[发明专利]一种管状多层多轴向经编机

说明书

技术领域

本发明旨在研究一种管状多层多轴向经编机的制备方法，属于纺织加工与纺织机械领域。

技术背景

多轴向经编技术是在单轴向、双轴向技术的基础上发展起来的一种新型的多头衬纬编织技术。利用该技术可在织物的多个方向以不同角度衬入纱线，再经成圈机构编织成所需织物。该技术避免了传统的机织物纱线结构呈弯曲状、纱线的性能得不到充分发挥的缺陷，充分发挥织物结构中每一组分的优点，使织物的抗拉性能、弹性模量、悬垂性等各项性能得以提高。这种将织物结构性能和新兴的复合成型技术相结合的多轴向经编产品，近年来，已经被广泛应用于风力发电、航空航天、船艇制造、建筑工程等许多领域，并以其充分满足纺织复合材料质量轻、强度高、效益好的优点成为当今新材料领域研究与开发的焦点。

管状织物是在平面织物的基础上发展起来的三维立体结构体，作为产业用纺织品的新兴领域，拥有广阔的市场。管状织物的织造可以通过特殊原料的选择满足不同的产品需求，例如，采用树脂基高强纤维制成的立体管状结构件具有质量轻、比刚度与比强度高、耐疲劳性能优异、耐腐蚀性能好等特点。此外，结合高性能纤维和基体材料，管状织物还能拥有超越金属、合金、塑料等传统材料的强度、刚性和耐腐蚀性，从而实现对生产中筒径不同的烟囱、流体输送管道、衬套、罩壳、超耐高温隔热管等产品材料的改善，在能源输送、环境保护、化学化工、航空航天、生物化工、医学等多个领域有较好的应用前景。

一种较简单的三维织造方法是利用缝纫的办法将二维平面织物加工成立体织物，但形成的织物层间增强较弱，在一定的载荷下易发生分层现象，抗冲击性能和层间抗剪切性能较差，限制了其发展。为了克服这些缺点，人们相继发展了机织，针织，和编织等方法来生产三维织物。三维机织物较编织物结构紧密、价格低廉，应用广泛，但生产过程中机械运动配合复杂，纱线之间交织摩擦大，易造成纤维损伤，影响生产效率。三维编织物与机织法生产物相比克服了纤维的分层现象，且易形成生产所需的不同形状，但同时，形成的编织结构易松散，限制了织造水平的提高。经编三维织物在前两者的基础上，通过组织结构的繁多以及线圈结构的变化，有效地克服纤维损伤以及组织松散等缺点，使形成的织物结构稳定。在产业用纺织品领域，三维织物大多采用机织或编织技术，而针织技术尤其是管状多层多轴向经编机开发的很少。为此，国内外企业加大了对轴向类管状经编技术的研发投入。

从最初对管状三维机织物的交织方法的设想与实施，到结合经编工艺与织造技术，而提出的三维编织管状多层织物及其制造方法，管状多层织物发展迅速的同时也伴随着对纺织生产机械的更高需求。目前为止，国内外企业的轴向类经编机产品包括了各类双轴向和多轴向机型，发展快、成果显著。但在编织织物质量方面，特别是织物质地的稳定性方面仍有差距，机器的可靠性、转速等方面还有待提升。

现今常用的多轴向经编机主要为卡尔迈耶公司的Malimo Multiaxial系列和利巴公司的Copcentra MAX 3 CNC系列，这两种经编机在织造平面织物上有很高的性能，却无法满足三维立体结构的生产需要。目前，国内的管状织物成型技术大部分仍局限于传统的三维编织、立体机织、立体缝纫。中国实用新型CN201817651U涉及一种生产管状立体织物的圆织机，通过经纱沿主机呈圆周径向分布并在经过分线盘时，被依次释放形成梭口，同时，梭子在跑道中做圆周运动，带动其上装有的纬纱和垂纱与经纱形成交织，形成管状立体织物组织。此实用新型结构简单，功耗低，生产连续性高。随后，专利CN102002790A提出了一种三维立体织物成型方法，将经纱沿圆周在同一织造平面内排列，通过至少三把引纬器在圆周方向运动进行纬纱以及垂纱的引入，织成三维立体管状织物。该发明实现了立体织物面内织造，立体成型的过程。这两项发明都代表着国内对管状经编织物生产的不断突破。在国外，美国专利US20110014403 A1公开了一种织造一体化管状多层织物的方法和设备，但该设备一次性能织的管状长度受到限制，纱筒放在机器里面，并且体积较小，装纱量较少，实用性能较低。