CN204728038U - 一种混编三轴向编织布 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混编三轴向编织布，包括+N°纬纱、-N°纬纱、0°经纱和将+N°纬纱、-N°纬纱和0°经纱相互固定的捆绑纱，0＜N＜90；所述0°经纱包括第一束0°经纱、第二束0°经纱和第Y束0°经纱，Y为自然数，Y≥2；所述第一束0°经纱、第二束0°经纱和第Y束0°经纱为不同类型的纤维束。本实用新型将成不同的纤维束编织形成低成本高韧性的复合结构，能够在减轻重量的同时达到更好的设计模量要求。

Description

一种混编三轴向编织布

技术领域

本实用新型涉及复合材料编织领域，特别涉及一种混编三轴向编织布。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。风能蕴量巨大，全球的风能约为2.74×10^9MW，其中可利用的风能为2×10^7MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍，但随着城市的扩张，风力资源也在逐渐减少。

而风机叶片也随着兆瓦数的增大越来越大，叶片的重量也成为了一个关键型问题，如何降低重量的同时又保证强度能达标成了一个当务之急。蒙皮及大部分增强层选料包括玻纤布及轻木，轻木是相对较轻的一种材料，所以布的重量成为了一个影响相对比较大的原因，我们改变了传统的玻纤选择玻纤碳纤混编的方法，而为何不选择单一的碳纤三轴向布呢，主要是碳纤维原料相对于玻纤原料成本翻了十几倍，混编既能保证整体的强度及模量，同时价格也并没有提上去很多。

叶片是风力发电机组的关键核心部件之一，约占总成本的20％，它所采用的材料和设计决定叶片的性能和效率。近年来，无论海上风电还是内陆风电，叶片的制造对材料的轻量化、低成本均提出了更高的要求，传统的纯玻璃纤维经编增强材料无法满足低成本和轻量化的要求，纯碳纤维经编增强材料虽然可以实现叶片的轻量化制造，但昂贵的成本让叶片制造商难以接受。

对此，根据碳纤维、玻璃纤维两种材料的特性，将两种材料进行复合编织，根据碳纤维的含量来调整混编织物的模量，既能减轻叶片重，提高叶片刚度和强度，又能兼顾叶片价格，实现低成本制造。满足了不同的叶片设计要求，从而大大降低了叶片的生产成本，实验证明，长度大于40m的风力发电机叶片采用高性能碳纤维混编混铺织物可减重20％-30％。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种即轻薄，又有高强度，抗风性能好的混编三轴向编织布。

实现本实用新型目的的技术方案是一种混编三轴向编织布，包括多束编织在一起的+N°纬纱、-N°纬纱、0°经纱和将+N°纬纱、-N°纬纱和0°经纱相互固定的捆绑纱，0＜N＜90；所述0°经纱包括第一束0°经纱、第二束0°经纱和第Y束0°经纱，Y 为自然数，Y≥2；所述第一束0°经纱、第二束0°经纱和第Y束0°经纱为不同类型的纤维束，叠铺排列或者混编在一起。

最佳方案中，所述N为45；所述+45°纬纱包括第一束+45°纬纱和第二束+45°纬纱；所述-45°纬纱包括第一束-45°纬纱和第二束-45°纬纱；所述0°经纱包括第一束0°经纱和第二束0°经纱；所述第一束0°经纱为玻璃纤维束；所述第二束0°经纱为碳纤维束。

所述第一束0°经纱和第二束0°经纱均匀排列，二者密度比为8:3。

所述第一束0°经纱的克重与厚度比例为：1000g：0.9mm；所述第二束0°经纱的克重与厚度比例为：1000g：1.0mm。

所述第一束0°经纱、第二束0°经纱和第N束0°经纱选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维或者玄武岩纤维。

所述捆绑纱与+N°纬纱、-N°纬纱和0°经纱均有夹角。

同样的，纬纱也可以是不同纤维束混编，所述+N°纬纱包括第一束+N°纬纱、第二束+N°纬纱和第Y束+N°纬纱；所述-N°纬纱包括第一束-N°纬纱、第二束-N°纬纱和第Y束-N°纬纱，Y为自然数，Y≥2；所述第一束+N°纬纱、第二束+N°纬纱和第Y束+N°纬纱为不同类型的纤维束；所述第一束-N°纬纱、第二束-N°纬纱和第Y束-N°纬纱为不同类型的纤维束；所述+N°纬纱和-N°纬纱结构相同。

所述N为45；所述+45°纬纱包括第一束+45°纬纱和第二束+45°纬纱；所述-45°纬纱包括第一束-45°纬纱和第二束-45°纬纱；所述第一束+45°和第一束-45°纬纱玻璃纤维束；所述第二束+45°纬纱和第二束-45°纬纱为碳纤维束。

所述第一束+45°和第一束-45°纬纱的克重与厚度比例为：1000g：0.9mm；所述第二束+45°纬纱和第二束-45°纬纱的克重与厚度比例为：1000g：1.0mm。

所述第一束+N°纬纱、第二束+N°纬纱、第Y束+N°纬纱、第一束-N°纬纱、第二束-N°纬纱和第Y束-N°纬纱选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维或者玄武岩纤维。

采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：(1)本实用新型改变以往只采用单一的玻璃纤维编织成形织物的结构，转而采用捆绑方式将不同的纤维束编织形成低成本高韧性的复合结构，这样编织布的性能就综合了几种纤维束的性能，使得织物在同样厚度的情况下层数减少，更具有耐老化，耐疲劳等特性，同样能够在减轻重量的同时达到更好的设计模量要求。

(2)本实用新型的最优选择是采用玻璃纤维和碳纤维混合编织，玻璃纤维价格便宜，碳纤维性能但价格高，因此采用混编相比于传统的纯玻璃纤维编织，既能保证整体 的强度及模量，同时价格增长也可控。

(3)本实用新型的经纱和/或纬纱不限于两种纤维混编，也可以是两种以上的纤维进行混编，这样更能取长补短。

(4)本实用新型的捆绑纱的捆绑方式也有多种，只要与+N°纬纱、-N°纬纱和0°经纱均有夹角就能很好的相对固定+N°纬纱、-N°纬纱和0°经纱。

(5)本实用新型的混编布不仅可以用于风力发电中的风机风叶，还可以用于汽车配件、其他复合材料制件，用途广泛。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的结构示意图。

附图中的标号为：

+N°纬纱1、-N°纬纱2、0°经纱3、捆绑纱4。

具体实施方式

(实施例1)

见图1，本实施例的一种混编三轴向编织布，包括+N°纬纱1、-N°纬纱2、0°经纱3和将+N°纬纱1、-N°纬纱2和0°经纱3相互固定的捆绑纱4，0＜N＜90；0°经纱3包括第一束0°经纱31、第二束0°经纱32和第Y束0°经纱3Y，Y为自然数，Y≥2；第一束0°经纱31、第二束0°经纱32和第Y束0°经纱3Y为不同类型的纤维束。在本实施例中，N为45；+45°纬纱包括第一束+45°纬纱和第二束+45°纬纱；-45°纬纱包括第一束-45°纬纱和第二束-45°纬纱；0°经纱3包括第一束0°经纱31和第二束0°经纱32；第一束0°经纱31为玻璃纤维束；第二束0°经纱32为碳纤维束。第一束0°经纱31和第二束0°经纱32均匀排列，二者密度比为8:3。第一束0°经纱31的克重与厚度比例为：1000g：0.9mm；第二束0°经纱32的克重与厚度比例为：1000g：1.0mm。捆绑纱4与+N°纬纱1、-N°纬纱2和0°经纱3均有夹角。

纯玻璃纤维的三轴向编织布，即0°经纱为纯玻璃纤维束的性能如下：

本实施例的玻璃纤维和碳纤维混编的编织布的性能如下：

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混编三轴向编织布，其特征在于：包括多束编织在一起的+N°纬纱(1)、-N°纬纱(2)、0°经纱(3)和将+N°纬纱(1)、-N°纬纱(2)和0°经纱(3)相互固定的捆绑纱(4)，0＜N＜90；所述0°经纱(3)包括第一束0°经纱(31)、第二束0°经纱(32)和第Y束0°经纱(3Y)，Y为自然数，Y≥2；所述第一束0°经纱(31)、第二束0°经纱(32)和第Y束0°经纱(3Y)为不同类型的纤维束，叠铺排列或者混编在一起。

2.根据权利要求1所述的一种混编三轴向编织布，其特征在于：所述N为45；所述+45°纬纱包括第一束+45°纬纱和第二束+45°纬纱；所述-45°纬纱包括第一束-45°纬纱和第二束-45°纬纱；所述0°经纱(3)包括第一束0°经纱(31)和第二束0°经纱(32)；所述第一束0°经纱(31)为玻璃纤维束；所述第二束0°经纱(32)为碳纤维束。

3.根据权利要求2所述的一种混编三轴向编织布，其特征在于：所述第一束0°经纱(31)和第二束0°经纱(32)均匀排列，二者密度比为8:3。

4.根据权利要求3所述的一种混编三轴向编织布，其特征在于：所述第一束0°经纱(31)的克重与厚度比例为：1000g：0.9mm；所述第二束0°经纱(32)的克重与厚度比例为：1000g：1.0mm。

5.根据权利要求1所述的一种混编三轴向编织布，其特征在于：所述第一束0°经纱(31)、第二束0°经纱(32)和第N束0°经纱(3N)选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维或者玄武岩纤维。

6.根据权利要求1或5所述的一种混编三轴向编织布，其特征在于：所述捆绑纱(4)与+N°纬纱(1)、-N°纬纱(2)和0°经纱(3)均有夹角。

7.根据权利要求6所述的一种混编三轴向编织布，其特征在于：所述+N°纬纱(1)包括第一束+N°纬纱、第二束+N°纬纱和第Y束+N°纬纱；所述-N°纬纱(2)包括第一束-N°纬纱、第二束-N°纬纱和第Y束-N°纬纱，Y为自然数，Y≥2；所述第一束+N°纬纱、第二束+N°纬纱和第Y束+N°纬纱为不同类型的纤维束；所述第一束-N°纬纱、第二束-N°纬纱和第Y束-N°纬纱为不同类型的纤维束；所述+N°纬纱(1)和-N°纬纱(2)结构相同。

8.根据权利要求7所述的一种混编三轴向编织布，其特征在于：所述N为45；所述+45°纬纱包括第一束+45°纬纱和第二束+45°纬纱；所述-45°纬纱包括第一束-45°纬纱和第二束-45°纬纱；所述第一束+45°和第一束-45°纬纱玻璃纤维束；所述第二束+45°纬纱和第二束-45°纬纱为碳纤维束。

9.根据权利要求8所述的一种混编三轴向编织布，其特征在于：所述第一束+45°和第一束-45°纬纱的克重与厚度比例为：1000g：0.9mm；所述第二束+45°纬纱和第二束-45°纬纱的克重与厚度比例为：1000g：1.0mm。

10.根据权利要求1所述的一种混编三轴向编织布，其特征在于：所述第一束+N°纬纱、第二束+N°纬纱、第Y束+N°纬纱、第一束-N°纬纱、第二束-N°纬纱和第Y束-N°纬纱选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维或者玄武岩纤维。