一种负泊松比二维经编织物及其织造方法

摘要

本发明属于纺织领域，并涉及了一种负泊松比二维经编织物及其织造方法。该负泊松比二维经编织物由两部分组成，地组织部分和变形部分。该织造方法包括：以经编六角网眼织物为基础织物，附加一把前梳编织对该基础织物产生平面方向的力的作用，使基础织物结构失去平衡而左右歪斜，从而形成具有负泊松比效应的经编结构，获得负泊松比二维经编织物。本发明的织造方法成本低廉且操作简单；本发明的二维经编织物的负泊松比效应明显且织造方法简单，二维织物的实际应用范围更广，还可拓展到三维织物领域。

说明书

技术领域

本发明属于纺织领域，涉及了一种具有负泊松比性能的二维经编织物，及其织造方法。

背景技术

在日常生活中，我们所见到的材料几乎都是正泊松比材料，例如橡皮和布料。这些材料在受到拉伸时，其垂直于拉伸方向的尺寸会变窄；而负泊松比材料与此正好相反，它们在受到拉伸时，垂直于拉伸方向的尺寸会变宽。负泊松比材料比较罕见，却拥有许多优于正泊松比材料的性能，例如同向弯曲性(同一平面内的材料受力时，垂直方向发生相同方向的弯曲)。而正泊松比材料同一平面内的该材料在一个方向受力弯曲时发生反向弯曲而产生马鞍形效应。上述性质限制了正泊松比材料在织造户外防护服等方面的应用。人体许多身体结构都是同向弯曲形状，因此负泊松比的同向弯曲性能非常有用。当将负泊松比材料应用于户外防护服的护膝、护肘等部位时，其可随着膝盖和肘部的弯曲发生同向弯曲而形成球面状，这样使防护服运动起来更加灵活。

由于负泊松比材料的独特性能，自从1987年首次报道人工合成负泊松比材料以来，其人工合成研究已经成为材料领域的一个研究热点。近年来，用纺织结构、特别是针织物结构来实现负泊松比效应也已受到人们的关注。

US 2011/0046715A1和WO 2009/002479A1描述了一系列经编网眼织物，这些织物中的一些具有负泊松比效应，但这些织物具有比较大的网眼结构，因此只能适用于一些特殊用途，而不能作为普通织物。另外，这些织物的回弹性差，在反复拉伸作用下负泊松比效应会消失，织物变形后很难回到初始状态，因此实用价值较低。

WO 2010/125397A1描述了另一类经编针织负泊松比织物。这类织物由两种模量相差较大的纱线形成，其中模量较低的纱线用作地组织，模量较高的纱线用作衬纬纱线，通过在地组织上形成以内凹四边形为基础的结构来产生负泊松比效应。这类织物沿经纬向拉伸时均显示正泊松比效应，只有斜向拉伸时才产生较低的负泊松比效应，而且负泊松比效应只能在较小的拉伸应变下实现(低于10％)。

US 2008/0011021A1和WO 2008/016690A2描述了与WO 2010/125397A1相类似的一类经编针织负泊松比织物。这类织物以三角形网眼结构形成的内凹四边形为基础，形成负泊松比效应，但同样地负泊松比效应不显著。

由以上相关专利可看出，现有技术中的负泊松比织物都是基于经编针织结构和编织技术。这样制成的负泊松比织物编织困难，且负泊松比效应不明显、不稳定，而且这种织物的回弹性能差，限制了这类型织物的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的负泊松比织物理论性强，实现能力比较弱，提供一种织造工艺简单，容易实现且负泊松比效果较好的二维经编织物。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案得以实现：提供一种二维负泊松比经编织物，其中，包括六角网眼地组织和表层缺垫编链组织。

在上述二维负泊松比经编织物中，所述六角网眼地组织变形后具有锯齿形的折线结构。

在上述二维负泊松比经编织物中，所述六角网眼地组织为经编典型的 蚊帐六角网眼组织结构。

在上述二维负泊松比经编织物中，所述六角网眼地组织由刚性较大的化学纤维组成，表层缺垫编链组织由弹性较好的化学纤维织造而成。

根据本发明的另一方面，提供一种二维负泊松比经编织物的织造方法，其中，所述方法包括以下工艺：

步骤S1：经编机的后两把梳正常编织经编六角网眼，形成织物地组织；

步骤S2：前梳满穿进行缺垫加编链的编织，使六角网眼地组织受力不匀而发生歪斜旋转变形。

在上述二维负泊松比经编织物的织造方法中，所述步骤S1和步骤S2在编织过程中是同时发生的，不存在先后顺序。

在上述二维负泊松比经编织物的织造方法中，所述三维网眼间隔织物由六角网眼地组织和缺垫编链组织构成，所述六角网眼地组织由刚性较大的化学纤维如涤纶、丙纶、芳纶、锦纶等化纤中的一种或几种混合织造而成，所述缺垫编链组织由具有一定弹性的化学纤维如涤纶、锦纶、丙纶、芳纶等化学纤维中的一种或几种混合织造而成。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例的二维负泊松比经编织物为常用织物，原料可选性广泛，制造方法简便，且成本低，实现性较强。本发明的二维负泊松比经编织物的负泊松比效应显著，可达到-5。

附图说明

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。附图中：

图1是根据本发明的二维负泊松比经编织物在受到拉伸前后的变形示意图；

图2是本发明的二维负泊松比经编织物的六角网眼地组织的线圈结构图。

具体实施方式：

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，应该理解的是，此处的具体实施例仅用于解释目的，而不会对本发明作出任何限制。

图1和图2示出了本发明的二维负泊松比经编织物形成负泊松比效应的变形原理和六角网眼地组织的编织方法。

在具体实施例中，本发明的二维负泊松比经编织物的织造方法包括以下步骤：

步骤1：选用经编机机型；

所用经编机需至少具有三把梳栉，且具有多速送经机构。

步骤2：选用纱线原料；

所述六角网眼地组织由刚性较大的化学纤维如涤纶、丙纶、芳纶、锦纶等化纤中的一种或几种混合织造而成，所述缺垫编链组织由具有一定弹性的化学纤维如涤纶、锦纶、丙纶、芳纶等化学纤维中的一种或几种混合织造而成。纱线粗细依所选机型的机号而定。

步骤3：进行织造。 

采用如图1所示的组织进行地组织六角网眼的织造，在此基础上，用一把满穿梳栉作部分缺垫的编链垫纱运动，同时利用多速送经装置分别调节缺垫部分和编链部分的送经量，从而使地组织在受力不匀的情况下产生如图2所示的变形结构。