專利名稱：一種三維機(jī)織中空雙夾層層連織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種三維機(jī)織中空雙夾層層連織物，屬于復(fù)合材料增強(qiáng)機(jī)織物結(jié)構(gòu)技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在民用紡織品中有以天然纖維為原料的經(jīng)起絨織物，如經(jīng)平絨織物(Warp Velvet)、長(zhǎng) 毛絨織物(Plush)和經(jīng)燈芯絨織物(Corduroy)。它們的共同特點(diǎn)是采用雙層層連組織，按照 織物組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，絨經(jīng)被均勻地夾在上、下兩層組織之間，下機(jī)織物要經(jīng)過(guò)割絨處理。
國(guó)內(nèi)外已有中空層連織物應(yīng)用于復(fù)合材料增強(qiáng)材料的專利，國(guó)內(nèi)專利(00135845. 6)、 (200610038306. 1)，歐洲專利(DE19609492) 、 (93119483. 1)和美國(guó)專利(5， 175, 034)介紹了 幾種類型的層連織物,但都為單夾層結(jié)構(gòu)，國(guó)外主要制造商是荷蘭的PARABEAMBV公司。本 專利申請(qǐng)發(fā)明的是一種雙夾層結(jié)構(gòu)，含有上、中、下三個(gè)面層的空芯織物。該類織物的結(jié) 構(gòu)形式國(guó)內(nèi)外還未見(jiàn)報(bào)道。
現(xiàn)有的雙層織物不能一次性織造較高的厚度，即夾層中絨經(jīng)的高度有限， 一般不超過(guò) 30mm，而且由于缺乏有效的支撐點(diǎn)，在絨經(jīng)高度達(dá)到15mm以上時(shí)，織物復(fù)合后材料的力學(xué) 性能有非常顯著的降低。同時(shí)，現(xiàn)有的雙層織物在彎曲變形時(shí)，會(huì)在曲率較大處出現(xiàn)塌陷 現(xiàn)象，即上下層面擠壓絨紗使局部織物厚度突然變薄。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題就是上述現(xiàn)有雙層織物所存在的缺陷，提供一種三維機(jī) 織中空雙夾層層連織物。
本實(shí)用新型包括由上層面地經(jīng)紗l 、 2和上層面緯紗11交織形成的上層面，由下層面 地經(jīng)紗5、 6和下層面緯紗13交織形成的下層面，其特征在于還包括由中層面地經(jīng)紗3、 4 和中層面緯紗12交織形成的中層面；上、中、下層面中的緯紗ll、 12、 13除了分別與本 層的地經(jīng)紗(1、 2)， (3、 4), (5、 6)交織外，還與絨經(jīng)7、 8、 9、 10交織，其中中層面 的緯紗12同時(shí)與絨經(jīng)7、 8、 9、 10交織，從而使上、中、下層面連為一體，并形成雙夾 層空芯結(jié)構(gòu)。
由于本實(shí)用新型是通過(guò)兩個(gè)經(jīng)紗系統(tǒng)(絨經(jīng)與地經(jīng))與一個(gè)系統(tǒng)緯紗(含兩個(gè)表層和一 個(gè)中層緯紗系統(tǒng))交織而構(gòu)成的，且通過(guò)絨經(jīng)與上層、中層、下層緯紗交織而實(shí)現(xiàn)雙橋連接， 該雙橋連接是由兩個(gè)系統(tǒng)的絨經(jīng)構(gòu)成上下對(duì)稱的橋接結(jié)構(gòu)，并與各自系統(tǒng)的地經(jīng)配合，分 別與上、中、下層緯紗交織而形成整體連接的三層織物，從而形成雙夾層空芯結(jié)構(gòu)織物。 這種雙夾層空芯結(jié)構(gòu)織物具有如下優(yōu)點(diǎn)
第一，由于采用了上、下夾層的雙絨經(jīng)系統(tǒng)，使得靠單絨經(jīng)系統(tǒng)連接的空芯織物絨經(jīng) 不能太高的問(wèn)題得到解決，這種結(jié)構(gòu)更有利于抗沖擊、抗彎曲變形，可減小塌陷變形，尤 其在采取了不等密度與高度的絨經(jīng)設(shè)計(jì)時(shí)效果會(huì)更佳；
第二，由于在上、下兩層之間增加了一個(gè)絨經(jīng)支撐平臺(tái)(中層面)，并使上、下夾層的 絨經(jīng)固結(jié)在中層面上，這種結(jié)構(gòu)不僅可以保證在兩個(gè)夾層內(nèi)的絨經(jīng)不太高的條件下，實(shí)現(xiàn) 織物整體厚度的大大增加，同時(shí)復(fù)合材料的抗沖擊、抗壓縮和彎曲的性能在原有基礎(chǔ)上至 少可以提高20% 160%;
第三，與層合板破壞形式類比，相當(dāng)于增加了一個(gè)失效層，提高了安全性，可以更有
效地保護(hù)另一層面；
第四，在雙夾層中可以填充不同的材料，如脆性短纖維條、隔熱或耐火纖維材料、透 波纖維材料、吸音纖維材料、防腐纖維材料，甚至在一層中布置監(jiān)控線路或傳感器等； 第五，只需在傳統(tǒng)織機(jī)上稍做改造，即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，設(shè)備改造費(fèi)用較低。 因此，本實(shí)用新型可以作為復(fù)合材料增強(qiáng)體，經(jīng)復(fù)合后的材料具有重量輕、抗沖擊性 能好、隔熱、耐磨抗彎曲性能好和剛度高的特點(diǎn)。還可以利用雙夾層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)隔熱、防腐、 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等功能，也可以通過(guò)采用不同的紗線細(xì)度、組織結(jié)構(gòu)或絨經(jīng)與地經(jīng)的比例等，實(shí) 現(xiàn)上、下層面不等厚度和絨經(jīng)不等高度的結(jié)構(gòu)，以滿足不同應(yīng)用環(huán)境的需要。也可以在上、 下兩個(gè)空芯層中填充不同的材料(如脆性短纖維條)，起到抗沖擊、抗彎曲變形、隔熱、隔 音、電磁屏蔽以及透波等作用。因此，本發(fā)明可用于制作抗壓彎的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)件，隔熱及防 腐設(shè)備，耐高溫/耐火部件，隔音/減震件，吸波/透波結(jié)構(gòu)件，廣泛應(yīng)用于航空、航天、車 輛、船舶、建筑、體育設(shè)施等領(lǐng)域。


圖1是本實(shí)用新型雙絨經(jīng)等高雙夾層層連織物的空間結(jié)構(gòu)圖。 圖2是本實(shí)用新型雙絨經(jīng)不等高雙夾層層連織物的空間結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本實(shí)用新型單絨經(jīng)等高雙夾層層連織物的空間結(jié)構(gòu)圖。
圖4是本實(shí)用新型單絨經(jīng)不等高雙夾層層連織物的空間結(jié)構(gòu)圖。
圖5是本實(shí)用新型雙夾層層連織物上、下夾層不等密度絨經(jīng)的空間結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型由兩個(gè)經(jīng)紗系統(tǒng)(地經(jīng)與絨經(jīng))與同一個(gè)系統(tǒng)的緯紗交織而構(gòu)成 雙夾層織物。按照織物組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同一個(gè)系統(tǒng)的緯紗被分成上層面緯紗、中層面緯紗 和下層面緯紗；在這種織物中，由地經(jīng)紗構(gòu)成地經(jīng)紗系統(tǒng)，地經(jīng)紗總是交替地與數(shù)量可控 制的、上下交替引入的上層面諱紗、中層面緯紗和下層面緯紗交織，從而構(gòu)成上層面織物、 中層面織物和下層面織物。
上層面由上層面地經(jīng)紗l、 2和上層面緯紗11交織形成，中層面由中層面地經(jīng)紗3、 4 和中層面緯紗12交織形成，下層面由下層面地經(jīng)紗5、 6和下層面緯紗13交織形成。上、 中、下層面中的緯ll、 12、 13除了分別與本層的地經(jīng)紗1、 2, 3、 4， 5、 6交織外，還與 上夾層的雙絨經(jīng)7、 8和下夾層的雙絨經(jīng)9、 IO交織，其中中層面的緯紗11同時(shí)與上、下 兩夾層的絨經(jīng)7、 8、 9、 IO交織，從而使上、中、下層面連為一體。
本實(shí)用新型的雙夾層層連織物上、下夾層中的絨經(jīng)可以是成對(duì)連接，也可以是單根連 接(參見(jiàn)附圖3)。上層面由上層面地經(jīng)紗l、 2和上層面緯紗11交織形成，中層面由中層 面地經(jīng)紗3、 4和中層面緯紗12交織形成，下層面由下層面地經(jīng)紗5、 6和下層面緯紗13 交織形成。上、中、下層面中的緯ll、 12、 13除了分別與本層的地經(jīng)紗1、 2， 3、 4, 5、 6交織外，還與上夾層的單絨經(jīng)8和下夾層的單絨經(jīng)9交織，其中中層面的緯紗ll同時(shí)與 上、下兩夾層的絨經(jīng)8、 9交織，從而使上、中、下層面連為一體。
本實(shí)用新型可用三層織制法織成。三層織制法是將地經(jīng)紗分成上、中、下三部分，分 別形成上、中、下三層經(jīng)紗的梭口，緯紗依次與上、中、下層經(jīng)紗形成的梭口進(jìn)行交織， 形成上、中、下三層地布。三層地布之間間隔一定的距離，絨經(jīng)分別夾在三層地布中間， 并與上、中、下三層緯紗同時(shí)交織，上間隔距離為上絨經(jīng)高度，下間隔距離為下絨經(jīng)高度， 上、下的間隔高度可以相等或不相等。單一夾層的高度在0 35mm的范圍內(nèi)可調(diào)。例如 上夾層絨經(jīng)高度是30mm，下夾層絨經(jīng)高度是20mm,形成的雙夾層織物的整體高度為50鵬。
采取絨經(jīng)不等高度的好處是可以滿足某些特殊的力學(xué)設(shè)計(jì)要求與填充界面的需要(參見(jiàn)圖 2和圖4)。
本實(shí)用新型所涉及的三維機(jī)織中空雙夾層層連織物，絨經(jīng)連接上、中、下三層面形成 的整體高度范圍在0 70mm。另外，上、下夾層內(nèi)絨經(jīng)的密度也可以相等或不相等。單一 夾層內(nèi)絨經(jīng)的密度大概為250萬(wàn)根/米2，最好介于20 200萬(wàn)根/米2的范圍內(nèi)。例如 上夾層內(nèi)絨經(jīng)的密度為180萬(wàn)根/米2 ，下夾層內(nèi)絨經(jīng)的密度為60萬(wàn)根/米2 。釆取絨 經(jīng)不等密度的好處是材料重量的降低與特殊力學(xué)效果的實(shí)現(xiàn)(參見(jiàn)圖5)。
本實(shí)用新型所涉及的三維機(jī)織中空雙夾層層連織物上、中、下三層地布的厚度可以相 等或不相等。單層地布的厚度范圍是0.2mm 1.0mm。
本實(shí)用新型所涉及的三維機(jī)織中空雙夾層層連織物，可采用單一高性能連續(xù)纖維進(jìn)行 織造，也可采用多種高性能連續(xù)纖維進(jìn)行混織。例如玻璃、硼、碳和芳族聚酰胺材質(zhì) 等高強(qiáng)度纖維；甚至可以采用聚酯、聚丙烯、聚丙烯腈或聚酰胺等有機(jī)纖維。纖維材 料可采用粗紗、單股細(xì)紗或多股細(xì)紗等形式。
三維機(jī)織中空雙夾層層連織物的復(fù)合成型可以用不飽合聚酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、乙烯基 樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等熱固樹(shù)脂。三維機(jī)織中空雙夾層層連織物復(fù) 合成型后，在雙夾層中可以填充不同的材料，如脆性短纖維條、隔熱或耐火纖維材料、透 波纖維材料、吸音纖維材料、防腐纖維材料，甚至在一層中布置監(jiān)控線路或傳感器等。
權(quán)利要求1、一種三維機(jī)織中空雙夾層層連織物，包括由上層面地經(jīng)紗(1)、(2)和上層面緯紗(11)交織形成的上層面，由下層面地經(jīng)紗(5)、(6)和下層面緯紗(13)交織形成的下層面，其特征在于還包括由中層面地經(jīng)紗(3)、(4)和中層面緯紗(12)交織形成的中層面；上、中、下層面中的緯紗(11)、(12)、(13)除了分別與本層的地經(jīng)紗[(1)，(2)]、[(3)，(4)]、[(5)，(6)]交織外，還與絨經(jīng)(7)、(8)、(9)、(10)交織，其中中層面的緯紗(12)同時(shí)與絨經(jīng)(7)、(8)、(9)、(10)交織，從而使上、中、下層面連為一體，并形成雙夾層空芯結(jié)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的三維機(jī)織中空雙夾層層連織物，其特征在于地經(jīng)紗總是以成 對(duì)的形式依次與上層面緯紗(ll)、中面緯紗(12)和底面緯紗(13)交織。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三維機(jī)織中空雙夾層層連織物，其特征在于地組織可以 是平紋、斜紋或重平織物組織。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的三維機(jī)織中空雙夾層層連織物，其特征在于絨經(jīng)紗是以成對(duì) 或單根的形式依次與上層面緯紗(ll)、中層面緯紗(12)和下層面緯紗(13)交織，形成上 夾層與下夾層絨經(jīng)系統(tǒng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的三維機(jī)織中空雙夾層層連織物，其特征在于上、下兩夾 層的絨經(jīng)密度與高度可以相等或不等。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的三維機(jī)織中空雙夾層層連織物，其特征在于絨經(jīng)總是呈波紋 狀沿經(jīng)紗方向連接上、中、下三層面。
7、 如權(quán)利要求1所述的三維機(jī)織中空雙夾層層連織物，其特征在于絨經(jīng)(7)、 (8)、(9) 、 (IO)連接上、中、下三層面形成的整體高度范圍在0 70rai。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述三維機(jī)織中空雙夾層層連織物，其特征在于采用三層織造法織 造，即將地經(jīng)紗分成上、中、下三部分，分別形成上、中、下三層經(jīng)紗的梭口，緯紗依次 與上、中、下層經(jīng)紗形成的梭口進(jìn)行交織，形成上、中、下三層地布，三層地布的厚度可 以相等或不相等；三層地布之間間隔一定的距離，上間隔距離為上絨經(jīng)高度，下間隔距離 為下絨經(jīng)高度，且上、下絨經(jīng)高度可以不相等；絨經(jīng)分別夾在三層地布中間，并與上、中、 下三層緯紗同時(shí)交織。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種三維機(jī)織中空雙夾層層連織物，包括由上層面地經(jīng)紗(1)、(2)和上層面緯紗(11)交織形成的上層面，由下層面地經(jīng)紗(5)、(6)和下層面緯紗(13)交織形成的下層面，其特征在于還包括由中層面地經(jīng)紗(3)、(4)和中層面緯紗(12)交織形成的中層面；上、中、下層面中的緯紗(11)、(12)、(13)除了分別與本層的地經(jīng)紗[(1)，(2)]、[(3)，(4)]、[(5)，(6)]交織外，還與絨經(jīng)(7)、(8)、(9)、(10)交織，其中中層面的緯紗(12)同時(shí)與絨經(jīng)(7)、(8)、(9)、(10)交織，從而使上、中、下層面連為一體，并形成雙夾層空芯結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的織物作為復(fù)合材料的增強(qiáng)體，經(jīng)復(fù)合后的材料具有重量輕、抗沖擊性能好、隔熱、耐磨抗彎曲性能好和剛度高的特點(diǎn)。還可以利用雙夾層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)隔熱、防腐、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等功能。
文檔編號(hào)D03D27/00GK201006922SQ20062016518
公開(kāi)日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者寧 匡, 朱建勛, 楊朝坤, 胡方田, 云 蔣, 黃學(xué)峰 申請(qǐng)人:中材科技股份有限公司