CN109722781B - 一种基于纬编针织结构的电加热织物及其织造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于功能纺织品领域，具体是公开一种基于纬编针织结构的电加热织物及其织造方法，本发明由非导电和导电材料编织而成，通过改进的纬编针织机，使用纬编双轴向织物编织技术得到此电加热织物。本发明所述电加热织物具有易导热、易铺覆、抗弯刚度低、抗振动疲劳的特点，从而开辟了一种新的电加热织物。本发明所述电加热织物可以应用于加热服装、交通工具加热座椅、无人机旋翼以及风力发电叶片等领域的加热需求，因此具有着良好的发展前景。

Description

一种基于纬编针织结构的电加热织物及其织造方法

技术领域

本发明属于功能纺织品领域，具体涉及一种基于纬编针织结构的电加热织物及其织造方法。

背景技术

目前国内有关于电加热织物的研究主要集中在电加热服装的应用上，其获得电加热服装的方法主要分为以下两大类：一类是通过在织物的编织过程中衬入柔性的导电纱线，例如在织物的经向衬入镀银的导电纱；另一类则是在织物的表面均匀涂覆导电溶液，例如聚吡咯、石墨烯、多壁碳纳米管或者氮化硼颗粒的复合涂层。

对于电加热织物在服装上的应用研究主要包括以下几个方面，首先是材料的选取，其考虑的应用价值包括导电率、耐用性、安全性以及其本身的性价比。其次是对于织物结构的选择，目前应用较多的是纬编针织结构，例如平纹组织、罗纹组织和衬纬组织。最后则需要对所得电加热织物进行其相应的电热学性能测试，例如通过采用红外温度图像仪结合加热织物表面温度分布状况对其进行分析和评价。

鉴于电加热织物在功能纺织服装上的应用和研究方法，可将其借鉴应用于某些具有加热需求的工程领域，首先，原材料选取，通过实验确定一种更适合于某种工程条件下应用的材料；其次。对于所用织物结构进行分析比较；最后需要对电加热织物进行热力学性能的测试，例如加热效率、拉伸、压缩、弯曲、剪切、疲劳等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在力学性能和电热学性能良好，并且便于规模化制备的基于纬编针织结构的电加热织物及其织造方法。

本发明提供的电加热织物，以铜镍丝为导电金属丝，采用衬经的方式织入织物中，作为衬经纱；以无碱玻璃纤维作为衬纬纱和分隔区域的绝缘材料，以涤纶低弹丝编织成线圈作为捆绑材料，同时以芳纶作为缝纫线对织物进行封边包边，通过改进的纬编针织机，使用纬编双轴向织物编织技术，并且将金属导电丝作为导线连接外部电源，从而得到这种在力学和电热学性能方面均优良的电加热织物。

本发明提供的电加热织物的制备方法，具体步骤为：

(1)纬编针织机改造，即衬经针床横移功能和针踵压持功能的改造；

(2)纺纱→编织。

本发明中，衬经针床横移功能的改造方法为：通过放松支架上紧固衬经管针床的8枚螺栓，同时放松衬经管针床两端调节衬经管与织针对位用的2套拉栓，即可实现衬经管沿针床方向进行横移，此外，为了保证实现横移功能的衬经管针床在编织时按要求位置进行横移或停留，还需要对衬经管针床的横移位置进行定位。

本发明中，织针针踵压持功能的改造方法为：该功能是为满足衬经管针床横移功能的要求而附带的，其目的是为了避免衬经管在横移时与织针发生碰撞，其改造的方法也相对比较简单，首先通过制作4根与针床长度相同的针踵压持钢条，然后钢条的一端通过连接件分别固定在两个三角座的左右两端，钢条的另一端穿入安装与针床上的凹形件内，编织时针踵压条随三角座移动而左右移动，无论三角座在任何位置，都可以把织针的针踵固定在针踵压条之下，使针头永远也不会与衬经管发生碰撞。

本发明中，所使用的导电金属丝是铜镍丝和不锈钢金属丝中的一种。

本发明中，非导电的衬纬纱可以是无碱玻璃纤维、芳纶纤维、氨纶纤维中的一种。

本发明中，编织成圈的捆绑纱可以是涤纶、腈纶或者丙纶中的一种。

本发明中，电加热织物的工作原理是通过在预留出的导电金属丝俩端施加直流电压，通过焦耳加热过程产生热量，织物表面的温度会随着电压的变化而发生改变。

本发明中，该电加热织物可以应用于某些具有加热需求的工程领域，例如交通工具加热座椅、无人机旋翼、风力发电叶片等领域，不仅可以提高他们自身的有效载荷，同时也可以有效的提高加热效率。

附图说明

下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明电加热织物的结构示意图，主要包括衬经纱(即导电金属丝)、衬纬纱(绝缘纱线)、捆绑线圈。

图2为本发明电加热织物中导电金属丝的存在形状示意图。

图3为本发明电加热织物中导电金属丝和纱线所在的位置示意图。

图4为本发明电加热织物的实际工作机理示意图。

图5为本发明中以某些特定参数实际上机编织的针床对位与织针排列示意图。

图6为本发明中以某些特定参数实际上机编织的衬经管经纱排列与对位示意图。

图7为本发明电加热织物以某些参数实际上机编织所得实物图。

具体实施方式

(1)使用9机号的纬编双轴向衬衫编织机，对其进行针床横移功能改造，根据9机号的编织机，可以计算出每个针距为2.8mm(25.4/9)，衬经管针床最大横移距离为2个针距，为此，需要进行下面几步，首先制作了2根2.8mm厚，一端带有12mm凹槽的不锈钢细长钢板；将两根细长钢板的凹槽分别插入衬经管针床两端两套拉栓上的螺母与墙板间的缝隙之中；然后调节拉栓上的螺母，使衬经管针床上的衬经管正好位于每两根织针之间。调节准确后，采用螺母互锁的办法将拉栓上的定位螺母锁住。在编织时，通过拔插细长钢板后横移衬经管针床的办法，来实现衬经管针床上的每一个衬经管，按照预定的A、B、C三个位置进行横移或停留，同时，衬经管针床的滑槽支架上8枚紧固螺栓也不能完全放松或去除，避免衬经管针床整体从滑槽上掉出，要求也要像拉栓上的定位螺母一样，采用螺母互锁的办法进行螺母定位，使衬经管针床既能沿滑槽顺畅的左右移动，也要保证定位螺母将衬经管针床压住，关于细长钢板的拔插方法与衬经管针床位置的对应关系，在此作出如下规定，两根细长钢板可同时插入，衬经管的位置规定为B；去掉左手细长钢板并将衬经管移到最左，衬经管位置规定为A，去掉右手细长钢板并将衬经管移到最右，衬经管位置规定为C。

对使用的9机号编织针床进行针踵压持功能的改造，该功能是因为衬经管针床横移功能的要求而附带的，目的是避免衬经管在横移时与织针发生碰撞。其设计也比较简单，制作4根与针床长度相同的针踵压持钢条，钢条的一端通过连接件分别固定在两个三角座的左右两端，钢条的另一端穿入安装与针床上的凹形件内，编织时针踵压条随三角座移动而左右移动，无论三角座在任何位置，都可以把织针的针踵固定在针踵压条之下，使针头永远也不会与衬经管发生碰撞。

经纱采用满衬，大小为φ0.08mm×13铜镍22，横移方式按A→B/2横列(左手垫板放入)，B→C/2横列(右手垫板取出)，C→B/2横列(右手垫板放入)，B→A/2横列(左手垫板取出)，按此进行循环操作，捆绑纱采用75D×2的涤纶低弹丝，纬纱采用150Tex的无碱玻璃纤维×3(满衬)，绝缘区经纱是150Tex无碱玻璃纤维×2，分隔区经纱为150Tex无碱玻璃纤维×4。

针织数为116根/针床，经纱根数为110根/针床，其针床对位与织针排列如图5所示，衬经管经纱排列与对位方法如图6所示，压针深度为1.0mm，针床距离为4mm。

采用电动的编织方法，电机转数为65，当机头停于主操作针床右手时，按经纱横移位置要求进行衬经管针床横移，卷布的方法也为电动，电机转数为42，编织过程中通过使用带导纱轮φ0.6mm双弹簧钢丝回纱装置，张力过紧自停加15克张力挂锤，电阻丝经纱使用50克的压纱杠，波高1.8mm，绝缘与分隔经纱不用压纱杠。

将通过以上设定和所采用的纱线参数编织得到的织物进行包边、电阻丝以及电阻丝引出操作，从而得到了这种电加热织物。

本发明的一种电加热织物在该出未叙述之处均适用于现有技术。

Claims (9)

1.一种基于纬编针织结构的电加热织物织造方法，其特征在于，通过改进的纬编针织机，使用纬编双轴向织物编织技术，使其能够达到以下几点：

(1)加热电阻丝置于织物表面，利于加热传导；

(2)加热电阻丝必须被牢固地固定在织物上，不能因织物卷装和持续高频振动条件下与织物发生脱离；

(3)加热电阻丝阵列必须耐疲劳，不能因高频振动发生疲劳断裂，导致织物加热效率下降；

(4)加热电阻丝各分区之间的绝热、绝缘性能好；

所述电加热织物织造方法还包括：为避免衬经管在横移时与织针发生碰撞，通过制作与针床长度相同的针踵压持钢条，钢条的一端通过连接件分别固定在两个三角座的左右两端，钢条的另一端穿入安装于针床上的凹形件内；编织时针踵压持钢条随三角座移动而左右移动，无论三角座在任何位置，都可以把织针的针踵固定在针踵压持钢条之下，使针头永远也不会与衬经管发生碰撞。

2.如权利要求1所述的基于纬编针织结构的电加热织物织造方法，其特征在于实现以下工艺步骤：

(1)纬编针织机改造，包括衬经管针床横移功能和针踵压持功能；

(2)纺纱→织造。

3.根据权利要求1所述的基于纬编针织结构的电加热织物织造方法，其特征在于，所述加热电阻丝采用正弦曲线的形状衬入电加热织物。

4.根据权利要求1所述的基于纬编针织结构的电加热织物织造方法，其特征在于，通过放松支架上紧固衬经管针床的螺栓，以及放松衬经管针床两端调节衬经管与织针对位用的成套拉栓，即可实现衬经管沿针床方向进行横移。

5.根据权利要求1所述的基于纬编针织结构的电加热织物织造方法，其特征在于，所述加热电阻丝采用铜镍、不锈钢金属丝中的一种。

6.根据权利要求1所述的基于纬编针织结构的电加热织物织造方法，其特征在于，将衬入的加热电阻丝引出织边，并连接外部驱动电源。

7.一种利用权利要求1所述的基于纬编针织结构的电加热织物织造方法织造的电加热织物，其特征在于，所述电加热织物有且仅有一面具有导电性，非导电一面采用非导电纱线进行编织，即作为纬纱，在导电区域分区绝缘处也用非导电纱线，即作为经纱。

8.根据权利要求7所述的基于纬编针织结构的电加热织物织造方法织造的电加热织物，其特征在于，所述非导电纱线采用无碱玻璃纤维、芳纶纤维、氨纶纤维中的一种，编织成圈纤维采用涤纶、腈纶、丙纶中的一种。

9.根据权利要求7所述的基于纬编针织结构的电加热织物织造方法织造的电加热织物，其特征在于，所述电加热织物应用于加热服装、交通工具加热座椅、无人机旋翼、风力发电叶片领域的加热需求。

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