CN1155484A - 含有磷改性的聚酯纤维的难燃安全带和这种聚酯纤维用于制造安全带的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种安全带，它是由含有磷改性的共聚酯高强长丝纱的织物制成的，该长丝纱的纱线纤度＜2000dtex，单丝纤度≤25dtex以及最大断裂伸长＜30％，在此以磷的量计，在聚合物链中磷改性的共聚酯含有0.1-5重量％的双官能团的磷化合物。

Description

含有磷改性的聚酯纤维的难燃安全带和 这种聚酯纤维用于制造安全带的用途
本发明涉及安全带，它们通过采用磷改性的聚酯纤维成为难燃的。
在最近几年安全带成为现代交通工具特别是机动车辆当然的组成部分。由于对安全的要求不断提高，在交通工具中采用安全带的数量大大增加。
在本说明书中交通工具可理解为陆地、水路和航空交通工具的所有形式。
安全带主要由织物制成的，这种织物主要由高强聚酯纤维组成的。
在发展用于汽车的有关安全的纺织品部件中强度处于重要地位。如果在事故中安全带被松开，这样就在交通工具的内部保留有相当大的纺织品的表面积。在火灾事故中对乘车者造成危险，这类似于人们熟知的在住宅领域中的窗帘。
难燃安全带这个主题长期不被重视。在JP-A-07-166，422中建议含磷化合物的聚酯纱适用于制造安全带。已知的纱线含有粗颗粒状的1-100μm粒子，这与典型的纤维直径如大约30μm相比是非常大的。这些粒子可导致锯子效应，特别是在浓度直至5％(重量)时。此外此种纤维具有大于30％的非常高的最大断裂伸长。
从JP-A-91-167，312中已知难燃的聚酯纤维用于制造织物，这种织物从它本身考虑适用于制作气袋。在该文件的公开中只描述了从涂层织物制造气袋。在该文件中没有发现用这种织物制造安全带的建议。
鉴于在交通工具中不断提高的对安全的要求，需要一种难燃的安全带，特别是为减少在事故中造成的火灾危险和与此相关的给乘客造成的危险。
因此本发明的任务是，为安全带提供纱线和织物，它们具有已知纱线和织物的必要的有关安全的性能和除此之外还具有阻燃性能。
意外地发现，通过使用难燃的磷改性的聚酯丝可制备难燃的安全带。
本发明涉及含有一种织物的安全带，这种织物含有磷改性共聚酯的高强长丝纱，它的纱线纤度＜2000dtex，单丝纤度≤25dtex并且最大断裂伸长＜30％，其中以磷的量计，磷改性的共聚酯在聚合物链中含有0.1-5％(重量)的，特别是0.2-0.8％(重量)的双官能团的磷化合物。
按本发明的安全带可以小部分或全部由上面定义的高强的磷改性的长丝纱组成。例如可能组成本发明的安全带的各纱线体系中只有一个体系是完全或只是部分由这种纱线构成的。在各具体情况下对于上面定义的高强和磷改性的长丝纱的需要量，专业人员可例如以所需的织物强度为依据，按常规试验方法测定。
通过使用磷改性的聚酯纤维可使由此制作的织物的难燃性得以提高。在本说明书中对难燃织物可理解为这样坯布，它在按DIN4102/B2的燃烧测试中总的燃烧时间比不经过磷改性的聚酯的参比坯布至少短5倍(Faktor)，特别是短10倍，并且按DIN54336这种改性聚酯在点火3和15秒钟后和按DIN54333在点火3秒钟后没有出现再燃烧。
除了上述高强和磷改性的长丝纱外，本发明安全带所应用的纱线也可以一部分由非磷改性的和高强的长丝纱组成的。
该织物优选在至少一个方向，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构成；特别优选的是两个方向都是由这种长丝纱构成的。
按本发明的安全带可由含二个或若干个纱线体系的织物组成的；优选由二个纱线体系组成的(经-和纬纱条)。
更特别优选采用至少由二个这样的纱线体系组成的织物，这些纱线体系各至少90％由上面定义的高强和磷改性的长丝纱组成的。
特别优选这样的如上面定义的安全带，其高强长丝纱具有＞60cN/tex的，优选＞65cN/tex的与细度有关的最大拉伸强力和最大断裂伸长为10-25％。
所采用的聚酯纱的最大拉伸强力和最大断裂伸长的测定可按DIN53830，第1部分进行。
特别优选这样的如上面定义的安全带，它的高强长丝纱在200℃的热空气收缩＜20％。
所采用的聚酯纱的热收缩(热空气收缩)的测定可按DIN53866，第3部分在温度为200℃将自由悬挂的纱线样品处理15分钟进行测定。采用的样品是10米绞纱，纱框张力(Haspelspannung)为0.5cN/tex。
另外特别优选的实施方式涉及这样的安全带，如上面定义的，它们的织物除了含有磷改性共聚酯的高强长丝纱外还含有直径≤0.5mm的单丝，其中单丝包含磷改性的共聚酯，以含磷量计，磷改性的共聚酯在聚合物链中含有0.1-5％(重量)，特别是0.2-0.8％(重量)的双官能团的磷化合物，
单丝赋予安全带改进的高弹的径向刚性；因此可防止安全带的转动。
按本发明的安全带另外一个优选的实施方式是采用这样的单丝，它具有与细度有关的最大拉伸强力＞35cN/tex和最大断裂伸长＞15％和/或在180℃的热收缩＜20％。
更特别优选采用这样的织物，该织物含有由磷改性共聚酯制成的无浆高强长丝纱。
按本发明的无涂层织物可具有不同的织物结构，优选斜纹组织，特别是斜纹K2/2-组织或重平组织。这些组织结构的织物是已知的。
按本发明的安全带优选含有单位面积重量＜100g/m(幅宽50mm)和织物厚度＜1.5mm的织物。
特别优选织物具有最大拉伸强力＞1470daN(在50mm宽带上测定)和相对延伸率在1000N时＜20％(在50mm宽带上测定)，两者测定均按DIN53857，第1部分进行。
按本发明得到应用的高强长丝纱含聚酯长丝，它是由磷改性的共聚酯构成的。
对共聚酯而言它可以是一种带有重复酯基的任何可纺的共聚物，只要它在聚合物链中含有上述给定量的双官能团的磷化合物。
优选采用磷改性的共聚酯的高强长丝，该共聚酯含有化学式1的重复结构单元。
          -O-OC-Ar1-CO-O-R1-       (l)，和
它在聚合物链中具有化学式II的结构基团。
Figure A9612262800081
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，芳族或脂芳基。
特别优选采用上述特征的改性聚酯，其中Ar1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，或环己烷二甲醇派生的基团。
同样特别优选采用上述特征的改性聚酯，其中R2是化学式为-Cm-H2m-基团，其中m是2和10之间的整数，或具有4-8个碳的，特别是带有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。
如果在上面定义的结构式中某些基团是二价脂族基，对其则可理解为支化的和特别是直链的亚烷基，例如带有2-20，特别是带有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是二价脂环基，则其可理解为这样的基团，即具有5-8个，特别具有6个环碳原子的碳环基。这类基团的例子是环己烷-1，4-二基或-CH2-C6H10-CH2-基团。
如果在上面定义的结构式中的某些基团是二价芳基，则其是杂环-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在一起或通过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处于对位或在可比较的同轴或相互平行位置，或也可相互处于间位或可比较成角度的位置。
成同轴的或处于相互平行位置的价键是相对指向的。同轴的、相对指向的键的例子是二苯-4，4’-二基键。平行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键相连的二核芳基，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二价芳基的例子是：带有相互间位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，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两价与一个亚烷基结合。对这类基团优选的例子是-C6H4-CH2-基。
如果某些基是一价脂族基，对其可理解为支化的和特别是直链烷基，例如带有1-6个碳原子的烷基，特别是甲基。
如果某些基是一价脂环基，对其可理解为带有5-8个，特别是带有6个环碳原子的碳环基，这类基团的例子是环己基。
如果某些基团是一价芳基，则其为一核或多核的杂环芳基，或特别是一核或多核的芳族烃基。在杂环芳基的情况下，该基团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，芳族的或脂芳的基团可以用惰性基团取代。对其可理解为是这些取代基，即它们在引入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，则在此例如是氟，溴或特别是氯。
在本发明特别优选采用的长丝纱和/或单丝是由磷改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的长丝纱和单丝。
所采用的高强长丝纱或单丝可以由这样的改性聚酯组成，它一般具有特性粘度至少为0.5dl/g，特别是0.6-1.5dl/g。特性粘度的测定是在聚酯溶于二氯醋酸的溶液中在25℃进行。
采用的高强长丝纱的纱线纤度＜2000dtex，优选是280-1700dtex。作为经纱采用的长丝纱一般具有较高的纱线纤度，例如在1100和1700dtex之间，用作纬纱的长丝纱的纤度在550和1100dtex之间。
在所采用的高强长丝纱中长丝的单纤度在≤25dtex范围内，优选4-20dtex之间变化。
在所采用的高强长丝纱中的丝的截面或所采用的单丝的截面可以是任意的；例如椭圆状，二或多叶的，小带状或优选是圆的。
所采用的磷改性的共聚酯的高强长丝纱是已知的，例如在EP-A-661,393中有描述，其说明书也是本说明书的内容。
磷改性的共聚酯的制备可按已知方法通过相应的双官能团的单体组份的缩聚，例如如上述的EP-A-661,393所描述的进行。
高强长丝的制备可按已知的熔融纺丝方法进行，例如在上述EP-A-661,393中所描述的。
构成本发明安全带的织物可通过已知的织造技术制造。
按本发明所采用的织物的纱线体系中至少一种一般具有至少30根纱/cm，优选至少35根纱/cm，特别优选至少40根纱/cm的经纬密度。
按本发明的安全带可含有原液着色的聚酯纤维和/或在制成织物后用已知的染色方法进行染色。也可采用不同染色的聚酯纤维。
如果采用原液染色或用消光剂，例如用二氧化钛制得的聚酯纤维，则纤维中所含颗粒的平均直径优选＜1μm，特别优选的是＜0.5μm。
原液染色的聚酯纤维的例子是炭黑染色型的。
本发明也涉及上面定义的磷改性聚酯纤维用于制造安全带的用途。
按本发明的安全带例如可在汽车，但也可在飞机或其它航空交通以及船上，特别是休闲机动船上采用。本发明也涉及安全带在这些交通工具中的应用。

Claims (18)

1.含有一种织物的安全带，该织物含有磷改性共聚酯的高强长丝纱，其纱线纤度＜2000dtex，单丝纤度≤25dtex以及最大断裂伸长＜30％，在此以磷的量计，磷改性的共聚酯在聚合物链中含有0.1-5重量％的双官能团的磷化合物。
2.按权利要求1的安全带，其特征在于，以磷的量计，磷改性的共聚酯在聚合物链中含有0.2-0.8重量％的双官能团的磷化合物。
3.按权利要求1的安全带，其特征在于，这种织物至少由二个纱线体系组成，纱线体系各由至少90重量％的磷改性共聚酯的高强长丝纱组成的。
4.按权利要求1的安全带，其特征在于，高强长丝纱具有与细度有关的最大拉伸强力＞60cN/tex，优选＞65CN/tex和最大断裂伸长为10-25％。
5.按权利要求1的安全带，其特征在于，高强长丝纱在200℃的热空气收缩＜20％。
6.按权利要求1的安全带，其特征在于，织物除了含磷改性的共聚酯的高强长丝纱外还含有直径≤0.5mm的单丝，这里单丝包含磷改性共聚酯，以磷的量计，在聚合物链中共聚酯含有0.1-5重量％，优选0.2-0.8重量％的双官能团的磷化合物。
7.按权利要求6的安全带，其特征在于，单丝具有与细度有关的最大拉伸强力＞35cN/tex和最大断裂伸长＞15％。
8.按权利要求6的安全带，其特征在于，单丝具有＜20％的在180℃的热空气收缩。
9.按权利要求1的安全带，其特征在于，高强长丝纱是无浆的。
10.按权利要求1的安全带，其特征在于，它的织物具有斜纹组织，特别是叙纹-K-2/2组织或重平组织。
11.按权利要求1的安全带，其特征在于，其织物在50mm幅宽时的单位面积重量＜100g/米且织物厚度＜1.5mm。
12.按权利要求1的安全带，其特征在于，它的织物具有在50mm幅宽时＞1470daN的最大拉伸强力，在1000N和50mm幅宽时相对延伸率＜20％。
13.按权利要求1的安全带，其特征在于，磷改性的共聚酯含有化学式1的重复结构单元。
        -O-OC-Ar1-CO-O-R1-          (1)和
它在聚合物链中具有化学式II的结构基团。
其中Ar1是二价单或多核芳基，
R1是二价脂族或脂环基，
R2是二价脂族、脂环、芳族或脂芳基。
R3是一价脂族、脂环、芳族或脂芳基。
14.按权利要求13的安全带，其特征在于，Ar1是亚苯基或亚萘基，特别是1，4-亚苯基或2，6-亚萘基。
15.按权利要求13的安全带，其特征在于，R1是化学式-Cn-H2n-基团，其中n是2和6之间的整数，特别是亚乙基，或从环己烷二甲醇派生出的一个基团。
16.按权利要求13的安全带，其特征在于，R2是化学式-CmH2m-基团，其中m是2和10之间的一个整数，或带有4-8个碳原子的，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，苯基或卞基。
17.磷改性共聚酯的高强长丝纱用于制造安全带，这种长丝纱的纱线纤度＜2000dtex，单丝纤度≤25dtex，它的最大断裂伸长＜30％，在此以磷的量计，磷改性的共聚酯在聚合物链中含有0.1-5重量％的双官能团的磷化合物。
18.按权利要求1的安全带在汽车、飞机或机动船的应用。
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