CN104963078B - 一种管状多层多轴向经编机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管状多层多轴向经编机的制备方法。该方法主要通过如下步骤实现：在环形针床上提供多层可相对转动的铺纬载体分布在不同的圈层，沿不同的方向多角度铺纬，再通过传动机构送入成圈机构，通过垂直于纬纱排布的钩针将捆绑纱钩进纬纱层编织成圈，最后通过牵拉卷曲机构退出编织区，从而完成管状多层经编织物的织造。

Description

一种管状多层多轴向经编机

技术领域

本发明旨在研究一种管状多层多轴向经编机的制备方法，属于纺织加工与纺织机械领域。

技术背景

多轴向经编技术是在单轴向、双轴向技术的基础上发展起来的一种新型的多头衬纬编织技术。利用该技术可在织物的多个方向以不同角度衬入纱线，再经成圈机构编织成所需织物。该技术避免了传统的机织物纱线结构呈弯曲状、纱线的性能得不到充分发挥的缺陷，充分发挥织物结构中每一组分的优点，使织物的抗拉性能、弹性模量、悬垂性等各项性能得以提高。这种将织物结构性能和新兴的复合成型技术相结合的多轴向经编产品，近年来，已经被广泛应用于风力发电、航空航天、船艇制造、建筑工程等许多领域，并以其充分满足纺织复合材料质量轻、强度高、效益好的优点成为当今新材料领域研究与开发的焦点。

管状织物是在平面织物的基础上发展起来的三维立体结构体，作为产业用纺织品的新兴领域，拥有广阔的市场。管状织物的织造可以通过特殊原料的选择满足不同的产品需求，例如，采用树脂基高强纤维制成的立体管状结构件具有质量轻、比刚度与比强度高、耐疲劳性能优异、耐腐蚀性能好等特点。此外，结合高性能纤维和基体材料，管状织物还能拥有超越金属、合金、塑料等传统材料的强度、刚性和耐腐蚀性，从而实现对生产中筒径不同的烟囱、流体输送管道、衬套、罩壳、超耐高温隔热管等产品材料的改善，在能源输送、环境保护、化学化工、航空航天、生物化工、医学等多个领域有较好的应用前景。

一种较简单的三维织造方法是利用缝纫的办法将二维平面织物加工成立体织物，但形成的织物层间增强较弱，在一定的载荷下易发生分层现象，抗冲击性能和层间抗剪切性能较差，限制了其发展。为了克服这些缺点，人们相继发展了机织，针织，和编织等方法来生产三维织物。三维机织物较编织物结构紧密、价格低廉，应用广泛，但生产过程中机械运动配合复杂，纱线之间交织摩擦大，易造成纤维损伤，影响生产效率。三维编织物与机织法生产物相比克服了纤维的分层现象，且易形成生产所需的不同形状，但同时，形成的编织结构易松散，限制了织造水平的提高。经编三维织物在前两者的基础上，通过组织结构的繁多以及线圈结构的变化，有效地克服纤维损伤以及组织松散等缺点，使形成的织物结构稳定。在产业用纺织品领域，三维织物大多采用机织或编织技术，而针织技术尤其是管状多层多轴向经编机开发的很少。为此，国内外企业加大了对轴向类管状经编技术的研发投入。

从最初对管状三维机织物的交织方法的设想与实施，到结合经编工艺与织造技术，而提出的三维编织管状多层织物及其制造方法，管状多层织物发展迅速的同时也伴随着对纺织生产机械的更高需求。目前为止，国内外企业的轴向类经编机产品包括了各类双轴向和多轴向机型，发展快、成果显著。但在编织织物质量方面，特别是织物质地的稳定性方面仍有差距，机器的可靠性、转速等方面还有待提升。

现今常用的多轴向经编机主要为卡尔迈耶公司的Malimo Multiaxial系列和利巴公司的Copcentra MAX 3 CNC系列，这两种经编机在织造平面织物上有很高的性能，却无法满足三维立体结构的生产需要。目前，国内的管状织物成型技术大部分仍局限于传统的三维编织、立体机织、立体缝纫。中国实用新型CN201817651U涉及一种生产管状立体织物的圆织机，通过经纱沿主机呈圆周径向分布并在经过分线盘时，被依次释放形成梭口，同时，梭子在跑道中做圆周运动，带动其上装有的纬纱和垂纱与经纱形成交织，形成管状立体织物组织。此实用新型结构简单，功耗低，生产连续性高。随后，专利CN102002790A提出了一种三维立体织物成型方法，将经纱沿圆周在同一织造平面内排列，通过至少三把引纬器在圆周方向运动进行纬纱以及垂纱的引入，织成三维立体管状织物。该发明实现了立体织物面内织造，立体成型的过程。这两项发明都代表着国内对管状经编织物生产的不断突破。在国外，美国专利US20110014403 A1公开了一种织造一体化管状多层织物的方法和设备，但该设备一次性能织的管状长度受到限制，纱筒放在机器里面，并且体积较小，装纱量较少，实用性能较低。

由此可见，将管状织物与多层织物相结合的技术还不够成熟。可织造管状多层经编针织物经编机不仅能打破传统经编机的发展局限，简化了立体织物的织造设备，解决现有技术中复合材料立体织物生产成本较高，织造设备复杂、生产速度较慢，生产连续性较差的问题。而且提高经编机的容纱量，使其适用于大型产业用品织造，同时还能改善经编织物品种的适用范围，使织物结构中每一组分的优点都得到提升。在综合提高管状织物的抗拉性能、弹性模量、悬垂性的同时，实现对生产过程中筒径不同的流体输送管道、隔热管等特殊立体结构的材料改良，使其产品广泛应用于能源输送、环境保护、化学化工、航空航天、生物化工、医学等多个领域。因此，实现可织造管状多层经编针织物经编机的研发，对提高当前多轴向管状针织物的织造具有极其重要的意义，也是推动其不断完善的必然趋势。

发明内容

本发明的目的是阐明一种新型管状多轴向经编机的制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种管状多层多轴向经编机的制备方法。其特征在于，在环形针床上，提供L₁、L₂……L_m层缠铺纬线的载体V₁、V₂……V_m，从不同方向平行伸直多层铺纬，再通过钩针织入纬纱形成线圈。

所述环形针床，包括了N个钩针以及与其相对应的N个导纱针和沉降片，其中，导纱针引入捆绑纱，钩针将捆绑纱钩入纬纱层并成圈。同时，沉降片配合钩针运动。

所述的每个绕组纱线载体都可操作并且可相对彼此做相对转动。其中每个纱线载体具有一组供给的卷铺纬包以不断供纱形成连续的交叉纬纱层。不仅容纱量大，且引入的纬纱长度较长，受力均匀一致。

该经编机形成的织物为管状多层。其中织物的厚度是可变的，能通过调节引入的纬纱的层数进行调节。

在成圈机构编织完成后，形成的织物通过牵拉卷取逐渐退出编织区域，新的纬纱不断送入。

本发明的优点是，该经编机容纱量大，生产效率高，可织造较长纱线，品种适应范围广。复合材料中常用的高性能纤维如碳纤维、玻璃纤维都可用此机来织造。此外，通过多圈层纱线载体，在充分发挥各组分优点的同时，使纱线受力均匀，改善了织物的布面质量，提高了耐磨性、弹性、悬垂性等各项性能。突破传统平面多轴向的局限性，同时结合立体管状的优势，使多轴向经编产品适应于更广阔的市场。

附图说明

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

图1是本发明的管状多层多轴向经编机的结构示意图。

图2为本发明经编机铺纬机件的结构示意图。

图3为本发明经编机的成圈机件的结构示意图

具体实施方式

参见图1所示的一种管状多层多轴向经编机，所述经编机包括图2所示的铺纬机构和图3所示的成圈机构。所述铺纬机构包括纱线载器V₁、V₂……V_m和衬入纱线(1-2、2-2)。所述成圈机构包括导纱针(1-3、3-3)、钩针(1-4、3-4、4-4)、环形针床(1-5、3-5)、沉降片(1-1、3-1)以及捆绑纱(3-7)。

参见图2所示的管状多层多轴向经编机的铺纬机构，内有传动系统可将纱线引入编织机构。所述纱线载器V₁、V₂……V_m设置为L₁、L₂……L_m层，可相对彼此转动且可从不同方向衬入纱线，容纱量大。所述衬入纱线(1-2、2-2)平行伸直通过纱线载器V₁、V₂……V_m，形成交叉的纬纱层,、长度较长、受力均匀。

参见图3所示的管状多层多轴向经编机的成圈机构。所述环形针床(1-5、3-5)上按一定要求分布垂直于纬纱方向的钩针(1-4、3-4、4-4)，针床上方分布用于垫纱运动的导纱针(1-3、3-3)，由导纱针引入捆绑纱(3-7)并通过钩针钩入纬纱层编织成圈。最后，由经编机下方的牵拉卷取机构进行牵拉卷取编织而成的管状针织物，同时新的纱线不断喂入。

在本发明中，作为一种改进，铺纬装置(2-6)中每个纱线载体V₁、V₂……V_m都具有一组供给的卷铺纬包以不断供纱形成连续的纬纱层，从而保证实际生产的效率。

作为本发明的一种优选实施例，可通过控制纱线载体V₁、V₂……V_m之间相对转动角度的大小来控制铺位装置(2-6)中纱线方向的差异性。

作为本发明的一种优选实施例，织造形成的织物的厚度是可变的，能通过调节引入的纬纱的层数进行调节。

Claims (4)

1.一种管状多层多轴向经编机，其特征在于，所述管状多层多轴向经编机包括成圈机构以及铺纬装置；成圈机构包括捆绑纱的导纱针和沉降片以及环形针床，其中环形针床上排列有钩针；铺纬装置的载纱器分布在不同的圈层，进入纬纱的同时各圈层载纱器相对转动实现任意角度多层铺纬，钩针将捆绑纱钩进纬纱层编织成圈，形成管状多层经编织物，最后通过牵拉卷曲机构退出编织区；纱线从不同方向平行伸直通过载纱器形成交叉的纬纱层，再通过钩针织入纬纱形成线圈；铺纬装置的载纱器分布在不同的圈层，各圈层载纱器能够相互转动，以引入不同角度的纬纱，经传动机构送往编织区域；铺纬装置中每个纱线载纱器都具有一组供给的卷铺纬包以不断供纱形成连续的纬纱层。

2.如权利要求1所述的管状多层多轴向经编机，其特征在于，铺纬装置能够控制不同圈层载纱器的转动角度实现纬纱排列的多角度；不同圈层之间载纱器相对转动角度的微小差异能够得到完全不同的铺纬方向。

3.如权利要求1所述的管状多层多轴向经编机，其特征在于，针床的环形排布方式，能够编织连续的管状织物，根据引入纬纱的层数，能够调节织物的厚度。

4.如权利要求1所述的管状多层多轴向经编机，其特征在于，环形针床下方导纱针、钩针与沉降片都沿针床环形排布，钩针将捆绑纱勾进纬纱层。