一种碳玻混编织物及其生产方法与流程

本发明属于新型材料技术领域，涉及一种工业用纺织品，特别涉及一种碳玻混编织物及其生产方法。

背景技术：

随着风力发电机功率的增大、叶片长度的不断增长，现常规使用的玻璃纤维布增强材料的叶片性能已无法满足其性能要求，必须使用新的增强材料来替代原有的玻璃纤维布增强材料。而碳纤维增强材料是最合适的选择，但由于碳纤维的价格过于昂贵、且模量方面的性能也远远超出了目前叶片上的需求，故采用碳纤和玻纤混合编织织物成为一种既可满足性能要求、又可使材料的性价比达到合理的要求。

目前叶片上需要迫切提高性能的是大梁用的单向织物。现需要设计出合理的碳纤纤维与玻纤纤维编入的工艺方式，使得各纤维纱线的性能最大程度的减小强度损失、使得碳纤层和玻纤层能很均匀的编织到混编织物中不至于造成织物强度上出现很大的变异。同时又需要两种纤维的存在不会影响到树酯的浸透效果，这对织物的工艺设计和生产工艺方法提出了新的挑战。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种碳玻混编织物及其生产方法，能够改进复合材料的生产流程，提高复合材料增强织物的性能。为了解决上述技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种碳玻混编织物，其特征在于包括经向方向铺入主体结构的玻璃纤维和碳纤维纤维层，在织物的背面一层铺入单层90°方向纤维层或在织物的背面二层铺入正负30-60度方向的纬向纤维层，再由涤纶dty纤维通过经编捆绑编织上述的纤维层构成一个整体结构。

作为优选，所述纤维层的纤维为高模玻璃纤维和碳纤维。

作为优选，所述的纬向纤维层使用玻璃纤维无捻纱线，规格为68-300tex。

作为优选，所述的捆绑编织线使用涤纶dty纤维，规格为55-167dtex。

作为优选，所述纤维层中玻璃纤维的规格为1200tex-2400tex，碳纤维的规格为12k-50k。

作为优选，所述的高性能纤维层:玻璃纤维层的密度为4.5-15根/英寸，纤维单位重量212-1417克；碳纤维层的密度为1.5-13根/英寸和100-700克。

本发明上述的一种碳玻混编织物的生产方法：

第一步，根据织物0°玻璃纤维层单位重量，确定0°玻璃纤维层纱线的规格和经纱头纹，纱线纤维主要为1200tex-2400tex的高模量无碱玻璃纱线，传输工作顺序依次为：纤维纱筒摆放在纱架的相应纱架层上，每个纱线从纱筒穿出分别经过独立的瓷眼、多道聚纱瓷眼板、分纱筘、送经辊、分纱筘、过纱张力辊、纱线宽度定位导块后进入编织区域；

第二步，在0°玻璃纤维层的下层放置0°碳纤维层，根据织物0°碳纤维层经向单位重量，确定0°碳纤维层纱线的规格和经纱头纹，纱线纤维主要为12k-50k的高性能碳纤维纱线，传输工作顺序依次为：在0°玻璃纱架的上方架设工作平台，并采用专用的碳纤维出纱纱架放置在工作平台上，碳纤维纱筒摆放在专用纱架的相应出纱轴上，每个纱线从纱筒穿出分别经过独立的分纱筘、送经辊、过纱张力辊、纱线宽度定位导块后进入编织区域；

第三步，在0°碳玻纤维层的下面，通过多轴向铺纬装置将加强层纤维按单层90°方向或双层+/-45°方向的方式铺入，再通过带挂纱钩子的链带传动到编织区域，纱线的规格为68-300tex的玻璃纤维纱线，当采用双层方向铺入的角度也在+-30到+-60度之间进行调节；

第四步，经向纤维层和加强层纤维同步进行到编织区域后，通过捆绑送经装置、梳节横移装置、经编成圈装置，采用涤纶dty纤维将纱层编织成织物；

第五步，编织好的织物结构通过分切装置分切成设计的宽度，进入牵拉装置；

第六步，织物引入收卷装置收卷。

作为优选，第一步中所述的玻璃纤维经向纱团纱架每个纱筒均带有独立的瓷眼，及纱架的数量与送经辊的数量成整数倍以便可以将单独纱架纱线层独立的引入单个送经辊，以控制纱线的张力保持一致，

作为优选，第一步中的传输工作顺序依次为：高性能纤维纱筒摆放在纱架的相应纱架层上，每个纱线从纱筒穿出分别经过独立的瓷眼、多道聚纱瓷眼板、分纱筘、送经辊、分纱筘、过纱张力辊、纱线宽度定位导块后进入编织区域；

作为优选，第二步中所述的碳纤维层为避免产生纱线扭曲现象采用不改变经向出纱方向在0°玻璃纱架的上方架设工作平台放置专用碳纤维纱架进行，经向纱团纱架每个纱筒均带有独立可转动的横向出纱方式和单独的分纱杆，以及专用防止纱线折叠的分纱筘，以控制纱线的张力一致和纱线的宽度的均匀性；

作为优选，第二步中的传输工作顺序依次为：高性能纤维纱筒摆放在纱架的相应纱架层上，每个纱线从纱筒穿出分别经过独立的分纱杆、多道分纱筘、送经辊、过纱张力辊、纱线宽度定位导块后进入编织区域；

作为优选，第三步中铺入的顺序为：玻璃纤维纱从侧面纱架上纱，经过纱线瓷眼、张力控制夹片、分纱瓷眼、过纱辊、聚纱瓷眼，进入多轴向斜向铺纱装置，然后按两层交叉的方式将纱线按需要的间隔挂入到设备同步传动的带挂纱钩子的链带上，并传动到编织区域；

作为优选，所述的编织区中涤纶dty纤维由捆绑送经装置和经编成圈装置组成。

本发明具有以下有益效果:通过安装的0°纱线挂纱架铺设，控制每根纱线张力均匀一致，确保纱物的平整度和均匀性，通过架设的平台及专用的0°碳纤维纱架出纱，使得碳纤层和玻纤层作为独立增强层均匀的分布在织物中，使得该织物得以突破玻璃纤维织物的力学性能的基础上具有很好材料性价比，该织物最终制成复合材料的0度拉伸模量可达到80gpa以上，拉伸强度可达1400mpa以上，弯曲模量可达到60gpa以上，各主要性能指标较普通织物可提升30％以上。该均匀混编和混编比例可调节的方式使得织物具有稳定的性能和性能的可设计性。

附图说明

图1所示是本发明的设备生产流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明进一步详细描述：

本发明的一种碳玻混编织物，包括经向方向铺入主体结构的玻璃纤维和碳纤维纤维层，在织物的背面一层铺入单层90°方向纤维层或在织物的背面二层铺入正负30-60度方向的纬向纤维层，再由涤纶dty纤维通过经编捆绑编织上述的纤维层构成一个整体结构。其中，所述纤维层的纤维为高模玻璃纤维和碳纤维，所述的纬向纤维层使用玻璃纤维无捻纱线，规格为68-300tex。

所述的捆绑编织线使用涤纶dty纤维，规格为55-167dtex。所述纤维层中玻璃纤维的规格为1200tex-2400tex，碳纤维的规格为12k-50k。所述的纤维层:玻璃纤维层的密度为4.5-15根/英寸，纤维单位重量212-1417克；碳纤维层的密度为1.5-13根/英寸和100-700克。

本发明具体生产过程如图1所示，玻璃纤维纱线从纱筒纱架1中穿出，分别经过独立的瓷眼2，多道聚纱瓷眼板3，分纱筘4，送经辊5，第二道分纱筘6，过纱张力辊7，宽度定位导块8，进入编织区域；碳纤维纱线从纱筒纱架9中穿出，分别经过独立的分纱杆10，多道分纱筘11，送经辊12，过纱张力辊13，宽度定位导块14，进入编织区域；同时衬纬方向，衬纬加强纱线经专用纱架15，通过铺纬装置16铺入，通过带挂纱钩子的链带17，传动到编织区；

经向纱线纤维层和纬向的加强层同步进行到编织区域后，通过捆绑送经装置18、梳节横移装置19、经编成圈装置20，采用涤纶dty纤维将纱层编织成织物；编织好的织物通过分切装置21，分切成设计的宽度，进入牵拉装置22，织物最后引入收卷装置收卷23。

本发明具有以下有益效果:通过安装的0°纱线挂纱架铺设，控制每根纱线张力均匀一致，确保纱物的平整度和均匀性，通过架设的平台及专用的0°碳纤维纱架出纱，使得碳纤层和玻纤层作为独立增强层均匀的分布在织物中，使得该织物得以突破玻璃纤维织物的力学性能的基础上具有很好材料性价比，且该均匀混编和混编比例可调节的方式使得织物具有稳定的性能和性能的可设计性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。