一種新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體，包括相互交織的連層紗系統(tǒng)和疊層紗系統(tǒng)，連層紗系統(tǒng)呈規(guī)則波浪狀分布，疊層紗系統(tǒng)呈直線狀分布，同一織口的疊層紗系統(tǒng)所在平面與連層紗系統(tǒng)所在平面之間的角度為0°～90°可調(diào)。本發(fā)明新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體在保留現(xiàn)有纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，使得疊層紗系統(tǒng)與連層紗系統(tǒng)所在的平面呈一定角度傾斜，從而得到纖維體積含量高、層間性能更好、仿形精度高的預(yù)成型體。
【專利說(shuō)明】
一種新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體，屬于立體織物編織領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料因其一系列優(yōu)異性能受到復(fù)合材料界的高度重視，得到了迅速 發(fā)展，應(yīng)用越來(lái)越廣，增強(qiáng)方式也層出不窮，提高層間性能成為增強(qiáng)材料面臨的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn) 題。對(duì)于尺寸精度要求不高的纖維預(yù)成型體，大多選用纖維層連結(jié)構(gòu)、并通過(guò)改變紗線規(guī)格 或調(diào)整連層紗、疊層紗密度的方式來(lái)保證層間性能。但目前已知的纖維層連結(jié)構(gòu)中連層紗 和疊層紗兩兩相互垂直，紗線形態(tài)單一，所成型的預(yù)成型體纖維體積百分含量不高。隨著復(fù) 合材料應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)預(yù)成型體的要求也越來(lái)越高，對(duì)于尺寸精度要求高或?qū)娱g力學(xué) 性能要求高的預(yù)成型體，僅能通過(guò)改變紗線規(guī)格或調(diào)整連層紗、疊層紗密度的方式來(lái)調(diào)整， 方式單一，調(diào)整范圍有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中僅能通過(guò)改變紗線規(guī)格或調(diào)整連層紗、疊層紗密度的方式來(lái) 滿足織物尺寸精度要求或?qū)娱g力學(xué)性能、纖維體積含量低等缺陷，本發(fā)明提供一種新型纖 維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0005] -種新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體，包括相互交織的連層紗系統(tǒng)和疊層紗系統(tǒng)，連 層紗系統(tǒng)呈規(guī)則波浪狀分布，疊層紗系統(tǒng)呈直線狀分布，同一織口的疊層紗系統(tǒng)所在平面 與連層紗系統(tǒng)所在平面之間的角度為0°~90°可調(diào)。
[0006] 上述新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體連層紗在層間的跨度變大，層間連接性能更優(yōu)； 單層紗的厚度變薄，預(yù)成型體的仿形精度高，纖維體積含量高、力學(xué)性能好。
[0007] 作為本申請(qǐng)的一種方案：同一織口的疊層紗系統(tǒng)所在平面與連層紗系統(tǒng)所在平面 之間的角度為1°~89°可調(diào)。
[0008] 上述新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體的織造方法，設(shè)新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體的連 層紗層數(shù)為Μ層，同一織口的疊層紗系統(tǒng)所在平面與連層紗系統(tǒng)所在平面之間的角度為Θ， 新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體的織造方法包括順序相接的如下步驟：
[0009] 1)拴紗:在綜平狀態(tài)下，將所需的連層紗并股，依次進(jìn)行穿綜、穿筘操作后，將紗線 固定；
[0010] 2)開口運(yùn)動(dòng):前綜框固定，后綜框提升兩個(gè)綜眼高度，帶動(dòng)連層紗形成Μ+1層梭口；
[0011] 3)引入疊層紗:在形成的Μ+1層梭口中，由上至下依次引入Μ+1層疊層紗紗，引入疊 層紗后，打緊機(jī)構(gòu)按照與水平面成Θ傾斜角的方向向織口移動(dòng)，把疊層紗打入織口；
[0012] 4)二次開口運(yùn)動(dòng)：前綜框固定，后綜框下降四個(gè)綜眼高度，帶動(dòng)連層紗形成Μ+1層 梭口；
[0013] 5)二次引入疊層紗:在形成的Μ+1層梭口中，按步驟3)的方式分別在每一層梭口中 二次引入疊層紗，引入疊層紗后，打緊機(jī)構(gòu)按照與水平面成Θ傾斜角的方向向織口移動(dòng)，把 煒紗打入織口；
[0014] 6)前綜框固定，后綜框上升兩個(gè)綜眼高度，成綜平狀態(tài)；
[0015] 7)重復(fù)所述工藝步驟2)~6)至所需長(zhǎng)度，即獲得疊層紗系統(tǒng)所在的平面與連層紗 系統(tǒng)所在的平面之間的角度為Θ的新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體。
[0016]
【申請(qǐng)人】經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，上述疊層紗系統(tǒng)與連層紗系統(tǒng)之間角度可根據(jù)實(shí)際需要來(lái)調(diào) 整:如果需要預(yù)成型體的纖維體積含量高、層間性能好、仿形精度高，疊層紗系統(tǒng)與連層紗 系統(tǒng)所在的平面之間的角度越小越好。
[0017] 本發(fā)明未提及的技術(shù)均參照現(xiàn)有技術(shù)。
[0018] 本發(fā)明新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體在保留現(xiàn)有纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體結(jié)構(gòu)的基 礎(chǔ)上，使得疊層紗系統(tǒng)與連層紗系統(tǒng)所在的平面呈一定角度傾斜，從而得到纖維體積含量 高、層間性能更好、仿形精度高的預(yù)成型體。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1疊層紗系統(tǒng)所在平面與連層紗系統(tǒng)所在平面之間的角度為 1°的新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例2疊層紗系統(tǒng)所在平面與連層紗系統(tǒng)所在平面之間的角度為 89°的新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例3疊層紗系統(tǒng)所在平面與連層紗系統(tǒng)所在平面之間的角度為 36°的新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖中，1為連層紗，2為疊層紗。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的 內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0025] 實(shí)施例1
[0026]研制寬度為300mm的平板預(yù)成型體，連層紗為190tex石英纖維4股合股，疊層紗為 190tex石英纖維7股合股，連層紗層數(shù)為35層，預(yù)成型體的連層紗密度為9根/cm，疊層紗密 度為3根/cm，預(yù)成型體結(jié)構(gòu)為疊層紗系統(tǒng)與連層紗系統(tǒng)所在的平面之間的角度為1°的纖維 層連結(jié)構(gòu)。
[0027]預(yù)成型體工藝參數(shù)設(shè)計(jì)：
[0028] (1)連層紗列數(shù)N=織物寬度X連層紗密度= 300/10X9 = 270列；
[0029] (2)連層紗層數(shù)M = 35層，疊層紗層數(shù)=連層紗層數(shù)+1 = 36層；
[0030]具體實(shí)施步驟：
[0031] 1)拴紗:在綜平狀態(tài)下，將所需的連層紗并股，依次進(jìn)行穿綜、穿筘操作后，將紗線 固定；
[0032] 2)開口運(yùn)動(dòng):前綜框固定，后綜框提升兩個(gè)綜眼高度，帶動(dòng)連層紗1形成36層梭口；
[0033] 3)引入疊層紗:在形成的36層梭口中，由上至下依次引入36層疊層紗2,引入疊層 紗后，打緊機(jī)構(gòu)按照與水平面成1°傾斜角的方向向織口移動(dòng)，把疊層紗打入織口；
[0034] 4)二次開口運(yùn)動(dòng)：前綜框固定，后綜框下降四個(gè)綜眼高度，帶動(dòng)連層紗1形成36層 梭口；
[0035] 5)二次引入疊層紗：在形成的36層梭口中，按步驟3)的方式分別在每一層梭口中 二次引入疊層紗2,引入疊層紗后，打緊機(jī)構(gòu)按照與水平面成1°傾斜角的方向向織口移動(dòng)， 把疊層紗打入織口；
[0036] 6)前綜框固定，后綜框上升兩個(gè)綜眼高度，成綜平狀態(tài)；
[0037] 7)重復(fù)所述工藝步驟2)~6)至所需長(zhǎng)度，即獲得疊層紗系統(tǒng)與連層紗系統(tǒng)所在的 平面之間的角度為1°的纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體。
[0038] 實(shí)施例2
[0039]研制寬度為200mm的平板預(yù)成型體，連層紗為480tex玻璃纖維1股，疊層紗為 480tex玻璃纖維2股合股，連層紗層數(shù)為5層，預(yù)成型體的連層紗密度為10根/cm，疊層紗密 度為4根/cm，預(yù)成型體結(jié)構(gòu)為疊層紗系統(tǒng)與連層紗系統(tǒng)所在的平面之間的角度為89°的纖 維層連結(jié)構(gòu)。
[0040]預(yù)成型體工藝參數(shù)設(shè)計(jì)：
[0041 ] (1)連層紗列數(shù)N=織物寬度X連層紗密度= 200/10X10 = 200列；
[0042] (2)連層紗層數(shù)M = 5層，疊層紗層數(shù)=連層紗層數(shù)+1=6層；
[0043]具體實(shí)施步驟：
[0044] 1)拴紗:在綜平狀態(tài)下，將所需的連層紗并股，依次進(jìn)行穿綜、穿筘操作后，將紗線 固定；
[0045] 2)開口運(yùn)動(dòng):前綜框固定，后綜框提升兩個(gè)綜眼高度，帶動(dòng)連層紗1形成6層梭口；
[0046] 3)引入疊層紗：在形成的6層梭口中，由上至下依次引入6層疊層紗2,引入疊層紗 后，打緊機(jī)構(gòu)按照與水平面成89°傾斜角的方向向織口移動(dòng)，把疊層紗打入織口；
[0047] 4)二次開口運(yùn)動(dòng):前綜框固定，后綜框下降四個(gè)綜眼高度，帶動(dòng)連層紗1形成6層梭 P;
[0048] 5)二次引入疊層紗:在形成的6層梭口中，按步驟3)的方式分別在每一層梭口中二 次引入疊層紗2,引入疊層紗后，打緊機(jī)構(gòu)按照與水平面成89°傾斜角的方向向織口移動(dòng)，把 疊層紗打入織口；
[0049] 6)前綜框固定，后綜框上升兩個(gè)綜眼高度，成綜平狀態(tài)；
[0050] 7)重復(fù)所述工藝步驟2)~6)至所需長(zhǎng)度，即獲得疊層紗系統(tǒng)與連層紗系統(tǒng)所在的 平面之間的角度為89°的纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體。
[0051 ] 實(shí)施例3
[0052]研制寬度為150mm的平板預(yù)成型體，連層紗為190tex石英纖維2股，疊層紗為 190tex石英纖維4股合股，連層紗層數(shù)為6層，預(yù)成型體的連層紗密度為10根/cm，疊層紗密 度為4根/cm，預(yù)成型體結(jié)構(gòu)為疊層紗系統(tǒng)與連層紗系統(tǒng)所在的平面之間的角度為36°的纖 維層連結(jié)構(gòu)。
[0053]預(yù)成型體工藝參數(shù)設(shè)計(jì)：
[0054] (1)連層紗列數(shù)N=織物寬度X連層紗密度=150/10 X 10 = 150列；
[0055] (2)連層紗層數(shù)M = 6層，疊層紗層數(shù)=連層紗層數(shù)+1=7層；
[0056] 具體實(shí)施步驟：
[0057] 1)拴紗:在綜平狀態(tài)下，將所需的連層紗并股，依次進(jìn)行穿綜、穿筘操作后，將紗線 固定；
[0058] 2)開口運(yùn)動(dòng):前綜框固定，后綜框提升兩個(gè)綜眼高度，帶動(dòng)連層紗1形成7層梭口；
[0059] 3)引入疊層紗：在形成的7層梭口中，由上至下依次引入7層疊層紗2,引入疊層紗 后，打緊機(jī)構(gòu)按照與水平面成36°傾斜角的方向向織口移動(dòng)，把疊層紗打入織口；
[0060] 4)二次開口運(yùn)動(dòng):前綜框固定，后綜框下降四個(gè)綜眼高度，帶動(dòng)連層紗1形成7層梭 P；
[0061] 5)二次引入疊層紗:在形成的7層梭口中，按步驟3)的方式分別在每一層梭口中二 次引入疊層紗2，引入疊層紗后，打緊機(jī)構(gòu)按照與水平面成36°傾斜角的方向向織口移動(dòng)，把 煒紗打入織口；
[0062] 6)前綜框固定，后綜框上升兩個(gè)綜眼高度，成綜平狀態(tài)；
[0063] 7)重復(fù)所述工藝步驟2)~6)至所需長(zhǎng)度，即獲得疊層紗系統(tǒng)與連層紗系統(tǒng)所在的 平面之間的角度為36°的纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體。
[0064] 對(duì)比例：
[0065] 本例中制備的預(yù)成型體除疊層紗系統(tǒng)與連層紗系統(tǒng)所在的平面之間的角度為 90°，其他工藝參數(shù)與實(shí)施例3相同，織造方法參照現(xiàn)有技術(shù)。采用型號(hào)為GT-807A的環(huán)氧樹 脂對(duì)實(shí)施例3和對(duì)比例所得織物進(jìn)行復(fù)合，復(fù)合后織物力學(xué)性能見(jiàn)表1。
[0066] 表 1
[0067]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體，其特征在于:包括相互交織的連層紗系統(tǒng)和疊層 紗系統(tǒng)，連層紗系統(tǒng)呈規(guī)則波浪狀分布，疊層紗系統(tǒng)呈直線狀分布，同一織口的疊層紗系統(tǒng) 所在平面與連層紗系統(tǒng)所在平面之間的角度為0°~90°可調(diào)。2. 如權(quán)利要求1所述的新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體，其特征在于：同一織口的疊層紗系 統(tǒng)所在平面與連層紗系統(tǒng)所在平面之間的角度為1°~89°可調(diào)。3. 如權(quán)利要求1或2所述的新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體的織造方法，其特征在于:設(shè)新 型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體的連層紗層數(shù)為M層，同一織口的疊層紗系統(tǒng)所在平面與連層紗 系統(tǒng)所在平面之間的角度為Θ，新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體的織造方法包括順序相接的如 下步驟： 1) 拴紗：在綜平狀態(tài)下，將所需的連層紗并股，依次進(jìn)行穿綜、穿筘操作后，將紗線固 定； 2) 開口運(yùn)動(dòng):前綜框固定，后綜框提升兩個(gè)綜眼高度，帶動(dòng)連層紗形成M+1層梭口； 3) 引入疊層紗：在形成的M+1層梭口中，由上至下依次引入M+1層疊層紗，引入疊層紗 后，打緊機(jī)構(gòu)按照與水平面成Θ傾斜角的方向向織口移動(dòng)，把疊層紗打入織口； 4) 二次開口運(yùn)動(dòng):前綜框固定，后綜框下降四個(gè)綜眼高度，帶動(dòng)連層紗形成M+1層梭口； 5) 二次引入疊層紗:在形成的M+1層梭口中，按步驟3)的方式分別在每一層梭口中二次 引入疊層紗，引入疊層紗后，打緊機(jī)構(gòu)按照與水平面成Θ傾斜角的方向向織口移動(dòng)，把疊層 紗打入織口； 6) 前綜框固定，后綜框上升兩個(gè)綜眼高度，成綜平狀態(tài)； 7) 重復(fù)所述工藝步驟2)~6)至所需長(zhǎng)度，即獲得疊層紗系統(tǒng)所在的平面與連層紗系統(tǒng) 所在的平面之間的角度為Θ的新型纖維層連結(jié)構(gòu)預(yù)成型體。
【文檔編號(hào)】D03D25/00GK105887288SQ201610313472
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】朱建勛, 唐亦囡, 張立泉, 馬文鎖, 朱夢(mèng)蝶, 郭洪偉
【申請(qǐng)人】中材科技股份有限公司