降落傘傘衣面料的開發(fā)

趙釗輝

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇無錫，214400）

降落傘傘衣面料不僅要輕薄柔軟、具備一定的強(qiáng)力和優(yōu)異的防撕裂性能，同時還必須具備特定的透氣性。傘衣面料的透氣量大致可以分為三個級別：小透氣量為 200 L/（m2·s）～300 L/（m2·s）；中 透 氣 量 為 400 L/（m2·s）～600 L/（m2·s）；大透氣量為 750 L/（m2·s）以上［1］。應(yīng)某紡織企業(yè)對傘衣面料的要求，設(shè)計生產(chǎn)了一款小透氣量降落傘傘衣面料，其性能要求：成品門幅110 cm，成品經(jīng)密510根/10 cm，單位面積質(zhì)量≤59 g/m2，經(jīng)、緯向斷裂強(qiáng)力≥560 N，經(jīng)、緯向斷裂伸長率≥30%。

1 產(chǎn)品設(shè)計

1.1 紗線設(shè)計

輕薄柔軟是傘衣面料的基本要求，因此傘衣面料必須采用細(xì)特復(fù)絲。細(xì)特是織物輕薄的根本，復(fù)絲則能確?？椢锶彳洝ｅ\綸長絲以其輕質(zhì)、高強(qiáng)、彈性好、耐磨等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為降落傘傘衣面料的首選材料。為了避免降落傘在降落開傘時局部傘衣溫度瞬時達(dá)到纖維的熔點(diǎn)溫度，經(jīng)、緯紗均采用高熔點(diǎn)的5 tex/12 F錦綸66長絲（比錦綸6長絲的熔點(diǎn)高40℃左右）［2］。

1.2 織物組織設(shè)計

典型的傘衣面料以平紋組織為基礎(chǔ)，并在間隔一定距離的經(jīng)緯向各增加一組紗線，以重平和方平組織交織。采用這類織物組織的出發(fā)點(diǎn)是增強(qiáng)織物的防撕裂性能［3］。本文采用變化平紋組織，利用機(jī)織物虛擬現(xiàn)實(shí)智能生產(chǎn)系統(tǒng)，可以直觀地模擬該織物組織的三維效果，如圖1所示。從圖1的正面視角圖和側(cè)面視角圖可清晰地看出重平組織形成的一道道格柵。

圖1 變化平紋組織圖及正、側(cè)面視角圖

1.3 密度設(shè)計

根據(jù)織物上機(jī)密度的勃萊依經(jīng)驗公式Pmax=K× 1000/Ntex×Fm，其中Pmax為經(jīng)緯紗最大上機(jī)密度（根/10 cm），K為紗線按不同紡紗方法和不同線密度時的常數(shù)，錦綸長絲取40.6［4］，Ntex為紗線特克斯數(shù)，F(xiàn)m中F為紗線在織物中的平均浮長，m為不同織物組織的實(shí)際常數(shù)。平紋及近似平紋組織中Fm取1。

本次設(shè)計中經(jīng)、緯紗均為5 tex，所以根據(jù)上述公式計算最大上機(jī)密度574根/10 cm。實(shí)際生產(chǎn)中，設(shè)計經(jīng)密460根/10 cm，緯密470根/10 cm。根據(jù)該企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗，緯紗織縮率取4%，染整幅縮率取6%，可計算成品經(jīng)密為510根/10 cm。

1.4 規(guī)格參數(shù)設(shè)計

根據(jù)總經(jīng)根數(shù)=成品經(jīng)密×成品幅寬/10，計算總經(jīng)根數(shù)為5 610根，根據(jù)上機(jī)筘幅=總經(jīng)根數(shù)/設(shè)計經(jīng)密，計算上機(jī)筘幅為122 cm。根據(jù)每米經(jīng)紗質(zhì)量=總經(jīng)根數(shù)×紗線號數(shù)×損耗/1 000，損耗取1.05，可計算每米經(jīng)紗質(zhì)量為29.45 g。根據(jù)每米緯紗質(zhì)量=（實(shí)際緯密/10）×紗線號數(shù)×幅寬×損耗/1 000，損耗取1.05，可計算每米緯紗質(zhì)量為30.10 g。實(shí)際織物單位面積質(zhì)量為59.55 g/m2（后期視情況再調(diào)整）。

2 生產(chǎn)工藝設(shè)計

經(jīng)紗經(jīng)過質(zhì)量檢驗后，經(jīng)SHGA215C型分條整經(jīng)機(jī)、KSH-500型漿絲機(jī)后穿結(jié)經(jīng)，與經(jīng)過質(zhì)量檢驗的緯紗在ZW408型雙噴噴水織機(jī)上織造，織物下機(jī)后經(jīng)后整理和性能檢測，入庫。

2.1 分條整經(jīng)

根據(jù)整經(jīng)要求及企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐情況，采用SHGA215C型分條整經(jīng)機(jī)。該機(jī)配備了斷頭自停裝置、上蠟（油）裝置，尤其適合化纖長絲的織前分條整經(jīng)。在整經(jīng)時做到張力卷繞排列均勻，并要求張力適當(dāng)，保證一定的卷繞密度，不破壞紗線的彈性和強(qiáng)力［5］。主要工藝：10個條帶，第1條至第9條每條560根經(jīng)紗，第10條570根經(jīng)紗，整經(jīng)條寬121.78 mm，位移量0.25 mm，整經(jīng)張力2 cN，整經(jīng)速度350 m/min。

2.2 漿紗

錦綸長絲由于單纖之間的抱合力小，織造過程中經(jīng)絲的上下交替容易起毛，難于織造，一般需要加捻。但加捻工序不僅浪費(fèi)了時間、人力、物力，增加了產(chǎn)品的成本，而且使經(jīng)紗出現(xiàn)了不可避免的捻度差異，造成染整后出現(xiàn)經(jīng)絲吸色不勻，形成經(jīng)柳，嚴(yán)重地影響了成品的外觀質(zhì)量［6］。因此，采用無捻的錦綸66長絲，紗線表面光滑，摩擦阻力下降，紗線容易相對滑移而集束在一起，撕裂強(qiáng)度也隨之增加。

錦綸66長絲的上漿采用動物膠和PVA。動物膠對錦綸長絲的黏附性較好，上漿溫度較低，另外還具有以下優(yōu)勢：調(diào)漿容易，退漿方便，有利環(huán)保，性能優(yōu)良，上漿后增強(qiáng)率和耐磨率均大大改善，綜合性能優(yōu)異，前景廣闊［7］。漿料配方：8 kg動物膠，2 kg PVA，0.5 kg柔軟平滑劑，0.3 kg吸濕劑，0.2 kg抗靜電劑，0.2 kg滲透劑。

錦綸66長絲上漿選擇“低車速，低溫度，低張力，低伸長，重浸透，降毛羽”的工藝原則，以達(dá)到表面毛羽貼伏、集束性強(qiáng)、改善耐磨性的效果。采用KSH-500型漿絲機(jī)，漿絲工藝：漿紗速度70 m/min，漿槽漿液溫度45℃，上漿率4.5%，烘房Ⅰ溫度135℃，烘房Ⅱ溫度140℃，Ⅰ、Ⅱ烘筒溫度132℃，Ⅲ、Ⅳ烘筒溫度127℃，Ⅴ烘筒溫度122℃，壓漿力3.2 MPa，漿紗伸長率-0.3%，卷繞張力6.8 cN/根。

2.3 織造

采用ZW408型雙噴噴水織機(jī)。結(jié)合產(chǎn)品特點(diǎn)，并通過先期試樣，調(diào)整后的具體工藝參數(shù)：織機(jī)速度600 r/min，上機(jī)張力900 N，打緯動程86 mm，開口時間345°，主噴嘴水壓4 Pa，噴射角95°，夾紗器開啟角105°，夾紗器閉合角265°，先行角15°。

在開傘過程中，由于瞬時熱量的積聚，會致使降落傘材料局部熔結(jié)損傷，因此需進(jìn)行防灼處理。同時，為了保證下降過程中小透氣量的速度穩(wěn)定性，通常采用軋光處理［8］。由于后整理工序都是在合作關(guān)系良好的染整企業(yè)進(jìn)行的，所以具體工藝細(xì)節(jié)本文不展開論述。

3 性能測試結(jié)果及分析

經(jīng)過后整理的成品傘衣面料參照FZ 65001—1995《特種工業(yè)用織物 物理機(jī)械性能試驗方法》，重點(diǎn)檢測成品面料的透氣量，經(jīng)、緯向斷裂強(qiáng)力和經(jīng)、緯向斷裂伸長率。

3.1 透氣量

傘衣織物對透氣量的均勻性和穩(wěn)定性有嚴(yán)格的限制，即織物的透氣量不僅在同一匹而且在不同匹，甚至不同批的織物中都應(yīng)該基本一致。目前我國降落傘織物的試驗壓差為49 Pa，這是以降落傘近地穩(wěn)降階段的傘衣內(nèi)外壓差為標(biāo)準(zhǔn)的［9］。一般一卷布測其整個門幅，共5次。透氣量檢測依據(jù)GB/T 5453—1997《紡織品織物透氣性的測定》，采用SG461-Ⅲ型數(shù)字式織物透氣測試儀，測壓范圍：0 Pa～500 Pa、0 Pa～5 000 Pa，可自動定壓。5次透氣量測試數(shù)據(jù)依次為194.8 L/（m2·s）、218.5 L/（m2·s）、213.4 L/（m2·s）、216.9 L/（m2·s）、195.6 L/（m2·s）?？梢钥闯觯糠滞笟饬康陀?200 L/（m2·s），透氣量不符合要求，因此要做適當(dāng)調(diào)整。

可以從兩方面采取措施。一方面是調(diào)節(jié)軋光壓力。一般情況下增大軋光壓力，會使紗線的橫截面從圓形變成橢圓形，有效地減少氣流的自由流通面積，從而使織物的透氣量減?。环粗疁p小軋光壓力，會使織物的透氣量明顯增加。另一方面是調(diào)節(jié)面料緯密。對于坯布來講，一般可以通過調(diào)整織物緯密的方式來調(diào)整透氣量。增大緯密，透氣量減?。粶p少緯密，透氣量增加。

由于后整理是在染整企業(yè)進(jìn)行的，后整理的布面效果較好，基本沒有緯斜現(xiàn)象，所以通過減少緯密的方式來做調(diào)整。當(dāng)織物透氣量低于標(biāo)準(zhǔn)值 0 L/（m2·s）～5 L/（m2·s）時，減少 0.5根/cm～1根/cm；當(dāng)織物透氣量低于標(biāo)準(zhǔn)值5 L/（m2·s）～10 L/（m2·s）時，減 1根/cm；當(dāng)織物透氣量低于標(biāo)準(zhǔn)值 10 L/（m2·s）～20 L/（m2·s）時，減 2 根/cm～3根/cm。一般將緯密減少1根/cm～2根/cm，減少太多會影響其斷裂強(qiáng)力。

把緯密由原來的470根/10 cm調(diào)整為460根/10 cm，調(diào)整后測試的織物透氣量為：204.7 L/（m2·s）、222.5 L/（m2·s）、219.4 L/（m2·s）、220.9 L/（m2·s）、206.8 L/（m2·s）。 通過調(diào) 整緯密，織物的透氣量均在 200 L/（m2·s）以上，符合用戶小透氣量的要求。

3.2 斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率

斷裂強(qiáng)力依據(jù)GB/T 3923.1—2013《紡織品織物拉伸性能第1部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率的測定（條樣法）》測試，采用HD026C型電子織物強(qiáng)力儀，經(jīng)、緯向各測5次，結(jié)果見表1。

表1 斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率測試結(jié)果

從表1可以看出，經(jīng)、緯向斷裂強(qiáng)力均在560 N以上，經(jīng)、緯向斷裂伸長率均在30%以上，達(dá)到了用戶要求。

緯密由470根/10 cm調(diào)整為460根/10 cm后，計算織物的單位面積質(zhì)量為58.91 g/m2。調(diào)整后，單位面積質(zhì)量≤59 g/m2，符合用戶要求。

4 結(jié)語

以降落傘近地穩(wěn)降階段的傘衣內(nèi)外壓差為標(biāo)準(zhǔn)的小透氣量降落傘傘衣面料，其設(shè)計與生產(chǎn)的關(guān)鍵點(diǎn)在于合理的面料設(shè)計、優(yōu)化的生產(chǎn)工藝和可靠的性能檢測。勃萊依經(jīng)驗公式為面料的密度設(shè)計提供了強(qiáng)有力的理論支撐。根據(jù)面料特點(diǎn)以及企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，通過不斷試驗和反復(fù)調(diào)整生產(chǎn)工藝，可以保證最終面料質(zhì)量。嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)，測試面料的性能，是檢驗成品面料滿足用戶要求的必要條件。在滿足斷裂強(qiáng)力的前提下，通過合理調(diào)整緯密，可以快捷地調(diào)整面料的透氣量和單位面積質(zhì)量。