CN107151859A - 一种具有高浸透速率的织物及其制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有高浸透速率的织物，包括+45°纬纱、90°纬纱、‑45°纬纱和0°经纱，所述+45°纬纱、90°纬纱、‑45°纬纱通过0°经纱捆绑在一起。本发明还提供一种具有高浸透速率的织物的制备方法，依次包括以下步骤：A、铺设+45°纬纱；B、铺设90°纬纱；C、铺设‑45°纬纱；D、用0°经纱捆绑步骤A‑C中铺设的+45°纬纱、90°纬纱及‑45°纬纱；步骤A和C中，0°经纱的缝编针脚长度为2.6‑3.0mm。本发明还将该织物用于制备风电叶片。本发明的织物及方法得到的织物，孔隙率高，树脂灌注通道为纱线间隙及捆绑纱孔洞，灌注树脂时，浸透速率高，避免了得到的叶片根部发白的问题，同时，叶片根部灌注时间短，灌注速度提高20%以上。

Description

一种具有高浸透速率的织物及其制备方法及应用
技术领域
本发明属于织物制备领域，具体地，本发明设计一种具有高浸透速率的织物及其制备方法，还涉及其应用。
背景技术
玻璃纤维织物通过树脂灌注后成为纤维增强塑料，是风电叶片用的主要基材。随着风电叶片叶形设计越来越长，叶片根部逐渐增厚，很多叶片厂在壳体灌注的时候时间长达5h，有些甚至达到6h。同时，灌注后可能会出现根部发白等现象，导致叶片缺陷等质量问题。
授权公告号为CN201428038Y的中国实用新型专利公开了一种三轴向经编织物，由±45°的纬纱排列构成的第一和第二纱层，零度方向的经纱排列构成的第三纱层以及将所述第一、第二和第三纱层捆绑编织成为一体的且位于零度方向的捆绑纱构成，±45°方向的纬纱的号数均为300tex，零度方向经纱的号数为1200tex，捆绑纱的号数为8.3tex，±45°方向的纬纱的密度均为433根/米，零度方向的经纱和捆绑纱的密度分别为413根/米和394根/米，在所述捆绑纱上的线圈的密度为350个/米。所述经纬纱均为玻璃纤维纱，捆绑纱为涤纶纱。该实用新型的织物，其各方向纱线的密度控制准确，每平方米达到了标准克重。该实用新型能够通过线密度保持均匀，从而实现克重均衡，但在织物浸透速率的提升上并没有取得突破，从而不能解决叶片根部灌注时间过长及存在灌注发白现象问题。
发明内容
为了解决以上现有技术中叶片根部灌注时间过长及存在灌注发白现象的问题，本发明提供一种具有高浸透速率的织物，该织物具有高的浸透速率，树脂灌注速度快，且叶片根部不会出现发白的现象。
为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种具有高浸透速率的织物，包括+45°纬纱、90°纬纱、-45°纬纱和0°经纱，其中，所述+45°纬纱、90°纬纱、-45°纬纱通过0°经纱捆绑在一起。
优选的是，90°纬纱以不同角度交叉铺纬，使得部分所述90°铺纬之间存在交叉部分。
上述任一方案优选的是，90°纬纱的排列角度为88-92°，且一部分相邻90°纬纱之间存在交叉部分。
上述任一方案优选的是，0°经纱的缝编针脚长度为2.6-3.0mm。
上述任一方案优选的是，0°经纱张力为17±2CN。
上述任一方案优选的是，0°经纱的号数为16.6tex。
上述任一方案优选的是，0°经纱选用150D低弹。
上述任一方案优选的是，-45°纬纱和+45°纬纱单位面积质量为250g/m2。
上述任一方案优选的是，90°纬纱单位面积质量为709g/m2。
上述任一方案优选的是，0°经纱单位面积质量为1.8-2.2g/m2。
上述任一方案优选的是，所述+45°纬纱之间相互平行。
上述任一方案优选的是，所述-45°纬纱之间相互平行。
上述任一方案优选的是，所述+45°纬纱、90°纬纱、-45°纬纱和0°经纱均为玻璃纤维。
本发明的具有高浸透速率的织物，孔隙率高，树脂灌注通道为纱线间隙及捆绑纱孔洞，灌注树脂时，浸透速率高，避免了得到的叶片根部发白的问题，同时，叶片根部灌注时间短，灌注速度提高20%以上。
本发明另一方面还提供一种具有高浸透速率的织物的制备方法，该方法通过缝编工艺提高单层织物厚度，增加织物的孔隙率，从而提高渗透速度，实现叶片的灌注速度提高20%以上，从而解决了叶片根部灌注时间过长及存在灌注发白现象的问题。
为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案：一种提高织物浸透速率的方法，包括依次实施的以下步骤：
A、铺设+45°纬纱；
B、铺设90°纬纱；
C、铺设-45°纬纱；
D、用0°经纱捆绑步骤A-C中铺设的+45°纬纱、90°纬纱及-45°纬纱；
其中，步骤D中，0°经纱的缝编针脚长度为2.6-3.0mm；
优选的是，步骤B中，90°纬纱的铺纬方式为交叉铺纬，即所述90°纬纱以不同角度交叉铺纬，使得一部分相邻90°纬纱之间有交叉部分。
上述任一方案优选的是，步骤B中，90°纬纱在88-92°的范围内交叉铺纬，使得一部分相邻90°纬纱之间产生交叉部分。
上述任一方案优选的是，0°经纱张力为17±2cN。
上述任一方案优选的是，0°经纱的号数为16.6tex。
上述任一方案优选的是，0°经纱选用150D低弹。
上述任一方案优选的是，-45°纬纱和+45°纬纱单位面积质量为250g/m2。
上述任一方案优选的是，90°纬纱单位面积质量为709g/m2。
上述任一方案优选的是，0°经纱单位面积质量为1.8-2.2g/m2。
上述任一方案优选的是，所述+45°纬纱和-45°纬纱的铺纬方式为平行铺纬。
上述任一方案优选的是，所述+45°纬纱、90°纬纱、-45°纬纱和0°经纱均为玻璃纤维。
本发明的方法得到的织物，孔隙率高，树脂灌注通道为纱线间隙及捆绑纱孔洞，灌注树脂时，浸透速率高，避免了得到的叶片根部发白的问题，同时，叶片根部灌注时间短，灌注速度提高20%以上。
第三方面，第一方面所提供的具有高浸透速率的织物的应用：将其用于制作风电叶片。制作叶片在满足各项性能指标的基础上，灌注时间短，且叶片不会出现根部发白的问题。
附图说明
图1是按照本发明的提高织物浸透速率的方法一优选实施例的步骤流程图。
图2是按照本发明的具有高浸透速率的织物的结构示意图。
其中，各标号含义如下：1—+45°纬纱；2—90°纬纱；3—-45°纬纱；4—0°经纱；5—捆绑针脚长度。
具体实施方式
为了更好、更准确地理解本发明的发明内容，下面结合具体实施例和附图进行进一步的说明。
实施例1
一种具有高浸透速率的织物，如图2所示，包括+45°纬纱1、90°纬纱2、-45°纬纱3和0°经纱4，所述+45°纬纱、90°纬纱、-45°纬纱通过0°经纱捆绑在一起，0°经纱捆绑时的缝编针脚长度5为2.6mm。其中，90°纬纱2的排列角度为88-92°，例如，90°纬纱2可以按照90°、88°、90°、92°、90°、90°、88°、92°，依次类推的方式排列，一部分相邻90°纬纱2之间存在交叉部分；90°纬纱层夹在+45°纬纱层和-45°纬纱层之间。可见，本发明的90°纬纱2仅仅是一个名称，其铺设角度并不限制在90°方向上。
如图1所示，本实施例中的具有高浸透速率的织物的制备方法，依次包括以下步骤：
A、铺设+45°纬纱1：采用平行铺纬方式，即，+45°纬纱之间相互平行；
B、铺设90°纬纱2：交叉铺纬，纬纱在88-92°之间，以不同的角度循环依次铺纬，使得90°纬纱中，至少有一部分相邻纬纱之间存在交叉部分；例如，按照90°、88°、90°、92°、90°、90°、88°、92°，依次类推的方式进行铺纬；
C、铺设-45°纬纱3：采用平行铺纬方式，即，+45°纬纱1之间相互平行；
D、用0°经纱4充当捆绑纱，捆绑步骤A-C中铺设的+45°纬纱1、90°纬纱2及-45°纬纱3。
本实施例中，用0°经纱4对+45°纬纱1、90°纬纱2及-45°纬纱3进行捆绑时，其缝编针脚长度5为2.6mm。
本实施例中，用0°经纱4对+45°纬纱1、90°纬纱2及-45°纬纱3进行捆绑时，控制0°经纱的张力为17cN。
本实施例中，0°经纱4的号数为16.6tex（150D）。
本实施例中，-45°纬纱3和+45°纬纱1的单位面积质量为250g/m2。
本实施例中，90°纬纱2的单位面积质量为709g/m2。
本实施例中，0°经纱4的单位面积质量为2g/m2。
本实施例中，所述+45°纬纱1、90°纬纱2、-45°纬纱3和0°经纱4均为玻璃纤维。
本实施例具有高浸透速率的织物的应用：将其用于制作风电叶片，其制作方法采用现有方法进行，整个制作过程中，唯一的区别是将所用的织物更换成本实施例的具有高浸透速率的织物。
本实施例中，叶片厂在壳体灌注时的时候用时3.8小时，同时，叶片根部灌注没有出现发白现象。
实施例2.1
一种具有高浸透速率的织物，与实施例1不同的是，其制备方法的步骤D中，用0°经纱4对+45°纬纱1、90°纬纱2及-45°纬纱3进行捆绑时，控制0°经纱4的张力为19cN。
本实施例中，叶片厂在壳体灌注时的时候用时3.9小时，同时，叶片根部灌注没有出现发白现象。
实施例2.2
一种具有高浸透速率的织物，与实施例1不同的是，其制备方法的步骤D中，用0°经纱4对+45°纬纱1、90°纬纱2及-45°纬纱3进行捆绑时，控制0°经纱4的张力为15cN。
本实施例中，叶片厂在壳体灌注时的时候用时3.8小时，同时，叶片根部灌注没有出现发白现象。
实施例2.3
一种具有高浸透速率的织物，与实施例1不同的是，其制备方法的步骤D中，用0°经纱4对+45°纬纱1、90°纬纱2及-45°纬纱3进行捆绑时，控制缝编针脚的长度为2.8mm。
本实施例中，叶片厂在壳体灌注时的时候用时3.6小时，同时，叶片根部灌注没有出现发白现象。
实施例2.4
一种具有高浸透速率的织物，与实施例1不同的是，其制备方法的步骤D中，用0°经纱4对+45°纬纱1、90°纬纱2及-45°纬纱3进行捆绑时，控制缝编针脚的长度为3.0mm。
本实施例中，叶片厂在壳体灌注时的时候用时3.8小时，同时，叶片根部灌注没有出现发白现象。
实施例2.5
一种具有高浸透速率的织物，与实施例1不同的是，其制备方法的步骤D中，用0°经纱4对+45°纬纱1、90°纬纱2及-45°纬纱3进行捆绑时，控制0°经纱的单位面积质量为1.8g/m2。
本实施例中，叶片厂在壳体灌注时的时候用时3.5小时，同时，叶片根部灌注没有出现发白现象。
实施例2.6
一种具有高浸透速率的织物，与实施例1不同的是，其制备方法的步骤D中，用0°经纱4对+45°纬纱1、90°纬纱2及-45°纬纱3进行捆绑时，控制0°经纱的单位面积质量为2.2g/m2。
本实施例中，叶片厂在壳体灌注时的时候用时3.7小时，同时，叶片根部灌注没有出现发白现象。
对比例1.1
一种织物，与实施例1不同的是，其制备方法的步骤D中，用0°经纱4对+45°纬纱1、90°纬纱2及-45°纬纱3进行捆绑时，控制0°经纱4的张力为20-24cN，如20cN、22cN、24cN。
该对比例中，只要将0°经纱4的张力为20-24cN范围内，效果相同，叶片厂在壳体灌注时的时候用时3.5小时，但是织物生产过程中张力过大，缝编线容易断裂，需人工缝补，降低生产效率。
对比例1.2
一种织物，与实施例1不同的是，其制备方法的步骤D中，用0°经纱4对+45°纬纱1、90°纬纱2及-45°纬纱3进行捆绑时，控制0°经纱4的张力为10-14cN，如10cN、12cN、14cN。
本对比例中，只要将0°经纱4的张力为10-14cN范围内，效果相同，叶片厂在壳体灌注时的时候用时4.5小时，同时，叶片根部灌注出现轻微发白现象，这是因为，灌注时间长，树脂流动慢，在流动过程中就可能凝结，导致发白。
对比例2.1
一种织物，与实施例1不同的是，其制备方法的步骤D中，用0°经纱4对+45°纬纱1、90°纬纱2及-45°纬纱3进行捆绑时，其缝编针脚长度5为3.5mm。
本对比例中，叶片厂在壳体灌注时的时候用时5.7小时，树脂流动速率慢导致树脂在未充分浸润织物前就已经固化，造成叶片根部发白等质量缺陷。
对比例2.2
一种织物，与实施例1不同的是，其制备方法的步骤D中，用0°经纱4对+45°纬纱1、90°纬纱2及-45°纬纱3进行捆绑时，其缝编针脚长度5为2mm。
本对比例中，叶片厂在壳体灌注时的时候用时2.8小时，但对织物生产效率影响较大，会降低40%以上。同时灌注速度过快，造成树脂浸润不均衡。
对比例3
一种织物，余实施例1不同的是，其中的90°纬纱采用平行铺纬的方式进行铺纬，即，90°纬纱相互平行，都是在90°的方向上。
该对比例中，叶片厂在壳体灌注时的时候用时6小时，同时，叶片根部灌注出现严重的发白现象。树脂流动速率慢导致树脂在未充分浸润织物前就已经固化，造成叶片根部发白等质量缺陷。
对比例4.1
一种织物，与实施例1不同的是，其制备方法的步骤B中，纬纱在90-95°之间，以不同的角度循环依次铺纬，例如按照90°、92°、90°、95°、90°、90°、92°、95°等，依次类推的方式进行铺纬。
本对比例中，叶片厂在壳体灌注时的时候用时3.1小时，但是铺纬的交叉角度过大，与树脂结合后的力学性能会降低，从而达不到叶片设计对于力学性能的要求。
对比例4.2
一种织物，与实施例1不同的是，其制备方法的步骤B中，纬纱在85-90°之间，以不同的角度循环依次铺纬，例如按照85°、90°、88°、90°、90°、85°、88°等，依次类推的方式进行铺纬。
本对比例中，叶片厂在壳体灌注时的时候用时3.1小时，但是铺纬的交叉角度过大，与树脂结合后的力学性能会降低，从而达不到叶片设计对于力学性能要求。
对比例5.1
一种织物，与实施例1不同的是，其制备方法的步骤D中，捆绑用的0°经纱选用100D玻璃纤维。
本对比例中，叶片厂在壳体灌注时的时候用时5.7小时，同时，叶片根部灌注出现轻微发白现象，这是因为树脂流动速率慢导致树脂在未充分浸润织物前就已经固化，造成叶片根部发白等质量缺陷。
对比例5.2
一种织物，与实施例1不同的是，其制备方法的步骤D中，捆绑用的0°经纱选用200D玻璃纤维。
本对比例中，叶片厂在壳体灌注时的时候用时3.4小时，但是200D捆绑线号数过大，容易损坏缝编槽针，降低织物生产效率。
对比例6
按照授权公告号为CN201428038Y的中国实用新型专利得到的织物。风电叶片厂在壳体灌注时的时候用时6.5小时，同时，叶片根部灌注出现严重的发白现象，这是因为树脂流动速率慢导致树脂在未充分浸润织物前就已经固化，造成叶片根部发白等质量缺陷。
需要说明的是，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种具有高浸透速率的织物，包括+45°纬纱、-45°纬纱和0°经纱，其特征在于：还包括90°纬纱，且所述+45°纬纱、90°纬纱、-45°纬纱通过0°经纱捆绑在一起。
2.如权利要求1所述的具有高浸透速率的织物，其特征在于：90°纬纱以不同角度交叉铺纬，使得一部分所述90°纬纱之间存在交叉部分。
3.如权利要求2所述的具有高浸透速率的织物，其特征在于：90°纬纱的排列角度为88-92°，且相邻90°纬纱之间存在交叉部分。
4.如权利要求3所述的具有高浸透速率的织物，其特征在于：0°经纱的缝编针脚长度为2.6-3.0mm。
5.如权利要求4所述的具有高浸透速率的织物，其特征在于：0°经纱张力为17±2CN。
6.如权利要求5所述的具有高浸透速率的织物，其特征在于：0°经纱的号数为16.6tex。
7.如权利要求6所述的具有高浸透速率的织物，其特征在于：0°经纱选用150D低弹。
8.如权利要求7所述的具有高浸透速率的织物，其特征在于：-45°纬纱和+45°纬纱单位面积质量为250g/m2。
9.一种具有高浸透速率的织物的制备方法，包括依次实施的以下步骤：
A、铺设+45°纬纱；
B、铺设90°纬纱；
C、铺设-45°纬纱；
D、用0°经纱捆绑步骤A-C中铺设的+45°纬纱、90°纬纱及-45°纬纱；
其中，步骤A和C中，0°经纱的缝编针脚长度为2.6-3.0mm。
10.如权利要求1-8中任一项所述具有高浸透速率的织物的应用：将其用于制作风电叶片。
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