專利名稱：用于氣囊的織物及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種包含聚酯纖維的用于氣囊的織物及其制備方法。
背景技術：
通常，氣囊是保護駕駛員和乘客的設備。當汽車以40km/h或更高的速度發生正面 碰撞時，氣囊的碰撞傳感器對碰撞做出反應并且發生粉末爆炸。這使氣體進入氣囊內，并且 使氣囊膨脹。用于氣囊的織物需要透氣性低以便通過爆炸的氣體快速地膨脹并且在短時間內 排出氣體，需要諸如高強度和高耐熱性的機械特性以便防止氣囊自身的損壞和爆炸，要求 柔軟度以便使對乘客的沖擊最小化等。具體地，包括所述織物的氣囊在發生事故時從車輛的側面車窗或在車輛內部的前 部展開，以防止駕駛員或乘客的頭部在車輛翻倒和翻滾時被車的車窗或側面框架傷害。因 此，氣囊應當保持充氣狀態達到車輛翻滾所需的最短時間，以便在事故期間保護乘客的安 全，并且所述織物的透氣性低對于氣囊來說很重要。然而，具有優異的內部氣壓保持能力達到能保護乘客的程度并且具有優異的機械 特性以承受事故期間對氣囊的沖擊的用于氣囊的織物，既沒有被提供出來也沒有被提出。 能夠在車輛的惡劣條件下使用的具有出眾的可靠性的所述織物，還未提出過。由于尼龍66具有良好的抗沖擊性，諸如尼龍66的聚酯纖維已經用于制備普通的 氣囊織物。然而，尼龍66的防潮性和耐光性與聚酯纖維相比下降，并且制備成本昂貴。為了消除在使用所述聚酯纖維的情況下產生的缺陷，日本專利公開No. 04-214437 公開了一種用于制備氣囊織物的聚酯纖維。然而，其存在的問題是所制備的織物不具備適 用于氣囊的折疊特性和抗沖擊性。因此，需要研究開發用于氣囊的織物，所述織物具有優異的內部氣壓保持能力達 到在翻車時能保護乘客的程度，具有柔軟度以最小化對乘客的沖擊，并且具有機械強度以 承受對氣囊的沖擊。
發明內容
本發明的目的是提供一種包含扁平聚酯纖維的用于氣囊的織物。根據本發明的用于氣囊的織物通過使用具有良好平滑度和收縮應力和收縮率提 高的均勻結構的扁平聚酯纖維，在展開所述氣囊時具有優異的內部氣壓保持能力，同時具有提高的柔軟度和折疊特性。另外，本發明的目的是提供一種用于氣囊的所述織物的制備方法。本發明提供一種包含聚酯纖維的用于氣囊的織物，其中，所述聚酯纖維的截面的 扁平度為1. 3到3. 0，所述聚酯纖維的全部細絲中的Rl至R4的變異系數(CV% )為20%或 更小，其中規定所述截面的最長軸的兩個端點被定義為Wl和W2，在最長軸的中心點0處垂 直地穿過最長軸的最短軸的兩個端點被定義為Dl和D2，W1與Dl之間的直線被定義為Li， Dl與W2之間的直線被定義為L2，W1與D2之間的直線被定義為L3，W2與D2之間的直線被 定義為L4，從Li、L2、L3和L4到所述截面的最遠直線的垂直距離分別被定義為Rl、R2、R3 和R4，以及從Li、L2、L3和L4到中心點0的垂直距離分別被定義為HI、H2、H3和H4。本發明還提供一種包含聚酯纖維的用于氣囊的織物，其中，所述聚酯纖維的截面 的細度為1. 3到3. 0，在150°C下的收縮應力(@0. lg/d，2. 5°C /sec)為0. 005到0. lg/d，在 200°C下的收縮應力(i0. lg/d, 2. 5°C /sec)為 0. 005 到 0. lg/d，并且收縮率(@190°C，15 分 鐘，0. Olg/d)為 1. 5%到 10. 0%o本發明還提供一種用于氣囊的織物的制備方法，包括步驟通過狹縫型毛細管對 聚酯切片進行熔體紡絲并且拉伸所熔體紡絲的纖維，以制備截面的扁平度為1. 3到3. O的 聚酯纖維；用所述聚酯纖維編織織物；對所編織的織物進行漂洗；以及對所漂洗的織物進 行拉幅。
圖1是示出本發明的用于氣囊織物的聚酯纖維的截面的一個例子的示意圖；圖2是示出本發明的用于氣囊織物的聚酯纖維的制備過程的過程示意圖；圖3是示出在所述紡絲過程中所使用的噴絲頭(die)的一個例子的平面示意圖；圖4是所使用的所述噴絲頭的截面的示意圖，示出了所述噴絲頭的毛細管；圖5是示出在所述紡絲過程中所使用的噴絲組件的一個例子的剖視示意圖；圖6是示出在所述紡絲過程中所使用的分配板的一個例子的底視圖；圖7是示出在所述紡絲過程中所使用的分配板的一個例子的剖視示意圖；圖8是示出沿著與所述纖維的行進方向相垂直的方向為所述纖維提供交織空氣 的交織機的示意圖；圖9是示出沿著與所述纖維的行進方向偏斜的方向為所述纖維提供交織空氣的 交織機的示意圖；圖10是示出一起使用第二交織機和后續加油裝置的情形的過程示意圖；圖11是示出根據所述示例1所制備的扁平截面的纖維的截面的光學顯微照片。
具體實施例方式在下文中，將更詳細地說明根據本發明的具體實施例的用于氣囊的織物及其制備 方法。然而，這些具體實施例只是作為本發明的例子而給出，因此本領域技術人員應當清楚 地理解，本發明的范圍不限于所述具體實施例，并且在本發明的范圍內可以根據所述實施 例進行各種改進和實施。根據本發明的用于氣囊的織物包含聚酯纖維，其中聚酯纖維的截面的扁平度(flatness)為1. 3到3. 0，所述聚酯纖維的全部細絲中的Rl至R4的變異系數(CV% )為 20%或更小，其中規定所述截面的最長軸的兩個端點被定義為Wl和W2，在最長軸的中心點 0處垂直地穿過最長軸的最短軸的兩個端點被定義為Dl和D2，W1與Dl之間的直線被定義 為Li，Dl與W2之間的直線被定義為L2，Wl與D2之間的直線被定義為L3，W2與D2之間的 直線被定義為L4，從Li、L2、L3和L4到所述截面的最遠的直線的垂直距離分別被定義為 R1、R2、R3和R4，以及從L1、L2、L3和L4到中心點0的垂直距離分別被定義為H1、H2、H3和 H4。首先，在本發明中，用于氣囊的織物是用于制備氣囊的紡織織物或非編織物。用于 氣囊的常用織物是通過使用劍桿織機(如果需要)由尼龍66或尼龍6制造的紡織織物或 非編織物。然而，根據本發明的用于氣囊的織物的特征在于使用扁平聚酯纖維。具體地，根據本發明的用于氣囊的織物是通過使用具有扁平形狀截面的聚酯纖維 來制備，并且其優點在于所述織物比由圓形截面的纖維制成的織物薄。由于表面不規則度 和孔隙度(porosity)低，因此可以減少涂布樹脂的使用量并且可以減輕產品的重量。另 外，所述織物具有改善的折疊特性和優異的內部氣壓保持能力，以便展開氣囊。根據本發明的用于氣囊的織物的形狀穩定性和氣囊的透氣性優于由尼龍66或尼 龍6制成的纖維，尤其是在長期存儲之后。另外，由于聚酯聚合物的聚合物環中沒有氫鍵， 因此根據本發明的由所述聚酯纖維制備的織物的優點在于在氣囊裝置的組件系統(module system)中的折疊特性優異以及柔軟度提高，以便最小化對乘客的沖擊。根據本發明的用于氣囊的織物的抗張強度優選地為190到^Okgf/inch，更優選 地為 220 到 270kgf/inch，所述抗張強度是利用 ASTM(American Societyfor Testing and Materials hternational，美國試驗與材料協會)D 5034GRAB測量的。具體地，可以通過使 用49X49的涂布織物來測量所述抗張強度。為了獲得氣囊的所述形狀穩定性和機械特性， 當展開所述氣囊時，優選的是所述織物的所述抗張強度在大氣條件下為190kgf/inCh或更 大，在執行老化過程(循環老化、熱老化或濕度老化)之后為160kgf/inch或更大。此外，由于高溫和高壓氣體被注入到氣囊的內部以使氣囊膨脹，因此用于氣囊的 織物需要具有優異的抗撕強度。根據本發明的用于氣囊的織物的抗撕強度優選地為23 到50kgf，更優選地為觀到45kgf，所述抗撕強度是利用ASTM(美國試驗與材料協會)D 2261-T0NGUE測量的。在所述織物的抗撕強度小于23kgf的情況下，織物在氣囊打開時會發 生爆炸，因此會對保護駕駛員和乘客產生嚴重的危險。如上所述，根據本發明的用于氣囊的織物是通過使用具有扁平形狀的截面的聚酯 纖維來制備的，并且其優點在于所述織物比由圓形截面的纖維制成的織物更薄，因而具有 突出的折疊性。更具體地，與由普通的圓形截面的纖維制成的織物的厚度(t)相比，所述用 于氣囊的織物的厚度(T)優選為95%或更小，更優選地為93%或更小，或者70%至93%。 因此，所述織物的厚度比由圓形截面的纖維制成的織物薄。由于表面不規則度和孔隙度低， 因此可以減少涂布樹脂的使用量并減輕產品的重量。另外，在氣囊裝置的組件系統中，所述 織物的折疊特性和封裝特性突出。根據本發明的用于氣囊的織物的透氣性優選地為0到10. Ocfm，所述透氣性是利 用ASTM(美國試驗與材料協會)D 5034 GRAB在氣壓差為125Pa的條件下測量的。更優選 地，所述織物的透氣性為5cfm或更小，以便在展開所述氣囊時具有優異的內部氣壓保持能力。與現有技術的工業聚酯纖維的制備方法相比，用于制備根據本發明的用于氣囊的 織物的聚酯纖維的特征在于，通過在噴絲頭中采用狹縫型(slit-type)毛細管使得所述纖 維的截面與現有的圓形相比變得扁平，從而由所述纖維制成的織物的厚度、表面不規則度 和孔隙度減小。如上所述，本發明的特征還在于，通過管理具有扁平截面的纖維的圖形特征 (figural characteristics)、收縮應力和收縮率，當所述纖維被應用到用于氣囊的織物 時，形狀穩定性得到優化，并且解決了諸如異常收縮的問題。圖1是示出用于制備本發明的用于氣囊織物的聚酯纖維的截面的一個例子的示 意圖。如圖1所示，優選的是聚酯纖維的扁平度，即，聚酯纖維的縱橫比為1.3到3.0，所述 縱橫比定義為最長軸的長度(W1-W2)與最短軸的長度(D1-D2)之比。另外，在圖1中，當所述截面的最長軸的兩個端點被定義為Wl和W2，在最長軸的 中心點0處垂直地穿過最長軸的最短軸的兩個端點被定義為Dl和D2，W1與Dl之間的直線 被定義為Li，Dl與W2之間的直線被定義為L2，Wl與D2之間的直線被定義為L3，W2與D2 之間的直線被定義為L4，從L1、L2、L3和L4到所述截面的最遠的直線的垂直距離分別被定 義為R1、R2、R3和R4，以及從L1、L2、L3和L4到中心點0的垂直距離分別被定義為H1、H2、 H3和H4時，優選的是Rl到R4的變異系數(CV% )為20%或更小。當變異系數(CV% )大于20%時，所述纖維的特性和截面形狀變得不規則，并且由 于發生纖維破損、形狀的局部形變或者纖維變形，使得工藝的可操作性和質量受到影響。此外，優選的是在截面中被定義為Rl/Hl、R2/H2、R3/H3和R4/H4的長度比的平均 值為0. 2到0. 9。隨著長度比的平均值的增大，所述纖維的肩部(shoulder part)變大，隨 著長度比的平均值的減小，所述纖維的肩部變窄并且具有橢圓或菱形的截面。另外，優選的是R1/H1、R2/H2、R3/H3和R4/H4的變異系數(CV% )為20%或更小， 從而可以制成具有穩定特性的扁平截面的纖維。就是說，當Rl/Hl、R2/H2、R3/H3和R4/H4 的變異系數(CV% )大于20%時，截面的形狀會扭曲，并且所述纖維的特性和由所述纖維制 成的織物的平滑度降低。此外，優選的是，在與用于一般涂布織物的層壓涂布溫度對應的150°C下，收縮 應力為0. 005到0. lg/d，另外，優選的是，在與用于一般涂布織物的溶膠涂布溫度對應的 200°C下，收縮應力為0. 005到0. lg/d。就是說，當150°C和200°C時的收縮應力最小分別 為0. 005g/d時，會出現由于涂布過程的熱量導致的織物彎曲的現象，并且當所述應力為 0. lg/d或更小時，在涂布過程之后的室溫冷卻過程期間，可以解除松弛應力。優選的是，在所述聚酯纖維的收縮率在190°C下為1. 5%或更大，以便通過在涂布 過程的熱處理期間提供大于某一水平的張力，使所編織形狀與氣囊中的纖維保持一致，另 外，優選的是所述收縮率在190°C下為10.0%或更小，更優選地為7.0%或更小，以便確保 形狀的熱穩定性。本發明所定義的收縮應力是基于在0. 10g/d的固定負載條件下所測量到的值，所 述收縮率是基于在0. 01g/d的固定負載條件下所測量到的值。所述聚酯纖維優選為普通聚酯中的聚對苯二甲酸乙二醇酯 (polyethyleneter印hthalate，PET)纖維，更優選地為包含90mol %或更多PET的PET纖
7維。優選的是，所述纖維的特性粘度為0. 7dl/g或更大，從而所述聚酯纖維的收縮應 力為0. 005g/d或更大，并且優選的是特性粘度為1.2dl/g或更小，更優選地為1.0dl/g或 更小，以便獲得優異的強度和形狀穩定性。此外，在聚酯纖維的制備過程中，本發明的特征還在于，它通過在聚酯纖維穿過 紡絲過程的預交織機(pre-interlacer)時提供交織空氣來產生以下特性。即，由于將方 向在某一范圍內的空氣提供給預交織機，因此優選的是聚酯纖維的單絲的細度為2. 1到 11. Ode，所述細度等于具有特定形狀的纖維。此外，結晶度優選為35%或更高，更優選地為 35%到52%，以便保持形狀的熱穩定性。此外，所述聚酯纖維可以具有7. 0到10. Og/d的抗 張強度和12%到30%的斷裂伸長率，以便確保工業纖維所需的物理特性。本發明的用于氣囊的纖維包含具有上述特性的聚酯纖維，因而當它被制成所述織 物并被涂布上樹脂時具有高的處理產率。當減小所述織物的厚度時可以制備具有良好的形 狀穩定性的織物。此外，根據本發明的用于氣囊的織物還可以包括在其上涂布或層疊的樹脂層。所 述樹脂層可以包括選自有機硅樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚乙烯樹脂和聚氨酯樹脂所組成的組 中的至少一個，并且所涂布的樹脂的種類不限于上述材料。所述樹脂層可以通過在整個 氣囊織物上全部涂布來形成。可以應用常用的涂布方法，諸如羅拉刮刀涂布(knife over roll coating)、刮墨刀涂布(doctorblade coating)或噴霧涂布，優選的是使用羅拉刮刀 涂布。樹脂層的涂布量優選為20g/m2到200g/m2，更優選的是20g/m2到100g/m2。具體地， 就用于側簾氣囊的OPW(One Piece Woven，整片編織)式織物來說，樹脂層的涂布量優選為 30g/m2到95g/m2。就用于氣囊的平織織物來說，樹脂層的涂布量優選為20g/m2到50g/m2。由于包含在本發明的所述織物中的扁平截面纖維的密封特性(packingproperty) 突出，并且與普通圓形截面的纖維相比，它的厚度薄并且由纖維自身所覆蓋的區域大，由所 述纖維制備的本發明的用于氣囊的織物具有厚度薄、氣孔小和表面粗糙度低的優點，因而 即使用少量的涂布溶液，也可以展現出突出的涂布特性，并且當它被涂布時，涂布過程的次 品率低。因此，本發明的用于氣囊的織物在展開氣囊時具有優異的內部氣壓保持能力。本發明的用于氣囊的織物可以由平織或OPW(整片編織)而形成，并且所述織物的 編織類型不限于上述類型。本發明的用于氣囊的織物可以通過緯紗和經紗的常規整經、梭織、漂洗和拉幅工 藝來制成。具體地，根據本發明的用于氣囊的織物的制備方法包括通過狹縫型毛細管對聚酯 切片進行熔體紡絲并且拉伸熔體紡絲后的纖維，以制備截面的扁平度為1. 3到3. 0的聚酯 纖維；用所述聚酯纖維編織織物；對所編織的織物進行漂洗；以及對所漂洗的織物進行拉幅。通過使用常規的編織設備可以制備織物，該設備通常在用于氣囊的織物中使用， 但是不限于特定設備。例如，通過使用劍桿織機、噴氣織機或噴水織機得到平織織物，通過 使用提花織機得到OPW(整片編織)的織物。用于本發明的織物的具有扁平截面的聚酯纖維可以通過在270°C到310°C的紡絲溫度下對特性粘度為0. 7到1. 2dl/g的聚酯切片進行熔化并且經過狹縫型毛細管進行紡絲 來制備。所述切片的特性粘度優選為0. 7dl/g或更大，以便制備具有所需收縮應力和收縮 率的纖維，所述特性粘度為1.2dl/g或更小，以便防止分子鏈因升高的熔化溫度和噴絲組 件中增大的壓力而斷裂。圖2是示出本發明的用于氣囊織物的聚酯纖維的制備過程的過程示意圖。如圖2 所示，所述纖維的制備方法包括以下步驟用淬火空氣將通過噴絲板(spinning die)紡成 的熔融聚合物進行冷卻，通過使用加油輥(120)(或噴油機)向未被拉伸的纖維提供油劑， 以及通過以正常氣壓使用預交織機(130)將提供給未被拉伸的纖維的油劑均勻地分配到 纖維的表面上。此后，通過使未被拉伸的纖維穿過多步式拉伸裝置(141-146)來進行拉伸 過程，然后通過在第二交織機(150)中以正常壓力混合(intermingling)所拉伸的纖維然 后用卷繞機(160)對其進行卷繞而最終生產出所述纖維。圖3是示出在所述紡絲過程中所使用的噴絲頭(110)的一個例子的平面示意圖。 參照圖3，多個毛細管形成在所述噴絲頭的上部。所述毛細管的排列方式沒有具體的限制， 但是優選地，可以是在其中毛細管以相同中心節距(Pitch ofcenter distance, PCD)排列 的三角形、菱形、或者圓形。圖4是示出所使用的噴絲頭(110)的截面圖中噴絲頭的毛細管(111)的示意圖。 如圖4所示，通過使排出液化聚合物的毛細管的結構為狹縫型，所排出的纖維的截面與之 前的圓形相比變得扁平。在圖4所示的狹縫形狀中，通過改變狹縫的最長長度(W)與最短長度⑶的比率， 可以具體地控制扁平度，其中，比率“W/D”可以被定義為所述噴絲頭的扁平度，并且優選地， 扁平度為1. 2或更大，更優選地，扁平度為2. 0或更大，以便表現出扁平截面的特點，另外， 優選地，扁平度為10或更小，以便確保可拉伸性和高強度特性。此外，在所述狹縫型的噴絲頭中的剪切速率(sec—1)優選為1000到4500^(^1,以 便確保扁平形狀的截面均勻。當剪切速率小于lOOOsec—1時，由于聚合物的粘度發生重大改 變，因而截面變得不均勻，而當剪切速率大于45008^-1時，由于粘度過低，因而紡絲特性不佳。將熔融聚合物紡成纖維的噴絲組件沒有具體的限制，但是優選的是使用具有如 圖5所示構造的噴絲組件。在本發明所應用的具有圖5所示構造的噴絲組件裝置中，主體 (43)與裝備有聚合物入口 0 的板Gl)的下部相連接，并且在主體中，具有分配表 面G4，)的分配板(44)、透鏡環(45)、隔離件(46)、由金屬無紡織物構成的過濾器(47)、分 隔板G8)和噴絲頭09)以通向聚合物入口 02)的狀態順序地堆疊，并且如圖6和圖7所 示，至少一個垂直地穿孔于分配板的聚合物流入孔GO)形成在分配板04)上。通過將分配板04)的底部04”)與過濾器07)之間的距離保持在4到44mm，可 以將熔融聚合物穿過分配板G4)外側的聚合物流動路徑(50)的停留時間以及熔融聚合物 穿過分配板G4)的聚合物流入孔^))的停留時間保持相同，因而可以縮短總的停留時間。 分配板G4)的底部(44”)的形狀也沒有具體的限制，但是優選地，可以是平板形或適度的 錐形。聚合物流入孔形成在分配板的中心處，并且依次相鄰的流入孔之間的中心節距 (PCD)為5到40mm，優選的是流入孔所覆蓋的總面積與由分配板的外側線所覆蓋的圓的面積之比為1到35%。制備依次相鄰的流入孔之間的PCD小于5mm的分配板是非常困難的， 并且當PCD超過40mm時，聚合物的可分配性下降。此外，當流入孔所覆蓋的總面積與分配 板的圓的總面積之比小于時，由于造成了聚合物的可分配性下降和聚合物噴絲組件中 的壓力增大，所以所述分配板不能應用于本發明，而當它超過35%時，噴絲組件中的聚合物 的分配效率會降低。當進入聚合物入口 0 的熔融聚合物沿著錐形的分配表面G4’ )的傾斜角自然 地向下流動時，一部分聚合物流入垂直地穿孔于分配板的聚合物流入孔GO)中而其余的 流入外側的聚合物流動路徑(50)中，并且全部聚合物順序地經過過濾器(47)、分隔板08) 和噴絲頭G9)而被擠出，然后形成所述纖維。在本發明的噴絲組件裝置中，當熔融聚合物在分配板04)上流動時，聚合物流動 路徑(50)距離分配表面04’)的中心頂點最遠，而由于分配板G4’)的傾斜角，到分配板 (44)的底部(44”)的長度在分配表面(44，)的外端處最短。另一方面，聚合物流入孔00)比聚合物流動路徑(50)更靠近分配板04)的中 心，而經過聚合物流入孔GO)到達分配板04)的底部04”)的距離長。因此，可以使經過聚合物流動路徑(50)到達隔離板08)的熔融聚合物的停留時 間與經過聚合物流入孔GO)到達隔離板08)的熔融聚合物的停留時間平衡，因而可以縮 短總的停留時間。此外，在本發明中所采用的噴絲組件中，過濾器07)是無紡燒結金屬織物而不是 金屬粉末，因而可以防止纖維特性隨著通過時間而改變。本發明的分配板04)在必要時可以圍繞外邊緣形成一個或多個槽，并且優選的 是，所述槽以相同的間隔排列。所述槽使得熔融聚合物易于流動。通過應用具有這種構造的噴絲組件，可以使噴絲組件中的聚合物的流動性均勻， 并且由于所述組件使得噴絲頭的后壓(rear pressure)升高還可以根據高壓紡絲來提高紡 絲特性。從噴絲頭擠出的聚合物經過延時淬火區被淬火，以便降低紡絲張力和減小熱經歷 (thermal history)，該延時淬火區由罩式加熱器(hood-heater) (Η/Η)和絕熱板組合構成。 此時，帽式加熱器(Η/Η)的溫度優選為200到350°C并且其長度優選為100到400mm，絕熱 板的長度優選為70到400mm。在延時淬火區中擠出的聚合物的停留時間優選為0. 01到 0. lsec，更優選地為 0. 02 到 0. 08sec。當罩式加熱器的溫度低于200°C并且其長度小于IOOmrn時，可拉伸性下降并且紡 絲變得困難，當帽式加熱器的溫度高于350°C并且其長度超過400mm時，由于發生聚合物的 降解，使得韌性下降，并且扁平形狀的穩定性由于熔融聚合物的彈性下降而降低。此外，當 絕熱板的長度小于70mm時，由于可拉伸性下降而產生起毛，當絕熱板的長度超過400mm時， 由于凝固點大大降低，使得紡絲張力快速降低并且卷繞變得困難。當在延時淬火區中的停 留時間小于0. Olsec時，由于未被拉伸的纖維的雙折射率高，因此難以進行延時淬火，也難 以確保可拉伸性，而當所述時間超過0. Isec時，由于纖維分叉(deviation)的產生和從噴 絲頭擠出的未被拉伸的纖維的張力下降所引起的渦流導致發生起毛和纖維斷裂，使得操作 困難，并且由于熔融聚合物的彈性大大下降，也難以獲得所需的纖維的截面。通過使已經經過淬火過程的聚酯纖維穿過加油輥而向其提供紡絲油劑。可以使用制備普通聚酯纖維的工藝中所使用的任何一種紡絲油劑，優選地，使用的紡絲油劑 是選自附加二醇酯的環氧乙烷/環氧丙烷(ethyleneoxide/propyleneoxide attached diol ester)、附力口二醇酉旨的環氧乙燒(ethyleneoxide attached diol ester)、甘油三酉旨 (glyceryl triester)、三甲基丙燒三酉旨(trymethylpropane triester)或者其它環氧乙燒 加成物中的一種或其中兩種或多種的混合物，并且紡絲油劑還可以包括抗靜電劑等。然而， 本發明的紡絲油劑的種類不限于上述例子。提供有紡絲油劑的聚酯纖維在穿過預交織機之后通過拉伸裝置被拉伸，可以沿用 普通聚酯纖維的拉伸方法中的拉伸條件。接著，可以按照原樣將聚酯纖維穿過預交織機，或者也可以選擇性地提供方向在 預交織機的某一范圍內的交織空氣。在向預交織機提供交織空氣時，本發明提供具有上述特性的聚酯纖維，并且還可 以通過下面要說明的拉伸后的過程來提供具有以下具體特性的聚酯纖維，在所述特性中， 結晶度為35到52%、抗張強度為7. 0到10. 0g/d并且斷裂伸長率為12到30%。關于向預交織機提供交織空氣的方法，可以沿著與圖8所示的纖維的行進方法相 垂直的方向向預交織機提供交織空氣，也可以沿著相對于圖9所示的纖維的行進方向偏斜 的方向向預交織機提供交織空氣。由于未被拉伸的纖維的截面是扁平的，更優選的是沿著 相對于圖9所示的纖維的行進方向偏斜的方向向預交織機提供交織空氣，以便防止由于空 氣導致未被拉伸的纖維的渦流，更優選的是交織空氣的方向為與垂直于所述纖維的行進方 向的平面呈0°到80°角。此外，優選的是交織空氣的壓力為0. lkg/cm2或更大，以便在均勻地移動提供給未 被拉伸的纖維的油劑時，順序地收集未被拉伸的纖維并且提高可拉伸性，另外，優選的是所 述壓力為1. 5kg/cm2或更小，以便防止由于未被拉伸的纖維的過度交織導致可拉伸性下降。在紡絲過程中，當紡絲速度低于400m/min.時，所述纖維的質量由于纖維分叉而 下降，而當紡絲速度高于900m/min.時，可操作性由于產生起毛而降低。此外，拉伸率優選為4. 5到6. 2倍，因為當紡絲過程的拉伸率低于4. 5倍時難以具 有高韌性所需的特性，而當拉伸率高于6. 2倍時，所述纖維的質量由于產生起毛而下降。本 發明的拉伸過程是通過順序地執行在圖2的裝置141與142之間進行的預拉伸、在裝置142 與143之間進行的第一拉伸步驟、在裝置143與144之間進行的第二拉伸步驟而實現的，以 便確保在單絲之間均勻的可拉伸性，并且預拉伸的拉伸率優選為1.01到1. 1，第一拉伸步 驟的拉伸率優選為總拉伸率的60%到85%。當在拉伸裝置144處進行的熱處理的溫度低于215°C時，形狀穩定性會因收縮率 的增大而下降，而當溫度高于250°C時，纖維斷裂、在導絲輥上頻繁出現焦油并且可操作性 降低。因此，熱處理的溫度優選為215到250°C，更優選為220到245°C。當在多步式拉伸裝置144到146處進行的拉伸過程的松弛率小于4%時，所述纖維 的截面會被過大的張力扭曲，而當松弛率大于13%時，由于在導絲輥處過多地發生纖維分 叉而難以工作。因此，松弛率優選為4到13%，松弛溫度優選為150到245°C。此外，本發明通過向被拉伸的聚酯纖維再次應用第二交織機可以交織所述纖維。第二交織機通過利用氣壓來提供聚酯纖維的混合。第二交織機改善了抱合系數 (cohesion factor)隨著普通交織機的氣壓降低而下降的情況，并且起到沿著所述纖維的長度方向(或行進方向)均勻地混合的作用。第二交織機可以單獨放置、或者一起放置在卷繞機后或者放置在作為拉伸裝置的 導絲輥之間(對應于圖2的141到146)，可以沿著偏斜于圖9所示的纖維的行進方向的方 向提供交織空氣，優選的是交織空氣的方向與垂直于所述纖維的行進方向的平面呈20°到 80°角。此時，氣壓優選為0. 1到4kg/cm2。當氣壓低于0. lkg/cm2時，不足以提供具有抱合系數的纖維，并且因此導致結合系 數的下降、卷繞不良以及產生起毛。此外，當氣壓高于4. Okg/cm2時，在所述纖維的細絲之 間會有太多的牢固混合(或者太大的CFPKohesionFactor by Pin，針的抱合系數)，難以 獲得所需的平滑度，并且所述纖維長度方向的不規則度大。第二交織機可以在多個步驟中連續應用，以便增加微混合的數量。在多個步驟的 情況下，所述交織機優選地連續配備有2ea或更多，更優選為2到^a。當第二交織機配備為 多步時，優選的是所述多步交織機的步驟數最多為4ea，因為當交織機的多個步驟數為5ea 或更多時，安裝困難并且可操作性下降。具體地，可以沿著偏斜于所述纖維的行進方向的方向提供預交織機和第二交織機 中的交織空氣，并且可以有效地提高用于制備本發明的氣囊織物的工藝可操作性。可以通 過減少起毛的產生和提高表面光滑度而提高聚酯纖維和氣囊織物的產品質量，以及提高后 加工(post-process)的產率以實現經濟效益。通過卷繞機對已經穿過第二交織機的聚酯纖維進行卷繞，然后最終制備出用于本 發明的氣囊織物的聚酯纖維。此外，所述聚酯纖維的所述方法還可以包括通過在第二交織機與卷繞機之間裝備 后續加油(after-oiling)裝置來提供后續油劑(after-oil)的過程，以便通過提高所述纖 維的抗靜電特性和抱合系數來改善后加工的可操作性。圖10是示出同時應用具有兩個或更多步驟的多步式第二交織機和使用后續加油 裝置情形的過程示意圖。如圖10所示，第二交織機(150)放置于聚酯纖維的拉伸裝置(145， 146)之后。另外，后續加油裝置(430)是噴射導引(jet-guide)型，并且被安裝在相對于所 述纖維的行進方向的上下或左右側，它起到給纖維應用后續油劑的作用。作為后續加油裝置的附加裝置，還包括用于存放后續油劑的油池G31)，用于 定量向后續加油裝置發送油劑的計量泵032)，集油池033)，以及卷繞機040)，集油池 (433)收集從后續加油裝置滴下的油劑，將油劑運輸并再循環到油池，并且起到防止污染的 作用。在后續加油過程中提供的油劑的量優選為聚酯纖維的重量的0. 1到2. 0wt%。當 油劑的量小于0. 時，聚酯纖維所需的抱合系數和抗靜電特性的改進效果不足，而當油 劑的量大于2. 0wt%時，油劑會造成污染并且還會在被應用到涂布的織物上時降低粘附強度。用于一般聚酯纖維的后續油劑可以被用作所述后續油劑。后續油劑與拉伸過程之 前所供給的油劑不同，并且可以是這樣的后續油劑，包含作為主要成分的多元醇-多烷基 化物(polyol-polyalkylate)、脂肪醇聚氧乙烯醚(polyoxyethylene alkyl ether)、抗氧 化劑、抗靜電劑等。聚酯纖維的制備方法還可以在松弛過程之后(在圖2中的145至146之間)應用張力導弓丨，以便防止在松弛過程期間(在圖2中的144和146之間)由于纖維分叉所引起 的單絲的交錯。可以用經過普通編織過程、漂洗、拉幅過程以及用有機硅樹脂進行涂布的過程的 聚酯纖維來制備本發明的用于氣囊的織物。可以對通常用于氣囊的所涂布的織物進行切割 加工和縫紉加工來制備具有預定形狀的氣囊，并且氣囊的形狀不限于上述材料。此外，本發明提供包括所述氣囊的氣囊系統。氣囊系統可以具有本領域技術人員 公知的通用設備。通過使用本發明的所述織物制備的氣囊可以是正面氣囊或側簾氣囊。正 面氣囊可以應用于駕駛座位或乘客座位，或者可以用于側面保護、膝部保護、踝部保護以及 步行者保護等等。側簾氣囊可以安裝在側面車窗或側面汽車框架，以防止乘客在翻車時與 側面車窗或側面汽車框架發生碰撞。對于除了上述公開之外事物沒有具體限制，因為它們可以根據需要添加到本發明 中或從本發明中刪減。在下文中，介紹了本發明的優選示例。然而，下面的示例只是用于說明本發明并且 本發明不限于這些示例或不受他們的限制。示鑼 Ij示鑼Ij 1至Ij示{列71)聚酯纖維的制備在觀51的紡絲溫度下，對特性粘度(IV)為0. 85g/dL的固態聚合的聚酯纖維切片 進行熔化并經過狹縫形狀的紡絲毛細管擠出。通過穿過包括罩式加熱器和絕熱板的延時淬火區來進行所擠出的熔融聚合物的 延時淬火。通過使用輥形加油裝置向所淬火的聚酯纖維提供紡絲油劑。此時，使用的油劑的 量以重量份數計為所述纖維每100份的0. 8份，并且使用其中混合了附加二醇酯的環氧乙 烷/環氧丙烷(30重量份)、附加二醇酯的環氧乙烷(15重量份)、甘油三酯(10重量份)、 三甲基丙烷三酯(trimethyl propane triester) (10重量份)和少量抗靜電劑的紡絲油 劑。提供有油劑的所述纖維通過導絲輥穿過預交織機并被拉伸。在拉伸過程之后，通過第二交織機執行被拉伸的纖維的混合，然后通過用卷繞機 對其進行卷繞最終制備出聚酯纖維。本發明的示例的條件，諸如噴絲頭的毛細管的形狀和扁平度、噴絲頭處的剪切速 率(sec—1)、所應用的噴絲組件的構造、罩式加熱器的溫度和長度、絕熱板的長度、在延時淬 火區的停留時間、紡絲速度、松弛率、熱處理溫度等等在下面的表1中列出。此外，噴絲組件 的形狀沒有具體的限制，但是優選地通過應用具有圖5的形狀的噴絲組件制備聚酯纖維。2)包含聚酯纖維的用于氣囊的織物的制備通過上面制備出的聚酯纖維來制備用于氣囊的織物。首先，在劍桿織機中用聚酯 纖維編織用于氣囊的平紋織物。此時，經紗密度和緯紗密度彼此相同，以便實現氣囊織物足 夠的透氣性，并且在下面的表1中列出了總細度、細絲數量以及編織密度。將兩個溶液池保持在75°C的溫度下，所述溶液池包括含有1. 5g/L的氫氧化鈉， 1. 08g/L的表面活性劑、1. 08g/L的濕潤劑以及1. 25g/L的分散劑的水。每個溶液池連續地裝備有溫度分別為80°C和85°C的洗滌池。然后，將用于氣囊的平紋織物連續地穿過第一溶液池和兩個清滌池，并且連續地 穿過第二溶液池和兩個洗滌池。之后，對用于氣囊的平紋織物用110°C的空氣進行脫水和干燥，以去除剩余的水， 從而制備用于氣囊的非涂布織物。通過羅拉刮刀涂布法對經過了漂洗和熱定型過程的非涂布織物涂布聚氯乙烯 (polyvinylchloride, PVC)樹脂，以制備用于氣囊的PVC涂布織物。比較例1除了按照下表中的幾個條件來制備聚酯纖維之外，按照與示例1相同的方法制備 用于氣囊的織物。表1
1權利要求
1.一種包含聚酯纖維的用于氣囊的織物，其中，所述聚酯纖維的截面的扁平度為1.3 到3. 0，所述聚酯纖維的全部細絲中的Rl至R4的變異系數(CV% )為20%或更小，其中規 定所述截面的最長軸的兩個端點被定義為Wl和W2，在所述最長軸的中心點0處垂直地穿 過所述最長軸的最短軸的兩個端點被定義為Dl和D2，W1與Dl之間的直線被定義為L1，D1 與W2之間的直線被定義為L2，Wl與D2之間的直線被定義為L3，W2與D2之間的直線被定 義為L4，從Li、L2、L3和L4到所述截面的最遠直線的垂直距離分別被定義為Rl、R2、R3和 R4,以及從Li、L2、L3和L4到中心點0的垂直距離分別被定義為HI、H2、H3和H4。
2.根據權利要求1所述的用于氣囊的織物，其中，所述聚酯纖維的全部細絲中的Rl/ HI、R2/H2、R3/H3 和 R4/H4 的平均值為 0. 2 到 0. 9。
3.根據權利要求1所述的用于氣囊的織物，其中，所述聚酯纖維的全部細絲中的Rl/ HI、R2/H2、R3/H3和R4/H4的變異系數(CV% )為20%或更小。
4.根據權利要求1所述的用于氣囊的織物，其中，在150°C下的收縮應力(@0.lg/d，-2.5°C /sec)為 0.005 到 0. lg/d，在 200°C下的收縮應力(@0. lg/d,2. 5°C /sec)為 0. 005 到-0.lg/d，以及收縮率(@190°C，15 分鐘，0. 01g/d)為 1. 5%到 10.0%。
5.根據權利要求1所述的用于氣囊的織物，其中，所述聚酯纖維包括90mol%或更多的 聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
6.根據權利要求5所述的用于氣囊的織物，其中，所述聚酯纖維的特性粘度為0.7dl/g 到 1. 2dl/g。
7.根據權利要求1所述的用于氣囊的織物，其中，所述聚酯纖維的抗張強度為7.0到-10.Og/d，斷裂伸長率為12%到30%。
8.根據權利要求1所述的用于氣囊的織物，其中，所述聚酯纖維的單絲的細度為2.1到 -.Ode。
9.一種包含聚酯纖維的用于氣囊的織物，其中，所述聚酯纖維的截面的細度為1.3到-3.0，在 150°C下的收縮應力(@0. lg/d, 2. 5°C /sec)為 0. 005 到 0. lg/d，在 200°C下的收縮 應力(@0. lg/d, 2. 5°C /sec)為 0. 005 到 0. lg/d,并且收縮率(§190°C，15 分鐘，0. 01g/d)為-1.5%到 10. 0%。
10.根據權利要求9所述的用于氣囊的織物，其中，所述聚酯纖維包括90mol%或更多 的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
11.根據權利要求9所述的用于氣囊的織物，其中，所述聚酯纖維的特性粘度為0.7dl/ g 到 1. 2dl/g。
12.根據權利要求9所述的用于氣囊的織物，其中，所述聚酯纖維的結晶度為35%到 52%。
13.根據權利要求9所述的用于氣囊的織物，其中，所述聚酯纖維的抗張強度為7.0到 10. Og/d,斷裂伸長率為12 %到30 %。
14.根據權利要求1所述的用于氣囊的織物，進一步包括在所述織物上涂布或層疊的 樹脂層。
15.根據權利要求14所述的用于氣囊的織物，其中，所述樹脂層包括選自有機硅樹脂、 聚氯乙烯樹脂、聚乙烯樹脂和聚氨酯樹脂所組成的組中的至少一個。
16.根據權利要求14所述的用于氣囊的織物，其中，在所述織物上涂布或層疊的樹脂層材料的量為20g/m2到200g/m2。
17.根據權利要求1所述的用于氣囊的織物，其中，按照ASTMD737的評估方法測量到 的所述織物的透氣性為0到10. Ocfm。
18.一種用于氣囊的織物的制備方法，包括步驟通過狹縫型毛細管對聚酯切片進行熔體紡絲并且拉伸所熔體紡絲的纖維，以制備截面 的扁平度為1. 3到3. 0的聚酯纖維；用所述聚酯纖維編織織物；對所編織的織物進行漂洗；以及對所漂洗的織物進行拉幅。
19.根據權利要求18所述的用于氣囊的織物的制備方法，其中，噴絲頭的扁平度為1.2 到10。
20.根據權利要求18所述的用于氣囊的織物的制備方法，其中，所述聚酯纖維切片的 特性粘度為0. 7到1. 2dl/g。
21.根據權利要求18所述的用于氣囊的織物的制備方法，進一步包括在所述織物上涂 布或層疊樹脂層。
22.根據權利要求18所述的用于氣囊的織物的制備方法，其中，在270到310°C的紡絲 溫度下進行所述熔體紡絲步驟。
全文摘要
本發明涉及一種用于氣囊的織物及其制備方法，更具體地，涉及一種包含聚酯纖維的用于氣囊的織物。通過使用具有扁平形狀截面的聚酯纖維來制備根據本發明所述的用于氣囊的織物，并且所述織物的優點在于它比由圓形截面的纖維制成的織物更薄。由于表面不規則度和孔隙度低，因此可以減少所使用的樹脂的涂布量并且減輕產品的重量。此外，在所述氣囊裝置的組件系統中，所述織物的抗張強度、撕裂強度、透氣性和折疊特性優異。
文檔編號B60R21/235GK102144057SQ200980134471
公開日2011年8月3日 申請日期2009年9月7日 優先權日2008年9月5日
發明者李英洙, 金允照, 金寧照 申請人:可隆工業株式會社