Парусина — это ткань, используемая для изготовления парусов. Она может быть изготовлена из различных материалов, включая натуральные волокна, такие как лен , пенька или хлопок в различных формах парусного полотна , и синтетические волокна, такие как нейлон , полиэстер , арамиды и углеродные волокна в различных тканых, пряденых и формованных текстильных изделиях.
Викингские ладьи использовали шерсть для парусины. Ткань ткалась одним из трех способов, в зависимости от местности и традиций: полотняное переплетение с отдельными нитями, проходящими друг над другом и под друг другом, трехременная саржа с двумя нитями, проходящими над и под каждым поперечным волокном, и четырехременная саржа с нитью, переплетенной с двумя нитями за раз в каждом направлении. Такова была практика с 11 по 14 века. [1]
Doek — голландское слово для ткани, которое превратилось в английское слово «duck» в отношении парусного полотна. Утка обычно изготавливалась 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 парусов, пока его не вытеснил хлопок в 19 веке. Сначала хлопок использовался по необходимости в Соединенных Штатах, поскольку он был коренным, и поставки льна периодически прерывались войнами, такими как война 1812 года , во время которой спрос на парусину для военных целей был высок. По мере того, как размер паруса рос, лен становился слишком тяжелым, чтобы быть практичным, поэтому хлопок стал более популярным. Хлопок не заменил лен по существу во всем мире до конца эпохи паруса ; однако в некоторых случаях прочность льна была предпочтительнее для некоторых типов парусов. Только в конце 20 века натуральные волокна были заменены синтетическими в массовом использовании. Парусина из хлопка до сих пор используется для 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]
В древних традициях мореплавания австронезийских народов Индо -Тихоокеанского региона паруса традиционно изготавливались из плетеных панелей листьев пандана (винтовой сосны) и связывались веревками, обычно сделанными из кокосовой койры . Эти паруса были неотъемлемой частью последующих миграций ( ок. 3000–1500 гг. до н. э. ) австронезийцев с Тайваня на острова Юго-Восточной Азии , в Микронезию , острова Меланезии , Полинезию и Мадагаскар . [3] [4] Некоторые образцы парусов из пандановых матов были настолько тонко сотканы, что испанцы сравнивали их с «грубым льном » , а голландцы — с «выделанной овчиной » . [5]
Конкретные примеры парусов, сделанных из циновок пандана в регионах, говорящих на австронезийском языке, включают паруса плотов фаянг народа амис на Тайване , [6] различные бангка на Филиппинах, [7] кабанг народа мокен, [8] ва Каролинских островов и Япа , [ 9 ] [ 10 ] тепукеи островов Таумако , [ 11 ] продолговатые паруса каноэ островов Ниниго , бауруа островов Гилберта , друа Фиджи , [ 12 ] и ваа каулуа Гавайев , [ 13 ] и другие. Технология парусов из циновок пандана также была представлена неавстронезийским народам через контакт, например, йолнгу в Австралии . [ 14] [ 15]
Паруса также могли быть сделаны из плетеных циновок из других подобных листьев и волокон растений, в том числе из сахарной пальмы , пальмы бури и пальмы нипа . [16]
Характеристики паруса обусловлены дизайном, конструкцией и свойствами волокон, которые сплетены вместе, чтобы сделать парусную ткань. В следующих разделах обсуждаются свойства волокон, предполагающие хорошую конструкцию и тщательное изготовление. Согласно Мару, существует шесть ключевых факторов при оценке волокна на пригодность для плетения парусной ткани: [17]
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 пределы диапазона для большинства моряков.
Нейлон используется в спинакерах из-за его легкого веса, высокой прочности на разрыв, превосходной стойкости к истиранию и гибкости. Однако он имеет низкий модуль, что позволяет ему слишком сильно растягиваться, чтобы быть пригодным для парусов на ветер. Нейлон более восприимчив к ультрафиолетовому излучению и химической деградации, чем полиэстеры, и его физические свойства могут меняться из-за поглощения влаги.
Полиэтилентерефталат , наиболее распространенный тип полиэстера , является наиболее распространенным волокном, используемым в парусной ткани; его также обычно называют торговой маркой Dacron. PET обладает превосходной упругостью, высокой стойкостью к истиранию, высокой стойкостью к УФ-излучению, высокой прочностью на изгиб и низкой стоимостью. Низкая впитываемость позволяет волокну быстро высыхать. PET был заменен более прочными волокнами для большинства серьезных гоночных применений, но остается самой популярной парусной тканью из-за более низкой цены и высокой прочности. Dacron — торговая марка высокомодульного волокна типа 52 компании Dupont, изготовленного специально для парусной ткани. Allied Signal выпустила волокно под названием 1W70 полиэстер, прочность которого на 27% выше, чем у Dacron. Другие торговые марки включают Terylene, Tetoron, Trevira и Diolen.
PEN ( полиэтиленнафталат ), широко известный под торговым названием Honeywell «Pentex», является еще одним видом полиэфирного волокна, которое растягивается всего на 40% от стандартных волокон PET, но примерно в два раза больше, чем Kevlar 29. Поскольку он усаживается всего на треть от хорошего PET, PEN не может быть соткано так же плотно; таким образом, сотканный PEN должен быть пропитан смолой, что делает паруса подверженными повреждениям при неправильном использовании и обращении. PEN лучше подходит для изготовления ламинированной парусной ткани, где волокна уложены прямо для прочности и связаны с листами пленки для устойчивости (например, пленка PET, часто называемая одним из ее торговых названий Mylar), или в качестве внешнего слоя тафты ламината, защищающего пленку PET. Ламинаты PEN являются экономичной альтернативой для парусов с более высокими эксплуатационными характеристиками.
Кевлар , арамидное волокно, стало преобладающим волокном для гоночных парусов с тех пор, как оно было представлено компанией DuPont в 1971 году. Он прочнее, имеет более высокое отношение прочности к весу, чем сталь, и имеет модуль, который в пять раз больше, чем у PET, и примерно в два раза выше, чем у PEN. Существует два популярных типа кевлара: тип 29 и тип 49, последний имеет на 50% более высокий начальный модуль, чем тип 29, но меньшие потери на изгиб. DuPont разработала более высокомодульные типы 129, 149 и 159, но они мало использовались в парусах, поскольку, как правило, с увеличением модуля прочность на изгиб уменьшается. Недавно компания DuPont представила Kevlar Edge — волокно, разработанное специально для парусов, с прочностью на изгиб на 25% выше и модулем выше, чем у Kevlar 49. Кевлар, как и другие арамидные волокна, имеет плохую устойчивость к ультрафиолетовому излучению (кевлар теряет прочность примерно в два раза быстрее на солнце, чем ПЭТ) и быстро теряет прочность при изгибе, складывании и трении. Минимальное трение и аккуратное обращение могут значительно продлить срок службы паруса из кевлара.
Technora — это арамид, который производится в Японии компанией Teijin , имеет немного меньший модуль прочности, чем Kevlar 29, но немного большую устойчивость к усталости при изгибе. Более низкая устойчивость волокна к ультрафиолетовому излучению усиливается путем окрашивания натурального золотого волокна в черный цвет. Technora чаще всего используется в качестве диагональной поддержки (X-ply) в ламинированной парусной ткани.
Twaron — это арамид, который производится в Нидерландах компанией Teijin, химически и физически похож на кевлар компании DuPont. Twaron HM (высокомодульный) имеет схожие с кевларом 49 свойства растяжения, большую прочность на разрыв и лучшую устойчивость к ультрафиолетовому излучению. Twaron SM похож на кевлар 29. Как и кевлар, волокно имеет яркий золотой цвет.
Spectra — это сверхвысокомолекулярный полиэтилен (UHMWPE), производимый Honeywell , который обеспечивает превосходную устойчивость к ультрафиолетовому излучению (наравне с ПЭТ), очень высокие начальные модули упругости (уступающие только высокомодульному углеродному волокну), превосходную прочность на разрыв и высокую прочность на изгиб. Однако он также демонстрирует постоянное и непрерывное удлинение под длительной нагрузкой (AKA: ползучесть). Это приводит к изменению формы по мере старения паруса. Из-за этого Spectra используется только в спинакерах на высокопроизводительных лодках, где паруса регулярно заменяются.
Dyneema , эквивалент Spectra, — чрезвычайно прочное волокно, производимое голландской компанией DSM . Оно часто используется европейскими производителями парусной ткани, доступно в более широком диапазоне размеров пряжи, чем Spectra, и становится все популярнее. Dyneema DSK78 установил новый стандарт, сочетая типичное высокое отношение прочности к весу, превосходную низкую растяжимость, истиранию и устойчивость к ультрафиолетовому излучению, но при этом обладает в три раза лучшими характеристиками ползучести по сравнению с Dyneema SK75 и почти в два раза лучшими, чем Dyneema SK90.
Hoechst Celanese производит полиэтилен Certran , аналогичный Spectra, с модулем, равным примерно половине Spectra. Он обладает свойствами, аналогичными Spectra, включая превосходную устойчивость к усталости при изгибе и деградации под воздействием УФ-излучения, но также демонстрирует ползучесть.
PBO (поли (п-фенилен-2, 6-бензобисоксазол)) — это жидкокристаллический полимер, разработанный японской компанией Toyobo под торговой маркой Zylon . Это золотое волокно с начальным модулем, который значительно выше, чем у других высокомодульных нитей, включая арамиды. Среди желаемых свойств PBO — высокая термостойкость, низкая ползучесть, высокая химическая стойкость, высокая стойкость к порезам и истиранию, а также отличная стойкость к растяжению после многократного складывания. PBO также довольно гибкий и мягкий на ощупь. Но PBO имеют плохую устойчивость как к УФ-излучению, так и к видимому свету.
.jpg/1280px-Bodacious_(sailboat_by_Farr_Yacht_Design).jpg)
Vectran — это высокопроизводительный LCP ( жидкокристаллический полимер ) на основе полиэстера, производимый Ticona. Он имеет естественный золотистый цвет и модуль, аналогичный Kevlar 29, но имеет меньшую потерю прочности при изгибе. Это преимущество в приложениях, требующих выносливости, и для круизных парусов, где долговечность является ключевым фактором. Дополнительные преимущества волокна Vectran — это ползучесть 0,02% при 30% от максимальной нагрузки после 10 000 часов, высокая химическая и абразивная стойкость и высокая прочность на разрыв. Устойчивость к УФ-излучению уступает ПЭТ и ПЭН, но деградация выравнивается примерно через 400 часов воздействия, в то время как арамиды и Spectra продолжают деградировать.
Углеродное волокно — это высокомодульное синтетическое волокно, изготовленное из атомов углерода. Оно практически не подвержено воздействию УФ-излучения и обеспечивает исключительно низкую растяжимость. Варианты могут балансировать в диапазоне от хрупкости без растяжения до чрезвычайной прочности/гибкости с лишь немного большей растяжимостью, чем у арамидных парусов.
Парусная ткань из гребенной одинарной пряжи с высоким номером используется для спинакера и передних парусов. Номер часто составляет 148 на 160, а готовая ткань имеет ширину 100 см (40 дюймов) с отношением длины к массе около 13,10 м/кг (6 1 ⁄ 2 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 описывается в унциях, например, «ткань весом 8 унций». Это означает, что площадь 72 см × 91 см ( 28+1 ⁄ 2 дюйма × 36 дюймов) весит 230 г (8 унций).
Парусная ткань ткется в двух видах: сбалансированная и несбалансированная. Нити в сбалансированной ткани имеют одинаковый диаметр и вес по длине («основа») и по ширине ткани («заполнение»). Несбалансированная означает, что более тяжелая пряжа используется в одном направлении. Большинство современных парусов «пересекаются», что является несбалансированной техникой, при которой более тяжелые нити находятся в заполнении. Это позволяет большим нагрузкам распространяться от шкотового угла (задний нижний угол) вдоль задней шкаторины (задний край). Это особенно актуально для гротов и кливеров с высоким удлинением.
Тканые парусные ткани имеют врожденную проблему с сопротивлением растяжению. В плетении нити основы и утка проходят друг над другом и под друг другом. При приложении нагрузки нити пытаются выпрямиться, что приводит к растяжению ткани, обычно называемому «извитостью». Волокна, устойчивые к растяжению, не могут быть сотканы так же плотно, как более гибкие волокна, такие как ПЭТ, поэтому ткань больше подвержена извитости.
Пленки представляют собой тонкие листовые материалы, экструдированные из синтетических полимеров, и обычно используются вместе с тканым полотном в ламинате (см. ламинаты ниже).
Пленка ПЭТ является наиболее распространенной пленкой, используемой в ламинированной парусной ткани. Это экструдированная и биаксиально ориентированная версия волокна ПЭТ. В США и Великобритании наиболее известными торговыми марками являются Mylar и Melinex.
Пленка PEN — это экструдированная и двуосно-ориентированная версия волокна PEN. Так же, как волокно PEN прочнее волокна PET, пленка PEN прочнее пленки PET. Однако пленка PEN редко используется в стандартных стилях парусной ткани, поскольку она усаживается быстрее, чем PET, менее устойчива к неправильному обращению и сокращает срок службы паруса.
Пряди скомбинированы из волокон; часто это узкие плоские полосы или ленты из высокопрочного материала. Сетка — это свободное переплетение или решетка прядей, обычно скрепленных там, где они пересекаются, чтобы сохранить рисунок сетки. Пряди и сетки используются для укрепления или армирования парусины (см. ламинаты ниже).
В 1970-х годах производители парусов начали ламинировать несколько материалов с различными характеристиками, чтобы усилить качества каждого из них. Использование листов ПЭТ или ПЭН уменьшает растяжение во всех направлениях, где переплетения наиболее эффективны в направлении линий нитей. Ламинирование также позволяет размещать волокна по прямым, непрерывным траекториям. Существует четыре основных стиля конструкции:
Пленка зажата между двумя слоями тканой тафты , пленка обеспечивает большую часть сопротивления растяжению, а тафта повышает сопротивление разрыву и истиранию. Высококачественные версии этого метода используют тканую тафту Spectra или Kevlar. В некоторых новых стилях в ламинат также укладываются арамидные нити, расположенные вне нити. В некоторых случаях второй слой тафты исключается для экономии затрат и веса
В этой конструкции сетка или пряди (вставки) зажаты между слоями пленки. Таким образом, несущие элементы укладываются прямо, что максимизирует высокий модуль волокон, где тканый материал будет иметь некоторую собственную растяжимость по отношению к переплетению. Ламинирование пленки к пленке вокруг прядей создает очень прочную и надежную связь, уменьшая количество необходимого клея. В высококачественной ткани пряди или сетка натягиваются в процессе ламинирования.
Недостатки: пленка не так устойчива к истиранию и изгибу, как ткань, не защищает структурные волокна от УФ-лучей. В некоторых случаях добавляется УФ-защита.
В пленку-на-пленке добавляется тканый материал с высокой защитой от УФ-излучения и истирания. Это сочетает в себе лучшее из вышеперечисленного, но является дорогостоящим, тяжелым и жестким. Это привлекательный метод сочетания высокомодульных волокон с плохой устойчивостью к УФ-излучению.
Сплетено с обеих сторон холста без слоя пленки. Проблема заключается в том, чтобы вставить достаточно высокомодульной пряжи в сэндвич и при этом иметь возможность получить хорошее соединение, поскольку разнородные ткани часто плохо склеиваются. Эта техника скорее экспериментальная, чем практическая, но со временем может дать результаты.
По состоянию на 1973 год все каноэ на
Сатавале
использовали паруса
из дакрона
, сшитые самими мужчинами. Большинство каролинских каноэ использовали парусину, приобретенную во время японского присутствия 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 закрепилось на Сатавале в течение десятилетий после Второй мировой войны, и тогда островитяне стали использовать парусину. Когда я и Гэри Маунт, как волонтеры Корпуса мира, продемонстрировали очевидное превосходство дакрона над холстом всего лишь на 4-дюймовом квадратном образце, 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.