一種三維機(jī)織織物的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種三維機(jī)織織物的制造方法，其特征在于，具體步驟包括：采用雙引緯工藝裝置織造三維機(jī)織織物；其中，在織造所述的三維機(jī)織織物的相鄰的至少兩層時(shí)，將其中一個(gè)引緯裝置中的奇數(shù)層緯紗選取為直徑較粗的紗線(xiàn)，偶數(shù)層緯紗選取為直徑較細(xì)的紗線(xiàn)，將另一個(gè)引緯裝置中的奇數(shù)層緯紗選取為直徑較細(xì)的紗線(xiàn)，偶數(shù)層緯紗選取為直徑較粗的紗線(xiàn)；在織造過(guò)程中，兩個(gè)引緯裝置交替引緯，垂直捆綁紗交織以后將經(jīng)紗和緯紗束縛為一個(gè)整體，即為三維機(jī)織織物。本發(fā)明減小了三位織物在捆綁紗方向的空隙，可有效提高織物在過(guò)濾，電磁屏蔽、抗刺穿方面的能力。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種三維機(jī)織織物的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三維機(jī)織織物的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]三維正交機(jī)織物是一種具有優(yōu)良整體性和層間剪切性能的多層織物，廣泛應(yīng)用于國(guó)防科技，先進(jìn)復(fù)合材料制造等工業(yè)領(lǐng)域。如圖2所示，三維正交機(jī)織物中，經(jīng)紗14和緯紗12排列規(guī)整，被厚度方向上的捆綁紗13束縛為一個(gè)整體，三者呈相互正交的垂直形態(tài)。由于三維正交機(jī)織物中經(jīng)紗和緯紗處在伸直狀態(tài)，使織物的經(jīng)緯紗方向具有很高的模量和強(qiáng)力。同時(shí)沿厚度方向的捆綁紗的引入，使得織物厚度方向的強(qiáng)力及韌性顯著提高，也起到抗分層的效果。與傳統(tǒng)的二維織物層合材料相比，三維織物在結(jié)構(gòu)整體性，抗分層性和結(jié)構(gòu)均勻性等方面都具有明顯優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)使三維正交機(jī)織物成為復(fù)合材料增強(qiáng)體和各種防護(hù)材料的理想材料。然而，如圖2所示，三維正交機(jī)織物中，捆綁紗13的交織使其在厚度方向上存在明顯的縱向通道11。這些縱向通道使三維正交織物在厚度方向的物理阻隔性能受到顯著影響。在電磁波防護(hù)、防彈防刺和顆粒過(guò)濾等領(lǐng)域，往往要求織物結(jié)構(gòu)致密且厚度方向不能具有明顯的空隙。而三維正交機(jī)織物中的縱向通道，使其無(wú)法滿(mǎn)足要求，限制了其在以上領(lǐng)域的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種三維機(jī)織織物的制造方法，該方法使三維織物中不同層數(shù)的緯紗在織物交錯(cuò)分布，相互嚙合。所得織物即具有優(yōu)良的整體性和層間剪切性能，有具有優(yōu)良的物理阻隔性能，從而擴(kuò)大了三維機(jī)織物的應(yīng)用范圍，解決了三維機(jī)織物在防彈防刺、電磁波防護(hù)和粉塵過(guò)濾等領(lǐng)域的應(yīng)用問(wèn)題，且操作簡(jiǎn)單，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種三維機(jī)織織物的制造方法，其特征在于，具體步驟包括:采用雙引緯工藝裝置織造三維機(jī)織織物；其中，在織造所述的三維機(jī)織織物的相鄰的至少兩層時(shí)，將其中一個(gè)引緯裝置中的奇數(shù)層緯紗選取為直徑較粗的紗線(xiàn)，偶數(shù)層緯紗選取為直徑較細(xì)的紗線(xiàn)，將另一個(gè)引緯裝置中的奇數(shù)層緯紗選取為直徑較細(xì)的紗線(xiàn)，偶數(shù)層緯紗選取為直徑較粗的紗線(xiàn)；或者，將其中一個(gè)引緯裝置的奇數(shù)層緯紗桿連接紗線(xiàn)，偶數(shù)層緯紗桿空置，另一個(gè)引緯裝置中奇數(shù)層緯紗桿空置，偶數(shù)層緯紗桿連接紗線(xiàn)；或者，將兩個(gè)引緯裝置中的奇數(shù)層和偶數(shù)層的緯紗選取為異形紗線(xiàn)；在織造過(guò)程中，兩個(gè)引緯裝置交替引緯，垂直捆綁紗交織以后將經(jīng)紗和緯紗束縛為一個(gè)整體，即為三維機(jī)織織物。
[0005]優(yōu)選地，所述的雙引緯工藝裝置為具有雙引緯裝置的三維正交織機(jī)或具有多引緯器的二維織機(jī)。所述織造三維機(jī)織阻隔織物的雙引緯裝置，可以設(shè)置在三維織機(jī)兩側(cè)，也可以設(shè)置在三維織機(jī)同一側(cè)。
[0006]優(yōu)選地，所述的異形紗線(xiàn)為膨體紗、加捻紗線(xiàn)或空氣變形紗。
[0007]優(yōu)選地，所述的經(jīng)紗、緯紗和捆綁紗獨(dú)立地為高性能纖維、金屬纖維，功能纖維，化學(xué)纖維、天然纖維或它們的混紡紗。[0008]更優(yōu)選地，所述的高性能纖維為碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維或高分子量聚乙烯纖維。
[0009]優(yōu)選地，所述的三維機(jī)織織物的制造方法還包括:將三維機(jī)織阻隔織物作為增強(qiáng)體與熱固性樹(shù)脂或熱塑性樹(shù)脂復(fù)合。
[0010]更優(yōu)選地，所述的熱固性樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂或乙烯基樹(shù)脂。
[0011]更優(yōu)選地，所述的熱塑性樹(shù)脂為聚丙烯樹(shù)脂，丙烯酸樹(shù)脂或聚氯乙烯。
[0012]本發(fā)明的雙引緯工藝中，可以選擇奇數(shù)和偶數(shù)層的緯紗為不同粗細(xì)的紗線(xiàn)，也可以選擇某些層數(shù)(如第一層，第二層)的緯紗為粗細(xì)相同的紗線(xiàn)，某些層數(shù)(第三層至最后一層之間的奇數(shù)和偶數(shù)層)的緯紗為不同粗細(xì)的紗線(xiàn)。形成緯紗在三維織物中的交錯(cuò)排列，產(chǎn)生縱向阻隔效果即可。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0014]1、本發(fā)明方法所制造的織物中粗細(xì)不同的緯紗在打緯作用下相互嚙合，使捆綁紗在織物中擠在一起并發(fā)生彎曲，織物各層緯紗之間相互阻擋，減小了三位織物在捆綁紗方向的空隙，可有效提高織物在過(guò)濾，靜電屏蔽、抗刺穿方面的能力。打緯的上機(jī)張力使捆綁紗發(fā)生屈曲，由于緯紗粗細(xì)不同，接觸時(shí)摩擦阻力更大，從而使限制織物各層緯紗之間相互滑移，起到了很好的阻隔效果。
[0015]2、本發(fā)明得益于特殊的緯紗設(shè)計(jì)，選取不同類(lèi)型的纖維作為經(jīng)緯紗的三維機(jī)織阻隔織物可以應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。包括:如高性能纖維為經(jīng)緯紗，該織物可用防彈防刺領(lǐng)域也可以作為復(fù)合材料增強(qiáng)體，如金屬纖維為經(jīng)緯紗，該織物可用于電磁波屏蔽領(lǐng)域，如超細(xì)纖維為經(jīng)緯紗，該織物可用于液體和氣體過(guò)濾領(lǐng)域，本發(fā)明的三維機(jī)織織物經(jīng)緯紗完全伸直，具有很好的拉伸模量和強(qiáng)力，與樹(shù)脂復(fù)合后，可用于工業(yè)制造等領(lǐng)域。
[0016]3、本發(fā)明三維機(jī)織物具有制作工藝簡(jiǎn)單、沖擊性能好、抗分層、成本低、適合于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為三維機(jī)織阻隔織物示意圖；
[0018]圖2為三維正交機(jī)織物示意圖；
[0019]圖3為三維粉塵過(guò)濾織物示意圖；
[0020]圖4為電磁波屏蔽織物示意圖；
[0021]圖5為三維多孔機(jī)織物示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
[0023]實(shí)施例1:三維阻隔織物增強(qiáng)復(fù)合材料及其制造方法
[0024]如圖1所示，為三維機(jī)織阻隔織物示意圖，所述的三維機(jī)織阻隔織物選擇玻璃纖維為三維織物的經(jīng)紗3、緯紗I和捆綁紗2。經(jīng)緯紗共七層，四層緯紗1，三層經(jīng)紗3。經(jīng)紗3的線(xiàn)密度為lOOOtex，捆綁紗2的線(xiàn)密度為400tex。緯紗I共有兩種，線(xiàn)密度分別為400tex和lOOOtex。織物的經(jīng)緯密分別為10根/厘米，織物設(shè)計(jì)寬度為30厘米，長(zhǎng)度30厘米。
[0025]上述的三維阻隔織物增強(qiáng)復(fù)合材料的制造方法為:
[0026](I)采用具有雙引緯裝置的三維正交織機(jī)織造三維機(jī)織織物:
[0027]首先，在織造所述的三維機(jī)織阻隔織物時(shí)，采用雙引緯工藝，其中一個(gè)引緯裝置(引緯裝置A)中的奇數(shù)層緯紗的線(xiàn)密度為lOOOtex，偶數(shù)層緯紗的線(xiàn)密度為400tex，另一個(gè)引緯裝置(引緯裝置B)中的奇數(shù)層緯紗的線(xiàn)密度為400tex，偶數(shù)層緯紗的線(xiàn)密度為IOOOtex ；
[0028]織造時(shí)，兩個(gè)引緯裝置交替引緯，垂直捆綁紗交織以后將經(jīng)紗和緯紗束縛為一個(gè)整體，具體織造過(guò)程為:引緯裝置A引緯紗，捆綁紗交織，使其他層的經(jīng)紗、緯紗與捆綁紗成為一個(gè)整體，打緯，步進(jìn)電機(jī)卷取，引緯裝置B引緯紗,捆綁紗交織，打緯，步進(jìn)電機(jī)卷取，完成一個(gè)完整循環(huán)的織造。根據(jù)實(shí)際需要，通過(guò)控制織造循環(huán)數(shù)來(lái)控制織物的長(zhǎng)度。當(dāng)織造30厘米的長(zhǎng)度后，三維阻隔織物織造完畢。
[0029]最后，選擇乙烯基樹(shù)脂，將織造好的三維阻隔織物利用真空輔助樹(shù)脂轉(zhuǎn)移成型的方法制成三維阻隔織物增強(qiáng)復(fù)合材料。
[0030]實(shí)施例2:三維粉塵(直徑>10微米)過(guò)濾織物及其制造方法
[0031]如圖3所示，為三維粉塵過(guò)濾織物示意圖，所述的三維粉塵過(guò)濾織物選擇錦綸單絲作為經(jīng)紗3和捆綁紗2，錦綸空氣變形紗作為緯紗I。三維粉塵過(guò)濾織物中，經(jīng)緯紗共五層,三層緯紗I,兩層經(jīng)紗3。經(jīng)紗3和捆綁紗2的線(xiàn)密度為lOtex。緯紗I共有兩種，線(xiàn)密度分別為5tex和15tex。織物的經(jīng)緯密分別為24根/厘米，織物設(shè)計(jì)寬度為30厘米，長(zhǎng)度30厘米。
[0032]采用具有雙引緯裝置的三維正交織機(jī)織造三維粉塵過(guò)濾織物:
[0033]首先，在織造所述的三維粉塵過(guò)濾織物時(shí)，采用雙引緯工藝，其中一個(gè)引緯裝置(引緯裝置A)中的奇數(shù)層緯紗的線(xiàn)密度為5tex，偶數(shù)層緯紗的線(xiàn)密度為15tex，另一個(gè)引緯裝置(引緯裝置B)中的奇數(shù)層緯紗的線(xiàn)密度為15tex，偶數(shù)層緯紗的線(xiàn)密度為5tex ；
[0034]織造時(shí)，兩個(gè)引緯裝置交替引緯，垂直捆綁紗交織以后將經(jīng)紗和緯紗束縛為一個(gè)整體，具體織造過(guò)程為:引緯裝置A引緯紗，捆綁紗交織，使其他層的經(jīng)紗、緯紗與捆綁紗成為一個(gè)整體，打緯，步進(jìn)電機(jī)卷取，引緯裝置B引緯紗,捆綁紗交織，打緯，步進(jìn)電機(jī)卷取，完成一個(gè)完整循環(huán)的織造。根據(jù)實(shí)際需要，通過(guò)控制織造循環(huán)數(shù)來(lái)控制織物的長(zhǎng)度。當(dāng)織造30厘米的長(zhǎng)度后，三維粉塵過(guò)濾織物織造完畢。
[0035]實(shí)施例3:三維抗針刺織物及其制造方法
[0036]選擇K129芳綸纖維作為三維抗針刺織物的經(jīng)紗、緯紗和捆綁紗。三維抗針刺織物中經(jīng)緯紗共七層，四層緯紗,三層經(jīng)紗。經(jīng)紗的線(xiàn)密度為lOOOtex，捆綁紗的線(xiàn)密度為300tex。緯紗共有兩種，分別為線(xiàn)密度為500teX和線(xiàn)密度為IOOOtex的加捻紗線(xiàn)(捻系數(shù)為100捻/米)?？椢锏慕?jīng)緯密分別為18根/厘米，織物設(shè)計(jì)寬度為30厘米，長(zhǎng)度30厘米。
[0037]采用具有雙引緯裝置的三維正交織機(jī)織造三維抗針刺織物:
[0038]首先，在織造所述的三維抗針刺織物時(shí)，采用雙引緯工藝，其中一個(gè)引緯裝置(引緯裝置A)中的奇數(shù)層緯紗的線(xiàn)密度為lOOOtex，偶數(shù)層緯紗的線(xiàn)密度為500tex，另一個(gè)引緯裝置(引緯裝置B)中的奇數(shù)層緯紗的線(xiàn)密度為500tex，偶數(shù)層緯紗的線(xiàn)密度為IOOOtex ；
[0039]織造時(shí)，兩個(gè)引緯裝置交替引緯，垂直捆綁紗交織以后將經(jīng)紗和緯紗束縛為一個(gè)整體，具體織造過(guò)程為:引緯裝置A引緯紗，捆綁紗交織，使其他層的經(jīng)紗、緯紗與捆綁紗成為一個(gè)整體，打緯，步進(jìn)電機(jī)卷取，引緯裝置B引緯紗,捆綁紗交織，打緯，步進(jìn)電機(jī)卷取，完成一個(gè)完整循環(huán)的織造。根據(jù)實(shí)際需要，通過(guò)控制織造循環(huán)數(shù)來(lái)控制織物的長(zhǎng)度。當(dāng)織造30厘米的長(zhǎng)度后，三維抗針刺織物織造完畢。
[0040]實(shí)施例4:電磁波屏蔽織物及其制造方法
[0041]如圖4所示，為電磁波屏蔽織物示意圖，所述的電磁波屏蔽織物選擇金屬銅纖維作為經(jīng)紗3和緯紗1，滌綸纖維作為捆綁紗2。電磁波屏蔽織物中經(jīng)緯紗共三層，兩層緯紗1，一層經(jīng)紗3。經(jīng)紗3的直徑為0.1厘米，緯紗I的直徑為0.1厘米和0.05厘米。捆綁紗2的線(xiàn)密度為30tex。經(jīng)緯密分別為12根/厘米，織物設(shè)計(jì)寬度為40厘米，長(zhǎng)度40厘米。
[0042]采用具有雙引緯裝置的三維正交織機(jī)織造電磁波屏蔽織物:
[0043]首先，在織造所述的電磁波屏蔽織物時(shí)，采用雙引緯工藝，其中一個(gè)引緯裝置(引緯裝置A)中的奇數(shù)層緯紗的直徑為0.1厘米，偶數(shù)層緯紗的直徑為0.05厘米，另一個(gè)引緯裝置(引緯裝置B)中的奇數(shù)層緯紗的直徑為0.05厘米，偶數(shù)層緯紗的直徑為0.1厘米。
[0044]織造時(shí)，兩個(gè)引緯裝置交替引緯，垂直捆綁紗交織以后將經(jīng)紗和緯紗束縛為一個(gè)整體，具體織造過(guò)程為:引緯裝置A引緯紗，捆綁紗交織，使其他層的經(jīng)紗、緯紗與捆綁紗成為一個(gè)整體，打緯，步進(jìn)電機(jī)卷取，引緯裝置B引緯紗,捆綁紗交織，打緯，步進(jìn)電機(jī)卷取，完成一個(gè)完整循環(huán)的織造。根據(jù)實(shí)際需要，通過(guò)控制織造循環(huán)數(shù)來(lái)控制織物的長(zhǎng)度。當(dāng)織造40厘米的長(zhǎng)度后，織物織造完畢。
[0045]實(shí)施例5:三維多孔機(jī)織物及其制造方法
[0046]如圖5所示，為三維多孔機(jī)織物示意圖，所述的三維多孔機(jī)織物選擇K29芳綸纖維作為三維織物的經(jīng)紗3、緯紗I和捆綁紗2。三維多孔織物中經(jīng)緯紗共七層，四層緯紗I,三層經(jīng)紗3。經(jīng)紗3和緯紗I的線(xiàn)密度為lOOOtex，捆綁紗2的線(xiàn)密度為300tex?？椢锏慕?jīng)緯密分別為18根/厘米，織物設(shè)計(jì)寬度為30厘米，長(zhǎng)度30厘米。
[0047]采用具有雙引緯裝置的三維正交織機(jī)織造三維多孔機(jī)織物:
[0048]首先，在織造所述的三維多孔機(jī)織物時(shí)，采用雙引緯工藝，其中一個(gè)引緯裝置(引緯裝置A)中的奇數(shù)層緯紗桿連接芳綸紗線(xiàn)，偶數(shù)層緯紗桿空置，另一個(gè)引緯裝置(設(shè)為引緯裝置B)中奇數(shù)層緯紗桿空置，偶數(shù)層緯紗桿連接芳綸紗線(xiàn)。
[0049]織造時(shí)，兩個(gè)引緯裝置交替引緯，垂直捆綁紗交織以后將經(jīng)紗和緯紗束縛為一個(gè)整體，具體織造過(guò)程為:引緯裝置A引緯紗，捆綁紗交織，使其他層的經(jīng)紗、緯紗與捆綁紗成為一個(gè)整體，打緯，步進(jìn)電機(jī)卷取，引緯裝置B引緯紗,捆綁紗交織，打緯，步進(jìn)電機(jī)卷取，完成一個(gè)完整循環(huán)的織造。根據(jù)實(shí)際需要，通過(guò)控制織造循環(huán)數(shù)來(lái)控制織物的長(zhǎng)度。當(dāng)織造30厘米的長(zhǎng)度后，織物織造完畢。
【權(quán)利要求】
1.一種三維機(jī)織織物的制造方法，其特征在于，具體步驟包括:采用雙引緯工藝裝置織造三維機(jī)織織物；其中，在織造所述的三維機(jī)織織物的相鄰的至少兩層時(shí)，將其中一個(gè)引緯裝置中的奇數(shù)層緯紗選取為直徑較粗的紗線(xiàn)，偶數(shù)層緯紗選取為直徑較細(xì)的紗線(xiàn)，將另一個(gè)引緯裝置中的奇數(shù)層緯紗選取為直徑較細(xì)的紗線(xiàn)，偶數(shù)層緯紗選取為直徑較粗的紗線(xiàn)；或者，將其中一個(gè)引緯裝置的奇數(shù)層緯紗桿連接紗線(xiàn)，偶數(shù)層緯紗桿空置，另一個(gè)引緯裝置中奇數(shù)層緯紗桿空置，偶數(shù)層緯紗桿連接紗線(xiàn)；或者，將兩個(gè)引緯裝置中的奇數(shù)層和偶數(shù)層的緯紗選取為異形紗線(xiàn)；在織造過(guò)程中，兩個(gè)引緯裝置交替引緯，垂直捆綁紗交織以后將經(jīng)紗和緯紗束縛為一個(gè)整體，即為三維機(jī)織織物。
2.如權(quán)利要求1所述的三維機(jī)織織物的制造方法，其特征在于，所述的雙引緯工藝裝置為具有雙引緯裝置的三維正交織機(jī)或具有多引緯器的二維織機(jī)。所述織造三維機(jī)織阻隔織物的雙引緯裝置，可以設(shè)置在三維織機(jī)兩側(cè)，也可以設(shè)置在三維織機(jī)同一側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的三維機(jī)織織物的制造方法，其特征在于，所述的異形紗線(xiàn)為膨體紗、加捻紗線(xiàn)或空氣變形紗。
4.如權(quán)利要求1所述的三維機(jī)織織物的制造方法，其特征在于，所述的經(jīng)紗、緯紗和捆綁紗獨(dú)立地為高性能纖維、金屬纖維，功能纖維，化學(xué)纖維、天然纖維或它們的混紡紗。
5.如權(quán)利要求4所述的三維機(jī)織織物的制造方法，其特征在于，所述的高性能纖維為碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維或高分子量聚乙烯纖維。
6.如權(quán)利要求1所述的三維機(jī)織織物的制造方法，其特征在于，還包括:將三維機(jī)織阻隔織物作為增強(qiáng)體與熱固性樹(shù)脂或熱塑性樹(shù)脂復(fù)合。
7.如權(quán)利要求6所述的三維機(jī)織織物的制造方法，其特征在于，所述的熱固性樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂或乙烯基樹(shù)脂。
8.如權(quán)利要求6所述的三維機(jī)織織物的制造方法，其特征在于，所述的熱塑性樹(shù)脂為聚丙烯樹(shù)脂，丙烯酸樹(shù)脂或聚氯乙烯。
【文檔編號(hào)】D03D25/00GK103835057SQ201410072655
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】許福軍, 邱夷平 申請(qǐng)人:東華大學(xué)