[發明專利]一種變密度的三維織物及其織造方法

有效

• 申請號: 202011576680.3
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112725985B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 王群;朱夢蝶;李小歡;劉延友;胡方田
• 申請（專利權）人: 南京玻璃纖維研究設計院有限公司;中材科技股份有限公司
• 主分類號: D03D25/00
• 分類號: D03D25/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 王秀娟

本發明公開了一種變密度的三維織物及其織造方法，所述三維織物的密度沿厚度方向、寬度方向或長度方向中的一種方向變化或兩種以上方向同時變化，變密度的三維織物通過層連結構連接，不同密度區域界面層間相互連接、紗線連續，整體連續織造成型。本發明的變密度的三維織物具有組織結構多樣、織物尺寸控制范圍大、可設計性強、結構緊密、整體性好、織造過程簡單、適于連續化織造等優點，用該織物復合增強的變密度材料具有低熱脹系數、高耐熱性、高比強度、高比模量、抗沖擊、耐磨損和抗老化等優點，可廣泛應用于汽車、航空、航天、機械制造、石油等領域。

技術領域

本發明涉及立體織物織造技術領域，具體涉及一種三變密度的三維織物及其織造方法。

背景技術

變密度材料是兩種或多種材料復合且成分和結構呈連續變化的一種新型復合材料，其力學性能和功能沿某一方向連續變化，是應現代航天航空工業等高技術領域的需要，為滿足在極限環境下能反復地正常工作而發展起來的一種新型功能材料。變密度材料具有低熱脹系數、高耐熱性，具有增強材料結構的表面性能，在動力結構方面的高比強度、高比模量、抗沖擊、耐磨損和抗老化等優點，倍受人們青睞，未來在汽車、航空航天、機械制造、石油等領域均可得到廣泛應用。

變密度復合材料具有良好的整體性和層間性能，而變密度織物作為復合材料的增強體，是變密度復合材料的關鍵。目前，變密度織物主要是通過三維編織工藝、細編穿刺工藝、機織工藝、針刺工藝來實現。

中國專利CN?107956024A介紹了一種梯度結構三維織物及其制備方法，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直徑從上至下逐層遞減，使同一層上相鄰緯紗之間的空隙呈梯度變化。這種織物存在連接方式單一、結構單一、密度變化形式單一，織物的成型依靠捆綁紗將經緯紗捆綁為一體，織物層間連接性能較弱，且在厚度方向上存在大量梯度孔隙，織物整體性較差，強度及力學性能較低，不利于其滿足各個不同領域上的廣泛應用需求。

中國專利CN?110284256A介紹了一種沿厚度方向變密度織物的三維編織方法，以三維四步編織法為基礎，將編織紗分為里層編織紗和加密外層編織紗，讓里層編織紗和加密外層編織紗按順序交換位置，使加密層的纖維部分與非加密部分編織在一起，通過里外層換紗的方式，使各層紗之間連接緊密，實現沿厚度方向變密度織物的編織。這種織物存在連接方式單一、結構單一、密度變化形式單一，無法實現連續化織造，織物均勻性較差，且三維編織的致密結構限制了其在各個不同領域的廣泛應用。

發明內容

本發明的目的是針對目前變密度三維織物連接方式單一、結構單一、密度變化形式單一、無法實現連續化織造、難以滿足各個不同領域的廣泛應用需求的問題，提供一種變密度的三維織物及其織造方法。

本發明采用的第一技術方案是：所述三維織物的密度沿厚度方向、寬度方向或長度方向中的一種方向變化或兩種以上方向同時變化，變密度的三維織物通過層連結構連接，不同密度區域界面層間相互連接、紗線連續，整體連續織造成型。

本發明采用的第二技術方案是在第一技術方案上的改進，本發明采用的第二技術方案是：所述層連結構為正交三向、淺交彎聯、淺交直聯、深交彎聯、深交直聯、斜紋、緞紋或空芯夾層結構中的一種或兩種以上。

本發明采用的第三技術方案是在第一或第二技術方案上的改進，本發明采用的第三技術方案是：所述三維織物使用一種或兩種以上高性能纖維混合織造而成。

本發明采用的第四技術方案是在第一、第二或第三技術方案上的改進，本發明采用的第四技術方案是：所述三維織物使用一種細度或兩種以上細度的紗線織造而成。

本發明采用的第五技術方案是在第一、第二或第三技術方案上的改進，本發明采用的第五技術方案是：所述三維織物使用一種或兩種以上股數配比的紗線織造而成。

本發明采用的第六技術方案是在第一、第二或第三技術方案上的改進，本發明采用的第六技術方案是：所述三維織物的經紗密度為一種或兩種以上。