RU165100U1 - REINFORCING FILLER FOR STRUCTURAL MATERIAL - Google Patents

REINFORCING FILLER FOR STRUCTURAL MATERIAL Download PDF

Info

Publication number
RU165100U1
RU165100U1 RU2015141534/12U RU2015141534U RU165100U1 RU 165100 U1 RU165100 U1 RU 165100U1 RU 2015141534/12 U RU2015141534/12 U RU 2015141534/12U RU 2015141534 U RU2015141534 U RU 2015141534U RU 165100 U1 RU165100 U1 RU 165100U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
threads
layers
rovings
reinforcing filler
reinforcing
Prior art date
Application number
RU2015141534/12U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Екатерина Петровна Лаврентьева
Марина Петровна Михайлова
Виктор Сергеевич Колтунчиков
Original Assignee
Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли РФ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли РФ filed Critical Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли РФ
Priority to RU2015141534/12U priority Critical patent/RU165100U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU165100U1 publication Critical patent/RU165100U1/en

Links

Landscapes

  • Woven Fabrics (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

1. Армирующий наполнитель для конструкционного материала, включающий слой из непрерывных параллелизованных нитей (ровингов), отличающийся тем, что наполнитель содержит, по меньшей мере, два слоя непрерывных разнонаправленных параллелизованных, непереплетающихся, нескрепленных между собой нитей (ровингов), создающих структуру с изотропностью физико-механических свойств в заданных направлениях, равной 1, причем слои скреплены между собой прошивкой из синтетических нитей.2. Армирующий наполнитель по п. 1, отличающийся тем, что слои нитей (ровингов) выполнены из базальта, или стекла, или чередующихся указанных нитей (ровингов).3. Армирующий наполнитель по п. 2, отличающийся тем, что поверхностная плотность армирующего наполнителя составляет не ниже 350 г/мс линейной плотностью нитей (ровингов) не менее 400 текс.1. Reinforcing filler for a structural material, comprising a layer of continuous parallelized threads (rovings), characterized in that the filler contains at least two layers of continuous multidirectional parallelized, non-interwoven, non-bonded threads (rovings) that create a physically isotropic structure -mechanical properties in the given directions, equal to 1, and the layers are fastened together by firmware of synthetic threads. 2. Reinforcing filler according to claim 1, characterized in that the layers of threads (rovings) are made of basalt, or glass, or alternating these threads (rovings). 3. Reinforcing filler according to claim 2, characterized in that the surface density of the reinforcing filler is at least 350 g / ms with a linear density of filaments (rovings) of at least 400 tex.

Description

Полезная модель относится к армирующим текстильным наполнителям для конструкционных материалов и применяется для облегчения и упрочнения ответственных изделий в различных отраслях техникиThe invention relates to reinforcing textile fillers for structural materials and is used to facilitate and strengthen critical products in various branches of technology

Армирующие текстильные наполнители обеспечивают сочетание высокой механической прочности, легкости и долговечности конструкционных материаловReinforcing textile fillers provide a combination of high mechanical strength, lightness and durability of structural materials

Известны армирующие текстильные наполнители для конструкционных материалов в виде тканых, нетканых, трикотажных полотен, намоточных изделий.Known reinforcing textile fillers for structural materials in the form of woven, non-woven, knitted fabrics, winding products.

Известен аналог по патенту РФ №2542294, E04C 3/02 (2006.01), 20.02.2015, в котором армирующие слои из стеклоткани последовательно уложены с обеих сторон сердечника со скреплением слоев, пропитанных связующим преимущественно по технологии вакуумной инфузии. В качестве слоев армирующего материала оболочки использованы стеклоткани с различной угловой ориентацией волокон по отношению к продольной оси сердечника. Внутренний центральный слой составляет стеклоткань, выложенный так, что волокна, образующие данную стеклоткань, оказываются уложенными под углами 0° и 90° по отношению к продольной оси сердечника, а остальные слои - внешние по отношению к центральному слою - из стеклоткани, выложенной так, что волокна, образующие данную стеклоткань, оказываются уложенными под углами 0°, +45° и -45° по отношению к продольной оси сердечника. В качестве пропитывающего связующего использовано наномодифицированное эпоксидное соединение.The analogue is known according to the patent of the Russian Federation No. 2542294, E04C 3/02 (2006.01), 02/20/2015, in which the reinforcing layers of fiberglass are sequentially laid on both sides of the core with the bonding of the layers impregnated with a binder mainly using vacuum infusion technology. As layers of the reinforcing material of the shell used fiberglass with different angular orientation of the fibers with respect to the longitudinal axis of the core. The inner central layer is fiberglass, laid out so that the fibers forming this fiberglass are laid at angles of 0 ° and 90 ° with respect to the longitudinal axis of the core, and the remaining layers are external with respect to the central layer, of fiberglass, laid so that the fibers forming this fiberglass are laid at angles of 0 °, + 45 ° and -45 ° with respect to the longitudinal axis of the core. A nanomodified epoxy compound was used as an impregnating binder.

К недостаткам этого аналога относятся потеря прочности нитей в процессе выработки ткани по всем переходам ткацкого производства.The disadvantages of this analogue are the loss of strength of the threads in the process of producing fabric for all transitions of weaving.

В результате для обеспечения требуемой прочности наполнителя требуется увеличение его толщины, что приводит к удорожанию текстильного армирующего наполнителя и изделия в целом.As a result, to ensure the required strength of the filler, an increase in its thickness is required, which leads to a rise in the cost of textile reinforcing filler and the product as a whole.

Известен вязально-прошивной армирующий равнопрочный материал из стекложгутов представляющий собой две свободно наложенные друг на друга системы нитей (жгутов) - основы и утка, связанные между собой нитями третьей системы (прошивными нитями) - переплетением трико. Способ производства материала позволяет в широких пределах изменять плотность, как по основе, так и по утку. (Дедюхин В.Г., Ставров В.П., «Прессованные стеклопластики», М., Издательство Химия, 1976, стр. 32. из Справочника химика 21 века, http://chem21.info/info/762; 2015.)Known knitting-piercing reinforcing equal strength material from fiberglass is two loosely superimposed systems of threads (tows) - warp and weft, interconnected by threads of the third system (piercing threads) - weaving tights. The method of production of the material allows a wide range of changes in density, both on the basis of and the weft. (Dedyukhin V.G., Stavrov V.P., “Pressed fiberglass”, M., Publishing House Chemistry, 1976, p. 32. from the Handbook of the chemist of the 21st century, http://chem21.info/info/762; 2015. )

Этот материал используют в качестве армирующего при производстве стеклотекстолитов, стеклопластиков конструкционного назначения в авиации, судостроении, строительстве и т.д., а также при производстве намоточных изделий. Применение вязально-прошивных армирующих материалов из стеклянного волокна экономически эффективно в связи с тем, что вязально-прошивной способ производства в 6-10 раз производительнее ткацкого.This material is used as reinforcing in the production of fiberglass, structural fiberglass for aircraft, shipbuilding, construction, etc., as well as in the manufacture of winding products. The use of knitting and piercing reinforcing materials made of glass fiber is economically effective due to the fact that the knitting and piercing method of production is 6-10 times more productive than weaving.

Наряду с важными преимуществами этот материал имеет еще существенные недостатки в виде ослабления нитей и волокон из-за износа, изгибания и повреждения иглами, что снижает физико-механические свойства армирующего материала.Along with important advantages, this material also has significant disadvantages in the form of weakening of threads and fibers due to wear, bending and damage by needles, which reduces the physicomechanical properties of the reinforcing material.

Известно многослойное полотно из, по меньшей мере, двух, расположенных друг над другом слоев из комплексных армирующих филаментных нитей, расположенных внутри слоев параллельно друг другу и прилегающих друг к другу, причем армирующие нити внутри одного слоя, а также внутри соседних слоев соединены друг с другом и фиксированы друг относительно друга с помощью швейных нитей, проходящих параллельно друг другу и отстоящих друг от друга на ширину стежка, причем эти швейные нити образуют петли с длиной стежка, и эти швейные нити определяют направление нулевого градуса многослойного нетканого полотна, причем армирующие нити слоев по отношению к направлению нулевого градуса многослойного нетканого полотна расположены симметрично, и в направлении своей протяженности образуют угол α с направлением нулевого градуса, который не равен 90° и 0°, швейные нити имеют титр в диапазоне от 10 до 35 дтекс. (патент РФ №2555688, D04B 21/16, 10.07.2015).A multilayer web of at least two layers located on top of one another of complex reinforcing filament yarns located inside the layers parallel to each other and adjacent to each other is known, the reinforcing yarns inside one layer and also inside adjacent layers are connected to each other and fixed relative to each other using sewing threads running parallel to each other and spaced apart by the width of the stitch, and these sewing threads form loops with a stitch length, and these sewing threads determine the zero degree of the multilayer nonwoven fabric, and the reinforcing threads of the layers with respect to the direction of the zero degree of the multilayer nonwoven fabric are symmetrical, and in the direction of their length form an angle α with the direction of the zero degree, which is not equal to 90 ° and 0 °, the sewing threads have a titer of range from 10 to 35 dtex. (RF patent No. 2555688, D04B 21/16, 07/10/2015).

Недостатком этого аналога является наличие дополнительной операции фиксации нитей в слое, что приводит к повышению трудо- и материалоемкости.The disadvantage of this analogue is the presence of an additional operation of fixing the threads in the layer, which leads to an increase in labor and material consumption.

Известна также «Ткань Т10» по Межгосударственному стандарту ГОСТ 12170-2002 «Ткани из стекловолокна», ИПК Издательство стандартов, 06.05.2002.Also known is “T10 Fabric” according to the Interstate Standard GOST 12170-2002 “Fiberglass Fabrics”, IPK Standards Publishing House, 05/06/2002.

Она используется в качестве армирующего материала при изготовлении стеклопластиков конструкционного назначения.It is used as a reinforcing material in the manufacture of fiberglass structural purposes.

Эта ткань применяется в качестве одного или нескольких наложенных один на другой слоев в многослойной структуре текстильного армирующего наполнителя.This fabric is used as one or more layers superimposed on one another in a multilayer structure of textile reinforcing filler.

Наиболее близким аналогом является армирующий материал в виде нескольких слоев ткани Т-10 слоистого конструкционного стеклопластика по авторскому свидетельству СССР №537174, E04C 3/28, 30.11.1976, в котором отдельные стеклоткани повышенной прочности складываются одна над другой в несколько слоев.The closest analogue is a reinforcing material in the form of several layers of T-10 fabric of layered structural fiberglass according to USSR author's certificate No. 537174, E04C 3/28, 11/30/1976, in which individual fiberglass fabrics of increased strength are folded one above the other in several layers.

К недостаткам этого наиболее близкого аналога относятся анизотропность физико-механических свойств наполнителя. Эти свойства гарантируются только в одном направлении вдоль основы или утка. Нити также теряют свою первоначальную прочность при изгибании в процессе их зарабатывания в ткань. В результате для обеспечения нужных физико-механических свойств стеклопластика требуется увеличение толщины армирующего наполнителя, что приводит к удорожанию текстильного армирующего наполнителя и изделия в целом. Кроме того, слои наполнителя до обработки химическими связующими составами не имеют устойчивой и стабильной формы.The disadvantages of this closest analogue include the anisotropy of the physico-mechanical properties of the filler. These properties are guaranteed in only one direction along the warp or weft. Threads also lose their initial bending strength as they are made into the fabric. As a result, to ensure the necessary physical and mechanical properties of fiberglass, an increase in the thickness of the reinforcing filler is required, which leads to a rise in the cost of the textile reinforcing filler and the product as a whole. In addition, the filler layers do not have a stable and stable shape before being treated with chemical binders.

Наибольшее распространение в армирующих наполнителях получили стекловолокна.The most common in reinforcing fillers are fiberglass.

Перед полезной моделью поставлена задача уменьшения материалоемкости наполнителя (малый объемный вес) с сохранением или усилением физико-механических свойств нитей (ровингов). (прочность на сжатие, изгиб растяжение, удар, сдвиг и др.), повышения огнестойкости и устойчивости формы.The utility model has the task of reducing the material consumption of the filler (low bulk weight) while maintaining or enhancing the physical and mechanical properties of the threads (rovings). (compressive strength, bending tensile, impact, shear, etc.), increase fire resistance and shape stability.

Этот технический результат достигается тем, что в армирующем наполнителе для конструкционного материала, включающем слой из непрерывных параллелизованных нитей наполнитель содержит, по меньшей мере, два слоя непрерывных разнонаправленных, параллелизованных, непереплетающихся, нескрепленных между собой нитей (ровингов), создающих структуру с изотропностью физико-механических свойств в заданных направлениях равной 1. При этом слои скреплены между собой прошивкой из синтетических нитей.This technical result is achieved in that in a reinforcing filler for a structural material comprising a layer of continuous parallelized filaments, the filler contains at least two layers of continuous multidirectional, parallelized, non-interwoven, non-interlocked strands (rovings) that create a structure with physical isotropic physical mechanical properties in the given directions equal to 1. At the same time, the layers are fastened together by a firmware of synthetic threads.

Также армирующий наполнитель выполнен из нитей (ровингов) базальта, или стекла, или чередующихся нитей (ровингов).Also, the reinforcing filler is made of basalt threads (rovings), or glass, or alternating threads (rovings).

Еще армирующий наполнитель имеет поверхностную плотность не менее 350 г/м2 с линейной плотностью нитей (ровингов) не ниже 400 текс.Another reinforcing filler has a surface density of at least 350 g / m 2 with a linear density of threads (rovings) of at least 400 tex.

Полотна имеют несколько слоев из непрерывных параллелизованных, непереплетающихся, нескрепленных между собой нитей. Слои располагаются под выбранным углом относительно друг друга, что создает изотропность физико-механических свойств полотна в заданных направлениях, равную 1. В качестве сырьевых компонентов в слоях используются базальтовые, стеклонити и их смеси.The canvases have several layers of continuous parallelized, non-interwoven, non-bonded threads. The layers are arranged at a selected angle relative to each other, which creates the isotropy of the physicomechanical properties of the web in predetermined directions, equal to 1. Basalt, glass fibers and their mixtures are used as raw materials in the layers.

При использовании армирующего наполнителя в композите выявлены преимущества по физико-мехиническим показателям последнего в сравнении с применением традиционным наполнителем из ткани Т-10, а именно, повышение разрушающего напряжения при изгибе, снижение величины прогиба композита, повышение модуля упругости при изгибе. Указанные преимущества механических свойств композиционных материалов на основе предлагаемых армирующих наполнителей подтверждается примерами.When using a reinforcing filler in a composite, the advantages in terms of physical and mechanical parameters of the latter are revealed in comparison with the use of a traditional filler made of T-10 fabric, namely, an increase in the breaking stress during bending, a decrease in the deflection of the composite, and an increase in the elastic modulus during bending. The indicated advantages of the mechanical properties of composite materials based on the proposed reinforcing fillers are confirmed by examples.

Пример 1.Example 1

Армирующий материал в виде полотна двухслойного на основе базальтовых нитей (ровингов) линейной плотности 400 текс. Слои уложены в полотне под углами +45°/-45°. Полотно имеет поверхностную плотность 378 г/м2.Reinforcing material in the form of a two-layer fabric based on basalt threads (rovings) with a linear density of 400 tex. Layers are laid in the canvas at angles of + 45 ° / -45 °. The canvas has a surface density of 378 g / m 2 .

В композиционном материале количество слоев армирующего наполнителя составило - 10, степень нанесения смолы около 40%.In the composite material, the number of layers of reinforcing filler was 10, the degree of resin deposition of about 40%.

В композиционных материалах на основе стандартной стеклоткани марки Т-10 и заявляемого армирующего материала были определены: разрушающее напряжение при изгибе, величина прогиба при изгибе, модуль упругости при изгибе. Данные приведены в таблице 1.In composite materials based on standard T-10 fiberglass and the inventive reinforcing material, the following were determined: breaking stress during bending, magnitude of deflection during bending, elastic modulus during bending. The data are shown in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Пример 2.Example 2

Армирующий материал в виде полотна двухслойного на основе стеклонитей (ровинга) линейной плотности 410 текс. Слои уложены в полотне под углами 0°/90°. Полотно имеет поверхностную плотность 383 г/м2.Reinforcing material in the form of a two-layer web based on fiberglass (roving) with a linear density of 410 tex. Layers are laid in the canvas at 0 ° / 90 ° angles. The canvas has a surface density of 383 g / m 2 .

В композиционном материале количество слоев армирующего полотна составило - 10, степень нанесения смолы около 40%.In the composite material, the number of layers of the reinforcing fabric was - 10, the degree of resin deposition of about 40%.

В композиционных материалах на основе стандартной стеклоткани марки Т-10 и заявляемого армирующего наполнителя были определены: разрушающее напряжение при изгибе, величина прогиба при изгибе, модуль упругости при изгибе. Данные приведены в таблице 2.In composite materials based on standard T-10 fiberglass and the inventive reinforcing filler, the following were determined: breaking stress during bending, magnitude of deflection during bending, elastic modulus during bending. The data are shown in table 2.

Figure 00000002
Figure 00000002

Пример 3.Example 3

Армирующий материал в виде полотна двухслойного, один из слоев которого выполнен из стеклонитей (ровинга) линейной плотности 410 текс, другой на основе базальтовых нитей (ровинга) линейной плотности 400 текс. Слои уложены в полотне под углами +45°/-45°. Полотно имеет поверхностную плотность 385 г/м2.Reinforcing material in the form of a two-layer web, one of the layers of which is made of glass fibers (roving) with a linear density of 410 tex, the other based on basalt fibers (roving) with a linear density of 400 tex. Layers are laid in the canvas at angles of + 45 ° / -45 °. The canvas has a surface density of 385 g / m 2 .

В композиционном материале количество слоев армирующего наполнителя составило - 10, степень нанесения смолы около 40%.In the composite material, the number of layers of reinforcing filler was 10, the degree of resin deposition of about 40%.

В композиционных материалах на основе стандартной стеклоткани марки Т-10 и заявляемого армирующего наполнителя были определены: разрушающее напряжение при изгибе, величина прогиба при изгибе, модуль упругости при изгибе. Данные приведены в таблице 3.In composite materials based on standard T-10 fiberglass and the inventive reinforcing filler, the following were determined: breaking stress during bending, magnitude of deflection during bending, elastic modulus during bending. The data are shown in table 3.

Figure 00000003
Figure 00000003

Конструкционные материалы с разработанными наполнителями предлагаются на замену композитов с текстильными ткаными наполнителями.Structural materials with developed fillers are offered to replace composites with textile woven fillers.

Предлагаемая полезная модель сводится к созданию наполнителей в виде полотен без ткацкого переплетения на базе высокопрочных нитей, в частности, из базальтовых и стеклянных нитей (ровингов) и их комбинаций.The proposed utility model is reduced to the creation of fillers in the form of cloths without weaving on the basis of high-strength yarns, in particular, from basalt and glass yarns (rovings) and their combinations.

Наполнители полотен могут иметь от 2 до 12-14 слоев.Canvas fillers can have from 2 to 12-14 layers.

Заявляемый армирующий материал изготавливают на стандартном оборудовании фирмы KARL MAYER (Германия) типа MAX 3 или Malitronic MULTIAXIAL.The inventive reinforcing material is made on standard equipment from KARL MAYER (Germany) type MAX 3 or Malitronic MULTIAXIAL.

Технология получения заявляемых армирующих материалов включает следующие стадии:The technology for producing the inventive reinforcing materials includes the following stages:

- заправка шпулярника нитями (ровингами);- dressing creel threads (rovings);

- слоеукладка;- layer laying;

- высокопрочная прошивка слоев игольными элементами;- high-strength firmware layers with needle elements;

- накатка полотна в рулон.- knurling the web into a roll.

Claims (3)

1. Армирующий наполнитель для конструкционного материала, включающий слой из непрерывных параллелизованных нитей (ровингов), отличающийся тем, что наполнитель содержит, по меньшей мере, два слоя непрерывных разнонаправленных параллелизованных, непереплетающихся, нескрепленных между собой нитей (ровингов), создающих структуру с изотропностью физико-механических свойств в заданных направлениях, равной 1, причем слои скреплены между собой прошивкой из синтетических нитей.1. Reinforcing filler for a structural material, comprising a layer of continuous parallelized threads (rovings), characterized in that the filler contains at least two layers of continuous multidirectional parallelized, non-interwoven, non-bonded threads (rovings) that create a physically isotropic structure -mechanical properties in the given directions, equal to 1, and the layers are bonded to each other by firmware from synthetic threads. 2. Армирующий наполнитель по п. 1, отличающийся тем, что слои нитей (ровингов) выполнены из базальта, или стекла, или чередующихся указанных нитей (ровингов).2. Reinforcing filler according to claim 1, characterized in that the layers of threads (rovings) are made of basalt, or glass, or alternating these threads (rovings). 3. Армирующий наполнитель по п. 2, отличающийся тем, что поверхностная плотность армирующего наполнителя составляет не ниже 350 г/м2 с линейной плотностью нитей (ровингов) не менее 400 текс. 3. Reinforcing filler according to claim 2, characterized in that the surface density of the reinforcing filler is at least 350 g / m 2 with a linear density of threads (rovings) of at least 400 tex.
RU2015141534/12U 2015-09-30 2015-09-30 REINFORCING FILLER FOR STRUCTURAL MATERIAL RU165100U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015141534/12U RU165100U1 (en) 2015-09-30 2015-09-30 REINFORCING FILLER FOR STRUCTURAL MATERIAL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015141534/12U RU165100U1 (en) 2015-09-30 2015-09-30 REINFORCING FILLER FOR STRUCTURAL MATERIAL

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU165100U1 true RU165100U1 (en) 2016-10-10

Family

ID=57122435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015141534/12U RU165100U1 (en) 2015-09-30 2015-09-30 REINFORCING FILLER FOR STRUCTURAL MATERIAL

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU165100U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100738285B1 (en) Multiaxially stitched base material for reinforcing and fiber reinforced plastic, and method for preparing them
Gries et al. Manufacturing of textiles for civil engineering applications
CN112538678A (en) Hybrid woven textile for composite reinforcement
JP5847033B2 (en) Carbon fiber stitch substrate and wet prepreg using the same
KR102597683B1 (en) Nonwoven fabric laid in one direction and its uses
RU2013144024A (en) CORNER INSERT PREPARATIONS AND METHOD FOR PRODUCING THEM
RU2014118504A (en) COMPOSITION OF FABRICS, INCLUDING ELASTIC FIBERS
Latifi Engineered Polymeric Fibrous Materials
RU2357029C2 (en) Nonwoven needled material
CN102560867A (en) Method for producing warp knitted single axial reinforced composite fabric
RU165100U1 (en) REINFORCING FILLER FOR STRUCTURAL MATERIAL
JP6547149B2 (en) Heat resistant multiaxial stitch base material
CN103481555A (en) Method for knitting warp-knitted biaxial reinforced fabric
KR20060083981A (en) Crimp-free infusible reinforcement fabric and composite reinforced material therefrom
RU165528U1 (en) REINFORCED POWER GRILLE FROM POLYMER COMPOSITE MATERIAL
SU901375A1 (en) Warp knit fabric from fiberglass materials
KR20160107178A (en) Fiber composite material and method for the production thereof
JP6897705B2 (en) Reinforcing fiber woven fabric and its manufacturing method
RU2019139875A (en) Fiber-Reinforced 3D Weaving Weave and Manufacturing Method
CN109895465A (en) Fibrous braid and its preparation method and application
CN206538541U (en) A kind of carbon fiber glass blended fabric
CN106958078B (en) High-temperature insulation aramid felt and preparation method thereof
TEMESGEN et al. Comparative Study on the Mechanical Properties of Weft Knitted and Warp Fabric Reinforced Composites
RU178830U1 (en) MULTIAXIAL FABRIC
EP4061987B1 (en) Composite materials comprising a reinforcing knitted structure and a resin, and a production method