一種形狀記憶紗線結構的製作方法
2023-05-15 05:05:06
專利名稱：一種形狀記憶紗線結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種紗線結構，尤其涉及一種具有形狀記憶功能的紗線結構。
背景技術：
當合金的形狀被改變之後，一旦加熱到其躍變溫度時，它又可以魔術般地變回到原來的形狀，人們把具有這種特殊功能的合金稱為形狀記憶合金。記憶合金的開發迄今不過20餘年，但由於其在各領域的特效應用，正廣為世人所矚目，被譽為″神奇的功能材料″。
記憶合金在航空航天領域、臨床醫療領域的應用都有很多成功的範例，同我們的日常生活也同樣休戚相關。如人造衛星上龐大的天線可以用記憶合金製作。發射人造衛星之前，將拋物面天線摺疊起來裝進衛星體內，火箭升空把人造衛星送到預定軌道後，只需加溫，摺疊的衛星天線因具有「記憶」功能而自然展開，恢復拋物面形狀。如人造骨骼、傷骨固定加壓器、牙科正畸器、各類腔內支架、栓塞器、心臟修補器、血栓過濾器、介入導絲和手術縫合線等等，記憶合金在現代醫療中正扮演著不可替代的角色。在日常生活中可利用形狀記憶合金彈簧控制浴室水管的水溫，在熱水溫度過高時通過″記憶″功能，調節或關閉供水管道，避免燙傷。也可以製作成消防報警裝置及電器設備的保安裝置。當發生火災時，記憶合金製成的彈簧發生形變，啟動消防報警裝置，達到報警的目的。
形狀記憶合金具有兩個可轉換的相態，低溫相態稱為馬氏體相，高溫相態稱為奧氏體相。材料在馬氏體相可變形為設計的形狀，而當加熱到轉換溫度時，材料可恢復到原來的形狀。通過反覆加熱和迅速冷卻的過程，形成兩個不同晶格結構之間的關係。這一過程一旦完成，形狀記憶合金就會保持其新的形狀。在馬氏體相，形狀記憶合金可任意變形，但當加熱後總是可恢復到原來的形狀。形狀記憶合金還表現出超彈性，當運用小的作用力或負荷時會產生變形；當作用力或負荷去除時材料自動恢復到原來的形狀。有多種合金組合可產生形狀記憶效果，如鎳鈦銅合金，銅鋅鋁合金等。
目前，國內的形狀記憶合金在醫療上的應用已經比較成熟，但在紡織中的應用尚未見報導。
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種具有溫度感應形狀記憶功能的紗線結構。
本實用新型的發明目的是通過如下技術方案實現的本實用新型的紗線結構由形狀記憶合金絲作芯紗，其他纖維包纏而形成，所述其他纖維，包括棉纖維、毛纖維、麻纖維、蠶絲和化學纖維，可任選一種、兩種或兩種以上的纖維組合。所述其他纖維的形狀為短纖維、多股長絲及單根長絲中的一種。形狀記憶紗線包括裸絲紗、包纏紗和花式紗。
本發明的特徵在於紗線和織物具有形狀記憶功能，其變形回復溫度在-10℃～70℃。形狀記憶紗線和織物在彈性、回復力以及形狀記憶性能等方面表現出較好的實用性能。其特徵表現於紗線和織物能在低於形狀記憶轉變溫度時可改變形狀，在高於形狀記憶轉變溫度時可回復原始定型形狀。面料不怕起皺，當使用過程中褶皺後，只要將面料處於形變環境溫度，形狀馬上就可復原。當環境溫度高於形狀記憶轉變溫度時，紗線和織物能回復到原來的形狀。
根據形狀記憶纖維的不同激發溫度，紗線可具有不同功能。如，可設計為在常溫保持定型時的形狀以保持設計外觀及順利紡紗和織造，當處於激發溫度時紗線恢復到所設計的原始形狀，如直線形、螺旋形、波浪形等。由於各種紗線的結構不同，如包纏紗、節子紗、螺旋花線、雪尼爾紗花圈紗等紗線受激發時可產生很多種變化。同時包纏的纖維品種、形態結構、物理性能以及比例不同，也會產生各種不同風格和形狀記憶效果的紗線。
或將本實用新型形狀記憶合金紗線織入針織物中，使織物因紗線具有形狀記憶效果而獲得形狀變化。形狀記憶織物包括機織物、針織物和非織造織物。只要把該紗線織物在空氣或熱水中加熱到高於形狀記憶轉變溫度，紗線和織物較容易恢復到它所記憶的原始狀態。原始形狀可以根據需要設計製作。
圖1為本實用新型多股長絲包纏合金絲的形狀記憶紗線結構示意圖；圖2為本實用新型短纖維包纏合金絲的形狀記憶紗線結構示意圖；圖3為本實用新型單根長絲包纏合金絲的形狀記憶紗線結構示意圖；圖中標號說明1-形狀記憶金屬絲2-多股長絲3-短纖維4-單根長絲具體實施方式
以下結合附圖1-圖3進一步說明本實用新型是如何實現的實施例1如圖2所示，紗線為形狀記憶合金包纏紗，由形狀記憶金屬絲1作芯紗，用短滌綸纖維3包纏。形狀記憶纖維形變回復溫度為45℃左右，原始定型為波浪形。常溫下，紗線可以任意變形成所需要的形狀。當紗線處於45℃附近或以上的環境中時，很快回復到原始波浪形狀。
實施例2如圖2所示，紗線為形狀記憶合金包纏紗，由形狀記憶金屬絲1作芯紗，短腈綸纖維3包纏。形狀記憶纖維形變回復溫度為45℃左右，原始定型為平直形。常溫下，可將紗線任意變形為所需形狀，如、波浪形、半圓形、弧形等。當紗線處於45℃附近或以上的環境中時，很快回復到原始平直形狀。
實施例4如圖2所示，紗線為形狀記憶合金包纏紗，由形狀記憶金屬絲1作芯紗，棉纖維3包纏。形狀記憶纖維形變回復溫度為20℃左右，原始定型為平直形。低於20℃時，可將紗線任意變形為所需形狀，如弧形、波浪形、半圓形等。當紗線處於20℃附近或以上的環境中時，很快回復到原始平直形狀。
實施例5如圖2所示，紗線為形狀記憶合金包纏紗，由形狀記憶金屬絲1作芯紗，羊毛纖維3包纏。形狀記憶纖維形變回復溫度為0℃，原始定型為平直形。低於0℃時，可將紗線任意變形為所需形狀，如弧形、半圓形、波浪形等。當紗線處於0℃附近或以上的環境中時，很快回復到原始平直形狀。
實施例6如圖1所示，由形狀記憶金屬裸絲1與滌綸多股長絲2交織成機織面料。該面料經紗為滌綸絲，緯紗為記憶金屬絲與滌綸絲以1∶4相間排列。其形變溫度在45℃度，原始定型為螺旋型。在45℃度溫度以下，可將織物變形為所需形狀如直線形。在45℃度附近或以上環境中，織物自動捲成螺旋形。
實施例7如圖1所示，由形狀記憶金屬裸絲1與滌綸多股長絲2交織成機織面料。該面料經紗為滌綸絲，緯紗為記憶金屬絲與滌綸絲以1∶4相間排列。其形變溫度在40℃度，原始定型為直線型。在40℃度溫度以下，面料在加工、儲存或服用過程中起皺後。只要放在40℃度附近或以上環境中，織物自動變平整。
實施例8如圖3所示，由形狀記憶金屬裸絲1與滌綸單根長絲4交織成機織面料。該面料經紗為滌綸絲，緯紗為記憶金屬絲與滌綸絲以1∶4相間排列。其形變溫度在45℃度，原始定型為螺旋型。在45℃度溫度以下，可將織物變形為所需形狀如直線形。在45℃度附近或以上環境中，織物自動捲成螺旋形。
實施例9
織物由實施例1的紗線與腈綸紗線交織而成，平紋組織，密度稀。形狀記憶織物形變回復溫度為45℃左右。常溫下，織物如同普通織物形狀。當處於45℃附近或以上的環境中時，由於形狀記憶紗線回復為波浪形而帶動織物收縮皺起。
實施例10機織雙層織物，兩層織物中植入形狀記憶合金螺旋絲。常溫下，合金螺旋絲呈扁平狀，兩層織物中縫隙較小，織物較薄。當織物處於形變回復溫度40℃環境中時，形狀記憶螺旋合金絲受激發變成立體螺旋狀，使兩層織物撐開，縫隙變大，織物變厚。由於織物中有較多空氣存在，因而具有保暖性。
實施例11紗線為形狀記憶長絲纖維與粘膠短纖維紡成結子紗。形狀記憶纖維形變回復溫度為40℃，原始定型為波浪型，波峰與波谷的間距與結子間距相同。常溫下，可將紗線任意變形為所需形狀，如直線形、弧形、半圓形等。當紗線處於40℃附近或以上的環境中時，很快回復到原始波浪形狀，波峰與波谷有結子。
實施例12採用腈綸紗與實施例11紗線較織成花式面料。形狀記憶織物形變回復溫度為40℃。常溫下，可將紗線變形為直線形以便於織造。當紗線處於40℃附近或以上的環境中時，很快回復到原始波浪形狀而使織物收縮變厚。由於紗線波峰與波谷有結子，大部分處於織物表面，而使織物外觀獨特豐滿。
權利要求1.一種形狀記憶紗線結構，包括形狀記憶合金和纖維，其特徵在於由形狀記憶合金絲作芯紗，其他纖維作包纏而形成。
2.根據權利要求1所述的一種形狀記憶紗線結構，其特徵在於所述其他纖維為棉纖維、毛纖維、麻纖維、蠶絲和化學纖維中的任意一種、兩種或兩種以上的纖維組合。
3.根據權利要求1或2任意一項權利要求所述的一種形狀記憶紗線結構，其特徵在於所述其他纖維的形狀為短纖維、多股長絲及單根長絲中的一種。
4.根據權利要求1所述的一種形狀記憶紗線結構，其特徵在於所述形狀記憶紗線結構的形狀記憶轉變溫度為-10℃～70℃。
專利摘要本實用新型涉及溫度感應形狀記憶合金紗線結構，它具有形狀記憶功能，將形狀記憶合金加工成適用於紡織的長絲，採用該形狀記憶合金絲與其他纖維加工成具有形狀記憶效果的包纏紗；採用本實用新型的形狀記憶紗線與其他紗線交織成機織物，或將本實用新型形狀記憶合金紗線織入針織物中，使織物因紗線具有形狀記憶效果而獲得形狀變化。形狀記憶紗線包括裸絲紗、包纏紗和花式紗。形狀記憶織物包括機織物和針織物和非織造織物。
文檔編號D02G3/12GK2908545SQ20062004281
公開日2007年6月6日 申請日期2006年6月13日 優先權日2006年6月13日
發明者劉曉霞 申請人:上海工程技術大學