專利名稱：聚酯纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可用于氣囊織物的聚酯纖維，更具體地說，涉及一種高強(qiáng)度和高伸長率的低模量聚酯纖維、該聚酯纖維的制備方法、以及包含該聚酯纖維的氣囊織物，其中，所述高強(qiáng)度和高伸長率的低模量聚酯纖維具有良好的機(jī)械性能、高的柔韌性和高的尺寸穩(wěn)定性。
背景技術(shù)：
一般而言，氣囊是指汽車以大約40km/h以上的沖擊速率正面碰撞時，一旦通過碰撞沖擊傳感器檢測到撞擊就利用易爆炸的化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生氣體并使氣囊墊充氣從而對乘員提供保護(hù)的汽車安全裝置。
氣囊織物的要求是，低透氣性以利于氣囊展開、高強(qiáng)度和高耐熱性以防止氣囊損壞或破裂、以及高柔韌性(flexibility)以減小對乘員的沖擊。特別地，汽車的氣囊被制成限定的尺寸，它可以折疊到汽車中的方向盤、門板等內(nèi)，以將其體積減至最小，然后，當(dāng)充氣裝置工作時它可以充氣展開。因此，為了將氣囊裝進(jìn)汽車中時有效地保持氣囊的折疊和封裝特性、防止氣囊損壞或破裂、在展開氣囊墊并對乘員的沖擊最小化上獲得高性能，非常重要的是，氣囊織物確保有良好的機(jī)械特性、良好的折疊特性和高的柔韌性，以減小對乘員的沖擊。實(shí)際上，還沒有出現(xiàn)這樣的氣囊織物，該氣囊織物能夠保持乘員安全所需的氣密效果和柔韌性上的優(yōu)異性、能夠充分承受施加到氣囊上的沖擊，并能夠有效地裝在汽車內(nèi)。通常，使用聚酰胺纖維(例如尼龍66)作為氣囊織物的原料。盡管尼龍66具有高的抗沖擊性，但其在耐濕熱性、耐光性和尺寸穩(wěn)定性上比聚酯纖維差，并且價格更昂貴。日本專利公告No.Hei 04-214437公開了使用聚酯纖維克服這些問題。然而，在氣囊制備中使用現(xiàn)有的聚酯纖維時，由于其極高的硬挺度，會導(dǎo)致將氣囊裝入汽車內(nèi)的狹窄空間中的難度，由于其高的彈性和低的伸長率，會導(dǎo)致高溫?zé)崽幚磉^程中的過度的熱收縮，以及在高溫和高濕的苛刻條件下在保持良好的機(jī)械特性和展開特性方面具有局限性。因此，需要開發(fā)一種纖維，該纖維能夠保持良好的機(jī)械特性和氣密效果以適合用在汽車氣囊中，并能夠提供用以減小對乘員沖擊的高的柔韌性、良好的封裝性、以及在高溫和聞壓的苛刻條件下保持良好機(jī)械特性的能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是，提供一種聚酯纖維，該聚酯纖維在機(jī)械特性、柔韌性和尺寸穩(wěn)定性上確保優(yōu)異性以適合用在氣囊織物中，并在高溫和高濕的苛刻條件下保持優(yōu)異的性倉泛。本發(fā)明的另一目的是，提供一種制備上述聚酯纖維的方法。本發(fā)明的又一目的是，提供一種使用上述聚酯纖維制得的氣囊織物。本發(fā)明提供一種聚酯纖維，該聚酯纖維在室溫下在I. Og/d的抗拉強(qiáng)度下的伸長率為O. 8 2. 0%，并在8. 8g/d到最大值的抗拉強(qiáng)度下的附加伸長率為I. 5 5%。本發(fā)明也提供一種制備所述聚酯纖維的方法，該方法包括在270 305°C (攝氏度)用特性粘度為I. 05 2. 0dl/g的聚酯聚合物下進(jìn)行熔體紡絲以制得未拉伸的聚酯纖維；以及對該未拉伸的聚酯纖維進(jìn)行拉伸。本發(fā)明也提供一種使用上述聚酯纖維制得的氣囊織物。在下文中，根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例，對一種聚酯纖維、該聚酯纖維的制備方法和由該聚酯纖維制得的氣囊織物給出詳細(xì)的說明，所述說明僅以示例的方式給出且不意在限制本發(fā)明的范圍。對于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的是，在本發(fā)明的范圍內(nèi)對所述實(shí)施例可以進(jìn)行各種改變和修改。除非另有說明，否則，此處所用術(shù)語“包含”和/或“包括”具體是指沒有任何特殊限制地存在所述及的組分(或成分)，但不排除其它組分(或成分)的加入。用于氣囊的聚酯織物可以通過下述步驟來制備將聚對苯二甲酸乙二醇酯(在下文中，稱為“PET”)聚合物熔體紡絲成未拉伸纖維、對該未拉伸纖維進(jìn)行拉伸，然后將該拉伸過的聚酯纖維織成聚酯織物。因此，所述聚酯纖維的特性可以直接或間接地影響所述用于氣囊的聚酯織物的性能。為了使用所述聚酯纖維代替現(xiàn)有技術(shù)中使用的聚酰胺纖維(例如尼龍66)作為氣囊纖維，需要克服與該聚酯纖維的使用相關(guān)的問題，包括由所述聚酯纖維的高模量和高硬挺度引起的折疊特性的劣化、由低熔化熱容量引起的在高溫和高濕的苛刻條件下性能的劣化，以及隨之而來的展開性能的劣化。相比于現(xiàn)有尼龍纖維，所述聚酯纖維具有低的收縮率，從而導(dǎo)致在所述織物制備中的熱處理期間氣囊織物封裝性能的劣化，以及所述聚酯纖維具有硬挺的分子鏈，從而大大地劣化了所述氣囊裝入汽車時該氣囊的聚酯織物的封裝特性。此外，在聚酯分子鏈上的羧端基(在下文中，稱作“CEG”)在高溫和高濕的條件下攻擊酯鍵而使分子鏈斷裂，于是，隨著老化的進(jìn)行，使性能劣化。因此，通過對性能(例如強(qiáng)度、伸長率、初始楊氏模量等)的范圍進(jìn)行優(yōu)化從而顯著降低硬挺度并保持優(yōu)異的機(jī)械特性(例如韌度和抗扯強(qiáng)度、以及氣密性能)，本發(fā)明可以有效地用于氣囊織物。特別地，本發(fā)明的發(fā)明人從一系列實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，在制備氣囊織物時使用具有所述特性的聚酯纖維可以增強(qiáng)氣囊織物的折疊性、尺寸穩(wěn)定性和氣密效果，使得即使在高溫和高濕的苛刻條件下，所述氣囊也可以保持良好的裝入汽車中時的封裝特性、良好的機(jī)械特性、優(yōu)異的漏氣保護(hù)性能和優(yōu)異的封裝性能。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案，提供一種具有確定特性的聚酯纖維。該聚酯纖維在室溫下在I. Og/d的抗拉強(qiáng)度下的伸長率為O. 8 2. 0%，并在8. 8g/d到最大值的抗拉強(qiáng)度下的附加伸長率為I. 5 5%。優(yōu)選地，所述聚酯纖維包含聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)作為主要成分。此處，在制備PET的步驟中可以將各種添加劑添加到PET中。為了提供適用于氣囊織物的特性，所述聚酯纖維可以包含至少70mol%，更優(yōu)選地至少90mol%的PET。若無另外特別說明，此處所用的術(shù)語“PET”是指至少70mol%的PET聚合物。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案的聚酯纖維在下面將述及的熔體紡絲和拉伸條件下制得，從而在室溫下在I. Og/d的抗拉強(qiáng)度下具有O. 8 2. 0%的伸長率，并在8. 8g/d到最大值的抗拉強(qiáng)度下具有I. 5 5%的附加伸長率。一般而言，聚酯纖維的分子結(jié)構(gòu)使其具有比尼龍纖維等更高的硬挺度，從而具有更高的楊氏模量，所以，將聚酯纖維用于氣囊織物會導(dǎo)致折疊特性和封裝特性的大幅劣化，從而使所述氣囊織物難以裝入汽車的狹小空間中。與之相反，通過在受控條件下的熔體紡絲和拉伸而制得的聚酯纖維可以具有高的強(qiáng)度和低的楊氏模量，以及比工業(yè)使用的已知的聚酯纖維更低的初始楊氏模量。特別而言，本發(fā)明的聚酯纖維的特征在于最小化的伸長率和低的初始楊氏模量。換言之，所述聚酯纖維包含多條聚酯長絲，該聚酯長絲在室溫下在I. Og/d的抗拉強(qiáng)度下具有O. 8 2. 0%，優(yōu)選為O. 85 I. 2%的伸長率；以及在室溫下在8. 8g/d到最大值的抗拉強(qiáng)度下具有I. 5 5%，優(yōu)選為約I. 7 4. 7%的附加伸長率。當(dāng)所述聚酯長絲在室溫下受到5. Og/d的抗拉強(qiáng)度時，所述聚酯纖維還具有6. 5 13. 5%，優(yōu)選為7. 5 12%的伸長率。由于所述聚酯纖維低的初始楊氏模量和低的伸長率，由所述聚酯纖維制得的氣囊織物克服·了現(xiàn)有PET織物的與高硬挺度有關(guān)的問題，并顯示了良好的折疊和封裝特性以及高的柔韌性。為了吸收在展開的氣囊上瞬間產(chǎn)生的沖擊能量，可以將所述纖維的強(qiáng)度-伸長率曲線控制在最優(yōu)化的范圍內(nèi)，以提高最終織物的機(jī)械特性和折疊特性。為了使所述織物安全地吸收早期氣囊內(nèi)易爆性化學(xué)物質(zhì)引燃后釋放的氣體的瞬間沖擊能量，并獲取良好的封裝性能和折疊特性以實(shí)現(xiàn)有效的展開性能，與高強(qiáng)度和高伸長率一道低初始楊氏模量是必要的。就這點(diǎn)而言，本發(fā)明的纖維要求所具有的強(qiáng)度-伸長率曲線滿足伸長率相對于強(qiáng)度在上述確定范圍的條件。。另外，本發(fā)明的聚酯纖維在強(qiáng)度-伸長率曲線上的由拉力拉斷的斷裂點(diǎn)處，可以具有的最大強(qiáng)度是9. Og/d或大于9. Og/d,或者是9. O 10. 0g/d,優(yōu)選是9. 2g/d或大于
9.2g/d，或者是9. 2 9. 8g/d ;最大伸長率是14%或大于14%，或者是14 23%，優(yōu)選的是15%或大于15%，或者是15 22%。特別而言，為了吸收在展開的氣囊上瞬間產(chǎn)生的沖擊能量，通過將所述聚酯纖維的斷裂伸長率和干收縮率(dry shrinkage)控制在最優(yōu)化的范圍內(nèi)，可以提高最終織物的機(jī)械特性和折疊特性。為了獲得良好的折疊特性連同氣囊展開時良好的韌度和抗扯強(qiáng)度，與高強(qiáng)度和高伸長率一道低干收縮率是必要的。就這點(diǎn)而言，本發(fā)明的聚酯纖維可以具有的斷裂伸長率S1是14%或大于14%，或者是14 23%，優(yōu)選是15%或大于15%，或者是15 22% ；以及干收縮率S2是I. 2%或大于I. 2%，或者是I. 2 6. 5%，優(yōu)選是I. 5%或大于I. 5%，或者是I. 5 5. 7%。另外，所述斷裂伸長率S1和所述干收縮率S2的總和由下面計算公式I限定[計算公式I]18 ^ S^S2 ^ 25在所述計算公式中，S1是所述聚酯纖維的斷裂伸長率(%);和S2是所述聚酯纖維的干收縮率(%)。所述纖維的斷裂伸長率S1和干收縮率S2的總和可以是18 25%，優(yōu)選是20 24%。由于所述聚酯纖維的這個低伸長率特性，由該聚酯纖維制得的氣囊織物克服了現(xiàn)有PET織物的與高硬挺度有關(guān)的問題，并顯示了良好的折疊和封裝特性以及高的柔韌性。特別而言，通過將計算公式I中的S1所表示的纖維的斷裂伸長率(即伸長率的值)保持為14%或大于14%，所述聚酯纖維可以確保高韌度和低初始楊氏模量。因此，使用所述聚酯纖維的氣囊織物不僅可以充分吸收高溫高壓氣體能量，而且可以確保良好的折疊特性以賦予裝入汽車的氣囊良好的封裝特性，以及確保氣囊展開過程中的良好展開特性。除了所述纖維的斷裂伸長率，也可以將計算公式I中的S2所表示的纖維的干收縮率保持在I. 2%或大于I. 2%，以防止實(shí)際纖維制造過程中導(dǎo)絲輥的高弛豫或高溫所引起的顫動導(dǎo)致纖維斷裂，并提高纖維制造的可加工性。同時，考慮到使用所述聚酯纖維的氣囊織物的韌度和封裝性，由計算公式I表示的所述纖維的斷裂伸長率和干收縮率的總和優(yōu)選是18%或大于18% ；考慮到用于氣囊的所述纖維的可紡性和可加工性，由計算公式I表示的所述纖維的斷裂伸長率和干收縮率的總和優(yōu)選是25%或小于25%。另外，通過將本發(fā)明所述的聚酯纖維的強(qiáng)度-伸長率曲線控制在最優(yōu)化的范圍內(nèi)，可以增強(qiáng)最終織物的機(jī)械特性和折疊特性。特別而言，所述聚酯纖維可以具有高強(qiáng)度 和低楊氏模量特性，該楊氏模量比現(xiàn)有的工業(yè)用聚酯纖維的楊氏模量低。更具體而言，根據(jù)ASTM D 885法測得的所述聚酯纖維在1%伸長率下的楊氏模量M1是60 lOOg/de，優(yōu)選是75 95g/de ;而所述聚酯纖維在2%伸長率下的楊氏模量M2是20 60g/de,優(yōu)選是22 55g/de。本發(fā)明的聚酯纖維具有比現(xiàn)有的工業(yè)用聚酯纖維低得多的楊氏模量，而現(xiàn)有的工業(yè)用聚酯纖維在1%伸長率下的楊氏模量至少是llOg/de，在2%伸長率下的楊氏模量至少是80g/de。至于所述聚酯纖維的初始楊氏模量，1%伸長率下的楊氏模量M1與2%伸長率下的楊氏模量M2之比(M7M2)由下面計算公式2限定[計算公式2]I. 7 ^ MVM2 ^ 3. 5在所述計算公式中，M1是所述聚酯纖維在1%伸長率下的楊氏模量(g/de);而硭是所述聚酯纖維在2%伸長率下的楊氏模量(g/de)。從計算公式2中可以看出，1%伸長率下的楊氏模量M1與2%伸長率下的楊氏模量M2之比(MVM2)是I. 7 3. 5，優(yōu)選的是I. 9 3. 3。所述聚酯纖維要求在特定伸長率條件下的楊氏模量的確定范圍內(nèi)具有低的初始楊氏模量，使得使用所述聚酯纖維的氣囊織物能夠獲得良好的封裝性能和折疊特性，以便安全地吸收早期氣囊內(nèi)易爆性化學(xué)物質(zhì)引燃后釋放的氣體的瞬間沖擊能量，并有效地實(shí)施展開。所述聚酯纖維的楊氏模量是彈性模量，定義為在拉伸測試中獲得的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的彈性部分的斜率，它對應(yīng)于描述物體的兩端被拉伸時該物體伸長和變形的程度的彈性模量。楊氏模量高的纖維具有良好的彈性，但是導(dǎo)致了織物劣化的硬挺度；而楊氏模量極低的纖維具有良好的硬挺度，但具有低的彈性恢復(fù)性，劣化了織物的機(jī)械性能(例如韌度等)。就這點(diǎn)而言，由初始楊氏模量在最優(yōu)化范圍內(nèi)較低的聚酯纖維制得的氣囊織物克服了現(xiàn)有聚酯纖維的與高硬挺度有關(guān)的問題，并確保了折疊和封裝特性及柔韌性的優(yōu)異性。特別而言，考慮到獲得氣囊纖維的良好特性所需的晶體結(jié)構(gòu)和取向，計算公式2中的M1表不的1%伸長率下的纖維的楊氏模量優(yōu)選是60g/de或大于60g/de,考慮到氣囊墊的折疊特性，該楊氏模量優(yōu)選是100g/de或小于100g/de。考慮到氣囊展開過程中氣囊墊的快速展開性能，計算公式2中的M2表示的2%伸長率下的纖維的楊氏模量優(yōu)選是20g/de或大于20g/de,考慮到所述氣囊墊的折疊特性,該楊氏模量優(yōu)選是60g/de或小于60g/de。另外，為了獲得氣囊織物的良好特性和氣囊墊的展開性能，1%伸長率下的楊氏模量M1與2%伸長率下的楊氏模量M2之比(M7M2)優(yōu)選是I. 7或大于I. 7，考慮到氣囊織物的折疊特性，1%伸長率下的楊氏模量M1與2%伸長率下的楊氏模量M2之比(M VM2)優(yōu)選是3. 5或小于
3.5o
所述聚酯纖維相對于現(xiàn)有纖維來說也具有增強(qiáng)的特性粘度，S卩，根據(jù)本發(fā)明的聚酯纖維的特性粘度是O. 8dl/g或大于O. 8dl/g，或者是O. 8dl/g I. 2dl/g，優(yōu)選是O. 85dl/g或大于O. 85dl/g,或者是O. 85dl/g I. 15dl/g,更優(yōu)選是O. 9dl/g或大于O. 9dl/g,或者是O. 9dl/g I. ldl/g0為了防止在涂布過程中用于氣囊的所述聚酯纖維發(fā)生熱變形，特性粘度優(yōu)選地保持在上述范圍內(nèi)。所述纖維的特性粘度優(yōu)選是O. 8dl/g或大于O. 8dl/g，以獲得高強(qiáng)度和低伸長率，從而滿足氣囊纖維的需求，而低于O. 8dl/g的特性粘度導(dǎo)致纖維的高伸長率。這樣的高伸長率導(dǎo)致了增加的取向度以及由此而來的高楊氏模量，所以該織物不能獲得良好的折疊特性。因此優(yōu)選地，通過將纖維的特性粘度維持在O. 8dl/g或大于O. 8dl/g來實(shí)現(xiàn)低的伸長率以及由此而來的低楊氏模量。大于I. 2dl/g的特性粘度增加了拉伸過程中的拉伸張力，從而導(dǎo)致該過程中出現(xiàn)問題。1.2dl/g或小于1.2dl/g的特性粘度是更優(yōu)選的。通過保持這樣的高水平特性粘度，本發(fā)明的聚酯纖維可以提供低硬挺度以及低伸長率和高強(qiáng)度，這賦予足夠良好的機(jī)械特性、抗沖擊性和韌度以用于氣囊織物。因此，使用具有這種低初始楊氏模量和高伸長率、優(yōu)選具有高特性粘度的聚酯纖維，可以制備出機(jī)械特性、封裝特性、尺寸穩(wěn)定性、抗沖擊性和氣密效果優(yōu)異的氣囊織物。因此，所述聚酯纖維的使用導(dǎo)致生產(chǎn)出具有優(yōu)異的抗沖擊性、尺寸穩(wěn)定性、機(jī)械特性和封裝性能、以及較低硬挺度、良好的折疊和封裝特性和良好的柔韌性的氣囊織物。制得的所述用于氣囊的聚酯織物具有優(yōu)異的機(jī)械特性、尺寸穩(wěn)定性和氣密效果，提供當(dāng)裝入汽車內(nèi)的狹窄空間中時良好的折疊和封裝特性，并以良好的柔韌性使施加到乘員的沖擊最小化，從而安全地保護(hù)乘員，所以可以優(yōu)選使用所述聚酯織物作為氣囊織物等。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案的聚酯纖維是在下文描述的熔體紡絲和拉伸條件下制備的，從而相對于現(xiàn)有聚酯纖維來說具有非常低的CEG(羧端基)含量，即，該含量是50meq/kg或小于50meq/kg,優(yōu)選為40meq/kg或小于40meq/kg,更優(yōu)選為30meq/kg或小于30meq/kg。聚酯分子鏈上的CEG在高溫和高濕的條件下攻擊酯鍵從而使分子鏈斷裂，這就使特性隨著老化的進(jìn)行而劣化。在氣囊中使用所述聚酯纖維的情形中，由于CEG在高溫和高濕條件下使酯鍵斷裂，所以大于50meq/kg的CEG含量會導(dǎo)致特性的劣化。因此，CEG含量優(yōu)選為50meq/kg或小于50meq/kg。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案的聚酯纖維具有的韌度為70 95J/m3，其中，該韌度由下面的計算公式3來定義。如上所述，通過將特性粘度、初始楊氏模量和伸長率保持在最優(yōu)化的范圍內(nèi)，本發(fā)明的聚酯纖維可以確保氣囊織物所需的優(yōu)異的性能以及良好水平的強(qiáng)度和特性。[計算公式3]策+
1 度(斷裂功)二 |F-dl在所述計算公式中，F(xiàn)表示當(dāng)所述聚酯纖維或織物的長度增加dl時施加的載荷；以及dl是所述聚酯纖維或織物的長度增量。相比于現(xiàn)有的纖維，所述聚酯纖維具有更高水平的韌度(斷裂功)，因而更有效地吸收高溫高壓氣體的能量。更具體而言，所述聚酯纖維具有的韌度是70 95J/m3，優(yōu)選的是75 90J/m3，所以能夠有效地吸收高溫高壓氣體的能量，并能夠更有效地用作氣囊的纖維。此處所用術(shù)語“韌度”被定義為纖維(在下文中，也包括織物) 在拉力作用下斷裂前可以吸收的能量數(shù)量，如計算公式3所示，并且也被定義為對作用在纖維上的瞬間沖擊的抗性。當(dāng)纖維的長度在載荷F下從I增加至Ι+dl時，所做的功為F *(11，使纖維斷裂所需的韌度由計算公式3給出。換言之，上述韌度由纖維和織物的強(qiáng)度-伸長率曲線下的面積給出(見圖2)。隨著用于形成織物的纖維的強(qiáng)度和伸長率的增加，所述織物呈現(xiàn)出更高的韌度。特別地，因?yàn)榈晚g度導(dǎo)致在氣囊展開時在高溫高壓條件下對來自充氣裝置的瞬間展開沖擊的抗性較低，所以具有低韌度的氣囊織物易于破裂。因此，韌度例如低于70kJ/m3的本發(fā)明的纖維不適合用于氣囊織物。如上所述，通過確保特性粘度、初始楊氏模量和伸長率在最優(yōu)化的范圍內(nèi)，本發(fā)明的聚酯纖維在用于制備氣囊織物時，不僅可以確保高水平的強(qiáng)度和特性，而且可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的性能。優(yōu)選地，所述聚酯纖維的收縮應(yīng)力在150°C下為O. 005 O. 075g/d，該溫度對應(yīng)于常用涂層織物的層疊涂布溫度(laminate coating temperature);所述聚酯纖維的收縮應(yīng)力在200°C下為O. 005 O. 075g/d,該溫度對應(yīng)于常用涂層織物的溶膠涂布溫度。換言之，在150°C或200°C下至少為O. 005g/d的收縮應(yīng)力防止織物在涂布過程中在熱的作用下發(fā)生下垂(sagging),而O. 075g/d或小于O. 075g/d的收縮應(yīng)力則降低了在涂布過程后的冷卻至室溫的過程中的弛豫應(yīng)力(relaxation stress)。所述收縮應(yīng)力基于在O. 10g/d的固定載荷下所測得的值。為了防止在熱處理過程(例如所述涂布過程)中所述織物的變形，所述聚酯纖維的結(jié)晶度在40% 55%、優(yōu)選為41% 52%、更優(yōu)選為41% 50%的范圍內(nèi)。為了在所述纖維應(yīng)用于氣囊織物時保持熱尺寸穩(wěn)定性，需要所述纖維的結(jié)晶度為40%或大于40% ;優(yōu)選為55%或小于55%，這是因?yàn)?，大?5%的結(jié)晶度導(dǎo)致在無定形區(qū)域減少，由此導(dǎo)致沖擊吸收性能的劣化。另外，所述聚合物纖維具有的長絲細(xì)度是2. 5 6. 8DPF(每根長絲的旦數(shù))，優(yōu)選是2. 92 4. 55DPF。為了在氣囊織物中的有效使用，考慮到所述氣囊墊的折疊性能以及氣囊展開過程中吸收高溫高壓展開能量的吸收性能，所述纖維優(yōu)選具有的總纖度為400 650旦尼爾，以便保持低細(xì)度和高強(qiáng)度。考慮到能量吸收性能，所述纖維的細(xì)度優(yōu)選是400旦尼爾或大于400旦尼爾；而為了確保氣囊墊的良好折疊特性，所述纖維的細(xì)度優(yōu)選是650旦尼爾或小于650旦尼爾。較多的長絲數(shù)導(dǎo)致較軟的聚酯纖維，但極多的長絲數(shù)導(dǎo)致低的可紡性。因此，優(yōu)選的長絲數(shù)是96 160。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案的上述聚酯纖維可以通過將PET聚合物熔體紡絲成未拉伸纖維然后對該未拉伸纖維進(jìn)行拉伸而制得。各步驟的具體條件或過程直接或間接地影響聚酯纖維的特性，因此對具有上述特性的聚酯纖維的生產(chǎn)產(chǎn)生作用。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過所述過程的上述優(yōu)化，用于氣囊的聚酯纖維可以制成在室溫下在I. Og/d的抗拉強(qiáng)度下伸長率是O. 8 2. 0%,以及在8. 8g/d 最大值的抗拉強(qiáng)度下附加伸長率是I. 5 5%。另外也表明，所述熔體紡絲和拉伸工序的這種最優(yōu)化可以使CEG的含量最小化，而CEG在高濕度條件下像酸一樣，引起聚酯纖維的基本分子鏈(fundamentalmolecular chain)斷裂。因此，所述聚酯纖維具有低初始楊氏模量和高伸長率，從而可以優(yōu)選地應(yīng)用于具有優(yōu)異的機(jī)械特性、封裝特性、尺寸穩(wěn)定性、抗沖擊性和氣密效果的氣囊織物中。在下文中，以逐步的方式進(jìn)一步詳細(xì)地說明所述聚酯纖維的制備方法。所述聚酯纖維的制備方法包括在270 305°C下對特性粘度為I. 05 2. 0dl/g的聚酯聚合物進(jìn)行熔體紡絲以制備未拉伸的聚酯纖維；以及對該未拉伸的聚酯纖維進(jìn)行拉 伸。下面將參考附圖向本領(lǐng)域的技術(shù)人員概括描述本發(fā)明中的熔體紡絲和拉伸工藝。圖I是示意圖，示出了本發(fā)明一個實(shí)施方案所述的包括熔體紡絲和拉伸步驟的聚酯纖維制備方法。在本發(fā)明所述的聚酯纖維的制備方法中，如圖I所示，將上述方法制備的聚酯切片熔化，通過噴絲頭進(jìn)行紡絲，然后利用冷卻空氣進(jìn)行急速冷卻。油劑通過油輥(或噴油嘴)120運(yùn)用在未拉伸纖維上，然后在預(yù)定的氣壓下均勻地散布在所述未拉伸纖維的表面上。所述未拉伸纖維通過多步驟拉伸機(jī)器141 146進(jìn)行拉伸，而拉伸過的纖維在第二交絡(luò)機(jī)150處在預(yù)定的壓力下進(jìn)行混合，并在卷繞單元160中進(jìn)行卷繞以制得纖維。首先，在本發(fā)明的制備方法中，對高粘度的聚酯聚合物進(jìn)行熔融紡絲以制得未拉伸的聚酯纖維。所述聚酯聚合物可以包含聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)作為主要組分，優(yōu)選至少為70mol%，更優(yōu)選至少為90mol%的PET。為了制得具有低初始楊氏模量和高伸長率的未拉伸聚酯纖維，所述熔體紡絲工序優(yōu)選在低溫下進(jìn)行，以便將所述PET聚合物的熱降解最小化。更具體而言，所述低溫紡絲在例如270 305°C、優(yōu)選為280 300°C、更優(yōu)選為282 298°C的紡絲溫度下進(jìn)行，以便在所述過程中使所述高粘度PET聚合物的性能(例如特性粘度和CEG含量)的劣化最小化，即，使所述PET聚合物保持高粘度和低CEG含量。此處所用紡絲溫度是指擠出機(jī)的溫度。紡絲溫度高于305°C的熔體紡絲工序可能引起PET聚合物的熱降解，從而降低特性粘度，這樣就強(qiáng)化了分子量的減小和CEG含量的增加，從而因纖維表面的損壞而劣化了總體特性。相反，紡絲溫度低于270°C的熔體紡絲工序可能致使PET聚合物難以熔化，從而由于N/Z表面冷卻劣化了 PET聚合物的可紡性。因此，熔體紡絲工序優(yōu)選在上述溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。一系列實(shí)驗(yàn)的結(jié)果揭示出，通過在上述低溫下進(jìn)行PET聚合物的熔體紡絲，以使該P(yáng)ET聚合物的降解反應(yīng)最小化并保持高特性粘度和由此導(dǎo)致的高分子量，在隨后的拉伸工序中無需采用高拉伸比即可獲得高強(qiáng)度纖維，以及通過以低拉伸比進(jìn)行拉伸工序以有效降低楊氏模量，可以制備出性能在上述范圍內(nèi)的聚酯纖維。此外，為了使PET聚合物的降解最小化，可以對該P(yáng)ET聚合物在低熔體紡絲速率下(例如在300 1，000m/min,優(yōu)選在350 700m/min的范圍內(nèi))進(jìn)行熔體紡絲工序，以便提供低的紡絲張力，即，使紡絲張力最小化。這種低紡絲張力和低紡絲速率條件下的所述PET聚合物的熔體紡絲工序可以進(jìn)一步使得該P(yáng)ET聚合物的降解最小化。在熔體紡絲工序后得到的未拉伸纖維可以具有的特性粘度為O. 8dl/g或大于
O.8dl/g，或者是 O. 8dl/g I. 2dl/g，優(yōu)選為 O. 85dl/g 或大于 O. 85dl/g，或者是 O. 85dl/g I. 15dl/g,更優(yōu)選是O. 9dl/g或大于O. 9dl/g,或者是O. 9dl/g I. ldl/g。所述未拉伸纖維的分子中的CEG含量可以為50meq/kg或小于50meq/kg,優(yōu)選是40meq/kg或小于40meq/kg,更優(yōu)選為30meq/kg或小于30meq/kg。所述未拉伸纖維的分子中的CEG含量可以保持為與在隨后的拉伸工序后得到的拉伸過的纖維(即，聚酯纖維)中的相同的水平。如上所述，為了制得具有高強(qiáng)度和低楊氏模量的聚酯纖維，在制備未拉伸纖維時優(yōu)選使用高粘度PET聚合物(例如特性粘度為I. 05dl/g或大于I. 05dl/g的PET聚合物)，并且在整個熔體紡絲和拉伸過程中，該高粘度保持在所述范圍的最高水平上，以得到具有低拉伸比的高強(qiáng)度，從而有效地降低楊氏模量。為了防止由于PET聚合物的熔化溫度增高而導(dǎo)致的分子鏈斷裂以及為了防止由于噴絲組件的排出量而引起的壓力增加，所述特性粘·度更優(yōu)選為2. 0dl/g或小于2. 0dl/g。另一方面，所述PET聚合物分子中的CEG含量優(yōu)選為30meq/kg或小于30meq/kg,使得當(dāng)所述聚酯纖維應(yīng)用于氣囊織物時可以在高溫和高濕條件下保持良好特性。所述PET聚合物的低CEG含量在整個熔體紡絲和拉伸過程中優(yōu)選保持在所述范圍的最低水平上，使得最終制得的聚酯纖維可以確保高強(qiáng)度、高尺寸穩(wěn)定性、良好的機(jī)械特性、以及即使在苛刻條件下也可得到這種良好特性的能力。就這點(diǎn)而言，所述PET切片大于30meq/kg的CEG含量導(dǎo)致在熔體紡絲和拉伸工序后所述聚酯纖維分子中的CEG含量的過度增加，例如超過30 50meq/kg，由此在高濕度條件下CEG使酯鍵斷裂，從而劣化了所述纖維以及使用該纖維的織物的特性。特別地，具有高粘度和低CEG含量的PET聚合物在如上所述的低溫下進(jìn)行熔體紡絲工序，所述低溫最大程度地抑制了 PET聚合物的熱降解，從而使在所述PET聚合物與所述聚酯纖維之間的特性粘度和CEG含量的差異最小化。例如，可以進(jìn)行熔體紡絲和拉伸工序，使得所述PET聚合物與所述聚酯纖維之間的特性粘度的差異為O. 8dl/g或小于O. Sdl/g，或者是O O. 8dl/g,優(yōu)選為O. 7dl/g或小于O. 7dl/g,或者是O. I O. 7dl/g。此外,可以進(jìn)行上述工序，使得所述PET聚合物與所述聚酯纖維之間的分子中的CEG含量的差異為20meq/kg或小于20meq/kg,或者是0 20meq/kg,優(yōu)選是15meq/kg或小于15meq/kg,或者是3 15meq/kg。通過最大程度地抑制所述PET聚合物的特性粘度的降低和CEG含量的增加，本發(fā)明可以保持所述聚酯纖維的良好的機(jī)械特性，并確保高的伸長率，從而制備出適合于氣囊織物的具有高強(qiáng)度的低模量纖維。優(yōu)選地，通過設(shè)計成使單絲細(xì)度在2. 5 6. 8DPF的范圍內(nèi)的噴絲頭對所述PET切片進(jìn)行紡絲。也就是說，為了在紡絲過程中減少纖維斷裂以及在冷卻過程中減小由于其它長絲的干擾而引起的纖維斷裂的風(fēng)險，單絲的細(xì)度至少為2. OTPF，為了提高冷卻效率，單絲的細(xì)度可以為6. 8DPF或小于6. 8DPF。在所述PET聚合物的熔體紡絲工序之后，進(jìn)行冷卻工序以制備未拉伸的PET纖維。優(yōu)選在15 60°C下施用冷卻空氣、同時在冷卻空氣的各個溫度條件下將冷卻空氣流控制在O. 4 I. 5m/s的范圍內(nèi)來進(jìn)行所述冷卻工序。這就更容易地制備具有本發(fā)明的一個實(shí)施方案所述的確定特性的未拉伸的PET纖維。對通過上述紡絲工序制備的未拉伸纖維進(jìn)行拉伸工序，以制備拉伸過的纖維。該拉伸工序可以以5. O 6. O、優(yōu)選為5. 15 6. 4的總拉伸比進(jìn)行。通過熔體紡絲工藝的最憂化，所述未拉伸的聚酯纖維具有高特性粘度和低初始楊氏模量，同時分子中具有最低水平的CEG含量。以極高拉伸比(例如大于6. 5)進(jìn)行的拉伸工序可能導(dǎo)致過度的拉伸，弓丨起拉伸過的纖維的斷裂或不規(guī)則，并導(dǎo)致纖維極高的取向度，這導(dǎo)致制備出具有低伸長率和高楊氏模量的纖維。由于所述纖維在這種高拉伸比的拉伸條件下伸長率降低以及楊氏模量增加，因此，使用該纖維的氣囊織物在折疊和封裝特性上可能不好。相反，以較低的拉伸比進(jìn)行的拉伸工序?qū)е滤隼w維的低取向度，所以使用該纖維的聚酯在強(qiáng)度上會部分地劣化。但是，考慮到特性以至少5. O的拉伸比進(jìn)行的拉伸工序可以制得具有高強(qiáng)度和低楊氏模量的聚酯纖維，該聚酯纖維適合用于氣囊織物等。因此，優(yōu)選以5. O 6. 5的拉伸比進(jìn)行拉伸工序。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案，所述制備方法可以包括拉伸、熱定型、弛豫和卷繞，其中，高粘度PET切片進(jìn)行熔體紡絲，并通過多步驟導(dǎo)絲輥卷繞在卷繞機(jī)單元上，以便通過直接紡絲拉伸工序制備出具有高強(qiáng)度和高伸長率的低模量聚酯纖維。所述未拉伸纖維可以在通過上油率為O. 2% 2. 0%的導(dǎo)絲輥之后進(jìn)行所述拉伸工序。在弛豫工序中，弛豫率優(yōu)選在1% 14%的范圍內(nèi)。低于1%的弛豫率提供一種沒有收縮但在高拉伸比下取向度高的聚酯纖維，導(dǎo)致不能制備出具有高伸長率和低楊氏模量的聚酯纖維。高于14%的弛豫率導(dǎo)致纖維在導(dǎo)絲輥上嚴(yán)重顫動，劣化了可加工性。所述拉伸工序可以另外包括用于在約170 250°C下對未拉伸纖維進(jìn)行熱處理的熱定型工序。對于合適進(jìn)行的拉伸工序，所述熱處理可以優(yōu)選在175 240°C、更優(yōu)選在180 245°C下進(jìn)行。就這點(diǎn)而言，低于170°C的熱處理溫度導(dǎo)致由于不充分的熱效應(yīng)引起的弛豫效率下降，隨之產(chǎn)生差的收縮率；而高于250°C的熱處理溫度導(dǎo)致強(qiáng)度的劣化和由于熱降解而在導(dǎo)絲輥上產(chǎn)生的焦油的增多，從而劣化了可加工性。所述卷繞速度為2000 4000m/min，優(yōu)選為 250(T3700m/min。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施方案，提供一種包括上述聚酯纖維的氣囊織物。此處所用的術(shù)語“氣囊織物”是指用于制備汽車氣囊的織造或非織造織物，它使用由上述方法制得的聚酯纖維來制備。本發(fā)明不使用現(xiàn)有的具有高強(qiáng)度和低伸長率的高模量聚酯纖維，本發(fā)明使用具有高強(qiáng)度和高伸長率的低模量聚酯纖維來提供一種用于氣囊的聚酯織物，該聚酯織物具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性、氣密性能、折疊特性、柔韌性和封裝特性，以及優(yōu)異的氣囊膨脹時的能量吸收性能。所述氣囊織物不僅在室溫下具有良好的特性，而且在高溫和高濕的苛刻條件下在整個老化過程中也能保持良好的機(jī)械特性和優(yōu)異的封裝性能。更特別地，本發(fā)明的氣囊織物的抗拉強(qiáng)度為220 350kgf/inch，優(yōu)選為230 300kgf/inch，如根據(jù)ASTM D 5034法在室溫下測量的那樣?？紤]到氣囊所要求的特性，優(yōu)選地，該抗拉強(qiáng)度為220kgf/inch或大于220kgf/inch ;為了實(shí)際實(shí)現(xiàn)該特性,優(yōu)選地,該抗拉強(qiáng)度為 350kgf/inch 或小于 350kgf/inch。本發(fā)明的氣囊織物具有的斷裂伸長率是20% 60%，優(yōu)選為約30% 50%，如根據(jù)ASTM D 5034法在室溫下測量到的?？紤]到氣囊所要求的特性，優(yōu)選地，所述斷裂伸長率為20%或大于20% ;為了實(shí)際實(shí)現(xiàn)該特性，所述斷裂伸長率為60%或小于60%。所述聚酯織物的韌度為3. 5 6. OkJ/m3，其中該韌度由下面的計算公式3定義[計算公式3]
在計算公式3中，F(xiàn)表示當(dāng)所述聚酯纖維或織物的長度增加dl時施加的載荷；以及dl是所述聚酯纖維或織物的長度增量。相比于現(xiàn)有的聚酯織物，所述聚酯織物具有更高水平的韌度(斷裂功)，因而更有效地吸收高溫高壓氣體的能量。更具體而言，韌度為3. 5 6. OkJ/m3、優(yōu)選為3. 8 5. 7kJ/m3的聚酯織物能吸收和耐受高溫高壓氣體的能量，因而可以非常有效地用作氣囊織物。因?yàn)榈晚g度導(dǎo)致在氣囊展開時在高溫高壓條件下對來自充氣裝置的瞬間展開沖擊的抗性較低，所以具有低韌度的氣囊織物易于破裂。因此，韌度例如低于3. 5kJ/m3的本發(fā)明的織物不適合用作氣囊織物。另外，所述氣囊織物要求在被高溫高壓氣體迅速膨脹時具有高水平的抗扯強(qiáng)度。對未涂布織物根據(jù)ASTM 2261T0NGUE法測量時，表示所述氣囊織物的破裂強(qiáng)度的所述抗扯強(qiáng)度是18 30kgf ;對涂布織物根據(jù)ASTM 2261T0NGUE法測量時，該抗扯強(qiáng)度是30 60kgf。就這點(diǎn)而言，氣囊織物的抗扯強(qiáng)度低于所述范圍的下限值，即，對于未涂布織物抗扯強(qiáng)度小于ISkgf或?qū)τ谕坎伎椢锟钩稄?qiáng)度小于30kgf，會導(dǎo)致所述氣囊在展開過程中斷裂，因此有氣囊故障的風(fēng)險。另一方面，氣囊織物的抗扯強(qiáng)度高于上述范圍的上限值，即，對于未涂布織物抗扯強(qiáng)度大于30kgf或?qū)τ谕坎伎椢锟钩稄?qiáng)度大于60kgf，會導(dǎo)致織物的邊緣梳化抗性(edge comb resistance)較低,急遽劣化了氣囊在展開時的氣密性能。對于本發(fā)明的氣囊織物，根據(jù)ASTM D 1776法測得，經(jīng)向或緯向上的收縮率是
I.0%或小于I. 0%，優(yōu)選是O. 8%或小于O. 8%。即使在老化工序后，經(jīng)向或緯向上的收縮率也是I. 0%或小于I. 0%，優(yōu)選是O. 8%或小于O. 8%。考慮到所述織物的尺寸穩(wěn)定性，優(yōu)選地，經(jīng)向或緯向上的收縮率不超過I. 0%。如上所述，使用具有高強(qiáng)度和低楊氏模量的聚酯纖維，所述氣囊織物可以保持優(yōu)異的韌度和抗扯強(qiáng)度，并大幅降低硬挺度。對于所述氣囊織物，根據(jù)ASTM D 4032法測得的韌度是I. 5kgf或小于I. 5kgf,或者是O. 3 I. 5kgf,優(yōu)選是I. 2kgf或小于I. 2kgf,或者是O. 3 I. 2kgf，更優(yōu)選的是O. 8kgf或小于O. 8kgf，或者是O. 3 O. 8kgf。相比于現(xiàn)有聚酯織物，本發(fā)明的氣囊織物具有非常低的硬挺度，因此，在裝入汽車中時呈現(xiàn)出優(yōu)異的折疊特性、柔韌性和封裝特性。為了用作氣囊織物，優(yōu)選地，本發(fā)明的織物保持上述范圍的硬挺度。極低的硬挺度不能在所述氣囊膨脹展開時提供足夠的保護(hù)/支持功能，并且會劣化所述氣囊裝入汽車中時保持形狀的能力，導(dǎo)致封裝特性的劣化。為了防止氣囊織物極高的硬挺度(極高的硬挺度使該織物難以折疊到汽車中)導(dǎo)致封裝特性劣化，所述織物的硬挺度優(yōu)選是I. 5kgf或小于I. 5kgf，特別是，當(dāng)所述織物的細(xì)度是460旦尼爾或低于460旦尼爾時，所述織物的硬挺度是O. Skgf或小于O. Skgf，而當(dāng)所述織物的細(xì)度是550旦尼爾或大于550旦尼爾時，所述織物的硬挺度是I. 5kgf或小于I. 5kgf。對于本發(fā)明所述的氣囊織物，當(dāng)Λ P為125pa時，根據(jù)ASTM D 737法測得的未涂布的氣囊織物的靜態(tài)透氣率是10. Ocfm或小于10. Ocfm,或者是O. 3 10. Ocfm,優(yōu)選的是8. Ocfm或小于8. Ocfm,或者是O. 3 8. Ocfm,更優(yōu)選的是5. Ocfm或小于5. Ocfm,或者是O. 3 5. Ocfm ;而當(dāng)Δ P為500pa時，該靜態(tài)透氣率是14cfm或小于14cfm,或者是4 14cfm，優(yōu)選的是12cfm或小于12cfm，或者是4 12cfm。另外，根據(jù)ASTM D 6476法測得的動態(tài)透氣率是1，700mm/s或小于1，700mm/s,優(yōu)選的是1，600mm/s或小于1，600mm/s,或者是200 1，600mm/s,更優(yōu)選的是1，400mm/s或小于1，400mm/s,或者是400 1，400mm/
S。此處所用術(shù)語“靜態(tài)透氣率”是指在預(yù)定壓力下穿透所述氣囊織物的空氣量。該靜態(tài)透氣率隨著纖維的長絲細(xì)度(每根絲的旦數(shù))的降低和織物密度的增加而降低。此處所用術(shù)語“動態(tài)透氣率”是指在30 70kpa的平均瞬時壓差下穿透所述氣囊織物的空氣量。與靜態(tài)透氣率的方式相同，動態(tài)透氣率隨著纖維的長絲細(xì)度的降低和織物密度的增加而降低。 通過包括橡膠涂層，所述氣囊織物可以確保透氣性大幅降低，接近Ocfm。由于該橡膠涂層，當(dāng)ΛΡ為125pa時，根據(jù)ASTM D 373法測得的本發(fā)明所述的涂布過的氣囊織物的靜態(tài)透氣率是O. Icfm或小于O. Icfm,優(yōu)選的是O O. Icfm,更優(yōu)選的是O. 05cfm或小于O. 05cfm，或者是O O. 005cfm ;當(dāng)Λ P是500pa時，該靜態(tài)透氣率是O. 3cfm或小于O. 3cfm,優(yōu)選的是O O. 3cfm,優(yōu)選的是O. Icfm或小于O. Icfm,或者是O O. lcfm。為了保持所述氣囊織物的封裝性能，不希望本發(fā)明所述的氣囊織物(未涂布的或涂布過的)的靜態(tài)透氣率或動態(tài)透氣率大于上述相應(yīng)的透氣性范圍的上限。根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方案，提供一種使用聚酯纖維制備氣囊織物的方法。本發(fā)明所述的氣囊織物的制備方法包括將聚酯纖維織成用于氣囊的原料織物；洗滌該用于氣囊的原料織物；以及對該洗滌過的織物進(jìn)行拉幅。在本發(fā)明中，通過已知的織造、洗漆(scouring)和拉幅(tentering)方法可以將所述聚酯纖維加工成最終的氣囊織物?？椢锏目椩祛愋蜎]有特別限制，但優(yōu)選包括平紋織造或OPW型織造。特別地，可以通過整經(jīng)(beaming )、織造、洗滌和拉幅由所述聚酯纖維作為經(jīng)線和緯線來制備本發(fā)明的氣囊織物。所述織物可以用已知的織造機(jī)來織造，所述織造機(jī)無特別限制，但包括用于平紋織物的劍桿織機(jī)(rapier loom)、噴氣織機(jī)(air jet loom)或噴水織機(jī)(water jet loom),以及用于OPW織物的提花織機(jī)(Jacquard loom)。優(yōu)選地，本發(fā)明的氣囊織物還包括涂層，該涂層由有機(jī)硅樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚乙烯樹脂或聚氨酯樹脂中的至少一種組成，其中，所述涂層通過涂布或?qū)訅簯?yīng)用到所述氣囊織物的表面上。所述涂布樹脂的種類不特別限于上述物質(zhì)。所述樹脂涂層可以通過任何已知的涂布方法來使用，這些方法包括，但不特別限于，棍襯刮刀(kn i fe over-ro 11)涂法、刮涂法(doctor blade coating)或噴涂法。所述橡膠涂層的單位面積的涂重是20 200g/m2，優(yōu)選是20 100g/m2。更具體而言，對于0PW(one piece woven,—片式織造)型側(cè)簾式氣囊織物,所述涂重優(yōu)選是30g/m2 95g/m2，對于平紋織造的氣囊織物，所述涂重優(yōu)選是20g/m2 50g/m2。通過裁剪和縫紉工序，可以將所述涂布過的氣囊織物加工成確定形狀的氣囊墊。所述氣囊墊的形狀不作特別限制，可以形成任何普通形狀。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，提供一種包括上述氣囊的氣囊系統(tǒng)。所述氣囊系統(tǒng)可以裝配有本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的裝置。所述氣囊分為正面氣囊和側(cè)簾式氣囊。所述正面氣囊包括駕駛員側(cè)氣囊、乘員側(cè)氣囊、側(cè)面保護(hù)氣囊、膝部氣囊、踝部氣囊和行人用氣囊等等。汽車發(fā)生側(cè)向沖擊碰撞或翻車時，側(cè)簾式氣囊就展開以保護(hù)乘員。因此，本發(fā)明的氣囊包括正面氣囊和側(cè)簾式氣囊。必要時，除了此處所述的元件或組分外，本發(fā)明不排除添加或省略其它元件或組分，這些元件或組分無特別限制。本發(fā)明提供一種聚酯纖維和使用該聚酯纖維制得的氣囊織物，其中，所述聚酯纖維具有大幅降低的硬挺度和良好的機(jī)械特性，例如高的韌度和高的抗扯強(qiáng)度。通過最優(yōu)化而獲得高強(qiáng)度、高伸長率和低楊氏模量的所述氣囊織物可以用作氣囊織物，以賦予優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性、機(jī)械特性和氣密效果，也確保良好的折疊特性和高的柔韌性，由此，顯著改善了裝入汽車內(nèi)時的封裝特性，并使施加到乘員身上的碰撞沖擊最小化，從而保護(hù)乘員的安全。 因此，本發(fā)明的聚酯纖維和使用該聚酯纖維的聚酯織物可優(yōu)選地用于汽車氣囊的制備。


圖I是示意圖，示出了本發(fā)明一個實(shí)施方案所述的聚酯纖維的制備方法；圖2是常規(guī)纖維的強(qiáng)度-伸長率曲線的例子，其中，將強(qiáng)度-伸長率曲線下的面積定義為韌度(斷裂功，J/m3)；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例I的聚酯纖維的強(qiáng)度-伸長率曲線；圖4是根據(jù)本發(fā)明的對比例I的聚酯纖維的強(qiáng)度-伸長率曲線。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明，給出這些實(shí)施例僅用于舉例說明本發(fā)明，并不意在限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例I 5對具有確定特性粘度和CEG含量的PET聚合物進(jìn)行熔體紡絲和冷卻以制備未拉伸纖維。以確定的拉伸比對該未拉伸纖維進(jìn)行拉伸并對其進(jìn)行熱處理以制得聚合物纖維。就這點(diǎn)而言，表I示出了所述PET聚合物的特性粘度、分子中的CEG含量、熔體紡絲速率和紡絲張力、紡絲溫度、拉伸比以及熱處理溫度。其它條件在與制備聚酯纖維相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。[表 I]
權(quán)利要求
1.一種聚酯纖維，該聚酯纖維在室溫下在I. Og/d的抗拉強(qiáng)度下的伸長率為O. 8 2. 0%，并在8. 8g/d 最大值的抗拉強(qiáng)度下的附加伸長率為I. 5 5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚酯纖維，其中，所述聚酯纖維在室溫下在5.Og/d的抗拉強(qiáng)度下的伸長率為6. 5 13. 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚酯纖維，其中，所述聚酯纖維具有至少14%的斷裂伸長率和至少I. 2%的干收縮率。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚酯纖維，其中，斷裂伸長率(S1)和干收縮率(S2)的總和由下面的計算公式I限定 [計算公式I]18 ( S^S2 ( 25 其中，S1是所述聚酯纖維的斷裂伸長率(%);而S2是所述聚酯纖維的干收縮率(%)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚酯纖維，其中，所述聚酯纖維在1%伸長率下的楊氏模量為60 100g/de以及在2%伸長率下的楊氏模量為20 60g/de,其中，所述楊氏模量是根據(jù)ASTM D 885法測得的。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚酯纖維，其中，1%伸長率下的楊氏模量M1與2%伸長率下的楊氏模量M2之比(M7M2)由下面的計算公式2限定 [計算公式2]I. 7 ^ MVm2 ^ 3. 5 其中，M1是根據(jù)ASTM D 885法在室溫下測得的所述聚酯纖維在1%伸長率下的楊氏模量(g/de) ;M2是根據(jù)ASTM D 885法在室溫下測得的所述聚酯纖維在2%伸長率下的楊氏模量(g/de)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚酯纖維，其中，所述聚酯纖維具有的總細(xì)度為400 650丹尼爾。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚酯纖維，其中，所述聚酯纖維的長絲細(xì)度為2.5 6. 8DPF和長絲數(shù)為96 160。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚酯纖維，其中，所述聚酯纖維由特性粘度為I.05 2. Odl/g的聚酯切片制得。
10.一種制備權(quán)利要求I 9中任何一項(xiàng)所述的聚酯纖維的方法，包括在270 305°C下對特性粘度為I. 05 2. 0dl/g的聚酯聚合物進(jìn)行熔體紡絲以制得未拉伸的聚酯纖維；以及對該未拉伸的聚酯纖維進(jìn)行拉伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，以5.O 6. 5的總拉伸比進(jìn)行所述拉伸步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括在對所述未拉伸的聚酯纖維進(jìn)行拉伸步驟之后，在170 250°C下對所述聚酯纖維進(jìn)行熱定型。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括在對所述未拉伸的聚酯纖維進(jìn)行拉伸步驟之后，在I 14%的弛豫率下對所述聚酯纖維進(jìn)行弛豫。
14.一種聚酯織物，所述聚酯織物包含權(quán)利要求I 9中任何一項(xiàng)所述的聚酯纖維。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的聚酯織物，其中，所述聚酯織物具有根據(jù)ASTMD 4032法測得的I. 5kgf或小于I. 5kgf的硬挺度。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的聚酯織物，其中，所述聚酯織物具有根據(jù)ASTMD2261T0NGUE法測得的18kgf或大于18kgf的抗扯強(qiáng)度。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的聚酯織物，其中，所述聚酯織物在ΛΡ為125pa時的靜態(tài)透氣率為10. Ocfm或小于10. Ocfm,在Λ P為500pa時的靜態(tài)透氣率為14cfm或小于14cfm，其中，所述靜態(tài)透氣率是根據(jù)ASTM D 737法測得的。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的聚酯織物，其中，所述聚酯織物的根據(jù)ASTMD6476法測得的動態(tài)透氣率為1，700mm/s或小于1，700mm/s。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可用于氣囊織物的聚酯纖維，更具體地說，涉及一種聚酯纖維，該聚酯纖維的制備方法和由該聚酯纖維制得的氣囊織物，其中，所述聚酯纖維在室溫下在1.0g/d的抗拉強(qiáng)度下的伸長率為0.8～2.0%，并在8.8g/d～最大值的抗拉強(qiáng)度下的附加伸長率為1.5～5%。本發(fā)明的聚酯纖維確保低的初始楊氏模量和良好的機(jī)械特性，可以用在氣囊織物上，不僅提供優(yōu)異的氣密效果及封裝特性和尺寸穩(wěn)定性，而且也使作用在乘員上的碰撞沖擊最小化，從而保護(hù)乘員的安全。
文檔編號D01F6/62GK102918187SQ201180026777
公開日2013年2月6日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月29日
發(fā)明者金宰亨, 郭東震, 金起定, 金熙峻, 尹靖勛, 李相牧 申請人:可隆工業(yè)株式會社