双层格栅机织物及其编织方法和改良剑杆织机与流程

本发明涉及纤维增强复合材料中使用的机织物，是作为增强相的；更特别地说，是指一种采用三维多剑杆织机与经编机相结合进行编织得到的双层格栅机织物。

背景技术：

1、目前，织物的形成原理见图1所示，图中经纱经织轴引出后穿插在经停片、综框的综丝综孔中后到达筘齿，然后通过引纬器将纬纱穿插在经纱上形成组织点，最后由卷取辊、卷布辊收起。

2、三维机织物作为纤维增强复合材料的增强相，因其具有质量轻、整体性与仿形性好、力学性能优良等诸多优点，目前已经在航空、航天、汽车、轮船等众多领域得到广泛的应用。但三维机织物制作的技术难度大、造价高、产量小，而且有时还不能很好的满足织物结构的需要，所以如何织制具有三维交织结构的整体机织物已经成为近年来复合材科领域研究的重要课题之一。

3、三维机织物是指纱线在空间三个方向相互穿插，相互交织成一定的几何形状的空间网络。不同的编织方法将获得不同组织结构的机织物。

4、北京，中国纺织出版社，2009年05月出版的《织造机械》，陈革主编，第220－225页，介绍了三维多剑杆织机的构成。三维多剑杆织机包括有开口机构、引纬机构、织边机构、打纬机构、送经机构和卷取机构。三维多剑杆织机的织造原理如图2所示。

5、经编是针织方法的一种，系采用一组或几组平行排列的纱线，于经向喂入针织机的所有工作针上，同时进行成圈而形成针织物。这种针织物称为经编针织物，完成这一工艺过程的针织机叫经编针织机。经编针织物组织是一系列因素对经编针织物外观、结构和性能影响的综合反映。这些因素有经编机机号、针床数、梳栉数、穿经情况、各梳穿经的对应(对纱或对梳)情况、所用纱线类型，颜色和支数，一完全组织中导纱针的横移情况及每横列平均送经量、坯布密度、附加纱线等。其中导纱针的横移情况，亦即导纱针在针前和针后的顺序横移方向和大小，直接影响到线圈的结构形态，所以设计经编工艺有着重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的之一是提供了一种具有在经向捆扎的双层格栅机织物，双层格栅机织物的结构中至少包括有经向纤维束、纬向纤维束、捆绑纤维束和连接纤维束。其中，经向纤维束、纬向纤维束和捆绑纤维束织造在同一面层织物中；连接纤维束位于上层组织织物与下层组织织物之间，且为双层格栅机织物的厚度方向。在双层格栅机织物的一个织造单元(如图5所示)中连接纤维束位于两条经向纤维束之间，捆绑纤维束位于经向纤维束的外侧；两条经向纤维束与一条纬向纤维束在经向方向上上浮或下沉织造夹持该纬向纤维束，且在两条纬向纤维束之间被捆绑纤维束捆扎；捆绑纤维束交叉捆扎后只下沉于纬向纤维束。捆扎点与织结点在经向方向上不重合，上层组织织物的捆扎点和织结点在厚度方向上与下层组织织物的捆扎点和织结点平行。该具有在经向捆扎的双层格栅机织物经拉伸测试具有稳定的织物组织结构，不松脱、不滑移。在双层格栅机织物的标定中，格栅的长为a，宽为b，高为c，单位cm；较优选尺寸为a、b和c的尺寸相同。

2、本发明的目的之二是提供了一种改良的三维双剑杆织机，参见图3所示，在经向纤维束与梳栉、棕框的分布上看，是在棕框与钢筘之间增加了梳栉。梳栉和棕框设置的数量与格栅机织物的构型相关，即棕框个数与经向纤维束的条数相同，梳栉个数与经向捆扎纤维束的条数相同。梳栉机构的功能是使梳栉根据不同的织物结构要求进行上下左右四个方向移动，它能对一把或数把梳栉起作用，并与摆动相配合。本发明改良三维双剑杆织机能够织造大尺寸的双层格栅机织物，宽幅为100cm～300cm(如图9中b的长度)，厚度为2mm～10cm(如图9中c的长度)，且a和b与c的尺寸可以相同的。

3、本发明的目的之三是提出了一种改进的经编编织方法，该经编编织方法能够在改良剑杆织机上完成本发明大尺寸的双层格栅机织物的织造。具有在经向捆扎的双层格栅机织物的织造方法包括的步骤为：选取织造格栅立体织物所需纤维的原材料；在改良经编机上整经，整经工艺使用2种类型盘头，其中一类盘头整经经向纤维束和连接纤维束，然后将整经后的经向纤维束的盘头和连接纤维束的盘头上的纤维束穿于棕框的棕眼中，另一类盘头整经捆绑纤维束，然后将整经后的捆绑纤维束的盘头上的纤维束穿于梳栉导纱针眼中；在改良经编机上进行经编织造。经本发明方法织造得到的在经向捆扎的双层格栅机织物在经向方向拉伸和纬向方向拉伸具有较低的伸长率，说明织物组织结构稳定。

技术特征：

1.一种双层格栅机织物，其机织物中至少包括有经向纤维束、纬向纤维束；其特征在于：还包括有捆绑纤维束和连接纤维束；

2.根据权利要求1所述的双层格栅机织物，其特征在于：纤维束为无机纤维材料。

3.根据权利要求2所述的双层格栅机织物，其特征在于：纤维束为玄武岩纤维、碳纤维、玻璃纤维、碳化硅纤维和/或芳纶纤维。

4.根据权利要求1所述的双层格栅机织物，其特征在于：双层格栅机织物中的格栅尺寸为2mm～10cm。

5.根据权利要求1所述的双层格栅机织物，其特征在于：双层格栅机织物由上层织物组织(1)、下层织物组织(2)和厚度方向组织(3)构成；其中，上层织物组织(1)与下层织物组织(2)的结构相同；上层织物组织(1)由多个上层纤维束织造单元(10)组成；下层织物组织(2)由多个下层纤维束织造单元(20)组成；

6.根据权利要求1或5所述的双层格栅机织物，其特征在于：双层格栅机织物在纤维增强复合材料中作用增强相应用。

7.织造权利要求1所述的双层格栅机织物使用的改良剑杆织机，剑杆织机为三维双剑杆织机；其特征在于：是在棕框与钢筘之间增加了梳栉；

8.织造权利要求1所述的双层格栅机织物的编织方法，其特征在于包括有下列步骤：

技术总结
本发明公开了一种双层格栅机织物及其编织方法和改良剑杆织机，双层格栅机织物的经向纤维束、纬向纤维束和捆绑纤维束织造在同一面层织物中；连接纤维束位于上层组织织物与下层组织织物之间，且为双层格栅机织物的厚度方向。在一个织造单元中连接纤维束位于两条经向纤维束之间，捆绑纤维束位于经向纤维束的外侧；两条经向纤维束与一条纬向纤维束在经向方向上上浮或下沉织造夹持该纬向纤维束，且在两条纬向纤维束之间被捆绑纤维束捆扎；捆绑纤维束交叉捆扎后只下沉于纬向纤维束。经本发明方法织造所得的具有在经向捆扎的双层格栅机织物经拉伸测试具有稳定的织物组织结构，不松脱、不滑移。

技术研发人员：曹桂芬,吴山还
受保护的技术使用者：江苏伯龙宇航新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27