Парусник

Парусник — ткань, из которой делают паруса. Он может быть изготовлен из различных материалов, включая натуральные волокна, такие как лен , конопля или хлопок , в различных формах парусного полотна , а также синтетические волокна, такие как нейлон , полиэстер , арамиды и углеродные волокна в различных тканых, пряденных и формованных волокнах. текстиль.

История

Западные традиции

викингов На кораблях для изготовления парусины использовалась шерсть. Ткань ткали одним из трех способов, в зависимости от местности и традиции: полотняное переплетение с отдельными нитями, идущими одна над другой, трехосное саржевое переплетение с двумя нитями, идущими вперед и назад на каждой поперечной нити, и четырехосное саржевое переплетение с нить переплетается двумя нитями одновременно в любом направлении. Такова была практика с 11 по 14 века. ^[1]

Doek по-голландски означает ткань, которое превратилось в английское слово «утка», обозначающее парусное полотно. Утку обычно делали из хлопка или льна (льна) с некоторым использованием конопли . Эти натуральные волокна имеют плохую устойчивость к гниению, ультрафиолетовому излучению и водопоглощению. Лен прочнее, но хлопок легче. Лен был традиционным волокном для парусов, пока в 19 веке его не вытеснил хлопок. Сначала хлопок использовался в Соединенных Штатах по необходимости, поскольку он был местным, и поставки льна периодически прерывались из-за войн, таких как война 1812 года , во время которой спрос на парусину для военного использования был высоким. Поскольку размер паруса увеличился, лен стал слишком тяжелым, чтобы быть практичным, поэтому хлопок стал более популярным. Хлопок не заменил по существу лен во всем мире до конца эпохи парусного спорта ; однако в некоторых случаях для некоторых типов парусов отдавалось предпочтение прочности льна. Лишь 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 драпировок. Традиционная ширина парусины из кардного хлопка в США составляла 23 дюйма (58 см), тогда как британский стандарт составлял 24 дюйма (61 см). ^[2]

Другие традиции

Ва в проа Каролинских островов традиционно использовали циновки из пандануса качестве парусины. ^[3]

Современные волокна

Характеристики паруса обусловлены дизайном, конструкцией и свойствами волокон, из которых состоит ткань паруса. В следующих разделах обсуждаются свойства волокон при условии их хорошей конструкции и тщательного изготовления. По словам Мара, существует шесть ключевых факторов при оценке пригодности волокна для плетения парусины: ^[4]

Начальный модуль – способность сопротивляться растяжению. Более высокое сопротивление лучше для парусов с наветренной стороны.
Прочность на разрыв – измеряется как сила, приходящаяся на площадь поперечного сечения волокна. Чем выше, тем лучше для парусов.
Ползучесть – описывает длительное растяжение волокна или ткани. Материал с ползучестью может иметь более высокий модуль упругости, но со временем терять свою форму.
Устойчивость к ультрафиолетовому излучению – потеря прочности из-за воздействия солнечных ультрафиолетовых лучей, измеренная с помощью стандартного теста на воздействие.
Прочность на изгиб – потеря прочности из-за изгиба, складывания или порки, которую часто измеряют с помощью стандартного 50-кратного теста.
Экономическая эффективность . И первоначальная стоимость, и долговечность материала определяют его экономическую эффективность с течением времени.

Идеального решения не существует, поскольку в большинстве случаев увеличение одного атрибута обычно приводит к снижению привлекательности другого. Уменьшение растяжения обычно также снижает гибкость, что приводит к компромиссу между производительностью и долговечностью. Решение обеих проблем обычно выводит цену за рамки допустимого для большинства моряков.

Нейлон

Нейлон используется в спинакерах из-за его легкого веса, высокой прочности на разрыв, превосходной стойкости к истиранию и гибкости. Однако он имеет низкий модуль упругости, что позволяет ему слишком сильно растягиваться, чтобы его можно было использовать для парусов против ветра. Нейлон более восприимчив к ультрафиолетовому излучению и химическому разложению, чем полиэфиры, и его физические свойства могут измениться из-за поглощения влаги.

Полиэстер (ПЭТ)

Полиэтилентерефталат , наиболее распространенный тип полиэстера , является наиболее распространенным волокном, используемым в парусине; его также часто называют торговой маркой Dacron. ПЭТ обладает превосходной эластичностью, высокой стойкостью к истиранию, высокой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, высокой прочностью на изгиб и низкой стоимостью. Низкая впитывающая способность позволяет волокну быстро высыхать. ПЭТ был заменен более прочными волокнами для большинства серьезных гоночных применений, но остается самой популярной тканью для парусов из-за более низкой цены и высокой долговечности. Дакрон — это торговая марка высокомодульного волокна Dupont Type 52, созданного специально для парусины. Компания Allied Signal выпустила волокно под названием полиэстер 1W70, прочность которого на 27% выше, чем у дакрона. Другие торговые названия включают Терилен, Теторон, Тревира и Диолен.

PEN-волокно (Пентекс)

ПЭН ( полиэтиленнафталат ), широко известный под торговым названием Honeywell «Пентекс», представляет собой еще один вид полиэфирного волокна, который растягивается лишь на 40% больше, чем стандартные волокна ПЭТ, но примерно в два раза больше, чем кевлар 29. Потому что он дает усадку лишь примерно на в-третьих, как хороший ПЭТ, РУЧКУ нельзя сплести так плотно; таким образом, тканый PEN должен быть пропитан смолой, что делает паруса склонными к повреждению в результате неправильного использования и обращения. PEN лучше подходит для изготовления ламинированной парусины, где волокна уложены прямо для прочности и прикреплены к листам пленки для устойчивости (например, ПЭТ-пленка, часто называемая одним из ее торговых названий Майлар), или в качестве тафты внешнего слоя ламинат, защищающий ПЭТ-пленку. Ламинаты PEN — это экономичная альтернатива парусам с более высокими эксплуатационными характеристиками.

Кевлар

Кевлар , арамидное волокно, стало преобладающим волокном для гоночных парусов с тех пор, как оно было представлено компанией DuPont в 1971 году. Оно прочнее, имеет более высокое соотношение прочности и веса, чем сталь, и имеет модуль упругости, который в пять раз выше, чем у ПЭТ. и примерно в два раза выше, чем PEN. Существует два популярных типа кевлара: Тип 29 и Тип 49, причем последний имеет на 50% более высокий начальный модуль упругости, чем Тип 29, но меньшие потери при изгибе. DuPont разработала типы 129, 149 и 159 с более высоким модулем упругости, но они мало используются в парусах, поскольку, как правило, по мере увеличения модуля прочность на изгиб уменьшается. DuPont недавно представила Kevlar Edge — волокно, разработанное специально для парусов, имеющее на 25 % более высокую прочность на изгиб и более высокий модуль упругости, чем у Kevlar 49.Кевлар, как и другие арамидные волокна, обладает плохой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению (кевлар теряет прочность под воздействием солнечного света примерно в два раза быстрее, чем ПЭТ) и быстро теряет прочность при сгибании, складывании и порке. Минимальная порка и бережное обращение могут значительно продлить срок службы кевларового паруса.

Технора

Technora — это арамид, который производится в Японии компанией Teijin , имеет немного меньший модуль прочности, чем Кевлар 29, но немного более высокую устойчивость к усталости при изгибе. Более низкая устойчивость волокна к ультрафиолетовому излучению усиливается за счет окрашивания волокна из натурального золота в черный цвет. Technora чаще всего используется в качестве диагональной опоры (X-слоя) в ламинированной парусине.

Тварон

Тварон — это арамид, который производится в Нидерландах компанией Teijin, химически и физически подобен кевлару DuPont. Twaron HM (высокомодульный) имеет такие же свойства растяжения, как и кевлар 49, большую прочность на разрыв и лучшую устойчивость к ультрафиолетовому излучению. Twaron SM похож на кевлар 29. Как и кевлар, волокно имеет ярко-золотой цвет.

Спектры

Spectra — это полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (СВМПЭ), производимый компанией Honeywell , который обеспечивает превосходную стойкость к ультрафиолетовому излучению (наравне с ПЭТ), очень высокие начальные показатели модуля упругости (уступающие только высокомодульному углеродному волокну), превосходную прочность на разрыв и высокая прочность на изгиб. Однако он также демонстрирует постоянное и непрерывное удлинение при длительной нагрузке (также известное как ползучесть). Это приводит к изменению формы паруса по мере его старения. По этой причине Spectra используется только в спинакерах на высокопроизводительных лодках, где паруса регулярно заменяются.

Дайнима

Эквивалент Spectra, Dyneema — чрезвычайно прочное волокно, производимое голландской компанией DSM . Он часто используется европейскими производителями парусины, доступен в более широком диапазоне размеров пряжи, чем Spectra, и его популярность растет. Dyneema DSK78 установила новый стандарт, сочетающий в себе типичное высокое соотношение прочности и веса, отличную устойчивость к растяжению, истиранию и ультрафиолетовому излучению, но добавила в три раза лучшие характеристики ползучести по сравнению с Dyneema SK75 и почти в два раза лучше, чем Dyneema SK90.

Сертран

Hoechst Celanese производит полиэтилен Certran , аналогичный Spectra, с модулем модуля примерно вдвое меньшим, чем у Spectra. Он имеет свойства, аналогичные Spectra, включая превосходную устойчивость к усталости при изгибе и разрушению под воздействием ультрафиолета, но также проявляет ползучесть.

Зайлон (ПБО)

PBO (поли (п-фенилен-2,6-бензобизоксазол)) представляет собой жидкокристаллический полимер, разработанный японской компанией Toyobo под торговым названием Zylon . Это золотое волокно, начальный модуль которого значительно выше, чем у других высокомодульных нитей, в том числе у арамидов. Среди желательных свойств ПБО — высокая термическая стабильность, низкая ползучесть, высокая химическая стойкость, высокая стойкость к порезам и истиранию, а также отличная устойчивость к растяжению после многократного складывания. PBO также довольно гибок и мягок на ощупь. Но ПБО имеют плохую устойчивость как к УФ, так и к видимому свету.

вектран

Vectran — это высокоэффективный LCP ( жидкокристаллический полимер ) на основе полиэстера, производимый Ticona. Он естественно золотого цвета и имеет модуль упругости, аналогичный кевлару 29, но имеет меньшую потерю прочности при изгибе. Это преимущество в приложениях, требующих выносливости, и для круизных парусов, где долговечность является ключевым фактором. Дополнительными преимуществами волокна Vectran являются ползучесть 0,02% при 30% максимальной нагрузке через 10 000 часов, высокая химическая стойкость и устойчивость к истиранию, а также высокая прочность на разрыв. Устойчивость к ультрафиолетовому излучению уступает ПЭТ и ПЭН, но деградация стабилизируется примерно через 400 часов воздействия, в то время как арамиды и спектры продолжают деградировать.

Углеродное волокно

Углеродное волокно – это высокомодульное синтетическое волокно, изготовленное из атомов углерода. Он практически не подвержен воздействию ультрафиолета и обеспечивает исключительно низкое растяжение. Варианты могут балансировать в диапазоне от хрупких, не растягивающихся, до чрезвычайно прочных/гибких, растягивающихся лишь немного лучше, чем арамидные паруса.

Ткачество

Парусная ткань из гребенной одинарной пряжи большого размера используется для изготовления спинакеров и головных парусов. Количество часто составляет 148 на 160, а ширина ткани составляет 100 см (40 дюймов) с соотношением длины к массе около 13,10 м/кг (6 1 ⁄ ярда /фунт). ^[2] Качество и вес переплетения могут быть более важными, чем выбор волокон, поскольку плохое переплетение может привести к сильному растяжению и плохой форме паруса. Вес указывается в унциях, например «ткань весом 8 унций». Это означает, что область 72 см × 91 см ( 28 + 1 ⁄ 2 дюйма × 36 дюймов) весит 230 г (8 унций).

Парусник ткут в двух формах: сбалансированном и несбалансированном. Нити в сбалансированной ткани имеют одинаковый диаметр и вес по длине («основа») и по ширине ткани («наполнитель»). Несбалансированное означает, что более тяжелая пряжа используется в одном направлении. Большинство современных парусов имеют «поперечный разрез», что представляет собой несбалансированную технику, при которой в наполнителе используется более тяжелая пряжа. Это позволяет переносить большие нагрузки вверх от шкотового шкворня (заднего нижнего угла) вдоль задней шкаторины (заднего края). Это особенно верно для грот и кливеров с высоким вылетом.

Тканым парусным тканям свойственна проблема сопротивления растяжению. При переплетении нити основы и наполнителя проходят друг над другом. При приложении нагрузки нити пытаются распрямиться, что приводит к растяжению ткани, обычно называемому «извитостью». Волокна, устойчивые к растяжению, не могут быть сплетены так же плотно, как более гибкие волокна, такие как ПЭТ, поэтому ткань больше подвержена извитости.

Фильмы

Пленки представляют собой тонкий листовой материал, экструдированный из синтетических полимеров, и обычно используются вместе с тканой тканью в ламинате (см. ламинаты ниже).

ДОМАШНИЙ ПИТОМЕЦ

ПЭТ-пленка — наиболее распространенная пленка, используемая в ламинированной парусине.Это экструдированная двуосноориентированная версия ПЭТ-волокна. В США и Великобритании наиболее известными торговыми марками являются Mylar и Melinex.

ПЕН-фильм

Пленка PEN представляет собой экструдированную и двуосноориентированную версию волокна PEN. Так же, как волокно PEN прочнее волокна PET, пленка PEN прочнее пленки PET. Однако пленка PEN редко используется в стандартных парусинах, поскольку она дает усадку быстрее, чем PET, менее устойчива к неправильному обращению и сокращает срок службы паруса.

Скрим и пряди

Пряди складываются из волокон; часто это узкие плоские ленты или ленты из высокопрочного материала. Scrim — это рыхлое переплетение или решетка из прядей, обычно скрепленных там, где они пересекаются, чтобы сохранить сетчатый рисунок. Пряди и холсты используются для укрепления парусины (см. ламинаты ниже).

Ламинированная парусина

В 1970-х годах производители парусов начали ламинировать несколько материалов с разными характеристиками, чтобы объединить качества каждого из них. Использование листов ПЭТ или ПЭН уменьшает растяжение во всех направлениях, где переплетение наиболее эффективно в направлении линий нити. Ламинирование также позволяет размещать волокна прямыми, непрерывными путями. Существует четыре основных стиля строительства:

Тканый-пленочный-тканый

Пленка зажата между двумя слоями тканой тафты , пленка обеспечивает большую часть сопротивления растяжению, а тафта повышает устойчивость к разрыву и истиранию. В высококачественных версиях этого метода используется тканая тафта Spectra или Kevlar. В некоторых новых стилях в ламинат также укладывают арамидную нить без нити. В некоторых случаях второй слой тафты удаляется 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 волокон, при этом тканый материал будет иметь некоторое растяжение, присущее переплетению. Ламинирование пленки вокруг прядей создает очень прочное и надежное соединение, уменьшая количество необходимого клея. В высококачественной ткани пряди или холст натягиваются во время процесса ламинирования.

Недостатки: пленка не так устойчива к истиранию и изгибу, как ткань, она не защищает структурные волокна от УФ-лучей. В некоторых случаях добавляется защита от ультрафиолета.

Тканая пленка-сетка-пленка-тканая

К пленке добавляется тканая ткань 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 устойчивостью к ультрафиолетовому излучению.

Тканый/холст/тканый

Сплетен с обеих сторон холста без слоя пленки. Проблема заключается в том, чтобы поместить в сэндвич достаточно высокомодульной пряжи и при этом обеспечить хорошее соединение, поскольку разнородные ткани часто плохо скрепляются. Этот метод скорее экспериментальный, чем практичный, но со временем может дать результаты.

Ссылки

^ «Шерстяная парусина» . Музей кораблей викингов в Роскилле . Проверено 23 мая 2021 г.
^ Jump up to: ^а ^б Тортора, Филлис Г.; Меркель, Роберт С. (1996). Словарь текстиля Фэйрчайлда (7-е изд.). Нью-Йорк: Публикации Fairchild. п. 484. ИСБН 0-87005-707-3 . ОСЛК 34019003 .
^ Маккой, Майкл (1973). «Ренессанс в Каролино-Марианском путешествии» . Журнал Полинезийского общества . Оклендский университет . Архивировано из оригинала 28 декабря 2021 г. Проверено 9 января 2015 г. По состоянию на 1973 год на всех каноэ на Сатавале использовались лавсановые паруса, сшитые самими мужчинами. В большинстве каролинских каноэ использовалось полотно, приобретенное во время присутствия японцев на островах. Однако жители Сатавала не хотели отказываться от громоздких парусов из пандануса , вероятно, потому, что каноэ и плавание были включены в сложную дохристианскую систему табу. Христианство распространилось на Сатавале в течение десятилетий после Второй мировой войны, и тогда островитяне использовали холст. Когда я и Гэри Маунт, как волонтеры Корпуса мира, продемонстрировали очевидное превосходство дакрона над холстом, используя всего лишь квадратный образец размером 4 дюйма, мужчины согласились купить паруса для каноэ острова. Когда слухи о превосходстве дакрона распространились, жители Ифалика , Элато , Волеаи , Пулусука , Пулапа и Пулувата оснастили дакроном по крайней мере одно каноэ на каждом острове.
^ Текстор, Кен (1995). Новая книга об отделке парусов . Шеридан Хаус, Инк. с. 228. ИСБН 0924486813 .

Дальнейшее чтение

Исторические паруса Балклуты и современные варианты от Джеймса Бринка
Великий век уток , Исторические размышления из Салемского морского национального исторического памятника, веб-сайт Службы национальных парков
История мачт, такелажа и парусов парусных яхт: 1900-настоящее время, Джеймс Гиллиам.
Производство углеродного волокна , Факультет полимерных наук, Университет Южного Миссисипи.
Максимальная мощность паруса: Полное руководство по парусам, технологиям и характеристикам парусов , Брайан Хэнкок, Nomad Press, 2003 г. (отрывки по этой ссылке)
Кадольф, Сара Дж. Анна Л. Лэнгфорд. Текстиль, девятое издание. Pearson Education, Inc. 2002. Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси.
Д. Таннер; Дж. А. Фицджеральд; Б. Р. Филлипс (1989). «История кевлара - пример использования 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 А. 294 (1411): 463–472. Бибкод : 1980RSPTA.294..463M . дои : 10.1098/rsta.1980.0055 . JSTOR 36370 . S2CID 121588983 .

См. также

[1] «Шерстяная парусина» . Музей кораблей викингов в Роскилле . Проверено 23 мая 2021 г.

[:0-2] Jump up to: ^а ^б Тортора, Филлис Г.; Меркель, Роберт С. (1996). Словарь текстиля Фэйрчайлда (7-е изд.). Нью-Йорк: Публикации Fairchild. п. 484. ИСБН 0-87005-707-3 . ОСЛК 34019003 .

[3] Маккой, Майкл (1973). «Ренессанс в Каролино-Марианском путешествии» . Журнал Полинезийского общества . Оклендский университет . Архивировано из оригинала 28 декабря 2021 г. Проверено 9 января 2015 г. По состоянию на 1973 год на всех каноэ на Сатавале использовались лавсановые паруса, сшитые самими мужчинами. В большинстве каролинских каноэ использовалось полотно, приобретенное во время присутствия японцев на островах. Однако жители Сатавала не хотели отказываться от громоздких парусов из пандануса , вероятно, потому, что каноэ и плавание были включены в сложную дохристианскую систему табу. Христианство распространилось на Сатавале в течение десятилетий после Второй мировой войны, и тогда островитяне использовали холст. Когда я и Гэри Маунт, как волонтеры Корпуса мира, продемонстрировали очевидное превосходство дакрона над холстом, используя всего лишь квадратный образец размером 4 дюйма, мужчины согласились купить паруса для каноэ острова. Когда слухи о превосходстве дакрона распространились, жители Ифалика , Элато , Волеаи , Пулусука , Пулапа и Пулувата оснастили дакроном по крайней мере одно каноэ на каждом острове.

[Textor-4] Текстор, Кен (1995). Новая книга об отделке парусов . Шеридан Хаус, Инк. с. 228. ИСБН 0924486813 .

[1]

[2]

[3]

[4]