Основовязаная решетка для армирования
Полезная модель относится к производству композиционных материалов, а именно к производству конструкционных материалов, армированных основовязальным уточным трикотажем из высокопрочных нитей, и может быть использовано, например, в авиационной области. Техническим результатом полезной модели является улучшение формоустойчивости решетки с одновременным уменьшением относительного удлинения по вертикали за счет подплавления нитей переплетения закрытое трико из полипропиленовых нитей, которые обвивают протяжки переплетения закрытое трико. Основовязаная решетка для армирования со стабильной ячейкой, содержащая вертикальные 1 и горизонтальные 2 уточные усилительные нити, выполненные из комплексных стеклонитей, соединенных между собой и закрепленных в структуре решетки по горизонтали и вертикали системой нитей переплетения закрытая цепочка 3 из полиэфирных нитей, а система нитей переплетения закрытое трико 4 из полипропиленовых нитей образует платированные петли 5 вместе с петлями переплетения закрытая цепочка 3 через ряд в одном петельном столбике со смещением на один ряд в соседнем петельном столбике; причем петли переплетения закрытое трико 4 дополнительно связаны с петлями переплетения закрытая цепочка 3, с вертикальными уточными нитями 1 по всей вертикали и с горизонтальными уточными нитями 2 в местах пересечения переплетения закрытое трико 4 с горизонтальными 2 уточными нитями подплавлением. (1 п.н. ф-лы, 2 табл., 4 илл.)
Полезная модель относится к производству композиционных материалов, а именно к производству конструкционных материалов, армированных основовязальным уточным трикотажем из высокопрочных нитей, и может быть использовано, например, в дорожном строительстве.
Известно, что при производстве армированных конструкционных материалов для улучшения их прочностных характеристик используют различные виды арматуры. Существуют следующие виды армирования:
- армирование в поперечном направлении по всей ширине;
- армирование в продольном направлении по всей длине;
- армирование в поперечном и продольном направлении по всей ширине и длине;
- дискретное армирование отрезками нитей или волокнами, хаотично расположенными в матрице композиционного материала.
Из патента US 6706376, кл. В32В 7/02 (17.03.2000) известна решетка, состоящая из пересекающихся между собой под прямым углом и скрепленных с помощью нитей грунта переплетения цепочка вертикальных и горизонтальных усилительных высокомодульных синтетических уточных нитей. Несущие нагрузку вертикальные и горизонтальные уточные нити решетки выполнены из высокомодульных полиэстеровых волокон, например, из полиамида, а нити грунта переплетения цепочка из менее прочного сырья.
Описанная решетка затем может быть залита мягким пластичным материалом, например, битумной эмульсией или каучуком. Вертикальные уточные нити объединены в группы, содержащие по-крайней мере две нити, каждую из которых обвивает фиксирующая грунтовая нить переплетения цепочка. Дополнительная объединяющая нить имеет зигзагообразное положение для предотвращения перемещения вертикальных уточных нитей в поперечном направлении. Также решетка может иметь нетканую подложку, которая прикрепляется к решетке при помощи грунтовых нитей на рашель-машине.
Недостатком такой решетки является то, что грунтовые нити, обвивая вертикальные уточные нити, не обеспечивает надежного ее закрепления и уточные нити могут быть свободно вытянуты.
Объединяющая нить соединяет крайние вертикальные уточные нити таким образом, что через один ряд крайняя вертикальная уточная нить может быть смещена в поперечном направлении, что приводит к нестабильности структуры.
Техническим результатом полезной модели является устранение недостатков прототипа, а именно одновременное улучшение формоустойчивости решетки по вертикали и в месте пересечения вертикальной и горизонтальной уточной нити, уменьшение относительного удлинения по вертикали и увеличение прочности по вертикали за счет фиксации вертикальных уточных нитей подставлением грунтовых нитей переплетения закрытое трико из полипропилена.
Поставленная задача достигается тем, что решетка, состоящая из вертикальных и горизонтальных уточных усилительных высокомодульных синтетических нитей, образующих ячейки прямоугольной формы, нитей грунта переплетения цепочка и уточной нити, причем нить грунта переплетения цепочка охватывает вертикальные уточные нити и фиксирует горизонтальные уточные нити, а уточная нить грунта соединяет нити грунта переплетения цепочка, отличается тем, что вертикальные и горизонтальные уточные усилительные нити выполнены из комплексных стеклонитей, соединенных между собой и закрепленных в структуре решетки по горизонтали и вертикали системой нитей переплетения закрытая цепочка из полиэфирных нитей, а система нитей переплетения закрытое трико из полипропиленовых нитей образует платированные петли вместе с петлями переплетения закрытая цепочка через ряд в одном петельном столбике со смещением на один ряд в соседнем петельном столбике; петли переплетения закрытое трико из полипропиленовых нитей после термической обработки раплавляются и после охлаждения совместно с нитями переплетения закрытая цепочка из полиэфирных нитей закрепляют вертикальные и горизонтальные уточные усилительные комплексные стеклонити в структуре решетки.
Существенным признаком заявляемого технического решения является образование формоустойчивых, гибких, прочных вертикальных ребер из нитей, которые находятся в пленке, полученной подплавлением грунтовых нитей преплетения закрытое трико из полипропилена.
После снятия полотна с машины и стабилизации структуры решетки происходит процесс подплавления полипропиленовых нитей переплетения закрытое трико под прессом с температурой 165°С. В процессе формирования композиционного материала при заливке армирующего слоя петельная структура армирующей компоненты уже не перераспределяется и не деформируется и свойства, указанные выше, сохраняются.
Композиционные материалы в конструкциях, требующих наибольшего упрочнения в определенном направлении, характеризуются расположением армирующих ребер по направлению приложенной нагрузки.
Основовязаная решетка для армирования со стабильной ячейкой, содержащая вертикальные 1 и горизонтальные 2 уточные усилительные нити, выполненные из комплексных стеклонитей, соединенных между собой и закрепленных в структуре решетки по горизонтали и вертикали системой нитей переплетения закрытая цепочка 3 из полиэфирных нитей, а система нитей переплетения закрытое трико 4 из полипропиленовых нитей образует платированные петли 5 вместе с петлями переплетения закрытая цепочка 3 через ряд в одном петельном столбике со смещением на один ряд в соседнем петельном столбике; петли переплетения закрытое трико 4 из полипропиленовых нитей после термической обработки раплавляются и после охлаждения совместно с нитями переплетения закрытая цепочка 3 из полиэфирных нитей закрепляют вертикальные 1 и горизонтальные 2 уточные усилительные комплексные стеклонити в структуре решетки.
На фигуре 1 представлена графическая запись структуры решетки, где 1 - вертикальная уточная усилительная нить, 2 - горизонтальная уточная усилительная нить, 3 - переплетение закрытая цепочка, 4 - переплетение закрытое трико, 5 - платированнная петля, 6 - платированная петля.
На фигуре 2 представлена структура переплетения в месте пересечения вертикальных и горизонтальных уточных усилительных комплексных стеклонитей. Вертикальные уточные усилительные нити 1 пересекаются с горизонтальными уточными усилительными нитями 2 и закрепляются в структуре решетки системой нитей переплетения закрытая цепочка 3. После термической обработки системы переплетений закрытое трико 4 образуют расплавленную матрицу 4* , которая дополнительно закрепляет совместно с петлями переплетения закрытая цепочка вертикальные 1 и горизонтальные 2 уточные усилительные комплексные стеклонити в структуре решетки.
На фигуре 3 изображена структура переплетения в разрезе А-А, где 1 - вертикальная уточная усилительная нить, 2 - горизонтальная уточная усилительная нить, 3 - переплетение закрытая цепочка, 4* - расплавленная матрица из полипропилена.
На фигуре 4 показано общее изображение решетки для армирования, где 1 и 2 - соответственно вертикальные и горизонтальные уточные усилительные нити. Длина ячейки решетки 6 и ширина 7 проектируются с учетом заданных характеристик.
Сырьем для заявляемой решетки являются комплексные стеклонити, полиэфирные нити и полипропиленовые нити. Свойства сырья представлены в таблице 1.
| Таблица 1 | |||
| Сравнительная характеристика сырья, используемого в заявляемой решетке | |||
 | Полиэфир | Полипропилен | Стекловолокно |
| Разрывная прочность, г/текс | 48,6-90 | 36-81 | 69,3-84,6 |
| Разрывное удлинение, % | 7,8-19 | 18-28 | 5,3-5,7 |
| Температура плавления, °С | 256 | 165 | 1056 |
Пример 1. Основовязаная решетка для армирования со стабильной ячейкой вырабатывалась основовязальным способом уточным переплетением, переплетениями закрытая цепочка 3 и закрытое трико 4 с вертикальными 1 и горизонтальными 2 уточными усилительными комплексными стеклонитями линейной плотности 1200 текс. В качестве грунтовых нитей переплетения закрытая цепочка 3 использовалась полиэфирная мононить линейной плотностью 16,7 текс, а переплетения закрытое трико 4 - полипропиленовая мононить линейной плотностью 17,2 текс. Решетка изготовлена на основовязальной машине 6 класса и сформирована вязанием грунтовых нитей 3, 4 и одновременным прокладывавшем усилительным уточных нитей 1, 2 вдоль петельных рядов и петельных столбиков с раппортом, соответствующим длине 6 ячейки 20 мм и ширине 7 ячейки 20 мм. Поверхностная плотность решетки - 415 г/м2. Прочность при разрыве решетки - 41 кН/м.
Пример 2. Основовязаная решетка для армирования со стабильной ячейкой вырабатывалась основовязальным способом уточным переплетением, переплетениями закрытая цепочка 3 и закрытое трико 4 с вертикальными 1 и горизонтальными 2 уточными усилительными комплексными стеклонитями линейной плотности 1200 текс. В качестве грунтовых нитей переплетения закрытая цепочка 3 использовалась полиэфирная мононить линейной плотностью 16,7 текс, а переплетения закрытое трико 4 - полипропиленовая мононить линейной плотностью 17,2 текс. Решетка изготовлена на основовязальной машине 6 класса и сформирована вязанием грунтовых нитей 3, 4 и одновременным прокладывавшем усилительным уточных нитей 1, 2 вдоль петельных рядов и петельных столбиков с раппортом, соответствующим длине 6 ячейки 50 мм и ширине 7 ячейки 50 мм. Поверхностная плотность решетки - 405 г/м2. Прочность при разрыве решетки - 37 кН/м.
Пример 3. Основовязаная решетка для армирования со стабильной ячейкой вырабатывалась основовязальным способом уточным переплетением, переплетениями закрытая цепочка 3 и закрытое трико 4 с вертикальными 1 и горизонтальными 2 уточными усилительными комплексными стеклонитями линейной плотности 1500 текс. В качестве грунтовых нитей переплетения закрытая цепочка 3 использовалась полиэфирная мононить линейной плотностью 17,2 текс, а переплетения закрытое трико 4 - полипропиленовая мононить линейной плотностью 18,4 текс. Решетка изготовлена на основовязальной машине 10 класса и сформирована вязанием грунтовых нитей 3, 4 и одновременным прокладыванием усилительным уточных нитей 1, 2 вдоль петельных рядов и петельных столбиков с раппортом, соответствующим длине 6 ячейки 35 мм и ширине 7 ячейки 35 мм. Поверхностная плотность решетки - 483 г/м2. Прочность при разрыве решетки - 40 кН/м.
Сравнительная характеристика образцов основовязаной решетки для армирования представлена в таблице 2.
| Таблица 2 | |||
| Сравнительная характеристика образцов основовязаной решетки для армирования | |||
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 |
| Поверхностная плотность, г/м2 | 415 | 405 | 483 |
| Прочность на разрыв, кН/м | 41 | 37 | 40 |
Таким образом, использование предложенной основовязаной решетки для армирования с увеличенной формоустойчивостью по вертикали Решетка, обладая достаточной гибкостью и пластичностью и выступая армирующей компонентой в матрице полимера, повышает трещиностойкость композиционного материала.
Основовязаная решетка для армирования, состоящая из вертикальных и горизонтальных уточных усилительных высокомодульных синтетических нитей, образующих ячейки прямоугольной формы, нитей грунта переплетения цепочка и уточной нити, причем нить грунта переплетения цепочка охватывает вертикальные уточные нити и фиксирует горизонтальные уточные нити, а уточная нить грунта соединяет нити грунта переплетения цепочка, отличающаяся тем, что вертикальные и горизонтальные уточные усилительные нити выполнены из комплексных стеклонитей, соединенных между собой и закрепленных в структуре решетки по горизонтали и вертикали системой нитей переплетения закрытая цепочка из полиэфирных нитей, системами нитей переплетения закрытое трико из полипропиленовых нитей, образующих платированные петли вместе с петлями переплетения закрытая цепочка через ряд в одном петельном столбике со смещением на один ряд в соседнем петельном столбике; причем петли переплетения закрытое трико дополнительно связаны с петлями переплетения закрытая цепочка, с вертикальными уточными нитями по всей вертикали и с горизонтальными уточными нитями в местах пересечения переплетения закрытое трико с горизонтальными уточными нитями подплавлением.
