[发明专利]具有平衡模量和不平衡结构的织物

说明书

描述

本发明要求保护于1996年10月21日提交的、题目为“具有平衡模量和不平衡结构的织物”的35U.S.C.§119临时申请60/028,896。

依据由能源部颁发的合同DE-AC-04-76DP00789，在本发明中政府具有一定权力。

技术领域

本发明涉及供各种织物结构之用的具有平衡、将近平衡、或最佳弹性模量(“模量”)和不平衡结构的织物。具体而言，本发明涉及一种用于充气袋或类似织物结构的具有平衡模量和不平衡结构的织物。

技术背景

如充气袋等织物结构通常是由含有平衡机织织物结构的织物构成的。当在两个机织方向-即经向和填料方向上的纱线是由相同的旦尼尔材料制成且含有相等尺寸、强度和间距的纱线的相同经纬密度时，获得了平衡的机织织物结构。(填料方向有时也称为“纬向”)。这些相同的纱线被机织在一起以形成一种平衡的织造织物。这种普通的平衡结构在经向和纬向上也意外地形成一种平衡的弹性模量。在此使用的弹性模量是材料中引起的应力除以由该应力产生的应变得到的商。

由现有技术的织物结构带来的问题是对于织物结构或挠性高压容器来说它们不能获得平衡的机械特性，所述的机械特性能使织物质量、体积、负载承载能力和制造费用最佳化或降低强度的随机性。

发明概述

本发明的目的是提供一种具有平衡机械特性的不平衡织造织物的织物结构或挠性压力容器，以使织物质量、体积、负载承载能力和制造费用最佳化并减少其强度的随机性。

本发明的一些附加目的和优点将部分地表述在下列描述中，并且其一部分通过该描述将变得更加清楚，或可通过本发明的实践而获悉。本发明的目的和优点通过尤其在附属权利要求中指出的一些元素和组合来实现和获得。

为实现上述目的和根据本发明的意图，如在此具体说明和概括性描述的，本发明包括一种由不同纱线构成的织物，其中在经向上为一种纱线且在纬向上为一种纱线。本发明还包括一种由为平衡弹性模量而被拉伸的纱线构成的织物。本发明还包括这样一种织物，其中在纱线间或织造的纱线间的间距可被调整，以实现最佳的接近平衡的弹性模量。本发明还包括一种制造具有平衡模量和不平衡结构的织物的方法。

应理解到，上述概括性的描述和下列详细的描述仅是示例性的和解释说明的，并不是对要求保护的本发明的限制。

附图简述

图1示出经向和填料方向上的织物组织构造；

图2是平纹织造织物的边缘视图；

图3是平纹织造织物的顶视图；

图4是平纹织造织物的侧视图；

图5是2×1斜纹织造织物的边缘视图；

图6是斜纹织造织物的顶视图；

图7是斜纹织造织物的侧视图；

实现本发明的最佳方式

正如在此所公开的，具有接近平衡或最佳模量和不平衡结构(不平衡织造)概念的织物是从本发明人的新发现而进化而来的，所述的新发现是在织物结构使用期间使不平衡的机织织物在经向和纬向方向上受到不相等的拉伸。这种不相等拉伸会产生一种斜的或剪切形状并且在结构中如接缝、固定区域和缝合处等相对刚性的部分处易于撕裂织物。这种撕裂会在结构中产生过早的破坏，由此降低了织物的功效。因此对于给定的织物结构需要较高的织物强度和重量以避免过早的破坏。这样增加了的强度和重量降低了对于给定质量或体积的织物结构的功效。

此外，平衡结构织物的厚度是通过在经向和纬向两方向上相同纱线的几何组合而确定的。相反，根据本发明，不平衡结构织物的厚度是通过在经向和纬向方向上不同数目和尺寸的纱线的最佳几何组合而确定的。本发明人发现对于平衡结构中纱线的每一组合，在不平衡结构中为实现相同强度而进行的纱线的较薄组合或为实现相同厚度而进行的纱线的较坚固的组合都是可行的。

本发明人进行了一系列的结构试验，以证明通过改变织物结构、在经向和纬向方向上机织不同的纱线或交变织物织法来由相同的织物质量或体积达到较大强度的能力。这些不平衡机织织物在负载或最终使用条件下产生平衡或接近平衡的结构特性。从而这些不平衡机织织物能够使织物结构的强度、纤维质量和体积最佳化。这些不平衡机织织物也能由不相等纱线的较大堆砌密度(pacling density)潜力达到较低的透气性。实质上，在最后所得到的不平衡机织织物中的纤维在相同体积下与传统的平衡结构织物相比被更有效地组合。