一种三维增强经编间隔针织物的生产方法

摘要

一种三维增强经编间隔织物的制作方法，在经过改造的带有全幅衬纬装置的双针床拉舍尔经编机上生产。采用的原料主体为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高模量聚乙烯等高性能纤维丝束。X轴方向通过机前和机后加装的两个衬纬装置在整个机器幅宽上引入高性能纤维衬纬纱；Y向通过导纱梳引入高性能纤维衬经纱；用普通或高强合成纤维长丝纱以编链或经平组织对衬经、衬纬纱进行绑缚固定；上下表层连接纱同样采用高性能纤维，保证两个表层之间保持5～6cm间距，并提供Z轴方向的增强纤维。表层的衬经、衬纬纱以及夹层的连接纱的原料、密度、排列方式、夹层的厚度可以根据需要进行设计，形成不同网格大小和规格的立体网格结构。其特点是：高性能纤维沿三维方向伸直排列，解决了现有间隔织物作为增强材料存在的缺陷与不足，为具有优良拉伸、弯曲、剪切、压缩和抗冲击性能的复合板材的生产提供一种理想的三维增强纺织品。

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种三维经编间隔针织物(又名经编三明治)的生产方法。特别公开一种表层为高性能纤维丝束作为衬经和衬纬的双轴向织物，夹层为连接两个表层的高强纤维丝束层共同组成的三维增强经编间隔针织物。属于针织领域。

背景技术

间隔织物是指机织、纬编和经编等纺织技术形成的两个织物表层和一个纱线连接层组成的三维纺织品。间隔织物作为一种立体结构纺织增强材料与树脂等基质材料复合，可以形成具有强度高、质量轻、比模量高、抗冲击性强的不分层的中空夹芯复合板材，是一种具有应用前景的增强材料。

现有的经编间隔织物是在双针床拉舍尔机上生产的，上下表层和间隔层都是通过纱线弯曲编织并相互串套形成线圈结构，脆性较大的玻璃纤维、碳纤维很难顺利编织，且由于针织结构，高性能纤维的高强、高模的特点不能充分利用。因此极少用作增强材料。采用改进的纬编技术生产的衬经衬纬间隔织物厚度在5mm以内，应用受到很大的限制，且间隔织物表面不能形成大尺寸网格结构，复合材料中的纤维体积含量相对较高。

当前作为增强材料应用最多的间隔织物是一种机织间隔织物，经纬纱线之间通过双层接结组织交织形成，虽然这种生产方法对于加工延伸性比较差的增强纱线比较容易，但由于经纬纱线交织会产生屈曲波效应，强力利用率收到影响。

现有的双轴向经编织物通过高性能纱线在0°和90°方向上进行衬经衬纬，获取双向增强的二维织物。由于衬经衬纬纱在织物中呈伸直平行排列，可以充分利用到纱线的强力，但要达到一定的厚度，必须通过多层叠加，纤维体积含量增加。

将经编双轴向生产方法和双针床生产方法结合到一起，可以生产出三维增强的间隔织物，高性能纤维长丝束沿三维方向伸直排列，不但没有机织间隔织物中纱线交织形成的屈曲波，高性能纤维的强力可以得到充分利用，而且这种生产方法易于生成各种规格的立体网格结构，空间结构稳定，是一种理想的纺织增强材料。

发明内容

本发明专利的目的在于解决现有间隔织物作为增强材料存在的缺陷与不足，在经编间隔结构引入沿三维方向伸直排列的高性能纱线，提供了一种具有优良力学性能的三维增强经编间隔针织物。

根据上述目的，本发明专利通过以下技术方案来实现。

一种新型三维增强经编间隔针织物，在经过改造的带有单头衬纬装置的双针床拉舍尔经编机上生产。采用的原料主体为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高模量聚乙烯等高性能纤维丝束。X轴方向通过机前和机后加装的两个单头衬纬装置在整个机器幅宽上引入高性能纤维衬纬纱；Y轴方向通过导纱梳引入高性能纤维衬经纱，用普通或高强合成纤维长丝纱以编链或经平组织对衬经衬纬纱进行绑缚固定；上下表层连接纱同样采用高性能纤维，保证两个表层之间保持5～60mm间距，并提供Z轴方向的增强纤维。表层的衬经、衬纬纱以及夹层的连接纱的原料、密度、排列方式、夹层的厚度可以根据需要进行设计，形成不同网格大小和规格的立体网格结构。两个表层提供X和Y轴向的双重增强作用，夹层提供Z轴向的连接和增强作用。

本发明专利的得益之处在于提供了一种按设计在三维方向均分布伸直排列的高性能增强纤维丝束的经编立体网格结构的生产方法，为具有优良拉伸、弯曲、剪切、压缩和抗冲击性能的复合板材的生产提供一种理想的三维增强纺织品。

附图说明

附图1为本发明生产的三维增强经编间隔针织物的结构示意图。

附图2为本发明生产的三维增强经编间隔织物的横截面示意图。

附图3为本发明实施例的垫纱图。

图中1.三维增强经编间隔针织物的上表层；2.三维增强经编间隔针织物的夹层；3.三维增强经编间隔针织物的下表层；a.全幅衬纬纱；b.衬经纱；c.连接纱；d.捆绑纱；h.夹层的厚度。

具体实施方式

对E12或E16的六梳双针床拉舍尔经编机进行改装，分别在两个针床前加装单头衬纬装置。图1、2中两个表层的衬纬纱a分别由置于机器前后的两个纱架向两个衬纬装置的布铗链条喂入，并被固定，然后线头被剪断，接着线头从特殊的导纱针中拉出，分别从各自针床的针前带向针背，织物中衬纬纱排列方式的改变可通过控制衬纬装置喂入或不喂入纱线来实现；衬经纱b由导纱梳GB1和GB6带入，采用经轴或纱架供纱，通过如图4所示例的垫纱组织进行衬纱，由于纱线粗而硬挺，因此衬经纱处于伸直状态。捆绑纱d穿入导纱梳GB2和GB6，由经轴供纱，通过如图4所示例的垫纱组织成圈编织，对衬经纱b和衬纬纱a进行捆绑固定。连接纱c由经轴或纱架供纱，穿入导纱梳GB3或GB4，采用如图4所示的GB3的组织连接1、3两个表层。衬经纱和连接纱的排列方式可通过穿经的改变而改变。

衬经纱、衬纬纱和连接纱采用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高模量聚乙烯等高性能纤维长丝束。捆绑纱可根据需要选用编织性能好的合成纤维纱线。

通过两个栅状脱圈板之间的间距调节，可以在5～60cm范围内调节间隔织物夹层的厚度h。表层的衬经衬纬纱以及连接纱的原料、密度、排列方式和夹层的厚度均可以根据最终产品的性能要求进行设计。