廣告氣球用蒙皮材料的制備研究

朱守誠，張靜，孫慶紅，梁慧慧（東方美捷分子材料技術有限公司，安徽合肥230088）

廣告氣球用蒙皮材料的制備研究

朱守誠，張靜，孫慶紅，梁慧慧
（東方美捷分子材料技術有限公司，安徽合肥230088）

摘要：采用涂覆工藝成功制備出以滌綸纖維平紋基布為承力層，聚醚型聚氨酯為粘結層，特殊材料為阻隔層，耐候樹脂為防護層的廣告氣球用蒙皮材料，并對其性能進行測試分析。結果表明，該材料的抗拉伸斷裂強度＞200 N/cm，透氦率＜1L/（m2·24h·atm），焊接熱合剝離強度＞15N/cm，各項性能均滿足廣告氣球蒙皮材料的使用要求。

關鍵詞：廣告氣球；蒙皮材料；滌綸纖維基質

1　前言

廣告氣球是一種輕于空氣的浮空器，它由巨大的流線型艇體、位于艇體下面的吊艙、起穩(wěn)定控制作用的尾面和推進裝置組成。氣球主體的氣囊內充以密度比空氣小的浮升氣體（氫氣或氦氣）借以產(chǎn)生浮力使氣球升空。吊艙供人員乘坐和裝載貨物。尾面用來控制和保持航向、俯仰的穩(wěn)定。近年來，氣球廣告的出現(xiàn)帶來了一個充滿活力的全新概念，它不受日益擁擠的地理位置限制，以無可比擬的獨有形式讓廣告形象由靜至動、由平面至立體、由地面到天空，迅速有效地成為公眾矚目的焦點，深得各大企業(yè)的青睞[1]。因此，越來越多的科研人員把精力放到研究廣告氣球用蒙皮材料上來。本文采用涂覆工藝制備了以滌綸纖維平紋基布為承力層，聚醚型聚氨酯為粘結層，特殊材料為阻隔層，耐候樹脂為防護層的廣告氣球用蒙皮材料，并對其各項性能進行測試分析。

2　蒙皮材料制備及性能測試

2.1原材料

滌綸纖維平紋基布（自制）；聚醚型聚氨酯粘結功能漿料（自制）；阻隔功能漿料（自制）；防護功能漿料（自制）。

基布及各漿料性能參數(shù)分別見表1、表2。漿料粘度參數(shù)由DNJ- 8S數(shù)字式旋轉式粘度計測量得出，測量時溶液溫度為20℃。

表1　滌綸纖維平紋基布性能參數(shù)

表2　各功能層漿料性能參數(shù)

2.2涂層工藝制備氣球蒙皮材料試樣

織物涂層一般分為直接涂層、轉移涂層、層壓等幾種。本文選用溶劑型漿料，采用直接涂層工藝。具體操作如下：以處理后的滌綸纖維平紋基布為基質，用MU572C型涂層實驗機，在基質的一面（標記為A面）上，依次涂覆功能層1、功能層2、功能層3；在基質的另一面（標記為B面）上，依次涂覆功能層1、功能層3。具體涂覆工藝見表3。

表3　各功能層加工工藝參數(shù)

2.3蒙皮材料的性能測試

蒙皮材料面密度依據(jù)ISO2286- 1進行測試，所用儀器為精密電子天平（感量0.0001g）。

拉伸斷裂強度依據(jù)FED- STD- 191- 5102進行測試，通過在試樣兩端夾持處粘結橡膠墊和鋁合金夾持片加強，所用儀器為美特斯工業(yè)系統(tǒng)有限公司生產(chǎn)的CMT4000系列電子萬能試驗機。

透氦率依據(jù)ISO2556進行測試，所用儀器為濟南蘭光機電技術有限公司生產(chǎn)的VAC- VBS壓差法氣體滲透儀。

剝離強度按照GB/T2791- 1995標準測試，所用儀器為美特斯工業(yè)系統(tǒng)有限公司生產(chǎn)的CMT4000系列電子萬能試驗機。

3　結果與討論

3.1面密度

氣球蒙皮材料的克重直接影響氣球的有效載荷。蒙皮材料的克重越小，有效載荷越大。本文制作的氣球蒙皮材料克重僅為190 g/m2，大大低于外國進口的廣告氣球用蒙皮材料。

3.2拉伸斷裂強度

氣球在使用過程中，囊體材料要承受載荷的作用，對蒙皮材料這樣的織物柔性復合材料，其斷裂強力值與同時斷裂的紗線數(shù)目有關，同時斷裂的數(shù)目越多，表現(xiàn)的強力值越大。但是在測試過程中很難保證紗線同時斷裂，因此斷裂強力測試結果通常有很大的波動性。測試使用FED- STD- 191- 5102標準中規(guī)定的300mm/min的拉伸速率較快，一定程度上避免了結果波動[2]，但這種情況對測試結果依然造成影響。考慮此影響，由表4可知，表面涂膠對抗拉性能的影響基本上忽略不計。制備的蒙皮材料的抗拉性能全部由作為承力層的滌綸纖維平紋基布承擔。所以，表面涂膠對蒙皮抗拉性能的影響很小?？估阅芎脡闹灰蕾囉谒x用的基質纖維織物。

3.3透氦率

分別把防護層、粘結層和阻隔層漿料在離型紙上制成相應面密度的膠膜，然后測其透氦率，結果見表5。由表5知，氦氣阻隔性是廣告氣球囊體材料最主要的性能參數(shù)，基質織物沒有阻隔氦氣的能力，而防護層對阻隔氦氣的貢獻也非常少，對氦氣的阻隔性主要由阻隔層提供。本文所選阻隔層材料不僅能夠保證蒙皮材料對氦氣的阻隔效果，而且與所選粘結層和防護層界面親和性好。

表5　氣球蒙皮材料各結構層面密度對其透氦率影響

3.4剝離強度

廣告氣球在成型和使用過程中，影響對接處抗拉性能的一個重要因素是蒙皮材料的熱合剝離強度。熱合剝離強度過低，會造成氣囊對接處撕裂從而造成漏氣，導致氣囊整體壽命縮短。本文制作的蒙皮材料剝離強度大于15 N/cm，完全滿足廣告氣球蒙皮材料的使用要求。

4　結論

本文制備了以滌綸纖維平紋基布為承力層，聚醚型聚氨酯為粘結層，特殊材料為阻隔層，耐候樹脂為防護層的廣告氣球用蒙皮材料，并對其進行了面密度、拉伸斷裂強度、透氦率、剝離強度等性能測試分析。得出以下結論：

（1）制備的蒙皮材料滿足廣告氣球用蒙皮使用要求，其基質織物面密度30g/m2，粘結層145g/m2，阻隔層10g/m2，防護層5 g/m2。面密度適中，氦氣阻隔性能和剝離強度較好。

（2）試樣的拉伸斷裂強度取決于所選用的基質纖維織物，表面涂膠對抗拉性能影響很小，可以忽略不計。

參考文獻

[1]白樹成，曲建直.飛艇囊體材料的發(fā)展[J].材料工程，1996（3）：29- 33.

[2]黃志文.測試條件對紗線強伸性能測量結果的影響[J].廣東化纖，1996（8）：44- 47.□

doi：10.3969/j.issn.1008- 553X.2015.02.016

中圖分類號：TQ342+.2

文獻標識碼：A

文章編號：1008- 553X（2015）02- 0046- 02

收稿日期：2014- 12- 29

作者簡介：朱守誠（1963-），男，畢業(yè)于東華大學，主要從事纖維基功能材料工程技術的研究工作，13909699209，e- microchem@163.com；通訊聯(lián)系人：張靜（1986-），女，畢業(yè)于天津工業(yè)大學，從事高分子材料研發(fā)工作，18355170104，zhangjing5110@126.com。

Fabrication and Investigation of the Advertisement Balloon Envelop

ZHU Shou-cheng，ZHANG Jing，SUN Qing-hong，LIANG Hui-hui
（Eastern Microchem Molecular Materials Co.，Ltd.，Hefei 230088，China）

Abstract:Advertisement balloon envelop materials made of dacron fiber plain weave fabric used as Bearing layer，polyether urethane used as bonding layer，weather- resistant resin used as protective layer were fabricated by coating process. The performances were investigated，and compared with the soldering band imported from USA. The results show that the tensile breakingstrength ofthe balloon envelop is higher than 200 N/cm，the heliumtransmission is less than 1L/（m2·24h·atm），the peel force is greater than 15 N/cm. All oftested properties meet the requirements ofadvertisement balloon envelop.

Key words:advertisement balloon；envelop materials；dacron fabric