[發明專利]一種三維負泊松比織物的織造設備及方法

有效

• 申請號: 201210192738.3
• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN103361886A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 胡紅;張征凱
• 申請（專利權）人: 香港理工大學
• 主分類號: D04H3/04
• 分類號: D04H3/04;D04H3/115;B32B5/06
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

技術領域

本發明屬于紡織機械領域，更具體地說，涉及一種三維負泊松比織物的織造設備及方法。

背景技術

三維負泊松比織物具有受拉時其垂直拉伸方向膨脹（拉脹性）和受擠壓時其垂直壓縮方向收縮（擠縮性）的特點，因此在復合材料增強、航天航空、交通運輸、體育用品、功能性服裝等領域具有廣泛的應用前景。

目前三維織物多為正泊松比織物，其織造方法大多在現有織機上進行相應的結構改裝，通過多層經紗的方法得到。美國于上世紀70年代中期在普通織機上拓展了常規的雙層織物的織制技術。上世紀80年代，英國也在常規織機上通過改進開口系統試制成功了三維織物。國內相關的三維織機的專利中（專利CN101418491A、專利CN?201241230Y和CN?102234864A），其技術保留了傳統機織方法中的劍桿送緯等工藝。這些織機雖然能夠織造各種三維織物結構，但都只限于三維正泊松比織物，不能用來編織三維負泊松比織物結構。德國利巴公司和卡爾邁耶公司生產的多軸向經編機采用了平面鋪紗，利用經編針織結構捆綁的方法（美國專利US?6993939?B2和美國專利US6711919?B1）。但所鋪紗線不能精確定位，鋪設好的紗線在經編紗線的捆綁過程中有可能被成排的尖頭槽針刺破，從而影響織物的完整性。同樣，這些多軸向經編技術不能編織三維負泊松比織物結構。

三維負泊松比織物由三組紗線：經紗（Ｘ方向）、緯紗（Ｙ方向）和捆綁紗（Ｚ方向）形成。與普通三維正交機織物相比，三維負泊松比織物的Ｘ和Ｙ方向的紗線之間不是緊密排列，而是保持特殊的空間排列關系，以此來形成負泊松比效果（見圖1a與圖1b）。由于三維負泊松比織物需要三組紗線在立體面上取向，而且紗線之間的排列關系特殊，其織造方法與傳統三維織物的織造方法有較大的差異，目前尚未找到合適的織造設備及方法來織造這種織物結構。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有織造技術中負泊松比織物不能織造的限制，提供一種新型三維負泊松比織物的織造設備及方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種三維負泊松比織物的織造設備，包括基座、用于將紗線鋪成紗層的紗線鋪層機構、用于向紗線鋪層機構提供紗線的所述X向紗線存儲架與Y向紗線存儲架、用于壓緊所述紗層的鋪層紗線壓緊機構和用于對鋪好的所述紗層進行捆綁固定的Z向紗線捆綁機構；

所述紗線鋪層機構與所述Z向紗線捆綁機構分別設置在所述基座上且與所述基座相對滑動連接；所述鋪層紗線壓緊機構固定在所述基座上，所述X向紗線存儲架與Y向紗線存儲架分別固定設置在所述基座一側；

所述三維負泊松比織物的織造設備還包括用于驅動所述紗線鋪層機構、所述鋪層紗線壓緊機構與所述Z向紗線捆綁機構的驅動機構。

在本發明所述的三維負泊松比織物的織造設備中，所述紗線鋪層機構包括鋪層機構基座和定位針板基座，所述定位針板基座固定安裝在所述鋪層機構基座上，所述定位針板基座上還固定有X方向定位針板與Y方向定位針板，所述X方向定位針板與Y方向定位針板圍成一個矩形框，且所述X方向定位針板與Y方向定位針板上分別依次排列有定位針；

所述紗線鋪層機構還包括設置在所述鋪層機構基座上的所述導紗梳櫛安裝座，所述導紗梳櫛安裝座上水平固定有X方向導紗梳櫛運動導軌與Y方向導紗梳櫛運動導軌，所述X方向導紗梳櫛運動導軌與Y方向導紗梳櫛運動導軌相互垂直；所述X方向導紗梳櫛運動導軌套裝有用于將所述X向紗線存儲架的紗線纏繞在所述X方向定位針板上的X方向導紗梳櫛，所述X方向導紗梳櫛與所述X方向導紗梳櫛運動導軌相對滑動連接；所述Y方向導紗梳櫛運動導軌套裝有用于將所述Y向紗線存儲架的紗線纏繞在所述Y方向定位針板上的Y方向導紗梳櫛，所述Y方向導紗梳櫛與所述Y方向導紗梳櫛運動導軌相對滑動連接；

所述導紗梳櫛安裝座底部設置有通孔，所述定位針板基座插裝在所述通孔內，所述導紗梳櫛安裝座與所述鋪層系統基座相對轉動連接。

在本發明所述的三維負泊松比織物的織造設備中，所述基座上水平固定有X向導軌，所述鋪層機構基座套裝在所述X向導軌上并與所述X向導軌相對滑動連接。

在本發明所述的三維負泊松比織物的織造設備中，所述鋪層紗線壓緊機構包括壓緊框和壓緊機構導軌，所述壓緊機構導軌通過螺紋豎直固定在所述基座上，所述壓緊框套裝在所述壓緊機構導軌并與壓緊機構導軌在Z方向相對滑動連接。

在本發明所述的三維負泊松比織物的織造設備中，所述Z向紗線捆綁機構包括捆綁紗線機構基座、下傳動軸、主傳動軸、第一傳動帶輪、連桿機構、縫紉針、縫紉針導軌和旋轉鉤；