专利名称：三维机织中空层连织物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种三维机织中空层连织物，属于特种机织物结构技术领域。
背景技术：
在民用纺织品中有用棉、毛为原料的层连织物，也称之为经起毛织物。比较典型的品种有平绒织物、长毛绒织物等，它们共同的特征是采用双层层连组织，绒经通过一定的组织设计，被均匀的夹在上、下两层组织之间，只是绒经的长度与密度不同。如平绒组织(参见附图1)采用经纱1、2与纬纱3交织，形成上层组织；经纱4、5与纬纱6交织，形成下层组织；绒经7、8分别与上、下层的不同纬纱交织，形成双层层连结构，再通过割绒工序，就形成平绒织物。该类型织物的绒经由于是分别与不同层面上的不同纬纱交织，以一种“顺向”(即与织物的引纬方向相同)交织的方式与上、下两层组织相连。这种交织方式存在交织牢度不高，织造过程中织口上、下振动较大，起绒高度有限的问题。平绒织物绒经的长度大约在2mm左右，长毛绒织物绒经的长度大约在10-18mm，而且需采用特殊的织造方法，该类型织物的产品多用于服装行业，主要是为了达到一定的服饰效果。建筑工程上层连织物用途也很广，如使用量较大的土工模织物，水库堤坝用的层连织物。
另外，国内专利(00135845.6)介绍了一种中空层连复合材料，通过一根绒经“顺向”连接织物的上、下两层，起绒高度在20-600mm，织物的空间高度较大，可以用来制造隔音材料、填充材料，但存在绒经连接方式单一，空间结构缺乏变化的缺陷，该织物的复合材料的骨架强力偏低，影响了其作为结构材料的使用。欧洲专利(DE19609492)、(93119483.1)和美国专利(5,175,034)介绍了几种类型的层连织物，但所有这些专利提及的织物，绒经都采用“顺向”与各层面上不同纬纱分别交织的方式，采用该种交织方式的绒经易滑移，绒经的固结牢度受到影响。因此，采用“顺向”交织方式复合的层连织物的骨架特征不显著，两层面板之间的绒经的垂直支撑作用不显著，造成复合材料抗压强度的降低，力学性能也波动较大。目前，国内外开发的各类层连织物都采用绒经“顺向”交织的结构。
发明内容
本发明要解决的就是现有的各类层连织物均采用绒经“顺向”交织的结构而造成的绒经易滑移，绒经的固结牢度受到影响，织成的层连织物的骨架特征不显著，两层面板之间的绒经的垂直支撑作用不显著等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用绒经“逆向”与同一层面上同一纬纱交织的结构，具体如下本发明包括由上层地经纱1、2和纬纱3交织形成的上层面10、由下层地经纱4、5和纬纱6交织形成的下层面11，织物上、下两层面上的纬纱3和6除了与本层的地经纱1、2和4、5交织外，还和绒经7、8交织，其特征在于绒经7、8从织物的一个层面织向另一个层面时，其在两层面间的空间走向与织物的引纬方向相反。
前述绒经7、8在任一层面交织时都是同时与同一根纬纱3或6交织，绒经7、8连接上、下两层面之间的长度范围在0-50mm。
本发明可采用单一高性能连续纤维进行织造，也可采用多种高性能连续纤维进行混织。
本发明与其它类型层连织物最大的不同之处在于该类型织物的绒经与纬纱交织的方式采用“逆向”交织，绒经都是与同一层面上同一纬纱交织，形成特有的起绒空间结构，采用“逆向”交织可以防止绒经在织物内的滑移，复合的层连织物的骨架特征显著，两层面板之间绒经的垂直支撑作用好。本发明还具有空间结构形态多样、可设计性强、适宜规模化织造的优点。用该类型织物复合增强的型材具有防腐蚀、防渗透、重量轻、物理机械性能优良等特点，被广泛应用于航空、航天、船舶、石油化工、地下储藏罐、建筑材料、体育器材、汽车制造等领域。
图1为普通平绒织物的空间结构示意图。
图2为本发明织物的典型交错结构示意图。
图3-5为本发明织物不同地组织的示意图。
图6为本发明织物绒经的不同纬纱跨度示意图。
具体实施例方式
参见附图2，本发明是通过上层地经纱1、2和纬纱3交织(地组织以平纹组织为代表)，形成织物的上层面10；下层地经纱4、5和纬纱7交织形成织物的下层面11；绒经7、8连接织物的上、下两层面，绒经7、8在任一层面都是同时与同一根纬纱3或6交织，形成对称的空间形态。绒经7、8从织物一个层面织向另一个层面时，在两层面是的空间走向与织物的引纬方向相反(箭头9所示)，是“逆向”与同一根纬纱3或6交织。以图2中绒经7、8为例，绒经7在从上层面10过渡到下层面11的过程中，绒经7在与纬纱3交织后，如箭头所示是向左下方延伸再和纬纱6交织在下层面11上，而织物成形的方向如箭头9所示是由左向右交替引纬，形成双层结构，因此绒经7采用的是与正常引纬方向相逆的方式与纬纱交织；绒经8在从下层面11过渡到上层面10的过程中，绒经8在与纬纱6交织后，如箭头所示是向左上方延伸再和纬纱3交织在上层面10上，而织物成形的方向如箭头9所示是由左向右交替引纬，形成双层结构，因此绒经8也是通过与正常引纬方向相逆的方式与纬纱交织。
上述本发明绒经的这种过渡方式与其它起绒织物的“顺向”交织是不同的，以简单的平绒织物(参见附图1)为例，平绒织物在割绒前，采用经纱1、2与纬纱3交织，形成上层组织；经纱4、5与纬纱6交织，形成下层组织；绒经7、8分别与上、下层的不同纬纱交织，形成双层层连结构。绒经7、8在织物两层面的空间走向与织物的引纬方向相同。以图中绒经7为例，绒经7在从上层面过渡到下层面的过程中，绒经7如箭头所示是向右下方延伸再和纬纱6交织在下层面，与织物成形的方向保持一致(如箭头9所示，是由左向右交替引纬，形成双层结构)。采用该种交织方式的织物之间绒经单位长度对织物之间的高度贡献小，复合织物的抗压强度低。
本发明采用“逆向”交织结构的好处在于绒经因特殊的空间走位，使绒经的张力在织造过程中得以较好的保留，绒经与上、下层之间连接紧密，不容易产生滑移，两层织物之间绒经的有效支撑使织物较“顺向”交织的织物硬挺，织物的上、下层面在受压拉伸后，由于绒经的应力作用也容易复位，使织物的力学性能不易衰减，这一方面便于织物的储藏与运输，另一方面也保证织物在复合的过程中可以一直保持良好的空间状态(两层面板之间不易滑移)；由于“逆向”交织结构能保证绒经与纬纱的紧密交连，使采用该结构起绒的层连织物的最大起绒高度可以达到50mm，使“顺向”交织起绒高度不超过20mm的弊端得以改善，可以满足保温、隔热领域对材料空间厚度的要求；织物在复合过程中，绒经的张力在瞬间释放，使织物与树脂之间能快速有效的结合，绒经成型后成为复合材料的支撑骨架，由于“逆向”交织结构织物的绒经保留了尽可能多的应力，因此复合后骨架的强度也较高，大大增强了复合材料的物理机械性能，材料的力学性能在同样测试条件及方法下，比“顺向”交织复合的材料(同样规格)提高15-35％；其它层连织物绒经是分别与不同层面的纬纱交织，本发明织物的绒经则是与同一层面的同一纬纱交织，使绒经的交织位置集中，与两层面上的纬纱连接紧密，绒经的空间形态对称，复合后织物的骨架清晰。
本发明的上、下层地组织可以是平纹、变化平纹、斜纹等多种组织。在附图3中，上、下层地组织采用的是变化平纹组织，地经1、2与纬纱3交织形成织物的上层面，地经4、5与纬纱6交织形成织物的下层面，绒经7、8采用“逆向”交织结构连接上、下两层面，箭头9是织物的成形方向。
附图4给出了一种采用2/1斜纹的地组织，从图中可以看出地经1、2与纬纱3交织形成织物的一个层面。
附图5给出了一种采用3/1斜纹的地组织，从图中可以看出地经1、2与纬纱3交织形成织物的一个层面。
对织物的上、下层地组织进行设计，是为了满足不同布面应用的需要，为避免织物表面受到摩擦出现绒经断裂，可以采用变化平纹、斜纹、变化斜纹组织等，对绒经起到保护作用；为提高织物表面致密性，则采用交织次数多的平纹，使经、纬纱交织致密；不同上、下层地组织的纬纱对绒经的夹持力也不同，一般变化平纹与斜纹对绒经的夹持力大于平纹对绒经的夹持。
参见附图6，本发明的绒经在一个表面交织的纬纱单元数可以根据需要进行设计。绒经7在一个层面的纬纱跨度是1纬、3纬、5纬、7纬。一般来说，绒经在一个层面上纬纱跨度的单元数是(2n+1，n＝0、1、2、3、4……)纬，对绒经在一个层面上跨度的设计可以控制绒经在织物内的分布密度，使织物复合后的骨架间的空间大小有一定的变化范围，可以满足不同填充物、不同填充重量对织物内部空间的需要。
本发明可以采用单一高性能纤维如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、NOMEX纤维、PBO纤维、PTFE纤维等进行织造，也可以用以上纤维进行混纺织造，使织物兼有多种纤维的理、化优点。如经纱用玻璃纤维，纬纱用碳纤维，以增强织物的层间强度和刚度。
权利要求
1.一种三维机织中空层连织物，包括由上层地经纱(1)、(2)和纬纱(3)交织形成的上层面(10)、由下层地经纱(4)、(5)和纬纱(6)交织形成的下层面(11)，织物上、下两层面上的纬纱(3)和(6)除了与本层的地经纱(1)、(2)和(4)、(5)交织外，还和绒经(7)、(8)交织，其特征在于绒经(7)、(8)从织物的一个层面织向另一个层面时，其在两层面间的空间走向与织物的引纬方向相反。
2.根据权利要求1所述的三维机织中空层连织物，其特征在于绒经(7)、(8)在任一层面交织时都是同时与同一根纬纱(3)或(6)交织。
3.根据权利要求1或2所述的三维机织中空层连织物，其特征在于绒经(7)、(8)连接上、下两层面之间的长度范围在0-50mm。
4.根据权利要求1或2所述的三维机织中空层连织物，其特征在于可采用单一高性能连续纤维进行织造，也可采用多种高性能连续纤维进行混织。
5.根据权利要求1或2所述的三维机织中空层连织物，其特征在于绒经7和8在一个层面上纬纱跨度的单元数是2n+1纬，n＝0、1、2、3、4……。
全文摘要
本发明涉及一种三维机织中空层连织物，包括由上层地经纱(1)、(2)和纬纱(3)交织形成的上层面(10)、由下层地经纱(4)、(5)和纬纱(6)交织形成的下层面(11)，织物上、下两层面上的纬纱(3)和(6)除了与本层的地经纱(1)、(2)和(4)、(5)交织外，还和绒经(7)、(8)交织，绒经(7)、(8)从织物的一个层面织向另一个层面时，其在两层面间的空间走向与织物的引纬方向相反。本发明复合的层连织物的骨架特征显著，两层面板之间绒经的垂直支撑作用好。其空间结构形态多样、可设计性强、适宜规模化织造。用本发明复合增强的型材具有防腐蚀、防渗透、重量轻、物理机械性能优良等特点。
文档编号D03D27/00GK1807731SQ20061003830
公开日2006年7月26日 申请日期2006年2月15日 优先权日2006年2月15日
发明者匡宁, 张立泉, 张建钟, 胡方田, 郭洪伟 申请人:中材科技股份有限公司