新型降落伞伞衣在阅兵旗帜中的应用

李利娜 王旭光 王春姣 徐 杰 贾书刚

北京邦维高科特种纺织品有限责任公司， 北京 100048

新型降落伞伞衣在阅兵旗帜中的应用

李利娜 王旭光 王春姣 徐 杰 贾书刚

北京邦维高科特种纺织品有限责任公司， 北京 100048

开发了一种以BW10564锦丝绸为基础材料的新型红旗印染面料。通过印花前预处理工艺，使锦纶面料的耐热性能增加，并极大地改善了锦纶66纤维对分散染料的亲和力，面料的抗撕破性能大幅度增强，同时被赋予优良的防水、防污功能。经热转移印花加工的面料，其各项色牢度指标和色差均满足有关国家标准要求。

强重比，伞衣，锦纶66，热转移印花，防水

1 研制背景

在纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年阅兵式(简称“9.3”阅兵)上，空中护旗方队中直升机吊挂的国旗和军旗尺寸分别为6.0 m×9.0 m、6.0 m×7.5 m，飞行速度160～180 km/h。如此巨大的旗帜在这样高的速度下飞行，其尾部抖动剧烈，产生了超音速的“击波”，一般的材料难以承受如此高强度的气流吹击。需求单位在阅兵训练开始前，曾选用几种市场上常规的涤纶材质的红旗进行试飞，结果是飞行不足30 min旗面就完全破损。之后，又采用几种高强涤纶材料制作的红旗进行试飞，没有考虑材料的质量和强重比(即材料的经向强力与其质量的比值)，认为只要材料强度够高就不会有问题，结果飞行2 h虽然旗面主体状态良好，但红旗的尾部被吹毛脱丝(图1和图2)，且红旗飞行时抖动异常、响声巨大。图1和图2所示的红旗采用高强涤丝绸制作而成，其面密度为130 g/m2，经向断裂强力≥1 900 N/(5 cm)，纬向断裂强力≥1 800 N/(5 cm)。

图1 高强涤丝绸红旗飞行后尾部状态

图2 高强涤丝绸红旗飞行后尾部一角

对于这种状况，国际上通常采取降低飞行速度或缩小旗帜尺寸的办法来解决，飞行速度约100 km/h。但是，就“9.3”阅兵来说，让吊挂旗帜的直升机降低速度是绝对不可行的，因为它们是整个空中护旗方队的排头兵，其后有一些固定翼飞机，过低的飞行速度在技术上行不通。如果改变旗帜的尺寸，则会影响空中展示效果。所以，需求单位迫切需要一种能够满足“9.3”阅兵飞行要求的特种旗帜，并提出了具体研制要求：

(1) 能在飞行速度为160～180 km/h、风速为8 m/s、飞行高度约300.0 m的条件下使用；

(2) 旗帜尺寸符合国家标准要求，国旗尺寸(长×宽)为9.0 m×6.0 m，军旗尺寸(长×宽)为7.5 m×6.0 m；

(3) 制作旗帜的面料经印染后其色牢度和色差指标满足国家标准要求；

(4) 旗帜遇降雨等恶劣天气时应具有一定的防水、防污功能；

(5) 旗帜在空中的展开姿态平直、方正，不受降雨等恶劣天气的影响。

2 特种旗帜面料的研制

2.1 基布的筛选

根据多次的实践经验得出旗帜材料的选择原则：

(1) 兼顾材料的透光性，材料的面密度越小，强重比、抗撕裂性越高越好；

(2) 材料的耐气候性佳，防水、防污性能优良；

(3) 具备良好的印花加工性能。

目前，高强涤纶长丝织物和高强锦纶长丝织物的强重比相差不多。高强涤纶长丝的线密度大多在27.8 tex(即250 den)以上，纤维较粗，不适宜制作特别轻薄的织物；而高强锦纶长丝的线密度可以做到2.2 tex(即20 den)或更小，单纱强度可达 7.5 cN/dtex， 因此更容易制作出质量轻、强度高的织物。多次试飞试验证明，旗帜尾部所承受的气流吹击强度与材料质量成正比，材料越重，其承载的力越大。在强重比相同的条件下，经飞行试验后，质量较大的织物破坏较严重。因此，应选用高强重比、低面密度的锦纶织物作为旗帜面料。表1是目前国内几种降落伞伞衣织物的性能指标(FZ 66201—1995《特种工业用丝绸》)，可以看出，BW10564锦丝绸的面密度较小、强重比较高，它是由北京邦维高科特种纺织品有限责任公司为下一代翼伞伞兵伞进行技术储备而研制的，符合旗帜材料的选材原则，因此确定以BW10564锦丝绸为基布，进行特种旗帜面料的开发。

2.2 BW10564锦丝绸的特点

BW10564锦丝绸是一种新型降落伞伞衣织物，其特点：

(1) 选用3.3 tex(30 den)/10 f高强锦纶66长丝为原料，其单丝强度大于7.5 cN/dtex。通常，普通锦纶长丝的强度约5.0 cN/dtex，高强锦纶长丝的强度约6.9 cN/dtex。

(2) 采用高密度钢筘、剑杆织机织造，面密度仅为32 g/m2，强重比较高。

(3) 采用格栅平纹组织，在织物表面形成格子效果，提高了织物的抗撕破性能。

(4) 织物幅宽1.52 m，大大减少了旗帜缝制时的拼片数量，减少了图案拼接的道数。

表1 几种降落伞伞衣织物的性能指标

2.3 数码喷绘热转移印花加工

2.3.1 工艺过程

传统的印花工艺由于受技术局限和制版成本的制约，难以生产小批量的个性化产品。数码喷绘热转移印花工艺填补了这一市场空白。这种印花工艺的机理简单，工序较少，省去了水洗、固色及蒸化等污染性较强的工序，既缩短了加工周期，又能降低对环境的污染，而且所得成品的手感柔软、色泽鲜亮。

数码喷绘热转移印花工艺原理[1]：

(1) 将设计并处理好的待印图案印在特定转移纸上，再通过热转移印花机，在适当的温度、压力等条件下将图案转印到织物上。

(2) 热转移印花机的参数要根据染料的性质进行设置，经过升温、升压等工艺，使染料升华气化。

(3) 图案与织物紧密接触，气化的染料通过扩散渗透到纤维内部，印染过程完成。

这种印花工艺对涤纶织物、涤纶含量比较高的混纺织物、棉织物、毛织物、丝绸织物等比较有效，但应用在锦纶织物上非常少见，特别是应用在高强锦纶66长丝织物上。

BW10564锦丝绸的数码喷绘热转移印花工艺流程：

2.3.2 织物前处理

采用改性树脂表面处理剂、固化剂、偶联剂、甲苯等配制成浆料，对织物进行表面涂覆处理，然后烘干、定型、打卷。试验表明，未经前处理的BW10564锦丝绸，经过200 ℃热转移印花加工后，得色量低，织物表面浮色多，色牢度很差，且织物收缩严重；经前处理的BW10564锦丝绸，经过220～230 ℃热转移印花加工后，得色率在90%以上，染料在织物正反面都均匀上染，正反面的色差达到4～5级，即单面印花加工获得了双面印花效果。

分析其原因：BW10564锦丝绸经过前处理后，具备了极佳的耐热性，对分散染料的亲和力也得到改善，而且兼具优良的憎水性、防污性、抗撕裂性和耐磨性能，使得其在热转移印花时能够耐受更高的温度，得色率和色牢度均得到极大的提升。

2.3.3 图案设计

图案设计的依据为国家标准GB 12982—2004《国旗》。6.0 m9.0 m的巨幅国旗上，大五角星的直径约1.7 m，4颗环绕大五角星的小五角星的直径约0.6 m，整体图案面积近10.5 m2。在幅宽1.5 m的织物上印制如此巨大的图案，需对整体图案进行分割，再将多幅织物进行拼接。图案设计的关键在于图案分割处的连接，设计原则是两幅织物拼接后接缝处的图案应连续、完整，如图3所示。图4所示为6.0 m×9.0 m国旗图案设计。

图3 拼缝处图案设计

图4 6.0 m×9.0 m国旗图案设计

2.3.4 颜色控制

旗帜印花的颜色控制包含2个方面：标准是颜色的确定和色差的控制。旗帜印花的颜色控制标准是与GB 12983—2004《国旗颜色标准样品》相比，其色差不低于3～4级。

在数码喷绘热转移印花加工过程中，影响颜色的因素较多，主要有织物前处理中涂覆浆料配方、转移纸、分散染料墨水、电脑配色色值(即CMYK值)、印花温度和车速等，其中前面3个因素在印花加工前基本上已优选确定。为获得最适宜的数码喷绘热转移印花工艺条件，进行了大量的调色试验，在电脑配色色值、印花温度和车速3个因素上寻求最佳的平衡点，最终确定的印花图案的电脑配色色值见表2，印花温度为220～230 ℃，车速为5.2～6.2 m/min。

表2 印花图案的电脑配色色值

虽然经过反复试验固化各种影响因素，确定了工艺条件，但在实际生产中，由于喷墨机台差异、转移印花机临时停车、开机初始转印状态和连续转印状态等因素的影响，仍有微量变动，从而导致色差。为了尽可能地消除这种色差，采取同1面旗帜以同1台喷墨打印设备连续喷绘、1卷转移纸对应1面旗帜、热转移印花加工时整卷织物1次印完等措施予以控制。

3 测试及分析

3.1 面料性能测试

经过前处理及印花后的BW10564锦丝绸的品号重新定义为BW10564G涂层锦丝绸印染织物，测试其质量、力学性能、防水性能和色牢度等，结果如表3所示。

表3 BW10564G涂层锦丝绸印染织物的性能测试结果

比较表3和表1可知，BW10564锦丝绸经过前处理和数码喷绘热转移印花后，其撕破强力大幅度增加，提高了4倍以上，其抵御气流吹击的能力大大提升；各项色牢度均在4级以上，印花图案中的红色部分和黄色部分与国旗颜色标准样品的色差均为4级，完全满足GB 12982—2004《国旗》中的相关规定。BW10564G涂层锦丝绸印染织物的沾水等级达到了4级，这将赋予旗帜优异的防水、防污功能。

3.2 试飞试验

采用BW10564G涂层锦丝绸印染织物制作的旗帜，在景德镇某试飞基地进行飞行试验。在小到中雨的天气条件下，直升机以160～180 km/h的速度飞行2 h，旗帜在空中的展开姿态平直、方正，几乎不受降雨的影响。试飞结束后，经检查，旗面无浸湿、无抽皱，残留的少量水珠经抖动即脱落。图5所示为旗帜淋水状态，图6所示为旗帜抖动后的状态。旗帜上的图案在雨水的冲刷下无晕染、脱色、褪色、拼接互染等现象发生。

图5 旗帜淋水状态的照片

图6 旗帜抖动后的照片

采用没有防水功能的锦丝绸制作的红旗，在同样的天气条件下进行飞行试验。在飞行过程中，旗帜抖动剧烈，响声巨大，旗面整体浸湿、有大面积抽皱(图7)，经伸展后，虽有改善，但抽皱依然明显，严重影响了旗帜的美观。

图7 旗面抽皱的照片

以上试验表明，具有防水功能的BW10564G涂层锦丝绸印染织物在降雨天气条件下表现出了良好的适应状态。之后又在北京通州某阅兵训练基地进行多次飞行试验，证明BW10564G涂层锦丝绸印染织物在耐用性和可靠性方面比其他材料更优异。

最终，BW10564G涂层锦丝绸印染织物结合中国航天五院508所为旗帜设计的“风兜”结构，在“9.3”阅兵上，直升机吊挂着鲜艳的国旗和军旗以完美的姿态展现在世人面前，并以毫发无损的状态返回。

4 结束语

本文以一种新型降落伞伞衣面料，即BW10564锦丝绸为基布，对其进行表面涂覆处理，再进行数码喷绘热转移印花，得到了BW10564G涂层锦丝绸印染织物。经过检测，该织物的各项色牢度指标及与标样的对比色差均在4级以上，满足了有关标准要求。织物的经、纬向撕破强力由基布的30、34 N到最终印染织物的139、145 N，撕破强力大幅度增加，极大地提高了织物抵御气流吹击的能力。试飞试验证明，采用BW10564G涂层锦丝绸印染织物制作的旗帜在同等飞行条件下，相较于其他织物制作的旗帜，表现更加突出。该织物的主要特点是质量轻、强重比高、抗撕破性能好，还具有防水、防污功能，可使旗帜能够应对雨水等恶劣天气。

本文在织物开发过程中，攻克了锦纶66长丝织物的热转移印花技术，解决了锦纶织物大幅面印花的技术难题。该技术是一种创新的印染工艺，属国内首创，为解决锦纶66织物印花提供了一种新方法。

[1] 刘金凤.热转移印花工艺进展及相关研究[J].科技与企业，2014(20)：135-136.

The application of new parachute fabric in military parade flags

LiLina，WangXuguang，WangChunjiao，XuJie，JiaShugang

Beijing BW Tech-textile Co.， Ltd.， Beijing 100048， China

A new type of printed and dyed redflag fabric was developed with the BW10564 nylon fabric as the base material. Through the pretreatment before printing， the heat resistance of nylon fabric was increased， and the affinity of nylon 66 fibers for disperse dyes was greatly improved. The tear resistance of the fabric was substantially enhanced， and measwhile good waterproof and antifouling properties were given.Each color fastness and off shade of the thermal transfer printed fabric could meet the requirements of related national standards.

ratio of strength to mass， parachute fabric， nylon 66， thermal transfer printing， waterproof

2016-10-19

李利娜，女，1982年生，工程师，主要从事高性能织物、柔性复合材料及制品的研发工作

TS194.6

A

1004-7093(2017)04-0017-05