一种具有拓扑结构的三维蜂窝织物及其织造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107541834A(43)申请公布日2018.01.05(21)申请号201710986680.2(22)申请日2017.10.20(71)申请人武汉纺织大学地址430200湖北省武汉市江夏区阳光大道1号(72)发明人龚小舟裴鹏英胡雨胡慧娜李宇(74)专利代理机构武汉宇晨专利事务所42001代理人王敏锋(51)Int.Cl.D03D11/00(2006.01)D03D25/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图7页(54)发明名称一种具有拓扑结构的三维蜂窝织物及其织造方法(57)摘要本发明涉及一种具有拓扑结构的三维蜂窝机织物及其织造方法，属于纺织技术领域。本发明所述的机织物，由两层以上垂直均匀排列的蜂窝孔构成，其中上层蜂窝孔的下直边和下层蜂窝孔的上直边之间经纱接结，且上层蜂窝孔的直径与下层蜂窝孔的直径之比为3：1或4：1。所采用的方法为在织造时分别计算每一层经纱所需经纱消耗量并且分类后，安置于主经轴和次经轴上，并通过张力控制部件对每一层经纱单独控制进行织造。本发明可以提高材料的力学性能，有效解决传统三维蜂窝复合材料应用领域受材料厚度和硬度限制的问题，且织造过程中经纱通道清晰，织物布面均匀，经轴占地面积少。CN107541834ACN107541834A权利要求书1/1页1.一种具有拓扑结构的三维蜂窝机织物，其特征在于，所述的三维蜂窝机织物由两层以上垂直均匀排列的蜂窝孔构成，其中上层蜂窝孔的下直边和下层蜂窝孔的上直边之间经纱接结，上层蜂窝孔的直径与下层蜂窝孔的直径之比为3：1或4：1。2.一种具有拓扑结构的三维蜂窝机织物的织造方法，其特征在于，所述的织造方法是按以下步骤进行的：针对拓扑结构的三维蜂窝机织物a.根据织物的层数、上下层蜂窝孔的直径比例，画出该机织物沿厚度方向的结构示意图，其中上层蜂窝孔的直径与下层蜂窝孔的直径之比为3:1或4；1；b.确定结构示意图中蜂窝孔的直边和斜边所采用的组织，对直边采用接结组织，斜边采用基础组织，画出一个基础单元完整组织循环的织物经向截面图；c.根据上层蜂窝孔的直边和斜边所在的位置，从左至右将上述经向截面图分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个大区；d.分别计算每个区域内的经纱数、纬纱数，并根据投纬顺序，分别画出每个区域内的纹板图；纱线上机时采用多经轴送经装置送经，包括次经轴(1)、主经轴(3)、分层辊(4)、张力补偿装置(6)，其中张力补偿装置对每一层经纱的张力进行控制，且数目与综框数相等，其上机操作步骤如下：e.分别计算每层经纱的消耗量；f.将经纱消耗量相等的经纱(5)安置在同一根或几根主经轴(3)上，经纱(5)从经轴引出后先通过分层辊(4)进行分层，再经过所对应的张力补偿装置(6)；g.将经纱消耗量不同的经纱(2)分别安置在不同的次经轴(1)上进行供纱，经纱(2)从经轴引出后直接经过所对应的张力补偿装置(6)；h.从张力补偿装置引出的经纱(2)和经纱(5)按照穿综图分别依次穿入综框(7)的综丝眼内；i.由织机的开口结构控制综框的有序升降，形成梭口，并引入纬纱，拨动钢筘(8)完成打纬，形成具有拓扑结构三维蜂窝机织物(9)。2CN107541834A说明书1/6页一种具有拓扑结构的三维蜂窝织物及其织造方法技术领域[0001]本发明涉及三维蜂窝织物及其织造方法，具体涉及一种具有拓扑结构的三维蜂窝机织物及其织造方法，属于纺织技术领域。背景技术[0002]以三维蜂窝织物为增强体的传统蜂窝复合材料，具有轻质高强，隔热隔音、层间结构连续等优势，可用于航空航天、汽车、建筑等多个领域。但三维蜂窝织物被复合后，其强度、厚度和硬度均随织物层数的增加而增大，当织物层数过多时，无法满足对材料的硬度和厚度有限制的场合(如警用护盾)；若织物层数过少，则其强度无法达到应用的要求。因此，若对蜂窝复合材料引入一个直径变化的拓扑结构，可以有效提升其能量吸收、抗冲击、隔热等力学性能，从而减少其厚度和硬度，并且在对材料的厚度和硬度没有要求的其它领域，力学性能的提升也增加了这种材料的竞争力。然而，现有的利用纺织技术所织造的三维蜂窝织物，仍停留在蜂窝孔具有相同直径的阶段；现有的对具有拓扑结构的蜂窝复合材料的研究，仍局限于在实验室电脑上对其进行有限元模拟和分析。通过纺织技术直接制备具有拓扑结构的三维蜂窝织物，可为它在更多领域的应用提供实验基础和材料基础。[0003]中国专利公开号CN101058914A，公开日2007年10月24日，发明名称为蜂窝状三维立体整体空芯机织物的结构构建及织造方法，该方法公开了一种横截面为蜂窝状为三维立体整体空芯机织物及织造方法，按照该方法所织造的三维蜂窝织物，在沿织物厚度方向撑开后所形成的正六边形蜂窝孔直径始终相等。董敬贵等采用有梭