JPH01298209A - ウェッビング用ポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の目的） 本発明は、シートベルト用つェッピングに用いるポリエ
ステル繊維に関する。

（（ｌｒ来技術） 本来、Φ輌用シートベルＩ〜のウェッヒングの最人凹求
特性は衝突時に乗員か受ける衝撃力を吸１１Ｍ緩和する
こと、即ら丁ネルキー吸収性能で必るか、かかる性能を
満足させるために現在までにいくつかの提案かなされて
いる。

しかし、それらの提案は、例えば特公昭５３−１８７４
号公報、特公昭５３−２９８１号公報、特公昭５５−１
１０５３号公報等にみられるようにその技術手段は、抗
張力、伸度、織縮率などの異なる二種以上の経糸を組合
けることにより円滑にエネルギーの吸収を図るようにし
たものである。

しかるに、これらの方法を実際に追試検討した結果、い
ずれの方法でもエネルギー吸収が段階的にならざるを得
ないことが判明した。

即ら、連続的にかつ円滑にエネルギー吸収することか回
動てあり、確かに従来に比へて乗員か受ける一時的な急
激な衝撃力は緩和されているか、二種以上の経糸が順次
衝撃力を引き継いでゆくその引き継ぎの段階で不快な衝
撃力を乗員が受けるという実用上千人な欠点かあった。

またこれらの方法でウエツヒングを製造するにあたって
は、常に二種以上のポリエステル繊維を同時に準備する
８委がおり、非効率的でかつ品質りの管理面からも問題
があった。

このような従来のウェッビング用ポリエステル繊帷の問
題点が解消し得るｉｉｉ維として、特開昭５９゜−１７
９８／１２号公報および特開昭６２−１１２５７２号公
報にａ３いて、狛定の荷伸曲線を有するポリエステル繊
維てあって、一定範囲の固も粘度（Ｉ）、複［ｎ（折率
（Δｎ）、破断伸度１強度等を有するものか提案されて
いる。

本発明省等は、かかるポリエステル繊維を高速紡糸によ
って効率的に製造せんとして検討したところ、前記特開
昭に記ａされている物性を有するポリエステル繊維であ
っても、最終的に１■られるシー１〜ベルトは破断強力
等が不充分であることが判明した。

（本発明の目的） 本発明の１」的は、高速紡糸によって得られるポリ上ス
テル繊維であって、破断強力等か充分に満足し得る水準
にあり目−つ衝撃エネルギーを連続的に円滑に吸収しｊ
′４るシートベルトを与えることかＣさるつ丁ツビング
用ポリエステル組紐を提供することにある。

（構成） 本発明ｆ５等は、前記目的を達成すべく検討した結果、
固有粘度の高いポリエステルを、ランド長／′孔径の比
の人なる吐出孔から高温に加熱されている雰囲気中に吐
出し、引続き冷却固化後に引取速度３０００　ｍ／分以
上の高速で引取って得られる繊維によれば、最終的に得
られるシートベルトは高強力で且つ衝撃エネルギーをス
ムーズに吸収できることを見い出し、本発明に到達した
。

即ら、本発明は、高速紡糸によって得られるポリエステ
ル繊維において、該繊維が下記［Ａ］の（ｉ）〜位ｉ）
の組紐特性を同時に満足すると共に、繊維横断面におい
て、下記［８１に定義される複屈折率差（δΔｎ）か０
．０２以下であることを特徴とするウエッピング用ポリ
エステル繊維である。

［Ａ］繊組紐特 性ｉ）固イｊ粘度０．７０以上 （ｉｉ）単繊維デニール２．０〜１１．０ｄｅ（ｉｉｉ
）複屈折率（Δｎ）　０．０８〜０．１５（ｉｖ）破断
強度３．５ｑ／ｄ以上 （ｖ）破断伸度５０〜８０％ （■１）破断強度×７破断伸度≧２５ （νｉｉ）　（′、：＋伸曲線の第一次１（ｆｆ伏点（
Ａ）の伸度が５％未満 嬢ｌｉ）荷伸曲線の立上り点（Ｂ）の伸度が５％以上３
０％未満 ［８１繊紐横断面にあける複屈折率差（δΔｎ）δΔ０
＝｜Δｎ（Ｏ／Ｒ）−Δｎ　（０，９ｒ／Ｒ）　ｌΔｎ
　　（０／Ｒ）：半径Ｒの繊維横断面中心部の複屈折率 Δｎ　（０，９Ｒ／Ｒ）　：前記繊維横断面において、
中心部から０．９Ｒ外層部の 複屈折率 本発明において用いるポリエステルとしては、テレフタ
ル酸成分とエヂレングリコール成分とからなるポリエヂ
レンテレフタレ−１・を主たる対象とづるか、酸成分の
一部、通常全酸成分に対して１０モル％以下を伯のジカ
ルボン酸成分で置換えたポリエステルであっても、及び
／またはジオール成分の一部、通常、全ジオール成分に
対して１０モル％以下を他のジオール成分で置換えたポ
リゴーステルてあってもよい。また、かかるポリエステ
ルには８背に応じて改質剤、安定剤等を任意に使用して
もよい。

本発明においては、このようなポリエステルを高速紡糸
して得られる繊維であって、特定の繊維構造を有し且つ
繊Ｎ＠断面における複屈折率差が可及的に小さいもので
あることが肝要である。

本発明のポリエステル繊維は、その構成するポリエステ
ルの固有粘度、単繊デニール、複屈折率。

破断伸反、破断強度×７破断伸度、荷重曲線か下記の範
囲を同時に満足することが大切である。

固有粘度：０．７０以上 単繊維デニール：　２．０〜１１．Ｏｄｅ複屈折率（Δ
ｎ）　０．０８〜０．１５破断強度３．５（Ｊ／ｄ以上 破断伸度５０〜８０％ 破断強度×７破断伸度≧２５ 荷伸曲線の第一次降伏点（Ａ）の伸度が５％未満荷伸曲
線の立上り点（Ｂ）の伸度か５％以上３０％未満 ここで、繊維を構成するポリエステルの固有粘度か０．
７０未満のものでは、シートベルト用つＴツヒングの経
糸に要求される強度、耐摩耗性等の姓能をｈすることか
出来ず、単繊維デニールが２．Ｏｄｅ未満のものでは、
シートベルト用つエツヒングとしての耐摩耗性か不足し
、他方、１１．Ｏｄｅを越えるものは、低強度で且つｊ
ｑられるシートベルトか粗硬となる欠点か必る。

また、複屈折率（Δｎ）が本発明で規定する範囲外のＵ
＆紐では、得られるシーミルベルトは衝撃エネルギーを
連続的に円滑に吸収できず、判断伸度か５（）％未満の
ものでは衝突時、乗員がシートベルトから受ける衝撃力
が過大となり、乗員かシートベルトにより受傷すること
があり、８０％を越えるようなものでは、ベルト破断の
強力を充分なレベルに維持することが難しくなる。

さらに、破断強度か３．５ｇ／ｄｅ未満或いは破断強度
Ｘ　Ｊ　１１１Ｊ’＋ｌが２５未満である繊維では、１
ｑられるシー１へベルトの破断強度が不足する。

このような固有粘度、単繊維デニール、複屈折率等が本
発明で規定する範囲であっても、第１図の荷伸曲線にお
いて、第一次降伏点（Ａ）の伸度が５％以上、或いは立
上り点（８）の伸度が５％未満または３０％以」二でお
る繊維でおれば、得られるシートベルトは衝撃エネルギ
ーを連続的に円滑に吸収できない。

尚、第１図は、本発明のポリエステル繊維の荷伸曲線を
示すグラフでおり、Ａは第一次降伏点。

Ｂは立上り点を夫々示す。

ここで、△は荷伸曲線の立上りの延長線と第一次降伏点
以降の水平部の延長線との交点である。

本発明においては、前記繊維特性を同時に′ｆ１４足覆
ると共に、繊維横断面において、下記に定義される複屈
折率差（δΔｎ）が０．０２以下であることが大切であ
る。

δΔｎ＝ｌ　Δｎ（０／Ｒ）　　−Δｎ　　（０，９ｒ
／Ｒ）　　１Δｎ　　（０／Ｒ）：半径Ｒの繊維横断面
中心部の複屈折率 Δｎ　（０，９Ｒ／Ｒ）　：前記繊維横断面において、
中心部から０．９Ｒ外層部の 複屈折率 かかるδΔｎが００２を越えるポリエステル繊維は、所
謂芯鞘構ｊ６の繊維となり、得られるシートベルトの強
度を充分に満足し得る水準にすることかできない。

本発明でいうδΔｎは、透過定積型干渉顕微鏡を用いて
測定される繊維中心屈折率（ｎ上、０２ｎ１２．０＞と
繊維中心部から０．９Ｒ（Ｒ：″ｍ紺横断面半径）外層
部の外層屈折率（ｎ上、０．９．ｎ／／、０．９）との
値から計算される。

即ら、１１１ｉ紐の屈折率は、繊維軸の平行方向に振動
している偏光に対する屈折率（ｎｌ）と繊維軸の垂直方
向に撮動している偏光に対する屈折率（「１土）によっ
て特徴づけられる。ここに説明する測定は全て光源とし
てキセノンランプを用い、偏光下、干渉フィルター波長
５４４ｍμの緑色光線を使用して得られる屈折率（ｎｌ
及びｎ上）を用いて実施される。以下ｎｌの測定及びｎ
ｌより求められるｎｌ、Ｑとｎｌ、０．９について詳細
に説明するか、ｎ上（ｎ上、Ｏ及びｎ上、　０．９）に
ついても同様に測定できる。試験される繊維は光学的に
フラットなスライドグラス及びカバーグラスを使用し、
０．２〜１波長の範囲内の干渉縞のずれを与える屈折率
（ｎ、）をもつｐ＆紐に対して不活性の封入剤中に浸漬
する。封入剤の屈折率（ｎＥ）は緑色光線（波長λ＝　
５４４ｍμ）を光源としてアツベの屈折計を用いて測定
した２０°Ｃにあける値である。

この封入剤中に１本のＭ＆紐を浸漬し、この干渉縞のパ
ターンを写真岡影してから１０００〜２０００倍に拡大
して解析する。繊維のｓ’−ｓ’“間の平均屈折率をｎ
ｌ、ｓ’−ｓ”間の厚みをｔ、使用光線の波長をλ、バ
ックグランドの平行干渉縞の間隔（１λに相当）をＤｎ
、繊維による干渉縞のずれをｄｎとすると光路差しは ｄｎ Ｌ−□λ−（ｎｌ−ｎＥ）ｔ　　・　［工］ｎ で表わされる。

試料の屈折率をｎｓとすると、封入液の屈折率ｎ１及び
ｎｌは、 ｎｓ　＜ｎｌ ｎＳ＜ｎｌ の関係にあり、前記ＬＩＩ式は下記のように表わされる
。

Ｉ Ｌ＋　　−一λ−（ｎｌ−ｎｌ）ｔ １〕１ １２−一λ＝　（ｎｌ−ｎｌ　　）’ｊＬ＋　　ｎｚ　
−１２ｎｌ ｎ７′＝□ Ｌ＋　−１２ 従って、繊維の中心から外層までの各位置−Ｃの光路差
から、各位置の繊維の平均屈折率（ｎ７）の分子５を求
めることかできる。厚みｔは得られる繊維か円形断面と
仮定してｈＩ停によって求めることかできる。しかしな
がら、製造条件の変動や製造後のアクシデントによって
、円形断面になっていない場合も考えられる。このよう
な不都合を除くため、測定する個所は繊維軸を対称軸と
して干渉縞のずれが左も対称になっている部分を使用す
ることか適当である。測定は繊維の半径をＲとするとＱ
−０，９Ｒの間を０．１Ｒの間隔で行い、各位１６の平
均の屈折率を求めることができる。同様にしてｎ土の分
子５も求められるので屈折率分布は次式 ％式％） ［］ より求められる。

かかる［ｎ１式を用いてΔｎ（０／Ｒ）及びΔｎ　（０
，９Ｒ／Ｒ）を計算する。

本発明のポリエステル繊維をシートベルト用つエッヒン
グの経糸用原糸として用いる場合は、例えば下記のよう
に織成してシートベルト用つエツヒングを製造すればよ
い。

（１）経糸の総繊度１０００〜１５００デニール（２）
経糸本数３２０〜４００本１５０ｍロー巾（３）緯糸の
総Ｉｌｉ度５００〜７５０デニール（４）緯糸の特性 経糸と同−物性或いは通常のポリエステル延伸糸、この
ような構成のシートベルト （Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ　ｌ？ｏｃｋｉｎｇ　Ｒｅｔｒａ
ｃｔｏｒ）付２点式または３点式の乗員抱束安全装置に
設置することかできる。

以上、述べてきた本発明のポリエステル繊維は、例えば
固有粘度か０，８０以上のポリエステルを溶融し、紡糸
口金面直下から糸条進行方向に５〜２０ＣＩＩｌに屯っ
て３００°Ｃ以上に加熱されている雰囲気中に、ランド
長／孔径の比が３以上の吐出孔から吐出せしめ、引続き
前記雰囲気中を通過した糸条を冷却してから速度３００
０〜７０００…／分で引取ることによって得ることかで
きる。

この際に、溶融紡糸に供りるポリエステルの固有粘度を
０．８以上、好ましくは０．９０以上とすることか大切
である。０．８未満ではシートベルト用つェッピングの
経糸として用いるために充分な強度。

複１１１１バ率を石したポリエステル繊維をＴ業的に効
率的に製造することか回動である。

かかるポリ下ステルポリマーを溶融した後に吐出覆−る
吐出孔は、ランド長／孔径の比が３以上、好ましくは４
以上とすることか大切である。かかる吐出孔を用いるこ
とによって吐出時のポリマーにシェアをかけて得られる
繊維中の歪を減少させ且つ吐出時のポリマーの発熱によ
って得られる繊維のδ△０を０．０２以下にすることか
できる。

このような吐出孔から溶融ポリマーを、口金面直下から
糸条進行方向に５〜２０ｃｍに旦って３００　’Ｃに加
熱されている雰囲気中に吐出する。

ここで、加熱雰囲気の長さか５ｃｍ未満であれば、得ら
れる繊維のδへ〇を０．０２以下にすることができず、
２０Ｃｍを越えて加熱する場合は、吐出糸条の冷却がス
ムーズに突圧されず、糸条の細化固化点か不安定となり
均斉な糸条が１ｑられなくなる。

紡糸引取速度は３０００〜７０００　ｍ／分、好ましく
は４０００　ｍ／分〜６０００　ｍ／分とすることが大
切である。

３０００　ｍ／分未満では１ｑられる繊維の複屈折率（
Δｎ）を０．０８〜０．１５とすることが困難となり、
他方、７０００　ｍ／分を越えると、本発明で規定する
荷重曲線を有する繊維が得られなくなる。

（作用） 本発明のポリ十ステル繊紐は、繊維横断面方向も均斉な
ものであり、第１図に示す荷重曲線をイｊ覆るものであ
るため、最終的に得られるシートベルトは破断強力等の
機械特性か向上し且つ衝撃エネルギーを連続的に円滑に
吸収することかできる。

（発明の効果） 本発明のポリエステル繊維によって１９られるシートベ
ルトは、自動車用のみならず航空機等の東（１抱東安全
装置に好適に使用できる。

（実施例） 以下本発明を実施例により説明する。

実施例１ 固イーＪ粘度１，００のポリエチレンテレフタレートを
３００℃で溶融し、孔径０．３０ｍｍ、ランド長１．２
０ｍｍの吐出孔から口金面直下１０ｃｍに口って３りＯ
’Ｃに７１０熱されている雰囲気中に吐出し、かかる雰
囲気中を通過した糸条に２５°Ｃの冷却風を吹き付けな
がら冷却固化さけ、４５００　ｍ／分の速度で捲取り固
有粘度０．８５．複屈折率（Δｎ）＝　０．１２．δΔ
ｎ、　＝０．０１５　。

Ａ点の伸度４％、破断伸度７５％、Ｂ点の伸度１０％。

破断強度×Ｆ破迩（１ｍ−３２のポリエステル繊維をｊ
）た。

上記のポリエステル繊維（１５００デニール／４８０フ
イラメント糸）を経糸として３６０本用い、ぞの際各経
糸には約７０Ｔ／ｍ（７）撚りを付すした。

一方、緯糸には固有粘度０．６２．複屈折率０．１６゜
強度７．０ｇ／ｄ、伸度２０％のポリエステル繊維（６
３０デニール／７２フイラメン１へ糸）を２水引揃えて
用いた。

緯糸は織密度１９本／インチ打込み、巾５１ｍｍのシー
トベルト用つェッピングを織成した。

該織布に下記処方の染浴を用い温度２５０’Ｃ，染色時
間１分間の条件で染由した。

Ｄｉａｎｉｘ−Ｅ−Ｂｌｕｅ三菱化成１１’ｌ　：　１
００（１／　１Ｄｉｓｐｅｒ　ＴＬ明星化学（ｆｌ　：
　１　　（］／　ｌアルキン酸ソーダ：　０．５（Ｊ／
　１酢酸：　ｐＨ４に調整：０．１ｄ／ｊ２水 水洗後、ボ１尺Ｉ−ステル系ウレタン樹脂の水分散液ホ
ンデイック１６２０　（日本ライ上ホール１−盤）製：
１０Φ早％）に浸漬し、絞ったのち温度１８０　’Ｃで
２分間熱処理を施し、４９ｍｍ巾のシートベルト用つエ
ッヒングを得た。

ｊ５３られたつ１ツビングの特性を表−１に示した。

ここにエネルギー吸収性は、１ｍあたり１１３０Ｋ（］
の荷千をかけたときの仕事量で示した。

つＴラビングのエネルギー吸収性について第２図を用い
て説明する。

第２図は、つＴラビングのエネルギー吸収性を求めるた
めの荷重−除中曲線を示すグラフである。

第２図の荷重−除重曲線を求めるためには、初？＋７ｊ
中２０にＱをかりたときのつ１ツビング十の緯糸方向に
お（）る距離２００ｍｍの点を標点とし、これに史に前
Φを加えてｖＪ千曲線を求め、荷重が１１３０にｇに達
したときに直ちに荷重を初荷重にまで減じ除重曲線を求
める。

ベルトの１ネルギー吸収性は、第２図に示すお１線部分
の面積を伸長距離で除し、この値を５侶してベルト１ｍ
必たつのエネルギー吸収性の尺度とした。

尚、自動車が４０マイル／時間（約６０に…／時間）で
衝突したときに平均的乗員にかかるエネルギーは、約３
００Ｋ（ｌｆ　−ｍ　〜４００にｃ＋ｔ−ｍて必り、こ
のエネルギーの大部分か吸収されれば乗員かハンドルや
自動車パネルに衝突することなく、または′ｔｊｊ突し
ても損傷か軽微である（１１３０Ｋｇ時の伸びは、３０
〜４０％が好ましい）。またウエツヒング強力はＪＩＳ
規格で１５００にｑ以上６升である。

実施例２ 実施例１において、溶融紡糸に供づるポリエステルの固
有粘度（ＩＶ）、吐出孔のランド艮／孔径の比、加熱距
却、加熱温度、及び引取速度を表−１の如く変更した他
は、実施例１と同様に行なった。

ｉｑられたポリエステル繊維の繊維特性及びウエッヒン
グ特性について表−１に併じて示す。

比較例１ 実施例１において、口金面直下の加熱を行なわなかった
仙は、実施例１と同様に行なった。

得られたポリエステル繊維の繊維特性及びウエッピング
１）性について表−１に併せて示ず。

比較例２ 比較例１において、溶融紡糸に供するポリエステルの固
有粘度（ＩＶ）及び引取速度を表−１に示す如く変更す
る他は、比較例２と同様に行なった。

ｊ１７られた繊維の繊維特性及びつ■ツピング特性を表
−１に併せて示した。

表−１から明らかなように、本発明の範囲を満Ｓｎηる
実施例１及び２のポリエステル繊維から得られるウェッ
ビングはエネルー１゛−吸収性及びベル１〜強力か共に
良好て市る。

これに対して、紡糸口金面下の加熱を１−１なわないて
１′、７られた比較例１のポリエステル繊維はδ△口か
人ぎく、最終的に得られるつ１ツビングの１ネルキー吸
収性は良好で市るものの、ベルト強力か低いものとなる
。

また、紡糸引取速度か３０００ｍ／／ｆ′）未満の低速
紡糸で１！Ｉられるポリエステル繊維ｉ維はΔｎか０，
０８未満であるため、最終的に得られるウェッビングの
エネルギー吸収性は良好でおる乙のの、ベルト強力か低
くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のポリエステル繊維の荷伸曲線を承すグ
ラフ、第２図はつ１ツビングのエネルギー吸収１ノ１を
求めるための荷重−除重曲線を示すグラフを夫々示１゜ 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 高速紡糸によつて得られるポリエステル繊維において、
   該繊維が下記［Ａ］の（ｉ）〜（ｖｉｉ）の繊維特性を
   同時に満足すると共に、繊維横断面において、下記［Ｂ
   ］に定義される複屈折率差（δΔｎ）が０．０２以下で
   あることを特徴とするウェッビング用ポリエステル繊維
   。 ［Ａ］繊維特性 （ｉ）固有粘度０．７０以上 （ｉｉ）単繊維デニール２．０〜１１．０ｄｅ （ｉｉｉ）複屈折率（Δｎ）０．０８〜０．１５ （ｉｖ）破断強度３．５ｇ／ｄ以上 （ｖ）破断伸度５０〜８０％ （ｖｉ）破断強度×√（破断伸度）≧２５ （ｖｉｉ）荷伸曲線の第一次降伏点（Ａ）の伸度が５％
   未満 （ｖｉｉｉ）荷伸曲線の立上り点（Ｂ）の伸度が５％以
   上３０％未満 ［Ｂ］繊維横断面における複屈折率差（δΔｎ）δΔｎ
   ＝｜Δｎ（Ｏ／Ｒ）−Δｎ（０．９ｒ／Ｒ）｜Δｎ（Ｏ
   ／Ｒ）：半径Ｒの繊維横断面中心部の複屈折率 Δｎ（０．９Ｒ／Ｒ）：前記繊維横断面において、中心
   部から０．９Ｒ外層部の複屈折率