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。具体而言，本发明专利技术涉及一种聚酯纤维，该聚酯纤维在185℃热处理2分钟后在施加1.0g/d的拉伸强度时伸长率为1.65%～2.5%，并且在拉伸强度从8.0g/d到最大强度时附加伸长的伸长率在0.5%～5%的范围内。本发明专利技术还涉及所述聚酯纤维的制备方法以及由该聚酯纤维制成的气囊织物。本发明专利技术的聚酯纤维同时具有低初始杨氏模量和优异的机械特性，因此，它可以提供优异的封装性、尺寸稳定性和优异的气密效果，同时使作用到乘客上的冲击最小化，从而安全地保护乘客。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可用于气囊织物的聚酯纤维，具体说，涉及具有优异的机械性能、柔韧性、尺寸稳定性等的高强度、高伸长率和低杨氏模量聚酯纤维、该聚酯纤维的制备方法、以及使用该聚酯纤维的气囊织物。
技术介绍
一般而言，气囊是指这样一种装置，它通过检测以大约40km/h以上的速度行驶的汽车在正面碰撞时作用到车上的碰撞冲击、然后使火药爆炸以向气囊提供气体从而使气囊膨胀来保护驾驶员和乘客。气囊织物所要求的特性包括低透气性(以便在碰撞时平稳展开)、高强度、高耐热性(以防止气囊自身损坏和爆裂)、以及柔韧性(以减小对乘客的冲击)。特别地，将汽车中使用的气囊制成特定的形状，然后，为了使体积最小化，将其以折叠状态安装在汽车把手、侧玻璃窗或侧面结构等上并维持该折叠状态，当充气装置工作时，使其可以膨胀并展开。因此，为了有效地保持气囊在装入汽车中时的折叠性和封装性、防止气囊自身的损坏或爆裂、呈现优异的气囊垫展开性能、以及使作用在乘客上的冲击最小化，非常重要的是，气囊织物必须有优异的机械特性和折叠性以及用于减小对乘客冲击的柔韧性。然而，可以维持优异的气密效果和柔韧性以确保乘客安全、可以充分承受作用到气囊上的冲击、以及可以有效地装在汽车内的气囊织物还没有出现。在现有技术中，使用聚酰胺纤维(例如尼龙66等)作为气囊纱线的原料。尽管尼龙66具有优异的抗冲击性，但其在耐湿热性、耐光性和尺寸稳定性上比聚酯纤维差，并且原始成本昂贵。同时，日本专利公告N0.04-214437提出使用聚酯纤维以减小上述缺陷。然而，如果使用现有的聚酯纤维制造气囊，那么，在装入汽车中时由于硬挺度高而难以封装在小的空间中，由于弹性大以及伸长率低使得高温热处理会产生过度的热收缩，以及在高温高湿的苛刻条件下保持充分的机械特性和展开性能受到限制。因此，需要开发一种纤维，该纤维可以保持优异的机械特性和气密效果以适合用作气囊织物，并可以保持柔韧性以减小对乘客的冲击、保持封装性以及在高温和高湿的苛刻条件下保持优异的机械特性。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是，提供一种聚酯纤维，该聚酯纤维可以呈现优异的尺寸稳定性、机械特性和柔韧性，并且可以在高温高湿的苛刻条件下保持充分的性能，使得该聚酯纤维能够用作气囊织物。本专利技术的另一方面是，提供所述聚酯纤维的一种制备方法。本专利技术的再一方面是，提供使用上述聚酯纤维制备的气囊织物。本专利技术提供一种聚酯纤维，该聚酯纤维在185°C下热处理2分钟后在施加1.0g/d的拉伸强度时的伸长率为1.65% 2.5%，并且拉伸强度从8.0g/d到最大拉伸强度时附加伸长的伸长率在0.5%到5%的范围内。本专利技术还提供一种制备所述聚酯纤维的方法，该方法包括的步骤有:在270 320°C对特性粘度为1.2dl/g或大于1.2dl/g的聚酯聚合物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。本专利技术还提供使用上述聚酯纤维制得的气囊织物。附图说明图1是过程图，示意性地示出了本专利技术一个实施例所述的用于气囊的聚酯纤维的制备过程；图2示出了普通纤维的强度-伸长率曲线的一个例子，可以将该强度-伸长率曲线下的面积定义为韧度(断裂功，J/m3)；图3示出了例5所述的聚酯纤维的强度-伸长率曲线，该曲线是在185°C下热处理2分钟后测得的；图4示出了例5所述的聚酯纤维的强度-伸长率曲线，该曲线是在室温下测得的；图5示出了对比例5所述的聚酯纤维的强度-伸长率曲线，该曲线是在185°C下热处理2分钟后测得的；图6示出了对比例5所述的聚酯纤维的强度-伸长率曲线，该曲线是在室温下测得的。具体实施例方式在下文中将详细说明具体实施例所述的聚酯纤维、该聚酯纤维的制备方法以及由该聚酯纤维制得的气囊织物。然而，这些作为例子示出，本专利技术的范围不限于此，而且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可以做出各种变型。这里，除非另有说明，否则，术语“包含”或“包括”是指包含任何组分(或成分)而没有具体限制，而且不应解释为排除其它组分(或成分)的添加。用于气囊的聚酯织物可以通过下述步骤来制备:对包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(在下文中，称为“PET”)的聚合物进行熔体纺丝以制备未拉伸纤维、对该未拉伸纤维进行拉伸以获得拉伸过的纤维，然后对所获得的聚酯纤维进行织造。因此，所述聚酯纤维的特性直接或间接地反映在用于气囊的聚酯织物的性能上。然而，为了在气囊织物上应用聚酯纤维以代替现有的聚酰胺纤维(例如尼龙66等)，必须克服现有聚酯纤维的由高杨氏模量和高硬挺度等引起的折叠性的降低、由低熔融热容量引起的高温和高湿苛刻条件下的物理特性的劣化、以及随之而来的展开性能的劣化。具体说，聚酯纤维必须具有高强度、高伸长率和高干热收缩率的特性，以便用于气囊织物，但现有的聚酯纤维不能同时满足强度、伸长率和干热收缩率上的这些优异特性。同样，在使用现有PET纤维的情形中，与尼龙相比，所要求的特性是不同的，因此，如果在织物制备中进行热处理，则织物的强度和伸长率会变低，而且由于气囊织物的气密性降低难以提供优异的气密效果。另外，由于现有的聚酯纤维具有刚性分子链，如果使用其作为气囊织物并安装在汽车中，则封装性会显著降低。此外，所述聚酯分子链中的羧端基(在下文中，称作“CEG”)在高温高湿条件下会攻击酯键从而使分子链断裂，于是，老化后使物理性能劣化。因此，本专利技术优化了在例如气囊织物制备期间实施热处理时的聚酯纤维的物理特性(例如强度、伸长率、收缩率、初始杨氏模量等)的范围，从而显著地降低了硬挺度，同时保持了优异的机械特性(例如韧度、气密性能等)，从而使其能够有效地用于气囊织物。具体地，本专利技术人的实验结果显示，由具有特定特性的聚酯纤维制造气囊织物，则可以呈现出更加提高了的折叠性、尺寸稳定性、耐久性和气密效果，因此，当用作气囊织物时，可以保持更优异的用于汽车安装的封装性、优异的机械特性(甚至在高温高湿的苛刻条件下)、以及防漏气性、气密性等。因此，根据本专利技术的一个实施例，提供一种具有特定特性的聚酯纤维。该聚酯纤维在185°C热处理2分钟后在施加1.0g/d的拉伸强度时的伸长率可以为1.65% 2.5%。另夕卜，该聚酯纤维在拉伸强度从8.0g/d到最大拉伸强度时附加伸长的伸长率可以在0.5%到5%的范围内。所述聚酯纤维可以优选包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为主要成分。在制备过程中可以添加各种添加剂，而且为了呈现适用于气囊织物的合适特性，所述聚酯纤维可以包含至少70mol%、更优选地至少90mol%的PET。在下文中，不加特别说明，PET是指PET聚合物含量为70mol%或大于70mol%的情形。本专利技术的一个实施例所述的聚酯纤维在下面述及的熔体纺丝和拉伸条件下制得，并且在185°C热处理2分钟后在施加1.0g/d的拉伸强度时呈现出1.65% 2.5%的伸长率，以及在拉伸强度从8.0g/d到最大拉伸强度时附加伸长的伸长率在0.5%到5%的范围内。如上所述，由于常规聚酯的分子结构特性之故，如果它在制备织物时进行热处理，那么，与尼龙等相比，气囊织物的气密性会降低，因此难以提供优异的气密效果。由于聚酯具有刚性分子链和硬挺度高的结构，因此，它呈现出高的杨氏模量，而且在用作气囊织物时，封装性和折叠性显著降低，使其难以保存在汽车的狭窄空间内。然而，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚酯纤维，该聚酯纤维在185℃热处理2分钟后在施加1.0g/d的拉伸强度时的伸长率为1.65%～2.5%，该聚酯纤维在拉伸强度从8.0g/d到最大强度时附加伸长的伸长率在0.5%～5%的范围内。

【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：发明
国别省市：韩国;KR