本发明涉及一种纤维织物，特别涉及一种含有拉挤棒的三轴向纤维织物及其制造方法。
背景技术：
风能是一种清洁的可再生能源，储存量巨大，从而风能越来越受到世界各国的重视。
随着风力发电的发展，风力发电机的装机容量由千瓦级逐步增加到兆瓦级，风力发电机容量甚至达到10mw以上，风力发电机容量的提升必然伴随着风力发电机的叶片的不断增大，叶片的长度已由原来的十几米增加到几十米，目前最长的叶片可达80米以上。
叶片越做越大，叶片的重量也变得越来越大，风机的安全面临更大的挑战，叶片一些小的缺陷有可能对叶片安全产生非常不利的影响。叶片的上下壳体是由内外蒙皮包裹芯材及主梁灌注而成的，内外蒙皮一般是由三轴和/或双轴向纤维织物构成。内外蒙皮在铺层过程中的褶皱、弯曲等缺陷，可能会导致蒙皮与芯材或主梁的剥离，进而造成叶片的失效，威胁风机运行安全。另外，双轴向纤维织物还用于腹板的制作，在腹板中起到抗剪作用，双轴向纤维织物若出现褶皱等缺陷，会导致腹板的抗剪作用大打折扣。制作叶片时，一般通过人工赶布的方法消除褶皱、弯曲等铺层缺陷，由于该过程完全依赖人工，所以不可避免地会出现纤维织物铺层缺陷。
目前，为防止纤维织物褶皱或弯曲等缺陷，主要通过纤维织物的预定型粉工艺来解决上述问题，纤维织物的预定型粉工艺使用预定型粉将相邻两层纤维织物固定，可以使纤维织物保持纤维取向及平整度，减少铺层过程中鼓包、褶皱或纤维织物弯曲等缺陷。
上述方式存在的局限在于：预定型粉可能会对最终形成的纤维织物增强复合材料的性能产生影响；另外，预定型粉需要特殊条件存储，贮存寿命较短。
技术实现要素：
为了解决上述问题，提出一种含有拉挤棒的三轴向纤维织物及其制造方法。
根据本发明的示例性实施例，提供一种含有拉挤棒的三轴向纤维织物，所述含有拉挤棒的三轴向纤维织物包括：0°经纱，沿着纬向方向按照预定间隔平行地布置；﹢n°纬纱，与纬向方向呈﹢n°按照预定间隔平行地布置，并与所述0°经纱叠置；-n°纬纱，与纬向方向呈-n°按照预定间隔平行地布置，并与所述0°经纱叠置；0°拉挤棒和±n°拉挤棒中的至少一种，其中，所述0°拉挤棒沿着纬向方向按照预定间隔平行地布置，并与所述0°经纱叠置，所述﹢n°拉挤棒彼此之间按照预定间隔与所述﹢n°纬纱平行地布置，并与所述﹢n°纬纱叠置，所述-n°拉挤棒彼此之间按照预定间隔与所述-n°纬纱平行地布置，并与所述-n°纬纱叠置；捆绑纱，沿着经向方向平行地布置，以将所述0°经纱、所述0°拉挤棒、所述﹢n°纬纱、所述﹢n°拉挤棒、所述-n°纬纱和所述-n°拉挤棒绑缚缝编成为一体，其中，0°拉挤棒的数量、所述﹢n°拉挤棒以及所述-n°拉挤棒的数量≥1。
根据本发明的示例性实施例，n的取值可以是：0＜n＜90。
根据本发明的示例性实施例，n可以为45。
根据本发明的示例性实施例，所述0°拉挤棒、所述﹢n°拉挤棒以及所述-n°拉挤棒的直径可以在0.1mm至10mm范围内。
根据本发明的示例性实施例，所述0°拉挤棒、﹢n°拉挤棒以及-n°拉挤棒的横截面的形状可以为圆形、椭圆形或长方形。
根据本发明的示例性实施例，所述含有拉挤棒的三轴向纤维织物单位面积的质量可以在100至3000g/m2范围内，幅宽可以在300mm至3000mm范围内。
根据本发明的示例性实施例，所述0°经纱、所述﹢n°纬纱、和所述-n°纬纱可由玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚酰胺纤维和聚酰亚胺纤维中的一种或者更多种制成。
根据本发明的示例性实施例，所述0°经纱、所述﹢n°纬纱和所述-n°纬纱的线密度可以在100tex至4800tex范围内。
根据本发明的示例性实施例，所述0°拉挤棒、所述﹢n°拉挤棒以及所述-n°拉挤棒可由纤维和树脂制成，所述纤维可以是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚酰胺纤维和聚酰亚胺纤维中的一种或者更多种，所述树脂可以是环氧树脂、聚氨酯树脂、乙烯基环氧树脂、不饱和聚酯树脂和丙烯酸酯树脂中的一种或者更多种。
根据本发明的示例性实施例，所述捆绑纱与所述0°经纱、所述0°拉挤棒、所述﹢n°纬纱、所述﹢n°拉挤棒、所述-n°纬纱以及所述-n°拉挤棒之间均可具有夹角。
根据本发明的示例性实施例，提供一种含有拉挤棒的三轴向纤维织物的制造方法，所述制造方法包括：沿着纬向方向按照预定间隔平行地布置0°经纱；与纬向方向呈﹢n°按照预定间隔平行地布置﹢n°纬纱，以与所述0°经纱叠置；彼此之间按照预定间隔与所述﹢n°纬纱平行地布置﹢n°拉挤棒，并与所述﹢n°纬纱叠置；与纬向方向呈-n°按照预定间隔平行地布置-n°纬纱，以与所述0°经纱叠置；彼此之间按照预定间隔与所述-n°纬纱平行地布置-n°拉挤棒，并与所述-n°纬纱叠置；沿着经向方向平行地布置捆绑纱，以通过所述捆绑纱将所述0°经纱、所述﹢n°纬纱、所述﹢n°拉挤棒、所述-n°纬纱和所述-n°拉挤棒绑缚缝编成为一体，其中，所述﹢n°拉挤棒和所述-n°拉挤棒的数量≥1。
根据本发明的示例性实施例，所述含有拉挤棒的三轴向纤维织物的制造方法还可包括：在通过捆绑纱绑缚缝编之前，沿着纬向方向按照预定间隔平行地布置0°拉挤棒，并与所述0°经纱叠置；在绑缚缝编过程中，通过捆绑纱将所述0°拉挤棒与所述0°经纱、所述﹢n°纬纱、所述﹢n°拉挤棒、所述-n°纬纱和所述-n°拉挤棒绑缚缝编成为一体，其中，所述0°拉挤棒的数量≥1。
根据本发明的示例性实施例，n的取值范围可以是：0＜n＜90。
根据本发明的示例性实施例，n可以为45。
根据本发明的示例性实施例，所述捆绑纱与所述0°经纱、所述0°拉挤棒、所述﹢n°纬纱、所述﹢n°拉挤棒、所述-n°纬纱以及所述-n°拉挤棒之间均可具有夹角。
根据本发明的示例性实施例，提供一种含有拉挤棒的三轴向纤维织物的制造方法，所述制造方法包括：沿着纬向方向按照预定间隔平行地布置0°经纱；与纬向方向呈﹢n°按照预定间隔平行地布置﹢n°纬纱，以与所述0°经纱叠置；与纬向方向呈-n°按照预定间隔平行地布置-n°纬纱，以与所述0°经纱叠置；沿着纬向方向按照预定间隔平行地布置0°拉挤棒，并与所述0°经纱叠置；沿着经向方向平行地布置捆绑纱，以通过所述捆绑纱将所述0°经纱、所述0°拉挤棒、所述﹢n°纬纱以及所述-n°纬纱绑缚缝编成为一体，其中，所述0°拉挤棒的数量≥1。
根据本发明的示例性实施例，所述含有拉挤棒的三轴向纤维织物的制造方法还可包括：在通过捆绑纱绑缚缝编之前，彼此之间按照预定间隔与所述﹢n°纬纱平行地布置﹢n°拉挤棒，并与所述﹢n°纬纱叠置；彼此之间按照预定间隔与所述-n°纬纱平行地布置-n°拉挤棒，并与所述-n°纬纱叠置；在绑缚缝编过程中，通过捆绑纱将所述﹢n°拉挤棒和所述-n°拉挤棒与所述0°经纱、所述0°拉挤棒、所述﹢n°纬纱以及所述-n°纬纱绑缚缝编成为一体，其中，所述﹢n°拉挤棒和所述-n°拉挤棒的数量≥1。
根据本发明的示例性实施例，n的取值范围可以是：0＜n＜90。
根据本发明的示例性实施例，n可以为45。
根据本发明的示例性实施例，所述捆绑纱与所述0°经纱、所述0°拉挤棒、所述﹢n°纬纱、所述﹢n°拉挤棒、所述-n°纬纱以及所述-n°拉挤棒之间均可具有夹角。
根据本发明的含有拉挤棒的三轴向纤维织物，由于拉挤棒在纤维织物中起到一定的支撑作用，所以可以减少纤维织物在铺设过程中布层褶皱、鼓包或纤维弯曲等缺陷，从而确保铺贴质量和纤维织物增强复合材料的性能；由于能够保持纤维织物的纤维取向，所以铺层灌注后，有利于保持纤维织物增强复合材料的固有性能。
根据本发明的含有拉挤棒的三轴向纤维织物，由于拉挤棒取向程度较高，所以与常规灌注后的纤维织物相比，具有较高的力学性能，从而可以一定程度上提高最终纤维织物增强复合材料的力学性能。
附图说明
图1是示出根据本发明的示例性实施例的含有拉挤棒的三轴向纤维织物的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的示例性实施例进行详细的描述。在整个说明书中，相同的标号始终指示相同的部件。
通常，纤维织物的长度和宽度限定如下：与布边平行的长度称为匹长，匹长的方向就是纤维织物的经向；与布边相垂直的长度称为幅宽，幅宽的方向为纤维织物的纬向。
图1是示出根据本发明的示例性实施例的含有拉挤棒的三轴向纤维织物的示意图。在图1中，水平方向为三轴向纤维织物的经向方向，竖直方向为三轴向纤维织物的纬向方向；从纬向方向沿着逆时针旋转得到的角度为正角度，相应地，从纬向方向沿着顺时针旋转得到的角度为负角度。
如图1所示，根据本发明的示例性实施例的含有拉挤棒的三轴向纤维织物包括：0°经纱1，沿着纬向方向按照预定间隔平行地布置；﹢n°纬纱3，与纬向方向呈﹢n°按照预定间隔平行地布置，并与0°经纱1叠置；-n°纬纱5，与纬向方向呈-n°按照预定间隔平行地布置，并与0°经纱1叠置；0°拉挤棒2和±n°拉挤棒4，6中的至少一种，其中，0°拉挤棒2沿着纬向方向按照预定间隔平行地布置，并与0°经纱1叠置，﹢n°拉挤棒4彼此之间按照预定间隔与﹢n°纬纱3平行地布置，并与﹢n°纬纱3叠置，-n°拉挤棒6彼此之间按照预定间隔与-n°纬纱5平行地布置，并与-n°纬纱5叠置；捆绑纱7，沿着经向方向平行地布置，以将0°经纱1、0°拉挤棒2、﹢n°纬纱3、﹢n°拉挤棒4、-n°纬纱5和-n°拉挤棒6绑缚缝编成为一体，其中，0°拉挤棒2的数量、﹢n°拉挤棒4以及-n°拉挤棒6的数量≥1。
这里，根据本发明的示例性实施例的含有拉挤棒的三轴向纤维织物包括0°拉挤棒2和±n°拉挤棒4，6中的至少一种意思是：仅包括0°拉挤棒2、仅包括﹢n°拉挤棒4和-n°拉挤棒6以及既包括0°拉挤棒2也包括﹢n°拉挤棒4和-n°拉挤棒6。
这里，﹢n°纬纱3或者-n°纬纱5与0°经纱1叠置指在制作含有拉挤棒的三轴向纤维织物的过程中，﹢n°纬纱3或-n°纬纱5置于一层0°经纱1之上或者之下。相似地，0°拉挤棒2与0°经纱1叠置指在制作含有拉挤棒的三轴向纤维织物的过程中，0°拉挤棒2置于一层0°经纱1之上或者之下。在绑缚缝编时，可以将0°拉挤棒2与0°经纱1并股，然后缝编；0°拉挤棒2也可以不与0°经纱1并股而直接被织入。﹢n°拉挤棒4与﹢n°纬纱3叠置指在制作含有拉挤棒的三轴向纤维织物的过程中，﹢n°拉挤棒4置于一层﹢n°纬纱3之上或者之下。在绑缚缝编时，可以将﹢n°拉挤棒4与﹢n°纬纱3并股，然后缝编；﹢n°拉挤棒4也可以不与﹢n°纬纱3并股而直接被织入。类似地，-n°拉挤棒6与-n°纬纱5叠置指在制作含有拉挤棒的三轴向纤维织物的过程中，-n°拉挤棒6置于一层-n°纬纱5之上或者之下。在绑缚缝编时，可以将-n°拉挤棒6与-n°纬纱5并股，然后缝编；-n°拉挤棒6也可以不与-n°纬纱5并股而直接被织入。
可选地，n的取值范围可以是0＜n＜90，n最好为45。
可选地，0°拉挤棒2、﹢n°拉挤棒4以及-n°拉挤棒6的直径在0.1mm至10mm范围内。
可选地，0°拉挤棒2、﹢n°拉挤棒4以及-n°拉挤棒6的横截面的形状为圆形、椭圆形或长方形，但根据本发明的示例性实施例不限于此，0°拉挤棒2、﹢n°拉挤棒4以及-n°拉挤棒6的横截面也可以是其他合适的形状。
可选地，0°拉挤棒2、﹢n°拉挤棒4以及-n°拉挤棒6为实心棒或空心棒。
可选地，含有拉挤棒的三轴向纤维织物单位面积的质量在100至3000g/m2范围内，幅宽在300mm至3000mm范围内。
可选地，0°经纱1、﹢n°纬纱3、和-n°纬纱5可由玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚酰胺纤维和聚酰亚胺纤维中的一种或者更多种制成，但根据本发明的示例性实施例不限于此，0°经纱1、﹢n°纬纱3、和-n°纬纱5也可以由其他合适的纤维制成。
可选地，0°经纱1、﹢n°纬纱3和-n°纬纱5的线密度在100tex至4800tex范围内。这里解释一下tex，tex(特克斯)，简称特，旧称公支，是一种线密度单位。符号为tex，又称“号数”，是指1000米长纱线在公定回潮率下重量的克数，tex＝g/l*1000，其中g为纱(或丝)的重量(克)，l为纱(或丝)的长度(米)。它是定长制单位，克重越大纱线越粗，常用来表示纤维纱线。
可选地，0°拉挤棒2、﹢n°拉挤棒4以及-n°拉挤棒6可以由纤维和树脂制成，纤维可以是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚酰胺纤维和聚酰亚胺纤维中的一种或者更多种。树脂可以是环氧树脂、聚氨酯树脂、乙烯基环氧树脂、不饱和聚酯树脂和丙烯酸酯树脂中的一种或者更多种，但根据本发明的示例性实施例不限于此，0°拉挤棒2、﹢n°拉挤棒4以及-n°拉挤棒6也可以由其他合适的纤维和树脂制成。
可选地，捆绑纱7与0°经纱1、0°拉挤棒2、﹢n°纬纱3、﹢n°拉挤棒4、-n°纬纱5以及-n°拉挤棒6之间均具有夹角。
下面参照图1描述根据本发明的示例性实施例的含有拉挤棒的三轴向纤维织物的制造方法。下面以含有拉挤棒的三轴向纤维织物仅包括﹢n°拉挤棒4和-n°拉挤棒6来描述含有拉挤棒的三轴向纤维织物的制造方法。
参照图1，第1步，沿着纬向方向按照预定间隔平行地布置0°经纱1。第2步，与纬向方向呈﹢n°按照预定间隔平行地布置﹢n°纬纱3，以与0°经纱1叠置。第3步，彼此之间按照预定间隔与﹢n°纬纱3平行地布置﹢n°拉挤棒4，并与﹢n°纬纱3叠置。第4步，与纬向方向呈-n°按照预定间隔平行地布置-n°纬纱5，以与0°经纱1叠置。第5步，彼此之间按照预定间隔与-n°纬纱5平行地布置-n°拉挤棒6，并与-n°纬纱5叠置。第6步，沿着经向方向平行地布置捆绑纱7，以通过捆绑纱7将0°经纱1、﹢n°纬纱3、﹢n°拉挤棒4、-n°纬纱5和-n°拉挤棒6绑缚缝编成为一体，其中，﹢n°拉挤棒4和-n°拉挤棒6的数量≥1。
可选地，根据本发明的示例性实施例的含有拉挤棒的三轴向纤维织物的制造方法还可包括：在通过捆绑纱7绑缚缝编之前，沿着纬向方向按照预定间隔平行地布置0°拉挤棒2，并与0°经纱1叠置；在绑缚缝编过程中，通过捆绑纱7将0°拉挤棒2与0°经纱1、﹢n°纬纱3、﹢n°拉挤棒4、-n°纬纱5和-n°拉挤棒6绑缚缝编成为一体，其中，0°拉挤棒2的数量≥1。
下面描述含有拉挤棒的三轴向纤维织物仅包括0°拉挤棒2一种拉挤棒的制造方法。
参照图1，第1步，沿着纬向方向按照预定间隔平行地布置0°经纱1。第2步，与纬向方向呈﹢n°按照预定间隔平行地布置﹢n°纬纱3，以与0°经纱1叠置。第3步，与纬向方向呈-n°按照预定间隔平行地布置-n°纬纱5，以与0°经纱1叠置。第4步，沿着纬向方向按照预定间隔平行地布置0°拉挤棒2，并与0°经纱1叠置。第5步，沿着经向方向平行地布置捆绑纱71，以通过捆绑纱7将0°经纱1、0°拉挤棒2、﹢n°纬纱3以及-n°纬纱5绑缚缝编成为一体，其中，0°拉挤棒2的数量≥1。
可选地，根据本发明的示例性实施例的含有拉挤棒的三轴向纤维织物的制造方法还可包括：在通过捆绑纱7绑缚缝编之前，彼此之间按照预定间隔与﹢n°纬纱3平行地布置﹢n°拉挤棒4，并与﹢n°纬纱3叠置；彼此之间按照预定间隔与-n°纬纱5平行地布置-n°拉挤棒6，并与-n°纬纱5叠置；在绑缚缝编过程中，通过捆绑纱7将﹢n°拉挤棒4和-n°拉挤棒6与0°经纱1、0°拉挤棒2、﹢n°纬纱3以及-n°纬纱5绑缚缝编成为一体，其中，﹢n°拉挤棒4和-n°拉挤棒6的数量≥1。
根据本发明的示例性实施例，绑缚缝编时，拉挤棒可以先与纱线并股，然后再缝编，也可以在绑缚缝编的过程中将拉挤棒织入。
虽然根据本发明的示例性实施例示出了含有拉挤棒的三轴向纤维织物，但是根据本发明的示例性实施例的纤维织物不限于此，也可以是双轴向、四轴向或者更多轴向纤维织物。
根据本发明的示例性实施例，可以通过改变拉挤棒的直径、截面形状、厚度等方式来改变含有拉挤棒的三轴向纤维织物的强度，使含有拉挤棒的三轴向纤维织物可以应用到不同工况及领域，例如，可应用于风电、汽车、船舶等领域。
根据本发明的示例性实施例的含有拉挤棒的三轴向纤维织物由于含有拉挤棒，所以在铺设过程中，可有效改善纤维织物的平整度并保持纤维取向，从而保持纤维织物增强复合材料的性能。另外，由于拉挤棒本身纤维取向良好，所以可以进一步提升纤维织物增强复合材料的性能。
使用根据本发明的示例性实施例的含有拉挤棒的三轴向纤维织物能够有效地改善纤维织物皱褶、鼓包等缺陷问题，从而提高纤维织物增强复合材料的性能和质量。
虽然上面已经详细描述了本发明的示例性实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对本发明的实施例做出各种修改和变型。但是应当理解，在本领域技术人员看来，这些修改和变型仍将落入权利要求所限定的本发明的范围内。