本发明专利技术公开了一种3D间隔机织物，本发明专利技术的3D间隔机织物是利用织物层与层之间经线收缩率差异由在织机上的多层中空织物转变而来，成品具有三维立体中空结构。本发明专利技术的3D间隔机织物可以在未经任何改造的普通机织织机上织造，具有一定的厚度和中空结构的3D间隔机织物可以用在增强材料、机织物的三维立体领域和含有填充物的机织服装面料上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可以在未经任何改造的普通机织织机上织造3D间隔机织物，尤其是在机织物的立体呈现和含有填充物的机织面料上。
技术介绍
3D间隔机织物又称机织间隔织物、三维中空状织物，上下两个表里层呈平整板状，表里层中间由接结层连接分隔成连续的中空夹心状结构，织物在表里层平整情况下具有一定厚度，接结层可以是垂纱或经纬交织的垂向组织。它可以作为骨架增强复合材料增强体，中间中空处用来填充增强材料；也可以制作成三维立体的织物，使面料呈现立体结构。比如用在羽绒面料上面，可以填充羽绒解决羽绒服面料防绒和外观弯曲不够美观问题。间隔织物在针织物中很常见，但在机织领域还处于起步理论研究开发阶段，3D间隔状织物由于三维立体结构和送经差异在普通机织织机上无法正常织造。本专利技术接下来说明的间隔织物都是机织物。3D间隔织物间隔结构形成机理是因为接结层（也可以称垂纱层等其它表达）比表里层（指织物外面上下两层）送经多而形成的立体结构，但在实际织造时普通机织织机并不是立体织造的，由于机织织机自身结构，实际织造中织物的经线是全部处于水平拉直状态，纬线也是水平引纬，在不考虑纱线厚度下这种拉直织造方式是二维织造，无法直接织出具有一定厚度的三维立体面料。在而想要通过直接改进织机二维织造结构的难度和成本都太大。有理论提出用压扁的二维方式织造再还原，这种方式接结层送经量比表里层多出很多，所以有人提出对织机的送经系统进行改造用来织3D间隔织物，却忽视了织机织口不能正常打纬问题。二维织造情况下经线是全部处于水平拉直状态，3D间隔织物中接结层因为送经量多，所以压扁情况下接结层梭口比表里层靠前，机织织机打纬需要梭口平齐，这导致在两层在接结时因为梭口不平齐的原因使之无法正常打纬连接。实际中利用改进送经系统可以织出厚度很低的间隔织物，这种厚度的间隔织物在实际应用非常受限。3D间隔机织物的特点是一次性织造三维立体中空结构，具有一定的厚度和中空结构。目前市场中机织面料大部分都是二维，三维的机织面料有着广阔的应用前景等待开发，比如冬季第一防寒服装的羽绒服，因为需要充绒所以羽绒服具有一定厚度，羽绒服是用一条条走线把两层面料连接起来分格成很多个中空的区域，每个中空的区域里充上数量相同的羽绒，这样防止羽绒由于重力作用全部沉到衣服最底下去。这些缝纫的走线既耗费时间人力，还容易产生人为误差和跑绒。并且这一条条缝纫线极其影响羽绒服外观，羽绒服外观也是千篇一律的波浪弯曲不平整，而针织面料防绒性不好，3D间隔机织物正是解决羽绒服面料这些问题的最好选择。综上，所以急需要寻找一种可以在未经任何改造的普通织机上织造3D间隔状的机织面料的方法。
技术实现思路
本专利技术找到一种可以在未经任何改造的普通织机上织造的3D间隔机织物，可以用在复合材料、三维立体面料和羽绒服面料等领域。本专利技术的核心原理有两大步，第一步在于上机组织采用多层中空组织，经线拉直状态下呈二维的多层中空组织适用普通机织织机的二维织造方式。多层中空组织每一层送经量相同，这样在织造胚布时候避免送经差问题和送经差导致织机织造表里层和接结层梭口水平方向不对齐带来的无法正常打纬的问题。该多层中空组织在织机上织造时没有间隔高度，只是具有扁平的二维的中空结构。多层中空组织是多层组织中的一种，组织内部有很多中空结构排列，层数越多，可以排列的方式越多。中空结构可以看作由许多上下不交织的层通过接结处连接起来成为一个整体，这个连起来的整体围成许多扁平的中空结构。多层中空组织的设计组织根据织物侧面经纬上下关系即可画出。单个中空结构接结处数为N，N=2时多边形是两条平行线（图1中的130）；当N大于大于3时中空结构为多边形，每一层经线都是连续向前送经织造，构成多边形的每一条边。通常把织物最上面和最下面称为表里层，表里层中间的层称为接结层。多层中空组织和3D间隔组织的区别在于多层中空组织在表里层的经线伸直状态下多层中空组织的厚度很低（实际纱线有一个直径，所以每一层都是有一个厚度），忽略纱线直径近似看做二维织物，在表里层所有经线拉直状态和接结层经线伸直状态下多层中空组织是如图2呈二维的具有一个极小高度h0的多边形中空结构，3D间隔组织则是如图3呈三维的具有一定垂直向的高度h1的多边形中空结构。另外一个需要说明的是设计多层中空织物每一层的经线可以任意互相换层，但是本专利技术由多层中空转三维中空对这种层之间的经线串层有一定限制。本专利技术的核心原理的第二步在经线原料上存在两种（或两种以上，两种为最小选择）具有不同收缩率的经线，使表里层与接结层的收缩率从上机到成品的收缩率不同。经线收缩率是成品经向长度与这段成品在织机上织造所需的长度比，不考虑损耗的存在例如图2 中多层中空组织表里层上机长度是a，最后成品3D间隔织物长度是A，表里层经线收缩率为（a- A）/a，一般为保证成品三维间隔效果，选择的经线收缩率（a- A）/a和（b- B）/b的差值从上机到成品在10%以上，间隔越大，选择收缩率差越大的原料。纱线的不同收缩性可以是纱线自身弹性，比如有弹性的纱线和无弹的纱线；也可以是纱线化学性质差异，比如涤纶结晶度不同染整时候的沸水收缩率不同。每一层的经线原料可以选择多种搭配，可以用高缩的和低缩的组合，但经线选用搭配最后要使接结层从上机到成品的收缩率与表里层收缩率不同。3D间隔织物的表里层平整，所以接结层采用收缩率小的经线，表里层采用的收缩率大的经线。本专利技术通过采用两种（或以上）具有不同收缩性的经线，将在织机上的多层中空结构的织物（此时可以是胚布或者成品）在下机后，利用这两种经线收缩差使得呈二维扁平状的多边形中空结构转变为三维立体多边形中空结构，从而完成多层中空结构的胚布到3D间隔结构的成品转变。两种经线收缩差可以使得呈扁平状的二维结构转变为立体的三维结构的基本原理如下。图1中N=2时130的两条等长对齐紧挨着的平行线（相当于上下两层织物），将两端点连接起来（相当于两层交织连接的点），当两条平行线同时收缩但缩率不一样时（两层经线收缩率不同），收缩小的那边边长比收缩大的那边长，这样子原来的两条平行线围绕成一个弧形140，两条紧挨的平行线的扁平中空腔110转变成弧形的立体空腔120就是多层中空面料变成3D间隔面料的基本原理。织机上的多层中空组织每一层长度相等，原本等长的扁平状的二维中空结构在下机后利用层间收缩率不同，使得收缩率低的那层长度大于收缩率高的那层，长度短的那层导致封闭二维结构中长度长的那层拱起来成弧形130，中间区域120为中空状空腔，使最后成品呈现三维立体中空结构。N≥3时多层中空组织围成的一般是多边形。比如图1中的150是N=3三层中空组织，所以中空为一个扁平的三角形310，如延长接结处长度则是个梯形。经线的基本选择规律是表里层用收缩率大的原料，一般可以选择弹性纱或者高收缩纱。弹性纱成品一般表里层具有弹性，下机即是3D间隔织物；高收缩的则可以使表里层没有弹性，需要后处理才能转变成3D间隔织物，具体按实际应用需求选择。接结层经线一般收缩率比表里层低，一种类型是接结层经纱如果刚性或者韧性较好可以直接支撑表里层；另一种经线选用柔性纱线，这样子胚布和成品表里层和接结层自然效果是呈塌下来的状态，储存运输方便无需任何改进，同时也利于进行后处理，等到织物加入填充物后再呈本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种3D间隔机织物，在织机上组织是多层中空组织，通过至少两种具有缩率差的经线使下机后层与层之间的收缩率不同，使成品转变为3D间隔机织物（又称间隔机织物、三维中空状机织物）。
【技术特征摘要】
1.一种3D间隔机织物，在织机上组织是多层中空组织，通过至少两种具有缩率差的经线使下机后层与层之间的收缩率不同，使成品转变为3D间隔机织物（又称间隔机织物、三维中空状机织物）。2.权利要求书1中多层中空组织的上机组织图根据织物侧面经纬纱线上下关系即可画出，整个组织由表层、接结层（又称中间层）、里层组成，接结层把包括表里的所有层连接起来成为一个整体，并被分割成中空结构，三层中空组织是所有多层中空组织里织造难度最低，生产效率最高的，用途最广泛的。3.权利要求书1中3D间隔机织物与多层中空机织物的区别在于多层中空机织物表里层经线在拉直平整状态下没有厚度的二维形态（实际厚度很小可忽略），在填充后表里层是凹凸不平整的；而3D间隔机织物是具有竖直方向高度的三维结构，在加入填充物以后3D间隔机织物表里层仍可保持平整。4.权利要求书1中多层中空组织在织机织造时每一层的送经量基本相等，所以可以直接在传统织机上生产织造，避免传统织机二维织造方式直接织造三维中空织物因经线张力差、送经量差过大带来的织造困难；实际生产中送经也可以存在适当张力差和送经量差等不同形式和经线缩率差原理混合织造。5.权利要求书1经线缩率差指是接结层经线缩率比表里层小，根据这个特点使成品最后接结层在水平方向相对单位距离的长度比表里层长度长，从而使多层中空组织转变为3D间隔机织物。6.权利要求书1中的多层中空机织物在织机上经线拉直状态下的接结的顶点绕成的中空结构是多边形（此处当接结点是2时多边形认为是二边形），不同层数的中空织物的...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢强，武文正，
申请(专利权)人：谢强，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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