专利名称：同幅异厚三维机织物的织造方法
技术领域：
本发明涉及纺织领域，具体的说属于一种三维机织物的织造方法。
背景技术：
国内对三维织物进行大量研究始于九十年代初，目前较为成熟的是三维针织物和三维编织物。三维机织物的研究还比较少。三维机织物是用传统织机把纤维织成三维立体织物的方法，主要是通过多层经纱机织方法生产，织物中的纤维呈互相穿插状态。目前已能织出各种三维纺织复合预制件。如三维正交织物，其各向同性比较好，用相同层数、粗细一样的纱线织成的织物比较厚；经纱通过整个厚度方向的角联锁结构的织物柔软性好。通过机织的方法还可以织出其它各种形状的预制件，如工程上经常用到的工字梁、T形梁、蜂窝板、空管板、各种箱状结构等等。三维整体结构的机织物已成为全球关注的复合增强骨架材料，是发展航空航天和国防尖端技术必不可少的高性能技术材料。这些织物具有整体性，可直接制成复合材料而不需要再加工。这种整体构件使复合材料的增强部分成为不可分层的整体，具有比强度高、比模量大、特殊力学耦合性好、可设计性好等一系列优点，同时克服了层间强度低、易冲击损伤的缺点。针对目前国家呼吁绿色低碳经济的大环境，和目前能源紧张能源的不可再生性，风电市场将会有很大的发展空间，其中风电叶片是最重要的一个环节，这种织物拟用在风力发电叶片的制造和其他需要改变厚度的复合材料织造中。目前复合材料中厚度的改变大多数采用，粘合的办法，不是一个整体，层间剪切能力较差，容易出现强力弱环，寿命较低。
发明内容
为克服上述技术问题，本发明提出一种新的技术方案
本发明的目的是提供一种在普通无梭织机上不停车就能连续生产不同厚度三维织物的方法。弥补在复合材料制造过程中由于层间的结合力差，导致材料破坏的不足。而且在普通织机上织造。给需要使用厚度变化的复合材料提供了一种新的生产方法的可能性。有利于提高生产效率，挖掘了普通无梭织机的产品适应能力。本发明的基本原理是普通二维和三维织物在组织图不变，经纬密不变的情况下， 织物的厚度不会发生改变，本专利中提到的三维同幅异厚织物，在总经根数不变的情况下， 通过改变组织图，出现双经的同时，随着织物组织图的改变，相应的增加或减少总纬密来实现织物厚度的变化，但是织物的每层的纬密是不变的是均勻一致的。本发明采取的技术方案利用天然纤维、化学纤维纯纺或混纺纱线；无机纤维如 玻璃纤维、硼纤维、碳纤维、纯纺或混纺纱；包括其他高性能纤维如耐腐蚀纤维如聚四氟乙烯纤维(Teflon TFE)等，耐高温纤维如聚间苯二甲酰间苯二胺纤维(No-mex)等，抗燃纤维如酚醛纤维(Kynol)等，高强度高模量纤维如聚苯二甲酰对苯二胺纤维(Kevlar)等，以上这些纤维等纯纺或混纺织造本专利中提出的同幅异厚三维织物。在剑杆织机、喷气织机、喷水织机等具备电子卷取和电子送经设备的织机上利用主权利1中所述的双经和改变总纬密的方法织造本专利提出的同幅异厚三维织物。利用这种方法织造的变提花组织和复杂变换组合组织同幅异厚织物。先分别设计出设所需的织物厚度的组织图若干，然后把组织图按顺序排列。设计每隔一段时间变换一次组织图。随之，织物的厚度每减少一层，就把多余的综框上的经纱和相邻的一个系统经纱同时提起，以此类推，可以在普通无梭织机上织造， 厚度变化的织物，不用停车，提高了生产效率。
具体步骤如下
a.按三维预制件的厚度变化的要求画出相应的组织b.按三维预制件厚度最大值设计最大综框数，根据厚度变化所需的综框数，修正纹版
在织机程序的设定时采取以下方法设定经纱循环数为m的η层织物和经纱循环数为 M的N层织物η(1<η<Ν=层织物的经纱循环数是m，用(1) “2)、⑶“4)、(5)……
m(m<M=表示。N层的织物经纱循环数是M。用1、2、3、4、5......m、m+l、......m+(M_m)-l、
M表示。那么当织物从N层变成η层的时候，织机上总经根数没有变，但是织物一个组织循环内的经纱减少了 M - m，织物厚度变薄，在提起综框的时候，据以下方法
记[M/m] =A,则把N层织物中的经纱循环数M根，标记做η层织物的经纱循环数m根， 就是把
把N层织物中的一个组织内的经纱循环数中的 1……A记做(1) { η层织物的一个组织的循环中的第一根经纱} Α+1……2Α记做(2)、
(m-2)A+l......(m-l)A 记做 m-1、
(m-l)A+l......M 记做 m
则在织造过程会出现双经或多经利用这种双经和多经，配合改变织物的总纬密，当层数从N变到η时候，织物总纬密减少(Ν-η)/Ν，同理可得由薄到厚时织机程序设定方法；
c.按顺穿法画出穿筘d.上机输入纹版e.设定程序按照三维织物厚度变化的宽度设计变化时间；f.上机织造。
本发明扩大了无梭织机织造的产品领域，开发出适合复合材料制造的同幅异厚织物。本发明解决所述同幅异厚三维织物的织造方法技术问题的方案是设计一种织造同幅异厚三维织物的方法。该方法首先是按照所需的厚度在织造一种厚度的织物，然后通过本发明所述的特殊提经方式，再织造另一种所需的厚度的织物。要求织造所需的总的综框数等于所需织物的最厚的织物所需的综框数。在厚度递减时，随之所需的综框数也减少， 这时多出的综框与相邻的综框一同提起，出现一部分双经。依次递减，直至织造完毕，就会出现在同一布幅上织物的厚度不同的情况。本发明的有益效果是与现有达到厚度变化的技术相比，本发明所述的同幅异厚三维织物的织造方法在织造过程中不停车，采用提经变化、织物组织变化这两种织造工艺巧妙地结合在一起，可在不停车的情况下，实现织物不分层、不开裂、厚度可调可控。解决了现有采用层铺技术实现厚度变化的技术易出现的层间力学性能差、容易开裂、层铺的厚度
4变化不一控制等难题。同时在普通织机上就可织造，织造过程中不停车。织机适应性强、操作简便、生产效率高。同是本发明涉及的这种三维织物相对现有的现有采用层铺技术实现厚度变化的技术，纤维分布均勻、耐冲击性、抗疲劳性优异，和树脂复合后可以广泛的应用于风电、航空、民用等领域。
附图为本发明生产工序框图。
具体实施例方式下面结合一具体实例对本发明所述的同幅异厚三维织物做进一步阐述。材料选用复合纱线。首先设计九层的角度连锁织物，设计经密为180根/10cm，纬密每层18根/10cm。织物层数9层，所需综框数10个，按顺穿法穿经。然后再设计8层经纱角度连锁织物的组织图，所需综框9页，经密不变，总纬密减少18，再设计7层经纱角度联锁织物，最后依次输入纹版图，8层组织的纹版图与9层相比要少用一综框，在提经的时候会出现一个双经，7层与8层的相比要少用一也综框，在提经的时候和相邻的综框一起提起。最后根据织物要求的宽度每20分钟自动更换依次投纬，依次类推可以在同福织物上织造不同厚度的三维织物，达到实际应用的需要。只要织机的综框数足够多，就可以实现织物从3层到很多层的厚度变化。
权利要求
1. 一种同幅异厚三维机织物的织造方法，应用于具有电子卷取和电子送经设备的织机上，其特征是通过以下步骤实现a.按三维预制件的厚度变化的要求画出相应的组织图；b.按三维预制件厚度最大值设计最大综框数，根据厚度变化所需的综框数，修正纹版图；在织机程序的设定时采取以下方法设定经纱循环数为m的η层织物和经纱循环数为 M的N层织物n(l<n<N)层织物的经纱循环数是m，用(1)、(2)、(3)、(4)、(5)……m(m < Μ)表示，N层的织物经纱循环数是Μ, 用 1、2、3、4、5......m、m+l、......m+(M_m)-1、M 表示，那么当织物从N层变成η层的时候，织机上总经根数没有变，但是织物一个组织循环内的经纱减少了 M - m，织物厚度变薄，在提起综框的时候，据以下方法记[M/m] =A,则把N层织物中的经纱循环数M根，标记做η层织物的经纱循环数m根， 就是把把N层织物中的一个组织内的经纱循环数中的 1……A记做(1) { η层织物的一个组织的循环中的第一根经纱} Α+1……2Α记做(2)、(m-2)A+l......(m-l)A 记做 m-1、(m-l)A+l......M 记做 m则在织造过程会出现双经或多经利用这种双经和多经，配合改变织物的总纬密，当层数从N变到η时候，织物总纬密减少(Ν-η)/Ν，同理可得由薄到厚时织机程序设定方法；c.按顺穿法画出穿筘图；d.上机输入纹版图；e.设定程序按照三维织物厚度变化的宽度设计变化时间；f.上机织造。
全文摘要
本发明创造属于纺织复合材料领域，具体的说公开了一种在普通无梭织机上生产同幅异厚三维机织物的方法，用于解决在不了机的情况下，在同一布幅上织物厚度可以变化设计，其技术方案是先分别设计出设所需的织物厚度的组织图若干，然后把组织图按顺序排列，设计每隔一段时间变换一次组织图，随之，织物的厚度每减少一层，就把多余的综框上的经纱和相邻的一个系统经纱同时提起。以此类推，可以在普通无梭织机上织造，厚度变化的织物，不用停车，提高了生产效率，本发明扩大了无梭织机织造的产品领域，开发出适合复合材料制造的同幅异厚织物。
文档编号D03D25/00GK102517759SQ20111044789
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者张秀强, 李俊华, 李广军, 杨延瑞, 王长青, 谢松才, 赵焕臣 申请人:山东岱银纺织集团股份有限公司