專利名稱：含磷改性的聚酯纖維的難燃織物和由此制成的氣袋及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有高氣密性的難燃織物，含有此種織物的氣袋及這種織物用于制造氣袋的用途。
氣袋在事故中爆發(fā)式吹開，車輛中的乘車人，特別是汽車司機可免遭反跳傷害，氣袋部分是由不透氣的涂層織物制成的，這種織物在袋子的一面含有透氣性的過濾布織物或過濾布織物片和一個開口。
在開發(fā)汽車用的有關(guān)安全的紡織構(gòu)件中強度是首要的。如果在事故中氣袋解開，則它在汽車中保留相對大的紡織表面。在火滅中它給乘客造成危險，這類似于眾所周知的在住宅區(qū)的窗簾一樣。
從JP-A-91-167,312中獲知難燃性聚酯纖維用于制造織物，這種織物適用于制造氣袋。在該文件的公開中僅描述由涂層織物制造氣袋。這種織物本身不需要特別氣密，因為氣密主要通過涂層達(dá)到。從涂層的織物燃燒特性不能得到無涂層織物燃燒特性的結(jié)論。從JP-A-91-167,312中不可能獲得有關(guān)無涂層的和具有氣密性織物的燃燒特性的結(jié)論。按該說明書中唯一的例子所采用紗線的纖度為dtex833 f96，單絲纖度為8.7dtex。
曾經(jīng)有人建議采用不涂層織物制造氣袋，例如在EP-A-453,678，EP-B-442,373或EP-B-509,399中。這些織物由于它的細(xì)紗線纖度和細(xì)單纖度，它比粗紗線纖度和粗單纖度制成的織物著火的危險性更大。在這些文件中沒有提出有關(guān)難燃織物制造氣袋的意見。
從EP-A-661,393中已知高強和難燃聚酯紗線，該文中沒有提出這種紗線用于制造難燃的和緻密的織物的意見。
由于對汽車安全的要求不斷提高，因此需要阻燃的、不涂層即可以應(yīng)用的和氣密的織物，這些織物本身即可用于制造氣袋。
因此本文的任務(wù)是，提供制造氣袋織物，它具有已知織物必要的與安全有關(guān)的性能，此外還具有阻燃性能。對氣袋而言，各按其結(jié)構(gòu)這對氣密和透氣部分都是至關(guān)重要的。
驚奇地發(fā)現(xiàn)，這種織物通過采用難燃的和磷改性的聚酯絲可以制得。
本發(fā)明涉及不涂層織物，此織物在壓力降為500Pa時具有透氣性為≤80dm3空氣/分鐘·dm2(按DIN 53887測定)，和它至少具有平行走向紗線的兩個紗線體系，此紗線是高強的聚酯長絲紗并具有紗線纖度為150-700dtex，優(yōu)選220-550dtex，以及具有單絲纖度≤7dtex，優(yōu)選≤4dtex。
按本發(fā)明的織物其特征是，聚酯是一種磷改性的共聚酯，以磷的量計，它有聚合物鏈中含有0.1-5重量％，優(yōu)選0.2-0.8重量％的一種雙官能團的磷化合物。
按本發(fā)明的織物可以小份額或全部由上面定義的高強和磷改性的長線紗組成的。例如可能組成本發(fā)明的織物的紗線體系中只有一種體系完全或也可僅部分由這種紗線構(gòu)成的。至于在具體情況下對上面定義的高強和磷改性的長絲紗必需量，專業(yè)人員例如可以織物所需的強度為依據(jù)，采用常規(guī)試驗方法進(jìn)行測定。
通過應(yīng)用磷改性聚酯纖維使由此種纖維制造的織物的難燃性能得以提高。
在本說明書中對難燃織物可理解為這樣一種坯布，此坯布按DIN4102/B2的燃燒測試中的總?cè)紵龝r間至少比不經(jīng)磷改性的聚酯參比坯布短5倍(Faktor)，最好是短10倍和按DIN54336這種改性聚酯在點火3和15秒鐘后和按DIN54333在點火3秒鐘后沒出現(xiàn)再燃燒。
除了上述高強和磷改性的長絲紗外，構(gòu)成這種織物的一部分紗線也可以由非磷改性的和高強長絲紗組成的。
按本發(fā)明的織物優(yōu)選至少是一個方向，例如緯向或經(jīng)向完全由上面定義的高強和磷改性的長絲紗組成的；特別優(yōu)選的是兩個方向都是由這種長絲紗構(gòu)成的。
按本發(fā)明的織物可以由兩種或多種長絲體系組成的；優(yōu)選由兩種紗線體系構(gòu)成的(經(jīng)-和緯紗條)。
更特別優(yōu)選的是該織物由兩種紗線體系組成的，這兩種紗線體系各至少95％由上述定義的高強和磷改性的長絲紗組成的。
按本發(fā)明織物的透氣性可在寬的界限內(nèi)變化。
在所謂氣密部分的透氣性在壓力降為500Pa時一般≤12dm3空氣/分鐘·dm2(按DIN53887測定)，在所謂透氣性部分在降力降為500Pa時透氣性一般為12-80dm3空氣/分鐘·dm2(按DIN53887測定)。
透氣性的測定是根據(jù)DIN53887在壓力降(測試壓力)為500Pa用一測試面積為100cm2的織物進(jìn)行測定。
特別優(yōu)選這樣的如上面定義的無涂層織物，它的高強聚酯紗的與細(xì)度有關(guān)的最大拉伸強力＞55cN/tex和最大斷裂伸長＞15％。
所采用的聚酯紗線的最大拉伸強力和最大斷裂伸長是根據(jù)DIN53830第1部分進(jìn)行測定的。
特別優(yōu)選這樣的如上面指明的無涂層織物，它的高強聚酯紗在200℃的熱收縮小于9％。
所采用的聚酯紗的熱收縮(熱空氣收縮)是根據(jù)DIN53866，第3部分，在200℃將自由懸掛的復(fù)絲樣品在處理時間為15分鐘進(jìn)行測定的。樣品是用10m的絞紗，紗框強力(Haspelspannung)為0.5cN/tex。
特別優(yōu)選這樣的如上面指明的無涂層織物，它的高強聚酯紗是無漿的。
按本發(fā)明的無涂層織物優(yōu)選具有平紋組織，棱紋組織(Ripstopbindung)、花式斜紋組織，絲紋組織或改良的小花紋組織。
織物密度的測定是按DIN53853進(jìn)行。
具有這些組織結(jié)構(gòu)的織物例如從EP-B-442,272和EP-B-509,399中已知，它們的說明書也是本說明書中的內(nèi)容。
按本發(fā)明無涂層織物優(yōu)選具有單位面積重量＜300g/m2，特別是＜240g/m2，織物厚度＜0.45mm，優(yōu)選＜0.35mm。
按本發(fā)明的織物單位面積重量的測定是按DIN53854進(jìn)行，按本發(fā)明織物的厚度是根據(jù)DIN53855第1部分進(jìn)行測定(測試面積為10cm2，測定壓力為50cN/cm2)。
按本發(fā)明無涂層織物的最大拉伸強力優(yōu)選大于220daN；它的最大斷裂伸長優(yōu)選大于25％，這兩種值各用5cm幅寬的織物條進(jìn)行測定。
在本發(fā)明織物中得到應(yīng)用的高強長絲紗含有由一種磷改性的共聚酯組成的聚酯長絲。
共聚酯可以是任意一種可紡的共聚物，它帶有重復(fù)酯基，只要這種共聚物在聚合物鏈含有上述規(guī)定量的雙官能團磷化合物。
優(yōu)選采用這樣的磷改性的共聚酯制成的高強長絲，它含有化學(xué)式I的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元-O-OC-Ar1-CO-O-R1-(1)，和它在聚合物鏈中具有化學(xué)式II的結(jié)構(gòu)基團
其中Ar1是一個二價芳基，R1是一個二價脂族或脂環(huán)基，R2是一個二價脂族，脂環(huán)，芳族或脂芳基和R3是一個一價脂族，脂環(huán)，芳族和脂芳基。
特別優(yōu)選采用上述特征的改性聚酯，其中Ar1是亞苯基或亞萘基，特別是1，4亞苯基或2，6-亞萘基。
同樣特別優(yōu)選采用上述特征類型的改性聚酯，其中R1是化學(xué)式為-CnH2n-基團，其中n是2和6之間的整數(shù)，特別是亞乙基，或由環(huán)己烷二甲醇派生的基團。
同樣特別優(yōu)選采用上述特征類型的改性聚酯，其中R2是化學(xué)式為-Cm-H2m-的基團，其中m是2和10之間的整數(shù)，或具有4-8個碳原子，優(yōu)選具有6個碳原子的環(huán)狀烷二基，和R3是C1-6烷基，環(huán)己基，苯基或卡基。
如果在上面定義的式中的某些基團為二價脂族基，對其可理解為支鏈的和特別是直鏈亞烷基，例如具有2-20，特別是2-8個碳原子的亞烷基。這樣的基團例如是乙烷-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。
如果在上面定義的結(jié)構(gòu)式中的某些基團為二價脂環(huán)基，對其可理解為具有5-8個碳原子，優(yōu)選是含有6個環(huán)碳原子的碳環(huán)基。這類基團例如是環(huán)己烷-1，4-二基或-CH2-C6H10-CH2-基團。
如果在上面定義的結(jié)構(gòu)式中某些基團是二價芳基，則它是雜環(huán)芳基，它可以是單或多核的，或特別是單或多核芳族烴基。在雜環(huán)芳基情況下它們特別是在芳核上具有一或二個氧，氮，或硫原子。
多核芳基可互相稠合或通過C-C鍵或橋基，如-O-，-S-，-CO-或-CO-NH-基相互連接。
二價芳基的價鍵可相互在對位或在可比較的同軸或處于相互平行的位置?；蛞部稍谙嗷コ砷g位或相互成角度的位置。
成同軸的或處于相互平行位置的價鍵是相對指向的。例如二苯-4，4’-二基鍵是同軸、相對指向的鍵，平行的、相對指向的鍵的例子是萘-1，5-或-2，6-鍵，而萘-1，8-鍵是平行同指向的。
其價鍵相互處于對位或可比較的同軸或平行位置的優(yōu)選的二價芳基的例子是，帶有相互處于對位自由價鍵的單核芳基，特別是1，4-亞苯基或帶有平行的、相對指向的鍵的二核稠合芳基，特別是1，4-，1，5-和2，6-亞萘基或帶有同軸的相對指向的鍵并通過C-C鏈相連的二核芳基，特別是4，4’-亞聯(lián)苯基。
其價鍵相互處于間位或可比較的成角度位置的優(yōu)選的二價芳基的例子是，帶有相互成間位的自由價鍵的單核芳基，特別是1，3-亞苯基或具有相互成角度指向的鍵的二核稠合芳基，特別是1，6-和2，7-亞萘基，或二核通過C-C鍵相連并帶有互相成角度的鍵的芳基，特別是3，4’-亞聯(lián)苯基。
如果某些基團是二價脂芳基，則其可理解為這樣的基團，它們含有一個或若干個二價芳基，這些芳基通過一價或二價與一個亞烷基結(jié)合。這類基團的優(yōu)選例子是-C6H4-CH2-基。
如果某些基團是一價脂肪基，對其可理解為支化的和特別是直鏈烷基，例如帶有1至6個碳原子的烷基，特別是甲基。
如果某些基團是一價脂環(huán)基，對其可理解為含5至8個，特別是含6個環(huán)碳原子碳環(huán)基，其例子有環(huán)己基。
如果某些基團是一價芳基，則它是雜環(huán)芳基，它們可以是一核或多核的，或特別是一核或多核的芳族烴基。在雜環(huán)芳基的情況下它們特別是在芳核上帶有一個或二個氧，氮，或硫原子。這類基團的例子是苯基或萘基，如果某些基團是一價脂芳基，對其可理解為這樣的基團，它們含有一個或若干個芳基，這些芳基通過一價與一個亞烷基相連。這類基團一個優(yōu)選的例子是卡基。
所有這些脂族的，脂環(huán)的，芳族的或脂芳基團可以用惰性基團取代。對此可理解為是這樣的取代基，即它們在引人注目的應(yīng)用中無付作用。
例如這些取代基是烷基，烷氧基或鹵素。
如果某些基團是鹵素，在此例如可以是氟，溴或特別是氯。
本發(fā)明采用的特別優(yōu)選的長絲紗是由磷改性的聚對苯二甲酸乙二醇酯的長絲紗。
本發(fā)明織物中采用的高強長絲紗可以由這樣的改性聚酯組成的，它通常具有特性粘度至少為0.5dl/g，優(yōu)選0.6-1.5dl/g。特性粘度的測定是在聚酯溶于二氯乙酸的溶液中在25℃進(jìn)行。
按本發(fā)明中采用的高強長絲紗一般具有紗線纖度為150-700dtex，優(yōu)選220-550dtex。
本發(fā)明采用的高強長絲紗的單絲纖度一般在小于等于7dtex的范圍內(nèi)，特別是小于等于5dtex范圍內(nèi)，尤其在2至4dtex之間變化。
本發(fā)明采用的高強長絲紗的單絲的截面可以是任意的，例如橢圓的，二葉(bilobal)或多葉(multilobal)的，小帶狀的或尤其是圓的。
同樣本發(fā)明應(yīng)用的高強的磷改性聚酯作為強度載體和涂層載體例如由EP-A-661,393中是已知的，其說明書也是本發(fā)明說明書的內(nèi)容。
熱塑性聚合物的制備可按已知的方法通過相應(yīng)的雙官能團的單體組分的縮聚來進(jìn)行，例如如上述的EP-A-661-393所描述的。
高強長絲的制造可按已知的熔融紡絲方法進(jìn)行，例如如上述的EP-A-661-393中所描述的。
按本發(fā)明的織物可按已知的織造技術(shù)生產(chǎn)，例如在上述的EP-B-442,272和EP-B-509,399已有描述，它們的說明書也就是本說明書的主題。
如果需要盡可能少的空氣透過性-例如這對于用于氣袋外罩范圍是特別需要的，那么對于所選的紗線纖度和織物結(jié)構(gòu)，這種織物應(yīng)具有最大的織物經(jīng)緯密度，亦即，這種織物特別是平紋結(jié)構(gòu)或棱紋結(jié)構(gòu)的織物，在織造時經(jīng)向和緯向的每單位長度盡可能含有最大的紗線數(shù)。
按本發(fā)明織物的紗線體系中至少一個體系的經(jīng)緯密度一般最少為15根紗/cm，尤其是最少為20根紗/cm。
本發(fā)明的主題同樣涉及包含如上面所定義的不涂層和難燃織物的氣袋。
為此應(yīng)用目的的織物優(yōu)選具有按Mullen方法測定的≥3500KPa的頂破強度，最大拉伸強力≥1300N/5cm寬的織物，按Schenkel方法測定的撕破強力≥100N，和最大斷裂伸長≥20％。
上面提出的性能按以下方法測定頂破強度按Mullen方法Federal Test Method Standard(聯(lián)邦測試方法標(biāo)準(zhǔn))No191A，方法5122最大拉伸強力按DIN53857，第1部分撕破強力(Schenkel方法)根據(jù)DIN53 356(樣品大小150×200mm制成筒狀；按DIN53539 B.進(jìn)行評定)最大斷裂伸長按DIN53857，第1部分本發(fā)明進(jìn)一步涉及上面定義的織物用于制造氣袋。
權(quán)利要求
1.不涂層的織物，該織物在壓力降為500Pa時具有透氣性為≤80dm3空氣/分鐘·dm2(按DIN53877測定)，和它至少具有兩個平行走向紗線的紗線體系，這些紗線是高強的聚酯長絲紗并具有紗線纖度為150-700dtex，以及單絲纖度≤7dtex，其特征是，聚酯是一種磷改性的共聚酯，以磷的量計，它在聚合物鏈中含有0.1-5重量％、優(yōu)選0.2-0.8重量％的雙官能團的磷化合物。
2.按權(quán)利要求1的涂層織物，其特征在于，它的透氣性在壓力降為500Pa時為12-80dm3空氣/分鐘·dm2(按DIN53887測定)。
3.按權(quán)利要求1的不涂層織物，其特征在于，它的透氣性在壓力降為500Pa時≤12dm3空氣/分鐘·cm2(按DIN53887測定)。
4.按權(quán)利要求1的不涂層織物，其特征在于，該織物由二個紗線體系組成，這些紗線體系各至少95％由磷改性共聚酯的高強長絲紗組成的。
5.按權(quán)利要求1的不涂層織物，其特征在于，高強聚酯紗具有的與細(xì)度有關(guān)的最大拉伸強力＞55cN/tex，和最大斷裂伸長＞15％。
6.按權(quán)利要求1的不涂層織物，其特征在于，高強聚酯紗在200℃時的熱收縮＜9％。
7.按權(quán)利要求1的不涂層織物，其特征在于，高強聚酯紗是無漿的。
8.按權(quán)利要求1的不涂層織物，其特征在于，這些織物具有平紋組織，棱紋組織，花式斜紋組織，皺紋組織或改良的小花紋組織。
9.按權(quán)利要求1的不涂層織物，其特征在于，這種織物的單位面積重量＜300g/m2和厚度＜0.45mm。
10.按權(quán)利要求1的不涂層織物，其特征在于，該織物的最高拉伸強力＞220daN和最大斷裂伸長＞25％，兩者都在5cm寬的織物條上測定。
11.按權(quán)利要求1的不涂層織物，其特征在于，磷改性的共聚酯是一種聚酯，它含有如化學(xué)式1的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元-O-OC-Ar1-CO-O-R1-(1)，和它在聚合物鏈中具有化學(xué)式II的結(jié)構(gòu)基團
其中Ar1是一個二價單核或多核芳基，R1是一個二價脂族或脂環(huán)基，R2是一個二價脂族，脂環(huán)，芳族或脂芳基，R3是一個一價脂族，脂環(huán)，芳族或脂芳基，
12.按權(quán)利要求11的不涂層織物，其特征在于，Ar1是亞苯基或亞萘基，特別是1，4-亞苯基或2，6-亞萘基。
13.按權(quán)利要求11的不涂層織物，其特征在于，R1是化學(xué)式-CnH2n-基團，其中n是2和6之間的一個整數(shù)，特別是亞乙基，或一個由環(huán)己烷二甲醇派生出的基團。
14.按權(quán)利要求11的不涂層織物，其特征在于，R2是化學(xué)式為-CmH2m-的基團，其中m是2和10之間的一個整數(shù)，或是一個帶有4-8個碳原子，優(yōu)選帶有6個碳原子的環(huán)狀烷二基，和R3是C1-C6烷基，環(huán)己基，苯基或卞基。
15.含有按權(quán)利要求1的不涂層織物的氣袋。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的織物用于制備氣袋。
全文摘要
本發(fā)明涉及無涂層織物，它在壓降為500Pa時具有透氣性≤80dm
文檔編號B60R21/23GK1157347SQ9612263
公開日1997年8月20日 申請日期1996年10月10日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月11日
發(fā)明者B·伯尼格克 申請人:赫徹斯特特維拉有限公司及兩合公司