專利名稱：三維機織中空層連織物的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種三維機織中空層連織物，屬于特種機織物結構技術領域。
背景技術：
在民用紡織品中有用棉、毛為原料的層連織物，也稱之為經起毛織物。比較典型的品種有平絨織物、長毛絨織物等，它們共同的特征是采用雙層層連組織，絨經通過一定的組織設計，被均勻的夾在上、下兩層組織之間，只是絨經的長度與密度不同。如平絨組織(參見附圖1)采用經紗1、2與緯紗3交織，形成上層組織；經紗4、5與緯紗6交織，形成下層組織；絨經7、8分別與上、下層的不同緯紗交織，形成雙層層連結構，再通過割絨工序，就形成平絨織物。該類型織物的絨經由于是分別與不同層面上的不同緯紗交織，以一種“順向”(即與織物的引緯方向相同)交織的方式與上、下兩層組織相連。這種交織方式存在交織牢度不高，織造過程中織口上、下振動較大，起絨高度有限的問題。平絨織物絨經的長度大約在2mm左右，長毛絨織物絨經的長度大約在10-18mm，而且需采用特殊的織造方法，該類型織物的產品多用于服裝行業，主要是為了達到一定的服飾效果。建筑工程上層連織物用途也很廣，如使用量較大的土工模織物，水庫堤壩用的層連織物。
另外，國內專利(00135845.6)介紹了一種中空層連復合材料，通過一根絨經“順向”連接織物的上、下兩層，起絨高度在20-600mm，織物的空間高度較大，可以用來制造隔音材料、填充材料，但存在絨經連接方式單一，空間結構缺乏變化的缺陷，該織物的復合材料的骨架強力偏低，影響了其作為結構材料的使用。歐洲專利(DE19609492)、(93119483.1)和美國專利(5,175,034)介紹了幾種類型的層連織物，但所有這些專利提及的織物，絨經都采用“順向”與各層面上不同緯紗分別交織的方式，采用該種交織方式的絨經易滑移，絨經的固結牢度受到影響。因此，采用“順向”交織方式復合的層連織物的骨架特征不顯著，兩層面板之間的絨經的垂直支撐作用不顯著，造成復合材料抗壓強度的降低，力學性能也波動較大。目前，國內外開發的各類層連織物都采用絨經“順向”交織的結構。
發明內容
本發明要解決的就是現有的各類層連織物均采用絨經“順向”交織的結構而造成的絨經易滑移，絨經的固結牢度受到影響，織成的層連織物的骨架特征不顯著，兩層面板之間的絨經的垂直支撐作用不顯著等問題。
為解決上述技術問題，本發明采用絨經“逆向”與同一層面上同一緯紗交織的結構，具體如下本發明包括由上層地經紗1、2和緯紗3交織形成的上層面10、由下層地經紗4、5和緯紗6交織形成的下層面11，織物上、下兩層面上的緯紗3和6除了與本層的地經紗1、2和4、5交織外，還和絨經7、8交織，其特征在于絨經7、8從織物的一個層面織向另一個層面時，其在兩層面間的空間走向與織物的引緯方向相反。
前述絨經7、8在任一層面交織時都是同時與同一根緯紗3或6交織，絨經7、8連接上、下兩層面之間的長度范圍在0-50mm。
本發明可采用單一高性能連續纖維進行織造，也可采用多種高性能連續纖維進行混織。
本發明與其它類型層連織物最大的不同之處在于該類型織物的絨經與緯紗交織的方式采用“逆向”交織，絨經都是與同一層面上同一緯紗交織，形成特有的起絨空間結構，采用“逆向”交織可以防止絨經在織物內的滑移，復合的層連織物的骨架特征顯著，兩層面板之間絨經的垂直支撐作用好。本發明還具有空間結構形態多樣、可設計性強、適宜規模化織造的優點。用該類型織物復合增強的型材具有防腐蝕、防滲透、重量輕、物理機械性能優良等特點，被廣泛應用于航空、航天、船舶、石油化工、地下儲藏罐、建筑材料、體育器材、汽車制造等領域。
圖1為普通平絨織物的空間結構示意圖。
圖2為本發明織物的典型交錯結構示意圖。
圖3-5為本發明織物不同地組織的示意圖。
圖6為本發明織物絨經的不同緯紗跨度示意圖。
具體實施例方式
參見附圖2，本發明是通過上層地經紗1、2和緯紗3交織(地組織以平紋組織為代表)，形成織物的上層面10；下層地經紗4、5和緯紗7交織形成織物的下層面11；絨經7、8連接織物的上、下兩層面，絨經7、8在任一層面都是同時與同一根緯紗3或6交織，形成對稱的空間形態。絨經7、8從織物一個層面織向另一個層面時，在兩層面是的空間走向與織物的引緯方向相反(箭頭9所示)，是“逆向”與同一根緯紗3或6交織。以圖2中絨經7、8為例，絨經7在從上層面10過渡到下層面11的過程中，絨經7在與緯紗3交織后，如箭頭所示是向左下方延伸再和緯紗6交織在下層面11上，而織物成形的方向如箭頭9所示是由左向右交替引緯，形成雙層結構，因此絨經7采用的是與正常引緯方向相逆的方式與緯紗交織；絨經8在從下層面11過渡到上層面10的過程中，絨經8在與緯紗6交織后，如箭頭所示是向左上方延伸再和緯紗3交織在上層面10上，而織物成形的方向如箭頭9所示是由左向右交替引緯，形成雙層結構，因此絨經8也是通過與正常引緯方向相逆的方式與緯紗交織。
上述本發明絨經的這種過渡方式與其它起絨織物的“順向”交織是不同的，以簡單的平絨織物(參見附圖1)為例，平絨織物在割絨前，采用經紗1、2與緯紗3交織，形成上層組織；經紗4、5與緯紗6交織，形成下層組織；絨經7、8分別與上、下層的不同緯紗交織，形成雙層層連結構。絨經7、8在織物兩層面的空間走向與織物的引緯方向相同。以圖中絨經7為例，絨經7在從上層面過渡到下層面的過程中，絨經7如箭頭所示是向右下方延伸再和緯紗6交織在下層面，與織物成形的方向保持一致(如箭頭9所示，是由左向右交替引緯，形成雙層結構)。采用該種交織方式的織物之間絨經單位長度對織物之間的高度貢獻小，復合織物的抗壓強度低。
本發明采用“逆向”交織結構的好處在于絨經因特殊的空間走位，使絨經的張力在織造過程中得以較好的保留，絨經與上、下層之間連接緊密，不容易產生滑移，兩層織物之間絨經的有效支撐使織物較“順向”交織的織物硬挺，織物的上、下層面在受壓拉伸后，由于絨經的應力作用也容易復位，使織物的力學性能不易衰減，這一方面便于織物的儲藏與運輸，另一方面也保證織物在復合的過程中可以一直保持良好的空間狀態(兩層面板之間不易滑移)；由于“逆向”交織結構能保證絨經與緯紗的緊密交連，使采用該結構起絨的層連織物的最大起絨高度可以達到50mm，使“順向”交織起絨高度不超過20mm的弊端得以改善，可以滿足保溫、隔熱領域對材料空間厚度的要求；織物在復合過程中，絨經的張力在瞬間釋放，使織物與樹脂之間能快速有效的結合，絨經成型后成為復合材料的支撐骨架，由于“逆向”交織結構織物的絨經保留了盡可能多的應力，因此復合后骨架的強度也較高，大大增強了復合材料的物理機械性能，材料的力學性能在同樣測試條件及方法下，比“順向”交織復合的材料(同樣規格)提高15-35％；其它層連織物絨經是分別與不同層面的緯紗交織，本發明織物的絨經則是與同一層面的同一緯紗交織，使絨經的交織位置集中，與兩層面上的緯紗連接緊密，絨經的空間形態對稱，復合后織物的骨架清晰。
本發明的上、下層地組織可以是平紋、變化平紋、斜紋等多種組織。在附圖3中，上、下層地組織采用的是變化平紋組織，地經1、2與緯紗3交織形成織物的上層面，地經4、5與緯紗6交織形成織物的下層面，絨經7、8采用“逆向”交織結構連接上、下兩層面，箭頭9是織物的成形方向。
附圖4給出了一種采用2/1斜紋的地組織，從圖中可以看出地經1、2與緯紗3交織形成織物的一個層面。
附圖5給出了一種采用3/1斜紋的地組織，從圖中可以看出地經1、2與緯紗3交織形成織物的一個層面。
對織物的上、下層地組織進行設計，是為了滿足不同布面應用的需要，為避免織物表面受到摩擦出現絨經斷裂，可以采用變化平紋、斜紋、變化斜紋組織等，對絨經起到保護作用；為提高織物表面致密性，則采用交織次數多的平紋，使經、緯紗交織致密；不同上、下層地組織的緯紗對絨經的夾持力也不同，一般變化平紋與斜紋對絨經的夾持力大于平紋對絨經的夾持。
參見附圖6，本發明的絨經在一個表面交織的緯紗單元數可以根據需要進行設計。絨經7在一個層面的緯紗跨度是1緯、3緯、5緯、7緯。一般來說，絨經在一個層面上緯紗跨度的單元數是(2n+1，n＝0、1、2、3、4……)緯，對絨經在一個層面上跨度的設計可以控制絨經在織物內的分布密度，使織物復合后的骨架間的空間大小有一定的變化范圍，可以滿足不同填充物、不同填充重量對織物內部空間的需要。
本發明可以采用單一高性能纖維如玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、NOMEX纖維、PBO纖維、PTFE纖維等進行織造，也可以用以上纖維進行混紡織造，使織物兼有多種纖維的理、化優點。如經紗用玻璃纖維，緯紗用碳纖維，以增強織物的層間強度和剛度。
權利要求
1.一種三維機織中空層連織物，包括由上層地經紗(1)、(2)和緯紗(3)交織形成的上層面(10)、由下層地經紗(4)、(5)和緯紗(6)交織形成的下層面(11)，織物上、下兩層面上的緯紗(3)和(6)除了與本層的地經紗(1)、(2)和(4)、(5)交織外，還和絨經(7)、(8)交織，其特征在于絨經(7)、(8)從織物的一個層面織向另一個層面時，其在兩層面間的空間走向與織物的引緯方向相反。
2.根據權利要求1所述的三維機織中空層連織物，其特征在于絨經(7)、(8)在任一層面交織時都是同時與同一根緯紗(3)或(6)交織。
3.根據權利要求1或2所述的三維機織中空層連織物，其特征在于絨經(7)、(8)連接上、下兩層面之間的長度范圍在0-50mm。
4.根據權利要求1或2所述的三維機織中空層連織物，其特征在于可采用單一高性能連續纖維進行織造，也可采用多種高性能連續纖維進行混織。
5.根據權利要求1或2所述的三維機織中空層連織物，其特征在于絨經7和8在一個層面上緯紗跨度的單元數是2n+1緯，n＝0、1、2、3、4……。
全文摘要
本發明涉及一種三維機織中空層連織物，包括由上層地經紗(1)、(2)和緯紗(3)交織形成的上層面(10)、由下層地經紗(4)、(5)和緯紗(6)交織形成的下層面(11)，織物上、下兩層面上的緯紗(3)和(6)除了與本層的地經紗(1)、(2)和(4)、(5)交織外，還和絨經(7)、(8)交織，絨經(7)、(8)從織物的一個層面織向另一個層面時，其在兩層面間的空間走向與織物的引緯方向相反。本發明復合的層連織物的骨架特征顯著，兩層面板之間絨經的垂直支撐作用好。其空間結構形態多樣、可設計性強、適宜規模化織造。用本發明復合增強的型材具有防腐蝕、防滲透、重量輕、物理機械性能優良等特點。
文檔編號D03D27/00GK1807731SQ20061003830
公開日2006年7月26日 申請日期2006年2月15日 優先權日2006年2月15日
發明者匡寧, 張立泉, 張建鐘, 胡方田, 郭洪偉 申請人:中材科技股份有限公司