CN102978823A - 一种异形三维立体针织物及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种异形三维立体针织物及其制造方法，涉及一种针织物。提供一种上下表面至少有一面具有凹凸异形曲面，并具备良好透气性能、支撑性能以及抗剪切性能的异形三维立体针织物及其制造方法。所述异形三维立体针织物设有上织物层、中间织物层和下织物层，所述上织物层或/和下织物层在编织纵向上呈凹凸的曲面，所述中间织物层由具有抗弯刚度的连接纱线组成。根据织物结构和组织要求，选择所需上织物层、下织物层和中间织物层的原料；根据织物的结构特点，将纱线穿在梳栉上；根据织物异形结构特点，设置织物送经量，并根据织物不同横列厚度变化实现织物在编织不同横列时两针床间距离可实时调整；在编织的同时，牵拉装置从针床间牵拉出编织好的纺织品。

Description

一种异形三维立体针织物及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种针织物，尤其是涉及一种异形三维立体针织物及其制造方法。

背景技术

近年来，由于立体针织物较聚氨酯缓冲材料相比，其支撑性能、透气性能良好，逐渐被用于家纺家居、服装服饰、医疗、工业等领域。但是，以往的立体针织物表面均为平面结构，在有异形结构要求的使用场合只能通过在高温下模压定型，而且厚度范围也有一定的局限性。

中国专利CN201321530Y公开一种针织物及其生产机器：在双针床经编机上，采用直径为0.06~0.95mm的涤纶或是尼龙单丝编织厚度为5~30mm的网眼布。

中国专利CN101384762A公开一种立体针织物，其有较好的支撑性能和抗剪切性能。

但中国专利CN201321530Y中提供的材料其支撑性能和抗剪切性能都有一定的局限性。中国专利CN101384762A中所编织的针织物上下织物层表面均为平面结构。而在材料使用过程中，通常需要材料的表面具有一定的特殊形状结构，目前通常的做法是采用高温模压定型。上述2件专利都无法满足织物织造异形结构的一次性成型。

中国专利CN100537870C公开一种针槽板间隔变更装置，可以使针槽板间隔变更作业简单。但其提供的针槽板间变更装置无法满足在生产过程中的实时调节其间距，只能是停车状态下调整，并且其梳栉垫纱过程中的摆幅不能满足随针床间距的变化作实时调整，所以不具备生产凹凸面织物的能力。其织物厚度具也有一定的局限性，不能满足较厚织物的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种上下表面至少有一面具有凹凸异形曲面，并具备良好透气性能、支撑性能以及抗剪切性能的异形三维立体针织物及其制造方法。

所述异形三维立体针织物设有上织物层、中间织物层和下织物层，所述上织物层或/和下织物层在编织纵向上呈凹凸的曲面，所述中间织物层由具有抗弯刚度的连接纱线组成。

所述异形三维立体针织物的厚度可为5～60mm，同一异形三维立体针织物的厚度差可为0～55mm，将异形三维立体针织物压缩至其最厚部分的60%时，压强为3～60kPa（采用ENISO3386-1测试方法）。

所述上织物层和下织物层可为网孔或非网孔组织结构的针织织物，所述网孔由2～16个线圈横列组成；上下织物层组织结构及所用原料可以相同也可以不同。所述织物的原料可以是一根纤维单丝或多根纤维组成的纱线，采用一根纤维单丝时，单丝的直径可为0.05～0.5mm；采用纱线时，可以是长丝、短纤纱，也可以是混纺纱线，纱线使用30~1500dtex；所述织物的原料包含但不限于涤纶、丙纶、锦纶等中的至少一种材料，一般较多使用涤纶（DTY）纱线。

为达到织物的良好支撑性能和抗剪切性能，该针织物中间织物层的连接纱线一般采用单丝或是单丝与纱线混合使用。其单丝直径为0.05~1mm。采用纱线可以是长丝、短纤纱，也可以是混纺纱线，纱线使用30~1000dtex。采用原料包含但不限于是涤纶，丙纶，锦纶等材料。在织物成型过程中，连接纱线通过在上下表面通过线圈串套连接、形成中间织物层。在连接上下两个面层的过程中连接纱线可以采用不同的组织结构，在沿编织横向截面来看其不同纤维间成平行或是交叉呈“Ⅹ”型排列。其中单丝与上下两平面组成的锐角范围可以在25°到90°之间。

所述异形三维立体针织物的制造方法包括以下步骤：

1）根据织物结构和组织要求，选择所需的上织物层、下织物层和中间织物层的原料；

2）根据织物的结构特点，将纱线穿在梳栉上；

3）根据织物异形结构特点，设置织物的送经量，并根据织物不同横列厚度变化实现织物在编织不同横列时两针床间距离可实时调整；

4）在编织的同时，牵拉装置从针床间牵拉出编织好的纺织品。

在步骤1）中，所述上织物层、下织物层的原料可以是一根纤维单丝或多根纤维组成的纱线，当采用一根纤维单丝时，单丝的直径可为0.05～1mm；当采用纱线时，可以是长丝、短纤纱、混纺纱线中的一种，纱线使用30~1500dtex；所述上织物层、下织物层的原料包含但不限于涤纶、丙纶、锦纶等中的至少一种材料，最好采用涤纶（DTY）纱线；

所述中间织物层的连接纱线可采用单丝或是单丝与纱线混合使用，当采用单丝时，单丝的直径可为0.05~0.5mm；当采用纱线时，所述纱线可选自长丝、短纤纱、混纺纱线等中的一种，所述纱线使用30~1000dtex；所述中间织物层的原料包含但不限于是涤纶，丙纶，锦纶等材料。

在步骤2）中，所述梳栉中的梳栉GB1和梳栉GB2穿上上织物层所用原料；梳栉GB3和梳栉GB4穿上中间层所用原料；梳栉GB5和梳栉GB6穿上下织物层所用原料。

在步骤3）中，所述根据织物不同横列厚度变化实现织物在编织不同横列时两针床间距离可实时调整可采用控制软件；所述两针床间距的调整范围可为6~65mm；在编织过程中，一般梳栉GB1和梳栉GB2只在前针床成圈形成上织物层，梳栉GB5和梳栉GB6只在后针床成圈形成下织物层，中间连接纱线在前后针床成圈，与前后针床线圈相互串套连接，形成织物中间层；由于针床间距离可根据不同横列实时调整，织物电子送经系统可实现不同横列的连接纱线不同长短的要求，且中间连接纱线具有一定的抗弯刚度，在针床间距离较大时形成异形针织物较厚部分，在针床间距离较近时形成织物较薄部分；

以上方法以具有6把梳栉的双针床经编机器为例。

本发明所述异形立体针织物，其上下表面面沿编织方向的截面来看可以为任意规则的连续曲线或者斜线；沿编织方向上的两表面间距离即厚度是变化的，其范围为5~60mm，同一织物上厚度差范围为0~55mm，将该织物压缩至其初始厚度的60%时，所承受压强范围为3~60kPa（采用EN ISO3386-1测试方法）。

所述的异形立体针织物，其上下表面可以为网孔或是非网孔结构。上述连接纱线连续编织于上下两个面层，其在编织过程中连接两个面层的方式可以是采用不同的组织结构，在垂直于编织横向截面来看其组成“Ⅹ”型交叉或是平行结构。

本发明所制备的异形立体针织物的上下表面至少有一面具有凹凸异形曲面，具备良好透气性能、支撑性能以及抗剪切性能。在不同位置，借助不同的厚度和组织结构，可以实现不同的透气量，透气量最高可达到10000mm/s（ISO9237-1995标准）。

所述针织机器，其针床间距调整是通过控制系统发出指令控制伺服马达带动螺纹轴转动来实现的。其具备的电子多速送经装置也是通过控制系统来根据不同组织情况来调节其送经量。所述异形立体针织物，其适用范围可以是涉及所有垫类材料的场合。

附图说明

图1为本发明所述异形三维立体针织物上下两面层的纵向截面图。

图2为本发明所述异形三维立体针织物中间织物层的平面图。

图3为针织机各成圈机件在经编机的侧面剖视图之一。

图4为针织机各成圈机件在经编机的侧面剖视图之二。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

异形三维立体针织物其编织机器具有两面针床，机号（1英寸内的织针枚数）可以是6~22。机器针床间距可以在6~65mm的范围内自由调整，其调整时相对于两针床平行中心面可以是任意规则曲面。

由于针床间距的变化，梳栉垫纱过程中其前后摆幅也需按照针床间距变化做相应调整。

上述针织物的编织成型方法是在编织过程中，根据织物厚薄的需求，通过电子控制装置调节两个针床间的距离，并通过电子送经装置控制织物的送经量，来达到生产具有特殊凹凸面的异形三维立体针织物。

以下以具有6把梳栉的双针床经编机器为例给出所述异形三维立体针织物织造方法的具体步骤：

1、根据织物结构和组织要求，选择所需的原料。

上下两个面层的原料可以是一根纤维单丝或多根纤维组成的纱线，采用一根纤维单丝时，单丝的直径可为0.05～1mm；采用纱线时，可以是长丝、短纤纱，也可以是混纺纱线，纱线使用30~1500dtex；所述织物的原料包含但不限于涤纶、丙纶、锦纶等中的至少一种材料，一般较多使用涤纶DTY纱线。

中间织物层的连接纱线一般采用单丝或是单丝与纱线混合使用。其单丝直径为0.05~0.5mm。采用纱线可以是长丝、短纤纱，也可以是混纺纱线，纱线使用30dtex~1000dtex。采用原料包含但不限于是涤纶，丙纶，锦纶等材料。

2、根据织物的结构特点，将纱线穿在梳栉上。一般GB1和GB2穿上上织物层所用原料。GB5和GB6穿上下织物层所用。GB3和GB4穿上中间层所用原料。

3、根据织物异形结构特点，设置织物的送经量。并根据织物不同横列厚度变化设置控制软件实现织物在编织不同横列时两针床间距离可实时调整。针床间距调整范围为6~65mm。成型产品最厚可达60mm。

4、在编织过程中，一般梳栉GB1和GB2只在前针床成圈形成上织物层，梳栉GB5和GB6只在后针床成圈形成下织物层，中间连接纱线在前后针床成圈，与前后针床线圈相互串套连接，形成织物中间层。

由于针床间距离可根据不同横列实时调整，织物电子送经系统可实现不同横列的连接纱线不同长短的要求，且中间连接纱线具有一定的抗弯刚度，在针床间距离较大时形成异形针织物较厚部分，在针床间距离较近时形成织物较薄部分。

5、在编织的同时，牵拉装置将编织好的纺织品从针床间牵拉出来。

图3和4是针织机各成圈机件在经编机的侧面剖视图。

为解决上述异形三维立体针织物的编织需求，所述的针织机具有前后两面针床，两面针床分别固定于支撑轴8a、8b上。两支撑轴8a、8b通过滚动轴承分别安装在两活动墙板2a、2b上，并且可以绕各自轴心转动。

两活动墙板2a、2b安装在具有直线导轨的基座1上。基座1上安装有伺服电动机（或是步进电机）3，带有螺纹的螺杆4a、4b通过联轴器16与电机相连，其中，4a与4b的螺纹反向。两活动墙板上分别固定安装有螺母17a、17b和17c、17d，在编织过程中，通过不同的厚薄要求，上位机19发给伺服电机不同位置命令，电机正反旋转时，两活动墙板会在螺杆的作用下相对或是反向运动。由此来实时调节两针床间的间距。在电机的尾端，自带有位置检测装置，可实时将位置信号反馈给上位机。

织针床凸轮5a、沉降片凸轮6a、梳栉摆动凸轮11a、脱圈板凸轮12a均固定安装于主轴18a与18b上。两主轴18a、18b均通过轴承安装于活动墙板上。这样的目的是使得在针床的间距变化时，织针、沉降片、针床三者的相对位置不发生变化，亦即在针床间距变化时对这三者的垫纱运动不会造成影响。

针床、沉降片床、脱圈板在主轴转动时均通过连杆机构按各自凸轮外轮廓曲线上下或前后摆动，这部分非本发明重点，不详述。

五根牵拉辊5轴安装于基座1上，因此牵拉不受针床间间距调整的影响。

支撑轴7a、7b、14均安装在两活动版墙上。

在两针床间距变化时，必须满足梳栉垫纱摆幅的实时变化。在本实施例中，是通过如下方法进行设计的。

由于梳栉9a和9b，9e和9f分别编织上下两个面层，其只在各自针床完成垫纱即可。所以本设计中将其各自固定安装于两活动墙体上。这样在针床间距发生变化时也不会对其垫纱产生影响。

梳栉9c和9d编织中间织物层，其在前后针床均需完成垫纱。在主轴旋转时，带动梳栉摆动凸轮11a转动，摆臂11b做上下摆动带动连杆11c运动，同时摆臂11d、连杆11e、摆臂11g推动轴10转动。轴10是通过轴承安装于基座1上，摆臂11g与轴10固定安装。

由于本发明设计中摆臂11d有一圆弧型槽，在针床间距变化时，摆臂11f可以改变连杆11e在摆臂11d圆弧型槽中的位置。由于是圆弧型槽，针床间距变化时就不会对梳栉9c、9d的位置产生影响。而又由于其在摆臂11d的位置发生变化，这就可以改变其传动摆幅的变化，使得能在针床间距变化时垫纱摆幅自动调整。

同时，也可以采用电子控制系统控制梳栉摆幅的变化。此时机构11c、11d、11e、11f、11g均可除去，可将轴10通过传动机构连接伺服电机，通过控制系统调节梳栉摆幅来适应针床不同间距时的要求。在图4中，标记13

该异形三维立体针织物成型方法是根据织物厚薄的需求，在生产工程中通过电子控制装置实时调节两个针床间的距离，并通过电子送经装置控制织物的送经量，来达到生产具有特殊凹凸面的异形三维立体针织物。最大特点是能根据使用异形需求来达到生产织造的一次性成型。

所述异形三维立体针织物设有上织物层、中间织物层和下织物层，所述上织物层或/和下织物层在编织纵向上具有凹凸的曲面，所述中间织物层为具有一定抗弯刚度的连接纱线。其凹凸面在沿编织纵向截面来看可以是任意规则的连续曲线，图1给出本发明所述异形三维立体针织物上下两面层的纵向截面图，图2给出本发明所述异形三维立体针织物中间织物层的平面图。

该针织物厚为5~60mm，同一织物厚度差0~55mm，将该织物压缩至其最最厚部分的60%时，压强为3~60kPa（采用EN ISO3386-1测试方法）。

该针织物的上下两个表面可以为网孔或是非网孔的组织结构。上下织物层组织结构及所用原料可以相同也可以不同。网孔一般由2~16个线圈横列组成。其原料可以是只有一根纤维的单丝或是多根纤维组成的纱线。采用单丝时，其直径为0.05~1mm。采用纱线时，可以是长丝、短纤纱，也可以是混纺纱线，也可以是混纺纱线。纱线使用30~1500dtex。原料包含但不限于是涤纶、丙纶、锦纶等材料，一般较多使用涤纶DTY纱线。

为达到织物的良好支撑性能和抗剪切性能，该针织物上下两个面层的连接层纱线一般采用单丝或是单丝与纱线混合使用。其单丝直径为0.05~1mm。采用纱线可以是长丝、短纤纱，也可以是混纺纱线，纱线使用30~1000dtex。采用原料包含但不限于是涤纶，丙纶，锦纶等材料。单丝在连接上下两个面层的过程中可以采用不同的组织结构，在沿编织横向截面来看其不同纤维间成平行或是交叉呈“Ⅹ”型排列。其中单丝与上下两平面组成的锐角范围可以在25°到90°之间。

由上述实施例可以看出，本发明所述异形三维立体针织物包含上下两个面层（参见图1中的标记a）和连接上下两个面层的具一定抗弯刚度的连接纱线的中间织物层（参见图1中的标记b）的针织物。所述上织物层和下织物层不是平行的，其上织物层或/和下织物层至少有一面在编织纵向上表现为凹凸的曲面特征。

所述异形立体针织物，其编织方法是在编织过程中根据织物厚薄的需求，通过电子控制装置实时调节两个针床间的距离，并通过电子送经装置控制织物的送经量，来达到生产具有特殊凹凸面的异形三维立体针织物。异形立体针织物，其上下两个面层可采用常规纺织纱线编织，如涤纶、锦纶等，粗细范围30~1500dtex；其连接层纱线一般为化纤单丝或是单丝与纱线混合使用。其单丝直径为0.05~1mm。采用纱线可以是长丝、短纤纱，也可以是混纺纱线，纱线使用30~1000dtex，连续编织于上下两个面层。

所述异形立体针织物，其上下表面面沿编织方向的截面来看可以为任意规则的连续曲线或者斜线；沿编织方向上的两表面间距离即厚度是变化的，其范围为5~60mm，同一织物上厚度差范围为0~55mm，将该织物压缩至其初始厚度的60%时，所承受压强范围为3~60kPa（采用EN ISO3386-1测试方法）。

所述的异形立体针织物，其上下表面可以为网孔或是非网孔结构（参见图2中的标记c）。上述连接纱线连续编织于上下两个面层，其在编织过程中连接两个面层的方式可以是采用不同的组织结构，在垂直于编织横向截面来看其组成“Ⅹ”型交叉或是平行结构。

本发明所制备的异形立体针织物，其透气性能特别好，在不同位置，借助不同的厚度和组织结构，可以实现不同的透气量，透气量最高可达到10000mm/s（ISO9237-1995标准）。

在所述异形立体针织物的制造过程中，其编织机器需有两面针床，机号可以是6~22。机器针床间距可以在6~65mm的范围内自由调整。其梳栉在垫纱过程中要能适应针床的间距变化。其还需具备电子多速送经装置。

所述针织机器，其针床间距调整是通过控制系统发出指令控制伺服马达带动螺纹轴转动来实现的。其具备的电子多速送经装置也是通过控制系统来根据不同组织情况来调节其送经量。

所述异形立体针织物，其适用范围可以是涉及所有垫类材料的场合。

Claims (10)

1.一种异形三维立体针织物，其特征在于设有上织物层、中间织物层和下织物层，所述上织物层或/和下织物层在编织纵向上呈凹凸的曲面，所述中间织物层由具有抗弯刚度的连接纱线组成。

2.如权利要求1所述的一种异形三维立体针织物，其特征在于所述异形三维立体针织物的厚度为5～60mm，同一异形三维立体针织物的厚度差为0～55mm。

3.如权利要求1所述的一种异形三维立体针织物，其特征在于所述上织物层和下织物层为网孔或非网孔组织结构的针织织物，所述网孔由2～16个线圈横列组成。

4.如权利要求1所述的一种异形三维立体针织物，其特征在于所述上织物层和下织物层的织物原料是一根纤维单丝或多根纤维组成的纱线，采用一根纤维单丝时，单丝的直径为0.05～0.5mm；采用纱线时，选自长丝、短纤纱、混纺纱线中的一种。

5.如权利要求1所述的一种异形三维立体针织物，其特征在于所述上织物层和下织物层的织物原料包含但不限于涤纶、丙纶、锦纶中的至少一种材料。

6.如权利要求1所述的一种异形三维立体针织物的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

1）根据织物结构和组织要求，选择所需的上织物层、下织物层和中间织物层的原料；

2）根据织物的结构特点，将纱线穿在梳栉上；

3）根据织物异形结构特点，设置织物的送经量，并根据织物不同横列厚度变化实现织物在编织不同横列时两针床间距离实时调整；

4）在编织的同时，牵拉装置从针床间牵拉出编织好的纺织品。

7.如权利要求6所述的一种异形三维立体针织物的制造方法，其特征在于在步骤1）中，所述上织物层、下织物层的原料是一根纤维单丝或多根纤维组成的纱线，当采用一根纤维单丝时，单丝的直径为0.05～1mm；当采用纱线时，选自长丝、短纤纱、混纺纱线中的一种，纱线使用30~1500dtex；所述上织物层、下织物层的原料包含但不限于涤纶、丙纶、锦纶中的至少一种材料。

8.如权利要求6所述的一种异形三维立体针织物的制造方法，其特征在于在步骤1）中，所述中间织物层的连接纱线采用单丝或是单丝与纱线混合使用，当采用单丝时，单丝的直径为0.05~0.5mm；当采用纱线时，所述纱线选自长丝、短纤纱、混纺纱线中的一种，所述纱线使用30~1000dtex；所述中间织物层的原料包含但不限于是涤纶，丙纶，锦纶材料。

9.如权利要求6所述的一种异形三维立体针织物的制造方法，其特征在于在步骤2）中，所述梳栉中的梳栉GB1和梳栉GB2穿上上织物层所用原料；梳栉GB3和梳栉GB4穿上中间层所用原料；梳栉GB5和梳栉GB6穿上下织物层所用原料。

10.如权利要求6所述的一种异形三维立体针织物的制造方法，其特征在于在步骤3）中，所述根据织物不同横列厚度变化实现织物在编织不同横列时两针床间距离实时调整是采用控制软件；所述两针床间距的调整范围为6~65mm；在编织过程中，梳栉GB1和梳栉GB2只在前针床成圈形成上织物层，梳栉GB5和梳栉GB6只在后针床成圈形成下织物层，中间连接纱线在前后针床成圈，与前后针床线圈相互串套连接，形成织物中间层。

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