[发明专利]一种多层组合结构立体织物及其制备方法

权利要求书

1.一种多层组合结构立体织物，其特征在于，包括至少一个结构单元，所述结构单元由一个立体编织结构层和至少一个针刺结构层构成，每一结构单元及相邻两个结构单元均通过针刺工艺Z向连接；所述针刺结构层作为织物的面层和/或底层；所述立体编织结构层为2.5D结构层、三向正交结构层或细编穿刺结构层；所述针刺结构承载材料的隔热保温性能，所述立体编织结构层承载材料的高比强度、高比模量、抗冲击等力学性能；所述针刺结构层包括若干针刺单元，所述针刺单元由纤维网胎和/或纤维布组成，且通过叠加针刺与立体编织结构层连接；立体编织结构层的体积密度为0.7～1.3g/cm³，针刺结构层的体积密度为0.1～0.9g/cm³，针刺深度为8～25mm/刺，针刺密度为5～30针/cm²；所述立体编织结构层为变密度织物，所述变密度织物在厚度方向包括厚度方向第一密度区(41)、厚度方向第二密度区(43)、厚度方向第三密度区(45)、厚度方向第一密度区(41)与厚度方向第二密度区(43)的界面连接处(42)以及厚度方向第二密度区(43)与厚度方向第三密度区(45)的界面连接处(44)；所述厚度方向第一密度区(41)为正交三向结构，所述厚度方向第二密度区(43)为浅交弯联结构，所述厚度方向第三密度区(45)为浅交直联结构；所述变密度织物通过层连结构连接，不同密度区域界面层间相互连接、纱线连续，整体连续织造成型；

在制备所述变密度织物时，根据织物尺寸、各不同密度区域组织结构、密度的要求，进行各密度区域经纱层列数的排列；按照经纱层列数的排列，将每层经纱的第一根经纱逐根穿入第一列综丝中，然后穿入同一个筘齿；每层经纱的第二根经纱逐根穿入第二列综丝中，然后穿入同一个筘齿，以此规律将各层经纱逐根穿入相应的综丝中，然后穿入相应的筘齿；根据设定的变密度织物组织结构的要求，提综装置开始自下而上或自上而下循环运动，带动相应的经纱自下而上或自上而下循环运动，每次运动形成等高度开口，具体运动步骤依次如下：

厚度方向第一密度区(41)的正交三向结构的单独织造；

厚度方向第一密度区(41)与厚度方向第二密度区(43)的界面连接处(42)的织造以及厚度方向第二密度区(43)的浅交弯联结构的织造；

厚度方向第二密度区(43)与厚度方向第三密度区(45)的界面连接处(44)的织造以及厚度方向第三密度区(45)的浅交直联结构的织造。

2.根据权利要求1所述的多层组合结构立体织物，其特征在于，在针刺工艺基础上，织物整体Z向通过缝合工艺加强连接。

3.根据权利要求1所述的多层组合结构立体织物，其特征在于，所述变密度织物的密度还沿宽度方向或长度方向变化。

4.根据权利要求1所述的多层组合结构立体织物，其特征在于，所述变密度织物通过织物结构变化、纱线种类变化、纱线细度变化、纱线股数配比变化、经纱密度变化或纬纱密度变化实现三维织物沿厚度方向、沿宽度方向、沿长度方向的密度变化。

5.根据权利要求1所述的多层组合结构立体织物，其特征在于，所述多层组合结构立体织物的的形状为圆柱型、平板型、圆锥型、圆台型或曲面型。

6.根据权利要求1所述的多层组合结构立体织物，其特征在于，所述多层组合结构立体织物的材料为石英纤维、玻璃纤维、碳纤维、碳化硅纤维、莫来石纤维或氮化硅纤维中的一种或两种以上。

7.权利要求1～6任意一项所述多层组合结构立体织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按设定形状制备变密度织物，即为立体编织结构层织物；

(2)裁剪与步骤(1)形状适配的针刺结构层织物；

(3)按设定层数及组合结构将变密度织物与针刺结构层织物进行叠层；

(4)依照设定针刺工艺参数进行叠加针刺，形成多层组合立体织物。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中包括，当针刺结构层作为织物的面层及底层时，对面层和底层分别进行针刺的步骤。