CN101307527B - 多层衬纬机织针织复合结构及其编织方法和纱线喂入装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于纺织领域，它提供一种多层衬纬机织针织复合结构及其编织方法和纱线喂入装置。该种机织针织复合结构，包括一个罗纹地组织，两组经纱和六组纬纱，两组经纱和四组纬纱以交织的方式衬入罗纹地组织中，另两组纬纱以平直的方式衬入，被夹持在罗纹地组织的正面纵行和反面线圈纵行之间，增强了针织纱对经纱和纬纱的束缚能力。此种结构通过多层衬纬提高了织物的厚度，抗分层能力得到了提高，适用于高性能结构-功能复合材料的增强。

Description

多层衬纬机织针织复合结构及其编织方法和纱线喂入装置

技术领域

本发明涉及一种机织针织复合结构及其编织方法和装置，具体地涉及一种多层衬纬机织针织复合结构及其编织方法和纱线喂入装置。

背景技术

机织和针织是将纱线形成织物结构的两大传统的纺织加工方法。机织是使经纱和纬纱相互交织而制成织物结构的方法；针织则是先使纱线弯成线圈，然后再将线圈串套连接起来而制成织物结构的方法。

机织结构与针织结构各有其优缺点。在机织结构中，由于经纱与纬纱以近似直线的形态存在，在受到外力作用时，表现出较好的结构稳定性、较小的延伸性和较低的弹性，由于经纬纱相互交织，因此不易分层，但适型性较差；在针织结构中，由于经纱或纬纱主要以线圈的形态存在，在受到外力作用时，线圈可以变形，纱线可以滑移，表现出较大的延伸性和较高的弹性，适型性好，但结构稳定性较差。如果将两种结构结合起来，将会克服单一结构的缺陷，同时融合两种结构的特点，形成一种机织针织复合结构，以满足某些领域对织物性能的特殊要求，如复合材料增强等。

目前文献查到的机织针织复合结构有两种。第一种是美国专利(专利号3961498)所述的机织针织复合结构。其编织过程是：经纱开口——纬纱垫入(衬纬或编织)。经纱的开口采用弓形纬纱导纱器的扇形尾端撑开，纬纱从弓形纬纱导纱器的导纱眼垫入，在织针处于低位时垫入纬纱就形成衬纬纱，而在织针处于高位时垫入纬纱就被织针钩取编织形成线圈。机器针筒和经纱固定，纬纱和三角座转动，由于成圈系统较多，机器结构复杂。

第二种是台湾中国文化大学Dr Wen-HaoHsing在《Electromagnetic andelectrostatic shielding properties of co-weaving-knitting fabricsreinforced composites》(Composites：Part A 35，2004，1249-1256)一文中所述的机织针织复合结构。其编织过程是：经纱开口——衬纬——编织。经纱的开口采用上下两个综框交换位置来实现，纬纱和针织纱从机器一侧先后垫入经纱开口区域。机器针床和经纱固定，纬纱、针织纱及三角座移动，由于成圈系统少，机器结构相对简单。

在现有的两种技术中，都只能衬入一层的纬纱，衬入的纬纱层数较少，因此织物厚度较小，导致其在复合材料中的应用受到了一定的限制。

发明内容

本发明的目的是：解决由于衬入的纬纱层数较少，因此织物厚度较小，导致其在复合材料中的应用受到了一定的限制的技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供一种衬入多层纬纱的机织针织复合结构及其编织方法，同时提供针织纱、经纱和多层纬纱的专用喂入装置。

本发明的技术方案如下：

一种具有多层衬纬的机织针织复合结构，包括1+1罗纹组织1，前组经纱2和后组经纱2’，其特征是：还包括第一组纬纱3、第二组纬纱3’、第三组纬纱4、第四组纬纱4’、第五组纬纱5和第六组纬纱5’；前组经纱2和后组经纱2’每隔两个横列交替置于罗纹组织1上右沉降弧6和左沉降弧6’的前面和后面；第一组纬纱3、第二组纬纱3’、第三组纬纱4、第四组纬纱4’、第五组纬纱5和第六组纬纱5’都位于罗纹组织1的正面线圈纵行7和反面线圈纵行7’之间；第一组纬纱3和第二组纬纱3’每隔两个横列交替位于正面，第三组纬纱4、第四组纬纱4’、第五组纬纱5和第六组纬纱5’每隔两个横列同时位于正面；第一组纬纱3、第二组纬纱3’和第三组纬纱4、第四组纬纱4’、第五组纬纱5、第六组纬纱5’的横列交替排列；第一组纬纱3和第三组纬纱4位于后组经纱2’的前面和前组经纱2的后面，第二组纬纱3’和第四组纬纱4’位于后组经纱2’的后面和前组经纱2的前面，第五组纬纱5和第六组纬纱5’分别位于前组经纱2和后组经纱2’的前面和后面。

一种多层衬纬的机织针织复合结构的编织方法，包括下述步骤：

步骤1、前组经纱导纱器11和后组经纱导纱器11’将前组经纱2和后组经纱2’从纵向喂入编织区域，每根经纱喂到两枚织针之间，两组经纱相互交换位置；

步骤2、前纬纱导纱器9和后纬纱导纱器9’平行针床移动，在前组经纱2和后组经纱2’处于闭口位置时分别把第五组纬纱5和第六组纬纱5’喂入到前针床织针和后针床织针的针背下面；

步骤3、针织纱导纱器10和左纬纱导纱器8和右纬纱导纱器8’平行针床移动，在前组经纱2和后组经纱2’处于最大开口时分别把针织纱1和第三组纬纱4、第四组纬纱4’或第一组纬纱3、第二组纬纱3’喂入正在编织的前针床织针和后针床织针的针钩之前和针背之后；

步骤4、在一个往复移动过程中，左纱导纱器8和右纬纱导纱器8’交替处于超前和滞后正在编织的前针床织针和后针床织针的位置。

一种多层衬纬的机织针织复合结构横机纱线喂入装置，包含前针床，后针床，前针床织针，后针床织针，机头三角座，其特征是：还包括左纬纱导纱器8、右纬纱导纱器8’、前纬纱导纱器9、后纬纱导纱器9’，针织纱导纱器10，前组经纱导纱器11、后组经纱导纱器11’以及前经纱定位器19和后经纱定位器19’，针织纱导纱器10和左纬纱导纱器8和右纬纱导纱器8’分别固定在导纱器导杆12的前端，针织纱导纱器10处于左纬纱导纱器8和右纬纱导纱器8’的中间位置；导杆12位于前针床和后针床中间，它穿过导杆滑套14，尾端固定在滑块13上，滑块沿导轨15移动；前纬纱导纱器9和后纬纱导纱器9’对称配置在机器的前面和后面，平行针床运动；前组经纱导纱器11和后组经纱导纱器11’平行于针床方向水平排列，每个导纱器位于两枚织针之间，位于针床上方，导纱器间距与两个针距相同；前组经纱导纱器11和后组经纱导纱器11’分别置于前经纱导纱器支撑杆16和后经纱导纱器支撑杆16’上，两组经纱导纱器支撑杆通过前支撑滑杆17和后支撑滑杆17’位于对称固定在横机机架上的前滑杆滑套18和后滑杆滑套18’中，使前后移动，调节其位置；前经纱定位器19和后经纱定位器19’分别置于前针床和后针床一隔一抽去织针的针槽中。

本发明的优点是：

1.能同时衬入多层纬纱，得到厚度较大的机织针织复合结构，以满足复合材料特殊的使用要求。

2.编织方法灵活，纬纱导纱器根据结构变化要求可以有不同的工作状态和穿纱方式，能生产出不同层次的机织针织复合结构。

3.装置结构简单，调节方便，适用纱线面广，除常规纱外，还适用于高强高模纱线的编织，如玻璃纤维粗纱、玄武岩纤维粗纱、碳纤维粗纱等。

4.织物结构的密度可在较大的范围内变化，经纬纱线密度较稀时仍然有一定的结构稳定性，悬垂性还可以根据线圈的大小而调节。

附图说明

图1本发明多层衬纬机织针织复合结构示意图

图2本发明所述装置立体示意图

图3本发明所述装置侧视图

图4初始状态示意图

图5编织过程示意图

图6编织过程示意图

图7编织过程示意图

图8编织过程示意图

图9编织过程示意图

图10编织过程示意图

图11编织过程示意图

图12编织过程示意图

图13编织过程示意图

具体实施方式

下文将参照附图对本发明进行具体说明，由图1可见，本发明多层衬纬的机织针织复合结构，包括1+1罗纹组织1，前组经纱2和后组经纱2’和第一组纬纱3、第二组纬纱3’、第三组纬纱4、第四组纬纱4’、第五组纬纱5和第六组纬纱5’；前组经纱2和后组经纱2’每隔两个横列交替置于罗纹组织1上右沉降弧6和左沉降弧6’的前面和后面；第一组纬纱3、第二组纬纱3’、第三组纬纱4、第四组纬纱4’、第五组纬纱5和第六组纬纱5’都位于罗纹组织1的正面线圈纵行7和反面线圈纵行7’之间；第一组纬纱3和第二组纬纱3’每隔两个横列交替位于正面，第三组纬纱4、第四组纬纱4’、第五组纬纱5和第六组纬纱5’每隔两个横列同时位于正面；第一组纬纱3、第二组纬纱3’和第三组纬纱4、第四组纬纱4’、第五组纬纱5、第六组纬纱5’的横列交替排列；第一组纬纱3和第三组纬纱4位于后组经纱2’的前面和前组经纱2的后面，第二组纬纱3’和第四组纬纱4’位于后组经纱2’的后面和前组经纱2的前面，第五组纬纱5和第六组纬纱5’分别位于前组经纱2和后组经纱2’的前面和后面。

在本发明多层衬纬的机织针织复合结构的基础上，通过改变第一组纬纱3、第二组纬纱3’、第三组纬纱4、第四组纬纱4’、第五组纬纱5和第六组纬纱5’衬入组合，可以得到其它多种机织针织复合结构的变化结构，以满足不同的使用要求。

参阅图2、图3，本发明多层衬纬的机织针织复合结构横机纱线喂入装置，包括前后针床，前针床织针，后针床织针，机头三角座，左纬纱导纱器8、右纬纱导纱器8’、前纬纱导纱器9、后纬纱导纱器9’，针织纱导纱器10，前组经纱导纱器11、后组经纱导纱器11’以及前经纱定位器19和后经纱定位器19’，针织纱导纱器10和左纬纱导纱器8和右纬纱导纱器8’分别固定在导纱器导杆12的前端，针织纱导纱器10处于左纬纱导纱器8和右纬纱导纱器8’的中间位置；导杆12位于前针床和后针床中间，它穿过导杆滑套14，尾端固定在滑块13上，滑块沿导轨15移动；前纬纱导纱器9和后纬纱导纱器9’对称配置在机器的前面和后面，平行针床运动；前组经纱导纱器11和后组经纱导纱器11’平行于针床方向水平排列，每个导纱器位于两枚织针之间，位于针床上方，导纱器间距与两个针距相同；前组经纱导纱器11和后组经纱导纱器11’分别置于前经纱导纱器支撑杆16和后经纱导纱器支撑杆16’上，两组经纱导纱器支撑杆通过前支撑滑杆17和后支撑滑杆17’位于对称固定在横机机架上的前滑杆滑套18和后滑杆滑套18’中，使前后移动，调节其位置；前经纱定位器19和后经纱定位器19’分别置于前针床和后针床一隔一抽去织针的针槽中。

它的工作原理如图4所示，前组经纱导纱器11和后组经纱导纱器11’将前组经纱2和后组经纱2’从纵向喂入编织区域，每根经纱喂到两枚织针之间，经纱到达编织区域后由前经纱定位器19和后经纱定位器19’确保它们在正确的针距位置。两组经纱导纱器通过前支撑滑杆17和后支撑滑杆17’沿前滑杆滑套18和后滑杆滑套18’前后移动交换它们的位置，可以处于闭合和开口两种状态。前纬纱导纱器9和后纬纱导纱器9’在两组经纱处于闭口状态时，平行针床表面移动，分别把第五组纬纱5和第六组纬纱5’垫到前针床织针和后针床织针的针背后面。针织纱导纱器10和左纬纱导纱器8和右纬纱导纱器8’在两组经纱处于最大开口状态时，在导纱器导杆12的带动下，插入经纱开口，一起沿针床表面平行移动，分别把针织纱10和第三组纬纱4、第四组纬纱4’或第一组纬纱3、第二组纬纱3’喂到前后织针针钩之间和针背之后。当导纱杆12从导轨15一侧插入两组经纱的开口时，左导纱器8超前在前后织针退圈前喂入纬纱，喂入的第四组纬纱4’或第三组纬纱4被夹持在正在编织的罗纹线圈横列中，而右纬纱导纱器8’在前后织针成圈编织完以后才喂入第二组纬纱3’或第一组纬纱3，喂入的第二组纬纱3’或第一组纬纱3，被夹持在下一个罗纹线圈横列中。当导纱杆12返回到导轨15一侧时，情况刚好相反，左纬纱导纱器8在前后织针成圈编织完以后才喂入第三组纬纱4或第四组纬纱4’，喂入的第三组纬纱4或第四组纬纱4’被夹持在下一个罗纹线圈横列中，而右纬纱导纱器8’则超前在前后织针退圈前喂入第一组纬纱3或第二组纬纱3’，喂入的第一组纬纱3或第二组纬纱3’被夹持在正在编织的罗纹线圈横列中。改变前纬纱导纱器9和后纬纱导纱器9’的工作状态(工作或不工作)和左纬纱导纱器8和右纬纱导纱器8’的穿纱状态(穿纱或不穿纱)，可以得到不同衬纬层数的机织针织变化结构。

本发明多层衬纬机织针织复合结构专用编织方法的工作原理如下：

1.初始位置：如图4所示，前针床织针和后针床织针刚完成上一成圈循环的编织过程，处于最低位置。此时两组经纱导纱器分别处于最大开口位置，其中前经纱导纱器11处于机器前面位置，后经纱导纱器11’处于机器后面位置。机头三角座、针织纱导纱器10和左纬纱导纱器8和右纬纱导纱器8’处于导轨15一侧，前纬纱导纱器9和后纬纱导纱器9’处于导轨15相对的一侧，它们都位于工作织针所形成的编织区域的外面；由右纬纱导纱器8’超前喂入的第一组纬纱3则被罗纹线圈横列夹持住，由左纬纱导纱器8滞后喂入的第三组纬纱4没有被刚编织的罗纹线圈横列夹持住，处于前后针床织针的针背下面。

2.第一次衬纬准备：如图5所示，两组经纱导纱器开始第一次交换位置，当它们处于闭口位置时停止，此时两组经纱处于垂直状态，为第一次衬纬做好准备。

3.第一次衬纬：如图6所示，前纬纱导纱器9和后纬纱导纱器9’从导轨15相对的一侧往编织区域移动，分别把第五组纬纱5和第六组纬纱5’垫入到前针床织针和后针床织针针背下面。

4.第一次交换经纱导纱器的位置：如图7所示，两组经纱导纱器从闭口位置继续完成交换运动，当达最大开口位置时，前组经纱导纱器11处于机器后面位置，后组经纱导纱器11’处于机器前面位置。

5.第一横列的编织：三角座、针织纱导纱器10和左纬纱导纱器8和右纬纱导纱器8’从导轨15一侧往编织区域移动，进入两组经纱形成的开口里，完成如下的编织过程：

(1)退圈：如图8所示，在机头三角的作用下，织针上升到最高位置，旧线圈20、20’移到针杆上。

(2)垫纱：在机头三角的作用下，织针开始下降，针织纱导纱器10把针织纱1垫到前针床织针和后针床织针的针钩内，与此同时，左纬纱导纱器8提前在前后织针退圈前衬入第四组纬纱4’，而右纬纱导纱器8’滞后正在编织的前后织针成圈后衬入第二组纬纱3’。

(3)脱圈、弯纱、成圈：如图9所示，在机头三角的作用下，织针继续下降，旧线圈脱到新弯成的线圈上，当织针下降到最低点时，新线圈21、21’完全形成。此时，由左纬纱导纱器8超前喂入的第四组纬纱4’被刚编织的罗纹线圈横列夹持住，而由右纬纱导纱器8’滞后喂入的第二组纬纱3’则没有被刚编织的罗纹线圈横列夹持住。

当第一个横列编织完成时，三角座、针织纱导纱器10和左纬纱导纱器8和右纬纱导纱器8’都处于导轨15相对的一侧，导纱器导杆12位于两组经纱所形成的开口中。

6.第二横列的编织：如图10所示，三角座、针织纱导纱器10和左纬纱导纱器8和右纬纱导纱器8’往回移动，完成与上述编织第一横列一样的退圈、垫纱和脱圈、弯纱、成圈几个编织过程，形成新的线圈22、22’。当第二个横列编织完成时，三角座、针织纱导纱器10和左纬纱导纱器8和右纬纱导纱器8’又回到导轨15一侧的初始位置。此时，由右纬纱导纱器8’超前喂入的第二组纬纱3’被刚编织的罗纹线圈横列夹持住，而由左纬纱导纱器8滞后喂入的第四组纬纱4’则没有被刚编织的罗纹线圈横列夹持住。

7.第二次衬纬准备：如图11所示，两组经纱导纱器开始第二次交换位置，当它们处于闭口位置时停止，此时两组经纱处于垂直状态，为第二次衬纬做好准备。

8.第二次衬纬：如图12所示，前纬纱导纱器9和后纬纱导纱器9’从机器导轨15一侧往导轨15相对一侧回程移动，分别把第五组纬纱5和第六组纬纱5’垫入到前针床织针和后针床织针针背下面。

9.第二次交换经纱导纱器的位置：如图13所示，两组经纱导纱器11、11’从闭口位置继续完成交换运动，当达最大开口位置时，后经纱导纱器11’处于机器后面位置，前经纱导纱器11处于机器前面位置。

10.第三、第四横列的编织：三角座、针织纱导纱器10和左纬纱导纱器8和右纬纱导纱器8’从导轨15一侧往编织区域移动，然后回复，完成与上述第一和第二横列完全一样的编织过程。当三角座、针织纱导纱器10和左纬纱导纱器8、右纬纱导纱器8’回到导轨15一侧的位置时，两个新的线圈横列已编织完成。这时，针织机所有的机构又回到初始位置，新的重复单元的编织又可开始进行。一个重复单元由4个罗纹地组织线圈横列组成。

Claims (5)

1.一种具有多层衬纬的机织针织复合结构，包括1+1罗纹组织(1)，前组经纱(2)和后组经纱(2’)，其特征在于，还包括第一组纬纱(3)、第二组纬纱(3’)、第三组纬纱(4)、第四组纬纱(4’)、第五组纬纱(5)和第六组纬纱(5’)；前组经纱(2)和后组经纱(2’)每隔两个横列交替置于罗纹组织(1)上右沉降弧(6)和左沉降弧(6’)的前面和后面；第一组纬纱(3)、第二组纬纱(3’)、第三组纬纱(4)、第四组纬纱(4’)、第五组纬纱(5)和第六组纬纱(5’)都位于罗纹组织(1)的正面线圈纵行(7)和反面线圈纵行(7’)之间；第一组纬纱(3)和第二组纬纱(3’)每隔两个横列交替位于正面，第三组纬纱(4)、第四组纬纱(4’)、第五组纬纱(5)和第六组纬纱(5’)每隔两个横列同时位于正面；第一组纬纱(3)、第二组纬纱(3’)和第三组纬纱(4)、第四组纬纱(4’)、第五组纬纱(5)、第六组纬纱(5’)的横列交替排列；第一组纬纱(3)和第三组纬纱(4)位于后组经纱(2’)的前面和前组经纱(2)的后面，第二组纬纱(3’)和第四组纬纱(4’)位于后组经纱(2’)的后面和前组经纱(2)的前面，第五组纬纱(5)和第六组纬纱(5’)分别位于前组经纱(2)和后组经纱(2’)的前面和后面。

2.一种具有多层衬纬的机织针织复合结构的编织方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤1、前组经纱导纱器(11)和后组经纱导纱器(11’)将前组经纱(2)和后组经纱(2’)从纵向喂入编织区域，每根经纱喂到两枚织针之间，两组经纱相互交换位置；

步骤2、前纬纱导纱器(9)和后纬纱导纱器(9’)平行针床移动，在前组经纱(2)和后组经纱(2’)处于闭口位置时分别把第五组纬纱(5)和第六组纬纱(5’)喂入到前针床织针和后针床织针的针背下面；

步骤3、针织纱导纱器(10)和左纬纱导纱器(8)和右纬纱导纱器(8’)平行针床移动，在前组经纱(2)和后组经纱(2’)处于最大开口时分别把针织纱(1)和第三组纬纱(4)、第四组纬纱(4’)或第一组纬纱(3)、第二组纬纱(3’)喂入正在编织的前针床织针和后针床织针的针钩之前和针背之后；

步骤4、在一个往复移动过程中，左纬纱导纱器(8)和右纬纱导纱器(8’)交替处于超前和滞后正在编织的前针床织针和后针床织针的位置。

3.一种具有多层衬纬的机织针织复合结构的横机纱线喂入装置，包括前针床，后针床，前针床织针，后针床织针，机头三角座，其特征在于，还包括左纬纱导纱器(8)、右纬纱导纱器(8’)、前纬纱导纱器(9)、后纬纱导纱器(9’)，针织纱导纱器(10)，前组经纱导纱器(11)、后组经纱导纱器(11’)以及前经纱定位器(19)和后经纱定位器(19’)，针织纱导纱器(10)和纬纱左纬纱导纱器(8)和右纬纱导纱器(8’)分别固定在导纱器导杆(12)的前端，针织纱导纱器(10)处于左纬纱导纱器(8)和右纬纱导纱器(8’)的中间位置；导杆(12)位于前针床和后针床中间，它穿过导杆滑套(14)，尾端固定在滑块(13)上，滑块沿导轨(15)移动；前纬纱导纱器(9)和后纬纱导纱器(9’)对称配置在机器的前面和后面，平行针床运动；前组经纱导纱器(11)和后组经纱导纱器(11’)平行于针床方向水平排列，每个导纱器位于两枚织针之间，位于针床上方，导纱器间距与两个针距相同；前组经纱导纱器(11)和后组经纱导纱器(11’)分别置于前经纱导纱器支撑杆(16)和后经纱导纱器支撑杆(16’)上，两组经纱导纱器支撑杆通过前支撑滑杆(17)和后支撑滑杆(17’)位于对称固定在横机机架上的前滑杆滑套(18)和后滑杆滑套(18’)中，使前后移动，调节其位置；前经纱定位器(19)和后经纱定位器(19’)分别置于前针床和后针床一隔一抽去织针的针槽中。

4.如权利要求3所述的一种具有多层衬纬的机织针织复合结构的横机纱线喂入装置，其特征在于，前纬纱导纱器(9)和后纬纱导纱器(9’)处于工作状态或不工作状态。

5.如权利要求3所述的一种具有多层衬纬的机织针织复合结构的横机纱线喂入装置，其特征在于，左纬纱导纱器(8)和右纬纱导纱器(8’)之一处于穿纱状态或不穿纱状态。

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