CN115161852B - 一种加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机织间隔织物技术领域，具体为一种加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物制备方法，具体步骤如下：(1)准备；(2)穿纱；(3)正常织造；(4)间隔距离控制；(5)接结点纬向间隔距离控制；(6)接结点经向间隔距离控制；(7)接结纱运动控制；(8)接结纱加强；本发明采用置换原理，利用间隔棍与纤维进行置换，实现了接结纱的平纹结构交织，方法简单，加强了接结纱之间的连接，具备更好的力学性能，接结强力更大。同时，接结纱为螺旋形态，保证了织物结构挺立，不坍塌，抗冲击性能更好。

Description

一种加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物制备方法

技术领域

本发明涉及机织间隔织物技术领域，具体为一种加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物制备方法，编织成的三维立体机织间隔织物可用于复合材料增强体，经复合后可应用于太空舱体或其他抗冲击结构件中。

背景技术

目前，空间舱体材料对轻量化、抗冲击的性能需求越来越迫切。而间隔织物因其结构特点有着质轻、良好的耐冲击性能、隔热性能，在工程应用方面非常广泛，逐渐在航空航天领域有了越来越多的用途。间隔织物根据成型方法，分为针织类和机织类，机织间隔织物又分为经纱接结和纬纱接结。目前较多的采用经纱接结方式，当接结高度较高时，不易挺立，容易坍塌，不易进行内部填充或复合。同时，接结纱之间无交织，接结强力较弱。

在专利号为CN202124720U(一种纬接结机织间隔织物)的文献中，该专利公开了一种纬纱接结的机织间隔织物，该织物由相互平行的上层织物、下层织物和连接上下层织物的多根接结纱组成，每根接结纱与上层织物的部分纬纱和下层织物的部分纬纱为同一根纱线。上下层织物通过纬纱连接，织造时上下层织物的经纱送经量相同，可卷绕在同一个织轴上，由一套送经机构系统控制，可采用普通织机织造。该织物由上层织物、下层织物和连接上下层织物的接结纱组成，接结纬纱接结一次后即从上层或下层进入相对层继续编织。

现有技术存在以下缺陷或问题：

在专利号为CN202124720U(一种纬接结机织间隔织物)的文献中的接结纱所在层只完成了部分交织，该纬后面为空纬，一个完全组织循环完成后，上下织物层，存在着幅宽方向左右纬密不一的情况，严重影响产品性能。且接结纱之间无联系，结构松散，织物接结强力低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物制备方法，采用多综眼织机进行织造，以基础组织为平纹的加强纬纱接结而形成的三维立体机织间隔织物，织物中接结纱为螺旋形态，使得结构挺立，不坍塌，抗冲击性能更好；同时，接结纱之间进行交织，接结强力更大。后期可采用填充物填充，或经复合后，形成工程用复合材料，可应用于太空舱体及其他抗冲击结构件中。具体步骤如下：

(1)准备：根据织物经纬密、间隔高度、幅宽、长度要求，准备对应筘号的钢筘，相应直径的间隔棍，定长分割经纱长度，准备总经根数；

(2)穿纱：上层与下层之间间隔若干个综眼进行上纱，经纱固定于后梁上，先穿入综眼，再穿过钢筘后固定在胸梁上；

(3)正常织造：上下层纬纱分开选用两个纬纱系统进行有梭织造，形成锁边；

(4)间隔距离控制：进行接结前，将间隔棍插入上下两层经纱之间；

(5)接结点纬向间隔距离控制：根据接结点纬向间隔距离S₁(cm)要求，通过转化为间隔的经纱根数N₁来控制，根据公式1-1计算得出，其中，P_j为织物经密(根/cm)；计算出需间隔的经纱根数后，在综丝上标记；

N₁＝S₁×P_j-1 式1-1

(6)接结点经向间隔距离控制：根据接结点经向间隔距离S₂(cm)要求，通过转化为间隔的纬纱根数N₂来控制，根据公式1-2计算得出，其中，P_w为织物纬密(根/cm)；

N₂＝S₂×P_w-1 式1-2

(7)接结纱运动控制：接结纱为上下层任一系统的纬纱，在接结点处纬纱进行上下层之间的运动，将经纱接结，且接结纱绕间隔棍一周运动，接结完成后返回到原有的运动轨迹上继续参与交织，在下一接结点处继续接结；

(8)接结纱加强：完成一纬接结后，将间隔棍与纤维置换，抽出间隔棍。

可选的，步骤(1)中，织物经纬密、间隔高度、幅宽、长度可根据实际要求设计；

可选的，步骤(2)中，上层与下层之间间隔若干个综眼进行上纱，间隔的综眼数≥2，且每次穿经同时穿入同一综丝的上下两层综眼后，再将两根经纱穿入同一筘眼，依次穿完，调节好经纱张力。

可选的，步骤(3)中，第一次开口时，奇数列上，偶数列下，形成一上一下的开口，此时上下层分别引入纬纱，进行打纬、成型；第二次开口，奇数列下，偶数列上，形成一下一上的开口，此时上下层分别引入纬纱，进行打纬、成型。

可选的，步骤(4)中，间隔棍直径5mm≤φ≤30mm。

可选的，步骤(5)中，所述该织物接结点纬向间隔距离其中H为织物幅宽(cm)。

可选的，步骤(6)中，所述该织物接结点经向间隔距离其中L为织物长度(cm)。

可选的，步骤(7)中，接结纱绕间隔棍运动时，采用穿针引线的方式。

可选的，所述的穿针引线方式为：将提起的经纱接结，同时，手工绕间隔棍圆周方向一周缠绕间隔棍。

可选的，所述原材料为碳纤维、芳纶纤维或陶瓷纤维其中的一种。

可选的，所述基础组织为平纹、斜纹、缎纹或其他平面机织组织的一种。

可选的，所述具体步骤进一步包括：(9)重复所述步骤(3)～(8)至织物要求长度，即得到加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用置换原理，利用间隔棍与纤维进行置换，实现了接结纱的平纹结构交织，方法简单，加强了接结纱之间的连接，具备更好的力学性能，接结强力更大。

2、本发明中，接结纱为螺旋形态，实现了织物结构挺立，不坍塌，抗冲击性能更好。

3、本发明通过采用粗细不同的间隔棍实现不同间隔高度，间隔高度可任意调节，实现产品规格多样。

4、本发明纬向接结点间距通过调节组织运动规律，即综丝间隔数的调节，使得调节范围大，可实现任意纬向接结点间距的间隔织物。

5、本发明通过将正常纬纱与纬接结纱为同一系统纱线，接结纱完成接结后返回原来轨道，继续按照原有运动规律进行交织运动，织物上下表面纬密均匀。

附图说明

图1为本发明平纹组织加强接结纱运动规律示意图；

图2为本发明平纹组织加强接结纱运动规律俯视图；

图3为本发明平纹组织加强接结纱运动规律前视图；

图4为本发明平纹组织加强接结纱运动规律左视图；

图5为本发明基础组织中为平纹的加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物组织结构图；

图6为本发明基础组织中为平纹的加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物结构俯视图；

图7为本发明基础组织中为平纹的加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物结构前视图；

图8为本发明基础组织中为平纹的加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物结构左视图。

附图标号说明：

1、经纱；2、接结纬纱；3、间隔棍；4、正常纬纱；5、加强纬纱。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图作进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，请参阅图1-图8，对本发明实施方式进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

采用原料为T300-3K东丽碳纤维，基础组织为平纹的加强纬纱5接结的三维立体机织间隔织物。制作间隔高度采用为10mm，接结点纬向间距采用为2mm，经向间隔采用为10mm，幅宽采用为10cm，长度采用为50cm，经密采用为10根/cm，纬密采用为10根/cm，进而所需经纱1根数为100×2根，共100列2层。

具体步骤如下：

(1)准备：本例中，经密为10根/cm，因此，选用10号筘；间隔高度为10mm，因此，选用直径为10mm的间隔棍；

(2)穿纱：上层与下层之间间隔6个综眼进行上纱，上下层各100根经纱1，经纱1固定于后梁上，先穿入综眼，再穿过钢筘后固定在胸梁上；每次穿经同时穿入同一综丝的上下两层综眼后，再将两根经纱1穿入同一筘眼，依次穿完，调节好经纱1张力。

(3)正常织造：上下层纬纱分开选用两个纬纱系统进行有梭织造，形成锁边；第一次开口时，奇数列上，偶数列下形成一上一下的开口，此时上下层分别引入纬纱，进行打纬、成型，第二次开口，奇数列下，偶数列上形成一下一上的开口，此时上下层分别引入纬纱，进行打纬、成型。以上为一个循环，由此往复。

(4)间隔距离控制：进行接结前，将外径为10mm的光滑间隔棍3插入上下两层经纱1之间；

(5)接结点纬向间隔距离控制：接结点纬向间隔距离为2mm，则接结纬纱2间隔1根经纱1接结一次；

(6)接结点经向间隔距离控制：经向间隔距离为10mm，根据织物纬密要求，为10根/cm，因此，间隔9根正常纬纱4接结一次；

(7)接结纱运动控制：接结纱为上下层任一系统的纬纱，在接结点处纬纱进行上下层之间的运动，将经纱1接结，接结完成后返回到原有的运动轨迹上继续参与交织，在下一接结点处继续接结；接结纱绕间隔棍3运动时，采用穿针引线的方式，将提起的经纱1接结，同时，手工绕间隔棍3圆周方向一周缠绕间隔棍3；通过将正常纬纱4与纬接结纱为同一系统纱线，接结纱完成接结后返回原来轨道，继续按照原有运动规律进行交织运动，保证织物上下表面纬密均匀。

(8)接结纱加强：完成一纬接结后，将间隔棍3与纤维置换，抽出间隔棍3，由此，接结纱形成一上一下的平纹组织；通过对接结纱进行加强，形成接结纱的平纹组织，使得间隔组织强力更高，接结纱之间更牢固，织物更挺立。

(9)重复所述工艺步骤(3)～(8)至织物要求长度，即得到加强纬纱5接结的三维立体机织间隔织物。

以上内容是结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，例如，基础组织除平纹外，还可为斜纹、缎纹等平面机织组织。采用原料除碳纤维外，还可选用芳纶纤维、陶瓷纤维等其中的一种。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (12)

1.一种加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物制备方法，采用多综眼织机进行织造，其特征在于，以基础组织为平纹的加强纬纱接结而形成的三维立体机织间隔织物；具体步骤如下：

（1）准备：根据织物经纬密、间隔高度、幅宽、长度要求，准备对应筘号的钢筘，相应直径的间隔棍，定长分割经纱长度，准备总经根数；

（2）穿纱：上层与下层之间间隔若干个综眼进行上纱，经纱固定于后梁上，先穿入综眼，再穿过钢筘后固定在胸梁上；

（3）正常织造：上下层纬纱分开选用两个纬纱系统进行有梭织造，形成锁边；

（4）间隔距离控制：进行接结前，将间隔棍插入上下两层经纱之间；

（5）接结点纬向间隔距离控制：根据接结点纬向间隔距离S₁要求，通过转化为间隔的经纱根数N₁来控制，根据公式1-1计算得出，其中，P_j为织物经密，计算出需间隔的经纱根数后，在综丝上标记；

；

（6）接结点经向间隔距离控制：根据接结点经向间隔距离S₂要求，通过转化为间隔的纬纱根数N₂来控制，根据公式1-2计算得出，其中，P_w为织物纬密；

；

（7）接结纱运动控制：接结纱为上下层任一系统的纬纱，在接结点处纬纱进行上下层之间的运动，将经纱接结，且接结纱绕间隔棍一周运动，接结完成后返回到原有的运动轨迹上继续参与交织，在下一接结点处继续接结；

（8）接结纱加强：完成一纬接结后，将间隔棍与纤维置换，抽出间隔棍。

2.根据权利要求1所述的一种加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物制备方法，其特征在于步骤（1）中，织物经纬密、间隔高度、幅宽、长度根据实际要求设计。

3.根据权利要求1所述的一种加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物制备方法，其特征在于步骤（2）中，上层与下层之间间隔若干个综眼进行上纱，间隔的综眼数≥2，且每次穿经同时穿入同一综丝的上下两层综眼后，再将两根经纱穿入同一筘眼，依次穿完，调节好经纱张力。

4.根据权利要求1所述的一种加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物制备方法，其特征在于步骤（3）中，第一次开口时，奇数列上，偶数列下，形成一上一下的开口，此时上下层分别引入纬纱，进行打纬、成型；第二次开口，奇数列下，偶数列上，形成一下一上的开口，此时上下层分别引入纬纱，进行打纬、成型。

5.根据权利要求1所述的一种加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物制备方法，其特征在于步骤（4）中，间隔棍直径5mm≤φ≤30mm。

6.据权利要求1所述的一种加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物制备方法，其特征在于步骤（5）中，所述该织物接结点纬向间隔距离 ，其中H为织物幅宽。

7.根据权利要求1所述的一种加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物制备方法，其特征在于步骤（6）中，所述该织物接结点经向间隔距离 ，其中L为织物长度。

8.根据权利要求1所述的一种加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物制备方法，其特征在于步骤（7）中，接结纱绕间隔棍运动时，采用穿针引线的方式。

9.根据权利要求8所述的一种加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物制备方法，其特征在于：所述穿针引线的方式为：将提起的经纱接结，同时，手工绕间隔棍圆周方向一周缠绕间隔棍。

10.根据权利要求1所述的一种加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物制备方法，其特征在于：所述经纱和纬纱的原材料为碳纤维、芳纶纤维或陶瓷纤维其中的一种。

11.根据权利要求1所述的一种加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物制备方法，其特征在于，进一步包括：

（9）重复所述步骤（3）~（8）至织物要求长度，即得到加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物。

12.权利要求1至11中任一项所述的一种加强纬纱接结的三维立体机织间隔织物制备方法编织得到的间隔织物应用于太空舱体或其他抗冲击结构件中。