Парусина - Sailcloth
 | Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. (Январь 2017 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
Парусина охватывает широкий спектр материалов из натуральных волокон, таких как лен, конопля или же хлопок в различных формах паруса холст, чтобы синтетические волокна, включая нейлон, полиэстер, арамиды, и углеродные волокна в различных тканых, пряденых и формованных тканях.
История
Западные традиции
Дук нидерландский язык для ткани, которое превратилось в английское слово «утка» в отношении парусного холста. Утка обычно делался из хлопок или же шерсть (лен), с некоторым использованием конопля. Эти натуральные волокна обладают плохой устойчивостью к гниению, ультрафиолетовому излучению и водопоглощению. Лен прочнее, но хлопок легче. Лен был традиционным волокном для изготовления парусов, пока в 19 веке его не вытеснил хлопок. Сначала хлопок использовался по необходимости в Соединенных Штатах, поскольку он был местным, и поставки льна периодически прерывались из-за войн, таких как Война 1812 года, в течение которого спрос на парусину для военного использования был высоким. По мере того, как размер парусов рос, лен становился слишком тяжелым, чтобы быть практичным, поэтому хлопок стал более популярным. Хлопок практически не заменял лен во всем мире до конца эпохи парусного спорта; однако в некоторых случаях для некоторых типов парусов предпочтение отдавалось прочности льняной ткани. Только в конце 20-го века натуральные волокна были заменены синтетическими в массовом использовании. Хлопковая парусина до сих пор используется для изготовления спортивной одежды, обивки и драпировки. Традиционная ширина кардной хлопковой парусины в США составляла 23 дюйма (58 см), тогда как британский стандарт составлял 24 дюйма (61 см).[1]
Другие традиции
В ва проа из Каролинские острова традиционно используется панданус матирование как парусина.[2]
Современные волокна
Характеристики паруса обусловлены дизайном, конструкцией и свойствами волокон, которые сотканы вместе, чтобы образовать ткань паруса. В следующих разделах обсуждаются атрибуты волокон, предполагающие хороший дизайн и тщательную конструкцию. По словам Мара, есть шесть ключевых факторов при оценке пригодности волокна для изготовления парусной ткани:[3]
- Начальный модуль - Способность противостоять растяжению. Чем выше сопротивление, тем лучше парус против ветра.
- Прочность на разрыв - Измеряется как сила, приходящаяся на площадь поперечного сечения волокна. Чем выше, тем лучше для парусов.
- Слизняк - Описывает длительную растяжку волокна или ткани. Материал с ползучестью может иметь превосходный модуль упругости, но со временем теряет свою форму.
- Устойчивость к ультрафиолетовый свет - Потеря прочности под воздействием солнечных ультрафиолетовых лучей, измеренная с помощью стандартизированного теста воздействия.
- Сила гибкости - Потеря прочности из-за изгиба, складывания или порки, что часто измеряется стандартным отраслевым тестом на 50 крат.
- Рентабельность –И начальная стоимость, и долговечность материала определяют его рентабельность с течением времени.
Не существует идеального решения, поскольку в большинстве случаев увеличение одного атрибута обычно приводит к снижению привлекательности другого. Уменьшение растяжения обычно также снижает гибкость, вызывая компромисс между характеристиками и долговечностью. Решение обеих проблем обычно выводит цену за пределы допустимого диапазона для большинства моряков.
Нейлон
Нейлон используется в спинакеры благодаря легкому весу, высокой прочности на разрыв, превосходной стойкости к истиранию и гибкости. Тем не менее, он имеет низкий модуль упругости, поэтому слишком большое растяжение не подходит для парусов против ветра. Нейлон более подвержен ультрафиолетовому излучению и химическому разложению, чем полиэфиры, и его физические свойства могут измениться из-за поглощения влаги.
Полиэстер (ПЭТ)
Полиэтилентерефталат, самый распространенный тип полиэстер, является наиболее распространенным волокном, используемым в парусине; его также обычно называют торговой маркой Dacron. ПЭТ имеет отличную эластичность, высокую стойкость к истиранию, высокую стойкость к ультрафиолетовому излучению, высокую прочность на изгиб и низкую стоимость. Низкая впитывающая способность позволяет волокну быстро высыхать. ПЭТ был заменен более прочными волокнами для большинства серьезных гонок, но остается самой популярной парусной тканью из-за более низкой цены и высокой прочности. Дакрон - это торговая марка высокомодульного волокна Тип 52, производимого Дюпон, специально для парусины. Allied Signal произвела волокно под названием полиэстер 1W70, прочность которого на 27% выше, чем у дакрона. Другие торговые названия включают Терилен, Теторон, Тревира и Диолен.
PEN-волокно (Pentex)
РУЧКА (Полиэтиленнафталат ), широко известный под торговым названием Honeywell «Pentex», представляет собой другой вид полиэфирного волокна, которое растягивается только на 40% больше, чем стандартные волокна ПЭТ, но примерно вдвое больше, чем кевлар 29. Потому что оно сжимается только примерно на треть. хороший ПЭТ, ПЕН нельзя сплести так плотно; таким образом, тканый PEN должен быть пропитан смолой, что делает паруса подверженными повреждению в результате неправильного использования и обращения. PEN лучше подходит для изготовления ламинированной парусины, где волокна проложены прямо для прочности и прикреплены к листам пленки для устойчивости (например, ПЭТ пленка часто называемый одним из своих торговых наименований Mylar), или как тафта внешний слой ламината, защищающий пленку ПЭТ. Ламинат PEN - экономичная альтернатива парусу с более высокими характеристиками.
Кевлар
Кевлар, арамид волокно стало преобладающим волокном для гоночных парусов с тех пор, как оно было представлено DuPont в 1971 году. Оно прочнее, имеет более высокое отношение прочности к весу, чем сталь, и его модуль упругости в пять раз выше, чем у ПЭТ, и примерно в два раза больше. как ПЕН. Существует два популярных типа кевлара: тип 29 и тип 49, у последнего начальный модуль упругости на 50% выше, чем у типа 29, но меньшие потери при изгибе. DuPont разработала типы 129, 149 и 159 с более высоким модулем упругости, но они не нашли применения в парусах, поскольку обычно с увеличением модуля прочность на изгиб уменьшается. DuPont недавно представила кевлар Edge, волокно, разработанное специально для парусов с на 25% более высокой прочностью на изгиб и более высоким модулем, чем кевлар 49. Кевлар, наряду с другими арамидными волокнами, имеет низкую стойкость к ультрафиолетовому излучению (кевлар теряет прочность примерно в два раза быстрее на солнце, чем ПЭТ) и быстрая потеря прочности при сгибании, складывании и порке. Минимальная порка и осторожное обращение могут значительно продлить срок службы паруса из кевлара.
Технора
Технора представляет собой арамид, который производится в Япония к Тейджин, имеет немного более низкий модуль упругости, чем кевлар 29, но немного более высокое сопротивление усталости при изгибе. Более низкая стойкость волокна к ультрафиолетовому излучению повышается за счет окрашивания натурального золотого волокна в черный цвет. Technora чаще всего используется в качестве поперечной опоры (X-ply) в ламинатной парусине.
Twaron
Twaron представляет собой арамид, который производится в Нидерландах компанией Teijin, химически и физически похож на кевлар DuPont. Twaron HM (с высоким модулем упругости) имеет такие же свойства растяжения, как и кевлар 49, большую прочность на разрыв и лучшую стойкость к ультрафиолету. Twaron SM похож на кевлар 29. Как и кевлар, волокно ярко-золотого цвета.
Спектры
Спектры является полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (UHMWPE) производства Honeywell, который обеспечивает превосходную устойчивость к ультрафиолетовому излучению (наравне с ПЭТ), очень высокие значения начального модуля (уступает только высокомодульному углеродному волокну), превосходную прочность на разрыв и высокую прочность на изгиб. Однако он также демонстрирует постоянное и непрерывное удлинение при длительной нагрузке (также известное как ползучесть). Это приводит к изменению формы по мере старения паруса. Из-за этого Spectra используется только в спинакерах на высокопроизводительных лодках, где регулярно меняют паруса.
Dyneema
Эквивалент Spectra, Dyneema чрезвычайно прочное волокно, производимое нидерландский язык Компания DSM. Он часто используется европейскими производителями парусины, доступен с более широким разнообразием размеров пряжи, чем Spectra, и становится все более популярным. Dyneema DSK78 установила новый стандарт, сочетающий в себе типичное соотношение высокой прочности к массе, превосходное низкое растяжение, истирание и устойчивость к ультрафиолетовому излучению, но добавила в три раза лучшие характеристики ползучести по сравнению с Dyneema SK75 и почти в два раза лучше, чем Dyneema SK90.
Certran
Hoechst Celanese производит Certran полиэтилен похож на Spectra, примерно вдвое меньше, чем у Spectra. Он имеет свойства, аналогичные Spectra, включая превосходную устойчивость к усталости при изгибе и разрушению под воздействием УФ-излучения, но также демонстрирует ползучесть.
Зилон (PBO)
PBO (поли (п-фенилен-2,6-бензобисоксазол)) - жидкокристаллический полимер, разработанный японской компанией Toyobo под торговым названием. Зилон. Это золотое волокно с начальным модулем упругости, которое значительно выше, чем у других высокомодульных нитей, включая арамиды. Среди желаемых свойств PBO - высокая термическая стабильность, низкая ползучесть, высокая химическая стойкость, высокая устойчивость к порезам и истиранию, а также отличная устойчивость к растяжению после многократного складывания. PBO также довольно гибкий и мягкий на ощупь. Но PBO плохо устойчивы как к УФ, так и к видимому свету.
Вектран
Вектран представляет собой высокоэффективный ЖКП на основе полиэстера (жидкокристаллический полимер ) производства Ticona. Он естественного золотого цвета и имеет модуль упругости, аналогичный кевлару 29, но имеет меньшую потерю прочности при изгибе. Это преимущество для выносливости и круизных парусов, где долговечность является ключевым фактором. Дополнительные преимущества волокна Vectran - ползучесть 0,02% при 30% максимальной нагрузки после 10 000 часов, высокая химическая стойкость и стойкость к истиранию, а также высокая прочность на разрыв. Устойчивость к ультрафиолетовому излучению уступает ПЭТ и ПЭН, но деградация выравнивается примерно через 400 часов воздействия, в то время как арамиды и спектры продолжают ухудшаться.
Углеродное волокно
Углеродное волокно представляет собой высокомодульное синтетическое волокно, изготовленное из атомов углерода. Он практически не подвержен воздействию ультрафиолета и обеспечивает исключительно низкое растяжение. Варианты могут уравновешиваться по континууму от хрупкого и нерастяжимого до чрезвычайной прочности / гибкости с лишь немного большим растяжением, чем арамидные паруса.
Ткачество
Гребенная парусина из одинарной пряжи в больших количествах используется для спинакера и хедовых парусов. Часто бывает 148 на 160, и ткань имеет ширину 100 см (40 дюймов) с соотношением длины к массе около 13,10 м / кг (61⁄2 ярд / фунт).[1] Качество и вес плетения могут иметь большее значение, чем выбор волокон, поскольку плохое плетение может привести к сильному растяжению и плохой форме паруса. Вес указан в унциях, например «ткань на 8 унций». Это означает, что площадь 72 см × 91 см (28 1⁄2 дюйм × 36 дюймов) весит 230 г (8 унций).
Парусина плетется двух видов: сбалансированная и несбалансированная. Пряжа сбалансированной ткани одинакового диаметра и веса по длине («основа») и по ширине ткани («набивка»). Несбалансированная означает, что более тяжелая пряжа используется в одном направлении. Большинство современных парусов имеют «поперечный разрез», то есть несбалансированную технику, при которой более тяжелая пряжа находится в наполнителе. Это позволяет большему количеству нагрузок излучаться вверх от шкотовой стойки (задний нижний угол) вдоль задней кромки. Особенно это касается грота и удлиненного стакселя.
Тканым парусным тканям присуща проблема с сопротивлением растяжению. При переплетении нити основы и наполнителя проходят друг над другом и под ним. При приложении нагрузки пряжа пытается распрямиться, что приводит к растяжению ткани, обычно называемому «изгибом». Волокна, устойчивые к растяжению, не могут быть сплетены так плотно, как более гибкие волокна, такие как ПЭТ, поэтому ткань больше подвержена деформации.
Фильмы
Пленки представляют собой тонкие листовые материалы, полученные экструзией из синтетических полимеров, и обычно используются вместе с тканой тканью в ламинате (см. Ламинаты ниже).
ДОМАШНИЙ ПИТОМЕЦ
ПЭТ пленка является наиболее распространенной пленкой, используемой в ламинированной парусине. Это экструдированный и двуосно ориентированный вариант ПЭТ-волокна. В США и Великобритании наиболее известными торговыми наименованиями являются майлар и мелинекс.
ПЕН-фильм
Пленка PEN - это экструдированная и биаксиально ориентированная версия волокна PEN. Так же, как ПЭН-волокно прочнее ПЭТ-волокна, ПЭН-пленка прочнее ПЭТ-пленки. Однако пленка PEN редко используется в стандартных стилях парусины, поскольку она сжимается быстрее, чем полиэтилентерефталат, менее устойчива к неправильному обращению и сокращает срок службы паруса.
Холст и пряди
Пряди сложены из волокон; часто это узкие плоские ленты или ленты из высокопрочного материала. Сетка представляет собой неплотное переплетение или решетку прядей, обычно скрепленных в местах пересечения, чтобы сохранить решетчатый узор. Пряди и холсты используются для усиления или усиления парусины (см. Ламинаты ниже).
Ламинированная парусина
В 1970-х годах производители парусного спорта начали ламинировать несколько материалов с разными характеристиками, чтобы объединить качества каждого из них. Использование листов ПЭТ или ПЭН снижает растяжение во всех направлениях, где переплетение наиболее эффективно в направлении нитей. Ламинирование также позволяет размещать волокна прямыми, непрерывными путями. Существует четыре основных стиля строительства:
Тканый-пленочный-тканый
Пленка зажата между двумя слоями тканого полотна. тафта, пленка обеспечивает большую часть сопротивления растяжению, а тафта повышает сопротивление разрыву и истиранию. В высококачественных версиях этого метода используется тканая тафта Spectra или кевлар. В некоторых более новых стилях арамидная пряжа вне нитей также укладывается в ламинат. В некоторых случаях второй слой тафты удаляют для экономии средств и веса.
Пленка-холст-пленка или пленка-вставка-пленка (пленка-на-пленке)
В этой конструкции холст или пряди (вставки) зажаты между слоями пленки. Таким образом, несущие элементы укладываются прямо, что максимизирует высокий модуль упругости волокон, при этом тканый материал будет иметь некоторое растяжение, присущее переплетению. Ламинирование пленки вокруг прядей создает очень прочное и надежное соединение, уменьшая необходимое количество клея. В высококачественной ткани пряди или холст натягиваются в процессе ламинирования.
Недостатки: пленка не так устойчива к истиранию и изгибу, как плетение, она не защищает структурные волокна от УФ-лучей. В некоторых случаях добавляется защита от ультрафиолета.
Тканый-пленочный-холст-пленочный-тканый
К пленке добавляется тканый материал с высокой защитой от ультрафиолета и истирания. Он сочетает в себе лучшее из вышеперечисленного, но является дорогостоящим, тяжелым и жестким. Это привлекательный метод сочетания высокомодульных волокон с плохой стойкостью к ультрафиолету.
Тканый / холст / тканый
Тканые с обеих сторон холста без слоя пленки. Проблема заключается в том, чтобы вставить в сэндвич достаточно высокомодульной пряжи и при этом получить хорошее сцепление, потому что разнородные ткани часто плохо сцепляются. Этот метод скорее экспериментальный, чем практический, но со временем может дать результаты.
Рекомендации
- ^ а б Tortora, Phyllis G .; Меркель, Роберт С. (1996). Словарь текстиля Fairchild (7-е изд.). Нью-Йорк: Публикации Fairchild. п. 484. ISBN 0-87005-707-3. OCLC 34019003.
- ^ Маккой, Майкл (1973). «Ренессанс в путешествии по Каролине и Марианам». Журнал полинезийского общества. Оклендский университет.
С 1973 года все каноэ на Satawal использовали дакрон паруса сшили сами мужчины. Большинство каролинских каноэ использовали парусину, приобретенную во время японского присутствия на островах. Однако жители Сатавала не хотели отказываться от громоздких панданус - мат паруса, вероятно, потому, что каноэ и путешествия были включены в сложную дохристианскую систему табу. Христианство захватило Сатавал в течение десятилетий после Второй мировой войны, и тогда островитяне использовали холст. Когда я и Гэри Маунт, как добровольцы Корпуса мира, продемонстрировали очевидное превосходство дакрона над парусиной всего на 4-дюймовом квадратном образце, люди согласились купить паруса для каноэ острова. По мере того, как распространились слухи о превосходстве дакрона, люди Ифалик, Элато, Woleai, Pulusuk, Пулап и Пулуват оборудовали хотя бы одно каноэ на каждом острове дакроном.
- ^ Textor, Кен (1995). Новая книга обшивки парусов. Sheridan House, Inc. стр. 228. ISBN 0924486813.
дальнейшее чтение
- Исторические паруса Balclutha и современные варианты Джеймс Бринк
- Великий век утки, Исторические мюзиклы из морского национального исторического памятника Салема, веб-сайт Службы национальных парков
- История мачт, оснастки и парусов для парусных яхт: 1900 г. - по настоящее время Джеймс Гиллиам
- Изготовление углеродного волокна, Департамент полимеров Университета Южного Миссисипи
- Максимальная мощность паруса: полное руководство по парусам, парусным технологиям и характеристикам, Брайан Хэнкок, Nomad Press, 2003 (выдержки по этой ссылке)
- Кадольф, Сара Дж. Анна Л. Лэнгфорд. Текстиль, девятое издание. Pearson Education, Inc 2002. Верхняя Сэдл-Ривер, Нью-Джерси
- Д. Таннер; Дж. А. Фитцджеральд; Б. Р. Филлипс (1989). "История кевлара - исследование передовых материалов". Angewandte Chemie International Edition на английском языке. 28 (5): 649–654. Дои:10.1002 / anie.198906491.
- Э. Э. Магат (1980). «Волокна из ароматических полиамидов с удлиненной цепью, новые волокна и их композиты». Философские труды Королевского общества A. 294 (1411): 463–472. Дои:10.1098 / рста.1980.0055. JSTOR 36370. S2CID 121588983.