專利名稱：2.5維與2.5維衍生結構組合單元體的編織方法
技術領域：
本發明涉及一種2. 5維與2. 5維衍生結構組合單元體的編織方法，屬于立體織物制造領域。
背景技術：
立體織物中2. 5維織物具備特殊的結構，用其增強的復合材料具有高強度、高模量、高損傷容限、耐沖擊、抗分層和抗疲勞等綜合性能，顯著提升了武器的性能。隨著立體織物型面日趨復雜的發展趨勢，變厚度且要求整體性強的織物越來越普遍。采用2. 5維結構整體成型方法能夠滿足變厚度織物整體性要求。以往織物厚度變化時，采用的是增加經紗密度、經紗層數。采用增加經紗密度易造成緯紗密度的降低，從而使得緯向力學性能的降低；采用增加經紗層數，無法滿足纖維連續性要求。因此以上兩種方法不利于實現變厚度織物的整體成型。專利文獻《一種法向增強2. 5維織物及其織造方法》(201010031344. O)介紹了一種法向增強2. 5維織物及其織造方法，該種織造方法無法實現變厚度織物的成型。
發明內容
本發明的目的是提供一種2. 5維與2. 5維衍生結構組合單元體的編織方法，通過這種組合單元體可實現織物厚度的變化，且保證纖維連續性，滿足織物整體性要求。本發明所述2. 5維與2. 5維衍生結構組合單元體的編織方法是織物采用2. 5維淺交彎聯結構和2. 5維衍生結構組合單元體的編織方法，將相鄰兩層或兩層以上的經向紗合為一層經向紗，襯緯方法與淺交彎聯的襯緯方法相同。織物的織造可以采用現有的以芯模仿形編織形式，也可以采用現有的2. 5維機織平板編織形式；本發明所述的2. 5維與2. 5維衍生結構組合單元體是一種可雙向實現的結構，通過經紗股數的分離來實現厚度由薄變厚，通過經紗股數的合并實現厚度由厚變薄。在編織過程中，經緯向所使用的原材料可任意選用下述纖維中相同或不同的任一種或任幾種混合纖維，具體種類如下石英纖維、碳纖維、碳化硅纖維、氮化硼纖維、氮化硅纖維、氧化鋁纖維、無堿玻璃纖維、高強玻璃纖維、低介電玻璃纖維、高模量玻璃纖維、玄武巖纖維、高密度聚乙烯纖維、芳綸纖維等。與現有技術相比，本發明的優點在于I)結構變化易于實現，操作簡便、靈活；2)纖維連續性好；3)可采用經紗局部層以該種組織結構進行編織，也可以經紗所有層以該種組織結構進行編織；4)可實現厚度漸變，也可實現厚度突變；5 )可應用于厚度由薄變厚，也可應用于厚度由厚變薄。
圖1 (a)_圖1 (C)為本發明2. 5維與2. 5維衍生結構組合單元體示意圖，其中圖1 Ca)是經紗局部層采用組合單元體(將2層經紗通過本專利所介紹的方法合為I層經紗，即二合一)、圖1 (b)經紗局部層采用組合單元體(將3層經紗通過本專利所介紹的方法合為I層經紗，即三合一)(c)經紗整體采用組合單元體；圖1 (a)-圖1 (c)中，I為經紗，2為緯紗。
圖2為整體編織2. 5維球頂天線罩織物示意圖，3為球頂，4為錐段，5為芯模。圖3為整體編織2. 5維球頂天線罩織物頂部示意圖。圖4為整體編織2. 5維方頂織物示意圖。圖5為經紗局部層采用組合單元體操作示意圖，(a)、(b)、(c)分別為三個步驟的示意圖，每個步驟中分為(I)經紗層間的合股操作示意圖，(2)為合股后的引緯示意圖，6為本專利所介紹的組合單元體經紗移動方向。圖6為整體編織2. 5維球頂天線罩織物頂部示意圖，(I)經紗層間的合股操作示意圖，(2)為合股操作后的引緯示意圖。圖7為整體編織2. 5維方頂(薄頂厚壁)織物示意圖。圖8為經紗整體層采用組合單元體操作示意圖(厚度突變，薄變厚)。圖8中，·為栓有纖維的紗錠，〇為空閑的紗錠，圖(I) - (5)分別為操作步驟(O- (8)，步驟(I)為初始狀態示意圖，步驟(2)為纖維移動后的狀態，步驟(3)為將合股紗線(η股)分出I股或n-Ι股纖維按箭頭方向移至空閑紗錠處，步驟(4)為合股操作后的引緯示意圖，步驟(5)為設備經紗列向錯位后的引緯示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應該理解，這些實施例僅用于說明本發明而不是用于限制本發明的范圍。此外應該理解，在閱讀了本發明闡述的內容之后，本領域技術人員可以對本發明做各種改動或修改，這些等價形式同樣用于本申請所附權利要求書所限定的范圍。實施例1 :以整體編織2. 5維球頂天線罩織物(圖2)為例，織物頂部厚度6mm，漸變至錐段4mm。采用局部層以2. 5維與2. 5維衍生結構組合單元體進行編織。編織過程中，每個步驟將經紗中的兩層經紗以該種組合單元體進行合并操作，分成a、b、c三個步驟實現厚度的漸變(厚度遞減)。結合圖3說明具體工藝實施步驟如下1、織物采用2. 5維淺交彎聯結構，以芯模為內芯(圖3中3)進行仿形編織。2、織物頂部鋪頂經紗為6層，以現有鋪頂工藝進行編織。3、鋪頂后開始引緯編織，以現有引緯技術引入4緯緯紗，每緯引入7層緯紗。4、第4緯引入后，設備處于初始狀態(圖5 (a)中(1))，即高列比低列高2個紗錠位置。在初始狀態下，將每列經紗中織物內表面第I根移動至第2根位置，并與第2根紗線合并固定于第2根紗的紗錠上(圖5 (a)中(1))，經紗層數變為5層。紗線合并后，以現有引緯方法引入第5緯，引入6層緯紗。5、完成步驟4)的編織后，按淺交彎聯的運動規律完成設備經紗列向錯位，此時設備狀態與初始狀態相反，即高列比低列低2個紗錠位置。在此狀態下，以現有引緯方法引入第6緯，依舊引入6層緯紗(圖5 (a)中(2))。6、完成步驟5)的編織后，按淺交彎聯的運動規律完成設備經紗列向錯位，此時設備狀態與初始狀態相同。在此狀態下，將每列經紗中織物內表面第2根移動至第3根位置，并與第2根紗線合并固定于第3根紗的紗錠上(圖5 (b)中(1))，經紗層數變為4層。紗線合并后，以現有引緯方法引入第7緯，引入5層緯紗。7、完成步驟6)的編織后，按淺交彎聯的運動規律完成設備經紗列向錯位，此時設備狀態與初始狀態相反，即高列比低列低2個紗錠位置。在此狀態下，以現有引緯方法引入第8緯，依舊引入5層緯紗(圖5 (b)中(2))。8、完成步驟7)的編織后，按淺交彎聯的運動規律完成設備經紗列向錯位，此時設備狀態與初始狀態相同。在此狀態下，將每列經紗中織物內表面第3根移動至第4根位置，并與第4根紗線合并固定于第4根紗的紗錠上(圖5 (C)中(1))，經紗層數變為3層。紗線合并后，以現有引緯方法引入第9緯，引入4層緯紗。9、完成步驟8)的編織后，按淺交彎聯的運動規律完成設備經紗列向錯位，此時設備狀態與初始狀態相反，即高列比低列低2個紗錠位置。在此狀態下，以現有引緯方法引入第10緯，依舊引入4層緯紗(圖5 (C)中(2))。10、完成以上9個步驟后，頂部變厚度編織即已完成。后續錐段的編織以現有2. 5維編織工藝繼續編織即可，直至完成整件織物的編織。實施例2 :以整體編織2. 5維方頂(厚頂薄壁)織物(圖4)為例，織物頂部為方形，頂部厚度為2. 5mm，側壁厚度1. 5mm，在頂部與側壁交接處厚度突變。編織過程中，將經紗中每兩層經紗以該種組合單元體進行合并操作，一個步驟完成厚度的突變(厚度變薄)。結合圖6說明具體工藝實施步驟如下1、織物采用2. 5維淺交彎聯結構，以芯模為內芯(圖4中5)進行仿形編織。 2、頂部經向為碳纖維3K X I股，緯向為碳纖維3K X 2股。3、織物頂部鋪頂經紗為6層，以現有方頂鋪頂工藝進行鋪頂編織。4、鋪頂編織至頂部邊緣后，設定此時設備狀態為初始狀態，即高列比低列高2個紗錠位置。并設定每列經紗外表面第一根經紗編號為1，將2號位置的經紗移至I號位置，并與I號位置的經紗合并固定于I號位置的紗錠上。同樣，將4號位置的經紗移至3號位置，并與3號位置的經紗合并固定于3號位置的紗錠上；，將6號位置的經紗移至5號位置，并與5號位置的經紗合并固定于5號位置的紗錠上。此時，經紗層數為3層，分別位于每列的1、3、5位置上。5、完成步驟4)的編織后，將每列1、5位置紗錠上的經紗移至2、4位置。6、完成步驟5)的編織后，以現有引緯技術在三層經紗中由下往上的順序依次引入緯紗，共4層緯紗。7、完成步驟6)的編織后，按淺交彎聯的運動規律完成設備列向的錯位，此時的設備狀態與初始狀態相反，以現有引緯技術在三層經紗中由上往下的順序依次引入緯紗，共4層緯紗。8、完成步驟7)的編織后，按淺交彎聯的運動規律完成設備列向的錯位，此時的設備狀態與初始狀態相同，按步驟6)所述進行編織。依照步驟6)至步驟8)所述進行側壁的編織，直至編織至模具底端，即完成了編織過程。實施例3 :以整體編織2. 5維方頂(薄頂厚壁)織物(圖7)為例，織物頂部為方形，厚度為1. 5mm，側壁厚度2. 5mm，在頂部與直段交接處厚度突變。編織過程中，將經紗中每一層經紗以該種組合單元體進行分離操作，一個步驟完成厚度的突變(厚度變厚)。結合圖6說明具體工藝實施步驟如下1、織物采用2. 5維淺交彎聯結構，以芯模為內芯(圖4中5)進行仿形編織。2、頂部經向為碳纖維3K X 2股，緯向為碳纖維3K X 2股。3、織物頂部鋪頂經紗為3層，以現有方頂鋪頂工藝進行鋪頂編織。4、鋪頂編織至頂部邊緣后，設定此時設備狀態為初始狀態，即高列比低列高2個紗錠位置。并設定每列經紗內表面第一根經紗所在紗錠位置編號為1，每列共1、2、3三個編號。將每列3號位置的經紗移至5號位置，6號位置空余；2號位置的經紗移至3號位置，4號位置空余；1號位置的經紗保持原位置不動。5、完成步驟4)的編織后，將每列1、3、5位置紗錠上的經紗分離出I股經紗移至2、4、6位置。6、完成步驟5)的編織后，經紗層數由3層變為6層，每層經紗股數均為I股。以現有引緯技術在6層經紗中由下往上的順序依次引入緯紗，共7層緯紗。7、完成步驟6)的編織后，按淺交彎聯的運動規律完成設備列向的錯位，此時的設備狀態與初始狀態相反，以現有引緯技術在三層經紗中由上往下的順序依次引入緯紗，共7層緯紗。8、完成步驟7)的編織后，按淺交彎聯的運動規律完成設備列向的錯位，此時的設備狀態與初始狀態相同，按步驟6)所述進行編織。依照步驟6)至步驟8)所述進行循環編織，直至編織至模具底端，即完成了編織過程。
權利要求
1.2. 5維與2. 5維衍生結構組合單元體的編織方法，其特征在于織物采用2. 5維淺交彎聯結構和2. 5維衍生結構組合單元體的編織方法，將相鄰兩層或兩層以上的經向紗合為一層經向紗，襯緯方法與淺交彎聯的襯緯方法相同。
2.根據權利要求1所述的編織方法，其特征在于經緯向所使用的原材料選自以下纖維中的任意一種或任意幾種的混合纖維石英纖維、碳纖維、碳化硅纖維、氮化硼纖維、氮化硅纖維、氧化鋁纖維、無堿玻璃纖維、高強玻璃纖維、低介電玻璃纖維、高模量玻璃纖維、玄武巖纖維、高密度聚乙烯纖維或芳綸纖維。
3.根據權利要求1所述的編織方法，其特征在于通過經紗股數的分離來實現厚度由薄變厚，通過經紗股數的合并實現厚度由厚變薄。
全文摘要
本發明涉及一種2.5維與2.5維衍生結構組合單元體的編織方法，采用2.5維淺交彎聯結構和2.5維衍生結構組合單元體的編織方法，將相鄰兩層或兩層以上的經向紗合為一層經向紗，襯緯方法與淺交彎聯的襯緯方法相同。采有本發明編織的立體織物結構變化易于實現，操作簡便、靈活；纖維連續性好；可采用經紗局部層以該種組織結構進行編織，也可以經紗所有層以該種組織結構進行編織；可實現厚度漸變，也可實現厚度突變；可應用于厚度由薄變厚，也可應用于厚度由厚變薄。
文檔編號D03D25/00GK103014998SQ20121058526
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月30日 優先權日2012年12月30日
發明者朱建勛, 朱夢蝶, 張立泉, 郭洪偉, 唐亦囡 申請人:中材科技股份有限公司