KR101953763B1 - 시트벨트용 폴리에스테르 섬유의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시트벨트용 고강력 폴리에스테르 섬유의 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 고유점도가 0.8 dl/g 이상인 폴리에스테르 중합체를 270 내지 310 ℃에서 용융 방사하여 폴리에스테르 미연신사를 제조하는 단계; 및 상기 폴리에스테르 미연신사를 연신하는 단계;를 포함하고, 상기 연신 공정은 상기 미연신사를 오일 픽업량 0.35% 내지 0.7%가 되도록 고뎃 롤러를 통과시킨 후에 수행하는 시트벨트용 폴리에스테르 섬유의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 방사 공정 및 연신 공정을 최적화함으로써 승객에게 가해지는 충격을 줄이기 위한 유연성, 내마찰성, 강력유지율 등이 현저히 향상된 시트벨트용 고강력 폴리에스테르 섬유를 제조할 수 있다.

Description

시트벨트용 폴리에스테르 섬유의 제조방법 {PROCESS OF PREPARING POLYESTER FIBER FOR SEATBELT}

본 발명은 시트벨트 등에 사용되는 산업용 고강력 폴리에스테르 섬유의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우수한 기계적 물성과 승객에게 가해지는 충격을 줄이기 위한 유연성, 내마찰성, 강력유지율 등이 현저히 향상된 고강력의 시트벨트용 폴리에스테르 섬유를 제조하는 방법에 관한 것이다.

폴리에틸렌테레프탈레이트(이하, "PET"라 함)로 대표되는 폴리에스테르(Polyester)는 기계적 강도, 내약품성 등이 우수하기 때문에, 섬유, 필름 또는 수지 용도 등에 광범위하게 사용되고 있다. 예를 들면, 섬유의 경우에는 의료 용도뿐만 아니라, 예컨대, 타이어 코드(tire cord), 벨트(belt), 호스(hose) 등의 고무제품의 보강용 재료 등으로서 산업 자재 용도에도 폭넓게 사용된다.

이러한 산업자재용 폴리에스테르 섬유 중에서, 현재 시트벨트용 원사로서 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주성분으로 하는 고강도 폴리에스테르 섬유가 널리 사용되고 있다. 이러한 시트벨트용 원사는 고강도가 유지되어야 하는 것은 물론이지만 시트벨트로 제조된 후 샤시 가이드와의 반복되는 마찰과 시트벨트의 탈착시에 꺼내고 격납할 때의 마찰을 격감하기 위하여 미끄럼 효율이 양호할 것이 또한 요구된다.

이같이 시트벨트용 폴리에스테르 섬유에 충분한 미끄럼 효율을 제공하기 위해서 일반적으로 폴리에스테르 섬유 제조시에 평활제를 함유한 유제를 부여한다. 그러나, 일반적으로 시트벨트용 폴리에스테르 섬유는 착색되어 있지 않으므로 제직 후 염색가공이 필요하게 되는데, 이같이 원사 제조 공정에서 부여된 평활제를 함유한 유제가 상기 염색공정에서 탈락해버린다. 이 때문에, 제조 공정상에서 평활제를 부여하는 것만으로는 시트벨트용 폴리에스테르 섬유에 충분한 윤활성을 부여하기 어려운 문제가 있다.

또한, 일반적으로 종래의 시트벨트용 폴리에스테르 섬유는 원사를 이용하여 웨빙(Webbing)물을 만들고 염색하는 공정을 거치게 되면 고온의 열처리로 인한 강도 저하 때문에 고강력사로 강도를 높이는 방향으로만 기술 개발이 이루어져 왔다. 시트벨트용 원사는 기본적으로, 가장 중요한 승객보호를 위하여 차량 사고 시 사람을 차체에 고정시켜 2차 피해를 줄이는 역할을 하는 것이므로, 원사의 강도 유지가 특히 중요하다. 그러나, 이같이 고모듈러스 저절신 형태의 폴리에스테르 섬유를 시트벨트용 원사로 사용할 경우에는, 자동차에 장착하여 사용시 발생하는 마찰을 격감하기 위한 미끄럼 효율이 현저히 저하될 뿐만 아니라, 시트벨트 자체의 강직성으로 인하여 차량 충돌 시 승객을 다치게 하는 문제가 있다.

따라서, 시트벨트 등에 사용되는 산업용 고강력 폴리에스테르 섬유로서 우수한 기계적 물성 및 고강력을 유지하며, 승객에게 가해지는 충격을 줄이기 위한 유연성, 내마찰성, 강력유지율 등이 현저히 향상된 섬유 개발에 대한 연구가 필요하다.

본 발명은 시트벨트, 웨빙용 등에 사용 가능하도록 고강력, 저모듈러스, 고신율의 특성을 나타내며, 사고 시 시트벨트 자체의 강직성으로 인한 2차 피해를 최소화할 수 있도록, 우수한 기계적 물성 및 유연성, 내마찰성, 강력유지율을 갖는 폴리에스테르 섬유를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 또한, 이렇게 제조되는 폴리에스테르 섬유를 포함하는 시트벨트를 제공하고자 한다.

본 발명은 고유점도가 0.8 dl/g 이상인 폴리에스테르 중합체를 270 내지 310 ℃에서 용융 방사하여 폴리에스테르 미연신사를 제조하는 단계; 및 상기 폴리에스테르 미연신사를 연신하는 단계;를 포함하고, 상기 연신 공정은 상기 미연신사가 오일 픽업량 0.35% 내지 0.7%가 되도록 고뎃 롤러를 통과시킨 후에 수행하는 시트벨트용 폴리에스테르 섬유의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 또한, 이렇게 제조되는 폴리에스테르 섬유를 포함하는 시트벨트를 제공하고자 한다.

이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 시트벨트용 폴리에스테르 섬유의 제조 방법 및 이렇게 제조된 폴리에스테르 섬유를 적용한 시트벨트에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명에 대한 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 구성 성분)를 별다른 제한 없이 포함함을 지칭하며, 다른 구성 요소(또는 구성 성분)의 부가를 제외하는 것으로 해석될 수 없다.

일반적으로 시트벨트용 원사로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하, "PET"라 함)를 주성분으로 하는 고강도 폴리에스테르 섬유가 널리 사용되고 있다. 또한, 이러한 시트벨트용사는 고강도가 유지되어야 하는 것은 물론이지만 자동차에 장착하여 사용시 탈 부착 과정에서 반복되는 마찰을 격감하기 위하여 미끄럼 효율이 양호할 것이 요구된다.

이러한 시트벨트는 가장 중요한 승객 보호를 위하여 차량 사고 시 사람을 차체에 고정시켜 2차 피해를 줄이는 역할을 해야 하므로, 고강력사로 설계되어 있기 때문에 주로 고모듈러스 저절신 형태의 폴리에스테르 섬유가 사용되고 있다. 특히, 폴리에스테르는 분자구조상 나일론 등에 비해 강연성(stiffness)이 높은 구조를 가지게 되어 높은 모듈러스(high modulus)의 특성을 갖게 된다.

그러나, 이같이 강연성이 높은 기존의 고 모듈러스 폴리에스테르 섬유를 사용하여 시트벨트를 제조한 경우, 차량 충돌 시 시트벨트의 과도한 강직성 때문에 사람이 다치는 원인이 된다.

이에 따라, 본 발명은 폴리에스테르 섬유가 고강력을 유지하며 충격흡수성이 우수하고 유연성, 내마모성, 및 내열 강력 유지율이 현저히 향상된 시트벨트의 제조에 효과적으로 적용할 수 있다.

본 발명자들의 실험 결과, 고점도 칩을 사용하여 방사 공정 및 연신 공정을 최적화하여 폴리에스테르 섬유를 제조함으로써, 우수한 기계적 물성과 함께 보다 향상된 미끄럼 특성 및 충격 흡수 성능 등이 우수한 시트벨트를 제조할 수 있다.

이에 발명의 일 구현 예에 따라, 본 발명은 폴리에스테르 중합체를 사용하여 최적화된 용융 방사 및 연신 공정을 통해 시트벨트용 폴리에스테르 섬유를 제조하는 방법이 제공된다. 이들 각 단계의 구체적 조건이나 진행 방법이 폴리에스테르 섬유의 물성에 직/간접적으로 반영되어 상술한 물성을 가진 시트벨트용 폴리에스테르 섬유가 제조될 수 있다.

이러한 폴리에스테르 섬유의 제조방법을 각 단계별로 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 시트벨트용 폴리에스테르 섬유의 제조방법은 고유점도가 0.8 dl/g 이상인 폴리에스테르 중합체를 270 ℃ 내지 310 ℃에서 용융 방사하여 폴리에스테르 미연신사를 제조하는 단계, 및 상기 폴리에스테르 미연신사를 연신하는 단계를 포함하고, 상기 연신 공정은 상기 미연신사가 오일 픽업량 0.35% 내지 0.70%가 되도록 고뎃 롤러를 통과시킨 후에 수행한다.

먼저, 첨부한 도면을 참고로 하여, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 용융 방사 및 연신 공정의 실시 형태를 간략히 설명할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따라, 상기 용융 방사 및 연신 단계를 포함하는 폴리에스테르 섬유 제조공정을 모식적으로 나타낸 공정도이다. 도 1에서 보는 바와 같이 본 발명의 시트벨트용 폴리에스테르 섬유의 제조 방식은 전술한 바와 같은 방식으로 제조된 폴리에스테르 칩을 용융시켜, 구금을 통해 방사된 용융 고분자를 급냉 공기(quenching-air)로 냉각시키고, 유제 롤(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(147)를 통하여 연신과정을 거친 후, 최종적으로 세컨드 집속기(2^nd Interlacer, 150)에서 일정한 압력으로 원사를 인터밍글(intermingle)시켜 권취기(160)에서 권취하여 원사를 생산할 수 있다.

본 발명의 제조 방법은 먼저, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 고점도의 중합체를 용융 방사하여 폴리에스테르 미연신사를 제조한다.

이때, 낮은 초기 모듈러스 및 높은 신율 범위를 충족하는 폴리에스테르 미연신사를 얻기 위해서는, 상기 용융 방사 공정은 폴리에스테르 중합체의 열분해를 최소화할 수 있도록 낮은 온도 범위에서 수행하는 것이 바람직하다.

특히, 고점도의 폴리에스테르 중합체의 고유점도 및 CEG 함량 등에 대하여 공정에 따른 물성 저하를 최소화할 수 있도록, 즉, 폴리에스테르 중합체의 높은 고유점도 및 낮은 CEG 함량을 유지할 수 있도록 저온방사, 예를 들어, 270 내지 310 ℃, 바람직하게는 280 내지 305 ℃, 좀더 바람직하게는 282 내지 300 ℃ 온도에서 수행할 수 있다. 여기서, 방사온도란 사출기(Extruder) 온도를 지칭하는 것이며, 상기 용융 방사 공정을 310 ℃를 초과하여 수행할 경우에는 폴리에스테르 중합체의 열분해가 다량으로 발생하여 고유점도의 저하로 분자량 감소 및 CEG 함량 증가가 커질 수 있으며, 원사의 표면 손상으로 전반적인 물성 저하를 초래할 수 있어 바람직하지 않다. 이에 반해, 상기 용융 방사 공정을 270 ℃ 미만에서 진행할 경우에는 폴리에스테르 중합체의 용융이 어려울 수 있으며, N/Z 표면 냉각으로 방사성이 떨어질 수도 있어, 상기 온도 범위 내에서 용융 방사 공정을 수행하는 것이 바람직하다.

상기 폴리에스테르 중합체는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 주성분으로 포함하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 그 제조단계에서 여러 가지 첨가제가 첨가될 수 있는 것으로서, 시트벨트로 제조시 우수한 기계적 물성을 확보하기 위해서는 적어도 70 몰% 이상, 더욱 바람직하게는 90 몰% 이상을 포함할 수 있다.

또한, 상기 폴리에스테르 중합체는 TiO₂, SiO₂, BaSO₄, 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 무기 첨가제를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 무기 첨가제는 상기 폴리에스테르 중합체에 대하여 100 내지 1,200 ppm, 바람직하게는 200 내지 1,000 ppm의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 무기 첨가제는 섬유의 효과적인 염색성 측면에서 100 ppm 이상, 바람직하게는 200 ppm 이상으로 포함되는 것이 바람직하고, 섬유의 방사성 측면에서 1,200 ppm 이하, 바람직하게는 1,000 ppm 이하로 포함되는 것이 바람직하다.

실험 결과, 이러한 낮은 온도 범위에서 PET의 용융 방사 공정을 진행함에 따라, 폴리에스테르 중합체의 분해 반응을 최소화하여 높은 고유점도를 유지하여 높은 분자량을 확보함으로써, 후속하는 연신 공정에서 높은 연신 비율을 적용하지 않고도 고강력의 원사를 얻을 수 있으며, 이같이 저연신 공정을 수행할 수 있음에 따라 모듈러스를 효과적으로 낮출 수 있어 상술한 물성을 충족하는 폴리에스테르 섬유가 얻어질 수 있음이 밝혀졌다.

또한, 상기 용융 방사 공정은 폴리에스테르 중합체 분해 반응을 최소화하는 측면에서, 보다 낮은 방사 장력 하에서 진행될 수 있도록, 즉 방사 장력을 최소화할 수 있도록, 예를 들어, 상기 폴리에스테르 중합체를 용융 방사하는 속도를 300 내지 1,000 m/min의 저속으로 조절할 수 있고, 바람직하게는 350 내지 700 m/min으로 조절할 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 내지 1.15 dl/g, 더욱 바람직하게는 0.90 dl/g 내지 1.10 dl/g의 고유점도를 나타낼 수 있다.

특히, 상술한 바와 같이, 고강력 저모듈러스의 폴리에스테르 섬유를 제조하기 위해서는, 미연신사 제조 공정에서 고점도 폴리에스테르 중합체, 예를 들어, 고유점도 0.8 dl/g 이상 폴리에스테르 중합체를 사용하여, 용융 방사 및 연신 공정을 통해 이러한 고점도 범위를 최대한 유지하여 저연신으로 고강력을 발휘할 수 있어 모듈러스를 효과적으로 낮추는 것이 바람직하다.

다만, 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, 상기 PET 칩은 모노 필라멘트의 섬도가 8.0 DPF 이상 또는 8.0 내지 20 DPF, 바람직하게는 8.5 DPF 이상 또는 8.5 내지 18 DPF 범위로 되도록 고안된 구금을 통하여 방사되는 것이 바람직하다. 즉, 방사 중 사절의 발생 및 냉각시 서로간의 간섭에 의하여 사절이 발생할 가능성을 낮추기 위해서는 모노 필라멘트의 데니아가 8.0 DPF 이상은 되는 것이 바람직하고, 냉각 효율을 높이기 위해서는 모노 필라멘트의 섬도가 20 DPF 이하인 것이 좀더 바람직하다.

또한, 상기 PET를 용융 방사한 후에는 냉각 공정을 부가하여 상기 PET 미연신사를 제조할 수 있다. 이러한 냉각 공정은 온도 15 내지 60 ℃의 냉각풍을 가하는 방법으로 진행함이 바람직하고, 각각의 냉각풍 온도 조건에 있어서 냉각 풍량을 0.4 내지 1.5 m/s로 조절하는 것이 바람직하다. 이로서, 발명의 일 구현예에 따른 제반 물성을 나타내는 PET 미연신사를 보다 쉽게 제조할 수 있다.

한편, 이러한 방사 단계를 통해 폴리에스테르 미연신사를 제조한 후에는, 이러한 미연신사를 연신하여 연신사를 제조한다. 이때, 상기 연신 공정은 3.0 내지 7.0, 바람직하게는 4.0 내지 6.5의 총 연신비 조건 하에서 수행할 수 있다. 상기 폴리에스테르 미연신사는 용융 방사 공정을 최적화하여 높은 고유점도와 낮은 초기 모듈러스를 유지하는 상태이다. 따라서, 7.0를 초과하여 높은 연신비 조건 하에서 상기 연신 공정을 진행하면, 과연신 수준이 되어 상기 연신사에 절사 또는 모우 등이 발생할 수 있고 높은 섬유의 배향도에 의해 저신율 고모듈러스의 원사가 제조될 수 있다. 특히, 이렇게 높은 연신비 조건 하에서 원사의 신율이 저하되고 모듈러스가 증가하게 되는 경우, 시트벨트 등으로 적용시 내마모성 및 내열 장력 유지율 등이 좋지 않을 수 있다. 반면에, 비교적 낮은 연신비 하에서 연신 공정을 진행하면, 섬유 배향도가 낮아 이로부터 제조된 폴리에스테르 섬유의 강도가 일부 낮아질 수 있다. 다만, 물성 측면에서 4.0 이상의 연신비 하에서 연신 공정을 수행하면, 예를 들어, 시트벨트 등에 적용되기에 적합한 고강력 저모듈러스의 폴리에스테르 섬유의 제조가 가능하므로, 상기 연신 공정은 4.0 내지 6.0의 연신비 조건 하에서 진행하는 것이 바람직하다.

상기 연신 공정은 상기 미연신사에 비수계 유제를 부착하여 원사의 고강력 특징을 유지하며 유연성 및 충격흡수성 등의 물성을 향상시킬 수 있다. 이때, 상기 미연신사는 오일 픽업량 0.35% 내지 0.70%, 바람직하게는 0.4 내지 0.65%, 좀더 바람직하게는 0.45 내지 0.60%가 되도록 고뎃 롤러를 통과시킨 후에 연신 공정을 수행할 수 있다. 상기 오일 픽업량은 시트벨트 제조시 작업성을 향상키고 고강력을 유지하며 표면 윤활성 및 내마모성을 효과적으로 부여할 수 있도록 하는 측면에서 0.35% 이상이 되어야 한다. 반면에, 최종 제조된 시트벨트의 경량화 및 유연성 부여로 사고시 시트벨트 자체의 강직성으로 인한 2차 피해를 최소화할 수 있도록 하는 측면에서 0.7% 이하가 되어야 한다. 상기 오일 픽업량은 원사에 포함되어 있는 유제량을 지칭하는 것으로 용매를 이용한 속슬렛 방법으로 측정할 수 있다.

상기 비수계 유제는 폴리에스테르 표면에 물리적 또는 화학적 결합을 통해 표면 윤활성을 극대화시켜 주는 효과를 갖는 모든 성분을 칭하는 것이다. 본 발명의 바람직한 일례에 따르면, 상기 비수계 유제는 예컨대, 폴리디메틸실록산, 폴리디부틸실록산, 폴리메틸페닐실록산, 파라핀(Paraffin)계 윤활제, 에스테르(Ester)계 윤활제, 비이온성(Nonionic) 활성제, 및 음이온성(Anionic) 활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 이때, 유제에 쓰이는 용제(Solvent)와 상호성 증진 측면에서는, 파라핀(Paraffin)계 윤활제를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 연신 공정은 또한, 제1 연신비를 3.5 내지 4.5로 수행하고, 제2 연신비를 0.9 내지 1.8로 수행할 수 있다. 이때, 상기 제1 연신비는 방사속도를 지칭하는 것으로, 예컨대, 제1 고뎃 롤러와 제2 고뎃 롤러 사이의 속도비 또는 제1 고뎃 롤러와 제3 고뎃 롤러 사이의 속도비가 될 수 있다. 상기 제1 연신비는 바람직하게는 3.8 내지 4.2로 수행할 수 있다. 또한, 상기 제2 연신비는 예컨대, 제3 고뎃 롤러와 제4 고뎃 롤러 사이의 속도비가 될 수 있다. 상기 제2 연신비는 바람직하게는 1.1 내지 1.6로 수행할 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명에서 상기 연신 공정은 시트벨트 등에 적용되기에 적합한 고강력 및 고신율의 폴리에스테르 섬유를 제조하는 측면에서 상기 최적화된 범위로 제1 연신비와 제2 연신비를 유지하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 직접 방사 연신 공정으로 고강도 및 저수축의 성질을 동시에 만족시키면서 낮은 모듈러스의 폴리에스테르 섬유를 제조하기 위하여 고점도의 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합 칩을 사용하여 용융 방사한 다음, 와인더에 권취하기까지 다단 고뎃 롤러를 거치며 연신, 열고정, 이완, 권취하는 공정을 포함할 수 있다.

이때, 상기 연신 공정은 제1 고뎃 롤러가 온도 60 내지 100 ℃에서 400 내지 700 m/min의 속도로 수행하고, 제2 고뎃 롤러가 온도 80 내지 120 ℃에서 400 내지 700 m/min의 속도로 수행하고, 제3 고뎃 롤러가 온도 100 내지 140 ℃에서 1,800 내지 2,500 m/min의 속도로 수행하고, 제4 고뎃 롤러가 온도 160 내지 250 ℃에서 2,800 내지 3,500 m/min의 속도로 수행하고, 제5 고뎃 롤러가 온도 90 내지 130 ℃에서 2,800 내지 3,500 m/min의 속도로 수행할 수 있다.

상기 이완 과정에서 이완률은 1% 내지 14%가 바람직하며, 1% 미만일 경우에는 수축율의 발현이 어려우며 높은 연신비 조건 하에서와 마찬가지로 높은 섬유 배향도 형성에 따라 고신율 저모듈러스 섬유 제조가 어려워질 수 있으며, 14%를 초과할 경우에는 고뎃 롤러상에서 사떨림이 심해져서 작업성을 확보할 수가 없다.

또한, 상기 연신 공정에서는 상기 미연신사를 대략 170 내지 250 ℃의 온도 하에서 열처리하는 열고정 공정을 추가로 수행할 수 있으며, 바람직하게는 상기 연신 공정의 적절한 진행을 위해 175 내지 240 ℃, 좀더 바람직하게는 180 내지 245 ℃의 온도로 열처리할 수 있다. 여기서, 온도가 170 ℃ 미만일 경우에는 열적 효과가 충분하지 못하여 이완효율이 떨어져 수축률 달성이 어려우며, 250 ℃를 초과할 경우에는 열분해에 의한 원사강도 저하 및 롤러상 타르 발생이 증가하여 작업성이 저하될 수 있다.

이때, 권취속도는 2,000 내지 4,000 m/min, 바람직하게는 2,500 내지 3,700 m/min으로 수행할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 방사 공정 및 연신 공정을 최적화하여 제조된 폴리에스테르 섬유는, 시트벨트, 웨빙용 등에 사용 가능하도록 고강력, 저모듈러스, 고신율의 특성을 나타내며, 사고시 시트벨트 자체의 강직성으로 인한 2차 피해를 최소화할 수 있도록, 우수한 기계적 물성 및 유연성, 내마찰성, 강력유지율을 확보할 수 있다.

특히, 상기 폴리에스테르 섬유는 인장강도가 9.2 g/d 이상 또는 9.2 g/d 내지 11.0 g/d, 바람직하게 9.5 g/d 이상, 좀더 바람직하게는 10.0 g/d 이상을 나타낼 수 있다. 상기 폴리에스테르 섬유의 인장강도는 시트벨트 제조시 승객을 효과적으로 지지할 수 있도록 우수한 강력 확보 측면에서 9.2 g/d 이상이 될 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르 섬유의 신율은 10% 내지 17%, 바람직하게는 11% 내지 16%, 좀더 바람직하게는 12% 내지 15%를 나타낼 수 있다. 상기 폴리에스테르 섬유의 신율은 최종 제조된 시트벨트의 과도한 강직성으로 인한 승객의 불편감 및 2차 상해 등을 최소화하고, 뒷좌석에서 충분한 반동 거리 및 이동 거리를 부여할 수 있도록 하는 측면에서 10% 이상이 될 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르 섬유를 사용하여 시트벨트를 제조하여 차량 사고시 승객 보호를 위한 충분한 반동 거리를 유지하며 승객을 안전하게 지지할 수 있도록 하는 측면에서 17% 이하가 될 수 있다. 특히, 상기 폴리에스테르 섬유는 우수한 기계적 물성과 함께 충분한 신율 범위를 유지함으로써, 차량의 뒷좌석 등에 효과적으로 사용 가능한 고신율 시트벨트를 제조할 수 있다.

또한, 상기 폴리에스테르 섬유는 이전에 알려진 폴리에스테르 섬유에 비해 보다 향상된 고유점도, 즉, 0.8 dl/g 내지 1.5 dl/g, 바람직하게는 0.9 dl/g 내지 1.4 dl/g의 고유점도를 나타낼 수 있다. 상기 고유점도는 폴리에스테르 섬유를 사용하여 시트벨트 제조 시 충분한 터프니스(toughness)를 발현하기 위하여 이러한 범위로 확보되는 것이 바람직하다. 특히, 상기 원사의 고유점도가 0.8 dl/g 이상이 되면 저연신으로 고강력을 발휘하여 시트벨트로서의 요구 강력을 만족시킬 수 있어 바람직하고, 그렇지 못할 경우 고연신으로 물성 발현할 수 밖에 없게 될 수 있다. 이같이 고연신을 적용할 경우 섬유의 배향도가 상승하여 높은 모듈러스의 물성을 얻게 될 수 있다. 따라서, 상기 원사의 고유점도를 0.8 dl/g 이상으로 유지하여 저연신을 적용하여 저 모듈러스 발현이 가능하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 폴리에스테르 섬유의 고유점도가 1.5 dl/g를 초과하는 경우에 연신 공정에서 연신 장력이 상승하여 공정상 문제를 발생시킬 수도 있어, 1.5 dl/g 이하가 좀더 바람직하다.

본 발명에 따르면 최종 제조된 시트벨트의 두께와 모듈(Module) 장착을 효율화하는 측면에서 저섬도 고강력의 폴리에스테르 섬유를 사용할 수 있다. 이러한 측면에서, 본 발명의 시트벨트에 적용 가능한 원사의 총섬도는 400 내지 1,800 데니어, 바람직하게는 500 내지 1,700 데니어가 될 수 있다. 상기 섬유의 총섬도는 시트벨트 제조시 충분한 고강력 물성을 확보할 수 있도록 하는 측면에서 400 데니어 이상이 될 수 있고, 제직 밀도를 최소화하여 우수한 후도 확보 및 이에 따른 직물의 유연성(Softness) 개선 측면에서 1,800 데니어 이하가 될 수 있다. 시트벨트 제조용 폴리에스테르 섬유의 총섬도 등을 최적화함으로써 제직 본수를 260 본/인치 이하로 낮추는 방향으로 설계가 가능하며, 원사의 고강력, 저모듈러스, 고신율 특성을 획득할 수 있다. 이러한 폴리에스테르 섬유는 자동차 장착 후 사고시 시트벨트 자체의 강직성으로 인한 2차 피해를 최소화할 뿐만 아니라 우수한 기계적 물성 및 유연성, 내마모성, 강력유지율을 갖는 시트벨트를 효과적으로 제조할 수 있다.

상기 폴리에스테르 섬유는 단사섬도가 8.0 DPF 이상 또는 8.0 내지 20 DPF, 바람직하게는 8.5 DPF 이상 또는 8.5 내지 18 DPF인 것이 될 수 있다. 상기 섬유의 단사섬도는 시트벨트로 제조하여 자동차 장착후에 충돌시 탑승객이 상해를 입는 것을 방지하기에 충분한 고강력 물성을 확보하고 제직 본수를 최적화하는 측면에서 8.0 DPF 이상이 될 수 있다. 또한, 상기 원사의 필라멘트수는 많을수록 소프트한 촉감을 줄 수 있으나, 너무 많은 경우에는 방사성이 좋지 않을 수 있으므로, 필라멘트수는 50 내지 240, 바람직하게는 55 내지 220이 될 수 있다.

또한, 상기 폴리에스테르 섬유는 건열 수축율이 13% 이하, 바람직하게는 9% 내지 12%를 나타낼 수 있다. 상기 건열수축율은 150 ℃에서 30 분 동안 고정 하중을 부가하는 조건 하에서 측정한 값을 기준으로 한다.

따라서, 이렇게 원사의 고유점도, 인장강도, 및 총섬도를 동시에 최적화된 범위로 유지하는 폴리에스테르 섬유를 이용하여 우수한 기계적 물성 및 내마모성, 내열 장력 유지율, 충격 흡수 특성이 모두 현저히 향상되는 시트벨트를 제조하는 것이 가능해진다.

이와 함께, 상기 폴리에스테르 섬유는 미국재료시험협회규격 ASTM D 885의 방법으로 측정한 모듈러스(Young's modulus)가 신도 1%에서 즉, 1% 신장된 지점에서 65 내지 105 g/de, 바람직하게는 70 내지 100 g/de가 될 수 있다. 기존의 일반 산업용사로서 폴리에스테르 섬유의 경우, 1% 신장된 지점에서의 모듈러스(Young's modulus)가 100 g/de 이상이며, 2% 신장된 지점에서의 모듈러스가 80 g/de 이상인 것과 비교 시, 본 발명의 폴리에스테르 원사는 현저히 낮은 모듈러스를 갖는 것이 될 수 있다.

이 때, 상기 폴리에스테르 섬유의 모듈러스는 인장시험시 얻어지는 응력-변형도 선도의 탄성 구간 기울기로부터 얻어지는 탄성계수의 물성값으로, 물체를 양쪽에서 잡아 늘일 때, 물체의 늘어나는 정도와 변형되는 정도를 나타내는 탄성률에 해당하는 값이다. 상기 섬유의 모듈러스가 높으면 탄성은 좋으나 피로에 취약하고 즉, 오래 사용시 물성 저하가 발생하고 또한, 너무 강직하여 사고시 시트벨트 자체에 피해를 입는 경우가 발생할 수 있다 모듈러스가 너무 낮을 경우 사고시 승객을 잡아주는 역할을 하지 못해 차량 내부에 부딪치는 2차 피해 발생할 수 있다.

이와 같이, 기존에 비해 낮은 범위의 초기 모듈러스를 갖는 폴리에스테르 섬유로부터 제조된 시트벨트는 기존의 시트벨트에서 나타나는 사고시 시트벨트 자체의 강직성으로 인한 2차 피해를 최소화할 뿐만 아니라 장시간의 사용에 따른 물성 저하 현상을 최소화할 수 있다.

한편, 발명의 다른 일 구현 예에 따르면, 본 발명은 상술한 바와 같은 방법으로 제조된 폴리에스테르 섬유를 포함하는 시트벨트를 제공한다. 본 발명의 시트벨트는 상술한 바와 같은 고강력, 저모듈러스, 고신율 특성의 폴리에스테르 섬유를 사용하며, 우수한 기계적 물성 및 내마모성, 충격흡수율 등을 확보할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상술한 바와 같은 폴리에스테르 섬유를 위사 및 경사로 이용하여 비밍(beaming), 제직, 공정을 거쳐 시트벨트 등을 제조할 수 있다. 상기 시트벨트 등은 통상적인 소폭 제직기를 사용하여 제조할 수 있으며, 어느 특정 직기를 사용하는 것에 한정되지 않는다. 다만, 평직 형태로 제직시에는 레피어 직기(Rapier Loom)나 에어제트 직기(Air Jet Loom) 또는 워터제트 직기(Water Jet Loom) 등을 사용하여 제조할 수 있다.

본 발명의 폴리에스테르 시트벨트는 대한민국 부품소재 신뢰성평가 기준 RS K 0005: 2007(자동차 안전벨트용 웨빙)에서 제시한 방법으로 측정한 인장강력이 3,000 kgf 이상 또는 3,000 kgf 내지 3,200 kgf, 바람직하게는 3,050 kgf 이상이 될 수 있다. 상기 시트벨트의 인장강력은 차량 사고시 승객을 안전하게 지지하는 우수한 강력 확보 측면에서 3,000 kgf 이상이 될 수 있다.

상기 폴리에스테르 시트벨트는 대한민국 부품소재 신뢰성평가 기준 RS K 0005: 2007(자동차 안전벨트용 웨빙)에서 제시한 방법으로 측정한 신율이 15% 내지 20%, 바람직하게는 15.5% 내지 19%가 될 수 있다. 이 때, 시트벨트의 신율은 시트밸트의 강력 11.1 kN일 때의 신율을 지칭하는 것이다. 상기 시트벨트의 신율은 시트벨트 자체의 강직성으로 인한 승객의 불편감 및 2차 상해 등을 최소화할 수 있는 측면에서 15% 이상이 될 수 있으며, 차량 사고시 승객 보호를 위한 충분한 반동 거리를 유지하며 승객을 안전하게 지지할 수 있도록 하는 측면에서 20% 이하가 될 수 있다.

특히, 본 발명의 시트벨트는 고강력과 함께 고신율의 특성을 달성함으로써 차량의 뒷좌석 등에 장착시 효과적으로 승객을 보호할 수 있다. 이러한 고강력 고신율의 시트벨트는 유럽경제위원회(ECE, Economic Commission for Europe) ECE R16.04 규격에 따른 방법으로 측정한 이동거리가 400 mm 이하 또는 100 mm 내지 400 mm, 바람직하게는 370 mm 이하 또는 200 mm 내지 370 mm, 좀더 바람직하게는 350 mm 이하 또는 270 mm 내지 350 mm가 될 수 있다. 상기 이동 거리는 차량 사고시 승객 보호를 위한 충분한 반동 거리를 유지하며 승객을 안전하게 지지할 수 있도록 하는 측면에서 400 mm 이하가 될 수 있다.

본 발명에 따른 폴리에스테르 시트벨트는 경위사의 제직 밀도로 제조될 수 있다. 여기서, 상기 경사 밀도는 바람직하게는 230 본/인치 내지 280 본/인치, 좀더 바람직하게는 240 내지 270 본/인치가 될 수 있다. 상기 경사 밀도는 차량 사고시 승객을 안전하게 지지하는 우수한 강력 확보 측면에서 230 본/인치 이상이 될 수 있으며, 시트벨트의 과도한 증량 방지 및 승객의 착용감을 최적화하는 측면에서 280 본/인치 이하가 될 수 있다. 또한, 위사 밀도는 4 본/인치 내지 7 본/인치, 바람직하게는 4.5 본/인치 내지 6.5 본/인치, 좀더 바람직하게는 5 본/인치 내지 6 본/인치 이 될 수 있다. 상기 위사 밀도는 시트벨트의 탈착시에 꺼내고 격납할 때 효율적으로 구동할 수 있도록 하기 위하여 4 본/인치 이상이 될 수 있으며, 시트벨트의 두께가 과도해지며 승객의 착용감을 저하시키지 않도록 하기 위하여 7 본/인치 이하가 될 수 있다. 본 발명의 폴리에스테르 시트벨트는 이렇게 최적화된 낮은 제직밀도 범위에서도 상술한 바와 같은 고강력의 우수한 기계적 물성을 확보할 수 있다.

본 발명의 폴리에스테르 시트벨트는 육각봉에 의한 내마모성 평가에서 측정한 강력유지율이 94% 이상, 바람직하게는 94.5% 이상, 좀더 바람직하게는 95% 이상이 될 수 있다. 더불어, 상술한 바와 같이 3,000 kgf 이상의 인장강력으로 우수한 내마모 특성을 나타냄으로써, 장기간 사용시에도 물성 저하를 최소화하고 사고시 승객을 잡아주는 역할을 효과적으로 수행할 수 있다.

특히, 일반적으로 시트벨트는 고온의 환경 하에서 염색 공정을 수행하여 제품화된다. 이 경우에, 기존의 폴리에스테르 섬유를 사용하는 경우에 염색지의 신율을 맞추기 위하여 염색시 200 도(℃) 이상의 고온의 조건 하에서 1% 내지 20%의 수축이 진행되게 된다. 하지만, 이 경우에 염색 공정에서 수축으로 인해 시트벨트의 생지에서보다 기계적 물성 등이 현저히 떨어지게 된다. 이에 따라, 본 발명의 폴리에스테르 섬유는 고강력, 저모듈러스, 고신율의 특성으로 염색시 염색지의 신율을 맞추기 위해 수축을 시키지 않고, 오히려 연신을 하면서 염색을 진행하게 되므로 우수한 기계적 물성을 확보할 수 있어, 고온의 환경 하에서 염색 공정을 수행하여도 우수한 내열 강력유지율로 염색지의 물성이 유지되거나 개선되는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 상기 시트벨트는 충격흡수율 74% 이상, 바람직하게는 74.5% 이상, 좀더 바람직하게는 75% 이상이 될 수 있다. 상기 시트벨트의 충격흡수율은 대한민국 부품소재 신뢰성평가 기준 RS K 0005: 2007(자동차 안전벨트용 웨빙) 시험 방법에 따른 에어지 흡수율로 측정할 수 있다. 본 발명의 시트벨트가 기존에 비해 향상된 충격흡수율을 가짐으로써, 사고시 승격에 가해지는 충격을 최소화함과 동시에 시트벨트 자체에 피해를 입는 경우를 예방할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 폴리에스테르 시트벨트는 고강력 고신율의 특성으로 대한민국 부품소재 신뢰성평가 기준 RS K 0005: 2007(자동차 안전벨트용 웨빙)에서 제시한 방법에 따른 평균 두께가 0.8 내지 1.6 mm, 바람직하게는 0.9 내지 1.5 mm, 좀더 바람직하게는 1 내지 1.4 mm으로 최적화될 수 있다. 상기 시트벨트의 두께는 시트벨트 탈착시에 꺼내고 격납할 때 말리지 않도록 하는 측면에서 0.8 mm 이상이 될 수 있고, 과도한 두께로 승객에게 불편함을 초래하지 않으며 전체 차량의 중량 감소를 도모하는 측면에서 1.6 mm 이하가 될 수 있다.

본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.

본 발명에 따르면, 방사 공정 및 연신 공정을 최적화하여 우수한 기계적 물성과 함께 유연성, 내마모성, 강력 유지율 등이 우수한 시트벨트용 폴리에스테르 섬유가 제공된다.

따라서, 이러한 폴리에스테르 섬유는 고강력, 저모듈러스, 고신율로 최적화됨으로써 수축율을 현저히 낮추며 우수한 기계적 물성을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 이와 동시에 우수한 내마모성, 강력 유지율, 및 충격 흡수 성능을 확보할 수 있어 자동차 충돌시 충분한 강도로 승객을 지지해줄 수 있는 고강력 특성을 확보할 수 있음과 동시에 승객에게 가해지는 충격을 최소화하여 탑승자를 안전하게 보호할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 시트벨트용 폴리에스테르 섬유 제조 공정을 모식적으로 나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따라 제조된 폴리에스테르 섬유를 포함하는 시트벨트에 대한 충격에너지 흡수를 계산할 수 있는 하중-신도 곡선의 일례를 나타낸 것이다.
도 3는 본 발명의 일 구현예에 따라 제조된 폴리에스테르 섬유를 포함하는 시트벨트에 대한 육각봉에 의한 내마모성 평가에 사용할 수 있는 장치의 모식도이다.

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

소정의 고유점도를 갖는 폴리에스테르 중합체를 용융 방사하고 냉각하는 방법으로 폴리에스테르 미연신사를 제조한 후에, 상기 미연신사를 소정의 연신비로 연신하며 열처리를 수행하여 폴리에스테르 섬유를 제조하였다. 이때, 상기 연신 공정은 파라핀(Paraffin)계 윤활제를 사용하며, 상기 미연신사에 대해 오일 픽업량이 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 최적화된 범위가 되도록 하여 고뎃 롤러를 통과시킨 후에 수행하였다.

한편, 폴리에스테르 중합체의 고유점도와 용융 방사 공정시의 방사 속도 및 방사 장력, 방사 온도 조건, 연신비, 열처리 온도는 하기 표 1에 나타난 바와 같으며, 나머지 조건은 폴리에스테르 섬유 제조를 위한 통상적인 조건에 따랐다.

실시예 1~5에 따른 폴리에스테르 섬유의 제조 공정 조건 및 이렇게 생성된 폴리에스테르 섬유에 대한 물성은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.

구 분	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5
칩의 고유점도(dl/g)	0.80	0.82	0.84	0.86	0.88
방사온도(℃)	305	305	305	305	305
오일픽업량(%)	0.7	0.6	0.5	0.4	0.3
총연신비	5.6	6.0	5.58	5.57	5.6
제1 연신비	3.6	3.6	3.7	3.7	3.7
제2 연신비	1.6	1.5	1.5	1.5	1.5
제1 고뎃롤러 온도(℃)	60	65	70	75	80
제1 고뎃롤러 속도(m/min)	500	510	520	530	540
제2 고뎃롤러 온도(℃)	80	85	90	95	100
제2 고뎃롤러 속도(m/min)	550	560	570	580	590
제3 고뎃롤러 온도(℃)	110	115	120	125	130
제3 고뎃롤러 속도(m/min)	1,800	1,850	1,900	1,950	2,000
제4 고뎃롤러 온도(℃)	160	165	170	175	180
제4 고뎃롤러 속도(m/min)	2,800	2,850	2,900	2,950	3,000
원사의 인장강도(g/d)	9.9	10.1	10.2	10.1	9.9
원사의 절단신도(%)	14.1	14.0	14.4	14.0	14.3
원사의 단사섬도(DPF)	10.6	10.5	10.5	10.5	10.6
원사의 총섬도(de)	1,524	1,512	1,516	1,512	1,525

비교예 1~5

하기 표 2에 기재된 조건을 제외하고는 실시예 1~5과 동일한 방법에 따라 비교예 1~5의 폴리에스테르 섬유를 제조하였다.

구 분	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4	비교예5
칩의 고유점도(dl/g)	0.80	0.82	0.84	0.86	0.88
방사온도(℃)	305	305	305	305	305
오일픽업량(%)	0.75	0.75	0.8	0.8	0.75
총연신비	5.6	6.0	5.58	5.57	5.6
제1 연신비	3.6	3.6	3.7	3.7	3.7
제2 연신비	1.6	1.5	1.5	1.5	1.5
제1 고뎃롤러 온도(℃)	60	65	70	75	80
제1 고뎃롤러 속도(m/min)	500	510	520	530	540
제2 고뎃롤러 온도(℃)	80	85	90	95	100
제2 고뎃롤러 속도(m/min)	550	560	570	580	590
제3 고뎃롤러 온도(℃)	110	115	120	125	130
제3 고뎃롤러 속도(m/min)	1,800	1,850	1,900	1,950	2,000
제4 고뎃롤러 온도(℃)	160	165	170	175	180
제4 고뎃롤러 속도(m/min)	2,800	2,850	2,900	2,950	3,000
원사의 인장강도(g/d)	9.3	9.7	9.6	9.6	9.6
원사의 절단신도(%)	14.4	14.2	14.8	14.1	14.5
원사의 단사섬도(DPF)	10.6	10.5	10.5	10.5	10.6
원사의 총섬도(de)	1,525	1,513	1,515	1,510	1,523

제조예

실시예 1~5 및 비교예 1~5에 따라 제조된 폴리에스테르 섬유를 사용하여 소폭 직기를 통해 제직밀도로서 경사밀도 및 위사밀도를 각각 250 본/인치로 제직물(webbing)을 제작하고, 염색 공정을 거쳐 시트벨트의 시편을 제조하고, 다음의 방법으로 물성을 측정하였다.

a) 시트벨트 평균 두께

대한민국 부품소재 신뢰성평가 기준 RS K 0005: 2007(자동차 안전벨트용 웨빙)에 따른 방법으로 시트벨트의 평균 두께를 측정하였다.

b) 시트벨트 인장강력

대한민국 부품소재 신뢰성평가 기준 RS K 0005: 2007(자동차 안전벨트용 웨빙)에 따른 방법으로 시트벨트의 인장강력을 측정하였다.

c) 시트벨트 신율

대한민국 부품소재 신뢰성평가 기준 RS K 0005: 2007(자동차 안전벨트용 웨빙)에 따른 방법으로 시트벨트의 신율을 측정하였다.

e) 에너지 흡수율 평가

상기 시트벨트 시편에 대한 에너지 흡수율, 즉, 일량비는 다음과 같은 방법으로 측정 평가하였다.

먼저, 에너지 흡수율 시험은 신장률 측정방법으로 인장 하중을 가하여 하중이 11.1 kN에 도달하였을 때, 즉시 인장과 같은 속도로 하중을 빼서 초기 하중까지 되돌리고 도 2에 나타낸 바와 같은 하중-신장 곡선을 구하였다. 초기 하중에서 최대 하중까지의 인장 하중시 곡선에서 생기는 일량면적(ΔABD) 및 인장 하중시의 곡선 AB와 하중 제거시의 곡선 BC가 둘러싸는 일량면적(ΔABC)을 측정하여 하기 계산식 3에 따라 에너지 흡수율, 즉, 일량비를 산출하였다.

[계산식 1]

일량비 = (△ABC/△ABD)×100

f) 육각봉에 의한 내마모성 평가

상기 시트벨트 시편에 대한 육각봉에 의한 내마모성을 다음과 같은 방법으로 측정 평가하였다.

먼저, 시트벨트 시편(웨빙)을 도 3에 표시한 시험장치에 부착하고 시편의 한 끝에 무게 2.35±0.05 kg의 추를 매달고 다른 끝을 육각봉 위를 가로질러서 진동 드럼(지름 400 mm)에 고정하였다. 이때, 상기 지름은 크랭크 암과 크랭크 등을 통해 구동시켰다. 시편을 매분 30±1 회, 행정 330±30 mm로 육각봉 2곳의 각에서 2,500회 왕복 마찰시킨 후, 만능재료 시험기(Instron)를 사용하여 시편의 강력유지율 및 인장강도를 측정하였다. 이때, 육각봉의 1회 사용한 각은 그대로 재차 사용하지 않도록 하였다.

특히, 상기 시트벨트 시편의 강력유지율은 미국재료시험협회규격 ASTM D 2256 방법에 따라 측정하였으며, 상기 시편의 인장강도는 온도 20±2 ℃, 상대습도 상대습도 65%±2%에서 24 시간 방치시킨 후 클램프간 거리가 220±20 mm가 되도록 설치하고 인장속도가 분당 100 mm가 되도록 하중을 가하여 시편이 파단될 때까지 잡아당겨 파단시의 인장강도를 측정하였다.

실시예 1~5 및 비교예1~5에 따라 제조된 폴리에스테르 섬유를 사용하여 제조된 시트벨트에 대한 물성 측정 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

구 분	평균두께 (mm)	인장강력 (kgf)	신율 (%)	충격 흡수율/ 일량비(%)	내마모성 평가/ 강력유지율(%)
실시예 1	1.3	3,005	15.8	75.5	95.0
실시예 2	1.4	3,012	16.2	76.4	95.2
실시예 3	1.3	3,030	16.3	76.9	95.5
실시예 4	1.3	3,008	16.1	76.1	95.1
실시예 5	1.4	3,015	15.9	76.3	95.1
비교예 1	1.5	2,989	14.2	71.1	92.1
비교예 2	1.6	2,980	14.3	72.0	91.5
비교예 3	1.5	2,996	14.2	71.8	91.8
비교예 4	1.5	2,988	14.5	71.5	92.3
비교예 5	1.6	2,984	14.3	71.3	93.2

상기 표 3에서 보는 것과 같이, 본 발명에 따라 오일픽업량을 달리한 실시예 1~5의 폴리에스테르 시트벨트는 평균두께가 1.3 mm 내지 1.5 mm로 경량화되었음에도 불구하고, 강력이 3,005 kgf 내지 3,030 kgf로 매우 우수한 특성을 갖는 것을 알 수 있다. 이와 동시에, 실시예 1~5의 폴리에스테르 시트벨트는 강력유지율과 충격흡수율 또한, 각각 95% 내지 95.1% 및 75.5% 내지 76.9%으로 우수한 특성을 갖는 것임을 확인할 수 있다.

반면에, 비교예 1~5의 폴리에스테르 시트벨트는 이러한 특성을 충족하지 못함이 확인되었다. 구체적으로, 비교예 1~5의 시트벨트는 강력이 2,984 kgf 내지 2,989 kgf에 불과하고, 강력유지율 또한 91.5% 내지 93.2%로 실시예 1~5보다 현저히 떨어짐을 알 수 있다. 특히, 이러한 비교예 1~5의 시트벨트 물성값은 평균두께가 1.5 mm 내지 1.6 mm로 실시예 1~5에 비해 훨씬 두꺼운 상태에서 측정된 것이라 더욱 열악한 문제라 할 수 있다. 한편, 이와 동시에, 비교예 1~5에 따른 시트벨트의 충격에너지흡수율 역시 71.1% 내지 72.0%로 떨어져 승객에 부상을 유발하거나 심화시키는 문제가 발생할 수 있다.

Claims (7)

1. 고유점도가 0.8 dl/g 이상인 폴리에스테르 중합체를 270 내지 310 ℃에서 용융 방사하여 폴리에스테르 미연신사를 제조하는 단계; 및
   상기 폴리에스테르 미연신사를 연신하는 단계;
   를 포함하고,
   상기 연신 공정은 상기 미연신사가 오일 픽업량 0.5% 내지 0.6%가 되도록 고뎃 롤러를 통과시킨 후에 수행하며,
   제1 고뎃 롤러가 온도 60 내지 100 ℃에서 400 내지 700 m/min의 속도로 수행하고, 제2 고뎃 롤러가 온도 80 내지 120 ℃에서 400 내지 700 m/min의 속도로 수행하고, 제3 고뎃 롤러가 온도 100 내지 140 ℃에서 1,800 내지 2,500 m/min의 속도로 수행하고, 제4 고뎃 롤러가 온도 160 내지 250 ℃에서 2,800 내지 3,500 m/min의 속도로 수행하고, 제5 고뎃 롤러가 온도 90 내지 130 ℃에서 2,800 내지 3,500 m/min의 속도로 수행하는,
   시트벨트용 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 연신 공정을 4.0 내지 6.5의 총연신비로 수행하는 시트벨트용 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 연신 공정에서 제1 연신비는 3.5 내지 4.5로 수행하고, 제2 연신비는 0.9 내지 1.8로 수행하는 시트벨트용 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 연신 공정은, 제1 고뎃 롤러와 제2 고뎃 롤러 사이의 속도비 또는 제1 고뎃 롤러와 제3 고뎃 롤러 사이의 속도비인 제1 연신비를 3.5 내지 4.5로 수행하고, 제3 고뎃 롤러와 제4 고뎃 롤러 사이의 속도비인 제2 연신비를 0.9 내지 1.8로 수행하는, 시트벨트용 폴리에스테르 섬유의 제조방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조되는 폴리에스테르 섬유를 포함하는 시트벨트.
6. 제5항에 있어서,
   강력유지율이 85% 이상인 시트벨트.
7. 제5항에 있어서,
   충격흡수율이 65% 이상인 시트벨트.
   

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