АПЕРИОДИЧЕСКИ ТКАНЫЙ ТЕКСТИЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ
NONPERIODIC WOVEN TEXTILE MATERIAL

Изобретение, в общем, относится к тканым текстильным материалам, а именно к тканям из любых материалов, прежде всего также к техническим текстильным материалам, таким как, например, ткани из углеродных волокон, стекловолокон, полимерных волокон, натуральных волокон и т.д.
Прежде всего, изобретение относится к апериодически тканому текстильному материалу, ткацкий узор которого изготовлен таким образом, что на квадратной исходной фигуре (Q), которая состоит из двух уточных нитей и двух простирающихся перпендикулярно им основных нитей, в каждом случае на середине сторон задана расположенная с края точка вращения, вокруг которой три копии этой исходной фигуры последовательно повернуты на 90°, 180° и 270° и веерообразно расположены последовательно друг за другом для получения составной фигуры, которую задают тогда в качестве исходной фигуры для соответствующего последующего веерообразного образования в составе ее последовательно повернутых на 90°, 180° и 270° копий, для итерационного построения, тем самым, сколь угодно больших фигур из точек пересечения нитей соответственно ткани.
При этом изобретение имеет своей целью изготовление апериодических тканых текстильных материалов с более высокой воздухопроницаемостью и более высокой прочностью на раздирание при неизменной прочности в плоскостном материале относительно разрывной нагрузки по сравнению с другими апериодическими или периодическими ткаными текстильными материалами.
Изготовление апериодически тканого текстильного материала происходит согласно методу индуцирующего вращения (IR) посредством компьютеризованных ткацких машин, ср., прежде всего, AT 512060 В, причем для предпочтительного изготовления ткани особое значение имеет рекурсивный способ выполнения метода трехходового индуцирующего вращения, который более подробно разъяснен в последующем.
При этом ткань изготавливают машинным способом, причем ткацкий узор с квадратной основной фигурой, которая соответствует точке пересечения нитей, располагают в ткани неоднократно. При этом расположение производят таким образом, что на квадратной исходной фигуре Q, которая состоит из нескольких квадратных основных фигур, то есть из нескольких точек пересечения нитей, в середине сторон задают расположенную с края точку вращения, вокруг которой затем последовательно поворачивают на 90°, 180° и 270° три копии этой исходной фигуры, и позиционируют их веерообразным образом друг за другом для получения составной фигуры, которую задают тогда, в свою очередь, в качестве исходной фигуры для соответствующего последующего веерообразного образования ее последовательно повернутых на 90°, 180° и 270° копий, с целью итерационного получения сколь угодно больших фигур из точек пересечения нитей соответственно ткани, причем в ткани нити перекрещиваются сверху и снизу относительно друг друга апериодическим и асимметричным образом. При этом основные фигуры при вращении не остаются неизменными. В результате точного перекрывания фигур в рамках метода трехходового индуцирующего вращения одновременно изготавливают второй, параллельный, закрытый, апериодический и асимметричный ткацкий узор, подложечный ткацкий узор, который расположен непосредственно снизу и отличается от видимого на лицевой стороне ткацкого узора.
Принципиальное протекание процесса в рамках метода трехходового индуцирующего вращения, в общем, проиллюстрировано в качестве примера на фиг. 1А-1В, причем в качестве примера исходные фигуры на каждой итерации повернуты по часовой стрелке, а центральная самая восточная, то есть самая правая, точка исходных фигур задана в качестве точки вращения. На фиг. 1А представлена квадратная исходная фигура Q, которая состоит из нескольких (четырех) квадратных основных фигур, то есть из нескольких точек пересечения нитей. Эту исходную фигуру Q копируют согласно фиг. 1Б на следующих друг за другом этапах и поворачивают вокруг положения исходной фигуры, ср. этапы R (0), R'(0), R''(0), R''(0)=R1. Полученная таким образом более сложная фигура R(1) может быть соответствующим образом преобразована посредством копирования и вращения в еще более сложную фигуру, ср. этапы или же итерации рекурсии Q, R(1), R(2), R(3) на фиг. 1В.
К способу индуцирующего вращения (см. AT 512060 В) принадлежат рекурсии, при которых центральную самую восточную, но также и самую западную, самую южную или самую северную точку исходных фигур задают в качестве точки вращения, и поворачивают по часовой стрелке, но также и в направлении против часовой стрелки.
В AT 512060 в качестве примера раскрыта исходная фигура Q, которая состоит из четырех одинаковых скрещиваний нитей, как представлено на фиг. 2. В этой исходной фигуре все четыре скрещивания нитей заданы таким образом, что горизонтальная нить (уточная нить) перекрещивается сверху, а вертикальная нить (основная нить) - снизу. Согласно способу выполнения метода трехходового индуцирующего вращения нити в структуре ткани апериодически ортогонально перескакивают через нити числом от одной до максимально семи, как представлено на фиг. 2А. Ткань отличается наличием пропущенных нитей числом более четырех до максимально семи. Анализ этой структуры ткани свидетельствует о высокой воздухопроницаемости, а также высокой прочности на раздирание, однако, в результате пропуска семи нитей наблюдается серьезное уменьшение прочности в плоскостном материале или же разрывной нагрузки.
Изобретение основано на решающей оптимизации изготовленной согласно способу выполнения метода трехходового индуцирующего вращения структуры ткани в плане ее прочности в плоскостном материале. Для этого, текстильный материал ранее указанной разновидности согласно изобретению отличается тем, что в исходной фигуре (Q) одна уточная нить, при рассмотрении проходящей слева направо, сначала перекрещивается с одной из основных нитей сверху, а затем перекрещивается с другой из них снизу, а другая уточная нить перекрещивается с обеим основными нитями сверху, причем нити в структуре ткани текстильного материала апериодически ортогонально перескакивают через нити числом от одной до максимально трех.
За счет этого по сравнению с другими апериодически или периодически ткаными текстильными материалами достигают увеличенной воздухопроницаемости и прочности на раздирание при неизменной прочности плоскостного материала или же разрывной нагрузки.
Предпочтительно, исходят из расширенной исходной фигуры, которая образована посредством комбинации четырех таких исходных фигур, как они описаны выше.
На чертеже в подробностях показано:
- фиг. 1А-1В схематически представляют различные этапы метода трехходового индуцирующего вращения,
- фиг. 2-2А схематически раскрывают различные этапы метода трехходового индуцирующего вращения с исходной фигурой Q, как она описана в AT 512060 В,
- фиг. 3-3А схематически раскрывают различные этапы метода трехходового индуцирующего вращения с исходной фигурой Q согласно изобретению,
- фиг. 4-4А схематически раскрывают различные этапы метода трехходового индуцирующего вращения с исходной фигурой Q, которая образована из четырех расположенных квадратным образом копий исходной фигуры Q на фиг. 3, и
- фиг. 5 схематически раскрывает две исходные фигуры Q, которые образованы посредством взаимного отражения.
Прежде всего, выполняют весьма специфическую исходную фигуру Q, которая состоит из четырех скрещиваний нитей, причем верхнее скрещивание нитей повернуто относительно других трех скрещиваний нитей на 90 градусов, и, таким образом, вертикальная нить (основная нить) перекрещивается сверху, а горизонтальная нить (уточная нить) перекрещивается снизу таким образом, как показано на фиг. 3. Согласно способу выполнения метода трехходового индуцирующего вращения нити в структуре ткани апериодически ортогонально перескакивают через нити числом от одной до максимально трех, как представлено на фиг. 3А. Вследствие этого, вопреки апериодичности и неоднородности, прочность материала в плоскостном материале или же разрывная нагрузка сохраняются, как показывают результаты последующих испытаний, выполненных Государственной испытательной лабораторией по текстильным материалам и информатике, см. последующую таблицу. Эти испытания подобной представленной на фиг. 3А текстильной ткани показали по сравнению с периодическими ткаными текстильными материалами сенсационно более высокую воздухопроницаемость, более высокую прочность на раздирание, но, прежде всего, неизменные прочность в плоскостном материале или же разрывную нагрузку. Таким образом, эти результаты свидетельствуют, что применение специальной исходной фигуры Q согласно фиг. 3 обеспечивает в общем до сих пор недостижимо высокие характеристики текстильного материала.
Силами Государственной испытательной лаборатории по текстильным материалам и информатике, Вена, было, прежде всего, проведено испытание апериодически сотканного согласно методу трехходового индуцирующего вращения посредством жаккардовой ткацкой машины с компьютерным управлением текстильного материала согласно стандартам EN ISO, см. последующий табличный протокол испытаний согласно таблице 1. В таблице 1 этот апериодически сотканный текстильный материал, который имеет подобную представленной на фиг. 3А структуру ткани, обозначен как «прототип IR». При применении в качестве образца ткани «тенсель» (Tencel) из вискозных прядомых волокон была обнаружена более высокая прочность на раздирание по сравнению с образцовыми обычными периодическими тканями с креповым и саржевым переплетением с той же плотностью по основе и по утку, как в направлении основы, так и утка. Кроме того, это испытание засвидетельствовало сенсационно более высокую воздухопроницаемость за счет апериодически встречающихся малых плотностей ткани. При этом прочность плоскостного материала и разрывная нагрузка в направлении основы остались примерно неизменными, а в направлении утка - оказались даже незначительно увеличенными.
К этому можно добавить, что испытания Государственной лаборатории для текстильных материалов и информатики при применении крученой нити тенсель в качестве основной нити и полиамидной нити в качестве уточной нити дали в итоге похожие измеренные значения. Как очевидно из последующих других таблиц 2 и 3, измерения свидетельствуют не только о существенно увеличенной воздухопроницаемости и повышенной силе раздирания, но, прежде всего, также об увеличенной разрывной нагрузке и, таким образом, о лучшей прочности в плоскостном материале.
Источник: Государственная испытательная лаборатория по текстильным материалам и информатике Испытатель: обер-штудиенрат-профессор, дипломированный инженер Кристиан Шпаннер
Источник: Государственная испытательная лаборатория по текстильным материалам и информатике Испытатель: обер-штудиенрат-профессор, дипломированный инженер Кристиан Шпаннер
Кроме того, из специальной исходной фигуры Q согласно фиг. 3 получают исходные фигуры, которые образуют посредством вращения или же отражения этой специфической исходной фигуры Q, ср. также фиг. 5. При применении этих исходных фигур в рамках способа выполнения метода трехходового индуцирующего вращения получают структуры ткани, в которых нити апериодически ортогонально перескакивают через нити числом от одной до трех, как представлено на фиг. 3А.
Применение больших исходных фигур, которые образуются из комбинации исходных фигур этой группы, при изготовлении апериодически тканых текстильных материалов дает в итоге при использовании метода трехходового индуцирующего вращения структуру ткани, в которой нити ортогонально перескакивают через нити числом более трех, и прочность плоскостного материала, тем самым, еще более уменьшается. В качестве примера, исходная фигура Q образована на фиг. 4, в то время как четыре копии исходной фигуры Q согласно фиг. 3 расположены квадратным образом. Согласно способу выполнения метода трехходового индуцирующего вращения изготавливают структуру ткани, в которой нити апериодически ортогонально перескакивают через нити числом от одной до максимально пяти, как представлено на фиг. 4А.
Этот процесс расширения для образования исходных фигур может быть подвергнут комбинированию посредством линейных трансформаций и быть продолжен далее.