专利名称：一种整体夹芯多孔织物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种整体夹芯多孔织物，属于 特种机织物结构技术领域。
背景技术：
目前工业领域大量使用的芯材主要以硬质泡沫、蜂窝和轻木为主。但传统的夹芯 复合材料通常为两块复合材料增强面板和密度较低的芯材粘接形成，面板和芯材间的界面 胶结强度较低，层间性能较差，在外载荷作用下，尤其是受到冲击后，如工具坠落、碎石、冰 雹、撞击等，面板和芯材会产生分层，使得力学性能全面下降，极易导致结构破坏；另外，在 湿热环境条件下，会发生水浸，引起面板起泡等现象，使得检测和维修更加频繁，从而影响 制品质量和成本；普通芯材为了增加材料的界面粘接强度，使用了各类高性能粘连剂、在芯 材上设置粘连槽、开孔、缝合工艺将面层与芯层连接等方式，增加材料设计与开发难度，力口 大了产品成本与制备效率的同时，尚有许多材料使用性能要求难以从根本上解决。近年来， 为了解决夹芯复合材料易分层、力学性能差的缺点，国内外陆续开发了采用三维机织或针 织工艺成形的三维中空层连织物(200610038306. 1等)，此类夹芯织物由高性能纤维(玻 璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等)通过三维机织或针织工艺一次形成织物的上下两层面板与 连接芯层，该类织物具有良好的整体结构、优异的综合性能、极佳的可设计性而得到快速发 展。但此类夹芯织物一般都是通过连接纤维(芯层)成形，纤维在芯层类处于自由状态，如 何保证复合后芯材的平整性对织造设备与工艺有极高的要求，造成开发此类夹芯织物设备 的价格很高且织造效率不高；由于芯层通过纤维连接成形，芯层难以满足高性能复合材料 的抗压、抗剪、抗冲击等苛刻性能要求，影响了此类材料的推广应用；该类夹芯织物在复合 过程中多采用手糊或闭模工艺成型，需要连接纤维在树脂的浸渍效果下自动站立到设计高 度，当织物高度超过IOmm时，往往难以自动达到设计高度，需要辅助工艺进行后定型处理， 造成复合工序的繁琐，难以形成大批量、连续规模化生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题一是的普通夹芯材料易分层、力学性能差、不易加工的 缺点，二是中空层连类织物面层靠纤维连接造成制造费用高、产量低、力学性能有局限、不 易连续复合成型的问题。包括由第一上层地经纱、第二上层地经纱和上层面纬纱交织形成的上层面，由第 一下层地经纱、第二下层地经纱和下层面纬纱交织形成的下层面，上、下层面均至少有一 层，第一绒经、第二绒经与夹芯层纬纱交织形成夹芯层，其特征在于第一绒经、第二绒经除 了与夹芯层的纬纱进行交织外，还与上层面纬纱、下面层纬纱交织，形成一种连续的整体夹 芯多孔结构织物。本发明织物每一个上层面或下层面单层的的织造厚度范围在0. l_3mm之间，可以 通过增加上、下层面层数的方式来实现织物厚度的增加，达到整体增厚、减少铺层次数的目 的。
本发明上、下面层之间的夹芯层是由两根绒经与一根夹芯层纬纱进行交织，形成 两维织物作为夹芯层的骨架。上、下两层面之间的高度范围在l_50mm。上、下两层面之间的高度范围在l-50mm。本发明织物夹芯层的形状可根据复合材料的使用要求设计成波纹形(W形)、X形寸。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纤维进行混 织，例如玻璃、硼、碳和芳族聚酰胺材质等高强度纤维；甚至可以采用聚酯、聚丙烯、聚丙 烯腈或聚酰胺等有机纤维。纤维材质可采用粗纱、单股细纱或多股 细纱等形式。本发明采用三维整体机织的方法，将上面层、下面层、夹芯层整体连接，有效的避 免了分层问题；此外，本发明的织物夹芯层采用纤维交织的形式成形，可以显著提高芯层强 度与刚度、对织物夹芯层高度进行精确定型及单元芯孔的尺寸与位置；通过加大沿纬向引 入多根纬纱，可有效提高织物纬向的整体强度，达到一种单向夹芯复合材料增强效果；本发 明的织物经树脂复合可以形成超轻质结构材料，可以满足大多数承载而具有的高比强、高 比刚度，以及、隔热、吸能、降噪、隔音等功能。用本发明开发的夹芯多孔织物可广泛用于航 空、航天、建筑、化工、风电、运输、包装等领域，具有极其广泛的市场应用前景。本发明具有可设计性强、适宜规模化织造的优点。
图1为本发明的典型空间结构示意图(波浪形)；图2为本发明夹芯层形态为“X”字形的空间结构示意图；图3为本发明上层面加厚时空间结构的示意具体实施例方式实施例1 参见附图1，本实施例包括由第一上层地经纱1、第二上层地经纱2和上层面纬纱 3交织形成的上层面10，由第一下层地经纱4、第二下层地经纱5和下层面纬纱6交织形成 的下层面11，上、下层面均为一层。第一绒经7、第二绒经8首先与下层面纬纱6交织后，向 右上方与呈波浪形分布的多根夹芯层纬纱9依次交织，与位于波顶的夹芯层纬纱9交织后， 再与上层面的纬纱6交织，然后调头向右下方再依次与夹芯层纬纱9交织，至波谷后再与下 层面纬纱6交织，依此循环。实施例2参见图2，本实施例的上层面和下层面也与实施例1相同。不同的是，夹芯层纬纱 分为两组，分别为夹芯层纬纱9和夹芯层纬纱9’，呈“X”字形分布。相对的，第一绒经和第 二绒经也分为两组。第一组第一绒经7和第二绒经8首先与下层面纬纱6交织，然后向右 上方依次与第一组夹芯层纬纱9交织，最后与上层面纬纱3交织。第二组第一绒经7’和第 二绒经8，首先与上层面纬纱3交织，然后向右下方依次与第二组夹芯层纬纱9’交织，最后 与下层面纬纱6交织。最终在下层面和下层面之间形成“X”形态的两维的平纹织物作为织 物中间夹芯层骨架。实施例3
本实施例的下层面及夹芯层与实施例1相同，不同的是上层面的纬纱3有两组，两 组纬纱3自上而下平行布置。第一上层地经纱1、第二上层地经纱2同时与两组上层面纬 纱3交织，从而形成由两层组成的加厚的上层面，第一上层面纬纱的组数越多，上层面的厚 度就越厚。除本实施例所示的方案外，还可以通 过增加下层面纬纱的组数来实现下层面厚度 的增加。
权利要求
一种整体夹芯多孔织物，包括由第一上层地经纱(1)、第二上层地经纱(2)和上层面纬纱(3)交织形成的上层面(10)，由第一下层地经纱(4)、第二下层地经纱(5)和下层面纬纱(6)交织形成的下层面(11)，上、下层面均至少有一层，第一绒经(7)、第二绒经(8)与夹芯层纬纱(9)交织形成夹芯层，其特征在于第一绒经(7)、第二绒经(8)除了与夹芯层的纬纱(9)进行交织外，还与上层面纬纱(3)、下面层纬纱(6)交织。
2.根据权利要求1所述的整体夹芯多孔织物，其特征在于上、下两层面之间的高度范 围在l-50mm。
3.根据权利要求1所述的整体夹芯多孔织物，其特征在于上、下层面的单层厚度范围 为 0.l-3mm。
4.根据权利要求1所述的整体夹芯多孔织物，其特征在于夹芯层的形状为波纹形或X形。
5.根据权利要求1所述的整体夹芯多孔织物，其特征在于采用单一高性能连续纤维进 行织造或采用多种高性能连续纤维进行混织。
全文摘要
一种整体夹芯多孔织物，包括由第一上层地经纱(1)、第二上层地经纱(2)和上层面纬纱(3)交织形成的上层面(10)，由第一下层地经纱(4)、第二下层地经纱(5)和下层面纬纱(6)交织形成的下层面(11)，上、下层面均至少有一层，第一绒经(7)、第二绒经(8)与夹芯层纬纱(9)交织形成夹芯层，并还与上层面纬纱(3)、下面层纬纱(6)交织。本发明可设计性强、适宜规模化织造。与普通的夹芯类织物相比，纬向纤维体积含量明显增加，可有效提高织物的纬向强度、模量；芯层的通道更为清晰，有利于进行预埋、填充等功能性开发；无损检测，后期修补、维护更为方便。本发明可广泛用于轨道交通领域、增强大理石材、双层储罐等领域。
文档编号D03D15/00GK101845699SQ20101019820
公开日2010年9月29日 申请日期2010年6月11日 优先权日2010年6月11日
发明者匡宁, 张艳红, 邹清, 郑云 申请人:中材科技股份有限公司