СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦЕЛЬНОТКАНЫХ ОБОЛОЧЕК С УСИЛИТЕЛЬНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
METHOD OF MANUFACTURING SOLID-WOVEN COVERS WITH REINFORCING ELEMENTS

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к созданию объемных цельнотканых оболочек с модифицированными видами переплетений. Представляемый метод изготовления бесшовных оболочек имеет широкую область применения в одежде специального назначения, технических и композитных материалах.
Известны способы изготовления цельнотканых оболочек с триаксиальной структурой:
- триаксиальный тканый материал вафельной структуры, получаемый путем наложения наклонных систем нитей и последующего их скрепления нитью утка [патент JP №3401716 МПК 7 D03D 25/00];
- плетеный материал трубчатой формы, состоящий из двух групп наклонных нитей и группы продольных нитей, последовательно проходящих сверху и снизу первой и второй групп наклонных нитей, связывая все нити вместе [US №5899134 МПК 16 D04C 1/00];
- бесшовная оболочка, полученная путем переплетения двух нитей, закрученных по спирали, и третьей нити, пересекающей две другие под определенным углом и проходящей через определенное число сетевых отверстий [патент GB №2305942, МКП D04C 1/06].
Такие оболочки используются в технических целях, например при производстве трубчатых деталей велосипедов, клюшек для гольфа, хоккея, бильярдных киев, удочек, теннисных и бадминтоновых ракеток. При этом третья усиливающая нить может отличаться от основных нитей по составу, тем самым обеспечивая необходимые свойства.
Основным недостатком рассмотренных цельнотканых оболочек является то, что такими способами возможно получать оболочки только цилиндрической формы, то есть полые ткани постоянной ширины.
Ближайшим аналогом заявляемого решения является тканая бесшовная оболочка, состоящая из трех видов основных нитей: исходные, правого и левого застилов, которые переплетены между собой под определенным углом, а также дополнительных формообразующих нитей в виде ломаных [патент RU №2208072, МКП D03D 13/00]. Недостатком такой оболочки является невозможность значительного изменения прочностных свойств на отдельных участках. Это сужает область применения.
Проектирование цельнотканой специальной одежды или ее деталей часто требует введение усилительных элементов для повышения надежности и улучшения прочностных характеристик. При использовании бесшовных технологий прочностные свойства ткани возможно изменить за счет модификации переплетений или нитей.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение прочностных свойств и расширение области применения триаксиальных оболочек в спецодежде и композитных материалах.
Модификация нитей является самым простым способом введения усилительных элементов в цельнотканую оболочку. Она заключается во введении на заданном участке оболочки нитей с другими характеристиками (крутки, диаметра, формы поперечного сечения, сырьевого состава). Способ модификации нитей прост и удобен, так как не надо менять переплетение и оборудование. Но он дает низкие результаты, недостаточные для явного изменения свойств ткани.
Сущность изобретения.
Поставленная задача достигается тем, что способ изготовления объемной цельнотканой оболочки, заключающийся в формировании триаксиальной структуры путем переплетения трех основных систем нитей: исходных, правого и левого застилов, а также формообразующих нитей, отличающийся тем, что дополнительно вводят усилительные системы нитей на заданных участках [фиг.1-2].
Введение усилительных систем нитей для формирования усилительного элемента выполняют двумя методами:
- усилительные системы нитей располагают параллельно одной или нескольким основным системам нитей триаксиальной структуры [фиг.1];
- усилительные системы нитей располагают перпендикулярно основным системам нитей триаксиальной структуры [фиг.2].
При формировании усилительного элемента методом введения параллельных нитей дополнительные усилительные нити располагают в виде ломаных в структуре основного полотна, каждый отрезок которых повторяет положение одной из нитей основной оболочки.
Количество дополнительных усилительных нитей зависит от требуемых прочностных характеристик. Способы введения усилительных нитей зависят от многих факторов, например от возможностей оборудования или от требований, предъявляемых к конечному результату. Так, усилительные нити могут повторять положение основных нитей (фиг.3, а), могут быть введены со смещением на одно перекрытие (фиг.3, б) или с формированием более длинных перекрытий, чем у основных нитей (фиг.3, в). Такое введение дополнительного усилительного элемента методом ткачества не требует особых закрепок. Но если необходим резкий переход между структурами основного триаксиального полотна оболочки и усилительного элемента, например для формирования четкой границы буфов, то можно ввести дополнительную закрепочную нить границы усилительного элемента.
Введение усилительных систем нитей рассмотренным методом фактически повышает поверхностную плотность на участке усилительного элемента, что незначительно уменьшает разрывное удлинение, но увеличивает разрывную нагрузку. Так введение дополнительных усилительных трех систем нитей, повышающее поверхностную плотность вдвое, ведет к увеличению разрывной нагрузки на 5%.
Данный метод наиболее приемлем с точки зрения технологии изготовления, так как не требует больших изменений в оборудовании. Помимо этого, при использовании данного метода можно использовать поперечные нити с повышенными прочностными показателями на участке усилительного элемента, что еще больше увеличит прочность изготавливаемого элемента оболочки.
Триаксиальные оболочки наиболее подвержены деформации в направлениях, перпендикулярных трем системам основных нитей. Поэтому если требуется существенно изменить прочностные свойства материала, то формирование усилительных элементов в цельнотканой триаксиальной оболочке осуществляют методом введения нитей, перпендикулярных нитям основного полотна (фиг.2). При этом возможно ввести от одной до трех усилительных систем нитей. Если ввести три усилительные системы нитей, соответственно перпендикулярные каждой из уже существующих, то анизотропия свойств уменьшится в два раза.
Данное техническое решение обеспечивает возможность создания разнообразных объемных цельнотканых форм, обладающих высокой износоустойчивостью и формоустойчивостыо, что расширяет область применения создаваемых изделий. Одновременно происходит сокращение потерь материала и повышается качество изготовляемых изделий.