Я думаю, что удельная прочность для тканей состоящих из силовой основы и покрытия будет зависеть от соотношения удельного веса основы и покрытия. Не факт что ткань в 20 раз более тяжёлая окажется в 20 раз прочнее.
Разумеется, воздуходержащие ткани бывают очень разные. Мне просто было лень искать данные по ПВХ тканям, кайтовые и парапланерные как-то ближе
. Вот, к примеру небольшая табличка с характерными значениями:
http://www.belraft.com/ships/materials.html
Из нее (и из аналогичных таблиц) видно, что ткани с плотностью под 300 г/м2 имеют разрывную нагрузку около 150 кг, 650 г/м2 - около 250 кг, 1100 г/м - 600 кг и 1300 г/м2 - 750 кг.
Я считаю что ПВХ покрытие для тех целей которые здесь рассматриваются одним из самых неудачных решений. Более предпочтительны ткани с основой из полиэфира и полиуритановым покрытием.
Согласен. Но с чистым ПВХ покрытием тканей уже, наверное, просто не производится. Чистый ПВХ дубеет на морозе и все такое. Поэтому как минимум используются разные добавки (чаще всего полиуретана, а также различные лаковые слои поверх покрытия). А ткани с полиуретановым покрытием и с основой из полиэфира (полиэстер сам по себе меньше тянется, чем полиамид, хотя от конкретного плетения и производителя тоже многое зависит), безусловно, лучше чем с просто ПВХ. Кроме того, надо еще смотреть что за ткань, потому что из этого класса с ПВХ и/или полиуретановым покрытием бывают ткани, плохо держащие воздух. У водников хорошая наработка статистики из каких материалов и каких производителей стоит делать баллоны, а из каких нет.
Кстати, провел предварительные испытания двухслойной пленки ОПА/ПЭ 100 мкм (ориентированный полиамид 25 мкм + полиэтилен 75 мкм). Испытывались три метода сварки: паяльником 150 Вт, промышленным феном с прокаткой роликом и обычным утюгом.
Паяльник оказался непримемлимым - слишком мала площадка контакта и жало имеет острые кромки, повреждающие при нагреве пленку. Кроме того, быстро нагревается и плавит силовую пленку ОПА. После подключения через регулятор тока удалось добиться, чтобы температура не превышала температуру плавления полиамида, но проблема с малой площадкой и шириной шва осталась. Прочность шва неприемлима, легко разрывается руками, воздух держит неравномерно (то есть некоторые участки держат, а некоторые из-за малой ширины шва начинают травить под нагрузкой). Возможно, имеет смысл на жало паяльника одеть медную/алюминиевую пластинку шириной 2 см, но тогда возможно не хватит мощности нагрева.
Промышленный фен. Геотекстильные толстые пленки сваривают именно таким способом. Феном с плоской насадкой ведут между двумя слоями пленки, нагревая внутренние слои. А следом прокатывают валиком, прижимая пленки друг к другу. В данном случае вести фен между пленками было бессмысленно, так как полиэтилен сразу липнет к стали. Кроме того, из-за малой толщины пленки расплавленный полиэтилен почти мгновенно остывает. В общем, не получилось. Если же греть феном просто сверху перед роликом, то от широкого потока горячего воздуха коробится окружающая пленка. Возможно, имеет смысл вставить пленку между двумя пластинками/брусками, оставив только 2 см под шов.
Обычный утюг. Нет, я конечно знал, что баллоны для кайтов сваривают и ремонтируют бытовым утюгом, но это казалось как-то слишком просто
. В итоге выяснилось, что все утюги уже имеют встроенный регулятор температуры под разные ткани и этот диапазон вполне покрывает температуру плавления полиэтилена и полиамида. Но главное - большая площадь контакта, гладкая поверхность с закругленными кромками (чтобы не повреждать пленку, в отличие от плоского паяльника) и приличная сила нажима благодаря массе. Мощности за киловатт и более, тоже довольно удачно совпали - можно быстро вести утюг, он успевает прогреваться.
Лучший вариант, дающий почти идеальный вариант. Складываем пленки слоями полиэтилена друг к другу, настраиваем температуру утюга, чтобы полиэтилен уже плавился, а полиамид еще нет. Прикладываем боковой стороной на ширину примерно 2 см и плавно ведем с небольшим нажимом. Никаких прокладок между утюгом и пленкой не нужно. Снизу можно положить несколько листов бумаги, чтобы не греть стол. Места непроварки можно разглаживать кончиком утюга или провести им сверху второй раз.
Прочность шва приемлима, пленка рвется с большим трудом вдоль начала шва. Сам шов при этом не расходится.
К сожалению, пока подходящего воздушного манометра на давление меньше атмосферы не нашлось, поэтому решил проверить хотя бы весом. Сварил пакет 20х30 см, слегка надул его ртом и запаял. После чего встал на него. Пакет выдержал. Немного попрыгал, попросил встать товарища 90 кг. Тоже выдержал. Оставил на ночь под давлением 15 кг, утром без изменений.
Но скорее всего такая проверка ни о чем не говорит. Если я правильно помню школьный курс физики, то вес стоящего на пакете человека с массой 70 кг, передается сжатым воздухом равномерно на стенки сосуда. Так как размер пакета 20х30 см, то общая площадь стенок пакета 20*30*2=1200 см2. Зная, что одна атмосфера - это сила, с которой 1 кг давит на площадку 1 см2, получается что внутри пакета при этом развивается давление: 70 кг / 1200 см2 =0.058 кг/см2. Это всего 60 мбар, что очень мало. Или я где-то ошибся в расчетах? В любом случае, данная пленка по предварительным ощущениям обладает достаточной прочностью, как самой пленки, так и сварного шва.
Считается, что ртом можно надуть до давления 0.1 атм. Пробовал, держит
. Но этого конечно мало, следующим шагом будет покупка специального насоса высокого давления до 0.8 атм (применяется для надувных полов в лодках). Тогда можно будет говорить более предметно.
Кстати, скорее всего можно сваривать утюгом и внутренние Т-образные соединения типа перегородок в матрасе. Если место шва положить на брусок с сечением как пирамидка со срезанной вершиной 2 см и загнуть остальную часть пленки вниз, чтобы она не касалась утюга.
