專利名稱：一種整體夾芯多孔織物的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種整體夾芯多孔織物，屬于特種機織物結構技術領域。 技術背景目前工業領域大量使用的芯材主要以硬質泡沫、蜂窩和輕木為主。但傳統的夾芯 復合材料通常為兩塊復合材料增強面板和密度較低的芯材粘接形成，面板和芯材間的界面 膠結強度較低，層間性能較差，在外載荷作用下，尤其是受到沖擊后，如工具墜落、碎石、冰 雹、撞擊等，面板和芯材會產生分層，使得力學性能全面下降，極易導致結構破壞；另外，在 濕熱環境條件下，會發生水浸，引起面板起泡等現象，使得檢測和維修更加頻繁，從而影響 制品質量和成本；普通芯材為了增加材料的界面粘接強度，使用了各類高性能粘連劑、在芯 材上設置粘連槽、開孔、縫合工藝將面層與芯層連接等方式，增加材料設計與開發難度，加 大了產品成本與制備效率的同時，尚有許多材料使用性能要求難以從根本上解決。近年來， 為了解決夾芯復合材料易分層、力學性能差的缺點，國內外陸續開發了采用三維機織或針 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)通過三維機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構、優異的綜合性能、極佳的可設計性而得到快速發 展。但此類夾芯織物一般都是通過連接纖維(芯層)成形，纖維在芯層類處于自由狀態，如 何保證復合后芯材的平整性對織造設備與工藝有極高的要求，造成開發此類夾芯織物設備 的價格很高且織造效率不高；由于芯層通過纖維連接成形，芯層難以滿足高性能復合材料 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用；該類夾芯織物在復合 過程中多采用手糊或閉模工藝成型，需要連接纖維在樹脂的浸漬效果下自動站立到設計高 度，當織物高度超過10mm時，往往難以自動達到設計高度，需要輔助工藝進行后定型處理， 造成復合工序的繁瑣，難以形成大批量、連續規模化生產。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題一是的普通夾芯材料易分層、力學性能差、不易加 工的缺點，二是中空層連類織物面層靠纖維連接造成制造費用高、產量低、力學性能有局 限、不易連續復合成型的問題。包括由第一上層地經紗、第二上層地經紗和上層面緯紗交織形成的上層面，由第 一下層地經紗、第二下層地經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、第二絨經與夾芯層緯紗交織形成夾芯層，其特征在于第一絨經、第二絨經除 了與夾芯層的緯紗進行交織外，還與上層面緯紗、下面層緯紗交織，形成一種連續的整體夾 芯多孔結構織物。本實用新型織物每一個上層面或下層面單層的的織造厚度范圍在0. l_3mm之間， 可以通過增加上、下層面層數的方式來實現織物厚度的增加，達到整體增厚、減少鋪層次數 的目的。[0006]本實用新型上、下面層之間的夾芯層是由兩根絨經與一根夾芯層緯紗進行交織， 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。本實用新型織物夾芯層的形狀可根據復合材料的使用要求設計成波紋形(W形)、 X形等。本實用新型可采用單一高性能連續纖維進行織造，也可采用多種高性能纖維進行 混織，例如玻璃、硼、碳和芳族聚酰胺材質等高強度纖維；甚至可以采用聚酯、聚丙烯、聚 丙烯腈或聚酰胺等有機纖維。纖維材質可采用粗紗、單股細紗或多股細紗等形式。本實用新型采用三維整體機織的方法，將上面層、下面層、夾芯層整體連接，有效 的避免了分層問題；此外，本實用新型的織物夾芯層采用纖維交織的形式成形，可以顯著提 高芯層強度與剛度、對織物夾芯層高度進行精確定型及單元芯孔的尺寸與位置；通過加大 沿緯向引入多根緯紗，可有效提高織物緯向的整體強度，達到一種單向夾芯復合材料增強 效果；本實用新型的織物經樹脂復合可以形成超輕質結構材料，可以滿足大多數承載而具 有的高比強、高比剛度，以及、隔熱、吸能、降噪、隔音等功能。用本實用新型開發的夾芯多孔 織物可廣泛用于航空、航天、建筑、化工、風電、運輸、包裝等領域，具有極其廣泛的市場應用 前景。本實用新型具有可設計性強、適宜規模化織造的優點。
圖1為本實用新型的典型空間結構示意圖(波浪形)；圖2為本實用新型夾芯層形態為“X”字形的空間結構示意圖；圖3為本實用新型上層面加厚時空間結構的示意具體實施方式
實施例1 參見附圖1，本實施例包括由第一上層地經紗1、第二上層地經紗2和上層面緯紗 3交織形成的上層面10，由第一下層地經紗4、第二下層地經紗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7、第二絨經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，與位于波頂的夾芯層緯紗9交織后， 再與上層面的緯紗3交織，然后調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。實施例2參見圖2，本實施例的上層面和下層面也與實施例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。相對的，第一絨經和第 二絨經也分為兩組。第一組第一絨經7和第二絨經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7’和第 二絨經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”形態的兩維的平紋織物作為織 物中間夾芯層骨架。[0019]實施例3本實施例的下層面及夾芯層與實施例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。第一上層地經紗1、第二上層地經紗2同時與兩組上層面緯 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越多，上層面的厚 度就越厚。除本實施例所示的方案外，還可以通過增加下層面緯紗的組數來實現下層面厚度 的增加。
權利要求一種整體夾芯多孔織物，包括由第一上層地經紗(1)、第二上層地經紗(2)和上層面緯紗(3)交織形成的上層面(10)，由第一下層地經紗(4)、第二下層地經紗(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(7)、第二絨經(8)與夾芯層緯紗(9)交織形成夾芯層，其特征在于第一絨經(7)、第二絨經(8)除了與夾芯層的緯紗(9)進行交織外，還與上層面緯紗(3)、下面層緯紗(6)交織。
2.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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纖維進 行織造或采用多種高性能連續纖維進行混織。
專利摘要一種整體夾芯多孔織物，包括由第一上層地經紗(1)、第二上層地經紗(2)和上層面緯紗(3)交織形成的上層面(10)，由第一下層地經紗(4)、第二下層地經紗(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(7)、第二絨經(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。本實用新型可設計性強、適宜規模化織造。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度、模量；芯層的通道更為清晰，有利于進行預埋、填充等功能性開發；無損檢測，后期修補、維護更為方便。本實用新型可廣泛用于軌道交通領域、增強大理石材、雙層儲罐等領域。
文檔編號D03D15/00GK201713642SQ20102022325
公開日2011年1月19日 申請日期2010年6月11日 優先權日2010年6月11日
發明者匡寧, 張艷紅, 鄒清, 鄭云 申請人:中材科技股份有限公司