CN111038707B - 一种用于减速伞的聚芳酯绸主伞 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于减速伞的聚芳酯绸主伞，涉及降落伞技术领域，包括伞衣和与伞衣连接的多根伞绳；所述伞衣采用聚芳酯绸缝制而成；所述伞绳采用聚酰胺纤维纺织而成。本发明公开一种用于减速伞的聚芳酯绸主伞采用抗撕裂性能、防粘连性能良好的聚芳酯绸缝制而成，使其符合国家标准，且性能优于现有的聚乙烯丝绸缝制的减速伞。
Description
技术领域
本发明涉及降落伞技术领域，具体涉及一种用于减速伞的聚芳酯绸主伞。
背景技术
减速伞也叫阻力伞，是用来减小飞机着陆时滑跑速度的伞状工具。通常由主伞、引导伞和伞袋等组成。减速伞对织物要求较高，其需要满足：称重试验≤120g/m2；透气量≤20L/㎡·s(200mm压差)；撕破强力≥170N(经向/纬向)；贮存期限(17年)内伞衣粘连力不大于1N等指标。
发明内容
本发明针对现有技术，提供了一种用于减速伞的聚芳酯绸主伞。
本发明通过下述技术方案实现：一种用于减速伞的聚芳酯绸主伞，包括伞衣和与伞衣连接的多根伞绳；所述伞衣采用聚芳酯绸缝制而成；所述伞绳采用聚酰胺纤维纺织而成。
进一步地，所述聚芳酯绸包括基布和涂层，所述基布为聚芳酯纤维编织的聚芳酯绸；所述涂层为聚氨酯复合涂层；聚芳酯绸织物的透气量不大于15L/㎡·s；重量为：85～110g/m2。
上述防粘连织物采用经纬原料为：1/110dtex聚芳酯纤维，其总经根数为4640；织造过程中的上机纬密为28根/cm；织物组织为平纹，上机筘幅为146cm。上述防粘连织物可以满足航道减速伞对防粘连、透气量、撕裂强度等织布性能的要求。
进一步地，聚氨酯复合涂层包括底层涂层和面层涂层，所述底层涂层和面层涂层依次涂布在基布上。
进一步地，底层涂层的成分为：聚氨酯A100份～120份、甲苯10～20份、交联剂10～15份、促进剂2～4份。所述面层涂层的成分为：聚氨酯B80～100份、有机硅树脂20～25份、甲苯10～20份、交联剂3～5份、防粘剂3～5份、抗氧剂0.4～0.6份；聚氨酯B和有机硅树脂的质量比为4:1。
底层涂层选用性能优越的聚氨酯粘合剂，使其具有良好的成膜性，增强底层涂层与织物之间的附着力。面层涂层采用聚氨酯树脂，并加入有机硅树脂，以满足产品的柔软性、防粘连性能的要求和柔软、滑爽的手感。面层涂层中有机硅树脂和聚氨酯B的比例设置为，使产品的各项指标达到最佳平衡点，有效提高产品的柔软性和防粘连性能。
进一步地，所述涂层重量为基布重量的2％～2.2％。
本发明还提供了一种用于减速伞的聚芳酯绸主伞的制备工艺，包括对基布进行的涂层涂布工序，涂层涂布工序包括以下步骤：织物预处理和涂层涂布；
A)织物预处理：在涂层涂布之前对织造而成的基布进行轧光处理和防水处理；
B)涂层涂布：包括底层涂层和面层涂层的涂布，底层涂层和面层涂层均采用刮刀直接涂布；
所述基布通过聚芳酯纤维织造而成。
在涂层涂布之前对基布进行软轧光处理，可以改善基布手感较硬的问题，使基布的手感***，柔软性更好，还可以使基布表面更加光滑、平整，气密性更好，减少涂层浆料的渗透和使用量，使其在更少涂层使用量的条件下即可达到相同的透气量要求；防水处理可以改善基布涂层后的手感，使基布更加柔软，减少涂层对撕破强力的损伤。
其中，轧光处理的工艺参数为：温度120℃，线压力250-300N/cm，速度30m/min；
防水处理采用二浸二轧工艺，其工艺参数为：浆液采用浓度为10-15g/l有机硅防水剂，其轧速度30m/min，烘干温度为120℃。
进一步地，所述涂层涂布的参数为：上料量为25±5g/m2；涂布过程的烘燥温度为165～170℃，烘燥时间为1.2～1.4min，保证涂布后的涂层平整无针孔，厚度均匀，并且收券张力均匀，卷取平整无褶皱。
进一步地，所述基布的织造工艺包括以下步骤，
S1)经丝前处理：采用三段式整浆并机组对经丝进行前处理，浆液浓度为12～16格；
S2)织造：采用刚性剑杆织机进行基布织造；
所述经丝、纬丝在织造之前不经过捻丝工序。
进一步地，聚芳酯绸织物的织造工艺参数为：采用1/110dtex聚芳酯作为经纬原料；其织造参数为：筘号16羽/cm；边筘号10羽/cm；穿法1根/综，2综/筘；边穿法，1根/综，4综/筘；织物组织：平纹；梭箱、储纬器数：1-1单经轴；上机纬密为：28根/cm；上机筘幅：146cm。
进一步地，所述伞绳连接引信拔销扣袢，所述引信拔销扣袢与伞绳连接的一端上缝制有防撕包带，用于提高引信拔销扣袢的防撕力。
进一步地，所述防撕包带缝制为部分重叠的环状结构，并嵌套在引信拔销扣袢上；所述环状结构的重叠部分采用和环状结构对应重叠部分的另一侧采用锯齿线距方式缝制，针码为15+3/100mm。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明所提供的一种用于减速伞的聚芳酯绸主伞采用聚芳酯绸缝制成伞衣，其防粘连性、透气量、撕破强力、断裂性能均优于现有用于减速伞的聚乙烯丝绸，解决了现有的聚乙烯丝绸缝制的减速伞易粘连的问题。
(2)本发明所提供的一种用于减速伞的聚芳酯绸主伞所采用的聚芳酯绸，采用聚芳酯纤维作为基布、聚氨酯涂料涂布涂层，得到可用于减速伞的防粘连织物，其防粘连性能、透气量、重量、撕破强力、断裂性能均可达到减速伞的防粘连要求。
附图说明
图1为本发明中引信拔销扣袢与防撕裂带的连接结构示意图；
图2为本发明中防撕包带剖视图；
图3为本发明中主伞的伞衣的粘连力随时间变化的关系图；
图4为本发明中主伞的伞衣粘连力达到1N与时间的关系曲线图；
图5为本发明中主伞的伞衣的拉力强度随着时间温度的变化关系
图6为本发明中主伞的伞衣的拉力强度下降至75％时的加热时间与温度的关系图。
其中，100—伞绳；200—引信拔销扣袢；201—防撕包带。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
一种用于减速伞的聚芳酯绸主伞，包括伞衣和与伞衣连接的多根伞绳；所述伞衣采用聚芳酯绸缝制而成；所述伞绳采用聚酰胺纤维纺织而成。
其中主伞的伞型可以是十字型伞、旋转伞、波环伞、导向面伞、锥形带条伞、环缝伞或方伞中的任一种。
本申请文件中的聚芳酯绸包括基布和涂层，所述基布为聚芳酯纤维编织的聚芳酯绸；所述涂层为聚氨酯复合涂层；聚芳酯绸织物的透气量不大于15L/㎡·s；重量为：85～110g/m2。
上述防粘连织物采用经纬原料为：1/110dtex聚芳酯纤维，其总经根数为4640；织造过程中的上机纬密为28根/cm；织物组织为平纹，上机筘幅为146cm。上述防粘连织物可以满足航道减速伞对防粘连、透气量、撕裂强度等织布性能的要求。
聚氨酯复合涂层包括底层涂层和面层涂层，所述底层涂层和面层涂层依次涂布在基布上。
底层涂层的成分为：聚氨酯A100份～120份、甲苯10～20份、交联剂10～15份、促进剂2～4份。所述面层涂层的成分为：聚氨酯B80～100份、有机硅树脂20～25份、甲苯10～20份、交联剂3～5份、防粘剂3～5份、抗氧剂0.4～0.6份；聚氨酯B和有机硅树脂的质量比为4:1。
其中，；所述聚氨酯A和聚氨酯B均为热塑型聚醚型聚氨酯，且聚氨酯A的硬软段比大于聚氨酯B的硬软段比，即聚氨酯A的硬度大于聚氨酯B的硬度。
上述涂层的涂布采用在165～170℃条件下直接用刮刀涂布。
传统的涂层涂布在织物上之后，涂层的粘接使织物纱线滑移困难，撕裂能力降低，影响织物的撕裂性能。而减速伞对撕裂强度的要求非常高，因此在选择涂层过程中，需要选择可以达到良好防粘连性能，同时对织物的撕裂性能也不能有明显影响。
因此本申请文件采用聚氨酯涂层作为涂层，不仅可以提高织物的防粘连性能，还能提高织物的撕裂性能。同时，本发明中的底层涂层添加10～15份交联剂，优选12份的交联剂。在进行涂布的过程中，聚氨酯A分子在高温条件下快速交联成膜，形成热固性网状薄膜，无DMF残留，使底层涂层的附着性能好、气密性好、手感柔软度好。
面层涂层采用聚氨酯B与有机硅树脂的质量比为4:1的比例。在该比例下，织物的撕裂性能、各项指标达到最佳平衡点，并且有效提高其柔软性和防粘连性能。面层涂层在涂布工艺中也采用165～170℃条件下直接用刮刀涂布，使聚氨酯B分子之间、聚氨酯B与有机硅树脂之间均形成交联，同时面层涂层与底层涂层之间也形成交联，实现面层涂层与底层涂层之间附着性能良好，进而实现涂层与基布之间的附着性能良好。
面层涂层中添加的防粘剂，可以进一步提高织物的防粘性能，使其在温度、压力下能保持不粘，在长达17年贮存期间，也不会出现织布粘连的情况。
由于减速伞使用过程中的环境情况多变，因此在面层涂层中还添加有抗氧剂。虽然聚氨酯和有机硅树脂已经具有良好的耐候性能，且具有良好的耐高低温性能。但本发明在面层涂层中进一步加入抗氧剂，进一步提高涂层的耐候性能，使减速伞耐候性能更加优良。
减速伞在未张开过程中，需要尽可能在压缩收纳，以减少减速伞的占据空间，因此需要减速伞的柔软性能良好，使其尽可能压缩收纳而不影响其性能。
所述涂层重量为基布重量的2％～2.2％，使其可以满足减速伞对织物透气量的要求，同时又不过于增加织物的重量。
缝制本申请文件所公开的主伞所使用的聚芳酯绸采用以下方式制备：
其具体包括以下步骤：
S1)经丝前处理：采用三段式整浆并机组对经丝进行前处理，浆液浓度为12～16格；
S2)织造：采用刚性剑杆织机进行基布织造，织造工艺参数为：采用1/110dtex聚芳酯作为经纬原料；其织造参数为：筘号16羽/cm；边筘号10羽/cm；穿法1根/综，2综/筘；边穿法，1根/综，4综/筘；织物组织：平纹；梭箱、储纬器数：1-1单经轴；上机纬密为：28根/cm；上机筘幅：146cm。
所述经丝、纬丝在织造之前不经过捻丝工序。
S1)中，经丝前处理包括整经工艺、浆经工艺、并轴工艺和分绞工艺。
其中，整经工艺采用expert 1200型整经机，其工艺参数为：筘规格：120羽/cm，穿筘方式：穿1筘空一筘；整经张力：22g/根；S—棍张力：32g/根。
其中，浆经工艺采用expert 600型浆丝机，其工艺参数为：浆液浓度14格；车速80m/min；退解张力65g/根；卷取张力开始时70g/根，结束时65g/根；锡林温度依次分别为：145℃、140℃、140℃、135℃、130℃。
其中，并轴工艺采用expert 300型并轴机，其工艺参数为：车速75m/min；筘规格：120羽/cm；穿筘方式：穿2筘空一筘；退解张力160g/根；卷取张力开始时170g/根，结束时165g/根。
其中，分绞工艺的工艺参数为：车速60m/min，走丝长度3.5格，分绞形式：一上一下。
S3)涂层涂布工序：
A)织物预处理：在涂层涂布之前对织造而成的基布进行轧光处理和防水处理；
B)涂层涂布：包括底层涂层和面层涂层的涂布，底层涂层和面层涂层均采用刮刀直接涂布；底层涂层和面层涂层总的上料量为25±5g/m2；涂布过程的烘燥温度为165～170℃，烘燥时间为1.2～1.4min。
其中轧光处理参数为：温度120℃，线压力250-300N/cm，速度30m/min；
其中防水处理参数为：采用二浸二轧工艺，其浆液采用浓度为10-15g/l有机硅防水剂，其轧速度30m/min，120℃烘干。
表1基布的物理机械性能
表2产品织物的性能
上述基布和产品织物的性能检测结果如表1和表2所示。如表1所示，上述实施例制备的基布在重量、经向/纬向强度、经向/纬向断裂伸长等性能符合基布的物理机械性能要求。
如表2所示，在上述实施例制备的基布上进行涂层涂布，涂层涂布后的织物性能优越，均可以达到减速伞的织物性能要求。
将采用上述原料和工艺制备的4083批次的聚芳酯绸缝制成减速伞主伞，并对其制备而成的减速伞的主伞进行性能测试，包括主伞伞衣的断裂强力和断裂伸长率测试、抗粘连性能测试、老化性能测试、透气量测试、撕裂强力测试和减速伞重量测试，其测试结果分别如下表3～7所示。
表3主伞的断裂强力和伸长率测试结果
测试结果表明：采用聚芳酯绸制备的减速伞的主伞伞衣的经向断裂强力范围3976N～4083N，纬向断裂强力3266N～3569N；经向断裂伸长率范围5.2％～5.9％，纬向断裂伸长率6.2％～6.5％，断裂强力和伸长率试验合格。
表4抗粘连试验测试数据
抗粘连性能检测和老化性能检测的试验方法均为：将取本申请文件中制备的减速伞伞衣中的5个样品分别放入80℃、90℃、100℃、110℃、120℃的恒温加热箱，并分别检测其在不同时间点的粘连力和拉伸强力，其粘连力检测结果如表4所示。
然后根据粘连力随时间变化的关系图(如图3)，得到粘连力达到1N与时间的关系曲线，其曲线关系(如图4所示)，再依据阿累尼乌斯方程，推算出拟合直线方程为：
lntnT＝-5.793+8712.279/T
计算当温度为60℃(333K)时，减速伞伞衣粘连力达到1N所需时间为：
lntn333K＝-5.793+8712.279/333＝20.37
tn333.15K＝e20.37/3600×24×365＝22.27(年)
由此可见，本申请文件中采用聚芳酯绸制备的伞衣的粘连力达到1N的时间不少于22.27年。
表5老化试验测试结果
其老化试验的实验方法为：将取本申请文件中制备的减速伞伞衣中的5个样品分别放入80℃、90℃、100℃、110℃、120℃的恒温加热箱，然后采用热空气加速老化试验法进行试验、取样、分析，其热空气加速老化试验法基于阿累尼乌斯(Arrhenius)方程，由设定高温下的纺织材料达到强度临界值的时间绘制阿累尼乌斯图线，通过对上述图线进行线性回归分析推算减速伞的贮存期限，上述样品的拉力强度随着时间温度的变化关系如图5所示，上述样品的拉力强度下降至75％时的加热时间与温度的关系如图6所示。
根据图6拟合直线方程曲线，并根据阿累尼乌斯方程推算出拟合直线方程如下：
lntnT＝-23.544+14907.68×1/T
特纺材料的贮存年限随环境温度升高而降低，根据减速伞的储存温度：-55℃～+60℃，计算强力损失25％所需时间如下：
lntn333K＝-23.544+14907.68/333＝21.224
tn333K＝e21.224/3600×24×365＝52.32(年)
由此可见，本申请文件中采用聚芳酯绸制备的伞衣的储存年限可达到52.32年。
| 序号 | 透气量(L/㎡·s) | 结论 |
| 1 | 5.0 | 合格 |
| 2 | 5.1 | 合格 |
| 3 | 6.2 | 合格 |
| 4 | 5.4 | 合格 |
| 5 | 6.3 | 合格 |
表6主伞的透气量测试结果
测试结果表明，采用聚芳酯绸制备的减速伞的主伞的透气量范围为5.0L/㎡·s～6.3L/㎡·s，透气量试验合格。
表7主伞的撕破强力测试结果
测试结果表明，采用聚芳酯绸制备的减速伞的主伞撕破强力经向范围为227N～258N，纬向撕破强力为228N～247N；撕破强力试验合格。
本申请文件中，采用称重法对制备的减速伞进行重量检测，其测试结果如表7所示。测试结果表明，采用聚芳酯绸制备的减速伞重量范围628g～635g，称重试验合格。
| 序号 | 试验件编号 | 重量(g) | 结论 |
| 1 | S180001 | 630 | 合格 |
| 2 | S180002 | 635 | 合格 |
| 3 | S180003 | 632 | 合格 |
| 4 | S180004 | 628 | 合格 |
| 5 | S180005 | 635 | 合格 |
表7主伞的称重测试结果
在一些实施例中，如图1所示，所述伞绳100连接引信拔销扣袢200，所述引信拔销扣袢200与伞绳100连接的一端上缝制有防撕包带201，用于提高引信拔销扣袢200的防撕力。
在一些实施例中，如图2所示，所述防撕包带201缝制为部分重叠的环状结构，并嵌套在引信拔销扣袢200上；所述环状结构的重叠部分采用和环状结构对应重叠部分的另一侧采用锯齿线距方式缝制，并重复至少一次，针码为15+3/100mm。
本申请文件中对缝制有防撕包带201的引信拔销扣袢200进行强度测试，其测试结果如表8所示。
表8主伞的引信拔销扣袢的强度测试结果
从测试结果可知，缝制有防撕裂包带201的引信拔销扣袢200可承受拉力范围在在2484N～3041N(合格标准≥1000N)，可承受撕裂力范围在1545N～1810N(合格标准≥1000N)，远大于合格标准，引信拔销扣袢200强度试验合格。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于减速伞的聚芳酯绸主伞，包括伞衣和与伞衣连接的多根伞绳；其特征在于：所述伞衣采用聚芳酯绸缝制而成；所述伞绳采用聚酰胺纤维纺织而成；
所述聚芳酯绸包括基布和涂层，所述基布为聚芳酯纤维编织的聚芳酯绸；聚芳酯绸织物的透气量不大于15L/m2•s；重量为：85~110g/m2；
所述涂层为聚氨酯复合涂层；所述聚氨酯复合涂层包括底层涂层和面层涂层，所述底层涂层和面层涂层依次涂布在基布上；所述底层涂层的成分为：聚氨酯A 100份~120份、甲苯10~20份、交联剂10~15份、促进剂2~4份；所述面层涂层的成分为：聚氨酯B 80~100份、有机硅树脂20~25份、甲苯10~20份、交联剂3~5份、防粘剂3~5份、抗氧剂0.4~0.6份；聚氨酯B和有机硅树脂的质量比为4:1；
采用聚芳酯绸制备的伞衣的粘连力达到1N的时间不少于22.27年。
2.根据权利要求1所述的一种用于减速伞的聚芳酯绸主伞，其特征在于：所述涂层重量为基布重量的2%~2.2%。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于减速伞的聚芳酯绸主伞，其特征在于：所述聚芳酯绸的制备工艺包括以下步骤：
S1）经丝前处理：采用三段式整浆并机组对经丝进行前处理，浆液浓度为12~16格；
S2）织造：采用刚性剑杆织机进行基布织造，织造工艺参数为：采用1/110 dtex聚芳酯作为经纬原料；其织造参数为：筘号16羽/cm；边筘号10羽/cm；穿法1根/综，2综/筘；边穿法，1根/综，4综/筘；织物组织：平纹；梭箱、储纬器数：1-1单经轴；上机纬密为：28根/cm；上机筘幅：146cm。
4.根据权利要求1所述的一种用于减速伞的聚芳酯绸主伞，其特征在于：所述伞绳连接引信拔销扣袢，所述引信拔销扣袢与伞绳连接的一端上缝制有防撕包带。
5.根据权利要求4所述的一种用于减速伞的聚芳酯绸主伞，其特征在于：所述防撕包带缝制为部分重叠的环状结构，并嵌套在引信拔销扣袢上；所述环状结构的重叠部分采用和环状结构对应重叠部分的另一侧采用锯齿线距方式缝制，针码为15+3/100mm。
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