專利名稱：一種形狀記憶紗線結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種紗線結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種具有形狀記憶功能的紗線結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
當(dāng)合金的形狀被改變之后，一旦加熱到其躍變溫度時(shí)，它又可以魔術(shù)般地變回到原來(lái)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(fā)迄今不過20余年，但由于其在各領(lǐng)域的特效應(yīng)用，正廣為世人所矚目，被譽(yù)為″神奇的功能材料″。
記憶合金在航空航天領(lǐng)域、臨床醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用都有很多成功的范例，同我們的日常生活也同樣休戚相關(guān)。如人造衛(wèi)星上龐大的天線可以用記憶合金制作。發(fā)射人造衛(wèi)星之前，將拋物面天線折疊起來(lái)裝進(jìn)衛(wèi)星體內(nèi)，火箭升空把人造衛(wèi)星送到預(yù)定軌道后，只需加溫，折疊的衛(wèi)星天線因具有“記憶”功能而自然展開，恢復(fù)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(nèi)支架、栓塞器、心臟修補(bǔ)器、血栓過濾器、介入導(dǎo)絲和手術(shù)縫合線等等，記憶合金在現(xiàn)代醫(yī)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(shí)通過″記憶″功能，調(diào)節(jié)或關(guān)閉供水管道，避免燙傷。也可以制作成消防報(bào)警裝置及電器設(shè)備的保安裝置。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，記憶合金制成的彈簧發(fā)生形變，啟動(dòng)消防報(bào)警裝置，達(dá)到報(bào)警的目的。
形狀記憶合金具有兩個(gè)可轉(zhuǎn)換的相態(tài)，低溫相態(tài)稱為馬氏體相，高溫相態(tài)稱為奧氏體相。材料在馬氏體相可變形為設(shè)計(jì)的形狀，而當(dāng)加熱到轉(zhuǎn)換溫度時(shí)，材料可恢復(fù)到原來(lái)的形狀。通過反復(fù)加熱和迅速冷卻的過程，形成兩個(gè)不同晶格結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。這一過程一旦完成，形狀記憶合金就會(huì)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(dāng)加熱后總是可恢復(fù)到原來(lái)的形狀。形狀記憶合金還表現(xiàn)出超彈性，當(dāng)運(yùn)用小的作用力或負(fù)荷時(shí)會(huì)產(chǎn)生變形；當(dāng)作用力或負(fù)荷去除時(shí)材料自動(dòng)恢復(fù)到原來(lái)的形狀。有多種合金組合可產(chǎn)生形狀記憶效果，如鎳鈦銅合金，銅鋅鋁合金等。
目前，國(guó)內(nèi)的形狀記憶合金在醫(yī)療上的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，但在紡織中的應(yīng)用尚未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有溫度感應(yīng)形狀記憶功能的紗線結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的紗線結(jié)構(gòu)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(xué)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(zhǎng)絲及單根長(zhǎng)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(fā)明的特征在于紗線和織物具有形狀記憶功能，其變形回復(fù)溫度在-10℃～70℃。形狀記憶紗線和織物在彈性、回復(fù)力以及形狀記憶性能等方面表現(xiàn)出較好的實(shí)用性能。其特征表現(xiàn)于紗線和織物能在低于形狀記憶轉(zhuǎn)變溫度時(shí)可改變形狀，在高于形狀記憶轉(zhuǎn)變溫度時(shí)可回復(fù)原始定型形狀。面料不怕起皺，當(dāng)使用過程中褶皺后，只要將面料處于形變環(huán)境溫度，形狀馬上就可復(fù)原。當(dāng)環(huán)境溫度高于形狀記憶轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，紗線和織物能回復(fù)到原來(lái)的形狀。
根據(jù)形狀記憶纖維的不同激發(fā)溫度，紗線可具有不同功能。如，可設(shè)計(jì)為在常溫保持定型時(shí)的形狀以保持設(shè)計(jì)外觀及順利紡紗和織造，當(dāng)處于激發(fā)溫度時(shí)紗線恢復(fù)到所設(shè)計(jì)的原始形狀，如直線形、螺旋形、波浪形等。由于各種紗線的結(jié)構(gòu)不同，如包纏紗、節(jié)子紗、螺旋花線、雪尼爾紗花圈紗等紗線受激發(fā)時(shí)可產(chǎn)生很多種變化。同時(shí)包纏的纖維品種、形態(tài)結(jié)構(gòu)、物理性能以及比例不同，也會(huì)產(chǎn)生各種不同風(fēng)格和形狀記憶效果的紗線。
或?qū)⒈緦?shí)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(jī)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于形狀記憶轉(zhuǎn)變溫度，紗線和織物較容易恢復(fù)到它所記憶的原始狀態(tài)。原始形狀可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)制作。


圖1為本實(shí)用新型多股長(zhǎng)絲包纏合金絲的形狀記憶紗線結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型短纖維包纏合金絲的形狀記憶紗線結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型單根長(zhǎng)絲包纏合金絲的形狀記憶紗線結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標(biāo)號(hào)說明1-形狀記憶金屬絲2-多股長(zhǎng)絲3-短纖維4-單根長(zhǎng)絲具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1-圖3進(jìn)一步說明本實(shí)用新型是如何實(shí)現(xiàn)的實(shí)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(fù)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(dāng)紗線處于45℃附近或以上的環(huán)境中時(shí)，很快回復(fù)到原始波浪形狀。
實(shí)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(fù)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(dāng)紗線處于45℃附近或以上的環(huán)境中時(shí)，很快回復(fù)到原始平直形狀。
實(shí)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(fù)溫度為20℃左右，原始定型為平直形。低于20℃時(shí)，可將紗線任意變形為所需形狀，如弧形、波浪形、半圓形等。當(dāng)紗線處于20℃附近或以上的環(huán)境中時(shí)，很快回復(fù)到原始平直形狀。
實(shí)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(fù)溫度為0℃，原始定型為平直形。低于0℃時(shí)，可將紗線任意變形為所需形狀，如弧形、半圓形、波浪形等。當(dāng)紗線處于0℃附近或以上的環(huán)境中時(shí)，很快回復(fù)到原始平直形狀。
實(shí)施例6如圖1所示，由形狀記憶金屬裸絲1與滌綸多股長(zhǎng)絲2交織成機(jī)織面料。該面料經(jīng)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(huán)境中，織物自動(dòng)卷成螺旋形。
實(shí)施例7如圖1所示，由形狀記憶金屬裸絲1與滌綸多股長(zhǎng)絲2交織成機(jī)織面料。該面料經(jīng)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(chǔ)存或服用過程中起皺后。只要放在40℃度附近或以上環(huán)境中，織物自動(dòng)變平整。
實(shí)施例8如圖3所示，由形狀記憶金屬裸絲1與滌綸單根長(zhǎng)絲4交織成機(jī)織面料。該面料經(jīng)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(huán)境中，織物自動(dòng)卷成螺旋形。
實(shí)施例9
織物由實(shí)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(fù)溫度為45℃左右。常溫下，織物如同普通織物形狀。當(dāng)處于45℃附近或以上的環(huán)境中時(shí)，由于形狀記憶紗線回復(fù)為波浪形而帶動(dòng)織物收縮皺起。
實(shí)施例10機(jī)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(dāng)織物處于形變回復(fù)溫度40℃環(huán)境中時(shí)，形狀記憶螺旋合金絲受激發(fā)變成立體螺旋狀，使兩層織物撐開，縫隙變大，織物變厚。由于織物中有較多空氣存在，因而具有保暖性。
實(shí)施例11紗線為形狀記憶長(zhǎng)絲纖維與粘膠短纖維紡成結(jié)子紗。形狀記憶纖維形變回復(fù)溫度為40℃，原始定型為波浪型，波峰與波谷的間距與結(jié)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(dāng)紗線處于40℃附近或以上的環(huán)境中時(shí)，很快回復(fù)到原始波浪形狀，波峰與波谷有結(jié)子。
實(shí)施例12采用腈綸紗與實(shí)施例11紗線較織成花式面料。形狀記憶織物形變回復(fù)溫度為40℃。常溫下，可將紗線變形為直線形以便于織造。當(dāng)紗線處于40℃附近或以上的環(huán)境中時(shí)，很快回復(fù)到原始波浪形狀而使織物收縮變厚。由于紗線波峰與波谷有結(jié)子，大部分處于織物表面，而使織物外觀獨(dú)特豐滿。
權(quán)利要求1.一種形狀記憶紗線結(jié)構(gòu)，包括形狀記憶合金和纖維，其特征在于由形狀記憶合金絲作芯紗，其他纖維作包纏而形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形狀記憶紗線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述其他纖維為棉纖維、毛纖維、麻纖維、蠶絲和化學(xué)纖維中的任意一種、兩種或兩種以上的纖維組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種形狀記憶紗線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述其他纖維的形狀為短纖維、多股長(zhǎng)絲及單根長(zhǎng)絲中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形狀記憶紗線結(jié)構(gòu)，其特征在于所述形狀記憶紗線結(jié)構(gòu)的形狀記憶轉(zhuǎn)變溫度為-10℃～70℃。
專利摘要本實(shí)用新型涉及溫度感應(yīng)形狀記憶合金紗線結(jié)構(gòu)，它具有形狀記憶功能，將形狀記憶合金加工成適用于紡織的長(zhǎng)絲，采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；采用本實(shí)用新型的形狀記憶紗線與其他紗線交織成機(jī)織物，或?qū)⒈緦?shí)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(jī)織物和針織物和非織造織物。
文檔編號(hào)D02G3/12GK2908545SQ20062004281
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月13日
發(fā)明者劉曉霞 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)