Способ соединения ткани из сверхвысокомолекулярного полиэтилена и изделие, включающее такое соединение

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к способам соединения тканей из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), а также к изделиям, включающим такое соединение, и может быть использовано для получения тканых изделий для применения в различных областях техники. Способ включает наложение краевой части первого фрагмента ткани из СВМПЭ на не краевую часть первого фрагмента, или на краевую или не краевую часть второго фрагмента ткани из СВМПЭ, и сшивание частей ткани с формированием соединительного шва, ориентированного вдоль кромки краевой части первого фрагмента ткани и содержащего, по меньшей мере, две строчки. Сшивание частей ткани осуществляют с натяжением нити соединительного шва, обеспечивающим прижатие друг к другу продольных нитей ткани, ориентированных поперечно соединительному шву, на длине указанных продольных нитей не менее 3 см. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к способам соединения тканей из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), а также к изделиям, включающим такое соединение, и может быть использовано для получения тканых изделий для применения в различных областях техники.

Уровень техники

Волокна из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (также СВМПЭ, ультра высокомолекулярный полиэтилен, UHMW-PE) обладают набором уникальных характеристик, таких как высокая плотность, модуль упругости, предел прочности на разрыв, износостойкость, низкий коэффициент трения, устойчивость к воздействию излучения, кислот и щелочей, определяющих возможности его широкого применения в различных областях техники. Ткани из волокон СВМПЭ могут иметь различную конфигурацию, размеры и толщину в зависимости от свойств, предъявляемых изделию.

При производстве объемных изделий возникает необходимость соединения двух и более фрагментов ткани из СВМПЭ или частей одного фрагмента путем сшивания.

Из уровня техники известен способ соединения тканей из СВМПЭ, в котором из фрагментов ткани формируют несколько слоев и прошивают их с использованием различных типов строчки: прямая, зигзаг и т.д. (см. публикацию заявки США US 2010203304, 12.08.2010 или патент США US 7968477, 28.06.2011 - наиболее близкий аналог).

Представленный аналог обеспечивает послойное соединения слоев ткани с целью получения единого изделия, обладающего хорошими баллистическими свойствами. Однако указанную технологию нельзя использовать для получения объемных тканых изделий, в котором краевая часть одного фрагмента соединена с другим фрагментом ткани, поскольку данное соединение будет обладать очень низкой прочностью при растяжении.

Причина данного явления заключается в том, что волокна из СВМПЭ имеют очень низкий коэффициент трения (близок к нулю). Например, если в ткани из СВМПЭ длиной несколько метров потянуть за нить, ее возможно вытащить без особых усилий. В связи с этим обычное соединение фрагментов ткани не обеспечивает прочность шва при растягивающих нагрузках.

Раскрытие изобретения

Задачей заявленного изобретения является устранение недостатков аналогов разработки технологии для соединения краевой части одного фрагмента ткани из СВМПЭ с некраевой частью того же фрагмента или с другим фрагментом ткани из СВМПЭ с обеспечением получения объемного изделия достаточной прочности.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении прочности соединения тканей при растягивающих нагрузках и снижении трудоемкости выполнения соединения.

Указанный технический результат достигается в способе соединения ткани из СВМПЭ за счет того, что он предусматривает наложение краевой части первого фрагмента ткани из СВМПЭ на не краевую часть первого фрагмента либо на краевую или не краевую часть второго фрагмента ткани из СВМПЭ, сшивание частей ткани с формированием соединительного шва, ориентированного вдоль кромки краевой части первого фрагмента ткани и содержащего по меньшей мере две строчки, при этом сшивание частей ткани осуществляют с натяжением нити соединительного шва, обеспечивающим прижатие друг к другу продольных нитей ткани, ориентированных поперечно соединительному шву, на длине указанных продольных нитей не менее 3 см.

Согласно частным вариантам реализации способа:

- при наложении частей ткани выполняют подворот краевой части по крайней мере одного фрагмента ткани;

- формируют соединительный шов шириной по меньшей мере 1,5 см;

- выполняют посредством прямых и/или зигзагзообразных и/или криволинейных строчек;

- сточки соединительного шва выполняют из стежков имеющих длину не более 7 мм;

- строчки соединительного шва выполняют на расстоянии не более 3 мм;

- предварительно осуществляют оплавление краев соединяемых фрагментов ткани.

Указанный технический результат также достигается в тканом изделии, которое содержит первый фрагмент ткани из СВМПЭ, краевая часть которого соединена с некраевой частью указанного первого фрагмента или с краевой или некраевой частью второго фрагмента ткани из СВМПЭ посредством соединительного шва, ориентированного вдоль кромки краевой части первого фрагмента ткани и содержащего по меньшей мере две строчки, при этом соединительный шов выполнен с обеспечением прижатия друг к другу продольных нитей ткани, ориентированных поперечно соединительному шву, на длине указанных продольных нитей не менее 3 см.

Согласно частным вариантам реализации тканое изделие может представлять собой изделие, выбранное из группы, включающей: элемент одежды, палатку, парус, парашют, пожарный мат, чехол, мешок, мебельную обивку, батут, многослойный защитный экран.

В отличие от ближайшего аналога заявленное изобретение предназначено для соединения краевых частей фрагментов ткани из СВМПЭ для получения изделий, подверженных растягивающим нагрузкам.

Автором изобретения было установлено, что для прочного соединения фрагментов тканей из СВМПЭ необходимо применить принципиально иной подход, связанный с прижатием нитей материала поперечных соединительному шву друг в другу.

В обычных тканях прочность соединения обеспечивается в основном за счет возникновения силы трения между поперечными и продольными нитями (утком и основой) и удерживания ими соединительной нити в местах их пересечения. При этом величина натяжения соединительной нити и, соответственно, степень ее прижатия к нитям самой ткани существенную роль не играют. Более того, при промышленном производстве ткани натяжение нити соединительных швов и не обеспечивают.

В тканях из СВМПЭ, в силу очень низкого трения волокон, этот механизм соединения не работает, и соединительная нить не удерживает сшитые фрагменты при растяжении.

Однако в данном материале возможно обеспечить надежное соединение, при соблюдении двух условий:

- создать натяжение нити соединительного шва, достаточное для прижатия друг к другу продольных параллельных нитей (волокон) ткани, ориентированных поперечно соединительному шву,

- обеспечить прижатие указанных продольных нитей (волокон) на достаточной длине. Экспериментально было установлено, что для СВМПЭ оптимальная длина прижатия указанных волокон составляет не менее 3 см. В этом случае, площадь прижатия соседних поперечных волокон друг к другу будет достаточна для обеспечения устойчивости соединения к растягивающим нагрузкам без сползания шва.

При выполнении простого нахлеста краев фрагментов ткани, указанная длина прижатия продольных волокон определяется шириной соединительного шва, которая, в данном случае, также должна составлять минимум 3 см. Такой шов может быть образован несколькими параллельными строчками прямой, зигзагообразной или криволинейной формы.

Поскольку выполнение такого широкого шва является довольно трудоемким процессом, и в виду непригодности данного шва для некоторых типов изделий, согласно частному варианту изобретения предложено выполнять подворот краевых частей соединяемых фрагментов, что позволяет увеличить длину области прижатия продольных волокон (увеличение количество точек прижатия соседних волокон друг к другу) без увеличения ширины самого соединительного шва, а также снизить трудоемкость выполнения соединения за счет уменьшения количества строчек. В этом случае ширина соединительного шва может составлять, соответственно, минимум 1,5 см.

При этом материал и толщина нити для соединительного шва, тип, размер строчки и другие параметры соединения в данном случае могут варьироваться в зависимости от задачи и условий реализации способа.

Кроме того, дополнительно предлагается выполнять оплавление краев соединяемых фрагментов (концов нитей), вследствие которого концы приобретают клубнеобразную форму с толщиной, значительно большей диаметра нити, и жесткостью и твердостью, на порядок выше, чем у нити. Поверхность «клубня» имеет микронеровности (микрозацепы), препятствующие вытягиванию нити и способствующие дополнительному сжатию поперечных нитей за счет уменьшения щели для вытягивания продольной нити с клубнеобразным концом.

Это приводит к усилению прижатия продольных волокон друг к другу. При этом в определенный момент сила прижатия становится больше силы вытягивания нити и нагрузка упорную часть клубнеобразного конца нити не увеличиваются. Дальнейшее усилие растяжение ткани приводит только к большему сжатию продольных нитей и как следствию повышению прочности шовного соединения на 2-3 порядка.

Однако следует отметить, что оплавление концов фрагментов не является определяющей операцией в предлагаемом способе и может не выполняться.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется фигурой, на которой схематично показаны соединения фрагментов ткани из СВМПЭ.

Осуществление изобретения.

Заявленный способ позволяет обеспечить соединение краевой части одного фрагмента (1) ткани из СВМПЭ к не краевой части того же фрагмента (соединение типа «рукав») или к краевой или некраевой части второго фрагмента (2) ткани из СВМПЭ (см. фиг. 1).

Способ предусматривает предварительное оплавление кромок соединяемых фрагментов (необязательно), последующее наложение одной части ткани на другую с частичным перекрытием фрагмента и их сшивание с формированием соединительного шва (3). При соединении может дополнительно выполняться подворот (4) краевой части одного или обеих фрагментов (1,2).

Сшивание выполняется с натяжением соединительной нити таким образом, чтобы обеспечить прижатие друг к другу продольных нитей ткани, ориентированных поперек соединительного шва (2). Сила натяжения нити в зависимости от материала и параметра шва может варьироваться в пределах от 0,1 до 2Н. Указанное натяжение может быть обеспечено, в частности, за счет применения для сшивания стандартной бытовой швейной машинки.

При этом длина области прижатия продольных нитей должна составлять не менее 3 см. В случае выполнения подворотов (4) длина указанной области равна двойной ширине (S) соединительного шва (3), что определяет минимальное значение S=l,5 см.

Соединительный шов выполняют из нескольких параллельных строчек (5). Могут применяться любые типы строчек, включая, без ограничений, прямую строчку (простую, пунктирную и т.д.), строчку зиг-заг (простой, «эластичный», «сатиновый», «трикотажный» и т.д.), а также криволинейную строчку (в т.ч. все виды декоративных). Однако строчка зиг-зиг является наиболее предпочтительно с технологической точки зрения, поскольку зона прижатия продольных нитей в этом случае ориентирована под углом, что дополнительно повышает прочность соединения и позволяет выполнять меньшее количество строчек в шве.

Количество строчек зависит от соединяемых материалов и требуемой прочности соединения, но не может быть менее двух.

Расстояние между строчками, как правило, составляет не менее 3 мм. Длина каждого стежка в строчке может варьироваться в пределах от 1 до 7 мм.

Для формирования шва могут быть использованы любые типы нитей, в частности натуральные (хлопок и т.д.) или синтетические (полиамидные и др.). Толщина нитей также может варьироваться в зависимости от типа соединения, плотности тканей и других показателей.

Для подтверждения заявленных свойств соединения фрагментов ткани из СВМПЭ были проведены испытания прочности изделий, изготовленный согласно заявленному изобретению.

Испытание на растяжение с помощью домкрата

Проводили испытание изделия из двух фрагментов ткани из СВМПЭ плотностью 290 г/м2 в виде полос шириной 1,5 см каждая. Соединяли краевые части фрагментов посредством полиамидной нити №40 (обычная швейная нить). Использовали шов, содержащий шесть прямых строчек с длиной стежка 1 мм, размещенных расстоянии 3 мм. Свободные концы указанных фрагментов ткани соединяли с тем же фрагментом с использованием таких же швов для образования рукавов по краям изделия (см. фиг. 1).

Для испытания применяли домкрат ромбовидный усилием 2 тонны, доску деревянную 25×4×5 см и оснастку для крепления ткани в домкрате и на доске.

Домкрат приводили в положение: «поднято», с одной стороны полосу ткани прикрепляли к домкрату, а с другой к неподвижному металлическому зажиму. Далее домкрат опускали с обеспечением вертикального растяжения полосы ткани до ее разрыва. В результате испытания не удалось разорвать соединительный шов, т.к. сломалась металлическая оснастка, а также погнулись стальные элементы домкрата толщиной более 3 мм. При этом соединительный шов стал жестче.

Испытание на сползание шва

Использовали два фрагмента ткани из СВМПЭ плотностью 290 г/м2 в виде полос шириной 4 см каждая. Краевые части фрагментов соединяли полиамидной нитью. Применяли шов, содержащий шесть зигзагообразных строчек с длиной стежка 2 мм, размещенных расстоянии 2 мм.

Свободные концы указанных фрагментов ткани соединяли с тем же фрагментом с использованием таких же швов для образования рукавов по краям изделия.

Два металлических прутка диаметром 22 мм продевали в указанные рукава. Первый пруток устанавливался на опоры на высоте 50 см, а второй оставался в висячем состоянии.

Человек весом около 100 кг становился ногами на второй "упорный" пруток и подпрыгивал на нем 20 раз для обеспечения растяжения исследуемого изделия. В результате соединительный шов не разорвался, при этом сползание шва относительно первоначального положения составляло в разных частях соединения от 0 до 1 мм.

Проведенные испытания подтверждают эффективность применения заявленного изобретения для получения тканых изделия, подверженных растягивающим нагрузкам.

Изобретение может применяться для изготовления различных изделий, в частности для пошива различных элементов одежды, в том числе многослойной: брюк, рубашек, носков, перчаток, головных уборов, а также при производства палаток, парусов, парашютов, ветрозащитных изделий, пожарных матов, чехлов, мешков, батутов, обивки мебельной, для создания многослойных защитных поверхностей, а также для крепежа ткани СВМПЭ практически для любых технических целей в любых технических оснастках.

1.  Способ соединения ткани из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), включающий:

наложение краевой части первого фрагмента ткани из СВМПЭ на не краевую часть первого фрагмента, или на краевую или не краевую часть второго фрагмента ткани из СВМПЭ,

и сшивание частей ткани с формированием соединительного шва, ориентированного вдоль кромки краевой части первого фрагмента ткани и содержащего по меньшей мере две строчки,

при этом сшивание частей ткани осуществляют с натяжением нити соединительного шва, обеспечивающим прижатие друг к другу продольных нитей ткани, ориентированных поперечно соединительному шву, на длине указанных продольных нитей не менее 3 см.

2. Способ по п.1, в котором при наложении частей ткани выполняют подворот краевой части по крайней мере одного фрагмента ткани.

3. Способ по п.2, в котором формируют соединительный шов шириной по меньшей мере 1,5 см.

4. Способ по п.1, в котором соединительный шов выполняют посредством прямых и/или зигзагообразных, и/или криволинейных строчек.

5. Способ по любому из п.1, в котором строчки соединительного шва выполняют из стежков имеющих длину до 7 мм.

6. Способ по любому из п.1, в котором строчки соединительного шва выполняют на расстоянии не более 3 мм.

7. Способ по любому из п.1, в котором предварительно осуществляют оплавление краев соединяемых фрагментов ткани.

8. Тканое изделие, содержащее первый фрагмент ткани из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), краевая часть которого соединена с некраевой частью указанного первого фрагмента или с краевой или некраевой частью второго фрагмента ткани из СВМПЭ посредством соединительного шва, ориентированного вдоль кромки краевой части первого фрагмента ткани и содержащего по меньшей мере две строчки, при этом соединительный шов выполнен с обеспечением прижатия друг к другу продольных нитей ткани, ориентированных поперечно соединительному шву, на длине указанных продольных нитей не менее 3 см.

9. Тканое изделие по п.8, в котором соединение частей ткани выполнено способом по любому из пп. 1-7.

10. Тканое изделие по п.8 или п. 9, которое представляет собой изделие, выбранное из группы, включающей: элемент одежды, палатку, парус, парашют, пожарный мат, чехол, мешок, мебельную обивку, батут, многослойный защитный экран.



 

Похожие патенты:

Предлагается способ предотвращения распускания шва многониточного цепного стежка. Нормальное шитье прекращается установкой петлителя в продвинутом вперед положении состояния движения, в котором петля игольной нити улавливается петлителем, подвергается удержанию в положении более близком к переднему концу траектории движения петлителя, чем к положению падения иглы, оно поддерживается до тех пор, пока игла не опустится через петлю игольной нити, пойманную петлителем.

Швейная машина типа "оверлок" с обработкой среза для сшивания вместе по меньшей мере двух перекрывающихся и принадлежащих одному или более текстильным изделиям отворотов (3а, 3b) текстильного материала, содержащая: по меньшей мере игольную пластину (2), выполненную с возможностью обеспечения опоры по меньшей мере для двух перекрывающихся отворотов (3а, 3b) текстильного материала одного или более текстильных изделий, перемещаемых скольжением для формирования швейных стежков (10а, 10b, 10с), игольная пластина (2) снабжена сквозными отверстиями, определяющими соответствующие пазы (4) для прохождения швейных игл (5), и по меньшей мере боковой выступающей частью (6), определяющей линию (7) скольжения для швейных стежков (10а, 10b, 10с); нижний связывающий крючок (14); верхний связывающий крючок (15); и по меньшей мере иглодержатель (11) по меньшей мере с тремя швейными иглами (5), которые установлены на иглодержателе (11) сбоку друг от друга, выровнены друг относительно друга, снабжены соответствующими швейными нитями (10) и выполнены с возможностью прохождения сквозь указанные пазы (4) игольной пластины (2) для сшивания перекрывающихся отворотов (3а, 3b) текстильного материала, при этом указанная игольная пластина (2) снабжена по меньшей мере тремя из указанных пазов (4) для прохождения швейных игл (5), причем каждый из указанных пазов (4) для прохождения швейных игл (5) выполнен так, чтобы его могла проходить по меньшей мере соответствующая швейная игла, при этом игольная пластина (2) снабжена соответствующими разделительными участками (8), выполненными с возможностью по меньшей мере частичного отделения каждого из пазов для прохождения швейных игл (5) от соседних пазов (4) для прохождения игл (5) по меньшей мере в зоне (9) прохождения игл (5), так чтобы обеспечить параллельное формирование по меньшей мере трех различающихся и расположенных на взаимном расстоянии друг от друга швейных стежков (10а, 10b, 10с).

В швейной машине с многониточным цепным стежком и с устройством предотвращения распускания шва основание игольной пластины (11) разделено на левую (11L) и правую (11R) части игольной пластины, при этом левая часть служит для присоединения игольной платины и для поддержки привода качания (30) крюка подвешивания нити (3), а правая часть основания игольной пластины крепится к платформе швейной машины (В) и используется для фиксации стопорного элемента (4), цилиндра стопора (42) и цилиндра управления нитью (32).
Способ получения герметичных швов швейных изделий. Изобретение относится к легкой промышленности, а именно к изготовлению специальной водонепроницаемой одежды.

Крючок для нитки и держатель нитки петлеобразователя установлены с обратной стороны положения опускания иголки швейной машины. По завершении обычного шва крючок для нитки и держатель нитки петлеобразователя поворачиваются и перемещаются близко к петлеобразователю.

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано для получения герметичных швов при изготовлении изделий из войлока для повышения теплозащитных и деформационно-прочностных свойств изделий.

В изобретении раскрыта содержащая две иглы швейная машина, которая улучшает прочность выпуклой изогнутой детали за счет сведения пары стежков ближе друг к другу, при прошивании сшиваемого изделия, которое содержит выпуклую изогнутую деталь.

Изобретение относится к швейной промышленности и может быть использовано при изготовлении швейных изделий. .

Изобретение относится к швейной отрасли легкой промышленности, а именно к изготовлению водозащитной одежды бытового назначения: курток, плащей, а также специальной одежды для рабочих автостоянок, мойщиков больших емкостей и т.д.

Изобретение относится к области швейного оборудования и может использоваться при изготовлении швейных изделий специального назначения и бытовой водозащитной одежды из текстильных материалов с водоотталкивающей заключительной отделкой, а также из материалов с пленочными покрытиями.

Предлагается рельефная ткань, обладающая свойством повышенной степени адгезии к эластомерным материалам, выполненная с высокоразвитой рельефной поверхностью комбинированным переплетением нитей основы и утка.

Данное изобретение относится к пряже, предназначенной для экранированных применений, в частности для применений, связанных с экранированием тепла солнца при одновременном пропускании солнечного света, а также к ткани, полученной из такой пряжи, и к способу их производства.

Предлагаются монофиламентные волокна из экспедированного политетрафторэтилена (эПТФЭ) и тканые материалы, изготовленные из волокон из эПТФЭ. Волокна из эПТФЭ характеризуются по существу прямоугольной конфигурацией, плотностью, меньшей чем приблизительно 1,0 г/куб.

Предлагается оборачиваемая текстильная оплетка и способ ее построения. Оборачиваемая текстильная оплетка включает удлиненную стенку, проходящую вдоль продольной оси между противоположными концами с продольно проходящими краями, идущими параллельно или в основном параллельно продольной оси между противоположными концами.

В изобретении описан текстильный рукав для прокладки и защиты протяженных объектов и способ изготовления такого рукава. Рукав содержит протяженную стенку с противолежащими кромками, проходящими параллельно центральной оси рукава.

Предлагается полотно, которое проявляет превосходную механическую прочность и пригодность к формованию. В данном полотне нити одного вида из основных нитей и уточных нитей представляют собой полиамидное полимерное волокно, включающее полиамидную полимерную композицию, и нити другого вида представляют собой непрерывное углеродное волокно.

Настоящее изобретение относится к ткани, содержащей: газовую прослойку, состоящую из множества газовых ячеек, каждая ячейка главным образом сферической формы, газовая прослойка выполнена из эластичного материала, обладающего хорошей растяжимостью, каждая газовая ячейка заполнена газом, разновидность газа выбирают соответственно применению данной ткани, газовые ячейки, соединяясь, образуют непрерывную матричную структуру; к внутренней и наружной стороне газовой прослойки соответственно крепятся подкладочная ткань и наружный слой.

Изобретение относится к стойкому к проникновению изделию, которое может использоваться для производства защитной одежды, такой как бронежилеты, шлемы, а также щитов или элементов брони, а также к способу его производства.

Изобретение относится к многослойным теплостойким материалам и может быть использовано при изготовлении защитной одежды, предназначенной для эксплуатации в условиях повышенной опасности и обладающей устойчивостью к воздействию агрессивных сред, в частности к материалу, обеспечивающему защиту от термических рисков, искр и брызг металла.

Изобретение относится к огнестойким фосфорсодержащим полимерам, способам получения таких полимеров, изделиям, содержащим такие полимеры (например, текстильным материалам, обработанным такими полимерами), и способам получения таких изделий.

Изобретение относится к покрытию, такому как напольное покрытие, настенное покрытие или потолочное покрытие, при этом покрытие содержит поверхностный слой и подложку, присоединенную к указанному поверхностному слою, при этом указанная подложка при необходимости содержит один или более усиленных термопластичных слоев.

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к способам соединения тканей из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, а также к изделиям, включающим такое соединение, и может быть использовано для получения тканых изделий для применения в различных областях техники. Способ включает наложение краевой части первого фрагмента ткани из СВМПЭ на не краевую часть первого фрагмента, или на краевую или не краевую часть второго фрагмента ткани из СВМПЭ, и сшивание частей ткани с формированием соединительного шва, ориентированного вдоль кромки краевой части первого фрагмента ткани и содержащего, по меньшей мере, две строчки. Сшивание частей ткани осуществляют с натяжением нити соединительного шва, обеспечивающим прижатие друг к другу продольных нитей ткани, ориентированных поперечно соединительному шву, на длине указанных продольных нитей не менее 3 см. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх