新型军用携行具面料的“高大上”路线

    军用背包，对于士兵来说绝对是一款看似普通却不可或缺的装备。尽管当代军事发达国家的陆地力量以机械化部队为主，但是很多时候士兵在执行作战、巡逻或训练任务时，仍需要随身携带各种作战装备和保障用品。从美军的现代战争来看，其士兵携行物品的种类和数量有增无减，重量可超过50Kg。如此超常的负重量，要求携行具面料必须具有高强度和高耐用性能，从而保证军用携行具在严酷复杂环境下使用的可靠性。
    据介绍，目前，外军携行具面料以高强尼龙长丝织物为主，纤维强力超过7cN／dtex，主囊面料多采用1000D规格，拉伸强力超过3000N。此类面料除具有高拉伸强力、高撕破强力、高耐磨性能外，还兼具有伪装、防水、防油污等多种功能性于一身。我军自上世纪90年代后，在携行具面料的功能整理上取得了长足的进步，但是在材料使用上仍以涤纶短纤、普通涤纶长丝为主，面料在强力、抗撕破、耐磨性能等关键指标上与外军现行装备仍存在一定的差距。
    高强耐磨价格低
    由总后军需装备研究所工程师李焱、裘越华，高工张旭东、施楣梧研发的高强耐磨箱包织物采用国产高强涤纶工业丝，通过空变加工并优化织造、染整、涂层工艺，开发出一种高强耐磨特点突出，具有多功能性，整体指标达到美军现有装备水平的新型军用携行具面料，其成果可推广应用到民用箱包领域，国产携行具箱包已经踏上高强高端上档次之路。
    “近10年来我国的纤维产业经调整升级，高性能纤维的产业化卓有成效。不过在应用层面上，以高强纤维为主体材料的产品开发还没有全面启动，特别是在军用装备应用领域。”李焱介绍说。
    那么，高强耐磨面料的原料是如何选择、织物的结构是怎样确定的呢？“新面料的开发目标是选择国内已经产业化生产的高强纤维为原料，并配以合理的织染工艺，生产出具有高强耐磨性能及良好外观和缝纫加工性能的携行具面料。”施楣梧表示，目前，国内技术比较成熟的高强纤维包括超高分子量聚乙烯纤维、高强涤纶、高强锦纶等。其中，超高分子量聚乙烯纤维的强力指标和耐磨性能最好，但其价格高、耐温性差、难以进行染整加工，限制了它在普通织物上的使用。高强涤纶工业丝、高强锦纶和高强维纶等纤维也有较高的强度，且价格适中，可进行染整加工。
    在织物结构设计方面，考虑到携行具面料在实际使用过程中所受到的破坏力方向的不确定性，宜采用经纬向结构和性能相近的设计。综合平衡织物的紧度要求、布面风格、加工性能、加工效率等因素后，研究人员确定以经纬密度相近的平纹或方平组织为织物的适合组织形式。
    张旭东介绍了具体的工艺：“由于空变工艺对单丝细度有要求，在确定采用空变工艺后，我们从原料入手对高强涤纶长丝的规格进行了重新设计，并对纺丝工艺和纺丝油剂进行了优化。通过对前期试制试验的比较，定制了规格为920dtex／192f的高强涤纶FDY，其单丝细度不大于5dtex，强力指标不低于7.5cN／dtex。”
    进入染整环节，由于高强涤纶工业丝经过空变处理，一定程度上改善了织物染整加工性能，但织物纱线间的滑移阻力仍较小，易出现纬斜、劈裂等问题。因此，在染整加工之初，要确保坯布翻缝牢靠，且缝头平直、均匀。
    为了保证军用携行具有良好的防水效果，研发团队对面料进行涂层和防水整理。采用先涂层后防水的工艺，可利用涂层胶在织物纤维内部的渗透作用提高了涂层与织物的粘结强度、提升织物耐磨性能。在与同类面料的性能对比中也显示出一定优势。
    军用民用皆有益
    通过对比研究团队得出结论：新型军用携行具面料在物理指标方面全面超越我军原携行具面料，与美军现行装备相比，新面料在强力指标上基本相当，重量上稍轻。这种差异与中美两军单兵负荷量标准是相适应的，可以满足织物在携行任务中的可靠性要求。在耐磨性指标中新型军用携行具面料超出很多，而耐静水压指标尚有差距。此外，新型军用携行具面料的耐洗、耐磨擦、耐刷洗色牢度普遍达到4～5级，日晒牢度达到6级，完全满足军品的严格要求。
    “通过面料的实际使用性能验证实验我们发现，采用高强涤纶工业丝ATY制得的新型军用携行具在进行载物拖行实验、高楼跌落实验、刺扎勾挂实验等一系列极端可靠性试验中，其耐受性能显著优于原携行具，综合使用寿命提高2倍以上。”裘越华进一步介绍道。
    新型军用携行具面料的开发是把国产高强涤纶纤维等这类产业用高性能纤维推向传统军用和民用纺织品领域的一次有益尝试。新面料的装备和使用对我军携行装具和篷盖用布的装备研制水平是个不小的促进。
    “成功开发一款高性能面料的关键，就是要从高性能纤维源头做起，在纺、织、染、整四个关键环节上整体协调、综合考虑，如此才能全面完善产品的加工性能和使用性能。”通过新面料的研发，研发团队对于产业链协同合作的重要性感触颇深。