多层接结三维机织物的结构设计和织造工艺探讨

中（ ｄ ） 。
选择 基础 组织 时主要 考虑 两个方 面 ： 第一， 织 物
的结构 紧密 ， 整体 性要 好 ； 第二 ， 在 织 机 相 同 的条 件 下， 尽可 能织 出层数 多 的织物 ｌ ５ ］ 。同时注 意 ， 为 了织 造 过程 的顺利 进行 ， 尤 其 是 织造 ５层 或 更 多层 织 物
网 ， ｆ 丝 调
２ ０ ０ ９ 年第 ３ 期 同时还 应注 意打纬 、 接结 经纱 浮长 等问题 ， 需根
据 实 际情况 ， 找 出适 当的方法 来解决 。
影响三 维机 织物顺 利织 造的一 个重 要 因素是经 向纱 线间 的纱 线张 力 不 匀 问题 。在 普 通 织机 上 ， 对
图 ３ ） 。
（ ２ ） 添加基 础组织 点 ： 把各 层织物 的基础组 织 图
填 人 代 表 各 相 应 层 组 织 的 方 格 中 。用 符 号 因 表 示 。 （ ３ ） 添加 必 要 的经 组 织 点 ： 在 制 织 第 二 层 织 物
圈 ４ 四 层 自 身 接 结 三 维 机 织 物 经 问 截 面 图
４ 结 语
纺织 结 构复 合 材料 的应用 ， 尤 其 是平 板 状 三维
机织 物 的开 发 ， 对 复 合 材料 的发 展起 到 了不 可磨 灭
每个 经轴 上 的纱 线 进行 二 次 分 绞 ， 并让 其 通 过 一个 四罗拉式控 制钳 口（ 此 钳 口位 于 织 机后 梁 稍 靠前 的
根 据 三 维 机 织 物 的 不 同用 途 ， 原 料 方 面 主 要 选
完全组 织 中要 分布 均匀 ， 尽 量 减少 经 纱在 织 物 中 的 屈 曲程 度ｎ ］ 。对 于用特定 的接结 经将各 自分开 的织
物缝合 在一起 的织 物 ， 要 在 经纱 排 列 图 中 留出接 结
经纱 的位置 ， 使接 结 经分 布 均匀 ［ ５ ］ 。接 结 组织 设 计 原则是 应根据其 应用 的场合 、 受 载情况 ， 合理选 择 与 确定接 结组织形 式和接 结经 比例
的作 用 ， 同时也 给传统 的纺织 业提 供 了难 得 的机遇 ，
为纺 织业 开辟 了包 括设 备 和 织 物 的新 的加 工领 域 。 多 层 接 结 三 维 机 织 物 作 为 平 板 状 三 维 机 织 物 的 一 大
类， 加强对 该种 织物 的 结 构设 计 和 织造 技 术 的 研究
相对位 置并 填 绘 组织 图 。其 中 ， 符 号囡表示 第 二层 经纱与第一层 经纱 交 织 ； 符囤表 示 第 三层 经 纱 与第
以提高增 强纱线 的体积 含量 。 。 。
布 边组 织设 计 ： 由于不 论织 物纬 纱层 数 是偶 数 还 是奇数 ， 在织 物的左右 两侧 ， 对 边经与 纬纱交织 点 的需 求均 呈互补 形式 ， 故 对 织物 左右 侧 的布 边 组 织 应 分别设计Ｌ ９ ｊ 。生产 实践 中为保证织造 工艺顺 利 进
（ ２ ） 同 一 纱 线 上 接 结 点 距 离 尽 量 大
多层 接结 三维机 织物是 采用 多组经 纬线 分别 进 行 交织 ， 并 以一 定 的方 式 进行 接 结 而 形成 的多 层 结 构， 它沿 厚度 方 向纱 线或纤 维相 互交互 在一 起 的 ， 即 按一般 概念 的“ 层” 之 间 是 相互 连 接 在一 起 ， 这 就 提 高 了织 物“ 层” 之 间抗剪 切能力 ｌ ２ ］ 。多层 接结 组织 根 据接 结 的方 法 的不 同可 以分 为 以下 几种 结构 ：
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时， 要尽量减少 综框数 。
２ ． １ ． ２ 接 结 组 织 的 选择
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３ 多层 接 结 三维 机 织 物 的织 造
用 于 连 接 各 层 织 物 的那 部 分
经 纱 就 称 为 接 结 经 。接 结 经 首 先 要 在一起 承 受 较 大 的剪 应 力 ， 并 有 很
整经 ： 整 经 时要 施加 一 定 的张 力 ， 因 为 三 维 织
物 的原 料多 为长丝 ， 纤 维表 面摩擦力 小 ， 容易使 内外 层纤维 发生相 对 滑移 。整 经 张力 较小 时 ， 地 经较 松 弛， 使非 同一层 的纬纱压 缩滑 移而趋 于同一层 次 ， 从 而影响 织物厚度 口 。 筘 号 的选择 ： 在 保证 每 根纱 线在 一 个筘齿 内能 够上下 自由移动 的前提 下 ， 尽 可能选择合 适 的筘 号 ，
二层 纬纱 交织 ； 符 号囤表示 第 四层 经纱 与 第 三层 纬
纱 交织 ； 符 号回表示第 五层经 纱与 第 四层纬 纱 交织 ； 接结经组 织点用 因表示 （ 如图 ３ ） 。
行， 对边 经与布 身组 织 的经 向纱 线 张力 应分 别 进 行
控 制与调 节 。
４ ０ ３ ． ２ 织造 技术 控制要 点 （ １ ） 经 纱张力 控制
工艺 进行 了探 讨 ， 为 三 维机 织 预 型件 生 产 提 供 一 定 的理 论 和 生 产 依 据 。
关键词 ： 复合材料 ； 三维机织物 ； 多层 接 结 ； 结 构设 计 ； 织 造 工 艺
多层 接结 三维机 织物是 平板 状三 维机织 物 的一 种， 它应 用于 复合材 料 领 域 能够 一 次 完成 与 树 脂 基
结 三 维 机 织 物 经 向截 面 图 。
圈 ３ ５层 自 身 搔物 为 例 ， 各 层 经纱 密 度 比为 ４： ３：２ ： ３： ４ ， 且 各层 内经 （ 纬） 纱组 织循 环 经 （ 纬） 纱 根 数
分别为 ４ ， ３ ， ２ ， ３ ， ４ 。各 层 的 基 础 组 织 可 根 据 上 述 的
剥离 破坏 。
图１ 多 层 结构 示 意 图
ｌ 多层 接 结 三 维 机 织 物 的结 构 特 征
２ 多 层 接 结 三 维 机 织物 结 构 设 计
为获得 结构平 整 、 均匀 的多层 织物 ， 并使 织造能 顺利 进行 ， 结构设 计 时须注 意 以下 两个 问题 ： （ １ ） 各 层 间接结 点尽量 交错 、 均匀 分布 在 实 际生 产 中 ， 可 在 各层 选 用 相 同 的接结 组 织 而将 接结 组织 的起 始点位 置错 开排列 ＿ ３ ］ 。同时 由于 参 与 接结 和 不参 与 接结 的纱 线织 缩 不 同＿ ４ ］ ， 在 自身 接 结 的多层结 构 中 ， 为 了避 免 由纱线 织 缩 相 差过 大 而造成 织物 的不平 整 以至 引起 织 造 困难 ， 应 该使 接 结点 均匀散 布在 各纱 线 上 ， 接 结 组 织 的循 环 最好 与 织物 层数相 配 。
时， 第 一层经纱 必须全部 提起 ， 在 组织 图中表现 为经
组织点 ； 织第三层 织物 时 ， 第二层 和第一层 的经纱 又
全部提起 ， 不参加 交织 。以此类推 ， 这 类 组 织 点 用 一
表示 。
（ ４ ） 接结组织 点的确定 ： 利用织 物经 向截面 图来
确定 。先 画出各层 经 纬纱 分 布情 况 ， 确 定接 结 点 的
将各 自分 开的两 层织 物牢 固地 联结 好 的稳 定 性 。因 此 ， 接结点在一个
圜 ｘ ｌ Ｉ ｘ ｌ ｘ ｌ Ｊ ￣ ＜ ｌ
图２ 基 础组织
多层接 结三维 机织物 可在专 门的三维织 机上织
造， 也 可在改造 后 的 普通 织 机 上织 造 。改造 的 主要 是 开 口机构 和 送经 机构口 ］ ， 开 口机 构 的改 造 主要是 为 了形成 多个梭 口， 改善梭 口的清 晰度 ； 送 经机构 的 改造 一般采 用筒子 架 送经 或 多 轴送 经 ， 便 于很好 地 控制 经纱 的上机张 力 ］ 。 ３ ． １ 原料选 择及 织前准备 工作
生 的织缩 变化 就越小 ［ ３ ］ 。 ２ ． １ 多 层 接 结 三 维 机 织 物 组 织 设 计 ２ ． １ ． １ 各 层 内基 础 组 织 的 选 择
（ ２ ） 接结 经 接 结 多 层 结 构 ： 各 层 经 纬 线 分 别 交
织， 各 层 间的接 结 由专 门 的接 结 线来 进 行 。如 图 １
指除 了织物最 上 和最 下两 层 只 进行 单 向接结 （ 最 上 层进行 上接下 ， 最 下层 只进行下 接上 ） 或不 进行接 结 以外 ， 中 间各 层 均 要 对 其 上 、 下 的 两层 进 行 双 向接 结【 ＿ ＝ ； ｊ 。如图 １中 （ ｃ ） 。
同一 纱 线 上接 结点 的距 离越 大 ， 由于接 结 而产
（ １ ） 自身接结 多层 结构 ： 按 其结 构可 分为单 向 自 身接 结多层 结构 和双 向 自身接结 多层结 构 。单 向 自
身 接 结 多层 结 构 是 由 上 层 经 纱 与 下 层 纬 线 或 由上 层
纬 线与下 层经 线进行 交织 而形成 的上 接下或 下接 上 的单 向结 构 。如 图 ｌ中（ ａ ） 和（ ｂ ） ； 接 结 多层 结 构 是
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阅 ， ● 兰 ￡ 调
２ ０ ０ ９ 年第 ３ 期
多层接结三维机织 物的结构设计和织造工艺探讨
刘 亚芳 ， 杨 旭 红
（ 苏 州 大 学 纺 织 与服 装 工程 学 院 ， 江 苏苏 州 ２ １ ５ ０ ２ １ ）
摘
要： 复 合 材料 的性 能 与其 增 强 结 构 有 关 ， 本文对 多层接结 三维机织 物的结构 特征 、 结构设计 、 组 织 设 计 和 织 造
原则确定 第 １ ， ３ ， ５层选 用 平 纹组 织 ， 第 ２ ， ４层 选 用
图 ２所 示 的 基 础 组 织 。
（ １ ） 计算 经 （ 纬 ）纱根 数 ： 将 各层织 物 内 的经 、 纬
纱 根数相加 即可 ， 即： Ｒ ． ： Ｒ 一 ４＋ ３＋ ２＋ ３＋