CZ20021394A3 - Textilie pro technické využití, způsob její výroby a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Description

Textilie pro technické využitík. provcíčteivi iekoíc zfpu&olo<\

Oblast techniky

Vynález se týká nového typu vrstvené textilie určené pro různá technická použití, jako jsou výztuhy kompozitních materiálů, laminátů, těsnících celků pro stavebnictví nebo veřejné práce, jako jsou celky určené k rekonstrukci potrubí, a obecně do jakéhokoliv typu struktury obsahující matrici na bázi pryskyřice, polyesteru nebo jinou vyztuženou strukturu. Vynález se týká rovněž způsobu výroby a zařízení pro výrobu tohoto typu textilií.

Dosavadní stav techniky

Použití výztužných vrstev, zejména na bázi textilních vláken, bylo navrženo již před desítkami let pro výztuhu umělých hmot při výrobě laminátových nebo odlévaných celků, rovných nebo tvarovaných, jak vyplývá ze spisů FR-A-1 469 065, FR-A-1 394 271, US-A-3 930 091, FR-A-2 034 787 a FR-A-2 568 275.

Tyto textilní struktury byly také navrženy pro použití ve stavebnictví a veřejných pracích při pokládání vodotěsných střech, zejména z vyztuženého asfaltu (FR 2 409 338), pro provádění celků použitelných pro opravu potrubí nebo podobných sítí, které jsou nebo nejsou pod zemí (EP-A-542 639).

Z těchto dokumentů vyplývá, že výztuha musí být přizpůsobena pro různé typy použití.

Základní struktury navrhované již po několik desetiletí pro tyto výztuhy, zejména od objevu skelných vláken, jsou jednak výztuhy tvořené z nekonečných vláken a vypadajících podobně jako plst a jednak jako textilie z osnovních a útkových vláken nebo pásků na bázi skleněných vláken s nekonečnými vlákny.

Kromě tohoto typu struktur byly také navrženy jednosměrné vrstvy, u nichž jsou skelná vlákna nasměrována ve stejném podélném směru a jsou spojena buď chemicky (francouzský patent 1 394 271) nebo sešitím (francouzský patent 1 469 065).

V US-A-3 930 091 bylo také navrženo realizovat vrstvu, která je na rozdíl od předchozích tvořena většinou ze skelných vláken, které jsou umístěny napříč vzhledem k délce této vrstvy a jsou mezi sebou spojeny spojovací osnovou, tvořenou nitěmi naimpregnovanými tepelně rozpustnou nebo podobnou látkou, která zejména po tepelné úpravě umožňuje udržovat útková vlákna rovnoběžně.

Oproti textiliím z osnovních a útkových vláken neumožňují takovéto jednosměrné vrstvy vyztužovat výrobky současně podélně a příčně.

U četných použití tedy vzniká problém potřeby vyztužovací struktury, která se může při použití deformovat, zejména jde-li o tvarované odlévané výrobky.

U výztuhy ve formě jednosměrné vrstvy lze dosáhnout této deformovatelnosti v příčném směru vzhledem ke směru vláken, např. použitím pružných vláken jako spojovacích vláken.

U osnovní a útkové textilie lze dosáhnout schopnosti deformace výběrem vazby textilie.

Je dobře známo, že některé vazby typu útkového atlasu nebo kepru vedou k výrobě tkaných deformovatelných struktur. Možnosti deformace jsou však omezeny na několik procent.

Tento problém možnosti deformace výztuhy nastává také při použití komplexních struktur, skládajících se z kombinace netkané vrstvy a dvousměrných nebo jednosměrných tkaných struktur, které se používají zejména při opravě potrubí technologií, která spočívá v povrstvení vnitřního povrchu potrubí pro renovaci potrubní struktury pružným komplexním materiálem, obsahujícím membránu nepropustnou vůči kapalinám a strukturu na bázi vláken, která je naimpregnovaná nepolymerizovanou syntetickou pryskyřicí, a po položení tohoto komplexu dovnitř potrubí určeného k opravě se vyvolá polymerizace pryskyřice tak, aby vytvořila vnitřní opouzdření.

Pokud jde o pokládání takové trubkové struktury dovnitř potrubí určeného k obnově, ke dnešnímu dni se používají dvě hlavní techniky.

První vyplývá zejména z britského patentu 1 357 355 a spočívá ve vložení předem vyrobeného trubkového materiálu dovnitř potrubí určeného k renovaci tak, aby vláknitá struktura byla umístěna na protější straně povrchu určeného k obnově a aby nepropustná vrchní vrstva byla uvnitř odtokové zóny.

Po položení po celé délce potrubí je komplex uveden pod tlak tak, aby přilnul k vnitřnímu povrchu. Tím se dosáhne polymerizace pryskyřice.

Jiná technika, nazývaná „technika otočení“, spočívá, jak vyplývá z britského patentu 1 449 455, ve vložení předem natvarovaného struktury s nepropustným povrchem z vnější strany. Po jejím položení dovnitř potrubí se tato struktura otočí tak, · · · ·**·*···· · ! « « ·· · · · ♦ ,, · ····· ······ aby vláknitá vrstva byla v kontaktu s vnitřním povrchem trubky a nepropustná vrstva byla uvnitř.

Tento postup umožňuje impregnovat vláknitou strukturu nepolymerizovanou pryskyřicí v průběhu jejího pokládání dovnitř potrubí.

Polymerizaci lze provést také kontinuálně, např. světelným zářením.

Tyto techniky, a zejména technika vnitřní vrstvy pokládané otáčením, vyžaduje základní materiál s dostatečnými mechanickými vlastnostmi ve směru délky pro pokládání.

Je vhodné, aby trubková struktura měla také schopnost deformace účinkem namáhání vyvíjeného v příčném směru, aby opouzdření dokonale přilnulo k povrchu stěny, určené k renovaci, pokládá-li se struktura pod tlakem, aby dokonale obalila povrch potrubí určeného k renovaci.

U všech aplikací využívajících textilní výztuhy ve formě vrstev může nastat problém nutnosti deformovatelnosti v podélném i příčném směru při současném zachování mechanických vlastností ve všech směrech v konečném výrobku lamináty, odlitky, těsnící vrstvy, komplex pro obnovu potrubí a cílem vynálezu je takovou textilii představit.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje do značné míry textilie pro technické využití podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že látka je vyrobená hladkou vazbou nebo vazbou odvozenou z hladké, kde je hustota osnovních vláken a útkových vláken v rovnováze, přičemž osnovní a útková vlákna jsou oslabena nebo nastřihnuta v předem stanovených intervalech bez znatelného poškození vlastností útkových nebo osnovních vláken, které jsou uspořádány pod nimi v místech oslabení či nastřižení, přičemž místa oslabení nebo nastřižení vláken nebo jsou uspořádána se stranovým a svislým stoupáním, přičemž svislé stoupání je vždy takové, že mezi dvěma vlákny opatřená nastřiženími jsou dvě po sobě následující vlákna. Takto se vytvoří struktura, která umožňuje zachovat dobré mechanické vlastnosti, zejména pevnost v tahu ve směru osnovy i útku a přitom má schopnost deformace ve druhém směru, přičemž zajišťuje konečnému výrobku mechanické vlastnosti stejné jako vlastnosti, které má nedeformovatelná látka.

• · · · • ·

Ve výhodném provedení tvoří přásty vláken tvořící sestavu osnovních vláken a útková vlákna mají tvar plochých pásků o velké šířce vzhledem ke své tloušťce.

U jiného výhodného provedení se šířka přástů vláken pohybuje mezi 3 mm a 15 mm, a to jak ve směru osnovy, tak ve směru útku, zatímco tloušťka se pohybuje mezi 0,3 mm a 3 mm. Osnova a útek jsou na bázi přástů z nekonečných vláken pro technické použití, jako např., skleněné přásty, jejichž celkový titr se pohybuje mezi 200 tex a 9600 tex, z nichž každý je tvořen 1 až 8 přásty se stejným titrem mezi 200 až 4800 tex. Tyto přásty jsou bez zákrutu a hmotnost textilie se obvykle pohybuje mezi 30 g/m² a 3000 g/m².

Základní textilie je, jak již bylo uvedeno, textilie vyrobená s hladkou vazbou nebo vazbou odvozenou z hladké. Hladké vazby jako Gros de Tours, rypsové vazby, Gros de Naples, pletencové nebo podobné umožňují snadno měnit šířku pásků vláken ve směru osnovy i útku.

V jiném výhodném provedení je interval mezi dvěma místy oslabení na příslušném vláknu mezi 5 a 30 cm a místa zeslabení jsou mezi jednotlivými sousedními zeslabenými vlákny v ve stranovém odstupu. Oslabené oblasti, které se provádějí buď na osnovních nebo na útkových vláknech, jsou po obou stranách látky po celé šířce přástů, přičemž vzdálenosti mezi oslabenými místy daného vlákna jsou s výhodou mezi 10 a 15 cm. Takto získáme strukturu, která, i přes oslabení nebo dokonce přestřižení řady svých složek (osnovní nebo útková vlákna) zůstává stejnorodá, lze s ní manipulovat a umožňuje případně použít ji jakou takovou.

Ve výhodném provedení se tato látka před provedením oslabených nebo odstřižených míst spojí s vláknitou vrstvou na bázi střížových vláken jako např. skleněná vlákna. Obě části se spojí šitím, pletením, sloupci oček umístěných rovnoběžně mezi osnovními nitěmi, nejlépe z obou stran každého vlákna, což však není nutné.

Lze je případně také spojit nikoliv přímočarým stehem, ale skutečnou pleteninou typu pravého filetu, kde sloupce oček jsou po straně textilie, jejíž součásti (osnova a útek) musí být oslabeny nebo prostřiženy, a spojovací části jsou na opačné straně komplexu tvořené vláknitou vrstvou.

V tomto případě se oslabení nebo odstřižení nití provádí mezi dvěma sloupci oček, aby se nepoškodila.

Vynález se týká také způsobu výroby výše uvedené textilie, který spočívá v tom, že se osnovní nebo útková vlákna zcela nebo částečně nastřihují v pravidelných • · · · • · · · • · · · · · · • ···· · · · • · · · · · • · ··· · · ···· intervalech a to na jedné straně textilie, aniž by se výrazně poškodilo osnovní nebo útkové vlákno pod nastřiženým vláknem v místě oslabení, přičemž nastřižení se provede se na určených vláknech se stranovým odstupem a svislým stoupáním.

Zařízení k výrově výše uvedené textilie spočívá v tom, že sestává z odvíjecího válce a navíjecího válce, přičemž mezi nimi je uspořádáno nastřihovací zařízení pro nastřižení osnovních nebo útkových vláken, v pravidelných intervalech a se vzájemným přesazením u sousedních vláken, přičemž nastřihovací zařízení sestává z opěrného válce a nastřihovacího válce, který je opatřen na povrchu řadami břitů, jejichž šířka odpovídá šířce vláken určených k nastřižení, přičemž břity jsou navzájem vůči sobě stranově i po obvodu posunuty, aby odpovídaly rozložení míst na látce, ve kterých má dojít k nastřižení vláken. Chceme-li zastřihovat osnovní vlákna, jsou břity umístěny tak, jak je znázorněno na obrázku, to znamená souose s osou válce, zatímco když si přejeme stříhat útková vlákna, byly by umístěny po obvodu v rovině kolmé k ose válce.

Ve výhodném provedení je opěrný válec opatřený vrstvou pryže nebo elastomerem a tlak mezi válci je nastavitelný. Tak se kontroluje, aby se vlákna pod nastřihovanými vlákny nepoškozovala.

Popis obrázků na výkresech

Vynález bude přiblížen pomocí výkresů, na kterých obr.1 znázorňuje schématicky strukturu textilie podle vynálezu před realizací před provedením míst oslabení nebo odstřižení, obr. 2 je schématické grafické znázornění textilie podle vynálezu, obr. 3 je schématický pohled na výrobní zařízení umožňující provádět oslabené oblasti a obr. 4 je schematickým pohledem shora na válce zařízení.

Příklad provedení vynálezu

Na obr. je představena schématicky základní struktura textilie, která je vstupní osnovou k výrobě textilie podle tohoto vynálezu. Na obr.2 je pak vidě grafické znázornění struktury látky. Je vidět jak jsou vzájemně uspořádány svazky osnovních vláken Ci až C₄ a svazky útkových vláken Ti až T₃. Prochází-li útkové vlákno T nad osnovním vláknem C, jsou pole označena znakem +, prochází-li osnovní vlákno C nad útkovým vláknem T, jsou pole označena znakem o.

Tato látka je vyrobená v hladké vazbě nebo vazbě odvozené z hladké a hustota osnovních vláken C a útkových vláken T je vyrovnaná.

Abychom získali pružný výrobek podle vynálezu, jsou osnovní nebo útková vlákna v předem určeným intervalech zeslabována nebo odstřihována. Zeslabené oblasti jsou znázorněné na obrázku 2 začerněnými zónami a je vidět, že jsou provedeny s pravidelnými stranovými odstupy a svislým stoupáním vždy po dvou po sobě následujících neopracovávaných řadách vláken.

Podíváme-li se na příklad provedení znázorněný na obrázku 2, tam je znázorněna vazba sestávající ze sestavy čtyř osnovní vláken C-ι, C₂, C₃, C4 na 12 útkových vláken Ti až T12.

Může-li se látka použít jako taková, může se podle požadovaného použití spojit s vláknitou vrstvou na bázi střížových vláken jako jsou skelněná vlákna a spojení jednotlivých složek je zajištěno šitím/pletením, kdy švy jdou rovnoběžně mezi osnovními nitěmi, nejlépe po obou stranách každého osnovního vlákna C.

Pro vytvoření oslabených míst lze využít různých řešení, hlavní však je, aby při této operaci nebylo spodní vlákno, ať už útkové nebo osnovní pod oslabeným vláknem tímto postupem citelně zasažena a aby osnovní nebo útkové po sobě následující vlákna mohla vůči sobě klouzat při aplikaci látky.

Tento postup lze provádět na zařízení, znázorněném na obrázcích 3 a 4. Toto zařízení obsahuje mezi místem odvíjecím válcem 1 a navíjecím válcem 2 nastřihovací zařízení 3, umožňující zastřihovat osnovní nebo útková vlákna látky v pravidelných intervalech tak, aby jedno osnovní vlákno Ci bylo posunutelné vzhledem k sousednímu osnovnímu vláknu C₂.

Při tomto způsobu provedení se nastřihovací zařízení 3 skládá ze dvou válců a to nastřihovacího válce 5 a opěrného válce 4, poháněných stejnou rychlostí jako je veden celý pás látky 6. Nastřihovací válec 5 je na svém povrchu osazen řadou břitů 7, jejichž šířka odpovídá šířce zastřihovaných vláken, přičemž břity 7 jsou navzájem vůči sobě stranově i po obvodu posunuty, aby odpovídaly rozložení míst na látce, ve kterých má dojít k nastřižení vláken.

Chceme-li stříhat osnovní vlákna C, jsou břity 7 umístěny tak, jak je znázorněno na obrázku 4, to znamená souose s osou nastřihovacího válce 5, zatímco když si přejeme stříhat útková vlákna, byly by umístěny po obvodu v rovině kolmé k ose nastřihovacího válce 5.

Vynález a výhody, které přináší, budou lépe pochopeny na konkrétních níže uvedených příkladech, které jsou informativní, ale nikoliv vyčerpávající.

Příklad 1

Textilie pro technické využití s osnovními a útkovými vlákny se vyrobí následně uvedeným způsobem.

Tato látka se vyrábí na bázi přástů ze skelných vláken s celkovým titrem osnovy i útku 2400 tex, přičemž každá je tvořena 2 elementárními přásty o 1200 tex.

Tkaní se provádí tak, že osnovní nitě ( C ) a útkové nitě (T) mají ve vyrobené textilii tvar plochých pásků o šířce 9 mm a tloušťce 0,5 mm.

Vyrobená textilie váží 500 g/m2 a ve směru osnovy ani útku není roztažná.

Látka takto vyrobená se podle vynálezu upraví na zařízení znázorněném na obrázcích 3 a 4.

U tohoto zařízení je opěrný válec 4 s průměrem 30 cm, provede jako hladký a potažený pryží. Nastřihovací válec 5, jehož průměr je také 30 cm, je opatřen břity 7 o délce 10 mm, uspořádanými v řadách po obvodu válce a to ve směru osy válce.

Stranová vzdálenost mezi dvěma sousedními břity téže řady je 108 mm, břity jsou v rámci sousedních řad šikmo posunuty. Břity přesahují o 3 mm přes plochu válce.

Boční posun mezi břity v sousedních po sobě následujících řadách břitů je 9 mm a odpovídá šířce přástů vláken C.

Po úpravě se taková textilie prakticky nedá roztáhnout ve směru útku, ale dá se deformovat ve směru osnovy, díky přítomnosti oslabených míst, které umožňují posun osnovním nití vůči sobě navzájem.

Tato látka je nicméně odolná ve směru osnovy, což umožňuje manipulovat s ní a používat ji.

Tento výrobek se může používat pro výrobu tvarovaných laminátových výrobků, jako výztuha potrubí různého tvaru, trámků nebo profilů různého průměru, odlitků tvaru vyrobeného šroubovým vinutím vyztužovací struktury, vyžadující deformaci v jednom směru, např. při výrobě lopatek větrných elektráren nebo ventilátorů.

Příklad 2

Totéž jako příklad 1 až na to, že před úpravou oslabením osnovních nití se látka spojí s výztuhou ze skleněných vláken o hmotnosti 300 g/m².

Sestava látka/netkaná výztuha se spojí šitím/spletením pomocí spojovacích nití s titrem 16,7 tex. Stehy mohou být buď jednoduché řetízkové nebo tvořit pleteninu.

99 · · · · j j ···. * ; .

··· ·· · · · * ·· 4 44444 999999

V obou případech je nejlepší, jsou-li sloupce oček po obou stranách osnovní niti a na straně látky, která se bude upravovat.

Spojovací mřížky mezi očky jsou na opačné straně netkané výztuhy. Takto vyrobený komplex váží 810 g/m² a má tloušťku 1,10 mm.

Je obzvláště vhodný pro použití při výrobě komplexů používaných pro renovaci potrubí.

ρ/ HmJL • « 9 99 9 9 9 ···· ·· ·· ·· · · · * · ♦ * * ·· * ·····, , J í . ‘ * « · ·· ....

Claims (8)

1. • · · « a 99 9 9· ··»·

   PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Textilie pro technické využití sestávající z vrstvy vyrobené z osnovních a útkových vláken vyrobený z přástů bez zákrutu z nekonečných vláken pro technické použití, jsou např. skelná, uhlíková nebo aramidová vlákna, vyznačující se tím, že látka je vyrobená hladkou vazbou nebo vazbou odvozenou z hladké, kde je hustota osnovních vláken (C ) a útkových vláken (T) v rovnováze, přičemž osnovní ( C ) a útková (T) vlákna jsou oslabena nebo nastřihnuta v předem stanovených intervalech bez znatelného poškození vlastností útkových nebo osnovních vláken, které jsou uspořádány pod nimi v místech oslabení či nastřižení, přičemž místa oslabení nebo nastřižení vláken ( C ) nebo (T) jsou uspořádána se stranovým a svislým stoupáním, přičemž svislé stoupání je vždy takové, že mezi dvěma vlákny opatřená nastřiženími jsou dvě po sobě následující vlákna.
2. 2. Textilie podle nároku 1, vyznačující se tím, že přásty vláken tvořící sestavu osnovních vláken ( C ) a útková vlákna (T) mají tvar plochých pásků o velké šířce vzhledem ke své tloušťce.
3. 3. Textilie podle nároku 2, vyznačující se tím, že šířka přástů vláken se pohybuje mezi 3 mm a 15 mm, a to jak ve směru osnovy, tak ve směru útku, zatímco tloušťka se pohybuje mezi 0,3 mm a 3 mm.
4. 4. Textilie podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že interval mezi dvěma místy oslabení na příslušném vláknu se pohybuje mezi 5 a 30 cm a místa zeslabení jsou mezi jednotlivými sousedními zeslabenými vlákny v ve stranovém odstupu.
5. 5. Textilie podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že je spojený s vláknitou vrstvou na bázi střížových vláken, kde spojení obou částí je zajištěno šitím/pletením a sloupky oček procházejí rovnoběžně mezi nitěmi osnovy po obou stranách každé niti.

   » ·♦ · • » » 9 · »

   10 : ζ *· · Σ ί *··♦ . Σ Σ »·· · · · · · · • » · ····· 9 4 4 9 4 9
6. 6. Způsob výroby textilie podle jednoho z nároků 1 až 5, kdy se vyrobí látka z osnovních a útkových vláken z přástů bez zákrutu z nekonečných vláken pro technické použití a případně případě spojí s vláknitou výztuhou, vyznačující se tím, že se osnovní nebo útková vlákna zcela nebo částečně nastřihují v pravidelných intervalech a to na jedné straně textilie, aniž by se výrazně poškodilo osnovní nebo útkové vlákno pod nastřiženým vláknem v místě oslabení, přičemž nastřižení se provede se na určených vláknech se stranovým odstupem a svislým stoupáním.
7. 7. Zařízení pro výrobu podle způsobu podle nároku 6, vyznačující se tím, že sestává z odvíjecího válce (1) a navíjecího válce (2), přičemž mezi nimi je uspořádáno nastřihovací zařízení (3) pro nastřižení osnovních ( C) nebo útkových (T) vláken, v pravidelných intervalech a se vzájemným přesazením u sousedních vláken, přičemž nastřihovací zařízení (3) sestává z opěrného válce (4) a nastřihovacího válce (5), který je opatřen na povrchu řadami břitů (7), jejichž šířka odpovídá šířce vláken určených k nastřižení, přičemž břity (7) jsou navzájem vůči sobě stranově i po obvodu posunuty, aby odpovídaly rozložení míst na látce, ve kterých má dojít k nastřižení vláken.
8. 8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že opěrný válec (4) je opatřený vrstvou pryže nebo elastomerem a tlak mezi válci (4,5) je nastavitelný.

   • ·

   WO 01/31100

   4 ·

   1/2

   Ρι/ leoi. ·«·» * · ·· » · · · · *PCÍr/FB5)0/(t28»