CN106283357A - 形状记忆合金阻燃织物 - Google Patents

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Abstract

本发明属于纺织材料技术领域，尤其涉及一种形状记忆合金阻燃织物，包括阻燃纱线和形状记忆纱线，所述形状记忆纱线包括形状记忆合金丝或以所述形状记忆合金丝作为芯纱的复合纱，所述形状记忆合金丝的高温相形状为正弦曲线状，低温相形状为长直丝状，所述形状记忆纱线与所述阻燃纱线采用平纹交织，所述形状记忆纱线以纬纱织入，在高温环境下，该织物可以自发产生形变，由于其弯曲的形状产生更多间隙，在面料层间中形成一定厚度的空气层，提高隔热性能；在常规环境下，织物又可以恢复成初始平整状态，增加散热效果。

Description

形状记忆合金阻燃织物
技术领域
本发明属于纺织材料技术领域，尤其涉及一种形状记忆合金阻燃织物。
背景技术
关于记忆合金面料(SMA)的研究目前尚处于起步阶段。由于形状记忆合金特有的形状记忆效应(SME)，将其应用到纺织品后能赋予织物特殊的动感和变化，从而在外观上给人们较大的视觉冲击。纺织上应用形状记忆合金最多的是镍钛合金，它的形变回复率大，稳定性好并且有很好的生物相容性，适合做婚纱的衬裙、胸罩托架等需要定形的织物。此外SMA在防寒、塑形、抗皱、改变织物花样图案等方面也有应用。
记忆合金面料在隔热材料领域的应用还鲜有报道。消防、冶金、焊接、能源等部门的职业工人经常遭受火焰、辐射、高温物体飞溅物等热灾害，需要穿着热防护服装，以保障他们的健康和人身安全。而关于热防护服隔热材料的研究，例如消防服隔热层，目前应用较为普遍的是无纺布隔热毡，制成的服装比较厚重，通风散热性能较差。
在记忆合金阻燃织物的相关研究和应用上，与合金丝混纺或交织的纤维，例如棉纤维、锦纶纤维、涤纶纤维等，其耐高温性能较低，在消防人员高温作业的情况下，容易造成织物损伤，不能对人体提供足够的保护。广泛使用的PTT纤维也不具有阻燃耐高温性能。目前，还没有形状记忆合金丝与阻燃纤维织造形状记忆阻燃面料的报道，更没有动态隔热性能的耐高温面料。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种形状记忆合金阻燃织物，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种形状记忆合金阻燃织物，在高温环境下，该织物可以自发产生形变，由于其弯曲的形状产生更多间隙，在面料层间中形成一定厚度的空气层，提高隔热性能；在常规环境下，织物又可以恢复成初始平整状态，增加散热效果。
本发明提出的一种形状记忆合金阻燃织物，包括阻燃纱线和形状记忆纱线，所述形状记忆纱线包括形状记忆合金丝或以所述形状记忆合金丝作为芯纱的复合纱，所述形状记忆合金丝的高温相形状为正弦曲线状，低温相形状为长直丝状，所述形状记忆纱线与所述阻燃纱线采用平纹交织，所述形状记忆纱线以纬纱织入。
进一步的，所述形状记忆合金丝的相变温度为45℃～90℃，直径为0.1～0.4mm。
进一步的，所述形状记忆合金丝包括镍钛合金丝、铜基合金丝。
进一步的，所述镍钛合金的抗拉强度为850Mpa，其中镍含量为55.4～56.2％。
进一步的，所述记忆合金丝的高温相形状，其波高为20～50mm，波长为40～100mm。
进一步的，所述形状记忆合金丝的相邻间距为3～5cm。
进一步的，所述阻燃纱线由阻燃纤维加捻而成，捻系数为50～100，所述阻燃纤维包括对位芳纶、间位芳纶、聚苯并咪唑纤维、三聚氰胺纤维、芳砜纶、玄武岩纤维。
进一步的，所述复合纱以所述形状记忆合金丝作为芯纱被所述阻燃纤维包缠而形成。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：本发明通过将形状记忆合金丝与阻燃纱线织成织物，使该织物在不同温度的环境下自发产生形变，在高温环境下，该织物会弯曲变形，由于其弯曲的形状产生更多间隙，在面料层间中形成一定厚度的空气层，提高隔热性能，在常规环境下，织物又可以恢复成初始平整状态，增加散热效果，结合阻燃纱线的阻燃性能，该织物可对高温或消防作业的人员提供足够的保护。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明中形状记忆合金阻燃织物的织造流程图；
图2是本发明中形状记忆合金阻燃织物的低温相形状示意图；
图3是本发明中形状记忆合金阻燃织物的高温相形状示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1至3，本发明一较佳实施例所述的一种形状记忆合金阻燃织物，包括阻燃纱线和形状记忆纱线，形状记忆纱线可以是形状记忆合金丝作为单纱，也可以是以形状记忆合金丝作为芯纱被阻燃纤维包缠而成的复合纱，复合纱可使面料更加舒适。形状记忆纱线与阻燃纱线采用平纹交织，形状记忆纱线以纬纱织入。
形状记忆合金丝的相变温度为45℃～90℃，可根据具体使用环境和位置设定相变温度。例如，将形状记忆合金丝应用于消防服的外层材料中，可选择相变温度较高(70～90℃)的合金丝；若将合金丝用于防水透气层，可选择相变温度适中(55～70℃)的合金丝；如果将合金丝用于隔热层，可选择相变温度为45～55℃之间的合金丝。该合金丝直径为0.1～0.4mm，其高温相形状为正弦曲线状，波高为20～50mm，波长为40～100mm，低温相形状为长直丝状。形状记忆合金丝包括镍钛合金丝、铜基合金丝等，优选地，镍钛合金的抗拉强度为850Mpa，镍含量为55.4～56.2％。
阻燃纱线由阻燃纤维加捻而成，如捻系数为50～100，具体捻数根据阻燃纤维的种类和性能而定，加捻使纱线中单丝紧密抱合，使纱线整体性能得到加强，阻燃纱线加捻使记忆合金丝在长期反复收缩拉伸、反复改变织物整体形态时，不易以单丝抽出，增加织物整体的抱合力度。阻燃纤维包括对位芳纶、间位芳纶、聚苯并咪唑纤维、三聚氰胺纤维、芳砜纶、玄武岩纤维等。
在常温相温度时，对形状记忆纱线与阻燃纱线进行纺织加工，优选地，采用平纹交织法，交织点多。形状记忆纱线以纬纱织入，便于后期制作服装时不会因织物形变引起服装长度缩短。
在织造过程中，考虑到单根形状记忆合金丝或复合纱较普通纱线的直径大，根据形状记忆合金丝或复合纱收缩时的高度，将其有序排列，每3～5cm(如图3中的d)排布一根形状记忆合金丝或复合纱，以便在织物形变时形成均匀的空气层，降低织物成本和重量。
当外界温度升高至高温相变温度时，形状记忆合金丝发生相变，在服装面料夹层内形成空气层，较薄的空气层起到隔热效果不明显，而较厚的空气层易产生对流导热。根据织物防护性能TPP实验中，比较最终形变高度不同的弹簧形成的空气层，界定最合适的空气层厚度，从而制定高温相形状记忆合金丝的波高和波长，使织物达到最大隔热效果。
综上所述，本发明通过将形状记忆合金丝与阻燃纱线织成织物，使该织物在不同温度的环境下自发产生形变，在高温环境下，该织物会弯曲变形，由于其弯曲的形状产生更多间隙，在面料层间中形成一定厚度的空气层，提高隔热性能，在常规环境下，织物又可以恢复成初始平整状态，增加散热效果，结合阻燃纱线的阻燃性能，该织物可对高温或消防作业的人员提供足够的保护，该形状记忆合金阻燃织物具有可智能调节结构、穿着舒适、不影响肢体运动等优点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种形状记忆合金阻燃织物，其特征在于：包括阻燃纱线和形状记忆纱线，所述形状记忆纱线包括形状记忆合金丝或以所述形状记忆合金丝作为芯纱的复合纱，所述形状记忆合金丝的高温相形状为正弦曲线状，低温相形状为长直丝状，所述形状记忆纱线与所述阻燃纱线采用平纹交织，所述形状记忆纱线以纬纱织入。
2.根据权利要求1所述的形状记忆合金阻燃织物，其特征在于：所述形状记忆合金丝的相变温度为45℃～90℃，直径为0.1～0.4mm。
3.根据权利要求2所述的形状记忆合金阻燃织物，其特征在于：所述形状记忆合金丝包括镍钛合金丝、铜基合金丝。
4.根据权利要求3所述的形状记忆合金阻燃织物，其特征在于：所述镍钛合金的抗拉强度为850Mpa，其中镍含量为55.4～56.2％。
5.根据权利要求1所述的形状记忆合金阻燃织物，其特征在于：所述记忆合金丝的高温相形状，其波高为20～50mm，波长为40～100mm。
6.根据权利要求1所述的形状记忆合金阻燃织物，其特征在于：所述形状记忆合金丝的相邻间距为3～5cm。
7.根据权利要求1所述的形状记忆合金阻燃织物，其特征在于：所述阻燃纱线由阻燃纤维加捻而成，捻系数为50～100，所述阻燃纤维包括对位芳纶、间位芳纶、聚苯并咪唑纤维、三聚氰胺纤维、芳砜纶、玄武岩纤维。
8.根据权利要求7所述的形状记忆合金阻燃织物，其特征在于：所述复合纱以所述形状记忆合金丝作为芯纱被所述阻燃纤维包缠而形成。
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