專利名稱：一種鄰連式中空編織物的編織方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種中空編織物的編織方法，尤其是能減少每根編織紗線在編織物中的彎曲程度和曲折分布范圍來(lái)提高編織紗線拉伸模量利用率的鄰連式中空編織物，該編織物用作復(fù)合材料增強(qiáng)體。
背景技術(shù)：
目前，公知的用作復(fù)合材料增強(qiáng)體的立體編織物是由組成編織物的全部紗線或部分紗線通過(guò)相互交繞糾纏而成的，難以編織成中空形態(tài)，尤其是大型的中空編織物。因?yàn)?，無(wú)論是通常的四步法編織法的還是二步法編織法的，無(wú)論是矩形編織機(jī)制得的還是環(huán)形編織機(jī)制得的，也無(wú)論是縱橫式編織機(jī)制得的還是旋錠式編織機(jī)制得的，任意一根起交繞作用的編織紗線都是從立體編織物的一個(gè)側(cè)面游走到另一個(gè)側(cè)面的，如此連續(xù)，才能形成傳統(tǒng)的整體立體編織物。對(duì)編織物中的每一根具體的交繞紗線而言，這根紗線游走軌跡呈貫穿于立體編織物的空間曲折形態(tài)，即在每根紗線將在編織體內(nèi)到處游走；對(duì)眾多紗線的集合而言，由于各根紗線的在編織物中的軌跡各不相同，就形成了眾多紗線相互之間交錯(cuò)的糾纏體，難以操作。所以這種糾纏體更多地是以實(shí)心體形態(tài)出現(xiàn)，比如矩形柱體、圓柱體等。上述的傳統(tǒng)編織物結(jié)構(gòu)上的特征導(dǎo)致在性能上存在著如下不足之處:一是立體編織物中的編織紗線的拉伸模量，尤其是諸如碳纖維芳綸等高性能纖維的拉伸模量難以得到充分利用；二是立體編織物如果產(chǎn)生局部的破壞或損傷，將容易向更大范圍擴(kuò)散甚至造成編織物的解體。三是難以形成中空形態(tài)的編織物，尤其是大型的立體中空編織物。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有立體編織物因?yàn)榫幙椉喚€在編織物內(nèi)從一個(gè)側(cè)面到另一個(gè)側(cè)面的曲折游走而不能充分利用編織紗線的拉伸模量以及破壞損傷容易擴(kuò)散以及難以形成中空結(jié)構(gòu)的不足，本發(fā)明的首要目的是提供一種中空編織物，該中空編織物不僅能提高紗線拉伸模量的利用率，而且能有效地限制編織物損傷的擴(kuò)大和延展，第二目的是提供一種編織上述中空編織物的方法.
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:所有編織紗線環(huán)繞在模具周圍排布成中空形態(tài)，并且編織紗線在環(huán)繞在模具周圍組成中空編織物結(jié)構(gòu)的方式上，采用鄰連式；具體為，在編織紗線的位置上，對(duì)矩形編織機(jī)形成的編織物而言，所有編織紗線在編織物中以跳棋式的行列方式分布排列，即，隔一的橫行或縱列中的編織紗線以對(duì)齊的方式分布排列，而相鄰的橫行或縱列中的編織紗線則以交錯(cuò)的方式分布排列；對(duì)環(huán)形編織機(jī)形成的編織物而言，所有編織紗線在編織物中以跳棋方式在環(huán)軌和射軌中分布排列，即，隔一的環(huán)軌或射軌中的編織紗線以對(duì)齊的方式分布排列，而相鄰的環(huán)軌或射軌中的編織紗線則以交錯(cuò)的方式分布排列。在編織紗線的形態(tài)及相互之間的組成關(guān)系上，編織物中的每一根編織紗線，圍繞自身的長(zhǎng)直形態(tài)的位置中心線，與且只與其周圍的緊鄰的編織紗線產(chǎn)生交繞。如此，所有編織紗線通過(guò)“緊鄰交繞”的方式連接成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)的中空編織物。因?yàn)槊扛幙椉喚€在編織物中只局限在以自身位置中心線為中心以緊鄰紗線為邊界的較小范圍內(nèi)延伸排布，并且位置中心線為編織物長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)直形態(tài)，這樣，達(dá)到減少每根編織紗線彎曲程度和曲折分布范圍，提高編織紗線拉伸模量利用率以及限制編織物損傷擴(kuò)大和延展的目的。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二目的，即編織上述鄰連式中空編織物，本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:可利用傳統(tǒng)的縱橫式矩形立體編織機(jī)或環(huán)軌射軌式環(huán)形立體編織機(jī)進(jìn)行編織，對(duì)應(yīng)于立體編織體的形態(tài)和大小，在相應(yīng)的位置范圍以如下方式環(huán)繞模具排布編織紗線，使環(huán)繞在模具周圍的所有參與編織的編織紗線在任意的橫行(環(huán)軌)或縱列(射軌)中一排一空，并且在隔一的橫行(環(huán)軌)或縱列(射軌)中編織紗線以對(duì)齊的方式分布排列，而在相鄰的橫行(環(huán)軌)或縱列(射軌)中編織紗線則以交錯(cuò)的方式分布排列；以每步移動(dòng)的步長(zhǎng)為2的方式進(jìn)行四步法編織。本發(fā)明的有益效果是，可以在構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)的中空編織物的同時(shí)，減少編織紗線在編織物中的分布的曲折程度，編織紗線，不需要在編織體中到處游走，而局限在一個(gè)僅與周圍鄰紗絞繞的范圍內(nèi)，這提高編織紗線拉伸模量的利用率，增強(qiáng)編織物的抵抗損傷能力。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的鄰連式中空編織物中的編織紗線環(huán)繞模具編織的示意圖。圖2、圖3是本發(fā)明的原理敘述中的片狀編織物的紗線相互間的連接狀態(tài)及結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例一的鄰連式中空編織物的結(jié)構(gòu)單元及其各編織紗線相互間的連接狀態(tài)。圖5是本發(fā)明實(shí)施例一的鄰連式中空編織物結(jié)構(gòu)單元的各編織紗線的運(yùn)動(dòng)軌跡及其相互間的交繞狀態(tài)。圖6是本發(fā)明實(shí)施例一的鄰連式中空編織物多個(gè)結(jié)構(gòu)單元的各編織紗線的運(yùn)動(dòng)軌跡及其相互間的交繞狀態(tài)。圖7是本發(fā)明的實(shí)施例一的鄰連式中空編織物結(jié)構(gòu)單元的各編織紗線在縱橫式矩形編織機(jī)上的排布和四步法編織過(guò)程。圖8是本發(fā)明的實(shí)施例二的鄰連式中空編織物矩形中空編織物及其在縱橫式矩形編織機(jī)上編織方法。圖中1、2、3、4、5、6、7.編織紗線，8.模具，Z、Zl、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7.編織紗線
的位置中心線，A、B、C、D.交繞區(qū)，M.結(jié)構(gòu)單元中的編織紗線的運(yùn)動(dòng)范圍。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一:本發(fā)明的鄰連式中空編織物的結(jié)構(gòu)單元及其在縱橫式矩形編織機(jī)上編織方法為便于敘述和理解本實(shí)施例的“緊鄰交繞”編織物結(jié)構(gòu)，首先借助于圖1、圖2和圖3來(lái)由淺入深地?cái)⑹鲋锌崭拍罴啊熬o鄰交繞”結(jié)構(gòu)及組成。在圖1中，表示了鄰連式中空編織物中的編織紗線環(huán)繞模具編織的示意圖。所有的編織紗線1、2、3、4、5、6、7環(huán)繞模具分布，且如圖2、圖3和圖4所示，每根編織紗線在編織物中只局限在以自身為中心以鄰紗為邊界的較小范圍內(nèi)排布。本實(shí)施例中，編織紗線呈螺旋線狀態(tài)，有著自身的長(zhǎng)直形態(tài)的位置中心線Z。在圖2和圖3中，表示了編織紗線相互間的連接狀態(tài)及片狀編織物結(jié)構(gòu)，為容易理解，以“緊鄰交繞”平面編織物為例。圖2表示了按編織軌跡所繪制的片狀編織物，各編織紗線1、2、3為螺旋線形態(tài)，并且各自有著長(zhǎng)直形態(tài)的位置中心線Z1、Z2、Z3 ;圖3表示了該編織物受到拉伸時(shí)的實(shí)物形態(tài)，可看出，各編織紗線組成平面交繞形態(tài)的編織物。在圖2、圖3的例中，片狀編織物是由3根紗線在編織物中通過(guò)“緊鄰交繞”的方式連接而成的；其中編織紗線I與左側(cè)的編織紗線2和右側(cè)的編織紗線3分別以螺旋形的交繞方式相連成整片織物。圖4表示了按編織軌跡所繪制的本實(shí)施例的中空編織物的結(jié)構(gòu)單元及其各紗線相互間的連接狀態(tài)。該圖例中是由5根編織紗線通過(guò)“緊鄰交繞”的方式連接成整體的中空編織物的結(jié)構(gòu)單元的。按編織軌跡來(lái)繪制，各編織紗線1、4、5、6、7為螺旋線形態(tài)，并且各自有著長(zhǎng)直形態(tài)的位置中心線Zl、Z4、Z5、Z6、Z7 ;其中編織紗線I分別以與左后側(cè)的相鄰的編織紗線4、右后側(cè)的相鄰的編織紗線5以及右前側(cè)的相鄰的編織紗線6、左前側(cè)的相鄰的編織紗線7以螺旋形的交繞方式相連成整體的結(jié)構(gòu)單元。圖5表示了圖4實(shí)施例的結(jié)構(gòu)單元的各編織紗線的運(yùn)動(dòng)軌跡及其相互間的交繞狀態(tài)，也可理解為是圖4的俯視圖。與圖4中的相對(duì)應(yīng)，編織紗線4、5、6、7各自運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，緊鄰但各不相交繞，各自按虛線箭線方向作同步回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；編織紗線I的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的粗實(shí)線所示，也作與編織紗線4、5、6、7相同方向的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如實(shí)線箭線所示，但其位于編織紗線4、5、6、7的運(yùn)動(dòng)軌跡的中間，分別與編織紗線4、5、6、7的運(yùn)動(dòng)軌跡產(chǎn)生交繞，如圖中交繞區(qū)A、B、C、D所示。這樣就通過(guò)編織紗線I的交繞連接將原本相互間不相連的編織紗線4、5、6、7 “橋連”成圖4所示的整體中空編織物的結(jié)構(gòu)單元。將圖4、圖5所示的結(jié)構(gòu)單元循環(huán)延續(xù)，就構(gòu)成本發(fā)明的整體鄰連式中空編織物。圖6表示了圖4實(shí)施例的多個(gè)結(jié)構(gòu)單元的各編織紗線的運(yùn)動(dòng)軌跡及其相互間的交繞狀態(tài)，所有虛線表示的編織紗線按照一個(gè)方向回旋，所有實(shí)線表示的編織紗線按照與虛線表示的編織紗線的方向的相反的方向回旋。因?yàn)楸緦?shí)施例中的結(jié)構(gòu)單元中的各編織紗線1、4、5、6、7在編織物中只局限在以自身位置中心線Zl、TA、Z5、Z6、Z7為中心以緊鄰紗線為邊界的較小范圍內(nèi)延伸排布，并且位置中心線Z1、Z4、Z5、Z6、Z7為中空編織物長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)直形態(tài)，這樣，達(dá)到減少每根編織紗線彎曲程度和曲折分布范圍，提高編織紗線拉伸模量的利用率以及限制編織物損傷的擴(kuò)大和延展的目的。從圖5和圖6中還可以看出本實(shí)施例的編織實(shí)現(xiàn)的條件:為使編織紗線I與編織紗線4、5、6、7分別產(chǎn)生交繞，不但回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向和回轉(zhuǎn)速度要與編織紗線4、5、6、7的一致，而且在時(shí)間上必須與編織紗線4、5、6、7的錯(cuò)開(kāi)180°，只有這樣，才能分別在軌跡相交處，即在交繞區(qū)A、B、C、D產(chǎn)生交繞。這也正是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的編織設(shè)備中的紗線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則。在圖7中，表示了在通常的縱橫式矩形編織機(jī)上實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的編織結(jié)構(gòu)單元的各紗線的排布和四步法編織過(guò)程。在圖7的(一)中表示了編織紗線的排布方式，無(wú)論在縱列或橫行，編織紗線均一排一空，且所有編織紗線成跳棋狀交錯(cuò)排布狀態(tài)。圖7中的方框M表示了對(duì)應(yīng)于圖4和圖5的結(jié)構(gòu)單元中的編織紗線1、4、5、6、7的運(yùn)動(dòng)范圍。在圖7的(二)、(三)、(四)、(五)中，分別用箭線表示了縱橫式矩形編織機(jī)的四步法編織中的每步的縱列和橫行的移動(dòng)，即各編織紗線的運(yùn)動(dòng)，與傳統(tǒng)的四步法編織的不同之處在于本發(fā)明的每步移動(dòng)的步長(zhǎng)為2。例如圖7的(二)中的箭線表示了從圖7的(二)到(三)狀態(tài)的過(guò)渡及形成，即四步法中的第一步；圖7的(三)中的箭線表示了從圖7的(三)到(四)狀態(tài)的過(guò)渡及形成，即四步法中的第二步；以此類推，最終就形成四步法編織的一次完整的循環(huán)。如將編織紗線I在圖7的(二)、(三)、(四)、(五)中的位置依次連成運(yùn)動(dòng)軌跡，就形成如圖5的結(jié)構(gòu)單元中的編織紗線I的運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖5中的粗實(shí)線所示；圖5的結(jié)構(gòu)單元中的編織紗線4、5、6、7的運(yùn)動(dòng)軌跡也是如此形成，如圖5中的虛線所示。實(shí)施例二:矩形鄰連式中空編織物及其在縱橫式矩形編織機(jī)上編織方法以粗細(xì)為6k的碳纖維在縱橫式矩形立體編織機(jī)上進(jìn)行方形中空編織物的編織。首先在編織機(jī)上環(huán)繞模具8來(lái)排列紗線。矩形鄰連式中空編織物四個(gè)邊中的某一邊的紗線排列如圖8中的(一)所示，圖7中的每個(gè)“ ”代表一根編織紗線，對(duì)應(yīng)于該例所要編織的該邊的矩形形態(tài)和尺寸，將紗線以跳棋方式在編織機(jī)上排布成10橫行X 18縱列，即每橫行或每縱列均以一排一空的方式排列紗線，在隔一的橫行或縱列中編織紗線以對(duì)齊的方式分布排列，而在相鄰的橫行或縱列中編織紗線則以交錯(cuò)的方式分布排列。矩形鄰連式中空編織物的其他三個(gè)邊的紗線依此原則來(lái)排列。

然后進(jìn)行環(huán)繞模具8的矩形中空編織物的編織。以每步移動(dòng)的步長(zhǎng)為2的方式進(jìn)行四步法編織，四步一個(gè)編織循環(huán)的編織過(guò)程分別如圖8中的(一)、(二)、(三)、(四)所示。在圖8的(一)、(二)、(三)、(四)中，分別用箭線表示了縱橫式矩形編織機(jī)的四步法編織中的每步的縱列和橫行的移動(dòng)，即各紗線的運(yùn)動(dòng)，隔一的橫行或縱列總是以相同的方向和步長(zhǎng)移動(dòng)。圖8中的(一)表示為第一步，其中的箭線表示了從圖8的(一)到(二)狀態(tài)的過(guò)渡及形成；圖8中的(二)表示為第二步，其中的箭線表示了從圖8的(二)到(三)狀態(tài)的過(guò)渡及形成；以此類推，完成一次四步法編織的循環(huán)；如此繼續(xù)，進(jìn)行矩形中空編織物的連續(xù)編織。實(shí)施例三:環(huán)狀鄰連式中空編織物及其在環(huán)形立體編織機(jī)上編織方法以粗細(xì)為1200tex的無(wú)堿無(wú)捻直接粗紗玻璃纖維在環(huán)軌射軌式環(huán)形立體編織機(jī)上進(jìn)行編織。首先在編織機(jī)上排列紗線。對(duì)應(yīng)于該例所要編織的環(huán)形編織體的尺寸，將紗線環(huán)繞模具8以跳棋方式在環(huán)形編織機(jī)上的每個(gè)環(huán)軌或每個(gè)射軌均以一排一空的方式排列紗線，在隔一的環(huán)軌或射軌中編織紗線以對(duì)齊的方式分布排列，而在相鄰的環(huán)軌或射軌中編織紗線則以交錯(cuò)的方式分布排列。然后進(jìn)行環(huán)形鄰連式中空編織物的編織。除了每步移動(dòng)的步長(zhǎng)為2之外，和通常的環(huán)形立體編織過(guò)程相同地進(jìn)行四步法編織，如此循環(huán)繼續(xù)，進(jìn)行環(huán)形鄰連式中空編織物的連續(xù)編織。
權(quán)利要求
1.一種鄰連式中空編織物，其特征是:所有編織紗線環(huán)繞在模具周圍排布成中空形態(tài)，并且所有編織紗線在編織物中以跳棋式的行列方式分布排列，編織物中的每一根編織紗線，圍繞各自長(zhǎng)直形態(tài)的位置中心線，與且只與其周圍的緊鄰的編織紗線產(chǎn)生交繞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鄰連式中空編織物，其特征是:模具的橫截面形狀可以為矩形、圓形或其它形狀；模具空間形態(tài)可以為柱體、椎體或其它變曲線母線回轉(zhuǎn)體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鄰連式中空編織物，其特征是:編織紗線相互間以螺旋相交的方式產(chǎn)生交繞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鄰連式中空編織物，其特征是:編織紗線以跳棋式的行列方式分布排列，其中的行和列，對(duì)縱橫式矩形立體編織機(jī)編織出的編織物而言，為橫行和縱列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鄰連式中空編織物，其特征是:編織紗線以跳棋式的行列方式分布排列，其中的行和列，對(duì)環(huán)形立體編織機(jī)編織出的編織物而言，為環(huán)軌和射軌。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鄰連式中空編織物，其特征是:編織紗線以跳棋式的行列方式分布排列，其中的跳棋式為，在任意行或列中一排一空，并且在隔一的行或列中編織紗線以對(duì)齊的方式分布排列，而在相鄰的行或列中編織紗線則以交錯(cuò)的方式分布排列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鄰連式中空編織物的編織方法，可利用縱橫式矩形立體編織機(jī)進(jìn)行編織，其特征是:對(duì)應(yīng)于立體編織體的形態(tài)和大小，在相應(yīng)范圍以如下方式排布編織紗線，使所有參與編織的紗線在任意的橫行或縱列中一排一空，并且在隔一的橫行或縱列中編織紗線以對(duì)齊的方式分布排列，而在相鄰的橫行或縱列中編織紗線則以交錯(cuò)的方式分布排列；以每步移動(dòng)的步長(zhǎng)為2的方式進(jìn)行四步法編織。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鄰連式中空編織物，可利用環(huán)形立體編織機(jī)進(jìn)行編織，其特征是:對(duì)應(yīng)于立體編織體的形態(tài)和大小，在相應(yīng)范圍以如下方式排布編織紗線，使所有參與編織的紗線在任意的環(huán)軌或射軌中一排一空，并且在隔一的環(huán)軌或射軌中編織紗線以對(duì)齊的方式分布排列，而在相鄰的環(huán)軌或射軌中編織紗線則以交錯(cuò)的方式分布排列；以每步移動(dòng)的步長(zhǎng)為2的方式進(jìn)行四步法編織。
全文摘要
一種鄰連式中空編織物。它能夠方便地形成中空結(jié)構(gòu)，并提高編織紗線模量利用率。它是使所有編織紗線環(huán)繞模具在編織物中以跳棋式的行列方式分布排列；編織物中的每一根編織紗線，圍繞自身的長(zhǎng)直形態(tài)的位置中心線，與且只與其周圍的緊鄰的編織紗線產(chǎn)生交繞。如此，所有編織紗線通過(guò)“緊鄰相連”的方式連接成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)的中空編織物。因?yàn)槊扛幙椉喚€在編織物中只局限在以自身位置中心線為中心以緊鄰紗線為邊界的較小范圍內(nèi)延伸排布，并且位置中心線為編織物長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)直形態(tài)，這樣，達(dá)到中空形態(tài)并且減少每根編織紗線彎曲程度和曲折分布范圍，提高編織紗線拉伸模量利用率的目的。
文檔編號(hào)D04C1/00GK103161025SQ20111041270
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者周羅慶, 周頔 申請(qǐng)人:江南大學(xué)