CN1804174A - 一种织造z向起圈织物的方法 - Google Patents

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一种织造Z向起圈织物的方法，该起圈织物的织造方法包括经纱预处理、整经、织前准备、织造、下样与整形等步骤，其特征是：1)织造选用的纤维是碳纤维、预氧丝纤维、芳纶、玻璃纤维之一；2)织造所用的纤维在织造前需进行预处理；3)起圈织物结构由两个系统的经纱和一个系统的纬纱交织形成；4)两个系统的经纱储存在两个经轴上，两个系统经纱储纱量由起圈织物长度、宽度和织物Z向起圈高度决定。本发明的Z向起圈纤维束可以用来联接多层立体织物，联接的多层立体织物的层间联接强度比现常用的整体毡碳/碳织物大为提高，使预制件具备整体增强结构。该起圈织物具有纤维方向及性能可设计，织物密度可调且均匀性、一致性高、成本低等特点。

Description

一种织造Z向起圈织物的方法
技术领域
本发明涉及一种用新型纤维织造Z向起圈织物的方法，属于异型织物的技术领域。
背景技术
起圈织物在民用纺织品中运用较广，如毛巾、浴巾、毛毯、睡衣等，其织造纤维也多为棉、涤棉等吸水性强、柔性好的纤维。用碳纤维、预氧丝纤维等新型纤维织造的Z向起圈织物在国内尚属空白。
发明内容
本发明要解决的就是目前的起圈织物只能用棉、涤棉等吸水性强、柔性好的纤维，其他纤维尚不能用于织造起圈织物的问题。
本发明包括经纱预处理、整经、织前准备、织造、下样与整形等步骤，其特征是：
1)织造所用的纤维是碳纤维、预氧丝纤维、芳纶、玻璃纤维之一；
2)织造所用的新型纤维在织造前需进行预处理；
3)起圈织物结构由两个系统的经纱和一个系统的纬纱交织形成；
4)两个系统的经纱储存在两个经轴上，两个系统经纱储纱量由起圈织物长度、宽度和织物Z向起圈高度决定，具体如下：
L圈＝(2d+l圈)×n；                 L地＝l地×n
L圈、L地为两类经轴总储纱量，       d为单圈起圈高度，
l圈为一个成圈单元内起圈经纱交织量，l地为地经轴一个成圈单元的送经量，n为总成圈数。
5)织物Z向起圈的高度由经轴送经量决定；
6)通过织物的经密和纬密设计来控制织物的Z向起圈前后和左右间距，经密对应起圈左右间距，纬密对应起圈前后间距：
7)确定了Z向起圈的前后和左右间距后，Z向成圈数目在单位面积内是恒定的。
在本发明中，织物经、纬向密度、Z向起圈高度不同，织物三个方向纤维比例分配就不同，直接决定了Z向起圈织物的面密度，面密度可根据使用要求进行设计，计算方法如下：
P＝{[(a1+a2)×b+d’]×c}÷s÷10
P为面密度(g/m2)，   a1为经密(根/cm)、a2为纬密(根/cm)
b为单位长度(m)，    d’为单位面积内Z向起圈长度(m)，
c为纤维线密度(tex)，s为单位面积(m2)
在织造起圈织物时，经、纬纱所用的纤维是相同的一种纤维。
起圈经轴在织物一次起圈过程中送经量的多少决定了起圈高度，一次送经量是织物一次起圈高度的两倍。
织物的经密由所用钢筘的筘号决定(筘号是指1米长度内筘齿的数量)，，织物的纬密由织机的纬密齿轮(决定单位长度内纬纱的根数)和纬纱的粗细决定。
本发明的织物结构由两个系统经纱和一个系统纬纱交织而成(如图1所示)，地经与Z向起圈经纱各有一个单独的储纱经轴，根据织物织造长度、宽度与Z向起圈高度配比两系统经轴储纱量，由一台改进的剑杆织机完成织造(如图4所示)。在织造过程中，两系统经纱的送经量各自单独控制，通过织布机的打纬机构和织物组织配合实现单面Z向成圈或双面Z向成圈，Z向起圈前后与左右的间距通过调节经密和纬密来实现。织造所用的纤维可以是碳纤维、预氧丝纤维、芳纶、玻璃纤维等新型纤维，这类纤维属于刚性较大，柔性较差的脆性材料，在织造过程中容易起毛与断裂，起圈难度大，在织前需做柔性与润滑处理(如图5所示)。
本发明的Z向起圈纤维束可以用来联接多层立体织物，用针刺工艺使织物层间紧密联接，联接的多层立体织物的层间联接强度比现常用的整体毡碳/碳织物大为提高，使预制件具备整体增强结构。该起圈织物具有纤维方向及性能可设计，织物密度可调且均匀性、一致性高、成本低等特点。满足航天、航空及武器制备对基础材料力学性能、抗冲涮及耐高温的使用要求。
本发明提供的织物可用于航天、航空及军工武器等领域。
附图说明
图1为本发明的Z向起圈织物的效果图。
图2为本发明的Z向起圈织物单面起圈起圈过程图。
图3为本发明的Z向起圈织物双面起圈过程图。
图4为本发明的Z向起圈织物织造原理图。
图5为本发明的Z向起圈织物原纱的预处理图
图6为本发明的Z向起圈织物整体针刺示意图。
具体实施方式
本发明是采用新型纤维织造的具有Z向起圈纤维束的织物(如图1所示)，按照起圈的方式可分为：单面起圈(如图2所示)与双面起圈(如图3所示)，其织造流程是：
经纱预处理→整经→织前准备→织造→下样与整形
起圈织物所用的纤维是碳纤维、预氧丝纤维、芳纶、玻璃纤维等新型纤维，这类纤维属于刚性较大，柔性较差的脆性材料，在织造过程中容易起毛与断裂，起圈难度大，因此，在织造前需对原纱22做柔性与润滑处理。待处理的原纱22(如图5所示)从纱架23上匀速放出，导纱辊24给原纱22一定的张力，通过浸胶辊25的牵引，原纱柔滑的进入胶槽26，原纱在胶槽26中缓慢均匀的上胶，胶水配方组分：聚丙烯酸脂树脂、三乙酸胺油酸皂、水。配制方法是根据各组分的重量百分比和原料的固含量，计算出各组分的实际用量。各组分含量与处理的原纱类别有关系：聚丙烯酸脂树脂含量在(1-3.5)％的范围内，三乙酸胺油酸皂含量在(4-8)％的范围内，其余为水。如表1所示：
  各组分名称   碳纤维(3K)   碳纤维(6K)   预氧丝纤维(3K)
  聚丙烯酸脂树脂含量(％)   2.0   3.0   2.2
  三乙酸胺油酸皂含量(％)   6.0   6.0   6.0
  水(％)   92   91   91.8
按照实际用量称取聚丙烯酸脂树脂和三乙酸胺油酸皂，聚丙烯酸脂树脂用少量水稀释，三乙酸胺油酸皂用50℃的热水溶解，冷却一会后将两者混合搅拌，最后用水稀释到总制量，搅拌均匀后方可使用。根据后期织造的需要，胶槽26中的胶水需控制一定的温度与含胶量，温度主要通过烘箱27调节，含胶量取决于原纱22和胶水的亲和力，胶水的浓度及原纱22通过浸槽26的速度。烘箱27的温度一般在100℃～250℃，原纱22通过浸槽26的速度范围为：2.5～5m/min。上好胶的纱线需及时烘干(温度根据需要控制)，在烘箱27中烘干的纱线被一对平衡辊28柔和的牵引，纱线最终被卷取到卷取架29上。
本发明的单面起圈与双面起圈织物的成圈工艺如下：
1、单面起圈织物：(如图2所示)织物由(地经纱4、纬纱5、起圈经纱6)三系统纱线按变化经重平的规律交织在一起，在一个成圈单元组织内，每三次引纬和打纬为一次织造循环。前两次打纬时，起圈经纱被三纬中紧邻的两根纬纱夹持，多出的送经量保证成圈的高度，但是没有起圈，当第三纬引入完成后，第三次打纬使起圈经纱在Z向起圈。
2、双面起圈织物：(如图3所示)其织造工艺与单面起圈织物相似，也是一个成圈单元组织由三纬构成，起圈经纱被纬纱夹持，但(地经纱8、纬纱9、起圈经纱10)三系统纱线按变化经重平的规律交织在一起，Z向纤维束在织物的正反两面起圈。
单面起圈与双面起圈织物的织造方式(如图4所示)，起圈经纱13与地经纱14储备在经轴12上，起圈经纱13与地经纱14的储纱量根据两类经纱在一个成圈单元组织内的
比例关系设计，根据织物织造的总长度计算两类经纱的储纱量，其计算方法如下：
L圈＝(2d+l圈)×n；                 L地＝l地×n
L圈、L地为两类经轴总储纱量，       d为单圈起圈高度，
l圈为一个成圈单元内起圈经纱交织量，l地为地经轴一个成圈单元的送经量，n为总成圈数。
起圈经纱13与地经纱14先后绕过张力辊15和导纱辊16，以织造单面或双面起圈织物的工艺要求穿过综框17上的综丝18和钢筘19。织造时，调节张力辊15的位置来控制经纱的织造张力，地经纱14张力是起圈经纱13张力的3-5倍。织造过程中，经、纬纱按照(图2.7或图3.11)的工艺设计，循环交织，Z向成圈纤维束由储备起圈经纱13的经轴12主动送经，前后相邻两圈的间距根据纬纱粗细和纬密决定。
用T-3003K织造的单面起圈织物与双面起圈织物，织物的工艺参数如表2、3所示：
  织造纤维   3K碳纤维
  经、纬向纤维   3K碳纤维×1股
  织物经纬密(根/10cm)   80×80
  筘号   80齿/10cm
  成圈高度(mm)   5
  成圈间距(mm)   3.8
  织物厚度(mm)   0.37
  织物面密度(g/m2)   409.4
           表2单面起圈织物
  织造纤维   3K碳纤维
  经、纬向纤维   3K碳纤维×1股
  织物经纬密(根/10cm)   80×50
  筘号   80齿/10cm
  成圈高度(mm)   5
  成圈间距(mm)   6
  织物厚度(mm)   0.51
  织物面密度(g/m2)   350.4
          表3双面起圈织物
本发明提供的Z向成圈织物。该织物的Z向起圈纤维束可以使多层立体织物(如图5所示)的层间联接强度比现常用的整体毡碳/碳织物大为提高，用针刺工艺使织物层间紧密联接，使预制件具备整体增强结构。多层立体织物成型是由起圈织物30被放置在托板32上，在两者之间放置一块柔性体31，使起圈织物30在针刺开始时离开托板32一定距离，在针刺过程中，起圈织物30随托板32水平运动，针板33有节奏的上下运动，对起圈织物30进行Z向均匀针刺，在针刺过程中，起圈织物30的Z向起圈纤维束被针带入多层立体织物，通过针板的反复挤压使织物层间紧密联接。

Claims (5)

1、一种织造Z向起圈织物的方法，该起圈织物的织造方法包括经纱预处理、整经、织前准备、织造、下样与整形等步骤，其特征是：
1)织造选用的纤维是碳纤维、预氧丝纤维、芳纶、玻璃纤维之一；
2)织造所用的纤维在织造前需进行预处理；
3)起圈织物结构由两个系统的经纱和一个系统的纬纱交织形成；
4)两个系统的经纱储存在两个经轴上，两个系统经纱储纱量由起圈织物长度、宽度和织物Z向起圈高度决定，具体如下：
L圈＝(2d+l圈)×n；                  L地＝l地×n
L圈、L地为两类经轴总储纱量，        d为单圈起圈高度，
l圈为一个成圈单元内起圈经纱交织量， l地为地经轴一个成圈单元的送经量，n为总成圈数；
5)织物Z向起圈的高度由经轴送经量决定；
6)通过织物的经密和纬密设计来控制织物Z向起圈的前后和左右间距，经密对应起圈左右间距，纬密对应起圈前后间距；
7)确定了Z向起圈的前后和左右间距后，Z向成圈数目在单位面积内是恒定的。
2、根据权利要求1所述的Z向起圈基础织物的织造方法，其特征是织物经、纬向密度、Z向起圈高度不同，织物三个方向纤维比例分配就不同，直接决定了Z向起圈织物的面密度，面密度可根据使用要求进行设计，计算方法如下：
P＝{[(a1+a2)×b+d’]×c}÷s÷10
P为面密度(g/m2)，   a1为经密(根/cm)、a2为纬密(根/cm)
b为单位长度(m)，     d’为单位面积内Z向起圈长度(m)，
c为纤维线密度(tex)， s为单位面积(m2)。
3、根据权利要求1或2所述的Z向起圈基础织物的织造方法，其特征是在织造起圈织物时，经、纬纱所用的纤维是相同的一种纤维。
4、根据权利要求1或2所述的Z向起圈基础织物的织造方法，其特征是起圈经轴在织物一次起圈过程中送经量的多少决定了起圈高度，一次送经量是织物一次起圈高度的两倍。
5、根据权利要求1或2所述的Z向起圈基础织物的织造方法，其特征是织物的经密由所用钢筘的筘号决定，织物的纬密由织机的纬密齿轮和纬纱的粗细决定。
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