专利名称：经纬平交加z向纱交织平面织法织机及其织造方法
技术领域：
本发明涉及一种经纬平交加Z向纱交织平面织法织机及其织造方法，特别是涉及一种用于铺层工艺的复合材料的经纬平交加Z向纱交织平面织法织机及其织造方法。属纺织技术领域。
背景技术：
用在结构上的复合材料的根本原理是发挥各种材料之优点，要求比强度，比模量要高，冲击强度、冲击韧性高。从力学角度看，现普遍使用的夹层结构、蜂窝结构等复合材料，主要是在少增加重量的情况下增加其厚度，但是存在层间剥离问题，而且有严重的各向异性等问题。
纤维的编织，特别是用于复合材料的纤维，因考虑到基体树脂对纤维的浸透问题而大多采用无捻纱，而无捻纱织造的最大问题就是纤维累积发毛的问题。
普通织机的经纱开口是靠棕丝的上、下两个动作来完成的，且经纱的开口距离比较大，若用于纤维的多层织造势必带来经纱的总开口过大，从而导致经纱的编织角过大。要想缩小经纱的编织角，只能拉长钢扣的打纬距离，这样一来就会导致①设备的体积变大；②钢扣、纬纱与经纱的接触增多，因而导致纤维发毛。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种可以使Z向纤维顺利地穿插在二维平交立体结构中、且使纤维少发毛的经纬平交加Z向纱交织平面织法织机及其织造方法。
本发明的目的是这样实现的一种经纬平交加Z向纱交织平面织法织机，其特征在于它包括钢扣框、钢扣片、棕片、管状剑杆、打纬气缸、钢扣片运动梢、连杆、钢扣片运动气缸和上下纱钩，所述的钢扣框与打纬气缸相连，打纬气缸经向固定在机架上；所述的钢扣片有若干片，若干片钢扣片在钢扣框内分成二排，上、下交错间隔排布，二排钢扣片上靠近织物的一端在不同的部位各自加工了一个分别供Z1纱和Z2纱通过的穿纱孔，相应于该穿纱孔，靠近织物的机架上相应位置处设置有上下纱钩；所述的钢扣片运动梢有二根，二根钢扣片运动梢纬向分别穿接于两排钢扣片上；所述的连杆有二组，每组各二根，二组连杆上端分别与二根钢扣片运动梢的两端相连，下端分别与钢扣片运动气缸相连；所述的钢扣片运动气缸有二组，每组各二只，分别固定连接于钢扣框两侧；所述的棕片有若干片，若干片棕片竖向并排布置于钢扣框中，与钢扣片间隔布置，且使一端固定在机架上，这样就形成了由N根经纱组成N层经纱。每片棕片上经向加工了N个供经纱通过的棕根，N个棕根在每片棕片上上、下布置，每片棕片上每二个棕眼之间加工出一个供管状剑杆通行的口子，若干片棕片上的口子在纬向构成N+1个供N+1支剑杆通行的剑道。每支剑杆将每一根纬纱送于所对应的经纱层上、下，由于纬纱根数大于经纱层层数，故应看成经纱镶在纬纱之中，则形成了纬纱对经纱的包含。
所述的钢扣片采用加长钢扣片，使之在与钢扣片框一起打纬、复位时始终与棕片滑动配合着，不脱离，使其不错位，且复位后靠织物的钢扣片一端落后于棕片上的剑道之后。
动作过程安装在钢扣片框两侧的两组气缸分别经过连杆、钢扣片运动销和对钢扣片作一上、一下动作，并与棕片滑动配合，钢扣片一上、一下动作带动Z1纱、Z2纱作一上、一下动作来进行Z向纱对纬纱的开口；打纬气缸对钢扣片框作左右运动，向左即打纬，向右即复位。
本发明采用的织造方法是由棕片带动的经纱进行多个动作，实现层与层之间纱线的交织，其具体方案是送纬——在钢扣片框复位后，由N+1支剑杆将N根纬纱送入每层经纱上下；打纬——在打纬气缸的作用下，钢扣片框向织物方向移动，即打纬在织物上，在打纬过程中将上、下纱钩上所钩住的Z1纱、Z2纱一同推向织物；Z向纱穿线——在打纬结束后，即钢扣片打到织物上，通过钢扣片运动气缸运动至连杆、钢扣片运动销，分别对两排钢扣片作上下运动，一排钢扣片带动Z1纱向上移动，另一排钢扣片带动根Z2纱向下运动，形成Z向纱对纬纱的包含，则形成了三维织物；
开口动作——在打纬气缸的动作下，钢扣片框开始复位，在复位的同时上下纱钩分别将一排钢扣片上的一根Z1纱、另一排钢扣片上的另一根Z2纱钩住，向后退复位，而Z1纱、Z2纱又形成了对经、纬纱的开口，即完成一个整体的循环织造动作。
根据织造原理，织机的经纱开口在纬纱能顺利通过的情况下是越小越好。对于单层织物已显其重要性，对于多层织物来说则更加重要。因为，N层经纱就有N个开口，这样每一层开口的大小关系到织机经纱总开口的问题。开口加大，打纬距离就加长(减少编织角度)，就带来了钢扣片、纬纱、经纱的接触距离增长，使之加剧磨损。本发明采用了在棕片上每个棕眼的上下开出剑杆通行的剑道来，这样就使其①剑杆在送纬时在棕片上的剑道中通行，并不与棕片上棕根里的经纱相接触，使纤维与纤维之间的少接触，使之少发毛，②且剑道对剑杆产生了定位保护作用，使之不下垂、不跑偏，从而可织造出门幅更宽的产品来，门幅可大于2米。
本发明采用了管状剑杆，使剑杆与剑道滑动配合，还采用了纬纱在管状剑杆内通过的方式，而且所有剑杆同步送纬，在打纬时不与棕片、经纱接触，从而减少了每层经纱的开口距离，即织机的总开口减小。因为同样用剑杆，考虑到剑杆的刚性问题，使之不下垂，势必加粗；同等粗细的剑杆还要考虑尽量不与经纱接触的问题，故剑杆上、下与经纱之间要考虑一定的距离。
本发明织机如果设计经纱为N层，则可对经纱少于N层织物的编织。这样，通过经纱、纬纱的减少，则织物就变薄；将经纱、纬纱加入(经纱最多为N层)，则织物就增厚，可使织物的截面改变。
本发明织机可以用其他轻质的材料来制成一定粗的丝来替代织物中间的纬线，使其织物增厚，达到减轻复合材料的重量，消除层间剥离问题。如聚乙烯纤维比重为0.92或其它低发泡材料比重更小，而玻纤、碳纤的比重分别为2.4和1.3，环氧、聚酯均大于1.3，这些填充的丝有径向的纤维穿透交织着，故增加了层间剥离强度。
图1为本发明的总体结构示意图。
图2、3为本发明的织造原理图。
具体实施例方式参见图1，图1为经纬平交加Z向纱交织平面织法织机，图中钢扣框1、钢扣片2、钢扣片运动梢3、钢扣片运动梢4、钢扣片5、连杆6、、钢扣片运动气缸8、钢扣片运动气缸9、纬纱10、剑杆11、棕片12、Z1纱储纱器13、Z1纱14、经纱15、Z2纱16、Z2纱储纱器17、上下纱钩18、上下纱钩19、织物20、经纱架21和收卷装置(图中未示出)组成。
所述的钢扣框1与打纬气缸7相连，打纬气缸7经向固定在机架上；所述的钢扣片2、5有若干片，若干片钢扣片在钢扣框1内分成二排，上、下交错间隔排布，二排钢扣片2、5上靠近织物的一端在不同的部位各自加工了一个分别供Z1纱14和Z2纱16通过的穿纱孔2.1、5.1，相应于该穿纱孔2.1、5.1，靠近织物20的机架上相应位置处设置有上下纱钩18、19；所述的钢扣片运动梢3、4有二根，二根钢扣片运动梢3、4纬向分别穿接于两排钢扣片2、5上；所述的连杆6有二组，每组各二根，二组连杆6上端分别与二根钢扣片运动梢3、4的两端相连，下端分别与钢扣片运动气缸8、9相连；所述的钢扣片运动气缸8、9有二组，每组各二只，分别固定连接于钢扣框1两侧；所述的棕片12有若干片，若干片棕片12竖向并排布置于钢扣框1中，与钢扣片2、5间隔布置，且使一端固定在机架上，这样就形成了由N根经纱组成N层经纱。每片棕片上经向加工了N个供经纱15通过的棕根12.1，N个棕根在每片棕片上上、下布置，每片棕片上每二个棕眼12.1之间加工出一个供管状剑杆11通行的口子12.2，其尺寸比剑杆的横截面稍大，使剑杆能滑行通过，若干片棕片上的口子在纬向构成N+1个供N+1支剑杆通行的剑道。
所述的钢扣片2、5采用加长钢扣片，使之在与钢扣片框1一起打纬、复位时始终与棕片12滑动配合着，不脱离，使其不错位，且复位后靠织物的钢扣片2、5一端落后于棕片12上的剑道之后。
管状剑杆11可使纬纱在管中顺利滑动，而且所有剑杆同步送纬，这样在打纬时使纬纱10与棕片12不接触。
动作过程安装在钢扣片框两侧的两组气缸8、9分别经过连杆6、钢扣片运动销3和4对钢扣片2、5作一上、一下动作，并与棕片12滑动配合，钢扣片2、5一上、一下动作带动Z1纱14、Z2纱16作一上、一下动作来进行Z向纱对经、纬纱的开口；打纬气缸7对钢扣片框1作左右运动，向左即打纬，向右即复位。具体原理及动作见图2、3在图2中，剑杆送纬后，在钢扣片对纬纱打纬后Z1纱14在下，Z2纱16在上形成了对纬纱的开口状态。在图3中，钢扣片2、5对纬纱打纬后，钢扣片2、5分别向下与向上运动，并形成Z1纱14在上，Z2纱16在下完成对纬纱包含(即编织)，向后复位时的状态。
本发明采用的织造方法是采用在二维平面正交立体的基础上穿插垂直方向即Z向纤维的织法，其具体方案是送纬——在钢扣片框复位后，由N+1支剑杆将N根纬纱送入每层经纱上下；打纬——在打纬气缸的作用下，钢扣片框向织物方向移动，即打纬在织物上，在打纬过程中将上、下纱钩上所钩住的Z1纱、Z2纱一同推向织物；Z向纱穿线——在打纬结束后，即钢扣片打到织物上，通过钢扣片运动气缸运动至连杆、钢扣片运动销，分别对两排钢扣片作上下运动，一排钢扣片带动Z1纱向上移动，另一排钢扣片带动根Z2纱向下运动，形成Z向纱对纬纱的包含，则形成了三维织物；开口动作——在打纬气缸的动作下，钢扣片框开始复位，在复位的同时上下纱钩分别将一排钢扣片上的一根Z1纱、另一排钢扣片上的另一根Z2纱钩住，向后退复位，而Z1纱、Z2纱又形成了对纬纱的开口，即完成一个整体的循环织造动作。
权利要求
1.一种经纬平交加Z向纱交织平面织法织机，其特征在于它包括钢扣框(1)、钢扣片(2、5)、棕片(12)、管状剑杆(11)、打纬气缸(7)、钢扣片运动梢(3、4)、连杆(6)、钢扣片运动气缸(8、9)和上下纱钩(18、19)，所述的钢扣框(1)与打纬气缸(7)相连，打纬气缸(7)经向固定在机架上；所述的钢扣片(2、5)有若干片，若干片钢扣片在钢扣框(1)内分成二排，上、下交错间隔排布，二排钢扣片(2、5)上靠近织物的一端在不同的部位各自加工了一个分别供Z1纱(14)和Z2纱(16)通过的穿纱孔(2.1、5.1)，相应于该穿纱孔(2.1、5.1)，靠近织物(20)的机架上相应位置处设置有上下纱钩(18、19)；所述的钢扣片运动梢(3、4)有二根，二根钢扣片运动梢(3、4)纬向分别穿接于两排钢扣片(2、5)上；所述的连杆(6)有二组，每组各二根，二组连杆(6)上端分别与二根钢扣片运动梢(3、4)的两端相连，下端分别与钢扣片运动气缸(8、9)相连；所述的钢扣片运动气缸(8、9)有二组，每组各二只，分别固定连接于钢扣框(1)两侧；所述的棕片(12)有若干片，若干片棕片(12)竖向并排布置于钢扣框(1)中，与钢扣片(2、5)间隔布置，且使一端固定在机架上，每片棕片上经向加工了N个供经纱(15)通过的棕根(5.1)，N个棕根在每片棕片上上、下布置，每片棕片上每二个棕眼(12.1)之间加工出一个供管状剑杆(11)通行的口子(12.2)，若干片棕片上的口子在纬向构成N+1个供N+1支剑杆通行的剑道；所述的钢扣片(2、5)采用加长钢扣片，并使之在与钢扣片框(1)一起打纬、复位时始终与棕片(12)滑动配合着，不脱离，使其不错位，且复位后靠织物的钢扣片(2、5)一端落后于棕片(12)上的剑道之后。
2.根据权利要求1所述的一种经纬平交加Z向纱交织平面织法织机的织造方法，其特征在于采用在二维平面正交立体的基础上穿插垂直方向即Z向纤维的织法，其具体方案是送纬——在钢扣片框复位后，由N+1支剑杆将N根纬纱送入每层经纱上下；打纬——在打纬气缸的作用下，钢扣片框向织物方向移动，即打纬在织物上，在打纬过程中将上、下纱钩上所钩住的Z1纱、Z2纱一同推向织物；Z向纱穿线——在打纬结束后，即钢扣片打到织物上，通过钢扣片运动气缸运动至连杆、钢扣片运动销，分别对两排钢扣片作上下运动，一排钢扣片带动Z1纱向上移动，另一排钢扣片带动根Z2纱向下运动，形成Z向纱对纬纱的包含，则形成了三维织物；开口动作——在打纬气缸的动作下，钢扣片框开始复位，在复位的同时上下纱钩分别将一排钢扣片上的一根Z1纱、另一排钢扣片上的另一根Z2纱钩住，向后退复位，而Z1纱、Z2纱又形成了对纬纱的开口，即完成一个整体的循环织造动作。
全文摘要
本发明涉及一种经纬平交加Z向纱交织平面织法织机及其织法，包括钢扣框(1)、钢扣片(2、5)、棕片(12)、管状剑杆(11)、打纬气缸(7)、钢扣片运动梢(3、4)、连杆(6)、钢扣片运动气缸(8、9)和上下纱钩(18、19)，钢扣片(2、5)有N+1个，分成二排，钢扣片上加工有穿纱孔(2.1、5.1)，机架上设置有上下纱钩(18、19)；钢扣片运动梢(3、4)纬向穿接于两排钢扣片上；连杆(6)上端与钢扣片运动梢(3、4)相连，棕片(12)有N片，与钢扣片(2、5)间隔布置，棕片上加工N个棕根(5.1)，每二个棕眼(12.1)之间加工出一个供管状剑杆(11)通行的口子(12.2)；其织法是采用在二维平面正交立体的基础上穿插垂直方向即Z向纤维的织法。本发明可以使Z向纤维顺利地穿插在二维平交立体结构中、且使纤维少发毛。
文档编号D03D11/00GK1827877SQ200610037820
公开日2006年9月6日 申请日期2006年1月16日 优先权日2006年1月16日
发明者赵祖良 申请人:赵祖良