芳纶针织面料透气透湿及隔热性能研究

通过棉、蚕丝混纺纱,竹炭纤维、丙纶混纺纱和芳纶纱的科学搭配,由龙星制版系统进行双面针织物结构数字化设计,利用艺术设计方法有效地在结构和空间中进行科学合理的分配和排列,制备了纬编间隔织物和罗纹空气层织物,探讨了芳纶协同高舒适性双面针织物的透气透湿、隔热等性能。结果表明:通过有效的数字化方法所设计的空气层组织中,芳纶与竹炭、丙纶混纺纱搭配织造的空气层织物透气性更好,纬编间隔组织中,芳纶与竹炭、丙纶混纺纱间隔织物比芳纶与蚕丝、棉混纺纱间隔织物的透气性好。蚕丝的透湿性比竹炭纤维更好,更适用于制作服装纤维材料。

功能性纬编空气层织物生产实践

纬编空气层织物具有三明治结构,在中间层形成空气夹层和大量的孔隙,在服用纺织品中具有广泛的应用。针对目前消费者对服用织物在功能性方面的要求不断提升,本研究采用石墨烯复合纤维、涤纶、氨纶作为原料按照一定比例进行工艺设计,在国产大圆机上进行试织空气层织物,并对试织样品进行热湿舒适性和功能性测试。结果表明:试织的功能性纬编空气层织物外观质量优良,空气层厚度为1.9 mm,具有较好的保暖性、透气性和透湿性,同时具有一定的远红外性能和持久优良的抗菌性能。

空气层对织物动态热湿传递性能的影响

分析空气层对织物动态热湿传递性能测试仪灵敏度的影响 ,通过实验研究空气层对织物动态热湿传递性能测试结果的影响 ,指出合理处理空气层的方法。

光纤布拉格光栅脉搏传感织物的设计

为在服装中实现人体脉搏监测的功能,提出了将光纤布拉格光栅作为脉搏传感器的方法,并以针织复合组织为基础,采用空气层与其他组织相结合的织物结构,制作脉搏传感织物。该织物采用棉纱在Stoll CMS-320型电脑横机上进行编织,并利用针织物延伸性好以及回弹性好的优点,将光纤布拉格光栅传感器植入到织物的空气层中。为验证脉搏传感织物的检测效果,使用红外脉搏传感器与该脉搏传感织物同时进行脉搏检测,实验结果表明,该脉搏传感织物可低失真度地检测到脉搏波,可实现光纤布拉格光栅传感器的封装,同时也可更换传感器,满足服装洗涤要求,且不影响穿着舒适性。

机织物的叠层与透气量变化关系的趋势预测

探求机织物的叠层与透气量变化的量化趋势。对常用真丝、纯棉、大豆纤维、涤纶等织物不同层数的透气量进行大量实际测试。选取机织物透气性相对百分比为衡量指标,计算出其与各类织物层数的乘幂关系及拟合的相关系数,在此基础上建立了符合机织物叠层与透气量变化之间关系的趋势预测模型,并用新试样进行了验证。

空气层对织物热传递影响的模拟分析

为了分析空气层厚度与位置对织物热传递的影响,利用ANSYS建立3层材料热传递有限元模型。2种模型的空气层分别处于底部(模型1)和中间(模型2),空气层厚度为1~5mm,逐渐增加。对织物模型进行一维热传递的数值求解,分析不同条件下多层织物传热过程的温度分布和织物表面的瞬态温度值。结果显示:达到稳态之前,在相同时间点模型1的织物外表面温度要低于模型2;空气层的厚度对织物表面稳态时的温度有影响,随着空气厚度的增加,在相同时间点各模型外表面温度逐渐降低,且下降梯度逐渐变小。进一步通过恒温板实验验证,结果发现织物外表面温度的模拟值与实验值随时间变化的一致性较好,最大相对误差为5.65%。

空转转数对空气层组织织物性能的影响

为研究空转转数对织物的性能影响规律,以罗纹空气层组织为例,采用同种纱线设计和编织了6种具有不同空转转数的空气层组织织物,对这6种织物的面密度、厚度、保暖性和透气性能进行测试,并进行了相关性分析。结果表明:空转转数与织物面密度、透气性呈高度负相关,面密度和透气性随空转转数的增加而减小;空转转数和厚度、保暖性不呈明显的线性相关,而是随空转转数的增加呈先变大后减小的变化规律。

织物热传递性能研究

从人体、服装、环境这一系统出发,探讨了织物层数和层间空气层厚度变化对热传递规律的影响。从紧贴织物和非紧贴织物两种情况入手,得到热传递随织物层和层间空气层厚度变化的规律;织物间空气层厚度的增加,会使织物总的克罗值增大,但随着层数的增加,总的克罗值增大的幅度越来越小。如果厚度太大,克罗值不仅不增加反而减小。

非稳态条件下织物热传递模拟分析

为了分析热量通过织物时的热传递情况,采用ANSYS建立皮肤、空气层与织物的有限元模型,模拟分析了不同织物、不同空气层厚度及不同对流条件下模型内部和织物外表面的瞬态温度分布情况。同时探索了空气等效导热系数的增大对热量传递的影响。结果表明:空气层的厚度对织物热传递有影响,随着空气层厚度的增加,热传递达到平衡时的时间逐渐增长,织物外表面的温度逐渐降低,且下降的梯度逐渐减小;热对流的存在缩短了热量传递达到平衡时的时间,且对流换热系数越大,织物表面温度越低;增大空气的等效导热系数,热量传递的距离更远。为了验证模拟的正确性,在人工气候室进行了恒温板实验,结果发现模拟结果和实验数据相关性良好。

开放/封闭空气层对阻燃织物热防护性能的影响

为探究衣下空气层间的传热方式对阻燃织物外观性能和阻燃织物系统传热机制的影响,基于热防护性能(TPP)实验装置,构建开放式和封闭式空气层以模拟实际着装时“服装-人体皮肤”的空间关系。利用彩色图像处理方法对比热暴露前后的织物外观和热收缩情况,从能量传递、TPP值和二级烧伤时间角度评估“织物-空气层”系统的传热特性和热防护性能。结果表明:空气层的介入会降低热传递效率,进而提升阻燃织物的热防护性能,但会加速织物老化,加剧织物热收缩;当打开空气层与周围环境热量交换的通路时,空气层间热量的流动路径变复杂,且织物的热防护性能进一步提升。

消防服多层织物间热湿传递研究进展

从消防服的织物组成、热湿传递机制、单层或多层服装系统的热湿传导三个方面,综述了消防服各层织物组成及性能、多层织物热湿传递研究现状和进展,分析了当前相关研究中存在的不足,提出未来需深入研究多层织物间的热湿传递机制,以期为消防服的运用提供科学的理论指导,减少救援人员的损伤,满足我国公共消防安全防护的发展需求。

空气层对针织物热传递性能的影响

在实际穿着过程中,衣服并不是全部紧贴皮肤的,衣服和皮肤之间、衣服和衣服之间有空气层存在,由于空气的导热系数远小于纤维的导热系数,因此空气层对针织物热传递性能有一定的影响。在GB/T 11048—2008《纺织品生理舒适性稳态条件下热阻和湿阻的测定》测试方法的基础上,采用自制试验装置,在针织物和模拟皮肤之间形成空气层以测定针织物在隔空气层状态下的热阻,由此计算和分析实际穿着时服装的散热量。结果表明,无空气层时多层针织物的复合热阻略小于各层针织物的热阻之和;隔相同厚度、不同面积的空气层时,针织物与空气层的复合热阻随着空气层的面积增大而增大,且呈线性关系;隔相同面积、不同厚度的空气层时,针织物与空气层的复合热阻随着空气层的厚度增加而增大,且呈线性关系。

石墨烯气凝胶复合防火织物的热防护性能

为进一步提高热防护服的综合性能,使其满足高防护性兼具低热蓄积的需求,利用改进的Hummers法制备了一种密度小、导热率低、隔热效果好的石墨烯气凝胶材料,并研发复合防火织物系统,在低辐射热环境下探讨不同厚度的石墨烯气凝胶的隔热效果。结果表明:加入石墨烯气凝胶的复合防火织物具有较好的热防护性能,可将人体产生热损伤的时间延长约203%,将人体产生二度烧伤的防护时间延长约218%,防火织物的防护性能与石墨烯气凝胶的厚度呈非线性关系;石墨烯气凝胶复合防火织物的平均透湿率保持在10.4 g/(m^2·24 h),与复合防火织物的透湿性没有显著差异,石墨烯气凝胶的加入不影响防火织物整体的透湿性。

空气层厚度对织物系统干热和湿热传递的影响

衣下空气层厚度对衣下空间的干热和湿热传递存在影响,与服装热湿舒适性密切相关。为了模拟研究衣下空气层厚度对服装干热和湿热传递的影响,控制织物和出汗热平板之间的距离,测定不同空气层厚度下织物系统的热阻和蒸发热阻。结果表明,当空气层厚度在0~1.8cm范围时,织物系统的热阻和蒸发热阻都与空气层厚度之间存在立方关系。织物的透气率与织物系统的干态热阻和蒸发热阻均存在负相关性,透气率较大的织物,其织物系统干态热阻和蒸发热阻均较小。

纬编空气层点阵结构缓冲织物的制备及其性能研究

选用锦纶纱线与氨纶纱线为原料编织纬编空气层织物,并利用其中空的特点,填充可发性聚苯乙烯(EPS)颗粒,设计并制备纬编空气层点阵结构缓冲织物。对有无填充材料及不同组织类型的纬编空气层点阵结构缓冲织物的舒适性能及力学性能进行分析。结果表明:相较于无填充的纬编空气层点阵结构缓冲织物,填充有可发性聚苯乙烯的纬编空气层点阵结构缓冲织物的透气率和透湿率得到较大提升,其冲击最大接触力可减少450N,缓冲吸收能量提升至6.01J以上。有填充的纬编空气层点阵结构缓冲织物具有良好的服用舒适性能和力学防护性能,可用于开发柔性可穿戴类防护材料,具有潜在的应用前景。

采用形状记忆合金的瞬时隔热组合面料的研究

设计了由玄武岩织物外层、形状记忆合金弹簧形成的空气隔热层和芳砜纶面料内层构成的瞬时隔热组合面料,测试、比较并分析其TPP值和防火隔热性能,结果表明,该瞬时隔热组合面料的综合热防护性能远高于GA 10—2002《消防员灭火防护服》标准;用450℃的高温火焰喷射在组合面料上,20 s内冷面温度不超过50℃,可以隔开400℃以上的高温,空气层隔热效果明显。

轻质双层纺织基太阳能空气集热器的集热性能试验研究

纺织基太阳能空气集热器作为轻质柔软的太阳能集热器,在中低温集热领域具有潜在的应用前景。文章设计了新型双层纺织基太阳能空气集热器,并进行户外试验,探究单双层结构、间隔丝密度、空气质量流量对集热器性能的影响。研究结果表明:在空气质量流量为0.023 kg/(m^(2)·s)时,双层纺织基太阳能空气集热器热转移因子和总热损系数分别为0.97和5.87 W/(m^(2)·℃),集热性能优于同条件下单层结构集热器;进出口空气温差和集热效率随间隔丝密度的增加而增加;集热效率随空气质量流量的增加而增加,当空气质量流量为0.037 kg/(m^(2)·s)时,间隔丝密度为36根/cm^(2)的集热器集热效率为0.64。

棉粘胶双层织物的生产

总结棉粘胶双层织物的生产工艺。介绍了JC 19.4tex纱和R 19.7tex纱的质量指标;棉纱与粘胶纱按1∶1排列做表里经和表里纬;分析了产品的生产难点;优选整经工艺参数和两种经纱各自的浆料配方、浆纱工艺;选用ZAX9100型喷气织机,织机速度650r/min,上机后,织机效率达90%以上,下机一等品率达92%以上。认为:合理优选工艺参数及工艺措施,可以保证双层织物的顺利生产。

无缝格状防羽绒面料一次成形生产实践

探讨一次成形织造技术在防羽绒面料生产中的应用。通过合理的产品尺寸设计、组织结构设计、织造工艺和后整理工艺,实现具有格状填充腔体的无缝防羽绒面料的织造,为家用羽绒制品的开发提供新思路。测试结果表明,所开发的无缝格状防羽绒面料具有一定的防钻绒效果,且透气性能良好。

透气网眼空气层针织面料的设计开发

采用18.0 tex(32~S)紧密纺精梳棉和8.3 tex/36 f(75 D/36 f)聚酯长丝为原料,开发一款透气网眼空气层针织面料。详细阐述面料的编织工艺及染整工艺,并对面料的基本服用性能进行测试。结果表明,该透气网眼空气层针织面料的水洗尺寸变化率、色牢度、钩丝性、抗起毛起球性、透气性等均符合标准要求,面料挺括,并且具有优良的服用性能,适用于制作运动、时尚面料。