纬编电热针织物设计和性能评价

为了探究金属长丝作为电加热元件在纬编电热针织物中的应用,通过赛络菲尔纺工艺开发了棉/铜镁合金和棉/不锈钢复合导电纱,并与碳纤维进行比较,采用罗纹空气层加衬纬组织制作了电加热元件并联的3种电热织物,并对导电纱和纬编织物电热性能进行实测及数据拟合。结果显示：复合导电纱达到导电纱A类产品要求;在12 V电压时,棉/铜镁合金导电纱表面温度最高可达40.9℃;金属复合导电纱电热织物升温和时间、电压有关,电热织物的表面平衡温度与输入功率呈线性关系,温度达45℃以上时,电热织物电阻变化率低于2%,热稳定性好;相同条件下,棉/铜镁合金织物升温速度最快,输入功率最大,在4 V电压下最高温度达49.8℃;采用赛络菲尔复合导电纱开发罗纹空气层加衬纬的纬编电加热织物具有一定的可行性。     

几种不锈钢长丝复合纱的性能研究

探讨几种不锈钢长丝复合纱的性能。通过测试不锈钢长丝的力学性能,最终选择直径30μm、35μm、40μm的不锈钢长丝,分别纺制出了棉不锈钢长丝赛络包芯纱、棉不锈钢长丝赛络菲尔纱和棉不锈钢长丝锦纶双丝赛络菲尔纱;对纱线的电阻值、纱线形态、单纱强力及毛羽进行了测试。结果表明:随着不锈钢长丝直径的增加,纱线的电阻值减小,强力增大,赛络包芯纱毛羽略有恶化,但两种赛络菲尔纱毛羽均有改善;不锈钢长丝直径相同时,棉不锈钢长丝赛络包芯纱电阻值最高,强力最大,棉不锈钢长丝赛络菲尔纱电阻值最小,棉不锈钢长丝锦纶双丝赛络菲尔纱的毛羽最少。认为:根据实际需求选择不锈钢长丝直径和纱线类型,可以进行相关产品开发。     

棉莱赛尔赛络菲尔纱的纺制与性能分析

为开发新型赛络菲尔纱,将赛络菲尔纺纱中的长丝用短纤维纱代替,成功试纺出不同混纺比例和结构的棉莱赛尔赛络菲尔纱。测试分析了纱线结构、强伸性能,并对5种相同号数、不同结构和混纺比的棉与莱赛尔纯纺和复合纱线进行了吸放湿性能对比分析。结果表明:所纺棉赛络菲尔纱具有类似股线的结构特征,5种纱线的吸放湿过程相近,莱赛尔棉赛络菲尔纱、棉莱赛尔赛络菲尔纱和莱赛尔棉赛络纱的混纺比例接近,其吸放湿性能无明显差异。认为:对于不同结构的棉与莱赛尔纤维复合纱线,影响吸放湿性能的主要因素是纤维原料,纱线结构影响不显著。     

乌拉草/棉/维纶复合纱线的开发与性能

针对乌拉草/棉/维纶赛络纺包芯纱存在毛羽较多和条干较差等问题,加装导纱器引入外包缠纱,设计一种改善其条干和减少毛羽的新型纺纱方法:改进型赛络菲尔纺。对影响纱线性能较大的纱线捻系数与导纱间距进行了实验,并以断裂强度、断裂伸长率、毛羽指数和条干均匀度为性能评价指标,对改进型赛络菲尔纺制备的乌拉草/棉/维纶复合纱的工艺进行模糊综合评价。结果表明:捻系数对纱线性能影响顺序依次为400、380、360、340;改进型赛络菲尔纺在单纱间距为10 mm,捻系数为400时,复合纱的综合性能最好,与传统赛络菲尔纺工艺制备的包芯纱对比,毛羽指数下降了73.49%,条干不匀率减小了29.05%。     

包芯纱和赛络菲尔纱性能对比分析

探讨包芯纱和赛络菲尔纱成纱性能差异及赛络菲尔纱长丝与短纤维须条间距的优选。阐述了包芯纱和赛络菲尔纱纺纱原理和特点,对同原料同号的两种纱性能进行了比较,并对赛络菲尔纺长丝与短纤维须条间距进行了工艺优选。结果表明:由于包缠结构的差异,与同号包芯纱相比,赛络菲尔纱条干、3 mm有害毛羽、强伸性能均优于包芯纱;赛络菲尔纱长丝与短纤维须条间距配置以5 mm为较优。认为:在开发功能性纱线产品时,可参考上述结论,根据面料服用性能的不同需求选择适宜的纺纱方式。纺制赛络菲尔纱时,应注意通过工艺试验优选长丝与短纤维须条间距。     

涤/棉/麻混纺纱的开发与性能分析

设计开发了采用赛络菲尔纺和环锭纺8个品种的涤/棉/麻混纺纱线。通过研究测试分析,结果表明:赛络菲尔纺纱线性能较为稳定,出现强力弱节概率小,纱线的毛羽情况较优于环锭纺纱;随着大麻纤维含量的增加,纱线的强力、条干、毛羽、纱疵等综合性能呈下降趋势。当大麻纤维含量从10%增加到15%时,纱线各指标变化平稳;当大麻纤维含量增加到20%时,纱线的成纱质量较好,但纱疵的增多较为明显。     

金属长丝复合导电纱的纺制与性能

为了探讨金属长丝在纺织上的应用，选用铜镁合金长丝、金属铜长丝与不锈钢长丝，利用赛络菲尔和赛络纺工艺制备金属长丝复合导电纱，对比测试了不同产品的力学性能和电热性能。对照FZ/T 12071—2021《导电纱线》产品标准，复合导电纱的断裂强度达到相应技术要求，导电性能达到A类产品要求。结果表明：金属长丝复合导电纱具有优良的定伸长循环拉伸、定负荷循环拉伸性能；金属铜长丝、铜镁合金长丝较不锈钢长丝具有更为优良的电热性能。通过复合纱的设计和纺制，金属长丝导电纱力学性能达标、电热性能优良，可以用于开发功能纺织产品。     

不锈钢短纤维/棉包覆氨纶纱的弹性与电学性能

为开发兼具弹性和导电性能的电磁功能纱线,以氨纶为芯丝、外包不锈钢短纤维/棉混纺纱,研制系列弹性不锈钢短纤维/棉包覆氨纶纱。在Instron 5566万能试验机上,结合万用表,获得弹性纱线的应力-应变、应变-电阻以及定伸长弹性回复曲线,研究纱线在不同拉伸状态下的电学性能。结果表明:不锈钢短纤维/棉包覆氨纶芯丝的纱线,存在氨纶芯丝的断裂现象,将不锈钢短纤维/棉包覆氨纶芯丝的纱线直接与氨纶丝或氨纶/棉包芯纱直接并合的方式,赋予纱线弹性;随着不锈钢短纤维含量的增加,弹性纱线的弹性伸长和回复性能都降低,塑性变形增加;随着弹性纱线应变的增加,其电阻先增加后降低。     

可加热纬编针织物的电热性能

为开发可加热纬编针织服装,采用衬纬方式将导电丝织入针织物中,并对其电热性能进行测试和分析。分别将单根、2根、3根镀银长丝和单根不锈钢长丝衬入到针织物中,测试导电纱线的最大负载电流、织物的热稳定性、织物的电热升温特性和表面温度的均匀性。结果显示:不锈钢长丝的最大负载电流最大,其次是3根镀银长丝的;通电后,衬入镀银长丝织物的电阻变化率较小;衬入3根镀银长丝的织物通电后温度升高的速度较快,且达到稳定工作的温度较高;测试范围内,织物的稳定温升与输入电压成正比;织物表面温度均匀性较好。认为可选择衬入3根镀银长丝的纬编织物制作可加热针织服装。     

含不锈钢长丝棉针织物的性能测试分析

研究了含不锈钢长丝棉针织物的抗静电性能和服用性能。用棉/不锈钢长丝赛络包芯纱和赛络菲尔纱分别织制了纬平针、1+1罗纹、满针罗纹、提花和集圈式双层5种组织的针织物,测试并分析织物抗静电性、刚柔性、透气性及顶破性能。结果表明:赛络菲尔纱结构更利于织物静电的衰减;织物的厚度越大,刚性越强,顶破强力越高;1+1罗纹织物的透气性最大,织物组织相同时,赛络包芯纱织物的透气性较低。因此,选用合适种类的纱线及组织结构可以提高织物的抗静电性能并改善其服用性能。     

几种不同结构纱线及其织物性能比较

在经过改造的传统环锭棉纺细纱机上分别纺制了赛络纱、包芯纱、赛络包芯纱、赛络菲尔纱,测试了几种新型纱线及其织物的性能,并对其进行了比较分析.认为对于同样组分的纱线,运用赛络纺技术和包芯纱技术的纱线性能均较传统环锭纱有不同程度的改善;应用新型纱线进行不同搭配,织物的舒适性、保形性、耐磨性等均有不同程度的提高.     

针织加热织物的设计及其电热性能测试

为开发发热稳定且均匀的电热织物,对织物所用镀银纱线的最大负载电流和电阻稳定性进行了测试。通过改变镀银纱线和涤纶纱线横列的排列方式织造了5种不同的加热织物,测试了织物通电过程中的电阻稳定性、升温特性以及表面温度均匀性。结果显示:镀银纱线(10 cm)的最大负载电流为0.213 A,所能承受的最高温度为110℃;加热织物通电后温度升高并达到稳定状态,当镀银纱线和涤纶纱线横列排列方式为3∶2时织物达到的平衡温度最高,而电阻变化相对较大;通过分析5种织物的红外温度图像可知,当镀银纱线和涤纶纱线横列排列方式为1∶2时,其表面温度分布均匀性最好。     

高压电缆用抗静电纱的纺制

介绍了采用环锭包芯纺、赛络包芯纺、赛络菲尔包芯纺等技术纺制抗静电纱的方法及其对成纱性能的影响,对赛络菲尔包芯纺纺制抗静电纱的工艺参数进行了优化,研究了高压电缆用抗静电纱的纺制技术与工艺。结果表明:在相同原料的条件下,用3种纺纱技术纺制19.6tex抗静电纱时,赛络菲尔包芯纺技术纺出的纱线性能最佳。     

赛络纺棉/毛段彩纱结构及其性能

针对环锭纺三罗拉和四罗拉法所纺段彩纱条干不匀的结果问题,采用同轴双后罗拉2组粗纱同锭位藕合等量喂入的方法纺制等线密度赛络纺棉/毛段彩纱,并对成纱的结构及性能进行了分析。纱线的纵向观测结果表明棉与毛的质量比差异越大,分段时间越长,纱线的段彩效果越明显;截面观测结果表明棉和毛纤维在纱中互相压紧并包缠形成类似于太极阴阳鱼的结构;分段中棉与毛质量比差异及纺纱分段时间增加时,纱线的断裂强度变小,CV值变大,但对有害毛羽数量影响不大。该纺纱方法使用天然的棉和毛纤维,既丰富了现有花式纱线的产品种类,也在对细纱机进行简单改装的条件下制得股线风格的毛型感段彩纱,符合绿色低碳循环发展的趋势。     

羊毛/锦纶赛络菲尔针织产品的开发

赛络菲尔纺纱是一种新型的复合纺纱方法,以羊毛与锦纶长丝为原料,生产赛络菲尔复合纱,可有效地提高纱线强度、改善纱线条干,并可降低生产成本.介绍了纱线生产和筒纱染色的工艺,根据织物组织设计上机工艺,采用合理的后整理工艺对织物进行了洗呢、防缩、柔软和热定形等整理.织物的性能测试结果表明:生产的羊毛/锦纶赛络菲尔针织产品各项服用性能优良,是高附加值产品.     

赛络菲尔纺三色花式纱纺纱工艺优化

探讨赛络菲尔纺三色花式纱的纺纱工艺与成纱质量。通过在QFA1528型细纱机上进行改装,将赛络菲尔纺与嵌入式纺纱原理相结合,采用两根有色长丝与一根棉粗纱进行纺制,纺制出赛络菲尔纺三色花式纱。选定两根有色长丝间距、捻系数以及长丝预加张力三项重要的纺纱工艺参数作为研究对象,分别研究单一因素和综合因素对赛络菲尔纺纺纱工艺及纱线质量的影响。分析认为纺制JC 15tex/83.3dtex/83.3dtex赛络菲尔纺三色花式纱的最优工艺配置为双丝间距为14mm,捻系数340,长丝预加张力为15cN。认为:双丝间距、捻度、长丝预加张力等工艺参数对花式纱线性能有显著影响。     

镀银纱线针织加热织物的研发及其电热性能

为研究镀银纱线及其针织加热织物的电热性能,选择630、900、1 260 tex 3种线密度的镀银纱线,测试了纱线的最大负载电流、电阻和电热温升性能;织造成满针1+1罗纹、1+1罗纹两种组织结构的针织加热织物,测试织物的电热稳定性和电热温升性能。结果显示:纱线和织物的电阻随线密度增加而减小;通电后,织物的电阻变化率较小,纱线和针织加热织物的表面平衡温度与输入功率线性正相关; 1+1罗纹组织针织加热织物比满针1+1组织的热稳定性好;电压为2.5 V时,通电加热240 s后,630、900、1 260 tex罗纹组织针织加热织物表面平衡温度可达44.1℃、49.2℃和51.0℃。镀银纱线针织加热织物在低压下可快速升温,认为可以选择1+1罗纹针织加热织物制作电加热服装,并且可以通过调节输入功率控制加热温度。     

导电纱线及柔性传感器耐久性影响因素研究

为了探究影响导电纱线及柔性传感器耐久性的因素，本文选取5种典型金属导电纱线，首先分析洗涤次数、热定型温度及氧化时间对其电阻的影响。然后，以77 dtex镀银导电纱线织造不同尺寸的柔性传感器，进行30次洗涤测试，并用活性藏青BF-DB进行染色处理，以此分析洗涤和染色对传感器性能的影响。结果表明：三种因素对铜纤维的导电性能影响最大，而对铜丝和不锈钢导电纱线的导电性能影响最小，其耐洗涤性、耐热性及抗氧化性能良好。锦纶基镀银导电纱线电阻随着热定型温度的增大而减小，长度缩短；洗涤次数增加，其电阻有一定程度增大；氧化处理20 d后导电性能明显减弱。镀银导电纱编织的柔性传感器较耐洗涤，染色处理后其尺寸变小，但能维持稳定的导电性。     

棉/不锈钢丝包芯纱针织电路制备及其导电稳定性能

为提高金属丝作为电路用导线的柔性及导电稳定性,将赛络纺技术与针织技术结合,制备了基于针织结构的柔性电路。通过探究不同纺纱参数及针织工艺的影响,对纱线强度、包覆性、柔性针织电路的电学与力学性能及导电稳定性进行了表征和分析。结果表明：以不锈钢丝为导电芯层、棉为绝缘外层制成的导电包芯纱,纱线强力与纱线细度呈正相关,强力相较于裸不锈钢丝可提升2倍,且编织性能优异;在针织电路中添加弹性锦纶/氨纶包覆纱以增强其在二维及三维平面的弹性回复性,证明所制备的针织电路均具有良好的导电稳定性;当三维曲面平均应变达到150%时,针织电路电阻变化率低于0.38%,且在20%应变下纵向循环拉伸5 000个周期,电阻变化率低于0.61%。通过导电包芯纱所制备的柔性针织电路可同时具备良好的拉伸回复性及导电稳定性,为全柔性智能可穿戴传感网络的建立提供了新思路。     

仪纶~(TM)纤维及纱线的性能研究

对比测试与分析了仪纶~(TM)纤维、常规聚酯纤维和棉纤维的性能。分别选用环锭纺、赛络纺、赛络紧密纺纺纱工艺,纺制线密度相同的纯纺仪纶~(TM)、仪纶~(TM)/棉混纺、常规聚酯/棉混纺与棉纯纺纱线,测试和分析了纱线的性能。试验结果显示:仪纶~(TM)纤维的力学性能介于常规聚酯和棉纤维之间,初始模量小;不同纺纱工艺纺制的仪纶~(TM)纱线总体性能相似,赛络紧密纺纱线纱体结构更均匀;相同混纺比的仪纶~(TM)/棉纱线的回潮率较常规聚酯/棉纱线的回潮率高。