一种组合结构织物及其织造方法技术

本发明专利技术公开了一种组合结构织物及其织造方法，组合结构织物，组合结构织物包括相互交织的X向纱线、Y向纱线、Z向纱线和缠绕纱，X向纱线、Y向纱线和Z向纱线相互垂直，缠绕纱与X向纱线、Y向纱线和Z向纱线的夹角均不为零。本发明专利技术组合结构织物，在保留现有正交三向结构织物典型结构的基础上，还根据抗扭性能的需求，增加了斜交结构，使得织物可满足复杂力学性能要求；本发明专利技术织造方法是在现有正交三向结构织物织造技术的基础上，增加了缠绕纱运动环，缠绕纱通过缠绕纱运动环的旋转完成运动，并通过X向纱实现两结构之间的交织连接，工艺简单，可操作性强，通用型强，可实现不同组合形状织物的制备。

【技术实现步骤摘要】
一种组合结构织物及其织造方法
本专利技术涉及一种组合结构织物及其织造方法，属于织物织造领域。
技术介绍
立体织物增强复合材料由于其比强度高、比模量高、抗冲击性能好、可设计性强等优点，是先进多功能复合材料部件和主承力复合材料部件所必需的材料。随着立体织物在航空航天、交通运输、国防防护等领域的广泛应用，承力部件对材料的力学性能要求更加苛刻，其中有一类承力部件要求织物既能承受扭转载荷，又能承受弯曲和压缩载荷。已有的单一结构织物难以满足复杂应力载荷材料应用需求。专利“一种新结构立体织物及其编织方法”(申请号201210589892.4)、“新结构立体织物及其编织方法”(申请号201210590084.X)、“一种新结构立体织物及编织方法”(专利号201310045602.4)分别介绍的是三维多向结构和2.5D浅交弯联结构、正交三向结构和2.5D浅交弯联结构、三维多向结构和正交三向结构组合成型的的立体织物及编织方法。虽然这三个专利成型的织物都是组合结构，但织物结构不具有抗扭性能，无法满足力学性能要求。专利“一种机织2D+2.5D仿形织物组合织物及成型方法”(专利号201310183497.0)介绍了一种机织2D+2.5D仿形织物组合织物及其成型方法，具体为织物采用2D、2.5D两种结构，织物部分厚度层由数层2D结构的织物组成，另一部分厚度层由单层或数层2.5D结构的织物组成。两种结构的织物各自成型后，以芯模进行套模定型时，将数层2D结构的织物套装于2.5D结构织物外。该专利由于两种结构织物各自成型，两种结构织物之间纱线不连接，所成型的复合材料整体性差，织物在扭转过程中容易出现分层。专利“一种三向斜交织物、其织造装置及其织造方法”(专利号201610818203.0)介绍了一种三向斜交织物的成型方法，能够制备出平面纤维层与Z向形成特定倾斜角的织物，可提高倾角方向的力学性能。但该方法成型的织物高度方向无连续贯穿螺旋纱线，抗扭性差。
技术实现思路
为了解决现有技术中织物抗扭性能差、易分层、均匀性差等缺陷，本专利技术提供一种组合结构织物及其织造方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种组合结构织物，组合结构织物包括相互交织的X向纱线、Y向纱线、Z向纱线和缠绕纱，X向纱线、Y向纱线和Z向纱线相互垂直，缠绕纱与X向纱线、Y向纱线和Z向纱线的夹角均不为零。X向纱线、Y向纱线和Z向纱线构成正交三向结构，缠绕纱与正交三向结构中三个方向纱线相互交织。上述组合结构织物抗扭性能提升显著、不易分层、均匀性好。为了进一步提高组合结构织物的抗扭性能，缠绕纱在空间上沿顺时针和/或逆时针旋转的缠绕在X向纱线、Y向纱线和Z向纱线上。斜交结构中缠绕纱的根数可根据缠绕纱含量进行设计。本申请组合结构织物的织造方法，在正交三向织物织造方法的基础上，增加了缠绕纱在空间上沿顺时针和/或逆时针的缠绕，为了更好的保证力学性能，优选，包括顺序相接的如下步骤：(1)排布钢针矩阵及Z向缠绕纱的固定：根据织物外形尺寸在带孔定位装置上选取有效区域，在有效区域内选取n个正方形或长方形作为缠绕纱底部固定位置，将缠绕纱与Z向钢针矩阵逐行或逐列排布，缠绕纱一端固定在带孔定位装置上，一端固定在缠绕纱运动环上，其中，带孔定位装置上设有钢针插孔，缠绕纱穿过钢针插孔固定在带孔定位装置的底部；缠绕纱运动环为圆环状，每个正方形或长方形对应一个缠绕纱运动环，缠绕纱运动环设置在带孔定位装置的正上方；(2)X向、Y向纱线引入：沿织物厚度方向在钢针矩阵的缝隙之间逐行引入X向纱，沿织物宽度方向在钢针矩阵的缝隙之间逐列引入Y向纱；(3)缠绕纱运动：缠绕纱的运动通过旋转缠绕纱运动环实现；(4)加压：将X、Y向纱线及两个方向交替缠绕的缠绕纱降至钢针矩阵底部，进行加压密实；(5)重复所述工艺步骤(2)～(4)至要求的织物长度；(6)将已成型织物中的钢针置换成Z向纱，即得组合结构织物。步骤(1)中，将缠绕纱与Z向钢针矩阵逐行或逐列排布指在排布钢针的同时，完成缠绕纱在带孔定位装置上的固定，不能等钢针排布完成后再进行缠绕纱在带孔定位装置上的固定。上述步骤(1)中有效区域的形状与组合结构织物的横截面形状相同。Z向钢针矩阵由特定细度钢针组成并固定在带孔定位装置上，最终形成矩阵，钢针细度的选择参照现有正交三向织物编织时的选择。为了提高编织效率，避免纱线的缠绕，步骤(1)中选取的n个正方形或长方形包括一组以上的同心的正方形或长方形，一组同心的正方形或长方形对应一组缠绕纱运动环，每组同心的正方形或长方形中，边长大的正方形或长方形所对应的缠绕纱运动环的直径大于边长小的正方形或长方形所对应的缠绕纱运动环的直径，同组缠绕纱运动环按照直径递增的方式自下而上依次排列。也即大直径的缠绕纱运动环位于小直径缠绕纱运动环的正上方。为了保证织物的力学性能，步骤(3)中缠绕纱的运动是通过缠绕纱运动环顺时针或逆时针的旋转带动下端缠绕纱的运动。本专利技术未提及的技术均参照现有技术。本专利技术组合结构织物，在保留现有正交三向结构织物典型结构的基础上，还根据抗扭性能的需求，增加了斜交结构，使得织物可满足复杂力学性能要求；本专利技术织造方法是在现有正交三向结构织物织造技术的基础上，增加了缠绕纱运动环，缠绕纱通过缠绕纱运动环的旋转完成运动，并通过X向纱实现两结构之间的交织连接，工艺简单，可操作性强，通用型强，可实现不同组合形状织物的制备。附图说明图1为现有技术的正交三向结构示意图(1-X向纱，2-Y向纱，3-Z向纱)；图2为本专利技术斜交结构示意图(1-X向纱，2-Y向纱，3-Z向纱，4-缠绕纱)；图3为本专利技术组合结构织物制备示意图(4-缠绕纱，5-钢针，6-带孔定位装置，7-缠绕纱运动环)；图4为实施例1织物横截面图(8为厚度方向，9为宽度方向)；图5为实施例1缠绕纱和钢针排布示意图(4-缠绕纱，5-钢针)；图6为实施例1X向、Y向纱线引入示意图(1-X向纱，2-Y向纱，4-缠绕纱，5-钢针)；图7为实施例1纱线走向示意图(1-X向纱，2-Y向纱，3-Z向纱，4-缠绕纱)；图8为实施例2织物横截面图；图9为实施例2缠绕纱和钢针排布示意图(4-缠绕纱，5-钢针)；图10为实施例1X向、Y向纱线引入示意图(1-X向纱，2-Y向纱，4-缠绕纱，5-钢针)。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。下述各例中，组合结构织物，包括相互交织的X向纱线、Y向纱线、Z向纱线和缠绕纱，X向纱线、Y向纱线和Z向纱线相互垂直，缠绕纱与X向纱线、Y向纱线和Z向纱线的夹角均不为零；缠绕纱在空间上沿顺时针和/或逆时针旋转的缠绕在X向纱线、Y向纱线和Z向纱线上。斜交结构中缠绕纱的根数可根据缠绕纱含量进行设计。本专利技术组合结构织物的织造方法，在正交三向织物织造方法的基础上，增加了缠绕纱在空间上沿顺时针和/或逆时针的缠绕。带孔定位装置上设有钢针插孔，缠绕纱穿过钢针插孔固定在带孔定位装置的底部；缠绕纱运动环为圆环状，每个正方形或长方形对应一个缠绕纱运动环，缠绕纱运动环设置在带孔定位装置的正上方；一组同心的正方形或长方形对应一组缠绕纱运动环，每组同心的正方形或长方形中，边长大的正方形或长方形所对应的缠绕纱运动环的直径大于边长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合结构织物，其特征在于：组合结构织物包括相互交织的X向纱线、Y向纱线、Z向纱线和缠绕纱，X向纱线、Y向纱线和Z向纱线相互垂直，缠绕纱与X向纱线、Y向纱线和Z向纱线的夹角均不为零。

【技术特征摘要】
1.一种组合结构织物，其特征在于：组合结构织物包括相互交织的X向纱线、Y向纱线、Z向纱线和缠绕纱，X向纱线、Y向纱线和Z向纱线相互垂直，缠绕纱与X向纱线、Y向纱线和Z向纱线的夹角均不为零。2.如权利要求1所述的组合结构织物，其特征在于：缠绕纱在空间上沿顺时针和/或逆时针旋转的缠绕在X向纱线、Y向纱线和Z向纱线上。3.权利要求1或2所述的组合结构织物的织造方法，其特征在于：在正交三向织物织造方法的基础上，增加了缠绕纱在空间上沿顺时针和/或逆时针的缠绕。4.如权利要求3所述的织造方法，其特征在于：包括顺序相接的如下步骤：(1)排布钢针矩阵及Z向缠绕纱的固定：根据织物外形尺寸在带孔定位装置上选取有效区域，在有效区域内选取n个正方形或长方形作为缠绕纱底部固定位置，将缠绕纱与Z向钢针矩阵逐行或逐列排布，缠绕纱一端固定在带孔定位装置上，一端固定在缠绕纱运动环上，其中，带孔定位装置上设有钢针插孔，缠绕纱穿过钢针插孔固定在带孔定位装置的底部；缠绕纱运动环为圆环状，每个正方形或长方形对应一个缠绕纱运动环，缠绕纱运动环设置在带孔定位装置的正上方；(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐亦囡，乔志炜，张方超，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：中材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32