镀银长丝针织物的结构及其导电发热性能

镀银纤维作为一种高性能纤维具有广阔的应用前景。编织了四种不同组织的镀银长丝针织物：添纱平针组织,添纱1+1罗纹组织,添纱四平组织,衬纬组织,对通电后织物的发热效果进行分析后,决定采用衬纬组织。测试镀银长丝衬纬针织物的电热性能,结果显示：镀银长丝衬纬针织物通电后,织物的温度上升最后达到稳定状态,输入功率与稳定温升线性相关,织物的热稳定性较好,织物表面温度分布均匀。     

针织加热织物的热电性能

为研究镀银导电长丝在积极保暖服装中应用的可行性,对导电长丝的热电稳定性进行测试,并采用镀银导电长丝和涤纶短纤纱制作了3种不同结构的针织加热织物以研究其加热效果。结果显示,镀银导电长丝的电阻随着老化时间和老化温度的增加而增大。通过提取和分析镀银导电长丝和针织加热织物表面的红外温度图像,得出其表面最高平衡温度与功率消耗密度呈正比关系,且针织加热织物的功率消耗密度与模拟服装内部的平衡温度也高度线性相关。     

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。     

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。     

镀银纱线电热针织物的开发及性能评价

为开发保暖服用电加热针织物,使用镀银纱线织造了6款不同组织、不同镀银纱线含量的加热织物。基于电加热模块及红外线温度采集系统,对6款织物进行了电热性能实验,选取其中热稳定性最好、产热量最多的一款织物进行服装模拟发热实验。实验结果显示：常温下,双罗纹组织织物的电阻值比纬平针组织低,且电阻热稳定性更好;镀银纱线含量越高电阻值越低;通电时双罗纹组织织物表面温度分布更均匀且其中镀银长丝和涤纶短纤喂入比为3：7的试样升温最明显,在6V 电压下,以该试样为发热元件的服装面料系统表面可获得35℃的加热温度,足以起到发热保暖效果且能保证人体热舒适性。     

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。     

几种导电纱线电热性能比较分析

为了研究不同导电纱线的电热性能,选取6种导电纱线,测试分析其常温下电阻、通电时电阻、最大负载电流、加热性能等。结果显示：6种导电纱线电阻差异较大,其电阻与长度有显著线性关系,但相关系数有差异;在施加电压的情况下,纱线电阻增加;由常温进入通电状态时,导电纱的电阻变化率快速增加;随着电压增大,纱线的电阻变化率呈现不同的变化趋势;碳纤维、棉/铜镁合金赛络菲尔包覆纱、棉/铜丝赛络菲尔包覆纱的最大负载电流和发热功率均较大;在3 V电压下,6种导电纱发热均匀,但表面温度有明显差异。     

导电针织物结构设计及性能研究

以镀银纤维、涤纶不锈钢包芯纱和不锈钢导电纤维为原料,在LXC-252SCV型电脑横机上编织单面集圈、纬平针、半畦编织物和双罗纹针织物,测试纱线种类、密度、组织结构对针织物力学性能和导电性能的影响。结果表明,镀银纱线织物的拉伸强力和顶破强力最大,导电性能最好;镀银纱线织物中,双罗纹组织拉伸强力和顶破强力最大,单面集圈组织导电性能最好。     

电磁屏蔽毛针织物的可编织性研究

在阐述电磁屏蔽毛针织物屏蔽原理基础上确定织物的设计方案,通过在电脑横机上编织不同不锈钢长丝含量的纬平针、1+1罗纹、2+2罗纹、双罗纹、提花、罗纹空气层组织,分析探讨不锈钢长丝与毛/腈针织纱交织的可编织性能,重点研究纱线、组织类型对可编织难易性能的影响,总结了相同不锈钢长丝含量不同组织结构、相同组织结构不同不锈钢长丝含量2类参数对电磁屏蔽毛针织物可编织难易性的影响,为开发电磁屏蔽毛针织服装的加工和应用提供了依据。     

温敏变色型电热织物的制备与性能

为开发温敏变色型电热织物,以温敏变色纱/不锈钢纤维导电纱做纬纱,采用3种不锈钢纱嵌织方式分别制备平纹、斜纹和缎纹梭织物,测试织物的电阻及电热性能。实验结果表明：织物的电阻为平纹>斜纹>缎纹。在电压值和加热时间相同时,平纹织物表面平衡温度最低,缎纹织物温度最高;在织物组织相同时,纬纱中不锈钢导电纱占比越大,织物升温速度越快。纬纱为全不锈钢纱的缎纹织物在电压5 V、通电6 min时,温度达到72.8℃;纬纱为嵌织2根不锈钢纱间隔2根温敏变色纱的缎纹织物在电压5 V、通电6 min时,温度可达到50.4℃,也具有较好的电加热效果。温敏变色型电热织物的颜色随温度升高而发生变化,具有温度指示功能。     

抗电磁辐射精纺毛织面料的开发及其影响因素

 本文旨在通过两种加工方式研制成抗电磁辐射精纺面料,一种是镀银长丝与羊毛单纱并捻合股织造成并捻织物,一种是镀银长丝直接用作经纬纱与羊毛交织成交织物。由织物的屏蔽效能测试结果可知,并捻织物电磁屏蔽效能在2250-2650MHz波段内优于交织物,最高可达85dB,具有较好的抗电磁辐射效果。另外,经纬密度的变化对织物电磁屏蔽能力也有一定影响,两种织物紧度在78%左右、交织物羊毛与长丝比例为1:2时电磁屏蔽效果较好。其结果对开发高性能抗电磁辐射精纺面料有一定的指导意义。     

抗静电增强芳砜纶面料的性能研究

将芳砜纶分别与有机导电丝和不锈钢丝进行赛络菲尔纺,制成股线并织造,对比分析有机导电丝和不锈钢丝对织物性能的影响.结果表明:加入导电长丝可明显减少纱线毛羽;加入导电长丝后,织物的电荷面密度降低,抗静电性增强;加入有机导电丝的织物撕破强力高于加入不锈钢丝的织物.     

染整加工后自卷曲丝结构的变化及其织物弹性

为探究不同PTT/PET自卷曲长丝织物在后整理中的表现及其最终成品的弹性性能,选用3个厂家生产的PTT/PET自卷曲长丝试织织物,并在相同工艺条件下进行染整处理,再与氨纶织物进行对比,得到4种织物的质量损失率、纬向染缩率、弹性伸长率、弹性回复率。结果表明:单丝纤度越大,质量损失率越小,染色率越大;织造密度越大,质量损失率越小;弹性伸长率越大,弹性回复率越小。通过光学显微镜、扫描电镜观察及DSC辅助分析发现,PTT/PET复合丝由于单丝比较细,比表面积大,在染整处理过程中受到碱液腐蚀过大而发生2种组分分离的现象,从而失去了双组分丝应有的高弹性。     

基于纬编针织物特性的静电吸附力模型

为提高工业机器人在纺织服装行业的使用率,拓展静电吸附式末端执行器的使用范围,提升服装加工过程中面料自动抓取和转移自动化程度, 以纬编针织物为例,首先分析纬编针织物的结构特性和纤维成分对静电吸附力大小的影响,分别建立了织物单元的三维结构仿真模型和织物相对介电常数的计算模型。在此基础上构建纬编针织物的静电吸附力模型;然后通过仿真软件对模型进行验证。结果表明,利用该模型可计算出静电极板对纬编针织物的吸附力大小。该研究结果为实现面料的自动抓取和转移提供了新的思路。     

纬编双轴向抽纱织物的圆柱面成型

为解决深度冲压复杂曲面制件边缘和局部出现的设计上不能接受的纱线拥挤、堆积和起拱、起皱现象,进行了纬编双轴向抽纱织物的圆柱面成型性实验,比较了全部衬纬/衬经和部分衬纬/衬经纬编双轴向织物的剪切变形角和成型性。研究结果表明：纬编双轴向抽纱织物的圆柱面成型性能优于纬编双轴向满穿织物,而且成型高度提高25%以上;与满穿织物成型相比,抽纱织物达到成型高度极限时,其相应的剪切变形极限角显著减小,大约为20°。     

几种纬编增强材料拉伸性能探讨

在相同材料及编织工艺的情况下,用龙星电脑横机编织四种不同组织结构的纬编针织物,分别对其纵横向进行拉伸性能测试,探讨其作为增强体的承载能力及纱线在织物中的强力贡献率。结果表明:在研究范围内,四种组织结构织物作为增强材料的优劣次序为双罗纹空气层组织、罗纹空气层组织、间隔组织、双反面组织;增强材料中沿纵横向受力的纱线越多,其强力越大,但并非呈线性关系;用无捻涤纶长丝编织的增强材料结构中,纱线的强力贡献率相对较低。     

纬编针织物几何建模及其算法

为更真实地模拟纬编针织物几何形态,丰富细节特征,采用三层纤维螺旋的加捻纱线模型刻画针织物中纱线形态。将最小旋转标架作为计算加捻纱线中各纤维位置的局部坐标,通过几何变换、坐标变换等方法,构建任意曲线为中心线的加捻纱线模型。根据成圈、集圈、浮线3种典型纬编针织物线圈结构,通过反算法求取3次非均匀有理B样条曲线控制点,进而构建线圈纱线中心线模型。在此基础上,提出根据结构意匠图构建加捻纱线针织物几何模型的算法,并给出相应算例。结果表明：本文算法所建立的加捻纱线针织物几何模型保留了纱线加捻的细节特征,外观更加贴近真实织物。     

基于改进弹簧-质点模型的纬编织物三维模拟

为解决弹簧-质点模型在模拟组织结构复杂的纬编织物时模拟效果不真实、立体感不足等问题,对传统弹簧-质点模型进行改进,提出了立体化的弹簧-质点模型。改进的弹簧-质点模型能够很好地模拟组织结构较复杂的纬编织物,通过非线性的弹簧力模拟织物动态仿真中出现的超弹性现象。同时,采用Velocity-Verlet数值积分方法对质点的空间位移进行计算,实现了对纬编织物受到三维状态多外力作用时的动态模拟。所提方法计算速度快,实时性好。     

Electromagnetic shielding effectiveness of carbon/stainless steel/polypropylene hybrid yarn-based knitted fabrics and their composites

In this study, a range of conductive hybrid knitted fabrics and their composites have been investigated for shielding effectiveness in the frequency ranges of 50 MHz to 1.5 GHz (low frequency) and 4 to 8 GHz (C-Band). Carbon and stainless steel (SS) filaments were combined in Dref-3 spinning machine and different hybrid yarns were prepared. The plain- and rib-knitted fabrics were made in V-bed flat knitting machine from the prepared hybrid yarns. The composite laminate was prepared by sandwiching a ply of fabric between the polypropylene films in compression moulding machine at 180 °C for 5 min under a consolidation pressure of 12 bar. All the fabrics and composites were tested for shielding effectiveness (SE) in coaxial transmission line and C-band waveguide with the help of vector network analyser. It was observed that fabric having both conductive loop and inlaid yarns exhibited higher SE of 20.2 dB than other fabrics in low-frequency range. However, in the composite form, carbon composite with SS inlaid yarn showed better SE of 45 dB than other composites. In C-band frequency range, conductive loop fabric structures yielded high shielding effect in course direction compared to wales direction. Compared to fabric form, the composite showed higher SE for all frequency ranges. This study proposes that knitted fabrics and their composites can be utilized as electromagnetic shields in wide frequency ranges.