CN109183249A - 一种耐顶破织物及其编织方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐顶破织物及其编织方法，属于纺织技术领域。所述耐顶破织物为采用玄武岩纤维材料并具有三向交织结构的织物，通过在一个平面内由3组互成60°的经纱与纬纱相互交织而成，通过三向织物在交织点的相互锁合作用以及60°偏斜方向上的玄武岩增强纤维赋予其优良的力学性能，强度高，稳定性好，抗剪切性能好，具有较高的抗老化、耐疲劳性与抗冲击性。本发明提供的三向交织结构玄武岩纤维织物具有近似各项同性的特点，从而达到可以在受顶破性能或冲击性能时、或者受到斜向外力和法向应力集中时，能够均匀的传递来自个方向的荷载的效果。

Description

一种耐顶破织物及其编织方法
技术领域
本发明涉及一种耐顶破织物及其编织方法，属于纺织技术领域。
背景技术
织物结构一般指织物的几何结构，是经纱和纬纱在织物中相互之间的空间关系。织物结构不仅影响织物的外观效应，而且对织物的机械物理性能也有很大的影响。
纤维原料、纱线的形态和结构对织物结构也存在一定影响。
传统机织物是由经纱和纬纱按一定的交织规律交织而成，当这种传统织物在作为增强材料时，应力只能通过与纤维平行的方向传递，因此应力传递的特点是各项异性。当织物受到多应力方向时，比如在受顶破性能或冲击性能时，或者受到斜向外力和法向应力集中时，荷载就需要多方向传递，传统的二向结构机织物并不能满足这种需求。
发明内容
为了解决目前存在的现有织物在受顶破性能或冲击性能时、或者受到斜向外力和法向应力集中时，荷载就需要多方向传递，而传统的二向结构机织物无法应对的问题，本发明提供了一种耐顶破织物及其编织方法。
本发明的第一个目的在于提供一种耐顶破织物，所述耐顶破织物为采用玄武岩纤维材料并具有三向交织结构的织物。
可选的，所述采用玄武岩纤维材料包括：所述耐顶破织物的经纱和纬纱原材料均是玄武岩纤维，且玄武岩纤维单丝直径7～15um，单丝线密度1.70～1.90tex，密度2.63～2.65g/cm3，纤维长丝线密度400～800tex。
可选的，所述玄武岩纤维的抗拉强度≥1500MPa，弹性模量91～110GPa，断裂伸长率1.5～3.2％。
可选的，所述三向交织结构的基本单元在一个平面内由3组互成60°的经纱或纬纱相互交织而成。
可选的，所述三向交织结构的基本单元由两组经纱和一组纬纱构成，纬纱将下层经纱挑到上层，将上层经纱压至下层。
可选的，所述三向交织结构包括单平纹三向织物和双平纹三向织物。
可选的，所述单平纹三向织物在编织时，先将一组经纱成60°角织入，第二组经纱与第一组经纱成60°织入，最后纬纱与其他两组经纱均成60°织入。
可选的，所述双平纹三向织物在编织时，将两个单平纹中的六组经纬纱互相交替一上一下编织而成。
本发明的第二个目的在于提供一种上述耐顶破织物的编织方法，所述耐顶破织物采用玄武岩纤维材料，所述编织方法包括：在一个平面内将3组玄武岩纤维经纱或纬纱互成60°进行交织，构成三向交织结构的基本单元，将基本单元互相编织得到所述耐顶破织物。
可选的，所述三向交织结构的基本单元的编制方法包括：先将一组经纱成60°角织入，第二组经纱与第一组经纱成60°织入，最后纬纱与其他两组经纱均成60°织入得到三向交织结构的基本单元。
可选的，所述三向交织结构包括单平纹三向织物和双平纹三向织物，所述双平纹三向织物在编织时，将两个单平纹中的六组经纬纱互相交替一上一下编织而成。
本发明有益效果是：
本发明提供一种三向交织结构玄武岩纤维织物，在一个平面内由3组互成60°的经纱与纬纱相互交织而成，通过三向织物在交织点的相互锁合作用以及60°偏斜方向上的玄武岩增强纤维赋予其优良的力学性能，强度高，稳定性好，抗剪切性能好，具有较高的抗老化、耐疲劳性与抗冲击性。本发明提供的三向交织结构玄武岩纤维织物具有近似各项同性的特点，从而达到可以在受顶破性能或冲击性能时、或者受到斜向外力和法向应力集中时，能够均匀的传递来自个方向的荷载的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的耐顶破三向交织结构织物的示意图；
图2是本发明提供的三向交织结构的基本单元示意图；
图3是本发明提供的三向交织结构整体示意图；
图4是本发明提供的耐顶破三向交织结构织物在耐顶破试验中顶破前和顶破后的表观形态图；
图5是普通的二向平纹织物与本发明提供的平纹三向织物在受到外力作用时最大变形量的比较图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一：
本实施例提供一种耐顶破织物，参见图1，所述耐顶破织物为采用玄武岩纤维材料并具有三向交织结构的织物。
所述采用玄武岩纤维材料包括：所述耐顶破织物的经纱和纬纱原材料均是玄武岩纤维，且玄武岩纤维单丝直径7～15um，单丝线密度1.70～1.90tex，密度2.63～2.65g/cm3，纤维长丝线密度400～800tex。所述玄武岩纤维的抗拉强度≥1500MPa，弹性模量91～110GPa，断裂伸长率1.5～3.2％。
所述三向交织结构的基本单元在一个平面内由3组互成60°的经纱或纬纱相互交织而成。基本单元由两组经纱和一组纬纱构成，纬纱将下层经纱挑到上层，将上层经纱压至下层。将基本单元互相编织得到所述耐顶破织物。
本发明提供一种三向交织结构玄武岩纤维织物，在一个平面内由3组互成60°的经纱与纬纱相互交织而成，通过三向织物在交织点的相互锁合作用以及60°偏斜方向上的玄武岩增强纤维赋予其优良的力学性能，强度高，稳定性好，抗剪切性能好，具有较高的抗老化、耐疲劳性与抗冲击性。本发明提供的三向交织结构玄武岩纤维织物具有近似各项同性的特点，从而达到可以在受顶破性能或冲击性能时、或者受到斜向外力和法向应力集中时，能够均匀的传递来自个方向的荷载的效果。
实施例二
本实施例提供一种耐顶破织物的编织方法，参见图2，所述耐顶破织物采用玄武岩纤维材料，所述编织方法包括：在一个平面内将3组玄武岩纤维经纱或纬纱互成60°进行交织，构成三向交织结构的基本单元，将基本单元互相编织得到所述耐顶破织物。所述三向交织结构的基本单元的编制方法包括：先将一组经纱成60°角织入，第二组经纱与第一组经纱成60°织入，最后纬纱与其他两组经纱均成60°织入得到三向交织结构的基本单元。
具体的，该三向交织结构的基本单元由两组经纱和一组纬纱构成，如图2所示，纬纱将下层经纱挑到上层，将上层经纱压至下层。若设D1为纬纱，B、C为两组经纱，在三向交织结构基本单元中纬纱D1在经纱B之上和经纱C之下，而经纱C必在经纱B之下。在整块织物中，便由一个一个的基本单元组成。编织时先将经纱C穿综，再将经纱B穿综，最后在用粗针一上一下穿纬纱。
观察平面三向交织结构织物的结构，可以看到由于纬纱的存在阻止了两组经纱的靠拢，而每组经纱与纬纱之间亦有另一组经纱阻止它们靠拢，三组纱线相互制衡，虽然致使三向织物的孔隙比传统二向织物要大，但是经纬纱如图2交替配置导致三向交织机织物交织点多，与二向结构织物相比大大地增加了织物的稳定性能。在编织时，先将一组经纱成60°角织入，第二组经纱与第一组经纱成60°织入，最后纬纱与其他两组经纱均成60°织入。
而且，两个平纹三向织物还可以叠加成双平纹三向织物，两个平纹中的六组经纬纱互相交替一上一下编织，有效地减少了纱线间距，因此交织点比单平纹更多，增加了织物的覆盖率。
为测定采用上述编织方法编织得到的玄武岩纤维织物的耐顶破性能，本实施例通过下述耐顶破试验对本发明提供的三向交织结构玄武岩纤维织物进行测试：
试验过程：
在试验过程中，试验开始在织物受力薄弱点形成一个较小的破口，这一破口随着织物受力的增大逐渐变大，形成大的破洞。
由图5可知，普通的二向平纹织物和本发明提供的三向织物在受到相同外力作用时，本发明提供的三向织物的最大形变量小于普通的二向平纹织物的最大形变量，由此可知，本发明提供的三向织物的能够承受较大的外力作用，从而具有较好的耐顶破性能，而普通的二向平纹织物则较容易顶破，且破洞呈现扭曲畸形的撕裂状，裂口是垂直的；本发明提供的平面三向织物顶破前和顶破后的表观形态对比如图4所示，由于是由三组经纬纱交织的结构形成，导致破裂的洞口并非单纯的直缝，而此织物表面的网眼般六边形破洞，在持续的顶破过程中，织物洞口的形状几乎保持不变，四周伸长均匀，表现出直观的各向同性，因此三向交织结构玄武岩纤维织物的耐顶破性能较好，耐久性也更好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐顶破织物，其特征在于，所述耐顶破织物为采用玄武岩纤维材料并具有三向交织结构的织物。
2.根据权利要求1所述的织物，其特征在于，所述采用玄武岩纤维材料包括：所述耐顶破织物的经纱和纬纱原材料均是玄武岩纤维，且玄武岩纤维单丝直径7～15um，单丝线密度1.70～1.90tex，密度2.63～2.65g/cm3，纤维长丝线密度400～800tex。
3.根据权利要求1或2所述的织物，其特征在于，所述三向交织结构的基本单元在一个平面内由3组互成60°的经纱或纬纱相互交织而成。
4.根据权利要求3所述的织物，其特征在于，所述三向交织结构的基本单元由两组经纱和一组纬纱构成，纬纱将下层经纱挑到上层，将上层经纱压至下层。
5.根据权利要求4所述的织物，其特征在于，所述三向交织结构包括单平纹三向织物和双平纹三向织物。
6.根据权利要求5所述的织物，其特征在于，所述单平纹三向织物在编织时，先将一组经纱成60°角织入，第二组经纱与第一组经纱成60°织入，最后纬纱与其他两组经纱均成60°织入。
7.根据权利要求6所述的织物，其特征在于，所述双平纹三向织物在编织时，将两个单平纹中的六组经纬纱互相交替一上一下编织而成。
8.一种权利要求1-7任一所述的耐顶破织物的编织方法，其特征在于，所述耐顶破织物采用玄武岩纤维材料，所述编织方法包括：在一个平面内将3组玄武岩纤维经纱或纬纱互成60°进行交织，构成三向交织结构的基本单元，将基本单元互相编织得到所述耐顶破织物。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述三向交织结构的基本单元的编制方法包括：先将一组经纱成60°角织入，第二组经纱与第一组经纱成60°织入，最后纬纱与其他两组经纱均成60°织入得到三向交织结构的基本单元。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述三向交织结构包括单平纹三向织物和双平纹三向织物，所述双平纹三向织物在编织时，将两个单平纹中的六组经纬纱互相交替一上一下编织而成。
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