[發明專利]一種梯度結構三維織物及其制備方法

在審

• 申請號: 201810033440.5
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN107956024A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 許福軍;張芹;張昆;王立永;應芷欣
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D03D25/00
• 分類號: D03D25/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 翁若瑩,王文穎

技術領域

本發明涉及一種梯度結構三維織物及其制備方法，屬于三維機織物技術領域。

背景技術

三維正交機織物是一種具有優良整體性和層間剪切性能的多層織物，廣泛應用于國防科技，先進復合材料制造等工業領域。三維正交機織物中，經紗和緯紗排列規整，被厚度方向上的捆綁紗束縛為一個整體，三者呈相互正交的垂直形態。由于三維正交機織物中經紗和緯紗處在伸直狀態，使織物的經緯紗方向具有很高的模量和強力。同時沿厚度方向的捆綁紗的引入，使得織物厚度方向的強力及韌性顯著提高，也起到抗分層的效果。與傳統的二維織物層合材料相比，三維織物在結構整體性，抗分層性和結構均勻性等方面都具有明顯優點。

三維正交機織物中，經緯紗相互垂直并且緊密排列，紗線之間的孔隙均勻。然而，電磁波防護、顆粒過濾和吸音降噪等領域，往往要求織物結構具有多孔結構，特別是梯度方向變化的孔隙結構。而三維正交機織物現有的致密結構，限制了其在以上領域的應用。

發明內容

本發明所要解決的問題是：提供一種具有梯度結構的三維織物及其制備方法。

為了解決上述問題，本發明提供了一種梯度結構三維織物，其特征在于，包括間隔復合的多層經紗及多層緯紗，各層經紗、緯紗通過捆綁紗捆綁為一體，同一截面上的不同層的緯紗的直徑從上至下逐層遞減，使同一層上相鄰緯紗之間的孔隙呈梯度變化。

優選地，所述織物由三個方向相互垂直的面內方向的經紗、緯紗以及厚度方向的捆綁紗構成。

優選地，同一截面上不同層的所述經紗的直徑保持不變或從上至下逐層遞減；捆綁紗的直徑保持不變。

優選地，所述經紗、緯紗、捆綁紗為合成纖維和天然纖維中的任意一種或幾種的混雜。

優選地，所述織物由三層經紗、四層緯紗間隔復合而成，或者由四層經紗、五層緯紗間隔復合而成。

本發明還提供了上述梯度結構三維織物的制備方法，其特征在于，采用三維機織工藝，將引緯裝置中從上至下直徑逐層遞減排布各層緯紗；在織造過程中，兩層捆綁紗分別從上、下兩個方向將各層經紗、緯紗相互交織成為一個整體，上下兩層捆綁紗與各層經紗、緯紗分別形成梭口；將各層緯紗由引緯裝置引入相應的梭口；引緯結束后，上下兩層捆綁紗相互交織，將各層經紗和各層緯紗束縛為一個整體，每層緯紗的直徑在織物厚度方向上呈梯度變化，形成厚度方向上具有梯度孔隙的梯度結構三維織物。

優選地，所述三維機織工藝在三維織機上織造，或者在具有多引緯裝置的二維織機織造。

本發明獲得的梯度結構三維織物在厚度方向上的緯紗直徑呈梯度變化，三維織物具有大量梯度孔隙，具有優良的整體性和層間剪切性能，在過濾和防護等領域具有廣泛應用前景。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

1.本發明所獲得的一種梯度結構三維織物，織物結構緊密，強度高，整體性好，并且在厚度上的孔隙具有梯度結構。

2.本發明所獲得的一種梯度結構三維織物，在過濾和防護等領域具有廣泛應用前景。

3.本發明提出的制備梯度結構三維織物的方法簡單，適合于工業化生產。

附圖說明

圖1為本發明提供的梯度結構三維織物的示意圖。

具體實施方式

為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

實施例1-3制備的梯度結構三維織物如圖1所示，其包括間隔復合的多層經紗1及多層緯紗2，各層經紗1、緯紗2通過捆綁紗3捆綁為一體，同一截面上的不同層的緯紗2的直徑從上至下逐層遞減，使同一層上相鄰緯紗2之間的孔隙4呈梯度變化。

實施例1：一種滌綸纖維梯度結構三維織物

選用細度600tex滌綸長絲束(蘇州舜琪紡織科技有限公司)作為經紗1，分別選用細度為800tex，600tex，400tex和200tex的滌綸長絲束作為緯紗2，細度為400tex的滌綸長絲作為捆綁紗3，織造三層經紗、四層緯紗的梯度結構三維織物。織物的經緯密度8根/厘米，厚度3毫米。

具體織造步驟：

S1：準備織機、第一引緯機構、第二引緯機構、第三引緯機構、第四引緯機構以上至下排列，分別對應于細度為800tex，600tex，400tex和200tex的的緯紗2；

S2：布置經紗層和捆綁紗層，經紗層由多根經紗沿緯向依次平行布置而成，捆綁紗層由多根捆綁紗線沿緯向依次平行布置并沿經向延伸形成，將捆綁紗3和經紗1依次通過鋼筘固定在織機的卷繞系統上；