Трехмерная композитная ткань

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2401891:

МЕССЬЕ-ДОВТИ СА (FR)

Объектом настоящего изобретения является ткань из плетеных нитей или волокон и деталь, полученная из этой ткани. Базовый рисунок ткани содержит: по меньшей мере 28 нитей утка (1…28), расположенных в шахматном порядке и образующих 8 столбцов (С1…С8), содержащих поочередно 4 и 3 нити утка, при этом нити утка расположены на 7 уровнях (N1…N7); по меньшей мере 12 нитей основы (A…L), расположенных в по меньшей мере 4 смещенных параллельных плоскостях, при этом каждая из этих плоскостей содержит по меньшей мере 3 параллельных нити утка, которые следуют по отдельному пути от одной плоскости к другой. Технический результат заявленной группы изобретений заключается в получении материала с хорошим сопротивлением расслоению, ударной прочностью и сопротивлением сжатию, при этом с хорошей способностью к деформации, а также с повышенными механическими характеристиками. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Объектом настоящего изобретения является трехмерная композитная ткань.

Уровень техники

Объектом настоящего изобретения является ткань улучшенного плетения с множеством связанных слоев, которая может быть использована для изготовления изделий из композитного материала, подверженных сильным напряжениям растяжения, сжатия или изгиба и/или ударам. Среди таких изделий можно указать, например, подкосы шасси.

Известны текстильные плетения, называемые одномерными или двухмерными в зависимости от того, расположены ли их нити только в одном направлении или в двух разных направлениях. Как правило, такие текстильные плетения не могут эффективно противостоять вышеуказанным напряжениям. Так называемое трехмерное плетение, содержащее нити, расположенные в трех разных направлениях в пространстве, лучше соответствуют использованию в условиях действия вышеупомянутых напряжений. Известно также, что существуют плетения, называемые четырехмерными, пятимерными, девятимерными, 11-мерными и т.д., содержащие нити, расположенные в направлениях большего числа, но такие текстильные плетения являются очень сложными, и их производство сложно автоматизировать.

Настоящее изобретение относится преимущественно к трехмерным текстильным плетениям.

Такие трехмерные плетения, содержащие множество слоев, связанных точками соединения. Эти плетения известны своей хорошей линейностью во время прогиба нитей утка, и их преимуществом является наличие усилений. Однако этот способ соединения не придает изделию, изготовленному из такой ткани, хорошую ударную прочность.

Известны также многослойные ткани со слоями, связанными при помощи переплетения, при этом трехмерная ткань ортогонального типа (в которой нити соединения слоев расположены по существу ортогонально к слоям) является тканью, имеющей лучшую линейность (то есть траекторию с незначительными углами соединения или изгибами) нитей утка и нитей основы и хорошо сопротивляющейся сжатию. Однако для того, чтобы такая ткань имела необходимую объемность, ее сжатие должно происходить так, чтобы нити, ортогональные к слоям и соединяющие их между собой, имели сильные изгибы, придающие им очень волнистую, то есть мало линейную траекторию, что не позволяет им эффективно способствовать передаче усилий.

Несмотря на то, что с этой точки зрения трехмерные ткани являются более предпочтительными, их недостатком является наличие соединительных нитей с очень большими углами соединения или изгибами, независимо от того, является ли плетение простым типа многослойных тафты, сатина или саржи, или более сложным, как плетение типа 3Х.

Ткань, известная под названием «2,5D», описанная в документе FR 2610951 и специально оптимизированная, обладает незначительным расширением и высоким процентом заполненной площади, но за счет слабой линейности (то есть, по меньшей мере некоторые из нитей имеют большие изгибы или углы соединения). Реализация этой ткани придает ей угловые характеристики, снижающие ударную прочность, и ограничивает реверсивные текстильные плетения (получаемые при помощи поворота плетения на 90°) плетениями низкой плотности, если только не добавить большое число дополнительных слоев, что затрудняет автоматизацию производства.

В документе US 5899241 описана ткань, специально оптимизированная для придания ей ударной прочности. Однако высокая степень переплетений между слоями ограничивает сопротивление сжатию элемента, изготовленного из такой ткани.

Объектом изобретения является способ тканья оптимизированной трехмерной ткани, обладающей хорошей прочностью, в частности ударной прочностью, оставаясь при этом легко деформируемой.

Раскрытие изобретения

Описание изобретения представлено со ссылками на единственную прилагаемую фигуру, на которой показан базовый рисунок ткани согласно частному варианту осуществления изобретения, в котором нити утка показаны с торца, а нити основы расположены в плоскостях, параллельных плоскости фигуры.

В данном случае ткань имеет базовый рисунок, содержащий:

- по меньшей мере двадцать восемь нитей утка (показаны с торца), обозначенные позициями 1-28, расположенные в шахматном порядке и образующие 8 столбцов С1…С8. Столбцы С1…С8 расположены перпендикулярно к толщине ткани, содержат поочередно четыре и три нити утка и отделены друг от друга на заранее определенный одинаковый промежуток Р. При этом нити утка расположены на семи уровнях N1…N7, расположенных поперечно к столбцам. Таким образом, первый, третий, пятый и седьмой столбцы С1, С3, С5 и С7 содержат четыре нити утка, расположенные, соответственно, на уровнях N1, N3, N5 и N7, а второй, четвертый, шестой и восьмой столбцы С2, С4, С6 и С8 содержат три нити утка, расположенные, соответственно, на уровнях N2, N4 и N6;

- по меньшей мере двенадцать нитей основы A…L, расположенные в по меньшей мере четырех параллельных плоскостях поперечно к нитям утка. При этом каждая из этих плоскостей содержит по меньшей мере три параллельных нити основы, расположенные друг над другом следующим образом.

В первой плоскости, которая совпадает с плоскостью фигуры, соответствующие нити основы A, B, C показаны сплошными линиями. Нить основы A проходит над первой нитью утка 1 первого столбца C1, под второй нитью утка 16 пятого столбца С5, над первой нитью утка 1 первого столбца C1 следующего рисунка. В этой же плоскости нить основы B и нить основы C параллельны нити основы A, но при этом каждый раз смещаются по толщине ткани на одну нить утка.

Во второй плоскости, которая в данном случае находится сзади первой плоскости, нити основы по существу параллельны уровням N1…N7 и показаны штриховыми линиями. Нить основы D проходит над первой нитью утка 5 второго столбца C2, под первой нитью утка 8 третьего столбца C3, над первой нитью утка 12 четвертого столбца C4 и так далее. Нити основы E и F проходят по параллельному пути, смещаясь каждый раз на одну нить утка в направлении, параллельном столбцам;

- в третьей плоскости, которая в данном случае находится сзади второй плоскости, нити основы G, H, I показаны штрихпунктирными линиями. Они проходят по пути, параллельном пути нитей основы A, B, C первой плоскости, но смещены в боковом направлении параллельно уровням на четыре столбца;

- наконец, в четвертой плоскости, которая в данном случае находится сзади третьей плоскости, нити основы J, К, L показаны пунктирными линиями. Они параллельны нитям основы D, Е, F, но смещены по толщине ткани таким образом, что нить основы J проходит под первой нитью утка 5 второго столбца, нить основы K проходит под нитью утка 6 этого же столбца, а нить основы L проходит под нитью утка 7 этого же столбца.

Такое расположение имеет несколько преимуществ:

- оно позволяет получить многослойное плетение со степенью соединения, обеспечивающей хорошее сопротивление расслоению и, следовательно, лучшую ударную прочность и лучшее сопротивление сжатию, сохраняя при этом хорошую способность к деформации;

- такую ткань можно изготовить из углеродных нитей, а также из стеклонитей, нитей ароматического полиамида или из кремнийсодержащих или керамических нитей. Предпочтительно она является суровой тканью, которую можно пропитать смолой, например, при помощи способа RTM (пропитка под давлением) после формования в пресс-форме или при помощи любого другого способа;

- такая ткань позволяет производить автоматическое тканье нитей, обладающих высокими механическими характеристиками (например, углеродных нитей с высоким модулем упругости), но которые проявляют хрупкость во время тканья. Можно также использовать углеродные нити, обладающие высокой линейной плотностью, такие как нити, содержащие 48 или 96 килофиламентов и даже более;

- полученная таким образом ткань имеет большую объемную долю нитей, в данном случае равную по меньшей мере 57%;

- расположение нитей основы в нескольких смещенных плоскостях обеспечивает очень незначительные углы соединения θ, на практике меньшие или равные 15°, что придает нитям утка и нитям основы очень хорошую линейность, которая обеспечивает более эффективную работу нитей при сжатии;

- данное расположение позволяет изменить пропорцию содержания нитей основы по отношению к содержанию нитей утка для компенсации нелинейности последних (например, 70% нитей утка на 30% нитей основы);

- наконец, такое расположение можно поменять на обратное (повернув плетение на 90°) для улучшения линейности.

Изобретение не ограничивается описанным вариантом выполнения, и включает в себя любой вариант, не выходящий за рамки правовой защиты, определенные формулой изобретения.

В частности, базовый рисунок плетения описанной ткани можно легко растянуть одновременно в направлении толщины ткани (то есть в направлении столбцов) и в боковом направлении (то есть в направлении уровней).

1. Ткань из плетеных нитей или волокон, содержащая нити утка и нити основы, расположенные в виде плетения, образующего базовый рисунок, включающий в себя
по меньшей мере двадцать восемь нитей утка (1…28), расположенных в шахматном порядке и образующих 8 параллельных столбцов (С1…С8), причем первый, третий, пятый и седьмой столбцы содержат по четыре нити утка, а второй, четвертый, шестой и восьмой столбцы содержат по три нити утка, при этом столбцы отделены друг от друга на заранее определенный одинаковый промежуток (Р), а нити утка расположены соответственно на семи уровнях (N1…N7) поперечно столбцам;
по меньшей мере двенадцать нитей основы (A…L), расположенных в по меньшей мере четырех параллельных плоскостях, расположенных поперечно к нитям утка и смещенных относительно друг друга, при этом каждая из этих плоскостей содержит по меньшей мере три параллельных нити основы, расположенные друг над другом следующим образом:
в первой плоскости первая нить основы (А) проходит над первой нитью утка (1) первого столбца (С1), под второй нитью утка (16) пятого столбца (С5), а затем проходит над первой нитью утка (1) первого столбца (С1) следующего рисунка; при этом в указанной первой плоскости параллельно первой нити основы (А) находятся вторая и третья нити основы (В, С), смещаясь каждый раз на одну нить утка в направлении, параллельном столбцам;
во второй плоскости первая нить основы (D) расположена, по существу, параллельно уровням (N1…N7) и проходит над первой нитью утка (5) столбцов (С2, С4, С6, С8), содержащих три нити утка, и под первой нитью утка столбцов (С1, С3, С5, С7), содержащих четыре нити утка; вторая и третья нити основы (Е, F) проходят параллельно первой нити основы (D), смещаясь каждый раз на одну нить утка в направлении, параллельном столбцам;
в третьей плоскости три соответствующих нити основы (G, Н, I) расположены параллельно нитям основы (А, В, С) первой плоскости со смещением в боковом направлении параллельно уровням на четыре столбца;
наконец, в четвертой плоскости три соответствующих нити основы (J, К, L) расположены параллельно нитям основы (D, Е, F) второй плоскости со смещением в направлении, параллельном столбцам, таким образом, что они проходят под нитями утка столбцов (С2, С4, С6, С8), содержащих три нити утка.

2. Ткань по п.1, в которой объемная доля нитей равна по меньшей мере 57%.

3. Ткань по п.1, в которой углы соединения (θ) нити меньше или равны 15°.

4. Деталь, полученная из ткани по п.1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обувной промышленности и может быть использовано в качестве дополнительной гигиенической многослойной вкладной стельки, изготовленной тканым способом, которая может быть использована, например, для обуви специального назначения, в том числе для химзащиты.

Изобретение относится к ткани, предназначенной для использования в формовочной части бумагоделательной машины. .

Изобретение относится к тканевому фильтровальному элементу, содержащему первое тканевое полотнище и второе тканевое полотнище. .

Изобретение относится к производству текстильных материалов и касается изготовления двухслойных тканей, вырабатываемых на ткацких станках. .

Изобретение относится к производству текстильных материалов и касается изготовления двухслойных тканей, вырабатываемых на ткацких станках. .

Изобретение относится к способу изготовления электролизного мешка, внутри которого может быть размещен электрод. .

Изобретение относится к формирующим сеткам для использования в бумагоделательных машинах. .

Изобретение относится к формовочным тканям для формовочной части бумагоделательной машины. .

Изобретение относится к бумажному производству и касается сшиваемой на машине ткани для бумагоделательной машины, содержащей систему расположенных вдоль машины нитей и систему первых, расположенных поперек машины нитей, систему вторых, расположенных поперек машины нитей, переплетенных с нитями системы, расположенных вдоль машины нитей в первой области вдоль одной из двух поперечных кромок ткани для бумагоделательной машины между системой первых нитей и шовными петлями во втором ткацком рисунке, систему третьих, расположенных поперек машины нитей, переплетенных с нитями системы, расположенных вдоль машины нитей во второй области вдоль другой из двух поперечных кромок ткани для бумагоделательной машины между системой первых и шовными петлями в третий ткацкий рисунок, причем в системе третьих нитей имеется более двух расположенных поперек машины нитей, а вторая область отличается от указанного тела по меньшей мере одним из следующих признаков: а) денье по меньшей мере некоторых из третьих нитей отличается от денье первых нитей; б) промежутки между по меньшей мере некоторыми из третьих нитей отличаются от промежутков между первыми нитями; в) третий ткацкий рисунок отличается от первого ткацкого рисунка.

Изобретение относится к материалам, отражающим и пропускающим электромагнитное излучение, и может быть использовано при изготовлении швейных изделий, предназначенных для электромагнитного камуфляжа, в частности, на инфракрасных длинах волн, а также при изготовлении швейных изделий технического назначения, а именно мобильных укрытий (палаток, тентов), обеспечивающих сохранение комфортных микроклиматических условий

Изобретение относится к области текстильной промышленности и касается получения рельефной ткани, которая может быть использована, например, для изготовления мебельно-декоративных тканей

Изобретение относится к конфигурации трехмерных тканых заготовок для армирования композитной конструкции

Изобретение относится к способу изготовления многослойной контурно-профильной полой ткани, включающему переплетение уточных нитей и нескольких систем основных нитей, одна из которых служит для создания складок с верхними и нижними отворотами, другие для скрепления складок по отворотам и прошивания складок на разных уровнях по толщине ткани, при переходе нитей утка из нижнего полотна в верхнее их переплетают с нитями основы соответствующих слоев с сохранением рисунка переплетения в полотнах; проборку нитей основы в бердо с уменьшением числа нитей в краевых участках полотен; ступенчатую заправочную линию станка; одночастную обратную проборку аркатных шнуров в кассейную доску ткацкого станка, причем при проборке аркатных шнуров правой половины кассейной доски каждый последующий четный короткий ряд арката меняется местом с каждым предыдущим четным коротким рядом арката; при переходе нитей утка из верхнего полотна многослойной контурно-профильной полой ткани в нижнее полотно происходит фиксация нитей утка в зоне условного шва с использованием кромкообразователя, причем в рисунке переплетения, при скреплении верхних отворотов складок многослойной контурно-профильной полой ткани одной из основных систем, образуются непрерывные саржевые диагональные линии, как на наружных поверхностях, так и на заданной глубине верхнего и нижнего полотен многослойной контурно-профильной полой ткани, обеспечивая эффект спиралевидных объемных направляющих на поверхности многослойной контурно-профильной полой ткани

Изобретение относится к материалам, которые могут быть использованы при изготовлении одежды, головных уборов, изделий технического назначения, а именно, мобильных укрытий (палаток, тентов), обеспечивающих сохранение комфортных микроклиматических условий и маскировку биологического объекта, а также маскировку специального снаряжения и техники в дневное и ночное время суток

Ткань может быть использована для защиты от теплового воздействия одежды пожарных и рабочих металлургических цехов. Термостойкая двухслойная ткань вырабатывается из нитей с различной термоусадкой, причем усадка верхнего слоя составляет 10-30%, а усадка нитей нижнего слоя составляет 2-4%. Соединение верхнего и нижнего слоя осуществляется нитями слоев по контуру, имеющему рисунок в виде полос, прямоугольников, ромбов. Размер геометрического рисунка, по которому проводится соединение слоев в одном или двух направлениях, составляет 5-20 мм. 1 ил.

Способ получения многослойной ткани заключается в последовательных формировании одного или нескольких зевов, одновременном или последовательном прокладывании в них уточных нитей, прибое уточных нитей к опушке ткани, отводе ткани и отпуске основы. С целью снижения нагрузок на основу при прибое, повышения формоустойчивости ткани и степени заполнения ее нитями, а также снижения усадки ткани по ширине прибой уточных нитей осуществляют при открытом зеве и удерживают бердо у опушки ткани вплоть до последующей прокладки уточных нитей. Для того, чтобы стабилизировать натяжения основных нитей в цикле формирования ткани, производят принудительную компенсацию изменения длины основных нитей в зеве независимо для каждой ветви основы и согласованно с положением ремиз. При выработке слоисто-каркасных тканей с целью снижения истирания основных нитей и упрощения системы управления отводом ткани формирование отдельных слоев и их притяжку к другим слоям производят за счет изменения хода подвижного берда, а направление притяжки задают путем наклона подвижного берда при его движении к опушке ткани в сторону того слоя, к которому вновь притягивают сформированный слой. Изобретение позволяет снизить динамические нагрузки на основные нити при прибое и зевообразовании и снизить усадку ткани по ширине. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Структура для использования в сжимаемой упругой прокладке. Сжимаемая упругая прокладка включает структуру, содержащую: параллельные нити основы, и параллельные нити утка, причем любая совокупность из нитей основы или нитей утка или обе совокупности нитей основы и нитей утка выполнены из эластомерного материала с упругими свойствами в осевом направлении. Причем первый слой параллельных нитей, проходящих в направлении основы или в направлении утка, второй слой параллельных нитей, расположенный на одной стороне первого слоя, причем нити второго слоя проходят в направлении основы или направлении утка, отличном от направления нитей первого слоя, и содержат эластомерные нити, а указанная структура дополнительно содержит третий слой параллельных нитей, который расположен на противоположной второму слою стороне первого слоя и нити которого проходят в том же направлении, что и нити первого слоя. Причем параллельные нити третьего слоя выровнены таким образом, что они оказываются расположены в промежутках между параллельными нитями первого слоя в одной и той же плоскости, проходящей в направлении толщины, причем указанные эластомерные нити обладают упругими свойствами в направлении длины или в осевом направлении, растягиваются и сжимаются таким образом, что ткань сжимается при прикладывании нормальной нагрузки и отпружинивает обратно после снятия такой нагрузки. 2 н. и 45 з.п. ф-лы, 18 ил.

Настоящее изобретение в целом относится к тканой заготовке для армированных композиционных материалов и способу ее изготовления. Тканая заготовка для армированного волокном композиционного материала содержит горизонтальные слои тканого материала и вертикальные слои тканого материала, вытканные как одно целое вместе с горизонтальными слоями. Причем вертикальные слои проходят в форме конструкционных элементов между горизонтальными слоями, а горизонтальные слои и вертикальные слои образуют в заготовке сквозные ячейки. Заготовка имеет непрерывное кольцевое армирование в каждой ячейке, образованной путем кругового плетения уточных волокон. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 17 ил.
Наверх