ТКАНАЯ ТРЕХМЕРНАЯ СЕТКА
WOVEN THREE-DIMENSIONAL MESH

Изобретение относится к производству композиционных материалов, в частности к изготовлению трехмерных тканых каркасных сеток определенного профиля, состоящих из продольных нитей основы и поперечных нитей утка. Сетки могут применяться в качестве временного дорожного раскатываемого покрытия для укладки его в местах бездорожья и в местах трудной проходимости транспорта, например, на болотистом или песчаном грунте. Также сетки могут использоваться как амортизирующие покрытия трубопроводов для защиты их от ударных нагрузок и в качестве армирующей основы для композиционных материалов.
Известна решетка для композиционных материалов по патенту РФ на полезную модель №113200, В32В 7/02, 2012. Решетка состоит из вертикальных уточных усилительных высокомодульных синтетических нитей и горизонтальных уточных усилительных высокомодульных синтетических нитей, образующих ячейки прямоугольной формы, и нитей грунта и уточной нити. Вертикальные и горизонтальные уточные усилительные нити выполнены из высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей с прочностью не менее 0,5 кН, соединены между собой и закреплены в структуре решетки двумя системами грунтовых нитей. Недостатком является сложность изготовления решетки, недостаточная ее гибкость для использования в качестве покрытия трубопроводов.
Известна основовязаная мультиаксиальная решетка для армирования по патенту РФ на полезную модель №125519, В32В 7/02, 2013, состоящая из системы горизонтальных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, системы вертикальных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, системы диагональных уточных усилительных высокомодульных комплексных полиэфирных мононитей, соединенных определенным образом в местах пересечений. Наличие большого количества усилительных нитей снижает продольную гибкость решетки.
В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбрано временное поверхностное покрытие для движения большегрузных транспортных средств по болотистому или песчаному грунту по международной заявке на изобретение №95/00388, D03D 23/00, 1995. Покрытие состоит из ткацкого однослойного переплетения мононитей утка и основы. Каждая нить основы переплетается с нитями утка в половине точек перекрытия нитей основы и утка в пределах раппорта переплетения по утку. Нити основы свободно лежат в остальных точках переплетения, у каждой нити основы образуется область плотного переплетения и область перекрытия нитей, за которой следует область свободных непереплетенных нитей, эти области чередуются. Недостатком является невысокая продольная гибкость решетки, обусловленная симметричностью расположения выступов на поверхности, их одинаковыми размерами и полотняным переплетением в точках перекрытий нитей основы и утка. Недостаточная гибкость решетки препятствует сворачиванию ее в рулоны и дальнейшему свободному раскатыванию при покрытии грунта, а также вызывает сложности при оборачивании ее вокруг трубопровода.
Технической задачей заявляемого изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик изделия.
Технический результат заключается в повышении продольной гибкости сетки.
Технический результат обеспечивается тем, что в тканой трехмерной сетке, содержащей участки, на которых нити основы переплетены с нитями утка, и участки, на которых нити основы перекрывают уточные нити без образования переплетений, согласно изобретению один раппорт нитей основы содержит 10 нитей, один раппорт нитей утка содержит 32 нити, каждая нить основы в раппорте имеет 56% расположений над уточными нитями и 44% расположений под уточными нитями, чередование участков с переплетениями, с участками без переплетений нитей основы с нитями утка образует саржевое переплетение 2/1 на четырех участках для каждой нити основы в раппорте по основе кроме шестой, и на двух участках для шестой нити основы, участки одной нити расположены со сдвигом относительно участков соседней нити.
Технический результат достигается за счет того, что чередование участков переплетений каждой нити основы с утком с участками, на которых отсутствуют переплетения, а имеются только свободные перекрытия основы над утком в виде навесов, образует выступы и впадины с обеих сторон сетки. Вытянутая в направлении утка схема расположения нитей в раппорте, содержащая 10 нитей основы и 32 нити утка, позволяет получить несколько несимметрично расположенных выступов вдоль раппорта утка с неравным расстоянием между выступами. Каждая нить основы в раппорте имеет 56% расположений над уточными нитями и 44% расположений под уточными нитями. Это в сочетании с размером раппорта по основе и по утку позволяет получить три несимметричных, отличных друг от друга по форме выступа на верхней поверхности сетки. Сочетание указанных признаков обеспечивает оптимальное расположение выступов, оптимальную длину выемок и оптимальную высоту выступов на поверхности решетки для возможности ее скручивания в рулон без усилий, вызывающих ее повреждение. Использование саржевого переплетения 2/1 на участках каждой нити основы в раппорте сопровождается образованием коротких навесов, при котором две нити основы свободно перекрываются одной нитью утка. Каждая нить основы, кроме шестой, в раппорте по основе содержит по четыре участка с саржевым переплетением, эти участки расположены на соседних нитях основы со сдвигом друг относительно друга. Шестая нить является центральной в композиции раппорта, участки с саржевым переплетением расположены на ее концах. Относительно шестой нити происходит симметричный сдвиг рисунка в раппорте с обеих ее сторон. Сетка на участках с навесами обладает большей гибкостью по сравнению с местами переплетений, а использование именно коротких навесов - 2/1 в саржевых переплетениях не ослабляет сетку и не уменьшает на этих участках ее прочность. Выполнение в пределах одного раппорта участков с короткими навесами основных нитей над уточными и расположение их по всей площади раппорта за счет сдвигов навесов позволяет повысить продольную гибкость сетки, не снижая ее прочностные характеристики.
Таким образом, продольная гибкость сетки повышается за счет образования на ее поверхности несимметричных и неравномерно расположенных выступов и за счет покрытия площади сетки множеством коротких навесов.
На фигуре 1 представлен общий рисунок переплетения одного раппорта трехмерной сетки.
На фигуре 2 представлена схема расположения всех нитей одного раппорта трехмерной сетки.
На фигуре 3 представлен разрез вдоль первой нити основы.
На фигуре 4 представлен разрез вдоль второй нити основы.
На фигуре 5 представлен разрез вдоль третьей нити основы.
На фигуре 6 представлен разрез вдоль четвертой нити основы.
На фигуре 7 представлен разрез вдоль пятой нити основы.
На фигуре 8 представлен разрез вдоль шестой нити основы.
На фигуре 9 представлен разрез вдоль седьмой нити основы.
На фигуре 10 представлен разрез вдоль восьмой нити основы.
На фигуре 11 представлен разрез вдоль девятой нити основы.
На фигуре 12 представлен разрез вдоль десятой нити основы.
Один раппорт рисунка сетки имеет десять нитей основы с номерами от 1 до 10 и тридцать две уточных нитей от 1′ до 32′. На общем рисунке переплетения одного раппорта сетки черным цветом обозначены нити основы, располагающиеся над уточными нитями, белым цветом - нити основы, располагающиеся под уточными нитями. Нити основы и уточные нити выполнены из синтетических моноволокон, таких как полиэфир, полипропилен, полиэтилен, полиамид. Кроме того, могут использоваться комплексные нити из стекловолокна, арамида и базальтовые нити. Каждая нить основы переплетена только с частью уточных нитей, в остальных местах образованы свободные основные перекрытия-навесы. В местах свободных основных перекрытий основные нити могут не соприкасаться с нитями утка. В местах расположения навесов происходит стягивание нитей основы, что обеспечивает образование объемных выступов. Все нити основы имеют определенное соотношение перекрытий нитей основы и уточных перекрытий в пределах раппорта. В таблице приведены значения количества перекрытий нити основы над уточной нитью и количество перекрытий уточной нитью нити основы для каждой нити основы в пределах раппорта.
Каждая нить основы имеет 44% перекрытий уточными нитями, в которых нити утка находятся над нитью основы и 56% перекрытий нитей основы над нитями утка. При этом каждая нить основы имеет конкретную схему переплетения:
Нить основы 1 проходит над уточными нитями 1′-5′, проходит под нитью 6′, проходит над нитями утка 7′-8′, далее под нитью утка 9′, над нитями 10′-11′, под нитями 12′-20′, над утком 21′-22′, под уточной нитью 23′, над утком 24′, под утком 25′, далее над 26′-27′, под 28′, далее над нитями утка 29′-32′. Участки с саржевым переплетением образованы нитями 6-8, 9-11, 21-23, 25-27.
Нить основы 2 проходит над уточными нитями 1′-4′, проходит под нитью 5′, проходит над нитями утка 6′-7′, далее под нитью утка 8′, над нитью 9′, под нитью 10′, над утком 11′-12′, под нитями утка 13′-19′, над 20′-21′, под утком 22′, далее над утком 23′, под утком 24′, над утком 25′, под утком 26′, над уточными нитями 27′-28′, под утком 29′, далее над нитями утка 30′-32′. Участки с саржевым переплетением образованы нитями 5-7, 10-12, 20-22, 26-28.
Нить основы 3 проходит над уточными нитями 1′-3′, проходит под нитью 4′, проходит над нитями утка 5′-6′, далее под нитью утка 7′, над уточными нитями 8′-10′, под уточной нитью 11′, над утком 12′-13′, под уточными нитями 14′-18′, над уком 19′-20′, под утком 21′, далее над утком 22′, под утками 23′-25′, над утком 26′, под утком 27′, над уточными нитями 28′-29′, под утком 30′, далее над нитями утка 31′-32′. Участки с саржевым переплетением образованы нитями 4-6, 11-13, 19-21, 27-29.
Нить основы 4 проходит над уточными нитями 1′-2′, проходит под уточной нитью 3′, проходит над нитями утка 4′-5′, далее под нитью утка 6′, над уточными нитями 7′-11′, под нитью утка 12′, над утком 13′-14′, под нитями утка 15′-17′, над утками 18′-19′, под утком 20′, далее над утком 21′, под утками 22′-26′, над утком 27′, под утком 28′, над уточными нитями 29′-30′, под 31′, далее над нитью утка 32′. Участки с саржевым переплетением образованы нитями 3-5, 12-14, 18-20, 28-30.
Нить основы 5 проходит над уточной нитью 1′, проходит под уточной нитью 2′, проходит над нитями утка 3′-4′, далее под нитью утка 5′, над уточными нитями 6′-12′, под нитью утка 13′, над утком 14′-15′, под нитью утка 16′, над нитями утка 17′-18′, под утком 19′, далее над утком 20′, под утками 21′-27′, над утком 28′, под утком 29′, над нитями утка 30′-31′, далее под нитью утка 32′. Участки с саржевым переплетением образованы нитями 2-4, 13-15, 17-19, 29-31.
Нить основы 6 проходит под уточной нитью 1′, проходит над нитями утка 2′-3′, проходит под нитью утка 4′, далее над утками 5′-13′ под нитью утка 14′, над нитями утка 15′-17′, под нитью утка 18′, над утком 19′, под нитями утка 20′-28′, над утком 29′, далее под утком 30′, над нитями утка 31′-32′. Участки с саржевым переплетением образованы нитями 6-3, 30-32.
Нить основы 7 проходит над уточной нитью 1′, под уточной нитью 2′, проходит над нитями утка 3′-4′, проходит под нитью утка 5′, далее над утками 6′-12′ под нитью утка 13′, над нитями утка 14′-15′, под нитью утка 16′, над нитями утка 17′-18′, под утком 19′, над утком 20′, по нитями утка 21′-27′, над утком 28′, далее под утком 29′, над нитями утка 30′-31′ и под нитью утка 32′. Участки с саржевым переплетением образованы нитями 2-4, 13-15, 17-19, 29-31.
Нить основы 8 проходит над уточными нитями 1′-2′, под уточной нитью 3′, проходит над нитями утка 4′-5′, проходит под нитью утка 6′, далее над утками 7′-11′ под нитью утка 12′, над нитями утка 13′-14′, под нитями утка 15′-17′, над нитями утка 18′-19′, под утком 20′, над утком 21′, под нитями утка 22′-26′, над утком 27′, далее под утком 28′, над уточными нитями 29′-30′, под нитью утка 31′, над нитью утка 32′. Участки с саржевым переплетением образованы нитями 3-5, 12-14, 18-20, 28-30.
Нить основы 9 проходит над уточными нитями 1′-3′, под уточной нитью 4′, проходит над нитями 5′-6′, проходит под нитью утка 7′, далее над утками 8′-10′ под нитью утка 11′, над уточными нитями 12′-13′, под уточными нитями 14′-18′, над нитями утка 19′-20′, под утком 21′, над утком 22′, под нитями утка 23′-25′, над утком 26′, далее под утком 27′, над уточными нитями 28′-29′, под нитью утка 30′ и над нитями утка 31′-32′. Участки с саржевым переплетением образованы нитями 4-6, 11-13, 19-21, 27-29.
Нить основы 10 проходит над уточными нитями 1′-4′, под уточной нитью 5′, проходит над уточными нитями 6′-7′, проходит под нитью утка 8′, далее над уточной нитью 9, под нитью утка 10′, над уточными нитями 11′-12′, под нитями утка 13′-19′, над нитями утка 20′-21′, под утком 22′, над утком 23′, под нитью утка 24′, над утком 25′, далее под 26′, над нитями утка 27′-28′ и под нитью утка 29′, над уточными нитями 30′-32′. Участки с саржевым переплетением образованы нитями 5-7, 10-12, 20-22, 26-28.
Участки с переплетениями и свободными перекрытиями основы, располагающиеся сверху и снизу относительно уточных нитей, чередуются в пределах раппорта по утку одной нити основы. Такое чередование участков вызывает сжатие основных нитей в продольном направлении. Для каждой последующей нити основы данное чередование частично повторяется с изменением количества пересечений на концах участков, что позволяет формировать рельеф сетки.
Нити основы тканой трехмерной сетки имеют диаметр до 0,80 мм, а нити утка имеют диаметр до 1,2 мм.
Тканая трехмерная сетка содержит до 1600 нитей основы в одном метре и до 1000 уточных нитей в одном метре.
Таким образом, изобретение позволяет повысить продольную гибкость сетки.