聚酯纤维及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可用于气囊织物的聚酯纤维，更具体地说，涉及一种聚酯纤维，该聚酯纤维的制备方法和由该聚酯纤维制得的气囊织物，其中，所述聚酯纤维在室温下在1.0g/d的抗拉强度下的伸长率为0.8～2.0%，并在8.8g/d～最大值的抗拉强度下的附加伸长率为1.5～5%。本发明专利技术的聚酯纤维确保低的初始杨氏模量和良好的机械特性，可以用在气囊织物上，不仅提供优异的气密效果及封装特性和尺寸稳定性，而且也使作用在乘员上的碰撞冲击最小化，从而保护乘员的安全。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种可用于气囊织物的聚酯纤维，更具体地说，涉及一种高强度和高伸长率的低模量聚酯纤维、该聚酯纤维的制备方法、以及包含该聚酯纤维的气囊织物，其中，所述高强度和高伸长率的低模量聚酯纤维具有良好的机械性能、高的柔韧性和高的尺寸稳定性。
技术介绍
一般而言，气囊是指汽车以大约40km/h以上的冲击速率正面碰撞时，一旦通过碰撞冲击传感器检测到撞击就利用易爆炸的化学物质产生气体并使气囊垫充气从而对乘员提供保护的汽车安全装置。 气囊织物的要求是，低透气性以利于气囊展开、高强度和高耐热性以防止气囊损坏或破裂、以及高柔韧性(flexibility)以减小对乘员的冲击。特别地，汽车的气囊被制成限定的尺寸，它可以折叠到汽车中的方向盘、门板等内，以将其体积减至最小，然后，当充气装置工作时它可以充气展开。因此，为了将气囊装进汽车中时有效地保持气囊的折叠和封装特性、防止气囊损坏或破裂、在展开气囊垫并对乘员的冲击最小化上获得高性能，非常重要的是，气囊织物确保有良好的机械特性、良好的折叠特性和高的柔韧性，以减小对乘员的冲击。实际上，还没有出现这样的气囊织物，该气囊织物能够保持乘员安全所需的气密效果和柔韧性上的优异性、能够充分承受施加到气囊上的冲击，并能够有效地装在汽车内。通常，使用聚酰胺纤维(例如尼龙66)作为气囊织物的原料。尽管尼龙66具有高的抗冲击性，但其在耐湿热性、耐光性和尺寸稳定性上比聚酯纤维差，并且价格更昂贵。日本专利公告No.Hei 04-214437公开了使用聚酯纤维克服这些问题。然而，在气囊制备中使用现有的聚酯纤维时，由于其极高的硬挺度，会导致将气囊装入汽车内的狭窄空间中的难度，由于其高的弹性和低的伸长率，会导致高温热处理过程中的过度的热收缩，以及在高温和高湿的苛刻条件下在保持良好的机械特性和展开特性方面具有局限性。因此，需要开发一种纤维，该纤维能够保持良好的机械特性和气密效果以适合用在汽车气囊中，并能够提供用以减小对乘员冲击的高的柔韧性、良好的封装性、以及在高温和闻压的苛刻条件下保持良好机械特性的能力。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是，提供一种聚酯纤维，该聚酯纤维在机械特性、柔韧性和尺寸稳定性上确保优异性以适合用在气囊织物中，并在高温和高湿的苛刻条件下保持优异的性倉泛。本专利技术的另一目的是，提供一种制备上述聚酯纤维的方法。本专利技术的又一目的是，提供一种使用上述聚酯纤维制得的气囊织物。本专利技术提供一种聚酯纤维，该聚酯纤维在室温下在I. Og/d的抗拉强度下的伸长率为O. 8 2. 0%，并在8. 8g/d到最大值的抗拉强度下的附加伸长率为I. 5 5%。本专利技术也提供一种制备所述聚酯纤维的方法，该方法包括在270 305°C (摄氏度)用特性粘度为I. 05 2. 0dl/g的聚酯聚合物下进行熔体纺丝以制得未拉伸的聚酯纤维；以及对该未拉伸的聚酯纤维进行拉伸。本专利技术也提供一种使用上述聚酯纤维制得的气囊织物。在下文中，根据本专利技术的特定实施例，对一种聚酯纤维、该聚酯纤维的制备方法和由该聚酯纤维制得的气囊织物给出详细的说明，所述说明仅以示例的方式给出且不意在限制本专利技术的范围。对于本 领域的技术人员来说显而易见的是，在本专利技术的范围内对所述实施例可以进行各种改变和修改。除非另有说明，否则，此处所用术语“包含”和/或“包括”具体是指没有任何特殊限制地存在所述及的组分(或成分)，但不排除其它组分(或成分)的加入。用于气囊的聚酯织物可以通过下述步骤来制备将聚对苯二甲酸乙二醇酯(在下文中，称为“PET”)聚合物熔体纺丝成未拉伸纤维、对该未拉伸纤维进行拉伸，然后将该拉伸过的聚酯纤维织成聚酯织物。因此，所述聚酯纤维的特性可以直接或间接地影响所述用于气囊的聚酯织物的性能。为了使用所述聚酯纤维代替现有技术中使用的聚酰胺纤维(例如尼龙66)作为气囊纤维，需要克服与该聚酯纤维的使用相关的问题，包括由所述聚酯纤维的高模量和高硬挺度引起的折叠特性的劣化、由低熔化热容量引起的在高温和高湿的苛刻条件下性能的劣化，以及随之而来的展开性能的劣化。相比于现有尼龙纤维，所述聚酯纤维具有低的收缩率，从而导致在所述织物制备中的热处理期间气囊织物封装性能的劣化，以及所述聚酯纤维具有硬挺的分子链，从而大大地劣化了所述气囊装入汽车时该气囊的聚酯织物的封装特性。此外，在聚酯分子链上的羧端基(在下文中，称作“CEG”)在高温和高湿的条件下攻击酯键而使分子链断裂，于是，随着老化的进行，使性能劣化。因此，通过对性能(例如强度、伸长率、初始杨氏模量等)的范围进行优化从而显著降低硬挺度并保持优异的机械特性(例如韧度和抗扯强度、以及气密性能)，本专利技术可以有效地用于气囊织物。特别地，本专利技术的专利技术人从一系列实验的结果中发现，在制备气囊织物时使用具有所述特性的聚酯纤维可以增强气囊织物的折叠性、尺寸稳定性和气密效果，使得即使在高温和高湿的苛刻条件下，所述气囊也可以保持良好的装入汽车中时的封装特性、良好的机械特性、优异的漏气保护性能和优异的封装性能。根据本专利技术的一个实施方案，提供一种具有确定特性的聚酯纤维。该聚酯纤维在室温下在I. Og/d的抗拉强度下的伸长率为O. 8 2. 0%，并在8. 8g/d到最大值的抗拉强度下的附加伸长率为I. 5 5%。优选地，所述聚酯纤维包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为主要成分。此处，在制备PET的步骤中可以将各种添加剂添加到PET中。为了提供适用于气囊织物的特性，所述聚酯纤维可以包含至少70mol%，更优选地至少90mol%的PET。若无另外特别说明，此处所用的术语“PET”是指至少70mol%的PET聚合物。根据本专利技术的一个实施方案的聚酯纤维在下面将述及的熔体纺丝和拉伸条件下制得，从而在室温下在I. Og/d的抗拉强度下具有O. 8 2. 0%的伸长率，并在8. 8g/d到最大值的抗拉强度下具有I. 5 5%的附加伸长率。一般而言，聚酯纤维的分子结构使其具有比尼龙纤维等更高的硬挺度，从而具有更高的杨氏模量，所以，将聚酯纤维用于气囊织物会导致折叠特性和封装特性的大幅劣化，从而使所述气囊织物难以装入汽车的狭小空间中。与之相反，通过在受控条件下的熔体纺丝和拉伸而制得的聚酯纤维可以具有高的强度和低的杨氏模量，以及比工业使用的已知的聚酯纤维更低的初始杨氏模量。特别而言，本专利技术的聚酯纤维的特征在于最小化的伸长率和低的初始杨氏模量。换言之，所述聚酯纤维包含多条聚酯长丝，该聚酯长丝在室温下在I. Og/d的抗拉强度下具有O. 8 2. 0%，优选为O. 85 I. 2%的伸长率；以及在室温下在8. 8g/d到最大值的抗拉强度下具有I. 5 5%，优选为约I. 7 4. 7%的附加伸长率。当所述聚酯长丝在室温下受到5. Og/d的抗拉强度时，所述聚酯纤维还具有6. 5 13. 5%，优选为7. 5 12%的伸长率。由于所述聚酯纤维低的初始杨氏模量和低的伸长率，由所述聚酯纤维制得的气囊织物克服·了现有PET织物的与高硬挺度有关的问题，并显示了良好的折叠和封装特性以及高的柔韧性。为了吸收在展开的气囊上瞬间产生的冲击能量，可以将所述纤维的强度-伸长率曲线控制在最优化的范围内，以提高最终织物的机械特性和折叠特性。为了使所述织物安全地吸收早期气囊内易爆性化学物质引燃后释本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金宰亨，郭东震，金起定，金熙峻，尹靖勋，李相牧，
申请(专利权)人：可隆工业株式会社，
类型：
国别省市：