[发明专利]一种整体夹芯多孔织物

说明书

技术领域

本发明涉及一种整体夹芯多孔织物，属于特种机织物结构技术领域。

技术背景

目前工业领域大量使用的芯材主要以硬质泡沫、蜂窝和轻木为主。但传统的夹芯复合材料通常为两块复合材料增强面板和密度较低的芯材粘接形成，面板和芯材间的界面胶结强度较低，层间性能较差，在外载荷作用下，尤其是受到冲击后，如工具坠落、碎石、冰雹、撞击等，面板和芯材会产生分层，使得力学性能全面下降，极易导致结构破坏；另外，在湿热环境条件下，会发生水浸，引起面板起泡等现象，使得检测和维修更加频繁，从而影响制品质量和成本；普通芯材为了增加材料的界面粘接强度，使用了各类高性能粘连剂、在芯材上设置粘连槽、开孔、缝合工艺将面层与芯层连接等方式，增加材料设计与开发难度，加大了产品成本与制备效率的同时，尚有许多材料使用性能要求难以从根本上解决。近年来，为了解决夹芯复合材料易分层、力学性能差的缺点，国内外陆续开发了采用三维机织或针织工艺成形的三维中空层连织物(200610038306.1等)，此类夹芯织物由高性能纤维(玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等)通过三维机织或针织工艺一次形成织物的上下两层面板与连接芯层，该类织物具有良好的整体结构、优异的综合性能、极佳的可设计性而得到快速发展。但此类夹芯织物一般都是通过连接纤维(芯层)成形，纤维在芯层类处于自由状态，如何保证复合后芯材的平整性对织造设备与工艺有极高的要求，造成开发此类夹芯织物设备的价格很高且织造效率不高；由于芯层通过纤维连接成形，芯层难以满足高性能复合材料的抗压、抗剪、抗冲击等苛刻性能要求，影响了此类材料的推广应用；该类夹芯织物在复合过程中多采用手糊或闭模工艺成型，需要连接纤维在树脂的浸渍效果下自动站立到设计高度，当织物高度超过10mm时，往往难以自动达到设计高度，需要辅助工艺进行后定型处理，造成复合工序的繁琐，难以形成大批量、连续规模化生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题一是的普通夹芯材料易分层、力学性能差、不易加工的缺点，二是中空层连类织物面层靠纤维连接造成制造费用高、产量低、力学性能有局限、不易连续复合成型的问题。

包括由第一上层地经纱、第二上层地经纱和上层面纬纱交织形成的上层面，由第一下层地经纱、第二下层地经纱和下层面纬纱交织形成的下层面，上、下层面均至少有一层，第一绒经、第二绒经与夹芯层纬纱交织形成夹芯层，其特征在于第一绒经、第二绒经除了与夹芯层的纬纱进行交织外，还与上层面纬纱、下面层纬纱交织，形成一种连续的整体夹芯多孔结构织物。

本发明织物每一个上层面或下层面单层的的织造厚度范围在0.1-3mm之间，可以通过增加上、下层面层数的方式来实现织物厚度的增加，达到整体增厚、减少铺层次数的目的。

本发明上、下面层之间的夹芯层是由两根绒经与一根夹芯层纬纱进行交织，形成两维织物作为夹芯层的骨架。上、下两层面之间的高度范围在1-50mm。

上、下两层面之间的高度范围在：1-50mm。

本发明织物夹芯层的形状可根据复合材料的使用要求设计成波纹形(W形)、X形等。

本发明可采用单一高性能连续纤维进行织造，也可采用多种高性能纤维进行混织，例如：玻璃、硼、碳和芳族聚酰胺材质等高强度纤维；甚至可以采用聚酯、聚丙烯、聚丙烯腈或聚酰胺等有机纤维。纤维材质可采用粗纱、单股细纱或多股细纱等形式。

本发明采用三维整体机织的方法，将上面层、下面层、夹芯层整体连接，有效的避免了分层问题；此外，本发明的织物夹芯层采用纤维交织的形式成形，可以显著提高芯层强度与刚度、对织物夹芯层高度进行精确定型及单元芯孔的尺寸与位置；通过加大沿纬向引入多根纬纱，可有效提高织物纬向的整体强度，达到一种单向夹芯复合材料增强效果；本发明的织物经树脂复合可以形成超轻质结构材料，可以满足大多数承载而具有的高比强、高比刚度，以及、隔热、吸能、降噪、隔音等功能。用本发明开发的夹芯多孔织物可广泛用于航空、航天、建筑、化工、风电、运输、包装等领域，具有极其广泛的市场应用前景。

本发明具有可设计性强、适宜规模化织造的优点。

附图说明

图1为本发明的典型空间结构示意图(波浪形)；

图2为本发明夹芯层形态为“X”字形的空间结构示意图；

图3为本发明上层面加厚时空间结构的示意图；

具体实施方式

实施例1：