СЕТЧАТАЯ ТКАНЬ Российский патент 1998 года по МПК D03D15/00 

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к производству стеклянных тканей разреженной структуры, используемых преимущественно в качестве тканых наполнителей при производстве препрегов (материалов, предварительно пропитанных связующим), а также в других народнохозяйственных целях.

Широко известен стеклянный холст жесткой конструкционной марки ХЖК, состоящий из хаотически расположенных рубленых нитей, соединенных при помощи связки /1/, применяемый в качестве волокнистого наполнителя при производстве препрегов марки ППМ.

Недостатком известного наполнителя являются невысокие прочностные характеристики стеклопластиков, изготовленных на их основе, а также невозможность получения требуемой толщины готового изделия по причине неравномерности распределения настила рубленых нитей.

Известна также ткань стеклянная марки АСТТ/б/-C₂-O, образованная сатиновым переплетением основных и уточных нитей, применяемая в качестве волокнистого наполнителя при изготовлении препрега марки ППМ-3 /2/.

Наиболее близким аналогом является сетчатая ткань, образованная переплетением основных и уточных нитей термостойких и включающая силикатные и минеральные нити /3/.

Ткань используется в качестве волокнистого наполнителя и содержит 50-90% текстурированных огнестойких стеклянных волокон и 10-50% технических волокон с жесткостью выше жесткости текстурированных стекловолокон (авиламидные или волокна карбида кремния).

Ткань предназначена для изготовления огнестойких композиционных изделий, пропитанных фенольной смолой.

Недостатком известной ткани является ограниченная область применения из-за различной химической природы, используемых огнестойких и технических волокон, что значительно усложняет их совместимость со связующим, а также недостаточно высокие прочностные характеристики из-за того, что в процессе получения текстурированной стеклянной нити фиксации деформаций, вызванных круткой, посредством термической обработки крученой нити, вследствие трения волокон значительно снижается прочность нити.

К недостаткам следует отнести также сложность технологии изготовления текстурированной стеклянной нити для повышения удельного объема нити, структура ее изменяется путем дополнительной обработки.

Цель изобретения состоит в обеспечении высоких прочностных характеристик сетчатой ткани, готового армированного материала, упрощении технологии изготовления, расширении области использования.

Поставленная цель достигается тем, что в сетчатой ткани, образованной переплетением основных и уточных термостойких нитей, включающей силикатные и минеральные нити, основные нити выполнены из силикатных и минеральных нитей, находящихся в соотношении, мас.

силикатные нити 0,9-91,2,
минеральные нити 99,1-3,8,
а уточные нити изготовлены как из силикатных, так и из минеральных нитей, при этом в качестве минеральных нитей используются базальтовые крученые комплексные нити, в качестве силикатных -стеклянные крученые комплексные нити.

Использование в предлагаемой сетчатой ткани в качестве силикатных нитей стеклянных крученых комплексных нитей позволяет увеличить прочностные характеристики тканей см. табл. 1. Разрывная нагрузка ткани, изготовленной из стеклянных текстурированных нитей, значительно ниже разрывной нагрузки ткани, изготовленной из стеклянных крученых комплексных нитей на основе в 1,7 раза, по утку в 1,6 раза.

Использование в предлагаемой сетчатой ткани в качестве минеральных нитей базальтовых крученых комплексных нитей, обладающих в сравнении со стеклянными комплексными нитями более высокой прочностью, способствует улучшению прочностных характеристик заявленной сетчатой ткани, а следовательно, и композиционного материала, изготовленного на ее основе.

Применение в данной сетчатой ткани базальтовых и стеклянных комплексных нитей, имеющих одну и ту же химическую природу, позволяет производить их обработку одними и теми же аппаратами, что упрощает их совместимость со связующим, позволяет производить пропитку различного рода связующими: фенольной, полиэфирной, эпоксидной смолами, латексами, полимерами винилхлорида, составами на основе поливинилхлорида и т.д. и тем самым находить самое широкое практическое применение.

Использование в данной сетчатой ткани в качестве силикатных нитей стеклянных крученых комплексных нитей дает возможность целиком исключить технологический процесс получения текстурированной нити.

На фиг. 1 схематически дана структура предлагаемой сетчатой ткани, содержащая в качестве основных нитей силикатные нити 1 и минеральные нити 2; в качестве уточных нитей силикатные нити 3; на фиг. 2 схематически структура предлагаемой сетчатой ткани, содержащая в качестве основных нитей силикатные нити 1 и минеральные нити 2; в качестве уточных нитей минеральные нити 3.

Пример 1. Сетчатая ткань вырабатывается по основе из стеклянных крученых комплексных нитей марки БС 9-52x1x4 линейной плотности 208 текс с величиной крутки 100 кр/м и базальтовых крученых комплексных нитей марки БН 9-50x1x4 линейной плотности 200 текс с величиной крутки 100 кр/м. При этом нити основы находятся в соотношении, мас.

стеклянные крученые комплексные нити 91,2,
базальтовые крученые комплексные нити 8,8,
по утку из базальтовых крученых комплексных нитей марки БН9-50x1x4 линейной плотности 200 текс с величиной крутки 100 кр/м. Толщина ткани 0,247 мм. Поверхностная плотность 130 г/м². Плотность ткани (число нитей на 10 см): по основе 21•2, по утку 20. Разрывная нагрузка: по основе - 85,4 кГс, по утку 46,2 кГс. Сетчатая ткань вырабатывалась перевивочным переплетением на бесчелночных ткацких станках Р-125- 8М21.

Пример 2. Сетчатая ткань вырабатывается по основе из стеклянных крученых комплексных нитей марки БС 9-52x1x4 линейной плотности 208 текс с величиной крутки 100 кр/м и базальтовых крученых комплексных нитей марки БН 9-50x1x4 линейной плотности 200 текс с величиной крутки 100 кр/м. При этом нити основы находятся в соотношении, мас.

стеклянные крученые комплексные нити 51,
базальтовые крученые комплексные нити 49,
по утку из базальтовых крученых комплексных нитей марки БН 9-50x1x4 линейной плотности 200 текс с величиной крутки 100 кр/м. Толщина ткани 0,248 мм. Поверхностная плотность 125 г/м². Плотность ткани (число нитей на 10 см): по основе 21•2, по утку 20. Разрывная нагрузка: по основе - 87,6 кГс, по утку 46,2 кГс. Сетчатая ткань вырабатывалась перевивочным переплетением на бесчелночных ткацких станках Р-125-ZS-8М21.

Пример 3. Сетчатая ткань вырабатывалась по основе из стеклянных крученых комплексных нитей марки БС9-52x1x4 линейной плотности 208 текс с величиной крутки 100 кр/м и базальтовых крученых комплексных нитей марки БН9-50x1x4 линейной плотности 200 текс с величиной крутки 100 кр/м. При этом нити основы находятся в соотношении, мас.

стеклянные крученые комплексные нити 8,
базальтовые крученые комплексные нити 92,
по утку из базальтовых крученых комплексных нитей марки БН9-50x1x4 линейной плотности 200 текс с величиной крутки 100 кр/м. Толщина ткани 0,247 мм. Поверхностная плотность 120 г/м². Плотность ткани (число нитей на 10 см): по основе 21•2, по утку 20. Разрывная нагрузка: по основе - 92,8 кГс, по утку 45,9 кГс. Сетчатая ткань вырабатывалась перевивочным переплетением на бесчелночных ткацких станках Р-125-ZS-8М21.

Пример 4. Сетчатая ткань вырабатывается по основе из стеклянных крученых комплексных нитей марки БС9-52x1x4 линейной плотности 208 текс с величиной крутки 100 кр/м и базальтовых крученых комплексных нитей марки БН9-50x1x4 линейной плотности 200 текс с величиной крутки 100 кр/м. При этом нити основы находятся в соотношении, мас.

стеклянные крученые комплексные нити 67,5,
базальтовые крученые комплексные нити 32,5,
по утку из стеклянных крученых комплексных нитей марки БС9-52x1х4 линейной плотности 208 текс с величиной крутки 100 кр/м. Толщина ткани 0,249 мм. Поверхностная плотность 130,7 г/м². Плотность ткани (число нитей на 10 см): по основе 21•2, по утку 20. Разрывная нагрузка: по основе - 86,2 кГс, по утку 44,5 кГс. Сетчатая ткань вырабатывалась перевивочным переплетением на бесчелоночных ткацких станках Р-125-ZS-8М21.

Пример 5. Сетчатая ткань вырабатывается по основе из стеклянных крученых комплексных нитей марки БС9-52x1x4 линейной плотности 208 текс с величиной крутки 100 кр/м и базальтовых крученых комплексных нитей марки БН9-50x1x4 линейной плотности 200 текс с величиной крутки 100 кр/м. При этом нити основы находятся в соотношении, мас.

стеклянные крученые комплексные нити 51,
базальтовые крученые комплексные нити 49,
по утку из базальтовых крученых комплексных нитей марки БН9-50x1x4 линейной плотности 200 текс с величиной крутки 100 кр/м. Толщина ткани 0,327 мм. Поверхностная плотность 220,0 г/м². Плотность ткани (число нитей на 10 см): по основе 41•2, по утку 24. Разрывная нагрузка: по основе - 126,8 кГс, по утку 50,1 кГс. Сетчатая ткань вырабатывалась с перевивочным переплетением на бесчелночных ткацких станках Р-125-ZS-8М21.

Пример 6. Сетчатая ткань вырабатывается по основе из стеклянных крученых комплексных нитей марки БС9-52x1x4 линейной плотности 208 текс с величиной крутки 100 кр/м и базальтовых крученых комплексных нитей марки БН9-50x1x4 линейной плотности 200 текс с величиной крутки 100 кр/м. При этом нити основы находятся в соотношении, мас.

стеклянные крученые комплексные нити 83,9,
базальтовые крученые комплексные нити 16,1,
по утку из базальтовых крученых комплексных нитей марки БН9-50x1x4 линейной плотности 200 текс и с величиной крутки 100 кр/м. Толщина ткани - 0,327 мм. Поверхностная плотность 215 г/м². Плотность ткани (число нитей на 10 см): по основе 41•2, по утку 24. Разрывная нагрузка: по основе 124,6 кГс, по утку 51,6 кГс. Сетчатая ткань вырабатывалась перевивочным переплетением на бесчелночных ткацких станках Р-125-ZS-8М21.

Пример 7. Сетчатая ткань вырабатывалась по основе из стеклянных крученых комплексных нитей марки БС9-52x1x4 линейной плотности 208 текс с величиной крутки 100 кр/м и базальтовых крученых комплексных нитей марки БН9-50x1x4 линейной плотности 200 текс с величиной крутки 100 кр/м. При этом нити основы находятся в соотношении, мас.

стеклянные крученые комплексные нити 51,
базальтовые крученые комплексные нити 49,
по утку из стеклянных крученых комплексных нитей марки БС9-80x1x4 линейной плотности 320 текс с величиной крутки 80 кр/м. Толщина ткани 0,350 мм. Поверхностная плотность 336,0 г/м². Плотность ткани (число нитей на 10 см): по основе 51, по утку 32. Разрывная нагрузка: по основе 213,3 кГс, по утку 161 кГс. Сетчатая ткань вырабатывалась полотняным переплетением на ткацких станках АТ-100-5МС.

Пример 8. Сетчатая ткань вырабатывается по основе из стеклянных крученых комплексных нитей марки БС9-52x1x4 линейной плотности 208 текс с величиной крутки 100 кр/м и базальтовых крученых комплексных нитей марки БН9-50x1x4 линейной плотности 200 текс с величиной крутки 100 кр/м. При этом нити основы находятся в соотношении, мас.

стеклянные крученные комплексные нити 91,2,
базальтовые крученые комплексные нити 8,8,
по утку из стеклянных крученых комплексных нитей марки БС9-80x1x4 с величиной крутки 80 кр/м. Толщина ткани 0,350 мм. Поверхностная плотность - 337 г/м². Плотность ткани (число нитей на 10 см): по основе 51, по утку 32. Разрывная нагрузка: по основе 210,5 кГс, по утку 162,3 кГс. Сетчатая ткань вырабатывалась полотняным переплетением на ткацких станках АТ-100-5МС.

Пример 9. Сетчатая ткань вырабатывается по основе из стеклянных крученых комплексных нитей марки БС9-52x1x4 линейной плотности 208 текс с величиной крутки 100 кр/м и базальтовых крученых комплексных нитей марки БН9-50x1x4 линейной плотности 200 текс с величиной крутки 100 кр/м. При этом нити основы находятся в соотношении, мас.

стеклянные крученые комплексные нити 8,0,
базальтовые крученые комплексные нити 92,0,
по утку из стеклянных крученых комплексных нитей марки БС9-80x1x4 с величиной крутки 80 кр/м, линейной плотности 320 текс. Толщина ткани 0,350 мм. Поверхностная плотность 335 г/м². Плотность ткани (число нитей на 10 см): по основе 51, по утку 32. Разрывная нагрузка: по основе 233 кГс, по утку 165,0 кГс. Сетчатая ткань вырабатывалась полотняным переплетением на ткацких станках АТ-100-5 МС.

Пример 10. Сетчатая ткань вырабатывается по основе из стеклянных крученых комплексных нитей марки БС9-52x1x4 линейной плотности 208 текс с величиной крутки 100 кр/м, по утку из стеклянных крученых комплексных нитей марки БС9-52x1x4 линейной плотности 208 текс с величиной крутки 100 кр/м. Толщина ткани 0,350 мм. Поверхностная плотность 225,0 г/м². Плотность ткани (число нитей на 10 см): по основе 41•2, по утку 24. Разрывная нагрузка: по основе 123,8 кГс, по утку 46,4 кГс. Сетчатая ткань вырабатывалась перевивочным переплетением на бесчелночных ткачих станках Р-125-ZS-8М21.

Пример 11. Сетчатая ткань вырабатывается по основе из стеклянных крученых комплексных нитей марки БС9-52x1x4 линейной плотности 208 текс с величиной крутки 100 кр/м; по утку из базальтовых крученых комплексных нитей марки БН9-50x1x4 линейной плотности 200 текс с величиной крутки 100 кр/м. Толщина ткани 0,249 мм. Поверхностная плотность 132,4 г/м². Плотность ткани (число нитей на 10 см): по основе 21•2, по утку 20. Разрывная нагрузка: по основе 83,2 кГс, по утку 46,0 кГс. Сетчатая ткань вырабатывалась перевивочным переплетением на бесчелночных ткацких станках Р-125-ZS-8М21. В табл. 2 отражены результаты физико-механических испытаний предлагаемой сетчатой ткани и стеклянной ткани разреженной структуры.

Как следует из табл. 2, предлагаемая сетчатая ткань по прочностным характеристикам (разрывной нагрузке по основе и утку) превосходит стеклянную ткань разреженной структуры.

Массовые соотношения силикатных и минеральных нитей определены экспериментально: при весовом содержании минеральных нитей ниже 8,8% прочностные характеристики предлагаемой ткани находятся на уровне прочностных характеристик стеклянной ткани разреженной структуры, увеличение которых наблюдается уже при массовом содержании минеральных нитей, равном 8,8% достигающих максимального значения при 99,1%
Использование в предлагаемой сетчатой ткани в качестве минеральных нитей базальтовых крученых комплексных нитей влечет за собой не только улучшение эксплуатационных характеристик (по сравнению с композиционным материалом, изготовленным на основе стеклянной ткани разреженной структуры, композиционный материал, изготовленный на основе предлагаемой сетчатой ткани, в гораздо меньшей мере теряет свою прочность во времени, т.к. структура базальтового волокна менее развита, чем стеклянного и тем самым менее подвержена разрушению), но позволяет получить материал, обладающий химической устойчивостью, регулируемым модулем упругости (в зависимости от его практического применения), обладающий равнопрочными свойствами (например, при изготовлении абразивных кругов).

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемая сетчатая ткань отличается тем, что основные нити выполнены из силикатных и минеральных нитей, находящихся в соотношении, мас.

силикатные нити 0,9-91,2,
минеральные нити 99,1-8,8,
а уточные нити изготовлены как из силикатных, так и из минеральных нитей, при этом в качестве минеральных нитей используются базальтовые крученые комплексные нити, в качестве силикатных стеклянные крученые комплексные нити.

Использование: в производстве стеклянных тканей разреженных структур, применяемых преимущественно в качестве наполнителей при производстве препрегов материалов, предварительно пропитанных связующим. Сетчатая ткань образована переплетением основных и уточных термостойких нитей. Термостойкие нити представляют собой силикатные и минеральные нити. Основные нити выполнены из силикатных и минеральных нитей, находящихся в соотношении, мас.%: силикатные нити - 0,9-91,2, минеральные нити - 99,1-8,8, а уточные нити могут быть изготовлены как из силикатных, так из минеральных нитей. В качестве минеральных нитей используются базальтовые крученые комплексные нити, в качестве силикатных - стеклянные крученые комплексные нити. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Сетчатая ткань, образованная переплетением основных и уточных термостойких нитей и включающая силикатные и минеральные нити, отличающаяся тем, что основные нити выполнены из силикатных и минеральных нитей, находящихся в соотношении, мас.

Силикатные нити 0,9 -91,2
Минеральные нити 99,1 8,8
а уточные нити представляют собой силикатные или минеральные нити.