专利名称：织造的3d织物材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种织造的3D织物及其生产方法。具体地说，织造3D织物具有多层经纱，和两组正交的、与经纱的横行和纵列交织的纬纱，以便制成织物的网格状结构。这种织物可增添引入非交织的、多方向取向的纱线使它们横跨织物的横断面以资提高其机械性能，因此被认为适用于一些技术用途，如用来制造复合材料、过滤器、绝缘材料、某些材料的分隔器兼保持器、电工/电子零部件、防护材料等。
背景在传统的织造过程中，开口这个最初操作限于其设计只能在织物的宽度方向形成开口。所使用的经纱，不管是单根的还是多层的都在织物的厚度方向上以“横跨”的方式被分隔成为两个部分，这样便在织物的宽度方向形成一个开口。分隔是由于凸轮、多臂机、或提花机这类装置来回驱动综框及其上的扁平综丝造成的。这些扁平综丝都各只有一个位在中间的孔眼，而所有使用的综框都只是在织物的厚度方向被来回驱动，从而在织物的宽度方向形成开口。将纬纱插入到这样形成的开口内，便可使纬纱与分成两层的经纱交连。这样交连的经纱和纬纱构成一个交织结构被称为织造织物。用单层经纱制出的织物成为片状的织造材料并被称为织造的2D织物，因为构成它的纱线假定被设置在一个平面上。同样，当一织物用多层经纱制出时，所得到的织物具有在结构上不同于织造2D织物的特征，并被称为织造的3D织物，因为构成它的纱线假定被设置在三个互相垂直的平面上。但在生产这两种织造的2D和3D织物时，传统的织造过程由于其固有的操作设计，只能实现两组正交纱线，即经纱和纬纱的交织。它不能实现三组正交纱线，即一组多层经纱和两组正交纬纱的交织。这是现有织造过程固有的限制。本发明提供的双向开口的方法可在多层经纱的纵列方向和横行方向分别形成开口，使多层经纱和两组正交的纬纱能够这样交织。
某些技术织物的应用除了需要其他一些具体特性以便完成诸如高度的织物整合和组成纱线的正确取向以外还需要复杂或不寻常的形状。而目前还不能有合适的织物块可以用来切割而得到具有任何所需形状的预制坯(用于复合材料的增强织物)。这是因为用来生产预制坯的现有织物制造过程包括织造、针织、编织和某些非织造的方法还不能提供合适的高度整合的织物块可以用来切割而取得具有任何所需形状的预制坯。从取得某些具有规则横断面形状的预制坯着眼，一些根据织造、针织、编织和某些非织造技术的原理而工作的合适的织物制造方法曾被发展起来。这种生产具有某些横断面形状的方法被称为接近干净的成形。但通过这些各种各样的技术，只有具有某些横断面轮廓的预制坯能被生产出来，还不能制造出具有任何所需形状的预制坯。实际上具有任何所需形状的预制坯是有可能制得的，只要能够制造高度整合的织物块，使所需形状能从其上切割下来而不会发生裂开的危险即可。而且，其他用途的织物如具有不寻常形状的过滤器所用的织物可类似地从一个合适的织物块上切割取得。作为比拟，这个取得三维织物产品的任何所需形状的策略可被看作，如同在制造衣服时，从一个合适的2D织物片上剪取织物产品所需的各种不同形状那样。因此可以推断，要切割取得具有任何所需形状的三维织物产品，必要的是首先须生产出形状为块状的、高度整合的三维织物。本发明提供一种新颖的方法可使一组多层经纱和两组正交的纬纱交织，从而产生一个彻底交织的织造的3D织物结构，该结构可增添引入多方向取向的、不交织的纱线如图1所示，以便将机械性能赋予织物使它能适用于技术用途。
本发明的目的本发明的一个目的是要提供一种网格状整合的3D织物块，它可增添引入不交织的、多方向取向的纱线以便将适当的机械强度赋予织物，使其具有任何所需形状的、适用于技术用途的织物产品能从其上切割出来而不会有裂开的危险。由于某些具有任何所需形状的织物产品可容易地用此法取得，这种方法可有效地用在技术用途上，如制造用于复合用途、过滤器等的增强织物的预制坯上。
本发明另一个目的是要提供一种双向开口的方法，使三组正交纱线即一组多层经纱和两组正交纬纱能够交织。这个三组正交纱线的交织是必需的，它能给织物提供高度的整体性，使织物在宽度方向和厚度方向都能抗拒分裂。这样就能生产出网格状的交织的3D织物，该织物可增添引入多方向取向的非交织的纱线来提高强度。
织物的整体性可通过在所使用的多层经纱上形成的多个横行和纵列的开口来取得。两对正交纬纱插入到所形成的横行和纵列的开口内便可生产出网格状交织的3D织物。由于织造过程的最初操作为开口操作，所有其他跟随的补充操作如引纬、打纬等将相应地跟随配合。由于双向开口法使两对正交纬纱能够通过在多层经纱上形成的纵列和横行方向上的开口与经纱互相交织，从而生产出高度整合的、具有高机械性能的网格状织物结构，这将在后面详细说明。至于随后的、补充的织造操作如引纬、打纬、卷取、送经等将不予说明，因为它们并不是本发明的目的。为了使说明简单并且到位，将用例子说明实现双向开口操作的最简单模式并且只涉及按照本发明生产的按平纹组织织造的3D织物。通过本发明生产众多的其他织造花样的方法对本行业的行家来说是很浅显的，因此这里只是简要地提到，这些不同的织造花样能在类似的生产线上生产，但并没有离开本发明的创意。
附图的简要说明本发明将结合下列附图进行说明。
图1为织造3D织物的一个实施例的轴向视图，该3D织物具有多层经纱、两组正交的纬纱和多方向取向的不交织的纱线。
图2示出用来实现双向开口的综枢的较优布置。
图3a为平放的综框和多层经纱布置的侧视图。
图3b用例子示出垂直综框在向上运动时形成多个横行开口的侧视图。
图4用例子示出水平综框连同穿过其孔眼的经纱在相对于标准位置而向右移动时形成纵列开口的轴向视图。
图5用例子示出垂直综框连同穿过其孔眼的经纱在相对于标准位置而向上移动时形成横行上开口的轴向视图。
图6示出织造的3D织物的典型的平纹组织结构，其中三组正交的纱线互相交织。
图7a示出同一给定组内的纬纱被接续引纬的织物变型的轴向视图。
图7b示出两组纬纱被交替引纬的织物变型的轴向视图。
图8示出扁平综丝的一种修正型和两个综框组合件的布置。
图9a-9f示出按照本发明添加有非交织的、多方向取向的纱线的一种有用的织物变型一步一步形成的过程。
图10a示出一种有用织物结构的前视图，其中只有外部被交织以便作为内含非交织纱线的织造覆盖层。
图10b示出一种有用织物结构的前视图，其中多层经纱的特殊设置的纱线被交织以便得到夹层或带芯型的织物结构。
较优实施例的说明现在结合
采用两组纬纱和一组多层经纱来生产网格状的交织的3D织物的方法，首先说明双向开口方法的工作原理，然后说明构造有用织物的具体途径。
如图2所示，两套互相垂直的综框(1和2)被布置在平行的平面上。具有扁平综丝(3)的综框(1)，今后将被称为综框组合件(1)，它能在垂直方向上往复作直线运动，也具有扁平综丝(3)的综框(2)，今后将被称为综框组合件(2)，它能在水平方向上往复作直线运动。如图2所示，扁平综丝(3)具有多个由长轴和短轴限定的开口和孔眼，其长轴的取向垂直于扁平综丝(3)的长度方向。这些孔眼可被称为综眼(4ne)。多层经纱(6)的端头将被拉动通过每一个这样的孔眼(4ne)，和由两个综框组合件(1)和(2)叠置而造成的其他开口(5)，还包括叠置的综眼(4se)。这样所有这些经纱端(6)将被设置在‘A’到‘I’的纵列和‘a’到‘i’的横行内。属于交替横行a、c、e等同时又属于A、C、E、G、I纵列的经纱端头将被拉动通过空旷区(5)，这个空旷区是在两个这样布置的综框组合件之间形成的。如图2所示，标有(6p)的这些经纱端(6)构成固定的或被动的经纱端头。属于交替横行a、c、e等同时又属于B、D、F、H纵列的经纱端将被拉动通过在垂直方向上往复的综框(1)的综眼(4ne)。属于交替横行b、d、f等同时又属于交替纵列A、C、E、G、I的经纱端将被拉动通过在水平方向上往复的综框(2)的综眼(4ne)。属于交替横行b、d、f等同时又属于B、D、F、H纵列的经纱端头将被拉动通过两个综框组合件的叠置综眼(4se)。两个互相垂直的扁平综丝(3)的综眼(4ne)及其由于两个综框(1)和(2)的互相垂直的布置而造成的互相叠置布置的位置(4se)在图2的小插图中示出。所有标以(6a)的延伸通过综眼(4ne)和(4se)的经纱端头构成可动的或主动的经纱端头。
上述布置限定多层经纱和开口系统的标准位置并在图3a中示出。从这个标准位置出发，延伸通过垂直的(1)和水平的(2)综框的综眼(4ne)和(4se)的主动经纱端(6a)便能由于所需综框在必要方向上的运动而分别在织物的厚度和宽度方向上位移。至于被动经纱端(6p)，由于它们并不延伸通过综框的综眼(4ne)和(4se)，只是通过造成的空旷区(5)，因此是固定的，而可位移的主动经纱端(6a)当从标准位置出发、在所需的方向上位移时，便能立即形成纵列和横行的开口。在图3b中用例子说明横行开口的形成。在主动(6a)和被动(6p)经纱之间的多个纵列开口可用类似的方法形成，只是要使水平综框(2)在垂直于载有相关图的纸张平面的方向上移动。
应该注意的是，除了上述在主动(6a)和被动(6p)经纱端头之间能形成开口外，作为相对运动的结果，纵列和横行开口也可在拉动通过叠置眼(4se)的主动经纱端(6a)与拉动通过综框组合件(1)和(2)在交替纵列(B、D等)和交替横行(b、d等)上的综眼(4ne)的主动经纱端(6a)之间形成。如从图4和5可以看到，作为相对运动的结果，纵列和横行开口可分别在通过扁平综丝(3)的叠置眼(4se)的主动纱线端(6a)和另一个通过‘正常’(未叠置)综眼(4ne)的主动纱线端(6a)之间形成。这个主动经纱端(6a)间的相对运动之所以可能是由于综眼(4ne)在扁平综丝(3)上的特殊形状、两个综框(1)和(2)的综眼(4se)的特殊布置、以及两个综框(1)和(2)的相对运动。如从图2、4和5可以看到，综眼(4ne)在水平的扁平综丝(3)上占着垂直的位置，而在垂直的扁平综丝(3)上占着水平的位置。在系统的标准位置上，被拉动的经纱端(6a)位在叠置眼(4se)的中心，如图2中的小插图所示。下面说明主动经纱之间的开口是怎样形成的。
例如，在经纱的一个给定纵列内，某些主动经纱(6a)穿过‘正常’眼而该纵列的其余主动经纱(6a)穿过叠置眼(4se)。当水平综框(2)从标准位置向一侧移动时，其在垂直位置上的综眼(4ne)使所含的经纱端(6a)在同一水平方向上移动；而垂直综框(1)的综眼(4ne)，所占为水平位置，给经纱留下自由空间如图4所示。结果给定纵列内的主动经纱由于穿过综眼(4ne)，就没有被位移，因此与穿过综眼(4se)的被位移的主动经纱(6a)形成一个开口。与此类似，在经纱的一个给定横行内，某些主动经纱(6a)穿过‘正常’综眼(4ne)，该横行的其余主动经纱(6a)则穿过叠置眼(4se)。当垂直综框(1)从标准位置向上或向下移动时，其占有水平位置的综眼(4ne)，使所含经纱端(6a)在同一垂直方向上移动；而水平综框(2)的综眼(4ne)，所占为垂直位置，给经纱留下自由空间如图5所示。结果给定横行内的主动经纱由于穿过综眼(4ne)，就没有被位移，因此与穿过综眼(4se)的被位移的主动经纱(6a)形成一个上面的或下面的开口。
在图4中示出水平扁平综丝(3)从标准位置向右移动的情况。结果，穿过综眼(4se)的主动经纱(6a)相对于固定的被动经纱(6p)和固定的垂直扁平综丝(3)，被相应地位移。由于某些穿过固定垂直综丝(3)上综眼(4ne)的主动经纱(6a)没有被位移，因此在主动(6a)和被动(6p)经纱之间及在所设置的经纱(6)中的主动(6a)和主动(6a)经纱之间的所有在右侧的纵列开口能被形成。与此类似，使水平扁平综丝(3)从标准位置向左移动可形成在左侧的纵列开口。在图5中示出垂直扁平综丝(3)从标准位置向上移动的情况。结果穿过综眼(4se)的主动经纱(6a)相对于固定的被动经纱(6p)和固定的水平扁平综丝(3)被相应地位移。由于穿过固定水平扁平综丝(3)的综眼(4ne)的某些主动经纱(6a)没有被位移，因此能在主动(6a)和被动(6p)经纱之间及在所设置的经纱中的主动(6a)和主动(6a)经纱之间的所有在上面的横行开口能被形成。与此类似，使垂直扁平综丝(3)从标准位置向下移动可形成在下面的横行开口。
将纬纱插入到每一个形成的纵列和横行的开口中，便可与每一个纵列和横行中的主动-主动(6a-6a)和主动-被动(6a-6p)经纱的端头个别地交织。如图6所示，两组纬纱(7)和(8)与经纱(6)的每一纵列和横行交织。
使用梭子、剑杆等装置、以单纱或发针状折叠纱的形式将给定的一组纬纱(7)插入后，可对织物织口上敷入的纬纱适当地定位。相应方向的开口被闭合以便使经纱系统恢复到其标准位置，而所生产出来的织物被卷取。类似地可形成同一方向(即纵列方向)上的后续的新开口以便在返回方向上插入纬纱(7)。横行开口和相应的纬纱(8)插入可象刚才说明的那样接下来进行。可想而知，上述这些在两个方向上的操作顺序就构成织造过程的一个循环。相应于所说操作顺序而可得到的平纹组织织造3D织物在图6中示出。可以看到，织造3D织物具有交织的多层经纱(6)和两组正交的纬纱(7)和(8)。为了使图面清晰，在图6中只示出最前面的纬纱(8)。在图7中示出可生产织物的两种变型。图7a示出在往复方向上接续插入纬纱(7)和(8)，而图7b则示出在往复方向上交替插入纬纱(7)和(8)。可想而知，这两种织造结构都有网格状的结构，并且只在改变开口顺序就可生产出来。
可以一提的是，不包括在叠置范围内的综眼(4ne)也可具有不是由长轴和短轴限定的形状，如圆形。另外，如果需要，可另外使用一组综框，其扁平综丝的孔眼可为圆形或由长轴和短轴限定的形状，但孔眼的长轴须与扁平综丝的长度方向平行。采用这组扁平综丝的目的是要帮助所说开口方法使能形成清晰的开口以免与纬纱插入装置干扰。
从上面关于双向开口方法的说明中，本行业的行家当可知道下列各点a)可完成一个遍布织物横断面的网格状整体，b)所有纵列(或横行)开口可同时成形以资增加生产效率，而不是在一个纵列(或横行)经纱层之后接续形成另一个经纱层，c)同一组的多条纬纱可用梭子、剑杆等装置同时引纬，并且插入的纬纱可以是单根纬纱或发针状的折叠纬纱，d)在结构中生产出来的空洞(11)，如图7所示，其大小可被控制，只要将多层经纱(6)设置成合适的形式如平行和收敛即可，e)如果需要，可在织物的长度方向上将非交织的‘填充’经纱包含在空洞内，还可在织物的宽度和厚度方向以及在横跨织物横断面的两个斜角方向上设置不交织的纱线，f)正方形或长方形横断面的管状织物和L、T、C+等形状的实心成型织物能直接生产出来，只要按照所需生产的横断面轮廓设置多层经纱，并以合适而分散的方式进行开口和引纬操作即可，例如在两个方向中的每一方向上各可采用不止一组的引纬装置，g)独立地和有选择地使已被合适穿线的扁平综丝往复运动可以生产出各种不同织造花样如各种斜纹和缎纹等。
h)独立地和有选择地使已被合适穿线的扁平综丝往复运动能使开口的形成只包括主动经纱。
i)给定扁平综丝的位移由另一个相关扁平综丝上的特殊孔眼的长度和给定的两个相邻扁平综丝之间的间隙来决定。
在说明生产由两组正交纬纱(7)和(8)和一组多层经纱交织的3D织物的基本工作原理后，我们将对上面得到的织物结构的某些方面进行论述，然后将说明有效织物结构的一个例子(12u)。
按照上述方法生产的织物当形成大空洞(11)时会缺乏结构的稳定性，因此这样一种织物只有当纱线能通过化学试剂处理、热焊等将结构保持在一起时才可在使用复合材料的地方找到用途。如果没有合适的化学试剂处理、热焊等的帮助，那么织物结构在离开织造装置后就容易崩溃，这样这种织物就只能用于某些技术用途。为了得到稳定的织物使它能用于复合材料、过滤器等用途，上述开口方法和装置仍可使用，不过要作小修改，如图8所示。唯一要作的修改是在两组综框的叠置扁平综丝(3)的‘角落’上设置必要的空隙(10)以资在上述轴向经纱端(6)的横行和纵列之间接纳增添的轴向经线端(6ps)。由于这些空隙(10)的存在，双向开口装置能象以前说明的那样操作，在开口操作中不会牵涉到这些增添的轴向经线端(6ps)，因此它们能在织物的长度方向上被引入而不会干涉纬纱(7)和(8)。这种增添的‘填充’经纱端的引入可使以前提到的空洞(11)趋于被这些纱线填充，这样织物在离开织造装置时就可得到抗拒崩溃的稳定性。另外，引入不交织的、因此也是无皱纹的、‘填充’经纱端也可使织物得到机械强度。这样也可达到前面提起过的一个目的，即生产3D织物块，从其上可切割得到具有任何所需形状的合适的预制坯或过滤材料等，而不会有切割物裂开和织物结构崩溃的危险。构造本发明的这样一个有增添的、不交织的、多方向取向的纱线引入的织物块，所需相关的不同步骤将在下面结合图9予以说明。下面说明的综框的运动是从开口系统的后面向织物织口的方向看去的情况。
如前所述，使综框往复运动便可在多层经纱的横行和纵列方向上形成开口。先从要接受开口操作以便形成横行上开口的多层轴向经纱(6)说起，参阅图9a，在每一个横行上开口内都有一条相应的水平纬纱(7a)插入，与相应横行的轴向经纱(6)交织。这些开口然后被闭合，其次，如图9b所示，可将一组不交织的垂直纱线(9a)引入到多层经纱(6)的每两个相邻纵列之间。多层经纱(6)的横行接受下一个循环的开口操作并形成横行下开口，这时将一组水平纬纱(7b)插入。所生产的织物在这阶段的构造如图9a所示，其中，一组不交织的垂直纱线(9a)将被夹持在两条插入纬纱(7a和7b)之间并在织物厚度方向上取向。其次，如图9b所示在斜角方向上将一组不交织的斜向纱线(9b)引入，但不与具有纱线(6)和(6ps)的多层经纱作任何交织。随后形成多层经纱(6)的右侧纵列开口，在每一个开口内插入一条属于垂直组的相应的纬纱(8a)，与轴向纱线(6)交织如图9c所示。开口然后被闭合。一组斜向纱线(9b)被夹持在两条插入纬纱(7b和8a)之间。其次将一组不交织的水平纱线(9c)引入到具有纱线(6)和(6ps)的多层经纱的每两个相邻横行之间，没有任何交织如图9d所示。接下来多层经纱(6)接受下一个循环的左侧纵列开口操作，垂直组的纬纱(8b)被插入。一组不交织的水平纱线(9c)被夹持在垂直纬纱(8a和8b)之间。生产出来的织物在这个阶段的构造如图9e所示。其次，一组不交织的斜向纱线(9d)在斜角方向被引入如图9f所示，与具有纱线(6)和(6ps)的经纱没有任何交织。这组不交织的斜向纱线(9d)将被夹持在垂直组的交织纬纱(8b)和下一循环的水平组纱线(7a)的接下来的交织纬纱之间。这里说明的操作顺序被周期性地重复，连同在织造过程中所需的必要补充操作如同在织物缝口的敷入纱线的定位、按照所需的卷取率使生产的织物前进、将经纱送入等，也都要在织造过程给定周期的适当时刻予以完成，以资生产出如图9f所示的有用织物结构(12u)。
如从图6可知，两组正交纬纱(7和8)和多层经纱(6)的交织遍及整个织物的横断面并产生一个网格状结构。这样织物就可得到程度很高的整体性。图9f所示的织物结构具有相同型式的交织，但性能提高了，因为增添地引入不交织的、及在垂直、水平和两个斜角方向还有织物长度方向的多方向的纱线。因此在切割时象传统的织造2D织物片那样不会由于连结松驰而自己裂开。而且由于添加了不交织的、多方向取向的、不带折皱的纱线，织物的机械性能得以提高，所得到的织物还具有较高的纤维体积分数。因此，这样一种织物结构适宜用来制造复合材料、过滤器等，它可被生产成具有任何所需形状的块状，然后切割，不会有裂开的危险。
另外，本方法并不仅限于生产具有(12)(12u)中任一种结构而横断面为正方形或长方形的织物块。按照所需横断面形状，包括横断面为正方形或长方形的管状，设置多层经纱，并遵循上述合适而分散的操作顺序，还可生产出具有相应横断面轮廓的(12)(12u)的任一种网格状的织物结构。应该提出，根据所要生产的横断面轮廓的复杂程度，对两个方向(横行和纵列方向)中的每一个方向可以采用不止一套的纬纱插入装置。这种用于一个给定方向(即横行或纵列方向)的不同套的纬纱插入装置可同时操作或分散操作来为生产中的外形轮廓完成所需的纬纱插入。因此这种织物生产方法并不仅限于生产具有特定横断面轮廓的织物。另外，由于独特的网格状交织，这种织物不需要在外表面进行任何单独接结操作来达到织物的整体性。这个接结过程的消除显然有利于简化和加速织物的生产。另外，有了这种生产网格状交织3D织物方块和其他横断面轮廓的方法，便可不需探索生产某些其他横断面形状的方法，因为预制坯、过滤器材料所需的任何形状都可容易地从本方法所生产的网格状织物块切割取得，而不会有裂开的危险。
另外，适当地控制如上所述已被相应地穿线的扁平综丝(3)、综眼(4ne)和/或(4se)，使在所设置的多层经纱(6)中只有那些在外部的经纱开口，能够生产出另外一种有用的织物材料。参阅图10a，顶部和底部的织造表面可这样生产，使垂直综框(1)往复移动，从而位移主动经纱(6a)，在被动经纱(6p)之间形成横行开口，及其它在横行中没有位移的主动经纱(6a)，然后将纬纱(7)插入到这些在外面的顶部和底部的横行开口内即得。与此类似，左侧和右侧的织造表面可这样生产，使开口轴(2)作往复运动，位移主动经纱(6a)，与被动经纱(8)形成纵列开口，及其它在横行中没有位移的主动经纱(6a)，然后将纬纱(8)插入到这些在外面的左侧和右侧的纵列开口内即得。这样操作可生产出一种交织的外表面，可用来作为如图10a所示的织物材料(12e)的内部所含非交织的多层纱线(6n)的外部的织造覆盖层。
另外，还能生产出如图10b所示的带芯或夹层式的织物材料(12s)，只要将合适地设置的多层经纱交织起来即可。在这里同样要适当控制已被相应穿线的扁平综丝(3)、综眼(4ne)和/或(4se)，从而分别形成横行和纵列的开口，然后分别将纬纱(7)和(8)插入到形成的横行和纵列的开口内，这样得到的交织的织物结构(12s)如图10b所示，一般被称为夹层或带芯式织物结构。
另外，还可能用所说明的开口装置生产多个织造的2D织物片。这种多层片可这样生产，如前所述先设置多层经纱，使垂直(1)或水平(2)综框位复运动，以资相应地形成横行或纵列的开口，然后相应地将纬纱(7)或(8)插入到形成的的具有给定方向的开口内。这样，如果形成的是是横行开口并作相应的引纬，那么得到的织造2D织物的多层片将是水平形式。与此类似，如果形成的是纵列开口并作相应的引纬，那么生产出来的织造2D织物的多层片与图2所示的布置相比将是垂直形式。
不用多说，在所有上述织物的生产方法中，都要在织造周期的适当时刻进行织造过程的其他补充操作如打纬、卷取等以便生产出符合所需规格的令人满意的织物。
本行业的行家当可知道，在不离开本发明的精神的条件下是能够对本发明的各种细节作出改变或修改的。因此，上述说明只是用来阐明本发明的基本想法，它不能用来限制下面列出的权利要求。
权利要求
1.一种网格状织造的3D织物，其特征为，该织物由按照织物横断面轮廓设置的一组多层经纱和两组正交的纬纱交织构成，以提供织物材料的整体性，这样构成的织物材料可增添地引入不交织而在下列方向中选取的多方向取向的纱线a)织物的长度方向，b)织物的宽度方向，c)织物的厚度方向，d)织物横断面的一个或两个斜角方向，e)以上方向的任何组合，来提高织物材料的机械性能，使它可全部或部分适用于包括但并不仅限于复合材料的技术用途上，这样一种织物可以是实心或管状的型式并具有所需的横断面形状而且当将它切割成所需的形式时还能保持其结构。
2.按照权利要求1的织造材料，包括a)一种或多种可从下列材料中选取的纤维材料碳纤维、合成纤维、天然纤维(包括来自海洋的)、无机纤维、玻璃纤维、金属纤维，b)任何非纤维材料与权利要求2a所示的任何纤维材料的组合，c)用化学试剂浸渍的所有或任何一种在权利要求2a中列出的纤维材料。
3.按照权利要求1的织造材料是通过在两个互相垂直的方向上的开口操作从而在按照所要生产织物的横断面轮廓设置的多层经纱上形成横行和纵列开口的织造方法生产出来的，构成扁平综丝的所用开口装置具有下列一个或多个特征a)由长轴和短轴限定的一个或多个孔眼的长轴的取向垂直于扁平综丝的长度方向同时孔眼被排列成具有均匀间隔的行列，以便使按照所要生产织物的横断面轮廓设置的经纱被拉动穿过这些孔眼，b)按照权利要求3a的扁平综丝在给定的两个由长轴和短轴限定、用来供按照所要生产织物的横断面轮廓设置的经纱穿过的孔眼之间有一横断面为圆形的孔眼用来帮助开口的形成，c)按照权利要求3a的扁平综丝在两个相邻孔眼之间具有添加的切开部分，使该切开部分发生在扁平综丝的两侧，以便接纳按照所要生产织物的横断面轮廓设置的经纱，使这些被接纳的经纱不被用来形成开口的扁平综丝位移，d)开口装置采用的扁平综丝具有一系列孔眼，其形状可为圆形或由长轴和短轴限定的形状，但孔眼的长轴须与扁平综丝的长度方向平行，用来使按照所要生产织物的横断面轮廓设置的经纱穿过而帮助形成开口。
4.按照权利要求3的双向开口装置，具有两套扁平综丝被穿孔的综框组合件，其中每一综框组合件内的扁平综丝被间隔开，而这两综框组合件被布置在a)平行的平面上，b)成为互相垂直的形态，c)在叠置的互相垂直的孔眼中提供孔眼供经纱穿过，d)在互相垂直而间隔开的扁平综丝之间提供孔眼供经纱穿过。
5.按照权利要求3和4的双向开口轴组合件，其中每组的穿孔扁平综丝能在其相应的平面内直线上往复运动，其类型为a)整个组，或b)选定的小组，或c)单个，或d)权利要求5b和5c的组合。
6.按照权利要求3、4、和5的双向开口轴组合件，其中每组的穿孔扁平综丝能在其相应的平面内直线上往复运动，其方式为a)同一时间在同一方向，或b)同一时间在相反方向，或c)以分散的方式。
7.按照权利要求3、4、5和6的开口装置，能够用来生产按照权利要求1和2的织造材料，其中只有多层经纱的外部纱线进行交织，从而形成外部交织的组成部分用作其内部成份的织造覆盖物。
8.按照权利要求3，4，5和6的开口装置，其能够生产权利要求1和2的织造材料，其中适当设置的多层经纱中的纱线用来交织从而形成“夹层式”或“夹芯式”结构。
9.按照权利要求3，4，5和6的开口装置，其能够用来生产权利要求2的多层2D织造材料
全文摘要
一种织造的3D织物材料(12u)具有多层的轴向经纱(6)和两组分别与经纱(6)的横行和纵列交织的正交的纬纱(7)和(8)以资给织物提供整体性,该织物在交织的经纱(6)的横行和纵列之间可添加地分别在织物的长度、宽度、厚度方向和两个斜角方向引入成组的、不交织的、多方向取向的纱线(6ps、9c、9a、9b和9d)以资提高织物的机械性能。多层经纱(6)与两组正交纬纱(7)和(8)的交织之所以可能是由于双向开口装置,它可在多层经纱的横行和纵列方向形成开口。所生产的织造的3D织物材料可被切割成任何所需形状而不会有裂开的危险,可被整体或部分用于技术用途。
文档编号D03D25/00GK1247582SQ9718194
公开日2000年3月15日 申请日期1997年3月3日 优先权日1997年3月3日
发明者那丹·霍卡 申请人:比蒂姆股份公司