CN1046562C - 不涂层织物及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无涂层织物，它在压降为500Pa时具有透气性≤80dm3空气\分钟·dm2(按DIN53887测定)，和它至少具有两个平行走向纱线的纱线体系，这些纱线是高强的聚酯长丝纱和具有纱线纤度为150-700dtex，以及单丝纤度≤7dtex。此织物的特征在于，聚酯是磷改性的共聚物，以磷的量计，它在聚合物链中含有0.1-5重量%的双官能团的磷化合物。用这种织物可以制造难燃的和无涂层的气袋。

Description

不涂层织物及其应用
本发明涉及具有高气密性的难燃织物，含有此种织物的气袋及这种织物用于制造气袋的用途。
气袋在事故中爆发式吹开，车辆中的乘车人，特别是汽车司机可免遭反跳伤害，气袋部分是由不透气的涂层织物制成的，这种织物在袋子的一面含有透气性的过滤布织物或过滤布织物片和一个开口。
在开发汽车用的有关安全的纺织构件中强度是首要的。如果在事故中气袋解开，则它在汽车中保留相对大的纺织表面。在火灭中它给乘客造成危险，这类似于众所周知的在住宅区的窗帘一样。
从JP-A-91-167,312中获知难燃性聚酯纤维用于制造织物，这种织物适用于制造气袋。在该文件的公开中仅描述由涂层织物制造气袋。这种织物本身不需要特别气密，因为气密主要通过涂层达到。从涂层的织物燃烧特性不能得到无涂层织物燃烧特性的结论。从JP-A-91-167,312中不可能获得有关无涂层的和具有气密性织物的燃烧特性的结论。按该说明书中唯一的例子所采用纱线的纤度为dtex833 f96,单丝纤度为8.7dtex。
曾经有人建议采用不涂层织物制造气袋，例如在EP-A-453,678,EP-B-442,373或EP-B-509,399中。这些织物由于它的细纱线纤度和细单纤度，它比粗纱线纤度和粗单纤度制成的织物着火的危险性更大。在这些文件中没有提出有关难燃织物制造气袋的意见。
从EP-A-661,393中已知高强和难燃聚酯纱线，该文中没有提出这种纱线用于制造难燃的和緻密的织物的意见。
由于对汽车安全的要求不断提高，因此需要阻燃的、不涂层即可以应用的和气密的织物，这些织物本身即可用于制造气袋。
因此本文的任务是，提供制造气袋织物，它具有已知织物必要的与安全有关的性能，此外还具有阻燃性能。对气袋而言，各按其结构这对气密和透气部分都是至关重要的。
本发明的另一目的是将该织物用于制造气袋。
惊奇地发现，这种织物通过采用难燃的和磷改性的聚酯丝可以制得。
本发明涉及不涂层织物，此织物在压力降为500Pa时具有透气性为≤80dm3空气/分钟·dm2(按DIN 53887测定)，和它至少具有平行走向纱线的两个纱线体系，此纱线是高强的聚酯长丝纱并具有纱线纤度为150-700dtex，优选220-550dtex，以及具有单丝纤度≤7dtex，优选≤4dtex。本发明还涉及该织物用于制备气袋的应用。
按本发明的织物其特征是，聚酯是一种磷改性的共聚酯，以磷的量计，它有聚合物链中含有0.1-5重量％，优选0.2-0.8重量％的一种双官能团的磷化合物。
按本发明的织物可以小份额或全部由上面定义的高强和磷改性的长线纱组成的。例如可能组成本发明的织物的纱线体系中只有一种体系完全或也可仅部分由这种纱线构成的。至于在具体情况下对上面定义的高强和磷改性的长丝纱必需量，专业人员例如可以织物所需的强度为依据，采用常规试验方法进行测定。
通过应用磷改性聚酯纤维使由此种纤维制造的织物的难燃性能得以提高。
在本说明书中对难燃织物可理解为这样一种坯布，此坯布按DIN4102/B2的燃烧测试中的总燃烧时间至少比不经磷改性的聚酯参比坯布短5倍(Faktor)，最好是短10倍和按DIN54336这种改性聚酯在点火3和15秒钟后和按DIN54333在点火3秒钟后没出现再燃烧。
除了上述高强和磷改性的长丝纱外，构成这种织物的一部分纱线也可以由非磷改性的和高强长丝纱组成的。
按本发明的织物优选至少是一个方向，例如纬向或经向完全由上面定义的高强和磷改性的长丝纱组成的；特别优选的是两个方向都是由这种长丝纱构成的。
按本发明的织物可以由两种或多种长丝体系组成的；优选由两种纱线体系构成的(经-和纬纱条)。
更特别优选的是该织物由两种纱线体系组成的，这两种纱线体系各至少95％由上述定义的高强和磷改性共聚酯的长丝纱组成的。
按本发明织物的透气性可在宽的界限内变化。
在所谓气密部分的透气性在压力降为500Pa时一般≤12dm3空气/分钟·dm2(按DIN53887测定)，在所谓透气性部分在降力降为500Pa时透气性一般为12-80dm3空气/分钟·dm2(按DIN53887测定)。
透气性的测定是根据DIN53887在压力降(测试压力)为500Pa用一测试面积为100cm2的织物进行测定。
特别优选这样的如上面定义的无涂层织物，它的高强聚酯纱的与细度有关的最大拉伸强力＞55cN/tex和最大断裂伸长＞15％。
所采用的聚酯纱线的最大拉伸强力和最大断裂伸长是根据DIN53830第1部分进行测定的。
特别优选这样的如上面指明的无涂层织物，它的高强聚酯纱在200℃的热收缩小于9％。
所采用的聚酯纱的热收缩(热空气收缩)是根据DIN53866，第3部分，在200℃将自由悬挂的复丝样品在处理时间为15分钟进行测定的。样品是用10m的绞纱，纱框强力(Haspelspannung)为0.5cN/tex。
特别优选这样的如上面指明的无涂层织物，它的高强聚酯纱是无浆的。
按本发明的无涂层织物优选具有平纹组织，棱纹组织(Ripstopbindung)、花式斜纹组织，丝纹组织或改良的小花纹组织。
织物密度的测定是按DIN53853进行。
具有这些组织结构的织物例如从EP-B-442,272和EP-B-509,399中已知，它们的说明书也是本说明书中的内容。
按本发明无涂层织物优选具有单位面积重量＜300g/m2，特别是＜240g/m2，织物厚度＜0.45mm，优选＜0.35mm。
按本发明的织物单位面积重量的测定是按DIN53854进行，按本发明织物的厚度是根据DIN53855第1部分进行测定(测试面积为10cm2，测定压力为50cN/cm2)。
按本发明无涂层织物的最大拉伸强力优选大于220daN；它的最大断裂伸长优选大于25％，这两种值各用5cm幅宽的织物条进行测定。
在本发明织物中得到应用的高强长丝纱含有由一种磷改性的共聚酯组成的聚酯长丝。
共聚酯可以是任意一种可纺的共聚物，它带有重复酯基，只要这种共聚物在聚合物链含有上述规定量的双官能团磷化合物。
优选采用这样的磷改性的共聚酯制成的高强长丝，它含有化学式Ⅰ的重复结构单元
         -O-OC-Ar1-CO-O-R1-    (Ⅰ)和它在聚合物链中具有化学式Ⅱ的结构基团(Ⅱ)，其中Ar1是一个二价芳基，
R1是一个二价脂族或脂环基，
R2是一个二价脂族，脂环，芳族或脂芳基和
R3是一个一价脂族，脂环，芳族和脂芳基。
特别优选采用上述特征的改性聚酯，其中Ar 1是亚苯基或亚萘基，特别是1,4亚苯基或2,6-亚萘基。
同样特别优选采用上述特征类型的改性聚酯，其中R1是化学式为-CnH2n-基团，其中n是2和6之间的整数，特别是亚乙基，或由环己烷二甲醇派生的基团。
同样特别优选采用上述特征类型的改性聚酯，其中R2是化学式为-Cm-H2m-的基团，其中m是2和10之间的整数，或具有4-8个碳原子，优选具有6个碳原子的环状烷二基，和R3是C1-6烷基，环己基，苯基或苄基。
如果在上面定义的式中的某些基团为二价脂族基，对其可理解为支链的和特别是直链亚烷基，例如具有2-20，特别是2-8个碳原子的亚烷基。这样的基团例如是乙烷-1,2-二基，丙烷-1,3-二基，丁烷-1,4-二基，戊烷-1,5-二基，己烷-1,6-二基或辛烷-1,8-二基。
如果在上面定义的结构式中的某些基团为二价脂环基，对其可理解为具有5-8个碳原子，优选是含有6个环碳原子的碳环基。这类基团例如是环己烷-1,4-二基或-CH2-C6H10-CH2-基团。
如果在上面定义的结构式中某些基团是二价芳基，则它是杂环芳基，它可以是单或多核的，或特别是单或多核芳族烃基。在杂环芳基情况下它们特别是在芳核上具有一或二个氧，氮，或硫原子。
多核芳基可互相稠合或通过C-C键或桥基，如-O-,-S-,-CO-或-CO-NH-基相互连接。
二价芳基的价键可相互在对位或在可比较的同轴或处于相互平行的位置。或也可在相互成间位或相互成角度的位置。
成同轴的或处于相互平行位置的价键是相对指向的。例如二苯-4,4’-二基键是同轴、相对指向的键，平行的、相对指向的键的例子是萘-1,5-或-2,6-键，而萘-1,8-键是平行同指向的。
其价键相互处于对位或可比较的同轴或平行位置的优选的二价芳基的例子是，带有相互处于对位自由价键的单核芳基，特别是1,4-亚苯基或带有平行的、相对指向的键的二核稠合芳基，特别是1,4-,1,5-和2,6-亚萘基或带有同轴的相对指向的键并通过C-C链相连的二核芳基，特别是4,4’-亚联苯基。
其价键相互处于间位或可比较的成角度位置的优选的二价芳基的例子是，带有相互成间位的自由价键的单核芳基，特别是1,3-亚苯基或具有相互成角度指向的键的二核稠合芳基，特别是1,6-和2,7-亚萘基，或二核通过C-C键相连并带有互相成角度的键的芳基，特别是3,4’-亚联苯基。
如果某些基团是二价脂芳基，则其可理解为这样的基团，它们含有一个或若干个二价芳基，这些芳基通过一价或二价与一个亚烷基结合。这类基团的优选例子是-C6H4-CH2-基。
如果某些基团是一价脂肪基，对其可理解为支化的和特别是直链烷基，例如带有1至6个碳原子的烷基，特别是甲基。
如果某些基团是一价脂环基，对其可理解为含5至8个，特别是含6个环碳原子碳环基，其例子有环己基。
如果某些基团是一价芳基，则它是杂环芳基，它们可以是一核或多核的，或特别是一核或多核的芳族烃基。在杂环芳基的情况下它们特别是在芳核上带有一个或二个氧，氮，或硫原子。这类基团的例子是苯基或萘基，
如果某些基团是一价脂芳基，对其可理解为这样的基团，它们含有一个或若干个芳基，这些芳基通过一价与一个亚烷基相连。这类基团一个优选的例子是苄基。
所有这些脂族的，脂环的，芳族的或脂芳基团可以用惰性基团取代。对此可理解为是这样的取代基，即它们在引人注目的应用中无付作用。
例如这些取代基是烷基，烷氧基或卤素。
如果某些基团是卤素，在此例如可以是氟，溴或特别是氯。
本发明采用的特别优选的长丝纱是由磷改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯的长丝纱。
本发明织物中采用的高强长丝纱可以由这样的改性聚酯组成的，它通常具有特性粘度至少为0.5d1/g，优选0.6-1.5d1/g。特性粘度的测定是在聚酯溶于二氯乙酸的溶液中在25℃进行。
按本发明中采用的高强长丝纱一般具有纱线纤度为150-700dtex，优选220-550dtex。
本发明采用的高强长丝纱的单丝纤度一般在小于等于7dtex的范围内，特别是小于等于5dtex范围内，尤其在2至4dtex之间变化。
本发明采用的高强长丝纱的单丝的截面可以是任意的，例如椭圆的，二叶(bilobal)或多叶(multilobal)的，小带状的或尤其是圆的。
同样本发明应用的高强的磷改性聚酯作为强度载体和涂层载体例如由EP-A-661,393中是已知的，其说明书也是本发明说明书的内容。
热塑性聚合物的制备可按已知的方法通过相应的双官能团的单体组分的缩聚来进行，例如如上述的EP-A-661-393所描述的。
高强长丝的制造可按已知的熔融纺丝方法进行，例如如上述的EP-A-661-393中所描述的。
按本发明的织物可按已知的织造技术生产，例如在上述的EP-B-442,272和EP-B-509,399已有描述，它们的说明书也就是本说明书的主题。
如果需要尽可能少的空气透过性-例如这对于用于气袋外罩范围是特别需要的，那么对于所选的纱线纤度和织物结构，这种织物应具有最大的织物经纬密度，亦即，这种织物特别是平纹结构或棱纹结构的织物，在织造时经向和纬向的每单位长度尽可能含有最大的纱线数。
按本发明织物的纱线体系中至少一个体系的经纬密度一般最少为15根纱/cm，尤其是最少为20根纱/cm。
本发明的主题同样涉及包含如上面所定义的不涂层和难燃织物的气袋。
为此应用目的的织物优选具有按Mullen方法测定的≥3500KPa的顶破强度，最大拉伸强力≥1300N/5cm宽的织物，按Schenkel方法测定的撕破强力≥100N，和最大断裂伸长≥20％。
上面提出的性能按以下方法测定：
顶破强度按Mullen方法：Federal Test Method Standard(联邦测试方法标准)No:191A，方法5122
最大拉伸强力：按DIN 53857，第1部分
撕破强力(Schenkel方法)：根据DIN53 356(样品大小150×200mm制成筒状；按DIN53539B.进行评定)
最大断裂伸长：按DIN53857，第1部分
本发明进一步涉及上面定义的织物用于制造气袋。

Claims (15)

1．不涂层的织物，该织物在压力降为500Pa时具有透气性为≤80dm3空气/分钟·dm2(按DIN53877测定)，和它至少具有两个平行走向纱线的纱线体系，这些纱线是高强的聚酯长丝纱并具有纱线纤度为150-700dtex，以及单丝纤度≤7dtex，其特征是，聚酯是一种磷改性的共聚酯，以磷的量计，它在聚合物链中含有0.1-5重量％、优选0.2-0.8重量％的双官能团的磷化合物。
2．根据权利要求1的不涂层织物，其特征在于，它的透气性在压力降为500Pa时为12-80dm3空气/分钟·dm2(按DIN53887测定)。
3．按权利要求1的不涂层织物，其特征在于，它的透气性在压力降为500Pa时≤12dm3空气/分钟·cm2(按DIN53887测定)。
4．按权利要求1的不涂层织物，其特征在于，该织物由二个纱线体系组成，这些纱线体系各至少95％由磷改性共聚酯的高强长丝纱组成的。
5．按权利要求1的不涂层织物，其特征在于，高强聚酯纱具有的与细度有关的最大拉伸强力＞55cN/tex，和最大断裂伸长＞15％。
6．按权利要求1的不涂层织物，其特征在于，高强聚酯纱在200℃时的热收缩＜9％。
7．按权利要求1的不涂层织物，其特征在于，高强聚酯纱是无浆的。
8．按权利要求1的不涂层织物，其特征在于，这些织物具有平纹组织，棱纹组织，花式斜纹组织，皱纹组织或改良的小花纹组织。
9．按权利要求1的不涂层织物，其特征在于，这种织物的单位面积重量＜300g/m2和厚度＜0.45mm。
10．按权利要求1的不涂层织物，其特征在于，该织物的最高拉伸强力＞220daN和最大断裂伸长＞25％，两者都在5cm宽的织物条上测定。
11．按权利要求1的不涂层织物，其特征在于，磷改性的共聚酯是一种聚酯，它含有如化学式1的重复结构单元
         -O-OC-Ar1-CO-O-R1-      (Ⅰ)，和它在聚合物链中具有化学式Ⅱ的结构基团
Figure C9612263300031
(Ⅱ)，其中Ar 1是一个二价单核或多核芳基，
R1是一个二价脂族或脂环基，
R2是一个二价脂族，脂环，芳族或脂芳基，
R3是一个一价脂族，脂环，芳族或脂芳基，
12．按权利要求11的不涂层织物，其特征在于，Ar 1是亚苯基或亚萘基，特别是1,4-亚苯基或2,6-亚萘基。
13．按权利要求11的不涂层织物，其特征在于，R1是化学式-CnH2n-基团，其中n是2和6之间的一个整数，特别是亚乙基，或一个由环己烷二甲醇派生出的基团。
14．按权利要求11的不涂层织物，其特征在于，R2是化学式为-CmH2m-的基团，其中m是2和10之间的一个整数，或是一个带有4-8个碳原子，优选带有6个碳原子的环状烷二基，和R3是C1-C6烷基，环己基，苯基或苄基。
15．根据权利要求1的织物的应用，用于制备气袋。
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