用于气囊的聚酯纤维及其制备方法

专利名称：用于气囊的聚酯纤维及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种可以应用于气囊织物的聚酯纤维、其制备方法和使用该聚酯纤维的用于气囊的织物，具体涉及一种具有优异的机械性能、尺寸稳定性和封装性能(packing properties)等的高强度和低模量的聚酯纤维。
背景技术：
一般而言，气囊是一种用于保护驾驶员和乘客的装置，其工作机制如下当以大约 40km/h以上的速率行驶的汽车碰撞时，在碰撞检测传感器检测到碰撞冲击后通过使火药爆炸而向气囊供给气体，从而使气囊膨胀，图1绘出了常规气囊系统的结构。如图1所示，常规气囊系统包括气体发生器121，其通过点燃雷管122产生气体； 气囊模块100，其安装在方向盘101中并且包括气囊124，该气囊IM通过产生的气体朝向驾驶员座位上的驾驶员膨胀和展开；冲击传感器130，当汽车碰撞时其产生冲击信号；以及电子控制模块(ECM) 110，其根据上述冲击信号点燃气体发生器121的雷管122。在上述气囊系统中，当汽车碰撞时，冲击传感器130检测冲击并向ECM发送信号。此时，接收到上述信号的ECMllO点燃雷管122，并且在气体发生器121中的气体发生装置被燃烧。该燃烧的气体发生装置迅速产生气体并使气囊1 膨胀。膨胀的气囊1 接触驾驶员的前上部身体并部分吸收由碰撞引起的冲击负载，且当驾驶员的头部和胸部由于惯性定律向前并且撞击在气囊1 上时，该膨胀的气囊1 通过气囊上形成的排出孔而快速地从气囊排出气体来进一步吸收对驾驶员的冲击。因此，上述气囊有效地吸收了传递到驾驶员上的冲击，并且可以减少在碰撞时的二次伤害。如上所述，用于汽车的气囊被制成一定的形状，并以折叠的形式以使其体积最小化地安装在汽车的方向盘、门边车顶纵梁(door roof rails)或边柱上，且当气体发生器 121工作时其膨胀并展开。因此，除了织物的良好的机械性能以在气囊被安装在汽车内时有效地保持该气囊的折叠性和封装性、防止该气囊本身的损坏和破裂、赋予气囊垫的良好的展开性以及使对乘员造成的冲击最小化之外，所述气囊还具有折叠性和挠性以减小对乘员的冲击，这是十分重要的。然而，还没有出现一种为了乘员安全能够保持优异的气密性和挠性、充分承受施加到气囊上的冲击且高效地安装在汽车内的气囊织物。先前，聚酰胺纤维(例如尼龙66)已经被用作用于气囊的纤维的原料。然而，尼龙 66具有优异的抗冲击性，但是其具有比聚酯纤维差的耐湿热性、耐光性和尺寸稳定性，并且其价格昂贵。同时，为了减少上述缺陷，日本专利公开No.Hei 04-214437提出了一种聚酯纤维。然而，当使用现有的聚酯纤维制备气囊时，由于其高模量而难以安装在汽车内狭窄的空间内，以及在高温和高湿度的苛刻条件下在保持足够的机械和展开性能方面具有局限性。因此，需要开发一种纤维，该纤维保持优异的尺寸稳定性和阻气效果以用于气囊织物，并且还保持挠性以减小施加到乘员的冲击，保持封装性以及在高温和高湿度的苛刻条件下的优异的性能。

发明内容
本发明的一个方面是提供一种用于气囊的聚酯纤维，该聚酯纤维确保优异的尺寸稳定性、机械性能、挠性和封装性能，从而用于气囊织物，并且该聚酯纤维在高温和高湿度的苛刻条件下保持充分的性能。本发明的另一方面是提供一种制备上述聚酯纤维的方法。本发明的又一方面是提供一种使用上述聚酯纤维制备的用于气囊的织物。本发明提供一种用于气囊的聚酯纤维，该聚酯纤维的结晶度为43% 55%，非晶取向因子(AOF)为0.2 0.8，长周期(long period)为140 180 A。本发明还提供一种制备上述聚酯纤维的方法，包括以下步骤在270 300°C下对包含70摩尔％或大于70摩尔％的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)并且特性粘度为0.8dl/g或大于0. 8dl/g的聚酯聚合物进行熔融纺丝以制备聚酯未拉伸丝，和对上述聚酯未拉伸丝进行拉伸。本发明另外提供一种使用上述聚酯纤维制备的用于气囊的织物。


图1是显示常规气囊系统的示图。图2是显示根据本发明一个实施方案制备用于气囊的聚酯纤维的方法的示意流程图。
具体实施例方式下文，更详细地说明根据本发明实施方案的用于气囊的聚酯纤维、制备该聚酯纤维的方法和使用该聚酯纤维制备的用于气囊的织物。然而，下文仅用于理解本发明，而本发明的范围不限于此或被其限制，并且对于相关领域的技术人员而言，显然这些实施方案可以在本发明的范围内进行多种改变。此外，除非在本说明书中关于下列用词有特别提及，否则“包括”或“包含”表示包括任何组分(或成分)而不受特别限制，并且其不能解释成排除加入其它组分(或成分) 的含义。在对包含聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)的聚合物进行熔融纺丝以制备未拉伸丝和对该未拉伸丝进行拉伸而制备拉伸丝之后，可以通过对该得到的聚酯纤维进行织造来制备用于气囊的聚酯织物。因此，该聚酯纤维的性能直接/间接反映在用于气囊的聚酯织物中。特别地，为了将聚酯代替现有的聚酰胺(例如尼龙66)应用于气囊纤维，必须克服现有的聚酯纤维的缺点，例如，根据其高硬挺度和低伸长率而低的折叠性，根据其低熔融热容而在高温和高湿度的苛刻条件下性能下降，以及根据上述性质而展开性能下降。就分子结构而言，聚酯具有比尼龙更硬挺的结构，因此具有高模量和低伸长率的特征。因此，当在制备用于气囊的织物的过程中在高温下进行热处理时，可能产生过度的热收缩。当聚酯用于气囊织物并安装在汽车内时，封装性能也显著劣化。此外，聚酯分子链上的羧端基(下面称作“CEG”)在高温和高湿度的条件下攻击酯键并使链断裂，这成为在老化后性能劣化的原因。因此，由于通过对聚酯纤维的性能(例如，结晶度、非晶取向因子(AOF)和长周期等)的范围进行最优化，织物的机械性能(例如韧性和阻气性)可以得到保持，同时硬挺性显著降低，因此本发明的聚酯纤维可以有效地应用于气囊织物。特别地，由本发明人的实验结果表明通过由具有上述特性的聚酯纤维制备用于气囊的织物，该用于气囊的织物表现出更加改善的折叠性、尺寸稳定性和阻气效果。该用于气囊的织物即使在高温和高湿度的苛刻条件下仍然可以保持优异的封装性能、优异的机械性能、防漏气性、绝缘性能和气密性等。根据本发明的一个实施方案，提供一种具有特定特性的聚酯纤维。该聚酯纤维可以显示出的结晶度为43% 55%，非晶取向因子(AOF)为0.2 0.8，长周期为 140 180 A。优选上述聚酯纤维包含PET作为主要成分。在该聚酯纤维制备步骤中多种添加剂可以被包含在PET中，因此为了表现出适合于用于气囊的织物的性能，所述纤维可以包含含量为70mol %或大于70mol %的PET，优选包含含量为90mol %或大于90mol %的PET。下文，除非给出特别说明，否则术语PET表示包含含量为70mOl%或大于70mOl%的PET的聚合物。根据本发明一个实施方案的聚酯纤维可以在下文将提到的熔融纺丝和拉伸条件下制备，纤维可以显示出的结晶度为43% 55%，非晶取向因子(AOF)为0.2 0.8，长周期为140 180 A。构成未拉伸丝的PET聚合物基本上具有部分结晶的形式，因此，它由结晶区和非结晶区组成。然而，在经控制的熔融纺丝和拉伸条件下制得的聚酯纤维由于取向结晶而显示出比现有PET纤维(通常结晶化低于7%)更高的结晶度，具体结晶度为43% 55%，优选43% 53%，更优选44% 52%。由于优化的结晶度，由聚酯纤维制得的用于气囊的纤维可以同时显示出高的机械性能和高的伸长性。如果纤维的结晶度太低，例如低于43%， 则当应用于气囊织物时，难以保持机械性能，例如如足够的收缩应力和韧度等。相反，如果纤维的结晶度太高，例如超过阳％，则强度可能会过度增加，因此可加工性和挠性可能会降低，并且由于硬挺度的过度增加，由该纤维制得的用于气囊的织物可能具有显著劣化的折叠性、挠性、封装性能等，因此使得实际应用或商业化变得困难。此外，所述聚酯纤维显示出比现有PET纤维更低的非晶取向因子，具体的非晶取向因子为0. 2 0. 8，优选0. 25 0. 78，更优选是0. 3 0. 76。所述非晶取向因子是指未拉伸丝的非晶区域中包含的链的取向度，并且随着非晶区域中链的缠结的增加而减小。通常， 如果非晶取向因子减小，则无序度可能增加并且非晶区域中的链可能具有松弛结构而不是紧张结构，因此，由该聚酯纤维制得的用于气囊的织物可以显示出低收缩率和低收缩应力。 特别地，如果非晶取向因子低，则由链占据的区域可以增加以降低分子间的紧密度，从而伸长率可以增加并且模量可以降低。即，可以提供低硬挺度和高伸长率，同时，可以对用于气囊的织物提供足够的机械性能和高的强度性能，例如抗冲击性和韧性等。特别地，如果聚酯纤维具有太高的非晶取向因子，例如超过0.8，优选超过0.78， 更优选超过0. 76，则分子的非晶区域中包含的链可能大部分以纤维轴向取向，因此，织物可能是硬挺的且具有低韧性，并且折叠性和拉伸、撕裂性能可能变差。相反，如果非晶取向因子太低，例如小于0. 2，优选小于0. 25，更优选小于0. 3，则分子的非晶区域中包含的链取向度可能太低并且纤维强度可能降低，因此用于气囊的织物的基本要求的性能可能得不到满足。因此，本发明的聚酯纤维的非晶因子为0. 2 0. 8，优选0. 25 0. 78，更优选为0. 3
0.76，因此，当应用于气囊织物时，基本的必需性能可以得到满足，并且更优选的折叠性能和包装性能可以得到。另外，本发明的聚酯纤维显示了比现有PET纤维更低的长周期，例如 140A 180A的长周期，优选145A 175A的长周期，更优选150A 170A的长周期。所
述长周期代表纤维中结晶区域和非晶区域的长度，当纤维显示出高强度和高模量性能时长周期越高。一般而言，如果长周期减小，则非晶区域的取向度可能降低，因此纤维可能具有降低的模量，增加的断裂伸长率，从而增加的韧度，由此，由该聚酯纤维制得的用于气囊的织物可以显示出优异的折叠性能、挠性、封装性和抗冲击性。然而，如果纤维的长周期例如小于140A，则该纤维的物理性能(即强度)可能降低，因此当该纤维应用于气囊织物时，可能难以满足基本性能，例如拉伸和撕裂性能等。因此，使用显示出最优化范围的高结晶度的、低非晶取向因子和140 180A的长周期的聚酯纤维，可以制得同时显示出高强度和高伸长率的用于气囊的织物。因此，通过使用所述聚酯纤维，可以制得除了显示出低硬挺性以及优异的折叠性、挠性和封装性能之外， 还显示出优异的抗冲击性、尺寸稳定性、机械性能和气密性的用于气囊的织物。这样的织物可以优选应用于气囊，这是因为当该织物安装在汽车内的狭窄空间内时提供良好的折叠和封装性能，同时显示出优异的机械性能、尺寸稳定性和阻气效果。另外，上述用于气囊的织物通过利用其优异的挠性使施加到乘员上的冲击最小化可以安全地保护乘员。上述聚酯纤维可以显示出比现有聚酯纤维更加改进的特性粘度，具体的特性粘度为 0. 7dl/g 或大于 0. 7dl/g，或者 0. 7dl/g 1. 5dl/g，优选 0. 8dl/g 1. 4dl/g，更优选
1.0dl/g 1. 3dl/g，还更优选1. 05dl/g 1. 25dl/g。当该聚酯纤维应用于气囊织物时，可以优选确保特性粘度在上述范围内以在涂布过程等中不产生热变形。如果纤维的特性粘度为0. 7dl/g，则可以确保收缩应力，从而可以防止纤维的挠曲。并且，特性粘度的最大值可以在能够表现低收缩性的范围内来确定，以防止由热处理而导致的变形，例如，1.5dl/g或小于1. 5dl/g是优选的。特别地，本发明的聚酯纤维保持特性粘度在这样高的程度，从而向用于气囊的织物在低拉伸的情况下提供低硬挺性，同时提供足够的机械性能以及例如抗冲击性和韧性等高强度性能。此外，因为本发明的聚酯纤维是在下文将提及的熔融纺丝和拉伸条件下制备的， 所以与现有已知聚酯纤维相比，可以显示出大大减少的CEG含量。本发明的聚酯纤维的CEG 含量可以是30meq/kg或小于30meq/kg，优选25meq/kg或小于25meq/kg，且更优选20meq/ kg或小于20meq/kg。聚酯分子链上的CEG在高温和高湿度的条件下攻击酯键并使链断裂， 这在老化后使所述纤维的性能劣化。特别是，当CEG含量大于30meq/kg的纤维被应用于气囊时，在高湿度条件下导致大量产生酸并使纤维的聚合物链断裂，于是性能劣化。因此，优选所述聚酯纤维的CEG含量为30meq/kg或小于30meq/kg。所述聚酯纤维可以具有的二甘醇(DEG)含量为1. 或小于1. lwt%，优选 1. Owt %或小于1.0衬％，更优选0.9衬％或小于0.9衬％。如果DEG含量超过1. Iwt %，贝丨J当气囊形成时热稳定性可能降低，从而引起耐热性问题，因此，用于本发明气囊的聚酯纤维可以优选包含1. lwt%或小于1. WDEG含量。所述聚酯纤维的双折射率可以为0. 1 0. 35，优选0. 13 0. 25。因此，该聚酯纤维的高结晶度和低非晶取向因子的性能可以变得更加优异，从而，可以得到具有更优异的物理性能(例如高强度和高伸长率等)的用于气囊的织物。如果双折射率低于0.1，则结晶区域和非晶区域的取向度可能过度降低，因此，用于气囊的织物所要求的基本物理性能 (拉伸/撕裂)可能得不到满足，并且如果双折射率超过0. 35，则织物可能变得过于硬挺， 从而使封装性降低。同时，根据本发明一个实施方案的聚酯纤维可以显示出6. 5g/d 11. Og/d的抗张强度(tensile tenacity)，且优选7. 5g/d 10. Og/d的抗张强度，以及可以显示出13% 35%的断裂伸长率，且优选15% 25%的断裂伸长率。此外，所述纤维的干热收缩率可以是 7%，优选1.3% 6.8%，且更优选1.8% 6.5%，并且所述纤维的韧度可以为 27 X lO—g/d 46 X 10_1g/d,优选 29 X lO—g/d 46 X lO—g/d，且更优选 31 X 10_1g/d 42Χ10_、/(1。如上所述，当本发明的聚酯纤维应用于气囊织物时，通过确保结晶度、非晶取向因子和长周期在最佳范围内，该纤维表现出优异的性能以及优异的抗张强度和其它性能。此外，本发明的聚酯纤维的收缩力优选在150°C的温度下为0. 005 0. 075g/d，该温度对应于常用涂层织物的叠层涂布温度(laminate coating temperature)，且本发明的聚酯纤维的收缩力还优选在200°C的温度下为0. 005 0. 075g/d，该温度对应于常用涂层织物的溶胶涂布温度。也就是说，当在150°C和200°C下的收缩力分别为0. 005g/d或大于 0. 005g/d时，可以防止织物由于在涂布过程中加热而弯曲(sagging)。当在150°C和200°C 下的收缩力分别为0. 075g/d或小于0. 075g/d时，还可以在涂布过程后在室温冷却过程中降低松弛应力(relaxing stress)。所述收缩力是基于在0. 10g/d的固定负载下测得的值。所述聚酯纤维的单丝细度可以为2旦尼尔 10. 5旦尼尔，并且为了确保作为用于气囊的纤维所要求的物理性能，该聚酯纤维可以具备如上所说明的在特定范围内的抗张强度和断裂伸长率等。由于用作本发明的气囊织物的聚酯纤维应该保持低细度和高强度，所以可应用的纤维的总细度可以是200 1000旦尼尔，优选220 840旦尼尔，且更优选250 600旦尼尔。此外，当丝的数目增大时纤维可以具有柔软感，但是，如果丝的数目太大，则纺丝性能可能不会好，因此，丝的数目可以是50 240根，优选55 220根，更优选60 200根。同时，根据本发明的一个实施方案的聚酯纤维可以通过对PET进行熔融纺丝来制备未拉伸丝，以及对该未拉伸丝进行拉伸来制备，并且如上所解释的，各工序的具体条件或进行方法可以直接/间接地反应在聚酯纤维的性能中，以制备具有如上所解释的性能的聚酯纤维。特别地，发现通过使工艺最优化，可以保证用于制备气囊的聚酯纤维的结晶度为 43% 55%，非晶取向因子(AOF)为0. 2 0. 8，长周期为140 180 A。并且，还发现通过使熔融纺丝和拉伸工艺最优化，在高湿度条件下以酸的形式存在而引起纤维的基本分子链 (basic molecular chain)断裂的羧端基(CEG)可以被最少化。因此，这样的聚酯纤维可以同时显示出高强度和高伸长率性能，因此，可以优选应用于具有优异的机械性能、封装性、尺寸稳定性和阻气效果的用于气囊的织物。将详细解释所述聚酯纤维的制备方法的各步骤。用于气囊的聚酯纤维的制备方法包括在270 300°C下对包含70mol%或大于 70mOl%的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)且特性粘度为0.8dl/g或大于0.8dl/g的聚酯聚合物进行熔融纺丝，以制备聚酯未拉伸丝；以及对上述聚酯未拉伸丝进行拉伸。用于气囊的聚酯纤维的制备方法还可以包括通过二羧酸和二醇的酯化反应或者通过二羧酸的二烷基酯化合物和二醇的酯交换反应来制备聚酯聚合物。根据本发明，用于制备聚酯聚合物的缩聚和固态聚合方法的条件可以被最优化， 从而当应用于气囊织物时即使在高温高湿的苛刻条件下仍保持优异的性能。特别地，所述聚酯聚合物可以由二羧酸和二醇的聚合反应(以下称为‘TPA’方法)或者由二羧酸的二烷基酯和二醇的聚合反应(以下称为‘DMT’方法)来制备，并且各聚合方法可以被最优化以使羧端基(CEG)的生成减到最少。首先，通过二羧酸和二醇的酯化反应制备聚酯聚合物的方法可以包括以下步骤 a)进行二羧酸和二醇的酯化反应，b)进行由上述酯化反应制得的低聚物的缩聚反应，以及 c)进行由上述缩聚反应制得的聚合物的固态聚合反应。在聚酯聚合物的制备过程中，缩聚反应和固态聚合反应在比现有方法更低的温度的温和条件下进行，因此即使在高温高湿的苛刻条件下老化长时间后仍确保了优异的机械性能。更具体地，所述缩聚反应可以在245 的温度范围下进行，然后，所述固态聚合反应可以在200 240°C的温度范围下进行，由此将低温聚合和熔融聚合的聚合物的粘度控制得较低，从而使暴露于高温下的时间相对最小化。即，通过低温聚合和熔融聚合的聚合物的粘度控制，聚合物末端的羧端基(CEG)的生成和二甘醇(DEG)的含量可以被最少化，并且，在固态聚合步骤中，聚合物末端的羧酸基团和羟基可以键合，从而进一步使CEG含量最小化并增加聚合物的分子量。通过使用上述制得的高粘度聚合物，本发明可以制备能够应用于气囊织物的高强度高伸长率的聚酯纤维。在本发明中，所述二羧酸可以是选自以下中的至少一种含有6 对个碳原子 (C6_24)的芳族二羧酸、含有6 M个碳原子(C6_24)的脂环族二羧酸、含有2 8个碳原子 (C2_8)的链烷二羧酸以及上述二羧酸形成酯的衍生物。更具体而言，可以用于制备本发明的聚酯纤维的二羧酸或形成酯的衍生物可以是C6_24芳族二羧酸，例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、联苯二甲酸、1，4_萘二甲酸和1，5_萘二甲酸等，和上述二羧酸形成酯的衍生物；C6_24脂环族二羧酸，例如1，4_环己烷二甲酸等；和C2_8链烷二羧酸等。在上述二羧酸中，当考虑到经济性和终产物的性能时，优选使用对苯二甲酸，并且特别是，当一种或多种化合物用作二羧酸时，优选使用包含70mol%或大于70mol%的对苯
二甲酸酯的二羧酸。此外，本发明使用的二醇可以是选自以下中的至少一种C2_8链烷二醇、C6_24脂环族二醇、c6_24芳族二醇和它们的环氧乙烷加合物或环氧丙烷加合物。更具体而言，可以用于制备本发明的聚酯的二醇可以是c2_8链烷二醇，例如乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1， 3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇和1，6_己二醇等；C6_24脂环族二醇，例如1，4_环己二醇和1，4_环己烷二甲醇等；C6,芳族二醇，例如双酚A和双酚S等；和上述芳族二醇的环氧乙烷加合物或环氧丙烷加合物，等等。
如上述公开内容，本发明的制备聚酯聚合物的方法可以是对苯二甲酸(TPA)方法的应用，该方法包括二羧酸与含有两个OH基团的二醇的酯化反应。聚酯TPA方法通常是二羧酸与二醇的直接反应，并且是在酯化反应中无需使用其它催化剂的自身酸催化反应。例如，如下面反应式1所示，聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)是通过对苯二甲酸与乙二醇的酯化反应直接制备的。[反应式1]
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Ι [在这种TPA反应中，因为二羧酸的不溶性和低反应性而需要保持高温度。通过在高温下进行缩聚反应，同时在高真空条件下加入催化剂，可以将由上述方法制得的低聚物聚合成具有比粘度的聚合物。使用齿轮泵或高压惰性气体(N2)通过喷嘴将制得的聚合物排出。在冷却水中使上述被排出的聚合物固化，切割成适当的大小。然而，由于含有CEG的二羧酸用作原料，且高温下的酯化和缩聚反应引起热降解并在分子中产生CEG，因此由常规TPA法制备的最终聚酯聚合物含有大量CEG。此外，如上所述，当含有大量CEG的聚酯纤维用于气囊织物时，在高温和高湿度条件下以酸形式存在的CEG引起分子链断裂并使织物的性能劣化。因此，通过在温和条件下以低温聚合进行二羧酸与二醇的缩聚反应和固态聚合反应，本发明可以使CEG含量最小化。此外，通过附加的固态聚合反应，同时形成羧端基与羟基的键以减小CEG含量，本发明可以增加聚合物的分子量。所述步骤a)中的二羧酸与二醇的酯化反应可以根据称为TPA法的常规方法来进行，并且上述反应不特别限于特定的操作条件。然而，根据本发明的优选实施方案，二羧酸与二醇的摩尔比可以是1 1 1 5， 优选1 1. 1 1 1.45，且更优选1 1. 1 1 1.4。在考虑到反应时间和聚合物中 CEG和DEG含量的方面，优选将反应物的摩尔比保持在该范围内。所述步骤a)的酯化反应可以在230 295°C、优选250 290°C的温度下进行，其反应时间可以是2 5小时，优选3 4小时。在考虑反应时间和低聚物的环数目方面，可以控制酯化反应的反应时间和反应温度。此外，所述步骤b)的缩聚反应可以在245 ^5°C、优选250 ^0°C的温度，2托或小于2托、优选1托或小于1托的压力下进行。该缩聚反应的反应时间可以是2 5小时，优选3 4小时。在考虑反应时间、聚合物的CEG和DEG含量、最终熔融聚合的聚合物的粘度方面，可以控制缩聚反应的反应时间和反应温度。特别地，所述步骤b)的缩聚反应可以通过低温聚合反应来控制熔融聚合的聚合物的粘度。为了使聚合物的羧端基减到最少，可以优选将缩聚反应后生成的聚合物的特性粘度控制在0. 25 0. 65dl/g，更优选控制在0. 4 0. 6dl/g。在所述步骤b)的缩聚反应后生成的聚合物可以被切割，以使切片尺寸最小化， 艮口，增大切片的比表面积，这在随后的固态聚合中使内/外反应差别最小化并增加反应速率。优选地，为了增大比表面积，在所述步骤b)的缩聚反应后生成的聚合物可以被切成 1. 0g/100ea 3. 0g/100ea的尺寸，更优选1. 5g/100ea 2. 5g/100ea的尺寸，并且可以进行固态聚合反应。所述步骤c)的固态聚合反应可以在200 240°C、优选220 235°C的温度，以及 2托或小于2托、优选1托或小于1托的压力下进行。反应时间可以是10小时或多于10小时，优选15小时或多于15小时，并在考虑最终聚合的切片的粘度和CEG含量方面可以控制反应时间和反应温度。本发明在温和条件下以低温聚合进行熔融聚合的聚合物的所述步骤b)的缩聚反应，并且进一步进行固态聚合反应，由此形成羧端基(CEG)和羟基的键，从而减少CEG含量并增大聚合物的分子量。优选地，在改善纺丝性能和纤维的性能方面，通过进行所述步骤C)的固态聚合反应而制得的聚酯切片的特性粘度可以为0. 7 1. 3dl/g，更优选为0. 85 1. 2dl/g。所述聚酯切片的特性粘度可以是0. 7dl/g或大于0. 7dl/g，以制备具有高强度和高伸长率性能的纤维。另外，所述特性粘度可以是1. 3dl/g或小于1. 3dl/g，以避免喷丝头中压力的增大和由于切片的熔融温度增加而导致的分子链断裂。通过二羧酸和二醇的酯化反应制备聚酯聚合物的方法还可以包括以下步骤 a')进行二羧酸的二烷基酯化合物和二醇的酯交换反应，b')对通过上述酯交换反应生成的低聚物进行缩聚反应，以及c')对通过上述缩聚反应生成的聚合物进行固态聚合反应。如果聚合反应是使用二羧酸的二烷基酯化合物进行的，S卩，二羧酸的酸基被C1-C8 烷基酯基团取代的二烷基酯化合物，相比于使用二羧酸的现有方法，反应可以在显著减少原料中含有的羧基时开始。因此，由热分解产生的羧端基(CEG)的含量可以进一步降低。二羧酸的二烷基酯可以包括二羧酸被含有C1-C8烷基的酯基取代的那些。本发明中所用的二羧酸的种类如对于TAP方法所解释的那样。特别地，可以用于制备本发明的聚酯纤维的二羧酸的二烷基酯化合物可以包括对苯二甲酸二甲酯和二羧酸二甲酯等，但不限于此。其中，考虑到改善经济效率和最终产品的性能，二羧酸的二烷基酯化合物可以包含70mol%或多于70mol%的羧基单元。特别地，如果使用至少两种二羧酸的二烷基酯化合物，可以优选包含70mOl%或多于70mOl%的对苯二甲酸二烷基酯。同时，可以在本发明中使用的二醇的种类如在TPA方法中所解释的。如所解释的，所述聚酯聚合物可以应用DMT (对苯二甲酸二甲酯)法来制备，其中二羧酸的二烷基酯和二元醇(即二醇)反应进行酯交换。一般而言，聚酯DMT法是由两步过程得到聚酯的反应，其中二羧酸的二烷基酯和二醇反应进行酯交换，然后，进行缩聚反应。例如，如下列反应式2所示，聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)可以由两步过程来制备， 其中由对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)的酯交换制得低聚合物BHET(对苯二甲酸双- β -羟乙酯)，然后，得到的BHET在真空和高温下进行缩聚反应，得到PET。
[反应式2]
权利要求
1.一种用于气囊的聚酯纤维，该聚酯纤维的结晶度为43% 55%，非晶取向因子 (AOF)为0. 2 0. 8，以及长周期为140 180A。
2.根据权利要求1所述的聚酯纤维，其中，所述纤维包含70mOl%或大于70mOl%的聚 (对苯二甲酸乙二醇酯)。
3.根据权利要求1所述的聚酯纤维，其中，双折射率为0.1 0. 35。
4.根据权利要求1所述的聚酯纤维，其中，特性粘度为0.7dl/g或大于0. 7dl/g。
5.根据权利要求1所述的聚酯纤维，其中，所述纤维的羧端基含量为30meq/kg或小于 30meq/kgo
6.根据权利要求1所述的聚酯纤维，其中，所述纤维的二甘醇含量为1.或小于 1. lwt%。
7.根据权利要求1所述的聚酯纤维，其中，所述纤维的抗张强度为6.5g/d llg/d，以及断裂伸长率为13% 35%。
8.根据权利要求1所述的聚酯纤维，其中，所述纤维的干热收缩率为1% 7%，以及韧度值为 27 X KT1gM 46 X KT1gAL
9.根据权利要求1所述的聚酯纤维，其中，所述纤维的单丝细度为2de 10.5de。
10.根据权利要求1所述的聚酯纤维，其中，所述纤维的总细度为200 1，000旦尼尔。
11.根据权利要求1所述的聚酯纤维，其中，所述纤维的丝的数目为50 240根。
12.—种制备根据权利要求1 11中任一项所述的聚酯纤维的方法，该方法包括以下步骤在270 300°C下对包含70mol%或大于70mol%的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)且特性粘度为0. 8dl/g或大于0. 8dl/g的聚酯聚合物进行熔融纺丝，以制备聚酯未拉伸丝；和对上述聚酯未拉伸丝进行拉伸。
13.根据权利要求12所述的方法，该方法还包括通过二羧酸和二醇的酯化反应制备所述聚酯聚合物的步骤。
14.根据权利要求12所述的方法，该方法还包括通过二羧酸的二烷基酯化合物和二醇的酯交换反应制备所述聚酯聚合物的步骤。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述熔融纺丝工序以300m/min 1，000m/min 的纺丝速度进行。
16.根据权利要求12所述的方法，该方法还包括在对未拉伸丝进行拉伸后在170 250°C的温度下的热定型工序。
17.一种用于气囊的聚酯织物，包括根据权利要求1 11中任一项所述的聚酯纤维。
18.根据权利要求17所述的聚酯织物，还包括在所述织物的表面上的树脂涂层。
19.根据权利要求18所述的聚酯织物，其中，所述树脂涂层包括硅树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚氨酯树脂以及它们的混合物。
20.根据权利要求18所述的聚酯织物，其中，单位面积的树脂涂布量为20 200g/m2。
全文摘要
本发明涉及一种可以应用于气囊织物的聚酯纤维、其制备方法和由该聚酯纤维制得的用于气囊的织物，并且具体涉及一种结晶度为43％～55％、非晶取向因子(AOF)为0.2～0.8以及长周期为的聚酯纤维。由于本发明的聚酯纤维显著确保了高强度和高伸长率，所以当其用于气囊织物时，该聚酯纤维可以提供优异的封装性能、尺寸稳定性和阻气效果，并且通过使施加到乘员的冲击最小化可以安全地保护乘员。
文档编号D03D1/02GK102459725SQ201080036116
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月15日 优先权日2009年6月15日
发明者李相牧, 李英洙, 金基雄, 金宁照, 金宰亨 申请人:可隆工业株式会社