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3D间隔机织物

阅读：879发布：2020-05-12

IPRDB可以提供3D间隔机织物专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种3D间隔机织物，本发明的3D间隔机织物是利用织物层与层之间经线收缩率差异由在织机上的多层中空织物转变而来，成品具有三维立体中空结构。本发明的3D间隔机织物可以在未经任何改造的普通机织织机上织造，具有一定的厚度和中空结构的3D间隔机织物可以用在增强材料、机织物的三维立体领域和含有填充物的机织服装面料上。，下面是3D间隔机织物专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种3D间隔机织物，在织机上组织是多层中空组织，通过至少两种具有缩率差的经线使下机后层与层之间的收缩率不同，使成品转变为3D间隔机织物（又称间隔机织物、三维中空状机织物）。

2.权利要求书1中多层中空组织的上机组织图根据织物侧面经纬纱线上下关系即可画出，整个组织由表层、接结层（又称中间层）、里层组成，接结层把包括表里的所有层连接起来成为一个整体，并被分割成中空结构，三层中空组织是所有多层中空组织里织造难度最低，生产效率最高的，用途最广泛的。

3.权利要求书1中3D间隔机织物与多层中空机织物的区别在于多层中空机织物表里层经线在拉直平整状态下没有厚度的二维形态（实际厚度很小可忽略），在填充后表里层是凹凸不平整的；而3D间隔机织物是具有竖直方向高度的三维结构，在加入填充物以后3D间隔机织物表里层仍可保持平整。

4.权利要求书1中多层中空组织在织机织造时每一层的送经量基本相等，所以可以直接在传统织机上生产织造，避免传统织机二维织造方式直接织造三维中空织物因经线张力差、送经量差过大带来的织造困难；实际生产中送经也可以存在适当张力差和送经量差等不同形式和经线缩率差原理混合织造。

5.权利要求书1经线缩率差指是接结层经线缩率比表里层小，根据这个特点使成品最后接结层在水平方向相对单位距离的长度比表里层长度长，从而使多层中空组织转变为3D间隔机织物。

6.权利要求书1中的多层中空机织物在织机上经线拉直状态下的接结的顶点绕成的中空结构是多边形（此处当接结点是2时多边形认为是二边形），不同层数的中空织物的多边形中空结构的形状大小和排列都是可以随意设计，其中多边形边长织造越长，间隔高度越大。

7.权利要求书1中，层之间经线缩率差越大，间隔距离越大，缩率差一般在10%以上间隔效果好，表里层间隔距离可以做到0~100mm甚至更高，在可以做到范围内间隔距离需要多少可以做到多少。

8.权利要求书1中多层中空组织的经纬原料粗细规格不受限制，可以选择刚性或者柔性原料，多层组织的每一层的经纬密可以是相同或者不同，通过穿综穿筘纹版图控制每一层经密，通过设计单个组织循环每一层打纬次数或者织机的变化纬密控制每一层的纬密。

9.权利要求书2中接结层与表里层的接结组织和接结长度有很多选择，比如降层组织或者经二重组织可以提高生产效率，具体可以灵活选用，相邻两层至少交织一次接结在一起，单个组织循环最大长度受织机的纹板图最大循环数限制，现在一般多臂机的循环数可以达到几千，远远满足需求了；接结处组织需要避免的是每一层起缩率差作用的经线发生串层，保证每一个中空结构的收缩后结构稳定。

10.本发明的具体实施方式是权利要求书1中在新型羽绒服防绒面料上面应用的一个实例，可以完美解决羽绒服针眼处跑绒和外观弯曲不平带来的不够美观时尚的两大问题，实际应用中原料粗细规格、面料经纬密、中空结构形状大小排列、间隔高度等可以具体灵活设计。

11.权利要求书1中原理属于本发明独创，任何包含本发明的原理制成的包含3D间隔织物的织造形式都构成对本发明的侵权；未经授权利用本发明织造出来的3D间隔机织物再加工制成的如羽绒服等其它产品也构成对本发明的侵权。

说明书全文

3D间隔机织物

技术领域

[0001] 本发明涉及一种可以在未经任何改造的普通机织织机上织造3D间隔机织物，尤其是在机织物的立体呈现和含有填充物的机织面料上。

背景技术

[0002] 3D间隔机织物又称机织间隔织物、三维中空状织物，上下两个表里层呈平整板状，表里层中间由接结层连接分隔成连续的中空夹心状结构，织物在表里层平整情况下具有一定厚度，接结层可以是垂纱或经纬交织的垂向组织。它可以作为骨架增强复合材料增强体，中间中空处用来填充增强材料；也可以制作成三维立体的织物，使面料呈现立体结构。比如用在羽绒面料上面，可以填充羽绒解决羽绒服面料防绒和外观弯曲不够美观问题。

[0003] 间隔织物在针织物中很常见，但在机织领域还处于起步理论研究开发阶段，3D间隔状织物由于三维立体结构和送经差异在普通机织织机上无法正常织造。本发明接下来说明的间隔织物都是机织物。3D间隔织物间隔结构形成机理是因为接结层（也可以称垂纱层等其它表达）比表里层（指织物外面上下两层）送经多而形成的立体结构，但在实际织造时普通机织织机并不是立体织造的，由于机织织机自身结构，实际织造中织物的经线是全部处于水平拉直状态，纬线也是水平引纬，在不考虑纱线厚度下这种拉直织造方式是二维织造，无法直接织出具有一定厚度的三维立体面料。在而想要通过直接改进织机二维织造结构的难度和成本都太大。有理论提出用压扁的二维方式织造再还原，这种方式接结层送经量比表里层多出很多，所以有人提出对织机的送经系统进行改造用来织3D间隔织物，却忽视了织机织口不能正常打纬问题。二维织造情况下经线是全部处于水平拉直状态，3D间隔织物中接结层因为送经量多，所以压扁情况下接结层梭口比表里层靠前，机织织机打纬需要梭口平齐，这导致在两层在接结时因为梭口不平齐的原因使之无法正常打纬连接。实际中利用改进送经系统可以织出厚度很低的间隔织物，这种厚度的间隔织物在实际应用非常受限。

[0004] 3D间隔机织物的特点是一次性织造三维立体中空结构，具有一定的厚度和中空结构。目前市场中机织面料大部分都是二维，三维的机织面料有着广阔的应用前景等待开发，比如冬季第一防寒服装的羽绒服，因为需要充绒所以羽绒服具有一定厚度，羽绒服是用一条条走线把两层面料连接起来分格成很多个中空的区域，每个中空的区域里充上数量相同的羽绒，这样防止羽绒由于重力作用全部沉到衣服最底下去。这些缝纫的走线既耗费时间人力，还容易产生人为误差和跑绒。并且这一条条缝纫线极其影响羽绒服外观，羽绒服外观也是千篇一律的波浪弯曲不平整，而针织面料防绒性不好，3D间隔机织物正是解决羽绒服面料这些问题的最好选择。

[0005] 综上，所以急需要寻找一种可以在未经任何改造的普通织机上织造3D间隔状的机织面料的方法。

发明内容

[0006] 本发明找到一种可以在未经任何改造的普通织机上织造的3D间隔机织物，可以用在复合材料、三维立体面料和羽绒服面料等领域。

[0007] 本发明的核心原理有两大步，第一步在于上机组织采用多层中空组织，经线拉直状态下呈二维的多层中空组织适用普通机织织机的二维织造方式。多层中空组织每一层送经量相同，这样在织造胚布时候避免送经差问题和送经差导致织机织造表里层和接结层梭口水平方向不对齐带来的无法正常打纬的问题。该多层中空组织在织机上织造时没有间隔高度，只是具有扁平的二维的中空结构。

[0008] 多层中空组织是多层组织中的一种，组织内部有很多中空结构排列，层数越多，可以排列的方式越多。中空结构可以看作由许多上下不交织的层通过接结处连接起来成为一个整体，这个连起来的整体围成许多扁平的中空结构。多层中空组织的设计组织根据织物侧面经纬上下关系即可画出。单个中空结构接结处数为N，N=2时多边形是两条平行线（图1中的130）；当N大于大于3时中空结构为多边形，每一层经线都是连续向前送经织造，构成多边形的每一条边。通常把织物最上面和最下面称为表里层，表里层中间的层称为接结层。多层中空组织和3D间隔组织的区别在于多层中空组织在表里层的经线伸直状态下多层中空组织的厚度很低（实际纱线有一个直径，所以每一层都是有一个厚度），忽略纱线直径近似看做二维织物，在表里层所有经线拉直状态和接结层经线伸直状态下多层中空组织是如图2呈二维的具有一个极小高度h0的多边形中空结构，3D间隔组织则是如图3呈三维的具有一定垂直向的高度h1的多边形中空结构。另外一个需要说明的是设计多层中空织物每一层的经线可以任意互相换层，但是本发明由多层中空转三维中空对这种层之间的经线串层有一定限制。

[0009] 本发明的核心原理的第二步在经线原料上存在两种（或两种以上，两种为最小选择）具有不同收缩率的经线，使表里层与接结层的收缩率从上机到成品的收缩率不同。经线收缩率是成品经向长度与这段成品在织机上织造所需的长度比，不考虑损耗的存在例如图2 中多层中空组织表里层上机长度是a，最后成品3D间隔织物长度是A，表里层经线收缩率为（a- A）/a，一般为保证成品三维间隔效果，选择的经线收缩率（a- A）/a和（b- B）/b的差值从上机到成品在10%以上，间隔越大，选择收缩率差越大的原料。纱线的不同收缩性可以是纱线自身弹性，比如有弹性的纱线和无弹的纱线；也可以是纱线化学性质差异，比如涤纶结晶度不同染整时候的沸水收缩率不同。每一层的经线原料可以选择多种搭配，可以用高缩的和低缩的组合，但经线选用搭配最后要使接结层从上机到成品的收缩率与表里层收缩率不同。3D间隔织物的表里层平整，所以接结层采用收缩率小的经线，表里层采用的收缩率大的经线。

[0010] 本发明通过采用两种（或以上）具有不同收缩性的经线，将在织机上的多层中空结构的织物（此时可以是胚布或者成品）在下机后，利用这两种经线收缩差使得呈二维扁平状的多边形中空结构转变为三维立体多边形中空结构，从而完成多层中空结构的胚布到3D间隔结构的成品转变。

[0011] 两种经线收缩差可以使得呈扁平状的二维结构转变为立体的三维结构的基本原理如下。图1中N=2时130的两条等长对齐紧挨着的平行线（相当于上下两层织物），将两端点连接起来（相当于两层交织连接的点），当两条平行线同时收缩但缩率不一样时（两层经线收缩率不同），收缩小的那边边长比收缩大的那边长，这样子原来的两条平行线围绕成一个弧形140，两条紧挨的平行线的扁平中空腔110转变成弧形的立体空腔120就是多层中空面料变成3D间隔面料的基本原理。织机上的多层中空组织每一层长度相等，原本等长的扁平状的二维中空结构在下机后利用层间收缩率不同，使得收缩率低的那层长度大于收缩率高的那层，长度短的那层导致封闭二维结构中长度长的那层拱起来成弧形130，中间区域120为中空状空腔，使最后成品呈现三维立体中空结构。N≥3时多层中空组织围成的一般是多边形。比如图1中的150是N=3三层中空组织，所以中空为一个扁平的三角形310，如延长接结处长度则是个梯形。

[0012] 经线的基本选择规律是表里层用收缩率大的原料，一般可以选择弹性纱或者高收缩纱。弹性纱成品一般表里层具有弹性，下机即是3D间隔织物；高收缩的则可以使表里层没有弹性，需要后处理才能转变成3D间隔织物，具体按实际应用需求选择。接结层经线一般收缩率比表里层低，一种类型是接结层经纱如果刚性或者韧性较好可以直接支撑表里层；另一种经线选用柔性纱线，这样子胚布和成品表里层和接结层自然效果是呈塌下来的状态，储存运输方便无需任何改进，同时也利于进行后处理，等到织物加入填充物后再呈现立体效果，这种方式更适用于含填充物面料，如羽绒服面料。

[0013] 多层中空组织在使用双送经系统送经时两组经线的张力和送经量可以设定不同，在一定小范围内两组经线设定不同参数可以保证织口上下层平齐，这样是可以正常织造间隔很小的3D间隔织物，但是间隔过小实际应用不大。本发明可以在生产简化无需这些复杂设计并正常织出满足市场间隔高度需求的3D间隔面料。虽然本发明不需要使用这种具有送经差和张力差的织造方式，但是在实际中也可以在双送经系统中采用两组不同经线的张力或不同送经量的方式，和利用两组经线缩率差混合形式织造。任何利用其它形式的织造方式与本发明的采用的两组（或以上）经线缩率差核心原理混合织出的含有3D间隔机织物都属于侵犯本发明的权利。

[0014] 表里层和接结层的每个单层组织选用一般为平纹，因为平纹最简单连接效果也是最好的，也可以是其它如斜纹等组织。每一层的经纬密原料可以相同或者不同，经密通过穿综次数控制，纬密可以通过组织单个循环设计每一层开口次数控制。

[0015] 接结层也可以是接结线（也称垂线），比如织造防绒面料此处选择接结层。接结层的作用是与表里层连接起来成一个整体，同时将织物分隔一个个中空结构。在实际应用中接结层接结的具体形式有很多选择，比如接结的长度不受限制，可以是交织一次（如图2中的Ⅰ），也可以连续的或者非连续的任意不超过织机纹版循环次数（如图2 中的Ⅱ）。图2中接结长度是Ⅰ则中空形状为三角形310，接结长度是Ⅱ中空形状为梯形320，实际中三角形310的顶点是忽略的单根纬线的直径，实际也是一个梯形。在实际织造中接结长度和不同长度排列是可以任意设计，只受织机纹版最大循环数限制。

[0016] 接结组织可以是多种多样的，可以采用表里换层方式，也可以采用不进行的表里换层的多层接结方式，也可以降层或者升层的接结方式等，接结组织可以是平纹、斜纹、缎纹等。接结的具体形式按实际需求灵活选用，不同接结区域可以用不同组织接结。整个织物内部所有地方层数并不一定是相等的，比如接结处组织采用降层的组织则接结区域层数比非接结处层数少。这种层与层连接方式可以有不同的叫法，不应该以不同的表达方式作为区分。

[0017] 接结组织可以有多种选择，接结区域经线可以不受串层限制，但是织物为保证成品整体三维结构的连续性和表里层的平整，在接结区交织完以后的非接结区域表里层和接结层经线不能发生串层情况，即表层的经线一直在表层，接结层的经线一直在接结层，里层的经线一直在里层。以图3中的接结区域340和350，非接结区域330和331为例。比如接结区域340接结形式只选择交织一次，那么接结处Ⅰ不能选择表里交换的接结组织，否则331的表层的经线被交换到接结层，接结层的经线到了表层，这样子导致相邻的每个中空结构收缩情况不同，最终织物不能保持面料表里层连续平整，实际可能是一个表里层连续歪曲的间隔织物，市场应用领域基本上都需要织物表里层连续平整，如防绒面料。所以Ⅰ接结组织如果选择表里交换组织，单处交织区域Ⅰ的表里换层次数为偶数次可以保证经线不串层。每一层经线如果有多种原料时起收缩差作用的经线不能发生串层，或者起收缩差作用的经线可以是少量但不能全部发生串层，基本准则是保证每一个区域收缩差的稳定，实际操作应该尽量避免起收缩差作用的经线串层。

[0018] 多层中空面料中空直接进行填充形成厚度不均的波浪形（参考图5表里层），填充物体积越大，表里层越弯曲。这是因为多层中空组织在表里层经线伸直情况下织物没有厚度造成的。而3D间隔织物则不会。

[0019] 本发明的成品的织物最终形态为3D间隔结构，经线收缩率差非常大的织物其间隔高度可以到达10cm以上，通常间隔距离可以在0~10cm，这个范围内实际厚度需要多少可以设计成多少，单个中空结构间隔高度参考图2和图3可以根据勾股定理计算出间隔h1的值：
中空结构宽度视纬密和织机纹版最大循环数而定，范围内宽度也可以任意设计。

[0020] 本发明仅对经线原料选择有限制，单层经线可以不仅限于一种原料，可以采用高收缩和低收缩混合组合，但是整个组织必须采用含有两种（或以上）收缩率不同的经线使表里层最后具有的收缩率和接结层的收缩率不同。至于经线的粗细，长丝还是短纤，人工合成还是天然纤维，只要最后组合满足表里层和接结层收缩率差即可。纬线原料不受限制，纱线粗细也不受限制。本发明可以不需要对现有织机进行任何改造，可以在剑杆、喷气、喷水、片梭等织机轻松织造，快速完成工业化生产。织机龙头选用多臂或者大提花均可。未来也可开发辅助性的如卷取结构配合3D成品织物，也可以开发新型多梭口织机提高生产效率。

[0021] 本3D间隔机面料采用高经纬密可以在染色后即可防绒，也可以通过压光等后处理防绒，可以用来作为新型防绒面料。

附图说明

[0022] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0023] 图1为多层中空织物转变为3D间隔织物基本原理图。

[0024] 图2为本发明具体实施方式的上机侧面简化图。

[0025] 图3为图2成品简化侧面示意图。

[0026] 图4为图2成品整体结构示意图。

[0027] 图5是图2 未经过本发明原理三维立体化的普通多层中空织物充绒后示意图。

[0028] 图6是一种四层的3D间隔组织简化示意图。

[0029] 图7是一种三层的3D间隔组织三维立体图。

具体实施方式

[0030] 为具体说明本发明，以下结合附图及实例，对本发明方案在羽绒服防绒面料上具体应用进行说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，包括但不限于本实例。

[0031] 3D结构机织面料的特点正好就是一次性织造自成一体的中空结构，无需另外缝制，这些中空结构可以直接进行充绒，节省连接两层面料的车缝线这道繁琐工序和解决车缝线针眼容易跑绒问题，同时在中空处充完羽绒之后三维中空状面料仍可保持表里层面料的平整，解决羽绒服长久以来外观弯曲不够美观时尚的难题。机织面料防绒效果好，针织因为线圈结构容易跑绒不适合直接用作防绒面料。

[0032] 羽绒服的厚度一般在3~30mm，纱线一般选用20D~50D的原料。上机选择图2的三层中空组织，本次间隔高度h1设计为20mm，经线选用沸水收缩率30%的50D/36F高收缩涤纶FDY（从上机到成品收缩率用35%计算）和常规50D/144F涤纶DTY（从上机到成品收缩率用18%计算）。纬线选用50D/144F涤纶DTY。

[0033] 因为防绒面料密度较高，为方便织造，此次50D的经线选用双经轴，两组原料各牵一个经轴，表里层经线在一个经轴上。一般原则是表里层选择收缩率大的经线，接结层选收缩率小的经线。本次试验选用组织选用如图2的三层中空组织，每一层的经密都设定一样，所以50D/36F高收缩涤纶FDY的那个轴总经根数是50D/144F涤纶DTY那个轴的两倍。

[0034] 图2在中间的接结层从右往左连续向前送经，送经量与表层组织和里层组织送经基本相同。因为纱线直径等微小因素存在一个极小的厚度h0，所以接结层长度比表里层有一个很小的差值，纱线自身具有的弹性伸长可以抵消这个波动。接结层从右往左把上下层的面料连续切割成扁平的三角形或梯形并使其连接成一个整体，这种连续切割的三角形状或梯形和大小可以随意排列组合。

[0035] 三层中空面料侧面可以看做由三种形态排列组合，为方便介绍使用图3成品侧面简化图说明：第一部分330和331为三层都分开互不接结轮流打纬织造，此时面料被分隔成两个区域AB；第二部分340是接结层与表层接结，与里层分开，面料上下围成只有一个区域C；第三部分350为接结层与里层接结，与表层分开，面料上下围成一个区域D。340和350为表里层接结区域，使接结层和表里层连接成一个整体，接结处Ⅰ、Ⅱ的接结组织和长度可以灵活选用，但是要保证每次340和350处接结交织完后不接结的330和331的三层经线不能串层。接结组织采用经二重组织和延长接结长度可以提高织造效率。

[0036] 每个部分由哪一层先开口打纬没有限制，在设定固定纬密情况下可以控制组织每一层打纬次数控制每一层分配的具体纬密。本次试验上机每一层纬密都设定相同，采用支持具有变化纬密的织机更效率更高，老式织机不支持变化纬密织机相对本组织来说织造效率低一些。

[0037] 接结层与表里层接结方式有很多种，选择不进行表里换层方式防绒效果好，但是换层接结方式可以在面料外面形成一定纹理，可以丰富面料花型。本次试验选择不进行表里换层的经二重组织接结Ⅰ，与表层接结时交织1次（织造长度忽略），与里层接结Ⅱ时交织200次（在织机上接结的长度是40mm），每次互不接结的区域330和331的织造长度是40mm，忽略高度h0，表里层织造长度a=b=40mm。

[0038] 在织机上面织完下机由于上机张力织物整体会回缩并有一个微小的收缩率差，两组经线回缩率差值较小，成品成型主要因素还是染整处理使沸水收缩产生的差值。

[0039] 染色定型后的成品因为中间接结层纱线是柔性的，所以自然状态下不能支撑起整个面料呈三维立体形态。在表里层经线拉直状态下和接结层伸直状态下计算图3成品间隔高度h1：A=40*（1-0.35）=26mm
B=40*（1-0.18）=32.8mm

在成品面料充完羽绒后可以保持间隔h1为20mm是三维立体状，已经满足市面上大部分羽绒服厚度需求。实际中调整互不接结的织造长度到60mm就可以织出间隔高度为30mm的3D间隔状面料了。如果使用沸水收缩更大的经线原料，甚至可以织出100mm以上的间隔。一般羽绒服厚度在3~40mm，已经远远超过实际要求了。

标题	发布/更新时间	阅读量
3D间隔机织物-专利编号CN106012237A	2020-05-12	878
间隔织物-专利编号CN110629386A	2020-05-11	151
间隔织物-专利编号CN101005944A	2020-05-11	506
无纺间隔织物-专利编号CN1823189A	2020-05-13	1024
一种间隔机织物-专利编号CN101831746A	2020-05-12	79
可撕裂间隔织物-专利编号CN110295452A	2020-05-12	287
间隔织物-专利编号CN101005944B	2020-05-11	1030
间隔织物的制法及间隔织物-专利编号CN1782156A	2020-05-13	626
经编间隔织物复合鞋底-专利编号CN106120137B	2020-05-13	219
间隔织物-专利编号CN202265684U	2020-05-11	599

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