户外帐篷材料的发展现状与展望
2024-06-20袁生潮梁慧芳戴国笠莫凡波罗益叶翔宇王成龙朱斐超
袁生潮 梁慧芳 戴国笠 莫凡波 罗益 叶翔宇 王成龙 朱斐超
DOI: 10.19398/j.att.202310017
摘 要:随着人们生活水平的提高和户外活动的兴起,户外帐篷产业发展迅猛,帐篷材料也受到越来越多的关注。文章回顾了帐篷材料的发展历史,综述了帐篷材料领域中近十年的最新进展,重点关注功能性民用和军用帐篷材料的设计和制备,及其在防水透湿、隔热保暖、辐射制冷以及电磁屏蔽等方面的最新技术应用。对帐篷材料发展的综述,可以为帐篷制造商、户外活动从业者和研究者提供全面的了解,给未来的研究、技术创新提供思路,推动帐篷行业高质量可持续发展。
关键词:户外帐篷;军用帐篷;民用帐篷;帐篷材料;可持续发展
中图分类号:TS176
文献标志码:A
文章编号:1009-265X(2024)06-0142-09
收稿日期:20231016
网络出版日期:20240227
基金项目:国家自然科学基金项目(52003306);浙江省自然科学基金项目(LQ21E030013)
作者简介:袁生潮(2000—),男,浙江诸暨人,硕士研究生,主要从事产业用纺织材料方面的研究。
通信作者:朱斐超,E-mail:zhufeichao@zstu.edu.cn
户外帐篷作为一种轻便可携的移动临时住所,具有悠久的历史和漫长的发展历程。帐篷的起源可追溯至史前时代,当时的人类将兽皮或树皮拉伸在木框架上形成简单的住所,这些原始帐篷为人类提供了基本的庇护。为适应游牧生活的需要,人们开始将帐篷作为移动住所使用,典型的如蒙古包,它具有结构稳固、便于携带和快速搭建成型的优点。随着现代人民生活水平的提高,帐篷的用途不再局限于游牧和普通野外生活,而已逐渐成为娱乐休闲、探险、军事行动和极限户外活动的关键核心装备。
帐篷通常由支撑结构和帐篷材料组成,帐篷材料作为帐篷的结构主体,其特性决定了帐篷的分类和功能[1]。相比于原始帐篷,现代帐篷采用了先进的材料和技术,在舒适性、耐久性、功能性和便携性上有了大幅提升。例如,具有防水透气功能的膜或涂层复合材料取代了传统的天然材料,使帐篷能够应对多种气候条件,在户外活动中更加可靠。本文主要对户外帐篷材料的分类和特点进行了综述,概述了国内外帐篷材料的发展现状,并介绍了一些新型功能性帐篷。与此同时,本文对户外帐篷材料的发展趋势提出一些研究思路,为户外帐篷行业的发展提供一定的参考借鉴。
1 帐篷材料的分类和要求
按照应用领域,目前市场上的帐篷主要可分为民用帐篷与军用帐篷两大类。也可以按照形状、用途、结构细分。按形状可分为三角形、圆顶形、六角形以及船底形和屋脊形帐篷;按照用途可分为军用帐篷、救灾帐篷、施工帐篷、旅游帐篷等;按照结构可分为单层帐篷、双层帐篷、三层帐篷和多层帐篷等[1]。
根据帐篷的分类,帐篷材料需具备特定的性能要求。中国对不同应用领域帐篷材料的参数要求,都出台了相关规定,如GB/Z 27735—2022《野营帐篷》、GA 1052.1—2013《警用帐篷 第1部分:12 m2单帐篷》、MZ/T 011.1—2010《救灾帐篷 第1部分:8 m2单帐篷》、GB/T 33272—2016《遮阳篷和野营帐篷用织物》等。
帐篷作为一种临时性的遮蔽设施,首要作用是保护使用者的安全,因此帐篷材料
首先需具备优异的抗撕裂、顶破等方面力学性能。
为满足帐篷在不同场合中的应用,民用帐篷材料一般需要具备防风、防水、抗静电、透气、抗紫外、耐热性、阻燃性和防霉防蛀等性能;相比民用帐篷,军用帐篷材料在功能性方面体现出更多的特殊要求,如红外隐身、电磁屏蔽、防生化和太阳能供电等功能。军用帐篷除了为军队提供必要的基础设施和支持外,还用于减少探测风险、保护通信隐私、防御生化威胁以及自主能源供应,为高强度军事活动提供全方位保障。
2 户外帐篷材料国内外发展现状
2.1 国内外帐篷材料发展状况
在20世纪70年代之前,中国主要采用全棉帆布作为帐篷材料,但这种全棉材料克重大,具有易燃易发霉、耐用性及防水性差等缺点。80年代以后,维纶(PVA)篷盖布成为了最常用的帐篷材料,相比于全棉材料,PVA篷盖布具有耐化学腐蚀性强、不易发霉、重量轻、使用寿命长和坚牢度高等优点[2]。90年代以后,涤纶(PET)涂覆聚氯乙烯(PVC)帐篷材料的研制成功,标志着PET成为了新一代的帐篷材料,与棉和PVA相比,PET拥有强度大、成本低、耐用性强、拉伸性能更优良等优势[3]。21世纪以来,随着科技的进步,新型复合材料开发与涂层技术的广泛应用让帐篷材料领域迎来了前所未有的创新和发展,如今的帐篷材料不仅轻质耐用、抗撕裂,还具备优异的防水透湿、阻燃、抗紫外线和抗霉菌等特性[4]。同时,随着可持续发展战略的提出,利用天然纤维或者生物基/可降解高分子纤维等制造而成的生物基帐篷材料也逐渐成为了研究热点。
相较国产帐篷材料,国外技术领先的帐篷材料生产厂家,如美国的Gore,法国的Ferrari,英国的Terra Nova,荷兰的TenCate等公司的帐篷材料展现出了更加优异的性能,例如具有卓越的耐用性、抗撕裂性和防水性,同时更加注重帐篷的轻量化与快速搭建。一些帐篷进一步融合了现代化智能技术,如智能温控系统、太阳能充电板等,为使用者提供更舒适和便捷的户外体验。
随着国内户外运动的兴起,国内帐篷市场迅速扩张,为迎合消费者的多样化需求,市场上涌现出了各种类型、多功能和差异性设计风格的帐篷。为便于综述,本文对帐篷的应用领域和功能进行了分类。如图1所示,其中民用帐篷侧重于应对不同气候、场地和使用场景,而军用帐篷在特殊功能方面有着更高的要求。
2.2 国内外民用帐篷材料
2.2.1 辐射制冷帐篷材料
近年来全球气候变暖,能耗不断加剧。为实现节能减排,加快绿色低碳发展,无能耗的辐射制冷材料成为了国内外研究者关注的热点。图2展示了辐射制冷帐篷的制冷原理[5],辐射制冷材料通过多渠道辐射换热和对太阳辐射的高度反射,实现对帐内温度的降低。目前,辐射制冷帐篷材料的制造方法主要有两种,一种是用辐射制冷纤维直接织造,另一种则是在常规帐篷材料上涂覆辐射制冷涂层[6]。
Peng等[7]研制出了一种纳米多孔聚乙烯(nanoPE)微纤维,该纤维中的纳米孔结构能够有效散射太阳光,在相同太阳光照条件下,与相同厚度的棉织物相比,nanoPE织物内外温差可达2.3 ℃,此外,该nanoPE织物还具有良好的耐磨性和耐用性;Zhai等[8]将共振极性介质微球随机嵌入聚合物基体中,并向其表面添加银涂层,制得了一种对太阳光谱完全透明的超材料,在中午阳光的直射下,该超材料的辐射冷却功率可达93 W/m2;Mandal等[9]通过简单、廉价且可扩展的相转化方法,制得了一种易于喷涂的多孔聚(偏二氟乙烯-共六氟丙烯)材料,该材料可以有效反射波长为0.3~2.5 μm的太阳光。经测试,覆有该涂层的材料,在750 W/m2的太阳强度下,平均辐射冷却功率可达96 W/m2。
潘毕成等[10]将改性后的二氧化硅(SiO2)粒子,通过浸涂的方式整理到涤纶织物上,制得了一种被动式日间辐射制冷超疏水涤纶织物。在箱体测试条件下,普通涤纶织物与该辐射制冷涤纶织物的表面温差最高可达8.2 ℃,同时该涤纶织物还具有优异的自清洁性和较好的耐摩性;张辉等[5]将胶囊反辐射材料制成帐篷,该帐篷可在室外温度为34.0 ℃时,使帐篷内部空气温度降低4.3 ℃。
2.2.2 防水透湿帐篷材料
为应对雨雪天气,防水透湿帐篷要做到外帐拒水,同时内帐又能吸收水汽排向外界,维持帐篷内的湿度,保证帐内环境的舒适。防水透湿材料通常由防水织物与透湿膜或涂层相结合制得[11]。
德国保适公司研发的Sympatex层压织物具有优良的韧性和防水透湿性能[12],Sympatex是一种共聚多醚酯的高科技产品,属亲水性无孔膜,可以通过薄膜内外压力差实现两侧水分交换。美国的W. L. Gore & Associates(戈尔公司)[13]研发的Gore-Tex材料是高性能户外材料的典型,Gore-Tex的防水透湿原理基于特殊的微孔薄膜技术,其中微小孔洞能够有效阻止液体水分渗透,同时允许水蒸气分子穿透,实现内部干燥和舒适。
李金华等[14]开发了一种具备高防水透湿和阻燃特性的帐篷面料,该面料以具有防泼水功能的涤纶面料作为基布,将阻燃涂层底胶和亲水性聚氨酯涂层面胶结合,赋予面料卓越的抗暴雨性、高防水透湿性能,同时还具有出色的轻薄性、粘附强度和低温耐性。Zhao等[15]通过逐层的浸涂和热固化研制了一种无氟、高效和可生物降解的防水透湿膜,该膜以醋酸纤维素(CA)纤维膜为基质,将封闭的异氰酸酯交联剂(BIC)涂层涂覆在CA膜表面,然后对超支化聚合物(ECO)涂层进行疏水改性,所得膜防水性为102.9 kPa,透气性为12.3 kg/(m2·d),拉伸强度为16.0 MPa,在暴露于各种恶劣环境后仍可保持疏水性。
2.2.3 隔热保温帐篷材料
隔热保温帐篷采用隔热或反射材料来阻隔或降低帐篷内外的热量传导,从而在不使用温控设备的前提下,使帐篷内部温度保持在适宜的范围内,为使用者提供更加舒适的帐篷环境。这种帐篷不仅在户外活动和特殊环境中具有广阔的应用前景,在能源环保方面也有着积极影响。
美国Aspen公司[16]推出的低热导纳米孔硅气凝胶隔热层,厚度仅为普通隔热层的1/8,隔热性能大约能够提升40%,加设的气凝胶隔热层能够为帐篷减少34%的热量传导,同时该帐篷还能降低红外信号的发射与噪声的传播,具有较强的军事意义;美国Outback Logic公司[17]开发出了Siesta 4热反射帐篷,基材采用210T涤塔夫材料,外表面用自研的反射涂层,内表面用聚氨酯(PU)涂层,内帐和外帐之间嵌有太阳能风扇,可将新鲜空气直接吸入内帐篷,是世界上第一个集成热反射织物和风扇的野营帐篷。
王昕等[18]将二氧化钛(TiO2)和SiO2气凝胶涂层剂涂覆在帐篷表面,制得了多种隔热帐篷材料,研究发现,采用5% SiO2气凝胶和12%TiO2配比时,帐篷内外温差最高可达17.2 ℃。Tian等[19]制备了一种具有集成双网络结构的聚酰亚胺/二氧化硅(PI/SiO2)气凝胶复合材料,其中SiO2均匀分布在各向异性的PI纳米纤维气凝胶基质中,制备的复合材料具有理想的绝缘性和隔热性,导热系数仅为21.2 mW/(m·K),同时拥有出色的可压缩性和柔韧性。Yang等[20]通过原位溶胶-凝胶法和冷冻干燥法构建了一种胶原纤维-二氧化硅气凝胶复合材料(MCFF@SiO2),其具有良好的热稳定性和隔热性能,导热系数为0.068 W/(m·K),同时还具有超疏水性、良好的机械性能、优异的阻燃性和自熄性能。Sun等[21]利用SiO2溶胶的原位生长将SiO2气凝胶加入异氰酸酯基聚酰亚胺泡沫(IBPIF)中,使气凝胶层牢固地附着在泡孔空隙和表面,构建了一种具有优异的隔热和防火性能的复合泡沫材料,随着SiO2溶胶质量和IBPIF体积比的增加,该复合材料的防火阻燃和排烟性能都有所提升。
2.2.4 自修复帐篷材料
自修复帐篷材料是一种先进的功能纺织材料,具有自我修复特性,可在材料表面发生划痕、撕裂或损坏时,自动恢复其原始状态,减少了因损伤而引发的不便和风险,增强帐篷的稳定性和可靠性。
美国Imperial Motion公司[22]推出了一款自修复帐篷,这款帐篷材料采用特制尼龙纤维,材料内部为空间网状结构,当材料遭到穿刺时,特制的尼龙纤维不会断裂,而是向两侧滑移;通过手指的摩擦,可以将织物纤维恢复到原始位置,从而实现帐篷材料的自修复。这项创新在帐篷材料领域具有重要意义,为户外装备的耐用性和可靠性提供了新的可能性。
2.2.5 生物基帐篷材料
生物基帐篷,通常采用环保友好的材料(如天然纤维或生物基/可降解高分子纤维等)制造而成,能够生物降解、可循环利用等。在长时间的野外生存中,生物基帐篷能够节约资源、减少垃圾的生成,减少了对石油基聚合物材料的依赖,缓解白色污染,有助于“双碳”目标的实现。目前可见生物基聚酰胺(PA)、聚乳酸(PLA)等生物基/可降解纤维逐渐应用于帐篷材料的研发和应用中。
生物基聚酰胺(PA)中的PA510是由生物基二胺和生物基十碳二酸聚合而成,具有高熔点和出色的力学强度。日本TORAY推出EcodearTM系列中的一款100%植物基PA510纤维已经进行量产,并应用于户外帐篷。范志军等[23]发明的一次性可降解帐篷,其篷体材料为涂覆PU层的PLA无纺布,支撑架和定绳分别由竹纤维杆和麻绳制成,既保证了一次性帐篷的使用需求,又保证了帐篷的环保性。Kammok[24]推出了一种生物可降解野营帐篷,帐篷材料和支撑架均以PLA为原料制成,这种帐篷在使用寿命结束后,可以自然分解,减少对环境的影响,这一创新举措为户外用品行业带来了更具环境友好性的选择。
2.3 国内外军用帐篷材料
2.3.1 红外隐身帐篷材料
在军事活动中,红外隐身帐篷的主要功能是最大限度地隐蔽军事目标,提升作战能力。当前的红外隐身材料主要通过改变材料的结构或在材料表面涂覆红外隐身涂层,来减少自身与周围环境的红外辐射强度差距,使敌方的探测侦察系统失去作用。
具有蓄热和热管理能力的相变材料(PCM),可以通过调节温度来隐藏红外辐射。Zhou等[25]将PCM微球与水凝胶基底结合,制备了具有优异机械性能和热物理性能的柔性相变水凝胶。覆有该柔性相变水凝胶的普通织物,可在中低温范围内(-20~60 ℃)实现红外隐身。王益敏等[26]通过溶胶-凝胶法制备掺杂铝、镧的氧化锌[ZnO:(Al,La)]涂料,再将该涂料粘附在纤维素气凝胶/涤棉表面形成涂层,成功制备了具有低红外发射率和隔热性能的红外隐身复合材料,当涂层厚度为400 μm时,红外发射率最低可降至0.673;在纤维素气凝胶厚度为4 mm时,该复合材料可以维持90分钟的红外隐身效果。翁小霞等[27]利用ZnO和银的低红外发射率,以普通涤纶为经纱,ZnO涤纶长丝和镀银长丝为纬纱,制备了一种热红外隐身织物,该织物与外界环境的辐射温度差最高可达7.7 ℃;Fan等[28]通过一步水热法制得了一种新型铝-还原氧化石墨烯(Al@RGO)复合材料,铝薄板表面均匀涂有RGO,增强了界面极化和阻抗匹配,具备出色的红外隐身能力,红外发射率可低至0.62。
2.3.2 电磁屏蔽帐篷材料
在信息化作战时代,许多军用设备都会产生电磁波,大量电磁波会对通讯设备和精密电子仪器产生干扰。电磁屏蔽帐篷材料通过反射、吸收、衰减电磁场效应,有效降低电磁波对帐内设备和人员的危害,保障军事作战的安全稳定。
Wang等[29]通过浸涂法制备了聚合聚吡咯/(金属碳化物/氮化物)[PPy/(MXene)]涤纶复合材料。该复合材料在1.3 mm厚度时,特殊电磁干扰屏蔽效率可达90 dB,该复合材料表面还覆有硅酮涂层,用于保障其疏水性,提高其电磁屏蔽的稳定性和透气性;Sang等[30]将聚四氟乙烯(PTFE)和聚酰亚胺(PI)胶带粘贴到MXene薄膜表面上,简单、快速的制得了一种新型的PTFE/MXene/PI电磁屏蔽复合材料,其最大屏蔽效率可达44 dB。同时,该复合材料的三明治夹层结构,使其具有良好的机械强度和疏水性;Cheng等[31]以PI气凝胶为基材,通过单向浸涂和热压工艺研制了一种多孔PI/(MXene)复合薄膜,该薄膜在90 μm厚度下的屏蔽效能高达52 dB,多孔结构降低了复合薄膜的密度,同时增加了电磁波在材料内部的反射与吸收次数。经测试,在经受湿热或燃烧环境、低温(-196 ℃)或高温(250 ℃)以及快速热冲击(ΔT = 446 ℃)后,该材料仍可保持出色的电磁屏蔽性能;Ma等[32]以无纺布为模板,聚偏氟乙烯为低表面能基体,碳纳米管和石墨烯为杂化填料,通过一步改性聚偏氟乙烯/碳复合材料工艺,研制出了一种具有电磁屏蔽和自清洁功能的多孔超疏水聚合物复合材料,该材料在约2 mm的厚度下屏蔽效能可达28.5 dB,而且具有良好的抗紫外性能。
2.3.3 防生化帐篷材料
防生化帐篷(又称生化防护帐篷)是一种用于阻止生物化学威胁物质(如毒气、细菌、病毒等)侵入的帐篷,广泛应用于军事、医疗救援、科研等领域,其主要作用是提供一个相对独立、可控的空间,让工作人员可以在危险环境中进行临时作业而不受威胁物质侵害。因此,防生化帐篷材料必须具有高度的气密性,能够有效阻止气体、蒸气和微粒物质的渗透。
法国Framico公司[33]研发并向市场推出了聚亚胺脂薄膜,活性炭材料混匀散落和固定在该种薄膜所拥有的三维网状蜂窝结构内。同单层结构相比,该薄膜拥有更高的安全系数,可对各种毒物产生强吸附,同时又兼顾了透气性,在舒适性方面表现颇佳。美国Dupont公司[34]研发的Tychem TK为6层材料复合结构,其中2层是高阻隔薄膜,另外4层是密封层,对目前已知生化武器具有极强的防护作用。另外,Tychem TK具有良好的耐磨、抗撕裂性能,被广泛应用于各种核生化防护装备的制作。美国Lifetex International公司[35]设计生产了一款著名的防护织物CD3030,该织物外层使用的材料是芳纶1313/聚苯並咪唑(Nomex/PBI),吸着层使用的材料是浸渍炭压缩泡沫,内层使用的是PA。对该织物拥有的防毒能力进行检测,发现其拥有良好的防毒性能。
于滨等[36]选用聚苯硫醚(PPS)粉末、聚四氟乙烯(PTFE)乳液和碳化硅(SiC)粉末作为主要功能粒子,使用涂层技术对芳纶IIIA织物进行涂层整理,开发制备了以芳纶IIIA为基布的聚苯硫醚/聚四氟乙烯/碳化硅复合涂层织物(PPS/PTFE/SiC复合涂层织物),该织物低表面张力和高耐水压的特性使液滴不易沾附、润湿,从而具有防生物战剂和病毒性能,可作为核生化防护帐篷材料使用。吴慧生等[37]研制出了一种质轻且易于制备的PTFE防护膜材料,可在阻碍化学毒剂渗透的同时,将帐内的湿气排出。
2.3.4 太阳能帐篷材料
太阳能帐篷是一种创新型帐篷,结合了太阳能技术和帐篷设计,能够将太阳能转化为电能。太阳能帐篷不仅可以作为庇护所,还可以充当能源中心为设备供电,如照明设备、充电设备、通信设备等。
美国军方研发的Temper Fly新型太阳能帐篷[38],顶部采用了一层软质的薄膜非晶硅来替换常规的硬质太阳能电池板,使帐篷可以通过折叠进行更好地收纳。根据薄膜非晶硅铺设面积的大小,该帐篷的发电功率可在800~3000 W之间调控。在日照充足的地区(如沙漠),该帐篷能够满足小型部队的日常耗电需求,因而具有极为广阔的发展前景。TacticalSun Military Solar Shelter[39]是一款专为军事活动设计的太阳能帐篷,帐篷的外层采用防水抗风材料,帐篷的顶部嵌有柔性太阳能电池板,用于捕获阳光并为军事设备提供能源。帐篷内部配有多个军用标准的充电接口,以支持通信设备、导航系统和其他关键装备的用电需求。DRASH Shelter[40]帐篷内嵌高效太阳能电池板,同时帐篷整体采用快速装配设计,可在短时间内迅速完成搭建,使军队获得庇护和可持续能源供给。
3 户外帐篷材料的发展趋势
近年来,随着经济的发展和生活水平的提高,在满足遮风挡雨和保暖御寒等要求的基础上,消费者对帐篷的便捷、智能和环保等特性愈发重视。生产和研发企业在提高产品质量,降低生产成本的同时,应该不断地进行研发,采用新材料、新技术,推出更符合市场需求的新型帐篷。未来,帐篷材料整体呈现轻量化、智能化、多功能、高性能、绿色化等发展趋势。
3.1 轻量化
未来,在保证帐篷耐用性的前提下,帐篷材料的轻量化研究将成为一个重要方向。随着户外休闲业的逐步发展,以轻薄和无骨为特点的创新型帐篷正备受关注。德国Heimplanet公司[41]推出的THE CAVE系列充气帐篷,以耐磨聚酯/热塑性聚氨酯作为双层外帐,尼龙防撕裂透气材料作为内帐,兼顾了防水性和耐用性,配合气泵可以在1 min内完成帐篷的搭建。充气帐篷,采用气柱替代金属支架,与常规金属支架帐篷相比,它重量轻、体积小、便于携带,满足了户外爱好者对于轻便和灵活性的追求。
3.2 智能化
智能帐篷材料可以集成各种智能设备和传感器,如温度监测、实时气象、照明控制等,实现对环境的感知和反馈,使用户可以了解自己的身体状况,大自然的环境情况,甚至勘察地形等。智能帐篷通过整合先进的技术,向使用者提供了更加便捷和智能化的体验,在生活休闲、户外探险和军事方面均有巨大的应用潜力。
3.3 高性能化
帐篷材料作为帐篷的结构主体,其特性直接关系到帐篷的质量和功能。未来,经过先进织造工艺与高性能纤维的相结合,帐篷材料在抗刺穿、防撕裂、阻燃、防水、防风等性能上将会有更好的表现。
3.4 多功能化
未来的帐篷材料将同时具有多种功能,例如将防水透湿、隔热保温、防渗透、耐化学腐蚀、红外隐身、电磁屏蔽等功能汇集于同一材料上,用于应对复杂气候和一些极端环境,如高原、高寒基地、高湿热环境,甚至一些军事作战条件等。
3.5 绿色化
未来的帐篷材料将更多地专注于绿色环保和可持续发展。帐篷的应用场景已不再局限于户外露营,还包括体育场、剧院、农场暖室等现代化建筑内的应用。在追求绿色环保的目标下,研发和使用可生物降解材料、可回收材料,以减少对环境的影响,将成为一个重要趋势。同时,绿色化还将体现在生产工艺的改进,在生产过程中减少能源消耗和环境污染。
4 结语
户外帐篷产业的蓬勃发展,促使了研发人员将功能性材料与纺织技术相结合,推出各种功能性帐篷材料。在民用帐篷领域,辐射制冷材料可以帮助帐篷内部实现无能耗降温;防水透湿材料让帐篷在雨雪环境中,能够同时实现外帐拒水和内帐透湿;隔热保温材料可以降低帐内温度的变化幅度,维持帐内温度的稳定;自修复以及生物基帐篷材料作为两种创新型帐篷材料,为户外帐篷的耐用性和环保性提供了更多的发展选择。在军用帐篷领域,红外隐身材料大幅提升了军事目标的隐蔽性;电磁屏蔽材料使帐内精密仪器和人员免受电磁波的伤害;防生化材料使帐篷在面临生化威胁时,能够做到短时间内阻挡威胁物质的侵入;太阳能帐篷材料让帐篷可以在野外为军队同时提供庇护和能源供应。
随着纺织技术和材料科技水平的不断提高,国内外户外帐篷材料行业必将得到长足的发展和推进。目前,欧美等发达国家的民用和军用帐篷材料在研发和生产上处于领先地位,国内研究单位和企业虽然可以生产出多品种、多功能的高质量帐篷,但诸多新型帐篷材料及其产品的加工和应用,仅停留在实验室或者理论应用阶段,产业化的加工手段和大批量的应用效果仍有待进一步验证。未来,多样化的高性能、高附加值帐篷材料的研发和生产依旧值得期待。
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Development status and prospect of outdoor tent materials
YUAN Shengchao1, LIANG Huifang2, DAI Guoli3, MO Fanbo4, LUO Yi5,
YE Xiangyu2, WANG Chenglong1, ZHU Feichao1,6
(1.College of Textile Science and Engineering, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China;
2.Zhejiang Light Industrial Products Inspection and Research Institute, Hangzhou 310018, China;
3.Zhejiang Guangjiao Cloth New Materials Co., Ltd., Tiantai 317200, China; 4.Zhejiang Mingfeng Industrial
Co. , Ltd., Tiantai 317200, China; 5.Zhejiang Hengfeng Top Leisure Co., Ltd., Hangzhou 310018, China;
6.Shaoxing Eco Textile Technology Co., Ltd., Zhuji 311800, China)
Abstract:
Tents act as temporary shelters in outdoor activities to protect the safety of users. Tent cloth is the main body of the tent, and different tent materials can endow the tent with different functions to cope with different use scenarios. This paper reviewed the development history of tent materials, and summarized the latest progress in the field of tent materials in the past ten years, with focus on the development and practical application of functional civil and military tent materials.
At present, the tent materials on the market are mainly synthetic fiber composite materials, and on the basis of meeting the basic performance requirements of wind and rain and cold resistance, consumers pay more attention to the multi-functional tents, for example, tents that can maintain the humidity of the tent waterproof permeable materials. Thermal insulation materials reduce heat transfer between internal and external temperatures through thermal insulation, reflective materials and ventilation design, so that the temperature inside the tent is kept within a suitable range; radiative cooling materials achieve no energy consumption cooling through radiative heat transfer; inflatable tents are light and easy to carry and set up. Made of environmentally friendly materials, biodegradable and recyclable bio-based tents are hot spots in the field of civilian tents. Military tents play an essential and key role in military operations, providing the necessary infrastructure and support for the army, and providing comprehensive protection for high-intensity military activities. Compared with civilian tent materials, military tent materials have more special performance requirements in terms of functionality, such as infrared stealth materials to reduce detection risks, electromagnetic shielding materials to protect communication privacy, bio-resistant tents to protect against biochemical threats, and solar-powered tents for sustainable energy supply are all hot spots in research.
With the continuous improvement of the level of textile and material science and technology, as well as the further development of outdoor leisure industry, the outdoor tent material market at home and abroad has broad prospects for development. At present, in terms of the research, development, and production of civil and military tent materials, Europe, the United States and other developed countries are in a leading position, while in terms of processing and application, domestic research units and enterprises only stay in the laboratory or theoretical application range, and industrial processing means and large quantities of application effects still need to be further developed and verified. In the future, outdoor tents will tend to be lightweight, intelligent, multi-functional,green, and sustainable.
Keywords:
outdoor tents; for military use; for civilian use; tent materials; sustainable development