TW202235714A - 用於船舶牽曳結構之聚酯織品 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用於船舶牽曳結構之織品，其由複絲連續經紗及緯紗形成且其兩個表面中之一或兩者上塗佈有聚胺基甲酸酯(PU)，裸織品之覆蓋率TC在1.8與4之間，該等紗線由聚(對苯二甲酸伸乙酯) (PET)製成，就經緯密度而言，該織品之密度在20與50紗線/cm之間，該聚胺基甲酸酯為基於聚醚、聚酯或聚碳酸酯之交聯PU，且此PU係衍生自(1)藉由(2)之交聯：(1)實施於有機溶劑相中，根據標準DIN 53504，具有小於或等於5 MPa，尤其在1與4 MPa之間，尤其在1與3 MPa之間之100%伸長率下模數的單組分聚胺基甲酸酯；(2)以乾燥交聯劑相對於乾燥彈性體的比例計，在約5重量%與約30重量%之間的交聯劑；包括塗層之該織品的重量在43或44至250 g/m 2範圍內。一種用此類織品製成的船舶牽曳結構，尤其滑翔翼帆類型之船舶牽曳結構。

Description

用於船舶牽曳結構之聚酯織品
本發明係關於一種可用於牽曳船舶之織品，尤其係關於充當次要位移構件的此類織品。此織品尤其意欲形成全部或部分空中牽曳結構，諸如具有箱式區段之滑翔翼帆(paraglider sail)。本發明亦係關於牽曳結構，尤其箱式區段類型之滑翔翼帆的牽曳結構，其中此織品形成大部分或全部由織品形成之結構。本發明亦係關於一種用於製造此織品之方法。
需要提出可用作允許特定噸數或特定大小之船舶或船隻位移之構件的空中牽曳結構，該等船舶或船隻諸如商船、貨船、遊艇等，一般而言主要藉由熱引擎移動或基於化石能源運作的船隻。在一些情況下，此等空中牽曳結構可僅用於船行。更一般而言，該結構為補充主要模式之備用或次要構件。
當前，接近90%國際貿易通過海上途徑運輸。重燃料之燃燒產生CO 2、氮氧化物及硫氧化物之排放，從而引起環境問題。為了減小海上貿易對化石能源的依賴性，參與者正在研發由桅桿支撐之帆或自撐式帆的用途。其他人轉向使用藉由繩索或管線連接至船舶之牽曳裝置，諸如自由帆(風箏衝浪(kite-surf))。
用於滑翔翼帆之織品例如描述於文獻WO2011/042653中。然而，此等織品係經研發以用於在藉由層狀氣流之基本上流體滑動實踐中支撐個人，其與在牽曳船舶或船隻時在海上可能常見之條件並不類似，此係由於位移之質量、由海水提供之阻力且取決於海上條件，且尤其動態飛行條件。用於滑動之滑翔翼帆所經歷的應力一般為約幾公斤每平方公尺。以位似或尺度變化方法轉換至牽曳高噸數單位之船舶將導致織品太重，而使得帆無法升起且保持在空中。
本發明旨在提供一種織品，其在牽曳一定噸數或一定大小之船舶或船隻，諸如商船、貨船、漁船、遊艇等時，在海上環境(水、水分、鹽、UV等)使用期間將經歷之力所產生的高應力下具有穩定孔隙率。
本發明之另一目標為提供保持使用所必需之最佳機械性質，尤其適當斜向硬挺性的織品。
另一目標為能夠藉由昇華印花對織品印花，且因此能夠提供適合以此方式印花的經塗佈織品。
本發明之另一目標為提出這樣一種織品，其適合於生產箱式區段類型之滑翔翼帆的空中牽曳結構，尤其適合於生產下表面及上表面，且因此適合於此類用途。
另一目標為提出空中牽曳結構，諸如具有箱式區段之滑翔翼帆結構，其中組件織品在牽曳一定噸數或一定大小之船舶或船隻，諸如商船、貨船、漁船、遊艇等時，在海上環境(水、濕氣、鹽、UV等)使用期間將經歷之力所產生的高應力下具有且賦予整個結構穩定孔隙率。
尤其，本發明之一個目標為提出這樣一種織品，其允許生產能夠牽曳船舶或船隻之結構，尤其下表面及上表面。
本發明之又一目標為提出這樣一種織品，其具有所有上述性質，且同時足夠輕以使得空中結構能被送出，上升、保持在空中，以在其意欲用於之風力條件下發揮其作用且基於預期動力學行為而演變。
又其他目標將在閱讀以下本發明之說明書後變得顯而易見。
此等目標以及其他目標係由織品達成，該織品由於具有適合覆蓋率(TC)的織物結構及可撓性足以賦予經塗佈織品斜向伸長能力且賦予塗層耐久性的聚合物塗層的組合，而能夠保持確定的孔隙率。根據本發明之織品係一種折衷方案，尤其係織品之總重量、其在使用條件下之耐久孔隙率、其在使用期間之由斜向伸長率表徵的耐久尺寸穩定性，及其機械強度之間的折衷方案，此折衷方案允許提供符合前述目標之織品及空中牽曳結構。
根據本發明之織品係由聚(對苯二甲酸伸乙酯) (PET)製成之複絲連續經紗及緯紗而形成，且在其兩個表面中之一或兩者上塗佈有聚胺基甲酸酯(PU)。就經緯密度而言，織品之密度較佳在20與50紗線/cm之間。聚胺基甲酸酯有利地為基於聚醚、聚酯或聚碳酸酯之交聯聚胺基甲酸酯(PU)。根據另一較佳典型特徵，PU係自單組分聚胺基甲酸酯彈性體獲得。此彈性體由多元醇鏈段(聚醚、聚酯或聚碳酸酯)、異氰酸酯鏈段及增鏈劑或羥化交聯劑形成，如本身已知。一個重要的較佳典型特徵為根據標準DIN 53504，彈性體之100%伸長率下模數小於或等於約5 MPa，尤其在1與4 MPa之間，尤其在1與3 MPa之間，例如約2 MPa。另一重要的較佳典型特徵為彈性體處於具有交聯劑(不應與用於形成彈性體之交聯劑混淆)之混合物中。尤其，乾燥交聯劑相對於乾燥彈性體之比例在約5重量%與約30重量%之間，尤其在約7重量%與約20重量%之間，尤其在約8重量%與約18重量%之間(例如約8重量%與約16重量%之間)。交聯劑尤其包含異氰酸酯、三聚氰胺或異氰酸酯及三聚氰胺之混合物。此交聯劑使得尤其有可能阻斷殘留在彈性體上之全部或部分反應性官能基(尤其NCO及醇)，以產生額外鍵或交聯，且以獲得形成織品之塗料的交聯PU。
根據本發明之織品意欲或能夠形成船舶牽曳結構，尤其如之後將詳細描述之針對此用途的滑翔翼帆類型的結構。
織品之覆蓋率TC有利地在1.8與4之間，尤其在2.6與3.2之間。TC (覆蓋率)為來源於編織操作之所得PET織品且在任何可能壓延或類似操作之前的TC。TC如下計算：TC = (長絲數目/cm×以cm為單位的1根長絲的直徑) 經紗+ (長絲數目/cm×以cm為單位的1根長絲的直徑) 緯紗。本發明保持之TC值對應於向織品提供足夠封閉組態之值，該組態可能隨後藉由最終且有利的壓延製程強化，使得一方面可能限制塗佈材料之吸收率以便獲得適合於織品使用領域的低孔隙率，且因此另一方面，限制經塗佈織品之最終重量。
本發明尤其係關於一種織品，尤其用於船舶牽曳結構的織品，其由連續經紗及緯紗形成且在其兩個表面中之一或兩者上塗佈有聚胺基甲酸酯(PU)，其特徵在於裸織品之覆蓋率TC在1.8與4之間，尤其在2.6與3.2之間，特徵在於紗線係由聚(對苯二甲酸伸乙酯) (PET)製成，特徵在於就經緯密度而言，織品之密度在20與50紗線/cm之間，特徵在於聚胺基甲酸酯為基於聚醚、聚酯或聚碳酸酯之交聯PU，且特徵在於此PU係衍生自(1)藉由(2)之交聯：(1)實施於有機溶劑相中(尤其溶解於溶劑中)，根據標準DIN 53504，具有小於或等於5 MPa，尤其在1與4 MPa之間，尤其在1與3 MPa之間之100%伸長率下模數的單組分聚胺基甲酸酯彈性體，(2)以乾燥交聯劑相對於乾燥彈性體的比例計，在約5重量%與約30重量%之間，尤其在約7重量%與約20重量%之間，尤其在約8重量%與約18重量%之間的交聯劑。
在織品在生理食鹽水條件下之老化且因此在使用期間，根據本發明之織品具有出人意料的保持其初始孔隙率(新製時)或僅經歷此孔隙率的略微增加之能力。同時，此等織品亦呈現在其老化或使用期間在吸水率方面僅經歷少量增加的優勢。因此，發現了這樣一種方案，其使得有可能提供一種用於空中牽曳結構，尤其滑翔翼類型之空中牽曳結構的織品，其隨著時間推移及使用具有關於孔隙率的極佳性質、對鹽水吸收之較低敏感度或實際上甚至不敏感，由此使得有可能持續保持良好機械效能之性質，從而允許結構或帆之高效且安全使用。
包括塗層之織品的重量可大於或等於43、44、45或50 g/m 2。此重量亦可在約43、44、45或50至約250 g/m 2，尤其至約130 g/m 2，例如至約105或110 g/m 2範圍內。
根據一個實施例，塗佈材料之乾燥吸取率大於或等於10重量%，尤其在10重量%與35重量%之間，通常在10重量%與30重量%之間，較佳在12重量%與30重量%之間，仍更佳在12重量%與25重量%之間。乾燥吸收率為經塗佈織品上之乾燥塗料(尤其交聯PU)的重量比；其表示最終織品上所存在之乾燥/交聯塗料之重量。此塗料或吸收率代表最佳化方案。過量可能對某些性質不利且不必要地增加重量。
PET由對苯二甲酸伸乙酯之重複單元構成；然而，本發明之範疇實際上亦延伸至每聚酯分子鏈包含較小量之其他單元，例如小於10 mol%，尤其小於5 mol%之其他單元(為了形成此等其他單元，共聚單體包括例如間苯二甲酸、萘二甲酸、己二酸、羥基苯甲酸、二乙二醇、丙二醇、偏苯三甲酸及新戊四醇)的變體。
聚酯紗線為複絲紗線。其由多個連續長絲形成。根據一個實施例，織品包括經紗及緯紗或由其製成，該等經紗及緯紗具有以分德士為單位的在33與470分德士之間，例如在44與115分德士之間的支數。例如，使用具有以下支數之紗線：44、80、114分德士。尤其，經紗及緯紗之分德士/長絲(DPF)在1與4之間，較佳在1.3與3.7之間。
在一個實施例中，經紗及緯紗具有相同支數且具有相同DPF。
在另一實施例中，經紗及緯紗支數不同，一個方向上之紗線支數嚴格地高於另一方向上之紗線支數。例如，在一個方向上的紗線支數在33與470分德士之間，尤其在78與115分德士之間，而在另一方向上的紗線支數在33與115分德士之間，尤其在44與78分德士之間，在第一方向上的紗線支數嚴格地高於在另一方向上的紗線支數。根據一種模態，較高支數之紗線在緯紗方向上。根據另一模態，較高支數之紗線在經紗方向上。
在另一實施例中，有可能提供在相同給定方向上，亦即在經紗方向或緯紗方向上，或在經紗方向及緯紗方向兩者上的混雜(variegated)支數。在此情況下，在經紗及/或緯紗方向上，存在至少兩種類型之支數不同的紗線。
PET紗線之韌度(或拉伸強度)尤其大於或等於6 cN/分德士，尤其在6與7 cN/分德士之間。其斷裂伸長率尤其大於或等於20%，尤其在20%與30%之間。根據標準DIN EN ISO 2062量測韌度及斷裂伸長率。
具有此等典型特徵之PET纖維或紗線為市售的及/或可訂購生產。
聚酯紗線視情況含有一或多種添加劑，例如穩定劑及/或抗靜電劑。
根據一個實施例，用於實施之PET織品為壓延織品，其意謂其在塗佈有PU之前已經受壓延。壓延壓扁織品且使紗線以及構成長絲擴散開，由此有助於封閉織品之孔隙且降低其孔隙率。
本發明之織品藉由塗佈有在溶劑相中的聚胺基甲酸酯而獲得。塗佈可具有下文所提及之典型特徵中之任一者。首先，織品可在其兩個表面中之一或兩者上進行塗佈；較佳其在一個表面上進行塗佈。
聚胺基甲酸酯包括硬性部分(異氰酸酯)及可撓性部分(多元醇)。熟習此項技術者瞭解如何在異氰酸酯/多元醇比率與組分本質之間尋求平衡以便獲得具有所要硬挺性之彈性體，該硬挺性由100%伸長率下模數表徵。較佳地，用於塗料中之彈性體為單組分彈性體，異氰酸酯與多元醇反應，隨後與增鏈劑或交聯劑反應，形成通常仍含有諸如NCO及醇之反應性官能基的彈性體。熟習此項技術者可參考關於獲自異氰酸酯、多元醇及增鏈劑或交聯劑之共聚物或彈性體生產的文獻，尤其參考Ségolène Hibon的Thèse en Matériaux Polymères et Composites [Thesis on Polymer Materials and Composites], Institut National de Sciences Appliquées-INSA [National Institute of Applied Sciences], Lyon, France, 2006。
塗佈組合物補充有交聯劑，尤其異氰酸酯或三聚氰胺或甚至兩者之混合物。術語「異氰酸酯」應理解為指異氰酸酯及聚異氰酸酯兩者，其單獨存在或呈與一或多種其他異氰酸酯及/或聚異氰酸酯混合之混合物形式。術語「異氰酸酯」在本文中應理解為包括術語「異氰酸酯」及「聚異氰酸酯」。聚異氰酸酯為較佳的。關於三聚氰胺，其可尤其為三聚氰胺本身(1,3,5-三𠯤-2,4,6-三胺)或含有三聚氰胺之化合物或樹脂，例如三聚氰胺-甲醛樹脂。
根據一個實施例，乾燥交聯劑相對於乾燥彈性體之比例在約5重量%與約30重量%之間，尤其在約7重量%與約20重量%之間，尤其在約8重量%與約18重量%之間。
根據一個實施例，聚胺基甲酸酯(及起始彈性體)為基於聚醚的。尤其，基於聚醚的聚胺基甲酸酯為線性或支化的且包含聚醚類型之多元醇部分以及異氰酸酯部分。
根據一個實施例，聚胺基甲酸酯(及起始彈性體)為基於聚酯的。尤其，基於聚酯的聚胺基甲酸酯為線性或支化的且包含聚酯類型之多元醇部分以及異氰酸酯部分。
根據另一實施例，聚胺基甲酸酯(及起始彈性體)為基於聚碳酸酯的。尤其，基於聚碳酸酯的聚胺基甲酸酯為線性或支化的且包含聚碳酸酯類型之多元醇部分以及異氰酸酯部分。
關於彈性體及交聯劑，異氰酸酯部分較佳為脂族，實際上，芳族異氰酸酯具有隨時間推移而變黃之缺點，從而使其為較不佳的，儘管其仍可使用。
在一個實施例中，本發明之織品藉由塗佈有在溶劑相中之聚胺基甲酸酯而獲得。用於自聚酯織品生產經塗佈織品的此織品生產方法為本發明之另一目標。塗佈可具有下文所提及之典型特徵中之任一者。
塗佈步驟藉由習知地用於織物塗佈之技術，諸如直接塗佈進行。術語「直接塗佈」應理解為指直接沈積塗佈製程，例如利用刮漿刀、圓筒、氣刀、壓染機、使用邁耶(Meyer)棒(或Champion製程)。
在一個實施例中，本發明之織品由斜向硬挺性表徵。當斜向係沿與經紗成45°的方向量測時，其被稱為經紗方向。當斜向係沿與緯紗成45°的方向量測時，其被稱為緯紗方向。在沿著斜向施加之3磅(Lbs，其為1.36 kg)之力下以百分比量測伸長率。此伸長率表徵織品的斜向硬挺性。所用標準為NF EN ISO 13934-1：生產量測寬度為50 mm且長度為300 mm的測試試樣。測力計之夾具鉗口相隔200 mm且在100 mm/分鐘之速度下進行量測。
尤其，根據本發明之經塗佈織品在3磅或1.36 kg下沿經緯斜向之伸長率小於或等於10%。因此，此伸長率可在1%與10%之間，較佳在3%與10%之間。
根據一個實施例，當新製時，織品具有在2000 Pa之壓力下如根據標準NFG 07111 (100 cm 2之量測表面積)所量測的小於或等於20 L/m 2/分鐘的孔隙率或透氣性；及/或(較佳及)根據Tappi 441 om-90標準之小於或等於1%，尤其小於或等於0.9%，例如小於或等於0.5%的吸水率。
本發明之織品有利地展現高耐用性，尤其高水穩定性。此穩定性可藉由各種加速老化方法評估，描述於實例部分中：就根據本發明之織品而言，孔隙率或透氣性及水吸收性質在使用之後演變極少： -  水解及機械應力之後的孔隙率或透氣性：根據標準NFG07111，在老化之後，其較佳保持小於或等於30 L/m 2/分鐘，尤其小於或等於20 L/m 2/分鐘，尤其小於或等於15 L/m 2/分鐘；及/或 -  根據Tappi 441 om-90標準之吸水率保持小於或等於1%，尤其小於或等於0.9%，例如小於或等於0.5%。
織品使得有可能生產能夠牽曳船舶或船隻之滑翔翼帆類型的結構，尤其能夠承受施加至此等帆之應力的結構。此等織品具有上述性質，且足夠輕以使得空中結構能被送出，上升、保持在空中，以在其意欲用於之風力條件下發揮其作用且基於預期動力學行為而演變。
本發明之另一目標為如本文所定義之PU彈性體或交聯PU塗料的用途，其用於塗佈如本文所定義之高韌度PET織品。尤其，此塗料意欲使織品具有本文所描述之一或多種性質，尤其如本文所描述在斜向方向上之伸長率；及/或如本文所描述在新製時及在老化或使用後之極低的吸水率；及/或如本文所描述在新製經塗佈織品與在老化或使用後之經塗佈織品之間不展現增加或僅展現稍微增加的孔隙率。此用途可產生以下生產方法，其為本發明之另一目標。
用於生產經塗佈織品之織品生產方法尤其包括以下步驟： (a)    提供根據本發明之聚酯織品；此織品可視情況經壓延； (b)    此織品之兩個表面中之一或兩者利用根據本發明之溶劑相中的聚胺基甲酸酯以根據本發明之塗佈率來塗佈，該溶劑相中的聚胺基甲酸酯較佳地來自如本文所描述之溶解於溶劑中及在具有交聯劑之混合物中的單組分彈性體； (c)    加熱織品直至塗層乾燥且交聯； (d)    獲得根據本發明之經塗佈織品； (e)    視情況，織品例如藉由昇華印花在其兩個表面中之一或兩者上進行印花。
本發明之目標尤其係關於一種用於生產經塗佈織品之織品生產方法，其中： -  提供織品，就經緯密度而言，由聚(對苯二甲酸伸乙酯) (PET)製成之該織品的密度在20與50紗線/cm之間； -  利用以下之混合物來塗佈此織品之兩個表面中之一或兩者：單組分聚胺基甲酸酯彈性體，根據標準DIN 53504，其100%伸長率下模數小於或等於約5 MPa，尤其在1與4 MPa之間，尤其在1與3 MPa之間；用於彈性體之溶劑；及交聯劑；該交聯劑以乾燥交聯劑相對於乾燥彈性體的比例計在約5重量%與約30重量%之間，尤其在約7重量%與約20重量%之間，尤其在約8重量%與約18重量%之間； -  加熱織品直至塗層乾燥且交聯； -  獲得經塗佈織品； -  視情況，織品例如藉由昇華印花在其兩個表面中之一或兩者上進行印花。
此方法旨在生產如上文所描述之織品，且因此用於織品生產之要素的典型特徵適用於該方法，適用於選擇此等要素以供在該方法中使用，而不必在以下部分中對其進行重複。
PET織品可在塗佈之前經歷壓延。
根據一個實施例，PET織品在塗佈之前在工具、圓筒或壓延機輥與相對板之間壓延。壓延工具已經過的織品之表面，稱作「壓延表面」相比於另一表面被平滑化。
根據一種模態，塗佈在此壓延表面上進行。可藉由首先預先將底塗劑處理塗覆於此平滑表面來增強聚合物之黏著力。該處理可為物理處理或化學處理。例如，該處理為提供能夠與聚合物之基團反應以便形成化學鍵之官能基的化學處理。
根據另一種模態，塗佈在未平滑化的另一表面上進行。應理解，塗料吸收率取決於相關之表面而變化，其中此吸收率在非平滑化表面上較高，此使得熟習此項技術者能夠調整塗料之數量及重量。亦有可能塗佈兩個表面。
根據另一實施例，PET織品在塗佈之前在兩個壓延工具、圓筒或壓延機輥之間壓延。織品之兩個表面均被平滑化。隨後在存在或不存在如上文所描述之黏著處理下塗佈兩個表面中之一或兩者。
PET織品之壓延較佳在150與250℃之間、較佳在180與210℃之間的溫度下進行。壓延較佳在150至250 kg，較佳在180與230 kg範圍內之壓力下進行。壓延機之轉速可在1與30 m/分鐘之間，較佳在10與20 m/分鐘之間。
本發明之織品藉由塗佈有在溶劑相中的聚胺基甲酸酯而獲得。塗佈可具有下文所提及之典型特徵中之任一者。
根據標準DIN 53504，PU之100%伸長率下模數小於或等於約5 MPa，尤其在1與4 MPa之間，尤其在1與3 MPa之間。將其置於有機溶劑中之溶液中。聚合物溶解於介質中。將用於PU之交聯劑添加至此溶液中。尤其，乾燥交聯劑相對於乾燥聚胺基甲酸酯之比例在約5重量%與約30重量%之間，尤其在約7重量%與約20重量%之間，尤其在約8重量%與約18重量%之間。
本發明之織品藉由塗佈有溶解於溶劑中之聚胺基甲酸酯而獲得。尤其，塗料含有單組分彈性體(尤其由異氰酸酯、多元醇及增鏈劑或交聯劑形成)，其呈在溶劑中的溶液形式。在溶劑蒸發期間自然地形成膜。溶劑為有機溶劑且可尤其選自由以下構成之群：芳族溶劑、醇、酮、酯、二甲基甲醯胺及正甲基吡咯啶酮。在一個特定實施例中，溶劑係選自由以下構成之群：甲苯、二甲苯、異丙醇、丁醇、1-甲氧基丙-2-醇、甲基乙基酮、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、二甲基甲醯胺、正甲基吡咯啶酮及至少兩種上述者的混合物。例如，甲苯與異丙醇之混合物。
在一個實施例中，溶劑相聚胺基甲酸酯之特徵可在於，其濃度為相對於PU及溶劑混合物，20重量%與50重量%之間的非交聯PU，尤其單組分彈性體。在一個實施例中，此溶劑相聚胺基甲酸酯，尤其呈溶劑中之溶液形式的彈性體的特徵可在於，在23℃下小於100,000 mPa.s，較佳在23℃下在5,000與60,000 mPa.s之間的黏度(根據標準DIN EN ISO/A3)。
尤其，乾燥及交聯步驟包含首先例如在約90與約120℃之間的溫度下進行乾燥，其後在約140與約210℃之間的溫度下進行交聯。
本發明之織品塗佈組合物可另外包括添加劑。該等添加劑可為常用於織品塗佈組合物中之任何添加劑。其尤其係選自由黏度改性劑、UV穩定劑、染料、分散劑及界面活性劑構成之群。根據一個實施例，塗料包含抗UV劑。
在一個實施例中，該方法在乾燥及交聯步驟之後包含一或多個賦予織品防污及/或拒水性質的後處理步驟。術語「防污處理」應理解為指使用抗靜電及/或抗黏產品之處理。術語「拒水處理」應理解為指在具有或不具有用於氟化樹脂之交聯劑，例如異氰酸酯的情況下使用氟化樹脂的處理。拒水處理之後為乾燥/交聯步驟。在一個實施例中，後處理係藉由熟習此項技術者已知之任何方法且尤其藉由浸染、塗佈、噴塗或電漿處理來施加。
發現本文所描述之經塗佈織品能夠藉由所謂的昇華印花技術進行印花。根據本發明之一個態樣，此經塗佈織品藉由昇華技術著色、印花或裝飾。尤其，後者可藉由用一或多種染料將圖案印花在基板(轉印基板)上來實施，該(等)染料可在高溫下昇華。其後將基板接觸施加於經塗佈織品，隨後例如在約200℃下且在壓力下進行熱壓延。染料進入氣相且轉移至塗層中，及/或轉移至表面及/或纖維。聚酯PET在此溫度下保持穩定
實例1、1bis、2及2bis之織品為根據本發明之織品及牽曳結構或帆的實施例。其係由其在實例中闡明之組分典型特徵定義。
本發明之目標亦係關於一種藉由實施根據本發明之方法而獲得或能夠獲得的織品。其亦係關於一種用於製造空中牽曳結構之方法，其包含製造如本文所描述之織品或具有如本文所描述之織品，及用此經塗佈織品製造所有或部分空中結構，尤其製造呈具有箱式區段(單元)之滑翔翼帆形式之結構的下表面(底部帆)及/或上表面(頂部帆)。本發明亦係關於如本文中所描述之經塗佈織品的用途，其用於生產用於船舶之空中牽曳結構，尤其用於生產呈具有箱式區段之滑翔翼帆形式的結構的下表面及/或上表面。
本發明亦係關於一種包括根據本發明之織品或由其製成的空中牽曳結構。「空中牽曳結構」係指包含至少一層根據本發明之織品的結構或帆，其能夠連接至船舶或船隻且確保或有助於該船舶或船隻在風力作用下確實及/或明顯的位移。有利地，結構包括兩層此織品，其在該結構中疊加且保持在一起，且形成充當下表面之層及充當上表面之層。尤其，結構為箱式區段類型之滑翔翼帆，且較佳包括兩層織品(下表面及上表面)，兩者均藉由本發明之織品製成。為得到具有所要尺寸之下表面及上表面，後者為多塊或多卷或多片根據本發明之織品的組裝體，尤其藉由縫合組裝的組裝體。根據本發明，下表面及上表面可藉由相同織品、不同織品製造，或可包括不同織品之組裝體中的一者及/或其他者。
兩層織品藉由分隔物連接，該等分隔物可由相同織品或由另一織品製成。在一個實施例中，分隔物亦由具有與上文所描述之織品本質相同的PU塗層的PET織品製成。然而，較佳使用PU，其具有在約6 MPa與約40 MPa之間的100%伸長率下模數及在約40重量%與約200重量%之間的交聯劑比率。
結構可帶有藉由昇華印花之圖案，其尤其在滑翔翼類型帆之情況下位於下表面及/或上表面上。
牽曳結構，尤其滑翔翼類型結構之下表面及上表面可具有在50、100或200與800 m 2之間，尤其在100與500 m 2之間的表面。
牽曳結構可經使用並設定大小以供用於各種噸數，尤其在100噸與550,000噸之間，例如在10,000噸與260,000噸之間之噸數的船舶。
習知地，如EP 2,475,577中所描述(其全部內容以引用之方式併入本文中)，根據本發明之滑翔翼類型帆具有下表面及上表面。在帆的前部，下表面及上表面藉由前邊緣連接，而在帆的後部，下表面及上表面合於一起以形成後邊緣。在下表面與上表面之間沿著側向方向藉由箱間壁分界出前後向的箱式區段，其在前邊緣朝前開口且成對分隔。
帆之組件，尤其其下表面、其上表面及其箱間壁，係由緊固地與彼此組裝在一起的多片織品製成，尤其藉由縫合組裝。因此，帆之各片件、各組件基本上(若非唯一地)藉由根據本發明之織品製成。
此織品係藉由連續經紗及連續緯紗形成，此等經紗及緯紗根據習知的編織技術交織。作為實例，織品的網格為方形。此織品可為防撕裂(ripstop)類型，換言之，合併強化紗線以改良織品之抗撕裂效能。
提供片件之組裝體，使得在帆內，經紗沿帆之前後方向AP縱向延伸，而緯紗沿側向方向L縱向延伸。換言之，對於屬於下表面及上表面之部件的織品及構成箱間壁之片件的織品兩者，投影於水平面中，經紗及緯紗分別平行於前後方向AP及側向方向L延伸。
現將藉助對應於較佳實施例之實例描述本發明，然而，此等實例以說明方式提供，而無任何限制。
實例 1 及 1bis ：此等實例比較一個表面上的聚胺基甲酸酯塗層對塗佈有硬性PU之習知聚醯胺6.6織品(對照組1)、在一個表面上塗佈有硬性PU之聚酯織品(對照組2)及在一個表面上塗佈有PU之高韌度聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)織品(根據本發明之實例)的影響。
對照組1：PA6.6為三角帆領域中之習知的聚醯胺織品，具有獲自具有8 MPa之100%伸長率下模數之PU彈性體及異氰酸酯+三聚氰胺甲醛交聯劑的PU塗層。乾燥交聯劑相對於乾燥彈性體之比例為66.9%。PU於甲苯及異丙醇之50/50混合物中使用。
對照組2：PU塗層，其獲自具有32.4 MPa之100%伸長率下模數的PU彈性體及異氰酸酯+三聚氰胺甲醛交聯劑。乾燥交聯劑相對於乾燥彈性體之比例為137%。PU於甲苯及異丙醇之50/50混合物中使用。
PET具有PU塗層，其獲自具有2 MPa之100%伸長率下模數的PU彈性體及異氰酸酯+三聚氰胺甲醛交聯劑。乾燥交聯劑相對於乾燥彈性體之比例為8.4%。實例1及1bis之不同之處在於塗佈材料之乾燥吸取率。PU於甲苯及異丙醇之50/50混合物中使用。
在兩個對照組及本發明之實例中，PU為基於脂族聚碳酸酯之單組分PU。
PET之韌度為6.6 cN/分德士。斷裂伸長率為21%。
塗佈藉由使用刮漿刀進行，且其後為在100℃下乾燥的步驟，且隨後為在180℃下交聯的步驟。速度為27 m/分鐘。 [表1 ]
   對照組1 對照組2 根據本發明的實例1 根據本發明的實例1bis
紗線類型 PA6.6 PET PET PET
支數(分德士) (經紗及緯紗) 110 114 114 114
DPF 3.2 3.6 3.6 3.6
經紗×緯紗之數目 35x30.0 33.6x30.5 33.6x30.5 33.6x30.5
塗佈重量(g/m 2) 85.2 84 90 100
塗佈材料之乾燥吸取率(%) 9.3 9.4 13.2 22.7
孔隙率-新製(L/m 2/分鐘) 5 6 2 2
孔隙率-老化後(L/M 2/分鐘) 44 ＞200 7 2
吸水率-新製(%) 0.2 0.1 0.1 0.1
吸水率-老化後(%) 1.8 1.3 0.7 0.7
在3磅或1.36 kg下之斜向伸長率(%) 0.9 0.5 4.1 3.6
稍後概述用於量測孔隙率及吸水率的方法。
實例 2 及 2bis ：此等實例比較一個表面上的聚胺基甲酸酯塗層對塗佈有硬性PU之習知聚醯胺6.6織品(對照組3)、在一個表面上塗佈有硬性PU之聚酯織品(對照組4)及在一個表面上塗佈有PU之高韌度聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)織品(根據本發明之實例)的影響。
對照組3：PA6.6為三角帆領域中之習知的聚醯胺織品，具有獲自具有8 MPa之100%伸長率下模數之PU彈性體及異氰酸酯+三聚氰胺甲醛交聯劑的PU塗層。乾燥交聯劑相對於乾燥彈性體之比例為66.9%。PU於甲苯及異丙醇之50/50混合物中使用。
對照組4：PU塗層，其獲自具有8 MPa之100%伸長率下模數的PU彈性體及異氰酸酯+三聚氰胺甲醛交聯劑。乾燥交聯劑相對於乾燥彈性體之比例為66.9%。PU於甲苯及異丙醇之50/50混合物中使用。
PET具有PU塗層，其獲自具有2 MPa之100%伸長率下模數的PU彈性體及異氰酸酯+三聚氰胺甲醛交聯劑。對於實例2，乾燥交聯劑相對於乾燥彈性體之比例為15.4%，對於實例2bis，比例為8.4%。實例2及2bis之不同之處亦在於塗佈材料之乾燥吸取率。PU於甲苯及異丙醇之50/50混合物中使用。
在兩個對照組及本發明之實例中，PU為基於脂族聚碳酸酯之單組分PU。
PET之韌度為6.6 cN/分德士。斷裂伸長率為21%。
塗佈藉由使用刮漿刀進行，且其後為在100℃下乾燥的步驟，且隨後為在180℃下交聯的步驟。速度為27 m/分鐘。 [表2 ]
   對照組3 對照組4 根據本發明的實例2 根據本發明的實例2bis
紗線類型 PA6.6 PET PET PET
支數(分德士) (經紗及緯紗) 50 44 44 44
DPF 3.8 3.2 3.2 3.2
經紗×緯紗之數目 42x42 39.3x39 39.3x39 39.3x39
塗佈重量(g/m 2) 54.8 47 44.9 52
塗佈材料之乾燥吸取率(%) 15.4 21.9 18.0 30.0
孔隙率-新製(L/m 2/分鐘) 5 2 2 2
孔隙率-老化後(L/M 2/分鐘) 75 ＞200 27 4
吸水率(%) 0.2 0.1 0.1 0.1
吸水率-老化後(%) 0.8 0.3 0.2 0.2
在3磅或1.36 kg下之斜向伸長率(%) 1.2 0.9 3.2 8.9
稍後概述用於量測孔隙率及吸水率的方法。
關於兩個實例之結論： PA6.6基板並不理想，此係因為其在老化之後的吸水率較高。根據本發明之經塗佈織品具有良好的孔隙率(透氣性)性質，且此良好孔隙率為穩定的，如藉由老化測試所表明。根據本發明之織品之斜向上的優良測試有助於孔隙率之此維持。本發明之織品在新製時及在老化之後就吸水率而言亦具有最佳行為。此等性質使得此等織品適用於形成於船用環境中使用之空中牽曳結構。
本申請案中所使用之方法及量測 ( 本發明及實例之典型特徵 ) ：NF EN ISO 2062-使用恆定之伸長率測試設備速率，使用標準之方法A來測定個別紗線之斷裂強度及斷裂伸長率。
斷裂力(單位為厘牛頓-cN)：在導致斷裂之拉伸測試期間產生的使樣品斷裂的最大力
斷裂伸長率(%)：在後者斷裂時所量測之樣品之長度的增加
韌度(cN/德士)：以cN為單位表示之斷裂力與以分德士(1德士=1 g/1000 m紗線長度)表示之紗線之線性密度的商。
測試使得有可能量測樣品之斷裂力及斷裂伸長率，亦即紗線之典型變數。
將紗線置於間隔500 mm之兩個固定夾具之間。隨後，設備(測力計)以500 mm/分鐘之恆定位移速度移動夾具使其遠離彼此，且持續量測施加力。量測使紗線斷裂所需之力以及斷裂時紗線之長度的增加。
平均斷裂力及平均斷裂伸長率為此測試表徵的兩個資料項。基於斷裂力除以線性密度來計算韌度。
根據標準DIN 53504，量測單組分聚胺基甲酸酯彈性體之100%伸長率下模數。模數定義於標準「 Spannungswerte」之3.4中。在S2型啞鈴狀測試試樣( Schulterstab)上進行量測，然而其桿體長度l S為55 mm且厚度為200 µm。所用設備為測力計。將啞鈴試樣置放於固定夾具中，在最小可能初張力下以長度L 0間隔開。隨後以400 mm/分鐘之恆定速度移動夾具使其遠離彼此，且測力計量測作為伸長率的函數的所施加力。以MPa為單位的100%伸長率下模數或應力為在100%伸長率下在測試試樣之初始部分上所量測之力比。此描述於標準DIN 53504之第9.4段 Spannungswerte中。
孔隙率(透氣性)及吸水率應在，且已在新製時及老化後進行評價。
對於老化，亦量測水解之後織品的孔隙率。為了進行此操作，在操作溫度及壓力下以30 g/l將織品置於具有鹽水的『Cocotte Minute』壓力釜中4小時。隨後，藉由使織品露天且高速飄動來施加30分鐘處理，其中將織品固定至磨型組裝體(4葉片組裝體，織品固定至葉片中之一者的末端)。
在新製時及老化後之吸水率應根據，且已根據Tappi 441 om-90標準來量測。其以百分比表示。設備由方形橡膠基板及在其基底處包覆有橡膠墊圈之金屬環組成。將樣本置於方形基板上且將金屬環置於樣本上。使用夾具裝置以使系統水密。將一定量之水(100 ml)置於環中，與樣品接觸持續一段確定時間(1分鐘)。當時間結束，自圓柱形環移除水，藉由使用如標準中所描述之圓筒，在不施加壓力之情況下，經由此圓筒在置於兩個吸水器之間之樣品上的往復移動來移除殘留在樣品表面上的殘餘水。所吸收水之百分比藉由計算在與水接觸之前及之後的重量差值來確定。
孔隙率應，且已在新製時及老化後根據標準NFG 07111或標準NF EN ISO 9237-織品之透氣性測定來量測；後者替換前者，然而得到相同結果。將樣品安裝於圓形樣品固持器上。開始抽吸以便產生2000 Pa之低壓，其引起氣流穿過樣品。量測此氣流之流動速率且以L/m 2/分鐘為單位給出。
呈百分比之織品的伸長率應在，且已在斜向中施加3磅(lbs)或1.36 kg的力下量測。此伸長率表徵織品之斜向硬挺性。所用標準為NF EN ISO 13934-1。生產量測寬度為50 mm且長度為300 mm之測試試樣。測力計之夾具鉗口彼此相隔200 mm，且量測應在，且已在100 mm/分鐘之速度下進行。

Claims (13)

  1. 一種用於船舶之空中牽曳結構，其包含至少一層由複絲連續經紗及緯紗形成且其兩個表面中之一或兩者上塗佈有聚胺基甲酸酯(PU)之織品，其特徵在於裸織品之覆蓋率TC在1.8與4之間，較佳在2.6與3.2之間，該TC根據式TC = (長絲數目/cm×以cm為單位的1根長絲的直徑) 經紗+ (長絲數目/cm×以cm為單位的1根長絲的直徑) 緯紗計算，特徵在於該等紗線由聚(對苯二甲酸伸乙酯) (PET)製成，特徵在於就經緯密度而言，該織品之密度在20與50紗線/cm之間，特徵在於該聚胺基甲酸酯為基於聚醚、聚酯或聚碳酸酯之交聯PU，且特徵在於此PU係衍生自(1)藉由(2)之交聯：(1)用於在有機溶劑相中實施，根據標準DIN 53504，具有小於或等於5 MPa，尤其在1與4 MPa之間，尤其在1與3 MPa之間之100%伸長率下模數的單組分聚胺基甲酸酯；(2)以乾燥交聯劑相對於乾燥彈性體的比例計，在約5重量%與約30重量%之間，尤其在約7重量%與約20重量%之間，尤其在約8重量%與約18重量%之間的交聯劑，且特徵在於包括塗層之該織品的重量在43或44至250 g/m 2範圍內。
  2. 如請求項1之結構，其中根據標準DIN EN ISO 2062，該等PET紗線之韌度尤其大於或等於6 cN/分德士，尤其在6與7 cN/分德士之間，及/或其斷裂伸長率尤其大於或等於20%，尤其在20%與30%之間。
  3. 如請求項1或2之結構，其中包括塗層之該織品的重量在44至250 g/m 2、尤其44至130 g/m 2範圍內。
  4. 如前述請求項中任一項之結構，其中塗佈材料之乾燥吸收率大於或等於10重量%，尤其在10重量%與30或35重量%之間，較佳在12重量%與30重量%之間。
  5. 如前述請求項中任一項之結構，其中該織品包含經紗及緯紗或係由其製成，該等經紗及緯紗具有在33與470分德士之間、較佳在44與115分德士之間的分德士，尤其具有在1與4之間、較佳在1.3與3.7之間的分德士/長絲(DPF)。
  6. 如前述請求項中任一項之結構，其中該PU之交聯劑為異氰酸酯、聚異氰酸酯、三聚氰胺、包含三聚氰胺之化合物或異氰酸酯及三聚氰胺之混合物。
  7. 如前述請求項中任一項之結構，其中不管係新製或在老化後，該織品具有在2000 Pa之壓力下如根據標準NFG 07111在100 cm 2之量測表面積上所量測的小於或等於20 L/m 2/分鐘的透氣性；及/或具有根據標準Tappi 441 om-90之小於或等於1%的吸水率。
  8. 如前述請求項中任一項之結構，其中根據標準NF EN ISO 13934-1，該織品在1.36 kg下沿經緯斜向之伸長率小於或等於10%，尤其在1%與10%之間，較佳在3%與10%之間。
  9. 如前述請求項中任一項之結構，其中該織品帶有藉由昇華印花之圖案。
  10. 如前述請求項中任一項之結構，其中其涉及包括下表面及上表面之箱式區段類型之滑翔翼帆(paraglider sail)的結構，該下表面及該上表面由此織品製成。
  11. 如請求項10之結構，其中該下表面及該上表面具有在50與800 m 2之間、尤其在100與500 m 2之間的表面積。
  12. 一種如請求項1至9中任一項所描述之經塗佈織品的用途，其用於生產用於船舶之空中牽曳結構，尤其用於生產呈具有箱式區段之滑翔翼帆形式的此類結構的該下表面及/或該上表面。
  13. 一種用於製造空中船舶牽曳結構的方法，其包含製造如請求項1至9中任一項所描述之經塗佈織品，其中方法： 提供織品，就經緯密度而言，由聚(對苯二甲酸伸乙酯) (PET)製成之該織品的密度在20與50紗線/cm之間； 利用以下之混合物來塗佈此織品之兩個表面中之一或兩者：單組分聚胺基甲酸酯彈性體，根據標準DIN 53504，其100%伸長率下模數小於或等於約5 MPa，尤其在1與4 MPa之間，尤其在1與3 MPa之間；用於該彈性體之溶劑；及交聯劑；該交聯劑以乾燥交聯劑相對於該乾燥彈性體的比例計在約5重量%與約30重量%之間，尤其在約7重量%與約20重量%之間，尤其在約8重量%與約18重量%之間； 加熱該織品直至該塗層乾燥且交聯； 獲得經塗佈織品； 視情況，該織品例如藉由昇華印花在其兩個表面中之一或兩者上進行印花； 所有或部分空中結構係用此經塗佈織品製成。
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