БИАКСИИЗОТРОПНАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ТКАНЬ ПОД ЭЛАСТОМЕРНОЕ ПОКРЫТИЕ
BIAXIISOTROPIC INDUSTRIAL FABRIC FOR ELASTOMER COATING

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано в качестве армирующего каркаса технических изделий с эластомерным покрытием, преимущественно для изготовления «мягких» топливных баков наземных транспортных средств и летательных аппаратов, защитного слоя - брекера резинотросовых конвейерных лент средней и тяжелой серий, резино-тканевых рукавов и других резинотехнических изделий. Предлагаемая ткань без эластомерного покрытия может быть использована для изготовления специальной защитной одежды, бронежилетов и бронепластин, деталей обуви, перегородок промышленных фильтров для фильтрации жидкостей и газовоздушных масс.
Основным атрибутом технических тканей, обеспечивающим их соответствие целевому назначению в перечисленных выше технических изделиях, является биаксиизотропность их структуры при коэффициенте связности не менее 5,0 и разрывной нагрузке по основе и утку не менее 150 кгс/см.
Биаксиизотропными считаются ткани, выполненные из одинаковых по сырьевому составу и линейной плотности нитей основы и утка. Эти ткани имеют близкие по величине (отличающиеся не более чем на ±15%) или равные показатели физико-механических свойств и структурно-геометрические параметры строения в направлениях основы и утка. Такая структура биаксиизотропных тканей вызвана необходимостью воспринимать в процессе их эксплуатации воздействие одинаковых или близких по величине рабочих нагрузок одновременно в направлении основы и утка.
Известны однослойные биаксиизотропные ткани серии ТК-Р (ТК-50-Р, ТК-80-Р, ТК-120-Р, ТК-120-Р-1, ТК-160-Р-1, ТК-270-Р, ТК-400-Р), используемые для изготовления резино-тканевых гибких ограждений судов на воздушной подушке и других резинотехнических изделий, выполненные переплетениями полотно (1/1), рогожка 2/2, рогожка 3/3 и рогожка 4/4 из одинаковых по сырьевому составу, линейной плотности нитей основы и утка, с одинаковыми раппортами переплетений по основе и утку. Технологические плотности этих тканей по основе и утку равны или близки друг к другу с отклонениями ±15%. Степень заполнения по основе тканей серии ТК-Р полотняного переплетения равна 46-65%, при коэффициенте связности в пределах от 5,25 до 7,88. Степень заполнения по основе тканей серии ТК-Р с переплетениями рогожка (2/2, 3/3, 4/4) равна 86-89% при коэффициенте связности от 1,3 до 2,47 [ОСТ Р 17-15-004-93. «Ткани полиамидные технические для гибких ограждений» (Взамен ГОСТ 23114-78)].
Однослойные биаксиизотропные ткани серии ТК-Р не могут быть использованы в качестве армирующего каркаса технических изделий с эластомерным покрытием, в том числе для изготовления «мягких» топливных баков наземных транспортных средств и летательных аппаратов, защитной прокладки резинотросовых конвейерных лент и других технических изделий, так как ткани полотняного переплетения, имеющие оптимальный коэффициент связности, ограничены разрывной нагрузкой до 120 кгс/см, при необходимости не менее 150 кгс/см, а ткани с переплетениями рогожка 2/2, 3/3, 4/4, имеющие достаточную разрывную нагрузку от 120 до 400 кгс/см, обладают повышенной раздвижкой, обусловленной низким, не более 2,5, коэффициентом связности, при необходимости не менее 5,0.
Известна также двухслойная ткань ТК-500-Р, используемая в качестве армирующего каркаса гибких ограждений, выполненная из одинаковых по сырьевому составу и линейной плотности нитей основы и утка переплетением рогожка 4/4 двухслойная. Соединение слоев в этой ткани осуществляется частью нитей утка в порядке 2 через 2, раппорт по основе равен 32, раппорт по утку - 16. Степень заполнения ткани по основе, приходящаяся на два слоя, составляет 195%, при коэффициенте связности, равном 6,25 [ТУ ВНИИТТ 153-82. «Ткань капроновая ТК-500-Р для гибких ограждений», кн.: Керимов С.Г., Попов Л.Н. «Производство технических тканей». - М.: Легпромбытиздат, 1994. Стр. 190-191].
Основным недостатком двухслойной ткани ТК-500-Р, даже при ее высокой разрывной нагрузке (не менее 500 кгс/см) и достаточном коэффициенте связности (6,25), является неоднородность ее структурно-геометрических параметров строения в направлении основы и утка, что не позволяет получать в готовом изделии биаксиизотропную структуру, одинаково воспринимающую нагрузки одновременно в направлениях основы и утка. Кроме того, ткань нетехнологична из-за большого раппорта по основе (32) и утку (16), требующего для ее изготовления наличия специального ткацкого оборудования.
4
Кроме того, известна техническая ткань для изготовления слоистых резинотехнических изделий, выполненная двухслойным полотняным переплетением, слои которой соединены всеми нитями основы, переходящими из верхнего слоя в нижний, и обратно. Каждый элемент переплетения содержит по две спаренные уточные нити. Раппорт ткани по основе составляет 4 нити, а по утку 8 или 16 нитей [Авторское свидетельство ЧССР №250 333, по кл. МКИ D03D 15/00, опубл. 16.04.1987 г.].
Данная ткань в основном соответствует целевому назначению по физико-механическим показателям, однако обладает существенным недостатком - наличием в ней разнопереплетающихся нитей по основе и утку, что, даже при равенстве величин разрывных нагрузок по основе и утку в суровье, не позволит получить в готовом изделии биаксиизотропную по структуре армирующую прокладку, одинаково воспринимающую нагрузки в направлениях основы и утка.
Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату являются технические ткани, выполненные двухслойным полотняным переплетением с соединением слоев отдельными нитями основы или утка. При этом перевязочные нити основы или утка имеют одинаковую уработку с одноименными неперевязочными нитями [кн.: Керимов С.Г., Попов Л.Н. «Производство технических тканей». - М.: Легпромбытиздат, 1994. Стр. 185-186].
Однако этот вид переплетения имеет недостаточную компактность и низкую плотноемкость по системе перевязочных нитей и обусловленный этим низкий коэффициент связности, не превышающий 4,5.
Технической задачей настоящего изобретения является создание биаксиизотропной технической ткани под эластомерное покрытие с разрывной нагрузкой по основе и утку не менее 150 кгс/см и коэффициентом связности не менее 5,0.
Данная задача решена тем, что биаксиизотропная техническая ткань под эластомерное покрытие выполнена двухслойным переплетением из одинаковых по сырьевому составу и линейной плотности нитей основы и утка. Ткань образована путем соединения двух одинаковых четырехниточных по основе и утку двухслойных переплетений, содержащих по четыре основные нити, расположенные попарно в двух уровнях-слоях, и по четыре уточные нити. Три из четырех уточных нитей (две переплетающиеся с нитями основы только верхнего или нижнего слоя фоновые и одна прямолинейная-наполнительная) расположены в одной плоскости друг над другом. Четвертая уточная нить, огибая в чередующемся порядке нити основы верхнего и нижнего слоев, соединяет их в двухслойное переплетение. В образовавшемся восьминиточном раппорте по основе две фоновые нити утка каждого уровня-слоя соединены между собой, образуя расположенные в двух уровнях волнистые ветви. Прямолинейные наполнительные нити утка каждого из составных раппортов в соседнем раппорте изгибаются и служат соединительно-перевязочными уточными нитями. Коэффициент связности при заполнении такой ткани от 75% до 100% может находиться в пределах от 5,0 до 10.
На Фиг. 1 приведен рисунок раппорта переплетения исходной двухслойной ткани с четырехниточными раппортами переплетения по основе и утку и совмещенная с ним схема расположения нитей в сечении ткани вдоль нитей утка.
На Фиг. 2 приведен рисунок полного составного раппорта переплетения предлагаемой биаксиизотропной ткани и совмещенная с ним схема расположения нитей в сечении ткани вдоль нитей утка.
1
8
1
4
На Фиг. 1 и 2 приняты следующие условные обозначения нитей: O…O - нити основы с порядковыми номерами от 1 до 8; У…У - нити утка с порядковыми номерами от 1 до 4.
Предлагаемую ткань изготавливают на микрочелночных, челночных или рапирных ткацких станках, оснащенных эксцентриковыми механизмами или зевообразовательными каретками.
Для подтверждения технического результата изобретения были изготовлены экспериментальные ткани предложенной конструкции. Основные технические характеристики тканей предлагаемых структур приведены в таблице.
Данные таблицы показывают, что заявляемые ткани в сравнении с тканями-аналогами по показателям основных свойств (биаксиизотропности, разрывной нагрузке и коэффициенту связности) соответствуют целевому назначению при изготовлении резинотехнических изделий технического назначения.
Опытные образцы тканей заявляемой структуры ТПБ-240-1 и ТПБ-240-2 с положительным результатом испытаны в Московском ОАО «Научно-исследовательский институт эластомерных материалов и изделий» при изготовлении различных резинотехнических изделий. По результатам испытаний эти ткани рекомендованы к промышленному применению в производстве «мягких» топливных баков летательных аппаратов в качестве армирующего каркаса. На предлагаемые биаксиизотропные ткани составлены, согласованы и утверждены технические условия ТУ 8378-0067-00302379-2015. «Ткани полиамидные биаксиизотропные под эластомерное покрытие ТПБ-240-1 и ТПБ-240-2».