CN103380238A - 涤纶纱及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可以用于气囊织物的涤纶纱。具体地，本发明涉及一种二甘醇含量为1.1至2.5重量百分比和初始模量为100g/d或更小的涤纶纱。本发明还涉及所述涤纶纱的制造方法，以及由所述涤纶纱制造的气囊织物。本发明的涤纶纱具有出色的耐湿性和耐热性和耐光性，并且即使在高温和高湿条件下经过长时间老化之后也能维持出色的机械性能。因此，当本发明的所述涤纶纱应用于气囊织物时可以容易地安装到车辆中，并且所述涤纶纱提供出色的形状稳定性和气密性，并且使对乘客的冲击最小化，从而安全地保护乘客。

Description

涤纶纱及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种能够用于气囊织物的涤纶纱，更具体的讲，涉及一种具有出色的机械性能、形状稳定性、封装性能等的高强度和低模量的涤纶纱及其制造方法，以及一种利用所述涤纶纱制造的气囊织物。

背景技术

一般而言，气囊是一种保护驾驶员和乘客的装置。当行进中的车辆以大约40km/h或更高的速度发生正面碰撞时，气囊中的撞击探测传感器探测到碰撞撞击，并且因此火药爆炸从而向气囊缓冲垫中注入气体，使气囊充气。图1示出了气囊系统的一般结构。

如图1所示，常规的气囊系统包括：充气机121，通过点燃导火线122来产生气体；气囊模块100，包括通过所产生的气体朝驾驶员座椅上的驾驶员膨胀并展开的气囊124，所述气囊模块安装在方向盘101中；撞击传感器130，在车辆发生碰撞时发出撞击信号；以及电子控制模块110，根据撞击信号点燃充气机121的导火线122。在这样的气囊系统中，当车辆发生正面碰撞时，撞击传感器130探测撞击并且向电子控制模块110发出信号。此时，接收到所述信号的电子控制模块110点燃导火线122并且充气机121中的气体发生器燃烧。燃烧的气体发生器迅速产生气体从而使气囊124膨胀。膨胀的气囊124接触驾驶员上半身的正面，并且部分吸收碰撞造成的冲击负载，并且当驾驶员的头部和胸部由于惯性定律而前倾并冲击气囊124时，通过气囊124上形成的排气孔迅速排除气囊124中的气体来进一步吸收对驾驶员的撞击。因此，所述气囊有效地吸收了碰撞时施加到驾驶员的撞击，并且可以减少二次伤害。

如上所述，车辆中使用的气囊被制备成某种形状并且以折叠形式安装在车辆的方向盘中、门顶轨道或者边柱中，从而使其体积最小，并且当充气机121工作时气囊膨胀并展开。

因此，织物除了具有良好的机械性能以有效地保持在气囊安装到车辆中后的折叠和封装性能、防止对气囊自身的损害和破裂、为气囊缓冲垫提供良好的展开特性并且使对乘员的撞击最小化之外，气囊具有折叠性能和柔性以减少对乘员撞击是非常重要的。然而，还没有提出一种能够为乘员安全保持高度气密性和柔性、足以经得住施加到气囊的撞击并且能有效安装在车辆中的气囊织物。

以前，已经将诸如尼龙66等的聚酰胺纤维用作气囊的纤维原材料。然而，尽管尼龙66具有高度抗冲击性，但缺点是在耐湿、耐热、耐光和形状稳定性方面不如涤纶纤维，并且昂贵。

同时，日本专利公开特开昭04-214437教导了使用涤纶纤维来减少上述缺陷。然而，当利用现有的涤纶纱制备气囊时，由于气囊的高模量而难以将其安装在车辆的狭窄空间内，并且在高温、高湿的恶劣条件下仍保持足够的机械性能和展开性能还存在限制。

因此，需要开发出一种纤维丝，其可以保持出色的形状稳定性和气体阻隔效果，从而适合用作气囊织物，同时还保持柔性以减少对乘客的撞击，以及保持封装性能，并在高温、高湿的恶劣条件下仍具有出色的机械性能。

发明内容

本发明的一方面是提供一种涤纶纱，所述涤纶纱确保出色的形状稳定性、柔性和封装性能，从而可以用于气囊织物，并且在高温、高湿的恶劣条件下保持足够的性能。

本发明的另一方面是提供一种制造所述涤纶纱的方法。

本发明的又一方面是提供一种使用所述涤纶纱制造的气囊织物。

本发明提供了一种二甘醇含量为1.1至2.65重量百分比和初始模量为100g/d的涤纶纱。

另外，本发明提供了一种涤纶纱的制造方法，所述方法包括以下步骤：在270℃至310℃下对特性粘度为0.85dl/g或更大的聚酯聚合物进行熔融纺丝，以制备未拉伸的涤纶纱，并且拉伸所述未拉伸的涤纶纱。

另外，本发明提供了一种通过使用所述涤纶纱来制造的气囊织物。

本发明提供了一种二甘醇含量为1.1至2.65重量百分比和初始模量为100g/d的涤纶纱。

另外，本发明提供了一种涤纶纱的制造方法，所述方法包括以下步骤：在270℃至310℃下对特性粘度为0.85dl/g或更大的聚酯聚合物进行熔融纺丝，以制备未拉伸的涤纶纱，并且拉伸所述未拉伸的涤纶纱。

另外，本发明提供了一种通过使用所述涤纶纱来制造的气囊织物。

以下将详细描述根据本发明的具体实施例的涤纶纱、所述涤纶纱的制造方法以及使用所述涤纶纱制造的气囊织物。然而，对它们进行阐述是为了说明本发明，本发明的范围不限于此。本领域技术人员可以在本发明范围内预见多种修改和变化。

另外，只要在整个说明书中没有特别说明，“包括”或者“包含”是指包括任何部件（或成分）而没有特别限制，并且不排除添加其他部件（或成分）。

通过对包含聚对苯二甲酸乙二醇酯（下文中称作PET）的聚合物进行熔融纺丝以制备未拉伸纱线，拉伸所述未拉伸纱线以获得拉伸纱线（即纱线），并且编织涤纶纱，可以制造出用于气囊的涤纶织物。因此，涤纶纱的特性在用于气囊的涤纶织物的物理性能中直接或间接地得到反映。

具体地，为了取代诸如尼龙66等的现有聚酰胺纤维，将涤纶用于气囊纤维，必须克服现有涤纶纱的缺点，例如由于其高模量和刚度造成的低折叠性能，恶劣由于其熔融热容量（melt heat capacity）低造成的在高温、高湿的恶劣条件下物理性能降低以及由此造成的展开性能下降。

涤纶在分子结构方面具有比尼龙更稳定的结构，因此具有高模量特性。因此，当将其用于气囊织物且安装在车辆中时，其封装性能显著恶化。此外，在高温、高湿条件下，涤纶分子链中的羧基端基（下文中称作“CEG”）破坏了酯键，从而切断所述分子链，由此造成老化后物理性能恶化。

因此，本发明的涤纶纱可以有效地应用于气囊织物，因为通过优化诸如二甘醇（DEG）含量、初始模量等物理性能的范围，在长期储存的过程中，可以在显著地降低刚度并且减小物理性能的降低的同时维持例如韧性的出色的机械性能。

特别地，本发明人的实验结果揭示了：通过将具有预定特性的涤纶纱制备成气囊织物，气囊织物表现出更加改善的折叠性能、形状稳定性和气体阻隔效果。当将气囊织物安装在车辆中时，即使在高温、高湿的恶劣条件下，气囊织物仍能够保持出色的封装性能和出色的机械性能、漏气保护、气密性等。

根据本发明的一个实施例，本发明提供了一种具有预定特性的涤纶纱。涤纶纱可以具有1.1至2.65重量百分比的二甘醇含量并且初始模量为100g/d或更小。

优选的是，所述涤纶纱包含聚对苯二甲酸乙二酯（PET）作为主要成分。在这个方面，在涤纶纱的制造步骤中可以在PET中包含各种添加剂，由此所述涤纶纱可以包括至少70mol%或更多，更优选的是90mol%或更多的PET，以便表现出适用于气囊织物的物理性能。以下除非特别说明，术语PET的意思是包含70mol%或更多PET的涤纶。

根据本发明的一个实施例的涤纶纱是在随后描述的聚合、熔融纺丝和拉伸条件下生产的，以便表现出1.1至2.65重量百分比的二甘醇含量并且初始模量为100g/d或更小的特性。

具体地，本发明的涤纶纱的二甘醇含量，也就是DEG含量可以是1.1至2.65重量百分比，优选为1.15至2.6重量百分比，更优选为1.2至2.5重量百分比，以便确保适合于气囊织物的出色的物理性能。当涤纶纱应用于气囊织物时，为了确保织物由于涤纶纱的高强度、高伸长率和高收缩性而具有出色的强度、伸长率和封装性能，DEG的含量应当是1.1重量百分比或更大。具体地，如果DEG含量小于1.1重量百分比，则初始模量增大而使气囊的封装性能和卷曲性能恶化，从而导致基本的物理性能和生产率的恶化，因为涤纶纱的基本分子链是刚性的。如果DEG含量大于2.65重量百分比，则难以实现高强度和高伸长率的物理性能，并且热稳定性降低，从而导致在展开气囊时的耐热性问题。因此，根据本发明的用于气囊的涤纶纱可以具有2.65重量百分比或更小的含量。

由于所述涤纶纱维持最佳的二甘醇含量，所以所述涤纶纱具有比先前公知的涤纶纱更低的羧基端基（CEG）含量。也就是说，所述涤纶纱的CEG含量可以是40meq/kg或更小，优选为30meq/kg或更小，并且更优选为20meq/kg或更小。在高温和高湿的条件下，聚酯分子链中的羧基端基（CEG）破坏酯键，使得分子链被切断，从而使涤纶纱在老化后的物理性能恶化。在本发明中，涤纶纱的二甘醇含量被优化成1.1重量百分比或更大，以便当所述涤纶纱应用于气囊织物时，在恶劣条件下使分子中的羧基端基的形成最小并且防止物理性能随着分子链断开而降低。具体地，如果CEG含量大于40meq/kg，当涤纶纱应用于气囊时，则在高湿度条件下，酯键被CEG裂解，使得织物的物理性能降低。因此，优选的是，CEG含量是40meq/kg或更小。

另外，本发明的涤纶纱的特征在于，所述涤纶纱被优化成具有低初始模量，同时具有高二甘醇含量。也就是说，涤纶纱的初始模量可以是100g/d或更小，或者40至100g/d，优选为97g/d或更小，或者50至97g/d，并且更优选为95g/d或更小，或者60至95g/d。

涤纶由于其分子结构通常具有比尼龙高的刚度并且表现出高模量的特性。因此，当在气囊织物中使用涤纶时，因为折叠特性和封装特性显著恶化，所以难以在车辆的狭窄空间内安装气囊。然而，通过控制熔融纺丝和拉伸过程而获得的涤纶纱表现出高强度和低模量的特性，并且表现出100g/d或更低的初始模量，这低于先前公知的工业涤纶纱的初始模量。就此而言，涤纶纱的模量的意思是由通过拉伸测试获得的应力应变曲线的线性弹性区的斜率获得的弹性系数值，并且与表示当纤维的两端被拉伸时的伸长度和变形度的弹性值相对应。此外，涤纶纱的初始模量的意思是应力应变曲线的“0”点之后的弹性范围的大致起始点处的弹性系数值。当涤纶纱的初始模量高时，弹性良好，但是织物的刚度变差。当初始模量太低时，织物的刚度高，但是弹性回复变低并且织物的韧性会变差。本发明的涤纶纱的初始模量被优化成在比现有的用于工业应用的涤纶纱的初始模量低很多的范围内。如此，由于气囊织物是由具有比现有的纱线的初始模量低的初始模量的涤纶纱制成的，这种织物可以解决现有涤纶织物的高刚度的问题，因而可以表现出出色的折叠性、柔性和封装特性。

除初始模量低之外，所述涤纶纱的特征在于所述涤纶纱进行最低限度的拉伸。在室温条件下，所述涤纶纱的伸长率在1.0g/d的应力下可以是0.5%或更大，或者0.5%至1.5%，并且优选为0.7%至1.2%；在4.0g/d的应力下可以是4.3%或更大，或者4.3%至20%，并且优选为4.3%至15%；以及在7.0g/d的应力下可以是7.5%或更大，或者7.5%至25%，并且优选为7.5%至20%。由于这些特性，由所述涤纶纱制成的气囊织物可以具有比现有的涤纶织物更优异的强度、伸长率和封装特性。

同时，与先前公知的涤纶纱的特性粘度相比，所述涤纶纱具有改善的特性粘度。也就是说，所述涤纶纱的特性粘度可以是0.8dl/g或更大，或者0.8至1.2dl/g，优选为0.85至1.15dl/g，并且更优选为0.90dl/g至1.10dl/g。优选地，所述涤纶纱的特性粘度可以维持在使所述涤纶纱在将其形成为气囊的涂布过程不会发生热变形的范围内。

仅当所述涤纶纱的特性粘度是0.8dl/g或更大时，所述涤纶纱的伸长率才会变低，因而满足气囊织物所需的高强度，否则，其伸长率变高，因此不会表现出所述物理性能。如此，当所述涤纶纱的伸长率高时，其定向程度增大，使得纤维可以具有高模量。因此，优选的是，所述涤纶纱的特性粘度维持在0.8dl/g或更大，使得其伸长率变低，因而实现具有低模量的织物。另外，当所述涤纶纱的特性粘度大于1.2dl/g时，在伸长的过程中张力增大，从而使加工出现问题，并且因此更优选地是，其特性粘度是1.2dl/g或更小。具体地，当本发明的涤纶纱的特性粘度维持较高时，其伸长率变低，因而使得气囊织物具有高强度特性，诸如足够的机械特性，耐冲击性和韧性以及具有低刚度。

因此，通过使用具有高二甘醇含量和低初始模量的涤纶纱，优选地，具有低CEG含量、高伸长率、高收缩率和高特性粘度以及具有上述二甘醇含量和初始模量的涤纶纱，能够生产同时表现出出色的机械特性、封装特性、形状稳定性、耐冲击性和气体阻隔效果的气囊织物。因此，当使用这种涤纶纱时，可以获得具有出色的耐冲击性、形状稳定性、机械特性、气密性以及较低的刚度、折叠特性、柔性、封装特性的气囊织物。这种用于气囊的涤纶织物表现出出色的机械性能、形状稳定性和气体阻隔效果，当气囊安装在汽车的狭窄空间中时给气囊同时提供出色的折叠特性和封装特性，并且允许气囊具有高柔性以使对乘客的冲击最小化，因此安全地保护乘客。因此，所述涤纶织物可以优选地应用于气囊织物等。

同时，根据本发明的一个实施例的涤纶纱的拉伸强度可以是6.5g/d或更大，或者6.5g/d至11.0g/d，优选为7.5g/d或更大，或者7.5g/d至10.0g/d，并且断裂伸长率可以是13%或更大，或者13%至15%，优选为15%或更大，或者15%至25%。所述涤纶纱的干燥收缩率可以是4.0%或更大，或者4.0%至12.0%，优选为4.1%至11%，并且更优选为4.2%至10.0%。所述涤纶纱的韧度可以是30×10^-1g/d或更大，或者30×10^-1g/d至46×10^-1g/d，优选为31×10^-1g/d或更大，或者31×10^-1g/d至44×10^-1g/d。如上所述，当二甘醇含量和初始模量被优化后，本发明的涤纶纱可以确保出色的物理性能，诸如高伸长率和刚度，并且当其形成为气囊织物时可以表现出出色的性能。

优选的是，本发明的涤纶纱在与一般涂布织物的层压涂布温度相对应的150℃下的收缩应力可以为0.005至0.075g/d，并且在与一般涂布织物的溶胶涂布温度相对应的200℃下的收缩应力可以为0.005至0.075g/d。也就是说，当在150℃和200℃下的收缩应力均为0.005g/d或更大时，可以防止织物在涂布过程中受热松弛，并且当在150℃和200℃下收缩应力均为0.075g/d或更小时，当所述织物在涂布过程之后在室温下冷却时，能够降低织物的松弛应力。收缩应力基于固定负载下测得的值为0.10g/d。

如此，为了防止在诸如涂布过程等的热处理过程中发生变形，涤纶纱的结晶度可以是40%至55%，优选为41%至52%，并且更优选为41%至50%。当涤纶纱应用于气囊织物时，为了维持织物的热形状稳定性，所述涤纶纱的结晶度必须是40%或更大。当所述涤纶纱的结晶度大于55%时，存在的问题是，因为织物的非结晶区减小，所以织物的冲击吸收性恶化。因此，优选的是，涤纶纱的结晶度是55%或更小。

此外，涤纶纱的单个纱线的细度可以是0.5至20旦，优选的是2.0至10.5旦。考虑到封装性能，所述涤纶纱必须保持低细度和高强度，使得所述涤纶纱有效地用于气囊织物。因此，所述涤纶纱的总细度可以为200至1000旦，优选的是220至840旦，更优选的是250至600旦。此外，优选的是，纱线细丝的数量可以是50至240，优选的是55至220，更优选的是60至200，这是因为大量的纱线细丝可以提供更柔软的触感，但是过多的细丝对于可纺性而言是不利的。

同时，根据本发明的实施例的上述涤纶纱可以通过以下方法来制造，所述方法包括以下步骤：对聚酯聚合物（例如PET切片）进行熔融纺丝以制备未拉伸纱线，并且拉伸所述未拉伸纱线。如上所述，通过在涤纶纱的物理性能中直接和间接地反映每个步骤的特定条件或过程，可以制造出具有上述物理性能的涤纶纱。

具体地，揭示了通过优化过程能够确保具有1.1至2.65wt%的二甘醇含量和100g/d或更小的初始模量的用于气囊的涤纶纱。还揭示了通过优化熔融纺丝过程和拉伸过程能够使羧基端基（CEG）的含量最小化，羧基端基在高湿度条件下以酸的形式存在，使得涤纶纱的基本分子链断开。因此，这种涤纶纱同时表现出低初始模量和高二甘醇含量范围，并且可以优选地应用于具有出色的机械特性、封装特性、形状稳定性、耐冲击性和气体阻隔效果的气囊织物。

以下将参照各步骤来更加详细地描述涤纶纱的制造方法。

用于气囊的涤纶纱的制造方法包括以下步骤：在270℃至310℃下对具有0.85dl/g或更大的特性粘度的聚酯聚合物进行熔融纺丝以制备未拉伸的涤纶纱；以及拉伸所述未拉伸神的涤纶纱。

首先，参照附图简要描述根据本发明的熔融纺丝和拉伸过程，使得本领域技术人员可以容易地实施。

图2是表示根据本发明实施例的制造涤纶纱工艺的示意图，所述工艺包括熔融纺丝和拉伸步骤。如图2所示，在本发明的气囊涤纶纱的制造方法中，使按照上述方式制备的聚酯聚合物熔化，通过喷丝头使熔化的聚合物成丝并且由淬火空气（quenching air）冷却，利用乳化辊（或者喷油孔）120向未拉伸纱线提供乳化剂，然后利用预交织器130以预定压力均匀散布提供给未拉伸纱线的乳化剂。随后，通过多级拉伸辊141至146拉伸所述未拉伸纱线，通过第二交织器150以预定压力使未拉伸纱线混合，然后由卷线辊160卷绕混合后的拉伸纱线，从而制造出涤纶纱。

同时，在本发明的方法中，为了制造可以有效地用于气囊织物的高强度和低模量的涤纶纱，可以首先制备并使用高粘度的聚酯聚合物。具体地，当聚酯聚合物应用于本发明的用于气囊的涤纶纱时，为了在高温和高湿的恶劣条件下维持出色的物理性能，必须优化用于制造聚酯聚合物的缩聚和固态聚合的过程条件。具体地，优化二羧酸和乙二醇的聚合方法（以下，称作“TPA过程”）并将其应用于聚酯聚合物，优化二甘醇（DEG，二乙二醇）的含量，并且可以获得高特性粘度和最低程度形成的羧基端基（CEG，羧基端基）。

首先，通过二羧酸和二醇的酯化作用来制造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聚酯反应，（b）进行由聚酯反应产生的低聚物的缩聚反应，以及（c）进行由缩聚反应产生的聚合物的固态聚合。

在聚酯聚合物的制造过程中，在考虑有利的DEG生产和最低程度的CEG形成的最佳温度条件和反应时间的情况下，进行缩聚反应和固态聚合，从而在高温和高湿的恶劣条件下经过长时间老化之后确保出色的机械性能。更具体地讲，为了在聚合物的熔融聚合和固态聚合中有利的DEG生产和最低程度的CEG形成，可以在245℃至310℃的温度范围内进行缩聚反应，然后在200℃至250℃的温度范围内进行固态聚合。由此制造的高DEG和低CEG聚合物用于制造经过长期老化后仍表现出高强度、高伸长率、高收缩率和物理性能降低少的涤纶纱，这种涤纶纱适用于气囊织物。

在本发明的聚酯制造过程中，二羧酸可以是选自由以下各项组成的组的一种或多种：具有6至24个碳原子的芳香二羧酸、具有6至24个碳原子的脂环族二羧酸、具有2至8个碳原子的链烷二羧酸以及它们的形成酯的衍生物。更具体地讲，可以用于生产本发明的涤纶纱的二羧酸或形成酯的衍生物可以是：具有6至24个碳原子的芳香二羧酸（例如，对苯二甲酸、间苯二甲酸、联苯二羧酸、1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸等）以及它们的形成酯的衍生物；具有6至24个碳原子的脂环族二羧酸，例如，1,4-环己烷二甲酸等以及具有2至6个碳原子的链烷二羧酸等。

其中，考虑从到整个产品的经济性和性能，优选地使用对苯二甲酸。具体地，当一种或多种化合物用作二羧酸时，优选地使用包含70摩尔百分比或更多的对苯二甲酸的二羧酸。

另外，可用于本发明的甘醇可以是选自由以下各项组成的组的一种或多种：具有2-8个碳原子的链烷二醇、具有6-24个碳原子的脂环族二醇、具有6-24个碳原子的芳族二醇、以及其环氧乙烷或环氧丙烷的加成物。更具体地讲，可用于生产本发明的聚酯的甘醇可以是：具有2-8个碳原子的链烷二醇，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，1,6-己二醇等；具有6-24个碳原子的脂环族二醇，如1,4-环己烷二醇，1,4-环己烷二甲醇等；具有6-24个碳原子的芳族二醇，如双酚A，双酚S等；以及芳族二醇等的环氧乙烷或环氧丙烷加成物。

如上所述，可以通过应用包括二羧酸和二元醇、甘醇的酯化反应的对苯二甲酸（TPA）方法来制造本发明的聚酯聚合物。一般的聚酯TPA方法是二羧酸和乙二醇的直接反应，并且是在酯化反应中不使用其他催化剂的酸自催化反应。例如，通过对苯二甲酸和乙二醇的酯化反应可以直接制备聚对苯二甲酸乙二酯（PET），如以下反应方程式1所示。

[反应方程式1]

在TPA反应中，由于二羧酸的不溶性和低反应性，所以需要维持高温。通过在高温下进行缩聚反应的同时在高真空条件下添加催化剂，利用上述方法制备的低聚物可以被聚合成具有特定粘度的聚合物。通过使用齿轮泵或高压惰性气体（N₂）将所制备的聚合物从喷嘴排出。所排出的聚合物在冷却水中固化并被切成合适的尺寸。

当通过常规的TPA方法来制备聚合物时，因为在高温下的酯化和缩聚反应引起热降解并且产生羧基端基，并且具有羧基端基的二羧酸被用作原材料，所以最终制备的聚酯聚合物具有大量羧基端基。另外，当具有大量的羧基端基的涤纶纱应用于气囊织物时，在高温和高湿的条件下以酸的形式存在的羧基端基使得分子链断开并且使织物的性能恶化，如上所述。

因此，在本发明中，甘醇含量增加，也就是说，甘醇/二羧酸的摩尔比（G值）在二羧酸和甘醇的缩聚反应中增加，以便确保所需的DEG级别并且同时减小CEG，并且通过优化在温和条件下的固态聚合进行低温固态聚合来额外地将羧基端基与羟基结合，从而减小CEG含量并且同时增加聚合物的分子量。

二羧酸和甘醇的酯化反应（a）可以根据公知的常规方法如TPA方法来进行，并不特别地限于特定处理条件。

然而，根据本发明的一个实施例，步骤（a）中二羧酸和甘醇的摩尔比可以是1:1至1:4，优选为1:1.1至1:1.35，并且更优选为1:1.1至1:1.3。优选地，在考虑反应时间以及聚合物的CEG和DEG含量的情况下，对反应物的摩尔比进行优化并且将其维持在上述范围内。

步骤（a）的酯化反应可以在230℃至310℃的温度下，优选为250℃至290℃的温度下进行，并且反应时间可以是2至5小时，并且优选为3至4小时。此时，在考虑反应时间和低聚物的环数的情况下，可以控制反应时间和反应温度。

另外，步骤（b）的缩聚反应可以在245℃至310℃下的温度，优选为250℃至300℃下的温度，在2托或更小，并且优选为1托或更小的压力下进行。此时，反应时间可以是2至5小时，并且优选为3至4小时。在考虑聚合物的CEG和DEG含量以及最终聚合物熔体的粘度的情况下，可以控制反应时间和反应温度。

具体地，通过步骤（b）的缩聚反应可以将聚合物熔体的粘度控制在合适的范围内，并且就聚合物的固态聚合而言，缩聚反应之后产生的聚合物被控制成具有优选为0.45dl/g至0.85dl/g的特性粘度，并且更优选为具有0.45dl/g至0.80dl/g的特性粘度。

在缩聚反应之后，能够限制在所产生的聚合物中的羧基端基并且同时利用所产生的羟基端基来增加最终聚合物的分子量，并且通过DEG和甘醇端基的进一步反应，如上所述，通过在其中进一步增加甘醇并且在减小的压力下进行附加反应，增加DEG含量。换句话讲，本发明可以进一步包括以下步骤：在步骤（b）的缩聚反应之后，进一步增加甘醇并且进行减压反应。

基于步骤（a）中增加的甘醇的总量，在减压反应中的甘醇可以进一步增加0.001至20重量百分比的量，优选为0.01至15重量百分比的量，并且更优选为0.01至10重量百分比的量，并且优选的是，考虑聚合物的物理性能和生产率的改善，进一步增加的甘醇的量维持在上述范围内。

另外，在维持常压下可以额外加入甘醇，并且可以在进一步增加甘醇之后在减压条件下进行附加反应。附加反应可以在1至10托，并且优选为0至5托的减小压力下进行。优选的是，考虑聚合物的物理性能和生产率的改善，将压力维持在上述范围内。

在步骤（b）的缩聚反应之后，通过在打破真空状态以维持常压后立即进一步增加甘醇可以进行减压反应。反应温度可以根据减压条件的变化而变化。另外，甘醇的额外加入所需的反应时间可以为5分钟至1小时，并且优选为5至30分钟。在这一点上，考虑聚合物的物理性能和生产率的改善，可以控制反应时间和反应温度。

在进一步增加甘醇和减压反应之后，所产生的聚酯聚合物（切片），即，熔融聚合物切片的特性粘度可以是0.4dl/g或更大，或者0.4dl/g至0.9dl/g，并且优选为0.5dl/g或更大，或者0.5dl/g至0.9dl/g，这对于改善聚合物的物理性能是优选的。

另外，在步骤（b）的缩聚反应或进一步减压反应之后，为了使下面的固态聚合步骤中的内部反应/外部反应之间的差异最小化并且增加反应率，通过使切片的尺寸最小化，即，通过增加切片的比表面积，可以使用所产生的聚合物。为了增加比表面积，优选地，步骤（b）的缩聚反应之后所产生的聚合物可以被切成切片，切片的大小可以是1.0g/100ea至3.0g/100ea，并且更优选为1.5g/100ea至2.5g/100ea，然后在固态聚合中使用。

步骤（c）的固态聚合反应可以在200℃至250℃的温度下，优选为220℃至235℃的温度下，并且在2托或更小，优选为1托或更小的压力下进行。反应时间可以是10小时或更长，并且优选为15小时或更长。在考虑切片的最终粘度和CEG含量的情况下，可以控制反应时间和反应温度。

在本发明中，步骤（b）的缩聚反应的熔融聚合是在低温的更温和的条件下进行的，并且固态聚合是作为同时进行的进一步反应进行的，使得所产生的羧基端基（CEG）与羟基结合以减小CEG的含量并且增加聚合物的分子量。

通过步骤（c）的固态聚合所产生的聚酯聚合物（切片）的特性粘度可以是0.7dl/g或更大，或者0.7dl/g至2.0dl/g，优选为0.85dl/g或更大，或者0.85dl/g至2.0dl/g，并且更优选为0.90dl/g或更大，或者0.90dl/g至2.0dl/g，这对于改善涤纶纱的物理性能和可纺性而言是优选的。当切片的特性粘度是0.7dl/g或更大时，就可以制造具有高强度和高断裂伸长率的优选特性的涤纶纱。当切片的特性粘度是2.0dl/g或更小时，可以防止由于切片的熔融温度增大以及纺纱封装中的压力增大而发生的分子链断开。

然而，如上所述，为了制造具有高强度和低模量的涤纶纱，优选的是，在制备未拉伸的纱线的过程中，使用高粘度涤纶纱，例如，特性粘度为0.85dl/g或更大的聚酯聚合物来维持高粘度，从而在低拉伸率下有效地表现出高强度，并且因此有效地减小模量。另外，为了防止通过增大聚酯聚合物的熔融温度而切断聚酯聚合物的分子链，并且防止由于从纺纱机排出的聚酯聚合物的量使纺纱压力增大，更优选的是使用特性粘度为2.0dl/g或更小的聚酯聚合物。

同时，为了解决当聚酯聚合物（切片）被制备成涤纶纱并且应用于气囊织物时出现的刚度高等问题，聚酯聚合物的分子中DEG的含量可以是1.1至2.65重量百分比，优选为1.15至2.6重量百分比，并且更优选为1.2至2.5重量百分比。聚酯聚合物的分子中的DEG含量，考虑气囊的折叠性能时，可以是1.1重量百分比或更多，考虑耐热性时，可以是2.65重量百分比或更小。

另外，当涤纶纱被制备成且应用于气囊织物时，为了即使在高温和高湿的条件下也能维持出色的物理性能，优选的是，对聚酯聚合物的分子中的DEG含量进行优化并且同时将聚合物的分子中的CEG含量维持在40meq/kg或更小的范围内。这里，即使在熔融纺丝和拉伸过程之后，当聚酯聚合物的CEG含量维持在低的范围内时，最终制造出的涤纶纱优选地可以在恶劣条件下表现出出色的物理性能（诸如高强度）、出色的形状稳定性和机械性能。在这方面，当聚酯聚合物的CEG含量大于40meq/kg时，通过熔融纺丝和拉伸过程最终制造出的涤纶纱的分子中的CEG含量过度地增加到大于30meq/kg至50meq/kg的程度，并且在高湿度的条件下酯键由于CEG而断开，从而使涤纶纱自身以及由该涤纶纱制成的织物的物理性能恶化。

优选地，聚酯聚合物包括聚对苯二甲酸乙二酯（PET）作为主要成分，并且可以包括优选为70摩尔百分比或更大，更优选为90摩尔百分比或更大的PET，以便确保用于气囊的涤纶纱的机械性能。

同时，在本发明的涤纶纱的制造方法中，将具有高特性粘度和低CEG含量的聚酯聚合物进行熔融纺丝以制备未拉伸的涤纶纱。

在这种情况下，为了获得具有低初始模量和高二甘醇含量的未拉伸的涤纶纱，可以优选地在低温下进行熔融纺丝过程，使得聚酯聚合物的热分解最小化。具体地，为了使诸如高粘度聚酯聚合物的物理性能（诸如特性粘度以及DEG和CEG含量）的恶化最小，即为了保持聚酯聚合物的高粘度和高DEG含量以及低CEG含量，可以在低温下进行所述纺丝过程，例如在270℃至310℃下，优选的是280℃至300℃下，更优选的是282℃至298℃下。这里，纺丝温度是指挤出机的温度。当在高于310℃的温度下进行熔融纺丝过程时，大量聚酯聚合物热分解，并且因此其特性粘度变低，从而导致其分子量降低以及其CET含量增大。不希望的是，由于纱线的表面损坏会使纱线的物理性能变差。相反，当以低于270℃的温度进行熔融纺丝过程时，难以使所述聚酯聚合物熔化，并且由于N/Z表面冷却会使可纺性变差。因此，优选的是在上述温度范围进行熔融纺丝过程。

从测试结果可以发现，当在上述低温下进行聚酯聚合物的熔融纺丝过程时，聚酯聚合物的分解最小化，从而保持高粘度和高分子量，因此在随后的拉伸过程中，无需施加高拉伸比便能获得高强度的涤纶纱，因此，通过低拉伸过程能够有效地降低其模量，由此获得满足上述物理性能的涤纶纱。

另外，在熔融纺丝过程中，考虑使聚酯聚合物的分解最小化，可以调整聚酯聚合物的纺丝速率，例如在300至1000m/min的范围内，优选地在350至700m/min的范围内进行调整，以便在低纺丝张力下进行所述熔融纺丝过程，也就是说，以便使纺丝张力最小化。同样，在低纺丝张力和低纺丝速率下选择性地进行聚酯聚合物的熔融纺丝过程，使得聚酯聚合物的分解能够得以进一步最小化。

同时，由所述熔融纺丝过程获得的未拉伸纱线的特性粘度可以为0.8dl/g或更大，或0.8dl/g至1.2dl/g，优选的是0.85dl/g或更大，或者0.85dl/g至1.2dl/g，更优选的是0.9dl/g或更大，或者0.90dl/g至1.2dl/g。另外，通过低温纺丝获得的未拉伸纱线的分子中CEG含量可以是50meq/kg或更小，优选为40meq/kg或更小，并且更优选为30meq/kg或更小。未拉伸纱线的分子中的CEG含量可以维持在与通过进行随后的拉伸过程而获得的拉伸纱线的分子（也就是说，涤纶纱的分子）中的CEG含量在同一水平。

具体地，如上所述，当通过在低温的条件下对聚酯聚合物进行熔融纺丝而抑制了具有高粘度、高DEG含量和低CEG含量的聚酯聚合物的热分解时，可以使聚酯聚合物与涤纶纱之间的特性粘度的差异以及两者之间的CEG含量的差异最小化。例如，可以进行熔融纺丝以及随后的过程，使得聚酯聚合物与涤纶纱之间的特性粘度的差异是0.5dl/g或更小，或者0至0.5dl/g，并且优选为0.4dl/g或更小，或者0.1dl/g至0.4dl/g。

另外，可以进行熔融纺丝以及随后的过程使得聚酯聚合物与涤纶纱之间的分子中的CEG含量的差异是20meq/kg或更小，或者0至20meq/kg，并且优选为15meq/kg或更小，或者3meq/kg至15meq/kg。

如此，在本发明中，当最大限度地抑制了聚酯聚合物的特性粘度的减小以及聚酯聚合物的CEG含量的增加时，就可以获得具有出色的机械性能的涤纶纱，并且同时可以确保涤纶纱的高伸长率，从而制造适于气囊织物的高强度和低模量的涤纶纱。

优选的是，利用设计成使得单丝细度为0.5至20旦，优选为1至15旦的喷丝嘴来纺丝聚酯聚合物，例如PET切片。也就是说，优选的是所述单丝细度必须为1.5旦或更大，以便减少纺丝过程中单丝断裂的可能性以及冷却过程中由于干扰使单丝断裂的可能性，并且优选的是所述单丝细度必须为15旦或更小，以便提高冷却效率。

另外，在对聚酯聚合物进行熔融纺丝之后，进行冷却过程以制备未拉伸的涤纶纱。所述冷却过程可以优选通过应用15℃至60℃的冷却气体来进行，并且所述冷却气体的流速可以在各个冷却气体温度下优选地调整到0.4至1.5m/s。由此，可以更加容易地制备具有根据本发明实施例的物理性能的未拉伸的涤纶纱。

同时，在通过纺丝步骤制备了未拉伸的涤纶纱之后，对所制备的未拉伸纱线进行拉伸以制造拉伸的纱线。在这种情况下，可以在拉伸比为5.0至6.0，优选为5.0至5.8的条件下进行所述拉伸过程。通过优化熔融纺丝过程，使未拉伸的涤纶纱呈现出这样一种状态，即保持其高特性粘度和低初始模量，并且使其分子中的CEG含量最小。因此，当以大于6.0的高拉伸比进行所述拉伸过程时，未拉伸的涤纶纱被过度拉伸，使得所制备的拉伸纱线会断开或被割断，并且由于高纤维取向而具有低伸长率和高模量。具体地，如果在上述高拉伸比下，纱线的伸长率降低并且其模量增大，则当所述涤纶纱被应用于气囊织物时，折叠和封装性能会变差。相反，当以较低拉伸率进行所述拉伸过程时，由于低纤维取向，使制得的涤纶纱的强度会局部降低。然而，考虑到物理特性，当以5.0或更大的拉伸比进行所述拉伸过程时，可以制造出适用于气囊织物的高强度和低模量的涤纶纱。因此，优选的是以5.0至6.5的拉伸比进行所述拉伸过程。

根据本发明的另一适当的实施例，涤纶纤维的制备方法可以包括拉伸、热定型、松弛以及从高粘性聚酯聚合物切片的熔融纺丝过程经过多级导丝辊到由卷丝机完成的卷丝过程的卷绕过程，以便通过直接纺丝和拉伸过程制造出满足高强度和低收缩率以及低模量的涤纶纱。

可以在未拉伸的涤纶纱通过导丝辊进行传送之后以0.2%-2.0%的上油量进行拉伸过程。

在松弛过程中，松弛比优选为1%至10%，更优选的是1.1%至9.0%。当其松弛比小于1.0%时，对纱线施加高张力以切断纱线。当其松弛比大于10.0%时，难以实现高收缩率，因此在制造气囊织物过程中无法获得出色的气体阻隔效果。

同时，在拉伸过程中，可以额外地在170℃至250℃的温度下进行对未拉伸纱线热处理的热定型过程。优选的是，针对适当的拉伸过程，可以在175℃至250℃，并且更优选为180℃至245℃的温度下对未拉伸涤纶纱进行热处理。这里，当温度低于170℃时，热效应不足，松弛效率变低，由此难以实现适当的收缩速率。当温度超过250℃时，纱线的强度由于热分解而恶化并且在辊上形成焦油，因此使可加工性恶化。

在这种情况下，卷绕速度可以是2000至4000m/min，优选的是2500至3700m/min。

本发明的又一实施例提供了一种包括上述涤纶纱的用于气囊的涤纶织物。

在本发明中，术语“气囊织物”是指用于制造汽车气囊的“织物或无纺织物”，并且其特征在于所述气囊织物是使用由上述过程制造的涤纶纱而制造出来的。

具体地，在本发明中，当使用具有高强度和高伸长率以及最佳的二甘醇含量的低模量涤纶纱来代替具有高强度和低伸长率的常规的高模量涤纶织物时，可以制造出用于气囊的涤纶织物，其在气囊膨胀时具有高能量吸收能力、出色的形状稳定性、气体阻隔效果、折叠性能、柔性和封装性能。另外，气囊织物在室温下具有出色的物理性能，并且即使在其老化之后，在高温高湿的恶劣条件下仍能够保持出色的机械性能和气密性。

更具体地，按照ASTM D5034方法（美国试验材料协会的标准）在室温下测得的本发明的气囊织物的拉伸强度可以是220kgf/inch或更大，或者220至350kgf/inch，优选为230kgf/inch或更大，或者230至300kgf/inch。优选的是，考虑现有气囊所需的性能，拉伸强度为220kgf/inch或更大。考虑实际性能表现，350kgf/inch或更小的拉伸强度也是优选的。

按照ASTM D5034方法（美国试验材料协会的标准）在室温下测得的气囊织物的断裂伸长率可以是20%或更大，或者20%至60%，优选的是30％或更大，或者30％至50％。考虑现有气囊所需的性能，优选的是断裂伸长率为20％或更大。考虑实际性能表现，60％或更小的断裂伸长率也是优选的。

此外，因为气囊的涂布织物由于高温高压的气体而快速膨胀，所以需要出色的撕裂强度。因此，当按照ASTM D2261方法（美国试验材料协会的标准）在室温下测量时，表示气囊的涂布织物的胀破强度的撕裂强度可以是23kgf或更大，或者23至60kgf，优选的是25kgf或更大，或者25至55kgf。如果涂布织物在室温下的撕裂强度低于下限，即低于23kgf，则气囊在膨胀过程中会胀破，并且在气囊工作时会产生很大的危险性。

按照ASTM D1776方法测得的根据本发明的气囊织物的经向和纬向收缩率可以分别是4.0%或更小，优选的是2.0％或更小。考虑到确保织物的出色的形状稳定性，最优选的是经向和纬向收缩率不超过1.0%。

按照ASTM D737方法（美国试验材料协会的标准）在室温下测得的所述织物的透气性可以是10.0cfm或更小，或者0至10.0cfm。具体地，通过在织物上形成橡胶材料涂层能够明显降低气囊织物的透气性，这可以将透气性降低到接近0cfm。然而，如果本发明的气囊织物上不涂布橡胶材料，则按照ASTM D737方法（美国试验材料协会的标准）在室温下测得的本发明的无涂层织物的透气性可以是10.0cfm或更小，或者0至10.0cfm，优选的是3.5cfm或更小，或者0.1cfm至3.5cfm，并且更优选为1.5cfm或更小，或者0.5cfm至1.5cfm。如果透气性超过10.0cfm，更优选地超过3.5cfm，则在保持气囊织物的气密性方面是不满足需要的。

此外，按照ASTM D4032方法（美国试验和材料协会的标准）在室温下测得的本发明的气囊织物的刚度可以是0.2kgf或更大，或0.2至1.2kgf，优选的是0.5kgf或更大，或0.5至1.0kgf。具体地，当纤维为530旦或更大时，刚度可以为1.2kgf或更小，当纤维低于460旦时，刚度可以是0.8kgf。

优选的是，将本发明的织物的刚度保持在以上范围内，以便有效地用于气囊。如果刚度过小，例如低于0.2kgf，则在气囊膨胀时无法直到充分保护支撑的作用，并且当本发明的织物安装到车辆中时由于其形状稳定性恶化而使封装性能变差。此外，为了防止织物过于坚硬而无法折叠，防止封装特性变差并且防止织物褪色，刚度可以优选为1.2kgf或更小。具体地，在460旦或更小的情况下，刚度可以优选为0.8kgf或更小，并且在530旦或更大的情况下，刚度优选为1.2kgf或更小。

如上所述，因为通过使用具有高强度和高伸长率的低模量纱线来制造涤纶织物以表现出出色的收缩特性，所以织物具有出色的耐边梳落性(edgecombresistance)以同时改善机械性能、对高温和高压气体的能量吸收能力以及最终织物的折叠性能。具体地，按照ASTM D6479方法（美国试验和材料协会的标准）在室温（25℃）下测得的本发明的涤纶织物的耐边梳落性可以是350N或更大，或者350N至1000N，并且优选为380N或更大，或者380N至970N。另外，在90℃下测得的涤纶织物的耐边梳落性可以是300N或更大，或者300N至970N，并且优选为320N或更大，或者320N至950N。在这种情况下，当在室温（25℃）和90℃下测得的涤纶织物的耐边梳落性分别小于350N和300N时，在气囊展开时就会沿着气囊缓冲垫的接缝线出现强度的突然恶化，使得织物在气囊展开的过程中由于出现针孔和接缝褶皱而易于破裂。

另外，织物经过长时间老化之后可以具有90%或更大的强度保留率。

本发明的再一实施例提供了一种利用涤纶纤维制造气囊织物的方法。本发明的制造气囊织物的方法包括以下步骤：利用涤纶纱编织气囊的本色织物（raw fabric），对编织好的气囊本色织物进行精练，以及对精练后的织物进行拉幅。

在本发明中，通过一般的编织、精练和拉幅过程可以将涤纶纱制成最终的气囊织物。在这种情况下，对于涤纶织物的编织形状没有具体的限制。优选的是，涤纶织物可以是平纹编织型织物或者整体编织（OPW，one-piece-woven）型织物。

具体地，可以使用涤纶纱作为经纱和纬纱，通过进行整经、编织、精练和拉幅过程来制造本发明的气囊织物。可以利用一般的织机来制造所述织物，对于织机的种类没有限制。优选的是，可以利用剑杆织机、喷气织机或者喷水织机来制造所述平纹编织型织物，以及利用提花机制造所述OPW型织物。

此外，优选的是本发明的气囊织物还包括用选自由硅树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂等组成的组中的一种或多种涂布或层压在表面上的涂层，但是涂布的树脂的种类不限于上述材料。可以利用刮刀式涂布（knife-over-roll coating）方法、刮片（doctor blade）方法、喷雾涂布方法来形成树脂涂层，但不限于上述方法。

所述涂层每单位面积上涂布树脂的量可以是20至200g/m²，优选的是20至100g/m²。具体地，如果是用于侧帘式气囊的OPW（整体编织）型织物，则涂布树脂的量优选为30g/m²至95g/m²，如果是平纹型气囊织物，则涂布树脂的量优选为20g/m²至50g/m²。

通过剪裁和缝制过程，可以将所涂布的气囊织物制成具有某种形状的气囊缓冲垫。所述气囊不限于任何具体的形状，并且能够以通用形式制备所述气囊。

同时，本发明的再一实施例提供了一种包括气囊的气囊系统。所述气囊系统可以装配有本领域技术人员公知的通用装置。气囊主要可以分成正面气囊和侧帘气囊。正面气囊包括驾驶员座椅气囊，乘客座椅气囊，侧面保护气囊，膝盖保护气囊，踝部保护气囊，行人保护气囊等。侧帘气囊用于保护车辆侧面撞击和侧翻时保护乘客。因此，本发明的气囊可以是正面气囊或者侧帘气囊。

在本发明中，除了上述内容之外的要素可以根据情况添加或省去，因此对它们没有特别的限制。

本发明的效果

根据本发明，提供了一种用于气囊的涤纶纱，所述涤纶纱具有被优化在预定范围内的二甘醇含量和初始模量，并且因此可以用于制造具有出色的机械性能、柔性以及折叠性能、在长期存储的过程中物理性能降低少以及出色的耐边梳落性的气囊织物。

这种用于气囊的涤纶纱被优化成具有高二甘醇含量和低模量，从而表现出高强度、高伸长率和高收缩率。因此，当这种涤纶纱应用于气囊织物时，可以获得出色的形状稳定性、机械性能和气体阻隔效果，并且同时还可以确保出色的折叠性能和柔性。因此，当将气囊安装在车辆中时，可以显著地改善封装性能，在长期储存过程中物理性能的降低减少，并且在展开气囊时出现的损害少，并且对乘客的冲击程度最小，从而保护乘客的安全。

因此，本发明的涤纶纱以及使用该涤纶纱制造的涤纶织物可以非常适用于制造用于车辆的气囊。

附图说明

图1是一般气囊系统的视图；以及

图2是示出根据本发明实施例的制造涤纶纱的过程的示意图。

具体实施方式

以下，为了更好地理解本发明而提供优选实例。然而，以下实例仅用于说明目的，并且本发明并不限于由以下实例限制。

实例1-5

根据以下表1所示的加工条件，进行对苯二甲酸和乙二醇的酯化反应并且进行所制备的低聚物的缩聚反应，以便制备聚合物。

在这种条件下，通过缩聚反应产生的聚合物与以分别基于最初加入的乙二醇总量的1%至3%的量进一步加入的乙二醇在常压下进一步反应。就此而言，进行附加反应使得通过附加反应制备的熔融聚合的聚酯聚合物（原料切片）的特性粘度（IV）变成约0.5dl/g至0.8dl/g。

另外，为了增加比表面积，通过缩聚反应和附加反应制备的聚酯聚合物（原料切片）被切成2.0g/100ea的大小，然后在220-245℃的温度范围内进行固态聚合反应，以便制备特性粘度（IV）为0.7-1.3dl/g的SSP聚酯切片。

对SSP聚酯切片，即，PET聚合物在以下表1所示的过程条件下进行熔融纺丝和冷却，以便制备未拉伸的涤纶纱，然后将未拉伸的涤纶纱以预定的拉伸比进行拉伸并且进行热处理以制造涤纶纱。在这种情况下，以下表1给出了乙二醇/二羧酸的摩尔比，聚酯反应、缩聚反应、加入乙二醇的附加反应以及固态聚合反应的温度、压力和反应时间，PET聚合物的特性粘度以及分子中的DEG/CEG含量、熔融纺丝过程的纺丝温度、拉伸比、热处理温度等，其他条件基于制造涤纶纱的一般条件。

[表1]

用以下方法对实例1-5中制造出的涤纶纱的物理性进行测试，并且在以下表2中给出了所测量的涤纶纱的物理性能。

1）结晶度

通过利用n-庚烷和四氯化碳的密度梯度管方法在25℃下测量涤纶纱的密度(ρ)，并且由以下的计算公式1来计算结晶度：

[计算公式1]

其中ρ是纱线密度，ρ_c是晶体密度（在PET的情况下为1.457g/cm³），并且ρ_a是非晶体的密度（在PET的情况下为1.336g/cm³）。

2）特性粘度

利用四氯化碳从样本中提取乳液，所述样本被OCP（邻氯苯酚）在160±2℃下熔化，然后利用自动粘度计（Skyvis-4000）在25℃下测量粘度管中的样本的粘度。通过以下的计算公式2计算涤纶纱的特性粘度（IV）：

[计算公式3]

特性粘度(IV)={(0.0242×Rel)+0.2634}×F

其中Rel=(溶液的秒数×溶液的比重×粘度系数)/(OCP粘度)以及

F=(标准切片的IV)/(由标准切片利用标准动作测得的三个IV的平均值)

3）CEG含量和DEG含量

按照ASTM D664和D4094对涤纶纱的CEG（羧基端基）含量进行测量，将0.2g的样品放入50ml的三角烧瓶，将20ml的苯甲醇添加到样品中，使用加热板将温度升高到180℃，然后在同一温度保持5分钟，使样品完全溶解。然后，将溶液冷却到160℃，当温度到达135℃时向溶液中加入5-6滴酚酞，然后用0.02N KOH对溶液滴定，使无色溶液变成粉色溶液。在此滴定点，通过以下的计算公式3来计算CEG含量（-COOH，百万当量/千克样品）：

[计算公式3]

CEG=(A-B)×20×1/W

其中A是对样品滴定所消耗的KOH的量（ml），B是空白样品所消耗的KOH的量（ml），W是样品的重量（g）。

为了测量DEG（二甘醇）含量，将1g样品放入50ml容器中，将3ml乙醇胺添加到样品中，然后使用加热板进行加热以使样品完全溶解。然后，将溶液冷却到100℃，添加在20ml的甲醇中溶解有0.005g的1,6-乙二醇的溶液，然后添加10g对苯二甲酸来中和溶液。用漏斗和滤纸对所得的中和的溶液进行过滤，滤液经过气相色谱分析来测量DEG含量（重量百分比）。根据Shimadzu GC手册用Shimadzu GC分析仪进行GC分析。

4）初始模量

按照ASTM D885方法（美国试验和材料协会的标准），通过由拉伸试验获得的应力应变曲线的线性弹性区的斜率计算弹性系数的值，测量初始模量。

5）拉伸强度和断裂伸长率

利用万能材料测试机（Instron）在计量长度为250mm、拉伸率为300mm/min并且初始负载为0.05g/d的条件下测量涤纶纱的拉伸强度和断裂伸长率。使用橡胶夹钳测量。

6）干燥收缩率

利用Testrite MK-V（由英国Testrite公司制造）在180℃的温度和30g张力下经过两分钟后，测量干燥收缩率。

7）韧性

韧性（10^-1g/d）用以下计算公式4来计算：

[计算公式4]

8）单纱细度

根据通过使用卷轴来选取9000m纱线、称重所述纱线以获得纤维的总细度（旦）并且将该总细度除以细丝数量，测量单纱的细度。

9）伸长率

按照与测量拉伸强度和断裂伸长率相同的方式进行测量，在S-S曲线中识出与每个负载相对应的伸长率的值。

[表2]

比较例1-5

除了在下表3中给出的条件之外，按照与实例1-5相同方式制造出比较例1-5的涤纶纱。

[表3]

在比较例1-5中制造出的涤纶纱的物理性能总结在以下表4中。

制备实例1-5

利用剑杆织机由根据实例1-5制得的涤纶纱来编织气囊的本色织物，并且通过精练和拉幅过程将所述气囊的本色织物制备成气囊织物。然后，利用刮刀涂布方法在织物上涂布聚氯乙烯（PVC）树脂，以获得涂布PVC的织物。

在这种情况下，以下表5给出了所述纱线的经纱纺织密度和纬纱纺织密度、编织形状和树脂涂布量，并且其他条件基于制造涤纶织物的一般条件。

[表5]

使用以下方法来测量用实例1-5的涤纶纱制造的用于气囊的涤纶织物的物理性能，测量结果在以下表6中给出。

（a）拉伸强度和断裂伸长率

从气囊织物上截取织物样本，并且固定在用于按照ASTM D5034（美国试验材料协会的标准）测量拉伸强度的装置下部夹具上。然后，当向上移动上部夹具时，测量当所述织物样本断裂时的拉伸强度和伸长率。

（b）撕裂强度

按照ASTM D2261（美国试验材料协会的标准）测量气囊织物的撕裂强度。

（c）经向和纬向收缩率

按照ASTM D1776（美国试验材料协会的标准）测量所述涤纶织物的经向和纬向收缩率。首先，从气囊织物上截取在经向和纬向收缩之前长度为20cm的样本，然后在149℃下将样本在腔室中热处理1个小时，然后测量其长度。根据测得的长度，测量经向和纬向收缩率{(收缩之前的长度－收缩之后的长度)/收缩之前的长度×100%}。

（d）刚度

利用刚度测试仪按照ASTM D4032（美国试验材料协会的标准）通过圆形弯曲法来测量所述织物的刚度。另外，可以通过悬臂方法来测量其刚度。可以通过利用悬臂计测量弯曲织物的长度来测量所述织物的刚度，所述悬臂计是以预定角度倾斜的测试仪，以便使织物弯曲。

（e）厚度

按照ASTM D1777（美国试验材料协会的标准）来测量气囊织物的厚度。

（f）透气性

按照ASTM D737（美国试验材料协会的标准），在将所述织物置于20℃和65％RH的条件下一天或更长时间之后测量透过该织物的圆形区域（面积：38cm²）的空气量。

（g）耐边梳落性

利用按照ASTM D6479（美国试验材料协会的标准）的方法在室温（25℃）下和90℃下分别测量在涂布处理之前作为无涂层织物的织物的耐边梳落性。

[表6]

比较制备实例1-5

除了使用比较例1-5中制得的涤纶纱之外，按照与制备实例1-5相同的方式制造用于气囊的涤纶织物，并且测量其物理性能，以下表7中给出了其测量结果。

[表7]

如表6所示，可以看出，由具有优化的二甘醇含量和低初始模量的实例1-5的涤纶纱制备的制备实例1-5的气囊织物表现出显著改善的长时间老化过程的强度保留率和耐边梳落性、出色的透气性以及由于低刚度得到的高柔性。具体地，制备实例1-5的气囊织物经过长时间老化之后维持240kgf或更大的拉伸强度、1.0cfm或更小的透气性，并且还具有0.5kgf或更小的刚度因而非常柔软，从而表现出明显改善封装特性。此外，所述织物维持600N或更大的耐边梳落性，从而表明在展开气囊时可以防止气囊破裂。

相反，如表7所示，可以看出，使用比较实例1-5的涤纶纱制备的比较制备实例1-5的气囊织物不满足上述特性。具体地，织物表现出在长时间老化过程后的低强度保留率和低耐边梳落性、显著减小的透气性和高刚度。对于比较制备实例1-3的气囊织物，经过长时间老化后的拉伸强度从230kgf显著地减小到200kgf，并且透气性维持在1.0cfm或更大，并且刚度还是高达1.0或更大，从而表现出非常低的封装性能。耐边梳落性还是300N，并且因此存在当气囊展开时气囊会破裂的问题。

在本发明中，具体地，将涤纶纱的二甘醇含量增加以获得柔软的分子链，降低模量并且使CEG含量最小化，从而在高温和高湿条件下经过长时间老化之后使物理性能降低的程度最小。本发明的涤纶纱的特征是：优化的二甘醇含量和低模量来确保出色的折叠性能和耐边梳落性，并且在纱线的卷绕过程中优化了热定型温度以同时确保改善的耐热性。

Claims (26)

1.一种涤纶纱，所述涤纶纱具有1.1至2.65重量百分比的二甘醇含量和100g/d或更小的初始模量。

2.根据权利要求1所述的涤纶纱，其中，所述涤纶纱具有0.8dl/g或更大的特性粘度。

3.根据权利要求1所述的涤纶纱，其中，所述涤纶纱的羧基端基含量为40meq/kg或更小。

4.根据权利要求1所述的涤纶纱，其中，所述涤纶纱具有40%至55%的结晶度。

5.根据权利要求1所述的涤纶纱，其中，所述涤纶纱具有6.5g/d或更大的拉伸强度以及13%或更大的断裂伸长率。

6.根据权利要求1所述的涤纶纱，其中，所述涤纶纱具有4%或更大的干燥收缩率以及30×10^-1g/d或更大的韧性。

7.根据权利要求1所述的涤纶纱，其中，在室温下，所述涤纶纱的伸长率在1.0g/d的应力下是0.5%或更大，在4.0g/d的应力下是4.3%或更大，并且在7.0g/d的应力下是7.5%或更大。

8.根据权利要求1所述的涤纶纱，其中，所述纱线具有0.5至20旦的单纱细度。

9.根据权利要求1所述的涤纶纱，其中，所述纱线具有200至1000旦的总细度。

10.根据权利要求1所述的涤纶纱，其中，所述纱线的细丝数量为50至240。

11.一种制造根据权利要求1至10的任一项所述的涤纶纱的方法，所述方法包括以下步骤：

在270℃至310℃对具有特性粘度为0.85dl/g或更大的聚酯聚合物进行熔融纺丝，以生产未拉伸的涤纶纱，并且

拉伸所述未拉伸的涤纶纱。

12.根据权利要求11所述的涤纶纱，其中，所述聚酯聚合物包括70mol％或更多的聚对苯二甲酸乙二醇酯。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述聚酯聚合物与所述纱线之间的特性粘度的差值是0.5dl/g或更小。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述聚酯聚合物的羧基端基含量为30meq/kg或更小。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述聚酯聚合物与所述纱线之间的羧基端基含量的差值是20meq/kg或更小。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，以300m/min至1000m/min的纺丝速度来进行所述纺丝过程。

17.根据权利要求11所述的方法，其中，进行所述拉伸过程使得总拉伸比是5.0至6.5。

18.根据权利要求11所述的方法，其中，以0.2%-2.0%的上油量使所述未拉伸的涤纶纱穿过导丝辊之后来进行所述拉伸过程。

19.根据权利要求11所述的方法，进一步包括在拉伸所述未拉伸的纱线的步骤之后在170℃至250℃的温度下进行热定型过程的步骤。

20.根据权利要求11所述的方法，进一步包括在拉伸所述未拉伸的纱线的步骤之后以1％至10％的松弛率来进行松弛过程的步骤。

21.根据权利要求11所述的方法，进一步包括在拉伸所述未拉伸的纱线的步骤之后以2000m/min至4000m/min的卷绕速度进行卷绕过程的步骤。

22.一种用于气囊的涤纶织物，包括根据权利要求1至10的任一项所述的涤纶纱。

23.根据权利要求24所述的用于气囊的涤纶织物，其中，按照ASTM D2261方法（美国试验和材料协会的标准）测得的所述织物的撕裂强度为20kgf或更大。

24.根据权利要求24所述的用于气囊的涤纶织物，其中，按照ASTM D737方法（美国试验和材料协会的标准）测得的所述织物的透气性为10.0cfm或更小。

25.根据权利要求24所述的用于气囊的涤纶织物，其中，按照ASTM D4032（美国试验和材料协会的标准）测得的所述织物的刚度是1.0kgf或更小。

26.根据权利要求24所述的用于气囊的涤纶织物，其中，所述织物在长时间的老化之后具有90%或更大的强度保留率。

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