsic viscosity、IV)を求めた。
固有粘性度(IV)={(0.0242×Rel)+0.2634}×F
上記式において、
Rel=溶液秒数×溶液比重×粘度係数/OCP粘度
であり、
F=Standard ChipのIV/ Standard Chipを標準動作で測定した3つの平均IV
である。
ポリエステル原糸のカルボキシル末端基(CEG、Carboxyl End Group)は、米国材料試験協会規格(ASTM)D664及びD4094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、ホットプレート(hot plate)を利用して180℃まで上げて5分間維持させ、試料を完全に溶解した後、160℃に冷却させて135℃に到達した時にフェノルフタレン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6によってCEG含有量(COOH million equiv./試料kg)を計算した。
CEG=(A−B)×20×1/W
上記式において、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。
単糸繊度は、糸枠を利用して原糸を9000mほど巻き取ってその重量を測って、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。
下記の表3に記載された条件を除いては、実施例1〜5と同様の方法により、比較例1〜5のポリエステル原糸を製造した。
(製造例1〜5)
実施例1〜5によって製造されたポリエステル原糸を使って、レピア織機によってエアバッグ用織物生地を製織し、精練及びテンター工程を経てエアバッグ用織物を製造して、前記織物に液状シリコーンゴム(LSR)樹脂をナイフコーティング(knife over rollcoating)方法でコーティングして、シリコーンコーティングされた織物を製造した。
下記の計算式3によって、織物の強靭性(Toughness、J/m3)値を計算した。
Fは、ポリエステル原糸または織物の長さがdlほど伸びる時に加えられる荷重を表し、
dlは、ポリエステル原糸または織物の伸びた長さを示す。
コーティング処理前の非コーティングされた織物及びコーティング処理後のコーティングされた織物を使って、それぞれの試片で横75mm×縦200mmを裁った後、前記試片の上方と下方それぞれを米国材料試験協会規格(ASTM)D2261 TONGUEによる装置で上端及び下端の挟み装置面(jaw face)の左右空間の間に位置させて、前記挟み装置面(jaw face)の間隔は76mm/min基準で、300mm/min速度で非コーティング織物及びコーティング織物の引裂強度をそれぞれ測定した。
コーティング処理前の非コーティングされた織物で試片を裁って、米国材料試験協会規格(ASTM)D5034による引張強度測定装置の下部クランプに固定させ、上部クランプを上に移動させながらエアバッグ織物試片が破断する時の強度及び伸度を測定した。
米国材料試験協会規格(ASTM)D1776によって経糸及び緯糸方向の織物収縮率を測定した。まず、コーティング処理前の非コーティングされた織物で試片を裁った後、経糸及び緯糸方向に収縮前の長さである20cmずつを表示し、149℃で1時間チェンバで熱処理した試片の収縮した長さを測定して、経糸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。
コーティング処理前の非コーティングされた織物に対し、米国材料試験協会規格(ASTM)D4032による剛柔度測定装置を利用して、サーキュラーベンド(Circular Bend)法で織物の剛柔度を測定した。また、剛柔度測定法としてカンチレバー法を適用でき、織物にベンディングを与えるために一定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、織物ベンディング長さの測定を通して剛柔度を測定することができる。
米国材料試験協会規格(ASTM)D1777によってコーティング処理前の非コーティングされた織物の厚度を測定した。
米国材料試験協会規格(ASTM)D737によってコーティング処理前の非コーティングされた織物を20℃、65%RH下で1日以上放置した後、ΔPがそれぞれ125pa及び500paの圧力の空気が38cm2の円形断面を通過する量を測定して、静的空気透過度に表した。
比較例1〜5のポリエステル原糸を使ったことを除いては、それぞれ製造例1〜5と同様の方法により、比較製造例1〜5のポリエステル織物を製造し、これに対する物性を測定して、下記の表7にまとめた。
Claims (17)
- 常温で1.0g/dの引張強度に置かれた時、伸度が0.8%乃至2.0%であり、引張強度8.8g/dから最高引張強度まで伸度が1.5%乃至5%範囲で追加的に伸び、
常温で5.0g/dの引張強度に置かれた時、伸度が6.5%乃至13.5%であり、
米国材料試験協会規格(ASTM)D885方法によって測定したモジュラス(Young's modulus)が、伸度1%で60乃至100g/deであり、伸度2%で20乃至60g/deであり、
切断伸度が15%乃至22%であり、
切断伸度(S1)及び乾熱収縮率(S2)の合計が、下記の計算式1で表されるポリエステル原糸。
[計算式1]
18≦S1+S2≦25
上記式において、
S1は、ポリエステル原糸の切断伸度(%)であり、
S2は、ポリエステル原糸の乾熱収縮率(%)である。 - 常温で5.0g/dの引張強度に置かれた時、伸度が7.5%乃至12%である請求項1に記載のポリエステル原糸。
- 乾熱収縮率が2.8%乃至5.3%である請求項1に記載のポリエステル原糸。
- 米国材料試験協会規格(ASTM)D885方法によって測定したモジュラス(Young's modulus)が、伸度1%で75乃至95g/deであり、伸度2%で22乃至55g/deである請求項1に記載のポリエステル原糸。
- 常温で測定した伸度1%におけるモジュラス(M1)及び伸度2%におけるモジュラス(M2)との比(M1/M2)が、下記の計算式2で表される請求項1に記載のポリエステル原糸。
[計算式2]
1.7≦M1/M2≦3.5
上記式において、
M1は、米国材料試験協会規格(ASTM)D885方法によって常温で測定された伸度1%におけるポリエステル原糸のモジュラス(g/de)であり、
M2は、米国材料試験協会規格(ASTM)D885方法によって常温で測定された伸度2%におけるポリエステル原糸のモジュラス(g/de)である。 - 総繊度が400乃至650デニールである請求項1に記載のポリエステル原糸。
- 単糸繊度が2.5乃至6.8DPFであり、適用される原糸フィラメントが96乃至160本である請求項1に記載のポリエステル原糸。
- 固有粘度が1.25乃至1.88dl/gのポリエステルチップから製造される請求項1に記載のポリエステル原糸。
- 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に記載のポリエステル原糸。
- 固有粘度が1.25乃至1.88dl/gのポリエステル重合体を293乃至295℃で溶融紡糸してポリエステル未延伸糸を製造する段階、
前記ポリエステル未延伸糸を総延伸比5.99乃至6.5となるように延伸する段階、
前記延伸工程後に、235乃至250℃の温度下で熱固定工程を行う段階、および
前記熱固定工程を行った後に、弛緩率5.6%乃至6.3%の弛緩工程を行う段階
を含む請求項1乃至9のいずれか一項によるポリエステル原糸の製造方法。 - カルボキシル末端基の含有量が50meq/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。
- 前記ポリエステル重合体と前記ポリエステル原糸との固有粘度差は0乃至0.8dl/gであり、前記ポリエステル重合体と前記ポリエステル原糸との分子内CEG含有量差は0乃至20meq/kgである請求項11に記載のポリエステル原糸の製造方法。
- 請求項1乃至9のいずれか一項によるポリエステル原糸を含むポリエステル織物。
- 米国材料試験協会規格(ASTM)D4032方法による剛柔度が1.5kgf以下である請求項13に記載のポリエステル織物。
- 米国材料試験協会規格(ASTM)D2261 TONGUE方法によって測定した引裂強度が18kgf以上である請求項13に記載のポリエステル織物。
- 米国材料試験協会規格(ASTM)D737方法による静的空気透過度は、△Pが125paの時に10.0cfm以下であり、△Pが500paの時に14cfm以下である請求項13に記載のポリエステル織物。
- 米国材料試験協会規格(ASTM)D6476方法による動的空気透過度は1、700mm/s以下である請求項13に記載のポリエステル織物。
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