CN115122736A - 用于浮空器囊体的承力层混纺面料、浮空器囊体和浮空器 - Google Patents

用于浮空器囊体的承力层混纺面料、浮空器囊体和浮空器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于浮空器囊体的承力层混纺面料、浮空器囊体和浮空器。其中，用于浮空器囊体的承力层混纺面料包括：60～95重量份的承力纤维长丝、1～15重量份的抗菌纤维丝、3～20重量份的导电纤维丝和1～10重量份的热熔丝，基于所述混纺面料的厚度不大于450微米，所述混纺面料的面密度为5g/m2～250g/m2。由此，既可以使承力层混纺面料具有抗静电和防霉性能，在保证囊体材料所需强度的同时能满足浮空器对囊体材料抗静电和防霉的性能需求；而且热熔丝在囊体材料的层压复合的制备过程中可以在高温条件下熔融，帖覆在其它纤维丝之间或表面起到对混纺面料经纬向的定型的作用，从而既能防止囊体材料在制备过程中发生纬斜导致成品率降低的问题，还能提高纤维丝的过机耐磨性能。

Description

用于浮空器囊体的承力层混纺面料、浮空器囊体和浮空器
技术领域
本发明属于浮空器领域，具体而言，涉及用于浮空器囊体的承力层混纺面料、浮空器囊体和浮空器。
背景技术
浮空器是一种利用轻于空气的气体(氢气、氦气、热气等)提供升力的飞行器，凭借其滞空时间长、节能、环保、经济等优势被广泛应用于军事和民用领域。浮空器囊体材料是浮空器核心结构组件，要求浮空器囊体材料满足高强度、轻质、耐环境性好、抗撕裂性、低的气体渗透性和良好的加工工艺性等性能。
浮空器囊体材料作为主要承重结构，单一的材料无法满足其性能要求，一般为多层复合结构，基本组成包括耐候层、阻氦层、承力层、热封层及其各层之间的粘合剂层。其中承力层为纤维织物层，是囊体材料的核心构建，决定了囊体材料的强度和整体的面密度。现阶段所用的承力层主要包括聚芳酯纤维织物层、芳纶纤维织物层、超高分子量聚乙烯纤维织物层、PBO纤维织物层、聚酰亚胺纤维织物等单一纤维织物，该系列纤维织物性能单一，无法满足囊体材料多功能性的需求，如抗静电性、防霉菌性能的需求；此外，承力层与功能层之间层压复合过程中由于经纬向纤维的滑动容易造成纤维织物纬斜，影响囊体材料加工过程中成品率，造成囊体材料成本的增加。因此，浮空器囊体材料仍有待进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
本申请主要是基于以下问题和发现提出的：为优化承力结构的性能和成本，现有浮空器囊体材料有采用混编承力结构的工艺，承力结构经纬向之间由一种或两种及以上纤维丝编织而成。然而，由于不同纤维丝界面性能差异、强度的差异、以及纤维丝粗细和加捻程度的不同，不仅会造成纤维织物在实际编织工艺过于复杂，而且囊体材料层间复合过程仍存在易出现纬斜、变形和粘接不牢的问题，影响囊体材料的性能和成品率。另外，使浮空器囊体材料具有抗静电性能可以有效保证浮空器在飞行过程中避免遭受雷击后造成的结构性损坏，同时也能避免浮空器在高速飞行过程中由于囊体复合材料导电性能差，进而引起电荷的累积而导致发生***的危险；此外，浮空器一般需要长时间驻空，当投放到临海地区或其他湿热环境条件下，囊体材料容易产生霉菌，进而影响囊体材料整体的性能，进一步影响浮空器的服役寿命。因此，在解决浮空器囊体材料承力性能的同时，也要满足囊体材料对抗静电性、防霉性等性能的需求。
有鉴于此，本发明的目的在于提出用于浮空器囊体的承力层混纺面料、浮空器囊体和浮空器，以解决承力层混纺面料无法满足囊体材料多功能性的需求(包括抗静电性和防霉性)以及囊体材料在制备过程中易发生纬斜导致成品率降低的问题。
在本发明的一个方面，本发明提供了一种用于浮空器囊体的承力层混纺面料。根据本发明的实施例，该承力层混纺面料包括：60～95重量份的承力纤维长丝、1～15重量份的抗菌纤维丝、3～20重量份的导电纤维丝和1～10重量份的热熔丝，所述混纺面料的厚度不大于450微米，所述混纺面料的面密度为5g/m2～250g/m2。发明人发现，通过在承力层混纺面料中掺入导电纤维丝和抗菌纤维丝，可以使承力层混纺面料具有抗静电和抗菌防霉性能，在保证囊体材料所需强度的同时能满足浮空器对囊体材料抗静电和防霉的性能需求；进一步地，通过在承力层混纺面料中掺入热熔丝，热熔丝在囊体材料的层压复合过程中可以在高温条件下熔融，帖覆在其它纤维丝之间或表面起到对混纺面料经纬向的定型的作用，从而既能防止囊体材料在制备过程中发生纬斜导致成品率降低的问题，还能提高纤维丝的过机耐磨性能。
另外，根据本发明上述实施例的用于浮空器囊体的承力层混纺面料还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的实施例，所述导电纤维丝的电导率不低于10-5S/m；和/或，所述热熔纤维的熔点不高于95℃。
根据本发明的实施例，所述混纺面料由混纺纱编织而成；或者，所述混纺面料由混纺纱加捻编织而成，所述混纺纱包括所述承力纤维长丝、所述抗菌纤维丝、所述导电纤维丝和所述热熔丝。
根据本发明的实施例，所述混纺纱加捻后的捻度不大于100捻/米。
根据本发明的实施例，所述混纺纱由所述承力纤维长丝、所述抗菌纤维丝、所述导电纤维丝和所述热熔丝混纺而成。
根据本发明的实施例，承力层混纺面料满足以下条件中的至少之一：所述承力纤维长丝包括选自Vectran纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、氮化硅纤维、聚醚醚酮纤维、Kevlar纤维、聚酰亚胺纤维、芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、脂肪族聚酰胺纤维、脂肪族聚酯纤维、聚对苯撑苯并双噁唑纤维和超高分子量聚乙烯纤维中的至少之一，所述承力纤维长丝的纤度为20～1500旦；所述抗菌纤维丝包括选自麻纤维、铜离子纤维、甲壳素纤维和银离子纤维中的至少之一，所述抗菌纤维丝的纤度为5～75旦；所述导电纤维丝包括选自碳纤维丝、涤纶抗静电长丝、聚乙炔纤维、聚苯胺纤维和导电物质涂覆的有机导电纤维中的至少之一，所述导电纤维丝的纤度为1～100旦；所述热熔丝为尼龙热熔丝和/或涤纶热熔丝，所述热熔丝的纤度为1～150旦。
根据本发明的实施例，所述的混纺面料为平纹织物、斜纹织物、罗纹织物或席纹织物。
根据本发明的实施例，所述混纺面料包括至少一层交织结构，所述至少一层交织结构由至少一层经向混纺纱和至少一层纬向混纺纱交织得到，位于相邻两层经向混纺纱层中的经向混纺纱之间的夹角为0～90度，位于相邻两层纬向混纺纱层中的纬向混纺纱之间的夹角为0～90度；和/或，位于相邻两层交织结构层中的经向混纺纱之间的夹角为0～90度，位于相邻两层交织结构层中的纬向混纺纱之间的夹角为0～90度。
根据本发明的实施例，所述混纺面料的厚度为5～450微米。
在本发明的另一个方面，本发明提供了一种浮空器囊体。根据本发明的实施例，该浮空器囊体包括依次层叠设置的耐候层、第一粘结层、阻氦层、第二粘结层、承力层和热封层，所述承力层采用前面所述的承力层混纺面料。与现有技术相比，该浮空器囊体不仅易加工，而且兼具高强度、抗静电、防霉、轻质、耐环境性好、抗撕裂性、低的气体渗透性和良好的加工工艺性等性能，且在制备过程中不易发生纬斜，成品率较高，且耐磨性较好。
在本发明的再一个方面，本发明提供了一种浮空器。根据本发明的实施例，该浮空器包括前面所述的浮空器囊体或前面所述的承力层混纺面料。该浮空器具有前面所述的浮空器囊体或前面所述的承力层混纺面料所具有的全部特征以及优点，在此不再一一赘述。
本发明具有以下有益的技术效果：
1、承力层混纺面料可以保证囊体材料在所需强度的同时还具有抗静电和抗菌防霉性能，满足了浮空器对囊体材料抗静电和防霉的性能需求。
2、承力层混纺面料中添加了低熔点的热熔丝，在囊体材料的层压复合过程中，热熔丝在高温条件下熔融帖覆在其它纤维丝之间或表面起到对混纺面料经纬向的定型的作用，从而既能防止囊体材料在制备过程中发生纬斜进而导致成品率降低的问题，还能提高纤维丝的过机耐磨性能。
3、可以使浮空器囊体兼具高强度、抗静电、防霉、轻质、耐环境性好、抗撕裂性、低的气体渗透性和良好的加工工艺性等性能，且在制备过程中不易发生纬斜，成品率较高，且耐磨性较好。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的平纹编织的承力层混纺面料的结构示意图。
图2是根据本发明一个实施例的囊体材料的结构示意图。
图3是根据本发明一个实施例的囊体材料拉伸强度和撕裂强度测试的实物图片。
其中：
1-耐候层，2-第一粘结层，3-阻氦层，4-第二粘结层，5-承力层，6-热封层，7-囊体材料膜布之间粘接性差撕裂样条的状态实物图，8-囊体材料膜布之间粘接性优撕裂样条的状态实物图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明提供了一种用于浮空器囊体的承力层混纺面料。根据本发明的实施例，该承力层混纺面料包括：60～95重量份的承力纤维长丝、1～15重量份的抗菌纤维丝、3～20重量份的导电纤维丝和1～10重量份的热熔丝，混纺面料的厚度不大于450微米，混纺面料的面密度为5g/m2～250g/m2。发明人发现，通过在承力层混纺面料中掺入导电纤维丝和抗菌纤维丝，可以使承力层混纺面料具有抗静电和抗菌防霉性能，在保证囊体材料所需强度的同时能满足浮空器对囊体材料抗静电和防霉的性能需求；进一步地，通过在承力层混纺面料中掺入热熔丝，热熔丝在囊体材料的层压复合过程中可以在高温条件下熔融，帖覆在其它纤维丝之间或表面起到对混纺面料经纬向的定型的作用，从而既能防止囊体材料在制备过程中发生纬斜导致成品率降低的问题，还能提高纤维丝的过机耐磨性能。
下面对本发明上述实施例的用于浮空器囊体的承力层混纺面料进行详细描述。
根据本发明的实施例，浮空器中，囊体的质量越轻越有利于实现浮空效果，因此期望囊体材料的重量越轻越好，而承力层作为浮空器的主要承重结构，其重量决定了囊体材料的整体重量，在保证承力层整体强度和承重效果的前提下，混纺面料的面密度越小越好，但随着混纺面料的面密度降低，又会对囊体材料的强度及承重需求产生不利影响，本发明中通过控制承力层混纺面料的面密度为5g/m2～250g/m2(例如可以为20g/m2、30g/m2、40g/m2、50g/m2、60g/m2、70g/m2、80g/m2、90g/m2、100g/m2、110g/m2、120g/m2、130g/m2、140g/m2、150g/m2、160g/m2、170g/m2、180g/m2、190g/m2、200g/m2、210g/m2、220g/m2、230g/m2或240g/m2等)，可以更好的兼顾囊体材料的强度、承重及浮空效果。
根据本发明的实施例，发明人发现，承力纤维长丝决定了承力层混纺面料的整体强度及承重能力，现有的抗菌纤维丝、导电纤维丝和热熔丝的强度普遍不高，以承力纤维长丝的含量为基准，若混纺面料中抗菌纤维丝、导电纤维丝和热熔丝的含量过高，一方面会导致混纺面料的整体强度及承重能力较差，另一方面会导致混纺面料的面密度过高，影响囊体的浮空效果；而若抗菌纤维丝的含量过少，对混纺面料防霉性能的改善效果不明显；若导电纤维丝的含量过少，对混纺面料抗静电性能的改善效果不明显；若热熔丝的含量过少，在进行层压复合制备囊体材料时，又不能有效解决经纬向纤维滑动易产生纬斜的问题以及随之产生的成品率下降的问题，本发明中通过控制混纺面料包括60～95重量份的承力纤维长丝(如65重量份、70重量份、75重量份、80重量份、85重量份或90重量份等)、1～15重量份的抗菌纤维丝(如2重量份、4重量份、6重量份、8重量份、10重量份、12重量份或14重量份等)、3～20重量份的导电纤维丝(如4重量份、6重量份、8重量份、10重量份、12重量份或14重量份等)和1～10重量份的热熔丝(如3重量份、5重量份、7重量份或9重量份等)，一方面，既可以在保证囊体材料所需强度的同时满足浮空器对囊体材料抗静电和防霉的性能需求，又能防止囊体材料在制备过程中发生纬斜导致成品率降低的问题，同时还能提高纤维丝的过机耐磨性能；另一方面，更有利于将混纺面料的面密度控制在5g/m2～250g/m2(例如可以为20g/m2、30g/m2、40g/m2、50g/m2、60g/m2、70g/m2、80g/m2、90g/m2、100g/m2、110g/m2、120g/m2、130g/m2、140g/m2、150g/m2、160g/m2、170g/m2、180g/m2、190g/m2、200g/m2、210g/m2、220g/m2、230g/m2或240g/m2等)，从而能够达到更好的浮空效果。
根据本发明的实施例，导电纤维丝的电导率可以不低于10-5S/m，发明人发现，若导电纤维丝的电导率过低，在相同用量的基础上达到的抗静电效果较差，为获得所需的抗静电效果，需要使用更多添加量的导电纤维丝，而导电纤维丝的添加量过多不仅会影响承力层混纺面料的整体强度及承重效果，还会导致混纺面料的面密度增加，本发明中通过控制导电纤维丝的电导率为上述范围，可以在较少用量的基础上达到更好的抗静电效果，不会对混纺面料的整体强度及面密度产生明显的负面效果。
根据本发明的实施例，热熔纤维的熔点可以不高于95℃，例如可以为85℃、70℃或50℃等，发明人发现，若热熔纤维的熔点过高，一方面会导致层压复合制备囊体材料所需的温度较高，增加不必要的生产成本，另一方面，过高的层压复合温度也可能会对其它纤维丝造成损伤，影响混纺面料的综合性能，本发明中通过选用熔点不高于95℃的热熔纤维，可以在较低的层压复合温度下熔融并帖覆在其它纤维丝之间或表面起到对混纺面料经纬向的定型的作用，从而既能降低制备工艺难度及生产成本，又能防止囊体材料在制备过程中发生纬斜导致成品率降低的问题，同时还能提高纤维丝的过机耐磨性能。
根据本发明的实施例，混纺面料可以由混纺纱编织而成，其中，混纺纱包括承力纤维长丝、抗菌纤维丝、导电纤维丝和热熔丝，由此可以使各种纤维丝组分均匀分布，避免出现因不同纤维界面性能差异、或因强度差异或纤维粗细不同等原因导致的实际编织工艺过于复杂，且囊体材料层间复合过程仍存在易出现纬斜、变形和粘接不牢等的问题，提高囊体材料的性能和成品率。进一步地，混纺面料还可以由混纺纱加捻编织而成，其中，通过先对混纺纱加捻再进行编织可以进一步提高混纺面料整体强度和承重效果。优选地，混纺纱可以仅由承力纤维长丝、抗菌纤维丝、导电纤维丝和热熔丝混纺而成，由此可以更好的兼顾承力层混纺面料的强度、承重效果和面密度。
根据本发明的实施例，混纺纱加捻后的捻度可以不大于100捻/米，例如可以为5捻/米、10捻/米、20捻/米、30捻/米、40捻/米、50捻/米、60捻/米、70捻/米、80捻/米或90捻/米等，发明人发现，若捻度过高，可能会导致承力层的纤维丝与阻氦层和热封层之间的接触面积变小，影响承力层与阻氦层和热封层之间的粘结效果，进而影响浮空器囊体材料的品质，本发明中通过控制混纺纱加捻后的捻度为上述范围，可以进一步保证浮空器囊体材料的综合性能，满足其对高强度、抗静电、防霉、轻质、耐环境性好、抗撕裂性、低的气体渗透性、耐磨性和良好的加工工艺性等综合性能的需求，提高其成品率。
根据本发明的实施例，承力层混纺面料采用的承力纤维长丝的种类并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，承力纤维长丝可以包括选自Vectran纤维(即芳香族聚酯液晶纤维)、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、氮化硅纤维、聚醚醚酮纤维、Kevlar纤维(即芳纶复合纤维)、聚酰亚胺纤维、芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、脂肪族聚酰胺纤维、脂肪族聚酯纤维、聚对苯撑苯并双噁唑纤维和超高分子量聚乙烯纤维中的至少之一，承力纤维长丝的纤度可以为20～1500旦(简称D)，本发明中通过选用上述种类的承力纤维长丝，可以进一步保证承力层混纺面料具有较好的整体强度及承重效果，且不会导致混纺面料的面密度过高。需要说明的是，超高分子量聚乙烯纤维是指分子量在100万～500万的聚乙烯所纺出的纤维。
根据本发明的实施例，承力层混纺面料采用的抗菌纤维丝的种类并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，抗菌纤维丝可以包括选自麻纤维、铜离子纤维、甲壳素纤维和银离子纤维中的至少之一，抗菌纤维丝的纤度可以为5～75旦，本发明中通过选用上述种类的抗菌纤维丝可以在较少用量的基础上达到较好的抗菌防霉效果，且不会明显增加混纺面料的面密度。
根据本发明的实施例，承力层混纺面料采用的导电纤维丝的种类并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，优选选用电导率较高且密度较低的导电纤维丝，例如，导电纤维丝可以包括选自碳纤维丝、涤纶抗静电长丝、聚乙炔纤维、聚苯胺纤维和导电物质涂覆的有机导电纤维中的至少之一，导电纤维丝的纤度可以为1～100旦，本发明中通过选用上述种类的导电纤维丝可以在较少用量的基础上达到较好的抗静电效果，且不会明显增加混纺面料的面密度。
根据本发明的实施例，承力层混纺面料采用的热熔丝的种类并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，优选选用具有较低熔点和较低密度的热熔丝，例如，热熔丝可以为尼龙热熔丝和/或涤纶热熔丝，热熔丝的纤度为1～150旦，本发明中通过选用上述种类的热熔丝可以在较低的层压复合温度下熔融实现对混纺面料经纬向的定型的作用，解决囊体材料在制备过程中易发生纬斜导致成品率降低的问题，并提高纤维丝的过机耐磨性能，同时不会明显增加混纺面料的面密度。
根据本发明的实施例，承力层混纺面料的编织结构并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要灵活选择，例如，该混纺面料可以为平纹织物(如图1所示)、斜纹织物、罗纹织物或席纹织物等。由此，可以根据实际需要满足混纺面料的强度、耐磨性、柔性、平整性等实际需求。
根据本发明的实施例，承力层混纺面料可以包括至少一层交织结构，至少一层交织结构可以由至少一层经向混纺纱和至少一层纬向混纺纱交织得到，其中，位于相邻两层经向混纺纱层中的经向混纺纱之间的夹角为0～90度(如可以为30度、45度或60度等)，位于相邻两层纬向混纺纱层中的纬向混纺纱之间的夹角为0～90度(如可以为30度、45度或60度等)；和/或，位于相邻两层交织结构层中的经向混纺纱之间的夹角为0～90度(如可以为30度、45度或60度等)，位于相邻两层交织结构层中的纬向混纺纱之间的夹角为0～90度(如可以为30度、45度或60度等)，当位于不同经/纬向混纺纱层中的经/纬向混纺纱之间的夹角不为零时可以进一步提高混纺面料的抗撕裂性能，例如：该混纺面料可以由一层经向混纺纱和一层纬向混纺纱交织得到；或可以由两层经向混纺纱和一层纬向混纺纱交织得到，位于该两层经向混纺纱层中的经向混纺纱之间的夹角为0～90度；或可以由一层经向混纺纱和两层纬向混纺纱交织得到，位于该两层纬向混纺纱中的纬向混纺纱之间的夹角为0～90度；或由两层经向混纺纱和两层纬向混纺纱交织得到，位于该两层经向混纺纱层中的经向混纺纱之间的夹角为0～90度且位于该两层纬向混纺纱中的纬向混纺纱之间的夹角为0～90度，等等。优选该混纺面料由不大于3层的经向混纺纱和不大于3层的纬向混纺纱交织得到且经向混纺纱和纬向混纺纱的层数可以相同，发明人发现，选择多层交织结构更有利于提高混纺面料的整体强度及承重效果，特别是可以有效提高所制备囊体材料的抗撕裂性能，但过高层数的交织结构可能会导致混纺面料过硬或与阻氦层和热封层的粘结效果变差，增加浮空器囊体(材料)的制备难度，影响浮空器囊体的使用性能，本发明中通过控制承力层混纺面料为上述交织结构，可以在保证浮空器囊体(材料)制备工艺和使用性能的前提下进一步提高混纺面料的整体强度及承重效果。
根据本发明的实施例，承力层混纺面料的厚度可以为5～450微米，例如可以为25微米、50微米、75微米、100微米、125微米、150微米、175微米、200微米、225微米、250微米、275微米、300微米、350微米、400微米等。发明人发现，若混纺面料的厚度过小，难以保证其用作承力层时的整体强度，而若混纺面料的厚度过大，又会导致其面密度显著增加，本发明中通过控制承力层混纺面料的厚度为上述范围，可以更好的兼顾承力层混纺面料的强度、承重效果和面密度，保证浮空效果。
在本发明的另一个方面，本发明提供了一种浮空器囊体。根据本发明的实施例，参考图2理解，该浮空器囊体包括依次层叠设置的耐候层1、第一粘结层2、阻氦层3、第二粘结层4、承力层5和热封层6，承力层6采用前面的承力层混纺面料。与现有技术相比，该浮空器囊体不仅易加工，而且兼具高强度、抗静电、防霉、轻质、耐环境性好、抗撕裂性、低的气体渗透性和良好的加工工艺性等性能，且在制备过程中不易发生纬斜，成品率较高，且耐磨性较好。需要说明的是，针对前面所述的承力层混纺面料所描述的特征及效果同样适用于该浮空器囊体，此处不再一一赘述。
在本发明的再一个方面，本发明提供了一种浮空器。根据本发明的实施例，该浮空器包括前面的浮空器囊体或前面的承力层混纺面料。该浮空器具有前面的浮空器囊体或前面的承力层混纺面料所具有的全部特征以及优点，在此不再一一赘述。
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
以下实施例及对比例涉及到的性能测试方法如下：
1、面密度测试：根据国家标准GB/T4669-2008《纺织品机织物单位长度质量和单位面积质量的测定》。
2、拉伸强度测试：根据美国标准FED-STD-191A5102，进行测定。
3、表面电阻的测试：根据国家标准GB/T22042-2008《服装防静电性能表面电阻率实验方法》进行测定。
4、霉菌测试：根据国军标GJB 150.9A《军用装备实验室环境试验方法第10部分霉菌实验》进行测定。
实施例1
混纺面料的制备：
所用聚酰亚胺纤维丝的线密度为350旦，在混纺面料中的质量占比为70wt％；银离子纤维线密度为50旦，在混纺面料中的质量占比为10wt％；涤纶抗静电长丝线密度为50旦，在混纺面料中的质量占比为10wt％；尼龙热熔丝线密度为50旦，在混纺面料中的质量占比为10wt％。首先将上述各纤维丝制成混纺纱，然后对经纬向的纤维丝分别加捻20捻/米，最后采用平纹编织工艺，编织密度为(经/纬)14×13根/cm，所制备的混纺面料的面密度为120g/m2。
浮空器囊体材料的制备：浮空器囊体材料耐候层选用20微米的PVF膜、阻氦层的厚度为12微米，是以PET为基材且基材表面有氧化硅镀膜的阻隔膜、热封层为30微米的热塑性聚氨酯膜，承力层选用上述面料，各层之间通过双组份聚氨酯粘合剂粘接，其中PVF膜与阻隔膜之间的第一粘结层的厚度为9微米，阻隔膜与承力层之间的第二粘结层的厚度为21微米，热封层通过淋膜TPU层实现，各层的层压复合温度为85℃、复合压力0.5MPa，所制备的囊体材料的面密度为260g/m2。
实施例2
混纺面料的制备：
所用PBO(聚对苯撑苯并双噁唑)纤维丝的线密度为150旦，在混纺面料中的质量占比为60.0wt％；铜离子纤维线密度为25旦，在混纺面料中的质量占比为10wt％；涤纶抗静电长丝线密度为50旦，在混纺面料中的质量占比为20wt％；尼龙热熔丝线密度为25旦，在混纺面料中的质量占比为10wt％。首先将上述纤维丝制成混纺纱，然后对经纬向的纤维丝分别加捻5捻/米，最后采用平纹编织工艺，编织密度为(经/纬)12×12根/cm，所制备的混纺面料的面密度为85g/m2。
浮空器囊体材料的制备：
浮空器囊体材料耐候层选用20微米的PVF膜、阻氦层的厚度为6微米，是以PET为基材且基材表面有氧化硅镀膜的阻隔膜、热封层为30微米的热塑性聚氨酯膜，承力层选用上述面料，各层之间通过双组份聚氨酯粘合剂粘接，其中PVF膜与阻隔膜之间的第一粘结层的厚度为9微米，阻隔膜与承力层之间的第二粘结层的厚度为15微米，热封层通过淋膜TPU层实现，层压复合温度为85℃，复合压力0.5MPa所制备的囊体材料的面密度为150g/m2。
实施例3
混纺面料的制备：
所用Vectran纤维丝的线密度为200旦，在混纺面料中的质量占比为66.7wt％；银离子纤维线密度为25旦，在混纺面料中的质量占比为8.3wt％；涤纶抗静电长丝线密度为50旦，在混纺面料中的质量占比为16.7wt％；尼龙热熔丝线密度为25旦，在混纺面料中的质量占比为8.3wt％。首先将上述纤维丝制成混纺纱，然后对经纬向的纤维丝分别加捻20捻/米，最后采用平纹编织工艺，编织密度为(经/纬)13×12根/cm，所制备的混纺面料的面密度为95g/m2。
浮空器囊体材料的制备：
浮空器囊体材料耐候层选用20微米的PVF膜、阻氦层的厚度为6微米，是以PET为基材且基材表面有氧化硅镀膜的阻隔膜、热封层为30微米的热塑性聚氨酯膜，承力层选用上述面料，各层之间通过双组份聚氨酯粘合剂粘接，其中PVF膜与阻隔膜之间的第一粘结层的厚度为9微米，阻隔膜与承力层之间的第二粘结层的厚度为21微米，热封层通过淋膜TPU层实现，层压复合温度为85℃、复合压力0.5MPa，所制备的囊体材料的面密度为200g/m2。
实施例4
混纺面料的制备：
所用超高分子量聚乙烯纤维丝的线密度为300旦，在混纺面料中的质量占比为72.4wt％；银离子纤维线密度为50旦，在混纺面料中的质量占比为12.0wt％；涤纶抗静电长丝线密度为50旦，在混纺面料中的质量占比为12.0wt％；尼龙热熔丝线密度为15旦，在混纺面料中的质量占比为3.6wt％。首先将上述纤维丝制成混纺纱，然后对经纬向的纤维丝分别加捻20捻/米，最后采用平纹编织工艺，编织密度为(经/纬)12×12根/cm，所制备的混纺面料的面密度为90g/m2。
浮空器囊体材料的制备：
浮空器囊体材料耐候层选用20微米的PVF膜、阻氦层的厚度为12微米，是以PET为基材且基材表面有氧化硅镀膜的阻隔膜、热封层为30微米的热塑性聚氨酯膜，承力层选用上述面料，各层之间通过双组份聚氨酯粘合剂粘接，其中PVF膜与阻隔膜之间的第一粘结层的厚度为12微米，阻隔膜与承力层之间的第二粘结层的厚度为20微米，热封层通过淋膜TPU层实现，层压复合温度为65℃，复合压力0.3MPa。所制备的囊体材料的面密度为210g/m2。
实施例5
混纺面料的制备：
所用聚酰亚胺纤维丝的线密度为360旦，在混纺面料中的质量占比为72wt％；银离子纤维线密度为75旦，在混纺面料中的质量占比为15wt％；涤纶抗静电长丝线密度为15旦，在混纺面料中的质量占比为3wt％；尼龙热熔丝线密度为50旦，在混纺面料中的质量占比为10wt％。首先将上述各纤维丝制成混纺纱，然后对经纬向的纤维丝分别加捻20捻/米，最后采用平纹编织工艺，编织密度为(经/纬)12×11根/cm，所制备的混纺面料的面密度为125g/m2。
浮空器囊体材料的制备：浮空器囊体材料耐候层选用20微米的PVF膜、阻氦层的厚度为12微米，是以PET为基材且基材表面有氧化硅镀膜的阻隔膜、热封层为30微米的热塑性聚氨酯膜，承力层选用上述面料，各层之间通过双组份聚氨酯粘合剂粘接，其中PVF膜与阻隔膜之间的第一粘结层的厚度为12微米，阻隔膜与承力层之间的第二粘结层的厚度为21微米，热封层通过淋膜TPU层实现，各层的层压复合温度为85℃、复合压力0.5MPa，所制备的囊体材料的面密度为260g/m2。
实施例6
混纺面料的制备：
所用聚酰亚胺纤维丝的线密度为415旦，在混纺面料中的质量占比为83wt％；银离子纤维线密度为5旦，在混纺面料中的质量占比为1wt％；涤纶抗静电长丝线密度为75旦，在混纺面料中的质量占比为15wt％；尼龙热熔丝线密度为5旦，在混纺面料中的质量占比为1wt％。首先将上述各纤维丝制成混纺纱，然后对经纬向的纤维丝分别加捻20捻/米，最后采用平纹编织工艺，编织密度为(经/纬)12×11根/cm，所制备的混纺面料的面密度为125g/m2。
浮空器囊体材料的制备：浮空器囊体材料耐候层选用20微米的PVF膜、阻氦层的厚度为12微米，是以PET为基材且基材表面有氧化硅镀膜的阻隔膜、热封层为30微米的热塑性聚氨酯膜，承力层选用上述面料，各层之间通过双组份聚氨酯粘合剂粘接，其中PVF膜与阻隔膜之间的第一粘结层的厚度为15微米，阻隔膜与承力层之间的第二粘结层的厚度为21微米，热封层通过淋膜TPU层实现，各层的层压复合温度为85℃、复合压力0.5MPa，所制备的囊体材料的面密度为260g/m2。
实施例7
混纺面料的制备：
所用聚酰亚胺纤维丝的线密度为385旦，在混纺面料中的质量占比为77wt％；银离子纤维线密度为40旦，在混纺面料中的质量占比为8wt％；涤纶抗静电长丝线密度为45旦，在混纺面料中的质量占比为9wt％；尼龙热熔丝线密度为30旦，在混纺面料中的质量占比为6wt％。首先将上述各纤维丝制成混纺纱，然后对经纬向的纤维丝分别加捻20捻/米，最后采用平纹编织工艺，编织密度为(经/纬)12×11根/cm，所制备的混纺面料的面密度为125g/m2。
浮空器囊体材料的制备：浮空器囊体材料耐候层选用20微米的PVF膜、阻氦层的厚度为12微米，是以PET为基材且基材表面有氧化硅镀膜的阻隔膜、热封层为30微米的热塑性聚氨酯膜，承力层选用上述面料，各层之间通过双组份聚氨酯粘合剂粘接，其中PVF膜与阻隔膜之间的第一粘结层的厚度为15微米，阻隔膜与承力层之间的第二粘结层的厚度为21微米，热封层通过淋膜TPU层实现，各层的层压复合温度为85℃、复合压力0.5MPa，所制备的囊体材料的面密度为260g/m2。
对比例1
混纺面料的制备：
所用聚酰亚胺纤维丝的线密度为160旦，在混纺面料中的质量占比为35wt％；银离子纤维线密度为125旦，在混纺面料中的质量占比为25wt％；涤纶抗静电长丝线密度为125旦，在混纺面料中的质量占比为25wt％；尼龙热熔丝线密度为75旦，在混纺面料中的质量占比为15wt％。首先将上述各纤维丝制成混纺纱，然后对经纬向的纤维丝分别加捻20捻/米，最后采用平纹编织工艺，编织密度为(经/纬)12×11根/cm，所制备的混纺面料的面密度为125g/m2。
浮空器囊体材料的制备：浮空器囊体材料耐候层选用20微米的PVF膜、阻氦层的厚度为12微米，是以PET为基材且基材表面有氧化硅镀膜的阻隔膜、热封层为30微米的热塑性聚氨酯膜，承力层选用上述面料，各层之间通过双组份聚氨酯粘合剂粘接，其中PVF膜与阻隔膜之间的第一粘结层的厚度为15微米，阻隔膜与承力层之间的第二粘结层的厚度为21微米，热封层通过淋膜TPU层实现，各层的层压复合温度为85℃、复合压力0.5MPa，所制备的囊体材料的面密度为260g/m2。
对比例2
混纺面料的制备：
所用聚酰亚胺纤维丝的线密度为415旦，在混纺面料中的质量占比为83wt％；银离子纤维线密度为40旦，在混纺面料中的质量占比为8wt％；涤纶抗静电长丝线密度为45旦，在混纺面料中的质量占比为9wt％。首先将上述各纤维丝制成混纺纱，然后对经纬向的纤维丝分别加捻20捻/米，最后采用平纹编织工艺，编织密度为(经/纬)12×11根/cm，所制备的混纺面料的面密度为125g/m2。
浮空器囊体材料的制备：浮空器囊体材料耐候层选用20微米的PVF膜、阻氦层的厚度为12微米，是以PET为基材且基材表面有氧化硅镀膜的阻隔膜、热封层为30微米的热塑性聚氨酯膜，承力层选用上述面料，各层之间通过双组份聚氨酯粘合剂粘接，其中PVF膜与阻隔膜之间的第一粘结层的厚度为15微米，阻隔膜与承力层之间的第二粘结层的厚度为21微米，热封层通过淋膜TPU层实现，各层的层压复合温度为85℃、复合压力0.5MPa，所制备的囊体材料的面密度为260g/m2(囊体材料经纬向之间的纬斜率大于10％)。
对比例3
混纺面料的制备：
所用聚酰亚胺纤维丝的线密度为350旦，在混纺面料中的质量占比为70wt％；银离子纤维线密度为50旦，在混纺面料中的质量占比为10wt％；涤纶抗静电长丝线密度为50旦，在混纺面料中的质量占比为10wt％；尼龙热熔丝线密度为50旦，在混纺面料中的质量占比为10wt％。首先将上述各纤维丝制成混纺纱，然后对经纬向的纤维丝分别加捻150捻/米，最后采用平纹编织工艺，编织密度为(经/纬)12×11根/cm，所制备的混纺面料的面密度为125g/m2。
浮空器囊体材料的制备：浮空器囊体材料耐候层选用20微米的PVF膜、阻氦层的厚度为12微米，是以PET为基材且基材表面有氧化硅镀膜的阻隔膜、热封层为30微米的热塑性聚氨酯膜，承力层选用上述面料，各层之间通过双组份聚氨酯粘合剂粘接，其中PVF膜与阻隔膜之间的第一粘结层的厚度为15微米，阻隔膜与承力层之间的第二粘结层的厚度为21微米，热封层通过淋膜TPU层实现，各层的层压复合温度为85℃、复合压力0.5MPa，所制备的囊体材料的面密度为260g/m2。
对比例4
面料制备：
将聚酰亚胺纤维长丝的线密度500D，作为纤维布经纬向的纤维丝，纤维编织前分别加捻20捻/米，采用平纹编织工艺，编织密度为(经/纬)12×11根/cm，所制备面料的面密度为125g/m2。
浮空器囊体材料的制备：浮空器囊体材料耐候层选用20微米的PVF膜、阻氦层的厚度为12微米，是以PET为基材且基材表面有氧化硅镀膜的阻隔膜、热封层为30微米的热塑性聚氨酯膜，承力层选用上述面料，各层之间通过双组份聚氨酯粘合剂粘接，其中PVF膜与阻隔膜之间的第一粘结层的厚度为15微米，阻隔膜与承力层之间的第二粘结层的厚度为21微米，热封层通过淋膜TPU层实现，各层的层压复合温度为85℃、复合压力0.5MPa，所制备的囊体材料的面密度为260g/m2。
根据以上实施例和对比例所制备的面料和囊体材料分别进行了相关性能的测试和验证。(1)混纺面料抗静电性能的测试
将混纺面料裁切成15厘米×15厘米大小，在表面电阻仪上参照标准《GB/T22042-2008》进行测试，相关测试结果，见表1。
表1混纺面料抗静电性能的测试结果
Figure BDA0003712331860000141
Figure BDA0003712331860000151
如表1所示，由实施例1～7与对比例4表面电阻对比发现，混纺面料中添加抗静电纤维丝可以明显降低面料的表面电阻，使制备的混纺面料表现出优异的抗静电性能，满足浮空器囊体材料的需求。其中，实施例1和对比例3中混纺面料的表面电阻不同是由于对比文件3捻数增大导致抗静电纤维的接触性变差，导致表面电阻变大。
(2)混纺面料抗菌性能测试
本发明对以上实施例和对比例中的混纺面料的抗菌性考察主要经过两个方面：一方面考察是面料自身对黑曲霉菌、绳状青霉菌和黄曲霉菌的抑菌性能，即上述菌种喷涂到面料表面，在100W灯照射1h，对织物表面菌种灭杀率的测试；另一方面将使用本发明面料制备的囊体材料在湿度为90％,温度为20℃～30℃条件下放置3个月，对囊体材料织物表面霉斑的确认。测试结果见表2。
表2混纺面料抗菌性能测试结果
Figure BDA0003712331860000152
注：a)混纺面料抑菌率测试所用的菌种培养液中包括黑曲霉菌、绳状青霉和黄曲菌，三者之间的数量比例为1：1：1，其中菌种总浓度为100000个/L；b)囊体材料耐湿热老化实验的条件为温度60℃、湿度90％RH，湿热老化时间为3个月。
如表2所示，由实施例1～7与对比例4制备面料的抗菌性能以及制备囊体材料的湿热环境中存放的表面的状态的变化对比发现，混纺面料中添加抗菌纤维丝可以明显降低面料的抗菌性能，特别是在湿热环境中存放的稳定性，可保证囊体材料的60℃、90％RH高温高湿环境中存放三个月未发现霉菌，而对比例4制备的囊体材料60℃、90％RH高温高湿环境存放三个月出现了霉菌造成黑点。
(3)混纺面料强度性能及粘接性能的确认
本发明对以上实施例和对比例中的混纺面料制备的囊体材料，进行综合性能考察，包括拉伸强度、撕裂强度、膜布之间剥离力的测试，其中膜布之间的剥离力是指阻隔膜与纤维织物之间的剥离力。测试结果见表3。
表3混纺面料强度性能及粘接性能测试结果
Figure BDA0003712331860000161
由表3可知，从实施例1～7所制备的囊体材料的强度性能分析，采用本发明的混纺面料所制备的囊体材料均表现出优异的强度性能，并且囊体材料膜布之间的粘接性能优异，膜布之间的剥离力大于15N/cm。对比例1中由于成立纤维比例较低，与实施例5～7相比所制备的囊体材料的强度性能明显偏低；对比例2中由于混纺面料中未加热熔丝，所制备的囊体材料的膜布之间的粘接性能变差(膜布剥离力2.5N/cm)，造成囊体材料的拉伸强度偏低，撕裂测试过程中由于膜布分层纤维丝的聚集引起剥离强度的异常偏高(见图3)；对比例3中混纺面料纤维丝虽然比例满足本发明要求，但是由于面料加捻次数过多，造成囊体材料制备过程中面料与阻氦薄膜复合过程中接触面积小，影响膜布之间的粘接性能，出现如对比例2相同的现象；对比例4中混面料完全采用承力纤维丝，与实施5～7相比，相同工艺条件下制备的囊体材料，由于膜布之间的粘接性能较差，使囊体材料的拉伸强度没有表现出较优的状态。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于浮空器囊体的承力层混纺面料，其特征在于，包括：60～95重量份的承力纤维长丝、1～15重量份的抗菌纤维丝、3～20重量份的导电纤维丝和1～10重量份的热熔丝，所述混纺面料的厚度不大于450微米，所述混纺面料的面密度为5g/m2～250g/m2。
2.根据权利要求1所述的承力层混纺面料，其特征在于，所述导电纤维丝的电导率不低于10-5S/m；和/或，所述热熔纤维的熔点不高于95℃。
3.根据权利要求1或2所述的承力层混纺面料，其特征在于，所述混纺面料由混纺纱编织而成；或者，所述混纺面料由混纺纱加捻编织而成，所述混纺纱包括所述承力纤维长丝、所述抗菌纤维丝、所述导电纤维丝和所述热熔丝。
4.根据权利要求3所述的承力层混纺面料，其特征在于，所述混纺纱加捻后的捻度不大于100捻/米。
5.根据权利要求3所述的承力层混纺面料，其特征在于，所述混纺纱由所述承力纤维长丝、所述抗菌纤维丝、所述导电纤维丝和所述热熔丝混纺而成。
6.根据权利要求1或2所述的承力层混纺面料，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：
所述承力纤维长丝包括选自Vectran纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、氮化硅纤维、聚醚醚酮纤维、Kevlar纤维、聚酰亚胺纤维、芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、脂肪族聚酰胺纤维、脂肪族聚酯纤维、聚对苯撑苯并双噁唑纤维和超高分子量聚乙烯纤维中的至少之一，所述承力纤维长丝的纤度为20～1500旦；
所述抗菌纤维丝包括选自麻纤维、铜离子纤维、甲壳素纤维和银离子纤维中的至少之一，所述抗菌纤维丝的纤度为5～75旦；
所述导电纤维丝包括选自碳纤维丝、涤纶抗静电长丝、聚乙炔纤维、聚苯胺纤维和导电物质涂覆的有机导电纤维中的至少之一，所述导电纤维丝的纤度为1～100旦；
所述热熔丝为尼龙热熔丝和/或涤纶热熔丝，所述热熔丝的纤度为1～150旦。
7.根据权利要求3所述的承力层混纺面料，其特征在于，所述混纺面料为平纹织物、斜纹织物、罗纹织物或席纹织物；
任选地，所述混纺面料包括至少一层交织结构，所述至少一层交织结构由至少一层经向混纺纱和至少一层纬向混纺纱交织得到，位于相邻两层经向混纺纱层中的经向混纺纱之间的夹角为0～90度，位于相邻两层纬向混纺纱层中的纬向混纺纱之间的夹角为0～90度；和/或，位于相邻两层交织结构层中的经向混纺纱之间的夹角为0～90度，位于相邻两层交织结构层中的纬向混纺纱之间的夹角为0～90度。
8.根据权利要求1或7所述的承力层混纺面料，其特征在于，所述混纺面料的厚度为5～450微米。
9.一种浮空器囊体，其特征在于，包括依次层叠设置的耐候层、第一粘接层、阻氦层、第二粘接层、承力层和热封层，所述承力层采用权利要求1～8中任一项所述的承力层混纺面料。
10.一种浮空器，其特征在于，包括权利要求9所述的浮空器囊体或权利要求1～8中任一项所述的承力层混纺面料。
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