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1、(10)申请公布号 CN 103161025 A (43)申请公布日 2013.06.19 CN 103161025 A *CN103161025A* (21)申请号 201110412707.X (22)申请日 2011.12.13 D04C 1/00(2006.01) (71)申请人 江南大学 地址 214122 江苏省无锡市蠡湖大道 1800 号 (72)发明人 周罗庆 周頔 (54) 发明名称 一种邻连式中空编织物的编织方法 (57) 摘要 一种邻连式中空编织物。它能够方便地形成 中空结构， 并提高编织纱线模量利用率。 它是使所 有编织纱线环绕模具在编织物中以跳棋式的行列 方式分布排列。
2、 ； 编织物中的每一根编织纱线， 围 绕自身的长直形态的位置中心线， 与且只与其周 围的紧邻的编织纱线产生交绕。 如此， 所有编织纱 线通过 “紧邻相连” 的方式连接成一个整体结构的 中空编织物。因为每根编织纱线在编织物中只局 限在以自身位置中心线为中心以紧邻纱线为边界 的较小范围内延伸排布， 并且位置中心线为编织 物长度方向上的长直形态， 这样， 达到中空形态并 且减少每根编织纱线弯曲程度和曲折分布范围， 提高编织纱线拉伸模量利用率的目的。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说。
3、明书4页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103161025 A CN 103161025 A *CN103161025A* 1/1 页 2 1. 一种邻连式中空编织物， 其特征是 ： 所有编织纱线环绕在模具周围排布成中空形 态， 并且所有编织纱线在编织物中以跳棋式的行列方式分布排列， 编织物中的每一根编织 纱线， 围绕各自长直形态的位置中心线， 与且只与其周围的紧邻的编织纱线产生交绕。 2. 根据权利要求 1 所述的邻连式中空编织物， 其特征是 ： 模具的横截面形状可以为矩 形、 圆形或其它形状 ； 模具空间形态可以为柱体、 椎体或其它变曲线母线回转体。 3. 根据权利要求 1 所述的邻。
4、连式中空编织物， 其特征是 ： 编织纱线相互间以螺旋相交 的方式产生交绕。 4. 根据权利要求 1 所述的邻连式中空编织物， 其特征是 ： 编织纱线以跳棋式的行列方 式分布排列， 其中的行和列， 对纵横式矩形立体编织机编织出的编织物而言， 为横行和纵 列。 5. 根据权利要求 1 所述的邻连式中空编织物， 其特征是 ： 编织纱线以跳棋式的行列方 式分布排列， 其中的行和列， 对环形立体编织机编织出的编织物而言， 为环轨和射轨。 6. 根据权利要求 1 所述的邻连式中空编织物， 其特征是 ： 编织纱线以跳棋式的行列方 式分布排列， 其中的跳棋式为， 在任意行或列中一排一空， 并且在隔一的行或列中。
5、编织纱线 以对齐的方式分布排列， 而在相邻的行或列中编织纱线则以交错的方式分布排列。 7. 根据权利要求 1 所述的邻连式中空编织物的编织方法， 可利用纵横式矩形立体编织 机进行编织， 其特征是 ： 对应于立体编织体的形态和大小， 在相应范围以如下方式排布编织 纱线， 使所有参与编织的纱线在任意的横行或纵列中一排一空， 并且在隔一的横行或纵列 中编织纱线以对齐的方式分布排列， 而在相邻的横行或纵列中编织纱线则以交错的方式分 布排列 ； 以每步移动的步长为 2 的方式进行四步法编织。 8. 根据权利要求 1 所述的邻连式中空编织物， 可利用环形立体编织机进行编织， 其特 征是 ： 对应于立体编织。
6、体的形态和大小， 在相应范围以如下方式排布编织纱线， 使所有参与 编织的纱线在任意的环轨或射轨中一排一空， 并且在隔一的环轨或射轨中编织纱线以对齐 的方式分布排列， 而在相邻的环轨或射轨中编织纱线则以交错的方式分布排列 ； 以每步移 动的步长为 2 的方式进行四步法编织。 权 利 要 求 书 CN 103161025 A 2 1/4 页 3 一种邻连式中空编织物的编织方法 所属技术领域 0001 本发明涉及一种中空编织物的编织方法， 尤其是能减少每根编织纱线在编织物中 的弯曲程度和曲折分布范围来提高编织纱线拉伸模量利用率的邻连式中空编织物， 该编织 物用作复合材料增强体。 背景技术 0002 。
7、目前， 公知的用作复合材料增强体的立体编织物是由组成编织物的全部纱线或部 分纱线通过相互交绕纠缠而成的， 难以编织成中空形态， 尤其是大型的中空编织物。因为， 无论是通常的四步法编织法的还是二步法编织法的， 无论是矩形编织机制得的还是环形编 织机制得的， 也无论是纵横式编织机制得的还是旋锭式编织机制得的， 任意一根起交绕作 用的编织纱线都是从立体编织物的一个侧面游走到另一个侧面的， 如此连续， 才能形成传 统的整体立体编织物。对编织物中的每一根具体的交绕纱线而言， 这根纱线游走轨迹呈贯 穿于立体编织物的空间曲折形态， 即在每根纱线将在编织体内到处游走 ； 对众多纱线的集 合而言， 由于各根纱线。
8、的在编织物中的轨迹各不相同， 就形成了众多纱线相互之间交错的 纠缠体， 难以操作。 所以这种纠缠体更多地是以实心体形态出现， 比如矩形柱体、 圆柱体等。 0003 上述的传统编织物结构上的特征导致在性能上存在着如下不足之处 ： 一是立体编 织物中的编织纱线的拉伸模量， 尤其是诸如碳纤维芳纶等高性能纤维的拉伸模量难以得到 充分利用 ； 二是立体编织物如果产生局部的破坏或损伤， 将容易向更大范围扩散甚至造成 编织物的解体。三是难以形成中空形态的编织物， 尤其是大型的立体中空编织物。 发明内容 0004 为了克服现有立体编织物因为编织纱线在编织物内从一个侧面到另一个侧面的 曲折游走而不能充分利用编织。
9、纱线的拉伸模量以及破坏损伤容易扩散以及难以形成中空 结构的不足， 本发明的首要目的是提供一种中空编织物， 该中空编织物不仅能提高纱线拉 伸模量的利用率， 而且能有效地限制编织物损伤的扩大和延展， 第二目的是提供一种编织 上述中空编织物的方法 . 0005 为了实现本发明第一目的， 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ： 所有编 织纱线环绕在模具周围排布成中空形态， 并且编织纱线在环绕在模具周围组成中空编织物 结构的方式上， 采用邻连式 ； 具体为， 在编织纱线的位置上， 对矩形编织机形成的编织物而 言， 所有编织纱线在编织物中以跳棋式的行列方式分布排列， 即， 隔一的横行或纵列中的编 织纱。
10、线以对齐的方式分布排列， 而相邻的横行或纵列中的编织纱线则以交错的方式分布排 列 ； 对环形编织机形成的编织物而言， 所有编织纱线在编织物中以跳棋方式在环轨和射轨 中分布排列， 即， 隔一的环轨或射轨中的编织纱线以对齐的方式分布排列， 而相邻的环轨或 射轨中的编织纱线则以交错的方式分布排列。在编织纱线的形态及相互之间的组成关系 上， 编织物中的每一根编织纱线， 围绕自身的长直形态的位置中心线， 与且只与其周围的紧 邻的编织纱线产生交绕。如此， 所有编织纱线通过 “紧邻交绕” 的方式连接成一个整体结构 说 明 书 CN 103161025 A 3 2/4 页 4 的中空编织物。 因为每根编织纱线。
11、在编织物中只局限在以自身位置中心线为中心以紧邻纱 线为边界的较小范围内延伸排布， 并且位置中心线为编织物长度方向上的长直形态， 这样， 达到减少每根编织纱线弯曲程度和曲折分布范围， 提高编织纱线拉伸模量利用率以及限制 编织物损伤扩大和延展的目的。 0006 为了实现本发明第二目的， 即编织上述邻连式中空编织物， 本发明解决其技术问 题所采用的技术方案是 ： 可利用传统的纵横式矩形立体编织机或环轨射轨式环形立体编织 机进行编织， 对应于立体编织体的形态和大小， 在相应的位置范围以如下方式环绕模具排 布编织纱线， 使环绕在模具周围的所有参与编织的编织纱线在任意的横行 ( 环轨 ) 或纵列 ( 射轨。
12、 ) 中一排一空， 并且在隔一的横行 ( 环轨 ) 或纵列 ( 射轨 ) 中编织纱线以对齐的方式 分布排列， 而在相邻的横行 ( 环轨 ) 或纵列 ( 射轨 ) 中编织纱线则以交错的方式分布排列 ； 以每步移动的步长为 2 的方式进行四步法编织。 0007 本发明的有益效果是， 可以在构成整体结构的中空编织物的同时， 减少编织纱线 在编织物中的分布的曲折程度， 编织纱线， 不需要在编织体中到处游走， 而局限在一个仅与 周围邻纱绞绕的范围内， 这提高编织纱线拉伸模量的利用率， 增强编织物的抵抗损伤能力。 附图说明 0008 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 0009 图 1 是本发明的邻。
13、连式中空编织物中的编织纱线环绕模具编织的示意图。 0010 图 2、 图 3 是本发明的原理叙述中的片状编织物的纱线相互间的连接状态及结构 图。 0011 图 4 是本发明实施例一的邻连式中空编织物的结构单元及其各编织纱线相互间 的连接状态。 0012 图 5 是本发明实施例一的邻连式中空编织物结构单元的各编织纱线的运动轨迹 及其相互间的交绕状态。 0013 图 6 是本发明实施例一的邻连式中空编织物多个结构单元的各编织纱线的运动 轨迹及其相互间的交绕状态。 0014 图 7 是本发明的实施例一的邻连式中空编织物结构单元的各编织纱线在纵横式 矩形编织机上的排布和四步法编织过程。 0015 图 。
14、8 是本发明的实施例二的邻连式中空编织物矩形中空编织物及其在纵横式矩 形编织机上编织方法。 0016 图中 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7. 编织纱线， 8. 模具， Z、 Z1、 Z2、 Z3、 Z4、 Z5、 Z6、 Z7. 编织纱线 的位置中心线， A、 B、 C、 D. 交绕区， M. 结构单元中的编织纱线的运动范围。 具体实施方式 0017 实施例一 ： 本发明的邻连式中空编织物的结构单元及其在纵横式矩形编织机上编 织方法 0018 为便于叙述和理解本实施例的 “紧邻交绕” 编织物结构， 首先借助于图 1、 图 2 和图 3 来由浅入深地叙述中空概念及 “紧邻交绕” 结构及组。
15、成。 0019 在图 1 中， 表示了邻连式中空编织物中的编织纱线环绕模具编织的示意图。所有 说 明 书 CN 103161025 A 4 3/4 页 5 的编织纱线1、 2、 3、 4、 5、 6、 7环绕模具分布， 且如图2、 图3和图4所示， 每根编织纱线在编织 物中只局限在以自身为中心以邻纱为边界的较小范围内排布。本实施例中， 编织纱线呈螺 旋线状态， 有着自身的长直形态的位置中心线 Z。 0020 在图2和图3中， 表示了编织纱线相互间的连接状态及片状编织物结构， 为容易理 解， 以 “紧邻交绕” 平面编织物为例。图 2 表示了按编织轨迹所绘制的片状编织物， 各编织纱 线 1、 2、。
16、 3 为螺旋线形态， 并且各自有着长直形态的位置中心线 Z1、 Z2、 Z3 ； 图 3 表示了该编 织物受到拉伸时的实物形态， 可看出， 各编织纱线组成平面交绕形态的编织物。在图 2、 图 3 的例中， 片状编织物是由 3 根纱线在编织物中通过 “紧邻交绕” 的方式连接而成的 ； 其中编 织纱线 1 与左侧的编织纱线 2 和右侧的编织纱线 3 分别以螺旋形的交绕方式相连成整片织 物。 0021 图 4 表示了按编织轨迹所绘制的本实施例的中空编织物的结构单元及其各纱线 相互间的连接状态。该图例中是由 5 根编织纱线通过 “紧邻交绕” 的方式连接成整体的中 空编织物的结构单元的。按编织轨迹来绘制。
17、， 各编织纱线 1、 4、 5、 6、 7 为螺旋线形态， 并且各 自有着长直形态的位置中心线 Z1、 Z4、 Z5、 Z6、 Z7 ； 其中编织纱线 1 分别以与左后侧的相邻 的编织纱线 4、 右后侧的相邻的编织纱线 5 以及右前侧的相邻的编织纱线 6、 左前侧的相邻 的编织纱线 7 以螺旋形的交绕方式相连成整体的结构单元。 0022 图5表示了图4实施例的结构单元的各编织纱线的运动轨迹及其相互间的交绕状 态， 也可理解为是图 4 的俯视图。与图 4 中的相对应， 编织纱线 4、 5、 6、 7 各自运动轨迹如图 中虚线所示， 紧邻但各不相交绕， 各自按虚线箭线方向作同步回转运动 ； 编织纱。
18、线 1 的运动 轨迹如图中的粗实线所示， 也作与编织纱线 4、 5、 6、 7 相同方向的回转运动， 如实线箭线所 示， 但其位于编织纱线4、 5、 6、 7的运动轨迹的中间， 分别与编织纱线4、 5、 6、 7的运动轨迹产 生交绕， 如图中交绕区 A、 B、 C、 D 所示。这样就通过编织纱线 1 的交绕连接将原本相互间不 相连的编织纱线 4、 5、 6、 7“桥连” 成图 4 所示的整体中空编织物的结构单元。 0023 将图 4、 图 5 所示的结构单元循环延续， 就构成本发明的整体邻连式中空编织物。 0024 图6表示了图4实施例的多个结构单元的各编织纱线的运动轨迹及其相互间的交 绕状态。
19、， 所有虚线表示的编织纱线按照一个方向回旋， 所有实线表示的编织纱线按照与虚 线表示的编织纱线的方向的相反的方向回旋。 0025 因为本实施例中的结构单元中的各编织纱线 1、 4、 5、 6、 7 在编织物中只局限在以 自身位置中心线 Z1、 Z4、 Z5、 Z6、 Z7 为中心以紧邻纱线为边界的较小范围内延伸排布， 并且 位置中心线 Z1、 Z4、 Z5、 Z6、 Z7 为中空编织物长度方向上的长直形态， 这样， 达到减少每根编 织纱线弯曲程度和曲折分布范围， 提高编织纱线拉伸模量的利用率以及限制编织物损伤的 扩大和延展的目的。 0026 从图 5 和图 6 中还可以看出本实施例的编织实现的。
20、条件 ： 为使编织纱线 1 与编织 纱线4、 5、 6、 7分别产生交绕， 不但回转运动方向和回转速度要与编织纱线4、 5、 6、 7的一致， 而且在时间上必须与编织纱线 4、 5、 6、 7 的错开 180， 只有这样， 才能分别在轨迹相交处， 即在交绕区 A、 B、 C、 D 产生交绕。这也正是实现本发明的编织设备中的纱线运动机构的设 计原则。 0027 在图 7 中， 表示了在通常的纵横式矩形编织机上实现本发明的编织结构单元的各 纱线的排布和四步法编织过程。 在图7的(一)中表示了编织纱线的排布方式， 无论在纵列 说 明 书 CN 103161025 A 5 4/4 页 6 或横行， 编。
21、织纱线均一排一空， 且所有编织纱线成跳棋状交错排布状态。图 7 中的方框 M 表 示了对应于图 4 和图 5 的结构单元中的编织纱线 1、 4、 5、 6、 7 的运动范围。在图 7 的 ( 二 )、 ( 三 )、 ( 四 )、 ( 五 ) 中， 分别用箭线表示了纵横式矩形编织机的四步法编织中的每步的纵 列和横行的移动， 即各编织纱线的运动， 与传统的四步法编织的不同之处在于本发明的每 步移动的步长为 2。例如图 7 的 ( 二 ) 中的箭线表示了从图 7 的 ( 二 ) 到 ( 三 ) 状态的过 渡及形成， 即四步法中的第一步 ； 图 7 的 ( 三 ) 中的箭线表示了从图 7 的 ( 三 。
22、) 到 ( 四 ) 状 态的过渡及形成， 即四步法中的第二步 ； 以此类推， 最终就形成四步法编织的一次完整的循 环。如将编织纱线 1 在图 7 的 ( 二 )、 ( 三 )、 ( 四 )、 ( 五 ) 中的位置依次连成运动轨迹， 就 形成如图 5 的结构单元中的编织纱线 1 的运动轨迹， 如图 5 中的粗实线所示 ； 图 5 的结构单 元中的编织纱线 4、 5、 6、 7 的运动轨迹也是如此形成， 如图 5 中的虚线所示。 0028 实施例二 ： 矩形邻连式中空编织物及其在纵横式矩形编织机上编织方法 0029 以粗细为 6k 的碳纤维在纵横式矩形立体编织机上进行方形中空编织物的编织。 003。
23、0 首先在编织机上环绕模具 8 来排列纱线。矩形邻连式中空编织物四个边中的某一 边的纱线排列如图 8 中的 ( 一 ) 所示， 图 7 中的每个 “” 代表一根编织纱线， 对应于该例所 要编织的该边的矩形形态和尺寸， 将纱线以跳棋方式在编织机上排布成10横行18纵列， 即每横行或每纵列均以一排一空的方式排列纱线， 在隔一的横行或纵列中编织纱线以对齐 的方式分布排列， 而在相邻的横行或纵列中编织纱线则以交错的方式分布排列。 0031 矩形邻连式中空编织物的其他三个边的纱线依此原则来排列。 0032 然后进行环绕模具 8 的矩形中空编织物的编织。以每步移动的步长为 2 的方式进 行四步法编织， 四。
24、步一个编织循环的编织过程分别如图 8 中的 ( 一 )、 ( 二 )、 ( 三 )、 ( 四 ) 所示。在图 8 的 ( 一 )、 ( 二 )、 ( 三 )、 ( 四 ) 中， 分别用箭线表示了纵横式矩形编织机的四 步法编织中的每步的纵列和横行的移动， 即各纱线的运动， 隔一的横行或纵列总是以相同 的方向和步长移动。图 8 中的 ( 一 ) 表示为第一步， 其中的箭线表示了从图 8 的 ( 一 ) 到 (二)状态的过渡及形成 ； 图8中的(二)表示为第二步， 其中的箭线表示了从图8的(二) 到 ( 三 ) 状态的过渡及形成 ； 以此类推， 完成一次四步法编织的循环 ； 如此继续， 进行矩形 中。
25、空编织物的连续编织。 0033 实施例三 ： 环状邻连式中空编织物及其在环形立体编织机上编织方法 0034 以粗细为 1200tex 的无碱无捻直接粗纱玻璃纤维在环轨射轨式环形立体编织机 上进行编织。 0035 首先在编织机上排列纱线。对应于该例所要编织的环形编织体的尺寸， 将纱线环 绕模具 8 以跳棋方式在环形编织机上的每个环轨或每个射轨均以一排一空的方式排列纱 线， 在隔一的环轨或射轨中编织纱线以对齐的方式分布排列， 而在相邻的环轨或射轨中编 织纱线则以交错的方式分布排列。 0036 然后进行环形邻连式中空编织物的编织。除了每步移动的步长为 2 之外， 和通常 的环形立体编织过程相同地进行四步法编织， 如此循环继续， 进行环形邻连式中空编织物 的连续编织。 说 明 书 CN 103161025 A 6 1/5 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103161025 A 7 2/5 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 103161025 A 8 3/5 页 9 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103161025 A 9 4/5 页 10 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 103161025 A 10 5/5 页 11 图 8 说 明 书 附 图 CN 103161025 A 11 。