CN101479129B - 货网 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种货网，所述货网包括多个以格子结构排列的互连条带，其中，所述条带包括超高分子量聚乙烯(UHMWPE)多丝纱线，所述UHMWPE纱线具有至少1.9N/tex的韧度。在一个实施方式中，根据本发明的货网是用于将负载锚定到货盘上的货网。在另一实施方式中，根据本发明的货网是用于限制货物或其它物品进入安全区或禁区的护栏网。在3-5μm和8-12μm的两个红外范围内对货网的IR可见度进行测量，在上述红外范围内多数具有热成像设备的探测仪运行。

Description

货网
本发明涉及一种货网，所述货网包括多个以格子结构排列的互连条带。
在航空运输(即装运和输送)过程中必需牢牢固定货物，从而在飞机着落或者飞机执行非常规机动的过程中，应当能够将货物保持在其初始位置。
各种用于固定货物的保持系统是本领域已知的，其中，含有货网的保持系统最常用在航空运输中。美国专利3,961,585公开了上述货网，其具有多个形成格子结构的交叉条带，这种格子结构适于将负载保持在支撑物上或货盘上。在构建货网中，使用条带替代绳索尤其有利。已证实在固定货物中条带更有效，由于它们能更好的夹紧货物因而较少受磨损的影响，即条带和货物之间的摩擦较少。因此，包括多个以格子结构排列的互连条带的货网优先用于固定航空运输的货物，优选用在负重应用中。而且，这种货网也可以用在飞机中作为护栏网(barrier cargo net)。护栏网垂直安装在飞机的顶部、地面以及两侧之间从而为可能移动的货物设置障碍。
货物航空运输通常用在地面运输网络开发不足的区域中。最常用在接收点附近敌军的威胁是一个明显存在的危险的这些区域中，因此多数货物的输送或提取在夜间进行。为了防止敌军在夜间把货物当成靶子，通常对货物进行伪装，从而免受具有红外(IR)导引头的成像设备和导弹的威胁。
例如美国专利3,961,585中公开的由尼龙或聚酯制成的现有货网所具有问题在于，它们不能对免于被安装有红外辐射用探测仪的热成像设备探测提供任何保护。含有货物的现有货网具有高IR可见度，这使得整个货物通过热成像设备高度可见。尤其，因为货网的红外可见度从具有高IR可见度的区域(即包括货物的条带)向具有低IR可见的区域(即所述条带之间的空间隔)发生周期性变化，所以在夜间所述货网作为从环境背景可清晰识别的异种结构异常醒目。而且当所述货网在飞机内部作为护栏网使用时，其具有高IR可见度，这使得飞机内部可见，并且易于成为具有IR引导头导弹的目标。
因此，本发明的目的在于，提供一种在夜间具有非常低IR可见度的货网。
令人惊讶地，上述目的通过如下货网实现，所述货网包括多个条带，所述条带包括超高分子量聚乙烯(UHMWPE)多丝纱线，所述纱线具有至少1.9N/tex的韧度。
令人惊讶地发现，根据本发明的货网在夜间具有非常低的IR可见度。尤其在3-5μm和8-12μm的热量范围内(在这个热量范围内，大多数具有热成像设备的探测器起作用)，所述货网的IR可见度非常低。
本发明的货网的另一个优点在于，所述货网当被其下方的物品加热时具有低IR可见度。还令人惊讶地发现，所述货网有效减少了下方物品中存在的热点。热点是物品表面上存在高浓度热辐射的区域，因此具有高IR可见度。
另一个优点在于，通过减少热点，采用热成像设备可观测到的所述物品和所述货网之间的IR反差更小。
本发明的货网的另一个优点在于，所述货网对于源自军用和民用常规RADAR源的辐射也具有低反射性，因此这有利于降低所述货网的RADAR可见度。
从如下详细的描述结合所附实例进行考虑，本发明的其它优点更明显。
用于制造本发明的货网所包含的条带的多丝UHMWPE纱线优选包含至少5根UHMWPE细丝，所述UHMWPE细丝根据所谓的凝胶纺丝工艺制备，凝胶纺丝工艺如例如在EP 0205960 A、EP 0213208 A1、US4413110、GB 2042414 A、EP 0200547 B1、EP 0472114 B1、WO 01/73173A1和Advanced Fiber Spinning Technology，Ed.T.Nakajima，WoodheadPubl.Ltd(1994)，ISBN 1-855-73182-7以及其中所引用的参考文献中所述。凝胶纺丝工艺被理解为包括至少如下步骤：将由超高分子量聚乙烯在纺丝溶剂中的溶液纺成至少一根细丝；将所得细丝冷却从而形成凝胶细丝；从所述凝胶细丝中除去至少部分纺丝溶剂；并除去纺丝溶剂以前、期间和/或以后，在至少一个拉伸步骤中拉伸所述细丝。适当的纺丝溶剂例如包括石蜡、矿物油、煤油或十氢化萘。可以通过蒸发、萃取或者蒸发和萃取途径的组合除去纺丝溶剂。
更优选地，所述纱线中细丝的数量例如为至少10根，更优选为至少50根，更优选为至少100根，更优选为至少200根，甚至更优选为至少400根，甚至更优选为至少600根，或甚至更优选为至少850根。所述细丝可以具有在宽范围内变化的线密度或纤度，优选所述细丝的纤度为至多50dtex每根细丝，更优选为至多20dtex，最优选为至多10dtex。
优选地，UHMWPE多丝纱线的拉伸强度为至少2.2N/dtex，更优选为至少2.8N/dtex，最优选为至少3.5N/dtex。按照ASTM D885M的规定，使用名义标定长度为500mm的纤维、50％/min的十字头速度和Fibre GripD5618C型Instron 2714夹具来测定多丝纱线的拉伸强度。
可以将多丝UHMWPE纱线纺织成或针织成，具有本领域已知任何结构中的结构的条带。优选地，所述条带具有平纹纺织结构，更优选地，所述条带具有斜纹纺织结构。
在最优选的实施方式中，所述条带具有n-股网状结构(n-ply webbingconstruction)，其中，n优选为至少4，更优选为至少3，最优选为至少2。
优选n-股网状结构的原因是，具有这种结构的所述条带呈现相对粗糙的表面结构，这有利于红外辐射散射，因此防止来自外部源的IR辐射的反射。
为了调整条带的机械性能，可以构成具有不同紧密因子(tightnessfactor)的条带。“紧密因子”在本文中被定义为，以沿平行于所述条带纵向轴的方向延伸的纱线数乘以单位长度的纱线纤度。优选地，对紧密因子进行选择，从而所述条带具有至多6％的断裂伸长率，更优选具有至多4％的断裂伸长率。
“条带”在本文中被定义为，厚度远远小于其宽度的柔软的细长体。
包含在本发明的货网中的条带优选具有至少1.0cm的宽度，更优选具有至少2.0cm的宽度。所述条带优选具有至多4.5cm的宽度，更优选具有至多3.5cm的宽度。优选对所述条带的厚度进行选择，从而使所述条带具有至少5∶1、更优选至少10∶1的宽/厚比。优选地，所述条带具有至多50∶1、甚至更优选至多40∶1、最优选至多20∶1的宽/厚比。
含有具有上述低宽/厚比条带的所述货网具有如下优点：在夜间热成像设备对所述货网的可见性甚至更低，而且所述货网在保持其强度的同时质轻且易于操作。
为了改善根据本发明的货网在白天的伪装性质，可以采用具有低热量发散的伪装颜料对包含在所述货网的条带中的聚乙烯纱线进行着色。颜料为所述条带提供与其使用环境非常融洽的颜色，因而在白天同样也提供伪装。所述条带可以被其它试剂(例如阻燃剂)进一步浸渍或涂布，从而改善所述货网的阻燃性。然而，这种试剂的IR可见度优选应当至少等于或低于所述条带IR可见度。
根据本发明的货网的结构可以是本领域已知的任何结构。最优选的结构是钻石图案或正方形图案的网。
所述货网还可以包括单独的多个部分，诸如顶部、前部、背部和侧部。所述货网可以进一步包括限制具有各种尺寸和复杂形状的货物所需的部分。所述货网还可以是前部和后部通过顶部连接到侧部上的一元结构或整体结构。所述货网还可以是具有十字形形状的一片结构，其具有中心部分或中心面板部分，多个翼部或侧副翼由上述中心部分向外延伸。
在优选的实施方式中，根据本发明的货网是为了将负载锚定到货盘上的货网。在这个优选的实施方式中，优选的是所述货网能够承受至少0.5G、更优选至少3G、更优选至少6G、甚至更优选至少9G、最优选至少15G的最大作用力。
在另一优选的实施方式中，根据本发明的货网是用于防止货物或其它物品进入安全区或禁区的护栏网。根据本发明的护栏网可以具有各种形状或构型，只要其符合飞机顶部、底部和侧部所限定的空间。在这个进一步优选的实施方式中，优选的是所述货网能够承受至少1G、更优选至少3G、更优选至少9G、甚至更优选至少12G、最优选至少15G的最大作用力。而且，优选的是所述护栏网具有至多10％的断裂伸长率，更优选具有至多2.5％的断裂伸长率，最优选具有至多1％的断裂伸长率。
因为具有IR引导头的导弹总是向着具有最高IR可见度的位置(即开放飞机的内部)定向，所以所述护栏网的低IR可见度为飞机内部免受所述导弹威胁提供了良好的保护。
包含在本发明的货网中的条带彼此之间可以自由滑动，或者可以缝合到一起或通过诸如金属环等的连接装置连接。还可以在所述条带的末端提供用于将所述货网连接到支撑物上的装置或者提供使所述货网保持拉紧的装置。
上述装置与所述条带的连接优选通过将所述条带缝合到所述装置上来实施。更优选地，采用缝合线来实施所述连接。例如，当金属环连接到条带上时，使条带的末端穿过所述金属环，然后以重叠长度L向后折叠条带本身，从而围绕所述金属环。然后利用缝合线将两个重叠条带部分在重叠长度L上缝合在一起。如果需要，在交叉点上还可以通过缝合线将各条带连接在一起。
优选的是，缝合线沿着一定方向延伸，从而与所述条带的纵向轴向成一定角度。优选地，所述角度为至少20°，更优选为至少30°，甚至更优选为至少45°。优选地，所述角度为至多70°，更优选为至多50°。在最优选的实施方式中，所述角度约为45°。
在优选的实施方式中，当将两个条带或者含有连接装置的条带的两个重叠部分缝合到一起时，所述缝合线形成X图案。
在更优选的实施方式中，所述缝合线形成WW图案。在甚至更优选的实施方式中，优选使用X图案和WW图案的组合。
在进行缝合时，采用WW图案的优点在于，这个排列确保了在本发明的货网上的作用力基本上相同地分布在整个连接上。因此，当使用WW图案时，所述条带之间的连接或所述条带与连接装置之间的连接起到了至少85％的效率。而且，当与具有X图案的连接相比较时，采用WW图案的连接通常具有70％的更佳效率。
优选采用包含多丝纱线的细缝纫线进行缝合，所述缝纫线优选具有至多6000dtex的纤度。因为包含在本发明的货网中的条带具有非常小的宽厚比，因此使用大直径的缝纫线可能损害条带。
在优选的实施方式中，缝纫线包括至少一条线密度或纤度为至少500dtex、更优选为至少1000dtex、最优选为至少1500dtex的UHMWPE多丝纱线。优选地，包含在所述缝纫线中的UHMWPE多丝纱线具有至多6000dtex/纱线、更优选至多3000dtex/纱线、最优选为至多2500dtex/纱线的纤度。更优选地，所述缝纫线包括至少3根、更优选至少5根、最优选至少10根多丝UHMWPE纱线。所述缝纫线优选包括至多20根多丝UHMWPE纱线。
而且，因为缝纫线必须很细，所以为了提供高效连接其还必须很强韧。优选地，包含在所述缝纫线中的UHMWPE多丝纱线具有至少2.2N/tex、更优选至少2.8N/tex，最优选至少3.5N/tex的拉伸强度。
使用所述缝纫线的优点在于，可以保持较短的重叠长度L，因此降低了连接部分的挺度(stiffness)，相应地降低了包含在本发明的货网中的条带的挺度。优选地，重叠长度L与所述条带厚度之间的比值为至少5∶1，更优选为至少10∶1，甚至更优选为至少20∶1。优选地，重叠长度L与所述条带厚度之间的比值为至多150∶1，甚至更优选为至多100∶1，最优选为至多75∶1。
令人惊讶地发现，根据本发明的货网具有改善的机械性能，这确保货物不仅在装载和卸载过程中而且在飞机在多数崎岖地带的起飞或降落过程中总是被适当地固定和保持在适当的位置上。
还令人惊讶地发现，所述货网还具有非常良好的耐磨性，因此是极度耐磨损和耐撕裂的。相应地，所述货网具有较长的使用寿命，并且可以重复系到货物上并从货物上取下，在停机坪和地面上拉拽以及被机器拉入烘箱中，而不会损害其强度或不会使其强度松弛。
所述货网还具有改善的抗由于暴露于极端天气条件而导致的损害的性能，呈现非常优异的耐UV性。当经历潮湿环境时，所述货网具有最低的吸水性，其比由尼龙或聚酯制成的现有货网低70％。
甚至进一步的优点在于，根据本发明的所述货网具有较低的重量，重量比由尼龙或聚酯制成的现有货网轻40％。
通过以下实施例和对比例进一步阐述本发明。
对于所有对比例和实施例，在两个红外范围3-5μm和8-12μm内测定样品的IR信号。用于表征样品的装置和方法与Pieter A.Jacobs的书籍″Thermal Infrared Characterization of Ground Targets and Backgrounds″，Tutorial Texts in Optical Engineering，Vol.TT70，SPIE Press，Bellingham，Washington，USA，第二版，1996，ISBN 0-8194-6082-6中公开的类似。可以在99-103页找到用于IR测量的方法和各种技术规格的装置的示意图。
本发明人用于表征样品的设备与上述书籍中所公开的装置的唯一不同是样品的尺寸。相应地，由数米长、宽30cm、厚0.1cm的条带制备30cm长的样品，在条带织机上制备所述条带。为了获得可重复的测试结果，需要上述大样品尺寸。
对比例A(Comp.A)
作为第一对比例，测定由混合的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚酰胺(PA)纱线组成的条带的IR信号。PET纱线具有0.8N/tex的拉伸强度和13％的断裂伸长率。PA纱线具有0.8N/tex的拉伸强度和20％的断裂伸长率。
对比例B(Comp.A)
作为第二对比例，使用全部由PET纱线组成的条带。PET纱线具有0.8N/tex的拉伸强度和13％的断裂伸长率。
实施例1(Ex.1)
测定含有UHMWPE纱线的条带的IR信号，所述纱线具有约3.51N/tex的拉伸强度和约3％的断裂伸长率。纱线的纤度为约1760dtex。所述纱线是商品名为
Figure G2007800235344D00081
SK75的商品。条带具有约270g/m2的重量/单位面积和5∶1的斜纹纺织结构，所述条带是商品名为
Figure G2007800235344D00082
W557的商品。
实施例2(Ex.2)
第二样品使用同样的SK75纱线。条带具有约314g/m2的重量/单位面积和1∶1的平纹纺织结构，所述条带是商品名为W554的商品。
结果列在下表中。
  样品   导热性W/mK   热发散系数3-5μm   热发散系数8-12μm   吸收峰数3-5μm   吸收峰数8-12μm
  Comp.A   0.173   0.78   0.90   3   ＞5
  Comp.B   0.15-0.4   0.78   0.91   0   ＞5
  Ex.1   20   0.42   0.41   2   0
  Ex.2   20   0.48   0.52   2   0
测定了所有实施例和对比例的热发散系数，所述系数是IR可见度的量度。所述测量清楚地表明，PET基和UHMWPE基条带之间具有较大的差异。这种差异在8-12μm的光谱范围内尤其清晰。在这个范围内，PET基条带的热发散系数为0.9，而UHMWPE基条带的热发散系数小于0.52。而且，对于3-4μm的光谱范围，UHMWPE基条带的热发散系数(即小于0.48)远远小于PET基条带的0.78。
即使
Figure G2007800235344D00085
W554和W557二种结构的IR光谱中都可以看到两个吸收峰，
Figure G2007800235344D00087
W554的IR可见度还是高于
Figure G2007800235344D00088
W557的IR可见度。因此，优选的是，用于构成包含在本发明的货网中的条带的结构会为所述条带(即
Figure G2007800235344D00089
W557)提供更粗糙的表面，这种粗糙表面有助于使IR可见度保持在较低数值。
由上述测定可以得出如下结论，UHMWPE基条带的IR可见度远远低于PET基条带。低IR可见度使得采用热成像设备难以看见根据本发明的含有UHMWPE基条带的货网，因而为货物提供了有效的伪装。而且，当被用作飞机内的护栏网时，低IR可见度使得根据本发明的护栏网在夜间几乎不可见。

Claims (17)

1.一种货网，所述货网包括多个以格子结构排列的互连条带，其特征在于，所述条带包含超高分子量聚乙烯多丝纱线，所述超高分子量聚乙烯多丝纱线具有至少1.9N/tex的韧度。
2.如权利要求1所述的货网，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯多丝纱线具有至少2.8N/tex的韧度。
3.如权利要求1或2所述的货网，其特征在于，所述条带具有至少1cm的宽度。
4.如权利要求1或2所述的货网，其特征在于，所述条带具有至少5∶1的宽/厚比。
5.如权利要求1或2所述的货网，其特征在于，所述条带具有n-股网状结构，其中，n为至少2。
6.如权利要求1或2所述的货网，其特征在于，所述条带具有至多6％的断裂伸长率。
7.如权利要求1或2所述的货网，其特征在于，所述货网能够承受至少0.5G的最大作用力。
8.如权利要求1或2所述的货网，其特征在于，所述货网是护栏网。
9.如权利要求8所述的货网，其特征在于，所述货网能够承受至少1G的最大作用力。
10.如权利要求8所述的货网，其特征在于，所述条带具有至多10％的断裂伸长率。
11.如权利要求9所述的货网，其特征在于，所述条带具有至多10％的断裂伸长率。
12.如权利要求1或2所述的货网，其特征在于，条带之间和条带与连接装置之间的连接通过使用缝合线以WW缝纫图案将各部件缝合到一起来实现。
13.如权利要求1或2所述的货网，其特征在于，条带之间和条带与连接装置之间的连接通过使用缝合线以组合的X和WW缝纫图案将各部件缝合到一起来实现。
14.如权利要求12所述的货网，其特征在于，所述缝合线由至少一种线密度为至少500dtex/纱线的超高分子量聚乙烯多丝纱线制成。
15.如权利要求13所述的货网，其特征在于，所述缝合线由至少一种线密度为至少500dtex/纱线的超高分子量聚乙烯多丝纱线制成。
16.超高分子量聚乙烯多丝纱线在权利要求1至15任意一项所述的货网中作为用于连接条带或用于连接条带和连接装置的缝纫纱线的用途。
17.一种适用于缝合权利要求1至15中任意一项所述货网中的条带的缝合线，其特征在于，所述缝合线包括至少一种线密度为至少500dtex/纱线的超高分子量聚乙烯多丝纱线。
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