CN103132245A - 无经编纱的多轴向织物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无经编纱的多轴向织物，所述无经编纱的多轴向织物包括增强纤维层及辅助层，所述增强纤维层与所述辅助层交替排列粘合为一体，所述增强纤维层为玻璃纤维、碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯以及高性能纤维中的一种或多种混合，辅助层为具有热塑特性有机材料，或具有热塑特性有机材料与高性能纤维的混合物。本发明多轴向织物中增强纤维的有序排列使得多轴向织物整体更加稳定，不易产生歪斜，从而降低了产品在后续使用过程中的难度，同时，在生产过程中不会造成对纤维造成损伤，大大提高了产品的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种纺织品，具体地，涉及一种无经编纱的多轴向织物。
背景技术
一般的多轴向织物在编织过程中均无法彻底束缚住增强纤维，织物编织成型下机后都较为松散。如中国专利申请200810123773.3公开了一种多轴向经编织物，其由一层+45度纬纱、再覆盖一层0度的纬纱层、再附加一层0度的经纱层，再覆盖一层-45度的纬纱层，将汇集一起的经纱、纬线续纱层经编在一起，形成多轴向经编织物。这些编织物由于都较为松散，故在后续制作复合材料制品铺放织物的步骤中，不利于人员操作，并且织物在编织过程中织针会对增强纤维造成一定的损伤，最终会导致织物中的纤维未按照设计要求的方向排列产生力学上的缺陷。
如中国专利申请02809314.3公开了一种具有多轴向纤维增强的复合板生产方法与设备，其由单向增强纱层，其中至少50％是由充分混合的增强单纤维和有机材料单纤维构成的共混纱，赋予所述层具有能使其摊铺的粘附力，沿相对于移动方向的横向方向，在移动支持件上摊铺所述的层，加热沿移动方向位移的整个增强材料纱有机材料，并且通过热作用，任选地施加压力固定其整个纱，然后冷却它使其形成复合带，以及将所述的带收集成一种或多种复合板。根据其原理获取的多轴向产品，无法连续形成90度方向的增强纤维，产品在成型过程中使用针刺水刺等方法，会损伤增强纤维以及扰乱增强纤维本身的取向，严重影响产品的力学性能。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种无经编纱的多轴向织物。
本发明提供一种无经编纱的多轴向织物，所述无经编纱的多轴向织物包括增强纤维层及辅助层，所述增强纤维层与所述辅助层交替排列粘合为一体。
优选地，所述增强纤维层的层数为1～4之间的整数。
优选地，所述增强纤维层为玻璃纤维、碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯以及高性能纤维中的一种或多种混合。
优选地，所述增强纤维的取向角度为0度、-90～-20度或20～90度。
优选地，所述辅助层的层数为1～5之间的整数。
优选地，所述辅助层为具有热塑特性有机材料，或具有热塑特性有机材料与高性能纤维的混合物。
优选地，所述辅助层为片状或长丝状。
优选地，所述片状辅助层为薄膜、或者毡。
优选地，所述长丝状辅助层为芯纱、或者混纺纱。
优选地，所述增强纤维层与所述辅助层经加热处理粘合为一体。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明在生产过程中，未采用传统工艺中的成圈组件，从而避免织针在穿透增强纤维层时产生的损伤，提高了产品的生产效率。
(2)本发明不含有经编纱，克服了由经编纱造成的增强纤维的歪斜和扭曲以及纤维和纤维间产生的缝隙。
(3)本发明无经编纱的多轴向织物结构牢固，具有更好的力学性能。
(4)本发明通过热定型织物中的辅助层起到固定增强纤维的作用，可有效改善织物在制作复合材料板材过程中的工艺性能和产品品质，提高生产效率。
(5)本发明结构简单，牢固，成本低，效率高。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明所述无经编纱的多轴向织物的生产设备的侧视图；
图2为本发明所述无经编纱的多轴向织物的生产设备的俯视图；
图3为本发明所述无经编纱的多轴向织物的生产设备编织区域的侧视图；
图4为本发明所述无经编纱的多轴向织物的侧视图；
图5为本发明所述无经编纱的多轴向织物的立体示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例结合下面附图1、2、3、4对本发明作进一步说明：
本实施例涉及一种无经编纱的多轴向织物1，其包含一层增强纤维层及用于固定所述增强纤维层的一层辅助层，增强纤维层为0度方向的增强纤维层2；其增强纤维层由沿设计方向排列的增强纤维组成，使得无经编纱的多轴向织物1的力学性能大大提升，其材质为玻璃纤维、碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯以及其他高性能纤维中的一种或几种的混合，增强纤维层取向角度为0度。
辅助层为沿设计方向有序排列的长丝状或片状材料，用于固定所述增强纤维层；片状的辅助层为薄膜或毡，其材质为具有热塑特性的有机材料，或具有热塑特性的有机材料与高性能纤维的混合物；纤维状辅助层可以为长丝状，如热塑性长丝、包芯纱、混纺纱等长丝状的单一或者混杂结构。本实施例采用的辅助层为片状辅助层3。
本实施例还涉及一种无经编纱的多轴向织物1的制备方法，其方法包括如下步骤：
步骤1，将0度方向的增强纤维层2与通过装置21喂入的片状辅助层3一起经由0度纱压辊5喂入；
步骤2，步骤1中喂入的增强纤维层以及辅助层通过加热装置7进行加热后，增强纤维层与辅助层粘合在一起，然后依次经切边装置8裁边、牵拉装置9牵引、卷曲装置10卷绕后，即可。
进一步地，如图2所示，图片上侧为机器后方，下侧为机器前方，原材料从机器后方喂入，按先后顺序，依次喂入增强纤维层与辅助层，使得增强纤维层与辅助层经加热装置7使其粘合为一体，然后依次经切边装置8裁边、牵拉装置9牵引、卷曲装置10卷绕后，即可。
更进一步地，如图3、图4所示，较之传统的多轴向织物生产设备，本发明所涉及的织物未采用经编线圈对多轴向织物进行加固。传统的多轴向生产设备编织区域如图3左侧，通常由梳栉11、经编纱12、0度纱沉降片13、针身14、针芯15、沉降片16构成，上述组件经由一系列的配合运动形成经编线圈17，用于束缚按设计需求排列的0度方向的增强纤维层2。本发明只采用0度纱沉降片13、沉降片16就可以完成生产，在确保产品可正常生产的情况下，克服了传统生产过程中各种缺陷。
由于传统的生产设备中针身14和针芯15会反复穿透各层纤维，因此会对各层增强纤维造成损伤；同时，由于经编纱的束缚作用，各层增强纤维会产生歪斜，纤维和纤维间产生缝隙，上述各方面因素都会降低产品最终性能。而本发明生产过程中不涉及以下组件：梳栉11、经编纱12、针身14、针芯15，只有采用0度纱沉降片13、沉降片16就可以完成生产，在确保产品可正常生产的情况下，克服了上述的各种缺陷；
实施效果：本发明在生产过程中，未采用传统工艺中的成圈组件，从而避免织针在穿透增强纤维层时产生的损伤，提高了产品的生产效率；本发明不含有经编纱，克服了增强纤维产生歪斜和扭曲以及纤维和纤维间产生缝隙现象；本发明通过热定型织物中的辅助层起到固定增强纤维的作用，可有效改善织物在制作复合材料板材过程中的工艺性能和产品品质，提高生产效率；本发明无经编纱的多轴向织物结构牢固，具有更好的力学性能。本发明结构简单，牢固，成本低，效率高。
实施例2
本实施例结合下面附图1、2、3、4、5对本发明作进一步说明：
本实施例涉及一种无经编纱的多轴向织物1，其包含四层增强纤维层及用于固定所述增强纤维层的五层辅助层，增强纤维层为0度方向的第一增强纤维层2，非0度方向的第二至第四增强纤维层18、19、20；其增强纤维层由沿设计方向排列的增强纤维组成，使得无经编纱的多轴向织物1的力学性能大大提升，其材质为玻璃纤维、碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯以及其他高性能纤维中的一种或几种的混合，增强纤维层取向角度依次为：0度第一增强纤维层、45度第二增强纤维层、90度第三增强纤维层、-45度第四增强纤维层。
辅助层为片状材料，用于固定所述增强纤维层；如图1所示，图片上侧为机器后方，下侧为机器前方，位于机器最前方的辅助层3由装置21喂入，其余四层辅助层3由装置22喂入。所述的五层辅助层为片状的辅助层，形态为薄膜或毡状，其材质为具有热塑特性的有机材料，或具有热塑特性的有机材料与高性能纤维的混合物；
本实施例还涉及一种无经编纱的多轴向织物1的制备方法，其方法包括如下步骤：
步骤1，将0度方向的第一增强纤维层2用0度纱压辊5喂入，非0度方向的第二至第四增强纤维层18、19、20，由通过衬纬装置6有序铺放的增强纤维4构成，位于机器最前方的辅助层3由装置21喂入，其余四层辅助层3由装置22喂入；
步骤2，步骤1中喂入的增强纤维层以及辅助层通过加热装置7进行加热后，增强纤维层与辅助层粘合在一起，然后依次经切边装置8裁边、牵拉装置9牵引、卷曲装置10卷绕后，即可。
进一步地，如图2所示，图片上侧为机器后方，下侧为机器前方，原材料从机器后方喂入，按先后顺序，依次交替喂入片状辅助层与增强纤维层，使得增强纤维层与辅助层经加热装置7使其粘合为一体，然后依次经切边装置8裁边、牵拉装置9牵引、卷曲装置10卷绕后，即可。
更进一步地，如图3、图4所示，较之传统的多轴向织物生产设备，本发明所涉及的织物未采用经编线圈对多轴向织物进行加固。传统的多轴向生产设备编织区域如图3左侧，通常由梳栉11、经编纱12、0度纱沉降片13、针身14、针芯15、沉降片16构成，上述组件经由一系列的配合运动形成经编线圈17，用于束缚按设计需求排列的0度方向的第一增强纤维层2，非0度方向的第二至第四增强纤维层18、19、20。本发明只采用0度纱沉降片13、沉降片16就可以完成生产，在确保产品可正常生产的情况下，克服了传统生产过程中各种缺陷。
由于传统的生产设备中针身14和针芯15会反复穿透各层纤维，因此会对各层增强纤维造成损伤；同时，由于经编纱的束缚作用，各层增强纤维会产生歪斜，纤维和纤维间产生缝隙，上述各方面因素都会降低产品最终性能。而本发明生产过程中不涉及以下组件：梳栉11、经编纱12、针身14、针芯15，只采用0度纱沉降片13、沉降片16就可以完成生产，在确保产品可正常生产的情况下，克服了上述的各种缺陷；
实施效果：本发明在生产过程中，未采用传统工艺中的成圈组件，从而避免织针在穿透增强纤维层时产生的损伤，提高了产品的生产效率；本发明不含有经编纱，克服了增强纤维产生歪斜和扭曲以及纤维和纤维间产生缝隙现象；本发明通过热定型织物中的辅助层起到固定增强纤维的作用，可有效改善织物在制作复合材料板材过程中的工艺性能和产品品质，提高生产效率；本发明无经编纱的多轴向织物结构牢固，具有更好的力学性能。本发明结构简单，牢固，成本低，效率高。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种无经编纱的多轴向织物，其特征在于，所述无经编纱的多轴向织物包括增强纤维层及辅助层，所述增强纤维层与所述辅助层交替排列粘合为一体。
2.根据权利要求1所述的无经编纱的多轴向织物，其特征在于，所述增强纤维层的层数为1～4之间的整数。
3.根据权利要求1所述的无经编纱的多轴向织物，其特征在于，所述增强纤维层为玻璃纤维、碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯以及高性能纤维中的一种或多种混合。
4.根据权利要求1所述的无经编纱的多轴向织物，其特征在于，所述增强纤维层的取向角度为0度、-90～-20度或20～90度。
5.根据权利要求1所述的无经编纱的多轴向织物，其特征在于，所述辅助层的层数为1～5之间的整数。
6.根据权利要求1所述的无经编纱的多轴向织物，其特征在于，所述辅助层为具有热塑特性有机材料，或具有热塑特性有机材料与高性能纤维的混合物。
7.根据权利要求1所述的无经编纱的多轴向织物，其特征在于，所述辅助层为片状或长丝状。
8.根据权利要求7所述的无经编纱的多轴向织物，其特征在于，所述片状辅助层为薄膜、或者毡。
9.根据权利要求7所述的无经编纱的多轴向织物，其特征在于，所述长丝状辅助层为芯纱、或者混纺纱。
10.根据权利要求1所述的无经编纱的多轴向织物，其特征在于，所述增强纤维层与所述辅助层经加热处理粘合为一体。
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