CN205167737U - 一种多轴向基材 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多轴向基材，包括多轴向玻璃纤维纱层以及铺设在多轴向玻璃纤维纱层上方或下方的玻璃纤维连续毡层，其特征在于：所述多轴向玻璃纤维纱层与玻璃纤维连续毡层之间通过在绗缝机上采用缝合结构连接；每层玻璃纤维纬纱均包括至少一组相互平行设置的玻璃纤维纬纱A以及与玻璃纤维纬纱A对应的玻璃纤维纬纱B。本实用新型的优点在于：本实用新型的多轴向基材结构强度高，浸润性、浸透性以及导流性好，延长了多轴向基材的使用寿命。

Description

一种多轴向基材

技术领域

本实用新型涉及一种多轴向玻璃纤维缝编织物，特别涉及一种多轴向基材。

背景技术

玻璃纤维缝编织物是玻璃纤维增强材料的新品种，在这种织物中，经纬纱完全平直铺设，只交叉，不交织，没有传统机织物经纬纱交织形成的纱线屈曲,可以充分发挥玻璃纤维抗拉强度高的特点，同时无曲屈的纤维更有利于树脂的流动，更易于树脂渗透，用缝编织物制造的复合材料强度高、层间结合性能好。被广泛应用于航天航空、造船业、风力发电行业、汽车工业、建筑业、运输等领域。

多轴向玻璃纤维复合连续毡是玻璃纤维缝编织物中的一种，其大多由多轴向玻璃纤维纱层与连续毡缝编而成，同时为提高受力效果，其多轴向玻璃纤维纱层的各层间玻璃纤维纱方向均匀分布，各层的纱线角度分别为0°、90°和/或±35~80°，层内的各玻璃纤维纱平行设置、角度相同，其具有更好的力学性能、剪切性。

例如专利申请号200920312773.8公开了一种多轴向复合连续毡，它主要由玻璃纤维纱构成，以玻璃纤维连续毡作为基布，玻璃纤维纱铺层在玻璃纤维连续毡上；所述的多轴向复合连续毡，所述的玻璃纤维纱铺层通过低弹涤纶丝缝编结合；所述的玻璃纤维纱铺层至少两层，层与层之间为多方向的角度设置；所述的多方向角度设置是0°、+45°、＋90°或-45°。

上述轴向玻璃纤维复合毡结构中，多轴向玻璃纤维纱铺层具有多个角度，受力均匀稳定，抗拉强度高；且同时各玻璃纤维纱无曲屈，更有利于树脂的流动和渗透，但也存在一定的缺点：

（1）由于玻璃纤维纱铺层通过低弹涤纶丝缝编结合，缝编结构紧密，影响了产品的浸润性、浸透性以及导流性；

（2）多轴向玻璃纤维纱铺层的各层纱线角度分别为0°、90°和±45°，其中0°的纱线为经纱，90°、±45°的纱线为纬纱，其在利用多轴向铺纬系统铺纬过程中，每层纬纱均是通过玻璃纤维铺纬小车沿铺纱输送带移动方向侧向移动以及沿垂直于铺纱输送带移动方向横向移动进行铺纱形成。

为确保同层纬纱均平行设置，需要通过玻璃纤维铺纬小车在小车导轨上的往复移动（小车导轨可与输送带呈一定夹角设置），支承玻璃纤维铺纬小车的小车导轨在输送带两侧沿输送带方向的移动，以及输送带运动之间的完美配合，即三者之间的合成运动来形成铺纬工艺角度。

铺纬系统的精确程度直接影响产品的质量，即该工艺对设备的精度要求非常高。因此多轴向铺纬系统均依靠进口，主要是利巴和卡尔·迈耶两家厂商的设备，造成多轴向玻璃纤维产品生产初期投入高，且结构及其控制系统非常复杂、维护不便，产能受制约，严重影响多轴向复合产品在各领域的快速发展。

（3）此外多轴向玻璃纤维纱铺层结构中，如图1所示，由于同层纬纱角度相同（多轴向是指不同层间的角度不同），为实现该工艺要求，多轴向铺纬系统在铺纬过程中，纬纱到达输送带41边缘后由多轴向铺纬系统的耙针45钩住纬纱后折向，再由挡针44配合二次折向，进而实现铺位小车往复来回移动时均能形成相互平行的纬纱段，才能使得该层内的单根纬纱角度相同，该部分位于挡针44外侧的纬纱为废纱，造成材料的浪费较大。

因此，研发一种浸润性、浸透性、导流性好且制造简单的多轴向基材势在必行。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种浸润性、浸透性以及导流性好且制造简单、投入成本低的多轴向基材。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种多轴向基材，包括多轴向玻璃纤维纱层，其创新点在于：所述多轴向玻璃纤维纱层主要由至少一层玻璃纤维经纱以及至少两层玻璃纤维纬纱上、下层叠平铺而成；每层玻璃纤维纬纱均包括若干根连续纱，每根连续纱均由若干个玻璃纤维纬纱A段、玻璃纤维纬纱B段首尾依次连接构成，且玻璃纤维纬纱A段、玻璃纤维纬纱B段分别与玻璃纤维经纱形成的夹角不同。

优选的，所述各根连续纱内的玻璃纤维纬纱A段、玻璃纤维纬纱B段由同一玻璃纤维铺纬小车在一横跨铺纱输送带的小车导轨上正向和反向移动铺纱形成；玻璃纤维纬纱A段与玻璃纤维经纱的夹角为α+ΔX，玻璃纤维纬纱B段与玻璃纤维经纱的夹角为α-ΔY，其中，α为小车导轨与玻璃纤维经纱的夹角，且0°＜α＜90°，ΔX和ΔY的范围均在2~4°之间。

优选的，所述多轴向玻璃纤维纱层为五轴向玻璃纤维纱层。

优选的，所述五轴向玻璃纤维纱层中，以玻璃纤维经纱角度为0°，玻璃纤维纬纱与玻璃纤维经纱的夹角分别为±34.5°、±37.5°、±68.1°、±75.9°。

优选的，所述多轴向基材还包括铺设在多轴向玻璃纤维纱层上方或下方的玻璃纤维连续毡层，所述多轴向玻璃纤维纱层与玻璃纤维连续毡层之间通过在绗缝机上采用缝合结构连接。

优选的，所述缝合结构为采用两根缝合线在玻璃纤维连续毡层与多轴向玻璃纤维纱层上相互锁套连接，进而将玻璃纤维连续毡层与多轴向玻璃纤维纱层复合。

优选的，所述各玻璃纤维纬纱层与玻璃纤维经纱层在玻璃纤维连续毡层上的投影呈辐射形分布。

本实用新型的优点在于：

（1）本实用新型的多轴向基材，可由多轴向玻璃纤维纱层以及铺设在多轴向玻璃纤维纱层上方或下方的玻璃纤维连续毡层组成，玻璃纤维连续毡结构强度高、表面光洁度高、抗移性好，耐树脂冲刷，浸透速度快且均匀，使得多轴向基材能够满足拉挤工艺快速浸透树脂的要求；除此之外，本实用新型的多轴向玻璃纤维纱层与玻璃纤维连续毡层之间通过在绗缝机上采用缝合结构连接，连接结构松散，提高了多轴向基材的浸润性、浸透性以及导流性；

（2）本实用新型中，多轴向玻璃纤维纬纱层中，不同于公知技术中单层玻璃纤维纬纱中同一根纱的有效部分平行设置，各层内的玻璃纤维纬纱由同一玻璃纤维铺纬小车在一横跨铺纱输送带的小车导轨上正向和反向移动铺纱形成一依次首尾衔接的Z形连续纱，即同一根连续纱是具有两个角度方向的；该结构不仅仅能够增加单层玻璃纤维的方向，满足多个方向的机械性能、抗冲击性能；且该结构使得在制作多轴向玻璃纤维纬纱层的过程中，玻璃纤维铺纬小车在到达输送带侧边时无需做多余的侧移调整纬纱重新进入输送带的角度，可直接转向实现连续化快速铺纬，不存在侧边废边，提高资源利用率；

（3）在实现层内玻璃纤维纬纱角度时，由于玻璃纤维纬纱A段和玻璃纤维纬纱B段是依次直接首尾衔接的，在铺设该结构的多轴向玻璃纤维纱层时，无需小车导轨在输送带运动方向上进行侧向移动调整纬纱去、回时的合成角度，只需考虑玻璃纤维铺纬小车与输送带之间的合成运动，大大简化铺纬系统的结构设计以及精度控制，降低设备制作、采购成本，有利于实现设备的国产化、规模化；

（4）本实用新型缝合结构采用锁式，线迹结构简单、坚固、不易松脱，用线量少，正反面线迹一致，提高了加强了多轴向基材的层间复合结构，延长了多轴向基材的使用寿命。

附图说明

图1为传统的多轴向复合连续毡中一玻璃纤维纬纱层的纬纱排列示意图。

图2为本实用新型中多轴向基材断面结构示意图。

图3为本实用新型中多轴向玻璃纤维纱层的一层纬纱层结构示意图。

图4为本实用新型中多轴向玻璃纤维纱层与玻璃纤维铺纱小车导轨的角度关系图。

图5为本实用新型中铺纬机构结构示意图。

图6为本实用新型中五轴向玻璃纤维纱层中各纬纱与经纱的夹角示意图。

图7为本实用新型中五轴向玻璃纤维纱层俯视图。

具体实施方式

如图2所示，本实施例中多轴向基材包括多轴向玻璃纤维纱层1以及铺设在多轴向玻璃纤维纱层1上的玻璃纤维连续毡层2，该多轴向玻璃纤维纱层1可铺在玻璃纤维连续毡层2上方或下方，也可以采用一个或多个多轴向玻璃纤维纱层1与一个或多个玻璃纤维连续毡层2间隔层叠设置的方式。

上述多轴向玻璃纤维纱层1与玻璃纤维连续毡层2之间通过在绗缝机上采用缝合结构连接，而不是常用的缝编结构，有利于提高其浸润性。具体缝合结构为：采用两根缝合线3在玻璃纤维连续毡层2与多轴向玻璃纤维纱层1上相互锁套连接，进而将玻璃纤维连续毡层与多轴向玻璃纤维纱层复合。

本领域技术人员应当了解，本实施例中的多轴向基材构成仅仅是示例性的，不是局限性的，可直接采用多轴向玻璃纤维纱层1作为基材，或者采用多个多轴向玻璃纤维纱层1和玻璃纤维连续毡层2的复合，这里不再赘述。

本实用新型中，多轴向玻璃纤维纱层1主要由至少一层玻璃纤维经纱13以及至少两层玻璃纤维纬纱上、下层叠平铺而成；具体可根据实际需要进行设计。

如图3所示，每层玻璃纤维纬纱均包括若干根排列相同的连续纱，每根连续纱均由若干个玻璃纤维纬纱A段11、玻璃纤维纬纱B段12首尾依次连接构成，且玻璃纤维纬纱A段11、玻璃纤维纬纱B段12分别与玻璃纤维经纱13形成的夹角不同。这里玻璃纤维纬纱A段11、玻璃纤维纬纱B段12首尾依次衔接形成一根Z形连续纱时，其首尾直接连接，与公知技术中采用挡纬后，不存在废边。

如图4所示，各根连续纱内的玻璃纤维纬纱A段、玻璃纤维纬纱B段是由多轴向铺纬系统的同一玻璃纤维铺纬小车43在一横跨铺纱输送带41的小车导轨42上正向和反向往复移动铺纱形成，玻璃纤维纬纱A段与玻璃纤维经纱的夹角为α+ΔX，玻璃纤维纬纱B段与玻璃纤维经纱的夹角为α-ΔY，其中，α为小车导轨与玻璃纤维经纱的夹角，且0°＜α＜90°，ΔX和ΔY的范围均在2~4°之间。铺纱时，铺纱输送带移动方向与玻璃纤维经纱13方向相平行。

如图5所示，多轴向铺纬系统主要包括数个沿输送带41移动方向依次设置的铺纬机构，各铺纬机构均包括安装在机架上横跨输送带41的小车导轨42，以及可沿小车导轨42延伸方向移动的铺纬小车43，在输送带1的两侧边上均均匀分布有挡针44。该多轴向铺纬系统可在目前公知的多轴向铺纬系统上直接精简相应机构来实现，更详细的结构这里不再赘述。

其工作原理为：首先通过铺纬小车43在输送带41上方往复移动铺设一层玻璃纤维纬纱，铺纬小车43沿小车导轨42从输送带41一侧边移动至输送带41的另一侧边外后，将纬纱钩在输送带41的挡针44上，然后按原来方向反向返回起点，利用铺纬小车43正向和反向移动时与输送带41方向的合成在输送带41上形成若干排列相同的连续性Z形纬纱，制得一层与输送带移动方向存在两个夹角的玻璃纤维纬纱。

各层间的玻璃纤维纬纱11、12与玻璃纤维经纱层13在玻璃纤维连续毡层上的投影形成一个辐射形分布，这里的辐射方向是指各层中玻璃纤维纬纱A段和玻璃纤维纬纱B段形成的合力方向。

作为本实用新型优选的实施方式：如图6、7所示，多轴向玻璃纤维纱层可采用五轴向玻璃纤维纱层，以玻璃纤维经纱的角度为0°计，玻璃纤维纬纱与经纱的角度分别为±34.5°、±37.5°、±68.1°、±75.9°；即其中一层玻璃纤维纬纱层中，玻璃纤维纬纱A段的角度37.5°，玻璃纤维纬纱B段的角度34.5°，第二玻璃纤维纬纱层中，玻璃纤维纬纱A段的角度75.9°，玻璃纤维纬纱B段的角度68.1°，第三玻璃纤维纬纱层中，玻璃纤维纬纱A段的角度-75.9°，玻璃纤维纬纱B段的角度-68.1°；第四玻璃纤维纬纱层中，玻璃纤维纬纱A段的角度-37.5°，玻璃纤维纬纱B段的角度-34.5°。当然，本领域技术人员应当了解，仅仅是示例性的，不是局限性的，这里玻璃纤维纬纱与经纱形成某个角度时，其具体位于五个玻璃纤维纱层的哪一层，可根据工艺需求设定。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征以及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种多轴向基材，包括多轴向玻璃纤维纱层，其特征在于：

所述多轴向玻璃纤维纱层主要由至少一层玻璃纤维经纱以及至少两层玻璃纤维纬纱上、下层叠平铺而成；

每层玻璃纤维纬纱均包括若干根连续纱，每根连续纱均由若干个玻璃纤维纬纱A段、玻璃纤维纬纱B段首尾依次连接构成，且玻璃纤维纬纱A段、玻璃纤维纬纱B段分别与玻璃纤维经纱形成的夹角不同。

2.根据权利要求1所述的多轴向基材，其特征在于：所述各根连续纱内的玻璃纤维纬纱A段、玻璃纤维纬纱B段由同一玻璃纤维铺纬小车在一横跨铺纱输送带的小车导轨上正向和反向移动铺纱形成；玻璃纤维纬纱A段与玻璃纤维经纱的夹角为α+ΔX，玻璃纤维纬纱B段与玻璃纤维经纱的夹角为α-ΔY，其中，α为小车导轨与玻璃纤维经纱的夹角，且0°＜α＜90°，ΔX和ΔY的范围均在2~4°之间。

3.根据权利要求2所述的多轴向基材，其特征在于：所述多轴向玻璃纤维纱层为五轴向玻璃纤维纱层。

4.根据权利要求3所述的多轴向基材，其特征在于：所述五轴向玻璃纤维纱层中，以玻璃纤维经纱角度为0°，玻璃纤维纬纱与玻璃纤维经纱的夹角分别为±34.5°、±37.5°、±68.1°、±75.9°。

5.根据权利要求1所述的多轴向基材，其特征在于：所述多轴向基材还包括铺设在多轴向玻璃纤维纱层上方或下方的玻璃纤维连续毡层，所述多轴向玻璃纤维纱层与玻璃纤维连续毡层之间通过在绗缝机上采用缝合结构连接。

6.根据权利要求5所述的多轴向基材，其特征在于：所述缝合结构为采用两根缝合线在玻璃纤维连续毡层与多轴向玻璃纤维纱层上相互锁套连接，进而将玻璃纤维连续毡层与多轴向玻璃纤维纱层复合。

7.根据权利要求5所述的多轴向基材，其特征在于：所述各玻璃纤维纬纱层与玻璃纤维经纱层在玻璃纤维连续毡层上的投影呈辐射形分布。