CN1584163A - 一种轻质高强整体织物的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在机织织布机上形成轻质高强织物的方法，利用本方法可解决用作复合材料增强体的织物在性能上的轻质与高强高模的矛盾，并且使织物在与树脂复合的过程中形成自动撑开的整体间隔效果。本发明通过下述技术方案予以实现：以碳纤维为原料，进行间隔整体机织组织结构的织制，即有二套纱线分别形成间隔整体组织的表层的两片织物，另有一套纱线形成对两表层织物的中间连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种轻质高强织物的制造方法，尤其是一种在机织织布机上以碳纤维为原料进行间隔整体结构的织制方法，织造成的织物可用作高性能复合材料的增强体。
背景技术
碳纤维是高性能复合材料常用的原材料，但目前用在机织物中还仅以两种公知的方式出现，一是以单层平面织物的状态，二是以实心层叠的形态，还未见碳纤维用于能够在复合时具有自撑能力的整体间隔机织物的报道。这样，就出现了用作复合材料增强体的织物在性能上的轻质与高强高模的矛盾。如果要形成高强高模的复合材料的增强体，目前的方法是采用单层织物层合复合的方式，或采用多层实心织造的方式，这不可避免地出现如下不足之处：当采用前者时，为达到轻质目的，通常复合成蜂窝夹层结构，此时，工艺复杂流程较长，且易分层，机械性能不理想；当采用后者时，虽具有较好的强度和模量上的性能，但材料厚重，不能满足某些特定用途的轻量化的要求，且抗冲击性能较差。
对用作复合材料增强体的织物而言，目前还不能同时具备以下优势：间隔整体优势，间隔整体是指具有既将两片织物成一定距离分隔开又进行整体化连接的中间连接的结构层，这将使织物具有轻质特征；机织物优势，机织物意味着在结构上纤维呈相互交编结构，比之针织物等，织物中纤维排列较直，因而这将使织物具有较高的模量；碳纤维材料优势，碳纤维为原料，因为其本身高强高模及较大的刚性，这将使织物制成后不但性能优异，而且配合间隔组织结构的合理设计，就具备了良好的自撑性。“自撑”意指中间连接层具有自动撑开表面两片织物的作用，尤其当间隔织物在与树脂复合形成复合材料时。
发明内容
为了解决上述的用作复合材料增强体的织物在性能上的轻质与高强高模的矛盾，克服织物还不能同时具备间隔整体优势、机织物优势和碳纤维材料优势这三者的不足，本发明提供一种具有轻质高强高模高刚性性能的织物的制造方法。
本发明方法是，以碳纤维为原料，在机织布机上织造成能自动撑开表面两片织物的间隔型整体结构的织物。间隔整体结构是指具有既将两片织物成一定距离分隔开又具有整体化连接的中间连接的结构层。织制中，有二套纱线形成间隔整体组织的表层的两片织物，另有一套纱线形成对两表层织物的中间连接。采用间隔整体结构的主要目的是使织物具有轻质特征，犹如复合后的蜂窝夹层结构；采用机织布机织造主要目的是在织物结构上使纤维能够以较直的状态相互交编，因为机织物比之针织物等织物结构，纤维在其中的排列状态较直，因而能够使织物具有较高的模量；使用碳纤维为原料，是因为碳纤维本身高强高模及较大的刚性，还有良好的高温特性，这使织物制成后不但性能优异，而且具备了良好的自撑性。这里的“自撑”，指中间连接层具有自动撑开表面两片织物的作用，尤其当间隔织物在与树脂复合形成复合材料时。
本发明的有益效果是，可以直接在机织布机上织造成具有轻质高强高模高刚性性能的碳纤维机织间隔型整体织物，该织物在与树脂复合的过程中能够形成自动撑开的整体间隔效果。以该织物为增强体的复合材料，具有复合成形制造相对简便、工艺流程较短、机械性能优异、其突出的轻质高强、隔热耐高温、阻音降噪性能使得最终用途广泛，尤其适用于具有超高性能要求的航空航天等用途。
附图说明
图1是本发明的实施例的间隔整体织物的纵向横截面图。
图2是将本发明的实施例的间隔整体织物的纵向横截面图中的各根经纱相对于织物的纬纱的织造覆盖状态进行单独分层表示的图。
图中1、2、3、4、5、6、7、8.经纱，a.织物上表层纬纱，b.织物下表层纬纱。
具体实施方式
图1、2中，以碳纤维作为完全组织中所有经纱1、2、3、4、5、6、7、8的原料和上表层的所有纬纱a及下表层的所有纬纱b的原料，进行间隔整体机织组织结构的织制；即有二套经纱纱线与纬纱纱线交编，分别形成间隔整体组织的表层的两片织物，经纱4、8形成间隔整体组织的上表层织物，经纱3、7形成间隔整体组织的下表层织物；另有一套经纱纱线1、2、5、6形成对两表层织物的中间连接。
Claims (8)
1.一种在机织布机上织造织物的方法，其特征在于，使用碳纤维为原料织制成具有中间连接层纱线将两表层组织连成一体的间隔型整体织物。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述的使用碳纤维为原料的特征在于，织物所有纱线采用碳纤维。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述的使用碳纤维为原料的特征在于，织物的两表层组织采用碳纤维，中间连接纱线采用玻璃纤维、合成纤维、金属纤维或麻纤维。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述的使用碳纤维为原料的特征在于，织物的中间连接纱线采用碳纤维，织物的两表层组织纱线采用玻璃纤维、合成纤维、金属纤维或麻纤维。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述的使用碳纤维为原料的特征在于，织物的两表层组织采用碳纤维与玻璃纤维、合成纤维、金属纤维或麻纤维混合织造。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述的间隔型整体织物的特征在于，两表层织物由中间夹层纱线在布机织制时连接而成。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述的间隔型整体织物的特征在于，中间夹层纱线的间隔距离是可由机器进行调整的。
8.两表层的组织可为任意机织组织。
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