一种多层机织物 所属技术领域
本发明涉及一种多层机织物,尤其是经纱能够以紧密而少弯曲状态排列的多层机织物。
背景技术
本发明中所提及的机织物是指由经纬纱线以沉浮方式交织而成的织物;多层机织物是指由多组经纬纱线沉浮交织形成的具有厚度的机织物;子层织物是指在多层机织物中的单层而言,指在结构上可单层独立存在的织物,它有着自身的经纱和纬纱系统,即该子层织物专用的经纱只对该子层织物的纬纱交织成布。
目前,公知的多层机织物多以两种方式构成。
第一种方式是在织物结构上,在厚度方向存在多个子层织物的同时,有连接纱线将各子层织物在织物的厚度方向进行跨层的穿插捆绑,通常是跨多层的穿插捆绑,这种织物通常称为3D多层织物。这种方式的特征是,连接纱线与子层的经纱分别位于织物纵向上不同的平面内,即不能处于织物幅宽上的同一个织物纵向截面中(因为该织物在现有的制织过程中,子层经纱和连接纱线必须分别穿入不同的综丝所致)。该特征不仅导致了各经纱在织物幅宽方向上的排列不够紧密的不足,影响了增强体的纤维体积密度,还存在连接纱线因为跨多层的原因而不够平直,不能充分利用原料的强度和模量的不足。
第二种方式是在织物厚度方向上并不存在子层织物,仅由两组反向开口运动的经纱对在厚度方向平行排列的多根纬纱进行穿插捆绑,这种织物通常称为2.5D多层织物。这种方式的特征是,经纱必须跨多层纬纱运动,该特征导致了经纱在织物中存在较大弯曲以及难以排列得密实的不足。
无论以上两种方式中的哪种,另外还都存在在加工或局部损坏后的损伤易沿织物厚度方向扩散的不足,其原因是存在经纱的跨多层穿越。
【发明内容】
为了克服现有的多层机织物在织物结构上经纱存在较大弯曲以及难以排列得密实、损伤易沿织物厚度方向扩散的不足,本发明提供一种多层机织物,该多层机织物不仅为整体制成的结构,而且其经纱能够以紧密而少弯曲状态排列在织物中,织物表层的损伤不易沿织物厚度方向扩散。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:对用在织物厚度方向上由连接经纱将2层及其以上的子层织物连接成整体的方式来构成的多层机织物,使连接经纱只在相邻的两层子层织物之间,并且以与子层织物的经纱叠合在织物幅宽方向上的同一个纵向截面中的方式,来实现对该相邻的子层织物的连接。其中,子层织物在结构上是由该子层织物的专用的经纱对该子层织物的纬纱进行沉浮方式的交织形成的;连接经纱对相邻的子层织物进行连接是以对相邻子层织物的纬纱进行沉浮交织的方式来实现的。为叙述方便,在本发明中将这种形成整体多层机织物的方式简称为经纱叠合层与层之间连接的方式。
本发明的有益效果是,因为该多层机织物在结构上,子层织物的经纱只在本子层内交织,连接经纱只在相邻的两层子层织物之间连接,并且连接经纱与子层织物的经纱是叠合状态的,其经纱能够以紧密而少弯曲状态排列在织物中,所以该多层机织物具有较高的拉伸模量和纤维体积密度,且织物表层的损伤不易沿织物厚度方向扩散,这对以此织物为增强体的复合材料而言,也必然提高了它们的力学性能和使用寿命,使之更能适应航天航空等高技术的用途。
【附图说明】
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1、图2是本发明实施例的织物幅宽方向上的纵向截面图。
图3是本发明实施例的织物幅宽方向上的纵向截面的叠合视图。
图中:L1、L2、L3、L4、L5.子层织物;Y1、Y2、Y3、Y4、Y5.第一组子层织物的经纱;Y1’、Y2’、Y3’、Y4’、Y5’.第二组子层织物的经纱;U1、U2、U3、U4.第一组连接经纱;U1’、U2’、U3’、U4’.第二组连接经纱;A.纵向截面;B.纵向截面;C.纵向截面的叠合;y.织物的长度方向;z.织物的厚度方向;。
【具体实施方式】
实施方式可详细以图1、2、3来图解叙述。图中y、z分别为织物的长度和厚度方向;图1、2、3中的椭圆形符号
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代表纬纱,图中的线条代表经纱及排布走向,即对纬纱
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的沉浮及交织状态。
本实施例中,多层织物的经纱纬纱的原料均为东丽公司的6K碳纤维,结构是由厚度为5个子层织物L1、L2、L3、L4、L5组成的整体结构的5层织物;各子层织物的组织结构相同,均为1+1平纹。图3为该实施例的织物幅宽方向上的1+1平纹结构的一个循环的纵向截面的叠合视图C,是由图1、图2所示的两个纵向截面A、B叠合而成;这两个纵向截面A、B组成了在织物宽度方向上的1+1平纹组织结构的一次循环,依次如此循环就形成了整个宽度的织物;各子层织物均是由两组子层织物的经纱构成的,第一组子层织物的经纱为经纱Y1、Y2、Y3、Y4、Y5,第二组子层织物的经纱为经纱Y1’、Y2’、Y3’、Y4’、Y5’;其中经纱Y1和Y1’以沉浮的方式与子层织物L1的纬纱
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交织构成子层织物L1,经纱Y2和Y2’与子层织物L2的纬纱
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交织构成子层织物L2,其余类推。这5个子层织物L1、L2、L3、L4、L5又被两组在各个相邻的子层织物间起连接作用的经纱以经纱叠合层与层之间连接的方式构成整体多层织物;图1中表示了第一组连接经纱,为经纱U1、U2、U3、U4;图2中表示了第二组连接经纱,为经纱U1’、U2’、U3’、U4’;其中,第一组连接经纱中的经纱U1和第二组连接经纱中的经纱U1’以沉浮的方式与子层织物L1和L2的纬纱
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交织,形成了对子层织物L1、L2的层间连接;第一组连接经纱中的经纱U2和第二组连接经纱中的经纱U2’以沉浮的方式与子层织物L2和L3的纬纱
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交织,形成了对子层织物L2、L3的层间连接;以此类推,就形成本实施例的经纱叠合层与层之间连接型整体多层织物。
进一步地,从经纱开口运动来叙述实施例的织物结构:两组经纱Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和Y1’、Y2’、Y3’、Y4’、Y5’中的任一子层织物的经纱按平纹组织结构规律在1个跨步范围内作相对的开口运动实现对该子层织物的纬纱
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的沉浮,围绕本子层织物的纬纱
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交织成本层子层织物;两相邻子层织物间的连接经纱U1、U2、U3、U4和U1’、U2’、U3’、U4’按照方向随同子层织物经纱而动程加大的规律进行开口运动实现对纬纱
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的沉浮完成对相邻子层织物的层间连接。例如,第2子层织物L2的经纱Y2、Y2’按平纹组织结构要求在1个跨步范围内作相对的开口运动,实现对第2子层织物的纬纱
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的沉浮,即围绕第2子层织物的纬纱
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交织成第2子层织物L2;第3子层织物L3的经纱Y3、Y3’按平纹组织结构要求在1个跨步范围内作相对的开口运动,实现对第3子层织物的纬纱
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的沉浮,即围绕第3子层织物的纬纱
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交织成第3子层织物L3;而在第2子层织物L2和第3子层织物L3之间配备有能相应于子层织物L2、L3的经纱Y2、Y2’、Y3、Y3’的排布走向,但在二跨步范围内进行开口运动实现对第2和第3子层织物的纬纱
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沉浮的连接经纱U2、U2’,即该连接经纱U2、U2’按照方向随同经纱Y2、Y2’、Y3、Y3’而动程加大的规律进行开口运动实现对第2和第3子层织物的层与层之间的连接。如此在织造过程中,按照以上规律进行其他各子层织物L1、L4、L5以及其他连接经纱U1、U1’、U3、U3’、U4、U4’的运动,就形成实施例的被在相邻子层织物间起连接作用的4层经纱连接成由5层子层织物制成的整体结构的织物。因为在织物中的任一连接经纱都不与任何子层织物的经纱产生交错,但又随靠相邻子层织物的经纱,所以在织物幅宽方向上,实际织物的形态为织物中的各连接经纱能够部分或完全以叠合的方式嵌入子层织物的经纱内,能够达到织物经向的所有纱线紧密排列的目的。
总结之,以上的叙述及图1、2、3就表示了以经纱叠合层与层之间连接的方式形成的整体的5层机织物的结构:对用在织物厚度方向上由连接经纱将5层子层织物连接成整体的方式来构成的5层机织物,使连接经纱只在相邻的两层子层织物之间,并且以与子层织物的经纱叠合在织物幅宽方向上的同一个纵向截面中的方式,来实现对该相邻的子层织物的连接。其中,子层织物在结构上是由该子层织物的专用的经纱对该子层织物的纬纱进行沉浮方式的交织形成的;连接经纱对相邻的子层织物进行连接是以对相邻子层织物的纬纱进行沉浮交织的方式来实现的。