CN114541027B - 基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物及其制法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物及其制法,织物为三维间隔织物,包括底层、间隔层和顶层;底层具有网眼组织结构;间隔层由多个全反射结构编织体构成,全反射结构编织体具有中空三棱锥体结构;顶层具有平素密实结构;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘一一对应连接,顶端与顶层连接;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘都为等边三角形,中空三棱锥体的各侧面都为等腰直角三角形,相邻两侧面相互垂直;全反射结构编织体由间隔丝构成;制备方法为:采用双针床经编机编织三维间隔织物。本发明的织物能够提高军事作战人员在夜间环境中的隐身能力,提高生存能力和高效完成任务。
Description
技术领域
本发明属红外隐身织物技术领域,涉及一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物及其制法。
背景技术
随着军事科技发展的不断提高,红外侦测与隐身技术已国防安全密不可分。目前军事领域使用最广泛的红外探测器为红外夜视仪,它可将接收到目标物体与环境背景辐射的能量差异,经信号转换处理后得到红外图像,通过降低目标物体与背景辐射的能量差,可达到红外隐身。
目前红外隐身技术可分为两种,一种是降低目标物体的表面反射率,另一种为降低目标物体的表面温度。两种方式对应的热伪装方式分别被称作热辐射伪装技术和热传导伪装技术。对于恒温目标物而言,只能通过热辐射伪装技术实现红外隐身。同时由于红外线辐射过程中受到地球大气环境的阻挡,一般红外夜视仪主要针对8~14μm波段的红外线进行检测,因此可通过改变8~14μm红外线的热辐射途径进而实现红外隐身效果。
红外隐身织物一般由红外隐身纤维制备或在商用面料上采用刮涂红外隐身材料。红外隐身纤维一般是将具有低红外发射率的粉体通过纺丝工艺添加到高分子纤维;红外隐身涂层是将低发射率的涂料分散到黏合剂中,两种加工方式所用的低红外发射率粉体主要为金属、无机非金属、金属氧化物或金属硫化物等半导体材料。但由于高分子纤维基底和黏合剂的红外发射率比较高,在热辐射下会温度升高,大大降低了红外隐身纤维或涂层的红外隐身效果。同时涂料涂覆到织物的表面,由于与织物基底的结合力不牢固,易剥离脱落,还会降低织物的透气性和柔顺性,影响隐身效果和可穿戴性。
因此,研究一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物以解决现有技术中红外隐身纤维及织物存在的问题极具现实意义。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题,提供一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物。
当光或电磁波在空气中传播受到阻挡时,在入射位置处,光子跟声子(晶格振动)作用,然后被弹回去,同时界面层在光场下的受迫振动,从而辐射出光和电磁波,受迫振动跟策动源同频率,从而在界面表面表现出反射现象。当光线射到两种媒质分界面上时,一部分光线改变了传播方向返回原来媒质中继续传播并遵循反射定律。立方角体是具有逆反射性能的透镜元素,每个元素有三个相互垂直的反射表面,入射光线会在这三个反射表面上分别镜面反射一次以后返回到和入射光平行的方向。
逆反射材料是在暴露的表面或接近表面有一层薄的、连续的微小逆反射元素的反射层,其反光效果取决于含有高折射率的玻璃微珠或微棱镜结构,实现光的球面反射或棱镜反射。由于纤维具有尺度小、柔性大、易编织加工的特点,可通过编织技术将纤维编织成全反射结构,使红外线的沿入射方向返回,从而实现红外热辐射伪装。
本发明拟设计一种三维间隔织物,其间隔层由多个全反射结构编织体构成,各全反射结构编织体具有全反射结构,可将从各方向入射的红外线经过多次反射,使其原路返回,从而增大红外反射率,降低目标物体的红外辐射功率及被红外夜视仪检测到的风险;同时全反射结构编织体、顶层、底层三者之间形成连续的空气微腔,可用于降低热导率、降低织物的升温速率和提供导热通路,使其与环境背景匹配,实现热传导伪装和热辐射伪装兼容。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,为三维间隔织物,包括底层、间隔层和顶层;
底层具有网眼组织结构;间隔层由多个全反射结构编织体构成,全反射结构编织体具有中空三棱锥体结构;顶层具有平素密实结构;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘一一对应连接,顶端与顶层连接;
各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘都为等边三角形,中空三棱锥体的各侧面都为等腰直角三角形,相邻两侧面相互垂直;
全反射结构编织体由间隔丝构成;间隔丝为光功能纤维、商用纤维和特种功能纤维中的一种以上;
光功能纤维为具有光子带隙匹配结构的纤维,光子带隙匹配结构为由低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层交替堆叠形成的拓扑结构,拓扑结构形成分布式布拉格反射镜;低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层都平行于纤维的长度方向;低折射率聚合物基体材料的折射率为1.40~1.60,高折射率粉体的折射率为2.20~4.20。
如图3~4所示,本发明的织物具有优良的红外隐身性能,主要原因是其具有特殊的结构,其中全反射结构编织体由于其结构为中空三棱锥体,底边为等边三角形,三个侧面为等腰直角三角形,相邻两侧面相互垂直,使在第一侧面发生镜面反射的光线,能够被第二侧面阻挡,从而发生第二次镜面反射,进而发生第三次反射,且最后一次光线的反射方向与初始入射方向相同。两侧面夹角≤90°是光线发生二次反射的必备条件,光学领域公知技术。以两块玻璃解释:若两块玻璃夹角≤90°,当光线以任何入射角度照射到A玻璃上时,反射角均<90°,光线必然会被B玻璃反射;若两块玻璃>90°,如120°,当光线照射到A玻璃上,入射角<30°的光,其反射角也<30°,反射光线方向与B玻璃最起码都是平行的,因此这部分光永远不会被B玻璃阻挡,从而不会发生镜面反射。同样由于锥形的三个侧面互相垂直,因此任何角度的入射光线要么经过一次反射,要么经过两次反射,最多经过三次反射,均可实现原路返回,因而可将从任何角度入射的红外光线在入射点发生镜面反射,经过多次反射,可使光线发生回射或全反射,实现热辐射(红外)伪装。此外,全反射结构编织体由于为中空三棱锥体结构,因此顶层、底层、间隔层之间形成空气微腔,并在宏观上形成连续的空气层,可降低织物升温速率,实现热传导伪装。
本发明的底层和顶层的主要作用是链接全反射结构编织体,并与其配合形成空气微腔实现热传导伪装,顶层设计为平素密实结构可以阻止光线逸出。
此外,本发明的织物也可以实现电磁波反射,但是对于实际的应用场景,增大电磁波的反射,只会增大被雷达检测到的风险,雷达的检测方式是定向地发射电磁波,然后检测反射回来的电磁波强度,分析对应的目标。并且本身发射电磁波的物体如天线或无线电,如果使用该织物覆盖,则导致电磁波无法传出去。综合分析本发明的织物具有红外隐身性能,也具有电磁屏蔽性能,但是目前分析不能用于主动发射电磁波器件的隐身,只能用于需要隔离电磁波影响的场所的屏蔽,即屏蔽掉外来电磁波的影响。
电磁波按照频率和波长划分,频率从低到高(波长从长到短)可分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线,本发明中所指的电磁波主要是是微波。因为全反射结构编织体的编织尺寸为2~5mm,尺寸上可以有效的反射微波(波长<1mm),使微波发生和红外线(8~14μm)的反射机理和效果一样。
本发明的基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物可增强人体红外辐射的反射率,降低红外线向周围环境的辐射功率,实现红外隐身的同时提高舒适性和可穿戴性,适合于军事作战人员在夜间环境中的隐身能力,提高生存能力和高效完成任务。
作为优选的技术方案:
如上所述的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,所述等边三角形的边长为4900~12250μm;网眼组织中所有的网眼通过多个连接部连接,各个连接部的形状和尺寸同网眼,此时空气微腔具有八面体结构,上下底为等边三角形,六个侧面为等腰直角三角形。
如上所述的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,各中空三棱锥体的高度为2000~5000μm。
如上所述的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,平素密实结构为边链衬纬组织结构。
如上所述的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,底层或顶层的横密为40~50根/5cm,纵密为80~100根/5cm;间隔层中间隔丝的含量为150~200根/cm2。横密、纵密、中间隔丝的含量在这个范围内,既可以避免纤维之间的空隙大,红外线能穿过缝隙,起不到红外反射效果和隐身效果的问题,又可以避免密度太大,钩针编织的时候加工困难,容易打结的问题。
如上所述的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,顶层或底层的纤维为光功能纤维、商用纤维和特种功能纤维中的一种以上;顶层、底层、中间层的纤维可以相同,也可以不相同。
如上所述的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,光功能纤维、商用纤维和特种功能纤维的纤维线密度为100~150dtex;商用纤维为涤纶、锦纶、氨纶、氯纶、维纶或丙纶;特种功能纤维为镀银纤维、芳纶、中空纤维或聚酰亚胺纤维。
如上所述的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,高折射率粉体与低折射率聚合物基体材料的折射率之差为0.60~2.80,低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层的总层数为15~30。
如上所述的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,高折射率粉体为球状粉料或片状粉料,球状粉料的粒径大于7μm,片状粉料的平均厚度为0.01~1μm,等效直径大于7μm;低折射率聚合物基体材料层的厚度为1~5μm;高折射率粉体层的厚度为1~5μm;
低折射率聚合物基体材料为聚氨基甲酸酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚丙烯腈或聚酰胺;高折射率粉体为金属硫化物、金属氧化物、金属锑化物、金属硒化物或单质。
本发明还提供了制备如上所述的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物的方法,以光功能纤维、商用纤维和特种功能纤维中的一种以上为原料,采用双针床经编机编织三维间隔织物,并在此过程中控制导纱针在前针床上的运动轨迹形成所述网眼组织结构,控制导纱针在后针床上的运动轨迹形成所述平素密实结构,控制导纱针在前针床与后针床之间垫纱成圈的过程形成所述多个全反射结构编织体,即得基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物。
本发明的原理是:
本发明的基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物如图1所示,由顶层平素密实结构1、间隔层全反射结构编织体2和底层网眼组织结构3组成,且三者之间形成空气微腔4。织物使用时,顶层平素密实结构1面向环境并远离目标物体向外,底层网眼组织3面向并靠近目标物体。如图2一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物的剖视图及全反射示意图所示,当人体红外辐射向环境背景辐射时,如图3所示,一部分红外线经全反射结构编织体2反射,使光线沿入射方向返回。同时如图4所示,另一部分红外线穿透底层网眼组织3,进入到空气微腔4中,由于空气具有极低的热导率,降低红外辐射引发的热传导效应,使顶层平素密实结构1在短时间内不会温度升高,从而具有与环境背景相匹配的辐射强度,实现热传导伪装。
本发明的基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,兼具红外热辐射伪装和热传导伪装两种方式,同时制备的织物柔性高、可穿戴性强,具有更好的红外隐身能力和伪装效果,提高夜间军事作战人员的作战能力和隐蔽性,降低伤亡。
有益效果:
(1)本发明的织物可提高红外线的发射率,降低目标物体向环境背景的辐射功率,实现热传导伪装和热辐射伪装兼容,提高了红外隐身性能,同时具有高的舒适性和可穿戴性;
(2)本发明所使用的原材料广泛,既可以使光功能纤维材料,也可以是商用纤维或特种功能纤维,价格低廉,成本低,适合大规模生产;
(3)本发明的织物的编织结构具有普适性,只需要改变编织结构的尺寸等编织参数,屏蔽和隐身波段可进一步扩大到毫米波段;
(4)本发明的织物可应用于红外隐身、雷达波隐身、电磁隐身、热传导阻隔领域,提高军事领域隐身作战的能力和降低目标物被侦测的风险。
附图说明
图1为一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物示意图;
图2为一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物的剖视图及全反射示意图;
图3为红外隐身原理中的热传导伪装机理示意图;
图4为红外隐身原理中的热辐射伪装机理示意图;
图5为一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物除去顶层后的示意图;
图6为双针床经编机示意图;
其中,1-顶层,2-全反射结构编织体,3-底层,4-空气微腔,5-前针床,6-后针床,7-导纱针。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例中涉及的测试方法如下:
红外波段(8~14μm)的平均反射率的测试方法为:以依据本发明步骤制备的光功能纤维为编织原材料,采用平纹编织得到大面积织物,裁剪得到30*30mm的织物样品,然后使用傅立叶变换近红外光谱仪(积分球)测试,测试波数(cm-1)范围为400~4000,对应的波长(μm)范围是2.5~25。
红外夜视仪是检测红外辐射量的仪器,实施例中的红外温度为在红外夜视仪上显示的温度,温度与实际温度差距越大,隐身效果越好,具体的测试过程为:将热台恒定温度37℃,然后覆盖本发明的织物,再用红外夜视仪进行测试,读取在红外夜视仪上显示的温度。
实施例1
一种光功能纤维的制备方法,采用湿法纺丝工艺,包括溶质交换工序和缠绕工序,具体步骤如下:
(1)原料的准备;
低折射率聚合物基体材料:热塑性聚氨基甲酸酯,折射率为1.473;
高折射率粉体:硅,球状粉料,平均粒径为10μm,折射率为3.4699;
偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯;
溶剂:N,N-二甲基甲酰胺;
(2)将低折射率聚合物基体材料加入到溶剂中并搅拌均匀,然后按比例添加高折射率粉体及偶联剂混合并搅拌均匀得到纺丝液;其中,纺丝液中低折射率聚合物基体材料、高折射率粉体和偶联剂的质量比为100:5:0.5,低折射率聚合物基体材料的质量为溶剂质量的15wt%;
(3)采用湿法纺丝试验机将纺丝液计量、过滤、脱泡、纺丝、超声辅助溶质交换、牵伸、清洗、干燥、热定型和缠绕得到光功能纤维;
其中,计量过程中流量为0.2mL/min;过滤过程中过滤网的孔径为100目;脱泡过程为在0.1MPa的压力下静置脱泡1h;纺丝过程中所用喷丝孔为长方形喷丝孔(长为300μm,宽为150μm);
溶质交换工序使用的凝固浴为体积比为4:1的乙醇与水的混合液;溶质交换过程中进行超声辅助,超声辅助为超声发生器按运行5s后停止2s的规律,沿与纤维运行方向垂直的方向施加周期性超声波,超声波的功率为40W;
牵伸过程中拉伸倍率为2倍,拉伸速度为5m/min;清洗过程中清洗溶液为体积比为1:4的乙醇与水的混合液;干燥过程中红外加热灯温度为70℃;热定型过程中热辊周长为20cm,转速为50rpm,温度为80℃;缠绕过程中缠绕速度为11m/min;缠绕过程中采用对辊热压纤维使其扁平化,热压的温度为80℃,压力为5N。
最终制得的光功能纤维具有光子带隙匹配结构;光子带隙匹配结构为由低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层交替堆叠形成的拓扑结构,拓扑结构形成分布式布拉格反射镜;低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层都平行于纤维的长度方向;低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层的总周期为15;低折射率聚合物基体材料层的厚度为1μm;高折射率粉体层的厚度为2μm;光功能纤维的断裂伸长率为210%,纤维强力为0.5cN/dtex,将纤维织成的织物使用傅里叶红外光谱(积分球)检测,红外波段(8~14μm)的平均反射率为45%。
实施例2
一种光功能纤维的制备方法,采用湿法纺丝工艺,包括溶质交换工序和缠绕工序,具体步骤如下:
(1)原料的准备;
低折射率聚合物基体材料:热塑性聚氨基甲酸酯,折射率为1.473;
高折射率粉体:硅,球状粉料,平均粒径为15μm,折射率为3.4699;
偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯;
溶剂:N,N-二甲基甲酰胺;
(2)将低折射率聚合物基体材料加入到溶剂中并搅拌均匀,然后按比例添加高折射率粉体及偶联剂混合并搅拌均匀得到纺丝液;其中,纺丝液中低折射率聚合物基体材料、高折射率粉体和偶联剂的质量比为100:5:0.5,低折射率聚合物基体材料的质量为溶剂质量的20wt%;
(3)采用湿法纺丝试验机将纺丝液计量、过滤、脱泡、纺丝、超声辅助溶质交换、牵伸、清洗、干燥、热定型和缠绕得到光功能纤维;
其中,计量过程中流量为0.2mL/min;过滤过程中过滤网的孔径为100目;脱泡过程为在0.1MPa的压力下静置脱泡1h;纺丝过程中所用喷丝孔为长方形喷丝孔(长为300μm,宽为150μm);
溶质交换工序使用的凝固浴为体积比为4:1的乙醇与水的混合液;溶质交换过程中进行超声辅助,超声辅助为超声发生器按运行10s后停止2s的规律,沿与纤维运行方向垂直的方向施加周期性超声波,超声波的功率为40W;
牵伸过程中拉伸倍率为1.5倍,拉伸速度为10m/min;清洗过程中清洗溶液为体积比为1:4的乙醇与水的混合液;干燥过程中红外加热灯温度为70℃;热定型过程中热辊周长为20cm,转速为75rpm,温度为80℃;缠绕过程中缠绕速度为16m/min;缠绕过程中采用对辊热压纤维使其扁平化,热压的温度为80℃,压力为10N。
最终制得的光功能纤维具有光子带隙匹配结构;光子带隙匹配结构为由低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层交替堆叠形成的拓扑结构,拓扑结构形成分布式布拉格反射镜;低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层都平行于纤维的长度方向;低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层的总周期为18;低折射率聚合物基体材料层的厚度为3μm;高折射率粉体层的厚度为1μm;光功能纤维的断裂伸长率为250%,纤维强力为0.4cN/dtex,将纤维织成的织物使用傅里叶红外光谱(积分球)检测,红外波段(8~14μm)的平均反射率为33%。
实施例3
一种光功能纤维的制备方法,采用湿法纺丝工艺,包括溶质交换工序和缠绕工序,具体步骤如下:
(1)原料的准备;
低折射率聚合物基体材料:热塑性聚氨基甲酸酯,折射率为1.48;
高折射率粉体:硅,片状粉料,平均厚度为0.05μm,平均等效直径为10μm,折射率为3.4699;
偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯;
溶剂:N,N-二甲基甲酰胺;
(2)将低折射率聚合物基体材料加入到溶剂中并搅拌均匀,然后按比例添加高折射率粉体及偶联剂混合并搅拌均匀得到纺丝液;其中,纺丝液中低折射率聚合物基体材料、高折射率粉体和偶联剂的质量比为100:5:0.5,低折射率聚合物基体材料的质量为溶剂质量的15wt%;
(3)采用湿法纺丝试验机将纺丝液计量、过滤、脱泡、纺丝、超声辅助溶质交换、牵伸、清洗、干燥、热定型和缠绕得到光功能纤维;
其中,计量过程中流量为0.2mL/min;过滤过程中过滤网的孔径为100目;脱泡过程为在0.1MPa的压力下静置脱泡1h;纺丝过程中所用喷丝孔为长方形喷丝孔(长为300μm,宽为150μm);
溶质交换工序使用的凝固浴为体积比为4:1的乙醇与水的混合液;溶质交换过程中进行超声辅助,超声辅助为超声发生器按运行5s后停止2s的规律,沿与纤维运行方向垂直的方向施加周期性超声波,超声波的功率为400W;
牵伸过程中拉伸倍率为2倍,拉伸速度为5m/min;清洗过程中清洗溶液为体积比为1:4的乙醇与水的混合液;干燥过程中红外加热灯温度为70℃;热定型过程中热辊周长为20cm,转速为50rpm,温度为80℃;缠绕过程中缠绕速度为11m/min;缠绕过程中采用对辊热压纤维使其扁平化,热压的温度为80℃,压力为20N。
最终制得的光功能纤维具有光子带隙匹配结构;光子带隙匹配结构为由低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层交替堆叠形成的拓扑结构,拓扑结构形成分布式布拉格反射镜;低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层都平行于纤维的长度方向;低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层的总周期为20;低折射率聚合物基体材料层的厚度为2μm;高折射率粉体层的厚度为3μm;光功能纤维的断裂伸长率为260%,纤维强力为0.6cN/dtex,将纤维织成的织物使用傅里叶红外光谱(积分球)检测,红外波段(8~14μm)的平均反射率为42%。
实施例4
一种光功能纤维的制备方法,采用湿法纺丝工艺,包括溶质交换工序和缠绕工序,具体步骤如下:
(1)原料的准备;
低折射率聚合物基体材料:聚氨基甲酸酯,折射率为1.48;
高折射率粉体:硅,球状粉料,平均粒径为10μm,折射率为3.4699;
偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯;
溶剂:N,N-二甲基甲酰胺;
(2)将低折射率聚合物基体材料加入到溶剂中并搅拌均匀,然后按比例添加高折射率粉体及偶联剂混合并搅拌均匀得到纺丝液;其中,纺丝液中低折射率聚合物基体材料、高折射率粉体和偶联剂的质量比为100:10:1,低折射率聚合物基体材料的质量为溶剂质量的15wt%;
(3)采用湿法纺丝试验机将纺丝液计量、过滤、脱泡、纺丝、超声辅助溶质交换、牵伸、清洗、干燥、热定型和缠绕得到光功能纤维;
其中,计量过程中流量为0.2mL/min;过滤过程中过滤网的孔径为100目;脱泡过程为在0.1MPa的压力下静置脱泡1h;纺丝过程中所用喷丝孔为长方形喷丝孔(长为300μm,宽为150μm);
溶质交换工序使用的凝固浴为体积比为4:1的乙醇与水的混合液;溶质交换过程中进行超声辅助,超声辅助为超声发生器按运行10s后停止2s的规律,沿与纤维运行方向垂直的方向施加周期性超声波,超声波的功率为40W;
牵伸过程中拉伸倍率为1.5倍,拉伸速度为10m/min;清洗过程中清洗溶液为体积比为1:4的乙醇与水的混合液;干燥过程中红外加热灯温度为70℃;热定型过程中热辊周长为20cm,转速为75rpm,温度为80℃;缠绕过程中缠绕速度为15m/min;缠绕过程中采用对辊热压纤维使其扁平化,热压的温度为80℃,压力为5N。
最终制得的光功能纤维具有光子带隙匹配结构;光子带隙匹配结构为由低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层交替堆叠形成的拓扑结构,拓扑结构形成分布式布拉格反射镜;低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层都平行于纤维的长度方向;低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层的总周期为16;低折射率聚合物基体材料层的厚度为2μm;高折射率粉体层的厚度为2μm;光功能纤维的断裂伸长率为220%,纤维强力为0.3cN/dtex,将纤维织成的织物使用傅里叶红外光谱(积分球)检测,红外波段(8~14μm)的平均反射率为48%。
实施例5
一种光功能纤维的制备方法,采用湿法纺丝工艺,包括溶质交换工序和缠绕工序,具体步骤如下:
(1)原料的准备;
低折射率聚合物基体材料:聚氨基甲酸酯,折射率为1.48;
高折射率粉体:硅,片状粉料,平均厚度为0.05μm,平均等效直径为10μm,折射率为3.4699;
偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯;
溶剂:N,N-二甲基甲酰胺;
(2)将低折射率聚合物基体材料加入到溶剂中并搅拌均匀,然后按比例添加高折射率粉体及偶联剂混合并搅拌均匀得到纺丝液;其中,纺丝液中低折射率聚合物基体材料、高折射率粉体和偶联剂的质量比为100:20:2,低折射率聚合物基体材料的质量为溶剂质量的25wt%;
(3)采用湿法纺丝试验机将纺丝液计量、过滤、脱泡、纺丝、超声辅助溶质交换、牵伸、清洗、干燥、热定型和缠绕得到光功能纤维;
其中,计量过程中流量为0.2mL/min;过滤过程中过滤网的孔径为100目;脱泡过程为在0.1MPa的压力下静置脱泡1h;纺丝过程中所用喷丝孔为长方形喷丝孔(长为300μm,宽为150μm);
溶质交换工序使用的凝固浴为体积比为4:1的乙醇与水的混合液;溶质交换过程中进行超声辅助,超声辅助为超声发生器按运行10s后停止10s的规律,沿与纤维运行方向垂直的方向施加周期性超声波,超声波的功率为40W;
牵伸过程中拉伸倍率为2倍,拉伸速度为2m/min;清洗过程中清洗溶液为体积比为1:4的乙醇与水的混合液;干燥过程中红外加热灯温度为70℃;热定型过程中热辊周长为20cm,转速为75rpm,温度为80℃;缠绕过程中缠绕速度为16m/min;缠绕过程中采用对辊热压纤维使其扁平化,热压的温度为80℃,压力为5N。
最终制得的光功能纤维具有光子带隙匹配结构;光子带隙匹配结构为由低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层交替堆叠形成的拓扑结构,拓扑结构形成分布式布拉格反射镜;低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层都平行于纤维的长度方向;低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层的总周期为20;低折射率聚合物基体材料层的厚度为1μm;高折射率粉体层的厚度为2μm;光功能纤维的断裂伸长率为200%,纤维强力为0.5cN/dtex,将纤维织成的织物使用傅里叶红外光谱(积分球)检测,红外波段(8~14μm)的平均反射率为52%。
实施例6
一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,如图1、5所示,为三维间隔织物,包括底层3、间隔层和顶层1;底层3具有网眼组织结构;间隔层由多个全反射结构编织体2构成,全反射结构编织体2具有中空三棱锥体结构;顶层1具有边链衬纬组织结构;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘一一对应连接,顶端与顶层1连接;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘都为等边三角形;网眼组织中所有的网眼通过多个连接部连接,各个连接部的形状和尺寸同网眼;各中空三棱锥体的各侧面都为等腰直角三角形,相邻两侧面相互垂直;基于有序织造全反射结构编织体2的红外隐身织物的导热系数为0.053W/(m*K),红外反射率为82%,红外温度与体表温度差值为8.5℃。
上述红外隐身织物的制备方法如下:
(1)原料的准备:
顶层1的纤维为实施例1制得的光功能纤维,纤维线密度为120.6dtex;
底层3的纤维为实施例1制得的光功能纤维,纤维线密度为120.6dtex;
间隔层的间隔丝为实施例1制得的光功能纤维,纤维线密度为120.6dtex;
(2)如图6所示,使用双针床经编机,通过导纱针7-⑤⑥在后针床6上移动,并控制导纱针7-⑤⑥编织密度(横密为40根/5cm,纵密为80根/5cm),得到网眼组织结构,网眼组织的网眼边缘都为边长为4900μm的等边三角形;通过导纱针7-③④在前针床5和后针床6之间移动,并控制导纱针7-③④编织密度(间隔丝含量150根/cm2),得到全反射结构编织体2,即中空三棱锥体,其底边边长为4900μm,顶点到底面的距离为2000μm;通过导纱针7-①②在前针床5上移动,并控制导纱针7-①②编织密度(横密40根/5cm,纵密80根/5cm),得到边链衬纬组织结构;编织过程中,底层3、间隔层和顶层1通过控制不同的导丝针7一体成型,成品从上至下移动并脱离导丝针,从而制得基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物。
实施例7
一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,为三维间隔织物,包括底层、间隔层和顶层;底层具有网眼组织结构;间隔层由多个全反射结构编织体构成,全反射结构编织体具有中空三棱锥体结构;顶层具有边链衬纬组织结构;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘一一对应连接,顶端与顶层连接;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘都为等边三角形;网眼组织中所有的网眼通过多个连接部连接,各个连接部的形状和尺寸同网眼;各中空三棱锥体的各侧面都为等腰直角三角形,相邻两侧面相互垂直;基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物的导热系数为0.049W/(m*K),红外反射率为84%,红外温度与体表温度差值为7.8℃。
上述红外隐身织物的制备方法如下:
(1)原料的准备:
顶层的纤维为实施例2制得的光功能纤维,纤维线密度为128.7dtex;
底层的纤维为实施例4制得的光功能纤维,纤维线密度为140.3dtex;
间隔层的间隔丝为实施例2制得的光功能纤维,纤维线密度为128.7dtex;
(2)使用双针床经编机,通过导纱针-⑤⑥在后针床上移动,并控制导纱针-⑤⑥编织密度(横密为40根/5cm,纵密为80根/5cm),得到网眼组织结构,网眼组织的网眼边缘都为边长为7348μm的等边三角形;通过导纱针-③④在前针床和后针床之间移动,并控制导纱针-③④编织密度(间隔丝含量150根/cm2),得到全反射结构编织体,即中空三棱锥体,其底边边长为7348μm,顶点到底面的距离为3000μm;通过导纱针-①②在前针床上移动,并控制导纱针7-①②编织密度(横密40根/5cm,纵密80根/5cm),得到边链衬纬组织结构;编织过程中,底层、间隔层和顶层通过控制不同的导丝针一体成型,成品从上至下移动并脱离导丝针,从而制得基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物。
实施例8
一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,为三维间隔织物,包括底层、间隔层和顶层;底层具有网眼组织结构;间隔层由多个全反射结构编织体构成,全反射结构编织体具有中空三棱锥体结构;顶层具有边链衬纬组织结构;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘一一对应连接,顶端与顶层连接;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘都为等边三角形;网眼组织中所有的网眼通过多个连接部连接,各个连接部的形状和尺寸同网眼;各中空三棱锥体的各侧面都为等腰直角三角形,相邻两侧面相互垂直;基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物的导热系数为0.055W/(m*K),红外反射率为83%,红外温度与体表温度差值为8℃。
上述红外隐身织物的制备方法如下:
(1)原料的准备:
顶层的纤维为实施例3制得的光功能纤维,纤维线密度为136.4dtex;
底层的纤维为实施例5制得的光功能纤维,纤维线密度为145.6dtex;
间隔层的间隔丝为实施例3制得的光功能纤维,纤维线密度为136.4dtex;
(2)使用双针床经编机,通过导纱针-⑤⑥在后针床上移动,并控制导纱针-⑤⑥编织密度(横密为40根/5cm,纵密为80根/5cm),得到网眼组织结构,网眼组织的网眼边缘都为边长为12247μm的等边三角形;通过导纱针-③④在前针床和后针床之间移动,并控制导纱针-③④编织密度(间隔丝含量200根/cm2),得到全反射结构编织体,即中空三棱锥体,其底边边长为12247μm,顶点到底面的距离为5000μm;通过导纱针-①②在前针床上移动,并控制导纱针7-①②编织密度(横密40根/5cm,纵密80根/5cm),得到边链衬纬组织结构;编织过程中,底层、间隔层和顶层通过控制不同的导丝针一体成型,成品从上至下移动并脱离导丝针,从而制得基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物。
实施例9
一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,为三维间隔织物,包括底层、间隔层和顶层;底层具有网眼组织结构;间隔层由多个全反射结构编织体构成,全反射结构编织体具有中空三棱锥体结构;顶层具有边链衬纬组织结构;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘一一对应连接,顶端与顶层连接;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘都为等边三角形;网眼组织中所有的网眼通过多个连接部连接,各个连接部的形状和尺寸同网眼;各中空三棱锥体的各侧面都为等腰直角三角形,相邻两侧面相互垂直;基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物的导热系数为0.048W/(m*K),红外反射率为72%,红外温度与体表温度差值为5.4℃。
上述红外隐身织物的制备方法如下:
(1)原料的准备:
顶层的纤维为涤纶,纤维线密度为140dtex;
底层的纤维为涤纶,纤维线密度为140dtex;
间隔层的间隔丝为涤纶,纤维线密度为140dtex;
(2)使用双针床经编机,通过导纱针-⑤⑥在后针床上移动,并控制导纱针-⑤⑥编织密度(横密为45根/5cm,纵密为80根/5cm),得到网眼组织结构,网眼组织的网眼边缘都为边长为4900μm的等边三角形;通过导纱针-③④在前针床和后针床之间移动,并控制导纱针-③④编织密度(间隔丝含量150根/cm2),得到全反射结构编织体,即中空三棱锥体,其底边边长为4900μm,顶点到底面的距离为2000μm;通过导纱针-①②在前针床上移动,并控制导纱针7-①②编织密度(横密45根/5cm,纵密80根/5cm),得到边链衬纬组织结构;编织过程中,底层、间隔层和顶层通过控制不同的导丝针一体成型,成品从上至下移动并脱离导丝针,从而制得基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物。
实施例10
一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,为三维间隔织物,包括底层、间隔层和顶层;底层具有网眼组织结构;间隔层由多个全反射结构编织体构成,全反射结构编织体具有中空三棱锥体结构;顶层具有边链衬纬组织结构;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘一一对应连接,顶端与顶层连接;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘都为等边三角形;网眼组织中所有的网眼通过多个连接部连接,各个连接部的形状和尺寸同网眼;各中空三棱锥体的各侧面都为等腰直角三角形,相邻两侧面相互垂直;基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物的导热系数为0.03W/(m*K),红外反射率为70%,红外温度与体表温度差值为5℃。
上述红外隐身织物的制备方法如下:
(1)原料的准备:
顶层的纤维为维纶,纤维线密度为120dtex;
底层的纤维为维纶,纤维线密度为120dtex;
间隔层的间隔丝为维纶,纤维线密度为120dtex;
(2)使用双针床经编机,通过导纱针-⑤⑥在后针床上移动,并控制导纱针-⑤⑥编织密度(横密为45根/5cm,纵密为80根/5cm),得到网眼组织结构,网眼组织的网眼边缘都为边长为7348μm的等边三角形;通过导纱针-③④在前针床和后针床之间移动,并控制导纱针-③④编织密度(间隔丝含量150根/cm2),得到全反射结构编织体,即中空三棱锥体,其底边边长为7348μm,顶点到底面的距离为3000μm;通过导纱针-①②在前针床上移动,并控制导纱针7-①②编织密度(横密45根/5cm,纵密80根/5cm),得到边链衬纬组织结构;编织过程中,底层、间隔层和顶层通过控制不同的导丝针一体成型,成品从上至下移动并脱离导丝针,从而制得基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物。
实施例11
一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,为三维间隔织物,包括底层、间隔层和顶层;底层具有网眼组织结构;间隔层由多个全反射结构编织体构成,全反射结构编织体具有中空三棱锥体结构;顶层具有边链衬纬组织结构;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘一一对应连接,顶端与顶层连接;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘都为等边三角形;网眼组织中所有的网眼通过多个连接部连接,各个连接部的形状和尺寸同网眼;各中空三棱锥体的各侧面都为等腰直角三角形,相邻两侧面相互垂直;基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物的导热系数为0.028W/(m*K),红外反射率为68%,红外温度与体表温度差值为4.8℃。
上述红外隐身织物的制备方法如下:
(1)原料的准备:
顶层的纤维为氯纶,纤维线密度为120dtex;
底层的纤维为氯纶,纤维线密度为120dtex;
间隔层的间隔丝为氯纶,纤维线密度为120dtex;
(2)使用双针床经编机,通过导纱针-⑤⑥在后针床上移动,并控制导纱针-⑤⑥编织密度(横密为45根/5cm,纵密为85根/5cm),得到网眼组织结构,网眼组织的网眼边缘都为边长为4900μm的等边三角形;通过导纱针-③④在前针床和后针床之间移动,并控制导纱针-③④编织密度(间隔丝含量150根/cm2),得到全反射结构编织体,即中空三棱锥体,其底边边长为4900μm,顶点到底面的距离为2000μm;通过导纱针-①②在前针床上移动,并控制导纱针7-①②编织密度(横密40根/5cm,纵密85根/5cm),得到边链衬纬组织结构;编织过程中,底层、间隔层和顶层通过控制不同的导丝针一体成型,成品从上至下移动并脱离导丝针,从而制得基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物。
实施例12
一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,为三维间隔织物,包括底层、间隔层和顶层;底层具有网眼组织结构;间隔层由多个全反射结构编织体构成,全反射结构编织体具有中空三棱锥体结构;顶层具有边链衬纬组织结构;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘一一对应连接,顶端与顶层连接;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘都为等边三角形;网眼组织中所有的网眼通过多个连接部连接,各个连接部的形状和尺寸同网眼;各中空三棱锥体的各侧面都为等腰直角三角形,相邻两侧面相互垂直;基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物的导热系数为0.035W/(m*K),红外反射率为89%,红外温度与体表温度差值为9.1℃。
上述红外隐身织物的制备方法如下:
(1)原料的准备:
顶层的纤维为镀银纤维(大连义邦的Agsis),纤维线密度为150dtex;
底层的纤维为镀银纤维(大连义邦的Agsis),纤维线密度为150dtex;
间隔层的间隔丝为镀银纤维(山东博银表面功能材料有限公司的BOYIN镀银导电长丝),纤维线密度为150dtex;
(2)使用双针床经编机,通过导纱针-⑤⑥在后针床上移动,并控制导纱针-⑤⑥编织密度(横密为45根/5cm,纵密为85根/5cm),得到网眼组织结构,网眼组织的网眼边缘都为边长为12247μm的等边三角形;通过导纱针-③④在前针床和后针床之间移动,并控制导纱针-③④编织密度(间隔丝含量150根/cm2),得到全反射结构编织体,即中空三棱锥体,其底边边长为12247μm,顶点到底面的距离为5000μm;通过导纱针-①②在前针床上移动,并控制导纱针7-①②编织密度(横密45根/5cm,纵密85根/5cm),得到边链衬纬组织结构;编织过程中,底层、间隔层和顶层通过控制不同的导丝针一体成型,成品从上至下移动并脱离导丝针,从而制得基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物。
实施例13
一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,为三维间隔织物,包括底层、间隔层和顶层;底层具有网眼组织结构;间隔层由多个全反射结构编织体构成,全反射结构编织体具有中空三棱锥体结构;顶层具有边链衬纬组织结构;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘一一对应连接,顶端与顶层连接;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘都为等边三角形;网眼组织中所有的网眼通过多个连接部连接,各个连接部的形状和尺寸同网眼;各中空三棱锥体的各侧面都为等腰直角三角形,相邻两侧面相互垂直;基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物的导热系数为0.03W/(m*K),红外反射率为80%,红外温度与体表温度差值为8.4℃。
上述红外隐身织物的制备方法如下:
(1)原料的准备:
顶层的纤维为中空纤维(潍坊润丰达纺织有限公司的涤棉中空纱),纤维线密度为150dtex;
底层的纤维为中空纤维(太仓舫柯纺织品有限公司的SUNNYRUN长丝),纤维线密度为150dtex;
间隔层的间隔丝为中空纤维(咖睿丝涤纶DTY长丝),纤维线密度为150dtex;
(2)使用双针床经编机,通过导纱针-⑤⑥在后针床上移动,并控制导纱针-⑤⑥编织密度(横密为45根/5cm,纵密为85根/5cm),得到网眼组织结构,网眼组织的网眼边缘都为边长为12247μm的等边三角形;通过导纱针-③④在前针床和后针床之间移动,并控制导纱针-③④编织密度(间隔丝含量150根/cm2),得到全反射结构编织体,即中空三棱锥体,其底边边长为12247μm,顶点到底面的距离为2000μm;通过导纱针-①②在前针床上移动,并控制导纱针7-①②编织密度(横密45根/5cm,纵密85根/5cm),得到边链衬纬组织结构;编织过程中,底层、间隔层和顶层通过控制不同的导丝针一体成型,成品从上至下移动并脱离导丝针,从而制得基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物。
实施例14
一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,为三维间隔织物,包括底层、间隔层和顶层;底层具有网眼组织结构;间隔层由多个全反射结构编织体构成,全反射结构编织体具有中空三棱锥体结构;顶层具有边链衬纬组织结构;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘一一对应连接,顶端与顶层连接;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘都为等边三角形;网眼组织中所有的网眼通过多个连接部连接,各个连接部的形状和尺寸同网眼;各中空三棱锥体的各侧面都为等腰直角三角形,相邻两侧面相互垂直;基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物的导热系数为0.035W/(m*K),红外反射率为91%,红外温度与体表温度差值为9.1℃。
上述红外隐身织物的制备方法如下:
(1)原料的准备:
顶层的纤维为镀银纤维(绍兴邦财纺织科技有限公司的长丝),纤维线密度为150dtex;
底层的纤维为镀银纤维(大连义邦的Agsis),纤维线密度为150dtex;
间隔层的间隔丝为镀银纤维(山东博银表面功能材料有限公司的BOYIN镀银导电长丝),纤维线密度为150dtex;
(2)使用双针床经编机,通过导纱针-⑤⑥在后针床上移动,并控制导纱针-⑤⑥编织密度(横密为45根/5cm,纵密为85根/5cm),得到网眼组织结构,网眼组织的网眼边缘都为边长为12247μm的等边三角形;通过导纱针-③④在前针床和后针床之间移动,并控制导纱针-③④编织密度(间隔丝含量150根/cm2),得到全反射结构编织体,即中空三棱锥体,其底边边长为12247μm,顶点到底面的距离为2000μm;通过导纱针-①②在前针床上移动,并控制导纱针7-①②编织密度(横密45根/5cm,纵密85根/5cm),得到边链衬纬组织结构;编织过程中,底层、间隔层和顶层通过控制不同的导丝针一体成型,成品从上至下移动并脱离导丝针,从而制得基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物。
实施例15
一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物的制备方法,基本同实施例6,不同之处仅在于步骤(1)中顶层的纤维为实施例2制得的光功能纤维,底层的纤维为实施例2制得的光功能纤维,间隔层的间隔丝为实施例2制得的光功能纤维。
制得的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,导热系数为0.048W/(m*K),红外反射率为76%,红外温度与体表温度差值为7.8℃。
实施例16
一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物的制备方法,基本同实施例6,不同之处仅在于步骤(1)中顶层的纤维为实施例3制得的光功能纤维,底层的纤维为实施例3制得的光功能纤维,间隔层的间隔丝为实施例3制得的光功能纤维。
制得的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,导热系数为0.034W/(m*K),红外反射率为74%,红外温度与体表温度差值为7.5℃。
实施例17
一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物的制备方法,基本同实施例6,不同之处仅在于步骤(1)中顶层的纤维为实施例4制得的光功能纤维,底层的纤维为实施例4制得的光功能纤维,间隔层的间隔丝为实施例4制得的光功能纤维。
制得的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,导热系数为0.038W/(m*K),红外反射率为71%,红外温度与体表温度差值为7.2℃。
实施例18
一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物的制备方法,基本同实施例6,不同之处在于步骤(1)中顶层的纤维为锦纶,线密度为100dtex,底层的纤维为氨纶,线密度为120dtex,间隔层的间隔丝为丙纶,线密度为150dtex;步骤(2)中导纱针-⑤⑥编织密度,横密为50根/5cm,纵密为100根/5cm。
制得的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,导热系数为0.041W/(m*K),红外反射率为66%,红外温度与体表温度差值为5.4℃。
实施例19
一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物的制备方法,基本同实施例6,不同之处在于步骤(1)中顶层的纤维为芳纶,线密度为100dtex,底层的纤维为聚酰亚胺纤维,线密度为100dtex,间隔层的间隔丝为实施例5制得的光功能纤维;步骤(2)中导纱针7-①②编织密度,横密50根/5cm,纵密100根/5cm。
制得的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,导热系数为0.051W/(m*K),红外反射率为69%,红外温度与体表温度差值为6.9℃。
Claims (10)
1.一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,其特征在于,为三维间隔织物,包括底层、间隔层和顶层;
底层具有网眼组织结构;间隔层由多个全反射结构编织体构成,全反射结构编织体具有中空三棱锥体结构;顶层具有平素密实结构;各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘一一对应连接,各中空三棱锥体的顶端与顶层连接;
各中空三棱锥体的底边与各网眼组织的网眼边缘都为等边三角形,中空三棱锥体的各侧面都为等腰直角三角形,相邻两侧面相互垂直;
全反射结构编织体由间隔丝构成;间隔丝为光功能纤维、涤纶、锦纶、氨纶、氯纶、维纶、丙纶、镀银纤维、芳纶纤维、中空纤维或聚酰亚胺纤维中的一种以上;
光功能纤维为具有光子带隙匹配结构的纤维,光子带隙匹配结构为由低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层交替堆叠形成的拓扑结构,拓扑结构形成分布式布拉格反射镜;低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层都平行于纤维的长度方向;低折射率聚合物基体材料的折射率为1.40~1.60,高折射率粉体的折射率为2.20~4.20。
2.根据权利要求1所述的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,其特征在于,所述等边三角形的边长为4900~12250μm;网眼组织中所有的网眼通过多个连接部连接,各个连接部的形状和尺寸同网眼。
3.根据权利要求2所述的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,其特征在于,各中空三棱锥体的高度为2000~5000μm。
4.根据权利要求1所述的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,其特征在于,平素密实结构为编链衬纬组织结构。
5.根据权利要求1所述的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,其特征在于,底层或顶层的横密为40~50根/5cm,纵密为80~100根/5cm;间隔层中间隔丝的含量为150~200根/cm2。
6.根据权利要求1所述的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,其特征在于,顶层或底层的纤维为光功能纤维、涤纶、锦纶、氨纶、氯纶、维纶、丙纶、镀银纤维、芳纶纤维、中空纤维或聚酰亚胺纤维中的一种以上。
7.根据权利要求6所述的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,其特征在于,光功能纤维、涤纶、锦纶、氨纶、氯纶、维纶、丙纶、镀银纤维、芳纶纤维、中空纤维和聚酰亚胺纤维的纤维线密度为100~150dtex。
8.根据权利要求6所述的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,其特征在于,高折射率粉体与低折射率聚合物基体材料的折射率之差为0.60~2.80,低折射率聚合物基体材料层和高折射率粉体层的总层数为15~30。
9.根据权利要求8所述的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物,其特征在于,高折射率粉体为球状粉料或片状粉料,球状粉料的粒径大于7μm,片状粉料的平均厚度为0.01~1μm,等效直径大于7μm;低折射率聚合物基体材料层的厚度为1~5μm;高折射率粉体层的厚度为1~5μm;
低折射率聚合物基体材料为聚氨基甲酸酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚丙烯腈或聚酰胺;高折射率粉体为金属硫化物、金属氧化物、金属锑化物、金属硒化物或单质。
10.制备如权利要求1所述的一种基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物的方法,其特征在于,以光功能纤维、涤纶、锦纶、氨纶、氯纶、维纶、丙纶、镀银纤维、芳纶纤维、中空纤维或聚酰亚胺纤维中的一种以上为原料,采用双针床经编机编织三维间隔织物,并在此过程中控制导纱针在前针床上的运动轨迹形成所述网眼组织结构,控制导纱针在后针床上的运动轨迹形成所述平素密实结构,控制导纱针在前针床与后针床之间垫纱成圈的过程形成所述多个全反射结构编织体,即得基于有序织造全反射结构编织体的红外隐身织物。
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