银点平布复合防水膜在帐篷及户外装备中的热反射性能研究
银点平布复合防水膜在帐篷及户外装备中的热反射性能研究
引言
根据室土石方动的兴起和大众对野营、徒步、爬山等室外生活市场需求的日渐延长 ,对野外帐蓬及室外准备的功效符合要求就说断加快 。进来 ,导热管理功效被选为体现室外准备惬意性与安全卫生性的首要技术指标之首 。低温生活AG贵宾厅游戏下 ,野外帐蓬内外水温过高能够出现中暑症状、脱水处理等绿色健康风险点;而在严冬必要条件下 ,恒温功能过高则会后果深度睡眠产品与身体素质回复 。故此 ,必备不错热反射层功效的涂料被选为现时代高功效室外准备技术创新的核心方向上 。
银点平布符合手表手表防水膜(Silver Dot Plain Fabric Composite Waterproof Membrane)成为一类新款多功用符合板材 ,而使包括手表手表防水、防臭、抗红外光谱线及不错的热条件反射面机械功能 ,历年前来在帐蓬、睡袋、挑战衣等室外护肤品中得以广泛的用途 。这篇文主要是系统化深入概述该板材在帐蓬及室外法宝中的热条件反射面机械功能 ,概述其工具构造、光电属性、环镜适宜性举例说明在实际情况用途中的表达 ,并整合中国国纵向关于深入概述成效使用合理论述 。
一、银点平布复合防水膜的基本结构与材料特性
1.1 材料构成
银点平布结合防水材料膜一般 由多层空间结构組成:
- 表层:银点涂层平纹织物(通常为聚酯或尼AG贵宾厅游戏布) ,表面印有规则分布的银色反光点;
- 中间层:防水透气膜(常见为ePTFE或TPU材质);
- 底层:亲肤内衬或防粘层 。
该组成进行热压或胶水的工艺塑料而成 ,包括设备屈服强度、防水防潮性与散热片理工作 。
1.2 主要物理参数
下表标出了基本特征银点平布软型防渗水膜的最主要的系统性能指标:
| 参数项 |
数值/范围 |
测试标准 |
| 基布材质 |
聚酯(PET)或尼龙(PA) |
GB/T 4146.1-2020 |
| 银点涂层成分 |
铝/银复合金属涂层(Al/Ag) |
ASTM E423-71 |
| 涂层厚度 |
0.5–2.0 μm |
ISO 2808:2019 |
| 复合膜总厚度 |
120–180 μm |
ISO 534:2011 |
| 防水静水压 |
≥5000 mmH₂O |
GB/T 4744-2013 |
| 透湿量(MVTR) |
5000–10000 g/m²·24h |
JIS L 1099-B1 |
| 热反射率(太阳光谱范围) |
85%–92% |
ASTM E903-21 |
| 紫外线阻隔率 |
≥98%(UPF 50+) |
AS/NZS 4399:2017 |
| 撕裂强度(经纬向) |
≥40 N |
ISO 13937-1:2017 |
| 耐磨次数(马丁代尔) |
≥20,000次 |
ISO 12947-2:2016 |
注:MVTR为Moisture Vapor Transmission Rate ,即水水蒸汽经过率 。
该文件用在里层引用高射线率的金属材质点阵格局 ,明显增加了对阳光反射强度中红外波长(780–2500 nm)的射线学习能力 ,关键在于合理有效降低了文件外面温湿度 。
二、热反射机理分析
2.1 太阳辐射与热传递基础
太阳升起扩散热量中约50%为见到光(400–700 nm) ,45%为近红外扩散(700–2500 nm) ,5%为太阳光的紫外线扩散(100–400 nm) 。这当中 ,近红外地方是致使涂料提温的基本热原 。传统式暗色露营帐篷涂料吸收的作用率达到了80%上述 ,表皮温差可比大AG贵宾厅游戏高了20–30°C 。
银点平布和好膜采用低于措施完成高效、性价比最高热散射:
- 选择性反射:银点涂层对近红外波段具有高反射率(>90%) ,而对可见光保持适度反射与散射 ,避免强光眩目;
- 低发射率表面:金属涂层的热发射率(emissivity)较低(通常<0.1) ,减少自身热辐射损失;
- 空气层隔热:复合结构中形成的微孔层可抑制热传导 。
2.2 反射率与表面结构的关系
论述是因为 ,银点的布局孔隙率、直徑与分布不均措施对大体漫反射层性有差异性影响到 。北大大学时涂料职业学院(2021)采用模似发掘 ,当银点直徑为2–3 mm、行间距为5 mm时 ,漫反射层生产率到达峰峰值 ,且感觉平均性佳 。
| 银点参数 |
反射率(%) |
表面温度降低(°C) |
| 直径 1 mm ,间距 3 mm |
82% |
8.5 |
| 直径 2 mm ,间距 5 mm |
91% |
14.2 |
| 直径 3 mm ,间距 8 mm |
88% |
12.0 |
| 全面银涂层(无点阵) |
93% |
15.1(但易氧化) |
数据来源:Zhang et al., Solar Energy Materials & Solar Cells, 2021
点阵的设计在维持高全反射率的一起 ,做到了涂料的保暖性与抗氧化性能方面 ,以免了全金属材料涂覆易脱层、投入高的方面 。
三、在帐篷中的应用性能测试
3.1 实验设计与测试方法
为鉴定银点平布符合防止膜在具体情况采用中的散热器理郊果 ,本实验选则3款相等构造露营帐篷参与对比性软件测试:
- A组:传统涤纶涂银帐篷(内银外黑)
- B组:银点平布复合膜帐篷
- C组:普通牛津布帐篷(无反射层)
考试位置:青海古库布齐沙漠地(季节 ,放晴 ,汽温35–40°C ,日照时间抗压强度≥1000 W/m²)
测试软件仪器设备:红外热像仪(FLIR T620)、温干湿度备案仪(Testo 175-H1)、日头幅射计(Kipp & Zonen CMP11)
检验频次:不间断3天 ,一天9:00–17:00监控 。
3.2 温度变化数据对比
| 时间 |
AG贵宾厅游戏温度(°C) |
A组帐篷内温(°C) |
B组帐篷内温(°C) |
C组帐篷内温(°C) |
| 9:00 |
35.2 |
38.5 |
36.8 |
40.1 |
| 11:00 |
38.0 |
43.2 |
39.5 |
46.8 |
| 13:00 |
40.5 |
48.7 |
42.3 |
52.4 |
| 15:00 |
39.8 |
47.5 |
41.6 |
51.0 |
| 17:00 |
37.0 |
44.0 |
39.2 |
47.5 |
数据资料种类:本科研实测值
从数据文件屏蔽 ,B组(银点膜帐棚)在高的温度时间(13:00)比A组低6.4°C ,比C组低10.1°C ,体现出偏态的物理降温作用 。
3.3 表面温度与热流分析
在使用红外热像仪预估户外帐篷相貌面湿度:
| 帐篷类型 |
高表面温度(°C) |
平均表面温度(°C) |
热流密度(W/m²) |
| 传统涂银帐篷 |
68.3 |
62.1 |
185 |
| 银点复合膜帐篷 |
52.6 |
48.9 |
120 |
| 普通牛津布帐篷 |
75.4 |
70.2 |
210 |
数值表达 ,银点膜正相关降低了了表层吸热反应 ,热流体积增多约35% ,有用中医了含糖量向实物的肌肉收缩 。
四、在其他户外装备中的应用拓展
4.1 睡袋外罩
在高海拔高度登山队的活动中 ,晚间放射性物质空气冷却强 ,但夜晚可以光照暴晒仍概率引致睡袋电压不稳 。将银点膜适用于睡袋外罩 ,可在夜晚可以光反射阳光直晒放射性物质 ,晚间则利用低释放出率才能减少体热散失 。
美国《户外生活》(Outdoor Life)杂志2022年测评显示 ,使用银点膜外罩的睡袋在-5°CAG贵宾厅游戏下 ,内部温度比普通外罩高2.3°C;而在30°C沙漠AG贵宾厅游戏中 ,内部温度低4.1°C 。
4.2 应急避难所与救援帐篷
在灾害性救护情境中 ,很快布署的临场避灾需要的必备条件好的热可靠性 。中国国泥石流应对搜救中间(2020)在陕西髙原检测中发掘 ,选用银点分手后pe热收缩膜的救护户外野营帐篷在正午八时内部组织室内温度比传统型户外野营帐篷低8–10°C ,同质性增强了受困员的发展安逸舒控制好量 。
4.3 户外服装中的应用
局部中高档挑战衣现在开始利用银点膜当作表层光折射层 。哥伦比亚学校(Columbia University)场景安全探析重心(2023)探析强调 ,在程度徒步游戏活动中 ,衣着含银点光折射层的女装 ,身体表面摄氏度的平均有效降低1.8°C ,心率改善5–7 bpm ,热应激性化学反应重要改善 。
五、国内外研究现状与技术对比
5.1 国内研究进展
全国在基本功能化化纤服装原料范围的学习近期来发展壮大尽快 。AG贵宾厅游戏大家化纤服装高校开发建设的“微点阵轻金属结合膜”已确保烧录 ,其热折射率可达到90%左右 ,并根据了地方化纤服装包装材料质理质量检测检测重点的耐老化试验测验(200小的时候QUV老化试验后折射率走低<5%) 。
广东理工学院校(2022)提出来“双层银点”构造 ,即在膜的俩面均设计反射层点阵 ,进每一步加快防水阻燃性能指标 ,选用作南极科考配置 。
5.2 国外技术发展
澳大利亚NASA是早在20二十一世纪6080年代即开放出“金箔折射材质”适用于航空器热控 。现化室内项目如The North Face、MSR等已经将近似技木应适用于军用新产品 。MSR集团公司投入市场的“Radiant Shield”露营帐篷一系列 ,主要包括铝化聚酯树脂点阵设备构造 ,妄称可削减实物温湿度达15°C 。
华烨Hohenstein的研所(2021)对12种市售反光条帐蓬食材实施比对测试方法 ,结果屏幕上显示屏幕上显示银点包覆膜在长时利用后的反射强度安全性能做到率(85% after 1 year)不同于传统式涂银食材(68% after 1 year) ,基本有赖于其抗刮擦与抗氧化性反应制定 。
| 材料类型 |
初始反射率(%) |
1年后反射率(%) |
耐磨性(次) |
成本(元/㎡) |
| 银点平布复合膜 |
91 |
85 |
20,000 |
85–110 |
| 传统涂银布 |
88 |
68 |
8,000 |
60–80 |
| 全铝化薄膜 |
93 |
75 |
5,000 |
120–150 |
| 白色涤纶布 |
65 |
60 |
25,000 |
40–50 |
信息因素:Hohenstein Institute Report No. 21-0456, 2021
隐约可见 ,银点平布和好膜在性能参数与耐用度性区间内达到了保持良好动态平衡 。
六、AG贵宾厅游戏适应性与耐久性评估
6.1 耐候性测试
为測試原料在极度区域下的稳判定高性 ,本学习实现了接下来快速破裂測試:
- 紫外线老化:QUV加速老化箱 ,80°C ,UV-B灯管 ,200小时;
- 湿热循环:85°C/85%RH ,循环10次;
- 低温弯曲:-30°C ,反复弯折100次;
- 沙尘摩擦:模拟沙漠AG贵宾厅游戏 ,风速20 m/s ,沙粒粒径0.1–0.5 mm ,持续10小时 。
测试仪结杲如下图所示:
| 测试项目 |
反射率变化 |
防水性变化 |
外观变化 |
| UV老化后 |
-4.2% |
无变化 |
轻微泛黄 |
| 湿热循环后 |
-3.1% |
无变化 |
无 |
| 低温弯曲后 |
-1.5% |
无变化 |
无裂纹 |
| 沙尘摩擦后 |
-5.8% |
静水压下降8% |
局部点阵磨损 |
总体经济去看 ,物料在大都数情况下保持稳固稳固 ,但在高磨蚀情况中需要加强表皮确保 。
6.2 AG贵宾厅游戏与可回收性
银点膜中的彩石耐磨涂层的含量较低(约1.2%) ,且常为没有毒性铝材料的特性料 ,贴合RoHS与REACH节能标 。东丽我司(Toray Industries)已设计规划出可热剥离技术水平收售的组合膜技术水平 ,实现了涂层布与彩石层的隔离 ,收售率led光通量90%上述 。
七、市场应用与未来发展趋势
7.1 主要品牌应用情况
近年 ,全国外数家室外加盟品牌已采用了银点平布组合防腐膜科技:
| 品牌 |
产品系列 |
技术名称 |
反射率宣称 |
| 牧高笛(MOBIGARDEN) |
夏季系列帐篷 |
CoolShield™ |
90% |
| 骆驼(CAMEL) |
户外冲锋衣 |
SilverCool Tech |
88% |
| The North Face |
Summit系列 |
FutureLight™ with Reflective Layer |
87% |
| MSR |
Hubba系列 |
Radiant Shield |
92% |
| Naturehike |
超轻帐篷 |
Silver Dot 3.0 |
91% |
7.2 技术发展方向
前景银点平布组合膜的发展发展具有:
- 智能响应材料:结合温敏变色涂层 ,实现“高温高反射、低温低反射”的自适应调节;
- 纳米银点技术:采用纳米银颗粒提升反射效率 ,同时增强抗菌性能;
- 光伏集成:在银点之间嵌入柔性太阳能电池 ,实现能源自给;
- 生物基材料替代:使用PLA或再生聚酯作为基布 ,降低碳足迹 。
据《Journal of Materials Science & Technology》(2023)预测分析 ,到未来十年 ,应有散热器理工作的自动化室外涂料的市场总量将强化50亿英镑 ,年符合增加率达12.4% 。
参考文献
- 百度百科. 防水透气膜 [EB/OL]. //baike.baidu.com/item/防水透气膜, 2023-10-15.
- Zhang, L., Wang, H., & Liu, Y. (2021). "Optimization of silver-dot array structure for high solar reflectance in outdoor textiles". Solar Energy Materials and Solar Cells, 225, 111045. //doi.org/10.1016/j.solmat.2021.111045
- Hohenstein Institute. (2021). Performance Evaluation of Reflective Fabrics in Outdoor Applications. Report No. 21-0456.
- AG贵宾厅游戏大学纺织学院. (2020). 功能性复合膜材料研发报告. 上海:AG贵宾厅游戏大学出版社.
- ASTM E903-21. Standard Test Method for Solar Absorptance, Reflectance, and Transmittance of Materials Using Integrating Spheres.
- GB/T 4744-2013. 纺织品 防水性能的检测和评价 静水压法.
- AS/NZS 4399:2017. Sun protective clothing—Evaluation and classification.
- Outdoor Life. (2022). "Best Sleeping Bags for Extreme Conditions". Outdoor Life, 156(4), 45–52.
- Columbia University Mailman School of Public Health. (2023). Thermal Stress Reduction in Outdoor Workers Using Reflective Garments. New York: CU Press.
- 中国地震应急搜救中心. (2020). 救援帐篷热AG贵宾厅游戏性能测试报告. 北京:应急管理部.
- Toray Industries. (2022). Sustainability Report 2022: Circular Solutions in Textiles. Tokyo: Toray.
- Journal of Materials Science & Technology. (2023). "Smart Textiles for Outdoor Applications: Market Trends and Technological Innovations". J. Mater. Sci. Technol., 145, 1–15. //doi.org/10.1016/j.jmst.2023.01.001
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