CN116745475A - 用于船舶牵引结构的聚酯织物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于船舶牵引结构的织物,其由复丝连续经纱和纬纱形成,并且在其两个表面中的一个或两个上涂覆有聚氨酯(PU),裸织物具有的覆盖率TC为1.8和4之间,纱线由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成,织物就经密和纬密而言具有的密度为20根纱线/cm和50根纱线/cm之间,聚氨酯是基于聚醚、聚酯或聚碳酸酯的交联PU,该PU源自(1)单组分聚氨酯的交联,根据标准DIN 53504,单组分聚氨酯在100%伸长率时具有的模量为小于或等于5MPa,特别是1MPa和4MPa之间,特别是1MPa和3MPa之间,交联在有机溶剂相中实施;(2)通过交联剂的交联,基于干交联剂相对于干弹性体的比例在约5重量%和约30重量%之间,织物具有43g/m2或44g/m2至250g/m2的重量(包括涂层)。本发明还涉及一种由这种织物制成的船舶牵引结构,特别是滑翔伞帆型的船舶牵引机构。

Description

用于船舶牵引结构的聚酯织物
【技术领域】
本发明涉及一种可用于拖曳船舶的织物,特别是用作辅助位移装置(secondarydisplacement means)的织物。这种织物特别用于形成全部或部分空中牵引结构(aerialtraction structure),例如具有箱形截面的滑翔伞帆(paraglider)。本发明还涉及牵引结构,特别是具有箱形截面型的滑翔伞帆的牵引结构,其中该织物形成由织物形成的结构的大部分或全部。本发明还涉及一种制造这种织物的方法。
【背景技术】
有必要提出空中牵引结构,该结构可用作允许特定吨位或特定尺寸的船舶或船只位移的手段,例如商船、货船、游艇等,一般而言是主要依靠热力发动机或化石能源运行而移动的船只。在某些情况下,这些空中牵引结构可以仅用于船只的行程。更一般而言,该结构是一种备份或辅助手段(backup or secondary means),补充了主模式(primary mode)。
目前,近90%的国际贸易通过海运路线。重质燃料的燃烧会产生CO2、氮氧化物和硫氧化物的排放,造成环境问题。为了减少海上贸易对化石能源的依赖,参与者正在开发使用桅杆支撑的帆或自支撑帆。其他人则转向使用牵引装置,如通过绳索或线绳连接到船舶上的自由驶帆(风筝冲浪(kite-surfs))。
用于滑翔伞帆的织物例如描述于文献WO2011/042653中。然而,这些帆是为了在具有层流的基本流体滑行练习中支撑个人而开发的,这与拉动船舶或船只时可能在海上普遍存在的条件不可比较。这是由于待位移的质量、海洋提供的阻力以及取决于海洋条件,最重要的是动态飞行条件所致。滑翔伞帆在滑翔时所经受的应力通常为约每平方米几公斤。相似或比例变化方法转变为拖曳具有高吨位单元的船舶会导致织物太重,以致无法使帆升起并保持在空中。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种织物,该织物在海洋环境(水、湿气、盐、紫外线等)中当拖曳特定吨位或特定尺寸的船舶或船只(如商船、货船、渔船、游艇等)时的使用过程中受到的力所产生的高应力下具有稳定的孔隙率(porosity)。
本发明的另一个目的是提供这样一种织物,该织物保持使用所需的最佳机械性质,特别是具有斜纹上的(across the bias)适当刚度。
另一个目的是具有通过升华印刷(sublimation printing)来印刷织物的能力,因此能够提供适合以这种方式印刷的涂层织物。
本发明的另一个目的是提出这样一种织物,该织物适用于生产具有箱形截面型的滑翔伞帆的空中牵引结构,特别是用于生产下表面和上表面,并因此适用于这种用途。
本发明的另一个目标是提出空中牵引结构(aerial traction structures),例如具有箱形截面的滑翔伞帆结构,其中构件织物在海洋环境(水、湿气、盐、紫外线等)中当拖曳特定吨位或特定尺寸的船舶或船只(如商船、货船、渔船、游艇等)时的使用过程中受到的力所产生的高应力下具有并赋予整个结构的稳定孔隙率。
特别是,本发明的一个目的是提出这样一种织物,该织物允许生产能够拖曳船舶或船只的这样的结构,特别是下表面和上表面。
本发明的另一个目的是提出这样一种织物,该织物具有上述所有性质,但同时足够轻,使空中结构能够被发送、上升、保持在空中,在其预期的风况下发挥作用,并基于预期的动态行为而演变。
通过阅读以下本发明的描述,其它目的将变得显而易见。
这些目的以及其他目的是由于一种能够保持确定孔隙率的织物而实现的,该孔隙率是由于具有合适覆盖率(TC)的织物结构和具有足够柔韧性以赋予斜纹上的涂层织物的延伸能力和涂层耐久性的聚合物涂层的组合所致。根据本发明的织物特别是在织物的总重量、其在使用条件下的耐久孔隙率、其在使用期间的耐久尺度稳定性(其特征在于斜纹上的伸长率)和其机械强度之间的折衷,这种折衷允许提供满足上述目的的织物和空中牵引结构。
根据本发明的织物由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的复丝连续经纱和纬纱形成,并在其两个表面中的一个或两个上涂覆聚氨酯(PU)。织物就经密和纬密而言优选具有的密度为20根纱线/cm和50根纱线/cm之间。聚氨酯有利地是基于聚醚、聚酯或聚碳酸酯的交联聚氨酯(PU)。根据另一个优选特性特征,PU由单组分聚氨酯弹性体获得。这种弹性体由多元醇链段(聚醚、聚酯或聚碳酸酯)、异氰酸酯链段和扩链剂或羟基化交联剂形成,这本身是已知的。根据标准DIN 53504,一个重要的优选特性是弹性体在100%伸长率时具有的模量为小于或等于约5MPa,特别是1MPa和4MPa之间,特别是1MPa和3MPa之间,例如约2MPa。另一个重要的优选特性特征是弹性体是与交联剂的混合物(不要与用于形成弹性体的交联剂混淆)。特别是,干交联剂相对于干弹性体的比例在约5重量%和约30重量%之间,特别在约7重量%和约20重量%之间,特别在约8重量%和约18重量%之间(例如,约8重量%和约16重量%之间)。交联剂特别包括异氰酸酯、三聚氰胺或异氰酸酯和三聚氰胺的混合物。这种交联剂特别可以阻断弹性体上残留的全部或部分反应性官能团(特别是NCO和醇)、产生额外的键或交联,并获得形成织物涂层的交联PU。
根据本发明的织物旨在或能够形成船舶牵引结构,特别是,如稍后将详细描述的,用于该用途的滑翔伞帆型结构。
织物有利地具有的覆盖率TC为1.8和4之间、特别是2.6和3.2之间。TC(覆盖率(coverage rate))是在任何可能的压延或类似操作之前,源自织造操作中的所得PET织物的覆盖率。TC如下计算:TC=(细丝数/cm x 1根细丝的直径(cm))经纱+(细丝数/cm x 1根细丝的直径(cm))纬纱。为本发明保留的TC值对应于为织物提供足够闭合构型的值,此后可能通过最终有利的压延工艺来加强,一方面,可以限制涂层材料的吸收速率,以获得适合织物使用领域的低孔隙率,因此另一方面,也可以限制涂层织物的最终重量。
本发明特别涉及一种织物,特别是用于船舶牵引结构的织物,该织物由连续的经纱和纬纱形成并且在其两个表面中的一个或两个上涂覆有聚氨酯(PU),特征在于,裸织物具有覆盖率TC为1.8和4之间,特别是2.6和3.2之间,特征在于,纱线由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成,特征在于,织物就经密和纬密而言具有的密度为20根纱线/cm和50根纱线/cm之间,特征在于,聚氨酯是基于聚醚、聚酯或聚碳酸酯的交联PU,特征在于,该PU源自(1)单组分聚氨酯的交联,根据标准DIN 53504,单组分聚氨酯在100%伸长率时具有的模量为小于或等于5MPa,特别是1MPa和4MPa之间,特别是1MPa和3MPa之间,交联用于在有机溶剂相中实施(特别是溶解在溶剂中);(2)通过交联剂的交联,基于干交联剂相对于干弹性体的比例在约5重量%和约30重量%之间,特别是约7重量%和约20重量%之间,特别是约8重量%和约18重量%之间。
根据本发明的织物具有令人惊讶的能力,在盐水条件下老化期间以及因此在织物的使用期间,保持其初始孔隙率(当是新的时),或者仅经历该孔隙率的轻微增加。同时,这些织物还表现出在其老化或使用过程中吸水率仅经历低水平增加的优点。因此,已经发现了能够提供用于空中牵引结构,特别是滑翔伞型的织物的配方,该织物在随时间流逝和使用过程中具有优异的孔隙率、较低的灵敏度,或者实际上甚至对盐水吸收不敏感,从而使其能够可持续地保持良好机械性能的性质,从而允许结构或帆的有效和安全使用。
织物可具有的重量(包括涂层)为大于或等于43g/m2、44g/m2、45g/m2或50g/m2。该重量也可在约43g/m2、44g/m2、45g/m2或50g/m2至约250g/m2的范围内,特别是至约130g/m2,例如至约105g/m2或110g/m2
根据一个实施方式,涂层材料的干吸收率为大于或等于10重量%,特别是10重量%和35重量%之间,通常10重量%和30重量%之间,优选12重量%和30重量%之间,更佳为12重量%和25重量%之间。干吸收速率是涂层织物上的干涂层(特别是交联PU)的重量比;它代表存在于最终织物上的干燥/交联涂层的重量。这种涂层或吸收速率代表了一种优化。过量可能对某些性质有害,并不必要地增加重量。
PET由对苯二甲酸乙二醇酯的重复单元组成;然而,本发明的范围实际上也延伸到包括少量其它单元的变体,例如,每分子链的聚酯为小于10mol%,特别是小于5mol%的其他单元(为了形成这些其它单元,共聚单体包括例如间苯二甲酸、萘二羧酸、己二酸、羟基苯甲酸、二乙二醇、丙二醇、偏苯三酸和季戊四醇)。
聚酯纱线是复丝纱线(multifilament yarns)。它们是由多个连续的细丝形成的。根据一个实施方式,织物包括经纱和纬纱或由经纱和纬纱构成,其以dtex为单位的支数在33dtex和470dtex之间,例如44dtex和115dtex之间。例如,使用具有以下支数的纱线:44dtex、80dtex、114dtex。特别是,经纱和纬纱的DPF(每丝分特(decitex per filament))为1和4之间,优选1.3和3.7之间。
在一个实施方式中,经纱和纬纱具有相同的支数并且具有相同的DPF。
在另一个实施方式中,经纱和纬纱具有不同的支数,一个方向上的纱线支数严格高于另一个方向的纱线支数。例如,一个方向上的纱线支数为33dtex和470dtex之间,特别是78dtex和115dtex之间,而另一个方向上的纱线支数为33dtex和115dtex之间,特别是44dtex和78dtex之间,第一方向上的纱线支数严格高于另一方向上的纱线支数。根据一种形式,较高支数纱线在纬纱方向上。根据另一种形式,高支数纱线在经纱方向上。
在另一个实施方式中,可以在相同的给定方向上,无论是经向还是纬向,或者在经向和纬向二者上提供多样化支数(variegated counts)。在这种情况下,在经向和/或纬向上,存在至少两种具有不同支数的纱线。
PET纱线的韧度(或抗拉强度)特别为大于或等于6cN/dtex,特别是6cN/dtex和7cN/dtex之间。其断裂伸长率特别为大于或等于20%,特别在20%和30%之间。根据标准DIN EN ISO 2062测量韧度和断裂伸长率。
具有这些特性特征的PET纤维或纱线可商购和/或按订单生产。
聚酯纱线可选地含有一种或多种添加剂,例如稳定剂和/或抗静电剂。
根据一个实施方式,在实施中使用的PET织物是压延织物,这意味着它在涂覆PU之前已经经过压延。压延使织物破碎,使纱线和组成长丝散开,这有助于关闭织物的孔隙并降低其孔隙率。
本发明的织物是通过在溶剂相中涂覆聚氨酯而获得的。涂层可具有下面提到的任何一个特性特征。首先,织物可以在其两个表面中的一个或两个上涂覆;优选在一个表面上涂覆。
聚氨酯包括刚性部分(异氰酸酯)和柔性部分(多元醇)。本领域技术人员知道如何找到异氰酸酯/多元醇比率与组分性质之间的折衷,以获得具有所需刚度的弹性体,以100%伸长率时的模量为特征。优选地,涂层中使用的弹性体是单组分弹性体,异氰酸酯与多元醇反应,然后与扩链剂或交联剂反应,形成通常仍含有反应性官能团如NCO和醇的弹性体。本领域技术人员可以参考生产由异氰酸酯、多元醇和扩链剂或交联剂获得的共聚物或弹性体的文献,特别是Ségolène Hibon,Institut National de Sciences Appliquées-INSA[国家应用科学研究所]的Thèse en Matériaux Polymères et Composites[聚合物材料和复合物论文],法国,里昂,2006年。
涂层组合物由交联剂补充,特别是异氰酸酯或三聚氰胺,或者甚至两者的混合物。术语“异氰酸酯”应理解为同时指异氰酸酯和多异氰酸酯,单独或与一种或多种其他异氰酸酯和/或多异氰酸酯的混合物。术语“异氰酸酯”在本文中应理解为包括“异氰酸酯”和“多异氰酸酯”。优选多异氰酸酯。关于三聚氰胺,它特别可以是三聚氰胺本身(1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺)或含有三聚氰胺的复合物或树脂,例如三聚氰胺-甲醛树脂。
根据一个实施方式,干交联剂相对于干弹性体的比例在约5重量%和约30重量%之间,特别是约7重量%和约20重量%之间,特别是约8重量%和约18重量%之间。
根据一个实施方式,聚氨酯(和起始弹性体)是基于聚醚的。特别是,基于聚醚的聚氨酯是直链或支链的,并且包含聚醚型的多元醇部分和异氰酸酯部分。
根据一个实施方式,聚氨酯(和起始弹性体)是基于聚酯的。特别是,基于聚酯的聚氨酯是直链或支链的,并且包含聚酯型的多元醇部分和异氰酸酯部分。
根据另一个实施方式,聚氨酯(和起始弹性体)是基于聚碳酸酯的。特别是,基于聚碳酸酯的聚氨酯是直链或支链的,并且包含聚碳酸酯型的多元醇部分和异氰酸酯部分。
关于弹性体和交联剂,异氰酸酯部分优选是脂肪族的,事实上芳香族异氰酸酯具有随着时间变黄的缺点,因此使它们不太优选,即使它们可以使用。
在一个实施方式中,本发明的织物是通过在溶剂相中涂覆聚氨酯而获得的。这种由聚酯织物生产涂层织物的织物生产方法是本发明的另一个目的。涂层可具有下述任何一种特性特征。
涂覆步骤通过纺织品涂覆中常规使用的技术进行,例如直接涂覆。术语“直接涂覆”是指直接沉积涂覆工艺,例如使用刮刀、滚筒、气刀、浸轧机,使用麦尔棒(或Champion工艺)。
在一个实施方式中,本发明的织物的特征在于斜纹上的刚度。当沿着与经纱成45°的方向测量时,斜纹被称为经纱方向。当沿着与纬纱成45°的方向测量时,斜纹被称为纬纱方向。伸长率是在沿着斜纹施加的3磅(Lbs,即1.36kg)的力下以百分比测量的。该伸长率表征了斜纹上织物的刚度。使用的标准是NF EN ISO 13934-1:生产宽度为50mm、长度为300mm的试样。测功机的夹爪间隔200mm,并以100mm/min的速度进行测量。
特别是,根据本发明的涂层织物在3lbs或1.36kg下沿经线和纬线方向具有的斜纹伸长率为小于或等于10%。因此,该伸长率可在1%和10%之间,优选3%和10%之间。
根据一个实施方式,当织物是新的时,根据标准NFG 07111(测量表面积为100cm2)测量,织物在2000Pa的压力下具有的孔隙率或空气透过率为小于或等于20L/m2/min;和/或(优选地和)根据Tappi 441om-90标准具有的吸水率为小于或等于1%,特别是小于或等于0.9%,例如小于或等于0.5%。
本发明的织物有利地表现出高耐久性,特别是高水稳定性。这种稳定性可以通过各种加速老化方法进行评估,如实施例部分所述:在根据本发明的织物的情况下,孔隙率或空气透过率和吸水率在使用后几乎没有变化:
水解和机械应力后的孔隙率或空气透过率:根据标准NFG07111,老化后,其优选保持为小于或等于30L/m2/min,特别是小于或等于20L/m2/min,特别是小于等于15L/m2/min;和/或
根据Tappi 441om-90标准,吸水率保持为小于或等于1%,特别是小于或等于0.9%,例如小于或等于0.5%。
织物使其能够生产能够拖曳船舶或船只的滑翔伞帆型结构,特别是能够承受施加在这些帆上的应力的结构。这些织物具有上述性质,足够轻,使空中结构能够被发送、上升、保持在空中,在其预期的风况下发挥作用,并基于预期的动态行为而演变。
本发明的另一个目的是本文定义的PU弹性体或交联PU涂层用于本文定义的高韧度PET织物涂层的用途。该涂层特别旨在赋予织物本文所述的一种或多种性质,特别是本文所述的斜纹伸长率;和/或如本文所述,在新的和老化或使用后非常低的吸水率;和/或在在新的涂层织物和如本文所述的老化或使用后的涂层织物之间没有或只有轻微增加的孔隙率。这种用途可以产生下面的生产方法,这是本发明的另一个目的。
用于生产涂层织物的织物生产方法特别包括以下步骤:
(a)提供根据本发明的聚酯织物;这种织物可以可选地压延(calendered);
(b)该织物的两个表面中的一个或两个根据本发明使用溶剂相中的聚氨酯进行涂覆,优选由溶解在溶剂中和与交联剂的混合物中的单组分弹性体进行涂覆,如本文所述,采用根据本发明的涂覆速率;
(c)将织物加热至涂层干燥并交联;
(d)获得根据本发明的涂层织物;
(e)可选地,例如通过升华印刷将织物印刷在其两个表面中的一个或两个上。
本发明的目的特别涉及一种用于生产涂层织物的织物生产方法,其中:
提供一种织物,该织物由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成,就经密和纬密而言具有的密度为20根纱线/cm和50根纱线/cm之间;
该织物的两个表面中的一个或两个利用以下物质的混合物进行涂覆:根据标准DIN 53504,100%伸长率时具有的模量为小于或等于约5MPa,特别是1MPa和4MPa之间,特别是1MPa和3MPa之间的单组分聚氨酯弹性体;用于弹性体的溶剂;和交联剂;基于干交联剂相对于干弹性体的比例为约5重量%和约30%重量之间,特别是约7重量%和约20%重量之间,特别是约8重量%和约18%重量之间;
加热织物直至涂层干燥并交联;
获得涂层织物;
可选地,例如通过升华印刷将织物印刷在其两个表面中的一个或两个上。
该方法的目的是生产如上所述的织物,因此,在织物生产中使用的要素的特性特征适用于该方法,适用于在该方法中使用的这些要素的选择,而不必在以下部分中重复它们。
PET织物可在涂覆之前进行压延。
根据一个实施方式,PET织物在涂覆之前在工具、滚筒或压延辊与对面板之间进行压延。经过压延工具的织物表面,称为“压延表面(calendering surface)”,与其他表面相比是光滑的。
根据一种形式,涂覆在该压延表面上进行。聚合物的粘附性可通过首先对该光滑表面预先应用底涂处理来增强。它可以是物理处理,也可以是化学处理。例如,它是一种化学处理,提供能够与聚合物基团反应的官能团以形成化学键。
根据另一种形式,涂覆在另一个不光滑的表面上进行。应当理解,涂层吸收的速率根据所涉及的表面而变化,该速率在非光滑表面上更高,这使得本领域技术人员能够调节涂层的数量和重量。也可以涂覆两个表面。
根据另一个实施方式,PET织物在涂覆前在两个压延工具、滚筒或压延辊之间进行压延。织物的两个表面都是光滑的。随后涂覆两个表面中的一个或两个,进行或不进行如上所述的粘附处理。
PET织物的压延优选在150℃和250℃之间,优选180℃和21℃之间的温度进行。压延优选在150kg至250kg、优选180kg和至230kg之间的压力范围内进行。压延机的转速可以在1m/min和30m/min之间,优选10m/min和20m/min之间。
本发明的织物是通过在溶剂相中涂覆聚氨酯而获得的。涂层可以具有下述任何一种特性特征。
根据标准DIN 53504,PU在100%伸长率时的模量为小于或等于约5MPa,特别是1MPa和4MPa之间,特别是1MPa和3MPa之间。将其置于有机溶剂中的溶液中。聚合物溶解在介质中。将用于PU的交联剂添加到该溶液中。特别是,干交联剂相对于干聚氨酯的比例为约5重量%和约30重量%之间,特别是约7重量%和约20重量%之间,特别是约8重量%和约18重量%之间。
本发明的织物是通过用溶解在溶剂中的聚氨酯涂覆而获得的。特别是,涂层含有单组分弹性体(特别是由异氰酸酯、多元醇和扩链剂或交联剂形成),其在溶剂中的溶液中。膜在溶剂蒸发过程中自然形成。溶剂是有机溶剂,可以特别地选自由芳香族溶剂、醇、酮、酯、二甲基甲酰胺和n-甲基吡咯烷酮组成的组。在一个具体实施方式中,溶剂选自由甲苯、二甲苯、异丙醇、丁醇、1-甲氧基丙烷-2-醇、甲乙酮、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮和上述至少两种的混合物组成的组。例如,甲苯和异丙醇的混合物。
在一个实施方式中,溶剂相聚氨酯的特征在于,相对于PU和溶剂混合物,其浓度为20重量%和50重量%之间的非交联PU,特别是单组分弹性体。在一个实施方式中,这种溶剂相聚氨酯,特别是溶剂中的溶液中的弹性体,其特征在于在23℃时的粘度为小于100,000mPa.s,优选在23℃时为5000mPa.s和60,000mPa.s之间(根据标准DIN EN ISO/A3)。
特别是,干燥和交联步骤首先包括干燥,例如在约90℃和约120℃之间的温度,然后在约140℃和约210℃之间的温度下的交联。
本发明的织物涂层组合物还可以包含添加剂。所述添加剂可以是通常用于织物涂层组合物中的任何添加剂。它们特别选自由粘度改性剂、紫外线稳定剂、染料、分散剂和表面活性剂组成的组。根据一个实施方式,涂层包含抗紫外线剂。
在一个实施方式中,该方法包括在干燥和交联步骤之后的一个或多个后处理步骤以赋予织物防污和/或防水性质。术语“防污处理”是指使用防静电和/或防粘产品进行的处理。术语“防水处理”被理解为指在具有或不具有用于氟化树脂的交联剂(例如异氰酸酯)的情况下使用氟化树脂进行的处理。防水处理之后是干燥/交联步骤。在一个实施方式中,后处理通过本领域技术人员已知的任何方法进行,特别是通过填充、涂覆、喷涂或等离子体处理。
发现本文所述的涂层织物能够通过所谓的升华印刷技术进行印刷。根据本发明的一个方面,这种涂层织物通过升华技术着色、印刷或装饰。后者特别可以通过在基底(转印基底)上用一种或多种可以在高温下升华的染料印刷图案来实现。之后将基底与涂层织物接触,然后进行热压延,例如在约200℃的温度在压力下进行。染料进入气相转移至涂层和/或表面和/或纤维。聚酯PET在此温度下保持稳定。
实施例1、1bis、2和2bis的织物是根据本发明的织物和牵引结构或帆的实施方式。它们由实施例中列出的组件特性特征来定义。
本发明的目的还涉及通过实施根据本发明的方法而获得或能够获得的织物。它还涉及一种用于制造空中牵引结构的方法,包括制造如这里所述的织物或具有如这里所述的织物,并用这种涂层织物制造全部或部分空中结构,特别是用于制造具有箱形截面(元件)的滑翔伞帆形式的这种结构的下表面(底帆)和/或上表面(顶帆)。本发明还涉及如本文所述的涂层织物用于制造用于船舶的空中牵引结构的用途,特别是用于制造具有箱形截面的滑翔伞帆形式的这种结构的下表面和/或上表面。
本发明还涉及一种包括根据本发明的织物或由其制成的空中牵引结构。“空中牵引结构”是指包括至少一层根据本发明的织物的结构或帆,该结构或帆能够连接到船舶或船只,并确保或有助于所述船舶或船只在风的作用下发生位移,无论是真实的还是表面上的。有利地,该结构包括该织物的两层,在所述结构中叠置并保持在一起,并形成用作下表面的层和用作上表面的层。特别是,该结构为具有箱形截面型的滑翔伞帆,优选包括两层织物(下表面和上表面),均采用本发明的织物制成。为了使下表面和上表面具有所需的维度,后者是根据本发明的织物的板或卷或片的组件,特别是通过缝合。根据本发明,下表面和上表面可以用相同的织物、不同的织物制成,或者可以包括一个和/或另一个不同织物的组件。
两层织物通过隔板连接,其可以由相同的织物制成,也可以由另一种织物制成。在一个实施方式中,隔板也由具有与上述织物性质相同的PU涂层的PET织物制成。然而,优选使用100%伸长率时模量为约6MPa和约40MPa之间且交联剂比率为约40重量%和约200重量%之间的PU。
该结构可具有通过升华印刷的图案,特别是在滑翔伞型帆型的情况下在下表面和/或上表面上。
牵引结构,特别是滑翔伞型结构的下表面和上表面,可具有的表面为50m2、100m2或200m2和800m2之间,特别是100m2和500m2之间。
牵引结构可以使用或改变尺寸以用于各种吨位的船舶,特别是100吨和550,000吨之间,例如10,000吨至260,000吨之间。
传统上,如EP 2,475,577中所述(其全部内容通过引用并入此处),根据本发明的滑翔伞型帆具有下表面和上表面。在帆的前部,下表面和上表面通过前缘连接,而在帆的后部,下表面与上表面结合在一起形成后缘。在下表面和上表面之间,限定了前后箱截面,其在前缘上向前开口,并沿着横向方向由箱间壁成对地分隔开。
帆的部件,特别是其下表面、上表面和箱间壁,由织物片组成,特别是通过缝合牢固地组装在一起。因此,每一片(帆的每个部件)基本上(如果不是唯一的话)由根据本发明的织物构成。
这种织物由连续的经纱和连续的纬纱形成,这些经纱和纬纱根据传统的织造技术交织在一起。作为一个实例,织物的网眼是正方形的。这种织物可以是防撕裂型的,也就是说,加入增强纱线以改进织物的抗撕裂性能。
提供多个片的组件,使得在帆内,经纱沿着帆的前后方向AP纵向延伸,而纬纱沿横向方向L纵向延伸。换言之,投影在水平面上,经纱和纬纱分别平行于前后方向AP和横向方向L延伸,既适用于属于下表面和上表面的部件的织物,也适用于构成箱间墙的部件的织物。
【具体实施方式】
现在将借助于与优选实施方式相对应的实施例来描述本发明,这些实施例是以说明的方式提供的,但没有任何限制。
实施例1和1bis:
这些实施例比较了聚氨酯涂层对涂覆有硬质PU的常规聚酰胺6.6织物(对照1)、在一个表面上涂覆有填充PU的聚酯织物(对照2)和在一个表面上涂覆有PU的高韧度聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)织物(根据本发明的实施例)的一个表面的影响。
对照1:PA6.6是spinnaker领域的常规聚酰胺织物,具有由100%伸长率时模量为8MPa的PU弹性体和异氰酸酯+三聚氰胺甲醛交联剂获得的PU涂层。干交联剂相对于干弹性体的比例为66.9%。PU在甲苯和异丙醇的50/50混合物中使用。
对照2:由100%伸长率时模量为32.4MPa的PU弹性体和异氰酸酯+三聚氰胺甲醛交联剂获得的PU涂层。干交联剂相对于干弹性体的比例为137%。PU用于甲苯和异丙醇的50/50混合物中。
PET具有由100%伸长率时模量为2MPa的PU弹性体和异氰酸酯+三聚氰胺甲醛交联剂获得的PU涂层。干交联剂相对于干弹性体的比例为8.4%。实施例1和1bis的不同之处在于涂层材料的干吸收率。PU在甲苯和异丙醇的50/50混合物中使用。
在对照和本发明的实施例中,PU都是基于脂肪族聚碳酸酯的单组分PU。
PET的韧度为6.6cN/dtex。断裂伸长率为21%。
涂覆使用刮刀进行,随后是100℃时进行的干燥步骤,然后是180℃时进行的交联步骤。速度为27m/min。
[表1]
下文将概述测量孔隙率和吸水率的方法。
实施例2和2bis:
这些实施例比较了聚氨酯涂层对涂覆有硬质PU的常规聚酰胺6.6织物(对照3)、在一个表面上涂覆有填充PU的聚酯织物(对照4)和在一个表面上涂覆有PU的高韧度聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)织物(根据本发明的实施例)的一个表面的影响。
对照3:PA6.6是spinnaker领域的常规聚酰胺织物,具有由100%伸长率时模量为8MPa的PU弹性体和异氰酸酯+三聚氰胺甲醛交联剂获得的PU涂层。干交联剂相对于干弹性体的比例为66.9%。PU在甲苯和异丙醇的50/50混合物中使用。
对照4:由100%伸长率时模量为8MPa的PU弹性体和异氰酸酯+三聚氰胺甲醛交联剂获得的PU涂层。干交联剂相对于干弹性体的比例为66.9%。PU在甲苯和异丙醇的50/50混合物中使用。
PET具有由100%伸长率时模量为2MPa的PU弹性体和异氰酸酯+三聚氰胺甲醛交联剂获得的PU涂层。干交联剂相对于干弹性体的比例为15.4%(实施例2)和8.4%(实施例2bis)。实施例2和2bis的不同之处还在于涂层材料的干吸收速率。PU在甲苯和异丙醇的50/50混合物中使用。
在对照和本发明的实施例中,PU都是基于脂肪族聚碳酸酯的单组分PU。
PET的韧度为6.6cN/dtex。断裂伸长率为21%。
涂覆使用刮刀进行,随后是100℃时进行的干燥步骤,然后是180℃时进行的交联步骤。速度为27m/min.
[表2]
下文将概述测量孔隙率和吸水率的方法。
关于两个实施例的结论:
PA6.6基底并不理想,因为其在老化后具有更高的吸水率。根据本发明的涂层织物具有良好的孔隙率(空气透过率)性质,并且这种良好的孔隙率是稳定的,如老化试验所证明的。根据本发明的织物的斜纹上的优异测试有助于保持孔隙率。本发明的织物在新的和老化后的吸水率方面也具有最佳的性能。这些性质使这些织物适合用于形成在海洋环境中使用的空中牵引结构。
应用中使用的方法和测量(本发明的特性特征和实施例):
NF EN ISO 2062-使用标准方法A,使用恒定的伸长率试验设备速率测定单根纱线的断裂强度和断裂伸长率。
断裂力(单位:厘牛顿-cN):在拉伸试验过程中产生的导致样品断裂的最大力
断裂伸长率(%):样品断裂时测得的样品长度的增加
韧度(cN/tex):以cN表示的断裂力与以dtex表示的纱线的线密度的商(1tex=1g/1000m纱线长度)。
测试可以测量样品的力和断裂伸长率,即纱线的特征变量。
将纱线放置在两个间隔500mm的固定夹之间。然后,设备(测功机)以500mm/min的恒定位移速度将夹具彼此移开,并连续测量施加的力。测量断裂纱线所需的力以及断裂时纱线长度的增加。
平均断裂力和平均断裂伸长率是本试验表征的两个数据项。韧度是基于断裂力除以线密度来计算的。
根据标准DIN 53504测量单组分聚氨酯弹性体在100%伸长率时的模量。模量在标准“Spannungswerte”的3.4中定义。测量是在S2型哑铃形(Schulterstab)试样上进行的,但棒长度lS为55mm,厚度为200μm。使用的设备是测功机。将哑铃试样放置在固定夹具中,以最小可能预张力间隔开长度L0。然后夹具以400mm/min的恒定速度彼此移开,测功机测量作为伸长率函数施加的力。100%伸长率时的模量或应力(MPa)是在试样初始截面上100%伸长率时测得的力比。这在标准DIN 53504的段落9.4Spannungswerte中进行了描述。
孔隙率(空气透过率)和吸水率应在且已在新的和老化后进行评估。
对于老化,还测量了水解后织物的孔隙率。为了做到这点,将织物放入“CocotteMinute”高压锅中4小时,在操作温度和压力下加入30g/l的盐水。随后,通过将织物在露天以高速漂浮来进行30分钟的处理,将织物固定至研磨型组件(4个刀片组件,将织体固定至其中一个刀片的端部)。
根据Tappi 441om-90标准待测量并已测量新的和老化后的吸水率。以百分比表示。设备由方形橡胶基底和金属环(在其底部具有橡胶垫圈)组成。将样品放置在方形基底上,并将金属环放置在样品上。夹紧装置用于使系统防水。将一定量的水(100ml)放入环中,与样品接触一段确定的时间(1分钟)。当时间流逝时,从圆柱形环中去除水,通过使用标准中所述的圆柱体,通过该圆柱体在放置在两个吸液器之间的样品上来回移动,去除残留在样品表面上的水残留物,而不施加压力。通过计算与水接触前后的重量差来确定所吸收的水的百分比。
根据标准NFG 07111或标准NF EN ISO 9237—织物空气透过率的测定,待测量并已测量在新的和老化后的孔隙率;后者取代了前者,但给出了相同的结果。样品安装在圆形样品架上。开始抽吸以产生2000Pa的压力,以引起空气流过样品。测量该流动的流率并以单位L/m2/min给出。
织物的伸长率(以百分比计)将在施加在斜纹上的3磅(lbs)或1.36kg的力下进行测量,并且已经进行了测量。该伸长率表征了斜纹上织物的刚度。使用的标准是NF EN ISO13934-1。将生产或已经生产宽度为50mm、长度为300mm的试样。测功机的夹爪相互移开200mm,测量将以并以100mm/min的速度进行。

Claims (13)

1.一种用于船舶的空中牵引结构,包括至少一层由复丝连续经纱和纬纱形成并在其两个表面中的一个或两个上涂覆有聚氨酯(PU)的织物,其中裸织物具有的覆盖率TC为1.8和4之间,优选2.6和3.2之间,TC根据公式TC=(细丝数/cm x 1根细丝的直径(cm))经纱+(细丝数/cm x 1根细丝的直径(cm))纬纱计算,特征在于纱线由聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)制成,其中所述织物就经密和纬密而言具有的密度为20根纱线/cm和50根纱线/cm之间,其中聚氨酯是基于聚醚、聚酯或聚碳酸酯的交联PU,并且其中所述PU源自(1)单组分聚氨酯的交联,根据标准DIN 53504,单组分聚氨酯在100%伸长率时具有的模量为小于或等于5MPa,特别是1MPa和4MPa之间,特别是1MPa和3MPa之间,交联用于在有机溶剂相中实施;(2)通过交联剂的交联,基于干交联剂相对于干弹性体的比例在约5重量%和约30重量%之间,特别是约7重量%和约20重量%之间,特别是约8重量%和约18重量%之间,并且其中所述织物具有的重量包括涂层为43g/m2或44g/m2至250g/m2
2.根据权利要求1所述的结构,其中PET纱线的韧度特别为大于或等于6cN/dtex,特别在6cN/dtex和7cN/dtex之间,和/或根据标准DIN EN ISO 2062,它们的断裂伸长率特别为大于或等于20%,特别在20%和30%之间。
3.根据权利要求1或2所述的结构,其中所述织物具有的重量包括涂层为44g/m2至250g/m2,特别是44g/m2至130g/m2
4.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中涂层材料的干吸收率为大于或等于10重量%,特别是10重量%和30重量%或35重量%之间,优选12重量%和30重量%之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述织物包括经纱和纬纱或由经纱和纬纱构成,所述经纱和纬纱具有的dtex在33dtex和470dtex之间,优选44dtex和115dtex之间,特别是具有的DPF(每丝分特)为1和4之间,优选1.3和3.7之间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中PU的交联剂是异氰酸酯、多异氰酸酯、三聚氰胺、包含三聚氰胺的复合物或异氰酸酯和三聚氰胺的混合物。
7.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中根据标准NFG 07111在100cm2的测量表面积上测量时,所述织物在2000Pa的压力下具有的空气透过率为小于或等于20L/m2/min,和/或根据Tappi 441om-90标准具有的吸水率为小于或等于1%,无论是新的还是老化后。
8.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中根据标准NF EN ISO 13934-1,所述织物在沿着经线和纬线方向在1.36kg下具有的斜纹伸长率为小于或等于10%,特别是1%和10%之间,优选3%和10%之间。
9.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述织物带有通过升华印刷的图案。
10.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中其涉及一种箱形截面型滑翔伞帆的结构,包括下表面和上表面,所述下表面和下表面由这种织物制成。
11.根据权利要求10所述的结构,其中所述下表面和上表面具有的表面积在50m2和800m2之间,特别是100m2和500m2之间。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的涂层织物用于生产用于船舶的空中牵引结构的用途,特别是用于生产具有箱形截面的滑翔伞帆的这种结构的下表面和/或上表面。
13.一种用于制造空中船舶牵引结构的方法,所述方法包括制造如权利要求1至9中任一项所述的涂层织物,在所述方法中:
提供了一种织物,所述织物由就经密和纬密而言具有的密度为20根纱线/cm和50根纱线/cm之间的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成;
所述织物的两个表面中的一个或两个利用以下物质的混合物进行涂覆:根据标准DIN53504,100%伸长率时具有的模量为小于或等于5MPa,特别是1MPa和4MPa之间,特别是1MPa和3MPa之间的单组分聚氨酯弹性体;用于所述弹性体的溶剂;和交联剂;基于干交联剂相对于干弹性体的比例为约5重量%和约30%重量之间,特别是约7重量%和约20%重量之间,特别是约8重量%和约18%重量之间;
加热所述织物直至涂层干燥并交联;
获得涂层织物;
可选地,例如通过升华印刷将所述织物印刷在其两个表面中的一个或两个上;
全部或部分空中结构由这种涂层织物制成。
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