專利名稱：一種整體夾芯多孔織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種整體夾芯多孔織物，屬于 特種機(jī)織物結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前工業(yè)領(lǐng)域大量使用的芯材主要以硬質(zhì)泡沫、蜂窩和輕木為主。但傳統(tǒng)的夾芯 復(fù)合材料通常為兩塊復(fù)合材料增強(qiáng)面板和密度較低的芯材粘接形成，面板和芯材間的界面 膠結(jié)強(qiáng)度較低，層間性能較差，在外載荷作用下，尤其是受到?jīng)_擊后，如工具墜落、碎石、冰 雹、撞擊等，面板和芯材會(huì)產(chǎn)生分層，使得力學(xué)性能全面下降，極易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞；另外，在 濕熱環(huán)境條件下，會(huì)發(fā)生水浸，引起面板起泡等現(xiàn)象，使得檢測(cè)和維修更加頻繁，從而影響 制品質(zhì)量和成本；普通芯材為了增加材料的界面粘接強(qiáng)度，使用了各類高性能粘連劑、在芯 材上設(shè)置粘連槽、開(kāi)孔、縫合工藝將面層與芯層連接等方式，增加材料設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)難度，力口 大了產(chǎn)品成本與制備效率的同時(shí)，尚有許多材料使用性能要求難以從根本上解決。近年來(lái)， 為了解決夾芯復(fù)合材料易分層、力學(xué)性能差的缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外陸續(xù)開(kāi)發(fā)了采用三維機(jī)織或針 織工藝成形的三維中空層連織物(200610038306. 1等)，此類夾芯織物由高性能纖維(玻 璃纖維、碳纖維、芳綸纖維等)通過(guò)三維機(jī)織或針織工藝一次形成織物的上下兩層面板與 連接芯層，該類織物具有良好的整體結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的綜合性能、極佳的可設(shè)計(jì)性而得到快速發(fā) 展。但此類夾芯織物一般都是通過(guò)連接纖維(芯層)成形，纖維在芯層類處于自由狀態(tài)，如 何保證復(fù)合后芯材的平整性對(duì)織造設(shè)備與工藝有極高的要求，造成開(kāi)發(fā)此類夾芯織物設(shè)備 的價(jià)格很高且織造效率不高；由于芯層通過(guò)纖維連接成形，芯層難以滿足高性能復(fù)合材料 的抗壓、抗剪、抗沖擊等苛刻性能要求，影響了此類材料的推廣應(yīng)用；該類夾芯織物在復(fù)合 過(guò)程中多采用手糊或閉模工藝成型，需要連接纖維在樹(shù)脂的浸漬效果下自動(dòng)站立到設(shè)計(jì)高 度，當(dāng)織物高度超過(guò)IOmm時(shí)，往往難以自動(dòng)達(dá)到設(shè)計(jì)高度，需要輔助工藝進(jìn)行后定型處理， 造成復(fù)合工序的繁瑣，難以形成大批量、連續(xù)規(guī)模化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題一是的普通夾芯材料易分層、力學(xué)性能差、不易加工的 缺點(diǎn)，二是中空層連類織物面層靠纖維連接造成制造費(fèi)用高、產(chǎn)量低、力學(xué)性能有局限、不 易連續(xù)復(fù)合成型的問(wèn)題。包括由第一上層地經(jīng)紗、第二上層地經(jīng)紗和上層面緯紗交織形成的上層面，由第 一下層地經(jīng)紗、第二下層地經(jīng)紗和下層面緯紗交織形成的下層面，上、下層面均至少有一 層，第一絨經(jīng)、第二絨經(jīng)與夾芯層緯紗交織形成夾芯層，其特征在于第一絨經(jīng)、第二絨經(jīng)除 了與夾芯層的緯紗進(jìn)行交織外，還與上層面緯紗、下面層緯紗交織，形成一種連續(xù)的整體夾 芯多孔結(jié)構(gòu)織物。本發(fā)明織物每一個(gè)上層面或下層面單層的的織造厚度范圍在0. l_3mm之間，可以 通過(guò)增加上、下層面層數(shù)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)織物厚度的增加，達(dá)到整體增厚、減少鋪層次數(shù)的目 的。
本發(fā)明上、下面層之間的夾芯層是由兩根絨經(jīng)與一根夾芯層緯紗進(jìn)行交織，形成 兩維織物作為夾芯層的骨架。上、下兩層面之間的高度范圍在l_50mm。上、下兩層面之間的高度范圍在l-50mm。本發(fā)明織物夾芯層的形狀可根據(jù)復(fù)合材料的使用要求設(shè)計(jì)成波紋形(W形)、X形寸。本發(fā)明可采用單一高性能連續(xù)纖維進(jìn)行織造，也可采用多種高性能纖維進(jìn)行混 織，例如玻璃、硼、碳和芳族聚酰胺材質(zhì)等高強(qiáng)度纖維；甚至可以采用聚酯、聚丙烯、聚丙 烯腈或聚酰胺等有機(jī)纖維。纖維材質(zhì)可采用粗紗、單股細(xì)紗或多股 細(xì)紗等形式。本發(fā)明采用三維整體機(jī)織的方法，將上面層、下面層、夾芯層整體連接，有效的避 免了分層問(wèn)題；此外，本發(fā)明的織物夾芯層采用纖維交織的形式成形，可以顯著提高芯層強(qiáng) 度與剛度、對(duì)織物夾芯層高度進(jìn)行精確定型及單元芯孔的尺寸與位置；通過(guò)加大沿緯向引 入多根緯紗，可有效提高織物緯向的整體強(qiáng)度，達(dá)到一種單向夾芯復(fù)合材料增強(qiáng)效果；本發(fā) 明的織物經(jīng)樹(shù)脂復(fù)合可以形成超輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，可以滿足大多數(shù)承載而具有的高比強(qiáng)、高 比剛度，以及、隔熱、吸能、降噪、隔音等功能。用本發(fā)明開(kāi)發(fā)的夾芯多孔織物可廣泛用于航 空、航天、建筑、化工、風(fēng)電、運(yùn)輸、包裝等領(lǐng)域，具有極其廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用前景。本發(fā)明具有可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、適宜規(guī)?；椩斓膬?yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的典型空間結(jié)構(gòu)示意圖(波浪形)；圖2為本發(fā)明夾芯層形態(tài)為“X”字形的空間結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明上層面加厚時(shí)空間結(jié)構(gòu)的示意具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 參見(jiàn)附圖1，本實(shí)施例包括由第一上層地經(jīng)紗1、第二上層地經(jīng)紗2和上層面緯紗 3交織形成的上層面10，由第一下層地經(jīng)紗4、第二下層地經(jīng)紗5和下層面緯紗6交織形成 的下層面11，上、下層面均為一層。第一絨經(jīng)7、第二絨經(jīng)8首先與下層面緯紗6交織后，向 右上方與呈波浪形分布的多根夾芯層緯紗9依次交織，與位于波頂?shù)膴A芯層緯紗9交織后， 再與上層面的緯紗6交織，然后調(diào)頭向右下方再依次與夾芯層緯紗9交織，至波谷后再與下 層面緯紗6交織，依此循環(huán)。實(shí)施例2參見(jiàn)圖2，本實(shí)施例的上層面和下層面也與實(shí)施例1相同。不同的是，夾芯層緯紗 分為兩組，分別為夾芯層緯紗9和夾芯層緯紗9’，呈“X”字形分布。相對(duì)的，第一絨經(jīng)和第 二絨經(jīng)也分為兩組。第一組第一絨經(jīng)7和第二絨經(jīng)8首先與下層面緯紗6交織，然后向右 上方依次與第一組夾芯層緯紗9交織，最后與上層面緯紗3交織。第二組第一絨經(jīng)7’和第 二絨經(jīng)8，首先與上層面緯紗3交織，然后向右下方依次與第二組夾芯層緯紗9’交織，最后 與下層面緯紗6交織。最終在下層面和下層面之間形成“X”形態(tài)的兩維的平紋織物作為織 物中間夾芯層骨架。實(shí)施例3
本實(shí)施例的下層面及夾芯層與實(shí)施例1相同，不同的是上層面的緯紗3有兩組，兩 組緯紗3自上而下平行布置。第一上層地經(jīng)紗1、第二上層地經(jīng)紗2同時(shí)與兩組上層面緯 紗3交織，從而形成由兩層組成的加厚的上層面，第一上層面緯紗的組數(shù)越多，上層面的厚 度就越厚。除本實(shí)施例所示的方案外，還可以通 過(guò)增加下層面緯紗的組數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)下層面厚度 的增加。
權(quán)利要求
一種整體夾芯多孔織物，包括由第一上層地經(jīng)紗(1)、第二上層地經(jīng)紗(2)和上層面緯紗(3)交織形成的上層面(10)，由第一下層地經(jīng)紗(4)、第二下層地經(jīng)紗(5)和下層面緯紗(6)交織形成的下層面(11)，上、下層面均至少有一層，第一絨經(jīng)(7)、第二絨經(jīng)(8)與夾芯層緯紗(9)交織形成夾芯層，其特征在于第一絨經(jīng)(7)、第二絨經(jīng)(8)除了與夾芯層的緯紗(9)進(jìn)行交織外，還與上層面緯紗(3)、下面層緯紗(6)交織。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體夾芯多孔織物，其特征在于上、下兩層面之間的高度范 圍在l-50mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體夾芯多孔織物，其特征在于上、下層面的單層厚度范圍 為 0.l-3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體夾芯多孔織物，其特征在于夾芯層的形狀為波紋形或X形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體夾芯多孔織物，其特征在于采用單一高性能連續(xù)纖維進(jìn) 行織造或采用多種高性能連續(xù)纖維進(jìn)行混織。
全文摘要
一種整體夾芯多孔織物，包括由第一上層地經(jīng)紗(1)、第二上層地經(jīng)紗(2)和上層面緯紗(3)交織形成的上層面(10)，由第一下層地經(jīng)紗(4)、第二下層地經(jīng)紗(5)和下層面緯紗(6)交織形成的下層面(11)，上、下層面均至少有一層，第一絨經(jīng)(7)、第二絨經(jīng)(8)與夾芯層緯紗(9)交織形成夾芯層，并還與上層面緯紗(3)、下面層緯紗(6)交織。本發(fā)明可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、適宜規(guī)?；椩?。與普通的夾芯類織物相比，緯向纖維體積含量明顯增加，可有效提高織物的緯向強(qiáng)度、模量；芯層的通道更為清晰，有利于進(jìn)行預(yù)埋、填充等功能性開(kāi)發(fā)；無(wú)損檢測(cè)，后期修補(bǔ)、維護(hù)更為方便。本發(fā)明可廣泛用于軌道交通領(lǐng)域、增強(qiáng)大理石材、雙層儲(chǔ)罐等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)D03D15/00GK101845699SQ20101019820
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者匡寧, 張艷紅, 鄒清, 鄭云 申請(qǐng)人:中材科技股份有限公司