ТКАНЬ МНОГОСЛОЙНАЯ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2001 года по МПК D03D11/02 

Изобретение относится к области текстильной промышленности и касается многослойных тканей, предназначенных для получения конструкционных изделий, работающих при высоких температурах и нагрузках.

Известны многослойные ткани, выполненные из трех систем основных нитей и системы уточных нитей (а.с. 717175, кл. D 03 D 11/00, публ. 1980 г. - аналог и а.с. 887645, кл. D 03 D 11/00, публ. 1981 г. - аналог 2). В известных тканях две основные системы служат для фиксации складок, две системы служат для создания нескольких складок по высоте, при этом складки соединены друг с другом по отворотам за счет взаимного переплетения основных нитей разных складок с одними и теми же уточными нитями.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является ткань, выполненная из уточных нитей и 2-х систем основных нитей, одна из которых служит для создания складок с верхними и нижними отворотами, скрепленных второй основной системой по нижнему отвороту с помощью фиксирующих уточных нитей (ФРГ 3813740, кл. D 03 D 11/00, 1990 г. - прототип).

Наиболее близким техническим решением в части способа изготовления является способ изготовления ткани, осуществляемый путем переплетения уточных нитей и двух основных систем, одна из которых служит для создания складок с верхними и нижними отворотами, закрепленных второй основной системой по нижнему отвороту с помощью фиксирующих уточных нитей, и использования специального устройства, которое принудительно поднимает складку с нижними и верхними отворотами в вертикальное положение (ФРГ 3813740, кл. D 03 D 11/00, 1990 г. - прототип).

Недостатками известных тканей - аналогов является повышенная материалоемкость, при этом с возрастанием толщины тканей уменьшается формоустойчивость, не смотря на достаточное количество связей в структуре ткани, обеспечивающих достаточную прочность последней.

Недостатком известной ткани - прототипа является низкая формоустойчивость, что ограничивает область ее применения.

Недостатком известного способа изготовления является низкая производительность, ограниченные технологические возможности при наработке тканей этой структуры.

Задачей настоящего изобретения является получение конструкционного, формоустойчивого тканого материала с высокими прочностными свойствами, работающего при высоких температурах и нагрузках, и одновременно повышение производительности оборудования, расширение технологических возможностей при наработке ткани.

Поставленная задача решается за счет того, что в ткани, выполненной из уточных нитей и двух систем основных нитей, одна из которых служит для создания складок с верхними и нижними отворотами, скрепленных второй основной системой по нижнему отвороту с помощью фиксирующих утков, согласно изобретению, при одном и том же количестве нитей ткань дополнительно содержит две основные системы, одна из которых предназначена для скрепления складок по верхнему отвороту фиксирующими уточными нитями, а другая - для прошивания складок основными нитями, при этом одна и та же прошивающая основная нить расположена на разных уровнях по толщине ткани и с определенным интервалом по ширине ткани, закрепляя складки на разных уровнях.

Кроме того, количество прошивающих уровней и толщина ткани находятся в зависимости
δ = n·d·k,
где δ - толщина ткани;
n - количество уточных нитей между прошивающими уровнями;
d - диаметр нити;
K - количество прошивающих уровней основной системы.

Нити основной системы, предназначенные для создания складок с отворотами, выполнены из более тонкой пряжи, чем нити остальных систем.

В части способа изготовления ткани поставленная задача решается за счет того, что путем переплетения уточных нитей и двух основных систем, одна из которых служит для создания складок с верхними и нижними отворотами, закрепленных второй основной системой по нижнему отвороту с помощью фиксирующих уточных нитей, и использования специального устройства, которое принудительно поднимает складку с нижними и верхними отворотами в вертикальное положение, согласно изобретению складку, получаемую путем переплетения уточных нитей и основных нитей, одновременно с этим поднимают в вертикальное положение от предыдущего уровня прошивания к последующему уровню прошивания, окончательно закрепляют в вертикальном положении по верхнему отвороту складки дополнительной основной системой.

Кроме того, в качестве специального устройства используют индивидуальные навой-катушки с индивидуальным натяжением основных нитей на них, причем вес грузовых скоб зависит от диаметра нитей основных систем.

Натяжение нитей основных систем регулируют расположением и количеством грузовых скоб на нитях.

Пример описания структуры ткани, например восьмислойной, для сравнения с прототипом.

На фиг. 1 изображен продольный разрез восьмислойной ткани.

На фиг. 1a изображен продольный разрез восьмислойной ткани в первом основном раппорте.

На фиг. 1б изображен продольный разрез восьмислойной ткани во втором основном раппорте.

На фиг. 1в изображен продольный разрез восьмислойной ткани в третьем основном раппорте.

На фиг. 1г изображен продольный разрез восьмислойной ткани в четвертом основном раппорте.

На фиг. 2 изображен поперечный разрез восьмислойной ткани.

Для получения восьмислойной ткани необходимы четыре основные системы: верхняя фиксирующая основная система - нить 1 (на фиг. 1 и 2 в разных основных раппортах она обозначена 1; 1'), закрепляющая складки по верхним отворотам; прошивающая основная система - нить 2 (на фиг. 1 и 2 в разных основных раппортах она обозначена 2,2',2'',2'''), прошивающая складки на разных уровнях и с определенным интервалом по ширине ткани; нижняя фиксирующая основная система - нить 3 (на фиг. 1 и 2 в разных основных раппортах она обозначена 3 и 3'), закрепляющая складки по нижнему отвороту; складчатая основная система - нить 4 (на фиг. 1 и 2 в разных основных раппортах она обозначена 4 и 4'); и уточные нити, образующие складку при переплетении с нитями складчатой основной системы в порядке последовательного прокладывания цифрами 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 (фиг. 1 и 2). На фиг. 2 изображенный поперечный разрез восьмислойной ткани представлен разделенным на основные раппорта I, II, III, IV.

Складки нарабатываются последовательно снизу вверх и в обратном направлении по всей толщине ткани. Раппорт переплетения по основе - 4 нити, раппорт переплетения по утку - 16 нитей.

Уточная нить 5 является первым фиксирующим утком. Она, переплетаясь по принципу полотняного переплетения со складчатой основной нитью 4 и нижними фиксирующими основными нитями 3, скрепляет складку в нижней точке и присоединяет ее к ранее наработанной ткани и начинает формирование нового ребра складки, причем в первом основном раппорте (фиг. 1 а; 2) фиксирующая основная нить 3 находится над уточной нитью 5, а во втором - под уточной нитью 5 и обозначена на фиг. 1б; 2 как основная нить 3'.

При прокладывании уточных нитей 6-11 происходит ступенчатое формирование ребра складки в горизонтальных плоскостях, с прошиванием его по высоте на различных уровнях. Осуществляется это следующим образом. Уточная нить 6 переплетается полотняным переплетением со складчатой основной нитью 4, причем в первом основном раппорте I складчатая основная нить 4 находится под уточной нитью 6 (фиг. 1а и 2), во втором II (на фиг. 1б, и 2 она обозначена 4') - над уточной нитью 6 и т.д. Взаимное переплетение нитей формируют участок - ступеньку ребра складки.

Одновременно с формированием ребра складки происходит прошивание и прикрепление его к ранее наработанной многослойной ткани основной нитью 2 прошивающей основной системы (см. фиг. 1 и 1а.). Прошивание происходит за счет одновременного переплетения уточной нити 7 с нитью 4 складчатой основы и основной нитью 2 прошивающей основной системы. Причем, если нить 4 складчатой основы переплетается с уточной нитью 7, так же как и с уточной нитью 5 (см. фиг. 1а и 2), то нить 2 прошивающей основы переплетается с уточной нитью 7 следующим образом: в первом основном раппорте 1 прошивающая основная нить 2 лежит над уточной нитью 7 (на фиг. 1а и 2 она обозначена 2), во втором основном раппорте II прошивающая основная нить 2 (на фиг. 1б и 2 обозначенная 2') лежит под уточной нитью 7, в основных раппортах III и IV прошивающая основная нить 2 не переплетается с уточной нитью 7 и т.д. Происходит образование 1-го прошивающего уровня.

Взаимодействие уточных нитей 8 и 9 с основными нитями складчатой основы 4 происходит по тому же закону, что и уточной нити 6, позволяет сформировать следующую участок-ступеньку ребра складки.

Следующей точкой прошивания ребра складки с многослойной тканью является уточная нить 10 (фиг. 1в; 1г и 2), которая одновременно переплетается с нитью 4 складчатой основы и нитью 2 прошивающей основы. Причем в первом основном раппорте 1 нить складчатой основы 4 лежит под уточной нитью 10 (фиг. 2), во втором основном раппорте нить складчатой основы 4 (на фиг. 2 обозначена 4') лежит над уточной нитью 10 и т.д., а нить 2 прошивающей основы переплетается с уточной нитью 10 в тех основных раппортах, в которых не переплеталась с уточной нитью 7, т.е. в третьем основном раппорте III нить 2 прошивающей основы (на фиг. 1в и 2 обозначена 2'') лежит над уточной нитью 10, а в четвертом основном раппорте IV (на фиг. 1г и 2 обозначена 2''') - под уточной нитью 10. Происходит образование 2-го прошивающего уровня.

Прочное присоединение ребра складки к многослойной ткани происходит в верхнем наружном уровне. Это происходит путем переплетения уточной нити 12 с нитью 4 складчатой основы, основными нитями 1 верхней фиксирующей основной системы (фиг. 1), причем нить 4 складчатой основы в первом основном раппорте I лежит под уточной нитью 12 (фиг. 2), во втором основном раппорте II (на фиг. 2 она обозначена 4') - над уточной нитью 12 и т.д., а основная нить 1 верхней фиксирующей основной системы в первом основном раппорте I (фиг. 1а; 2) лежит над уточной нитью 12, во втором основном раппорте II - лежит под уточной нитью 12 (фиг. 1б; 2) и т.д., тем самым прочно прикрепляя ребро складки к многослойной ткани.

При прокладывании уточной нити 13 (фиг. 1) происходит смена положения нитей 1 верхней фиксирующей основной системы, т.е. нить 1 находится под уточной нитью 13 (фиг. 1a), а основная нить 1' - над уточной нитью 13 (фиг. 16). Также происходит и смена положения основной нити 4 складчатой системы (фиг. 1а, б), т. е. в первом основном раппорте 1 основная нить 4 находится над уточной нитью 13 (фиг. 1a), во втором (на фиг. 1б она обозначена 4') - под уточной нитью 13 и т.д. Благодаря этому происходит одновременно закрепление верхнего отворота складки и присоединение ее к ранее наработанной многослойной ткани, и начинается процесс формирования следующего ребра складки сверху вниз.

При прокладывании уточных нитей 14-19 происходит ступенчатое формирование и присоединение следующего ребра складки. Прошивание этого ребра складки происходит на тех же уровнях, что и у предыдущего ребра складки. Нити прошивающей системы 2 и нить 4 складчатой основы переплетаются с нитями утка 15 на втором прошивающем уровне. При этом нити прошивающей основы меняют свое положение относительно утка на противоположное, т.е. нить 2 из верхнего положения относительно утка 10 переходит в нижнее положение относительно утка 15. Также изменяют свое положение нити прошивающей основы 2 относительно утка 18 на первом прошивающем уровне.

При прокладывании последней уточной нити 20 происходит окончательное фиксирование наработанной складки и присоединение ее к ранее наработанной ткани. Нить утка 20 переплетается со складчатой основной нитью 4 и нижними фиксирующими основными нитями 3, которые так же изменили свое положение относительно уточной нити и перешли из нижнего положения в верхнее - нить 3'; и из верхнего положения в нижнее - нить 3 (фиг. 1а; 1б). Смена положения нитей верхней, нижней фиксирующих основных систем и прошивающей основной системы позволяет прочно закрепить складки, препятствует их обратному сползанию по нитям прошивающей основы. Далее процесс формирования складки ткани повторяется.

В этой структуре ткани верхняя и нижняя фиксирующие основные системы выполняются двумя нитями, которые работают за четыре: 1 и 1' - верхняя система, 3 и 3' - нижняя система, а внутренняя прошивающая основная система выполнена только одной нитью - 2, которая распределена в структуре ткани определенным образом: по вертикали - в двух прошивающих уровнях, по горизонтали - в четырех основных раппортах, т.е. можно сказать, что данная нить работает одна за четыре и плотность нитей прошивающей основы в уровне в четыре раза меньше, чем плотность нитей в традиционном полотняном переплетении. Так как складчатая основная система сформирована одной нитью, которая работает за две нити, то можно сказать, что плотность нитей в складчатой основной системе в два раза меньше, чем плотность нитей в традиционном полотняном переплетении.

Данной структурой может вырабатываться ткань толщиной от 10 до 60 мм, при этом количество нитей основы в прошивающей системе может изменяться от 1 до 13 (исходя из возможности ткацкого станка).

Таким образом, сравнивая с прототипом, можно сказать, что для создания ткани с данной структурой, необходимо, как минимум, четыре основные нити, распределяя которые в ткани вышеописанным способом, обеспечивают постоянство толщины при воздействии разнонаправленных нагрузок, меньшую объемную плотность при высокой прочности материала.

В зависимости от толщины ткани данной структуры изменяется количество прошивающих уровней и тем самым изменяется количество используемых основных нитей прошивающей системы. При этом прошивающие уровни распределены равномерно по толщине ткани.

Кроме того, в данной структуре основные нити для образования складки могут использоваться меньшего диаметра (как правило в два раза), чем нити фиксирующих и прошивающих основных систем.

Нити утка могут быть выбраны разного диаметра и различного сырьевого состава в соответствии с толщиной ткани.

Способ изготовления многослойной ткани.

Технологическая схема заправки ткацкого станка представлена на фиг. 3, где:
1. Нить.

2. Шпулярник с навой-катушками.

3. Направляющие гребенки.

4. Система скал.

5. Скальное бердо.

6. Машина Жаккарда.

7. Глазки галев.

8. Бердо.

9. Фартук ткацкого станка.

Схема заправки нити на шпулярнике представлена на фиг. 4, где:
1. Нить основы.

2. Навой-катушка.

3. Направляющая гребенка.

4. Грузовые скобы.

Изготовление ткани осуществляется на специальных ткацких станках, оснащенных машинами Жаккарда, позволяющими осуществлять индивидуальное управление каждой нитью любой из основных систем, что позволяет получать ткани сложной структуры. Для этого каждая основная нить наматывается на индивидуальный навой-катушку и устанавливается на горизонтальные ряды шпулярника, причем катушки с основными нитями располагаются на горизонтальных рядах соответственно расположению основных систем в структуре ткани, т.е. нити верхней фиксирующей основной системы расположены на 1 горизонтальном ряду шпулярника, нити прошивающей основной системы - на втором горизонтальном ряду шпулярника, нити нижней фиксирующей основной системы - на третьем горизонтальном ряду шпулярника, нити складчатой основной системы - на четвертом горизонтальном ряду шпулярника. Такое расположение основных нитей обеспечивает при одновременном переплетении нитей складчатой основной системы и нитей прошивающей основной системы с уточными нитями ступенчатое формирование ребра складки, так как участки сформированного ребра складки постепенно поднимаются от нижнего уровня фиксации к следующему уровню прошивания и т.д. до верхнего уровня фиксации складки и обратно: от уровня прошивания к следующему уровню прошивания и окончательному закреплению складки, путем переплетения фиксирующих уточных нитей с нитями нижней фиксирующей основной системы и складчатой основной системой.

Навой-катушки с нитями основы устанавливаются на катушкодержателях шпулярника. Нить, сматываясь с катушки, огибает направляющий пруток и далее пробирается в гребенку, систему скал, скальное бердо, глазки галев, бердо и привязывается к фартуку ткацкого станка (фиг. 3). Для создания натяжения и компенсации удлинения на каждую нить основы устанавливают по две грузовые скобы (фиг. 4). Первая грузовая скоба устанавливается на нить между катушкой и направляющим прутком. Она весит в два раза больше, чем вторая грузовая скоба, т. к. установлена на две ветви нити основы и служит для поддержания натяжения нити в процессе ткачества, а также препятствует лишнему сходу нити с катушки во время раскрытия зева, когда максимально возрастает натяжение. Вторая грузовая скоба установлена на нить между катушкой и гребенкой и служит для компенсации удлинения нити, сматываемой с навой-катушки, т.е. грузовая скоба, оттягивая нить назад в момент прибоя, натягивает ее. Увеличение длины нити, сматываемой с навой катушки, возникает вследствие того, что после максимального натяжения в момент зевообразования происходит снижение натяжения нити в момент заступа, когда натяжение нитей ослабевает до минимума. Образовавшуюся разницу между длинами нити призвана удалить вторая грузовая скоба.

В процессе ткачества основные нити разных систем могут находиться под разным натяжением. Это зависит от того, какие нити переплетаются между собой и в каком уровне происходит зевообразование. Индивидуальное расположение и натяжение основных нитей позволяет решить данную задачу.

В процессе ткачества формирование подобных структур происходит с использованием машин Жаккарда, которые позволяют индивидуально управлять каждой основной нитью, что, например, позволяет прошивать складки ребра с определенным шагом по горизонтали и вертикали.

Управление машинами Жаккарда осуществляется программным перфорированным картоном. Он насекается в соответствии с рисунком структуры ткани.

Таким образом, сравнивая с прототипом, можно сказать, что используя индивидуальные навой-катушки, натяжение и управление каждой нитью, когда нити утка прокладываются в зева, которые перемещаются по вертикали от нижнего фиксирующего уровня к верхнему фиксирующему уровню и обратно, при этом участки складки, поднимаясь от уровня к уровню, ступенчато прошиваются на разных уровнях с определенным шагом по вертикали и горизонтали, можно получать многослойные ткани сложной структуры и нужной толщины.

Изобретение относится к области текстильной промышленности и касается ткани многослойной, выполненной из уточных нитей и двух систем основных нитей, одна из которых служит для создания складок с верхними и нижними отворотами, скрепленных второй основной системой по нижнему отвороту с помощью фиксирующих уточных нитей. При одном и том же количестве нитей ткань дополнительно содержит две основные системы, одна из которых предназначена для скрепления складок по верхнему отвороту фиксирующими уточными нитями, а другая - для прошивания складок основными нитями, при этом одна и та же прошивающая основная нить расположена на разных уровнях по толщине ткани и с определенным интервалом по ширине ткани, закрепляя складки на разных уровнях. Предложен способ ее изготовления. Предлагаемая ткань имеет высокие прочностные свойства. 2 с. и 4 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Ткань многослойная, выполненная из уточных нитей и двух систем основных нитей, одна из которых служит для создания складок с верхними и нижними отворотами, скрепленных второй основной системой по нижнему отвороту с помощью фиксирующих уточных нитей, отличающаяся тем, что при одном и том же количестве нитей ткань дополнительно содержит две основные системы, одна из которых предназначена для скрепления складок по верхнему отвороту фиксирующими уточными нитями, а другая - для прошивания складок основными нитями, при этом одна и та же прошивающая основная нить расположена на разных уровнях по толщине ткани и с определенным интервалом по ширине ткани, закрепляя складки на разных уровнях. 2. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что количество прошивающих уровней и толщина ткани находятся в зависимости
δ = n×d×k,
где δ - толщина ткани;
n - количество уточных нитей между прошивающими уровнями;
d - диаметр нити;
k - количество прошивающих уровней основной системы. 3. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что нити основной системы, предназначенные для создания складок с отворотами, выполнены из более тонкой пряжи, чем нити остальных систем. 4. Способ изготовления многослойной ткани, осуществляемый путем переплетения уточных нитей и двух основных систем, одна из которых служит для создания складок с верхними и нижними отворотами, закрепленных второй основной системой по нижнему отвороту с помощью фиксирующих уточных нитей и использования устройства, которое принудительно поднимает складку с нижними и верхними отворотами в вертикальное положение, отличающийся тем, что складку, получаемую переплетением уточных нитей и основных нитей, одновременно с этим поднимают в вертикальное положение от предыдущего уровня прошивания к последующему уровню прошивания, окончательно закрепляют в вертикальном положении по верхнему отвороту складки дополнительной основной системой. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве устройства, принудительно поднимающего складку, используют индивидуальные навой-катушки с индивидуальным натяжением основных нитей. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что натяжение нитей основных систем регулируют местом расположения и количеством грузовых скоб.