Результат интеллектуальной деятельности: ОБЪЕМНЫЙ ТРИКОТАЖ

Область техники

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к объемному трикотажу, и может быть использовано в различных областях техники, в частности, для изготовления объемных фильтров, геосеток, строительных конструкций.

Уровень техники

Из уровня техники известны конструкции объемного трикотажа, который включает несколько слоев трикотажных полотен, связанных между собой с образованием трехмерного изделия (см., например, патент США US5783277, 21.06.1998, европейский патент EP0994207, 19.04.2000).

Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является объемный трикотаж, описанный в заявке на европейский патент EP0756030, 31.12.1997. Изделие включает два трикотажных слоя, в каждом из которых сформированы петли, ориентированные в перпендикулярной плоскости и обеспечивающие соединения слоев.

Недостатком известных аналогов является отсутствие возможности создания трехмерных трикотажных конструкций сложной формы, что связано с наличием нерегулярных связей между слоями.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей заявленного изобретения является устранение недостатков аналогов, включая ближайший аналог.

Технический результат изобретения заключается в повышении регулярности структуры трикотажа, обеспечении возможности создания объемных изделий сложной формы, в т.ч. с внутренними полостями, а также повышении фильтрующих свойств изделий из данного материала.

Указанный технический результат достигается за счет того, что объемный трикотаж включает трикотажные слои, связанные между собой с образованием трехмерного изделия. При этом каждый петельный столбец или петельный ряд в слое сформирован путем образования из конца нити, являющейся продолжением петли предыдущего ряда, или столбца, или слоя, по меньшей мере двух петель текущего ряда или столбца в разных плоскостях. При этом указанные петли текущего ряда или столбца продеты как минимум через одну петлю соседнего столбца, или ряда, или слоя трикотажа.

Кроме того, указанный технический результат достигается в частных вариантах реализации изобретения, согласно которым:

- петли каждого текущего ряда или столбца включают первую петлю, формируемую в плоскости трикотажного слоя, и вторую петлю, формируемую в плоскости, по существу, близкой к перпендикулярной плоскости трикотажного слоя, либо в обратном порядке: сначала формируют первую петлю в плоскости, близкой к перпендикулярной, а затем формируют вторую петлю в плоскости текущего трикотажного слоя;

- для самого первого, начального слоя петля в общем случае продета как минимум через одну петлю соседнего столбца, или ряда, или слоя трикотажа в области ее вершины, а вторая петля формируется из конца нити первой петли и продевается через указанную петлю следом за первой;

- для второго, третьего и т.д. промежуточных слоев первого ряда первая петля в общем случае продета как минимум через одну петлю из слоя, по существу близкого к перпендикулярному, текущему формируемому слою в области ее вершины, а вторая петля формируется из конца нити первой петли и продевается через указанную петлю следом за первой в направлении, близком к перпендикулярному к слою формирования первой петли, либо в обратном порядке: первая петля формируется в направлении, близком к перпендикулярному, a вторая петля формируется в текущем формируемом слое;

- для второго, третьего и т.д. промежуточных слоев второго, третьего и т.д. промежуточных рядов первая петля (нового ряда, столбца) в общем случае продета как минимум через две петли (далее – сформированные петли), одна из которых является петлей соседнего столбца, или ряда, или слоя той же плоскости, а другая из которых является петлей соседнего столбца, или ряда, или слоя плоскости, по существу близкой к перпендикулярной к плоскости текущего слоя. Первая петля продевается в области вершин сформированных петель. Вторая петля (нового ряда, столбца) формируется из конца нити первой петли и продевается через те же сформированные петли следом за первой петлей, либо в обратном порядке: направление и порядок формирования первой петли меняется с направлением и порядком формирования второй петли (как было указано выше);

- конец нити от второй петли текущего ряда или столбца является продолжением для петель следующего ряда или столбца текущего слоя либо следующего слоя;

- трикотаж сформирован из одной непрерывной нити;

- трикотаж сформирован из нескольких нитей.

В отличие от известных аналогов рассматриваемый трикотаж имеет принципиально иную схему петлеобразования, при котором из нити от петли предыдущего ряда, или столбца, или слоя формируют не менее двух петель в разных плоскостях. Указанная конфигурация петель создает регулярные связи между трикотажными слоями, что ранее не достигалось в аналогичных решениях. В свою очередь это позволяет изготавливать из трикотажа объемные изделия сложной формы, создавать последовательно регулярные слои, использовать различные типы переплетений аналогично классическому трикотажу, но одновременно не менее чем в двух плоскостях, близких к перпендикулярным.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 показана конфигурация петель в одном столбце или ряду при формировании с лицевой петли;

на фиг. 2 показана конфигурация петель в одном столбце или ряду при формировании с изнаночной петли;

на фиг. 3 показана схема формирования петель в одном слое в компьютерной графике;

на фиг. 4 показана схема двух соединенных слоев объемного трикотажа в компьютерной графике;

на фиг. 5 показан общий вид объемного трикотажа в компьютерной графике;

на фиг. 6 приведена фотография объемного трикотажа – пример готового изделия, в котором 6 петель в ряду и 6 петель в столбце;

на фиг. 7 приведена фотография структуры объемного трикотажа с фиг.6, вид спереди;

на фиг. 8 приведена фотография структуры объемного трикотажа с фиг.6, вид сбоку;

на фиг. 9 приведена фотография структуры объемного трикотажа с фиг.6, вид скрутки.

Элементы конструкции и их параметры обозначены на фигурах следующими позициями:

1 – петля соседнего столбца, или ряда, или слоя, относительно которой осуществляется петлеобразование двух петель трикотажа текущего ряда или столбца;

2 – первая петля текущего ряда или столбца, формируемая в плоскости трикотажного слоя;

3 – вторая петля текущего ряда или столбца, формируемая в плоскости, перпендикулярной плоскости трикотажного слоя;

а3'1, а3'2 – нити;

100 – первый слой объемного трикотажа;

111,111' – петли первого слоя первого столбца первого ряда;

112,112'– петли первого слоя первого столбца второго ряда;

121,121' – петли первого слоя второго столбца первого ряда;

122, 122' – петли первого слоя второго столбца второго ряда;

200 – второй слой объемного трикотажа;

211, 211', 212, 212', 221, 221', 222, 222' – петли второго слоя;

a, b, c, d, e, f, g – точки трикотажных петель;

X, Y, Z – пространственные оси, показывающие относительное расположение петель и слоев трикотажа.

Осуществление изобретения

В заявленном объемном трикотаже предусмотрен набор слоев (100, 200 и т.д.), каждый из которых состоит из множества петельных рядов или столбцов. При этом каждый новый петельный ряд или столбец создается сразу в двух плоскостях, в частности, в горизонтальной плоскости (X, Y), являющейся плоскостью трикотажного слоя, и вертикальной плоскости (X, Z), перпендикулярной ей.

Формирование петель осуществляется за счет образования в каждом текущем ряду или столбце не менее двух петель (2, 3) из нити, являющейся продолжением петли предыдущего ряда, или столбца, или слоя. На фиг. 1, 2 это показано для двух типов переплетений: с лицевой петлей (фиг. 1) и с изнаночной петлей (фиг. 2).

Петли создаются следующим образом.

На фиг. 1 для наглядности первый петельный ряд или столбец образован классическим способом. Начиная со второго ряда или столбца, соединение формируется не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости.

После начального шага и образования петли (1) a1-b1-c1-d1-e1-f1-g1 соседнего (первого) ряда или столбца классическим способом, во втором (текущем) ряду прямая нить a2-a3 от петли предыдущего столбца или ряда (в случае начала ряда предыдущей петлей будет являться петля (1)) изгибается в первую петлю (2) горизонтального ряда a2-b2-c2-d2-e2-f2-g2 и протаскивается через участок b1-c1-d1-e1-f1 петли (1) таким образом, чтобы участок b2-c2-d2-e2-f2 находился над участком b1-c1-d1-e1-f1, а участки a2-b2 и f2-g2 находились над участком b1-c1-d1-e1-f1.

На этом этапе начинается формирование второй петли (3) в вертикальной плоскости a3-b3-c3-d3-e3-f3-g2.

После этого участок f2-g2 изгибается таким образом, чтобы участок g2-f3 прошел над участком e1-f1, а затем участок f3-e3 прошел под участком b1-c1. Затем участок e3-d3-c3 изгибается в петлю и продевается через петлю a1-b1-c1-d1-e1-f1-g1 таким образом, что участок c3-b3 проходит под участком b1-c1, а участок b3-a3 походит над участком f1-e1.

Таким образом, формирование двух петель (2) и (3) в текущем столбце завершено, и новая петля может быть образована в следующем петельном столбце петельного ряда аналогичным способом. В этом случае a3 будет точкой входа фигуры, аналогичной фигуре с точкой входа a2.

В другом варианте реализации изобретения вторую петлю (3) текущего ряда или столба (так же как и третью, четвертую и т.д.) можно сформировать из нити g2-a3 в горизонтальной плоскости, изогнув участок g2-a3, чтобы он проходил участками f3-e3, b3-c3 под участком b1-f1.

Если участок b3-a3 изогнуть таким образом, чтобы точка b3 находилась над участком e1-f1, а точка а3 – под участком e1-f1, то аналогичным образом, описанным выше, можно сформировать в горизонтальной плоскости третью, четвертую петли и т.д. из петли предыдущего ряда или столбца. В случае третьей петли она располагается аналогично участкам a3-f3 второй петли (3).

Все описанные шаги для наружной (лицевой) петли могут быть реализованы аналогичным образом и для изнаночной петли (фиг. 2).

Полученный слой может иметь вид, показанный на фиг. 3.

На фиг. 4 демонстрируется принципиальная схема формирования нескольких слоев (100, 200, и т.д.) объемного трикотажа.

Петли (111), (112) формируются в первом столбце (отсчет слева направо, снизу вверх) первого горизонтального слоя (координатная плоскость Y,X); петли (111') и (112') того же первого столбца формируются в двух вертикальных слоях (координатная плоскость Z,X). Петля (111') формируется из той же петли и нити, что и петля (111), а петля (112') – из той же петли (111), что и петля (112). Аналогично для второго столбца первого слоя петля (121') формируется из той же петли, что и петля (121) в вертикальном слое; петля (122) формируется из петли (121) в горизонтальном слое; петля (122') формируется из петли (121) в вертикальном слое.

Для второго слоя в первом столбце петля (211) формируется в горизонтальном направлении, петля (211') формируется из той же петли в вертикальном направлении. При этом петля (212) формируется в горизонтальном направлении через или соединяя петли (211) и (112'), а петля (212') формируется из тех же петель (211) и (112') в вертикальном направлении.

Аналогично для второго столбца второго слоя: петля (222) формируется в горизонтальной плоскости из горизонтальных петель (221) и (122'); петля (222') также формируется из петель (221) и (122'), но в вертикальной плоскости.

При переходе от слоя к слою нить последней петли, например нити (a3'1, a3'2) (см. фиг. 4), в случае если она будет принадлежать последней петле в слое (угловая петля), а ткань будет формироваться из одной нити, нить a3'1 перейдет на следующий слой и станет нитью a3'2 (последней на рисунке петлей второго слоя первого ряда). На фиг.4 такой переход нити показан пунктиром.

При формировании петель в одном ряду слоя нить a3 переходит в нить a2 (см. фиг. 1, 2, 4).

Последующие столбцы и слои объемного трикотажа могут быть сформированы аналогично. Полученное соединение слоев трикотажа может иметь вид и структуру, показанные на фиг. 5.

Пример внешнего вида заявленного трикотажа – готового изделия приведен на фиг. 6–9.

Заявленный трикотаж не ограничен количеством петель в ряду как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Ограничением могут быть только технологические (линейные) размеры применяемого при изготовлении оборудования.

При создании изделий можно применять различные переплетения, в том числе узорчатые. Для изготовления трикотажа могут применяться нити для традиционной технологии трикотажного производства. Возможно применение нескольких нитей аналогично традиционному трикотажу, например, разноцветных, либо, например, синтетических и натуральных.

Ввиду наличия дополнительной размерности на основе указанного трикотажа можно получать различные объемные фигуры: шар, куб, обод, полусферу, в т.ч. полые, и т.п.

Заявленный объемный трикотаж может использоваться в различных отраслях техники. Наиболее перспективным представляется применение объемного трикотажа в качестве фильтрующего материала для изготовления фильтров, армирующего материала для изготовления геосеток, легковозводимых строительных конструкций.

Объемный трикотаж с регулярной ячейкой может заменить до 50% существующих фильтров при сравнимой себестоимости. Большинство объемных фильтров изготавливаются из плоских нетканых материалов, которым придают объемную форму, в частности, форму гофры. При использовании объемного трикотажа с регулируемой структурой нет необходимости дополнительного формообразования.

При использовании дешевого синтетического материала (например, лески) можно изготовить из трикотажа объемную геосетку для применения в области строительства и ландшафтного дизайна. В частности, возможно выращивание в геосетках растений и их крепления к стенам. За счет прочности и жесткости такая конструкция будет держать форму, а за счет регулярной структуры – длительно сохранять внешний вид. Те же свойства улучшат армирование облегченных строительных панелей, принцип формирования структуры ткани позволит изготавливать панели сложной формы.